CN117647888A - 图片生成单元中的多束激光束扫描仪 - Google Patents
图片生成单元中的多束激光束扫描仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117647888A CN117647888A CN202311059652.8A CN202311059652A CN117647888A CN 117647888 A CN117647888 A CN 117647888A CN 202311059652 A CN202311059652 A CN 202311059652A CN 117647888 A CN117647888 A CN 117647888A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fov
- scanning
- rgb light
- respective pixel
- beams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 25
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 101100175003 Oryza sativa subsp. japonica RGB1 gene Proteins 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 5
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 2
- 230000002207 retinal effect Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000012952 Resampling Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/01—Head-up displays
- G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
一种图片生成***包括多个红绿蓝(RGB)光发射器,其被配置为同步地生成相应的像素光束,并沿着相应的传输路径传输相应的像素光束以投射到整个视场(FOV)中。整个FOV被划分成多个FOV部分,该多个FOV部分分别与多个RGB光发射器中的不同RGB光发射器配对,使得多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器将光传输到由其相应FOV部分限定的相应区域中。图片生成***还包括布置在多个RGB光发射器的相应的传输路径中的每个相应的传输路径上的扫描***。扫描***包括扫描结构,该扫描结构使得扫描***能够同时将相应的像素光束导向到多个FOV部分中。
Description
技术领域
本申请设计扫描领域,更具体地,涉及图片生成单元中的多束激光束扫描仪。
背景技术
增强现实(AR)是一种通过用数字内容覆盖移动设备屏幕上的物理环境来增强物理环境的技术。它将数字元素添加到实时视图中。例如,所捕获的环境片段通过叠加在其上的数字信息来进行增强。因此,数字内容被覆盖到所捕获的环境片段上以在视觉上向用户提供附加信息。数字内容可以被显示在透明基板或显示器上,诸如智能眼镜、智能隐形眼镜、平视显示器(HUD)和头戴式显示器(HMD),或者被直接投射到用户的视网膜上,诸如虚拟视网膜显示就是这种情况。
虚拟现实(VR)是一种用计算机生成的虚拟环境完全取代用户的现实世界环境的技术。因此,向用户呈现完全数字化的环境。特别是,计算机生成的立体视觉效果完全围绕着用户。在VR模拟环境中,可以使用提供360度视场的VR耳机。
混合现实(MR)体验组合了AR和VR的元素,使得现实世界和数字对象交互。在这里,现实世界环境与虚拟环境混合在一起。
这些技术以及增强用户感官的其他技术可以被称为扩展现实(XR)技术。
发明内容
一个或多个实现方式提供了一种图片生成***,其包括:多个红绿蓝(RGB)光发射器,其被配置为同步地生成相应的像素光束,并沿着相应的传输路径传输相应的像素光束以投射到整个视场(FOV)中,其中整个FOV被划分成多个FOV部分,该多个FOV部分分别与多个RGB光发射器中的不同RGB光发射器配对,使得多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器将光传输到由多个FOV部分中的相应FOV部分限定的相应区域;以及布置在多个RGB光发射器的相应的传输路径中的每个相应的传输路径上的扫描***,该扫描***包括至少一个扫描结构,该至少一个扫描结构使得该扫描***能够同时将相应的像素光束导向到该多个FOV部分中,其中扫描***被配置为根据扫描图案将相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到多个FOV部分中的不同FOV部分中。
一个或多个实现方式提供了一种在整个视场(FOV)上生成图片的方法。该方法包括:由多个红绿蓝(RGB)光发射器沿着相应的传输路径同步地传输相应的像素光束以投射到整个FOV中,其中整个FOV被划分成多个FOV部分,该多个FOV部分分别与多个RGB光发射器中的不同RGB光发射器配对,使得多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器将光传输到由多个FOV部分中的相应FOV部分限定的相应区域中;并且由扫描***同时将相应的像素光束导向到多个FOV部分中,包括根据扫描图案将相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到多个FOV部分中的不同FOV部分中。
附图说明
本文参考附图描述实现方式。
图1A和图1B是根据一种或多种实现方式的2D扫描***的示意性框图。
图2示出了根据一种或多种实现方式的光生成单元。
图3示出了根据一种或多种实现方式的图像投射***。
图4A示出了根据一种或多种实现方式的图片生成单元。
图4B示出了根据一种或多种实现方式的图片生成单元。
图5图示了根据一种或多种实现方式的补偿***的示意性框图。
具体实施方式
在下面,将参照附图详细描述各种实现方式。应当注意,这些实现方式仅用于说明性目的并且不应被解释为限制。例如,虽然实现方式可以被描述为包括多个特征或元件,但是这不应被解释为指示所有这些特征或元件是实现实现方式所需要的。相反,在其他实现方式中,一些特征或元件可以被省略,或者可以被替换的特征或元件取代。另外,除了明确示出和描述的特征或元件之外,还可以提供另外的特征或元件,例如传感器设备的常规组件。
除非另外特别指出,否则来自不同实现方式的特征可以被组合以形成另外的实现方式。关于实现方式之一描述的变体或修改也可以适用于其他实现方式。在一些实例中,众所周知的结构和设备以框图形式被示出而不是详细地示出,以避免模糊实现方式。
除非另外指出,否则附图中所示或本文中所描述的元件之间的连接或耦合可以是基于有线的连接或者是无线连接。此外,这样的连接或耦合可以是没有附加介入元件的直接连接或耦合,或者是具有一个或多个附加介入元件的间接连接或耦合,只要本质上维持了连接或耦合的一般目的即可,例如传输某种类型的信号或传输某种信息。
