投影装置及其亮度调校方法

投影装置及其亮度调校方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种显示装置，尤其是有关于一种可调校亮度的投影装置与调校亮度方法。
【背景技术】
[0002]现有的大尺寸投影画面是利用数个投影装置拼接一起，以排列成矩阵状的大尺寸的投影画面。因此，多个投影装置可播放一个拼接形成的大画面的影像，或同时播放许多个相同影像，甚至可播放许多的不同影像。
[0003]目前，投影装置拼接技术在市面上广泛应用于需要显示高解析影音广告内容的大型屏幕显示画面的场合，例如:户外/室内展演空间、商务展场、娱乐地点、会议中心或商店百货公司橱窗等。但是，由于每台投影装置的亮度及色彩特性皆有差异，会造成多台投影装置所产生的拼接投影画面的色彩及亮度的不均匀。另外，每台投影装置的光源模块也会随着时间而衰退，造成画面的亮度与色彩容易随着时间而变化。
[0004]同时，拼接投影画面也会产生肉眼可轻易查觉的明显物理拼接缝，会将荧幕分割，导致观看时的不愉快感觉，因而破坏影像的整体感。

【发明内容】

[0005]本发明提供了一种投影装置及其亮度调校方法，以解决先前技术所造成的问题。
[0006]本发明一实施例，一种投影装置，包含光源模块、色轮模块、亮度调校装置以及亮度处理模块。光源模块用以沿光束传递路径发出激发光束。色轮模块用以将来自光源模块发出的激发光束激发出至少一色光，色光的光波长与激发光束的光波长不同。亮度调校装置包含感光元件以及部分反射镜。感光元件设置在部分色光的行进路径上，用以感测部分色光的亮度值。部分反射镜设置于色光的行进路径上，用以反射色光并适于令部分的色光穿透。亮度处理模块电连接感光元件，用以调整色光的亮度值。
[0007]在本发明再一实施例中，亮度处理模块还包含阀值设定模块，电连接亮度调校装置，用以设定至少一预设阀值，其中当预设阀值小于色光的亮度值时，调整色光的亮度值等于预设阀值，当预设阀值大于或等于色光的亮度值时，保持色光的亮度值。
[0008]在本发明再一实施例中，亮度调校装置还包含壳体、遮光片及导光孔，导光孔连接壳体且位于部分色光的行进路径上，遮光片设置于导光孔上，用以调整部分色光进入感光元件的光量。
[0009]在本发明再一实施例中，投影装置还包括影像模块，用以接收色光并转换为一影像。
[0010]本发明实施例的投影装置可控制光源模块的电流以调整光源模块发出的激发光束，使得投影装置投射影像的亮度以及颜色，可延长投影装置的使用寿命。同时，当多台投影装置拼接使用时，可控制每一投影装置的光源模块的电流以调整每一投影装置各自的亮度以及颜色，使得所有投影装置发出的影像的色彩以及亮度可调整为一致，避免投影时画面上的物理拼接缝产生。
[0011]根据本发明一实施例，其揭露了一种亮度调校方法，适用于至少一投影装置，亮度调校方法包含以下步骤。由光源模块发出一激发光束并传递至色轮模块。转动色轮模块，当激发光束传递至色轮模块的至少一激发区时，激发区激发出一色光，其中色光的光波长与激发光束的光波长不同。设定至少一预设阀值，并藉由亮度调校装置感测色光的亮度值。当预设阀值小于色光的亮度值时，调整色光的亮度值等于预设阀值。当预设阀值大于或等于色光的亮度值时，保持色光的亮度值。
[0012]在本发明一实施例中，亮度调校方法还包含以下步骤。判断激发区是否位于激发光束的传递路径上。当激发区位于激发光束传递路径上时，光源模块发射激发光束至色轮模块。当激发光束传递至色轮模块，且色轮模块完整地转动一圈时，量测色光的亮度值。
[0013]在本发明一实施例中，亮度调校方法还包含以下步骤。当预设阀值小于色光的亮度值时，调整光源模块的供电电流，使得色光的亮度值等于预设阀值。
[0014]根据本发明另一实施例，一种亮度调校方法，适用于至少二投影装置，亮度调校方法包含以下步骤。自二光源模块分别发出二激发光束，传递二激发光束至各自对应的二色轮模块。转动二色轮模块，当每一激发光束发射至对应的色轮模块的至少一激发区时，对应的激发区分别激发出一色光，其中每一色光的光波长与对应的激发光束的光波长不同。藉由这些投影装置内各自的亮度调校装置感测二色光的亮度值。调整二色光的亮度值为一相同亮度值，其中相同亮度值为这些亮度值中的最小值。
