TWI600325B - 投影裝置及其投影方法 - Google Patents

Description

投影裝置及其投影方法

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是一種投影裝置及其影像優化。

在顯示裝置的顯示領域中，應用各種類型的空間光調製器（spatial light modulator）將照明光束轉換為影像光束，所述顯示裝置例如為透射式液晶顯示器（liquid crystal display, LCD）面板、液晶矽基（liquid-crystal-on-silicon, LCOS）面板或數位微鏡元件（digital micro-mirror device, DMD）。透射式LCD面板的光效率低於LCOS面板的光效率，且DMD的成本大於LCOS面板的成本。

一般來說，在使用LCOS面板的投影機中，通過將偏振光束反射到LCOS面板。接著，LCOS面板將偏振光束調製為具有其它偏振狀態的偏振光束，且將所述偏振光束反射到偏振分光器。偏振分光器將所述偏振光束過濾為影像光束，所述影像光束接著傳輸到成像鏡頭（image-forming lens）。最終，成像鏡頭將所述影像光束投影到螢幕上，從而在螢幕上形成圖像。

本發明提供一種投影裝置及其投影方法，可有效地提高投影畫面的顯示品質。

本發明的投影裝置包括光閥、鏡頭、溫度感測單元以及控制單元。光閥反射照明光束，而將照明光束轉換為影像光束。鏡頭配置於影像光束的傳遞路徑上，以將影像光束投影至屏幕，而於屏幕上顯示影像畫面。溫度感測單元感測光閥的溫度，而產生溫度感測信號。控制單元耦接溫度感測單元與光閥，依據溫度感測信號調整光閥的灰階特性，以改善影像畫面的對比度並提供正確的灰階。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元包括儲存單元以及微控制單元。儲存單元儲存光閥的灰階特性曲線查找表。微控制單元耦接儲存單元、溫度感測單元以及光閥，依據溫度感測信號查找灰階特性曲線查找表，以查找出對應溫度感測信號的灰階特性曲線，並依據對應溫度感測信號的灰階特性曲線控制光閥反射照明光束。

在本發明的一實施例中，上述的光閥為反射式單晶矽液晶面板，灰階特性曲線為反射式單晶矽液晶面板的伽瑪曲線，微控制單元依據對應溫度感測信號的伽瑪曲線控制反射式單晶矽液晶面板顯示影像。

在本發明的一實施例中，上述的控制單元於光閥的溫度下降時，延遲一段預設溫度進行光閥的灰階特性的調整。

在本發明的一實施例中，上述的溫度感測單元嵌入於光閥中。

本發明更提供一種投影裝置的投影方法，其中投影裝置包括光閥，投影裝置的投影方法包括下列步驟。提供照明光束至光閥，以使光閥反射照明光束而將照明光束轉換為影像光束。提供配置於影像光束的傳遞路徑上的鏡頭，以將影像光束投影至屏幕，而於屏幕上顯示影像畫面。感測光閥的溫度，而產生溫度感測信號。依據溫度感測信號調整光閥的灰階特性，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度。

在本發明的一實施例中，上述的投影裝置的投影方法包括下列步驟。依據溫度感測信號查找灰階特性曲線查找表，以查找出對應溫度感測信號的灰階特性曲線。依據對應溫度感測信號的灰階特性曲線控制光閥反射該照明光束，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度。

在本發明的一實施例中，上述的光閥為反射式單晶矽液晶面板，灰階特性曲線為反射式單晶矽液晶面板的伽瑪曲線，投影裝置的投影方法包括，依據對應溫度感測信號的伽瑪曲線控制反射式單晶矽液晶面板顯示影像。

在本發明的一實施例中，上述依據溫度感測信號調整光閥的灰階特性的步驟包括下列步驟。判斷光閥的溫度是否下降。若光閥的溫度下降，延遲一段預設溫度進行光閥的灰階特性的調整。若光閥的溫度未下降，對應光閥的目前溫度進行光閥的灰階特性的調整。

在本發明的一實施例中，上述的光閥的溫度由嵌入光閥中的溫度感測單元進行感測。

基於上述，本發明的實施例依據光閥的溫度調整光閥的灰階特性，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度，進而有效地提高投影畫面的顯示品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1繪示為依照本發明之一實施方式之一種投影裝置的示意圖，請參照圖1。投影裝置100包括光閥102、鏡頭104、溫度感測單元106以及控制單元108，其中控制單元108耦接光閥102以及溫度感測單元106。光閥102可用以反射照明光束L1，而將照明光束L1轉換為影像光束L2，其中光閥102可例如為數位微鏡元件(digital micro-mirror device, DMD)或矽基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel, LCOS panel)，然不以此為限。鏡頭104可被配置於影像光束L2的傳遞路徑上，以將影像光束L2投影至屏幕110，而於屏幕110上顯示影像畫面。溫度感測單元106可感測光閥102的溫度，而產生溫度感測信號S1給控制單元108。而控制單元108則可依據溫度感測信號S1調整光閥102的灰階特性，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度，進而提高影像畫面的顯示品質。值得注意的是，在圖1中溫度感測單元106為被配置在光閥102的背面，而緊貼光閥102，以感測光閥102的溫度，然不以此為限，在部分實施例中，溫度感測單元106亦可以嵌入的方式被配置在光閥102中。

