專利名稱：三色光源色彩點的調節(jié)方法及調節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光光源尤其是三色光源色彩點的調整方法，并提供一種 三色光源色彩點的調整系統(tǒng)，可廣泛應用于投影設備、照明設備及液晶顯示設 備等裝置。
背景技術：
目前在投影顯示領域中廣泛使用的還是UHP (超高壓汞燈)，但是其具有諸 多缺點。新型光源的發(fā)展使我們可以選擇的光源日漸廣泛，使用三色光源(例 如LED、激光)存在顯示色彩豐富，色溫可調，動態(tài)可控制等優(yōu)點，所以對三色 投影光源控制系統(tǒng)的研究也顯得比較重要。此外隨著液晶現(xiàn)實的普及以及背光 技術的成熟，LED燈的應用變得越來越廣泛，隨之如何提高LED光源的色彩輸出 及有效利用和LED光源的調節(jié)，變成了節(jié)能降耗領域的一個重要課題。
LED的紅、綠、藍三色的色品坐標因工藝過程等原因無法達到全色譜的效果， 而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色。當為全彩色LED顯 示屏進行配色前，為了達到最佳亮度和最低的成本,應盡量選擇三原色發(fā)光強度 成大致為3: 6: 1比例的LED器件組成像素。白平衡要求三種原色在相同的調配 值下合成的仍舊為純正的白色。單就LED來說是很難實現(xiàn)，為了解決此類問題， 一般IC都會設計設置電流大小的功能，便于不同批次LED都可以達到同樣的白 光效果。
我們 一般把可以合成的顏色叫做，原色；在應用中的紅、綠、藍三色叫做，基 色.色度圖中的三個頂點為理想的原色波長。如果原色有偏差，則可合成顏色的 區(qū)域會減小，光譜表中的三角形會縮小，從視覺角度來看，色彩不僅會有偏差，豐 富程度減少，見附圖1。三個原色中綠色最為重要，因為綠色占據(jù)了白色中69% 的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權衡顏色的純度和價格兩者之間 的關系時，綠色是著重考慮的對象。
如何能後有效的對三色光源進行驅動控制來達到我們需要的色彩點，目前普遍采用是利用脈寬調制信號對復數(shù)個LED進行驅動，當這個動作重復至一個預 定次數(shù)后，如果LED光源還未實現(xiàn)用戶所選色彩點則設定一個錯誤標志。這種 驅動主要是通過調整PWM來控制LED的亮度強弱或者顏色匹配白平衡的。例如 中國專利CN200510085590. 3所乂>開的， 一種方法，其包括4妻收一用戶所選色 彩點；取得所述用戶所選色彩點的紅、綠、藍(RGB)三色值，所述RGB三色值由 一發(fā)光二極管(LED)光源的一色彩傳感系統(tǒng)而定；判斷所述用戶所選色彩點是 否超出所述LED光源的一色彩選擇范圍，如果超出，則設定一錯誤標志；及響應于 所述RGB三色值，為所述LED光源的復數(shù)個LED驅動器產生脈寬調制信號。可是 這樣的驅動需要所有的LED燈進行多遍調試且在具體工作時，所有的LED燈都 要亮。這樣非常不利于節(jié)約能耗，降低機器使用功耗。
針對以上需要所有的LED燈進行多遍調試且在具體工作時，所有的LED燈都 要亮，不利于節(jié)約能耗的缺點，本發(fā)明特別揭示一種三色光源色彩點調整系統(tǒng)， 不僅保證三色光源能夠輸出所需的光線和色彩，而且有效解決整機能耗高的缺 陷，更加環(huán)保。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是揭示一種可以針對單個三色光源 進行色彩點調整的方法，避免必須對多個或者復數(shù)個三色光源或LED光源進行 色彩點控制的弊端，提供一種更為經濟和低能耗的調節(jié)色彩點方法。
針對上述發(fā)明目的，本發(fā)明揭示了一種三色光源色彩點的調節(jié)方法，包括， 調節(jié)單個三色光源的三基色占空比，三色光源根據(jù)所調節(jié)的三基色的占空比依
次輸出三色光源的三基色，從而調節(jié)三色光源的色彩點。
