CN103995416B - 激光投影装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光投影装置及其操作方法。该操作方法包括以下步骤。提供一激光投影装置，包括提供激光光束的激光光源、驱动模块及设于激光光源一侧的扫描镜片模块。扫描镜片模块反射激光光束，使激光光束作扫描运动以形成投影轨迹于投影区域。驱动模块依据投影距离，提供第一驱动信号驱动扫描镜片模块，以调控扫描镜片模块的扫描次数，并提供第二驱动信号驱动激光光源的开启与关闭的时间，将初始的画面分辨率调整至对应的画面分辨率，维持激光投影的画面品质。投影距离是激光光源与投影区域之间的距离，且对应的画面分辨率小于初始的画面分辨率。

Description

激光投影装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种激光投影装置及其操作方法，且特别是涉及一种依据投影距离，调控画面分辨率的激光投影装置及其操作方法。

背景技术

在可携式电子装置（例如是手机）上整合各式各样的功能与应用，已经成为科技市场的主要研究发展趋势。其中，整合投影系统（例如是微型投影系统）的功能，可用以投射画面讯息（如影片及网页），以便利个人随身的应用，以及会议、视讯通话等社交活动。

激光投影系统需要依赖准直激光光源，通过准直激光光源随着时间扫动产生影像画面。随着投影距离的改变，激光光源投射在投影幕的激光光点大小也会改变。由于激光光源的投影张角不会随着投影距离而改变，因此当投影距离缩减时，使得投影在投影幕上的投影画面的面积也随之缩小，由于投影画面的分辨率也维持不变，导致在缩小面积的投影画面上投射同样数量的投影像素，将使得激光光源投射在投影幕的激光光点对应于像素的大小比例会变大而互相重叠，造成影像画面的色彩失真，降低投影画面的色彩饱和度而影响显示品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光投影装置及其操作方法。此激光投影装置可依据投影距离所对应的画面分辨率，提供驱动信号以驱动扫描镜片模块及激光光源的光束的开启与关闭，进而调控画面分辨率以提供符合投影距离的投影品质。

为达上述目的，根据本发明的第一方面，提出一种激光投影装置的操作方法，包括以下步骤。提供一激光投影装置，包括激光光源、驱动模块及扫描镜片模块。扫描镜片模块设于激光光源的一侧，激光光源用以提供激光光束。摆动扫描镜片模块以反射激光光束，使激光光束作扫描运动以形成投影轨迹于投影区域。驱动模块依据一投影距离，提供一第一驱动信号驱动扫描镜片模块，用以调控扫描镜片模块的扫描次数，并提供一第二驱动信号驱动激光光源的开启与关闭的时间，以将一初始的画面分辨率调整至一对应的画面分辨率，以维持激光投影的画面品质。投影距离是激光光源与投影区域之间的距离，且对应的画面分辨率小于初始的画面分辨率。

根据本发明的第二方面，提出一种激光投影装置的操作方法，包括以下步骤。提供一激光投影装置，包括一激光光源、一驱动模块及一扫描镜片模块设于激光光源的一侧，激光光源用以提供一激光光束。摆动扫描镜片模块，以反射激光光束并形成一投影轨迹于一投影区域。驱动模块依据一投影距离的缩减程度，进而调整一初始的画面分辨率至一对应的画面分辨率，调控激光光源的开启与关闭的时间，并且调控投影像素于投影区域的密度及排列方式至少一者，并依据对应的画面分辨率输出一驱动信号来驱动光束，以维持激光投影的画面品质，其中投影距离是激光光源与投影区域之间的距离，且对应的画面分辨率小于初始的画面分辨率。

根据本发明的第三方面，提出一种激光投影装置。此激光投影装置是一激光微型投影装置，激光投影装置是以前述的激光投影装置的操作方法作操作。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1绘示依照本发明一实施例的激光光源于不同的投影距离与所对应的投影像素的大小关系的示意图；

