專利名稱：光學(xué)掃描設(shè)備、圖像位置的校正方法和圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)掃描設(shè)備，用于在屏幕或其它圖像顯示裝置上通過投影光學(xué)系統(tǒng)基于例如Grating Light ValveTM或其它光調(diào)制元件來顯示圖像；一種對(duì)所顯示圖像的位置的校正方法；以及一種使用所述光學(xué)掃描設(shè)備的圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
在投影儀、打印機(jī)或其它圖像形成設(shè)備中，為提高圖像的分辨率，已知有這樣的方法借助掃描鏡或其它光學(xué)掃描設(shè)備通過來自一維圖像顯示元件的光線來掃描，同時(shí)將圖像投影到圖像形成裝置上以形成二維圖像(例如，參考U.S.專利No.5982553)。
作為一維像素顯示設(shè)備，由Silicon Light Machines of the U.S.開發(fā)的Grating Light ValveTM(GLV)是已知的(例如，日本經(jīng)檢查的專利出版物(Kokoku)No.3164824和U.S.專利No.5841579)。
與通常的二維顯示設(shè)備相比，當(dāng)使用GLV時(shí)，盡管垂直方向上像素的數(shù)量變得相同，在水平方向上僅一個(gè)是足夠的，因此二維圖像顯示所需的像素?cái)?shù)量較小。此外，被稱為“帶狀元件”的GLV的電極部分在尺寸上很小(大約1×40μm)，因此高分辨率、高開關(guān)速度和寬帶寬的顯示是可能的。另一方面，低施加電壓被用于所述工作，因此可以預(yù)期實(shí)現(xiàn)很小尺寸的顯示設(shè)備。
參考圖1到圖3，使用GLV的圖像顯示設(shè)備的通用配置將被簡單地說明。
圖1是使用GLV的圖像顯示設(shè)備的配置實(shí)例的視圖。
圖1中所示的圖像顯示設(shè)備100具有屏幕101、掃描鏡102、掃描器馬達(dá)103、投影光學(xué)系統(tǒng)104、由GLV器件形成的一維光調(diào)制元件105、用于供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓給GLV器件105的驅(qū)動(dòng)電路106、接口電路107、視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路108、掃描器驅(qū)動(dòng)器109和系統(tǒng)控制電路SYS-CNT110。包括掃描鏡102和掃描器馬達(dá)103的配置將被稱為“掃描器102a”。
例如，包括多個(gè)半導(dǎo)體激光器的光源LS發(fā)射紅(R)、綠(G)或藍(lán)(B)照明光線。照明光線由未示出的照明光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成平行光束并被照射到GLV器件105。
GLV105由一維排列的多個(gè)像素形成。依照待顯示圖像的驅(qū)動(dòng)電壓是由驅(qū)動(dòng)電路106供應(yīng)給GLV器件105的。響應(yīng)于此，GLV器件105反射或衍射入射的照明光并發(fā)射反射光或衍射光給投影光學(xué)系統(tǒng)104。
投影光學(xué)系統(tǒng)104將從GLV器件105發(fā)射的反射光或衍射光轉(zhuǎn)換成平行光束。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)104分離第±1級(jí)衍射光和0級(jí)光，通過第±1級(jí)衍射光以使其到達(dá)掃描鏡102，并且阻塞0級(jí)光。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)104主要放大由來自GLV器件105的第±1級(jí)衍射光形成的一維圖像并通過掃描鏡102將其投影并聚焦到屏幕101上。
掃描器馬達(dá)103由來自掃描器驅(qū)動(dòng)器109的掃描器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SDS來驅(qū)動(dòng)并往復(fù)地(reciprocally)旋轉(zhuǎn)鏈接的掃描鏡(linking scan mirror)102。掃描鏡102通過包括從投影光學(xué)系統(tǒng)104發(fā)射的一維圖像的第±1級(jí)衍射光來掃描并依次將其發(fā)射到屏幕101，同時(shí)往復(fù)地旋轉(zhuǎn)以形成二維圖像。掃描鏡102是例如電流計(jì)鏡。
被輸入給圖像顯示設(shè)備100的視頻數(shù)據(jù)VD是例如從DVD或其它視頻播放器輸入的色差信號(hào)YCbCr(YPbPr)。為了在圖像顯示設(shè)備100處處理它，視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路108和接口電路107針對(duì)每個(gè)一維圖像(被稱為“一線”)而轉(zhuǎn)換輸入視頻數(shù)據(jù)的格式并將其輸出給驅(qū)動(dòng)電路106。
系統(tǒng)控制電路SYS-CNT110具有CPU111和存儲(chǔ)器112，并分配用于使圖像顯示設(shè)備100的部件同步的幀同步信號(hào)FRMsync。此外，它輸出用于驅(qū)動(dòng)掃描鏡102的基本數(shù)據(jù)以及包括用于該數(shù)據(jù)的相位、振幅和循環(huán)信息的掃描器指令信號(hào)SIS。此外，它使用各種類型的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生指示GLV器件105的調(diào)制和投影時(shí)序的調(diào)制/投影信號(hào)RQT。
圖2A是示意性地說明掃描鏡102的掃描工作的視圖，而圖2B示出通過掃描鏡102的掃描在屏幕101上形成的二維圖像。
如圖2A中所示，掃描鏡102依次將從投影光學(xué)系統(tǒng)104投影的一維圖像光照射到屏幕101，同時(shí)往復(fù)地旋轉(zhuǎn)于預(yù)定角度范圍內(nèi)以在屏幕101上形成二維圖像。
掃描器102a(掃描鏡102和掃描器馬達(dá)103)由圖3中所示的鋸齒形波狀信號(hào)來驅(qū)動(dòng)。
如圖3中所示，當(dāng)通過具有非對(duì)稱上升特性(時(shí)間和振幅)和下降特性(時(shí)間和振幅)并顯示出鋸齒形形狀的鋸齒形波狀信號(hào)來驅(qū)動(dòng)掃描器102a時(shí)，所示的驅(qū)動(dòng)電壓被供應(yīng)給掃描器102a，并且掃描器102a在周期T1a和T1內(nèi)被驅(qū)動(dòng)。在周期T1a內(nèi)，掃描鏡102具有從零被加速到預(yù)定速度的旋轉(zhuǎn)速度。在周期T1內(nèi)，掃描鏡102沿圖2A中所示的外出方向從位置“a”以恒定速度旋轉(zhuǎn)到位置“c”同時(shí)經(jīng)過位置“b”，在每個(gè)位置處反射入射的一維圖像光，將光線La、Lb和Lc發(fā)射到屏幕101，并且形成圖2B中所示的一維圖像Sa、Sb和Sc。
在圖3中所示的周期T1內(nèi)，掃描鏡102一直旋轉(zhuǎn)到位置c。
之后，在圖3中所示的周期T2內(nèi)，掃描鏡102減速直到旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)榱?，并開始反過來旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿圖2A中所示的返回方向加速。
在周期T2內(nèi)，掃描鏡102在返回方向上旋轉(zhuǎn)，但在周期T2內(nèi)，掃描鏡102僅返回其原始位置以便于接下來的投影，而并不投影或聚焦圖像。
如以上所示，當(dāng)通過依照鋸齒形波狀信號(hào)進(jìn)行掃描來投影圖像時(shí)，圖像僅被投影于T1周期，但在返回方向上的移動(dòng)時(shí)間T2內(nèi)不被投影，因此無用時(shí)間T2被產(chǎn)生。因此，掃描器102a的光投影效率是低的。當(dāng)試圖增加掃描器102a的光投影效率時(shí)，有縮短返回方向上的移動(dòng)時(shí)間T2的方法，但大功率必須被供應(yīng)給掃描鏡102以在短時(shí)間內(nèi)返回掃描鏡102。為此，存在的問題是，需要增加掃描設(shè)備的電功率量并增加掃描鏡的機(jī)械強(qiáng)度。掃描設(shè)備在尺寸上變大并且實(shí)現(xiàn)其變得昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種通過由一維光調(diào)制元件獲得的一維圖像來掃描以產(chǎn)生二維圖像的圖像顯示設(shè)備中的光掃描設(shè)備，其可提高的光投影效率并降低電功率，并且其可減小伴隨增加的光投影效率的投影圖像誤差；以及一種對(duì)該光掃描設(shè)備中圖像位置的校正方法。
本發(fā)明的第二目的是提供一種圖像顯示設(shè)備，其使用上述光掃描設(shè)備和對(duì)圖像位置的校正方法。
依照本發(fā)明的第一方面，提供了一種光掃描設(shè)備，其偏轉(zhuǎn)依照視頻數(shù)據(jù)來調(diào)制的入射光并通過所述入射光在掃描表面上掃描以形成圖像，包括掃描裝置，其在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向上被旋轉(zhuǎn)并依照正向旋轉(zhuǎn)和相反旋轉(zhuǎn)來偏轉(zhuǎn)入射光；以及校正裝置，用于匹配通過借助依照正向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的入射光來掃描掃描表面而形成的圖像的位置和通過借助依照相反旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的入射光來掃描掃描表面而形成的圖像的位置。
也就是說，光掃描設(shè)備在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向兩者上投影圖像以提高光投影效率。當(dāng)在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向兩者上投影圖像時(shí)，正向旋轉(zhuǎn)方向上的圖像和相反旋轉(zhuǎn)方向的圖像的投影位置必須被匹配。在本發(fā)明中，用于校正圖像位置的校正裝置被提供以匹配正向旋轉(zhuǎn)方向上的圖像和相反旋轉(zhuǎn)方向的圖像的投影位置。
