投影显示装置的制作方法

本发明是有关于一种投影显示装置，尤其是关于一种可扩充多画面拼接投影功能的投影显示装置。

背景技术：

近年来，随着软硬体技术的发展，多画面拼接投影技术已广泛应用于各领域，如展览展示、广告行销、游戏娱乐等。

多画面拼接投影技术主要是将显示讯号源以多通道方式分配给多台投影机，再将各投影机所投射出的画面进行拼接(warping)、融合(blending)等处理，以合并成巨幅的投影画面。

然而，传统多画面拼接投影操作的调校程序费时又费工，且投影机本身通常不具备拼接调校参数的储存机制，故每当投影机启动电源，使用者往往需通过电脑或其他设定装置对各投影机的投影画面进行调校以完成画面拼接，如此不仅造成操作上的不便，更耗费时间、降低使用者体验。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种投影显示装置，节省设定所需的时间，进而改善使用者体验。

本发明一种投影显示装置，包括：

光学投影组件，用以投影画面；

壳体，用以容置该光学投影组件；以及

插槽，设置于该壳体的表面，并电性连接该光学投影组件，该插槽允许自该壳体外部插入功能性印刷电路板，其中该功能性印刷电路板具有用以接收第一外部显示讯号的第一视讯输入端口，并预存投影校准设定，该功能性印刷电路板用以基于该投影校准设定，将该第一外部显示讯号转换为校准后显示讯号，以供该光学投影组件基于该校准后显示讯号，投影适用于多画面拼接投影操作的区域画面。

优选的，该功能性印刷电路板还包括记忆体、处理电路和视讯输出端口。记忆体，用以储存该投影校准设定。处理电路耦接该储存模组以及该第一视讯输入端口，用以依据该投影校准设定调变该第一外部显示讯号，以产生该校准后显示讯号。视讯输出端口耦接该处理电路，用以将该处理电路所产生的该校准后显示讯号传递至该光学投影组件。其中该处理电路包括显示讯号处理逻辑，该显示讯号处理逻辑包括显示分配单元、融合校准单元、拼接校准单元和识别码产生单元。显示分配单元，用以依据该投影校准设定，分割该第一外部显示讯号所对应的输入讯框，以决定该区域画面的讯框大小及位置；融合校准单元，用以依据该投影校准设定，调整该第一外部显示讯号，以改变该区域画面的亮度值及/或色彩值；拼接校准单元，用以依据该投影校准设定，调整该第一外部显示讯号，以改变该区域画面的投影几何形状及/或像素偏移位置；识别码产生单元，用以依据该投影校准设定，决定该投影显示装置在多画面拼接投影系统中的装置识别码。

优选的，该功能性印刷电路板还包括：控制讯号输入端口，耦接该处理电路，用以自外部接收显示控制讯号；其中该处理电路还用以回应该显示控制讯号，调整该投影校准设定中的一个或多个参数值，并将调整后的该一个或多个参数值存入该记忆体。

优选的，该处理电路还包括控制逻辑，耦接该显示讯号处理逻辑，用以在该投影显示装置电源启动后，控制该显示讯号处理逻辑自该记忆体读取该投影校准设定，以依据该投影校准设定调变该第一外部显示讯号并产生该校准后显示讯号。

优选的，当该功能性印刷电路板插入该插槽，该功能性印刷电路板从已启动电源的该投影显示装置接收运作所需的电源。

优选的，还包括第二视讯输入端口，用以接收第二外部显示讯号，该第二视讯输入端口设置于该壳体的该表面，并电性连接该光学投影组件；其中在该功能性印刷电路板插入该插槽时，该光学投影组件选择性地基于接收自该第一视讯输入端口的该校准后显示讯号，投影适用于该多画面拼接投影操作的该区域画面，并在该功能性印刷电路板未插入该插槽时，该光学投影组件选择性地基于接收自该第二视讯输入端口的该第二外部显示讯号，投影适用于单画面投影操作的全域画面。