图2绘示依照本发明一实施例的激光投影系统的示意图；

图3绘示依照本发明一实施例的光束投射于投影区域的局部投影轨迹的示意图；

图4绘示依照本发明另一实施例的光束投射于投影区域的局部投影轨迹的示意图；

图5A~图5B绘示依照本发明一实施例的二维微机电镜片的驱动波形图；

图6绘示依照本发明又一实施例的光束投射于投影区域的局部投影轨迹的示意图；

图7绘示依照本发明一实施例的改变投影像素的排列方式的示意图；

图8绘示依照本发明一实施例的改变投影像素的排列方式的示意图。

主要元件符号说明

10：激光投影系统

100：激光投影装置

102、R、G、B：激光光源

104：扫描镜片模块

106：反射镜组

108：距离侦测单元

120：投影区域

DS1：激光光源驱动信号

F1、F2：三角波

F10、F20：振荡波

t1、t2、Ta、Tb、Tc、Td：时间

X1、X2、X3、X10、X12、X20、X22：像素定义区

L：激光光束

S、S1、S2、S3、S4、S5：投影轨迹

Ss：扫描起点

Sf：扫描终点

P1、P2、P3、P4、P5：投影像素

R1、R2、R3、R4、R5、R10、R12、R20、R22、R30、R32、R34：路径

X、Y：轴

具体实施方式

以下先举例说明发明人依照实验结果所得到的激光投影装置的投影像素的尺寸与投影距离的关系，接着会解释发明人根据投影装置的投影像素的尺寸与投影距离的关系，发现投影品质受限于投影距离的原因及投影品质不佳的问题，以及为了改善问题而研发出的显示装置及其的操作方法。

图1绘示依照本发明一实施例的激光光源于不同的投影距离与所对应的投影像素的大小关系的示意图，投影像素为激光光源发出的激光光束投影在投影区域的光点面积，亦即为激光光点大小。请参考图1，纵轴表示投影像素的直径，单位是毫米（mm）。横轴表示投影距离，单位是米（m）。在固定投影张角下，曲线M1表示480p分辨率（854X480）的视觉鉴别度上限，曲线M2表示720p分辨率（1280x720）的视觉鉴别度上限，曲线M3表示1080p分辨率（1920x1080）的视觉鉴别度上限，曲线M4表示1080p分辨率鉴别度下限。曲线R、曲线G及曲线B，分别表示经过准直设计以符合1080p分辨率的红色激光光源、绿色激光光源及蓝色激光光源。

基于影像鉴别原理，例如是雷利鉴别原理，又称瑞利准则（RayleighCriterion），投影像素的大小会受限于一物理极限（例如是人眼可鉴别的极限）。因此，仅有一固定区段的投影距离可符合1080p分辨率，在此固定区段以外的投影像素会有较为严重的叠合现象，是超过可被鉴别的物理极限。

以图1的曲线图为例，此固定区段为1.2米（m）之后。需要说明的是，在图1仅绘示至2m的投影距离，投影距离与投影像素的大小的关系，在不同的激光光源的准直设计可能会有不同的结果。在特定的激光光源，此固定区段可延伸至2m以后。然而，在较近的投影距离（例如是0.8m至1.2m）下，由于激光光源投射在投影幕的投影像素对应于分辨率的大小比例会变大而互相重叠，因此激光光源的投影像素无法以1080p分辨率被鉴别。换句话说，激光投影系统的分辨率受限于投影距离。

激光投影装置所投影的图框的画面分辨率与激光光源的投影像素的密度有关。不同投影距离的投影像素的大小，取决于同调光在高斯分布下的空间传播特性。一般而言，投影距离越短，投影位置上的投影像素的面积越大。然而，使用者往往因为激光投影系统（特别是激光微型投影系统）无须对焦(focus free)的特性与操作的便利性，不会为了高画质的激光投影系统(例如1080p)，将激光投影装置操作于符合此画面分辨率的投影距离。

另一方面，为了不断提高激光投影的画面分辨率以符合市场需求，必须不断缩小投影像素的大小。当激光投影装置作较近距离的投影时，投影像素的大小便无法符合高画面分辨率的影像鉴别率。此时，虽然投影像素形成的画面仍可观赏，但是画面的显示品质(例如是色彩饱和度及色域)会大幅降低，如此一来，便会减损激光投影装置的高色彩饱和度及广色域的优势。有鉴于此，以下提供一种可改善问题的激光投影装置及其操作方法。

图2绘示依照本发明一实施例的激光投影系统的示意图。激光投影系统10包括激光投影装置100及投影区域120。激光投影装置100，例如是一激光微型投影装置，可以包括激光光源102、扫描镜片模块104、反射镜组106、距离侦测单元108及驱动模块（未绘示）。激光光源102例如是包含红色激光光源R、绿色激光光源G及蓝色激光光源B。

反射镜组106是选择性设置，用以调整激光光源102发出的激光光束L的路径。较佳地，反射镜组106可以具有滤光与偏极化控制的功能，用以整合激光光源102发出的激光光束为单一的激光光束L入射至扫描镜片模块104。扫描镜片模块104设于激光光源102的一侧，可以为一单一镜片或一镜片组，单一镜片或镜片组可以沿二维方向摆动，以反射激光光束L，使得反射后的激光光束L进行扫描运动，形成一投影轨迹S于投影区域120，投影轨迹S包括扫描起点Ss及扫描终点Sf，多条扫描行（row）串接于扫描起点Ss及扫描终点Sf之间。

