CN101598887A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影装置，供投影图像于物体上，其包含感测单元、控制单元、光源模块及光学处理单元。感测单元产生感测信号。控制单元与感测单元相耦合，并且根据感测信号，产生控制信号。光源模块供输出多色光，并且根据控制信号调整所输出的多色光。光学处理单元接收光源模块所输出的多色光，而产生投影图像。

Description

投影装置

技术领域

本发明是关于一种投影装置，特别的是，投影装置根据不同的外部环境光源或者根据不同的投射区域进行投影图像的调整。

背景技术

已知技术中，投影***的光学机构大多是固定不变的，纵使可以改变，也是有限的，例如投影***中光源产生的光，其颜色、波段、或亮度通常为固定，或者是只能在预设的数种模式中改变，而无法满足实际上各式各样的投影环境。尤其是，在高亮度的使用环境下进行投影，其图像的效果显然低于在暗室中进行投影的效果。此外，已知的投影***亦无法动态地调整图像的白平衡。

有鉴于此，乃需要一种可随外部环境或者投影区域图像而自动调整的投影装置，除了可以调整亮度外，还可以调整白平衡。

发明内容

本发明一方面在于提供一种投影装置，利用感测装置所产生的感测信号，再将感测信号提供给控制单元用以控制光源模块，以通过光学处理单元产生投影图像。

本发明另一方面在于提供一种投影装置，利用感测装置所产生的感测信号，再将感测信号提供给控制单元用以控制光源模块，用以调整光源模块所输出的多色光，以进一步调整投影图像的白平衡或光强度。

本发明另一方面在于提供一种投影装置，利用光传感器检测外部环境的光强度或光色度所产生的感测信号，并且提供控制单元用以控制光源模块，用以调整光源模块所输出的白平衡或光强度。

于一实施例中，提供一种投影装置，供产生投影图像于物体上，其投影装置包含感测单元、控制单元、光源模块及光学处理单元。感测单元产生感测信号。控制单元与感测单元相耦合，并且根据感测信号，产生控制信号。光源模块供输出多色光，并且根据控制信号调整所输出的多色光。光学处理单元接收光源模块所输出的多色光，而产生投影图像。其中，光学处理单元亦可根据控制信号，以进一步调整该投影图像的白平衡或光强度。

本发明还提供了一种投影图像的方法，供产生投影图像于物体上，该方法包含：产生感测信号；因应该感测信号，产生控制信号；根据该控制信号调整输出的多色光；以及接收输出的多色光，用以产生该投影图像。

本发明还提供了一种具有上述投影装置的电子装置，包含：投影装置，供产生投影图像于物体上，包含：感测单元，产生感测信号；控制单元，与该感测单元相耦合，并且根据该感测信号，产生控制信号；光源模块，供输出多色光，并且根据该控制信号调整所输出的多色光；以及光学处理单元，接收该光源模块所输出的多色光，而产生该投影图像；其中该光源模块根据该控制信号调整该光源模块所输出的多色光，以进一步调整该投影图像的白平衡或光强度。

配合以下的较佳实施例的叙述与图式说明，本发明的目的、实施例、特征、及优点将更为清楚。

附图说明

图1是根据本发明于实施例的投影装置的方块图；

图2是说明本发明实施例的投影装置的示意图；

图3是说明本发明于实施例的投影装置的示意图；

图4是说明本发明于实施例的光源模块的示意图；

图5是说明本发明于实施例的光源模块的示意图；以及

图6是说明本发明于实施例的投影图像的方法流程图。

[主要元件标号说明]

投影装置        100、200、300

感测单元        102、202、302

感测信号        SS

控制单元        104、204、304

控制信号        CS

光源模块        106、206、306、400、500

红绿蓝色光      CL

光学处理单元        108、208、308

投影图像            PI

外部环境光源        EO

发光单元            402、502

色轮                403

遮光单元            404

白光                WL

具体实施方式

本发明揭露一种投影装置，供产生投影图像于物体上。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图1至图5的图式。

参考图1，是根据本发明于实施例的投影装置100的方块图。举例来说，投影装置100除了可为单独的投影机外，亦可集成于个人计算机、笔记本型计算机、个人数字助理、移动电话或是移动影音装置。

