投影机、投影系统以及其传输延迟的侦测方法与流程

本发明关于一种投影机、投影系统以及其传输延迟的侦测方法，且特别是关于一种可计算出影像相关信号传输延迟的投影机、投影系统以及其传输延迟的侦测方法。

背景技术：

在投影机中，由输入端所接收的影像信号，需藉由晶片执行一个或多个的影像处理动作，并将处理后的影像信号由输出端传出。上述的影像处理的动作，会使投影机实际产生投射影像的时间点产生不固定的延迟。在单机的应用上，可能造成影音无法同步的情况，而在多投影机的应用方面，则可能因各投影机间所产生的影像投射延迟的差异，造成影像不同步的问题，而严重影响品质。

在习知技术领域中，关于上述的不同步状态，使用者仅能事前藉由手动方式来针对各台投影机进行调整动作，以降低影像不同步所造成的影响。然而，这样的方式耗费使用者较多的调校时间，并造成使用上的不便利。

本“现有技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在“现有技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的习知技术。在“现有技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种投影机、投影系统以及其传输延迟的侦测方法，可计算影像相关信号传输延迟，并调整影像输出的时间。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出的投影机包括影像处理器以及延迟计算器。影像处理器在测试模式下，在第一时间区间由输入端接收并依据第一测试影像信号以在输出端产生第一处理后测试影像信号，在第二时间区间由输入端接收并依据第二测试影像信号以在输出端产生第二处理后测试影像信号。延迟计算器耦接至影像处理器的输入端及输出端。延迟计算器侦测影像处理器的输入端接收第二测试影像信号的第一时间点，侦测影像处理器的输出端上的信号由第一处理后测试影像信号转变成第二处理后测试影像信号的第二时间点，并依据第一时间点与第二时间点产生第一传输延迟。第一时间区间发生在第二时间区间之前，第一测试影像信号与第二测试影像信号不相同。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出的投影系统包括多个投影机以及控制器。多个投影机分别产生多个分割影像，多个分割影像组合为合并影像。每一投影机包括影像处理器以及延迟计算器。影像处理器在测试模式下，在第一时间区间由输入端接收并依据第一测试影像信号以在输出端产生第一处理后测试影像信号，在第二时间区间由输入端接收并依据第二测试影像信号以在输出端产生第二处理后测试影像信号。延迟计算器耦接至影像处理器的输入端及输出端。延迟计算器侦测影像处理器的输入端接收第二测试影像信号的第一时间点，侦测影像处理器的输出端上的信号由第一处理后测试影像信号转变成第二处理后测试影像信号的第二时间点，并依据第一时间点与第二时间点产生第一传输延迟。第一时间区间发生在第二时间区间之前，第一测试影像信号与第二测试影像信号不相同。控制器耦接至投影机，依据每一投影机产生的第一传输延迟以产生延迟控制信号，并依据延迟控制信号调整每一影像处理器的影像信号传输延迟。

为达到上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出的传输延迟的侦测方法包括：在测试模式下，提供影像处理器在第一时间区间由输入端接收并依据第一测试影像信号以在输出端产生第一处理后测试影像信号，并在第二时间区间由输入端接收并依据第二测试影像信号以在输出端产生第二处理后测试影像信号；以及，提供延迟计算器以侦测影像处理器的输入端接收第二测试影像信号的第一时间点，且侦测影像处理器的输出端上的信号由第一处理后测试影像信号转变成第二处理后测试影像信号的第二时间点，并依据第一时间点与第二时间点产生第一传输延迟。第一时间区间发生在第二时间区间之前，第一测试影像信号与第二测试影像信号不相同。

基于上述，本发明实施例依据提供不同的测试影像信号至影像处理器的输入端的时间点，并藉由判断影像处理器的输出端上的影像信号产生转变的时间点来计算出投影机中所产生的影像信号的传输延迟。本发明实施例中可依据所计算出的传输延迟，来调整投射影像所产生的时间，提升影像显示的品质。