驱动模块（未绘示出），用以依据激光光束L投影于投影区域的一投影距离d（例如是一垂直投影距离）所对应的画面分辨率，提供一驱动信号以驱动激光光源102的激光光束L的开启与关闭。在此所指的对应的画面分辨率，表示依据投影距离与投影像素的大小的关系，推算出可以被鉴别的画面分辨率。

图3绘示依照本发明一实施例的光束投射于投影区域的局部投影轨迹的示意图。请参考图3，投影轨迹S1包括多个投影像素P1，投影像素P1为激光光束L沿路径R10及路径R12作扫描时，投影在投影区域120的光点面积。

像素定义区X1是与画面分辨率有关的一虚拟的区域范围。举例而言，当分辨率为1080p（即为1920X1080）时，将投影区域120的纵轴方向划分为1080段，且将投影区域120的横轴方向划分为1920段，则纵轴与横轴即可共同划分出1080x1920格，而每一格即为一个像素定义区X1。

当激光投影装置设定以高画质（例如是1080p）投影，且投影距离d为1.2m至2m时。每一个投影像素P1皆是对应设置于像素定义区X1中。此时，每一个投影像素P1是可被人眼分辨。在此所述的可分辨，是依据影像鉴别原理(例如是雷利鉴别原理)作判断。

图4绘示依照本发明另一实施例的光束投射于投影区域的局部投影轨迹的示意图。请同时参考图2及图4，投影轨迹S2包括多个投影像素P2，投影像素P2为激光光束L沿路径R20及路径R22作扫描时，投影在投影区域120的光点面积。路径R20及路径R22是扫描镜片模块104振荡后，所反射的激光光束L于投影区域120时的轨迹，其与扫描镜片模块104的结构有关。像素定义区X2是与画面分辨率有关的一虚拟的区域范围，与图3的像素定义区X1相似，其定义方式容此不多赘述。

在此实施例中，激光投影装置仍设定以高画质（例如是1080p）投影，但投影距离d缩小至1.2m以下。依据前述关于图1的说明，当投影距离缩小时，因为投影分辨率维持不变（例如是1080p），所以每一个投影像素P2对应于像素定义区的比例会变大。因此，投影像素P2无法对应设置于像素定义区X2中，而是会超出像素定义区X2的边界，且相邻的像素定义区X2会互相重叠，使得每一个投影像素P2无法被分辨。当相邻的投影像素P2分别由不同颜色（例如分别为RGB）的激光光束所投影时，红色光点、蓝色光点与绿色光点彼此无法被鉴别。因此，激光光束L进行扫描运动后形成影像于投影区域120时，三种颜色的光会在投影区域120的平面上相互叠加，造成空间中混色(如混成白光)，导致影像失真。

以下以详细的实施例，说明解决上述因为投影距离的局限，导致影像失真的问题而研发出的显示装置及其的操作方法。

第一实施例

请继续参考图2，在一实施例中，扫描镜片模块104例如是一双向扫描镜。而且，激光投影装置100更可以包括一驱动单元（未绘示出），利用驱动信号（电信号）驱动扫描镜片模块104中的二维微机电镜片（未绘示出），可使二维微机电镜片的平衡环（gimbal）及镜面（mirror），分别以两种频率范围，相对于两轴作旋转运动，其中平衡环（gimbal）为对应控制二维微机电镜片的垂直方向的扫描运动，镜面（mirror）为对应控制二维微机电镜片的水平方向的扫描运动。驱动单元提供的驱动信号（电信号）可以调控扫描镜片模104组的扫描次数。驱动单元可以设置于驱动模块中或独立设置，并不作限制。

平衡环是有关于每单位时间内所提供的图框画面的次数（帧率）。一般来说，二维微机电镜片的镜片及共振环的结构会决定二维微机电镜片共振频率。换句话说，镜面的谐振频率受限于二维微机电镜片的机械结构，目前尚无可同时符合不同画面分辨率的二维微机电镜片。举例而言，一特定结构的二维微机电镜片操作于1080p分辨率，此二维微机电镜片的平衡环的驱动频率为60Hz，表示每秒更换60张图框画面（帧率为60Hz），镜面的共振频率为32.4kHz（二维微机电镜片的水平扫描频率）。一特定结构的二维微机电镜片操作于720p分辨率，此二维微机电镜片的平衡环的驱动频率为60Hz（帧率为60Hz），镜面的共振频率为21.6kHz。

图5A～图5B绘示依照本发明一实施例的二维微机电镜片的驱动波形图。请同时参照图2及图5A，二维微机电镜片的垂直方向的驱动波形的横轴是时间（t），纵轴是驱动信号（例如是电流信号I）。假设图框画面以每秒60张的频率作更换（帧率为60Hz），而一次图框画面所对应的二维微机电镜片的驱动波形为一不对称三角波F1。

