TWI501625B - 雙通道三維投影機 - Google Patents
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Description
本發明係關係一雙通道三維投影機，具體而言，本發明之雙通道三維投影機為一具雙輸入介面之投影機，並透過雙通道的訊號處理機制以較高的畫面更新率投射出高解析度之左眼畫面及右眼畫面。
在現代社會為了追求更高生活娛樂的品質，對於影像的逼真度以及自然度的要求也漸漸增加，因此顯示裝置的技術發展也從二維顯示朝向三維顯示前進。除了一般的影像及色彩之外，三維顯示裝置更可以提供有深度的立體顯示效果，隨著顯示裝置技術的發展，三維投影機之技術需求也隨著這股潮流而節節上升。
由於人類雙眼間有一段間距，所以人左眼與右眼接收的畫面會有一角度差，接收了不同影像之後於腦內進行處理，使得人類可感受到立體的影像，而三維投影技術即是輸入包含左眼畫面及右眼畫面之輸入訊號並利用三維投影機對其進行處理，產生具有視差的影像分別讓左右眼接收，藉由模擬自然視物的方式使觀賞者產生立體影像的感覺。
習知的三維投影機係接收單一輸入訊號，並利用該單一輸入訊號投影出左眼畫面及右眼畫面產生三維影像。然而，由於單一輸入資料量的限制，只能選擇降低解析度或是降低畫面更新率來輸出左眼畫面及右眼畫面。降低解析度會造成影像品質的下降，而降低畫面更新率會造成影像閃爍以及亮度不足等缺點。除此之
外，針對使用高清晰多媒體界面(High Definition Multimedia Interface；HDMI)之訊號格式，習知的三維投影機亦無法讓數位微鏡元件(Digital micromirror device；DMD)發揮最大的效能，以較高的畫面更新率投射出左眼畫面及右眼畫面。
有鑑於此，如何克服習知單一輸入投影機的輸出解析度不足或畫面更新率不足的問題，乃是業界亟待解決之問題。
本發明之目的在於提供一種雙通道三維投影機。本發明之雙通道投影機使用雙輸入介面接收視訊資料，並利用雙通道的訊號處理機制以較高的畫面更新率投射出高解析度之左眼畫面及右眼畫面。如此一來，本發明可克服習知單一輸入投影機的輸出解析度不足或畫面更新率不足的問題。
為達上述目的，本發明揭露一種雙通道三維投影機，其包含一視訊處理器、一可程式化閘陣積體電路、一第一驅動器、一第二驅動器以及一數位微鏡元件。該視訊處理器具有一第一輸入介面及一第二輸入介面。該第一輸入介面用以接收一第一視訊資料。該第二輸入介面用以接收一第二視訊資料。該視訊處理器用以解碼該第一視訊資料以及該第二視訊資料，以產生一左眼訊號及一右眼訊號。該可程式化閘陣積體電路透過二路徑自該視訊處理器接收該左眼訊號及該右眼訊號，並根據該左眼訊號及該右眼訊號，產生一左畫面訊號及一右畫面訊號。該第一驅動器電性連接至該可程式化閘陣積體電路，並用以接收該左畫面訊號，以產生一左畫面控制訊號。該第二驅動器電性連接至該可程式化閘陣積
體電路，並用以接收該右畫面信號，以產生一右畫面控制訊號。該數位微鏡元件電性連接至該第一驅動器以及該第二驅動器，並用以根據該左畫面控制信號以及該右畫面控制信號，交錯地投射出一左眼畫面及一右眼畫面。
在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。
本發明係提供一種雙通道三維投影機。以下將透過實施例來解釋本發明之內容。須說明者，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，有關實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明，且本案所請求之範圍，以申請專利範圍為準。除此之外，於以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且以下圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。
