CN209571215U - 投射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种投射装置。投射装置包括发光元件、驱动电路以及控制电路。驱动电路耦接至发光元件。驱动电路依照至少一控制信号而驱动发光元件产生投射光。控制电路接收至少一视频帧，以及分析至少一视频帧的色彩内容。控制电路依据该色彩内容而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式，以及依据该经选模式对应设置至少一控制信号给驱动电路。其中，在高亮模式中发光元件的投射光的亮度大于在通常模式中发光元件的投射光的亮度。本实用新型的投射装置可依视频帧的色彩内容而动态地增加发光元件的投射光的亮度。

Description

投射装置

技术领域

本实用新型是有关于一种发光装置，且特别是有关于一种投射装置。

背景技术

已知的投射灯都是单纯由发光元件发出具有固定亮度的投射光。已知的投射灯无法依照不同情境来对应调整投射光的亮度。例如，因为已知的投射灯的投射光亮度都是固定的，使得无法对于某一特别对象(或情境)加强投射光的效果。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

实用新型内容

本实用新型提供一种投射装置，其可依视频帧的色彩内容而动态地增加发光元件的投射光的亮度。

本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭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，本实用新型的一实施例提供一种投射装置。投射装置包括发光元件、驱动电路以及控制电路。驱动电路耦接至发光元件。驱动电路用以依照至少一控制信号而驱动发光元件产生投射光。控制电路用以接收至少一视频帧，以及分析至少一视频帧的色彩内容。控制电路依据该色彩内容而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式(selected mode)，以及依据该经选模式对应设置至少一控制信号给驱动电路。其中，在高亮模式中发光元件的投射光的亮度大于在通常模式中发光元件的投射光的亮度。

信号视频信号基于上述，本实用新型诸实施例至少具有以下其中一个优点或功效。投射装置可以分析视频帧的色彩内容。依据视频帧的色彩内容，投射装置可以将操作模式切换为高亮模式与通常模式其中一者。因此，投射装置可以依情境而动态地增加发光元件的投射光的亮度。

为让本实用新型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是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种投射装置的电路方块(circuitblock)示意图。

图2是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种投射装置的操作方法的流程示意图。

图3是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种视频帧的直方图。

图4是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种人机界面的画面示意图。

图5是依照本实用新型的一实施例说明在高亮模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的工作期间示意图。

图6是依照本实用新型的一实施例说明在通常模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的工作期间示意图。

图7是依照本实用新型的另一实施例说明在通常模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的工作期间示意图。

图8是依照本实用新型的一实施例说明图1所示控制电路、驱动电路以及发光元件的电路方块示意图。

图9是依照本实用新型的另一实施例说明图1所示控制电路、驱动电路以及发光元件的电路方块示意图。

图10是依照本实用新型的又一实施例说明图1所示控制电路、驱动电路以及发光元件的电路方块示意图。

图11是依照本实用新型的另一实施例所绘示的一种投射装置的操作方法的流程示意图。

具体实施方式

有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳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，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。

图1是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种投射装置100的电路方块(circuit block)示意图。依照设计需求，投射装置100可以作为投射灯、投影机以及/或是其他光学投射装置。于图1所示实施例中，投射装置100包括一个控制电路110、至少一个驱动电路120以及至少一个发光元件130。为了附图简明，投射装置100的其他构件(例如显示面板、键盘面板等)没有被绘示于图1中。

控制电路110可以接收至少一个视频帧(或是视频帧串流)。控制电路110可以分析视频帧的色彩内容，以及依据视频帧的色彩内容而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式(selected mode)，即经选模式是指经过选择的模式。控制电路110依据经选模式去对应设置至少一个控制信号Sc给驱动电路120。

驱动电路120的输入端耦接至控制电路110，以接收控制信号Sc。驱动电路120的输出端耦接至发光元件130。控制电路110依据经选模式去对应设置控制信号Sc，而驱动电路120可以依照控制信号Sc而驱动发光元件130产生投射光。发光元件130所产生的投射光可以经由光学元件(或光学元件组，未绘示)而被投射至投射装置100的外部。依照设计需求，光学元件(或光学元件组)可能包括光阀、透镜(或透镜组)、面镜以及/或是其他光学元件。

控制电路110依据经选模式去对应设置控制信号Sc，而驱动电路120可以依照控制信号Sc而驱动发光元件130产生投射光。因此，控制电路110可以依据经选模式去调整发光元件130的投射光的亮度。其中，在高亮模式中发光元件130的投射光的亮度大于在通常模式中发光元件130的投射光的亮度。在通常模式中，控制电路110可以减少发光元件130的驱动电流，以节省功耗。在高亮模式中，控制电路110可以增加发光元件130的驱动电流(例如将驱动电流设定为发光元件130的额定电流/最大电流)，以达到输出超大亮度的目的。

控制电路110可以依照设计需求而采用任何方式去分析视频帧的色彩内容，以及去决定经选模式的条件亦可依照设计需求来决定。举例来说，图2是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种投射装置的操作方法的流程示意图。于步骤S210中，视频帧(或是视频帧串流)被输入至控制电路110。于步骤S220中，控制电路110可以分析视频帧的色彩内容。于步骤S230中，控制电路110可以判断视频帧是否为白色影像帧(例如全白画面)。

