CN103813118A - 驱动控制装置和驱动控制方法以及视频输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动控制装置和驱动控制方法以及视频输出装置。提供了一种包括水平控制部分和垂直控制部分的驱动控制装置。水平控制部控制扫描镜用激光进行水平扫描，扫描镜在水平方向以固定频率驱动。垂直控制部基于水平控制部在水平方向驱动扫描镜的频率控制扫描镜进行垂直扫描，垂直控制部输出垂直驱动信号，以控制扫描镜进行垂直扫描，垂直驱动信号包括激光被从上到下垂直导向的区间和激光被从下到上垂直导向的区间，这些区间交替生成预定量的输出。

Description

驱动控制装置和驱动控制方法以及视频输出装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月8日提交的日本在先专利申请JP2012-246647的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种驱动控制装置和方法，以及视频输出装置，更特别地，涉及一种可减少扫描镜的机械共振频率产生的任何影响的驱动控制装置和方法，以及视频输出装置。

背景技术

以前有一种激光扫描投影装置，通过高速驱动微反射镜反射扫描激光，将视频投影在屏幕上。例如，参考日本专利申请公开第2006-189573号。

发明内容

一般使用称为光栅扫描的方法通过使用激光源的投影装置进行激光扫描。通过光栅扫描，从上到下渲染每个帧，因此，对于使用扫描镜的垂直扫描，在完成一个帧的渲染之后，开始下一帧的渲染之前，期望激光从扫描路径下端返回到其上端。

这里考虑的问题是，如果该返回运动期间的频率接近扫描镜的机械共振频率，扫描镜就会受到机械共振频率的影响，从而使扫描镜在预定时间长度（例如）内静止。

因此，需要减小扫描镜的机械共振频率造成的任何影响。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种包括水平控制部和垂直控制部的驱动控制装置。水平控制部被配置为控制扫描镜用激光进行水平扫描，扫描镜在水平方向以固定频率驱动。垂直控制部被配置为基于水平控制部在水平方向驱动扫描镜的频率，控制扫描镜进行垂直扫描，垂直控制部输出垂直驱动信号，以控制扫描镜进行垂直扫描，垂直驱动信号包括激光被从上到下垂直导向的区间和激光被从下到上垂直导向的区间，这些区间交替生成预定量的输出。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种驱动控制方法，包括：控制扫描镜用激光进行水平扫描，扫描镜在水平方向以固定频率驱动；基于在水平方向驱动扫描镜的频率控制扫描镜进行垂直扫描；以及，在垂直驱动信号的两种区间中交替生成预定量的输出，输出垂直驱动信号，以控制扫描镜进行垂直扫描，一种区间显示从上到下垂直导向的激光，另一种区间显示从下到上垂直导向的激光。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种视频输出装置，所述视频输出装置包括激光源、扫描镜、水平控制部和垂直控制部。激光源被配置为生成激光。扫描镜被配置为反射来自激光源的激光，激光用于进行二维扫描。水平控制部被配置为控制扫描镜进行水平扫描，扫描镜在水平方向以固定频率驱动。垂直控制部被配置为基于水平控制部在水平方向驱动扫描镜的频率控制扫描镜进行垂直扫描，垂直控制部输出垂直驱动信号，以控制扫描镜进行垂直扫描，垂直驱动信号包括激光被从上到下垂直导向的区间和激光被从下到上垂直导向的区间，这些区间交替地生成每帧的视频输出。

根据本发明的一个实施方式，控制扫描镜用激光进行水平扫描，使扫描镜在水平方向以固定频率驱动。基于在水平方向驱动扫描镜的频率控制扫描镜进行垂直扫描。输出垂直驱动信号，以控制扫描镜进行垂直扫描。垂直驱动信号包括激光被从上到下垂直导向的区间和激光被从下到上垂直导向的区间。这些区间交替生成预定量的输出。

根据本发明的实施方式，可减小扫描镜的机械共振频率造成的任何影响。

根据附图所示的本发明最佳实施例的以下详细说明，本发明的这些和其他目的、特征和优点得以更加明确。

附图说明

图1为先前的光栅扫描示意图；

图2为使用先前的扫描镜进行垂直扫描的垂直驱动信号的示意图；

图3A和图3B分别为扫描镜的频率响应及其扫描路径的示意图；

图4为在本技术的应用的实施方式中的投影装置的示例配置的框图；

图5A至图5C分别为示出垂直驱动信号的示例波形的示意图；

图6为垂直控制电路的第一示例性配置的框图；

图7A和图7B分别为示出同步误差的示意图；

图8A和图8B分别为示出同步误差的示意图；

图9A至图9C分别为示出用于缩短静止时间的垂直驱动信号的示意图；

图10A和10B分别示出信号延迟的示意图；

图11为补偿信号延迟与在水平方向上开始渲染的位置之间的关系的示意图；

图12为示出垂直控制电路的第二示例配置的框图；

图13为示出垂直控制电路的第三示例配置的框图；

图14为示出垂直驱动信号的波形的变型例的示意图。

具体实施方式

下文将参照附图对本发明的实施方式进行说明。

在用本技术的应用说明特定实施方式之前，先对先前的投影装置中的光栅扫描进行说明。

如图1所示，通过光栅扫描，激光在两个方向水平扫描的同时，逐渐垂直向下移动，以生成二维视频。激光在显示视频的显示区域内发射，但不在激光返回的右端和左端部分发射。完成帧的渲染之后，激光从扫描路径的下端返回到其上端时，不发射激光。

