CN116661223A - 投影装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种投影装置及方法，投影装置包括：设置于基底上的像素阵列，所述像素阵列具有发光特性；设置于所述基底上的悬臂梁，用于固定微机电系统MEMS振镜片，所述悬臂梁设置在所述像素阵列外侧，所述MEMS振镜片用于扫描所述像素阵列，所述悬臂梁和所述MEMS振镜片构成MEMS振镜；与所述像素阵列和所述MEMS振镜片相联通的驱动器，用于驱动具有发光特性的所述像素阵列显色；所述驱动器，还用于控制所述MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像。本申请能够让小体积的投影装置提供分辨率更高的投影图像，实现优化体积、提高分辨率的目的。

Description

投影装置及方法

技术领域

本申请涉及投影显示技术领域，特别涉及投影装置及方法。

背景技术

随着投影技术的不断发展以及投影装置在越来越多领域的应用，用户对投影技术的要求也在不断增加。为了适应更多的使用场景，如在人工智能(ArtificialIntelligence，AI)领域和虚拟现实技术(Virtual Realityvr，VR)领域的使用，投影装置需要在优化体积、提高分辨率等方面提高性能。

在一种现有技术中，为了提高投影图像的分辨率，投影装置一般会采用大光机，从而造成投影装置体积较大，在另一种现有技术中，为能够达到缩减投影装置体积的效果，会在一定程度上牺牲分辨率，导致投影图像分辨率不高的问题。

发明内容

本申请提供了一种投影装置及方法，能够让小体积的投影装置提供分辨率更高的投影图像，实现优化体积、提高分辨率的目的。

第一方面，本申请实施例提供一种投影装置，包括：

设置于基底上的像素阵列，所述像素阵列具有发光特性；设置于所述基底上的悬臂梁，用于固定微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)振镜片，所述悬臂梁设置在所述像素阵列外侧，所述MEMS振镜片用于扫描所述像素阵列，所述悬臂梁和所述MEMS振镜片构成MEMS振镜；与所述像素阵列和所述MEMS振镜相联通的驱动器，用于驱动具有发光特性的所述像素阵列显色；所述驱动器，还用于控制所述MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像。

在一些示例中，所述像素阵列由多个像素块组成，如像素阵列可以是由每行M个像素块，每列N个像素块构成包含M*N个像素块的矩形像素阵列，每个像素块包括红、绿、蓝三个子像素，这些子像素具有发光特性，其中，M≥1，N≥1，M*N＞1，在一些需要圆形或梯形等像素阵列的场景中，该像素阵列也可以设置为其他形状，不以矩形为限定。

在一些示例中，可以在投影装置投影成像的光路中设置透镜等光学元件，如在像素阵列与投影得到的投影图像之间设置透镜等光学元件，以提高投影图像的成像效果。

投影装置的基底上设置有像素阵列，像素阵列可以在不同驱动信号下进行不同的显色。如，像素阵列包含M*N个像素块，M≥1，N≥1,且M*N＞1，每个像素块由红(red)、绿(green)、蓝(blue)三基色(RGB)构成，在驱动器的不同驱动信号下进行不同的显色，如不同的电信号驱动进行不同的发光显色。在悬臂梁上转动的MEMS振镜片也在驱动器的控制下沿某一轨迹、以不同的角度来回扫描该显色的像素阵列，得到扫描图块，MEMS振镜片多次扫描像素阵列得到投影图像不同位置的图块，这些图块拼合可以组成一帧完整的投影图像。

在一种可能实现的方式中，所述驱动器，具体用于在同一时序上控制所述MEMS振镜扫描和驱动所述像素阵列显色。

投影装置可以根据需要投影的图像，经过数据处理，得出以怎样的驱动信号驱动像素阵列显色和控制MEMS振镜沿轨迹转动，即可在同一时序上，按计算结果驱动像素阵列显色和控制MEMS振镜片转动，进而得到能够拼合成一幅完整投影图像的多个图块。这种将多个高分辨率的图块拼合起来得到投影图像的方法，既不需要体积较大的光机和器件，又不需要不断提高驱动器的驱动或控制速度来提高分辨率，只需要按照数据处理结果的要求驱动具有发光特性的像素阵列和控制多角度扫描的MEMS振镜，就可以实现小体积投影装置投影出高分辨率的投影图像的效果。

在一种可能实现的方式中，所述MEMS振镜为一维振镜，所述驱动器，具体用于控制所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第一角度内转动，扫描显色的所述像素阵列，得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第一图块，其中，所述一组取样点上的所述第一图块组成所述投影图像。

