CN106200224A - 投影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种投影装置。此投影装置包括投影单元、光学分光模块以及第一成像组件。投影单元形成光束投影画面。光束投影画面的水平投影宽度小于光束投影画面的垂直投影宽度。光学分光模块将所述光束投影画面投射出一或多个投影子画面。这些投影子画面分别投射至第一成像组件以形成一或多个投影影像。由此，此投影装置可通过光学分光模块而从单个影像来源获得多个投影影像，并且此投影单元中成像组件的摆置在进行调整后可获得具有最佳画面比例与分辨率的投影影像。此投影装置可适用于抬头显示器。

Description

投影装置
技术领域
本发明涉及一种投影技术，且特别是涉及一种具有光学分光模块以通过单个影像来源中产生多个投影画面的投影装置。
背景技术
在车辆的行驶过程中，驾驶在车辆高速行进的状态下仍需掌握多种行车信息，用于避免事故的发生。车辆通常会将相关的行车信息显示于仪表板上，但是当车辆在高速行进时，可能会因为驾驶人低头去观看仪表板上的相关信息而发生事故。因此，目前有许多车辆用户会使用抬头显示器(Head UpDisplay；HUD)以在车辆前方的挡风玻璃上以投影方式来呈现例如速度、油耗、导航路线、环车影像…等行车信息，让驾驶不必低头就能够看到车辆运行时所需要的重要信息，以降低驾驶需要低头查看仪表板的频率，避免注意力中断以及丧失对状态意识(Situation Awareness)的掌握。通过导入车用HUD技术，将可提高行车安全，降低车祸发生机率，目前先进国家均积极投入此一车辆安全相关领域的研发。
以目前的投影技术而言，抬头显示器可以分为「LED反射式」以及「LCD成像式」，但这两种型态的抬头显示器都仅能够通过单一个显示荧幕来呈现行车信息，无法以单个影像来源来提供具有最佳画面比例与分辨率的多个投影影像。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投影装置，此投影装置可通过单个影像来源来产生一或多个投影画面并且通过调整投影单元的投影角度以使使投影在实像成像组件上的这些投影画面能够获得优选的画面比例与分辨率。
为达上述目的，本发明提出一种投影装置。此投影装置包括投影单元、光学分光模块以及第一成像组件。投影单元用以形成光束投影画面。此光束投影画面的水平投影宽度小于光束投影画面的垂直投影宽度。光学分光模块将光束投影画面投射出一或多个投影子画面。所述投影子画面分别投射至所述第一成像组件以形成一或多个投影影像。
本发明提出一种投影装置。此投影装置包括投影单元、反射组件、第一成像组件以及第二成像组件。投影单元形成光束投影画面。反射组件将包含光束投影画面的光束反射。第一成像组件设置于被反射后的光束投影画面的光束路径上，以使光束投影画面投射并穿透所述第一成像组件以形成投影影像。第二成像组件设置于被反射后的所述光束投影画面的光束路径上，以使所述投影影像在所述第二成像组件上形成虚像影像。
基于上述，本发明实施例所述的投影装置具有光学分光模块，以通过单个影像来源产生多个投影画面。并且，所述投影装置可通过调整投影单元的投影角度以使这些投影画面能够获得优选的画面比例与分辨率。
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，并配合所附的附图作详细说明如下。
附图说明
图1A及图1B为本发明的一实施例所述的一种投影装置的示意图；
图1C是投影单元的方块图；
图2为图1A及图1B的投影单元与光学分光模块的示意图；
图3A至图3E分别为投影装置、第一成像组件与第二成像组件之间的多种设置架构的示意图；
图4为投影装置的光束投影画面、分割画面及虚像影像的示意图；
图5为本发明的一实施例所述的光束投影画面、分割画面及虚像影像的示意图；
图6A是投影单元120的详细方块图；
图6B是控制单元150的详细方块图。
符号说明
100：投影装置
110：机壳
120：投影单元
1221：蓝光激光器
