TWI257523B - Digital light projector (DLP) and a method of fabricating the same - Google Patents

Description

1257523 五、發明說明（1)

94· 9. -9 修正 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於~ Projector, DLP) ^ 以變更其解析度之數 矛重數位光學投影機（D i g i t a 1 L i g h t 尤其是一種可透過更換其中之元件， 位光學投影機。 【先前技術】 按，為了 視，另有電漿 現，然而，電 除了有視角的 制，另外，投 以上其他設備 並且，不受地 其他設備所難 在現今影 板與數位光學 技術兩大主流 液晶面板作為 晶面板以產生 儀器（TI)所 Micromirror 在數位反 /A, 〜1冢’現今市面上除了傳統之映像管電 電視、、為 g

政兩 文日日電視、投影電視等家電產品出 漿電視斑、为B $ 一夜日日電視之價錢偏高，而液晶電視 問題，JL龜_ „ . %〜1項不尺寸亦受到玻璃基板之製作限 〜電2見則有體積大之缺點。投影機則解決了 1，題’其體積小，攜帶方便，價錢適中， 幵y〜響’只要有平整之牆面，即可達到前述 以企及之顯示尺寸。

像投影技術中’主要可區分為穿透式液晶面 處理（Digital Light Processing，DLP) 。穿透式液晶面板（LCD)之投影機係利用 圖像顯示元件，而投影機之光源係穿透此液 影像。數位光學處理之投影機則是使用德州 開發數位反射式微鏡技術（D i g i t a 1 Device， DMD)晶片作為圖像顯示元件。 射式微鏡技術中，光源係透過四色（紅、

第6頁 1257523 五、發明說明（2) _________ 綠 %藍與白）高轉速色輪（72〇〇轉〆分）做分色動作，分 的L t t 再·入微鏡&件。I ·元件1分佈’無數微細 此ί ί H1Cr〇mirr〇r)，藉由零與壹的數位訊號驅動這 要的光：：i 而將不需要的光線反射掉，需 入鏡頭"匕外，透過視覺暫留之原理，不同 "=束侍以合成彩色影像，而平順呈現於人眼。 之設液！面板投影f，數位光學投影機 求。复^ *L Χ Ρβ 因此，可以符合未來輕薄化的需 i,“符ίΐί::Γ係採全數位化之方式處理影 1丁 口豕電數位化之走g熱， 本， 學投影機之影像信號不需、:輸人數位光 仃顯不，可避务穿读彳汸 扪用彳政鏡兀件進 限制，以及明顯之網;大畫：=2【透：對影像顯示造成 片壽命ίϊ ΐπ υ算每曰連續使用削，： 一請參m而：=:=題。， 不思圖。此數位光學投影立一子技影機100之 -訊號轉換單元12。、一顯藏像:頻:產生單元U。、 160。其中，訊號轉換單元120二係早π 140與—微鏡元件 F;顯像控制單元14〇係儲存有一訊號轉換韌體 頻率產生單元謂產生之頻有率像控制=體D。並且， 顯像控制韌體D之規格亦均 ^ ，汛说_轉換韌體F與 度。 ’、、w至此微鏡元件1 6 0之解析 ^11 1257523 ------___ 五、發明說明（3)

訊號轉換單元1 2 0係連接至頻率產生單元丨丨〇，並且 據其頻率訊號f執行訊號轉換韌體F，以將輸入之影像^ A轉換為對應至微鏡元件1 6〇解析度之數位影像信號β。翻、' ，，制單元140係連接至訊號轉換單元12〇，並執行顯像 制韌體1 40以將數位影像信號蹲換為位階信號c，以控工 微鏡元件1 6 0内各微鏡之運作。 上J 視訊圖 延伸圖 此，數 為了降 用之元 型數位 &單元 解析度 數位光 件，而 爰 減少料 正常運 影響到 現5數位光學投影機而言，其解析度之主流為超矣 形陣列（Super Video Graphic Array， SVGA)與 形陣列（extended Graphic Array， XGA)。因

位1學投影機之製程也必須支援此二種解析度。 m *，此二種解析度之數位光學投影：則 #與杯=可以相互支援。然而，就第一圖所示之身 子又▲衫機1 〇 0而言，其中之微鏡元件1 6 〇、頻率^ 1 1^、訊號轉換韌體F與顯像控制韌體])，均需隨著 2 1 f而進行替換。也就是說，*要改變所生產3 子投〜機的解析度，至少必須切換四個部 f造成生產線之負擔與成本之提高。 ,、 在變更數位光學投影機解析度之情

