CN101231451A

CN101231451A - 六段色轮

Info

Publication number: CN101231451A
Application number: CNA2007100004036A
Authority: CN
Inventors: 林威智
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2027-01-25
Also published as: CN101231451B

Abstract

一种六段色轮，其上具有镀膜，并包括有六颜色区块，每一颜色区块分别对应不同的颜色且颜色区块包括青色区块，其中通过色轮所产生的混合白色包括通过将青色混入而产生的混合白色，且可通过调整色轮上的镀膜光谱以及色区块的角度而得到预定色温的白色。

Description

六段色轮

技术领域

本发明涉及一种色轮，尤其涉及具有青色区块的六段色轮(六节点色轮)。

背景技术

随着科技发展，投影机的应用从以往的会议演示文稿等场合，逐渐推广普及到一般家庭之中。近几年来，大尺寸平面显示器的需求大幅成长，消费者对显示画面的尺寸与显像品质的要求也越来越严苛，相关的投影技术也随之进步。投影机技术是利用光学投影方式将影像投射至屏幕上，借着光学的方法使画面尺寸放大，以突破平面显示器尺寸限制的瓶颈，使得机身厚度变薄且重量变轻。目前主要的投影技术有：阴极射线管(cathode ray tube，CRT)投影技术、液晶显示(liquid crystal display，LCD)投影技术、数字光处理(digital light processing，DLP)投影技术、单晶硅液晶显示面板(liquid crystal on silicon，LCOS)投影技术等四种技术。其中，数字光源处理投影机是一种特殊光源调变方式的投影显示器，是由德州仪器公司(Texas Instruments，TI)所研发出来的新型投影系统。其最大特点是本身为全数字反射式投影机，不仅能使投影影像更为细致，同时能有效缩小投影机的体积与重量，达到轻薄短小的目的。

请参考图1，图1为已知数字光源处理投影机的示意图。图1中的数字光源处理投影机是由光源101、色轮103、数字微镜显示(Digital Micromirror Display，DMD)芯片105，第一聚光镜片107、第二聚光镜片109及投影镜头111所构成。从光源101发出的光线在经过第一聚光镜片107的聚焦后通过色轮103，透过第二聚光镜片109后再入射至数字微镜显示芯片105上。数字微镜显示芯片105上每个像素的内存会记录该图素的数字信号值，并将数字信号送给驱动电极，藉此操控微小反射镜的正负角度偏转与控制偏转时间，再透过投影镜头111将光线投射至屏幕113上。因人体视觉有暂留的现象，故经由调整色轮103的旋转以及颜色角度的分布，可将色轮上的色区块的颜色混合以在人眼中呈现不同的颜色。

色轮103在早期为三段(即有三个色区块，RGB)的设计，后来逐渐改良成四段(RGBW)，近来更有五段色轮(RGBYW)产生。一般而言，投影机的色轮的段数越高，其色彩表现越好，但设计也越复杂。在此例中，以五段色轮说明色轮103。请参考图2，图2为五段色轮103的示意图。色轮103包括红色区块201，黄色区块203，绿色区块205、白色区块207以及蓝色区块209。而此五色区块在色轮上所占面积的比例则决定投影机的颜色表现。例如，白色区块207所占面积越大，投影机所投射的光亮度越强。此外，色轮103上的镀膜光谱也决定了投影机所呈现的色彩的色域(colorgamut)，其亦会影响到投影机的色彩的表现。同时，色轮103上的颜色角度分布，会决定投影机所呈现的亮度效率。然而，此类色轮所产生的白色(即灰阶度255的颜色)其色温较低，与LCD投影机所产生的白色比较起来，易使人感觉亮度不足，因为高色温的白色会偏蓝，可使人感觉亮度较亮。因此，需要一种新颖的发明来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种色轮，其具有包括青色区块的六种颜色区块，并通过混入青色以产生具有较高色温的白色。

本发明的实施例披露了一种六段色轮，包括有六颜色区块，每一颜色区块分别对应不同的颜色，且颜色区块包括青色区块，其中通过色轮所产生的混合白色包括通过将青色混入而产生的混合白色，且可通过调整色轮上的镀膜光谱以及色区块的角度而得到预定色温的白色。这些颜色区块可包括：红色区块、绿色区块、蓝色区块、黄色区块、青色区块以及白色区块。

本发明的实施例还披露了使用上述色轮的投影装置，包括：光源，用以产生光；第一聚光组件，光学连接至该光源，用以聚焦该光源所生的光；六段色轮，光学连接至该第一聚光组件；第二聚光组件，光学连接至该六段色轮；控制芯片，光学连接至该第二聚光组件以接收该第二聚光组件所传送的光并将该光反射，且用以控制该色轮的转动以产生所需的颜色；以及投影镜头，光学连接至该控制芯片，用以将该控制芯片所反射的光投影至目标对象；其中通过该色轮所产生的混合白色是通过将青色混入而产生，且可通过调整该色轮上的镀膜光谱以及这些色区块的角度而得到预定色温的白色。上述颜色区块可包括：红色区块；绿色区块；蓝色区块；黄色区块；青色区块；以及白色区块。

