CN100390658C - 可产生调整色轮延迟的灰阶图案的投影机 - Google Patents

Abstract

在投影机中，使用色轮以将从单一光源传来的光线分色，作为三片式投影机的低成本的可替换产品。对应于所述色轮的每种颜色的图案在与色轮同步的精准的时间提供给成像装置，以实现显示图像的正确的颜色。调整色轮延迟的传统的方法需要相对昂贵的光线检测器和示波器。本发明揭示了通过纯色产生器和控制电路来调整色轮延迟的应用。所述纯色产生器产生灰阶图案信号，所述灰阶图案信号用以通过成像装置产生灰阶图案。所述控制电路控制所述成像装置以与所述色轮同步操作。同时还描述了基于本发明装置的色轮调节的方法。

Description

可产生调整色轮延迟的灰阶图案的投影机

技术领域

本发明涉及一种投影机，特别涉及一种可产生用来调整色轮延迟的灰阶图案的投影机。

背景技术

投影机依据成像装置的数目可分为单片式与三片式两种。单片式投影机的成像原理主要是将光源经由透镜聚焦于红、绿、蓝的色轮，通过色轮高速转动产生红、绿、蓝三种颜色的光，色光经中继透镜均匀化后，接着由棱镜调整光线，投射至成像装置上，再利用成像装置的控制电路与色轮同步将光线投射出去。三片式投影机则是先将光源分离成红、绿、蓝三色，再利用三个成像装置分别对红、绿、蓝三种颜色的光作调变，最后再将红、绿、蓝三色合并成影像色彩，透过投影镜头投射至屏幕。单片式投影机由于要在一个成像装置上同时提供红、绿、蓝三种颜色，所以在色彩及亮度的表现上会比三片式投影机弱一些，但由于单片式投影机的体积小、重量轻、可携性强，再加上成像装置的技术进步，所以轻型的投影机大部分还是采用单片式的设计。

数字光学处理(Digital Light Processing，DLP)投影机是由美商德州仪器(Texas Instruments)研发的技术，使用的光学元件为数字微镜装置(Digital Mirror Device，DMD)，主要是利用数字微镜装置晶片上的反射镜反射光线来投影成像。单片式投影机由于需要反应速度、光利用率高的成像装置，而数字微镜装置正好可以提供这样的特性，所以大部分的单片式投影机皆为数字光学处理投影机。

请参考图1，图1为公知单片式投影机的示意图。投影机10包括一光源12、一透镜14、一色轮16、一中继透镜20、一感应器18、一标记17、一马达15、一棱镜22、一成像装置24、一控制电路26以及一镜头28。色轮16上包括红、绿、蓝三种颜色的滤光区，通过马达15来带动色轮16旋转，感应器18会感应色轮16上的标记17以侦测色轮16上预定颜色指标的位置。光源12投射一光束经由透镜14聚光，接着光束通过色轮16及中继透镜20经由棱镜22的反射至成像装置24上，成像装置24由控制电路26所驱动，配合光束依序通过色轮16的红、绿、蓝滤光区时分别传输红、绿、蓝三颜色的影像资料，再后将影像透过镜头28投影至一屏幕30上。明显地，成像装置24传输颜色的影像资料必须与光束通过色轮16的红、绿、蓝滤光区同步，投影机10才能投影出正确的颜色。感应器18的感应方式包括光电感应、侦测机械轴位置或马达电枢的位置，然而不论是电子或机械的方法都无法避免误差的存在，所以通常需要再调校才能使成像装置24与色轮16同步运作，而这个调校值称为色轮延迟(color wheeldelay)。

公知调校色轮延迟的方式是使用投影机10显示内建的测试画面，如全红画面(red curtain)、全绿画面(green curtain)或全蓝画面(blue curtain)等，以光感应器撷取投影机10的投影画面并转换为类比信号，再以示波器显示该类比信号的波形，依据示波器的波形调整投影机10的色轮延迟值，使示波器上的波形接近理想波形，代表此时成像装置24与色轮16同步运作，投影机10所投影出来的纯红光、纯绿光、或纯蓝光之中皆没有掺杂其它颜色的光。

由上述可知，单片式投影机将光投射至转动的色轮以产生红、绿、蓝三种颜色的光，成像装置配合色轮的转动分别传输红、绿、蓝三颜色的影像资料，通过调整投影机的色轮延迟使成像装置与色轮同步运作，如此投影机才能准确的显示颜色。公知技术在调整投影机的色轮延迟时需要用到光感应器与示波器，然而这二种仪器的价格偏高，一般人员取得不易，而外加仪器也使得投影机的色轮延迟的调校非常的不方便。