当视频帧的色彩内容表示视频帧为白色影像帧时(亦即步骤S230为是)，控制电路110选择高亮模式作为经选模式(步骤S240)，并且依据高亮模式去对应设置控制信号Sc。驱动电路120可以依照控制信号Sc而调整/设定用来驱动发光元件130的驱动电流。在高亮模式中，驱动电路120提供给发光元件130的所述驱动电流可以是固定的(所述驱动电流无关于应用情境或是其他应用条件)。在高亮模式中被提供给发光元件130的所述驱动电流大于在通常模式中被提供给发光元件130的所述驱动电流。

当视频帧的色彩内容表示视频帧不是白色影像帧时(亦即步骤S230为否)，控制电路110选择通常模式作为经选模式(步骤S250)，并且依据通常模式去对应设置控制信号Sc。在通常模式中，基于控制电路110的控制，驱动电路120可以依照应用情境或是其他应用条件来动态调整/变动发光元件130的所述驱动电流。在通常模式中被提供给发光元件130的所述驱动电流小于在高亮模式中被提供给发光元件130的所述驱动电流。

无论如何，控制电路110的操作不应受限于图2所示实施例。举例来说，在另一实施例中，当视频帧的色彩内容表示视频帧为白色影像帧(例如全白画面)时，控制电路110的操作模式可以从通常模式切换至高亮模式，并且控制电路110依据高亮模式去对应设置控制信号Sc；当白色影像帧中出现非白色对象或是视频帧的色彩内容表示视频帧已经不是白色影像帧时，控制电路110的操作模式从高亮模式切回至通常模式，并且控制电路110依据通常模式去对应设置控制信号Sc。例如，当有一个鼠标光标(mouse cursor)移入白色影像帧时，控制电路110的操作模式从高亮模式实时地切回至通常模式。

在又一实施例中，控制电路110可以依据视频帧的直方图(histogram)来判断视频帧的色彩内容(例如判断视频帧的大部分是否为白画面)。举例来说，图3是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种视频帧的直方图。请参照图1与图3。控制电路110可以分析在视频帧中的红色子像素而获得红色子像素的直方图R，分析在视频帧中的绿色子像素而获得绿色子像素的直方图G，以及分析在视频帧中的蓝色子像素而获得蓝色子像素的直方图B。一般而言，直方图的横轴表示灰阶，而直方图的纵轴表示子像素的数量，其中不同像素的直方图内以不同线条形式表示，红色像素的直方图R以空白表示，绿色像素的直方图G以点阵表示，并且蓝色像素的直方图B以斜线表示。为方便说明，在视频帧中符合“红色子像素的灰阶大于红色阈值”“条件的红色子像素的数量与在视频帧中所有红色子像素的数量的比例可以被称为第一比例值，在视频帧中符合“绿色子像素的灰阶大于绿色阈值”“条件的绿色子像素的数量与在视频帧中所有绿色子像素的数量的比例可以被称为第二比例值，以及在视频帧中符合“蓝色子像素的灰阶大于蓝色阈值”“条件的蓝色子像素的数量与在视频帧中所有蓝色子像素的数量的比例可以被称为第三比例值。其中，红色阈值、绿色阈值与蓝色阈值可以依照设计需求来决定。

当第一比例值大于第一比例阈值，以及第二比例值大于第二比例阈值，以及第三比例值大于第三比例阈值时，控制电路110选择高亮模式作为经选模式，并且控制电路110依据高亮模式去对应设置控制信号Sc。当第一比例值小于第一比例阈值，或是第二比例值小于第二比例阈值，或是第三比例值小于第三比例阈值时，控制电路110选择通常模式作为经选模式，并且控制电路110依据通常模式去对应设置控制信号Sc。其中，第一比例阈值、第二比例阈值与第三比例阈值可以依照设计需求来决定。第一比例阈值、第二比例阈值与第三比例阈值可以互为不同(或相同)的任意值。举例来说，当第一比例值大于95％，以及第二比例值大于95％，以及第三比例值大于95％时，控制电路110选择高亮模式作为经选模式。

在图1所示实施例中，投射装置100还包括用户界面电路140。用户界面电路140可以提供人机界面，以便接收用户指令。当用户经由人机界面输入指令时，用户界面电路140可以将用户指令传输至控制电路110。此时，控制电路110可以依据用户指令而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式，进而依据经选模式去对应设置控制信号Sc。依照设计需求，在一些实施例中，用户界面电路140可能会被省略。

图4是依照本实用新型的一实施例所绘示的一种人机界面的画面示意图。用户界面电路140可以提供图4所示人机界面的画面，亦即屏幕显示(on-screen display，OSD)选单。使用者可以选择去致能(enable)“一般投影照明模式”以及/或是“特殊显示照明模式”。使用者可以藉由输入机制(未绘示，例如按键、触摸板、鼠标及/或其他输入构件)而将用户指令传输给用户界面电路140。用户界面电路140可以将用户指令传输至控制电路110。此时，控制电路110可以依据用户指令而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式，进而依据经选模式去对应设置控制信号Sc。举例来说，当用户“特殊显示照明模式”被致能时(设定值为“On”)，控制电路110可进行图2所示流程。

在另一实施例中，用户界面电路140可以接收红外线(Infrared，简称IR)信号。使用者可以经由红外线IR遥控器将用户指令传输给用户界面电路140，以便将控制电路110的操作模式设定为高亮模式或是通常模式。

在又一实施例中，个人计算机可以经由RS-232端口(计算机串行端口)连接至用户界面电路140。个人计算机可以将用户指令传输给用户界面电路140，以便将控制电路110的操作模式设定为高亮模式或是通常模式。

