本發(fā)明是有關(guān)于一種色輪相位補償方法及應(yīng)用其的投影機，且特別是有關(guān)于一種可補償相位差的色輪相位補償方法及應(yīng)用其的投影機。

背景技術(shù)：

投影機用以投射畫面于外部屏幕上。投影機以一定的更新頻率(refresh frequency)顯示畫面，例如當(dāng)更新頻率為60Hz時表示每隔1/60秒更新畫面一次。然而，當(dāng)改變更新頻率時，往往因為投影機的電子元件本身的時間延遲而導(dǎo)致在控制色輪的轉(zhuǎn)動角度量難免會有偏差，如此將導(dǎo)致顯示畫面失真，例如產(chǎn)生色偏或顯示畫面的色彩并非預(yù)期色彩。

因此，有必要設(shè)計一種新型的色輪相位補償方法及投影機，以克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種色輪相位補償方法及應(yīng)用其的投影機，可改善習(xí)知問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種投影機的色輪相位補償方法，該方法包括：提供一投影機，該投影機用以投射出畫面,該投影機包括第一偵測器、色輪、驅(qū)動器及控制器，該驅(qū)動器用以驅(qū)動該色輪轉(zhuǎn)動；在該畫面的更新頻率為第一更新頻率時，該控制器決定該驅(qū)動器的第一驅(qū)動訊號與第一參考訊號之間的第一時間差，其中該第一驅(qū)動訊號由該第一偵測器獲得；回應(yīng)該畫面的更新頻率調(diào)整至第二更新頻率，該控制器決定第二驅(qū)動訊號與第二參考訊號之間的第二時間差，其中該第二驅(qū)動訊號由該第一偵測器獲得；該控制器依據(jù)下式(1)計算相位補償值Δθ，其中ω₀表示該色輪在該第一更新頻率時的第一角速度，ω₁表示該色輪在該第二更新頻率時的第二角速度，Sw0表示該第一時間差，而Sw1表示該第二時間差；

Δθ＝ω₀S_w0-ω₁S_w1..................................................(1)

該控制器將該相位補償值調(diào)整至0。

較佳的，在該控制器將該相位補償值調(diào)整至0的步驟包括：調(diào)整該第二時間差的值，直到該相位補償值為0。

較佳的，在該控制器決定該驅(qū)動器的該第一驅(qū)動訊號與該第一參考訊號之間的該第一時間差的步驟前；該色輪相位補償方法還包括：對該驅(qū)動器的多個第一原始驅(qū)動訊號進行除頻，以獲得多個該第一驅(qū)動訊號，其中相鄰兩該第一驅(qū)動訊號之間的周期表示該驅(qū)動器轉(zhuǎn)一圈的周期。

較佳的，在該控制器決定該驅(qū)動器的該第二驅(qū)動訊號與該第二參考訊號之間的該第二時間差的步驟前；該色輪相位補償方法還包括：對該驅(qū)動器的多個第二原始驅(qū)動訊號進行除頻，以獲得多個該第二驅(qū)動訊號，其中相鄰兩該第二驅(qū)動訊號之間的周期表示該驅(qū)動器轉(zhuǎn)一圈的周期。

較佳的，該第一偵測器為反向電動勢偵測器，該第一驅(qū)動訊號及該第二驅(qū)動訊號為該驅(qū)動器運轉(zhuǎn)時的反向電動勢的訊號。

較佳的，該第一參考訊號及該第二參考訊號為與該投影機電性連接的電子裝置對該畫面的同步訊號。

較佳的，該投影機還包括第二偵測器及配置在該色輪上的標(biāo)記元件，該第二偵測器用以偵測該色輪轉(zhuǎn)動時該標(biāo)記元件轉(zhuǎn)動一圈的周期；其中相鄰兩該第一參考訊號之間的周期以及相鄰兩該第二參考訊號之間的周期表示該標(biāo)記元件轉(zhuǎn)動一圈的周期。