发明内容

因此本发明的主要目的在于提供一种可产生用来调整色轮延迟的灰阶图案的投影机，以解决上述问题。

本发明提供一种投影机，包括一壳体；一光源，安装于该壳体内；一色轮，用来将该光源传来的光线分色；一成像装置，用来调变该色轮传来的光线；一控制电路，连接于该成像装置，用来控制该成像装置，使其与色轮同步运作；以及一纯色产生器，连接于该成像装置，用来产生灰阶图案。该灰阶图案是为红、绿、蓝三色的三十二灰阶图案，使用者可依据该灰阶图案来调整投影机的色轮延迟。

附图说明

图1为公知单片式投影机的示意图。

图2为本发明投影机的示意图。

图3为本发明投影机显示灰阶图案的示意图。

图4为本发明投影机同时显示灰阶图案与调整方块的示意图。

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明投影机40的示意图。为方便说明，图2与图1中相同的元件有相同的功能并且使用相同的标号。投影机40包括一光源12、一透镜14、一色轮16、一中继透镜20、一感应器18、一标记17、一马达15、一棱镜22、一成像装置24、一控制电路26、一镜头28以及一纯色产生器32。光源12所发出的光束经由透镜14聚焦于色轮16，马达15带动色轮16旋转，产生红、绿、蓝三种颜色的光，色光经由中继透镜20以及棱镜22聚焦于成像装置24上，控制电路26使用感应器18侦测色轮16上的标记17，控制成像装置24与色轮16同步运作，最后成像装置24上的影像透过镜头28投射至屏幕30上。若成像装置24与色轮16之间的同步运作有误差，此时屏幕30上的影像使会出现色差，例如原本应该是鲜红颜色的苹果变得有点黄，这表示当光束在通过色轮16的绿色滤光区时，成像装置24就将红色的影像资料投影至屏幕30上，虽然可通过调整投影机40的色轮延迟来改善这个问题，但是观察屏幕30上的红苹果却不容易准确的调整色轮延迟，所以投影机40提供纯色产生器32以视控选单(onscreen display，OSD)的方式在屏幕30上产生灰阶图案，如此使用者通过观察灰阶图案，就可以很容易的调整投影机40的色轮延迟。

请参考图3，图3为本发明投影机40显示灰阶图案34的示意图。纯色产生器32输出一灰阶图案讯号至成像装置24，而在屏幕30上以视控选单的方式产生一单色的灰阶图案34，视控选单是目前显示器常用的调整方式，就是将显示器所提供的调整选项显示于屏幕上，和屏幕上的影像重叠在一起，并显示于最上层，以方便使用者即时调整，呼叫出视控选单之后，屏幕上会出现一个视窗，视窗中会有许多图示，而这些图示分别代表不同的调整选项。若使用者觉得屏幕上的影像颜色不准确，可以呼叫出调整色轮延迟的视窗，如图3所示，纯色产生器32在视窗中产生一个红色的三十二灰阶图案34，使用者可依据视窗中的灰阶图案34的颜色来调整投影机的色轮延迟。假设色轮16包括红、绿、蓝三色各二个滤光区，色轮16转动时，依红、绿、蓝的顺序循环产生色光，所以当屏幕30上红色的灰阶图案34出现黄色时，表示成像装置24太慢将红色的影像资料投传送出去，所以屏幕30上的红色会掺杂有绿色而产生黄色的情形，此时使用者可利用投影机40的控制键减少色轮延迟。若屏幕30上红色的灰阶图案出现紫色时，表示成像装置24太快将红色的影像资料投传送出去，所以屏幕30上的红色会掺杂有蓝色而产生紫色的情形，则使用者可利用投影机40的控制键增加色轮延迟。

