CN106797454A - 由视频预判来控制的激光二极管电压源 - Google Patents

由视频预判来控制的激光二极管电压源 Download PDF

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Abstract

扫描投影仪(100)包括将可编程电压提供给激光光源(130)的可编程电压源(120)。预判电路通过找出未来像素数据中的峰值来确定未来电压需求。可编程电压可以对于每个视频帧、对于每个视频行而改变，或者在每个视频行内改变多次。

Description

由视频预判来控制的激光二极管电压源
背景技术
扫描激光投影仪通常以光栅图案扫描调制激光束来显示图像。被用来产生调制激光束的激光光源及相关联的驱动电路通常消耗由扫描激光投影仪消耗的所有功率中的相当大比例。出于包括提供手持设备中的增加的电池寿命的许多原因，期望降低功耗。
附图说明
图1示出根据本发明的各个实施例的扫描激光投影仪；
图2示出根据本发明的各个实施例的、对固定电源电压与可编程电源电压进行比较的曲线图；
图3A-3C示出根据本发明的各个实施例的激光源及其简化示意图；
图4示出根据本发明的各个实施例的典型激光二极管I-V曲线；
图5示出根据本发明的各个实施例的电力节省的曲线图；
图6示出根据本发明的各个实施例的预判(look-ahead)电路的细节；
图7示出图6的预判电路的操作；
图8示出根据本发明的各个实施例的、与行缓冲器通信的预判电路；
图9示出根据本发明的各个实施例的、包括处理器的预判电路；
图10示出根据本发明的各个实施例的、具有多个预判电路的扫描激光投影仪的一部分；
图11示出根据本发明的各个实施例的方法的流程图；
图12示出根据本发明的各个实施例的移动设备的框图；
图13示出根据本发明的各个实施例的移动设备；
图14示出根据本发明的各个实施例的平视显示器***；
图15示出根据本发明的各个实施例的眼镜；以及
图16示出根据本发明的各个实施例的游戏装置。
具体实施方式
在下述详细描述中，对以说明的方式示出本发明的各个实施例的附图进行参照。足够详细地描述这些实施例以使得本领域的技术人员能够实践本发明。将理解到本发明的各个实施例尽管不同，但不一定互斥。例如，结合一个实施例描述的特定特征、结构、或特性可以在其他实施例内实现，而不背离本发明的范围。此外，应理解到在不背离本发明的范围的情况下，可以修改每个所公开的实施例内的各元件的位置或布置。因此，下述详细描述不应被理解为限制意义，并且本发明的范围仅通过所附权利要求书来限定，其连同权利要求书享有的等同物的整个范围一起来被适当地解释。在附图中，在所有若干视图中相同的附图标记指示相同或相似的功能。
图1示出根据本发明的各个实施例的扫描激光投影仪。扫描激光投影仪100包括视频处理组件102、可编程电压源120、光源130、具有扫描反射镜162的微机电(MEMS)器件160和反射镜驱动电路116。扫描激光投影仪100还包括引导光学器件134和136。
操作中，当待显示像素时，视频处理组件102接收节点101上的视频数据并且产生被用来驱动光源130的节点107上的像素驱动值。节点101上的视频数据表示通常与直线网格上的像素数据一起接收的图像源数据，但这不是必需的。例如，节点101上的视频数据可以表示任何分辨率(例如，640x480、848x480、1920x1080)下的像素网格。扫描激光投影仪100是扫描180处所示的光栅图案的扫描投影仪。光栅图案不一定与图像源数据中的直线网格对齐，并且视频处理组件102操作以产生将在光栅图案上的适当点处显示的显示像素数据。例如，在一些实施例中，视频处理组件102在源图像数据中的像素之间垂直和/或水平内插以确定沿着光栅图案的扫描轨迹的显示像素值。
光源130接收从视频处理组件102输出的像素驱动值，并且作为对其的响应而产生具有灰度值的调制光束。光源130可以是单色或可以包括多个不同颜色的光源。例如，在一些实施例中，光源130包括红、绿、和蓝光源。在这些实施例中，视频处理组件102输出与红、绿、和蓝光源中的每一个相对应的像素驱动值。
