激光投影机的制作方法

专利名称：激光投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用来自激光光源的光在投影面上进行扫描而显示图像的激光投影 机。
背景技术：
作为将激光作为光源的激光投影机，已知如下技术例如，利用共振镜来进行反 射，从而利用来自激光光源的激光在双轴方向上进行扫描以照射投影屏(screen)，从而显 示图像。针对从该激光投影机向投影屏照射的激光，一边利用反射镜来改变照射角度，一 边进行扫描，因此有时会发生这种梯形变形离投影机的距离越长，投影到投影屏上的图像 变得越大。作为用于对这样的梯形变形进行修正的技术，一般利用如下技术通过在投影机 中进行图像处理，将图像修正为长方形。另外，已知如下投影机测量从投影机到投影屏的距离，并根据该测量的距离，调 整反射镜利用激光进行扫描的角度，从而修正要向投影屏上投影的图像并进行显示(例 如，参照专利文献1)。专利文献专利文献1 :JP特开2008-268645号公报。然而，在利用上述现有技术的情况下，存在如下问题利用光学图像处理，可能会 发生信息欠缺，从而可能会导致显示图像的画质劣化。另外，在利用上述专利文献1的情况下，例如，对投影屏照射的激光的照射角度 小，而且激光在投影屏上反射的反射光不返回到投影机一侧，由于这样的原因等，在受光部 无法检测反射光，如果不能测量(计测)从投影机到投影屏的距离，则有可能无法进行图像 的修正处理。另外，在为了修正梯形变形而调整反射镜利用激光进行扫描的角度以增减扫描宽 度时，需要恰当地进行角度调整，以防止过于增加扫描宽度或过于减小扫描宽度。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够更可靠地修正投影图像的激光投影机。为了解决上述课题，本发明的第一技术方案提供一种激光投影机，其具有用于照 射激光的激光光源、利用来自上述激光光源的激光在投影面上的左右方向以及上下方向上 进行扫描的扫描单元，该激光投影机以使在左右方向上扫描的上述激光的轨迹在上下方向 上排列的方式，在上述投影面上形成图像，其特征在于，具有扫描信号生成单元，其生成用于使上述扫描单元利用上述激光在左右方向上进行 扫描的脉冲信号，驱动单元，其用于根据由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号，使上述扫描单元在左右方向上往返进行扫描，脉冲调整单元，其为了利用上述驱动单元来改变上述扫描单元的左右摆动宽度， 而改变由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号的脉冲图案；在投影区间内，通过上述脉冲调整单元使脉冲图案成为投影用的脉冲图案，上述 投影用的脉冲图案用于使上述扫描单元的左右摆动宽度从第一摆动宽度变为第二摆动宽 度，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在左右方向上进行扫描，一边在 从始端到末端的上下方向上切换扫描位置，从而在上述投影面上形成图像的区间，在非投影区间中的前期区间(例如，摆动宽度调整区间)内，通过上述脉冲调整单 元使脉冲图案成为摆动宽度调整用的脉冲图案，上述摆动宽度调整用的脉冲图案用于使上 述扫描单元的左右摆动宽度从第二摆动宽度恢复到第一摆动宽度，在上述非投影区间中的后期区间(例如，摆动宽度保持区间)内，通过上述脉冲调 整单元使脉冲图案成为用于维持上述第一摆动宽度摆动宽度保持用的脉冲图案，直至到达 上述投影区间为止，上述非投影区间是指，在上述扫描单元的扫描从上述末端返回上述始端的上下方 向上，切换上述扫描单元的扫描位置的区间。第二技术方案的发明的特征在于，在第一技术方案所述的激光投影机的基础上， 通过上述脉冲调整单元来调整上述摆动宽度调整用的脉冲图案，从而缩短上述非投影区间 中的上述前期区间的长度。第三技术方案的发明的特征在于，在第一或第二技术方案所述的激光投影机的基 础上，上述扫描信号生成单元通过对上述脉冲信号的脉冲数进行增减，来调节由上述驱动 单元驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度。第四技术方案的发明的特征在于，在第一技术方案所述的激光投影机的基础上， 上述扫描信号生成单元通过对上述脉冲信号的脉冲宽度进行增减，来调节由上述驱动单元 驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度。第五技术方案的发明的特征在于，在第四技术方案所述的激光投影机的基础上， 上述扫描信号生成单元以上述脉冲信号的脉冲中心为基准，对上述脉冲信号的脉冲宽度进 行增减。第六技术方案的发明的特征在于，在第一技术方案所述的激光投影机的基础上， 上述扫描信号生成单元通过对上述脉冲信号的脉冲振幅进行增减，来调节由上述驱动单元 驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度。第七技术方案的发明的特征在于，在第一技术方案所述的激光投影机的基础上， 还具有角度检测单元，该角度检测单元用于检测所设置的该激光投影机相对于上述投影面 的仰角或俯角；根据由上述角度检测单元检测出的角度，利用上述脉冲调整单元来进行控制，从 而使上述扫描信号生成单元改变上述脉冲信号的脉冲图案，上述激光照射上述投影面的角度越小，使由上述驱动单元驱动的上述扫描单元的 左右摆动宽度越小。第八技术方案的发明是一种激光投影机，其具有用于照射激光的激光光源、利用
