JP5844524B2 - 少なくとも1つの光線を投影する方法および装置 - Google Patents
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Description
nビットの幅をもつデジタル信号605が、デジタル/アナログコンバータ601(DAC)によりアナログ信号に変換され、レーザ603を制御するためにドライバによって増幅される。レーザ603はその陽極が供給電圧604(VDD)に接続されており、デジタル/アナログコンバータ601を介してドライバ602により制御される。
1つの実施形態の要諦は、少なくとも1つの画点の保持時間が、それぞれの画点の投影の位置に依存して、少なくとも部分的に延長されることにある。
特に、保持時間はベースクロックと同期して調整される。すなわち、ベースクロックが各々の可能な保持時間の整数倍である必要はない。それにより、デジタルコンポーネントのベースクロックあるいは必要な最大の動作周波数を低減できるという利点がある。
−デジタル/アナログコンバータはベースクロックで作動し、
−ベースクロックを用いてピクセルクロックが判定され、ピクセルクロックに基づいて少なくとも1つの画点の保持時間が延長されることによって、少なくとも1つの画点の保持時間が少なくとも部分的に延長されることにある。
別の発展例は、保持時間を遅延段によって調整可能であることにある。特に、遅延段は(デジタル)制御信号によって制御することができる。
1つの発展例は、第1の情報が画点を表示するための振幅および/または明度を含んでいることにある。これに応じて第2の情報は、少なくとも1つの後続する画点の振幅および/または明度を含むことができる。
別の発展例は、少なくとも1つの後続する画点の到着と実質的に同時に第2の情報が得られるように、画点の第1の情報が変更されことにある。
−少なくとも1つの後続する画点の到着と同時、直前、または直後;
−画点について設定されている空間的な広がりの到着と実質的に同時、直前、または直後。
1つの実施形態は、画点の第1の情報を第2の情報と比較するために、光線を交互に制御する少なくとも2つのデジタル/アナログコンバータが設けられていることにある。
追加の発展例の枠内においては、少なくとも1つの光線はフライングスポット法によって投影される。
−デジタル/アナログコンバータはベースクロックで作動可能であり、
−ベースクロックを用いてピクセルクロックを規定可能であり、ピクセルクロックに基づいて少なくとも1つの画点の保持時間を延長可能であることによって、少なくとも1つの画点の保持時間を少なくとも部分的に延長可能である。
−少なくとも1つの後続する画点の到着と同時、直前、または直後;
−画点について設定されている空間的な広がりの到着と実質的に同時、直前、または直後。
図7は、遅延段706によってレーザ703を制御するためのブロック図を示している。
図9には、特定の画点への時間領域の割り当てが示されている。
電圧の推移Ui,UaおよびUbが図12のタイムチャートに図示されている。
図15には、レーザに対する制御信号の時間的推移を含むグラフが示されており、制御時間の変化は画点内容に依存して、ならびに、レーザに必要な変調電流の立上り時間あるいは立下り時間に依存して行うことができる。
コントラスト定義:
もっとも明瞭なケースでは、時間的に連続する2つの画点の間の振幅差は、出力段1806の最大のダイナミクスに呼応している。レーザダイオードの寄生キャパシタンスは一定の電流ILaserにより移し替えることができると想定できるので、レーザダイオードを通る横電流について有限の勾配のエッジが生じる。この最大の立上り時間あるいは立下り時間は、信号1814の立上りエッジと信号1816の立下りエッジとの間の時間trに相当している。最大の立上り時間あるいは立下り時間は、システムに既知であるのが好ましい。
このような関係は、図20では、画点nから画点n+1への移行部に示されている。
このように、特に時間tCと振幅差との間には関係があるので、時間tCは、1つの画点から次の画点への移行のたびに、エレクトロニクスによってあらためて算出される。このことはリアルタイムで行われるのが好ましい。
図18および図19との関連で上に説明したとおり、スイッチ2108(図18のスイッチ1812)の切換はピクセルクロックと同期せずに行われる。
特に簡略化のために、二倍化されたピクセルクロックの立下りエッジだけを時間ベースとして援用することができる。コントラスト改善をするユニット2107により判定された振幅差は、アナログ回路によって、二倍化されたピクセルクロックの遅延へと変換される(図22の信号2201参照)。
以上に説明した取組みは、相互に組み合わせることができるのが好ましい。
組立の不正確さの補償
図10は、画点の空間的割り当てについての考えられる解決法を示している。時間制御部1005のパラメータ化がそのように設定されると、投影される画像の相応のプリディストーションが得られる。
ここで説明している取組みは、デジタル/アナログコンバータのデータインターフェースと変換レートを、特にレーザであるそのつどの光源の振幅変調に関わる高い時間的要求から解放することを可能にする。
102 青色の光源
103 緑色の光源
104 方向転換ミラー
105 方向転換ミラー
106 方向転換ミラー
107 マイクロミラー、特に二次元の共鳴マイクロミラー
108 画像平面
109 画像平面における投影ビームのビーム形状
110 共通のビーム、投影ビーム
201 秒を単位とする画点ごとのスキャン時間領域を、それぞれの画点の位置に依存して、列について表すための曲線