三角波F1的周期为时间Ta与时间Tb的总和，其中时间Ta为扫描镜片模块104的回复时间，即为扫描镜片模块104控制激光光束L的光路，由扫描终点Sf（绘示于图2）回复至扫描起点Ss（绘示于图2）所需的时间。时间Tb为扫描镜片模块104的画面扫描时间，也就是扫描镜片模块104控制激光光束L于扫描起点Ss（绘示于图2）沿投影轨迹S作扫描运动至扫描终点Sf（绘示于图2）作扫描所需的时间。三角波F1的振幅对应至二维微机电镜片的垂直方向的扫描角度。举例来说，当三角波的振幅(例如是电流信号I）越大，表示二维微机电镜片的垂直方向的扫描角度越大，反之亦然。

请参阅图5A，在时间Ta内，二维微机电镜片的运动使得激光光束L的光路作回光动作，此时，激光光源102是关闭状态。在时间Tb内，二维微机电镜片的振荡运动是以振荡波F10表示。通过二维微机电镜片的振荡，使得激光光束L的光路以振荡波F10的振荡频率作扫描动作，此时，激光光源102是开启状态。换句话说，不论激光光源102是开启或关闭，二维微机电镜片皆以振荡频率作振荡。但是，当激光光源102关闭时，并无激光光束L，因此，关闭的激光光源102，并无法投射进行扫描动作的光路至投影区域。

在一实施例中，请参阅图5A～图5B，当投影距离d变小，使得初始(预设)的画面分辨率的投影像素超过画面分辨率需求时，可以通过调整二维微机电镜片的驱动信号的驱动波形F2（亦即调整时间Ta与时间Tb的比例）与激光光源102在一次图框画面中的开启与关闭的时间比例，来改变画面分辨率至对应于投影距离d的对应的分辨率。

举例来说，在二维微机电镜片的平衡环的谐振频率维持固定的情况下，时间Ta与时间Tb的总和是固定，可以增加二维微机电镜片的回复时间Ta的长度为Tc（关闭激光光源102的时间），减少二维微机电镜片的画面扫描时间Tb的长度为Td（开启激光光源102的时间）。通过调控扫描镜片模块104的驱动波形，可以提高扫描镜片模块104的驱动波形中，对应激光光源102的关闭时间Ta与激光光源的开启时间Tb的比值，至对应激光光源102的关闭时间Tc与激光光源102的开启时间Td的比值。此外，驱动激光光源102的驱动信号，是与扫描镜片模块104的驱动波形配合，以对应地调控激光光源102的开启与关闭的时间。

由于每一条扫描线需要一固定的时间完成扫描轨迹，当时间Tb减少为时间Td时，激光光源102的激光光束L在时间Td内，二维微机电镜片作扫描运动的次数，相较激光光源102的激光光束L在时间Tb内可作扫描运动的次数减少。由于垂直方向的扫描运动的次数降低，画面分辨率也随之降低至对应于投影距离的对应的画面分辨率。由于二维微机电镜片的摆动角度相同，所以平均每一条扫描行所分到的扫描角度会变大，所以激光光束L投影于投影区域的光点不会重叠，故相邻的投影像素不会叠加而导致影像失真，可符合画面分辨率的需求。在此实施例中，是以投影距离缩减，而将初始画面分辨率调降至对应的画面分辨率为例作说明，但不限于此。

在此实施例所提供的激光投影装置100及其操作方法，可以依据投影距离d调整分辨率。在一实施例中，激光投影装置100更可以包括处理器（未绘示出）。当激光投影装置100利用距离侦测单元108自动侦测投影距离d后，依据影像鉴别原理，处理器可以判断于投影距离d时所对应的一可鉴别分辨率作为画面分辨率，使得驱动模块（未绘示出）依据此画面分辨率，提供激光光源的驱动信号以驱动激光光源102的激光光束。

在一实施例中，距离侦测单元108可以包括主动光源及接收器。主动光源包括红外线激光及红外线发光二极管至少一者，以提供一侦测光，侦测光是朝投影区域120发射，并受到投影区域120反射。接收器用以接收由投影区域120反射的侦测光，并依据侦测光由投影区域反射至接收器的倾斜角度，与主动光源及接收器的距离，依据三角测距法，以判断投影距离d。

在另一实施例中，距离侦测单元108可以包括提供一脉冲光或调变光源，以及接收反射的脉冲光或调变光的接收器与摄像机至少一者。脉波光或调变光是朝投影区域120发射，并受到投影区域120反射，接收器与摄像机可以接收反射的脉冲光或调变光后，依据发射与接收间的信号延迟或相位差异计算投影距离d。

