圖像顯示裝置和圖像掃描裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種圖像顯示裝置和圖像掃描裝置。這一圖像顯示裝置包括：光源，發(fā)射激光光束；掃描鏡，通過擺動(dòng)而垂直和水平掃描激光光束，從而投射圖像；以及掃描控制部，針對投射圖像的上側(cè)的長度和投射圖像的下側(cè)的長度彼此不同的畸變，使投影圖像的長度減小一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度相對大于投影圖像的長度增加一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度。本發(fā)明能夠通過簡單的方法控制掃描操作來校正投影圖像的畸變。
【專利說明】圖像顯示裝置和圖像掃描裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及均通過水平和垂直掃描來顯示圖像的圖像顯示裝置和圖像掃描裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]均通過將激光光束投射到投影面上而在投影面上顯示圖像的諸如激光投影儀之類的各種圖像顯示裝置被付諸實(shí)際使用。這種圖像顯示裝置垂直和水平地掃描激光光束，以將圖像投影到諸如屏幕之類的投影面。
[0003]當(dāng)投射并顯示圖像的圖像顯示裝置在相對于投影光軸傾斜的投影面上投射圖像時(shí)，例如產(chǎn)生原本具有矩形形狀的圖像顯示為梯形形狀的這種畸變。存在多種用于校正投影圖像的這一畸變的方法。一種用于校正投影圖像的這一畸變的方法例如在特表2000-509522號(hào)公報(bào)、日本專利特開2006-350370號(hào)公報(bào)以及特表2008-547054號(hào)公報(bào)中公開。
[0004]特表2000-509522號(hào)公報(bào)描述了一種用于在傾斜的投影面上顯示視頻圖像的裝置。這一裝置包括:光源，用于發(fā)射用來連續(xù)照射能被調(diào)制的視頻圖像的圖像點(diǎn)的基本平行的光束；偏轉(zhuǎn)裝置，用于在兩維中掃描光束；以及控制裝置，根據(jù)通過至少相對于投影面的傾斜計(jì)算出的圖像畸變校正而獲得的函數(shù)(function)，來控制用于光束的強(qiáng)度調(diào)制以及光束的偏轉(zhuǎn)。這一裝置重新計(jì)算線間隔和圖像點(diǎn)的密度，并以重新計(jì)算出的線間隔和圖像點(diǎn)的密度來顯示圖像。
[0005]日本專利特開2006-350370號(hào)公報(bào)描述了 一種系統(tǒng)，其包括:電子校正單兀，用于接收輸入圖像數(shù)據(jù)并產(chǎn)生預(yù)矯正圖像數(shù)據(jù)；圖像投影儀，用于從電子校正單元接收圖像數(shù)據(jù)，并投影對應(yīng)于預(yù)矯正圖像數(shù)據(jù)的預(yù)矯正光學(xué)圖像或者由投影光學(xué)畸變補(bǔ)償?shù)念A(yù)矯正圖像；以及光學(xué)反射組件，位于預(yù)矯正光學(xué)圖像的光路中以將光學(xué)圖像投影到投影屏幕上。該系統(tǒng)的電子校正單元編碼圖像數(shù)據(jù)以預(yù)矯正輸入圖像數(shù)據(jù)的幾何形狀，以從顯示的光學(xué)圖像中消除與圖像投影儀和反射組件的鏡關(guān)聯(lián)的光學(xué)畸變和幾何畸變。該系統(tǒng)被配置為在預(yù)矯正圖像通過投影儀被投射到屏幕上時(shí)消除光學(xué)畸變和幾何畸變。
[0006]特表2008-547054號(hào)公報(bào)公開了一種裝置，其包括用于發(fā)射激光光束的激光器、掃描器、用于通過具有一幅度的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)第一掃描鏡的驅(qū)動(dòng)電路、用于為每條掃描線確定驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度的反饋電路以及用于校正圖像畸變的控制器。該裝置被配置為通過調(diào)節(jié)被施加以掃視形成圖像的每條掃描線的激光光束的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度，使得投影圖像的多條掃描線的長度彼此相等，從而校正圖像投影系統(tǒng)中的圖像畸變。該裝置通過調(diào)節(jié)掃描線的長度來校正圖像畸變。
[0007]如上所述，提出了一種用于通過處理圖像數(shù)據(jù)使投影圖像相反地畸變而校正投影圖像的畸變的方法。但是，常規(guī)上，圖像數(shù)據(jù)校正計(jì)算處理的負(fù)擔(dān)不利地增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決上述問題，已提出本發(fā)明，且本發(fā)明的一目的在于通過簡單的方法控制掃描操作來校正投影圖像的畸變。
[0009]根據(jù)本發(fā)明第一方案的圖像顯示裝置包括:光源，發(fā)射激光光束；掃描鏡，通過擺動(dòng)而垂直和水平掃描激光光束，從而投射圖像；以及掃描控制部，針對投射圖像的上側(cè)的長度和投射圖像的下側(cè)的長度彼此不同的畸變，使所述投影圖像的長度減小一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度相對大于所述投影圖像的長度增加一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度。
[0010]如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一方案的圖像顯示裝置設(shè)置有掃描控制部，針對投射圖像的上側(cè)的長度和投射圖像的下側(cè)的長度彼此不同的畸變，該掃描控制部使得投影圖像的長度減小一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度相對大于投影圖像的長度增加一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度，從而可以通過用于控制掃描鏡的水平掃描幅度的簡單方法來校正投影圖像的畸變。換句話說，可以通過用于控制使得投影圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描幅度比投影圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描幅度更大的簡單方法，用于控制使得投影圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描幅度比投影圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描幅度更小的簡單方法，或者這些方法的組合，來校正投影圖像的畸變。
[0011]在根據(jù)第一方案的上述圖像顯示裝置中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為在從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描與從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換，并操作掃描鏡。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，垂直掃描可以根據(jù)水平掃描中水平掃描幅度的控制被切換到適當(dāng)方向上的垂直掃描。
[0012]在這種情況下，掃描控制部優(yōu)選地被配置為將垂直掃描方向切換到從掃描鏡的水平掃描幅度相對減小的一側(cè)到掃描鏡的水平掃描幅度相對增加的一側(cè)的方向。由于裝置所施加電壓/電流的上限、驅(qū)動(dòng)器增益的限制或類似物，隨著MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))掃描鏡或類似物的幅度變小，響應(yīng)通常更好。因此，如在本發(fā)明中那樣，垂直掃描從水平掃描幅度相對減小的一側(cè)到水平掃描幅度相對增加一側(cè)進(jìn)行，從而水平掃描幅度可以在垂直掃描的末端增加，進(jìn)而可以在圖像幀掃描的消隱時(shí)段(blanking period)期間驅(qū)動(dòng)掃描鏡以減小水平掃描幅度。因此，可以在消隱時(shí)段期間以良好的響應(yīng)控制掃描鏡的水平掃描幅度。
