CN108141002B - 扫描光束投影仪脉冲激光控制 - Google Patents

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Abstract

简而言之，根据一个或多个实施例，扫描光束投影仪包括：激光二极管(114)，所述激光二极管用于发射光束；在表面上扫描光束以将包括虚拟像素的图像投影在表面上的扫描引擎(110)；耦合到激光二极管以响应于提供给DAC的数字视频信号使得激光二极管发射光束的数模转换器(DAC)；以及将数字视频信号提供给DAC的脉冲像素控制器，所述脉冲像素控制器用于将提供给DAC的数字视频信号与图像的虚拟像素对齐，并且为每个虚拟像素选择要由激光二极管生成的最优波形。

Description

扫描光束投影仪脉冲激光控制
背景技术
理想地，扫描光束视频投影仪将均匀间隔的虚拟像素的网格投影到表面上。由于几何结构、光路失真以及变化的扫描仪速度，在不断变化的时间周期内在表面上扫描每个虚拟像素。数字扫描光束投影的一个挑战是将这个不断变化的时间周期与数字控制系统的固定时钟周期相匹配。基于激光的扫描光束视频投影仪的另一个挑战是，从激光产生连续的低光功率远不如产生更高的激光功率效率高。通过在关断和更高光功率之间进行调制来产生低光功率会更有效率。这种调制可以降低视频内容的最大亮度。
过去，基于扫描激光的视频投影仪已经使用恒定采样频率数模转换器(DAC)来生成激光驱动波形。为了使这些波形与不断变化的虚拟像素频率重新同步，可以使用数字上采样和内插。上采样涉及更高的DAC采样率，其具有高总线交易功率成本。内插可能会导致图像清晰度下降，特别是对于计算机生成的视频内容。已经使用恒定频率DAC以两种正交方式尝试了激光光功率的调制。第一种方法为每个非零DAC采样提供相同的波形。该方法显示了激光斑点伪影的减少和效率的提高，但是大幅降低了投影仪的最大亮度。第二种方法在每个像素周期内将除一个DAC样本之外的所有样本零化。该方法显示了激光效率的增加，但是由于有效样本没有锁定到每个像素的位置，因此显示亮度降低和显著的视频伪影。
附图说明
在说明书的结论部分中特别指出并清楚要求保护所要求保护的主题。然而，当使用附图阅读时，通过参考以下详细描述可以理解这样的主题，在附图中：
图1是根据一个或多个实施例的具有脉冲像素控制器的激光束扫描仪的框图；
图2是根据一个或多个实施例的图1的激光束扫描仪的部分的框图，图示了光束脉冲与虚拟像素的对齐和光束脉冲的波形选择；
图3是根据一个或多个实施例的图1的脉冲像素控制器的框图；
图4是根据一个或多个实施例的利用能量占空比选择器进行的波形选择的图，图示了具有恒定像素宽度但变化的光束脉冲宽度的动态对齐脉冲；
图5是根据一个或多个实施例的利用能量占空比选择器的波形选择的图，图示了具有恒定能量脉冲宽度但变化的像素宽度的动态对齐脉冲；
图6是根据一个或多个实施例的动态边缘引擎(dynamic edge engine)和可编程延迟线的图，用于定时对数模转换器(DAC)的更新以将光束脉冲波形放置在虚拟像素的选定区域中；
图7是根据一个或多个实施例的在表面上投影图像的方法的流程图；
图8是根据一个或多个实施例的用于控制用于扫描光束投影仪的脉冲像素的信息处理系统的框图；
图9是根据一个或多个实施例的包括具有受控脉冲像素的扫描光束投影仪的信息处理系统的等距视图；以及
图10是根据一个或多个实施例的包括被配置为平视显示器(HUD)的具有受控脉冲像素的扫描光束投影仪的车辆的图；以及
图11是根据一个或多个实施例的包括被配置为头戴式显示器(HMD)的具有受控脉冲像素的扫描光束投影仪的眼镜的图。
应该理解的是，为了说明的简单和/或清楚起见，附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，如果认为合适，附图中的附图标记被重复以指示对应的和/或类似的元件。
具体实施方式
在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施所要求保护的主题。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、程序、组件和/或电路。
