專利名稱：具有偵測功能的掃描投射裝置及其偵測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種掃描投射裝置，尤指一種具有偵測功能的光束偏射裝置及其偵測方法。
背景技術(shù)：
掃描投射裝置(scanning projection apparatus)已廣泛地被應(yīng)用在光學(xué)領(lǐng)域的各種裝置中，例如設(shè)計成一激光掃描單元(LSU,Laser Scanning Unit)供應(yīng)用于印表機(jī)、掃描器等，或設(shè)計成一通稱的激光投影器(laser Projector)供應(yīng)用于小型激光投影機(jī)或汽車用抬頭顯示器(HUD，head-up device)。該掃描投射裝置是利用一至少一維振動的光束偏射裝置(beam deflecting device),用以偏射至少一光源所發(fā)出的光束形成一至少一維的影像區(qū)；其中該光源可為激光光源但不限制(亦可利用LED光源)，又該至少一維的影像區(qū)在此定義為通過該光束偏射裝置所偏射形成的掃描光束投射至一目標(biāo)區(qū)所形成的投射光區(qū)域，例如一小型激光投影機(jī)或汽車用抬頭顯示器所使用的光束偏射裝置是利用一具雙軸(二維)掃描功能或二各具單軸(一維)掃描功能且各單軸校正成相互垂直的光束掃描器以將一激光光束偏射并投射至一目標(biāo)區(qū)以形成一通常為二維的影像區(qū)。而為制成一小型激光投影器，通常使用一微機(jī)電掃描振鏡(micro electronic mechanical scanning mirror,簡稱MEMS振鏡)作為光束掃描器。為方便說明，在此以下本發(fā)明以一種應(yīng)用于一激光投影器的掃描投射裝置為例說明但不限制。一現(xiàn)有的掃描投射裝置如US6, 937，372B2、US7, 972，014B2等，可利用一光束偏射裝置(beam deflecting device)如具有雙軸掃描功能的光束掃描器如微機(jī)電掃描振鏡(MEMS scanning vibrating mirror)或利用兩個具有單軸掃描功能的光束掃描器且各單軸校正成相互垂直，以將一準(zhǔn)直的光束以二垂直軸交叉點移動而偏射形成一影像區(qū)。一影像區(qū)的建立可以將光束以光柵型式(raster pattern)或利薩如型式(Lissajouspattern)掃出；影像,包括圖表或圖形,可以利用確定光束位置及調(diào)變光束功率,而在影像區(qū)上依據(jù)所接收的影像數(shù)據(jù)以形成所要求的影像像素(image pixels)。為了制成一小型影像投射系統(tǒng)，通常是使用一微機(jī)電掃描振鏡(micromechanicalscanning mirror)作為光束偏射裝置如US6, 937，372B2、US7, 972，014B2等所揭示；電子驅(qū)動信號如交流電壓或交流電流被應(yīng)用在光束掃描器以使微機(jī)電掃描振鏡產(chǎn)生機(jī)械式振動；當(dāng)光束偏射裝置在或接近其共振頻率時，可以在具正弦掃描拋物線軌跡的雙向運(yùn)動中得到最大機(jī)械成果或大掃描角度。對光柵(raster)掃描系統(tǒng)而言，當(dāng)垂直向掃描運(yùn)動依據(jù)影像更新率(refresh rate)而以頻率50Hz或60Hz為一控制的鋸齒線運(yùn)動(sawtoothmotion)時，水平向掃描運(yùn)動依據(jù)影像解析度而以一高頻率通常為正弦曲線；對利薩如(Lissajous)掃描系統(tǒng)而言,水平向及垂直向掃描運(yùn)動皆是其頻率比(frequency ratio)經(jīng)過仔細(xì)選擇的正弦曲線，以能達(dá)成一穩(wěn)定的且可重復(fù)的掃描圖形；對向量型式掃描系統(tǒng)而言，若輸入至微機(jī)電掃描振鏡的訊號若高于該微機(jī)電掃描振鏡的線性反應(yīng)頻率，則微機(jī)電掃描振鏡的掃描角度將不等比于輸入至微機(jī)電掃描振鏡的訊號強(qiáng)度，且產(chǎn)生時間差。
