CN101477246B - 数字光处理投影装置的显示方法及数字光处理投影装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字光处理投影装置的显示方法及数字光处理投影装置。该显示方法包括步骤：提供一光调变装置，包括驱动电路板；及数字微镜装置，包括多个微小镜、以及预设的光入射方向，每一微小镜的位置可从第一稳态及第二稳态中选择，且数字微镜装置设置于驱动电路板上；以及提供一照明光束，照明光束沿相异于预设的光入射方向的一工作方向入射至数字微镜装置，且由数字微镜装置将照明光束转换成一图像光束并入射至一投影镜头以投影出一图像。本发明还提供一种可具较低制造成本的数字光处理投影装置。本发明可将存在有亮点坏点而无暗点坏点的数字微镜装置再利用，由此将亮点坏点变成暗点坏点以达到出货规范，进而可在一定程度上降低数字光处理投影装置的制造成本。

Description

数字光处理投影装置的显示方法及数字光处理投影装置

技术领域

本发明涉及一种数字投影显示技术，且特别涉及一种数字光处理投影装置及其显示方法。

背景技术

数字光处理(Digital Light Processing，DLP)投影装置为目前主流数字投影装置之一，其成像原理如以下说明。请参照图1，投影装置100包括照明系统110、光调变装置120、以及投影镜头130。其中光调变装置120还包括驱动电路板121及设置在驱动电路板121上的数字微镜装置122。数字微镜装置122具有一预设的光入射方向。照明系统110包括光源112、光积分柱113、多个透镜114以及反射镜116a。光源112所提供的照明光束112a经过光积分柱113与透镜114后，会被反射镜116a反射，并沿着数字微镜装置122的预设的光入射方向入射至数字微镜装置122，而此数字微镜装置122会将照明光束112a转换成图像光束112a’，并使其入射至投影镜头130内。接着，投影镜头130会将图像光束112a’投影于荧幕(图中未显示)上，以于荧幕上形成图像。

请参照图2，数字微镜装置122包括多个具有双稳态(Bi-stable)的微小镜123，每一个微小镜123代表一个像素或一个次像素，双稳态分别代表微小镜具有二个不同的倾斜角度，例如第一稳态的倾斜角度为+12度，而第二稳态的倾斜角度为-12度。照明光束112a沿着数字微镜装置122的预设的光入射方向，入射至数字微镜装置122时，处于第一稳态的微小镜123(如图2中粗实线所示)将光反射至投影镜头130内，而处于第二稳态的微小镜123(如图2中粗虚线所示)则会将光反射朝向投影镜头130外的一方向。此时，第一稳态为光有效状态(On-state)；而第二稳态为光无效状态(Off-state)。

其中，数字微镜装置122的预设的光入射方向由数字微镜装置122的工艺以及数字微镜装置122的驱动芯片所决定，在一般情况下，数字微镜装置制造厂商为方便投影装置组装人员辨识数字微镜装置的预设的光入射方向，会预先在数字微镜装置上标记辨识图案，例如图1中所示数字微镜装置122的辨识图案122a。

若当某一微小镜故障，数字图像信号无法控制其状态时，该微小镜称为坏点。坏点又分两种，持续处于光有效状态的微小镜称为亮点坏点，而持续处于光无效状态的微小镜则称为暗点坏点。通常，因为对观看者而言，暗点坏点较不明显，因此可以允许少量的暗点坏点存在，但是，亮点坏点比较容易被观看者察觉让观看者产生视觉上的不适感，因此优选的情况不容许有亮点坏点产生。

在照明光束112从数字微镜装置122的预设的光入射方向入射的情形下，数字微镜装置122如果存在亮点坏点，则因难以符合出货规范而必须报废，导致数字光处理投影装置的制造成品率降低，其将在一定程度上增加数字光处理投影装置的制造成本。

