專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像投影裝置和圖像投影方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描激光并投影圖像的圖像投影裝置和圖像投影方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，已經(jīng)制造了小型且廉價(jià)的激光光源。而且，隨著MEMS (微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出小型且以高速振動(dòng)的掃描元件。在這種情況下，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出掃描型激光投影儀，其使諸如MEMS反射鏡的掃描元件偏轉(zhuǎn)激光的角度并在投影目標(biāo)區(qū)上掃描激光，并且繪制圖像(例如參考專(zhuān)利文獻(xiàn)I )?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP3-65916A，公布本專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP2009-539120A,公布本(翻譯版本)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題為了投影掃描圖像，需要從激光光源輸出的激光與掃描元件的驅(qū)動(dòng)同步。但是，如圖1中所示，因?yàn)閽呙柙尿?qū)動(dòng)延遲于電驅(qū)動(dòng)信號(hào)，因此不能僅基于電特性而使它們彼此完全同步。因此，在制造裝置時(shí)，利用人眼、相機(jī)等使輸出的激光以及掃描元件的驅(qū)動(dòng)彼此同步。此外，掃描元件的驅(qū)動(dòng)的延遲取決于掃描元件的特性。如果掃描元件是諸如諧振型MEMS反射鏡的諧振掃描元件，因?yàn)樵搾呙柙奶匦匀Q于環(huán)境溫度，因此它們可能取決于使用掃描元件的環(huán)境而不利地變化。換言之，不能通過(guò)在制造裝置時(shí)執(zhí)行的這種調(diào)整來(lái)使輸出的激光與掃描元件的驅(qū)動(dòng)彼此完全同步。這種問(wèn)題在諧振掃描元件中特別嚴(yán)重。對(duì)于能解決這種問(wèn)題的手段，已知檢測(cè)由被設(shè)置繪圖范圍外的特殊標(biāo)志反射的光并由此使輸出的激光和掃描元件的驅(qū)動(dòng)彼此同步的技術(shù)(參考專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。但是，這種技術(shù)不考慮諧振掃描元件且因此不能應(yīng)對(duì)掃描元件的特性取決于其使用環(huán)境的改變。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中描述的技術(shù)中，因?yàn)闃?biāo)志位于繪圖區(qū)域外，因此產(chǎn)生不能執(zhí)行多投影的問(wèn)題。在這點(diǎn)上，多投影(multi projection)是如圖2中所示地布置多個(gè)投影儀且處理投影儀的投影圖像使得投影一個(gè)大圖像的技術(shù)。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種圖像投影裝置和一種圖像投影方法，其使從激光光源輸出的激光與掃描元件的驅(qū)動(dòng)彼此同步且能夠應(yīng)用多投影技術(shù)并能夠應(yīng)對(duì)掃描元件的特性在其使用環(huán)境下的改變。解決問(wèn)題的手段一種根據(jù)本發(fā)明的圖像投影裝置，包括:激光光源部，其輸出激光；激光掃描部，其偏轉(zhuǎn)從所述激光光源部輸出的激光并掃描該激光；
投影目標(biāo)部，所述激光掃描部將掃描激光投影至該投影目標(biāo)部；光檢測(cè)部，其檢測(cè)從所述投影目標(biāo)部放射的光；以及控制部，其控制所述激光光源部，其中所述投影目標(biāo)部由光放射部件和非光放射部件構(gòu)成；光放射部件在掃描激光被投影至所述光放射部件時(shí)放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光，所述光放射部件被規(guī)則布置；非光放射部件在掃描激光被投影到所述非光放射部件時(shí)不放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光，其中所述控制部包括:激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部，其基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生在從所述激光光源部輸出的激光的開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換的開(kāi)關(guān)信號(hào)；以及激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部，其基于由所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)以及從所述圖像投影裝置的外部輸入的圖像信號(hào)產(chǎn)生所述激光光源的調(diào)制信號(hào)，以及其中所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部包括:次數(shù)測(cè)量部，其基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果測(cè)量掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)；時(shí)間測(cè)量部，其在所述次數(shù)測(cè)量部測(cè)量通過(guò)次數(shù)時(shí)被觸發(fā)以測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間；運(yùn)算部，其基于所述次數(shù)測(cè)量部和所述時(shí)間測(cè)量部的測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述激光光源部開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻；以及信號(hào)發(fā)生部，其在由所述運(yùn)算部計(jì)算的起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的圖像投影方法是用于圖像投影裝置的投影方法，該圖像投影裝置包括:激光光源部，其輸出激光；激光掃描 