作，乃、ΐίΓ而又不至於影響數位光學投卿 生產線之效能。 將嚴 【發明内容】

第8頁 94 9. r9 牟月曰4 + 一 楠充 1257523 五、發明說明（4) 本發明之主要目的 ^ i、㈡击μ取 的係如供一種數位光學投影機架構， 可以減少餐：更投影機魅k ^ ^ ^ ^ *鮮析度之過程中，所需切換之料件數 量，以降低生產成本。 本f明所提供之數位光學投影機，可支援兩種以上不 同解析度之微鏡元件（Digital Micromirror Device， DMD) 口而配\'中—預設解析度，此數位光學投影機包 括.fl 5虎轉，單元與—顯像控制單元。其中，訊號轉換單 元内儲存有複數個訊號轉換韌體（Scalar Firmware)， 分別對應至包括預設解析度在内之複數個不同解析度，用 以輸^二數位影像信號。而顯像控制單元係電連接於訊號 轉換單=，並儲存有對應至預設解析度之一顯像控制韌體 與一設^ f ’用以將數位影像信號轉換為控制微鏡元件之 一位階信號。當此數位光學投影機運作時，訊號轉換單元 係根據上述設定值’選擇並執行對應至設定值之訊號轉換 韌體。 關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及 所附圖式得到進一步的瞭解。 【實施方式】 請參照第二圖所示，係本發明數位光學投影機2 0 0— 較佳實施例之示意圖。此數位光學投影機2 0 0係設計以支 援兩種以上不同解析度之微鏡元件（Digital Micromirror Device, DMD) 260〇在配合其中一預設解析

bu\ 1257523 五、發明說明（5) 度之情況下，此數位光學投影機20 0包括一頻率產 210、一訊號轉換單元2 2 0、一顯像控制單元24〇盥一直有 此預設解析度之微鏡元件2 6 0。 〃 ” 頻率產生單九2 1 0係用以產生—頻率訊號f丨對至預 設解析度。訊號轉換單元22 0内係儲存有複數個訊g轉換 動體（Scalar Firmware) F1，F2，分別對應至包括預設解 析度在内之複數個不同解析度。顯像控制單元24〇 接於訊號轉換單元220,並儲存有對應至預設解析度之一 顯像控制韌體D 1與一設定值S 1。 ^ 當此數位光學投影機運作時’訊號轉換單元22〇係透 過一通訊電路270電連接至顯像控制單元24〇以讀取役定值 S1 ’並且根據此設定值S1選擇並執行相對應之訊號轉換勤 體F1。同時’訊號轉換單元220亦連接至頻率產生單元'21〇 以取得頻率訊號f 1 ’藉以將輸入之影像資料A轉換為對應 至預設解析度之數位影像信號B。顯像控制單元24〇係連接 至訊號轉換單元220,並且執行顯像控制韌體〇1以將數位 影像信號B轉換為控制微鏡元件2 6 0之位階信號c。 由於訊號轉換單元2 2 0必須執行訊號轉換韌體n，而 顯像控制單元240必須執行顯像控制韌體M。因此，如第 三圖所示’訊號轉換單元2 2 0内具有一處理中心2 2 2，用以 執行訊號轉換動體F1，而顯像控制單元24〇内且有一押制 中心242與一暫存空間244,其中，控制中心24'2係用二執 行顯像控制韌體D1，而暫存空間244係用以儲存設定值 si。此外，請參照第四圖所示，若是控制中心242内即具

m

第ίο頁 1257523 五、發明說明（6) 有適當之空間以儲存設定值S 1，也可以直接將設定值S 1寫 入控制中心2 4 2内，而不需要另外增加一暫存空間2 4 4。同 時，處理中心2 2 2係向控制中心2 4 2請求設定值S卜 基本上，設定值S 1僅作為訊號轉換韌體F 1，F 2選擇之 依據，因此，在使用兩種不同解析度規格之訊號轉換韌體 的情況下’此設定值S 1可以選用一單一位元之數值，也就 是利用1與0表達兩種不同之解析度規格。舉例而言，在使 用XGA與SVGA規格之訊號轉換韌體的情況下，若是預設解 析度係XGA規格，可令設定值S 1為0 ;而若是預設解析度係 SVGA規格，可令設定值S1為1。 其次，通訊電路2 7 0除了可以係一電路元件間通訊電 路（Inter-Integrated Circuit， 12C)，以作為訊號轉 換單元2 2 0與顯像控制單元2 4 0間之通訊路徑。若是訊號轉 換單元22 0與顯像控制單元240均設計有輸出入腳位（I/O port)，也可直接利用導線連接適當之輸出入腳位，以作 為通訊電路27 0之用。 w參照第五A至C圖所示’係本發明數位光學投影機 2〇〇之製作方法一較佳實施例之示意圖。首先，如第五八圖 所不，裝置一訊號轉換單元2 2 0、一顯像控制單元2 4 〇盥一 ^ 設解析度之微鏡元件260於一數位光學投影機2〇、〇之 了乂隨後，如第五B圖所示，裝置一選定之頻率產生 二，。〇’用以產生一頻率訊號以對應至前迷預設解析 ;冋，’在訊號轉換單元22 0内寫入複數個訊號轉換韋刃 體F1，F2,分別對應至包括預飫解析度在内之複數個解析