[0013]在從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描與從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描之間切換的上述結(jié)構(gòu)中，圖像顯示裝置優(yōu)選地還包括圖像處理部，該圖像處理部根據(jù)垂直掃描方向改變投影圖像的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以在切換垂直掃描方向時(shí)容易地防止投影圖像的反轉(zhuǎn)。
[0014]在根據(jù)第一方案的上述圖像顯示裝置中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為執(zhí)行增加投影圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描幅度的控制以及減小投影圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描幅度的控制中的至少其中一個(gè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以容易地使得投影圖像的長度減小一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度相對大于投影圖像的長度增加一側(cè)上掃描鏡的水平掃描幅度。
[0015]在根據(jù)第一方案的上述圖像顯示裝置中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為生成在一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且控制掃描鏡的水平掃描幅度以減小畸變量。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)投影圖像的畸變形狀，利用一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來執(zhí)行水平掃描幅度的控制。
[0016]在這種情況下，掃描控制部優(yōu)選地被配置為生成信號(hào)幅度、占空比、信號(hào)周期和非信號(hào)時(shí)段中的至少一個(gè)隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并控制掃描鏡的水平掃描幅度。根據(jù)該接哦故，通過適于驅(qū)動(dòng)和控制掃描鏡的各種方法，生成一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并可以控制水平掃描幅度。
[0017]在生成在一幀中信號(hào)幅度、占空比、信號(hào)周期和非信號(hào)時(shí)段中的至少一個(gè)隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上述結(jié)構(gòu)中，在一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括幅度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)、脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)、頻率調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)和間歇驅(qū)動(dòng)信號(hào)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以容易地生成信號(hào)幅度、占空比、信號(hào)周期和非信號(hào)時(shí)段中的至少一個(gè)隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0018]在根據(jù)第一方案的上述圖像顯示裝置中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為在投影圖像的多個(gè)幀之間的消隱時(shí)段期間執(zhí)行減小掃描鏡的水平掃描幅度的控制。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與掃描鏡的水平掃描幅度在消隱時(shí)段期間增加的情況相比，可以以良好的響應(yīng)控制掃描鏡的水平掃描幅度。
[0019]在從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描與從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換的上述結(jié)構(gòu)中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為基于用戶設(shè)定操作來切換垂直掃描方向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如，用戶可以確定適當(dāng)?shù)拇怪睊呙璺较颍瑫r(shí)確認(rèn)垂直掃描方向被切換的顯示狀態(tài)。
[0020]在從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描與從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換的上述結(jié)構(gòu)中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為切換垂直掃描方向，使得掃描鏡的水平掃描幅度不斷增加地變化的時(shí)段長于掃描鏡的水平掃描幅度不斷減小地變化的時(shí)段。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，隨著MEMS掃描鏡或類似物的幅度變小，響應(yīng)通常編號(hào)，因而在掃描鏡的驅(qū)動(dòng)控制中良好響應(yīng)的時(shí)段可以相對增加。
[0021]在從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描與從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換的上述結(jié)構(gòu)中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為在投影圖像的多個(gè)幀之間的消隱時(shí)段期間基于掃描鏡的水平掃描幅度的變化量來切換垂直掃描方向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，例如當(dāng)消隱時(shí)段期間掃描鏡的水平掃描幅度的變化量大時(shí)，垂直掃描方向可以在消隱時(shí)段期間被切換到減小水平掃描幅度的方向，從而即使幅度的變化量大，也能以良好的響應(yīng)控制掃描鏡。
[0022]在這種情況下，掃描控制部優(yōu)選地被配置為當(dāng)消隱時(shí)段期間水平掃描幅度的變化量超過第一閾值或者第二閾值時(shí)切換垂直掃描方向，第一閾值優(yōu)選地包括在從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描情況下的閾值，第二閾值優(yōu)選地包括在從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描情況下的閾值，以及第一閾值優(yōu)選地大于第二閾值。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在從上側(cè)到下側(cè)的垂直掃描的情況下，采用更大的變化量(第一閾值)來切換垂直掃描方向，并且在垂直掃描被切換到從下側(cè)到上側(cè)的垂直掃描的情況下，在第二閾值小于第一閾值時(shí)，垂直掃描可以恢復(fù)到從上側(cè)到下側(cè)的初始垂直掃描。因而，采用從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的一般垂直掃描作為基礎(chǔ)，僅當(dāng)難以采用從上側(cè)到下側(cè)的垂直掃描時(shí)，可以將垂直掃描切換到從下側(cè)到上側(cè)的垂直掃描。因而，可以抑制垂直掃描方向的頻繁切換，并且可以抑制由方向切換帶來的控制負(fù)荷的增加。