5来自上述激光光源的激光在投影面上的左右方向以及上下方向上进行扫描的扫描单元，该 激光投影机以使在左右方向上扫描的上述激光的轨迹在上下方向上排列的方式，在上述投 影面上形成图像，其特征在于，具有扫描信号生成单元，其生成用于使上述扫描单元利用上述激光在左右方向上进行 扫描的脉冲信号，驱动单元，其用于根据由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号，使上述扫描单 元在左右方向上往返进行扫描，角度检测单元，其用于检测所设置的该激光投影机相对于上述投影面的仰角或俯脉冲调整单元，其为了根据由上述角度检测单元检测出的角度来改变由上述驱动 单元驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度，而改变由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信 号的脉冲图案；根据由上述角度检测单元检测出的角度，利用上述脉冲调整单元来进行控制，从 而使上述扫描信号生成单元对上述脉冲信号的脉冲数进行增减，或者对上述脉冲信号的脉 冲宽度进行增减，或者对上述脉冲信号的脉冲振幅进行增减，如上所述地改变至少一个脉 冲信号的脉冲图案，从而调节由上述驱动单元驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度，来实 现如下功能在投影区间内，使脉冲图案成为投影用的脉冲图案，上述投影用的脉冲图案用于 使上述扫描单元的左右摆动宽度从第一摆动宽度变为第二摆动宽度，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在左右方向上进行扫描，一边在 从始端到末端的上下方向上切换扫描位置，从而在上述投影面上形成图像的区间，在非投影区间中的前期区间(例如，摆动宽度调整区间)内，使脉冲图案成为摆动 宽度调整用的脉冲图案，上述摆动宽度调整用的脉冲图案用于使上述扫描单元的左右摆动 宽度从第二摆动宽度恢复到第一摆动宽度，在上述非投影区间中的后期区间(例如，摆动宽度保持区间)内，使脉冲图案成为 用于维持上述第一摆动宽度摆动宽度保持用的脉冲图案，直至到达上述投影区间为止，上述非投影区间是指，在上述扫描单元的扫描从上述末端返回上述始端的上下方 向上，切换上述扫描单元的扫描位置的区间；上述激光照射上述投影面而与上述投影面所成的角度越小，使由上述驱动单元驱 动的上述扫描单元的左右摆动宽度越小。根据本发明，激光投影机能够改变脉冲信号的脉冲图案，使得随着激光照射投影 面的角度变小，扫描单元的左右摆动宽度减小，能够将投影到投影面上的投影图像修正为 长方形。尤其，在激光投影机中，在投影区间内，使脉冲图案成为用于使扫描单元的左右摆 动宽度从第一摆动宽度变为第二摆动宽度的投影用的脉冲图案，其中，上述投影区间是指， 扫描单元一边利用激光在左右方向上进行扫描，一边在从始端到末端的上下方向上切换扫 描位置，从而在投影面上形成图像的区间；另外，在非投影区间中的前期区间(例如，摆动 宽度调整区间)，使脉冲图案成为用于使扫描单元的左右摆动宽度从第二摆动宽度恢复到 第一摆动宽度的摆动宽度调整用的脉冲图案，在非投影区间中的后期区间(例如，摆动宽度保持区间)，使脉冲图案成为用于维持第一摆动宽度的摆动宽度保持用的脉冲图案，直至 到达投影区间为止，其中，在上述非投影区间是指，在从末端向始端返回的上下方向上，切 换扫描单元的扫描位置的区间。也就是说，在移动至用于在投影面上形成图像的投影区间之前的后期区间内，使 扫描单元的左右摆动宽度维持为与投影区间的始端处的摆动宽度对应的第一摆动宽度，因 此，在从后期区间转移至投影区间时，能够立即以第一摆动宽度进行扫描，能够容易地将扫 描单元的左右摆动宽度从第一摆动宽度调节为第二摆动宽度并投影修正图像，因此能够更 可靠地修正投影图像。


图1是表示本发明的激光投影机的主要单元的结构的框图。图2是表示电磁驱动型扫描镜的构造的立体图。图3A、图3B是表示激光投影机向投影屏投影图像时的角度的说明图，图3A示出了 框体的角度为0°的情况，图3B示出了框体的角度为a °的情况。图4A、图4B、图4C是表示具有共振频率&的脉冲信号的说明图，图4A是基准信 号，图4B是减少了脉冲数的信号，图4C是进一步减少了脉冲数的信号。图5A、图5B、图5C是表示具有共振频率&的脉冲信号的说明图，图5A是基准信 号，图5B是增大了脉冲宽度的信号，图5C是减小了脉冲宽度的信号。图6A、图6B、图6C是表示具有共振频率&的脉冲信号的说明图，图6A是基准信 号，图6B是按照脉冲中心而增大了脉冲宽度的信号，图6C是按照脉冲中心而减小了脉冲宽 度的信号。