专利名称：投影装置及调整影像色调的方法
技术领域：
本发明涉及一种投影装置及调整影像色调的方法，尤其涉及一种通过控制分色设备的转速达到调整显示影像输出的投影装置及调整影像色调的方法。
背景技术：
当今用来产生全彩影像的显示装置大多借助于投影三种单一色彩，即红、蓝与绿色来成像。透过观看者的眼睛，这些单一色彩在输出后结合一起，可以得到视觉上的全彩效果。随着工商活动、互动教学的发展，投影机已逐渐成为各类活动不可缺少的影像显示装置。而影像显示技术亦由较早期的液晶显示(LCD)，发展到数字化光处理(digital light processing，DLP)。数字化光处理技术(DLP)是采用反射光原理，其关键在于空间光调制器(spatial lightmodulator，SLM)，或如一般公知的数字微反射镜组件(digital micromirrordevice，DMD)。数字化光处理技术具有较高的分辨率，并常使用于直接观看的显示器与投影式显示器。
数字微反射镜组件由数以百计或千计的微小的镜子数组所组合，且每一面镜子对应影像中的一个像素。当影像显示装置利用数字微反射镜组件以及合适的滤光片时，透过单一光源的照射，可产生三种主色，即红、绿与蓝色的影像。在空间光调制器中用来产生彩色影像的称之为色序滤光器(sequential color filter)。输出的影像中所有的像素都是依序被滤光片过滤后组成的。一般而言，在这种型式的系统中为了使显示装置能输出全彩影像，通常使用具有红、绿、与蓝三色滤光片的色轮(color wheel)作为色序滤光器。因此，光线需先由色轮过滤成相对应的色彩，然后再入射至空间光调制器以显示影像中的每一个像素的色彩。
典型的色轮为具有多个滤光片的圆盘型色轮。当然，其它形状的的色轮也是可行的，例如可旋转的鼓形色轮，或者是多边形色轮等。当白光光束入射至色轮上时，滤光片过滤白光以形成三种主色光的光束。每一主色光在色轮上应至少具有一片滤光片。
一般而言，色轮的旋转速度需足够快，使得在输出影像的过程中至少有一种主色能够显现一段时间。因此，若色轮旋转更快，或使用更多滤光片的色轮，都可减少在输出影像时发生影像颜色不能衔接与分离的现象。
当色轮上的滤光片的三种主色，即红、绿与蓝色混合时即产生白色光束。当影像显示装置输出数据类型(静态)的影像时，这种混合而成的白光可能存在亮度不够的缺点。因此，另一种具有红、绿、蓝与白色的色轮应运而生。然而，当影像显示装置使用此种色轮输出影片类型资料时，由于各种颜色的逻辑分率是固定的，将发生影像色彩饱和度不佳的情形。
因此，提供一种具有调整影像色调功能的投影装置及方法是符合实际运用的必然发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一是提供一种投影装置，其可根据环境需求或客户视觉要求调整输出影像的色调，如影像亮度或色彩饱和度。
本发明的另一要解决的技术问题是提供一种投影装置，其可根据输出影像的样态，如静态或动态影像，调整输出影像的色彩饱和度。
本发明的又一要解决的技术问题是提供一种投影装置，其通过控制分色设备的多个滤光组件的转速，以调整每一滤光组件通过光束的时间，进而调整输出影像的色调，如影像亮度或色彩饱和度。
在一实施方式中，本发明提供一种投影装置，其包括光源、分色设备及驱动设备。分色设备可以是色轮或色鼓(color drum)，其包括多个滤光组件如红、蓝、绿及白滤光片。当由光源提供的光束照射分色设备时，可选择性地形成相对应滤光组件的多个色彩光束，如红、蓝、绿及白光。驱动设备用以驱动分色设备转动，并选择性地控制分色设备的转速。驱动设备将多个滤光组件中的一预定滤光组件的转速选择性地降低与提高，以控制该预定滤光组件通过光束的时间。