通过上述的色轮，不仅可以产生具有较小色偏的青绿色，且可产生具有较高色温的白色。

附图说明

图1为已知数字光源处理(DLP)投影机的示意图。

图2为五段色轮的示意图。

图3为根据本发明的六段色轮的第一优选实施例。

图4绘示了黑体色温曲线(Blackbody Curve)一部份色温以及色坐标的对照关系。

图5为根据本发明的六段色轮的第二优选实施例。

具体实施方式

图3为根据本发明的六段色轮的第一优选实施例。如图3所示，色轮300可包括红色区块301、黄色区块303、绿色区块305、青色(cyan)区块307、蓝色区块309以及白色区块311。通过本发明的色轮所产生的白色的色温，因混入青色成分，会比先前所述的五段的色轮所产生的白色的色温高。而通过调整各色区块的比例、排列和色轮上的镀膜的光谱、可得到所需色温的白色。在此实施例中，红色区块301的角度θ₁基本上为85度、黄色区块303的角度θ₂基本上为24度、绿色区块305的角度θ₃基本上为85度、青色区块307的角度θ₄基本上为17度、蓝色区块309的角度θ₅实质基本上为74度、白色区块311的角度θ₆基本上为75度。须注意的是，此种角度分配仅用以举例证明通过本发明的色轮确实可以形成具较高色温的白色，并非用以限定本发明。如上所述，本领域普通技术人员可任意更改各颜色区块的比例，以及色轮上的镀膜光谱，而得到所需的白色。另外，若通过黄色区块的50％穿透光谱近于470nm时，黄光会偏白色，因此本发明的优选作法为，使通过黄色区块303的50％穿透光谱近似于473nm。

此外，国际标准照明委员会以标准黑体为基准来定义不同发光体。发光体以色温表示，以绝对温度(K)为单位。色温度数的测量方式，是将标准黑体加热至发出某一色光，其所需的绝对温度，即该色光的色温，例如色温为6500K的发光体D65所呈现的颜色，即代表标准黑体加热到6500K时所发的色光，而色温为7000K的发光体D70所呈现的颜色，即代表标准黑体加热到7000K时所发的色光。如上所述，通过五段的色轮产生的白色的色温较低，故容易让使用者有亮度不足的感觉。但由于此六段色轮具有青色的区块，经由此六段色轮，其混出的白色色温较高，可达6200K以上，其视觉效果可与LCD投影机产生的白色一样好，下面将提供较详细的数据以证明。除此之外，由于此色轮具有青色区块，欲使其混合出的青色具有较小的色偏，纯青色和混合青色(spoke cyan)其x坐标和y坐标的偏差都小于0.01。且配合彩色滤光片(color filter)上的镀膜，可使色域大于NTSC的58％。另外，此色轮的亮度效率可达到60％左右。

如本领域普通技术人员所知道的，色温除了利用K表示外，还可以利用色坐标的方法表示。图4绘示了一部份色温以及色坐标的对照关系。如图4所示，不同的色坐标可对应不同的色温。举例来说，色坐标(x，y)若为(0.326，0.335)，则代表色温为5800K。前述的LCD式投影机产生的白色的色坐标约为(0.310，0.365)，相对应的色温大概在6405K左右。而根据前述的色轮300所产生的白色，色坐标约为(0.315，0.356)，也就是色温大约在6235K左右。由此可知，根据本发明的色轮300所产生的白色，可产生跟LCD投影机相当的高色温白色。实际上，本领域普通技术人员可利用此构思，以其它颜色作为青色区块之外的颜色以达成相同的功效。

此外，根据本发明的六段色轮可通过调整其它特征的设计而达成不同的效果，举例来说，可调整色区块的顺序以使品红(magenta)的能量，或使青色的能量大于使用者所要达到的预定值。在此，色彩的能量指光能穿透某一色彩区块的比例。如本领域普通技术人员所知晓的，色彩的能量关系到投影机的色彩品质以及能呈现的颜色。下文将利用图3和图5说明色彩能量跟色区块排列顺序的关系。

在图3中，区块在色轮上的排列顺序依次为红色区块301、黄色区块303、绿色区块305、青色区块307、蓝色区块309以及白色区块311。依此排列可得到能量较强的青色。需注意的是，此种排列仅用以举例，并非用以限定本发明，本领域普通技术人员可由此实施例得到启发，而使用其它排列得到相同的功效，其也在本发明的范围之内。

图5为根据本发明的六段色轮的第二优选实施例。在图5中，区块在色轮上的排列顺序依次为红色区块501、黄色区块503、绿色区块505、白色区块507、青色区块509以及蓝色区块511。依此排列可得到能量较强的品红。同样，此种排列仅用以举例，并非用以限定本发明，本领域普通技术人员可由此实施例得到启发，而使用其它排列得到相同的功效，其也在本发明的范围之内。

