是在兩個(gè)維度中掃描光的掃描鏡組件的實(shí)例。在一些實(shí)施例中，掃描鏡組件包括在兩個(gè)維度(例如，在兩個(gè)軸上)中掃描的單個(gè)鏡?？商孢x地，在一些實(shí)施例中，MEMS裝置160可為下列組件，其包括兩個(gè)掃描鏡，其中一個(gè)使光束沿一個(gè)軸偏斜，并且另一個(gè)使光束沿大致垂直于第一軸的第二軸偏斜。
[0029]在180處的結(jié)果顯示高亮了用于進(jìn)一步討論的水平維度內(nèi)的光柵掃描的各種區(qū)域。在區(qū)域182中示出處于其正弦運(yùn)動(dòng)的中間的水平掃描中心。區(qū)域182為掃描鏡162的最高水平角速度區(qū)域。區(qū)域184為掃描鏡162的較低水平角速度區(qū)域，比區(qū)域182更靠近正弦運(yùn)動(dòng)的峰值。區(qū)域186為掃描鏡162的最低水平角速度的區(qū)域。通常不在區(qū)域186中顯示像素，這代表水平運(yùn)動(dòng)的右極限和左極限的投影限制，通常被設(shè)置為正弦角偏移的峰值振幅的.94倍。
[0030]在運(yùn)行時(shí)，像素驅(qū)動(dòng)生成器元件104選擇相應(yīng)于正確角輸出像素的最接近DAC時(shí)鐘周期或部分周期?；谒x擇的DAC時(shí)鐘周期數(shù)，也可修改激光驅(qū)動(dòng)振幅。例如，如果選擇了部分DAC時(shí)鐘周期，則可因而增大振幅。DAC時(shí)鐘周期選擇和驅(qū)動(dòng)振幅修改也可受輸入信息(控制變量)影響，諸如溫度、激光特征、顏色、幀數(shù)和投影區(qū)域?；谶@些輸入和其它信息，像素驅(qū)動(dòng)生成器元件104確定正確的振幅/持續(xù)時(shí)間輸出，以實(shí)現(xiàn)單調(diào)輸入代碼與光強(qiáng)度輸出的關(guān)系。溫度信息允許根據(jù)溫度補(bǔ)償激光輸出變化。考慮激光光源特征諸如上升和下降時(shí)間允許正確調(diào)節(jié)振幅/持續(xù)時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)高分辨率。幀數(shù)可以允許降低離散持續(xù)時(shí)間過(guò)渡偽影感知的離散持續(xù)時(shí)間過(guò)渡的交替重疊。線(xiàn)數(shù)(類(lèi)似于幀數(shù))允許過(guò)渡振幅步驟的精確水平位置(空間像素)的偽隨機(jī)抖動(dòng)。這有助于降低由于不理想的激光驅(qū)動(dòng)元件可能發(fā)生的任何感知圖像缺陷。對(duì)投影區(qū)域的了解能夠允許空間像素偏移調(diào)節(jié)，以提高整體投影質(zhì)量。
[0031]當(dāng)輸出空間像素由超過(guò)一個(gè)DAC時(shí)鐘周期組成時(shí)，本發(fā)明的各種實(shí)施例以較高振幅驅(qū)動(dòng)光源130達(dá)一個(gè)DAC時(shí)鐘周期，并且對(duì)于分配給該輸出空間像素的其余DAC周期不驅(qū)動(dòng)。這種方法部分有價(jià)值，因?yàn)楫?dāng)以較高振幅驅(qū)動(dòng)時(shí)，激光二極管以較高轉(zhuǎn)換效率(電輸入功率比光輸出功率)運(yùn)行。使用本文所述的技術(shù)，本發(fā)明的各種實(shí)施例通過(guò)下列方式調(diào)制光強(qiáng)度，即以離散間隔(DAC時(shí)鐘周期)，或者以是部分DAC時(shí)鐘周期的較小增量降低脈沖寬度，以及提高驅(qū)動(dòng)振幅以實(shí)現(xiàn)相同的輸出像素光強(qiáng)度。
[0032]雖然本討論關(guān)注整個(gè)DAC時(shí)鐘周期和半個(gè)DAC時(shí)鐘周期的像素驅(qū)動(dòng)持續(xù)時(shí)間，但是這不是對(duì)本發(fā)明的限制。例如，一些實(shí)施例將DAC時(shí)鐘周期分為四個(gè)、八個(gè)、16個(gè)或更多主DAC時(shí)鐘周期的部分增量。能夠通過(guò)結(jié)合當(dāng)前驅(qū)動(dòng)振幅計(jì)算脈沖寬度而實(shí)現(xiàn)輸出投影像素的期望輸出光強(qiáng)度。這種方法能夠通過(guò)較低分辨率振幅和脈沖寬度驅(qū)動(dòng)代碼的組合實(shí)現(xiàn)高分辨率的光強(qiáng)度。
