專利名稱：場序彩色立體投影機的光源裝置及其光源控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源裝置及光源控制方法，特別是涉及一種安裝在場序彩色立體投影機中的光源裝置及其光源控制方法。
背景技術(shù)：
場序彩色立體投影機利用交替投影左、右眼影像，并搭配立體眼鏡上的液晶交替切換，以使使用者的左、右眼能正確地對應(yīng)接收左、右眼影像以達到立體影像的效果。目前液晶反應(yīng)時間約2ms，因此順序投影的影像間需有2ms的間隔，以避免左、右眼影像相互干擾。目前的投影機中，光源多采用鹵素燈泡，以持續(xù)提供白熾光。投影機可利用色輪上形成遮黑區(qū)域，以遮擋光線，避免光線被投射出去；投影機亦可借由控制數(shù)字微鏡器件(DigitalMicromirror Device, DMD)來達到避免光線在立體眼鏡的液晶切換時，光線被投射出去的效果。無論何者，光源在此液晶切換期間內(nèi)均持續(xù)消耗能量，造成不必要的浪費。 此外，基于電源管理目的，光源多具有額定功率，在一周期時間內(nèi)消耗固定的能量。因為公知投影機的光源在前述液晶切換期間內(nèi)仍持續(xù)消耗能量，所以整體有效用來投影的能量下降，造成投影影像亮度不足。并且公知立體眼鏡多有色偏的問題，若以DMD調(diào)整各色光的相對投影亮度以改善色偏情形，將再降低有效用來投影的能量效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種光源裝置，安裝在一場序彩色立體投影機中，借由在無需發(fā)光的時候關(guān)閉半導(dǎo)體發(fā)光單元，以避免浪費，且節(jié)省的能量可用來提升投影亮度或改善色偏。本發(fā)明的光源裝置采用以下技術(shù)方案所述光源裝置包括一發(fā)光模塊及一控制模塊。所述發(fā)光模塊包括數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元，用以分別發(fā)射不同色光。所述控制模塊電連接所述發(fā)光模塊，用以控制所述數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段及一遮黑段，所述遮黑段的無色部分是由所述控制模塊關(guān)閉所述數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元而產(chǎn)生。其中，所述發(fā)光模塊具有一額定功率，所述數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元的總驅(qū)動功率等于所述額定功率。因此，所述光源裝置能利用所述發(fā)光模塊于所述遮黑段中節(jié)省的能量，用來提升投影亮度或改善色偏，而不會超過額定功率。本發(fā)明的光源控制方法采用以下技術(shù)方案所述光源控制方法安裝在一場序彩色立體投影機中的光源裝置，所述光源裝置包括一控制模塊及一發(fā)光模塊，所述發(fā)光模塊電連接所述控制模塊并包括數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元，例如本發(fā)明的光源裝置。所述光源控制方法在無需發(fā)光的時候關(guān)閉半導(dǎo)體發(fā)光單元，以避免浪費，且節(jié)省的能量可用來提升投影亮度或改善色偏。本發(fā)明的光源控制方法包括利用所述控制模塊控制所述數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段，其中所述發(fā)光模塊具有一額定功率，所述數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元的總驅(qū)動功率等于所述額定功率；以及利用所述控制模塊關(guān)閉所述數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元，配合所述數(shù)個色段以周期地產(chǎn)生一遮黑段的無色部分。同樣地，所述光源控制方法能利用所述發(fā)光模塊在所述遮黑段中節(jié)省的能量，用來提升投影亮度或改善色偏，而不會超過額定功率。根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法能避免不必要的發(fā)光所造成的浪費，例如避免在立體眼鏡液晶切換期間內(nèi)不必要的發(fā)光，從而能將節(jié)省的能量用來提升投影亮度或改善色偏；也就是說，本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法能充分利用發(fā)光能量，提升有效用來投影的能量效率。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以借由以下的發(fā)明詳述及附圖得到進一步的了解。


圖I是本發(fā)明的實施例的光源裝置，安裝在場序彩色立體投影機中的示意圖； 圖2是發(fā)光模塊發(fā)光時序及驅(qū)動電流分布圖；圖3是本發(fā)明的實施例的光源控制方法的流程圖。其中，附圖標記說明如下
I場序彩色立體投影機
12 光源裝置14 混光組件
16 DMD18、20 透鏡
22 屏幕122 發(fā)光模塊
124 控制模塊1222 紅光發(fā)光二極管
1224 綠光發(fā)光二極管1226 藍光發(fā)光二極管
