用于减少散斑效应的方法_4

文档序号:9620748阅读:来源:国知局
。典型地,这通过将两个MEMS微反射镜装置305a布置成使得其振荡轴垂直,以及使得其光学相通。
[0055]作为备选,并不在投影设备中提供两个MEMS微反射镜装置305a,而是可以将MEMS微反射镜装置305配置成使可移动部分4能够绕着两个垂直轴振荡;这将使单个MEMS微反射镜装置305的MEMS微反射镜8以二维(典型地沿着水平和垂直方向)扫描光。图5示出MEMS微反射镜装置305b,MEMS微反射镜装置305b配置成使得可移动部分4能够绕着两个垂直轴振荡。应该注意图3所示的投影设备具有如图5所示配置的MEMS微反射镜装置305。
[0056]MEMS微反射镜装置305b具有图4a和图4b所示的MEMES微反射镜装置305a的多个相同特征部件;但是,在MEMS微反射镜装置305b中,支承框2配置成可移动;支承框2配置成使之能够绕着第二振荡轴17振荡,第二振荡轴17垂直于第一振荡轴7。
[0057]MEMS微反射镜装置305b还包括固定部分12 (S卩,不可移动部分);支承框2通过第三和第四扭转臂13a和13b连接到固定部分12。第三和第四扭转臂13a和13b定义第二振荡轴17。将第二驱动线圈15连接到支承框2。此第二驱动线圈15也将被磁铁6生成的磁场“B”浸没。
[0058]第二驱动线圈15支承在支承框2上并连接到支承框2。第二驱动线圈15布置成从位于固定部分12上的第一电触点19a,沿着第三扭转臂13a,围绕支承框2的周缘延伸以及沿着第三扭转臂13a往回延伸到位于固定部分12上的第二电触点1%。应该注意第二驱动线圈15不沿着第四扭转臂13b延伸。
[0059]再者,在MEMS微反射镜装置305b中,第一驱动线圈5的第一和第二电触点9a、9b位于固定部分12上,以及由此,第一驱动线圈5布置成也沿着支承框2和第三和第四扭转臂延伸以便电连接到第一和第二电触点9a、9b。
[0060]第一支承框2、第一和第二扭转臂3a、3b、可移动部分4、微反射镜8和第一驱动线圈5、固定部分12、第二驱动线圈15、第三和第四扭转臂13a、13b统一地定义MEMS晶片90。MEMS晶片90安装在磁铁6上且与之固定(使用例如胶水),以使第一驱动线圈5浸没在磁铁6生成的磁场“B”中。优选地,MEMS晶片90在第一固定部分12处固定到磁铁6 ;这通常通过在MEMS晶片90的固定部分12与磁体6之间提供胶水来实现。
[0061]使用过程中,电流“i”流经第一驱动线圈5,第一驱动线圈5连接到可移动部分4。因为第一驱动线圈5浸没在磁铁6创建的磁场“B”中,所以第一驱动线圈5将提供拉普拉斯力,其将作用于可移动部分4。拉普拉斯力将驱使可移动部分4,以及由此驱使微反射镜8围绕第一振荡轴7振荡。电流“I”也流经第二驱动线圈15,第二驱动线圈15连接到支承框2。因为第二驱动线圈15也浸没在磁铁6创建的磁场‘B’中,所以第二驱动线圈15将提供拉普拉斯力,其将作用于支承框2。第二驱动线圈15作用于支承框2的拉普拉斯力将驱使支承框2以及由此驱使通过扭转臂13a、13b连接到支承框2的可移动部分4围绕第二振荡轴17振荡。相应地,MEMS微反射镜8将围绕垂直的第一和第二振荡轴7、17振荡。如果微反射镜8在其围绕垂直的第一和第二振荡轴7、17振荡时反射光,则反射的光将以二维,例如在水平和垂直方向上扫描。这将例如使得微反射镜8接收的组合光束能够例如以z字形或光栅图案扫描投影屏幕的区域。
[0062]图6是指示根据本发明的又一个方面的一种投影像素的方法中包含的步骤的流程图。该方法在投影设备,如图3所示的投影设备中执行。
[0063]该方法包括首先确定MEMS反射镜8在其完整的振荡振幅上的振荡速度;结合图5所示的投影设备300,这通过确定可移动部分4围绕其垂直的第一和第二振荡轴7、17振荡的速度(步骤(a))来实现。
[0064]接下来,确定(步骤(b))激光器301a_c接收到输入电流的瞬时与在表面303上定义最终光点310的瞬时之间的时间(其中由激光器301响应输入电流输出的光束定义光点)。