在以下说明书中，可以使用术语耦合和/或连接及其派生词。在特定实施例中，连接可用于指示两个或更多个元件彼此直接物理和/或电接触。耦合可能意味着两个或更多个元件直接的物理和/或电接触。然而，耦合也可能意味着两个或更多个元件可能不彼此直接接触，但仍然可以彼此协作和/或交互。例如，“耦合”可以表示两个或更多个元件彼此不接触，而是通过另一个元件或中间元件间接结合在一起。最后，在下面的描述中可以使用术语“在……上”、“覆盖在……上”和“在……上方”。“在……上”、“覆盖在……上”和“在……上方”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接物理接触。然而，“在……上方”也可能意味着两个或更多个元件不彼此直接接触。例如，“在……上方”可能意味着一个元素位于另一个元素的上方但不彼此接触，并且可能在这两个元素之间具有另一个或多个元素。此外，术语“和/或”可能意味着“和”，它可能意味着“或”，它可能意味着“互斥或”，它可能意味着“一个”，它可能意味着“一些，但不是全部”，它可能意味着“都不”，和/或它可能意味着“两者都”，尽管所要求保护的主题的范围在这方面不受限制。在下面的说明书中，可以使用术语“包括”和“包含”及其派生词并且其意图作为彼此的同义词。
现在参考图1，将讨论根据一个或多个实施例的具有脉冲像素控制器的激光束扫描仪的框图。如图1所示，激光束扫描仪100可以包括扫描引擎110，该扫描引擎110包括微机电系统(MEMS)反射镜112，该微机电系统(MEMS)反射镜112可以被致动以在第一方向上围绕第一轴振荡并且在第二方向上围绕第二轴振荡。激光二极管114可以发射诸如从扫描引擎110反射的激光束116的光束，其中，MEMS反射镜112在表面120上扫描反射光束116以产生图像118。虽然为了讨论的目的图1示出了一种类型的扫描光束显示系统，例如基于微机电系统(MEMS)的显示器，但是应当注意，其他类型的扫描显示器——作为许多示例中的一些，包括使用两个单轴扫描仪、旋转多边形扫描仪或者Galvonometric扫描仪的那些以及使用一维空间光调制器与单轴扫描仪的组合的系统——也可以利用所要求保护的主题，并且所要求保护的主题的范围在此方面不受限制。
在一个或多个特定实施例中，如图1所示的激光束扫描仪100可以包括称为PicoPTM的、由美国华盛顿州雷德蒙德的美国微电子公司(Microvision Inc.)开发的微型投影仪。在这样的实施例中，这种微型投影仪的激光二极管114可以包括一个红色、一个绿色和一个蓝色激光二极管，其在靠近各自激光器输出的位置安装透镜，用于收集来自激光器的光线，并在输出端提供非常低的数值孔径(NA)光束。来自激光器的光然后可以与二向色元件组合成单个白光束116。使用分束器和/或基本折叠式反射镜光学器件，组合光束116可以被中继到设置于在表面120上以光栅图案扫描输出光束116的扫描引擎100上的双轴MEMS扫描镜112上。与扫描的输出光束116的位置同步地调制激光器可以产生投影图像118。在一个或多个实施例中，激光束扫描仪100可以包括称为集成光子模块(IPM)的单个模块，其在一些实施例中高度可以是7毫米(mm)或更小，并且在一些实施例中，IPM的高度可以小于5mm。此外，IPM 100的总体积可小于5立方厘米(cc)，但所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。在一个或多个实施例中，激光束扫描仪可以包括独立设备，其能够响应于接收作为输入的显示信号而在表面120上产生图像118。在一个或多个实施例中，激光束扫描仪100可以集成在信息处理系统中或与信息处理系统集成，或者以其它方式耦合到信息处理系统，如在下面参考图8所示和所描述的。
