TW202004266A - 投影顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種投影顯示裝置，包括光源模組、切換器以及多個微掃描鏡。光源模組提供光束。切換器接收光束，並在多個期間的每一個期間內將光束的傳遞方向切換至該些微掃描鏡中對應的微掃描鏡。該些微掃描鏡使光束在多個投影面進行掃描以形成多個影像。投影顯示裝置可在多個投影面投影出多個影像且不會使影像亮度損失。

Description

投影顯示裝置
本發明是有關於一種投影顯示裝置，且特別是有關於一種可應用於車輛的投影顯示裝置。
現有的投影顯示裝置，應用於車輛時，通常只會在車輛的擋風玻璃上的一個投影面進行投影，進而在擋風玻璃外產生一個虛像，主要是提供駕駛者觀看這個虛像呈現的內容。然而，車上乘客並不能看到這個虛像，或者雖然看得到這個虛像，但影像品質很差。為了改善這個問題，發展出改良的投影顯示裝置，其在擋風玻璃上的這個投影面設置一種微結構，例如微透鏡陣列（micro-lens array，MLA），來增加可以看到這個虛像的視角，讓車上乘客看得到這個虛像。不過，這個微結構會使影像亮度損失，降低了影像品質。
本發明的目的在提出一種投影顯示裝置，可在多個投影面投影出多個影像且不會使影像亮度損失。
為達到上述目的，本發明提出一種投影顯示裝置，包括光源模組、切換器以及多個微掃描鏡（micro-scanning mirror）。光源模組提供光束。切換器接收光束，並在多個期間的每一個期間內將光束的傳遞方向切換至該些微掃描鏡中對應的微掃描鏡。該些微掃描鏡使光束在多個投影面進行掃描以形成多個影像。
在本發明一實施例中，該些微掃描鏡包括第一微掃描鏡以及第二微掃描鏡，該些期間包括第一期間以及第二期間，該些投影面包括第一投影面以及第二投影面，該些影像包括第一影像以及第二影像。切換器在第一期間內將光束的傳遞方向切換至第一微掃描鏡，第一微掃描鏡使光束在第一投影面進行掃描以形成第一影像。切換器在第二期間內將光束的傳遞方向切換至第二微掃描鏡，第二微掃描鏡使光束在第二投影面進行掃描以形成第二影像。
在本發明一實施例中，光源模組包括多個光源以及光學系統。該些光源提供不同顏色的多個子光束。光學系統接收該些子光束，並將該些子光束合成光束。
在本發明一實施例中，切換器包括液晶透鏡（liquid-crystal lens，LC lens）。
在本發明一實施例中，該些投影面為分離、相鄰或交錯（interlaced）。
在本發明一實施例中，投影顯示裝置應用於車輛。
在本發明一實施例中，該些投影面位於車輛的擋風玻璃及/或車頂內面上。
藉由切換器（如液晶透鏡），在不同期間（如第一以及第二期間）將光束的傳遞方向切換至不同微掃描鏡（如第一以及第二微掃描鏡）而被導引到不同投影面（如第一以及第二投影面）進行掃描，以形成不同影像（如第一以及第二影像），因此可在多個投影面投影出多個影像且不會使影像亮度損失。
為讓本發明上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
為清楚呈現本發明之特徵，所附圖式中之各元件僅為示意而並非按照實物之外形與比例繪製，且省略部份習知之元件。此外，為呈現對本發明之說明的一貫性，在不同實施例中，相同或相似的符號代表相同或相似的元件。
請同時參見圖1以及圖2，圖1以及圖2為根據本發明一實施例的投影顯示裝置1在多個期間分別在多個投影面進行掃描以形成多個影像的示意圖。投影顯示裝置1包括光源模組10、切換器20以及多個微掃描鏡。光源模組10提供光束L。切換器20接收光束L，並在多個期間的每一個期間內將光束L的傳遞方向切換至該些微掃描鏡中對應的微掃描鏡。該些微掃描鏡使光束L在多個投影面進行掃描以形成多個影像。
在本實施例中，該些微掃描鏡包括第一微掃描鏡30以及第二微掃描鏡40，該些期間包括第一期間以及第二期間，該些投影面包括第一投影面S1以及第二投影面S2，該些影像包括第一影像P1以及第二影像P2。如圖1所示，切換器20在第一期間內將光束L的傳遞方向切換至第一微掃描鏡30，第一微掃描鏡30使光束L在第一投影面S1進行掃描以形成第一影像P1；如圖2所示，切換器20在第二期間內將光束L的傳遞方向切換至第二微掃描鏡40，第二微掃描鏡40使光束L在第二投影面S2進行掃描以形成第二影像P2。在一實施例中，第一期間以及第二期間非常短，例如均為1/120秒，人眼會覺得第一影像P1以及第二影像P2是同時顯示出來的。
