技术领域
[0001] 本揭示文件系关于一种投影显示设备及显示方法，特别是一种显示8K(7680x4320)
分辨率的投影显示设备及显示方法。
背景技术
[0002] 随着显示投影设备产业技术日臻成熟，需要最高的显示分辨率的需求越来越常见，例如一些大型活动会场或是需要大屏幕的投影显示的场合。
[0003] 许多影像
信号已发展到超过4K(3840x2160)的分辨率，甚至达到了8K(7680x4320)的显示分辨率，一般的投影显示设备还没有对应8K的投影显示元件，因此，必须在
信号处理技术及显示技术都要有所突破才能达到8K的显示技术。
发明内容
[0004] 本揭示内容的一
实施例中，一种投影显示设备包含动态模糊抑制
电路、
图像处理电路、
颜色管理电路、投影显示成像装置及多轴偏移装置。动态模糊抑制电路用以接收第一分辨率的输入
视频信号，处理输入视频信号以降低输入视频信号的内容中显示物件移动时的动态模糊。图像处理电路用以接收经过动态模糊抑制电路处理过的输入视频信号，将输入视频信号转换为具有第二分辨率的多个输出视频信号。颜色管理电路用以接收具有第二分辨率的输出视频信号，分离输出视频信号的色彩，输出不同色彩成分的输出视频信号。投影显示成像装置包括
光源及具有第二分辨率为原生分辨率的数字微型显示元件，用以投影显示对应输出视频信号的投影画面。多轴偏移装置位于投影光路上放置于投影显示成像装置与镜头之间，用以依据显示时序偏移投影显示成像装置投射至屏幕的画面。
[0005] 本揭示内容的一实施例中，一种控制方法包含下列操作。通过动态模糊抑制电路，接收第一分辨率的输入视频信号，处理输入视频信号，以降低输入视频信号的内容中显示物件移动时的动态模糊。通过图像处理电路，接收经过动态模糊抑制电路处理过的输入视频信号，将经过动态模糊抑制电路处理过的输入视频信号转换为具有第二分辨率的输出视频信号。通过颜色管理电路，接收具有第二分辨率的输出视频信号，分离输出视频信号的色彩，输出不同色彩成分的输出视频信号。通过驱动电路，将不同色彩成分的输出视频信号传送至投影显示成像装置。通过投影显示成像装置，显示输出视频信号。通过多轴偏移装置，依据显示时序偏移投影显示成像装置投射至屏幕的画面。
[0006] 综上所述，即可利用上述不同元件之间的协作，于屏幕上投影显示出对应输入视频信号的分辨率高于投影显示成像装置的分辨率的输出影像。
附图说明
[0007] 图1绘示根据本揭示文件之一实施例的投影显示设备的功能方
块图。
[0008] 图2绘示根据本揭示文件之一实施例的投影显示设备的部分功能方块图。
[0009] 图3绘示根据本揭示文件之一实施例的影像转换方法示意图。
[0010] 图4绘示根据本揭示文件之一实施例的投影显示设备在不同时间点投影影像依时序偏移的示意图。
[0011] 图5绘示根据本揭示文件之一实施例的显示方法
流程图。
[0012] 图6绘示根据本揭示文件之一实施例的显示方法当中在不同时间点投影影像依时序偏移的流程图。
[0013] 其中附图标记为：
[0014] 100：投影显示设备
[0015] 110：处理电路
[0016] 112：动态模糊抑制电路
[0017] 114：图像处理电路
[0018] 116：颜色管理电路
[0019] 118：控制电路
[0020] 120：驱动电路
[0021] 122、124、126：色阶格式产生器
[0022] 130：投影显示成像装置
[0023] 132：光源
[0024] 134：数字微型显示元件
[0025] 140：多轴偏移装置
[0026] 150：镜头
[0027] 200：显示方法
[0028] VI1、VI2：输入视频信号
[0029] VO1a、VO1b、VO1c、VO1d、VO2a、VO2b、VO2c、VO2d：输出视频信号[0030] VO1aR、VO1bR、VO1cR、VO1dR、VO2aR、VO2bR、VO2cR、VO2dR：红色成分输出视频信号[0031] VO1aG、VO1bG、VO1cG、VO1dG、VO2aG、VO2bG、VO2cG、VO2dG：绿色成分输出视频信号[0032] VO1aB、VO1bB、VO1cB、VO1dB、VO2aB、VO2bB、VO2cB、VO2dB：蓝色成分输出视频信号[0033] LS：光线
