CN108227182B - 图像投影装置以及补偿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像投影装置以及补偿方法，其可以提高激光的照射位置的精度。图像投影装置具备：光照射单元，其照射激光；光扫描单元，其通过反射所述激光来进行光扫描，在绘制区域投影图像；光检测单元，其配置在所述绘制区域外；检测部，其根据在第1方向水平扫描所述激光时通过所述光检测单元检测出的与第1像素的期望值的偏差和在第2方向水平扫描所述激光时通过所述光检测单元检测出的与第2像素的期望值的偏差，分别检测所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元的偏转角变动；以及补偿部，其分别补偿通过所述检测部检测出的、所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元的偏转角变动。

Description

图像投影装置以及补偿方法
技术领域
本发明涉及图像投影装置以及补偿方法。
背景技术
以往，已知通过对激光进行二维扫描，将图像投影到屏幕中的图像投影装置(即所谓的激光投影仪)。在像这样的图像投影装置的中，存在一种装置，其实现驱动用于反射激光的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)反射镜，按顺序改变其反射方向由此对激光进行二维扫描。
在像这样的图像投影装置中，在水平驱动MEMS反射镜时，通常使用较高速的共振驱动。但是，在使用了共振驱动时，在驱动信号与MEMS反射镜的位移之间会产生相位差。当产生了像这样的相位差时，在映射在屏幕中的投影图像中，会产生水平扫描方向的相位偏差。因此，已经提出可以消除像这样的水平扫描方向的相位偏差的技术(例如，参照以下专利文献1)。
在这里，在使用了MEMS反射镜的图像投影装置中，不仅水平扫描方向的相位偏差，而且由于温度、气压等的影响，也可能产生MEMS反射镜的偏转角变动。如果产生了MEMS反射镜的偏转角变动，则在映射在屏幕中的投影图像中，会产生尺寸变动。然而，在上述专利文献1中公开的技术中，即使可以检测以及补偿水平扫描方向的相位偏差，也无法检测以及补偿偏转角变动。因此，存在以往无法提高激光的照射位置的精度的问题。
专利文献1：日本特开2002-365568号公报
发明内容
为了解决上述现有技术问题，本发明的目的在于提高激光的照射位置的精度。
为了解决上述问题，本发明的图像投影装置(1)的特征在于，具备：光照射单元(21)，其照射激光；光扫描单元(310)，其反射所述激光来进行光扫描，由此在绘制区域(50A)投影图像；光检测单元(60)，其配置在所述绘制区域(50A)外；检测部(404)，其根据在第1方向水平扫描所述激光时通过所述光检测单元(60)检测出的第1像素与期望值的偏差和在第2方向水平扫描所述激光时通过所述光检测单元(60)检测出的第2像素与期望值的偏差，分别检测所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元(310)的偏转角变动；以及补偿部(405)，其分别补偿由所述检测部(404)检测出的、所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元(310)的偏转角变动。
此外，上述括弧内的参照符号是为了便于理解而附加的符号，只是一个例子，并不限定于图示的方式。
根据本发明，可以提高激光的照射位置的精度。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的图像投影装置的概要结构的图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的图像投影装置的具体结构的图。
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的光扫描部的具体结构的图。
图4是表示本发明的一实施方式所涉及的补偿电路的功能结构的框图。
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的补偿电路的处理过程的流程图。
图6是表示本发明的一实施方式所涉及的补偿电路中存储的判定表格的一个例子的图。
图7是表示由本发明的一实施方式所涉及的补偿电路进行的补偿方法的具体例(第1例)的图。
图8是表示由本发明的一实施方式所涉及的补偿电路进行的补偿方法的具体例(第2例)的图。
