TWI450018B

TWI450018B - 無濾片投射模組與其控制方法

Info

Publication number: TWI450018B
Application number: TW100121326A
Authority: TW
Inventors: Kuo Ching Chiang
Original assignee: Bascule Dev Ag Llc
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2014-08-21
Also published as: TW201237542A

Description

無濾片投射模組與其控制方法

本發明係有關於一種投射模組，特別是有關於一種無色輪投射模組。

隨著資訊以及電腦市場不斷的擴充下，電子產品在輕薄短小、多功能速度快之趨勢的推動下快速成長。基於高科技時代的來臨，電信網路以及網際網路為近年來新興之產業，通訊系統也伴隨行動電話整合科技的開發也不斷提供使用者更便利取得資訊之方式。因此，通訊科技也一躍變為新的寵兒，通訊裝置中附屬之商業也因聯繫需求與資訊取得之便利而蓬勃發展。不論是網際網路、行動通訊設備、個人數位助理已經充斥於整個生活之空間，而網路與通訊業者也推陳出新提供商業服務協助客戶將其資料傳送或是取得以擴大市場以及服務之範圍。在電子元件方面則朝向多元多功能發展，如輕薄短小、多功能速度快之趨勢，而通訊服務業者或資訊提供服務者亦必須提供多元、全方位以及最新之資訊給客戶。而目前較為使用之手持式通訊裝置包含行動電話、股票機以及個人數位助理系統(或個人用電子記事簿裝置)，亦即一般所謂之Personal Digital Assistant(PDA)，其已日漸普及於一般人之生活中成為不可或缺之電子產品。而上述電子裝置的整合系統也普遍充斥生活之間。所謂個人數位助理系統可具有以下之功能：儲存個人資料、名片管理、時間管理、個人行程追蹤設定及行事記要等，但這些資料的管理對於資訊傳輸快速的現代也漸漸地不能滿足使用者的需求，因此又發展出有電子字典、股市即時報導及資訊傳輸服務等功能。在對於現在及未來之發展趨勢下，亦可以將個人數位助理之功能植入於或整合於行動電話或個人傳呼裝置之中。傳統之投射模組包含白光光源，且包含複數反射鏡片組以及三個偏光鏡片用以將白光分光成紅、綠、藍三色，而光學鏡片組昂貴且此光學系統複雜、不易縮小。而採用之白熾燈泡光源易過熱。另一種型態之投影機稱為數位光源投影機，例如美國第6733137、6988808號專利揭露上述投影機。上述形態投影機利用數位微鏡元件(digital micro-mirror device)以及顏色轉輪以進行投影。數位微鏡元件包括數百萬的微鏡面部分而可以降低濾片之間或光源之間之性能或特性變化所產生的色差。驅動單元根據校正影像訊號以及顏色轉輪之旋轉狀態以控制數位微鏡元件之每一微鏡面部分，其中校正單元校正影像訊號每一顏色之亮度訊號，其校正係藉由計算通過顏色轉輪之每一濾片的光相對強度，以及利用當數位微鏡元件之每一微鏡面部分處於off狀態時之光感測器之輸出。彩色濾片轉輪由馬達趨動，並且使得它的體積無法變小，因此無法使投影裝置嵌入於手持裝置之中。再者，傳統技術利用白光作為光源，因此於操作期間會產生高溫度以及熱。此投影機需要許多透鏡結合光源以及彩色輪。由於白光經過馬達的所驅動之高速度色輪，因此造成低頻率的閃頻效應。於此可知，其為了輕便性而整合於投影機的機會十分渺茫。換言之，降低投影機體積的目標在上述所提之元件是無法達成。因此，先前技術具有諸多缺點。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種三單色光源投影模組，無需彩色濾片。因此無須光學分色光系統，可縮小體積，且採用發光元件而非白熾燈泡，因此不會過熱。

本發明包含控制IC，配置於投射模組內以及投射顯示模組，電性耦合到上述之控制IC用以投射資料至外部。上述投射顯示模組包含：液晶面板組，用以分別以紅、綠以及藍成像顯示；面式光源組分別對應液晶面板組配置於其後提供光源；稜鏡，上述之平板放射光源組、液晶面板組配置於該稜鏡之光入射側，用以合成每一顯示顏色；以及投射透鏡組，配置於該稜鏡之光穿透側。上述面式光源組包含電場發光(electroluminescence)元件，放射紅、綠以及藍光。

一種手持通訊裝置包含：控制IC，配置於該手持通訊裝置；RF通訊模組，電性耦合到上述之控制IC用以無線通訊；內建顯示單元以及輸入單元，電性耦合到上述之控制IC；記憶體，電性耦合到上述之控制IC用以儲存資料；以及針孔攝影機偵測器，電性耦合到上述之控制IC，其可以掃描有線、無線之攝影頻率。上述攝影頻率範圍約介於300MHz至2.5GHz之傳輸頻率。

一種手持通訊裝置，包含：控制IC，配置於該手持通訊裝置；RF通訊模組，電性耦合到上述之控制IC用以無線通訊；內建顯示單元以及輸入單元，電性耦合到上述之控制IC；記憶體，電性耦合到上述之控制IC用以儲存資料；以及遙控控制模組，電性耦合到上述之控制IC，用以控制鎖、電子裝置。

一種手持通訊裝置，包含：控制IC，配置於該手持通訊裝置；RF通訊模組，電性耦合到上述之控制IC用以無線通訊；內建顯示單元以及輸入單元，電性耦合到上述之控制IC；記憶體，電性耦合到上述之控制IC用以儲存資料；以及酒精成分偵測模組，電性耦合到上述之控制IC，用以控酒精成分。

