CN107544200B - 投影装置及其投影方法 - Google Patents

Abstract

一种投影装置及其投影方法。控制单元依据光阀的温度调整光阀的灰阶特性，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度。

Description

投影装置及其投影方法

技术领域

本发明涉及一种显示装置，且特别是一种投影装置及其图像优化。

背景技术

在显示装置的显示领域中，应用各种类型的空间光调制器(spatial lightmodulator)将照明光束转换为图像光束，所述显示装置例如为透射式液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)面板、液晶硅基(liquid-crystal-on-silicon，LCOS)面板或数字微镜元件(digital micro-mirror device，DMD)。透射式LCD面板的光效率低于LCOS面板的光效率，且DMD的成本大于LCOS面板的成本。

一般来说，在使用LCOS面板的投影机中，通过将偏振光束反射到LCOS面板。接着，LCOS面板将偏振光束调制为具有其它偏振状态的偏振光束，且将所述偏振光束反射到偏振分光器。偏振分光器将所述偏振光束过滤为图像光束，所述图像光束接着传输到成像镜头(image-forming lens)。最终，成像镜头将所述图像光束投影到屏幕上，从而在屏幕上形成图像。

发明内容

本发明提供一种投影装置及其投影方法，可有效地提高投影画面的显示质量。

本发明的投影装置包括光阀、镜头、温度感测单元以及控制单元。光阀反射照明光束，而将照明光束转换为图像光束。镜头配置在图像光束的传递路径上，以将图像光束投影至屏幕，而在屏幕上显示图像画面。温度感测单元感测光阀的温度，而产生温度感测信号。控制单元耦接温度感测单元与光阀，依据温度感测信号调整光阀的灰阶特性，以改善图像画面的对比度并提供正确的灰阶。

在本发明的一实施例中，上述的控制单元包括存储单元以及微控制单元。存储单元存储光阀的灰阶特性曲线查找表。微控制单元耦接存储单元、温度感测单元以及光阀，依据温度感测信号查找灰阶特性曲线查找表，以查找出对应温度感测信号的灰阶特性曲线，并依据对应温度感测信号的灰阶特性曲线控制光阀反射照明光束。

在本发明的一实施例中，上述的光阀为反射式单晶硅液晶面板，灰阶特性曲线为反射式单晶硅液晶面板的伽玛曲线，微控制单元依据对应温度感测信号的伽玛曲线控制反射式单晶硅液晶面板显示图像。

在本发明的一实施例中，上述的控制单元在光阀的温度下降时，延迟一段预设温度进行光阀的灰阶特性的调整。

在本发明的一实施例中，上述的温度感测单元嵌入在光阀中。

本发明更提供一种投影装置的投影方法，其中投影装置包括光阀，投影装置的投影方法包括下列步骤。提供照明光束至光阀，以使光阀反射照明光束而将照明光束转换为图像光束。提供配置在图像光束的传递路径上的镜头，以将图像光束投影至屏幕，而在屏幕上显示图像画面。感测光阀的温度，而产生温度感测信号。依据温度感测信号调整光阀的灰阶特性，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度。

在本发明的一实施例中，上述的投影装置的投影方法包括下列步骤。依据温度感测信号查找灰阶特性曲线查找表，以查找出对应温度感测信号的灰阶特性曲线。依据对应温度感测信号的灰阶特性曲线控制光阀反射该照明光束，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度。

在本发明的一实施例中，上述的光阀为反射式单晶硅液晶面板，灰阶特性曲线为反射式单晶硅液晶面板的伽玛曲线，投影装置的投影方法包括，依据对应温度感测信号的伽玛曲线控制反射式单晶硅液晶面板显示图像。

在本发明的一实施例中，上述依据温度感测信号调整光阀的灰阶特性的步骤包括下列步骤。判断光阀的温度是否下降。若光阀的温度下降，延迟一段预设温度进行光阀的灰阶特性的调整。若光阀的温度未下降，对应光阀的目前温度进行光阀的灰阶特性的调整。

在本发明的一实施例中，上述的光阀的温度由嵌入光阀中的温度感测单元进行感测。

基于上述，本发明的实施例依据光阀的温度调整光阀的灰阶特性，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度，进而有效地提高投影画面的显示质量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为依照本发明的一实施方式的一种投影装置的示意图。