由此，通过光栅扫描，从上到下渲染每个帧，因此，为了使用扫描镜进行垂直扫描，在完成一个帧的渲染之后，开始下一帧的渲染之前，激光应从扫描路径下端返回到其上端。因此，帧由用于进行该返回运动的空白区间和用于显示视频的显示区间构成。

图2示出使用扫描镜进行垂直扫描的垂直驱动信号。

如图2所示，垂直驱动信号的波形为锯齿形，因为不发射激光的扫描路径从下端到上端的返回运动的空白区间短于发射激光的视频显示的显示区间。

返回运动中从下端到上端的这种较大振幅变化可能很大程度上受扫描镜的配置造成的机械共振，以及其高速运动的惯性的影响。驱动扫描镜时的波形为三角形，转换速率（≌约等于1/频率）在空白区间与显示区间之间变化。即，显示区间内的频率大致接近帧频，但空白区间内的频率比帧周期大几倍，因为期望空白区间较短。例如，空白区间为帧时间的N%时垂直驱动信号的频率Fb为Fb=Fframe/N，其中，Fframe表示帧频。

扫描镜的机械共振频率一般设计为高于帧频。但是，缩短空白区间的尝试使返回运动中的频率接近扫描镜的机械共振频率，如图3A所示。如果是这样，扫描镜的运动增加了共振分量，因此，如图3B所示的实际扫描镜的扫描路径，导致扫描镜的静止时间更长。由此，为了在相同位置开始对所有帧进行渲染，期望在恢复扫描之前扫描镜完全静止。

由此，由于扫描镜的机械共振频率造成的影响，难以缩短空白区间。为了减少扫描镜的机械共振频率造成的影响，采取了一些措施防止扫描镜振动，例如，驱动扫描镜时从波形中消除机械共振频率分量，或检测振动分量，以进行反馈控制。但是，对于这些措施，每个扫描镜的调整都应注意细节。因此，在缩短扫描镜的静止时间上存在限制。另外，返回运动具有速度和较大振幅，因此，应采用反方向阻尼分量将扫描镜驱动成静止状态，而这种调整比较困难。

另一方面，返回运动的时间设置较长时，显示区间相应缩短，从而使视频输出区间内扫描线的数量减少。这结果降低了视频的分辨率。这还降低了帧时间内的发光效率，从而减小了要投影的视频的亮度。因此，不期望将返回运动的时间设长，因此，需要通过将返回运动设短降低扫描镜的机械共振频率造成的影响。

下文将参照附图对应用本技术的具体实施方式进行详细说明。

图4为示出应用本技术的实施方式中的投影装置的示例性配置的框图。

在图4中，投影装置11被配置为包括光学块12、视频信号处理电路13、激光驱动电路14和扫描仪驱动电路15。投影装置11用激光光源将视频投影到屏幕上。要投影的视频是与来自外部装置的视频信号对应的视频，外部装置包括（例如）复制装置和成像装置。

光学块12被配置为包括光源单元21、分束器22、光接收元件23和水平/垂直扫描单元24。

光源单元21是激光源25R、25G和25B、准直透镜26-1至26-3和分束器27-1至27-3的组合。

响应于来自激光驱动电路14的电流，激光源25R、25G和25B分别输出对应三种颜色（波长）的激光。例如，激光源25R输出红色激光，其电平与将由投影装置11投影的视频的红色像素值对应。相似地，激光源25G输出绿色激光，其电平与将由投影装置11投影的视频的绿色像素值对应。激光源25B输出蓝色激光，其电平与将由投影装置11投影的视频的蓝色像素值对应。此处，激光源25R、25G和25B均应为小型高效半导体激光器。

准直透镜26-1至26-3分别对来自激光源25R、25G和25B的激光进行校准，并生成大致准直光。

分束器27-1至27-3将来自激光源25R、25G和25B的激光合并在一起，并生成光束。

即，分束器27-1向水平/垂直扫描单元24反射来自激光源25B的蓝色激光。分束器27-2向水平/垂直扫描单元24反射来自激光源25G的绿色激光，并使分束器27-1反射的蓝色激光通过。分束器27-3向水平/垂直扫描单元24反射来自激光源25R的红色激光，并使分束器27-1和27-2反射的蓝色和绿色激光通过。这些分束器27-1至27-3组合和布置为，使来自激光源25R、25G和25B的激光共用同一光轴。

分束器22设置在从光源单元21导向水平/垂直扫描单元24的激光的光轴上。分束器22向光接收单元23反射来自激光源25R、25G和25B的激光的一部分。通过分束器22的激光进入水平/垂直扫描单元24。

光接收单元23接收分束器22反射的激光，并将激光转换为电信号，其电平与激光的量对应。光接收单元23随后将电信号提供给视频信号处理电路13，作为与激光发射功率对应的激光功率监控信号。

