帧同步信号生成方法及投影设备技术

本申请实施例提供一种帧同步信号生成方法及一种投影设备，该方法通过获取MEMS的扫描振镜分别基于垂直驱动信号运转时产生的第一运转信号及基于水平驱动信号运转时产生的第二运转信号。获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号。将所述第二运转信号进行波形整形获得与所述第二运转信号同频同相的参考时钟信号。基于所述待扫描图像的图像分辨率、所述第一运转信号、所述脉冲同步信号及所述参考时钟信号，生成与所述第一运转信号同频同相的帧同步信号，以使得激光器以所述帧同步信号为帧起始时序点亮所述待扫描图像。本申请可大大提高投影画面的稳定性。

Frame Synchronization Signal Generation Method and Projection Equipment

The embodiment of this application provides a frame synchronization signal generation method and a projection device by acquiring the first running signal generated by the scanning galvanometer of the MEMS when it runs based on the vertical driving signal and the second running signal generated when it runs based on the horizontal driving signal, respectively. A pulse synchronization signal generated based on the vertical driving signal is obtained, which is in the same frequency and phase as the vertical driving signal, and the rising edge of the pulse is in the image scanning time range of the vertical driving signal. The second operation signal is waveformed to obtain a reference clock signal with the same frequency and phase as the second operation signal. Based on the image resolution of the image to be scanned, the first operation signal, the pulse synchronization signal and the reference clock signal, a frame synchronization signal with the same frequency and phase of the first operation signal is generated so that the laser lights up the scanned image with the frame synchronization signal as the frame start time sequence. This application can greatly improve the stability of the projection picture.

