CN104349097A - 便携式显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种便携式显示装置，包括一壳体、一微投影模块、一第一显示屏幕及一触控模块。微投影模块配置于壳体内，且提供一第一影像光束。第一显示屏幕配置于壳体上，微投影模块将第一影像光束投影至第一显示屏幕。触控模块配置于第一显示屏幕上。

Description

便携式显示装置
技术领域
本发明关于一种显示装置，且特别是关于一种便携式显示装置。
背景技术
现今科技发展下，为了方便使用者携带以及操作，便携式显示装置(例如是智慧型行动电话以及平板电脑等)已成为现代人不可或缺的科技产品之一。一般便携式显示装置包括了背光模块及液晶模块。背光模块配置于液晶模块的一侧，用以提供光束至液晶模块，且自背光模块发出的光束经液晶模块之后转换为影像显示。
然而，由于背光模块及液晶模块较为耗电，使用者在追求大荧幕的同时，连带地也使得便携式显示装置的重量与耗电量提高。并且，在一般的便携式显示装置中，背光模块及液晶模块所占的成本也较高。
美国专利公开第2005/0259322号揭露了一种可触控式投影荧幕。美国专利公开第2013/0016324号揭露了一种广视角投影装置。美国专利公开第2008/0136973号揭露了一种膝上型电脑。
发明内容
本发明提供一种便携式显示装置，其与熟知的便携式显示装置作比较，具有较轻的重量、较低的耗电量以及较少的成本，主要是本发明无需使用较昂贵、较重且高耗电的液晶模块与背光模块。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例的一种便携式显示装置包括一壳体、一微投影模块、一第一显示屏幕及一触控模块。微投影模块配置于壳体内，且提供一第一影像光束。第一显示屏幕配置于壳体上，微投影模块将第一影像光束投影至第一显示屏幕。触控模块配置于第一显示屏幕上。
在本发明的一实施例中，上述来自微投影模块的第一影像光束在壳体内传递至第一显示屏幕。
在本发明的一实施例中，上述的微投影模块包括一照明系统、一光阀及多个光学元件，例如透镜，以及一成像镜头。照明系统发出一照明光束，且包括一发光二极管、一雷射源或者雷射源与荧光模块所组合而成的一复合式光源。光阀配置于照明光束的传递路径上，以将照明光束转换为第一影像光束，第一影像光束为一影像光束。成像镜头配置于第一影像光束的传递路径上，且位于光阀与第一显示屏幕之间。
在本发明的另一实施例中，上述的微投影模块包括一光源模块及一扫描模块(scanner module)。光源模块用于发出第一影像光束。扫描模块配置于第一影像光束的传递路径上，且用于将第一影像光束扫描至第一显示屏幕上的不同位置。
在本发明的一实施例中，上述的第一显示屏幕可包括一菲涅耳透镜(fresnel lens)与一透镜阵列(lenticular)的组合或是一扩散板(diffuserplate)，又或是一绕射板(diffractive plate)。
在本发明的一实施例中，上述的第一显示屏幕包括一荧光层，且当第一影像光束照射至荧光层时，第一影像光束激发荧光层以产生一第二影像光束。
在本发明的一实施例中，上述的光源为雷射光源。
在本发明的一实施例中，上述的壳体从靠近微投影模块的一端至远离微投影模块的一端的厚度上相同，或者壳体的厚度从靠近微投影模块的一端往远离微投影模块递减。
在本发明的一实施例中，还包括一反射元件，将微投影模块所发出的第一影像光束反射至第一显示屏幕。
在本发明的一实施例中，上述的壳体的厚度从靠近反射元件的一端往靠近微投影模块递减。
在本发明的一实施例中，上述的微投影模块与反射元件位于壳体内相对的两侧或是相同的一侧。
在本发明的一实施例中，上述的反射元件为一平面镜、一凸面镜、一凹面镜、一柱状凸面镜或一柱状凹面镜。
在本发明的一实施例中，上述的壳体包括一凸出部，且微投影模块配置于凸出部内。
在本发明的一实施例中，上述的微投影模块配置于壳体内的一边或一角落上。
在本发明的一实施例中，还包括一转向构件，微投影模块通过转向构件可转动地连接于壳体，微投影模块转动至一内投影位置与一外投影位置。当微投影模块转动至内投影位置时，投影模块所投射出的第一影像光束投影至第一显示屏幕，且当微投影模块转动至外投影位置时，投影模块所投射出的第一影像光束投影至壳体以外。
在本发明的一实施例中，还包括一光发射器及一光撷取器，光发射器发射一第三光束至壳体以外的第一影像光束投影的区域，光撷取器感测第三光束的变化以获得一物件相对于第一影像光束投影的区域的位置。
在本发明的一实施例中，还包括一极化分光器(Polarizing Beam Splitter,PBS)，微投影模块用于交替地投射出第一影像光束及一第四影像光束，第一影像光束与第四影像光束的偏振态不相同，第一影像光束被极化分光器反射至第一显示屏幕，且第四影像光束穿透极化分光器后投影至壳体以外。
在本发明的一实施例中，还包括一光学补偿元件，来自极化分光器的第四影像光束的经由光学补偿元件传递并投影至壳体以外，且光学补偿元件补偿第四影像光束投影至壳体以外时所产生的像差。
在本发明的一实施例中，还包括一光发射器及一光撷取器，光发射器发射一第五光束至壳体以外的第四影像光束投影的区域，光撷取器感测第五光束的变化以获得一物件相对于第四影像光束投影的区域的位置。
在本发明的一实施例中，还包括一第二显示屏幕，用于收纳于壳体内或被展开至壳体外，当第二显示屏幕收纳于壳体内时，微投影模块将第一影像光束投影至第一显示屏幕，且当第二显示屏幕被展开至壳体外时，第一影像光束投影至第一显示屏幕与第二显示屏幕。
在本发明的一实施例中，上述的触控模块为一电容式触控面板。