1222：绿光激光器
1223：红光激光器
1225：光组合器
130：光学分光模块
131～133：光学镜组
1311、1312、1331、1332：反射镜
X、Y、Z：方向
140：第一成像组件
150：控制单元
1551：光传感器
1552：前置放大电路
1553：共模信号消除电路
1554：带通滤波抗噪电路
1555：增益放大电路
160：第二成像组件
180：枢纽
182：长杆连结结构
310：显示区域
320：反射组件
410、420：箭头
610：微机电扫描器
D1：投射方向
BF：光束投影画面
PF1～PF3：投影子画面
F1～F3：投影影像
S1～S3：虚像影像
S11～S13：分割画面
具体实施方式
目前而言，抬头显示器(HUD)尚在刚导入车用电子的阶段，但少有抬头显示器通过单个影像来源来产生多个投影画面。基此，本发明实施例提出一种投影装置，其利用光学分光模块以将投影单元所发出的单个光束投影画面区分为三个投影画面，再经由成像透镜转换为虚像型态，且焦点位于距离人眼约2或3公尺处的多个投影子画面，用于同时投射三个不同的画面信息，让使用者可以同时观看。并且，通过调整投影装置中投影单元的扫描镜的出光角度，从而让使用者可以在最佳显示区域中欣赏较多的画面信息，并且这些投影子画面具备优选的画面比例与分辨率。以下详述本发明实施例的各个细节。
图1A及图1B是依照本发明的一实施例所述的一种投影装置的示意图。图1C是投影单元120的方块图。图2绘示图1A及图1B的投影单元120与光学分光模块130的示意图。图1A为投影装置的俯视图，而图1B则为投影装置的侧视图。为了方便描述，本发明实施例的附图中都有标示X、Y及Z方向，这三个方向相互垂直，且图1A中的Y方向为透出纸面的方向。投影装置100包括机壳110、投影单元120、光学分光模块130、第一成像组件140以及控制单元150。在本实施例中，投影装置100还可包括第二成像组件160。投影单元120、光学分光模块130、第一成像组件140以及控制单元150可以设置于机壳110中。於本实施例中，第一成像组件140可以是实像成像组件，第二成像组件140可以是虚像成像组件。在其他实施例中，应用本实施例者也可将第一成像组件140设置于机壳110之外，或是将第二成像组件160结合投影单元120、光学分光模块130、第一成像组件140以及控制单元150以一并整合于机壳110之内。第二成像组件160用以将实像的投影影像转换成多个虚像显示画面。在本实施例中，第二成像组件160是以单一透镜进行实现，且第二成像组件160置于第一成像组件一侧，以扩张实像的投影影像F1～F3而形成虚像影像S1～S3。在图1A中中的人眼可通过第二成像组件160并藉由投影影像F1～F3的光线看到虚像影像S1～S3。
投影单元120例如是采用激光光源、发光二极管或其它合适光源的投影机。本实施例的投影单元120包括光源模块122以及投影成像组件124。光源模块122例如是激光、发光二极管或其他种类的光源。投影成像组件124则可以是微机电扫描镜(MEMS scanner)、液晶显示组件、硅基液晶(LiquidCrystal On Silicon；LCoS)组件及数字微镜装置(Digital Micromirror Device；DMD)的其中之一。在本实施例中，成像组件是以用于激光光源的微机电扫描镜，其可受控于控制单元150。微机电扫描镜可通过控制单元150并以压电式、静电式或电磁式操作来驱动。
