微型投影儀亮度調節系統的製作方法

2023-12-02 13:41:01 1

專利名稱：微型投影儀亮度調節系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微型投影儀，且特別涉及一種微型投影儀的亮度調節系統。
背景技術：
隨著行業市場經濟進一步發展、國家信息化建設的持續推進，各行業對投影機產 品的需求都有所增長。並且隨時科技的不斷進步對於投影產品的結構、尺寸也有著不同的 要求，微型投影儀就是其中之一。微型投影儀泛指重量在1. Okg以下的可可攜式投影機。從整體上來看，微型投 影機與我們常見的投影機並沒有太大的區別，都具備連接信號源直接投影，只是體積看起 來比普通投影機更小，特別是一些手持微型投影機僅是普通的手機大小，而且重量也都在 200g左右。同時微型投影機採用了 LED冷光源，不僅減少了投影機的發熱量，還可以把外形 做得更小，而且在使用壽命方面也得到了很大的提升，可以輕鬆的達到2萬小時的使用壽 命。微型投影機一方面可以與手機、MP4、數位相機以及數碼攝像機和筆記本等行動裝置進 行連接；另一方面微投影模塊可以嵌入到上述這些可攜式數碼產品，以突破顯示和屏幕尺 寸的限制，從而進一步增加這些可攜式數碼產品的實用性，將電子產品的小型化和顯示的 大尺寸化完美結合。當然，與普通投影機相比，微型投影機也存在著亮度低，解析度低，大屏幕顯示對 環境要求苛刻等缺點。其中，在移動式微型投影儀技術中，亮度和功耗是一個突出的矛盾， 在電池續航能力一定的情況下，如何提高微型投影儀的待機時間，對移動式微型投影儀來 說是一個很重要的指標，同時考慮到對於移動可攜式產品的應用環境各不一，比方說白天 和晚上，環境亮度差異很大，如果以固定的亮度和功耗來使用，這樣無法解決亮度和功耗的 矛盾。為了緩和這種矛盾，在環境亮度低的情況下，選擇低亮度模式，以增加待機時間；而在 環境亮度高和特殊的場合則選擇高亮模式，以滿足清晰顯示的要求。亮度可以說是微型投影儀急需解決的一個技術問題。目前微型投影儀中體積最小 的手持微型投影儀亮度僅十幾流明，甚至有些僅為幾流明，而高端一點的也僅150流明左 右，這樣的亮度無論是商務還是娛樂都是非常低的。由於微型投影儀的亮度較低，所以對投 影環境的要求也就要求更高。這無疑對微型投影的普及起到了很大的阻礙作用。那麼，如何提供一種微型投影儀，能夠根據不同的環境提供不同的投影亮度，已達 到清晰的投影效果，是本領域技術人員需要解決的技術問題。
發明內容本實用新型提供一種微型投影儀亮度調節系統，使微型投影儀能夠根據不同的外 部環境提供不同的投影亮度，從而達到清晰的投影效果，滿足使用者的需求。本實用新型提供一種微型投影儀亮度調節系統，包括外部光線檢測單元；與所 述外部光線檢測單元連接的處理單元；以及與所述處理單元連接的亮度調節單元；其中， 所述外部光線檢測單元將檢測到的反應外部光線強弱的電信號發送到所述處理單元中，所
4述處理單元對所述外部光線檢測單元檢測到的反應外部光線強弱的電信號進行處理形成 控制信號，並將控制信號發送給所述亮度調節單元，所述亮度調節單元根據所述控制信號 對投影光源的亮度進行調節，從而使微型投影儀在不同亮度的環境下，自身可以自動對投 影光源的亮度進行調節，已達到投影效果的清晰。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點本實用新型提供的微型投影儀，通過外部光線檢測單元檢測到投影環境的光線強 度，並將光線強度轉換成電信號，然後將該信號發送給處理單元，所述處理單元對該信號進 行處理之後，根據處理結果控制亮度調節單元，亮度調節單元根據處理結果調節投影光源 的亮度，這樣微型投影儀可以根據不同的環境光線自動調節微型投影儀的投影光源的亮 度，已達到投影效果的清晰，滿足使用者的需求並達到了節約能源的目的。

