CN110400529B - 投影亮度调整方法及其投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影亮度调整方法包含电源驱动投影机投影影像、温度感应器侦测投影机的运作温度、投影机将影像的像素数量总和除以影像的亮度范围总阶数以计算出对应影像的每一阶像素亮度范围的像素平均数量，以及投影机于判断出运作温度低于操作温度上限值以及判断出具有大于像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数小于或等于亮度范围总阶数的二分之一时，控制电源输出超载电流至投影机进行影像投影。超载电流的大小介于投影机的电流最大上限值以及操作电流上限值之间。

Description

投影亮度调整方法及其投影机

技术领域

本发明关于一种投影亮度调整方法及其投影机，尤指一种装设温度感应器进行运作温度侦测且根据温度侦测结果以及具有大于像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数是否小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一的判断结果来控制投影机是否进入超载运作模式的影像亮度调整方法及其投影机。

背景技术

一般来说，投影机降低暗画面的方法是加入动态调整对比功能(Dynamic Black,DB)，让光源强度随着画面亮暗做变化，也就是说，当画面越暗时，光源强度就会调成越低，而当画面越亮时，光源强度则会调成越高，如此即可有效地增加投影机的画面对比度。

在实际应用中，若是要更进一步地增加画面亮度，投影机通常会采用增加光源发光效率的设计，例如使用高输出光源、改善光路系统、增加镜面反射率与穿透率等，然而，上述变动投影机硬体元件架构的设计往往会产生投影机制造成本上升的问题，除此之外，在选用具有高发光效率的光源的设计中，由于投影机运作温度会相对应地上升，因此，不仅会出现必须额外配置散热系统在投影机上的散热需求，同时也会造成投影机整体体积增加的问题而不利于投影机的薄型化设计。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种装设温度感应器进行运作温度侦测且根据温度侦测结果以及具有大于像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数是否小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一的判断结果来控制投影机是否进入超载运作模式的影像亮度调整方法及其投影机，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明提供一种投影亮度调整方法，用于投影机，该投影亮度调整方法包含：电源驱动该投影机投影影像；温度感应器侦测该投影机的运作温度；该投影机将该影像的像素数量总和除以该影像的亮度范围总阶数以计算出对应该影像的每一阶像素亮度范围的像素平均数量；以及该投影机于判断出该运作温度低于操作温度上限值，以及判断出具有大于该像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一时，控制该电源输出超载电流至该投影机进行影像投影，该超载电流的大小介于该投影机的电流最大上限值以及操作电流上限值之间。

较佳的，该投影机于判断出该运作温度低于该操作温度上限值、该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一且大于3，以及对应该至少一阶像素亮度范围的连续阶数大于或等于该阶数的二分之一时，控制该电源输出该超载电流至该投影机。

较佳的，该投影机于判断出该运作温度低于该操作温度上限值，以及该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于3时，控制该电源输出该超载电流至该投影机。

较佳的，该投影机判断出该影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与影像的像素数量总和的比例值等于特定值时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值。

较佳的，该方法还包含：该投影机于判断出该影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与该影像的该像素数量总和的比例值等于20％时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值；以及该投影机根据该亮度设定值调降该电源的目前电流输出。

为达到上述目的，本发明另提供一种投影机，其包含：投影装置；电源，其电连接于该投影装置，用来驱动该投影装置投影影像；温度感应器，其电连接于该投影装置，用来侦测该投影装置的运作温度；以及运算单元，其电连接于该投影装置、该温度感应器以及该电源，用来根据该影像的像素数量总和以及该影像的亮度范围总阶数计算对应该影像的每一阶像素亮度范围的像素平均数量，以及用来于判断出该运作温度低于操作温度上限值以及判断出具有大于该像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一时，控制该电源输出超载电流至该投影机进行影像投影；其中该超载电流的大小介于该投影机的电流最大上限值以及操作电流上限值之间。

较佳的，该运算单元于判断出该运作温度低于该操作温度上限值、该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一且大于3，以及对应该至少一阶像素亮度范围的连续阶数大于或等于该阶数的二分之一时，控制该电源输出该超载电流至该投影装置。

较佳的，该运算单元于判断出该运作温度低于该操作温度上限值，以及判断出该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于3时，控制该电源输出该超载电流至该投影装置。

较佳的，该运算单元于判断出该投影装置所投影的影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与影像的像素数量总和的比例值等于特定值时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值。

较佳的，该投影装置还用来于判断出该影像的其中之一阶像素亮度范围至一最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与该影像的该像素数量总和的比例值等于20％时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值，且根据该亮度设定值调降该电源的目前电流输出。