在又另一实施例中，激光投影装置100也可以包括一存储装置（未绘示出），用以存储多组分辨率条件，提供驱动模块依据分辨率条件输出激光光源102的驱动信号来驱动激光光束L。此时，使用者可以根据观赏到的投影画面是否清晰，判断是否需要调整画面分辨率。当感受到影像模糊时，可以以手动的方式选择存储装置内建的预设的分辨率条件，来调整分辨率的设定。

综上所述，本发明上述实施例的激光投影装置及其操作方法，当投影距离变小使得投影像素超过画面分辨率需求时，可以依据画面分辨率输出驱动信号，改变二维微机电镜片的驱动波形(F2)与激光光源102于一次图框画面中的开启与关闭的时间比例，以调降画面分辨率，来解决相邻的投影像素无法被分离鉴别，所造成色彩失真的问题，维持画面品质。

第二实施例

图6绘示依照本发明又一实施例的激光光束投射于投影区域的局部投影轨迹的示意图。请参考图5A及图5B，投影轨迹S3包括多个投影像素P3，投影像素P3为激光光束L沿路径R30及路径R34作扫描时，投影在投影区域120的光点面积。路径R30及路径R34是扫描镜片模块104振荡后，所反射的激光光束L于投影区域120时的轨迹，其与扫描镜片模块104的结构有关。像素定义区X3是与画面分辨率有关的一虚拟的区域范围，与图3的像素定义区X1相似，容此不再赘述。

如图6所示，驱动模块（未绘示）提供一激光光源102的驱动信号DS1，用以调控激光光源102开启的时间。可以设计激光光源的驱动信号DS1于高准位时（例如对应至时间t1）开启激光光源102，在低准位时（例如对应至时间t2）关闭激光光源102。并且，在投影轨迹S3中，以每间隔一扫描行的扫描路径开启激光光源102，也就是路径R30时开启激光光源102，路径R32时关闭激光光源102，路径R34时再开启激光光源102，如此重复直到一画面图框扫描完成。需说明的是，在此实施例是以每间隔一扫描行开启激光光源102为例作说明。激光光源102于扫描行的开启周期，并不以此为限制。

在一实施例中，可以先利用图5A～图5B所说明的方式，调整二维微机电镜片的驱动波形(F2)与激光光源102于一次图框画面中的开启与关闭的时间比例（时间Ta与时间Tb的比例），来改变画面分辨率。在一实施例中，在二维微机电镜片的回复时间Ta与画面扫描时间Tb的总和是固定地情况下，增加二维微机电镜片的画面扫描时间（时间Tb），由于每一条扫描线需要一固定的时间完成扫描轨迹，当时间Tb增加时，二维微机电镜片作扫描运动的次数，相较激光光源102的激光光束L在时间Tb内可作扫描运动的次数增加。由于垂直方向的扫描运动的次数增加，画面分辨率也随之增加。

接着，可以利用如图6所示的方法，调控驱动激光光束L的驱动信号，使得激光光束进行扫描运动时，在扫描行（row）的扫描路径中，周期性地开启激光光源102以控制投影像素P3于投影区域的密度。举例来说，可以每间隔一条扫描行、每间隔二条扫描行，或每间隔多数条扫描行地开启激光光源102，只要是以周期性的方式，在扫描行的扫描路径中开启激光光源102即可，并不限制激光光源102的开启周期。

举例而言，假设调整前的画面分辨率为1080p。可以先调控二维微机电镜片的驱动波形与激光光源102于一次图框画面中的开启与关闭的时间比例，将画面分辨率增加至1440p。接着，在二维微机电镜片的扫描路径上，以每间隔一条扫描行的方式调控激光光源102的开与关，使得画面分辨率减半至720p，以维持良好的画面品质。

如此一来，当激光光束L进行扫描运动后形成影像于投影区域120，且投影距离d小于例如是1.2m，使得初始的画面分辨率的投影像素超过画面分辨率需求时，可以通过控制扫描镜片模块（二维微机电镜片）的驱动信号的驱动波形，控制二维微机电镜片的回复时间与画面扫描时间的比例，调控扫描镜片模块104的扫描次数。同时，以间隔扫描行的方式调控激光光源102的开启与关闭，改变投影像素P3于投影区域的密度及排列方式，进而降低激光投影装置的画面分辨率，例如是由1080p降低至720p作投影，来改变画面分辨率至对应于投影距离d的对应的分辨率。

在图6的实施例所提供的激光投影装置100及其操作方法，可以依据投影距离d调降画面分辨率。而且，在一实施例中，激光投影装置100还可以包括处理器（未绘示出）。当激光投影装置100利用距离侦测单元108自动侦测投影距离d后，处理器可以判断于投影距离d时所对应的可鉴别分辨率作为画面分辨率，使得驱动模块（未绘示出）依据此画面分辨率提供驱动信号。