圖1是本實用新型微型投影儀亮度調節系統的示意圖；圖2是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第一實施例示意圖；圖3是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第二實施例示意圖；圖4是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第一實施例電路圖；圖5是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第二實施例電路圖；圖6是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第三實施例電路圖；圖7是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第四實施例電路圖；圖8是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第五實施例電路圖。
具體實施方式
請參考圖1，圖1為本實用新型微型投影儀亮度調節系統的示意圖。本實用新型提供的一種微型投影儀亮度調節系統，具體包括外部光線檢測單元 1，處理單元2和亮度調節單元3。所述外部光線檢測單元，檢測不同環境下相對於微型投影 儀的外部光線強度。所述處理單元2，與所述外部光線檢測單元1連接，對所述外部光線檢 測單元1檢測到的光線強度信號進行處理，並將處理信號發送給亮度調節單元3 ；所述亮度 調節單元3，根據所述處理信號調節微型投影儀投影光源的亮度。從而使得微型投影儀可以 根據環境光線強度的不同，對投影光源進行調節，已達到更好的投影效果。具體地，請參考圖2以及圖3，圖2為本實用新型微型投影儀的亮度調節系統第一 實施例示意圖；圖3是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第二實施例示意圖。所述外部光線檢測單元1，是用來檢測不同環境的亮度，其主要是利用光敏元件來 檢測外部環境的光線，將該單元輸出的反應外部光線強弱的電信號發送到處理單元2中。 所述處理單元2，包括比較器21和處理晶片22 ；預先在所述處理單元2中設定一個或多個 與微投影儀基準光強相對應的基準信號，存放在微投影儀系統的非易失存儲器中。所述比 較器21將接收到的外部光線檢測單元1輸出的反應外部光線強弱的電信號與所述預先設 定的基準信號進行比較，從而形成一個控制信號，該控制信號控制處理晶片22輸出的亮度 信號。所述控制信號可以為高電平或者低電平，可以用「1」表示高電平，「0」表示低電平。 所述亮度信號可以為PWM波，即控制信號控制處理晶片22輸出的PWM波的佔空比。例如
5控制信號為高電平時處理晶片22控制輸出的PWM波的佔空比為75%，此時微投影儀亮度調 節系統為高亮度模式，那麼亮度調節單元3中的LED驅動晶片31根據所述處理晶片22的 PWM波的佔空比(高亮度模式)對投影光源的亮度進行調節，增大LED光源的亮度，使得微 型投影儀根據外部環境光線強弱的情況而達到更好的顯示效果。反之，當控制信號為低電 平時處理晶片22控制輸出的PWM波的佔空比為50 %，此時微投影儀亮度調節系統為低亮 度模式，那麼LED驅動晶片31根據所述處理晶片22PWM波的佔空比(低亮度模式)對投影 光源的亮度進行調節，減小LED光源的亮度。需要指出的是，佔空比不是隨意可以設置大小 的，以上的實施例只是用於說明本實用新型的目的所舉的一個例子，佔空比要根據微顯芯 片要求來進行設置，一般微顯晶片的規格都規定了佔空比的上限值，對於系統可以在這個 上限值的範圍內進行設置，置於設定多少，要根據實際允許的功耗要求來進行設置。例如 displaytech WVGA的panel目前允許的佔空比為42. 5%，如果佔空比設置為42. 5%則為高 亮模式，如果佔空比設置為30%則為低亮模式，當然displaytech也在開發更高佔空比的 微顯示晶片。而syndiant的panel的佔至比可以達到89%，如果佔空比設置為89 %則為 高亮模式，如果佔空比設置為50%則為低亮模式。因此PWM波佔空比設置為多少是不能限 定的，這個要根據微顯晶片規格的要求來進行設定。本實用新型提供的微型投影儀亮度調節系統，所述外部光線檢測單元中的所述的 光敏元件11可以是光電二極體和光電轉換電路；亮度調節單元3包括LED驅動晶片31，其 根據處理單元2發送的信號對投影光源的亮度進行調節。