发明内容

本发明提供一种数字光处理投影装置的显示方法，其可使数字光处理投影装置具较低的制造成本。

本发明还提供一种数字光处理投影装置，其可具较低的制造成本。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所披露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明一实施例提出一种数字光处理投影装置的显示方法，包括步骤：(a)提供一光调变装置，其包括驱动电路板；以及数字微镜装置，包括多个微小镜及预设的光入射方向，每一微小镜的位置可从第一稳态及第二稳态中选择，且数字微镜装置设置于驱动电路板上，其中每一处于第一稳态的该微小镜会将沿该预设的光入射方向入射其上的光线反射至一投影镜头内，以及每一处于该第二稳态的该微小镜会将沿该预设的光入射方向入射其上的光线反射朝向该投影镜头外的一方向；以及(b)提供一照明光束，照明光束沿相异于预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置，其中每一处于第二稳态的微小镜会将沿工作方向入射其上的照明光束中光线反射至投影镜头内，以投影出一图像，以及每一处于第一稳态的微小镜会将沿工作方向入射其上的照明光束中的光线反射朝向投影镜头外的一方向。

本发明另一实施例提出一种数字光处理投影装置，其包含：照明系统，具有一光源，光源提供一照明光束；投影镜头，适于投影一图像；光调变装置，包括驱动电路板；以及数字微镜装置，包括多个微小镜、以及预设的光入射方向，每一微小镜的位置可从第一稳态及第二稳态中选择，且数字微镜装置设置于驱动电路板上，其中每一处于第一稳态的微小镜会将沿预设的光入射方向入射其上的光线反射至投影镜头内，以及每一处于第二稳态的微小镜会将沿预设的光入射方向入射其上的光线反射朝向投影镜头外的一方向；照明光束沿相异于预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置，其中每一处于第二稳态的微小镜会将沿工作方向入射其上的照明光束中的光线反射至投影镜头内，以投影出一图像，以及每一处于第一稳态的微小镜会将沿工作方向入射其上的照明光束中的光线反射朝向投影镜头外的一方向。

依据本发明因使照明光束，沿着相异于数字微镜装置的预设的光入射方向，入射至数字微镜装置。因此可将在照明光束从数字微镜装置的预设的光入射方向入射至数字微镜装置的情形下，存在有亮点坏点而无暗点坏点的数字微镜装置再利用，由此将亮点坏点变成暗点坏点以达到出货规范，进而可在一定程度上降低数字光处理投影装置的制造成本。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术中投影装置的结构示意图。

图2为图1中投影装置的数字微镜装置的微小镜运作的示意图。

图3为本发明第一实施例提供的投影装置的结构示意图。

图4为图6中投影装置的数字微镜装置的微小镜运作的示意图。

图5为本发明第一实施例提供的投影装置的另一实施形态的结构示意图。

图6为本发明第二实施例提供的投影装置的结构示意图。

附图标记说明

100、200、300：投影装置

110、210、310：照明系统

112：光源

11 2a：照明光束

112a’、112b、112c：图像光束

113：光积分柱

114：透镜

115：反射镜

116a：反射镜

120、220：光调变装置

121、221：驱动电路板

223：驱动电路板的表面

122：数字微镜装置

122a：辨识图案

123：微小镜

130：投影镜头

II’：法向量

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图示的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

第一实施例

请参照图3，数字光处理投影装置200包括照明系统210、光调变装置120、以及投影镜头130。光调变装置120包括驱动电路板121及设置在驱动电路板121上的数字微镜装置122。照明系统210包括光源112、光积分柱113、多个透镜114，而不设置如图1中的反射镜116a。光源112所提供的照明光束112a经过光积分柱113与透镜114后，沿着相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向，入射至数字微镜装置122，而此数字微镜装置122会将照明光束112a转换成图像光束112b，并使其入射至投影镜头130内。照明光束112a从光源112至数字微镜装置122的光轴呈直线(如图3所示)。其中，请参照图2，预设的光入射方向指：沿着预设的光入射方向入射至数字微镜装置122的照明光束112a中的光线，会被处于第一稳态的微小镜123(如图2中的粗实线所示)反射至投影镜头130内，而会被处于第二稳态的微小镜123(如图2中的粗虚线所示)反射朝向投影镜头130外的一方向。此时，第一稳态为光有效状态；而第二稳态为光无效状态。相对于此，请参照图4，工作方向指：沿着工作方向入射至数字微镜装置122的照明光束112a中的光线，会被处于第二稳态的微小镜123(如图4中的粗虚线所示)反射至投影镜头130内，而会被处于第一稳态的微小镜123(如图4中的粗实线所示)反射朝向投影镜头130外的一方向。此时，第二稳态为光有效状态；而第一稳态为光无效状态。