為了精密投射一掃描影像，經(jīng)光束掃描器偏射后的光束的正確位置必須能確定，因此光束才能調(diào)變而依據(jù)所接收的影像數(shù)據(jù)去形成所要求的影像像素(image pixels);針對正弦掃描，只要掃描頻率及交叉點時間點，即當(dāng)光束通過掃描跨距(scan span)中心的時間點是已知的話，就可基于正弦運(yùn)動的數(shù)學(xué)方程式以計算相對于掃描軌跡的光束位置；假使光束掃描器是以一接近共振頻率的固定頻率操作，共振頻率的一輕微改變將導(dǎo)致驅(qū)動信號與光束掃描器的振動(擺動)運(yùn)動間的相位改變。為了在正確地點形成影像像素(imagepixels)，調(diào)變(modulation)光束的時間點因而必須被校正。假如調(diào)變光束的時間點與掃描光束的位置間的相位差未被正確補(bǔ)償?shù)脑?，則投射的影像像素將變得移位(displaced)及畸變(distorted)。因此，提供一措施以偵測一光束偏射裝置是否正常操作狀態(tài)是有急需性的。雖然針對上述的調(diào)變問題如調(diào)變光束的時間點與掃描光束的位置間的相位差，部分先前技術(shù)如US6, 937，372B2、US7, 972，014B2等，已提出解決問題的技術(shù)手段；然而，該等先前技術(shù)的技術(shù)手段大都是利用一感應(yīng)器設(shè)在實用影像區(qū)(active image field)的外但感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)至少一部分是設(shè)在影像區(qū)的垂直向極端的內(nèi)，使該感應(yīng)器可用以偵測被偏射的光束；又該光束在影像區(qū)的周邊是被切掉(switched off)以形成一實用影像區(qū)供投射影像，并在該實用影像區(qū)外且靠近影像區(qū)的垂直向極端被啟動以產(chǎn)生一掃描線以在每一影像幀(imageframe)掃過一次感應(yīng)器。由此可知，現(xiàn)有技術(shù)至少具有下列缺點:1、該光束在影像區(qū)的周邊是被切掉(switched off)以形成一實用影像區(qū)(activeimage field)供投射影像，因此光束所投射形成的實用影像區(qū)的范圍相對縮小，浪費實用影像區(qū)的周邊的成像。2、該感應(yīng)器須依設(shè)計而設(shè)立在一特定位置，且光束偏射裝置須在該實用影像區(qū)外且靠近影像區(qū)的垂直向極端處產(chǎn)生一回饋掃描線以在每一影像巾貞(image frame)掃過一次感應(yīng)器，因此相對造成組裝作業(yè)及校正作業(yè)的困難度，不利于量產(chǎn)化。3、各種感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)皆存在一定的寬度，即感應(yīng)區(qū)在寬度向(橫向)上具有分開一定寬度的第一邊緣及第二邊緣，當(dāng)回饋掃描線在每一影像巾貞(image frame)掃過一次感應(yīng)器時，該回饋掃描線經(jīng)過感應(yīng)器的第一邊緣及第二邊緣產(chǎn)生的電子脈沖信號之間會產(chǎn)生一時差，而且各種品牌感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)所具有的寬度并不一致，因此相對造成組裝及校正作業(yè)的困難度，不利于調(diào)變電路的設(shè)計，亦不利于各種感應(yīng)器的選擇，相對使制作成品無法有效降低。4.先前技術(shù)是利用在該實用影像區(qū)外產(chǎn)生至少一回饋掃描線，并使該回饋掃描線在每一影像巾貞(image frame)掃過一次感應(yīng)器，以建立一偵測、計算及補(bǔ)償?shù)哪Ｊ?但由于感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)的面積有限，導(dǎo)致該偵測、計算及補(bǔ)償?shù)墓δ芟鄬κ芟?，例如可調(diào)變光束的時間點與掃描光束的位置間的相位差的補(bǔ)償，但無法對該光源及該光束偏射裝置的操作狀態(tài)，如該光源所發(fā)出光束的強(qiáng)度或該光束偏射裝置的振幅(振動角度)、頻率及波形等，可能就無法達(dá)成偵測、計算及補(bǔ)償?shù)墓δ堋?.先前技術(shù)無法及時偵測在實用影像區(qū)(active image field)內(nèi)的掃描狀況,因此無法對向量型式掃描系統(tǒng)進(jìn)行偵測。