掃描投影裝置及其掃描控制方法
【專利摘要】一種掃描投影裝置及其掃描控制方法。掃描投影裝置包括一光源模塊、一掃描鏡片及一掃描驅(qū)動裝置。光源模塊用以提供一圖像光束。掃描鏡片具有一第一方向掃描頻率及一第二方向掃描頻率。第一方向掃描頻率為第二方向掃描頻率的2N+1倍，且N為一整數(shù)。掃描鏡片用以將圖像光束朝一特定方向投射并于一投影面上掃描。掃描驅(qū)動裝置以第一方向掃描頻率及第二方向掃描頻率控制掃描鏡片尋一掃描軌跡來回掃描該投影面。
【專利說明】 掃描投影裝置及其掃描控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種投影裝置及其控制方法，且特別涉及一種掃描投影裝置及其掃描控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有別于使用像素陣列(pixel array)的方式來投影，隨著投影技術(shù)的進步，目前發(fā)展出一種使用掃描的方式來投影的投影裝置。掃描式投影裝置使用二維擺動的微機電掃描鏡來帶動圖像光束在一投影面上掃描，例如以柵式掃描(raster scanning)或利薩如掃描(Lissajous scanning)的方式掃描,并通過人眼的視覺暫留效應(yīng)來產(chǎn)生圖像。
[0003]—般而言,微機電掃描鏡具有二維方向擺動,例如水平及垂直方向的擺動，且其擺動頻率設(shè)定為微機電掃描鏡的共振頻率，例如水平擺動頻率為18KHz，垂直掃描頻率為60Hz。但是，通常微機電掃描鏡的垂直共振頻率大約在IOHz?1000Hz之間。也就是說，除非輸入的控制信號是很準確的單一頻率波，例如60Hz的正弦波，不然垂直控制信號的頻率在IOHz?1000Hz之間的所有諧波信號皆會使微機電掃描鏡產(chǎn)生對應(yīng)的反應(yīng)，如此將造成微機電掃描鏡在垂直方向發(fā)生速度不均勻的現(xiàn)象，并造成投影的圖像出現(xiàn)水平亮線。
[0004]為了解決上述問題，目前業(yè)界采用反饋控制的方式來壓抑水平亮線的現(xiàn)象，但是其需要增加許多控制電路，會造成成本增加，且可靠度也會降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明有關(guān)于一種掃描投影裝置及其掃描控制方法，其利用尋原掃描軌跡反向掃描以及掃描頻率的設(shè)計來消除水平亮線的現(xiàn)象。
[0006]本發(fā)明提出一種掃描投影裝置的控制方法。掃描投影裝置包括一掃描鏡片。掃描投影裝置的控制方法包括以下步驟?？刂茠呙桤R片的一第一方向掃描頻率?？刂茠呙桤R片的一第二方向掃描頻率。第一方向掃描頻率為第二方向掃描頻率的2N+1倍，且N為一整數(shù)。以第一方向掃描頻率及第二方向掃描頻率尋一掃描軌跡來回掃描一投影面。
[0007]本發(fā)明另提出一種掃描投影裝置。掃描投影裝置包括一光源模塊、一掃描鏡片及一掃描驅(qū)動裝置。光源模塊用以提供一圖像光束。掃描鏡片具有一第一方向掃描頻率及一第二方向掃描頻率。第一方向掃描頻率為第二方向掃描頻率的2N+1倍，且N為一整數(shù)。掃描鏡片用以將圖像光束朝一特定方向投射并于一投影面上掃描。掃描驅(qū)動裝置以第一方向掃描頻率及第二方向掃描頻率控制掃描鏡片尋一掃描軌跡來回掃描該投影面。
[0008]為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉各種實施例，并配合附圖，作詳細說明如下:
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1繪示本發(fā)明實施例的掃描投影裝置的示意圖。
[0010]圖2繪示本發(fā)明掃描鏡片的實施例示意圖。[0011]圖3繪示本發(fā)明實施例的掃描投影裝置的控制方法的流程圖。
[0012]圖4繪示掃描鏡片帶動圖像光束在投影面上來回掃描的示意圖。
[0013]圖5繪示掃描軌跡與第二方向掃描控制信號的關(guān)系圖。
[0014]【主要元件符號說明】
[0015]100:掃描投影裝置
[0016]110:光機模塊
[0017]111:光源模塊
[0018]112:掃描鏡片
[0019]112a:反射鏡片
[0020]112b:框架
[0021]113:掃描驅(qū)動裝置
[0022]120:圖像處理模塊
[0023]900:投影面
[0024]A0、B1、C1、D2、E2、F3、G3、H4、P1、P2、P3:點
[0025]F0:第二方向掃描周期