在本发明的一实施例中，上述的触控模块为一光波导式(opticalwaveguide type)触控模块，包括一光投射器、一导光板及一光侦测器。光投射器发出一侦测光束。导光板配置于侦测光束的传递路径上。光侦测器配置于来自导光板的侦测光束的传递路径上，当一物体接触光波导式触控模块时，物体改变在导光板中传递的侦测光束，且光侦测器侦测被物体改变的侦测光束。
在本发明的一实施例中，上述的触控模块为一光遮断式(optical curtaintype)触控模块，包括一光投射模块及一光接收模块。光投射模块配置于第一显示屏幕的一侧，且发出一在第一显示屏幕前方传递的侦测光束。光接收模块配置于第一显示屏幕的另一侧，且接收侦测光束。
在本发明的一实施例中，上述的触控模块为一光扫描式(opticalscanning type)触控模块，包括至少一扫描光源及一光接收器。扫描光源配置于第一显示屏幕旁，且发出一侦测光束，侦测光束扫描第一显示屏幕前方的空间。光接收器配置于第一显示屏幕旁，以侦测来自第一显示屏幕前方的空间中的侦测光束，当一物体接触或靠近第一显示屏幕时，光接收器侦测被物体反射的侦测光束。
在本发明的一实施例中，还包括一透光式太阳能面板，配置于第一显示屏幕的一侧且位于第一影像光束的传递路径上。
在本发明的一实施例中，还包括一太阳能面板，配置于壳体内相对于第一显示屏幕的一侧。
本发明的实施例可实现下列优点或功效的至少一种。本发明的便携式显示装置透过设置于壳体内的微投影模块将影像投射至显示屏幕上，以取代传统的背光模块与液晶模块，且使本发明的便携式显示装置具有较低的重量、耗电量以及制造成本。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的第一实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图1B是图1A的便携式显示装置的剖面示意图。
图1C是图1A的便携式显示装置的微投影模块的示意图。
图1D是图1A的便携式显示装置的触控模块的局部剖面示意图。
图2是依照本发明的第二实施例的一种便携式显示装置的微投影模块的示意图。
图3A是依照本发明的第三实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图3B是图3A的便携式显示装置的剖面示意图。
图4A是依照本发明的第四实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图4B是图4A的便携式显示装置的剖面示意图。
图5A是依照本发明的第五实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图5B是图5A的便携式显示装置的剖面示意图。
图6A是依照本发明的第六实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图6B是图6A的便携式显示装置的剖面示意图。
图7A是依照本发明的第七实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图7B是图7A的便携式显示装置的剖面示意图。
图8A是依照本发明的第八实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图8B是图8A的便携式显示装置的剖面示意图。
图9A是依照本发明的第九实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图9B是图9A的便携式显示装置的剖面示意图。
图10A是依照本发明的第十实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图10B是图10A的便携式显示装置的剖面示意图。
图11A是依照本发明的第十一实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图11B是图11A的便携式显示装置的剖面示意图。
图12A是依照本发明的第十二实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图12B是图12A的便携式显示装置的剖面示意图。
图13A是依照本发明的第十三实施例的一种便携式显示装置的微投影模块投影至第一显示屏幕示意图。
图13B是图13A的便携式显示装置的微投影模块投影至壳体以外示意图。
图14是依照本发明的第十四实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图15A是依照本发明的第十五实施例的一种便携式显示装置的微投影模块投影至第一显示屏幕示意图。
图15B是图15A的便携式显示装置的微投影模块投影至壳体以外示意图。
图16A是依照本发明的第十六实施例的一种便携式显示装置的微投影模块投影至第一显示屏幕及壳体外示意图。
图16B是图16A的便携式显示装置的剖面示意图。
图17是依照本发明的第十七实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图18A是依照本发明的第十八实施例的一种便携式显示装置的第二显示屏幕收纳于壳体内的示意图。
图18B是图18A的便携式显示装置的的第二显示屏幕被展开至壳体外的示意图。
图19A是依照本发明的第十九实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图19B与图19C是图19A的便携式显示装置的触控模块的作动示意图。