在图3所示的优选实施例中，青色区块307位于绿色区块305和蓝色区块309之间，因为青色是由绿色和蓝色混合而成，故此种组合可得到较均匀的青色。需注意的是，青色区块位于绿色区块和蓝色区块之间可用于其它类型的排列上，并不限定于图3所示的排列。

另一方面，通过特定的设计，根据本发明的六段色轮可混合出特定的色彩。举例来说，已知的色轮往往无法混合出(R，G，B)＝(83，31，129)或(100，61，142)的紫色，而本发明可通过特定的设计得到此种紫色。若想达到此目的，优选的作法为红色区块的角度须大于蓝色区块10度以上，以便于调整色彩以混出上述的紫色。

理所当然，上述的根据本发明的色轮可运用在图1中所述的投影机，但并不表示限制于使用在此类投影机上，根据本发明的色轮当可利用在各式投影机上以及各种可与色轮搭配使用的器材，其也在本发明的范围之内。

通过上述的色轮，不仅可以产生具有较小色偏的青绿色，且可产生具有较高色温的白色。更好的是，可通过各种已知方法，利用此色轮达到各种应用以及目的。证明本发明为新颖的发明。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡根据本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

主要组件符号说明

101 光源 103色轮

105 数字微镜显示芯片(DMD)

107 第一聚光镜片 109第二聚光镜片

111 投影镜头 201红色区块

203 黄色区块 205绿色区块

207 白色区块 209蓝色区块

300 六段色轮 301红色区块

303 黄色区块 305绿色区块

307 青色区块 309蓝色区块

311 白色区块 501红色区块

503 黄色区块 505绿色区块

507 白色区块 509青色区块

511 蓝色区块

Claims

1.一种六段色轮，包括有六颜色区块且所述色轮上具有镀膜，每一所述颜色区块分别对应不同的颜色，且所述颜色区块包括青色区块，其中通过所述色轮所产生的混合白色包括通过将青色混入而产生的混合白色，且可通过调整所述色轮上的镀膜光谱以及所述色区块的角度而得到预定色温的白色。

2.根据权利要求1所述的色轮，其中所述颜色区块包括：

红色区块；

绿色区块；

蓝色区块；

黄色区块；

青色区块；以及

白色区块。

3.根据权利要求2所述的色轮，其中所述颜色区块在所述色轮上的排列依次为所述红色区块、所述黄色区块、所述绿色区块、所述白色区块、所述青色区块以及所述蓝色区块。

4.根据权利要求2所述的色轮，其中所述青色区块介于所述蓝色区块和所述绿色区块之间。

5.根据权利要求4所述的色轮，多个区块在所述色轮上的排列顺序依次为所述红色区块、所述黄色区块、所述绿色区块、所述青色区块、所述蓝色区块以及所述白色区块。

6.根据权利要求5所述的色轮，其中所述色轮的红色区块的角度基本上为85度、所述色轮的绿色区块的角度基本上为85度、所述色轮的蓝色区块的角度基本上为74度、所述色轮的黄色区块的角度基本上为24度、所述色轮的青色区块的角度基本上为17度、所述色轮的白色区块的角度基本上为75度。

7.根据权利要求5所述的色轮，其中所述色轮的所述镀膜使得光在所述色轮上的亮度效率基本上为60％。

8.根据权利要求5所述的色轮，其色域基本上大于NTSC范围的58％。

9.根据权利要求5所述的色轮，其中所述黄色区块的镀膜使得波长基本上为473nm的光得以通过。

10.根据权利要求5所述的色轮，其中所述色轮产生包括灰阶255的色彩，且所述色彩的色温基本上为6235K。

11.根据权利要求5所述的色轮，其中所述色轮产生包括灰阶255的色彩，且所述色彩的色坐标x和y基本上为(0.315，0.356)。

12.根据权利要求5所述的色轮，所产生的纯青色和混合青色的色偏的色坐标x或色坐标y小于0.01。

13.根据权利要求5所述的色轮，其中通过所述色轮产生的紫色包括(R，G，B)基本上为＝(83，31，129)或(100，61，142)的紫色。

14.根据权利要求5所述的色轮，其中所述红色区块的角度大于所述蓝色区块至少10度以上。

15.一种投影装置，包括：

光源，用以产生光；

第一聚光组件，光学连接至所述光源，用以聚焦所述光源所产生的光；

根据权利要求1至14中任一项所述的六段色轮，其上具有镀膜并光学连接至所述第一聚光组件；

第二聚光组件，光学连接至所述六段色轮；

控制芯片，光学连接至所述第二聚光组件，以接收所述第二聚光组件所传送的光并将所述光反射，且用以控制所述色轮的转动以产生所需的颜色；以及

投影镜头，光学连接至所述控制芯片，用以将所述控制芯片所反射的光投影至目标对象；

其中通过所述色轮所产生的混合白色是通过将青色混入而产生，且可通过调整所述色轮上的镀膜光谱以及所述色区块的角度而得到预定色温的白色。