光学分光模块130包括多个光学镜组131～133(例如，第一光学镜组131、第二光学镜组132以及第三光学镜组133)，第一光学镜组131、第二光学镜组132以及第三光学镜组133分别依照光束投影画面BF的光线前进方向以及反射角度进行摆置，以使光束投影画面BF能够投射到第一成像组件140上。每个光学镜组包括至少一个反射镜或是其中一个透镜所构成。在本实施例中，第一光学镜组131包括两个反射镜1311、1312所构成，第三光学镜组133包括两个反射镜1331、1332所构成(例如，第一反射镜1331、第二反射镜1332)，而第二光学镜组132则是由透镜所构成。藉此，光学分光模块130可藉由光束投影画面BF而形成作为分割画面的三个虚像影像S1～S3。在其他实施例中，光学镜组132也可以由至少一个反射镜、多个反射镜、或是由透镜以及反射镜的组合结构来取代，且光学分光模块130可藉由光束投影画面BF而形成四个或五个以上作为分割画面的虚像影像。於本实施例中，作为分割画面的虚像影像数量并不被限制。光学分光模块130也可以省略光学镜组132，端视应用本实施例者依照其需求而调整。该些光学镜组131～133分别排列设置于光束投影画面BF的路径范围内，以分别将光束投影画面BF通过透射或反射等方式而在第一成像组件140上投射出多个投影影像F1～F3。在本实施例中，由于光束投影画面BF包括三个分割画面以分别产生三个投影影像F1～F3，因此光学分光模块130是以三组光学镜组131～133来做为举例，但应用本实施例者可以调整光学镜组的数量、设置结构以及光束投影画面BF中分割画面的数量来增加或减少投影影像的数量。例如，其他实施例的投影装置可以使光束投影画面BF透过光学分光模块130来投影出1至5个不等数量的投影影像。下述描述将会更为详细描述光学分光模块130及光束投影画面BF之间的关系。
第一成像组件140可以是不可挠式的板件或是可挠式板件。以可挠式板件来说，第一成像组件140的厚度可以较薄而形同一膜结构，其可贴附于机壳110中或外部组件上。在其他实施例中，第一成像组件140可贴附于汽车挡风玻璃上。若将第一成像组件140贴附于汽车挡风玻璃上的话，使用者便可在第一成像组件140上看到实像的投影影像F1～F3，且不需要第二成像组件160来产生远方的虚像影像。本实施例的第一成像组件140，例如是透光扩散板，可设置于第二成像组件160的焦距以内。控制单元150则可以是中央处理单元、复杂可编程逻辑装置(CPLD)或场可编程栅阵列(FPGA)，用于实现本发明实施例。
投影单元120可受控于控制单元150以使光源模块122经由投影成像组件124而形成光束投影画面BF。光束投影画面BF沿着Z方向(投影方向)进行投影。光束投影画面BF例如可包括三个分割画面。此光束投影画面BF的路径上将会经过光学分光模块130中的多个光学镜组131-133以将光束投影画面BF分割而投射出为多个投影子画面PF1～PF3。并且，这些投影子画面PF1～PF3分别投射至第一成像组件140以形成多个实像的投影影像F1～F3。来自于第一成像组件140的实像的投影影像F1～F3在经由第二成像组件160后转变成虚像影像S1～S3，用于投射至使用者的眼睛。在此详细描述第二成像组件160。在本实施例中，第二成像元件160可以是凹面的虚像成像透镜，其凹面内侧例如具有部分反射的膜层。此膜层可依照光源(如，光束投影画面的光束波长)的波长进行镀膜，以使此膜层对於此光线的波长具有高反射率(如，反射率高於第一预设值)及低穿透率，而使此膜层对於并非此光束投影画面的光束波长的波长具有低反射率(如，反射率低於第二预设值)及高穿透率；此膜层也可以针对特定的雷射光源波长进行高反射率的镀膜操作，且让其他非特定的雷射光源波长进行高穿透率的镀膜操作。详细来说，经过设计的镀膜层可针对红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)等雷射光源的主要波段，例如，以红光638nm、绿光515nm、蓝光450nm作为中央波段的光源，进行高反射率(约70％)(反射率高於第一预设值70％)及低穿透率(约30％)的镀膜。而在其他的可见光波段，如400～700nm范围内，则进行低反射率(约20％)(反射率低於第二预设值20％)及高穿透率(约80％)的镀膜。以达到同时兼顾高外界环境亮度与高HUD影像亮度的特点。而在其他实施例中，第二成像元件160也可包括两个以上的光学组件，例如包括成像透镜、反射镜、半反射镜等组合，这些光学组件可依序在Z轴方向排列。来自于第一成像组件140的实像投影影像F1～F3在经由第二成像组件160后投射成虚像影像S1～S3。虚像影像S1～S3经过第二成像组件160后，光线折射回人眼，且因虚像成像之故，会感觉在远方成像。也就是说，人眼通过第二成像组件160可观看到投射在远方的虚像画面。如此一来，可缩短观看者前方景象与投射在远方的虚像画面之间的间距，进而可减少驾驶者在视觉上远、近切换的负担。在其他实施例中，投影装置100也可省略第二成像组件160，此时投影装置100投射出的影像是实像影像，且投射在第一成像组件140上。在此设计下，第一成像组件140可以是透光组件，如透明扩散片，或不透光组件，如白色屏幕。
