CN105263007A - 具有微投影功能的电子装置以及其内部通信方法 - Google Patents
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Abstract
一具有视频处理器(205)的电子装置(200)包括一集成于其内的微投影模块(208)和连接视频处理器(205)与微投影模块(208)之间的通信界面(202)。微投影模块(208)包括耦合到所述界面(202)的视频信号调制器(106)。响应于视频处理器(205)发送通过界面(202)传输的视频信号，视频信号调制器(106)产生激光驱动信号和扫描驱动信号。根据该激光驱动信号，一种激光模块(108)发射相应颜色和强度的激光束(152)。根据该扫描驱动信号，一扫描模块(110)中的一MEMS扫描器(132)反射激光束(152)以产生扫描激光束(154)的一个栅格图像。
Description
技术领域
本发明涉及一将一微投影器集成于一电子装置内的系统及所述电子装置内一信号处理器与所述微投影器之间的通信方法。
背景技术
智能手机现在已成为人们日常生活中的一项必须品。除了用它打电话之外，人们也常用智能手机来检查各类的信息，包括会议记录、旅游行程、约会等等。在商业会议或是研讨会中，投影器常被用来传递影像信息。类似于顶置式投影器的各式投影器一般都相当笨重，而无法便于使用者携带。在市面上已有一些轻便，使用者可以随意携带的投影器。然而，这些投影器的分辨率通常都远低于要求。此外，同时携带一智能手机与一便携式的投影器一般而言显得相当的麻烦。
便携式电子装置，例如是手机、掌上电脑(PDA)、平板电脑、或类似的装置一般而言仅适合供个人观赏在电子装置屏幕上播放的影片或信息。而当必须将所播放的信息传播给许多人时，使用者必须将大家集中成一个紧密的圈，以便于观看所要播放的信息。这种方式相当麻烦。同时，并不是每个人都可以完全的接受使用这么小的屏幕来观看信息。
因此，若能在智能手机、PDA、或平板电脑之类的电子装置上增加影像投影功能，则将是使用者的一大福音。这类的电子装置在尺寸上必须要小，同时重量必须要轻。若是电子装置内的投影器能具有高分辨率的话，则是使用者的另一大利好。
发明概要
本发明一宗旨为提供一种带有视频影像投影功能的便携式电子设备，如一个带有激光微投影功能的手机。
根据本发明的一基本特征，一电子装置，其內部具有一传送视频信号的视频处理器,电子裝置包括一耦合于视频处理器的通信界面及一集成于电子装置内的微投影模块。微投影模块包括一耦合于所述通信界面的视频信号调制器，一耦合于所述视频信号调制器的激光驱动器，一耦合于所述视频信号调制器的扫描驱动器，一耦合于所述激光驱动器的激光模块，及一耦合于所述扫描驱动器微电机系统(MEMS)扫描器。
根据本发明的另一特征，通信界面包括一遵循移动产业处理器接口(MIPI)协议的显示像素接口(DPI)。
根据本发明的另一特征，通信界面还包括一遵循MIPI协议的集成电路内置音频总线(I2S)接口。
根据本发明的另一特征，微投影模块内的激光模块包括一红色激光管、一绿色激光管以及一蓝色激光管。激光驱动器设定为产生三个模拟驱动信号。红色激光管、绿色激光管、以及蓝色激光管响应于所述三个模拟驱动信号以产生具有相应强度的红色激光束、绿色激光束、以及蓝色激光束。激光模块包括一透镜组合,将三个激光管发出的红色、绿色、及蓝色激光束合并为一复合激光束。
根据本发明的另一特征，MEMS扫描器包括一MEMS驱动镜面，以反射激光模块的复合激光束及一耦合于所述扫描驱动器的线圈。MEMS扫描器还包括一磁铁，MEMS驱动镜面悬浮在磁铁产生的磁场内。
根据本发明的另一特征，MEMS扫描器为一双轴MEMS，包括与MEMS驱动镜面耦合的第一扭力杆以及与第一扭力杆耦合的第二扭力杆。两扭力杆相互基本垂直。MEMS驱动镜面绕第一旋转轴旋转以形成一行内复数个像素，并绕着第二旋转轴旋以形成复数个像素行。