1257523 I 五、發~ ~ 度。接下來，如第五c圖所示，在顯像控制罝一 一顯像控制韌體D1與一設定值S1，並且，几2 40内寫入 D 1與設定值s 1均係對應至預設解析度。 頌像控制物體 當此數位光學投影機2 0 0進行運作時，μ 示，訊號轉換單元2 2 0係連線至顯像控制w _第五D圖所 定值S1，以確認預設解析度為何，同時，早元2 4 0請求此設 執行適當之訊號轉換韌體F 1，以產生對康依據此設定值S 1 之數位影像信號B。 、…至此預設解析度 甶前述數 ，——供70予杈影機2 0 0之製作方半 若要變更此數位光學投影機之解析度。如’可以想見， 首先，係將原第五A圖中之微鏡元件26 =六A圖所示， 鏡疋件3 60取代。接下來，如第丄 不同解析度之微 當生單元31。對應至此微鏡元件；6〇::产係裝置一頻率 &圖之頻率產生單元21〇。 =析度，以取代第五 號轉換單元2 2 0内寫入複赵加士 a 〇同第五β圖一般，在訊 號轉換韌體F 2係對應至此 轉換韌體F 1，F 2，而訊 來，如第六C圖所示，在^'兄元件3 6 0之解析度。接下 制韌體D2與一設定值S2/、、M像控制單元240内寫入一顯像控 值S2均係對應至此微-並且’此顯像控制韌體D2與設定 相較於第一圖傳^件、3 6 0之解析度。 括微鏡元件16〇、頻率產位#光學投影機1 0 0，必須切換包 像控制韌體D，這四個 ^單元1 1 0、訊號轉換韌體F與顯 投影機之解析度。如分之料件，方能改變此數位光學 投影機2 〇 〇不須切換訊 >、儿至C圖所示，本發明之數位光學 〜轉換章刃體，同時，設定值S 2與顯

第12頁 1257523 ! 94· 9· -9 修正 _日補充 五、發明說明（8) &——一_—~- 像控制韌體D 2可以在同一步驟中，一併寫入顯像控制單元 2 4 0。因此，僅需切換包括微鏡元件3 6 0、頻率產生單元 3 1 0與顯像控制韌體D 2 (即圖中虛線部份所示），這三個 部分之料件。由此可知，本發明之數位光學投影機除了可 以降低生產線之負擔與成本，在面對未來微鏡元件之解析 度更進一步提高之情況下，本發明之數位光學投影機也具 有充分之能力以因應未來之發展。 以上所述係利用較佳實施例詳細說明本發明，而非限 制本發明之範圍，而且熟知此類技藝人士皆能明瞭，適當 而作些微的改變及調整，仍將不失本發明之要義所在，亦 不脫離本發明之精神和範圍。 _

第13頁 1257523 9备修正 单月曰補充 圖式簡單說明 圖示簡單說明： 第一圖係一典型數位光學投影機架構之示意圖。 第二圖係本發明數位光學投影機架構一較佳實施例之示意 圖。 第三圖係本發明數位光學投影機架構另一實施例之示意 圖。 第四圖係本發明數位光學投影機架構又一實施例之示意 圖。 第五A至C圖係本發明數位光學投影機製作流程一較佳實施 例之示意圖。 第五D圖係本發明數位光學投影機進行運作之示意圖。 第六A至C圖係本發明數位光學投影機，變更其解析度之製 作流程一較佳實施例之示意圖。 圖號說明： 數位光學投影機1 0 0，2 0 0，3 0 0 頻率產生單元110, 210, 310 訊號轉換單元1 2 0，2 2 0 微鏡元件160, 260, 360 顯像控制單元1 4 0，2 4 0 電路元件間通訊電路2 7 0 處理中心2 2 2

第14頁 94· 9. -9 修正 年月 1257523 圖式簡單說明 控制中心242 暫存空間2 4 4 ΙΒΒ 第15頁

Claims (1)