在一个或多个实施例中，激光束扫描仪100包括脉冲像素控制器126，以当以光栅图案沿表面120扫描光束116以产生图像118时，控制扫描光束116的脉冲。脉冲光束在图像118的预期像素位置处产生波形，其中，预期像素位置可以被称为虚拟像素。从光束脉冲在表面120上产生的波形包括图像118的实际物理像素。脉冲像素控制器126可以被配置成产生光束脉冲，使得光束脉冲的物理位置通过当虚拟像素在表面120上在位置变化时在时间上对齐光束脉冲，与虚拟像素的位置对应。此外，脉冲像素控制器126可以被配置成通过为每个像素选择最大效率的波形来最大化每个像素的光束脉冲的功率效率。下面将更详细地讨论光束脉冲与虚拟像素的对齐和波形选择。
在一个或多个实施例中，视频处理器122接收输入视频数据并将视频数据提供给视频缓冲器，视频缓冲器又将视频数据馈送到脉冲像素控制器126。脉冲像素控制器提供对应于视频的数字信号数据到数模转换器(DAC)128，其将数字信号转换为模拟信号以驱动激光二极管114响应于模拟信号而发射激光束116。为了便于确定光束脉冲相对于虚拟像素的位置，传感器(未示出)可以设置在扫描引擎110上，以例如经由压电传感器提供关于MEMS反射镜112的瞬时位置的反馈，压电传感器布置在MEMS反射镜112的挠曲臂以产生与指示MEMS反射镜112围绕挠曲臂的旋转量的挠曲臂的偏转量成比例的电信号。可以将反馈信号作为传感器反馈130提供给模数转换器(ADC)132，以将传感器反馈信号作为数字信号提供给反射镜位置估计器134。反射镜位置估计器134估计MEMS反射镜112的位置，并且将估计的反射镜位置提供给存储器地址计算器136。存储器地址计算器136确定用于对应的光束脉冲的图像118的像素的像素地址。像素地址被馈送到脉冲像素控制器126，使得脉冲像素控制器126可以确定时间的调整量或延迟以提供给光束脉冲以使光束脉冲与图像118的虚拟像素对齐。另外，另一个传感器(未示出)可以确定由激光二极管114发射的光束116的强度，以向另一个模数转换器(ADC)140提供传感器反馈138，该模数转换器140又向激光反馈处理器142提供数字信号。激光反馈处理器142确定脉冲光束波形的强度并将该信息提供给脉冲像素控制器126以允许脉冲像素控制器126控制由激光二极管114产生的光束脉冲的能量。结果，脉冲像素控制器126能够利用传感器反馈130和传感器反馈138来促进光束脉冲与图像118的虚拟像素的对齐，并且控制光束脉冲的波形以在保持足够的像素能量的同时最大化激光束116的关断时间。下面在图2中示出并且参考图2描述光束脉冲对齐和波形选择的进一步细节。
现在参考图2，将讨论根据一个或多个实施例的图1的激光束扫描仪的部分的框图，其图示了光束脉冲与虚拟像素的对齐和光束脉冲的波形选择。如图2所示，扫描光束显示器100可以包括动态边缘引擎(DEE)210、能量占空比选择器(EDS)214和可编程延迟线216，其全部可以包括图1的脉冲像素控制器126的功能块。应该注意的是，图2的激光束显示器100的布置被简化为了示例的目的，并且所示的元件不一定按比例或比率绘制。在图2所示的概念布置中，激光二极管114发射从扫描引擎110的MEMS反射镜112反射的激光束116，以在包括图像118的虚拟像素222的期望位置处产生包括物理像素的光束脉冲224。动态边缘引擎210将光束脉冲224与对应的虚拟像素222对齐。随着扫描引擎110沿着其水平扫描路径引导激光束116，动态边缘引擎210通过使用可编程延迟线216控制光束脉冲224的延迟时间来控制光束脉冲224相对于虚拟像素222的定时。由于以由时钟220控制的规则时钟间隔接收视频数据218，所以视频数据可以对于每个像素在每个时钟周期的基础上在时间上稍微延迟以便在给定的对应虚拟像素222内对齐给定光束脉冲224。延迟量可以在逐个时钟周期的基础上变化，使得对于每个对应的虚拟像素222可以单独地调整每个光束脉冲224的对齐。另外，能量占空比选择器214可以为每个单独的光束脉冲224选择波形以使每个虚拟像素224的波形的效率最大化或几乎最大化。下面在图3和图4中示出并且参考图3和图4描述关于光束脉冲的波形选择的进一步细节。
