一种图像显示设备的画面亮度控制装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种图像显示设备的画面亮度控制装置及方法，该图像显示设备具有调节亮度的光源，由以下几个部分构成：用来输入使用者所需命令的键输入部；使用者通过上述键输入部输入画面亮度调整命令时，对输出的图像信号的大小和输出的光源进行合理控制的控制部；根据控制部的控制信号，控制灯光驱动的灯光驱动部。采用灯光的图像显示设备控制图像信号的大小和输出，使之能够有效控制使用者所需求画面亮度。本发明能降低图像显示设备的亮度，能减少耗电量，在较暗的画面上，把黑色画面表现得更加突出，提高了影像的对比度，可延长灯光的寿命。
【专利说明】—种图像显示设备的画面亮度控制装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像显示设备的画面亮度控制装置及方法。采用灯光的图像显示设备控制图像信号的大小和输出，使之能够有效控制使用者所需求画面亮度。
【背景技术】
[0002]目前背投电视的DLP(数字)电视，采用的是能对各自进行控制的，130万个以上的微镜组成的数字微镜装置(以下简称DMD)的半导体芯片，这时，光源发出的白色光通过，在DMD芯片各个像素的作用下形成的亮度标影像的反射，在屏幕上显示出影像。
[0003]参照附图对传统技术的DLP电视说明如下:
[0004]图1为传统技术的DLP电视结构框图，图2为图1中的色环的构成及其操作的显示图。
[0005]传统技术的DLP电视如图所示，由以下结构构成:发出白色光的灯光(15)和；灯光(15)发出的白色光经过既定领域而输出R、G、B、色彩的色环(I)和；转动上述色环(I)用的电机(13)和；电机(13)转动时，对经过上述色环⑴内部的既定领域(13a)时产生的光亮进行感应的感应部(2)和；输出按照使用者的要求进行相应操作的控制信号，并输出按照接收的图像信号显示相应图像用控制信号的微电脑(8)和；根据微电脑(8)的控制信号，对感应部(2)感应到的光亮进行判断后，为准确体现已接收的图像数据相应的色彩而进行调节用的索引拖延设置部(3)和；接收上述索引拖延设置部(3)的输出和图像同步信号后，检测相位差用的相位差检测部和；接收上述相位差检测部(4)检测的相位差后，使上述电机(13)按照既定速度进行转动，由此产生PWM信号的PWM生成部(5)和；根据上述PWM生成部(5)输出的PWM信号，给电机(13)输出驱动信号的电机驱动部(6)和；接收图像同部信号和图像数据后，转换成能够显示图像信号的数据格式(7)和；接收上述数据格式(7)中转换的图像数据后，将整体形象体现在显示屏幕用的DMD(9)和；通过色环(I)产生的相应色彩的反射，输出上述DMD(9)体现出的影像的棱镜(10)和；为使通过棱镜(10)的光能以屏幕相符的尺寸显示而向屏幕(12)输出的投射透镜(11)和；根据上述微电脑(8)的控制信号给灯光(15)输出驱动信号的镇流器(14)等构成。
[0006]对如此构成的传统DLP电视的操作说明如下:
[0007]使用者打开电视时，微电脑(8)向镇流器(14)输出控制信号并驱动上述灯光
(15)，灯光(15)驱动时生成白色光，灯光(15)生成的白色光通过色环(I)的既定领域时再现R、G、B色彩，这种再现的色彩经由上述DMD (9)把想要显示的图像体现出来。这时，如图2所示，上述色环(I)的R、G、B色素各由2个程序段形成，一共由6个程序段组成，S卩，上述色环(I)分为镀了 R、G、B各色素的程序段和位于各色彩之间没镀颜色的部分(再现图像时不被使用的部分)。
[0008]色环在微电脑(8)的控制(I)下按照电机驱动部(6)信号进行转动，而上述感应部(2)在色环(I)旋转时，对通过已设置的既定部位的光亮进行感应后判断旋转速度。
