CN112312100B - 投影装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适于设置在车辆上的投影装置及其控制方法。投影装置包括储存装置、投影模块、距离检测装置与控制装置。储存装置储存至少一投影画面的影像资料。距离检测装置测量距离检测装置到投影平面的投影距离。控制装置电连接储存装置、投影模块与距离检测装置。控制装置使投影模块投影上述的至少一投影画面并且对应投影距离来控制投影画面的亮度或尺寸，其中借由车门开启以启动投影装置作动，且投影装置的电力来自车辆。本发明能够依照投影距离调整投影画面以维持画面尺寸与亮度稳定。

Description

投影装置及其控制方法

技术领域

本发明是有关于一种投影技术，且特别是有关于一种投影装置及其控制方法。

背景技术

目前许多车辆都有装设迎宾灯(puddle lamp)作为辅助照明用途，让上、下车的人能够注意地面状况，避免误踩危险地形或是脏污。为了美观或指示功能，部分的迎宾灯发出的光束还会在地面上形成图案或影像。在现有技术中，如果相同的迎宾灯装设在不同车款上，例如房车、跑车、货车等，因为不同车款的车身高度差异，因此离地愈高的迎宾灯投影出来的图案会比较大但亮度减弱，反之，离地较低的迎宾灯投影的图案会较小但画面比较亮。也就是说投影画面会随高度改变，因而无法维持投影画面的统一性以及影像品质。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种投影装置及其控制方法，能够依照投影距离调整投影画面以维持画面尺寸与亮度稳定。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种投影装置，适于设置在车辆上。投影装置包括储存装置、投影模块、距离检测装置与控制装置。储存装置储存至少一投影画面的影像资料。距离检测装置测量距离检测装置到投影平面的投影距离。控制装置电连接储存装置、投影模块与距离检测装置。控制装置使投影模块投影上述的至少一投影画面并且对应投影距离来控制投影画面的亮度或尺寸，其中借由车门开启以启动投影装置作动，且投影装置的电力来自车辆。

为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的另一实施例提出一种投影装置的控制方法。投影装置适于设置在车辆上，并且至少包括一距离检测装置、一控制装置与一投影模块。上述的控制方法包括以下步骤：开启车门以启动投影装置作动，且投影装置的电力来自车辆；通过距离检测装置测量距离检测装置到投影平面的投影距离；以及通过投影模块投影至少一投影画面，其中控制装置对应于投影距离来控制投影画面的亮度或尺寸。

基于上述，本发明的实施例提供一种投影装置及其控制方法。投影装置具有距离检测装置以测量投影距离，而控制装置对应投影距离来控制投影模块产生的投影画面的亮度或尺寸。如此一来，可以避免高光通量的投影装置在投影距离较短时产生的投影画面过亮，造成眼睛疲劳，并且达到节省能源的功效，再加上控制投影画面的尺寸大小，可使投影画面整体的亮度及尺寸的大小呈现的效果较一致。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种车门开启时投影装置的作用示意图。

图2是依照本发明的一实施例的一种投影装置的外观示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种投影装置的方块图。

图4为根据本发明一实施例的投影画面的估计尺寸与投影距离的示意图。

图5为根据本发明一实施例的投影装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1是依照本发明的一实施例的一种车门开启时投影装置的作用示意图。请参照图，投影装置100适于设置在车辆102上，例如是装在车门(如图1所显示)或是车门(或A柱)上的后照镜或是前后叶子板下方位置，本发明并不限制。当车门开启时(或其他开启装置；例如感应钥匙等)，投影装置100会开启照明功能而将影像投射于投影平面G上，不仅提供照明功能让乘客或驾驶注意地面状况，还能产生光影效果。在图1中，投影平面G为地面。