图7A、图7B、图7C是表示具有共振频率&的脉冲信号的说明图，图7A是基准信 号，图7B是增大了脉冲振幅的信号，图7C是减小了脉冲振幅的信号。图8是与激光投影机的投影区间、非投影区间的前期区间和后期区间相关的说明 图。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，发明的范围不限定于图示 例。如图1所示，激光投影机100在框体100a内具有操作部1、用于照射激光的激光 光源2、用于对来自激光光源2的激光进行合波的反射镜部3、利用来自激光光源2的激光 在作为投影面的投影屏S上进行扫描的电磁驱动型扫描镜4、用于检测激光投影机100相对 于投影屏S的倾斜角度的倾斜角传感器5、用于生成规定频率的驱动信号的驱动信号生成 部6、用于基于由驱动信号生成部6生成的驱动信号来驱动电磁驱动型扫描镜4的反射镜驱 动部7、用于存储要在投影屏S上扫描的图像的图像数据的图像存储器8、用于基于图像数 据来驱动激光光源2的光源驱动部9、以及控制部10等。激光光源2例如为半导体激光(LD :Laser Diode 激光二极管)，光源驱动部9基 于图像存储器8中的图像数据来驱动激光光源2，使其分别输出红色(R)、绿色(G)、蓝色 ⑶的激光。
反射镜部3例如为使特定的波长的光透过而使其以外的波长的光反射的分色镜 (dichroic mirror)等，其对来自多个激光光源2的各颜色激光进行合波，从而做成具有一 个光轴的激光，并将该激光输出至电磁驱动型扫描镜4。电磁驱动型扫描镜4发挥扫描单元的功能，通过电磁驱动使来自激光光源2的激 光向二维方向反射，从而向投影屏S投射激光并进行扫描。该电磁驱动型扫描镜4例如 使用电磁驱动型的MEMS反射镜，该电磁驱动型的MEMS反射镜利用MEMS (Micro Electro Mechanical Systems 微电子机械系统)技术。MEMS反射镜是微小的装置，利用微型机电 技术在硅片上集成机械机构和电路，从而制造该MEMS反射镜，通过利用该MEMS反射镜，能 够实现装置整体的小型化。如图2所示，作为电磁驱动型扫描镜4的MEMS反射镜具有用于反射激光的反射镜 基板31、以包围反射镜基板31的方式形成的内侧框架32、以包围内侧框架32的方式形成 的外侧框架33。反射镜基板31被内侧轴34支撑在内侧框架32的内侧，并且该反射镜基板31能 够围绕内侧轴34的轴摆动。另外，内侧框架32被与内侧轴34正交的方向上的外侧轴35 支撑在外侧框架33的内侧，并且该内侧框架32能够围绕外侧轴35的轴摆动。在反射镜基板31的表面的大致中央部设置有反射镜M，在包围反射镜M的周缘部 形成有平面状的线圈(coiler)311。另外，在内侧框架32的表面的周缘部形成有平面状的 线圈312，各线圈311、312的两端电连接至电极36。另外，在外侧框架33的侧面，将两对永久磁铁37、38配置成N极和S极相互对置。 此外，成对的永久磁铁37在内侧轴34的轴线方向上相互对置，成对的永久磁铁38在外侧 轴35的轴线方向上相互对置。驱动信号生成部6基于控制部10的控制，来生成具有电磁驱动型扫描镜4的固有 共振频率的驱动信号。尤其，驱动信号生成部6发挥扫描信号生成单元的功能，生成用于使电磁驱动型 扫描镜4利用激光在左右方向上进行主扫描的脉冲信号。另外，驱动信号生成部6生成用 于使电磁驱动型扫描镜4利用激光在上下方向上进行副扫描的驱动信号。此外，利用电磁驱动型扫描镜4在左右方向上进行的主扫描速度快，而在上下方 向上进行的副扫描的速度慢，在左右方向上进行一次往返的主扫描后，进行向下方向移位 一级的副扫描。其中，在进行最下一行的主扫描后，为了进行最上一行的主扫描而进行较快 地向上方向返回的副扫描。反射镜驱动部7与电磁驱动型扫描镜4的电极36相连接，该反射镜驱动部7发挥 基于在驱动信号生成部6中生成的驱动信号来对电磁驱动型扫描镜4进行驱动的驱动单元 的功能。而且，当对电磁驱动型扫描镜4的线圈311、312的两端的电极36施加驱动电压而 使电流流过时，与由永久磁铁37、38产生的磁场发生相互作用，从而产生洛伦兹力，使反射 镜基板31和内侧框架32分别以内侧轴34和外侧轴35为轴心倾斜。因此，通过对流过电磁驱动型扫描镜4的电流信号进行控制，能够使电磁驱动型 扫描镜4在以内侧轴34和外侧轴35为轴心的正交的两个方向(左右方向和上下方向)上 自由摆动。
当使作为以规定周期变动的驱动信号的脉冲信号流过该电磁驱动型扫描镜4时， 电磁驱动型扫描镜4以与该脉冲信号的周期(频率)对应的规定周期振动。尤其，在以共 振频率fo进行驱动的情况下，电磁驱动型扫描镜4以该电流值中的最大的摆动角摆动，因 此能够以低功率最有效地显示大的图像。倾斜角传感器5发挥角度检测单元的功能，该角度检测单元检测激光投影机100 相对于投影屏S的设置角度，即检测框体100a相对于投影屏S的仰角或俯角，并将检测出 的角度数据输出至控制部10。操作部1设置在框体100a的表面上，其接受所输入的与激光投影机100相对于投 影屏S的设置角度相关的数据等，即，接受所输入的与框体100a相对于投影屏S的仰角或 俯角相关的数据等，并将该数据和操作信号输出至控制部10。