本发明的再一要解决的技术问题是提供一种投影装置，其通过控制分色设备的白色滤光组件的转速，以提高色彩饱和度或提高影像亮度。在一实施方式中，驱动设备对白色滤光片的转速具有多种模式，这些模式包括普通模态、第一环境模态及第二环境模态。当投影装置处于第一环境模态时，白色滤光片具有大于处于普通模态时的转速，以增加影像的色彩饱和度，有利于动态影像的输出。当投影装置处于第二环境模态时，白色滤光片具有小于处于普通模态时的转速，这有助于增加影像的亮度。
此外，在另一实施方式中，驱动设备对多个滤光组件的转速还包括暖色系模态及冷色系模态，其借助于控制红色滤光组件的转速，以调整输出影像的色系。再者，上述投影装置还包括一操作接口，供使用者手动输入调整多个滤光组件的转速。
本发明还有一个要解决的技术问题是提供一种调整影像色调的方法，该方法用于包括多个滤光组件的分色设备。在一实施方式中，本发明方法包括提供一光源，用以投射光束；光束照射分色设备时，选择性地形成相对应的多个色彩光束；驱动分色设备转动，控制多个滤光组件的转速，使得多个滤光组件中至少两个滤光组件通过光束时具有不相同的转速。
所述多个滤光组件包括一白色滤光片，当光束投射在白色滤光片上时，提高白色滤光片的转速，以增加影像的色彩饱和度。或当光束投射在白色滤光片上时，降低白色滤光片的转速，以增加影像的亮度。再者，所述多个滤光组件包括一红色滤光片，当光束投射在红色滤光片上时，提高红色滤光片的转速，以获得一冷色系影像。或当光束投射在红色滤光片上时，降低红色滤光片的转速，以获得一暖色系影像。
图1为本发明第一实施方式的投影装置的示意图；图2为本发明第二实施方式的投影装置的示意图；以及图3为本发明调整影像色调方法的流程图。
附图标号说明10 投影装置100光源 102 分色设备104驱动设备 106 反射镜108红色滤光片 110 绿色滤光片112白色滤光片 114 蓝色滤光片20 投影装置200光源 202 分色设备
204驱动设备 206 反射镜208红色滤光片 210 绿色滤光片212白色滤光片 214 蓝色滤光片具体实施方式
本发明披露了一种投影装置及调整影像色调的方法，该装置可根据环境需求或客户视觉要求，亦或根据影像的样态如静态或动态影像，调整输出影像的色调，如亮度或色彩饱和度等等，以达到输出的影像最佳。为了使本发明的描述更加详尽与完善，下面结合图1至图3进行详细说明。
参考图1，在本发明的一实施方式中，提供了一种投影装置10，其包括一光源100、一分色设备102及一驱动设备104。投影装置10例如可以是利用数字化光处理的投影机(DLP projector)，该投影机包括一空间光调制器(spatial light modulator)，根据影像信号控制反射镜106的反射角度将经过分色设备102的光束投影在目标屏幕上，以呈现影像。在此实施方式中，光源100用以提供光束。分色设备102包括多个滤光组件，当光束照射分色设备102时，可选择性地形成相对应的多个色彩光束。驱动设备104用以驱动分色设备102转动，并选择性地控制分色设备102的转速。驱动设备104将多个滤光组件中的一个预定滤光组件的转速选择性地降低与提高，以控制预定滤光组件通过光束的时间。
如图1所示，在此实施方式中的滤光组件102为一色轮，它包括分别为红色滤光片108、绿色滤光片110、白色滤光片112及蓝色滤光片114的四个滤光组件。当光束照射分色设备102时，因驱动设备104控制分色设备102的转动，可使得不同色彩的滤光组件依序通过光束，以选择性地形成相对应的多个色彩光束，如红、绿、白及蓝色光束。本发明的一方面是利用驱动设备104改变所述多个滤光组件中的至少一个滤光组件通过光束时的转速，使其相对应不同模态时经光束照射的时间不同，以达到调整影像色调的功能。