图2是依照本发明的一实施例的一种投影装置的外观示意图，图3是依照本发明的一实施例的一种投影装置的方块图。请参照图1、图2与图3，投影装置100至少包括投影模块110、距离检测装置120、控制装置130以及储存装置140。投影模块110用于在投影平面G上产生至少一投影画面。距离检测装置120用于测量距离检测装置120到投影平面G的投影距离D。投影模块110与距离检测装置120可以一起配置于投影装置100内，且投影模块110投射的影像光束穿过面向投影平面G的表面S于投影平面G上呈现影像。距离检测装置120则从表面S投射检测光束或声波，以使得距离检测装置120所测量到的投影距离D也是投影模块110至投影平面G的距离。储存装置140用于储存投影画面所对应的影像资料。控制装置130电连接储存装置140、投影模块110与距离检测装置120。控制装置130用于使投影模块110投影至少一投影画面并且对应投影距离D来控制投影画面的亮度或尺寸。在此，储存装置140中的影像资料例如是视频资料或多张图片，投影装置100可以投影一个或多个不同内容的投影画面，例如商标或广告图片。在一实施例中，投影装置100可以投影一段视频。

在本实施例中，可以借由车门开启以启动投影装置100作动并且投影装置100的电力VDD来自车辆102。控制装置130电连接车辆102上的车门检测器104。控制装置130可以根据车门检测器104所提供的车门开启信号来启动投影装置100。当车门被打开时，投影装置100自动投影影像。车门检测器104例如是机构式开关或者是光学式遮蔽检测器等，用于检测车门是否被开启。

具体而言，投影模块110例如是具有光阀(light valve)的投影模块，光阀例如是反射式的硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)或者数字微镜组件(DigitalMicro-mirror Device,DMD)等或透射式的透光液晶面板(Transparent Liquid CrystalPanel)。距离检测装置120例如是接近感测器(proximity sensor)并可以红外线、激光、超声波、声波、光电感应等形式来进行距离检测。控制装置130例如是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、微处理器(Microprocessor)等具有运算能力的装置或这些装置的组合。储存装置140例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash memory)、硬碟或其他类似装置或这些装置的组合。储存装置140除了可以储存影像资料，还可以储存投影装置100运作中所需要的各种程序以及参数或各种阈值。

在本实施例中，控制装置130可以根据投影距离D、画面长宽比以及投影模块110的投射比(throw ratio)计算投影画面的估计尺寸。投射比为投影距离D与投影画面的宽度W的比值，且长宽比为投影画面的宽度W与高度H的比值。详细来说，由于不同车款具有不同的车门高度设计，投影距离D会随投影装置100所装设的车款而改变，或者是随车辆102停放时的地形改变。随着投影距离D改变，控制装置130可以根据预设/默认(default)的画面长宽比以及投影模块110的投射比估算不同投影距离D的投影画面的估计尺寸。

图4为根据本发明一实施例的投影画面的估计尺寸与投影距离的示意图。请参照图4，一般来说，随着投影距离D愈远，估计尺寸也会愈大。

特别说明的是，投影装置100的控制装置130会控制投影模块110通过数字变焦方式或光学变焦方式(Zoom)将投影画面的尺寸由估计尺寸改变至一期望尺寸，以使投影画面的尺寸大体上维持在此期望尺寸。在此，期望尺寸是一个预定且固定的值，不随投影距离D而改变。如此一来，如果投影装置100投影图案(LOGO)，不论投影装置100所装设的车款或是下车时的地形如何，投影装置100所投影出来的图案会是实质上相同的尺寸，并不会随着投影距离D而改变。其中数字变焦方式是利用软硬件(Software or Hardware)与应用程序改变投影画面的尺寸，而光学变焦方式则是借由实体多个透镜的位置的调整以达到改变投影画面的尺寸。

除此之外，控制装置130还会根据估计尺寸计算投影画面的估计亮度，其中当估计亮度大于第一亮度阈值(First Threshold Value)时，控制装置130控制投影模块110所投影的投影画面的亮度不超过第一亮度阈值。在一实施例中，控制装置130还会控制投影模块110所投射的投影画面的亮度不小于第二亮度阈值。也就是说，在控制装置130计算出投影距离D对应的估计尺寸以及估计亮度后，根据估计亮度控制装置130调整投影模块110所发出的光通量，以避免投影画面呈现的亮度过亮或过暗。