根据本发明的另一特征，微投影模块还包括一耦合于视频信号调制器的感测电路，以感测由激光模块发射出激光的颜色及强度，以及MEMS驱动镜面的方位。感测电路包括一与红色激光管光耦合的第一光传感器，一与绿色激光管光耦合的第二光传感器，一与蓝色激光管光耦合的第三光传感器，一与上述第一扭力杆耦合的第一角位置传感器，及一与上述第二扭力杆耦合的第二角位置传感器。视频信号调制器还设定为验证来自所述感测电路的反馈信号与来自图像处理器影像信号内像素信息的一致性。
本发明另一宗旨为提供一电子装置内部一图像处理器与一微投影模块之间的接口方法。
根据本发明的一基本特征，接口方法包括由图像处理器传送一影像信号至微投影模块；依据所述影像信号产生一激光驱动信号以及一扫描驱动信号；依据所述激光驱动信号，发射出具有一定颜色及强度的激光束；及依据所述扫描驱动信号将所述激光束反射到一预定方向以形成一扫描激光束。
根据本发明的另一特征，由图像处理器传送一影像信号至微投影模块是通过一遵循移动产业处理器接口(MIPI)协定的显示像素接口(DPI)传送。
根据本发明的另一特征，接口方法中所述发射出具有一定颜色及强度的激光束包括：依据所述影像信号，产生第一模拟激光驱动信号、第二模拟激光驱动信号、及第三模拟激光驱动信号；依据所述第一模拟激光驱动信号,发射出具有第一强度的一红色激光束；依据所述第二模拟激光驱动信号,发射出具有第二强度的一绿色激光束；依据所述第三模拟激光驱动信号,发射出具有第三强度的一蓝色激光束；及将所述红色激光束、所述绿色激光束、及所述蓝色激光束合并成所述具有一定颜色及强度的激光束。
根据本发明的另一特征，所述将所述激光束反射到一预定的方向包括按顺序反射所述激光束，以在一行的多个方向上形成扫描激光束，并且形成多行。
根据本发明的另一特征，接口方法还包括验证所述激光束的颜色和强度以及所述扫描激光束方向上与所述影像信号之像素信息之间的一致性。
附图说明
本发明将通过实施例的方式结合附图予以阐述。在附图中，各个图中相同或相关结构或功能元素会以相似的标号表示。附图中元件的尺寸和特点仅是作为方便阐述的目的。它们不对本发明的范围有所界定，且并不一定表示实际尺寸和比例关系。
图1为描述根据本发明一实施例一微投影器的功能方块图；
图2为描述根据本發明一实施例一便携式电子装置的示意图，所述便携式电子装置内一信号处理器与微投影器之間具有一接口；及
图3为描述根据本发明一个实施例的激光微投影器的示意圖。
具体实施方式
本发明的一优选实施例显示出了一个将一微投影器，如一激光微投影器整合到一便携式电子装置，如一手机内，以便使用者可以将显示在便携式电子装置屏幕上的任何影像投射到一屏幕上，如此人们则可方便、舒适地观看影像。
图1为描述根据本发明一实施例示的一微投影器100的功能方块图。在此一范例中，微投影器是一种激光扫描投影器接收来自例如是智能手机、掌上电脑(PDA)、平板电脑等(均未在图1中示出)等可攜式电子装置内图像处理器102所发出的影像信号104。可携式电子装置内的图像处理器102可以处理影像信号以产生能连续地在可携式电子装置屏幕上播放的影像。激光投影器100内的一影像信号或视频信号调制器106处理来自图像处理器102的影像信号104以产生传送到一激光模块108的激光驱动信号以及传送到一扫描模块110的扫描驱动信号。激光模块108中一激光驱动器产生模拟信号，如三个模拟信号，以驱动红色(R)激光管、绿色(G)激光管、以及蓝色(B)激光管(均未在图1中示出)，以分别地发射出具有不同强度的红色、绿色以及蓝色激光束。根据本发明的一个实施例，扫描模块110中一扫描驱动器驱动一反射镜(均未在图1中示出)以围绕相互垂直两个轴上转动或倾斜，因此将来自激光模块108的入射激光束反射到不同方向以形成栅格图像。