图1所示发光元件130的实施方式可以依照设计需求来决定。举例来说，发光元件130可以包含激光光源(Laser light source)、发光二极管(light-emitting diode,LED)、灯泡或是其他发光构件。发光元件130可以包含一个发光构件或是多个发光构件。在发光元件130包含多个发光构件的情况下，驱动电路120的数量可以是多个，以便分别驱动多个发光构件。在发光元件130包含单一个发光构件的情况下，驱动电路120的数量可以是单一个。

发光元件130的投射光的颜色可以依照设计需求来决定。举例来说，发光元件130可以包含白色发光二极管，以便发出白色的投射光。在一些实施例中，发光元件130可以包含红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管。驱动电路120可以依照控制信号Sc而驱动发光元件130的红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管，以产生投射光。在通常模式中，蓝色发光二极管的发光期间不重叠于红色发光二极管的发光期间，以及蓝色发光二极管的发光期间不重叠于绿色发光二极管的发光期间。亦即，利用时域混色方式，发光元件130利用红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管发出白色或其他颜色的投射光。在高亮模式中，红色发光二极管的发光期间、绿色发光二极管的发光期间以及蓝色发光二极管的发光期间三者完全重叠，以发出具有高亮度的白色投射光。在一些实施例中，发光元件130可以包含白色发光二极管，以在高亮模式时点亮，使白色发光二极管的发光期间、红色发光二极管的发光期间、绿色发光二极管的发光期间以及蓝色发光二极管的发光期间三者完全重叠，产生白色投射光。

在一些实施例中，控制信号Sc包括相关于红色发光二极管的第一开关信号、相关于绿色发光二极管的第二开关信号、以及相关于蓝色发光二极管的第三开关信号。驱动电路120可以依照第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号而分别驱动发光元件130的红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管，以产生投射光。举例来说，当第一开关信号为第一逻辑准位时红色发光二极管为发光，以及当第一开关信号为第二逻辑准位时红色发光二极管为不发光。在高亮模式中，第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号的占空比(duty ratio或duty cycle，又称为工作周期)皆为100％。因此，发光元件130可以持续发出具有高亮度的白色投射光。在该通常模式中，第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号中的至少一者的占空比小于100％。

在另一些实施例中，第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号的占空比在高亮模式可以是接近100％的固定值。第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号的占空比在通常模式可以是远离100％的动态值，例如介于0％～50％的动态值，但本实用新型不局限于此。

图5是依照本实用新型的一实施例说明在高亮模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的工作期间(duty period)示意图。图5所示横轴表示时间，而纵轴表示发光二极管的状态。图5所示“On”表示发光二极管的状态为“导通(turn on)”，而“Off”表示发光二极管的状态为“截止(turn off)”。所述“工作期间”意指发光二极管的状态为“持续导通”的期间(亦即持续发光的期间)。图5所示曲线501表示红色发光二极管的状态，曲线502表示绿色发光二极管的状态，以及曲线503表示蓝色发光二极管的状态。

在高亮模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的占空比可以是接近100％的固定值，甚至是100％。因此，在图5所示实施例中，红色发光二极管的工作期间、绿色发光二极管的工作期间以及蓝色发光二极管的工作期间三者彼此完全重叠。亦即，图5所示曲线501的工作期间与曲线502的工作期间相互重叠的比例为100％，并且曲线502的工作期间与曲线503的工作期间相互重叠的比例亦为100％。在一实施例中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的占空比可以是100％，即在一周期内，曲线501～503的“On”状态是三者完全交互重叠，即三者工作期间相互重叠的比例为100％，可使发光元件130可以持续不间断地发出具有高亮度的正白色投射光。

在其他实施例中，用户界面电路140可以将重叠调整信息(用户指令)传输给控制电路110，以便设定/调整在高亮模式中红色发光二极管的工作期间、绿色发光二极管的工作期间以及蓝色发光二极管的工作期间三者相互重叠的比例。

图6是依照本实用新型的一实施例说明在通常模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的工作期间示意图。图6所示横轴表示时间，而纵轴表示发光二极管的状态。图6所示“On”表示发光二极管的状态为“导通”，而“Off”表示发光二极管的状态为“截止”。图6所示曲线601表示红色发光二极管的状态，曲线602表示绿色发光二极管的状态，以及曲线603表示蓝色发光二极管的状态。

在通常模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的占空比可以是远离100％的动态值，例如介于0％～90％的动态值。除此之外，在图6所示实施例中，红色发光二极管的工作期间、绿色发光二极管的工作期间以及蓝色发光二极管的工作期间彼此完全不重叠。亦即，图6所示曲线601红色发光二极管的工作期间与曲线602绿色发光二极管的工作期间相互重叠的比例为0％，以及曲线602绿色发光二极管的工作期间与曲线603蓝色发光二极管的工作期间相互重叠的比例亦为0％。

图7是依照本实用新型的另一实施例说明在通常模式中，红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管的工作期间示意图。图7所示横轴表示时间，而纵轴表示发光二极管的状态。图7所示“On”表示发光二极管的状态为“导通”，而“Off”表示发光二极管的状态为“截止”。图7所示曲线701表示红色发光二极管的状态，曲线702表示绿色发光二极管的状态，以及曲线703表示蓝色发光二极管的状态。