举例而言，一般借助于控制白色滤光片112通过光束的时间可以调整影像的亮度。在一实施方式中，驱动设备104对白色滤光片112的转速进行控制，可以设定具有包括普通模态、第一环境模态及第二环境模态的多种模态。此时，普通模态可以设为投影装置10的预设模态，且具有第一转速(或预设转速)。而第一及第二模态可分别为亮环境模态及暗环境模态。亮环境模态具有大于第一转速的第二转速，以增加影像的色彩饱和度。而暗环境模态具有小于第一转速的第三转速，以增加影像的亮度。
亦即，当投影装置10用以输出静态影像时，一般对色彩的饱和度及亮度的要求较低，因此可将驱动设备104对于白色滤光片112的转速控制在普通模态。当投影装置10用以输出动态影像、亮环境，或使用者对影像色彩饱和度的要求较高时，可将驱动设备104对于白色滤光片112的转速控制在第一模态。于是，可使得白色滤光片112加速通过光束，降低其在全彩投影中的逻辑分率，进而相对提高其它色彩的分率而增加色彩饱和度。当投影装置10用于暗环境或使用者对影像的亮度要求较高时，可将驱动设备104对于白色滤光片112的转速控制在第二模态。于是，可使得白色滤光片112减速通过光束，提高其在投影中的逻辑分率，进而提高影像的亮度。
再者，一般借助于控制彩色滤光片(如红色滤光片108)通过光束的时间，可以调整影像的色调。在另一实施方式中，驱动设备104对多个滤光组件的转速进行控制，可以设定具有多种模式，如暖色系模态及冷色系模态。在暖色系模态时，驱动设备104控制分色设备102的转速，使得红色滤光片108通过光束时的转速小于绿色滤光片110、白色滤光片112及蓝色滤光片114的转速，以提供一暖色系影像。此可借助于驱动设备104降低红色滤光片108的转速使其通过光束的时间增加提高其全彩投影的逻辑分率而实现。或者，可借助于驱动设备104提高绿色滤光片110、白色滤光片112及蓝色滤光片114的转速，以相对增加红色滤光片108的逻辑分率。在冷色系模态时，驱动设备104控制分色设备102的转速使得红色滤光片108通过光束时的转速大于绿色滤光片110、白色滤光片112及蓝色滤光片114的转速，以提供一冷色系影像。此可借助于如上所述类似的方法，利用驱动设备104提高红色滤光片108的转速，或降低绿色滤光片110、白色滤光片112及蓝色滤光片114的转速来实现，因此，此处不再赘述。
本发明的投影装置100还包括一操作接口(未示出)，供使用者手动输入调整多个滤光组件的转速。亦即，投影装置100可设计成可供使用者根据其喜好手动控制输出影像的色调。举例而言，投影装置100可内建多个如上所述的模态，操作接口对应这些模态具有多个选项供使用者选择，使用者可根据其喜好选取模态以得到较适宜的影像输出。此时，每一模态中各滤光组件对应的转速均为内建，一但决定模态即决定了输出的对应影像的色调(如亮度、色彩饱和度或色系)。此外，投影装置亦可设计成供使用者手动调整单一或多个滤光组件的转速。亦即，操作接口对应多个滤光组件具有多个选项，供使用者改变单一或多个滤光组件的转速，以得到适宜的影像。此时，各滤光组件具有一预设转速，使用者借助于操作接口提高或降低对应的滤光组件的转速，以达到调整影像色调的功能。