[0033]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的根據(jù)光束位置的正弦水平掃描軌跡和光束速率。示出水平掃描軌跡220，其中X軸為位置(指向角度)，并且Y軸為時(shí)間。示出歸一化光束速率210，其中X軸為光束位置，并且Y軸為速率。如圖2中所示，峰值速率發(fā)生在水平掃描中部，并且最低速率發(fā)生在水平掃描延伸處。通常，以線(xiàn)性矩形格式對(duì)輸入視頻信息編碼，其中每個(gè)像素都代表固定的水平和垂直位置，其中像素之間存在恒定的維度增量。在所掃描的光束投影中，線(xiàn)性輸入被映射到掃描角的線(xiàn)性增量。對(duì)于作為恒定速率的線(xiàn)性斜度的垂直掃描，映射是僅將圖像維度簡(jiǎn)單放大到期望的投射角上，因?yàn)榇怪痹隽繉?duì)應(yīng)于時(shí)間的恒定增量。然而，對(duì)于水平運(yùn)動(dòng)，速率不恒定，并且隨著掃描接近正弦運(yùn)動(dòng)的頂峰而減小。為了獲得矩形坐標(biāo)中代表的輸入圖像內(nèi)容與水平掃描中的等量個(gè)維度“像素”的映射，要求將掃描分為相等的角度增量。例如，圖2示出+/-.94角度單位的水平投影區(qū)域。如果期望總共1280個(gè)輸出(投影)像素，則每個(gè)輸出像素將占用(2*.94)/1280 =.00146個(gè)角度單位。
[0034]然而，對(duì)于水平運(yùn)動(dòng)，增量角度單位由于掃描鏡162(圖1)的水平速率減小而不占用恒定時(shí)間間隔。如圖2中所示，在投影邊緣處，歸一化鏡的速率約為.35—一明顯低于水平掃描中心處的速率。
[0035]隨著光束位置從水平掃描的中心移出，本發(fā)明的各種實(shí)施例降低了激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比。在一些實(shí)施例中，激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅增大，以補(bǔ)償占空比的減小。下面參考圖4-9描述根據(jù)光束位置的激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比和振幅的各種實(shí)施例。
[0036]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的根據(jù)光束位置的輸出像素占用的大量DAC時(shí)鐘周期。示出水平掃描軌跡220，其中X軸為位置(指向角度)，并且Y軸為時(shí)間。示出每個(gè)像素310的DAC時(shí)鐘周期，其中X軸為光束位置，并且Y軸為DAC時(shí)鐘周期。如圖3中所示，每個(gè)像素的DAC時(shí)鐘周期數(shù)目根據(jù)角度位置增加而增多。在具有固定(恒定)DAC樣本時(shí)鐘的掃描鏡投影系統(tǒng)中，單位角度輸出像素的持續(xù)時(shí)間在掃描區(qū)域的邊緣處增大。由于最短持續(xù)時(shí)間輸出像素發(fā)生在中部，所以該區(qū)域確定了輸入與輸出可尋址像素的比例。在一些實(shí)施例中，對(duì)輸入圖像倍過(guò)取樣意味著一個(gè)輸入像素(水平中心中)對(duì)應(yīng)于超過(guò)一個(gè)DAC時(shí)鐘周期。例如，如下文參考圖4所述的，對(duì)輸入圖像倍過(guò)取樣每個(gè)中心輸出像素約1.5個(gè)DAC時(shí)鐘周期。
