微型投影机及微型投影机控制方法
技术领域
本发明是有关于一种投影机及投影机控制方法，且特别是有关于一种能增加微型投影机可靠度的微型投影机及微型投影机控制方法。
背景技术
现有车辆车门的迎宾灯仅具备从车门往地面打照明灯及打标志(logo)光的功能。当车门打开时点亮并当车门关闭时关闭。这些设计的内部架构大多用发光二极管(Light-emitting diode，LED)当光源或在LED上加入标志的遮罩以打出有图案的光在地上。
若让迎宾灯可以具备显示不同图案，甚至可播放动画或影片的功能，则须将迎宾灯架构设计以包含微型投影机。然而，目前车辆供电设计为检测到车门开启时提供电力给迎宾灯，而检测到车门关闭时则切断提供给迎宾灯的电力。如此一来，微型投影机的电力被频繁的开启或切断，导致每一个数字微镜装置(Digital Micromirror Device，DMD)上的每一个微型镜(micromirror)在开启或是关闭时并未处于平状态(Flat-State)，会造成微型投影机内部的数字微镜装置的损坏，而降低设置于车辆的车门上的微型投影机的可靠度。
发明内容
本发明提供一种微型投影机及微型投影机控制方法，增加设置于车辆的车门上的微型投影机的可靠度。
为了达到上述至少其中之一目的及功效，本发明提出一种微型投影机，设置于车辆的车门上且包括光源、数字微镜装置、投影镜头、电源供应单元以及处理电路，其中：光源用于提供照明光束；数字微镜装置配置于照明光束的传递路径上，用于将照明光束转换为影像光束；投影镜头配置于影像光束的传递路径上，用于将影像光束投射至微型投影机外；电源供应单元耦接到光源、数字微镜装置；以及处理电路耦接到电源供应单元以及数字微镜装置，其中处理电路接收关机警示信号，并传送复位(parking)信号到数字微镜装置以对数字微镜装置复位操作，并于传送复位信号后经过预定时间间隔通知电源供应单元切断提供给数字微镜装置的第一电源。
为了达到上述至少其中之一目的及功效，本发明提出一种微型投影机控制方法，其特征再于，用于微型投影机，微型投影机设置于车辆的车门上且包括光源、数字微镜装置、投影镜头、电源供应单元以及处理电路，电源供应单元耦接到光源、数字微镜装置及处理电路，处理电路耦接到数字微镜装置，微型投影机控制方法包括：借由光源提供照明光束；借由数字微镜装置配置于照明光束的传递路径上，将照明光束转换为影像光束；借由投影镜头配置于影像光束的传递路径上，将影像光束投射至微型投影机外；以及借由处理电路接收关机警示信号，并传送复位信号到数字微镜装置以对数字微镜装置复位操作，并于传送复位信号后经过预定时间间隔通知电源供应单元切断提供给数字微镜装置的第一电源。
基于上述，本发明的微型投影机及微型投影机控制方法中，在处理电路接收关机警示信号时传送复位信号到微型投影机的数字微镜装置以对数字微镜装置复位操作，并于传送复位信号后经过预定时间间隔才通知电源供应单元切断提供给数字微镜装置的电源，如此可使数字微镜装置有足够时间进行复位操作而不容易损坏。关机警示信号可根据传感器感测得知车门正在关闭而产生，也可根据微型投影机的输入电压的电压衰减大于预定百分比而产生，也可从车辆的中控系统判断车门关闭后接收。在接收关机警示信号后，微型投影机可通知电源供应单元以切断供给微型投影机光源及/或传感器的点电源以节省电力。此外，微型投影机的电源供应单元还可包括对应输入电压及输出电压而设置的至少一电容，让数字微镜装置在断电前有更多时间可完成复位操作以避免数字微镜装置的损坏。
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。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的微型投影机的方块图。
图2为根据本发明一实施例通过微型投影机的传感器进行测距或测光的范例。
图3为根据本发明一实施例的数字微镜装置复位操作的输入电压与经过时间的放电示意图。
图4为根据本发明另一实施例的微型投影机的方块图。
图5为根据本发明一实施例的数字微镜装置复位操作的电压波形图。
具体实施方式
图1为根据本发明一实施例的微型投影机100的方块图。请参照图1，本发明一实施例的微型投影机100可设置于车辆的车门上并在车门开启时向下投射影像到地面。微型投影机100包括光源110、数字微镜装置120、投影镜头130、电源供应单元140及处理电路150。光源110提供照明光束L1。数字微镜装置120配置于照明光束L1的传递路径上，并将照明光束L1转换为影像光束L2。投影镜头130配置于影像光束L2的传递路径上，并将影像光束L2投射至微型投影机100外。电源供应单元140耦接到光源110及数字微镜装置120。处理电路150耦接到光源110、数字微镜装置120及电源供应单元140。