部，其偏轉(zhuǎn)從所述激光光源部輸出的激光并掃描該激光；投影目標(biāo)部，所述激光掃描部將掃描激光投影至該投影目標(biāo)部；光檢測(cè)部，其檢測(cè)從所述投影目標(biāo)部放射的光；以及控制部，其控制所述激光光源部，其中所述投影目標(biāo)部由光放射部件和非光放射部件構(gòu)成；光放射部件在掃描激光被投影至所述光放射部件時(shí)放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光，所述光放射部件被規(guī)則布置；非光放射部件在掃描激光被投影到所述非光放射部件時(shí)不放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光，所述圖像投影方法包括:開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生步驟，其使得所述控制部基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生在從所述激光光源部輸出的激光的開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換的開(kāi)關(guān)信號(hào)；以及激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生步驟，其使得所述控制部基于由所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)以及從所述圖像投影裝置外部輸入的圖像信號(hào)產(chǎn)生所述激光光源的調(diào)制信號(hào)，其中所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生步驟包括:次數(shù)測(cè)量步驟，其基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果測(cè)量掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)；
時(shí)間測(cè)量步驟，其在所述次數(shù)測(cè)量步驟測(cè)量通過(guò)次數(shù)時(shí)被觸發(fā)以測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間；運(yùn)算步驟，其基于所述次數(shù)測(cè)量步驟和所述時(shí)間測(cè)量步驟獲得的測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述激光光源部開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻；以及信號(hào)發(fā)生步驟，其在所述運(yùn)算步驟中計(jì)算的起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)激光掃描部在投影目標(biāo)部上掃描從激光光源部輸出的激光。基于在投影目標(biāo)部上由從光放射部件放射的光的檢測(cè)結(jié)果來(lái)測(cè)量掃描激光通過(guò)了光放射部件的經(jīng)過(guò)時(shí)間和通過(guò)次數(shù)?；跍y(cè)量結(jié)果計(jì)算激光光源部開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻。在起始時(shí)刻產(chǎn)生在從激光光源部輸出的激光的開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換的開(kāi)關(guān)信號(hào)。因此可以獲得使輸出的激光與掃描元件的驅(qū)動(dòng)同步的效果。此外，可以獲得不使用在繪圖范圍外的預(yù)定標(biāo)志并采用多投影技術(shù)的效果。而且，可以獲得在驅(qū)動(dòng)掃描元件時(shí)調(diào)整掃描元件的特性對(duì)取決于其使用環(huán)境的改變的效果。


圖1是描述圖像投影裝置的電信號(hào)和掃描元件的驅(qū)動(dòng)之間關(guān)系的示意圖。圖2是描述多投影的原理的示意圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像投影裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖6是描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理流程的流程圖。圖7是描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理原理的示意圖。圖8是描述具有60度的最大偏轉(zhuǎn)角的諧振掃描兀件的驅(qū)動(dòng)原理的不意圖。圖9是描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理原理的示意圖。圖10是描述具有30度的最大振幅的諧振掃描元件的驅(qū)動(dòng)原理的示意圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的結(jié)構(gòu)的框圖。圖12是描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理流程的流程圖。圖13是描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理原理的示意圖。圖14是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部結(jié)構(gòu)的框圖。圖15是描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理流程的流程圖。圖16是描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部的處理原理的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將參考

