CN109729323B - 投影*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种投影***。所述***包括一光源模块、一第一镜组、一区域调光型显示器、一第二镜组、一成像显示器以及一投影镜头,所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头设置在一预定光学路径上,所述光源模块所产生的一光线经过所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及投影镜头,以形成一影像光源,所述光源模块所产生的光线通过所述区域调光型显示器的调控,以调整光线的光通量,所述区域调光型显示器的一调控区域对应于所述成像显示器的至少一像素区域。借此,本发明达到了提升影像的对比度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种投影***,特别是涉及一种能提升影像对比度的投影***。
背景技术
首先,随着资讯时代的到来,再加上光学科技及投影显示技术的发展,能够输出高解析度及大画面的数位投影机,已成为企业简报、会议活动、教育训练、甚至成为家庭娱乐中,在提供视觉影像上的不可或缺的一环。因此,投影机的高影像品质、高亮度、体积轻巧,已成为消费者在选购上的重大指标。
然而,在现有技术中,现有的投影***为了调整影像的对比度(Contrast Ratio)大多是动态对比技术,即利用动态全域调光(Dynamic Global Dimming)进行调整。但是,动态全域调光的机制是将影像整体调暗或者是调亮,因此,会导致影像的视觉效果表现较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种能提升影像自然对比度的投影***,即不需要动态分时即可达到提升对比度的技术。
为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是,提供一种投影***,其包括一光源模块、一第一镜组、一区域调光型显示器、一第二镜组、一成像显示器以及一投影镜头。所述光源模块能产生一沿着一预定光学路径的光线,所述第一镜组邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述第一镜组位于所述预定光学路径上,所述区域调光型显示器邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述区域调光型显示器位于所述预定光学路径上,所述第二镜组邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述第二镜组位于所述预定光学路径上,所述成像显示器邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述成像显示器位于所述预定光学路径上,所述投影镜头邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述投影镜头位于所述预定光学路径上,其中,所述光线能经过所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头,其中,所述光线通过所述成像显示器及所述投影镜头以形成一成像于一屏幕上的影像光源。
更进一步地,所述区域调光型显示器的解析度小于或等于所述成像显示器的解析度。
更进一步地,所述区域调光型显示器具有多个调控区域,所述成像显示器具有多个像素区域,且所述区域调光型显示器的每一个所述调控区域分别对应于所述成像显示器的一个或多个所述像素区域。
更进一步地,所述区域调光型显示器为LCoS面板、DLP面板或LCD面板。
更进一步地,所述成像显示器为LCoS面板、DLP面板或LCD面板。
更进一步地,所述成像显示器为一片式架构或多片式架构。
更进一步地,所述区域调光型显示器设置在一光源第一次成像区上,所述成像显示器设置在一光源第二次成像区上。
更进一步地,所述投影***还进一步包括:一控制模块,所述控制模块电性连接于所述区域调光型显示器及成像显示器。
更进一步地,所述区域调光型显示器通过所述控制模块的控制,以调整穿过所述区域调光型显示器的所述光线的光通量。
本发明所采用的另外一技术方案是,提供一种投影***,其包括一光源模块、一第一镜组、一区域调光型显示器、一第二镜组、一成像显示器以及一投影镜头。其中,所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头设置在一预定光学路径上。其中,所述光源模块所产生的一光线经过所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头,以形成一影像光源。其中,所述光源模块所产生的所述光线通过所述区域调光型显示器的调控,以调整所述光线的光通量。其中,所述区域调光型显示器的一调控区域对应于所述成像显示器的至少一像素区域。