光源110可包括多个可见光发光元件、多个非可见光发光元件或上述两种发光元件的组合。可见光发光元件可以是发光二极管(Light emitting diode,LED)或激光二极管(Laser diode,LD)，但不限于此。数字微镜装置120的数量可以为一至多个，其对应不同数量的数字微镜装置120的详细步骤及实施方式可以由所属技术领域的通常知识获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。投影镜头130例如是包括具有屈光度的一或多个光学镜片的组合，光学镜片例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等非平面镜片或其各种组合。本发明对投影镜头130的型态及其种类并不加以限制。
电源供应单元140可包含变压器(Transformator)、整流器(rectifier)、稳压电路(voltage regulator)等元件或其他类似装置或处理软件或控制软件，但本发明不受限于上述硬件或软件。处理电路150可例如是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可编程之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、可编程逻辑装置(Programmable Logic Device，PLD)或其他类似装置或处理软件或控制软件，但本发明不受限于上述硬件或软件。举例而言，处理电路150可包含各种存储器及周边线路或与其搭配运作。
电源供应单元140可提供多个输出电压，具体而言，电源供应单元140可接收+12伏特(V)的输入电压并输出+3.3V、+1.8V、+1.0V、+2.5V等所需的输出电压，其中+2.5/1.8V的输出电压可提供给数字微镜装置120且+3.3/1.8/1.0V的输出电压可提供给处理电路150。在一实施例中，处理电路150可包括微控制单元(Micro Controller Unit，MCU)、特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit，ASIC)、以及现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)的至少其中之一。
在一实施例中，数字微镜装置120复位操作可包括以下第一步骤到第五步骤，且第一步骤到第五步骤可执行于图1及图4所示微型投影机上。
[第一步骤]
处理电路150接收关机警示信号。也就是说，处理电路150可通过接收到关机警示信号来判断车门正在关闭或即将关闭。
在一实施例中，微型投影机100包括传感器160耦接到处理电路150及电源供应单元140。当传感器160感测得知车门正在关闭，传感器160传送关机警示信号到处理电路150。传感器160包括距离传感器及环境光传感器的至少其中之一，且传感器160可设置于微型投影机100的出光侧或靠近车框侧，其中距离传感器可根据感测距离的缩短而感测得知车门正在关闭，而环境光传感器则可根据环境光变弱而感测得知车门正在关闭。较佳地，环境光传感器可包括遮蔽结构以在进入车框范围内时提高遮蔽效果。
在另一实施例中，处理电路150可包括电压检测电路用于检测电源供应单元140的输入电压。电压检测电路可与分压器(Voltage divider)协同运作。当输入电压的电压衰减大于预定百分比时，电压检测电路传送关机警示信号到处理电路150。举例来说，当电源供应单元140的输入电压为12V且电压检测电路检测到输入电压从12V衰减到11V以下(例如，电压衰减大于预定百分比8％)时，电压检测电路传送关机警示信号到处理电路150。在一实施例中，车辆具有中控系统，中控系统提供输入电压12V至电源供应单元140。
在另一实施例中，中控系统可感测到车门关闭，用于在车门关闭后，通过车用通讯界面发出关机警示信号至处理电路150(例如是通过通讯界面170)。具体来说，中控系统可检测车门关闭并在收到车门关闭的通知后，通过车用通讯界面将关机警示信号传送到处理电路150。车用通讯界面例如是控制器区域网路总线(Controller Area Network bus，CANbus)、通用非同步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)或区域互连网路(Local Interconnect Network，LIN)其他类似界面。
