专利名称：车用投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车用投影系统，且特别是涉及一种具有非平面投影屏幕的车用投影系统。
背景技术：
随着科技的发展，汽车制造厂在中控台上内建越来越先进的影音、导航以及电话功能。而要在狭小的中控台上设置许多传统按钮或旋钮来控制这些功能可能会让中控台显得拥挤。因此，许多车厂引入触控屏幕技术来控制这些复杂的功能，藉以让中控台的设计更为简洁。目前车厂主要是使用薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)来设计汽车中控台。由于TFT-LCD与半导体制程同样需要真空蒸镀与蚀刻，所以基板材料通常选择能忍受强酸强碱的腐蚀和耐高温的玻璃材质。同时由于蒸镀均匀性的要求，玻璃材质必须是非常平整的平面，而这也大大限制了其外型设计的可塑性。至于较新的有机发光二极管(OLED)显示技术虽然有可挠的特点，也具有广视角以及良好色彩饱和度，但是其还有许多技术问题尚待克月艮。例如量产技术不足、寿命比液晶显示器(LCD)短以及在大尺寸的应用尚不成熟等缺点。目前的主流的屏幕技术无论IXD或OLED均无法有效地使用实用性高、大尺寸以及长寿命的曲面显示器。所以目前车厂在设计车舱内的屏幕显示器外形时往往屈就于面板的平面外形限制，只能设计出一个单调的显示界面。因此，具有曲面投影屏幕的投影系统即可让车内的显示界面有较多的变化，若能将投影系统应用在汽车的影音系统，则不仅可以增加其多样性，更可以有效并且实用地实现降低其成本。然而，对汽车影音系统而言，如何将投影屏幕曲线融合在车舱内的设计，并且提供一个质量良好并且低失真的影像画面仍有其困难度。举例而言，美国专利公开号20100182236与美国专利号6999133均揭露投影系统的影像校正技术。
发明内容
本发明提供一种车用投影系统，其提供曲面投影屏幕，将投影屏幕的曲线融合在车舱内的设计，并且提供质量良好并且低失真的影像画面。本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为实现上述的一个目的或部份目的或全部目的或是其它目的，本发明的实施例提出一种车用投影系统，包括投影装置、投影屏幕以及影像校正模块。投影装置提供影像光束。投影屏幕接收影像光束。影像光束在投影屏幕上形成影像画面，并且投影屏幕是非平面。影像校正模块配合投影屏幕的表面形状来校正影像光束，用于补偿影像光束投影至投影屏幕的影像画面所产生的变形。在本发明的一实施例中，上述影像校正模块是透镜组。透镜组配置于投影装置内，影像光束穿透该透镜组后，投射于投影屏幕，其中透镜组配合投影屏幕的表面形状来校正影像光束。在本发明的一实施例中，上述透镜组对应投影屏幕的表面形状，在各方向上的放大倍率不相等。 在本发明的一实施例中，上述影像校正模块是透镜组。透镜组配置于投影装置与投影屏幕之间，影像光束从投影装置投射出来后，穿透该透镜组并且投射于投影屏幕，其中透镜组配合投影屏幕的表面形状，来校正影像光束。 在本发明的一实施例中，上述透镜组对应投影屏幕的表面形状，在各方向上的放大倍率不相等。在本发明的一实施例中，上述影像校正模块是影像处理电路。影像处理电路配置于投影装置内，并且配合投影屏幕的表面形状来校正影像光束。在本发明的一实施例中，上述投影屏幕的表面是曲面。在本发明的一实施例中，上述投影屏幕的表面是不规则表面。基于上述，本发明的实施例可以实现下列优点或功效中的至少一个。在本发明的范例实施例中，车用投影系统利用光学式或电子式的影像校正模块来对形状不规则的非平面投影屏幕进行影像的校正，以提供质量良好、低失真并且无变形的影像画面。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。图1示出投影装置搭配平面投影屏幕的投影系统示意图。图2是图1的投影系统在平面投影屏幕的影像画面示意图。图3示出投影装置搭配曲面投影屏幕的投影系统示意图。图4是图3的投影系统在曲面投影屏幕的影像画面示意图。图5示出本发明一实施例的车用投影系统的示意图。图6是图5的影像光束经过影像校正模块的校正画面以及形成于投影屏幕的影像画面。图7示出本发明另一实施例的车用投影系统的示意图。图8是图7的影像光束经过影像校正模块的校正画面以及形成于投影屏幕的影像画面的示意图。图9示出本发明另一实施例的车用投影系统的示意图。图10是图9的影像光束经过影像校正模块的校正画面以及形成于投影屏幕的影像画面的示意图。图11示出本发明一实施例的车用投影系统设置于车辆的示意图。
