鎖相諧振掃描顯示投影的制作方法

專利名稱：鎖相諧振掃描顯示投影的制作方法
鎖相諧振掃描顯示投影
背景技術：
一些顯示裝置通過將變化強度的光束掃描穿過顯示表面來生成圖像。例如，一些投影顯示裝置以行和列模式透過顯示表面掃描光束。光束掃描的速率通常與向投影顯示裝置提供顯示數據的速率無關。一些投影顯示裝置包括以固態存儲器形式的幀緩沖器，用于存儲要顯示的數據。 幀緩沖器允許存儲以各種速率到達的顯示數據，以便以如投影顯示裝置的掃描速率規定的不同速率來被檢索。雖然幀緩沖器在一些顯示裝置中提供了必要的功能，但是它們會消耗集成電路上的大量資源。例如，具有每個像素24比特的VGA(640x480)顯示器使用 640x480x24 =超過七百萬比特的存儲量。當顯示器分辨率增加時，由幀存儲器消耗的資源增加。


圖1示出具有鎖相慢掃描和諧振快掃描的掃描投影系統；圖2示出具有掃描鏡的微電子機械系統(MEMS)裝置的平面圖；圖3示出根據本發明的各種實施例的鎖相慢掃描驅動控制器；圖4示出適合于圖1的投影系統的操作的示例波形；圖5示出導致圖4的波形的掃描軌跡；圖6示出根據本發明的各種實施例的流程圖；圖7示出根據本發明的各種實施例的移動裝置的框圖；以及圖8示出根據本發明的各種實施例的移動裝置。
具體實施例方式在下面的詳細描述中，參考附圖，附圖通過圖示示出了其中可以實施本發明的特定實施例。以充分的細節描述這些實施例，以使得本領域內的技術人員能夠實施本發明。應當理解，本發明的各種實施例雖然不同但是不必相互排斥。例如，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，在此結合一個實施例描述的特定特征、結構或特性可以被實現在其他實施例中。另外，應當理解，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以修改在每一個公開的實施例中的各個元件的位置或布置。因此，不應當在限制的意義上看待下面的詳細描述，并且，本發明的范圍僅由適當解釋的所附權利要求以及權利要求有權要求的等同物的全范圍來限定。在附圖中，在多個個視圖中相同的附圖標記指示相同或類似的功能。圖1示出具有鎖相慢掃描和諧振快掃描的掃描投影系統。投影系統100包括行緩沖器102、內插部件104、光源110、光學系統112、濾光器/偏振器150、具有鏡面142的微電子機械機器(MEMS)裝置140、數字鎖相環(PLL) 170和鏡面驅動控制器190。在運行中，掃描投影系統100在節點101上接收視頻數據并且在節點107上接收垂直同步(VSYNC)信號。視頻數據表示對于每個像素一種或多種顏色的像素強度。例如，在具有表示每種顏色的8比特的三色系統中，每一個像素可以由24比特表示(例如，紅、綠和藍每一個8比特)。本說明的剩余部分參考三色系統(紅、綠和藍)；然而，本發明的各種實施例不限于此。在不偏離本發明的范圍的情況下，可以利用任何數量的顏色(包括一種)。在一些實施例中，視頻數據逐行地到達。例如，所接收的第一視頻數據可以對應于圖像中的左上像素。隨后的視頻數據表示在頂行從左向右的像素的剩余部分，然后是從頂向底的另外的行。當達到圖像的底部右方時，則已經提供了視頻數據的完整的“幀”。接收視頻數據的幀的速率在此被稱為“幀率”。每個幀認定一次垂直同步(VSYNC)信號。因此， VSYNC是以幀率而周期性的。行緩沖器102存儲一個或多個行的視頻數據，并且在需要時向內插部件104提供視頻數據。內插部件104在節點172上在由像素時鐘指定的時間在像素之間內插，并且當要顯示像素時產生105處的命令的亮度值以驅動光源110。命令的亮度值被光源110轉換為光。在一些實施例中，光源110包括激光源。例如，在一些實施例中，光源110包括激光二極管，用于產生紅、綠和藍色激光。