发明内容
本发明的目的在于提供一种反射镜驱动方法和使用它的显示装置,其能够提高非谐振模式的MEMS反射镜的摇动速度,在实现显示图像的高清晰度并降低闪烁影像的视认性时,比现有技术更稳定地驱动MEMS反射镜,并再现稳定的显示图像。
为了解决上述问题,本发明的第一显示装置是向在1轴或2轴进行往复振动的反射镜照射光束,并将得到的反射光投影显示在目标物上的显示装置,其具有:至少以谐振模式和非谐振模式动作的反射镜的反射镜驱动单元;确定反射镜驱动条件的驱动条件设定单元;表示反射镜响应相对于预先已知的驱动条件的关系的查找表(look up table:LUT);由在从0%至100%的间歇时间对非谐振模式的驱动信号的传送进行接通断开的开关单元构成的调制单元;向反射镜进行照射的光源;光源驱动控制单元;和光源驱动单元,
通过查找表,掌握相对于驱动条件的反射镜的驱动转矩,并向调制单元指示调制信息。在获得调制信息并由开关单元构成的调制单元中,通过对来自反射镜驱动单元的非谐振模式的反射镜驱动信号的传送进行开/关控制,抑制驱动转矩的发生。在此情况下,是利用反射镜的惯性,开/关控制是通过惯性而被高速地进行,是利用时间积分效果降低转矩的发生。
关于本发明的第二显示装置,本发明的上述第一显示装置的调制单元由对非谐振模式的驱动信号的传送量进行放大或缩小的放大单元构成,获得调制信息并通过放大单元将非谐振模式的反射镜驱动信号的传送量抑制或放大在0倍~2倍之间。在此情况下,反射镜的发生转矩为时间连续的。
本发明的第三显示装置还具有:以线状配置有多个受光部的受光单元;和根据受光单元的检测结果对受光的受光部的位置进行确定的位置检测单元。
受光单元以在以非谐振模式动作的方向上接收由反射镜反射的来自光源的光线的方式配置,并且,以能够充分分解非谐振模式的1个变位的方式配置各个受光部。
通过位置检测单元确定非谐振模式方向的摇动位置,通过查找表和调制单元,以使得成为期望的摇动位置的方式控制非谐振模式的反射镜驱动信号的传送量。
本发明的第四显示装置的特征在于,具有至少R/G/B的三原色的数量的光源驱动单元和光源驱动控制单元,还具有:地址生成单元,其获得外部影像信号,对在1轴或2轴进行往复振动的反射光的动作位置进行确定并生成地址信息;和影像信号变换单元,其选择与本地址信息对应的位置的影像信号,并根据R/G/B影像信号的明暗信息针对每个R/G/B光源调制光量,在该显示装置中,对利用往复振动位置和影像信号调制后的反射光进行投影显示。
以其他表现形式对上述结构进行以下说明。
本发明提供一种显示装置的反射镜驱动方法,该显示装置包括:光源;驱动上述光源的光源驱动单元;控制上述光源驱动单元的光源驱动控制单元;对来自上述光源的照射光进行反射并投影至目标物的反射镜;以使得上述反射镜以非谐振模式振动的方式对其进行驱动的反射镜驱动单元;确定上述反射镜驱动单元的驱动条件的驱动条件设定单元;和向上述反射镜驱动单元输出反射镜驱动信号的调制单元,在该反射镜驱动方法中,按照驱动上述反射镜的驱动转矩以规定的大小变化的方式控制反射镜驱动信号的传送量。
此外,在上述的反射镜驱动方法中,具有表示反射镜驱动的响应相对于规定的驱动条件的关系的查找表(LUT),在参照上述查找表后,相对于驱动条件,按照能够得到上述反射镜进行期望的振动动作的变位,降低驱动转矩的发生的方式控制反射镜驱动信号的传送量。
本发明提供一种显示装置,其包括:光源;驱动上述光源的光源驱动单元;控制上述光源驱动单元的光源驱动控制单元;对来自上述光源的照射光进行反射并投影至目标物的反射镜;以使得上述反射镜以非谐振模式振动的方式对其进行驱动的反射镜驱动单元;确定上述反射镜驱动单元的驱动条件的驱动条件设定单元;和向上述反射镜驱动单元输出反射镜驱动信号的调制单元,其中,上述调制单元具有对非谐振模式的反射镜驱动信号的传送进行接通断开的开关单元,按照使得针对上述反射镜的驱动转矩以规定的大小变化的方式,通过上述开关单元在从0%至100%的间歇时间对非谐振模式的反射镜驱动信号的传送进行控制。
