TWI431405B - 手持式投影裝置及其投影方法 - Google Patents

Description

手持式投影裝置及其投影方法

本發明係關於一種手持式投影裝置及其投影方法，特別是有關於一種可偵測到位移，並依據位移自動調整投影角度及投影影像之手持式投影裝置及其投影方法。

按，在過去，人們在進行演講或會議時，常會使用幻燈片投影機，以放大呈現影像，以便令觀看者能在一定的距離內觀看影像，使觀看者能融入演講或會議的進行。近年來，隨著數位科技與微電子技術的進展，數位式投影機(以下簡稱投影裝置)已逐漸取代傳統的幻燈片投影機，而成為此領域的主流商品，此種投影裝置能透過其連接器及電纜，與其他電子裝置(如：電腦、DVD播放器、遊戲機等)相連接，以接收電子裝置傳來的影像訊號。當投影裝置接收影像訊號後，便能經由解編碼等計算程序，並透過其投射鏡頭及投射光源，投射出影像，而將影像投射至一物體表面，如：牆壁、布幕等，以便觀看者及使用者觀賞。此外，為滿足使用者的視聽需求，尚有部分業者會在投影裝置中增設音響等元件，使投影裝置具備輸出聲音的功能，當電子裝置透過電纜向投影裝置傳送聲音訊號時，此類型的投影裝置便能在投射影像的過程中同時播放聲音。

承上，關於前述投影裝置的使用方式，通常使用者會將投影裝置放置於桌面上，或將投影裝置懸吊於天花板，以固定投影裝置，故在正常情況下，投影裝置並不會受到移動或震動，因此，投影裝置投射出的影像能維持在固定位置，而不會有晃動或偏移等情事發生。除了前述體積較為大型的投影裝置外，尚有業者開發出手持式投影裝置，其體積遠小於傳統的投影裝置，且重量亦遠低於傳統的投影裝置。使用者能以手握持此種手持式投影裝置，並根據實際需求將影像投射至所需的位置。然而，和傳統的投影裝置相較之下，使用者在操作手持式投影裝置時，係以手握持該手持式投影裝置，使用者往往會在投影的過程中，晃動其手部，如此，不僅導致影像震動等情事發生，且使用者及其他觀看者更可能無法清楚地辨識該影像，再者，其他觀看者亦可能因影像晃動而感到不適，相當不理想。另一方面，若使用者希望維持影像的穩定度，而維持其手部姿勢，更可能大幅增加使用者的疲勞感，令使用者無法長時間使用手持式投影裝置。

此外，目前一般的手持式投影裝置上，均設置有多個按鈕，如：方向按鈕、確認按鈕等。當使用者以手持式投影裝置在一物體上投影的影像包括選單及游標時，使用者可藉由按壓前述方向按鈕，以控制游標，使游標移動到使用者所需的位置，然而，使用者在按壓按鈕時，常會使手持式投影裝置晃動，進而發生前述影像震動問題，並不理想。再者，製造廠商在設計手持式投影裝置時，必須在手持式投影裝置上設置多個按鈕，不僅使手持式投影裝置的使用介面及硬體結構變得複雜，更增加設計及製造成本，相當不利。

因此，如何改善習知手持式投影裝置的諸多問題，以避免使用者在操作手持式投影裝置時發生影像晃動等情事，並減少手持式投影裝置的按鈕數量，以簡化手持式投影裝置的設計，令使用者能直覺地完成操作，以增加操作便利性，即為本發明在此欲探討的一重要課題。

有鑑於前揭諸多問題，發明人經過長久努力研究與實驗，終於開發設計出本發明之手持式投影裝置及其投影方法，期能避免因手持式投影裝置晃動而造成影像震動，避免觀看者在觀看影像時產生不適感，並提高手持式投影裝置的操作便利性。

