專利名稱：異步掃描顯示投射的制作方法
異步掃描顯示投射
背景技術(shù)：
一些顯示裝置通過跨顯示表面掃描變化強度的束來創(chuàng)建圖像。例如，在陰極射線管(CRT)中，電子束以行和列圖案跨表面掃描。此外，一些投射顯示裝置以行和列圖案跨表面掃描光束。在這些顯示裝置中，當(dāng)其逐行繪制圖像時，該束與每個像素位置交叉。當(dāng)其通過每個顯示像素位置時，掃描的光束的強度被調(diào)制。像素通常在由“像素時鐘”指定的時間顯示。通常通過將電壓控制的振蕩器(VCO)的輸出相位鎖定到描述掃描的束的位置的同步信號來產(chǎn)生像素時鐘。用于該目的的VCO通常是敏感的模擬電路，其易受到電磁干擾(EMI)的影響。


圖I示出具有異步像素時鐘的投射系統(tǒng)；圖2示出具有掃描鏡的微機電系統(tǒng)(MEMS)裝置的平面圖；圖3示出數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)電路；圖4示出適于圖I的投射系統(tǒng)的操作的示例波形；圖5示出具有正弦水平分量和線性垂直分量的掃描跡線；圖6和7示出在由自激的像素時鐘指定的時間插值像素數(shù)據(jù)的圖像處理組件；圖8示出從線性垂直跡線和正弦水平跡線獲得的偏轉(zhuǎn)波形；圖9示出從正弦垂直跡線和正弦水平跡線獲得的偏轉(zhuǎn)波形；圖10不出具有正弦水平分量和正弦垂直分量的掃描跡線；圖11示出對于圖10的掃描跡線插值像素數(shù)據(jù)的圖像處理組件；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的流程圖；圖13示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的移動裝置的框圖；以及圖14示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的移動裝置。
具體實施例方式在下面詳細的描述中，參考以示例方式示出其中可以實踐本發(fā)明的特定實施例的附圖。這些實施例被足夠詳細地描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明。將理解的是，本發(fā)明的各種實施例，雖然不同，但是不必互相排斥。例如，在一個實施例中描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下在其他實施例中實施。另外，應(yīng)理解的是，每個公開的實施例中的各元件的位置或者排布可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進行修改。以下詳細描述因此不是限制性的，并且本發(fā)明的范圍僅由所附被適當(dāng)?shù)亟忉尩臋?quán)利要求以及權(quán)利要求所述的等價物的完整范圍來限定。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的功能。圖I示出了具有異步像素時鐘的投射系統(tǒng)。投射系統(tǒng)100包括圖像處理組件102、亮度到電流(L/I)轉(zhuǎn)換器130、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 132以及激光源110、112和114。投射系統(tǒng)100還包括光束組合器120、122和124、濾波器/起偏器150、具有鏡142的微機電機械(MEMS)裝置140、數(shù)字鎖相環(huán)(PLL) 170和自激振蕩器180。在操作中，圖像處理組件102接收節(jié)點101上的視頻數(shù)據(jù)，接收來自自激振蕩器180的像素時鐘，并且在將要顯示像素時在103處產(chǎn)生命令的亮度值以驅(qū)動激光源。該命令的亮度值通過L/I轉(zhuǎn)換器130被轉(zhuǎn)換為數(shù)字電流值，并且該數(shù)字電流值通過DAC132轉(zhuǎn)換為模擬電流。該模擬電流在由像素時鐘指定的時間產(chǎn)生。例如，當(dāng)像素時鐘產(chǎn)生邊緣時，DAC132可以產(chǎn)生電流以驅(qū)動激光源，該激光源相應(yīng)地產(chǎn)生光束。系統(tǒng)100可以包括多個L/I轉(zhuǎn)換器和DAC。例如，可以為每種顏色(紅、綠、藍)提供單獨的L/I轉(zhuǎn)換器和DAC。通過激光源110、112和114提供紅、綠和藍光，但是諸如濾色片或者發(fā)光二極管(LED)或者邊緣發(fā)光LED的其他光源能夠容易地進行替代。激光的一個優(yōu)點在于它們的光被產(chǎn)生為柱，并且該柱會聚為窄束。通過光束組合器1 20、122和124組合激光。在一些實施例中，光束組合器120、122和124是二色鏡。