CN103250088A - 图像投影装置和图像投影方法 - Google Patents

Abstract

一种图像投影装置包括：激光光源部；激光扫描部，其在投影目标单元上扫描从激光光源部输出的激光；投影目标部，其上规则布置在投影扫描激光时放射光的光放射部件；光检测部，其检测从投影目标部放射的光；开关信号发生部，其产生切换从激光光源部输出的激光的开关信号；以及激光光源调制信号发生部，其基于开关信号和图像信号产生激光光源的调制信号。开关信号发生部进一步包括：次数测量部，其测量扫描激光通过了光放射部件的通过次数；时间测量部，其在次数测量部测量通过次数时被触发以测量经过时间；运算部，其基于来自次数测量部和时间测量部的测量结果计算激光光源部开始输出激光的起始时刻；以及信号发生部，其在所计算起始时刻产生开关信号。

Description

图像投影装置和图像投影方法

技术领域

本发明涉及扫描激光并投影图像的图像投影装置和图像投影方法。

背景技术

近年来，已经制造了小型且廉价的激光光源。而且，随着MEMS（微机电系统）技术的发展，已经开发出小型且以高速振动的扫描元件。

在这种情况下，已经开发出扫描型激光投影仪，其使诸如MEMS反射镜的扫描元件偏转激光的角度并在投影目标区上扫描激光，并且绘制图像（例如参考专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP3-65916A，公布本

专利文献2：JP2009-539120A，公布本（翻译版本）

发明内容

本发明解决的问题

为了投影扫描图像，需要从激光光源输出的激光与扫描元件的驱动同步。但是，如图1中所示，因为扫描元件的驱动延迟于电驱动信号，因此不能仅基于电特性而使它们彼此完全同步。因此，在制造装置时，利用人眼、相机等使输出的激光以及扫描元件的驱动彼此同步。

此外，扫描元件的驱动的延迟取决于扫描元件的特性。如果扫描元件是诸如谐振型MEMS反射镜的谐振扫描元件，因为该扫描元件的特性取决于环境温度，因此它们可能取决于使用扫描元件的环境而不利地变化。换言之，不能通过在制造装置时执行的这种调整来使输出的激光与扫描元件的驱动彼此完全同步。这种问题在谐振扫描元件中特别严重。

对于能解决这种问题的手段，已知检测由被设置绘图范围外的特殊标志反射的光并由此使输出的激光和扫描元件的驱动彼此同步的技术（参考专利文献2）。但是，这种技术不考虑谐振扫描元件且因此不能应对扫描元件的特性取决于其使用环境的改变。在专利文献2中描述的技术中，因为标志位于绘图区域外，因此产生不能执行多投影的问题。

在这点上，多投影（multi projection）是如图2中所示地布置多个投影仪且处理投影仪的投影图像使得投影一个大图像的技术。

因此，本发明的一个目的是提供一种图像投影装置和一种图像投影方法，其使从激光光源输出的激光与扫描元件的驱动彼此同步且能够应用多投影技术并能够应对扫描元件的特性在其使用环境下的改变。

解决问题的手段

一种根据本发明的图像投影装置，包括：

激光光源部，其输出激光；

激光扫描部，其偏转从所述激光光源部输出的激光并扫描该激光；

投影目标部，所述激光扫描部将扫描激光投影至该投影目标部；

光检测部，其检测从所述投影目标部放射的光；以及

控制部，其控制所述激光光源部，

其中所述投影目标部由光放射部件和非光放射部件构成；光放射部件在扫描激光被投影至所述光放射部件时放射所述光检测部能够检测的光，所述光放射部件被规则布置；非光放射部件在扫描激光被投影到所述非光放射部件时不放射所述光检测部能够检测的光，

