专利名称：投影装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种投影装置，且特别是有关于一种具有光源校正的投影装置。
背景技术：
投影装置为重量较低、体积较小的可携式投影机，主要分为微型投影机与口袋型投影机，其中口袋投影机与传统投影机相似，但较为轻薄短小，可方便使用者携带，而微型投影机则更为轻薄，可以集成于手机、数字相机等行动装置之中。微型投影机目前所使用的微型投影技术主要分为液晶显示(LiquidCrystal Display，简称LCD)技术、数字光源处理(Digital Light Processing, DLP)技术、硅基液 IhII/Jn (Liquid crystal on silicon, LCoS)技术禾口微机电(MicroElectro Mechanical Systems，简称 MEMs)微型扫描器(MicroScanner)等 4 种。投影装置的光源主要分为RGB发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)、白光发光二极管或是激光光源(laser)。在微投影系统中，为了使颜色演色性更大，近来大量使用色序法(color sequential)的技术，并以R、G、B三种颜色的发光二极管作为光源以增加色彩的丰富性。然而，由三种颜色LED组合起来的规格会比单一颜色LED的变异性来得更大，且LED会随温度而变化其波长和亮度，因此会造成白平衡的偏差。
发明内容
本发明提供一种投影装置，可在校正模式下依据外部控制信息建立一设定窗体， 并在反馈控制模式下参照设定窗体校正光源，并藉此维持光源的白平衡。本发明提出一种投影装置，包括照明单元、亮度检测电路、信号转换电路、与控制单元。照明单元参照多个驱动信号产生光源，并参照光源的温度提供温度感测信号。亮度检测电路检测光源的亮度，以产生多个亮度感测信号。信号转换电路将温度感测信号与这些亮度感测信号，转换成一温度信息与多个亮度信息。控制单元包括一设定窗体，且设定窗体记录着一预设温度信息与多个预设亮度信息。其中，控制单元调整这些驱动信号，以使调整后的温度信息与这些亮度信息符合设定窗体中的信息。在本发明的一实施例中，上述的控制单元包括光源驱动器与微控制器。光源驱动器依据驱动信息调整这些驱动信号，以将光源调校至白平衡模式。微控制器在校正模式下， 依据外部控制信息来产生驱动信息，并将符合白平衡模式的温度信息与这些亮度信息记录在设定窗体中。此外，微控制器在反馈控制模式下，参照温度信息查询设定窗体，并依据查询结果来产生驱动信息。在本发明的一实施例中，上述的照明单元包括发光二极管阵列与温度感测器。发光二极管阵列提供第一色光、第二色光、与第三色光，以合成光源。温度感测器感测第一至第三色光的温度，以产生温度感测信号。在本发明的一实施例中，上述的亮度检测电路包括多个颜色感测器、电流电压转换器与积分器。在第一积分模式下，这些颜色感测器同时被导通，以配合第一至第三色光的产生顺序进行检测。在第二积分模式下，这些颜色感测器依序被导通一预设时间，以个别针对第一至第三色光进行检测。此外，这些颜色感测器依据检测结果产生多个感测电流。电流电压转换器将这些感测电流转换成多个感测电压。积分器配合第一积分模式或是第二积分模式对这些感测电压进行积分，以产生这些亮度感测信号。基于上述，本发明是通过校正模式于装置出厂前建立一设定窗体。藉此，当投影装置实际操作时，控制单元将可通过反馈控制模式，参照设定窗体中的白平衡参数来校正光源。藉此，将可维持光源的白平衡，进而提高图像的显示质量。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图1为依据本发明的一实施例的投影装置的架构示意图。图2为用以说明亮度检测电路进行短时间积分的时序图。图3A至图3C分别为用以说明亮度检测电路进行长时间积分的时序图。图4为依据本发明的一实施例的投影装置与外部控制电路的架构示意图。