在一些实施例中，光源130可以包括一个或多个激光光产生器件。例如，在一些实施例中，光源130可以包括激光二极管。在这些实施例中，光源130还可以包括接受和/或调节驱动信号的驱动器电路。例如，驱动器电路可以包括数模(D/A)转换器、跨阻放大器、耦合电路、偏置电路、开关等。经由引导光学器件134、136，将来自光源130的调制光束指向反射镜162。任何类型的光学元件可以被包括在光源130和反射镜162之间的光路中。例如，扫描激光投影仪100可以包括准直透镜、二向色镜、或任何其他合适的光学元件。
扫描反射镜162被定位以从光源130接收调制光束。在一些实施例中，扫描反射镜162是在至少一个轴上正弦地扫描的正弦扫描反射镜。此外，在一些实施例中，扫描反射镜162前后扫描并且具有扫过零相位值和正负视频范围相位值的瞬时扫描相位。
扫描反射镜162响应于在节点193上的、从反射镜驱动电路116接收的电刺激，在两个轴上转向。当在两个轴上移动时，扫描反射镜162反射由光源130提供的光。在光束被调制时，反射的调制光束扫略光栅图案并且绘制各像素，从而导致在180处显示的图像。由扫描反射镜162扫略的光栅图案的形状是扫描反射镜162的两个轴上的反射镜运动的函数。
MEMS器件160是以两个维度来扫描光的扫描反射镜部件的示例。在一些实施例中，扫描反射镜部件包括以两个维度(例如在两个轴上)来扫描的单个反射镜。替选地，在一些实施例中，MEMS器件160可以是包括两个扫描反射镜的部件，一个扫描反射镜沿一个轴偏转光束，而另一个沿主要垂直于第一轴的第二轴来偏转光束。
在一些实施例中，MEMS器件160和反射镜驱动电路116利用闭合反馈环路操作。例如，MEMS器件160可以包括一个或多个传感器，其产生提供关于反射镜位置的信息的同步信号。同步信号可以是扫描反射镜162的每水平扫描转变已知次数的水平同步信号，或可以是扫描反射镜162的每垂直扫描转变已知次数的垂直同步信号。反射镜驱动电路116可以接收同步信号并且作为对其的响应而调整节点193上的驱动信号。反射镜驱动电路116还可以将反射镜位置信息提供给视频处理组件102，并且视频处理组件102可以利用该信息来对提供给光源130的像素驱动值进行定时。从图1中省略这些反馈环路的细节。
可以以任何合适的方式来实现反射镜驱动电路116。例如，在一些实施例中，反射镜驱动电路116包括具有相位比较器、压控振荡器、倍频器和/或分频器等的锁相环电路。实现反射镜驱动电路116的方式不是对本发明的限制。
视频处理组件102包括像素缓冲器106和预判(look-ahead)电路104。操作中，像素缓冲器106存储将被用来在未来的某个时候驱动光源的像素驱动值。例如，在一些实施例中，像素缓冲器106存储像素的一个或多个视频帧。在这些实施例中，像素缓冲器106的内容表示将在未来视频帧中显示的像素。还例如，在一些实施例中，像素缓冲器106存储一个或多个视频行行的像素。在这些实施例中，像素缓冲器106的内容表示将在未来视频行中显示的像素。
在一些实施例中，可以利用一个或多个数字存储器设备来实现像素缓冲器106。例如，随机存取存储器设备可以被用来保持数据的一维数组或数据的二维数组。例如，寄存器阵列可以被用来实现像素缓冲器106。在一些实施例中，使用可以由多个设备同时访问的双端口存储器设备来实现像素缓冲器106。
预判电路104在像素缓冲器106内及时“预判(look ahead)”以确定最大未来像素驱动值(及相关联的最大激光二极管驱动电流值)。然后，在显示未来像素时，预判电路104确定提供给光源130的合适的电源电压。在一些实施例中，在显示未来像素时，预判电路104确定光源130的适当操作所需的最小电源电压。在这些实施例中，最小电源电压等于所需激光二极管结电压加上以支持任何驱动电路的操作。
预判电路104将电源电压值作为“编程值”来提供给节点105上的可编程电压源120。编程值可以是被用来命令可编程电压源的数字值，或可以是可编程电压源被设计来匹配的模拟电压值。
操作中，可编程电压源响应于在节点105上接收的编程值而产生电源电压VDD。如下文进一步所解释，响应于未来视频内容，本发明的各个实施例通过修改提供给激光源的电源电压来提供显著电力节省。
