激光投影仪的制作方法

专利名称：激光投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用来自激光光源的光对投影面进行扫描从而显示图像的激光投影 仪。
背景技术：
就将激光器作为光源的激光投影仪而言，例如，如下的技术为人们所知通过共振 反射镜(resonant mirror)的反射，利用来自激光光源的激光以在2个轴方向上进行扫描 的方式照射投影屏，由此投影图像。另外，通过改变使共振反射镜振动的驱动信号的占空比和信号振幅中的任意一个 来调整共振反射镜的摆动幅度的技术众所周知(例如，参照专利文献1)。专利文献1 JP特开2008-275757号公报可是，在上述现有技术中，由于用于驱动共振反射镜的驱动信号的精度取决于时 钟信号的分辨率，所以该驱动信号的频率和以最佳状态驱动共振反射镜的共振频率之间往
往会产生差异。并且，当利用与共振频率之间存在偏差的驱动信号来驱动共振反射镜时，会存在 如下问题因共振反射镜的摆动幅度会变小等，将会使投影在投影屏上的图像的画质变差。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够显示理想的投影图像的激光投影仪。为了解决上述课题，技术方案1的发明提供一个实施方式的激光投影仪，具有激光光源，其用于照射激光，扫描单元，其利用来自上述激光光源的激光在投影面上的主扫描方向及副扫描方 向上进行扫描，扫描信号生成单元，其生成脉冲信号，上述脉冲信号用于使上述扫描单元利用上 述激光在主扫描方向上进行扫描，驱动单元，其根据上述扫描信号生成单元所生成的脉冲信号，使上述扫描单元在 主扫描方向上往复进行扫描；使在主扫描方向上所扫描的上述激光的轨迹在与上述主扫描方向垂直的副扫描 方向上排列，由此在上述投影面上形成图像，其特征在于，具有周期设定单元，该周期设定单元基于能够使上述扫描单元在主扫描方向上进 行最佳扫描的共振频率的周期来设定基本周期和补偿周期量，上述基本周期是指，能够根 据规定的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的基本周期，上述补偿周期量是指，对相当 于上述共振频率的周期和上述基本周期之间的差分的周期误差进行累积，从而能够根据上 述时钟信号的分辨率来生成的补偿周期量，
上述扫描信号生成单元生成上述周期设定单元所设定的上述基本周期的脉冲信 号，并以为了得到上述补偿周期量所累积的上述周期误差的第一累积数目为单位，分别生 成在上述基本周期上加上上述补偿周期量得到的脉冲信号。技术方案2的发明提供如技术方案1所述的激光投影仪，其特征在于，具有脉冲宽度设定单元，该脉冲宽度设定单元基于对应于上述共振频率的良好的 脉冲宽度来设定基本脉冲宽度和补偿脉冲宽度量，上述基本脉冲宽度是指，能够根据规定 的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的基本脉冲宽度，上述补偿脉冲宽度量是指，对与 对应于上述共振频率的良好的脉冲宽度和上述基本脉冲宽度之间的差分相当的脉冲宽度 误差进行累积，从而能够根据上述时钟信号的分辨率来生成的补偿脉冲宽度量，上述扫描信号生成单元生成上述脉冲宽度设定单元所设定的上述基本脉冲宽度 的脉冲信号，并以为了得到上述补偿脉冲宽度量所累积的上述脉冲宽度误差的第二累积数 目为单位，分别生成在上述基本脉冲宽度上加上上述补偿脉冲宽度量得到的脉冲信号。技术方案3的发明提供如技术方案1或2所述的激光投影仪，其特征在于，具有抖动信号设定单元，该抖动信号设定单元应用于设定频率在包含上述共振频 率的规定范围内发生抖动的脉冲信号，上述扫描信号生成单元生成上述抖动信号设定单元所设定的脉冲信号，从而生成 发生抖动的脉冲信号中的任意一个的频率与上述共振频率相近似的脉冲信号。技术方案4的发明提供如技术方案3的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在 主扫描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投 影面上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始 端的副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元对由上述投影区间和上述非投影区间构成的每一帧分别 设定频率不同的脉冲信号。技术方案5的发明提供如技术方案3的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在 主扫描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投 影面上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始 端的副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元设定频率在上述非投影区间内发生抖动的脉冲信号。