扫描式投影系统技术方案

本发明专利技术公开了一种扫描式投影系统，用以在一投影面上呈现一画面，该扫描式投影系统包括：一扫描镜模块，接收一驱动信号而产生摆动，用以带动一混光激光束于该投影面上扫描，并在该投影面上产生多个投影点；一控制单元，包括一权重对照单元，用以根据一位置与权重对照关系将一影像信号转换为一补偿影像信号；其中，该权重对照单元根据这些投影点的位置参照该位置与权重对照关系而得出对应这些投影点的多个权重，并根据这些投影点的位置将该影像信号乘上对应的这些权重而输出该补偿影像信号。

【技术实现步骤摘要】
扫描式投影系统
本专利技术是有关于一种投影系统，且特别是有关于一种扫描式投影系统可产生亮度均匀(uniformbrightness)的画面。
技术介绍
随着投影技术的进步，现在投影机的设计有逐渐轻薄短小的趋势。因此，在市面上已经可以见到微型投影机(picoprojector)的应用。微型投影机可通过不同的投影技术系统来产生投影影像。其中，通过扫描镜的摆动带动投影光束于投影面上来回扫描以产生影像的投影技术系统就属于一种扫描式投影系统。请参照图1A，其所绘示为现有扫描式投影系统的示意图。扫描式投影系统100中的激光模块(lasermodule)151包括多个颜色的激光光源122～124。激光光源122～124各自发出的光束经由光学对准元件(opticalalignmentelements)155后组合成为混光激光束(combinedlaserbeam)154。接着，混光激光束154照射于扫描镜模块152而投射于投影面140上。其中，激光光源122～124分别发射出红色光束、绿色光束、蓝色光束；扫描镜模块152包括微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem)扫描镜，简称为MEMS扫描镜。另外，控制电路153输出影像信号V至激光模块151以及输出驱动信号D至扫描镜模块152。如图1A所示，驱动信号D控制扫描镜模块152摆动，使得混光激光束154的投影点于投影面140上持续地进行由左至右，再由右至左，并且逐渐由上往下的扫描过程。而投影面140的左上角可视为扫描过程的起点，右下角可视为扫描过程的终点。而影像信号V控制激光模块151于对应的扫描位置产生具有对应的影像设定的混光激光束154，且于一个扫描过程结束之后，可在投影面140呈现一个画面(frame)。之后，再次回到扫描过程的起点(例如左上角)进行下一个扫描过程，以呈现下一个画面。举例来说，当投影面140的画面率(framerate)为60时，代表一秒钟会有60个扫描过程，而投影面140会连续出现60个画面。请参照图1B，其所绘示为现有扫描式投影系统的摆动状态示意图。驱动信号D包括快轴驱动信号以及慢轴驱动信号。其中，快轴驱动信号用以控制扫描镜模块152的快轴摆动(例如水平扫描方向(X方向)摆动)，使扫描镜模块152产生共振频率摆动，并形成类似弦波的周期摆动。相对地，慢轴驱动信号用以控制扫描镜模块152的慢轴摆动(例如垂直扫描方向(Y方向)摆动)，使扫描镜模块152形成类似锯齿波的周期摆动。如图1B所示，时间点t0为第一画面(frame1)的扫描过程的起点。快轴摆动的二个波谷代表扫描镜模块152于水平扫描方向摆动一个往返，慢轴摆动的二个波谷代表扫描镜模块152于垂直扫描方向摆动一个往返。因此，在时间点t0至时间点t2之间，投影面140上呈现第一画面(frame1)。而时间点t1为扫描过程的终点，时间点t1至时间点t2为由第一画面(frame1)扫描过程的终点回到第二画面(frame2)扫描过程的起点所耗费的时间。同理，在时间点t2至时间点t3之间，投影面140上呈现第二画面(frame2)；在时间点t3至时间点t4之间，投影面140上呈现第三画面(frame3)。另外，由图1B可知，现有的快轴驱动信号一般用以驱动扫描镜模块152产生共振频率摆动以作为快轴摆动(水平扫描方向摆动)，使扫描镜模块152产生类似弦波的快轴摆动状态。然而，此类似弦波的快轴摆动状态会使混光激光束154在投影面140上产生非等速扫动，并导致每个投影点的间距不一致，而使得画面的亮度不均匀。具体而言，如图2所示，在投影面140水平扫描方向的左右二侧区域242、244的投影点间距较密集，所以画面亮度较高。另外，在投影面140水平扫描方向的中间区域投影点间距较稀疏，所以画面亮度较低。换句话说，整个画面的亮度会呈现画面左右二侧区域的亮度较高，画面中间区域较低的情况。另外，由图1B可知，现有的慢轴驱动信号为锯齿波函数(sawtoothwave)用以控制扫描镜模块152产生类似锯齿波的周期摆动。然而，由于扫描镜模块152的物理特性，当利用锯齿波函数来驱动扫描镜模块152慢轴摆动(垂直扫描方向摆动)时，也会使扫描镜模块152产生抖动，并造成画面的亮度不均匀。具体而言，由于扫描镜模块152的特性，慢轴驱动信号无法理想地控制扫描镜模块152在垂直扫描方向等速摆动，而是会产生些微的抖动。由于扫描镜模块152垂直扫描方向摆动无法理想地维持在等速，因此在摆动速度变慢时，会造成上下二条扫描线(scanline)间距太短，而成为亮线。如图3所示，若扫描镜模块152于对应特定区域342的垂直扫描方向摆动速度变慢，则在投影面140的特定区域342内的扫描线会过于密集而产生亮线。当扫描式投影系统在投影面上所呈现的画面中，左右二区域亮度较高且画面中间出现亮线，将使得使用者的眼睛不舒服，观感不佳。另外，除了上述因摆动状态特性或驱动信号特性而造成扫描镜模块152带动混光激光束154在投影面140上扫描的投影点位置的疏密分布不均匀外，在混光激光束154透射至投影面140的光学路径中，亦会因光学路径上的其他光学元件的影响，而使混光激光束154的投射方向产生偏移，亦即使投影面上的投影点的位置产生偏移，使投影面上的投影点位置的疏密分布不均匀，造成投影面上所呈现的画面亮度不均匀的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种扫描式投影系统用以产生亮度均匀的画面。本专利技术有关于一种扫描式投影系统，用以在一投影面上呈现一画面，该扫描式投影系统包括：一扫描镜模块，接收一驱动信号而产生摆动，用以带动一混光激光束于该投影面上扫描，并在该投影面上产生多个投影点；一控制单元，包括一权重对照单元，用以根据一位置与权重对照关系将一影像信号转换为一补偿影像信号；一激光模块，用以接收该补偿影像信号并产生该混光激光束；其中，该权重对照单元根据所述多个投影点的位置参照该位置与权重对照关系而得出对应所述多个投影点的多个权重，并根据所述多个投影点的位置将该影像信号乘上对应的所述多个权重而输出该补偿影像信号。附图说明图1A所绘示为现有扫描式投影系统的示意图。图1B所绘示为现有扫描式投影系统的摆动状态示意图。图2与图3所绘示为现有扫描式投影系统在投影面上呈现的画面示意图。图4所绘示为本专利技术扫描式投影系统的示意图。图5所绘示为水平位置与水平权重对照关系以及画面示意图。图6A所绘示为扫描镜模块垂直扫描方向(Y)摆动的摆动反馈信号示意图。图6B所绘示为垂直位置与垂直权重对照关系以及画面示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。请参照图4，其所绘示为本专利技术扫描式投影系统的示意图。扫描式投影系统400中的激光模块451包括多个颜色的激光光源422～424。激光光源422～424各自发出的光束经由光学对准元件455后组合成为混光激光束454。接着，混光激光束454照射于扫描镜模块452而投射于投影面440上。其中，激光光源422～424分别用以发射出红色光束、绿色光束、蓝色光束；扫描镜模块452包括MEMS扫描镜。另外，控制单元460输出驱动信号D至扫描镜模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描式投影系统，用以在一投影面上呈现一画面，其特征在于，该扫描式投影系统包括：一扫描镜模块，接收一驱动信号而产生摆动，用以带动一混光激光束于该投影面上扫描，并在该投影面上产生多个投影点；一控制单元，包括一权重对照单元，用以根据一位置与权重对照关系将一影像信号转换为一补偿影像信号；以及一激光模块，用以接收该补偿影像信号并产生该混光激光束；其中，该权重对照单元根据所述多个投影点的位置参照该位置与权重对照关系而得出对应所述多个投影点的多个权重，并根据所述多个投影点的位置将该影像信号乘上对应的所述多个权重而输出该补偿影像信号。