如，MEMS振镜为一维振镜，一维振镜可以在第一角度内，如正负五十度内进行快速的横向扫描，驱动器控制MEMS振镜片沿悬臂梁在正负五十度内转动，在一组取样时间点上，对应得到多个图块，记作第一图块。投影装置可以以多个第一图块能够拼合出一帧投影图像为选取基础确定一组取样时间点，即该取样时间点得到的多个第一图块至少可以拼合出一帧投影图像，也可以按照拼合出多帧投影图像的第一图块来确定一组取样时间点。第一角度可以根据实际所需确定，如第一角度也可以设定为正负九十度。

在一种可能实现的方式中，所述MEMS振镜为二维振镜，所述驱动器，具体用于控制一维的所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第二角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第二图块；控制另一维的所述MEMS振镜片垂直于所述悬臂梁在第三角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到另一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第三图块；其中，所述第二图块和所述第三图块组成所述投影图像。

如，MEMS振镜为二维振镜，二维振镜可以在两个方向进行扫描，根据两轴扫描模式不同，一般可以分为快轴和慢轴。一维振镜可以在第二角度内，如正负五十度内沿悬臂梁快速的横向扫描，在一组取样时间点中得到多个第二图块；另一维的MEMS振镜片可以在垂直于悬臂梁在正负十度内慢速竖直扫描，在另一组取样时间点中得到多个第三图块。同理，该两组取样时间点以得到的多个第二图块和第三图块能够拼合出一帧投影图像为选取基础，即该两组取样时间点得到的多个第二图块和第三图块至少可以拼合出一帧投影图像，亦可以按照拼合出多帧投影图像的第二图块和第三图块来确定取样时间点。第二角度也可以根据实际所需确定，不以正负十度为限定。

在一些示例中，驱动器可以通过逻辑控制驱动MEMS振镜，来控制MEMS振镜片转动，也可以通过其他驱动方式控制MEMS振镜片转动以扫描显色的像素阵列，得到扫描图像。

在一种可能实现的方式中，所述像素阵列由多个像素块构成，所述像素块包括在水平面上并列设置的、具有发光特性的红、绿、蓝子像素；或，在竖直方向上叠加设置的、具有发光特性的红、绿、蓝子像素。

一个像素块可以包括在水平面上并列设置的红、绿、蓝三个子像素。或，一个像素块包括在竖直方向上叠加设置的红、绿、蓝三个子像素。即，在水平面上并列设置的三个子像素，可以如液晶显示屏水平设置的子像素一样，水平设置。在竖直方向上叠加设置的三个子像素，则是在深度的方向上垂直排列，从俯视方向看，三个子像素之间彼此有重合。其中，红、绿、蓝的排放顺序可以按需调整，不以红、绿、蓝的顺序为限定。且红、绿、蓝三个子像素之间保持合适的距离，如按照液晶显示屏的一般像素排列距离排列。

在一种可能实现的方式中，设置在所述像素阵列表面的光学结构，所述光学结构用于将所述像素阵列的发射光校准为细光束、高准直的发射光。

光学结构可采用如布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)结构、微透镜(Micro lens)结构等。这些光学结构可以尽可能的减小像素阵列的发光角度，使其发出的光束具有细光束、高准直的特性。

在一种可能实现的方式中，所述像素阵列为发光二极管微显示(Micro LightEmitting Diode，Micro LED)阵列或有机发光二极管微显示(Micro Organic LightEmitting Display，Micro OLED)阵列。

其中，Micro LED技术是LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，每个子像素都能被独立驱动，Micro OLED技术是有机发光二极管的微缩话和矩阵话技术，亦可以单独驱动每个子像素，因此可以适用于本申请提供的投影装置，由驱动器独立驱动，每个子像素按照数字处理结果要求的驱动信号显色，从而被扫描得到需要被投影的图像的不同图块，进而组成一帧完整的投影图像。

在一种可能实现的方式中，所述MEMS振镜片的扫描轨迹为所述扫描轨迹的起始端不超过其扫描的所述像素阵列的最边缘。

MEMS振镜片的扫描轨迹可以是上下，左右等多种形式，只要能够在其轨迹上扫描得到多个图块，组成一帧完整的投影图像即可，但如果扫描轨迹超出子像素较多，会造成驱动的浪费，也会拉长成像的时间，因此扫描轨迹可以设置为保证成像的扫描路径上的最短轨迹，即扫描起始端不超过像素阵列最边缘的子像素。为了进一步减少扫描轨迹超出子像素较多的可能，扫描轨迹的终止端也不超过其扫描的所述像素阵列的最边缘。

