CN104614928A - 影像投影装置与影像投影方法 - Google Patents

Abstract

一种影像投影装置与影像投影方法。影像投影装置包括投影光源、微机电扫描装置、反射镜以及光检测器。投影光源提供投影光束，而微机电扫描装置投射投影光束以形成投影画面，其中投影光束藉由微机电扫描装置的摆动，沿第一轴向与第二轴向于投影平面上进行投影。反射镜设置于影像投影装置的出光口的一侧，并位于投影光束的投影路径上。光检测器检测经反射镜所反射的投影光束，并对应产生多个同步讯号。影像投影装置依据所述的同步讯号，得知微机电扫描装置的摆动位置，以输出稳定的画面。

Description

影像投影装置与影像投影方法

技术领域

本发明涉及一种影像投影装置与影像投影方法，特别是涉及一种可以得知微机电扫描装置的摆动位置，并对应地产生投影画面的内部控制信号以调整并维持投影画面的品质的影像投影装置与影像投影方法。

背景技术

微机电系统(MEMS,microelectromechanical systems)泛指运用微电子技术以及机械工程技术制造或开发相关的电子元件以及机械结构，进而微型化相关产品的研究领域。运用微机电扫描装置的影像投影装置，由于具备体积较小、低耗能等功效，如今也常见于智能型手机或者手提计算机中，逐渐成为携带型影音装置不可或缺的组件。

一般而言，微机电扫描装置被利用来将投影光束投射于投影平面上，并投影出影像。透过控制微机电扫描装置以不同摆轴为轴心进行摆动或震动，投影光束可以对应地于投影平面上，沿对应的轴向来回移动进行投影。更详细而言，藉由输入具有特定频率的周期波，使得微机电扫描装置反应于周期波的特定频率进行摆动，而可以控制微机电扫描装置在特定轴向上的扫描频率。

然而，微机电扫描装置的摆动幅度也会受到装置本身的温度所影响。一般而言，微机电扫描装置的温度必须到达一定的程度，其摆动幅度才会趋近于稳定。反而言之，若微机电扫描装置本身的温度低于一定的程度，则其摆动幅度可能会产生变化，进而影响到投影画面的尺寸以及品质。因此，对微机电扫描装置实际的摆动频率进行监测是相当重要的。

现有技术经常使用压电材料或者是电容对微机电扫描装置实际的摆动频率进行监控。然而，由于微机电扫描装置为微型元件，在微机电扫描装置的转轴上使用压电材料容易影响微机电扫描装置的制程。另一方面，利用电容对微机电扫描装置实际的摆动频率进行监控，只能允许极小的误差，因而较易受到其余电路或者杂讯干扰。因此，如何在不影响微机电扫描装置的运作下，检测微机电扫描装置实际的摆动频率，进而维持投影画面的稳定，是目前现有技术领域的技术人员待解决的课题。

发明内容

本发明提供一种影像投影装置，藉由设置反射镜并且检测反射镜所反射的投影光束，产生多个同步讯号。影像投影装置依据前述的同步讯号来调整投影画面以维持投影画面的品质。

本发明提供一种影像投影方法，适用于影像投影装置。影像投影方法检测反射镜所反射的投影光束以产生多个同步讯号，并依据同步讯号来调整投影画面并维持投影画面的品质。

本发明的影像投影装置，适于提供投影画面并调整且维持投影画面。影像投影装置包括投影光源、微机电扫描装置、反射镜以及光检测器。投影光源提供投影光束，而微机电扫描装置投射投影光束以形成投影画面，其中投影光束藉由微机电扫描装置的摆动，沿第一轴向与第二轴向于投影平面上进行投影。反射镜设置于影像投影装置的出光口的一侧并位于投影光束的投影路径上。光检测器检测经反射镜所反射的投影光束，并对应产生多组同步讯号。影像投影装置依据前述的同步讯号进行画面输出以维持画面品质。