一種手持通訊裝置，包含：控制IC，配置於該手持通訊裝置；RF通訊模組，電性耦合到上述之控制IC用以無線通訊；內建顯示單元以及輸入單元，電性耦合到上述之控制IC；記憶體，電性耦合到上述之控制IC用以儲存資料；以及照射光源，內建於該手持通訊裝置，用以做為手電筒或pointer。其中上述照射光源包含雷射。上述照射光源可包含燈泡以及一光反射裝置用以反射該燈泡所放射之光。此外，上述照射光源也可包含發光二極體LED以及一光反射裝置用以反射該發光二極體所放射之光。

一種無色輪投影機或投射模組，包含：光源單元，產生不同顏色之光束；色光控制模組，耦接該光源單元用以切換該光源單元以發射一種光顏色；數位微鏡元件晶片，具有複數個鏡面部分，每一該複數個鏡面部分被控制以反射該光源單元所饋入之光；以及，投射透鏡組，配置於該數位微鏡元件晶片之反射光路徑中以投射影像。

其中上述之光源單元包含有機發光元件、發光二極體、場放射發光元件、奈米碳管場放射發光元件、電致發光元件、雷射二極體用以放射紅、綠以及藍光。

一種無濾片投射模組，包含液晶面板，用以分別以紅、綠及藍成像顯示；單色光源組，分別對應液晶面板配置用以依序提供三單色光源，上述單色光源組包含雷射、發光元件、二極體；以及投射透鏡組，配置於該稜鏡之光穿透側。當單色光源組，分別照射液晶面板時，其會具有個別顏色的影像透過投射透鏡組投射而合成。

一種無色輪投射方法，包含：提供光源單元，用以產生不同顏色之光束，該光源單元至少包含三色光；提供色光控制模組耦接該光源單元用以切換該光源單元以依序發射色光，其中該色光模組控制該至少三色光之兩色光被開啟的時間不重疊、百分之五十的時間重疊、大於百分之五十的時間重疊或小於百分之五十的時間重疊。更包含提供數位微鏡元件晶片，具有複數微鏡面，每一該複數鏡面用以反射該光源單元所體入之光；以及投射透鏡，配置於該數位微鏡元件晶片之光路徑中以投射影像。其中該切換方法可使得光子數目與節能源間做一取捨與平衡。

10‧‧‧手持通訊裝置

100‧‧‧控制IC

105‧‧‧天線

110‧‧‧收發裝置

115‧‧‧語音編碼解碼器

120‧‧‧DSP

125‧‧‧D/A轉換器

130‧‧‧SIM卡連接器

135‧‧‧SIM卡

140‧‧‧電源及其電路

145‧‧‧OS

150‧‧‧輸入單元

155‧‧‧記憶體

165‧‧‧投射顯示模組

170‧‧‧針孔相機偵測模組

175‧‧‧照射模組

180‧‧‧酒精偵測模組

185‧‧‧遙控模組

190‧‧‧揚聲器及/或麥克風

200‧‧‧雷射及/或發光源

210R,210G,210B‧‧‧平板光源

200R,200G,200B‧‧‧液晶顯示板

220‧‧‧稜鏡

230‧‧‧投射透鏡組

1100B‧‧‧雷射

1100A‧‧‧色光轉換模組

400‧‧‧透明基板

420‧‧‧透明電極

410‧‧‧堆疊閘

440‧‧‧罩幕層

450‧‧‧前面板

460‧‧‧射極(emitter)

480‧‧‧螢光薄膜層

510‧‧‧下透明電極

500‧‧‧透明基板

520‧‧‧螢光薄膜或粉末

530‧‧‧上透明電極

540‧‧‧第二透明基板

1000‧‧‧無色輪投影機

1100‧‧‧光源單元

1200‧‧‧數位微鏡元件晶片

1300‧‧‧投射透鏡組

1400‧‧‧色光控制模組

1500‧‧‧無線傳輸模組

402‧‧‧處理器

404‧‧‧顯示器

406‧‧‧影像擷取元件

408‧‧‧記憶體

310‧‧‧透鏡機構

1000‧‧‧投射模組

202‧‧‧類比數位轉換器

200‧‧‧播放器

204‧‧‧數位訊號處理器

206‧‧‧聲音及/或影音驅動模組

208‧‧‧非揮發性記憶體

210‧‧‧聲音/影像處理器

212‧‧‧數位類比轉換器

214‧‧‧顯示器

800‧‧‧處理器

802‧‧‧鍵盤

804‧‧‧顯示器

806‧‧‧記憶體

808‧‧‧括應用程式及/或作業系統

810‧‧‧硬碟

1210A、B‧‧‧反射鏡

1100R、1100G、1100B‧‧‧藍、綠、紅光源

3210‧‧‧勻光器

第一圖係顯示本發明功能方塊示意圖。

第一A與一B圖係顯示本發明之發光源之示意圖。

第二圖係顯示本發明投射模組功能方塊示意圖。

第三圖係顯示本發明具有面式光源之投射模組功能方塊示意圖。

第四圖係顯示本發明之發光源之示意圖。

第五圖係顯示本發明之發光源之示意圖。

第六圖係顯示本發明之無濾片投影機之示意圖。

第六圖A、B係顯示本發明之光源單元示意圖。

第七圖係顯示本發明之發光源之示意圖。

第七圖A至D係顯示本發明之準直系統之示意圖。

第八圖係顯示本發明手持裝置之功能方塊示意圖。

第九圖係顯示本發明之功能方塊示意圖。

第十圖係顯示本發明之功能方塊示意圖。

第十一圖係顯示本發明之功能方塊示意圖。

第十二圖係顯示本發明之功能方塊示意圖。

第十三A圖至第十三D圖係顯示本發明光源時序圖。

為使本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，本文舉較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下，然下述各實施例只做一說明非用以限定本發明。本發明之手持通訊裝置包含手機、個人數位助理以及smart phone。手持無線通訊裝置一般包含行動電話、傳呼裝置、個人數位助理或類似之裝置。上述無線通訊裝置之系統架構一般包含無線通訊模組，可適用於雙向傳輸之協定，行動電話以及個人數位助理至少包含雙向通訊模組。以雙向通訊模組而言，所使用的通訊協定為GSM、CDMA、PHS或雙向呼叫器通訊協定等格式。經由雙向通訊模組所接收由服務提供者所提供之訊息，經過解碼裝置解碼以轉換成可辨識之訊號。上述之無線通訊裝置包含一微處理器或中央處理單元以及一使用者介面與微處理器耦合以利於指令之輸入，其輸入之方式可以為利用觸控或聲控語音輸入。雙向通訊模組所接收之訊號經由微處理器並載出儲存於記憶體單元中之資料或程式進行處理，如比對通訊協定、解讀以及判斷。被接收之資訊可藉由顯示裝置顯示，顯示裝置通常是液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)或平面顯示裝置。