其中所述控制部包括：

激光输出开关信号发生部，其基于所述光检测部的检测结果产生在从所述激光光源部输出的激光的开启状态和关闭状态之间切换的开关信号；以及

激光光源调制信号发生部，其基于由所述激光输出开关信号发生部产生的开关信号以及从所述图像投影装置的外部输入的图像信号产生所述激光光源的调制信号，以及

其中所述激光输出开关信号发生部包括：

次数测量部，其基于所述光检测部的检测结果测量扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数；

时间测量部，其在所述次数测量部测量通过次数时被触发以测量经过时间；

运算部，其基于所述次数测量部和所述时间测量部的测量结果计算所述激光光源部开始输出激光的起始时刻；以及

信号发生部，其在由所述运算部计算的起始时刻产生所述开关信号。

根据本发明的图像投影方法是用于图像投影装置的投影方法，该图像投影装置包括：

激光光源部，其输出激光；

激光扫描部，其偏转从所述激光光源部输出的激光并扫描该激光；

投影目标部，所述激光扫描部将扫描激光投影至该投影目标部；

光检测部，其检测从所述投影目标部放射的光；以及

控制部，其控制所述激光光源部，

其中所述投影目标部由光放射部件和非光放射部件构成；光放射部件在扫描激光被投影至所述光放射部件时放射所述光检测部能够检测的光，所述光放射部件被规则布置；非光放射部件在扫描激光被投影到所述非光放射部件时不放射所述光检测部能够检测的光，

所述图像投影方法包括：

开关信号发生步骤，其使得所述控制部基于所述光检测部的检测结果产生在从所述激光光源部输出的激光的开启状态和关闭状态之间切换的开关信号；以及

激光光源调制信号发生步骤，其使得所述控制部基于由所述激光输出开关信号发生部产生的开关信号以及从所述图像投影装置外部输入的图像信号产生所述激光光源的调制信号，

其中所述激光输出开关信号发生步骤包括：

次数测量步骤，其基于所述光检测部的检测结果测量扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数；

时间测量步骤，其在所述次数测量步骤测量通过次数时被触发以测量经过时间；

运算步骤，其基于所述次数测量步骤和所述时间测量步骤获得的测量结果计算所述激光光源部开始输出激光的起始时刻；以及

信号发生步骤，其在所述运算步骤中计算的起始时刻产生所述开关信号。

本发明的效果

根据本发明，通过激光扫描部在投影目标部上扫描从激光光源部输出的激光。基于在投影目标部上由从光放射部件放射的光的检测结果来测量扫描激光通过了光放射部件的经过时间和通过次数。基于测量结果计算激光光源部开始输出激光的起始时刻。在起始时刻产生在从激光光源部输出的激光的开启状态和关闭状态之间切换的开关信号。

因此可以获得使输出的激光与扫描元件的驱动同步的效果。

此外，可以获得不使用在绘图范围外的预定标志并采用多投影技术的效果。而且，可以获得在驱动扫描元件时调整扫描元件的特性对取决于其使用环境的改变的效果。

附图说明

图1是描述图像投影装置的电信号和扫描元件的驱动之间关系的示意图。

图2是描述多投影的原理的示意图。

图3是示出根据本发明的图像投影装置的结构的框图。

图4是示出根据本发明的激光输出开关信号发生部的结构的框图。

图5是示出根据本发明第一实施例和第二实施例的激光输出开关信号发生部的结构的框图。

图6是描述根据本发明第一实施例和第二实施例的激光输出开关信号发生部的处理流程的流程图。

图7是描述根据本发明第一实施例的激光输出开关信号发生部的处理原理的示意图。

图8是描述具有60度的最大偏转角的谐振扫描元件的驱动原理的示意图。

图9是描述根据本发明第二实施例的激光输出开关信号发生部的处理原理的示意图。

图10是描述具有30度的最大振幅的谐振扫描元件的驱动原理的示意图。

图11是示出根据本发明第三实施例的激光输出开关信号发生部的结构的框图。

图12是描述根据本发明第三实施例的激光输出开关信号发生部的处理流程的流程图。

图13是描述根据本发明第三实施例的激光输出开关信号发生部的处理原理的示意图。

图14是示出根据本发明第四实施例的激光输出开关信号发生部结构的框图。

图15是描述根据本发明第四实施例的激光输出开关信号发生部的处理流程的流程图。

图16是描述根据本发明第四实施例的激光输出开关信号发生部的处理原理的示意图。

具体实施方式

以下将参考附图说明本发明的模式。

（1）基本模式

首先，将说明本发明的基本模式

图3是示出根据本发明的图像投影装置的结构的框图。

如图3中所示，根据本发明的图像投影装置具有激光光源部1、激光扫描部2、投影目标部3、光检测部4以及控制部5。投影目标部3具有光放射部件3A以及非光放射部件3B。控制部5具有激光输出开关信号发生部6以及激光光源调制信号发生部7。