图5A与图5B为依据本发明的一实施例的亮度信息相对于温度信息的曲线图。图6A与图6B分别为依据本发明的一实施例的亮度信息与发光二极管的电流相对于时间的曲线图。图7A与图7B为依据本发明的又一实施例的亮度信息相对于温度信息的曲线图。图8A与图8B分别为依据本发明的又一实施例的亮度信息与发光二极管的电流相对于时间的曲线图。图9A至图9C为依据本发明的再一实施例的亮度信息相对于温度信息的曲线图。图IOA与图IOB分别为依据本发明的再一实施例的亮度信息与发光二极管的电流相对于时间的曲线图。图11为依据本发明的一实施例的投影装置的部分电路示意图。[主要元件标号说明]100:投影装置110:照明单元120 显示单元130 控制单元111:发光二极管阵列112:温度感测器141 143 发光二极管STM 温度感测信号121:信号转换电路122:亮度检测电路151 模拟至数字转换器152 多工器161:积分器162:电流电压转换器171 173 颜色感测器SCl SC3 感测电流SVl SV3:感测电压SBl SB3 亮度感测信号FTM 温度信息FBl FB3 亮度信息131:时序控制器132:微控制器133:光源驱动器Dll:画面数据FDR 驱动信息DRl DR3 驱动信号
t21 t26、t31 t33 :时间点410 主机420 色彩仪表FCT 外部控制信息OPl 运算放大器R1、R2:电阻Cl:电容RSl 热敏电阻
具体实施例方式图1为依据本发明的一实施例的投影装置的架构示意图。如图1所示，投影装置 100包括一照明单元110、一显示单元120、以及一控制单元130。其中，照明单元110会产生光源，而控制单元130则会产生画面数据Dll。藉此，显示单元120会在光源的照射下，参照画面数据Dll产生图像。更进一步来看，照明单元110包括一发光二极管阵列111与一温度感测器112。其中，发光二极管阵列111是由多个发光二极管所组成。例如，在一较佳实施例中，发光二极管阵列111包括多个发光二极管141 143。其中，发光二极管141用以提供第一色光(例如红光)，发光二极管142用以提供第二色光(例如绿光)，且发光二极管143用以提供第三色光(例如蓝光)。藉此，发光二极管阵列111将可通过第一至第三色光合成投影装置100所需的光源。另一方面，温度感测器112会感测第一至第三色光的温度，并据以产生温度感测信号STM。显示单元120包括一信号转换电路121、一亮度检测电路122与一显示区域123。 其中，信号转换电路121包括一模拟至数字转换器(analog todigital converter) 151与一多工器152，而亮度检测电路122则包括一积分器161、一电流电压转换器162与多个颜色感测器171 173。在此，显示区域123会依据画面数据Dll来显示图像。颜色感测器 171是用以感测发光二极管141所发出的第一色光，并据以产生感测电流SCl。相似地，颜色感测器172是用以感测发光二极管142所发出的第二色光，并据以产生感测电流SC2，而颜色感测器172则是用以感测发光二极管143所发出的第二色光，并据以产生感测电流SC3。 此外，本领域技术人员可参照本实施例的精神，以光感测器来取代颜色感测器171 173。接着，电流电压转换器162会将感测电流SCl SC3转换成感测电压SVl SV3。 积分器161则是对感测电压SVl SV3进行积分，以产生亮度感测信号SBl SB3。另一方面，就信号转换电路121来说，多工器152会接收温度感测信号STM与亮度感测信号SBl SB3，并逐一输出温度感测信号STM与亮度感测信号SBl SB3。此外，模拟至数字转换器 121会把多工器152所输出的信号逐一转换成数字信息，以产生相应的温度信息FTM与亮度信息FBl FB3。值得注意的是，颜色感测器171 173会在不同的模式下具有不同的导通方式，以致使后端的积分器161可进行短时间或是长时间的积分。