通过应用激光显示图像的图像显示装置的制作方法

专利名称：通过应用激光显示图像的图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示装置，更具体地说，涉及通过使用激光照射 投影平面显示图像的图像显示装置。
背景技术：
通过在投影平面如屏幕或墙壁上应用激光显示图像的图像显示 装置包括所谓的激光投影仪。在激光投影仪中，为了以全彩色重现图 像，需要准备红、绿和蓝三种基色的激光。下面提出了有关以这种方 式使用激光进行图^~显示的配置。
曰本专利公开号2003-0051 IO公开了一种驱动光源的定时和调制 定时互相同步的配置。为此目的，准备了用于检测光数量的特殊模式。 公开了 一种防止此模式被投影的配置。
曰本专利公开号2007-114526公开了一种获得关于光点扫描的4立 移的信息的配置。
日本专利公开号2007-003687公开了 一种配置，其中在图像通过 二维扫描显示时，光源部件的驱动根据来自光接收部件的输出信号、 通过检测扫描部件和光源部件的故障来控制。
日本专利公开号2005-242036公开了 一种通过多光源4交正光点4立 置的配置。
日本专利公开号2005-077431公开了 一种能够准确4企测同步信号 以允许显示和查看图像质量优良的图像的设备。
诸如激光投影仪等通过在投影平面上应用激光显示图像的设备 包括如激光二^l管作为光源。已知在激光二极管长期通电时，激光二 极管本身的温度会变化，并且随着温度变化，响应特征会变化。换言之，相对应用于激光二极管来驱动的电流大小的光输出数量随温度升 高而减少。因此，在室温下规定灰度应达到的光数量在温度升高时无 法达到，以使得显示图像的图像质量下降。所以，希望使用简单配置 适当维持显示图像的图像质量，而无视此类响应特征变化。
在这方面，日本专利公开号2003-005110提出，准备特殊模式信 息，监视通过根据模式信息驱动激光二极管来输出的光数量，以及根 据监视结果更新激光二极管的驱动电流的参考值。但是，需要准备特 殊模式信息。此外，需要特殊控制以使得根据模式信息的图像不显示， 从而使配置复杂化。
此外，上述日本专利z^开号2007-114526、 2007-003687 、 2005-242036及2005-077431未公开校正光源输出变化的具体技术。

发明内容
本发明的目的是使用简单配置提供校正激光器输出光数量的变 化的图像显示装置。
为了实现上述目的，根据本发明一个方面的图像显示装置通过4吏 用激光照射投影平面同时在垂直和水平方向上对其进行扫描来显示 图像。具体地说，图像显示装置包括激光器，根据驱动信号驱动该 激光器从而输出具有基于灰度信号的光数量，而该灰度信号是根据图 像数据的；检测由激光照射的投影平面的扫描位置的扫描位置检测单 元；根据由扫描位置检测单元检测的扫描位置，生成和输出指定激光 器驱动定时的垂直同步信号和水平同步信号的垂直水平同步信号生 成单元；根据生成的垂直同步信号和水平同步信号以及图像数据生成 像素同步信号并且作为驱动信号输出生成的像素同步信号的驱动信 号生成单元；区域检测单元；检测由激光器输出的激光的光数量的光 数量检测单元；以及校正灰度信号的信号校正单元。区域检测单元接 收垂直同步信号和水平同步信号以及像素同步信号，并且根据接收的 同步信号检测对应于图像规定区域的部分在投影平面上是否被激光扫描。
在区域检测单元检测到对应于图像规定区域的部分在投影平面 上被激光扫描时，信号校正单元根据光数量检测单元检测到的光数量 以及为显示对应于规定区域的图像要从激光器输出的规定光数量之 间的差值校正灰度信号，并且输出校正的灰度信号到激光器。
扫描位置检测单元优选包括光检测单元，检测从激光器向投影平 面的规定扫描位置应用的激光的光路径中的激光。在投影平面上激光 的扫描位置根据从4企测到激光的时间点经过的时间和规定的扫描位 置来检测。
区域检测单元优选包括坐标;险测单元，通过4姿照垂直和水平方向 的坐标，基于接收的同步信号，检测投影平面上应用激光的位置；以 及坐标对比单元，将指定对应于规定区域的部分的规定坐标与坐标检
测单元^r测到的坐标对比以输出对比结果。对比结果指定对应于图傳_ 规定区域的部分在投影平面上是否被激光扫描。
在区域检测单元检测到对应于图像规定区域的部分在投影平面 上被激光扫描时，信号校正单元优选根据差值以及指示激光器在室温 下输出的激光的光数量与灰度信号大小之间相关性的规定特征值来 校正灰度信号。
图像数据优选包括对应于要显示的内容的源图像数据和要显示 的图像显示装置所独有的、用于从外部提供指令给图像显示装置的接 口的图像的数据。规定区域是指对应于接口的图像的区域。
对应于接口的图像的区域优选是围绕接口的图像的类似框架的 区域，以便将接口区域图像与源图像分开。
对应于接口的图像的区域优选是显示用作接口的图像的背景的 图像的区域。
规定区域优选是对应于接口的图像的部分或全部区域。 根据本发明，激光器的驱动信号可以使用要显示图像的规定区域 中的已知图像数据来校正。因此，即使在输出用于在规定区域之外的其它区域中显示图像的激光期间激光器的输出光数量发生变化，可通 过校正输出变化提高激光的输出控制精度。因此，即使没有准备用于 校正输出变化的特殊图像模式，由于激光器的输出变化会发生的有关 显示图像的灰度表示的错误会减少。因此，即使使用简单配置，也可 以显示高质量图像。
通过结合附图阅读以下对本发明的详细说明，本发明的上迷及其 它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。


图1是根据本发明的一个实施例的图像显示装置的示意配置图。