在本实施例中，第二成像组件160的摆置位置需在第一成像组件140的一侧，且不会跟光学分光模块130设置于同处。在图1B中，投影装置100投射向第二成像组件160的光线可以跟使用者的视线方向间具备θ(约为10到90度)的夹角，应用本实施例者可依照其需求来调整上述夹角θ。为详加说明符合本发明的多种实施例，以下以图3A至图3E来说明投影装置100的机壳110、投影单元120、第一成像组件140与第二成像组件160虚像成像元件160之间的相对设置关系。图3A至图3E分别绘示投影装置100、投影单元120、第一成像组件140与第二成像组件160之间的多种设置架构的示意图。在图3A中，第二成像组件160可与机壳110分离，且第二成像组件160设置于第一成像组件中各投影影像F1～F3的投射方向D1。在图3B中，第二成像组件160也可通过枢纽180以建置于机壳110上，且第二成像组件160设置于第一成像组件的投射方向D1。在图3C中，第二成像组件160可通过长杆连结机构182以连接至机壳110，且第二成像组件160设置于第一成像组件的投射方向D1。图3D至图3E所述的投影装置100是将第一成像组件140架设于机壳110处，将投影单元120、控制单元150以及反射组件320皆设置在机壳110中的内部空间，且第一成像组件140设置在由投影单元120所发出的光束，并藉由反射组件320所形成的光束反射路径上。图3D至图3E的第一成像组件140应为可透光组件或光学折射组件。第二成像组件160则设置在机壳110的外部(例如，机壳110的上方)。于部份实施例中，第二成像组件160也可以透过连杆连接设置在机壳110的侧边，也可将图3D、3E的投影装置100倒转180度以将其设置在车辆的遮阳板处，使得第二成像组件160也可能设置在机壳110的下方，应用本实施例者可依照其需求来调整第二成像组件160相对于机壳110的位置。藉此，控制单元150控制投影单元120以产生光束，让投影单元120产生的光束先行藉由一个反射组件320(图3E中具备一个反射组件320)或多个反射组件320(图3D中具备两个反射组件320)而依照光束方向D1进行一次或多次反射，并在反射后让光束从第一成像组件140穿透地投射至第二成像组件160。此种先让光束反射再穿透第一成像组件140的方式，可让图3D至图3E所述的投影装置100在具有较小体积的同时可以具备较高亮度的影像。图3A、图3D及图3E所述的投影装置100则是光线会穿透第一成像组件140的穿透式投影装置，也就是光束以直线形式直接从第一成像组件140穿透地投射至第二成像组件160。换句话说，第一成像组件140设置于被反射后的光束投影画面的光束路径上，以使光束投影画面投射至第一成像组件140以形成投影影像。第二成像组件160则设置于被反射后的光束投影画面的光束路径上，其中第二成像组件160与第一成像组件140两者之间距小于第二成像组件160(比如为一凹透镜)之焦距，以使投影影像在第二成像组件160上形成虚像影像。如此一来，穿透式投影装置的影像便具备亮度高的优点。图3B及图3C所述的投影装置100则是让光线先抵达第一成像组件140后，在第一成像组件(比如一投影布幕)上先形成一投影画面，再由反射至第二成像组件160形成虚像，其中第二成像组件与第一成像组件两者之间距小于第二成像组件(比如为一凹透镜)之焦距。当光束投影画面投射至第一成像组件140后，便会形成影像，而非穿透第一成像组件后再形成影像。