从激光光源部1输出的激光进入激光扫描部2，激光扫描部2偏转并扫描激光。已经由激光扫描部2扫描的扫描激光通过布置在投影目标部3上的光放射部件3A以及非光放射部件3B。当扫描激光被投影在光放射部件3A上时，光放射部件3A放射光检测部4能检测的光。光检测部4检测该光并将该光转换成检测信号。检测信号被输入至位于控制部5中的激光输出开关信号发生部6。激光输出开关信号发生部6基于输入检测信号执行运算处理，以便产生在激光光源部1输出的激光的开启状态和关闭状态之间切换的激光输出开关信号。激光光源调制信号发生部7基于激光输出开关信号和从装置外部输入的图像信号产生激光光源调制信号。激光光源部1输出由激光光源调制信号调制的激光。

激光扫描部2具有至少一个扫描元件。激光扫描部2的扫描元件中的一个是谐振扫描元件，其在最高速度下在扫描元件扫描激光的扫描方向上往复谐振。通过组合激光在高速下振动的水平扫描和激光在低速下振动的垂直扫描来执行光栅扫描，光栅扫描是一种图像投影技术。扫描元件例如以MEMS反射镜的方式扫描激光。根据本发明的图像投影装置在扫描元件以最高速度扫描激光的扫描方向上谐振。

光放射部件3A被规则布置。为简单起见，假设投影目标部3被形成为平面形状并位于与扫描元件相对。在本实例中，假设光放射部件3A和非光放射部件3B在扫描元件以最高速度扫描激光的扫描方向上以相等间距布置。替代地，光放射部件3A可以以非等间距布置，并且投影目标部3可以被形成为非平面形状。但是在这种情况下，根据本发明的控制操作可以对应于光放射部件3A和投影目标部3的形状而改变。

光放射部件3A可以以下列方式形成。

（A）光放射部件3A可以由光漫射材料等制成，使得光放射部件3A漫射投影激光并将其放射到光检测部4。

（B）光放射部件3A可以由回射材料、反射材料等制成，使得光放射部件3A以预定反作用放射具有大强度的投影激光。

（C）光放射部件3A可以由荧光体等制成，使得光放射部件3A利用投影激光而受激来发射光。

当扫描激光被投影到非光放射部件3B时，它们不放射光检测部4能够检测的光。

非光放射部件3B可以以下列方式形成。

（A）非光放射部件3B可以由光吸收材料等制成，使得非光放射部件3B吸收投影激光并由此不将光放射到光检测部4。

（B）非光放射部件3B可以由光透射材料等制成，使得非光放射部件3B透射投影激光并由此不将投影激光放射到光检测部4。

（C）非光放射部件3B可以由回射材料、反射材料等制成，使得非光放射部件3B以预定方向放射具有大强度的投影激光，但不在光检测部4的方向上放射具有大强度的投影激光，且由此光检测部4不能检测有意义的值。

（D）非光放射部件3B可以由漫射具有低强度的投影激光的漫射材料等制成，使得光检测部4不能检测有意义的值。但是在这点上，从光放射部件3A放射的光强度需要大于从非光放射部件3B放射的光强度。

（E）光放射部件3A或非光放射部件3B中的至少一个具有波长转换功能，使得从光放射部件3A放射的光波长不同于从非光放射部件3B放射的光波长。此外，光检测部4具有波长选择滤波器，使得光检测部4不检测从非光放射部件3B放射的光。

本发明特别适用于采用荧光体的背面型激光投影仪。在这种情况下，投影目标部3可以以下列方式形成。

（A）激光光源部1可以由不可见激光（例如具有40nm以下的波长）构成。光放射部件3A可以由利用不可见激光来受激发射的RGB荧光体制成。激光光源部1可以对应于图像信号改变激光输出，以便显示所需图像。

