激光投影顯示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使半導(dǎo)體激光器等光源的光通過(guò)MEMS (Micro Electro MechanicalSystems:微電子機(jī)械系統(tǒng))反射鏡等二維掃描反射鏡掃描來(lái)進(jìn)行影像顯示的激光投影顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，使用MEMS和半導(dǎo)體激光源的小型投影儀正在普及。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2中，公開(kāi)了使2軸的MEMS反射鏡和掃描器在水平和垂直方向上掃描，同時(shí)對(duì)激光源進(jìn)行調(diào)制，從而投影圖像的投影儀。在上述這樣使用半導(dǎo)體激光器的小型投影儀中，使用的半導(dǎo)體激光器的光量和正向電流特性因溫度而變化，所以已知存在顯示畫(huà)面的白平衡變化的問(wèn)題。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了在作為非影像顯示期間的回掃期間插入試驗(yàn)信號(hào)使光調(diào)制器進(jìn)行光調(diào)制，使微處理器運(yùn)算的實(shí)際的灰度等級(jí)特性和理想的特性反饋并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，在進(jìn)行通常動(dòng)作的同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行灰度等級(jí)修正的灰度等級(jí)修正裝置。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-343397號(hào)公報(bào)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平5-224166號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，沒(méi)有考慮改變投影圖像的亮度、即光強(qiáng)度的調(diào)光動(dòng)作。即，因?yàn)闆](méi)有考慮與多種光強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)修正，在調(diào)光動(dòng)作時(shí)不能應(yīng)對(duì)。此外，沒(méi)有記載下述本實(shí)施例中公開(kāi)的、使顯示期間的電流控制范圍與回掃期間的電流控制范圍不同地進(jìn)行灰度等級(jí)修正的方法。
[0007]本發(fā)明鑒于上述課題，其目的在于提供一種保持調(diào)光動(dòng)作時(shí)的顯示灰度等級(jí)數(shù)，并且減少了因溫度等的變化引起的顯示圖像的白平衡變化的激光投影顯示裝置。
[0008]為了解決上述課題，本發(fā)明的激光投影顯示裝置，其投射基于圖像信號(hào)的多種顏色的激光來(lái)顯示基于所述圖像信號(hào)的圖像，所述激光投影顯示裝置的特征在于，包括:激光源，其發(fā)生所述多種顏色的激光；激光源驅(qū)動(dòng)部，其驅(qū)動(dòng)該激光源使其發(fā)生基于所述圖像信號(hào)的激光；掃描部，其使所述激光源發(fā)生的激光根據(jù)所述圖像信號(hào)的同步信號(hào)進(jìn)行掃描而投影；光傳感器，其檢測(cè)所述激光源發(fā)生的激光的光量；和圖像處理部，其根據(jù)所述光傳感器檢測(cè)出的激光的光量處理所述圖像信號(hào)并將其供給至所述激光源驅(qū)動(dòng)部，所述圖像處理部，在所述圖像信號(hào)的回掃期間，對(duì)多個(gè)亮度水平取得用于使所述光傳感器檢測(cè)出的激光的光量成為各規(guī)定值的數(shù)據(jù)，在投影顯示所述圖像信號(hào)時(shí)根據(jù)所述數(shù)據(jù)對(duì)要供給至所述激光源驅(qū)動(dòng)部的圖像信號(hào)進(jìn)行處理。
[0009]此外，在上述激光投影顯示裝置中，其特征在于:所述圖像處理部，在所述圖像信號(hào)的回掃期間，在與作為當(dāng)前正在顯示的顯示圖像的亮度的第一亮度不同的第二亮度中，對(duì)多個(gè)亮度水平取得用于使所述光傳感器檢測(cè)出的激光的光量成為各規(guī)定值的數(shù)據(jù)，在以所述第二亮度投影顯示所述圖像信號(hào)時(shí)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)對(duì)要供給至所述激光源驅(qū)動(dòng)部的圖像信號(hào)進(jìn)行處理。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，具有能夠提供保持調(diào)光動(dòng)作時(shí)的顯示灰度等級(jí)數(shù)，并且減少了因溫度的變化引起的顯示圖像的白平衡變化的激光投影顯示裝置的效果。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是表示本實(shí)施例的激光投影顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。
[0012]圖2是表示本實(shí)施例的信號(hào)處理部的框圖。
[0013]圖3是表示半導(dǎo)體激光器的光量-正向電流特性的一例的特性圖。
[0014]圖4A是用于說(shuō)明本實(shí)施例的LUT的動(dòng)作的第一特性圖。