水平/垂直扫描单元24至少包括扫描镜28和角辨向器29V和29H。

扫描镜28是MEMS（微型机电系统）构成的非常小的可移动扫描镜，响应于来自扫描仪驱动电路15的信号，即，垂直驱动信号和水平驱动信号，而在预定角度范围内垂直和水平驱动。即，扫描镜28反射来自激光源25R、25G和25B的激光，以对其辐射角度进行调制，从而对用于视频的垂直和水平扫描的激光进行导向，使其投影在投影装置11上。

角辨向器29V检测扫描镜28的垂直角度，以输出表示视频的垂直扫描激光的辐射角的垂直角度信号。角辨向器29H检测扫描镜28的水平角度，以输出表示用于激光的水平扫描的辐射角度的水平角度信号。

在图4的投影装置11中，水平/垂直扫描单元24包括在垂直和水平方向上驱动的一个扫描镜28（双轴扫描仪）。可替代地，投影装置11可被配置为：水平/垂直扫描仪包括两个扫描镜（单轴扫描仪），例如，一个扫描镜在垂直方向驱动，另一个扫描镜在水平方向驱动。另外，作为内部包括角辨向器29V和29H的水平/垂直扫描单元24的配置的替代方案，可在外部设置传感器，以检测扫描镜28的角度。

视频信号处理电路13被配置为包括：解码器31、信号生成电路32、帧存储器33、激光控制部34和系统控制部35。视频信号处理电路13处理来自外部的视频信号，从而根据诸如波长的激光特性与激光的扫描运动同步生成投影视频信号。该投影视频信号用于在屏幕上投影视频。

解码器31对视频信号进行解码，以提供给帧存储器33。视频信号为亮度/色度信号（YCC）时，例如，解码器31对视频信号进行色域转换，以使其与光学块12中的激光源25R、25G和25B的各个波长匹配，即，生成RGB视频信号。解码器31还从视频信号中提取垂直同步信号，以提供给帧存储器33和扫描仪驱动电路15。

信号生成电路32与来自扫描仪驱动电路15的水平扫描时钟同步生成投影视频时钟信号。该投影视频时钟信号表示输出投影视频信号的定时，提供给帧存储器33和激光控制部34。此时，基于扫描仪驱动电路15提供的垂直和水平同步信号的定时，信号生成电路32按像素投影的时钟计算屏幕上的扫描位置。信号生成电路32随后生成投影视频时钟信号，以读取与扫描位置对应的视频信号。信号生成电路32还生成读取定时信号，以提供给帧存储器33。该读取定时信号表示开始读取视频信号的定时。

帧存储器33临时存储来自解码器31的视频信号。帧存储器33响应于来自信号生成电路32的投影视频时钟信号的定时，将像素信号提供给激光控制部34。该像素信号表示视频中与存储器中的视频信号对应的每个像素的值。帧存储器33还响应于来自信号生成电路32的读取定时信号，调整读取视频信号的时间。

激光控制部34根据来自信号生成电路32的投影视频时钟信号的定时驱动。激光控制部34根据从帧存储器33中读取的视频信号生成投影视频信号。该投影视频信号基于来自激光源25R、25G和25B的光的特性、来自光接收单元23的激光功率监控信号等而生成。通过该投影视频信号，来自激光源25R、25G和25B的激光在适于视频信号的发射功率下放射。激光控制部34将生成的投影视频信号与投影视频时钟信号和电流控制信号一起提供给激光驱动电路14。该电流控制信号用于控制激光源25R、25G和25B输出激光使用的电流。

系统控制部35包括CPU（中央处理器）。该系统控制部35（例如）响应于来自主控制器（未示出）的控制信号，控制视频信号处理电路13中的块。

激光驱动电路14响应于投影视频信号驱动激光源25R、25G和25B，投影视频信号与光学块12中的激光源25R、25G和25B的各个波长匹配。

即，激光驱动电路14包括电流供应部41R、41G和41B。电流供应部41R根据与红光的波长匹配的投影视频信号调制电流，并按基于投影视频时钟信号的定时将调制电流供应给激光源25R。同样，电流供应部41G根据与绿光的波长匹配的投影视频信号调制电流，并在基于投影视频时钟信号的定时将调制电流供应给激光源25G。电流供应部41B根据与蓝光的波长匹配的投影视频信号调制电流，并在基于投影视频时钟信号的定时将调制电流供应给激光源25B。电流供应部41R、41G和41B响应于来自激光控制部34的电流控制信号，控制满量程电流。

扫描仪驱动电路15包括水平控制电路51、垂直控制电路52、水平驱动电路53、垂直驱动电路54和放大器55和56。

水平控制电路51基于扫描镜28的机械共振频率生成水平扫描时钟信号和水平同步信号。水平扫描时钟信号与使用扫描镜28进行的水平扫描同步，水平同步信号表示使用扫描镜28开始水平扫描的位置。水平控制电路51还参考经由放大器55来自角辨向器29H的水平角度信号调整水平同步信号和水平扫描时钟信号，以使扫描镜28始终在任何适当振幅下共振，从而控制扫描镜28的水平运动。水平控制电路51随后将水平同步信号和水平扫描时钟信号提供给信号生成电路32，并将水平同步信号提供给垂直控制电路52和水平驱动电路53。