投影装置100包含感测单元102、控制单元104、光源模块106与光学处理单元108。其中，感测单元102产生感测信号SS。较佳地，感测单元102为图像撷取器(例如CCD摄影机或是CMOS摄影机)，藉以撷取并记录投影装置100投射在物体(例如屏幕，未图标)上投影图像PI，进而根据所撷取的图像产生感测信号SS；在另一实施例中，感测单元102则为光传感器，以感测外部环境光EO的光强度或光色度，进而产生感测信号SS。

感测单元102与控制单元104相耦合，并且根据感测信号SS，产生控制信号CS。较佳地，控制单元104乃利用集成电路的方式加以实施。举例而言，当感测单元102则为光传感器，而感测信号SS表示外部环境光EO的光强度过于强烈时，则控制单元104发出提高亮度的控制信号CS。亦或是外部环境光EO的光色度偏某一颜色时，则控制单元104发出校正颜色的控制信号CS，使得投影图像PI正确投影。

光源模块106供输出多色光CL，并且根据控制信号CS调整所输出的多色光。较佳地，光源模块106可为发光二极管或激光二极管所组成，以输出多色光。若欲提高输出多色光的光强度，光源模块106可包含不止单一个发光二极管或激光二极管，亦可由多个发光二极管或多个激光二极管所组成。

光学处理单元108接收光源模块106所输出的多色光CL，而产生投影图像。较佳地，光学处理单元108可使用德州仪器公司所研发的数字微型反射镜元件(DMD)或者是利用硅基液晶(LCoS)的方式，用以产生投影图像。较佳地，控制信号CS除了控制光源模块106外，光学处理单元108亦可根据控制信号CS，以进一步调整投影图像PI的白平衡或光强度。

参考图2，是说明本发明实施例的投影装置200的示意图。一并参考图1的说明，当感测单元202为图像撷取器时，可撷取投影装置200投射在屏幕或墙壁上的投影图像PI，藉此感测单元202可从撷取的投影图像PI中获得图像的色彩或亮度消息。如此的消息，可通过感测信号SS提供给控制单元204，以判断所呈现于屏幕或墙壁上的投影图像PI色彩是否为投影装置200所欲呈现的正确色彩。

举例来说，投影装置200本来所欲呈现纯白图像PI，但若纯白图像PI投影在黄色环境光源的情况下，使用者所观赏到的图像PI往往会偏黄，而非纯白。控制单元204再根据感测信号SS进行分析处理，产生调整输出色彩消息的控制信号CS。此控制信号CS输入至光源模块206，用以调整所提供多色光CL的特定比例，例如投影装置200依照设定投射出正确色彩的投影图像PI，然而当投影图像PI处于偏黄色的环境光源下时，通过感测单元202检测出显示屏幕或墙壁上的投影图像PI实际上的色彩是偏黄色，并对应地发出感测信号SS至控制单元204；控制单元204再发出控制信号CS至光源模块206，以增加中蓝色光的比例，使得原先偏黄色的投影图像PI，显示为正确的色彩的投影图像PI。上述的补偿校正一般亦称为图像白平衡校正。此外，当投影图像PI呈现的光亮度过高时，将使得投影图像PI的图像内容细节不易辨别，故通过控制单元204调整光源模块206的强度，达成图像亮度的校正。

参考图3，是说明本发明于实施例的投影装置300的示意图。一并参考图1的说明，当感测单元302为光传感器时，可检测外部使用环境光EO的光强度及光色度，并且产生感测信号SS，例如光传感器可为光度计或色度计。如此光强度或光色度的消息，可通过感测信号SS提供给控制单元304，以判断光源模块306是否需要提高/降低光源的强度，或者改变光源的颜色，使得投影装置300产生让使用者可清楚舒适地观看投影图像PI，而不致太强烈、太微弱或不正确的颜色等的投影图像PI。