[0023]在根據(jù)第一方案的上述圖像顯示裝置中，掃描鏡優(yōu)選地包括MEMS掃描鏡。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與其他類型的掃描鏡相比，可以獲得諸如尺寸減小、功耗低以及處理速度提升之類的有益效果。
[0024]在這種情況下，MEMS掃描鏡優(yōu)選地具有鏡部以及在同一平面內(nèi)彼此正交的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸，以及鏡部被配置為使得其圍繞第一轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)和圍繞第二轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)被控制為能夠獨(dú)立地控制垂直掃描和水平掃描。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，MEMS掃描鏡自身可以具有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)正交軸(垂直掃描和水平掃描)而不應(yīng)用其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明第二方案的圖像掃描裝置包括:掃描部，通過垂直掃描和水平掃描來顯示圖像；以及掃描控制部，針對圖像的上側(cè)的長度和圖像的下側(cè)的長度彼此不同的畸變，使圖像的長度減小一側(cè)上掃描部的水平掃描線的寬度相對大于圖像的長度增加一側(cè)上掃描部的水平掃描線的寬度。
[0026]如上所述，根據(jù)本發(fā)明第二方案的圖像掃描裝置設(shè)置有掃描控制部，針對圖像的上側(cè)和下側(cè)的長度彼此不同的畸變，該掃描控制部使得圖像的長度減小一側(cè)上掃描部的水平掃描線的寬度相對大于圖像的長度增加一側(cè)上掃描部的水平掃描線的寬度，從而可以通過用于控制掃描部的水平掃描線的簡單方法來校正圖像的畸變。換句話說，可以通過使得圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描線的寬度比圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描線的寬度更大的控制，使得圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描線的寬度比圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描線的寬度更小的控制，或者這些類型控制的組合等，來校正圖像的畸變。
[0027]在根據(jù)第二方案的上述圖像掃描裝置中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為在從圖像的上側(cè)到圖像的下側(cè)的垂直掃描與從圖像的下側(cè)到圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換，并操作掃描部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，垂直掃描可以根據(jù)水平掃描中水平掃描線的控制被切換到適當(dāng)方向上的垂直掃描。
[0028]在這種情況下，掃描控制部優(yōu)選地被配置為將垂直掃描方向切換到從水平掃描線的寬度相對減小的一側(cè)到水平掃描線的寬度相對增加的一側(cè)的方向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，水平掃描線的寬度可以在垂直掃描的末端增加，進(jìn)而可以在圖像幀掃描的消隱時(shí)段期間驅(qū)動(dòng)掃描部以減小水平掃描線的寬度。因此，例如當(dāng)MEMS掃描鏡或類似物被采用作為掃描部時(shí)，可以在消隱時(shí)段期間以良好的響應(yīng)控制掃描部的水平掃描線的寬度。
[0029]在從圖像的上側(cè)到圖像的下側(cè)的垂直掃描與從圖像的下側(cè)到圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換的上述結(jié)構(gòu)中，圖像掃描裝置優(yōu)選地還包括圖像處理部，該圖像處理部根據(jù)垂直掃描方向改變圖像的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)切換垂直掃描方向時(shí)，可以容易地防止圖像反轉(zhuǎn)。
[0030]在根據(jù)第二方案的上述圖像掃描裝置中，掃描控制部優(yōu)選地被配置為執(zhí)行增加圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描線的寬度的控制以及減小圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描線的寬度的控制中的至少其中一個(gè)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以容易地使得圖像的長度減小一側(cè)上掃描部的水平掃描線的寬度相對大于圖像的長度增加一側(cè)上掃描部的水平掃描線的寬度。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的諸如掃描控制部和圖像處理部之類的功能性部分可以具有采用電子元件的電路結(jié)構(gòu)，也可以被配置為采用計(jì)算機(jī)硬件和軟件的功能性模塊，且配置為使該計(jì)算機(jī)硬件執(zhí)行該軟件。
[0032]根據(jù)下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征、方案和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖像顯示裝置的主要部分的方框圖；
[0034]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的MEMS掃描鏡的示圖；[0035]圖3A至圖3C均示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的投影圖像的校正示例，圖3D是示出在執(zhí)行校正的情況下沿水平方向和垂直方向的掃描角變化的示圖；
[0036]圖4A至圖4C均示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的投影圖像的校正的另一示例，圖4D是示出在執(zhí)行校正的情況下沿水平方向和垂直方向的掃描角變化的示圖；
[0037]圖5是用于示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的投影圖像校正的概念圖；
[0038]圖6A示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MEMS掃描鏡的掃描角增加情況下的響應(yīng)；
[0039]圖6B示出在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MEMS掃描鏡的掃描角減小情況下的響應(yīng)；
[0040]圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的投影圖像的校正處理以及校正處理中水平方向和垂直方向的掃描角變化，圖7B是示出圖7A中示出的每個(gè)點(diǎn)處驅(qū)動(dòng)信號(hào)示例的示圖；以及
[0041]圖8是用于示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的投影圖像的校正處理的概念圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0043]本發(fā)明可應(yīng)用于通過垂直掃描和水平掃描顯示圖像的各種圖像顯示裝置，并且特別地，適合于應(yīng)用到包括掃描驅(qū)動(dòng)的掃描鏡的圖像顯示裝置。作為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像顯示裝置，現(xiàn)在將參考圖1和圖2描述包括MEMS鏡的激光投影儀I的示例性結(jié)構(gòu)。