外部光線檢測單元1將檢測到的 光線信號轉換成相應的電壓信號，電壓信號通過A/D模數轉換轉換成數位訊號(也就是控 制信號)，處理單元2根據這些轉換出來的數位訊號(控制信號)，輸出相應頻率和PWM波 的佔空比發送到亮度調整單元，亮度調整單元根據PWM波的佔空比對微型投影儀的光源亮 度進行調節，以適應外部環境光線，從而達到更好的顯示效果。根據上述內容，本實用新型要達到投影光源的亮度進行調節的功能，還可以根據 外部檢測單元輸出的反應外部環境光線強弱的電信號，採用另一種亮度調整方式對微型投 影儀投影光源的亮度進行調整。通過控制LED驅動晶片31的驅動電流大小，實現根據外部 環境光線調節投影光源的亮度的目的，從而以便使用者根據不同的環境條件達到不同的亮 度顯示效果，並且有效的節約了能源。具體地，如圖1所示的本實用新型微型投影儀亮度調節系統的示意圖。該微型投 影儀亮度調節系統是通過外部光線檢測單元1、處理單元2和亮度調節單元3構成。其中， 所述外部光線檢測單元1，檢測不同環境下的外部光線強度，並將外部光線強度轉換成電信 號，所述處理單元2，與所述外部光線檢測單元1連接，對所述外部光線檢測單元1檢測到的 光線強度信號進行處理，並將處理信號發送給亮度調節單元3 ；所述亮度調節單元3，根據 所述處理信號調節微型投影儀投影光源的亮度。從而使得微型投影儀可以根據環境光線強 度的不同，對投影光源進行調節，已達到更好的投影效果。又，請參考圖4，圖4是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第三實施例示意圖。 所述處理單元2，包括比較器21，開關陣列23、第一電阻24、第二電阻25。所述比較器21 的一端連接於所述外部光線檢測單元1，另一端連接所述開關陣列23 ；開關陣列23的另一 端分別連接第一電阻24和第二電阻25以及所述亮度調節單元3。具體地，預先在所述處理單元2中設定一個或多個與微投影儀基準光強相對應的
6基準信號，存放在微投影儀系統的非易失存儲器中。所述比較器21將接收到的外部光線檢 測單元1輸出的反應外部光線強弱的電信號與所述預先設定的基準信號進行比較，從而形 成一個控制信號。所述控制信號可以為高電平或者低電平，可以用「1」表示高電平，「0」表 示低電平。亮度調節單元3中LED驅動晶片31有一個設置輸出電流大小的引腳，這個引腳 根據其接地電阻的阻值不同，輸出的電流也不同。與所述比較器21連接的開關陣列23，根 據不同的控制信號連通不同的接地電阻，例如當控制信號為高電平時，說明投影系統需要 進入高亮度模式，那麼開關陣列23連通第一電阻24，LED驅動晶片31的引腳根據連通的 電阻控制輸出的電流大小，使LED驅動晶片31的電流增大，從而調整投影光源的亮度。反 之，控制信號為低電平，說明投影系統需要進入低亮度模式，那麼開關陣列23連通第二電 阻25，LED驅動晶片31的引腳根據連通的電阻控制輸出的電流大小，使LED驅動晶片31的 電流減小，從而降低投影光源的亮度。圖示中的參考電壓數值可以通過實驗測定的方法來 確定。綜上，本實用新型是通過PWM波的佔空比和LED驅動晶片31電流的大小來進行控 制，PWM調光的頻率一般要大於100Hz。其中，所述的PWM控制技術以其控制簡單，靈活和動 態響應好的優點而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式。脈衝寬度調製(PWM)是一種 對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高解析度計數器的使用，方波的佔空比被調製 用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時 刻，滿幅值的直流供電要麼完全有(ON)，要麼完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON) 或斷(OFF)的重複脈衝序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上 的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。只要帶寬足夠，任何模擬值都可以使用PWM進行 編碼。