在本公开中,包括序数词(诸如“第一”、“第二”等)的表述可以修饰各种元件。然而,这些元件不限于以上表述。例如,以上表述不限制元件的顺序和/或重要性。上述表述仅被用于将一个元件与其他元件区分开的目的。例如,第一框和第二框指示不同的框,但是两者都是框。又例如,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件也可以被称为第一元件,而不脱离本公开的范围。
利萨如(Lissajous)扫描是在显示应用、光扫描应用和光导向应用等中实现的一种扫描。例如,利萨如扫描可以被用于显示器、光检测和测距(LIDAR)以及汽车头灯中,其中光束由扫描***根据利萨如图案进行导向。利萨如扫描通常由两个谐振扫描轴线完成,每个谐振扫描轴线均以恒定扫描频率来驱动,其之间具有已定义的频率比/差,从而形成特定的利萨如图案和帧速率。为了正确地执行利萨如扫描,需要执行两个扫描轴线的同步。
利萨如扫描可以被用于扩展现实(XR)技术中。例如,增强现实(AR)是一种通过用数字内容覆盖移动设备屏幕上的物理环境来增强物理环境的技术。AR将数字元素添加到实时视图中。例如,所捕获的环境片段通过叠加在其上的数字信息来进行增强。因此,数字内容被覆盖到所捕获的环境片段上以在视觉上向用户提供附加信息。数字内容可以被显示在透明基板或显示器上,诸如智能眼镜、智能隐形眼镜、平视显示器(HUD)和头戴式显示器(HMD),或者直接被投射到用户的视网膜上,诸如虚拟视网膜显示就是这种情况。虚拟现实(VR)是一种用计算机生成的虚拟环境完全取代用户的现实世界环境的技术。因此,向用户呈现完全数字化的环境,其中计算机生成的立体视觉效果围绕着用户。在VR模拟环境中,可以使用提供360度视场的VR耳机。混合现实(MR)体验组合了AR和VR的元素,使得现实世界和数字对象能够交互。在这里,现实世界环境与虚拟环境混合在一起。这些技术以及其他增强用户感官的技术可以被称为XR技术。
存在支持AR、VR、MR和XR技术的多种设备。基于微机电***(MEMS)镜(mirror)的激光束扫描仪就是这些设备之一。由红绿蓝(RGB)光生成单元的红色激光二极管、绿色激光二极管和蓝色激光二极管产生的红绿蓝(RGB)激光束被该镜扫描,以在定义投射图像的整个视场(FOV)上投射图像。激光束扫描仪能够以相对较低的***成本提供小形状因数和低功耗。然而,RGB光生成单元的激光二极管的功率有限。结果,由RGB光生成单元生成的图像的亮度受到限制。然而,某些应用依赖于大于12000尼特的图像亮度,而使用在整个FOV上扫描的单个RGB激光束很难实现这一点。例如,产生大于12000尼特的图像亮度会导致每个激光二极管产生数百毫瓦的激光功率,这是当前激光二极管无法实现的。
本文描述的一些实现方式涉及被配置为根据扫描图案(诸如根据二维(2D)扫描图案(例如,利萨如扫描图案)来传输光束或脉冲的光发射器、光扫描仪和光扫描仪***。光束包括可见光、红外(IR)光或其他类型的照明信号。在一些应用中,传输的光可以在预期视场(FOV)或视场的一部分上进行扫描,预期视场也被称为照明场。
在一些应用中,发射的光可以被物体反向散射回到***,其中反向散射的光被传感器检测到。传感器可以将接收到的反向散射光转换成电信号,诸如电流信号或电压信号,该电信号可以由***进一步处理以生成对象数据和/或图像。
如本文所述,多个光生成单元与整个FOV一起使用,整个FOV被划分成多个FOV部分。每个光生成单元被指派给不同的FOV部分,并与基于MEMS的激光束扫描仪结合来负责在其FOV部分内进行扫描。总传输能量与光生成单元的数量成正比。结果,图像亮度也与光生成单元的数量成正比。因此,可以通过使用适当数量的RGB光生成单元来满足任何亮度要求。此外,由于每个光生成单元仅需要覆盖整个FOV的一小部分(即,仅仅整个投射图像的一小部分),因此可以实现更高的分辨率。此外,使用与基于MEMS的激光束扫描仪相同的机械倾斜角度可以实现更大的视场。因此,所公开的基于MEMS的激光束扫描仪能够以相对低的***成本提供小形状因数、低功耗和高亮度,同时还通过使用适当数量的RGB光生成单元来满足任何亮度要求。
图1A和图1B分别是根据一种或多种实现方式的2D扫描***100A和100B的示意性框图。具体地,2D扫描***100A包括两个一维(1D)MEMS镜12x和12y,它们被用于根据2D扫描图案(例如,利萨如扫描图案)导向或以其他方式偏转光束(例如,光脉冲)。对照而言,2D扫描***100B包括单个二维(2D)MEMS镜12xy,其被用于根据2D扫描图案导向或以其他方式偏转光束。
扫描,诸如振荡水平扫描(例如,从视场的左到右和从右到左)、振荡垂直扫描(例如,从视场的下到上和从上到下)或其组合(例如,利萨如扫描),可以以连续扫描方式照亮被称为“视场”的区域。光源每次激发激光束都会在视场中产生一条扫描线。通过在不同的扫描方向上发射连续的光束,可以将图像投射到视场中,就像XR技术的情况一样。换句话说,可以通过扫描操作来照亮视场。一般而言,整个视场是由驱动MEMS镜的MEMS镜的整个运动范围限定的整个扫描区域。因此,整个视场由左边缘、右边缘、底部边缘和顶部边缘来界定。整个视场也可以被称为图像被投射到其上的投射平面中的投射区域。
在图1A中所示的示例中,MEMS镜12x和12y是被集成在半导体芯片(未示出)上的机械移动镜(例如,MEMS微镜)。根据本文描述的一种或多种实现方式的MEMS镜被配置为经由围绕单个扫描轴线(例如,1D MEMS镜)或通常彼此正交的两个扫描轴线(例如,2D MEMS镜)的旋转来旋转或振荡。可以在两个预定的极值偏转角(例如,+/-5度、+/-15度等)之间执行MEMS镜关于扫描轴线的旋转。2D扫描仪被配置为控制光束在两个维度上的导向(例如,在水平x方向和垂直y方向上)。
在图1A中所示的示例中,两个1D MEMS镜12x和12y被用于在两个维度上导向光束。MEMS镜12x包括使得MEMS镜12x能够在x方向上导向光的第一扫描轴线13x,而MEMS镜12y包括使得MEMS镜12y能够在y方向上导向光的第二扫描轴线13y。沿着光束的传输路径顺序地布置两个MEMS镜12x和12y,使得MEMS镜中的一个(例如,MEMS镜12x)首先接收光束并在第一维度上导向光束,并且MEMS镜中的第二个(例如,MEMS镜12y)接收来自第一MEMS镜的光束并在第二维度上导向光束。结果,两个MEMS镜12x和12y一起操作以在两个维度上导向由红绿蓝(RGB)光生成单元10生成的光束。以这种方式,两个MEMS镜12x和12y可以将光束引导至视场中的期望2D坐标(例如,x-y坐标)处。多个光束可以由两个MEMS镜12x和12y导向至扫描图案的不同2D坐标处。因此,通过改变每个MEMS镜12x和12y关于其相应的扫描轴线的角度θ,在两个扫描方向上扫描视场。
在图1B中所示的示例中,单个2D MEMS镜12xy被用于在两个维度上导向光束。MEMS镜12xy包括使得MEMS镜12xy能够在x方向上导向光的第一扫描轴线13x、以及使得MEMS镜12xy能够在y方向上导向光的第二扫描轴线13y。以这种方式,单个MEMS镜可以在x方向和y方向上导向从RGB光生成单元10接收的光束。结果,MEMS镜12xy可以将光束导向至视场中的期望2D坐标(例如,x-y坐标)处。特定的2D坐标可以对应于图像像素。多个光束可以由MEMS镜12xy导向至扫描图案的不同2D坐标处。因此,通过改变MEMS镜12xy关于其相应的扫描轴线的偏转角度θ,在两个扫描方向上扫描视场。