本發(fā)明即針對先前技術(shù)的缺點，提出能有效解決問題的技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的乃在于提供一種具有偵測功能的掃描投射裝置及其偵測方法，該掃描投射裝置包含至少一光源用以產(chǎn)生光束及一光束偏射裝置用以偏射該光束以形成掃描光束并投射形成一影像區(qū)；本發(fā)明是利用至少一分光器設(shè)在該光束偏射裝置與該影像區(qū)之間掃描光束的投射路徑上，用以使該掃描光束以一預(yù)設(shè)比例分成一相對較多量及一相對較少量的第一及第二部分光束，并使該第二部分光束投射至一感應(yīng)器以形成一第二影像區(qū)，并利用該感應(yīng)器以偵測該第二影像區(qū)，以達(dá)成偵測功能；本發(fā)明更利用至少一調(diào)變裝置以根據(jù)該第二影像區(qū)以調(diào)變該光源及該光束偏射裝置的操作狀態(tài)，藉以避免先前技術(shù)的缺點。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具有偵測功能的掃描投射裝置，包含:至少一光源，其用以產(chǎn)生至少一光束；—光束偏射裝置，其用以偏射該至少一光源所發(fā)出的至少一光束以形成掃描光束，該掃描光束再投射向外以形成一至少一維的影像區(qū)；至少一分光器，其是設(shè)置在該光束偏射裝置與該影像區(qū)之間該掃描光束的投射路徑上，用以使該掃描光束在經(jīng)過該分光器時能以一預(yù)設(shè)比例分成一預(yù)設(shè)的相對較多量的第一部分光束及一預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束，其中該相對較多量的第一部分光束能投射向外以形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第一影像區(qū)，其中該相對較少量的第二部分光束能投射至一感應(yīng)器以進(jìn)一步在該感應(yīng)器上形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第二影像區(qū) '及至少一感應(yīng)器，用以偵測該第二影像區(qū)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種掃描投射裝置的偵測方法，包含下列步驟:提供一掃描投射裝置；該掃描投射裝置包含至少一光源用以產(chǎn)生至少一光束；及一光束偏射裝置用以偏射該至少一光源所發(fā)出的至少一光束以形成掃描光束，該掃描光束再投射向外以形成一至少一維的影像區(qū)；提供至少一分光器，并使該分光器設(shè)置在該光束偏射裝置與該影像區(qū)之間掃描光束的投射路徑上，用以使該掃描光束在經(jīng)過該分光器時能以一預(yù)設(shè)比例分成一預(yù)設(shè)的相對較多量的第一部分光束及一預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束，其中該相對較多量的第一部分光束能投射向外以形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第一影像區(qū)，其中該相對較少量的第二部分光束能投射至一感應(yīng)器以進(jìn)一步在該感應(yīng)器上形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第二影像區(qū) '及提供至少一感應(yīng)器，用以偵測該第二影像區(qū)。


圖1是本發(fā)明的掃描投射裝置第一實施例的立體示意圖；圖2是圖1所示第一實施例的平面(上視)示意圖；圖3是本發(fā)明的掃描投射裝置第二實施例的平面(上視)示意圖；圖4是本發(fā)明的掃描投射裝置第三實施例的平面(上視)示意圖；圖5是本發(fā)明所使用的感應(yīng)器一實施例(DVD的讀取用(pick-up)光檢測器)的參考圖。附圖標(biāo)記說明:1、2、3_掃描投射裝置；10_光源；11_光束；12_掃描光束；12a_第一部分光束；12b-第二部分光束；20_光束偏射裝置；30_影像區(qū)；30a-第一影像區(qū)；30b-第二影像區(qū)；40、40a-分光器；41_凹面；50_感應(yīng)器；60_調(diào)變裝置；61_偵測單元；62-控制單元；63_光源驅(qū)動單元；64_偏射驅(qū)動單元。