现在参考图3讨论根据一个或多个实施例的图1的脉冲像素控制器的框图。如图3所示，脉冲像素控制器126可包括像素定时解码器310，其接收像素地址和能量信号，并将像素位置、宽度和能量信号输出到能量占空比选择器214。能量占空比选择器214提供位置、宽度、能量和波形信号给激光反转模型块(laser inversion models block)312。激光反转模型块从模型参数估计模块314接收信号，该模型参数估计块314从能量占空比选择器214接收传感器反馈信号130和138以及包括能量和波形信号的前馈信号316。另外，模型参数估计块314接收内部反馈318，该内部反馈318是来自激光反转模型块312的DAC值。内部反馈318可以与前馈信号316结合使用，以在比对于传感器反馈信号130和138所允许的更快的时间标度上调整激光反转模型块312的参数。激光反转模型块312提供用于DAC 128的DAC值、DAC位置和清除位置信号给动态边缘引擎210。动态边缘引擎210提供DAC样本的对齐，如下面在图6中所示和参考图6所述。能量占空比控制器214提供光束脉冲的波形，如下面在图4和图5中所示和参考图4和图5所述。
现在参考图4，将讨论根据一个或多个实施例的利用能量占空比选择器进行的波形选择的图，其图示具有恒定像素宽度但是不同光束脉冲宽度的动态对齐脉冲。如图4所示，能量占空比选择器214为对应的虚拟像素222提供激光束116的光束脉冲的波形选择。为了使功率效率最大化，能量占空比选择器214确定每个像素的最高效可实现波形。可以基于虚拟像素222的命令的光能和时间周期来确定该波形。选择在保持足够的像素能量精度的同时使得激光二极管114的关断时间最大化并且因此使得激光束116最大化的波形。这样的波形选择过程可以导致激光束显示器100在单个缩放脉冲波形体系结构上的整体效率的增加。此外，波形选择过程允许扫描光束显示器100通过使用在最亮像素的整个像素上为恒定值的波形来保持等效非脉冲显示器的相同最大亮度。
图形410示出了以毫焦(mJ)为单位的期望像素光能对以毫微秒(ns)为单位的像素宽度。在区域412中，像素宽度不可实现，因为像素宽度太窄。在区域414中，光能是不可实现的，因为激光二极管114不能在该区域中在较短时间段内实现那些水平的像素能量。在区域416中，光能是可实现的，但没有足够的时间在像素周期内关断脉冲并仍保持足够的像素能量。在区域418中，虚拟像素222的宽度是恒定的，但是光束脉冲224的宽度可以变化。如图4所示，区域416中的垂直线420表示恒定值的像素宽度。为了增加区域416中期望的像素光能，在光束脉冲224的宽度保持恒定的同时，对应的光束脉冲224的振幅随着像素能量值的增加而在幅度上增加。为了例如沿垂直线422增加区域418中的期望像素光能，在光束脉冲224的幅度保持恒定的同时，随着像素能量值的增加，光束脉冲224的宽度增加。因此，能量占空比选择器214为来自区域418的光束脉冲224选择用于动态对齐的光束脉冲224的波形。结果，在区域418中，光束脉冲224的动态对齐和波形选择允许总是超过要选择的、总是超过激光二极管114的操作阈值(ITH)的最大幅度，并且不接近或低于阈值，这提供了激光二极管114的更高的操作效率。另外，光束脉冲224在虚拟像素222的中心内对齐，这避免了如果光束脉冲224位于虚拟像素222的边缘处可能发生的像素模糊。另外，当光束脉冲224与虚拟像素222的中心对齐时可以实现每个像素的最大亮度。
现在参考图5，将讨论根据一个或多个实施例的利用能量占空比选择器进行的波形选择的图，其图示具有恒定能量脉冲宽度但变化的像素宽度的动态对齐的脉冲。图5的图形510基本上类似于图4的图形410，但有以下例外。图形510示出了期望的像素光能(Ei)对脉冲宽度(Wi)。对于沿着水平线512的恒定像素能量，虚拟像素222的宽度可以改变。在区域416中，对于沿线512的恒定像素能量，光束脉冲224的宽度增加并且光束脉冲224的幅度减小。在区域418中，对于沿着线512的恒定能量，虚拟像素220的宽度可以是宽度可变的，但是光束脉冲224的宽度和高度保持恒定。因此，能量占空比选择器214可以基于给定的虚拟像素222的宽度从区域418选择光束脉冲224的波形。