圖2繪示為依照本發明另一實施方式之一種投影裝置的示意圖，請參照圖2。在本實施例中，投影裝置200的控制單元108可包括微控制單元202(Micro Controller Unit, MCU)以及儲存單元204，其中微控制單元202耦接光閥102、溫度感測單元106以及儲存單元204。儲存單元204用以儲存光閥102的灰階特性曲線查找表，微控制單元202可依據溫度感測單元106感測光閥102的溫度所產生的溫度感測信號S1查找儲存單元204儲存的灰階特性曲線查找表，以查找出對應溫度感測信號S1的灰階特性曲線，亦即對應光閥102的溫度的灰階特性曲線，並依據對應溫度感測信號S1的灰階特性曲線控制光閥102來反射照明光束L1，以改善該影像畫面的對比度與灰階準確度。舉例來說，光閥102可為反射式單晶矽液晶面板，灰階特性曲線可為反射式單晶矽液晶面板的伽瑪曲線，微控制單元202可依據對應溫度感測信號S1的伽瑪曲線來控制反射式單晶矽液晶面板顯示影像，以有效地減低光閥102的溫度變化對屏幕110上影像畫面的影響，而提高影像畫面的顯示品質。

值得注意的是，當控制單元108(或微控制單元202)依據溫度感測信號S1調整光閥102的灰階特性時，於光閥102的溫度上升時，對應光閥102的目前溫度進行光閥102的灰階特性的調整，而於光閥102的溫度下降時，延遲一段預設溫度來進行光閥102的灰階特性的調整。舉例來說，控制單元108可以5度為單位更新光閥102的伽瑪曲線，例如在溫度上升過程中，當光閥102的溫度到達35度，控制單元108可將伽瑪曲線更新為對應35度的伽瑪曲線，當光閥102的溫度到達40度時，將伽瑪曲線更新為對應40度的伽瑪曲線，以此類推。而在溫度下降過程中，例如當光閥102的溫度自47度下降至45度時，控制單元108不會馬上將伽瑪曲線更新為對應45度的伽瑪曲線，而是等光閥102的溫度下降至40度時，才將伽瑪曲線更新為對應45度的伽瑪曲線，亦即將伽瑪曲線的調整動作延遲一段預設溫度(在本實施例中為5度，然不以此為限)。如此可避免當光閥102的溫度在調整灰階特性曲線的溫度邊界附近(例如46度~47度間)跳動時，控制單元108頻繁地變換光閥102的灰階特性曲線，反而造成影像畫面顯示品質下降。

圖3繪示為依照本發明之一實施方式之一種投影裝置的投影方法的流程示意圖，請參照圖3。由上述實施例可知，投影裝置的投影方法可包括下列步驟。首先，提供照明光束至投影裝置的光閥，以使光閥反射照明光束而將照明光束轉換為影像光束(步驟S302)，其中光閥102可例如為數位微鏡元件或矽基液晶面板，然不以此為限。接著，提供配置於影像光束的傳遞路徑上的鏡頭，以將影像光束投影至屏幕，而於屏幕上顯示影像畫面(步驟S304)。然後，感測光閥的溫度，而產生溫度感測信號(步驟S306)，其中光閥的溫度可例如由嵌入光閥中的溫度感測單元進行感測。最後，依據溫度感測信號調整光閥的灰階特性，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度(步驟S308)，進而提高影像畫面的顯示品質。

圖4繪示為依照本發明另一實施方式之一種投影裝置的投影方法的流程示意圖，請參照圖4。本實施例與圖3實施例的不同之處在於，本實施例的步驟S308可包括步驟S402與步驟S404。亦即在感測光閥的溫度而得到溫度感測信號後，先依據溫度感測信號查找灰階特性曲線查找表，以查找出對應溫度感測信號的灰階特性曲線(步驟S402)，然後再依據對應溫度感測信號的灰階特性曲線控制光閥反射照明光束，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度(步驟S404)。舉例來說，光閥可例如為反射式單晶矽液晶面板，而灰階特性曲線可例如為反射式單晶矽液晶面板的伽瑪曲線，灰階特性的調整可例如為依據對應溫度感測信號的伽瑪曲線控制反射式單晶矽液晶面板顯示影像，以有效地減低光閥的溫度變化對屏幕上影像畫面的影響，而提高影像畫面的顯示品質。

圖5繪示為依照本發明另一實施方式之一種投影裝置的投影方法的流程示意圖，請參照圖5。在本實施例中，步驟S308中調整光閥的灰階特性的方式可包括步驟S502~S504，亦即先判斷光閥的溫度是否下降(步驟S502)，若光閥的溫度下降，延遲一段預設溫度進行光閥的灰階特性的調整(步驟S504)，而若光閥的溫度未下降，則對應光閥的目前溫度進行光閥的灰階特性的調整(步驟S506)。如此可避免當光閥的溫度在調整灰階特性曲線的溫度邊界附近飄移時，控制單元頻繁地變換光閥的灰階特性曲線，而造成影像畫面顯示品質下降。