[0015]在本发明另一实施例中，亮度调校方法还包含以下步骤。判断每一激发区是否位于对应的激发光束传递路径上。当每一激发区位于对应的激发光束传递路径上时，各光源模块各自发射激发光束至对应的色轮模块。当每一激发光束发射至对应的色轮模块，且对应的色轮模块完整地转动一圈时，量测对应的色光的亮度值。
[0016]在本发明另一实施例中，调整该至少一光源模块的供电电流，使得每一该色光的亮度值为该相同亮度值。
[0017]为让本发明上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0018]为让本发明的叙述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下:
[0019]图1A示出依照本发明一实施例的一种投影装置的示意图。
[0020]图1B示出依照本发明另一实施例的一种亮度调校的讯号传递示意图。
[0021]图2示出依照本发明另一实施例的一种亮度调校装置的示意图。
[0022]图3示出依照本发明另一实施例的一种亮度调校装置的爆炸图。
[0023]图4示出依照图1A的投影装置的色轮模块的其中一色轮的示意图。
【具体实施方式】
[0024]有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的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发明。
[0025]请参照图1A，其示出依照本发明一实施例的一种投影装置100的示意图。如图1A所示，一种投影装置100包含光源模块110、色轮模块120、投影模块160以及亮度调校装置130。投影装置100可透过亮度调校装置130改变输入光源模块110的电流强度，以保持一固定的亮度进行影像投影功能。
[0026]光源模块110在通电后发出一激发光束112。在本实施例中，光源模块110例如是激光光源，但本发明不以此为限，在其他实施例中，光源模块110也可为发光二极体光源或是激光光源与发光二极体光源的搭配。另外，本实施例所述的光源模块110为一蓝光光源，但不以此为限。应了解到，本实施例的投影装置100还包含一透镜反射镜群114，以建构一供激发光束112行进的光束传递路径。
[0027]光源模块110发出的激发光束112传递至色轮模块120后，其中色轮模块120包含荧光色轮121以及滤光色轮121’，但不限于此，亦可依实际情况设置色轮模块120可为两荧光色轮121。色轮模块120可将激发光束112激发出色光112a，应了解到，色光112a的光波长与激发光束112的光波长不同。进一步的叙述，荧光色轮121的激发区122 (以下请参照图4)可涂布波长转换物质以激发出色光112a，波长转换物质例如为荧光粉或量子点荧光粉，但不限于此。在一些实施例中，荧光色轮121可具有数个激发区122，每一激发区122可涂布不同的波长转换物质，使得激发光束112可经由色轮转动而激发出许多不同颜色的色光112a。在本实施例中，色轮模块120系由两个色轮121、121’所组成，但本发明不限于此，色轮的数量亦可为一个或三个以上。
[0028]色轮模块120激发出的色光112a可通过一亮度调校装置130。藉由亮度调校装置130分析并调整色光112a的亮度。以下请同时参照图1B、图2及图3。图1B系示出依照本发明另一实施例的亮度调校的讯号传递示意图，图2系示出依照本发明另一实施例的一种亮度调校装置130的示意图，图3系示出依照本发明另一实施例的一种亮度调校装置130的爆炸图。亮度调校装置130包含部分反射镜132、导光孔136、壳体138、感光元件139、外盖140。导光孔136连接壳体138，部分反射镜132设置于色光112a的行进路径上，用于将色光112a反射至影像模块160，并适于令部分的色光112a穿透，也就是说，部分反射镜132仅让少部分的色光112a穿透并经由导光孔136导入亮度调校装置130内以进行光亮度的分析，大部分的色光112a经由部分反射镜132的反射面反射而导向影像模块160，影像模块160将接收到的色光112a转换为影像以进行投影装置100的投影功能。