图像存储器8存储要在投影屏S上显示的图像的图像数据。此外，图像数据的供 给源不仅限于此，也可以使用在与框体100a连接的PC(PerS0nalC0mputer 个人计算机)、 摄像机等各种存储装置中存储的图像数据。0030光源驱动部9基于从图像存储器8读出的图像数据来驱动激光光源2，并调整每个 像素的激光，从而切换要在反射镜部3合波的激光的颜色。控制部10例如具有CPU (Central Processing Unit 中央处理器)101、用作为 CPU101的工作区的RAM (Random Access Memory 随机存取存储器)102、用于存储各种数据 和程序等的ROM (Read Only Memory 只读存储器)103等。CPU101基于从激光投影机100的各单元输入的输入信号，执行存储在R0M103中的 各种程序，并且基于执行的程序，向各单元输出输出信号，由此整体控制激光投影机100的 整体动作。R0M103在程序存储区存储有脉冲调整程序103a、扫描宽度区间切换程序103b等。另外，在R0M103中，与激光照射投影屏S而与该投影屏S所成的角度相对应地存 储有与脉冲信号相关的数据，该脉冲信号用于调整电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度， 使得投影到投影屏S上的图像呈长方形。脉冲调整程序103a例如实现如下功能使CPU101基于由倾斜角传感器5检测出 的角度或经由操作部1而输入的数据，调整由驱动信号生成部6生成的脉冲信号的脉冲图 案，从而改变该脉冲图案。CPU101在执行脉冲调整程序103a时，基于由倾斜角传感器5检测出的激光投影 机100 (框体100a)的仰角或俯角的角度，或者基于经由操作部1而输入的数据，对由激驱 动信号生成部6生成的脉冲信号进行调制等，从而改变脉冲信号的脉冲图案，使得激光照 射投影屏S的角度越小，反射镜驱动部7驱动电磁驱动型扫描镜4的左右摆动的摆动宽度 越小。CPU101通过执行上述脉冲调整程序103a，发挥脉冲调整单元的功能。具体地说，作为脉冲调整单元的CPU101执行如下控制以间隔剔除的方式使作为 扫描信号生成单元的驱动信号生成部6所生成的脉冲信号的脉冲数增减等，从而调节反射 镜驱动部7驱动电磁驱动型扫描镜4左右摆动的摆动宽度。另外，作为脉冲调整单元的CPU101进行如下控制使作为扫描信号生成单元的驱动信号生成部6所生成的脉冲信号的脉冲宽度增减，从而调节反射镜驱动部7驱动电磁驱 动型扫描镜4左右摆动的摆动宽度。另外，作为脉冲调整单元的CPU101进行如下控制使作为扫描信号生成单元的驱 动信号生成部6所生成的脉冲信号的脉冲振幅增减，从而调节反射镜驱动部7驱动电磁驱 动型扫描镜4左右摆动的摆动宽度。扫描宽度区间切换程序103b例如实现如下处理利用作为脉冲调整单元的 CPU101来调整脉冲图案，以使在投影区间内，电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度从第一 摆动宽度变成第二摆动宽度。其中，在上述投影区间是指，电磁驱动型扫描镜4 一边利用激 光在左右方向上进行扫描，一边在从帧的始端到末端的上下方向上切换扫描位置，从而在 投影屏S上形成图像的区间。另外，扫描宽度区间切换程序103b例如实现如下处理利用作为脉冲调整单元的 CPU101来调整脉冲图案，以使在非投影区间中的前期区间即摆动宽度调整区间内，电磁驱 动型扫描镜4的左右摆动宽度从第二摆动宽度恢复到第一摆动宽度。其中，上述非投影区 间是指，在从帧的末端返回向始端返回的上下方向上，利用电磁驱动型扫描镜4来切换扫 描位置的区间。另外，扫描宽度区间切换程序103b例如实现如下处理利用作为脉冲调整单元的 CPU101来调整脉冲图案，以使在非投影区间中的后期区间即摆动宽度保持区间内，电磁驱 动型扫描镜4的左右摆动宽度维持为第一摆动宽度，直至变为投影区间为止。CPU101在执行扫描宽度区间切换程序103b时，对脉冲信号进行调制，以使脉冲图 案分别变为与投影区间、非投影区间中的摆动宽度调整区间、非投影区间中的摆动宽度保 持区间的各个区间对应的脉冲图案。CPU101通过执行上述扫描宽度区间切换程序103b，发挥区间切换控制单元的功 能，其切换脉冲图案，使得在投影区间、摆动宽度调整区间(前期区间)、摆动宽度保持区间 (后期区间)的各个区间，能够恰当地进行扫描。此外，作为区间切换控制单元的CPU101发挥脉冲调整单元的一部分的功能，其为 了确保规定长度的后期区间而调整脉冲图案，以缩短非投影区间中的前期区间的长度。下面，对本发明的激光投影机100向投影屏S投影图像时的处理进行说明。此外，假设激光投影机100的电磁驱动型扫描镜4扫描最上一行时的反射镜的角 度为“+ 9 ”，扫描最下一行时的反射镜的角度为“-e ”。0038在该激光投影机100(框体100a)相对于投影屏S的角度(仰角、俯角)为a = 0°的情况下，如图3A所示，与在激光投影机100的正面扫描且垂直照射投影屏S的激光相 比，在上方和下方扫描的激光照射投影屏S时与投影屏S所成角度小。