投影机的制作方法

文档序号:18365577发布日期:2019-08-07 01:13阅读:241来源:国知局
本实用新型是有关于一种投影机,且特别是有关于一种能根据投影画面的画面尺寸(imagesize)自动调整投影机亮度至适合的观看亮度的投影机。
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::一般使用者都希望投影机的亮度规格越亮越好。然而,若使用高亮度投影机将影像投影在较小的投影画面并同时在关灯的环境进行上述操作,则很容易因为投影画面的亮度过亮造成使用者的眼睛疲劳,甚至会伤害到使用者的眼睛。例如在家中,投影机处于家庭剧院模式下。一般人常常对流明(Lumen)与亮度的概念产生混淆。流明是光通量(luminousflux)的单位,代表了单位时间辐射光的能量大小,也可理解为光源在单位时间发出的光子数量。亮度是指物体的明暗程度,并可定义为单位面积的发光强度。亮度的单位是尼特(nit)。尼特等于烛光除以米平方(例如,1nit=1cd/m2)。使用者是透过投影平面的反射画面来感受投影机的亮度。举例来说,当投影机以固定的3000流明的光通量将影像光束投影在不同尺寸的投影画面时,投影距离越近则投影画面尺寸越小且投影画面的亮度越高。反之,投影距离越远则投影画面尺寸越大且投影画面的亮度越低。一般液晶显示器或液晶荧幕的亮度大约以500尼特(nits)为基准。然而,当使用者使用3000流明的投影机时,除非投影画面的画面尺寸相当大(例如,大于80吋),否则投影画面的亮度常常会远大于500尼特。这会对使用者的眼睛造成疲劳或伤害。表一为3000流明的投影机在不同尺寸的投影画面的亮度的对照表。表一因此,如何在投影画面的亮度过亮时自动调低投影机亮度是本领域技术人员应致力的目标。“
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实用新型内容本实用新型提供一种投影机,在投影画面的亮度过亮时自动调低投影机亮度至适合的观看亮度。本实用新型提出一种投影机,包括:距离感测器,用于检测投影机与投影平面之间的距离;光源及亮度控制电路,光源用于提供照明光束,亮度控制电路用于控制光源;处理器,耦接到距离感测器、光源及亮度控制电路。处理器根据距离计算得到投影平面的投影画面的画面尺寸,且处理器根据投影画面的画面尺寸指示光源调整照明光束的光通量,用于产生投影画面的目标亮度值。基于上述,本实用新型的投影机检测投影机到投影平面的距离,根据上述距离换算投影画面的画面尺寸,再根据画面尺寸调整照明光束的光通量,以产生适合使用者观看的投影画面的目标亮度值。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为根据本实用新型一实施例的投影机的方块图。图2为根据本实用新型一实施例的投影机的示意图。图3为根据本实用新型一实施例的投影画面的画面尺寸与投影距离的示意图。图4为根据本实用新型一实施例的亮度调整方法的流程图。附图标记说明100:投影机110:距离感测器120:光源及亮度控制电路130:处理器131:储存装置140:光阀150:投影镜头160:环境光感测器180:环境光源190:投影平面L1:照明光束L2:影像光束D:距离S401~S409:亮度调整方法的步骤。具体实施方式图1为根据本实用新型一实施例的投影机的方块图。图2为根据本实用新型一实施例的投影机的示意图。请参照图1及图2,本实用新型一实施例的投影机100包括距离感测器110、光源及亮度控制电路120及处理器130。处理器130耦接(电连接)到距离感测器110及光源及亮度控制电路120。距离感测器110可检测距离感测器110与投影平面190之间的距离D。也就是距离感测器110可检测投影机100与投影平面190之间的距离D。距离感测器110例如是接近感测器(proximitysensor)。此外,距离感测器110可以利用红外线、雷射、超音波、声波、光电感应等方式来进行距离检测,不加以限制。光源及亮度控制电路120,光源例如是灯泡、发光二极管(LightEmittingDiode,LED)、激光光源(laserlightsource)或其他类似发光元件。亮度控制电路例如是此领域可知的电路用于提供电流给光源,以控制光源的输出光通量。