（B）激光光源部1可以由可见激光（例如具有400nm以下的波长的蓝光）构成。光放射部件3A可以由利用可见激光来受激发射的RGB荧光体制成。非光放射部件3B可以具有漫射结构。激光光源部1可以对应于图像信号改变激光输出。光放射部件3A可以具有蓝光漫射结构。

（C）激光光源部1可以由RGB激光（例如具有450nm波长的蓝光、530nm波长的绿光以及630nm波长的红光）构成。激光光源部1调制对应于各个颜色图像信号的激光。

在上述任意情况下，光放射部件3A都不必与各个颜色像素对应地布置。此外，非显示区可以被设置在各个颜色像素之间。非显示区可以具有与光放射部件3A相同的漫射结构、反射结构等。

根据本发明，可以基于构成图像的荧光体发射的光或从布置在荧光体之间的非显示区放射的光来控制激光光源部。因此，与现有技术不同，不必形成特殊标志。因此，本发明适用于能够采用平稳组合多个图像的多投影技术的背面型图像投影装置。

根据本发明，光放射部件3A和非光放射部件3B可以被规则地布置在绘图范围外。

光检测部4检测从光放射部件3A放射的光并输出对应于检测光的检测信号。在这点上，光检测部4可以将检测光转换成电信号并输出转换的信号或可以将检测光本身输出为光信号。检测光可以例如采用PD（光二极管）、APD（雪崩光二极管）等转换成电信号。另一方面，如果输出检测光，则光与光纤耦合，以便输出光信号。

激光输出开关信号发生部6不采用光强度作为控制信号。因此，光检测部4可以具有比较器以便将光转换成具有一位宽度的数字数据序列。

激光输出开关信号发生部6具有图4中所示的基本结构。

如图4中所示，根据本发明的激光输出开关信号发生部6具有次数测量部61、时间测量部62、运算部63以及信号发生部64。

由光检测部4检测的检测信号被输入至次数测量部61。检测信号是非连续信号，其随激光扫描光放射部件3A和非光放射部件3B而变化。次数测量部61具有对前沿、后沿或上述两者的次数计数的功能。借助这种功能，次数测量部61测量扫描激光通过了光放射部件3A的次数。时间测量部62具有测量经过时间的功能。时间测量部62通过从次数测量部61输出的信号而被触发，以测量经过时间。由次数测量部61和时间测量部62测量的信息被发送至运算部63。运算部63执行优化处理，该优化处理能基于从次数测量部61和时间测量部62获取的信息优化激光光源部1开始输出激光的起始时刻。信号发生部64在起始时刻产生致使激光光源部1开始输出激光的激光输出开关信号。将在（2）本发明的优选模式中说明由运算部63执行的优化处理的细节。

激光输出开关信号被输入至激光光源调制信号发生部7。激光光源调制信号发生部7基于激光输出开关信号以及从图像投影装置外部输入的图像信号产生激光光源调制信号。当激光输出开关信号为开启时，激光光源调制信号发生部7产生激光光源调制信号。当激光输出开关信号为关闭时，激光光源调制信号发生部7不产生激光光源调制信号。

当根据本发明优化激光输出开关信号时，激光光源调制信号是调整激光光源部1输出激光的输出时刻的信号，激光光源调制信号发生部7输出对应于激光输出开关信号的激光光源调制信号而与是否输入图像信号无关。换言之，当激光输出开关信号为开启时，激光光源调制信号变成开启。当激光输出开关信号为关闭时，激光光源调制信号变成关闭。

在根据本发明已经优化激光输出开关信号之后，对应于激光输出开关信号和图像信号的激光光源调制信号被输入至激光光源部1。从激光光源部1输出的激光被激光扫描部2扫描，且因此在投影目标部3上绘制图像。

以下将详细说明激光输出开关信号发生部6。在以下说明中，除激光输出开关信号发生部6之外的结构都与上述结构相同。

（2）本发明的优选模式

（2-1）第一实施例

图5示出根据本发明第一实施例的激光输出开关信号发生部6的结构。图6示出激光输出开关信号发生部6的处理流程。图7示出激光输出开关信号发生部6的处理原理。

图8示出构成激光扫描部2的谐振扫描元件的驱动原理。图8中所示的谐振扫描元件具有60度的最大偏转角。

谐振扫描元件具有下列驱动曲线（driving profile）。

谐振扫描元件的角度由以下公式表达。

【数学表达式1】

θ(t)＝θ_maxsin(ωt)