優(yōu)選地，當(dāng)使用角度檢測裝置來測量掃描設(shè)備的真實(shí)旋轉(zhuǎn)角度并形成一個(gè)幀時(shí)，每個(gè)時(shí)刻的掃描設(shè)備的真實(shí)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)都被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中。調(diào)制控制裝置從所存的角度數(shù)據(jù)來計(jì)算對(duì)應(yīng)于掃描裝置的每個(gè)真實(shí)旋轉(zhuǎn)角度的時(shí)間，并輸出指令，用于確定那時(shí)的視頻數(shù)據(jù)的調(diào)制和掃描裝置的投影的時(shí)序。
更優(yōu)選地，角度檢測裝置讀取任何時(shí)間處掃描裝置的旋轉(zhuǎn)角度并基于所讀角度的結(jié)果來測量由角度檢測裝置輸出的掃描裝置的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)的相位延遲。當(dāng)依照相位延遲量的時(shí)間過去時(shí)的角度數(shù)據(jù)被使得成為“真實(shí)旋轉(zhuǎn)角度”。
更優(yōu)選地，光位置測量裝置被提供，掃描裝置停止時(shí)的角度數(shù)據(jù)和掃描裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)的角度數(shù)據(jù)被測量，并且掃描裝置的每個(gè)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)的相位延遲從該差異被測量。
依照本發(fā)明的第二方面，提供了這樣一種方法在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)掃描裝置，依照正向旋轉(zhuǎn)和相反旋轉(zhuǎn)來偏轉(zhuǎn)依照視頻數(shù)據(jù)而調(diào)制的入射光，并且校正通過經(jīng)偏轉(zhuǎn)的入射光在掃描表面上形成的圖像的位置，對(duì)圖像位置的校正方法具有以下校正步驟匹配通過借助依照正向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的入射光在掃描表面上掃描而形成的圖像的位置和通過借助依照相反旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的入射光在掃描表面上掃描而形成的圖像的位置。
依照本發(fā)明的第三方面，提供了一種圖像顯示設(shè)備，其包括光照明裝置；光調(diào)制元件，用于依照輸入視頻數(shù)據(jù)來調(diào)制來自照明裝置的入射光并發(fā)射用于形成一維圖像的圖像形成光；掃描裝置，其依照所述視頻數(shù)據(jù)在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)并偏轉(zhuǎn)圖像形成光；校正裝置，用于匹配通過借助依照正向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的圖像形成光在掃描表面上掃描而形成的圖像的位置和通過借助依照相反旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的圖像形成光在掃描表面上掃描而形成的圖像的位置；以及顯示裝置，其被經(jīng)校正的圖像形成光照射并顯示二維圖像。


圖1是使用一維光調(diào)制元件的圖像顯示設(shè)備的配置實(shí)例的視圖。
圖2A和圖2B是用于說明在圖1中所示的圖像顯示設(shè)備中通過掃描鏡形成二維圖像的原理的視圖。
圖3是用于說明用于驅(qū)動(dòng)掃描鏡的鋸齒形波信號(hào)的視圖，該信號(hào)具有非對(duì)稱上升特性和下降特性并顯示出鋸齒形形狀的波形。
圖4是用于說明三角形波信號(hào)的視圖，該信號(hào)具有對(duì)稱上升特性和下降特性，用于驅(qū)動(dòng)依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的掃描鏡。
圖5是通過依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的掃描鏡的往復(fù)掃描來形成二維圖像的狀態(tài)的視圖。
圖6是依照本發(fā)明的掃描系統(tǒng)和圖像顯示設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置的配置實(shí)例的視圖。
圖7是圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的一維調(diào)制元件電路的配置實(shí)例的視圖。
圖8是圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的一維調(diào)制元件的配置的視圖。
圖9是圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的接口電路的配置實(shí)例的視圖。
圖10是圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的配置實(shí)例的視圖。
圖11是圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的幀同步信號(hào)和調(diào)制/投影信號(hào)的時(shí)序圖。
圖12A到12G是圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的各種信號(hào)的時(shí)序圖。
圖13A和圖13B是用于說明圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的幀同步信號(hào)的開關(guān)時(shí)序和角度信號(hào)的開關(guān)時(shí)序的偏差的視圖。
圖14A到圖14C是在校正了圖13A和圖13B中所示的幀同步信號(hào)的開關(guān)時(shí)序和角度信號(hào)的開關(guān)時(shí)序的偏差之后的幀同步信號(hào)、角度信號(hào)和速度信號(hào)的時(shí)序圖。
圖15是用于說明在圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的系統(tǒng)控制電路中測量掃描鏡的基準(zhǔn)角度和角度信號(hào)的基準(zhǔn)值的方法的流程圖。
圖16A1到圖16C3是用于說明在測量系統(tǒng)控制電路中測量掃描鏡的基準(zhǔn)角度和角度信號(hào)的基準(zhǔn)值的過程中的光位置的方法的視圖。
圖17是用于說明在圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的系統(tǒng)控制電路中測量角度信號(hào)相對(duì)于掃描鏡的實(shí)際角度的相位延遲的方法的流程圖。
圖18A到圖18D是用于說明在系統(tǒng)控制電路中在測量角度信號(hào)的相位延遲的過程中，通過調(diào)節(jié)調(diào)制/投影信號(hào)的時(shí)序來匹配投影光的位置的方法的視圖。
圖19A1到圖19C3是用于說明在系統(tǒng)控制電路中在測量角度信號(hào)的相位延遲的過程中測量光位置的方法的視圖。
圖20A和圖20B是用于說明在圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中的系統(tǒng)控制電路中計(jì)算角度信號(hào)的相位延遲的方法的視圖。
圖21是用于說明通過校正圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的系統(tǒng)控制電路中角度信號(hào)的相位延遲而得到掃描鏡實(shí)際角度的方法的視圖。
圖22A到圖22D是用于說明在圖6中所示的依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的系統(tǒng)控制電路中通過匹配調(diào)制/投影時(shí)序和掃描鏡的旋轉(zhuǎn)角度來形成一維圖像的處理的視圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考所附的附圖來說明本發(fā)明的光掃描設(shè)備的實(shí)施例、對(duì)圖像位置的校正方法、使用相同內(nèi)容的圖像顯示方法以及圖像顯示設(shè)備。
〔三角形波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)〕將通過參考圖4和圖5來說明本發(fā)明的掃描方法。
圖4是本實(shí)施例中用于控制掃描設(shè)備的三角形波信號(hào)的視圖，而圖5是用于示意性地說明依照本實(shí)施例的掃描鏡的掃描工作的視圖。
注意，在說明書和附圖中，“三角形波信號(hào)”指的是上升特性(時(shí)間和振幅)和下降特性(時(shí)間和振幅)如圖4中所示而對(duì)稱的波形的信號(hào)。與此相反，“鋸齒形波信號(hào)”指的是上升特性(時(shí)間和振幅)和下降特性(時(shí)間和振幅)如圖3中所示為非對(duì)稱的波形的信號(hào)。
在依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備中，當(dāng)往復(fù)地旋轉(zhuǎn)掃描鏡時(shí)，光被投影于外出路徑和返回路徑兩者中，并且光投影效率被提高。
在本實(shí)施例中，圖4中所示的三角形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)圖5中所示的掃描鏡以實(shí)現(xiàn)往復(fù)的光投影。
當(dāng)通過圖4中所示的三角形波的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)掃描器時(shí)，圖5中所示的掃描鏡2通過驅(qū)動(dòng)電壓往復(fù)地旋轉(zhuǎn)。具體而言，在圖4中所示的周期T3a內(nèi)，掃描鏡2被加速到預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度。在圖4中所示的周期T3內(nèi)，掃描鏡2沿圖5中所示的外出方向以以上的預(yù)定速度從位置“a”旋轉(zhuǎn)到位置“c”同時(shí)經(jīng)過位置“b”，在每個(gè)位置處反射用于顯示一維圖像的入射光線，并將光線La、Lb和Lc發(fā)射到屏幕1。
在圖4中所示的周期T4內(nèi)，掃描鏡2減速，直到旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)榱?，然后開始反過來旋轉(zhuǎn)，同時(shí)沿圖5中所示的返回方向加速到預(yù)定速度。在周期T4內(nèi)，掃描鏡2僅改變旋轉(zhuǎn)方向以便于在返回路徑中投影，而并不投影和聚焦光。
在圖4中所示的周期T5內(nèi)，掃描鏡2沿圖5中所示的返回路徑的方向以以上的預(yù)定速度從位置“c”旋轉(zhuǎn)到位置“a”同時(shí)經(jīng)過位置“b”，在每個(gè)位置處反射用于顯示一維圖像的入射光線，并將光線Lc’、Lb’和Lc”發(fā)射到屏幕1。