在图7所示实施例中，红色发光二极管的工作期间、绿色发光二极管的工作期间以及蓝色发光二极管的工作期间彼此部分重叠。图7所示“PW”表示发光二极管的工作期间(“持续导通”的期间)，而“OL”表示两个发光二极管的工作期间彼此部分重叠的重叠期间。重叠期间OL与工作期间PW的比例值可以是任意值。举例来说，在通常模式中，红色发光二极管的工作期间、绿色发光二极管的工作期间以及蓝色发光二极管的工作期间的其中两个相互重叠的比例为0～40％。详而言之，图7所示曲线701红色发光二极管的工作期间与曲线702绿色发光二极管的工作期间相互重叠的比例(即OL与PW的比例值)可为0～40％，以及曲线702绿色发光二极管的工作期间与曲线703蓝色发光二极管的工作期间相互重叠的比例(即OL与PW的比例值)亦可为0～40％。

在高亮模式中，发光元件130的驱动电流可以是固定的大电流。在通常模式中，发光元件130的驱动电流可以是动态调整且变动的较小电流。在通常模式中，控制电路110可以减少发光元件130的驱动电流，以节省功耗。在高亮模式中，控制电路110可以增加发光元件130的驱动电流，以达到输出超大亮度的目的。

在一些实施例中，驱动电路120可以包括第一电流源(未绘示)、第二电流源(未绘示)与第三电流源(未绘示)，而控制信号Sc包括第一偏压电压、第二偏压电压以及第三偏压电压。第一偏压电压可以控制相关于发光元件130的红色发光二极管的第一电流源，第二偏压电压可以控制相关于发光元件130的绿色发光二极管的第二电流源，以及第三偏压电压可以控制相关于发光元件130的蓝色发光二极管的第三电流源。举例来说，当藉由改变第一偏压电压而调大第一电流源的电流时，发光元件130的红色发光二极管的投射光亮度可以被调大。在高亮模式中，第一偏压电压为第一固定电压，第二偏压电压为第二固定电压，以及第三偏压电压为第三固定电压。其中，第一固定电压的准位、第二固定电压的准位以及第三固定电压的准位可以依照设计需求来决定，例如设计者可依据发光元件的电气条件与电流源搭配设计固定电压的准位。在通常模式中，第一偏压电压为小于第一固定电压的第一动态电压，第二偏压电压为小于第二固定电压的第二动态电压，以及第三偏压电压为小于第三固定电压的第三动态电压。因此，在高亮模式中发光元件130的投射光的亮度大于在通常模式中发光元件130的投射光的亮度。

图8是依照本实用新型的一实施例说明图1所示控制电路110、驱动电路120以及发光元件130的电路方块示意图。图8所示驱动电路120包括电流源121。电流源121依据偏压电压Vbias而对应提供驱动电流给发光元件130以产生投射光。图8所示发光元件130包括发光二极管131。依照设计需求，发光二极管131可以是在上述实施例中曾经提及的白色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管或是蓝色发光二极管。发光二极管131的第一端(例如阳极)耦接至电流源121的电流提供端，以接收驱动电流。发光二极管131的第二端(例如阴极)耦接至参考电压VSSA(例如接地电压或是其他固定电压)。

无论如何，驱动电路120以及发光元件130的实施方式不应受限于图8所示实施例。举例来说，在另一实施例中，发光二极管131的第一端(例如阴极)耦接至电流源121的电流汲取端，而发光二极管131的第二端(例如阳极)耦接至功率电压VDDA。电流源121的电流提供端耦接至参考电压VSSA。本实用新型不限制端接于功率电压VDDA及参考电压VSSA，其可依设计需求而更改为其他偏压点。

请参照图8，控制电路110包括电压产生电路111、偏压电路112、开关113以及控制器114。电压产生电路111用以产生固定电压V1。本实施例并不限制电压产生电路111的实现方式。举例来说，电压产生电路111可以包括电阻R1与电阻R2。电阻R1的第一端耦接至功率电压VDDA。电阻R1的第二端耦接至开关113的第一选择端，以提供固定电压V1。电阻R2的第一端耦接至电阻R1的第二端。电阻R2的第二端耦接至参考电压VSSA。

偏压电路112用以产生小于固定电压V1的动态电压V2。本实施例并不限制偏压电路112的实现方式。举例来说，在一些实施例中，偏压电路112可以是在已知的投影机中对发光元件驱动电路提供偏压电压的已知偏压电路。已知偏压电路可以产生动态电压V2给发光元件驱动电路，以便决定/调整发光元件的电流(亦即决定/调整发光元件的亮度)。已知偏压电路的实施细节不在此赘述。

开关113的第一选择端耦接至电压产生电路111，以接收固定电压V1。开关113的第二选择端耦接至偏压电路112，以接收动态电压V2。开关113的共同端耦接至电流源121，以提供偏压电压Vbias。控制器114可以分析视频帧的色彩内容，以便从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式。在高亮模式中，控制器114控制开关113，以将固定电压V1传输至电流源121作为偏压电压Vbias，电流源121依据偏压电压Vbias(即固定电压V1)而对应提供驱动电流给发光元件130以产生投射光。在通常模式中，控制器114控制开关113，以将动态电压V2传输至电流源121作为偏压电压Vbias，电流源121依据偏压电压Vbias(即固定电压V2)而对应提供驱动电流给发光元件130以产生投射光。因为固定电压V1大于动态电压V2，因此在高亮模式中发光二极管131的投射光的亮度大于在通常模式中发光二极管131的投射光的亮度。

