一種投影機(jī)光源系統(tǒng)、控制方法和投影機(jī)裝置與流程

本發(fā)明涉及一種光源系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及包含該光源系統(tǒng)及其控制方法的投影機(jī)裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，激光投影機(jī)使用熒光輪進(jìn)行光色的轉(zhuǎn)化并混合以獲得所需的白光，然而長期在激光光源照射和高溫的環(huán)境下工作，會導(dǎo)致熒光輪的部分區(qū)域出現(xiàn)劣化的壞點(diǎn)，或因長期使用導(dǎo)致灰塵沾染熒光輪，使得光源光線經(jīng)過熒光輪后，各色段光的強(qiáng)度及混合的比例關(guān)系發(fā)生變化，造成投影出的畫面出現(xiàn)色彩異常的問題，降低了投影機(jī)使用的壽命。

目前主要的解決方案分為避免熒光輪劣化的測量溫度法和避免熒光輪燒毀的測量轉(zhuǎn)速法。

測量溫度法中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)熒光輪附近的溫度過高時，啟動特殊循環(huán)的空氣通道，將冷卻過的空氣導(dǎo)向熒光輪對其進(jìn)行冷卻，降低長期高溫使用造成熒光輪劣化的幾率，延長熒光輪壽命；測量轉(zhuǎn)速法中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)熒光輪停止轉(zhuǎn)動或低速轉(zhuǎn)動時，自動關(guān)閉激光光源，避免熒光輪被燒毀。上述兩類方法并不能在熒光輪發(fā)生劣化、損傷或沾染灰塵時，克服色偏對投影畫面的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明為了解決上述原因造成投影機(jī)壽命較短的問題，提供一種光源系統(tǒng)及其控制方法，以及使用該光源系統(tǒng)及其控制方法的投影機(jī)裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種投影機(jī)光源系統(tǒng)，該投影機(jī)光源系統(tǒng)包括光源組件、熒光輪組件、光電傳感器以及控制單元。

其中該光源組件發(fā)出第一光束至該熒光輪組件，該第一光束經(jīng)過該熒光輪組件后為第二光束。光電傳感器設(shè)置在該第二光束的光路上，用以檢測經(jīng)由該熒光輪組件的該第二光束的光強(qiáng)度，該光電傳感器依據(jù)該第二光束的光強(qiáng)度形成電學(xué)信號。

控制單元獲取該電學(xué)信號，依據(jù)所述的電學(xué)信號的信號值與控制單元中的信號參考值確定第一異常時間段，其中第一異常時間段包含若干個子時間段。因?yàn)闊晒廨喗M件為圓形的轉(zhuǎn)輪，可以根據(jù)電學(xué)信號的變化周期，將第一異常時間段拓展到每個周期之中，記作異常時間。該控制單元在光源系統(tǒng)的時間處于異常時間時，改變該光源組件的發(fā)光狀態(tài)或阻止該第二光束傳送至投影區(qū)域，當(dāng)系統(tǒng)時間不處于異常時間時，再重新恢復(fù)光源系統(tǒng)的狀態(tài)。

在實(shí)際應(yīng)用中，改變光源組件的發(fā)光狀態(tài)的方式可包括關(guān)閉光源或調(diào)整光源的發(fā)光亮度。

在實(shí)際應(yīng)用中，阻止該第二光束傳送至投影區(qū)域的方式可包括控制數(shù)字微鏡不翻動或利用擋板阻擋光束的傳播路徑。

在實(shí)際應(yīng)用中，該電學(xué)信號在每個周期內(nèi)，根據(jù)不同顏色的光在傳感器上產(chǎn)生的信號差異會產(chǎn)生不同的信號參考值。不同的顏色或光源壽命狀態(tài)下的信號參考值，可為出廠設(shè)置值或開機(jī)時檢測該電學(xué)信號后的設(shè)定值。