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，并配合所附图作详细说明如下。

附图说明

图1绘示本发明一实施例的投影机的示意图。

图2绘示本发明实施例的测试影像信号的产生方式的示意图。

图3绘示本发明实施例的第一传输延迟的计算方式的波形图。

图4绘示本发明另一实施例的投影机的示意图。

图5绘示本发明另一实施例的投影机的示意图。

图6绘示本发明实施例的光侦测器的实施方式的示意图。

图7绘示本发明实施例的投影系统的示意图。

图8绘示本发明一实施例的传输延迟的侦测方法流程图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一优选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。

请参照图1，图1绘示本发明一实施例的投影机的示意图。在本实施例中，投影机100可为激光投影机，但不限于此。在其他实施例中，投影机100的光源也可以视设计需求而为发光二极管或其他适当的光源。投影机100包括影像处理器110以及延迟计算器120。影像处理器110用以藉由输入端sine接收影像信号im，并针对影像信号im进行影像处理动作，以在输出端soue产生处理后影像信号tim。在本实施例中，当影像处理器110接收传输延迟侦测信号时，投影机100可进入测试模式。投影机100在测试模式中，输入端sine在第一时间区间中接收第一测试影像信号im1，针对第一测试影像信号im1进行影像处理动作，并藉以在输出端soue产生第一处理后测试影像信号tim1。接着，在第一时间区间后的第二时间区间，输入端sine变更为接收第二测试影像信号im2，针对第二测试影像信号im2进行影像处理动作，并藉以在输出端soue产生第二处理后测试影像信号tim2。在本实施例中，第一测试影像信号im1以及第二测试影像信号im2为不相同的影像信号。

在本实施例中，影像处理器110的影像处理动作包括影像混和动作(blender)、影像尺寸调整动作(scaler)等本领域技术人员所熟知的一种或多种影像处理动作，但不限于此。

在另一方面，延迟计算器120耦接至影像处理器110的输入端sine以及输出端soue。在测试模式下，延迟计算器120侦测影像处理器110的输入端sine接收第二测试影像信号im2的第一时间点(即侦测影像处理器110的输入端sine上的信号由第一测试影像信号im1转变成第二测试影像信号im2的时间点)，并侦测影像处理器110的输出端soue上的信号由第一处理后测试影像信号tim1转变成第二处理后测试影像信号tim2的第二时间点。换句话说，延迟计算器120依据影像处理器110的输入端sine上的信号对应的灰阶值变化来产生第一时间点，且延迟计算器120依据影像处理器110的输出端soue上的信号对应的灰阶值变化来产生第二时间点。延迟计算器120并依据第一时间点以及第二时间点，来计算出并产生第一传输延迟de1。简单地说，延迟计算器120可侦测影像处理器110的输入端sine与输出端soue上的信号发生变化，以取得传输延迟。

在本实施例中，影像处理器110针对所接收的影像信号im所进行的影像处理动作，所产生的影像信号的传输延迟，此传输延迟实质上等于第一传输延迟de1。在本实施例中，计算出的第一传输延迟de1可以为投影机100的n个画框周期(framerate)，其中n为大于1的实数。在一实施例中，第一传输延迟de1是第一画框延迟(framedelay)。

在本实施例中，第一测试影像信号im1可以对应具有第一灰阶值的显示影像，第二测试影像信号im2则可以对应具有第二灰阶值的显示影像，第一灰阶值与第二灰阶值不相同。具体来说明，第一测试影像信号im1可以对应具有较低灰阶值的显示影像(例如白色影像)，第二测试影像信号im2则可以对应具有较高灰阶值的显示影像(例如黑色影像)。然而，在其他实施例中，第一测试影像信号im1也可以对应具有较高灰阶值的显示影像，而第二测试影像信号im2可以对应具有较低灰阶值的显示影像，没有一定的限制。

