CN1722853A

CN1722853A - 显示装置

Info

Publication number: CN1722853A
Application number: CN 200410071646
Authority: CN
Inventors: 梁乃悦
Original assignee: Prodisc Technology Inc
Current assignee: Prodisc Technology Inc
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-01-18

Abstract

本发明涉及一种显示装置，包含一光源、一增益影像处理模块、一调整模块以及一显像单元，其中，增益影像处理模块接收一影像信号A并产生一增益值，且依据增益值与该影像信号A产生一增益影像信号A’；调整模块分别与光源及增益影像处理模块电性连接，调整模块依据增益值产生一控制信号，以控制光源所发射的光线的亮度成为原来光线亮度的增益值的倒数倍；显像单元与增益影像处理模块电性连接，且增益影像处理模块接收增益影像信号A’，并通过调整后的光源，形成一影像。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，特别是指一种能够增加动态范围的显示装置。

背景技术

由于多媒体时代的来临，显示装置的应用领域亦随之扩大，同时显示装置的型态亦趋于多样化，例如：映像管显示装置、液晶显示装置、电浆显示装置、电致发光显示装置以及投影显示装置等等。

于投影系统中，又可分为CRT投影装置、液晶投影装置或是数字光学处理投影装置(DLP)等等。其中，由于液晶投影装置与数字光学处理投影装置具有较高的明亮度以及较高的画质，更是新一世代显示装置的趋势。

然而，液晶投影装置与数字光学处理投影装置的动态范围并不大，以液晶投影装置为例，实际动态范围约为300-400∶1，而以数字光学处理投影装置为例，实际动态范围约为500-600∶1。(于此，较大的动态范围是指显示的影像具有高对比度与多色彩层次)。若显示装置的动态范围不够大，在显示较暗的画面时(例如夜晚的影像)，使用者的眼睛会无法清楚判别影像，于使用上造成困扰。

为解决此一问题，美国专利第6,683,657号揭示了一种投影显示系统3，此投影显示系统3设置有一光量调整器(illumination-lightamount modulating means)，用以调整射至一光学调整器(opticalmodulator)的光量。如图1所示，光源31发射的光线经由反射器32的反射形成一平行光束，平行光束穿射光整合器33后并进入极化转换器(PS converter)34中，以将非极化光束转为线性极化(linearly-polarized light beam)光束。接着，线性极化光束进入光学装置35中，于此，光学装置35中具有旋转的极化板。接着，再利用数个反射层36以及棱镜37将光束射至液晶面板38。最后，液晶面板38控制光束以形成一影像。其中，极化板利用马达(未视于图中)带动，由于极化板持续地旋转，使得进入液晶面板38的光量亦随之改变。于此，利用输入影像信号来决定须射多少光至液晶面板38，接着，再利用光量来计算极化板需偏转多少角度，进而驱动马达转至计算的角度。

然而，上述的投影显示系统必须外加光量调整器，不仅整体装置的体积变大，而且重量亦加重，并不符合电子装置轻、薄、短、小的趋势。另外，极化板利用马达来调整角度，此方式为机械调整，其精准度亦有限制。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种能够增加动态范围的显示装置。

为达上述目的，本发明提供一种显示装置，包含一光源、一增益影像处理模块、一调整模块以及一显像单元，其中，增益影像处理模块接收一影像信号A并产生一增益值，且依据增益值与该影像信号A产生一增益影像信号A’；调整模块分别与光源及增益影像处理模块电性连接，调整模块依据增益值产生一控制信号，以控制光源所发射的光线的亮度成为原来光线亮度的增益值的倒数倍；显像单元与增益影像处理模块电性连接，且增益影像处理模块接收增益影像信号A’，并通过调整后的光源，形成一影像。

为达上述目的，本发明还提供一种显示装置，包含一光源、一影像增益模块、一调整模块、一影像处理模块以及一显像单元，其中，影像增益模块接收一影像信号A并产生一增益值；调整模块分别与光源及影像增益模块电性连接，调整模块依据增益值产生一控制信号，以控制光源所发射的光线的亮度成为原来光线亮度的增益值的倒数倍；影像处理模块与影像增益模块电性连接，影像处理模块依据增益值与影像信号A产生一增益影像信号A’；显像单元与影像处理模块电性连接，且显像单元接收增益影像信号A’，并通过调整后的光源，形成一影像。

承上所述，本发明的显示装置利用外部输入信号以求得增益值，接着将输入信号乘上增益值，并将光源亮度调整成原来亮度的增益值倒数倍，藉以增加显示装置的动态范围。与现有技术相比，本发明无需外加极化转换器、极化板以及马达等元件，除了可以减少额外元件成本的支出之外，装置的体积以及重量亦无需改变。再者，本发明利用电子方式来增加动态范围，精准度亦较现有技术中的机械方式高。