综上所述，由于本发明无须采用先前技术增加光源发光效率的设计(例如使用高输出光源、改善光路系统、增加镜面反射率与穿透率等)，也就是说，本发明所提供的投影亮度调整方法仅需装设温度感应器进行运作温度的侦测，且可根据温度侦测结果以及具有大于像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数是否小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一的判断结果，来控制投影机是否进入超载运作模式以达到提高影像对比度的功效，因此，本发明可解决先前技术中所提到的变动投影机硬体元件架构的设计会产生投影机制造成本上升的问题以及必须额外配置散热系统在投影机上而造成投影机整体体积增加的问题，从而有效地降低投影机制造成本且有利于投影机的薄型化设计。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的实施例所提出的投影机的功能方块示意图。

图2为根据本发明的实施例所提出的投影亮度调整方法的流程图。

图3为图1的投影装置所投影的影像的亮度与像素数量的亮度分布曲线图。

图4为图1的投影装置所投影的影像的亮度与像素数量的亮度分布长条图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请参阅图1，其为根据本发明的实施例所提出的投影机10的功能方块示意图，如图1所示，投影机10可为一般常见的固态光源投影设备(如雷射投影机等)且包含投影装置12、电源14、温度感应器16，以及运算单元18。电源14电连接于投影装置12，电源14用来提供电力以驱动投影装置12进行影像投影。温度感应器16电连接于投影装置12，温度感应器16可较佳地设置在投影装置12的主要发热元件(如光源、镜头等)上以用来侦测投影装置12在实际运作时所产生的运作温度，进而作为后续是否提升电源14的电流输出的判断依据。运算单元18(如具有运算能力的中央处理器、微处理器、或可程式化逻辑控制器等)是电连接于投影装置12、电源14以及温度感应器16，运算单元18用来根据投影装置12所投影的影像的像素数量总和以及影像的亮度范围总阶数计算对应影像的每一阶像素亮度范围的像素平均数量。运算单元18亦可用来于判断出上述温度感应器16所侦测到的运作温度低于投影装置12的操作温度上限值，以及判断出具有大于上述像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一时，控制电源14输出超载电流至投影装置12进行影像投影，进而产生提升影像对比度的功效。

以下是就本发明使用投影机10执行投影亮度调整方法的流程进行说明，请参阅图1以及图2，图2为根据本发明的实施例所提出的投影亮度调整方法的流程图，本发明的投影亮度调整方法包含下列步骤。

步骤200：电源14驱动投影装置12进行影像投影；

步骤202：运算单元18于判断出投影装置12所投影的影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与影像的像素数量总和的比例值等于20％时，根据上述其中之一阶像素亮度范围设定影像的亮度设定值，且根据上述亮度设定值调降电源14的目前电流输出；

步骤204：温度感应器16侦测投影装置12的运作温度；

步骤206：运算单元18判断投影装置12的运作温度是否低于投影装置12的操作温度上限值；若是，执行步骤208；若否，则执行步骤212；

步骤208：运算单元18判断具有大于像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数是否小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一且大于3；若是，执行步骤210；若否，则执行步骤212；

步骤210：运算单元18控制电源14输出超载电流至投影装置12；

步骤212：运算单元18控制电源14输出目前电流至投影装置12。

于此以将投影装置12所投影的影像的亮度分布范围(0～255)分成32阶(其如下表一所示，但不受此限，本发明亦可改采用影像亮度分布范围分成16、64、128或256阶的设计，其相关描述可根据下列说明类推，于此不再赘述)为例针对上述步骤进行详细的描述。首先，在步骤200中，电源14可输出未经调升的电流以驱动投影装置12进行影像投影，其中影像的亮度分布范围与像素数量的像素亮度分布图可如图3所示。

表一

亮度范围编号	亮度范围
		1	0～7
2	8～15
		3	16～23
…	…
		31	240～247
32	248～255

接下来，在此实施例中，为了使投影装置12在实际运作时可更加容易地处于温度较低的状态，投影机10可执行步骤202，也就是运算单元18可于判断出投影装置12所投影的影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与影像的像素数量总和的比例值等于特定值(较佳地为20％，但不受此限，其可为装置预设值或由使用者自订)时，根据上述其中之一阶像素亮度范围设定影像的亮度设定值，举例来说，假设如图3所示的影像的第29阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围(即第32阶像素亮度范围)所具有的像素数量和值与影像的全部像素数量总和(即第1阶像素亮度范围至第32阶像素亮度范围所具有的像素总量)的比例值等于20％，则运算单元18可根据第29阶像素亮度范围调降影像的亮度设定值，并且根据调降后的亮度设定值调降电源14的目前电流输出(例如以查表方式找出对应调降后的亮度设定值的电流输出)，藉以调降投影装置12的光源输出功率，从而达到降低投影装置12的运作温度的功效。