本發(fā)明的模式。(I)基本模式首先，將說(shuō)明本發(fā)明的基本模式圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的圖像投影裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明的圖像投影裝置具有激光光源部1、激光掃描部2、投影目標(biāo)部3、光檢測(cè)部4以及控制部5。投影目標(biāo)部3具有光放射部件3A以及非光放射部件3B。控制部5具有激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6以及激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7。從激光光源部I輸出的激光進(jìn)入激光掃描部2,激光掃描部2偏轉(zhuǎn)并掃描激光。已經(jīng)由激光掃描部2掃描的掃描激光通過(guò)布置在投影目標(biāo)部3上的光放射部件3A以及非光放射部件3B。當(dāng)掃描 激光被投影在光放射部件3A上時(shí)，光放射部件3A放射光檢測(cè)部4能檢測(cè)的光。光檢測(cè)部4檢測(cè)該光并將該光轉(zhuǎn)換成檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)被輸入至位于控制部5中的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6。激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6基于輸入檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行運(yùn)算處理，以便產(chǎn)生在激光光源部I輸出的激光的開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7基于激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)和從裝置外部輸入的圖像信號(hào)產(chǎn)生激光光源調(diào)制信號(hào)。激光光源部I輸出由激光光源調(diào)制信號(hào)調(diào)制的激光。激光掃描部2具有至少一個(gè)掃描元件。激光掃描部2的掃描元件中的一個(gè)是諧振掃描元件，其在最高速度下在掃描元件掃描激光的掃描方向上往復(fù)諧振。通過(guò)組合激光在高速下振動(dòng)的水平掃描和激光在低速下振動(dòng)的垂直掃描來(lái)執(zhí)行光柵掃描，光柵掃描是一種圖像投影技術(shù)。掃描元件例如以MEMS反射鏡的方式掃描激光。根據(jù)本發(fā)明的圖像投影裝置在掃描兀件以最高速度掃描激光的掃描方向上諧振。光放射部件3A被規(guī)則布置。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)投影目標(biāo)部3被形成為平面形狀并位于與掃描兀件相對(duì)。在本實(shí)例中，假設(shè)光放射部件3A和非光放射部件3B在掃描兀件以最高速度掃描激光的掃描方向上以相等間距布置。替代地，光放射部件3A可以以非等間距布置，并且投影目標(biāo)部3可以被形成為非平面形狀。但是在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的控制操作可以對(duì)應(yīng)于光放射部件3A和投影目標(biāo)部3的形狀而改變。光放射部件3A可以以下列方式形成。(A)光放射部件3A可以由光漫射材料等制成，使得光放射部件3A漫射投影激光并將其放射到光檢測(cè)部4。(B)光放射部件3A可以由回射材料、反射材料等制成，使得光放射部件3A以預(yù)定反作用放射具有大強(qiáng)度的投影激光。(C)光放射部件3A可以由熒光體等制成，使得光放射部件3A利用投影激光而受激來(lái)發(fā)射光。當(dāng)掃描激光被投影到非光放射部件3B時(shí)，它們不放射光檢測(cè)部4能夠檢測(cè)的光。非光放射部件3B可以以下列方式形成。(A)非光放射部件3B可以由光吸收材料等制成，使得非光放射部件3B吸收投影激光并由此不將光放射到光檢測(cè)部4。(B)非光放射部件3B可以由光透射材料等制成，使得非光放射部件3B透射投影激光并由此不將投影激光放射到光檢測(cè)部4。