每个MEMS镜12x、12y、12xy可以是谐振器(例如,谐振MEMS镜),其被配置为以谐振频率围绕其各自扫描轴线“左右”(side-to-side)振荡,使得从MEMS镜12x、12y、12xy镜反射的光在相应的扫描轴线的扫描方向上来回振荡。不同的谐振频率可以被用于每个扫描轴线13x和13y以限定扫描图案。每个MEMS镜12x、12y、12xy也可以是非谐振镜,具体取决于应用。
对于每个扫描轴线,MEMS镜12x、12y、12xy包括被用于围绕其相应的扫描轴线驱动MEMS镜12x、12y、12xy的致动器结构。致动器结构可以包括由叉指型(interdigitated)镜梳和框架梳制成的叉指型指电极,MEMS驱动器25x或25y向其施加驱动电压(例如,致动信号或驱动信号)。在交错的镜梳和框架梳之间施加电势差在镜梳和框架梳之间产生驱动力,这在镜体上产生围绕预期扫描轴线的扭矩。驱动电压可以在两个电压之间切换,从而导致振荡驱动力。振荡驱动力引起MEMS镜12x、12y、12xy关于其扫描轴线在两个极值之间来回振荡。取决于配置,可以通过调整驱动电压关断时间、驱动电压的电压电平或占空比来调节或调整该致动。
在其他示例中,MEMS镜12x、12y和12xy可以使用其他致动方法来围绕其相应的扫描轴线驱动该镜。例如,这些其他致动方法可以包括电磁致动和/或压电致动器。在电磁致动中,MEMS镜12x、12y或12xy可以“浸没”在磁场中,并且通过导电路径的交变电流可以产生围绕扫描轴线的振荡扭矩。压电致动器可以被集成在片弹簧中或者片弹簧可以由压电材料制成,以响应于电信号来产生交替的束弯曲力并生成振荡扭矩。
2D扫描***100A和100B均包括多个红绿蓝(RGB)光生成单元(例如,RGB光发射器),尽管为了简单起见,在图1A和图1B的示例中仅示出了单个RGB光生成单元10。RGB光生成单元10包括用于生成红色光束的红色激光二极管或发光二极管、用于生成绿色光束的绿色激光二极管或发光二极管、用于生成蓝色光束的蓝色激光二极管或发光二极管、以及将三种颜色光束组合成单个RGB光束以从RGB光生成单元10输出的光学元件。因此,每个RGB光生成单元10沿着相应的传输路径朝向(多个)MEMS镜12x、12y或12xy输出相应的RGB光束。每个相应的RGB光束可以被生成为光脉冲,并且每个RGB光生成单元10可以根据从***控制器23接收到的触发信号顺序地发射多个RGB光束。
值得注意的是,虽然可以触发特定RGB光生成单元10的R、G、B光源中的一个、两个或全部三个来用于光传输,但是输出光束仍然被称为RGB光束。替代地,“RGB光束”可以被称为“像素光束”,其包括取决于要被投射到FOV上的期望像素颜色的一种或多种颜色的光。因此,术语“RGB光束”和“像素光束”可以互换使用。
如下面将更详细地描述的,每个RGB光生成单元10被配置为仅扫描整个FOV的指派部分。换句话说,整个FOV被划分成多个FOV部分(例如,子场),并且每个RGB光生成单元10分别被指派给其中一个FOV部分。例如,如果整个FOV被划分成N个FOV部分或子场,其中N>1,则每个RGB光生成单元10仅扫描整个FOV的1/N。
在一些实现方式中,FOV部分可以与另一个相邻FOV部分部分地重叠。在一些实现方式中,所有FOV部分可以彼此互斥。在一些实现方式中,相邻FOV部分可以共享公共边界。在一些实现方式中,相邻FOV部分的边界可以被间隙分开。因此,特定RGB光生成单元10负责将光扫描或投射到其指派的FOV部分中,并且其传输的光束不偏离到其指派的FOV部分之外。多个RGB光生成单元10相对于(多个)MEMS镜12x、12y或12xy以唯一角度和/或位置来进行布置,使得其RGB光束被反射到其指派的FOV部分中。总的传输能量与RGB光生成单元10的数量成正比。结果,图像亮度也与RGB光生成单元10的数量成正比。因此,可以通过使用适当数量的RGB光生成单元10来满足任何亮度要求。此外,由于每个RGB光生成单元10仅需要覆盖投射图像的一部分,因此可以实现更高分辨率。另外,使用(多个)MEMS镜12x、12y或12xy的相同机械倾斜角度可以实现更大的视场。
***控制器23被配置为控制扫描***100A和100B的组件。在某些应用中,***控制器23还可以被配置为接收关于2D扫描图案的编程信息并基于编程信息来控制顺序传输的RGB光束的时序。因此,***控制器23包括被配置为生成控制信号的处理器和/或控制器。
如上面所指出,***控制器23被配置为生成用于触发每个RGB光生成单元10来生成RGB光束的触发信号。如将进一步详细描述的,每个RGB光生成单元10与(多个)其他RGB光生成单元10一起被同步地(例如,同时)触发以生成相应的RGB光束。因此,多个RGB光束由多个RGB光生成单元10同时生成,并被朝向MEMS镜12x和12y或MEMS镜12xy引导。因此,***控制器23经由触发信号来控制从每个RGB光生成单元10激发光束的定时。
***控制器23还被配置为针对其每个扫描轴线来设置MEMS镜12x、12y或12xy的驱动频率,并且能够使围绕两个扫描轴线13x和13y的振荡同步。具体地,***控制器23被配置为通过控制驱动信号来控制MEMS镜12x、12y或12xy围绕每个扫描轴线的致动。***控制器23可以控制驱动信号的频率、相位、占空比、高电压(HV)电平和/或低电压(LV)电平以控制致动。对MEMS镜12x、12y或12xy围绕特定扫描轴线的致动控制其围绕该特定扫描轴线的运动范围和扫描速率。
2D扫描***100A和100B均包括用于围绕第一扫描轴线13x驱动MEMS镜(例如,MEMS镜12x或12xy)的MEMS驱动器25x、以及用于围绕第二扫描轴线13y驱动MEMS镜(例如,MEMS镜12y或12xy)的MEMS驱动器25y。每个MEMS驱动器25x、25y致动并感测MEMS镜12x、12y或12xy围绕其相应扫描轴线的旋转位置,并将MEMS镜12x、12y或12xy的位置信息(例如,倾斜角或围绕扫描轴线的旋转度数)提供给***控制器23。基于该位置信息,每个RGB光生成单元10的光源可以由***控制器23触发。因此,MEMS镜的位置感测的更高准确度导致对2D扫描***100A和100B的其他组件的更准确和精确的控制。
如上面所指出,驱动电压(例如,致动信号或驱动信号)由MEMS驱动器25x或25y施加到对应于其相应扫描轴线的MEMS镜的致动器结构,以驱动围绕该扫描轴线的MEMS镜的振荡。驱动电压可以在HV电平和LV电平之间切换或交换,从而产生振荡驱动力。当驱动电压关闭时,驱动电压的LV电平为零,但也可以是非零值。当驱动电压在HV电平和LV电平之间切换并且LV电平被设置为零时,可以说驱动电压切换为开启和关闭(HV开/关)。振荡驱动力使该镜关于其扫描轴线在两个极值之间来回振荡。驱动电压可以是恒定驱动电压,这意味着驱动电压在被致动(例如,切换为开启)时是相同的电压,或者驱动电压的HV和LV电平之一或两者可以是可调整的。然而,应当理解,驱动电压在HV和LV电平之间切换以便产生镜像振荡。取决于配置,可以通过调整驱动电压关闭时间、驱动电压的电压电平或占空比来调节或调整该致动。如上面所指出,驱动电压的频率和相位也可以被调节和调整。
因此,光传输技术包括将光束从一个或两个MEMS镜传输到视场中,MEMS镜使用两个扫描轴线根据2D扫描图案进行传输。MEMS镜可以围绕每个扫描轴线连续地谐振振荡,使得光束被投射到视场中,当2D扫描***改变传输方向时,光束在视场上移动。