以下举例说明第一测试影像信号im1与第二测试影像信号im2，请同步参照图1、图2以及图3，其中图2绘示本发明实施例的测试影像信号的产生方式的示意图，图3绘示本发明实施例的第一传输延迟的计算方式的波形图。在测试模式下的第一时间区间中，影像处理器110可接收对应全白显示画面tp1的第一测试影像信号im1。在测试模式下，在第一时间区间后的第二时间区间中，影像处理器110则可接收对应黑色显示画面tp2的第二测试影像信号im2。在本实施例中，第一时间区间可以维持一个或多个画框周期，但不限于此。如此，可确保不必要的影像信号可被第一测试影像信号im1清除干净，进而确保之后传送的第二测试影像信号im2可正确无误。在本实施例中，第二时间区间则可以不大于一个画框周期，但不限于此。

在本实施例中，藉由传送对应全白显示画面tp1的第一测试影像信号im1，并持续传送数个画框周期的动作，可以使影像处理器110中用以传输影像信号的通道中的信号被清除干净。在本实施例中，第一时间区间的长短可以依据影像处理器110进行影像处理动作所产生的传输延迟来设计，其中第一时间区间的长短被设计为不短于影像处理器110进行影像处理动作所可能产生的最大传输延迟，以确保不必要的影像信号可被清除干净。

相对于第一测试影像信号im1，第二测试影像信号im2的传送时间可以不需要维持过长的时间，通常，用以传输第二测试影像信号im2的第二时间区间的时间长短不大于一个画框周期，但不限于此。

在本实施例中，影像处理器110在测试模式下，藉由输入端sine先接收第一测试影像信号im1，并在输出端soue产生对应的第一处理后测试影像信号tim1。在维持一个或多个画框周期的第一时间区间后，影像处理器110的输入端sine变更为接收第二测试影像信号im2。在此同时，延迟计算器120可记录影像处理器110的输入端sine接收的影像信号由第一测试影像信号im1转变为第二测试影像信号im2的时间点为第一时间点t1，并启动计时动作。接着，延迟计算器120可侦测影像处理器110的输出端soue上的信号由第一处理后测试影像信号tim1转变为第二处理后测试影像信号tim2的时间点，并记录为第二时间点t2。延迟计算器120并在第二时间点t2发生时停止计时动作，如此，延迟计算器120可依据计时动作的计时结果来产生第一传输延迟de1。简单地说，如图3所示，在本实施例中，输入端sine接收测试信号由第一测试影像信号im1转变为第二测试影像信号im2的瞬间记录为第一时间点t1，输出端soue接收处理后测试信号由第一处理后测试影像信号tim1转变为第二处理后测试影像信号tim2的瞬间记录为第二时间点t2，而第一时间点t1与第二时间点t2之间的时间差为第一传输延迟de1。

上述的计时动作中，延迟计算器120可藉由设置计时器，以依据一个相对高频率的时脉信号来在第一时间点t1以及第二时间点t2进行计时动作。在本实施例中，计时器可依据本领域技术人员所熟知的计时器的硬体架构来实施，没有特定的限制。在本实施例中，时脉信号的频率可依据第一传输延迟de1的可容忍误差来设定。在本实施例中，当第一传输延迟de1的可容忍误差较小时，时脉信号的频率设定为较高的频率。

然而，第一测试影像信号im1以及第二测试影像信号im2也非必须分别为白色或黑色影像。在其他实施例中，第一测试影像信号im1以及第二测试影像信号im2可以为分别对应具有不同特征的显示影像，延迟计算器120可藉由识别特征的差异，来产生第一时间点t1以及第二时间点t2。

