TWI746230B

TWI746230B - 影像投射裝置

Info

Publication number: TWI746230B
Application number: TW109137302A
Authority: TW
Inventors: 邱繼儒; 林瑤
Original assignee: 邱繼儒
Priority date: 2020-10-27
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2021-11-11
Also published as: TW202217397A

Abstract

本發明係為一種影像投射裝置，該影像投射裝置係包含一投影裝置及一反射結構，於該投影裝置之一頂部設置一投影鏡頭模組、一影像擷取模組及一距離感測模組，一微處理器係設置於該投影裝置內，該微處理器電性連接於該投影鏡頭模組、該影像擷取模組及該距離感測模組，該反射結構係包含一反射件及一板體，該反射件之一側設置於該板體之一側，該板體之另一側設置於該投影裝置之一側，該反射結構係覆設於該投影鏡頭、該影像擷取元件及該距離感測裝置之上方，其中，該反射結構係反射該投影裝置所輸出之一影像，並將該影像投影至一平面。

Description

影像投射裝置

本發明係關於一種裝置，特別是一種可以將影像投射至桌上或牆壁上之影像投射裝置。

傳統投影機是指一種利用特殊結構的投影管或液晶板配合光學系統，將影像放大後投射到螢幕上的一種顯示設備，目前主流上使用的投影機主要有CRT投影機、LCD投影機及DLP投影機3大類型，三種投影機的類型詳述如下：

CRT投影機(Cathode Ray Tube)：CRT稱為陰極射線管，作為成像之機器，CRT投影機是最早面世且應用最為廣泛的一種顯示技術。這種投影機可把輸入信號源分解成紅綠藍3三種，螢光粉在高壓作用下發光系統放大、會聚並於大螢幕上上顯示出彩色圖像，光學系統與CRT管組成投影管，是CRT投影機的核心部分。通常所說的三槍投影機就是由三個投影管組成的投影機，由於使用內光源，也叫主動式投影方式。

CRT投影機有著超強的輸入適應性，其可靈活調節解析度，同時，CRT投影機的圖像色彩逼真，這是由於CRT技術可以顯示32位元，且同時CRT投影機的光輸出水平幾乎保持恆定不變，也使得CRT之投影機變得更加老道而成熟。但CRT投影機之缺點是：體積龐大又沉重，因此只能固定安裝於固定位置上，無法隨身攜帶。

LCD投影機(Liquid Crystal Display)：LCD投影機成像是利用液晶分子的光電效應來工作的，其中LCD投影機又分為下列兩種：

液晶光閥投影機：液晶光閥投影機採用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶光閥相結合的產物。為瞭解決圖像解析度與亮度問的矛盾，它採用外光源，也叫被動式投影方式。一般的光閥主要由三部分組成：光電轉換器、鏡子、光調製器，它是一種可控開關。通過CRT輸出的光信號照射到光電轉換器上，將光信號轉換為持續變化的電信號；外光源產生一束強光，投射到光閥上，由內部的鏡子反射，通過光調製器，改變其光學特性；緊隨光閥的偏振濾光片，將濾去其他方向的光，而只允許與其光學縫隙方向一致的光通過，這個光與CRT信號相複合，投射到屏幕上。它是目前為止亮度、解析度最高的投影機，亮度可達6000ANSI流明，解析度為2500×2000，適用於環境光較強，觀眾較多的場合，如超大規模的指揮中心、會議中心及大型娛樂場所。缺點是：價格高，體積大，光閥不易維修。

液晶板投影機：液晶板投影機的成像器件是液晶板，也是一種被動式的投影方式。目前市場上常見的液晶投影機比較流行單片設計(LCD單板，光線不用分離)，這種投影機體積小，重量輕，操作、攜帶極其方便，價格也比較低廉，但其所使用的光源壽命較短，且色彩不很均勻，又解析度較低(最高解析度為1024×768)，多用於小型會議或是一般短暫撥放用，此投影機雖然也實現了數字化調製信號，但液晶本身的物理特性，決定了它的響應速度慢，隨著時間的推移，性能有所下降。

DLP(Digital Light Processor，數字光處理器)投影機：這一新的投影技術的誕生，使用戶在擁有捕捉、接收、存儲數字信息的能力後終於實現了數字信息顯示。DLP技術是以DMD(DigitalMicromirrorDevice)數字微反射器作為光閥成像器件。

