TW201318432A - 車用投影系統 - Google Patents
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Abstract
一種車用投影系統包括一投影裝置、一投影螢幕以及一影像校正模組。投影裝置提供一影像光束。投影螢幕接收影像光束。影像光束在投影螢幕形成一影像畫面，且投影螢幕為一非平面。影像校正模組配合投影螢幕的一表面形狀，校正影像光束，以補償影像畫面的失真。
Description
本發明是有關於一種車用投影系統，且特別是有關於一種具有非平面投影螢幕的車用投影系統。
隨著科技的發展，汽車製造廠內建越來越先進的影音、導航以及電話功能在中控台上。而要在狹小的中控台上建置許多傳統按鈕或旋鈕來控制這些功能可能會讓中控台顯得擁擠。因此，許多車廠導入觸控螢幕技術來控制這些複雜的功能，藉以讓中控台的設計更為簡潔。目前車廠主要是使用薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)來設計汽車中控台。由於TFT-LCD與半導體製程同樣需要真空蒸鍍與蝕刻，所以基板材料通常選擇能忍受強酸強鹼的腐蝕及耐高溫的玻璃材質。同時由於蒸鍍均勻性的要求，玻璃材質必須是非常平整的平面，而這也大大限制了其外型設計的可塑性。至於較新的有機發光二極體(OLED)顯示技術雖然有可饒的特點，也具有廣視角以及良好色彩飽和度，但是其還有許多技術問題尚待克服。例如量產技術不足、壽命比LCD短及在大尺寸的應用尚不成熟等缺點。
目前的主流的螢幕技術無論LCD或OLED均無法有效地使用實用性高、大尺寸以及長壽命的曲面顯示器。所以目前車廠在設計車艙內的螢幕顯示器外型時往往屈就於面板的平面外型限制，只能設計出一個單調的顯示介面。
因此，具有曲面投影螢幕的投影系統即可讓車內的顯示介面有較多的變化，若能將投影系統應用在汽車的影音系統，不僅可增加其多樣性，更可以有效且實用地達成降低其成本。然而，對汽車影音系統而言，如何將投影螢幕曲線融合在車艙內的設計，並且提供一個品質良好且低失真的影像畫面仍有其困難度。舉例而言，美國專利公開號20100182236與美國專利號6999133均揭露投影系統的影像校正技術。
本發明提供一種車用投影系統，其提供一曲面投影螢幕，將投影螢幕的曲線融合在車艙內的設計，並且提供品質良好且低失真的影像畫面。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述的一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種車用投影系統包括一投影裝置、一投影螢幕以及一影像校正模組。投影裝置提供一影像光束。投影螢幕接收影像光束。影像光束在投影螢幕上形成一影像畫面，且投影螢幕為一非平面。影像校正模組配合投影螢幕的表面形狀校正影像光束，用以補償影像光束投影至投影螢幕的影像畫面所產生的變形。
在本發明的一實施例中，上述影像校正模組為一透鏡組。透鏡組配置於投影裝置內，影像光束穿透該透鏡組後，投射於投影螢幕，其中透鏡組配合投影螢幕的表面形狀校正影像光束。
在本發明的一實施例中，上述透鏡組對應投影螢幕的表面形狀在各方向上的放大倍率不相等。
在本發明的一實施例中，上述影像校正模組為一透鏡組。透鏡組配置於投影裝置與投影螢幕之間，影像光束從投影裝置投射出來後，穿透該透鏡組並投射於投影螢幕，其中透鏡組配合投影螢幕的表面形狀，校正影像光束。
在本發明的一實施例中，上述透鏡組對應投影螢幕的表面形狀在各方向上的放大倍率不相等。
在本發明的一實施例中，上述影像校正模組為一影像處理電路。影像處理電路配置於投影裝置內，並且配合投影螢幕的表面形狀校正影像光束。