举例而言，按照本发明的优选实施例,扫描模块110包括一微机电系统(MEMS)扫描器(图1中未示出)。所述MEMS扫描器从扫描驱动器接收驱动信号并驱动反射镜绕两个相互正交的轴转动。更具体地，所述MEMS扫描器驱动反射镜绕第一个轴转动以形成一行内多个像素，绕第二轴转动或倾斜以形成多个像素行。一感测电路114包含感测所述MEMS扫描器围绕两轴，例如，角位置的传感器，和感测RGB激光发射强度的传感器，以产生一个反馈信号。视频信号调制器106从感测电路114接收反馈信号，并验证所述像素位置，颜色和强度是否与在视频信号104的对应像素的位置，颜色和强度一致。响应于该反馈信号与视频信号104并不一致，该视频信号调制器106中断该视频信号调制和重新启动该视频信号流处理。
图2是描述根据一本发明实施例的一可携式电子装置200的示意图。在所提供的范例中，可携式电子装置200可以是一具有微投影模块208整合于内部的电子装置，手机、掌上电脑(PDA)、平板电脑等。电子装置200包括了一介于微投影模块208与在可携式电子装置200内部处理器205之间的界面206。处理器205可包括一微处理器(μP)、一微控制单元(MCU)、一中央处理单元(CPU)或是上述元素的任何一种组合。根据本发明的一较佳实施例，界面206包括了遵循某一预定通信协定的接口，例如遵循移动产业处理器接口(MIPI)通信协定的一显示像素接口(DPI)接口202以及一集成电路内置音频总线(I2S)接口204。界面206内的DPI接口202及I2S接口204在处理器205与微投影模块208之间建立起一数据信号传输通道。根据本发明的一实施例，微投影模块208包括了一种在此之前参照图1中所描述的激光投影器100，DPI接口202以及I2S接口204连接于影像信号调制器106，并在影像信号调制器106以及处理器205之间传送影像信号104。
图3是描述本发明实施例的微型激光投影器100的示意图。微型激光投影器100可以是在此之前参照图2中所描述可携式电子装置200内的微投影模块208。微型激光投影器100包括一影像信号调制器106，一操作性耦合于视频信号调制器106的激光模块108，一操作性耦合于信号调制器126并与激光模块108光学耦合的扫描模块110，及一与扫描模块110光学耦合的成像模块140，用于成像，例如形成与如上所述参照所述图2电子装置200，如手机，掌上电脑，平板电脑等，屏幕上显示的相同图像。
视频信号调制器106包括了一图像信号处理模块122以及一个连接于图像信号处理模块122的信号同步模块124。运行中，信号同步模块124传送一信号以启动图像信号处理模块122，处理在影像画面信号流中一像素的影像信号。图像信号处理模块122透过界面206(如图2所示)接收来自处理器205的影像信号，并将影像信号转换成为传送到激光模块108的光信号以及传送到扫描模块110的扫描信号，如图1所示。激光模块108中的激光驱动器依据光信号发出三个传送到激光管R,G,B的模拟信号，以分别驱动R,G,B激光管，以发射出各自具有不同强度的红色激光、绿色激光以及蓝色激光，并形成一合并激光束152。依据本发明一特定实施例，红色、绿色、以及蓝色激光管发出的最大功率分别为0.09瓦、0.035瓦以及0.06瓦。
合并激光束152投射到扫描模块110。扫描模块反射合并激光束152以形成扫描激光束154。根据一优选实施例，扫描模块110包括微机电系统(MEMS)132。根据一具体实施方案，MEMS132是一个双轴MEMS，包括支持一反射系统和一支撑反射系统的支撑系统。按照一个优选的实施方案，所述支撑系统包括用以以产生磁场的一个或多个组合在一起的磁体，而所述反射系统包括一通过两个扭转杆与支撑系统机械耦合并悬浮于磁场的反射镜。两个扭转杆构成双轴MEMS132的两个旋转轴。反射镜反射入射的合并激光束152，以产生反射或扫描激光束154。反射系统还包括至少一个电磁线圈接受来自扫描驱动器的驱动信号并与磁场相互作用，从而旋转和/或倾斜的反射镜围绕两个轴，以将合并激光束信号152反射到不同方向，产生扫描激光束154形成栅格图像。