在圖4中所示的周期T5a內(nèi)，掃描鏡2減速，直到旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)榱恪?br> 通過以這種方式借助三角形波信號(hào)的掃描鏡2的掃描，掃描器系統(tǒng)在外出和返回旋轉(zhuǎn)兩者中投影光，因此光投影在效率上變高，而對(duì)掃描器鏡的機(jī)械要求被降低。
對(duì)在外出路徑和返回路徑兩者中投影光線時(shí)必須解決的缺點(diǎn)的一個(gè)對(duì)策是匹配外出路徑圖像和返回路徑圖像的投影位置。當(dāng)掃描器系統(tǒng)的特性理想時(shí)，即在掃描器的外出和返回路徑中的實(shí)際角度對(duì)稱，旋轉(zhuǎn)速度總是常數(shù)(除了在用于反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向的極變化點(diǎn)附近)等的條件下，通過建立掃描器相位和一維圖像光投影時(shí)序之間的同步并周期性地投影一維圖像光，有可能匹配外出路徑圖像和返回路徑圖像。
然而，在實(shí)際的掃描器系統(tǒng)中，部件的特性、物理?xiàng)l件、電路配置的特性等意味著外出路徑和返回路徑的對(duì)稱性將不被完全建立。即使在排除了極變化點(diǎn)附近的角度區(qū)域中，旋轉(zhuǎn)速度亦不是常數(shù)。在這種條件下，掃描器的旋轉(zhuǎn)時(shí)序和一維圖像投影時(shí)序?qū)⒉黄ヅ?。存在將在外出和返回圖像之間導(dǎo)致偏差的可能性。
此外，由于一維圖像通過掃描鏡的旋轉(zhuǎn)而被相繼投影到屏幕上，當(dāng)掃描鏡的旋轉(zhuǎn)速度變化時(shí)，屏幕上一維圖像之間的間隔將不再是常數(shù)，并且在外出和返回路徑的圖像中導(dǎo)致的偏差將不由圖像位置明確地確定。為此，僅通過從整體上調(diào)節(jié)一維圖像的相位是難以使圖像從整體上匹配的。
在本發(fā)明的該實(shí)施例中，以上問題是通過以下來克服的提供角度傳感器以使掃描鏡的角度能在任何時(shí)間被讀取并控制系統(tǒng)以基于所讀角度的結(jié)果來匹配外出路徑圖像和返回路徑圖像的投影位置。
〔圖像顯示設(shè)備的配置〕圖6是依照本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備19的配置實(shí)例的視圖。
圖6中所示的圖像顯示設(shè)備19具有屏幕1，掃描鏡2，掃描器馬達(dá)3，投影光學(xué)系統(tǒng)4，用于調(diào)制三原色即紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)照明光的一維光調(diào)制元件5a、5b和5c，用于輸出驅(qū)動(dòng)電壓給這些一維光調(diào)制元件5a、5b和5c的驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c，接口電路7a、7b和7c，視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8a、8b和8c，掃描器驅(qū)動(dòng)器9，以及系統(tǒng)控制電路10。
GLV被用于一維光調(diào)制元件5a、5b和5c。注意，在以下描述中，一維光調(diào)制元件5a、5b和5c有時(shí)將被合稱為“一維光調(diào)制元件5”。
在本說明書中，包括一維光調(diào)制元件5a、5b和5c，其驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c等并將照明光轉(zhuǎn)換成一維圖像的電路將被稱為“一維光調(diào)制電路17a、17b和17c”。
例如，由半導(dǎo)體激光器組成的多個(gè)光源LS-R、LS-G和LS-B發(fā)射紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)照明光線。照明光線由未示出的照明光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成平行光束并被照射到一維光調(diào)制元件5a、5b和5c。
一維光調(diào)制元件5a、5b和5c由一維排列的多個(gè)像素形成。依照待顯示圖像的驅(qū)動(dòng)電壓由驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c供應(yīng)給一維光調(diào)制元件5a、5b和5c。一維光調(diào)制元件5a、5b和5c據(jù)此反射或衍射入射的照明光并將反射光或衍射光發(fā)射到投影光學(xué)系統(tǒng)4。
投影光學(xué)系統(tǒng)4將從一維光調(diào)制元件5a、5b和5c發(fā)射的反射光和衍射光轉(zhuǎn)換成平行光束。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)4分離第±1級(jí)衍射光和0級(jí)光，從其中通過第±1級(jí)衍射光并使其到達(dá)掃描鏡2，并且阻塞0級(jí)光。此外，投影光學(xué)系統(tǒng)4放大主要由來自一維光調(diào)制元件5a、5b和5c的第±1級(jí)衍射光形成的一維圖像并通過屏2將其投影并聚焦到屏幕1上。
視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8a、8b和8c以及接口電路7a、7b和7c針對(duì)每個(gè)線在格式上轉(zhuǎn)換被輸入給圖像顯示設(shè)備19的紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)視頻數(shù)據(jù)VD-R、VD-G和VD-B并將其輸出給驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c。
掃描器馬達(dá)3由來自掃描器驅(qū)動(dòng)器9的掃描器驅(qū)動(dòng)信號(hào)SDS來驅(qū)動(dòng)并往復(fù)地旋轉(zhuǎn)鏈接的掃描鏡2。掃描鏡2通過包括從投影光學(xué)系統(tǒng)4發(fā)射的第±1級(jí)衍射光來依次掃描并將其發(fā)射到屏幕1，同時(shí)往復(fù)地旋轉(zhuǎn)以布置一維圖像并形成二維圖像。掃描鏡2是例如電流計(jì)鏡。
掃描器馬達(dá)3容納角度傳感器16。因此在本實(shí)施例中，基于在角度傳感器16處檢測的掃描器馬達(dá)3的旋轉(zhuǎn)角度，與掃描器馬達(dá)3鏈接的掃描鏡2的當(dāng)前角度被正確地得到，在角度傳感器16處檢測的角度信號(hào)SAS被輸出給系統(tǒng)控制電路SYS-CNT10的角度數(shù)據(jù)校正單元13并執(zhí)行用于匹配外出路徑圖像和返回路徑圖像的處理。
系統(tǒng)控制電路(SYS-CNT)10包括CPU11、存儲(chǔ)器12、角度數(shù)據(jù)校正單元13和光位置檢測單元14。視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8a、8b和8c以及接口電路7a、7b和7c分配幀同步信號(hào)FRMsync，用于建立包括一維光調(diào)制元件5a、5b和5c以及驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c的一維光調(diào)制電路17a、17b和17c的同步。此外，SYS-CNT10輸出用于驅(qū)動(dòng)掃描鏡2的基本數(shù)據(jù)以及包括相對(duì)于該數(shù)據(jù)的相位、振幅和循環(huán)信息的掃描器指令信號(hào)SIS。此外，SYS-CNT10通過使用各種類型的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生指示一維光調(diào)制元件5的調(diào)制和投影時(shí)序的調(diào)制/投影信號(hào)RQT。
當(dāng)掃描器馬達(dá)3和掃描鏡2旋轉(zhuǎn)時(shí)，從角度傳感器16輸出的角度信號(hào)SAS導(dǎo)致相對(duì)于實(shí)際角度ANG的相位延遲。因此導(dǎo)致了外出路徑圖像和返回路徑圖像之間的偏差。
角度數(shù)據(jù)校正單元13校正關(guān)于從角度傳感器16輸入的角度信號(hào)SAS相對(duì)于掃描鏡2的實(shí)際角度ANG的相位延遲，建立并控制與掃描鏡角度、屏幕1上的投影位置和一維光調(diào)制元件5a、5b和5c的調(diào)制時(shí)序以及系統(tǒng)控制電路(SYS-CNT)10中的其它處理的關(guān)系，并且匹配外出路徑圖像和返回路徑圖像的投影位置。
例如，在生產(chǎn)并運(yùn)出圖像顯示設(shè)備19之前的階段時(shí)，角度信號(hào)SAS的相位延遲被測量和校正。為了測量和校正，位置敏感的檢測器(PSD)15被提供于屏幕1的前面。當(dāng)來自掃描鏡2的形成一維圖像的光線被照射到PSD15時(shí)，PSD15將信號(hào)PDS-SIG1和PDS-SIG2輸出給與光線照射位置相關(guān)的光軸的左邊和右邊并將其輸入給系統(tǒng)控制電路10中的光位置檢測單元14。
光位置檢測單元14依照例如與光盤中的位置檢測和散焦檢測鏈接的PDS-SIG1和PDS-SIG2之間的差(差分系統(tǒng))而得到來自PDS-SIG1和PDS-SIG2的光的照射位置，估算掃描鏡2的物理位置，并且將其比較于由角度信號(hào)SAS指示的角度值以獲得角度信號(hào)SAS的相位延遲。
圖7是包括一維光調(diào)制元件5a、5b和5c以及驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c的一維光調(diào)制電路17a、17b和17c的配置實(shí)例的方塊圖。
在以下，為簡化起見，公用于一維光調(diào)制元件5a、5b和5c，驅(qū)動(dòng)電路6a、6b和6c以及一維光調(diào)制電路17a、17b和17c的三種顏色紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的照明光的配置部分被稱為一維光調(diào)制元件5、驅(qū)動(dòng)電路6和一維光調(diào)制電路17，而減去了索引“a”、“b”和“c”。
如圖7中所示，每個(gè)一維光調(diào)制電路17包括除了一維光調(diào)制元件5和驅(qū)動(dòng)電路6，存儲(chǔ)器28，用于存儲(chǔ)一個(gè)線的驅(qū)動(dòng)電壓數(shù)據(jù)；以及控制電路27，用于控制驅(qū)動(dòng)電路6的工作。
從先前級(jí)的接口電路7輸出并顯示一維圖像的驅(qū)動(dòng)電壓數(shù)據(jù)被輸入并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器28中。此外，用于指令從接口電路7傳遞以上驅(qū)動(dòng)電壓數(shù)據(jù)的傳遞啟動(dòng)信號(hào)TSS和用于指令將驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到一維光調(diào)制元件5的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)DIS從接口電路7被輸入到控制電路27。