在完成上述步骤后，温度感应器16可侦测投影装置12在实际运作时所产生的运作温度(步骤204)，并且将所侦测到的运作温度传输至运算单元18，如此一来，运算单元18可据以判断投影装置12的运作温度是否低于投影装置12的操作温度上限值而发挥温度监控效果，也就是说，若是运算单元18判断出投影装置12的运作温度高于投影装置12的操作温度上限值，此即代表投影装置12目前处于过热状态而不适合执行调升电源14的电流输出操作，因此，运算单元18可控制电源14输出目前未经调升的电流至投影装置12(步骤212)而以原有影像亮度进行影像投影。

反之，若运算单元18判断出投影装置12的运作温度低于投影装置12的操作温度上限值，此即代表投影装置12目前处于低温运作状态而适合执行调升电源14的电流输出操作，因此，运算单元18可接着判断影像的亮度分布是否足够集中(步骤208)，以作为后续判断是否调升电源14的电流输出的参考依据。举例来说，请参阅图4，其为图1的投影装置12所投影的影像的亮度与像素数量(于图4中以比例数值(％)方式呈现，但不以此为限)的亮度分布长条图，由图4可知，由于第6、7、14、16-20、24阶像素亮度范围具有大于像素平均数量(其将影像的像素数量总和除以影像的亮度范围总阶数以计算出对应每一阶像素亮度范围的像素平均数量，即如图4所示的100％/32＝3.125％)的像素数量，则运算单元18可判断出具有大于像素平均数量的像素数量的第6、7、14、16-20、24阶像素亮度范围的阶数小于影像的亮度范围总阶数的二分之一(即9<32/2)，此即代表影像的亮度分布足够集中(如夜晚影像或天空影像)，故运算单元18可据以控制电源14输出超载电流(其大小介于投影装置的电流最大上限值以及操作电流上限值之间)至投影装置12(步骤210)，使得投影装置12进入超载运作模式而以亮度增强方式进行影像投影，从而达到提高影像对比度之功效。

更进一步地，运算单元18可针对具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的阶数是否连续且集中进行判断，举例来说，在判断出上述具有大于像素平均数量的像素数量的第6、7、14、16-20、24阶像素亮度范围的阶数大于3(即9>3)，以及判断出对应第6、7、14、16-20、24阶像素亮度范围的连续阶数大于上述阶数的二分之一(即5>9/2)时，此即代表影像的亮度分布较为连续且集中，运算单元18可据以控制电源14输出超载电流至投影装置12，以使投影装置12进入超载运作模式。在实际应用中，若是运算单元18判断出具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的阶数小于3，此即代表影像的亮度分布极度集中，此时，运算单元18可直接控制电源14输出超载电流至投影装置12而无须针对具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的连续阶数是否大于或等于具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的阶数的二分之一进行判断。

需注意的是，在完成步骤210后，运算单元18可继续监控投影装置12的运作温度是否低于投影装置12的操作温度上限值(即继续执行步骤204以及步骤206)，藉以确保运算单元18可在投影装置12过热的情况下即时控制投影装置12跳出超载运作模式(也就是改执行步骤212)，从而有效地避免投影机10的元件过热损坏的情况发生。

另一方面，若是运算单元18判断出具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的阶数大于影像的亮度范围总阶数的二分之一，此即代表影像的亮度分布分散且不够集中而无须执行调升电源14的电流输出操作，因此，运算单元18可控制电源14输出未经调升的电流至投影装置12(步骤212)而以原有影像亮度进行影像投影。同样地，在完成步骤212后，运算单元18可继续监控投影装置12的运作温度是否低于投影装置12的操作温度上限值(即继续执行步骤204以及步骤206)，藉以确保运算单元18可在投影装置12处于低温运作状态且影像的亮度分布足够集中的情况下即时地控制投影装置12进入超载运作模式(也就是改执行步骤210)，从而达到即时提高影像对比度的功效。

值得一提的是，上述步骤202以及运算单元判断具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的阶数是否大于3且对应上述像素亮度范围的连续阶数是否大于或等于上述像素亮度范围的阶数的二分之一的步骤为可省略的步骤，也就是说，在省略上述步骤的另一实施例中，本发明所提供的投影机可直接根据运作温度的监控结果以及具有大于像素平均数量的像素数量的像素亮度范围的阶数是否小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一的判断结果，判断是否控制电源输出超载电流至投影机进行影像投影，藉以达到简化投影亮度调整方法的功效。