此外,在上述显示装置中,上述调制单元具有对非谐振模式的反射镜驱动信号的传送量进行改变的放大单元,按照使得针对上述反射镜的驱动转矩以规定的大小变化的方式,通过上述放大单元在0倍~2倍之间对非谐振模式的反射镜驱动信号的传送量进行放大控制。
此外,在上述显示装置中,设置有以线状配置有多个受光部的受光单元;和对以上述受光单元受光的受光部的位置进行检测的位置检测单元,
按照针对上述反射镜的驱动转矩以规定的大小变化的方式,并按照由上述位置检测单元检测出的上述反射镜的振动位置成为期望的位置的方式,通过上述调制单元控制非谐振模式的反射镜驱动信号的传送量。
此外,在上述显示装置中,具有:至少R/G/B的三原色的数量的光源驱动单元;至少R/G/B的三原色的数量的光源驱动控制单元;地址生成单元,其分别获得影像信号,对进行振动的反射光的动作位置进行确定并生成地址信息;和影像信号变换单元,其选择与上述地址信息对应的位置的影像信号,并根据R/G/B影像信号的明暗信息针对每个R/G/B光源调制光量,在该显示装置中,对利用振动位置和上述影像信号调制后的反射光进行投影显示。
此外,在上述显示装置中,具有表示反射镜驱动的响应相对于规定的驱动条件的关系的查找表(LUT),在参照上述查找表后,相对于驱动条件,按照能够得到反射镜进行期望的振动动作的变位的方式降低驱动转矩的发生,控制反射镜驱动信号的传送量。
如上所述,根据本发明,能够提供一种利用反射镜的反射光进行投影显示的显示装置,其与现有技术相比,能够提高图像质量并提高性能。
具体实施方式
以下,参照附图,对基于本发明的实施例进行说明。
以下,令上述的反射镜为微小反射镜,该反射镜或微小反射镜为矩形形状,就其大小而言,边的大小估计为大约1mm~1.5mm的大小。但是,即使为约2mm~3mm,在实施以下的实施例时也可以采用。
进一步,通过向屏幕等目标物进行投影,根据被显示的显示的大小,也可以为约10μm~5mm的范围。
此外,该反射镜或微小反射镜在MEMS(Micro Electro MechanicalSystems:微电子机械系统)技术中,也可以作为被使用的反射镜(简称为MEMS反射镜)。
(实施例1)
图1是表示本发明的第一实施例的显示装置的框图,其表示由在2轴振动的微小反射镜反射的束状的光束所移动的轨迹的状态的例子。
图5和图6表示非谐振模式的V drive和微小反射镜的动作状态Vscan的补正前后的情况。
图9和图10表示在将非谐振模式分为影像显示期间和非显示期间Fly-back,为了缩短非显示期间而分配大量的微小反射镜变位的情况下,驱动信号V drive和微小反射镜的动作状态V scan的补正前后的情况。
在图1中,1表示来自外部的输入H同步信号,2表示来自外部的输入V同步信号,3表示来自外部的输入视频信号,4表示地址生成部,5表示驱动条件设定部,6表示反射镜响应LUT(Look Up Table),7表示反射镜驱动部,8表示开关(SW),9表示微小反射镜,10表示H振动和V振动生成部,11表示RAM,12表示光源驱动控制部,13表示光源驱动部,14表示光源,15表示光束生成透镜,16表示光束的扫描轨迹,17表示显示区域。
此处,在图中,作为微小反射镜9的振动方向和光束的扫描轨迹16的关系,将上下方向的振动确定为V振动,将左右方向的振动确定为H振动进行说明。
