DE102008008565A1

DE102008008565A1 - Projection method and control device for a projection device

Info

Publication number: DE102008008565A1
Application number: DE102008008565A
Authority: DE
Inventors: Frank Freund
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-02-09
Also published as: GB2457155A; DE102008008565B4; GB0901761D0; FR2927426A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Projektionsverfahren mit den folgenden Schritten: Generieren von zwei periodischen Steuersignalen (3, 4; 21, 22) zum Anregen einer zweiachsigen Ablenkeinheit; Erzeugen eines Lichtmodulationssignals (5; 28) zum Modulieren einer Intensität eines Lichtstrahls, der durch die zweiachsige Ablenkeinheit abgelenkt wird; wobei ein Taktgenerator (8) die zwei periodischen Steuersignale (3, 4; 21, 22) und das Lichtmodulationssignal (5; 28) synchronisiert.The invention relates to a projection method comprising the steps of: generating two periodic control signals (3, 4, 21, 22) for exciting a biaxial deflection unit; Generating a light modulating signal (5; 28) for modulating an intensity of a light beam deflected by the biaxial deflecting unit; wherein a clock generator (8) synchronizes the two periodic control signals (3, 4; 21, 22) and the light modulation signal (5; 28).

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Projektionsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung für eine Projektionsvorrichtung.The The present invention relates to a projection method and a Control device for a projection device.

Aus der US 6,843,568 ist eine Projektionsvorrichtung für ein Bild bekannt. Die Projektion basiert auf einem Laserlichtstrahl, der durch einen um zwei Achsen schwingenden Spiegel entlang einer Lissajous-Figur abgelenkt wird. Jeder Punkt entlang der Lissajous-Figur kann als Bildpunkt des Bildes durch eine Modulation der Intensität des Laserlichtstrahls genutzt werden. Eine Ablenkungseinrichtung des Spiegels erfasst Umkehrpunkte des Spiegels, um die Modulationseinheit zu synchronisieren.From the US 6,843,568 For example, a projection apparatus for an image is known. The projection is based on a laser light beam, which is deflected by a two-axis oscillating mirror along a Lissajous figure. Each point along the Lissajous figure can be used as a pixel of the image by modulating the intensity of the laser light beam. A deflector of the mirror detects reversal points of the mirror to synchronize the modulation unit.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Das erfindungsgemäße Projektionsverfahren sieht folgenden Schritten vor: Generieren von zwei periodischen Steuersignalen zum Anregen einer zwei-achsigen Ablenkeinheit; Erzeugen eines Lichtmodulationssignals zum Modulieren einer Intensität eines Lichtstrahls, der durch die zwei-achsige Ablenkeinheit abgelenkt wird; wobei ein Taktgenerator die zwei periodischen Steuersignale und das Lichtmodulationssignal synchronisiert.The The projection method according to the invention provides the following Steps before: Generating two periodic control signals for Exciting a two-axis deflection unit; Generating a light modulation signal for modulating an intensity of a light beam, the is deflected by the two-axis deflection unit; where a clock generator the two periodic control signals and the light modulation signal synchronized.

Das Verfahren ermöglicht eine einfache Adressierung aller möglichen Punkte der Lissajous-Figur durch einen einfachen Taktgenerator.The Method allows easy addressing of all possible Points of the Lissajous figure by a simple clock generator.

Eine erfindungsgemäßge Ansteuereinrichtung sieht vor: einen Signalgenerator zum Generieren von zwei periodischen Steuersignalen, die zum Anregen einer zwei-achsigen Ablenkeinheit dienen; einen Modulationssignalgenerator zum Erzeugen eines Lichtmodulationssignals zum Modulieren einer Intensität eines Lichtstrahls, der durch die zwei-achsig Ablenkeinheit abgelenkt wird; und einen Taktgenerator zum Synchronisieren des Signalgenerators und des Modulationssignalgenerators.A Activation device according to the invention provides: a signal generator for generating two periodic control signals, which serve to excite a two-axis deflection unit; one Modulation signal generator for generating a light modulation signal for modulating an intensity of a light beam, the is deflected by the two-axis deflection unit; and a clock generator for synchronizing the signal generator and the modulation signal generator.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:The The present invention will be described below with reference to preferred embodiments and attached figures. In the figures demonstrate:

1 ein Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung für eine Projektionsvorrichtung; 1 a block diagram of a control device for a projection device;

2 eine Lissajous-Figur; 2 a Lissajous figure;

3 eine Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung für eine Projektionsvorrichtung. 3 a block diagram of a control device for a projection device.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS THE INVENTION

1 zeigt ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 1 für ein Projektionssystem. 1 shows a block diagram of a first embodiment of a control device 1 for a projection system.