[0035] TS2：第二频率信号
[0037] S210、S220、S230、S240、S250、S250a、S251、S252、S253、S254：步骤具体实施方式
[0038] 在本文中所使用的用词『包含』、『具有』等等，均为开放性的用语，即意指『包含但不限于』。此外，本文中所使用的『及/或』，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。
[0039] 于本文中，当一元件被称为『链接』或『耦接』时，可指『电性连接』[0040] 或『电性耦接』。『连结』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本揭示文件。
[0041] 请参考图1，图1绘示本揭示文件的一实施例中投影显示设备100的功能方块图。投影显示设备100包含处理电路110、驱动电路120、投影显示成像装置130、多轴偏移装置140及镜头150。处理电路110包含动态模糊抑制电路112、图像处理电路114、颜色管理电路116及控制电路118。投影显示成像装置130包含光源132及数字微型显示元件134。处理电路110与驱动电路120、投影显示成像装置130及多轴偏移装置140电性耦接。
[0042] 在一实施例中，处理电路110可以是
中央处理器、图形处理器、现场可程序化
逻辑门阵列(FPGA)或其他具有视频图像
数据处理功能的电路。
[0043] 应注意到，上述投影显示设备100中的装置及元件的实现方式不以上述实施例所揭露的为限，且连接关系亦不以上述实施例为限，凡足以令投影显示设备100实现下述技术内容的连接方式与实现方式皆可运用于本案。
[0044] 在一实施例中，投影显示设备100中的投影显示成像装置130所具有的原生分辨率为3840x2160，又称为4K分辨率。于一些应用情况下，输入视频信号VI1可能会高于投影显示成像装置130的原生分辨率。例如输入视频信号VI1可以是7680x4320的分辨率，又称为8K分辨率。一般来说，当输入影像分辨率大于投影显示成像装置的原生分辨率时，投影显示设备仅能呈现原生分辨率的效果。于本揭示文件的一实施例中，投影显示设备100可以根据输入视频信号VI1的分辨率来启动多轴偏移装置140，详细的过程将在后续描述。
[0045] 请参考图2，图2绘示根据本揭示文件的一种投影显示设备的部分功能方块图。在一实施例中，处理电路110接收输入视频信号VI1后，动态抑
制模糊电路112会将输入视频信号VI1使用动态估算及动态补偿(Motion Estimation And Motion Compensation,MEMC)的图像处理技术，改善影像内容的动态模糊，增强动态画质的清晰度。输入视频信号VI2为经过动态抑制模糊电路112处理后的视频信号。
[0046] 例如当输入视频信号VI2高于投影显示成像装置130的原生分辨率时，图像处理电路114会将具有第一分辨率的输入视频信号VI2转换成多个输出视频信号，上述多个输出视频信号每一者各自具有第二分辨率，例如，输入视频信号VI2的第一分辨率可以是8K，在此例中，输入视频信号VI2将转换为四个输出视频信号，而每一个输出视频信号第二分辨率可以是4K，于此实施例中，图像处理电路114将8K分辨率的输入视频信号VI2转换成四个输出视频信号各自具有4K分辨率。
[0047] 请同时参考图2及图3，图3绘示根据本揭示文件的一种影像转换方法示意图。如图3所示，于一实施例中，图像处理电路114会将具有8K分辨率的输入视频信号VI2转换成四个输出视频信号VO1a、VO1b、VO1c及VO1d，输出视频信号VO1a、VO1b、VO1c及VO1d各自从8K分辨率的输入视频信号VI2的