具體實施例方式為使本發(fā)明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例并配合下列圖示，將本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、方法及其技術(shù)特征詳述如后:參考圖1、圖2所示，其是本發(fā)明的掃描投射裝置第一實施例的立體示意圖及其平面(上視)示意圖。本發(fā)明的具有偵測及補(bǔ)償功能的掃描投射裝置1，主要包含:至少一光源(light source) 10、一光束偏射裝置(beam deflecting device) 20、至少一分光器(BS,beam splitter) 40及至少一感應(yīng)器(detecting sensor) 50 ;進(jìn)一步可包含至少一調(diào)變裝置(modulation means)60。該至少一光源(light source) 10是用以產(chǎn)生至少一光束11，并投射至該光束偏射裝置20 ;本實施例中該至少一光源(light source) 10只以一光源(light source) 10代表但非用來限制本發(fā)明。該光源10可為激光光源但不限制。該光束11可為可見光，如由多條具有紅、綠、藍(lán)色波長的光束組成；該光束11亦可為不可見光，即或具有人眼看不見的波長如紅外線。該光束偏射裝置(beam deflecting device) 20是用以偏射該光源10所發(fā)出的至少一光束11以形成掃描光束12,該掃描光束12再投射向外以形成一至少一維的影像區(qū)30。本實施例中該光束偏射裝置20設(shè)計為一微機(jī)電掃描振鏡(MEMS scanning vibratingmirror)但非用來限制本發(fā)明，圖1所示的光束偏射裝置20即為一具有雙軸掃描功能的微機(jī)電掃描振鏡。該分光器(BS，beam splitter)40為具有對一入射光束產(chǎn)生部分反射及部分折射的分光特性，其是設(shè)置在該光束偏射裝置20與該影像區(qū)30之間該掃描光束12的投射路徑上，用以使該掃描光束12在經(jīng)過該分光器40時能以一預(yù)設(shè)比例分成一預(yù)設(shè)的相對較多量的第一部分光束12a及一預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束12b。以一分光器的分光功能而言，部分反射及部分折射的光束量比例可依設(shè)計需要而選別，也就是當(dāng)相對較多量的第一部分光束12a設(shè)計以折射方式(或反射方式)經(jīng)過該分光器40時,表不該分光器40的部分反射及部分折射的光束量比例已經(jīng)設(shè)定，則另一相對較少量的第二部分光束12b就以另一方式，即反射方式(或折射方式)，經(jīng)過該分光器40。在本實施例中，該相對較多量的第一部分光束12a是以折射方式穿過該分光器40而投射向外以形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)30的第一影像區(qū)30a如圖1、2所示，此時該相對較少量的第二部分光束12b即以反射方式投射至一感應(yīng)器50以進(jìn)一步在該感應(yīng)器50上形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)30 (30a)的第二影像區(qū)30b ;在本實施例中，該預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束12b可設(shè)計為該掃描光束12的光束量的5-10百分率(％ )，即該掃描光束12在經(jīng)過該分光器40時能以5%: 95%的比例至10%: 90%的比例分成一相對較少量的第二部分光束12b及一相對較多量的第一部分光束12a ;由此，該相對較多量的第一部分光束12a所投射形成的第一影像區(qū)30a與該掃描光束12所投射形成的影像區(qū)30相比，在光強(qiáng)度(亮度)上不會有太大差異，而且該相對較少量的第二部分光束12b所投射形成的第二影像區(qū)30b又有足夠的光強(qiáng)度供該感應(yīng)器50進(jìn)行偵測，達(dá)成本發(fā)明所訴求的偵測功能。該至少一感應(yīng)器(detecting sensor) 50是用以偵測該第二影像區(qū)30b,以達(dá)成本發(fā)明所訴求的偵測功能；其中該感應(yīng)器50可選自下列族群中的一種:電荷耦合裝置(charge-coupled device, CCD)、多兀光檢測器(Patterned photon detector)、位置感應(yīng)器(position sensitive device,PSD),但上述該等感應(yīng)器50的不同型態(tài)并非用來限制本發(fā)明。