DLP投影機的技術關鍵點如下：首先是數字優勢，數字技術的採用，使圖像灰度等級達256～1024級，色彩達2563～10243種，圖像雜訊消失，畫面質量穩定，精確的數字圖像可不斷再現，而且歷久彌新；其次是反射優勢，反射式DMD器件的應用，使成像器件的總光效率達60％以上，對比度和亮度的均勻性都非常出色。在DMD塊上，每一個像素的面積為16μm×16μm，間隔為1μm。根據所用DMD的片數，DLP投影機可分為：單片機、兩片機、三片機。DLP投影機清晰度高、畫面均勻、色彩銳利，三片機亮度可達1000流明以上，它拋棄了傳統意義上的會聚，可隨意變焦，調整十分便利，只是解析度不高，不經壓縮解析度為800×600(有些機型的最新產品的解析度已經達到1280×1024)。但由於是新技術，維修的難度及費用並不低。

然而，上述各種投影機投射方向僅為單一方向，無法同時使用於近距離或超遠距離之投射，為此，如何製作一種可以直接切換，使用於近距離(桌面)或遠距離投射(牆壁)之投影裝置，係為本領域技術人員所欲解決的問題。

本發明之一目的，在於提供一種影像投射裝置，透過反射結構，使投影裝置可以快速切換，將影像投射於桌面或牆壁上，並透過投影裝置內的影像擷取模組及距離感測模組達到自動校正及自動對焦之功能。

針對上述之目的，本發明提供一種影像投射裝置，其包含一投影裝置，於該投影裝置之一頂部設置一投影鏡頭模組、一影像擷取模組及一距離感測模組，一微處理器係設置於該投影裝置內，該微處理器電性連接於該投影鏡頭模組、該影像擷取模組及該距離感測模組，以及一反射結構，其係包含一反射件及一板體，該反射件之一側設置於該板體之一側，該板體之另一側設置於該投影裝置之一側，該反射結構係覆設於該投影鏡頭、該影像擷取元件及該距離感測裝置之上方，其中，該反射結構係反射該投影裝置所輸出之一影像，並將該影像投影至一平面。

本發明提供一實施例，其中該反射件與該板體具有一夾角。

本發明提供一實施例，其中該投影裝置之一側包含一溝槽，該溝槽具有一深度，該深度係與該反射結構之一高度相同，該溝槽係用以收納該反射結構。

本發明提供一實施例，更包含一雷射感應模組，其係設置於該投影裝置之一前側。

本發明提供一實施例，其中該雷射感應模組係為紅外線雷射感應器，其波長係為700至1000 nm。

本發明提供一實施例，其中該板體上設有一凸部，該凸部係卡固於該溝槽一側之一凹部。

本發明提供一實施例，其中該距離感測裝置係為三維深度感測器，該距離感測裝置包含一光源發射器及一光源接收器，該光源發射器投射一第一光源至該平面，該光源接收器係接收該平面反射之一第二光源。

本發明提供一實施例，其中該影像擷取模組擷取該影像傳輸至該微處理器，該微處理器係透過該影像及該距離感測器接收之該第二光源進行一自動校正程序。

本發明提供一實施例，更包含複數個孔，其係設置於該投影裝置之一側。

本發明提供一實施例，該溝槽內之一側設有一第一微動開關，其係用以感應該凸部之位置，更進一步，該溝槽之下方設有一第二微動開關，其係用以感應該板體之位置。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

上述各種投影機投射方向僅為單一方向，無法同時使用於近距離或超遠距離之投射，本發明改良一種影像投射裝置，透過反射結構，使投影裝置可以快速切換，將影像投射於桌面或牆壁上，並透過投影裝置內的影像擷取模組及距離感測模組達到自動校正及自動對焦之功能。

在下文中，將藉由圖式來說明本發明之各種實施例來詳細描述本發明。然而本發明之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。

首先，請參閱第1圖，其為本發明之一實施例之裝置示意圖。

如圖所示，本發明之一影像投射裝置1係包含一投影裝置10及一反射結構20，於該投影裝置10之一頂部11設置一投影鏡頭模組12、一影像擷取模組14及一距離感測模組16，一微處理器(未圖示)係設置於該投影裝置10內，該微處理器電性連接於該投影鏡頭模組12、該影像擷取模組14及該距離感測模組16，其中，該投影裝置10更包含一雷射感應模組18，該雷射感應模組18係設置於該投影裝置10之一前側13，該雷射感應模組18係為紅外線雷射感應器，其波長係為700至1000 nm。

