具有圖形指示器的激光投影儀系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年3月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/617, 758的優(yōu)先權(quán)，并且 通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及激光指示器以及用于操作激光指示器的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 微型投影儀（pico-projector)是電池操作的手持投影儀，其可以用于顯示所存 儲(chǔ)的照片和視頻內(nèi)容，或者連接到諸如照相機(jī)和膝上型電腦這樣的外部設(shè)備。在本文中，所 想到的是微型投影儀還可以用作圖形圖像激光指示器。
[0005] 通常，諸如微型投影儀、微投影儀、納米投影儀等小型投影儀的主要缺陷是成為低 光輸出設(shè)備。對(duì)于用作穩(wěn)定顯示器的基于激光的單元，典型的顯示功率僅為lmW。
[0006] 可以通過(guò)提高輸出設(shè)備的功率來(lái)提高最大亮度。然而，這提高了激光的峰值功率 需求，從而引起更多的安全性問(wèn)題，消耗更多的電池電源并且增加熱耗散。
[0007] 為了提高顯示器的峰值亮度，公開(kāi)了對(duì)掃描速度的調(diào)制。重點(diǎn)要指出的是，已經(jīng) 利用了在CRT顯示器中的類(lèi)似方法，其中，水平掃描速度被調(diào)制；然而，水平掃描速度提高 了邊緣的表觀銳度（apparent sharpness),但是未被用于提高亮度并且不認(rèn)為是提高了在 CRT顯示器中的亮度。
[0008] 然而，激光投影儀的特征之一是不均勻的掃描模式。這是以分辨率為代價(jià)來(lái)提高 亮度而做出的讓步。
[0009] 令人遺憾地，作為圖形圖像激光指示器，微型投影儀具有同樣不足的光輸出能力。 因此，存在克服這種不足的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 提供了一種圖形激光指示器，包含：三個(gè)激光源，所述激光源產(chǎn)生具有不同色彩的 光束；以及用于以光柵模式掃描所述光束的部件。用于掃描的部件可以包括至少一個(gè)掃描 鏡，其可以擺動(dòng)或者掃描光束。替代地，用于掃描的部件可以是具有用于掃描或者擺動(dòng)光束 的伺服操縱系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的光纜系統(tǒng)?？梢詫⒃搱D形激光指示器構(gòu)成為使得水平掃描偏轉(zhuǎn)限制 和/或垂直掃描偏轉(zhuǎn)限制可以動(dòng)態(tài)地變化。
[0011] 在本發(fā)明的實(shí)施例中，掃描部件適用于根據(jù)從所述光柵模式中的第一邊緣到結(jié)束 邊緣的模式來(lái)掃描所述光束以形成圖像。所述模式可以是掃描行的波型，使得在光束沿著 第二軸漸進(jìn)地掃描時(shí)，幅度沿著第一軸擺動(dòng)，其中所述第二軸基本垂直于所述第一軸。所述 波型是垂直掃描輪廓和水平掃描輪廓的合成，并且所述垂直掃描輪廓具有與幅度相對(duì)應(yīng)的 周期抖動(dòng)調(diào)制（cyclic wobulation)。所述周期抖動(dòng)調(diào)制包括所述水平掃描輪廓的二次諧 波。這樣的實(shí)施例可以在第二軸中實(shí)現(xiàn)可變的掃描速度值。