图2绘示为依照本发明另一实施方式的一种投影装置的示意图。

图3绘示为依照本发明的一实施方式的一种投影装置的投影方法的流程示意图。

图4绘示为依照本发明另一实施方式的一种投影装置的投影方法的流程示意图。

图5绘示为依照本发明另一实施方式的一种投影装置的投影方法的流程示意图。

【符号说明】

100、200：投影装置

102：光阀

104：镜头

106：温度感测单元

108：控制单元

110：屏幕

202：微控制单元

204：存储单元

L1：照明光束

L2：图像光束

S1：温度感测信号

S302～S308、S402～S404、S502～S506：投影装置的投影方法的流程步骤

具体实施方式

图1绘示为依照本发明的一实施方式的一种投影装置的示意图，请参照图1。投影装置100包括光阀102、镜头104、温度感测单元106以及控制单元108，其中控制单元108耦接光阀102以及温度感测单元106。光阀102可用以反射照明光束L1，而将照明光束L1转换为图像光束L2，其中光阀102可例如为数字微镜元件(digital micro-mirror device，DMD)或硅基液晶面板(liquid-crystal-on-silicon panel，LCOS panel)，然不以此为限。镜头104可被配置在图像光束L2的传递路径上，以将图像光束L2投影至屏幕110，而在屏幕110上显示图像画面。温度感测单元106可感测光阀102的温度，而产生温度感测信号S1给控制单元108。而控制单元108则可依据温度感测信号S1调整光阀102的灰阶特性，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度，进而提高图像画面的显示质量。值得注意的是，在图1中温度感测单元106为被配置在光阀102的背面，而紧贴光阀102，以感测光阀102的温度，然不以此为限，在部分实施例中，温度感测单元106也可以嵌入的方式被配置在光阀102中。

图2绘示为依照本发明另一实施方式的一种投影装置的示意图，请参照图2。在本实施例中，投影装置200的控制单元108可包括微控制单元202(Micro Controller Unit，MCU)以及存储单元204，其中微控制单元202耦接光阀102、温度感测单元106以及存储单元204。存储单元204用以存储光阀102的灰阶特性曲线查找表，微控制单元202可依据温度感测单元106感测光阀102的温度所产生的温度感测信号S1查找存储单元204存储的灰阶特性曲线查找表，以查找出对应温度感测信号S1的灰阶特性曲线，亦即对应光阀102的温度的灰阶特性曲线，并依据对应温度感测信号S1的灰阶特性曲线控制光阀102来反射照明光束L1，以改善该图像画面的对比度与灰阶准确度。举例来说，光阀102可为反射式单晶硅液晶面板，灰阶特性曲线可为反射式单晶硅液晶面板的伽玛曲线，微控制单元202可依据对应温度感测信号S1的伽玛曲线来控制反射式单晶硅液晶面板显示图像，以有效地减低光阀102的温度变化对屏幕110上图像画面的影响，而提高图像画面的显示质量。

值得注意的是，当控制单元108(或微控制单元202)依据温度感测信号S1调整光阀102的灰阶特性时，在光阀102的温度上升时，对应光阀102的目前温度进行光阀102的灰阶特性的调整，而在光阀102的温度下降时，延迟一段预设温度来进行光阀102的灰阶特性的调整。举例来说，控制单元108可以5度为单位更新光阀102的伽玛曲线，例如在温度上升过程中，当光阀102的温度到达35度，控制单元108可将伽玛曲线更新为对应35度的伽玛曲线，当光阀102的温度到达40度时，将伽玛曲线更新为对应40度的伽玛曲线，以此类推。而在温度下降过程中，例如当光阀102的温度自47度下降至45度时，控制单元108不会马上将伽玛曲线更新为对应45度的伽玛曲线，而是等光阀102的温度下降至40度时，才将伽玛曲线更新为对应45度的伽玛曲线，亦即将伽玛曲线的调整动作延迟一段预设温度(在本实施例中为5度，然不以此为限)。如此可避免当光阀102的温度在调整灰阶特性曲线的温度边界附近(例如46度～47度间)跳动时，控制单元108频繁地变换光阀102的灰阶特性曲线，反而造成图像画面显示质量下降。

图3绘示为依照本发明的一实施方式的一种投影装置的投影方法的流程示意图，请参照图3。由上述实施例可知，投影装置的投影方法可包括下列步骤。首先，提供照明光束至投影装置的光阀，以使光阀反射照明光束而将照明光束转换为图像光束(步骤S302)，其中光阀102可例如为数字微镜元件或硅基液晶面板，然不以此为限。接着，提供配置在图像光束的传递路径上的镜头，以将图像光束投影至屏幕，而在屏幕上显示图像画面(步骤S304)。然后，感测光阀的温度，而产生温度感测信号(步骤S306)，其中光阀的温度可例如由嵌入光阀中的温度感测单元进行感测。最后，依据温度感测信号调整光阀的灰阶特性，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度(步骤S308)，进而提高图像画面的显示质量。