在這些實施例中，光源110也可以包括亮度至電流(L/I)查找表和數模轉換器(DAC)。光源110不限于激光器。例如，諸如濾色器或發光二極管(LED)或邊發光LED的其他光源可以容易地替代。光學系統112從光源110接收紅、綠和藍光。光學系統112可以包括任何適當的光學部件，諸如分色鏡、透鏡、棱鏡等，用于在127處組合和/或聚焦光。在127的光從濾光器/偏振器150反射出，并且被指向到MEMS鏡面142。MEMS鏡面142響應于由鏡面驅動控制器190提供的被表示為“驅動信號”的電刺激來在兩個軸(“快速掃描”軸和“慢掃描”軸)上旋轉。在運行中，鏡面驅動控制器190向 MEMS裝置140提供信號，以使得光束掃描軌跡來繪制顯示圖像。MEMS鏡面142以諧振頻率在快掃描軸上振蕩。例如，在一些實施例中，MEMS鏡面142被設計為在18kHz處具有機械諧振。而且例如，在一些實施例中，MEMS鏡面142被設計為在24. 5kHz處具有機械諧振。在另外的實施例中，MEMS鏡面142被設計在27kHz處具有機械諧振。如在此所述，MEMS鏡面 142的快掃描軸被定向為顯示圖像的掃描穿過行，但是這不是本發明的限制。MEMS鏡面142在慢掃描軸上運動的速率是可編程的。在本發明的各種實施例中， MEMS鏡面142在慢掃描軸上的運動被鎖相到VSYNC信號，使得慢掃描頻率緊密地匹配視頻源的幀率。通過使慢掃描頻率與進入的幀率匹配，掃描投影儀可以在沒有完整的幀緩沖器的情況下運行。并非幀緩沖器，本發明的各種實施例包括行緩沖器102，行緩沖器102的大小被定位保存少于視頻數據的完整幀。可以取決于系統的回路帶寬使得該行緩沖器非常小。例如，如果以非常小的誤差使回路緊密地鎖定，則該行緩沖器可以是僅幾行或甚至不存在。用于無失真操作的MEMS鏡面的最小諧振頻率是進入的視頻幀率和進入的視頻中的行的數量的函數。只要MEMS鏡面可以繪制等于或大于進入的視頻中的行數量的數量的行[sl]，則MEMS鏡面不引入由不足的快速掃描速率導致的失真。作為具體示例，而不是限制，假定進入的視頻具有480行，并且掃描投影儀能夠從左向右和從右向左地繪制像素。在這個示例中，需要240個快速掃描循環來繪制該圖像。進一步假設20%開銷用于回掃時間以及在圖像的頂部和底部的前沿和后沿。表1示出在上面的假設下對于60ΗΖ、70Ηζ、72Ηζ 和85Hz的幀率的最小MEMS鏡面諧振頻率。繪制圖像的快速 20%開銷幀率最小快速掃描速率
掃描循環(480行)___
480/2 = 240__L2__60 Hz 240x1.2x60=17.3 kHz
480/2 = 240__L2__72 Hz 240x1.2x72=20.8 kHz
480/2 = 240__L2__75 Hz 240x1.2x75=21.6 kHz
480/2 = 2401.285 Hz 240x1.2x85=24.5 kHz表 1MEMS鏡面的機械諧振可以是大于所示最小值的任何值。例如，如果使用60Hz的幀率來操作24. 5kHz的快速掃描MEMS鏡面，則產生垂直過采樣。這導致在圖像中繪制超過 480行。在一些實施例中，MEMS鏡面可以在27kHz或更高處諧振。MEMS裝置140包括一個或多個位置傳感器，用于感測鏡面142的位置。例如，在一些實施例中，MEMS裝置140包括壓阻式傳感器，其傳遞與在快掃描軸上的鏡面的偏轉成比例的電壓。而且，在一些實施例中，MEMS裝置140包括額外的壓阻式傳感器，其傳遞與在慢掃描軸上的鏡面的偏轉成比例的電壓。在其他實施例中，在143處的位置信息可以具有一個或多個數字同步信號的形式。在圖1中所示的水平同步(HSYNC)信號可以由位置傳感器直接地產生，或者可以從正弦位置信號產生。鏡面驅動控制器190包括鎖相慢掃描驅動器192和諧振快速掃描驅動器194。來自鎖相慢掃描驅動器192和諧振快速掃描驅動器194的輸出信號被相加以產生對于MEMS 裝置140的驅動信號。