优选的，当该功能性印刷电路板插入该插槽，该功能性印刷电路板通过锁附机构而固定于该机壳上。

优选的，该功能性印刷电路板连同该锁附机构的体积小于等于30×150×100立方毫米。

优选的，该功能性印刷电路板的体积小于等于20×130×100立方毫米。

优选的，该投影校准设定包括该区域画面的亮度校准参数、颜色校准参数、画面分割配置参数、形变校准参数至少其一。

与现有技术相对比，本发明提出的投影显示装置在其壳体上设置有至少一插槽，以允许插入可实现多画面拼接投影功能的多功能印刷电路板。使用者可选择是否购置多功能印刷电路板，以决定是否扩充装置的多画面拼接投影功能，进而增加消费的弹性。此外，多功能印刷电路板具有储存投影校准设定以及处理显示讯号的能力，使用者无需重复进行设定，而只需对投影显示装置插入已设定好的多功能印刷电路板即可自动完成多画面拼接投影操作的相关设定，如此不仅省去操作上的不便，更节省设定所需的时间，进而改善使用者体验。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依据本发明一实施例的投影显示装置的示意图。

图2绘示依据本发明一实施例的功能性印刷电路板的方块图。

图3A绘示依据本发明一实施例的投影显示装置的插槽的示意图。

图3B绘示依据本发明一实施例的功能性印刷电路板的示意图。

图3C绘示依据本发明一实施例的功能性印刷电路板插置于投影显示装置的示意图。

图4绘示依据本发明一实施例的多画面拼接投影系统的示意图。

图5A～图5C绘示在不同操作情境下的拼接画面的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

图1绘示依据本发明一实施例的投影显示装置100的示意图。如图1所示，投影显示装置100包括光学投影组件102、壳体104以及一个或多个插槽106。

光学投影组件102用以投影画面。光学投影组件102例如包括投影成像处理器(projection imager processor)、投影成像元件(projection imager)、光源系统(illumination system)、电源系统(power driver)等，可产生光源并将光源所发出的光束投射至外部以形成投影画面。

壳体104用以容置光学投影组件102。壳体104具有至少一开口，以供光学投影组件102对外投射光束。

插槽106设置于壳体104的表面，并电性连接光学投影组件102。插槽106允许自壳体104外部插入功能性印刷电路板108。举例来说，插槽106内部具有一个或多个金属连接点(如金属接脚)。当功能性印刷电路板108插置入插槽106当中，功能性印刷电路板108可通过该一个或多个金属连接点电性连接至光学投影组件102以传递讯号。

功能性印刷电路板108具有用以接收第一外部显示讯号DS1的第一视讯输入端口110，功能性印刷电路板108预存投影校准设定。第一视讯输入端口110例如是高画质多媒体介面(High Definition Multimedia Interface，HDMI)输入端口，亦可是其他任意类型的视讯传输接口。

功能性印刷电路板108可基于投影校准设定，将第一外部显示讯号DS1转换为校准后显示讯号DS’，以供光学投影组件102基于校准后显示讯号DS’，投影适用于多画面拼接投影操作的区域画面。举例来说，若输入讯框(frame)的显示讯号为第一外部显示讯号DS1，则区域画面将呈现该输入讯框的部分画面内容。

第二视讯输入端口112用以接收第二外部显示讯号DS2。第二视讯输入端口112属于设置在投影显示装置100本机上的视讯输入端口，其可以是HDMI输入端口或其他任意类型的视讯传输接口。如图1所示，第二视讯输入端口112设置于壳体104的表面，并电性连接光学投影组件102。在功能性印刷电路板108插入插槽106时，投影显示装置100形同扩增多画面拼接投影功能，光学投影组件102可选择性地基于接收自第一视讯输入端口110的校准后显示讯号，投影适用于多画面拼接投影操作的区域画面。反之，在功能性印刷电路板108未插入插槽106时，光学投影组件102将选择性地基于接收自第二视讯输入端口112的第二外部显示讯号DS2，投影适用于单画面投影操作的全域画面。举例来说，若输入讯框的显示讯号为第二外部显示讯号DS2，则适用于单画面投影操作的全域画面将呈现该输入讯框的完整画面内容。

图2绘示依据本发明一实施例的功能性印刷电路板108的方块图。如图2所示，功能性印刷电路板108除了第一视讯输入端口110，还包括记忆体202、处理电路204以及视讯输出端口206。在一实施例中，功能性印刷电路板108还可包括控制讯号输入端口220，用以接收显示控制讯号CS。

记忆体202可以是任意形式的非挥发性记忆体，用以储存投影校准设定。投影校准设定例如包括投影显示装置100所投影的区域画面的亮度校准参数、颜色校准参数、画面分割配置参数、形变校准参数至少其一。在一实施例中，记忆体202还储存功能性印刷电路板108的识别码。

