CN104730823B - 一种适用于dlp投影仪的白平衡调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置及方法，通过PC机与DLP投影仪相连接，使其依次投射出红、绿、蓝三色图像；DLP投影仪与照度计相对应，照度计实时获取投影仪投射出红、绿、蓝三色图像，并分别测量红、绿、蓝三色图像的色度坐标与照度；PC机计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比的序列文件，之后将序列文件导入DLP投影仪；DLP投影仪根据序列文件设置红绿蓝三灯的轮转占空比，即达到了改变红绿蓝三色光比例的目的，进而调整了色彩的白平衡。本发明的白平衡调整装置校准精度高，亮度损耗小；同时，整体操作过程简便，调整时间短，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置及方法

技术领域

本发明涉及一种投影仪白平衡调整装置及方法，特别是涉及一种通过调整红绿蓝三灯的轮转占空比实现白平衡调整的DLP投影仪白平衡调整装置及方法。

背景技术

DLP投影仪，即数字光处理(Digital Light Procession)投影仪，是一种基于DMD芯片作为成像器件，通过大功率的光源照射于该成像器件上，以反射光实现投射图像的投影技术。DMD芯片，即数字微镜晶片(Digital Micromirror Device)，是一个由微镜片阵列构成的CMOS硅基片。每一个微镜片表示一个像素，通过电信号驱动微镜片转动，控制每一个像素的灰度值，微镜片在电信号的驱动下成像，之后通过光源的反射后通过镜头投射出画面。

单片式的DLP投影仪产生色彩的原理是通过彩色的光源(通常为红、绿、蓝三色)照射DMD芯片表面，DMD芯片形成灰度图像后按照红(R)、绿(G)、蓝(B)三色光的时序反射入射光，经由整形透镜后通过镜头投射出画面，形成彩色图像。由于LED光源具有光色纯度高，色域广，可以实现色彩高速回转等特点，尤其适用于单片式的DLP投影仪，现有的单片式的DLP投影仪基本采用LED光源。由于LED光源的个体发光效率存在差异，在同等的电流条件下，产生的光照度不同，进而导致所产生的图像色彩存在差异。现有技术的白平衡调整方法，主要是通过调整LED光源的驱动电路的电流脉冲占空比改变LED光源的发光强度，以调整LED光源的光照度，改善图像色彩。此类调整方法过程较为复杂，同时对LED光源的驱动电路的稳定性要求较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种通过调整红绿蓝三灯的轮转占空比实现白平衡调整的DLP投影仪白平衡调整装置，该装置可有效地调整DLP投影仪的白平衡，且方法实用，稳定性强。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，包括：

PC机，用来对输入的由红、绿、蓝三色图像获得的色度坐标与照度进行处理，并计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比的序列文件；

DLP投影仪，用来投射出红、绿、蓝三色图像，并根据序列文件调整红绿蓝三灯的轮转占空比；

照度计，用来测量投射图像的色度坐标与照度；

其中，PC机与DLP投影仪相连接，PC机先控制DLP投影仪依次投射出红、绿、蓝三色图像，同时控制照度计获得对应的红绿蓝三色图像的色度坐标和照度并回传PC机，之后计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比并生成序列文件后将序列文件导入DLP投影仪；DLP投影仪与照度计相对应，照度计在DLP投影仪投射出红、绿、蓝三色图像时，分别测量红、绿、蓝三色图像的色度坐标与照度；照度计与PC机相连接，照度计将测量的色度坐标与照度传给PC机。

优选的，所述PC机在控制DLP投影仪依次投射出红、绿、蓝三色图像之前，还包括对所述DLP投影仪的光机温度进行监测，在DLP投影仪的光机温度达到***预设温度后控制DLP投影仪依次投射红、绿、蓝三色图像。

优选的，所述PC机在计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比后，还包括校验红绿蓝三灯的轮转占空比的是否落在预设范围，若所得红绿蓝三灯的轮转占空比超出预设范围，则判定调整失败；所述PC机将序列文件导入DLP投影仪之后，还包括控制DLP投影仪投射白色图像，并控制照度计获取白色图像的色度坐标并回传给PC机，PC机将白色的色度坐标与目标色度坐标值比较后获得校验结果。

优选的，还包括工具板，其用来进行USB接口信号与I2C接口信号或SPI接口信号间的互相转换；所述PC机通过该工具板与所述DLP投影仪相连；所述工具板通过USB接口与所述PC机相连接，所述工具板通过I2C接口和SPI接口与所述DLP投影仪相连接，所述PC机通过工具板的I2C接口向所述DLP投影仪发送控制信号，所述PC机通过工具板的SPI接口向所述DLP投影仪写入所述序列文件。