諧振快速掃描驅動器194提供周期性的激勵，以使得MEMS鏡面142在快掃描軸上以機械諧振頻率振蕩。諧振快速掃描驅動器194在節點143上接收作為反饋信號的HSYNC 信號。諧振快速掃描驅動器194包括控制電路，該控制電路可以作為HSYNC信號的函數來改變其輸出信號的定時或幅值。鎖相慢掃描驅動器192在節點197上提供控制信號，以使得MEMS鏡面142在慢掃描軸上掃動。在節點197上的控制信號與鏡面動力組合地工作，以在慢掃描軸上產生期望的鏡面運動。鎖相慢掃描驅動器192還在節點193上提供控制信號，節點193對應于在任何時間點在慢掃描軸上命令的鏡面位置。鎖相慢掃描驅動器192從MEMS裝置140接收進入的視頻VSYNC和HSYNC。鎖相慢掃描驅動器192將在節點197上的控制信號鎖相到進入的VSYNC，以將MEMS鏡面142的慢掃描掃動鎖定到進入的視頻幀率。下面參考圖3來描述鎖相慢掃描驅動器192的示例實施例。在節點143上的HSYNC信號也被提供到PLL 170。PLL 170包括至少一個環電路， 用于在172處產生像素時鐘。在一些實施例中，生成該像素時鐘以產生像素時鐘沿，當鏡面在快掃描軸上掃描光束時，該像素時鐘沿在空間上是周期性的。在這些實施例中，像素時鐘在時間上不是周期性的。而且，在這些實施例中，內插部件104可以僅在慢掃描維度(在不同行中的像素數據之間)上執行內插。在其他實施例中，生成像素時鐘以產生在時間上是周期性的像素時鐘沿。在這些實施例中，當鏡面在快掃描軸上掃描光束時，該像素時鐘沿在空間上不是周期性的。而且，在這些實施例中，內插部件104可以在慢掃描維度(在不同行中的像素數據之間)和快掃描維度(在同一行中的像素數據之間)兩者上執行內插。內插部件104在193處接收命令的慢掃描鏡面位置，在172處接收像素時鐘，并且在103處從行緩沖器102接收像素數據。內插部件104使用命令的慢掃描鏡面位置來確定在每一個像素時鐘處要顯示哪些像素。當像素時鐘不對應于在行緩沖器中的現有像素的位置時，內插部件104在相鄰的像素數據之間內插，以確定命令的亮度值。可以以許多方式來實現在圖1中所示的各種部件。例如，可以以專用硬件、軟件或任何組合來實現圖像處理部件102。當以較慢速度運行時，軟件實現方式可能快得足以滿足顯示速率要求。當以高速運行時，可能需要專用的硬件實現方式來滿足顯示速率要求。圖2示出具有掃描鏡面的微電子機械系統(MEMS)裝置的平面圖。MEMS裝置140 包括固定平臺202、掃描平臺214和掃描鏡面142。掃描平臺214通過彎曲部分210和212 耦合到固定平臺202。彎曲部分210和212形成慢掃描軸。掃描鏡面142通過彎曲部分220 和222耦合到掃描平臺214。彎曲部分220和222形成快掃描軸。掃描平臺214具有連接到驅動線250的驅動線圈。被驅動到驅動線250內的電流在驅動線圈中產生電流。MEMS裝置140還包含一個或多個集成的壓阻式位置傳感器。壓阻式傳感器280產生表示鏡面142 相對于掃描平臺214的位移(快掃描軸)的電壓。在一些實施例中，MEMS裝置140對于每一個軸包括一個位置傳感器。互連部分260中的兩個耦合到驅動線250。剩余的互連部分為每一個軸提供集成的位置傳感器。在運行中，外部磁場源(未示出)在驅動線圈上施加磁場。由外部磁場源在驅動線圈上施加的磁場在線圈的平面中具有分量，并且相對于兩個驅動軸非正交地定向。在線圈繞組中的面內電流與面內磁場感應，以在導體上產生面外的洛倫茲力。因為驅動電流在掃描平臺214上形成回路，所以該電流穿過掃描軸是反號的。這意味著洛倫茲力穿過掃描軸也是反號的，導致在磁場平面中并且垂直于磁場的扭矩。這個組合的扭矩取決于扭矩的頻率含量而在兩個掃描方向上產生響應。掃描平臺214響應于該扭矩相對于固定平臺202運動。