此外,H振动以谐振模式进行摇动动作,V振动以由移动期间和保持期间构成的非谐振模式进行摇动动作,H振动与V振动相比,能够足够迅速地进行动作。例如,在以60Hz的更新速度显示VGA(640像素×480线)图像类时,其关系是H振动为15kHz以上,V振动为30Hz以上,在V振动的半周期内发生250次以上的H振动。
在本实施例中,为了使说明简单,以H振动发生2.5次的情况进行说明。并且,针对图中的光束的扫描轨迹16,作为以基准振动进行动作时的时间尺度,对于V振动标记为Line_0、Line_1、Line_2、Line_3、Line_4,对于H振动标记为h0、h1、h2、h3、h4。
此外,作为本实施例中使用的光源,使用为光束且能够容易地高速地进行光量调制的激光光源进行说明。当然,不用说,也可以将LED、超高压水银灯、无电极灯中的任一种与能够以束状进行聚光的光学部件和光量的调制部件一起进行使用。
本发明的实施例并不涉及微小反射镜9的形状、1轴、2轴等的结构或反射镜动作方式等。为了使说明简单,在本实施例中,作为微小反射镜9,仅限定于2轴且为四角的微小反射镜进行振动(摇动)的MEMS板。当然,也可以为其它的结构。
首先,获得来自外部的输入H同步信号Hsync和输入V同步信号Vsync,在地址生成部4,生成对RAM11的写入地址W add.并存储保持输入视频信号。
同时,以H振动基准信号H start为基准,生成微小反射镜9的V振动的基准信号(V start),其中,该H振动基准信号H start是与微小反射镜9以谐振模式进行摇动的频率同步的信号。
在此情况下,也可以使之与输入V同步信号Vsync同步。进一步,生成读出地址R add,从RAM11读出视频信号(LD video),其中,该读出地址R add与上述基准信号V start、H start同步,并且与水平显示坐标H add、垂直显示坐标V add和本显示坐标一致。
在驱动条件设定部5中,获得水平显示坐标H add和垂直显示坐标V add,选择用于驱动微小反射镜9的最优的H振动条件H info和V振动条件V info。同时,生成上述H振动基准信号H start。
进一步,在反射镜响应LUT6中,准备表示微小反射镜的发生驱动转矩、传送量(抑制量)相对于预先已知的由驱动条件设定部5设定的驱动条件的关系的查找表(ルツクアツプテ一ブルLUT),获得水平显示坐标H add和垂直显示坐标V add,进行指示非谐振模式的驱动信号传送量的大小的调制量V respo。
获得本信息,生成通过反射镜驱动部7对反射镜驱动信号H drive、V drive和非谐振模式的驱动信号传送进行接通断开的开关信息EN。在SW8处利用开关信息EN对反射镜驱动信号V drive的传送进行接通断开,施加在H振动和V振动的生成部10上,在2轴上对微小反射镜9进行振动驱动。
由此抑制驱动转矩的发生。在此情况下,是利用微小反射镜的惯性,开/关控制通过惯性足够高速地进行,通过时间积分效果抑制发生转矩。
图5表示在SW8上驱动信号V drive全部进行传送的开(ON)控制时的非谐振模式的驱动信号V drive和微小反射镜的动作状态Vscan。在每扫描一次反复进行移动和保持时,在转变期间在微小反射镜动作上发生抖动。
另一方面,如图6所示,通过对驱动信号V drive进行ON/OFF控制(以波浪线表示),抑制微小反射镜的发生转矩,并抑制抖动的发生。图中虽然表示以50%的间歇时间即等间隔(波浪线)进行开/关控制的情况,但是其实能够通过确定适当的间隔抑制抖动的发生,通过反射镜响应LUT6指示本条件。