相对地，随着积分方式的不同，发光二极管141 143的电流或是工作周期(duty cycle)的大小，也就是驱动信号DRl DR3的振幅或是工作周期的大小，将可参照亮度信息FBl FB3来进行判别。举例来说，图2为用以说明亮度检测电路进行短时间积分的时序图。参照图2，驱动信号DRl DR3分别用以驱动发光二极管141 143，因此发光二极管141 143会轮流被导通，以依序产生第一色光(例如红光R)、第二色光(例如绿光G)、与第三色光(例如蓝光B)。值得住意的是，在短时间积分的情况下，也就是在第一积分模式下，颜色感测器171 173是同时被导通。藉此，当第一色光(例如红光R)产生时，颜色感测器171将会产生相应的感测电流SCl。接着，当第二色光(例如绿光G)产生时，颜色感测器172将会产生相应的感测电流SC2，且当第三色光(例如蓝光B)产生时，颜色感测器173将会产生相对的感测电流SC3。换言之，随着第一至第三色光的依序产生，电流电压转换器162将会依序产生感测电压SVl SV3。相对地，积分器161会依序产生亮度感测信号SBl SB3，并通过多工器 152传送亮度感测信号SBl SB3给模拟至数字转换器121。藉此，模拟至数字转换器121 将分别于时间点t21 U6取样亮度感测信号SBl SB3，并据以亮度信息FBl FB3。值得一提的是，此时亮度信息FBl FB3的数值变化将可反应驱动信号DRl DR3的振幅的变化，也就是发光二极管141 143的电流的变化。图3A至图3C分别为用以说明亮度检测电路进行长时间积分的时序图。值得住意的是，在长时间积分的情况下，也就是在第二积分模式下，颜色感测器171 173是依序被导通一预设时间。因此，当颜色感测器171导通时，颜色感测器172与173将关闭。此时， 如图3A所示，随着第一至第三色光的依序产生，仅第一色光(例如红光R)会通过颜色感测器171被转换成相对应的感测电流SCl。相对地，在颜色感测器171导通的预设时间内， 电流电压转换器162会持续地产生感测电压SVl，以致使积分器161对感测电压SVl进行长时间的积分，进而产生如图3A所示的亮度感测信号SB1。此外，此时的模拟至数字转换器 121将于时间点t31取样亮度感测信号SB1，并据以亮度信息FBI。相对地，当颜色感测器172导通时，颜色感测器171与173将关闭。此时，如图所示，随着第一至第三色光的依序产生，仅第二色光(例如绿光G)会通过颜色感测器172 被转换成相对应的感测电流SC2。相对地，在颜色感测器172导通的预设时间内，电流电压转换器162会持续地产生感测电压SV2，以致使积分器161对感测电压SV2进行长时间的积分，进而产生如图3B所示的亮度感测信号SB2。此外，此时的模拟至数字转换器121将于时间点t32取样亮度感测信号SB2，并据以亮度信息FB2。再者，当颜色感测器173导通时，颜色感测器171与172将关闭。此时，如图3C所示，随着第一至第三色光的依序产生，仅第三色光(例如蓝光B)会通过颜色感测器173被转换成相对应的感测电流SC3。相对地，在颜色感测器173导通的预设时间内，电流电压转换器162会持续地产生感测电压SV3，以致使积分器161对感测电压SV3进行长时间的积分，进而产生如图3C所示的亮度感测信号SB3。此外，此时的模拟至数字转换器121将于时间点t33取样亮度感测信号SB3，并据以亮度信息FB3。换言之，在第二积分模式下，颜色感测器171 173会同时被导通，以配合第一至第三色光的产生顺序进行检测。此外，在第二积分模式下，颜色感测器171 173会依序被导通一预设时间，以个别针对第一至该第三色光进行检测。此外，随着颜色感测器171 173的导通方式的不同，积分器161将可进行短时间或是长时间的积分。其中，在第一积分模式下，积分器161将进行短时间的积分，因此亮度信息FBl FB3的数值变化将可反应驱动信号DRl DR3的振幅的变化，也就是发光二极管141 143的电流的变化。此外，在第二积分模式下，积分器161将进行长时间的积分，因此亮度信息FBl FB3的数值变化将可反应驱动信号DRl DR3的振幅或是工作周期的变化，也就是发光二极管141 143的电流或是工作周期的变化。
