[发明专利]灰阶控制方法及光学投影系统

说明书

技术领域

本发明有关于一种灰阶控制方法及光学投影系统，且特别有关于能够有效利用光调制器的频宽、提升总亮度、降低光源切换频率的灰阶控制方法及光学投影系统。

背景技术

投影机中有一种利用脉冲宽度调变（Pulse Width Modulation，PWM）的方式来控制光调制器（例如，数字微镜装置，Digital Micromirror Device）的切换次数，藉以形成投影影像的灰阶的技术。由于裸视立体投影机是目前投影机发展的重要方向，当裸视立体投影机利用多光源并以时间分割的方式来输出不同视域画面时，在同一显示周期内要显示的视域数目会与投影机中的光调制器的切换频率成正比。然而，光调制器（例如，数字微镜装置）的切换频率会有物理上的极限，进而会限制最大的视域数目。

为了更有效利用光调制器的有限频宽，可进一步搭配以脉冲宽度调变或脉冲振幅调变（Pulse Amplitude Modulation，PAM）的方式调变光源亮度的技术，来降低光调制器输出每一灰阶所需的切换次数。然而，此方法使光源配合光调制器的开关时间来改变亮度，所以会降低总亮度。再者，快速切换光源实质上也有其物理上的极限。

有鉴于此，本发明提出一种灰阶控制方法及光学投影系统，能够有效利用光调制器的频宽、提升总亮度、并且降低光源切换频率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灰阶控制方法，于一总期间输出一总灰阶，包括：将该总期间分割为M个单位期间；使每一单位期间选择性地输出一0灰阶或一选定的灰阶；将该M个单位期间所输出的灰阶积分出该总灰阶，其中在该M个单位期间中的连续的N个单位期间中该选定的灰阶为一第一灰阶，在该连续的N个单位期间以外的（M-N）个单位期间中该选定的灰阶低于该第一灰阶。

上述灰阶控制方法中，该连续的N个单位期间以外的（M-N）个单位期间所输出的灰阶可积分出小于该第一灰阶的任意灰阶。

上述灰阶控制方法中，N与M的比值是60％以上。例如，M等于19，N等于15，该第一灰阶为16灰阶，该低于该第一灰阶的灰阶包括8灰阶、4灰阶、2灰阶、1灰阶。

上述灰阶控制方法中，该0灰阶或该选定的灰阶对应一光源可提供的亮度，该0灰阶对应到该光源全暗且该第一灰阶对应到该光源最大的亮度。

上述灰阶控制方法中，该光源为脉冲宽度调变（Pulse Width Modulation）光源，而每个单位期间所输出的灰阶对应到该脉冲宽度调变光源的点亮次数。或是光源为脉冲宽度调变光源或脉冲振幅调变（Pulse Amplitude Modulation）光源，该总期间同步于该光源一次开关所产生的亮度变化波形的周期。

上述灰阶控制方法中，该连续的N个单位期间等于该亮度变化波形中最大亮度的期间，该连续的N个单位期间以外的（M-N）个单位期间分布于该亮度变化波形中亮度递增或递减的期间。

上述灰阶控制方法，还包括：根据该亮度变化波形的变动调整该总期间长度或该M个单位期间的分布，或者是根据该M个单位期间的分布调整该光源的该亮度变化波形。

本发明也提供一种光学投影系统，包括：一光源；一光源驱动器，驱动该光源用以改变该光源的亮度；一光调制器，选择性地切换该光源的光是否输出；以及一控制器，控制该光调制器与该光源驱动器，其中该控制器控制该光调制器的在一总期间内有M个切换期间，且控制该光源驱动器驱动该光源在每一切换期间输出一选定亮度。该光源在该M个切换期间中连续的N个切换期间的亮度为一第一亮度，该光源在该连续的N个切换期间以外的（M-N）个切换期间的亮度低于该第一亮度。而该M个切换期间中该光调制器输出的总亮度对应一灰阶值。

上述光学投影系统中，该连续的N个切换期间以外的（M-N）个切换期间中该光调制器输出的总亮度可对应出小于该第一亮度的任意灰阶值。

上述光学投影系统中，N与M的比值是60％以上。例如M等于19，N等于15，该第一亮度对应16灰阶，该低于该第一亮度的任意灰阶值包括8灰阶、4灰阶、2灰阶、1灰阶。

上述光学投影系统中，该第一亮度该光源的最大亮度。

上述光学投影系统中，该光源为脉冲宽度调变光源，而每个切换期间所输出的亮度对应到该脉冲宽度调变光源的点亮次数。或者是该光源为脉冲宽度调变光源或脉冲振幅调变光源，该控制器控制该光调制器与该光源驱动器使该总期间同步于该光源一次开关所产生的亮度变化波形的周期。