(C)非光放射部件3B可以由回射材料、反射材料等制成，使得非光放射部件3B以預(yù)定方向放射具有大強(qiáng)度的投影激光，但不在光檢測(cè)部4的方向上放射具有大強(qiáng)度的投影激光，且由此光檢測(cè)部4不能檢測(cè)有意義的值。(D)非光放射部件3B可以由漫射具有低強(qiáng)度的投影激光的漫射材料等制成，使得光檢測(cè)部4不能檢測(cè)有意義的值。但是在這點(diǎn)上，從光放射部件3A放射的光強(qiáng)度需要大于從非光放射部件3B放射的光強(qiáng)度。(E)光放射部件3A或非光放射部件3B中的至少一個(gè)具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換功能，使得從光放射部件3A放射的光波長(zhǎng)不同于從非光放射部件3B放射的光波長(zhǎng)。此外，光檢測(cè)部4具有波長(zhǎng)選擇濾波器，使得光檢測(cè)部4不檢測(cè)從非光放射部件3B放射的光。本發(fā)明特別適用于采用熒光體的背面型激光投影儀。在這種情況下，投影目標(biāo)部3可以以下列方式形成。(A)激光光源部I可以由不可見(jiàn)激光(例如具有40nm以下的波長(zhǎng))構(gòu)成。光放射部件3A可以由利用不可見(jiàn)激光來(lái)受激發(fā)射的RGB熒光體制成。激光光源部I可以對(duì)應(yīng)于圖像信號(hào)改變激光輸出，以便顯示所需圖像。(B)激光光源部I可以由可見(jiàn)激光(例如具有400nm以下的波長(zhǎng)的藍(lán)光)構(gòu)成。光放射部件3A可以由利用可見(jiàn)激光來(lái)受激發(fā)射的RGB熒光體制成。非光放射部件3B可以具有漫射結(jié)構(gòu)。激光光源部I可以對(duì)應(yīng)于圖像信號(hào)改變激光輸出。光放射部件3A可以具有藍(lán)光漫射結(jié)構(gòu)。(C)激光光源部I可以由RGB激光(例如具有450nm波長(zhǎng)的藍(lán)光、530nm波長(zhǎng)的綠光以及630nm波長(zhǎng)的紅光)構(gòu)成。激光光源部I調(diào)制對(duì)應(yīng)于各個(gè)顏色圖像信號(hào)的激光。在上述任意情況下，光放射部件3A都不必與各個(gè)顏色像素對(duì)應(yīng)地布置。此外，非顯示區(qū)可以被設(shè)置在各個(gè)顏色像素之間。非顯示區(qū)可以具有與光放射部件3A相同的漫射結(jié)構(gòu)、反射結(jié)構(gòu)等。根據(jù)本發(fā)明，可以基于構(gòu)成圖像的熒光體發(fā)射的光或從布置在熒光體之間的非顯示區(qū)放射的光來(lái)控制激光光源部。因此，與現(xiàn)有技術(shù)不同，不必形成特殊標(biāo)志。因此，本發(fā)明適用于能夠采用平穩(wěn)組合多個(gè)圖像的多投影技術(shù)的背面型圖像投影裝置。根據(jù)本發(fā)明，光放射部件3A和非光放射部件3B可以被規(guī)則地布置在繪圖范圍外。光檢測(cè)部4檢測(cè)從光放射部件3A放射的光并輸出對(duì)應(yīng)于檢測(cè)光的檢測(cè)信號(hào)。在這點(diǎn)上，光檢測(cè)部4可以將檢測(cè)光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出轉(zhuǎn)換的信號(hào)或可以將檢測(cè)光本身輸出為光信號(hào)。檢測(cè)光可以例如米用F1D (光二極管)、APD (雪崩光二極管)等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。另一方面，如果輸出檢測(cè)光，則光與光纖I禹合，以便輸出光信號(hào)。激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6不采用光強(qiáng)度作為控制信號(hào)。因此，光檢測(cè)部4可以具有比較器以便將光轉(zhuǎn)換成具有一位寬度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)序列。激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6具有圖4中所示的基本結(jié)構(gòu)。如圖4中所示，根據(jù)本發(fā)明的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6具有次數(shù)測(cè)量部61、時(shí)間測(cè)量部62、運(yùn)算部63以及信號(hào)發(fā)生部64。由光檢測(cè)部4檢測(cè)的檢測(cè)信號(hào)被輸入至次數(shù)測(cè)量部61。檢測(cè)信號(hào)是非連續(xù)信號(hào)，其隨激光掃描光放射部件3A和非光放射部件3B而變化。次數(shù)測(cè)量部61具有對(duì)前沿、后沿或上述兩者的次數(shù)計(jì)數(shù)的功 能。借助這種功能，次數(shù)測(cè)量部61測(cè)量掃描激光通過(guò)了光放射部件3A的次數(shù)。時(shí)間測(cè)量部62具有測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間的功能。時(shí)間測(cè)量部62通過(guò)從次數(shù)測(cè)量部61輸出的信號(hào)而被觸發(fā)，以測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間。由次數(shù)測(cè)量部61和時(shí)間測(cè)量部62測(cè)量的信息被發(fā)送至運(yùn)算部63。運(yùn)算部63執(zhí)行優(yōu)化處理，該優(yōu)化處理能基于從次數(shù)測(cè)量部61和時(shí)間測(cè)量部62獲取的信息優(yōu)化激光光源部I開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻。信號(hào)發(fā)生部64在起始時(shí)刻產(chǎn)生致使激光光源部I開(kāi)始輸出激光的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)。將在(2)本發(fā)明的優(yōu)選模式中說(shuō)明由運(yùn)算部63執(zhí)行的優(yōu)化處理的細(xì)節(jié)。激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)被輸入至激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7。激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7基于激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)以及從圖像投影裝置外部輸入的圖像信號(hào)產(chǎn)生激光光源調(diào)制信號(hào)。