[发明专利]用于减小因电干扰而导致的图像失真的设备与方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种减小因电干扰而导致的图像失真的设备与方法，特别是在维持低功耗、高分辨率、小型紧凑的尺寸、安静操作以及最小振动的同时投影彩色二维图像的彩色图像投影系统中使用的设备与方法。

背景技术

基于一对扫描镜把二维图像投影在屏幕上是人们所熟知的，其中，由相应的驱动器沿相互正交的方向振荡这对扫描镜，以在光栅图样(raster pattern)上扫描激光束。然而，已知的图像投影设备仅能以有限的分辨率投影图像，所述分辨率通常不足640×480个像素的视频图形阵列(VGA)质量的四分之一，消耗了相当大量的电能，相当重，而且占据了相当大的体积，从而使它们不能实际用于小型、手持、电池操作的应用中。而且，图像也受到了电干扰。

例如，扫描镜之一的驱动器包括可随该镜一起移动的永久磁铁。把所述磁铁和镜安装在准许围绕轴振荡的弯曲部分上。由具有驱动频率的周期性驱动信号激励一个电磁线圈，并且生成电磁场，该电磁场与磁铁的永久场相互作用，以使弯曲部分弯曲，而且使磁铁，并依次使扫描镜，沿一个方向围绕所述轴按固定的驱动速度移动。扫描镜可按谐振频率、沿相反方向围绕所述轴按大于驱动速度的返回速度自我返回。

尽管总体上满足了其预期的目的，然而，就投影非失真图像而言，以上所描述的电磁驱动器是不理想的。例如，用于激励驱动器的驱动信号的驱动频率与/或AC电源线频率与/或驱动频率和线频率的谐波，可能电干扰谐振频率以及互相电干扰，从而破坏了固定的驱动速度，并且导致图像失真。

发明目的

因此，本发明的总的目的是，提供一种减小图像失真的装置与方法，特别是在远离系统延伸的距离范围内投影锐彩(sharp and clear)的二维彩色图像的图像投影系统中使用的装置与方法。

本发明的另一个目的是，减小在这样的系统中使用的驱动器的驱动频率和谐振频率之间的电干扰。

本发明的另一个目的是，减少在这样的系统中使用的驱动器的电源线频率和谐振频率之间的电干扰。

另一个目的是，提供一种在具有不同形状系数的多种仪器中，特别是在手持仪器中使用的小型、紧凑、重量轻、高能效以及便携式彩色图像投影装置。

为了保持与这些目的以及以下将变得更加明显的其它目的一致，简而言之，本发明的一个特征在于一种通过最小化电干扰来减小投影图像中的图像失真的装置与方法，如以下所详细描述的那样。光源，例如单色激光器，用于生成用于创建单色图像的激光束。对于彩色图像而言，光源包括被设置为合成光束的不同波长(红、蓝以及绿)的多个激光器。

驱动组件用于围绕相互正交的轴振荡一对扫描镜，以在投影表面上，例如在屏幕上，形成扫描行的光栅图样，每一个扫描行具有多个像素。该驱动组件包括可按驱动频率操作的、用于按基本上固定的驱动速度、围绕所述轴之一、沿一个圆周方向移动扫描镜(有时将扫描镜称为Y-镜)之一的驱动器，此处，有时也将驱动器称为Y-驱动器。Y-镜可按谐振频率、沿相反的方向围绕所述一个轴、按大于驱动速度的返回速度自我返回。

控制器，优选的是编程的微处理器，用于使扫描行中的所选像素由激光束照亮，并且使其可见，以在投影表面上形成图像。图像为二维的，并且Y-驱动器负责按驱动频率，即按光栅图样的上部扫描行和较低扫描行之间的视频帧速率，“画”图像。更具体地，如以上所描述的，Y-驱动器从上部扫描行至较低扫描行按基本上固定的驱动速度驱动Y-镜，于是，Y-镜按较快的返回速度从较低扫描行至上部扫描行自我返回，有时将这一返回速度称为回扫速度。

如果驱动频率(通常，60Hz或者85Hz的视频帧速率是普遍的，但普遍使用的其它帧速率为56Hz、72Hz以及75Hz)的谐波与/或如果用于激励Y-驱动器的AC电源线频率(通常，为50Hz或者60Hz)的谐波与Y-镜的谐振频率紧密匹配，则可能存在着这样的电干扰：正弦瞬变叠加在Y-镜的基本上固定的驱动速度上，从而导致不希望的图像失真。根据本发明，把Y-镜的谐振频率调整为与驱动频率和线频率非调和地相关。对谐振频率进行选择，以使其不为驱动频率和线频率的整数倍。谐振频率应该尽可能地高以确保快速的返回，而不是尽可能地低以确保最小能耗。

在优选实施例中，Y-驱动器为具有安装在支架上的绷紧的弯曲部分的电磁驱动器。该弯曲部分具有一对沿一个轴延伸的扭转部分。通过磁场的相互作用弯曲该弯曲部分。把永久磁铁安装在弯曲部分上，并且把电磁线圈安装在支架上。响应于施加于线圈的周期驱动信号，产生与磁铁的永久磁场相互作用的周期性电磁场。