作為本發(fā)明一個較好的實施例， 一種三色光源的色彩點調整方法，還包括在 一個周期內預設三基色的占空比，根據(jù)所設定的三基色的占空比依次輸出三色 光源的三基色，獲取目標色彩點，將三色光源的色彩點與目標色彩點做比較， 如果一致，則按所述三基色的占空比周期的輸出該三色光源；如果不一致，則 調節(jié)該三色光源三基色的占空比，與目標色彩點做比較，直到一致。
作為本發(fā)明一個較好的實施例，通過取樣單元對目標色彩點進行取樣分析，反饋至控制單元產生相應的控制信號，該控制信號對三色光源的占空比進^f亍調 節(jié)，從而使得三色光源的色彩點與目標色彩點趨于一致。
作為本發(fā)明一個4交好的實施例，在所述的三色光源色彩點的調節(jié)方法中，在 一個周期內，三基色的三種顏色信號按照一定的相位差依次輸出，且三基色的
三種顏色信號不被同時輸出或者相互間不同時輸出。
進而，在一個周期內，三基色的占空比和為一，以確保始終只有一個基色的 顏色信號被輸出。
作為本發(fā)明的另一 目的，本發(fā)明揭示了 一種三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)或稱 調節(jié)裝置，以實現(xiàn)本發(fā)明的三色光源色彩點的調節(jié)方法。
一種三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，包括，三色光源和控制單元，所述的控制 單元可以調節(jié)所述的三色光源的三基色占空比，所述的三色光源依據(jù)所調節(jié)的 占空比依次輸出三基色，從而調節(jié)該三色光源的色彩點。
作為本發(fā)明一個較佳的實施例，本發(fā)明的三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，還包
括取樣單元，用于取樣目標色彩點并反饋至控制單元進行取樣分析；比較單元，' 將目標色彩點與三色光源的色彩點進行比較，如果一致則按所述三基色的占空 比周期的輸出該三色光源；如果不一致，則調節(jié)該三色光源三基色的占空比， 與目標色彩點做比較，直到一致。
為了精確輸出控制信號以調節(jié)占空比，節(jié)省調節(jié)時間，本發(fā)明的較佳實施例 中，三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，還包括取樣單元，對目標色彩點進行取樣， 將取樣后的結果反饋至控制單元，控制單元根據(jù)取樣的結果進行分析并產生相 應的控制信號，進而調節(jié)三色光源的三基色占空比。
為了充分利用一個周期的驅動能力，本發(fā)明較佳實施例中，在一個周期內， 三基色的三種顏色信號按照一定的相位差依次輸出，三基色的占空比和為一， 且三基色的三種顏色信號相互間不同時輸出。
為了保護該調節(jié)系統(tǒng)，本發(fā)明的較佳實施例中，還包括與控制單元相連接的 溫度保護單元和過流保護單元。
由于本發(fā)明揭示了在一個周期內通調節(jié)三基色的占空比，進而調節(jié)三色光源的色彩點，使得三基色的三種顏色在一個周期內相互間不同時輸出，并保持 占空比在一個周期內和為一，即充分利用了每個周期的三色光源驅動能力，又 可以靈活的調節(jié)三色光源的色彩點。由于能夠針對單個三色光源進行色彩點的
精確調節(jié)，降低了LED光源的能耗，更加環(huán)保。


附圖1為現(xiàn)有三基色光源的色彩示意附圖2為本發(fā)明實施例的光源控制系統(tǒng)結構示意附圖3為本發(fā)明實施例的光源控制方法流程示意附圖4為本發(fā)明實施例的P麗信號控制LED電流的波形示意附圖5為本發(fā)明實施例一個周期中三基色顏色信號輸出波形示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特 征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明 確的界定。
