CN110554499A - 投影显示装置 - Google Patents

Abstract

一种投影显示装置，包括光源模块、切换器以及多个微扫描镜。光源模块提供光束。切换器接收光束，并在多个期间的每一个期间内将光束的传递方向切换至所述多个微扫描镜中对应的一个微扫描镜。所述多个微扫描镜使光束在多个投影面进行扫描以形成多个影像。投影显示装置可在多个投影面投影出多个影像且不会使影像亮度损失。

Description

投影显示装置

技术领域

本发明涉及一种投影显示装置，尤其涉及一种可应用于车辆的投影显示装置。

背景技术

现有的投影显示装置，应用于车辆时，通常只会在车辆的挡风玻璃上的一个投影面进行投影，进而在挡风玻璃外产生一个虚像，主要是提供驾驶者观看这个虚像呈现的内容。然而，车上乘客并不能看到这个虚像，或者虽然看得到这个虚像，但影像质量很差。为了改善这个问题，发展出改良的投影显示装置，其在挡风玻璃上的这个投影面设置一种微结构，例如微透镜阵列（micro-lens array，MLA），来增加可以看到这个虚像的视角，让车上乘客看得到这个虚像。不过，这个微结构会使影像亮度损失，降低了影像质量。

发明内容

本发明的目的在提出一种投影显示装置，可在多个投影面投影出多个影像且不会使影像亮度损失。

为达到上述目的，本发明提出一种投影显示装置，包括光源模块、切换器以及多个微扫描镜（micro-scanning mirror）。光源模块提供光束。切换器接收光束，并在多个期间的每一个期间内将光束的传递方向切换至所述多个微扫描镜中对应的一个微扫描镜。所述多个微扫描镜使光束在多个投影面进行扫描以形成多个影像。

在本发明一实施例中，所述多个微扫描镜包括第一微扫描镜以及第二微扫描镜，所述多个期间包括第一期间以及第二期间，所述多个投影面包括第一投影面以及第二投影面，所述多个影像包括第一影像以及第二影像。切换器在第一期间内将光束的传递方向切换至第一微扫描镜，第一微扫描镜使光束在第一投影面进行扫描以形成第一影像。切换器在第二期间内将光束的传递方向切换至第二微扫描镜，第二微扫描镜使光束在第二投影面进行扫描以形成第二影像。

在本发明一实施例中，光源模块包括多个光源以及光学系统。所述多个光源提供不同颜色的多个子光束。光学系统接收所述多个子光束，并将所述多个子光束合成光束。

在本发明一实施例中，切换器包括液晶透镜（liquid-crystal lens，LC lens）。

在本发明一实施例中，所述多个投影面为分离、相邻或交错（interlaced）。

在本发明一实施例中，投影显示装置应用于车辆。

在本发明一实施例中，所述多个投影面位于车辆的挡风玻璃或车顶内面上。

在本发明一实施例中，所述多个投影面分别位于车辆的挡风玻璃以及车顶内面上。

通过切换器（如液晶透镜），在不同期间（如第一以及第二期间）将光束的传递方向切换至不同微扫描镜（如第一以及第二微扫描镜）而被导引到不同投影面（如第一以及第二投影面）进行扫描，以形成不同影像（如第一以及第二影像），因此可在多个投影面投影出多个影像且不会使影像亮度损失。

为让本发明上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为根据本发明一实施例的投影显示装置在第一期间在第一投影面进行扫描的示意图。

图2为根据本发明一实施例的投影显示装置在第二期间在第二投影面进行扫描的示意图。

图3为根据本发明一实施例的第一投影面以及第二投影面为左右相邻的示意图。

图4为根据本发明一实施例的第一投影面以及第二投影面为交错的示意图。

图5为根据本发明另一实施例的投影显示装置在第一期间在第一投影面进行扫描的示意图。

图6为根据本发明另一实施例的投影显示装置在第二期间在第二投影面进行扫描的示意图。

图7为根据本发明另一实施例的投影显示装置在第三期间在第三投影面进行扫描的示意图。

标号说明

1、1’：投影显示装置

10：光源模块

11：红色光源

12：绿色光源

13：蓝色光源

14：光学系统

20、20’：切换器

30：第一微扫描镜

40：第二微扫描镜

50：第三微扫描镜

L：光束

L1：红色子光束

L2：绿色子光束

L3：蓝色子光束

S1：第一投影面

S2：第二投影面

S3：第三投影面

P1：第一影像

P2：第二影像

P3：第三影像。

具体实施方式

为清楚呈现本发明的特征，附图中的各组件仅为示意而并非按照实物的外形与比例绘制，且省略部分公知的组件。此外，为呈现对本发明的说明的一贯性，在不同实施例中，相同或相似的标号代表相同或相似的组件。