本發明之第一實施例如第1圖所表示，其係為一雙通道三維投影機1之示意圖。雙通道三維投影機1包含一視訊處理器101、一可程式化閘陣積體電路(Field Programmable Gate Array；FPGA)103、一第一驅動器105、一第二驅動器107以及一數位微鏡元件109。
視訊處理器101係為具有雙輸入以及雙輸出之晶片(例如：Sigma GF 9452晶片，但不限於此)，其包含第一輸入介面101a以及第二
輸入介面101b。第一輸入介面101a用於接收一第一視訊資料100，而第二輸入介面101b用於接收一第二視訊資料102。於接收第一視訊資料100及第二視訊資料102後，視訊處理器101解碼第一視訊資料100以及第二視訊資料102，以產生一左眼訊號104及一右眼訊號106。
可程式化閘陣積體電路103透過二路徑(即二傳輸線)分別自視訊處理器101接收左眼訊號104及右眼訊號106(如第1圖所示)。隨後，可程式化閘陣積體電路103根據左眼訊號104及右眼訊號106，產生一左畫面訊號108及一右畫面訊號110。第一驅動器105及第二驅動器107分別電性連接至可程式化閘陣積體電路103。第一驅動器105用以接收左畫面訊號108，以產生一左畫面控制訊號112，而第二驅動器107用以接收右畫面信號110，以產生一右畫面控制訊號114。於本實施例中，第一驅動器105及第二驅動器107可為德州儀器(Texas Instruments；TI)的DDP3021晶片，但不限於此。
數位微鏡元件109電性連接至第一驅動器105以及第二驅動器107，分別自第一驅動器105以及第二驅動器107接收左畫面控制訊號112及右畫面控制訊號114。隨後，數位微鏡元件109根據該左畫面控制信號以及該右畫面控制信號，在時間上交錯地投射出一左眼畫面116及一右眼畫面118，俾左眼畫面116及右眼畫面118將依序地顯示於投射的顯示幕上。具體而言，數位微鏡元件109具有複數個微小的反射鏡，且該等反射鏡係以陣列的方式排列。本發明係基於整個投影畫面，將數位微鏡元件109之該等反
射鏡劃分為左半部及右半部，且左半部之該等反射鏡係由第一驅動器105所控制，而右半部之該等反射鏡係由第二驅動器107所控制。如此一來，本發明可使數位微鏡元件109以較高的畫面更新率投射出左眼畫面116及右眼畫面118。
詳言之，第一視訊資料100及第二視訊資料102係由一具有雙輸出介面之多媒體產生器(圖未繪示)所產生。多媒體產生器可為一電腦、一DVD播放器、一藍光(Blue-ray)播放器或其他支援HDMI格式訊號輸出之多媒體產生器。於本實施例中，第一視訊資料100係為一左眼視訊資料，以及第二視訊資料102係為一右眼視訊資料。左眼視訊資料及右眼視訊資料皆為HDMI格式訊號，且左眼視訊資料具有符合1080p(1920×1080)解析度且每秒60個左眼畫面之資料量，以及右眼視訊資料具有符合1080p解析度且每秒60個右眼畫面之資料量。據此，視訊處理器101解碼後所產生的左眼訊號104及右眼訊號106亦分別具有符合1080p解析度且每秒60個左眼畫面之資料量以及符合1080p解析度且每秒60個右眼畫面之資料量。
可程式化閘陣積體電路103透過兩路徑分別接收左眼訊號104以及右眼訊號106後，即擷取左眼訊號104以及右眼訊號106中相對於數位微鏡元件109之左半部之該等反射鏡的訊號，以產生左畫面訊號108，以及擷取左眼訊號104以及右眼訊號106中相對於數位微鏡元件109之右半部之訊號，以產生右畫面訊號110。隨後，第一驅動器105根據左畫面訊號108，產生左畫面控制訊號112，以控制數位微鏡元件109之左半部之該等反射鏡，且第二驅
動器107根據右畫面訊號110，產生右畫面控制訊號114，以控制數位微鏡元件109之右半部之該等反射鏡。如此一來，數位微鏡元件109得以將1080p解析度的左眼畫面116及右眼畫面118，以每秒120個畫面的畫面更新率交錯地投射出。換言之，透過本發明之雙通道處理機制，數位微鏡元件109即以每秒投射120個畫面(包含60個左眼畫面及60個右眼畫面)的方式運作。