其中θ_max是谐振扫描元件的最大偏转角；ω是驱动频率。

当投影目标部3被形成为平面形状并位于谐振扫描元件的相对位置时，谐振扫描元件的位置可以由以下公式表达。

【数学表达式2】

x(t)＝ztan(θ(t))＝ztan(θ_maxsin(ωt))

谐振扫描元件的速度可以通过对位置微分来表达。

【数学表达式3】

$v\left(t\right)=\frac{d}{\mathrm{dt}}x\left(t\right)=\frac{z{\mathrm{\θ}}_{\max }\mathrm{\ω}\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)}{\cos {\left({\mathrm{\θ}}_{\max }\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\right)}^2}$

如图8中所示，谐振扫描元件的速度分布具有相对于ωt=πN（其中N是整数），即扫描中心对称的速度曲线。

因此，如果谐振扫描元件的速度分布在输出激光时变得对称，则使输出的激光与谐振扫描元件的驱动同步。

图6示出实现上述同步的算法的实例。

如图6中所示，信号发生部64将起始激光输出开始时刻设定为0，并且随后产生激光输出开关信号，该激光输出开关信号具有与谐振扫描元件在起始时刻谐振的扫描方向的一条线对应的长度。当激光光源部1开始输出激光（步骤A1）时，次数测量部61开始测量扫描激光通过了光放射部件3A的次数（步骤A2）。当扫描激光首次通过了光放射部件3A时（步骤A3），次数测量部61将信号发送至时间测量部62。时间测量部62由该信号触发以开始测量时间（步骤A4）。

当次数测量部61已经测量到扫描激光通过了光放射部件3A预定次，例如三次时（步骤A5），次数测量部61再次将信号发送至时间测量部62。时间测量部62将在开始测量时间之后直至再次接收到信号的经过时间（即扫描激光通过了光放射部件3A预定次数的经过时间，以下称为所需通过时间）发送至运算部63。运算部63存储所需通过时间（步骤A6）。此后，以对应于一条线的次数重复上述处理（步骤A7）。

被从时间测量部62传送至运算部63的所需通过时间的时间序列（将在开始测量之后的通过位置（等效于一条线的激光输出时间）绘制在横轴上且将所需通过时间绘制在纵轴上的分布（图7））的倒数等效于谐振扫描元件的速度曲线。如上所述，当激光被优化地输出时，谐振扫描元件的速度曲线必需变成对称的。

运算部63计算使图7中所示的分布变成相对于一条线的激光输出时间的中心对称的起始激光输出开始时刻（步骤A8，图7）。此后，运算部63将结果传送至信号发生部64。

可以通过计算速度分布的微分量并基于速度分布的变化点及其数值确定中心来检测谐振扫描元件的速度曲线的对称中心。

信号发生部64在通过运算部63计算的起始激光输出开始时刻产生激光输出开关信号。

可以基于上述算法而优化地产生激光输出开关信号。

（2-2）第二实施例

图9示出根据本发明第二实施例的激光输出开关信号发生部6的处理原理。激光输出开关信号发生部6的结构（图5）以及处理流程（图6）与根据第一实施例的激光输出开关信号发生部6的结构和处理流程相同。

图10示出构成激光扫描部2的谐振扫描元件的驱动原理。图10中所示的谐振扫描元件具有30度的最大偏转角。

谐振扫描元件的速度分布可以由下列公式表达。

【数学表达式4】

$v\left(t\right)=\frac{d}{\mathrm{dt}}x\left(t\right)=\frac{z{\mathrm{\θ}}_{\max }\mathrm{\ω}\cos \left(\mathrm{\ωt}\right)}{\cos {\left({\mathrm{\θ}}_{\max }\sin \left(\mathrm{\ωt}\right)\right)}^2}$