附图说明

图1为现有的投影显示系统的一示意图；

图2为第一实施例的显示装置的一系统示意图；

图3为第一实施例的影像信号A_G与影像信号A_G’的一举例运算示意图；

图4为第一实施例的显示装置的另一系统示意图；

图5为第一实施例的数字光学处理投影装置的一示意图；

图6为第一实施例的液晶显示器的一分解示意图；

图7为第二实施例的显示装置的一系统示意图。

图中符号说明

1 显示装置

11 光源

12 影像增益模块

13 调整模块

14 影像处理模块

15 显像单元

16 灰阶处理模块

17 聚焦单元

18 导光单元

19 分色单元

2 显示装置

21 光源

22 增益影像处理模块

221影像增益模块

222影像处理模块

23 调整模块

24 显像单元

25 灰阶处理模块

3 投影显示系统

31 光源

32 反射器

33 光整合器

34 极化转换器

35 光学装置

36 反射层

37 棱镜

38 液晶面板

A、A_G、A_I 影像信号

A’、A_G’、A_I’增益影像信号

B、B’光线亮度

C 控制信号

G 增益值

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的显示装置。

第一实施例

如图2所示，本发明第一实施例的显示装置1，包含一光源11、一影像增益模块12、一调整模块13、一影像处理模块14以及一显像单元15，其中，影像增益模块12接收一影像信号A产生一增益值G(Gain value)；调整模块13分别与光源11及影像增益模块12电性连接，调整模块13依据增益值G产生一控制信号C，以控制光源11所发射的光线的亮度B’成为原来光线亮度B的增益值的倒数倍(1/G)；影像处理模块14与影像增益模块12电性连接，影像处理模块14依据增益值G与影像信号A产生一增益影像信号A’；显像单元15与影像处理模块14电性连接，且显像单元15接收增益影像信号A’，并通过调整后的光源，形成一影像。

于本实施例中，光源11发射出一光线，以供显示影像之用。于此，光源11为一数字控制光源或是一模拟控制光源。举例而言，光源11可以是发光二极管(LED)、灯泡、激光光(例如：半导体激光)、有机发光二极管、极高压水银灯管(ultrahigh-press mercury lamp)、金属卤化物灯管(metal halide lamp)、氙气灯(xenon lamp)或是卤素灯管(halogen lamp)。

再者，本实施例的影像增益模块12通过外部输入的影像信号A产生增益值G。于此，输入影像信号A由一影像源(未示于图中)提供，举例而言，影像源可以是计算机输入端、NTSC输入端、LVDS输入端、TMDS输入端或是D-32端等等。本实施例的影像源可以是数字影像源。当然，影像源亦可以是模拟影像源。当影像源为模拟影像源时，显示装置1中更包含一模拟/数字转换器，可将模拟信号转换成数字信号。

于本实施例中，影像增益模块12判断影像信号A的最大灰阶度(Gray level)，再将显像单元15的最大灰阶度除以影像信号A的最大灰阶度以得到增益值G。当然，影像增益模块12亦可判断影像信号A的最大强度(Intensity)，再将显像单元15的最大强度除以影像信号A的最大强度以得到增益值G。

由于影像信号A可以强度表现或是以灰阶度表现的两种表现方式，以下为方便说明，我们将以强度表现的影像信号称为强度影像信号A_I，且将以灰阶度表现的影像信号称为灰阶度影像信号A_G。

如图3所示，影像增益模块12亦可将灰阶度影像信号A_G转换成强度影像信号A_I，再判断强度影像信号A_I的最大强度，并将显像单元15的最大强度除以强度影像信号A_I的最大强度以得到增益值G。

灰阶度影像信号A_G以下述公式(1)转换成强度影像信号A_I，

A_I＝I₀*(A_G)^γ 公式(1)

I₀表示强度值，A_G为灰阶度影像信号，A_I为强度影像信号，γ可为任意数(以CRT为例，γ等于2.2)。

当然，影像增益模块12亦可将强度影像信号A_I转换成灰阶度影像信号A_G，再判断灰阶度影像信号A_G的最大灰阶度，并将显像单元15的最大灰阶度除以灰阶度影像信号A_G的最大灰阶度以得到增益值G。强度影像信号A_I以下述公式(2)转换成灰阶度影像信号A_G，

A_G＝(A_I/I₀)^1/γ 公式(2)

当然，如图4所示，本实施例的显示装置1更可包含一灰阶处理模块16，灰阶处理模块16将灰阶度影像信号A_G转换成强度影像信号A_I，或是将强度影像信号A_I转换成灰阶度影像信号A_G。于此，灰阶处理模块16亦利用上述式(1)与式(2)进行转换。