通过提早发出关机警示信号，微型投影机100可在关机前争取到更多时间进行后续的数字微镜装置120复位操作。如此一来，复位操作可确保数字微镜装置上的每一个数字微镜可以从暗状态(Off-State)或亮状态(On-State)复位至平状态(Flat-State)，以可避免数字微镜装置120的损坏而增加微型投影机100的可靠度。
[第二步骤]
处理电路150在接收关机警示信号之后，处理电路150传送复位信号到数字微镜装置120以对数字微镜装置120复位操作。复位信号例如是RESET_OEZ信号。
在第二步骤中，为了节省电源消耗，处理电路150可通知电源供应单元140切断供给光源110的电源(或称为第二电源)，并通知电源供应单元140切断供给传感器160的电源(或称为第三电源)。
在第二步骤中，光源110的发光元件(例如，LED元件)会停止接收到光源110的驱动器的电源，使光源110的发光元件停止提供照明光束L1。
[第三步骤]
处理电路150传送复位信号后经过预定时间间隔，通知电源供应单元140切断提供给数字微镜装置120的电源(或称为第一电源)，其中预定时间间隔大于一毫秒(ms)。举例来说，处理电路150可在传送复位信号经过一毫秒之后，才传送电源切断信号到数字微镜装置120的电源，使得数字微镜装置120的微镜在电源切断之前有足够时间进行复位。也就是说，第三步骤与第二步骤的起始时间点的差异会大于一毫秒。
[第四步骤]
数字微镜装置120的电源拉下(pull down)对应数字微镜装置120的微机电系统(Micro Electro Mechanical System，MEMS)的电压，例如拉下VBIAS、VOFFSET、VRESET。第四步骤的持续时间约为300微秒。
在第四步骤中，处理电路150传送所有电源禁能(disable)信号到电源供应单元140。
[第五步骤]
电源供应单元140停止提供输出电压。因此，对应数字微镜装置120的控制器/集成电路(Integrated Circuit，IC)的电压被拉下，例如VCC/VREF被拉下。于是，数字微镜装置120复位操作完成。
通过以上五步骤，当处理电路150接收由传感器160提供的关机警示信号或是由车辆的中控系统提供的关机警示信号后，当处理电路150传送复位信号到微型投影机100的数字微镜装置120以对数字微镜装置120进行复位操作，并于传送复位信号后经过预定时间间隔才通知电源供应单元140切断提供给数字微镜装置120的电源，如此可使数字微镜装置120有足够时间进行复位操作而不容易损坏。
关于传感器160的具体设置方式请参考图2，图2为根据本发明一实施例通过微型投影机200的传感器260进行测距或测光的范例。微型投影机200包含传感器260以检测环境光，其中微型投影机200包含围绕传感器260设置的遮蔽结构。因此，在车门开启时可将「ABCD」的影像投影到地面，传感器260例如可检测到由地面反弹的投影光或是环境光。当车门正在关闭时，环绕设置的遮蔽结构可以与车体结构(例如是车框)配合地大幅遮蔽来自传感器260的侧向以及前方的投影光或是环境光，即遮蔽传感器260而使得传感器260感测到的环境光亮度变小，传感器260可传送关机警示信号，以在车门完全关闭前先进行关机程序。于是，微型投影机200停止投影「ABCD」的影像。另一方面，传感器260可用以检测距离，例如检测车门与车框的距离，或是检测车门与地面的距离，当车门即将关闭时，传感器260与车体结构(例如是车框)的距离达幅缩减，传感器260可传送关机警示信号，以在车门完全关闭前先进行关机程序。于是，微型投影机200停止投影「ABCD」的影像。
关于图3为根据本发明一实施例的数字微镜装置120复位操作的输入电压与经过时间的放电示意图。请同时参照图1及图3，在一实施例中，处理电路150在时间间隔T0的起始时间点预先通过输入界面170从车辆的中控系统接收关机警示信号。因此，在输入电压降到4.3V之前，微型投影机100有T0+T1+T2的时间进行数字微镜装置120复位操作，其中3.3V为处理电路150的至少其中一个输入电压，可设置为3.3V额外高出1V时能确保处理电路仍能在足够时间内正确处理信号以进行复位操作的控制。
在另一实施例中，处理电路150在时间间隔T2的起始时间点才根据输入电压的电压衰减大于预定百分比(例如，输入电压从12V降到11V)而获得关机警示信号。因此，在输入电压降到4.3V之前，微型投影机100只有时间间隔T2的时间进行数字微镜装置120复位操作。较佳地，T2大于1.3毫秒，微型投影机100能完成数字微镜装置120复位操作，其中1.3毫秒约等于第二步骤到第四步骤所需的1毫秒(ms)以及第四步骤所需的300微秒(us)。