图4绘示为依照本发明另一实施方式的一种投影装置的投影方法的流程示意图，请参照图4。本实施例与图3实施例的不同之处在于，本实施例的步骤S308可包括步骤S402与步骤S404。亦即在感测光阀的温度而得到温度感测信号后，先依据温度感测信号查找灰阶特性曲线查找表，以查找出对应温度感测信号的灰阶特性曲线(步骤S402)，然后再依据对应温度感测信号的灰阶特性曲线控制光阀反射照明光束，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度(步骤S404)。举例来说，光阀可例如为反射式单晶硅液晶面板，而灰阶特性曲线可例如为反射式单晶硅液晶面板的伽玛曲线，灰阶特性的调整可例如为依据对应温度感测信号的伽玛曲线控制反射式单晶硅液晶面板显示图像，以有效地减低光阀的温度变化对屏幕上图像画面的影响，而提高图像画面的显示质量。

图5绘示为依照本发明另一实施方式的一种投影装置的投影方法的流程示意图，请参照图5。在本实施例中，步骤S308中调整光阀的灰阶特性的方式可包括步骤S502～S504，亦即先判断光阀的温度是否下降(步骤S502)，若光阀的温度下降，延迟一段预设温度进行光阀的灰阶特性的调整(步骤S504)，而若光阀的温度未下降，则对应光阀的目前温度进行光阀的灰阶特性的调整(步骤S506)。如此可避免当光阀的温度在调整灰阶特性曲线的温度边界附近飘移时，控制单元频繁地变换光阀的灰阶特性曲线，而造成图像画面显示质量下降。

综上所述，本发明的实施例可依据光阀的温度调整光阀的灰阶特性，以改善图像画面的对比度与灰阶准确度，进而有效地提高投影画面的显示质量。在部分实施例中，还可在光阀的温度下降时，延迟一段预设温度来进行光阀的灰阶特性的调整，以避免当光阀的温度在调整灰阶特性曲线的温度边界附近飘移时，控制单元频繁地变换光阀的灰阶特性曲线，而造成图像画面显示质量下降。

Claims (8)

1.一种投影装置，包括：

光阀，反射照明光束，而将该照明光束转换为图像光束；

镜头，配置在该图像光束的传递路径上，以将该图像光束投影至屏幕，而在该屏幕上显示图像画面；

温度感测单元，感测该光阀的温度，而产生温度感测信号；以及

控制单元，耦接该温度感测单元与该光阀，依据该温度感测信号调整该光阀的灰阶特性，以改善该图像画面的对比度与灰阶准确度，其中该控制单元在该光阀的温度下降时，延迟预设温度进行该光阀的灰阶特性的调整。

2.如权利要求1所述的投影装置，其中该控制单元包括：

存储单元，存储该光阀的灰阶特性曲线查找表；以及

微控制单元，耦接该存储单元、该温度感测单元以及该光阀，依据该温度感测信号查找该灰阶特性曲线查找表，以查找出对应该温度感测信号的灰阶特性曲线，并依据对应该温度感测信号的灰阶特性曲线控制该光阀反射该照明光束。

3.如权利要求2所述的投影装置，其中该光阀为反射式单晶硅液晶面板，该灰阶特性曲线为该反射式单晶硅液晶面板的伽玛曲线，该微控制单元依据对应该温度感测信号的伽玛曲线控制该反射式单晶硅液晶面板显示图像。

4.如权利要求1所述的投影装置，其中该温度感测单元嵌入在该光阀中。

5.一种投影装置的投影方法，其中该投影装置包括光阀，该投影装置的投影方法包括：

提供照明光束至该光阀，以使该光阀反射该照明光束而将该照明光束转换为图像光束；

提供配置在该图像光束的传递路径上的镜头，以将该图像光束投影至屏幕，而在该屏幕上显示图像画面；

感测该光阀的温度，而产生温度感测信号；以及

依据该温度感测信号调整该光阀的灰阶特性，以改善该图像画面的对比度与灰阶准确度，其中依据该温度感测信号调整该光阀的灰阶特性的步骤包括：

判断该光阀的温度是否下降；

若该光阀的温度下降，延迟预设温度进行该光阀的灰阶特性的调整；以及

若该光阀的温度未下降，对应该光阀的目前温度进行该光阀的灰阶特性的调整。

6.如权利要求5所述的投影装置的投影方法，包括：

依据该温度感测信号查找灰阶特性曲线查找表，以查找出对应该温度感测信号的灰阶特性曲线；以及

依据对应该温度感测信号的灰阶特性曲线控制该光阀反射该照明光束，以改善该图像画面的对比度与灰阶准确度。

7.如权利要求6所述的投影装置的投影方法，其中该光阀为反射式单晶硅液晶面板，该灰阶特性曲线为该反射式单晶硅液晶面板的伽玛曲线，该投影装置的投影方法包括：

依据对应该温度感测信号的伽玛曲线控制该反射式单晶硅液晶面板显示图像。

8.如权利要求5所述的投影装置的投影方法，其中该光阀的温度由嵌入该光阀中的温度感测单元进行感测。

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