[0044]MEMS鏡是這樣一種裝置，其具有反射激光光束的鏡，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流波形信號(hào)沿X軸方向和Y軸方向被掃描驅(qū)動(dòng)。
[0045]如圖1所示，激光投影儀I主要由激光光束源2a至2c、各種光學(xué)元件(分光鏡3和4以及透鏡5)、MEMS掃描鏡6 (以下稱為“掃描鏡6”)和各種驅(qū)動(dòng)/控制單元(掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7、掃描鏡控制部8、圖像處理部9、激光控制部10和激光驅(qū)動(dòng)器11)構(gòu)成。激光光束源2a至2c是本發(fā)明中“光源”的示例。掃描鏡6是本發(fā)明中“操作部”的示例。
[0046]激光投影儀I通過利用由光學(xué)元件構(gòu)成的光學(xué)部分將從作為激光發(fā)射部分的B、G和R的激光光束源2a至2c發(fā)射的藍(lán)色、綠色和紅色成分的激光光束合成，然后將合成的激光光束投影到投影面L上，從而在諸如屏幕或墻壁之類的投影面L上顯示根據(jù)輸入視頻信號(hào)的彩色圖像。
[0047]激光光束源2a至2c通過從激光驅(qū)動(dòng)器11單獨(dú)供應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流而彼此獨(dú)立地被驅(qū)動(dòng)。由此發(fā)射特定波長的激光光束。換句話說，從激光光束源2a發(fā)射藍(lán)色成分(B)激光光束，從激光光束源2b發(fā)射綠色成分(G)激光光束，以及從激光光束源2c發(fā)射紅色成分(R)激光光束。
[0048]分光鏡3和4均僅透射特定波長的激光光束并反射其他波長的激光光束，從而將從激光光束源2a至2c發(fā)射的R、G和B顏色成分的激光光束合成。具體地，從激光光束源2a和2b發(fā)射的藍(lán)色成分和綠色成分激光光束在光路上游的分光鏡3中合成，然后被發(fā)射到光路下游上的分光鏡4。這一發(fā)射的合成光束和從激光光束源2c發(fā)射的紅色成分激光光束進(jìn)一步在分光鏡4中合成，并被作為目標(biāo)最終彩色光束而發(fā)射。這一發(fā)射的彩色光束通過透鏡5入射到掃描鏡6上。
[0049]掃描鏡6通過掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7 (驅(qū)動(dòng)信號(hào)從掃描鏡控制部8輸入至掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7 )被掃描驅(qū)動(dòng)，根據(jù)鏡表面的偏轉(zhuǎn)角(幅度)反射掃描鏡6上入射的彩色光束,并將其投射到投影面A上。該掃描鏡6具有對應(yīng)于投影面A的水平掃描方向(X)和垂直掃描方向(Y)的兩維自由度。掃描鏡6通過對應(yīng)于兩維位移的線順序掃描(line sequential scanning),將彩色圖像投影到投影面Δ上。通過重復(fù)沿投影面Δ上的水平掃描線在一個(gè)方向上推進(jìn)激光光點(diǎn)P，并沿隨后的水平掃描線在相反方向上返回激光光點(diǎn)P，從而連續(xù)在一個(gè)圖像幀中執(zhí)行該線順序掃描。
[0050]根據(jù)該實(shí)施例的激光投影儀I通過基于從諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)之類的外部輸入的視頻信號(hào)用掃描鏡6垂直和水平掃描彩色光束，從而在投影面Δ上投射并顯示彩色圖像。激光投影儀I的基本圖像投射處理以如下方式執(zhí)行。
[0051]圖像處理部9基于輸入視頻信號(hào)(視頻信號(hào)、同步信號(hào)等)以預(yù)定時(shí)間間隔將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊す饪刂撇?0。因而，激光控制部10獲得預(yù)定掃描位置處的像素信息。在這一視頻數(shù)據(jù)傳輸處理中，圖像處理部9根據(jù)從掃描鏡控制部8輸入作為水平和垂直同步信號(hào)(HSHC、VSNC)的水平掃描位置和垂直掃描位置的信息，按順序?qū)⒁曨l數(shù)據(jù)傳輸至激光控制部10。
[0052]為了基于視頻數(shù)據(jù)的像素信息將包括多個(gè)像素的圖像投射到投影范圍上，激光控制部10通過驅(qū)動(dòng)電流波形信號(hào)來控制激光驅(qū)動(dòng)器11。根據(jù)該實(shí)施例，提供了一種光檢測器12，其檢測由分光鏡4反射的合成光束以檢測發(fā)射的激光光束。光檢測器12連接至激光控制部10并將檢測的激光光束的光量(灰度)輸出到激光控制部10。激光控制部10基于從光檢測器12輸入的光量，來確定與掃描位置上的像素信息相比灰度是否正確。當(dāng)灰度不正確時(shí)，激光控制部10調(diào)節(jié)激光光束源2a至2c的輸出以使灰度正確。
[0053]激光驅(qū)動(dòng)器11基于激光控制部10執(zhí)行的上述控制驅(qū)動(dòng)激光光束源2a至2c，以允許其發(fā)射激光光束。
[0054]激光光束源2a至2c在從激光驅(qū)動(dòng)器11供應(yīng)大于或等于振動(dòng)閾值電流的電流時(shí)發(fā)射激光光束，并隨著供應(yīng)的電流值的增加而輸出具有更大光量(亮度)的激光光束。而且，激光光束源2a至2c在供應(yīng)小于振動(dòng)閾值電流的電流時(shí)停止輸出激光光束。
[0055]掃描鏡6通過掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7在同一平面內(nèi)圍繞彼此正交的兩個(gè)軸被驅(qū)動(dòng)移位，且掃描鏡6是具有能以預(yù)定偏轉(zhuǎn)角被掃描移位的鏡表面的小型振動(dòng)鏡元件。因而，掃描鏡6可以X軸方向和Y軸方向(水平和垂直方向)掃描反射的激光光束。
[0056]掃描鏡控制部8基于水平和垂直同步信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7。掃描鏡6在反射從透鏡5入射的合成光束時(shí)，基于掃描鏡控制部8執(zhí)行的控制，在整個(gè)投影范圍上以Z字形沿水平和垂直方向掃描移位。因而，掃描鏡6將彩色圖像投影在投影面L上。
[0057]掃描鏡控制部8具有掃描控制部13，其控制掃描鏡6沿水平掃描方向的偏轉(zhuǎn)角，以改變水平掃描線的寬度。掃描控制部13具有從投影圖像的上側(cè)到其下側(cè)或者從投影圖像的下側(cè)到其上側(cè)改變掃描鏡的垂直掃描方向的功能。根據(jù)該實(shí)施例，掃描控制部13執(zhí)行的控制基于經(jīng)由指令輸入部14的用戶的設(shè)定操作而執(zhí)行。
[0058]以下參考圖3至圖8詳細(xì)描述掃描控制部13執(zhí)行的控制。
[0059]圖2示出了 MEMS掃描鏡6的示例。掃描鏡6包括矩形框狀基板6a和鏡6b。在基板6a內(nèi)部，經(jīng)由外轉(zhuǎn)軸6c可擺動(dòng)地安裝矩形框狀外框架6d。在外框架6d內(nèi)部，經(jīng)由內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e可擺動(dòng)地安裝矩形內(nèi)框架6f。鏡6b設(shè)置在內(nèi)框架6f的中央。鏡6b是本發(fā)明中“鏡部”的示例。外轉(zhuǎn)軸6c和內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e分別是本發(fā)明中“第一轉(zhuǎn)軸”和“第二轉(zhuǎn)軸”的示例。[0060]經(jīng)由外框架6d和內(nèi)框架6f安裝在基板6a上的鏡6b的反射方向基于米用內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e作為軸心的內(nèi)框架6f的旋轉(zhuǎn)量(偏轉(zhuǎn)角)以及采用正交于內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e的外轉(zhuǎn)軸6d作為軸心的外框架6d的旋轉(zhuǎn)量(偏轉(zhuǎn)角)而明確地指定。