图2A和图2B是显示根据所述实施例的光电检测器的示范配置 的示图。
图3是显示根据所述实施例的系统控制部分的功能配置的示图。
图4是说明根据所述实施例的光点扫描的示图。
图5是显示根据所述实施例的反射镜驱动控制部分的配置的示图。
图6是显示根据所述实施例的驱动信号和同步信号的定时的示图。
图7是显示所述实施例的驱动模式数据的示图。 图8是显示根据所述实施例的反射镜监视部分的配置的示图。 图9是显示根据所述实施例的结合反射镜提供的光电检测器的 示图。
图10是显示根据所述实施例的校正区域检测部分的示范配置的 示图。
图11是显示根据所述实施例的坐标对比部分的配置的示图。 图12是显示由根据所述实施例的校正区域检测部分检测的校正 区域的示例的示图。
图13是显示在检测到图12中的校正区域时校正区域检测部分的操作的时序图。
图14A和图14B是显示根据所述实施例的校正量推导部分的配 置的示图。
图15是显示根据所述实施例更新和保持校正量的定时的示图。 图16A、图16B和图16C是显示投影平面中的校正区域布置的 示图。
图17是说明根据所述实施例的激光二极管的特征的示图。
图18是显示根据所述实施例的激光器控制部分的示范配置的示图。
图19是根据所述实施例的流程的流程图。
具体实施例方式
接下来将参照附图来说明本发明的实施例。在以下说明中，相同 部件以相同字符表示。命名和功能也相同。因此，其详细说明将不会 重复。
图1显示根据本发明实施例的图像显示装置300的示意配置。图 像显示装置300通过从光源输出的二维扫描光根据图像数据在投影 平面112上形成并显示图像。扫描方向包括水平扫描方向和垂直扫描 方向。在显示操作中，图像显示装置300校正作为光源的激光二极管 (下文中也称为LD)的输出变化。
这里，为了简单起见，投影平面112的显示区域和由图像数据指 示的图像的形状和尺寸(size)具有对应关系。假定两者均为二维坐 标的平面区域，各由互相正交的两条线(X轴和Y轴)定义。X轴延伸 的方向对应于水平扫描方向，而Y轴延伸的方向对应于垂直扫描方 向。
在所述实施例中，在图像显示装置300的显示操作中，例如，如 图16A-图16C所示，在投影平面112上的源图像显示区域62和UI(用 户接口)显示区域63中显示图像。在源图像显示区域62中，显示要显示的内容(广播节目、电影等)所独有的图像。在UI显示区域63中， 显示用于用户操作图像显示装置300的指令数据的图像。用户可以通 过输入UI显示区域63上出现的指令数据操作图像显示装置300。
在UI显示区域63中，根据预先存储在图像显示装置300的存储 器中的独有图像(下文称作独有图像)的数据，显示独有图像。UI显示 区域63具有用于校正LD输出变化的校正区域64。
如图16A和图16B中所示，校正区域64对应于围绕UI显示区 域63的类似框架的区域(图中的阴影区域)以将源图像显示区域62与 UI显示区域63分开。或者，如图16C中所示，^f交正区域64对应于 图像用作UI显示区域63中的指令数据的图像的背景的区域(图中的 阴影区域)。
注意，为了简单起见，在所述实施例中，区域布置假定如图16A 中所示。
图像显示装置300根据独有图像在投影平面112上执行校正梯: 作，其持续时间是扫描激光的时段的一部分，即，在检测到根据校正 区域64中的调制图像数据的结果驱动LD以发光的时候。换言之， 检测根据出现在对应于图像数据上的校正区域的特定位置处的特定 模式应用激光的定时，并且在检测的定时监视光数量以基于监视结果 校正用于驱动激光器的信号。在校正中，测量对应于此特定模式在校 正区域64中为图像显示应用的激光强度，并且基于测量结果校正激 光器驱动信号，以使得激光器的输出大小根据校正区域64的像素值 达到适当的大小。这样校正了激光器输出变化。这里，激光强度对应 于亮度并由发光数量指示。
参照图1,图像显示装置300包括作为光源的红色激光器354, 是输出红色激光的LD;绿色激光器356,是输出绿色激光的LD;以 及蓝色激光器357，是输出蓝色激光的LD。图像显示装置300还包 括从各激光器接收三种激光输出并对其进行合成用于输出的光学合 成部分3612;从光学合成部分3612(三种颜色混合光束的光)接收合MEMS(微电子机械系统)振动的反射镜372;由PD(光电二极管)组成 的光电^企测器370;以及系统控制部分400。
由MEMS振动反射镜372以实现入射镜面上并在镜面处反射的 激光在投影平面112上的点的移动。换言之，反射镜372由系统控制 部分400提供的反射镜驱动信号440振动。振动使入射镜面上的激光 的反射角变化，从而控制在反射镜372处反射并随后应用于投影平面 112的激光点的位置。在图像显示操作中，反射镜372基于提供的反 射镜驱动信号440振动。结合振动，在镜面处反射并应用于投影平面 112的激光点在按照X轴和Y轴的方向上移动。这样，如图l所示， 点在箭头方向上从左上端(坐标起点)移向投影平面112的右下端，以 使得图像显示在投影平面112上。
分束器363接收和分割从光学合成部分3612输出的激光，并且 输出分割的激光之一至反射镜372以及输出另一激光至光电检测器 370。从分束器363输出至反射镜372的激光具有足够在投影平面112 上显示图像的光数量。
在收到激光时，光电检测器370执行光电转换以向系统控制部分 400输出光检测信号390，光检测信号390是对应于"t妄收的激光凄t量 的某个大小的电流信号。光检测信号390指示激光强度。