而且，在倾斜角传感器5检测到相对于投影屏S而设置的激光投影机100 (框体 100a)的设置角度(仰角、俯角)为a = 0°的情况下，作为脉冲调整单元的CPU101使驱 动信号生成部6生成第一脉冲信号，另外，使驱动信号生成部6生成第二脉冲信号。所述第 一脉冲信号，用于在激光投影机100朝向投影屏S的上下方向上的中央(图3A中的“0”的 位置)且利用激光在左右方向上进行扫描时，使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度最大； 所述第二脉冲信号，用于使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度随着激光的扫描靠近最上一行(图3A中的“ + e ”的位置)或最下一行(图3A中的“ -e ”的位置)而慢慢变小。另外，如图3B所示，在激光投影机100(框体100a)相对于投影屏S的角度(仰角、 俯角)为的情况下，根据电磁驱动型扫描镜4的上下角度，激光的扫描朝向最上一行， 激光照射投影屏S的角度为“ a + 9 ”；激光的扫描朝向最下一行，激光照射投影屏S的角度 为"a - e，，。而且，在倾斜角传感器5检测到相对于投影屏S而设的激光投影机100(框体 100a)的设置角度(仰角、俯角)为a °的情况下，作为脉冲调整单元的CPU101使驱动信 号生成部6根据激光照射投影屏S而与该投影屏S所成的角度来生成如下脉冲信号该脉 冲信号用于，在激光的扫描从最上一行(图3B中的‘‘ a + 0，，的位置)向最下一行(图3B 中的“ a - 6 ”的位置)转移的期间内，若激光照射投影屏S的角度越小，则使电磁驱动型扫 描镜4的左右摆动宽度越小。具体地说，作为脉冲调整单元的CPU101使驱动信号生成部6以图4A所示的脉冲 信号为基准生成以间隔剔除的方式减少脉冲数的间歇的脉冲信号(参照图4B、图4C)，其 中，上述图4A所示的脉冲信号具有使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度最大的共振频率 f0,并且，根据电磁驱动型扫描镜4的上下角度进行控制，得到如下控制效果若激光照射投 影屏S而与该投影屏S所成的角度因激光的扫描向最上一行或最下一行转移而变得越小， 则利用进一步实施间隔剔除处理的间歇的脉冲信号来驱动电磁驱动型扫描镜4，从而使电 磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度变小。另外，作为脉冲调整单元的CPU101使驱动信号生成部6以具有共振频率&的图 5A所示的脉冲信号为基准，生成增大了脉冲宽度的脉冲信号(参照图5B)以及减小了脉冲 宽度的脉冲信号(参照图5C)，并且根据电磁驱动型扫描镜4的上下角度进行控制，得到如 下的控制效果若激光照射投影屏S而与该投影屏S所成的角度因激光的扫描向最上一行 或最下一行转移而变得越小，则利用脉冲宽度越小的脉冲信号来驱动电磁驱动型扫描镜4， 从而使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度减小。此外，优选如图6A、图6B、图6C所示，作为脉冲调整单元的CPU101地以具有共振 频率fo的图6A所示的脉冲信号的脉冲中心为基准，对脉冲信号的脉冲宽度进行增减处理。 通过这样使脉冲宽度增减，能够以更短的时间增减激光的扫描宽度，能够恰当地修正更大 的变形。另外，作为脉冲调整单元的CPU101，使驱动信号生成部6以具有共振频率&的图 7A所示的脉冲信号为基准，生成增大了脉冲振幅的脉冲信号(参照图7B)和减小了脉冲振 幅的脉冲信号(参照图7C)，并且根据电磁驱动型扫描镜4的上下角度进行控制，得到如下 的控制效果若激光照射投影屏S而与该投影屏S所成的角度因激光的扫描向最上一行或 最下一行转移而变得越小，则利用脉冲振幅越小的脉冲信号来驱动电磁驱动型扫描镜4，从 而使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度变小。接着，参照图8，对于激光投影机100在投影屏S上投影图像时在该图像的一个帧 内改变脉冲图案从而切换脉冲信号的时机(timing)，以及电磁驱动型扫描镜4利用该切换 的脉冲信号进行激光扫描的区间进行说明。此外，在此，说明相对于投影屏S而以图3B的投射角度(a ；Ql< a2< a 3)设 置激光投影机100的例子。
