具有安全系统的扫描激光投影仪的制作方法

具有安全系统的扫描激光投影仪的制作方法
【专利摘要】扫描投影仪（100）包括在两个维度上扫描光束的、具有扫描反射镜（162）的MEMS装置（160）。激光极限比较电路（140）从测量的峰值扫描角度和测量的光输出确定度量。将该度量与阈值作比较，并且当该度量超过阈值时关闭光源。
【专利说明】具有安全系统的扫描激光投影仪
【背景技术】
[0001]基于包括输出功率、波长、光束大小和操作模式的许多因素来向激光装置给出安全分类。示例激光装置包括连续操作的激光指示器、不连续操作的脉冲激光光源和具有在一个或多个方向上扫描的脉冲光束的扫描激光投影仪。在国际电工技术委员会(IEC)60825-1标准中详细描述了激光装置的激光安全和分类。
【专利附图】

【附图说明】
[0002]图1示出根据本发明的各种实施例的扫描激光投影仪；
[0003]图2示出根据本发明的各种实施例的激光极限比较部件；
[0004]图3和4示出根据本发明的各种实施例的可变扫描角激光投影仪；
[0005]图5示出根据本发明的各种实施例的最大可允许光功率确定部件；
[0006]图6示出具有扫描反射镜的微机电系统(MEMS)装置的平面图；
[0007]图7示出从线性垂直轨迹和正弦水平轨迹得到的偏转波形；
[0008]图8和9示出根据本发明的各种实施例的方法的流程图；
[0009]图10示出根据本发明的各种实施例的移动装置的框图；
[0010]图11示出根据本发明的各种实施例的移动装置；
[0011]图12示出根据本发明的各种实施例的抬头显示系统(head-up display)；
[0012]图13示出根据本发明的各种实施例的眼镜；并且
[0013]图14示出根据本发明的各种实施例的游戏设备。
【具体实施方式】
[0014]在下面的详细描述中，参考附图，该附图通过例示示出了可以实施本发明的特定实施例。以充分的细节来描述这些实施例，以使得本领域内的技术人员能够实施本发明。应当明白，本发明的各种实施例虽然不同，但是不必然相互排他。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，与一个实施例相结合地在此描述的特定特征、结构或特性可以在其他实施例内实现。另外，应当明白，可以在不偏离本发明的范围的情况下修改在每一个公开的实施例内的单独元件的位置或布置。因此不在限制的意义上看待下面的详细描述，并且，仅通过适当解释的所附的权利要求连同权利要求有权具有的等同内容的完全范围来限定本发明的范围。在附图中，相似的标号贯穿几个视图指示系统或类似的功能。
[0015]图1示出根据本发明的各种实施例的扫描激光投影仪。扫描激光投影仪100包括图像处理部件102、光源110、具有扫描反射镜162的微电子机械(MEMS)装置160和反射镜驱动电路116。扫描激光投影仪100也包括光检测器120、激光极限比较部件140和安全关断部件130。
[0016]在操作中，图像处理部件102接收在节点101上的视频数据，并且当要显示像素时产生用于驱动光源110的显示像素数据。在节点101上的视频数据表示通常在方格网格上使用像素数据接收的图像源数据，但是不是必要的。例如，在节点101上的视频数据可以表示在任何分辨率(例如，640x480、848x480、1920xl080)下的像素的网格。扫描激光投影仪100是扫描在180示出的光栅图案的扫描投影仪。光栅图案不必然与在图像源数据中的方格网格对齐，并且图像处理部件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，图像处理部件102在源图像数据中的像素之间垂直和/或水平地内插，以沿着光栅图案的扫描轨迹确定显示像素值。
[0017]光源110接收显示像素数据，并且响应于像素数据而产生具有灰度值的光。光源110可以是单色的，或者可以包括多个不同颜色的光源。例如，在一些实施例中，光源110包括红色、绿色和蓝色光源。在这些实施例中，图像处理部件102输出与红色、绿色和蓝色光源的每一个对应的显示像素数据。
[0018]在一些实施例中，光源110可以包括一个或多个激光产生装置。例如，在一些实施例中，光源110可以包括激光二极管。在这些实施例中，光源110也包括接受显示像素值并且产生用于驱动激光二极管的电流信号的驱动器电路。来自光源110的光经由引导光学器件132、134和136被导向反射镜162。可以在光源110和反射镜162之间的光路上包括任何类型的光学元件。例如，扫描激光投影仪100可以包括准直透镜、二向色镜或任何其它合适的光学兀件。