在實(shí)際應(yīng)用中，該第一異常時間段包括至少一第二異常時間段和至少一第三異常時間段；其中定義該電學(xué)信號的信號值偏離其所對應(yīng)的信號參考值的時間段為第二異常時間段；定義為了使光源系統(tǒng)滿足配色關(guān)系，而在其他顏色的光所對應(yīng)的信號參考值所在的時間段內(nèi)，對該第二異常時間段進(jìn)行色偏補(bǔ)償?shù)臅r間段為第三異常時間段。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)存在多個第二異常時間段分別位于不同的信號參考值所對應(yīng)的時間段內(nèi)，則該控制單元定義其中最長的一第二異常時間段為第二異常時間段；同時該控制單元在選取第三異常時間段時，用該第三異常時間段分別覆蓋原來較短的各第二異常時間段，從而將異常時間占據(jù)總時間的比例降到最低，保證光源系統(tǒng)的使用效果。

在實(shí)際應(yīng)用中，該至少一第二異常時間段與該至少一第三異常時間段在生成后具有確定的雙向?qū)?yīng)關(guān)系，避免第三異常時間段在光電傳感器的檢測中被認(rèn)定為新的熒光輪組件異常，生成新的色偏補(bǔ)償關(guān)系，導(dǎo)致異常時間被循環(huán)放大，最終導(dǎo)致光源系統(tǒng)無法正常工作。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)該熒光輪組件中各色區(qū)占熒光輪組件的扇區(qū)面積為非均勻分布時，該控制單元根據(jù)比例關(guān)系對該第三異常時間段的長度做相應(yīng)的放縮，以保證配色關(guān)系的平衡。

在實(shí)際應(yīng)用中，該電學(xué)信號的信號值相對其所對應(yīng)的信號參考值，允許不大于30％的偏離，可以避免因電壓的波動或光源壽命的衰減導(dǎo)致的偏離信號參考值，同時在此范圍內(nèi)的色偏移不易被人眼的視覺所察覺。此外還可以設(shè)置隨著光源壽命變化的信號參考值表單，在光源系統(tǒng)使用一定時間后選擇新的信號參考值作為參考的標(biāo)準(zhǔn)。

在實(shí)際應(yīng)用中，該電學(xué)信號為電流信號。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種投影機(jī)光源系統(tǒng)，包含上述的投影機(jī)光源系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另提供一種投影機(jī)光源系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

步驟a:投影機(jī)開啟時，控制單元讀取信號參考值；

步驟b:該控制單元獲取并處理電學(xué)信號，當(dāng)電學(xué)信號的信號值偏離信號參考值時，產(chǎn)生至少一第二異常時間段；

步驟c:該控制單元根據(jù)配色光學(xué)產(chǎn)生至少一第三異常時間段，將該至少一第二異常時間段與至少一第三異常時間段合并記作第一異常時間段，并將該電學(xué)信號每個周期中對應(yīng)于該第一異常時間段的時間，記作異常時間；

步驟d:當(dāng)光源系統(tǒng)處于異常時間時，該控制單元改變該光源組件的發(fā)光狀態(tài)，或該控制單元阻止該第二光束傳送至投影區(qū)域。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種投影機(jī)光源系統(tǒng)、控制方法和投影機(jī)裝置。當(dāng)熒光色輪因長期在激光光源照射或高溫的環(huán)境下工作導(dǎo)致部分區(qū)域出現(xiàn)壞點(diǎn)以及因長期使用導(dǎo)致灰塵沾染時，控制單元通過比較光學(xué)傳感器的電學(xué)信號的信號值與信號參考值，標(biāo)記出造成光源系統(tǒng)色彩異常的時間段，并在該時間段內(nèi)改變光源組件的發(fā)光狀態(tài)，或阻止光束傳送至投影區(qū)域，從而解決因色輪組件的缺陷造成的投影畫面色彩異常的問題，保證光源系統(tǒng)的配色關(guān)系及顯示效果，延長色輪組件及投影機(jī)的使用壽命。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的光源系統(tǒng)工作原理的示意圖；