本发明的影像投影方法，适用于影像投影装置以调整且维持投影画面。影像投影装置包括反射镜，反射镜设置于影像投影装置的出光口的一侧，且位于投影光束的投影路径上。影像投影方法包括下列步骤。提供投影光束，并于投影平面上，沿第一轴向与第二轴向投影投影光束。检测经反射镜所反射的投影光束，并对应产生多组同步讯号。依据前述的同步讯号，做为投影画面的内部控制信号，以调整稳定的画面。

基于上述，本发明实施例所提出的影像投影装置与影像投影方法，在投影光束的投影路径上设置反射镜，并且检测经反射镜所反射的投影光束，藉以产生多组同步讯号。影像投影装置与影像投影方法更藉由同步讯号的产生频率或者是同步讯号间的时间间隔，判断投影光束在特定轴向的投影频率，以维持投影画面的品质。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例中所绘示的影像投影装置的示意图。

图2是本发明一实施例中所绘示的反射镜的示意图。

图3是本发明一实施例中所绘示的同步讯号的示意图。

图4是本发明一实施例中所绘示的影像投影方法的流程图。

附图符号说明

100：影像投影装置

120：投影光源

140：微机电扫描装置

160：反射镜

180：光检测器

L、L’：投影光束

P：扫描路径

OL：出光口

S1：装置内面

PL：脉冲讯号

Sync：同步讯号

S420、S440、S460、S480：影像投射方法的步骤

具体实施方式

现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。

一般而言，运用微机电扫描装置的影像投影装置，通常是利用压电材料或者是电容来直接检测微机电扫描装置的摆动，进而计算检测微机电扫描装置于特定轴向实际的摆动频率。但本发明所提供的影像投影装置还提出利用反射镜的方式，来间接检测微机电扫描装置于特定轴向实际的摆动频率以及投影光束于投影平面沿特定轴向的投影频率，进而调整投影光束的投射范围，达到调整并维持投影画面的尺寸与品质的效果。

图1是本发明一实施例中所绘示的影像投影装置的示意图。请参照图1，影像投影装置100包括投影光源120、微机电扫描装置140、反射镜160以及光检测器(Optical detector)180。投影光源120提供投影光束L，而微机电扫描装置140投射投影光束L以形成投影画面(未绘示)，其中投影光束L是藉由微机电扫描装置140的摆动，而于投影平面上沿第一轴向与第二轴向进行投影。反射镜160设置于影像投影装置100的出光口OL的一侧并位于投影光束L的投影路径上。光检测器180检测经反射镜160所反射的投影光束L’，并对应地产生同步讯号。影像投影装置100还依据光检测器180所产生的同步讯号，产生投影画面的内部控制信号，以维持投影画面的稳定。

详细而言，影像投影装置100藉由微机电扫描装置140的摆动(或转动)，将投影光束L正确地投射到正确的位置以形成投影画面。投影光束L例如是由红、绿、蓝的三个影像光束所组成同轴投影光束。微机电扫描装置140沿一个特定轴向来回摆动时，其如同产生多条扫描线般，带动投影光束L在相同或对应的特定轴向来回移动。更进一步而言，如图1所示，藉由微机电扫描装置140在多个特定轴向摆动，投影光束L得以同时沿第一轴向与第二轴向移动，进而利用人眼视觉暂留的原理产生投影画面(即影像)。在图1中，投影光束L在第一轴向移动速度较快，而于第二轴向上移动较慢，因而形成如图1中的投影路径P。当投影光束L由第二轴向的第一端(第二轴向的投影起点)移动至第二端(第二轴向的投影终点)时，即代表完成一张投影画面的投影，但本发明并不限定投影光束的投影路径P，且图1中的投影路径P可根据影像投影装置100实际使用情形进行调整。此外，当投影光束L完整地完成一张投影画面的投影后(即走完一次投影路径P)，投影光束L会藉由微机电扫描装置140重新进行下一张投影画面的投影。