处理电路204耦接记忆体202以及第一视讯输入端口110，用以依据存于记忆体202的投影校准设定调变第一外部显示讯号DS1，以产生校准后显示讯号DS’。举例来说，第一视讯输入端口110会先解析接收到的第一外部显示讯号DS1，再将解析后的第一外部显示讯号DS1提供给处理电路204进行调变并产生校准后显示讯号DS’。

视讯输出端口206耦接处理电路204，用以将处理电路204所产生的校准后显示讯号DS’传递至光学投影组件102。举例来说，视讯输出端口206会对校准后显示讯号DS’进行封装，以将其输出至光学投影组件102。

处理电路204例如包括显示讯号处理逻辑208。在一实施例中，处理电路204还包括控制逻辑218。

显示讯号处理逻辑208例如包括显示分配单元210、融合校准单元212、拼接校准单元214以及识别码产生单元216。

显示分配单元210用以依据投影校准设定，分割第一外部显示讯号DS1所对应的输入讯框，以决定区域画面的讯框大小及位置。

融合校准单元212用以依据投影校准设定，调整第一外部显示讯号DS1，以改变区域画面的亮度值及/或色彩值。

拼接校准单元214用以依据投影校准设定，调整第一外部显示讯号DS1，以改变区域画面的投影几何形状及/或像素偏移位置。

识别码产生单元216用以依据投影校准设定，决定投影显示装置100在多画面拼接投影系统中的装置识别码。

控制逻辑218耦接显示讯号处理逻辑208，用以在投影显示装置100电源启动后(且控制讯号输入端口220尚未接收显示控制讯号CS前)，控制显示讯号处理逻辑208自记忆体202读取(load)投影校准设定，以依据内存的投影校准设定调变第一外部显示讯DS1并产生校准后显示讯号DS’。

上述的显示讯号处理逻辑208、控制逻辑218以及显示讯号处理逻辑208中的各单元可例如以逻辑电路、软体程式、韧体或其组合来实现。

控制讯号输入端口220可供功能性印刷电路板108与外部装置(如电脑)电性连接。控制讯号输入端口220可以是通用序列汇流排(Universal Serial Bus，USB)端口或其他任意类型的通讯连接端口。

如图2所示，控制讯号输入端口220耦接处理电路204，并可自外部接收显示控制讯号CS。在接收显示控制讯号CS之后，处理电路204将回应显示控制讯号CS调整投影校准设定中的一个或多个参数值，并将调整后的一个或多个参数值存入记忆体202，以完成投影校准设定的更新。

在一实施例中，功能性印刷电路板108采用和投影显示装置100共用电源的设计。也就是说，在功能性印刷电路板108插入插槽106后，功能性印刷电路板108即可直接从已启动电源的投影显示装置100接收运作所需的电源，而不需在功能性印刷电路板108上配置独立的供电电路以及电源开关。

接着请参考图3A～图3C。图3A绘示依据本发明一实施例的投影显示装置100的插槽106的示意图。图3B绘示依据本发明一实施例的功能性印刷电路板108的示意图。图3C绘示依据本发明一实施例的功能性印刷电路板108插置于投影显示装置100的示意图。

如图3A所示，壳体104的侧面设置有两个插槽106，以供功能性印刷电路板108择一插置其中。投影显示装置100本机上的第二视讯输入端112亦和插槽106设置于壳体104的同一侧面。为方便说明，图3A省略其他可能配置于投影显示装置100的电性连接端口。且可以理解的是，各插槽106在壳体104上的相对位置、以及各电性连接端口之间的相对位置，皆可视实际的机构规划、需求而作调整。

插槽106被设计成可容置功能性印刷电路板108。如图3B、图3C所示，当施加外力将功能性印刷电路板108插入插槽106，功能性印刷电路板108将逐渐没入插槽106，最终使得功能性印刷电路板108上的第一视讯接收端口110以及控制讯号输入端口220所共有的表面与机壳104的表面切齐。在一实施例中，当功能性印刷电路板108插入插槽106，功能性印刷电路板108还可通过锁附机构302而固定于机壳104上。锁附机构302可例如以固定架、旋钮、螺丝等固定组件及/或其组合来实现。

在一实施例中，功能性印刷电路板108连同锁附机构302的体积小于等于30×150×100立方毫米。又一实施例中，功能性印刷电路板108(不含锁附机构302)的体积小于等于20×130×100立方毫米。