本發(fā)明的掃描投射裝置I目前以選擇多元光檢測器作為感應(yīng)器50為較佳。該多元光檢測器或稱為圖案化光檢測器(Patterned photon detector)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可參考DVD(數(shù)字視訊光碟Digital Video Disc或數(shù)字多用途光碟Digital Versatile Disc)所使用的讀取用(pick-up)光檢測器如圖5所示但不限制。本發(fā)明進(jìn)一步可包含至少一調(diào)變裝置(modulation means) 60。該至少一調(diào)變裝置(modulation means) 60是連結(jié)設(shè)在該至少一感應(yīng)器50、該至少一光源10及該光束偏射裝置20之間，用以根據(jù)該至少一感應(yīng)器50上所形成的該第二影像區(qū)30b以調(diào)變該至少一光源10及該光束偏射裝置20的操作狀態(tài)。在本實施例中，該調(diào)變裝置60進(jìn)一步可包含下列各單元(電路)但并非用來限制本發(fā)明:一偵測單元(measurement unit)61供與該感應(yīng)器50連結(jié)，用以偵測形成在該感應(yīng)器50上的第二影像區(qū)30b并將偵測所得的數(shù)據(jù)傳送至控制單元(control unit) 62 ；一控制單元(control unit) 62供與該偵測單元61連結(jié),用以針對該偵測單元61所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算所得的數(shù)據(jù)依控制需要分別傳送至一光源驅(qū)動單元(light source drive unit) 63及/或一偏射驅(qū)動單元64 ;—光源驅(qū)動單元(light source drive unit) 63供連結(jié)在該光源10與該控制單元62之間,用以可依據(jù)該控制單元62所提供的運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)以調(diào)變該光源10的操作狀態(tài)，如調(diào)變該光源10所發(fā)出光束11的強(qiáng)度；及一偏射驅(qū)動單元(deflecting drive unit)64供連結(jié)在該光束偏射裝置20與該控制單元62之間，用以可依據(jù)該控制單元62所提供的運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)以調(diào)變該光束偏射裝置20的操作狀態(tài)，如調(diào)變該光束偏射裝置20的振幅(amplitude)即振動角度、頻率、相位及偏射軸的運(yùn)動方式如正弦曲線運(yùn)動或鋸齒(sawtooth)運(yùn)動等。由于該調(diào)變裝置60的設(shè)計,如包含一偵測單元61、一控制單元62、一光源驅(qū)動單元63、一偏射驅(qū)動單元64，乃利用目前電子技術(shù)可達(dá)成者，而且該調(diào)變裝置60中各單元的電路設(shè)計本身或相關(guān)軟件設(shè)計也并非本發(fā)明的技術(shù)特點，故于此不再贅述。再參考圖3所示，其是本發(fā)明的掃描投射裝置第二實施例的平面(上視)示意圖。本第二實施例的掃描投射裝置2與圖1、2所示第一實施例的掃描投射裝置I之間的不同點在于:本第二實施例的掃描投射裝置2進(jìn)一步在該分光器(BS)40與該感應(yīng)器50之間該第二部分光束12b的投射路徑上，設(shè)置至少一光學(xué)元件70。該光學(xué)元件70可為一具有聚光作用的光學(xué)元件70如一凸透鏡如圖3所示，以使該相對較少量的第二部分光束12b在投射至該感應(yīng)器50以形成該第二影像區(qū)30b之前，可先經(jīng)過該聚光用光學(xué)元件70以先縮小該第二部分光束12b的投射區(qū)面積，以相對縮小該感應(yīng)器50或其所需要的感應(yīng)區(qū)的面積如圖3所示，有利于使本第二實施例的掃描投射裝置2能相對地輕、薄、短小，以達(dá)成小型化的優(yōu)勢效果及目的，并相對地降低構(gòu)件成本。