綜上所述，本發明的實施例可依據光閥的溫度調整光閥的灰階特性，以改善影像畫面的對比度與灰階準確度，進而有效地提高投影畫面的顯示品質。在部分實施例中，還可在光閥的溫度下降時，延遲一段預設溫度來進行光閥的灰階特性的調整，以避免當光閥的溫度在調整灰階特性曲線的溫度邊界附近飄移時，控制單元頻繁地變換光閥的灰階特性曲線，而造成影像畫面顯示品質下降。

100、200‧‧‧投影裝置
102‧‧‧光閥
104‧‧‧鏡頭
106‧‧‧溫度感測單元
108‧‧‧控制單元
110‧‧‧屏幕
202‧‧‧微控制單元
204‧‧‧儲存單元
L1‧‧‧照明光束
L2‧‧‧影像光束
S1‧‧‧溫度感測信號
S302~S308、S402~S404、S502~S506‧‧‧投影裝置的投影方法的流程步驟

圖1繪示為依照本發明之一實施方式之一種投影裝置的示意圖。 圖2繪示為依照本發明另一實施方式之一種投影裝置的示意圖。 圖3繪示為依照本發明之一實施方式之一種投影裝置的投影方法的流程示意圖。 圖4繪示為依照本發明另一實施方式之一種投影裝置的投影方法的流程示意圖。 圖5繪示為依照本發明另一實施方式之一種投影裝置的投影方法的流程示意圖。

S302~S308‧‧‧投影裝置的投影方法的流程步驟

Claims (8)

1. 一種投影裝置，包括：一光閥，反射一照明光束，而將該照明光束轉換為一影像光束；一鏡頭，配置於該影像光束的傳遞路徑上，以將該影像光束投影至一屏幕，而於該屏幕上顯示影像畫面；一溫度感測單元，感測該光閥的溫度，而產生一溫度感測信號；以及一控制單元，耦接該溫度感測單元與該光閥，依據該溫度感測信號調整該光閥的灰階特性，以改善該影像畫面的對比度與灰階準確度，其中該控制單元包括：一儲存單元，儲存該光閥的灰階特性曲線查找表；以及一微控制單元，耦接該儲存單元、該溫度感測單元以及該光閥，依據該溫度感測信號查找該灰階特性曲線查找表，以查找出對應該溫度感測信號的灰階特性曲線，並依據對應該溫度感測信號的灰階特性曲線控制該光閥反射該照明光束。
2. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該光閥為反射式單晶矽液晶面板，該灰階特性曲線為該反射式單晶矽液晶面板的伽瑪曲線，該微控制單元依據對應該溫度感測信號的伽瑪曲線控制該反射式單晶矽液晶面板顯示影像。
3. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該控制單元於該光閥的溫度下降時，延遲一預設溫度進行該光閥的灰階特性的調整。
4. 如申請專利範圍第1項所述的投影裝置，其中該溫度感測單元嵌入於該光閥中。
5. 一種投影裝置的投影方法，其中該投影裝置包括一光閥，該投影裝置的投影方法包括：提供一照明光束至該光閥，以使該光閥反射該照明光束而將該照明光束轉換為一影像光束；提供配置於該影像光束的傳遞路徑上的一鏡頭，以將該影像光束投影至一屏幕，而於該屏幕上顯示影像畫面；感測該光閥的溫度，而產生一溫度感測信號；依據該溫度感測信號調整該光閥的灰階特性，以改善該影像畫面的對比度與灰階準確度；依據該溫度感測信號查找一灰階特性曲線查找表，以查找出對應該溫度感測信號的灰階特性曲線；以及依據對應該溫度感測信號的灰階特性曲線控制該光閥反射該照明光束，以改善該影像畫面的對比度與灰階準確度。
6. 如申請專利範圍第5項所述的投影裝置的投影方法，其中該光閥為反射式單晶矽液晶面板，該灰階特性曲線為該反射式單晶矽液晶面板的伽瑪曲線，該投影裝置的投影方法包括：依據對應該溫度感測信號的伽瑪曲線控制該反射式單晶矽液 晶面板顯示影像。
7. 如申請專利範圍第5項所述的投影裝置的投影方法，其中依據該溫度感測信號調整該光閥的灰階特性的步驟包括：判斷該光閥的溫度是否下降；若該光閥的溫度下降，延遲一預設溫度進行該光閥的灰階特性的調整；以及若該光閥的溫度未下降，對應該光閥的目前溫度進行該光閥的灰階特性的調整。
8. 如申請專利範圍第5項所述的投影裝置的投影方法，其中該光閥的溫度由嵌入該光閥中的一溫度感測單元進行感測。