Ein Signalgenerator 2 erzeugt zwei periodische Ansteuersignale 3, 4. Die beiden Ansteuersignale 3, 4 können zum Antreiben von Aktuatoren eines kardanisch aufgehängten Spiegel dienen. Der Spiegel beginnt darauf mit der Periode der beiden Ansteursignale 3, 4 um zwei orthogonale Achsen zu schwingen. Die Auslenkung des Spiegels über die Zeit erfolgt vorzugweise näherungsweise sinusförmig.A signal generator 2 generates two periodic drive signals 3 . 4 , The two control signals 3 . 4 may be used to drive actuators of a gimballed mirror. The mirror begins with the period of the two Ansteursignale 3 . 4 to swing two orthogonal axes. The deflection of the mirror over time is preferably approximately sinusoidal.

Ein Lichtstrahl, z. B. von einem Laser, wird durch den Spiegel auf einen Projektionsschirm abgelenkt. Die beiden sinusförmigen Auslenkungen bewirken, dass der Lichtstrahl entlang einer Lissajous-Kurve oder Figur über die Projektionsfläche geführt wird. Eine entsprechende Lissajous-Figur ist in 2 dargestellt.A ray of light, z. B. from a laser is deflected by the mirror on a projection screen. The two sinusoidal deflections cause the light beam to be guided along the projection surface along a Lissajous curve or figure. A corresponding Lissajous figure is in 2 shown.

Bedingt durch die periodische Ansteuerung wiederholt sich die Lissajous-Figur periodisch. Die Wiederholrate der Lissajous-Figur ist durch den größten gemeinsamen Teiler der Perioden der Ansteuersignale 3, 4 bestimmt.Due to the periodic activation, the Lissajous figure repeats periodically. The repetition rate of the Lissajous figure is determined by the largest common divisor of the periods of the drive signals 3 . 4 certainly.

Die Ansteuersignale 3, 4 können sinusförmig sein, aber auch eine andere periodische Signalform aufweisen. Falls die angeregte Schwingung des Spiegels um seine jeweiligen Achsen keine sinus-förmige Auslenkung über die Zeit aufweist, ergibt sich zwar keine Lissajous-Figur 30 gemäß ihrer mathemati schen Definition, aber dennoch eine geschlossene, sich periodisch wiederholende Figur. Solche Figuren sollen im Kontext dieser Erfindung auch als Lissajous-Figuren betrachtet werden.The drive signals 3 . 4 may be sinusoidal but may also have a different periodic waveform. If the excited oscillation of the mirror about its respective axes has no sinusoidal deflection over time, no Lissajous figure results 30 according to its mathematical definition, but still a closed, periodically repeating figure. Such figures are to be considered in the context of this invention as Lissajous figures.

In 2 ist der Lissajous-Figur 30 ein Raster aus Bildpunkten eines Bildes unterlegt. Jeder darzustellende Bildpunkt 31 wird von der Lissajous-Figur 30 wenigstens einmal überstrichen. Für jeden Bildpunkt 31 wird die Intensität des Lichtstrahls entsprechend den Helligkeitswerten des Bildpunkts 31 moduliert, wenn der Lichtstrahl über den dem Bildpunkt 31 entsprechenden Bereich der Lissajous-Figur 30 geführt wird. Die Modulation der Intensität des Lichtstrahls wird durch ein Lichtmodulationssignal 5 gesteuert.In 2 is the Lissajous figure 30 a grid of pixels of an image underlaid. Each pixel to be displayed 31 is from the Lissajous figure 30 at least once overlined. For every pixel 31 becomes the intensity of the light beam according to the brightness values of the pixel 31 modulated when the light beam over the pixel 31 corresponding area of the Lissajous figure 30 to be led. The modulation of the intensity of the light beam is by a light modulation signal 5 controlled.

Das Lichtmodulationssignal 5 wird in Abhängigkeit der Lissajous-Kurve und dem darzustellenden Bild bestimmt. Das Bild kann zunächst in Bildpunkte gerastert werden. Die Bildpunkte werden in einer Reihenfolge sortiert, die der zeitlichen Abfolge entspricht, mit der die Lissajous-Figur über die jeweiligen Bildpunkte geführt wird. Die Bildpunkte werden in dieser Reihenfolge in einem Bildspeicher 6 abgelegt.The light modulation signal 5 is determined depending on the Lissajous curve and the image to be displayed. The image can first be rasterized into pixels. The pixels are sorted in an order that corresponds to the time sequence with which the Lissajous figure is guided over the respective pixels. The pixels are in this order in a frame buffer 6 stored.