图20A是依照本发明的第二十实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。
图20B是图20A的便携式显示装置的触控模块的作动示意图。
图21是依照本发明的第二十一实施例的一种便携式显示装置的示意图。
图22A是依照本发明的第二十二实施例的一种便携式显示装置的侧面示意图。
图22B是图22A的便携式显示装置的局部剖面示意图。
图23是依照本发明的第二十三实施例的一种便携式显示装置的剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1A是依照本发明的第一实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图1B是图1A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图1A及图1B，在本实施例中，便携式显示装置100以一平板电脑为例，但在其它实施例中，便携式显示装置100也可为一智慧型行动电话、一笔记型电脑、个人数码助理(Personal Digital Assistant，PDA)或是单体全备电脑(all-in-onecomputer)等。
本实施例的便携式显示装置100包括一壳体110、一微投影模块120、一第一显示屏幕130及一触控模块140。微投影模块120配置于壳体110内，且提供一第一影像光束L1。第一显示屏幕130配置于壳体110上，微投影模块120用于将第一影像光束L1在壳体110内传递至第一显示屏幕130。触控模块140配置于第一显示屏幕130上。
在本实施例中，微投影模块120为符合壳体110内部的尺寸与配置，微投影模块120使用超短焦(ultra short throw,UST)系统的投影模块，将第一影像光束L1清楚地成像于第一显示屏幕130上。在本实施例中，第一显示屏幕130可选用一菲涅耳透镜(fresnel lens)与一柱状透镜阵列(lenticular)的组合、一扩散板(diffuser plate)或一绕射板(diffractive plate)等。菲涅耳透镜将非平行光束调整为平行光束，并搭配柱状透镜阵列聚集光束并调整光形。扩散板可将光束均匀地扩散。绕射板可调整光束的方向，以使光束被传递至所需的位置。当然，第一显示屏幕130的种类不以上述为限制。
图1C是图1A的便携式显示装置的微投影模块的示意图。在本实施例中，微投影模块120包括一照明系统122、一光阀124及一成像镜头126。照明系统122发出一照明光束LL。光阀124配置于照明光束LL的传递路径上，以将照明光束LL转换为第一影像光束L1(影像光束)。成像镜头126配置于第一影像光束L1的传递路径上，且位于光阀124与第一显示屏幕130之间，以将第一影像光束L1投射至第一显示屏幕130上。在其它实施例中，微投影模块120还可包括多个光学元件，例如透镜等。
照明系统122可选用发光二极管、雷射源或者雷射源与荧光模块(如具有不同扇形荧光区域且可转动的荧光粉轮)所组合成的一复合式光源。光阀124可选用硅基液晶面板(liquid-crystal-on–silicon panel,LCOSpanel)、数位微镜元件(digital micro-mirror device,DMD)或液晶显示面板(liquid crystal display panel,LCD panel)，但照明系统122与光阀124的种类不以上述为限制。
图1D是图1A的便携式显示装置的触控模块的局部剖面示意图。在本实施例中，触控模块140为一电容式触控面板。触控模块140包括一电极保护层141、配置于电极保护层141上的一基板142、配置于基板142上方且相互相迭的一第一电极图案层143及一第二电极图案层144及一盖板146。盖板146通过一光学胶层145配置于第一电极图案层143及所述第二电极图案层144上方。
第一电极图案层143及第二电极图案层144采用铟锡氧化物(ITO)制作成。当第一电极图案层143与第二电极图案层144分别被施以适当的电压时，第一电极图案层143与第二电极图案层144之间可产生电容效应。一导体(例如是手指)接触触控模块140时，通过侦测特定位置的电容变化，便可判断出导体位置所在的位置。
本实施例的便携式显示装置100透过设置于壳体110内的微投影模块120将影像投射至第一显示屏幕130上，以取代传统的背光模块与液晶模块，且使便携式显示装置100具有较低的重量、耗电量、成本及较薄的外形。并且，在一实施例中，便携式显示装置100通过微投影模块120可使第一显示屏幕130的亮度达到420尼特，且对比度达1200：1以上，提供了良好的显示品质。
图2是依照本发明的第二实施例的一种便携式显示装置的微投影模块的示意图。在本实施例中提供另一种微投影模块220，微投影模块220包括一光源模块222及一扫描模块224。光源模块222发出第一影像光束L1，扫描模块224配置于第一影像光束L1的传递路径上，且用于将第一影像光束L1扫描至第一显示屏幕(未示出)上的不同位置。
在本实施例中，扫瞄模块224包括转轴互相垂直的两反射镜224a(X-mirror与Y-mirror)，依序将第一影像光束L1传递至第一显示屏幕上，进而产生影像。在其它实施例中，为了缩小扫描扫瞄模块224的体积，两反射镜224a的转轴也可不垂直，或者，也可透过能够沿两个垂直的转轴转动的一反射镜(未示出)来将第一影像光束L1扫描至第一显示屏幕上的不同位置。在本实施例中，光源模块222可包括雷射光源，例如为雷射二极管(laser diode)，且第一影像光束L1例如为雷射光束。