请参考图4，图4为本发明投影机40同时显示灰阶图案36与调整方块38的示意图。目前的显示器都可以在屏幕上显示二个视控选单，在本发明的较佳实施例中，投影机40会在屏幕30上显示出两个视控选单，一个视控选单用来显示灰阶图案36，另一个视控选单则用来显示调整方块38。由于影像是由光的三原色红、绿、蓝所组成的，而这三种色光是由转动的色轮16所形成，一般来说，只要将三种颜色的其中一种颜色能准确的显示，则表示成像装置24与色轮16同步运作，不过为了让使用者更易于依据视控选单上的灰阶图案36来调整色轮延迟，在本实施例中，视控选单上显示一个红、绿、蓝三色的三十二灰阶图案36，依据这三种颜色的灰阶图案36，使用者可以更容易的调整色轮延迟。当色轮延迟的值太大时，可以发现红色的灰阶图案中掺杂有黄色，蓝色的灰阶图案中掺杂有紫色，此时使用者可控制屏幕30上的调整方块38来减少色轮延迟。若色轮延迟的值太小，则红色的灰阶图案中掺杂有紫色，绿色的灰阶图案中掺杂有黄色，此时使用者可控制屏幕30上的调整方块38来增加色轮延迟。

由上述可知，投影机40利用纯色产生器32在屏幕30上以视控选单的方式产生灰阶图案36，如此使用者可依据灰阶图案36来调整投影机40的色轮延迟，以使投影机40能投射出准确颜色的影像。在第一个实施例中，投影机40在屏幕上显示一个视控选单，利用纯色产生器32在视控选单上产生一个红色的灰阶图案34，当色轮延迟的值太大或太小时，很容易在红色的灰阶图案34上发现掺杂黄色或紫色，使用者便可利用投影机40的控制键来调整色轮延迟。在第二个实施例中，投影机40在屏幕上显示二个视控选单，其中一个视控选单用来显示灰阶图案36，为使让使用者更容易调整，纯色产生器32将红、绿、蓝三色同时显示于视控选单上，而另一个视控选单则用来显示调整方块38，可以让使用者得知调整了多少色轮延迟的值。

相较于公知技术，公知投影机在调整色轮延迟时，需使用光感应器及示波器等仪器，然而这两种仪器的价格偏高，而且外加的仪器在使用上也不方便。本发明投影机提供内建的纯色产生器用来调整投影机的色轮延迟，纯色产生器以视控选单的方式在屏幕上产生灰阶图案，如此使用者可依据灰阶图案来调整色轮延迟，使得调整投影机的色轮延迟非常的方便而且快速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (11)

1.一种用于投影机的色轮调节装置，其包括：

一光源；

一色轮，用来将该光源传来的光线分色；

一成像装置，用来调变该色轮传来的光线，并将该光线投影成像于一屏幕；以及

一控制电路，连接于该成像装置，用来控制该成像装置，使其与该色轮同步运作；

其特征在于，所述用于投影机的色轮调节装置进一步包括：

一纯色产生器，连接于该成像装置，用来产生一灰阶图案讯号；且通过输出该灰阶图案讯号至该成像装置来调变该光线，以成像一灰阶图案影像于该屏幕上，使得可依据该灰阶图案影像来调整该成像装置与该色轮的同步运作。

2.如权利要求1所述的用于投影机的色轮调节装置，其中该成像装置是为数字微镜装置。

3.如权利要求1所述的用于投影机的色轮调节装置，其中该灰阶图案是三十二灰阶。

4.如权利要求1所述的用于投影机的色轮调节装置，其中该灰阶图案为三色的灰阶图案。

5.如权利要求4所述的用于投影机的色轮调节装置，其中该三色灰阶图案的颜色是红、绿、蓝。

6.一种调整投影机的方法，该投影机包括一色轮，用来将光线分色，一成像装置，用来调变该色轮传来的光线，以及一控制电路，用来控制该成像装置，使其与色轮同步运作；该方法包括下列步骤：

(a)提供一纯色产生器；

(b)使用该纯色产生器控制该成像装置，将至少一预定颜色的多个灰阶图案显示于一屏幕上；以及

(c)依据该预定颜色的多个灰阶图案，使用该控制电路调整该成像装置配合该色轮的时间准确地将影像投影至该屏幕上。

7.如权利要求6所述的方法，其中步骤(c)还包括使用该控制电路将一调整色轮延迟的视控选单显示于该屏幕上，通过该视控选单依据该预定颜色的多个灰阶图案调整该成像装置配合该色轮的时间。

8.如权利要求6所述的方法，其中该成像装置是为数字微镜装置。

9.如权利要求6所述的方法，其中该灰阶图案是三十二灰阶。

10.如权利要求6所述的方法，其中该灰阶图案为三色的灰阶图案。

11.如权利要求10所述的方法，其中该三色灰阶图案的颜色是红、绿、蓝。

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