专利名称：用于增加图像亮度的系统和方法
技术领域：
本发明大体上涉及将视频图像投射到屏幕上。更具体地，本发 明涉及用于增加所投射的视频图像的亮度的系统。
背景技术：
这部分旨在向读者介绍本领域的各个方面，其可以涉及以下所 描述的和/或要求的本发明的多个方面。相信该讨论有助于向读者提 供背景信息，以利于更好地理解本发明的多个方面。因此，应该理 解，将被读到的这些综述是就此而论的，并不认为是现有技术。多种类型的视频显示单元采用了诸如金属卣化物灯、水银灯等 的高强度光源。在典型的一见频显示单元中，^人高强度光源产生的光通过色轮(color wheel )，其中，色轮用于将由高强度光源产生的白 光束转换为快速并重复地从红光变到绿光变到蓝光的光束。该视频 显示单元可以利用该红光、绿光、及蓝光来产生红色图像、绿色图 像、及蓝色图像，这些图像中的每一个均被投射到屏幕上。因为相 对快速连续地显示该红色图像、绿色图像、及蓝色图像，所以观看 该一见频显示单元的人会看到由该红色图^f象、绿色图i象、及蓝色图l象 形成的单个图^^。如上所述，典型的—见频显示单元中的色4仑将由光源产生的白光 束转换为快速变化的有色光束。在典型的视频单元中，色轮包括排 列在围绕色4仑外侧的弓形区域中的红色-绿色-蓝色-红色-绿色-蓝色的6个滤色器。在色轮旋转时，存在来自光源的白光从一个滤色器 过渡到下 一个滤色器时的六个时间段。这些时间段被称为轮辐(spoke)时间。在这些轮辐时间中，从色轮照射的光不是纯原色， 并因此不会一皮一见频显示单元用来才史射一见频图l象。因而，典型的浮见频 单元中的图像系统可以被配置为丢弃轮辐时间期间所产生的光。例 如，在凄史字光处理("DLP，，)系统中，数字凝:4竟器件("DMD，，)可 以被配置为在轮辐时间期间关闭。上述高强度光源中的灯通常一皮-没计为以等于或^氐于特定平均额 定功率工作。超过灯的预设平均功率阈值会减少光源的功能性的使 用寿命。传统的视频显示单元在色轮的整个旋转期间向光源提供恒 定的工作电流(supply current)，并只丟弃在寿仑辐时间期间产生的光。本发明的实施例可以涉及用于在不超过光源的特定平均功率等 级(level)的情况下才是高一见频亮度的系统和方法。发明内容以下阐述了与7>开的实施例的范围匹配的 一 些方面。应该理解， 提出这些方面仅用于向读者提供本发明可能釆用的一些形式的简短 冲既要，这些方面并不用于限制本发明的范围。实际上，本发明可以 包4舌在以下没有阐述的多个方面。公开的本发明的实施例涉及用于增加视频图像的亮度的系统和 方法。更具体地，提供了一种视频单元，包括色l仑；光源，被配 置为将光束投射到色轮上；以及视频控制系统，连接至色轮和光源， 并被配置为在色轮的轮辐时间期间将用于光源的工作电流等级减小 到第一电流等级以下，以及在色寿仑的非4仑辐时间期间将工作电流等 纟及增加到第 一 电流等纟及以上。
在阅读以下i羊细的描述并参考以下附图时，本发明的多个伊乙点会变得显而易见，在附图中图1是根据本发明实施例的被配置为增加图像亮度的视频单元 的框图；图2是根据本发明实施例的被配置为增加图像亮度的色轮的示 意图；以及图3是示出根据本发明实施例的用于增加图^f象亮度的示例性方 法的流程图。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个或多个具体实施例。致力于4是供这些 实施方式的简明扼要的描述，而并不在本说明书中描述实际实施的 所有特性。应当意识到，在这种实际实施的任一开发中，如在任一 工程或i殳计项目中，必须作出许多针对实施的决定以实现开发者的 特定目的，例如，遵照与系统相关的和与商业相关的限制，从一个 实现到另一个这些限制可以改变。此外，应当意识到，这种开发的 努力可能是复杂且费时的，但对受益于本公开的那些普通技术人员 来说，仍将是设计、制造以及生产的例行程序。