[0061]在外框架6d中布置外線圈6g以圍繞鏡6b。在內(nèi)框架6f中布置內(nèi)線圈6h以圍繞鏡6b。外線圈6g和內(nèi)線圈6h以彼此電氣分離的狀態(tài)分別連接至一對電極6i。驅(qū)動(dòng)電流根據(jù)驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)經(jīng)由這些電極6i單獨(dú)地從掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7供應(yīng)至外線圈6g和內(nèi)線圈6h。
[0062]在基板6a外部，彼此正交地布置兩對永磁體6j和6k。第一對永磁體6j布置為使其北極和南極在外轉(zhuǎn)軸6c的軸向上彼此相對。第二對永磁體6k布置為使其北極和南極在內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e的軸向上彼此相對。
[0063]現(xiàn)在將描述鏡6b被電磁驅(qū)動(dòng)以執(zhí)行掃描的情況下的操作原理。
[0064]當(dāng)用于水平掃描的驅(qū)動(dòng)電流被供應(yīng)至電極6i時(shí)，鏡6b通過在流動(dòng)驅(qū)動(dòng)電流的內(nèi)線圈6h與第一對永磁體6j之間產(chǎn)生的電磁力而圍繞內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e擺動(dòng)。在對應(yīng)于半個(gè)擺動(dòng)周期的一個(gè)水平掃描時(shí)段中，鏡6b按序反射隨著時(shí)間的過去從激光光束源2a至2c發(fā)射的對應(yīng)于一個(gè)水平方向的激光光束，從而在投影面Δ上投射并顯示對應(yīng)于一個(gè)水平掃描線的圖像。
[0065]換句話說，掃描鏡控制部8控制從掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7供應(yīng)的用于水平掃描的驅(qū)動(dòng)電流，從而圍繞內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e擺動(dòng)的鏡6b的偏轉(zhuǎn)角改變，進(jìn)而水平掃描線的寬度改變。
[0066]另一方面，當(dāng)用于垂直掃描的驅(qū)動(dòng)電流被供應(yīng)至電極6i時(shí)，鏡6b通過在流動(dòng)驅(qū)動(dòng)電流的外線圈6g與第二對永磁體6k之間產(chǎn)生的電磁力而圍繞外轉(zhuǎn)軸6c擺動(dòng)。在對應(yīng)于半個(gè)擺動(dòng)周期的一個(gè)垂直掃描時(shí)段中，對應(yīng)于一個(gè)水平掃描線的激光光束的反射被重復(fù)對應(yīng)于水平掃描線數(shù)量的次數(shù)，從而在投影面A上投射并顯示圖像的一幀。
[0067]換句話說，掃描鏡控制部8控制從掃描鏡驅(qū)動(dòng)器7供應(yīng)的用于垂直掃描的驅(qū)動(dòng)電流，從而鏡6b圍繞外轉(zhuǎn)軸6c擺動(dòng)的開始點(diǎn)改變。因而，當(dāng)投射圖像時(shí)，從投影圖像的上側(cè)到投影圖像的下側(cè)的垂直掃描以及從投影圖像的下側(cè)到投影圖像的上側(cè)的垂直掃描可以改變。
[0068]根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)投影圖像畸變到具有如圖3A至圖3C所示的擴(kuò)展上部的梯形形狀時(shí)(當(dāng)投影圖像F畸變到具有上側(cè)U和長度小于上側(cè)U的長度的下側(cè)B的梯形形狀時(shí))，掃描控制部13以下述方式校正圖像，從而投射具有矩形或方形形狀的圖像。
[0069]例如，如圖3A所示，掃描控制部13減小圖像F的上側(cè)U上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，并增加圖像F的下側(cè)B上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，從而將畸變到梯形形狀的圖像校正為矩形形狀。
[0070]另外，例如，如圖3B所示，掃描控制部13減小圖像F的上側(cè)U上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，從而將畸變到梯形形狀的圖像校正到矩形形狀。
[0071]此外，例如，如圖3C所示，掃描控制部13增加圖像F的下側(cè)B上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，從而將畸變到梯形形狀的圖像校正到矩形形狀。
[0072]這些校正可以通過控制用于投射圖像的垂直掃描方向以及水平掃描的線寬度(水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角)來執(zhí)行。
[0073]例如，如圖3D所不,掃描控制部13隨著一巾貞掃描時(shí)間的過去降低垂直掃描位置(VPOS),以從上側(cè)U到下側(cè)B垂直掃描圖像。此時(shí)，掃描控制部13通過逐漸增加用于水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角(H-MEMS掃描角)來增加掃描線的長度，從而改變繪制圖像為與畸變相反的梯形形狀。因而，如圖3C所示校正的示例，畸變到具有在投影面A上的擴(kuò)展上部的梯形形狀的投影圖像F被校正為矩形形狀。
[0074]換句話說，掃描控制部13執(zhí)行控制以便針對投影圖像F的上側(cè)U的長度大于投影圖像F的下側(cè)B的長度的畸變，使掃描鏡6在下側(cè)B上的水平掃描幅度W相比于掃描鏡6在上側(cè)U上的水平掃描幅度W相對更大。
[0075]另一方面，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)投影圖像F畸變到具有如圖4A至圖4C所示的擴(kuò)展下部的梯形形狀時(shí)(當(dāng)投影圖像F畸變到具有上側(cè)U和長度大于上側(cè)U的長度的下側(cè)B的梯形形狀時(shí))，掃描控制部13以下述方式校正圖像，從而投射具有矩形或方形形狀的圖像。
[0076]例如，如圖4A所示，掃描控制部13增加圖像F的上側(cè)U上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，并減小圖像F的下側(cè)B上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，從而降畸變到梯形形狀的圖像校正為矩形形狀。
[0077]另外，例如，如圖4B所示，掃描控制部13減小圖像F的下側(cè)B上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，從而將畸變到梯形形狀的圖像校正到矩形形狀。
[0078]此外，例如，如圖4C所示，掃描控制部13增加圖像F的上側(cè)U上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角，從而將畸變到梯形形狀的圖像校正到矩形形狀。
[0079]這些校正可以通過控制用于投射圖像的垂直掃描方向以及水平掃描的線寬度(水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角)來執(zhí)行。
[0080]例如，如圖4D所示，掃描控制部13隨著一幀掃描時(shí)間的過去升高垂直掃描位置(VP0S),以從下側(cè)B到上側(cè)U垂直掃描圖像。此時(shí)，掃描控制部13通過逐漸增加用于水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角(H-MEMS掃描角)來增加掃描線的長度，從而改變繪制圖像為與畸變相反的梯形形狀。因而，如圖4C所示校正的示例，畸變到具有在投影面L上的擴(kuò)展下部的梯形形狀的投影圖像F被校正為矩形形狀。
[0081]換句話說，掃描控制部13執(zhí)行控制以便針對投影圖像F的下側(cè)B的長度大于投影圖像F的上側(cè)U的長度的畸變，使掃描鏡6在上側(cè)U上的水平掃描幅度W相比于掃描鏡6在下側(cè)B上的水平掃描幅度W相對更大。
[0082]圖5是用于示出基于時(shí)間進(jìn)程的上述校正的示圖。
