掃描型圖像投影裝置和掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種小型、響應(yīng)速度快、可改變顯示區(qū)域位置的掃描型圖像投影裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。該掃描型圖像投影裝置包括:激光源；具有以正交的第1和第2軸為中心振動(dòng)的反射鏡的MEMS掃描器；以及MEMS控制部。MEMS控制部包括:使所述反射鏡以第1軸為中心高速共振振動(dòng)的高速驅(qū)動(dòng)電路、使所述反射鏡以第2軸為中心低速非共振振動(dòng)的低速驅(qū)動(dòng)電路、和、使進(jìn)行所述低速振動(dòng)的非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)的所述第2軸上的位置偏移規(guī)定量的偏移驅(qū)動(dòng)電路，所述MEMS控制部，根據(jù)來(lái)自所述高速驅(qū)動(dòng)電路和低速驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在規(guī)定的顯示區(qū)域進(jìn)行圖像顯示，并根據(jù)來(lái)自所述偏移驅(qū)動(dòng)電路的偏移信號(hào)，移動(dòng)所述非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)顯示區(qū)域的位置。
【專利說(shuō)明】掃描型圖像投影裝置和掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用MEMS掃描器的掃描型圖像投影裝置和掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法，尤其涉及使得顯示圖像的顯示區(qū)域的位置可移動(dòng)改變的掃描型圖像投影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于以往的掃描型圖像投影裝置(投影儀)，考慮使得顯示于屏幕等的顯示區(qū)域的位置變化，以在不同位置顯示投影圖像。其目的為，例如，像投影型鍵盤(pán)那樣通過(guò)根據(jù)需要改變鍵盤(pán)的投影地點(diǎn)，以使多個(gè)操作者共用一個(gè)鍵盤(pán)，或通過(guò)在飯店的桌上使得菜單圖像移動(dòng)顯示，以省略多個(gè)紙質(zhì)菜單。
[0003]作為在這些不同位置顯示投影圖像的方法，有各種提案，例如，專利文獻(xiàn)I中記載有，設(shè)置搭載進(jìn)行圖像顯示的光掃描單元的旋轉(zhuǎn)光學(xué)構(gòu)件，通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)光學(xué)構(gòu)件整體，改變投射圖像的位置的構(gòu)成。又，專利文獻(xiàn)2中記載有，在投射用的反射鏡上設(shè)置旋轉(zhuǎn)控制用的伺服電機(jī)，通過(guò)該伺服電機(jī)改變反射鏡的角度從而改變屏幕上的投射圖像的位置的構(gòu)成。
[0004]又，近年來(lái)，替代采用電流鏡或多棱鏡作為光掃描單元的方式，正在開(kāi)發(fā)采用可小型化的MEMS掃描器的光掃描方式(例如參照非專利文獻(xiàn)I的217頁(yè)、圖1)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:JP-2004_252012-A 專利文獻(xiàn) 2: JP-H07-199146-A
非專利文獻(xiàn):解說(shuō)激光顯示器(217頁(yè)、圖1參照)友達(dá)光電公司，2010年2月8日發(fā)
行
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]記載于專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2的是，改變顯示區(qū)域的位置，在不同位置顯示投影圖像的方式。這樣的方式中，設(shè)置搭載光掃描單元的旋轉(zhuǎn)光學(xué)構(gòu)件使顯示位置變化，或在反射鏡上設(shè)置旋轉(zhuǎn)控制用的伺服電機(jī)使反射鏡的角度變化以改變顯示位置。因此，作為改變顯示位置的構(gòu)成，需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)光學(xué)構(gòu)件或旋轉(zhuǎn)控制用的伺服電機(jī)這樣專用的驅(qū)動(dòng)單元，無(wú)法避免掃描型圖像投影裝置的大型化，使得掃描型圖像投影裝置的小型化困難。
[0007]又，在希望小型化的MEMS構(gòu)成的掃描型圖像投影裝置中，僅采用構(gòu)成一個(gè)顯示區(qū)域的光掃描單元，改變顯示區(qū)域的位置在不同位置顯示投影圖像時(shí)，需要組合專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2那樣專用的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這樣還是導(dǎo)致期待的掃描型圖像投影裝置的小型化較困難。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供能夠消除上述的問(wèn)題的掃描型圖像投影裝置。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供，小型且響應(yīng)速度快，能改變顯示區(qū)域的位置的掃描型圖像投影裝置。
