CN110868578A - 影像显示系统及多媒体播放方法 - Google Patents

Abstract

一种影像显示系统及多媒体播放方法，该影像显示系统包含投影机、影像显示元件以及至少一致动器。投影机配置以投射激光。影像显示元件配置以使用经投射的激光显示影像。至少一致动器配置以震动影像显示元件。因此，可解决由激光所造成的光斑问题并同时有效地产生声音。

Description

影像显示系统及多媒体播放方法

技术领域

本发明涉及一种影像显示系统及多媒体播放方法，特别涉及一种使用激光的影像显示系统及多媒体播放方法。

背景技术

近年来，激光作为投影式影像显示装置的一种光源而受到关注。激光源具有几个优点。首先，从激光源发射的激光具有优异的方向性，因此具有高的光学效用。另外，激光是单色的，因此可以扩大色彩再现区域。与诸如白炽灯泡的其他光源相比，激光源还具有低功耗和长寿命的特点。

然而，当诸如激光的同调光照射到具有大于激光波长的不平坦度的粗糙表面(例如，透射型屏幕或反射型屏幕)上时，会产生被称为“光斑图案”或简称“光斑”的斑驳光图案。更具体来说，在粗糙表面上的每个点处散射的单个波长的光在观察表面上的每个点处不规则地重叠，以产生复杂的干涉图案。

因此，当通过使用激光光源的投影机将影像投影到屏幕上时，激光在屏幕表面上漫射并产生强烈的随机噪声(光斑噪声)。当观察者观察到这种光斑图案时，光斑被感知为未聚焦斑驳的闪烁，这会给观察者带来不适和疲劳。观察者进一步感觉到影像质量的极端恶化。

因此，提出一种可解决上述问题的影像显示系统及多媒体播放方法，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种可有效解决前述问题的影像显示系统及多媒体播放方法。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种影像显示系统包含投影机、影像显示元件以及至少一致动器。投影机配置以投射激光。影像显示元件配置以使用经投射的激光显示影像。至少一致动器配置以震动影像显示元件。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示元件是由包含玻璃、塑胶以及金属中的至少一者的材料所制成。

于本发明的一或多个实施方式中，至少一致动器包含压电致动器、线性共振致动器或振动扬声器。

于本发明的一或多个实施方式中，至少一致动器的数量为多个。致动器分离地设置于影像显示元件上。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示元件具有多个角落。致动器分别邻近角落。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示元件具有实质上均匀的厚度。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示系统进一步包含音频产生模块。音频产生模块配置以产生振动信号。至少一致动器配置以使用振动信号振动。

于本发明的一或多个实施方式中，音频产生模块进一步配置以调整振动信号的振动频率于可听频率与超音波频率之间。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示系统进一步包含控制器。控制器配置以驱动音频产生模块在投影机投射激光时产生振动信号。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示系统进一步包含控制器。控制器配置以驱动音频产生模块在投影机投射激光时由音频信号产生具有可听频率的振动信号。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示系统进一步包含控制器。控制器配置以驱动音频产生模块在投影机投射激光且音频产生模块未接收到音频信号时产生具有超音波频率的振动信号。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示系统进一步包含控制器。控制器配置以驱动音频产生模块在投影机投射激光且音频信号中所包含的分贝值不小于阈值时产生具有可听频率的振动信号；以及驱动音频产生模块在投影机投射激光且音频信号中所包含的分贝值小于阈值时产生具有超音波频率的振动信号。

于本发明的一或多个实施方式中，影像显示系统进一步包含控制器。控制器配置以驱动音频产生模块在投影机未投射激光且音频产生模块接收到音频信号时由音频信号产生具有可听频率的振动信号。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种多媒体播放方法包含：投射激光以显示影像于影像显示元件上；以及在影像显示元件显示影像时使用振动信号振动影像显示元件。

于本发明的一或多个实施方式中，振动影像显示元件包含：若振动信号是由音频信号所产生，则使用具有可听频率的振动信号振动影像显示元件。

于本发明的一或多个实施方式中，振动影像显示元件包含：若振动信号非由音频信号所产生，则使用具有超音波频率的振动信号振动影像显示元件。

于本发明的一或多个实施方式中，振动信号是由音频信号所产生。振动影像显示元件包含：若音频信号中所包含的分贝值不小于阈值，则使用具有可听频率的振动信号振动影像显示元件；以及若音频信号中所包含的分贝值小于阈值，则使用具有超音波频率的振动信号振动影像显示元件。