图2A和图2B显示根据所述实施例的光电检测器370的示范配 置。参照图2A，光电检测器370具有用于检测对应光的区域381、 382、 383，分别对应具有红色波长的光、具有绿色波长的光以及具有 蓝色波长的光。这些区域的每一个由光电二极管384和滤色器385整 体构成。具体地说，在每个区域中，滤色器385整体连接到光电二极 管384的光接收表面。每个区域的滤色器具有只允许具有对应于该区 域的波长的光通过的属性。因此，在每个区域中，只有对应颜色的光 通过滤色器385并被光电二极管384检测。光电二极管384在区域 381-383中检测到的光被转换成光检测信号391-393用于输出，光检测信号391-393是对应于接收的光数量的电流信号。光检测信号390 包括光检测信号391-393。
这里，假定校正区域64的像素由红、绿和蓝三种基色组成，所 以光电检测器370具有图2A中的配置。但是，本发明不限于此。例 如，可采用图2B中所示的简化配置。
在图2B中，光电检测器370可包括具有允许图像显示装置300 的LD应用的所有波长的光通过的属性的过滤器386以取代滤色器 385,并且可由过滤器386和光电二极管384组成。过滤器386在光 电二极管384的光接收表面上整体形成。在这种情况下，光输出校正 部分404(下文将说明)用于检测和更新在每个不同时间每个LD的驱 动信号的校正量。
参照图3,系统控制部分400包括光源控制部分401、控制投影 平面112上的激光扫描的扫描控制部分402、中央控制部分403以及 定时控制部分422。
光源控制部分401包括光学输出校正部分404、控制各激光器 354、 356、 357的驱动的激光器控制部分411、调制部分421以及存 储器420。光学输出校正部分404包括校正区域检测部分412和校正 量推导部分413。
扫描控制部分402包括用于通过振动反射镜372控制镜面倾斜的 反射镜驱动控制部分416。
中央控制部分403包括控制其它每个部分的CPU(中央处理单 元)418和存储器420。 CPU418具有控制每个定时控制部分422、扫 描控制部分402和光源控制部分401的功能。
定时控制部分422包括时钟电路4221和反射镜监一见部分4222, 如下文所述。
图像显示装置300还包括操作面板430和与中央控制部分403相 连的外部存储器I/F(接口的缩写)431。操作面板430包含按钮、开关 等，由用户操作以输入控制装置操作的指令至CPU418。外部存储器I/F 431从未示出的外部存储器读取数据433并将其提供给CPU 418。 CPU 418将接收的数据433存储到存储器420中。数据433指示用于 在区域62中显示图像的图像数据，如图16A-图16C所示。
光学输出校正部分404基于从定时控制部分422应用的位置信号 423、来自CPU 418的控制信号以及从光电检测器370应用的光检测 信号390控制激光器控制部分411的操作。
在要显示图像时，由CPU 418从存储器420读取区域62-64的图 像数据。存储器420中的图像数据包括诸如指示每个像素的灰度的灰 度数据、帧率、图像尺寸、图像分辨率和水平扫描一行的像素数量之 类的数据。
CPU 418将从存储器420读取的灰度数据提供给调制部分421, 该提供与内部生成的时钟CLK同步。调制部分421调制提供的灰度 数据并随后将调制的数据提供给激光器控制部分411。此外，如下文 所述由定时控制部分422生成的像素同步信号523通过调制部分421 进行调制并随后应用于激光器控制部分411。因此，激光器控制部分 411根据接收的灰度数据基于调制的信号451、 452和453控制每个 LD的发光数量，并且还控制与接收的调制的像素同步信号523同步 的每个LD的发光定时。
定时控制部分422生成用于振动反射镜372的信号并将其提供给 反射镜驱动控制部分416。反射镜驱动控制信号416基于接收的信号 生成控制反射镜372的信号以输出至反射镜372。反射镜372的振动 由该控制信号控制。此外，定时控制部分422检测指示激光在投影平 面112上的扫描位置的位置信号423,即，要使用LD的发射光照射 的位置，并将其输出至^f交正区域检测部分412。
现在将描述位置信号423的检测。图像显示装置300包括光源和 扫描装置，扫描在XY二维方向上从光源输出至投影平面112上的光。 具体地说，光源是激光器354、 356和357，并且扫描装置对应于反 射镜372。通过振动反射镜372，使得光束在投影平面112上沿XY二维方 向移动，对光点进行扫描以使得光点沿某个形成矩形区域同时反复绘 出水平线的路径。参照图4，在扫描从投影平面112的左上端进行到 右下端方向时，执行扫描的方式使得从光源输出的光点经过(XQ， Y0)、 (Xl， Y0)、 (X2, Y0)、…、(Xm, Y0)、 (Xm， Yl)、…、(X0， Yl)、 (XO, Y2)、…。 这里，要扫描的区域的 一部分对应于投影区域(显示图像的区域)。
假定投影区域由对应于图像数据的像素(O, O)至像素(m, n)的多个 部分组成。在光扫描对应于每个像素的部分时，光源被驱动以根据对 应于每个像素的灰度输出光，以便在投影平面112上形成图像。通过 这种方式，在所述实施例中，根据投影平面112上的光扫描驱动光源。 下面将对此进行具体说明。
参照图5，反射镜驱动控制部分416包括驱动电路4161、时钟分 配器(clock divider)部分4162、 DAC(数模转换器)4163、存储器4164 以及为存储器4164提供的1/F(接口的缩写)4165。现在将描述反射镜 驱动控制部分416生成控制反射镜372的振动的信号。