本實用新型提供的亮度控制模式是數字式的控制方式，其亮度模式並非僅限於上 述實施例中的兩種情況。使用者根據自身需求通過改變其內部元件來實現。可以通過在處 理單元中的A/D轉換器，以及A/D轉換器和開關陣列搭配實現。具體地，請參考圖6，圖6是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第三實施例電路 圖。外部光線檢測單元通過A/D轉換器來實現，投影亮度的自動調節。S卩，外部光線檢測單 元將輸出的反應外部光線強弱的電信號，通過採樣、量化、編碼便轉化成一個數位訊號，對 於該技術現有技術很容易實現，在這裡就不再詳述。數位訊號一方面可以去控制PWM的產 生電路的佔空比，這樣便可以自動調節微投影儀的輸出亮度。以2位A/D轉換器為例加以 說明，將外部檢測單元檢測的信號分四個等級，每一個第級環境光強都對應一個微投影的 亮度，這樣便可以讓微投影的亮度在四個等級中自動變化。例如，外部光線檢測單元檢測的 光線信號經A/D轉換器轉為00、01、10、11 ；00對應的PWM的佔空比為50%，01對應的PWM 的佔空比為60%，10對應的PWM的佔空比為70%，11對應的PWM的佔空比為80%，那麼，亮 度調節單元根據不同的PWM波的佔空比對投影儀的亮度進行調整，從而實現了微型投影儀 根據不同的外部環境光線信號自動調整投影亮度，從而達到清晰的投影效果。另一方面也可以通過A/D轉換器去控制開關陣列，在不同的數位訊號情況下選擇 不同的匹配電阻，以調整LED驅動晶片輸出電流，實現微投影儀亮度的自動調節。可以使用 二位，三位或更多位A/D轉換器，將外部光線檢測單元輸出的反應外部光線強弱的電信號 轉化成二位，三位或更多位數位訊號，以此去控制PWM產生器的佔空比和LED驅動電流大
7小。通過上述方法可以實現多位的亮度控制。具體地，請參考圖7，圖7是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第四實施例電路 圖。外部光線檢測單元將輸出的反應外部光線強弱的電信號發送給A/D轉換器，所述A/D轉 換器根據不同的控制信號等級連通不同的電阻，輸出不同的LED驅動電流，使得投影光源 有不同的亮度。例如，當控制信號為00連通電阻1，LED驅動晶片輸出相對應的驅動電流， 調節光源亮度；當控制信號為01時連通電阻2，LED驅動晶片輸出相對應的驅動電流，調節 光源亮度；當控制信號為10時連通電阻3，LED驅動晶片輸出相對應的驅動電流，調節光源 亮度；當控制信號為11時連通電阻4，LED驅動晶片輸出相對應的驅動電流，調節光源亮度； 從而實現了微型投影儀根據不同的外部環境光線信號自動調整投影亮度，從而達到清晰的 投影效果。如果想實現輸出亮度隨外界光強的變化而變化，只有將LED驅動晶片的輸出電流 設置腳接個光敏電阻，便可以實現輸出亮度的自動調節功能。請參考圖8，圖8是本實用新型微型投影儀亮度調節系統第五實施例電路圖，圖中 Dl是光敏電阻，該電阻阻值隨外界光線強度而變化。光敏電阻是一種隨照射到其上光強變 化而阻值跟著變化的器件，有阻值隨光強增大而增大的光敏電阻，也有阻值隨光強增大而 減小的光敏電阻，本案例中用的是光敏二極體，該二極體工作於反偏狀態，由於二極體的光 敏特性，其阻值隨外部光線強度增強而減小。通過用該電阻去控制LED驅動晶片的輸出驅 動電流，這樣便可能實現微型投影儀的輸出亮度隨環境光強變化而變化。以上是為了讓本實用新型得以清楚的表述而舉出的實施例，本實用新型中提到技 術方案不但可以控制投影光源為單顆大功率LED，也可以控制投影光源為多顆LED陣列。這 樣保證了微型投影儀可以根據不同的環境光線自動調整自身亮度，另外，本實用新型還可 以通過增加A/D轉換器，多位開關陣列，電阻來實現不同的亮度臺階，以便使用者根據環境 光線變化的情況下，仍然能夠達到更好的投影效果，滿足使用者的需求。以上所述僅為本實用新型提供的一種微型投影儀亮度調節系統的優選實施方式， 並不構成對本實用新型保護範圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內所作的任何 修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護範圍之內。