當(dāng)激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)為開(kāi)啟時(shí)，激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7產(chǎn)生激光光源調(diào)制信號(hào)。當(dāng)激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)為關(guān)閉時(shí)，激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7不產(chǎn)生激光光源調(diào)制信號(hào)。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明優(yōu)化激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)時(shí)，激光光源調(diào)制信號(hào)是調(diào)整激光光源部I輸出激光的輸出時(shí)刻的信號(hào)，激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部7輸出對(duì)應(yīng)于激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)的激光光源調(diào)制信號(hào)而與是否輸入圖像信號(hào)無(wú)關(guān)。換言之，當(dāng)激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)為開(kāi)啟時(shí)，激光光源調(diào)制信號(hào)變成開(kāi)啟。當(dāng)激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)為關(guān)閉時(shí)，激光光源調(diào)制信號(hào)變成關(guān)閉。在根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)優(yōu)化激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)之后，對(duì)應(yīng)于激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)和圖像信號(hào)的激光光源調(diào)制信號(hào)被輸入至激光光源部I。從激光光源部I輸出的激光被激光掃描部2掃描，且因此在投影目標(biāo)部3上繪制圖像。以下將詳細(xì)說(shuō)明激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6。在以下說(shuō)明中，除激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6之外的結(jié)構(gòu)都與上述結(jié)構(gòu)相同。(2)本發(fā)明的優(yōu)選模式(2-1)第一實(shí)施例圖5示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6的結(jié)構(gòu)。圖6示出激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6的處理流程。圖7示出激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部6的處理原理。圖8示出構(gòu)成激光掃描部2的諧振掃描元件的驅(qū)動(dòng)原理。圖8中所示的諧振掃描元件具有60度的最大偏轉(zhuǎn)角。諧振掃描元件具有下列驅(qū)動(dòng)曲線(xiàn)(driving profile)。諧振掃描元件的角度由以下公式表達(dá)。數(shù)學(xué)表達(dá)式IΘ ⑴=Θ maxsin (ω )其中Θ max是諧振掃描兀件的最大偏轉(zhuǎn)角；ω是驅(qū)動(dòng)頻率。當(dāng)投影目標(biāo)部3被形成為平面形狀并位于諧振掃描元件的相對(duì)位置時(shí)，諧振掃描元件的位置可以由以下公式表達(dá)。數(shù)學(xué)表達(dá)式2X (t) = ztan ( Θ ⑴)=ztan ( Θ maxsin (ω t))諧振掃描元件的速度可以通過(guò)對(duì)位置微分來(lái)表達(dá)。數(shù)學(xué)表達(dá)式3
權(quán)利要求
1.一種圖像投影裝置，包括: 激光光源部，所述激光光源部輸出激光； 激光掃描部，所述激光掃描部偏轉(zhuǎn)從所述激光光源部輸出的激光并掃描激光； 投影目標(biāo)部，所述激光掃描部將掃描激光投影至所述投影目標(biāo)部； 光檢測(cè)部，所述光檢測(cè)部檢測(cè)從所述投影目標(biāo)部放射的光；以及 控制部，所述控制部控制所述激光光源部， 其中所述投影目標(biāo)部由光放射部件和非光放射部件構(gòu)成；所述光放射部件在所述掃描激光被投影至所述光放射部件時(shí)放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光，所述光放射部件被規(guī)則布置；所述非光放射部件在所述掃描激光被投影到所述非光放射部件時(shí)不放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光， 其中所述控制部包括:激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部，所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生在從所述激光光源部輸出的激光的開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換的開(kāi)關(guān)信號(hào)；以及激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部，所述激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部基于由所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)以及從所述圖像投影裝置的外部輸入的圖像信號(hào)產(chǎn)生所述激光光源的調(diào)制信號(hào)，以及 