专利名称：三色光源色彩点的调节方法及调节系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光光源尤其是三色光源色彩点的调整方法，并提供一种 三色光源色彩点的调整系统，可广泛应用于投影设备、照明设备及液晶显示设 备等装置。
背景技术：
目前在投影显示领域中广泛使用的还是UHP (超高压汞灯)，但是其具有诸 多缺点。新型光源的发展使我们可以选择的光源日渐广泛，使用三色光源(例 如LED、激光)存在显示色彩丰富，色温可调，动态可控制等优点，所以对三色 投影光源控制系统的研究也显得比较重要。此外随着液晶现实的普及以及背光 技术的成熟，LED灯的应用变得越来越广泛，随之如何提高LED光源的色彩输出 及有效利用和LED光源的调节，变成了节能降耗领域的一个重要课题。
LED的红、绿、蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果， 而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。当为全彩色LED显 示屏进行配色前，为了达到最佳亮度和最低的成本,应尽量选择三原色发光强度 成大致为3: 6: 1比例的LED器件组成像素。白平衡要求三种原色在相同的调配 值下合成的仍旧为纯正的白色。单就LED来说是很难实现，为了解决此类问题， 一般IC都会设计设置电流大小的功能，便于不同批次LED都可以达到同样的白 光效果。
我们 一般把可以合成的颜色叫做，原色；在应用中的红、绿、蓝三色叫做，基 色.色度图中的三个顶点为理想的原色波长。如果原色有偏差，则可合成颜色的 区域会减小，光谱表中的三角形会缩小，从视觉角度来看，色彩不仅会有偏差，丰 富程度减少，见附图1。三个原色中绿色最为重要，因为绿色占据了白色中69% 的亮度，且处于色彩横向排列表的中心。因此在权衡颜色的纯度和价格两者之间 的关系时，绿色是着重考虑的对象。
如何能後有效的对三色光源进行驱动控制来达到我们需要的色彩点，目前普遍采用是利用脉宽调制信号对复数个LED进行驱动，当这个动作重复至一个预 定次数后，如果LED光源还未实现用户所选色彩点则设定一个错误标志。这种 驱动主要是通过调整PWM来控制LED的亮度强弱或者颜色匹配白平衡的。例如 中国专利CN200510085590. 3所乂>开的， 一种方法，其包括4妻收一用户所选色 彩点；取得所述用户所选色彩点的红、绿、蓝(RGB)三色值，所述RGB三色值由 一发光二极管(LED)光源的一色彩传感系统而定；判断所述用户所选色彩点是 否超出所述LED光源的一色彩选择范围，如果超出，则设定一错误标志；及响应于 所述RGB三色值，为所述LED光源的复数个LED驱动器产生脉宽调制信号。可是 这样的驱动需要所有的LED灯进行多遍调试且在具体工作时，所有的LED灯都 要亮。这样非常不利于节约能耗，降低机器使用功耗。
针对以上需要所有的LED灯进行多遍调试且在具体工作时，所有的LED灯都 要亮，不利于节约能耗的缺点，本发明特别揭示一种三色光源色彩点调整系统， 不仅保证三色光源能够输出所需的光线和色彩，而且有效解决整机能耗高的缺 陷，更加环保。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是揭示一种可以针对单个三色光源 进行色彩点调整的方法，避免必须对多个或者复数个三色光源或LED光源进行 色彩点控制的弊端，提供一种更为经济和低能耗的调节色彩点方法。
针对上述发明目的，本发明揭示了一种三色光源色彩点的调节方法，包括， 调节单个三色光源的三基色占空比，三色光源根据所调节的三基色的占空比依
次输出三色光源的三基色，从而调节三色光源的色彩点。
作为本发明一个较好的实施例， 一种三色光源的色彩点调整方法，还包括在 一个周期内预设三基色的占空比，根据所设定的三基色的占空比依次输出三色 光源的三基色，获取目标色彩点，将三色光源的色彩点与目标色彩点做比较， 如果一致，则按所述三基色的占空比周期的输出该三色光源；如果不一致，则 调节该三色光源三基色的占空比，与目标色彩点做比较，直到一致。
作为本发明一个较好的实施例，通过取样单元对目标色彩点进行取样分析，反馈至控制单元产生相应的控制信号，该控制信号对三色光源的占空比进^f亍调 节，从而使得三色光源的色彩点与目标色彩点趋于一致。