感光元件139设置在部分色光112a的行进路径上，用于感测部分色光112a的亮度值。外盖140遮覆于感光元件139上，用以保护感光元件139。亮度处理模块150设置于投影装置100内，并电连接感光元件139，适于接收感光元件139发出的讯而分析出的亮度值，并透过控制供给光源模块110的电流强度来调整色光112a的亮度值。在本实施例中，感光元件139例如是由感光晶片与电路板所构成，亮度处理模块150例如是具有一中央处理器(central processingunit, CPU)的电子电路，中央处理器亦可使用德州仪器公司生产的DDP442X晶片组或其他公司所生产适合的晶片组，本发明不限于此。
[0029]本实施例的亮度调校模块130还包含一缓冲垫片134设置于部分反射镜132及导光孔136之间，以避免部分反射镜132及导光孔136直接碰撞造成刮伤或破裂，亦可缓冲亮度调校模块130整体重量承载于部分反射镜132的压力。举例来说，缓冲垫片134可为一海绵垫片。此外，部分色光112a在自部分反射镜132进入导光孔136后，会穿过壳体138进入感光元件139以供感光元件139感测色光112a的亮度。另外，导光孔136上还具有遮光片137，导光孔136亦设有刻度，遮光片137可藉由这些刻度调整导光孔136的大小以控制部分色光112a进入感光元件139的光量，以避免过量的色光112a照射感光元件139而影响感光元件139的灵敏度。
[0030]也就是说，图1A所述的投影装置100可利用一亮度调校方法来调整投影装置100出光的亮度，使得多台投影装置100拼接使用时，每一投影装置100的出光的亮度以及颜色可调整为一致。且单一投影装置100在使用时，可延长投影装置100的使用寿命。
[0031]在本发明另一实施例中，亮度调校方法 包含以下步骤:由光源模块110发出激发光束112，沿一光束传递路径传递至色轮模块120。之后，色轮模块120转动，当激发光束112传递至色轮模块120的至少一激发区122时，激发区122激发出一色光112a，其中色光112a的光波长与激发光束112的光波长不同。
[0032]在激发光束112受色轮模块120激发形成色光112a之后，色光112a行进至亮度调校装置130的部分反射镜132，大部分色光112a被部分反射镜132反射至影像模块160，影像模块160将接收到的色光112a转换为影像以进行投影装置100的投影功能，少部分的色光112a经由导光孔136进入亮度调校装置130并进行亮度的感测。
[0033]另外，由于激发光束112沿射固定路径射向荧光色轮121的激发区122，可进一步判断激发区122是否位于光束传递路径上，以供亮度处理模块150决定是否调整电流使得光源模块110发射激发光束112。当激发区122位于光束传递路径上时，亮度处理模块150控制电源使得光源模块110发射激发光束112至色轮模块120。因此，当色轮模块120完整地转动一圈时，感光元件139可接收色光112a并量测色光112a的亮度值。另外，色轮模块120可激发数种不同颜色的色光112a，也就是说，色轮模块120的荧光色轮121上有数个激发区122。当需逐一分析每一颜色的色光112a的亮度值以调整投影装置100的整体亮度时，可经由上述的步骤逐一分析每一激发区122激发出的色光112a的亮度值。
[0034]举例来说，请参照图4，图4系示出图1A的投影装置100中色轮模块120的荧光色轮121的示意图。请同时参照图1A与图4，在色轮模块120的任一色轮上，色轮具有电机，将黑色不透明胶带贴于电机轴心侧边(未示出)，利用设置于色轮旁的光侦测组件(未示出)侦测色轮转速，当黑色不透明胶带转动到侦测色轮转速之光侦测组件时，侦测色轮转速之光侦测组件收不到反射的光信号，藉由侦测到两次黑色不透明胶带经过之时间差，即可得到色轮的转速。之后，得到色轮转一圈的时间，将每个激发区122的角度加入计算，即可得到每个颜色的时间点，于每个颜色的时间点，调整电流大小。换言之，藉由色轮模块120的荧光色轮或滤光色轮的转速、荧光粉涂布区间的角度的变化，由亮度处理模块150的软件计算以得知各色光的亮度值，因此可对各色光的亮度藉控制光源模块110输出电流大小个别进行激发光束的亮度调整。