像素中提取1/4的像素形成一组4K分辨率的第二输入视频信号。
[0048] 转换方法如图3所示，以4x4像素点为例，将输入视频信号VI2的16个像素点均等分成左上、右上、左下及右下四个像素区域。每个区域的4个像素点再分成左上、右上、左下及右下四个像素区块，将四个像素区域中相同像素区块的像素点合成一个新的第二输入视频信号。于此实施例中，为了方便说明，相同像素区块的像素点标示为同一编号，第二输入视频信号VO1a的四个像素点就是原本输入视频信号VI2的四个区域中的左上像素区块(编号1)所组成，输出视频信号VO1b由右上像素区块(编号2)组成，输出视频信号VO1c由右下像素区块(编号3)组成，输出视频信号VO1d由左下像素区块(编号4)组成。
[0049] 在图1中，图像处理电路114处理输入视频信号VI2转换成四个输出视频信号VO1a、VO1b、VO1c及VO1d后，会输出到颜色管理电路116。请参考图2，图2中颜色管理电路116接收四个输出视频信号VO1a、VO1b、VO1c及VO1d后，用以将四个输出视频信号VO1a、VO1b、VO1c及VO1d依照色彩分离。
[0050] 于一实施例中，颜色管理电路116是采用RGB分色进行举例，由于一个8位彩色的影像，是由三个0～255色阶的红、绿、蓝(R、G、B)影像组合而成，越接近0则色彩越暗(越接近黑色)，越接近255则色彩越亮(越接近白色)，因此需要分别对影像中的红、绿、蓝成分进行处理，颜色管理电路116分离输出视频信号VO1a的红色成分为红色成分输出视频信号VO1aR，绿色成分为绿色成分输出视频信号VO1aG，蓝色成分为蓝色成分输出视频信号VO1aB。以此类推，输出视频信号VO1b、VO1c及VO1d分离后的红色成分输出视频信号为红色成分输出视频信号VO1bR、VO1cR及VO1dR，输出视频信号VO1b、VO1c及VO1d分离后的绿色成分输出视频信号为绿色成分输出视频信号VO1bG、VO1cG及VO1dG，输出视频信号VO1b、VO1c及VO1d分离后的蓝色成分输出视频信号VO1bB、VO1cB及VO1dB。
[0051] 上述实施例中，颜色管理电路116是采用RGB分色，但本揭示文件并不以此为限，于其他实施例中，颜色管理电路116也可以采用不同的分色处理方法，例如红绿蓝白(RGBW)的四色分色、
亮度色度(YCbCr)分色或是其他具相等性的分色方式，现有技艺之人可以了解如何替换上述分色方法，不同的分色方式均在本揭示文件范围之内。
[0052] 控制电路118用以输出第一频率信号TS1及第二频率信号TS2控制驱动电路120及多轴偏移装置140的动作时间。
[0053] 由于分辨率越高，视频信号的数据量就越庞大，在一实施例中，利用串行化解串行化总线(Serializer/Deserializer,SerDes)来传输颜色管理电路116处理后的输出视频信号数据。串行化解串行化总线是能够将大位宽度的单端总线，压缩为一个或多个差动信号的装置，将平行信号转换成高速序列信号，实现大量数据传输。
[0054] 在图2中，驱动电路120包含色阶格式产生器122、色阶格式产生器124及色阶格式产生器126。颜色管理电路116将分离色彩后的影像信号输出到色阶格式产生器122、色阶格式产生器124及色阶格式产生器126。在一个频率信号TS1周期下，颜色管理电路116同时将红色成分输出视频信号VO1aR及VO1bR输出到色阶格式产生器122，绿色成分输出视频信号VO1aG及VO1bG输出到色阶格式产生器124，蓝色成分输出视频信号VO1aB及VO1bB输出到色阶格式产生器126。下一个频率信号TS1周期时，颜色管理电路116同时将红色成分输出视频信号VO1cR及VO1dR输出到色阶格式产生器122，绿色成分输出视频信号VO1cG及VO1dG输出到色阶格式产生器124，蓝色成分的输出视频信号VO1cB及VO1dB输出到色阶格式产生器126。