另外，如图2所示，调整模块13分别与光源11及影像增益模块12电性连接，调整模块13依据增益值G产生控制信号C，以控制光源11所发射的光线亮度B’成为原来光线亮度B的增益值的倒数倍(1/G)，亦即，B’＝B/G。举例而言，若原来光线的亮度为B₀时，经由调整后的光线亮度变为B₀/G。于此，调整模块13为数字调整模块。当然，调整模块13亦可以是模拟调整模块。

另外，调整模块13亦可以控制光源11开启/关闭的时间，以使光源11所发射的光线亮度B’亦成为原来光线亮度B的增益值的倒数倍(1/G)。

再者，如图2所示，影像处理模块14与影像增益模块12电性连接，影像处理模块14依据增益值G与影像信号A产生增益影像信号A’。换言的，增益影像信号A’等于增益值G乘上影像信号A，亦即，A’＝A*G。

于此，当影像信号A为灰阶度影像信号A_G时，当乘上增益值G，增益影像信号A’为以灰阶度表现的增益影像信号，亦即，灰阶度增益影像信号A_G’；另一方面，当影像信号A为强度影像信号A_I时，当乘上增益值G，增益影像信号A’为以强度表现的增益影像信号，亦即，强度增益影像信号A_I’。

以图3具体说明本实施例中增益值以及增益影像信号A’的求得方法，首先，将灰阶度影像信号A_G转换成强度影像信号A_I，接着，影像增益模块12判断强度影像信号A_I的最大强度(Intensity)，亦即0.0290I₀，接着，再将显像单元15的最大强度(亦即I₀)除以强度影像信号A_I的最大强度(0.0290I₀)以得到增益值G(＝34.49)。接着，影像处理模块14依据增益值G(＝34.49)与强度影像信号A_I产生强度增益影像信号A_I’，最后，再将强度增益影像信号A_I’转换成灰阶度增益影像信号A_G’。

再请参照图3，于本实施例中，影像增益模块12利用下述的公式(3)将强度增益影像信号A_I’转换成灰阶度增益影像信号A_G’，

A_G’＝(A_I’/I₀)^1/γ 公式(3)

I₀表示强度值，A_G’为灰阶度增益影像信号，A_I’为强度增益影像信号，γ可为任意数(以CRT为例，γ等于2.2)。

当然，若影像处理模块14产生灰阶度增益影像信号A_G’时，影像增益模块12亦可利用上述的公式(4)再将灰阶度增益影像信号A_G’转换成强度增益影像信号A_I’，

A_I’＝I₀*(A_G’)^γ 公式(4)

另外，灰阶处理模块16亦可利用上述的公式(3)将强度增益影像信号A_I’转换成灰阶度增益影像信号A_G’或是利用上述的公式(4)再将灰阶度增益影像信号A_G’转换成强度增益影像信号A_I’。

接着，再请参照图2，显像单元15与影像处理模块14电性连接，且显像单元15接收增益影像信号A’(A’可以是A_G’或是A_I’)，并通过调整后的光源11(光线亮度B’为原来光线亮度B的增益值的倒数倍)，形成一影像，此影像实质等于输入的影像信号。

于本实施例中，显示装置1包含但不限定为数字光学处理投影装置(Digital Light Processing，DLP)、穿透式液晶投影装置、反射式液晶投影装置或是液晶显示器等等。

于本实施例中，当显示装置1为一投影式显示装置时，显像单元15包含一显示屏。如图5所示，当显示装置1为数字光学处理投影装置时，显像单元15更包含一数字微反射器(Digital Micro-mirrorDevice)。另外，当显示装置1为穿透式液晶投影装置时，显像单元15更包含一液晶光阀。另外，当显示装置1为反射式液晶投影装置时，显像单元15更包含一液晶反射板。如图6所示，当然，显示装置1亦可以是液晶显示器，于此，显像单元15为一液晶面板。

另外，如图5所示，本实施例中的显示装置1更包含一聚焦单元17，此聚焦单元17将光源11所发射的光线聚焦。于此，聚焦单元17位于光线的行经路径，举例而言，聚焦单元17可位于光源11与显像单元15之间。

另外，如图5所示，本实施例中的显示装置1更包含一导光单元18，导光单元18位于光线的行经路径，此导光单元18将光源11所发射的光线均匀化。当然导光单元18亦具有导光或是改变光行径方向的功能，举例而言，导光单元18可以是光导管(light tunnel)。再请参照图5，导光单元18位于分色单元(色轮，color wheel)19的两侧。