现在参考图6，将讨论根据一个或多个实施例的动态边缘引擎和可编程延迟线，用于定时对数模转换器(DAC)的更新以将光束脉冲波形放置在虚拟像素的选定区域中。如图6所示，动态边缘引擎210控制可编程延迟线216和提供给DAC 128的值，以控制例如在虚拟像素222中心而不是在虚拟像素222的边缘处或附近作为在对应虚拟像素222内的光束116从激光二极管114发射的光束脉冲224的对齐。可以由动态边缘引擎210通过在逐个时钟周期的基础上动态地重新配置可编程延迟线216来执行提供给DAC 128的样本的对齐或重新对齐。可编程延迟线216精确地对于对DAC 128的更新进行定时，以在其虚拟像素222的中心处或其附近布置并形成命令的光束脉冲224。由动态边缘引擎210进行的光束脉冲2224的这种对齐可以例如通过避免使用可以软化图像118的外观的DAC采样插值来提供图像118的锐度上的提高。此外，动态边缘引擎210对光束脉冲224的对齐可以避免如果光束脉冲224没有与虚拟像素222对齐则可能出现的图像伪影。
一旦已知光束脉冲224的宽度，光束脉冲224的值可由动态边缘引擎210打包。提供给动态边缘引擎210的输入610波形包括用于DAC代码值、DAC位置值和清除位置值的打包DAC波形614。提供给DAC 128的输出612波形包括从可编程延迟线216接收的DAC时钟、DAC清除和DAC代码值，用于将光束脉冲224与虚拟像素222对齐。通过将DAC波形614打包在脉冲域中而不是在连续域中，可以实现最大或接近最大的效率和亮度。在一些实施例中，如果图像118被缩小，则图像118的一些像素可能太小。在这种情况下，虚拟像素222的宽度可以小于要施加的光束脉冲224的波形的最小阈值。结果，动态边缘引擎210可以等待下一个地址的图像数据，并且两个虚拟像素222可以与单个光束脉冲224的波形组合，但是所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。
现在参考图7，将讨论根据一个或多个实施例的在表面上投影图像的方法的流程图。图7示出了方法700的操作的一个特定顺序和数量，而在其他实施例中，方法700可以包括以各种其他的顺序的更多或更少的操作，并且所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。在一些实施例中，一些块的操作可以同时发生或者至少部分同时发生，并且一些块的操作可以顺序发生，尽管所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。在框710处，可以生成光束116以在表面120上进行扫描，并且在框712处，响应于与待投影到表面120上的图像对应的视频信号，可以在表面120上扫描光束。可以在框714处在表面120处在图像118的虚拟像素处生成光束脉冲224。在框716处，可以通过在逐个时钟周期的基础上延迟光束脉冲224来使光束脉冲224与虚拟像素224对齐。在框718处，可针对每个对应虚拟像素222为光束脉冲224选择波形。在框720处，激光束116的关断时间可被最大化，同时保持用于虚拟像素222的足够能量，以例如最大化能量效率同时还使像素的亮度最大化。应该注意的是，在一些实施例中，图7的方法700可以被实现为存储在包括诸如电子存储器之类的非暂时性存储介质的制品中的代码或指令，其中，该代码或指令能够使得处理器、逻辑或其他电路全部或者部分地执行所述方法，尽管所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。下面在图8中示出和参考图8描述这种处理器和包括非临时性存储介质的存储器设备的示例。
现在参考图8，将讨论根据一个或多个实施例的具有利用脉冲激光控制的MEMS激光束显示器的信息处理系统的框图。尽管信息处理系统800表示诸如智能电话、平板电脑、手持式游戏设备或个人计算机等的几种类型的计算平台的一个示例，但是信息处理系统800可以包括与图8中所示相比较更多或更少的元件和/或元件的不同布置，并且所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。信息处理系统800可以利用图1的激光束显示器100例如作为投影显示器以在显示表面上投影图像，并进一步实施脉冲激光控制，但所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。