在本實施例中，光源模組10包括紅色光源11、綠色光源12、藍色光源13以及光學系統14。紅色光源11、綠色光源12以及藍色光源13分別提供紅色子光束L1、綠色子光束L2以及藍色子光束L3。光學系統14接收紅色子光束L1、綠色子光束L2以及藍色子光束L3，並將紅色子光束L1、綠色子光束L2以及藍色子光束L3合成光束L。在一實施例中，紅色光源11、綠色光源12以及藍色光源13根據影像輸入信號調整紅色子光束L1、綠色子光束L2以及藍色子光束L3各自的光強度，使得合成出來的光束L最終掃描形成的第一影像P1以及第二影像P2為彩色影像。在一實施例中，紅色光源11、綠色光源12以及藍色光源13均為雷射二極體或發光二極體（light emitting diode，LED）。但本實施例並非用以限制本發明，例如光源模組10可以改採用一個單色光源（如藍色光源）直接提供光束L，光束L最終掃描形成的第一影像P1以及第二影像P2為單色影像或單色灰階影像。
在本實施例中，切換器20包括液晶透鏡。液晶透鏡可通過改變操作電壓來改變液晶分子的排列方向，以提供不同折射效果，進而實現在第一期間將光束L的傳遞方向切換至第一微掃描鏡30（如圖1所示），且在第二期間將光束L的傳遞方向切換至第二微掃描鏡40（如圖2所示）。第一微掃描鏡30以及第二微掃描鏡40包括採用微機電系統（micro-electro-mechanical systems，MEMS）技術的掃描鏡，簡稱MEMS鏡，具有雙軸向量掃描，可導引（例如通過反射的方式）光束在投影面進行掃描，以形成二維影像。
在本實施例中，第一投影面S1以及第二投影面S2為分離。對應地，第一影像P1以及第二影像P2為分離。第一影像P1以及第二影像P2呈現的內容可以是相同的，也可以是不同的。此外，第一投影面S1以及第二投影面S2（或第一影像P1以及第二影像P2）的大小可以是相同的，也可以是不同的。
請參見圖3，圖3為根據本發明一實施例的第一投影面S1以及第二投影面S2為左右相鄰的示意圖。對應地，第一影像P1以及第二影像P2為左右相鄰。第一影像P1以及第二影像P2呈現的內容可以是相同的，也可以是不同的。第一影像P1以及第二影像P2呈現的內容還可以組合成一個完整的內容。但本實施例並非用以限制本發明，例如第一投影面S1以及第二投影面S2可以改為上下相鄰。
請參見圖4，圖4為根據本發明一實施例的第一投影面S1以及第二投影面S2為交錯的示意圖。對應地，第一影像P1以及第二影像P2為交錯。第一影像P1以及第二影像P2呈現的內容通常是組合成一個完整內容。在一實施例中，第一影像P1呈現的內容是完整內容中奇數行內容，而第二影像P2呈現的內容是完整內容中偶數行內容。
在一實施例中，投影顯示裝置1應用於車輛。第一微掃描鏡30（或第二微掃描鏡40）可導引光束L在車輛的擋風玻璃上的第一投影面S1（或第二投影面S2）進行掃描，以形成第一影像P1（或第二影像P2），此時第一影像P1（或第二影像P2）是形成在擋風玻璃外的虛像。此外，第一微掃描鏡30（或第二微掃描鏡40）可導引光束L在車輛的車頂內面上的第一投影面S1（或第二投影面S2）進行掃描，以形成第一影像P1（或第二影像P2），此時第一影像P1（或第二影像P2）是形成在車頂內面上的的實像，可提供駕駛者或乘客調整座椅躺下來觀看。在一實施例中，第一投影面S1以及第二投影面S2為分離且均位於車輛的擋風玻璃上，其上投影出的第一影像P1以及第二影像P2分別提供駕駛者以及乘客觀看。在另一實施例中，第一投影面S1以及第二投影面S2為分離且分別位於車輛的擋風玻璃以及車頂內面上，其上投影出的第一影像P1以及第二影像P2分別提供駕駛者以及乘客觀看，且乘客需調整座椅躺下來觀看。
請同時參見圖5、圖6以及圖7，圖5、圖6以及圖7為根據本發明另一實施例的投影顯示裝置1’在多個期間分別在多個投影面進行掃描以形成多個影像的示意圖。投影顯示裝置1’包括光源模組10、切換器20’以及多個微掃描鏡。光源模組10提供光束L。切換器20’接收光束L，並在多個期間的每一個期間內將光束L的傳遞方向切換至該些微掃描鏡中對應的微掃描鏡。該些微掃描鏡使光束L在多個投影面進行掃描以形成多個影像。