第一圖所示為本裝置之功能方塊圖，包含SIM連接器130用以承載SIM卡135。而SIM卡並非手機必要之裝置，如PHS系統就無需使用。本手持通訊裝置10包含射頻通訊模組其包含天線105、此天線105連接收發裝置110，其用以接收或傳輸訊號。射頻通訊模組也包含CODEC 115、DSP 120以及A/D轉換器。本發明之裝置包含中央控制IC 100，用以控制訊號以及資料之處理、電力控制以及輸出入訊號之處理。一輸入單元150、內建顯示單元160、作業系統145、電力以及控制電路140分別電性耦合(couple)到上述之控制IC 100。本裝置亦包含記憶體耦合到上述之控制IC 100，做為資料以及作業系統之儲存。依照不同之屬性，可包含ROM、RAM、非揮發性快閃記憶體等。射頻通訊模組可以處理述訊號之接收、基頻之處理、數位訊號之處理等。SIM卡硬體介面則承載SIM卡。最後語音訊號被送到輸出裝置如喇叭/麥克風單元190。記憶體單元可以區分為三個部分，分別為罩幕式唯讀記憶體(MASK ROM)、非揮發性記憶體例如快閃記憶體(FLASH)以及靜態隨機存取記憶體(SRAM)三個部分。一般，不更動之資料可儲存於罩幕式唯讀記憶體之中，系統操作軟體或固定之應用程式一般可以儲存於非揮發記憶體之中且執行其它之指令，可以在無電源狀態下仍能保留其內部資料，有電源時可以重複讀出或寫入。

本發明包含一或數個下列模組，其未揭露於任何目前之手持通訊裝置。值得注意的是本發明可以植入單一或多個下列模組，端視需求而定。

一針孔攝影機偵測器170內建於本手持通訊裝置10中，其可以掃描有線、無線之攝影頻率，針孔攝影機偵測器170敏感約範圍介於300MHz至2.5GHz之傳輸頻率。換言之，其可為目前商業化之可接收射頻訊號之接收器。且該針孔攝影機偵測器170電性耦合到上述之控制IC 100。可包含一開關或按鈕(如手機按鍵)用以啟動偵測開關。如已知技術，針孔攝影機包含一印刷電路板、電荷耦合裝置(CCD)、記憶體用以儲存訊號影像、以及一訊號轉換單元。上述拍攝之影像可透過有線或無線傳輸至一另一系統裝置。針孔攝影機偵測器170可以偵測或掃描針孔攝影機操作中之頻率。而一般所稱之spy camera也可適用於針孔攝影機偵測器170之掃描。掃描之結果，可輸入到上述之控制IC 100，經過處理輸出到顯示單元160或喇叭/麥克風單元190，藉此發出警告訊息或啟動手機震動模式。

此外，本手持通訊裝置10包含投射顯示模組165，電性耦合到上述之控制IC 100。以一實施例而言，可採用液晶投射裝置，其包含液晶面板用以成像，之後將其透過透鏡組放大投射到一螢幕或牆上。此液晶投射顯示模組包含光源配置於手持通訊裝置10之中。光源可以採用鹵素燈或金屬鹵素燈。光源透過透鏡導入三稜鏡而將其分成紅、綠以及藍光。成像於三液晶面板之影像而分別被對應之紅、綠以及藍光穿透，最後被一三稜鏡合成。而較佳實施例中，請參閱第二及第三圖，液晶投射模組165包含液晶面板 200R、200G、200B，用以分別以紅、綠以及藍成像顯示。最佳為採用面式光源210R,210G，及210B，分別對應液晶面板200R、200G、200B配置於其後，提供光源。上述之三單色光源210R,210G，及210B薄膜可以採用電致發光(electroluminescence)元件，電致發光元件放射紅、綠以及藍光。上述之三單色光源210R,210G，及210B、液晶面板200R、200G、200B配置於三稜鏡之光入射側，用以合成每一顯示顏色。一投射透鏡組230，配置於三稜鏡之光穿透三稜鏡側，一顯示幕可放置於適當位置用以投射成像。因此儲存在手持通訊裝置記憶體中資料、檔案、電玩變可以透過投射顯示模組165放大投射至外部。基於本發明採用面式光源210R,210G，及210B，提供三單色光源如採用有機發光元件或雷射、發光二極體，其輕薄短小，故可以使得被整合於手機、媒體播放器或數位相機之中。

本發明另一特點係包含遙控控制模組185，電性耦合到上述之控制IC 100，用以藉由儲存記憶體155中之鎖鑰或控制碼而加以控制鎖或是電子裝置，遙控控制乃一已知技術。舉一例，遙控控制模組185可以採用紅外線傳輸控制訊號。利用手機之通訊模組可以下載服務提供者之控制碼、鎖鑰而儲存於記憶體155中。此外，亦可以透過遙控控制模組185之紅外線應用於短距離之資訊交換。