技术方案6的发明提供如技术方案3所述的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在 主扫描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投 影面上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始 端的副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元对各上述非投影区间分别设定不同频率的脉冲信号。技术方案7的发明提供如技术方案3所述的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在 主扫描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投影面上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始 端的副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元以将由上述投影区间和上述非投影区间构成的1帧期间 作为1个周期的方式设定频率发生抖动的脉冲信号。技术方案8的发明提供一种激光投影仪，具有激光光源，其用于照射激光，扫描单元，其利用来自上述激光光源的激光在投影面上的主扫描方向及副扫描方 向上进行扫描，扫描信号生成单元，其生成脉冲信号，上述脉冲信号用于使上述扫描单元利用上 述激光在主扫描方向上进行扫描，驱动单元，其根据上述扫描信号生成单元所生成的脉冲信号，使上述扫描单元在 主扫描方向上往复进行扫描；使在主扫描方向上所扫描的上述激光的轨迹在与上述主扫描方向垂直的副扫描 方向上排列，由此在上述投影面上形成图像，其特征在于，具有周期设定单元，其基于能够使上述扫描单元在主扫描方向上进行最佳扫描的共振 频率的周期来设定基本周期和补偿周期量，上述基本周期是指，能够根据规定的时钟信号 的分辨率来生成的脉冲信号的基本周期，上述补偿周期量是指，对相当于上述共振频率的 周期和上述基本周期之间的差分的周期误差进行累积，从而能够根据上述时钟信号的分辨 率来生成的补偿周期量，脉冲宽度设定单元，其基于对应于上述共振频率的良好的脉冲宽度来设定基本脉 冲宽度和补偿脉冲宽度量，上述基本脉冲宽度是指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来 生成的脉冲信号的基本脉冲宽度，上述补偿脉冲宽度量是指，对与对应于上述共振频率的 良好的脉冲宽度和上述基本脉冲宽度之间的差分相当的脉冲宽度误差进行累积，从而能够 根据上述时钟信号的分辨率来生成的补偿脉冲宽度量，抖动信号设定单元，其用于设定频率在包含上述共振频率的规定范围内发生抖动 的脉冲信号；上述扫描信号生成单元生成上述周期设定单元所设定的上述基本周期的脉冲信 号，并以为了得到上述补偿周期量所累积的上述周期误差的第一累积数目为单位，分别生 成在上述基本周期上加上上述补偿周期量的脉冲信号，上述扫描信号生成单元生成上述脉冲宽度设定单元所设定的上述基本脉冲宽度 的脉冲信号，并以为了得到上述补偿脉冲宽度量所累积的上述脉冲宽度误差的每个第二累 积数目为单位，分别生成在上述基本脉冲宽度上加上上述补偿脉冲宽度量的脉冲信号，上述扫描信号生成单元生成上述抖动信号设定单元所设定的脉冲信号，从而生成 发生抖动的脉冲信号中的任意一个的频率与上述共振频率相近似的脉冲信号。根据本发明，即使是激光投影仪由于规定的时钟信号的分辨率的原因而无法生成 与能够使扫描单元在主扫描方向上进行最佳扫描的共振频率对应的周期的脉冲信号，但能够生成可根据时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号，例如，能够生成具有无限接近于共振 频率特性的基本周期的脉冲信号，而且，能够将所生成的该脉冲信号中所包含的误差量通 过补偿脉冲宽度量来补偿，所以能够实现扫描单元的理想的扫描，从而能够在投影面上显 示理想的投影图像，这里，上述补偿脉冲宽度量，是指能够根据时钟信号的分辨率来生成的 补偿脉冲宽度量，是将相当于共振频率的周期和基本周期之间的差分的周期误差累积到第 一累积数目得到的值。


图1是示出了本发明的激光投影仪的主要结构的框图。图2是示出了电磁驱动型扫描反射镜的结构的立体图。图3是示出了激光投影仪的驱动信号生成部的结构的框图。图4是示出了驱动信号生成部的周期补偿部的结构的框图。图5是示出了驱动信号生成部的脉冲宽度补偿部的结构的框图。图6是关于激光投影仪向投影屏投射图像时用于切换脉冲信号的时机的说明图。图7是关于激光投影仪的投影区间和非投影区间的说明图。图8是关于频率的抖动的说明图。图9是示出了频率发生抖动的脉冲信号的一例的说明图。图10是示出了频率发生抖动的脉冲信号的一例的说明图。图11是示出了频率发生抖动的脉冲信号的一例的说明图。图12是示出了频率发生抖动的脉冲信号的一例的说明图。
具体实施例方式下面，参照