在本發明的一實施例中，上述投影螢幕的表面為一曲面。
在本發明的一實施例中，上述投影螢幕的表面為一不規則表面。
基於上述，本發明的實施例可達到下列優點或功效的至少其一。在本發明的範例實施例中，車用投影系統利用光學式或電子式的影像校正模組來對形狀不規則的非平面投影螢幕進行影像的校正，以提供品質良好、低失真且無變形的影像畫面。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
圖1繪示一投影裝置搭配一平面投影螢幕的投影系統示意圖，圖2為圖1的投影系統在平面投影螢幕的影像畫面示意圖。請參考圖1及圖2，一般而言，投影裝置110用以將一影像光束I1投射至投影螢幕120，以讓觀賞者可在投影螢幕120上看到一對應的影像畫面150。在此投影系統100中，由於投影螢幕120為一平面，因此觀賞者可觀賞到一低失真且沒有變形的影像畫面150。
然而，若將其應用在汽車的影音系統時，受限於投影螢幕120的平板表面，投影螢幕的表面形狀與車艙內的設計格格不入，而影響影音系統設計的多樣性。
圖3繪示一投影裝置搭配一曲面投影螢幕的投影系統示意圖，圖4為圖3的投影系統在曲面投影螢幕的影像畫面示意圖。請參考圖3及圖4，為了增加車內影音系統或中控介面設計的多樣性，利用投影裝置210配合一曲面的投影螢幕220可以快速達成有效且實用的曲面投影系統200，而不需像LCD或OLED的顯示器必須涉及複雜的半導體製程。而可塑性高的投影螢幕220可以變化出多樣化的屏幕樣式，所以可方便車廠將曲面投影螢幕220的曲線融合在車內的設計。
然而，投影裝置210所投射的影像光束I2若未經校正，其顯示於投影螢幕220上將產生一形狀變形的影像畫面250。因此，雖然配備曲面投影螢幕220的投影系統200可融合在車內的設計，然而變形的影像畫面250不僅無法提供觀賞者賞心悅目的多媒體影音享受且也無法取得明確清楚的顯示介面，更失去在車內配置投影系統200的意義。
在本發明的實施例中，在光學方法上，利用具有特殊放大倍率的鏡頭或者是在一般鏡頭間和曲面螢幕間放上影像校正透鏡模組；在電子方法上，利用影像處理電路來校正影像訊號，以解決不規則曲面螢幕產生的影像變形問題。
圖5繪示本發明一實施例的車用投影系統的示意圖。圖6為圖5車用投影系統形成的一校正畫面及一影像畫面。請參考圖5及圖6，本實施例的車用投影系統300包括一投影裝置310、一投影螢幕320以及一影像校正模組330，其中投影裝置設有一投影鏡頭312，用以投射出一影像光束I3。在本實施例中，影像校正模組330例如是一配置於投影鏡頭312內的透鏡組。
影像光束I3穿透投影鏡頭312的影像校正模組330後，形成一校正畫面340。投影螢幕320用以接收校正過的影像光束I3並形成一影像畫面350。其中投影裝置310內部的影像校正模組330係配合投影螢幕320的表面形狀來預先校正影像光束I3，以補償未校正前的影像畫面的變形。因此，影像光束I3在投影螢幕320上形成已校正的影像畫面350。在本實施例中，預先校正係指影像光束I3在投影出投影裝置310前已先進行校正的步驟，因此影像光束I3係對應於一預先校正的校正畫面340。
在本實施例中，投影螢幕320的表面例如是一曲面或一不規則形表面的非平面。影像校正模組330的透鏡組配合並對應投影螢幕320的表面形狀在投影螢幕320上的各方向的放大倍率並不相等，以對尚未投射出投影裝置310的校正前影像光束進行補償。因此，即使投影螢幕320為一非平面，觀賞者仍可在投影螢幕320上觀賞到品質良好、低失真且無變形的影像畫面350。