在本实施例中，投影机100可以使第一传输延迟de1与一基准值进行比较，并依据比较结果来调整处理后影像信号tim的产生时间点。举例来说明，基准值可以为投影机100所要播放的影音讯号的声音信号传输延迟。当声音信号传输延迟过大时，投影机100可藉由第一传输延迟de1与基准值的比较结果来调慢处理后影像信号tim的产生时间点；类似地，当影像处理传输延迟过大时，投影机100可藉由第一传输延迟de1与基准值的比较结果来调快处理后影像信号tim的产生时间点。如此，可达到影音同步的目的。在其他实施例中，基准值也可以为其他投影机的第一传输延迟。藉由比较多台投影机的第一传输延迟，投影机100可调整处理后影像信号tim的产生时间点，并使多台投影机的处理后影像信号tim的产生时间点相同，以达到影像画面同步的功效。

以下请参照图4，图4绘示本发明另一实施例的投影机的示意图。投影机400包括影像处理器410、延迟计算器420、影像信号接收介面430、影像光束产生器440以及控制器460。影像信号接收介面430藉由多个通道接收相同或不同格式的影像信号in1～inn。影像处理器410则接收由影像信号接收介面430传递的影像信号im，针对影像信号im进行影像处理动作，并产生处理后影像信号tim。影像光束产生器440耦接影像处理器410的输出端，接收并依据处理后影像信号tim产生影像光束plb，藉由将影像光束plb投射在投影屏幕上以产生投射影像。

延迟计算器420耦接至影像处理器410，并可在测试模式中，依据影像处理器410的输入端以及输出端上的影像信号的变化，来计算出第一传输延迟de1。

在另一方面，在测试模式中，对应第一测试影像信号im1以及第二测试影像信号im2，影像光束产生器440可对应产生不同的测试影像光束plb1以及plb2。在本实施例中，影像光束产生器440依据第二处理后测试影像信号tim2产生测试影像光束plb2，并依据第一处理后测试影像信号tim1产生测试影像光束plb1。在本实施例中，投影机400还包括光侦测器450。光侦测器450在测试模式中可侦测影像光束产生器440所产生的测试影像光束plb1以及plb2，并侦测影像光束产生器440的输出由测试影像光束plb1转变为测试影像光束plb2的时间点，由延迟计算器420来产生第三时间点。简言之，在本实施例中，测试影像光束产生影像状态变化(例如测试影像光束plb1转变为测试影像光束plb2)的时间点为第三时间点。如此一来，投影机400在测试模式下可依据第一处理后测试影像信号tim1以及第二处理后测试影像信号tim2产生测试影像光束plb1/plb2，并可依据测试影像光束plb1/plb2的亮度变化时间点来产生第三时间点。

在前述实施例中，以第一测试影像信号im1为对应白画面的显示影像以及第二测试影像信号im2为对应黑画面的显示影像为范例，光侦测器450可依据影像光束plb的亮度变化来产生第三时间点。也就是说，延迟计算器420可依据光侦测器450侦测出的影像光束plb的亮度发生下降的时间点，来产生第三时间点。

光侦测器450可设置在投影机400的内部或外部，并配置在测试影像光束plb1以及plb2的传送路径上。在本实施例中，光侦测器450例如设置在投影机400的内部，以侦测影像光束产生器440所提供的测试影像光束plb1以及plb2。在本实施例中，光侦测器450也可以是影像撷取器，藉由撷取测试影像光束plb1以及plb2所产生的投射影像来做为产生第三时间点的依据。

在本实施例中，延迟计算器420耦接至光侦测器450，并依据第三时间点以及第二时间点来产生第二传输延迟de2。在本实施例中，第三时间点配合第二时间点(例如第三时间点与第二时间点两者的时间差)来计算出第二传输延迟de2。简言之，影像光束产生器440在测试模式下依据第一处理后测试影像信号tim1以及第二处理后测试影像信号tim2产生测试影像光束plb1/plb2，光侦测器450在测试模式下侦测测试影像光束plb1/plb2产生影像状态变化，延迟计算器420依据第二时间点以及测试影像光束plb1/plb2产生影像状态变化的第三时间点产生第二传输延迟de2。在一实施例中，第二传输延迟de2是第二画框延迟(framedelay)。