请继续参照图1，信号转换电路121所产生的温度信息FTM与亮度信息FBl FB3 皆会传送至控制单元130。控制单元130包括一时序控制器131、一微控制器132与一光源驱动器133。其中，时序控制器131会在微控制器132的操控下，产生画面数据D11。此外， 微控制器132会产生驱动信息FDR，以致使光源驱动器133依据驱动信息FDR调整驱动信号 DRl DR3。值得注意的是，微控制器132会在不同模式下依据不同的信息来产生驱动信息 FDR,以致使照明单元110所产生的光源维持在一白平衡模式。举例来说，图4为依据本发明的一实施例的投影装置与外部控制电路的架构示意图。如图4所示，投影装置100在出厂前，测试人员可先通过主机410与色彩仪表(color meter) 420来进行光源的白平衡的校正。此时，微控制器132会切换至一校正模式。在校正模式下，主机410会传送一外部控制信息FCT给微控制器132。藉此，微控制器132将参照外部控制信息FCT产生驱动信息FDR，进而致使光源驱动器133产生相应的驱动信号DRl DR3。相对地，驱动信号DRl DR3将驱使照明单元110产生相应的光源。此时，测试人员可通过色彩仪表420所回传的信息判别光源是否符合白平衡模式。倘若光源未校正至白平衡模式，测试人员将通过主机410将重新发送外部控制信息FCT，直到光源符合白平衡模式为止。值得注意的是，每调整一次光源，信号转换电路121即会产生一组相应的温度信息FTM与亮度信息FBl FB3。此外，当光源被调整至白平衡模式时，微控制器132还将符合白平衡模式的温度信息FTM与亮度信息FBl FB3记录在一设定窗体中，以建立设定窗体中的一预设温度信息FTM，与多个预设亮度信息PFB1， PFB3，。由于发光二极管阵列 111所产生的光源会随着温度产生变化，因此测试人员测量在不同温度下的白平衡参数。相对地，建立在微控制器132中的设定窗体将储存有在不同温度下的预设温度信息FTM’与预设亮度信息FBI， FB3，。另一方面，当投影装置100实际操作时，微控制器132将切换至一反馈控制模式。 在反馈控制模式下，微控制器132将参照信号转换电路121所回传的温度信息FTM查询设定窗体，以从设定窗体中撷取出一组预设亮度信息FBI， FB3，。此外，微控制器132会将所撷取出的预设亮度信息FBI， FB 3，与信号转换电路121所回传的亮度信息FBl FB3进行比对。倘若比对不成功，微控制器132则将变动驱动信息FDR，以通过驱动信号DRl DR3 的调整来校正照明单元110的光源。藉此，当亮度信息FBl FB3与预设亮度信息FBI， FB3’比对成功时，照明单元110所产生的光源将被维持在白平衡模式下。值得注意的是，在光源的白平衡的校正上，控制单元130可利用不同的方式来调整驱动信号DRl DR3。举例来说，光源驱动器133可在固定驱动信号DRl的情况下，通过调整其余的驱动信号DR2与DR3，来校正照明单元110所产生的光源。在此种状况下，当投影装置100在进行出厂前的白平衡的校正时，控制单元130可参照外部控制信息FCT调整驱动信号DR2与DR3的振幅与/或工作周期，以达到校正光源的目的。相对地，控制单元130在不同温度下所取得的白平衡参数将如图5A与图5B所示。 其中，温度信息FTM的数值越高则代表元件周边的温度越低。此外，在固定驱动信号DRl的情况下，控制单元130必需随着温度的降低来调高亮度信息FB2与FB3的数值。另一方面， 此时储存在设定窗体中的预设亮度信息FBI， FB3，将如表1所示，其中预设亮度信息FBI， 不会随着温度产生变动，故以“*”表示，而预设亮度信息FB2’、FB3’与预设温度信息FTM’的相对关系则是由图5A与图5B延伸而来。
权利要求