舉例而言，若未經校正的影像光束I3投射至非平面的投影螢幕320係呈現一枕形失真(Barrel Distortion)的影像畫面，則配合投影螢幕320的表面形狀而設計的影像校正模組330，例如可以是一配置於投影裝置310內部，用以校正枕形失真的透鏡組；類似地，若未經校正的影像光束I3投射至非平面的投影螢幕320係呈現一桶形失真的影像畫面，則配合投影螢幕320的表面形狀而設計的影像校正模組330，例如可以是一配置於投影裝置310內部且用以校正桶形失真的透鏡組。
圖7繪示本發明另一實施例的車用投影系統的示意圖。圖8為圖7的車用投影系統形成的一校正畫面及一影像畫面。請參考圖7及圖8，本實施例的車用投影系統400類似於圖5的車用投影系統300，惟兩者主要的差異例如在於車用投影系統400的影像校正模組430係配置於投影裝置410外，且影像校正模組430係配置於投影裝置410與投影螢幕420之間，並配合投影螢幕420的表面形狀來校正影像光束I4。
在本實施例中，投影螢幕420的表面例如也是一曲面或一不規則形表面的非平面，在此，影像校正模組430係配置在投影螢幕420旁的校正透鏡組，用以接收影像光束I4，並配合投影螢幕420的表面形狀來校正影像光束I4。投影裝置410所提供的影像光束I4穿透過影像校正模組430後，其係形成一預先校正的校正畫面440，然後再投影至投影螢幕420產生影像畫面450。因此，本實施例中作為影像校正模組430的校正透鏡組對應投影螢幕420的表面形狀在各方向上的放大倍率並不相等，用以對穿透過的影像光束I4進行補償及校正。
在上述實施例中，係利用具有特殊放大倍率的透鏡組的投影鏡頭或者是在非平面螢幕旁放上校正透鏡組，但本發明並不限於此。在另一實施例中，車用投影系統也可利用電子式的影像校正方法來解決不規則曲面螢幕產生的影像變形問題。
圖9繪示本發明另一實施例的車用投影系統的示意圖。圖10為圖9的車用投影系統形成的一校正畫面及一影像畫面。請參考圖9及圖10，本實施例的車用投影系統500類似於圖5的車用投影系統300，惟兩者主要的差異例如在於車用投影系統500的影像校正模組530係配置於投影裝置510內部的一影像處理電路。
在本實施例中，投影螢幕520的表面例如是一不規則形表面的非平面。作為影像校正模組530的影像處理電路，其電路結構係配合投影螢幕520的不規則表面形狀來設計，利用偵測裝置(圖中未顯示)偵測投影螢幕520的不規則表面形狀，以因應不同表面形狀的投影螢幕520，對尚未投射出投影裝置510的影像光束I5進行補償及校正，並可形成一校正畫面540。因此，影像光束I5經過影像處理電路校正且投射至投影螢幕520後，即使投影螢幕520為一非平面，觀賞者仍可在投影螢幕520上觀賞到品質良好、低失真且無變形的影像畫面550。是以，利用電子訊號式的影像校正方法，亦可達到補償影像畫面失真及變形的目的。
圖11繪示本發明一實施例的車用投影系統設置於一車輛的示意圖。本實施例將圖7及圖8的車用投影系統400設置於一車輛600的中控台610中。請參考圖7、圖8及圖11，本實施例中，將投影系統400的投影裝置410設置於車輛600前方的中控台610內部，投影系統400的曲面或不規則表面的投影螢幕420配置於中控台610的操作界面(未標號)上，並且在投影裝置410及投影螢幕420之間設置影像校正模組430，當影像光束I4從投影裝置410投射出來並穿透影像校正模組430後，影像校正模組430配合投影螢幕420的表面形狀校正影像光束I4，使影像光束I4投射至投影螢幕420的影像畫面350沒有變形的問題，以供駕駛620操作。
綜上所述，本發明的實施例可達到下列優點或功效的至少其一。在本發明的範例實施例中，對於特殊的曲面或不規則表面的螢幕，車用投影系統係導入放大倍率在各方向不相等的透鏡組來補償螢幕造成的影像變形問題。另外，若有成本上的考量，也可以將校正透鏡組擺設在投影裝置和其螢幕間。如此一來，對於不同的曲面螢幕可以不用重新設計特殊鏡頭，而只要設計校正透鏡組即可。而校正影像也可以是電子式，利用輸入影像訊號的預先校正，也可以處理曲面螢幕產生的影像變形及失真問題，而電子式的方法對於形狀極不規則的曲面螢幕校正會較光學式來的方便。