圖2a、圖2b、圖2c和圖2d是本發(fā)明的熒光輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a、圖3b、圖3c和圖3d分別為圖2a、圖2b、圖2c和圖2d對應(yīng)的電學(xué)信號時序圖；

圖4為本發(fā)明光源系統(tǒng)的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的投影儀光源系統(tǒng)100的工作原理示意圖，該光源系統(tǒng)100包括光源組件10、熒光輪組件20、光電傳感器30和控制單元40,光源組件10發(fā)射第一光束l1至熒光輪組件20，熒光輪組件20將該第一光束l1轉(zhuǎn)換為不同顏色的第二光束l2，光電傳感器30檢測第二光束l2的光強(qiáng)度變化，控制單元40接收傳感器30生成的電學(xué)信號，并將該電學(xué)信號的信號值與預(yù)先存儲的信號參考值進(jìn)行比較，當(dāng)該電學(xué)信號的信號值偏離該信號參考值時，控制單元40改變光源組件10的發(fā)光狀態(tài)或阻止該第二光束l2傳送至投影區(qū)域，以克服光源系統(tǒng)100中熒光輪組件20上的缺陷造成的色偏問題。

在本發(fā)明的一具體實(shí)施例中，此光源系統(tǒng)100的光源組件10為一紫外激光二極管或紫外led發(fā)光二極管。圖2a所示為圖1中熒光輪組件20的示意圖，包括可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為藍(lán)光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)21和可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為黃光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)22。當(dāng)光電傳感器30接收到第二光束l2時，光電傳感器30將第二光束l2的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為可被控制單元40識別的電學(xué)信號，并發(fā)送給控制單元40進(jìn)行處理。

圖3a為本實(shí)施例中的光電傳感器的電學(xué)信號時序圖，當(dāng)圖2a中所示的熒光輪組件20的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)21內(nèi)包含一缺陷點(diǎn)25時，第一光束l1照射到缺陷點(diǎn)25上，產(chǎn)生第二光束l2的光強(qiáng)度會發(fā)生減弱，此時光電傳感器30產(chǎn)生的電學(xué)信號會出現(xiàn)一個偏離信號參考值ib的時間段t2，記作第二異常時間段，為了實(shí)現(xiàn)混合光的配色關(guān)系，控制單元40在其互補(bǔ)色光的黃色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)22的信號參考值iy所在的時間段內(nèi)選擇恰當(dāng)長度的時間段t3，記作第三異常時間段，對第二異常時間段進(jìn)行色偏補(bǔ)償。第二異常時間段t2和第三異常時間段t3合記作第一異常時間段t1?？刂茊卧?0在第一異常時間段t1，及之后的每個周期對應(yīng)于該第一異常時間段的時間內(nèi)，關(guān)閉光源組件10，于該異常時間段之外再重新點(diǎn)亮光源組件10。

所述第二異常時間段t2與第三異常時間段t3具有雙向的對應(yīng)關(guān)系。如果第二異常時間段t2與第三異常時間段t3不具有雙向?qū)?yīng)的對應(yīng)關(guān)系，會導(dǎo)致第三異常子時間段t3在光電傳感器的檢測時被認(rèn)為是出現(xiàn)新的異常，進(jìn)而生成新的色偏補(bǔ)償對應(yīng)關(guān)系，導(dǎo)致異常時間的被循環(huán)放大，最終導(dǎo)致光源系統(tǒng)100無法正常工作。

在本發(fā)明的第二具體實(shí)施例中，此光源系統(tǒng)的光源組件10為一紫外激光二極管或紫外led發(fā)光二極管。圖2b所示為圖1中熒光輪組件20的示意圖，包括可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為藍(lán)光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)21、可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為綠光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)23和可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為紅光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)24。當(dāng)光電傳感器30接收到第二光束l2時，光電傳感器30將第二光束l2的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為可被控制單元40識別的電學(xué)信號，并發(fā)送給控制單元40進(jìn)行處理。