[0026]Pl:第一軸
[0027]P2:第二軸
[0028]SlOl、S102、S103:流程步驟
[0029]TO:掃描軌跡
[0030]VO:可視區(qū)域
[0031]W1、W2:方向
【具體實施方式】
[0032]請參照圖1，其繪示為本發(fā)明實施例的掃描投影裝置100的示意圖。掃描投影裝置100包括一光機模塊110及一圖像處理模塊120。光機模塊110包括一光源模塊111、一掃描鏡片112及一掃描驅(qū)動裝置113。
[0033]光源模塊111用以提供一圖像光束，其包含至少一激光光源(未繪示)。激光光源可發(fā)出例如是氦氖激光、二氧化碳激光或鹵化惰性氣體光。激光光源可以提供單一顏色的激光，也可以提供數(shù)種顏色的激光，例如是紅色、綠色及藍色激光。光源模塊111還包含光學(xué)元件組(未繪示)用以將激光光源發(fā)出的激光投射至掃描鏡片112上。
[0034]掃描鏡片112可為一種微機電鏡片(MEMS mirror)。請參照圖2，其繪示為本發(fā)明掃描鏡片112的實施例不意圖。掃描鏡片112包括一反射鏡片112a及一框架112b。反射鏡片112a可以第一軸Pl為軸心轉(zhuǎn)動，以帶動圖像光束在第一方向掃描，例如水平方向掃描?？蚣?12b可以第二軸P2為軸心轉(zhuǎn)動，以帶動反射鏡片112a在第二方向擺動，例如垂直方向擺動，使圖像光束進行第二方向掃描，例如垂直方向掃描。
[0035]在本實施例中，掃描鏡片112分別以不同的擺動頻率帶動圖像光束在第一方向及第二方向掃描。換句話說，第一方向掃描頻率不同于第二方向掃描頻率。
[0036] 如圖4所示，掃描驅(qū)動裝置113則用以控制掃描鏡片112帶動圖像光束在一投影面900上沿掃描軌跡TO在第一方向及第二方向掃描，例如在水平方向及垂直方向掃描。在圖4的實施例中，水平方向掃描頻率高于垂直方向掃描頻率。
[0037]圖像處理模塊120則用以依據(jù)一圖像信號來控制光機模塊110。掃描驅(qū)動裝置113及圖像處理模塊120例如是一芯片、一固件電路或一存儲數(shù)組程序代碼的存儲介質(zhì)。
[0038]本實施例的掃描投影裝置100利用尋原軌跡反向掃描以及掃描頻率的設(shè)計，藉以消除水平亮線的現(xiàn)象。以下以一流程圖詳細說明本實施例的掃描投影裝置100的控制方法。
[0039]請參照圖3，其繪示為本發(fā)明實施例的掃描投影裝置100的控制方法的流程圖。圖3的流程圖是以圖1的掃描投影裝置100為例做說明，但并不以此為限。在步驟SlOl中，掃描驅(qū)動裝置113控制掃描鏡片112的一第一方向掃描頻率fl。
[0040]以480P視頻顯示格式，且第一方向為水平方向為例，其逐行掃描(progressivescan)的垂直解析度為480，且其水平掃描頻率fx例如是18KHz。在本實施例中，第一方向掃描頻率fl為一正弦波(sine wave)頻率，且第一方向掃描頻率fI為固定的單一頻率。
[0041]在步驟S102中，掃描驅(qū)動裝置113控制掃描鏡片112的一第二方向掃描頻率f2，其中第一方向掃描頻率fl為第二方向掃描頻率f2的2N+1倍，且N為一整數(shù)。以上述480P視頻顯示格式，且第一方向為水平方向，第二方向為垂直方向為例，當水平掃描頻率fx例如是18KHz，且N例如是10時，垂直掃描頻率fy例如是857Hz。又例如，當水平掃描頻率fx例如是18KHz且N例如是250時，垂直掃描頻率fy例如是36Hz。
[0042]在本實施例中，第二方向掃描頻率f2為一正弦波頻率，且第二方向掃描頻率f2為固定的單一頻率。
[0043]在步驟S103中，掃描驅(qū)動裝置113驅(qū)動掃描鏡片112以第一方向掃描頻率fl及第二方向掃描頻率f2帶動圖像光束尋原掃描軌跡來回掃描一投影面900。請參照圖4，其繪示為掃描鏡片112帶動圖像光束在投影面900上來回掃描的示意圖。掃描驅(qū)動裝置113在一個第二方向掃描周期內(nèi)掃描投影面900兩次。例如，以第一方向為水平方向，第二方向為垂直方向為例，在一個垂直掃描周期內(nèi)，掃描驅(qū)動裝置113在第一次掃描時,朝方向Wl沿掃描軌跡TO由上往下掃描。掃描驅(qū)動裝置113在第二次掃描時，朝反方向W2沿掃描軌跡TO由下往上掃描。