另，該光學(xué)元件70亦可為一具有擴(kuò)散作用的光學(xué)元件70如一凹透鏡(圖未示)，藉以使該相對較少量的第二部分光束12b在投射至該感應(yīng)器50以形成該第二影像區(qū)30b之前，可先經(jīng)過該擴(kuò)散用光學(xué)元件70以先擴(kuò)散該第二部分光束12b的投射區(qū)面積，以相對加大該感應(yīng)器50或其所需要的感應(yīng)區(qū)的面積(圖未示)，有利于提聞偵測的精密度。再參考圖4所示，其是本發(fā)明的掃描投射裝置第三實施例的平面(上視)示意圖。本第三實施例的掃描投射裝置3與圖1、2所示第一實施例的掃描投射裝置I之間的不同點在于:本第三實施例的掃描投射裝置3進(jìn)一步將該分光器(BS)40設(shè)計成一具凹面41的凹面式分光器(BS) 40a如圖4所示，以使該掃描光束12在經(jīng)過該凹面式分光器40a時，該相對較少量的第二部分光束12b能通過該凹面41的聚光功能先進(jìn)行聚光式反射再投射至該感應(yīng)器50，即該相對較少量的第二部分光束12b在投射至該感應(yīng)器50以形成該第二影像區(qū)30b之前，可先經(jīng)過該凹面式分光器(BS) 40a以先縮小該第二部分光束12b的投射區(qū)面積，以相對縮小該感應(yīng)器50所需要的感應(yīng)區(qū)，有利于使本第三實施例的掃描投射裝置3能相對地輕、薄、短小，達(dá)成小型化的優(yōu)勢效果，并相對地降低構(gòu)件成本。此外，可隨設(shè)計需要，將第三實施例的掃描投射裝置3的具凹面41的凹面式分光器(BS) 40a與第二實施例的掃描投射裝置2的聚光用光學(xué)元件70搭配使用，使該相對較少量的第二部分光束12b在投射至該感應(yīng)器50以形成該第二影像區(qū)30b之前，能更有效地縮小該第二部分光束12b的投射區(qū)面積，即更有效地相對縮小該感應(yīng)器50所需要的感應(yīng)區(qū)，有利于使本發(fā)明的掃描投射裝置能相對地輕、薄、短小，達(dá)成小型化的優(yōu)勢效果，并相對地降低構(gòu)件成本本發(fā)明進(jìn)一步提供一種掃描投射裝置的偵測方法，其包含下列步驟:提供一掃描投射裝置；該掃描投射裝置包含至少一光源10用以產(chǎn)生至少一光束
11;及一光束偏射裝置20用以偏射該至少一光源10所發(fā)出的至少一光束11以形成掃描光束12，該掃描光束12再投射向外以形成一至少一維的影像區(qū)30 ；提供至少一分光器(BS)40，并使該分光器(BS)40設(shè)置在該光束偏射裝置20與該影像區(qū)30之間掃描光束12的投射路徑上，用以使該掃描光束12在經(jīng)過該分光器40時能以一預(yù)設(shè)比例分成一預(yù)設(shè)的相對較多量的第一部分光束12a及一預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束12b，其中該相對較多量的第一部分光束12a能投射向外以形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)30的第一影像區(qū)30a，其中該相對較少量的第二部分光束12b能投射至一感應(yīng)器50以進(jìn)一步在該感應(yīng)器50上形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)30的第二影像區(qū)30b ;以及提供至少一感應(yīng)器50，用以偵測該第二影像區(qū)30b。本發(fā)明進(jìn)一步包含下一步驟:提供至少一調(diào)變裝置(modulation means)60,使該調(diào)變裝置60連結(jié)設(shè)在該感應(yīng)器50、該光源10及該光束偏射裝置20之間，用以根據(jù)該感應(yīng)器50所投射形成的該第二影像區(qū)30b，以調(diào)變該至少一光源10及該光束偏射裝置20的操作狀態(tài)。