为了使利萨如图案以帧率频率[Hz]周期性地再现自身,两个谐振扫描轴线各自以在其之间具有限定的频率比或限定的频率差的目标扫描频率f1、f2来驱动,这形成了以帧速率可重复的利萨如图案(帧)。每当利萨如图案重新开始时,新的帧开始,这在围绕扫描轴线13x的镜相位和围绕扫描轴线13y的镜相位之间的相位差为零时发生。***控制器23使围绕两个谐振扫描轴线的振荡同步,以确保基于从MEMS驱动器25x和25y接收的位置信息来维持该定义的频率比或定义的频率差。
如上面所指出,图1A和图1B仅作为具有单个RGB光生成单元10的示例而被提供。实际上,使用将RGB光束传输到MEMS镜12x、12y或12xy处的两个或更多RGB光生成单元10。另外,可以想到的是,可以使用能够生成像素光束的其他类型的光生成单元。此外,图1A或图1B中所示的两个或更多设备可以被实现在单个设备内,或者图1A或图1B中所示的单个设备可以被实现为多个分布式设备。另外,2D扫描***100A和/或100B的设备中的一个或多个设备可以执行被描述为由2D扫描***100A和/或100B的设备中的另外一个或多个设备执行的一项或多项功能。
图2示出了根据一种或多种实现方式的光生成单元10。光生成单元10是包括RGB光源11的RGB光生成单元。RGB光源11包括用于生成红色光束的红色光源R、用于生成绿色光束的绿色光源G、用于生成蓝色光束的蓝色光源B、以及将三种彩色光束组合成单个RGB光束以从RGB光生成单元10输出的光学元件12R、12G和12B。在两个或更多红色、绿色和蓝色光源被激活以生成RGB光束的情况下,被激活的光源同时被***控制器23触发,并且RGB光束被朝向MEMS镜12x和12y或朝向MEMS镜12xy引导,如图1A和图1B中所示。
光学元件12R、12G和12B可以是将相应彩色光束耦合到组合传输路径中的光学分束器或光学镜。光学元件12R、12G和12B可以对于其相应的彩色光束具有高反射率。其他彩色光束可以穿过对于那些颜色(例如,那些波长区域)具有高透射率的一个或多个光学元件12R、12G和12B。例如,光学元件12R、12G或12B的前侧可以反射其相应的彩色光束,并且光学元件12R、12G或12B的后侧可以允许其他彩色光束从中穿过。图1A的MEMS镜12x和12y或图1B的MEMS镜12xy被配置为接收RGB光束,并使用两个扫描轴线将RGB光束导向到2D投射平面中以创建RGB图像。
如上面所指出,图2仅作为示例而被提供。其他示例是可能的并且可以与关于图2所描述的不同。例如,在一些实现方式中,可以使用光学元件的不同布置来将彩色光束组合成RGB光束。另外,可以想到的是,可以使用能够生成像素光束的其他类型的光生成单元。
图3示出了根据一种或多种实现方式的图像投射***300。图像投射***300被配置为将图像投射到总视场FOVtotal中,以在总视场FOVtotal的投射平面中生成图片。换句话说,图像投射***300在扫描操作期间用RGB光束照射总视场FOVtotal。
总视场FOVtotal被划分成N个FOV部分,其中N大于1。在图3的示例中,总视场FOVtotal被划分成三个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3,它们被水平地布置在总视场FOVtotal上。在一些实现方式中,FOV部分FOV1、FOV2和FOV3可以被垂直地布置在整个视场FOVtotal上。在一些实现方式中,FOV部分FOV1、FOV2和FOV3可以相对于彼此被对角地布置。在一些实现方式中,FOV部分FOV1、FOV2和FOV3可以被布置成方格图案。在图3的示例中,相邻FOV部分重叠以提供FOV部分之间的无缝过渡。然而,在一些实现方式中,相邻FOV部分可以共享公共边界(例如,左和右相应的边缘是共线的)。在一些实现方式中,相邻FOV部分可以被间隙分开。相邻FOV部分之间具有重叠或共享的公共边界可以在整个总视场FOVtotal上提供更加均匀的图像。相邻FOV部分之间没有重叠或共享的公共边界可以使得投射图像能够被延伸到更宽的区域,或者可以允许显示分开且不同的图像。
图像投射***300包括2D MEMS镜扫描***310,其包括如图1A中所示的两个1DMEMS镜12x和12y,或者如图1B中所示的一个2D MEMS镜12xy。在该示例中,出于说明性目的而提供MEMS镜12xy。
图像投射***300还包括N个RGB光生成单元,包括第一RGB光生成单元10-1、第二RGB光生成单元10-2和第三RGB光生成单元10-3。每个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3可以具有关于图2描述的类似的结构。每个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3与FOV部分FOV1、FOV2和FOV3之一配对,并被配置为经由2D MEMS镜扫描***310将相应的RGB光束传输到其指派的FOV部分中。因此,RGB光生成单元10-1被配置为将第一RGB光束RGB1传输到第一FOV部分FOV1中,RGB光生成单元10-2被配置为将第二RGB光束RGB2传输到第二FOV部分FOV2中,并且RGB光生成单元10-3被配置为将第三RGB光束RGB3传输到第三FOV部分FOV3中。
RGB光生成单元10-1、10-2和10-3由***控制器23同时触发,以同时并行地传输其相应的RGB光束RGBl、RGB2和RGB3。每个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3相对于2D MEMS镜扫描***310以唯一角度和/或位置来进行布置,使得由特定RGB光生成单元10-1、10-2或10-3生成的RGB光束被反射到该特定RGB光生成单元10-1、10-2或10-3的指派的FOV部分中。由于RGB光束RGB1、RGB2和RGB3是同时生成的,并且因此被同时引导到2D MEMS镜扫描***310处,因此2D MEMS镜扫描***310将RGB光束RGB1、RGB2和RGB3同时导向到它们相应的FOV部分FOV1、FOV2和FOV3中。因此,2D MEMS镜扫描***310包括至少一个扫描结构,该至少一个扫描结构使得2D MEMS镜扫描***310能够将RGB光束RGB1、RGB2和RGB3同时导向到多个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3中。2D MEMS镜扫描***310根据相同的扫描图案将RGB光束RGB1、RGB2和RGB3引导到相应FOV部分FOV1、FOV2和FOV3中。
在扫描操作期间,每个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3生成一系列RGB光束,其中RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的传输顺序是同步的。因此,RGB光生成单元10-1、10-2和10-3在每个传输时刻同时传输,使得RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的传输时间是同步的。
例如,由RGB光生成单元10-1生成的第一RGB光束序列可以根据利萨如扫描图案被传输到FOV部分FOV1中。由RGB光生成单元10-2生成的第二RGB光束序列可以根据相同的利萨如扫描图案被传输到FOV部分FOV2中。由RGB光生成单元10-3生成的第三RGB光束序列可以根据相同的利萨如扫描图案被传输到FOV部分FOV3中。第一、第二和第三RGB光束序列的传输时序可以由***控制器23同步,使得FOV部分FOV1、FOV2和FOV3内的相同2D坐标被同时瞄准。以这种方式,FOV部分FOV1、FOV2、FOV3的扫描完全同步。