具体而言，投影装置100的投影模块110还包括驱动电路112、照明光源114与光机模块116。控制装置130电连接驱动电路112，驱动电路112电连接照明光源114，用于提供驱动电流给照明光源114。驱动电路112例如为光源驱动电路(light source drivingcircuit)，照明光源114例如是固态光源(例如发光二极管、激光二极管)或灯泡(lamp)。控制装置130电连接光机模块116，用于提供影像资料给光机模块116，以产生上述的影像光束。光机模块116例如包括光阀(light valve)，光阀例如是反射式或透射式，以反射式光阀为例，硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)或者数字微镜组件(Digital Micro-mirror Device,DMD)等；透射式光阀，例如是透光液晶面板(Transparent Liquid CrystalPanel)。

控制装置130会根据投影距离D借由驱动电路112调整驱动电流的电流值或脉冲周期占空比，借此调整投影模块110照射在投影平面G上的影像亮度。

在一实施例中，投影模块110的投射比被设定为1.147，画面长宽比则被预设为16:9，控制装置130以保持投影模块110所投射的投影画面的大小与亮度大体上不变为目标。投影画面的对角线尺寸希望固定在20厘米(cm)左右以及亮度保持在113尼特(nits)左右。第一亮度阈值设定为118nits，第二亮度阈值设定为108nits。表一记录不同投影距离D的估计尺寸与估计亮度，以及经控制装置130调整后在投影平面G上的投影画面的实际尺寸与实际亮度。

表一

当投影距离D为20cm时，控制装置130计算投影画面的估计尺寸为20.01cm(对角线长度)，与期望尺寸相近，但估计亮度高达450nits。控制装置130可以不调整画面尺寸，但控制驱动电路112调降驱动电流，使得投影画面在投影平面G上的亮度符合期望亮度113nits且小于第一亮度阈值。当投影距离D是30cm时，控制装置130计算投影画面的估计尺寸为30.01cm(对角线长度)，估计亮度是200nits。控制装置130可以通过影像缩放功能(scalerzoom)调整投影画面的大小，使得最终投影在投影平面G上的投影画面的实际尺寸是20.11cm，大体上固定在期望尺寸。控制装置130也可以通过控制驱动电路112来降低投影平面G上的投影亮度，让实际的投影亮度是114nits，小于第一亮度阈值。当投影距离D是40cm时，控制装置130计算投影画面的估计尺寸为40.01cm(对角线长度)，估计亮度是113nits。控制装置130可以通过数字变焦方式或光学变焦方式(Zoom)将投影画面的尺寸由40.01cm改变至20.01cm，但不改变照明光源114的光通量。当投影距离D是45cm时，控制装置130计算投影画面的估计尺寸为45.01cm(对角线长度)，估计亮度是89nits，小于第二亮度阈值。控制装置130可以控制驱动电路112增加驱动电流，使得投射在投影平面G上的投影亮度大于或等于第二亮度阈值，但仍小于第一亮度阈值。调整后的实际亮度是113nits。在另一实施例中，控制装置130也可以选择不增加驱动电流。

在本实施例中，投影装置100可以利用距离检测装置120测量投影距离D，控制装置130根据投影距离D来计算对应的估计尺寸与估计亮度。当投影距离D愈小时，在照明光源114提供相同光通量的条件下，估计尺寸愈小，估计亮度相应地提升，因此当投影距离D小于一距离阈值时，控制装置130可以控制投影模块110以使投影画面的亮度不超过第一亮度阈值，达到节约能源的功效。根据表一，本实施例的距离阈值可以是40cm。

图5为根据本发明一实施例的投影装置的控制方法的流程图。图5的投影装置适于装置在车辆上，例如车门或是后照镜等，因此控制方法可以适用于图1至图4的实施例。

请参照图5，在本实施例中，在步骤S510中，开启车门以启动投影装置作动，且投影装置的电力来自车辆。在步骤S520中，当车门打开且投影装置启动后，通过距离检测装置测量距离检测装置到投影平面的投影距离。接着，在步骤S530中，通过投影模块投影至少一投影画面，其中控制装置对应于投影距离来控制该至少一投影画面的亮度或尺寸。本领域的技术人员可以依据上述的实施例获得足够的建议、教示或说明，于此不再赘述。