[0012] 在其他的實(shí)施例中，所述掃描部件適用于掃描所述光束的掃描行的第一模式和所 述光束的掃描行的第二模式，其中所述光柵模式包含所述第一模式和所述第二模式。所述 第一模式可以是掃描行的波型，使得在所述光束沿著基本垂直于第一軸的第二軸漸進(jìn)地掃 描時(shí)，幅度沿著第一軸擺動(dòng)，其中所述第一模式具有從所述光柵模式的第一邊緣開(kāi)始的被 指引在沿著所述第一軸的第一方向上的第一擺動(dòng)，并且所述掃描部件適用于根據(jù)第一模式 從所述光柵模式的第一邊緣到第二邊緣來(lái)掃描所述光束。所述第二模式是掃描行的波型， 使得在光束沿著第二軸漸進(jìn)地掃描時(shí)，幅度沿著第一軸擺動(dòng)。所述第二模式具有從光柵模 式的第二邊緣開(kāi)始的被指引在沿著所述第一軸的第二方向上的第一擺動(dòng)，其中所述掃描部 件適用于根據(jù)第二模式從所述光柵模式的第二邊緣到第一邊緣來(lái)掃描所述光束。這樣的實(shí) 施例可以在第二軸中實(shí)現(xiàn)可變的掃描速度值。
[0013] 在另外的實(shí)施例中，用于掃描的部件被配置成將圖像數(shù)據(jù)處理成視頻的η個(gè)數(shù)量 的具有沿著第一軸取向的m個(gè)掃描行的完整幀；用于掃描的部件被配置成使每個(gè)完整幀包 含第一子幀和第二子幀；用于掃描的部件被配置成將所述m個(gè)掃描行的奇數(shù)行分配給所述 第一子幀，其中第一模式對(duì)應(yīng)于所述第一子幀；以及，用于掃描的部件被配置成將所述m個(gè) 掃描行的偶數(shù)行分配給所述第二子幀，其中第二模式對(duì)應(yīng)于所述第二子幀。這樣的實(shí)施例 可以在水平軸中實(shí)現(xiàn)可變的掃描速度值。
[0014] 本發(fā)明的實(shí)施例包括一種使用圖形圖像指示器的方法，其包括：從第一顯示設(shè)備 在屏幕上顯示第一圖像；以及，在所述屏幕上顯示第二圖像，使得所述第二圖像來(lái)自所述圖 形圖像指示器并且具有多種色彩。這里，所述第一圖像可以是在屏幕或者墻上的具有通常 的固定幾何形狀和位置的圖像，并且所述第二圖像可以是可能由于被收縮（collapse)的 光柵掃描等而更小的圖像。這些實(shí)施例可以包括：接收要掃描的第二圖像的圖像數(shù)據(jù)；響 應(yīng)于所述圖像數(shù)據(jù)，在所述圖形圖像指示器中產(chǎn)生光束；形成水平掃描輪廓以指引所述光 束，所述水平掃描輪廓包含具有基本平行于第一軸并且基本垂直于第二軸的擺動(dòng)幅度的周 期；響應(yīng)于所述周期，形成周期抖動(dòng)調(diào)制；形成包括所述周期抖動(dòng)調(diào)制的垂直掃描輪廓；以 及，根據(jù)作為所述垂直掃描輪廓和所述水平掃描輪廓的合成的波型來(lái)掃描所述光束以形成 圖像，使得所述光束在平行所述第一軸水平地?cái)[動(dòng)的同時(shí)，從第一邊緣到結(jié)束邊緣平行于 第二軸垂直地被驅(qū)動(dòng)。另外的特征可以包括：產(chǎn)生隨時(shí)間變化的沿著所述第二軸的運(yùn)動(dòng)的 基準(zhǔn)垂直掃描輪廓；提供或者選擇相對(duì)于時(shí)間沿著所述第二軸的運(yùn)動(dòng)的周期抖動(dòng)調(diào)制輪 廓，其中所述周期抖動(dòng)調(diào)制輪廓包含單獨(dú)的抖動(dòng)調(diào)制（wobulation)周期，其中一個(gè)抖動(dòng)調(diào) 制周期對(duì)應(yīng)于波型的單個(gè)波形的一半，并且另外的抖動(dòng)調(diào)制周期對(duì)應(yīng)于所述單個(gè)波形的另 一半；以及，將所述周期抖動(dòng)調(diào)制輪廓添加到所述基準(zhǔn)垂直掃描輪廓以獲得垂直掃描輪廓。 所述周期抖動(dòng)調(diào)制輪廓可以是水平掃描輪廓的二次諧波。在這些實(shí)施例中，第一顯示設(shè)備 可以是諸如微型投影儀這樣的小型顯示設(shè)備，并且其可以根據(jù)本申請(qǐng)中針對(duì)圖形圖像指示 器所述的掃描方法之一操作。另外，圖形圖像指示器可以是發(fā)光二極管系統(tǒng)，其在這個(gè)指示 器應(yīng)用中不用作激光器?？梢詫⑺袑?shí)施例中的圖形激光指示器適配為使得動(dòng)態(tài)地改變水 平掃描偏轉(zhuǎn)限制和/或垂直掃描偏轉(zhuǎn)限制。此外，所述第一顯示設(shè)備和所述圖形圖像指示 器可以是具有相同的源色彩源和光柵掃描部件的相同設(shè)備。