[0010]掃描型圖像投影裝置的特征在于包括:激光源；具有正交的以第I和第2軸為中心振動(dòng)的反射鏡的MEMS掃描器；以及MEMS控制部，MEMS控制部包括:使所述反射鏡以第I軸為中心高速共振振動(dòng)的高速驅(qū)動(dòng)電路、使所述反射鏡以第2軸為中心低速地非共振振動(dòng)的低速驅(qū)動(dòng)電路、和、在進(jìn)行所述低速振動(dòng)的非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)使所述第2軸上的位置偏移規(guī)定量的偏移驅(qū)動(dòng)電路，所述MEMS控制部，根據(jù)來(lái)自所述高速驅(qū)動(dòng)電路和低速驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在規(guī)定的顯示區(qū)域進(jìn)行圖像顯示，并根據(jù)來(lái)自所述偏移驅(qū)動(dòng)電路的偏移信號(hào)，并在所述非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)顯示區(qū)域的位置。
[0011]掃描型圖像投影裝置中，優(yōu)選MEMS掃描器具有以第I和第2軸為中心進(jìn)行高速振動(dòng)和低速振動(dòng)的I個(gè)反射鏡。
[0012]掃描型圖像投影裝置中，優(yōu)選MEMS掃描器包括:具有以第I軸為中心振動(dòng)的第I反射鏡的第IMEMS掃描器、和具有以第2軸為中心振動(dòng)的第2反射鏡的第2MEMS掃描器。
[0013]掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法的特征在于，該掃描型圖像投影裝置包括:激光源；具有正交的以第I和第2軸為中心振動(dòng)的反射鏡的MEMS掃描器；以及包括使所述反射鏡以第I軸為中心高速共振振動(dòng)的高速驅(qū)動(dòng)電路、使所述反射鏡以第2軸為中心低速非共振振動(dòng)的低速驅(qū)動(dòng)電路、和在進(jìn)行所述低速振動(dòng)的非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)使所述第2軸上的位置偏移規(guī)定量的偏移驅(qū)動(dòng)電路的MEMS控制部，在掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法中，根據(jù)來(lái)自所述偏移單元的偏移信號(hào)，移動(dòng)所述非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)顯示區(qū)域的位置，移動(dòng)顯示區(qū)域后，根據(jù)來(lái)自所述MEMS控制部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在規(guī)定的顯示區(qū)域進(jìn)行圖像顯示。
[0014]掃描型圖像投影裝置通過(guò)將與圖像掃描信號(hào)不同的電信號(hào)施加到MEMS掃描器，使得圖像顯示位置能夠移動(dòng)，從而使其小型化，響應(yīng)速度快，顯示區(qū)域的位置可變。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是掃描型圖像投影裝置I的概略構(gòu)成圖。
圖2是雙軸MEMS的驅(qū)動(dòng)方式的說(shuō)明圖。
圖3是顯示由雙軸MEMS5在屏幕17上投影的一個(gè)畫(huà)面的顯示區(qū)域Rdl的平面圖。
圖4(a)是水平方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)(X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx)的波形圖，圖4(b)是垂直方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy)的波形圖。
圖5是顯示圖4(b)所示的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy根據(jù)偏移信號(hào)So，移動(dòng)改變動(dòng)作位置的狀態(tài)的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的波形圖。
圖6是模擬顯示MEMS掃描器4的立體圖。
圖7是模擬顯示MEMS掃描器40的立體圖。