反射扫描激光束154透过影像模块140传送，它将反射激光束154加以折射，并对由扫描模块110所产生的扫描影像重新格式化，以形成一适当形状的影像150。依据本发明的较佳实施例，影像模块140包括了一个或是多个透镜142，来规律反射激光束154，以在一屏幕300上形成正确形状的影像150。
运行中，三个光传感器(未示于图3)感测所述红，绿和蓝光束的强度在激光发射模块108，以产生反馈信号12，14，和16。两个位置传感器(未示于图3)，例如两个压电传感器，感测双轴MEMS132反射镜的两个角位置，以产生反馈信号32和34。红，绿，和蓝色光的反馈信号12，14，和16和角位置反馈信号32和34被传送给同步模块124，以验证合并激光束152的颜色及强度和扫描激光束154的方向是否与在该视频信号的对应像素相一致。如果它们是一致的，同步模块124指示视频处理模块122处理下一个像素的视频信号。如果不一致，同步模块124中断视频显示并重新初始化来自处理器205(示于图2)的视频图像串流。
至此，应可了解到，本发明已提供一种将微投影器整合于内部的可携式电子装置。根据本发明的各种不同实施例，本发明的微投影器接收来自可携式电子装置内处理器，如CPU，的影像信息，并从而产生扫描影像。一介于CPU以及微投影器之间，且符合MIPI协议的界面将影像信号传送到微投影器模块。在微投影器内的影像信号模块产生光驱动信号以及扫描驱动信号，分别地传送到激光模块以及MEMS扫描模块。依据光驱动信号以及扫描信号，激光模块产生具有符合影像内相对应像素的颜色以及强度的激光束，而MEMS扫描模块将激光束投射到符合前述相对应像素的方向。由于每一个像素均是由单一的激光束所形成，所以不需要调整焦距，并能在一大距离范围内维持高分辨率。
对于商业人士而言，若他/她仅需要携带原来的可携式电子装置，如手机，掌上电脑等，并具有可将电子装置屏幕上所播放的影像直接投影出来的功能，在会议中，他/她将可轻易地将预先储存在手机内或从网络上串流而下载的信息投射出来。因而，不论是在会议、研讨会或是任何类似的集合中，不论是会议主持人、参加人或是主讲者都可轻易地利用自身的手机来进行任何的投影以及讲演。此外，利用智能手机具有链接互联网的功能，利用互联网串流而下载的影像亦可实时地透过微投影器来播放。
虽然本发明利用各种不同的具体实施例配合着图式来加以呈现以及说明，在此行业中具有一般知识的人士均可依据上述的描述而对本发明做出不同程度的修改。例如，一个电子设备并不限于整合本文上述的基于激光的微型投影。其他类型的投影仪，例如，基于发光二极管(LED)的投影也可以被并入到便携式电子设备，例如，蜂窝电话。因此，对于具体实施例的详细说明不应解释成为是对本发明范围的限制。本发明所欲主张的范围是由在此之后的权利要求书来加以定义。
Claims (20)
1.一电子装置，其內部具有一传送视频信号的视频处理器,其特征在于所述电子裝置包括:
一耦合于视频处理器的通信界面；及
一微投影模块，包括：
一耦合于所述通信界面的视频信号调制器；
一耦合于所述视频信号调制器的激光驱动器；
一耦合于所述视频信号调制器的扫描驱动器；
一耦合于所述激光驱动器的激光模块；及
一耦合于所述扫描驱动器的微电机系统(MEMS)扫描器。
2.如权利要求1所述的电子装置，其特征还在于所述通信界面包括一遵循移动产业处理器接口(MIPI)协议的显示像素接口(DPI)。
3.如权利要求2所述的电子装置，其特征还在于所述通信界面还包括一遵循MIPI协议的集成电路内置音频总线(I2S)接口。
4.如权利要求1所述的电子装置，其特征还在于所述微投影模块内的所述激光模块包括一红色激光管、一绿色激光管以及一蓝色激光管。
5.如权利要求4所述的电子装置，其特征还在于所述微投影模块内的所述激光驱动器设定为产生第一模拟驱动信号、第二模拟驱动信号以及第三模拟驱动信号，分别传送到所述激光模块内的所述红色激光管、所述绿色激光管以及所述蓝色激光管。