反射镜驱动控制部分416生成并输出用于在水平方向上振动反 射镜372的水平驱动信号441以及用于在垂直方向上振动反射镜372 的垂直驱动信号442,作为振动反射镜372的驱动信号440。
图6示意显示水平驱动信号441、垂直驱动信号442以及同步信 号的时间图。
首先，将描述水平驱动信号441的生成。
为了在水平方向上谐振地驱动反射镜372,时钟分配器部分4162 接收从定时控制部分422的时钟电路4221供应的时钟443，并根据 规定的分配比将接收的时钟443分配以便输出。这样，具有与作为反 射镜372在水平方向上振动频率的谐振频率相同频率的矩形波信号 生成并输出到驱动电路4161。驱动电路4161对从时钟分配器部分 4162接收的矩形波信号进行放大和整形，并由此生成和输出水平驱 动信号441(见图6)。这里，反射镜372水平方向上的谐振频率是反射镜372所独有的值并且对应于图像显示装置300在投影平面112上 呈现的图像的分辨率。因此，时钟分配器部分4162的分配比根据CPU 418从存储器420读取的图像的分辨率数据预定。 现在将描述垂直驱动信号442的生成。
根据DC(直流)信号驱动反射镜372以在垂直方向上振动。对应 于垂直方向上的一个来回扫描的驱动模式数据DPD预先存储在存储 器4164中。驱动模式数据DPD在图7中示意显示。驱动模式数据 DPD指示与一帧中扫描时间FT相关联的驱动信号大小数据。 一帧扫 描时间FT在开始和结束(图7中的时间点ST和ET)时指定并且根据 从存储器420读取的帧率确定。投影平面112上的光点在帧扫描时间 FT的开始(图7中的时间点ST)定位于图4中的(XO, Y0),并且在驱动 信号大小指定对应于驱动波形底部的值时(图7中的时间点BT)定位 于图4中的(Xm， Yn)。
I/F 4165与从时钟分配器部分4162输出的时钟444同步地从存储 器4164读取驱动模式数据DPD。读取的驱动模式数据DPD被应用 于DAC 4163。 DAC 4163将驱动模式数据DPD转换成模拟信号以与 从时钟分配器部分4162输入的时钟444同步地输出至驱动电赠， 4161。驱动电^各4161接收从DAC 4163应用的驱动冲莫式信号并且对 输入的信号执行波整形、放大等以便与时钟444同步输出。结果，垂 直驱动信号442(见图6)生成并由驱动电路4161输出。
这里，时钟444由分配从定时控制部分422供应的时钟信号443 的频率的时钟分配器部分4162生成。时钟444是具有允许反射镜372 在1/帧率(对应于图7中的一帧扫描时间FT)的时间内使用上述驱动模 式数据DPD往复运动的频率的信号。此外，驱动模式数据DPD具有 在投影平面112上沿垂直方向扫描光点的时段中直线地操作反射镜 372的波形形状。具体地说，如图7中所示，在垂直方向上一个来回 扫描的时段(周期)的末尾处存在用于与水平驱动信号同步的时段 SST。参照图8，将描述定时控制部分422的反射镜监视部分4222。
反射镜监视部分4222包括垂直位置检测部分4223、水平位置4企 测部分4224、垂直同步信号生成部分4225、具有表4229的水平同步 信号生成部分4226以及像素同步信号生成部分4227。
图像显示装置300配备有光电检测器4228用于结合反射镜372 监视反射镜372的运动。光电检测器4228具有与图2B类似的配置， 并且如图9中所示，在反射镜372处反射的光向投影平面112行进的 光学路径进程中提供。
现在将描述水平位置检测部分4224在水平方向上进行的光扫描 位置检测。
提供的光电检测器4228被引导到投影平面112上沿水平方向的 规定扫描位置(下文中称作规定水平位置)并且固定在来自反射镜372 的反射光行进的光学路径上。预先通过试验等检测要安装光电检测器 4228的位置。
光电检测器4228接收向投影平面112上的规定水平位置输出的 光束并且作为响应输出检测信号至水平位置检测部分4224。水平位 置检测部分4224从光电检测器4228接收检测信号以检测接收的定时 是否是光点应用于规定水平位置的定时。这里，由于谐振地驱动反射 镜372,水平位置4企测部分4224可以根据预先存储的数据Dl和自光 通过光电才企测器4228以来经过的时间来检测投影平面112上当前光 束在水平方向上的点位置。数据D1是在投影平面112上指定规定水 平位置的数据。此外，经过的时间根据从CPU 418应用的时钟CLK 来计算。时钟CLK根据CPU 418从存储器420读取的分辨率数据和 图像数据的帧率生成并输出。因此，水平位置检测部分4224检测到 的位置是指图4中左侧的任何位置(X0， Y0) - (Xm, Ym)。
垂直位置4企测部分4223纟企测4殳影平面112上沿垂直方向的当前 点位置。垂直位置检测部分4223与时钟444同步接收从存储器4164 中按时间前后顺序读取的垂直驱动模式数据DPD，并且根据接收的垂直驱动模式数据DPD中所含的时间数据检测垂直方向上的当前点 位置。此时间数据是指对应于图7中横坐标轴上的时间分量的数据。 如上所述，可以检测到通过反射镜372的谐振在投影平面112上 的光扫描位置。
接着，将描述生成垂直同步信号521、水平同步信号522以及用 于指定光源的驱动定时的像素同步信号523的方法。
垂直同步信号生成部分4225生成并输出垂直同步信号521。具 体地说，垂直同步信号生成部分4225接收从垂直位置检测部分4223 输出的垂直扫描位置检测信号以及从水平位置检测部分4224输出的 水平扫描位置检测信号，并且在检测到反射镜372定位成使得光点定 位于投影平面112的垂直最高部分上(对应于水平同步部分)，并且使 得检测到已经过了一帧的扫描时间以及光已经通过规定的水平位置 时，根据接收的信号输出脉冲信号。此脉冲信号对应于在图6中指定 垂直扫描时段VTS的垂直同步信号V。