圖8是以MEMS掃描器4為光掃描單元的掃描型圖像投影裝置100的構(gòu)成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面，參照附圖對(duì)掃描型圖像投影裝置和掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說(shuō)明。需要注意的是:下面，以為代表性的MEMS的雙軸MEMS的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，但不限于此，本發(fā)明的技術(shù)的范圍不限于這些實(shí)施方式，而是包括專利權(quán)利要求書(shū)記載的發(fā)明及其均等物。
[0017]下面，利用圖6?圖8，對(duì)MEMS掃描器和采用MEMS掃描器的掃描型圖像投影裝置的基本構(gòu)成和動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0018]圖6是模擬顯示MEMS掃描器4的立體圖。[0019]MEMS掃描器4包括具有I枚反射鏡的雙軸MEMS5。雙軸MEMS5構(gòu)成為，I枚反射鏡5m由安裝于X軸支持框架5a的作為第I軸的X軸構(gòu)件5x支持，進(jìn)一步的，X軸支持框架5a由安裝于Y軸支持框架5b的作為第2軸的Y軸構(gòu)件5y支持。反射鏡5m以X軸構(gòu)件5x為中心在X軸振動(dòng)，進(jìn)一步的，安裝于X軸支持框架5a的反射鏡5m以Y軸構(gòu)件5y為中心在Y軸振動(dòng)，由此反射鏡5m在XY軸方向振動(dòng)在二維的顯示區(qū)域投射。
[0020]接著，對(duì)雙軸MEMS5的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。使反射鏡5m振動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)方式有，電磁驅(qū)動(dòng)方式、靜電驅(qū)動(dòng)方式、壓電驅(qū)動(dòng)方式等。作為圖像作成的驅(qū)動(dòng)方式的一例，在X軸方向進(jìn)行，以由反射鏡5m的質(zhì)量和X軸構(gòu)件5x的彈性常數(shù)決定的諧振頻率下的共振驅(qū)動(dòng)發(fā)生的高速振動(dòng)。又，在Y軸方向進(jìn)行，強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)發(fā)生的、在比X軸方向的諧振頻率低很多的頻率下的非共振振動(dòng)引起的低速振動(dòng)。接著，將來(lái)自激光源(后述)的入射光LI由雙軸MEMS5的反射鏡5m反射后的反射光作為出射光L3輸出。
[0021]又，作為高速振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率，采用IOKHz?20KHz，作為低速振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頻率，采用60Hz左右的頻率。作為雙軸MEMS5的電驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)高速振動(dòng)和低速振動(dòng)兩者采用電磁驅(qū)動(dòng)方式或壓電驅(qū)動(dòng)方式，對(duì)高速振動(dòng)采用靜電驅(qū)動(dòng)方式且和低速振動(dòng)一起采用電磁驅(qū)動(dòng)方式。
[0022]圖7是模擬顯示其他MEMS掃描器40的立體圖。
[0023]圖7所示的MEMS掃描器40由具有I枚反射鏡的2個(gè)單軸MEMS6、7構(gòu)成。相對(duì)的，MEMS掃描器40中，第I單軸MEMS6通過(guò)X軸構(gòu)件6x支持第I反射鏡6m，該X軸構(gòu)件6x為安裝于X軸支持框架6a的第I軸。第2單軸MEMS7通過(guò)Y軸構(gòu)件7y支持第2反射鏡7m，該Y軸構(gòu)件7y為安裝于Y軸支持框架7a的第2軸。第1、第2單軸MEMS6、7配置為圖6所示的狀態(tài)，來(lái)自激光源的入射光LI由單軸MEMS6的反射鏡6m反射后的反射光L2再由單軸MEMS7的反射鏡7m反射作為出射光L3輸出。S卩，圖6所示的MEMS掃描器4和圖7所示的MEMS掃描器40的構(gòu)成雖然不同，但能夠得到相同的效果。
[0024]圖8是顯示以MEMS掃描器4為光掃描單元的掃描型圖像投影裝置100的構(gòu)成圖。
[0025]掃描型圖像投影裝置100以圖6所示的雙軸MEMS5作為光掃描單元。又，掃描型圖像投影裝置100包括:通過(guò)輸入視頻信號(hào)Sb的控制電路12控制的電流控制單元10的輸出進(jìn)行動(dòng)作的激光源20 ;和由控制電路12控制的、與進(jìn)行高速振動(dòng)的MEMS的諧振頻率信號(hào)的輸出同步地驅(qū)動(dòng)雙軸MEMS5的MEMS控制部11。MEMS控制部11包括:向雙軸MEMS5提供諧振頻率的作為高速驅(qū)動(dòng)信號(hào)的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx的高速驅(qū)動(dòng)電路Ila ;和向雙軸MEMS5提供作為低速驅(qū)動(dòng)信號(hào)的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的低速驅(qū)動(dòng)電路lib。170為進(jìn)行圖像投影的屏幕。