1. 1257523 六、申請專利範圍 申請專利範圍： 1.一種數位光學投影機，可支援兩種以上不同解析度之微 ^ =件（Dlgital Micromirr〇r Device，MD)，而配合 其中一預設解析度，該數位光學投 一訊號轉換單元，儲在古、自 (SCalarFir隨re) /八存/射複庙數個訊號轉㈣體 内之複數個解析度，用以刀對應至包括該預設解析度在 -顯像控制單元，電t一數位影像信號；以及 電連接於該訊號轉換單元，儲存有 對應至該預設解析度之一 3 ^ ^ ^ 顯像控制韌體及一設定值，用以 將言/數位影像信號轉換為控制該微鏡元件之〆位階信號； 其中，该數位光學投影機運作時，該訊號轉換單元係 根據4 β又之值’選擇並執行對應該設定值之該訊號轉換韌 體。 2·如專利申請範圍第i項之數位光學投影機，其中，該訊 號轉換單70更包含—頻率產生單元，帛以提供對應該預設 解析度之一頻率訊號。 3.如申明專利範圍第丨項之數位光學投影機，更包含一通 訊電路，連接於該訊號轉 顯像控 用以傳輸該設定值。 W平7L心间 如申，專利範#圍第3項之數位光學投影機，其中，該通 訊電路係一電路元件間4 γ τ + γ :干間通訊電路（Inter-integrated @ #，該訊號轉換單元透過該電路元件間通訊 電路殯取該顯像控制單元内之設定值。 5 ·如申请專利範圍第q E ,η «y 固弟3項之數位光學投影機，其中，該通

   第16頁 1257523 94. 9e ^ 年月日4士 —_ύΜ, 六、申請專利範圍 訊電路係一導線，以連接該訊號轉換單元之輸出入腳位與 該顯像控制單元之輸出入腳位，該顯像控制單元係透過該 導線將該設定值傳送至該訊號轉換單元。 6 .如專利申請範圍第1項之數位光學投影機，其中，該顯 像控制單元包括一控制中心，執行該顯像控制韌體，並且 將該設定值寫入該控制中心内。 7. 如專利申請範圍第1項之數位光學投影機，其中，該顯 像控制單元包括一暫存空間與一控制中心，其中，該控制 中心係執行該顯像控制韌體，並將該設定值寫入該暫存空 間内。 8. 如專利申請範圍第8項之數位光學投影機，其中，該數 位光學投影機運作時，該訊號轉換單元係向該控制中心請 求該設定值。 9. 如申請專利範圍第1項之數位光學投影機，其中，該設 定值係一單一位元之數值，該數位光學投影機支援之解析 度包括一第一解析度與一第二解析度，當該預設解析度為 該第一解析度時，該設定值為0，當該預設解析度為該第 一解析度時，該設定值為1。 1 0 .如申請專利範圍第9項之數位光學投影機，其中，該 第一解析度為延伸圖形陣列（XGA)規格，該第一解析度 為超級視訊圖形陣列（SVGA)規格。 1 1. 一種數位光學投影機之製作方法，該數位光學投影機 包括一訊號轉換單元、一顯像控制單元與一具有一預設預 設解析度之微鏡元件，其中，該訊號轉換單元係將外界輸

   第17頁 1257523 1 ------ 1 1— 4- ---------- Λ鋪右 /、、申睛專利範圍 η轉換為數位影像信號，該顯像控制單元係將 # # + ^像k唬轉換為位階信號以驅動該微鏡元件，該製 作方法至少包括下列步驟·· 才 岸嗲定之頻率產生單元頻率產生單元，以提供對 應忒預故解析度之一頻率訊號； 徘霜ί ί矾號轉換單元内寫入複數個訊號轉換韌體，分別 對應至包括該預設解析度在内之複數個解析度；以及 ，該顯像控制單元内寫入一顯像控制韌體與一設定 值 4 J像控制動體與該設定值均係對應於該預設解析度 預設解析度；

   田該數位光學投影機運作，該訊號轉換單元係根據該 顯像控制勃體設定值’選擇並執行對應至該設定值預設解 析度之訊號轉換勒體。 1如申請專利範圍第11項之製作方法，更包括製作一電 路 70 件間通訊電路（hter-Integrated Circuit，I2C) 以電連接該訊號轉換單元與該顯示控制單元。 13.如申請專利範圍第11項之製作方法，寫入該顯像控制 單元之設定值係單一位元之數值。

   ^4 ·如申請專利範圍第11項之製作方法，於該訊號轉換單 兀内所寫入之訊號轉換韌體，至少對應有延伸圖形陣列與 超級視訊圖形陣列規格。 1/5.如申請專利範圍第14項之製作方法，當該預設解析度 係延伸圖形陣列規格，寫入該顯像控制單元之設定值為

   第18頁 1257523 六、申請專利範圍 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之製作方法，當該預設解析度 係超級視訊圖形陣列規格，寫入該顯像控制單元之設定值 為1 〇 1^1 第19頁 τ^)c^7C〇ο 9毛 9· -9 修正 \2yibZ5 年月 六、指定代表圖 (一） 、本案代表圖為：第二圖 (二） 、本案代表圖之元件代表符號簡單說明： 數位光學投影機2 0 0 頻率產生單元2 1 0 訊號轉換單元2 2 0 微鏡元件2 6 0 顯像控制單元2 4 0 電路元件間通訊電路2 7 0