Das Lichtmodulationssignal 5 wird mittels des Bildspeichers 6 generiert. Ein Taktgenerator 8 veranlasst den Bildspeicher 6 die Bildpunkte in der sortierten Reihenfolge auszugeben. Die Umsetzung der Helligkeitswerte in ein Lichtmodulationssignal 5 kann durch einen Modulationssignalgenerator 8 erfolgen.The light modulation signal 5 is by means of the image memory 6 generated. A clock generator 8th causes the image memory 6 to output the pixels in the sorted order. The conversion of the brightness values into a light modulation signal 5 can by a modulation signal generator 8th respectively.

Bei dem Sortierender Bildpunkte kann berücksichtigt werden, dass die Lissajous-Figur 30 manche Bildpunkt mehr als einmal überstreift, bis sie sich wiederholt. Die Häufigkeit des Überstreichens eines einzelnen Bildpunkts 31 pro Wiederholung der Lissajous-Figur kann in den Helligkeitswerten der im Bildspeicher 6 abgelegten Bildpunkte 31 berücksichtigt werden. Eine erste Variante den darzustellenden Helligkeitswert des Bildpunktes 31 durch die Häufigkeit des Überstreichens und legt den geteilten Wert im Bildspeicher 6 ab. Eine andere Variante setzt den Helligkeitswert nach dem erstmaligen Überstreichen für jedes weitere Überstreichen auf Null.When sorting the pixels can be considered that the Lissajous figure 30 brush over some pixels more than once until it repeats itself. The frequency of sweeping a single pixel 31 per repetition of the Lissajous figure can in the brightness values of the image memory 6 stored pixels 31 be taken into account. A first variant of the brightness value of the pixel to be displayed 31 by the frequency of the sweep and sets the shared value in the frame buffer 6 from. Another variant sets the brightness value after the first sweep for each further sweep to zero.

Eine Alternative sieht vor, eine Zugriffstabelle 7 auf die Bildpunkte zu erzeugen. Die Einträge der Zugriffstabelle 7 werden entsprechend dem Auftreten der jeweiligen Bildpunkte in der Lissajous-Figur sortiert. Die eigentlichen Bildpunkte werden nicht sortiert. Der Zugriff auf die Bildpunkte erfolgt über die Zugriffstabelle 7. Mit jedem Taktsignal 9 des Taktgenerators wird auf den nächsten Eintrag der Zugriffstabelle 7 weitergeschaltet und der zugehörige Bildpunkt zu dem Eintrag als Lichtmodulationssignal 5 ausgegeben. Hierbei ist ein einmaliges Sortieren der Zugriffstabelle ausreichend. Ein Sortie ren jeden darzustellenden Bildes ist nicht mehr notwendig, zumindest solange die Eigenschaften der Lissajous-Figur beibehalten werden.An alternative provides an access table 7 to create the pixels. The entries of the access table 7 are sorted according to the appearance of the respective pixels in the Lissajous figure. The actual pixels are not sorted. The pixels are accessed via the access table 7 , With every clock signal 9 the clock generator will go to the next entry in the access table 7 and the associated pixel to the entry as a light modulation signal 5 output. Here a one-time sorting of the access table is sufficient. Sorting each image to be displayed is no longer necessary, at least as long as the properties of the Lissajous figure are maintained.

Das Taktsignal 9 wird zudem verwendet, um den Signalgenerator 2 zu steuern. Der Signalgenerator 2 wird mit dem Taktsignal 9 synchronisiert, so dass eine Synchronisation des Modulationssignals 5 und der Steuersignale 3, 4 gewährleistet ist.The clock signal 9 is also used to control the signal generator 2 to control. The signal generator 2 comes with the clock signal 9 synchronized, allowing a synchronization of the modulation signal 5 and the control signals 3 . 4 is guaranteed.

Die Synchronisation kann einen Zähler 10, einen Komparator 11, eine Wertetabelle 12 und ein Resetsignal 13 verwenden. Der Zähler 10 wird durch den Taktgenerator 8 getaktet. Der Komparator 11 gibt ein Resetsignal 13 an den Signalgenerator 2 aus, wenn der Zähler 10 den oder die in der Wertetabelle 12 gespeicherten Werte erreicht. Die Werte in der Wertetabelle 12 können unter anderem die Anzahl der Takte sein, bis eine vollständige Lissajous-Figur projiziert wird. Andere Werte sind die Anzahl der Takte entsprechend der Periode eines oder beider der Ansteuersignale 3, 4.The synchronization can be a counter 10 , a comparator 11 , a value table 12 and a reset signal 13 use. The counter 10 is through the clock generator 8th clocked. The comparator 11 gives a reset signal 13 to the signal generator 2 off when the counter 10 the one or the other in the table of values 12 stored values reached. The values in the value table 12 Among other things, the number of bars can be until a complete Lissajous figure is projected. Other values are the number of clocks corresponding to the period of one or both of the drive signals 3 . 4 ,

