具有图形指示器的激光投影仪系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年3月30日提交的美国临时申请61/617, 758的优先权，并且 通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及激光指示器以及用于操作激光指示器的方法。
【背景技术】
[0004] 微型投影仪（pico-projector)是电池操作的手持投影仪，其可以用于显示所存 储的照片和视频内容，或者连接到诸如照相机和膝上型电脑这样的外部设备。在本文中，所 想到的是微型投影仪还可以用作图形图像激光指示器。
[0005] 通常，诸如微型投影仪、微投影仪、纳米投影仪等小型投影仪的主要缺陷是成为低 光输出设备。对于用作稳定显示器的基于激光的单元，典型的显示功率仅为lmW。
[0006] 可以通过提高输出设备的功率来提高最大亮度。然而，这提高了激光的峰值功率 需求，从而引起更多的安全性问题，消耗更多的电池电源并且增加热耗散。
[0007] 为了提高显示器的峰值亮度，公开了对扫描速度的调制。重点要指出的是，已经 利用了在CRT显示器中的类似方法，其中，水平扫描速度被调制；然而，水平扫描速度提高 了边缘的表观锐度（apparent sharpness),但是未被用于提高亮度并且不认为是提高了在 CRT显示器中的亮度。
[0008] 然而，激光投影仪的特征之一是不均匀的扫描模式。这是以分辨率为代价来提高 亮度而做出的让步。
[0009] 令人遗憾地，作为图形图像激光指示器，微型投影仪具有同样不足的光输出能力。 因此，存在克服这种不足的需要。
【发明内容】
[0010] 提供了一种图形激光指示器，包含：三个激光源，所述激光源产生具有不同色彩的 光束；以及用于以光栅模式扫描所述光束的部件。用于扫描的部件可以包括至少一个扫描 镜，其可以摆动或者扫描光束。替代地，用于扫描的部件可以是具有用于扫描或者摆动光束 的伺服操纵系统机构的光缆系统。可以将该图形激光指示器构成为使得水平扫描偏转限制 和/或垂直扫描偏转限制可以动态地变化。
[0011] 在本发明的实施例中，扫描部件适用于根据从所述光栅模式中的第一边缘到结束 边缘的模式来扫描所述光束以形成图像。所述模式可以是扫描行的波型，使得在光束沿着 第二轴渐进地扫描时，幅度沿着第一轴摆动，其中所述第二轴基本垂直于所述第一轴。所述 波型是垂直扫描轮廓和水平扫描轮廓的合成，并且所述垂直扫描轮廓具有与幅度相对应的 周期抖动调制（cyclic wobulation)。所述周期抖动调制包括所述水平扫描轮廓的二次谐 波。这样的实施例可以在第二轴中实现可变的扫描速度值。
[0012] 在其他的实施例中，所述扫描部件适用于扫描所述光束的扫描行的第一模式和所 述光束的扫描行的第二模式，其中所述光栅模式包含所述第一模式和所述第二模式。所述 第一模式可以是扫描行的波型，使得在所述光束沿着基本垂直于第一轴的第二轴渐进地扫 描时，幅度沿着第一轴摆动，其中所述第一模式具有从所述光栅模式的第一边缘开始的被 指引在沿着所述第一轴的第一方向上的第一摆动，并且所述扫描部件适用于根据第一模式 从所述光栅模式的第一边缘到第二边缘来扫描所述光束。所述第二模式是扫描行的波型， 使得在光束沿着第二轴渐进地扫描时，幅度沿着第一轴摆动。所述第二模式具有从光栅模 式的第二边缘开始的被指引在沿着所述第一轴的第二方向上的第一摆动，其中所述扫描部 件适用于根据第二模式从所述光栅模式的第二边缘到第一边缘来扫描所述光束。这样的实 施例可以在第二轴中实现可变的扫描速度值。
[0013] 在另外的实施例中，用于扫描的部件被配置成将图像数据处理成视频的η个数量 的具有沿着第一轴取向的m个扫描行的完整帧；用于扫描的部件被配置成使每个完整帧包 含第一子帧和第二子帧；用于扫描的部件被配置成将所述m个扫描行的奇数行分配给所述 第一子帧，其中第一模式对应于所述第一子帧；以及，用于扫描的部件被配置成将所述m个 扫描行的偶数行分配给所述第二子帧，其中第二模式对应于所述第二子帧。这样的实施例 可以在水平轴中实现可变的扫描速度值。