距离侦测单元108的距离侦测方法及实施方式已经说明于前，容此不再赘述。在另一实施例中，激光投影装置100也可以包括一存储装置（未绘示出），用以存储多组分辨率条件，提供驱动模块依据分辨率条件输出驱动信号来驱动激光光束L。当使用者感受到影像模糊或色彩饱和度变差时，可以以手动的方式选择存储装置内预设的分辨率条件，来调整分辨率的设定。

在此实施例中，是以投影距离缩减，而将初始画面分辨率调降至对应的画面分辨率为例作说明，但不限于此。

综上所述，在此实施例提供的激光投影装置100及其操作方法，可以依据投影距离调整分辨率，使得投影像素P3可被分辨鉴别，而解决因投影距离d缩小，使得相邻的投影像素无法被分离鉴别，所造成色彩失真的问题，以维持良好的画面品质。

第三实施例

图7绘示依照本发明一实施例的改变投影像素的排列方式的示意图。请参考图7，投影轨迹S4包括投影像素P4，投影像素P4为激光光束L沿路径R1及路径R2作扫描时，投影在投影区域120的光点面积。像素定义区X10及X12是与画面分辨率有关的一虚拟的区域范围，像素定义区X10的定义方式与图3的像素定义区X1相似，容此不再赘述。需要说明的是，在此仅绘示局部的像素定义区X10与像素定义区X12，实际上，像素定义区X10与像素定义区X12可以向外延伸。此外，仅绘示部分的投影像素P4，事实上，投影像素P4可以分布于所有的像素定义区X12中。

在此实施例中，利用演算法对图框画面作内插运算(将影像讯息由X10转换为X12)，可以得到一调整维度后的投影像素P4与像素定义区X12最佳搭配的排列方式。然后，驱动模块可依据调整维度（re-scale）后的投影像素P4的排列方式，驱动激光光源102，通过调控驱动信号以调控激光光源102的开关时间，改变投影像素P4于投影区域120的密度及排列方式，使得激光光束L所投影的投影像素P4以钻石型或菱形像素矩阵排列，以调整画面分辨率。例如将原来的像素排列方式（如棋盘式排列的像素定义区X10）的座标轴偏转45度角，改为调整维度后的像素排列方式（如菱形或钻石型排列的像素定义区X12）。

在一实施例中，通过演算法计算出调整维度后的像素排列方式后，可以让画面分辨率由1920x1080调降至1280x720。由于路径R1及路径R2与扫描镜片模块104的结构有关，相同的扫描镜片模块104会有产生相同的扫描路径。所以，扫描路径不会因为画面分辨率调降而受到改变。而且，激光光源102的激光光束L于扫描路径R1及扫描路径R2都会开启，也就是说，激光光源102不需要间隔行地开启。因此，可以维持Y轴方向的1080条扫描路径，且维持显示亮度。

如此一来，当投影距离d变小，使得投影像素超过画面分辨率需求时，可以依据投影距离d的缩减程度，以调整维度后的像素排列方式，控制驱动信号的高准位与低准位的时序，调控激光光源102的开启与关闭，以改变投影像素P4于投影区域120的密度及排列方式，进而降低激光投影装置100操作的画面分辨率至对应的画面分辨率，例如由1080p降低至720p作投影，且维持显示画面的亮度。

图8绘示依照本发明另一实施例的改变投影像素的排列方式的示意图。请参考图8，投影轨迹S5包括投影像素P5，投影像素P5为激光光束L沿路径R3、路径R4及路径R5作扫描时，投影在投影区域120的光点面积。像素定义区X20及X22与画面分辨率有关的一虚拟的区域范围，像素定义区X20的定义方式与图3的像素定义区X1相似，容此不再赘述。需要说明的是，在此仅绘示局部的像素定义区X20与像素定义区X22，实际上，像素定义区X20与像素定义区X22可以向外延伸。此外，仅绘示部分的投影像素P5，事实上，投影像素P5可以分布于所有的像素定义区X22中。

在此实施例中，同样可以利用演算法对图框画面作内插运算(将影像讯息由X20转换为X22)，以得到一调整维度后的投影像素P5与像素定义区X22最佳搭配的排列方式。然后，驱动模块可依据调整维度后的投影像素P5的排列方式，驱动激光光源102，通过调控驱动信号以调控激光光源102的开启与关闭的时间，改变投影像素P5于投影区域120的密度及排列方式，使得激光光束L所投影的投影像素P5以另一种钻石型或菱形像素矩阵排列，使得画面分辨率改变。