可编程电压源120可以以任何合适的方式来实现，而不背离本发明的范围。例如，可编程电压源120可以是非稳压开关电源。
图2示出根据本发明的各个实施例的、对固定电源电压和可编程电源电压进行比较的曲线图。曲线图200示出在利用不同电流来驱动激光二极管时，随时间产生的激光二极管结电压220。驱动电流对应于随时间的像素驱动值。电压余量(headroom)240是加在激光二极管结电压之上的、驱动电路的适当操作所需的电压值。
本发明的各个实施例对电源电压121进行编程以等于激光二极管结电压220和电压余量240的和而不是固定电源电压210。在使用可编程电源电压121而不是固定电源电压210对激光源供电时，由于光源两端的电压降的差达到了电力节省250。在下述示例中，对电力节省进行了量化。
图3A-3C示出根据本发明的各个实施例的激光光源及其简化示意图。光源300是可以被用于光源130(图1)的示例光源。参照图3A，光源300包括放大器320、驱动晶体管330、感测电阻(Rs)340、和激光二极管310。放大器320、驱动晶体管330、和感测电阻340构成模拟电流源。操作中，像素驱动电压被施加到放大器320的正输入，使得驱动晶体管传导等于像素驱动电压除以Rs的电流Id。
图3B以等效电阻Rx来替换驱动晶体管330，并且图3C将Rx和Rs与组合等效电阻Rxs组合。当利用电流Id来驱动激光二极管310时，导致激光二极管两端的电压Vd。Vxs表示VDD-Vd，其是必须落在Rxs两端的电压。就Vxs大于支持驱动晶体管330的适当操作所需而言，浪费了电力。本发明的各个实施例对VDD进行编程，使得其作为视频内容的函数而改变，以便节省电力。如图3所示的VDD对应于可编程电源电压121(图1、图2)。
图4示出了根据本发明的各个实施例的典型激光二极管I-V曲线。曲线400是理想红色激光二极管的特性曲线，尽管来自不同制造者的许多不同二极管将展现非常类似的特性。发出不同波长的颜色的激光二极管也将展现类似的特性，尽管电压和电流范围可能不同。处于论述目的而示例了样本曲线400，并且决不意指限制本发明的范围。
该分析的剩余部分假定曲线400表示激光二极管310(图3A)的特性。对于基本上线性的曲线，激光二极管结电压(Vd)能近似为：
Vd＝k*Id+VO (1)
其中，k是斜率以及Vo是y截距。在图4的示例中，这变为：
Vd＝Id/600+1.5 (2)
注意到激光二极管电压是驱动电流的函数而不是其他方式很重要。随时间推移，二极管两端的电压(Vd)随着驱动电流变化而改变。
图5示出根据本发明的各个实施例的电力节省的曲线图。在光源中消耗的功率能被表示为：
P＝Id*VDD＝Pd+Pxs＝Id*k*Id+Pxs (3)
其中，P是在激光驱动器上消耗的总功率；I是激光电流，Pxs是在等效电流控制电阻和采样电阻器上消耗的功率，其是能在模拟激光驱动器中节省电力的唯一地方，并且k是激光I-V曲线的斜率。
Pxs能被表示为：
Pxs＝Id(VDD-k*Id)＝Id(VDD-Vd) (4)
从等式(4)，能看出当光源电源电压紧密跟随激光二极管的正向压降时，在Rxs上消耗更少功率。因为激光电流Id随视频内容改变，并且Vd也如此，所以使VDD跟随视频内容的变化将减少模拟电流源激光驱动器上的运转(overhead)功率损失。
假定能使Pxs为0(出于示例目的作出的近似)，由变量VDD导致的电力节省量能被表示为：
Psaved＝(Vfix-Vd)*Id＝Id*Vfix-Id 2/600-1.5Id (5)
导致曲线500的样本计算假定最大激光电流被设计为600mA并且固定电压Vfix为2.6V。曲线500示出驱动电流和电力节省之间的抛物线关系，其中在极值处较少电力被节省。如果以平均电流200mA操作激光二极管，则200mA处的二极管压降(Vd)为1.8V。在固定光源电源电压2.6V的情况下，平均功率为360mW加上串联电阻上的总功耗。如果光源电源电压完全地跟随Vd改变，则能节省150mW，或者能达到150/360＝41％电力节省。如果光源电源电压未完全跟随Vd的改变并且假定75％的跟随因子，则电力节省为31％。