相比较来说，反射式投影装置可使光束从第一成像组件140藉由光线反射而间接地投射至第二成像组件160，使得投影装置的体积可以较小。请参照图3A至图3E，在投影装置100需将光束投影画面分割而投射出多个投影子画面的情况下，投影单元120产生的光束投影画面的水平投影宽度可小于光束投影画面的垂直投影宽度。然而，当投影装置100在不需将光束投影画面分割而投射出多个投影子画面的情况下，投影单元120产生的光束投影画面的水平投影宽度可大于或等于光束投影画面的垂直投影宽度，藉以让本发明实施例的投影装置100能够应用于不同使用情境及需求。
特别提及的是，由于投影单元120的光束投影画面BF通常采用长形的像素分辨率/显示宽高比(Display aspect ratio)，例如像素分辨率为1280*720且显示宽高比为16：9的光束投影画面，导致经由此投影单元120所投影的光束投影画面BF在经过投影装置100以及其光学分光模块130的处理后产生的投影影像F1～F3将会十分狭长。图4是投影单元120的光束投影画面BF、分割画面及虚像影像S1～S3的示意图。请同时参考图1A及图4，光束投影画面BF具备三个分割画面S11、S12及S13，并且光束投影画面BF在经过投影装置100以及其光学分光模块130的投射及分割后，可在车辆的显示区域310(例如，车辆的前方挡风玻璃区域)中产生三个虚像影像S1～S3。在本实施例中，光束投影画面BF中的分割画面S11、S12及S13沿第一方向(例如，Y方向)排列，而实像投影影像F1～F3以及虚像影像S1～S3都沿第二方向(例如，X方向)排列，其中第一方向与第二方向相异。特别说明的是，第一方向可为垂直方向，且第二方向可为水平方向。
由图4可清楚得知，每个虚像影像S1～S3的像素分辨率为1280x240，且显示宽高比几乎逼近5:1，导致每个虚像影像S1～S3的水平分辨率与垂直分辨率差异过大而使其画质变差。此外，由于虚像影像过于狭长，导致两侧的虚像影像S1、S3会超过使用者的最佳观看角度。换句话说，当使用者在观看最左边或最右边的虚像影像S1、S3时，由于第二成像组件的面积会限制虚像的可视范围(Eyebox)，使用者仍可将头部向左或右方移动才能看到虚像影像S1、S3，如此也可能会容易导致车辆事故的发生，丧失抬头显示器的原意。再者，由于第一成像组件140将受限于机壳110的宽度限制，当机壳110的宽度不足以使分割画面S11、S12及S13都成像于第一成像组件140上时，将导致虚像影像S1的最左边部分区域及虚像影像S3的最右边部分区域无法成像。基于上述问题，图1的投影装置100在实际应用于车辆上的抬头显示器时仍可能造成显示画面并非具备最佳画面比例及像素分辨率，并可能造成使用者的困扰。
由此，本发明实施例所述的投影装置100将通过调整投影单元120中的投影成像组件124的摆置角度来使虚像影像S1～S3具备优化的画面长宽比例以及像素分辨率。详细来说，由于光束投影画面依照Z方向(投影方向)进行投影，因此本发明实施例将投影单元120中的成像组件(如，扫描镜)经设计以将其整体摆置从原本的正常摆置调整为将成像组件沿着由X方向及Y方向所构成的平面上旋转一预定角度(例如，90度)，如图5所示。图5是依照本发明的一实施例所述的光束投影画面BF、分割画面及虚像影像S1～S3的示意图。在本实施例中，光束投影画面BF中的分割画面S11、S12及S13沿第一方向(例如，Y方向)排列，而虚像影像S1～S3都沿第二方向(例如，X方向)排列。经由将成像组件进行旋转后，光束投影画面BF的水平投影宽度(也就是，水平像素宽度，例如为720)将小于光束投影画面BF的垂直投影宽度(也就是，垂直像素宽度，例如为1280)。由此，虚像影像S1、S2的像素分辨率便为720*427，而虚像影像S3的像素分辨率则可为720*426，且虚像影像S1～S3的显示宽高比则近乎5：3(略为是1.69：1)，使得虚像影像S1～S3的水平分辨率与垂直分辨率差异接近于通常荧幕或输出影像的比例。由此，本发明实施例通过将成像组件(扫描镜)进行转动90度的方式，便可获得投影装置100优化的虚像影像S1～S3的显示宽高比及像素分辨率，且不需要再行调整其他硬体架构。在另一实施例中，也可直接将投影单元旋转90度，同样可获得投影装置100优化的虚像影像S1～S3的显示宽高比及像素分辨率。