第二方面，本申请实施例提供一种投影方法，包括：

驱动具有发光特性的像素阵列显色；控制微机电系统MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像，其中，所述悬臂梁设置在所述像素阵列外侧，用于固定所述MEMS振镜片，所述MEMS振镜片用于扫描所述像素阵列，所述悬臂梁和所述MEMS振镜片构成MEMS振镜。

在一种可能实现的方式中，所述MEMS振镜为一维振镜，所述控制微机电系统MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像包括：控制一维的所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第一角度内转动，扫描显色的所述像素阵列，得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第一图块，其中，所述一组取样点上的所述第一图块组成所述投影图像。

在一种可能实现的方式中，所述MEMS振镜为二维振镜，所述控制微机电系统MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像包括：控制一维的所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第二角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第二图块；控制另一维的所述MEMS振镜片垂直于所述悬臂梁在第三角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到另一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第三图块；其中，所述第二图块和所述第三图块组成所述投影图像。

在一种可能实现的方式中，所述驱动具有发光特性的像素阵列显色；控制微机电系统MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像包括：在同一时序上驱动具有发光特性的所述像素阵列显色和控制所述MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像。

在一种可能实现的方式中，所述MEMS振镜片的扫描轨迹为所述扫描轨迹的起始端不超过其扫描的所述像素阵列的最边缘。

本方法通过MEMS振镜在不同角度下扫描具有发光特性的像素阵列得到投影图像，这种方法得到的投影图像分辨率高，图片效果好，且MEMS振镜和像素阵列体积都较小，设置在投影装置中，可以支持体积很小的投影装置投影，能够实现优化投影装置体积、提高投影装置分辨率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的投影装置的俯视图；

图2为投影装置扫描图形的结构示意图；

图3为MEMS振镜片的移动轨迹示意图；

图4为本申请实施例提供的投影装置的扫描显示示意图

图5为像素块的排列分布图；

图6为本申请实施例提供的投影方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。以下结合附图及实施例，对本申请进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的投影装置可以包括工程投影机、影院投影机、激光电视、家庭影院、教育投影机和便携式微型投影机等，可以部署在不同场景中使用，如室内或室外、手持或车载等；也可以部署在水面上(如轮船中等)；或可以部署在空中(例如飞机和卫星上等)。随着传统投影技术中不断成熟，投影装置也被安装在不同的设备中，适用于各种使用场景，如，可以广泛应用在AI领域和VR领域中，也可以适用于远程医疗(remote medical)中的投影设备、智能电网(smart grid)中的投影设备、运输安全(transportation safety)中的投影设备、智慧城市(smart city)中的投影设备、智慧家庭(smart home)中的投影设备等，且该投影显示装置既可以放置在水平面上，也可以通过吊柱吊挂在屋顶上，亦或是安装于其他需要投影的设备中使用，本申请对此不作限定。

本申请实施例提供一种投影装置，图1为本申请实施例提供的投影装置的俯视图，如图1所示，该投影装置100包括：基底101、像素阵列102、MEMS振镜103和驱动器104，其中，MEMS振镜103包括悬臂梁1031和MEMS振镜片1032。

在一些示例中，可以在投影装置100投影成像的光路中设置透镜等光学元件，如在像素阵列102与投影得到的投影图像之间设置透镜等光学元件，以提高投影图像的成像效果。

该投影装置100包括设置于基底101上的像素阵列102，像素阵列102具有发光特性。

在一些示例中，像素阵列102可以是由多个像素块构成的矩形阵列，如由每行M个像素块1021，每列N个像素块构成，其中，M≥1，N≥1，且M*N＞1。像素块包括具有发光特子像素性。本申请以像素阵列为矩形举例说明，该像素阵列可以依据使用场景不同而设置为不同的形状，不以矩形举例为限定。