[0026]接著，對(duì)上述掃描型圖像投影裝置100的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明?？刂齐娐?2，根據(jù)從外部輸入的視頻信號(hào)Sb，作成與進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的諧振頻率信號(hào)同步的亮度信號(hào)Sk，并將亮度信號(hào)Sk提供給電流控制單元10。電流控制單元10控制激光源20的光強(qiáng)度，被控制光強(qiáng)度的入射光LI入射到雙軸MEMS5的反射鏡5m。又，控制電路12向MEMS控制部11提供包含諧振頻率信號(hào)的同期信號(hào)Sd。MEMS控制部11向雙軸MEMS5提供基于諧振頻率信號(hào)的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和與諧振頻率信號(hào)同步的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy。根據(jù)X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy，雙軸MEMS5的反射鏡5m通過(guò)在X軸方向以20KHz高速振動(dòng)并在Y軸方向以60Hz低速振動(dòng)，進(jìn)行入射光LI的光掃描。
[0027]通過(guò)雙軸MEMS5的反射鏡5m在X軸方向和Y軸方向振動(dòng)，在屏幕170上，入射光LI的投影點(diǎn)Pt在X方向及Y方向重復(fù)光掃描，形成顯示區(qū)域Rd。屏幕170上的顯示區(qū)域Rd的寬度為X驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rx、顯示區(qū)域Rd的高度為Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry?？v向的Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry是低速驅(qū)動(dòng)下非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn的一部分。
[0028]圖1是掃描型圖像投影裝置I的概略構(gòu)成圖。
[0029]圖1所示的掃描型圖像投影裝置I中，對(duì)與圖8所示的掃描型圖像投影裝置100的相同要素賦予相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。掃描型圖像投影裝置1，與圖8所示的掃描型圖像投影裝置100同樣的，將圖6所示的雙軸MEMS5作為光掃描單元。又，掃描型圖像投影裝置I包括:通過(guò)輸入視頻信號(hào)Sb的控制電路12所控制的電流控制單元10的輸出進(jìn)行動(dòng)作的激光源20 ;和由控制電路12控制的、與高速振動(dòng)的MEMS的諧振頻率同步地驅(qū)動(dòng)雙軸MEMS5的MEMS控制部11。
[0030]MEMS控制部11包括:向雙軸MEMS5提供作為高速驅(qū)動(dòng)信號(hào)的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx的高速驅(qū)動(dòng)電路11a、和向雙軸MEMS5提供作為低速驅(qū)動(dòng)信號(hào)的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的低速驅(qū)動(dòng)電路lib。又，MEMS控制部11進(jìn)一步包括:向雙軸MEMS5提供偏移信號(hào)So的偏移驅(qū)動(dòng)電路He。偏移驅(qū)動(dòng)電路Ilc接收來(lái)自控制電路12或外部的偏移指令信號(hào)Sos，輸出偏移信號(hào)So。又，17是進(jìn)行圖像投影的屏幕。
[0031]圖2是顯示雙軸MEMS的驅(qū)動(dòng)方式的說(shuō)明圖。
[0032]此處，作為雙軸MEMS5的驅(qū)動(dòng)方式，X軸(高速驅(qū)動(dòng))、Y軸(低速驅(qū)動(dòng))都采用電磁驅(qū)動(dòng)方式。具體來(lái)說(shuō)，X軸的驅(qū)動(dòng)如圖2所示，通過(guò)使得電流在沿反射鏡5m的外周配置的X軸線圈Lx流過(guò)而進(jìn)行。又，Y軸的驅(qū)動(dòng)也如圖2所示，通過(guò)使得電流在沿X軸支持框架5a的外周配置的Y軸線圈Ly流過(guò)而進(jìn)行。產(chǎn)生電磁力所需要的外部磁場(chǎng)采用小型磁石5n、5s，配置磁石使得磁場(chǎng)的朝向在包含X軸和Y軸的平面內(nèi)且在從X軸向Y軸傾斜45度的方向上。通過(guò)設(shè)置X軸線圈驅(qū)動(dòng)電路IIx,使得與X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx成比例的電流Ix在X軸線圈流動(dòng)，來(lái)以X軸為中心共振驅(qū)動(dòng)反射鏡5m。同樣的，通過(guò)設(shè)置Y軸線圈驅(qū)動(dòng)電路lly，使得與Y軸控制信號(hào)Sy和偏移信號(hào)So之和成比例的電流Iy在Y軸線圈中流過(guò)，來(lái)以Y軸為中心強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)反射鏡5m。