首先，转向图1，示出了根据一个实施例的被配置为增加视频 图像的亮度的视频单元的框图，并通常用参考标号10来表示该视频 单元。在一个实施例中，— 见频单元10可以包括#:字光处理("DLP") 投影电视机或者投影仪。在另一个实施例中，；現频单元IO可以包括 液晶二极管("LCD")的投影电视机。在又一个实施例中，视频单 元IO可以包括其他适合形式的投影电视机或显示器。视频单元10可以包括光源12。光源12可以包括能够投射白光或者大体的白光的任意适合形式的灯或灯泡。在一个实施例中，光源12可以是高强度光源，例如，金属面^f匕物灯或者水《艮灯。例如， 光源12可以是菲利普电子(Phillips Electronics)生产的超高性能 ("UHP")灯。如下面进一步描述的，在一个实施例中，光源12 被配置为将大体的白光投射、照射、或聚焦到一个静止位置上。如图1所示，示例性的一见频单元10还包括在光学一见线上与光源 12对准的色4仑14。相应地，图2是4艮据一个实施例的^f皮配置为增加 图像亮度的色轮14的示意图。色轮14可以包括在色轮14上排列为 弓形区J或的多个滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。在示 出的该实施例中，色轮14包括被配置为将大体的白光转换为光的三 原色(红色、绿色、或蓝色)中的一种的滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b。具体i也，示出的i亥实施侈J的色4仑14包4舌两个纟工 色滤色器40a和40b、两个绿色滤色器42a和42b、以及两个蓝色 滤色器44a和44b。应当理解，在可替换的实施例中，可以改变滤 色器40a、 40a、 42a、 42b、 44a、及44b的具体颜色，或者可以？文 变滤色器的数目。例如，在一个可替换的实施例中，色4仑14可以4又 包括一个红色滤色器40a、 一个绿色滤色器42a、及一个蓝色滤色器 44a。在该实施例中， 一皮滤色器42a、 44a、及46a占才居的弓形区域* 可以是图2所示的滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b的大 约两倍长(沿着色轮14的圆周所测量的)。在又一个实施例中，依 岸负于寻见步贞单元10的酉己置禾口功肯fe,滤、色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、 及44b可以占据更多或更少的色4仑表面积。另夕卜，色轮14可以包括每个滤色器40a、杨、42a、 42b、 44a、 及44b之间的边界。这些边界由于其相似于轮子的轮辐而被称为轮 辐46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b。例力口，图2示出了三种类 型的轮辐黄色(即，红色-绿色)轮辐46a和46b、青色(即，绿色-蓝色)轮辐48a和48b、以及品红色(即，蓝色-红色)轮辐50a 和50b 。接下来，转向色轮14的操作，并查看图l和图2，滤色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b中的每一个均^皮:没计为将由光源12 产生的白光28转换为有色光30。具体地，色轮14可以被配置为绕 其中心点52沿着逆时针方向51快速旋转。然后，光源12可以净皮配 置为将大体的白光聚焦到色轮14上。在远离光源12的色轮14的相 反侧上，可以有成《象系统16。因为成像系统16的位置固定而色寿仑 14 S走转，所以进入成^f象系统16的光可以#1示为沿着与色4仑14旋转 的方向相反的方向绕着色轮14旋转的固定区域54。