如图8所示，作为利用激光投影机100的电磁驱动型扫描镜4来进行激光扫描的 区间，有投影区间a和投影区间b，在投影区间a内，电磁驱动型扫描镜4 一边利用激光在左 右方向上进行扫描，一边在从作为帧的始端的最上一行一侧到作为帧的末端的最下一行一 侧的上下方向上切换垂直扫描位置，从而在投影屏S上形成图像；在投影区间b内，在从作 为末端的最下一行一侧向作为始端的最上一行一侧返回的上下方向上，切换电磁驱动型扫 描镜4的垂直扫描位置。此外，在电磁驱动型扫描镜4的扫描从最上一行(“ a + 0 ”的位 置)向最下一行(“ a - 0 ”的位置)移动的区间内，位于最上一行的稍微下方的行和最下一 行的稍微上方的行之间的区间为实际利用激光进行扫描而形成图像的投影区间(区间a)。另外，非投影区间(区间b)包括上一个投影区间(区间a)之后的前期区间(摆 动宽度调整区间)h和下一个投影区间(区间a)之前的后期区间(摆动宽度保持区间) b2。此外，图8所示的前期区间h和后期区间b2，是与相对于投影屏S而设的激光投影机 100(框体100a)的设置角度(仰角)为a = ai的情况对应的区间。在该投影区间(区间a)内，例如设定为图4A所示的脉冲数较多的脉冲图案(投 影用脉冲图案)，以使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度从第一摆动宽度变化为第二摆 动宽度，其中，上述第一摆动宽度是在作为始端的“ a + 0 ” 一侧的位置最小的摆动宽度，上 述第二摆动宽度是在作为末端的“ a - 0 ”一侧的位置最大的摆动宽度。接着，在非投影区间(区间b)的前期区间h内，例如设定为脉冲数较少的如图4C 所示的脉冲图案(摆动宽度调整用脉冲图案)，以使在变为后期区间b2为止，电磁驱动型扫 描镜4的左右摆动宽度从第二摆动宽度恢复到最小的摆动宽度(第一摆动宽度)，其中，上 述第二摆动宽度是在“ a - 0 ”一侧的位置最大的摆动宽度。接着，在非投影区间(区间b)的后期区间b2内，例如设定为图4B所示的脉冲数 中等的脉冲图案(摆动宽度保持用脉冲图案)，以使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度维 持为最小的摆动宽度(第一摆动宽度)，直至到达作为下一个投影区间(区间a)的始端的 “a + e ”一侧的位置为止。而且，在投影区间(区间a)内，在电磁驱动型扫描镜4利用激光进行扫描时，即， 在使扫描位置从作为始端的“ a + 9 ”一侧的垂直扫描位置朝向作为末端的“ a " 9 ”一侧的 垂直扫描位置移动，同时在左右方向上进行扫描时，设定图4A所示的投影用脉冲图案，由 此使左右摆动宽度从第一摆动宽度慢慢增大到第二摆动宽度，从而将投影到投影屏S上图 像修正为长方形并进行显示。另外，在非投影区间(区间b)的前期区间h内，通过设定图4C所示的摆动宽度 调整用脉冲图案，使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度慢慢变小，从而使其恢复到与投 影区间(区间a)的始端对应的第一摆动宽度。另外，在非投影区间(区间b)的后期区间b2内，通过设定图4B所示的摆动宽度 保持用脉冲图案，使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度维持为第一摆动宽度，因此能够 恰当地移动至下一个投影区间(区间a)的扫描。此外，相对于投影屏S而设的激光投影机100 (框体100a)的设置角度(仰角)越 大(ai< a2< a 3)，梯形变形越大，电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度中的最小的摆动 宽度(第一摆动宽度)和最大的摆动宽度(第二摆动宽度)之差越大，因此需要进一步快 速地从投影区间(区间a)的第一摆动宽度调整为第二摆动宽度。即，能够根据激光投影机100 (框体100a)相对于投影屏S的角度(仰角)，设定最佳的投影用脉冲图案。另外，在非投影区间(区间b)，为了可靠地确保规定长度的后期区间b2 (摆动宽度 保持区间b2)，设定能够缩短前期区间bi (摆动宽度调整区间bi)的长度的摆动宽度调整用 脉冲图案。
通过在该非投影区间(区间b)中可靠地确保规定长度的后期区间b2，能够将电磁 驱动型扫描镜4的左右摆动宽度设定为与投影区间(区间a)的始端对应的第一摆动宽度， 因此能够恰当地移动至下一个投影区间(区间a)的扫描。例如，在没有后期区间b2的情况下，在前期区间ID1结束时切换到投影区间(区间 a)，因此在切换到投影区间(区间a)时，电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度可能没有变 为第一摆动宽度。具体地说，在切换到投影区间(区间a)时，电磁驱动型扫描镜4的左右摆 动宽度可能没有完全恢复到第一摆动宽度，或者已变为超过第一摆动宽度的摆动宽度。尤 其，由于电磁驱动型扫描镜4被驱动而以与脉冲图案(脉冲信号)的频率对应的规定周期 振动，因此该振动的余音(余振)可能会影响摆动宽度，所以可能难以按照区间切换的定时 来切换摆动宽度。因此，为了稳定摆动宽度而直至使其变为所希望的摆动宽度为止，需要后 期区间b2。此外，针对该摆动宽度调整用脉冲图案，也根据激光投影机100 (框体100a)相 对于投影屏S的角度(仰角)来设定为最佳的图案。