扫描激光投影仪中的能量传递制造技术

本公开引入被设计成优化激光扫描投影仪中的操作效率的数个图像压缩方案。所构想的压缩模式包括但不限于帧内能量传递、帧间能量传递、以及其组合。本文中公开的图像压缩模式可等效地应用于原生激光源和合成源，诸如基于非线性波长转换的绿色激光器。在其中多个激光器被一起用在多色彩投影系统里的情形中，对于特定颜色偏好特定图像压缩模式常常会是较佳的，尤其是在由于人眼的频谱响应度而导致图像亮度更易于归因于一个颜色（例如，绿色）的情形中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扫描激光投影仪中的能量传递相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C. § 119要求2010年8月31日提交的美国临时专利S/N. 61/378，578的优先权，且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。
技术介绍
本公开涉及激光扫描投影仪，尤其涉及用于优化激光扫描投影仪的效率的方法。
技术实现思路
作为示例而非限制，本专利技术人已认识到，对于激光扫描投影仪而言，所需输出强度值是基于图像内容，并且在相对较低强度值下通常不是最优的。对于便携式图像投影应用，关键参数中的一个是电池寿命，并且限制绿色激光源对电池寿命的影响的最说明性的方式是考虑投影仪在图像调制情况下的转换效率。更具体地，典型地用在激光器扫描投影仪中的激光器具有相对较大的阈值电流(大约40mA)，并且驱动激光器所需的电压也相对较高(在50mA下为大约4V)。结果，这些激光器通常由相对较低的操作效率表征，因为对于较低的输出强度，它们将消耗至少160mW，即使激光器仅需要产生几mW的光学输出亦是如此。驱动激光器二极管的方式也会不利地影响效率，从而对于相对较低的光学功率，频繁地要求相对较高的最小功率消耗。结果，在较低亮度水平下，操作效率显著下降。因此，本公开给出了修改产生激光扫描投影仪图像的新颖方式以将激光器驱动成尽可能靠近其最大电流。例如并且作为例示，而非限制，前述认识在短波长源的情况下尤其成立，其中半导体激光器的输出与光波长转换器件(诸如二次谐波生成(SHG)晶体)光学地耦合。可将SHG晶体配置成例如通过将1060nm的DBR或DFB激光器调谐至晶体的光谱中心(这会将波长转换成530nm)来产 生基波激光信号的较高次谐波。SHG晶体(诸如MgO掺杂的周期性极化的铌酸锂晶体(PPLN))的波长转换效率很大程度上取决于基本激光信号的强度，并且可通过使基本信号的强度最大化来优化。本公开引入被设计成优化激光扫描投影仪中的操作效率的数个图像压缩方案。所构想的压缩模式包括但不限于帧内能量传递、帧间能量传递、以及其组合。本文中公开的图像压缩模式可等效地应用于原生激光源和合成源，诸如基于非线性波长转换的绿色激光器。在其中多个激光器被一起用在多色彩投影系统里的情形中，对于特定颜色偏好特定图像压缩模式常常会是较佳的，尤其是在由于人眼的频谱响应度，图像亮度更易于归因于一个颜色(例如，绿色)的情形中。附图简述本专利技术的特定实施例的以下详细描述可在结合以下附图阅读时被最好地理解，在附图中相同的结构使用相同的附图标记指示，而且在附图中附图说明图1是例示根据本公开的一个实施例的操作激光扫描投影仪的方法的示图，并且在本文中被称为帧内能量传递；图2是例示图1中所例示的方法的更进取的变体的示图；图3是例示图1中所例示的方法的较不进取的变体的示图；图4是例示根据本公开的另一实施例的并且在本文中被称为帧间能量传递的操作激光扫描投影仪的方法的示图；图5是例示根据本公开的一个实施例的图像增强技术的示图；以及图6是例示操作激光扫描投影仪从而组合帧内能量传递和帧间能量传递的方法的示图。具体实施例方式图1例示了操作激光扫描投影仪的方法，其中帧内能量传递被用来优化投影仪中的操作效率。一般而言，如熟悉激光扫描投影仪的那些人将理解的，半导体激光器以及相关联的扫描光学器件可被配置成使所投射的激光束扫描通过连续图像帧的图像像素的2D阵列。为了避免复杂度，在此将可考虑仅一个单色。然而，应当理解，当多个激光器被用来创建不同颜色时，算法可被应用于形成所投影的图像的任一个或全部颜色。根据图1中所例示的方法，对图像像素的2D阵列中的一组相邻像素标识所需强度值P。相邻像素(其可包括简单且直接毗邻的一对像素或更复杂的、彼此并非直接毗邻的一组相邻像素)沿着阵列的分开的扫描线摆放，并且各自由所需强度值P，即Ρi1、Pj1、…Pi4、Pj4…来表征，其中例如，对于给定图像帧，Pi4表征在第i线且第4列处的强度值。为了执行以上所提及的帧内能量传递，考虑两个相邻像素，诸如Pil和Pi2。按以下这样方式来将来自一个像素的能量传递给另一个保持使最小化的强度值Pmin归属于两个像素中的一个，而补偿强度值P*归属于两个像素中的另一个，以确保图像的平均局部强度尚未改变。为了获得效率的最大增益，根据一个实施例，两个像素中的一个被设为零，而另一像素被设为两个强度的总和Pn+Pi2。如实践本公开的各方面的那些人将理解的，激光器不能产生无穷大的功率水平，因此在其中Pn+Pi2大于激光器可产生的最大功率的情形中，必须对Pm(Pit)作出考虑，PlA)(对应于激光器可产生的最大功率水平。PiA5i可例如对应于最大图像局部亮度，其在一些情形中对应于255图像灰度级。在其他情形中，其还可对应于当激光器是在其最大驱动电流下驱动时产生的激光器亮度。