[0033]下面，對(duì)掃描型圖像投影裝置I的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0034]控制電路12將從外部輸入的視頻信號(hào)Sb、和與進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的諧振頻率信號(hào)同步的亮度信號(hào)Sk提供給電流控制單元10。電流控制單元10控制激光源20的光強(qiáng)度，來(lái)自激光源20的激光作為入射光LI入射到雙軸MEMS5的反射鏡5m。又，控制電路12向MEMS控制部11提供包含諧振頻率信號(hào)的同期信號(hào)Sd。MEMS控制部11向雙軸MEMS5提供基于諧振頻率信號(hào)的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和與諧振頻率信號(hào)同步的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy。由此，通過(guò)使雙軸MEMS5的反射鏡5m在X軸方向以20KHz高速振動(dòng)，在Y軸方向以60Hz低速振動(dòng)，進(jìn)行入射光LI的光掃描。
[0035]雙軸MEMS5的反射鏡5m在X軸方向和Y軸方向被光掃描，屏幕17上，入射光LI的投影點(diǎn)Pt在X方向和Y方向重復(fù)掃描，形成顯示區(qū)域Rdl。屏幕17中顯示區(qū)域Rdl的面積為寬度(X驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rx)X高度(Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry)，縱向的Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry為低速驅(qū)動(dòng)下的非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn。又，顯示區(qū)域Rdl的畫(huà)面尺寸可根據(jù)必要形成為任意大小。例如，通過(guò)改變作為MEMS驅(qū)動(dòng)信號(hào)的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的振幅，使X驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rx的長(zhǎng)度和Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry的長(zhǎng)度變化，顯示區(qū)域Rdl的畫(huà)面尺寸可任意改變。到此處為止，掃描型圖像投影裝置I中動(dòng)作為顯示區(qū)域Rdl的投射動(dòng)作，與掃描型圖像投影裝置100的動(dòng)作相同。
[0036]下面，掃描型圖像投影裝置I中，對(duì)與掃描型圖像投影裝置100不同的構(gòu)成和動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
[0037]掃描型圖像投影裝置100中，根據(jù)來(lái)自如圖2所示的MEMS控制部11的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy雙軸MEMS5動(dòng)作，向屏幕170投影的圖像僅為一個(gè)顯示區(qū)域Rd。S卩，形成顯示區(qū)域Rd的Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry與非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn為相同長(zhǎng)度。相對(duì)的，掃描型圖像投影裝置I中，屏幕17上設(shè)有比一個(gè)顯示區(qū)域Rd更大的非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn(相比Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry，非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn更大)、較大的非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn的內(nèi)部形成多個(gè)顯示區(qū)域Rdl、Rd2 (圖1的例中的2個(gè)顯示區(qū)域Rdl和Rd2)。