综上所述，由于本发明无须采用先前技术增加光源发光效率的设计(例如使用高输出光源、改善光路系统、增加镜面反射率与穿透率等)，也就是说，本发明所提供的投影亮度调整方法仅需装设温度感应器进行运作温度的侦测，且可根据温度侦测结果以及具有大于像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数是否小于或等于影像的亮度范围总阶数的二分之一的判断结果，来控制投影机是否进入超载运作模式以达到提高影像对比度的功效，因此，本发明可解决先前技术中所提到的变动投影机硬体元件架构的设计会产生投影机制造成本上升的问题以及必须额外配置散热系统在投影机上而造成投影机整体体积增加的问题，从而有效地降低投影机制造成本且有利于投影机的薄型化设计。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种投影亮度调整方法，用于投影机，其特征在于，该投影亮度调整方法包含：

电源驱动该投影机投影影像；

温度感应器侦测该投影机的运作温度；

该投影机将该影像的像素数量总和除以该影像的亮度范围总阶数以计算出对应该影像的每一阶像素亮度范围的像素平均数量；其中，该亮度范围总阶数为将像素亮度全范围分组为多阶像素亮度范围的分组数，其中一阶像素亮度范围的像素数量为该影像中亮度位于该阶像素亮度范围的像素的数量；以及

该投影机于判断出该运作温度低于操作温度上限值，以及判断出该多阶像素亮度范围中具有大于该像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一时，控制该电源输出超载电流至该投影机进行影像投影，该超载电流的值介于该投影机的电流最大上限值以及操作电流上限值之间。

2.如权利要求1所述的投影亮度调整方法，其特征在于，该投影机于判断出该运作温度低于该操作温度上限值、该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一且大于3，以及对应该至少一阶像素亮度范围的连续阶数大于或等于该阶数的二分之一时，控制该电源输出该超载电流至该投影机。

3.如权利要求1所述的投影亮度调整方法，其特征在于，该投影机于判断出该运作温度低于该操作温度上限值，以及该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于3时，控制该电源输出该超载电流至该投影机。

4.如权利要求1所述的投影亮度调整方法，其特征在于，该投影机判断出该影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与影像的像素数量总和的比例值等于特定值时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值。

5. 如权利要求1所述的投影亮度调整方法，其特征在于，还包含：

该投影机于判断出该影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与该影像的该像素数量总和的比例值等于20％时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值；以及

该投影机根据该亮度设定值调降该电源的目前电流输出。

6.一种投影机，其特征在于，其包含：

投影装置；

电源，其电连接于该投影装置，用来驱动该投影装置投影影像；

温度感应器，其电连接于该投影装置，用来侦测该投影装置的运作温度；以及

运算单元，其电连接于该投影装置、该温度感应器以及该电源，用来根据该影像的像素数量总和以及该影像的亮度范围总阶数计算对应该影像的每一阶像素亮度范围的像素平均数量，以及用来于判断出该运作温度低于操作温度上限值以及判断出具有大于该像素平均数量的像素数量的至少一阶像素亮度范围的阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一时，控制该电源输出超载电流至该投影机进行影像投影；

其中，该亮度范围总阶数为将像素亮度全范围分组为多阶像素亮度范围的分组数，其中一阶像素亮度范围的像素数量为该影像中亮度位于该阶像素亮度范围的像素的数量，该超载电流的值介于该投影机的电流最大上限值以及操作电流上限值之间。

7.如权利要求6所述的投影机，其特征在于，该运算单元于判断出该运作温度低于该操作温度上限值、该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于该亮度范围总阶数的二分之一且大于3，以及对应该至少一阶像素亮度范围的连续阶数大于或等于该阶数的二分之一时，控制该电源输出该超载电流至该投影装置。

8.如权利要求6所述的投影机，其特征在于，该运算单元于判断出该运作温度低于该操作温度上限值，以及判断出该至少一阶像素亮度范围的该阶数小于或等于3时，控制该电源输出该超载电流至该投影装置。

9.如权利要求6所述的投影机，其特征在于，该运算单元于判断出该投影装置所投影的影像的其中之一阶像素亮度范围至最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与影像的像素数量总和的比例值等于特定值时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值。

10.如权利要求6所述的投影机，其特征在于，该投影装置还用来于判断出该影像的其中之一阶像素亮度范围至一最高阶像素亮度范围所具有的像素数量和值与该影像的该像素数量总和的比例值等于20％时，根据该其中之一阶像素亮度范围设定该影像的亮度设定值，且根据该亮度设定值调降该电源的目前电流输出。

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