于本实施例中，投影光束L藉由微机电扫描装置140的协助而通过出光口OL至投影平面，并且沿投影路径P投射以形成投影画面。反射镜160设置于出光口OL的一侧，沿第二轴向设置且垂直于第一轴向，但本发明并不限定反射镜的设置形式。于其它实施例中，反射镜160可依照投影光束L的投影路径P对应设置。投影光束L沿第一轴向进行投影时，当投影光束L被投射至反射镜160，则反射镜160反射投影光束L，而经反射的投影光束L’则由光检测器180所接收。更详细而言，反射镜160是设置于投影光束L的投影路径P的边界。如同图1所示，投影路径P所涵盖的范围大于出光口OL，而其在第一轴向上的投影边界是位于影像投影装置100内部。投影路径P与反射镜160多次交错，代表投影光束L会多次被投射至反光镜160，而反光镜160则反射投影光束L至光检测器180。

经由镜面设计，所有投射至反射镜160的光束皆会被反射至光检测器180。图2是本发明一实施例中所绘示的反射镜的示意图。如图2所示，于本实施例中，反射镜160可以为经设计的凹面镜，沿第二轴向配置并且垂直于第一轴向。不论微机电扫描装置140的变动情形，反射镜160皆会将投射至其上的投影光束L反射，而经反射的投影光束L’皆由光检测器180所接收。于本实施例中，反射镜160与出光口OL间还可以为涂黑区块(未绘示)以避免经反射镜160所反射的投影光束L’经过影像投影装置100反射或折射而影响到成像品质。于另一实施例中，与出光口OL及反射镜160同方向的装置内面S1可全部涂黑处理。

图3是本发明一实施例中所绘示的同步讯号的示意图。请参照图1与图3，当光检测器180接收反射镜160所反射的投影光束L’时，光检测器180对应地产生脉冲讯号PL，而每一个同步讯号Sync还包括至少两个脉冲讯号PL。于本实施例中，当投影光束L沿着投影路径P进行投影而移动至具有反射镜160的出光口OL的一侧时，由于微机电扫描装置140已经达到其进行扫描的边界，故其开始朝反方向摆动。肇因于微机电扫描装置140的来回摆动，投影光束L会在短时间内投射至反射镜160两次，而反射镜160所反射的投影光束L’会如同图3所示一般，在短时间内由光检测器180接收并产生至少两个脉冲讯号PL。一组脉冲讯号PL可被视为一个同步讯号Sync，用以指示一条扫描线(第一轴向)的结束与下一条扫描线(第一轴向)的开始。

影像投影装置100还根据同步讯号Sync的产生频率(多组同步讯号Sync间的时间间隔)，决定投影光束L沿第一轴向的投影频率，做为画面输出的参考讯号，达到维持投影画面与品质的效果。更详细而言，请参照图1，一个同步讯号Sync可以用来指示一条扫描线的结束与下一条扫描线的开始。换言之，同步讯号Sync间的时间间隔代表微机电扫描装置140沿第一轴向完成一次扫描(一条扫描线)所需要耗费的时间。当影像投影装置100检测到同步讯号Sync间的时间间隔与所预期的情况有所差异，则代表微机电扫描装置140在特定轴向上摆动频率可能有所误差，使得同步讯号Sync的产生频率产生变化。因此，影像投影装置100可利用同步讯号Sync做为投影画面的参考起始点，校正因温度而产生的起始点抖动。

于本实施例中，前述同步讯号Sync的分析以及对投影光束120或者是微机电扫描装置140的操作，可交由影像投影装置100内的控制单元(未绘示)进行，或者是其它可进行分析、控制的硬体装置或韧体装置完成，在此不再赘述。