3 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform. Ein Signalgenerator 20 generiert zwei periodische Steuersignale 21, 22. Die Steuersignale 21, 22 dienen zum Ansteuern von Aktuatoren eines Spiegels. 3 shows a block diagram of a second embodiment. A signal generator 20 generates two periodic control signals 21 . 22 , The control signals 21 . 22 serve to drive actuators of a mirror.

Die beiden ausgegebenen Steuersignalen 21, 22 werden einer Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt, die den zugehörigen Bildpunkt 31 der Lissajous-Figur 30 zu den beiden Steuersignalen 21, 22 bestimmt. Der Helligkeitswert des Bildpunkts 31 wird an eine Lichtmodulationseinrichtung in der Form eines Steuersignals, z. B. Lichtmodulationssignals 28, ausgegeben. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann unter anderem berücksichtigen, dass ein Spiegel bei nicht resonanter Anregung zeitlich verzögert zu den Steuersignalen 21, 22 schwingt.The two output control signals 21 . 22 are fed to a data processing device, the associated pixel 31 the Lissajous figure 30 to the two control signals 21 . 22 certainly. The brightness value of the pixel 31 is applied to a light modulator in the form of a control signal, e.g. B. light modulation signal 28 , issued. Among other things, the data processing device can take into account that a mirror is delayed in time with respect to the control signals in the case of non-resonant excitation 21 . 22 swings.

Ein Zuordnen der Steuersignale 21, 22 zu den Bildpunkten 31 kann nach folgendem Schema erfolgen. Einem Adressgenerator 23 werden die beiden ausgegebenen Steuersignale 21, 22 zugeführt. Der Adressgenerator bestimmt basierend auf den Steuersignalen 21, 22 und der zugehörigen Lissajous-Figur 30 den zugehörigen Bildpunkts 31 und dessen zugehörige Adresse 24 im Bildspeicher 25. Die Adresse 24 wird einem Bildspeicher 25 zugeführt. In dem Bildspeicher 25 sind die Helligkeitswerte für jeden Bildpunkt eines Bildes gespeichert. Der Bildspeicher 25 gibt den zu der Adresse 24 gehörigen Helligkeitswert 26 als Lichtmodulationssignal 28 aus. Für einzelne Adressen kann eine Dunkeltastung des Lichtstrahls erfolgen. Eine Korrektureinrichtung 27 nimmt gegebenenfalls die entsprechende Dunkeltastung des Lichtmodulationssignals 28 vor.An assignment of the control signals 21 . 22 to the pixels 31 can be done according to the following scheme. An address generator 23 become the two output control signals 21 . 22 fed. The address generator determines based on the control signals 21 . 22 and the associated Lissajous figure 30 the associated pixel 31 and its associated address 24 in the image memory 25 , The address 24 becomes a frame buffer 25 fed. In the image memory 25 the brightness values are stored for each pixel of an image. The image memory 25 Gives that to the address 24 associated brightness value 26 as a light modulation signal 28 out. For individual addresses, a blanking of the light beam can take place. A correction device 27 optionally takes the corresponding blanking of the light modulation signal 28 in front.

Der Signalgenerator 20 wird gleich der ersten Ausführungsform durch einen Taktgenerator 8, einen Zähler 10, eine Komparator 11, einen Wertespeicher 12 und ein Resetsignal 13 gesteuert. Das Taktsignal 8 wird dem Signalgenerator 20 unmittelbar zugeführt, wodurch die Steuersignale 21, 22 synchron zu dem Taktsignal 8 sind. Der Bildspeicher 8 bzw. der Adressgenerator werden mittelbar durch das Taktsignal 8 gesteuert, da ihnen die beiden Steuersignale 21, 22 zugeführt werden. Der Steuerung ist von den verwendeten Projektionsmitteln, z. B. Spiegel, elektro-optischen Modulatoren, akustooptischen Modulatoren, nicht abhängig. Die Synchronisation erfolgt autark.The signal generator 20 becomes equal to the first embodiment by a clock generator 8th , a counter 10 , a comparator 11 , a value store 12 and a reset signal 13 controlled. The clock signal 8th becomes the signal generator 20 fed directly, causing the control signals 21 . 22 synchronous to the clock signal 8th are. The image memory 8th or the address generator are indirectly by the clock signal 8th controlled because they have the two control signals 21 . 22 be supplied. The control is of the projection means used, for. As mirrors, electro-optical modulators, acousto-optic modulators, not dependent. The synchronization is self-sufficient.