為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種投影機，用以投射畫面，該投影機包括：第一偵測器；色輪；驅(qū)動器，用以驅(qū)動該色輪轉(zhuǎn)動；控制器，用以操作：在該畫面的更新頻率為第一更新頻率時，決定該驅(qū)動器的第一驅(qū)動訊號與第一參考訊號之間的第一時間差，其中該第一驅(qū)動訊號由該第一偵測器獲得；回應(yīng)該畫面的更新頻率調(diào)整至第二更新頻率，決定第二驅(qū)動訊號與第二參考訊號之間的第二時間差，其中該第二驅(qū)動訊號由該第一偵測器獲得；依據(jù)下式(1)計算相位補償值Δθ，其中ω₀表示該色輪在該第一更新頻率時的第一角速度，ω₁表示該色輪在該第二更新頻率時的第二角速度，Sw0表示該第一時間差，而Sw1表示該第二時間差；

Δθ＝ω₀S_w0-ω₁S_w1..................................................(1)

將該相位補償值調(diào)整至0。

較佳的，該控制器還用以操作：在決定該驅(qū)動器的該第一驅(qū)動訊號與該第一參考訊號之間的該第一時間差的步驟前，對該驅(qū)動器的多個第一原始驅(qū)動訊號進行除頻，以獲得多個該第一驅(qū)動訊號，其中相鄰兩該第一驅(qū)動訊號之間的周期表示該驅(qū)動器轉(zhuǎn)一圈的周期。

較佳的，該控制器還用以操作：在決定該驅(qū)動器的該第二驅(qū)動訊號與該第二參考訊號之間的該第二時間差的步驟前，對該驅(qū)動器的多個第二原始驅(qū)動訊號進行除頻，以獲得多個該第二驅(qū)動訊號，其中相鄰兩該第二驅(qū)動訊號之間的周期表示該驅(qū)動器轉(zhuǎn)一圈的周期。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的投影機的色輪相位補償方法及應(yīng)用其的投影機，可避免或者減小控制色輪的轉(zhuǎn)動角度量時存在的偏差，避免或改善顯示畫面失真問題。

為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：

附圖說明

圖1繪示依照本發(fā)明實施例的投影機的功能方塊圖。

圖2繪示依照本發(fā)明實施例的色輪相位補償方法的流程圖。

圖3繪示依照本發(fā)明實施例的在第一更新頻率時的第一驅(qū)動訊號及第一參考訊號的示意圖。

圖4繪示依照本發(fā)明實施例的在第二更新頻率時的第二驅(qū)動訊號及第二參考訊號的示意圖。

圖5繪示依照本發(fā)明實施例的在第一更新頻率時的第一參考訊號及第一色輪訊號的示意圖。

圖6繪示依照本發(fā)明實施例的在第二更新頻率時的第二參考訊號及第二色輪訊號的示意圖。

具體實施方式

為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細(xì)說明如下。

在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通常知識者應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的「包括」為開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包括但不限定于」。

請參照圖1及圖2，圖1繪示依照本發(fā)明一實施例的投影機100的功能方塊圖，圖2繪示依照本發(fā)明一實施例的色輪相位補償方法的流程圖。

在步驟S110中，如圖1所示，提供投影機100。投影機100包括光源110、標(biāo)記元件120、色輪130、轉(zhuǎn)軸140、驅(qū)動器150、第一偵測器160、控制器170、第二偵測器180及系統(tǒng)電路190。

光源110可發(fā)出光線L1穿過色輪110，然后經(jīng)由光路(未繪示)上的光學(xué)元件(未繪示)后往外投射出畫面。標(biāo)記元件120可配置在連接于色輪130的轉(zhuǎn)軸140上。標(biāo)記元件120例如是光吸收器，如紅外光吸收器，其可吸收第二偵測器180發(fā)出的光線L2。色輪130與轉(zhuǎn)軸140彼此固定，而驅(qū)動器150連接轉(zhuǎn)軸140，使在驅(qū)動器150的驅(qū)動下，轉(zhuǎn)軸140可帶動色輪130連動。驅(qū)動器150例如是馬達模組。第二偵測器180例如是光偵測器(Optical sensor)。第二偵測器180與標(biāo)記元件120可沿轉(zhuǎn)軸140的同一徑向配置，使當(dāng)轉(zhuǎn)軸140每轉(zhuǎn)動一圈時，第二偵測器180與標(biāo)記元件120沿徑向相對應(yīng)。在另一實施例中，第二偵測器180例如是霍爾效應(yīng)感測器(Hall Sensor)。