综上所述，本发明的投影装置及其控制方法可以测量投影装置到投影平面的投影距离，并且根据投影距离换算投影画面的估计尺寸与估计亮度，进而对应估计尺寸与估计亮度来控制投影画面的亮度或尺寸。如此一来可以使投影装置的实际投影画面的尺寸维持固定，让画面整体效果一致，还可以让投影画面的亮度维持在适合使用者观看的程度，避免使用者的眼睛疲劳，同时达到省电的效果再加上控制画面投影大小,可使画面整体的亮度及尺寸大小的效果较一致。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依本发明权利要求书及发明内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用于命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

附图标记说明：

100：投影装置

102：车辆

104：车门检测器

110：投影模块

112：驱动电路

114：照明光源

116:光机模块

120：距离检测装置

130：控制装置

140：储存装置

D：投影距离

G：投影平面

H：高度

S：表面

W：宽度

VDD：电力

S510～S530：控制方法的步骤。

Claims (7)

1.一种投影装置，适于设置在车辆上，所述车辆包括车门，其特征在于，所述投影装置包括储存装置、投影模块、距离检测装置以及控制装置，其中：

所述储存装置用于储存至少一投影画面的影像资料；

所述距离检测装置用于测量所述距离检测装置到投影平面的投影距离；以及

所述控制装置电连接所述储存装置、所述投影模块与所述距离检测装置，用于使所述投影模块投影所述至少一投影画面并且对应所述投影距离来控制所述至少一投影画面的亮度或尺寸，其中借由所述车门开启以启动所述投影装置作动，且所述投影装置的电力来自所述车辆，其中所述控制装置根据所述投影距离、画面长宽比以及所述投影模块的投射比计算所述至少一投影画面的估计尺寸，其中所述控制装置根据所述估计尺寸计算所述至少一投影画面的估计亮度，其中当所述估计亮度大于第一亮度阈值时，所述控制装置控制所述投影模块投影所述至少一投影画面的亮度不超过所述第一亮度阈值并且不小于第二亮度阈值。

2.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述控制装置控制所述投影模块通过数字变焦方式或光学变焦方式来将所述至少一投影画面的尺寸由所述估计尺寸改变至期望尺寸，以使所述至少一投影画面的尺寸维持在所述期望尺寸。

3.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，还包括：

驱动电路，其电连接所述控制装置与所述投影模块中的照明光源，用于提供驱动电流给所述照明光源，

其中所述控制装置根据所述投影距离通过所述驱动电路来调整所述驱动电流的电流值或脉冲周期占空比。

4.根据权利要求3所述的投影装置，其特征在于，当所述投影距离小于距离阈值时，所述控制装置控制所述投影模块以使所述至少一投影画面的亮度不超过第一亮度阈值。

5.根据权利要求1所述的投影装置，其特征在于，所述至少一投影画面包括多个投影画面或所述影像资料为视频资料。

6.一种投影装置的控制方法，其特征在于，所述投影装置适于设置在车辆上，所述车辆包括车门，所述投影装置至少包括距离检测装置、控制装置与投影模块，所述控制方法包括：

开启所述车门以启动所述投影装置作动，且所述投影装置的电力来自所述车辆；

通过所述距离检测装置测量所述距离检测装置到投影平面的投影距离；以及

通过投影模块投影至少一投影画面，其中通过所述控制装置对应于所述投影距离来控制所述至少一投影画面的亮度或尺寸，包括：

根据所述投影距离、画面长宽比以及所述投影模块的投射比计算所述至少一投影画面的估计尺寸，以及

根据所述估计尺寸计算所述至少一投影画面的估计亮度，其中当所述估计亮度大于第一亮度阈值时，所述控制装置控制所述投影模块投影所述至少一投影画面的亮度不超过所述第一亮度阈值并且不小于第二亮度阈值。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制装置对应于所述投影距离来控制所述至少一投影画面的亮度或尺寸的步骤还包括：

通过数字变焦方式或光学变焦方式来将所述至少一投影画面的尺寸由所述估计尺寸改变至期望尺寸，以使所述至少一投影画面的尺寸维持在所述期望尺寸。

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