垂直控制电路52基于与来自解码器31的视频信号同步的垂直同步信号和来自水平控制电路51的水平同步信号生成另一个垂直同步信号。该垂直同步信号表示使用扫描镜28开始垂直扫描的位置，即，与使用扫描镜28进行的扫描同步。垂直控制电路52随后将与使用扫描镜28进行的扫描同步的垂直同步信号提供给信号生成电路32和垂直驱动电路54。

水平驱动电路53按来自水平控制电路51的水平同步信号的定时生成正弦水平驱动信号。该水平驱动信号用于在水平方向驱动扫描镜28，并提供给扫描镜28。

垂直驱动电路54参考来自垂直控制电路52，与使用扫描镜28进行的扫描同步的垂直同步信号生成垂直驱动信号。该垂直同步信号用于在垂直方向驱动扫描镜28，并提供给扫描镜28。下文将参照图5A至图5C对投影装置11中使用的垂直驱动信号的波形进行说明。

在上述投影装置11的配置中，激光源25R、25G和25B可由适用于扫描镜28的扫描位置的投影视频信号驱动。

在投影装置11中，为了减少上文所述的扫描镜28返回运动期间的频率接近其机械共振频率造成的影响，所使用的垂直驱动信号的波形显示出线性运动。该线性运动在激光被从上到下垂直导向的显示区间和激光被从下到上垂直导向的显示区间的两个方向具有基本相同速度。

图5A至图5C分别示出用于投影装置11的垂直驱动信号的示例性波形。

如图图5A至图5C所示，垂直驱动信号包括交替的激光被从下到上导向的显示区间和激光被从上到下导向的显示区间。这些显示区间包括其间不发射激光的空白区间。即，通过处理，激光被从下到上和从上到下导向的这些显示区间交替显示每帧视频，即，按预定量输出视频。垂直驱动信号的波形在激光被从下到上和从上到下导向的这些显示区间内的两个方向上显示出基本相同速度的线性运动，即，在这些显示区间显示出基本相同的斜率绝对值。

如图5A所示，垂直驱动信号的波形可为三角形，即，在空白区间内，一个显示区间内的斜率示出直接变化为下一个显示区间内的斜率，例如，形成顶点。

可替代地，如图5B所示，垂直驱动信号的波形可以是在显示区间之间包括平坦部分的梯形，即，一个显示区间内的斜率在空白区间内变平坦，随后示出改变为下一个显示区间内的斜率。通过具有这种梯形波形的垂直驱动信号，垂直驱动电路54可控制扫描镜28进行垂直扫描，使显示区间包括在显示区间之间扫描镜28停止在垂直方向上运动的空白区间。

可替代地，如图5C所示，垂直驱动信号的波形可具有弯曲顶点部分，即，一个显示区间内的斜率在变化为下一个显示区间内的斜率之前，在空白区间内形成平滑曲线。即，通过具有这种三角形波形的垂直驱动信号，形成钝角顶点可减小与扫描镜28的机械共振频率相当的任何分量，从而能够缩短激光返回运动期间扫描镜28的静止时间。

为了使用具有这种波形的垂直驱动信号，两个帧的驱动波形数据可对激光被从上到下和从下到上垂直导向的显示区间分开存储，激光每次返回时，都可交替进行适当驱动波形数据的读取。

在投影装置11中，例如，用于生成这种垂直驱动信号的驱动波形数据预先准备好，以存储在垂直控制电路52中，垂直控制电路52参考驱动波形数据生成垂直驱动信号。

接下来，图6为示出垂直控制电路52的第一示例性配置的框图。

如图6所示，垂直控制电路52被配置为包括视频同步处理部61、PLL（锁相环）62、计数器63、RAM（随机存取存储器）64、DAC（数模转换器）65、VGA（可变增益放大器）66、振幅传感器67、ADC（模数转换器）68、时间检测部69、比较器70、计数器71和CPU72。

由图4的解码器31向视频同步处理部61提供与视频信号同步的垂直同步信号，并且由水平控制电路51向视频同步处理部61提供与使用扫描镜28进行的水平扫描同步的水平扫描时钟信号。视频同步处理部61随后按与视频信号同步的垂直同步信号的定时将复位信号提供给计数器63。该复位信号对计数器63的计数进行复位。

PLL62生成读取频率Fdv，以提供给计数器63和71。该读取频率Fdv是将水平扫描频率Fh乘以A得出的结果。水平扫描频率Fh基于水平扫描时钟信号，由水平控制电路51提供，与使用扫描镜28进行的水平扫描同步。

计数器63对PLL62提供的读取频率Fdv的周期进行计数。计数值N大于用一个帧周期除以读取频率Fdv（1帧/Fdv）所得结果的值时，计数器63将计数值N复位，随后开始对下一帧进行计数。计数器63在计数值N达到与帧中心对应的值时将定时信号提供给比较器70。

RAM64将驱动波形数据以数据表的形式存储，根据与通过计数器63提供的读取频率Fdv同步的时钟将驱动波形数据的值按顺序读取到DAC65。响应于来自CPU72的波形控制信号，RAM64还基于延迟量将读取驱动波形数据的定时提前，如下文参照图10A和10B所述。