第二偵測器180持續(xù)朝轉(zhuǎn)軸140方向發(fā)出光線L2，如紅外光。當(dāng)光線L2入射至標(biāo)記元件120以外的部分時，光線L2可自轉(zhuǎn)軸140反射回第二偵測器180。但當(dāng)光線L2入射至標(biāo)記元件120時會被標(biāo)記元件120吸收而不會反射回第二偵測器180。當(dāng)?shù)诙蓽y器180未收到光線L2的反射時，可發(fā)出脈沖訊號(如后圖5的第一色輪訊號S0及圖6的第二色輪訊號S1)。換言之，當(dāng)標(biāo)記元件120每轉(zhuǎn)一圈，第二偵測器180就發(fā)出一脈沖訊號。通過此設(shè)計，第二偵測器180可偵測色輪130轉(zhuǎn)動時標(biāo)記元件120轉(zhuǎn)動一圈的周期，此等同于色輪130轉(zhuǎn)一圈的周期?？刂破?70依據(jù)此些脈沖訊號的時間差可計算出色輪130的轉(zhuǎn)速、周期等運轉(zhuǎn)資訊。

在步驟S120中，請同時參考圖3，其繪示依照本發(fā)明一實施例的在第一更新頻率f0時的第一驅(qū)動訊號P0及第一參考訊號V0的示意圖。在畫面的更新頻率為第一更新頻率f0時，控制器170偵測驅(qū)動器150的第一驅(qū)動訊號P0與第一參考訊號V0之間的第一時間差Sw0。

舉例來說，第一偵測器160例如是反向電動勢偵測器，其可偵測驅(qū)動器150轉(zhuǎn)動時的反向電動勢零交越點(Back EMF Zero crossing)(本文稱為第一原始驅(qū)動訊號P0’)。第一偵測器160可裝配在驅(qū)動器150外部，或配置在驅(qū)動器150內(nèi)部，或與驅(qū)動器150整合成單一部件。依據(jù)驅(qū)動器150的構(gòu)造而定，在色輪130轉(zhuǎn)一圈的周期中，第一偵測器160可產(chǎn)生多個(兩個以上)的第一原始驅(qū)動訊號P0’(訊號形式類似圖3所示的脈沖形式)。本實施例的控制器170可對此些第一原始驅(qū)動訊號P0’進行除頻，以獲得多個第一驅(qū)動訊號P0，其中相鄰兩第一驅(qū)動訊號P0之間的周期T0表示受驅(qū)動的色輪130)轉(zhuǎn)一圈的周期，如圖3所示。

此外，第一參考訊號V0可以是影像同步訊號(V-sync)或控制器170內(nèi)部所產(chǎn)生的初始訊號(sequence start)等，其中影像同步訊號可來自于與投影機100電性連接的外部電子裝置，如電腦等，即第一參考訊號V0可為與投影機100電性連接的電子裝置對畫面的同步訊號。此外，第一參考訊號V0也可以是標(biāo)記元件120或色輪130轉(zhuǎn)動一圈的周期，如后圖5的第一色輪訊號S0。

在步驟S130中，請同時參考圖4，其繪示依照本發(fā)明實施例的在第二更新頻率f1時的第二驅(qū)動訊號P1及第二參考訊號V1的示意圖?？刂破?70回應(yīng)畫面的更新頻率調(diào)整至第二更新頻率f1，偵測第二驅(qū)動訊號P1與第二參考訊號V1之間的第二時間差Sw1。此外，畫面更新頻率可由使用者手動改變設(shè)定或基于畫面本身的預(yù)設(shè)值而調(diào)整。