另一特點包含一酒精成份偵測模組180，電性耦合到上述之控制IC 100，用以偵測個人呼吸之酒精含量。例如，可以偵測化學酒精成份。假使該成分被偵測，則將訊號輸入到上述之控制IC 100，經過處理輸出到顯示單元160或喇叭/麥克風單元190，藉此發出警告訊息。以下美國專利各揭露數種量測酒精之方法：United State Patent No.5,907,407、United State Patent No.4,809,810。

本發明亦可包含照射光源175，使得本裝置得以做為pointer或是手電筒。舉一實施例而言，假使該光源175為一雷射元件，則本手持裝置可進而成為一雷射pointer利於簡報。若此假使該光源175為一發散光源，則本手持裝置可進而成為一手電筒利黑暗環境中使用，例如於電影院中尋找座位，此照射光源175可電性耦合到上述之控制IC 100或獨立電路。其中上述照射光源包含雷射。上述照射光源可包含燈泡以及一光反射裝置用以反射該燈泡所放射之光。此外，上述照射光源也可包含燈、發光二極體(LED)以及一光反射裝置用以反射該發光二極體所放射之光。

本發明之創意在於整合諸多之電子裝置，以利於攜帶以及利於因應不同之多種場合，進而提升便利性。且可共用部分組件或裝置而加以整合。使手機除通訊功能之外，尚可投射影像、安全偵測、遙控控制、酒精偵測利於行車安全、照明以及會議使用(傳統pointer太小、太細不易手持，配置於手機中較好掌握)。本發明包含一或數個模組，其均未揭露於任何目前之手持通訊裝置。值得注意的是本發明可以植入單一或多個模組，端視需求而定。

此外，顯示單元之另一實施例顯示於第四圖中，其中顯示根據本發明之場發射顯示器(field emission display)之截面圖。如第四圖所示，提供一透明基板400，透明電極420形成於透明基板(如玻璃)400之上。透明電極420可以利用氧化銦錫(indium tin oxide：ITO)來形成，並且其可以作為發射電極。堆疊閘410覆蓋部分之透明電極420，並且形成於透明基板400之上。發射電子之射極(emitter)460係形成於部分透明電極420之上。每一堆疊閘410包括一罩幕層440以覆蓋部分透明電極，該罩幕層係藉由UV微影光罩(幕)所形成。罩幕層440較佳係對可見光透明，而對紫外光不透明，並且可以藉由非晶矽物質所形成。當矽晶層足夠薄時可以是透明者。堆疊閘410結構包括第一絕緣層/閘電極/第二絕緣層/聚焦閘電極，依序形成於基板之上。閘絕緣層較佳係具有厚度2微米或以上之二氧化矽薄膜，並且閘電極可以由厚度約0.25微米之鉻所形成。閘電極係用以汲取射極之電子束。聚焦閘電極係作為集電極以收集射極所發射之電子，以使得電子可以達到配置於射極460上之螢光薄膜層480。在上述元件用於顯示單元的例子中，基板可以為矽基板或透明基板。參照第四圖，前面板450朝上配置於堆疊閘之上。各種可見光影像顯示於前面板450之上。螢光薄膜層480附著至前面板450之面對堆疊閘之底表面，直流電壓施加於螢光薄膜層480以發出色彩以顯示。當上述薄膜具有紅、綠以及藍色螢光基底時，螢光基底可以藉由混合所發出的光而發出彩色光。而較佳實施例中，本發明包括三種發射顯示器以分別顯示紅成分、綠成分以及藍成分之影像(亦即紅、綠以及藍影像)。當電子束激發螢光基底時可以使其發出紅、綠以及藍色可見光，而均勻地分佈在螢光薄膜層480上。隔離前面板450與堆疊閘之間隙壁為黑矩陣層，其僅便於說明而未圖示。由於薄膜顯示器可以形成為較薄的厚度並且耗能較液晶顯示器低，本發明可以提供較輕薄短小的元件。電池的壽命可以維持更長。場發射顯示器無需複雜、耗電的背光源與濾波器，其對於液晶顯示器而言皆為必須者。此外，場發射顯示器無需大規模的薄膜電晶體陣列，因此，液晶顯示器中需要高價格的主光源與其主動矩陣之良率問題均得以消除。顯示器之解析度可以藉由利用聚焦極板(focus grid)或加速電極以校準(collimated)微尖端所放射出的電子以得到提升。在較佳實施例中，場發射顯示器包括奈米碳管射極以進一步降低元件的大小。再者，顯示器可以省略液晶材料。場發射顯示器無需液晶顯示器之薄膜電晶體所需之源極/汲極區域。在另一實施例中，發光二極體光源可以發射單色光可以取代第三圖的光源。換言之，藍光、紅光以及綠光發光二極體亦可以用於作為光源。在一例子中，發光二極體可以形成為矩陣或線形的結構。值得注意的是，具有螢光基板之元件顯示於第四圖中(奈米碳管場發射顯示器)，並且第五圖之電致發光面板(electroluminescent panel(ELP))亦可以作為光源。類似地，發光源單元可以由三個單色光場發射顯示器(或電致發光面板)或一個可以發射三個單色光之場發射顯示器(或電致發光面板)所形成。有機電致發光面板顯示器之一參考可以參照美國第6023371號專利，其發明名稱為“彩色轉換材料及其有機電致發光彩色顯示器”。此外，雷射二極體亦可以作為光源。在一較佳實施例中，彩色光源單元1100可以包括一雷射1100B與一色光轉換模組1100A配置於雷射之光路徑上。在一例子中，色光轉換模組1100A可以藉由一有效率的雷射波長轉換技術來完成，其可以透過材料的非線性特性而使新的波長轉換之雷射產生。基於鐵電物質非線性材料中的微結構設計，準相位匹配(QPM)可以用於補償交互作用波之間的相位-速度匹配不符以有效地混波。準相位匹配(QPM)可以應用於雷射R、G、B顯示器。為了得到有效的波長轉換，交互作用波之間的相位匹配係有必要的。透過非線性材料之雙折射相位匹配技術得以達到上述之目的，其係將晶軸定位至一特定角度以達到特定的交互作用波長之相位匹配情況。美國第7170671號專利，其發明名稱為“高效率波長轉換器”，其中揭露一種波長轉換的方法。舉例而言，色光轉換模組1100A包括具有複數個光柵之波導，其具有不同週期圖樣，如第一B圖所示。色光轉換模組1100A可以包括波導元件或體型元件(bulk device)。光柵之型態可以採用均勻式光柵、並聯式光柵、串聯式光柵、扇出光柵以及頻擾光柵。雷射得以依序提供輻射至色光轉換模組1100A，藉此改變了入射光而分別形成紅、綠以及藍光。

