CN104635364A - 影像显示***与应用其中的信号同步装置 - Google Patents
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Abstract
一种影像显示***与应用其中的信号同步装置,影像显示***包含影像源、影像投影装置以及液晶遮光装置。影像源提供影像电信号与第一时脉电信号。影像投影装置信号连接至影像源,并依据影像电信号与第一时脉电信号,而产生影像投影光信号与第二时脉电信号。液晶遮光装置,设置于影像投影光信号的路径上,并信号连接至影像源或影像投影装置,液晶遮光装置包含有多个液晶分子并依据第一时脉电信号或第二时脉电信号的相位变化而控制液晶分子的遮光程度。
Description
技术领域
本案为一种影像显示***与应用其中的信号同步装置,尤其是指应用智慧调光薄膜以及背投影技术的影像显示***与应用其中的信号同步装置。
背景技术
智慧调光薄膜(smart film)是透过近似液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)的原理,利用液晶分子的物理结构和光学特性来进行影像显示的一种技术。如图1A与图1B所示,在两层透光薄膜101、102之间灌入液晶分子103,并于两面状透光电极104、105之间施以交流电压23,进而控制智慧调光薄膜的透光率增加(如图1A所示),而当两面状透光电极104、105之间的电压为0,智慧调光薄膜的透光率将会降至最低(如图1B所示),从而呈现部分穿透的雾狀效果。
上述的智慧调光薄膜1可用来实现如图2所示的背投影荧幕应用,投影机20从透光玻璃21后方发出影像投影光信号201,藉由贴合于透光玻璃21上智慧调光薄膜1透光率的控制,让透光玻璃21前方的观看者22得到不同的视觉效果,例如让置于透光玻璃21后方的展示品实物与影像投影光信号201在智慧调光薄膜1上的成像,进行不同亮度比例的叠合,进而发展出一种橱窗展示***。
但是,目前的背投影应用普遍存在有色偏以及画面抖动的问题。由于智慧调光薄膜中驱动液晶分子的交流电压的频率一般在60~100Hz之间,即与一般家用交流电源的频率一致,但是假如与投影机20发出的影像投影光信号201的更新频率不同或相位不同步时,便会出现闪烁或变色的现象。另外,由于一般方式是以弦波交流电压信号来驱动液晶分子的翻转,液晶分子翻转的最大角度会在供应交流电压的波锋与波谷区域。因此当DLP(Digital Light Processing)投影机的三原色光穿透液晶分子时,若液晶分子 尚未偏转到最大角度时,三原色光的某个颜色则可能会通过不完全,因而造成色偏。
美国公开专利20110255035号揭露调光薄膜贴附于透明物体并搭配影像投影装置一起使用,当不通电时,调光薄膜不透光而可作为投影幕使用,当通电时,影像投影装置投射于调光薄膜上的投射光会穿透。美国公告专利5963276号揭露液晶阵列可用于在光束抵达显示面之前进一步调变光束的图案以强化其对比。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种影像显示***,影像显示***包含影像源、影像投影装置以及液晶遮光装置。影像源提供影像电信号与第一时脉电信号。影像投影装置信号连接至影像源并依据影像电信号与第一时脉电信号,而产生影像投影光信号与第二时脉电信号。液晶遮光装置,设置于影像投影光信号的路径上并信号连接至影像源或影像投影装置,液晶遮光装置包含有多个液晶分子并依据第一时脉电信号或第二时脉电信号的相位变化而控制液晶分子的遮光程度。
在本发明的一实施例中,影像源可为数字影像档案播放器,且影像电信号可为VGA信号、HDMI信号或DP信号。
在本发明的一实施例中,第一时脉电信号可为垂直同步信号,且第二时脉电信号可为画面更新频率信号。
在本发明的一实施例中,液晶遮光装置可根据极性翻转电压信号来驱动液晶分子进行翻转,而极性翻转电压信号依据第一时脉电信号或第二时脉电信号而产生,极性翻转电压信号与第一时脉电信号或第二时脉电信号的相位变化同步。
在本发明的一实施例中,极性翻转电压信号由液晶遮光装置、影像源或影像投影装置产生。
在本发明的一实施例中,极性翻转电压信号为一直流电压方波信号。