[0037]由于DAC樣本為離散間隔并且為不連續(xù)變量，所以輸出像素的映射能夠向DAC時(shí)鐘的離散整數(shù)周期分配。然而，由于DAC時(shí)鐘周期不是始終都為整數(shù)(I或更大)個(gè)角度輸出像素，所以生成維度誤差。本發(fā)明的各種實(shí)施例選擇對(duì)應(yīng)于正確角度輸出像素的最接近數(shù)的DAC時(shí)鐘周期(例如，最接近輸出像素形心的激光驅(qū)動(dòng)形心)。通過(guò)采用這種方法，允許在水平掃描時(shí)在多個(gè)DAC時(shí)鐘周期內(nèi)不驅(qū)動(dòng)激光，同時(shí)保持完整的輸出分辨率。另外，為了保持相同圖像亮度，將主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的較少DAC樣本周期脈動(dòng)為其中激光以較高效率運(yùn)行的車(chē)父尚振幅。
[0038]在一些實(shí)施例中，改變發(fā)生過(guò)渡的點(diǎn)，以降低潛在的圖像缺陷。例如，在圖3中，約abs(.25)發(fā)生每個(gè)像素的從一個(gè)至兩個(gè)DAC時(shí)鐘周期的過(guò)渡。對(duì)于具有1280個(gè)水平像素的720p投影圖像，這種過(guò)渡發(fā)生在從中心約第170個(gè)像素處。在一些實(shí)施例中，具有10像素的最大振幅的隨機(jī)種子使實(shí)際過(guò)渡在160至180像素之間抖動(dòng)。然后，每個(gè)水平掃描線(xiàn)都將具有獨(dú)特的(在特定范圍內(nèi))過(guò)渡位置。這是使用控制變量(線(xiàn)數(shù)、隨機(jī)種子)以確定激光驅(qū)動(dòng)振幅和DAC控制信號(hào)的像素驅(qū)動(dòng)生成器元件104(圖1)的實(shí)例。
[0039]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在最大光束速率時(shí)生成的激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在圖4表現(xiàn)的實(shí)施例中，以系數(shù)1.5對(duì)輸入圖像倍過(guò)取樣。也就是說(shuō)，每個(gè)輸出像素存在1.5個(gè)DAC時(shí)鐘周期。在一些實(shí)施例中，圖4中所示的輸出像素具有與輸入像素的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以不需要水平插值。
[0040]如圖4中所示，隨著倍過(guò)取樣比例增大，激光驅(qū)動(dòng)位置誤差的形心(centroid)降低。然而，不存在在幾個(gè)像素上平均值為零的輸出像素位置誤差的積累。給定像素的最大位置誤差與瞬時(shí)倍過(guò)取樣比例成正比。在其中DAC具有在部分DAC時(shí)鐘周期內(nèi)使其輸出空白的能力的實(shí)施例中能夠提高該方法。在商用的激光驅(qū)動(dòng)器中作為歸零(RTZ)函數(shù)具體實(shí)施該行為。一個(gè)實(shí)例是來(lái)自美國(guó)加利福尼亞州米爾皮塔斯市英特矽爾公司的ISL 58315。
[0041]在中心具有1.5倍過(guò)取樣比例的實(shí)施例中，在最高水平光束速率點(diǎn)處最大占空比為2/3。隨著光束從中心移動(dòng)以及速率變慢，占空比降低。在圖5中示出該情況。
[0042]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的在較低光束速率時(shí)生成的激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)。圖5大致代表在區(qū)域184(圖1)中的運(yùn)行，其中光束速率不再最大。在圖5的實(shí)例中，光束速率已經(jīng)降低至倍過(guò)取樣比例基本為2.5的點(diǎn)。這導(dǎo)致占空比低于約0.4。
[0043]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的通過(guò)DAC時(shí)鐘周期的