[0009]另外，为了准确地体现数据格式(7)中转换的图像数据相对应的色彩，上述索引拖延设置部(3)根据感应部(2)感应的色环(I)旋转速度结果配合好同步时间。
[0010]还有，上述相位差检测部(4)接收拖延索引设置部(3)的输出信号垂直同步信号后，检测出相位差，而PWM生成部(5)参照相位差检测部(4)检测出的相位差后，输出使电机(13)按照既定速度旋转的PWM信号。上述电机驱动部(6)在接收PWM生成部(5)输出的PWM信号后，向电机(13)输出按照既定速度旋转的驱动信号。
[0011]电机(13)驱动时，色环⑴也开始旋转，当灯光(15)生成的白色光经过色环(I)的R、G、B既定领域中的某一领域时，希望得到的色彩通过棱镜(10)的反射，体现在DMD(9)的影像数据后显示在屏幕(12)上。
[0012]图2中显示的色环(I)可以把360度分为3等份后加上R、G、B场次，或者根据具体情况加大对特定颜色的比例，在360度一圈中R、G、B可以设置为出现一次或者二次，出现二次时，各分节的角度会变小，但起着减小电机旋转速度的效果。
[0013]还有，光点尺寸是相当于通过了投射透镜的光的宽度，因为光点处在色境界面时，整个画面不是原色光，所以通常显示影像时不使用而被舍弃，但是，把全部境界面的光收集到一起时就会变成白色光，利用这一特性给图像中显示白色部分方面增加亮度。
[0014]还有，索引记号(13a)是指，使色环的速度和色相位与图像信号的垂直同步信号达成一致用的识别记号，构成识别记号的有能吸收光的黑色胶带或涂料，它常附着在电机的反射系数高的圆筒型主体上面。
[0015]上述感应部(2)，向记号发射红外线后，对反射的红外线进行感应的方式，对色环速度和色相位不断地进行感应，并与同期信号达成一致，上述索引记号(13a)，先把色环固定在电机轴，然后把它安装到既定的位置，这一位置因其工艺不同存在一些偏差，但如果超出约定范围时，最终不能使图像信号和色彩达成一致，而出现忽隐忽现现象或图像的色彩被混淆的现象。
[0016]为了解决上述问题，驱动DMD(9)的芯片中装有叫做色环索引延迟的特殊的电阻，在制做时，边看画面边让设备记住索引记号的误差后设定索引延迟。
[0017]上述光源(15)发出的白色光通过色环(I)后变成单色光，单色光经过棱镜(10)输入到DMD (9)，而从DMD (9)反射的光重新回到棱镜(10)，通过棱镜(10)的光，经由形成大型屏幕用的扩大镜，即投射透镜(11)到达屏幕(12)而构成画面。
[0018]这时，控制上述DMD(9)内部各镜子的开/关信号是通过图像数据生成，这种输入的图像数据在数据格式(7)中转换成适合于驱动镜子的二进位制，与图像数据一同输入的垂直同期信号同时也输入到上述相位差检测器(4)上述相位差检测器(4)另外接收到的信号是从索引延迟设置部(3)输出信号，对此信号与图像同期信号的相位进行比较后，把差异部分输入PWM生成部(5)，并把PWM生成部(5)的输出输入到电机驱动部(6)，S卩，上述电机驱动部(6)将产生，装有色环⑴的电机(13)旋转时所需的信号，并在电机(13)的所定领域附着索引记号(13a)。
[0019]还有，在索引记号(13a)的附近装有感应部(2)，感应部通过发射的红外线被反射的光进行感应而得出电机(13)的速度和色相位的情报，感应部(2)的输出输入到上述索引延迟设置部(3)后，通过索引延迟设置部(3)对超出约定范围的量以手动形式边看画面边进行调整，从而对感应部(2)的输出起一定程度的延迟作用。
[0020]被延迟的感应部(2)的输出，输入到上述相位差检测器(4)后，与垂直同步不断地进行相位的补正。
[0021]光源(21)发出来的光输入到光学引擎(22)并转换成R、G、B色彩后，通过DMD(23)表面的反射而输入到投射透镜(24)，通过投射透镜(24)扩大后到达屏幕，这时，把入射到DMD(23)的光调整为覆盖DMD(23)整个面的形式，另外，DMD(23)的构成要素，即镜子的开/关控制信号，则通过二进制次序生成部(29)的输出已转换成R、G、B色彩的二进制状态。