但是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以替換為其他束組合元件。獲得的顏色光束被導(dǎo)向MEMS鏡142。MEMS鏡142響應(yīng)于通過掃描驅(qū)動器190提供的示出為“驅(qū)動信號”的電刺激在兩個軸上旋轉(zhuǎn)。在操作中，掃描驅(qū)動器190將信號提供給MEMS裝置140以使得束來掃描跡線以繪制顯示圖像。束掃描跡線可以采取任何形式。例如，當(dāng)跨視場在一個方向上掃描時，掃描跡線可以是線性的，并且當(dāng)跨視場在另一方向上掃描時可以是非線性的。在下面進一步描述的各種實施例具有在垂直方向上的線性跡線和在水平方向上的非線性跡線。在下面描述的其他實施例具有在垂直和水平方向上的非線性跡線。MEMS裝置140包括一個或多個位置傳感器以感測鏡142的位置。例如，在一些實施例中，MEMS裝置140包括壓阻傳感器，其傳遞與水平軸上的鏡的偏轉(zhuǎn)成比例的電壓。此夕卜，在一些實施例中，MEMS裝置140包括額外的壓阻傳感器，其傳遞與垂直軸上的鏡的偏轉(zhuǎn)成比例的電壓。在其他實施例中，143處的位置信息可以是一個或多個數(shù)字同步信號的形式。數(shù)字同步信號可以直接通過位置傳感器產(chǎn)生或者可以從正弦位置信號產(chǎn)生。位置信息在143處被提供給數(shù)字PLL 170。PLL 170包括至少一個環(huán)形電路以跟蹤鏡142的水平位置。在一些實施例中，PLL 170包括第二環(huán)形電路以跟蹤鏡142的垂直位置。數(shù)字PLL 170在143處接收鏡位置信號并且在181處接收自激像素時鐘，并且在172產(chǎn)生掃描束位置信息。在一些實施例中，172處的掃描束位置信息是當(dāng)其正弦移動時被鎖定到鏡142的位置的數(shù)字相位信號。例如，172處的掃描束位置信息可以是基本上線性增加的相位值，其表示鏡的當(dāng)前位置。在其他實施例中，172處的掃描束位置信息是對應(yīng)于鏡142的正弦偏轉(zhuǎn)的正弦波的數(shù)字表示。例如，172處的掃描束位置信息可以表示被鎖定到鏡的位置的相位角的正弦。如下面進一步描述的，鏡142可以具有一個或兩個方向(例如，僅水平或者水平和垂直)上的正弦偏轉(zhuǎn)。通過自激像素時鐘計時數(shù)字PLL 170內(nèi)的數(shù)字電路。數(shù)字PLL 170不產(chǎn)生像素時鐘。自激振蕩器180被稱為“自激”，這是因為其沒有被相位鎖定到掃描鏡142的移動。在一些實施例中，自激振蕩器180是晶體振蕩器。如果自激振蕩器頻率偏移，則PLL將此看作錯誤信號并且好像是鏡移動的頻率偏移那樣對其進行跟蹤。在一些實施例中，自激振蕩器180可以包括一個或多個控制系統(tǒng)以增加穩(wěn)定性(例如，溫度上的頻率穩(wěn)定性等等)，但是這不是本發(fā)明的要求。在其他實施例中，自激振蕩器180產(chǎn)生減少由系統(tǒng)產(chǎn)生的單頻EMI的擴展頻譜時鐘。在又一實施例中，自激振蕩器180不包括晶體振蕩器，并且/或包括頻分電路或者其他時鐘產(chǎn)生機制。圖像處理組件102在172處接收掃描束位置并且在181處接收自激像素時鐘。圖像處理組件102使用掃描束位置以確定哪個像素將顯示在自激像素時鐘的每個邊緣處。在一些實施例中，圖像處理組件102在相鄰的像素數(shù)據(jù)之間進行插值以確定命令的亮度值。在一些實施例中，對水平和垂直掃描位置中的一個或兩者進行近似。例如，在一些實施例中，垂直掃描位置可以被近似為恒定行，即使這可能不是100%準確的。而且，例如，在一些實施例中，垂直掃描位置可以被近似為最近的行，即使這可能不是100%準確的。在下面參考后面的附圖描述這些和其他近似。圖I中所示的各種組件可以以很多方式來實施。例如，圖像處理組件102可以實施在專用硬件、軟件或者任何組合。當(dāng)以較慢速度操作時，軟件實施可以足夠快以滿足顯示速率要求。當(dāng)以高速操作時，需要專用硬件實施以滿足顯示速率要求。圖2示出具有掃描鏡的微機電機械系統(tǒng)(MEMS)裝置的平面圖。MEMS裝置140包括固定平臺202、掃描平臺214和掃描鏡142。掃描平臺214通過彎曲210和212耦接到固定平臺202，并且掃描鏡142通過彎曲220和222耦接到掃描平臺214。掃描平臺214具有連接到驅(qū)動線250的驅(qū)動線圈。驅(qū)動到驅(qū)動線250中的電流在驅(qū)動線圈中產(chǎn)生電流。MEMS裝置140還包含一個或多個集成的壓阻位置傳感器。壓阻傳感器280產(chǎn)生表示鏡142相對于掃描平臺214的位移的電壓。在一些實施例中，MEMS裝置140包括用于每個軸的一個位置傳感器。互連260中的兩個耦接到驅(qū)動線250。剩余的互連提供給用于每個軸的集成位置傳感器。在操作中，外部磁場源(未示出)在驅(qū)動線圈上施加磁場。