扫描束投影系统（１００）包括具有快扫描轴和慢扫描轴的扫描镜（１１６）。慢扫描扫描镜控制系统（１３０）对关于慢扫描轴的运动进行控制。控制系统接收用于对镜子的角位移进行描述的位置信息。控制系统的外回路包括最小均方（ＬＭＳ）色调添加器，该最小均方（ＬＭＳ）色调添加器用于确定当组合时生成扫描镜驱动信号的谐波相关信号。控制系统的内回路对在由谐波相关信号所占据的频带之内的频率上的扫描镜共振模进行补偿。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有最小均方色调添加器的扫描镜控制
技术介绍
扫描光束用于为下述各种各样的应用生成显示图像，所述各种各样的应用包括诸如移动显微投影仪、汽车平视显示器、以及头戴显示器这样的应用。该显示是通过利用镜子的角运动以使调制光束偏转以覆盖期望视场而创建的。通过使镜子绕着两个正交轴移动， 可创建矩形视场，这在小型且便携式的封装中提供了光栅显示器的熟悉外观。对镜子偏转进行控制以正确地生成期望角运动提出了重大的工程挑战。在某种程度上，这是由于镜子是在各种共振频率呈现出振动模的机械设备这样的事实。附图说明图1示出了根据本专利技术的各个实施例的扫描束投影系统；图2示出了导致图1的扫描轨迹的光束偏转波形；图3示出了具有微机电系统(MEMS)扫描镜的扫描平台的平面视图；图4和5示出了图3的MEMS扫描镜的两个振动模；图6示出了图3的MEMS扫描镜的线性响应；图7示出了具有最小均方(LMS)谐波控制器的扫描镜慢扫描控制回路；图8示出了 LMS谐波控制器；图9示出了 LMS色调添加器；图10示出了具有利用谐波系数加权阵列的LMS谐波控制器的扫描镜慢扫描控制回路；图11示出了利用谐波系数加权阵列的LMS谐波控制器；图12示出了利用谐波系数加权的LMS色调添加器；图13示出了包括数字信号处理器的扫描镜控制回路；图14和15示出了包括两个回路的扫描镜慢扫描控制系统；图16示出了根轨迹图，其示出桥接T型补偿器的操作；图17示出了快扫描色调去除块；图18示出了图10的内反馈回路的开环响应；图19示出了图10的内反馈回路的闭环响应；图20示出了组合单/双回路慢扫描控制系统；图21示出了根据本专利技术的各个实施例的移动设备；以及图22和23示出了根据本专利技术的各个实施例的方法的流程图。对实施例的描述在下面的详细描述中，参考附图，附图通过示例给出了实施本专利技术的具体实施例。 对这些实施例进行足够详细的描述以可使本领域技术人员实施本专利技术。应该理解的是，本专利技术的各个实施例虽然不同但是不一定是互斥的。例如，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，在这里结合一个实施例所描述的特定特征、结构、或者特性可在其他实施例内实现。另外，应该理解的是，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可修改每个公开实施例内的各个元件的位置或者排列。因此，下面的详细描述不是在限制意义上进行的，并且本专利技术的范围仅仅是由所附权利要求定义，并且由权利要求与权利要求所授予的整个范围的等效体一起来适当解释。在附图中，在若干视图中相同数字是指相同或相似功能。图1示出了根据本专利技术的各个实施例的扫描束投影系统。如图1所示，扫描束投影系统100包括一个光源110，该光源110是诸如激光二极管等等这样的可发射出即就是激光束的光束112的激光源。光束112撞击在包括基于微机电系统(MEMS)的扫描仪等等的扫描平台114上，并且从扫描镜116反射离开以产生受控输出光束124。扫描镜控制电路 130提供了一个或多个驱动信号，以对扫描镜116的角运动进行控制以使输出光束IM在投影表面1 上产生光栅扫描126。在一些实施例中，通过对快扫描轴(水平轴)上的正弦分量与慢扫描轴(垂直轴) 上的锯齿分量进行组合而形成光栅扫描126。在这些实施例中，受控输出光束IM来回从左到右扫过正弦图案，并且垂直地(从顶部到底部)扫过锯齿图案，同时在回扫(从底部到顶部)期间显示空白。图1示出了在光束从顶部到底部垂直扫过时的快扫描正弦图案，但是未给出从底部到顶部的回扫。根据扫描镜控制电路130所提供的信号使扫描镜116偏转，并且在134将镜子位置信息提供回扫描镜控制电路130。镜子位置信息描述了在垂直慢扫描方向、水平快扫描方向、或者这两者上的角位置。扫描镜控制电路130接收该位置信息，确定适当驱动信号，并驱动扫描镜116。图2示出了会导致图1的光栅扫描轨迹的光束偏转波形。垂直偏转波形210是锯齿波，并且水平偏转波形220是正弦波。锯齿垂直偏转波形210包括与光栅扫描1 从顶部到底部的扫过相对应的下降部分，并且还包括与从底部到顶部的回扫相对应的上升部分。在回扫之后，在每个轨迹上，垂直扫过基本上遍历了相同路径。重要的是，应注意图2的波形表示与提供给扫描镜的驱动信号相反的期望镜子偏转。如果扫描镜具有非常平坦的自然响应而没有共振，那么扫描镜控制电路130能够驱动如所示的信号210和220。在实际实现中，扫描镜116具有带有多个截然不同振动模的共振特性。扫描镜控制电路130修改驱动信号以企图使扫描镜116根据图2所示的波形偏转并且从而扫过受控光束124以产生光栅扫描126。为了便于说明，图1和2示出了就每个慢扫描周期而言相对小数目的快扫描周期。 在一些实施例中，就每个慢扫描周期而言存在相当大数目的快扫描周期。例如，慢扫描扫过以接近60Hz操作并且快扫描扫过以超过18kHz操作。对于本领域技术人员来说应该知道的是，本专利技术的各个实施例可有利地应用于任何扫描系统，而与慢和快扫描频率之间的关系无关。虽然图1和2示出了慢扫描偏转的锯齿波形，但是本专利技术的各个实施例并不受到限制。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，慢扫描偏转波形可以是三角形的，有限谐波正弦、或者任何其他形状。图3示出了具有微机电系统(MEMS)扫描镜的扫描平台的平面视图。扫描平台114 包括平衡架340和扫描镜116。平衡架340通过挠曲310和312耦合到扫描平台114，并且扫描镜116通过挠曲320和322耦合到平衡架340。平衡架340具有与驱动线350相连的驱动线圈。驱动到驱动线350中的电流在驱动线圈中生成了电流。扫描平台114还含有一5个或多个集成压阻式位置传感器。在一些实施例中，扫描平台114包括用于每个轴的一个位置传感器。互连360中的两个耦合到驱动线350。剩余互连为每个轴提供集成位置传感器。在操作中，外部磁场源(未示出)将磁场强加在驱动线圈上。由外部磁场源施加于驱动线圈上的磁场在线圈平面上具有分量，并且相对于两个驱动轴而言定向大致45°。 线圈绕组中的面内电流与面内磁场相互作用以在导体上生成面外洛伦兹力。因为驱动电流在平衡架340上形成了回路，因此跨过扫描轴，电流的符号反相。这意味着跨过扫描轴，洛伦兹力的符号也反相，这导致在磁场面以及与磁场垂直的面中的扭矩。根据扭矩的频率组成，该组合的扭矩在两个扫描方向上生成响应。选择所施加扭矩的频率分量以激励水平镜子共振( 18千赫)并且提供对垂直镜子运动(60Hz, 120Hz, 180Hz....)的陡冲驱动(ramp drive)。镜子116和平衡架340的频率响应特性起作用以将扭矩分量分成其各自运动。图4和5示出了扫描仪的两个共振模。图4所示的第一模是整个平衡架结构的垂直共振模，并且图5所示的第二模是扫描镜116的水平共振模。在图4所示的垂直共振模中，平衡架340关于挠曲310和312转动；并且在图5所示的水平共振模中，镜子116关于挠曲320和322转动。存在许多其它振动模，但是这两个示出了关于两个轴的期望角移动。各种共振模的频率根据所选设计标准而变。例如，可通过修改扫描镜116的惯性质量或者通过改变挠曲310和312的特性来增大或减小图5所示的共振模的频率。同样地，通过修改挠曲320和322的特性或者通过修改平衡架340和扫描镜1本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种方法，包括：对扫描镜的角运动进行检测以生成位置信号；使所述位置信号与多个谐波相关色调混合以生成表示返回的谐波系数的多个ＤＣ信号；将所述返回的谐波系数与谐波系数目标进行比较以获得误差值；响应所述误差值，修改多个驱动系数；以及使所述多个驱动系数与所述多个谐波相关色调混合以生成多个谐波相关驱动信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·C·罗萨尔，
申请(专利权)人：微视公司，
类型：发明
国别省市：US
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