此外,在将非谐振模式分为影像显示期间和非显示期间Fly-back,并为了缩短非显示期间而分配大量的微小反射镜变位的情况下,如图9所示,在非显示期间Fly-back中发生转矩变大,在较强的情况下,动作的抖动甚至影响影像显示期间,但是如图10所示,根据本实施例,通过对驱动信号V drive进行开/关控制(以波浪线表示),能够抑制微小反射镜的发生转矩,抑制抖动的发生。虽然以50%的间歇时间进行表示,但当然不限于此。通过微小反射镜的驱动方式和形状,能够进行优化。
另一方面,光源驱动控制部12获得适合于预先准备的显示坐标(Hadd,V add)的放大倍数,对显示振动LD video进行放大,通过光源驱动部13驱动光源14。
根据上述的本发明的第一实施例的显示装置,即使是反射镜驱动信号与非谐振模式的驱动转矩的发生量的关系为各种各样的微小反射镜,也能够精细地抑制非谐振模式的驱动转矩的发生量,能够实现所期望的变位的摇动动作。
此外,即使是反复进行移动和保持的非谐振模式,也存在动作的抖动收敛直至稳定保持的转变期间,虽然该转变期间妨碍动作的高速化,但通过本发明的实施例,能够通过精细地抑制发生转矩,降低微小反射镜动作的抖动。
结果,能够缩短转变期间,并能够增大稳定保持时间或能够实现反复进行移动和保持的速度的高速化。并且,在将谐振模式的摇动用于水平扫描、将非谐振模式的摇动用于垂直扫描的本发明的实施例的显示装置中,上述的稳定期间的增大是在水平扫描期间能够有效利用的时间的增大,是显示信息量的增大,能够实现向图1所示的显示区域17的水平方向的增大。
另一方面,非谐振模式的摇动速度的高速化能够提高垂直扫描速度,能够实现单位时间的显示帧数的增大。进一步,即使在将非谐振模式分为影像显示期间和非显示期间Fly-back的情况下,也能够缩短非显示期间。这能够实现显示图像的高分辨率,并降低闪烁影像的视认性。
(实施例2)
图2是表示本发明的第二实施例的显示装置的框图。图7和图8表示非谐振模式的驱动信号V drive和微小反射镜的动作状态V scan的补正前后的情况。
采用用增减非谐振模式的驱动信号V drive的传送量的放大部18置换本发明的第一实施例的显示装置中所示的调制单元或追加该放大部的结构。获得反射镜响应LUT6的调制量V respo,在反射镜驱动部7中将驱动信号V drive的放大率GAIN确定在0倍~2倍之间,由此控制放大部18。
由此,对非谐振模式的反射镜驱动信号的传送量进行抑制或放大。在此情况下,微小反射镜的发生转矩为时间连续的。
在图7中,在每条线上均令驱动信号V drive的增减量ΔV均等的情况下,通过令微小反射镜的变位量Δd在每条线上均各不相同而表示(Δd1-2≠Δd0-1)状态。
图8表示为了使得本实施例的微小反射镜的变位量Δd在每条线上均相等,使驱动信号V drive的增减量ΔV在每条线上均不同,Line_1为0.7倍,Line_2为1.2倍(ΔV1-2≠ΔV0-1)的状态的一个例子。当然,只要是为了使得微小反射镜的变位量Δd在每条线上均相等,也可以在线单位或线内确定驱动信号V drive的增减量,不限定于0倍~2倍,能够通过微小反射镜的驱动方式和形状进行优化。
根据作为本发明的实施例的第二显示装置,即使是反射镜驱动信号和非谐振模式的驱动转矩的发生量的关系各不相同的微小反射镜,也能够精细且时间连续地抑制非谐振模式的驱动转矩的发生量,能够实现所期望的变位的摇动动作。
(实施例3)
图3是表示本发明的第三实施例的显示装置的框图。
在本发明的第一实施例、2的显示装置的基础上,在包含来自微小反射镜9的反射光所照射的轨迹16的区域内配置有线传感器19和位置检测部20,其中,该线传感器19以线状配置有多个受光部,该位置检测部20根据线传感器19的检测结果确定进行受光的受光部的位置,线传感器19按照在以非谐振模式动作的方向上接收被微小反射镜反射的来自光源的光线的方式配置,并且,以能够充分地分解非谐振模式的1个变位的方式配置各个受光部。