DAC65对根据读取频率Fdv从RAM64中读取的驱动波形数据进行D/A（数/模）转换，读取频率Fdv是将水平扫描频率Fh乘以A得出的结果。生成的模拟垂直驱动信号提供给VGA66。

VGA66用来自放大传感器67的增益控制信号的增益将来自DAC65的垂直驱动信号放大并输出。响应于来自VGA66的该垂直驱动信号，通过垂直驱动电路54驱动水平/垂直扫描单元24中的扫描镜28（图4）。来自水平/垂直扫描单元24中的角辨向器29V的垂直角信号由低噪声放大器56放大，以输出给振幅传感器67和时间检测部69。

振幅传感器67通过保存来自放大器56的垂直角信号的峰值和谷值，确定两者之间的差而检测扫描镜28的垂直振幅。振幅传感器67随后将增益控制信号提供给VGA66，以对VGA66的输出进行反馈控制。该增益控制信号用于控制VGA66的增益，以使扫描镜28的垂直振幅保持在预定范围内。振幅传感器67还将表示扫描镜28的垂直振幅的信号提供给ADC68。

ADC68对来自振幅传感器67的信号进行A/D（模/数）转换，以提供给CPU72。该信号指示扫描镜28的垂直振幅。

定时检测部69（例如）响应于来自放大器56的垂直角度信号，检测扫描镜28的垂直角变成零的定时，从而输出指示扫描镜28的垂直位置的定时信号。

比较器70在两个定时信号之间做比较，即，来自计数器63的定时信号和来自时间检测部69的定时信号。计数器63提供的定时信号指示与用于从RAM64中读取驱动波形数据的帧周期的中心值同步的定时，时间检测部分69提供的定时信号指示扫描镜28的垂直角变成零的定时。由此，通过比较这两个定时信号，比较器70将适用于该定时差的脉冲提供给计数器71。

计数器71计算来自比较器70的脉冲，以测量信号经过放大器56和比较器70时产生的延迟量。计数器71随后将指示该延迟量的计数值提供给CPU72。

CPU72根据计数器71测量的延迟量进行延迟补偿处理。即，CPU72将波形控制信号提供给RAM64，以对驱动波形数据进行控制，以将从中读取驱动波形数据的时间按计数器71测量的延迟量提前。

垂直控制电路52的配置如上所述，根据读取频率Fdv生成驱动波形数据，读取频率Fdv是将水平扫描频率Fh乘以A得出的结果。该水平扫描频率Fh基于与使用扫描镜28进行的水平扫描同步的水平扫描时钟信号。与收到的视频信号中的垂直同步信号同步进行处理时，基于收到的视频信号固定帧时间。因此，使用扫描镜28进行垂直扫描的扫描频率应通过增加或减少垂直方向的线条数量而调整为视频信号的帧频（60Hz）。可替代地，为了将使用扫描镜28进行垂直扫描的扫描频率调整为视频信号的帧频（60Hz），（例如）可将用于渲染的线条数量固定，可对空白时间进行调整。

通过垂直控制电路52，将水平扫描频率Fh乘以A，增加了驱动波形数据，驱动波形数据是DAC65进行D/A转换的结果。因此，可以生成高精度的垂直驱动信号。由此，可以对开始渲染和激光返回的位置，以及对扫描镜28的水平位置（相位）的精确控制。

另外，通过垂直控制电路52，可对垂直驱动信号进行反馈控制，垂直驱动信号是从RAM64中读取的驱动波形数据的D/A转换结果。该反馈控制是利用水平/垂直扫描单元24提供的水平角度信号进行的。由此，可在在VGA66内对垂直驱动信号进行调整之后将其提供给水平/垂直扫描单元24，以获得适当振幅。

与视频信号同步进行处理时，帧的水平扫描线数量可能存在在周期之间变化的同步误差。这是因为，视频信号的帧频并不是被水平扫描频率Fh精确地除成整数。由此，为了与视频信号同步进行处理，在用于生成垂直驱动信号的驱动波形数据中，可将斜率从上到下导向的数据与斜坡从下到上导向的数据分开准备。

具体地说，视频信号的帧频为60Hz，水平扫描频率Fh为20kHz时，每个帧的周期数量为333.333。考虑到视频输出在两个方向进行，特定帧内水平扫描线的数量为666，在下一帧中为666条线，在下下帧中为668条线，如此重复。、

采用的垂直驱动信号的波形为三角形时，水平扫描线的数量在帧之间变化的这种同步误差可能表现为垂直位置的位移，如图5A所示。

如图7A所示，例如，在具有666个水平扫描线的短帧和具有668个水平扫描线的长帧之间，在垂直渲染位置产生位移。在图7A和图7B中，实线表示理想垂直驱动信号，虚线表示帧时间滞后的垂直驱动信号。

为了防止垂直渲染位置产生位移，如图7B所示，可使用具有包括激光返回的平坦部分的梯形波形的垂直驱动信号（图5B），增加或减小垂直驱动信号的梯形波形中的平坦部分而调整任何同步误差。

