[发明专利]具有相位检测及补偿功能的激光扫描式投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光扫描式投影装置，特别是涉及一种具有相位检测及补偿功能的激光扫描式投影装置。 

背景技术

激光扫描式投影利用激光光源发光频谱较窄，且发光色彩纯度较佳的特性，来显示较广色域的鲜明画面。 

请参照图1，其示出了具有相位检测及补偿功能的现有激光扫描式投影装置的示意图。如图1所示，现有的激光扫描式投影装置1主要包括一光源11、一扫描镜片12、一投射窗13以及一投影平面14。 

光源11用于发出一道激光光束15至扫描镜片12。扫描镜片12为可进行二维方向摆动的微机电系统扫描镜(MEMS scanning mirror)。当激光光束15照在扫描镜片12时，扫描镜片12以光栅扫描(raster scanning)或是利萨如扫描(Lissajous scanning)等扫描方式，将激光光束15反射并通过投射窗13，以投射在投影平面14的特定位置上，且各波长的激光依照时序扫描到目标位置，如此即可表现所需的影像讯号。以光栅扫描方式为例，经由扫描镜片12反射的激光光束15以从上至下、由左至右的顺序对水平扫描线逐条扫描，并通过人眼的视觉暂留效应，而在投影平面14上产生影像。 

投射窗13包括中央透光部(transmissible part)131以及位于透光部131周边的阻隔部(blocking part)132。当扫描镜片12所反射的激光光束15照射在透光部131时，激光光束15可通过透光部131并延伸投射至投影平面14上，进而在投影平面14上扫描成像。当扫描镜片12所反射的激光光束15照射在阻隔部132时，激光光束15受到阻隔部132阻挡，故无法延伸并投影到投影平面14上。 

为达到正确输出影像的目的，激光光束15的投影位置及其对应的影像信息需准确搭配，以期在预设的位置投射出预设颜色与强度的光束。倘若实 际激光投影位置与影像信息的预设投影位置之间产生相位差，对于成像品质将有负面的影响。 

为补偿实际激光投影位置与预设投影位置的相位差，现有的激光扫描式投影装置1进一步包括一光感测器16。光感测器16用以检测经由扫描镜片12反射后的激光光束15的投影位置状态，并输出一感测信号至一控制单元(未显示)。根据该感测信号，控制单元可量测出实际激光投影位置与预设投影位置的相位差。换言之，由光感测器16输出的感测信号必须能演算出空间的位置数据或相位数据，而不单纯是光强弱值。在获得实际激光投影位置与预设投影位置的相位差之后，再将相位差作为接续影像画面投影补偿的依据。 

在上述激光扫描式投影装置1中，光感测器16必须放置于特定的位置。以图1为例，光感测器16设置在投射窗13的阻隔部132的上缘处。当激光光束15在阻隔部132内被启动一特定时段时，一回馈扫描线(feedback scan line)17会扫过光感测器16。倘若实际激光投影位置与预设投影位置无相位差时，激光光束应会在特定时段通过光感测器16。 

倘若实际激光投影位置与预设投影位置有相位差时，由光感测器16输出感测信号的产生时间便会有所飘移。根据此时间漂移，可计算出实际激光投影位置与预设投影位置的相位差，以作为后续补偿的依据。由于此种计算相位差的方式，光感测器16必须放置于特定的位置，故其应用受到限制。其次，单一光感测器仅能测出在单一方向(例如水平方向)的相位差。倘若欲检测水平方向和垂直方向的相位差，则必须使用两个光感测器，分别放置在阻隔部132的上缘及侧缘的特定位置上，此将导致制造成本增加。 

因此，如何改进上述激光扫描式投影装置的问题，并且有效实现相位检测及补偿功能，即是本发明所欲达成的目的。 

发明内容

本发明的目的是提出一种具有相位检测及补偿功能的激光扫描式投影装置。激光扫描式投影装置包括一发光单元，用以提供一激光光束；一投影平面；一扫描镜片，用以反射激光光束，使激光光束于投影平面来回扫描，并进而以一特定的画面更新率，依序地产生多个影像画面；一投射窗，具有一透光部以及位于透光部周边的一阻隔部，且阻隔部的表面具有差异性反射 图案，其中当扫描镜片所反射的激光光束照射在透光部时，激光光束可通过透光部并投射于投影平面上，其中当扫描镜片所反射的激光光束投射在阻隔部上的差异性反射图案时，可从差异性反射图案反射出不同强度的反射光束；一光感测器，用以接收反射光束，并产生代表反射光束的强度电平的一感测信号；以及一控制单元，用以接收感测信号，并根据感测信号计算出激光光束的实际投影位置与预设投影位置的相位差，进而根据相位差对接续的影像画面进行投影补偿。