本發(fā)明揭示一種三色光源色彩點的調節(jié)方法，使三基色光根據(jù)控制依次輸 出，到達顯示芯片來調節(jié)光的亮度，最后達到顯示輸出的目的。
本發(fā)明可以應用在單片或者三片式投影顯示中，也可以應用在LED照明系統(tǒng) 中，隨著LCD電視及相關產品的普及，本發(fā)明同樣可以應用在背光電^L或者PDA、 電腦等產品上。
為了描述的方便，下面以背光LED電視為例來介紹本發(fā)明。 如圖2所示，對于單個三色光源107的色彩點調節(jié)過程做如下介紹，控制通 過驅動單元(也即此處的驅動控制IC102)控制三色光源，控制器101 —般為 MCU，三色光源107可為LED、激光等光源，該三色光源107—般包括三基色， 通過三基色及光源的點亮時間和流經電流大小，控制光源的亮度。
驅動控制IC102,此處設置為包括三路輸出，能夠完成對三色LED的驅動輸 出。驅動控制IC102主要是在同 一個周期T內使該三路輸出相位相對前一路的輸出相位會延遲120度的相位角，這樣就在一個周期T內平分三個基色的輸出
時間，并將此設定為三基色在光源中的預定占空比，這樣就可以使三路輸出保
證一個周期T的驅動能力，如圖4所示，其中紅顏色信號輸出為R,綠顏色信號輸 出為G,藍顏色信號輸出為B, Tl代表第一個PWM開關周期。
如果改變控制驅動IC102的三路輸出的占空比，也就改變了三基色的輸出時 序及各自所輸出的時間，從而就調節(jié)了三色光源107的色彩點。在本發(fā)明實施 例中，三路占空比的累加和保證要為一，也即要保證在一個周期內，三色光源 107總有一個顏色信號被輸出。這樣就可以使得只需要外加一個精確的時鐘輸 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輸出。 比如，可以是紅色占60%,綠色占20%,藍色占20%;或者紅色34%,綠色 和藍色都是33%;相應的，相位差也就隨之變化。
為了更為精確的確定三基色的占空比，從而滿足輸出的色彩點需求，本發(fā)明 實施例中，設置了通過取樣電阻對目標色彩點108特性進行取樣，取樣電阻將 該取樣信號反饋至控制驅動IC1G2或者控制器101/通過控制驅動IC102或控制 器101的分析和計算，產生相應的控制信號，該控制信號對三色光源107進行 控制，也即調節(jié)了三色光源107的三基色占空比，使得三色光源107能滿足目 標色彩點108的需求。此處的目標色彩點108可以是電-見接收端輸入的畫面信 號樣本，也可以是用戶事先輸入的需求色彩點。
對于整個背光源也即批量的三色LED的亮度控制主要有兩種方法通過光感 應器件采集光的亮度值反饋給MCU; MCU通過處理P麗改變電流大小，從而改變 背光源亮度；通過客戶輸入亮度指令改變背光源亮度，達到背光源輸出符合要 求，也就使得LCD發(fā)光色彩和亮度滿足了各類機器的需求，如圖5所示，圖中上 面的波形為PWM波形，下面為流經背光源LED的電流波形，P麗的占空比越高， 電流就越大，背光源LED燈也就越亮。
在光感應器件采集光亮度時，可以通過光感應器采集到光信號轉化成模擬信 號或數(shù)字信號給控制器MCU,根據(jù)這些信號控制器101對P麗做出一定的處理， 以達到改變背光源亮度的目的。當所述的三色光源107是白色激光時，還需要給白色激光設置分色電路，將
白光分為RGB三色信號，然后驅動控制IC102控制RGB三基色的顏色信號在一 個周期內，至少有1個顏色信號可以輸出。
驅動控制IC102對三色光源107輸出的PWM占空比越大，LED越亮，可以有 效保證機器輸出的亮度需求，另外對三色光源107的選擇也是保證輸出亮度的 很重要的一點，不同的三色光源107性能指標，決定了其亮度及其他相關參數(shù)。 而對于單個三色光源1G7的顏色匹配，則可以直4妻通過調節(jié)三色光源107的三 基色PWM占空比的比例來進行控制和匹配。
進一步的為了對驅動控制IC102中的電壓和電路進行有效保護，可以在驅 動控制IC102系統(tǒng)設置有過壓過流保護電路， 一般可選用過壓和過流保護的反 饋環(huán)，然后只需設計合適的取樣電阻就可以完成對電壓和電流的保護。