[0055] 换言之，色阶格式产生器122处理红色成分输出视频信号VO1aR、VO1bR、VO1cR、VO1dR，产生投影显示成像装置130所需要的影像格式且为红色成分的输出视频信号VO2aR、VO2bR、VO2cR、VO2dR。色阶格式产生器124处理绿色成分的输出视频信号VO1aG、VO1bG、VO1cG、VO1dG，产生投影显示成像装置130所需要的影像格式且为绿色成分的输出视频信号VO2aG、VO2bG、VO2cG、VO2dG。色阶格式产生器126处理蓝色成分的输出视频信号VO1aB、VO1bB、VO1cB、VO1dB，产生投影显示成像装置130所需要的影像格式且为蓝色成分的输出视频信号VO2aB、VO2bB、VO2cB、VO2dB。
[0056] 此外，色阶格式产生器122、124及126，将由控制电路118发送的频率信号TS1传送到投影显示成像装置130，在图5的步骤S240及步骤S250，投影显示成像装置130接收上述红色成分输出视频信号VO2aR-VO2dR、绿色成分输出视频信号VO2aG-VO2dG、蓝色成分输出视频信号VO2aB-VO2dB并与多轴偏移装置140连动。
[0057] 在一实施例中，投影显示成像装置130中的数字微型显示元件134可以包含多数个微型镜片所组成的矩阵以及用以调整上述微型镜片的微动
开关，数字微型显示元件134借由光源132发送的光线LS投射出显示画面。
[0058] 在一实施例中，多轴偏移装置140可以包含两组音圈
马达(Voice coil)与一镜片，其中一组音圈马达用以带动镜片转动，使数字微型显示元件134投影的画面沿着第一轴向偏移，例如使投影图像在屏幕上沿着垂直轴向上下移动，另一组音圈马达用以带动镜片转动，使数字微型显示元件134投影的画面沿着第二轴向偏移，例如使投影图像在屏幕上沿着
水平轴向左右移动。但本揭示文件，并不以此为限，两个音圈马达与镜片的作动并不限于使投影图像在屏幕上沿着垂直与水平轴向移动，也可以是沿着两个相异的轴向移动，例如沿着+45度与-45度移动。于再一实施例中，多轴偏移装置140也可以包含一组音圈马达，该组音圈马达用以带动镜片转动，使数字微型显示元件134投影的画面沿着单一轴向移动。于另一实施例中，多轴偏移装置140可以包含更多组音圈马达，分别带动镜片转动，使数字微型显示元件134投影的画面沿着相异轴向移动。
[0059] 请同时参考图4及图6，图4绘示根据本揭示文件之一种投影显示设备在不同时间点投影影像依时序偏移的示意图，图6绘示根据本揭示文件之一实施例的显示方法当中在不同时间点投影影像依时序偏移的流程图。控制电路118将两组同步的第一频率信号TS1及第二频率信号TS2分别发送至驱动电路120及多轴偏移装置140，驱动电路120再将第一频率信号TS1发送到显示成像装置130中的数字微型显示元件134。如此一来，多轴偏移装置140与数字微型显示元件134可以根据同步的第一频率信号TS1及第二频率信号TS2同时进行画面的切换。影像位置F0代表多轴偏移装置140未作动(也就是不造成投影画面偏移)时，数字微型显示元件134通过镜头150投射出的原始影像位置。
[0060] 如图4所示，红色成分输出视频信号VO2aR、绿色成分输出视频信号VO2aG及蓝色成分输出视频信号VO2aB组成在第一时间的输出视频信号VO2a。红色成分输出视频信号VO2bR、绿色成分输出视频信号VO2bG及蓝色成分输出视频信号VO2bB组成在第二时间的输出视频信号VO2b。红色成分输出视频信号VO2cR、绿色成分输出视频信号VO2cG及蓝色成分输出视频信号VO2cB组成在第三时间的输出视频信号VO2c。红色成分输出视频信号VO2dR、绿色成分输出视频信号VO2dG及蓝色成分输出视频信号VO2dB组成在第四时间的输出视频信号VO2d。