1222a 紅色段1224a 綠色段
1226a 藍色段1228a 白色段
1228b 同步信號1230 遮黑段
1230a、1230b 無色部分SllO S118 實施步驟
具體實施例方式請參考圖1，圖I是本發(fā)明的實施例的光源裝置12，安裝在場序彩色立體投影機I中的示意圖。場序彩色立體投影機I還包括混光元件14、DMD 16及數(shù)個透鏡18、20。光源裝置12包括發(fā)光模塊122及控制模塊124。光源裝置12產(chǎn)生所需的色光，進入混光元件14，再經(jīng)透鏡18投射在DMD 16上，經(jīng)由DMD 16調(diào)制光線以通過透鏡20投影至屏幕22上。在本實施例中，發(fā)光模塊122包括三個半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226，在本實施例中分別為紅光發(fā)光二極管1222、綠光發(fā)光二極管1224及藍光發(fā)光二極管1226，用以分別發(fā)射紅光、綠光及藍光；但在實作上半導(dǎo)體發(fā)光單元的設(shè)置數(shù)量及所發(fā)射的色光，均依產(chǎn)品設(shè)計而定，本發(fā)明不以此為限。控制模塊124電連接發(fā)光模塊122，用以控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226選擇性地發(fā)光。場序彩色立體投影技術(shù)主要利用交錯投影左、右眼視頻幀(video frame)在屏幕22上，使得使用者能借助立體眼鏡觀看以產(chǎn)生立體影像的視覺效果。因此，控制模塊124控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226周期性發(fā)光以形成視頻幀。請參考圖2，圖2是發(fā)光模塊122發(fā)光時序及驅(qū)動電流分布圖。其中，圖2繪示出兩個發(fā)光周期，也就是兩個視頻幀的時間長度，在本實施例中，以120Hz的幀頻為例，單一視頻幀的時間長度約為8. 33mm，一個3D視頻幀包括兩個視頻幀，故其時間長度約為16. 7ms ;另外，圖2中以水平虛線表示發(fā)光模塊122在其額定功率下的平均驅(qū)動電流?？刂颇K124控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段1222a、1224a、1226a、1228a及遮黑段1230。所述色段分別為紅色段1222a，由紅光發(fā)光二極管1222單獨發(fā)光形成、綠色段1224a，由綠光發(fā)光二極管1224單獨發(fā)光形成、藍色段1226a，由藍光發(fā)光二極管1226單獨發(fā)光形成、以及白色段1228a，由紅光發(fā)光二極管1222、綠光發(fā)光二極管1224及藍光發(fā)光二極管1226同時發(fā)光形成。遮黑段1230包括無色部分1230a及1230b及同步信號1228b。遮黑段1230的無色部分1230a、1230b是由控制模塊124關(guān)閉半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226而產(chǎn)生。同步信號1228b作為與場序彩色立體投影機I搭配使用的立體眼鏡的液晶切換的觸發(fā)信號，以使左、右眼視頻幀能被正確地接收，在本實施例中，同步信號1228b是由控制模塊124控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226同時發(fā)光而產(chǎn)生，即產(chǎn)生白光，但本發(fā)明不以此為限。補充說明的是，在本實施例中，前述各色段1222a、1224a、1226a、1228a的排列順序不以此為限；并且遮黑段1230原則上是位在視頻幀之間，故以視頻幀順序整體而言，其位置自可定義位在視頻幀的前端或末端，不再贅述。在本實施例中，在每一個發(fā)光周期中，即每一個視頻幀中，紅色段1222a、綠色段1224a及藍色段1226a的時間長度各為整個視頻幀的時間長度的1/5，約為1.67ms ;遮黑段1230的時間長度為立體眼鏡液晶切換的時間長度，以目前液晶技術(shù)而言，液晶反應(yīng)時間約為2ms ;白色段1228a的時間長度則為整個視頻幀的時間長度扣除前述時間長度，約為I. 33ms。如圖2所示，在本實施例中，因在遮黑段1230期間內(nèi)，無投影需求，故除了產(chǎn)生同步信號1228b外，半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226均呈關(guān)閉狀態(tài)以節(jié)省能量，此節(jié)省的能量即可用來產(chǎn)生白色段1228a ;整體而言，白色段1228a的時間長度約占視頻幀的時間長度的16% (I. 33/8. 33)，故約可提高亮度10.6% ((100% -33% ) X16% ) 此外，因為一般立體眼鏡有偏黃問題，故在遮黑段1230期間內(nèi)節(jié)省的能量亦可用來調(diào)整色溫以改善色偏問題。在實作上，使藍光發(fā)光二極管1226的驅(qū)動功率大于紅光發(fā)光二極管1222的驅(qū)動功率且大于綠光發(fā)光二極管1224的驅(qū)動功率，以降低色溫，改善色偏問題，也可再提高亮度(即提高白色段1228a的驅(qū)動電流)。