以下为方便说明，将照明系统110所发出的照明光束112a，会沿着预设的光入射方向入射至数字微镜装置122的设计，称为第一设计；而将照明系统210所发出的照明光束112a，会沿着工作方向入射至数字微镜装置122的设计，称为第二设计。

在上述实施例中，为了便于制造，还可以将投影装置的照明系统210、光调变装置120、以及投影镜头130个别地模块化。如此，即可需为第一设计的投影装置100及第二设计的投影装置200，个别地设计不同的照明系统，使得第二设计的投影装置200可以使用相同于第一设计的投影装置100的光调变装置120、以及投影镜头130，以减化重新设计整个投影机的负担。

例如，在另一实施例中，请参照图5，可以重新设计图1的照明系统110，通过加装反射镜115，将照明系统310提供的照明光束112a，引导至沿着相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向，入射至数字微镜装置122，从而第二设计的投影装置200可使用相同于第一设计的投影装置100的光调变装置120、投影镜头130。而第二设计的投影装置200的照明系统310，仅需增加一反射镜115。

以下将简要描述一种采用数字光处理投影装置200的显示方法，其大致包括步骤：

(a)提供光调变装置120，其包括驱动电路板121及数字微镜装置122；数字微镜装置122包括多个包含第一稳态及第二稳态的微小镜123、以及预设的光入射方向(其可通过如图3及图5中的辨识图案122a加以辩识)，且数字微镜装置122以预定设置在驱动电路板121上的预定方位设置于驱动电路板121上。

(b)提供照明光束112a，使照明光束112a从相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置122，且由数字微镜装置将照明光束转换成图像光束112b并入射至投影镜头130以投影出一图像。

其中，经由将照明系统110变更为照明系统210或加装反射镜115的照明系统310，而可保持光调变装置120及投影镜头130不变，来达成使照明光束112a从相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置122。

此外，亦可以为第一设计的投影装置100及第二设计的投影装置，个别地设计不同的光调变装置，而使得第二设计的投影装置可以使用相同于第一设计的投影装置100的照明系统110以及投影镜头130。例如，在以下第二实施例中的说明。

第二实施例

请参照图6，数字光处理投影装置300，其包括：光调变装置220、照明系统110及投影镜头130。光调变装置220包括驱动电路板221及设置在驱动电路板221上的数字微镜装置122。其中，数字微镜装置122在数字光处理投影装置300中具有预定设置于驱动电路板221上的预定方位，但数字微镜装置122以一工作方位设置于驱动电路板221上；工作方位与预定设置于该驱动电路板上的该预定方位相距一角度。

照明系统110包括光源112、光积分柱113、多个透镜114-以及反射镜116a。光源112所提供的照明光束112a经过光积分柱113与透镜114，再被反射镜116a反射，并沿着相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向，入射至数字微镜装置122。

其中，第二设计的投影装置300的光调变装置220与第一设计的投影装置100的光调变装置120的差异在于，光调变装置220的结构为，将数字微镜装置122，以数字微镜装置122的表面的法向量II’为中心自转一角度，例如180度后，以工作方位设置于驱动电路板221的表面223上。从而，工作方向为，相较于预设的光入射方向，以数字微镜装置122的表面的法向量II’为中心自转一角度，例如180度。驱动电路板221用于提供一数字图像信号，控制数字微镜装置122以对入射至数字微镜装置122的由照明系统110提供的照明光束112a进行调变以转换成图像光束112c，并使其入射至投影镜头130内。第二设计的投影装置300可使用相同于第一设计的投影装置100的照明系统110、投影镜头130。而仅对第二设计的投影装置300的光调变装置220，依上述方式制造。