[0035]请参照图2、3，进一步地叙述，亮度处理模块150可设定至少一预设阀值。同时，感光元件139感测色光112a的亮度值并经由亮度处理模块150分析。本实施例中，亮度处理模块150还具有一阀值设定模块(未示出)电连接亮度调校装置130，阀值设定模块例如是一可供使用者输入资料的操作介面，用以设定至少一预设阀值，预设阀值例如是由使用者订定的一期望亮度值。当预设阀值小于色光112a的亮度值时，亮度处理模块150通过调整光源模块110的电流的方式来调整色光112a的亮度值等于预设阀值。当预设阀值大于或等于色光112a的亮度值时，则保持色光112a的亮度值。举例来说，色光112a分析出的亮度为5000流明，而预设阀值为4000流明，可透过亮度处理模块150调整光源模块110的电流，使得光源模块110的激发光束112的亮度为4000流明，投影装置100所投射出画面的色彩及亮度可因而保持长时间的稳定，并延缓光源模块110的衰减。
[0036]当投影装置100为复数个时，为使投影装置100投射出的拼接画面的亮度及色彩一致。藉由每一投影装置100的感光组件139可分别感测各自色光112a的亮度值，再利用每一投影装置110的亮度处理模块150可透过与外部控制单元(例如计算机)的相互连线，例如有线或无线方式，连接网络或云端(未示出)，而统合所有投影装置100的色光112a的亮度值，并将每一投影装置100的色光112a的亮度值统合为一相同亮度值，其中相同亮度值为所有投影装置100的色光112a的亮度值中的最小值。在其他实施例中，亮度处理模块150也可将每一投影装置100的伽玛(Gamma)曲线调整为一致。
[0037]综上所述，本实施例的投影装置可控制光源模块的电流以调整投影装置发出的亮度以及颜色，可延长投影装置中光源模块的使用寿命。同时，当多台投影装置拼接使用时，可控制每一投影装置的光源模块的电流以调整光源模块发出的亮度以及颜色，使得所有投影装置发出的影像的色彩以及亮度可调整为一致，避免投影时画面上的物理拼接缝产生。
[0038]虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，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，因此本发明保护范围当视后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揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用于辅助专利文件检索，并非用来限制本发明的权利范围。
[0039]附图标记列表
[0040]100:投影装置
[0041]110:光源模块
[0042]112:激发光束
[0043]112a:色光
[0044]114:透镜反射镜群
[0045]120:色轮模块
[0046]121:荧光色轮
[0047]121’:滤光色轮
[0048]122:激发区
[0049]130:亮度调校装置
[0050]132:部分反射镜
[0051]134:缓冲垫片
[0052]136:导光孔
[0053]137:遮光片
[0054]138:壳体
[0055]139:感光元件
[0056]140:上盖
[0057]150:亮度处理模块
[0058]160:影像模块。
【主权项】