这样，作为脉冲调整单元的CPUlOl通过重复进行如下处理来进行控制，对应于各 区间来设定由驱动信号生成部6生成的脉冲信号的脉冲图案，使得激光照射投影屏S而与 该投影屏S所成的角度越小，则电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度变得越小，而且能够对 梯形变形进行修正，从而使投影到投影屏S上的图像成为长方形，其中，上述作为脉冲调整 单元的CPUlOl进行的处理为在从投影区间(区间a)移动至非投影区间(区间b)的前期 区间h的期间，从投影用的脉冲图案(参照图4A)切换为摆动宽度调整用的脉冲图案(参 照图4C)；在从前期区间Id1移动至后期区间b2的期间，从摆动宽度调整用的脉冲图案(参 照图4C)切换为摆动宽度保持用的脉冲图案(参照图4B)；在从后期区间132移动至投影区 间(区间a)的期间，从摆动宽度保持用的脉冲图案(参照图4B)切换为投影用的脉冲图案 (参照图4A)。尤其在非投影区间(区间b)的后期区间b2内，使电磁驱动型扫描镜4的左右摆 动宽度维持为与投影区间(区间a)的始端对应的第一摆动宽度，直至到达下一个投影区间 (区间a)为止，因此能够恰当地移动至切换后的投影区间(区间a)的扫描。这样，根据电磁驱动型扫描镜4的上下角度，激光照射投影屏S而与该投影屏S所 成的角度越小，则使电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度越小，由此能够将投影到投影屏S 上的图像修正为长方形。此外，如果调整磁驱动型扫描镜4的上下摆动宽度以使电磁驱动型扫描镜4在左 右方向上进行扫描的激光的轨迹的间隔相等，则能够在投影屏S上投影维持所希望的纵横 比的长方形图像。如上所述，本发明的激光投影机100根据激光投影机100 (框体100a)相对于投影 屏S的仰角或俯角的角度来进行修正，使激光照射投影屏S而与该投影屏S所成的角度越 小，则电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度越小，由此能够将投影到投影屏S上的图像修正 为长方形。
尤其，在该激光投影机100向用于在投影屏S上形成图像的投影区间(区间a)转 移时，在该转移前的非投影区间(区间b)的后期区间，维持为在投影区间(区间a)的 始端处的电磁驱动型扫描镜4的左右摆动宽度即第一摆动宽度，因此，在转移至投影区间 (区间a)时，能够立即以第一摆动宽度进行扫描，能够容易地将电磁驱动型扫描镜4的左右 摆动宽度从第一摆动宽度调节为第二摆动宽度并投影修正图像，因此能够更可靠地修正投 影图像。此外，在以上的实施方式中，以假设投影区间(区间a)中的投影用脉冲图案为图 4A所示的脉冲图案、非投影区间(区间b)的前期区间h中的摆动宽度调整用脉冲图案为 图4C所示的脉冲图案、非投影区间(区间b)的后期区间1^2中的摆动宽度保持用脉冲图案 为图4B所示的脉冲图案的情况为例进行了说明，但是本发明不仅限于此，例如，也可以将 图5B、图6B所示的脉冲图案作为投影区间(区间a)中的投影用脉冲图案，将图5C、图6C 所示的脉冲图案作为非投影区间(区间b)的前期区间h中的摆动宽度调整用脉冲图案， 将图5A、图6A所示的脉冲图案作为非投影区间(区间b)的后期区间b2中的摆动宽度保持 用脉冲图案。另外，也可以将图7B所示的脉冲图案作为投影区间(区间a)中的投影用脉 冲图案，将图7C所示的脉冲图案作为非投影区间(区间b)的前期区间、中的摆动宽度调 整用脉冲图案，将图7A所示的脉冲图案作为非投影区间(区间b)的后期区间1^2中的摆动 宽度保持用脉冲图案。另外，也可以以进行脉冲数的增减、脉冲宽度的增减、脉冲振幅的增减的组合等处 理而得的其他脉冲图案来调整各区间的摆动宽度。另外，可以使驱动信号生成部6生成与倾斜角传感器5所检测出的激光投影机 100(框体100a)的角度(仰角、俯角)对应的脉冲信号，也可以使驱动信号生成部6生成与 通过手动操作操作部1来输入的激光投影机100 (框体100a)的角度(仰角、俯角)对应的 脉冲信号。另外，除此之外，显然，对于具体的细节构造等也能够适宜地进行变更。
权利要求
一种激光投影机，其具有用于照射激光的激光光源、利用来自上述激光光源的激光在左右方向以及上下方向上对投影面进行扫描的扫描单元，该激光投影机以使在左右方向上扫描的上述激光的轨迹在上下方向上排列的方式，在上述投影面上形成图像，其特征在于，具有扫描信号生成单元，其生成用于使上述扫描单元利用上述激光在左右方向上进行扫描的脉冲信号，驱动单元，其根据由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号，使上述扫描单元在左右方向上往返进行扫描，脉冲调整单元，其为了利用上述驱动单元来改变上述扫描单元的左右摆动宽度，而改变由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号的脉冲图案；在投影区间内，通过上述脉冲调整单元使上述脉冲图案成为投影用脉冲图案，上述投影用脉冲图案用于使上述扫描单元的左右摆动宽度从第一摆动宽度变为第二摆动宽度，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在左右方向上进行扫描，一边在从始端到末端的上下方向上切换扫描位置，从而在上述投影面上形成图像的区间，在非投影区间中的前期区间内，通过上述脉冲调整单元使上述脉冲图案成为摆动宽度调整用脉冲图案，上述摆动宽度调整用脉冲图案用于使上述扫描单元的左右摆动宽度从第二摆动宽度恢复到第一摆动宽度，在上述非投影区间中的后期区间内，通过上述脉冲调整单元使上述脉冲图案成为用于维持上述第一摆动宽度的摆动宽度保持用脉冲图案，直至变为上述投影区间为止，上述非投影区间是指，在上述扫描单元的扫描从上述末端返回上述始端的上下方向上，切换上述扫描单元的扫描位置的区间。