圖3b為本實(shí)施例中的光電傳感器的電學(xué)信號時序圖，當(dāng)圖2b中所示的熒光輪組件20的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)21內(nèi)包含一缺陷點(diǎn)25時，第一光束l1照射到缺陷點(diǎn)25上，會導(dǎo)致第二光束l2的光強(qiáng)度發(fā)生減弱，此時光電傳感器30產(chǎn)生的電學(xué)信號會出現(xiàn)一個偏離信號參考值ib的時間段t2，記作第二異常時間段，為了實(shí)現(xiàn)光源系統(tǒng)的配色關(guān)系，控制單元40在綠色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)對應(yīng)的23綠光的信號參考值ig的時間區(qū)間內(nèi)選擇恰當(dāng)長度的時間段t3-1，同時在紅色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)24對應(yīng)的紅光的信號參考值ir的時間區(qū)間內(nèi)選擇恰當(dāng)長度的時間段t3-2，將t3-1和t3-2共同記作第三異常時間段，對第二異常時間段進(jìn)行色偏補(bǔ)償。時間段t2、t3-1和t3-2合記作第一異常時間段t1?？刂茊卧?0在第一異常時間段t1，及之后的每個周期對應(yīng)于該第一異常時間段的時間內(nèi)，關(guān)閉光源組件10，于該異常時間段之外再重新點(diǎn)亮光源組件10。

在本發(fā)明的第三具體實(shí)施例中，此光源系統(tǒng)的光源組件10為一藍(lán)色激光器或藍(lán)色led發(fā)光二極管。圖2c所示為圖1中熒光輪組件20的示意圖，包括可讓第一光束l1穿過的中空部分211和可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為黃光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)22。當(dāng)光電傳感器30接收到第二光束l2時，光電傳感器30將第二光束l2的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為可被控制單元40識別的電流信號，并發(fā)送給控制單元40進(jìn)行處理。

圖3c為本實(shí)施例中的光電傳感器的電學(xué)信號時序圖，當(dāng)圖2c中所示的熒光輪組件20的黃色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)22內(nèi)包含一缺陷點(diǎn)25時，光電傳感器30產(chǎn)生的電學(xué)信號會出現(xiàn)一個偏離信號參考值iy的時間段t2，記作第二異常時間段；為了實(shí)現(xiàn)光源系統(tǒng)的配色關(guān)系，控制單元40在熒光輪組件20的中空區(qū)211對應(yīng)的時間段內(nèi)選擇恰當(dāng)時長的時間段t3，記作第三異常時間段，對第二異常時間段進(jìn)行色偏補(bǔ)償。時間段t2和t3合記作第一異常時間段t1。控制單元40在第一異常時間段t1，及之后的每個周期對應(yīng)于該第一異常時間段的時間內(nèi)，關(guān)閉光源組件10，于該異常時間段之外再重新點(diǎn)亮光源組件10，或于第二異常時間段t2內(nèi)，提高藍(lán)色激光器的發(fā)光亮度。

在本發(fā)明的第四具體實(shí)施例中，圖2d所示為圖1中熒光輪組件20的示意圖，包括可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為藍(lán)光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)21和可將第一光束l1轉(zhuǎn)換為黃光的光色轉(zhuǎn)換材料區(qū)22，且區(qū)域21與區(qū)域22的比例關(guān)系為1:2。當(dāng)光電傳感器30接收到第二光束l2時，光電傳感器30將第二光束l2的光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為可被控制單元識別的電學(xué)信號，并發(fā)送給控制單元40進(jìn)行處理。