本发明的另一目的在于提出一种信号同步装置,应用于影像显示***中,影像显示***包含影像源、影像投影装置以及液晶遮光装置。影像源提供影像电信号与第一时脉电信号。影像投影装置信号连接至影像源并依 据影像电信号与第一时脉电信号,而产生影像投影光信号与第二时脉电信号。液晶遮光装置,设置于影像投影光信号的路径上并依据一极性翻转电压信号的相位变化而控制液晶分子的遮光程度,其中,信号同步装置信号连接至影像源或影像投影装置,并可依据第一时脉电信号或第二时脉电信号而产生极性翻转电压信号输出至液晶遮光装置,其中极性翻转电压信号与第一时脉电信号或第二时脉电信号间的相位同步。
在本发明的上述实施例中,极性翻转电压信号为一直流电压方波信号。
本发明的又一目的在于提出一种影像显示***,影像显示***包含影像源、影像投影装置以及液晶遮光装置。影像源提供影像电信号。影像投影装置信号连接至影像源,影像投影装置依据影像电信号而产生影像投影光信号。液晶遮光装置设置于影像投影光信号的路径上,液晶遮光装置包含有多个液晶分子并依据一直流电压方波信号来控制液晶分子的遮光程度。
在本发明的上述实施例中,液晶遮光装置信号连接于影像源或影像投影装置,影像源更提供第一时脉电信号,影像投影装置依据影像电信号与第一时脉电信号,而产生影像投影光信号与第二时脉电信号,而直流电压方波信号依据第一时脉电信号或第二时脉电信号而产生,直流电压方波信号与第一时脉电信号或第二时脉电信号的相位变化同步。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
图1A及1B是智慧调光薄膜的已知构造示意图。
图2是使用智慧调光薄膜來实现背投影荧幕的已知构造示意图。
图3是本案的第一种影像显示***实施例的示意图。
图4是本案的第二种影像显示***实施例的示意图。
图5是本案的第三种影像显示***实施例的示意图。
图6是本案的第四种影像显示***实施例的示意图。
图7是本案的交流电压信号产生电路
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
请参见图3,图3是本案的第一种影像显示***实施例的示意图,其包含:影像源30、影像投影装置31(例如:投影机)以及液晶遮光装置32,其中影像源30提供影像电信号I与第一时脉电信号Clk1,而影像电信号I与第一时脉电信号Clk1之间的相位同步,或者,第一时脉电信号Clk1也可嵌在影像电信号I之间一起输出。影像投影装置31信号连接于影像源30,且影像投影装置31依据影像电信号I与第一时脉电信号Clk1而产生影像投影光信号L。液晶遮光装置32设置于影像投影光信号L的路径上,且液晶遮光装置32信号连接于影像源30。液晶遮光装置32包含有多个液晶分子(未示出)并可依据影像源30所提供的第一时脉电信号Clk1的相位变化而控制液晶分子的遮光程度。其中,第一时脉电信号Clk1可为影像源30中常见的垂直同步(V-Sync)信号,但本发明不限于此;此外,影像源30可与影像投影装置31整合为一单一影像装置,用以提供影像电信号I与第一时脉电信号Clk1,以及产生影像投影光信号L。
请继续参照图4,图4是本案的第二种影像显示***实施例的示意图,本影像显示***的实施例包含:影像源30、影像投影装置31以及液晶遮光装置32,其中影像源30提供影像电信号I与第一时脉电信号Clk1,而影像电信号I与第一时脉电信号Clk1之间的相位同步,或者,第一时脉电信号Clk1也可嵌在影像电信号I之间一起输出。影像投影装置31信号连接于影像源30,且影像投影装置31依据影像电信号I与第一时脉电信号Clk1而产生影像投影光信号L与一第二时脉电信号Clk2。液晶遮光装置32设置于影像投影光信号L的路径上,且液晶遮光装置32信号连接于影像投影装置31,液晶遮光装置32包含有多个液晶分子并可依据影像投影装置31所提供的第二时脉电信号Clk2的相位变化而控制液晶分子的遮光程度。其中,第二时脉电信号Clk2可为影像投影装置31中常见的画面更新频率信号,但本发明不限于此。
