[发明专利]用于投射图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将图像投射到显示表面上的方法，具体而言但并不排他地，涉及将图像投射到显示表面上的方法，该方法包括使一个或多个镜振动以在显示表面上扫描投射光，其中对一个或多个镜的振动致动信号形状进行优化，以改进在显示表面上可见的图像的质量。

背景技术

MEMS微镜装置是包括光学MEMS（微机电系统）的装置。光学MEMS可以包括适于移动并且使光随着时间推移而偏转的圆柱形、矩形或正方形的微镜。微镜通常通过扭转臂连接至固定部分并且能够沿一个或两个轴线倾斜和振动。能够使用不同的致动原理，其中包括静电、热、电磁或者压电致动原理。在众所周知的MEMS微镜装置中，这些微镜的面积为大约几mm²。在该情况下，包括包装的MEMS装置的尺寸为大约十mm²。该装置通常由硅制成，并且能够封装成包，该包能够包括驱动致动电子设备。例如透镜、光束组合器、四分之一波片、分束器和激光器芯片的各种光学部件与封装好的MEMS组装在一起，以建造例如投射系统的完整系统。

MEMS微镜装置的典型应用是用于投射系统。在投射系统中，二维图像或视频能够显示在显示表面上；二维图像或视频的每一个像素都例如由光束组合器通过对经过调制的红色激光源、绿色激光源和蓝色激光源进行组合而产生。来自经过调制的红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器的组合光作为光束从光束组合器发射。从光束组合器发射的光束包括脉冲，并且每一个脉冲都将与二维图像或视频的像素相对应。MEMS微镜装置将光束引导至显示表面并且振动，以在显示表面上以Z字形或利萨如（lissajou）图案扫描光束，从而使得二维图像或视频逐像素地显示在显示表面上。MEMS微镜装置内的微镜将从左至右并且从上到下连续扫描光，使得二维图像或视频的每一个像素都连续刷新。微镜的振动速度使得完整的二维图像或视频在显示表面上是可见的。

典型地，MEMS微镜装置的微镜能够沿一个轴线振动。因此，为了在显示表面上显示二维图像，投射系统将需要两个MEMS微镜装置；需要将第一MEMS微镜装置来沿水平方向扫描光并且需要第二MEMS微镜装置来沿竖直方向扫描光。第一MEMS微镜装置和第二MEMS微镜装置必须精确定位，使得其相应的微镜的振动轴线正交。

在操作期间，第一MEMS微镜装置的微镜从光束组合器接收光并且使光偏转至第二MEMS微镜装置的微镜。第二MEMS微镜装置的微镜将接着使光偏转至显示表面，在显示表面处，光将以像素形式出现。第一MEMS微镜装置的微镜将振动，以沿水平方向扫描光，由此逐像素地在显示表面上显示第一行像素。当第一行像素已投射到显示表面上时，第二MEMS微镜装置的微镜将围绕其振动轴线移动，使得从第一MEMS微镜装置的微镜接收到的光被引向将显示像素的下一行处。第一MEMS微镜装置的微镜接着将振动，以沿水平方向扫描光，从而显示下一行像素。该过程是连续的，使得完整图像在显示表面上是可见的。典型地，第二MEMS微镜装置中微镜的振动速度将比第一MEMS微镜装置中的微镜的振动速度低得多。因此，第二MEMS微镜装置中的微镜（即可负责沿竖直方向扫描光的微镜）通常被称为“慢镜”，并且第一MEMS微镜装置中的微镜（即可负责沿水平方向扫描光的微镜）通常被称为“快镜”。

在同一个MEMS微镜装置内提供快微镜和慢微镜也是众所周知的。有利地，通过这种MEMS微镜装置，微镜在制造阶段期间预布置在MEMS微镜装置内，使得其振动轴线正交。进一步的优点在于投射系统将仅需要一个这种MEMS微镜装置来在显示表面上显示二维图像。