图3A是依照本发明的第三实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图3B是图3A的便携式显示装置的剖面示意图。在本实施例中，光源(未示出)为雷射光源。第一显示屏幕330包括一荧光层332，且当第一影像光束L1照射至荧光层332时，第一影像光束L1激发荧光层332以产生一第二影像光束L2，第一影像光束L1的波长小于第二影像光束L2的波长。
荧光层332可包括红、绿、蓝色的荧光粉，透过波长相同的第一影像光束L1打到荧光层332中不同颜色的荧光粉，以激发出具有多种波长的第二影像光束L2。或是，荧光层332可包括多种不同颜色的荧光粉，且第一影像光束L1包括多种不同波长的子光束，这些子光束分别照射于不同颜色的荧光粉，以激发出所需波长的第二影像光束L2。此时，第二影像光束L2也可包括多种不同颜色的子光束，以形成彩色画面。
图4A是依照本发明的第四实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图4B是图4A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图4A及图4B，本实施例的便携式显示装置400与图1B的便携式显示装置100的主要差异在于，在图1B中，便携式显示装置100的壳体110呈长方体，也就是说，壳体110从靠近微投影模块120的一端至远离微投影模块120的一端的厚度上相同。在本实施例中，便携式显示装置400的壳体410呈楔形体(wedge-shaped)。详细而言，便携式显示装置400的壳体410的厚度从靠近微投影模块420的一端往远离微投影模块420递减。本实施例的便携式显示装置400透过壳体410呈楔形体的设计，以缩减便携式显示装置400的体积，使其更加地薄化。
图5A是依照本发明的第五实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图5B是图5A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图5A及图5B，在本实施例中，便携式显示装置500还包括一反射元件550，微投影模块520与反射元件550位于壳体510内相对的两侧。在本实施例中，反射元件550为一平面镜。反射元件550将微投影模块520所发出的第一影像光束L1反射至第一显示屏幕530，以使第一影像光束L1具有较长的光学路径。
图6A是依照本发明的第六实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图6B是图6A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图6A及图6B，本实施例的便携式显示装置600与图5B的便携式显示装置500的主要差异在于，在图5B中，便携式显示装置500的壳体510从靠近微投影模块520的一端至反射元件550的一端的厚度上相同。在本实施例中，壳体610的厚度从靠近反射元件650的一端往靠近微投影模块620递减，以缩减便携式显示装置600的体积与厚度。
图7A是依照本发明的第七实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图7B是图7A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图7A及图7B，本实施例的便携式显示装置700与图5A的便携式显示装置500的主要差异在于，本实施例的反射元件750为一柱状凸面镜。因此，在图7A的视角中所看到的反射元件750为长条状，但在图7B的视角中可见到反射元件750具有凸面。当然，反射元件750的种类不限于此，在其它实施例中，反射元件750也可为一柱状凹面镜等。
图8A是依照本发明的第八实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图8B是图8A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图8A及图8B，在本实施例中，反射元件850为一凸面镜。本实施例的反射元件850无论由图8A或是图8B的视角，均可见到反射元件850的凸面。当然，反射元件850的种类不限于此，反射元件850也可为非球面反射镜(aspheric mirror)或是自由曲面反射镜(free form mirror)等。
图9A是依照本发明的第九实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图9B是图9A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图9A及图9B，本实施例的便携式显示装置900与图8A的便携式显示装置800的主要差异在于，在图8A中，微投影模块820与反射元件850位于壳体810内相对的两侧。在本实施例中，微投影模块920与反射元件950配置于壳体910内相同的一侧，但微投影模块920与反射元件950的相对位置并不以上述为限制，只要可以将微投影模块920所发出的第一影像光束L1反射至第一显示屏幕930即可。