補充說明的是，圖2雖以白色段1228a及各別由單一半導(dǎo)體發(fā)光單元形成的色段1222a、1224a、1226a為例，但本發(fā)明不以此為限，例如二個半導(dǎo)體發(fā)光單元重疊(overlap)形成的混合色段，從而形成更多色段。此外，半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226的總驅(qū)動功率等于發(fā)光模塊122的額定功率，故本發(fā)明的光源裝置12利用在遮黑段1230期間內(nèi)節(jié)省的能量以提升投影亮度并改善色偏，而未增加場序彩色立體投影機I的電力負擔，即能以經(jīng)濟的方式改善或解決背景技術(shù)的浪費能量、色偏等問題。請參考圖3，圖3是本發(fā)明的實施例的光源控制方法的流程圖。所述光源控制方法用于安裝在場序彩色立體投影機中的光源裝置；為便于說明，以前述實施例的場序彩色立體投影機I及光源裝置12為例，故其結(jié)構(gòu)已如前述，不再贅述；惟在實作上，本發(fā)明的光源控制方法可適用的光源裝置不以前述實施例為限。如圖3所示，所述光源控制方法在場色序立體投影機I接收到包括連續(xù)的視頻幀的視頻信號后，首先判斷是否為3D視頻信號，如步驟SllO所示。若在步驟SllO中判斷為是，則依視頻幀的分色需求以產(chǎn)生所需色段及配合立體眼鏡液晶切換的遮黑段。進一步來說，所述光源控制方法以控制模塊124控制數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段1222a、1224a、1226a及1228a，如步驟S112所示；并且，所述光源控制方法亦利用控制模塊124關(guān)閉半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226，配合色段1222a、 1224a、1226a及1228a以周期地產(chǎn)生遮黑段1230的無色部分1230a、1230b，如步驟SI 14所示。換句話說，在每一個發(fā)光周期中，即每一個視頻幀中，包括色段1222a、1224a、1226a及1228a及遮黑段1230，其中在本實施例中，遮黑段1230還包括同步信號1228b，其是由控制模塊124控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226同時發(fā)光而產(chǎn)生。發(fā)光模塊122產(chǎn)生的色段1222a、1224a、1226a及1228a及遮黑段1230的順序可參考圖2。接著，所述光源控制方法經(jīng)由DMD 16調(diào)制在各色段1222a、1224a、1226a及1228a中產(chǎn)生的色光以形成子視頻幀，投影至屏幕22上，從而組合成單一視頻幀，如步驟S116所示。至此完成單一視頻幀的投影工作，接續(xù)的視頻幀亦由步驟S112、S114、S116以分別實現(xiàn)單一視頻幀投影工作，不再贅述。補充說明的是，在本實施例中，半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226分別為紅光發(fā)光二極管1222、綠光發(fā)光二極管1224及藍光發(fā)光二極管1226，各別發(fā)光相同時間長度以形成紅色段1222a、綠色段1224a及藍色段1226a，但本發(fā)明不以此為限。并且白色段1228a是由控制模塊124控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226同時發(fā)光而產(chǎn)生；遮黑段1230則持續(xù)一段液晶反應(yīng)時間。關(guān)于各色段1222a、1224a、1226a及1228a及遮黑段1230的時間長度，請參考前文說明，不再贅述。另外，若在步驟SllO中判斷為否，則依視頻幀的分色需求以產(chǎn)生所需色段，而無需前述的遮黑段1230，如步驟S118所示，并進行一般子視頻幀形成工作，并進行投影工作，如步驟S116所示；此可依公知投影方法實現(xiàn)，不另贅述。再補充說明的是，不同的視頻信號可能使用不同的分色需求，故在步驟S112中， 可利用二個半導(dǎo)體發(fā)光單元重疊形成混合色段，以增加可提供色段的數(shù)目。若光源裝置12的發(fā)光模塊122具有更多的半導(dǎo)體發(fā)光單元，用以發(fā)射更多色的色光，則可形成的混合色段將更多樣化。另外，所述光源控制方法控制半導(dǎo)體發(fā)光單元1222、1224、1226的總驅(qū)動功率等于發(fā)光模塊122的額定功率，在遮黑段1230期間內(nèi)所節(jié)省的能量即加入色段1222a、1224a、1226a及1228a，用來提升投影亮度；若所述光源控制方法在步驟SI 12中亦控制藍光發(fā)光二極管1226的驅(qū)動功率大于紅光發(fā)光二極管1222的驅(qū)動功率且大于綠光發(fā)光二極管1224的驅(qū)動功率，則可一并改善立體眼鏡影像偏黃的色偏問題。其相關(guān)說明請參考前文，不再贅述。根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法至少具有下列優(yōu)點及有益效果本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法利用半導(dǎo)體發(fā)光單元在無需發(fā)光的時候關(guān)閉，以節(jié)省能量，故本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法可保持總驅(qū)動功率不超過額定功率而利用此節(jié)省的能量則以提升投影亮度或改善色偏。