[0038]該動(dòng)作，由MEMS控制部11，通過(guò)向雙軸MEMS5提供X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy之外還提供偏移信號(hào)So而生成。雙軸MEMS5的反射鏡5m根據(jù)X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy進(jìn)行XY掃描形成顯示區(qū)域Rd，通過(guò)取得由偏移信號(hào)So偏移的角度位置，進(jìn)行不同角度的出射光L3a、L3b的出射。由此，屏幕17上的非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn內(nèi)，形成位置移動(dòng)變更了的兩個(gè)顯示區(qū)域Rdl、Rd2。此時(shí)，由于在提供偏移信號(hào)So之前，進(jìn)行顯示區(qū)域Rdl或Rd2的圖像顯示，因此看起來(lái)就好像顯示移動(dòng)了一樣。
[0039]圖3是顯示通過(guò)雙軸MEMS5在屏幕17上投影的一個(gè)畫(huà)面的顯示區(qū)域Rdl的平面圖。
[0040]顯示區(qū)域Rdl由如圖1所說(shuō)明的，由雙軸MEMS5水平驅(qū)動(dòng)的X驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rx和垂直驅(qū)動(dòng)的Y驅(qū)動(dòng)區(qū)域Ry構(gòu)成的掃描區(qū)域所形成。具體來(lái)說(shuō)，由雙軸MEMS5中反射鏡5m的振動(dòng)而在屏幕17上投影的激光的投影點(diǎn)Pt在箭頭Xs方向掃描形成軌跡Lx。S卩，投影點(diǎn)Pt的軌跡Lx以點(diǎn)Pl為起點(diǎn)沿箭頭Xs移動(dòng)，后述的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx的正弦波形重復(fù)多個(gè)周期，在點(diǎn)P2結(jié)束屏幕17上的一個(gè)畫(huà)面的描畫(huà)。之后，沿返回上方的軌跡Ly，返回上方的起點(diǎn)P1。通過(guò)重復(fù)以上的動(dòng)作，可顯示連續(xù)的圖像。又，對(duì)顯示區(qū)域Rd2也進(jìn)行同樣的動(dòng)作。又，為便于說(shuō)明，圖3中，減少了掃描線的根數(shù)進(jìn)行說(shuō)明，但實(shí)際的X方向的掃描根數(shù)為500?800根左右。
[0041]實(shí)際的掃描型圖像投影裝置中，由于激光的投影點(diǎn)Pt以正弦波形狀掃描，因此正弦波形狀折返頂點(diǎn)部分附近為包含零的低速區(qū)域。因此，該低速度區(qū)域中，投影的圖像中產(chǎn)生失真。因此，產(chǎn)生失真的部分中，采用不進(jìn)行圖像的投影的方式，產(chǎn)生失真的部分稱為消隱區(qū)域。作為消隱區(qū)域的制作方法，有設(shè)置遮蓋框架的方式、施加電遮蓋的方式。掃描型圖像投影裝置I中，通過(guò)電處理形成消隱區(qū)域，圖3的以陰影線(〃 7 f > y )所示框架形狀的區(qū)域?yàn)橄[區(qū)域Rb。根據(jù)消隱區(qū)域Rb的功能，對(duì)于消隱區(qū)域Rb內(nèi)虛線所示的掃描軌跡，通過(guò)停止來(lái)自激光源20的入射光等的處理而不進(jìn)行圖像的投影。
[0042]圖1所說(shuō)明的顯示區(qū)域Rdl為沒(méi)有消隱區(qū)域Rb的顯示區(qū)域，進(jìn)行實(shí)際的圖像投影的顯示區(qū)域?yàn)閺膱D1中顯示區(qū)域Rdl減去圖3所示的消隱區(qū)域Rb后的顯示區(qū)域Rds。顯示區(qū)域Rds的面積小于顯示區(qū)域Rdl的面積，但可得到?jīng)]有圖像失真的投影圖像。又，顯示的圖像的種類，例如，如操作按鍵那樣，不拘于形狀的圖像(有些輕微失真也不要緊的圖像)的情況下，也可以不設(shè)置消隱區(qū)域Rb，直接將顯示區(qū)域Rdl作為顯示區(qū)域。
[0043]圖4(a)為水平方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)(X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx)的波形圖，圖4(b)為垂直方向驅(qū)動(dòng)信號(hào)(Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy)的波形圖。
[0044]圖4是圖3所示的一個(gè)畫(huà)面的顯示區(qū)域Rdl的驅(qū)動(dòng)波形圖。圖4(a)和圖4(b)中，縱軸為電壓，橫軸為時(shí)間軸，對(duì)應(yīng)于通過(guò)各個(gè)X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy由雙軸MEMS5的反射鏡5m掃描的掃描角度的時(shí)間的變化。
[0045]圖4 (a)中X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx以振幅中心電壓Vs為中心以正弦波形狀周期性重復(fù)變化，其頻率高達(dá)20KHz。又，以振幅中心電壓Vs為中心的振幅電壓V1、V2的范圍作為顯示區(qū)域Rds、超出振幅電壓V1、V2的范圍為消隱區(qū)域Rb。即，時(shí)間軸上消隱的電壓波形為消隱區(qū)域Rb的范圍內(nèi)的寬度Rbx的區(qū)域。