如图10中所示，谐振扫描元件具有如下速度分布曲线，其中在最大偏转角约为45度或更小时，扫描速度在ωt=πN（其中N是整数）、即扫描中心处变得最大（即扫描速度在扫描中心处最大且在扫描两端变低）。换言之，对于预定时间，投影激光通过光放射部件3A的次数在扫描速度低的扫描两端处小且在扫描速度快的扫描中心处大。

在这点上，谐振扫描元件的速度曲线的对称中心位于扫描速度变成最大的位置（所需通过时间的时间序列中的最小时间）。

因此，运算部63计算起始激光输出开始时刻的量，使得一条线的激光输出时间在图9中所示的分布的中心处变成最小。

因此，可以简化运算部63计算的起始激光输出开始时刻所基于的算法。

（2-3）第三实施例

图11示出根据本发明第三实施例的激光输出开关信号发生部6的结构。图12示出激光输出开关信号发生部6的处理流程。图13示出激光输出开关信号发生部6的处理原理。

如上所述，谐振扫描元件具有如下速度分布曲线，其中在最大偏转角约为45度或更小时，扫描速度在扫描中心处变得最大且在扫描的两端处变小。换言之，对于预定时间，投影激光通过光放射部件3A的次数在扫描速度低的扫描的两端处小并在扫描速度高的扫描的中心处大。因此，当通过激光照射并扫描光放射部件3A达到对应于一条线的预定时间或更小时，激光通过光放射部件3A的次数在扫描中心附近处大并在扫描两端处小。

换言之，产生激光输出开关信号，使得在将扫描激光投影达对应于一条线的时间时，对于预定时间，扫描激光通过光放射部件3A的次数变得最大。因此，使得输出的激光与谐振扫描元件的驱动同步。

图12示出实现上述同步的算法的一个实例。

如图12中所示，信号发生部64将起始激光输出开始时刻设定为0且随后产生激光输出开关信号，该激光输出开关信号使谐振扫描元件在起始时刻处在谐振扫描方向上谐振（步骤B1）。当激光光源部1开始输出激光时（步骤B2），次数测量部61开始测量扫描激光通过了光放射部件3A的次数（步骤B3）。当扫描激光首次通过了光放射部件3A时（步骤B4），次数测量部61将信号发送至时间测量部62。时间测量部62由该信号触发以开始测量时间（步骤B5）。

当时间测量部62已经测量对应于一条线的预定时间时，时间测量部62将信号发送至信号发生部64以及次数测量部61（步骤B6）。当信号发生部64接收该信号时，信号发生部64停止产生激光输出开关信号（步骤B7）。

次数测量部61基于从时间测量部62接收的信号确定测量已经完成并将通过次数（即扫描激光在预定时间内通过了光放射部件3A的次数）发送至运算部63。

运算部63存储次数测量部61测量的通过次数（步骤B8）。

在完成上述测量操作之后，起始激光输出开始时刻以预定的时钟脉冲数增加（步骤B9，图13）。此后，在增加的起始激光输出开始时刻下重复测量操作。

图13示出将起始激光输出开始时刻绘制在横轴上且将通过次数绘制在纵轴上的分布。运算部63检测通过次数变成最大的位置。

无论测量操作何时完成，运算部63都确定当前测量操作的通过次数与最后的测量操作相比是否增大（步骤B8）。除非通过次数增大，否则运算部63以预定的时钟脉冲数减少起始激光输出开始时刻（步骤B10）。该时刻在通过次数变为最大时变成起始时刻。

信号发生部64在运算部63计算的起始激光输出开始时刻处产生激光输出开关信号。

可以基于上述算法而优化地产生激光输出开关信号。

（2-4）第四实施例

图14示出根据本发明第四实施例的激光输出开关信号发生部6的结构。图15示出激光输出开关信号发生部6的处理流程。图16示出激光输出开关信号发生部6的处理原理。

如上所述，谐振扫描元件具有如下速度分布曲线，其中在最大偏转角约为45度以下时，扫描速度在扫描中心处变得最大且在扫描的两端处变小。换言之，扫描激光通过光放射部件3A预定次数的时间在扫描速度低的扫描两端处长且在扫描速度高的扫描中心处短。