【技术特征摘要】
1.一种扫描式投影系统，用以在一投影面上呈现一画面，其特征在于，该扫描式投影系统包括：一扫描镜模块，接收一驱动信号而产生摆动，用以带动一混光激光束于该投影面上扫描，并在该投影面上产生多个投影点；一控制单元，包括一权重对照单元，用以根据一位置与权重对照关系将一影像信号转换为一补偿影像信号；以及一激光模块，用以接收该补偿影像信号并产生该混光激光束；其中，该权重对照单元根据所述多个投影点的位置参照该位置与权重对照关系而得出对应所述多个投影点的多个权重，并根据所述多个投影点的位置将该影像信号乘上对应的所述多个权重而输出该补偿影像信号。2.如权利要求1所述的扫描式投影系统，其中当所述多个投影点依序包含一第一投影点、一第二投影点、一第三投影点及一第四投影点，且该第一投影点与该第二投影点的间距大于该第三投影点与该第四投影点的间距时，该第一投影点与该第二投影点的该影像信号乘上一第一权重，该第三投影点与该第四投影点的该影像信号乘上一第二权重，且该第二权重小于该第一权重。3.如权利要求2所述的扫描式投影系统，其中所述多个权重是对应于该影像信号的亮度权重，其中该第一投影点与该第二投影点的亮度设定大于该第三投影点与该第四投影点的亮度设定。4.如权利要求1所述的扫描式投影系统，其中该扫描镜模块更输出一摆动反馈信号至该控制单元，且该控制单元根据该...

【专利技术属性】
技术研发人员：李张丰，许竣博，欧德健，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71