亮度控制电路则接收处理器130的控制,用于调整光源输出的照明光束L1的光通量。处理器130例如是微处理控制单元(MicroprocessorControlUnit,MCU)或其他类似元件。处理器130可指示光源及亮度控制电路120调整照明光束L1的光通量。光阀140可用于调变照明光束L1。若影像信号源(例如投影机外部的电脑或智能手机)将影像信号传输至投影机100中,并通过处理器130将影像信号输入至光阀140,则光阀140会将照明光束L1转换为影像光束L2。影像光束L2再透过投影镜头150投射到投影平面190。投影平面190例如是投影幕或墙壁。投影机100还可包括环境光感测器160用以感测环境光源180所发出的环境光并将环境光亮度对应的数值传送到处理器130。在一实施例中,处理器130根据距离D计算得到投影平面190上的投影画面的画面尺寸。具体来说,处理器130根据距离D、投影机100预设的投射比(throwratio)及投影机100预设的投影画面的长宽比,来计算投影画面的尺寸。图3为根据本实用新型一实施例的投影画面的画面尺寸与投影距离的示意图。请参照图3,以投影画面的画面尺寸为50吋为例子,当距离感测器110检测到距离D=140cm时,处理器130可根据投影机100默认(default)/预设的投射比1.41及预设的投影画面的长宽比4:3,计算出投影画面的长宽分别为100cm及76cm,并根据投影画面的长宽,进一步计算出投影画面的对角线长度为50吋。投射比为投影距离与投影画面的长的比值,且投影画面的长宽比为投影画面的长与宽的比值。值得注意的是,图3中的8cm、13cm、16cm及23cm可随着投影机100的光轴与水平面的夹角不同而有所不同。在处理器130计算出距离D对应的画面尺寸后,处理器130根据投影画面的画面尺寸指示光源及亮度控制电路120调整照明光束L1的光通量,用于产生投影画面预设的目标亮度值(例如,使用者舒适的亮度515nits)。在一实施例中,处理器130透过查找表(lookuptable)的画面尺寸及光源及亮度控制电路120的照明光束L1的光通量来查找得到投影画面的第一亮度值,当第一亮度值大于预定亮度值(例如,515nits)时,处理器130指示光源及亮度控制电路120根据预定比例(ratiochangeway)调低光通量,使得投影画面的目标亮度值与预定亮度值的差值小于误差值。在一实施例中,处理器130透过查找表(lookuptable)的画面尺寸及光源及亮度控制电路120的照明光束L1的光通量来查找得到投影画面的第一亮度值,当第一亮度值小于或近似预定亮度值(例如,515nits)时,处理器130则不指示光源及亮度控制电路120调整光通量。查找表可储存在储存装置131中。储存装置131例如是电可擦可编程只读存储器(Electrically-ErasableProgrammableRead-OnlyMemory,EEPROM)或其他类似元件,并可设置于处理器130中或设置于处理器130外并耦接到处理器130。表二为查找表的范例。表二(以光通量为3000为例)在一实施例中,处理器130透过计算方程式输入的画面尺寸及光源的照明光束的光通量来计算得到投影画面的第一亮度值。当第一亮度值大于预定亮度值时,处理器130指示光源及亮度控制电路120根据预定比例调低光通量,使得投影画面的目标亮度值与预定亮度值的差值小于误差值。举例来说,处理器130可执行储存于储存装置131的固件以透过固件中的计算方程式输入的画面尺寸及光源的照明光束的光通量来计算得到投影画面的第一亮度值。以画面尺寸为10吋且光通量为3000为例,处理器130计算出的第一亮度值等于32937。由于第一亮度值32937大于预定亮度值,因此处理器130会指示光源及亮度控制电路120根据预定比例(例如,1/64)调低光通量(即,将光通量调低64倍),使得投影画面的目标亮度值(515nits)与预定亮度值(515nits)的差值小于误差值。以表二为例,可知误差值约为(515-513)/515x100%=0.4%,但不以此为限。在其他实施例中误差值可设为1%以下。在一实施例中,光源及亮度控制电路120中的光源例如是固态光源或灯泡(lamp)。当光源为固态光源时,光源及亮度控制电路120透过调整电流或调整工作周期(Dutycycle)与色序(Colorsequence)来调整光通量。