由上可知，本發(fā)明的主要技術(shù)手段，即其不同于相關(guān)先前技術(shù)如US6，937，372B2、US7, 972，014B2等的主要區(qū)別特征，乃是利用至少一分光器設(shè)在該光束偏射裝置20與該影像區(qū)30之間該掃描光束12的投射路徑上，用以使該掃描光束12能以一預(yù)設(shè)比例分成一相對較多量及一相對較少量的第一及第二部分光束12a、12b，并使該相對較少量的第二部分光束12b投射至一感應(yīng)器50以形成一第二影像區(qū)30b，并利用該感應(yīng)器50以偵測該第二影像區(qū)30b。另，可再利用至少一調(diào)變裝置60以根據(jù)該第二影像區(qū)30b以調(diào)變該光源10及該光束偏射裝置20的操作狀態(tài)，以避免該等相關(guān)先前技術(shù)的缺點。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，對本發(fā)明而言僅是說明性的，而非限制性的；本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域具通常知識人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效變更，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有偵測功能的掃描投射裝置，其特征在于，包含: 至少一光源，其用以產(chǎn)生至少一光束； 一光束偏射裝置，其用以偏射該至少一光源所發(fā)出的至少一光束以形成掃描光束，該掃描光束再投射向外以形成一至少一維的影像區(qū)； 至少一分光器，其是設(shè)置在該光束偏射裝置與該影像區(qū)之間該掃描光束的投射路徑上，用以使該掃描光束在經(jīng)過該分光器時能以一預(yù)設(shè)比例分成一預(yù)設(shè)的相對較多量的第一部分光束及一預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束，其中該相對較多量的第一部分光束能投射向外以形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第一影像區(qū)，其中該相對較少量的第二部分光束能投射至一感應(yīng)器以進(jìn)一步在該感應(yīng)器上形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第二影像區(qū) '及 至少一感應(yīng)器，用以偵測該第二影像區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該感應(yīng)器是選自下列族群中的一種:電荷耦合裝置、多元光檢測器、位置感應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束為該掃描光束的5-10百分率，使該掃描光束在經(jīng)過該分光器時能以5: 95比例至10: 90比例分成一相對較少量的第二部分光束及相對較多量的第一部分光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光源為激光光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光束包含可見光、不可見光中的一種或其組合。`
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光束是由多條具有紅、綠、藍(lán)色波長的光束組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光束具有人眼看不見的波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光束偏射裝置是一微機(jī)電掃描振鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，其進(jìn)一步包含至少一光學(xué)元件設(shè)置在該分光器與該感應(yīng)器之間該第二部分光束的投射路徑上，用以使該相對較少量的第二部分光束在投射至該感應(yīng)器以形成該第二影像區(qū)之前，能先經(jīng)過該光學(xué)元件以縮小或擴(kuò)散該第二部分光束的投射區(qū)面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，該分光器為一具凹面的凹面式分光器，用以使該掃描光束在經(jīng)過該凹面式分光器時，該相對較少量的第二部分光束能通過該凹面的反射再投射至該感應(yīng)器以縮小該第二部分光束的投射區(qū)面積。