雖然本發明已經以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露的全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋的功用，並非用來限制本發明的權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100、200．．．投影系統
110、210、310、410、510．．．投影裝置
120、220、320、420、520．．．投影螢幕
150、250、350、450、550．．．影像畫面
300、400、500．．．車用投影系統
312．．．投影鏡頭
340、440、540．．．校正畫面
330、430、530．．．影像校正模組
600．．．車輛
610．．．中控台
620．．．駕駛
I1、I2、I3、I4、I5．．．影像光束
圖1繪示一投影裝置搭配一平面投影螢幕的投影系統示意圖。
圖2為圖1的投影系統在平面投影螢幕的影像畫面示意圖。
圖3繪示一投影裝置搭配一曲面投影螢幕的投影系統示意圖。
圖4為圖3的投影系統在曲面投影螢幕的影像畫面示意圖。
圖5繪示本發明一實施例的車用投影系統的示意圖。
圖6為圖5的一影像光束經過一影像校正模組的一校正畫面及形成於一投影螢幕的一影像畫面。
圖7繪示本發明另一實施例的車用投影系統的示意圖。
圖8為圖7的一影像光束經過一影像校正模組的一校正畫面及形成於一投影螢幕的一影像畫面。
圖9繪示本發明另一實施例的車用投影系統的示意圖。
圖10為圖9的一影像光束經過一影像校正模組的一校正畫面及形成於一投影螢幕的一影像畫面。
圖11繪示本發明一實施例的車用投影系統設置於一車輛的示意圖。
400．．．車用投影系統
410．．．投影裝置
420．．．投影螢幕
430．．．影像校正模組
I4．．．影像光束
Claims (8)
- 一種車用投影系統，包括：一投影裝置，用以投射出一影像光束；一投影螢幕，接收該影像光束，其中該影像光束在該投影螢幕上形成一影像畫面，且該投影螢幕為一非平面；以及一影像校正模組，配合該投影螢幕的一表面形狀，校正該影像光束，用以補償該影像光束投影至該投影螢幕的該影像畫面所產生的一變形。
- 如申請專利範圍第1項所述的車用投影系統，其中該影像校正模組為一透鏡組，配置於該投影裝置內，該影像光束穿透該透鏡組後，投射於該投影螢幕，其中該透鏡組，配合該投影螢幕的該表面形狀，用以校正該影像光束。
- 如申請專利範圍第2項所述的車用投影系統，其中該透鏡組對應該投影螢幕的該表面形狀，在各方向上的放大倍率不相等。
- 如申請專利範圍第1項所述的車用投影系統，其中該影像校正模組為一透鏡組，配置於該投影裝置與該投影螢幕之間，該影像光束從該投影裝置投射出來後，穿透該透鏡組並投射於該投影螢幕，其中該透鏡組配合該投影螢幕的該表面形狀，以校正該影像光束。
- 如申請專利範圍第4項所述的車用投影系統，其中該透鏡組對應該投影螢幕的該表面形狀，在各方向上的放大倍率不相等。
- 如申請專利範圍第1項所述的車用投影系統，其中該影像校正模組為一影像處理電路，配置於該投影裝置內，該影像處理電路配合該投影螢幕的該表面形狀，用以校正該影像光束。
- 如申請專利範圍第1項所述的車用投影系統，其中該投影螢幕的表面為一曲面。
- 如申請專利範圍第1項所述的車用投影系統，其中該投影螢幕的表面為一不規則表面。
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