第二实施例

另外，如图7所示，本发明的第二实施例的显示装置2，包含一光源21、一增益影像处理模块22、一调整模块23以及一显像单元24，其中，增益影像处理模块22接收一影像信号A并产生一增益值G，且依据增益值G与影像信号A产生一增益影像信号A’；调整模块23分别与光源21及增益影像处理模块22电性连接，调整模块23依据增益值G产生一控制信号C，以控制光源21所发射的光线亮度B’成为原来光线亮度B的增益值的倒数倍(1/G)；显像单元24与增益影像处理模块22电性连接，且显像单元24接收增益影像信号A’，并通过调整后的光源21，形成一影像。

于本实施例中，增益影像处理模块22包含一影像增益模块221与一影像处理模块222，影像增益模块221产生一增益值G，影像增益模块221通过外部输入的影像信号A产生增益值G，影像处理模块222与影像增益模块221电性连接，影像处理模块222依据增益值G与影像信号A产生一增益影像信号A’。

本实施例的显示装置2更包含一灰阶处理模块25。

于本实施例中，光源21、影像增益模块221、影像处理模块222、调整模块23、显像单元24以及灰阶处理模块25的特征与功能解与第一实施例中的相同元件相同，在此不再赘述。

本发明的显示装置利用外部输入信号以求得增益值，接着将输入信号乘上增益值，并将光线亮度调整成原来亮度的1/增益值，据以增加显示装置的动态范围。与现有技术相比，本发明无需外加极化转换器、极化板以及马达等元件，除了可以减少额外元件成本的支出之外，装置的体积以及重量亦无需改变。再者，本发明利用电子方式来增加动态范围，精准度亦较现有技术中的机械方式高。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范围中。

Claims

1.一种显示装置，其特征在于，包含：

一光源；

一增益影像处理模块，接收一影像信号并产生一增益值，且依据该增益值与该影像信号产生一增益影像信号；

一调整模块，分别与该光源及该增益影像处理模块电性连接，该调整模块依据该增益值产生一控制信号，以控制该光源所发射的光线亮度成为原来光线亮度的增益值的倒数倍；以及

一显像单元，与该增益影像处理模块电性连接，且该显像单元接收该增益影像信号，并通过该调整后的光源，形成一影像。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块包含一影像增益模块与一影像处理模块，该影像增益模块产生该增益值，该影像增益模块通过该影像信号产生该增益值，该影像处理模块与该影像增益模块电性连接，该影像处理模块依据该增益值与该影像信号产生一增益影像信号。

3.如权利要求1所述的显示装置，其中，该光源为一数字控制光源或是为一模拟控制光源。

4.如权利要求1所述的显示装置，其中，该光源为一发光二极管、一灯泡、一激光光或一有机发光二极管。

5.如权利要求1所述的显示装置，其中，该调整模块为一数字调整模块或是为一模拟调整模块。

6.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像信号等于该增益值乘上该影像信号。

7.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块判断该影像信号的最大灰阶度，再将该显像单元的最大灰阶度除以该影像信号的最大灰阶度以得到该增益值。

8.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块判断该影像信号的最大强度，再将该显像单元的最大强度除以该影像信号的最大强度以得到该增益值。

9.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块将以灰阶度表现的该影像信号转换成以强度表现的该影像信号。

10.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块将以强度表现的该影像信号转换成以灰阶度表现的该影像信号。

11.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块将以灰阶度表现的该增益影像信号转换成以强度表现的该增益影像信号。

12.如权利要求1所述的显示装置，其中，该增益影像处理模块将以强度表现的该增益影像信号转换成以灰阶度表现的该增益影像信号。

13.如权利要求1所述的显示装置，其中，更包含

一灰阶处理模块，将以灰阶度表现的该影像信号转换成以强度表现的该影像信号。

14.如权利要求1所述的显示装置，其中，更包含

一灰阶处理模块，将以强度表现的该影像信号转换成以灰阶度表现的该影像信号。

15.如权利要求1所述的显示装置，其中，更包含

一灰阶处理模块，将以灰阶度表现的该增益影像信号转换成以强度表现的该增益影像信号。

16.如权利要求1所述的显示装置，其中，更包含

一灰阶处理模块，将以强度表现的该增益影像信号转换成以灰阶度表现的该增益影像信号。

17.如权利要求1所述的显示装置，其中，该显像单元接收该增益影像信号，并通过该调整后的光源以形成该影像，该影像实质等于该输入影像信号。

18.一种显示装置，其特征在于，包含：

一光源；

一影像增益模块，接收一影像信号并产生一增益值；

一调整模块，分别与该光源及该影像增益模块电性连接，该调整模块依据该增益值产生一控制信号，以控制该光源所发射的光线亮度成为原来光线亮度的增益值的倒数倍；

一影像处理模块，与该影像增益模块电性连接，该影像处理模块依据该增益值与该影像信号产生一增益影像信号；以及

一显像单元，与该影像处理模块电性连接，且该显像单元接收该增益影像信号，并通过该调整后的光源，形成一影像。