另外，該反射結構20係設置於該影像投射裝置1之一側，本發明之較佳實施例係為後側，但不以此為限；該反射結構20係包含一反射件22及一板體24，該反射件22之一側設置於該板體24之一側，該板體24之另一側設置於該投影裝置10之一側。

接著，請一併參閱第2A圖，其為本發明之一實施例之反射結構作動示意圖，以及第6B圖，其為本發明之一實施例反射結構前視示意圖，如圖所示，該影像投射裝置1透過該反射件22及該板體24之間之一樞接部28，該樞接部28係包含一第一軸部282，該第一軸部282設置於該反射件22及該板體24之連接側，該第一軸部的兩側設有一第一扭力彈簧284及一第二扭力彈簧286，透過該第一軸部282可使該反射件22以該板體24為中心進行轉動(如第2圖虛線處)，並使該反射件22與該板體24呈現一夾角26，且該夾角26係介於100至105度，更進一步，本發明透過該至少一螺絲281固設於該板體24上方，且於該反射件22之對應側設置至少一磁鐵283，透過該至少一螺絲281及該至少一磁鐵283可降低並減少該第一扭力彈簧284及該第二扭力彈簧286因晃動而產生的投影之誤差。

且如第2A圖所示，該投影裝置10係包含一溝槽15，該溝槽15具有一深度92，該深度92係與該反射結構20之一高度94相同，該反射結構20係設置於該溝槽15內，且該溝槽15用以收納該反射結構20，透過操作者將該反射結構20抽出，並使該反射件22與該板體24形成該夾角26，同時該反射結構20覆設於該投影裝置10上，使操作者可進行後續之影像資料之投影。

更進一步，並請一併參考第2B圖，其為本發明之一實施例之反射結構示意圖，第2C圖，其為本發明之一實施例之放大示意圖，如圖所示，該反射結構20上之該板體24上設有一凸部242，該凸部242係卡固於該溝槽15一側之一凹部152，且於該凹部152的一側設有一第一微動開關17，於該溝槽15底部設有一第二微動開關17A，其係用以感應該反射結構20之該凸部242之位置，該第一微動開關17係用以感應到該凸部242是否有嵌入該凹部152內，若感應到該凸部242已嵌入該凹部152之內部時，該第一微動開關17會傳送訊息至該微處理器，使該微處理器可感應到該反射結構20被使用者拉動並使用，同時，利用設置於該溝槽15之底部之該第二微動開關17A係使用來感應是否該反射結構20之該板體24是否有確實被使用者收回至底部，若該第二微動開關17A感應至該板體24時，亦會傳送訊息至該微處理器，因此該微處理器透過訊息將該投影裝置10之操作模式轉換為為桌面投影之操作方式，反之，該第一微動開關17若感應到該凸部242以脫離該凹部152之嵌合時，該第一微動開關17亦會傳送訊息至該微處理器，使微處理器透過訊息將該投影裝置10之操作模式轉換為遠距離投影之模式。

另外，複參閱第2A圖，並請一併參閱第6A圖，其為本發明之一實施例反射結構左視示意圖，以及第6B圖，其為本發明之一實施例反射結構前視示意圖，如圖所示，於該板體24之下方側設有一折板29，該折板29與該板體24間設有一折板樞接結構292，該折板樞接結構292包含設置於該折板29兩側之一第三扭力彈簧2921、一第四扭力彈簧2923以及插設於該第三扭力彈簧2921、該折板29及該第四扭力彈簧2923之一第二軸部291，透過該折板29可使該折板29跟隨該板體24上升時，並透過該第三扭力彈簧2921及該第四扭力彈簧2923之扭力使該折板29卡固於該溝槽15內之一凸起部154，達到固定該板體24之高度位置，且於回收該板體24時，只需拉提該板體24，該折板29即可透過該折板29上之圓角順勢向上移動後，使該第三扭力彈簧2921及該第四扭力彈簧2923回復至正常角度(例如：0度)，即可向下回收至該溝槽15之最底部。

其中，請參閱第3圖，其為本發明之一實施例之使用狀態示意圖，以及第4圖，其為本發明之一實施例之使用狀態示意圖，如圖所示，上述之該反射結構20係覆設於該投影鏡頭模組12、該影像擷取模組14及該距離感測模組16之上方，更進一步，於桌面投影之模式下(如第3圖所示)，該反射結構20係反射該投影裝置10所輸出之一影像M，並將該影像M投影至一平面P，若是於遠距離投影模式(如第4圖所示)，該影像投射裝置1水平設置於一桌體表面80時，該投影裝置10係可直接將該影像M直接投影至該平面P上，無須透過該反射結構20。