在一个或多个实施例中，信息处理系统800可以包括应用处理器810和基带处理器812。应用处理器810可以用作通用处理器以运行信息处理系统800的应用和各种子系统。应用处理器810可以包括单个核心或者可选地可以包括多个处理核心，例如其中，一个或多个核心可以包括数字信号处理器或数字信号处理核心。此外，应用处理器810可以包括设置在同一芯片上的图形处理器或协处理器，或者替代地，耦合到应用处理器810的图形处理器可以包括单独的独立图形芯片。应用处理器810可以包括诸如高速缓存存储器的板上存储器，并且还可以耦合到外部存储器设备，诸如用于在操作期间存储和/或执行应用的同步动态随机存取存储器(SDRAM)814，以及用于即使当信息处理系统800断电时也存储应用和/或数据的NAND闪存816。在一个或多个实施例中，用于操作或配置信息处理系统800和/或其任何组件或子系统以便以本文所述的方式操作的指令可以存储在包括非临时性存储介质的制品上。在一个或多个实施例中，存储介质可包含本文中所示出且描述的存储器设备中的任一者，但所要求保护主题的范围在此方面不受限制。基带处理器812可以控制信息处理系统800的宽带无线电功能。基带处理器812可以在NOR闪存818中存储用于控制这种宽带无线电功能的代码。基带处理器812控制无线广域网(WWAN)收发器820，其用于调制和/或解调宽带网络信号，例如用于经由第三代(3G)或第四代(4G)网络等等或更远(例如长期演进(LTE)网络)进行通信。WWAN收发器820耦合到分别耦合到一个或多个天线824的一个或多个功率放大器822，用于经由WWAN宽带网络发送和接收无线电频率信号。基带处理器812还可以控制无线局域网(WLAN)收发器826，其耦合到一个或多个合适的天线828，并且可能能够经由Wi-Fi、蓝牙和/或包括IEEE 802.11a/b/g/n标准等的调幅(AM)或者调频(FM)无线电标准进行通信。应该注意的是，这些仅仅是应用处理器810和基带处理器812的示例实施方式，并且所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。例如，SDRAM 814、NAND闪存816和/或NOR闪存818中的任何一个或多个可以包括其他类型的存储器技术，诸如磁存储器、硫族化物存储器、相变存储器或双向存储器，并且所要求保护的主题的范围在这方面不受限制。
在一个或多个实施例中，应用处理器810可以驱动用于显示各种信息或数据的显示器830，并且还可以接收来自用户的诸如经由手指或触笔的经由触摸屏832的触摸输入。环境光传感器834可以用于检测环境光的量，信息处理系统800正在其中操作，以例如随着环境光传感器834检测到的环境光的强度而变化地控制显示器830的亮度或对比度值。一个或多个相机836可以用于捕捉由应用处理器810处理和/或至少临时存储在NAND闪存816中的图像。此外，应用处理器可以耦合到陀螺仪838、加速度计840、磁力计842、音频编码器/解码器(CODEC)844和/或耦合到合适的GPS天线848的全球定位系统(GPS)控制器846，用于检测包括信息处理系统800的位置、移动和/或定向的各种环境属性。或者，控制器846可以包括全球导航卫星系统(GNSS)控制器。音频编解码器844可以耦合到一个或多个音频端口850，以经由音频端口850例如经由耳机和麦克风插孔经由内部设备和/或经由耦合到信息处理系统的外部设备提供麦克风输入和扬声器输出。另外，应用处理器810可以耦合到一个或多个输入/输出(I/O)收发器852以耦合到一个或多个I/O端口854，诸如通用串行总线(USB)端口、高分辨率多媒体接口(UDMI)端口和串行端口等。此外，I/O收发器852中的一个或多个可以耦合到用于诸如安全数字(SD)卡或订户身份模块(SFM)卡之类的可选的可移动存储器的一个或多个存储器插槽856，但是所要求保护的主题在这些方面不受限制。在一个或多个实施例中，激光束显示器100可以耦合到I/O收发器852中的一个或多个，并且可以集成在信息处理系统800的外壳内，或者可以设置在该外壳外部，尽管所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。