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描投射裝置，其特征在于，其進(jìn)一步包含至少一調(diào)變裝置，其是連結(jié)設(shè)在至少一感應(yīng)器、該至少一光源及該光束偏射裝置之間，用以根據(jù)該至少一感應(yīng)器所投射形成的該第二影像區(qū)以調(diào)變該至少一光源及該光束偏射裝置的操作狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描投射裝置，其特征在于，該調(diào)變裝置進(jìn)一步包含:一計算電路與該感應(yīng)器連結(jié)、一控制電路與該計算電路連結(jié)、一光源驅(qū)動電路連結(jié)在該光源與該控制電路之間及一光束偏射裝置驅(qū)動電路連結(jié)在該光束偏射裝置與該控制電路之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光源能藉該調(diào)變裝置調(diào)變的操作狀態(tài)包含該光源所發(fā)出光束的強(qiáng)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的掃描投射裝置，其特征在于，該光束偏射裝置能藉該調(diào)變裝置調(diào)變的操作狀態(tài)包含下列族群中的一種或任二種或二種以上的組合:振幅、頻率、相位及偏射的運(yùn)動方式。
15.一種掃描投射裝置的偵測方法，其特征在于，包含下列步驟: 提供一掃描投射裝置；該掃描投射裝置包含至少一光源用以產(chǎn)生至少一光束；及一光束偏射裝置用以偏射該至少一光源所發(fā)出的至少一光束以形成掃描光束，該掃描光束再投射向外以形成一至少一維的影像區(qū)； 提供至少一分光器，并使該分光器設(shè)置在該光束偏射裝置與該影像區(qū)之間掃描光束的投射路徑上，用以使該掃描光束在經(jīng)過該分光器時能以一預(yù)設(shè)比例分成一預(yù)設(shè)的相對較多量的第一部分光束及一預(yù)設(shè)的相對較少量的第二部分光束，其中該相對較多量的第一部分光束能投射向外以形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第一影像區(qū)，其中該相對較少量的第二部分光束能投射至一感應(yīng)器以進(jìn)一步在該感應(yīng)器上形成一對應(yīng)于該至少一維的影像區(qū)的第二影像區(qū) '及 提供至少一感應(yīng)器，用以偵測該第二影像區(qū)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的偵測方法，其特征在于，其進(jìn)一步包含下一步驟: 提供至少一調(diào)變裝置，使該調(diào)變裝置連結(jié)設(shè)在該感應(yīng)器、該光源及該光束偏射裝置之間，用以根據(jù)該感應(yīng)器所投射形成的該第二影像區(qū)，以調(diào)變該至少一光源及該光束偏射裝置的操作狀態(tài)。`
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有偵測功能的掃描投射裝置及其偵測方法，本發(fā)明是利用至少一分光器設(shè)在該光束偏射裝置與該影像區(qū)之間掃描光束的投射路徑上，用以使該掃描光束以一預(yù)設(shè)比例分成一相對較多量及一相對較少量的第一及第二部分光束，并使該第二部分光束投射至一感應(yīng)器以形成一第二影像區(qū)，并利用該感應(yīng)器以偵測該第二影像區(qū)，以達(dá)成偵測功能；本發(fā)明更利用至少一調(diào)變裝置以根據(jù)該第二影像區(qū)以調(diào)變該光源及該光束偏射裝置的操作狀態(tài)，藉以避免先前技術(shù)須將掃描光束在影像區(qū)的周邊切掉以形成一實用影像區(qū)并在該實用影像區(qū)外且靠近影像區(qū)的垂直向極端啟動并產(chǎn)生一掃描線以在每一影像幀(image frame)掃過一次設(shè)在該極端處的感應(yīng)器所引起的缺點及困擾。
文檔編號G02B26/10GK103116219SQ20111036268
公開日2013年5月22日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者陳致曉 申請人:宏瞻科技股份有限公司