于本发明的一或多个实施方式中，多媒体播放方法进一步包含：停止投射激光；以及在停止投射激光之后使用具有可听频率的另一振动信号振动影像显示元件，若另一振动信号是由音频信号所产生的话。

综上所述，本发明提供一种影像显示系统及多媒体播放方法，其可解决由激光所造成的光斑问题并同时有效地产生声音。于影像显示系统中，至少一致动器附着至影像显示元件(例如，透射型屏幕或反射型屏幕)的表面。影像显示元件的表面是使用振动信号而振动，因此最初由表面所传递的光的波前不断变化。一旦光的波前变化，相位频率亦变化。此时，激光难以形成相长/相消干涉图案，因此不能形成光斑。另外，当振动信号是由音频信号所产生时，通过使用具有可听频率的振动信号振动影像显示元件，还可以通过影像显示元件的表面产生可听声音。此外，当不从音频信号产生振动信号时，可以使用具有超音波频率的振动信号振动影像显示元件，并且仍然不在投影影像中形成光斑图案。

以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的技术效果等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，说明书附图的说明如下：

图1为示出根据本发明一些实施方式的影像显示系统的示意图。

图2为示出根据本发明一些实施方式的影像显示系统的影像显示元件以及多个致动器的立体图。

图3为示出根据本发明一些实施方式的多媒体播放方法的流程图。

附图标记说明：

100：影像显示系统

110：投影机

120：影像显示元件

130：致动器

140：音频产生模块

141：数字信号处理器

141a：超音波频率产生器

142：音频编解码器

143：放大器

150：微控制单元

160：显示驱动器

170、180：桥接芯片

200：主机

300：音频输入源

1000：多媒体播放方法

C：角落

S101～S107：操作

具体实施方式

以下将以附图公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出，且不同实施方式中的相同元件以相同的元件符号标示。

请参照图1。图1为示出根据本发明一些实施方式的影像显示系统100的示意图。如图1所示，影像显示系统100包含投影机110、影像显示元件120以及至少一致动器130。投影机110配置以投射激光。影像显示元件120配置以使用经投射的激光显示影像(亦即，由激光所造出)。至少一致动器130配置以震动影像显示元件120。

于一些实施方式中，影像显示元件120为透射型屏幕，并可由包含玻璃、塑胶(透明)或类似者的材料所制成。举例来说，影像显示元件120可以是基于激光的增强现实的透射型屏幕，其经常用作车辆头戴显示器或基于激光的投影增强现实眼镜。于一些实施方式中，影像显示元件120为反射型屏幕，并可由包含塑胶(不透明)、金属或类似者的材料所制成。举例来说，影像显示元件120可以是站立于投影机110前方(例如，悬吊于墙壁或天花板上)的反射型屏幕。于一些实施方式中，影像显示元件120可以足够硬以在被振动时产生声音(例如，可听声音)。

于一些实施方式中，至少一致动器130可为压电致动器、线性共振致动器以及振动扬声器中的一者，但本发明并不以此为限。

于一些实施方式中，投影机110可包含激光源以及光耦合于激光源与影像显示元件120之间的多个光学元件。于一些实施方式中，光学元件可包含偏振分束器、准直透镜、光通道、镜子、偏振片、液晶面板，二向色棱镜、投影透镜以及类似者中的至少一者。因此，由激光源所发射的激光可被导引以经由光源元件而投射至影像显示元件120上。

如图1所示，于一些实施方式中，影像显示系统100进一步包含音频产生模块140。音频产生模块140配置以产生振动信号。至少一致动器130配置以使用振动信号振动。于一些实施方式中，音频产生模块140进一步配置以调整振动信号的振动频率于可听频率与超音波频率之间。

具体来说，于一些实施方式中，如图1所示，音频产生模块140包含数字信号处理器141、音频编解码器142以及放大器143。音频编解码器142配置以解码由音频输入源300所接收的音频信号。音频输入源300可为蓝牙模块、音频插座等。亦即，由音频输入源300所传输的音频信号可使用音频编解码器142而解码。数字信号处理器141配置以由音频信号产生具有可听频率的振动信号，并将振动信号经由放大器143传输至至少一致动器130。数字信号处理器141内包含超音波频率产生器141a。超音波频率产生器141a配置以产生超音波信号。数字信号处理器141还配置以由超音波信号产生具有超音波频率的振动信号，并将振动信号经由放大器143传输至至少一致动器130。换句话说，根据是否接收到音频信号，数字信号处理器141可调整振动信号的振动频率于可听频率与超音波频率之间。