1.一种投影装置，包含:一光源模块、一色轮模块、一亮度调校装置以及一亮度处理模块；其中 该光源模块用以发出一激发光束， 该色轮模块用以将来自该光源模块发出的激发光束激发出至少一色光，该色光的光波长与该激发光束的光波长不同， 该亮度调校装置包含一感光元件，该感光元件设置在该部分色光的行进路径上，用以感测该部分色光的亮度值，以及 该亮度处理模块电连接该感光元件，用以调整该色光的亮度值。2.如权利要求1所述的投影装置，其中该亮度处理模块还包含: 一阀值设定模块，电连接该亮度调校装置，用以设定至少一预设阀值，其中当该预设阀值小于该色光的亮度值时，调整该色光的亮度值等于该预设阀值，当该预设阀值大于或等于该色光的亮度值时，保持该色光的亮度值。3.如权利要求1所述的投影装置，其中该亮度调校装置还包含: 一部分反射镜，设置于该色光的行进路径上，用以反射该色光至该投影模块，并适于令部分的该色光穿透。4.如权利要求1所述的投影装置，其中该亮度调校装置还包含一导光孔、一遮光片以及一壳体，该导光孔连接该壳体，该遮光片设置于该导光孔上，用以调整该部分色光进入该感光元件的光量。5.如权利要求1所述的投影装置，其中还包括一影像模块，用以接收该色光并转换为一影像。6.一种亮度调校方法，适用于如权利要求1所述的投影装置，该亮度调校方法包含: 自该光源模块发出一激发光束，其中该激发光束传递至该色轮模块； 转动该色轮模块，当该激发光束传递至该色轮模块的至少一激发区时，该激发区适于激发出一色光，其中该色光的光波长与该激发光束的光波长不同； 藉由一阀值设定模块设定至少一预设阀值，并藉由该亮度调校装置感测该色光的亮度值，其中该阀值设定模块电连接于该亮度调校装置； 当该预设阀值小于该色光的亮度值时，调整该色光的亮度值等于该预设阀值；以及 当该预设阀值大于或等于该色光的亮度值时，保持该色光的亮度值。7.如权利要求6所述的亮度调校方法，还包含: 判断该激发区是否位于该激发光束的传递路径上； 当该激发区位于该激发光束传递路径上时，发射该激发光束至该色轮模块；以及 当该激发光束传递至该色轮模块，且该色轮模块完整地转动一圈时，量测该色光的亮度值。8.如权利要求6所述的亮度调校方法，其中当该预设阀值小于该色光的亮度值时，调整该光源模块的供电电流，使得该色光的亮度值等于该预设阀值。9.一种亮度调校方法，适用于如权利要求1所述之至少二投影装置，该亮度调校方法包含: 自该二光源模块分别发出二激发光束，这些激发光束各自传递至对应之该二色轮模块； 转动该二色轮模块，当每一该激发光束传递至对应的该色轮模块的该至少一激发区时,每一对应的该激发区激发出一色光,其中每一该色光的光波长与对应的该激发光束的光波长不同； 藉由该些投影装置内各自的该些亮度调校装置感测该二色光的亮度值； 调整该些色光的亮度值为一相同亮度值，其中该相同亮度值为该些亮度值中的最小值。10.如权利要求9所述的亮度调校方法，还包含: 判断每一该激发区是否位于对应的该激发光束的传递路径上； 当每一该激发区位于对应的该激发光束传递路径上时，发射对应的该激发光束至对应的该色轮模块；以及 当每一该激发光束传递至对应的该色轮模块，且对应的该色轮模块完整地转动一圈时，量测对应的该色光的亮度值。11.如权利要求9所述的亮度调校方法，其中还包含: 调整该至少一光源模块的供电电流，使得每一该色光的亮度值为该相同亮度值。
【专利摘要】本发明提供一种投影装置与其亮度调校方法，投影装置包含：光源模块、色轮模块、亮度调校装置以及亮度处理模块，光源模块用以发出激发光束，色轮模块用以将来自光源模块发出的激发光束激发出至少一色光，亮度调校装置包含感光元件设置在部分色光的行进路径上以及亮度处理模块，电连接该感光元件，用以调整该色光的亮度值。亮度调校方法包含：光源模块发出激发光束，激发光束传递至色轮模块。转动色轮模块，当激发光束传递至色轮模块的激发区时，激发出色光。设定预设阀值，藉由亮度调校装置感测色光的亮度值。当预设阀值小于色光的亮度值时，调整色光的亮度值等于预设阀值。当预设阀值大于或等于色光的亮度值时，保持色光的亮度值。
【IPC分类】G03B21/20, G03B21/14
【公开号】CN104880890
【申请号】CN201410068685
【发明人】洪晨修, 倪百男
【申请人】中强光电股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月27日
【公告号】US20150241764