作为本发明一个4交好的实施例，在所述的三色光源色彩点的调节方法中，在 一个周期内，三基色的三种颜色信号按照一定的相位差依次输出，且三基色的
三种颜色信号不被同时输出或者相互间不同时输出。
进而，在一个周期内，三基色的占空比和为一，以确保始终只有一个基色的 颜色信号被输出。
作为本发明的另一 目的，本发明揭示了 一种三色光源色彩点的调节系统或称 调节装置，以实现本发明的三色光源色彩点的调节方法。
一种三色光源色彩点的调节系统，包括，三色光源和控制单元，所述的控制 单元可以调节所述的三色光源的三基色占空比，所述的三色光源依据所调节的 占空比依次输出三基色，从而调节该三色光源的色彩点。
作为本发明一个较佳的实施例，本发明的三色光源色彩点的调节系统，还包
括取样单元，用于取样目标色彩点并反馈至控制单元进行取样分析；比较单元，' 将目标色彩点与三色光源的色彩点进行比较，如果一致则按所述三基色的占空 比周期的输出该三色光源；如果不一致，则调节该三色光源三基色的占空比， 与目标色彩点做比较，直到一致。
为了精确输出控制信号以调节占空比，节省调节时间，本发明的较佳实施例 中，三色光源色彩点的调节系统，还包括取样单元，对目标色彩点进行取样， 将取样后的结果反馈至控制单元，控制单元根据取样的结果进行分析并产生相 应的控制信号，进而调节三色光源的三基色占空比。
为了充分利用一个周期的驱动能力，本发明较佳实施例中，在一个周期内， 三基色的三种颜色信号按照一定的相位差依次输出，三基色的占空比和为一， 且三基色的三种颜色信号相互间不同时输出。
为了保护该调节系统，本发明的较佳实施例中，还包括与控制单元相连接的 温度保护单元和过流保护单元。
由于本发明揭示了在一个周期内通调节三基色的占空比，进而调节三色光源的色彩点，使得三基色的三种颜色在一个周期内相互间不同时输出，并保持 占空比在一个周期内和为一，即充分利用了每个周期的三色光源驱动能力，又 可以灵活的调节三色光源的色彩点。由于能够针对单个三色光源进行色彩点的
精确调节，降低了LED光源的能耗，更加环保。
附图1为现有三基色光源的色彩示意附图2为本发明实施例的光源控制系统结构示意附图3为本发明实施例的光源控制方法流程示意附图4为本发明实施例的P丽信号控制LED电流的波形示意附图5为本发明实施例一个周期中三基色颜色信号输出波形示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特 征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明 确的界定。
本发明揭示一种三色光源色彩点的调节方法，使三基色光根据控制依次输 出，到达显示芯片来调节光的亮度，最后达到显示输出的目的。
本发明可以应用在单片或者三片式投影显示中，也可以应用在LED照明系统 中，随着LCD电视及相关产品的普及，本发明同样可以应用在背光电^L或者PDA、 电脑等产品上。
为了描述的方便，下面以背光LED电视为例来介绍本发明。 如图2所示，对于单个三色光源107的色彩点调节过程做如下介绍，控制通 过驱动单元(也即此处的驱动控制IC102)控制三色光源，控制器101 —般为 MCU，三色光源107可为LED、激光等光源，该三色光源107—般包括三基色， 通过三基色及光源的点亮时间和流经电流大小，控制光源的亮度。
驱动控制IC102,此处设置为包括三路输出，能够完成对三色LED的驱动输 出。驱动控制IC102主要是在同 一个周期T内使该三路输出相位相对前一路的输出相位会延迟120度的相位角，这样就在一个周期T内平分三个基色的输出
时间，并将此设定为三基色在光源中的预定占空比，这样就可以使三路输出保
证一个周期T的驱动能力，如图4所示，其中红颜色信号输出为R,绿颜色信号输 出为G,蓝颜色信号输出为B, Tl代表第一个PWM开关周期。
如果改变控制驱动IC102的三路输出的占空比，也就改变了三基色的输出时 序及各自所输出的时间，从而就调节了三色光源107的色彩点。在本发明实施 例中，三路占空比的累加和保证要为一，也即要保证在一个周期内，三色光源 107总有一个颜色信号被输出。这样就可以使得只需要外加一个精确的时钟输 入，三色光源107就能按照固定的三基色占空比完成三路不同相位的同步输出。 比如，可以是红色占60%,绿色占20%,蓝色占20%;或者红色34%,绿色 和蓝色都是33%;相应的，相位差也就随之变化。