通過外部磁場源施加在驅(qū)動線圈上的磁場具有在線圈的平面上的分量，并且相對于兩個驅(qū)動軸非正交地定向。線圈繞組中的面內(nèi)電流與面內(nèi)磁場相互作用以在導(dǎo)體上產(chǎn)生面外洛倫茲力。由于驅(qū)動電流在掃描平臺214上形成環(huán)路，電流跨過掃描軸反轉(zhuǎn)符號。這意味著洛倫茲力也跨過掃描軸反轉(zhuǎn)符號，導(dǎo)致磁場的面內(nèi)并且與磁場正交的扭矩。該組合的扭矩根據(jù)扭矩的頻率組成在兩個掃描方向上產(chǎn)生響應(yīng)。掃描平臺214響應(yīng)于扭矩相對于固定平臺202移動。彎曲210和220是當(dāng)掃描平臺214經(jīng)歷相對于固定平臺202的角位移時扭曲的扭轉(zhuǎn)構(gòu)件。在一些實施例中，掃描鏡142以諧振頻率相對于掃描平臺214移動，但是這不是對本發(fā)明的限制。彎曲210和212的長軸形成樞轉(zhuǎn)軸。彎曲210和212是經(jīng)歷扭轉(zhuǎn)彎曲的扭轉(zhuǎn)構(gòu)件，從而允許掃描平臺214在樞轉(zhuǎn)軸上旋轉(zhuǎn)并且具有相對于固定平臺202的角位移。彎曲210和212不限于如圖2中所示的扭轉(zhuǎn)實施例。例如，在一些實施例中，彎曲210和212采取諸如弓形、“S”形或其他蜿蜒形狀的其他形狀。這里使用的術(shù)語“彎曲”表示將掃描平臺耦接到另一平臺(掃描或固定)的柔性構(gòu)件，并且能夠進行允許掃描平臺具有相對于另一平臺的角位移的移動。圖2中所示的特定MEMS裝置實施例被提供作為示例，并且本發(fā)明的各種實施例不限于該特定實施。例如，可以包括能夠提供一個或兩個軸中的鏡位置信息的任何掃描鏡，而沒有脫離本發(fā)明的范圍。圖3示出了數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)電路。PLL電路170包括相位比較器302、環(huán)路濾波器310、相位累加器330、正弦產(chǎn)生器340以及同步產(chǎn)生器350。在操作中，相位比較器302在143處接收鏡位置。該描述的剩余部分將鏡位置處理為同步信號，但是這不是對本發(fā)明的限制。鏡位置信號可以是表示正弦鏡位移的任何周期性信號。相位比較器302比較143處的同步信號與351處的內(nèi)部產(chǎn)生的同步信號。相位比較器302將錯誤信號提供給環(huán)路濾波器310。在一些實施例中，相位比較器302提供表示兩個同步信號之間的相位關(guān)系的單個數(shù)字信號(I或O)。在其他實施例中，相位比較器302提供表示相位關(guān)系的多位數(shù)字信號(例如，1,0, -I)。環(huán)路濾波器310示出為包括正比計數(shù)器312和積分計數(shù)器322。計數(shù)器的輸出值由K1^PK1來縮放，并且獲得的誤差項εΡ和S1與靜態(tài)相位增量值求和以在311處產(chǎn)生相位值。當(dāng)環(huán)路被鎖定時，311處的相位值基本上恒定，但是會略微地變化以跟蹤鏡的位置。通過相位累加器330對311處的相位值求和。相位累加器330對相位值求和并且在331處產(chǎn)生相位信號。在331處的相位信號基本上線性地增加表示鏡的當(dāng)前位置的相位值。正弦產(chǎn)生器340接收331處的相位信號并且在172處產(chǎn)生相位信號的正弦。如圖3中所示，在一些實施例中，331處的相位信號的正弦被提供為172處的掃描束位置。在其他實施例中，相位信號本身被提供為掃描束位置。例如，在一些實施例中，相位累加器330的輸出在172處被提供為掃描束位置信息。在圖3表示的實施例中，331處的相位信號被提供給同步產(chǎn)生器350，其在351處產(chǎn)生內(nèi)部產(chǎn)生的同步值。內(nèi)部產(chǎn)生的同步值被返回到相位比較器302，閉合環(huán)，以使331處的相位信號和172處的再次產(chǎn)生的數(shù)字正弦波相位鎖定到鏡位置。數(shù)字PLL 170的所有部分以像素時鐘頻率操作。由于數(shù)字相位比較器302在固定時鐘頻率輸出相位誤差信息，因此提供給環(huán)路濾波器310的相位誤差信息將具有最多+/-· 5的時鐘周期的誤差。但是因為該數(shù)字PLL的環(huán)路帶寬能夠被設(shè)置為低于高頻率像素時鐘，相位比較器誤差噪聲中的大多數(shù)達到均衡。因此，再次產(chǎn)生的正弦波能夠保持相位鎖定到輸入的鏡位置信號已達到比+/_. 5時鐘周期更精細的分辨率。圖4示出適于圖I的投射系統(tǒng)的操作的示例波形。垂直偏轉(zhuǎn)波形410是鋸齒波形，并且水平偏轉(zhuǎn)波形420是具有周期Th的正弦波形。當(dāng)鏡142根據(jù)波形410和420在其垂直和水平軸上偏轉(zhuǎn)時，獲得圖5中所示的掃描束跡線。