本发明的实施方式。另外，发明的范围并不仅限定于图示的各 例。(第一实施方式)如图1所示，激光投影仪100在框体IOOa内具有操作部1 ；激光光源2，其用于照 射激光；反射镜3，其对来自激光光源2的激光进行合波；电磁驱动型扫描反射镜4，其利用 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；驱动信号生成部6，其用于生 成规定频率的驱动信号；反射镜驱动部7，其基于驱动信号生成部6所生成的驱动信号来驱 动电磁驱动型扫描反射镜4 ；图像存储器8，其用于存储要在投影屏S上进行扫描的图像的 图像数据；光源驱动部9，其基于图像数据来驱动激光光源2 ；控制部10等。激光光源2例如是半导体激光器(LD =Laser Diode)，借助基于图像存储器8中的 图像数据的光源驱动部9的驱动，分别输出红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的激光。反射镜3例如是用于使特定波长的光透过且反射其他波长的光的分色镜 (dichroic mirror)等，上述反射镜3将来自多个激光光源2的各色激光合波成具有1个光 轴的激光，并将该激光出射至电磁驱动型扫描反射镜4。电磁驱动型扫描反射镜4借助电磁驱动来使来自激光光源2的激光向二维方向 反射，以此发挥用于将激光投射至投影屏S上以进行扫描的扫描单元的功能。该电磁驱动 型扫描反射镜4例如采用利用MEMS (Micro ElectroMechanical Systems 微机电系统)技术的电磁驱动型MEMS反射镜。MEMS反射镜是指，利用微加工技术(Micromachining Technology)，在硅晶片上集成机械机构和电路所制造出的微小装置，通过使用该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反射镜4的MEMS反射镜具有反射镜基板31， 其用于反射激光；内侧框架32，其包围反射镜基板31 ；外侧框架33，其包围内侧框架32。反射镜基板31通过内侧轴34支撑于内侧框架32的内侧，而且能够绕着内侧轴34 摆动。另外，内侧框架32通过与内侧轴34垂直的方向的外侧轴35支撑于外侧框架33的 内侧，而且能够绕着外侧轴35摆动。在反射镜基板31表面的大致中央部设置有反射镜M，在包围反射镜M的周边部形 成有平面状的线圈311。另外，在内侧框架32表面的周边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的侧面配置有2对永久磁铁37、38，上述2对永久磁铁37、38 的N极和S极彼此对置。另外，成对的永久磁铁37在内侧轴34的轴线方向上对置，而成对 的永久磁铁38在外侧轴35的轴线方向上对置。驱动信号生成部6响应于控制部10的控制来生成驱动信号，该驱动信号用于在主 扫描方向和垂直于主扫描方向的副扫描方向上驱动电磁驱动型扫描反射镜4。特别是，驱动信号生成部6发挥扫描信号生成单元的功能，用于生成脉冲信号，该 脉冲信号是用于使电磁驱动型扫描反射镜4利用激光在左右方向上进行主扫描的驱动信 号。另外，驱动信号生成部6生成用于使电磁驱动型扫描反射镜4利用激光在上下方向上 进行副扫描的驱动信号。另外，电磁驱动型扫描反射镜4在左右方向上的主扫描的速度快，而在上下方向 上的副扫描的速度慢，在左右方向上完成了 1个来回的主扫描后，进行向下方向移位一级 的副扫描。其中，在完成了最下一行的主扫描之后，为了进行最上一行的主扫描而进行向上 方向较快地返回的副扫描。这里，具体说明驱动信号生成部6。如图3所示，驱动信号生成部6例如具有信号生成部61、周期补偿部62、脉冲宽度 补偿部63、脉冲宽度计算部64等，其中，在上述信号生成部61中输入成为基准的规定的时 钟信号，上述周期补偿部62向信号生成部61输入周期设定数据，上述脉冲宽度补偿部63 向信号生成部61输入脉冲宽度设定数据，上述脉冲宽度计算部64向脉冲宽度补偿部63输 入基于占空比指示信号的脉冲宽度指示信号。信号生成部61响应于控制部10的控制，根据所输入的时钟信号、周期设定数据、 脉冲宽度设定数据来生成脉冲信号，并输出到反射镜驱动部，该脉冲信号用于电磁驱动型 扫描反射镜4利用激光在左右方向上进行主扫描。另外，信号生成部61将通过生成来更新的更新脉冲信号反馈到周期补偿部62和 脉冲宽度补偿部63。 如图4所示，周期补偿部62例如具有补偿周期运算部62a和补偿时刻生成部62b。
在周期补偿部62中，借助控制部10的控制，补偿周期运算部62a将与基本周期相 关的数据作为周期设定数据输出到信号生成部61，这里，上述基本周期与基于周期指示信 号PRD的基本周期信号PRDbase相对应。另外，所谓的基本周期，无限接近于电磁驱动型扫描反射镜4的固有共振频率的周期。另外，在周期补偿部62中，借助控制部10的控制，补偿周期运算部62a对应于补 偿时刻，将与补偿周期量Δρ相关的数据作为周期设定数据输出到信号生成部61，这里， 上述补偿时刻是指，由补偿时刻生成部62b计数的基于周期指示信号PRD的周期误差信号 PRDe达到规定数目(第一累积数目)的时刻，上述补偿周期量Δ ρ是指，将周期误差信号 PRDe累积到规定数目得到的值。如图5所示，脉冲宽度补偿部63例如具有补偿脉冲宽度运算部63a和补偿时刻生 成部63b。在脉冲宽度补偿部63中，借助控制部10的控制，补偿脉冲宽度运算部63a将与基 本脉冲宽度相关的数据作为脉冲宽度设定数据输出到信号生成部61，这里，上述基本脉冲 宽度与基于脉冲宽度指示信号PW的基本脉冲信号PWbase相对应。