本发明的其中一有益效果在于,本发明实施例所提供的投影***,其能利用“所述光线能经过所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头”的技术方案,而能提升影像的对比度。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的投影***的光学路径的示意图。
图2为本发明实施例的区域调光型显示器与成像显示器的其中一对应示意图。
图3为本发明实施例的区域调光型显示器与成像显示器的另外一对应示意图。
图4为本发明实施例的投影***的功能方块示意图。
图5为本发明第二实施例的投影***的光学路径的示意图。
图6为本发明第三实施例的投影***的光学路径的示意图。
图7为本发明第四实施例的投影***的光学路径的示意图。
图8为本发明第五实施例的投影***的光学路径的示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“投影***”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范围。
应理解,虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或信号等,但这些元件或信号不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一元件与另一元件,或者一信号与另一信号。另外,如本文中所使用,术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的所有组合。
第一实施例
首先,请参阅图1所示,图1为本发明第一实施例的投影***的光学路径的示意图。本发明提供一种投影***U,其包括一光源模块1、一第一镜组2、一区域调光型显示器3(区域调光型显示面板)、一第二镜组4、一成像显示器5以及一投影镜头6。光源模块1能产生一沿着一预定光学路径的光线L,举例来说,光源模块1可以为一Ultra-High Efficiency(UHE)或Ultra-High Performance(UHP)等超高压汞灯,再者,也可以为一发光二极体(Light-Emitting Diode,LED)或激光等,另外,在其他实施方式中,光源模块1也可以是由三个光源单元(请参阅图7及图8所示,第一光源单元11、第二光源单元12以及第三光源单元13)所组成,且三个光源单元能分别产生红光(由第一光源单元11产生)、绿光(由第二光源单元12产生)及蓝光(由第三光源单元13产生)。须说明的是,在第一实施例中的图1是以简要示意图作为说明本案主要概念,具体实施方式将于后续实施例中进一步说明。
承上述,以第一实施例而言,第一镜组2可邻近地设置在光源模块1的一侧边旁,且第一镜组2位于预定光学路径上。接着,区域调光型显示器3可邻近地设置在光源模块1的一侧边旁,且区域调光型显示器3位于预定光学路径上。另外,第二镜组4可邻近地设置在光源模块1的一侧边旁,且第二镜组4位于预定光学路径上。再者,成像显示器5(Imaging MicroDisplay)可邻近地设置在光源模块1的一侧边旁,且成像显示器5位于预定光学路径上。进一步地,投影镜头6可邻近地设置在光源模块1的一侧边旁,且投影镜头6位于预定光学路径上。以本发明实施例而言,区域调光型显示器3可设置在第一镜组2与第二镜组4之间,成像显示器5可设置在第二镜组4与投影镜头6之间,借此,光源模块1所产生的光线L能经过第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4、成像显示器5以及投影镜头6。即,光线L能依序通过区域调光型显示器3及成像显示器5。进一步来说,光线L通过成像显示器5及投影镜头6后,可以形成一成像于一屏幕7(屏幕7可以为墙壁或是投影布幕)上的影像光源(图中未示出)。另外,须说明的是,投影***U中的第一镜组2、第二镜组4、成像显示器5以及投影镜头6的具体架构为所属技术领域人员所熟知的技术,在此不再赘述。
承上述,须特别说明的是,通过(或可称穿过)第一镜组2的光线L是以成像方式投射于区域调光型显示器3上,也就是说,通过区域调光型显示器3的光线L为已成像的光型,举例来说,区域调光型显示器3可为穿透式面板,然本发明不以此为限,在其他实施方式中,区域调光型显示器3也可采用反射式LCoS(Liquid Crystal on Silicon,硅基液晶)面板或数位光处理(Digital Light Processing,DLP)面板,但此时需搭配例如偏振光棱镜或全内反射棱镜(Total Internal Reflection Prism,TIR Prism)使用。另外,光线L通过成像显示器5及投影镜头6后,即能成像于屏幕7上。即,区域调光型显示器3可设置在一光源第一次成像区上,成像显示器5可设置在一光源第二次成像区上。借此,区域调光型显示器3能作为一光阀使用。另外,值得说明的是,以第一实施例而言,成像显示器5可以为LCoS(LiquidCrystal on Silicon,硅基液晶)显示器,然而,在其他实施方式中,也可以通过改变第一镜组2及第二镜组4的架构,而使得成像显示器5为LCD(Liquid Crystal Display)或DLP(Digital Light Processing),本发明不以此为限制。换句话说,成像显示器5可以为LCoS面板、DLP面板或LCD面板。