如圖2所示，為了增加對光源的驅動，增強驅動控制IC102對三色光源107 的穩(wěn)定工作，可以在驅動控制IC102和三色光源之間設置有驅動電路103，該驅 動電路103具體可以是一個開關器件，根據(jù)驅動控制IC102的驅動信號來控制 三色光源107的燈亮暗操作，該驅動電路103 —般可以選用BUCK電路。
由于三色光源107最容易損壞，所以除了在驅動控制系統(tǒng)中完成過壓;Ei流 保護，還需要在整個系統(tǒng)中增加溫度保護部分，用來保證光源壽命。具體的做 法是采用溫度采集105部分采集溫度的變化，將此溫度反饋信號經過A/D轉 換104器件輸出數(shù)字信號，控制器IOI (FPGA或者單片機)對此數(shù)字信號進行 處理，將對溫度的調節(jié)轉換為對P麗的調節(jié)，調節(jié)范圍可以根據(jù)設計產品的需 要定義，若溫度的急劇上升使得溫度超出所設置的溫度調節(jié)范圍，控制器IOI 會直接給一個關斷信號，完成對整個光源系統(tǒng)的保護。
上述所用的溫度采集105部分，可以用精密溫度傳感器，也可以使用熱敏 電阻來搭建簡單的溫度采集105系統(tǒng)。比如可以利用NTC熱敏電阻的特性—— 當它處于不同溫度環(huán)境時，其阻值不同的特性。利用運放，將熱敏電阻在不同 溫度環(huán)境下的輸出電流轉換成電壓值，輸入到控制器101的I/O 口 ，才艮據(jù)預先 設定的過溫保護值，判斷是否超出其范圍，如果超出規(guī)定值時，控制器MCU通過改變P麗方波的占空比，調節(jié)輸出到LED光源的電流，使LED的功率降低， 轉化的熱量變少，溫度降低。低于安全溫度后，再增加輸出的電流，使LED亮 度變亮，如果采樣的溫度再次比安全溫度高，就重復以上的過程。
如圖3所示，本發(fā)明實施例的三色光源107色彩點的調節(jié)方法示意圖中， 包括S1設定三基色的占空比，即預先定好三基色的輸出時序及時長，可以設定 為三基色相位相差120度，則三基色平分一個周期，并且保持三基色的占空比 和為一，即紅色、綠色和藍色均占33。 33%，保持每三分之一個周期有一種基 色的顏色信號輸出，但是三基色的顏色相互之間不會同時輸出，但是該占空比 的預設值也是可以按需調節(jié)的；S2根據(jù)設定的三基色占空比依次輸出三色光源 107的三基色，確定了占空比后，將三基色依次輸出，也即確定了單個三色光源 107的色彩點值；S3獲取目標色彩點108,通過耳又樣單元104獲耳又目標色彩點 108的值，將結果反饋給控制單元；S4判別三色光源107的色彩點與目標色彩 點108是否一致，即比較單元來判別兩色彩點之間是否有差異，如果一致，則 執(zhí)行步驟S5， S5按該三基色的占空比周期的輸出三色光源107，如果不一致， 則執(zhí)行步驟S6， S6調節(jié)該三色光源107三基色的占空比，調節(jié)三基色的占空比 后，再將色彩點進行比較，直到兩者一致，否則重復上述步驟S6和S4。為了精 確調整三基色的占空比，從而提高三色光源107色彩點的調節(jié)速度，此處將取 樣單元104取樣的目標色彩點108送到控制單元進行分析計算，得出相應的三 基色占空比，從而調節(jié)三色光源107的三基色占空比，使得三色光源107的色 彩點能快速滿足目標色彩點108的要求。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于 此，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明所揭露的技術范圍內，可不經過創(chuàng)造 性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明 的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
權利要求