其中所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部包括: 次數(shù)測(cè)量部，所述次數(shù)測(cè)量部基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)； 時(shí)間測(cè)量部，所述時(shí)間測(cè)量部在所述次數(shù)測(cè)量部測(cè)量通過(guò)次數(shù)時(shí)被觸發(fā)以測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí) 間； 運(yùn)算部，所述運(yùn)算部基于所述次數(shù)測(cè)量部和所述時(shí)間測(cè)量部的測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述激光光源部開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻；以及 信號(hào)發(fā)生部，所述信號(hào)發(fā)生部在由所述運(yùn)算部計(jì)算的所述起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置， 其中所述激光掃描部包括往復(fù)諧振的掃描元件， 其中所述次數(shù)測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)， 其中所述時(shí)間測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件達(dá)預(yù)定次數(shù)的時(shí)間， 其中所述運(yùn)算部計(jì)算所述起始時(shí)刻，使得在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)，所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件達(dá)預(yù)定次數(shù)的時(shí)間的分布變成相對(duì)于一條線(xiàn)的激光輸出時(shí)間的中心對(duì)稱(chēng)，以及 其中所述信號(hào)發(fā)生部在由所述運(yùn)算部計(jì)算的所述起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置， 其中所述激光掃描部包括往復(fù)諧振的掃描元件， 其中所述次數(shù)測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)，其中所述時(shí)間測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件達(dá)預(yù)定次數(shù)的時(shí)間， 其中所述運(yùn)算部計(jì)算所述起始時(shí)刻，使得在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)，所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件達(dá)預(yù)定次數(shù)的時(shí)間的分布表不對(duì)于一條線(xiàn)的激光輸出時(shí)間的中心變成最小，以及 其中所述信號(hào)發(fā)生部在由所述運(yùn)算部計(jì)算的所述起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置， 其中所述激光掃描部包括往復(fù)諧振的掃描元件， 其中所述時(shí)間測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量預(yù)定時(shí)間， 其中所述次數(shù)測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光在所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)， 其中所述運(yùn)算部計(jì)算所述起始時(shí)刻，使得在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)，所述掃描激光在所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)了所述光放射部件的次數(shù)變成最大，以及 其中所述信號(hào)發(fā)生部在由所述運(yùn)算部計(jì)算的所述起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像投影裝置， 其中所述激光掃描部包括往復(fù)諧振的掃描元件， 其中所述次數(shù)測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)， 其中所述時(shí)間測(cè)量部在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件達(dá)預(yù)定次數(shù)的時(shí)間， 其中所述運(yùn)算部計(jì)算所述起始時(shí)刻，使得在所述掃描元件在所述掃描元件諧振的掃描方向上掃描一條線(xiàn)的同時(shí)，所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件達(dá)預(yù)定次數(shù)的時(shí)間變成最小，以及 其中所述信號(hào)發(fā)生部在由所述運(yùn)算部計(jì)算的所述起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任何一項(xiàng)所述的圖像投影裝置， 其中所述激光掃描部包括在所述掃描元件以最高速掃描激光的掃描方向上往復(fù)諧振的至少一個(gè)掃描元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任何一項(xiàng)所述的圖像投影裝置， 其中所述投影目標(biāo)部形成為平面形狀且所述光放射部件以及所述非光放射部件在所述掃描元件以最高速掃描激光的方向上等距布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任何一項(xiàng)所述的圖像投影裝置， 其中所述光放射部件以及所述非光放射部件被規(guī)則布置在繪圖范圍外。