彎曲部分210、212、220和 222是扭轉構件，它們當掃描平臺214相對于固定平臺202經歷角位移時扭曲。在本發明的各種實施例中，掃描平臺214被命令來以進入的視頻的幀率來回地掃動。雖然掃描鏡面以諧振頻率在快掃描軸上運動，但是掃描鏡面142也響應于該扭矩相對于掃描平臺214運動。彎曲部分210和212的長軸形成樞軸。彎曲部分210和212是經歷扭轉彎曲的柔性構件，由此允許掃描平臺214在樞軸上旋轉，并且具有相對于固定平臺202的角位移。彎曲部分210和212不限于如圖2中所示的扭轉實施例。例如，在一些實施例中，彎曲部分210 和212采用其他形狀，諸如弧形、“S”形或其他曲折的形狀。當在此使用時術語“彎曲部分” 指的是將掃描平臺耦合到另一個平臺(掃描或固定)并且能夠運動的任何柔性構件，該運動允許掃描平臺相對于另一個平臺具有角位移。在圖2中所示的特定的MEMS裝置實施例被提供為示例，并且，本發明的各種實施例不限于這種特定的實現方式。例如，在不偏離本發明的范圍的情況下，可以包含任何掃描鏡面，該掃描鏡面能夠在快掃描軸上進行諧振操作并且在慢掃描軸上進行鎖相操作。在一些實施例中，采用電容式梳狀驅動鏡面。而且例如，在不偏離本發明的范圍的情況下，可以使用多個掃描鏡面。第一鏡面可以鎖相到進入的視頻幀率在第一軸上運動，并且第二鏡面可以以諧振頻率在第二軸上振蕩。圖3示出根據本發明的各種實施例的鎖相慢掃描驅動控制器。鎖相慢掃描控制器 192包括波形發生器330，用于在節點197上生成慢掃描驅動信號，并且在節點193上生成命令的鏡面位置信號。可以通過任何適當的手段來實現波形發生器330。例如，在一些實施例中，波形發生器330可以包括一個或多個存儲器和數模轉換器(DAC)。可以使用與期望的波形上的點對應的值來編程存儲器，并且DAC可以接收存儲器中的值，并且產生慢掃描驅動信號和命令的鏡面位置信號。在其他實施例中，波形發生器330使用泰勒級數系數和逆快速傅立葉變換(IFFT)來產生鋸齒波形。鎖相慢掃描驅動控制器192還包括計數器310、比較器320和VSYNC發生器340。 對于在節點107上的每一個VSYNC計數器310計數在節點143上HSYNC的數量。這確定了用于每一個進入的視頻幀的MEMS鏡面的快掃描循環的標稱數量。VSYNC發生器340根據慢掃描驅動信號在節點341上生成VSYNC信號，并且，比較器320比較在節點107上的進入的視頻VSYNC和在節點341上的慢掃描驅動信號VSYNC的定時。比較器320向波形發生器 330提供錯誤信號，以關閉回路。波形發生器330調整慢掃描驅動信號，以減少錯誤。波形發生器330被示出為被節點143上的HSYNC施加時鐘。在一些實施例中，波形發生器330被節點172上的像素時鐘來施加時鐘(圖1)。在啟動時，當在節點107上首先檢測到VSYNC信號時，計數器310確定每個進入的視頻幀的諧振快掃描循環的標稱數量。然后，使用這個數量的每個進入的視頻幀的快掃描循環來編程波形發生器330以產生慢掃描驅動信號。在運行期間，在必要時改變慢掃描驅動信號以將慢掃描驅動信號鎖相到進入的視頻幀率。在一些實施例中，僅通過修改回掃時間來修改慢掃描驅動信號，使得每個活動視頻幀的快掃描循環的數量保持不變。在其他實施例中，通過改變在視頻幀中整數數量或非整數數量的快掃描循環來修改慢掃描驅動信號。在這些實施例中，在每一個幀內的像素位置可以改變，但是內插部件104(圖1)仍然確定要在每一個像素時鐘顯示的正確的數據。在另一個實施例中，在必要時通過整數數量的快掃描循環來修改垂直消隱間隔， 以將慢掃描驅動信號鎖相到進入的視頻幀率。在這些實施例中，可以在必要時在垂直消隱周期中插入或去除一個或多個快掃描循環，以保持在內部慢掃描驅動和外部垂直同步之間的同步。可以以任何適當的方式來實現在圖3中所示的各種部件。