圖8是一維光調(diào)制元件5的結(jié)構(gòu)的透視圖。
如圖8中所示，一維光調(diào)制元件5包括公用電極22，其由硅基片上的多晶硅薄膜制成，在所述硅基片上，條形帶狀元件20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d以距離公用電極22的預(yù)定間隔而被形成。具有類似于帶的形狀的元件(以下被稱為“帶狀元件”)20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d具有在其上表面上形成的反射膜(未示出)并用作反射組件。
在帶狀元件20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d中，驅(qū)動(dòng)電壓被供應(yīng)給帶狀元件20a、20b、20c和20d。由于依照驅(qū)動(dòng)電壓從靜電力得出的吸引力或排斥力，帶狀元件20a、20b、20c和20d可在垂直方向上移動(dòng)或彎曲。另一方面，帶狀元件21a、21b和21c位于指定位置處，并且在一維光調(diào)制元件5的工作期間不移動(dòng)。移動(dòng)或彎曲的帶狀元件20a、20b、20c和20d將被稱為“可移動(dòng)帶狀元件”，而不移動(dòng)或彎曲而是被固定在原地的帶狀元件21a、21b和21c將被稱為“固定帶狀元件”。
作為帶狀元件的尺度的典型實(shí)例，例如，帶狀元件的寬度是3到4μm，相鄰帶狀元件之間的間距是大約0.6μm，而帶狀元件的長度是大約200到400μm。
多個(gè)帶狀元件可被用作用于一個(gè)像素的一組。例如，圖8中所示的六個(gè)相鄰的帶狀元件20a、21a、20b、21b、20c和21c可被用于表示一個(gè)像素。在此情況下，一個(gè)像素的寬度是大約25μm。
例如，在現(xiàn)在被投入實(shí)際使用的顯示1080個(gè)像素的一維光調(diào)制元件中，1080個(gè)像素帶狀元件沿圖8中的水平方向而被安排。
一維光調(diào)制元件5的工作由在帶狀元件20a、21a、20b、21b、20c、21c和20d和公用電極12之間供應(yīng)的電壓來控制。當(dāng)使到可移動(dòng)帶狀元件20a、20b和20c的驅(qū)動(dòng)電壓OFF并使固定帶狀元件21a、21b和21c接地(OFF狀態(tài))時(shí)，可移動(dòng)帶狀元件20a、20b和20c不移動(dòng)，因此所有帶狀元件位于相同的平面上，用作平鏡，并反射大部分入射照明光線而不衍射或偏轉(zhuǎn)它們。
注意，在實(shí)際中，微量的第±2級(jí)衍射光、第±4級(jí)衍射光或其它偶數(shù)級(jí)衍射光亦被產(chǎn)生。
另一方面，當(dāng)供應(yīng)預(yù)定驅(qū)動(dòng)電壓給可移動(dòng)帶狀元件20a、20b1和20c并使固定帶狀元件21a、21b和21c接地(ON狀態(tài))時(shí)，可移動(dòng)帶狀元件20a、20b和20c通過由于驅(qū)動(dòng)電壓而導(dǎo)致的靜電力下拉到公用電極12的一側(cè)，并移動(dòng)或彎曲。例如，可移動(dòng)帶狀元件20a、20b和20c移動(dòng)或彎曲λ/4(λ是入射光的波長)。舉例來說，當(dāng)λ＝532nm時(shí)，可移動(dòng)帶狀元件的移動(dòng)量是處于最大值的λ/4＝133nm。
當(dāng)照明光線在該狀態(tài)下入射時(shí)，在可移動(dòng)帶狀元件20a、20b和20c處反射的光線和在固定帶狀元件21a、21b和21c處反射的光線之間的總光學(xué)路徑差變成半波長(λ/2)。因此，一維光調(diào)制元件5將用作反射型光柵點(diǎn)陣(grating lattice)，所反射的光線(0級(jí)光)將相互干涉并相互抵消，因此第±1級(jí)光、第±3級(jí)光和其它奇數(shù)級(jí)衍射光將被產(chǎn)生。
所產(chǎn)生的第±1級(jí)光經(jīng)過投影光學(xué)系統(tǒng)4并在屏幕1上形成一維圖像。當(dāng)掃描鏡2掃描時(shí)，一維圖像被布置于屏幕1上并形成二維圖像。
圖9是接口電路7的配置實(shí)例的方塊圖。
接口電路7具有例如數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路30、控制電路CNT31和存儲(chǔ)器32。
數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路30將從視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8輸入的一維視頻數(shù)據(jù)1Dim-Image-Data轉(zhuǎn)換成待供應(yīng)給一維光調(diào)制元件5的預(yù)定像素的可移動(dòng)帶的驅(qū)動(dòng)電壓，并將其輸出給一維調(diào)制電路17的存儲(chǔ)器28以便于存儲(chǔ)。此外，它存儲(chǔ)從接口電路7輸入的一維圖像。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換電路30向一維調(diào)制電路17的控制電路27輸出用于指令傳遞驅(qū)動(dòng)電壓數(shù)據(jù)的傳遞啟動(dòng)信號(hào)TSS和用于指令驅(qū)動(dòng)電路6工作并輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給一維光調(diào)制元件5的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)DIS。
存儲(chǔ)器32保持用于確定一維調(diào)制元件5的調(diào)制時(shí)序和相位數(shù)據(jù)(T和ψ)的調(diào)制/投影信號(hào)RQT的產(chǎn)生時(shí)序。
控制電路31接收幀同步信號(hào)FRMsync并調(diào)節(jié)接口電路7和配置部件的工作時(shí)序。此外，基于在存儲(chǔ)器32中存儲(chǔ)的調(diào)制/投影信號(hào)RQT的產(chǎn)生時(shí)序和相位數(shù)據(jù)(T和ψ)，用于確定一維光調(diào)制元件5的調(diào)制時(shí)序的調(diào)制/投影信號(hào)RQT被產(chǎn)生并被輸出給視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8。
圖10是視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8的配置實(shí)例的方塊圖。
視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8具有例如圖像輸入電路35、XY轉(zhuǎn)換電路36、幀存儲(chǔ)器37、圖像輸出電路38和控制電路39。
在視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8a、8b和8c中，例如，視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8作為基準(zhǔn)電路而產(chǎn)生幀同步信號(hào)FRMsync并將其輸出給系統(tǒng)控制電路10。被輸入給視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8a的數(shù)據(jù)包括用作基準(zhǔn)的幀同步信號(hào)。視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8a將幀同步信號(hào)的時(shí)序轉(zhuǎn)換成在控制電路39中設(shè)置的時(shí)序并將其輸出為幀同步信號(hào)FRMsync。
例如，DVD或其它視頻播放器將漸進(jìn)色差信號(hào)YCbCr(YPbPr)輸入給圖像輸入電路35。圖像輸入電路35將色差信號(hào)YCbCr(YPbPr)轉(zhuǎn)換成RGB信號(hào)并通過圖像輸入電路35中的逆伽瑪校正處理將非線性特性(γ特性)添加給所述RGB信號(hào)。
一維調(diào)制元件5被用于通過一維垂直圖像來掃描以顯示二維圖像，因此不同于在時(shí)間序列中被連續(xù)輸入的以上漸進(jìn)視頻數(shù)據(jù)的格式。為此，有必要將以上漸進(jìn)視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成用于二維圖像的格式。XY轉(zhuǎn)換電路36針對(duì)一個(gè)幀的視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)的垂直/水平轉(zhuǎn)換，并最優(yōu)地切換數(shù)據(jù)陣列的階(order)以形成一維視頻數(shù)據(jù)。
視頻數(shù)據(jù)的經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀值以線為單位被存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器37中。在此，依照掃描鏡2的旋轉(zhuǎn)方向，一維視頻數(shù)據(jù)被提供給一維調(diào)制元件5作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的順序變得相反，因此在幀存儲(chǔ)器37中存儲(chǔ)的線單位的視頻數(shù)據(jù)被使得在順序上與在例如掃描鏡2在返回方向上旋轉(zhuǎn)之前的一維視頻數(shù)據(jù)相反。
控制電路39從接口電路7接收調(diào)制/投影信號(hào)RQT并與調(diào)制/投影信號(hào)RQT同步地通過圖像輸出電路38一次一線地將存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器37中的一個(gè)幀視頻數(shù)據(jù)輸出給接口電路7。
圖11是從視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8被輸出到接口電路7以便于確定一維調(diào)制元件5的調(diào)制時(shí)序的調(diào)制/投影信號(hào)RQT和幀同步信號(hào)FRMsync的時(shí)序圖。
如圖11中所示，在被指示于幀同步信號(hào)FRMsync中的周期T6或T7內(nèi)，視頻數(shù)據(jù)的每個(gè)幀通過視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8、接口電路7和驅(qū)動(dòng)電路6而傳遞，被轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電壓，并且被順序提供給一維調(diào)制元件5，由此使一個(gè)幀被顯示在屏幕1上。