[0065]使用步骤(a)和(b)中分别计算的速度和时间,确定可用于投影图像的每个像素的时间(步骤(c))。例如,假定投影的图像302的每个像素在尺寸是0.02 m,以及MEMS反射镜振荡的振幅中心处,MEMS反射镜8以0.01 m/s的速度移动,并在激光器301a_c接收到输入电流的瞬时与在表面303上定义光点310的瞬时之间花费0.2秒。则可以计算可用于投影位于所投影的图像的中间的像素的时间量是1.8秒(S卩,(0.02/0.01) - 0.2)。对MEMS反射镜的总振荡振幅上的每个瞬时执行此步骤,以便确定可用于投影图像的每个像素的时间量。因为定义图像的每个像素的光束由MEMS反射镜8反射到表面303,所以将理解,MEMS反射镜8的位置(S卩,沿着其振荡的振幅的位置)对应于要投影的像素的位置;这样如果MEMS反射镜8位于其振荡振幅的末端,则投影位于图像边缘的像素,以及如果MEMS反射镜8位于其振荡振幅的中间,则投影位于图像中间的像素。
[0066]接下来,标识要投影的像素(步骤d))。这可以通过例如感测MEMS反射镜何时位于其振荡的最大角度,并根据该位置标识存储器缓存器中存储的对应像素来实现,其中该存储器缓存器已存储要投影的图像JtMEMS反射镜位于其最大振荡角度时所对应的像素计数,然后对正在从缓存器读取的像素的数量计数。可以通过标识MEMS反射镜8的位置来确定要投影的像素;例如,如果MEMS反射镜8位于其沿着两个振荡轴振荡的最大振幅处,则可以标识要投影位于投影的图像的角部的像素。
[0067]使用步骤(c)中确定的时间,然后标识可用于投影步骤(d)中标识的像素的时间量(步骤(e))。将可用于投影步骤(d)中标识的像素的时间量除以步骤(b)中确定的时间以获得参考值(f)。
[0068]最后,以η等于该参考值来执行如图1所示的步骤,以及其中单个主光点定义所述像素(步骤(g))。除了上文步骤(c)例外,将所有上文提到的步骤重复多次,以便投影累积地定义图像的多个像素。
[0069]在上文提到的方法的每一个中,可以在表面上持续地定义多个主光点。在备选实施例中,在表面上同时(而非持续地)定义多个主光点。图7是指示根据本发明的又一个实施例的一种减少散斑的方法中包含的步骤的流程图。在图7所示的方法中,在表面上同时地定义多个主光点。
[0070]图7所示的方法有多个与图1所示的方法相同的步骤,但是,图7所示的方法还包括使用DMD矩阵反射η个不同光束中每一个以使“η”个不同光束各在表面上定义“m”个辅助光点阵列的步骤。由此,使用“η”个不同光束中每一个以各在表面上定义“m”辅助光点。将来自“η”个不同光束中每一个的“m”个辅助光点的阵列叠加在表面上以定义“m”个主光点的阵列,其中“m”是大于或等于“2”的整数,以及“η”是大于或等于“2”的整数。典型地,“m”个主光点中每一个定义图像的像素。该方法由此包括向激光器持续地提供η个不同输入电流以使激光器持续地输出“η”个不同光束的步骤,其中“η”个不同光束中每一个定义表面上的辅助光点,其中“η”是大于1的整数值(步骤(a));以及使用DMD矩阵反射“η”个不同光束中每一个以使“η”个不同光束中每一个在投影表面上各定义“m”个辅助光点的阵列(步骤(b));然后叠加“m”个辅助光点的“η”个阵列(步骤(c))。
[0071]例如,为了将图像投影到表面上,可以向投影设备内的激光器提供第一输入电流,以使激光器输出第一光束。优选地,第一输入电流高于激光器的阈值电流。由DMD矩阵将第一光束反射到表面,以使第一光束在表面上定义“m”个辅助光点的阵列,“m”是大于或等于“1”的整数以及典型地等于要投影的图像中的像素的数量。然后向投影设备内的激光器提供第二输入电流,第二输入电流优选地不同于第一输入电流且也高于激光器的阈值电流,以使激光器输出第二光束;第二光束由DMD矩阵反射到表面,以使第二光束也在表面上定义“m”个辅助光点的阵列。将第二光束定义的“m”个辅助光点的阵列叠加在主光束定义的“m”个辅助光点的阵列上,以在表面上定义图像的像素。优选地,在表面上定义第二光束定义的“m”个辅助光点的时间加上在表面上定义主光束定义的“m”个辅助光点的时间介于
10ms - 50 ms之间;这将确保图像的所有像素将对于人类肉眼看上去像是在表面上同时定义的。
[0072]将理解,虽然在上文示例中,仅向激光器提供第一和第二输入电流,以便仅使用第一和第二光束,但是可以向激光器提供大于“ 2 ”的任何数量的输入电流,以便可以叠加任何
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