参考图2，在本发明的第二实施方式中，提供了一种投影装置20，其包括一光源200、一分色设备202及一驱动设备204。投影装置20例如可以是利用数字化光处理的投影机，它包括一空间光调制器，根据影像信号控制反射镜206的反射角度将经过分色设备202的光束投影在目标屏幕上，以呈现影像。在此实施方式中，光源200用以提供光束。分色设备202包括多个滤光组件，当光束照射分色设备202时，可选择性地形成相对应的多个色彩光束。驱动设备204用以驱动分色设备202转动，并选择性地控制分色设备202的转速。驱动设备204将多个滤光组件中的一个预定滤光组件的转速选择性地降低与提高，以控制预定滤光组件通过光束的时间。此实施方式与前述不同之处在于分色设备202为一色鼓，该色鼓具有多个滤光组件，例如包括分别为红色滤光片208、绿色滤光片210、白色滤光片212及蓝色滤光片214的四个滤光组件。在此实施方式中，光源200设置在色鼓202内。驱动设备204控制分色设备202的转速的方法或模态，与前所述相同，在此不再赘述。
参考图3，在另一实施方式中，本发明提供一种调整投影装置的影像色调的方法。该投影装置包括多个滤光组件的分色设备，如色轮或色鼓。本发明的方法包括提供一光源，用以投射光束(步骤310)；当光束照射所述分色设备时，可选择性地形成相对应多个滤光组件的多个色彩光束(步骤320)；驱动分色设备转动，以控制多个滤光组件的转速，使得多个滤光组件中至少两个滤光组件通过光束时具有不相同的转速。
举例而言，所述多个滤光组件至少包括一白色滤光片及一非白色滤光片。当光束投射在白色滤光片上时，提高白色滤光片的转速，以增加影像的色彩饱和度。或者，当光束投射在白色滤光片上时，降低白色滤光片的转速，以增加影像的亮度。如此一来，借助于改变白色滤光片通过光束时的转速，可以改变白色滤光片通过光束的时间，进而达到调整影像色调如亮度或色彩饱和度的功能。又例如，多个滤光组件至少包括一红色滤光片及其它颜色的滤光片，如蓝、绿或白色滤光片。当光束投射在红色滤光片上时，提高红色滤光片的转速，以获得一冷色系影像。或者，当光束投射在红色滤光片上时，降低红色滤光片的转速，以获得一暖色系影像。如此一来，借助于改变红色滤光片通过光束时的转速，可以改变红色滤光片通过光束的时间，进而达到调整影像色系的功能。
值得指出的是，本发明实施方式中的分色设备具有四个滤光组件及其特定色彩，但滤光组件的数目或颜色种类不限于以上实施方式所述。
上述实施方式仅用以描述本发明，显然，本领域的技术人员可对本发明作出许多修改与改变。因此，本发明并不限于以上特定实施方式的描述，本发明权利要求书所述的保护范围包括所有符合本发明构思的修改与等同变换。
权利要求
1.一种投影装置，包括一光源，用以提供光束；一分色设备，其包括多个滤光组件，所述光束照射该分色设备以选择性地形成相对应的多个色彩光束；以及一驱动设备，用以驱动所述分色设备转动，并选择性地控制该分色设备的转速；其中，所述驱动设备将所述多个滤光组件中的一个预定滤光组件的转速选择性地降低与提高，以控制该预定滤光组件通过所述光束的时间。
2.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述多个滤光组件包括一红色滤光片、一绿色滤光片、一白色滤光片及一蓝色滤光片。
3.如权利要求2所述的投影装置，其中，所述驱动设备对所述白色滤光片的转速具有多种模式，所述模式包括所述白色滤光片具有第一转速的普通模态以及所述白色滤光片具有第二转速的第一环境模态；其中，所述第二转速大于所述第一转速，以增加影像的色彩饱和度。
4.如权利要求3所述的投影装置，其中，在所述第一环境模态时，该投影装置输出动态影像。
5.如权利要求3所述的投影装置，其中，在所述普通模态时，该投影装置输出静态影像。
6.如权利要求2所述的投影装置，其中，所述驱动设备对所述白色滤光片的转速具有多种模式，所述模式包括所述白色滤光片具有第一转速的普通模态；以及所述白色滤光片具有第三转速的第二环境模态；其中，所述第三转速小于所述第一转速，以增加影像的亮度。