本發明之第二實施例亦如第1圖所表示。不同於第一實施例，於本實施例中，第一視訊資料100以及第二視訊資料102係為相同視訊資料，且同時包含左眼視訊資料以及右眼視訊資料。具體而言，於第一視訊資料100以及第二視訊資料102中，左眼視訊資料具有符合960×540(一半1080p)解析度且每秒60個左眼畫面之資料量及右眼視訊資料具有符合960×540解析度且每秒60個右眼畫面之資料量。因此，相較於第一實施例，本實施例輸入至視訊處理器101之視訊資料僅有一半的資料量。
由於第一視訊資料100以及第二視訊資料102所包含的左眼視訊資料以及右眼視訊資料未達到1080p解析度的需求，故視訊處理器101於接收第一視訊資料100以及第二視訊資料102後，即先將左眼視訊資料以及右眼視訊資料分離，再將左眼視訊資料進行內插以產生符合1080p解析度之左眼訊號104，以及將右眼視訊資料進行內插以產生符合1080p解析度之右眼訊號106。據此，於內插後，左眼訊號即可具有符合1080p解析度且每秒60個左眼畫面之資料量，且右眼訊號即可具有符合1080p解析度且每秒60個右眼畫面之資料量。
隨後，如同第一實施例，可程式化閘陣積體電路103即透過兩路徑分別接收左眼訊號104以及右眼訊號106，並產生左畫面訊號108及右畫面訊號110。如此一來，第一驅動器105即根據左畫面訊號108，產生左畫面控制訊號112，以控制數位微鏡元件109之左半部之該等反射鏡，而第二驅動器107即依據右畫面訊號110，產生右畫面控制訊號114，以控制數位微鏡元件109之右半部之該等反射鏡。如此一來，數位微鏡元件109得以將1080p解析度的左眼畫面116及右眼畫面118，以每秒120個畫面的畫面更新率交錯地投射出。
需說明者，第一視訊資料100以及第二視訊資料102所包含之左眼視訊資料及右眼視訊資料的解析度並非用以限制本發明之範疇。換言之，所屬技術領域中具有通常知識者可輕易瞭解本發明可藉由內插的方式，以產生符合1080p解析度的資料量。因此本發明之技術內容係著重於如何藉由本發明之雙通道處理機制，使數位微鏡元件109得以將1080p解析度的左眼畫面116及右眼畫面118，以每秒120個畫面的畫面更新率交錯地投射出。
本發明之第三實施例係如第2圖所示。不同於第一實施例以及第二實施例，於本實施例中，視訊處理器101以及可程式化閘陣積體電路103之間更具有另一路徑，其用以傳輸一屏幕視控系統資料202。
具體而言，當使用者欲使投影機之投影畫面顯示一屏幕視控系統(On Screen Display；OSD)影像時，視訊處理器101除了用於根據接收之第一視訊資料100以及第二視訊資料102產生左眼訊
號104以及右眼訊號106之外，更用於產生屏幕視控系統資料202。隨後，可程式化閘陣積體電路103透過另一路徑接收屏幕視控系統資料202，並於將屏幕視控系統資料202嵌入至左眼訊號104以及右眼訊號106中。如此一來，數位微鏡元件109所投射之左眼畫面116及右眼畫面118即皆可顯示對應屏幕視控系統資料202之屏幕視控系統影像。
綜上所述，本發明之雙通道投影機使用雙輸入介面接收視訊資料，並利用雙通道的訊號處理機制以較高的畫面更新率投射出高解析度之左眼畫面及右眼畫面。以HDMI格式訊號為例，本發明可使數位微鏡元件109將1080p解析度的左眼畫面116及右眼畫面118，以每秒120個畫面的畫面更新率交錯地投射出。如此一來，本發明可克服習知單一輸入投影機的輸出解析度不足或畫面更新率不足的問題。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
1‧‧‧雙通道三維投影機
101‧‧‧視訊處理器
101a‧‧‧第一輸入介面
101b‧‧‧第二輸入介面
103‧‧‧可程式化閘陣積體電路
105‧‧‧第一驅動器
107‧‧‧第二驅動器
109‧‧‧數位微鏡元件
100‧‧‧第一視訊資料
102‧‧‧第二視訊資料
104‧‧‧左眼訊號