[0083]換句話說，掃描控制部13 (見圖1)執(zhí)行控制以便針對投影圖像F的上側(cè)U和下側(cè)B的長度彼此不同的畸變，使得具有較小長度一側(cè)上的水平掃描線的寬度W相比于具有較長長度一側(cè)上的水平掃描線的寬度W相對更大。
[0084]針對垂直掃描，掃描控制部13對于一巾貞從具有相對小的水平掃描線(幅度)的一側(cè)到具有相對大的水平掃描線(幅度)的一側(cè)垂直掃描激光光束。因而，水平掃描線(幅度)在垂直掃描的末端變得相對較大。因此，在消隱時(shí)段中，當(dāng)從當(dāng)前幀的掃描端點(diǎn)Pe到下一幀的掃描開始點(diǎn)Ps移動(dòng)時(shí)，掃描鏡6操作為減小水平掃描幅度W。
[0085]圖像處理部9反轉(zhuǎn)每個(gè)幀的視頻數(shù)據(jù)傳輸順序，以使投影圖像F不根據(jù)垂直掃描方向的改變而反轉(zhuǎn)。
[0086]如圖6A和圖6B所示，根據(jù)掃描鏡的一般特性，由于裝置所施加電壓/電流的上限、驅(qū)動(dòng)器增益的限制等等，減小水平掃描偏轉(zhuǎn)角(見圖6B)的操作具有比增加水平掃描偏轉(zhuǎn)角(見圖6A)的操作更好的響應(yīng)。通過例如停止供應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)或者停止供應(yīng)與驅(qū)動(dòng)正常MEMS中的相位相反的相位的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的方法，可以以相比于水平掃描偏轉(zhuǎn)角的增加而言相對更短的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)水平掃描偏轉(zhuǎn)角的減小。
[0087]為了使得投影圖像F銳利(sharp)，圖像幀之間的消隱時(shí)段(見圖5)被設(shè)定為非常短的時(shí)段。根據(jù)該實(shí)施例，掃描鏡6在這一短消隱時(shí)段期間也能沒有任何問題地掃描操作。
[0088]如上所述，掃描控制部13產(chǎn)生在一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以根據(jù)投影圖像F的畸變形狀減小畸變量，并掃描操作掃描鏡6。
[0089]當(dāng)校正畸變?yōu)槿鐖D7A所示擴(kuò)展上部的投影圖像F時(shí)，例如，掃描控制部13在圖7A中示出的掃描的每個(gè)時(shí)間(t0，tl和t2)生成圖7B所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，且控制掃描鏡6的水平掃描。在圖7B中，幅度調(diào)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、脈沖寬度調(diào)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、頻率調(diào)制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和間歇驅(qū)動(dòng)信號(hào)的示例被示出為驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在幅度調(diào)制中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)幅度隨時(shí)間(to，11和t2 )改變。在脈沖寬度調(diào)制中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比隨時(shí)間(t0，11和t2 )改變。在頻率調(diào)制中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)周期隨時(shí)間(t0，tl和t2)改變。在間歇信號(hào)中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的非信號(hào)時(shí)段(虛線部分)隨時(shí)間(t0，tl和t2)改變。
[0090]如上所述，針對掃描鏡6，減小水平掃描偏轉(zhuǎn)角的操作具有更好的響應(yīng)，從而在用于增加水平掃描偏轉(zhuǎn)角的時(shí)間太短時(shí)可能產(chǎn)生不便。
[0091]因此，優(yōu)選地確定垂直掃描方向，以使分配給水平掃描幅度不斷增加變化期間的時(shí)段的時(shí)間比分配給水平掃描幅度不斷減小變化的時(shí)段更多(水平掃描幅度不斷增加變化的時(shí)段長于水平掃描幅度不斷減小變化的時(shí)段)。具體地，檢查包括消隱時(shí)段的一幀時(shí)段中目標(biāo)掃描幅度的變化，并且當(dāng)變化大時(shí)，確定垂直掃描方向以使得掃描幅度不斷減小地改變?；蛘撸梢愿鶕?jù)在未校正圖像情況下的掃描線寬度簡單確定垂直掃描方向，以在消隱時(shí)段期間不斷減小地改變掃描幅度。
[0092]垂直掃描方向基于經(jīng)由指令輸入部14的用戶設(shè)定操作而確定，但激光投影儀I可被配置為使得掃描控制部13確定垂直掃描方向而不需要用戶設(shè)定操作。
[0093]根據(jù)該實(shí)施例，可以獲得下述有益效果。
[0094]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，激光投影儀I設(shè)置有掃描控制部13，其針對投影圖像F的上側(cè)U和下側(cè)B的長度彼此不同的畸變，使得掃描鏡6在長度減小一側(cè)上的水平掃描幅度W比掃描鏡6在長度增加一側(cè)上的水平掃描幅度W相對更大，從而可以通過用于控制掃描鏡6的水平掃描幅度W的簡單方法來校正投影圖像F的畸變。換句話說，投影圖像F的畸變可以通過以下方法來校正，即:用于控制使得投影圖像F的長度減小一側(cè)上的水平掃描幅度W比投影圖像F的長度增加一側(cè)上的水平掃描幅度W更大的簡單方法(見圖3C和圖4C)，用于控制使得投影圖像F的長度增加一側(cè)上的水平掃描幅度W比投影圖像F的長度減小一側(cè)上的水平掃描幅度W更小的簡單方法(見圖3B和圖4B)，或者這些方法的組合(見圖3A和圖4A)等。
[0095]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部13被配置為在從投影圖像F的上側(cè)U到投影圖像F的下側(cè)B的垂直掃描與從投影圖像F的下側(cè)B到投影圖像F的上側(cè)U的垂直掃描之間進(jìn)行切換，并操作掃描鏡6。因而，垂直掃描可以根據(jù)水平掃描中水平掃描幅度W的控制被切換到合適方向上的垂直掃描。
[0096]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部13被配置為將垂直掃描方向切換到從掃描鏡6的水平掃描幅度W相對減小一側(cè)到掃描鏡6的水平掃描幅度W相對增加一側(cè)的方向。因而，水平掃描幅度W可以在垂直掃描的末端增加，從而掃描鏡6可以在圖像幀掃描的消隱時(shí)段期間被驅(qū)動(dòng)以減小水平掃描幅度W。由此，掃描鏡6的水平掃描幅度W可以在消隱時(shí)段期間以良好響應(yīng)被控制。
[0097]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，激光投影儀I設(shè)置有圖像處理部9，其根據(jù)垂直掃描方向改變投影圖像F的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序。因而，可以在切換垂直掃描方向時(shí)容易地防止投影圖像F的反轉(zhuǎn)。
[0098]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部13被配置為執(zhí)行增加投影圖像F的長度減小一側(cè)上的水平掃描幅度W的控制(見圖3C和圖4C)以及減小投影圖像F的長度增加一側(cè)上的水平掃描幅度W的控制(見圖3B和圖4B)中的至少一個(gè)。因而，可以容易地使得投影圖像F的長度減小一側(cè)上的掃描鏡6的水平掃描幅度W比投影圖像F的長度增加一側(cè)上的掃描鏡6的水平掃描幅度W相對更大。
[0099]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部13被配置為在一幀中生成隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并控制掃描鏡6的水平掃描幅度W以減小畸變量。因而，水平掃描幅度W的控制可以根據(jù)投影圖像F的畸變形狀通過一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來執(zhí)行。