在另一實施例中，第五圖之光源包括下透明電極510於透明基板500上。一螢光薄膜或粉末520附著於下透明電極510之上表面。在較佳例子中，螢光基板發射彩色光。本發明包括三個本實施例之元件，其分別發光為紅色部分、綠色部分以及藍色部分。每一個元件輻射單一色光。不同粉末發出不同顏色的光。上透明電極530形成於螢光薄膜或粉末520之上。第二透明基板540形成於上透明電極530之上。一偏壓施加至電極之上以注入電洞與電子，藉由電子以及電洞之結合，依照螢光基板之材料(化合物)而激發螢光基板以發射紅、綠或藍色可見光。本實施例之元件可以參考電致發光面板。在一實施例中，發光二極體元件可以用於作為光源，並且其發光機制與過程比習知技術來得簡單。在一較佳實施例中，發光二極體光源，例如發射藍光、紅光以及綠光之發光二極體，可以用於作為三個單色光源。

本發明係有關於投射模組應用於可攜式裝置或單獨的投影機。可攜式裝置包含但不限定於手機、個人數位助理、smart phone、筆記型電腦、媒體播放器(MP3、MP4)、數位相機、全球衛星定位系統(GPS)等等。

第六圖係根據本發明之另一實施例之圖示，其中顯示利用數位微鏡元件(DMD)晶片(面板)之無色輪(color-wheel free)投影機之主要構成要件，無色輪得以縮小體積整合於可攜式裝置中，且減少閃頻，若無空間考慮，亦可有色輪。如第六圖所示，本實施例之無色輪投影機1000包括光源單元1100、數位微鏡元件晶片1200以及投射透鏡組1300。部分元件，例如透鏡放大器、換流器、校準部件以及驅動部件，可能需要提供。在一實施例中，透鏡放大器可以置於光源單元1100與數位微鏡元件晶片1200之間。然而，其並非本發明之特徵，因此省略其詳細描述。在一實施例中，數位微鏡元件晶片1200包括複數個微鏡面部分(未圖示)由驅動部件所控制。驅動部件產生影像光以投射至螢幕，每一個微鏡面部分之傾斜狀態係根據彩色光源之切換狀態。光源單元1100可以分別發射紅、綠或藍色之單色光。色光控制模組1400耦接光源單元1100以決定輻射那一種色彩的光發射。從較準部件饋入之訊號以及微鏡面部分之傾斜狀態係配合彩色光源單元1100之交替狀態。色光控制模組1400係用於切換光之顏色彩之用，其可以由積體電路所形成。色彩之切換時間遠快於習知技術之轉輪式切換。其降低了習息知技術彩色轉輪中切換色彩所需的時間。彩色光單元的切換造成光依著紅、藍以及綠色之順序發射，並且切換的光輸出至數位微鏡元件晶片1200。在一較佳實施例中，色光控制模組1400致使光源單元1100依序與重複地發射紅、藍以及綠色光。色彩的交替次序可以改變。彩色光源單元1100具有複數色彩區段 (color segment)，若需要亮度亦可包括白光區段。在一較佳實施例中，光源單元1100包括紅色區段，接著綠色區段，再依次為藍色區段。為了增加影像亮度，每一個藍色區段可以接著白光區段。換言之，在一個影像框受到至少三種不同顏色紅、綠、藍光的照射；故其切換之頻率遠快於影像框之訊號頻率。參閱第十三圖A，影像訊號頻率為S，至少三種不同顏色紅、綠、藍光的訊號R、G、B依序切換，其頻率快於影像訊號頻率；此實施例顯示R、G、B時脈依序出現不重疊，換言之，每一個影像框之時間內，每個顏色只開啟1/3的時間，在一長時間計算下來，每個顏色的光只開啟總時間的1/3的時間，故可以達節省電能效果。但是其所提供之光子數目較低，請參閱第十三圖B，為提升光子數目則可控制至少三種不同顏色紅、綠、藍光的切換頻率；在此例中可使各色光的照射時間各有百分之五十的重疊，可提升單位時間內光子之數目以提升流明度。在此情形下，三色光之照射時間只有兩色光產生重疊，亦即在第一種色光開啟一半時間時，則開啟第二種顏色的光，當地一種顏色的光關閉時，此時為第二種顏色光開啟一半的時間，此時開啟第三顏色的光；依此類推，在每一時間內，均有兩種以上的光被開啟，另一種顏色的光被關閉，可以提升照度。以上均可以採用色光控制模組1400加以控制開啟時間。

參閱第十三圖C，其顯示在一影像訊號時間內，三色光照射的時間之時序示意圖，其中個兩色光被開啟照射之時間重疊超過(大於)開啟或照射時間的百分之五十，但未完全重疊。如此可以提升光子照度，但是各色光開啟的時間較長。其中可以參見，在第一種色光之部分時間，特別是在一半之前開始便有三種色光的重疊時間(三色光同時開啟狀態)。參閱第十三圖D，其顯示在一影像訊號時間內，三色光被開啟或照射的時間之時序示意圖，其中各兩色光被開啟照射之時間重疊未超過(小於)各色光開啟或照射時間的百分之五十，如此可以提升光子照度，但是各色光開啟的時間較第十三圖A長，但較第十三圖B短。故可以依照上述所揭示方法以色光控制模組1400控制各色光之時序(timing)及照射之時間，使各兩色光間產生部分重疊，如大於百分之五十的重疊，等於百分之五十的重疊或小於百分之五十的重疊；以在於光子數目(照度)與節省能源間可做一取捨或平衡。