[0022]这个图像信号与光学引擎(2 二)输出的已转换的原色光达到同步化，上述二进制次序生成部(29)接收的是，图像信号处理部(27)输出的亮度信号(Y)和色差信号(R-Y，B-Y)，上述亮度信号(Y)不是直接输入给二进制次序生成部(29)，而是依据微电脑(26)的控制信号经过象素参数控制部(28)后，输入给二进制次序生成部(29)，这时，二进制次序生成部(29)就变为包含色差信号转换成原色信号用的矩阵变换电路。
[0023]还有，微电脑(26)主管系统的运行，它根据使用者调整的画面亮度，转换象素参数控制部(28)的设置值，然后再对亮度信号的大小和参数进行变换，由于微电脑(26)发出的另一种输出信号，灯光启动信号作为打开灯的控制信号，输入到灯光驱动部(25)后，从中控制灯光驱动部(25)产生灯光驱动电流，这时驱动灯光(21)的电流或者是交流电或者直流电。
[0024]上述图像信号处理部(27)输出的亮度信号⑴和色差信号(R-Y，B-Y)如图4所示，表示了亮度信号的增益控制和参数，使用者调整亮度时，通常采用同时对两种参数进行控制的方式，即，使用者想把亮度调低时，增益控制减到50%，参数降到OV即可获得暗的画面。
[0025]这种，使用者调整亮度的增益控制-参数的调整范围如图5所示，是由杆状形成，它的增益控制最小范围是50%，最大范围是100%，参数的最小电压是0V，最大电压是
0.1V。
[0026]传统技术的图像显示设备，使用者在调整亮度时只对光源输出的亮度进行调整，所以存在增加耗电量的问题。
【发明内容】
[0027]本发明是为了解决上述问题而提出的。其目的在于，采用灯光的图像显示设备中，对图像信号的大小和输出的光源进行合理控制，从而达到满足使用者调整亮度的目的。充分利用灯光具有的各种输出功能来达到减少其耗电量。
[0028]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0029]图像显示设备的画面亮度调整装置，该图像显示设备具有调节亮度的光源，其特征在于由以下几个部分构成:用来输入使用者所需命令的键输入部；使用者通过上述键输入部输入画面亮度调整命令时，对输出的图像信号的大小和输出的光源进行合理控制的控制部；根据控制部的控制信号，控制灯光驱动的灯光驱动部。
[0030]上述控制部通过键输入部输入画面亮度降低命令时，首先降低灯光的输出，然后减小图像信号的大小。
[0031]上述控制部是:当接收键输入部输入的画面亮度降低命令时，与使用者希望的画面亮度进行对比后，判断灯光的输出是否减少到既定领域以下，如果希望降低到既定领域以下时，而只用图像信号来调整画面亮度。[0032]当使用者输入电源打开命令时，显示接收的图像信号；当使用者选择画面调节命令时，判断使用者选择了降低亮度还是增加亮度；输入亮度降低命令时，对上述灯光的输出和图像信号的大小进行合理控制；输入亮度增加命令时，加强图像信号的大小。
[0033]上述灯光的输出和图像信号的大小进行合理控制是:当使用者选择亮度降低命令时，降低上述灯光输出的同时，判断是否希望降到既定范围以下；如果希望降到既定范围以下时，停止灯光的减少输出，而只用图像信号调整亮度；上述调整结束的时，根据调整的画面亮度显示图像信号。
[0034]停止灯光的减少输出，只用图像信号调整亮度，输入到图像显示设备的图像信号中，调整亮度信号的增益控制参数。
[0035]本发明的效果是:
[0036]1.降低图像显示设备的亮度时，因为先减小灯光的输出，所以能减少耗电量。
[0037]2.在较暗的画面上，把黑色画面表现得更加突出，因此提高了影像的对比度。
[0038]3.因为能减少灯光的电力，所以可以延长灯光的寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为传统技术的DLP电视结构框图；
[0040]图2为图1中，色环的构成及操作的显示图；