换言之，产生激光输出开关信号，使得在将扫描激光投影达对应于一条线的时间时，扫描激光通过光放射部件3A预定次数的时间变得最小。因此，使输出的激光与谐振扫描元件的驱动同步。

图15示出实现上述同步的算法的一个实例。

如图15中所示，信号发生部64将起始激光输出开始时刻设定为0且随后产生激光输出开关信号，该激光输出开关信号使谐振扫描元件在起始时刻时在谐振扫描方向上谐振（步骤C1）。当激光光源部1开始输出激光时（步骤C2），次数测量部61开始测量扫描激光通过了光放射部件3A的次数（步骤C3）。当扫描激光首次通过了光放射部件3A时（步骤C4），次数测量部61将信号发送至时间测量部62。时间测量部62由该信号触发以开始测量时间（步骤C5）。

当次数测量部61已经测量了与一条线对应的预定次数的次数时，次数测量部61将信号发送至信号发生部64以及时间测量部62（步骤C6）。当信号发生部64接收信号时，信号发生部64停止产生激光输出开关信号（步骤C7）。

时间测量部62基于从次数测量部61接收的信号确定测量已经完成并将测量的通过时间（即投影激光通过了光放射部件3A预定次数的时间）发送至运算部63。

运算部63存储时间测量部62测量的通过时间（步骤C8）。

在完成上述测量操作之后，起始激光输出开始时刻以预定的时钟脉冲数增加（步骤C9，图16）。此后，在增大的起始激光输出开始时刻下重复测量操作。

图16示出将起始激光输出开始时刻绘制在横轴上且将通过时间绘制在纵轴上的分布。因此，运算部63检测通过时间变成最小的位置。

无论何时完成测量操作，运算部63都确定当前测量操作的通过时间与最后的测量操作相比是否减小（步骤C8）。除非通过时间减小，否则运算部63以预定的时钟脉冲数减小起始激光输出开始时刻（步骤B10）。该时刻变成在通过时间变成最小时的起始时刻。

信号发生部64在由运算部63计算的起始激光输出开始时刻下产生激光输出开关信号。

可以基于上述算法优化地产生激光输出开关信号。

已经参考实施例对本发明进行了说明。但是，本领域技术人员应当理解的是，可以在不脱离本发明范围的情况下以各种方式改变本发明的结构和细节。

本申请要求基于在2010年12月8日提交的日本专利申请JP2010-273547的优先权，其全部内容在此并入作为参考。

Claims (9)

1.一种图像投影装置，包括：

激光光源部，所述激光光源部输出激光；

激光扫描部，所述激光扫描部偏转从所述激光光源部输出的激光并扫描激光；

投影目标部，所述激光扫描部将扫描激光投影至所述投影目标部；

光检测部，所述光检测部检测从所述投影目标部放射的光；以及

控制部，所述控制部控制所述激光光源部，

其中所述投影目标部由光放射部件和非光放射部件构成；所述光放射部件在所述扫描激光被投影至所述光放射部件时放射所述光检测部能够检测的光，所述光放射部件被规则布置；所述非光放射部件在所述扫描激光被投影到所述非光放射部件时不放射所述光检测部能够检测的光，

其中所述控制部包括：

激光输出开关信号发生部，所述激光输出开关信号发生部基于所述光检测部的检测结果产生在从所述激光光源部输出的激光的开启状态和关闭状态之间切换的开关信号；以及

激光光源调制信号发生部，所述激光光源调制信号发生部基于由所述激光输出开关信号发生部产生的开关信号以及从所述图像投影装置的外部输入的图像信号产生所述激光光源的调制信号，以及

其中所述激光输出开关信号发生部包括：

次数测量部，所述次数测量部基于所述光检测部的检测结果测量所述扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数；

时间测量部，所述时间测量部在所述次数测量部测量通过次数时被触发以测量经过时间；

运算部，所述运算部基于所述次数测量部和所述时间测量部的测量结果计算所述激光光源部开始输出激光的起始时刻；以及

信号发生部，所述信号发生部在由所述运算部计算的所述起始时刻产生所述开关信号。

2.根据权利要求1所述的图像投影装置，

其中所述激光扫描部包括往复谐振的扫描元件，

其中所述次数测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数，

其中所述时间测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光通过了所述光放射部件达预定次数的时间，

其中所述运算部计算所述起始时刻，使得在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时，所述扫描激光通过了所述光放射部件达预定次数的时间的分布变成相对于一条线的激光输出时间的中心对称，以及