換句話說，本發(fā)明的光源裝置及其光源控制方法能充分利用發(fā)光能量，提升有效用來投影的能量效率，克服背景技術(shù)中浪費能量的缺點，還能提升投影亮度及改善色偏。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.ー種光源裝置，安裝在ー場序彩色立體投影機中，其特征在于，所述光源裝置包括 ー發(fā)光模塊，包括數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元，用以分別發(fā)射不同色光，其中所述發(fā)光模塊具有一額定功率，所述半導(dǎo)體發(fā)光單元的總驅(qū)動功率等于所述額定功率；以及 ー控制模塊，電連接所述發(fā)光模塊，所述控制模塊控制所述半導(dǎo)體發(fā)光單元選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段及ー遮黑段，所述遮黑段的無色部分是由所述控制模塊關(guān)閉所述半導(dǎo)體發(fā)光單元而產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求I所述的光源裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光單元包括一紅光發(fā)光ニ極管、一綠光發(fā)光二極管及一藍光發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求2所述的光源裝置，其特征在于，所述藍光發(fā)光二極管的驅(qū)動功率大于所述紅光發(fā)光二極管的驅(qū)動功率且大于所述綠光發(fā)光二極管的驅(qū)動功率。
4.如權(quán)利要求I所述的光源裝置，其特征在于，所述色段包括一白色段。
5.如權(quán)利要求I所述的光源裝置，其特征在于，所述遮黑段包括一同步信號，是由所述控制模塊控制所述半導(dǎo)體發(fā)光單元同時發(fā)光而產(chǎn)生。
6.ー種光源控制方法，用于安裝在ー場序彩色立體投影機中的光源裝置，所述光源裝置包括ー發(fā)光模塊及ー控制模塊，所述發(fā)光模塊電連接所述控制模塊并包括數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光単元，其特征在于，所述光源控制方法包括 利用所述控制模塊控制所述半導(dǎo)體發(fā)光單元選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段，其中所述發(fā)光模塊具有一額定功率，所述半導(dǎo)體發(fā)光單元的總驅(qū)動功率等于所述額定功率；以及 利用所述控制模塊關(guān)閉所述半導(dǎo)體發(fā)光単元，配合所述色段以周期地產(chǎn)生ー遮黑段的無色部分。
7.如權(quán)利要求6所述的光源控制方法,其特征在于,所述半導(dǎo)體發(fā)光單兀包括ー紅光發(fā)光二極管、一綠光發(fā)光二極管及一藍光發(fā)光二極管，所述藍光發(fā)光二極管的驅(qū)動功率大于所述紅光發(fā)光二極管的驅(qū)動功率且大于所述綠光發(fā)光二極管的驅(qū)動功率。
8.如權(quán)利要求6所述的光源控制方法，其特征在于，所述色段包括一白色段，所述光源控制方法還包括利用所述控制模塊控制所述半導(dǎo)體發(fā)光單元同時發(fā)光以產(chǎn)生所述白色段。
9.如權(quán)利要求6所述的光源控制方法，其特征在干，所述光源控制方法還包括在所述遮黑段內(nèi)，利用所述控制模塊控制所述半導(dǎo)體發(fā)光單元同時發(fā)光以產(chǎn)生一同步信號。
10.如權(quán)利要求6所述的光源控制方法，其特征在干，所述遮黑段持績ー液晶反應(yīng)時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種場序彩色立體投影機的光源裝置及其光源控制方法。所述光源裝置包括一發(fā)光模塊及一控制模塊。所述發(fā)光模塊包括數(shù)個半導(dǎo)體發(fā)光單元。所述控制模塊電連接所述發(fā)光模塊，用以控制所述半導(dǎo)體發(fā)光單元選擇性地發(fā)光以周期地產(chǎn)生數(shù)個色段及一遮黑段，所述遮黑段的無色部分是由所述控制模塊關(guān)閉所述半導(dǎo)體發(fā)光單元而產(chǎn)生，其中所述半導(dǎo)體發(fā)光單元的總驅(qū)動功率等于所述發(fā)光模塊的額定功率。因此，本發(fā)明解決背景技術(shù)中光源在遮黑段中仍持續(xù)發(fā)光而造成能量浪費的問題，并能提高色段的驅(qū)動功率，以改善投影影像的質(zhì)量。
文檔編號G03B35/18GK102681317SQ20111005974
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
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