另一方面，由于投影单元120中的扫描镜被旋转90度，使得投影单元120中的成像组件(扫描镜)将从原本的水平线扫描方式(如箭头410所示)被调整为垂直线扫描方式(如箭头420所示)。如此一来，由于本发明实施例采用激光光源做为光源模块以及通过控制单元150来调整投影成像组件124，使得用户可通过控制单元150来驱动投影单元120中的光源模块122，以调整此光束对光束投影画面BF于垂直方向的激光打点速度，从而增加成像组件的垂直分辨率。例如，控制单元150通过激光光源的加速打点以将每条垂直方向扫描线轨迹的像素从原本的1280点提升至1620点，则每个虚像画面的分辨率将可变为720x540，即4：3比例；或更高点数的话，将可使虚像影像S1～S3在垂直方向上的像素分辨率能够更为提升，让使用者能更为清楚看见虚像影像S1～S3上显示的信息。采用激光光源作为投影装置100的成像光源，还可使虚像影像S1～S3具有最佳对比度、高亮度、高分辨率、体积微型化、不需进行对焦…等优点。另一方面，激光成像的光机架构较为简单，不用加设复杂机构即可实现投影装置100，具有成本优势。在此详细描述请同时参照图2中光学分光模块130及图5中各个分割画面S11、S12及S13的相应关系。请同时参照图1A及图5，第三光学镜组133中的反射镜1331可以与第一光学镜组131中的反射镜1311以Y轴方向重叠排列，其中反射镜1331在反射镜1311的上方，反射镜1331与反射镜1311可以跟X轴有约正负15至正负75度的夹角，且反射镜1331与反射镜1311在图1A的俯视图中相互呈现交叉状。第三光学镜组133是将投影单元120所形成光束投影画面BF中的第一部分(也就是，对应到分割画面S11的部份光束投影画面BF)依据经由反射镜1331以及1332的顺序而反射到第一成像组件140上，以形成投影影像F1，并在第二成像组件160形成虚像影像S1。第二光学镜组132是将投影单元120所形成光束投影画面BF的第二部分(也就是，对应到分割画面S12的部份光束投影画面BF)以折射或穿透到第一成像组件140上，以形成投影影像F2，并在第二成像组件160形成虚像影像S2。第一光学镜组131是将投影单元120所形成光束投影画面BF中的第三部分(也就是，对应到分割画面S13的部份光束投影画面BF)依据经由反射镜1311以及1312的顺序而反射到第一成像组件140上，以形成投影影像F3，并在第二成像组件160形成虚像影像S3。
图6A是投影单元120的详细方块图。投影单元122包括光源模块122以及投影成像组件124。光源模块122可由蓝光激光器1221、绿光激光器1222、红光激光器1223以及光组合器1225所组成。控制单元150分别控制可产生蓝光雷射的蓝光激光器1221、可产生绿光雷射的绿光激光器1222、可产生红光雷射的红光激光器1223来产生所需的画面影像，并藉由光组合器1225来统合输出。于本实施例中，投影成像组件124是微机电扫描器610。本发明实施例便是将投影单元120中的微机电扫描器610从其原本的正常摆置调整并旋转预定角度(90度)，藉以达成本发明实施例的目的。
请再参照图1A，由于投影装置100采用激光光来作为光源模块，导致控制单元150对光源模块的激光驱动信号的传输速度达数百MHz以上，因此以往在针对激光光源进行高速调变的产品中，如激光光通讯模块(Opticalcommunication module)，或如本实施例一样以激光高速调变的投影装置100，在传统的电路设计观念上必须要将控制单元150尽量贴近投影单元120，以避免高频信号的传输错误。然而，机壳110中便需要设置投影单元120、光学分光模块130以及用于架设控制单元150的基板，导致投影装置100的体型无法缩小。