接着,请参阅2所示,图2为本发明实施例的区域调光型显示器与成像显示器的其中一对应示意图,以下将进一步说明区域调光型显示器3与成像显示器5之间的对应关系。详细来说,区域调光型显示器3可具有多个调控区域(P11~Pij),成像显示器5可具有多个像素区域(M11~Mij),区域调光型显示器3的多个调控区域Pij可分别对应于成像显示器5的多个像素区域Mij。举例来说,区域调光型显示器3的解析度可小于或等于成像显示器5的解析度。优选地,区域调光型显示器3的解析度可小于成像显示器5的解析度,以达到降低成本的效果。
进一步来说,请复参阅图2所示,以图2的实施方式而言,区域调光型显示器3的解析度可等于成像显示器5的解析度。同时,区域调光型显示器3的多个调控区域Pij可以分别为一格状区域,且每一个格状区域可以由区域调光型显示器3的驱动晶片(图中未示出)控制,以使得每一个调控区域Pij可以选择性地开启或关闭。借此,以调整通过区域调光型显示器3的光线L的光通量。即,光源模块1所产生的光线L通过区域调光型显示器3的调控,以调整光线L的光通量。换句话说,通过区域调光型显示器3的设置可以使得本发明实施例所提供的投影***U具有区域调光(local dimming)控制的效果。借此,能进一步提高成像于屏幕7上的影像光源的对比度。借此,以本发明实施例而言,区域调光型显示器3可具有像素级调光(Pixel Level Dimming,简称PLD)的效果,即,区域调光型显示器3可以为一像素级调光显示器(Pixel Level Dimming Micro Display)。换句话说,假设区域调光型显示器3为两百万像素,即可以有两百万个调控区域Pij可以分别控制穿过这些调控区域Pij的光线L。
承上述,请参阅图3所示,图3为本发明实施例的区域调光型显示器与成像显示器的另外一对应示意图,以图3的实施方式而言,区域调光型显示器3的解析度可小于成像显示器5的解析度,也就是说,区域调光型显示器3具有多个调控区域Pij,成像显示器5具有多个像素区域Mij,且区域调光型显示器3的每一个调控区域Pij对应于成像显示器5的至少两个像素区域Mij。即区域调光型显示器3的其中一个调控区域Pij至少对应于成像显示器5的其中一个像素区域Mij。因此,由图3与图2的比较可知,在图3的实施方式中,区域调光型显示器3的其中一个调控区域Pij可对应于成像显示器5的四个像素区域Mij,然而,在其他实施方式中,区域调光型显示器3的其中一个调控区域Pij也可以是对应于成像显示器5的四个以上的像素区域Mij或是二个至四个的像素区域Mij,本发明不以此为限制。即,区域调光型显示器3的每一个调控区域Pij可分别对应于成像显示器5的一个或多个像素区域Mij。
接着,请参阅图4所示,图4为本发明实施例的投影***的功能方块示意图,以本发明实施例而言,投影***U还可包括一控制模块8,控制模块8可电性连接于区域调光型显示器3及成像显示器5。另外,区域调光型显示器3可通过控制模块8的控制,以调整穿过区域调光型显示器3的光线L的光通量。举例来说,控制模块8中可包括一视频处理单元(VideoProcessing Unit,VPU,图中未示出)以及一用于选择性地控制区域调光型显示器3的多个调控区域Pij的开启或关闭的区域调光处理单元(Proprietary Pixel Level DimmingProcessing Unit,图中未示出)。另外,区域调光型显示器3中可包括一区域调光型显示器驱动晶片(图中未示出),且成像显示器5中可包括一成像显示器驱动晶片(图中未示出),且控制模块8能电性连接于区域调光型显示器驱动晶片以及成像显示器驱动晶片,进而依据一信号而控制区域调光型显示器3。换句话说,光源模块1所产生的一光线L能穿过区域调光型显示器3,并通过一控制模块8以调整光线L的光通量,且区域调光型显示器3的一调控区域Pij能对应于成像显示器5的至少一像素区域Mij。进一步来说,可通过控制模块8依据所接收到的信号而判断哪些区域的亮度需要调整,进而提高影像的对比度。
承上述,请复参阅图2及图4所示,以下将进一步举例说明控制模块8控制区域调光型显示器3的多个调控区域Pij的方式。举例来说,区域调光型显示器3及成像显示器5可以为一三片式R(红色)、G(绿色)及B(蓝色)显示面板所组成的合光模块,且每一颜色具有8位元的灰阶显示,因此,调控区域Pij的状态可以满足以下关系式:Pij=WR*Rij+WG*Gij+WB*Bij,其中WR、WG及WB分别代表三个颜色的权重值,其中WR+WG+WB=1,例如:WR=WG=WB=1/3,或是其它优化后的比例值组合,而Rij,Gij及Bij为三个颜色的灰阶值。因此,若假设区域调光型显示器3的对比度为1000:1,成像显示器5的对比度为1000:1,借此,投影***U的每一个像素的对比度可以经过单独调控而达到(1000)2:1。然而,须说明的是,本发明不以上述所举例的控制方式为限。
第二实施例