水平同步信号生成部分4226生成并输出水平同步信号522。具 体地说，水平同步信号生成部分4226接收从水平位置检测部分4224 输出的水平扫描位置检测信号，并且在检测到光束通过规定的水平位 置后经过由输入时钟CLK计算的规定延迟时间之时，根据接收的信 号输出脉沖信号。此脉冲信号对应于在图6中指定水平扫描时段HTS 的水平同步信号H。
这个用于生成水平同步信号的延迟时间根据从表4229读取的数 据为每个图像显示装置300确定。换言之，每个水平驱动信号441的 频率和相应延迟时间的数据预先存储在水平同步信号生成部分4226
的表4229中。水平同步信号生成部分4226接收从反射镜监^L部分 4222接收的水平驱动信号441,检测其频率并且基于检测的频率搜索 表4229以读取相应延迟时间的数据。
像素同步信号生成部分4227生成并输出像素同步信号523。在 图6中，像素同步信号523由时钟脉冲信号P表示。参照图4,像素同步信号523是指指示驱动LD的定时的信号，该定时根据由调制每 个像素的值(像素(O, O)至像素(m, n))以构成要显示的图像的调制部分 421获得的结果确定。
具体地说，像素同步信号生成部分4227接收上述水平驱动信号 441并且4企测接收的水平驱动信号441的频率。然后，根据检测的频 率，检测光点通过投影平面112的水平扫描一行(horizontal scan one line)所需的时间t。然后，冲企测通过将4企测的时间t除以对应于水平扫 描一行的像素数量获得的时间。检测的时间对应于时钟脉冲宽度。注 意，用于检测时钟脉沖宽度的对应于水平扫描一行的像素数量由CPU 418从存储器420读取的像素数量数据4331指定。
像素同步信号生成部分4227接收从水平同步信号生成部分4226 输出的水平同步信号522。每次根据接收的水平同步信号522检测脉 冲信号(图6中的水平同步信号h),对应于上述时钟脉沖宽度的时钟 脉冲信号P连续生成并输出。因此，这个时钟脉冲信号P通过图6 中 一个水平扫描时段hts中的水平扫描一行的像素数量输出。
参照图10,将描述4交正区域才企测部分412的配置。4交正区域枱r 测部分412包括坐标对比部分500、 4交正区域规才各寄存器部分501、 Y计数器502以及X计数器503，用于控制操作校正量推导部分413 的定时。校正区域检测部分412根据调制校正区域64的数据的结果 检测驱动LD的定时，校正区域64是用于校正量推导中的像素模式 区域。
校正区域规格寄存器部分501输出信号510、 511和512为应用 于投影平面112上的一帧的每个图像指定校正区域64。信号510、511 和512分别对应于红色、绿色和蓝色激光的信号。
坐标对比部分500包括坐标对比器601、 602和603，分别对应 于红色、绿色和蓝色激光，如图5中所示。
Y计数器502和X计数器503分别输出信号504和505以分别4姿 照Y轴延伸的垂直方向和X轴延伸的水平方向逐个像素地在投影平面112上指定扫描位置。由信号504和505指定的扫描位置对应要应 用于投影平面112的激光的点位置。
Y计数器502具有复位端子520,接收指定一帧的扫描时段(一个 垂直扫描时段)的垂直同步信号521，随后在每次输入指定一个水平扫 描时段的水平同步信号522时，执行计数操作输出输出信号504至坐 标对比部分500以指示计数值。在操作中，当提供垂直同步信号521 给复位端子520以指定一帧的图像显示结束时，Y计数器502的计数 值^皮复位并且输出信号504#:复位。
X计数器503具有复位端子530，接收指定一个水平扫描时段的 水平同步信号522，随后在每次输入指定要扫描的像素位置的像素同 步信号523时，执行计数操作以输出输出信号505至坐标对比部分 500以指示计数值。在操作中，当提供水平同步信号522给复位端子 530以指定一个水平扫描时段结束时，X计数器503的计数值被复位 并且输出信号505被复位。
垂直同步信号521、水平同步信号522以及像素同步信号523对 应基于图像数据的位置信号423,图像数据逐个像素地指示图像的当 前扫描位置，其从定时控制部分422提供。位置信号423指定在显示 像素(图4中的任何像素(O, 0) - (m, n))时投影平面112上激光的点位 置。因此，输出信号504和505指定要使用激光按照地址(x, y)在投影 平面112上照射的位置(点位置)，地址(x,y)对应于由输出信号505和 504指示的计数值。
坐标对比部分500具有分别对应于红色激光、绿色激光和蓝色激 光的坐标对比器601、 602和603。每个坐标对比器并行接收输出信 号504和505。此外，坐标对比器601、 602和603分别乂人校正区域 规格寄存器部分501接收信号510、 511和512,指示指定校正区域 64的投影平面112上的地址(x, y)。校正区域寄存器部分501读取预 先存储在未示出内部寄存器中的指定图16A中投影平面112上区域 64的相应部分的坐标的地址(x,y)，并将其作为信号510、 511和512输出。
这里，图像逐帧显示。例如，图像使用每秒60帧构成，并且根
据图16A中的布置每个帧具有区域62、 63和64。这里，为了简单起 见，假定帧对应于由互相正交的X轴和Y轴定义的二维平面上的矩 形图像，并且投影平面112也是矩形。