现在参考图9，将讨论根据一个或多个实施例的包括利用脉冲激光控制的激光束显示器100的信息处理系统的等距视图。图9的信息处理系统900可以表示图8的信息处理系统800的有形实施例。信息处理系统900可以包括几种类型的计算平台中的任何一种，包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、上网本、笔记本电脑、互联网浏览设备、平板计算机和平板电脑等，并且所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。在图9所示的示例中，信息处理系统900可以包括外壳910，用于容纳如本文所讨论的激光束显示器100，例如用于提供扫描输出光束920以投影图像，和/或提供脉冲激光器控制，如本文所述。信息处理系统900可选地可以包括显示器912，其可以是触摸屏显示器、键盘914或其它控制按钮或致动器、具有可选麦克风输入的扬声器或耳机插孔916、控制按钮918、存储卡插槽920和/或输入/输出(I/O)端口922或其组合。此外，信息处理系统900可以具有其他形式因素以及比所示更少或更多的特征，并且所要求保护的主题的范围在这些方面不受限制。
现在参考图10，将讨论根据一个或多个实施例的包括布置为平视显示器(HUD)的利用脉冲激光控制的激光束显示器的车辆的图。在图10所示的实施例中，激光束显示器100可以部署在诸如汽车1010的仪表板中的车辆1010中，并且其可以投影可以由车辆的操作者或乘客观看的图像1020。虽然图10示出了作为显示投影仪的利用脉冲激光控制的激光束显示器100的一个示例部署，但是同样可以提供其他类型的部署，并且所要求保护的主题的范围在这方面不受限制。
现在参考图11，将讨论根据一个或多个实施例的包括作为头戴式显示器(HMD)的利用脉冲激光控制的激光束显示器的眼镜的图。在图11所示的实施例中，激光束显示束扫描仪100可以被部署在眼镜1110或其他头戴式设备中，例如附着到眼镜1110的框架上，并且其可以投影可以被眼镜1110的佩戴者看到的图像1120。虽然图11示出了作为显示投影仪的利用混合模式深度检测的激光束显示器100的一个示例部署，但是同样可以提供其他类型的部署，并且所要求保护的主题的范围在这方面不受限制。
虽然已经以一定程度的特殊性描述了所要求保护的主题，但应该认识到，其元素可以由本领域技术人员在不脱离所要求保护的主题的精神和/或范围的情况下进行改变。据信，将通过前面的描述来理解涉及扫描光束投影仪脉冲激光控制的主题及其许多附带用途，并且显而易见的是，在不脱离所要求保护的主题的范围和/或精神的情况下或者在不牺牲其全部的材料优点的情况下，本文中之前描述的形式仅仅是其说明性实施例，和/或进一步在没有对其做出实质改变的情况下，可以对本发明在形式、构造和/或布置上进行各种改变。权利要求的意图是包含和/或包括这样的改变。

Claims (13)

1.一种扫描光束投影仪，其特征在于，包括：
激光二极管，所述激光二极管用于发射光束；
扫描引擎，所述扫描引擎用于在表面上扫描所述光束以在所述表面上投影包括虚拟像素的图像，所述虚拟像素表示所述光束在所述图像的预期像素位置；
数模转换器DAC，耦合到所述激光二极管以响应于提供给所述DAC的数字视频信号而使所述激光二极管发射所述光束；以及
脉冲像素控制器，所述脉冲像素控制器用于将所述数字视频信号提供给所述DAC，所述脉冲像素控制器用于将提供给所述DAC的所述数字视频信号与所述图像的所述虚拟像素对齐，并且用于为所述虚拟像素选择要由所述激光二极管生成的波形，
其中，所述脉冲像素控制器包括动态边缘引擎，所述动态边缘引擎用于在逐个时钟周期的基础上配置可编程延迟线的集合，以定时对所述DAC的更新以形成用于对应的虚拟像素的像素，并且
其中，所述脉冲像素控制器还包括能量占空比选择器，所述能量占空比选择器在光束脉冲的动态对齐和波形选择允许总是超过要选择的最大幅度的区域中工作，所述要选择的最大幅度总是超过所述激光二极管的操作阈值。