[0019]扫描反射镜162响应于在节点193上从反射镜驱动电路116接收的电刺激而在两个轴上偏转。当在该两个轴上移动的同时，扫描反射镜162反射由光源110提供的光。反射光扫描光栅图案，并且在180处产生结果得到的显示。由扫描反射镜162扫描的光栅图案的形状是反射镜在其两个轴上的移动的函数。例如，在一些实施例中，扫描反射镜162响应于锯齿波刺激而在第一维度上扫描(例如，垂直维度)，导致大体线性和单向垂直扫描。而且例如，在一些实施例中，扫描反射镜162根据正弦刺激而在第二维度(例如，水平维度)上扫描，导致大体正弦的水平扫描。
[0020]MEMS装置160是在两个维度上扫描光的扫描反射镜组件的示例。在一些实施例中，该扫描反射镜组件包括在两个维度上(例如，在两个轴上)扫描的单个反射镜。替代地，在一些实施例中，MEMS装置160可以是包括两个扫描反射镜的组件，一个反射镜沿着一个轴来偏转光束，并且另一个反射镜沿着大体垂直于该第一轴的第二轴偏转光束。
[0021]结果得到的显示具有:高度(V)和宽度(H)，它们是从扫描反射镜162到投影表面的距离(d)以及反射镜的峰值扫描角的函数。宽度(H)是距离(d)和峰值水平扫描角(ΘΗ)的函数。在图1中将该关系示出为
[0022]H=f ( Θ H, d).(I)
[0023]高度(V)是距离(d)和峰值垂直扫描角(θν)的函数。在图1中将该关系示出为
[0024]V=f( θν, d).(2)
[0025]在一些实施例中，在节点193上从反射镜驱动电路116接收的电刺激对应于命令的峰值扫描角。例如，在一些实施例中，反射镜驱动电路116命令扫描反射镜162扫描峰值水平扫描角(ΘΗ)和峰值垂直扫描角(θν)。如在此使用，术语“命令的峰值扫描角”指的是被反射镜驱动电路116命令的期望峰值扫描角。
[0026]MEMS装置160包括用于测量扫描反射镜162的一个或多个实际扫描角的能力。例如，MEMS装置160可以包括产生与垂直扫描角成比例的电压的第一压缩电阻装置，并且可以包括产生与水平扫描角成比例的电压的第二压缩电阻装置。在此使用的术语“扫描角”指的是当它扫描时的瞬时反射镜角。峰值检测器164在节点163上从MEMS装置160接收测量的扫描角，并且确定测量的峰值扫描角。在此使用的术语“测量的峰值扫描角”指的是测量的扫描角的峰值。测量的峰值扫描角被提供到激光极限比较部件140。
[0027]光检测器120测量由光源110产生的光功率。在一些实施例中，光检测器120包括一个或多个光电检测器。例如，在一些实施例中，单个光电检测器测量在所有波长下的光功率，并且在其他实施例中，包括多个光电检测器以单独地测量不同颜色的光功率。光检测器120向激光极限比较部件140提供测量的光输出功率。
[0028]激光极限比较部件140从测量的光输出功率和测量的峰值扫描角确定度量，并且将该度量与在节点139上提供的阈值作比较。在一些实施例中，阈值对应于激光安全极限，诸如在IEC60825-1中限定的2类激光，并且度量的值确定是否超过2类激光安全极限。
[0029]当度量超过阈值时，命令安全电路130禁用光源110。在不偏离本发明的范围的情况下，可以以任何方式禁用光源110。例如，可以禁用二极管驱动电路，或者，可以阻挡光路。
[0030]图2示出根据本发明的各种实施例的激光极限比较部件。激光极限比较部件140包括等同激光功率确定部件210和比较器220。如图2中所示，在一些实施例中，等同激光功率确定部件210接收表示红色、绿色和蓝色激光的测量的最大激光值。在其他实施例中，等同激光功率确定部件210接收单个测量的激光值。而且，在一些实施例中，等同激光功率确定部件210接收垂直和水平测量的峰值扫描角。在其他实施例中，等同激光功率确定部件210接收单个测量的峰值扫描角。
[0031]在操作中，等同激光功率确定部件210作为测量的最大激光值和测量的峰值扫描角的函数来确定度量。向在节点211上的比较器220提供该度量。在一些实施例中，该度量表示根据IEC60825-1的等同激光功率(equivalent laser power)。在其他实施例中，该度量对应于根据除了 IEC60825-1之外的安全分类的等同激光功率。