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。图1示出投影装置搭配平面投影屏幕的投影系统示意图，图2是图1的投影系统在平面投影屏幕的影像画面示意图。请参考图1和图2，一般而言，投影装置110用于将影像光束Il投射至投影屏幕120，以让观赏者可以在投影屏幕120上看到对应的影像画面150。在所述投影系统100中，由于投影屏幕120是平面，因此观赏者可以观赏到低失真并且没有变形的影像画面150。然而，若将其应用在汽车的影音系统时，受限于投影屏幕120的平板表面，投影屏幕120的表面形状与车舱内的设计格格不入，而影响影音系统设计的多样性。图3示出投影装置搭配曲面投影屏幕的投影系统示意图，图4是图3的投影系统在曲面投影屏幕的影像画面示意图。请参考图3和图4，为了增加车内影音系统或中控界面设计的多样性，利用投影装置210配合曲面的投影屏幕220可以快速实现有效并且实用的曲面投影系统200，而不需像IXD或OLED的显示器必须涉及复杂的半导体制程。而可塑性高的投影屏幕220可以变化出多样化的屏幕样式，所以可以方便汽车制造厂将曲面投影屏幕220的曲线融合在车内的设计。然而，投影装置210所投射的影像光束12若未经校正，其显示于投影屏幕220上将产生形状变形的影像画面250。因此，虽然配备曲面投影屏幕220的投影系统200可以融合在车内的设计，然而变形的影像画面250不仅无法提供观赏者赏心悦目的多媒体影音享受而且也无法取得明确清楚的显示界面，更失去在车内配置投影系统200的意义。在本发明的实施例中，在光学方法上，利用具有特殊放大倍率的镜头或者是在一般镜头间和曲面屏幕间放置影像校正透镜模块；在电子方法上，利用影像处理电路来校正影像信号，以解决不规则曲面屏幕产生的影像变形问题。图5示出本发明一实施例的车用投影系统的示意图。图6是图5的车用投影系统形成的校正画面以及影像画面的示意图。请参考图5和图6，本实施例的车用投影系统300包括投影装置310、投影屏幕320以及影像校正模块330，其中投影装置310设有投影镜头312，用于投射出影像光束13。在本实施例中，影像校正模块330例如是配置于投影镜头312内的透镜组。影像光束13穿透投影镜头312的影像校正模块330后，形成校正画面340。投影屏幕320用于接收校正过的影像光束13并且形成影像画面350。其中投影装置310内部的影像校正模块330是配合投影屏幕320的表面形状来预先校正影像光束13，以补偿未校正前的影像画面的变形。因此，影像光束13在投影屏幕320上形成已校正的影像画面350。在本实施例中，预先校正是指影像光束13在投影出投影装置310之前已先进行校正的步骤，因此影像光束13是对应于预先校正的校正画面340。在本实施例中，投影屏幕320的表面例如是曲面或不规则形表面的非平面。影像校正模块330的透镜组配合并且对应投影屏幕320的表面形状在投影屏幕320上的各方向的放大倍率并不相等，以对尚未投射出投影装置310的校正前影像光束进行补偿。因此，即使投影屏幕320是非平面，观赏者仍可以在投影屏幕320上观赏到质量良好、低失真并且无变形的影像画面350。举例而言，若未经校正的影像光束13投射至非平面的投影屏幕320是呈现枕形失真(Pincushion Distortion)的影像画面，则对应投影屏幕320的表面形状而设计的影像校正模块330，例如可以是配置于投影装置310内部、用于校正枕形失真的透镜组；类似地，若未经校正的影像光束13投射至非平面的投影屏幕320是呈现桶形失真(BarrelDistortion)的影像画面，则配合投影屏幕320的表面形状而设计的影像校正模块330，例如可以是配置于投影装置310内部并且用于校正桶形失真的透镜组。图7示出本发明另一实施例的车用投影系统的示意图。图8是图7的车用投影系统形成的校正画面以及影像画面的示意图。请参考图7和图8，本实施例的车用投影系统400类似于图5的车用投影系统300，两者主要的差异例如仅在于车用投影系统400的影像校正模块430是配置于投影装置410之外，并且影像校正模块430是配置于投影装置410与投影屏幕420之间，并且配合投影屏幕420的表面形状来校正影像光束14。在本实施例中，投影屏幕420的表面例如也是曲面或不规则形表面的非平面。在此，影像校正模块430是配置在投影屏幕420旁的校正透镜组，用于接收影像光束14，并且配合投影屏幕420的表面形状来校正影像光束14。投影装置410所提供的影像光束14穿透过影像校正模块430后，其是形成预先校正的校正画面440，然后再投影至投影屏幕420产生影像画面450。因此，本实施例中作为影像校正模块430的校正透镜组对应投影屏幕420的表面形状在各方向上的放大倍率并不相等，用于对穿透过的影像光束14进行补偿及校正。在上述实施例中，是利用具有特殊放大倍率的透镜组的投影镜头或者是在非平面屏幕旁放置校正透镜组，但本发明并不限于此。在另一实施例中，车用投影系统也可以利用电子式的影像校正方法来解决不规则曲面屏幕产生的影像变形问题。图9示出本发明另一实施例的车用投影系统的示意图。图10是图9的车用投影系统形成的校正画面及影像画面的示意图。请参考图9和图10，本实施例的车用投影系统500类似于图5的车用投影系统300，两者主要的差异例如仅在于车用投影系统500的影像校正模块530是配置于投影装置510内部的影像处理电路。