图9是表示由本发明的一实施方式所涉及的补偿电路进行的补偿方法的具体例(第3例)的图。
图10是表示由本发明的一实施方式所涉及的补偿电路进行的补偿方法的具体例(第4例)的图。
图11是表示本发明的一实施方式所涉及的屏幕的结构例的图。
符号说明
1 图像投影装置；
11 系统控制器；
17 补偿电路；
21 LD模块(光照射单元)；
50 屏幕(投影面)；
50A 绘制区域；
60 光传感器(光检测单元)；
70 温度传感器；
310 MEMS反射镜(光扫描单元)；
401 获取部；
402 平均化部；
403 计算部；
404 检测部；
405 补偿部；
410 期望值存储部；
411 判定表格存储部。
具体实施方式
以下，参照附图，针对本发明的一实施方式进行说明。
(图像投影装置1的概要结构)
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的图像投影装置1的概要结构图。图1的(a)是表示图像投影装置1的外观(前面)的图。图1的(b)是表示图像投影装置1的内部结构的A-A截面图。
如图1的(a)所示，本实施方式的图像投影装置1在其机架100的前面(图中X轴正方向的面)设置了屏幕50。屏幕50是本发明的“投影面”的一个例子。另外，如图1的(b)所示，图像投影装置1在机架100的内部设置了LD模块21、光扫描部30以及光学系统40。在图1的(b)所示的例子中，光学系统40具有反射镜41、反射镜42、反射镜43以及凹面镜44。
如此构成的图像投影装置1通过一边使从LD模块21射出的激光在光扫描部30以及光学系统40中进行反射，一边照射到屏幕50进行光扫描，可以在屏幕50中投影图像。该光扫描通过驱动光扫描部30的MEMS反射镜310(参照图2以及图3)，按顺序改变激光的反射方向来实现。
作为图像投影装置1，例如列举了车载用平视显示器。在这种情况下，例如，图像投影装置1被内置在车辆驾驶席前方的仪表盘内。并且，图像投影装置1通过将投影在屏幕50中的各种信息(例如，速度计、路径引导等)的显示图像显示在车辆的前窗，可以使驾驶员识别该显示图像。
(图像投影装置1的具体结构)
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的图像投影装置1的具体结构的图。如图2所示，图像投影装置1具备电路部10、光源部20、光扫描部30、光学系统40、屏幕50、光传感器60以及温度传感器70。此外，针对图2的补偿电路17、光传感器60以及温度传感器70，作为图像投影装置1的进一步的结构在后面进行描述。
电路部10控制光源部20以及光扫描部30。电路部10具备系统控制器11、缓冲电路13、反射镜驱动电路14、激光器驱动电路15以及补偿电路17。光源部20具备LD模块21以及消光滤光器22。LD模块21是本发明的“光照射单元”的一个例子，具有激光器211R、激光器211G以及激光器211B。光扫描部30具备MEMS反射镜310。此外，针对光扫描部30的具体结构，使用图3在后面进行描述。
系统控制器11可以向反射镜驱动电路14提供角度控制信号。反射镜驱动电路14通过根据来自系统控制器11的角度控制信号，向压电传动装置331、332、341、342(参照图3)提供驱动信号，可以水平驱动以及垂直驱动MEMS反射镜310。
另外，系统控制器11可以向激光器驱动电路15提供数字的影像信号。激光器驱动电路15通过根据来自系统控制器11的影像信号，向光源部20的激光器211R、211G、211B提供驱动电流，可以从激光器211R、211G、211B射出激光。
激光器211R、211G、211B根据从系统控制器11提供的驱动电流射出激光。激光器211R例如是红色半导体激光器，射出波长λR(例如，640nm)的光。激光器211G例如是绿色半导体激光器，射出波长λG(例如，530nm)的光。激光器211B例如是蓝色半导体激光器，射出波长λB(例如，445nm)的光。从激光器211R、211G、211B射出的各波长的光通过双色镜等合成，并通过消光滤光器22消光至预定的光量，入射至光扫描部30的MEMS反射镜310。
入射至MEMS反射镜310的激光，通过水平驱动以及垂直驱动MEMS反射镜310来改变其反射方向，进而在通过光学系统40重复反射后照射到屏幕50(参照图1)。由此，在屏幕50中进行激光的光扫描，并在屏幕50中投影图像。
(光扫描部30的具体结构)