请同时参见图1以及图2，图1以及图2为根据本发明一实施例的投影显示装置1在多个期间分别在多个投影面进行扫描以形成多个影像的示意图。投影显示装置1包括光源模块10、切换器20以及多个微扫描镜。光源模块10提供光束L。切换器20接收光束L，并在多个期间的每一个期间内将光束L的传递方向切换至所述多个微扫描镜中对应的一个微扫描镜。所述多个微扫描镜使光束L在多个投影面进行扫描以形成多个影像。

在本实施例中，所述多个微扫描镜包括第一微扫描镜30以及第二微扫描镜40，所述多个期间包括第一期间以及第二期间，所述多个投影面包括第一投影面S1以及第二投影面S2，所述多个影像包括第一影像P1以及第二影像P2。如图1所示，切换器20在第一期间内将光束L的传递方向切换至第一微扫描镜30，第一微扫描镜30使光束L在第一投影面S1进行扫描以形成第一影像P1；如图2所示，切换器20在第二期间内将光束L的传递方向切换至第二微扫描镜40，第二微扫描镜40使光束L在第二投影面S2进行扫描以形成第二影像P2。在一实施例中，第一期间以及第二期间非常短，例如均为1/120秒，人眼会觉得第一影像P1以及第二影像P2是同时显示出来的。

在本实施例中，光源模块10包括红色光源11、绿色光源12、蓝色光源13以及光学系统14。红色光源11、绿色光源12以及蓝色光源13分别提供红色子光束L1、绿色子光束L2以及蓝色子光束L3。光学系统14接收红色子光束L1、绿色子光束L2以及蓝色子光束L3，并将红色子光束L1、绿色子光束L2以及蓝色子光束L3合成光束L。在一实施例中，红色光源11、绿色光源12以及蓝色光源13根据影像输入信号调整红色子光束L1、绿色子光束L2以及蓝色子光束L3各自的光强度，使得合成出来的光束L最终扫描形成的第一影像P1以及第二影像P2为彩色影像。在一实施例中，红色光源11、绿色光源12以及蓝色光源13均为激光二极管或发光二极管（light emitting diode，LED）。但本实施例并非用以限制本发明，例如光源模块10可以改采用一个单色光源（如蓝色光源）直接提供光束L，光束L最终扫描形成的第一影像P1以及第二影像P2为单色影像或单色灰阶影像。

在本实施例中，切换器20包括液晶透镜。液晶透镜可通过改变操作电压来改变液晶分子的排列方向，以提供不同折射效果，进而实现在第一期间将光束L的传递方向切换至第一微扫描镜30（如图1所示），且在第二期间将光束L的传递方向切换至第二微扫描镜40（如图2所示）。第一微扫描镜30以及第二微扫描镜40包括采用微机电系统（micro-electro-mechanical systems，MEMS）技术的扫描镜，简称MEMS镜，具有双轴向量扫描，可导引（例如通过反射的方式）光束在投影面进行扫描，以形成二维影像。

在本实施例中，第一投影面S1以及第二投影面S2为分离。对应地，第一影像P1以及第二影像P2为分离。第一影像P1以及第二影像P2呈现的内容可以是相同的，也可以是不同的。此外，第一投影面S1以及第二投影面S2（或第一影像P1以及第二影像P2）的大小可以是相同的，也可以是不同的。

请参见图3，图3为根据本发明一实施例的第一投影面S1以及第二投影面S2为左右相邻的示意图。对应地，第一影像P1以及第二影像P2为左右相邻。第一影像P1以及第二影像P2呈现的内容可以是相同的，也可以是不同的。第一影像P1以及第二影像P2呈现的内容还可以组合成一个完整的内容。但本实施例并非用以限制本发明，例如第一投影面S1以及第二投影面S2可以改为上下相邻。

请参见图4，图4为根据本发明一实施例的第一投影面S1以及第二投影面S2为交错的示意图。对应地，第一影像P1以及第二影像P2为交错。第一影像P1以及第二影像P2呈现的内容通常是组合成一个完整内容。在一实施例中，第一影像P1呈现的内容是完整内容中奇数行内容，而第二影像P2呈现的内容是完整内容中偶数行内容。