图4为根据本发明另一实施例的微型投影机100的方块图。请参照图4，微型投影机100还可包括输入界面170，用以接收车门开启时由车辆提供的输入电压(例如，+12V)，并提供输出电压到微型投影机100的其他元件。输入界面170用以接收来自车用通讯界面之信息，还可包括控制器区域网路总线及/或通用非同步收发传输器等界面，以接收车辆主机的信号。通过将输入界面170模块化，有利于微型投影机100接入现有车辆硬件系统的便利性。此外，控制器区域网路总线及/或通用非同步收发传输器等界面也可通过输入界面170与处理电路150进行沟通，以将车辆数据传送到处理电路150。
请再参照图4，为了延长电源供应单元140的输入电压及输出电压的放电(discharge)时间(即，12V降到4.3V对应的时间间隔T1加上时间间隔T2)，第一电容181可对应电源供应单元140的输入电压而设置且至少一第二电容182可对应电源供应单元140的多个输出电压而设置。本领域通常知识人员可理解，图1中的微型投影机100对应图4中的微型投影机100加入第一电容181以及至少一第二电容182，以延长T1以及T2的时间。在一实施例中，设计者可依实际情况选择较大的电容，或者采用并联额外电容的手段，例如是10微法拉(uF)或以上。
图5为根据本发明一实施例的数字微镜装置120复位操作的电压波形图。请同时参照图1、图3及图5，图5绘示了RESET_OEZ、VCC/VREF、VBIAS、VOFFSET、VRESET在数字微镜装置120复位操作的波型图，其中RESET_OEZ为低态有效(active low)可致动驱动电路进行内部重置(internal reset)VCC/VREF用以提供电力以及电位给控制数字微镜装置120的控制器/集成电路(IC)，VBIAS、VOFFSET、VRESET分别提供控制数字微镜装置120的微机电系统(MEMS)作为正偏压位准(positive bias level)、正偏移位准(positive offset level)、负重置位准(negative reset level)，详细的电压描述及操作可参考德州仪器公司提供相关于DLPS076a的技术文件内相关于说明。上述各信号已在上文中说明过，因此不再赘述。特别的是，第二时间点302、第三时间点303、第四时间点304及第五时间点305分别对应到数字微镜装置120复位操作的第二步骤、第三步骤、第四步骤及第五步骤的起始时间点。特别是，第二步骤包括用于数字微镜装置120的微镜复位操作的时间间隔310。当微镜复位操作结束时，开始第三步骤来通知电源供应单元140切断提供给数字微镜装置120的电源。接着在第四步骤中，也就是在第四时间点304之后，VBIAS、VOFFSET、VRESET被拉下。最后，在第五时间点305之后，电源供应单元140停止提供输出电压。
值得注意的是，在第五步骤中，中控系统可在发出关机警示信号后经过预定时间间隔，中控系统可切断提供至电源供应单元140或是输入界面170的输入电压。
综上所述，本发明的微型投影机及微型投影机控制方法会在接收关机警示信号时传送复位信号到微型投影机的数字微镜装置以对数字微镜装置复位操作，并于传送复位信号后经过预定时间间隔才通知电源供应单元切断提供给数字微镜装置的电源，如此可使数字微镜装置有足够时间进行复位操作而不容易损坏。关机警示信号可根据传感器感测得知车门正在关闭而产生，也可根据微型投影机的输入电压的电压衰减大于预定百分比而产生，也可从车辆中控系统判断车门关闭后通过车用通讯界面发出关机警示信号。在接收关机警示信号后，微型投影机可通知电源供应单元以切断供给微型投影机光源及/或传感器的点电源以节省电力。此外，微型投影机的电源供应单元还可包括对应输入电压及输出电压而设置的至少一电容，让数字微镜装置在断电前有更多时间可完成复位操作以避免数字微镜装置的损坏。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
附图标记说明：
100、200：微型投影机
110：光源
120：数字微镜装置
130：投影镜头
140：电源供应单元
150：处理电路
160、260：传感器
170：输入界面
181：第一电容
182：第二电容
302：第二时间点
303：第三时间点
304：第四时间点
305：第五时间点
310：时间间隔。