7.如权利要求2所述的投影装置，其中，所述驱动设备对所述多个滤光组件的转速具有多种模式，所述模式包括一暖色系模态，所述红色滤光片的转速小于绿色滤光片、白色滤光片及蓝色滤光片的转速，以提供一暖色系影像；以及一冷色系模态，所述红色滤光片的转速大于绿色滤光片、白色滤光片及蓝色滤光片的转速，以提供一冷色系影像。
8.如权利要求2所述的投影装置，其中，还包括一操作接口，供使用者手动输入调整所述滤光组件的转速。
9.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述分色设备为一色轮。
10.如权利要求1所述的投影装置，其中，所述分色设备为一色鼓。
11.一种投影装置，包括一光源，用以提供光束；一分色设备，其包括多个滤光组件，所述光束照射该分色设备以选择性地形成相对应的多个色彩光束，所述多个滤光组件包括一红色滤光片、一绿色滤光片、一白色滤光片及一蓝色滤光片；以及一驱动设备，用以驱动所述分色设备旋转，并选择性地控制该分色设备之转速；一操作接口，供使用者手动输入调整所述滤光组件的转速；其中，借助于所述操作接口使用者可选择多种模态，所述多种模态包括所述白色滤光片具有第一转速的普通模态；所述白色滤光片具有第二转速的第一环境模态，所述第二转速大于所述第一转速，以增加影像的色彩饱和度；以及所述白色滤光片具有第三转速的第二环境模态，所述第三转速小于所述第一转速，以增加影像的亮度。
12.如权利要求11所述的投影装置，其中，所述多种模态还包括一暖色系模态，所述红色滤光片的转速小于绿色滤光片、白色滤光片及蓝色滤光片的转速，以提供一暖色系影像；以及一冷色系模态，所述红色滤光片的转速大于绿色滤光片、白色滤光片及蓝色滤光片的转速，以提供一冷色系影像。
13.如权利要求11所述的投影装置，其中，所述分色设备为一色轮。
14.如权利要求11所述的投影装置，其中，所述分色设备为一色鼓。
15.一种用于包括多个滤光组件的分色设备的调整影像色调的方法，该方法包括以下步骤提供一光源，用以投射光束，该光束照射所述分色设备，以选择性地形成相对应的多个色彩光束；以及驱动所述分色设备转动，以控制所述多个滤光组件的转速，使得所述多个滤光组件中的至少两个滤光组件通过所述光束时具有不相同的转速。
16.权利要求15所述的方法，其中，所述多个滤光组件包括一白色滤光片，当所述光束投射在该白色滤光片上时，提高该白色滤光片的转速，以增加影像的色彩饱和度。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述多个滤光组件包括一白色滤光片，当所述光束投射在该白色滤光片上时，降低该白色滤光片的转速，以增加影像的亮度。
18.如权利要求15所述的方法，其中，所述多个滤光组件包括一红色滤光片，当所述光束投射在该红色滤光片上时，提高该红色滤光片的转速，以获得一冷色系影像。
19.如权利要求15所述的方法，其中，所述多个滤光组件包括一红色滤光片，当所述光束投射在该红色滤光片上时，降低该红色滤光片的转速，以获得一暖色系影像。
20.如权利要求15所述的方法，其中，所述分色设备为一色轮。
全文摘要
本发明公开了一种投影装置及调整影像色调的方法。该投影装置包括光源、分色设备及驱动设备。所述分色设备包括多个滤光组件，所述光源用以提供光束。当光束照射分色设备时，可选择性地形成相对应的多个色彩光束。驱动设备用以驱动分色设备转动，并选择性地控制分色设备的转速。驱动设备可将多个滤光组件中的一个预定滤光组件的转速选择性地降低与提高，以控制预定滤光组件通过光束的时间。
文档编号G02B5/22GK1614503SQ20031011380
公开日2005年5月11日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者黄振诚 申请人:明基电通股份有限公司