其中所述信号发生部在由所述运算部计算的所述起始时刻产生所述开关信号。

3.根据权利要求1所述的图像投影装置，

其中所述激光扫描部包括往复谐振的扫描元件，

其中所述次数测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数，

其中所述时间测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光通过了所述光放射部件达预定次数的时间，

其中所述运算部计算所述起始时刻，使得在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时，所述扫描激光通过了所述光放射部件达预定次数的时间的分布表示对于一条线的激光输出时间的中心变成最小，以及

其中所述信号发生部在由所述运算部计算的所述起始时刻产生所述开关信号。

4.根据权利要求1所述的图像投影装置，

其中所述激光扫描部包括往复谐振的扫描元件，

其中所述时间测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量预定时间，

其中所述次数测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光在所述预定时间内通过了所述光放射部件的通过次数，

其中所述运算部计算所述起始时刻，使得在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时，所述扫描激光在所述预定时间内通过了所述光放射部件的次数变成最大，以及

其中所述信号发生部在由所述运算部计算的所述起始时刻产生所述开关信号。

5.根据权利要求1所述的图像投影装置，

其中所述激光扫描部包括往复谐振的扫描元件，

其中所述次数测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数，

其中所述时间测量部在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时测量所述扫描激光通过了所述光放射部件达预定次数的时间，

其中所述运算部计算所述起始时刻，使得在所述扫描元件在所述扫描元件谐振的扫描方向上扫描一条线的同时，所述扫描激光通过了所述光放射部件达预定次数的时间变成最小，以及

其中所述信号发生部在由所述运算部计算的所述起始时刻产生所述开关信号。

6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的图像投影装置，

其中所述激光扫描部包括在所述扫描元件以最高速扫描激光的扫描方向上往复谐振的至少一个扫描元件。

7.根据权利要求1至6中的任何一项所述的图像投影装置，

其中所述投影目标部形成为平面形状且所述光放射部件以及所述非光放射部件在所述扫描元件以最高速扫描激光的方向上等距布置。

8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的图像投影装置，

其中所述光放射部件以及所述非光放射部件被规则布置在绘图范围外。

9.一种用于图像投影装置的图像投影方法，所述图像投影装置包括：

激光光源部，所述激光光源部输出激光；

激光扫描部，所述激光扫描部偏转从所述激光光源部输出的激光并扫描激光；

投影目标部，所述激光扫描部将扫描激光投影至所述投影目标部；

光检测部，所述光检测部检测从所述投影目标部放射的光；以及

控制部，所述控制部控制所述激光光源部，

其中所述投影目标部由光放射部件和非光放射部件构成；所述光放射部件在所述扫描激光被投影至所述光放射部件时放射所述光检测部能够检测的光，所述光放射部件被规则布置；所述非光放射部件在所述扫描激光被投影到所述非光放射部件时不放射所述光检测部能够检测的光，

所述图像投影方法包括：

开关信号发生步骤，所述开关信号发生步骤使得所述控制部基于所述光检测部的检测结果产生在从所述激光光源部输出的激光的开启状态和关闭状态之间切换的开关信号；以及

激光光源调制信号发生步骤，所述激光光源调制信号发生步骤使得所述控制部基于由所述激光输出开关信号发生部产生的开关信号以及从所述图像投影装置的外部输入的图像信号产生所述激光光源的调制信号，

其中所述激光输出开关信号发生步骤包括：

次数测量步骤，所述次数测量步骤基于所述光检测部的检测结果测量所述扫描激光通过了所述光放射部件的通过次数；

时间测量步骤，所述时间测量步骤在所述次数测量步骤测量通过次数时被触发以测量经过时间；

运算步骤，所述运算步骤基于所述次数测量步骤和所述时间测量步骤获得的测量结果计算所述激光光源部开始输出激光的起始时刻；以及

信号发生步骤，所述信号发生步骤在所述运算步骤中计算的所述起始时刻产生所述开关信号。

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