Eine externe Berechnung der Zuordnung zwischen der Lissajous-Figur 30 und dem Raster der Bildpunkte 31 kann entfallen. Ferner kann es möglich sein, die Frequenzen für die Steuersignale zu variieren ohne dass eine Zuordnung der darzustellenden Bildpunkte 31 verletzt wird.An external calculation of the association between the Lissajous figure 30 and the grid of pixels 31 can be omitted. Furthermore, it may be possible to vary the frequencies for the control signals without an assignment of the pixels to be displayed 31 get hurt.

Eine farbige Projektion kann durch mehrere farbige Lichtstrahlen und zugehörigen Projektionen erreicht werden.A colored projection can be through multiple colored beams of light and associated projections are achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 6843568 [0002]

Claims

Projection method comprising the following steps: Generation of two periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 . 22 ) for exciting a two-axis deflection unit; Generating a light modulation signal ( 5 ; 28 ) for modulating an intensity of a light beam deflected by the biaxial deflection unit; wherein a clock generator ( 8th ) the two periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 . 22 ) and the light modulation signal ( 5 ; 28 ) synchronized.

A projection method according to claim 1, wherein in an image memory ( 6 ; 25 ) Brightness values are stored to pixels of an image to be projected, which are responsive to a clock signal ( 9 ) of the clock generator ( 8th ) as a light modulation signal ( 5 ; 28 ).

A projection method according to claim 2, wherein the pixels are stored in an order corresponding to a Lissajous figure represented by the periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 ; 22 ) is given.

A projection method according to claim 2, wherein the pixels are stored in a memory area and an access table ( 7 ) is created on the storage area, whereby the entries of the access table ( 7 ) are sorted in an order of the associated pixels, as the associated pixels are arranged along a Lissajous figure, which by the periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 ; 22 ) is given.

A projection method according to claim 2, wherein the two periodic control signals ( 21 . 22 ) are supplied to an address generator based on the control signals ( 21 . 22 ) an address of a pixel, the control signals ( 21 . 22 ), and the image memory ( 25 ) outputs the brightness value to the pixel determined by the address.

Drive device for a projection system comprising: a signal generator ( 2 ; 20 ) for generating two periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 . 22 ), which serve to excite a two-axis deflection unit; a modulation signal generator ( 8th ) for generating a light modulation signal ( 5 ; 28 ) for modulating an intensity of a light beam deflected by the biaxial deflection unit; and a clock generator ( 8th ) for synchronizing the signal generator ( 2 ; 20 ) and the modulation signal generator ( 8th ).

Drive device according to claim 6, further comprising an image memory ( 6 ; 25 ) which is adapted to store brightness values to pixels of an image to be projected and these in response to a clock signal ( 9 ) of the clock generator ( 8th ) to the modulation signal generator ( 8th ), the modulation generator ( 8th ) is arranged, in response to the output brightness values, a light modulation signal ( 5 ; 28 ) to generate.

Drive device according to claim 7, wherein the image memory ( 6 ; 25 ) is a ring memory in which the pixels are stored in an order corresponding to a Lissajous figure represented by the periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 ; 22 ) are given.

Drive device according to claim 7, wherein the image memory ( 6 ; 25 ) a memory area for storing the pixels ( 31 ) and an access table ( 7 ) to the memory area, entries of the access table ( 7 ) on the pixels ( 31 ) in the memory area in an order of the associated pixels ( 31 ) are arranged as the associated pixels are arranged along a Lissajous figure, which by the periodic control signals ( 3 . 4 ; 21 ; 22 ) is given.

Drive device according to claim 6, further comprising: an image memory ( 25 ) which is adapted to store brightness values to pixels of an image to be projected and these in response to an address signal ( 24 ) the associated brightness value to the modulation signal generator ( 8th ), the modulation generator ( 8th ) is arranged, in response to the output brightness value, a light modulation signal ( 5 ; 28 ) and an address generator ( 23 ) connected to the signal generator ( 20 ) for detecting the two periodic control signals ( 21 . 22 ), the address generator ( 23 ) is set up based on the control signals ( 21 . 22 ) an address of a pixel ( 31 ) in the image memory ( 25 ), the control signals ( 21 . 22 ) and determine an address signal ( 24 ) with the address.