參閱第六圖A，所示為本發明光源單元1100包含多單色光源1100R、1100G、1100B，例如紅光源1100R、綠光源1100G、藍光源1100B，可分別放射紅、綠、藍三色光，色光控制單元1400電性耦接上述之参單色光源1100R、1100G、1100B以利其分別依序放射至少三色光。以一實施例而言，DMD 1200用以顯示影像。多單色光源1100為至少参單色光，以利於各自放射藍、綠及紅光以利於合成彩色。透過依序放射参單色光，例如藍、綠及紅光，其三者的三色光線分別直接或間接到達DMD，由其上之微鏡片反射，使得紅、綠及藍光影像透過投射鏡頭1300放大投射到螢幕，上述三色光之放射次序可以任意排列，其組合例如為藍綠紅、藍紅綠、綠紅藍、綠藍紅、藍紅綠或藍綠紅等次序。一光導引裝置1350，使上述各別之光源1100R、1100G、1100B配置於光導引裝置1350之三側，以利於將個別的光導向顯示器1200。上述之光導引裝置1350可以為X稜鏡(X-cube)、X板或是分色鏡(dichroic mirror)。基於上述三色光源依序放射，使得人眼在視覺暫留內，看到一彩色影像。上述多單色光源1100透過色光控制單元1400控制其各自之強度與放射時間，端視色彩資訊而定。為強化其光強度，避免過暗，上述多單色光源1100除包含参單色光外，亦可以包含白光配置以利加強亮度，所述之白光可穿插於上述三色光之任意排列之中；為增加色彩度，亦可穿插黃光。液晶顯示器1200之影像顯示係由影像訊號輸入單元1400饋入。基於本發明係依據放射至少三單色光，且依序由DMD1200反射依序放射RGB影像，經過投射鏡頭1300至顯示幕，而易於縮小體積與簡化裝配對位等複雜度與簡化光機構。若選擇LED、雷射、有機發光(EL；electroluminescence)元件等發光元件，除可縮小本裝置外，相較於燈泡具較佳散熱效果。上述之顯示裝置1200亦可採用矽基液晶顯示器。

簡言之，利用色光控制單元1400控制各個獨立單色光之放射順序與強弱度以利於混合成彩色，當個單色光自顯示器1200反射時，可以使顯示器1200上之灰階影像形成單色彩影像，透過投射鏡頭1300將各單色光之影像依序投射，再利用人眼視覺暫留現象，令人眼看到合成後之彩色影像。因此本發明採用不耗熱之多數單色光源，做為成像光源，利用單一灰階顯示器1200，藉由依序將各單色光放射穿透該單一灰階顯示器1200，以利於不同時產生至少三色階之影像，依投射鏡頭不同時投射到螢幕上，但基於視覺暫留現象，人眼以為同時到達而合成彩色光。故本發明優點為無須採用複雜光學機構，可降低成本與簡化結構。故，本發明大大減化光學機構。採用灰階影像時，不需要彩色濾光片，因為彩色濾光片造成極大的遮光，造成流明度稍不足。若省卻此濾光片，可以對於微型化有所幫助，可以提升流明度以及減少耗電。

參閱第六圖B，以参獨立紅、綠、藍光放射光線，紅光與綠光分別依據鏡片1210A、1210B反射進入DMD1200，將個別的紅、綠、藍光直接或間接導向DMD上，經過反射經由鏡頭投射。

光源單元1100在一較佳實施例中，參照第七圖，無濾片投影機包括三個發光源210R、210G與210B，為有機電致發光元件。如上揭露所述，亦可以利用以上例式光源，如雷射、發光二極體、激發放射元件等。有機電致發光元件為電致發光薄膜，其可發射紅、綠以及藍色光。數位微鏡元件晶片1200配置於光入射邊。投射透鏡組1300可以利用複數個透鏡組成。因此，儲存在元件或外部裝置之記憶體中的資料或檔案可以投射在螢幕或牆上。使用者得以藉此投射影像、遊戲或檔案於一外部螢幕之上。電致發光元件為體積小、面式、重量輕的元件，因此其可以使得小型投影裝置整合在可攜式裝置中。光源單元發光源單元可以由三個單色光電場發光元件或一個可以發射三個單色光之電致發光元件所形成。在另一例子中，光源單元1100可以包括發光源210W以發射白光。發光源可以由薄膜形成，因此可以嵌入在可攜式裝置中。同理，如上所述三單色光源可採有機發光元件、雷射、發光二極體等。

數位微鏡元件晶片包括複數個鏡面部分，控制每一個鏡面部份使其處於第一傾斜狀態或第二傾斜狀態，並且反射從發光單元所饋入的光，以及處於第一傾斜狀態時由控制模組進行切換。利用驅動單元之控制，並且根據一相對應的影像的訊號以及顏色控制單元，使得數位微鏡元件晶片中的每一個微鏡面部分處於第一傾斜狀態或第二傾斜狀態。一校準單元係用於接收影像訊號以及由光電轉換元件所取得之電壓，並藉由接收電壓校正影像訊號，並且輸出校正影像訊號至驅動單元。色光控制模組1400係配置以包括紅、綠以及藍色光源以產生複數色彩之光影像。已知的習知技術中，投影機包括數位訊號處理器配置於DLP電路板上。其並非本發明之技術特徵，因此省略其說明。