根據(jù)波形410和420的鏡142的偏轉(zhuǎn)可以通過利用適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號驅(qū)動MEMS裝置140實現(xiàn)。在一些實施例中，水平偏轉(zhuǎn)頻率處于鏡的諧振頻率并且該頻率處的非常小的激勵將導(dǎo)致想要的偏轉(zhuǎn)?？梢詮母黝l率處的正弦波的總和獲得垂直偏轉(zhuǎn)的鋸齒驅(qū)動信號。鋸齒垂直偏轉(zhuǎn)波形410包括垂直掃描部分和回掃部分。在一些實施例中,在垂直掃描部分期間顯示像素并且在回掃部分期間不顯示像素。回掃部分對應(yīng)于“回掃到”觀看的圖像場的頂部的束。在圖4中也示出了消隱波形480。在回掃期間消隱掃描束(不顯示任何像素)，并且在垂直掃描期間不消隱掃描束。在圖4中也示出了水平同步(HSYNC)信號440。HSYNC信號440對應(yīng)于143處的鏡位置信號(圖I)。HSYNC是水平偏轉(zhuǎn)波形的每個周期具有一個上升沿的數(shù)字信號。HSYNC可以通過使水平偏轉(zhuǎn)波形通過電平檢測器來產(chǎn)生HSYNC。通過MEMS裝置142上的位置傳感器來測量根據(jù)波形420的水平偏轉(zhuǎn)，因此，HSYNC具有與水平偏轉(zhuǎn)相同的周期ΤΗ。
圖5示出了具有正弦水平分量和線性垂直分量的掃描跡線。掃描跡線500對應(yīng)于圖4中所示的垂直鏡偏轉(zhuǎn)和水平鏡偏轉(zhuǎn)。掃描跡線500示出為重疊在網(wǎng)格502上。網(wǎng)格502表示構(gòu)成顯示圖像的像素行和列。像素行與水平虛線對齊，并且像素列與垂直虛線對齊。圖像由在虛線的交叉處出現(xiàn)的像素構(gòu)成。掃描跡線500具有正弦水平分量和線性垂直分量。在該跡線上，束會以正弦圖案前后左右掃描并且以恒定速率垂直地掃描。在一些實施例中，跡線在“回掃”期間快速地向上掃描并且像素不在折回上顯示。在其他實施例中(參見圖8)，跡線以與其向下掃描相同的速率線性地向上掃描，并且在上和下垂直掃描期間顯示像素。如上參考圖I所述，產(chǎn)生掃描跡線500的投射系統(tǒng)使用自激像素時鐘。自激像素時鐘導(dǎo)致不必在位置上對應(yīng)于網(wǎng)格502中的像素的顯示像素。例如，在網(wǎng)格502的行m中，位于像素Pn的右側(cè)和像素Pn+1的左側(cè)的點530處出現(xiàn)像素時鐘邊緣。在一些實施例中，投射系統(tǒng)可以在一維中插值像素強度值。例如，投射系統(tǒng)可以在Pmn^P Pn+1，m之間插值像素強度值，并且在點530處顯示獲得的像素強度。在其他實施例中，投射系統(tǒng)可以在二維中插值像素強度值。例如，投射系統(tǒng)可以在Pn,m、Pn+1,m、Pn,m+1和Pn+1,m+1之間插值像素強度值，并
且在點530處顯示獲得的像素強度。顯示的像素可以比網(wǎng)格中的像素的數(shù)目多。例如，因為水平正弦跡線在中心比在左側(cè)或者右側(cè)掃描得更快，因此在水平中心附近每列顯示至少一個像素的線性像素時鐘將在左側(cè)和右側(cè)附近每列顯示多于一個像素。在一些實施例中，像素時鐘和掃描頻率被計時以在中心每列顯示大約兩個像素，并且在左側(cè)和右側(cè)附近每列顯示大約八個或更多像素。此外，由于自激像素時鐘相對于垂直和水平掃描是異步的，因此像素不必在連續(xù)的垂直和水平掃描期間顯示在相同的點處。相鄰像素之間的插值允許像素時鐘在網(wǎng)格內(nèi)的像素之間的任何地方“著陸”，同時仍然顯示正確的強度。在一些實施例中，垂直掃描速率被設(shè)置為水平掃描的數(shù)目等于網(wǎng)格中的行數(shù)。例如，如圖5中所示，從左到右的每個水平掃描510可以對應(yīng)于一行512，并且隨后從右到左的掃描520可以對應(yīng)于下一行522。如以下參考圖6所述，任何時間的垂直掃描位置可以近似為對應(yīng)的行。這引入了一些圖像失真，其中顯示的像素在圖像的左側(cè)和右側(cè)附近聚集，但是也減少了處理復(fù)雜性。在其他實施例中，垂直掃描速率獨立于網(wǎng)格中的行數(shù)并且與其無關(guān)。圖6示出了在通過自激像素時鐘指定的時間插值像素數(shù)據(jù)的圖像處理組件。圖像處理組件610對應(yīng)于組件102 (圖I)，其中水平束位置由PLL提供并且垂直束位置被近似為當(dāng)前行。圖像處理組件610可以用于在具有圖5的掃描跡線的系統(tǒng)中插值像素強度數(shù)據(jù)。圖像處理裝置610包括視頻處理組件612、幀緩沖器614、行緩沖器620以及插值組件650。在一些實施例中，對于每個顏色存在至少一個行緩沖器，并且在其他實施例中，對于每個顏色存在多個行緩沖器。例如，在一些實施例中，對于每個顏色存在三個行緩沖器。