例如，在色轮14沿着逆时针方向51 S走转时，固定区域54沿 着力顷日寸4十方向53 ^走專争纟至过每个;虑色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、 及44b。因而，在固定区域54经过每个滤色器40a、杨、42a、 42b、 44a、及44b时，进入成l象系统16的有色光将随着色寿仑14每旋转 一圏而快速地/人红色变到绿色变到蓝色变到红色变到绿色变到蓝 色。换句话说，由于光源12是静止的，因此色轮14的逆时针旋转 会使固定区域54沿着顺时针方向53旋转经过色轮14的这些颜色。 在可3#4灸的实施例中，色4仑14本身可以沿着顺时4十方向53旋转。 本领域的4支术人员应该理解，固定区域54以及滤色器40a、 40b、 42a、 42b的大小和形状仅是示例性的。在可替换实施例中，固定区 i或54 ,口/或滤、色器40a、 40b、 42a、 42b、 44a、及44b的大小详口形 状可以才艮据系统的光学i殳计而不同。在固定区域54经过轮辐46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b中的每一个时，进入成〗象系统16的有色光30的颜色是不一致的。 具体地，在固定区域54跨过一个特定轮辐46a、 46b、 48a、 48b、 50a、及50b的边纟彖时，进入成l象系统16的有色光30将包4舌两种 不同颜色的光。这些时间(在两种不同颜色的光进入成像系统16时)被称为"轮辐时间"，而当只有单个的原色光进入成像系统16时的时间被称为"非轮辐时间"。例如，在固定区域54跨过轮辐46a 而移动到绿色滤色器42a中时，红光的百分比将降4氐，而绿光的百 分比将增加，直到进入成j象系统16的有色光30全部由绿光组成(即， 固定区域54彻底跨出红色滤色器40a,而完全进入到绿色滤色器42a 中)。于是有色光30的颜色将保持一致的绿色，直到固定区域54 跨过轮辐48a。在一个实施例中，轮辐时间各占据色轮14的外圓周 的15度，而非轮辐时间各占据色轮14的外圓周的45度。如上所述，因为在这些轮辐时间期间进入成像系统16的有色光 30的颜色不一致，因此系统10可以-故配置为丢弃在这些轮辐时间 期间所产生的光。例如，在DLP系统中，可以在这些4仑辐时间期间 关闭DMD 18上的所有孩"竟。现在返回到图1,离开色轮14的红光、绿光、及蓝光可以进入 成l象系统16。成l象系统16可以一皮配置为采用该红光、乡录光、及蓝 光来产生适合于在屏幕20上显示的图像。在一个实施例中，成像系 统16包4舌DLP成^f象系统，其采用一个或多个DMD来利用红光、 绿光、及蓝光生成视频图像。在另一个实施例中，成像系统16可以 采用LCD投影系统。但是，应该理解，上述的示例性实施例不是排 他性的，在可替换的实施例中，在视频单元10中可以采用任何适当 形式的成〗象系统16。如图1所示，光源12、色4仑14、及成4象系统16还可以净皮通信 地连接至视频控制系统18。在一个实施例中，视频控制系统18可 以包括一个或多个处理器、相关联的存储器(associated memory )、 和/或其他适合的控制系统组件。如下面所要描述的，在一个实施例 中，视频控制系统18可以被配置为控制提供给光源12的工作电流。如上所述，光源12可以包括高强度光源，例如，金属卣化物灯、 水4艮灯、或UHP灯。通常，用恒定的工作电流或者用周期性增加(脉 沖)的近恒定工作电流纟会这些类型的灯供电，以4吏灯的电4及上的电弧稳定。另一方面，-f见频单元10可以-故配置为在轮辐时间期间减小 提供给光源12的工作电流，而在非轮辐时间期间增加提供给光源 12的工作电流，从而提供给光源12的平均功率约等于改变工作电 流之前的平均功率。因而，即^^非4仑辐时间期间的工作电流已经增 加，平均功率仍然不会超过光源12内的灯的额定值。