当2D MEMS镜扫描***310改变其传输方向时,不同的2D坐标被瞄准。每个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3内的目标2D坐标被同步,使得相应的RGB光束RGB1、RGB2和RGB3在相同时刻被传输到各自不同FOV部分FOV1、FOV2和FOV3内的相同2D坐标处。例如,如果根据RGB光生成单元10-1的传输时间和2D MEMS镜扫描***310的位置,第一FOV部分FOV1的左上角被RGB光束RGB1瞄准,则第二FOV部分FOV2和第三FOV部分FOV3的左上角类似地分别被RGB光束RGB2和RGB3瞄准。如果根据RGB光生成单元10-1的传输时间和2D MEMS镜扫描***310的位置,第一FOV部分FOV1的中心被RGB光束RGB1瞄准,则第二FOV部分FOV2和第三FOV部分FOV3的中心类似地分别被RGB光束RGB2和RGB3瞄准。
因此,每个RGB光束RGB1、RGB2和RGB3由2D MEMS镜扫描***310扫描以将图像投射到其相应FOV部分中。投射图像形成占据整个视场FOVtotal的图片。因此,每个光束仅扫描总视场FOVtotal的1/N,但是相应的光束序列对多个FOV部分的同步扫描会导致整体图像亮度更高。
如上面所指出,图3仅作为示例而被提供。其他示例是可能的并且可以与关于图3所描述的不同。例如,在一些实现方式中,FOV部分FOV1、FOV2和FOV3的空间布置可以不同。在一些实现方式中,RGB光生成单元和相应FOV部分的数量可以不同。在一些实现方式中,2DMEMS镜扫描***310的布置可以不同。
图4A示出了根据一种或多种实现方式的图片生成单元400A。如上所述,图片生成单元400A包括MEMS驱动器25x和25y、MEMS镜12xy、多RGB光生成单元10-1、10-2和10-3以及***控制器23。图片生成单元400还包括用于每个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的激光驱动器IC。在这里,因为提供了三个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3,所以提供三个激光驱动器IC 401、402和403。每个激光驱动器IC 401、402和403被配置为根据从***控制器23接收到的控制信息和/或触发信号来驱动三个RGB光生成单元10-1、10-2和10-3之一。
***控制器23包括显示控制器404,其从视频源接收视频输入(例如,视频数据),并基于视频输入来生成用于控制激光驱动器IC 401、402和403的控制信息。在一些实现方式中,可以以其中每个视频帧都是静止图像的视频帧序列或视频流的形式来接收视频输入。显示控制器404可以将视频输入划分为与相应FOV部分FOV1、FOV2和FOV3相对应的不同视频片段。换言之,视频输入可以被划分成N个视频片段,每个FOV部分FOV1、FOV2或FOV3一个视频片段。例如,显示控制器404可以将视频帧或静止图像划分为N个片段,每个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3一个片段。视频片段的对应图像被扫描到相应FOV部分FOV1、FOV2或FOV3上。当N个图像被同时投射到整个FOV FOVtotal上时,生成整个图片。
激光驱动器IC 401、402和403接收控制信息并相应地控制它们相应的RGB光生成单元10-1、10-2和10-3。例如,激光驱动器IC 401、402和403可以控制它们相应的RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的一种或多种属性,以用于执行RGB光束传输。例如,一个或多个属性可以包括RGB光束的RGB值(例如,像素颜色)或RGB光生成单元10-1、10-2或10-3内的各个光源的亮度值。这包括控制RGB光生成单元10-1、10-2或10-3内的哪些光源被触发以生成图像像素。例如,可以取决于要在相应FOV部分FOV1、FOV2或FOV3上在相应2D坐标处生成的RGB值(例如,像素颜色)来触发一个、两个或全部三个R、G、B光源。虽然可以仅触发特定RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的R、G、B光源中的一个或二个来进行光束传输,但是输出光束仍被称为RGB光束。如上面所指出,RGB光束可以替代地被称为像素光束。因此,RGB光生成单元10-1、10-2和10-3可以取决于所划分的视频输入和所传输的像素颜色在相同的传输定时期间生成相同或不同的颜色。
如上面所指出,图4A仅作为示例而被提供。其他示例是可能的并且可以与关于图4A所描述的不同。例如,图4A中所示的两个或更多设备可以被实现在单个设备内,或者图4A中所示的单个设备可以被实现为多个设备。另外,图片生成单元400A的设备中的一个或多个可以执行被描述为由图片生成单元400A的设备中的另外一个或多个执行的一个或多个功能。
图4B示出了根据一种或多种实现方式的图片生成单元400B。图片生成单元400B与图4A中所示的图片生成单元400A类似,除了提供了多个显示控制器405、406和407而不是单个显示控制器404之外。每个显示控制器405、406和407被配置为根据视频输入来控制激光驱动器IC 401、402和403之一。每个显示控制器405、406和407可以从视频输入中选择相应的视频片段以用于进一步处理,包括确定用于相应光传输的相关RGB值(例如,像素颜色)。每个显示控制器405、406和407生成控制信息以发送到相应的激光驱动器IC 401、402或403以用于在相应的光束传输中使用。
如上面所指出,图4B仅作为示例而被提供。其他示例是可能的并且可以与关于图4B所描述的不同。例如,图4B中所示的两个或更多设备可以被实现在单个设备内,或者图4B中所示的单个设备可以被实现为多个设备。另外,图片生成单元400B的设备中的一个或多个可以执行被描述为由图片生成单元400B的设备中的另外一个或多个执行的一个或多个功能。
在一些情形中,在上述多FOV设置中可能会出现一个或多个问题。例如,上述多FOV设置可能会导致每个FOV部分内的几何失真和亮度分布不均匀,当图像交叉在不同FOV部分上(重叠区域)显示时可能会出现视觉伪影,并且激光界面需要比要被显示的实际视频流高得多的采样率。所需的更高采样率可能会对显示控制器的设计尺寸、存储器带宽和功耗产生影响。
以下解决方案可以解决这些一个或多个问题。一些实现方式可以将逆失真和亮度分布应用于要被显示的图像的RGB值。一些实现方式可以通过过扫描对不同的FOV部分进行重新采样(例如,在过扫描区域中以零亮度驱动RGB光生成单元)。一些实现方式可以在利萨如重新采样之前以低于视频流的采样率对图像帧应用逆失真和亮度校正。