图4绘示依据本发明一实施例的多画面拼接投影系统40的示意图。在此实施例中，多画面拼接投影系统40包括两个投影显示装置100A及100B。在其他实施例中，多画面拼接投影系统40可包括K个投影显示装置，其中K为大于1的自然数。

投影显示装置100A及100B例如是前述实施例的已插置功能性印刷电路板108的投影显示装置100。如图4所示，投影显示装置100A包括光学投影组件102A以及功能性印刷电路板108A，投影显示装置100B包括光学投影组件102B以及功能性印刷电路板108B。

显示讯号源402可传送欲投影的第一显示讯号DS1至功能性印刷电路板108A以及108B。功能性印刷电路板108A以及108B可分别基于各自预存的投影校准设定，将接收到的第一显示讯号DS1转换成各自对应的校准后显示讯号DS’_A以及DS’_B，以分别供光学投影组件102A以及102B投影对应的区域画面。

举例来说，使用者可先通过控制讯号源404(如个人电脑)分别对功能性印刷电路板108A及108B发送显示控制讯号CS_A以及CS_B以进行设定，以规划投影显示装置100A、100B分别投影输入讯框的左半画面内容以及右半画面内容。使用者更可通过控制讯号源404对功能性印刷电路板108A及108B设定关于左半画面以及右半画面的亮度校准值、形变校准值、色彩校准值等，使投影显示装置100A所投影出的左半画面可和投影显示装置100B投影出的右半画面两者间可精准且适当地拼接融合成单一张拼接画面。

在完成设定后，功能性印刷电路板108A及108B将储存各自对应的投影校准设定。之后，使用者只需将功能性印刷电路板108A及108B分别插置入投影显示装置100A及100B并开启电源，即便未和控制讯号源404电性连接，功能性印刷电路板108A及108B仍能自动从各自的内建记忆体中载入投影校准设定，并据以处理接收到的第一显示讯号DS1，使投影显示装置100A及100B分别投影出校准后的区域画面，以适当、精准地呈现单一张拼接画面。

在一实施例中，功能性印刷电路板108A及108B中的投影校准设定在出厂时即设定完成。使用者可视需求将功能性印刷电路板108A及108B与控制讯号源404电性连接，以通过控制讯号源404变更功能性印刷电路板108A及108B中所预存的投影校准设定。

图5A～图5C绘示在不同操作情境下的拼接画面的示意图。在图5A的例子中，输入讯框502的显示讯号(如第一显示讯号)经由双通道而被分配至多画面拼接投影系统中的两投影显示装置，各投影显示装置再依据接收到的显示讯号调变欲投影的画面。

输入讯框502例如包括M×N个最小显示讯号单元(如像素)，其中M、N为自然数。两投影显示装置的功能性印刷电路板会将输入讯框502切割成大小为(M/2)×N的左画面504以及右画面506。

在一实施例中，当投影显示装置的功能性印刷电路与控制讯号源电性连接，控制讯号源将允许使用者指派所连接的投影显示装置所投影的区域画面。以图4为例，使用者可通过控制讯号源404发送显示控制讯号CS_A以及CS_B，以分别控制投影显示装置100A投影左画面504，并控制投影显示装置100B投影右画面506。

在一实施例中，控制讯号源允许使用者调整左画面504及右画面506的几何形状，并且补偿因光学像差、直线经过镜头成像出现弯曲的现象。

又一实施例中，控制讯号源允许使用者指派连接的投影显示装置选定的融合区。如图5A所示，左画面504的边界E1至E2的区间与右画面506之边界E1’至E2’的区间的讯框内容相同。此讯框内容相同的区间定义为融合区。使用者可例如通过控制讯号源调整左画面504及/或右画面506中特定像素的位置偏移量，以达到融合区中像素对像素(pixel by pixel)地迭合。

又一实施例中，控制讯号源允许使用者调整融合区中的伽玛值(Gamma)及/或增益值(Gain)，使拼接画面508的画面亮度、颜色均匀。使用者更可通过控制讯号源调整非融合区中的伽玛值及/或增益值，使多画面拼接投影系统在投影黑画面时，画面亮度均匀。