例如，在周期T6內(nèi)，掃描鏡2在外出路徑上旋轉(zhuǎn)并掃描以將外出路徑圖像投影于屏幕1上。另一方面，在周期T7內(nèi)，掃描鏡2在返回路徑上旋轉(zhuǎn)，并掃描且將返回路徑圖像投影于屏幕1上。
例如，在周期T6或T7內(nèi)，被提供了用于形成包括1920個(gè)線的一個(gè)幀的1920個(gè)調(diào)制/投影信號(hào)RQT的一維光調(diào)制元件5執(zhí)行1920次調(diào)制。
圖12A到圖12G是以上說明的信號(hào)的時(shí)序圖。
圖12A到圖12C視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8中的信號(hào)的時(shí)序圖。
與圖12A的調(diào)制/投影信號(hào)RQT同步，視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路8在圖12C中所示的數(shù)據(jù)使能(DE)周期內(nèi)將圖12B中所示的存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器37中的一線的數(shù)據(jù)輸出給接口電路7。
圖12D到12F是接口電路7中的信號(hào)的時(shí)序圖。
在用于指令將經(jīng)轉(zhuǎn)換的一維數(shù)據(jù)輸出給一維光調(diào)制電路17的傳遞啟動(dòng)信號(hào)TSS(圖12D)之后，接口電路7輸出圖12E中所示的一維數(shù)據(jù)，然后輸出用于使驅(qū)動(dòng)電路6工作的驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)DIS(圖12F)。
在驅(qū)動(dòng)指令信號(hào)DIS之后，一維調(diào)制元件5在圖12G中所示的時(shí)序處調(diào)制照射光。
如圖12A和圖12G中所示，在調(diào)制/投影信號(hào)RQT和一維調(diào)制元件5的調(diào)制時(shí)序TM之間有某個(gè)時(shí)間延遲。
〔掃描系統(tǒng)〕本實(shí)施例的特征在于通過被投影到屏幕1上的垂直一維圖像進(jìn)行y水平掃描，有可能產(chǎn)生二維圖像并通過調(diào)制/投影信號(hào)RQT而自由地改變垂直一維圖像的投影時(shí)序。
因此，在掃描鏡2的外出和返回路徑中的二維圖像的位置的匹配是通過以下來實(shí)現(xiàn)的在給出外出和返回路徑中的相同位置的時(shí)序處投影在外出和返回路徑中被投影的相同一維圖像。
在本實(shí)施例中，進(jìn)行以下控制以實(shí)現(xiàn)在掃描鏡2的外出和返回路徑中被投影的二維圖像的位置的匹配。
〔掃描系統(tǒng)掃描鏡和幀同步信號(hào)之間的同步〕在本實(shí)施例中，掃描系統(tǒng)由三角形波來控制以通過圖像信號(hào)在外出和返回路徑兩者中投影圖像。
圖13A和圖13B是用于比較幀同步信號(hào)FRMsync(A)和由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)SAS(B)的時(shí)序的視圖。
如圖13B中所示，在時(shí)間t1處，角度信號(hào)SAS具有最小值V1。此時(shí)，假定掃描鏡2的角度是零。由于被提供給掃描器馬達(dá)3的三角形掃描器驅(qū)動(dòng)信號(hào)，掃描鏡2被加速到例如外出路徑方向上的預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度，并且以恒定速度旋轉(zhuǎn)于外出路徑方向上，由此使掃描鏡2的角度逐漸增加。因此，由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)SAS亦逐漸增加。
在時(shí)間t2處，掃描鏡2到達(dá)外出路徑方向上的最大角度，因此角度信號(hào)SAS變成最大值V2。此時(shí)，掃描鏡2被減速，旋轉(zhuǎn)速度變成零，并且開始在返回路徑方向上旋轉(zhuǎn)。
在除了極變化點(diǎn)以外的區(qū)域中，掃描器馬達(dá)3和掃描鏡2的旋轉(zhuǎn)速度變得幾乎為常數(shù)。因此，如圖13B中所示，角度信號(hào)SAS幾乎沿直線而變化。
然而，如圖13A和13B中所示，通常角度信號(hào)SAS不與幀同步信號(hào)FRMsync同步，并且存在某個(gè)相位差P-Diff。
在本實(shí)施例中，為了通過三角形波信號(hào)控制掃描系統(tǒng)以在外出和返回路徑方向兩者上投影圖像信號(hào)的圖像，在掃描鏡2在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)的周期內(nèi)，一個(gè)幀視頻數(shù)據(jù)必須被輸出。為此，理想的是幀同步時(shí)序的開關(guān)和掃描鏡2的移動(dòng)方向的開關(guān)時(shí)序重合。也就是說，掃描鏡的方向開關(guān)時(shí)序(角度信號(hào)SAS的極變化點(diǎn))和幀同步信號(hào)FRMsync的圖像的開關(guān)時(shí)序之間的相位差被使得為0。
以上控制被實(shí)施如下。
在通常狀態(tài)下，通過將圖像信號(hào)的開關(guān)信號(hào)(一個(gè)方向)用作觸發(fā)，掃描鏡2的移動(dòng)速度變?yōu)?的時(shí)序(極變化點(diǎn))和開關(guān)信號(hào)之間的相位差是通過使用角度傳感器16的角度信號(hào)SAS從角度信號(hào)SAS來計(jì)算的。所計(jì)算的相位差被用于改變掃描器指令信號(hào)SIS的相位以使相位差變?yōu)?。
此外，如果該反相，則控制被執(zhí)行180度轉(zhuǎn)換以使在觸發(fā)時(shí)序處，圖像的投影方向變得恒定并且極變化點(diǎn)的電勢的極性變得恒定。
圖14A到圖14C是用于比較在執(zhí)行了以上調(diào)節(jié)后的幀同步信號(hào)FRMsync、角度傳感器16的角度信號(hào)SAS和指示掃描鏡2的旋轉(zhuǎn)速度的速度信號(hào)SPD-SIG的時(shí)序的視圖。
如圖14A和圖14B中所示，在調(diào)節(jié)了掃描器指令信號(hào)SIS的相位之后，幀同步信號(hào)FRMsync的開關(guān)時(shí)序和掃描鏡2的移動(dòng)方向的開關(guān)時(shí)序是匹配的。
此外，為了便于控制視頻數(shù)據(jù)的時(shí)序，圖像在掃描鏡2的速度變化盡可能小的區(qū)域中被投影。
如圖14C中所示，除了極變化點(diǎn)以外，掃描鏡2的速度基本上是穩(wěn)定的。
〔掃描系統(tǒng)對(duì)角度信號(hào)的相位延遲的測量〕如以上所提及的，當(dāng)掃描器馬達(dá)3旋轉(zhuǎn)時(shí)，從由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)讀取的掃描鏡2的角度具有相對(duì)于掃描鏡2的實(shí)際角度的相位延遲。為了實(shí)現(xiàn)往復(fù)掃描中外出路徑圖像和返回路徑圖像之間的匹配，角度信號(hào)的相位延遲必須被正確地掌握并被精確地校正。
為了測量角度信號(hào)的相位延遲，有必要掌握不包括相位延遲的掃描鏡2的實(shí)際角度。因此，首先測量用于估算實(shí)際角度的基準(zhǔn)值。
〔對(duì)角度和角度信號(hào)的基準(zhǔn)值的測量〕如圖6中所示，在屏幕1的前面，安裝了位置敏感設(shè)備(PSD)15的位置測量設(shè)備被放置以測量形成從掃描鏡2投影的線圖像的光線。
在掃描鏡2被停止的狀態(tài)下，角度傳感器16的角度信號(hào)不包括任何相位延遲。因此，在該狀態(tài)下，當(dāng)光被投影于PSD15的中心時(shí)的掃描鏡2的角度被定義為基準(zhǔn)角度，并且角度傳感器16的角度信號(hào)的值被定義為基準(zhǔn)值。
圖15是一個(gè)流程圖，其示出了在掃描器系統(tǒng)被停止的狀態(tài)下通過PSD15來測量掃描鏡2的基準(zhǔn)角度和角度傳感器16的角度信號(hào)的基準(zhǔn)值的方法。該處理例如使用了系統(tǒng)控制電路10。系統(tǒng)控制電路10包括計(jì)算機(jī)11或其它處理裝置。在計(jì)算機(jī)11或其它處理裝置中安裝的程序執(zhí)行以下處理步驟21系統(tǒng)控制電路提供任何驅(qū)動(dòng)電壓給一維調(diào)制元件5，調(diào)制照射光并將所發(fā)射的光線發(fā)射給掃描鏡2。光線通過掃描鏡2投影到屏幕1上。
步驟22系統(tǒng)控制電路改變掃描鏡2的角度并調(diào)節(jié)投影位置以使來自掃描鏡2的光線被投影到在屏幕1前面的預(yù)定位置處安排的PSD15。
圖16A1到圖16C1示出了以上處理步驟。
圖16A1到圖163C是示出在掃描器系統(tǒng)被停止的狀態(tài)下通過PSD15來測量掃描鏡2的基準(zhǔn)角度和角度傳感器16的角度信號(hào)的基準(zhǔn)值的方法的步驟的視圖。
如圖16A1到圖16C1中所示，PSD15被放置在屏幕1的前面。例如，PSD15的左右兩端輸出兩個(gè)信號(hào)PSD-SIG1和PSD-SIG2，其涉及光線的所檢測的投影位置。
通過借助系統(tǒng)控制電路連續(xù)改變掃描鏡2的角度，投影光40在屏幕1上移動(dòng)。
步驟23當(dāng)從PSD15輸出的信號(hào)PSD-SIG1和PSD-SIG2僅包括噪聲時(shí)，就是說，在形成投影光40的光線不沖擊(strike)PSD15的情況下，系統(tǒng)控制電路返回到步驟22的處理并繼續(xù)調(diào)節(jié)掃描鏡2的角度。
當(dāng)PSD-SIG1和PSD-SIG2比噪聲足夠大時(shí)，投影光40照射PSD15，因此系統(tǒng)控制電路的處理前進(jìn)到接下來的步驟。
步驟24
根據(jù)從PSD15輸出的信號(hào)PSD-SIG1和PSD-SIG2，系統(tǒng)控制電路計(jì)算通過相加PSD-SIG1和PSD-SIG2而獲得的加法信號(hào)和通過從彼此減去它們而獲得的減法信號(hào)。
圖16A2到圖16C2示出減法信號(hào)和加法信號(hào)，其對(duì)應(yīng)于圖16A1到圖16C1中所示的投影光40的位置。
根據(jù)PSD15的特性，投影光40的位置與減法信號(hào)和加法信號(hào)的比率成比例。具體而言，如圖16B2中所示，減法信號(hào)和加法信號(hào)的比率變?yōu)榱愕奈恢檬荘SD15的中心。
當(dāng)投影光40的投影位置不是PSD15的中心時(shí)，系統(tǒng)控制電路返回到步驟22并繼續(xù)調(diào)節(jié)掃描鏡2的角度。