为了更为精确的确定三基色的占空比，从而满足输出的色彩点需求，本发明 实施例中，设置了通过取样电阻对目标色彩点108特性进行取样，取样电阻将 该取样信号反馈至控制驱动IC1G2或者控制器101/通过控制驱动IC102或控制 器101的分析和计算，产生相应的控制信号，该控制信号对三色光源107进行 控制，也即调节了三色光源107的三基色占空比，使得三色光源107能满足目 标色彩点108的需求。此处的目标色彩点108可以是电-见接收端输入的画面信 号样本，也可以是用户事先输入的需求色彩点。
对于整个背光源也即批量的三色LED的亮度控制主要有两种方法通过光感 应器件采集光的亮度值反馈给MCU; MCU通过处理P丽改变电流大小，从而改变 背光源亮度；通过客户输入亮度指令改变背光源亮度，达到背光源输出符合要 求，也就使得LCD发光色彩和亮度满足了各类机器的需求，如图5所示，图中上 面的波形为PWM波形，下面为流经背光源LED的电流波形，P丽的占空比越高， 电流就越大，背光源LED灯也就越亮。
在光感应器件采集光亮度时，可以通过光感应器采集到光信号转化成模拟信 号或数字信号给控制器MCU,根据这些信号控制器101对P丽做出一定的处理， 以达到改变背光源亮度的目的。当所述的三色光源107是白色激光时，还需要给白色激光设置分色电路，将
白光分为RGB三色信号，然后驱动控制IC102控制RGB三基色的颜色信号在一 个周期内，至少有1个颜色信号可以输出。
驱动控制IC102对三色光源107输出的PWM占空比越大，LED越亮，可以有 效保证机器输出的亮度需求，另外对三色光源107的选择也是保证输出亮度的 很重要的一点，不同的三色光源107性能指标，决定了其亮度及其他相关参数。 而对于单个三色光源1G7的颜色匹配，则可以直4妻通过调节三色光源107的三 基色PWM占空比的比例来进行控制和匹配。
进一步的为了对驱动控制IC102中的电压和电路进行有效保护，可以在驱 动控制IC102系统设置有过压过流保护电路， 一般可选用过压和过流保护的反 馈环，然后只需设计合适的取样电阻就可以完成对电压和电流的保护。
如图2所示，为了增加对光源的驱动，增强驱动控制IC102对三色光源107 的稳定工作，可以在驱动控制IC102和三色光源之间设置有驱动电路103，该驱 动电路103具体可以是一个开关器件，根据驱动控制IC102的驱动信号来控制 三色光源107的灯亮暗操作，该驱动电路103 —般可以选用BUCK电路。
由于三色光源107最容易损坏，所以除了在驱动控制系统中完成过压;Ei流 保护，还需要在整个系统中增加温度保护部分，用来保证光源寿命。具体的做 法是采用温度采集105部分采集温度的变化，将此温度反馈信号经过A/D转 换104器件输出数字信号，控制器IOI (FPGA或者单片机)对此数字信号进行 处理，将对温度的调节转换为对P丽的调节，调节范围可以根据设计产品的需 要定义，若温度的急剧上升使得温度超出所设置的温度调节范围，控制器IOI 会直接给一个关断信号，完成对整个光源系统的保护。
上述所用的温度采集105部分，可以用精密温度传感器，也可以使用热敏 电阻来搭建简单的温度采集105系统。比如可以利用NTC热敏电阻的特性—— 当它处于不同温度环境时，其阻值不同的特性。利用运放，将热敏电阻在不同 温度环境下的输出电流转换成电压值，输入到控制器101的I/O 口 ，才艮据预先 设定的过溫保护值，判断是否超出其范围，如果超出规定值时，控制器MCU通过改变P丽方波的占空比，调节输出到LED光源的电流，使LED的功率降低， 转化的热量变少，温度降低。低于安全温度后，再增加输出的电流，使LED亮 度变亮，如果采样的温度再次比安全温度高，就重复以上的过程。