在一个实施例中，视频控制系统18可以被配置为在轮辐时间期 间将々贵电电流减小50 % ，以在额定(nominal)(起始)々贵电电流等 级以下，而在非轮辐时间期间将4f电电流增加轮辐时间期间的々贵电 电流的减小量乘以用于轮辐时间的色轮14的度数与用于非轮辐时 间的色轮14的度数之比而得到的乘积，以在额定馈电电流以上。例 如，在一个实施例中，在用于具有45度/15度的轮辐时间与非轮辐 时间之比的色轮14的轮辐时间期间，将轮辐时间工作电流减小50 %产生了光输出上14.3%的增加量。因为工作电流的增加量与工作电流以及工作电流的减小量有 关，所以光源12的平均功率几乎4呆持相同，好^f象工作电流在4仑辐时 间期间没有减小在非l仑辐时间期间也没有增加一4f。 ^f旦是，可以理 解，期间上述的工作电流的50%的减小量仅是示例性的。因而，在 可替换的实施例中，只要非4仑辐时间期间的工作电流的增加量至少 部分地基于轮辐时间期间的工作电流的减小量，那么轮辐时间期间 的工作电流可以减小不同的量。在一个实施例中，光源12中的灯镇 流器(未示出)可以被配置为在轮辐时间期间的工作电流的减小之 后在非4仑辐时间期间自动增加才是供乡合光源12中的灯的工作电流。图3是示出根据一个实施例的用于增加图像亮度的示例性方法 60的流程图。在一个实施例中，通过视频控制系统18与光源12、色4仑14、及成像系统16—起来执行方法60。如图3所示，在色專仑 14开始專仑辐时间时，方法60可以开始(如方才匡62所示)。 一旦4仑 辐时间开始，则视频控制系统18可以被配置为减小提供给光源12 中的灯的工作电流(如方框64所示)。如上所述，在一个实施例中， 视频控制系统18可以被配置为使提供给光源12的工作电流减小50 %。如方才匡66所示，才是供纟合光源12的工作电Wb可以一直减小，直 到色轮14开始非轮辐时间之一。 一旦非轮辐时间开始，则视频控制 系统18可以被配置为使提供给光源12的工作电流增加约等于轮辐 时间期间的工作电流的减小量的量，以到达额定(即，起始)工作 电流等级之上。在一个实施例中，工作电流的增加量可以导致乂人光 源12输出的光超过额定工作电流的14.3%的增加量。最后，如图3 所示，当色專仑14开始下一个l仑辐时间时，方法60可以循环回到方 框62。应该理解， 一见频单元10可以将方法60连同其j也亮度4是高方法 一起采用。例如，可以用4交高的工作电流给多种类型的光源12周期 性加脉沖，以使光源12的灯内的电弧稳定。给灯周期性加脉沖还能 够被用于增加所投射的图像的亮度。因而，在一个采用了周期性工 作电流脉冲的实施例中，这里所描述的方法可以一皮用于提高在周期 性脉沖和/或非脉沖时间期间产生的光的亮度。进一步地，这里所描述的方法还可以被用在利用了轮辐光恢复 的视频单元10中。如果由视频单元10投射的光的色调(shade )超 过预定的亮度阈值，则轮辐光恢复使得视频单元10能够利用轮辐时 间期间产生的光。因为轮辐光恢复方法利用了轮辐时间期间所产生 的光，所以也采用了轮辐光恢复的该方法的实施例可以;故配置为当 投射在特定像素的颜色的色调超过预定亮度阈值时不减小灯的工作 电流，或者可以 一皮配置为限制工作电流减小的量。虽然已经通过附图中的实例示出了并JM寻在本文i羊细:t也描述具 体的实施例，但是本发明能允许各种各样的修改和替换形式。然而， 应当理解，本发明并不被限制为所公开的特定形式。相反地，本发 明是覆盖落入由下面所附权利要求限定的本发明的范围和精神内的 所有的修改、等同、及替换。
权利要求
1.一种视频单元(10)，包括色轮(14)；光源(12)，被配置为将光束投射到所述色轮(14)上；以及视频控制系统(18)，连接至所述色轮(14)和所述光源(12)，并被配置为在所述色轮(14)的轮辐时间期间将用于所述光源(12)的工作电流等级减小到第一电流等级以下；以及在所述色轮(14)的非轮辐时间期间将所述工作电流等级增加到所述第一电流等级以上。