图8的像素排列方式由棋盘式排列的像素定义区X20偏转45度角后，改为调整维度后的像素排列方式（如菱形或钻石型排列的像素定义区X22）。在一实施例中，通过演算法计算出调整维度后的像素排列方式后，可以让画面分辨率由1920x1080调降至850x480。由于相同的扫描镜片模块104会产生相同的扫描路径，而扫描路径不会因为画面分辨率调降而受到改变。而且，激光光源102的激光光束L于扫描路径R3、扫描路径R4及扫描路径R5都会开启，不需要间隔行地开启。因此，可以维持Y轴方向的1080条扫描路径，且维持显示亮度。

如此一来，当投影距离d变小，使得投影像素超过画面分辨率需求时，可以依据投影距离d的缩减程度，以调整维度后的像素排列方式，控制驱动信号的高准位与低准位的时序，调控激光光源102的开与关，改变投影像素P5于投影区域120的密度及排列方式，进而降低激光投影装置的画面分辨率至对应的画面分辨率，例如由1080p降低至480p作投影，且维持显示画面的亮度。

在图7～图8的实施例所提供的激光投影装置100及其操作方法，可以依据投影距离d调降画面分辨率。而且，在一实施例中，激光投影装置100更可以包括处理器（未绘示出）。当激光投影装置100利用距离侦测单元108自动侦测投影距离d后，处理器可以判断于投影距离d时所对应的可鉴别分辨率作为画面分辨率，使得驱动模块（未绘示出）依据此画面分辨率提供驱动信号。

距离侦测单元108的距离侦测方法及实施方式已经说明于前，容此不再赘述。在另一实施例中，激光投影装置100也可以包括一存储装置（未绘示出），用以存储多组分辨率条件，提供驱动模块依据分辨率条件输出驱动信号来驱动激光光束L。当使用者感受到影像模糊或色彩饱和度变差时，可以以手动的方式选择存储装置内预设的分辨率条件，来调整分辨率的设定。

综上所述，在此实施例提供的激光投影装置100及其操作方法，可以依据投影距离d调整分辨率，使得投影像素P4及投影像素P5可被分辨鉴别，而解决因投影距离d缩小，使得相邻的投影像素无法被分离鉴别，所造成色彩失真的问题，以维持良好的画面品质。

综上所述，本发明上述实施例的激光投影装置及其操作方法，可以依据投影距离缩短的程度调整分辨率，使得投影像素可被分辨鉴别。在一实施例中，当投影距离变小使得投影像素超过画面分辨率需求时，可以依据画面分辨率输出驱动信号，改变二维微机电镜片的驱动波形、激光光源的开关时间、投影像素于投影区域的密度及排列方式至少一者，以调降画面分辨率来解决相邻的投影像素无法被分离鉴别，所造成色彩失真的问题，以维持良好的画面品质。

综上所述，虽然已结合以上较佳实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种激光投影装置的操作方法，包括：

提供一激光投影装置，包括一激光光源、一驱动模块及一扫描镜片模块，该扫描镜片模块是设于该激光光源的一侧，该激光光源用以提供一激光光束；

摆动该扫描镜片模块以反射该激光光束，使该激光光束作扫描运动以形成一投影轨迹于一投影区域；

利用该驱动模块，依据一投影距离的缩减程度，提供一第一驱动信号驱动扫描镜片模块，以调控扫描镜片模块的扫描次数，并提供一第二驱动信号驱动该激光光源的开启与关闭的时间，以将一初始的画面分辨率调整至一对应的画面分辨率，其中该投影距离是该激光光源与该投影区域的距离，且该对应的画面分辨率小于该初始的画面分辨率。

2.如权利要求1所述的激光投影装置的操作方法，其中该激光投影装置还包括一存储装置，且提供该第一及第二驱动信号以驱动该光束的步骤还包括：

存储多组分辨率条件于该存储装置，并输出该些组分辨率条件中受到选择的一分辨率条件；以及

该驱动模块依据选择的该分辨率条件，输出该第一及第二驱动信号以驱动该激光光束及该扫描镜片模块。

3.如权利要求1所述的激光投影装置的操作方法，其中该激光投影装置还包括一处理器及一距离侦测单元，且该激光投影装置的操作方法还包括：

利用该距离侦测单元，自动侦测该投影距离；以及

依据影像鉴别原理于该投影距离的鉴别率，判断对应该投影距离的一可鉴别分辨率作为该对应的画面分辨率，使该驱动模块依据该对应的画面分辨率，提供该第一驱动信号及该第二驱动信号以驱动该激光光源及该扫描镜片模块。

4.如权利要求1所述的激光投影装置的操作方法，其中该扫描镜片模块包括一镜面及一平衡环，该平衡环有关于每单位时间内所提供的图框画面的次数，且驱动该激光光源的开启与关闭的时间的步骤包括：