以下将简要描述一种采用数字光处理投影装置300的显示方法，其大致包括步骤：

(a)提供光调变装置220，其包括驱动电路板221及数字微镜装置122；数字微镜装置122包括多个包含第一稳态及第二稳态的微小镜123、以及预设的光入射方向(其可通过如图6中的辨识图案122a加以辩识)，且数字微镜装置122以与预定设置在驱动电路板22 1上的预定方位相距一角度的工作方位设置于驱动电路板221上。

(b)提供照明光束112a，使照明光束112a从相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置122，且由数字微镜装置将照明光束转换成图像光束112c并入射至投影镜头130内以投影出一图像。

其中，经由将数字微镜装置122以数字微镜装置122的表面的法向量II’为中心自转一角度，例如180度后，以工作方位装设于驱动电路板221的表面223上，而可保持照明系统110不变，来达成使照明光束112a从相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置122。

本发明第一及第二实施例提供的投影装置200及300，由于照明光束112a沿着相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向，入射至数字微镜装置122。如此一来，原本处于光有效状态的微小镜123变成光无效状态，将入射至其上的照明光束112a中的光线反射朝向投影镜头130外的一方向；原本处于光无效状态的微小镜123则变成光有效状态，将入射至其上的照明光束112a中的光线反射至投影镜头130内。因此，依据本实施例提供的投影装置200及300，可对在照明光束112a沿着其预设的光入射方向入射至数字微镜装置上的情形下，存在有亮点坏点而无暗点坏点的数字微镜装置进行再利用，由此将亮点坏点变成暗点坏点达到出货规范，进而可在一定程度上降低数字光处理投影装置的制造成本。另外，为达到较高的出货品质，需变成暗点坏点的亮点坏点的数目通常控制在一个至三个，亦即在照明光束112a沿着数字微镜装置122的预设的光入射方向入射至其上且数字微镜装置122以预定设置于驱动电路板121上的预定方位装设于驱动电路板121上的情形下，数字微镜装置122具有的亮点坏点数目为一个至三个。

在另一实施例中，由于照明光束112a沿着相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置122上，经由数字微镜装置122转换后形成的图像光束所带有的图像的明暗，相对于照明光束112a沿着预设的光入射方向入射的情形下经由数字微镜装置122转换成的图像光束所带有的图像的明暗，两者互为相反。因此为了要正确投影，则可在驱动电路板121、221上配置一明暗反转单元(图中未显示)，以将输入至驱动电路板121/221的图像信号所带有的图像的明暗反转。相应地，第一及第二实施例的显示方法中可还进一步包括步骤：将输入至该驱动电路板121、221的一图像信号所带有的图像的明暗反转，其中图像信号所带有的图像与数字光处理投影装置投射的图像的明暗相同。

在一实施例中，由于照明光束112a沿着相异于数字微镜装置122的预设的光入射方向的工作方向入射至数字微镜装置122上，经由数字微镜装置122转换后形成的图像光束所带有的图像，相对于照明光束112a沿着预设的光入射方向入射的情形下，经由数字微镜装置122转换成的图像光束所带有的图像，两者的方向互为相反；从而导致投影在荧幕上的图像为反向状态。因此，为了要正确投影，则可在驱动电路板121、221上配置图像反向单元(图中未显示)，用以对输入至驱动电路板121、221的图像信号所带有的图像进行反向。相应地，第一及第二实施例的显示方法中可还进一步包括步骤：将输入至驱动电路板121、221的图像信号所带有的图像反向，其中图像信号所带有的图像与数字光处理投影装置投射的图像的方向相同。

此外，在其他实施例中，亦可预先对即将进入至投影装置的图像信号，进行明暗的反转及图像的反向处理后，再输入至投影装置中，以正确投影图像。

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所披露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (12)

1.一种数字光处理投影装置的显示方法，其步骤包括：

提供一光调变装置，其包括：

驱动电路板；以及

数字微镜装置，包括多个微小镜及预设的光入射方向，每一该微小镜的位置可从第一稳态及第二稳态中选择，且该数字微镜装置设置于该驱动电路板上，其中每一处于该第一稳态的该微小镜会将沿该预设的光入射方向入射其上的光线反射至一投影镜头内，以及每一处于该第二稳态的该微小镜会将沿该预设的光入射方向入射其上的光线反射朝向该投影镜头外的一方向；以及