202 秒を単位とする画点ごとのスキャン時間領域を、それぞれの画点の位置に依存して、行について表すための曲線
501 レーザに対する制御電圧
502 レーザ電流
503 ターンオン遅延
504 ターンオフ遅延
505 ターンオン遅延
506 ターンオフ遅延
601 デジタル/アナログコンバータ(DAC)
602 ドライバ
603 レーザ
604 供給電圧(VDD)
605 デジタル信号
701 デジタル/アナログコンバータ(DAC)
702 ドライバ
703 レーザ
704 供給電圧(VDD)
705 デジタル信号
706 遅延段
1001 遅延段
1002 デジタル/アナログコンバータ
1004 スイッチ(サンプルホールド段を含む)
1005 時間制御部
1006 出力段
1007 ドライバ
1008 レーザ
1009 供給電圧
1010 デジタル信号
1011 制御信号
1101 遅延段
1102 インバータ
1103 NANDゲート
1104 遅延段
1105 インバータ
1106 NORゲート
1301 ピクセルクロック
1302 制御信号(制御パラメータ)
1303 図11のブロック
1304 NANDゲートの出力部の信号
1305 NORゲートの出力部の信号
1306 パルス生成をするユニット(パルスジェネレータ)
1307 インバータ
1308 NANDゲート
1309 インバータ
1310 NORゲート
1311 インバータ
1312 インバータ1311の出力部の信号
1313 NORゲート1310の出力部の信号
1314 フリップフロップ(RSフリップフロップ)
1315 制御信号
1701 エッジの立上り時間あるいは立下り時間に依存する、補償を行ったときのコントラストの曲線推移
1702 エッジの立上り時間あるいは立下り時間に依存する、補償を行わないときのコントラストの曲線推移
1703 エッジの立上り時間あるいは立下り時間に依存する、補償を行ったときのコントラスト比率の曲線推移
1704 エッジの立上り時間あるいは立下り時間に依存する、補償を行わないときのコントラスト比率の曲線推移
1705 エッジの立上り時間あるいは立下り時間に依存する、非理想的なエッジの補償によるエネルギー損失およびこれに伴う明度損失の曲線推移
1801 スイッチ(サンプルホールド段を含む)
1802 デジタル/アナログコンバータ
1804 スイッチ(サンプルホールド段を含む)
1805 時間制御部
1806 出力段
1807 ドライバ
1808 レーザ
1809 供給電圧
1810 デジタル信号(nビットの幅をもつ)
1811 デジタル制御信号
1812 スイッチ(切換スイッチ)
1813 コントラスト改善をするユニット
1814 スイッチ1801のサンプルホールド段をドリガする信号
1815 スイッチ1804のサンプルホールド段をドリガする信号
1816 スイッチ1812を切り換えるための切換信号
1817 コントラスト改善をするユニット1813を制御するための信号
1901 パルス
2101 デジタル/アナログコンバータ
2102 デジタル/アナログコンバータ
2103 時間制御部
2104 デジタル画像データ
2105 デジタル画像データ
2106 デジタル信号(時間制御部2103をパラメータ化するための)
2107 コントラスト改善をするユニット
2108 切換スイッチ
2110 出力段
2111 ドライバ
2112 レーザ
2113 供給電圧
2201 遅延信号
Claims (26)
- 複数の画点が配置された投影面に少なくとも1つの光線を投影する方法において、
少なくとも1つの画点の前記光線の投影の保持時間が少なくとも1つの別の画点に対して少なくとも部分的に延長され、前記別の画点は、前記少なくとも1つの画点と前記投影面の別の部分に配置され、
前記少なくとも1つの画点の前記保持時間は、当該画点の前記投影面の位置が前記別の画点よりも前記投影面の中心よりも離れていると、少なくとも部分的に延長され、
入力画像信号に従って前記投影面の画点を投影するために前記少なくとも1つの光線の振幅を制御するために少なくとも1つのデジタル/アナログコンバータが利用され、
前記デジタル/アナログコンバータはベースクロックで作動してデジタル形式で与えられた前記入力画像信号をアナログ形式の信号に変換し、前記アナログ形式の信号に従って前記少なくとも1つの光線の振幅が制御され、
前記ベースクロックに基づいて決定されたピクセルクロックにより、前記少なくとも1つの画点の前記保持時間が延長されて、前記少なくとも1つの画点の前記保持時間が前記ピクセルクロックに基づいて少なくとも部分的に延長される、方法。 - 前記ピクセルクロックは前記ベースクロックの整数倍に相当している、請求項1に記載の方法。
- 前記保持時間は、画点の表示情報を含む入力画像信号を遅延して前記投影の光線を制御する遅延段によって設定される、請求項1に記載の方法。
- 前記遅延段は、前記入力画像信号を取り込む動作を制御するベースクロックに基づいて生成されるピクセルクロックにより駆動されて前記入力画像信号に従って制御信号を発生し、前記少なくとも1つの光線は、前記制御信号に従って生成される、請求項3に記載の方法。
- 前記遅延段は、前記入力画像信号をサンプリングおよび保持して前記制御信号を発生するサンプルホールド段と時間制御部とを含んでおり、前記時間制御部は前記ピクセルクロックに基づいて前記サンプルホールド段のサンプリングおよび保持の動作を制御する、請求項4に記載の方法。
- 画点の第1の情報が、当該画点に続いて投影される直後の画点の第2の情報に依存して前記当該および直後の画点のコントラストが強くなるように、前記第1の情報と前記第2の情報との比較により前記第1の情報を変更して、変更された前記前記第1の情報に応じて当該画点の前記光線の投影の保持時間を調整し、前記第1および第2の情報は、前記当該および直後の画点のコントラストに関する情報である、請求項1に記載の方法。