图3是表示本发明的一实施方式所涉及的光扫描部30的具体结构的图。如图3所示，光扫描部30具备MEMS反射镜310、扭杆321、扭杆322、压电传动装置331、压电传动装置332、压电传动装置341、压电传动装置342、位移传感器351、位移传感器352以及位移传感器353。
MEMS反射镜310是本发明的“光扫描单元”的一个例子。MEMS反射镜310的两侧通过一对扭杆321、322可来回动作地轴支承。在与配置扭杆321、322的方向(图中Z轴方向)正交的方向(图中Y轴方向)，中间隔着MEMS反射镜310配置一对压电传动装置331、332。压电传动装置331、332的板状的弹性体和压电元件为层叠构造，压电元件受到驱动电压而发生弯曲变形，由此可以使MEMS反射镜310在水平方向(图中Y轴方向)来回动作(水平驱动)。光扫描部30通过使用共振驱动对MEMS反射镜310进行水平驱动，可以进行激光的高速的水平扫描。
在压电传动装置331、332的外侧配置了压电传动装置341、342。压电传动装置341、342的板状的弹性体和压电元件为层叠构造，压电元件受到驱动电压发生弯曲变形，由此可以使MEMS反射镜310在垂直方向(图中Z轴方向)来回动作(垂直驱动)。此外，在MEMS反射镜310的垂直驱动中使用非共振驱动(例如，锯齿波驱动)。
位移传感器351是检测MEMS反射镜310的水平方向的倾斜的传感器。位移传感器352以及353是检测MEMS反射镜310的垂直方向的倾斜的传感器。这些多个位移传感器351、352、353的检测信号例如经由缓冲电路13(参照图2)被反馈至系统控制器11。位移传感器351的检测信号例如可以在决定发出激光的定时使用。另外，位移传感器352、353的检测信号例如还可以在控制MEMS反射镜310的垂直方向的偏转角为所期望的范围时、校正其他的投影图像时使用。
(图像投影装置1的进一步的结构)
如图2所示，作为进一步的结构，本实施方式的图像投影装置1具备补偿电路17、光传感器60以及温度传感器70。光传感器60是本发明的“光检测单元”的一个例子。光传感器60被设置在屏幕50上，可以分别在激光的水平扫描的去路以及返回路径，检测照射到该光传感器60的激光。作为光传感器60，例如可以使用光电二极管等。
图像投影装置1在激光的水平扫描的去路中，可以确定通过光传感器60检测出的像素(以下，表示为“第1像素”)。另外，图像投影装置1在激光的水平扫描的返回路径中，可以确定通过光传感器60检测出的像素(以下，表示为“第2像素”)。图像投影装置1还可以通过补偿电路17的控制，根据第1像素与期望值的偏差和第2像素与期望值的偏差，分别检测以及补偿激光在水平扫描方向的相位偏差和MEMS反射镜310的偏转角变动。针对这点，以下进行具体地说明。此外，温度传感器70是检测图像投影装置1的周围的气温的传感器。在由补偿电路17进行的处理结果的变动要因中包括气温时，使用温度传感器70。另外，在光传感器60中例如使用了光电二极管时，从激光穿过光电二极管直到输出检测信号的时间(反应时间)会产生延迟。反应时间的延迟根据光电二极管周围的温度而变化，因此可以通过温度传感器70检测光电二极管周围的温度，并校正反应时间的延迟。在这种情况下，优选的是，将温度传感器70设置在光电二极管的附近。
(补偿电路17的功能结构)
图4是表示本发明的一实施方式所涉及的补偿电路17的功能结构的框图。在图4的例子中，补偿电路17具备获取部401、平均化部402、计算部403、检测部404、补偿部405、期望值存储部410以及判定表格存储部411。
期望值存储部410分别存储在水平扫描的去路中应该通过光传感器60检测的第1像素的像素计数值(以下，表示为“第1像素计数值”)的期望值和在水平扫描的返回路径中应该通过光传感器60检测的第2像素的像素计数值(以下，表示为“第2像素计数值”)的期望值。特别是，在本实施方式中，期望值存储部410存储第1像素计数值与第2像素计数值之和的期望值以及第1像素计数值与第2像素计数值之差的期望值。在这些期望值中，当激光在水平扫描方向的相位偏差以及MEMS反射镜310的偏转角变动都未产生时，设定基于应该通过光传感器60检测的像素计数值的值。
判定表格存储部411存储判定表格，所述判定表格用于根据第1像素计数值以及第2像素计数值，分别判定是否产生了激光在水平扫描方向的相位偏差以及是否产生了MEMS反射镜310的偏转角变动。此外，后面使用图6详细地描述判定表格。
获取部401获取光传感器60的检测结果。具体而言，获取部401从系统控制器11获取在水平扫描的去路中通过光传感器60检测出的第1像素的像素计数值(第1像素计数值)和在水平扫描的返回路径中通过光传感器60检测出的第2像素的像素计数值(第2像素计数值)作为光传感器60的检测结果。