另外，所谓的基本脉冲 宽度，无限接近于与电磁驱动型扫描反射镜4的固有共振频率的脉冲宽度。另外，在脉冲宽度补偿部63中，借助控制部10的控制，补偿脉冲宽度运算部63a 对应于补偿时刻，将与补偿脉冲宽度量△ w相关的数据作为脉冲宽度设定数据输出到信号 生成部61，这里，上述补偿时刻是指，由补偿时刻生成部63b计数的基于脉冲宽度指示信号 PW的脉冲宽度误差信号PWe达到规定数目(第二累积数目)的时刻，上述补偿脉冲宽度量 Aw是指，将脉冲宽度误差信号PWe累计到规定数目得到的值。反射镜驱动部7与电磁驱动型扫描反射镜4的电极36相连接，基于驱动信号生成 部6所生成的驱动信号来驱动电磁驱动型扫描反射镜4。特别地，反射镜驱动部发挥驱动单 元的功能，这里，该驱动单元根据驱动信号生成部6所生成的脉冲信号，使电磁驱动型扫描 反射镜4在主扫描方向(左右方向)上往复扫描。并且，在电磁驱动型扫描反射镜4中，如果对线圈311、312两端的电极36施加与 驱动信号对应的驱动电压以使驱动电流流动，则因与永久磁铁37、38的磁场的相互作用而 产生洛伦兹力，所以反射镜基板31及内侧框架32分别以内侧轴34和外侧轴35为轴心而 倾斜。因此，通过控制在电磁驱动型扫描反射镜4流动的驱动电流，能够使电磁驱动型 扫描反射镜4在分别以内侧轴34和外侧轴35为轴心的垂直的2个方向(左右方向及上下 方向)上自由摆动。如果对该电磁驱动型扫描反射镜4施加脉冲信号，则电磁驱动型扫描反射镜4以 与该脉冲信号的周期(频率)对应的规定的周期振动，这里，上述脉冲信号是以规定的周期 变动的驱动信号。特别是，当以共振频率&驱动时，由于电磁驱动型扫描反射镜4在其电 流值下以最大的摆角摆动，所以能够在低功率下以最高效率显示大的图像。即，当利用共振 频率fo的脉冲信号来驱动电磁驱动型扫描反射镜4时，能够在主扫描方向上进行最佳的扫 描。操作部1设置在框体IOOa的表面上，用于接受对各种数据的输入动作以及操作输 入动作等，并将该数据或操作信号输出到控制部10，这里，上述各种数据是指，激光投影仪 100相对于投影屏S的设置距离、设置角度等。图像存储器8用于存储要在投影屏S上显示的图像的图像数据。另外，图像数据 的供给源并不仅限于此，也可以使用存储在与框体IOOa相连接的PC (Personal Computer 个人计算机)、录像机等各种存储装置中的图像数据。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，按像素分别 调整激光，从而将各像素的颜色分别切换为通过反射镜3来实现合波的激光的颜色。控制部10例如具有CPU (Central Processing Unit 中央处理单元)101、被用作 CPUlOl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、时钟信号生成部104等。时钟信号生成部104生成具有规定分辨率的时钟信号，并输出到CPU101、驱动信 号生成部6。CPU101根据从激光投影仪100的各部所输入的输入信号，执行存储在R0M103中的 各种程序，并基于运行的程序向各部输出输出信号，由此综合地控制激光投影仪100的整 体动作。R0M103在程序存储区存储脉冲信号设定程序103a、周期设定程序103b、脉冲宽度 设定程序103c、抖动信号设定程序103d等。 另外，在R0M103中存储有与能够使电磁驱动型扫描反射镜4在主扫描方向上进 行最佳扫描的共振频率相关的数据，例如，与共振频率对应的良好的脉冲宽度的数据。另 外，与共振频率对应的良好的脉冲宽度是指，当以该共振频率驱动电磁驱动型扫描反射镜4 时，适于更好地驱动电磁驱动型扫描反射镜4的脉冲宽度，可以认为是在用于驱动电磁驱 动型扫描反射镜4的共振频率下的最佳的脉冲宽度(占空比)，或者可视为最佳的理想的脉 冲宽度(占空比)。脉冲信号设定程序103a例如是用于使CPU101实现特定功能的程序，这里，上述特 定功能是指，用于设定驱动信号生成部6所生成的脉冲信号的脉冲波形(pulse pattern) 的功能。CPU101在执行脉冲信号设定程序103a时，改变脉冲信号的脉冲波形，如对驱动信 号生成部6所生成的脉冲信号的周期和脉冲宽度进行调制等。CPU101通过执行这样的脉冲信号设定程序103a，发挥脉冲信号设定单元的功能。周期设定程序103b例如是用于使CPU101实现特定功能的程序，这里，上述特定功 能是指，根据共振频率的周期来设定基本周期和补偿周期量的功能，其中，上述基本周期是 指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的基本周期，上述补偿周期量是 指，将相当于共振频率的周期和基本周期之间的差分的周期误差累积到规定数目(第一累 积数目)得到的值，而且能够根据时钟信号的分辨率来生成该补偿周期量。CPU101在执行周期设定程序103b时对脉冲信号进行设定，该脉冲信号是指，由驱 动信号生成部6生成且根据规定的时钟信号的分辨率来调制过周期的脉冲信号。CPU101通过执行这样的周期设定程序103b，发挥周期设定单元的功能。