2.根据权利要求1所述的激光投影机，其特征在于，通过上述脉冲调整单元来调整上 述摆动宽度调整用脉冲图案，从而缩短上述非投影区间中的上述前期区间的长度。
3.根据权利要求1或2所述的激光投影机，其特征在于，上述扫描信号生成单元通过对 上述脉冲信号的脉冲数进行增减，来调节由上述驱动单元驱动的上述扫描单元的左右摆动 宽度。
4.根据权利要求1所述的激光投影机，其特征在于，上述扫描信号生成单元通过对上 述脉冲信号的脉冲宽度进行增减，来调节由上述驱动单元驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度。
5.根据权利要求4所述的激光投影机，其特征在于，上述扫描信号生成单元以上述脉 冲信号的脉冲中心为基准，对上述脉冲信号的脉冲宽度进行增减。
6.根据权利要求1所述的激光投影机，其特征在于，上述扫描信号生成单元通过对上 述脉冲信号的脉冲振幅进行增减，来调节由上述驱动单元驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度。
7 根据权利要求1所述的激光投影机，其特征在于，还具有角度检测单元，该角度检测单元用于检测所设置的该激光投影机相对于上述投 影面的仰角或俯角；上述脉冲调整单元根据由上述角度检测单元检测出的角度来进行控制，使上述扫描信 号生成单元改变上述脉冲信号的脉冲图案，上述激光照射上述投影面而与上述投影面所成的角度越小，则由上述驱动单元驱动的 上述扫描单元的左右摆动宽度越小。
8. 一种激光投影机，其具有用于照射激光的激光光源、利用来自上述激光光源的激光 在左右方向以及上下方向上对投影面进行扫描的扫描单元，该激光投影机以使在左右方向 上扫描的上述激光的轨迹在上下方向上排列的方式，在上述投影面上形成图像，其特征在 于，具有扫描信号生成单元，其生成用于使上述扫描单元利用上述激光在左右方向上进行扫描 的脉冲信号，驱动单元，其根据由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号，使上述扫描单元在左右 方向上往返进行扫描，角度检测单元，其用于检测所设置的该激光投影机相对于上述投影面的仰角或俯角， 脉冲调整单元，其为了根据由上述角度检测单元检测出的角度来改变由上述驱动单元 驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度，而改变由上述扫描信号生成单元生成的脉冲信号的 脉冲图案；上述脉冲调整单元根据由上述角度检测单元检测出的角度来进行控制，使上述扫描 信号生成单元对上述脉冲信号的脉冲数进行增减，或者对上述脉冲信号的脉冲宽度进行增 减，或者对上述脉冲信号的脉冲振幅进行增减，以此改变至少一个脉冲信号的脉冲图案，从 而调节由上述驱动单元驱动的上述扫描单元的左右摆动宽度，由此，在投影区间内，使上述脉冲图案成为投影用脉冲图案，上述投影用脉冲图案用于使上 述扫描单元的左右摆动宽度从第一摆动宽度变为第二摆动宽度，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在左右方向上进行扫描，一边在从始 端到末端的上下方向上切换扫描位置，从而在上述投影面上形成图像的区间，在非投影区间中的前期区间内，使上述脉冲图案成为摆动宽度调整用脉冲图案，上述 摆动宽度调整用脉冲图案用于使上述扫描单元的左右摆动宽度从第二摆动宽度恢复到第 一摆动宽度，在上述非投影区间中的后期区间内，使脉冲图案成为用于维持上述第一摆动宽度摆动 宽度的保持用脉冲图案，直至变为上述投影区间为止，上述非投影区间是指，在上述扫描单元的扫描从上述末端返回上述始端的上下方向 上，切换上述扫描单元的扫描位置的区间；上述激光照射上述投影面而与上述投影面所成的角度越小，则由上述驱动单元驱动的 上述扫描单元的左右摆动宽度越小。
全文摘要
提供激光投影机，能够更可靠地修正投影图像。激光投影机(100)在将图像形成在投影屏(S)上的投影区间(a)，将电磁驱动型扫描镜(4)的左右摆动宽度从第一摆动宽度调节为第二摆动宽度，能够将投影屏(S)上的投影图像修正为长方形。尤其，在转移至用于向投影屏(S)投影图像的投影区间(a)之前的后期区间(b2)，使电磁驱动型扫描镜(4)的左右摆动宽度维持与投影区间(a)的始端处的摆动宽度对应的第一摆动宽度，因此从后期区间(b2)转移至投影区间(a)时，能够立即以第一摆动宽度进行扫描，容易将电磁驱动型扫描镜(4)的左右摆动宽度从第一摆动宽度调节为第二摆动宽度来投影修正图像，因此能够更可靠地修正投影图像。
文档编号G02B26/10GK101876778SQ20101017100
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者平野敦也, 西冈谦, 西垣宏, 近冈笃彦 申请人:船井电机株式会社