[0015]圖4B是用于說(shuō)明本實(shí)施例的LUT的動(dòng)作的第二特性圖。
[0016]圖5是表示本實(shí)施例的圖像修正部的框圖。
[0017]圖6是說(shuō)明不變更電流控制范圍的情況下的LUT的動(dòng)作的特性圖。
[0018]圖7是表示實(shí)施例1的整體處理的流程圖。
[0019]圖8是表示實(shí)施例1的整體處理的時(shí)序圖。
[0020]圖9是表示實(shí)施例2的整體處理的流程圖。
[0021]圖10是表示實(shí)施例2的整體處理的時(shí)序圖。
[0022]圖11是表示實(shí)施例2的另一個(gè)方式的整體處理的時(shí)序圖。
[0023]圖12是表示實(shí)施例3的整體處理的流程圖。
[0024]圖13是表示半導(dǎo)體激光器的光量-正向電流特性的一例的特性圖。
[0025]圖14是表示實(shí)施例4的整體處理的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。其中，以下的說(shuō)明用于說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，并不限制本發(fā)明的范圍。從而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠采用將其中的各元素或全部元素置換為與其同等的元素的實(shí)施方式，這些實(shí)施方式也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0027]【實(shí)施例1】
[0028]以下，用附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。首先，用圖1?圖3說(shuō)明本發(fā)明的激光投影顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體激光器的輸出特性。
[0029]圖1是表示本實(shí)施例的激光投影顯示裝置的基本結(jié)構(gòu)的框圖。激光投影顯示裝置I包括圖像處理部2、幀存儲(chǔ)器3、激光器驅(qū)動(dòng)器4、激光源5、反射鏡6、MEMS掃描反射鏡7、MEMS驅(qū)動(dòng)器8、放大器9、光傳感器10、照度傳感器11、CPU (Central Processing Unit:中央處理單元)12,顯示顯示圖像13。
[0030]圖像處理部2生成對(duì)從外部輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行了各種修正后的圖像信號(hào)，并且生成與其同步的水平同步信號(hào)和垂直同步信號(hào)，對(duì)MEMS驅(qū)動(dòng)器8供給。此外，圖像處理部2根據(jù)從CPU12取得的信息控制激光器驅(qū)動(dòng)器(以下也稱(chēng)為激光源驅(qū)動(dòng)部)4，進(jìn)行使白平衡一定的激光器輸出功率調(diào)整。其詳情在后文敘述。
[0031]此處，上述各種修正指的是進(jìn)行MEMS掃描反射鏡7的掃描引起的圖像畸變的修正、用LOOK UP TABLE(查找表)(以下記載為L(zhǎng)UT)進(jìn)行的圖像的灰度等級(jí)調(diào)整等。其中，圖像畸變因激光投影顯示裝置I與投影面的相對(duì)角而不同，因激光源5與MEMS掃描反射鏡7的光軸錯(cuò)位等而發(fā)生。關(guān)于LUT的事項(xiàng)在后文敘述。
[0032]激光器驅(qū)動(dòng)器4接收從圖像處理部2輸出的圖像信號(hào)，與其相應(yīng)地對(duì)激光源5進(jìn)行調(diào)制。激光源5例如具有3個(gè)半導(dǎo)體激光器(5a、5b、5c)用于RGB，按圖像信號(hào)的RGB出射與圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的RGB的激光。
[0033]RGB三束激光被具有三個(gè)鏡面的反射鏡6合成，對(duì)MEMS掃描反射鏡7照射。反射鏡6使用使特定的波長(zhǎng)的光反射、使其以外的波長(zhǎng)的光透射的特殊的光學(xué)元件。該光學(xué)元件一般被稱(chēng)為分色鏡。
[0034]詳細(xì)而言，反射鏡6具有使從半導(dǎo)體激光器5a出射的激光(例如R光)反射并使其他顏色的激光透射的分色鏡6a、使從半導(dǎo)體激光器5b出射的激光(例如G光)反射并使其他顏色的激光透射的分色鏡6b、使從半導(dǎo)體激光器5c出射的激光(例如B光)反射并使其他顏色的激光透射的分色鏡6c，將R光、G光、B光的激光合成為一束激光，對(duì)MEMS掃描反射鏡7供給。
[0035]MEMS掃描反射鏡7是具有2軸的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的圖像的掃描部，能夠使中央的反射鏡部在水平方向和垂直方向這兩個(gè)方向上振動(dòng)。MEMS掃描反射鏡7的振動(dòng)控制由MEMS驅(qū)動(dòng)器8進(jìn)行。MEMS驅(qū)動(dòng)器8與來(lái)自圖像處理部2的水平同步信號(hào)同步地生成正弦波，此外，生成與垂直同步信號(hào)同步的鋸齒波，驅(qū)動(dòng)MEMS掃描反射鏡7。