当光源为灯泡时,光源及亮度控制电路120透过调整灯泡瓦数及色序来调整光通量。在一实施例中,处理器130透过环境光感测器160获得环境光亮度。当环境光亮度大于第一阈值则处理器130指示光源及亮度控制电路120根据环境光亮度调高照明光束L1的光通量。当环境光亮度小于第二阈值则处理器130指示光源及亮度控制电路120根据环境光亮度调低光通量。第一阈值大于第二阈值。举例来说,假设适中的环境光亮度为100nits,第一阈值为120nits且第二阈值为80nits。当环境光亮度为150nits时,处理器130指示光源及亮度控制电路120调高照明光束的光通量使得投影画面的亮度能增加50nits(即150nits-100nits=50nits),来抵消环境光的影响以增加可视性。当环境光亮度为70nits时,处理器130指示光源及亮度控制电路120调低照明光束的光通量使得投影画面的亮度能减少30nits(即,100nits-70nits=30nits)。当然,增加或减少的环境光亮度也可乘上预设参数以获得更好的使用者体验。在一实施例中,投影机100还可设置一个颜色感测器在光路旁,来感测照明光束L1及/或影像光束L2的色温,使得增加光通量或减少光通量之后的照明光束L1及/或影像光束L2可维持相同的色温。在色温校正过程中,也可同时建立每个显示模式的亮度及色彩的表(table),并将此表储存在储存装置130中。透过环境光感测器160可达成智能亮度调整,而此智能亮度调整功能也可于荧幕上显示(OnScreenDisplay,OSD)项目提供使用者选择开启(on)或关闭(off)。图4为根据本实用新型一实施例的亮度调整方法的流程图。请参照图4,在步骤S401中,检测投影机与投影平面之间的距离。在步骤S402中,根据距离计算得到投影平面上的投影画面的画面尺寸。在步骤S403中,根据画面尺寸及光源的照明光束的光通量来获得投影画面的第一亮度值。在步骤S404中,判断第一亮度值是否大于预定亮度值。若第一亮度值大于预定亮度值,在步骤S405中,指示光源根据预定比例调低光通量,使得投影画面的目标亮度值与预定亮度值的差值小于误差值。若第一亮度值不大于预定亮度值,在步骤S406中,维持光源的光通量。在步骤S407中,判断环境光亮度是否大于第一阈值或小于第二阈值。若环境光亮度大于第一阈值或小于第二阈值,在步骤408中,根据环境光亮度调整光源的光通量。若环境光亮度不大于第一阈值且不小于第二阈值,在步骤S409中,维持光源的光通量。综上所述,本实用新型的投影机可利用检测投影机到投影平面的距离,根据上述距离换算投影画面的画面尺寸,再根据画面尺寸调整照明光束的光通量,以产生适合使用者观看的投影画面的目标亮度值。此外,本实用新型的投影机还可根据环境光亮度来调整光通量。因此,本实用新型的投影机可避免使用者眼睛疲劳或伤害使用者眼睛、节省能源、并延长投影机的使用寿命。虽然本实用新型已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型,任何本领域技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作些许的更改与修饰,故本实用新型的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。以上所述,仅为本实用新型的优选实施例而已,当不能以此限定本实用新型实施的范围,即所有依本实用新型申请专利范围及本实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修改,皆仍属本实用新型专利覆盖的范围内。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的全部目的或优点或特点。此外,摘要部分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的权利范围。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,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3 
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