图6示出根据本发明的各个实施例的预判电路的细节。预判电路600是预判电路104(图1)的示例实施方式。预判电路600包括计数器610、取模运算器620、峰值检测器630、电流电压映射电路632、加法器640、和模数转换器650。
操作中，计数器610对像素缓冲器106中的各未来像素进行求和和寻址。作为响应，像素缓冲器106将未来像素值提供给峰值检测器630。像素缓冲器106可以将像素值保存为辉度值、亮度值、驱动电流值、或能最终映射到光源的电压值的任何其他类型的值。
峰值检测器630检测在由“窗口大小”指定的未来时间段上的峰值未来像素值。每次计数器值可被窗口大小整除时，取模运算器重置峰值检测器。这在图7中示出其中，对于由窗口大小指定的每个未来像素群组检测新峰值。
在一些实施例中，窗口大小对应于单个视频行。在这些实施例中，可编程电压源每视频行改变一次。在其他实施例中，窗口大小小于视频行。在这些实施例中，可编程电压源每行改变多次。在另外的实施例中，窗口大小等于视频帧。在这些实施例中，可编程电压源每视频帧改变一次。
峰值检测器630将峰值未来像素值提供给电流电压映射电路(I/V MAP)632。在一些实施例中，I/V MAP 632将未来像素值映射到激光二极管电压值。例如，再参照图4，在一些实施例中，I/V MAP 632将200mA映射到1.8V。在其他实施例中，I/V MAP 632将在像素缓冲器106中存储的辉度值或其他类型的值映射到电压值。
加法器640将电压余量值与由I/V MAP 632提供的电压值相加。这对应于将电压余量240(图2)与激光二极管结电压220(图2)相加以达到可编程电源电压121(图1、图2)。模数转换器650将来自加法器640的输出转换成模拟电压并且将其作为编程值105提供给可编程电源。
在一些实施例中，I/V MAP 632将像素缓冲器106的内容直接映射成编程值，并且省略加法器640。在其他实施例中，像素缓冲器106包括编程电源值以及未来像素值，并且峰值检测器630直接得出峰值编程值。在这些实施例中，可以省略I/V MAP 632和加法器640。
预判电路600可以以任何合适的方式实现。例如，在一些实施例中，可以在包括数字计数器、比较器、加法器等的专用集成电路(ASIC)中实现预判电路600。还例如，在一些实施例中，在包括数字电路和数模转换器650的混合信号ASIC中实现预判电路600。
图7示出图6的预判电路的操作。如图7所示，对于未来时间段找出峰值像素值。时间段的长度是如由窗口大小指定的变量。待在每个时间段中分组的像素的数目可以取决于许多因素，包括能多快地调制可编程电压以及***能承受多大的开关噪声。因为由模拟电流源控制和调节激光电流，所以存在于电源输出上的任何电压纹波不一定必需耦合到激光输出。因此，在一些实施例中，可以放宽电源电压纹波规格。例如，如果视频行被分组为一个窗口，则以约20kHz调制电源。如果以200kHz调制电源(因为放宽的电压纹波规格)，则在10个单独的时间段中对视频行分组。
图8示出根据本发明的各个实施例的、与行缓冲器通信的预判电路。在由图8所示的实施例中，像素缓冲器106包括帧缓冲器和行缓冲器。帧缓冲器810保持未来像素数据的一个或多个视频帧。行缓冲器820保持未来像素数据的一个或多个行。操作中，视频处理电路102(图1)处理传入视频并且利用未来帧的像素数据来填充帧缓冲器810，并且行缓冲器820被定期地加载来自帧缓冲器810的像素数据行。
在由图8表示的实施例中，预判电路104从行缓冲器820接收未来像素数据并且确定电源的编程值以在未来应用。在一些实施例中，编程值每视频行改变一次，并且在其他实施例中，编程值每视频行改变多次。
图9示出根据本发明的各个实施例的、包括处理器的预判电路。预判电路900是预判电路104(图1)的示例实施方式。预判电路900包括处理器910、存储器920、和模数转换器650。