[0044]請參照圖5，其繪示掃描軌跡TO與第二方向掃描控制信號的關(guān)系圖。以N等于10為例，在一個第二方向掃描周期FO內(nèi)將有21 (即2N+1)個第一方向掃描周期。從點Pl至點P2表示在第二方向掃描周期H)內(nèi)的第一次掃描，其朝方向Wl沿掃描軌跡TO掃描10.5個第一方向掃描周期。從點P2至點P3表示在第二方向掃描周期H)內(nèi)的第二次掃描，其朝反方向W2沿掃描軌跡TO掃描10.5個第一方向掃描周期。一個第二方向掃描周期FO的兩次掃描共掃描21個第一方向掃描周期。
[0045]在上述的掃描過程中，其并非由大范圍的總諧波信號來控制，而是由單一頻率的信號來控制。如此一來，可以消除水平亮線的現(xiàn)象。并且，采用此方法無須增加任何反饋控制電路即可消除水平亮線的現(xiàn)象，避免成本的增加及可靠度的降低。
[0046]如圖4?圖5所示，由于第二方向的掃描控制信號是正弦波，因此在波峰及波谷的地方，其掃描速度相對較慢，因而會形成較密集的第一方向掃描周期，亦即形成較密集的第一方向掃描線。因此，圖像處理模塊120可以擷取掃描區(qū)域的中央部分為可視區(qū)域V0，以使可視區(qū)域VO的掃描線密度均勻分布。[0047]如圖5所示，在第二方向掃描控制信號中，圖像處理模塊120擷取點BI到點Cl之間、點D2到點E2之間、點F3到點G3之間的掃描作為可視區(qū)域VO0點AO到點BI之間、點Cl到點D2之間、點E2到點F3之間及點G3到點H4之間的掃描則位于可視區(qū)域VO之外。
[0048]如上所述，本實施例的掃描投影裝置100及其控制方法可以利用尋原掃描軌跡反向掃描以及掃描頻率的設(shè)計，來消除水平亮線的現(xiàn)象。并且采用此方法無須增加任何反饋控制電路，可避免成本的增加及可靠度的降低。
[0049]綜上所述，雖然本發(fā)明已以各種實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視所附權(quán)利要求書界定范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種掃描投影裝置的控制方法，該掃描投影裝置包括一掃描鏡片，該掃描投影裝置的控制方法包括: 控制該掃描鏡片的一第一方向掃描頻率； 控制該掃描鏡片的一第二方向掃描頻率，該第一方向掃描頻率為該第二方向掃描頻率的2N+1倍，其中N為一整數(shù)；以及 以該第一方向掃描頻率及該第二方向掃描頻率尋一掃描軌跡來回掃描一投影面。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描投影裝置的控制方法，其中該第一方向掃描頻率為一正弦波(sine wave)頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的掃描投影裝置的控制方法，其中該第二方向掃描頻率為一正弦波頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的掃描投影裝置的控制方法，其中該第一方向掃描頻率為單一頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的掃描投影裝置的控制方法，其中該第二方向掃描頻率為單一頻率。
6.如權(quán)利要求1所述的掃描投影裝置的控制方法，其中尋該掃描軌跡來回掃描該投影面的步驟包含:于該第二方向掃描頻率的一掃描周期內(nèi)，沿該掃描軌跡正向掃描該投影面，以及沿該掃描軌跡反向掃描該投影面。
7.一種掃描投影裝置，包括: 一光源模塊，用以提供一圖像光束； 一掃描鏡片，具有一第一方向掃描頻率及一第二方向掃描頻率，該第二方向掃描頻率為該第一方向掃描頻率的2N+1倍，且N為一整數(shù)，該掃描鏡片用以將該圖像光束朝一特定方向投射并在一投影面上掃描；以及 一掃描驅(qū)動裝置，以該第一方向掃描頻率及該第二方向掃描頻率控制該掃描鏡片尋一掃描軌跡來回掃描該投影面。
8.如權(quán)利要求7所述的掃描投影裝置，其中該第一方向掃描頻率及該第二方向掃描頻率分別為一正弦波(sine wave)頻率。
9.如權(quán)利要求7所述的掃描投影裝置，其中該第一方向掃描頻率及該第二方向掃描頻率分別為單一頻率。
10.如權(quán)利要求7所述的掃描投影裝置，其中于該第二方向掃描頻率的一掃描周期內(nèi)，該掃描驅(qū)動裝置驅(qū)動該掃描鏡片沿該掃描軌跡正向掃描該投影面，以及沿該掃描軌跡反向掃描該投影面。
【文檔編號】G03B21/14GK103852962SQ201210513569
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】林文隆 申請人:建興電子科技股份有限公司