[发明专利]用于以改进的安全性来投射图像的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于以改进的安全性来投射图像的方法和装置。非排他地具体来说，本发明涉及一种方法，其涉及修改像素流，使得定义待投射图像的像素流提供有预定数量的黑像素，以使得投影装置保持在根据国际激光类安全规程的所选激光类的标准之内。还提供一种对应投影装置。

背景技术

许多投影装置包括MEMS镜，其用来将光反射到显示屏幕，并且绕一个或多个振荡轴振荡以跨显示屏幕扫描光，以便在显示屏幕上投射图像。这些投影装置通常使用激光来投射图像。相应地，这些投影装置服从国际激光类安全规程。激光类安全规程按照激光器能够发射的最大光强度(以下称作“最大可到达发射极限”)来定义各激光器的安全程度。安全类1-4存在于类安全规程中；类1激光器是最安全的激光器类，因为其最大可到达发射极限在所有激光器类之中是最低的；相比之下，类4是最危险的激光器；类4激光器能够提供无限量的光发射，换言之，不存在为类4激光器所定义的最大可到达发射极限。类1之上是类2激光器，以及类2之上是类3激光器；类2激光器具有比类1要高的最大可到达发射极限，以及类3激光器具有比类2要高的最大可到达发射极限。类4激光器是能够发射比类3的最大可到达发射极限要大的光强度的那些激光器。投影装置使用发射定义所投射图像的像素的光的激光器；因此投影装置也通过激光类安全规程来管理。分类为类1的投影装置因其低的最大可到达发射极限而为用户提供最大安全性；由于其低的最大可到达发射极限，从投影装置所发射的激光将不会损坏用户的眼睛。相应地，由于安全原因，最有利的是使投影装置成为根据国际激光类安全规程的类1。注意，激光类最大可到达发射极限值取决于基于激光器的系统；换言之，投影装置可包括类3激光器，但是由于在投影装置中可发生的光损耗，来自投影装置的最大光发射可能不大于类2的最大可到达发射极限；在这种情况下，投影装置根据国际激光类安全规程分类为类2。

当今可用的大多数投影装置是类2或以上，因为从投影装置发射的激光被聚焦或准直。由MEMS镜跨显示屏幕所反射和扫描的激光定义所投射图像的像素。每次MEMS镜改变其振荡方向时，它继续将激光反射到显示屏幕；在这点上，因为MEMS镜以较慢速度进行振荡或者停止，所以显示屏幕上的连续像素之间的距离将较短，如图7所示。图7中，当MEMS镜改变其振荡方向时，将像素50a和50b反射到显示屏幕；显然，像素50a与50b之间的距离更短，并且实际上如此短以致于像素50a和50b重叠或者至少相互非常接近(这与当MEMS镜处于其振荡中间时反射到显示屏幕的像素51a与51b之间的较大距离形成对照)。由于像素50a与50b之间的短距离，并且因为定义像素50a和50b的连续光脉冲具有短时间分隔，所以在18us时帧(18us是一个时间，低于此时间，国际激光类安全规程认为更多脉冲中的两个应当被理解为相当于单个脉冲)之内并且在人眼的区域之内的较高浓度的光子由投影装置投射到显示像素50a和50b的显示屏幕的区域。这个较高浓度的光子将超过为国际激光类安全规程中的类1所设置的最大可到达发射极限，使得投影装置必须根据国际激光类安全规程来分类为类2(或以上)。

此外，由投影装置所投射的激光通常是脉动的；这将进一步增加投影装置对用户的眼睛所造成的危险。在国际激光分类系统中，脉动激光器的可到达发射极限因脉动激光对用户眼睛所造成的增加风险而比连续滤波器要低。如果投影装置使用脉动激光器，则更易于使投影装置超过给定类的最大可到达发射极限。

本发明的一个目的是消除或减轻上述缺点的一部分。具体来说，本发明的目标之一是提供一种投射图像的方法，其将确保投影装置在投射图像时将不会超过所选类的最大可到达发射极限。

发明内容

按照本发明，这个目标通过使用包括MEMS镜的投影装置以改进的安全性来投射图像的方法来实现，其中MEMS镜围绕一个或多个振荡轴进行振荡以跨显示屏幕扫描来自一个或多个激光器的光，以便将定义图像的像素投射到显示屏幕上，该方法包括下列步骤：

(a) 选择投影装置的激光类；

(b) 对于图像中的预定数量的黑像素、对所选激光类计算最大可到达发射极限与距离之间的关系；

(c) 每次对于图像中的不同预定数量的黑像素多次重复步骤(b)，以便对所选激光类提供最大可到达发射极限与距离之间的多个关系，其中各关系用于图像中的不同预定数量的黑像素；

(d) 确定显示屏幕与投影装置之间的距离；

(e) 选择将要由投影装置投射到所述显示屏幕上的图像的预期最大可到达发射极限；