图10A是依照本发明的第十实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图10B是图10A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图10A及图10B，本实施例的便携式显示装置1000与图9A的便携式显示装置900的主要差异在于，在图9A中，反射元件950为一凸面镜。在本实施例中，反射元件1050为一凹面镜。反射元件1050的种类可视所搭配的微投影模块1020所发出的第一影像光束L1的形态而异，举例而言，若微投影模块1020所发出的第一影像光束L1呈发散，则反射元件1050可选用如同本实施例中能够汇聚光线的凹面镜，以将发散的第一影像光束L1集中。当然，反射元件1050的形态并不以上述为限制，只要可以将微投影模块1020所发出的第一影像光束L1反射至第一显示屏幕1030即可。
图11A是依照本发明的第十一实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图11B是图11A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图11A及图11B，在本实施例中，为增加第一影像光束L1光学路径的距离，将壳体1110的一侧边形成一凸出部1112以容置微投影模块1120。如此一来，微投影模块1120与第一显示屏幕1130之间的距离可被增加，且增加了第一影像光束L1的光学路径。
图12A是依照本发明的第十二实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图12B是图12A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图12A及图12B，本实施例的便携式显示装置1200与图11A的便携式显示装置1100的主要差异在于，在图11A中，凸出部1112及微投影模块1120位于壳体1110的一边的中央位置。在本实施例中，凸出部1212及微投影模块1220位于壳体1210的一角落。当然，凸出部1212及微投影模块1220的位置并不以上述为限制。
图13A是依照本发明的第十三实施例的一种便携式显示装置的微投影模块投影至第一显示屏幕示意图。图13B是图13A的便携式显示装置的微投影模块投影至壳体以外示意图。请参阅图13A及图13B，在本实施例中，为了可与他人共同分享影像，便携式显示装置1300还包括一转向构件1360。微投影模块1320通过转向构件1360可转动地连接于壳体1310，以使微投影模块1320转动至一内投影位置P1与一外投影位置P2。
如图13A所示，当微投影模块1320转动至内投影位置P1时，微投影模块1320所投射出的第一影像光束L1投影至第一显示屏幕1330。如图13B所示，当微投影模块1320转动至外投影位置P2时，微投影模块1320所投射出的第一影像光束L1投影至壳体1310以外的一物体上。物体可为一墙面、一天花板、一外部屏幕或是指任何可被投影的表面。因此，使用者可视需求将微投影模块1320相较于壳体1310翻转至任意角度。
图14是依照本发明的第十四实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。请参阅图14，为了对投影至壳体外的影像也能够通过手势等方式实现触控的效果，本实施例的便携式显示装置1400还包括一光发射器1470及一光撷取器1475。光发射器1470发射一第三光束L3至壳体1410以外的第一影像光束L1投影的区域，光撷取器1475感测第三光束L3的变化以获得一物件相对于第一影像光束L1投影的区域的位置。在本实施例中，第三光束L3是不可见光，例如是红外光，以避免干扰第一影像光束L1所投影出的影像，但第三光束L3的种类不限于此。
图15A是依照本发明的第十五实施例的一种便携式显示装置的微投影模块投影至第一显示屏幕示意图。图15B是图15A的便携式显示装置的微投影模块投影至壳体以外示意图。请参阅图15A及图15B，本实施例的便携式显示装置1500与图13A的便携式显示装置1300的主要差异在于，在图13A中，微投影模块1320及转向构件1360配置于壳体1310的一边。在本实施例中，微投影模块1520及转向构件1560配置于壳体1510的一角落上。当然，微投影模块1520及转向构件1560相对于壳体1510的位置不以上述为限制。
图16A是依照本发明的第十六实施例的一种便携式显示装置的微投影模块投影至第一显示屏幕及壳体外示意图。图16B是图16A的便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图16A及图16B，在本实施例中，便携式显示装置1600还包括一极化分光器1680及一光学补偿元件1685。在本实施例中，极化分光器1680为极化分光镜，其为涂布有极性材料的凸面镜。当然，在其它实施例中，极化分光器1680也可为极化分光棱镜，极化分光器1680的种类不限于此。
在本实施例中，微投影模块1620可选择地只投射出第一影像光束L1，或者是交替地投射出第一影像光束L1及一第四影像光束L4，第一影像光束L1与第四影像光束L4的偏振态不相同。在本实施例中，第一影像光束L1与第四影像光束L4为偏振方向不同的光束，例如是偏振方向相互垂直的S偏振光(S-polarized light)及P偏振光(P-polarized light)，但第一影像光束L1与第四影像光束L4的种类不限于此。
在一般仅需在第一显示屏幕1630上看到影像的情形下，微投影模块1620只会投射出第一影像光束L1，极化分光器1680可将第一影像光束L1反射至第一显示屏幕1630在第一显示屏幕1630上成像。
当需要将影像投射至第一显示屏幕1630以及壳体1610以外的区域时，可透过微投影模块1620交替地投射出第一影像光束L1及一第四影像光束L4，第一影像光束L1会被极化分光器1680反射至第一显示屏幕1630，且第四影像光束L4则会穿透极化分光器1680后投影至壳体1610以外。因此，本实施例的便携式显示装置1600可让影像同时显示于第一显示屏幕1630以及壳体1610以外的物件上。