在操作中，視頻處理組件612在101處接收視頻并且將圖像數(shù)據(jù)的幀提供到幀緩沖器614。根據(jù)需要將行像素數(shù)據(jù)從幀緩沖器614加載到行緩沖器620，并且隨后，將像素強度數(shù)據(jù)從行緩沖器620提供到插值組件650。插值組件650基于當(dāng)前掃描束位置插值水平像素強度數(shù)據(jù)。垂直掃描位置通過組件640被近似為當(dāng)前行。在一些實施例中，組件640簡單地在每次水平掃描到達圖像的左側(cè)或右側(cè)時遞增V。行緩沖器620在每次垂直掃描位置V遞增時從幀緩沖器614加載當(dāng)前行。在具有垂直折回的實施例中，V從零遞增到到行的總數(shù)，并且然后為下一從頂?shù)降椎拇怪睊呙杌氐搅阒匦麻_始。在具有雙向垂直掃描的實施例中，在一個垂直方向上累加V并且在相反的垂直方向上累減V。水平PLL 602將每個像素時鐘處的當(dāng)前水平掃描位置確定為h = sin (2 π ft),(I)其中t在像素時鐘處被估值，并且f是水平掃描頻率。水平PLL 602對應(yīng)于數(shù)字PLL 170 (圖 1、3)。
如等式(I)中所示，水平掃描位置h被確定為通過PLL確定的瞬時相位值的正弦。在一些實施例中，縮放正弦函數(shù)，可以包括相位偏移，并且偏移可以相加。例如，可以在每個像素時鐘處將水平掃描位置提供為h = h0sin(2 π ft+Φ) +Β.(2)其中h。是縮放因數(shù)，Φ是相位偏移，并且B是線性偏移。在一些實施例中，h。、Φ和B可以是其他變量的函數(shù)。例如，每一個對于每個顏色通道(紅、綠、藍)來說可以是不同的。水平束位置h在603處被提供給圖像處理組件610，并且在630處分解為整數(shù)部分η和小數(shù)部分a。整數(shù)部分用于從行緩沖器620獲得正確的像素數(shù)據(jù)，并且小數(shù)部分用于像素強度數(shù)據(jù)的插值。行緩沖器620接收η并且將第η像素的像素強度數(shù)據(jù)Pn和下一像素的像素強度數(shù)據(jù)Ρη+1提供給插值組件650。插值組件650在Pn和Ρη+1之間插值以將新的像素強度Pnew確定為Pnew= (1-α)Ρη+αΡη+1(3)等式(3)提供了同一行(當(dāng)前行)中的像素之間的插值并且當(dāng)前行為每個水平掃描而改變?，F(xiàn)在返回參考圖5，當(dāng)掃描跡線處于點530處時，出現(xiàn)像素時鐘邊緣。通過使用當(dāng)前行(第m行)上的Pn,m和Pn+1,m的等式(3)計算顯示的像素的強度。在操作中，行緩沖器620每次僅保持一行(當(dāng)前行)，這是因為每個水平掃描對應(yīng)于一行的近似。在每個水平掃描之前，行緩沖器620被加載有來自巾貞緩沖器614的一行像素數(shù)據(jù)。近似節(jié)省了功率，這是因為不必在幀緩沖器614內(nèi)存取多個行來執(zhí)行行之間的插值。圖7示出了在由自激像素時鐘指定的時間插值像素數(shù)據(jù)的另一圖像處理組件。圖像處理組件710與圖像處理組件610的不同之處在于基于線性跡線而不是將垂直掃描位置近似為當(dāng)前行來確定垂直掃描位置。組件710包括視頻處理組件612、幀緩沖器614、行緩沖器720以及插值組件750。在上面描述了視頻處理組件612和幀緩沖器614以及它們的操作。垂直掃描位置確定組件702將垂直掃描位置V確定為
dvV= — t .(4)
dt其中dv/dt是垂直掃描速度并且t是像素時鐘邊緣的時間。垂直掃描位置在703處被提供給圖像處理組件710。垂直掃描位置V在730處被分解為整數(shù)部分m和小數(shù)部分b。例如，如果V被確定為9. 7 (第9行和第10行之間)，則m = 9并且b = O. 7。行緩沖器720接收η和m并且將用于像素Pn,m、Pn,m+1、Pn+1,m和Pn+1,m+1的像素強度數(shù)據(jù)提供給插值組件750。插值組件750在Pn,m、Pn,m+1、Pn+1,m和Pn+1,m+1之間插值以將新的像素強度Pmw確定為Pnew= (l-α ) (l-b)Pn,m+a (l-b)Pn+1,m+(l-a )bPn,m+1+a bPn+1,m+1 (5)等式(5)是四個像素之間的線性插值的示例。本發(fā)明的各種實施例不限于線性插值。例如，在一些實施例中，使用最鄰近插值，并且在其他實施例中，使用高階(例如，立方)插值。圖5中示出四個像素之間的插值的示例。等式(5)提供了不同行和不同列的像素之間的插值。在操作中，行緩沖器720保持對于供應(yīng)一個水平掃描所需數(shù)目的行。此外，通過存取實際垂直掃描位置之上或之下的一行或多行來補償垂直錯位。在一些實施例中，以該方式補償垂直顏色錯位。在每個水平掃描之前，行緩沖器720被加載有來自幀緩沖器614的多行像素數(shù)據(jù)。由于不要求幀緩沖器614內(nèi)的隨機存取，因此節(jié)省了功率。