1、一種三色光源色彩點的調節(jié)方法，包括，調節(jié)單個三色光源的三基色占空比，三色光源根據(jù)所調節(jié)的三基色的占空比依次輸出三基色，從而調節(jié)三色光源的色彩點。
2、 根據(jù)權利要求1所述三色光源色彩點的調節(jié)方法，其特征在于，還包括 在一個周期內預設三基色的占空比，根據(jù)所設定的三基色的占空比依次輸出三 色光源的三基色，獲取目標色彩點，將三色光源的色彩點與目標色彩點做比較， 如果一致，則按所述三基色的占空比周期的輸出該三色光源；如果不一致，則 調節(jié)該三色光源三基色的占空比，與目標色彩點做比較，直到一致。
3、 根據(jù)權利要求2所述的三色光源色彩點色調節(jié)方法，其特征在于，通過 取樣單元104對目標色彩點進行取樣分析，反饋至控制單元產生相應的控制信 號，該控制信號對三色光源的占空比進行調節(jié)，從而使得三色光源的色彩點與 目標色彩點趨于一致。
4、 根據(jù)權利要求1 ~ 3之一所述的三色光源色彩點的調節(jié)方法，其特征在于， 在一個周期內，三基色'的三種顏色信號按照一定的相位差依次輸出；且三基色 的三種顏色信號相互間不同時輸出。
5、 根據(jù)權利要求4所述的三色光源色彩點的調節(jié)方法，其特征在于， 一個 周期內，三基色的占空比和為一，以確保始終只有一個基色的顏色信號被輸出。
6、 一種三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，包括，三色光源和控制單元，所述的 控制單元可以調節(jié)所述的三色光源的三基色占空比，所述的三色光源依據(jù)所調 節(jié)的占空比依次輸出三基色，從而調節(jié)該三色光源的色彩點。
7、 根據(jù)權利要求6所述的三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，還包 括取樣單元，用于取樣目標色彩點并反饋至控制單元進行取樣分析；比較單元，將目標色彩點與三色光源的色彩點進行比較，如果一致則按所述三基色的占空 比周期的輸出該三色光源；如果不一致，則調節(jié)該三色光源三基色的占空比， 與目標色彩點做比較，直到一致。
8、 根據(jù)權利要求7所述的三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，還包 括取樣單元，對目標色彩點進行取樣，將取樣后的結果反饋至控制單元，控制單元根據(jù)取樣的結果進行分析并產生相應的控制信號，進而調節(jié)三色光源的三 基色占空比。
9、 根據(jù)權利要求6 ~ 8之一所述的三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于， 在一個周期內，三基色的三種顏色信號按照一定的相位差依次輸出，三基色的 占空比和為 一，且三基色的三種顏色信號相互間不同時輸出。
10、 根據(jù)權利要求9所述的三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，還包 括與控制單元相連接的溫度保護單元和過流保護單元。
全文摘要
一種三色光源色彩點的調節(jié)方法，包括，調節(jié)單個三色光源的三基色占空比，三色光源根據(jù)所調節(jié)的三基色的占空比依次輸出三基色，從而調節(jié)三色光源的色彩點；本發(fā)明同時揭示了一種三色光源色彩點的調節(jié)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對單個三色光源的色彩點進行精確調節(jié)。
文檔編號H05B37/02GK101621880SQ200910020550
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權日2009年4月16日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 張海翔, 郭大勃 申請人:青島海信電器股份有限公司