如每个像素块包括子像素，一般为三基色的子像素，即红、绿、蓝三个子像素，但在分辨率要求更高的场景中，也可以设置为更多基色的子像素。

设置于基底101上的悬臂梁1031，用于固定MEMS振镜片1032，悬臂梁1031设置在像素阵列102外侧，MEMS振镜片1032用于扫描像素阵列102。

如图1所示，悬臂梁1031和MEMS振镜片1032构成MEMS振镜103。

与像素阵列102和MEMS振镜片1032相联通的驱动器104，用于驱动具有发光特性的像素阵列102显色。

该驱动器104还用于控制MEMS振镜片1032在悬臂梁1031上转动以扫描显色的像素阵列102得到投影图像。

图1中的驱动器104的位置只是一种示意，驱动器可以根据实际需要调整所在位置不以本例为限制，只需与像素阵列102和MEMS振镜103相联通，可以向像素阵列102和MEMS振镜103发射驱动信号，进而驱动像素阵列102显色、控制MEMS振镜103扫描得到投影图像即可。

在一些示例中，驱动器104可以是集成多种驱动功能的驱动器，如具有驱动像素阵列发光显示的电信号的驱动功能，且具有通过逻辑控制MEMS振镜的镜片转动来扫描成像的驱动功能。本申请提供的驱动器104既可以是多种驱动器组合也可以多种功能集成，只要能够驱动像素阵列显色，且能控制控制MEMS振镜的镜片转动来扫描成像即可，不以具体的驱动方式为限定。

在现有的一些投影显示技术中，由于硅基液晶或反射式液晶光阀(liquidcrystal onsilicon，LCOS)技术、数字光处理(Digital Light Processing，DLP)等技术的特性，其投影成像均需要背光源、光源整形系统、棱镜的等较为复杂的光学原件和系统，这种情况下投影装置的体积较大，无法适应小体积的作业场景。本申请使用具有发光特性的子像素排列为像素块，由像素块组成像素阵列102设置于基底101上，不需要复杂的系统便可以利用红(red)、绿(green)、蓝(blue)三基色(RGB)为显像光源，通过绕悬臂梁1031转动的MEMS振镜片1032沿固定的轨迹来回扫描被同一驱动信号驱动显色的像素阵列102，分别得到多个图块，这多个图块可以组成一帧完整的投影图像，从而达到小体积的投影装置扫描成像的效果。

虽然现在的投影显示技术中，有一些使用激光投影显示技术利用MEMS振镜的反射光成像的投影方法，但是该方法存在投影装置体积小时分辨率低，分辨率提高后需要的器件尺寸和光机体积都相应增大，且需要驱动器高速驱动才能保证成像，无法保障小体积投影装置的使用。本申请中的投影装置，为解决该问题，提供一种适用于小体积投影的高分辨率投影装置100，投影装置100的基底101上设置有像素阵列，像素阵列可以在驱动器104的驱动下进行不同的显色，且在悬臂梁1031上转动的MEMS振镜片1032在驱动器104的驱动下沿某一轨迹、以不同的角度来回扫描像素阵列，得到扫描图块，这些图块组成一帧完整的投影图像。这种投影装置100只需要根据需要投影的图像，通过数据处理，得出以怎样的驱动信号驱动像素阵列102显色和驱动MEMS振镜103沿轨迹转动扫描的角度，即可在同一时序上，按需要驱动像素阵列102显色和控制MEMS振镜片1032转动，就可以得到投影图像的各图块，这些图块拼合起来，投影设备100即不需要体积较大的光机和器件，又不需要驱动器高速驱动，就可以得到高分辨率的投影图像。

图2为投影装置扫描图形的结构示意图，如图2所示，本申请提供的投影装置100通过控制绕悬臂梁1031转动的MEMS振镜片1032，使得MEMS振镜片1032沿一定角度转动，也即沿一定的轨迹移动，对像素阵列102进行扫描，像素阵列102设置于MEMS振镜片1032前端，在MEMS振镜片1032与投影成像位置之间，可以贴合于MEMS振镜片1032之上，如图2所示，也可以固定于MEMS振镜片1032与投影成像位置之间，只要像素阵列102显色能够随MEMS振镜片1032转动的不同角度而在投影成像位置上成像即可，不以图2所示具体的位置为限定。

MEMS振镜片1032移动的轨迹可以根据需要成像的图像或像素阵列102来确定，如，可以根据能够取得完整的需成像图像，或者能够完整覆盖像素阵列102来确定的移动轨迹。