圖8示出從線性垂直跡線和正弦水平跡線獲得的偏轉(zhuǎn)波形。垂直偏轉(zhuǎn)波形810是三角波形，并且水平偏轉(zhuǎn)波形860是正弦波形。在一些實施例中，在束從頂部到底部以及從底部到頂部地掃描時繪制像素。例如，在垂直三角波形的上升部分812期間，束從頂部到底部掃描跡線500 (圖5)，并且在下降部分814期間，束從底部到頂部掃描跡線500 (或者不同的跡線)。圖8中所示的偏轉(zhuǎn)波形對應(yīng)于當(dāng)垂直偏轉(zhuǎn)是三角形并且水平偏轉(zhuǎn)是正弦時的投射系統(tǒng)100(圖I)的操作。如上參考前面的附圖所述，水平PLL用于在每個像素時鐘跟蹤掃描鏡的位置。插值組件在由像素時鐘指定的時間插值像素數(shù)據(jù)。圖9示出了從正弦垂直跡線和正弦水平跡線獲得的偏轉(zhuǎn)波形。垂直偏轉(zhuǎn)波形910和水平偏轉(zhuǎn)波形960是正弦波形。在一些實施例中，在束從頂部到底部以及從底部到頂部地掃描時繪制像素。在利用正弦垂直和水平跡線的實施例中，可以使用兩個PLL 個鎖定到水平鏡位置，并且一個鎖定垂直位置。圖10示出了具有正弦水平分量和正弦垂直分量的掃描跡線。水平和垂直跡線之間的相位和頻率關(guān)系與圖9中所示的不同。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，能夠在水平和垂直偏轉(zhuǎn)之間存在任何相位和頻率關(guān)系。掃描跡線1000被示出為重疊在網(wǎng)格1002上。網(wǎng)格1002表示構(gòu)成顯示圖像的像素行和列。像素行與水平虛線對齊,并且像素列與垂直虛線對齊。網(wǎng)格1002示出為具有比網(wǎng)格502(圖5)更少的像素，但是這不是對本發(fā)明的限制?？梢栽谌魏螔呙枸E線的情況下使用任何圖像分辨率。掃描跡線1000對應(yīng)于在水平和垂直維度上雙向和正弦掃描的束。顯示的像素1030對應(yīng)于當(dāng)一個像素時鐘到達時的掃描位置。根據(jù)四個周圍像素來插值顯示的像素1030的像素強度。根據(jù)圖像分辨和掃描速率，在圖像像素之間可以出現(xiàn)很多顯示的像素。圖11示出用于圖10的掃描跡線的插值像素數(shù)據(jù)的圖像處理組件。圖像處理組件710與圖7中所示的相同。差異在于，在1103，通過被鎖定到垂直正弦偏轉(zhuǎn)的PLL 1102提供垂直掃描位置。在圖11所示的實施例中，數(shù)字PLL 170(圖I)包括兩個PLL 個鎖定到水平偏轉(zhuǎn)，并且另一個鎖定到垂直偏轉(zhuǎn)。以與上面的等式(5)中所示的相同方式執(zhí)行插值。圖12示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的流程圖。在一些實施例中，通過具有自激像素時鐘等的光柵掃描投射器執(zhí)行方法1200或者其部分，在前面附圖中示出其實施例。在其他實施例中，通過集成電路或者電子系統(tǒng)執(zhí)行方法1200。方法1200不受執(zhí)行方法的設(shè)備的特定類型的限制。方法1200中的各種動作可以以示出的順序執(zhí)行，或者可以以不同的順序執(zhí)行。此外,在一些實施例中，從方法1200中省略在圖12中列出的一些動作。方法1200示出為從塊1210開始，其中感測掃描鏡的位置并且產(chǎn)生反映掃描鏡位置的位置信號。該位置信號可以是同步到鏡偏轉(zhuǎn)的一個或多個同步信號。例如，可以產(chǎn)生表不水平掃描中的掃描鏡的位置的水平同步信號。再如，可以產(chǎn)生表不垂直掃描中的掃描鏡的位置的垂直同步信號。通過耦接到掃描鏡的位置傳感器來提供位置信號。例如，返回參考圖2，可以通過提供與鏡偏轉(zhuǎn)成比例的電壓的壓阻元件來提供位置信號。然后可以通過閾值感測電路產(chǎn)生
同步信號。在1220處，相位信號是鎖定到位置信號的相位。這對應(yīng)于通過自激像素時鐘計時的PLL 170 (圖1、3)的操作。例如，返回參考圖3，331處的相位信號是在143處鎖定到位置信號的相位。在1230處，在由自激像素時鐘指定的時間插值像素數(shù)據(jù)。這對應(yīng)于上述各種插值組件的操作。在一些實施例中，在一維插值像素數(shù)據(jù)，并且在其他實施例中，在二維插值像素數(shù)據(jù)。圖13示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的移動裝置的框圖。如圖13中所示，移動裝置1300包括無線接口 1310、處理器1320以及掃描投射器100。掃描投射器100在152處繪制光柵圖像。參考圖I描述掃描投射器100。在一些實施例中，掃描投射器100包括自激像素時鐘和插值組件以在由像素時鐘指定的時間插值像素強度數(shù)據(jù)。