2. 根据权利要求1所述的视频单元，其中，所述视频控制系统(18)被配置为将所述工作电流等级增加到约等于所述第一电 流等级和所述轮辐时间与所述非轮辐时间之比的乘积的等级。
3. 根据权利要求1所述的视频单元，其中，所述光源(12)包括 金属卣化物灯。
4. 根据权利要求1所述的视频单元，其中，所述光源(12 )被配 置为利用增加的所述工作电流来产生光束。
5. 根据权利要求4所述的视频单元，包括成像系统(16)，被 配置为接收所述光束并利用所述光束将图像^:射到屏幕(20 ) 上。
6. 根据权利要求4所述的视频单元，其中，所述成像系统(16) 包括数字微镜器件。
7. 根据权利要求1所述的视频单元，其中，所述光源(12 )包括 镇流器，被配置为响应于来自所述一见频控制系统(18)的指令 来减小所述工作电流等级。
8. 根据权利要求1所述的视频单元，其中，所述视频控制系统(18 ):帔配置为使所述工作电流等级减小50% 。
9. 一种方法，包4舌在色轮(14)的轮辐时间期间将工作电流等级减小到第一 电;jfu等级以下；以及在色轮(14)的非轮辐时间期间将所述工作电流等级增加 到所述第 一 电流等级以上。
10. 4艮据权利要求9所述的方法，其中，增加所述工作电流等级包 括将所述工作电流等级增加到约等于所述第一电流等级和所 述轮辐时间与所述非轮辐时间之比的乘积的等级。
11. 根据权利要求9所述的方法，其中，减小所述工作电流包括 增加提供给金属卣化物灯(12)的工作电流。
12. 根据权利要求9所述的方法，包括利用增加的所述工作电流 由所述金属囟化物灯(12)产生光束。
13. 根据权利要求12所述的方法，包括利用产生的所述光束将 图像投射到屏幕(20)上。
14. 才艮据权利要求12所述的方法，其中，减小所述工作电流等级 包括使所述工作电流等级减小50%。
15. 根据权利要求9所述的方法，包括在所述增加过程中，在所 述减,j、之前，确定将要投射到屏幕(20 )上的像素的亮度等级。
16. —种视频单元，包括用于在色轮(14)的轮辐时间期间将工作电流等级减小到 第一电流等级以下的装置；以及用于在所述色轮(14)的非轮辐时间期间将所述工作电流 等级增加到所述第 一 电流等级以上的装置。
17. 根据权利要求16所述的视频单元，其中，用于增加所述工作 电流等级的所述装置包括用于将所述工作电流等级增加到约 等于所述第 一 电流等级和所述库仑辐时间与所述非轮辐时间之 比的乘积的等级的装置。
18. 根据权利要求16所述的视频单元，其中，用于减小所述工作 电流的所述装置包括金属卣化物灯(12)。
19. 根据权利要求16所述的视频单元，包括用于利用增加的所 述工作电流由所述金属卣化物灯(12)产生光束的装置。
20. 根据权利要求19所述的视频单元，包括用于利用产生的所 述光束将图〗象^:射到屏幕(20)上的装置。
全文摘要
所公开的实施例涉及用于增加视频图像的亮度的系统和方法。更具体地，提供了一种视频单元(10)，包括色轮(14)；光源(12)，被配置为将光束投射到色轮(14)上；以及视频控制系统(18)，连接至色轮(14)和光源(12)，并被配置为在色轮(14)的轮辐时间期间将用于光源(12)的工作电流等级减小到第一电流等级以下，而在色轮(14)的非轮辐时间期间将工作电流等级增加到第一电流等级以上。
文档编号H04N9/31GK101268699SQ200580051634
公开日2008年9月17日 申请日期2005年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者布伦特·霍夫曼 申请人:深圳Tcl新技术有限公司