2.根据权利要求1所述的扫描光束投影仪，其中，所述能量占空比选择器用于为对应的虚拟像素提供最高效的波形。
3.根据权利要求2所述的扫描光束投影仪，其中，至少部分地基于所述虚拟像素的期望光能和时间周期来选择所述最高效的波形。
4.根据权利要求2所述的扫描光束投影仪，其中，所述最高效的波形被选择成在保持足够的像素能量精度的同时使所述激光二极管的关断时间最大化。
5.根据权利要求1所述的扫描光束投影仪，还包括位置估计器，所述位置估计器用于估计所述扫描引擎的位置，并将所述扫描引擎的位置提供给所述脉冲像素控制器，以促进将提供给所述DAC的所述数字视频信号与所述虚拟像素对齐。
6.一种用于在表面上投影图像的方法，其特征在于，包括：
生成要在所述表面上扫描的光束以创建所述图像，所述图像包括虚拟像素，所述虚拟像素表示所述光束在所述图像的预期像素位置；
通过数模转换器DAC响应于对应于所述图像的视频信号，利用扫描引擎在所述表面上扫描所述光束；以及
在所述表面上在所述图像的所述虚拟像素处生成光束脉冲，其中，通过在逐个时钟周期的基础上将所述光束脉冲延迟预定量来使所述光束脉冲与所述虚拟像素对齐，并且选择所述光束脉冲的波形，
其中，通过在逐个时钟周期的基础上利用可编程延迟线的集合，以定时对所述DAC的更新以形成用于对应的虚拟像素的像素，并且
其中，所述方法还包括能量占空比选择器在光束脉冲的动态对齐和波形选择允许总是超过要选择的最大幅度的区域中工作，所述要选择的最大幅度总是超过激光二极管的操作阈值。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述光束脉冲被可编程延迟线的集合延迟。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述光束脉冲被延迟以定时对数模转换器DAC的更新，以将所述光束脉冲放置在所述虚拟像素的选定区域处。
9.一种信息处理系统，其特征在于，包括：
处理器和耦合到所述处理器的存储器；以及
扫描光束处理器，所述扫描光束处理器耦合到所述处理器以投影存储在所述处理器中的图像，其中，所述扫描光束处理器包括：
激光二极管，所述激光二极管发射光束；
扫描引擎，所述扫描引擎用于在表面上扫描所述光束以将所述图像投影到所述表面上，其中，所述图像包括虚拟像素，所述虚拟像素表示所述光束在所述图像的预期像素位置；
数模转换器DAC，耦合到所述激光二极管以响应于对应于所述图像并被提供给所述DAC的数字视频信号而使所述激光二极管发射所述光束；以及
脉冲像素控制器，所述脉冲像素控制器用于将所述数字视频信号提供给所述DAC，所述脉冲像素控制器用于将提供给所述DAC的所述数字视频信号与所述图像的所述虚拟像素对齐，并且用于为所述虚拟像素选择由所述激光二极管生成的波形，
其中，所述脉冲像素控制器包括动态边缘引擎，所述动态边缘引擎用于在逐个时钟周期的基础上配置可编程延迟线的集合，以定时对所述DAC的更新以形成用于对应的虚拟像素的像素，并且
其中，所述脉冲像素控制器还包括能量占空比选择器，所述能量占空比选择器在光束脉冲的动态对齐和波形选择允许总是超过要选择的最大幅度的区域中工作，所述要选择的最大幅度总是超过所述激光二极管的操作阈值。
10.根据权利要求9所述的信息处理系统，其中，所述能量占空比选择器用于为对应的虚拟像素提供最高效率的波形。
11.根据权利要求10所述的信息处理系统，其中，至少部分地基于所述虚拟像素的期望光能和时间周期来选择所述最高效率的波形。
12.根据权利要求10所述的信息处理系统，其中，所述最高效率的波形被选择成在保持足够的像素能量精度的同时使所述激光二极管的关断时间最大化。
13.根据权利要求9所述的信息处理系统，还包括位置估计器，所述位置估计器用于估计所述扫描引擎的位置，并用于将所述扫描引擎的位置提供给所述脉冲像素控制器，以促进将提供给所述DAC的所述数字视频信号与所述虚拟像素对齐。
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