[0100]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部被配置為生成隨時(shí)間改變信號(hào)幅度、占空t匕、信號(hào)周期和非信號(hào)時(shí)段中的至少一個(gè)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并控制掃描鏡6的水平掃描幅度W。因而，通過適于驅(qū)動(dòng)和控制掃描鏡6的各種方法，生成一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并可以控制水平掃描幅度W。
[0101]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，幅度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)、脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)、頻率調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)或者間歇驅(qū)動(dòng)信號(hào)被采用作為在一幀中隨時(shí)間改變的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因而，可以容易地生成隨時(shí)間改變信號(hào)幅度、占空比、信號(hào)周期以及非信號(hào)時(shí)段中至少一個(gè)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0102]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部13被配置為執(zhí)行在投影圖像F的多個(gè)幀之間的消隱時(shí)段期間減小掃描鏡6的水平掃描幅度W的控制。因而，與掃描鏡6的水平掃描幅度W在消隱時(shí)段期間增加的情況相比，可以以良好的響應(yīng)控制掃描鏡6的水平掃描幅度I
[0103]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描控制部13被配置為基于用戶設(shè)定操作切換垂直掃描方向。因而，用戶可以確定適當(dāng)?shù)拇怪睊呙璺较?，同時(shí)確認(rèn)例如垂直掃描方向被切換的顯示狀態(tài)。
[0104]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，激光投影儀I設(shè)置有MEMS掃描鏡6。因而，與其他類型的掃描鏡相比，可以獲得諸如尺寸減小、功耗低以及處理速度提升之類的有益效果。
[0105]根據(jù)該實(shí)施例，如上所述，掃描鏡6的鏡6b被配置為使得其圍繞外轉(zhuǎn)軸6c的擺動(dòng)以及圍繞內(nèi)轉(zhuǎn)軸6e的擺動(dòng)被控制為能夠獨(dú)立地控制垂直掃描和水平掃描。因而，MEMS掃描鏡6自身可以具有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)正交軸(垂直掃描和水平掃描)而不應(yīng)用其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0106]此次公開的實(shí)施例必須被考慮為所有點(diǎn)都是示意性且非限制性的。本發(fā)明的范圍不由上述實(shí)施例的說明示出，而由專利的權(quán)利要求書范圍示出，且進(jìn)一步包括專利的權(quán)利要求書范圍等同的含義和范圍內(nèi)的所有改型。
[0107]例如，盡管在上述實(shí)施例中掃描控制部13被配置為在消隱時(shí)段期間執(zhí)行減小掃描鏡6的水平掃描幅度W的控制，但本發(fā)明不限于此?？蛇x地，根據(jù)本發(fā)明，掃描鏡6的水平掃描角可以在消隱時(shí)段期間增加。
[0108]盡管在上述實(shí)施例中掃描控制部13被配置為基于用戶設(shè)定操作來切換垂直掃描方向，但本發(fā)明不限于此。根據(jù)本發(fā)明，可選地，掃描控制部13可以被配置為基于從掃描鏡控制部8獲得的掃描信息來切換垂直掃描方向。具體地，掃描控制部13基于從掃描鏡控制部8獲得的掃描信息獲取消隱時(shí)段期間所需的水平掃描角的變化量，并基于水平掃描角的變化量來反轉(zhuǎn)垂直掃描方向。據(jù)此，圖像處理部9可以改變視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序以從下側(cè)B到上側(cè)U繪制圖像。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，例如當(dāng)消隱時(shí)段期間掃描鏡6的水平掃描幅度W的變化量大時(shí)，垂直掃描方向可以在消隱時(shí)段期間切換到減小水平掃描幅度W的方向，從而即使在幅度的變化量大時(shí)，也能以良好的響應(yīng)控制掃描鏡6。
[0109]在這種情況下，作為用于確定垂直掃描方向的水平掃描角的變化量的閾值，可以為經(jīng)由指令輸入部14指示的垂直掃描方向校正設(shè)定兩個(gè)單獨(dú)的值(thresl和thres2),如圖8所示。在圖8中，校正+側(cè)(圖8的上側(cè))示出了相對增加投影圖像F的下側(cè)B上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角的校正(見圖3A至圖3C)，且校正-側(cè)(圖8的下側(cè))示出了相對減小投影圖像F的下側(cè)B上水平掃描的鏡偏轉(zhuǎn)角的校正(見圖4A至圖4C)。圖8示出了校正量隨著校正+側(cè)和校正-側(cè)移動(dòng)到端部(校正條件A和校正條件E)而增加，且校正量在中央校正條件C處為零(無圖像畸變)。
[0110]在圖8示出的示例中，第一閾值(thresl)是用于從投影圖像F的上側(cè)U到投影圖像F的下側(cè)B的垂直掃描的閾值，且第二閾值(thres2)是用于從投影圖像F的下側(cè)B到投影圖像F的上側(cè)U的垂直掃描的閾值。第一閾值被設(shè)定為大于第二閾值。換句話說，在從投影圖像F的上側(cè)U到投影圖像F的下側(cè)B的垂直掃描的情況下，指令遵循相對大的增加(thresl),且在從投影圖像F的下側(cè)B到投影圖像F的上側(cè)U的垂直掃描的情況下，垂直掃描方向以相對小的減小(thres2)改變。
[0111]具體地，在從上側(cè)U到下側(cè)B的垂直掃描方向的情況下，當(dāng)用戶從校正+側(cè)(A)到校正-側(cè)(E)切換校正條件且校正條件跨過第一閾值(校正條件從校正條件D切換到校正條件E)時(shí)，垂直掃描方向切換到從下側(cè)B到上側(cè)U的方向，且圖像處理部9的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序反轉(zhuǎn)。
[0112]在從下側(cè)B到上側(cè)U的垂直掃描方向的情況下，當(dāng)用戶從校正-側(cè)(E)到校正+側(cè)(A)切換校正條件且校正條件跨過第二閾值(校正條件從校正條件D切換到校正條件C)時(shí)，垂直掃描方向切換到從上側(cè)U到下側(cè)B的方向，且圖像處理部9的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序恢復(fù)到初始順序。因此，在從上側(cè)U到下側(cè)B的垂直掃描方向的情況下，當(dāng)校正條件在校正條件A至D之間切換時(shí)，垂直掃描方向不改變。
[0113]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，應(yīng)用從上側(cè)U到下側(cè)B的一般垂直掃描作為基礎(chǔ)，僅當(dāng)難以采用從上側(cè)U到下側(cè)B的垂直掃描時(shí)，垂直掃描可以被切換到從下側(cè)B到上側(cè)U的垂直掃描。因而，可以抑制垂直掃描方向的頻繁切換，且可以抑制由方向切換帶來的控制負(fù)荷增加。