本發明之一目的，係提供一種該手持式投影裝置，包括一投影模組、一控制模組、一感測模組及一轉向模組，其中該投影模組係與該控制模組電性連接，而該控制模組能驅動該投影模組朝向一物體投射一影像，該影像包括一游標；該感測模組係與該控制模組電性連接，且該感測模組能根據該手持式投影裝置的位移，產生一位移訊號，並將該位移訊號傳送至該控制模組；該轉向模組係分別與該控制模組及該投影模組電性連接，在該控制模組接收到該位移訊號後，能根據該位移訊號產生一轉動指令，且該控制模組將該轉動指令傳送至該轉向模組，以驅動該轉向模組，使該轉向模組帶動該投影模組，朝向相反於該手持式投影裝置的位移方向轉動，且該控制模組能根據該位移訊號產生一游標移動指令，並依據該游標移動指令，驅動該投影模組，使該投影模組在投射該影像時，改變該游標的位置，以達到移動游標的效果。如此，即便使用者不慎晃動該手持式投影裝置，該影像仍能穩定地被投影在固定位置上，避免影像震動所造成的不適感。再者，使用者僅需移動該手持式投影裝置，便能移動游標，大幅減少使用者按壓按鈕之機會，且製造廠商在設計手持式投影裝置時，亦能省略部分按鈕，使手持式投影裝置的設計更為精簡。

本發明之另一目的，乃該手持式投影裝置尚包括一測距模組，該測距模組係與該控制模組電性連接，該測距模組能測得該手持式投影裝置與該物體間的投影距離，且該控制模組能透過該測距模組取得該投影距離，以精確地調控該轉向模組。

本發明之又一目的，係提供一種手持式投影裝置之投影方法，係應用在一手持式投影裝置上，該手持式投影裝置包括一投影模組、一控制模組、一感測模組及一轉向模組，該方法包括：該控制模組驅動該投影模組朝向物體投射影像，其中該影像包括游標；該控制模組自該感測模組取得位移訊號；該控制模組根據該位移訊號產生一轉動指令，以驅動該轉向模組，使該轉向模組帶動該投影模組轉動；該控制模組根據該位移訊號產生一游標移動指令，並依據該游標移動指令，驅動該投影模組，使該投影模組在投射該影像時，改變該游標的位置。如此，便能在維持影像穩定度的前提下，移動游標的位置，大幅增加操作便利性。

為便 貴審查委員能對本發明之目的、結構及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

發明人在長期從事投影裝置等相關領域的研發及設計中，發現使用者在操作習知的手持式投影裝置時，常會不慎晃動該手持式投影裝置，導致手持式投影裝置投影出的影像發生震動，進而影響視覺觀感，且部分使用者為維持投影效果，常須維持其手部 姿勢，造成手部疲勞，並不理想，此外，使用者需按壓按鈕方能操作選單上的游標，故傳統手持式投影裝置在操作上缺乏直覺性，且使用上並不方便。業者雖欲進一步尋求上述問題的改善方案，但尚未獲得完善的解決辦法。有鑑於此，發明人乃思及利用感測模組與轉向模組，設計出能自動調整投影角度的手持式投影裝置，以有效解決習知諸多問題，並增加手持式投影裝置的使用便利性。

本發明係一種手持式投影裝置及其投影方法，請參閱第1圖所示，在本發明之較佳實施例中，該手持式投影裝置1主要包括一投影模組10、一控制模組11、一感測模組12及一轉向模組13，其中該投影模組10係電性連接該控制模組11，在本較佳實施例中，該投影模組10是由投射鏡頭及投射光源等元件所組成之模組，該控制模組11能驅動該投影模組10，使該投影模組10朝向一物體W投射一影像3(如第3圖所示)，在本較佳實施例中，該物體W係一具備平整表面的牆壁或一投影布幕，當影像3被投影至該物體W後，使用者及其他觀看者便能在該物體W上觀賞到影像3。

請參閱第3圖所示，本實施例之該影像3係包括一游標31，其中該游標31係顯示為一方框，事實上可依實際需求設計成不同樣式，進一步地，該影像3更可包括一選單30，而該選單30上則顯示有複數個選項301~306，分別為選項一301、選項二302、選項三303、選項四304、選項五305及選項六306，在實際應用上，該等選項301~306可例如為不同的語言選項(如：中文、英文、德文等)，以上僅為舉例，但不以此為限。請參閱第1、3圖所示， 該手持式投影裝置1在移動前，游標31係框選選單30上的選項二302。此外，復請參閱第1圖所示，在本較佳實施例中，該感測模組12為一陀螺儀，所謂陀螺儀，是一種用來感測與維持方向的裝置，主要是基於角動量守恆的理論所設計。惟，本發明並不以此為限，製造廠商在根據本發明之概念設計該手持式投影裝置1時，該感測模組12亦可包括其他可感測物理運動的元件，如：重力感測器等元件，凡本技術領域之人士所能輕易思及之變化，均應涵蓋在以下本發明之申請專利範圍中，合先陳明。