- 画点の前記第1の情報は当該画点の投影の時間中に変更される、請求項6に記載の方法。
- 前記第1の情報は該画点を表示するための前記1つの光線の振幅および前記当該画点の明度の少なくとも1つを含む、請求項6または7に記載の方法。
- 前記第2の情報は、前記直後の画点の前記1つの光線の振幅および前記直後の画点の明度のうちの少なくとも1つを含む、請求項6から8までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記直後の画点に対する前記少なくとも1つの光線による投影の到達時に前記第2の情報が、前記当該および直後の画点のコントラストを強くするユニットにより得られて前記少なくとも1つの光線による前記直後の画点に対して投影がされるように、前記画点の前記第1の情報が変更される、請求項6から9までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記直後の画点の到達は、次の条件:
前記直後の画点への前記到達と同時、直前、または直後という条件;
画点について予め設定された、前記投影面上の空間的な範囲への、前記1つの光線の到達と同時、直前、または直後という条件
のうちの1つを備える、請求項10に記載の方法。 - 少なくとも1つの画点に対して前記第1および第2の情報を格納して前記画点の第1の情報を前記第2の情報と比較して該比較結果に従って前記第1の情報を変更するための記憶装置が設けられる、請求項6から11までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記記憶装置は、交互に制御されて画像信号を交互にサンプリングおよび保持して前記第1および第2の情報を記憶し、該記憶された前記第1および第2の情報に交互に従って前記光線により前記画点を投影するための2つのサンプルホールド段を含んでいる、請求項12に記載の方法。
- 入力デジタル画像信号を交互にアナログ画像信号に変換して前記光線を交互に案内する少なくとも2つのデジタル/アナログコンバータが設けられ、前記アナログ画像信号に従って前記画点の前記第1の情報を前記直後の画点の前記第2の情報とが比較されて前記1つの光線を案内するための駆動信号が生成される、請求項6から13までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記1つの光線を駆動する駆動信号の立下りエッジに対して該画点の前記投影の期間の最後のところで必要な立下り時間を、前記画点の前記1つの光線による投影の期間から差し引くことによって、前記画点の前記第1の情報が前記第2の情報に依存する態様で変更される、請求項6から14までのいずれか1項に記載の方法。
- 結像誤差が補償されるように前記少なくとも1つの光線がパラメータを用いて制御可能であり、
各前記少なくとも1つの光線がそれぞれ対応の画点に対応する領域へ投影されるように、各前記少なくとも1つの光線の保持時間が調整される、請求項1に記載の方法。 - 方向転換をする投影装置によって前記少なくとも1つの光線が位置的に偏向される、請求項1に記載の方法。
- 前記投影装置はマイクロミラーを含んでいる、請求項17に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの光線は少なくとも1つの光源から供給される、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの光源は少なくとも1つのレーザを含んでいる、請求項19に記載の方法。
- 前記光線は、赤色レーザ、青色レーザ、および緑色レーザからなる第1のレーザ光源群と、または赤色レーザ、青色レーザ、および2つの緑色レーザからなる第2のレーザ光源群とからなるレーザ光源群からの光線により形成される、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの光線はフライングスポット法によって投影される、請求項1に記載の方法。
- 投影面上の複数の画点に少なくとも1つの光線を投影する装置であって、入力画像信号を遅延して前記少なくとも1つの光線を駆動する制御信号を生成する遅延段を備え、該遅延段を用いて前記複数の画点の少なくとも1つの画点に対する前記光線の投影の保持時間を、前記少なくとも1つの画点とは前記投影面の別の部分に配置された少なくとも1つの別の画点に対して少なくとも部分的に延長可能である、装置。
- 少なくとも隣接画点間のコントラストを強くするユニットを含み、当該ユニットにおいて画点の第1の情報は当該画点の投影に続いて投影される直後の画点の第2の情報に依存して変更可能であり、前記第1および第2の情報は画点への投影による表示の特性を示す、請求項23に記載の装置。
- 結像誤差が補償されるように前記少なくとも1つの光線をパラメータを用いて制御可能であり、該パラメータを用いた制御により前記少なくとも1つの光線各々の各画点に対する投影の保持時間は、前記少なくとも1つの光線各々が、それぞれ対応の画点に対応する領域に投影されるように設定される、請求項23または24に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの光線を局所的に偏向させる、方向転換をする投影装置が設けられている、請求項23に記載の装置。
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