图5图示了根据一种或多种实现方式的补偿***500的框图。补偿***500可以被实现在***控制器23中,并且更具体地,被实现在一个或多个显示控制器404-407中。补偿***500包括至少部分地以硬件实现的亮度校正单元501。例如,亮度校正单元501可以被实现在显示控制器404的处理器中。利萨如扫描的一个缺点是MEMS镜12x、12y和12xy在振荡的中心移动最快并且在振荡的边缘移动最慢。例如,MEMS镜12x、12y和12xy在其振荡边缘处减慢以改变扫描方向。当传输的RGB光束的输出功率保持恒定时,这导致在FOV部分FOV1、FOV2或FOV3的边缘处的亮度密度较高,而在中心处的亮度密度较低。因此,为了在整个FOV部分FOV1、FOV2或FOV3上以及因此在整个FOV上保持相同的亮度密度,亮度校正单元501被配置为降低在每个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3的边缘处的传输功率电平,并增加每个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3的中心处的传输功率电平。换句话说,通过采用功率调制,亮度校正单元501在RGB光生成单元10-1、10-2和10-3在它们的相应FOV部分FOV1、FOV2和FOV3的边缘区域处传输时降低RGB光生成单元10-1、10-2和10-3中的每个的功率输出,并且在RGB光生成单元10-1、10-2和10-3在它们的相应FOV部分FOV1、FOV2和FOV3的中心区域处传输时增加RGB光生成单元10-1、10-2和10-3中的每个的功率输出。
这可以被称为“逆亮度校正”。例如,当所传输的RGB光束的输出功率保持恒定时,如果在最外边缘处的亮度强度是在中心的亮度强度的两倍,则当实施逆亮度校正时,与中心相比,传输功率电平应在边缘处被调整为一半。
由于RGB光生成单元10-1、10-2和10-3同时在它们的相应FOV部分FOV1、FOV2和FOV3内在相同2D坐标处传输,因此RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的传输功率电平可以被同步和匹配。因此,亮度校正单元501可以同步地适配RGB光生成单元10-1、10-2和10-3的传输功率电平,以在每个传输时间(例如,在每个相应2D坐标处)具有相同的传输功率电平,并且在2D MEMS镜扫描***310改变其扫描位置以瞄准不同的2D坐标时改变传输功率电平。
亮度校正单元501被配置为接收视频输入并接收要在扫描图案的对应2D坐标处应用的亮度因子。亮度校正单元501将这些亮度因子应用于视频输入以生成补偿后的视频输入。
补偿***500包括至少部分地以硬件实现的失真校正单元502。例如,失真校正单元502可以在一个或多个显示控制器404-407的处理器中被实现。2D MEMS镜扫描***可能会引入一些几何失真,例如有些弯曲的矩形。实际失真可以由相机***记录,然后可以根据所确定的失真来计算逆失真校正矩阵。例如,FOV部分FOV1、FOV2或FOV3的左下角实际上朝向FOV部分FOV1、FOV2或FOV3的底部“弯曲”了几个像素远。因此,“逆失真校正”将导致对当前位置上方的几个像素进行采样以校正失真。失真校正单元502被配置为基于逆失真校正矩阵来接收校正后的采样坐标,并将校正后的采样坐标应用于视频输入以生成补偿后的视频输入。
过扫描也可以被用于适配采样坐标。由于在恒定激光功率的情况下,在最外边缘处的实际密度远高于在中心的密度,因此不使用RGB光束可能覆盖的整个范围。而是,可以使用整个范围内的较小扫描区域。RGB光束可以被扫描结构导向到具有A×B度的区域的FOV部分中,其中A和B是整数。补偿***500可以将该区域减小几个百分点,以使每个FOV部分的边界“未被使用”。“未被使用”是指在那些未被使用的区域中关闭RGB光生成单元10-1、10-2和10-3,这等于将激光功率设置为零或亮度为零。例如,可以去除这些边界区域中的采样坐标,使得在FOV部分FOV1、FOV2和FOV3的边界区域中不触发RGB光束。
将亮度因子和逆失真校正应用于视频输入的视频帧或静止图像,并将补偿后的图像存储在补偿***500的存储器503中(例如,在显示控制器404的存储器设备中)。然后,补偿***500根据多个FOV部分FOV1、FOV2和FOV3将补偿后的图像划分为多个图像片段,并将每个FOV部分映射到其中一个图像片段以进行显示。因此,在激光驱动器IC 401、402和403进行利萨如采样之前(例如,在将整个图像划分成其多个FOV部分之前)完成校正。该处理的优点是不需要对每个划分的图像片段单独地执行逆亮度校正和逆失真校正。而是,在将整个图像划分为图像片段之前,对整个图像分别执行一次逆亮度校正和逆失真校正。划分后的图像片段具有在划分后的图像片段从完整图像进行划分时考虑的逆亮度校正和逆失真校正。由于校正只执行一次而不是多次执行这个事实,因此这节省了***资源,包括处理资源和存储器资源。这允许将处理带宽分配给其他功能。因此,利用应用于补偿后的图像的亮度因子和逆失真校正来扫描每个FOV部分。
如上面所指出,图5仅作为示例而被提供。其他示例是可能的并且可以与关于图5所描述的不同。例如,图5中所示的两个或更多设备可以在单个设备内实现,或者图5中所示的单个设备可以作为多个设备实现。另外,补偿***500的设备中的一个或多个可以执行被描述为由补偿***500的设备中的另外一个或多个执行的一个或多个功能。
前述公开提供了说明和描述,但是并非旨在穷举或将实现方式限制为所公开的精确形式。根据上述公开,修改和变化是可能的,或者可以从实现方式的实践中获得。
例如,虽然本文描述的实现方式涉及具有镜的MEMS设备,但是应当理解,其他实现方式可以包括除了MEMS镜设备或其他MEMS振荡结构之外的光学设备。另外,虽然已经在装置的上下文中描述了一些方面,但是显然这些方面也表示了对应方法的描述,其中块或设备对应于方法步骤或方法步骤的特征。类似地,在方法步骤的上下文中描述的各方面也表示对对应装置的对应块或项目或特征的描述。方法步骤中的一些或所有方法步骤可以通过(或使用)硬件装置来执行,如微处理器、可编程计算机或电子电路。
很显然,本文描述的***和/或方法可以以不同形式的硬件、固件或硬件和软件的组合来实现。用于实现这些***和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码不限制这些实现方式。因此,本文描述了***和/或方法的操作和行为,而不参考特定软件代码——应当理解,软件和硬件可以被设计成基于本文的描述来实现***和/或方法。
此外,应当理解,在说明书或权利要求中公开的多个动作或功能的公开不能被解释为在特定顺序内。因此,多个动作或功能的公开不会将其限制为特定顺序,除非这些动作或功能由于技术原因不可互换。此外,在一些实现方式中,单个动作可以包括或者可以被分成多个子动作。除非明确排除,否则此类子动作可以被包括在该单个动作的公开内并且成为该单个动作的公开的一部分。
指令可以由一个或多个处理器执行,诸如一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPLA)或其他等效的集成或分立逻辑电路。因此,本文中所使用的术语“处理器”或“处理电路”是指任何前述结构或适合于实现本文所描述的技术的任何其他结构。另外,在一些方面,本文描述的功能性可以被提供在专用硬件和/或软件模块内。此外,这些技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中被实现。
因此,本公开中描述的技术可以至少部分地以硬件、在硬件上执行的软件、固件或其任何组合来实现。例如,所描述的技术的各个方面可以被实现在一个或多个处理器内,包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、或任何其他等效的集成或分立逻辑电路、以及此类组件的任何组合。