通过位置检测部20确定非谐振模式方向的摇动位置,通过反射镜响应LUT6和调制部8控制非谐振模式的反射镜驱动信号V drive的传送量,以使得成为期望的摇动位置。
根据以上所示的第三实施例的显示装置,能够检测出微小反射镜动作状态和位置,能够更精细地增减对微小反射镜的驱动转矩,从而能够实现成为期望的变位的摇动动作。
对受光部19配置于投影区域的一部分上的情况进行了说明,但当然不限于此,即使存在于显示区域17之外,只要是能够按照获得同等的检测结果的方式进行配置,则也可以配置于来自板的反射光所存在的区域。
(实施例4)
图4是表示本发明的第四实施例的显示装置的框图。
在图4中,至少按R/G/B的三原色的数量具有上述第三实施例的显示装置所示的光源驱动控制部12、光源驱动部13和光源14,进而,还具有获得外部影像信号,对在1轴或2轴上进行往复振动的反射光的动作位置进行确定并生成地址信息的地址生成单元;和选择与本地址信息对应的位置的影像信号,并根据R/G/B影像信号的明暗信息针对每个R/G/B光源调制光量的影像信号变换单元,对利用往复振动位置和影像信号调制后的反射光进行投影显示。
根据以上所示的第四实施例的显示装置,通过稳定且高速的摇动动作,能够相比现有技术进一步减少因画面闪烁而呈现的闪烁影像,并且能够再现像素的排列均等的高画质的影像显示。
而且,上述反射镜驱动单元以至少使得反射镜以非谐振模式振动的方式对该反射镜进行驱动,也可以包括按照使之以谐振模式振动的方式进行驱动的部分。
进一步,在上述反射镜驱动单元以使得反射镜振动的方式对其进行驱动时,也可以是在1轴或2轴,或在3轴进行振动的结构。此处,该1轴、2轴、3轴例如也可以与X轴、Y轴、Z轴中的任一个对应。
当然,并不因上述的1轴、2轴、3轴的详细的对应而限定本实施例的反射镜驱动单元,只要是基于本发明的上述实施例所能够实施的反射镜驱动单元,均在本发明的要求的范围内。
根据本发明的第一实施例的显示装置,即使是反射镜驱动信号和非谐振模式的驱动转矩的发生量的关系各不相同的微小反射镜,也能够精细地抑制、降低非谐振模式的驱动转矩的发生量,能够实现所期望的变位的摇动动作。
此外,即使是反复进行移动和保持的非谐振模式,也存在动作的抖动收敛直至稳定保持的转变期间,虽然该转变期间妨碍动作的高速化,但通过本发明的实施例,能够通过精细地抑制发生转矩,降低微小反射镜动作的抖动。
结果,能够缩短转变期间,并能够增大稳定保持时间或能够实现反复进行移动和保持的速度的高速化。
此外,在将谐振模式的摇动用于水平扫描、将非谐振模式的摇动用于垂直扫描的本发明的实施例的显示装置中,上述的稳定期间的增大是在水平扫描期间能够有效利用的时间的增大,能够实现显示信息量的增大,非谐振模式的摇动速度的高速化能够提高垂直扫描速度,能够实现单位时间的显示帧数的增大。这能够实现显示图像的高分辨率,并降低闪烁影像的视认性。
根据本发明的第二实施例的显示装置,即使是反射镜驱动信号和非谐振模式的驱动转矩的发生量的关系各不相同的微小反射镜,也能够精细且时间连续地抑制非谐振模式的驱动转矩的发生量,能够实现所期望的变位的摇动动作。
根据本发明的第三实施例的显示装置,能够检测出微小反射镜动作状态和位置,能够更精细地增减对微小反射镜的驱动转矩,从而能够实现所期望的变位的摇动动作。
根据本发明的第四实施例的显示装置,通过稳定且高速的摇动动作,能够相比现有技术进一步降低因画面闪烁而呈现的闪烁影像,并且能够再现像素的排列均等的高画质的影像显示。
本发明能够应用于上述的实施例、例如使用激光光源的背面投影或全面投影型的图像显示装置中的照明装置、以及液晶电视的背光源单元。