當(dāng)投影光40的投影位置是PSD15的中心時(shí)，處理前進(jìn)到步驟25。
步驟25由于投影光40的投影位置是PSD15的中心時(shí)，系統(tǒng)控制電路將此時(shí)掃描鏡2的角度定義為基準(zhǔn)角度。
步驟26在掃描鏡2的基準(zhǔn)角度處，系統(tǒng)控制電路測量由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)的值并將該值定義為角度信號(hào)的基準(zhǔn)值(沒有相位延遲)。
通過系統(tǒng)控制電路的以上測量，掃描鏡2的實(shí)際角度和由角度傳感器16的角度信號(hào)的值之間的一對(duì)一的關(guān)系被建立。
〔對(duì)角度信號(hào)的相位延遲的測量〕如果當(dāng)把光投影到屏幕1上時(shí)的掃描鏡2的角度可被正確地掌握，則屏幕1上的光的位置可被決定。通過控制其投影時(shí)序，圖像可被輸出到所需位置。即使在相同圖像被投影于外出和返回方向上的情況下，將圖像疊加于彼此之上成為可能。
然而，由于角度傳感器16的特性、輸出電路系統(tǒng)的誤差等，從角度傳感器1 6實(shí)際輸出的角度信號(hào)具有相對(duì)于實(shí)際角度的某個(gè)相位延遲。投影時(shí)序處掃描鏡2的角度不是與經(jīng)調(diào)制的視頻數(shù)據(jù)匹配的旋轉(zhuǎn)角度，因此圖像不能被輸出到所需位置。為了正確掌握掃描鏡2的角度和投影時(shí)序之間的關(guān)系，有必要檢測角度信號(hào)的相位延遲的量并校正它。
接下來，將說明測量并校正角度信號(hào)的相位延遲量的方法。
為了測量角度信號(hào)的相位延遲，以與在圖16中被說明時(shí)相同的方式，PSD15被放置在屏幕1的前面，用于形成線圖像的光線從掃描鏡2被投影到PSD15，并且其投影位置被測量。注意，當(dāng)測量角度傳感器16的角度信號(hào)的相位延遲時(shí)，掃描鏡2是旋轉(zhuǎn)的。
圖17是示出測量由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)的相位延遲的方法的流程圖。
步驟31僅包括一個(gè)幀中的一個(gè)線的視頻數(shù)據(jù)被準(zhǔn)備。基于該視頻數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電壓被提供給一維調(diào)制元件5，來自光源的照射光被調(diào)制，并且形成線圖像的光線被發(fā)射到掃描鏡2。該光線由掃描鏡2來掃描并投影到屏幕1上。
步驟32為將投影光線40投影到被放置在屏幕1前面的PSD15，系統(tǒng)控制電路調(diào)節(jié)一維調(diào)制元件5的調(diào)制和調(diào)制/投影信號(hào)RQT的時(shí)序以便于以線為單位來確定投影時(shí)序。
在測量角度和角度信號(hào)的基準(zhǔn)值的過程中，掃描鏡2的角度已被調(diào)節(jié)以使投影光40被照射到PSD15的中心(即基準(zhǔn)角度)，因此在這里理想的是，如果掃描鏡2的角度被設(shè)置于基準(zhǔn)角度，則投影光必須被照射到PSD15的中心。然而在實(shí)際中，當(dāng)掃描器馬達(dá)3和掃描鏡2旋轉(zhuǎn)時(shí)，相對(duì)于掃描鏡2的實(shí)際角度在角度信號(hào)中產(chǎn)生了相位延遲。因此，即使在角度信號(hào)的值變成基準(zhǔn)值時(shí)，掃描鏡2的角度并不變成基準(zhǔn)角度，并且投影光40不被形成于PSD15的中心處。
圖18A到圖18D示出用于通過調(diào)節(jié)調(diào)制/投影信號(hào)RQT的時(shí)序來調(diào)節(jié)屏幕1上的線圖像41的位置的處理。
如圖18A中所示，PSD15被放置在屏幕1的前面。例如，PSD15的左右兩端輸出兩個(gè)信號(hào)PSD-SIG1和PSD-SIG2，其涉及光線的所檢測的投影位置。被投影到屏幕1的光形成線圖像41。
圖18B示出幀同步信號(hào)FRMsync。在兩個(gè)所示的周期內(nèi)，光被投影于外出路徑和返回路徑中。舉例來說，圖18A示出屏幕1的上端處的投影方向。在圖18A中，從左到右的投影方向被定義為外出路徑方向，而從右到左的投影方向被定義為返回路徑方向。
圖18C示出在時(shí)序中不被校正的調(diào)制/投影信號(hào)RQT1。在圖18C中，時(shí)間t1是外出路徑處的投影啟動(dòng)時(shí)序。在時(shí)間t1處，光被投影到屏幕1的左端部分。從時(shí)間t2處，被用于測量的線圖像41被投影。投影位置是例如PSD15的左端部分。
另一方面，時(shí)間t3是投影啟動(dòng)時(shí)序，是返回路徑處的時(shí)間t3。光被投影到屏幕1的右端部分。從時(shí)間t4處，線圖像41被投影。投影位置是例如PSD15的右端部分。
系統(tǒng)控制電路10調(diào)節(jié)投影啟動(dòng)時(shí)序t1或t3并改變線圖像41的投影時(shí)序t2(外出路徑的情況)或t4(返回路徑的情況)以由此使線圖像41在屏幕1上移動(dòng)，調(diào)節(jié)位置，并找到用于將光束照射到PSD15的中心的投影時(shí)序。
在對(duì)系統(tǒng)控制電路10中的時(shí)序的以上調(diào)節(jié)中，調(diào)制/投影信號(hào)的間隔(循環(huán))被使得恒定而不被改變。
步驟33當(dāng)從PSD15輸出的信號(hào)PSD-SIG1和PSD-SIG2僅包括噪聲時(shí)，就是說，在形成線圖像41的光線不沖擊PSD15的情況下，系統(tǒng)控制電路10返回到步驟32并繼續(xù)調(diào)節(jié)線圖像41的投影時(shí)序t2或t4。
當(dāng)PSD-SIG1和PSD-SIG2比噪聲足夠大時(shí)，形成線圖像41的光線被照射到PSD15，因此系統(tǒng)控制電路10前進(jìn)到接下來的步驟。
步驟34系統(tǒng)控制電路10計(jì)算通過相加PSD-SIG1和PSD-SIG2而獲得的加法信號(hào)和通過從PSD15輸出的信號(hào)PSD-SIG1和PSD-SIG2減去它們而獲得的減法信號(hào)。
圖19A2到圖19C2和圖19A3到圖19C3示出減法信號(hào)和加法信號(hào)，其對(duì)應(yīng)于圖19A1到圖19C1中所示的線圖像41的位置。
線圖像41移動(dòng)，因此，如圖19A2到圖19C2中所示，減法信號(hào)的值不變成常數(shù)。在此情況下，對(duì)PSD15上的投影位置，通過使用加法信號(hào)(Vadd)和減法信號(hào)的最大值(Vmax)和最小值(Vmin)的比值，系統(tǒng)控制電路10執(zhí)行計(jì)算。也就是說，投影位置PX＝(Vmax+Vmin)/Vadd通過以上計(jì)算，PSD15處的投影位置PX被決定。具體而言，在PSD15的中心處，投影位置PX變成零。
當(dāng)線圖像41的投影光的投影位置不是PSD15的中心時(shí)，系統(tǒng)控制電路10返回到步驟32并繼續(xù)調(diào)節(jié)掃描鏡2的角度。
當(dāng)線圖像41的投影單位投影位置是PSD15的中心時(shí)，系統(tǒng)控制電路10前進(jìn)到步驟35。
步驟35由于線圖像41的中心處于PSD15的中心，此時(shí)的投影啟動(dòng)時(shí)序是用于在PSD15的中心處形成線圖像41的正確投影啟動(dòng)時(shí)序(考慮到信號(hào)傳遞的時(shí)間延遲)。
圖18D示出以這種方式被調(diào)節(jié)的調(diào)制/投影信號(hào)RQT2。在圖18D中，投影啟動(dòng)時(shí)序被改變到t5或t7，線圖像41的投影時(shí)序已變成t6或t8，并且線圖像41被形成于PSD15的中心處。
步驟36系統(tǒng)控制電路10比較當(dāng)掃描鏡2被停止時(shí)所測量的角度基準(zhǔn)值和在以上步驟35中獲得的投影時(shí)序處由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)的值，并從所述基準(zhǔn)值和角度信號(hào)的值之間的差來計(jì)算并得到角度信號(hào)的相位延遲。
圖20示出計(jì)算角度信號(hào)的相位延遲的方法。
圖20A示出幀同步信號(hào)FRMsync。在圖20B中，實(shí)線指示由角度傳感器16輸出的角度信號(hào)SAS，而虛線指示掃描鏡2的實(shí)際角度ANG。白圈是對(duì)應(yīng)于在外出路徑和返回路徑中測量的基準(zhǔn)角度的角度信號(hào)SAS的基準(zhǔn)值Ref。t1和t2示出線圖像41被聚焦于PSD15的中心時(shí)的投影時(shí)序。黑圈指示在時(shí)序t1和t2處，即在線圖像41被聚焦于PSD15的中心時(shí)所讀取的角度信號(hào)SAS的值。如圖20B中所示，存在相位延遲。因此，角度傳感器16的角度信號(hào)SAS的值不同于實(shí)際角度ANG(角度的基準(zhǔn)值Ref)。直到角度信號(hào)SAS的值變成對(duì)應(yīng)于實(shí)際角度ANG(角度的基準(zhǔn)值Ref)的角度信號(hào)的基準(zhǔn)值Ref的時(shí)間是角度信號(hào)SAS的相位延遲“delay 1”和“delay 2”。
以這種方式，得到了角度信號(hào)SAS的相位延遲。
步驟37以上處理在外出路徑和返回路徑兩個(gè)方向上被進(jìn)行。
〔外出路徑圖像和返回路徑圖像的匹配〕用于確定投影時(shí)序RQT的實(shí)際角度ANG是通過如下來估算的將對(duì)事先對(duì)FRMsync的時(shí)序而測量的一個(gè)幀角度信號(hào)SAS中如以上所述獲得的相位延遲量進(jìn)行校正而得到的角度數(shù)據(jù)制備為系統(tǒng)控制電路10中的存儲(chǔ)器12中的查詢表，并根據(jù)該查詢表和相對(duì)于實(shí)際投影時(shí)間的FRMsync的時(shí)序的時(shí)間來進(jìn)行計(jì)算。
圖21是用于說明通過以下來準(zhǔn)備查詢表的方法的視圖為用于FRMsync的時(shí)序的一個(gè)幀的角度信號(hào)SAS而校正相位延遲量。在此，在每1μs處采集角度信號(hào)SAS同時(shí)將一個(gè)幀的循環(huán)設(shè)置成8333μs時(shí)的查詢表的實(shí)例被示出。存儲(chǔ)器12中的該查詢表是包括1行和8334列的表，其中FRMsync的時(shí)序被設(shè)置于0μs，并且相對(duì)于從0μs到8333μs的每1μs處的每個(gè)時(shí)間的角度數(shù)據(jù)被記錄。相位延遲量是通過將每個(gè)時(shí)間處的角度數(shù)據(jù)替換成在依照相位延遲量的時(shí)間過去之后的時(shí)間的角度數(shù)據(jù)而校正的。例如，當(dāng)相位延遲量是3μs時(shí)，如圖21中所示，數(shù)據(jù)被替換成在3μs過去之后時(shí)的角度數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)相位延遲量是例如1.5μs時(shí)，在1.5μs過去之后的角度數(shù)據(jù)是通過從表中的那個(gè)時(shí)間之前或之后的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行插值來計(jì)算的，然后進(jìn)行相同的校正。