因此，系统控制器11具有根据在第几个像素的激光照射到屏幕50时实施了由光传感器60进行的检测，来分别确定第1像素计数值与第2像素计数值的作为特定部的功能。此外，补偿电路17也可以具有该功能。另外，当光传感器60在水平方向检测出连续的多个像素时，系统控制器11例如可以将光传感器60最初检测出的像素确定为第1像素或者第2像素。
在本实施方式中，获取部401重复(预定件数)获取第1像素计数值和第2像素计数值。例如，在设置了光传感器60的绘制区域外的区域中，每次以1帧为单位进行由基准光进行的水平扫描。因此，光传感器60每次以1帧为单位检测第1像素以及第2像素。由此，获取部401每次以1帧为单位获取第1像素计数值和第2像素计数值。
平均化部402分别计算通过获取部401获取到的预定件数的第1像素计数值的平均值与通过获取部401多次获取到的预定件数的第2像素计数值的平均值。
计算部403分别计算第1像素计数值与第2像素计数值之和以及差。特别是，在本实施方式中，计算部403伴随通过平均化部402进行平均化处理，分别计算第1像素计数值的平均值与第2像素计数值的平均值之和以及差。
检测部404根据通过光传感器60检测出的第1像素与期望值的偏差和通过光传感器60检测出的第2像素与期望值的偏差，分别检测激光在水平扫描方向的相位偏差和MEMS反射镜310的偏转角变动。
特别是，在本实施方式中，检测部404伴随着通过平均化部402进行平均化处理，还根据距离通过计算部403计算出的上述和与期望值的偏差以及通过计算部403计算出的上述差与期望值的偏差，分别检测是否产生了激光在水平扫描方向的相位偏差以及是否产生了MEMS反射镜310的偏转角变动。
当通过检测部404检测出产生了激光在水平扫描方向的相位偏差时，补偿部405根据该相位偏差的量(即像素距离期望值的偏差量)，补偿该相位偏差。例如，补偿部405从系统控制器11接收激光的照射开始定时，针对该照射开始定时增加与相位偏差量相应的变更，并将该照射开始定时返回至系统控制器11。或者补偿部405可以指示系统控制器11根据相位偏差量改变激光的照射开始定时。由此，改变从LD模块21射出的激光的射出开始定时，并补偿激光在水平扫描方向的相位偏差。
另外，当通过检测部404检测出产生了MEMS反射镜310的偏转角变动时，补偿部405根据该偏转角变动的量(即像素距离期望值的偏差量)，补偿该偏转角变动。例如，补偿部405从系统控制器11接收MEMS反射镜310的水平偏转角增益，针对该水平偏转角增益增加与偏转角变动量相应的变更，并将该水平偏转角增益返回至系统控制器11。或者补偿部405可以指示系统控制器11根据偏转角变动量改变MEMS反射镜310的水平偏转角增益。由此，改变MEMS反射镜310的偏转角，并补偿MEMS反射镜310的偏转角变动。
此外，期望值存储部410可以在每次通过温度传感器70检测出的气温时存储期望值(或者期望值的校正值)。在这种情况下，检测部404可以使用与通过温度传感器70检测出的气温相对应的期望值，分别检测是否产生了激光在水平扫描方向的相位偏差以及是否产生了MEMS反射镜310的偏转角变动。由此，可以通过期望值抵消由气温的影响导致的、来自光传感器60的脉冲的输出定时的变化。
另外，在图像投影装置1中，当可针对水平扫描的去路以及返回路径分别设定激光的照射开始定时地进行构成时，补偿部405可以根据激光的水平扫描方向的相位偏差量，分别补偿水平扫描的去路以及返回路径的激光的照射开始定时。
在这里，补偿电路17例如被构成为具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等结构部。即通过补偿电路17具备的各结构部实现上述补偿电路17的各功能。例如，通过补偿电路17具备的ROM等实现期望值存储部410以及判定表格存储部411。另外，在补偿电路17中，通过CPU执行记录在ROM等中的程序实现获取部401、平均化部402、计算部403、检测部404以及补偿部405。可以在预先导入补偿电路17的状态下与补偿电路17一起提供该程序，也可以从与补偿电路17不同的外部提供该程序并导入补偿电路17。在后者的情况下，可以通过外部存储介质(例如，USB存储器、存储卡、CD-ROM等)提供该程序，也可以通过从网络(例如，因特网等)上的服务器下载来提供该程序。此外，补偿电路17的一部分或者全部也可以通过硬件实现。另外，可以物理地由多个电路构成补偿电路17。