提供一照明光束，该照明光束沿相异于该预设的光入射方向的一工作方向入射至该数字微镜装置，其中每一处于该第二稳态的该微小镜会将沿该工作方向入射其上的该照明光束中的光线反射至该投影镜头内，以投影出一图像，以及每一处于该第一稳态的该微小镜会将沿该工作方向入射其上的该照明光束中的光线反射朝向该投影镜头外的一方向。

2.如权利要求1所述的数字光处理投影装置的显示方法，其中该数字微镜装置在该数字光处理投影装置中具有一预定设置于该驱动电路板上的预定方位，但该数字微镜装置以一工作方位设置于该驱动电路板上，该工作方位与预定设置于该驱动电路板上的该预定方位相距一角度。

3.如权利要求2所述的数字光处理投影装置的显示方法，其中当该数字微镜装置以预定设置于该驱动电路板上的该预定方位装设于该驱动电路板上时，该数字微镜装置具有的亮点数目为一个至三个。

4.如权利要求2所述的数字光处理投影装置的显示方法，其中该角度为180度。

5.如权利要求4所述的数字光处理投影装置的显示方法，还进一步包括：将输入至该驱动电路板的一图像信号所带有的图像的明暗反转，其中图像信号所带有的图像与该数字光处理投影装置投射的图像的明暗相同；以及

将输入至该驱动电路板的一图像信号所带有的图像反向，其中图像信号所带有的图像与该数字光处理投影装置投射的图像的方向相同。

6.如权利要求1所述的数字光处理投影装置的显示方法，其中，提供该照明光束的步骤包含：利用一光源发出该照明光束，该照明光束从该光源至该数字微镜装置的光轴呈直线。

7.一种数字光处理投影装置，包含：

照明系统，具有一光源，该光源提供一照明光束；

投影镜头，适于投影一图像；

光调变装置，包括：

驱动电路板；以及

数字微镜装置，包括多个微小镜及预设的光入射方向，每一该微小镜的位置可从第一稳态及第二稳态中选择，且该数字微镜装置设置于该驱动电路板上，其中每一处于该第一稳态的该微小镜会将沿该预设的光入射方向入射其上的光线反射至一投影镜头内，以及每一处于该第二稳态的该微小镜会将沿该预设的光入射方向入射其上的光线反射朝向该投影镜头外的一方向；

其中，该照明光束沿相异于该预设的光入射方向的一工作方向入射至该数字微镜装置，其中每一处于该第二稳态的该微小镜会将沿该工作方向入射其上的该照明光束中的光线反射至该投影镜头内，以投影出一图像，以及每一处于该第一稳态的该微小镜会将沿该工作方向入射其上的该照明光束中的光线反射朝向该投影镜头外的一方向。

8.如权利要求7所述的数字光处理投影装置，其中该数字微镜装置于该数字光处理投影装置中具有一预定设置于该驱动电路板上的预定方位，但该数字微镜装置以一工作方位设置于该驱动电路板上，该工作方位与预定设置于该驱动电路板上的该预定方位相距一角度。

9.如权利要求8所述的数字光处理投影装置的显示方法，其中当该数字微镜装置以预定设置于该驱动电路板上的该预定方位装设于该驱动电路板上时，该数字微镜装置具有的亮点数目为一个至三个。

10.如权利要求8所述的数字光处理投影装置，其中该角度为180度。

11.如权利要求10所述的数字光处理投影装置，其中该驱动电路板上具有一明暗反转单元，用于将输入至该驱动电路板的一图像信号所带有的图像的明暗反转，其中图像信号所带有的图像与该数字光处理投影装置投射的图像的明暗相同，且该驱动电路板上具有一图像反向单元，用于将输入至该驱动电路板的一图像信号所带有的图像反向，其中图像信号所带有的图像与该数字光处理投影装置投射的图像的方向相同。

12.如权利要求7所述的数字光处理投影装置，其中该照明光束从该光源至该数字微镜装置的光轴呈直线。

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