在另一方面，控制器460耦接至延迟计算器420，并接收第一传输延迟de1以及第二传输延迟de2。控制器460可依据第一传输延迟de1以及第二传输延迟de2来获得投影机400由接收影像资料至发生影像光束之间所产生的完整的传输延迟。

以下请参照图5，图5绘示本发明另一实施例的投影机的示意图。在本实施例中，投影机500包括影像处理器510、延迟计算器520、影像信号接收介面530、影像光束产生器540、光侦测器550以及控制器560。影像信号接收介面530藉由多个通道接收相同或不同格式的影像信号in1～inn。影像处理器510则接收由影像信号接收介面530传递的影像信号im，针对影像信号im进行影像处理动作，并产生处理后影像信号tim。影像光束产生器540耦接影像处理器510的输出端，接收并依据处理后影像信号tim产生影像光束。在一实施例中，影像光束产生器540还可进一步包括投影镜头(未绘示)，藉由将影像光束投射在投影屏幕上以产生投射影像。

在本实施例中，影像处理器510包括多个处理器511、512以及513，以针对所接收的影像信号进行影像处理动作。在本实施例中，影像处理器510并包括多个记忆体514、515，以提供处理器511、512以及513进行资料缓冲的动作。

在本实施例中，影像光束产生器540包括光机541、542以及光阀543。在本实施例中，光阀543可以是数位微型反射镜元件(digitalmicromirrordevice,dmd)、硅基液晶(liquidcrystalonsilicon,lcos)或液晶显示面板(liquidcrystaldisplaypanel,lcdpanel)，但不限于此。光机541以及542用以产生不同或相同色光的光束，光阀543则用以产生影像光束。在一实施例中，光侦测器550例如设置在投影机500的内部，并例如侦测影像光束产生器540的光阀543所提供的影像光束，但不限于此。在另一实施例中，光侦测器550例如设置在投影机500的外部，并例如侦测影像光束产生器540的投影镜头(未绘示)所提供的影像光束，但仍不限于此。

由上述实施例可知，影像信号因在影像处理器510中进行影像处理所产生的传输延迟是第一传输延迟de1，影像处理器510所输出的影像信号因在影像光束产生器540中转换成影像所产生的传输延迟是第二传输延迟de2。此外，在本实施例中，第一传输延迟de1及/或第二传输延迟de2可藉由屏幕选单式显示(on-screendisplay，osd)或工程模式等方式供用户直接读取，但不限于此。在一实施例中，控制器560可依据基准值、第一传输延迟de1以及第二传输延迟de2来产生延迟控制信号adj；控制器560传送延迟控制信号adj至影像处理器510，并使影像处理器510依据延迟控制信号adj来调整所可能产生的第一传输延迟de1以及第二传输延迟de2的时间长度。在一实施例中，控制器560可依据基准值以及第一传输延迟de1来产生延迟控制信号adj；控制器560传送延迟控制信号adj至影像处理器510，并使影像处理器510依据延迟控制信号adj来调整所可能产生的第一传输延迟de1的时间长度。在一实施例中，控制器560可依据基准值以及第二传输延迟de2来产生延迟控制信号adj；控制器560传送延迟控制信号adj至影像处理器510，并使影像处理器510依据延迟控制信号adj来调整所可能产生的第二传输延迟de2的时间长度。如此一来，影音不同步及多台投影机不同步显示等情形可获得调整/校正，以确实达到影音同步及多台投影机同步显示等效果。

关于上述的处理器511～513、延迟计算器520以及控制器560的实施硬体，可以为具运算能力的处理器。或者，处理器511～513、延迟计算器520以及控制器560也可以是藉由硬体描述语言(hardwaredescriptionlanguage,hdl)或是其他任意本领域技术人员所熟知的数位电路的设计方式来进行设计，并藉由现场可程式逻辑门阵列(fieldprogrammablegatearray,fpga)、复杂可程式逻辑装置(complexprogrammablelogicdevice,cpld)或是特殊应用积体电路(application-specificintegratedcircuit,asic)的方式来实现的硬体电路。此外，记忆体514、515可为各式随机存取记忆体(ram)、唯读记忆体(rom)等，但不以此为限。