(补偿电路17的处理过程)
图5是表示本发明的一实施方式所涉及的补偿电路17的处理过程的流程图。图5所示的处理例如是从图像投影装置1开始图像的投影到结束图像的投影的期间(例如，从图像投影装置1的电源被切换为接通直到切换为断开的期间)，由补偿电路17执行。
首先，获取部401从系统控制器11获取光传感器60的检测结果(步骤S501：获取工序)。在这里获取的光传感器60的检测结果是指在水平扫描的去路中通过光传感器60检测出的第1像素的像素计数值(第1像素计数值)与在水平扫描的返回路径中通过光传感器60检测出的第2像素的像素计数值(第2像素计数值)。
接下来，平均化部402判断通过获取部401是否获取到预定件数的光传感器60的检测结果(即第1像素计数值以及第2像素计数值)(步骤S502：判断工序)。在步骤S502中，当判断为没有获取到预定件数的光传感器60的检测结果时(步骤S502：否)，补偿电路17将处理返回至步骤S501。
另一方面，在步骤S502中，当判断为获取到预定件数的光传感器60的检测结果时(步骤S502：是)，平均化部402进行平均化处理(步骤S503：平均化工序)。具体而言，平均化部402分别计算预定件数的第1像素计数值的平均值和预定件数的第2像素计数值的平均值。然后，计算部403分别计算第1像素计数值的平均值与第2像素计数值的平均值之和以及差(步骤S504：计算工序)。
进一步，检测部404根据在步骤S504中计算出的和以及差、存储在期望值存储部410中的期望值以及存储在判定表格存储部411中的判定表格，分别检测是否产生了激光在水平扫描方向的相位偏差以及是否产生了MEMS反射镜310的偏转角变动(步骤S505：检测工序)。
之后，补偿部405判断是否检测出MEMS反射镜310的偏转角变动(步骤S506)。在步骤S506中，当判断为检测出MEMS反射镜310的偏转角变动时(步骤S506：是)，补偿部405补偿MEMS反射镜310的偏转角变动(步骤S507：补偿工序)，补偿电路17使处理前进至步骤S508。另一方面，在步骤S506中，当判断为还未检测出MEMS反射镜310的偏转角变动时(步骤S506：否)，补偿电路17使处理前进至步骤S508。
在步骤S508中，补偿部405判断是否检测出激光在水平扫描方向的相位偏差。在步骤S508中，当判断为检测出了激光在水平扫描方向的相位偏差时(步骤S508：是)，补偿部405补偿激光在水平扫描方向的相位偏差(步骤S509：补偿工序)，补偿电路17使处理前进至步骤S510。另一方面，在步骤S508中，当判断为还未检测到激光的水平扫描方向的相位偏差时(步骤S508：否)，补偿电路17使处理前进至步骤S510。
在步骤S510中，补偿电路17判断图像投影装置1的电源是否被切换为断开。在步骤S510中，当判断为图像投影装置1的电源还未被切换为断开时(步骤S510：否)，补偿电路17使处理返回至步骤S501。另一方面，在步骤S510中，当判断为图像投影装置1的电源被切换为断开时(步骤S510：是)，补偿电路17结束图5所示的一系列的处理。
此外，在上述过程中，当检测到偏转角变动以及相位偏差这两者时，设为先进行偏转角变动的补偿，但是并不限定于此。但是，如果调整偏转角，则相位偏差量也会变化，因此优选的是先进行偏转角变动的补偿。
(判定表格的一个例子)
图6是表示存储在本发明的一实施方式所涉及的补偿电路17中的判定表格的一个例子的图。图6所示的判定表格600是存储在判定表格存储部411中的判定表格的一个例子。
如图6所示，在判定表格600中，作为条件包括“和”以及“差”。在“和”中，设定○”或者“×”，表示在水平扫描的去路中检测出的第1像素计数值与在水平扫描的返回路径中检测出的第2像素计数值之和是否偏离期望值。在“差”中，设定“○”或者“×”，表示第1像素计数值与第2像素计数值之差是否偏离期望值。上述的“和”以及“差”在与期望值一致时表示为“○”，在偏离期望值为不一致时表示为“×”。另外，判定表格600包括“偏转角变动”以及“相位偏差”作为判定值。在“偏转角变动”中，设定了表示是否产生MEMS反射镜310的偏转角变动的“有”或者“无”。在“相位偏差”中，设定了表示是否产生了激光在水平扫描方向的相位偏差的“有”或者“无”。