在本實施例中，該些微掃描鏡包括第一微掃描鏡30、第二微掃描鏡40以及第三微掃描鏡50，該些期間包括第一期間、第二期間以及第三期間，該些投影面包括第一投影面S1、第二投影面S2以及第三投影面S3，該些影像包括第一影像P1、第二影像P2以及第三影像P3。如圖5所示，切換器20’在第一期間內將光束L的傳遞方向切換至第一微掃描鏡30，第一微掃描鏡30使光束L在第一投影面S1進行掃描以形成第一影像P1；如圖6所示，切換器20’在第二期間內將光束L的傳遞方向切換至第二微掃描鏡40，第二微掃描鏡40使光束L在第二投影面S2進行掃描以形成第二影像P2；如圖7所示，切換器20’在第三期間內將光束L的傳遞方向切換至第三微掃描鏡50，第三微掃描鏡50使光束L在第三投影面S3進行掃描以形成第三影像P3。在一實施例中，第一期間、第二期間以及第三期間非常短，例如均為1/180秒，人眼會覺得第一影像P1以及第二影像P2是同時顯示出來的。
綜上所述，藉由切換器（如液晶透鏡），在不同期間將光束的傳遞方向切換至不同微掃描鏡而被導引到不同投影面進行掃描，以形成不同影像，因此可在多個投影面投影出多個影像且不會使影像亮度損失。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為準。
1、1’‧‧‧投影顯示裝置10‧‧‧光源模組11‧‧‧紅色光源12‧‧‧綠色光源13‧‧‧藍色光源14‧‧‧光學系統20、20’‧‧‧切換器30‧‧‧第一微掃描鏡40‧‧‧第二微掃描鏡50‧‧‧第三微掃描鏡L‧‧‧光束L1‧‧‧紅色子光束L2‧‧‧綠色子光束L3‧‧‧藍色子光束S1‧‧‧第一投影面S2‧‧‧第二投影面S3‧‧‧第三投影面P1‧‧‧第一影像P2‧‧‧第二影像P3‧‧‧第三影像
圖1為根據本發明一實施例的投影顯示裝置在第一期間在第一投影面進行掃描的示意圖； 圖2為根據本發明一實施例的投影顯示裝置在第二期間在第二投影面進行掃描的示意圖； 圖3為根據本發明一實施例的第一投影面以及第二投影面為左右相鄰的示意圖； 圖4為根據本發明一實施例的第一投影面以及第二投影面為交錯的示意圖； 圖5為根據本發明另一實施例的投影顯示裝置在第一期間在第一投影面進行掃描的示意圖； 圖6為根據本發明另一實施例的投影顯示裝置在第二期間在第二投影面進行掃描的示意圖；以及 圖7為根據本發明另一實施例的投影顯示裝置在第三期間在第三投影面進行掃描的示意圖。
1‧‧‧投影顯示裝置
10‧‧‧光源模組
11‧‧‧紅色光源
12‧‧‧綠色光源
13‧‧‧藍色光源
14‧‧‧光學系統
20‧‧‧切換器
30‧‧‧第一微掃描鏡
40‧‧‧第二微掃描鏡
L‧‧‧光束
L1‧‧‧紅色子光束
L2‧‧‧綠色子光束
L3‧‧‧藍色子光束
S1‧‧‧第一投影面
S2‧‧‧第二投影面
P1‧‧‧第一影像

Claims (7)

  1. 一種投影顯示裝置，包括一光源模組、一切換器以及多個微掃描鏡；其中，該光源模組提供一光束；該切換器接收該光束，並在多個期間的每一個該期間內將該光束的傳遞方向切換至該些微掃描鏡中對應的該微掃描鏡；該些微掃描鏡使該光束在多個投影面進行掃描以形成多個影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中，該些微掃描鏡包括一第一微掃描鏡以及一第二微掃描鏡，該些期間包括一第一期間以及一第二期間，該些投影面包括一第一投影面以及一第二投影面，該些影像包括一第一影像以及一第二影像；該切換器在該第一期間內將該光束的傳遞方向切換至該第一微掃描鏡，該第一微掃描鏡使該光束在該第一投影面進行掃描以形成該第一影像；該切換器在該第二期間內將該光束的傳遞方向切換至該第二微掃描鏡，該第二微掃描鏡使該光束在該第二投影面進行掃描以形成該第二影像。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中，該光源模組包括多個光源以及一光學系統，其中，該些光源提供不同顏色的多個子光束；該光學系統接收該些子光束，並將該些子光束合成該光束。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中，該切換器包括一液晶透鏡。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中，該些投影面為分離、相鄰或交錯。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之投影顯示裝置，其中，該投影顯示裝置應用於一車輛。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之投影顯示裝置，其中，該些投影面位於該車輛的一擋風玻璃及/或一車頂內面上。
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