在本实施例中，光学补偿元件1685设置于第四影像光束L4通过极化分光器1680后的光学路径上。光学补偿元件1685补偿第四影像光束L4投影至壳体1610以外时所产生的像差或是具有将影像放大等的功效。光学补偿元件1685例如是透镜组合或歪像透镜(Anamorphic Lens)等，但不限于此。当然，在其它实施例中，也可利用软体补偿的方式来取代光学补偿元件1685。
图17是依照本发明的第十七实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。请参阅图17，为了对投影至壳体外的影像也能够通过手势等方式实现触控的效果，本实施例的便携式显示装置1700与图16A的便携式显示装置1600的主要差异在于，在本实施例中，便携式显示装置1700还包括一光发射器1770及一光撷取器1775，光发射器1770发射一第五光束L5至壳体1710以外的第四影像光束L4投影的区域，光撷取器1775感测第五光束L5的变化以获得一物件相对于第四影像光束L4投影的区域的位置。在本实施例中，第五光束L5是不可见光，例如是红外光，以避免干扰第四影像光束L4所投影出的影像，但第五光束L5的种类不限于此。
图18A是依照本发明的第十八实施例的一种便携式显示装置的第二显示屏幕收纳于壳体内的示意图。图18B是图18A的便携式显示装置的的第二显示屏幕被展开至壳体外的示意图。请参阅图18A及图18B，在本实施例中，便携式显示装置1800为了提供更大的实体显示屏幕，还包括至少一第二显示屏幕1890，用于收纳于壳体1810内或被展开至壳体1810外。
如图18A所示，在一般状况下，使用者仅用第一显示屏幕1830来观看影像，此时，第二显示屏幕1890可被收纳于壳体1810内。第二显示屏幕1890被收纳于壳体1810内的方式例如是卷成卷轴状的方式、直接弯折的方式或在一方向上滑动且在收纳时与第一显示屏幕1830重叠等方式，但第二显示屏幕1890收纳于壳体1810内的方式不限于此。
当使用者需要更大的实体显示屏幕时，如图18B所示，只要将第二显示屏幕1890展开至壳体1810外，第二显示屏幕1890展开于第一显示屏幕1830的两侧，第一影像光束L1便可投影至第一显示屏幕1830与第二显示屏幕1890。本实施例的便携式显示装置1800利用可缩放伸展的第二显示屏幕1890来增加实体显示屏幕的尺寸。
图19A是依照本发明的第十九实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图19B与图19C是图19A的便携式显示装置的触控模块的作动示意图。请参阅图19A至图19C，本实施例的便携式显示装置1900的触控模块1940与图1D的触控模块140的主要差异在于，在图1D中，触控模块140为电容式触控模块。在本实施例中，触控模块1940为一光波导式触控模块。本实施例的触控模块1940包括一光投射器1942、一导光板1944及一光侦测器1946。光投射器1942发出一侦测光束LD。导光板1944配置于侦测光束LD的传递路径上。光侦测器1946配置于来自导光板1944的侦测光束LD的传递路径上。当一物体10，例如是手指，接触触控模块1940时，物体会改变在导光板1944中传递的侦测光束LD，产生受抑全反射(Frustrated Total Internal Reflection，FTIR)，光侦测器1946会侦测到被物体改变的侦测光束LD，以得到物体的位置。
图20A是依照本发明的第二十实施例的一种便携式显示装置的正面示意图。图20B是图20A的便携式显示装置的触控模块的作动示意图。请参阅图20A及图20B，在本实施例中，触控模块2040为一光遮断式触控模块，包括一光投射模块2042及一光接收模块2046。光投射模块2042配置于第一显示屏幕2030的一侧，且发出在第一显示屏幕2030前方传递的一侦测光束LD。光接收模块2046配置于第一显示屏幕2030的另一侧，且接收侦测光束LD。如图20B所示，当一物体10(例如是手指)接触或靠近第一显示屏幕2030时，物体会遮住通过此位置的侦测光束LD，且使得对应于这个暗点位置的光接收模块2046未能接收到预设的侦测光线LD，以得到物体在第一显示屏幕2030上的相对位置。
图21是依照本发明的第二十一实施例的一种便携式显示装置的示意图。请参阅图21，在本实施例中，便携式显示装置2100的触控模块2140为一光扫描式触控模块，包括至少一扫描光源2142及一光接收器2146。在本实施例中，触控模块2140包括两扫描光源2142，且扫描光源为雷射光源。各扫描光源2142配置于第一显示屏幕2130旁，且发出一侦测光束LD，此侦测光束LD扫描第一显示屏幕2130前方的空间。光接收器2146配置于第一显示屏幕2130旁，如图21所示，在本实施例中，两扫描光源2142及光接收器2146位于第一显示屏幕2130的同侧，但扫描光源2142及光接收器2146的位置不限于此。光接收器2146用来侦测来自第一显示屏幕2130前方的空间中的侦测光束LD。当一物体(例如是手指)接触或靠近第一显示屏幕2130时，光接收器2146侦测被物体反射的侦测光束LD，以得到物体在第一显示屏幕2130上的相对位置。