可以将该 周期设定单元视为是脉冲信号设定单元的一部分。另外，理想的是，作为周期设定单元的CPU101设定具有共振频率的周期的脉冲信 号，但由于驱动信号生成部6以规定的时钟信号为基准生成脉冲信号，所以CPU101必须设 定能够根据时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号。于是，作为周期设定单元的CPU101通过运算等来求得基本周期(PRDbase)和补偿 周期量(Δ p)，并根据该基本周期(PRDbase)和补偿周期量(Δρ)来设定脉冲信号的周期，这里，上述基本周期(PRDbase)是指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的时钟信 号的周期，该基本周期(PRDbase)近似于共振频率的周期，上述补偿周期量(Δρ)是指，将 周期误差(PRDe)累积到规定数目(第一累积数目)，由此能够根据时钟信号的分辨率来生 成的值，其中，上述周期误差是指，无法用该时钟信号的分辨率来表现的误差，该周期误差 相当于共振频率的周期和基本周期之间的差分。并且，驱动信号生成部6生成由作为周期设定单元的CPUlOl设定的基本周期 (PRDbase)的脉冲信号，并且以为了得到补偿周期量(Δρ)而累积的周期误差(PRDe)的第 一累积数目为单位，分别生成在基本周期上加上补偿周期量得到的脉冲信号。脉冲宽度设定程序103c例如是用于使CPUlOl实现特定功能的程序，这里，上述特 定功能是指，基于对应于共振频率的良好的脉冲宽度来设定基本脉冲宽度和补偿脉冲宽度 量的功能，其中，上述基本脉冲宽度是指，能够根据规定时钟信号的分辨率来生成的脉冲信 号的基本脉冲宽度，上述补偿脉冲宽度量是指，将脉冲宽度误差累积到规定数目(第二累 积数目)得到的值，而且能够根据时钟信号的分辨率来生成该补偿脉冲宽度量，另外，上述 脉冲宽度误差与对应于共振频率的良好的脉冲宽度和基本脉冲宽度之间的差分相当。CPUlOl在执行脉冲宽度设定程序103c时对脉冲信号进行设定，上述脉冲信号是 指，由驱动信号生成部6生成且能够根据规定的时钟信号的分辨率来调制过脉冲宽度的脉 冲信号。CPUlOl通过执行这样的脉冲宽度设定程序103c，发挥脉冲宽度设定单元的功能。 可以将该脉冲宽度设定单元视为脉冲信号设定单元的一部分。另外，理想的是，作为脉冲宽度设定单元的CPUlOl设定具有对应于共振频率的最 佳脉冲宽度的脉冲信号，但由于驱动信号生成部6以规定的时钟信号为基准生成脉冲信 号，所以CPUlOl必须设定能够根据时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号。于是，作为脉冲宽度设定单元的CPUlOl通过运算等来求得基本脉冲宽度 (PWbase)和补偿脉冲宽度量(△ )，并根据该基本脉冲宽度(PWbase)和补偿脉冲宽度量 (Aw)来设定脉冲信号的脉冲宽度，这里，上述基本脉冲宽度(PWbase)是指，能够根据规定 的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的脉冲宽度，该基本脉冲宽度(PWbase)近似于与 共振频率对应的最佳的脉冲宽度，上述补偿脉冲宽度量(△ )是指，将脉冲宽度误差(PWe) 累积到规定数目(第二累积数目)，由此能够根据时钟信号的分辨率来生成的值，其中，上 述脉冲宽度误差(PWe)是指，无法用该时钟信号的分辨率来表现的误差，该脉冲宽度误差 (PWe)与对应于共振频率的良好的脉冲宽度和基本脉冲宽度之间的差分相当。并且，驱动信号生成部6生成由作为脉冲宽度设定单元的CPUlOl设定的基本脉冲 宽度(PWbase)的脉冲信号，并且以为了得到补偿脉冲宽度量(Aw)而累积的累积脉冲宽度 误差(PWe)的第二累积数目为单位，分别生成在基本脉冲宽度上加上补偿脉冲宽度量得到 的脉冲信号。抖动信号设定程序103d例如是用于使CPUlOl实现特定功能的程序，这里，上述特 定功能是指，用于设定频率在包括共振频率的规定范围内发生抖动的脉冲信号的功能。CPUlOl在执行抖动信号设定程序103d时对脉冲信号进行设定，上述脉冲信号是 指，由驱动信号生成部6生成且频率以规定的抖动周期发生抖动的脉冲信号。CPUlOl通过执行这样的抖动信号设定程序103d，发挥抖动信号设定单元的功能。可以将该抖动信号设定单元视为脉冲信号设定单元的一部分。接着，参照图6说明切换脉冲信号的时机，该切换脉冲信号的时机是指，在激光投 影仪100向投影屏S投影图像时，为了显示理想的图像而改变脉冲波形以切换脉冲信号的 时机。如图6所示，在激光投影仪100中，驱动信号生成部6生成脉冲信号，并将该脉冲 信号作为驱动信号来驱动电磁驱动型扫描反射镜4进行激光的扫描，由此将图像显示在投 影屏S上，这里，上述脉冲信号具有基本周期(PRDbase)和基本脉冲宽度(PWbase)，其中，上 述基本周期(PRDbase)是由作为周期设定单元的CPUlOl设定且能够根据规定的时钟信号 的分辨率来生成的，上述基本脉冲宽度(PWbase)是由作为脉冲宽度设定单元的CPUlOl来 设定且能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的。