首先,请参阅图5所示,图5为本发明第二实施例的投影***的光学路径的示意图。以第二实施例而言,投影***U可包括一光源模块1(举例来说,光源模块1可为UHP)、一第一镜组2、一区域调光型显示器3、一第二镜组4、一成像显示器5以及一投影镜头6。此外,第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4、成像显示器5以及投影镜头6设置在一预定光学路径上。同时,区域调光型显示器3可以位于成像显示器5与光源模块1之间。须特别说明的是,区域调光型显示器3与成像显示器5之间的关系与前述实施例相仿,在此不再赘述,也就是说,区域调光型显示器3可通过控制模块8的控制,以调整穿过区域调光型显示器3的光线L的光通量。
接着,请复参阅图5所示,以第二实施例而言,第二实施例所提供的投影***U可以为三片式LCD的投影架构。成像显示器5可包括一第一成像显示单元51、一第二成像显示单元52及一第三成像显示单元53。另外,第一成像显示单元51、第二成像显示单元52及第三成像显示单元53可作为成像红色、绿色及蓝色用的显示器。进一步来说,以第二实施例而言,光源模块1所产生的光线L通过第一镜组2、区域调光型显示器3及第二镜组4后,可形成一投射至第一成像显示单元51上的第一投射光P1、一投射至第二成像显示单元52上的第二投射光P2以及一投射至第三成像显示单元53上的第三投射光P3。接着,可再通过一合光单元(图中未标号)而将第一投射光P1、第二投射光P2及第三投射光P3进行合光,而投射至投影镜头6中,进而形成一成像于一屏幕7上的影像光源。
承上述,举例来说,第一镜组2可包括至少一偏光转换器(PS-Converter,图中未标号)及透镜群组(图中未标号)。同时,第二镜组4中可包括至少一分色片(Dichroic Mirror,图中未标号)、一反射镜(图中未标号)及透镜群组(图中未标号)。须说明的是,第一镜组2的光学元件(例如偏光转换器及透镜群组)与第二镜组4的光学元件(例如分色片、反射镜及透镜群组),为所属技术领域人员所熟知的技术,在此不再赘述。
第三实施例
首先,请参阅图6所示,图6为本发明第三实施例的投影***的光学路径的示意图。由图6与图5的比较可知,第三实施例与第二实施例最大的差别在于:第三实施例所提供的第二镜组4及成像显示器5可以不同于前述第二实施例。以第三实施例而言,成像显示器5可以为LCoS显示器。此外,成像显示器5可包括一第一成像显示单元51、一第二成像显示单元52及一第三成像显示单元53。另外,第一成像显示单元51、第二成像显示单元52及第三成像显示单元53可作为成像红色、绿色及蓝色用的显示器。
进一步来说,以第三实施例而言,光源模块1(举例来说,光源模块1可为UHP)所产生的光线L通过第一镜组2、区域调光型显示器3及第二镜组4后,可形成一投射至第一成像显示单元51上的第一投射光P1、一投射至第二成像显示单元52上的第二投射光P2以及一投射至第三成像显示单元53上的第三投射光P3。接着,再由第一成像显示单元51、第二成像显示单元52及第三成像显示单元53投射至一合光单元(图中未标号)上以进行合光。最后,投射至投影镜头6中,以形成一成像于一屏幕7上的影像光源。
另外,须说明的是,投影***U中的光源模块1、第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4、成像显示器5以及投影镜头6的结构特征与前述实施例相仿,在此不再赘述,也就是说,区域调光型显示器3可通过控制模块8的控制,以调整穿过区域调光型显示器3的光线L的光通量。再者,第一镜组2的光学元件与第二镜组4的光学元件,为所属技术领域人员所熟知的技术,在此不再赘述。
第四实施例
首先,请参阅图7所示,图7为本发明第四实施例的投影***的光学路径的示意图。以第四实施例而言,投影***U可包括一光源模块1(举例来说,光源模块1可为LED或Laser)、一第一镜组2、一区域调光型显示器3、一第二镜组4、一成像显示器5以及一投影镜头6。此外,第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4、成像显示器5以及投影镜头6设置在一预定光学路径上。同时,区域调光型显示器3可以位于成像显示器5与光源模块1之间。须特别说明的是,区域调光型显示器3与成像显示器5之间的关系与前述实施例相仿,在此不再赘述,也就是说,区域调光型显示器3可通过控制模块8的控制,以调整穿过区域调光型显示器3的光线L的光通量。
承上述,以第四实施例而言,光源模块1可包括一第一光源单元11、一第二光源单元12以及一第三光源单元13,且光线L能由第一光源单元11、第二光源单元12以及第三光源单元13所分别产生的一第一光线L1、一第二光线L2、以及一第三光线L3所组成,且第一光线L1、第二光线L2及第三光线L3可分别产生红色、绿色及蓝色光。同时,第一光线L1、第二光线L2及第三光线L3可通过第一镜组2的合光,且经过第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4而投射至成像显示器5上。举例来说,第四实施例所提供的成像显示器5可以为LCoS显示器,然本发明不以此为限。再者,第一镜组2的光学元件与第二镜组4的光学元件,为所属技术领域人员所熟知的技术,在此不再赘述。