例如，在一些實施例中， 在數字和模擬硬件部件中實現在圖3中所示的全部部件。另外例如，在一些實施例中，以數字硬件和軟件與模擬部件的組合來實現圖3的部件。例如，微處理器可以接收每個進入的視頻幀的快掃描循環的標稱數量，在320處執行比較，并且編程波形發生器330。圖4示出適合于圖1的投影系統的操作的示例波形。慢掃描偏轉波形410是鋸齒波形，并且快掃描偏轉波形420是具有周期TH的正弦波形。當鏡面142根據波形410和 420在其慢掃描和快掃描軸上偏轉時，產生在圖5中所示的掃描的光束軌跡。通過使用適當的驅動信號來驅動MEMS裝置140，可以實現根據波形410和420的鏡面142的偏轉。在一些實施例中，快掃描偏轉頻率是鏡面的諧振頻率，并且在那個頻率下的非常小的激勵將導致期望的偏轉。可以從在各種頻率下的正弦波的和得出用于慢掃描偏轉的鋸齒驅動信號。也可以從被編程到諸如波形發生器330 (圖3)的波形發生器內的特定
7點得出用于慢掃描偏轉的驅動信號。鋸齒慢掃描偏轉波形410包括垂直掃動部分和回掃部分。在一些實施例中，在垂直掃動部分期間而不是在回掃部分期間顯示像素。回掃部分對應于光束“回掃”到圖像視場的頂部。在圖4中還示出了消隱波形480。在回掃期間消隱掃描的光束(不顯示像素)， 并且在垂直掃動期間不消隱掃描的光束。在圖4中還示出了垂直同步(VSYNC)信號402。VSYNC是每個視頻幀到達一次的進入的視頻VSYNC。根據本發明的各種實施例，鏡面驅動控制器(圖1)的慢掃描驅動控制部分接收VSYNC，并且修改慢掃描驅動信號，使得慢掃描偏轉波形410的周期被鎖相到VSYNC。 在一些實施例中，僅修改回掃時間。在一些實施例中，通過整數數量的周期TH來修改回掃時間。在其他實施例中，通過非整數數量的周期TH來修改回掃時間。在另外的實施例中， 修改垂直掃動時間和/或回掃時間。在不偏離本發明的范圍的情況下，在鎖相處理期間，可以修改慢掃描驅動信號的任何部分。在圖4中還示出了水平同步(HSYNC)信號440。HSYNC信號440對應于在143的鏡面位置信號(圖1)。HSYNC是數字信號，其在快掃描偏轉波形的每個周期具有一個上升沿。可以通過將快掃描偏轉波形通過電平檢測器來產生HSYNC。通過在MEMS裝置142上的位置傳感器來測量根據波形420的快掃描偏轉，因此HSYNC具有與快掃描偏轉相同的周期 T
1H0為了說明清楚，圖4僅示出每個幀的幾個快掃描循環。實際上，存在更多的快掃描循環。例如，24. 5kHz的快掃描諧振頻率和60kHz的幀率將得出大約每個幀408個快掃描循環。圖5示出掃描軌跡，該掃描軌跡具有正弦水平快掃描分量和非正弦慢掃描垂直分量。掃描軌跡500對應于在圖4中所示的慢掃描鏡面偏轉和快掃描鏡面偏轉。掃描軌跡500 被示出為重疊在網格502上。網格502表示構成顯示圖像的像素的行和列。像素的行與水平虛線對齊，并且像素的列與垂直虛線對齊。圖像由在虛線交點處出現的像素構成。在掃描軌跡500上，光束以正弦模式來回地從左到右掃動，并且以恒定的速率垂直地掃動。在一些實施例中，該軌跡在“回掃”期間迅速地清掃，并且不在逆程上顯示像素。如上參考圖1所述，產生掃描軌跡500的投影系統包括以諧振頻率在快掃描軸上振蕩并且具有鎖相到進入的視頻幀率的慢掃描偏轉的掃描鏡面。慢掃描和快掃描偏轉模式的這種組合導致不必在位置上對應于網格502中的像素的顯示的像素。例如，在位于網格 502的行η的像素Pm之下和像素Pm+1之上的點530處可能出現的像素時鐘沿。在一些實施例中，投影系統可以在一維上內插像素強度值。例如，投影系統可以在Pn,m和Pn,m+1之間內插像素強度值，并且在點530處顯示結果產生的像素強度。例如，內插部件104 (圖1)在Pn,m和Pn,m+1之間內插，以確定新的像素強度Pnew為Pnew= (l-b)Pn+bPn+1(1)其中，b是從行m至像素位置Pnew的分數行距離。在其他實施例中，投影系統可以在二維上內插像素強度值。例如，投影系統可以在 Pn,m、Pn+1,m、Pn,m+1和Pn+1,m+1之間內插像素強度值，并且在點531處顯示結果產生的像素強度。作為示例，內插部件104(圖1)可以在Pn,m、Pn+1,m、Pn,m+1和Pn+1,m+1之間內插。以確定新的像素強度Pnrat為