[0015] 按照本發(fā)明的另外的方法可以包括：接收要掃描的第二圖像的圖像數(shù)據(jù)；響應(yīng)于 所述圖像數(shù)據(jù)，在所述圖形圖像指示器中產(chǎn)生光束；形成水平掃描輪廓以指引所述光束，其 中所述水平掃描輪廓包含具有基本平行于第一軸并且基本垂直于第二軸的擺動(dòng)幅度的周 期；根據(jù)作為所述垂直掃描輪廓和所述水平掃描輪廓的合成的波型來(lái)掃描所述光束以形成 圖像，使得所述光束在平行所述第一軸水平地?cái)[動(dòng)的同時(shí)，從第一邊緣到結(jié)束邊緣平行于 第二軸垂直地被驅(qū)動(dòng)，其中在所述第二軸中采用可變的掃描速度值。
[0016] 本發(fā)明的另外的方面可以包括：接收要掃描的圖像的圖像數(shù)據(jù)；響應(yīng)于所述圖像 數(shù)據(jù)產(chǎn)生光束；根據(jù)從第一邊緣到結(jié)束邊緣的第一模式來(lái)掃描所述光束以形成至少一個(gè)圖 像，所述第一模式是掃描行的波型，使得在光束沿著第二軸漸進(jìn)地掃描時(shí)，幅度沿著第一軸 擺動(dòng)，其中，所述第二軸基本垂直于所述第一軸，并且所述第一模式具有從第一邊緣開(kāi)始的 被指引在沿著所述第一軸的第一方向上的第一擺動(dòng)；以及，根據(jù)從第二邊緣到第二結(jié)束邊 緣的第二模式來(lái)掃描所述光束以形成至少另外的圖像，其中，所述第二模式是掃描行的波 型，使得在光束沿著第二軸漸進(jìn)地掃描時(shí)，幅度沿著第一軸擺動(dòng)。第二模式具有從第二邊緣 開(kāi)始的被指引在沿著所述第一軸與所述第一方向相反的第二方向上的第一擺動(dòng)。這個(gè)方面 可以包括：交替地掃描所述光束的多個(gè)第一模式和第二模式；并且可以包括：將圖像數(shù)據(jù) 配置或者處理成視頻的η個(gè)數(shù)量的完整幀，其中η是整數(shù)，所述第一模式對(duì)應(yīng)于所述η個(gè)數(shù) 量的完整幀中的奇數(shù)幀，并且所述第二模式對(duì)應(yīng)于所述η個(gè)數(shù)量的完整幀中的偶數(shù)幀。在 這些以及其他的實(shí)施例中，可以在第二軸中采用可變的掃描速度值。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 將參照附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明，附圖中：
[0018] 圖1示出合成的光柵掃描模式和在本發(fā)明中結(jié)合的圖形激光指示器的分量垂直 和水平掃描模式的視圖；
[0019] 圖2示出具有均勻亮度的圖形激光指示器的視頻圖像和具有不均勻亮度的圖形 激光指示器的視頻圖像的光柵掃描模式的視圖；
[0020] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)的框圖；
[0021] 圖4示出鋸齒形光柵掃描模式對(duì)非鋸齒形光柵掃描模式的視圖；
[0022] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的鋸齒形光柵掃描模式的另外的視圖；
[0023] 圖6示出根據(jù)本發(fā)明的鋸齒形光柵掃描模式的另外的視圖；
[0024] 圖7示出根據(jù)本發(fā)明的交織掃描的光柵掃描模式的視圖；
[0025] 圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另外的交織掃描方法的視圖；以及
[0026] 圖9示出根據(jù)本發(fā)明的操作圖形激光指示器系統(tǒng)的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 可以采用微投影儀、納米投