[0046]圖4(b)中Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy以振幅中心電壓Vo為中心以鋸齒狀周期性地重復(fù)變化，該頻率低至60Hz。又，Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy以時(shí)間寬度F為I個(gè)周期，進(jìn)行I個(gè)畫(huà)面的掃描形成圖像。時(shí)間軸上消隱的電壓波形為，對(duì)應(yīng)于結(jié)束I個(gè)畫(huà)面的掃描，投影點(diǎn)Pt返回上方的起點(diǎn)Pl的返回期間的消隱區(qū)域Rby。通過(guò)改變圖4(a)所示的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sx和圖4(b)所示的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的振幅，圖1所示的顯示區(qū)域Rdl的畫(huà)面尺寸可變的情況如前述。
[0047]圖5為顯不，圖4(b)所不的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy通過(guò)偏移信號(hào)So,移動(dòng)改變動(dòng)作位置的狀態(tài)的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的波形圖。
[0048]圖5所示的波形圖對(duì)應(yīng)于，通過(guò)圖1所示的MEMS控制部11提供偏移信號(hào)So，移動(dòng)變更屏幕17上的非共振驅(qū)動(dòng)區(qū)域Rn內(nèi)的位置形成兩個(gè)顯示區(qū)域Rdl、Rd2的動(dòng)作。又，通過(guò)偏移信號(hào)So，振幅中心電壓No改變了的情況下的Y軸驅(qū)動(dòng)信號(hào)兩個(gè)并列地進(jìn)行。
[0049]以振幅中心電壓Vol動(dòng)作的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Syl對(duì)應(yīng)于圖1所示的屏幕17上的顯示區(qū)域Rdl，以振幅中心電壓Vo2動(dòng)作的Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy2對(duì)應(yīng)于圖1所示的屏幕17上的顯示區(qū)域Rd2。又，MEMS掃描器4的偏向角的偏移，可以通過(guò)使得提供給電磁驅(qū)動(dòng)線圈的直流電流成分的大小變化來(lái)進(jìn)行。圖1所示的MEMS控制部11中，通過(guò)對(duì)偏移驅(qū)動(dòng)電路Ilc提供來(lái)自控制電路12或外部的偏移指令信號(hào)Sos，使從偏移驅(qū)動(dòng)電路Ilc向雙軸MEMS5提供的偏移信號(hào)So的直流電壓值從Vol變化到Vo2。由此，Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy的動(dòng)作位置從Syl移動(dòng)到Sy2，屏幕17上的顯示區(qū)域從Rdl變到Rd2。
[0050]上述，對(duì)顯示區(qū)域Rdl、Rd2在縱向移動(dòng)的方式進(jìn)行說(shuō)明。但不限于此。例如，圖1所示的掃描型圖像投影裝置I中，通過(guò)90度旋轉(zhuǎn)作為光掃描單元的MEMS掃描器4，使X和Y的掃描方向90度旋轉(zhuǎn),通過(guò)縱向以X驅(qū)動(dòng)信號(hào)X驅(qū)動(dòng)、橫向以Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)掃描，可使得顯示區(qū)域Rdl、Rd2在橫向移動(dòng)。這是為了對(duì)應(yīng)，如果對(duì)X軸方向的共振驅(qū)動(dòng)提供偏移信號(hào)的話會(huì)導(dǎo)致無(wú)法得到共振狀態(tài)的問(wèn)題的一個(gè)方法。
[0051]接著，對(duì)其他掃描型圖像投影裝置2進(jìn)行說(shuō)明。
[0052]掃描型圖像投影裝置I中，MEMS掃描器4包含的雙軸MEMS5作為光掃描單元。與之相對(duì)的，掃描型圖像投影裝置2中(圖未示)，采用包括圖7所示的單軸MEMS6和7的MEMS掃描器40。
[0053]圖7所示的單軸MEMS中，將來(lái)自激光源的入射光LI以單軸MEMS6的反射鏡6m反射后的反射光L2，通過(guò)單軸MEMS7的反射鏡7m進(jìn)一步反射作為出射光L3輸出。相對(duì)的，掃描型圖像投影裝置2中，第2反射鏡7m以Y軸構(gòu)件7y為中心在Y軸方向以60Hz低速振動(dòng)時(shí)，除了 Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sy (圖7中非圖示)還提供偏移信號(hào)So (非圖示)，以取得反射鏡7m偏移了的角度位置。由此，掃描型圖像投影裝置2中，可使出射光L3以不同角度出射，能夠在屏幕上的非共振驅(qū)動(dòng)境域內(nèi)，形成位置移動(dòng)變更了的兩個(gè)顯示區(qū)域。
