TWI404424B - 投影裝置及其調整投影影像之方法 - Google Patents

Description

投影裝置及其調整投影影像之方法

本發明係關於一種投影裝置及調整投影影像之方法，特別是一種具有可調整亮度和自動化顏色增強之投影裝置及調整投影影像之方法。

現有的投影裝置大都是以燈泡作為發光源，利用輸入至燈泡之電壓調整燈泡之亮度。但為了避免燈泡的損壞，控制燈泡亮度的電壓不能有太大的變化，因此亮度無法隨著環境而隨意調整。若投影裝置在一個較昏暗的環境中，就只能利用其他的遮蔽物來遮光，會較為耗電。

而先前技術中另外揭露一種利用紅綠藍發光二極體作為發光源之投影裝置。此種投影裝置可以利用紅綠藍三色的疊合(Overlap)來調整投影裝置亮度，疊合比例越多，投影出的亮度就越亮。但在先前技術當中，利用此紅綠藍三色疊合之技術容易造成投影裝置的功率負荷過大而過熱，並且也可能會造成投影裝置投影影像的失真。因此在先前技術當中，無法隨意地利用疊合的方式來調整投影出的投影影像。

因此有需要發明一種新的投影裝置及調整投影影像方法以解決先前技術的缺失。

本發明之主要目的係在提供一種投影裝置，其具有可調整疊合比例之效果。

本發明之另一主要目的係在提供一種調整投影影像之方法。

為達成上述之目的，本發明之投影裝置具有投影功能。投影裝置包括投影模組、輸入介面、訊號轉換模組、分析模組及疊合模組。投影模組具有紅光投影模組，用以發出紅光。綠光投影模組，用以發出綠光。藍光投影模組，用以發出藍光。輸入介面用以輸入一影像訊號。訊號轉換模組用以轉換影像訊號為數位視訊資料。分析模組用以分析數位視訊資料，以得到分析結果。以及疊合模組，用以根據分析結果調整紅光、綠光或藍光之疊合比例，以控制投影模組投影出投影影像。其中疊合模組更設定最大疊合比例，疊合比例係不超出最大疊合比例。

本發明之調整投影影像之方法包括以下步驟：輸入影像訊號，以轉換為數位視訊資料；分析數位視訊資料以得到分析結果；根據分析結果調整紅光、綠光及藍光之疊合比例，其中疊合比例係不超出最大疊合比例；以及投影出投影影像。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請先參考圖1係本發明之投影裝置之架構圖。

在本發明之一實施例中，本發明之投影裝置10係為具有數位光源處理技術(Digital Light Processing，DLP)功能之投影裝置10，能夠利用疊合方法提高投影影像亮度及自動化顏色增強之功能。投影裝置10係為一種利用發光二極體作投影光源之投影裝置10。投影裝置10包括投影模組20、輸入介面30、訊號轉換模組40、分析模組50、疊合模組60、調整介面70及疊合對應表T。

投影模組20具有紅光投影模組21、綠光投影模組22及藍光投影模組23。上述的各色投影模組皆為利用發光二極體所組成，用以分別發出紅光R、綠光G及藍光B。其投影方式請參考圖2A關於本發明之投影裝置在一般狀況下投影之示意圖。

當要投影出某一畫格時，投影裝置10係藉由紅光投影模組21、綠光投影模組22及藍光投影模組23在不同時間發光。不同時間發出之紅光R、綠光G及藍光B搭配投影裝置10內部之稜鏡(圖未示)作用，利用人體之視覺暫留特性，即可投射出使用者可以觀看之影像訊號其中之一畫格。由於上述之投影成像原理已被此技術領域之人員所熟知，故在此不再贅述其原理。

輸入介面30用以輸入影像訊號至投影裝置10內，以提供投影裝置10投影出影像。輸入介面30可為VGA、DVI或是AV端子等任何可傳輸影像或資料之介面，但本發明並不以此為限。

訊號轉換模組40係與輸入介面30電性連接。當經由輸入介面30輸入影像訊號後，訊號轉換模組40係利用其內部之類比數位轉換及影像解碼等模組進行處理，用以將影像訊號轉換為投影裝置10之內部模組可以進行處理之數位視訊資料。由於其轉換程序並非本發明所要改進之重點所在，且已被此技術領域之人員所熟知，故在此不再贅述其方法。