处理器910可以是能够基于存储器920的状态来执行动作的任何类型的有限状态机。例如，处理器910可以包括数字电路，其包括乘法器、加法器、计数器、累加器、寄存器、多路复用器、解码器等。在一些实施例中，处理器910是专门为本文所述的先行操作设计的定制ASIC的一部分。在其他实施例中，处理器910是商用处理器，诸如微处理器、数字信号处理器、微控制器等。
存储器920是能够存储状态信息的电子设备。例如，存储器920可以包括由浮栅晶体管组成、由集成电路的金属层互连的存储元件阵列。存储元件中的每一个可以通过改变浮栅上的电荷量来存储状态信息。还例如，存储器920可以包括由使用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺制造的晶体管组成的静态随机存取存储器单元的阵列。在这些实施例中，可以使用许多不同的机制来存储状态信息，所述机制包括俘获在各个晶体管节点或电容元件上存储的电荷。
在操作中，处理器910感测存储器920内存储的状态信息，并且作为对其的响应而执行顺序动作。例如，处理器910可以从像素缓冲器106请求未来像素驱动值、检测峰值、并且确定激光光源电源电压的编程值。在一些实施例中，在像素缓冲器106中存储的每视频数据行，处理器910检测一个峰值，以及在其他实施例中，在像素缓冲器106中存储的每视频数据行，处理器910检测多于1个峰值。
图10示出根据本发明的各个实施例的、具有多个预判电路的扫描激光投影仪的一部分。由图10表示的实施例包括三个单独的激光光源：分别用于红、绿和蓝。还包括三个单独的可编程电压源：分别用于三个光源中的每一个。视频处理电路1002包括用于每个颜色的单独的预判电路。红色预判(RED L-A)电路着眼于用于红光源的未来像素数据，蓝色预判电路着眼于用于蓝光源的未来像素数据，并且绿色预判电路着眼于用于绿光源的未来像素数据。
预判电路中的每一个在1005处向可编程电压源提供编程值，并且然后在1021处，每个可编程电压源向光源提供不同电压。1021处的电压被定时以对应于在它们从其被导出的107处的像素驱动值。
图11示出根据本发明的各个实施例的方法的流程图。在一些实施例中，方法1100或其一部分由扫描激光投影仪执行，其实施例在先前的图中示出。在其他实施例中，由一系列电路或电子***执行方法1100。方法1100不受执行该方法的特定类型的装置限制。进一步地，在一些实施例中，图11中列出的某些动作可以从方法1100省略。
方法1100被示出为以框1110开始，其中在扫描激光投影仪未来将照射的多个像素中，确定激光二极管的最大电流驱动值。在一些实施例中，这对应于预判电路的操作，所述预判电路诸如预判电路104(图1)、预判电路600(图6)或预判电路900(图9)。电流驱动值存储在像素缓冲器，诸如像素缓冲器106(图1)中。
在一些实施例中，未来将照射的多个像素对应于一个视频行的像素，并且在其他实施例中，未来将照射的多个像素对应于少于一个视频行的像素。在另外的实施例中，未来将照射的多个像素对应于视频数据帧。可以由窗口大小来指定未来将照射的多个像素的数目，如图6和7所示。
在一些实施例中，激光二极管电流驱动值被直接存储在像素缓冲器中，并且预判电路从像素缓冲器读取电流驱动值。在其他实施例中，辉度值被存储在像素缓冲器中并且预判电路读取该辉度值，并且然后将它们映射到激光二极管电流驱动值。
在1120，确定电流驱动器利用在1110处得到的最大电流驱动值来驱动激光二极管所需的最小电源电压。在一些实施例中，这对应于将激光二极管电流映射到二极管电压加上电压余量值。这可以利用单个映射操作来实现，或者可以通过首先将激光二极管电流映射到二极管电压并且然后加上电压余量值来允许模拟电流驱动器的适当操作来实现。
在1130，对电源进行编程以提供在1120处得到的电源电压。对该电源电压的施加进行定时以与照射多个像素的时间段同时发生。这对应于预判电路将编程值提供给可编程电源，诸如可编程电压源120(图1)。
图12示出根据本发明的各个实施例的移动设备的框图。如图12所示，移动设备1200包括无线接口1210、处理器1220、存储器1230、和扫描投影仪100。扫描投影仪100在180处绘制光栅图像。扫描投影仪100是如上参照先前附图所述的扫描激光投影仪。例如，扫描投影仪100可以包括如上所述的预判电路和可编程电压源。