即，如图8A和8B所示，在垂直驱动信号的梯形波形的平坦部分，即，激光返回的静止部分，理想情况下，扫描镜28不运动（实际上位移速率低）。无论用于读取的驱动波形数据的量大还是小，该静止部分都显示扫描镜28的低位移速率。因此，可通过在静止部分读取相同数据而抵消同步误差，从而防止垂直渲染位置产生位移。

例如，同步误差相当于水平扫描周期，因此，垂直渲染位置的位移相当于两列。扫描镜28的位移速率在垂直驱动信号的梯形波形的平坦部分降为1/20，垂直渲染位置的位移可降为0.1列或以下。

下文将参照图9A至图9C对用于缩短静止时间的垂直驱动信号进行说明。

图9A至图9C均在垂直驱动信号的梯形波形中显示出较低平坦部分。应注意的是，垂直驱动信号也也适用于其梯形波形中中的较高平坦部分。

如图9A所示，在垂直驱动信号的梯形波形中，扫描镜28的任何共振分量可从示出变化的斜率部分，即，平坦部的两端部附近消除，从而能够缩短静止时间。应注意的是，这种波形可通过（例如）数字处理，或模拟处理（陷波滤波器）而生成。

如图9B所示，在垂直驱动信号的梯形波形变平坦的部分，波形可包括用于在与扫描镜28的运动方向相反的方向驱动扫描镜28的制动信号分量。通过这种垂直驱动信号使扫描镜28处于制动运动中，可缩短静止时间。

具体地，9C示出了互相重叠的垂直驱动信号的梯形波形和扫描镜28的扫描路径。这表示，不含扫描镜28的共振分量，但具有制动信号分量的波形防止扫描镜28在静止之前振动，因此缩短了静止时间。

下文参照图10A至图11对垂直控制电路52中的信号延迟补偿进行说明。

如上文参照图6所述，在垂直控制电路52中，水平/垂直扫描单元24提供的垂直角度信号用于（例如）检测经低噪声放大器56放大之后扫描镜28的垂直振幅，以生成指示扫描镜28的垂直位置的计时信号。当垂直角度信号通过放大器56和比较器70时，产生延迟。由于该垂直角度信号用于确定开始对视频信号进行渲染的位置，垂直角度信号的延迟造成扫描位置的位移，从而影响了图像质量。

如图10A所示，例如，相对于从RAM64中读取驱动波形数据的定时，扫描镜28的扫描路径发生延迟。

鉴于此，为了校正垂直角度信号的延迟造成的扫描位置的位移，垂直控制电路52利用比较器70与计数器71的组合测量延迟量。随后，CPU72将波形控制信号提供给RAM64，以基于延迟量将从中读取驱动波形数据的定时提前，即，改变读取驱动波形数据的定时，如图10B所示。

由此，扫描镜28的扫描路径与从RAM64中读取驱动波形数据的初始时间重合（图10A），从而防止垂直驱动信号的延迟造成扫描位置的位移。

另外，在生成从RAM64中读取驱动波形数据的读取频率Fdv时，延迟补偿最小调整时间可通过A改变，A用于与水平扫描频率Fh相乘。

即，对于将水平扫描频率Fh乘以1(A=1)，对于水平渲染，可以实现仅两条线精度的延迟补偿。另一方面，通过将水平扫描频率Fh乘以20或以上(A≥20)，可实现1/10条线或更高精度的延迟补偿。

通过这种调整，可校正开始垂直渲染的位置，此时，开始水平渲染的位置与用于与水平扫描频率Fh相乘的值(A)对应。

如图11所示，例如，对于水平扫描频率Fh乘以1(A=1)，图11中的圆圈表示的部分是水平渲染的起始位置，对于水平扫描频率Fh乘以2(A=2)，图11中的分别通过圆圈和方块表示的部分是水平渲染的起始位置。同样，对于水平扫描频率Fh乘以4(A=4)，图11中的分别通过圆圈、方块和菱形表示的部分是水平渲染的起始位置，对于将水平扫描频率Fh乘以8(A=8)，图11中分别通过圆圈、方块、菱形和三角形表示的部分是水平渲染的起始位置。

由此，期望垂直控制电路52响应于在校正了垂直渲染的起始位置时调整从RAM64中读取驱动波形数据的定时。

在本文中，图6的垂直控制电路52被如此配置以与视频信号中的垂直同步信号同步进行处理。可替代地，垂直控制电路52在进行处理时，（例如）也可不与视频信号中的垂直同步信号同步。

具体地，图12显示了垂直控制电路52的第二示例性配置。

如图12所示，与图6中的垂直控制电路52不同，垂直控制电路52A不包括视频同步处理部61，但包括PLL62、计数器63、RAM64、DAC65、VGA66、振幅传感器67、ADC68、定时检测部69、比较器70、计数器71和CPU72。

与图6中的垂直控制电路52相比，垂直控制电路52A的不同之处在于，视频信号中的垂直同步信号与使用扫描镜28进行的水平扫描之间不建立同步。与图6中的垂直控制电路52相比，在垂直控制电路52A中，帧时间通过水平扫描频率Fh的一半与垂直方向上的线数量的乘积（1/2fh×线数量）确定，垂直方向上的线数量通过用于渲染和用于空白区间的视频的垂直分辨率的总和确定。