在畫面更新頻率調(diào)整后，第一偵測器160可偵測驅(qū)動器150轉(zhuǎn)動時的反向電動勢零交越點(本文稱為第二原始驅(qū)動訊號P1’)。依據(jù)驅(qū)動器150的構(gòu)造而定，在色輪130轉(zhuǎn)一圈的周期中，第一偵測器160可產(chǎn)生多個(兩個以上)的第二原始驅(qū)動訊號P1’(訊號形式類似圖4所示的脈沖形式)。本實施例的控制器170可對此些第二原始驅(qū)動訊號P1’進行除頻，以獲得多個第二驅(qū)動訊號P1，其中相鄰兩第二驅(qū)動訊號P1之間的周期T1表示受驅(qū)動的色輪130轉(zhuǎn)一圈的周期，如圖4所示。此外，第二參考訊號V1可類似第一參考訊號V0，于此不再贅述?；蛘撸诙⒖加嵦朧1也可以是標(biāo)記元件120或色輪130轉(zhuǎn)動一圈的周期，如后圖6的第二色輪訊號S1。第一次取的第一參考訊號V0與第二次取的第二參考訊號V1例如是屬于同一訊號種類。

在步驟S140中，控制器170可依據(jù)下式(1)計算而得到一相位補償值Δθ，其中ω₀表示色輪130在第一更新頻率f0時的第一角速度，而ω₁表示色輪130在第二更新頻率f1時的第二角速度。第一角速度ω₀及第二角速度ω₁可由控制器170(驅(qū)動器150的轉(zhuǎn)速可由控制器170控制，因此可由控制器170得知角速度)得知，例如可由圖5的第一色輪訊號S0獲得第一角速度ω₀，而由圖6的第二色輪訊號S1獲得第二角速度ω₁。

Δθ＝ω₀S_w0-ω₁S_w1...............................(1)

在步驟S150中，控制器170將相位補償值Δθ調(diào)整至0或接近0。例如，控制器170可調(diào)整第二時間差Sw1的值，直到相位補償值Δθ為0。當(dāng)相位補償值Δθ調(diào)整至等于0或接近0時，色輪130在第一更新頻率f0及第二更新頻率f1時的實際轉(zhuǎn)動角度不變或幾乎不變，可減少投影機100投射出的顯示畫面的失真度。

此外，式(1)的相位補償值Δθ可采用下式(2)～(7)推得，以下進一步舉例說明。

請參照圖5及圖6，圖5繪示依照本發(fā)明實施例的在第一更新頻率f0時的第一參考訊號V0及第一色輪訊號S0的示意圖，而圖6繪示依照本發(fā)明實施例的在第二更新頻率f1時的第二參考訊號V1及第二色輪訊號S1的示意圖。

在控制上，即使畫面更新頻率由第一更新頻率f0變換至第二更新頻率f1，仍希望對于同一畫面而言，色輪130在第一更新頻率f0及第二更新頻率f1時的轉(zhuǎn)動角度是不變的，如下式(2)所示。式(2)中，θ_0,f0為控制器170依據(jù)圖5的數(shù)個第一色輪訊號S0所計算出的色輪130的第一轉(zhuǎn)動角度，而θ_1,f1為控制器170依據(jù)圖6的數(shù)個第二色輪訊號S1所計算出的色輪130的第二轉(zhuǎn)動角度。

θ_0,f0＝θ_1,f1.......................................................(2)

第一轉(zhuǎn)動角度θ_0,f0等于w₀(t_wo+t_s+t_c)，而第二轉(zhuǎn)動角度θ_1,f1等于w₁(t_w1+t_s+t_c)，據(jù)此可改寫式(2)為下式(3)。

w₀(t_wo+t_s+t_c)＝w₁(t_w1+t_s+t_c)........................(3)

在式(3)中，請同時參考圖5，t_w0表示第一參考訊號V0與第一色輪訊號S0的時間差。請同時參考圖6，t_w1表示第二參考訊號V1與第二色輪訊號S1的時間差。t_s表示第二偵測器180的訊號延遲時間差，而t_c表示系統(tǒng)電路190的訊號延遲時間差。第一色輪訊號S0及第二色輪訊號S1可由第二偵測器180測得。圖5的第一色輪訊號S0及圖6的第二色輪訊號S1為控制器170在收到第二偵測器180的發(fā)出訊號后才呈現(xiàn)出的訊號分布，其無可避免地包含了第二偵測器180與控制器170在傳輸過程間可能發(fā)生的任何訊號延遲因素，如訊號延遲時間差t_s及t_c的延遲因素。