上述各调整参数在设定完成后将被储存在功能性印刷电路板当中，以作为预存的投影校准设定。之后，即便功能性印刷电路板未与控制讯号源连接，在投影显示装置启动后，功能性印刷电路板仍可基于储存的投影校准设定对接收的显示讯号进行处理，以产生适用于多画面拼接投影操作的校准后显示讯号。

在图5B的例子中，输入讯框510的显示讯号经由双通道而被分配至多画面拼接投影系统中的两投影显示装置，其中输入讯框510系被切割成大小为M×N’的上画面512以及下画面514，其中N’大于或等于N/2。

在一实施例中，控制讯号源允许使用者指派所连接的投影显示装置所投影的区域画面。以图4为例，使用者可通过控制讯号源404发送显示控制讯号CS_A以及CS_B，以分别控制投影显示装置100A投影上画面512，并控制投影显示装置100B投影下画面514。

在一实施例中，控制讯号源允许使用者调整上画面512及下画面514的几何形状，并且补偿因光学像差、直线经过镜头成像出现弯曲的现象。

又一实施例中，控制讯号源允许使用者指派连接的投影显示装置选定的融合区，如图5B所示，上画面512的边界E3至E4的区间与下画面514的边界E3’至E4’的区间两者讯框内容相同。此讯框内容相同的区间定义为融合区。使用者可例如通过控制讯号源调整上画面512及/或下画面514中特定像素的位置，以达到融合区中像素对像素地迭合。

又一实施例中，控制讯号源允许使用者调整融合区中的伽玛值及/或增益值，使拼接画面516的画面亮度、颜色均匀。使用者更可通过控制讯号源调整非融合区中的伽玛值及/或增益值，使多画面拼接投影系统在投影黑画面时，画面亮度均匀。

上述各调整参数在设定完成后将被储存在功能性印刷电路板当中，以作为预存的投影校准设定。

在图5C的例子中，输入讯框518的显示讯号经由四通道而被分配至多画面拼接投影系统中的四个投影显示装置，其中输入讯框518被切割成大小为M’×N’的左上画面520、右上画面522、左下画面524以及右下画面526，其中M’大于或等于M/2，N’大于或等于N/2。通过适当地拼接、融合处理，左上画面520、右上画面522、左下画面524以及右下画面526将拼接成单一张拼接画面528。

在一实施例中，控制讯号源允许使用者指派四个投影显示装置以分别投影左上画面520、右上画面522、左下画面524以及右下画面526。在一实施例中，控制讯号源还允许使用者调整左上画面520、右上画面522、左下画面524以及右下画面526的几何形状，并且补偿因光学像差、直线经过镜头成像出现弯曲的现象。

又一实施例中，控制讯号源允许使用者指派连接的投影显示装置选定的融合区。如图5C所示，左上画面520的边界E51至E61的区间与右上画面522的边界E52至E62的区间两者讯框内容相同。左上画面520的边界E71至E81的区间与左下画面524的边界E73至E83的区间两者讯框内容相同。右上画面522的边界E72至E82的区间与右下画面526的边界E74至E84的区间两者讯框内容相同。左下画面524的边界E53至E63的区间与右下画面526的边界E54至E64的区间两者讯框内容相同。上述讯框内容相同的区间定义为融合区。使用者可通过控制讯号源调整各区域画面(左上画面520、右上画面522、左下画面524、右下画面526)中特定像素的位置，以达到融合区中像素对像素地迭合。

又一实施例中，控制讯号源允许使用者分别调整各融合区中的伽玛值及/或增益值，使拼接画面528的画面亮度、颜色均匀。使用者更可通过控制讯号源调整非融合区中的伽玛值及/或增益值，使多画面拼接投影系统在投影黑画面时，画面亮度均匀。

类似地，上述各调整参数在设定完成后将被储存在功能性印刷电路板当中，以作为预存的投影校准设定。

综上所述，本发明提出的投影显示装置在其壳体上设置有至少一插槽，以允许插入可实现多画面拼接投影功能的多功能印刷电路板。使用者可选择是否购置多功能印刷电路板，以决定是否扩充装置的多画面拼接投影功能，进而增加消费的弹性。此外，多功能印刷电路板具有储存投影校准设定以及处理显示讯号的能力，使用者无需重复进行设定，而只需对投影显示装置插入已设定好的多功能印刷电路板即可自动完成多画面拼接投影操作的相关设定，如此不仅省去操作上的不便，更节省设定所需的时间，进而改善使用者体验。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。