[0054]如上所述，掃描型圖像投影裝置I和2中，顯示區(qū)域的掃描通過(guò)作為施加到MEMS掃描器的交流電壓的X驅(qū)動(dòng)信號(hào)和Y驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行。此時(shí)，屏幕上的顯示區(qū)域的移動(dòng)變更可通過(guò)作為施加到MEMS掃描器的直流電壓的偏移信號(hào)進(jìn)行。因此，掃描型圖像投影裝置I和2中，顯示區(qū)域的掃描、顯示區(qū)域的移動(dòng)變更僅通過(guò)施加到MEMS掃描器的交流、直流不同電信號(hào)的施加即可進(jìn)行控制。
[0055]如上所述，掃描型圖像投影裝置I和2中，只要基于偏移指令信號(hào)使加到MEMS掃描器的電壓水平進(jìn)行直流變化即可進(jìn)行顯示區(qū)域的移動(dòng)變更。因此，掃描型圖像投影裝置I和2中，對(duì)顯示區(qū)域的移動(dòng)變更不需要采用以往那樣的專用的變更機(jī)構(gòu)，能夠達(dá)成裝置的小型化。
[0056]又，為了便于說(shuō)明，在上述的說(shuō)明中，記載了顯示區(qū)域從Rdl改變?yōu)镽d2的兩處進(jìn)行變更的構(gòu)成，當(dāng)然不限于此。例如也可，偏移信號(hào)So可以多個(gè)動(dòng)作電壓Vol?VoN以階梯式切換進(jìn)行多段切換，形成多個(gè)顯示區(qū)域。又，也可偏移信號(hào)So作為連續(xù)變化的直流可變電壓，顯示區(qū)域能夠連續(xù)移動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種掃描型圖像投影裝置，其特征在于，包括:激光源； 具有以正交的第I和第2軸為中心振動(dòng)的反射鏡的MEMS掃描器；以及 MEMS控制部，其包括:使所述反射鏡以第I軸為中心高速共振振動(dòng)的高速驅(qū)動(dòng)電路、使所述反射鏡以第2軸為中心低速非共振振動(dòng)的低速驅(qū)動(dòng)電路、和、使進(jìn)行所述低速振動(dòng)的非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)的所述第2軸上的位置偏移規(guī)定量的偏移驅(qū)動(dòng)電路， 所述MEMS控制部，根據(jù)來(lái)自所述高速驅(qū)動(dòng)電路和低速驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在規(guī)定的顯示區(qū)域進(jìn)行圖像顯示，并根據(jù)來(lái)自所述偏移驅(qū)動(dòng)電路的偏移信號(hào)，移動(dòng)所述非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)的顯示區(qū)域的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描型圖像投影裝置，其特征在于，所述MEMS掃描器包括，以第I和第2軸為中心進(jìn)行高速振動(dòng)和低速振動(dòng)的I個(gè)反射鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的掃描型圖像投影裝置，其特征在于，所述MEMS掃描器包括:具有以第I軸為中心振動(dòng)的第I反射鏡的第IMEMS掃描器、和具有以第2軸為中心振動(dòng)的第2反射鏡的第2MEMS掃描器。
4.一種掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該掃描型圖像投影裝置包括:激光源； 具有以正交的第I和第2軸為中心振動(dòng)的反射鏡的MEMS掃描器；以及 MEMS控制部，該MEMS控制部包括:使所述反射鏡以第I軸為中心高速共振振動(dòng)的高速驅(qū)動(dòng)電路、使所述反射鏡以第2軸為中心低速非共振振動(dòng)的低速驅(qū)動(dòng)電路、和使進(jìn)行所述低速振動(dòng)的非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)的所述第2軸上的位置偏移規(guī)定量的偏移驅(qū)動(dòng)電路， 在該掃描型圖像投影裝置的驅(qū)動(dòng)方法中， 根據(jù)來(lái)自所述偏移單元的偏移信號(hào)，移動(dòng)所述非共振振動(dòng)區(qū)域內(nèi)的顯示區(qū)域的位置， 移動(dòng)顯示區(qū)域后，根據(jù)來(lái)自所述MEMS控制部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)在規(guī)定的顯示區(qū)域進(jìn)行圖像顯不O
【文檔編號(hào)】H04N9/31GK103458205SQ201310097348
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月26日
【發(fā)明者】野崎孝明 申請(qǐng)人:西鐵城控股株式會(huì)社