圖3d為本實(shí)施例中的光電傳感器的電學(xué)信號時序圖，當(dāng)圖2d中所示的熒光輪組件20的藍(lán)色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)21內(nèi)具有第一缺陷點(diǎn)251，同時在黃色光轉(zhuǎn)換材料區(qū)22內(nèi)具有第二缺陷點(diǎn)252時，光電傳感器30產(chǎn)生的電學(xué)信號會出現(xiàn)分別偏離信號參考值ib和信號參考值iy的兩個第二異常子時間段t2-1和t2-2。為了實(shí)現(xiàn)光源系統(tǒng)的配色關(guān)系，控制單元40會分別生成兩個第三異常子時間段t3-1和t3-2，對第二異常時間段進(jìn)行色偏補(bǔ)償，此外還因?yàn)閰^(qū)域21與區(qū)域22面積不相等，可以根據(jù)比例關(guān)系調(diào)整兩個第三異常子時間段t3-1和t3-2的長度，根據(jù)前述的熒光輪組件的比例關(guān)系，t3-1的長度為t2-1的兩倍，t3-2的長度為t2-2的二分之一。將四個子時間段t2-1、t2-2、t3-1和t3-2合記作第一異常時間段t1，控制單元40在第一異常時間段t1以及之后的每個周期對應(yīng)于該第一異常時間段的時間內(nèi)，關(guān)閉光源組件10，于該異常時間段之外再重新點(diǎn)亮光源組件10。

值得注意的是，根據(jù)前述的色偏補(bǔ)償方法，在本實(shí)施例中，一個周期內(nèi)會出現(xiàn)四個子異常時間段，大大降低了光源的發(fā)光時間，導(dǎo)致光源系統(tǒng)投影出的畫面偏暗或影響投影機(jī)的使用效果，可以考慮對色偏補(bǔ)償方法進(jìn)一步優(yōu)化：

本實(shí)施例中同時出現(xiàn)熒光輪組件不均勻分布和具有兩個第二異常時間段，控制單元40定義兩個第二異常子時間段t2-1和t2-2中等效異常時間較長的一個第二異常時間段t2-1為第二異常時間段t2，控制單元40在選取第三異常時間段時，用滿足光源系統(tǒng)配色關(guān)系的第三異常時間段t3覆蓋原來較短的第二異常子時間段t2-2，從而將異常時間占據(jù)總時間的比例降到最低，保證光源系統(tǒng)的光照亮度。

本發(fā)明還提供一種包含上述投影機(jī)光源系統(tǒng)的投影機(jī)裝置，包括光源系統(tǒng)100和數(shù)字微鏡裝置dmd。當(dāng)光源系統(tǒng)處于異常時間時，還可以通過控制單元40控制該數(shù)字微鏡裝置dmd處于不翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，阻斷第二光束的光線投向投影區(qū)域，避免色偏圖像影響視覺效果。

圖4可為本發(fā)明的投影儀光源系統(tǒng)100的控制方法的流程圖。該控制方法包括以下步驟：

步驟a(s100):投影機(jī)開啟時，控制單元讀取信號參考值；

步驟b(s200):該控制單元獲取并處理電學(xué)信號，當(dāng)電學(xué)信號的信號值偏離信號參考值時，產(chǎn)生至少一第二異常時間段；

步驟c(s300):該控制單元根據(jù)配色關(guān)系產(chǎn)生至少一第三異常時間段，將該至少一第二異常時間段與至少一第三異常時間段合并記作第一異常時間段，并將該電學(xué)信號每個周期中對應(yīng)于該第一異常時間段的時間，記作異常時間；

步驟d(s400):當(dāng)光源系統(tǒng)處于異常時間時，該控制單元改變該光源組件的發(fā)光狀態(tài)，或該控制單元阻止該第二光束傳送至投影區(qū)域。

上述投影機(jī)光源系統(tǒng)、投影機(jī)裝置和控制方法可以有效的校正投影機(jī)畫面的色偏移，提高投影儀的畫面品質(zhì)和用戶體驗(yàn)，同時也提高了熒光輪的使用壽命。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。