图3为MEMS振镜片的移动轨迹示意图，如图3所示，如果MEMS振镜片1032是按照图2中的角度转动扫描，即从图2中实线标识的MEMS振镜片1032的扫描位置，到虚线标识的MEMS振镜片1032的另一个扫描位置，再从虚线标识的MEMS振镜片1032的位置转动到实线标识的MEMS振镜片1032的扫描位置，来回往复，那么形成的扫描轨迹就如图3所示的移动轨迹，该MEMS振镜片1032在该移动轨迹上反复对像素阵列102扫描，在不同的投影位置上投射出不同的图块，这些图块可以拼合成一帧完整的投影图像。

举例来说，在投影装置100使用过程中，需要显示投影图像，此时MEMS振镜片1032会沿着固定的扫描轨迹，如图3所示，对该扫描轨迹覆盖的像素阵列102进行反复的扫描，图3仅用于举例，MEMS振镜片1032的移动轨迹不以此扫描路径为限定。

需要说明的是，MEMS振镜103可以分为一维振镜和二维振镜。

图4为本申请实施例提供的投影装置的扫描显示示意图，如图4所示，该投影装置100在一组取样时间点上的得到不同的图块，每一个图块都对应完整投影图像的一部分，这些图块组合起来，即可以呈现出一帧完整的投影图像。

在一些示例中，MEMS振镜103为一维振镜，驱动器104具体用于控制MEMS振镜片1032沿悬臂梁1031在第一角度内转动，扫描显色的像素阵列102得到一组取样时间点上MEMS振镜片1032扫描出的第一图块，其中，一组取样点上的第一图块组成投影图像。

比如，MEMS振镜103为一维振镜，一维振镜可以进行快速的横向扫描，第一角度可以是50度，驱动器104控制MEMS振镜片1032沿悬臂梁1031在正负50度内转动，如图4所示，可以是在t₁到tn，再到t_m再到t_s这一组取样时间点上分别得到多个第一图块，这一组取样时间点对应的所有的第一图块组成的完整帧，便是一帧需要投影的投影图像。这里的第一角度还可以设置为90度，30度等，不以上例为限。

或者，MEMS振镜103为二维振镜，二维振镜可以在两个方向进行扫描，根据两轴扫描模式不同，一般可以分为快轴和慢轴，如，可以确定控制一维的MEMS振镜片1032沿悬臂梁1031转动的为快轴，控制另一维的MEMS振镜片1032垂直于悬臂梁1031转动的为慢轴。

驱动器104具体用于控制一维的MEMS振镜片1032沿悬臂梁1031在第二角度内转动，扫描显色的像素阵列得到一组取样时间点上MEMS振镜片1032扫描出的第二图块；控制另一维的MEMS振镜片1032垂直于悬臂梁1031在第三角度内转动，扫描显色的像素阵列102得到另一组取样时间点上MEMS振镜片1032扫描出的第三图块。其中，第二图块和第三图块组成投影图像。

在一些示例中，驱动器104控制一维的MEMS振镜片1032沿悬臂梁1031在正负50度内转动，扫描显色的像素阵列得到如图4所示t₁到t_n这一组取样时间点上MEMS振镜片1032扫描出的第二图块，如图4第一行图块；控制另一维的MEMS振镜片1032垂直于悬臂梁1031在正负10度内转动，扫描显色的像素阵列得到如图4所示，t_m到到t_s这一组取样时间点上MEMS振镜片1032扫描出的第三图块；两个方向都扫描完，也即得到这两组取样时间点对应的所有的第二图块和第三图块，即可以组成一帧需要投影的完整的投影图像，由于组成一帧完整的投影图像的时间小于人眼分辨图帧切换的时间，因此用户通过本投影装置投影观看图片或视频均可以正常使用，不会因多个图块拼合成投影图像而影响使用感受。

本例中的第二角度和第三角度也可以根据扫描实际所需确定，不以上述举例为限。

基于以上的方式得到的投影图像可以按实际所需提供多种分辨率，当对投影图像的分辨率要求较高时，投影图像能够达到较高的分辨率。一维的MEMS振镜片和二维的MEMS振镜片均有自己适配的使用场景，如某些AI或VR场景中，投影装置需要更小的体积进行适配，那么该投影装置可以只配置一维的MEMS振镜片，如果需要该投影装置提供480*640的投影图像，且像素阵列是1*480的阵列，那么，纵向的分辨率可以由每次扫描时的纵向像素阵列显色提供，横向的分辨率需要一维的MEMS振镜需要扫描出640个真实的像素来支持得到投影图像得到该分辨率，虽然这种扫描方式需要在横向上扫描取样的图块更多，但是其投影装置的配置更加简单，分辨率也能达到要求，可以适用于对配置要求较低的场景中，投影图像的分辨率要求、像素阵列的子像素排列方式均可以根据实际需要调整，不以本例为限定。