包括硬件的控制器也可以执行本公开中描述的技术中的一个或多个。这样的硬件、软件和固件可以被实现在同一设备内或在单独的设备内以支持本公开中描述的各种技术。软件可以被存储在非暂时性计算机可读介质上,使得非暂时性计算机可读介质包括存储在其上的程序代码或程序算法,当该程序代码或程序算法被执行时使控制器经由计算机程序执行方法的步骤。
尽管在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合,但是这些组合并不旨在限制可能的实现方式的公开。事实上,这些特征中的许多特征可以以权利要求中未具体叙述和/或说明书中未公开的方式进行组合。尽管下面列出的各个从属权利要求可能直接从属于仅一个权利要求,但是可能的实现方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。
本文中使用的任何元件、动作或指令不应被解释为关键或必要的,除非明确地如此描述。此外,如本文中所使用的,冠词“一”(a)和“一个”(an)旨在包括一个或多个项目,并且可以与“一个或多个”互换使用。此外,如本文中所使用的,术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如,相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等),并且可以与“一个或多个”互换使用。如果仅意指一个项目,则使用术语“一个”(one)或类似语言。此外,如本文中所使用的,术语“具有”等等旨在是开放式术语。此外,除非另有明确说明,否则短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。
Claims (21)
1.一种图片生成***,包括:
多个红绿蓝RGB光发射器,被配置为同步地生成相应的像素光束,并沿着相应的传输路径传输所述相应的像素光束以投射到整个视场FOV中,其中所述整个FOV被划分成多个FOV部分,所述多个FOV部分分别与所述多个RGB光发射器中的不同RGB光发射器配对,使得所述多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器将光传输到由所述多个FOV部分中的相应FOV部分限定的相应区域中;以及
扫描***,被布置在所述多个RGB光发射器的所述相应的传输路径中的每个相应的传输路径上,所述扫描***包括至少一个扫描结构,所述至少一个扫描结构使得所述扫描***能够同时将所述相应的像素光束导向到所述多个FOV部分中,其中所述扫描***被配置为根据扫描图案将所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到所述多个FOV部分中的不同FOV部分中。
2.根据权利要求1所述的图片生成***,其中:
所述至少一个扫描结构包括第一扫描结构,所述第一扫描结构被配置为围绕第一扫描轴线旋转以在第一扫描方向上导向所述相应的像素光束,并围绕第二扫描轴线旋转以在第二扫描方向上导向所述相应的像素光束,以及
所述第一扫描结构被配置为:通过根据所述扫描图案将所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到相应FOV部分中,来同时将所述相应的像素光束导向到所述多个FOV部分中。
3.根据权利要求2所述的图片生成***,其中所述多个RGB光发射器相对于所述第一扫描结构被布置,使得所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束通过所述第一扫描结构而被引导到相应FOV部分内的相同二维坐标。
4.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述至少一个扫描结构包括:
第一扫描结构,被配置为围绕第一扫描轴线旋转,以在第一扫描方向上导向所述相应的像素光束;以及
第二扫描结构,被配置为围绕第二扫描轴线旋转,以在第二扫描方向上导向所述相应的像素光束,
其中所述第一扫描结构和所述第二扫描结构被配置为:通过根据所述扫描图案将所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到相应FOV部分中,来同时将所述相应的像素光束导向到所述多个FOV部分中。
5.根据权利要求4所述的图片生成***,其中所述第一扫描结构被配置为从所述多个RGB光发射器接收所述相应的像素光束并将所述相应的像素光束引导到所述第二扫描结构,并且所述第二扫描结构被配置为:通过根据所述扫描图案将所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到相应FOV部分中,来将所述相应的像素光束引导到所述多个FOV部分中。
6.根据权利要求5所述的图片生成***,其中所述多个RGB光发射器相对于所述第一扫描结构被布置,使得所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束通过所述第二扫描结构而被引导到相应FOV部分内的相同二维坐标。
7.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述多个FOV部分是彼此互斥的。
8.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述多个FOV部分中的相邻FOV部分共享公共边界。
9.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述多个FOV部分中的相邻FOV部分部分地重叠。
10.根据权利要求1所述的图片生成***,其中:
所述多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器被配置为发射相应的像素光束序列,使得多个相应的像素光束序列由所述多个RGB光发射器生成并投射到所述整个FOV中,以及
所述多个相应的像素光束序列中的每个相应的像素光束序列的传输时间彼此同步。
11.根据权利要求10所述的图片生成***,其中所述扫描***将所述多个相应的像素光束序列中的每个相应的像素光束序列引导到相应FOV部分中。
12.根据权利要求11所述的图片生成***,其中所述扫描***根据相同扫描图案将所述多个相应的像素光束序列引导到所述多个相应的像素光束序列的相应FOV部分内。
13.根据权利要求1所述的图片生成***,还包括:
至少一个控制器,被配置为接收视频信息、并基于所述视频信息控制所述多个RGB光发射器,以在所述整个FOV中生成图片。
14.根据权利要求13所述的图片生成***,其中:
所述至少一个控制器被配置为将所述视频信息划分为视频片段,每个视频片段对应于所述多个FOV部分中的相应FOV部分,其中每个视频片段对应于所述多个RGB光发射器中的不同RGB光发射器,以及
所述至少一个控制器被配置为控制所述多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器来根据所述视频片段中的相应视频片段而生成相应的像素光束。
15.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述至少一个扫描结构中的每个扫描结构是微机电***(MEMS)镜。