优选的，所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝的判定范围为18≤Duty_红≤57、26≤Duty_绿≤68、10≤Duty_蓝≤37。

优选的，其特征在于：所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝满足如下公式：

Ratio_rbc＝Lux_红/Lux_蓝

Ratio_gbc＝Lux_绿/Lux_蓝

$a=\frac{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{rbc}}{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{rb}0}$

$b=\frac{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{gbc}}{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{gb}0}$

其中，x_红、y_红、Lux_红为DLP投影仪的红色图像的色度坐标与照度；x_绿、y_绿、Lux_绿为DLP投影仪的绿色图像的色度坐标与照度；x_蓝、y_蓝、Lux_蓝为DLP投影仪的蓝色图像的色度坐标与照度；x_目标、y_目标为所要达到的理想白色场的色度坐标；dr、dg、db为DLP投影仪的原有默认红绿蓝三灯轮转占空比。

优选的，所述工具板还与所述DLP投影仪的风扇控制接口相连接，以对投影仪的散热风扇进行控制。

优选的，所述照度计对图像色度坐标与照度的测量点为图像的中心点。

一种适用于DLP投影仪的白平衡调整方法，包括以下步骤：

a)DLP投影仪依次投射出红、绿、蓝三色图像；

b)依次获取红、绿、蓝三色图像的色度坐标和照度；

c)PC机通过照度计获得的红、绿、蓝三色图像的色度坐标和照度计算获得DLP投影仪所需要设定的红绿蓝三灯的轮转占空比；

d)PC机根据计算获得的红绿蓝三灯的轮转占空比生成序列文件并将序列文件导入DLP投影仪。

所述的a)步骤之前还包括：PC机对DLP投影仪的光机温度进行监测，直至光机温度达到预设温度后进行后续步骤；

所述的c)步骤与d)步骤之间还包括：PC机对红绿蓝三灯的轮转占空比进行判断，校验红绿蓝三灯的轮转占空比是否落在预设范围，若所得红绿蓝三灯的轮转占空比超出预设范围，则判定调整失败；

所述的d)步骤之后还包括：PC机控制DLP投影仪投射白色图像，并控制照度计获取白色图像的色度坐标并回传给PC机，PC机将白色的色度坐标与目标色度坐标值比较后获得校验结果。

本发明的有益效果是：

通过PC机与DLP投影仪相连接，以使其依次投射出红、绿、蓝三色图像；DLP投影仪与照度计相对应，照度计实时获取投影仪投射出红、绿、蓝三色图像，并分别测量红、绿、蓝三色图像的色度坐标与照度；PC机计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比的序列文件，之后将序列文件导入DLP投影仪；DLP投影仪根据序列文件设置红绿蓝三灯的轮转时序，即达到了改变红绿蓝三色光比例的目的，进而调整了色彩的白平衡。本发明的白平衡调整装置校准精度高，测试结果的色度坐标精度可达±0.01，且并未减小LED光源的功率，亮度损耗小；同时，整体操作过程简便，便于生产人员进行操作，调整时间短，极大地提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明的工具板部分的原理框图；

图3是本发明的工作流程图。

具体实施方式

实施例

请参见图1所示，一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，包括：

PC机1，用来对输入的由红、绿、蓝三色图像获得的色度坐标与照度进行处理，并计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比的序列文件；

DLP投影仪2，用来投射出红、绿、蓝三色图像，并根据序列文件调整红绿蓝三灯的轮转占空比；

照度计3，用来测量投射图像的色度坐标与照度；

其中，PC机1与DLP投影仪2相连接，PC机1先控制DLP投影仪2依次投射出红、绿、蓝三色图像，同时控制照度计3获得对应的红绿蓝三色图像的色度坐标和照度并回传PC机1，之后计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比并生成序列文件后将序列文件导入DLP投影仪2；DLP投影仪2与照度计3相对应，照度计3在DLP投影仪2投射出红、绿、蓝三色图像时，分别测量红、绿、蓝三色图像的色度坐标与照度；照度计3与PC机1相连接，照度计3将测量的色度坐标与照度传给PC机1。

更进一步的，所述PC机1在控制DLP投影仪2依次投射出红、绿、蓝三色图像之前，还包括对所述DLP投影仪2的光机温度进行监测，在DLP投影仪2的光机温度达到***预设温度后控制DLP投影仪2依次投射红、绿、蓝三色图像。