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Pnew = (l-α) (l-b)Pn,ffl+a (l_b) Pn+1,m+(1_ a ) bPn,m+1+a bPn+1,m+1 (2)其中，b是從行m至像素位置Pnew的分數行距離，并且，α是從列η向像素位置Pnew 的分數列距離。在運行中，行緩沖器120(圖1)僅保存如適應于內插所需的那么多行的像素數據。 在每一個水平掃動之前，更新行緩沖器以僅保存必要的視頻數據。例如，在行緩沖器中存儲新到達的視頻數據，并且可以丟棄與已經在圖像中橫穿的行的像素數據對應的舊視頻。節省了大小和功率，因為不需要完整幀緩沖器。圖6示出根據本發明的各種實施例的流程圖。在一些實施例中，通過光柵掃描投影儀使用鎖相慢掃描軌跡和諧振快掃描軌跡來執行方法600或其一部分，在先前的附圖中示出鎖相慢掃描軌跡和諧振快掃描軌跡的實施例。在其他實施例中，通過集成電路或電子系統來執行方法600。方法600不受執行該方法的特定類型的設備限制。在方法600中的各種動作可以以所給出的順序來執行，或可以以不同的順序來執行。而且，在一些實施例中，從方法600中省略了圖6中列出的一些動作。方法600示出為以塊610開始，其中，掃描鏡面以諧振頻率在快掃描軸上振蕩。在本發明的各種實施例中，這對應于使用具有鏡面的機械諧振頻率的周期信號來激勵掃描鏡面 142。在620處，對每個輸入VSYNC計數輸出HSYNC的數量。這對應于計數器310 (圖3) 的操作。輸出HSYNC對應于在快掃描軸上的循環。每個輸入VSYNC的輸出HSYNC的數量對應于每個進入的視頻幀的快掃描循環的數量。在630處，對于在慢掃描軸上的掃描鏡面設置初始慢掃描掃描速率。這對應于編程波形發生器330以便以接近于進入的視頻的幀率的初始速率來掃動慢掃描軌跡。在640處，在慢掃描軸上的掃描鏡面的運動被鎖相到輸入VSYNC。這將慢掃描刷新速率鎖相到進入的視頻幀率。在650處，在緩沖器中存儲少于一幀的輸入視頻數據。這對應于行緩沖器102 (圖 1)的操作。因為慢掃描掃動被鎖相到進入的視頻幀率，所以可以存儲少于一個完整幀的數據。即使快掃描掃動的數量可能不等于視頻數據中行的數量這也是成立的。在660處，內插在緩沖器中存儲的像素數據。在一些實施例中，僅在快掃描或慢掃描維度上內插像素數據，并且在其他實施例中，在慢掃描和快掃描維度兩者上內插像素數據。圖7示出根據本發明的各種實施例的移動裝置的框圖。如圖7中所示，移動裝置 700包括無線接口 710、處理器720和掃描投影儀100。掃描投影儀100在152處繪制光柵圖像。參考圖1來描述掃描投影儀100。在一些實施例中，掃描投影儀100包括掃描鏡面， 該掃描鏡面在一個軸上以諧振頻率振蕩，并且在另一個軸上被鎖相到進入的視頻。掃描投影儀100可以從任何圖像源接收圖像數據。例如，在一些實施例中，掃描投影儀100包括保存靜止圖像的存儲器。在其他實施例中，掃描投影儀100包括含有視頻圖像的存儲器。在其他實施例中，掃描投影儀100顯示從諸如連接器、無線接口 710等的外部源接收的影像。無線接口 710可以包括任何無線發送和/或接收能力。例如，在一些實施例中，無線接口 710包括網絡接口卡(NIC)，其能夠通過無線網絡來進行通信。而且，例如，在一些實施例中，無線接口 710可以包括蜂窩電話能力。在其他實施例中，無線接口 710可以包括全球定位系統(GPS)接收器。