于一些实施方式中，振动信号的可听频率可在从约20赫兹至约20千赫兹的范围内，但本发明并不以此为限。于一些实施方式中，振动信号的超音波频率可在从约20千赫兹至约几千兆赫兹的范围内，但本发明并不以此为限。

如图1所示，于一些实施方式中，影像显示系统100进一步包含显示驱动器160以及桥接芯片170、180。显示驱动器160配置以使用主机200经由桥接芯片170输入至显示驱动器160的视频信号驱动投影机110投射激光。音频输入源300经由桥接芯片180将音频信号输入至音频编解码器142。主机200可以是手机、电脑、5G Hub或是可提供视频信号至显示驱动器160的任何其他装置。于一些实施方式中，主机200内可包含直接通信耦合至显示驱动器160的传输端，则桥接芯片170可对应地省略。于一些实施方式中，主机200内可包含直接通信耦合至音频编解码器142的传输端，则桥接芯片180可对应地省略。

于一些实施方式中，主机200可以是影像显示系统100的元件。于一些实施方式中，如图1所示，音频输入源300可以是主机200的元件。

于一些实施方式中，影像显示系统100进一步包含控制器，其由如图1所示的微控制单元150所实现。微控制单元150电性连接至主机200、显示驱动器160以及音频产生模块140的数字信号处理器141。微控制单元150配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光时产生振动信号。亦即，微控制单元150可检测由主机200所输入的视频信号，并同时驱动数字信号处理器141产生振动信号。

于一些实施方式中，微控制单元150进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光时由音频信号产生具有可听频率的振动信号。如前所述，具有可听频率的振动信号是由音频编解码器142所产生的音频信号所产生的。因此，可听声音可通过使用具有可听频率的振动信号振动影像显示元件120而在影像显示元件120产生，且由影像显示元件120所显示的影像也因为影像显示元件120使用具有可听频率的振动信号的振动而不含有光斑。同时，由于影像显示元件120的表面使用具有可听频率的振动信号振动，因此最初由表面所传递的光的波前不断变化。一旦光的波前变化，相位频率亦变化。当发生这种情况时，激光难以形成相长/相消干涉图案，因此不能形成光斑。

于一些实施方式中，微控制单元150进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光且音频产生模块140未接收到音频信号时产生具有超音波频率的振动信号。如前所述，具有超音波频率的振动信号是通过数字信号处理器141从超音波信号所产生的。因此，没有可听声音经由影像显示元件120的表面产生，且由影像显示元件120所显示的影像也因为影像显示元件120使用具有超音波频率的振动信号的振动而不含有光斑。同时，由于影像显示元件120的表面使用具有超音波频率的振动信号振动，因此最初由表面所传递的光的波前不断变化。当发生这种情况时，激光难以形成相长/相消干涉图案，因此不能形成光斑。

于一些实施方式中，微控制单元150还进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110未投射激光且音频产生模块140接收到音频信号时由音频信号产生具有可听频率的振动信号。

于一些实施方式中，微控制单元150还进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光且音频信号中所包含的分贝值不小于阈值时产生具有可听频率的振动信号。微控制单元150还进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光且音频信号中所包含的分贝值小于阈值时产生具有超音波频率的振动信号。

于一些实施方式中，由音频输入源300所输入的音频信号为数字音频信号。由数字信号处理器141所产生且传输至放大器143的振动信号为由数字音频信号所转换的模拟音频信号。上述的阈值预先决定于数字信号处理器141中，且数字信号处理器141进一步配置以判断数字音频信号中所包含的分贝值是否不小于阈值。

于一些实施方式中，由音频输入源300所输入的音频信号为模拟音频信号。音频编解码器142将模拟音频信号转换成数字音频信号(亦即，音频编解码器142作为模拟至数字转换器)。由数字信号处理器141所产生且传输至放大器143的振动信号为由数字音频信号所转换的另一模拟音频信号。上述的阈值是预先决定于数字信号处理器141中，且数字信号处理器141进一步配置以判断数字音频信号中所包含的分贝值是否不小于阈值。