图9是依照本实用新型的另一实施例说明图1所示控制电路110、驱动电路120以及发光元件130的电路方块示意图。图9所示驱动电路120包括功率开关122。功率开关122的第一端耦接至一功率电压VDDA。功率开关122的第二端耦接至发光元件130。功率开关122依据开关信号Vsw决定是否将功率电压VDDA传输给发光元件130以产生投射光。

图9所示发光元件130可以参照图8所示发光元件130的相关说明，故不再赘述。图9所示发光元件130的发光二极管131的第一端(例如阳极)耦接至功率开关122的第二端，以接收功率电压VDDA。发光二极管131的第二端(例如阴极)耦接至参考电压VSSA(例如接地电压或是其他固定电压)。无论如何，驱动电路120以及发光元件130的实施方式不应受限于图9所示实施例。举例来说，在另一实施例中，发光二极管131的第二端(例如阳极)耦接至功率电压VDDA，而功率开关122的第一端耦接至参考电压VSSA。

请参照图9，控制电路110包括控制器114、脉宽调变(pulse width modulation，PWM)电路115以及开关116。脉宽调变电路115用以产生脉宽调变信号VPWM。脉宽调变信号VPWM的占空比小于100％。本实施例并不限制脉宽调变电路115的实现方式。举例来说，在一些实施例中，脉宽调变电路115可以是在已知的投影机中对发光元件驱动电路提供脉宽调变信号的已知脉宽调变电路。已知脉宽调变电路可以产生脉宽调变信号VPWM给发光元件驱动电路，以便决定/调整发光元件的平均电流(亦即决定/调整发光元件的亮度)。已知脉宽调变电路的实施细节不在此赘述。

图9所示开关116的第一选择端耦接至固定电压。在“高电压导通(turn on)功率开关122”的情况下，固定电压可以是功率电压VDDA或其他足以导通功率开关122的固定电压。在“低电压导通功率开关122”的情况下，固定电压可以是参考电压VSSA或其他足以导通功率开关122的固定电压。开关116的第二选择端耦接至脉宽调变电路115，以接收脉宽调变信号VPWM。开关116的共同端耦接至功率开关122的控制端，以提供开关信号Vsw。

控制器114可以分析视频帧的色彩内容，以便从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式。在高亮模式中，控制器114控制开关116，以将固定电压(例如功率电压VDDA)传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw。在通常模式中，控制器114控制开关116，以将脉宽调变信号VPWM传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw。固定电压(例如功率电压VDDA)可以被视为占空比为100％的脉宽调变信号，而脉宽调变信号VPWM的占空比小于100％，因此在高亮模式中发光二极管131的投射光的亮度大于在通常模式中发光二极管131的投射光的亮度。

图10是依照本实用新型的又一实施例说明图1所示控制电路110、驱动电路120以及发光元件130的电路方块示意图。图10所示驱动电路120包括电流源121与功率开关122。电流源121依据偏压电压Vbias而对应提供驱动电流。功率开关122的第一端耦接至电流源121的电流提供端，以接收驱动电流。功率开关122的第二端耦接至发光元件130。功率开关122依据开关信号Vsw决定是否将电流源121的驱动电流传输给发光元件130以产生投射光。

图10所示发光元件130可以参照图8所示发光元件130或图9所示发光元件130的相关说明，故不再赘述。图10所示发光元件130的发光二极管131的第一端(例如阳极)耦接至功率开关122的第二端，以接收功率电压VDDA。发光二极管131的第二端(例如阴极)耦接至参考电压VSSA(例如接地电压或是其他固定电压)。无论如何，驱动电路120以及发光元件130的实施方式不应受限于图10所示实施例。举例来说，在另一实施例中，发光二极管131的第二端(例如阳极)耦接至功率电压VDDA，电流源121的电流汲取端耦接至功率开关122的第一端，而电流源121的电流提供端耦接至参考电压VSSA。

请参照图10，控制电路110包括电压产生电路111、偏压电路112、开关113、控制器114、脉宽调变电路115以及开关116。图10所示电压产生电路111、偏压电路112、开关113以及控制器114可以参照图8所示电压产生电路111、偏压电路112、开关113以及控制器114的相关说明，图10所示控制器114、脉宽调变电路115以及开关116可以参照图9所示控制器114、脉宽调变电路115以及开关116的相关说明，故不再赘述。

控制器114用以分析视频帧的色彩内容，以便从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式。在高亮模式中，控制器114控制开关113以将固定电压V1传输至电流源121作为偏压电压Vbias，以及控制器114控制开关116以将固定电压(例如功率电压VDDA)传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw。在通常模式中，控制器114控制开关113以将动态电压V2传输至电流源121作为偏压电压Vbias，以及控制器114控制开关116以将脉宽调变信号VPWM传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw。因为固定电压V1大于动态电压V2，以及因为功率电压VDDA的占空比大于脉宽调变信号VPWM的占空比，因此在高亮模式中发光二极管131的投射光的亮度大于在通常模式中发光二极管131的投射光的亮度。

图11是依照本实用新型的另一实施例所绘示的一种投射装置的操作方法的流程示意图。于步骤S710，控制电路110分析至少一视频帧的色彩内容。于步骤S720，控制电路110依据视频帧的色彩内容而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式。于步骤S730，控制电路110依据经选模式对应设置至少一控制信号Sc给驱动电路120。于步骤S740，驱动电路120依照控制信号Sc而驱动发光元件130，以产生投射光。其中，在高亮模式中发光元件130的投射光的亮度大于在通常模式中发光元件130的投射光的亮度。