坐标对比器601、 602和603分别对比由信号510、 511和512指 示的、对应于校正区域64的部分的地址(x, y)与由信号504和505指 示的、对应于当前激光在投影平面112上的点位置的地址(x,y)。基于 对比结果，生成并输出校正定时指定信号506、 507和508以指定用 于推导校正量的定时。坐标对比器601、 602和603的每一个接收垂 直同步信号521，并且在每次由垂直同步信号521指定的一帧显示结 束(一个垂直扫描时段的结束)时复位输出信号。
具体地说，在基于以上识别的对比结果检测到上述两个地址互相 一致时，即，检测到激光当前正在扫描对应于投影平面112上的校正 区域64的部分时，校正定时指定信号506-508被设置为大小"H"用 于输出。在检测到上述两个地址互相不一致时，即，^r测到激光当前 正在扫描对应于投影平面112上的校正区域64的部分之外的区域时， 校正定时指定信号506-508被设置为大小"L"用于输出。因此，对 于每个校正定时指定信号506-508的大小"H"的时段，指定了驱动 LD以按照对应于校正区域64的特定位置呈现的特定模式应用激光 的定时。在这个时段中，指定了它是校正应用相应颜色的激光的LD 输出变化的定时。
图12显示由校正区域检测部分412检测的校正区域的示例，图 13显示用于说明在检测图12中的校正区域时校正区域检测部分412 的操作的时间图。参照图12，假定帧具有由连接两个坐标(Pxs, Py) 和(Pxe, Py)的线上的一行像素指定的校正区域700。这里，虽然为了 便于说明，以简单方式显示校正区域700,校正区域700的处理可采 用与校正区域64相似的处理。参照图13，指定X轴方向上的扫描的信号505在一帧的扫描时 段内周期性地通过投影平面112的X轴方向上的坐标Pxs和Pxe。另 一方面，指定Y轴方向上的扫描的信号504在扫描一帧的时段内如 图13所示变化。因此，例如，图13中从坐标对比器601输出的信号 506仅在指定图12中的校正区域700的时段内达到大小"H"，并且 达到大小"L"用于在另一时段输出。这个大小"H"的时段是指定 校正区域700的时段。换言之，会通知校正量推导部分413它是指定 驱动LD以按照在图像数据上对应于校正区域700的特定位置中呈现 的特定模式应用激光的定时的时段。其它信号507和508的情况相同。
参照图14A和图14B,将描述校正量推导部分413。为了推导激 光器驱动信号的校正量，校正量推导部分413具有放大部分509和分 别对应于红色激光器354、绿色激光器356和蓝色激光器357的校正 量推导单元581、 582和583。校正量推导单元存储相应表571-573 并且接收从相应颜色光的坐标对比器输出的各个信号506、 507和 508。此外，相应颜色光的光^r测信号391、 392和393通过》文大部分 509放大并在之后提供。放大的光检测信号391、 392和393是指电 压信号。而且，预先存储在存储器420中的参考数据由调制部分421 读取并转换成参考信号491、 492和493，随后提供给各个校正量推 导单元。
在操作中，4交正量推导单元581、 582和583检测相应光4企测信 号391、 392和393与相应参考信号491、 492和493之间的信号大小 差值，并且根据差值搜索相应表571-573。。通过搜索从表中读取的 数据作为相应校正量指定信号591、 592和593输出。稍后将描述表 571-573的数据。
这里，将描述校正量推导单元581、 582和583进行的校正量推 导过程。校正量推导单元581、 582和583的每一个相似地配置和操: 作，并且因此，这里将^1正量推导单元581作为代表示例并参照图 15进行描述。校正量推导单元581用于为指定校正定时的输入信号506处于大 小"H"的时段(见图15中的校正量更新时段601)重新推导校正量。 在校正量更新时l爻601中，校正量推导单元581对比乂人光电^r测器 370输出的光检测信号391与输入参考信号491,根据对比结果所指 示的它们之间的信号大小差值生成校正量，并且将其作为校正量指定 信号591输出至激光器控制部分411。在校正量更新时段601中推导 的校正量被保存并且在紧接之后的校正量保存时段(图15中的时段 602)中被输出。在下一个校正量时段601开始之前，该校正量一直保 存。
因此，每次指定图像数据上应用激光到校正区域700的定时的时 候，都会推导新的校正量。这里，由于形成校正区域700中的像素的 每种颜色的激光的灰度大小(level)已预定，参考信号491是指定这 个预定灰度大小的电压信号。校正量推导单元581对比光检测信号 391与参考信号491的电压大小，并且根据基于对比的差值输出电压 信号作为校正量指定信号591。
这里，将描述校正量推导单元581确定校正量的过程。图17显 示LD的斜度效率(输出光强度/驱动电流I(mA))。如图17中所示，应 用于LD的阈值电流和斜度效率(输出光强度/马区动电流I(mA))受LD 装置本身的温度变化影响而变化。换言之，在长时间对LD通电时， LD的结合部分会产生热量并且LD装置本身的温度会升高。随着温 度升高，可以输出的最大光强度降低，从而缩小LD的工作范围。这 个工作范围对应于控制图像显示中的灰度的灰度控制区域El、 E2。 在图17中，LD处于室温时，斜度效率根据直线H1变化，温度升高 时，斜度效率根据直线H2变化。
这样，例如，假定图像按照图像数据指定的灰度数据以0-25的 灰度显示，在室温下，LD随着阈值电流Il的应用开始发射，之后， 通过增大驱动电流I可以显示最多"255"的灰度(最大亮度MAX)。 从阈值电流II到显示最大灰度时应用的电流的范围被称作灰度控制区域E1，并且通过将驱动电流I控制在灰度控制区域E1所指示的范