請參閱第2圖所示，該感測模組12係與該控制模組11電性連接，在第2圖中，該手持式投影裝置1係向左位移(逆時針轉動)，且該感測模組12根據該手持式投影裝置1的位移方向及位移量，產生一位移訊號，並將該位移訊號傳送至該控制模組11。該轉向模組13係分別與該控制模組11及該投影模組10電性連接，在本較佳實施例中，該轉向模組13係一轉向馬達，惟，本發明並不以此為限，製造廠商亦能以其他元件作為該轉向模組13，合先陳明。在該控制模組11接收到該位移訊號後，即根據該位移訊號產生一轉動指令，且該控制模組11將該轉動指令傳送至該轉向模組13，以驅動該轉向模組13，使該轉向模組13帶動該投影模組10，朝向相反於該手持式投影裝置1的位移方向轉動(順時針轉動)，令該投影模組10投射出之該影像3(如第4圖所示)，能停留於該物體W上的固定位置。

此外，請參閱第1、3圖所示，在該手持式投影裝置1位移前，游標31係框選選單30上的選項二302。為達到移動游標31的效果，該控制模組11能根據該位移訊號產生一游標移動指令，並依 據該游標移動指令，驅動該投影模組10，使該投影模組10在投射該影像3時，改變該游標31在該選單30上的位置，請參閱第2、4圖所示，由於在本較佳實施例中，該手持式投影裝置1係朝左位移，故根據該游標移動指令，游標31亦會向左移動，而框選選單30上的選項一301。

除上述技術特徵外，在本較佳實施例中，復請參閱第1圖所示，該手持式投影裝置1尚包括一測距模組14，該測距模組14係與該控制模組11電性連接，該測距模組14可為一紅外線模組，其能朝向前述物體W發出一紅外光，並接受由該物體W所反射之紅外光後，再根據射出光與反射光，計算出該手持式投影裝置1與該物體W之間的距離(投影距離)，且控制模組11能透過該測距模組14取得該投影距離(該測距模組14將該投影距離傳送至該控制模組11)。藉由該測距模組14，便能使該控制模組11精準地調控該轉向模組13，至於其原理，請參閱第5圖所示，首先，前述手持式投影裝置1(如第1圖所示)係位於標示A處，前述物體W係位於B處，該手持式投影裝置1朝向該物體W投影(即從A處朝向B處)，而該測距模組14能測出A與B之間的距離(即投影距離)為X。當使用者向左移動手持式投影裝置1至C處時，前述控制模組11能藉由該感測模組12所產生的位移訊號，計算出A與C之間的距離(位移距離)為Y，其後，該控制模組11藉由「tan θ₁ =X÷Y」之計算式，便能求得偏向角θ₁ 之角度大小，再藉由「θ₂ =90°-θ₁ 」之計算式，即可求出轉向角θ₂ 之角度大小。如此，該控制模組11便能根據轉向角θ₂ ，產生轉動指令，使轉向模組13帶動投影模組10順時針旋轉該轉向角θ₂ (如第2圖所示)，藉 此，該手持式投影裝置1在移動到C處後，仍能投影至A處，達到固定投射影像3的效果。

為便審查委員清楚瞭解本發明之技術，茲搭配第1~3圖及第6圖所示之流程圖實施例，說明本發明的動作流程：(601)該控制模組11驅動該投影模組10朝向物體W投射影像，其中該影像3包括選單30及游標31；(602)該控制模組11自該感測模組12取得位移訊號；(603)該控制模組11根據該位移訊號產生一轉動指令，以驅動該轉向模組13，使該轉向模組13帶動該投影模組10轉動，令該投影模組10投射出之該影像，能停留於該物體W上的固定位置；及(604)該控制模組11根據該位移訊號產生一游標移動指令，並依據該游標移動指令，驅動該投影模組10，使該投影模組10在投射該影像3時，改變該游標31在該選單30上的位置。

綜上所述，藉由本發明之設計，當使用者以手握持該手持式投影裝置1，以進行投影時，即便使用者不慎晃動該手持式投影裝置1，該影像3仍能穩定地被投影在固定位置上，而不致發生影像3震動等情事，不僅有利於使用者及其他觀看者能清楚地辨識該影像3，更能避免影像3震動所造成的不適感，且使用者不需維持其手部姿勢，而能在投影的過程中移動其手部，故能有效減少使用者的疲勞感。再者，當使用者欲在影像3中的選單30上移動游標31時，使用者無須按壓該手持式投影裝置1上的按鈕(圖中未示)，僅需移動該手持式投影裝置1，便能直覺地完成操作，大幅 減少使用者按壓按鈕之機率，且製造廠商在設計手持式投影裝置1時，亦能省略部分按鈕(如：方向按鈕)，不僅能簡化手持式投影裝置1的硬體結構，使手持式投影裝置1的設計更為精簡，更能有效降低製造成本。