例如，在图6的例子中，当“和”以及“差”都为“○”时，“偏转角变动”以及“相位偏差”都被设定为“无”。另外，在图6的例子中，当“和”为“○”，“差”为“×”时，“偏转角变动”被设定为“无”，“相位偏差”被设定为“有”。另外，在图6的例子中，当“和”为“×”，“差”为“○”时，“偏转角变动”被设定为“有”，“相位偏差”被设定为“无”。另外，在图6的例子中，当“和”以及“差”都为“×”时，“偏转角变动”以及“相位偏差”都被设为“有”。
在通过检测部404判断是否产生偏转角变动以及相位偏差时使用该判定表格600。由此，检测部404根据去路的像素计数值与返回路径的像素计数值之和以及去路的像素计数值与返回路径的像素计数值之差，可以容易地判断是否产生了MEMS反射镜310的偏转角变动以及激光在水平扫描方向的相位偏差。
(补偿方法的具体例)
图7～图10是表示由本发明的一实施方式所涉及的补偿电路17进行的补偿方法的具体例(第1例～第4例)的图。此外，在以下说明的各具体例中，设第1像素计数值的期望值是“504”。另外，设第2像素计数值的期望值是“504”。即在不产生偏转角变动以及相位偏差的情况下，在水平扫描的去路以及返回路径中，配置光传感器60以使通过光传感器60从左侧检测第504个像素。由此，在期望值存储部410中存储“1008”作为和的期望值，存储“0”作为差的期望值。另外，设在判定表格存储部411中存储与图6同样的判定表格。另外，在各具体例中，设第1像素计数值以及第2像素计数值是通过平均化部402计算出的平均值。
图7所示的第1例是偏转角变动以及相位偏差都没有发生的情况。在该第1例中，在水平扫描的去路中，通过光传感器60检测的第1像素计数值是“504”。另外，在水平扫描的返回路径中，通过光传感器60检测的第2像素计数值是“504”。在这种情况下，计算部403计算两者之和为“1008”。另外，计算部403计算两者之差为“0”。即通过计算部403计算出的和以及差都与存储在期望值存储部410中的期望值相同。在这种情况下，检测部404根据图6所示的判定表格600，判定为“没有产生偏转角变动以及相位偏差”。因此，不执行由补偿部405进行的补偿。
图8所示的第2例是仅产生1像素量的相位偏差的情况。在该第2例中，在水平扫描的去路中，通过光传感器60检测的第1像素计数值是“503”。另外，在水平扫描的返回路径中，通过光传感器60检测的第2像素计数值是“505”。在这种情况下，计算部403计算两者之和为“1008”。另外，计算部403计算两者之差为“-2”。即通过计算部403计算出的和与存储在期望值存储部410中的期望值相同，但是通过计算部403计算出的差与存储在期望值存储部410中的期望值不同。在这种情况下，检测部404根据图6所示的判定表格600，判定为“未产生偏转角变动，但是产生了相位偏差”。因此，补偿部405仅进行1像素量的相位偏差的补偿。
图9所示的第3例是仅产生1像素量的偏转角变动的情况。在该第1例中，在水平扫描的去路中，通过光传感器60检测的第1像素计数值是“503”。另外，在水平扫描的返回路径中，通过光传感器60检测的第2像素计数值是“503”。在这种情况下，计算部403计算两者之和为“1006”。另外，计算部403计算两者之差为“0”。即通过计算部403计算出的和与存储在期望值存储部410中的期望值不同，但是通过计算部403计算出的差与存储在期望值存储部410中的期望值相同。在这种情况下，检测部404根据图6所示的判定表格600，判定为“产生了偏转角变动，但是未产生相位偏差”。因此，补偿部405仅进行1像素量的偏转角变动的补偿。
图10所示的第4例是产生了1像素量的相位偏差和1像素量的偏转角变动的情况。在该第1例中，在水平扫描的去路中，通过光传感器60检测的第1像素计数值是“502”。另外，在水平扫描的返回路径中，通过光传感器60检测的第2像素计数值是“504”。在这种情况下，计算部403计算两者之和为“1006”。另外，计算部403计算两者之差为“-2”。即通过计算部403计算出的和以及差都与存储在期望值存储部410中的期望值不同。在这种情况下，检测部404根据图6所示的判定表格600，判定为“产生了偏转角变动以及相位偏差这两者”。因此，由补偿部405进行1像素量的相位偏差的补偿以及1像素量的偏转角变动的补偿这两者。
(屏幕50的结构例)
图11是表示本发明的一实施方式所涉及的屏幕50的结构例的图。在图11所示的例子中，在屏幕50的绘制区域50A外(即所谓的消隐区域)的上部(可以水平扫描的区域)配置1台光传感器60。针对配置了该光传感器60的区域，通过来自系统控制器11的控制，进行基于从LD模块21射出的基准光进行的水平扫描。光传感器60在照射基准光期间，输出高电位或者低电位的脉冲。此外，作为基准光，可以直接使用用于将光量控制为恒定的基准光。