由此，为缩小投影装置100的体型，本发明实施例便希望将投影单元120与光学分光模块130形成装置本体，并通过较长的传输电线以连接投影单元120与控制单元150，使得装置本体可以选择性地与控制单元150设置在邻近空间或是不同空间。如此一来，投影单元120与光学分光模块130所形成的装置本体可以不需包含控制单元150的基板，控制单元150可通过较长(例如，1～4米)的软排电线来连接至投影单元120，并且不会有信号延迟的问题。在本实施例中，控制单元150可内建于汽车内装设的车用影音系统内，并通过此软排电线或是无线式传输技术来连接至设置于汽车内部，例如仪表板、后视镜、遮阳板等位置的投影单元120，用于缩小投影装置100的体型。在本实施例中，由于控制单元150以及投影单元120之间需要相互传递控制信号以及电能，因此上述的无线式传输技术可以包含以无线方式来传输控制信号以及无线式能量传输技术。
图6B是控制单元150的详细方块图。详细而言，请参照图6B，本发明实施例中的控制单元150包括光传感器1551、前置放大电路1552、共模信号消除电路1553、带通滤波抗噪电路1554以及增益放大电路1555。光传感器1551是采用差动输出高频光感测器来实现，其可利用高速差动讯号输出来降低信号传输过程中的错误。前置放大电路1552可通过差动信号的特性来放大差模信号，并通过共模信号消除电路1553来消除共模噪声。此外，控制单元150中具备高感度的带通滤波抗噪电路1554以及增益放大电路1555，其设计在将经过长距离传输后造成的信号振幅衰减进行振幅放大调整，并同时要在信号振幅放大与操作频宽之间取得平衡点。此外，本发明实施例也针对控制单元150的时序校正进行设计，在投影装置内部是以同步取样方式进行信号传递及功能处理。若长距离传输后的信号延迟大于系统同步时间(12.5ns)，则控制单元150中的控制程序便可能会有出错的疑虑。因此，控制单元150中具备时序校正逻辑电路以避免信号延迟。详细来说，时序校正逻辑电路会先行需要测量信号在长距离传输造成的延迟时间，并记录激光投影至光感测器的时间。然后，再利用锁相回路(Phase-locked loop；PLL)组件来产生大于80MHz的时脉，使得时序校正逻辑电路进行光感测信号相位侦测，并将相位误差于下一级逻辑管线中进行补偿，以维持投影同步的控制稳定性。
综上所述，本发明实施例所述的投影装置具有光学分光模块，以通过单个影像来源产生多个投影画面。并且，所述投影装置可通过调整投影单元的投影角度以使这些投影画面能够获得优选的画面比例与分辨率。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (19)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：
投影单元，形成光束投影画面，其中该光束投影画面的水平投影宽度小于该光束投影画面的垂直投影宽度；
光学分光模块，将该光束投影画面投射出一或多个投影子画面；以及
第一成像组件，其中该些投影子画面分别投射至该第一成像组件以形成一或多个投影影像。
2.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该光束投影画面包括多个分割画面，并且
该光学分光模块包括：
多个光学镜组，该些光学镜组排列设置于该光束投影画面的路径范围内，以分别将对应的该些分割画面以透射或反射方式而在该第一成像组件上投射出该些投影影像。
3.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，该些分割画面沿第一方向排列，该些投影影像沿第二方向排列，且该第一方向与该第二方向相异。
4.如权利要求2所述的投影装置，其特征在于，该第一方向为垂直方向，且该第二方向为水平方向。
5.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该些光学镜组包括至少一个反射镜或至少一个透镜。