图4是本发明一实施例中所绘示的影像投影方法的流程图。请参照图4，影像投影方法适用于影像投影装置以调整与维持投影画面，其中影像投影装置包括反射镜，前述反射镜设置于影像投影装置的出光口的一侧且位于投影光束的投影路径上。影像投影方法包括下列步骤。于步骤S420中，提供投影光束，并且于步骤S440中，沿第一轴向与第二轴向投影所述投影光束。反射镜沿第二轴向设置并且垂直于第一轴向。当投影光束沿第一轴向投影时，若影像光束投影至反射镜，则反射镜反射投影光束。接着于步骤S460中，检测经反射镜所反射的影像光束，并对应地产生同步讯号。于产生同步讯号的步骤中，还包括接收经反射镜所反射的投影光束，并且对应地产生脉冲讯号，其中每一个同步讯号还包括至少两个脉冲讯号。最后，于步骤S480中，依据同步讯号做为投影画面的参考起始点，校正因温度而产生的起始点抖动。

综上所述，本发明所提供的影像投影装置与影像投影方法，藉由设置反射镜来反射于第一轴向投影的投影光束，并且由光检测器接收经反射的投影光束而产生多个同步讯号。影像投影装置与影像投影方法依据同步讯号的产生频率(或同步讯号间的时间间隔)，决定投影光束沿第一轴向的投影频率，进而做为投影画面的参考起始点，以达到调整并维持投影画面品质的效果。换言之，影像投影装置与影像投影方法可即时修正投影画面因微机电扫描装置运作误差所导致的画面大小的扭曲及变化，进而提供具有稳定品质的投影画面。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims (9)

1.一种影像投影装置，提供投影画面并调整与维持该投影画面，该影像投影装置包括：

投影光源，提供投影光束；

微机电扫描装置，投射该投影光束以形成该投影画面，其中该投影光束藉由该微机电扫描装置的摆动，沿第一轴向与第二轴向于投影平面上进行投影；

反射镜，设置于该影像投影装置的出光口的一侧并位于该投影光束的投影路径上；以及

光检测器，检测经该反射镜所反射的该投影光束，并对应产生同步讯号，

其中该影像投影装置依据这些同步讯号，作为投影画面的参考起始点，校正该投影画面。

2.如权利要求1所述的影像投影装置，其中该反射镜沿该第二轴向设置并且垂直于该第一轴向，该投影光束沿该第一轴向进行扫描时，当该投影光束被投射至该反射镜，则该反射镜反射该投影光束至该光检测器。

3.如权利要求2所述的影像投影装置，其中当该光检测器接收该反射镜所反射的该投影光束时，该光检测器对应地产生脉冲讯号，而每一这些同步讯号包括至少两个该脉冲讯号。

4.如权利要求1所述的影像投影装置，其中该影像投影装置依据这些同步讯号的产生频率，决定该投影光束沿该第一轴向的投影频率，以对应地调整该投影光束的投射范围。

5.如权利要求1所述的影像投影装置，其中该反射镜与该出光口间为涂黑区块。

6.一种影像投影方法，用于影像投影装置以调整并维持投影画面，其中该影像投影装置包括反射镜，该反射镜设置于该影像投影装置的出光口的一侧且位于该影像投影装置的投影光束的投影路径上，该影像投影方法包括：

提供该投影光束于投影平面上，沿第一轴向与第二轴向投影该投影光束；

检测经该反射镜所反射的该投影光束，并对应产生同步讯号；以及

依据这些同步讯号，作为投影画面的参考起始点，校正该投影画面。

7.如权利要求6所述的影像投影方法，其中该反射镜沿该第二轴向设置并且垂直于该第一轴向，当该投影光束沿该第一轴向进行投影且该投影光束被投射至该反射镜时，则该反射镜反射该投影光束。

8.如权利要求7所述的影像投影方法，其中检测经该反射镜所反射的该投影光束，并对应产生同步讯号的步骤，还包括：

接收经该反射镜所反射的该投影光束，并对应产生脉冲讯号，其中每一这些同步讯号包括至少两个该脉冲讯号。

9.如权利要求6所述的影像投影方法，其中调整该投影光束的投射范围，以维持该投影画面的步骤，还包括：

依据这些同步讯号的产生频率，决定该投影光束沿该第一轴向的投影频率，做为投影画面的内部控制讯号以调整并维持投影画面的品质。