[0032]比较器220将在节点211上的度量与在节点139上的阈值作比较。当该度量超过阈值时，在节点141上提供关闭命令。如图1中所示，向关断光源110的安全关断电路130提供该关闭命令。
[0033]如图1和2中所示的本发明的各种实施例有益于在故障的情况下禁用来自扫描激光投影仪的光输出。例如，如果一个或多个测量的峰值扫描角出乎意料地减小并且在节点211上的度量增大得超过阈值，则将关闭光源，以便防止扫描激光投影仪超过预定安全极限(例如，类别2)地操作。而且，例如，如果来自一个或多个激光光源的激光功率出乎意料地增大并且在节点211上的度量增大得超过阈值，则将关断光源，以便防止扫描激光投影仪超过预定安全极限(例如，类别2)地操作。
[0034]在不偏离本发明的范围的情况下，可以以任何方式来实现激光极限比较部件140。例如，在一些实施例中，以硬件实现激光极限比较部件140，并且在其他实施例中，以软件来实现激光极限比较部件140。在其他实施例中，以硬件和软件的组合来实现激光极限比较部件 140。
[0035]图3示出根据本发明的各种实施例的可变扫描角激光投影仪。可变扫描角度激光投影仪300类似于激光投影仪100 (图1)，除了反射镜驱动电路包括可变峰值扫描角能力。在通过图3表示的实施例中，反射镜驱动电路316包括水平驱动部件310和垂直驱动部件320，两者可以响应于峰值扫描角控制值。
[0036]在本发明的各种实施例中，在可变扫描角度激光投影仪300的操作期间动态地修改垂直和水平峰值扫描角的任何一个或两者，以实现各种结果。示例结果包括改变结果得到的显示的大小或长宽比，当距离(d)改变时维持结果得到的显示的大小，并且当距离和/或长宽比改变时维持图像亮度。
[0037]如图3中所示，水平驱动部件310接收表示期望的峰值水平扫描角度控制信号刺激，并且垂直驱动部件320接收表示期望的峰值垂直扫描角的峰值扫描角控制信号刺激。可以在多条信号线(例如，专用信号线或共享总线)上提供峰值扫描角控制信号刺激，或者可以在单条信号线(例如，串行总线)上提供峰值扫描角控制信号刺激。
[0038]水平驱动部件310和垂直驱动部件320接收峰值扫描角信号刺激，并且产生信号，用于实现通过指定的峰值扫描角的实际反射镜移动。由垂直驱动部件320和水平驱动部件310产生的信号被反射镜驱动部件316组合，反射镜驱动部件316使用在节点193上的复合信号来驱动MEMS装置160。在包括两个扫描反射镜的一些实施例中，通过由垂直驱动部件320和水平驱动部件310产生的信号来直接地驱动MEMS装置160。
[0039]可以手动地、自动地或以任何组合来控制峰值水平和垂直扫描角。例如，可以提供用户控制以允许用户修改峰值扫描角。而且例如，视频源应用可以指定扫描激光投影仪要使用的扫描角或长宽比。
[0040]图4示出根据本发明的各种实施例的可变扫描角激光投影仪。可变扫描角激光投影仪400类似于可变扫描角激光投影仪300 (图3)，并且增加了最大可允许光功率确定部件410。最大可允许光功率确定部件410接收测量的峰值扫描角和阈值，并且然后确定最大可允许激光功率。
[0041]在一些实施例中，最大可允许光功率确定部件410对于给定的一对测量的峰值扫描角和阈值确定最大可允许激光功率。如上所述，阈值可以表示激光类别极限，诸如在IEC60825-1中限定的2类激光极限。
[0042]在操作中，当(自动或通过用户)修改一个或多个峰值扫描角时，可变扫描角激光投影仪400修改最大激光功率以将投影仪维持在特定的类别极限内。
[0043]图5示出根据本发明的各种实施例的最大可允许光功率确定部件。最大可允许光功率确定部件510包括最大可允许光功率确定部件510和选用的求和部件512、514和516。
[0044]如图5中所示，最大可允许光功率确定部件410接收垂直和水平的测量峰值扫描角，并且也接收阈值。最大可允许光功率确定部件410使用该信息来确定最大可允许的红色、绿色和蓝色激光功率。在一些实施例中，使用求和器512、514和516来在每种单独颜色的功率裕度上求和，以允许在向图像处理部件102提供的最大可允许功率值上的容差堆叠。