于一些实施方式中，由音频输入源300所输入的音频信号为模拟音频信号。于一些实施方式中，模拟音频信号未被转换而传输至放大器143，且模拟音频信号中所包含的分贝值是否不小于阈值是在放大器143上判断。于一些实施方式中，影像显示系统100可进一步包含检测器，其配置以判断模拟音频信号中所包含的分贝值是否不小于阈值。

于一些实施方式中，影像显示系统100可进一步包含检测器，其配置以检测由影像显示元件120所产生的声音的分贝值。于一些实施方式中，判断结果接着回传至数字信号处理器141。于一些实施方式中，微控制单元150还进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光且检测器所检测的分贝值不小于阈值时产生具有可听频率的振动信号。微控制单元150还进一步配置以驱动音频产生模块140的数字信号处理器141在投影机110投射激光且检测器所检测的分贝值小于阈值时产生具有超音波频率的振动信号。

于一些实施方式中，数字信号处理器141可内嵌于音频编解码器142、放大器143、微控制单元150与主机200中的一者中，但本发明并不以此为限。

于一些实施方式中，音频产生模块140、微控制单元150、显示驱动器160与桥接芯片170、180可实现于电路板上，但本发明并不以此为限。

于一些实施方式中，影像显示元件120具有实质上均匀的厚度，以便在使用具有可听频率的振动信号振动时更好地确保可听声音的品质，但本发明并不以此为限。于一些实施方式中，影像显示元件120的一部位的厚度可被调整，以调整在使用具有可听频率的振动信号振动时产生的可听声音的音调。

请参照图2。图2为示出根据本发明一些实施方式的影像显示系统的影像显示元件120以及多个致动器130的立体图。如图2所示，于一些实施方式中，影像显示系统100可包含多个致动器130分离地设置于影像显示元件120上。影像显示元件120具有多个角落C，且致动器130分别邻近角落C。致动器130可单独地或一起同步地振动影像显示元件120。于一些实施方式中，当两个或多个致动器130使用具有相同可听频率的振动信号振动影像显示元件120时，可增加被振动的影像显示元件120所产生的可听声音的震幅。这允许被产生的可听声音的传输距离更长。于一些实施方式中，当两个或多个致动器130使用分别具有不同可听频率的振动信号振动影像显示元件120时，可产生多声道听觉效果。

请参照图3。图3为示出根据本发明一些实施方式的多媒体播放方法1000的流程图。如图3所示，多媒体播放方法1000开始于操作S101，其中激光被投射以显示影像于影像显示元件上。多媒体播放方法1000继续于操作S102，其中影像显示元件在影像显示元件显示影像时使用具有可听频率的振动信号振动，若振动信号是由音频信号所产生的话。多媒体播放方法1000继续于操作S103，其中影像显示元件是在影像显示元件显示影像时使用具有超音波频率的振动信号振动，若振动信号非由音频信号所产生的话。

于一些实施方式中，多媒体播放方法1000的操作S102可由分别继续于操作S101的操作S104、S105所替换。于操作S104中，影像显示元件在影像显示元件显示影像时使用具有可听频率的振动信号振动，若振动信号由音频信号所产生且音频信号中所包含的分贝值不小于阈值的话。于操作S105中，影像显示元件在影像显示元件显示影像时使用具有超音波频率的振动信号振动，若振动信号由音频信号所产生且音频信号中所包含的分贝值小于阈值的话。

于一些实施方式中，多媒体播放方法1000可进一步包含操作S106、S107。于操作S106中，激光的投射被停止。于操作S107中，影像显示元件在停止投射激光之后使用具有可听频率的另一振动信号振动，若另一振动信号是由音频信号所产生的话。

下面的讨论说明了可以根据图3的多媒体播放方法1000操作的影像显示系统的实施方式。虽然多媒体播放方法1000在下面被示出并描述为一系列动作或事件，但是应当理解，这些动作或事件的所示顺序不应被解释为限制意义。举例来说，一些动作可以以不同的顺序发生和/或与除了这里示出和/或描述的动作或事件之外的其他动作或事件同时发生。另外，可能不需要所有示出的动作来实现本公开描述的一个或多态样或实施方式。此外，本公开描绘的一个或多个动作可以在一个或多个单独的动作和/或阶段中执行。于一些情况中，操作S102可以实质上与操作S101同时执行。于一些情况中，操作S103可以实质上与操作S101同时执行。于一些情况中，操作S104可以实质上与操作S101同时执行。于一些情况中，操作S105可以实质上与操作S101同时执行。