[0014] 本发明的实施例包括一种使用图形图像指示器的方法，其包括：从第一显示设备 在屏幕上显示第一图像；以及，在所述屏幕上显示第二图像，使得所述第二图像来自所述图 形图像指示器并且具有多种色彩。这里，所述第一图像可以是在屏幕或者墙上的具有通常 的固定几何形状和位置的图像，并且所述第二图像可以是可能由于被收缩（collapse)的 光栅扫描等而更小的图像。这些实施例可以包括：接收要扫描的第二图像的图像数据；响 应于所述图像数据，在所述图形图像指示器中产生光束；形成水平扫描轮廓以指引所述光 束，所述水平扫描轮廓包含具有基本平行于第一轴并且基本垂直于第二轴的摆动幅度的周 期；响应于所述周期，形成周期抖动调制；形成包括所述周期抖动调制的垂直扫描轮廓；以 及，根据作为所述垂直扫描轮廓和所述水平扫描轮廓的合成的波型来扫描所述光束以形成 图像，使得所述光束在平行所述第一轴水平地摆动的同时，从第一边缘到结束边缘平行于 第二轴垂直地被驱动。另外的特征可以包括：产生随时间变化的沿着所述第二轴的运动的 基准垂直扫描轮廓；提供或者选择相对于时间沿着所述第二轴的运动的周期抖动调制轮 廓，其中所述周期抖动调制轮廓包含单独的抖动调制（wobulation)周期，其中一个抖动调 制周期对应于波型的单个波形的一半，并且另外的抖动调制周期对应于所述单个波形的另 一半；以及，将所述周期抖动调制轮廓添加到所述基准垂直扫描轮廓以获得垂直扫描轮廓。 所述周期抖动调制轮廓可以是水平扫描轮廓的二次谐波。在这些实施例中，第一显示设备 可以是诸如微型投影仪这样的小型显示设备，并且其可以根据本申请中针对图形图像指示 器所述的扫描方法之一操作。另外，图形图像指示器可以是发光二极管系统，其在这个指示 器应用中不用作激光器。可以将所有实施例中的图形激光指示器适配为使得动态地改变水 平扫描偏转限制和/或垂直扫描偏转限制。此外，所述第一显示设备和所述图形图像指示 器可以是具有相同的源色彩源和光栅扫描部件的相同设备。
[0015] 按照本发明的另外的方法可以包括：接收要扫描的第二图像的图像数据；响应于 所述图像数据，在所述图形图像指示器中产生光束；形成水平扫描轮廓以指引所述光束，其 中所述水平扫描轮廓包含具有基本平行于第一轴并且基本垂直于第二轴的摆动幅度的周 期；根据作为所述垂直扫描轮廓和所述水平扫描轮廓的合成的波型来扫描所述光束以形成 图像，使得所述光束在平行所述第一轴水平地摆动的同时，从第一边缘到结束边缘平行于 第二轴垂直地被驱动，其中在所述第二轴中采用可变的扫描速度值。
[0016] 本发明的另外的方面可以包括：接收要扫描的图像的图像数据；响应于所述图像 数据产生光束；根据从第一边缘到结束边缘的第一模式来扫描所述光束以形成至少一个图 像，所述第一模式是扫描行的波型，使得在光束沿着第二轴渐进地扫描时，幅度沿着第一轴 摆动，其中，所述第二轴基本垂直于所述第一轴，并且所述第一模式具有从第一边缘开始的 被指引在沿着所述第一轴的第一方向上的第一摆动；以及，根据从第二边缘到第二结束边 缘的第二模式来扫描所述光束以形成至少另外的图像，其中，所述第二模式是扫描行的波 型，使得在光束沿着第二轴渐进地扫描时，幅度沿着第一轴摆动。第二模式具有从第二边缘 开始的被指引在沿着所述第一轴与所述第一方向相反的第二方向上的第一摆动。这个方面 可以包括：交替地扫描所述光束的多个第一模式和第二模式；并且可以包括：将图像数据 配置或者处理成视频的η个数量的完整帧，其中η是整数，所述第一模式对应于所述η个数 量的完整帧中的奇数帧，并且所述第二模式对应于所述η个数量的完整帧中的偶数帧。在 这些以及其他的实施例中，可以在第二轴中采用可变的扫描速度值。
【附图说明】
[0017] 将参照附图详细地解释本发明，附图中：
[0018] 图1示出合成的光栅扫描模式和在本发明中结合的图形激光指示器的分量垂直 和水平扫描模式的视图；
[0019] 图2示出具有均匀亮度的图形激光指示器的视频图像和具有不均匀亮度的图形 激光指示器的视频图像的光栅扫描模式的视图；
[0020] 图3示出根据本发明的系统架构的框图；
[0021] 图4示出锯齿形光栅扫描模式对非锯齿形光栅扫描模式的视图；
[0022] 图5示出根据本发明的锯齿形光栅扫描模式的另外的视图；
[0023] 图6示出根据本发明的锯齿形光栅扫描模式的另外的视图；
[0024] 图7示出根据本发明的交织扫描的光栅扫描模式的视图；
[0025] 图8示出根据本发明的另外的交织扫描方法的视图；以及
[0026] 图9示出根据本发明的操作图形激光指示器系统的视图。
【具体实施方式】
[0027] 可以采用微投影仪、纳米投