6.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该投影单元包括：
光源模块，用以产生光束；以及
投影成像组件，通过该光束以形成该投影画面。
7.如权利要求6所述的投影装置，其特徵在於，该光源模块是激光光源或发光二极管光源。
8.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该成像组件的该光束投影画面具有投影方向，
当该投影装置将该光束投影画面分割而投射出多个投影子画面时，该成像组件的投影角度的整体摆置沿着该投影方向的垂直平面以被旋转预定角度，用于使该光束投影画面的水平投影宽度小于该光束投影画面的垂直投影宽度。
9.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，还包括：
控制单元，耦接该投影单元中的该光源模块与该成像元件，藉由控制该光源模块与该成像组件来传输用以形成该光束投影画面的影像数据至该成像元件，
其中该控制单元驱动该光源模块以调整该光束对该光束投影画面于垂直方向的打点速度。
10.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该投影单元与该光学分光模块形成装置本体，并且
该装置本体选择性地与该控制单元设置在邻近空间或是不同空间，且该投影单元与该控制单元之间以电线或以无线传输技术连接。
11.如权利要求6所述的投影装置，其特征在于，该成像组件是微机电扫描镜、液晶显示器、硅基液晶元件及数字微镜装置的其中之一。
12.如权利要求11所述的投影装置，其特征在于，该微机电扫描镜是以压电式、静电式或电磁式操作来驱动。
13.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第一成像组件为透光扩散板，且该投影装置为车用抬头显示器。
14.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括：
第二成像组件，将实像的该些投影影像转换成多个虚像显示画面。
15.如权利要求1所述的投影装置，其特征在于，该第二成像组件是凹面的虚像成像透镜，该虚像成像透镜的凹面内侧具有部分反射的膜层，其中该膜层依照该光束投影画面的光束波长进行镀膜，以使该膜层对於该光束投影画面的光束波长的反射率高於第一预设值，且使该膜层对於并非该光束投影画面的光束波长的反射率低於第二预设值。
16.一种投影装置，其特征在于，包括：
投影单元，形成光束投影画面；
反射组件，将包含该光束投影画面的光束反射；
第一成像组件，设置于被反射后的该光束投影画面的光束路径上，以使该光束投影画面投射并穿透该第一成像组件以形成投影影像；以及
第二成像组件，设置于被反射后的该光束投影画面的光束路径上，以使该投影影像在该第二成像组件上形成虚像影像。
17.如权利要求16所述的投影装置，其特征在于，该第一成像组件为透光组件，
该投影装置更包括：
机壳，其中该投影单元及该反射组件架设于该机壳的内部空间，该第一成像组件架设于该机壳处以使包含该光束投影画面的该光束穿透该第一成像组件，并且，
该第二成像组件架设于该机壳的外部，以使穿透该第一成像组件的该光束在该第二成像组件上形成虚像影像。
18.如权利要求16所述的投影装置，其特征在于，还包括：
控制单元，耦接该投影单元，藉由控制该投影单元来传输用以形成该光束投影画面的影像数据至该成像组件，
其中该机壳选择性地与该控制单元设置在邻近空间或是不同空间，且该投影单元与控制单元之间以电线或以无线传输技术连接。
19.如权利要求16所述的投影装置，其特征在于，该第二成像组件是凹面的虚像成像透镜，该虚像成像透镜的凹面内侧具有部分反射的膜层，其中该膜层依照该光束投影画面的光束波长进行镀膜，以使该膜层对於该光束投影画面的光束波长的反射率高於第一预设值，且使该膜层对於并非该光束投影画面的光束波长的反射率低於第二预设值。
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