在其他情形中，Pmax可对应于保证投影仪保持二类激光器(claSS21aSer)的最大亮度。在图1中所例示的特定示例中，Pil和Pjl各自具有25%强度值，即，强度为Pmax的25%。因此，如果Pjl被最小化至零强度值(00% )，则补偿强度值P*必须大至足以补偿所选像素的所需强度值Pjl (25% )与所选像素的最小强度值Pmin(P最小)(00% )之间的25%差值。给定所需强度值Pil为25%，则P*被设为50%，即初始强度值Pil增加25%。一般而言，对于图像的每对相邻线i和j，以及对于图像的每个列k，最小强度值Pmin和补偿强度值P*可按如下指派若本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 US 61/378,5781.一种操作包括至少一个半导体激光器和扫描光学器件的扫描激光投影仪的方法，所述扫描光学器件被配置成使所投影的激光束扫描通过连续图像帧的图像像素的2D阵列，其中所述方法包括 标识图像像素的所述2D阵列中的相邻像素组的所需强度值，其中组的相邻像素沿所述阵列的分开的扫描线摆放，并且各自由所需强度值P来表征； 将最小强度值Pmin指派给一组相邻像素中的所选像素； 将补偿强度值P*对指派给所述相邻像素组中的余下像素，其中所述补偿强度值P*被选择成补偿所选像素的所需强度值P与所选像素的最小强度值Pmin之间的强度差；以及利用连续图像帧中的多组相邻像素的最小强度值Pmin和补偿强度值P*，通过所述扫描激光投影仪来显示图像。2.如权利要求1所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，所述最小强度值Pmin和补偿强度值P*按如下来指派 如果 Σ Pii，Pji，· · · ^ Pmax 则 P* = Σ Pil, Pj1, · · · 以及 P = Q rMIN w 其中Pil和表示一组相邻像素的所需强度值，而Pmax表示所述扫描激光投影仪的最大像素强度。3.如权利要求2所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，如果 Σ Pii，Pji，...〉Pmax 则不指派最小强度值Pmin和补偿强度值P*。4.如权利要求2所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，如果 Σ Pii，Pji，...〉Pmax 则最小强度值Pmin和补偿强度值P*按如下来指派P* = Pmx以及 Pmin — ( Σ Pil, Pjl · · · )_Pmx。5.如权利要求2所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，如果 Pil, Pj1,以及…· > Pth 则不指派最小强度值Pmin和补偿强度值P*，其中Pth表示阈值所需强度值。6.如权利要求1所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，部分地基于概率函数来指派所述最小强度值Pmin和补偿强度值P*。7.如权利要求6所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，所述概率函数定义与以下项目负相关的指派概率 Σ Pii Pjl · · · ο8.如权利要求6所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，所述概率函数不计及对最小强度值Pmin和补偿强度值P*的指派，其中Σ Pil, Pjl,...高于或低于预定的总计强度的范围。9.如权利要求1所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于， 如果10.如权利要求1所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于， 所述扫描激光投影仪包括作为多色彩激光投影仪操作的多个半导体激光器； 所述多个半导体激光器中的一个在由相对于人眼而言相对较高的频谱响应度表征的频带中操作； 由相对较高的频谱响应度表征的所述半导体激光器是在没有利用最小强度值Pmin和补偿强度值P*的情况下操作的。11.如权利要求1所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，部分地基于阈值所需强度值Pth来指派最小强度值Pmin和补偿强度值P*，在高于阈值所需强度值Pth时，不指派最小强度值Pmin和补偿强度值P*。12.如权利要求11所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，与图像像素的2D阵列的中心部分相比，所述阈值所需强度值Pth在图像像素的2D阵列的边缘部分处相对较闻。13.如权利要求1所述的操作扫描激光投影仪的方法，其特征在于，向相邻像素组的像素指派最小强度值Pmin和补偿强度值P*定义帧内能量传递，并且所述方法还包括除所述帧内能量传递之外执行巾贞间能量传递，所述巾贞间能量传递包括 如由所述帧内能量传递修改的那样标识连续图像帧的公共部分中的一系列像素的所需强度值，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·高里尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：