16.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述至少一个扫描结构中的每个扫描结构被配置为围绕相应扫描轴线以相应谐振频率振荡。
17.根据权利要求1所述的图片生成***,其中所述扫描图案是利萨如扫描图案。
18.根据权利要求1所述的图片生成***,还包括:
控制器,被配置为通过所述扫描图案调制所述多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器的功率输出,使得:当以所述多个FOV部分的边缘区域为目标时,将所述多个RGB光发射器的所述功率输出设置得较低,并且当以所述多个FOV部分的中心区域为目标时,将所述多个RGB光发射器的所述功率输出设置得较高。
19.一种在整个视场FOV上生成图片的方法,所述方法包括:
由多个红绿蓝RGB光发射器沿着相应的传输路径同步地传输相应的像素光束以投射到整个FOV中,其中所述整个FOV被划分成多个FOV部分,所述多个FOV部分分别与所述多个RGB光发射器中的不同RGB光发射器配对,使得所述多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器将光传输到由所述多个FOV部分中的相应FOV部分限定的相应区域中;以及
由扫描***同时将所述相应的像素光束导向到所述多个FOV部分中,包括根据扫描图案将所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束引导到所述多个FOV部分中的不同FOV部分中。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述多个RGB光发射器相对于所述扫描***被布置,使得所述相应的像素光束中的每个相应的像素光束由所述扫描***引导到相应FOV部分内的相同二维坐标。
21.根据权利要求19所述的方法,还包括:
由所述多个RGB光发射器中的每个RGB光发射器发射相应的像素光束序列,使得多个相应的像素光束序列由所述多个RGB光发射器生成并投射到所述整个FOV中,
其中所述多个相应的像素光束序列中的每个相应的像素光束序列的传输时间彼此同步。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/929,381 | 2022-09-02 | ||
US17/929,381 US20240077719A1 (en) | 2022-09-02 | 2022-09-02 | Multi-beam laser beam scanner in a picture generation unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117647888A true CN117647888A (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=89905098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311059652.8A Pending CN117647888A (zh) | 2022-09-02 | 2023-08-22 | 图片生成单元中的多束激光束扫描仪 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240077719A1 (zh) |
CN (1) | CN117647888A (zh) |
DE (1) | DE102023122787A1 (zh) |
-
2022
- 2022-09-02 US US17/929,381 patent/US20240077719A1/en active Pending
-
2023
- 2023-08-22 CN CN202311059652.8A patent/CN117647888A/zh active Pending
- 2023-08-24 DE DE102023122787.4A patent/DE102023122787A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240077719A1 (en) | 2024-03-07 |
DE102023122787A1 (de) | 2024-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10896491B2 (en) | Device and method for projecting an image | |
US8780096B2 (en) | Scanning image display apparatus | |
KR102516979B1 (ko) | Mems 스캐닝 디스플레이 디바이스 | |
JP2019525183A (ja) | 解像度が調整可能な深度マッピング装置および方法 | |
CN109565579B (zh) | 利用扫描激光图像投影提供深度映射的设备和方法 | |
US20160330418A1 (en) | Image projection device and adjustment method | |
KR20230113418A (ko) | 디스플레이 시스템 및 방법 | |
CN113661428A (zh) | Mems反射器的轨迹估计 | |
JP4840175B2 (ja) | 画像表示装置 | |
CN114647084A (zh) | 具有眼睛跟踪的基于mems振镜的扩展现实投影 | |
JP7075940B2 (ja) | Mems走査ディスプレイデバイス | |
CN108702495B (zh) | 用于基于激光的投影仪显示器的多条形激光器 | |
US20240077719A1 (en) | Multi-beam laser beam scanner in a picture generation unit | |
CN114051591A (zh) | 使用多发射器光源的图像绘制 | |
US11796820B1 (en) | Binocular display light engine with single microelectromechanical system (MEMS) mirror and multiple light transmitters | |
US20240231084A1 (en) | Distributed optical architecture for vehicle head up display | |
JP7505005B2 (ja) | 制御装置、画像形成装置、制御方法、及び制御プログラム | |
EP4318074A1 (en) | Control device, image forming device, and control method | |
CN116134804A (zh) | 显示装置、显示方法、以及显示*** | |
JP2024011911A (ja) | 可動装置、光偏向装置、画像投影装置、移動体およびヘッドマウントディスプレイ | |
JP2020101590A (ja) | 光偏向装置、画像投影装置、及び移動体 | |
KR20210070799A (ko) | 디스플레이 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |