CN1972410A - 电视墙亮度调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明系相关于一种电视墙亮度调整装置及方法，应用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙。该等屏幕至少包括：一光源、一感应器、一模拟/数字转换器及一中央处理器；光源系提供投射影像于屏幕所需之一入射光线，感应器系设置于可接收光源之位置，用来感测光源以取得一模拟亮度信号，模拟/数字转换器系与感应器电性耦接，用来取得感应器检测的模拟亮度信号中之一特定光线之数字亮度信号，中央处理器系与模拟/数字转换器电性耦接，持续根据屏幕之亮度数据调整光源之亮度使该等屏幕亮度一致。

Description

电视墙亮度调整装置及方法

【技术领域】

本发明系为一种电视墙亮度调整装置及方法，尤指一种通过于调整光源亮度使所有电视墙屏幕亮度一致之电视墙亮度调整装置及方法。

【背景技术】

目请参阅图1，其系一习用电视墙亮度调整装置之示意图，其系包括一光源10、一反射镜11、一数字微镜装置(Digital Micro-mirrorDevice，DMD)12、一亮度修正部13、一投影镜14以及一亮度感应器15。在此习知技艺中，首先其光源10投射至反射镜11并反射至数字微镜装置12，当数字微镜装置12启动(ON)时，数字微镜装置12根据亮度修正部13之一影像信号及一修正之亮度信号将所欲投射之影像经投影镜14投射至镜头并显示在屏幕(未显示)上，当数字微镜装置12关闭(OFF)时，数字微镜装置12将从反射镜11反射而来之入射光反射至亮度感应器15并转换成一数字亮度信号，然后将该数字亮度信号传送至主屏幕(未显示)之中央处理器16，同时其他子屏幕(未显示)之数字亮度信号亦透过通讯方式传送至主屏幕(未显示)之中央处理器16，利用一亮度修正计算公式得到一修正亮度之影像信号，并传送此修正亮度之影像信号至该亮度修正部进行下一次之影像投影。

此习知技艺之重点在于其亮度调整为针对影像之亮度作调整，此种方法一则因其为一开放式之调整，容易失去影像之动态范围(DynamicRange)，再则其光源并未因影像亮度变暗而得以调整，其光源之寿命因而缩短。另有习知技艺针对亮度调整采用光圈，但其光源处于高流明输出，所以灯的寿命亦没延长。

爰是之故，申请人系鉴于上述习知技术之一部或全部的缺失，经悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终提出一种直接调整电视墙光源亮度之装置及方法之设计，创作出本发明「电视墙亮度调整装置及方法」。

【发明内容】

本发明的第一构想在于提供一种电视墙亮度调整装置，可用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙，其至少包括一光源，其系提供投射影像于该等屏幕所需之一入射光线，一感应器，其系设置于可接收该光源之一位置，用来感测该光源以取得一数字亮度信号，以及一中央处理器，其系接收该数字亮度信号并决定一基准亮度，根据该基准亮度以调整该光源之亮度。

依据本发明之构想，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之最低亮度值。

依据本发明之构想，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之亮度中间值。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一点灯器，分别与该光源及该中央处理器电性耦接，用来根据该中央处理器输出之该基准亮度调整该光源。

依据本发明之构想，该点灯器与一马达结合，利用该马达移动该光源以降低该光源投射至屏幕之亮度。

依据本发明之构想，该感应器更包括一模拟/数字转换器，其系用来取得该感应器所检测之一模拟亮度信号中之一特定光线之该数字亮度信号。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一色轮，用来将该光源之该入射光线作一分色处理。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一积分柱及一聚光镜，用来将经过该分色处理之该入射光线聚集投射于一设定方向。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一菱镜、一数字微镜装置及一影像板，该菱镜系位于可接收穿过该聚光镜之入射光线之一位置，该数字微镜装置系位于可接收折射之该入射光线之一位置并与该影像板以电气耦合连接，该菱镜系用来将投射于该设定方向之该入射光线折射至一数字微镜装置，该数字微镜装置系被该影像板控制系用来投射欲显示之影像于该等屏幕上。

依据本发明之构想，其中当该数字微镜装置启动时，根据该影像板之一输出影像信号及该入射光之一亮度，透过该菱镜及一投影镜投影在该等屏幕上，当该数字微镜装置关闭时，投射具有该亮度之该入射光经由该菱镜至该感应器。

依据本发明之构想，其中该主屏幕之该中央处理器系以一RS232或RS485方式与该等子屏幕之该等中央处理器彼此串接，主屏幕之该中央处理器系汇集该等屏幕之该数字亮度信号以决定基准亮度，同时将该基准亮度经RS232或RS485方式传至该等子屏幕之该中央处理器。

本发明的第二构想在于提供一种电视墙亮度调整装置，可用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙，其至少包括一光源，其系提供投射影像于该等屏幕所需之一入射光线，一感应器，其系设置于可接收该光源之一位置，用来感测该光源以取得一模拟亮度信号，以及一中央处理器，其系接收该模拟亮度信号，转换该模拟亮度信号为一数字亮度信号，并决定一基准亮度，根据该基准亮度以调整该光源之亮度。

依据本发明之构想，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之最低亮度值。

依据本发明之构想，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之亮度中间值。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一点灯器，分别与该光源及该中央处理器电性耦接，用来根据该中央处理器输出之该基准亮度调整该光源。

依据本发明之构想，该点灯器与一马达结合，利用该马达移动该光源以降低该光源投射至屏幕之亮度。

依据本发明之构想，该中央处理器更包括一模拟/数字转换器，其系用来取得该感应器所检测之一模拟亮度信号中之一特定光线之该数字亮度信号。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一色轮，用来将该光源之该入射光线作一分色处理。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一积分柱及一聚光镜，用来将经过该分色处理之该入射光线聚集投射于一设定方向。

依据本发明之构想，该电视墙亮度调整装置更包括一菱镜、一数字微镜装置及一影像板，该菱镜系位于可接收穿过该聚光镜之入射光线之一位置，该数字微镜装置系位于可接收折射之该入射光线之一位置并与该影像板以电气耦合连接，该菱镜系用来将投射于该设定方向之该入射光线折射至一数字微镜装置，该数字微镜装置系被该影像板控制系用来投射欲显示之影像于该等屏幕上。

依据本发明之构想，当该数字微镜装置启动时，根据该影像板之一输出影像信号及该入射光之一亮度，透过该菱镜及一投影镜投影在该等屏幕上，当该数字微镜装置关闭时，投射具有该亮度之该入射光经由该菱镜至该感应器。

依据本发明之构想，该主屏幕之该中央处理器系以一RS232或RS485方式与该等子屏幕之该等中央处理器彼此串接，主屏幕之该中央处理器系汇集该等屏幕之该数字亮度信号以决定基准亮度，同时将该基准亮度经RS232或RS485方式传至该等子屏幕之该中央处理器。

本发明的第三构想在于提供一种电视墙亮度调整方法，系应用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙，包括步骤如下：取得该主屏幕之光源亮度；

取得该等子屏幕之光源亮度；决定基准亮度；根据基准亮度数据，调整该等光源投射至屏幕的亮度，使该等屏幕亮度一致。

依据本发明之构想，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之最低亮度值。

依据本发明之构想，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之亮度中间值。

本发明之功效与目的，可通过下列实施例与图示说明，俾有更深入之了解。

【附图说明】

图1其系一习用电视墙亮度调整装置之示意图；

图2其系一习用电视墙屏幕组成之示意图；

图3其系本实施例之电视墙亮度调整装置之示意图；

图4其系本实施例之一闭回路电视墙亮度调整之示意图；以及

图5其系本实施例之一电视墙亮度调整方法之流程图。

【具体实施方式】

本发明之电视墙亮度调整装置及方法，将可由以下之实施例说明而得到充分之了解，使得熟习本技艺之人士可据以完成之，然本发明之实施例并非可由下列实施例而被限制其实施型态。

请参考图2，其系一电视墙屏幕组成示意图，包括有一主屏幕2及三面子屏幕3、4、5，其各屏幕间系以一有线通讯电缆6、7、8(譬如RS232或RS485电缆)，使主屏幕2能根据各子屏幕所传送来之数据，统合一致地显示影像，如各屏幕亮度不一，其所产生之整体电视墙显示效果必然不佳，故亮度的一致性在电视墙的显示上殊为重要。

请参考图3，其系本发明一实施例之电视墙亮度调整装置之示意图，其可适用于电视墙的每一屏幕并包括有一光源10、一色轮(ColorWheel)17、一积分柱(Rod)18、一聚光镜(Condenser)19、一菱镜23、一数字微镜装置(Digital Micro-mirror Device，DMD)12、一影像板21、一感应器15、一投影镜14、一模拟/数字转换器(ADC)22、一中央处理器16，灯的移动马达24，以及一点灯器(Ballast)20。

电视墙亮度调整机制为由光源10发出一入射光，经过色轮17的分色处理后再透过积分柱18及聚光镜19使该经过分色处理的入射光线投射于菱镜23上，经菱镜23折射之入射光线进入数字微镜装置12，当数字微镜装置12开启(ON)时，其根据影像板21所输入的影像数据直接以入射光线的亮度将影像透过投影镜14投射至屏幕(未显示)，当数字微镜装置12关闭(OFF)时，其将入射光线投射向感应器15，感应器15接收入射光线并感测其亮度，惟因此亮度信号为模拟形式，难为电脑装置直接使用，故透过一模拟/数字转换器22将此亮度信号转为数字形式，同时因入射光线之亮度信号系包括三原色(红、绿、蓝)及白色光的亮度，而白色光的亮度为最高，模拟/数字转换器22可扮演对白光取样以获得所需的数字亮度数据的角色，然本发明不限于对白光取样，亦可针对其他颜色光为之。

由模拟/数字转换器22所取得的数字亮度数据将透过有线或其他无线通讯方式(未显示)传送至主屏幕的中央处理器16，主屏幕的中央处理器16选取所有屏幕(包含主屏幕本身)中的基准亮度，基准亮度为调整亮度的基准点，由现在的主屏幕和子屏幕亮度决定，不限于最低亮度，亦可选择所有亮度之中间值作为基准亮度，同时以有线或其他无线通讯方式(未显示)将此基准亮度数据传送至各子屏幕的中央处理器，作为下次影像显示的亮度，于下次影像显示时，各屏幕的中央处理器以此亮度数据设定点灯器20，使各屏幕光源发出入射光后，以显示相同的屏幕亮度。另外如因各屏幕间亮度差异过大(比如：超过20％)，超过点灯器可以调整的范围，可采用一马达(未显示)来控制光源的移动，当光源偏离其最大亮度之位置时，其亮度会逐渐下降，利用此马达操控光源的移动可达到一快速调整大亮度差异屏幕间之亮度一致性。

请参考图4，其系本实施例之一闭回路电视墙亮度调整方法之示意图，在此闭回路之亮度调整过程中的主要亮度相关元件，包括有一点灯器20、光源10、感应器15、模拟/数字转换器22及中央处理器16，另外S代表经由感应器感测光源之模拟亮度信号并由模拟/数字转换器将其转换的数字亮度信号，R代表由主屏幕的中央处理器16所传送的一基准亮度值，C则为根据S及R所得到下次显示时的基准亮度。

其中由中央处理器16为核心的光源亮度决策系以虚线方块表示，左下方为其相关的输入及输出表示，首先各***在生产时会因光源10发亮的程度、感应器15接收亮度的敏感性以及模拟/数字转换器22转换数值之差异而有若干程度上的不同，中央处理器16会在生产时作校准，并产生***的增益值(Gain)，其公式为；

$K=\frac{\mathrm{\ΔS}}{\mathrm{\ΔC}}$

其中K为***的增益值，ΔS为相邻两次的感应器15所接收并由模拟/数字转换器22所转换的感测亮度差值的平均值，ΔC则为中央处理器16所设定相邻两次基准亮度差值的平均值。

此增益值可用来计算电视墙实际显示时光源亮度的调降值，其可经由将模拟/数字转换器22所得到的亮度感测值标准化而取得，其公式为；

$L=\frac{S}{K}$

其中L为光源亮度的调降值，S为模拟/数字转换器所得到的亮度感测值，K为***的增益值。

至此，依据回馈回路之运算，下一次的光源亮度值可产生，其公式为；

C＝R-L

其中R为主屏幕中央处理器本次设定的基准亮度，L为光源亮度的调降值，C为主屏幕中央处理器下次设定的基准亮度。

如此经过2至3次反复回馈动作，即可将光源亮度调整至主屏幕中央处理器所设定基准亮度的可接受误差范围内。

请参考图5，其系本实施例之一电视墙亮度调整方法之流程图，包括以下步骤：(a)取得主屏幕之光源亮度，其系由主屏幕的感应器感测主屏幕的光源亮度并将转换的数字亮度数据传送至主屏幕的中央处理器；(b)取得所有子屏幕之光源亮度，其系由各子屏幕的感应器感测各子屏幕的光源亮度并将转换的数字亮度数据传送至个别子屏幕的中央处理器；(c)取得主屏幕和子屏幕中基准亮度数据，其系由各子屏幕的中央处理器透过有线或其他无线通讯传输方式将各子屏幕的数字亮度数据汇集于主屏幕的中央处理器，由其从所有亮度数据中选出一基准亮度数据；(d)根据基准亮度数据，调整所有屏幕之亮度使其一致，其系由主屏幕的中央处理器将基准亮度数据回传给各子屏幕的中央处理器，各中央处理器以此基准亮度数据设定点灯器并点亮光源或及移动光源的位置。

综上所述，本发明之设计系利用取得电视墙屏幕的基准亮度直接设定点灯器使各屏幕的光源提供相同的亮度；相较于习知电视墙亮度调整装置及方法从影像亮度的开放式调整着手，不仅其影像的动态范围，而且其光源亦没有因所需电视墙亮度降低而调降其亮度，造成光源寿命没有延长，本发明提供了一闭回路电视墙亮度调整的装置及方法，改进习知技艺之缺失，使能同时兼顾影像显示的动态变化及光源寿命的延长。

本发明得由熟习此技术之人士任施匠思而为诸般修饰，例如感应器与模拟/数字转换器可整合为一体；或模拟/数字转换器与中央处理器可整合为一体，然皆不脱申请专利范围所欲保护者。

Claims (10)

1.一种电视墙亮度调整装置，可用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙，其至少包括：

一光源，其系提供投射影像于该等屏幕所需之一入射光线：

一感应器，其系设置于可接收该光源之一位置，用来感测该光源以取得一数字亮度信号；以及

一中央处理器，其系接收该数字亮度信号并决定一基准亮度，根据该基准亮度以调整该光源之亮度。

2.根据权利要求1所述的电视墙亮度调整装置，其特征在于，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之最低亮度值。

3.根据权利要求1所述的电视墙亮度调整装置，其特征在于，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之亮度中间值。

4.根据权利要求1所述的电视墙亮度调整装置，其特征在于，其系更包括一点灯器，其中：

分别与该光源及该中央处理器电性耦接，用来根据该中央处理器输出之该基准亮度调整该光源；及/或

该点灯器与一马达结合，利用该马达移动该光源以降低该光源投射至屏幕之亮度。

5.根据权利要求1所述的电视墙亮度调整装置，其特征在于，该感应器更包括一模拟/数字转换器，其系用来取得该感应器所检测之一模拟亮度信号中之一特定光线之该数字亮度信号。

6.根据权利要求1所述的电视墙亮度调整装置，其特征在于，其系更包括一色轮，用来将该光源之该入射光线作一分色处理，其中该电视墙亮度调整装置更包括：

一积分柱及一聚光镜，用来将经过该分色处理之该入射光线聚集投射于一设定方向；及/或

一菱镜、一数字微镜装置及一影像板，该菱镜系位于可接收穿过该聚光镜之入射光线之一位置，该数字微镜装置系位于可接收折射之该入射光线之一位置并与该影像板以电气耦合连接，该菱镜系用来将投射于该设定方向之该入射光线折射至一数字微镜装置，该数字微镜装置系被该影像板控制系用来投射欲显示之影像于该等屏幕上，其中当该数字微镜装置启动时，根据该影像板之一输出影像信号及该入射光之一亮度，透过该菱镜及一投影镜投影在该等屏幕上，当该数字微镜装置关闭时，投射具有该亮度之该入射光经由该菱镜至该感应器。

7.根据权利要求1所述的电视墙亮度调整装置，其特征在于，该主屏幕之该中央处理器系以一RS232或RS485方式与该等子屏幕之该等中央处理器彼此串接，主屏幕之该中央处理器系汇集该等屏幕之该数字亮度信号以决定基准亮度，同时将该基准亮度经RS232或RS485方式传至该等子屏幕之该中央处理器。

8.一种电视墙亮度调整装置，可用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙，其至少包括：

一光源，其系提供投射影像于该等屏幕所需之一入射光线；

一感应器，其系设置于可接收该光源之一位置，用来感测该光源以取得一模拟亮度信号；以及

一中央处理器，其系接收该模拟亮度信号，转换该模拟亮度信号为一数字亮度信号，并决定一基准亮度，根据该基准亮度以调整该光源之亮度。

9.一种电视墙亮度调整方法，系应用于包括一主屏幕以及至少一个子屏幕之一电视墙，包括步骤如下：

(a)取得该主屏幕之光源亮度；

(b)取得该等子屏幕之光源亮度；

(c)决定基准亮度；

(d)根据基准亮度数据，调整该等光源投射至屏幕的亮度，使该等屏幕亮度一致。

10.根据权利要求9所述的电视墙亮度调整方法，其特征在于，该基准亮度系为该等屏幕之该光源之最低亮度值或为该等屏幕之该光源之亮度中间值。

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