扫描投影仪100可以从任何图像源接收图像数据。例如，在一些实施例中，扫描投影仪100包括保持静态图像的存储器。在其他实施例中，扫描投影仪100包括包含视频图像的存储器。在另外的实施例中，扫描投影仪100显示从外部源——诸如连接器、无线接口1210、无线接口等——接收的图像。
无线接口1210可以包括任何无线传输和/或接收能力。例如，在一些实施例中，无线接口1210包括能够在无线网络上通信的网络接口卡(NIC)。同时例如，在一些实施例中，无线接口1210可以包括蜂窝电话能力。在另外的实施例中，无线接口1210可以包括全球定位***(GPS)接收机。本领域的技术人员将理解到无线接口1210可以包括任何类型的无线通信能力，而不背离本发明的范围。
处理器1220可以是能够与移动设备1200中的各个组件通信的任何类型的处理器。例如，处理器1220可以是可从专用集成电路(ASIC)厂家获得的嵌入式处理器，或可以是商用微处理器。在一些实施例中，处理器1220将图像或视频数据提供给扫描投影仪100。图像或视频数据可以从无线接口1210检索或可以从无线接口1210检索的数据导出。例如，通过处理器1220，扫描投影仪100可以显示直接从无线接口1210接收的图像或视频。同时例如，处理器1220可以提供添加到从无线接口1210接收的图像和/或视频的覆盖层，或可以基于从无线接口1210接收的数据来变更所存储的图像(例如，在无线接口1210提供位置坐标的GPS实施例中，修改地图显示)。
图13示出根据本发明的各个实施例的移动设备。移动设备1300可以是具有或不具有通信能力的手持投影设备。例如，在一些实施例中，移动设备1300可以是具有很少或无其他能力的手持投影仪。同时例如，在一些实施例中，移动设备1300可以是可用于通信的设备，包括例如，蜂窝电话、智能电话、平板计算机、全球定位***(GPS)接收机等。此外，移动设备1300可以经由无线(例如蜂窝)连接来连接到更大网络，或该设备能经由未管制频谱(例如WiFi)连接，接受数据消息或视频内容。
移动设备1300包括在180处利用光来创建图像的扫描投影仪100。移动设备1300还包括许多其他类型的电路；然而，为了清楚可有意将其从图13省略。
移动设备1300包括显示器1310、音频端口1302、控制按钮1304、卡槽1306、和音频/视频(A/V)端口1308。这些元件均不是必不可少的。例如，移动设备1300可以仅包括不具有显示器1310、音频端口1302、控制按钮1304、卡槽1306、或A/V端口1308中的任何一个的扫描投影仪100。一些实施例包括这些元件的子集。例如，附属投影仪产品可以包括扫描投影仪100、控制按钮1304和A/V端口1308。
显示器1310可以是任何类型的显示器。例如，在一些实施例中，显示器1310包括液晶显示器(LCD)屏。显示器1310可以是触敏显示器，使得其也可以被用作输入设备。显示器1310可以总是显示在180处投影的相同内容或不同内容。例如，附属投影仪产品可以总显示相同内容，而移动电话实施例可以在180处投影一个类型的内容，同时在显示器1310上显示不同内容。
A/V端口1308接受和/或传送视频和/或音频信号。例如，A/V端口1308可以是数字端口，诸如高清多媒体接口(HDMI)接口，接受适合于携载数字音频和视频数据的电缆。此外，A/V端口1308可以包括接受复合输入的RCA插口。此外，A/V端口1308可以包括接受模拟视频信号的VGA连接器。在一些实施例中，移动设备1300可以通过A/V端口1308来接驳(tether)到外部信号源，以及移动设备1300可以投影通过A/V端口1308接受的内容。在其他实施例中，移动设备1300可以是内容的发起者，并且A/V端口1308被用来将内容传送到不同设备。