并且，每当计数到与第一累积数目相当的周期误差信号时，都生成在基本周期 (PRDbase)上加上补偿周期量(Δρ)得到的脉冲信号，这里，上述第一累积数目是指，为 了得到能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的补偿周期量(Δρ)而累积的周期误差 (PRDe)的数目。另外，由以第一累积数目为单位所生成的、在基本周期(PRDbase)上加上补偿周 期量(Δρ)得到的脉冲信号的输出时刻，是基于当补偿时刻生成部62b(参照图4)计数到 第一累积数目的周期误差信号时所输出的周期补偿信号(参照图6)来确定的。另外，每当计数到与第二累积数目相当的脉冲宽度误差信号时，都生成在基本脉 冲宽度(PWbase)上加上补偿脉冲宽度量(Aw)的脉冲信号，这里，上述第二累积是指，为了 得到能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的补偿脉冲宽度量而累积的脉冲宽度误差 (PWe)的数目。另外，由以第二累积数目为单位所生成的、在基本脉冲宽度(PWbase)上加上补偿 脉冲宽度量(△ )得到的脉冲信号的输出时刻，是基于当补偿时刻生成部63b(参照图5) 计数到第二累积数目的脉冲宽度误差信号时所输出的脉冲宽度补偿信号(图6参照)来确 定的。这样，本发明的激光投影仪100的驱动信号生成部6能够生成脉冲信号，该脉冲信 号是指，能够根据时钟信号的分辨率来生成且无限接近于电磁驱动型扫描反射镜4的固有 共振频率特性的脉冲信号，具有基本周期(PRDbase)和基本脉冲宽度(PWbase)，进而，为了 补偿该近似的脉冲信号中所包含的误差量，能够生成在基本周期(PRDbase)上加上补偿周 期量(Δρ)得到的脉冲信号和在基本脉冲宽度(PWbase)上加上补偿脉冲宽度量(Aw)得 到的脉冲信号。并且，由于利用由驱动信号生成部6生成的脉冲信号来驱动电磁驱动型扫描反射 镜4，所以能够使电磁驱动型扫描反射镜4的左右的摆动幅度以共振频率为基准，因此能够 在投影屏S上显示理想的投影图像。S卩，该激光投影仪100由于时钟信号的分辨率的原因而无法生成具有电磁驱动型 扫描反射镜4的固有共振频率的脉冲信号，但能够生成可根据时钟信号的分辨率来生成且 无限接近于共振频率特性的具有基本周期(PRDbase)和基本脉冲宽度(PWbase)的脉冲信 号，而且，能够生成用于补偿该近似的脉冲信号中所包含的误差量的脉冲信号，所以能够通 过以共振频率为基准的左右的摆动幅度来驱动电磁驱动型扫描反射镜4，从而能够在投影屏S上显示理想的投影图像。因此，无需给激光投影仪100赋予能够得到高精度的时钟信号的结构或功能，就 能够通过以共振频率为基准的左右的摆动幅度来驱动电磁驱动型扫描反射镜4，从而能够 在投影屏S上显示理想的投影图像。(第二实施方式)下面，说明本发明的激光投影仪100的第二实施方式。另外，对与第一实施方式相 同的部分标注了相同的附图标记，并仅对不同的部分进行说明。首先，对在激光投影仪100中激光的扫描位置被切换的区间进行说明。如图7所示，在激光投影仪100中，电磁驱动型扫描反射镜4进行激光扫描的区间 包括投影区间(区间a)和非投影区间(区间b)，这里，上述投影区间(区间a)是指，电磁 驱动型扫描反射镜4一边利用激光在左右方向(主扫描方向)上进行扫描，一边向从作为 帧的始端的最上一行侧到作为帧的终端的最下一行侧的上下方向(副扫描方向)切换扫描 位置，由此在投影屏S上形成图像的区间，上述非投影区间(区间b)是指，电磁驱动型扫描 反射镜4向从作为终端的最下一行侧返回至作为始端的最上一行侧的上下方向切换扫描 位置的区间。另外，在电磁驱动型扫描反射镜4的扫描位置从最上一行(“+Θ ”位置)起向 最下一行(“-Θ ”位置)移动的区间内，扫描位置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)。并且，通过连续投影由该投影区间(区间a)和非投影区间(区间b)构成的1帧 图像，在投影屏S上显示图像。下面，说明使作为电磁驱动型扫描反射镜4的驱动信号的脉冲信号的频率发生抖 动的情形。作为抖动信号设定单元的CPUlOl对特定的脉冲信号进行设定，该特定的脉冲信 号是指，例如，如图8所示，频率在包含共振频率&的规定范围(Af)内发生抖动且频率以 规定的抖动周期发生抖动的脉冲信号。另外，所谓频率的抖动是指，例如，在以共振频率fo 为中心的微小频率范围(Af)内，随时间改变驱动信号(脉冲信号)的频率。并且，通过驱动信号生成部6生成设定为发生抖动的脉冲信号，来使发生抖动的 脉冲信号中任意一个脉冲信号的频率与共振频率fo相近似，由此生成脉冲信号。另外，只 要是频率与共振频率fo相近似的脉冲信号，则能够将电磁驱动型扫描反射镜4的左右的摆 动幅度设定为以共振频率为基准的摆动幅度。例如，作为抖动信号设定单元的CPUlOl对由投影区间(区间a)和非投影区间(区 间b)构成的每一帧，分别设定频率不同的脉冲信号。具体地说，如图9所示，例如，使频率 以将对应于12帧的期间作为1个周期的抖动周期发生抖动，由此对各帧分别设定不同的频 率，从而在发生抖动的脉冲信号中使第1帧和第7帧的脉冲信号的频率与共振频率&相近 似。