二维的MEMS振镜扫描同样的图像得到相同分辨率的投影图像可以同时在两个方向上扫描，虽然配置比一维的MEMS振镜略复杂，但得到投影图像的速度更快，可以适用于对成像速度要求更高的场景。

在一些示例中，驱动器104，具体用于在同一时序上控制MEMS振镜103扫描和驱动像素阵列102显色。

需要被投影的图像信息经过数据处理，可以转化为两部分驱动信号，驱动器104分别输出这两部分驱动信号，如，一个逻辑控制信号用于控制MEMS振镜103的MEMS振镜片1032，一个电信号用于驱动像素阵列102显色，这两部分的驱动信号需要在保证在同一时序下对MEMS振镜103进行控制和对像素阵列102进行驱动，确保实时性可以保障像素阵列102的显色与MEMS振镜103的扫描驱动一致，使得投影图像的显示更精准，显示效果更好。

进一步地，像素阵列102由多个像素块1021构成，图5为像素块的排列分布图，如图5所示，像素块1021包括在水平面上并列设置的、具有发光特性的红、绿、蓝子像素；或，在竖直方向上叠加设置的、具有发光特性的红、绿、蓝子像素。

像素块1021中的红、绿、蓝三个子像素，分别记作红色子像素1，绿色子像素2和蓝色子像素3，三个子像素可以以不同的形式进行排列。如，图5左图所示，一个像素块可以包括在水平面上并列设置的红、绿、蓝三个子像素；或，如图5右图所示，一个像素块包括在竖直方向上叠加设置的红、绿、蓝三个子像素。

比如说，在水平面上并列设置的三个子像素，可以如液晶显示屏水平设置的子像素一样，水平设置。在竖直方向上叠加设置的三个子像素，则是在深度的方向上垂直排列，从俯视方向看，三个子像素之间彼此有重合。其中，红、绿、蓝的排放顺序可以按需调整，不以图示标注顺序为限定。

其中，红、绿、蓝三个子像素之间保持合适的距离，如按照液晶显示屏的一般像素排列距离排列。

在一些示例中，像素阵列102为Micro LED阵列或Micro OLED阵列。

其中，Micro LED技术是LED微缩化和矩阵化技术，指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，每个子像素都能独立驱动，Micro OLED技术是有机发光二极管的微缩化和矩阵化技术，亦可以单独驱动每个子像素，因此可以适用于本申请实施例提供的投影装置，由驱动器独立驱动，每个子像素按照数据处理后的要求得到的信号被驱动显色，从而被扫描得到需要被投影的图像的不同图块，进而组成一帧完整的投影图像。

在一些示例中，投影装置还包括设置在像素阵列102表面的光学结构，光学结构用于将像素阵列的发射光校准为细光束、高准直的发射光。光学结构可采用如DBR结构、Microlens结构等。这些光学结构可以尽可能的减小Micro LED或Micro OLED像素阵列的发光角度，使其发出的光束具有细光束、高准直的特性。

在一些示例中，MEMS振镜片的扫描轨迹为扫描轨迹的起始端不超过其扫描的像素阵列的最边缘。如上述举例，MEMS振镜片的扫描轨迹可以是上下，左右等多种形式，只要能够在其轨迹上扫描得到多个图块，组成一帧完整的投影图像即可，但如果扫描轨迹超出子像素较多，会造成驱动的浪费，也会拉长成像的时间，因此扫描轨迹可以设置为保证成像的扫描路径上的最短轨迹，即扫描起始端不超过像素阵列最边缘的子像素。为了进一步减少扫描轨迹超出子像素较多的可能，扫描轨迹的终止端也不超过其扫描的所述像素阵列的最边缘的子像素。

在一种可能的方式中，本申请实施例提供的投影装置中的像素阵列可以制备在MEMS振镜片上，如可以按照上述举例在MEMS振镜片上制备Micro LED或Micro OLED阵列，其中MEMS振镜可以是一维的振镜，即具有一个方向的悬臂梁结构的振镜，也可以是二维的振镜，即具有相互垂直的两个方向的悬臂梁结构的振镜。

Micro LED或Micro OLED阵列具有M*N的像素块，其中M≥1、N≥1，且M*N>1。MicroLED或Micro OLED阵列中，每个像素块之间参照液晶显示屏中的像素排列距离排列分布，并且每个像素块的RGB的彩色子像素也可以有不同的排列方式，如RGB子像素在平面上分离，或RGB子像素位于同一平面位置，在垂直方向上依次堆叠排列。在本申请实施例不限定子像素的排列方式。