在一些实施例中，步骤S720包括：当视频帧的色彩内容表示视频帧为白色影像帧时，控制电路110选择高亮模式作为经选模式；以及当视频帧的色彩内容表示视频帧不是白色影像帧时，控制电路110选择通常模式作为经选模式。

在一些实施例中，步骤S720包括：当视频帧的色彩内容表示视频帧为白色影像帧时，控制电路110的操作模式从通常模式被切换至高亮模式；以及当白色影像帧中出现非白色对象或是视频帧的色彩内容表示视频帧已经不是白色影像帧时，控制电路110的操作模式从高亮模式被切回至通常模式。

在一些实施例中，在视频帧中符合“红色子像素的灰阶大于红色阈值”条件的红色子像素的数量与在视频帧中所有红色子像素的数量的比例被称为第一比例值，在视频帧中符合“绿色子像素的灰阶大于绿色阈值”条件的绿色子像素的数量与在视频帧中所有绿色子像素的数量的比例被称为第二比例值，以及在视频帧中符合“蓝色子像素的灰阶大于蓝色阈值”条件的蓝色子像素的数量与在视频帧中所有蓝色子像素的数量的比例被称为第三比例值。在一些实施例中，步骤S720包括：当第一比例值大于第一比例阈值，以及第二比例值大于第二比例阈值，以及第三比例值大于第三比例阈值时，控制电路110选择高亮模式作为经选模式；以及当第一比例值小于第一比例阈值，或是第二比例值小于第二比例阈值，或是第三比例值小于第三比例阈值时，控制电路110选择通常模式作为经选模式。

在一些实施例中，发光元件130包括红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管。在另一些实施例中，发光元件130还包括白光发光二极管。

在一些实施例中，红色发光二极管的发光期间、绿色发光二极管的发光期间以及蓝色发光二极管的发光期间在高亮模式中三者完全重叠。在通常模式中，蓝色发光二极管的发光期间不重叠于红色发光二极管的发光期间，以及蓝色发光二极管的发光期间不重叠于绿色发光二极管的发光期间。在另一些实施例中，在高亮模式中，白色发光二极管的发光期间、红色发光二极管的发光期间、绿色发光二极管的发光期间以及蓝色发光二极管的发光期间四者完全重叠。

在一些实施例中，控制信号Sc包括相关于红色发光二极管的第一开关信号、相关于绿色发光二极管的第二开关信号、以及相关于蓝色发光二极管的第三开关信号。在高亮模式中，第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号的占空比皆为100％。在通常模式中，第一开关信号、第二开关信号以及第三开关信号中的至少一者的占空比小于100％。

在一些实施例中，控制信号Sc包括第一偏压电压、第二偏压电压以及第三偏压电压。第一偏压电压控制相关于红色发光二极管的第一电流源，第二偏压电压控制相关于绿色发光二极管的第二电流源，以及第三偏压电压控制相关于蓝色发光二极管的第三电流源。在高亮模式中，第一偏压电压为第一固定电压，第二偏压电压为第二固定电压，以及第三偏压电压为第三固定电压。在通常模式中，第一偏压电压为小于第一固定电压的第一动态电压，第二偏压电压为小于第二固定电压的第二动态电压，以及第三偏压电压为小于第三固定电压的第三动态电压。

在一些实施例中，驱动电路120包括电流源121。电流源121依据偏压电压Vbais而对应提供驱动电流给发光元件130以产生投射光。在一些实施例中，步骤S730包括：由偏压电路112产生小于固定电压V1的动态电压V2；控制器114控制开关113，其中开关113的第一选择端耦接至固定电压V1，开关113的第二选择端耦接至偏压电路112以接收动态电压V2，开关113的共同端耦接至电流源121以提供偏压电压Vbias，以及控制器114分析视频帧的色彩内容以便从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式；在高亮模式中，固定电压V1经由开关113被传输至电流源121作为偏压电压Vbias；以及在通常模式中，动态电压V2经由开关113被传输至电流源121作为偏压电压Vbias。

在一些实施例中，驱动电路120包括功率开关122。，该功率开关122的第一端与第二端分别耦接至功率电压VDDA与发光元件130。功率开关122依据开关信号Vsw决定是否将功率电压VDDA传输给发光元件130以产生投射光。在一些实施例中，步骤S730包括：由脉宽调变电路115产生脉宽调变信号VPWM，其中脉宽调变信号VPWM的占空比小于100％；控制器114控制开关116，其中开关116的第一选择端耦接至固定电压(例如功率电压VDDA)，开关116的第二选择端耦接至脉宽调变电路115以接收脉宽调变信号VPWM，开关116的共同端耦接至功率开关122的控制端以提供开关信号Vsw，以及控制器114分析视频帧的色彩内容以便从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式；在高亮模式中，固定电压(例如功率电压VDDA)经由开关116被传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw；以及在通常模式中，脉宽调变信号VPWM经由开关116被传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw。