本实施方式的图像投影装置1通过该1台光传感器60，可以分别检测基于基准光进行的水平扫描的去路(相当于本发明的“第1方向的水平扫描”、图中右箭头)中的第1像素和基于基准光进行的水平扫描的返回路径(相当于本发明的“第2方向的水平扫描”、图中左箭头)中的第2像素。因此，本实施方式的图像投影装置1可以以低成本实现第1像素以及第2像素的检测。
特别是，本实施方式的图像投影装置1在绘制区域50A外配置光传感器60，因此可以在从在绘制区域50A中绘制帧图像开始直到绘制下一个帧图像的期间分别检测第1像素以及第2像素。即本实施方式的图像投影装置1在通常使用该图像投影装置1的状态下，可以重复进行由检测部404进行的检测处理以及由补偿部405进行的补偿处理。因此，用户不需要通过手动作业进行调整，也不必意识调整的必要性。
进一步，在图11所示的例子中，光传感器60被配置在从几乎不受MEMS反射镜310的偏转角变动的影响的偏转角的中心(屏幕50的中心线)CL的位置偏向水平方向的位置。另外，在偏转角的端部EL中，由于光扫描的速度变慢，因此有可能变动量变小而无法进行检测。因此，如图11所示，可以在与偏转角的端部EL相比更靠近中心CL侧配置光传感器60。更优选的是，可以在偏转角中心CL与端部EL的中间配置光传感器60。由此，本实施方式的图像投影装置1可以充分检测MEMS反射镜310的偏转角变动。
(总结)
如以上说明所述，本实施方式的图像投影装置1根据在基于激光进行的水平扫描的去路中检测出的第1像素与期望值的偏差和在基于激光进行的水平扫描的返回路径中检测出的第2像素与期望值的偏差，可以分别检测以及补偿激光在水平扫描方向的相位偏差和MEMS反射镜310的偏转角变动。因此，根据本实施方式的图像投影装置1，可以提高激光的照射位置的精度。
特别是本实施方式的图像投影装置1可以通过1台光传感器60检测第1像素以及第2像素这两者。另外，不必使用各温度以及各气压的设定表格等，就可以检测以及补偿由温度、气压的影响产生的MEMS反射镜310的偏转角变动。因此，根据本实施方式的图像投影装置1，可以以较低成本实现上述相位偏差以及上述偏转角变动的检测以及补偿。
另外，本实施方式的图像投影装置1计算第1像素计数值和第2像素计数值之和以及差，根据分别针对和以及差是否产生了与期望值的偏差，可以分别检测上述相位偏差以及上述偏转角变动。因此，根据本实施方式的图像投影装置1，可以至少分别预先设点和以及差的期望值，并可以以比较简单的结构分别检测上述相位偏差以及上述偏转角变动。
此外，在上述实施方式中，可以在其他的电路(例如，系统控制器11)中设置补偿电路17具有的功能(参照图4)的一部分或者全部。
另外，在上述实施方式中，虽然以在使用了压电式的MEMS反射镜的图像投影装置例中应用本发明为例进行了说明，但是并不限定于此，本发明也可以应用于使用了其他的驱动方式(例如，电磁式、静电式等)的MEMS反射镜的图像投影装置。
另外，在上述实施方式中，将光传感器60配置在屏幕50的上部的消隐区域，但是也可以将光传感器60配置在屏幕50的下部的消隐区域。另外，还可以将光传感器60配置在屏幕50的上部以及下部这两者。另外，虽然光传感器60被配置在屏幕50上，但是也可以配置在屏幕50的外侧。在这种情况下，可以使用光学部件等反射照射到屏幕50的消隐区域的激光来向屏幕50的外侧进行导光、并通过配置在屏幕50的外侧的光传感器60来进行检测。
另外，在上述实施方式中，根据第1像素计数值与第2像素计数值之和以及差来分别检测上述相位偏差以及上述偏转角变动，但是本发明并不限定于此。例如，可以不求出上述和以及差，而是分别计算第1像素计数值与期望值的偏差(第1偏差)和第2像素计数值与期望值的偏差(第2偏差)，并根据所述第1偏差以及第2偏差来分别检测上述相位偏差以及上述偏转角变动。在这种情况下，第1偏差以及第2偏差都是“0”的情况相当于上述实施方式中的、上述和与期望值的偏差为“0”并且上述差与期望值的偏差为“0”的情况。
另外，在上述实施方式中，在进行预定件数的第1像素计数值以及第2像素计数值的平均时，可以将照射特定波长的激光(即红色光、蓝色光、绿色光的任一个)时通过光传感器60检测出的像素作为第1像素以及第2像素使用。由此，即使由于波长的变动导致激光的照射范围变动时，也不受像这样的照射范围的变动的影响，而可以在一定的照射范围内检测预定件数的第1像素以及第2像素。
以上，针对本发明的优选实施方式进行了详细描述，但是本发明并不限定于这些实施方式，在专利请求书公开的本发明的主旨范围内，可以进行各种各样的变形或者变更。