通过垂直控制电路52A，在用于生成垂直驱动信号的驱动波形数据中，数据单位中每两帧可重复一次数据读取，该数据单位包括斜率从上到下导向的数据和斜率从下到上导向的数据。

在垂直控制电路52和52A中，由比较器70和计数器71的组合测量信号延迟量。可替代地，例如可由PLL测量延迟量。

具体地，图13示出垂直控制电路52的第三示例性配置。

如图13所示，垂直控制电路52B被配置为包括PLL73，代替图12中的垂直控制电路52A的比较器70和计数器71，其余配置与垂直控制电路52A相同。

由PLL73测量信号延迟量，可简化构成的配置。可替代地，图6的垂直控制电路52可包括PLL73，代替比较器70和计数器71。

应注意的是，用于投影装置11的垂直驱动信号的波形并不限于显示线性运动在激光被从上到下垂直导向的显示区间和激光被从下到上垂直导向的显示区间的两个方向具有基本相同速度的情况。即，所使用的垂直驱动信号的波形可显示出线性运动在激光被从上到下垂直导向的显示区间和激光被从下到上垂直导向的显示区间之间具有不同速度。

如图14所示，例如，所使用的垂直驱动信号的波形可为梯形，其中激光被从下到上垂直导向的显示区间内的斜率可大于激光从上到下垂直导向的显示区间内的斜率。通过这种垂直驱动信号，如参照图8A和8B所示，可通过增加或减少用于在垂直驱动信号的波形的平坦部分读取的驱动波形数据的量，防止垂直渲染位置产生任何位移。

如上所述，采用投影装置11，使用扫描镜28进行垂直扫描时，空白区间内产生的位移较小，垂直驱动信号的转换速率低。因此，与先前的装置相比，可更容易缩短静止时间。由此，投影装置11提高了帧时间内的发光效率，即，缩短了空白区间，提高了显示区间的相对比率。因此，即使使用的激光源25与先前的装置具有相同性能水平，可以以更高的亮度和提高的垂直分辨率进行视频投影。

通过投影装置11，对于与先前的装置具有相同亮度水平的视频投影，可降低激光的峰值功率，从而实现较低功耗。另外，通过投影装置11，可通过缩短空白区间而增加垂直扫描频率，从而增加帧频。

本技术还可采用以下结构。

(1)一种驱动控制装置，包括：

水平控制部，被配置为控制扫描镜用激光进行水平扫描，在水平方向以固定频率驱动扫描镜；以及

垂直控制部，被配置为基于水平控制部分在水平方向驱动扫描镜的频率，控制扫描镜进行垂直扫描，垂直控制部输出垂直驱动信号，以控制扫描镜进行垂直扫描，垂直驱动信号包括激光被从上到下垂直导向的区间和激光被从下到上垂直导向的区间，这些区间交替生成预定量的输出。

(2)根据(1)所述的驱动控制装置，其中

对所述垂直控制部输出的控制所述扫描镜进行所述垂直扫描的所述垂直驱动信号进行处理，以在所述垂直驱动信号的所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的所述区间中，交替地显示每帧的视频。

(3)根据(1)或(2)所述的驱动控制装置，其中

在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的所述区间内，所述垂直驱动信号具有显示基本相同斜率的波形。

(4)根据(1)至(3)任一项所述的驱动控制装置，其中

在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的所述区间之间，所述垂直驱动信号的波形为包括平坦部分的梯形。

(5)根据(1)至(4)任一项所述的驱动控制装置，其中

所述垂直驱动信号的波形为三角形，所述三角形具有所述激光被从上到下垂直导向的区间内的斜率到所述激光被从下到上垂直导向的区间内的斜率的直接变化的顶点。

(6)根据(1)至(5)任一项所述的驱动控制装置，其中

在所述垂直驱动信号的波形中，从所述激光被从上到下垂直导向的区间内的斜率向所述激光被从下到上垂直导向的区间内的斜率以平滑的曲线变化。

(7)根据(1)至(6)任一项所述的驱动控制装置，其中

所述垂直驱动信号具有在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的区间之间包括平坦部分的梯形波形，且所述激光被从上到下垂直导向的区间内的斜率与所述激光被从下到上垂直导向的区间内的斜率不同。

(8)根据(1)至(7)任一项所述的驱动控制装置，其中

所述垂直控制部存储用于生成垂直驱动信号的预先创建的驱动波形数据，基于水平驱动所述扫描镜的频率，按顺序读取所述驱动波形数据，用于生成所述垂直驱动信号。

(9)根据(1)至(8)任一项所述的驱动控制装置，其中

在所述梯形波形的所述垂直驱动信号中，所述垂直控制部延长或缩短所述平坦部分的区间，以在两个帧周期之间实现同步，其中一个帧周期为输入视频帧周期，另一个帧周期基于水平驱动扫描镜的频率。