注意，在此所示的查詢表是一個(gè)實(shí)施例。不用說任何表都可被使用，只要它是其中示出了時(shí)間和角度數(shù)據(jù)之間的一對(duì)一關(guān)系(對(duì)應(yīng)關(guān)系)的表。此外，相位延遲量可通過以下來校正形成包括2行和8334列的表并與角度數(shù)據(jù)同時(shí)地記錄時(shí)間值，由此使角度數(shù)據(jù)可通過相對(duì)于所述時(shí)間減去對(duì)應(yīng)于相位延遲的時(shí)間來校正。
所述查詢表的內(nèi)容是針對(duì)外出路徑和返回路徑兩者而得到的。
此外，理想的是，這種查詢表的內(nèi)容在原則上在緊接著用于每個(gè)圖像的投影之前被準(zhǔn)備，這是通過以下來實(shí)現(xiàn)的與緊接著在此之前的一個(gè)圖像的投影同時(shí)而采集角度信號(hào)SAS。然而，這樣的控制變得麻煩。另外，從實(shí)際使用中的控制精度的觀點(diǎn)來看，沒有必要為每個(gè)圖像準(zhǔn)備內(nèi)容。因此，亦有可能例如為每20個(gè)圖像準(zhǔn)備以上的查詢表，將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器12中，并緊接著在準(zhǔn)備了查詢表之后使用用于20個(gè)圖像的相同查詢表。
通過使用如以上所述被校正的外出和返回角度信號(hào)的查詢表，系統(tǒng)控制電路10計(jì)算并估算實(shí)際角度ANG，并且控制相對(duì)于FRMsync的時(shí)序的投影時(shí)序RQT，由此使在適當(dāng)?shù)奈恢锰幫队罢麄€(gè)外出和返回圖像區(qū)域變?yōu)榭赡堋?br> 圖22A到圖22D說明該控制方法。
圖22A示出線圖像42必須被形成于屏幕1上而線圖像43在沒有應(yīng)用校正控制的情況下被形成的狀態(tài)。
圖22B是此時(shí)調(diào)制/投影信號(hào)RQT3的時(shí)序的視圖。假定掃描鏡2理想地往復(fù)地旋轉(zhuǎn)，RQT3的時(shí)序被設(shè)置，并且線圖像43被投影于時(shí)間t2處。
圖22C示出了通過使用查詢表數(shù)據(jù)而計(jì)算并估算的實(shí)際角度ANG相對(duì)于FRMsync的時(shí)序。如圖22C中所示，對(duì)應(yīng)于線圖像42的角度數(shù)據(jù)的值“a”和調(diào)制/投影信號(hào)RQT3的時(shí)序不匹配。
在圖22D中，系統(tǒng)控制電路10基于所估算的實(shí)際角度ANG而產(chǎn)生角度數(shù)據(jù)的值“a”處的信號(hào)以因此改變調(diào)制/投影信號(hào)RQT3的時(shí)序并將投影時(shí)序從t2變到t1。這個(gè)被改變的調(diào)制/投影信號(hào)被描述為RQT4。當(dāng)在調(diào)制/投影信號(hào)RQT4的時(shí)序處投影圖像時(shí)，線圖像42被正確地形成。
這種校正處理針對(duì)每個(gè)圖像的每個(gè)線在外出路徑和返回路徑兩者處在Sys-CNT10中被進(jìn)行。
如以上所述，通過借助外出和返回角度信號(hào)被校正的查詢表來計(jì)算并估算實(shí)際角度ANG并借助這個(gè)所估算的實(shí)際角度ANG來控制相對(duì)于FRMsync的時(shí)序的投影時(shí)序RQT，變得有可能的是在其適當(dāng)?shù)奈恢锰幫队罢麄€(gè)外出和返回圖像區(qū)域并匹配外出路徑圖像和返回路徑圖像。
注意，為簡化以上控制，例如，亦有可能通過以下來匹配整個(gè)幀區(qū)域的圖像將16個(gè)線限定為一個(gè)塊，改變用于每個(gè)塊的間隔(循環(huán))，并控制相對(duì)于所有基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)的圖像輸出時(shí)序。
根據(jù)掃描系統(tǒng)的特性，掃描鏡2的旋轉(zhuǎn)角度和角度信號(hào)的電壓值之間的比例關(guān)系(V/deg)有時(shí)在外出和返回路徑之間是不同的。因此，在角度信號(hào)和實(shí)際角度之間產(chǎn)生了誤差。
系統(tǒng)控制電路10通過以下來校正該誤差使用其中以上相位延遲的數(shù)據(jù)被替換的角度信號(hào)以在誤差和返回路徑中的任何長度的水平方向(掃描方向)上投影線圖像，并控制圖像投影時(shí)序以使水平方向上外出和返回圖像的長度變得相同。因此，外出和返回路徑中旋轉(zhuǎn)角度和角度信號(hào)的電壓值之間的比例關(guān)系(V/deg)的差異可被消除。
依照本實(shí)施例，在使用一維調(diào)制元件在圖像顯示設(shè)備中進(jìn)行的外出和返回掃描中的外出和返回光的投影誤差可被減小。因此，往復(fù)掃描(三角形波掃描)可被實(shí)現(xiàn)，并且提高光投影效率成為可能。
通過借助三角形波信號(hào)來控制掃描設(shè)備，與鋸齒形波相比，可使掃描鏡所需的加速的程度較小，因此功率節(jié)省成為可能，并且尺寸減小/成本減小可被實(shí)現(xiàn)。此外，與鋸齒形波相比，掃描鏡所需的加速的程度是小的，并且被施加給該鏡的功率是小的，因此該鏡的較大緊湊性、重量的減小以及成本的減小成為可能。此外，與鋸齒形波相比，掃描器所需的加速程度是小的，并且速度是低的，因此對(duì)從所述鏡產(chǎn)生的聲音的抑制成為可能。
當(dāng)執(zhí)行本實(shí)施例的測量和控制時(shí)，例如，通過在顯示設(shè)備的運(yùn)輸階段借助相位檢測器來測量相位延遲并在系統(tǒng)中存儲(chǔ)其參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的定位。
盡管在以上基于優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于在以上說明的實(shí)施例。在不出本發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)的各種修改是可能的。
在本發(fā)明的以上實(shí)施例中，通過在屏幕上投影的垂直一維圖像進(jìn)行水平掃描以產(chǎn)生二維圖像的情況被當(dāng)做實(shí)例，但本發(fā)明亦可被應(yīng)用于通過水平一維圖像進(jìn)行垂直掃描的系統(tǒng)。
在本發(fā)明的以上實(shí)施例中，位置敏感檢測器(PSD)被用作用于定位的位置傳感器，但即使除了PSD以外的各種類型的位置敏感檢測器或使用CCD的檢測器被使用，亦可獲得相同的效果。
在本發(fā)明中說明的圖像顯示設(shè)備是一個(gè)實(shí)例。對(duì)其配置的各種修改是可能的。例如，其圖像顯示裝置不局限于屏幕。打印機(jī)的光敏鼓亦可被使用。就是說，本發(fā)明亦可被應(yīng)用于打印機(jī)。
此外，在被說明于本發(fā)明中的圖像顯示設(shè)備中，組成一維光調(diào)制元件的GLV的一個(gè)像素包括六個(gè)帶狀元件，但本發(fā)明并不局限于此。
依照本發(fā)明，通過執(zhí)行往復(fù)掃描，使用一維調(diào)制元件在圖像顯示設(shè)備中產(chǎn)生的外出和返回光的投影誤差可被減小。因此，往復(fù)掃描被實(shí)現(xiàn)，并且高的光投影效率可被容易地實(shí)現(xiàn)。
此外，由于圖像可在外出和返回路徑兩者中被輸出，可以以幾倍于掃描系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)頻率的頻率來輸出圖像，因此可減小閃爍。
掃描系統(tǒng)的速度不均勻性(變化)、傳感器特性誤差等可被吸收/校正。因此，沒有必要使用專門的控制來作為對(duì)掃描器驅(qū)動(dòng)器的控制。使用通用掃描器系統(tǒng)和簡單的掃描器系統(tǒng)變得有可能，因此較大的緊湊性和成本的降低可被實(shí)現(xiàn)。
此外，由于往復(fù)掃描，掃描系統(tǒng)的功耗的減小、成本的減小以及較大的安靜可被實(shí)現(xiàn)。
此外，由于往復(fù)掃描，120Hz投影幀速率可被實(shí)現(xiàn)。因此，變得有可能的是投影24Hz的電影格式的圖像和60Hz的廣播格式的信號(hào)，其具有相同的投影速率而不導(dǎo)致由于幀跳躍等而造成的圖像的惡化。
權(quán)利要求
1.一種光掃描設(shè)備，其偏轉(zhuǎn)依照視頻數(shù)據(jù)來調(diào)制的入射光并通過在掃描表面上以所述入射光來掃描以形成圖像，所述光掃描設(shè)備包括掃描裝置，其在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向上被旋轉(zhuǎn)并依照正向旋轉(zhuǎn)和相反旋轉(zhuǎn)來偏轉(zhuǎn)所述入射光；以及校正裝置，用于對(duì)通過借助依照所述正向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的所述入射光來掃描所述掃描表面而形成的圖像的位置和通過借助依照所述相反旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的所述入射光來掃描所述掃描表面而形成的圖像的位置進(jìn)行匹配。
2.權(quán)利要求1的光掃描設(shè)備，其中所述校正裝置包括角度檢測裝置，用于檢測所述掃描裝置的旋轉(zhuǎn)角度，角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于將由所述角度檢測裝置檢測的相對(duì)于指令所述旋轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)信號(hào)的每個(gè)時(shí)刻的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，以及調(diào)制控制裝置，用于從每個(gè)時(shí)刻的所述所存的預(yù)定的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)的來計(jì)算相對(duì)于所述掃描裝置變成預(yù)定角度的所述基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間，并在到達(dá)所述預(yù)定角度時(shí)依照所述視頻數(shù)據(jù)來輸出調(diào)制指令。