在实际显示中，MEMS振镜片会沿着固定的扫描轨迹进行反复的扫描，MEMS上集成的Micro LED或Micro OLED会实时进行相应的显色，当MEMS振镜片扫描的过程中，通过适当地驱动Micro LED或Micro OLED的像素阵列，逐一得到多个图块，这些图块拼合起来最终在一定时间内组成二维的显示画面，即投影图像。

此外，为了保证整个方案的可行性，Micro LED或Micro OLED像素阵列的表面可以制备一种光学结构，以尽量减小Micro LED或Micro OLED的发光角度，使其发出的光束具有细光束、高准直的特性。

当MEMS振镜片沿着固定的二维扫描轨迹进行扫描的时候，最终形成的效果如图4所示。当t₁时刻下，MEMS振镜片处于某一角度，Micro LED或Micro OLED像素阵列显示在最终显示画面的左上角。当MEMS振镜片沿着水平方向进行角度转动的过程中，Micro LED或Micro OLED像素阵列会在在待显示投影图像的不同位置显示画面，即显示一个图块，如t_n时刻也会在之前的图块基础上在另一位置显示图块。

此外，当MEMS振镜片在竖直方向上转动一定角度的时候，Micro LED或Micro OLED像素阵列会在待显示投影图像的不同竖直位置上显示画面，如t_m时刻和t_s时刻。最终，从t₁时刻到t_s时刻之间，可以组成整个二维显示画面，对应显示一帧投影图像。以此往复，多帧投影图像可以构成投影视频等。

需要说明的是，MEMS集成Micro LED或Micro OLED的投影装置，最终可以形成二维的显示画面即投影图像，对于显示的二维画面可以进行分析，并且优化图像处理方法得到更合适的驱动信号，以提升显示效果，这一步骤可以在投影装置调试时进行，也可以内置处理器在使用过程中优化调试，在此不做限定。

本申请实施例提供的投影装置，通过驱动具有发光特性的像素阵列和扫描该阵列的MEMS振镜，得到投影图像，既不需要较大的光机提供光源，又不需要高速驱动MEMS即可以得到高分辨率的投影图像。能够在保证投影装置小于2立方厘米的条件下，投影出1080P级以上的图像，解决了现有技术中存在的高分辨率需要大体积投影设备，小体积投影设备投影图像分辨率不高的问题。

本申请实施例提供一种投影方法，图6为本申请实施例提供的投影方法流程图，包括：

S101、驱动具有发光特性的像素阵列显色。

在一些示例中，该像素阵列可以由多个像素块组成矩形像素阵列，如每行M个像素块，每列N个像素块构成，像素块包括红、绿、蓝三个子像素，子像素具有发光特性，其中，M≥1，N≥1，M*N＞1。

S102、控制MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的像素阵列得到投影图像。

其中，悬臂梁设置在像素阵列外侧，用于固定MEMS振镜片，MEMS振镜片用于扫描像素阵列。悬臂梁和MEMS振镜片构成MEMS振镜。

S101和S102是同一时序进行的，没有先后顺序。

在一些示例中，MEMS振镜为一维振镜，控制MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的像素阵列得到投影图像包括：控制一维的MEMS振镜片沿悬臂梁在第一角度内转动，扫描显色的像素阵列，得到一组取样时间点上MEMS振镜片扫描出的第一图块，其中，一组取样点上的第一图块组成投影图像。

在一些示例中，MEMS振镜为二维振镜，控制MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的像素阵列得到投影图像包括：控制一维的MEMS振镜片沿悬臂梁在第二角度内转动，扫描显色的像素阵列得到一组取样时间点上MEMS振镜片扫描出的第二图块；控制另一维的MEMS振镜片垂直于悬臂梁在第三角度内转动，扫描显色的像素阵列得到另一组取样时间点上MEMS振镜片扫描出的第三图块；其中，第二图块和第三图块组成投影图像。

进一步地，驱动具有发光特性的像素阵列显色，控制MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的像素阵列得到投影图像可以是在同一时序上驱动具有发光特性的像素阵列显色和控制MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的像素阵列得到投影图像。待投影的图像信息经过数据处理，输出两部分驱动信号，一个用于驱动MEMS振镜片转动以扫描显色的像素阵列得到投影图像，另一个用于驱动像素阵列显色，如驱动Micro LED或Micro OLED阵列显色，这两个驱动需要在保证在同一时序下，以保障投影图像的显示效果。