在一实施例中，投影显示装置1应用于车辆。第一微扫描镜30（或第二微扫描镜40）可导引光束L在车辆的挡风玻璃上的第一投影面S1（或第二投影面S2）进行扫描，以形成第一影像P1（或第二影像P2），此时第一影像P1（或第二影像P2）是形成在挡风玻璃外的虚像。此外，第一微扫描镜30（或第二微扫描镜40）可导引光束L在车辆的车顶内面上的第一投影面S1（或第二投影面S2）进行扫描，以形成第一影像P1（或第二影像P2），此时第一影像P1（或第二影像P2）是形成在车顶内面上的的实像，可提供驾驶者或乘客调整座椅躺下来观看。在一实施例中，第一投影面S1以及第二投影面S2为分离且均位于车辆的挡风玻璃上，其上投影出的第一影像P1以及第二影像P2分别提供驾驶者以及乘客观看。在另一实施例中，第一投影面S1以及第二投影面S2为分离且分别位于车辆的挡风玻璃以及车顶内面上，其上投影出的第一影像P1以及第二影像P2分别提供驾驶者以及乘客观看，且乘客需调整座椅躺下来观看。

请同时参见图5、图6以及图7，图5、图6以及图7为根据本发明另一实施例的投影显示装置1’在多个期间分别在多个投影面进行扫描以形成多个影像的示意图。投影显示装置1’包括光源模块10、切换器20’以及多个微扫描镜。光源模块10提供光束L。切换器20’接收光束L，并在多个期间的每一个期间内将光束L的传递方向切换至所述多个微扫描镜中对应的一个微扫描镜。所述多个微扫描镜使光束L在多个投影面进行扫描以形成多个影像。

在本实施例中，所述多个微扫描镜包括第一微扫描镜30、第二微扫描镜40以及第三微扫描镜50，所述多个期间包括第一期间、第二期间以及第三期间，所述多个投影面包括第一投影面S1、第二投影面S2以及第三投影面S3，所述多个影像包括第一影像P1、第二影像P2以及第三影像P3。如图5所示，切换器20’在第一期间内将光束L的传递方向切换至第一微扫描镜30，第一微扫描镜30使光束L在第一投影面S1进行扫描以形成第一影像P1；如图6所示，切换器20’在第二期间内将光束L的传递方向切换至第二微扫描镜40，第二微扫描镜40使光束L在第二投影面S2进行扫描以形成第二影像P2；如图7所示，切换器20’在第三期间内将光束L的传递方向切换至第三微扫描镜50，第三微扫描镜50使光束L在第三投影面S3进行扫描以形成第三影像P3。在一实施例中，第一期间、第二期间以及第三期间非常短，例如均为1/180秒，人眼会觉得第一影像P1以及第二影像P2是同时显示出来的。

综上所述，通过切换器（如液晶透镜），在不同期间将光束的传递方向切换至不同微扫描镜而被导引到不同投影面进行扫描，以形成不同影像，因此可在多个投影面投影出多个影像且不会使影像亮度损失。

虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (8)

1.一种投影显示装置，其特征在于包括光源模块、切换器以及多个微扫描镜；其中，所述光源模块提供光束；所述切换器接收所述光束，并在多个期间的每一个期间内将所述光束的传递方向切换至所述多个微扫描镜中对应的一个微扫描镜；所述多个微扫描镜使所述光束在多个投影面进行扫描以形成多个影像。

2.如权利要求1所述的投影显示装置，其中，所述多个微扫描镜包括第一微扫描镜以及第二微扫描镜，所述多个期间包括第一期间以及第二期间，所述多个投影面包括第一投影面以及第二投影面，所述多个影像包括第一影像以及第二影像；所述切换器在所述第一期间内将所述光束的传递方向切换至所述第一微扫描镜，所述第一微扫描镜使所述光束在所述第一投影面进行扫描以形成所述第一影像；所述切换器在所述第二期间内将所述光束的传递方向切换至所述第二微扫描镜，所述第二微扫描镜使所述光束在所述第二投影面进行扫描以形成所述第二影像。

3.如权利要求1所述的投影显示装置，其中，所述光源模块包括多个光源以及光学系统，其中，所述多个光源提供不同颜色的多个子光束；所述光学系统接收所述多个子光束，并将所述多个子光束合成所述光束。

4.如权利要求1所述的投影显示装置，其中，所述切换器包括液晶透镜。

5.如权利要求1所述的投影显示装置，其中，所述多个投影面为分离、相邻或交错。

6.如权利要求1所述的投影显示装置，其中，所述投影显示装置应用于车辆。

7.如权利要求6所述的投影显示装置，其中，所述多个投影面位于所述车辆的挡风玻璃或车顶内面上。

8.如权利要求6所述的投影显示装置，其中，所述多个投影面分别位于所述车辆的挡风玻璃以及车顶内面上。