[0061] 在图6中的步骤S251，在第一时间，控制电路118控制多轴偏移装置140双轴偏移左上一位置，于此实施例中，控制电路118发送第二频率信号TS2至多轴偏移装置140，以驱动多轴偏移装置140进行上述偏移。例如于图4的实施例中，多轴偏移装置140包含双轴向的两个马达，其中一个马达带动数字微型显示元件134往左方偏移1/4个像素宽度，另一个马达同时带动数字微型显示元件134往上方偏移1/4个像素宽度。此时，数字微型显示元件134上成像出红色成分输出视频信号VO2aR、绿色成分输出视频信号VO2aG及蓝色成分输出视频信号VO2aB所组成的输出视频信号VO2a，光源132投射的光线LS通过数字微型显示元件134在第一时间投影输出视频信号VO2a，如图4所示。于此实施例中，第一频率信号TS1与第二频率信号TS2之间彼此同步，以确保多轴偏移装置140的带动操作与数字微型显示元件134的成像操作是在同一时间进行。
[0062] 在第二时间，步骤S252中，控制电路118发送第二频率信号TS2至多轴偏移装置140，借以控制多轴偏移装置140双轴偏移至右上一位置。于此实施例，右上一位置可以是相对于未偏移位置往右偏移1/4个像素宽度及往上偏移偏移1/4个像素宽度。同一时间，数字微型显示元件134成像出输出视频信号VO2b，光源132投射的光线LS通过数字微型显示元件
134在第二时间投影输出视频信号VO2b，如图4所示。
[0063] 在第三时间，步骤S253中，控制电路118发送第二频率信号TS2至多轴偏移装置140，借以控制多轴偏移装置140双轴偏移至右下一位置。于此实施例，右下一位置可以是相对于未偏移位置往右偏移1/4个像素宽度及往下偏移偏移1/4个像素宽度。同一时间，数字微型显示元件134成像出输出视频信号VO2c，光源132投射的光线LS通过数字微型显示元件
134投影输出视频信号VO2c，如图4所示。
[0064] 在第四时间，步骤S254中，控制电路118发送第二频率信号TS2至多轴偏移装置140，借以控制多轴偏移装置140双轴偏移至左下一位置。于此实施例，左下一位置可以是相对于未偏移位置往左偏移1/4个像素宽度及往下偏移偏移1/4个像素宽度。同一时间，数字微型显示元件134成像出输出视频信号VO2d，光源132投射的光线LS通过数字微型显示元件
134投影输出视频信号VO2d，如图4所示。
[0065] 上述第一时间至第四时间为循环进行的操作，当投影输出视频信号VO2d之后，控制电路118将控制多轴偏移装置140双轴偏移至左上一位置，再次进行第一时间的操作。
[0066] 输出视频信号VO2a、输出视频信号VO2b、输出视频信号VO2c与输出视频信号VO2d彼此部分重叠如图4下方所示。此外，第一时间至第四时间的一次循环中，四个输出视频信号VO2a-VO2d的四个4K分辨率的画面，重叠后等效于显示8K分辨率的整体画面，用以支持原先输入8K分辨率的输入影像。
[0067] 请参考图5，图5绘示根据本揭示文件之一种投影显示设备的显示方法流程图。包含步骤S210、步骤S220、步骤S230、步骤S240及步骤S250。在步骤S210中，处理电路110中的动态模糊抑制电路112接收具有第一分辨率的输入视频信号VI1，经由处理降低输入视频信号VI1的内容中显示物件移动时的动态模糊，输出处理后的输入视频信号VI2。在步骤S220中，通过图像处理电路114，接收经过动态模糊抑制电路112处理过的输入视频信号VI2，将输入视频信号VI2转换为具有第二分辨率的输出视频信号VO1a～VO1d。在步骤S230中，颜色管理电路116接收输出视频信号VO1a～VO1d，分离输出视频信号VO1a～VO1d的色彩并输出。步骤S240，驱动电路120接收不同色彩成分的输出视频信号(VO1aR～VOdR、VO1aG～VOdG、VO1aB～VOdB)传送到投影显示成像装置130。步骤S250中，通过多轴偏移装置140，带动镜片使投影显示成像装置130投影的画面偏移，详细操作方式如上述图6的描述，在此不再赘述。
[0068] 通过上述一实施例的操作，投影显示设备利用数字微型显示元件与偏移装置之间的协作实现了输出分辨率高于投影显示成像装置原生分辨率的影像。