Claims (10)

1.一种图像投影装置，其特征在于，具备：
光照射单元，其照射激光；
光扫描单元，其反射所述激光来进行光扫描，由此在绘制区域投影图像；
光检测单元，其配置在所述绘制区域外，并检测基于所述激光进行的水平扫描的去路中的第1像素和基于所述激光进行的水平扫描的返回路径中的第2像素；
计算部，其计算所述第1像素的像素计数值与所述第2像素的像素计数值的和以及差；
检测部，其根据由所述计算部计算出的所述和与期望值的偏差和由所述计算部计算出的所述差与期望值的偏差，分别检测是否产生了所述激光在水平扫描方向的相位偏差以及所述光扫描单元的偏转角变动；以及
补偿部，其分别补偿通过所述检测部检测出的、所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元的偏转角变动，
针对配置有光检测单元的区域，进行基于基准光的水平扫描，
所述相位偏差与驱动信号和所述光扫描单元的水平扫描方向的位移之间的相位差有关，
所述偏转角变动导致投影图像中的尺寸变动。
2.根据权利要求1所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影装置还具备：平均化部，其计算通过所述光检测单元检测出的预定件数的所述第1像素的像素计数值的平均值和通过所述光检测单元检测出的预定件数的所述第2像素的像素计数值的平均值，
所述计算部计算所述第1像素的像素计数值的平均值与所述第2像素的像素计数值的平均值的和以及差。
3.根据权利要求2所述的图像投影装置，其特征在于，
所述平均化部在水平扫描特定波长的所述激光时，将通过所述光检测单元检测出的像素用作所述第1像素以及所述第2像素。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的图像投影装置，其特征在于，
所述光检测单元通过1台光传感器分别检测所述第1像素以及所述第2像素。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影装置具有包括所述绘制区域和所述绘制区域外的区域的投影面，
所述光检测单元配置在所述投影面上所述绘制区域外的区域。
6.根据权利要求5所述的图像投影装置，其特征在于，
在使用所述图像投影装置的状态下，重复执行由所述检测部进行的处理和由所述补偿部进行的处理。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的图像投影装置，其特征在于，
所述光检测单元配置于所述光扫描单元在水平扫描方向的偏转角的中心以外的位置。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的图像投影装置，其特征在于，
所述光检测单元配置于所述光扫描单元在水平扫描方向的偏转角的端部以外的位置。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的图像投影装置，其特征在于，
所述图像投影装置还具备温度传感器，
所述检测部使用与通过所述温度传感器检测出的温度对应的所述期望值，分别检测所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元的偏转角变动。
10.一种补偿方法，是图像投影装置中补偿激光的照射位置的补偿方法，该图像投影装置具备照射所述激光的光照射单元和反射所述激光来进行光扫描，由此在绘制区域投影图像的光扫描单元，该补偿方法的特征在于，包括：
检测工序，检测在水平扫描的去路中扫描所述激光时在所述绘制区域外的预定位置的第1像素和在水平扫描的返回路径中扫描所述激光时在所述预定位置的第2像素，计算所述第1像素的像素计数值与所述第2像素的像素计数值的和以及差，根据计算出的所述和与期望值的偏差和计算出的所述差与期望值的偏差，分别检测是否产生了所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元的偏转角变动；以及
补偿工序，分别补偿在所述检测工序中检测出的、所述激光在水平扫描方向的相位偏差和所述光扫描单元的偏转角变动，
针对检测工序进行基于基准光的水平扫描，
所述相位偏差与驱动信号和所述光扫描单元的水平扫描方向的位移之间的相位差有关，
所述偏转角变动导致投影图像中的尺寸变动。
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