從上述可知，本發明中無需彩色濾光轉輪、高溫白光源以及一些透鏡例如聚焦透鏡。因此，本發明解決了習知投影機之散熱問題、過大體積以及閃頻效應。再者，本發明利用薄膜作為冷光源，因此沒有高溫的散熱問題，光源的壽命也比習知技術的白光源來得長，並且馬達震動的噪音也可以免除。本發明之耗電量遠較習知技術為低，並且光源部份可以整合在小型的可攜式裝置之中。依本發明之方法所切換之光藉由色光控制模組以得到紅、綠或藍色光之一，而此色光前進至數位微鏡元件晶片1200，並且光流量可以藉由延遲鏡頭(relay lens)來量測校正，致使此色光有效率的達至數位微鏡元件晶片1200。由習知技術可知，施加至數位微鏡元件晶片1200的色光係入射至每一個微鏡面部分之上。數位微鏡元件晶片1200接收訊號之輸入訊號，而其係根據一影像訊號所呈現之每一紅、綠以及藍色之灰階而用以控制每一個微鏡面部分之傾斜度。然而校正方法以及微鏡面部分之傾斜狀態控制係為習知技術。每一個光影像可以藉由操作數位微鏡元件晶片1200之微鏡面部分而得到，而投射單一畫面部份於螢幕上。由於彩色光源單元可以很有效率與快速的切換，先顯示之光線成為人類肉眼所看到的視覺暫留影像，因此幾乎不會看到顏色分別呈現的情況發生。

參閱第七圖A，若有需求，可以配置勻光器3210於光源1100與光導引裝置1350間，或是配至光導引裝置1350間與顯示器1200間，如第七圖B。勻光器3210可為一菲涅爾透鏡位於光源之側，光源位於大約其焦距處，可使點光源通過菲涅爾透鏡成平行光速。菲涅爾透鏡具有被截為一段一段曲率不變的不連續曲面，曲面被劃分得很細，故看上去像一圈一圈的紋路，也就是菲涅爾透鏡包含一系列同心圓紋路(即菲涅爾帶)達到聚光效果，反之將光源置於焦距，可形成平行光速通過。且菲涅爾透鏡同時降低厚度利於微型化。可被視作一系列的稜鏡按照環形排列，其中邊緣較為尖銳，而中心則是較為平滑的凸面。菲涅爾透鏡的設計容許大幅度地削減透鏡厚度及重量與體積。在光源前配置菲涅爾透鏡可以適用於上述各實施例。亦可以使用準直器(collimator，第七圖C)或光柵或內部全反射透鏡替換上述之菲涅爾透鏡或與菲涅爾透鏡共同使用以利於產生平行光。準直器包含一曲面鏡片，光源置於其焦點。準直器面對光源的鏡面之曲率較大，另一鏡面之曲率較小。準直器亦可校正其他光學元件是否位於光軸上，故其不但可使光源成平行光束亦可做為校正用途。上述之菲涅爾透鏡或準直器亦可以配置於顯示裝置與投射鏡頭間，投射鏡頭至於其焦點述。參閱第七圖D。一菲涅爾透鏡或準直器3210置於投射透鏡1300與顯示器1200間，且上述之投射透鏡置於菲涅爾透鏡或準直器3210之焦點。在上述各實施例之光源背部，可以依據需求配置反光片以反射光線進入顯示器。

本發明可以整合至一可攜式裝置，例如手機。第八圖所示為手持裝置之功能方塊圖，包含SIM連接器130用以承載SIM卡135，其為習知之技術，而SIM卡並非手機必要之裝置，如PHS系統就無需使用。然此方塊圖只做一說明非用以限定本發明。本手持端或裝置10包含射頻通訊模組。習知技術可知，射頻通訊模組包含天線105，此天線105連接收發裝置110，其用以接收或傳輸訊號。射頻通訊模組也包含CODEC 115、DSP 120以及A/D轉換器。由於射頻通訊模組非本發明之特徵，省略其說明。本發明之裝置包含中央控制IC 100，用以控制訊號以及資料之處理、電力控制以及輸出入訊號之處理。一輸入單元150、內建顯示單元160、作業系統145、電力以及控制電路140分別電性耦合(couple)到上述之控制IC 100。本裝置亦包含記憶體155耦合到上述之控制IC 100，做為資料以及作業系統之儲存。依照不同之屬性，記憶體155可包含ROM、RAM、非揮發性快閃記憶體等。射頻通訊模組可以處理述訊號之接收、頻率合成、基頻之處理、數位訊號之處理等。SIM卡硬體介面則承載SIM卡。最後語音訊號被送到輸出裝置如喇叭/麥克風單元190。

此外，本發明之第八圖中之可攜式裝置包括投射顯示模組1000，其可參考第一圖所示之實施例。投射顯示模組1000耦接控制IC 100。投射透鏡組1300可以利用複數個透鏡組成。因此，儲存在元件或外部裝置之記憶體中的資料或檔案可以投射在螢幕或牆上。使用者得以藉此投射影像、遊戲或檔案於一外部螢幕之上。電致發光元件為體積小、面式、重量輕的元件，因此其可以使得小型投影裝置整合在可攜式裝置中。類似地，投射模組可以整合或嵌入在筆記型電腦、手機、個人數位助理、遊戲機、數位攝影機、數位相機或媒體播放器中。

投影機或手持裝置包括一無線傳輸模組1500耦接中央控制IC 100以無線傳輸資料，並且其也可以透過網路而傳遞手提式裝置與一外部裝置，例如無線網路基地台(AP)或電腦(區域或遠端)，之間的資料。在一實施例中，無線傳輸模組1500可以為用於短距傳輸的無線區域網路模組。無線區域網路模組可以傳輸一裝置與外部裝置之間的資料以及訊息。因此，手持通訊裝置10可以利用無線傳輸模組1500以交換資料。無線傳輸模組1500可以與藍芽規格、無線高傳真規格(Wi-Fi)、WiMax規格、802.11x(802.11a,802.11b,802.11g,802.11n)規格相容。一般而言，無線傳輸模組1500可以使得裝置10透過無線網路基地台(AP)、閘道器或電腦而耦接至網際網路。結果，使用者可以從網際網路下載資料、影像、遊戲、聲音、影音等，並且投影該下載資料至螢幕上。