在一次图框画面中，调控该扫描镜片模块的该第一驱动信号，以降低该第一驱动信号中，对应该扫描镜片模块的画面扫描时间，以降低该扫描镜片模块的扫描次数，且调控该第二驱动信号以与该第一驱动信号配合，使该激光光源的开启与关闭的时间与该扫描镜片模块的一画面扫描时间对应。

5.如权利要求4所述的激光投影装置的操作方法，其中使该激光光束作该扫描运动的步骤包括：

利用该扫描镜片模块作振荡，使该激光光束的光路依照一振荡波的一振荡频率作该扫描动作，同时切换该激光光束的开启或关闭，且于该激光光束的光路依照该振荡频率作该扫描动作时，该扫描镜片模块的一回复时间与该画面扫描时间的总和不变。

6.如权利要求1所述的激光投影装置的操作方法，其中该投影轨迹包含多个投影像素，其中该驱动模块调整该初始的画面分辨率至该对应的画面分辨率的步骤包括，调控该激光光源的开启与关闭的时间，且调整该些投影像素于该投影区域的密度及排列方式至少一者，以依据该对应的画面分辨率输出该第二驱动信号来驱动该激光光束。

7.如权利要求1所述的激光投影装置的操作方法，其中该投影轨迹包含多个投影像素，其中该扫描镜片模块包括一镜面及一平衡环，该平衡环有关于每单位时间内所提供的图框画面的次数，且该投影轨迹包括多条扫描行，其中，调控该激光光源的开启与关闭的时间的步骤包括：

在一次图框画面中，调控该扫描镜片模块的该第一驱动信号，以提高该第一驱动信号中，对应扫描镜片模块的一画面扫描时间；以及

调控驱动该激光光束的该第二驱动信号，使得该激光光束进行该扫描运动时，于该些扫描行周期性地开启该激光光源，以控制该些投影像素于该投影区域的密度。

8.如权利要求7所述的激光投影装置的操作方法，其中使该激光光束作该扫描运动的步骤包括：

利用该扫描镜片模块作振荡，使该激光光束的光路依照一振荡波的一振荡频率作该扫描动作，同时切换该激光光束的开启或关闭；以及

提高该第一驱动信号中，对应该扫描镜片模块的该画面扫描时间的步骤包括：

在该激光光束的光路依照该振荡频率作该扫描动作时，增加该激光光源的开启时间，使得该扫描镜片模块于该画面扫描时间内的扫描次数增加，其中，该扫描镜片模块的一回复时间与该扫描镜片模块的该画面扫描时间的总和不变。

9.一种激光投影装置的操作方法，包括：

提供一激光投影装置，包括一激光光源、一驱动模块及一扫描镜片模块，该扫描镜片模块设于该激光光源的一侧，该激光光源用以提供一光束；

摆动该扫描镜片模块，以反射该光束并形成一投影轨迹于一投影区域；以及

该驱动模块依据一投影距离的缩减程度，调整一初始的画面分辨率至一对应的画面分辨率，调控该激光光源的开启与关闭的时间，并且调控该些投影像素于该投影区域的密度及排列方式至少一者，以依据该对应的画面分辨率输出一驱动信号来驱动该激光光束，其中该投影距离是该激光光源与该投影区域的距离，且该对应的画面分辨率小于该初始的画面分辨率。

10.如权利要求9所述的激光投影装置的操作方法，其中该激光投影装置还包括一存储装置，且输出该驱动信号以驱动该光束的步骤还包括：

存储多组分辨率条件于该存储装置，并输出该些组分辨率条件中受到选择的一分辨率条件；以及

该驱动模块依据该分辨率条件，输出该驱动信号以驱动该激光光束。

11.如权利要求9所述的激光投影装置的操作方法，其中该激光投影装置还包括一处理器及一距离侦测单元，且该激光投影装置的操作方法还包括：

利用该距离侦测单元，自动侦测该投影距离；以及

依据影像鉴别原理于该投影距离的鉴别率，判断对应该投影距离的一可鉴别分辨率作为该对应的画面分辨率，使得该驱动模块依据该对应的画面分辨率，提供该驱动信号以驱动该激光光源。

12.如权利要求9所述的激光投影装置的操作方法，其中该投影轨迹包括多个投影像素，该方法还包括：

利用演算法对一图框画面作内插运算，使得该些投影像素依照一调整维度后的排列方式作排列；以及

该驱动模块依据该调整维度后的排列方式，驱动该激光光源，使得该激光光束所投影的该些投影像素以钻石型或菱形像素矩阵排列。

13.一种激光投影装置，其中该激光投影装置是一激光微型投影装置，该激光投影装置是以如权利要求1或9所述的激光投影装置的操作方法作操作。