在一些示例中，MEMS振镜片的扫描轨迹为扫描轨迹的起始端不超过其扫描的像素阵列的最边缘。MEMS振镜片的扫描轨迹为扫描轨迹的终止端也不超过其扫描的像素阵列的最边缘。

该方法可以通过上述投影装置举例的方法适用于投影装置中进行图像的投影，但不以适用于上述投影装置为限定。

本申请实施例提供的投影装置、方法，通过驱动具有发光特性的像素阵列和扫描该阵列的MEMS振镜，得到投影图像，既不需要较大的光机提供光源，又不需要高速驱动MEMS即可以得到高分辨率的投影图像。能够让小体积的投影装置提供分辨率更高的投影图像，实现优化体积、提高分辨率的目的。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (13)

1.一种投影装置，其特征在于，包括：

设置于基底上的像素阵列，所述像素阵列具有发光特性；

设置于所述基底上的悬臂梁，用于固定微机电系统MEMS振镜片，所述悬臂梁设置在所述像素阵列外侧，所述MEMS振镜片用于扫描所述像素阵列，所述悬臂梁和所述MEMS振镜片构成MEMS振镜；

与所述像素阵列和所述MEMS振镜相联通的驱动器，用于驱动具有发光特性的所述像素阵列显色；

所述驱动器，还用于控制所述MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述MEMS振镜为一维振镜，

所述驱动器，具体用于控制所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第一角度内转动，扫描显色的所述像素阵列，得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第一图块，其中，所述一组取样点上的所述第一图块组成所述投影图像。

3.根据权利1所述的装置，其特征在于，所述MEMS振镜为二维振镜，

所述驱动器，具体用于控制一维的所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第二角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第二图块；

控制另一维的所述MEMS振镜片垂直于所述悬臂梁在第三角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到另一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第三图块；

其中，所述第二图块和所述第三图块组成所述投影图像。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述像素阵列由多个像素块构成，所述像素块包括在水平面上并列设置的、具有发光特性的红、绿、蓝子像素；或，在竖直方向上叠加设置的、具有发光特性的红、绿、蓝子像素。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，

所述驱动器，具体用于在同一时序上控制所述MEMS振镜扫描和驱动所述像素阵列显色。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

设置在所述像素阵列表面的光学结构，所述光学结构用于将所述像素阵列的发射光校准为细光束、高准直的发射光。

7.根据权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于，

所述像素阵列为发光二极管微显示Micro LED阵列或有机发光二极管微显示MicroOLED阵列。

8.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，

所述MEMS振镜片的扫描轨迹为所述扫描轨迹的起始端不超过其扫描的所述像素阵列的最边缘。

9.一种投影方法，其特征在于，包括：

驱动具有发光特性的像素阵列显色；

控制微机电系统MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像，其中，所述悬臂梁设置在所述像素阵列外侧，用于固定所述MEMS振镜片，所述MEMS振镜片用于扫描所述像素阵列，所述悬臂梁和所述MEMS振镜片构成MEMS振镜。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述MEMS振镜为一维振镜，

所述控制微机电系统MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像包括：

控制一维的所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第一角度内转动，扫描显色的所述像素阵列，得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第一图块，其中，所述一组取样点上的所述第一图块组成所述投影图像。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述MEMS振镜为二维振镜，

所述控制微机电系统MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像包括：

控制一维的所述MEMS振镜片沿所述悬臂梁在第二角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第二图块；

控制另一维的所述MEMS振镜片垂直于所述悬臂梁在第三角度内转动，扫描显色的所述像素阵列得到另一组取样时间点上所述MEMS振镜片扫描出的第三图块；

其中，所述第二图块和所述第三图块组成所述投影图像。

12.根据权利要求9至11任一项所述的方法，其特征在于，所述驱动具有发光特性的像素阵列显色；控制微机电系统MEMS振镜片在悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像包括：

在同一时序上驱动具有发光特性的所述像素阵列显色和控制所述MEMS振镜片在所述悬臂梁上转动以扫描显色的所述像素阵列得到投影图像。

13.根据权利要求9至12任一项所述的方法，其特征在于，

所述MEMS振镜片的扫描轨迹为所述扫描轨迹的起始端不超过其扫描的所述像素阵列的最边缘。