106‧‧‧右眼訊號
108‧‧‧左畫面訊號
110‧‧‧右畫面訊號
112‧‧‧左畫面控制訊號
114‧‧‧右畫面控制訊號
116‧‧‧左眼畫面
118‧‧‧右眼畫面
202‧‧‧屏幕視控系統資料
第1圖係為本發明第一實施例及第二實施例之雙通道三維投影機示意圖；以及第2圖係為本發明第三實施例之之雙通道三維投影機示意圖。
1‧‧‧雙通道三維投影機
101‧‧‧視訊處理器
101a‧‧‧第一輸入介面
101b‧‧‧第二輸入介面
103‧‧‧可程式化閘陣積體電路
105‧‧‧第一驅動器
107‧‧‧第二驅動器
109‧‧‧數位微鏡元件
100‧‧‧第一視訊資料
102‧‧‧第二視訊資料
104‧‧‧左眼訊號
106‧‧‧右眼訊號
108‧‧‧左畫面訊號
110‧‧‧右畫面訊號
112‧‧‧左畫面控制訊號
114‧‧‧右畫面控制訊號
116‧‧‧左眼畫面
118‧‧‧右眼畫面
Claims (5)
- 一種雙通道三維投影機，包含：一視訊處理器，具有一第一輸入介面及一第二輸入介面，該第一輸入介面用以接收一第一視訊資料，該第二輸入介面用以接收一第二視訊資料，該視訊處理器用以解碼該第一視訊資料以及該第二視訊資料，以產生一左眼訊號及一右眼訊號，其中該第一視訊資料以及該第二視訊資料係為相同，且包含一左眼視訊資料及一右眼視訊資料；一可程式化閘陣積體電路，用以透過二路徑分別自該視訊處理器接收該左眼訊號及該右眼訊號，並根據該左眼訊號及該右眼訊號，產生一左畫面訊號及一右畫面訊號；一第一驅動器，電性連接至該可程式化閘陣積體電路，用以接收該左畫面訊號，以產生一左畫面控制訊號；一第二驅動器，電性連接至該可程式化閘陣積體電路，用以接收該右畫面信號，以產生一右畫面控制訊號；以及一數位微鏡元件(Digital micromirror device；DMD)，電性連接至該第一驅動器以及該第二驅動器，用以根據該左畫面控制信號以及該右畫面控制信號，交錯地投射出一左眼畫面及一右眼畫面。
- 如請求項1所述之雙通道三維投影機，其中該第一視訊資料及該第二視訊資料具有符合一半1080p解析度且每秒60個該左眼畫面及該右眼畫面之資料量。
- 如請求項2所述之雙通道三維投影機，其中該視訊處理器更用以分離該左眼視訊資料及該右眼視訊資料，以及分別內插 該左眼視訊資料及該右眼視訊資料以符合1080p解析度，並根據內插後之該左眼視訊資料產生該左眼訊號，且根據該右眼視訊資料，產生該右眼訊號。
- 如請求項1所述之雙通道三維投影機，其中該第一輸入介面及該第二輸入介面係一高清晰度多媒體介面(High Definition Multimedia Interface；HDMI)。
- 一種雙通道三維投影機，包含：一視訊處理器，具有一第一輸入介面及一第二輸入介面，該第一輸入介面用以接收一第一視訊資料，該第二輸入介面用以接收一第二視訊資料，該視訊處理器用以解碼該第一視訊資料以及該第二視訊資料，以產生一左眼訊號及一右眼訊號；一可程式化閘陣積體電路，用以透過二路徑分別自該視訊處理器接收該左眼訊號及該右眼訊號，並根據該左眼訊號及該右眼訊號，產生一左畫面訊號及一右畫面訊號；一第一驅動器，電性連接至該可程式化閘陣積體電路，用以接收該左畫面訊號，以產生一左畫面控制訊號；一第二驅動器，電性連接至該可程式化閘陣積體電路，用以接收該右畫面信號，以產生一右畫面控制訊號；以及一數位微鏡元件(Digital micromirror device；DMD)，電性連接至該第一驅動器以及該第二驅動器，用以根據該左畫面控制信號以及該右畫面控制信號，交錯地投射出一左眼畫面及一右眼畫面；其中該視訊處理器更產生一屏幕視控系統(On Screen Display；OSD)資料，並透過另一路徑傳送至該可程式化閘陣積體電路，以及該可程式化閘陣積體電路更將該屏幕視控系統資料嵌入至該左眼訊號及該右眼訊號中，使該左眼畫面及該右眼畫面皆顯示一屏幕視控系統影像。
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