[0041]图3为传统技术的图像显示设备的画面亮度调整装置显示图；
[0042]图4为普通图像信号的亮度及色差信号的显示图；
[0043]图5为传统技术的图像显示设备中，使用者调整亮度时，设定象素参数的调整范围例子显示图；
[0044]图6为本发明的图像显示设备中，画面亮度调整装置的显示框图；
[0045]图7为本发明中，显示光源的电力阶段性变化的曲线图；
[0046]图8为本发明的图像显示设备中，使用者调整亮度时，设定象素参数的调整范围例子曲线图；
[0047]图9为本发明的图像显示设备中，使用者调整亮度时获得的显示最终画面亮度的曲线图；
[0048]图10为本发明的图像显不设备中，使用者调整売度时,表不OSD装置的显不图；
[0049]图11为本发明的图像显示设备中，显示画面亮度调整方法的流程图。
[0050]21灯光、22光学引擎、23数字微镜(DMD)、24投射透镜、27影像信号处理部、28象素参数控制部、29 二进制次序生成部、100微电脑控制部、200光源驱动部。
【具体实施方式】
[0051]参照附图，对本发明进一步详细说明如下:
[0052]图6所示的基于本发明的图像显示设备中，画面亮度调整装置的构成要素与图3所示的基于传统技术的图像显示设备中的相同构成要素寄予相同的符号。
[0053]基于本发明的图像显示设备的画面亮度调整装置如图6所示，光源发出来的光输入到光学引擎(22)并转换成R、G、B色彩后，通过DMD(23)表面的反射输入到投射透镜(24)，并通过投射透镜(24)扩大后到达屏幕，这时，把入射到DMD (23)的光调整为覆盖DMD(23)整个面的形式，另外，DMD(23)的构成要素，即镜子的开/关控制信号是，二进制次序生成部(29)输出的己转换成R、G、B色彩的二进制状态。
[0054]这个图像信号与光学引擎(22)输出的已转换的原色光达到同步化，上述二进制次序生成部(29)接收的是，图像信号处理部(27)输出的亮度信号(Y)和色差信号(R-Y，B-Y)，上述亮度信号(Y)不是直接输入给二进制次序生成部(29)，而是依据微电脑(26)的控制信号经过象素参数控制部(28)后，输入给二进制次序生成部(29)，这时，二进制次序生成部(29)就变为包含色差信号转换成原色信号用的矩阵变换电路。
[0055]还有，微电脑(26)主管系统的运行，它根据使用者调整的画面亮度，转换象素参数控制部(28)的设置值，然后再对亮度信号的大小和参数进行变换，由于微电脑(26)发出的另一种输出信号，灯光启动信号作为打开灯的控制信号，输入到灯光驱动部(25)后，从中控制灯光驱动部(25)产生灯光驱动电流，这时驱动灯光(21)的电流或者是交流电或者直流电。
[0056]到此为止与传统技术看起来基本相似，但本发明与传统技术的不同点；上述微电脑(100)输入到上述灯光驱动部(200)的控制信号除了上述灯光启动信号以外，还有变暗的控制信号。
[0057]这一控制信号的作用是，当使用者通过键输入部输入亮度调整命令中的画面亮度降低命令时，上述微电脑(100)向灯光驱动部(200)发出减少灯光(21)输出的控制信号，而灯光驱动部(200)根据微电脑(100)的控制信号减少灯光(21)的输出。
[0058]参照图7说明灯光(21)输出，阶段性减小的例子如下，随阶段性变化的灯光(21)的输出中举了使用者能够调节的亮度不是覆盖整个亮度变化量的50%，而只能把灯光的亮度减少20%的例子。
[0059]这个数值可以代表目前市场上提供的灯光的电力变化量，在上述灯光(21)中，不能再降低亮度的原因是，如果电力过低，燃烧器被冷却后发生爆炸或者点不了火。
[0060]还有，根据使用者亮度调整命令的亮度信号增益控制量，如图8所示，在这里，对亮度调整时的另一参数所产生的偏差在前面已提过，顾省略说明。即，上述灯光(21)的输出减小到第8阶段时，调节的灯光亮度能覆盖的领域是相当于整个领域50%中的20%，在这个20%区间时，如果下达亮度变化命令，输出锯齿波状态的增益控制调整信号就可以弥补灯光(21)的输出下降引起的亮度。