围中，可以显示灰度"0"至灰度"255"。
另一方面，在LD本身的温度由于长时间通电而升高时，斜度效 率按照直线H2变化。换言之，在应用阈值电流I2(〉I1)时LD开始发 射。相应地，在温度升高时，即使驱动电流I控制在灰度控制区域 El中也无法显示所需的灰度。例如，即使对显示灰度"255"应用灰 度控制区域E1中的最大驱动电流I，也只能获得LD辐射光的光强度 L的CN(〈MAX),并且强度减少了差值D(MAX-CN)。因此，在温度 升高时，即使按照作为室温下的特征的直线Hl控制驱动电流I,也 无法按照图像数据指定的灰度显示图像，从而降低显示图像的图<象质 量。
为了克服上述缺点，在所述实施例中，在每个校正量更新时段 601会校正每个LD的驱动电流I。换言之，通过利用校正区域64中 的图像以规定灰度显示，校正量推导部分413检测指示为了显示图像 从LD实际发射的光数量的光检测信号391-393与指示按照规定灰度 显示图像所需的LD发射光的数量的参考信号491 -493之间的差值(对 应于图17中的差值D),以便使用根据检测的差值确定的调整量D1 (对 应于图14B中的调整量数据575)校正驱动电流L
校正量推导部分413的校正量推导单元518-583预先存储指示上 述差值(对应于图17中的差值D)的多个差值数据574以及对应于各个 表571、 572和573中的每个差值数据574的调整量数据575(对应于 调整量DX)。
通过试验等检测指示图17中所示驱动电流I和光强度L在室温 下的相关性(直线Hl所示的关系)的特征值，并且基于检测的值，每 个差值数据574和相应调整量数据575被;险测并且预先存储在表 571、 572和573中。校正量推导单元581-583检测光检测信号391 、 392、 393与按照直线H2的参考信号491-493之间的相应差值，并且 根据检测的差值搜索相应表571-573以读取对应的调整量数据575。然后，根据读取的调整量数据575,生成和输出各指定调整量的校正 量指定信号591-593。相应地，使用校正量指定信号591-593，对于 LD的驱动信号，可以补偿由LD温度变化等而产生的输出变化。
参照图18,激光器控制部分411包括R控制部分441、 G控制部 分442和B控制部分443,分别对应于激光器354、 356和357。 R控 制部分441、 G控制部分442和B控制部分443以相同方式配置和搮: 作，因此这里将描述R控制部分441作为代表示例。
在输入指定新校正量的校正量指定信号591时，R控制部分441 丟弃在上一个校正量更新时段601中检测和提供的已保存校正量并 且按照由这次新近输入的校正量指定信号591指定的校正量更新(例 如，增力口)由灰度数据451指定的LD的驱动电流I，以输出更新的驱 动电流I至红色激光器354。由新近输入的校正量指定信号591指定 的校正量被保存。这样，为红色激光器354供应驱动电流I以使能 (enable)图17所示灰度控制区域E2中的灰度控制。因此，在包括源 图像显示区域62的投影平面112的所有显示区域中，实现了准确的 显示图像灰度显示，从而避免了图像质量下降。
图19是根据所述实施例的处理过程的流程图。根据此流程图的 程序预先存储在存储器420中，并且CPU 418从存储器420读取并 执行该程序，以使得图像显示装置300的每个部分受到控制，从而实 现根据流程图的处理。此流程图对构成图像的每一帧重复。
首先，CPU 418从存储器420读取对应于区域62-64的图像数据 并将其提供给每个部分。这样，根据由调制部分421调制的图像数据 使用激光照射投影平面112，从而在投影平面112上显示图16A中所 示的图像(步骤S3)。
然后，通过校正区域检测部分412的Y计数器502和X计数器 503的计数操作生成信号504和505。相应地，检测激光在投影平面 112上的当前点位置(步骤S5)。
之后，根据来自校正区域指定寄存器部分501的输入信号510-512以及信号504和505,坐标对比部分500 4企测激光在投影平 面112上的点位置当前是否落入校正区域64中(步骤S7)。如果4企测 到现在不是使用激光照射校正区域64的时间(时段)(步骤S7中的 "否")，流程移至下述步骤S15。
另一方面，如果^r测到现在是使用激光照射校正区域64的时间 (时段)(步骤S7中的"是，，)，由校正量推导部分413推导校正量，并 且各指定推导的校正量的校正量指定信号591-593被提供给激光器控 制部分411(步骤S9)。
对于各个红色光、绿色光和蓝色光的激光器354、 356和357, 激光器控制部分411根据由通过调制部分421提供的图像数据的灰度 指定的信号451-453和校正量指定信号591-593调整驱动电流I(步骤 Sll)。在检测到下一个校正区域之前，即在检测到后续的校正量更新 时段601之前，会保存由校正量指定信号591-593指定的校正量(步 骤S13)。
之后，CPU418根据定时控制部分422输出的垂直同步信号521 检测一帧的扫描是否已结束(步骤S15)。如果^^测到一帧的扫描未结 束，流程移至步骤S5以检测根据调制校正区域64的下一图像数据的 结果驱动LD的时段。因此，每次检测到光点扫描校正区域64的时 段，则更新由校正量推导部分413检测的校正量。
另一方面，如果检测到一帧的扫描已结束(步骤S15中的"是")， 一系列处理结束。
根据所述实施例，可以使用图像显示装置300的独有图像中包含 的已知像素模式调整LD的驱动电流I。相应地，即使在激光投影于 显示区域62的时段内发生LD输出变化，例如，即使由于LD特征发 生输出变化，它们也会被校正，从而提高了激光输出控制的精度。因 此，减少了因LD输出变化引起的显示图像的灰度表示错误，从而增 强了显示图像的质量。