图22A是依照本发明的第二十二实施例的一种便携式显示装置的侧面示意图。图22B是图22A的便携式显示装置的局部剖面示意图。请参阅图22A及图22B，在本实施例中，便携式显示装置2200还包括一透光式太阳能面板2292，配置于壳体2210上靠近第一显示荧幕2230的一侧。如图22B所示，触控模块2240配置于第一显示荧幕2230旁，透光式太阳能面板2292配置于触控模块2240旁，一透明盖板2294配置于透光式太阳能面板2292旁。在本实施例中，透光式太阳能面板2292位于第一影像光束L1的传递路径上，由于目前的透光式太阳能面板2292的穿透率可达90％，对于遮蔽第一影像光束L1的影响并不大，因此，本实施例的便携式显示装置2200可在第一影像光束L1显示影像于第一显示屏幕2230的同时，也让透光式太阳能面板2292吸收能量，以实现自给电力的功效。
图23是依照本发明的第二十三实施例的一种便携式显示装置的剖面示意图。请参阅图23，本实施例的便携式显示装置2300与图22A的便携式显示装置2200的主要差异在于，在本实施例中，太阳能面板2396配置于壳体2310内相对于第一显示屏幕2330的一侧。由于太阳能面板2396并未位于第一影像光束L1的传递路径上，太阳能面板2396可不具透光性。在本实施例中，太阳能面板2396可吸收由第一显示屏幕2330进入壳体2310的外部环境光线之外，也可同时吸收微投影模块2320投影时所产生的杂散光线，以转化为自给电力。
综上所述，本发明的便携式显示装置透过设置于壳体内的微投影模块将影像投射至显示屏幕上，以取代传统的背光模块与液晶模块，且使本发明的便携式显示装置具有较低的重量、耗电量以及制造成本。此外，本发明的便携式显示装置的微投影模块可通过转向构件相对于壳体转动，以供使用者选择要将影像投影至显示屏幕或是壳体之外的物件上。并且，当影像投影在壳体之外的物件上时，便携式显示装置可在被投影物件上提供触控的功能。另外，本发明的便携式显示装置也可通过极化分光器以使微投影模块交替地投影至显示屏幕及壳体之外的物件上，以供使用者在显示屏幕及壳体之外的物件上均能看到影像。此外，本发明的便携式显示装置也可具有可收纳于壳体内或被展开至壳体外的第二显示屏幕，以视使用者需求调整显示屏幕的大小。另外，本发明的便携式显示装置通过太阳能面板吸收外部光线、微投影模块所发出的少量光束与壳体内部的散乱光线且储存能量，以自给部分的电力。
以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利覆盖的范围。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。另外，本说明书或申请专利范围中提及的“第一”及“第二”等用语仅用以命名组件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。
附图标记列表
L1：第一影像光束
L2：第二影像光束
L3：第三光束
L4：第四影像光束
L5：第五光束
LL：照明光束
LD：侦测光束
P1：内投影位置
P2：外投影位置
10：物体
100、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2100、2200、2300：便携式显示装置
110、410、510、610、810、910、1110、1210、1310、1410、1510、1610、1710、1810、2210、2310：壳体
120、220、420、520、620、820、920、1020、1120、1220、1320、1520、1620、2320：微投影模块
122：照明系统
124：光阀
126：成像镜头
130、330、530、930、1030、1130、1330、1630、1830、2030、2130、2230、2330：第一显示屏幕
140、1940、2040、2140、2240：触控模块
141：电极保护层
142：基板
143：第一电极图案层
144：第二电极图案层
145：光学胶层
146：盖板
222：光源模块
224：扫描模块
224a：反射镜
332：荧光层
550、650、750、850、950、1050：反射元件
1112、1212：凸出部
1360、1560：转向构件
1470、1770：光发射器
1475、1775：光撷取器
1680：极化分光器
1685：光学补偿元件
1890：第二显示屏幕
1942：光投射器
1944：导光板
1946：光侦测器
2042：光投射模块
2046：光接收模块
2142：扫描光源
2146：光接收器
2292：透光式太阳能面板
2294：透明盖板
2396：太阳能面板

Claims (26)

1.一种便携式显示装置，包括一壳体、一微投影模块、一第一显示屏幕以及一触控模块，其中所述微投影模块，配置于所述壳体内，且提供一第一影像光束，所述第一显示屏幕，配置于所述壳体上，所述微投影模块将所述第一影像光束投影至所述第一显示屏幕，以及所述触控模块，配置于所述第一显示屏幕上。
2.如权利要求1所述的便携式显示装置，其中来自所述微投影模块的所述第一影像光束在所述壳体内传递至所述第一显示屏幕。
3.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述微投影模块包括一照明系统、一光阀以及一成像镜头，其中
所述照明系统，发出一照明光束，且包括一发光二极管、一雷射源或者雷射源与荧光模块所组合而成的一复合式光源，
所述光阀，配置于所述照明光束的传递路径上，以将所述照明光束转换为所述第一影像光束，所述第一影像光束为一影像光束，
所述成像镜头，配置于所述第一影像光束的传递路径上，且位于所述光阀与所述第一显示屏幕之间。
4.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述微投影模块包括：