第五实施例
首先,请参阅图8所示,图8为本发明第五实施例的投影***的光学路径的示意图。由图8与图7的比较可知,第五实施例与第四实施例最大的差别在于:第五实施例所提供的第一镜组2、第二镜组4及成像显示器5可以不同于前述第四实施例。进一步来说,第五实施例所提供的投影***U的架构可以为一片式的数位光处理(Digital Light Processing,DLP)架构。因此,第五实施例中的成像显示器5可以为一数位微型反射镜元件(DigitalMicromirror Device,DMD)。借此,第一光线L1、第二光线L2及第三光线L3可经过第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4而投射至成像显示器5上。另外,须说明的是,在其他实施方式中,成像显示器5也可以为一片式架构或多片式架构。
须特别说明的是,区域调光型显示器3与成像显示器5之间的关系与前述实施例相仿,在此不再赘述,也就是说,区域调光型显示器3可通过控制模块8的控制,以调整穿过区域调光型显示器3的光线L的光通量。另外,须说明的是,第一镜组2的光学元件与第二镜组4的光学元件,为所属技术领域人员所熟知的技术,在此不再赘述。
本发明的其中一有益效果可以在于,本发明实施例所提供的投影***U,其能利用“光线L能经过第一镜组2、区域调光型显示器3、第二镜组4、成像显示器5以及投影镜头6”的技术方案,而提升影像的对比度。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
Claims (7)
1.一种投影***,其特征在于,所述投影***包括:
一光源模块,所述光源模块能产生一沿着一预定光学路径的光线;
一第一镜组,所述第一镜组邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述第一镜组位于所述预定光学路径上;
一区域调光型显示器,所述区域调光型显示器邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述区域调光型显示器位于所述预定光学路径上,其中所述区域调光型显示器具有多个调控区域;
一第二镜组,所述第二镜组邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述第二镜组位于所述预定光学路径上;
一成像显示器,所述成像显示器邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述成像显示器位于所述预定光学路径上,其中所述成像显示器具有多个像素区域,且所述区域调光型显示器的每一个所述调控区域分别对应于所述成像显示器的一个或多个所述像素区域;
一投影镜头,所述投影镜头邻近地设置在所述光源模块的一侧边旁,且所述投影镜头位于所述预定光学路径上;以及
一控制模块,所述控制模块电性连接于所述区域调光型显示器,用以调整穿过所述区域调光型显示器的所述光线的光通量;
其中,所述光线依序经过所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头;
其中,所述光线通过所述成像显示器及所述投影镜头以形成一成像于一屏幕上的影像光源。
2.根据权利要求1所述的投影***,其特征在于,所述区域调光型显示器的解析度小于或等于所述成像显示器的解析度。
3.根据权利要求1所述的投影***,其特征在于,所述区域调光型显示器为LCoS面板、DLP面板或LCD面板。
4.根据权利要求1所述的投影***,其特征在于,所述成像显示器为LCoS面板、DLP面板或LCD面板。
5.根据权利要求1所述的投影***,其特征在于,所述成像显示器为一片式架构或多片式架构。
6.根据权利要求1所述的投影***,其特征在于,所述区域调光型显示器设置在一光源第一次成像区上,所述成像显示器设置在一光源第二次成像区上。
7.一种投影***,其特征在于,所述投影***包括:一光源模块、一第一镜组、一区域调光型显示器、一第二镜组、一成像显示器、一投影镜头以及一控制模块,所述控制模块电性连接于所述区域调光型显示器及所述成像显示器;
其中,所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头设置在一预定光学路径上;
其中,所述光源模块所产生的一光线依序经过所述第一镜组、所述区域调光型显示器、所述第二镜组、所述成像显示器以及所述投影镜头,以形成一影像光源;
其中,所述光源模块所产生的所述光线通过所述区域调光型显示器的调控,以调整所述光线的光通量;
其中,所述区域调光型显示器具有多个调控区域,所述成像显示器具有多个像素区域,且所述区域调光型显示器的所述多个调控区域分別各对应于所述成像显示器的一个或多个所述像素区域。
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