6.如权利要求5所述的电子装置，其特征还在于所述红色激光管、所述绿色激光管、以及所述蓝色激光管设定为分别响应于所述第一模拟驱动信号、所述第二模拟驱动信号、以及所述第三模拟驱动信号以产生具有相应强度的红色激光束、绿色激光束、以及蓝色激光束。
7.如权利要求4所述的电子装置，其特征还在于所述激光模块包括一透镜组合,设定为将所述红色激光管发出的红色激光束、所述绿色激光管发出的绿色激光束、及所述蓝色激光管发出的蓝色激光束合并为一复合激光束。
8.如权利要求7所述的电子装置，其特征还在于所述微投影模块内的所述MEMS扫描器包括一MEMS驱动镜面，设定为反射所述激光模块的所述复合激光束。
9.如权利要求8所述的电子装置，其特征还在于所述MEMS扫描器包括一磁铁，设定为产生一磁场，所述MEMS驱动镜面在此磁场内悬浮。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征还在于所述微投影模块内的所述MEMS扫描器还包括一耦合于所述扫描驱动器的线圈。
11.如权利要求8所述的电子装置，其特征还在于所述微投影模块内的所述MEMS扫描器包括一双轴MEMS，包括：
一定义出第一旋转轴并与MEMS驱动镜面耦合的第一扭力杆；及
一定义出第二旋转轴，基本垂直于所述第一扭力杆，并与所述第一扭力杆耦合的第二扭力杆。
12.如权利要求11所述的电子装置，其特征还在于所述MEMS驱动镜面设定为绕第一旋转轴旋转以形成一行内复数个像素，并绕着第二旋转轴旋以形成复数个像素行。
13.如权利要求11所述的电子装置，其特征还在于所述微投影模块还包括一耦合于所述视频信号调制器的感测电路，设定为感测由所述激光模块发射出激光的颜色及强度，以及所述MEMS驱动镜面的方位。
14.如权利要求13所述的电子装置，其特征还在于所述感测电路包括：
一与所述红色激光管光耦合的第一光传感器；
一与所述绿色激光管光耦合的第二光传感器；
一与所述蓝色激光管光耦合的第三光传感器；
一与所述第一扭力杆耦合的第一角位置传感器；及
一与所述第二扭力杆耦合的第二角位置传感器。
15.如权利要求13所述的电子装置，其特征还在于所述其中所述微投影模块中的所述视频信号调制器设定为验证验证来自感测电路的反馈信号与来自图像处理器影像信号内像素信息的一致性。
16.一电子装置内部一图像处理器与一微投影模块之间的接口方法，包括：
由图像处理器传送一图像信号至微投影模块；
依据所述图像信号产生一激光驱动信号以及一扫描驱动信号；
依据所述激光驱动信号，发射出具有一定颜色及强度的激光束；及
依据所述扫描驱动信号将所述激光束反射到一预定方向以形成一扫描激光束。
17.如权利要求16所述的接口方法，所述由图像处理器传送一影像信号至微投影模块包括通过一遵循移动产业处理器接口(MIPI)协定的显示像素接口(DPI)传送所述影像信号。
18.如权利要求16所述的接口方法，所述发射出具有一定颜色及强度的激光束包括：
依据所述影像信号，产生第一模拟激光驱动信号、第二模拟激光驱动信号、及第三模拟激光驱动信号；
依据所述第一模拟激光驱动信号,发射出具有第一强度的一红色激光束；
依据所述第二模拟激光驱动信号,发射出具有第二强度的一绿色激光束；
依据所述第三模拟激光驱动信号,发射出具有第三强度的一蓝色激光束；及
将所述红色激光束、所述绿色激光束、及所述蓝色激光束合并成所述具有一定颜色及强度的激光束。
19.如权利要求16所述的接口方法，所述将所述激光束反射到一预定的方向包括按顺序反射所述激光束，以在一行的多个方向上形成扫描激光束，并且形成多行。
20.如权利要求16所述的接口方法，还包括验证所述激光束的颜色和强度以及所述扫描激光束方向上与所述影像信号之像素信息之间的一致性。
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