參考第九圖，本裝置包括主體具有處理器402，顯示器404配置於主體上並耦接處理器402，一影像擷取元件406置於主體內並耦接處理器402，記憶體408耦接處理器402，透鏡機構310配置於主體上並耦接處理器402與影像擷取元件406，投射模組1000耦接處理器402以投射影像於螢幕上。

當投射模組1000用於媒體播放器例如MP3、MP4播放器，播放器包括類比數位轉換器202以轉換類比聲音訊號為數位聲音訊號。類比聲音訊號可以來自一聲音訊號來源耦接至播放器200。數位訊號處理器204、聲音及/或影音驅動模組206，例如MP3、MP4 codec，耦接類比數位轉換器202以接收數位聲音訊號。在一實施例中，MP3、MP4 codec 206執行一軔體，其包括MPEG聲音層 codec(例如MP3、MP2或二者)或影音codec(例如MP4)，並且數位訊號處理器204執行一軔體，包括不同型態的聲音codec(例如WMA、ACC或二者)。在一實施例中，數位訊號處理器204所處理之軔體也包括影音codec以編碼以及解碼影音訊號(例如MPEG-4 V1/V2/V3、DivX 3.11/4.0/5.0、Xvid、AVI/ASF或其任一之組合)。MP3/MP4 codec 206以及數位訊號處理器204耦接一非揮發性記憶體208以儲存壓縮的聲音資料。使用者可以從非揮發性記憶體208中選擇某一聲音檔案。MP3/MP4 codec 206以及數位訊號處理器204耦接一聲音/影像處理器210，其根據系統隱含設定或使用者指示而處理數位影音訊號。聲音/影像處理器210耦接數位類比轉換器212，以轉換數位訊號為類比訊號給使用者。顯示器214耦接數位訊號處理器204。

參考第十一圖，其中投射模組1000可以整合於可攜式電腦系統(筆記型電腦)，包括處理器800配置於可攜式裝置內，鍵盤802配置於可攜式裝置上，顯示器804耦接處理器800，記憶體806耦接處理器800。此裝置包括應用程式及/或作業系統808以及硬碟810耦接處理器800。本裝置更包括無線區域網路模組1500以及投射模組1000。

第十二圖所示為本發明之反射式影像投射裝置，包含多單色光源1100R、1100G、1100B，例如紅光源1100R、綠光源1100G、藍光源1100B，可分別放射紅、綠、藍三色光，色光控制單元1000(參第六圖)電性耦接上述之參單色光源1100R、1100G、1100B以利其分別依序放射至少三色光。以一實施例而言，數位微鏡片(DMD)1200用以顯示灰階影像。多單色光源1100為至少参單色光，以利於各自放射藍、綠及紅光以利於合成彩色。透過依序放射参單色光，例如藍、綠及紅光，其三者的三色光線分別自數位微鏡片(DMD)1200反射，使得紅、綠及藍光影像透過投射鏡頭1300放大投射到螢幕，上述三色光之放射次序可以任意排列，其組合例如為藍綠紅、藍紅綠、綠紅藍、綠藍紅、藍紅綠或藍綠紅等次序。一光導引裝置1350，使上述各別之光源1100R、1100G、1100B配置於光導引裝置1350之三側，以利於將個別的光導向顯示器1200。上述之光導引裝置1350可以為X方塊稜鏡(X-cube)或是分色鏡(dichroic mirror)。基於上述三色光源依序放射，使得人眼在視覺暫留內，看到一彩色影像。上述多單色光源1100透過色光控制單元1000控制其各自之強度與放射時間，端視色彩資訊而定。為強化其光強度，避免過暗，上述多單色光源1100除包含参單色光外，亦可以包含白光配置以利加強亮度，所述之白光可穿插於上述三色光之任意排列之中；為增加色彩度，亦可穿插黃光。數位微鏡片(DMD)1200影像係由影像訊號輸入單元1400饋入(第六圖)。基於本發明係依據放射至少三單色光，且依序放射RGB影像，經過投射鏡頭1300至顯示幕，而易於縮小體積與簡化裝配對位等複雜度與簡化光機構。若選擇LED、雷射、有機發光(EL；electroluminescence)元件等發光元件，除可縮小本裝置外，相較於燈泡具較佳散熱效果。上述之顯示裝置1200亦可採用有機發光顯示裝置、電漿顯示裝置、電致發光顯示裝置或場放射顯示裝置。

簡言之，利用色光控制單元1000控制各個獨立單色光之放射順序與強弱度以利於混合成彩色，當個單色光自數位微鏡片 (DMD)1200反射時，可以使數位微鏡片(DMD)1200上之灰階影像形成單色彩影像，透過投射鏡頭1300將各單色光之影像依序投射，再利用人眼視覺暫留現象，令人眼看到合成後之彩色影像。因此本發明採用不耗熱之多數單色光源，做為成像光源，利用單一灰階數位微鏡片(DMD)1200，藉由依序將各單色光放射穿透該單一灰階顯示器1200，以利於不同時產生至少三色階之影像，依投射鏡頭不同時投射到螢幕上，但基於視覺暫留現象，人眼以為同時到達而合成彩色光。故本發明優點為無須採用複雜光學機構，可降低成本與簡化結構，再者，本發明無需利用稜鏡合光，故可將三邊光源，配置於單邊。故，本發明大大減化光學機構。而較佳實施例中可以對於微型化有所幫助，可以提升流明度以及減少耗電。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。