3.權(quán)利要求2的光掃描設(shè)備，其中所述角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置將所述正向旋轉(zhuǎn)方向上一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)和所述相反旋轉(zhuǎn)方向上一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
4.權(quán)利要求2的光掃描設(shè)備，其中所述校正裝置進(jìn)一步包括相位延遲存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)直到從所述角度檢測裝置獲得角度數(shù)據(jù)所需的相位延遲量，以及校正裝置，用于將由所述角度檢測裝置檢測每個(gè)時(shí)刻的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)替換成依照所述相位延遲量的時(shí)間已過去之后的一時(shí)間的所述一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)。
5.權(quán)利要求4的光掃描設(shè)備，其中所述校正裝置進(jìn)一步包括光位置測量裝置，其被可拆卸地安排在對(duì)應(yīng)于所述掃描裝置的預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的預(yù)定方向上，用于檢測由所述掃描裝置偏轉(zhuǎn)的光線，第一角度測量裝置，用于設(shè)置角度以使由所述掃描裝置偏轉(zhuǎn)的光線沖擊所述光位置測量裝置并用于測量停止時(shí)由所述掃描裝置的所述角度檢測裝置檢測的第一角度數(shù)據(jù)，第二角度測量裝置，用于測量當(dāng)由所述掃描裝置在旋轉(zhuǎn)期間偏轉(zhuǎn)的光線沖擊所述光位置測量裝置時(shí)由所述掃描裝置的所述角度檢測裝置檢測的第二角度數(shù)據(jù)，以及計(jì)算裝置，用于比較所述第一角度數(shù)據(jù)和第二角度數(shù)據(jù)并計(jì)算所述相位延遲量。
6.一種方法，在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)掃描裝置，依照正向旋轉(zhuǎn)和相反旋轉(zhuǎn)來偏轉(zhuǎn)依照視頻數(shù)據(jù)而調(diào)制的入射光，并且校正通過偏轉(zhuǎn)的入射光在掃描表面上形成的圖像的位置，對(duì)圖像位置的校正方法具有以下校正步驟對(duì)通過借助依照所述正向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的所述入射光來掃描所述掃描表面而形成的圖像的位置和通過借助依照所述相反旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的所述入射光來掃描所述掃描表面而形成的圖像的位置進(jìn)行匹配。
7.權(quán)利要求6的對(duì)圖像位置的校正方法，其中所述校正步驟具有第一步驟檢測所述掃描裝置的旋轉(zhuǎn)角度并且存儲(chǔ)相對(duì)于指令所述旋轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)信號(hào)的每個(gè)時(shí)刻的預(yù)定的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)，以及第二步驟從每個(gè)時(shí)刻的所述所存的預(yù)定的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)來得到相對(duì)于所述掃描裝置變成預(yù)定角度的所述基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間，并在到達(dá)所述預(yù)定角度時(shí)依照所述視頻數(shù)據(jù)來輸出調(diào)制指令。
8.權(quán)利要求7的對(duì)圖像位置的校正方法，其中在所述校正步驟中，所述正向旋轉(zhuǎn)方向上一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)和所述相反旋轉(zhuǎn)方向上的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
9.權(quán)利要求7的對(duì)圖像位置的校正方法，其中所述校正步驟進(jìn)一步具有存儲(chǔ)直到角度數(shù)據(jù)被輸出所需的相位延遲量的步驟，以及將每個(gè)時(shí)刻的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)替換成依照所述相位延遲量的時(shí)間已過去之后的時(shí)間的所述一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)的步驟。
10.權(quán)利要求9的對(duì)圖像位置的校正方法，其中所述校正步驟進(jìn)一步具有測量停止時(shí)所述掃描裝置的角度數(shù)據(jù)的步驟，測量在旋轉(zhuǎn)期間所述掃描裝置的角度數(shù)據(jù)的步驟，以及比較停止時(shí)所述掃描裝置的所述所測角度數(shù)據(jù)和在旋轉(zhuǎn)期間所述掃描裝置的所述所測角度數(shù)據(jù)以計(jì)算所述相位延遲量。
11.一種圖像顯示設(shè)備，其包括光照明裝置；光調(diào)制元件，用于依照輸入視頻數(shù)據(jù)來調(diào)制來自所述照明裝置的入射光并發(fā)射用于形成一維圖像的圖像形成光；掃描裝置，其依照所述視頻數(shù)據(jù)在正向旋轉(zhuǎn)方向和相反旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)并偏轉(zhuǎn)所述圖像形成光；校正裝置，用于匹配通過借助依照所述正向旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的所述圖像形成光來掃描所述掃描表面而形成的圖像的位置和通過借助依照所述相反旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的所述圖像形成光來掃描所述掃描表面而形成的圖像的位置；以及顯示裝置，其被所述經(jīng)校正的圖像形成光照射并顯示二維圖像。
12.權(quán)利要求11的圖像顯示設(shè)備，其中所述校正裝置包括角度檢測裝置，用于檢測所述掃描裝置的旋轉(zhuǎn)角度，角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，用于將由所述角度檢測裝置檢測的相對(duì)于指令所述旋轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)信號(hào)的每個(gè)時(shí)間的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以及調(diào)制控制裝置，用于根據(jù)所述所存的預(yù)定的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)來計(jì)算相對(duì)于所述掃描裝置變成預(yù)定角度的所述基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)間，并在到達(dá)所述預(yù)定角度時(shí)依照所述視頻數(shù)據(jù)來輸出調(diào)制指令。
13.權(quán)利要求12的圖像顯示設(shè)備，其中所述角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置將所述正向旋轉(zhuǎn)方向上的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)和所述相反旋轉(zhuǎn)方向上的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
14.權(quán)利要求12的圖像顯示設(shè)備，其中所述校正裝置進(jìn)一步包括相位延遲存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)直到從所述角度檢測裝置獲得角度數(shù)據(jù)所需的相位延遲量，以及校正裝置，用于將由所述角度檢測裝置檢測的每個(gè)時(shí)刻的的一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)替換成依照所述相位延遲量的時(shí)間已過去之后的一時(shí)間的所述一個(gè)幀的角度數(shù)據(jù)。
15.權(quán)利要求14的圖像顯示設(shè)備，其中所述校正裝置進(jìn)一步包括光位置測量裝置，其被可拆卸地安排在對(duì)應(yīng)于所述掃描裝置的預(yù)定旋轉(zhuǎn)角度的預(yù)定方向上，用于檢測由所述掃描裝置偏轉(zhuǎn)的光線，第一角度測量裝置，用于設(shè)置角度以使由所述掃描裝置偏轉(zhuǎn)的光線沖擊所述光位置測量裝置并用于測量停止時(shí)由所述掃描裝置的所述角度檢測裝置檢測的第一角度數(shù)據(jù)，第二角度測量裝置，用于測量當(dāng)由所述掃描裝置在旋轉(zhuǎn)期間偏轉(zhuǎn)的光線沖擊所述光位置測量裝置時(shí)由所述掃描裝置的所述角度檢測裝置檢測的第二角度數(shù)據(jù)，以及計(jì)算裝置，用于比較所述第一角度數(shù)據(jù)和第二角度數(shù)據(jù)并計(jì)算所述相位延遲量。
全文摘要
提供了一種光學(xué)掃描設(shè)備、圖像位置的校正方法、圖像顯示方法和圖像顯示設(shè)備，其能提高光投影效率和降低電功率，并能減小投影圖像的誤差并增加圖像顯示設(shè)備中光投影的效率，用于通過一維圖像來掃描以產(chǎn)生二維圖像。在所述圖像顯示設(shè)備中，掃描裝置(2)在外出路徑和返回路徑兩者上掃描以投影所述光。該圖像顯示設(shè)備被提供有用于讀取掃描裝置(2)的角度的角度傳感器(16)和用于檢測投影光的位置的位置敏感檢測器(15)。系統(tǒng)控制電路(10)在角度數(shù)據(jù)校正單元(13)和光位置檢測單元(14)處處理所獲得的角度數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)以確定角度傳感器(16)的輸出的相位延遲，并調(diào)節(jié)調(diào)制/投影時(shí)序以校正所述相位延遲并匹配在外出路徑和返回路徑兩者中投影的圖像的位置。
文檔編號(hào)G02B26/10GK1596377SQ0380168
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者酒井啟嗣 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社