上式(3)可改寫成下式(4)，以獲得Δθ＝(w₀-w₁)(t_s+t_c)。訊號延遲時間差t_s及t_c會導(dǎo)致控制器170控制色輪130轉(zhuǎn)動時的角度偏差，致使光線L1經(jīng)過偏差的色輪130后投射出一失真畫面。因此，當(dāng)畫面更新頻率由第一更新頻率f0變換至第二更新頻率f1時，若能將(w₀-w₁)(t_s+t_c)調(diào)整至0或接近0，則能避免或改善失真問題。

(w₁t_w1-w₀t_w0)＝Δθ＝(w₀-w₁)(t_s+t_c)..........(4)

然而，控制器170并無法獲知訊號延遲時間差t_s及t_c，因此也無法通過上式(4)計算出相位補償值Δθ。不過，在本發(fā)明實施例中可通過驅(qū)動器150的驅(qū)動訊號(如第一驅(qū)動訊號P0及第二驅(qū)動訊號P1)獲得可控制的相位補償值Δθ，如下進一步說明。

如下式(5)所示，θ_p0,f0系控制器170依據(jù)圖3的數(shù)個第一驅(qū)動訊號P0所計算出的轉(zhuǎn)軸140的第三轉(zhuǎn)動角度(等同于色輪130的轉(zhuǎn)動角度)，而θ_p1,f1系控制器170依據(jù)圖4的數(shù)個第二驅(qū)動訊號P1所計算出的轉(zhuǎn)軸140的第四轉(zhuǎn)動角度(等同于色輪130的轉(zhuǎn)動角度)。

θ_p0,f0＝θ_p1,f1......................................................(5)

轉(zhuǎn)軸140的第三轉(zhuǎn)動角度θ_p0,f0等于w₀(t_w0+S_w0)，而轉(zhuǎn)軸140的第四轉(zhuǎn)動角度θ_p1,f1等于w₁(t_w1+S_w1)，據(jù)此可將式(5)改寫成下式(6)，而式(6)可進一步改寫成下式(7)。

w₀(t_w0+S_w0)＝w₁(t_w1+S_w1)...........................(6)

(w₁t_w1-w₀t_w0)＝Δθ＝ω₀S_w0-ω₁S_w1..............(7)

在比較上式(7)及上式(4)后，可得知上式(1)的Δθ＝ω₀S_w0-ω₁S_w1，其中的相位補償值ω₀S_w0-ω₁S_w1與訊號延遲時間差t_s及t_c無關(guān)，再加上第一角速度ω₀、第二角速度ω₁、第一時間差Sw0及第二時間差Sw1的數(shù)值可通過前述方式得知，因此控制器170能通過調(diào)整第一時間差S_w0或第二時間差S_w1，而將上式(1)的相位補償值Δθ調(diào)整至0或接近0。換言之，相較于式(4)的相位補償值Δθ＝(w₀-w₁)(t_s+t_c)，式(1)的相位補償值Δθ＝ω₀S_w0-ω₁S_w1可控制的，因此控制器170能通過調(diào)整式(1)的相位補償值Δθ而改善現(xiàn)有技術(shù)的失真問題。本發(fā)明實施例的調(diào)整方式例如是通過軟體調(diào)整或通過訊號控制方式調(diào)整，因此能快速地將式(1)的相位補償值Δθ調(diào)整至0或接近0。

特別地，當(dāng)投影機100包含數(shù)個色輪時，其投影畫面對于色輪的轉(zhuǎn)動角度偏差量更為敏感。由于本發(fā)明實施例的式(1)的相位補償值Δθ可控制的，因此即使投影機100包含多個色輪，仍能快速地調(diào)整式(1)的相位補償值Δθ，而能避免投影畫面色彩的失真或改善投影畫面色彩的失真度，使投影機100如同具有高精度分光系統(tǒng)的投影裝置。此外，在一實施例中，亦可依據(jù)圖3的數(shù)個第一驅(qū)動訊號P0及圖4的數(shù)個第二驅(qū)動訊號P1計算得知色輪130的運轉(zhuǎn)資訊，如轉(zhuǎn)速、周期等，此資訊可提供給控制器170作為其它控制之用，不限于只能由第二偵測器180的色輪訊號得知。在另一實施例中，控制器170可比對圖3及圖4的驅(qū)動訊號與圖5及圖6的色輪訊號，以評估或校正第二偵測器180的偵測精度。

本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。