更进一步的，所述PC机1在计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比后，还包括校验红绿蓝三灯的轮转占空比的是否落在预设范围，若所得红绿蓝三灯的轮转占空比超出预设范围，则判定调整失败；所述PC机1将序列文件导入DLP投影仪2之后，还包括控制DLP投影仪2投射白色图像，并控制照度计3获取白色图像的色度坐标并回传给PC机1，PC机1将白色的色度坐标与目标色度坐标值比较后获得校验结果。

更进一步的，还包括工具板4，其用来进行USB接口信号与I2C接口信号或SPI接口信号间的互相转换；所述PC机1通过该工具板4与所述DLP投影仪2相连；所述工具板4通过USB接口与所述PC机1相连接，所述工具板4通过I2C接口和SPI接口与所述DLP投影仪2相连接，所述PC机1通过工具板4的I2C接口向所述DLP投影仪2发送控制信号，所述PC机1通过工具板4的SPI接口向所述DLP投影仪2写入所述序列文件。

更进一步的，所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝的判定范围为

18≤Duty_红≤57、26≤Duty_绿≤68、10≤Duty_蓝≤37。

更进一步的，其特征在于：所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝满足如下公式：

Ratio_rbc＝Lux_红/Lux_蓝

Ratio_gbc＝Lux_绿/Lux_蓝

$a=\frac{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{rbc}}{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{rb}0}$

$b=\frac{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{gbc}}{\mathrm{Ratio}\_\mathrm{gb}0}$

其中，x_红、y_红、Lux_红为DLP投影仪2的红色图像的色度坐标与照度；x_绿、y_绿、Lux_绿为DLP投影仪2的绿色图像的色度坐标与照度；x_蓝、y_蓝、Lux_蓝为DLP投影仪2的蓝色图像的色度坐标与照度；x_目标、y_目标为所要达到的理想白色场的色度坐标；dr、dg、db为DLP投影仪2的原有默认红绿蓝三灯轮转占空比。

更进一步的，所述工具板4还与所述DLP投影仪2的风扇控制接口相连接，以对投影仪的散热风扇进行控制。

更进一步的，所述照度计3对图像色度坐标与照度的测量点为图像的中心点。

所述工具板4采用型号为STM32F103的芯片，其原理框图如图2所示，主要实现以下功能：

通过USB接口与PC机1相连接，传输控制信号与数据；通过I2C接口与投影仪相连接，传输由PC机1所接收到的控制信号；通过SPI接口与投影仪的存储设备相连接，将由PC机1所接收到的序列文件写入投影仪的存储设备；监测投影仪光机温度，并将测量数据回传给PC机1；对投影仪散热风扇开关进行控制。

所述照度计3采用型号为CL-200A的照度计。

请参见图3所示，本发明的工作过程如下：

1、PC机1对DLP投影仪2的光机温度进行监测，当光机温度达到预设温度时开始检测；

2、PC机1通过工具板4发送控制信号，以使DLP投影仪2依次投射出红、绿、蓝三色图像，并发送控制信号控制照度计3实时获取投影仪投射出的红、绿、蓝三色图像，并分别测量红、绿、蓝三色图像的色度坐标与照度；x_绿、y_绿、Lux_绿为DLP投影仪2的绿色图像的色度坐标与照度；x_蓝、y_蓝、Lux_蓝为DLP投影仪2的蓝色图像的色度坐标与照度；x_目标、y_目标为所要达到的理想白色场的色度坐标；

3、PC机1所获得的红绿蓝三色结合公式计算红绿蓝三灯的轮转占空比，分别为Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝；

4、PC机1对所计算的Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝进行判断，如计算所得的红绿蓝三灯占空比值超出了可接受范围，则判断光源出现问题，需要进行更换；

5、在序列文件库中选择相应的序列文件，并通过工具板4写入DLP投影仪2中；

6、PC机1通过工具板4控制投影仪投射出白色画面，读取照度计3的测试结果，将所获得的色度坐标与理想白色场的色度坐标进行比较，以判断白平衡调整是否成功。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：包括：

PC机，用来对输入的由红、绿、蓝三色图像获得的色度坐标与照度进行处理，并计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比的序列文件；