通过感测单元302的感测信号SS提供给控制单元304，进行外部环境的光强度或光色度的分析处理，产生调整输出光强度或光色度消息的控制信号CS。此控制信号CS提供光源模块306，用以调整所提供光源模块306的光强度或光色度，例如以光强度的感测消息而言，提供较高的电流予该光源模块306，产生较高的光强度，用以补偿投影图像亮度不足的部分，或者可降低投射的光强度，用以节省电力且避免过亮的图像刺激使用者的眼睛。

参考图4，是说明本发明于实施例的光源模块400的示意图。光源模块400包含发光单元402及色轮403。发光单元402供产生白光，例如直接利用高压卤素灯(UHP)产生光源。色轮403的一端接收光源WL，并且过滤，于色轮403另一端产生多色光CL，例如光源经过色轮403的红色区域，则过滤出红色光。关于色轮403的材质或其它细节，本领域技术人员可参考已知投影机中的色轮而得知，在此不加赘述。但与已知技术不同之处在于，光源模块400根据控制信号CS的控制，可以调整色轮403的转速、发光单元402的亮度，或是调整发光单元402或色轮403所输出的光量，其详细说明如下。

在一实施例中，控制信号CS1用以调整色轮403的转速，藉此色轮403输出的多色光的时间具有特定比例。举例而言，控制信号CS1调整色轮403的转速，使得在色轮403某一颜色区域(例如红色)，转速降低。亦即，相对于绿色与蓝色区域，增长发光单元402入射至在色轮403中红色区域的时间，因此色轮403另一端产生较高比例的红色光CL。

在另一实施例中，色轮403的转速保持一定，但控制信号CS2用以调整发光单元402的强度，通过色轮403所输出的多色光的光强度具有特定比例。举例而言，控制信号CS2调整发光单元402的强度，使得当发光单元402所发出的光在入射至色轮403某一颜色区域(例如红色)，强度增加。亦即，相对于绿色与蓝色区域，增长发光单元402入射至在色轮403中红色区域时的强度，因此于色轮403另一端产生较高比例的红色光CL。

在又一实施例中，光源模块400还包含遮光单元404，具有光圈用以调整发光单元402或色轮403所输出的光量。当色轮403的转速保持一定时，发光单元402的亮度也保持一定，但通过控制信号CS3控制遮光单元404的光圈大小，控制调整发光单元402输出至色轮403的光量，使得色轮403所输出的多色光的光强度具有特定比例。举例而言，当遮光单元404介于发光单元402或色轮403之间时，通过控制信号CS调整遮光单元404的光圈大小，用以决定发光单元402的光源输出至色轮403的光量，使得输出的光源具有特定比例。值得注意的是，遮光单元404不仅调整发光单元402所输出的光量，亦可调整色轮403所输出的光量，故不受上述实施例的限制。

除此之外，光源模块402还可根据控制信号CS调整所输出的多色光的光亮度或相位，达成输出的多色光的光强度具有特定比例。本发明并不限定利用上述中的方式。

参考图5，是说明本发明于实施例的光源模块500的示意图。相较于上述实施例中发光单元402直接发出白光，光源模块500的发光单元502是由多个发光二极管或多个激光二极管所组成，其发出至少三种颜色的光，例如红蓝绿三原色。较佳地，通过调整施加于多个发光二极管或多个激光二极管的电流或者电压，可直接改变各颜色光发射的强度，使得发光单元502具有特定比例光强度的多色光CL。并且，通过控制信号CS调制特定比例的多色光。

故通过调整光源模块400或500的输出光强度或者光色度，可有效地改善外部环境光或者投影图像的色彩偏差的现象。并且配合感测单元感测外部环境光源或者不同的投射区域，通过控制单元的控制信号调整光源模块或光学处理单元。较佳地，投影装置通过控制单元还可达到自动化调整的功效。

参考图6，是根据本发明于实施例的投影图像的方法流程图。投影图像的方法600，是使用于如图1所示的投影装置100。投影图像的方法600开始于步骤602，产生感测信号；接着在步骤604，因应感测信号，产生控制信号；之后在步骤606，根据控制信号调整输出的多色光；最后在步骤608，接收输出的多色光，用以产生投影图像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在上述的权利要求范围内。

Claims (24)