音频端口1302提供音频信号。例如，在一些实施例中，移动设备1300是能存储和播放音频和视频的媒体播放器。在这些实施例中，视频可以在180处被投影并且音频可以在音频端口1302处被输出。在其他实施例中，移动设备1300可以是在A/V端口1308处接收音频和视频的附属投影仪。在这些实施例中，移动设备1300可以在180处投影视频内容，并且在音频端口1302处输出音频内容。
移动设备1300还包括卡槽1306。在一些实施例中，被***卡槽1306中的存储卡可以提供用于在音频端口1302处输出的音频和/或在180处被投影的视频数据的源。卡槽1306可以接收任何类型的固态存储器设备，包括例如多媒体存储卡(MMC)、记忆棒DUO、安全数字(SD)存储卡、以及智能媒体卡。前述列表意图为示例性而不是穷举。
控制按钮1304可以被用于任何目的。例如，在一些实施例中，控制按钮1304可以被用来导航显示器1310上的菜单***。
图14示出根据本发明的各个实施例的平视显示器***。示出安装在车辆仪表板中的投影仪100以在1400处投影平视显示。尽管在图14中示出汽车平视显示器，但这不是本发明的限制。例如，本发明的各个实施例包括航空电子应用、空中交通管制应用、和其他应用中的平视显示器。
图15示出根据本发明的各个实施例的眼镜。眼镜1500包括在眼镜的视野中投影显示的投影仪100。在一些实施例中，眼镜1500是透明(see-through)的，并且在其他实施例中，眼镜1500是不透明的。例如，眼镜1500可以被用在佩戴者能从覆盖在物理世界上的投影仪100看到显示的增强现实应用中。同时例如，眼镜1500可以被用在虚拟现实应用中，其中由投影仪100生成佩戴者的整个视野。尽管在图15中仅示出一个投影仪100，但本发明不限于此。例如，在一些实施例中，眼镜1500包括两个投影仪；分别用于每只眼睛。
图16示出根据本发明的各个实施例的游戏装置。游戏装置1600允许用户观察游戏环境并与其交互。在一些实施例中，基于游戏装置1600的运动、位置或定向来对游戏导航，该装置包括扫描激光投影仪100。其他控制接口，诸如手动操作的按钮、脚踏板、或口头命令也可以有助于在游戏环境中导航或与其交互。例如，在一些实施例中，扳机1642有助于用户处于第一人称视角视频游戏环境的错觉，通称为“第一人称射击游戏”。因为投影显示的大小和亮度能结合用户的运动来由游戏应用控制，所以游戏装置1600对于这些用户创建高度可信或“浸入式”的环境。
许多其他第一人称视角模拟也能由游戏装置1600创建，以用于这样的活动如：3D地震地质勘探、太空行走规划、丛林冠层(jungle canopy)探测、汽车安全指南、医学教育等的。触觉界面1644可以提供各种输出信号，诸如后坐力(recoil)、振动、晃动、隆隆声等。触觉界面1644还可以包括触敏输入特征，诸如触敏显示屏或需要触控笔的显示屏。附加触觉接口，例如运动敏感探针的输入和/或输出特征也被包括在本发明的各个实施例中。
游戏装置1600还可以包括音频输出设备，诸如集成音频扬声器、远程扬声器、或耳机。这些种类的音频输出设备可以利用导线或通过无线技术来连接到游戏装置1600。例如，无线耳机1646经由蓝牙连接，为用户提供声音效果，尽管能自由地替代任何种类的类似的无线技术。在一些实施例中，无线耳机1646可以包括麦克风1645或双耳麦克风1647，以允许多个用户、教员、或观察者通信。双耳麦克风1647通常包括每个耳机上的麦克风，以捕获由用户的头影(head shadow.)修改的声音。该特征可以被用于通过其他模拟参与者的双耳听觉和声音定位。
游戏装置1600可以包括测量距离、周围亮度、运动、位置、定位等的任何数目的传感器1610。例如，游戏装置1600可以利用数字罗盘来检测绝对航向，并且利用x-y-z陀螺仪或加速计来检测相对运动。在一些实施例中，游戏装置1600还包括检测设备的相对定向或其快速加速或减速的第二加速计或陀螺仪。在其他实施例中，当用户在地面空间中行进时，游戏装置1600可以包括全球定位卫星(GPS)传感器来检测绝对位置。