【技术实现步骤摘要】
帧同步信号生成方法及投影设备
本申请实施例涉及微型投影
，尤其涉及一种帧同步信号生成方法及一种投影设备。
技术介绍
相比常见的LCD(液晶微型投影技术)透射微投影、DLP(数字光学处理技术)反射式微投影及LCOS(硅基液晶)反射式微投影，激光扫描投影仪(LBS)具有结构简单、体积小、光路损耗小、功耗低、色彩范围广、对比度大、分辨率高、无需对焦等优点。LBS投影系统中，MEMS(微机电系统，MicroelectromechanicalSystems)与激光器是主要的组成部件。MEMS(微机电系统，MicroelectromechanicalSystems)中的扫描振镜是激光扫描投影设备中的关键器件。扫描振镜分为快轴扫描和慢轴扫描，其中，快轴扫描利用扫描振镜快轴的共振实现在水平方向的快速扫描，其水平驱动信号采用正弦波信号；慢轴扫描是利用电磁力或者静电力等外力驱动扫描振镜慢轴实现垂直方向的匀速扫描，其垂直驱动信号采用锯齿波信号。通过扫描振镜的快速摆动，将激光光束反射到光幕上的不同位置处，从而在光幕上形成投影图像。实际在图像扫描过程中，激光器发射激光光束需要分别与扫描振镜快轴的驱动信号及扫描振镜慢轴的驱动信号的扫描周期对应，才能够保证在有效扫描窗口使投影图像完整地、稳定地在光幕上成像。但实际由于投影设备的电路结构及MEMS本体原因(例如利用电磁力或静电力驱动扫描振镜需要一定的响应时间)，导致MEMS的扫描振镜实际运转存在一定的延时。因此即使激光器发射激光光束的时序分别与扫描振镜快轴的驱动信号及扫描振镜慢轴的驱动信号的扫描周期对应时，仍然会造成激光光束在光幕上的投影位置发生偏移，导致每一帧图像的起始位置发生变化，从而影响投影画面的稳定性。
技术实现思路
本申请实施例提供一种帧同步信号生成方法及一种投影设备，通过获得与MEMS中的扫描振镜的偏转位置同步的帧同步信号，并使得激光器按照帧同步信号确定每帧图像的帧起始位置依次点亮每帧图像，可大大提高了投影画面的稳定性。本申请提供了一种帧同步信号生成方法，包括：获取MEMS的扫描振镜分别基于垂直驱动信号运转时产生的第一运转信号及基于水平驱动信号运转时产生的第二运转信号；获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号；将所述第二运转信号进行波形整形获得与所述第二运转信号同频同相的参考时钟信号；基于所述待扫描图像的图像分辨率、所述第一运转信号、所述脉冲同步信号及所述参考时钟信号，生成与所述第一运转信号同频同相的帧同步信号，以使得激光器以所述帧同步信号为帧起始时序点亮所述待扫描图像。优选地，所述基于所述待扫描图像的图像分辨率、所述第一运转信号、所述脉冲同步信号及所述参考时钟信号，生成与所述第一运转信号同频同相的帧同步信号包括：确定所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差；根据所述相位差、所述脉冲同步信号、所述参考时钟信号及所述图像分辨率，确定所述第一运转信号的图像扫描时间范围；基于所述第一运转信号的图像扫描时间范围，生成脉冲上升沿对应所述第一运转信号的图像扫描起始时间，脉冲下降沿对应所述第一运转信号的图像扫描结束时间的帧同步信号。优选地，所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差按照以下方式确定：采集激光器持续点亮时，所述MEMS投影得到的第一投影图像；基于所述图像分辨率及所述垂直驱动信号生成帧同步测试信号；采集所述激光器以所述帧同步测试信号为帧起始时序点亮时，所述MEMS投影得到的第二投影图像；确定所述第一投影图像的图像中心与所述第二投影图像的图像中心的位置偏移量；基于所述位置偏移量，确定所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差。优选地，所述基于所述位置偏移量，确定所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差包括：基于所述位置偏移量确定所述第二投影图像的偏移行数；基于所述偏移行数及水平扫描轴周期，确定所述垂直驱动信号与所述第一振动信号的相位差。优选地，所述基于所述偏移行数及水平扫描轴周期，按照如下公式确定所述垂直驱动信号与所述第一振动信号的相位差：其中，i表示所述偏移行数，Tx表示所述水平驱动信号的第一信号周期；Ty表示所述垂直驱动信号的第二信号周期；其中，所述MEMS为单向扫描时N＝1，所述MEMS为双向扫描时N＝2。优选地，所述脉冲同步信号的脉冲上升沿对应所述垂直驱动信号的上升沿的中间位置；所述根据所述相位差、所述脉冲同步信号、所述参考时钟信号及所述图像分辨率，确定所述第一运转信号的图像扫描时间范围包括：基于所述脉冲同步信号，确定所述垂直驱动信号的上升沿的中间位置对应的第一时间；建立所述垂直驱动信号的第一时间与所述待扫描图像的图像中间行相对应的第一对应关系；基于所述相位差及所述第一对应关系，确定所述第一运转信号中与所述待扫描图像的图像中间行对应的第二时间；根据所述图像分辨率确定的待扫描图像的图像行数；基于所述参考时钟信号确定所述MEMS的水平扫描周期；基于所述第二时间、所述图像行数及所述水平扫描周期，确定所述第一运转信号的图像扫描时间范围。优选地，所述基于所述第一运转信号的图像扫描时间范围，生成脉冲上升沿对应所述第一运转信号的图像扫描起始时间，脉冲下降沿对应所述第一运转信号的图像扫描结束时间的帧同步信号包括：获取所述垂直驱动信号的第一预设频率；结合所述参考时钟信号及所述图像扫描时间范围，确定所述第一运转信号的图像扫描起始时间及所述图像扫描结束时间；生成以所示第一频率为信号频率，且脉冲上升沿对应所述图像扫描起始时间，脉冲下降沿对应所述图像扫描结束时间的帧同步信号。优选地，所述获取MEMS的扫描振镜分别基于垂直驱动信号运转时产生的第一运转信号及基于水平驱动信号运转时产生的第二运转信号之前，还包括：获取所述扫描振镜的共振频率及第一预设频率；基于所述共振频率生成所述水平驱动信号及基于所述第一预设频率生成所述垂直驱动信号；发送所述水平驱动信号及所述垂直驱动信号至所述MEMS，以驱动所述MEMS的扫描振镜运转。优选地，所述获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号包括：确定所述垂直驱动信号的上升沿的中间位置对应的第三时间；在生成所述垂直驱动信号的同时，基于所述第一驱动频率生成脉冲上升沿对应所述第三时间时的脉冲同步信号，使得所述脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内。优选地，所述将所述第二运转信号进行波形整形获得与所述第二运转信号同频同相的参考时钟信号包括：将所述第二运转信号发送至波形整形电路；利用所述波形整形电路对所述第二运转信号进行波形整形并获取所述波形整形电路输出的与所述第二运转信号同频同相的参考时钟信号。本申请提供了一种投影设备，包括第一处理器、以及分别与所述第一连接的MEMS和激光器；所述MEMS的扫描振镜基于垂直驱动信号进行运转，产生的第一运转信号；所述扫描振镜基于水平驱动信号进行运转，产生的第二运转信号；所述第一处理器用于获取所述第一运转信号及所述第二运转信号；获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种帧同步信号生成方法，其特征在于，包括：获取MEMS的扫描振镜分别基于垂直驱动信号运转时产生的第一运转信号及基于水平驱动信号运转时产生的第二运转信号；获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号；将所述第二运转信号进行波形整形获得与所述第二运转信号同频同相的参考时钟信号；基于所述待扫描图像的图像分辨率、所述第一运转信号、所述脉冲同步信号及所述参考时钟信号，生成与所述第一运转信号同频同相的帧同步信号，以使得激光器以所述帧同步信号为帧起始时序点亮所述待扫描图像。