1.一种投影装置，供产生投影图像于物体上，包含：

感测单元，产生感测信号；

控制单元，与该感测单元相耦合，并且根据该感测信号，产生控制信号；

光源模块，供输出多色光，并且根据该控制信号调整所输出的多色光；以及

光学处理单元，接收该光源模块所输出的多色光，而产生该投影图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其中该感测单元为图像撷取器。

3.根据权利要求2所述的装置，其中该图像撷取器撷取该投影图像。

4.根据权利要求1所述的装置，其中该光源模块根据该控制信号调整该光源模块所输出的多色光，以进一步调整该投影图像的白平衡或光强度。

5.根据权利要求1所述的装置，其中该感测单元为光传感器。

6.根据权利要求5所述的装置，其中该光传感器感测外部环境的光强度或光色度。

7.根据权利要求2或5所述的装置，其中该光学处理单元根据该控制信号，以进一步调整该投影图像的白平衡或光强度。

8.根据权利要求1所述的装置，其中该光源模块还包含多个发光二极管或多个激光二极管。

9.根据权利要求1所述的装置，其中该光源模块还包含：

发光单元，供产生光源；以及

色轮，供过滤该光源，而产生多色光；

其中该控制信号用以调整该色轮的转速，藉此该色轮所输出的多色光的时间具有特定比例。

10.根据权利要求1所述的装置，其中该光源模块还包含：

发光单元，供产生光源；以及

色轮，供过滤该光源，而产生多色光；

其中该控制信号用以调整该发光单元的强度，藉此该色轮所输出的多色光的光强度具有特定比例。

11.根据权利要求1所述的装置，其中该光源模块还包含：

发光单元，供产生光源；以及

色轮，供过滤该光源，而产生多色光；

遮光单元，具有光圈，用以调整输出的光量；

其中该控制信号用以调整该遮光单元的该光圈，藉此该色轮所输出的多色光的光强度或该发光单元所输出的该光源具有特定比例。

12.根据权利要求1所述的装置，其中该光源模块还根据该控制信号调整所输出的多色光的光亮度或相位。

13.一种投影图像的方法，供产生投影图像于物体上，该方法包含：

产生感测信号；

因应该感测信号，产生控制信号；

根据该控制信号调整输出的多色光；以及

接收输出的多色光，用以产生该投影图像。

14.根据权利要求13所述的方法，其中该感测信号产生的方法，进一步包含感测外部环境的光强度或光色度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中该控制信号产生的方法，进一步包含调整该投影图像的白平衡或光强度。

16.根据权利要求13所述的方法，其中该感测信号产生的方法，进一步包含撷取该投影图像。

17.根据权利要求16所述的方法，其中该控制信号产生的方法，进一步包含调整该投影图像的白平衡或光强度。

18.根据权利要求13所述的方法，其中该多色光产生的方法，进一步包含通过发光单元，供产生光源，并且经由色轮，用以产生该多色光。

19.根据权利要求18所述的方法，其中该控制信号产生的方法，进一步包含调整该色轮的转速，藉此该色轮所输出的该多色光的时间具有特定比例。

20.根据权利要求18所述的方法，其中该控制信号产生的方法，进一步包含调整输出的该光源的强度，使得经由该色轮所输出的该多色光的光强度具有特定比例。

21.根据权利要求18所述的方法，其中该控制信号产生的方法，进一步包调整遮光单元的光圈，使得经由该色轮所输出的该多色光的光强度或该光源输出的该多色光具有特定比例。

22.根据权利要求18所述的方法，其中该控制信号产生的方法，进一步包含调整所输出的多色光的光亮度或相位。

23.一种配合权利要求1而具有该投影装置的电子装置，包含：

投影装置，供产生投影图像于物体上，包含：

感测单元，产生感测信号；

控制单元，与该感测单元相耦合，并且根据该感测信号，产生控制信号；

光源模块，供输出多色光，并且根据该控制信号调整所输出的多色光；以及

光学处理单元，接收该光源模块所输出的多色光，而产生该投影图像；

其中该光源模块根据该控制信号调整该光源模块所输出的多色光，以进一步调整该投影图像的白平衡或光强度。

24.根据权利要求23所述的电子装置，其中该电子装置为个人计算机、笔记本型计算机、个人数字助理、移动电话或是移动影音装置。

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