[0036]MEMS掃描反射鏡7接收來(lái)自MEMS驅(qū)動(dòng)器8的正弦波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在水平方向上進(jìn)行正弦波共振運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，接收來(lái)自MEMS驅(qū)動(dòng)器8的鋸齒波,在垂直方向的一個(gè)方向上進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)。由此，激光按圖1的顯示圖像13所示的軌跡掃描，該掃描與激光器驅(qū)動(dòng)器4的調(diào)制動(dòng)作同步，從而使輸入圖像被光學(xué)地投影。
[0037]光傳感器10測(cè)定投射的激光的光量，對(duì)放大器9輸出。放大器9按照?qǐng)D像處理部2設(shè)定的放大率將光傳感器10的輸出放大后，對(duì)圖像處理部2輸出。圖1中，光傳感器10以檢測(cè)用反射鏡6合成的RGB的激光的漏光的方式配置。即，使光傳感器10相對(duì)于半導(dǎo)體激光器5c夾著反射鏡6c配置在相對(duì)一側(cè)。反射鏡6c具有使來(lái)自半導(dǎo)體激光器5a和5b的激光透射、使來(lái)自半導(dǎo)體激光器5c的激光反射的特性，但不能實(shí)現(xiàn)100%透射或反射的特性，因此一般而言，有數(shù)％反射(半導(dǎo)體激光器5a和5b的光)或透射(半導(dǎo)體激光器5c的光)。從而，通過(guò)將光傳感器10配置在圖1的位置，反射鏡6c能夠使來(lái)自半導(dǎo)體激光器5c的激光的數(shù)％透射，且使來(lái)自半導(dǎo)體激光器5a和5b的激光的數(shù)％反射，對(duì)光傳感器10入射。
[0038]此外，照度傳感器11檢測(cè)激光投影顯示裝置I的周?chē)恼斩?，?duì)CPU12輸出。CPU12接收來(lái)自照度傳感器11的信號(hào)或來(lái)自外部的控制信號(hào)，對(duì)圖像處理部2供給用于控制圖像處理部2生成的顯示圖像13的亮度的調(diào)光請(qǐng)求信號(hào)。
[0039]接著，用圖2說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
[0040]圖2是表示本實(shí)施例的信號(hào)處理部的框圖，是表示圖1的圖像處理部2和激光器驅(qū)動(dòng)器4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳情的圖。從圖像處理部2外部輸入的圖像信號(hào)被輸入圖像修正部20。
[0041]圖像修正部20進(jìn)行MEMS掃描反射鏡7的掃描引起的圖像畸變的修正和用LUT進(jìn)行的圖像的灰度等級(jí)調(diào)整。圖像修正部20進(jìn)行的用LUT進(jìn)行的圖像的灰度等級(jí)調(diào)整，基于來(lái)自發(fā)光控制部22的LUT選擇信號(hào)27、LUT更新信號(hào)28，對(duì)從外部輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行圖像調(diào)整，對(duì)時(shí)序調(diào)整部21發(fā)送修正后的圖像信號(hào)29。
[0042]時(shí)序調(diào)整部21根據(jù)從圖像修正部20輸入的修正后的圖像信號(hào)29生成水平(以下也記載為H)同步信號(hào)和垂直(以下也記載為V)同步信號(hào)，對(duì)MEMS驅(qū)動(dòng)器8和發(fā)光控制部22發(fā)送。此外，圖像信號(hào)被暫時(shí)保存在幀存儲(chǔ)器3中。被寫(xiě)入幀存儲(chǔ)器3的圖像信號(hào)按照與時(shí)序調(diào)整部21生成的水平同步信號(hào)和垂直同步信號(hào)同步的讀取信號(hào)讀取。此外，使幀存儲(chǔ)器3內(nèi)的圖像信號(hào)相對(duì)于輸入的圖像信號(hào)延遲I幀地讀取。
[0043]發(fā)光控制部22的詳細(xì)動(dòng)作用圖7和圖8在后文敘述。
[0044]讀取的圖像信號(hào)被輸入線存儲(chǔ)器23。線存儲(chǔ)器23導(dǎo)入一個(gè)水平期間的圖像信號(hào)，在下一個(gè)水平期間依次讀取圖像信號(hào)。在線存儲(chǔ)器23暫時(shí)中轉(zhuǎn)的理由如下所述。一般而言，存在幀存儲(chǔ)器3的讀取時(shí)鐘頻率與對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)器4 一側(cè)傳輸圖像信號(hào)時(shí)的時(shí)鐘頻率不同的情況。因此，先用線存儲(chǔ)器23以幀存儲(chǔ)器3的讀取時(shí)鐘頻率導(dǎo)入一個(gè)水平期間的圖像信號(hào)后，再進(jìn)行以圖像信號(hào)的傳輸時(shí)鐘頻率從線存儲(chǔ)器23讀取的處理。如果幀存儲(chǔ)器3的讀取時(shí)鐘頻率與圖像信號(hào)的傳輸時(shí)鐘頻率一致，則不需要線存儲(chǔ)器23。從線存儲(chǔ)器23讀取的圖像信號(hào)對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)器4供給。
[0045]接著，對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)器4內(nèi)的電流增益電路24和閾值電流調(diào)整電路25進(jìn)行說(shuō)明。閾值電流調(diào)整電路25，如后文所詳細(xì)敘述的，根據(jù)發(fā)光控制部22設(shè)定的閾值電流值調(diào)整決定半導(dǎo)體激光器5a?5c發(fā)光的下限值的閾值電流。換言之，閾值電流調(diào)整電路25生成半導(dǎo)體激光器5a?5c中流過(guò)的電流值