DLP投影仪，用来投射出红、绿、蓝三色图像，并根据序列文件调整红绿蓝三灯的轮转占空比；

照度计，用来测量投射图像的色度坐标与照度；

其中，PC机与DLP投影仪相连接，PC机先控制DLP投影仪依次投射出红、绿、蓝三色图像，同时控制照度计获得对应的红绿蓝三色图像的色度坐标和照度并回传PC机，之后计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比并生成序列文件后将序列文件导入DLP投影仪；DLP投影仪与照度计相对应，照度计在DLP投影仪投射出红、绿、蓝三色图像时，分别测量红、绿、蓝三色图像的色度坐标与照度；照度计与PC机相连接，照度计将测量的色度坐标与照度传给PC机；

所述PC机在计算获得红绿蓝三灯的轮转占空比后，还包括校验红绿蓝三灯的轮转占空比是否落在预设范围，若所得红绿蓝三灯的轮转占空比超出预设范围，则判定调整失败；

所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝的判定范围为18≤Duty_红≤57、26≤Duty_绿≤68、10≤Duty_蓝≤37。

2.根据权利要求1所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：所述PC机在控制DLP投影仪依次投射出红、绿、蓝三色图像之前，还包括对所述DLP投影仪的光机温度进行监测，在DLP投影仪的光机温度达到***预设温度后控制DLP投影仪依次投射红、绿、蓝三色图像。

3.根据权利要求1所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：所述PC机将序列文件导入DLP投影仪之后，还包括控制DLP投影仪投射白色图像，并控制照度计获取白色图像的色度坐标并回传给PC机，PC机将白色的色度坐标与目标色度坐标值比较后获得校验结果。

4.根据权利要求1所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：还包括工具板，其用来进行USB接口信号与I2C接口信号或SPI接口信号间的互相转换；所述PC机通过该工具板与所述DLP投影仪相连；所述工具板通过USB接口与所述PC机相连接，所述工具板通过I2C接口和SPI接口与所述DLP投影仪相连接，所述PC机通过工具板的I2C接口向所述DLP投影仪发送控制信号，所述PC机通过工具板的SPI接口向所述DLP投影仪写入所述序列文件。

5.根据权利要求1所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝满足如下公式：

Ratio_rbc＝Lux_红/Lux_蓝

Ratio_gbc＝Lux_绿/Lux_蓝

$a=\frac{Ratio\_rbc}{Ratio\_rb0}$

$b=\frac{Ratio\_gbc}{Ratio\_gb0}$

其中，x_红、y_红、Lux_红为DLP投影仪的红色图像的色度坐标与照度；x_绿、y_绿、Lux_绿为DLP投影仪的绿色图像的色度坐标与照度；x_蓝、y_蓝、Lux_蓝为DLP投影仪的蓝色图像的色度坐标与照度；x_目标、y_目标为所要达到的理想白色场的色度坐标；dr、dg、db为DLP投影仪的原有默认红绿蓝三灯轮转占空比。

6.根据权利要求4所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：所述工具板还与所述DLP投影仪的风扇控制接口相连接，以对投影仪的散热风扇进行控制。

7.根据权利要求1所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整装置，其特征在于：所述照度计对图像色度坐标与照度的测量点为图像的中心点。

8.一种适用于DLP投影仪的白平衡调整方法，其特征在于：包括以下步骤：

a)DLP投影仪依次投射出红、绿、蓝三色图像；

b)照度计依次获取红、绿、蓝三色图像的色度坐标和照度；

c)PC机通过照度计获得的红、绿、蓝三色图像的色度坐标和照度计算获得DLP投影仪所需要设定的红绿蓝三灯的轮转占空比；

d)PC机根据计算获得的红绿蓝三灯的轮转占空比生成序列文件并将序列文件导入DLP投影仪；

其中，所述的步骤c)与步骤d)之间还包括：PC机对红绿蓝三灯的轮转占空比进行判断，校验红绿蓝三灯轮转占空比是否落在预设范围，若所得红绿蓝三灯的轮转占空比超出预设范围，则判定调整失败；

所述红绿蓝三灯轮转占空比Duty_红、Duty_绿、Duty_蓝的判定范围为18≤Duty_红≤57、26≤Duty_绿≤68、10≤Duty_蓝≤37。

9.根据权利要求8所述的一种适用于DLP投影仪的白平衡调整方法，其特征在于：所述的a)步骤之前还包括：PC机对DLP投影仪的光机温度进行监测，直至光机温度达到预设温度后进行后续步骤；

所述的d)步骤之后还包括：PC机控制DLP投影仪投射白色图像，并控制照度计获取白色图像的色度坐标并回传给PC机，PC机将白色的色度坐标与目标色度坐标值比较后获得校验结果。