9.一種用于圖像投影裝置的圖像投影方法，所述圖像投影裝置包括: 激光光源部，所述激光光源部輸出激光； 激光掃描部，所述激光掃描部偏轉(zhuǎn)從所述激光光源部輸出的激光并掃描激光； 投影目標(biāo)部，所述激光掃描部將掃描激光投影至所述投影目標(biāo)部； 光檢測(cè)部，所述光檢測(cè)部檢測(cè)從所述投影目標(biāo)部放射的光；以及控制部，所述控制部控制所述激光光源部， 其中所述投影目標(biāo)部由光放射部件和非光放射部件構(gòu)成；所述光放射部件在所述掃描激光被投影至所述光放射部件時(shí)放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光，所述光放射部件被規(guī)則布置；所述非光放射部件在所述掃描激光被投影到所述非光放射部件時(shí)不放射所述光檢測(cè)部能夠檢測(cè)的光， 所述圖像投影方法包括: 開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生步驟，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生步驟使得所述控制部基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生在從所述激光光源部輸出的激光的開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間切換的開(kāi)關(guān)信號(hào)；以及 激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生步驟，所述激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生步驟使得所述控制部基于由所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)以及從所述圖像投影裝置的外部輸入的圖像信號(hào)產(chǎn)生所述激光光源的調(diào)制信號(hào)， 其中所述激光輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生步驟包括: 次數(shù)測(cè)量步驟，所述次數(shù)測(cè)量步驟基于所述光檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果測(cè)量所述掃描激光通過(guò)了所述光放射部件的通過(guò)次數(shù)； 時(shí)間測(cè)量步驟，所述時(shí)間測(cè)量步驟在所述次數(shù)測(cè)量步驟測(cè)量通過(guò)次數(shù)時(shí)被觸發(fā)以測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間； 運(yùn)算步驟，所述運(yùn)算步驟基于所述次數(shù)測(cè)量步驟和所述時(shí)間測(cè)量步驟獲得的測(cè)量結(jié)果計(jì)算所述激光光源部開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻；以及 信號(hào)發(fā)生步驟，所述信號(hào)發(fā)生步驟在所述運(yùn)算步驟中計(jì)算的所述起始時(shí)刻產(chǎn)生所述開(kāi) 關(guān)信號(hào)。
全文摘要
一種圖像投影裝置包括激光光源部；激光掃描部，其在投影目標(biāo)單元上掃描從激光光源部輸出的激光；投影目標(biāo)部，其上規(guī)則布置在投影掃描激光時(shí)放射光的光放射部件；光檢測(cè)部，其檢測(cè)從投影目標(biāo)部放射的光；開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部，其產(chǎn)生切換從激光光源部輸出的激光的開(kāi)關(guān)信號(hào)；以及激光光源調(diào)制信號(hào)發(fā)生部，其基于開(kāi)關(guān)信號(hào)和圖像信號(hào)產(chǎn)生激光光源的調(diào)制信號(hào)。開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生部進(jìn)一步包括次數(shù)測(cè)量部，其測(cè)量掃描激光通過(guò)了光放射部件的通過(guò)次數(shù)；時(shí)間測(cè)量部，其在次數(shù)測(cè)量部測(cè)量通過(guò)次數(shù)時(shí)被觸發(fā)以測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間；運(yùn)算部，其基于來(lái)自次數(shù)測(cè)量部和時(shí)間測(cè)量部的測(cè)量結(jié)果計(jì)算激光光源部開(kāi)始輸出激光的起始時(shí)刻；以及信號(hào)發(fā)生部，其在所計(jì)算起始時(shí)刻產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)。
文檔編號(hào)G02B26/10GK103250088SQ20118005944
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者西村想 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社