在一些实施例中，驱动电路120包括电流源121与功率开关122。电流源121依据偏压电压Vbias而对应提供驱动电流。功率开关122的第一端耦接至电流源121，以接收驱动电流。功率开关122的第二端耦接至发光元件130。功率开关122依据开关信号Vsw决定是否将电流源121的驱动电流传输给发光元件130以产生投射光。在一些实施例中，步骤S730包括：偏压电路112产生小于固定电压V1的动态电压V2；控制器114控制开关113，其中开关113的第一选择端耦接至固定电压V1，开关113的第二选择端耦接至偏压电路112以接收动态电压V2，开关113的共同端耦接至电流源121以提供偏压电压Vbias，以及控制器114分析视频帧的色彩内容以便从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式；脉宽调变电路115产生脉宽调变信号VPWM，其中脉宽调变信号VPWM的占空比小于100％；控制器控制开关116，其中开关116的第一选择端耦接至固定电压(例如功率电压VDDA)，开关116的第二选择端耦接至脉宽调变电路115以接收脉宽调变信号VPWM，以及开关116的共同端耦接至功率开关122的控制端以提供开关信号Vsw；在高亮模式中，固定电压V1经由开关113被传输至电流源121作为偏压电压Vbias，以及固定电压(例如功率电压VDDA)经由开关116被传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw；以及在通常模式中，动态电压V2经由开关113被传输至电流源121作为偏压电压Vbias，以及脉宽调变信号VPWM经由开关116被传输至功率开关122的控制端作为开关信号Vsw。

在一些实施例中，操作方法还包括：由用户界面电路接收用户指令；将用户指令传输至控制电路；以及控制电路依据用户指令而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式。

依照不同的设计需求，上述控制电路110与/或控制器114的方块的实现方式可以是硬件(hardware)、韧体(firmware)、软件(software，即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。以硬件形式而言，上述控制电路110与/或控制器114的方块可以实现于集成电路(integrated circuit)上的逻辑电路。上述控制电路110与/或控制器114的相关功能可以利用硬件描述语言(hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说，上述控制电路110与/或控制器114的相关功能可以被实现于一个或多个控制器、微控制器、微处理器、特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)及/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。

综上所述，本实用新型诸实施例至少具有以下其中一个优点或功效。本实用新型诸实施例投射装置100及其操作方法可以分析视频帧的色彩内容。依据视频帧的色彩内容，投射装置100可以将操作模式切换为高亮模式与通常模式其中一者。因此，投射装置100可以依情境而动态地增加发光元件的投射光的亮度。

惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即所有依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

100：投射装置

110：控制电路

111：电压产生电路

112：偏压电路

113：开关

114：控制器

115：脉宽调变电路

116：开关

120：驱动电路

121：电流源

122：功率开关

130：发光元件

131：发光二极管

140：用户界面电路

501～503、601～603、701～703：曲线

B：蓝色子像素的直方图

G：绿色子像素的直方图

R：红色子像素的直方图

R1、R2：电阻

S210～S250、S710～S740：步骤

Sc：控制信号

V1：固定电压

V2：动态电压

Vbias：偏压电压

VDDA：功率电压

VPWM：脉宽调变信号

VSSA：参考电压

Vsw：开关信号。

Claims (14)

1.一种投射装置，其特征在于，所述投射装置包括发光元件、驱动电路以及控制电路，其中：

所述驱动电路耦接至所述发光元件，用以依照至少一控制信号而驱动所述发光元件产生投射光；以及

所述控制电路用以接收至少一视频帧，以及分析所述至少一视频帧的色彩内容，其中所述控制电路依据所述色彩内容而从高亮模式与通常模式中选择其中一者作为经选模式，以及依据所述经选模式对应设置所述至少一控制信号给所述驱动电路，

其中，在所述高亮模式中所述发光元件的所述投射光的亮度大于在所述通常模式中所述发光元件的所述投射光的亮度。

2.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，

当所述至少一视频帧的所述色彩内容表示所述至少一视频帧为白色影像帧时，所述控制电路的操作模式切换至所述高亮模式。

3.根据权利要求2所述的投射装置，其特征在于，

当所述白色影像帧中出现非白色对象或是所述至少一视频帧的所述色彩内容表示所述至少一视频帧已经不是所述白色影像帧时，所述控制电路的所述操作模式切换至所述通常模式。

4.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，

在所述至少一视频帧中符合红色子像素的灰阶大于红色阈值之条件的红色子像素的数量与在所述至少一视频帧中所有红色子像素的数量的比例为第一比例值；

在所述至少一视频帧中符合绿色子像素的灰阶大于绿色阈值之条件的绿色子像素的数量与在所述至少一视频帧中所有绿色子像素的数量的比例为第二比例值；

在所述至少一视频帧中符合蓝色子像素的灰阶大于蓝色阈值之条件的蓝色子像素的数量与在所述至少一视频帧中所有蓝色子像素的数量的比例为第三比例值；

当所述第一比例值大于第一比例阈值，以及所述第二比例值大于第二比例阈值，以及所述第三比例值大于第三比例阈值时，所述控制电路选择所述高亮模式作为所述经选模式；以及

当所述第一比例值小于第一比例阈值，或是所述第二比例值小于第二比例阈值，或是所述第三比例值小于第三比例阈值时，所述控制电路选择所述通常模式作为所述经选模式。

5.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，所述发光元件包括红色发光二极管、绿色发光二极管以及蓝色发光二极管。

6.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，

在所述高亮模式中，所述红色发光二极管的发光期间、所述绿色发光二极管的发光期间以及所述蓝色发光二极管的发光期间三者完全重叠。

7.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，

所述发光元件还包括白色发光二极管，在所述高亮模式中，所述白色发光二极管的发光期间、所述红色发光二极管的发光期间、所述绿色发光二极管的发光期间以及所述蓝色发光二极管发光期间四者完全重叠。