【技术特征摘要】
1.一种帧同步信号生成方法，其特征在于，包括：获取MEMS的扫描振镜分别基于垂直驱动信号运转时产生的第一运转信号及基于水平驱动信号运转时产生的第二运转信号；获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号；将所述第二运转信号进行波形整形获得与所述第二运转信号同频同相的参考时钟信号；基于所述待扫描图像的图像分辨率、所述第一运转信号、所述脉冲同步信号及所述参考时钟信号，生成与所述第一运转信号同频同相的帧同步信号，以使得激光器以所述帧同步信号为帧起始时序点亮所述待扫描图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述待扫描图像的图像分辨率、所述第一运转信号、所述脉冲同步信号及所述参考时钟信号，生成与所述第一运转信号同频同相的帧同步信号包括：确定所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差；根据所述相位差、所述脉冲同步信号、所述参考时钟信号及所述图像分辨率，确定所述第一运转信号的图像扫描时间范围；基于所述第一运转信号的图像扫描时间范围，生成脉冲上升沿对应所述第一运转信号的图像扫描起始时间，脉冲下降沿对应所述第一运转信号的图像扫描结束时间的帧同步信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差按照以下方式确定：采集激光器持续点亮时，所述MEMS投影得到的第一投影图像；基于所述图像分辨率及所述垂直驱动信号生成帧同步测试信号；采集所述激光器以所述帧同步测试信号为帧起始时序点亮时，所述MEMS投影得到的第二投影图像；确定所述第一投影图像的图像中心与所述第二投影图像的图像中心的位置偏移量；基于所述位置偏移量，确定所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置偏移量，确定所述垂直驱动信号与所述第一运转信号的相位差包括：基于所述位置偏移量确定所述第二投影图像的偏移行数；基于所述偏移行数及水平扫描轴周期，确定所述垂直驱动信号与所述第一振动信号的相位差。5.根据权利要求4述的方法，其特征在于，所述基于所述偏移行数及水平扫描轴周期，按照如下公式确定所述垂直驱动信号与所述第一振动信号的相位差：其中，i表示所述偏移行数，Tx表示所述水平驱动信号的第一信号周期；Ty表示所述垂直驱动信号的第二信号周期；其中，所述MEMS为单向扫描时N＝1，所述MEMS为双向扫描时N＝2。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脉冲同步信号的脉冲上升沿对应所述垂直驱动信号的上升沿的中间位置；所述根据所述相位差、所述脉冲同步信号、所述参考时钟信号及所述图像分辨率，确定所述第一运转信号的图像扫描时间范围包括：基于所述脉冲同步信号，确定所述垂直驱动信号的上升沿的中间位置对应的第一时间；建立所述垂直驱动信号的第一时间与所述待扫描图像的图像中间行相对应的第一对应关系；基于所述相位差及所述第一对应关系，确定所述第一运转信号中与所述待扫描图像的图像中间行对应的第二时间；根据所述图像分辨率确定的待扫描图像的图像行数；基于所述参考时钟信号确定所述MEMS的水平扫描周期；基于所述第二时间、所述图像行数及所述水平扫描周期，确定所述第一运转信号的图像扫描时间范围。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一运转信号的图像扫描时间范围，生成脉冲上升沿对应所述第一运转信号的图像扫描起始时间，脉冲下降沿对应所述第一运转信号的图像扫描结束时间的帧同步信号包括：获取所述垂直驱动信号的第一预设频率；结合所述参考时钟信号及所述图像扫描时间范围，确定所述第一运转信号的图像扫描起始时间及所述图像扫描结束时间；生成以所示第一频率为信号频率，且脉冲上升沿对应所述图像扫描起始时间，脉冲下降沿对应所述图像扫描结束时间的帧同步信号。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取MEMS的扫描振镜分别基于垂直驱动信号运转时产生的第一运转信号及基于水平驱动信号运转时产生的第二运转信号之前，还包括：获取所述扫描振镜的共振频率及第一预设频率；基于所述共振频率生成所述水平驱动信号及基于所述第一预设频率生成所述垂直驱动信号；发送所述水平驱动信号及所述垂直驱动信号至所述MEMS，以驱动所述MEMS的扫描振镜运转。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取基于所述垂直驱动信号生成的与所述垂直驱动信号同频同相，且脉冲上升沿处于所述垂直驱动信号的图像扫描时间范围内的脉冲同步信号包括：确定所述垂直驱动信号的上升沿的中间位置对应的第三时间；在生成所述垂直驱动信号的同时，基于所述第一驱动频率生成脉冲上升沿对应所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文刚，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37