更進一步，復參閱第3圖及第4圖，本發明之該影像投射裝置1系可透過該影像擷取模組14(圖中虛線處)進行該影像M之自動校正，也就是習知的梯型自動校正，其係透過圖像演算法來進行該影像M計算及校正，其中，在使用者操作投影機時，當投影機與投影面之間的相對位置呈現1度至45度之間時，投影畫面會產生失真現象(呈現水平梯形或垂直梯形)，當投影機以上述方式擺放後朝向該平面P投射該影像M時，因該投影裝置10與該平面P並非正放(相互垂直90度)，因此會造成顯示出之該影像M的梯形失真(Keystone Distortion)，因此，本發明之該影像投射裝置1透過圖像演算法，預先計算該投影裝置10所要投射之該影像M，再藉由該影像擷取模組14拍攝實際影像傳輸至該微處理器，使該微處理器將斜面投影時所造成之梯形失真經由上述的演算法投影校正後，經由該投影裝置投影至該平面P，使觀看者所看到的校正畫面會如同正向投影般的效果。

另外，請參閱第5圖，其為本發明之一實施例之自動校正使用狀態示意圖，如圖所示，不論於桌面投影模式或是遠距離投影模式，本發明之該影像投射裝置1可透過該投影裝置10上之該距離感測模組16來進行自動對焦之作用，本發明之該距離感測模組16係為三維深度感測器(Time of Flight)，該距離感測裝置16包含一光源發射器(圖未示)及一光源接收器(圖未示)，該光源發射器投射一第一光源至該平面，該光源接收器係接收該平面反射之一第二光源，該微處理器透過反射後之該第二光源計算影像之距離，將該影像M進行自動校正。

又，該影像投射裝置1更包含複數個孔19，其係用以散熱之作用，由於該影像投射裝置1會產生熱，為了確保內部電子零件之使用壽命，因此於該投影裝置之一側設有該些個孔19，讓機器本身所散發出來的熱可逸散至外界環境，並使該影像投射裝置1的使用壽命更長久。

因此，本發明係透過該反射結構20的取出與收回，達到控制本發明之該影像投射裝置1切換為桌面投影模式或是遠距離投影模式，並且於桌面投影模式下，可透過該雷射感應模組18達到於桌面觸控操作之目的，更進一步，本發明之該影像投射裝置1透過該影像擷取模組14及該距離感測模組16來進行自動梯形校正功能(水平梯形校正與垂直梯形校正)，以及自動對焦之功能，讓使用者可更快速便利的操作影像投影，而無需再進行手動對焦以及手動畫面校正。

以上所述之實施例，本發明係為一種影像投射裝置，透過反射結構，使投影裝置可以快速切換，將影像投射於桌面或牆壁上，並透過投影裝置內的影像擷取模組及距離感測模組達到自動校正及自動對焦之功能。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:影像投射裝置

10:投影裝置

11:上側

12:投影鏡頭模組

13:前側

14:影像擷取模組

15:溝槽

152:凹部

154:凸起部

16:距離感測模組

17:第一微動開關

17A:第二微動開關

18:雷射感應模組

19:孔

20:反射結構

22:反射件

24:板體

242:凸部

26:角度

28:樞接部

281:螺絲

282:第一軸部

283:磁鐵

284:第一扭力彈簧

286:第二扭力彈簧

29:折板

291:第二軸部

292:折板樞接結構

2921:第三扭力彈簧

2923:第四扭力彈簧

80:桌體表面

92:深度

94:高度

第1圖：其為本發明之一實施例之裝置示意圖；第2A圖：其為本發明之一實施例之反射結構作動示意圖；第2B圖：其為本發明之一實施例之反射結構示意圖；第2C圖：其為本發明之一實施例之放大示意圖；第3圖：其為本發明之一實施例之使用狀態示意圖；第4圖：其為本發明之一實施例之使用狀態示意圖；第5圖：其為本發明之一實施例之自動校正使用狀態示意圖；第6A圖：其為本發明之一實施例反射結構左視示意圖；以及第6B圖：其為本發明之一實施例反射結構前視示意圖。