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權利要求一種微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，包括外部光線檢測單元；與所述外部光線檢測單元連接的處理單元；以及與所述處理單元連接的亮度調節單元；其中，所述外部光線檢測單元將檢測到的反應外部光線強弱的電信號發送到所述處理單元中，所述處理單元對所述外部光線檢測單元檢測到的反應外部光線強度的電信號進行處理以形成控制信號，並將控制信號發送給所述亮度調節單元，所述亮度調節單元根據所述控制信號對投影光源的亮度進行調節。
2.根據權利要求1所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述外部光線檢測 單元包括用來檢測外部環境光線的光敏元件和光電轉換電路。
3.根據權利要求1所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述處理單元，包括與所述外部光線檢測單元連接的比較器；與所述比較器另一端連接的處理晶片，所述處理晶片的另一端連接所述亮度調節單兀。
4.根據權利要求3所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述亮度調節單元， 包括LED驅動晶片，與所述處理晶片連接，根據所述處理晶片發送的所述亮度信號調節所述 投影光源的亮度。
5.根據權利要求4所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述亮度信號為PWM波。
6.根據權利要求4所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述LED驅動晶片根 據PWM波的佔空比對所述投影光源的亮度進行調整。
7.根據權利要求1所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述處理單元，包括連接所述外部光線檢測單元的比較器；與所述比較器另一端連接的開關陣列；以及與所述開關陣列另一端分別連接的電阻，及所述亮度調節單元。
8.根據權利要求7所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述亮度調節單元， 包括LED驅動晶片，與所述開關陣列連接，根據所述控制信號連通所述電阻對所述LED驅動 晶片的電流值進行調整以調節所述投影光源的亮度。
9.根據權利要求1所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述處理單元，包括與所述外部光線檢測單元連接的A/D轉換器；與所述A/D轉換器另一端連接的處理晶片，所述處理晶片的另一端連接所述亮度調節單元。
10.根據權利要求1所述的微型投影儀亮度調節系統，其特徵在於，所述處理單元，包括連接所述外部光線檢測單元的A/D轉換器；與所述A/D轉換器另一端連接的開關陣列；以及與所述開關陣列另一端分別連接的電阻，及所述亮度調節單元。
專利摘要一種微型投影儀亮度調節系統，包括外部光線檢測單元；與所述外部光線檢測單元連接的處理單元；以及與所述處理單元連接的亮度調節單元；其中，所述外部光線檢測單元用來檢測外部光線的光強，並將光強轉換成電信號，外部光線檢測單元輸出的反應外部光線強弱的電信號輸送到所述處理單元中，所述處理單元對所述外部光線檢測單元檢測到的光線強度信號進行處理形成控制信號，並將控制信號發送給所述亮度調節單元，所述亮度調節單元根據所述控制信號對投影光源的亮度進行調節。已達到微型投影儀在不同的環境下自動調節投影光源的目的，從而滿足使用者在不同環境下，需要不同的投影亮度，已達到清晰的投影效果。
文檔編號H05B37/02GK201637994SQ20102011694
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月5日 優先權日2009年6月22日
發明者李元兵, 菅冀祁, 董建康, 謝輝, 陳本建, 駱名燈, 黃錦旺 申請人:惠州市華陽多媒體電子有限公司