按，以上所述，僅為本發明之較佳實施例，惟本發明之技術特徵並不侷限於此，凡任何熟悉該項技藝者，在本發明之技術領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆應涵蓋在以下本發明的申請專利範圍中。

1‧‧‧手持式投影裝置

10‧‧‧投影模組

11‧‧‧控制模組

12‧‧‧感測模組

13‧‧‧轉向模組

14‧‧‧測距模組

3‧‧‧影像

30‧‧‧選單

301、302、303、304、305、306‧‧‧選項

31‧‧‧游標

W‧‧‧物體

θ₁ ‧‧‧偏向角

θ₂ ‧‧‧轉向角

第1圖係本發明之較佳實施例之方塊示意圖；第2圖係本發明之較佳實施例之另一方塊示意圖；第3圖係利用本發明所投射之影像之示意圖；第4圖係利用本發明所投射之影像之另一示意圖；第5圖係本發明之原理示意圖；及第6圖係本發明之較佳實施例之流程圖。

1．．．手持式投影裝置

10．．．投影模組

11．．．控制模組

12．．．感測模組

13．．．轉向模組

14．．．測距模組

W．．．物體

Claims (6)

1. 一種手持式投影裝置，包括：一控制模組；一投影模組，係與該控制模組電性連接，該控制模組能驅動該投影模組朝向一物體投射一影像，且該影像包括一游標；一感測模組，係與該控制模組電性連接，且該感測模組能根據該手持式投影裝置的位移，產生一位移訊號，並將該位移訊號傳送至該控制模組，使該控制模組能根據該位移訊號產生一游標移動指令，以驅動該投影模組，使該投影模組在投射該影像時，改變該游標的位置；及一轉向模組，係分別與該控制模組及該投影模組電性連接，該控制模組接收到該位移訊號後，能根據該位移訊號產生一轉動指令，且將該轉動指令傳送至該轉向模組，以驅動該轉向模組，使該轉向模組帶動該投影模組，朝向相反於該手持式投影裝置的位移方向轉動，令該投影模組投射出之該影像，能停留於該物體上的固定位置。
2. 如請求項1所述之手持式投影裝置，尚包括一測距模組，該測距模組係與該控制模組電性連接，該測距模組能測得該手持式投影裝置與該物體間的投影距離，並將該投影距離傳送至該控制模組。
3. 如請求項2所述之手持式投影裝置，其中該控制模組根據該位移訊號計算出該手持式投影裝置的位移距離Y，並根據該投影距離X，以「tan θ₁ =X÷Y」之計算式，計算出偏向角θ₁ ，再藉由「θ₂ =90°-θ₁ 」之計算式，計算出轉向角θ₂ ，且該控制模組根據前述轉向角θ₂ 產生該轉動指令，使該轉向模組帶動該投影模組旋轉該轉向角θ₂ 。
4. 一種手持式投影裝置之投影方法，其中該手持式投影裝置包括一投影模組、一控制模組、一感測模組及一轉向模組，該方法包括：該控制模組驅動該投影模組朝向一物體投射影像，其中該影像包括一游標；該控制模組自該感測模組取得一位移訊號；該控制模組根據該位移訊號產生一轉動指令，以驅動該轉向模組，使該轉向模組帶動該投影模組轉動，令該投影模組投射出之該影像，能停留於該物體上的固定位置；及該控制模組根據該位移訊號產生一游標移動指令，並依據該游標移動指令，改變該游標的位置。
5. 如請求項4所述之投影方法，其中該手持式投影裝置尚包括一測距模組，該方法尚包括：該控制模組透過該測距模組取得該手持式投影裝置與該物體間的投影距離。
6. 如請求項5所述之投影方法，尚包括：該控制模組根據該位移訊號計算出該手持式投影裝置的位移距離Y；該控制模組根據投影距離X及「tanθ₁ =X÷Y」之計算式，計算出偏向角θ₁ ；該控制模組根據「θ₂ =90°-θ₁ 」之計算式，計算出轉向角θ₂ ；及該控制模組根據前述轉向角θ₂ 產生該轉動指令，使該轉向模組帶動該投影模組旋轉該轉向角θ₂ 。