另外，作为抖动信号设定单元的CPUlOl设定频率在非投影区间(区间b)内发生 抖动的脉冲信号。具体地说，如图10所示，例如，对非投影区间(区间b)进行8分割，并使频率以将 8分割后的非投影区间(区间b)作为1个周期的抖动周期发生抖动，由此对该8分割后的 每个期间(从第一期间到第八期间)分别设定不同的频率，从而在发生抖动的脉冲信号中使处于非投影区间(区间b)内的第一期间和第五期间的脉冲信号的频率与共振频率4相 近似。另外，作为抖动信号设定单元的CPUlOl对各非投影区间(区间b)分别设定不同 频率的脉冲信号。具体地说，如图11所示，例如，以将各非投影区间(区间b)的频率分别在6种频 率之间进行切换的方式设定使频率在包含共振频率fo的规定范围内发生抖动的脉冲信号， 从而使处于投影区间(区间a)的脉冲信号的频率与共振频率&相近似。另外，作为抖动信号设定单元的CPUlOl以将由投影区间(区间a)和非投影区间 (区间b)构成的1帧期间作为1个周期的方式设定频率发生抖动的脉冲信号。具体地说，如图12所示，例如，当设定使频率在包含共振频率&的规定范围内发 生抖动的脉冲信号，并利用抖动来将频率从低频率向高频率进行调制时或将频率从高频率 向低频率进行调制时，使频率暂时变为共振频率fo，由此使脉冲信号的频率与共振频率fo 相近似。这样，在本发明的激光投影仪100中，使频率在包含共振频率&的规定范围(Δ f) 内发生抖动，由此能够将发生抖动的脉冲信号中的任意一个脉冲信号生成为与共振频率f； 相近似的脉冲信号。并且，通过驱动信号生成部6所生成的脉冲信号来驱动电磁驱动型扫描反射镜4， 从而能够使电磁驱动型扫描反射镜4的左右的摆动幅度以共振频率为基准，所以能够在投 影屏S上显示理想的投影图像。另外，电磁驱动型扫描反射镜4的共振频率&可能会随着周围的温度变化等而变 动，但通过使频率在微小频率范围内发生抖动，能够一边维持电磁驱动型扫描反射镜4的 摆动幅度，一边进行频率跟踪以使驱动信号的脉冲频率与共振频率fo —致，因此，即使发生 了如上所述的变动，也能够保持理想的投影图像。另外，本发明的应用并不仅限于上述的实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内 能够进行适当的变更。例如，并不仅限定于将第一实施方式的处理(用于生成脉冲信号的处理，这里，该 脉冲信号具有无限接近于共振频率的特性的基本周期PRDbase和基本脉冲宽度PWbase)和 第二实施方式的处理(使频率在包含共振频率的规定范围内发生抖动，从而将发生抖动的 脉冲信号中的任意一个脉冲信号生成为与共振频率fo相近似的脉冲信号的处理)的组合， 例如，也可以分别独立地进行第一实施方式的处理和第二实施方式的处理。
权利要求
一种激光投影仪，具有激光光源，其用于照射激光，扫描单元，其利用来自上述激光光源的激光在投影面上的主扫描方向及副扫描方向上进行扫描，扫描信号生成单元，其生成脉冲信号，上述脉冲信号用于使上述扫描单元利用上述激光在主扫描方向上进行扫描，驱动单元，其根据上述扫描信号生成单元所生成的脉冲信号，使上述扫描单元在主扫描方向上往复进行扫描；使在主扫描方向上所扫描的上述激光的轨迹在与上述主扫描方向垂直的副扫描方向上排列，由此在上述投影面上形成图像，其特征在于，具有周期设定单元，该周期设定单元基于共振频率的周期来设定基本周期和补偿周期量，上述基本周期是指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的基本周期，上述补偿周期量是指，对相当于上述共振频率的周期和上述基本周期之间的差分的周期误差进行累积，从而能够根据上述时钟信号的分辨率来生成的补偿周期量，上述扫描信号生成单元生成上述周期设定单元所设定的上述基本周期的脉冲信号，并以为了得到上述补偿周期量所累积的上述周期误差的第一累积数目为单位，分别生成在上述基本周期上加上上述补偿周期量得到的脉冲信号。
2.根据权利要求1记载的激光投影仪，其特征在于，具有脉冲宽度设定单元，该脉冲宽度设定单元基于规定的脉冲宽度来设定基本脉冲宽 度和补偿脉冲宽度量，上述基本脉冲宽度是指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成 的脉冲信号的基本脉冲宽度，上述补偿脉冲宽度量是指，对与对应于上述共振频率的良好 的脉冲宽度和上述基本脉冲宽度之间的差分相当的脉冲宽度误差进行累积，从而能够根据 上述时钟信号的分辨率来生成的补偿脉冲宽度量，上述扫描信号生成单元生成上述脉冲宽度设定单元所设定的上述基本脉冲宽度的脉 冲信号，并以为了得到上述补偿脉冲宽度量所累积的上述脉冲宽度误差的第二累积数目为 单位，分别生成在上述基本脉冲宽度上加上上述补偿脉冲宽度量得到的脉冲信号。
3.根据权利要求1或2记载的激光投影仪，其特征在于，具有抖动信号设定单元，该抖动信号设定单元用于设定频率在包含上述共振频率的规 定范围内发生抖动的脉冲信号，上述扫描信号生成单元生成上述抖动信号设定单元所设定的脉冲信号。