本領域內的技術人員可以理解，在不偏離本發明的范圍的情況下，無線接口 710可以包括任何類型的無線通信能力。處理器720可以是任何類型的處理器，其能夠與在移動裝置700中的各種部件進行通信。例如，處理器720可以是可從專用集成電路(ASIC)供應商獲得的嵌入式處理器， 或可以是商業上可獲得的微處理器。在一些實施例中，處理器720向掃描投影儀100提供圖像或視頻數據。該圖像或視頻數據可以從無線接口 710被檢索，或者可以從無線接口 710 檢索出的數據中得出。例如，通過處理器720，掃描投影儀100可以顯示從無線接口 710直接接收的圖像或視頻。而且，例如，處理器720可以提供覆蓋物(overlay)添加到從無線接口 710接收的圖像和/或視頻，或可以基于從無線接口 710接收的數據來改變存儲的影像 (例如，在無線接口 710提供位置坐標的GPS實施例中修改地圖顯示)。圖8示出根據本發明的各種實施例的移動裝置。移動裝置800可以是具有或沒有通信能力的手持投影裝置。例如，在一些實施例中，移動裝置800可以是具有很少或沒有其他能力的手持投影儀。而且，例如，在一些實施例中，移動裝置800可以是可用于通信的裝置，包括例如蜂窩電話、智能電話、個人數字助理(PDA)、全球定位系統(GPS)接收器等。而且，移動裝置800可以經由無線(例如，WiMax)或蜂窩連接而連接到更大的網絡，或者，這個裝置可以經由不受管制的頻譜(例如，WiFi)連接來接受數據消息或視頻內容。移動裝置800包括掃描投影儀100，用于使用光在152處生成圖像。移動裝置800 還包括許多其他類型的電路；然而，為了清楚，從圖8中有意省略了它們。移動裝置800包括顯示器810、小鍵盤820、音頻端口 802、控制按鈕804、卡槽806 和音頻/視頻(A/V)端口 808。這些元件中沒有一個是必需的。例如，移動裝置800可以僅包括沒有顯示器810、小鍵盤820、音頻端口 802、控制按鈕804、卡槽806或A/V端口 808的任何一個的掃描投影儀100。一些實施例包括這些元件的子集。例如，附屬投影儀產品可以包括掃描投影儀100、控制按鈕804和AV端口 808。顯示器810可以是任何類型的顯示器。例如，在一些實施例中，顯示器810包括液晶顯示器(LCD)屏幕。顯示器810可以總是顯示在152處投影的相同內容或不同內容。例如，附屬投影儀產品可以總是顯示相同內容，而移動電話實施例可以在152處投影一種類型的內容同時在顯示器810上顯示不同的內容。小鍵盤820可以是電話小鍵盤或任何其他類型的小鍵盤。A/V端口 808接受和/或發送視頻和/或音頻信號。例如，A/V端口 808可以是數字端口，其接受適合于承載數字音頻和視頻數據的線纜。而且，A/V端口 808可以包括RCA 插座，以接受復合輸入。而且，A/V端口 808可以包括VGA連接器，用于接受模擬視頻信號。 在一些實施例中，移動裝置800可以通過A/V端口 808連系到外部信號源，并且移動裝置 800可以投影通過A/V端口 808接受的內容。在其他實施例中，移動裝置800可以是內容的創始者，并且A/V端口 808用于向不同的裝置發送內容。音頻端口 802提供音頻信號。例如，在一些實施例中，移動裝置800是媒體播放機，其可以存儲和播放音頻和視頻。在這些實施例中，可以在152處投影視頻，并且可以在音頻端口 802處輸出音頻。在其他實施例中，移動裝置800可以是附屬投影儀，其在A/V端口 808處接收音頻和視頻。在這些實施例中，移動裝置800可以在152處投影視頻內容，并且在音頻端口 802處輸出音頻內容。移動裝置800還包括卡槽806。在一些實施例中，在卡槽806中插入的存儲卡可以提供要在音頻端口 802處輸出的音頻和/或要在152處投影的視頻數據的源。