分析模組50係與訊號轉換模組40電性連接，用以分析所輸入之數位視訊資料，以得到分析結果。分析模組50可根據數位視訊資料，對投影模組20做投影影像之調整，例如調整顯示比例。除此之外，分析模組50還包括分割模組51與顏色偵測模組52。分割模組51用以將數位視訊資料之其中之一畫格進行分割，以分割成複數之影像區塊，例如分割成8x8個區塊，但本發明並不以此數量為限。顏色偵測模組用以分析所分割之單一影像區塊之色相及色飽和度，即可得知此單一影像區塊之顏色。並且將所得到之顏色進行統計，即可得知此畫格之顏色屬性。接著再根據此顏色屬性，自動利用疊合模組60進行投影影像之調整。其調整方法在之後會有詳細的描述，故在此不再贅述。

疊合模組60係用以分別對紅光投影模組21、綠光投影模組22及藍光投影模組23的發光時間進行調整，將紅光R、綠光G或藍光B同時發光以進行疊合，使得紅光R、綠光G及藍光B在部分疊合的情況下投影出投影影像。

其詳細之疊合原理請參考圖2B關於本發明之投影裝置在疊合狀況下投影之示意圖。

以圖2B為例，疊合模組60係控制紅光投影模組21、綠光投影模組22及藍光投影模組23在同一時間點發出紅光R、綠光G及藍光B。如此一來，即可在此畫格發出較亮之投影影像。而剩下的未疊合部份之紅光R、綠光G及藍光B仍然用來形成此畫格之影像。

調整介面70用以提供使用者調整投影影像之亮度，使用者可以根據環境光源對疊合模組60進行控制。例如當環境光源較明亮時，使用者可以切換到較大之疊合比例以提高亮度。而當環境光源較暗時，使用者可以控制疊合模組60不疊合，以降低亮度，同時節省投影裝置10之功率消耗。使用者亦可利用調整介面70調整投影影像之色彩表現，本發明並不限定僅能自動調整顏色屬性。

在此需注意的是，雖然將紅光R、綠光G及藍光B進行疊合可以具有較明亮的畫面，但是疊合比例越大，投影裝置10的功率消耗也越大，並且也可能因為剩下未重疊之光源太少而無法正常成像。因此疊合模組60會先設定最大之疊合比例，例如以不超出疊合比例50%為限制，但本發明並不以此為限。此最大之疊合比例不會使投影裝置10消耗的功率超出負荷，也可以正常成像。使用者可以在不超出最大之疊合比例之情況下，利用調整介面70控制疊合模組60，以調整影像之明亮度。而其調整之段數可依需求作設定。

投影裝置10還可具有疊合對應表T。疊合對應表T可以包括顏色屬性對應值與亮度對應值。疊合模組60根據分析模組50之分析結果，對照顏色屬性對應值調整紅光投影模組21、綠光投影模組22及藍光投影模組23之疊合比例。或是根據調整介面70之控制，對照亮度對應值以調整紅光投影模組21、綠光投影模組22及藍光投影模組23之疊合比例。另一方面，疊合對應表T內亦可建立同時對應顏色屬性及亮度之對應值，以供疊合模組60同時調整頭影影像之顏色特性及亮度。

接著請參考圖3關於本發明調整投影訊號之方法之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以具有投影裝置10為例說明本發明之調整投影訊號之方法，但本發明之調整投影訊號之方法並不以使用在投影裝置10為限。

首先進行步驟301：輸入影像訊號，以轉換為數位視訊資料。

投影裝置10係經由輸入介面30從一外部裝置，例如一電腦系統或一影音播放裝置，以輸入要投影之影像訊號。同時訊號轉換模組40再將影像訊號轉換為數位視訊資料。

其次進行步驟302：將數位視訊資料其中之一畫格分割成複數之影像區塊。

訊號轉換模組40所產生的數位視訊資料可以分成複數之畫格，分析模組50即用以分析每一畫格的顏色屬性。所以分割模組51係先將數位視訊資料的其中之一畫格分割成複數之影像區塊，例如分割成8x8，共64個區塊，但本發明並不以此數量為限。