请参照图6，图6绘示本发明实施例的光侦测器的实施方式的示意图。在图6中，投影机600上配置光侦测器650。光侦测器650为影像撷取器(例如照相机、摄影机等本领域技术人员所熟知的摄像装置)，并用以撷取投影机600所产生的投射影像。在本实施方式中，投影机600对应第二测试影像信号产生具有特征影像601的投射影像。当进行第三时间点的计算时，投影机600可依据光侦测器650所撷取的影像中出现特征影像601的时间点来产生第三时间点。在此，特征影像601可以为特殊的图像、文字或其组合，没有特别的限制。

以下请参照图7，图7绘示本发明实施例的投影系统的示意图。投影系统700包括多台投影机701～70n，投影机701～70n分别产生多个分割影像op1～opn，上述的分割影像op1～opn可以组合为一合并影像。

本实施例中的每一投影机701～70n，可以依据前述实施例的投影机100、400或500来实施。在本实施例中，投影机701～70n分别包括多个控制器(未绘示)，此些控制器的其中之一可被设定为主控制器，并依据投影机701～70n产生的多个第一传输延迟以产生延迟控制信号，或者依据投影机701～70n产生的多个第一传输延迟以及多个第二传输延迟以产生延迟控制信号。藉由延迟控制信号，投影机701～70n所分别产生的分割影像op1～opn可以同步地显示，并提升显示的品质。

上述关于主控制器的设定方式，可以由使用者来进行选择并加以设定。或者，可以预设设定产生第一张分割影像op1的投影机701所配置的控制器为主控制器。

附带一提的，在投影系统700中，也可另设置一主控台(未绘示)来做为投影机701～70n的控制机制，但不限于此。主控台可以为一伺服器，可作为影像信号的供应来源。

以下请参照图8，图8绘示本发明一实施例的传输延迟的侦测方法流程图。图8的传输延迟的侦测方法用于投影机，其中，步骤s810在测试模式下，提供影像处理器在第一时间区间由输入端接收并依据第一测试影像信号以在输出端产生第一处理后测试影像信号，并在第二时间区间由输入端接收并依据第二测试影像信号以在输出端产生第二处理后测试影像信号；接着，步骤s820提供延迟计算器以侦测影像处理器的输入端接收第二测试影像信号的第一时间点，且侦测影像处理器的输出端上的信号由第一处理后测试影像信号转变成第二处理后测试影像信号的第二时间点，并依据第一时间点与第二时间点产生第一传输延迟。其中，第一时间区间发生在第二时间区间之前，第一测试影像信号与第二测试影像信号不相同。

关于上述步骤的实施细节在前述的多个实施例及实施方式中已有详尽的说明，在此恕不多赘述。

综上所述，在本发明的实施例的投影机中，藉由设置延迟计算器，以侦测影像处理器输入端及输出端上，影像信号的变化状态，来算出影像处理器所产生的传输延迟。如此一来，投影机可依据其传输延迟，来进行进一步的投射影像产生时间点的调整动作，以达要影像同步及/或影音同步的功能。

以上所述，仅为本发明之优选实施例而已，不能以此限定本发明实施之范围，即凡是依照本发明权利要求书及说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开之全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，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。

附图标记列表

100、400、500、600、701～70n：投影机

110、410、510：影像处理器

120、420、520：延迟计算器

430、530：影像信号接收介面

440、540：影像光束产生器

450、550、650：光侦测器

460、560：控制器

511、512、513：处理器

541、542：光机

543：光阀

601：特征影像

700：投影系统

sine：输入端

soue：输出端

im：影像信号

tim：处理后影像信号

de1：第一传输延迟

tp1：全白显示画面

tp2：黑色显示画面

plb：影像光束

de2：第二传输延迟

in1～inn：影像信号

adj：延迟控制信号

s810、s820：传输延迟的侦测步骤