一光源模块，发出所述第一影像光束；以及
一扫描模块，配置于所述第一影像光束的传递路径上，且将所述第一影像光束扫描至所述第一显示屏幕上的不同位置。
5.如权利要求4所述的便携式显示装置，所述光源模块包括一雷射光源。
6.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述第一显示屏幕包括一菲涅耳透镜与一柱状透镜阵列的组合、一扩散板或一绕射板。
7.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述第一显示屏幕包括一荧光层，且当所述第一影像光束照射至所述荧光层时，所述第一影像光束激发所述荧光层以产生一第二影像光束。
8.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述壳体从靠近所述微投影模块的一端至远离所述微投影模块的一端的厚度相同，或者所述壳体的厚度从靠近所述微投影模块的一端往远离所述微投影模块递减。
9.如权利要求1所述的便携式显示装置，还包括一反射元件，将所述微投影模块所发出的所述第一影像光束反射至所述第一显示屏幕。
10.如权利要求9所述的便携式显示装置，所述壳体的厚度从靠近所述反射元件的一端往靠近所述微投影模块递减。
11.如权利要求9所述的便携式显示装置，所述微投影模块与所述反射元件位于所述壳体内相对的两侧或是相同的一侧。
12.如权利要求11所述的便携式显示装置，所述反射元件为一平面镜、一凸面镜、一凹面镜、一柱状凸面镜或一柱状凹面镜。
13.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述壳体包括一凸出部，且所述微投影模块配置于所述凸出部内。
14.如权利要求1所述的便携式装置，所述微投影模块配置于所述壳体内的一边或一角落上。
15.如权利要求1所述的便携式显示装置，还包括一转向构件，所述微投影模块通过所述转向构件且可转动地连接于所述壳体，所述微投影模块用于转动至一内投影位置与一外投影位置，当所述微投影模块转动至所述内投影位置时，所述投影模块所投射出的所述第一影像光束投影至所述第一显示屏幕，且当所述微投影模块转动至所述外投影位置时，所述投影模块所投射出的所述第一影像光束投影至所述壳体以外。
16.如权利要求15所述的便携式显示装置，还包括一光发射器及一光撷取器，所述光发射器发射一第三光束至所述壳体以外的所述第一影像光束投影的区域，所述光撷取器感测所述第三光束的变化以获得一物件相对于所述区域的位置。
17.如权利要求1所述的便携式显示装置，还包括一极化分光器，所述微投影模块交替地投射出所述第一影像光束及一第四影像光束，所述第一影像光束与所述第四影像光束的偏振态不相同，所述第一影像光束被所述极化分光器反射至所述第一显示屏幕，且所述第四影像光束穿透所述极化分光器后投影至所述壳体以外。
18.如权利要求17所述的便携式显示装置，还包括一光学补偿元件，来自所述极化分光器的所述第四影像光束的经由所述光学补偿元件传递并投影至所述壳体以外，且所述光学补偿元件补偿所述第四影像光束投影至所述壳体以外时所产生的像差。
19.如权利要求17所述的便携式显示装置，还包括一光发射器及一光撷取器，所述光发射器发射一第五光束至所述壳体以外的所述第四影像光束投影的区域，所述光撷取器感测所述第五光束的变化以获得一物件相对于所述区域的位置。
20.如权利要求1所述的便携式显示装置，还包括一第二显示屏幕，用于收纳于所述壳体内或被展开至所述壳体外，当所述第二显示屏幕收纳于所述壳体内时，所述微投影模块将所述第一影像光束投影至所述第一显示屏幕，且当所述第二显示屏幕被展开至所述壳体外时，所述第一影像光束投影至所述第一显示屏幕与所述第二显示屏幕。
21.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述触控模块为一电容式触控面板。
22.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述触控模块为一光波导式触控模块，包括：
一光投射器，发出一侦测光束；
一导光板，配置于所述侦测光束的传递路径上；以及
一光侦测器，配置于来自所述导光板的所述侦测光束的传递路径上，当一物体接触所述光波导式触控模块时，所述物体改变在所述导光板中传递的所述侦测光束，且所述光侦测器侦测被所述物体改变的所述侦测光束。
23.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述触控模块为一光遮断式触控模块，包括：
一光投射模块，配置于所述第一显示屏幕的一侧，且发出一在所述第一显示屏幕前方传递的侦测光束；以及
一光接收模块，配置于所述第一显示屏幕的另一侧，且接收所述侦测光束。
24.如权利要求1所述的便携式显示装置，所述触控模块为一光扫描式触控模块，包括：
至少一扫描光源，配置于所述第一显示屏幕旁，且发出一侦测光束，所述侦测光束扫描所述第一显示屏幕前方的空间；以及
一光接收器，配置于所述第一显示屏幕旁，以侦测来自所述第一显示屏幕前方的空间中的所述侦测光束，当一物体接触或靠近所述第一显示屏幕时，所述光接收器侦测被所述物体反射的所述侦测光束。
25.如权利要求1所述的便携式显示装置，还包括一透光式太阳能面板，配置于所述第一显示屏幕的一侧且位于所述第一影像光束的传递路径上。
26.如权利要求1所述的便携式显示装置，还包括一太阳能面板，配置于所述壳体内相对于所述第一显示屏幕的一侧。
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