游戏装置1600可以包括电池1641和/或诊断灯1643。例如，电池1641可以是可充电电池，并且诊断灯1643能指示电池的当前充电量。在另一示例中，电池1641可以是可移动电池夹，并且游戏装置1600可以具有当用已充电的电池替换已放电的电池时，允许装置连续操作的附加电池、电子电容器或超级电容器。在其他实施例中，诊断灯1643能通知用户或服务技术人员被包括在该设备内或连接到该设备的电子组件的状态。例如，诊断灯1643可以指示接收到的无线信号的强度，或存储卡的存在与否。诊断灯1643还能由任何小屏——诸如有机发光二极管或液晶显示屏替换。这样的灯或屏幕能处在游戏装置1600的外部表面上，或在该装置的壳(shell)是半透明或透明的情况下处于该表面下方。
游戏装置1600的其他组件可从该设备去除、拆卸或分离。例如扫描激光投影仪可以从游戏壳体1649拆卸或分离。在一些实施例中，扫描激光投影仪的子组件可以从游戏壳体1649拆卸或分离并且仍然起作用。
尽管结合某些实施例描述了本发明，应理解到，正如本领域的技术人员容易理解的，在不背离本发明的范围的情况下，可以依靠修改和变形。应清楚地理解到仅通过示例进行了以上描述，并且不是对本发明的范围的限制。

Claims (15)

1.一种扫描激光投影仪，包括：
扫描反射镜，用于反射调制光束；
激光二极管，用于在被利用驱动电流驱动时产生所述调制光束；
电流驱动器，被耦合以利用所述驱动电流来驱动所述激光二极管；
可编程电源，被耦合以向所述电流驱动器提供可编程电压；以及
视频处理装置，用于接收视频数据并且用于驱动所述电流驱动器来照射像素，其中，所述视频处理装置包括像素缓冲器以存储用于未来将被照射的像素的未来驱动值，以及预判电路，用于响应于在所述像素缓冲器中存储的未来驱动值，而确定未来可编程电压。
2.如权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述预判电路每视频数据帧确定一个未来可编程电压。
3.如权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述预判电路每视频数据行确定一个未来可编程电压。
4.如权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述预判电路每视频数据线确定多个未来可编程电压。
5.如权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述可编程电压源包括开关电源。
6.如权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述预判电路包括峰值检测器以在所述像素缓冲器中的至少一部分中检测峰值未来驱动值。
7.一种方法，包括：
在未来将由扫描激光投影仪照射的多个像素中的，确定激光二极管的最大电流驱动值；
确定电流驱动器利用所述最大电流驱动值来驱动所述激光二极管所需的最小电源电压；以及
对电源进行编程以在所述多个像素被照射的时间段内向所述电流驱动器提供所述最小电源电压。
8.如权利要求7所述的方法，其中，未来将被照射的所述多个像素对应于一帧的像素。
9.如权利要求7所述的方法，其中，未来将被照射的所述多个像素对应于一行的像素。
10.如权利要求7所述的方法，其中，未来将被照射的多个像素对应于少于一行的像素。
11.如权利要求7所述的方法，其中，确定最小电源电压包括将电压余量值添加到当利用所述最大电流驱动值来驱动所述激光二极管时导致的激光二极管电压。
12.如权利要求7所述的方法，其中，确定最大电流驱动值包括找到在像素缓冲器中存储的最大电流驱动值。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述像素缓冲器存储一行的像素。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述像素缓冲器存储一帧的像素。
15.一种移动设备，包括：
视频源；以及
扫描激光投影仪，被耦合以从所述视频源接收视频数据，所述扫描激光投影仪包括向驱动激光二极管的电流驱动器提供变化电压的可编程电源，所述变化电压被设置为未来像素亮度值的函数。
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