(10)根据(1)至(9)任一项所述的驱动控制装置，其中

在所述垂直驱动信号的波形中，所述扫描镜的谐振分量从靠近所述平坦部分的两端的部分被消除了。

(11)根据(1)至(10)任一项所述的驱动控制装置，其中

所述垂直驱动信号的波形在所述平坦部分开始的部分具有在所述扫描镜的移动方向的反方向驱动所述扫描镜的形状。

(12)根据(1)至(11)任一项所述的驱动控制装置，其中

所述垂直控制部测量在对表示扫描镜的垂直角的信号进行处理时的延迟，所述延迟被用作改变根据所述驱动波形数据生成所述垂直驱动信号的定时的基础。

(13)根据(1)至(12)任一项所述的驱动控制装置，其中

所述垂直控制部控制所述扫描镜进行所述垂直扫描，以使在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的区间之间具有所述扫描镜在垂直方向上不移动的区间。

对实施例的上述说明的各个方面均为例证性，并不具有限制性。应理解的是，只要不脱离本发明的范围，可进行多种其它修改和变化。

Claims (15)

1.一种驱动控制装置，包括：

水平控制部，被配置为控制扫描镜用激光进行水平扫描，在水平方向以固定频率驱动所述扫描镜；以及

垂直控制部，被配置为基于所述水平控制部在所述水平方向驱动所述扫描镜的频率，控制所述扫描镜进行垂直扫描，

其中，所述垂直控制部输出垂直驱动信号以控制所述扫描镜进行所述垂直扫描，所述垂直驱动信号包括所述激光被从上到下垂直导向的区间和所述激光被从下到上垂直导向的区间，这些区间交替生成预定量的输出。

2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，

对所述垂直控制部输出的、用于控制所述扫描镜进行所述垂直扫描的所述垂直驱动信号进行处理，以在所述垂直驱动信号的所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的所述区间中，交替地显示每帧的视频。

3.根据权利要求2所述的驱动控制装置，其中，

在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的所述区间内，所述垂直驱动信号具有显示基本相同斜率的波形。

4.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，

所述垂直驱动信号的波形为在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的所述区间之间包括平坦部分的梯形。

5.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，

所述垂直驱动信号的波形为三角形，所述三角形具有所述激光被从上到下垂直导向的区间内的斜率到所述激光被从下到上垂直导向的区间内的斜率的直接变化的顶点。

6.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，在所述垂直驱动信号的波形中，所述激光被从上到下垂直导向的区间内的斜率向所述激光被从下到上垂直导向的区间内的斜率以平滑的曲线变化。

7.根据权利要求2所述的驱动控制装置，其中，所述垂直驱动信号具有在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的区间之间包括平坦部分的梯形波形，且所述激光被从上到下垂直导向的区间内的斜率与所述激光被从下到上垂直导向的区间内的斜率不同。

8.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，

所述垂直控制部存储用于生成所述垂直驱动信号而预先创建的驱动波形数据，基于水平驱动所述扫描镜的频率，按顺序读取所述驱动波形数据，以生成所述垂直驱动信号。

9.根据权利要求4所述的驱动控制装置，其中，

在所述梯形波形的所述垂直驱动信号中，所述垂直控制部延长或缩短所述平坦部分的区间，以在两个帧周期之间实现同步，其中一个帧周期为输入视频帧周期，另一个帧周期基于水平驱动所述扫描镜的频率。

10.根据权利要求4所述的驱动控制装置，其中，

在所述垂直驱动信号的波形中，所述扫描镜的谐振分量从靠近所述平坦部分的两端的部分被消除了。

11.根据权利要求4所述的驱动控制装置，其中，所述垂直驱动信号的波形在所述平坦部分开始的部分具有在所述扫描镜的移动方向的反方向驱动所述扫描镜的形状。

12.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，

所述垂直控制部测量在对表示所述扫描镜的垂直角的信号进行处理时的延迟，所述延迟被用作改变根据所述驱动波形数据生成所述垂直驱动信号的定时的基础。

13.根据权利要求3所述的驱动控制装置，其中，

所述垂直控制部控制所述扫描镜进行所述垂直扫描，以使在所述激光被从上到下和从下到上垂直导向的区间之间具有所述扫描镜在垂直方向上不移动的区间。

14.一种驱动控制方法，包括：

控制扫描镜用激光进行水平扫描，在水平方向以固定频率驱动所述扫描镜；

基于在水平方向驱动扫描镜的频率控制所述扫描镜进行垂直扫描；以及

在垂直驱动信号的两种区间中交替生成预定量的输出，输出所述垂直驱动信号以控制所述扫描镜进行垂直扫描，一种区间表示所述激光被从上到下垂直导向，另一种区间表示所述激光被从下到上垂直导向。

15.一种视频输出装置，包括：

激光源，被配置为生成激光；

扫描镜，被配置为反射来自所述激光源的所述激光，所述激光用于进行二维扫描；

水平控制部，被配置为控制所述扫描镜进行水平扫描，在水平方向以固定频率驱动所述扫描镜；以及

垂直控制部，被配置为基于所述水平控制部在所述水平方向驱动所述扫描镜的频率控制所述扫描镜进行垂直扫描，所述垂直控制部输出垂直驱动信号，以控制所述扫描镜进行所述垂直扫描，所述垂直驱动信号包括所述激光被从上到下垂直导向的区间和所述激光被从下到上垂直导向的区间，这些区间交替生成预定量的输出。

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