由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，本发明提供一种影像显示系统及多媒体播放方法，其可解决由激光所造成的光斑问题并同时有效地产生声音。于影像显示系统中，至少一致动器附着至影像显示元件(例如，透射型屏幕或反射型屏幕)的表面。影像显示元件的表面使用振动信号而振动，因此最初由表面所传递的光的波前不断变化。一旦光的波前变化，相位频率亦变化。此时，激光难以形成相长/相消干涉图案，因此不能形成光斑。另外，当振动信号是由音频信号所产生时，通过使用具有可听频率的振动信号振动影像显示元件，还可以通过影像显示元件的表面产生可听声音。此外，当不从音频信号产生振动信号时，可以使用具有超音波频率的振动信号振动影像显示元件，并且仍然不在投影影像中形成光斑图案。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并不用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种影像显示系统，其特征在于包含：

一投影机，配置以投射激光；

一影像显示元件，配置以使用经投射的该激光显示一影像；以及

至少一致动器，配置以震动该影像显示元件。

2.如权利要求1所述的影像显示系统，其中该影像显示元件是由包含玻璃、塑胶以及金属中的至少一者的一材料所制成。

3.如权利要求1所述的影像显示系统，其中该至少一致动器包含一压电致动器、一线性共振致动器或一振动扬声器。

4.如权利要求1所述的影像显示系统，其中该至少一致动器的数量为多个，且该些致动器分离地设置于该影像显示元件上。

5.如权利要求4所述的影像显示系统，其中该影像显示元件具有多个角落，且该些致动器分别邻近该些角落。

6.如权利要求1所述的影像显示系统，其中该影像显示元件具有实质上均匀的一厚度。

7.如权利要求1所述的影像显示系统，进一步包含一音频产生模块，该音频产生模块配置以产生一振动信号，其中该至少一致动器配置以使用该振动信号振动。

8.如权利要求7所述的影像显示系统，其中该音频产生模块进一步配置以调整该振动信号的一振动频率于一可听频率与一超音波频率之间。

9.如权利要求7所述的影像显示系统，进一步包含一控制器，该控制器配置以驱动该音频产生模块在该投影机投射该激光时产生该振动信号。

10.如权利要求7所述的影像显示系统，进一步包含一控制器，该控制器配置以驱动该音频产生模块在该投影机投射该激光时由一音频信号产生具有一可听频率的该振动信号。

11.如权利要求7所述的影像显示系统，进一步包含一控制器，该控制器配置以驱动该音频产生模块在该投影机投射该激光且该音频产生模块未接收到音频信号时产生具有一超音波频率的该振动信号。

12.如权利要求7所述的影像显示系统，进一步包含一控制器，该控制器配置以：

驱动该音频产生模块在该投影机投射该激光且该音频信号中所包含的一分贝值不小于一阈值时产生具有一可听频率的该振动信号；以及

驱动该音频产生模块在该投影机投射该激光且该音频信号中所包含的该分贝值小于该阈值时产生具有一超音波频率的该振动信号。

13.如权利要求7所述的影像显示系统，进一步包含一控制器，该控制器配置以驱动该音频产生模块在该投影机未投射该激光且该音频产生模块接收到一音频信号时由该音频信号产生具有一可听频率的该振动信号。

14.一种多媒体播放方法，其特征在于包含：

投射激光以显示一影像于一影像显示元件上；以及

在该影像显示元件显示该影像时使用一振动信号振动该影像显示元件。

15.如权利要求14所述的多媒体播放方法，其中振动该影像显示元件包含：

若该振动信号是由一音频信号所产生，则使用具有一可听频率的该振动信号振动该影像显示元件。

16.如权利要求14所述的多媒体播放方法，其中振动该影像显示元件包含：

若该振动信号非由一音频信号所产生，则使用具有一超音波频率的该振动信号振动该影像显示元件。

17.如权利要求14所述的多媒体播放方法，其中该振动信号是由一音频信号所产生，且振动该影像显示元件包含：

若该音频信号中所包含的一分贝值不小于一阈值，则使用具有一可听频率的该振动信号振动该影像显示元件；以及

若该音频信号中所包含的该分贝值小于该阈值，则使用具有一超音波频率的该振动信号振动该影像显示元件。

18.如权利要求14所述的多媒体播放方法，进一步包含：

停止投射该激光；以及

在停止投射该激光之后使用具有一可听频率的另一振动信号振动该影像显示元件，若该另一振动信号是由一音频信号所产生的话。

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