[0061]但是，当下达的命令超过降低20%时，再降低上述灯光的电力是不可能的，这时只能按照传统方法中调整图像信号中的亮度增益控制-偏差量方式进行亮度调整，这个领域是整体变化量50 %中的30 %。
[0062]随之，通过调整灯光(21)的输出及输出图像信号的亮度调整，而得到的亮度变化最终显示的是图9所示的曲线图，这种最终亮度变化的曲线图由线形构成。上述图像信号处理部(27)输出的亮度信号(Y)及色差信号(R-Y，B-Y)表示亮度信号的增益控制和偏差，通常采用对两种参数都进行控制的方式达到使用者调整亮度的目的。
[0063]对如上构成的本发明中，图像显示设备的画面亮度调整方法参照图11说明如下，首先，判断使用者是否输入了电源打开命令的阶段(Sioi)。
[0064]判断结果(SlOl)，当使用者输入电源打开命令时，显示接收的图像信号(S102)。
[0065]当使用者输入画面亮度调整命令时，判断(S103?S104)是否选择了亮度减少命令。
[0066]判断结果(S104)，当输入了亮度减少命令时，减少灯光输出的同时，判断(S105?S106)灯光的输出是否在既定范围内进行。
[0067]判断结果(S106)，如果灯光的输出不在既定范围内时，停止灯光输出的减少，而只用图像信号来进行亮度调整(S107)。
[0068]然后，调整结束时，按照调整的画面亮度显示图像信号(S108?S109使用者输入电源关闭命令时终止(SllO)。
[0069]另外，判断结果(S106)，如果灯光的输出是在既定范围内时，按照使用者希望的亮度进行调整(Slll)。
[0070]上述判断结果(S104)，没有输入亮度减少命令时，增加画面的亮度，并按照使用者希望的亮度进行调整(S112-S113)。
[0071]总之，通过充分利用灯光具有的输出调节功能，在降低图像显示设备的亮度时，首先降低灯光的输出，而降低灯光的输出超过既定范围时，以调整图像信号的亮度的方式达到希望的亮度。
【权利要求】
1.一种图像显示设备的画面亮度控制装置，该图像显示设备具有调节亮度的光源，其特征在于由以下几个部分构成:用来输入使用者所需命令的键输入部；使用者通过上述键输入部输入画面亮度调整命令时，对输出的图像信号的大小和输出的光源进行合理控制的控制部；根据控制部的控制信号，控制灯光驱动的灯光驱动部。
2.如权利要求1所述的图像显示设备的画面亮度调整装置，其特征在于:所述控制部通过所述的键输入部选择画面亮度调节值比已经保存在存储部的基准亮度值小时，可以控制自动转换为光源节能模式。
3.如权利要求1所述的图像显示设备的画面亮度调整装置，其特征在于:所述控制部通过键输入部输入画面亮度降低命令时，首先降低灯光的输出，然后减小图像信号的大小。
4.一种图像显示设备的画面亮度调整方法，其特征在于:当使用者输入电源打开命令时，显示接收的图像信号；当使用者选择画面调节命令时，判断使用者选择了降低亮度还是增加亮度；输入亮度降低命令时，对上述灯光的输出和图像信号的大小进行合理控制；输入亮度增加命令时，加强图像信号的大小。
5.如权利要求4所述的一种图像显示设备的画面亮度调整方法，其特征在于:对上述灯光的输出和图像信号的大小进行合理控制是:当使用者选择亮度降低命令时，降低上述灯光输出的同时，判断是否希望降到既定范围以下；如果希望降到既定范围以下时，停止灯光的减少输出，而只用图像信号调整亮度，输入到图像显示设备的图像信号中，调整亮度信号的增益控制参数；上述调整结束后，根据调整的画面亮度显示图像信号。
【文档编号】G09G5/10GK103714797SQ201310632904
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】不公告发明人 申请人:青岛威力电子科技有限公司