1.一种投影装置，包括一照明单元，参照多个驱动信号产生一光源，并参照该光源的温度提供一温度感测信号；一亮度检测电路，检测该光源的亮度，以产生多个亮度感测信号；一信号转换电路，将该温度感测信号与该多个亮度感测信号，转换成一温度信息与多个亮度信息；以及一控制单元，包括一设定窗体，且该设定窗体记录着一预设温度信息与多个预设亮度信息，其中该控制单元调整该多个驱动信号，以使调整后的该温度信息与该多个亮度信息符合该设定窗体中的信息。
2.根据权利要求1所述的投影装置，其中该预设温度信息与该多个预设亮度信息代表该照明单元的不同的白平衡设定。
3.根据权利要求1所述的投影装置，其中该控制单元包括一光源驱动器，依据一驱动信息调整该多个驱动信号，以将该光源调校至一白平衡模式；以及一微控制器，在一校正模式下，依据一外部控制信息来产生该驱动信息，并将符合该白平衡模式的该温度信息与该些亮度信息记录在该设定窗体中，以建立该预设温度信息与该多个预设亮度信息，且在一反馈控制模式下，该微控制器参照该温度信息查询该设定窗体， 并依据查询结果来产生该驱动信息。
4.根据权利要求3所述的投影装置，其中该光源驱动器是在固定该多个驱动信号的其一的情况下，调整其余的该多个驱动信号的振幅与责任周期，或是调整其余的该多个驱动信号的振幅或责任周期。
5.根据权利要求3所述的投影装置，其中该光源驱动器是在固定该照明单元的总功率的情况下，调整该多个驱动信号的振幅与责任周期，或是调整该多个驱动信号的振幅或责任周期。
6.根据权利要求1所述的投影装置，其中该照明单元包括一发光二极管阵列，提供一第一色光、一第二色光与一第三色光，以合成该光源；以及一温度感测器，感测该第一至该第三色光的温度，以产生该温度感测信号。
7.根据权利要求6所述的投影装置，其中该亮度检测电路包括多个颜色感测器，其中在一第一积分模式下，该多个颜色感测器同时被导通，以配合该第一至该第三色光的产生顺序进行检测，且在一第二积分模式下，该多个颜色感测器依序被导通一预设时间，以个别针对该第一至该第三色光进行检测，且该多个颜色感测器依据检测结果产生多个感测电流；一电流电压转换器，将该多个感测电流转换成多个感测电压；以及一积分器，配合该第一积分模式或是该第二积分模式对该多个感测电压进行积分，以产生该多个亮度感测信号。
8.根据权利要求7所述的投影装置，其中该电流电压转换器包括一运算放大器，其负输入端电性连接该些颜色感测器的其一，该运算放大器的正输入端电性连接一接地端，且该运算放大器的输出端用以输出该多个感测电压的其一；一电阻，电性连接在该运算放大器的负输入端与输出端之间；以及一电容，与该电阻相互并联。
9.根据权利要求1所述的投影装置，其中该信号转换电路包括一多工器，接收该温度感测信号与该多个亮度感测信号，并逐一输出该温度感测信号与该多个亮度感测信号；以及一模拟至数字转换器，将该多工器所输出的信号逐一转换成数字信息，以产生该温度信息与该多个亮度信息。
10.根据权利要求1所述的投影装置，还包括一时序控制器，设置在该控制单元内，并用以产生一画面数据；以及一显示单元，在该光源的照射下参照该画面数据产生一图像。
11.根据权利要求10所述的投影装置，其中该亮度检测电路与该信号转换电路设置在该显示单元内。
全文摘要
一种投影装置，包括照明单元、亮度检测电路、信号转换电路、与控制单元。照明单元参照多个驱动信号产生光源，并参照光源的温度提供温度感测信号。亮度检测电路产生多个亮度感测信号。信号转换电路将温度感测信号与这些亮度感测信号，转换成温度信息与多个亮度信息。控制单元包括一设定窗体，且设定窗体记录着一预设温度信息与多个预设亮度信息。其中，控制单元调整这些驱动信号，以使调整后的温度信息与这些亮度信息符合设定窗体中的信息。
文档编号G03B21/14GK102455576SQ20101052694
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者杨智鸿, 赖佳成, 邱明正, 郭嘉峻 申请人:立景光电股份有限公司