掃描投射器100可以從任何圖像源接收圖像數(shù)據(jù)。例如，在一些實施例中，掃描投射器100包括保持靜止圖像的存儲器。在其他實施例中，掃描投射器100包括存儲器，其包含視頻圖像。在又其他實施例中，掃描投射器100顯示從諸如連接器、無線接口 1310等外部源接收的圖像。無線接口 1310可以包括任何無線發(fā)送和/或接收功能。例如，在一些實施例中，無線接口 1310包括網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，其能夠在無線網(wǎng)絡(luò)上通信。再如，在一些實施例中，無線接口 1310可以包括蜂窩電話功能。在又其他實施例中，無線接口 1310可以包括全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，無線接口 1310可以包括任何類型的無線通信功能。處理器1320可以是能夠與移動裝置1300中的各種組件進行通信的任何類型的處理器。例如，處理器1320可以是可從專用集成電路(ASIC)提供商獲得的嵌入式處理器，或者可以是商業(yè)上可用的微處理器。在一些實施例中，處理器1320將圖像或者視頻數(shù)據(jù)提供給掃描投射器100。可以從無線接口 1310提取該圖像或者視頻數(shù)據(jù)，或者可以從取自無線接口 1310的數(shù)據(jù)獲得該圖像或視頻數(shù)據(jù)。例如，通過處理器1320，掃描投射器100可以顯示直接從無線接口 1310接收的圖像或視頻。再如，處理器1320可以提供覆蓋物以添加到從無線接口 1310接收的圖像和/或視頻，或者可以基于從無線接口 1310接收的數(shù)據(jù)改變存儲的圖像(例如，在其中無線接口 1010提供位置坐標(biāo)的GPS實施例中修改地圖顯示)。圖14示出根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的移動裝置。移動裝置1400可以是具有或者不具有通信能力的手持投射裝置。例如，在一些實施例中，移動裝置1400可以是具有很少或者不具有其他能力的手持投射器。再如，在一些實施例中，移動裝置1400可以是可用于通信的裝置，包括例如，蜂窩電話、智能電話、個人數(shù)字助理(PDA)、全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器等等。此外，移動裝置1400可以經(jīng)由無線(例如WiMax)或者蜂窩連接來連接到更大的網(wǎng)絡(luò)，或者該裝置能夠經(jīng)由無管制頻譜(例如，WiFi)連接來接受數(shù)據(jù)消息或者視頻內(nèi)容。移動裝置1400包括掃描投射器100以在152處利用光創(chuàng)建圖像。移動裝置1400還包括很多其他類型的電路；然而，為了清楚起見，有意地從圖14省略了這些電路。移動裝置1400包括顯示器1410、鍵盤1420、音頻端口 1402、控制按鈕1404、卡槽1406以及音頻/視頻(A/V)端口 1408。所有這些元件都不是必要的。例如，移動裝置1400可以僅包括掃描投射器100而沒有顯示器1410、鍵盤1420、音頻端口 1402、控制按鈕1404、卡槽1406或A/V端口 1408中的任一個。一些實施例包括這些元件的子集。例如，附屬投射器產(chǎn)品可以包括掃描投射器100、控制按鈕1404以及A/V端口 1408。顯示器1410可以是任何類型的顯示器。例如，在一些實施例中，顯示器1410包括液晶顯示(IXD)屏幕。顯示器1410可以始終顯示在152處投射的同一內(nèi)容或不同內(nèi)容。例如，附屬投射器產(chǎn)品可始終顯示同一內(nèi)容，而移動電話實施例可以在152處投射一個類型的內(nèi)容，同時在顯示器1410上顯示不同內(nèi)容。鍵盤1420可以是電話小鍵盤或者任何其他類型的小鍵盤。A/V端口 1408接受和/或發(fā)送視頻和/或音頻信號。例如，A/V端口 1408可以是接受適合于攜帶數(shù)字音頻和視頻數(shù)據(jù)的線纜的數(shù)字端口。此外，A/V端口 1408可以包括RCA插口以接受復(fù)合輸入。又此外，A/V端口 1408可以包括VGA連接器以接受模擬視頻信號。在一些實施例中，移動裝置1400可以通過A/V端口 1408系鏈到外部信號源，并且移動裝置1400可以投射通過A/V端口 1408接受的內(nèi)容。在其他實施例中，移動裝置1400可以是內(nèi)容的源發(fā)站，并且A/V端口 1408用于將內(nèi)容發(fā)送到不同裝置。音頻端口 1402提供音頻信號。例如，在一些實施例中，移動裝置1400是能夠存儲并播放音頻和視頻的媒體播放器。在這些實施例中，可以在152處投射視頻并且音頻可以在音頻端口 1402輸出。在其他實施例中，移動裝置1400可以是附屬投射器，其在A/V端口1408接收音頻和視頻。