4.根据权利要求3记载的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在主扫 描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投影面 上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始端的 副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元对由上述投影区间和上述非投影区间构成的每一帧分别设定 频率不同的脉冲信号。
5.根据权利要求3记载的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在主扫 描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投影面 上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始端的 副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元设定频率在上述非投影区间内发生抖动的脉冲信号。
6.根据权利要求3记载的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在主扫 描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投影面 上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始端的 副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元对各上述非投影区间分别设定不同频率的脉冲信号。
7.根据权利要求3记载的激光投影仪，其特征在于，具有投影区间和非投影区间，上述投影区间是指，上述扫描单元一边利用激光在主扫 描方向上进行扫描，一边向从始端到终端的副扫描方向切换扫描位置，从而在上述投影面 上形成图像的区间，上述非投影区间是指，上述扫描单元向从上述终端返回至上述始端的 副扫描方向切换扫描位置的区间，上述抖动信号设定单元以将由上述投影区间和上述非投影区间构成的1帧期间作为1 个周期的方式设定频率发生抖动的脉冲信号。
8.一种激光投影仪， 具有激光光源，其用于照射激光，扫描单元，其利用来自上述激光光源的激光在投影面上的主扫描方向及副扫描方向上 进行扫描，扫描信号生成单元，其生成脉冲信号，上述脉冲信号用于使上述扫描单元利用上述激 光在主扫描方向上进行扫描，驱动单元，其根据上述扫描信号生成单元所生成的脉冲信号，使上述扫描单元在主扫 描方向上往复进行扫描；使在主扫描方向上所扫描的上述激光的轨迹在与上述主扫描方向垂直的副扫描方向 上排列，由此在上述投影面上形成图像， 其特征在于， 具有周期设定单元，其基于共振频率的周期来设定基本周期和补偿周期量，上述基本周期 是指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的基本周期，上述补偿周期量 是指，对相当于上述共振频率的周期和上述基本周期之间的差分的周期误差进行累积，从 而能够根据上述时钟信号的分辨率来生成的补偿周期量，脉冲宽度设定单元，其基于规定的脉冲宽度来设定基本脉冲宽度和补偿脉冲宽度量， 上述基本脉冲宽度是指，能够根据规定的时钟信号的分辨率来生成的脉冲信号的基本脉冲 宽度，上述补偿脉冲宽度量是指，对与对应于上述共振频率的良好的脉冲宽度和上述基本3脉冲宽度之间的差分相当的脉冲宽度误差进行累积，从而能够根据上述时钟信号的分辨率 来生成的补偿脉冲宽度量，抖动信号设定单元，其用于设定频率在包含上述共振频率的规定范围内发生抖动的脉 冲信号；上述扫描信号生成单元生成上述周期设定单元所设定的上述基本周期的脉冲信号，并 以为了得到上述补偿周期量所累积的上述周期误差的第一累积数目为单位，分别生成在上 述基本周期上加上上述补偿周期量得到的脉冲信号，上述扫描信号生成单元生成上述脉冲宽度设定单元所设定的上述基本脉冲宽度的脉 冲信号，并以为了得到上述补偿脉冲宽度量所累积的上述脉冲宽度误差的第二累积数目为 单位，分别生成在上述基本脉冲宽度上加上上述补偿脉冲宽度量得到的脉冲信号， 上述扫描信号生成单元生成上述抖动信号设定单元所设定的脉冲信号。
全文摘要
本发明实现了能够显示理想的投影图像的激光投影仪。激光投影仪(100)由于时钟信号的分辨率的原因而无法生成具有电磁驱动型扫描反射镜(4)的固有共振频率的脉冲信号，但能够生成可根据时钟信号的分辨率来生成且具有无限接近于共振频率特性的基本周期(PRDbase)和基本脉冲宽度(PWbase)的脉冲信号，而且能够生成用于补偿该近似的脉冲信号中所包含的误差量的脉冲信号，所以能够以共振频率为基准的左右的摆动幅度驱动电磁驱动型扫描反射镜(4)，从而能够在投影屏(S)上显示理想的投影图像。
文档编号G02B26/10GK101893812SQ201010183339
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月20日 优先权日2009年5月20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