接著進行步驟303：偵測複數之影像區塊所分別顯示之複數之顏色並進行統計，以得到此畫格之顏色屬性。

接著顏色偵測模組52係偵測每一個影像區塊之顏色。其中本發明之一實施例係利用偵測該影像區塊的色相(Hue)及色飽和度(Saturation)以判斷出其顏色，但本發明並不限定要用此方式偵測出顏色。

細言之，顏色偵測模組52首先讀取出單一影像區塊之亮度值與彩度值，亦即YUV值。假設得到此影像區塊之亮度值與彩度值平均值為Y_a U_a V_a 。接著帶入以下之公式：

H _a =tan^-1 (V _a /U _a )

利用上述兩公式即可得到其色相(Ha)及色飽和度(S_a )。

最後再根據下表之準則判斷出此影像區塊之顏色屬性：

舉例而言，當色飽和度為0~0.2之間，即可確定此影像區塊之顏色為白色。若色飽和度在0.2~1之間，且色相值為82~135之間，即可確定此影像區塊之顏色為紅色。依此即可找出影像區塊之顏色。

在本實施例中係將顏色區分為白色、紅色、黃色、綠色、青色、藍色及紫色等屬性，但本發明並不限定僅能區分為上述的顏色屬性。由於上述利用偵測色相及色飽和度之數值，以及利用其數值偵測顏色之方法已經被熟悉此技術之相關人員所廣泛使用，故在此不再贅述其原理。

當顏色偵測模組52得知單一影像區塊之顏色後，係將此畫格所有影像區塊之顏色進行統計，即可得知此數位視訊資料在此一畫格之一顏色屬性。假設此畫格有16個區塊為黃色，此畫格之顏色屬性即為黃色25%，若此畫格有32個區塊為黃色，此畫格之顏色屬性即為黃色50%。

需注意的是，本發明並不限定顏色屬性之調整段數必須為上述之25%或50%等比例，亦可依需求作段數之增減。

再進行步驟304：根據顏色屬性調整紅光、綠光及藍光之疊合比例。

疊合模組60根據步驟303中所得之分析結果，查詢疊合對應表T之顏色屬性對應值，以得知在此顏色屬性下如何調整，接著再調整紅光R、綠光G及藍光B之疊合比例。若是在步驟303中所測得之顏色屬性屬於紅色、綠色或藍色，疊合模組60係不調整紅光R、綠光G及藍光B之疊合比例，使其維持原始之設定。若所測得之顏色屬性屬於黃色，疊合模組60係將紅光R及綠光G進行疊合；若為青色，則疊合綠光G及藍光B；若為紫色，則疊合紅光R及藍光B；若為白色，則同時疊合紅光R、綠光G及藍光B。

以下係以顏色屬性為黃色為實施例進行說明。在此請同時參考圖4A及圖4B關於本發明之投影裝置之疊合示意圖，其中圖4A係本發明之投影裝置在黃色25%狀況下之疊合示意圖，圖4B係本發明之投影裝置在黃色50%狀況下 之疊合示意圖。

例如若為黃色25%時，即如圖4A所示，疊合模組60係將紅光R及綠光G原本週期的25%在同一時間點發光。而剩下紅光R及綠光G週期的75%係仍然與藍光B互相作用。例如若為黃色50%時，疊合模組60係將紅光R及綠光G原本週期的50%在同一時間點發光。如此一來，即可提高此畫格中黃色的能量強度，以達到更強烈的黃色效果。

同樣地，疊合對應表T之顏色屬性對應值還包括對應白色、青色及紫色之調整方式。因此當此畫格中所表現出的顏色接近哪一顏色屬性時，投影模組20即可投影出偏向此一顏色屬性之效果。

本發明亦可進行步驟305：提供使用者根據環境亮度調整疊合比例。

使用者可以利用調整介面70根據環境亮度，控制疊合模組60查詢疊合對應表T之亮度對應值以調整紅光R、綠光G及藍光B之疊合比例，調整投影亮度。另一方面，使用者亦可隨自己喜好，調整所投影出影像訊號之顏色屬性，本發明並不限定僅能投影裝置10自動調整顏色屬性。