在這些實施例中，移動裝置1400可以在152處投射視頻內(nèi)容，并且在音頻端口 1402輸出音頻內(nèi)容。移動裝置1400還包括卡槽1406。在一些實施例中，插入在卡槽1406中的存儲卡可以提供在音頻端口 1402輸出的音頻源和/或在152處投射的視頻數(shù)據(jù)源?？ú?406可以接收任何類型的固態(tài)存儲器，包括例如，多媒體存儲卡(MMC)、記憶棒DU0、安全數(shù)字(SD)存儲卡以及智能媒體卡。前述列表僅是示例，并且不是排他性的。雖然已經(jīng)結(jié)合特定實施例描述了本發(fā)明，但是將理解的是，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進行修改和變化，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易理解的那樣。這樣的修改和變化被認為處于本發(fā)明和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括 掃描鏡，所述掃描鏡在至少ー個維度上移動，所述掃描鏡包括至少ー個位置傳感器，所述位置傳感器用于感測所述掃描鏡的位置并且提供位置信號； 環(huán)形電路，所述環(huán)形電路耦接為接收所述位置信號并且產(chǎn)生鎖定到所述位置信號的相位信號； 自激振蕩器，所述自激振蕩器用于產(chǎn)生像素時鐘；以及 插值組件，響應(yīng)于所述像素時鐘和所述相位信號，所述插值組件在由所述像素時鐘指定的時間基于所述相位信號在像素之間進行插值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述掃描鏡在所述至少一個維度上正弦地移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述掃描鏡在第二維度上線性地移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述掃描鏡在第二維度上正弦地移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述掃描鏡在ニ個維度上移動，并且所述插值組件在所述ニ個維度上在像素之間進行插值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述環(huán)形電路包括產(chǎn)生所述相位信號的正弦的組件，并且所述插值組件響應(yīng)于所述相位信號的所述正弦。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述位置信號是水平同步信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述自激振蕩器包括晶體振蕩器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，其中所述掃描鏡在ニ個維度上移動，并且所述插值組件在所述ニ個維度中的一個上在像素之間進行插值。
10.根據(jù)權(quán)利要求I的設(shè)備，進一歩包括激光源，所述激光源產(chǎn)生激光以在所述掃描鏡反射。
11.ー種使用具有自激像素時鐘的光柵掃描投射器投射圖像的方法，包括 感測掃描鏡的位置并且產(chǎn)生反映所述掃描鏡的所述位置的位置信號； 使用利用所述自激像素時鐘計時的相位鎖定環(huán)路將相位信號相位鎖定到所述位置信號；以及 在由所述自激像素時鐘指定的時間基于所述相位信號插值像素數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中產(chǎn)生位置信號包括產(chǎn)生水平同步信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中將相位信號相位鎖定到所述位置信號包括 從所述相位信號創(chuàng)建同步信號； 比較所述同步信號和所述位置信號；以及 修改所述相位信號的相位。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中插值包括基于所述相位信號的正弦的插值。
全文摘要
一種掃描投射器(100)包括在二個維度上進行掃描的鏡(142)所述二個維度中的至少一個是正弦的。數(shù)字鎖相環(huán)(170)鎖定到鏡的正弦移動。提供自激像素時鐘。插值組件在像素時鐘到達時基于鏡的位置根據(jù)相鄰像素插值像素強度數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N5/74GK102804758SQ201080026565
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者馬克·錢皮恩, 布魯斯·C·羅薩爾 申請人:微視公司