[0114]在上述實(shí)施例中，如上所述，當(dāng)基于用戶設(shè)定操作切換垂直掃描方向時(shí)，垂直掃描方向優(yōu)選地被確定為使得分配給水平掃描偏轉(zhuǎn)角不斷增加地變化的時(shí)段的時(shí)間比分配給水平掃描偏轉(zhuǎn)角不斷減小地變化的時(shí)段更多(水平掃描偏轉(zhuǎn)角不斷增加地變化的時(shí)段長于水平掃描偏轉(zhuǎn)角不斷減小地變化的時(shí)段)。因此，根據(jù)本發(fā)明，掃描控制部可以被配置為自動(dòng)切換垂直掃描方向，以使得掃描鏡6的水平掃描幅度W不斷增加地改變的時(shí)段長于掃描鏡6的水平掃描幅度W不斷減小地改變的時(shí)段。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于MEMS掃描鏡6的幅度更小，所以響應(yīng)通常更好，因而在掃描鏡6的驅(qū)動(dòng)控制中可以相對增加良好響應(yīng)的時(shí)段。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像顯示裝置，包括: 光源，發(fā)射激光光束； 掃描鏡，通過擺動(dòng)而垂直和水平掃描激光光束，從而投射圖像；以及 掃描控制部，針對投射圖像的上側(cè)的長度和投射圖像的下側(cè)的長度彼此不同的畸變，使所述投影圖像的長度減小一側(cè)上所述掃描鏡的水平掃描幅度相對大于所述投影圖像的長度增加一側(cè)上所述掃描鏡的水平掃描幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為在從所述投影圖像的上側(cè)到所述投影圖像的下側(cè)的垂直掃描與從所述投影圖像的下側(cè)到所述投影圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換，并操作所述掃描鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為將垂直掃描方向切換為從所述掃描鏡的水平掃描幅度相對減小的一側(cè)到所述掃描鏡的水平掃描幅度相對增加的一側(cè)的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，還包括圖像處理部，所述圖像處理部根據(jù)垂直掃描方向改變所述投影圖像的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為執(zhí)行增加所述投影圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描幅度的控制以及減小所述投影圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描幅度的控制中的至少其中一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為生成在一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且控制所述掃描鏡的水平掃描幅度以減小畸變量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為生成信號(hào)幅度、占空比、信號(hào)周期和非信號(hào)時(shí)段中的至少一個(gè)隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并控制所述掃描鏡的水平掃描幅度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圖像顯示裝置，其中: 所述在一幀中隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)包括幅度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)、脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)、頻率調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)和間歇驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為在所述投影圖像的多個(gè)幀之間的消隱時(shí)段期間執(zhí)行減小所述掃描鏡的水平掃描幅度的控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為基于用戶設(shè)定操作來切換垂直掃描方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為切換垂直掃描方向，使得所述掃描鏡的水平掃描幅度不斷增加地變化的時(shí)段長于所述掃描鏡的水平掃描幅度不斷減小地變化的時(shí)段。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為在所述投影圖像的多個(gè)幀之間的消隱時(shí)段期間基于所述掃描鏡的水平掃描幅度的變化量來切換垂直掃描方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像顯示裝置，其中:所述掃描控制部被配置為當(dāng)所述消隱時(shí)段期間所述水平掃描幅度的變化量超過第一閾值或者第二閾值時(shí)切換垂直掃描方向， 所述第一閾值包括在從所述投影圖像的上側(cè)到所述投影圖像的下側(cè)的垂直掃描情況下的閾值， 所述第二閾值包括在從所述投影圖像的下側(cè)到所述投影圖像的上側(cè)的垂直掃描情況下的閾值，以及 所述第一閾值大于所述第二閾值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其中: 所述掃描鏡包括MEMS掃描鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像顯示裝置，其中: 所述MEMS掃描鏡具有鏡部以及在同一平面內(nèi)彼此正交的第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸，以及 所述鏡部被配置為使得其圍繞所述第一轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)和圍繞所述第二轉(zhuǎn)軸的擺動(dòng)被控制為能夠獨(dú)立地控制垂直掃描和水平掃描。
16.一種圖像掃描裝置，包括: 掃描部，通過垂直掃描和水平掃描來顯示圖像；以及 掃描控制部，針對所述圖像的上側(cè)的長度和所述圖像的下側(cè)的長度彼此不同的畸變，使所述圖像的長度減小一側(cè)上所述掃描部的水平掃描線的寬度相對大于所述圖像的長度增加一側(cè)上所述掃描部的水平掃描線的寬度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像掃描裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為在從所述圖像的上側(cè)到所述圖像的下側(cè)的垂直掃描與從所述圖像的下側(cè)到所述圖像的上側(cè)的垂直掃描之間進(jìn)行切換，并操作所述掃描部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像掃描裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為將垂直掃描方向切換為從所述水平掃描線的寬度相對減小的一側(cè)到所述水平掃描線的寬度相對增加的一側(cè)的方向。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的圖像掃描裝置，還包括圖像處理部，所述圖像處理部根據(jù)垂直掃描方向改變所述圖像的視頻數(shù)據(jù)的傳輸順序。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像掃描裝置，其中: 所述掃描控制部被配置為執(zhí)行增加所述圖像的長度減小一側(cè)上水平掃描線的寬度的控制以及減小所述圖像的長度增加一側(cè)上水平掃描線的寬度的控制中的至少其中一個(gè)。
【文檔編號(hào)】H04N9/31GK103686027SQ201310432121
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月19日
【發(fā)明者】近岡篤彥 申請人:船井電機(jī)株式會(huì)社