承上述,影像源30可为数字影像档案播放器,例如DVD播放器或是笔记型电脑等类似装置,其可提供的影像电信号可为VGA信号、HDMI信号、DP(Display Port)信号或其它类似的影音信号。至于影像投影装置31可为DLP投影机或其它时序式成像的投影机。液晶遮光装置32则可以是图2中所示的智慧调光薄膜1。智慧调光薄膜1根据一极性翻转电压信号来驱动液晶分子进行翻转,而极性翻转电压信号与时脉电信号Clk1或Clk2的相位变化同步。极性翻转电压信号可由智慧调光薄膜1自行接电源并依据时脉电信号Clk1或Clk2的相位来产生,也可以由影像源30或影像投影装置31依据时脉电信号Clk1或Clk2来产生。如此一来,当极性翻转电压信号与时脉电信号Clk1或Clk2的相位变化同步后,影像投影装置31的更新频率(Frame rate)会与极性翻转电压信号间的相位同步,进而维持透射过液晶遮光装置32的画面成像的稳定。
再请参见图5,图5是本案的第三种影像显示***实施例的示意图,主要包含有信号同步装置以及影像显示***。影像显示***包含:影像源30、影像投影装置31以及液晶遮光装置32,其中影像源30提供影像电信号I与第一时脉电信号Clk1,而影像电信号I与第一时脉电信号Clk1之间的相位同步,或者,第一时脉电信号Clk1也可嵌在影像电信号I之间一起输出。影像投影装置31信号连接于影像源30,且影像投影装置31依据影像电信号I与第一时脉电信号Clk1而产生影像投影光信号L。信号同步装置33信号连接至影像源30,并可依据第一时脉电信号Clk1而产生极性翻转电压信号PF输出至液晶遮光装置32,其中极性翻转电压信号PF与第一时脉电信号Clk1之间的相位同步。液晶遮光装置32设置于影像投影光信号L的路径上并信号连接至信号同步装置33。液晶遮光装置32包含有多个液晶分子(未示出),并依据极性翻转电压信号PF的相位变化而控制液晶分子的遮光程度。
再请参见图6,图6是本案的第四种影像显示***实施例的示意图,主要包含有信号同步装置以及影像显示***。影像显示***包含:影像源30、影像投影装置31以及液晶遮光装置32,其中影像源30提供影像电信号I与第一时脉电信号Clk1,而影像电信号I与第一时脉电信号Clk1之间的相位同步,或者,第一时脉电信号Clk1也可嵌在影像电信号I之间一起输出。 影像投影装置31信号连接于影像源30,且影像投影装置31依据影像电信号I与第一时脉电信号Clk1而产生影像投影光信号L与第二时脉电信号Clk2。信号同步装置33信号连接至影像投影装置31,并可依据第二时脉电信号Clk2而产生极性翻转电压信号PF输出至液晶遮光装置32,其中极性翻转电压信号PF与第二时脉电信号clk2之间的相位同步。液晶遮光装置32设置于影像投影光信号L的路径上并信号连接至信号同步装置33。液晶遮光装置32包含有多个液晶分子(未示出)并依据极性翻转电压信号PF的相位变化而控制液晶分子的遮光程度。
同样地,上述极性翻转电压信号PF依据时脉电信号Clk1或Clk2来产生。如此一来,当极性翻转电压信号PF与时脉电信号Clk1或Clk2的相位变化同步后,影像投影装置31的更新频率(Frame rate)会与极性翻转电压信号PF之间的相位同步,进而维持透射过液晶遮光装置32的画面成像的稳定。
图7是表示出直流电压方波信号产生电路,该电路可随实施例的不同而整合于上述的影像源30、影像投影装置31、液晶遮光装置32或信号同步装置33之中,其中微控制器71根据垂直同步信号或画面更新频率信号等时脉电信号Clk来发出互为反相的数字方波控制信号control_A与control_B,然后控制四个电晶体以及65伏特直流电压源所构成的直流电压方波信号产生器72,用以产生液晶遮光装置32所需的直流电压方波信号。而且上述直流电压信号与影像投影装置31的更新频率(Frame rate)间的相位同步,但是频率不一定要相等,而可以是呈整数倍的关系。
综上所述,本发明利用根据垂直同步信号或画面更新频率信号等时脉电信号Clk来产生与影像投影装置31的更新频率(Frame rate)同步的极性翻转电压信号或是直流电压方波信号输出,用以提供液晶遮光装置32的电源驱动,进而改善习用色偏以及画面抖动的问题。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,但是其并非用以限定本发明,任何熟悉此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作一些的改动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非 用来限制本发明的权利范围。