如图3所示，本发明实施例的三色光源107色彩点的调节方法示意图中， 包括S1设定三基色的占空比，即预先定好三基色的输出时序及时长，可以设定 为三基色相位相差120度，则三基色平分一个周期，并且保持三基色的占空比 和为一，即红色、绿色和蓝色均占33。 33%，保持每三分之一个周期有一种基 色的颜色信号输出，但是三基色的颜色相互之间不会同时输出，但是该占空比 的预设值也是可以按需调节的；S2根据设定的三基色占空比依次输出三色光源 107的三基色，确定了占空比后，将三基色依次输出，也即确定了单个三色光源 107的色彩点值；S3获取目标色彩点108,通过耳又样单元104获耳又目标色彩点 108的值，将结果反馈给控制单元；S4判别三色光源107的色彩点与目标色彩 点108是否一致，即比较单元来判别两色彩点之间是否有差异，如果一致，则 执行步骤S5， S5按该三基色的占空比周期的输出三色光源107，如果不一致， 则执行步骤S6， S6调节该三色光源107三基色的占空比，调节三基色的占空比 后，再将色彩点进行比较，直到两者一致，否则重复上述步骤S6和S4。为了精 确调整三基色的占空比，从而提高三色光源107色彩点的调节速度，此处将取 样单元104取样的目标色彩点108送到控制单元进行分析计算，得出相应的三 基色占空比，从而调节三色光源107的三基色占空比，使得三色光源107的色 彩点能快速满足目标色彩点108的要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造 性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明 的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
权利要求
1、一种三色光源色彩点的调节方法，包括，调节单个三色光源的三基色占空比，三色光源根据所调节的三基色的占空比依次输出三基色，从而调节三色光源的色彩点。
2、 根据权利要求1所述三色光源色彩点的调节方法，其特征在于，还包括 在一个周期内预设三基色的占空比，根据所设定的三基色的占空比依次输出三 色光源的三基色，获取目标色彩点，将三色光源的色彩点与目标色彩点做比较， 如果一致，则按所述三基色的占空比周期的输出该三色光源；如果不一致，则 调节该三色光源三基色的占空比，与目标色彩点做比较，直到一致。
3、 根据权利要求2所述的三色光源色彩点色调节方法，其特征在于，通过 取样单元104对目标色彩点进行取样分析，反馈至控制单元产生相应的控制信 号，该控制信号对三色光源的占空比进行调节，从而使得三色光源的色彩点与 目标色彩点趋于一致。
4、 根据权利要求1 ~ 3之一所述的三色光源色彩点的调节方法，其特征在于， 在一个周期内，三基色'的三种颜色信号按照一定的相位差依次输出；且三基色 的三种颜色信号相互间不同时输出。
5、 根据权利要求4所述的三色光源色彩点的调节方法，其特征在于， 一个 周期内，三基色的占空比和为一，以确保始终只有一个基色的颜色信号被输出。
6、 一种三色光源色彩点的调节系统，包括，三色光源和控制单元，所述的 控制单元可以调节所述的三色光源的三基色占空比，所述的三色光源依据所调 节的占空比依次输出三基色，从而调节该三色光源的色彩点。
7、 根据权利要求6所述的三色光源色彩点的调节系统，其特征在于，还包 括取样单元，用于取样目标色彩点并反馈至控制单元进行取样分析；比较单元，将目标色彩点与三色光源的色彩点进行比较，如果一致则按所述三基色的占空 比周期的输出该三色光源；如果不一致，则调节该三色光源三基色的占空比， 与目标色彩点做比较，直到一致。
8、 根据权利要求7所述的三色光源色彩点的调节系统，其特征在于，还包 括取样单元，对目标色彩点进行取样，将取样后的结果反馈至控制单元，控制单元根据取样的结果进行分析并产生相应的控制信号，进而调节三色光源的三 基色占空比。
9、 根据权利要求6 ~ 8之一所述的三色光源色彩点的调节系统，其特征在于， 在一个周期内，三基色的三种颜色信号按照一定的相位差依次输出，三基色的 占空比和为 一，且三基色的三种颜色信号相互间不同时输出。
10、 根据权利要求9所述的三色光源色彩点的调节系统，其特征在于，还包 括与控制单元相连接的温度保护单元和过流保护单元。
全文摘要
一种三色光源色彩点的调节方法，包括，调节单个三色光源的三基色占空比，三色光源根据所调节的三基色的占空比依次输出三基色，从而调节三色光源的色彩点；本发明同时揭示了一种三色光源色彩点的调节系统，可以实现对单个三色光源的色彩点进行精确调节。
文档编号H05B37/02GK101621880SQ200910020550
公开日2010年1月6日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者刘卫东, 张海翔, 郭大勃 申请人:青岛海信电器股份有限公司