最後進行步驟306：投影出投影影像。

在經過上述的調整流程後，投影裝置10之投影模組20係根據疊合模組60之設定，以投影出調整後的投影影像。

此處需注意的是，本發明之調整投影訊號之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。

藉由上述的方法，即可利用調整疊合比例之方式調整投影裝置10之投影亮度及其色彩表現。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請　貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

10．．．投影裝置

20．．．投影模組

21．．．紅光投影模組

22．．．綠光投影模組

23．．．藍光投影模組

30．．．輸入介面

40．．．訊號轉換模組

50．．．分析模組

51．．．分割模組

52．．．顏色偵測模組

60．．．疊合模組

70．．．調整介面

T．．．疊合對應表

R．．．紅光

G．．．綠光

B．．．藍光

圖1係本發明投影裝置之架構圖。

圖2A係本發明之投影裝置在一般狀況下投影之示意圖。

圖2B係本發明之投影裝置在疊合狀況下投影之示意圖。

圖3係本發明調整投影訊號之方法之步驟流程圖。

圖4A係本發明之投影裝置在黃色25%狀況下之疊合示意圖。

圖4B係本發明之投影裝置在黃色50%狀況下之疊合示意圖。

10．．．投影裝置

30．．．輸入介面

40．．．訊號轉換模組

50．．．分析模組

51．．．分割模組

52．．．顏色偵測模組

20．．．投影模組

21．．．紅光投影模組

22．．．綠光投影模組

23．．．藍光投影模組

60．．．疊合模組

70．．．調整介面

T．．．疊合對應表

Claims (8)

1. 一種投影裝置，具有一投影功能，該投影裝置包括：一投影模組，包括：一紅光投影模組，用以發出一紅光；一綠光投影模組，用以發出一綠光；以及一藍光投影模組，用以發出一藍光；一輸入介面，用以輸入一影像訊號；一訊號轉換模組，用以轉換該影像訊號為一數位視訊資料；一分析模組，用以分析該數位視訊資料，以得到一分析結果；一疊合模組，用以根據該分析結果調整該紅光、該綠光或該藍光之一疊合比例，以控制該投影模組投影出一投影影像，其中該疊合模組更設定一最大疊合比例，該疊合比例係不超出該最大疊合比例；以及一疊合對應表，其中該疊合模組係根據查詢該疊合對應表之一顏色屬性對應值或一亮度對應值以調整該疊合比例。
2. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，其中該分析模組包括：一分割模組，用以將該數位視訊資料之其中之一畫格分割成複數之影像區塊；以及一顏色偵測模組，係偵測該複數之影像區塊所顯示之複數之顏色並進行統計，以分析得到該畫格之一顏色屬 性，該疊合模組係根據該顏色屬性調整該畫格之該紅光、該綠光及該藍光之該疊合比例。
3. 如申請專利範圍第2項所述之投影裝置，其中該顏色偵測模組係利用一色相及一色飽和度以進行偵測。
4. 如申請專利範圍第1項所述之投影裝置，更包括一調整介面，用以提供一使用者根據一環境亮度，以控制該疊合模組調整該紅光、該綠光及該藍光之該疊合比例。
5. 一種調整投影影像之方法，係用於一投影裝置，該方法包括以下步驟：輸入一影像訊號，以轉換為一數位視訊資料；分析該數位視訊資料以得到一分析結果；根據該分析結果查詢一疊合對應表之一顏色屬性對應值或一亮度對應值，以調整一紅光、一綠光及一藍光之一疊合比例，其中該疊合比例係不超出一最大疊合比例；以及投影出一投影影像。
6. 如申請專利範圍第5項所述之調整投影影像之方法，其中分析該數位視訊資料以得到該分析結果之步驟包括：將該數位視訊資料其中之一畫格分割成複數之影像區塊；偵測該複數之影像區塊所分別顯示之複數之顏色並進行統計；以及分析該畫格之一顏色屬性以得到該分析結果。
7. 如申請專利範圍第6項所述之調整投影影像之方法，更包括偵測一色相及一色飽和度之步驟。
8. 如申請專利範圍第5項所述之調整投影影像之方法，包括以下步驟：提供一使用者根據一環境亮度，以藉由該疊合模組調整該紅光、該藍光及該綠光之該疊合比例。