虽然在所述实施例中，举例说明了校正区域64,即UI显示区域63的帧或UI显示区域63的背景图像的校正区域，可以选择这些校 正区域的一部分作为校正区域来指配，而不限于所有这些区域。更具 体地说，可指配图像显示装置300独有的接口的图像或该接口的图像 的全部或部分。
此外，操作图像显示装置300的操作面板430的用户可以为CPU 418选择性地切换并指定使用图16A-图16C中的哪些校正区域。
或者，可以为LD的每种发射颜色(红、绿、蓝)单独指配校正区 域。或者，可安排多个校正区域以使得一帧内可进行多次校正。
此外，在所述实施例中，为每一帧推导校正量指定信号591-593， 但本发明不限于此。例如，基于在多个帧上检测到的校正区域中的光 数量，校正量指定信号591-593可能每隔多个帧变化。
虽然已经详细描述和说明了本发明，但大家清楚地知道，这只是 作为说明和实例而不是限制，本发明的范围仅由所附权项来解释。
权利要求
1.一种图像显示装置，通过使用激光照射投影平面同时在所述投影平面的垂直方向和水平方向上对其进行扫描来显示图像，包括基于驱动信号驱动以输出激光的激光器，所述激光的光数量基于根据图像数据的灰度信号；在所述激光照射的所述投影平面上检测扫描位置的扫描位置检测单元；垂直水平同步信号生成单元，基于所述扫描位置检测单元检测的所述扫描位置，生出和输出指定所述激光器的驱动定时的垂直同步信号和水平同步信号；驱动信号生成单元，根据生成的所述垂直同步信号和水平同步信号以及所述图像数据生成像素同步信号，并且作为所述驱动信号输出生成的所述像素同步信号；区域检测单元，接收所述生成的垂直同步信号和水平同步信号以及所述像素同步信号，并且根据接收的同步信号检测对应于所述图像规定区域的部分在所述投影平面上是否被所述激光扫描；光数量检测单元，检测所述激光器输出的所述激光的光数量；以及校正所述灰度信号的信号校正单元，其中在所述区域检测单元检测到对应于所述图像规定区域的部分在所述投影平面上被所述激光扫描时，所述信号校正单元根据所述光数量检测单元检测到的所述光数量以及为显示对应于所述规定区域的图像要从所述激光器输出的规定光数量之间的差值校正所述灰度信号，并且输出校正的所述灰度信号到所述激光器。
2. 如权利要求1所述的图像显示装置，其中 所述扫描位置检测单元包括光检测单元，所述光检测单元检测从所述激光器向所述投影平面的规定扫描位置照射的所述激光的光学 路径中的所述激光，以及才艮据从所述光冲企测单元^r测到所述激光的时间点经过的时间和 所述规定扫描位置，检测所述投影平面上所述激光的扫描位置。
3. 如权利要求1或2所述的图像显示装置，其中 所述区域;险测单元包括坐标;险测单元，通过#4居所述垂直方向和水平方向的坐标，基于 所述接收的同步信号检测所述投影平面上激光照射的位置，以及 坐标对比单元，对比指定对应于所述规定区域的所述部分的规定其中所述对比结果指定对应于所述图像规定区域的部分在投影 平面上是否被所述激光扫描。
4. 如权利要求1或2所述的图像显示装置，其中在所述区域检 测单元检测到对应于所述图像规定区域的部分在所述投影平面上#皮 所述激光扫描时，所述信号校正单元根据所述差值和规定特征值来才交 正所述灰度信号，所述规定特征值指示所述激光器在室温下输出的所 述激光的光数量与所述灰度信号大小之间的相关性。
5. 如权利要求1或2所述的图像显示装置，其中所述图像数据包括对应于要显示的内容的源图像数据和要显示 的所述图像显示装置独有的、用于从外部提供指令给所述图像显示装 置的接口的图像的数据，以及所述规定区域是对应于所述接口的图像的区域。
6. 如权利要求5所述的图像显示装置，其中对应于所述接口的 图像的区域是围绕所述接口的图像的类似框架的区域，以^f更将所述4妄 口区域图像与所述源图像分开。
7. 如权利要求5所述的图像显示装置，其中对应于所述接口的 图像的区域是其中显示用作所述接口的图像的背景的图像的区域。
8. 如权利要求5所述的图像显示装置，其中所述规定区域是对应于所述接口的图4象的部分或全部区域。
9. 如权利要求3所述的图像显示装置，其中在所述区域检测单 元检测到对应于所述图像规定区域的部分在所述投影平面上被所述 激光扫描时，所述信号校正单元根据所述差值和规定特征值校正所述 灰度信号，所述规定特征值指示所述激光器在室温下输出的所述激光 光数量与所述灰度信号大小之间的相关性。
10. 如权利要求3所述的图像显示装置，其中所述图像数据包括对应于要显示的内容的源图像数据和要显示 的所述图像显示装置独有的、用于从外部提供指令给所述图像显示装 置的接口的图像的数据，以及所述规定区域是对应于所述接口的图像的区域。
全文摘要
本发明的名称为通过应用激光显示图像的图像显示装置，检测应用于投影平面的激光的扫描位置，并且根据检测的扫描位置生成同步信号以指定扫描定时。校正区域检测部分(412)根据生成的同步信号检测对应于投影平面上图像的规定区域的部分是否被激光扫描。在对应于规定区域的部分被扫描时，校正量推导部分(413)根据检测的激光数量以及为在规定区域显示图像要从激光器输出的规定光数量之间的差值校正灰度信号。
文档编号H04N9/31GK101581830SQ200910145669
公开日2009年11月18日 申请日期2009年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者平井智久, 村山学, 西冈谦, 近冈笃彦 申请人:船井电机株式会社