卡槽806可以容納任何類型的固態存儲器裝置，包括例如多媒體存儲卡(MMC)、存儲棒DUO、安全數字 (SD)存儲卡和智能媒體卡。上面的列表本意是示例性的，而不是窮盡性的。雖然已經結合特定實施例描述了本發明，但是應當理解，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以采取修改和變化，這是本領域內的技術人員容易理解的。這樣的修改和變化被認為在本發明和所附權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種設備，包括掃描鏡面，所述掃描鏡面能夠在兩個軸上進行角度運動，所述兩個軸包括慢掃描軸和快掃描軸；以及控制系統，所述控制系統用于激勵所述掃描鏡面以所述掃描鏡面的諧振頻率在所述快掃描軸上運動，并且在所述慢掃描軸上在鎖相到輸入視頻幀率的軌跡上運動。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制系統從視頻源接收外部垂直同步 (VSYNC)信號，并且從所述掃描鏡面接收內部水平同步(HSYNC)信號。
3.根據權利要求2所述的設備，其中，所述控制系統包括計數機構，所述計數機構用于對每個外部VSYNC的內部HSYNC的數量進行計數。
4.根據權利要求3所述的設備，其中，所述控制系統可操作來響應于所述每個外部 VSYNC的內部HSYNC的數量來設置初始慢掃描速率。
5.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制系統可操作來將外部垂直同步(VSYNC) 與生成的慢掃描驅動信號作比較，并且響應于所述比較來修改所述慢掃描驅動信號。
6.根據權利要求1所述的設備，進一步包括視頻緩沖器，所述視頻緩沖器用于保存少于完整的一個幀的視頻數據。
7.根據權利要求6所述的設備，進一步包括在所述緩沖器中保存的像素數據的行之間內插的內插部件。
8.根據權利要求6所述的設備，進一步包括在所述緩沖器中保存的像素數據的列之間內插的內插部件。
9.根據權利要求8所述的設備，其中，所述內插部件在所述緩沖器中保存的像素數據的行和列之間內插。
10.一種操作掃描投影系統的方法，包括以諧振頻率在快掃描軸上振蕩掃描鏡面；并且將在慢掃描軸上的所述掃描鏡面的運動鎖相到輸入垂直同步(VSYNC)信號。
11.根據權利要求10所述的方法，進一步包括對每個輸入(VSYNC)信號的輸出水平同步(HSYNC)信號的數量進行計數，所述輸出水平同步(HSYNC)信號由在所述快掃描軸上振蕩的所述掃描鏡面產生；以及設置在所述慢掃描軸上的所述掃描鏡面的初始垂直掃描速率。
12.根據權利要求10所述的方法，其中，鎖相包括通過在所述諧振頻率下的整數數量的循環來修改在所述慢掃描軸上的所述掃描鏡面的循環時間。
13.根據權利要求12所述的方法，進一步包括在緩沖器中存儲少于一個幀的輸入視頻數據。
14.根據權利要求13所述的方法，進一步包括在所述緩沖器的相鄰行中的像素數據之間內插(垂直內插)。
15.根據權利要求13所述的方法，進一步包括在所述緩沖器的相鄰列(水平內插)中的像素數據之間內插。
全文摘要
掃描投影儀(100)包括二維掃描的鏡面(142)。掃描鏡面在快掃描軸上以諧振頻率振蕩，并且在慢掃描軸上被鎖相為進入的幀率。當像素時鐘到達時，內插部件(104)基于鏡面的位置根據相鄰的像素內插像素強度數據。在緩沖器中存儲進入的視頻數據。可以在緩沖器中存儲少于一個完整幀的視頻數據。
文檔編號G03B21/20GK102474581SQ201080030112
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月10日 優先權日2009年7月2日
發明者瑪格麗特·K·布朗, 羅伯特·J·杰克遜, 馬克·錢皮恩 申請人:微視公司