【符号说明】
智慧调光薄膜 1
透光薄膜 101、102
液晶分子 103
面状透光电极 104、105
投影机 20
透光玻璃 21
影像投影光信号 201
观看者 22
交流电压 23
影像源 30
影像投影装置 31
液晶遮光装置 32
信号同步装置 33
微控制器 71
直流电压方波信号产生器 72
时脉电信号 Clk
第一时脉电信号 Clk1
第二时脉电信号 Clk2
数字方波控制信号 control_A、control_B
影像投影光信号 L
影像电信号 I
极性翻转电压信号 PF 。
Claims (13)
1.一种影像显示***,包含:
一影像源,提供一影像电信号与一第一时脉电信号;
一影像投影装置,信号连接该影像源,该影像投影装置依据该影像电信号与该第一时脉电信号,而产生一影像投影光信号以及一第二时脉电信号;以及
一液晶遮光装置,设置于该影像投影光信号的路径上并信号连接至该影像源或该影像投影装置,该液晶遮光装置包含有多个液晶分子并依据该第一时脉电信号或该第二时脉电信号的相位变化而控制该等液晶分子的遮光程度。
2.如权利要求1所述的影像显示***,其特征在于,该影像源为一数字影像档案播放器,且该影像电信号为一VGA信号、一HDMI信号或一DP信号。
3.如权利要求1所述的影像显示***,其特征在于,该第一时脉电信号为一垂直同步信号,且该第二时脉电信号为一画面更新频率信号。
4.如权利要求1所述的影像显示***,其特征在于,该液晶遮光装置依据一极性翻转电压信号来驱动该等液晶分子进行翻转,而该极性翻转电压信号依据该第一时脉电信号或该第二时脉电信号而产生,该极性翻转电压信号与该第一时脉电信号或该第二时脉电信号的相位变化同步。
5.如权利要求4所述的影像显示***,其特征在于,该极性翻转电压信号由该液晶遮光装置、该影像源或该影像投影装置产生。
6.如权利要求4所述的影像显示***,其特征在于,该极性翻转电压信号为一直流电压方波信号。
7.一种信号同步装置,应用于一影像显示***中,该影像显示***包含:
一影像源,提供一影像电信号与一第一时脉电信号;
一影像投影装置,信号连接该影像源,该影像投影装置依据该影像电信号与该第一时脉电信号,而产生一影像投影光信号与一第二时脉电信号;以及
一液晶遮光装置,设置于该影像投影光信号的路径上,该液晶遮光装置包含有多个液晶分子并依据一极性翻转电压信号的相位变化而控制该等液晶分子的遮光程度,其中,该信号同步装置信号连接至该影像源或该影像投影装置,并可依据该第一时脉电信号或该第二时脉电信号而产生该极性翻转电压信号输出至该液晶遮光装置,该极性翻转电压信号与该第一时脉电信号或该第二时脉电信号间的相位同步。
8.如权利要求7所述的信号同步装置,其特征在于,该极性翻转电压信号为一直流电压方波信号。
9.一种影像显示***,包含:
一影像源,提供一影像电信号;
一影像投影装置,信号连接该影像源,该影像投影装置依据该影像电信号而产生一影像投影光信号;以及
一液晶遮光装置,设置于该影像投影光信号的路径上,该液晶遮光装置包含有多个液晶分子并依据一直流电压方波信号来控制该等液晶分子的遮光程度。
10.如权利要求9所述的影像显示***,其特征在于,该液晶遮光装置信号连接于该影像源或该影像投影装置,该影像源更提供一第一时脉电信号,该影像投影装置依据该影像电信号与该第一时脉电信号,而产生该影像投影光信号与一第二时脉电信号,而该直流电压方波信号依据该第一时脉电信号或该第二时脉电信号而产生,该直流电压方波信号与该第一时脉电信号或该第二时脉电信号的相位变化同步。
11.如权利要求10所述的影像显示***,其特征在于,该直流电压方波信号由该液晶遮光装置、该影像源或该影像投影装置产生。
12.如权利要求10所述的影像显示***,其特征在于,该影像源为一数字影像档案播放器,其提供该影像电信号为一VGA信号、一HDMI信号或一DP信号。
13.如权利要求10所述的影像显示***,其特征在于,该第一时脉电信号为一垂直同步信号,且该第二时脉电信号为一画面更新频率信号。
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