在本实施例中，投影屏幕520的表面例如是不规则形表面的非平面。作为影像校正模块530的影像处理电路，其电路结构是配合投影屏幕520的不规则表面形状来设计，利用侦测装置(图中未显示)，例如数字摄影机(digital camera)侦测投影屏幕520的不规则表面形状，以根据不同表面形状的投影屏幕520，对尚未投射出投影装置510的影像光束15进行补偿和校正，并且可以形成校正画面540。因此，影像光束15经过影像处理电路校正并且投射至投影屏幕520后，即使投影屏幕520是非平面，观赏者仍可以在投影屏幕520上观赏到质量良好、低失真且无变形的影像画面550。所以，利用电子信号式的影像校正方法，亦可达到补偿影像画面失真及变形的目的。图11示出本发明一实施例的车用投影系统设置于车辆的示意图。本实施例将图7和图8的车用投影系统400设置于车辆600的中控台610中。请参考图7、图8和图11，本实施例中，将投影系统400的投影装置410设置于车辆600前方的中控台610内部，投影系统400的曲面或不规则表面的投影屏幕420配置于中控台610的操作界面(未标号)上，并且在投影装置410与投影屏幕420之间设置影像校正模块430，当影像光束14从投影装置410投射出来并且穿透影像校正模块430后，影像校正模块430配合投影屏幕420的表面形状校正影像光束14，使影像光束14投射至投影屏幕420的影像画面450没有变形的问题，以供驾驶员620操作。综上所述，本发明的实施例可以实现下列优点或功效中的至少一个。在本发明的范例实施例中，对于特殊的曲面或不规则表面的屏幕，车用投影系统是引入放大倍率在各方向不相等的透镜组来补偿屏幕造成的影像变形问题。另外，若有成本上的考虑，也可以将校正透镜组摆设在投影装置与其屏幕之间。如此一来，对于不同的曲面屏幕可以不用重新设计特殊镜头，而只要设计校正透镜组即可。而校正影像也可以是电子式，利用输入影像信号的预先校正，也可以处理曲面屏幕产生的影像变形及失真问题，而电子式的方法对于形状极不规则的曲面屏幕校正会比光学式更方便。虽然本发明已经以实施例揭露如上，然而其并非用于限定本发明，任何所属技术领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作一些改动与润饰，所以本发明的保护范围应当以权利要求所限定的为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件检索的功用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用于命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
权利要求
1.一种车用投影系统，包括 投影装置，用于投射出影像光束； 投影屏幕，接收所述影像光束，其中所述影像光束在所述投影屏幕上形成影像画面，并且所述投影屏幕是非平面；以及 影像校正模块，对应所述投影屏幕的表面形状，校正所述影像光束，用于对所述影像光束投影至所述投影屏幕的所述影像画面所产生的变形进行补偿。
2.根据权利要求1所述的车用投影系统，其中，所述影像校正模块是透镜组，配置于所述投影装置内，所述影像光束穿透所述透镜组后，投射于所述投影屏幕，其中所述透镜组，配合所述投影屏幕的所述表面形状，用于校正所述影像光束。
3.根据权利要求2所述的车用投影系统，其中，所述透镜组对应所述投影屏幕的所述表面形状，在各方向上的放大倍率不相等。
4.根据权利要求1所述的车用投影系统，其中，所述影像校正模块是透镜组，配置于所述投影装置与所述投影屏幕之间，所述影像光束从所述投影装置投射出来后，穿透所述透镜组并且投射于所述投影屏幕，其中所述透镜组配合所述投影屏幕的所述表面形状，以校正所述影像光束。
5.根据权利要求4所述的车用投影系统，其中，所述透镜组对应所述投影屏幕的所述表面形状，在各方向上的放大倍率不相等。
6.根据权利要求1所述的车用投影系统，其中，所述影像校正模块是影像处理电路，配置于所述投影装置内，所述影像处理电路配合所述投影屏幕的所述表面形状，用于校正所述影像光束。
7.根据权利要求1所述的车用投影系统，其中所述投影屏幕的表面是曲面。
8.根据权利要求1所述的车用投影系统，其中所述投影屏幕的表面是不规则表面。
全文摘要
一种车用投影系统，包括投影装置、投影屏幕以及影像校正模块。投影装置提供影像光束。投影屏幕接收影像光束。影像光束在投影屏幕上形成影像画面，且投影屏幕是一非平面。影像校正模块配合投影屏幕的表面形状，校正影像光束，以补偿影像画面的失真。
文档编号G03B21/00GK103064238SQ20121025465
公开日2013年4月24日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年10月18日
发明者钟博任, 林维赐, 蔡志贤, 黎康熙, 周泓志, 黄健荣 申请人:扬明光学股份有限公司