8.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，

所述至少一控制信号包括相关于所述红色发光二极管的第一开关信号、相关于所述绿色发光二极管的第二开关信号、以及相关于所述蓝色发光二极管的第三开关信号；

在所述高亮模式中，所述第一开关信号、所述第二开关信号以及所述第三开关信号的占空比皆为100％。

9.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，

在所述通常模式中所述红色发光二极管的工作期间、所述绿色发光二极管的工作期间以及所述蓝色发光二极管的工作期间的其中两个相互重叠的比例为0～40％。

10.根据权利要求5所述的投射装置，其特征在于，

所述至少一控制信号包括第一偏压电压、第二偏压电压以及第三偏压电压，其中所述第一偏压电压控制相关于所述红色发光二极管的第一电流源，所述第二偏压电压控制相关于所述绿色发光二极管的第二电流源，以及所述第三偏压电压控制相关于所述蓝色发光二极管的第三电流源；

在所述高亮模式中，所述第一偏压电压为第一固定电压，所述第二偏压电压为第二固定电压，以及所述第三偏压电压为第三固定电压；以及

在所述通常模式中，所述第一偏压电压为小于所述第一固定电压的第一动态电压，所述第二偏压电压为小于所述第二固定电压的第二动态电压，以及所述第三偏压电压为小于所述第三固定电压的第三动态电压。

11.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，所述驱动电路包括电流源，所述电流源依据偏压电压而对应提供驱动电流给所述发光元件以产生所述投射光，以及所述控制电路包括偏压电路、开关以及控制器，其中：

所述偏压电路用以产生小于固定电压的动态电压；

所述开关具有第一选择端、第二选择端与共同端，其中所述第一选择端耦接至所述固定电压，所述第二选择端耦接至所述偏压电路以接收所述动态电压，以及所述共同端耦接至所述电流源以提供所述偏压电压；以及

所述控制器用以分析所述至少一视频帧的所述色彩内容以便从所述高亮模式与所述通常模式中选择其中一者作为所述经选模式；

其中，在所述高亮模式中，所述控制器控制所述开关以将所述固定电压传输至所述电流源作为所述偏压电压；

其中，在所述通常模式中所述控制器控制所述开关以将所述动态电压传输至所述电流源作为所述偏压电压。

12.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，所述驱动电路包括功率开关，所述功率开关的第一端与第二端分别耦接至功率电压与所述发光元件，所述功率开关依据开关信号决定是否将所述功率电压传输给所述发光元件以产生所述投射光，以及所述控制电路包括脉宽调变电路、开关以及控制器，其中：

所述脉宽调变电路用以产生脉宽调变信号，其中所述脉宽调变信号的占空比小于100％；

所述开关具有第一选择端、第二选择端与共同端，其中所述第一选择端耦接至固定电压，所述第二选择端耦接至所述脉宽调变电路以接收所述脉宽调变信号，以及所述共同端耦接至所述功率开关的控制端以提供所述开关信号；以及

所述控制器用以分析所述至少一视频帧的所述色彩内容以便从所述高亮模式与所述通常模式中选择其中一者作为所述经选模式，其中在所述高亮模式中所述控制器控制所述开关以将所述固定电压传输至所述功率开关的所述控制端作为所述开关信号，以及在所述通常模式中所述控制器控制所述开关以将所述脉宽调变信号传输至所述功率开关的所述控制端作为所述开关信号。

13.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，所述驱动电路包括电流源与功率开关，所述电流源依据偏压电压而对应提供驱动电流，所述功率开关的第一端耦接至所述电流源以接收所述驱动电流，所述功率开关的第二端耦接至所述发光元件，所述功率开关依据开关信号决定是否将所述驱动电流传输给所述发光元件以产生所述投射光，以及所述控制电路包括偏压电路、第一开关、脉宽调变电路、第二开关以及控制器，其中：

所述偏压电路用以产生小于第一固定电压的动态电压；

所述第一开关具有第一选择端、第二选择端与共同端，其中所述第一开关的所述第一选择端耦接至所述第一固定电压，所述第一开关的所述第二选择端耦接至所述偏压电路以接收所述动态电压，以及所述第一开关的所述共同端耦接至所述电流源以提供所述偏压电压；

所述脉宽调变电路用以产生脉宽调变信号，其中所述脉宽调变信号的占空比小于100％；

所述第二开关具有第一选择端、第二选择端与共同端，其中所述第二开关的所述第一选择端耦接至第二固定电压，所述第二开关的所述第二选择端耦接至所述脉宽调变电路以接收所述脉宽调变信号，以及所述第二开关的所述共同端耦接至所述功率开关的控制端以提供所述开关信号；以及

所述控制器用以分析所述至少一视频帧的所述色彩内容以便从所述高亮模式与所述通常模式中选择其中一者作为所述经选模式，

其中，在所述高亮模式中，所述控制器控制所述第一开关以将所述第一固定电压传输至所述电流源作为所述偏压电压，以及所述控制器控制所述第二开关以将所述第二固定电压传输至所述功率开关的所述控制端作为所述开关信号；

其中，在所述通常模式中，所述控制器控制所述第一开关以将所述动态电压传输至所述电流源作为所述偏压电压，以及所述控制器控制所述第二开关以将所述脉宽调变信号传输至所述功率开关的所述控制端作为所述开关信号。

14.根据权利要求1所述的投射装置，其特征在于，所述的投射装置还包括：

用户界面电路，用以接收用户指令，以及将所述用户指令传输至所述控制电路；

其中所述控制电路依据所述用户指令而从所述高亮模式与所述通常模式中选择其中一者作为所述经选模式。