[0045]图6示出具有扫描反射镜的微机电系统(MEMS)装置的平面图。MEMS装置160包括固定平台602、扫描平台614和扫描反射镜162。扫描平台614通过弯曲部分610和612耦合到固定平台602，并且扫描反射镜162通过弯曲部分220和222来耦合到扫描平台614。扫描平台614具有连接到驱动线650的驱动线圈，通过从反射镜驱动电路116(图1)或316(图3、4)在节点193上提供的复合信号来驱动驱动线650。被驱动到驱动线650内的电流在驱动线圈中产生电流。互连660中的两个耦合到驱动线650。[0046]在操作中，外部磁场源(未示出)在驱动线圈上施加磁场。由外部磁场源施加在驱动线圈上的磁场具有在线圈平面上的分量，并且相对于两个驱动轴不正交地定向。在线圈绕组中的面内电流与面内磁场相互作用，以在导体上产生面外洛伦兹力。因为驱动电流在扫描平台614上形成回路，所以电流跨扫描轴反转符号。这意味着洛伦兹力也跨扫描轴反转符号，导致在磁场的平面和垂直于磁场的平面中的扭矩。该组合扭矩取决于扭矩的频率组成而在两个扫描方向上产生响应。
[0047]弯曲部分610和612形成枢轴。弯曲部分610和612是经受扭转弯曲的柔性构件，由此允许扫描平台614关于枢轴旋转，并且具有相对于固定平台602的角位移。该角位移在此被称为扫描角。弯曲部分610和612不限于如图6中所示的扭转实施例。例如，在一些实施例中，弯曲部分610和612采取其他形状，诸如弧形、“S”形或其他蜿蜒形状。在此使用的术语“弯曲部分”指的是将扫描平台耦合到另一个平台并且能够移动以允许扫描平台相对于该另一个平台具有角位移的任何柔性构件(扫描或固定)。
[0048]反射镜162关于由弯曲部分620和622形成的第一轴枢转，并且关于由弯曲部分610和612形成的第二轴枢转。第一轴在此被称为水平轴，并且第二轴在此被称为垂直轴。在垂直和水平之间的区别在一定程度上是任意的，因为投影设备的旋转将引起两个轴的旋转。因此，本发明的各种实施例不被术语“水平”和“垂直”限制。
[0049]在一些实施例中，扫描反射镜162在水平轴上以机械谐振频率扫描，导致正弦水平扫描。而且，在一些实施例中，扫描反射镜162以非谐振频率垂直地扫描，因此可以独立地控制垂直扫描频率。
[0050]MEMS装置160也包含一个或多个集成的压缩电阻位置传感器。压缩电阻传感器280产生用于表不反射镜162相对于扫描平台614的位移的电压,并且压缩电阻传感器282产生用于表示扫描平台614相对于固定平台602的位移的电压。如图6中所示，在一些实施例中，在两个扫描轴上提供位置传感器，但是这不是本发明的限制。例如，在一些实施例中，MEMS装置160包括仅用于一个轴的位置传感器。互连660的子集提供用于每一个轴的集成位置传感器的连接。
[0051]如下进一步所述，在本发明的各种实施例中，在操作期间修改反射镜162的一个或多个峰值扫描角。例如，可以修改峰值水平扫描角，可以修改峰值垂直扫描角，或可以修改该两者。可以通过在驱动线250上接收的信号刺激来控制和修改峰值扫描角。通过驱动电路116 (图1)或316 (图3、4)来在节点193上提供该信号刺激。
[0052]作为示例提供了在图6中所示的特定MEMS装置实施例，并且，本发明的各种实施例不限于该特定实现方式。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，可以结合能够在两个维度上扫描以便以光栅图案来反射光束的任何扫描反射镜。也例如，可以利用扫描反射镜的任何组合(例如，两个反射镜:每一个轴一个)来以光栅图案反射光束。而且，在不偏离本发明的范围的情况下，可以利用任何类型的反射镜驱动机构。例如，虽然MEMS装置160在具有静态磁场的移动平台上使用驱动线圈，但是其他实施例可以包括在移动平台上的磁体，其具有在固定平台上的驱动线圈。而且，反射镜驱动机构可以包括静电驱动机构。
[0053]图7示出从线性垂直轨迹和正弦水平轨迹得到的偏转波形。垂直偏转波形710是锯齿波形，并且水平偏转波形720是正弦波形。当根据波形710和720在其垂直和水平轴上偏转反射镜162时，得到在图1中所示的扫描光束轨迹180。[0054]可以通过使用适当的驱动信号驱动MEMS装置160，来实现反射镜162根据波形710和720的偏转。在一些实施例中，水平偏转频率是反射镜的谐振频率，并且在该频率下的很小的激励将导致期望的峰值扫描角。可以从在不同频率下的正弦波的和来得出用于垂直偏转的锯齿驱动信号。也可以从被编程到波形发生器的特定点得出用于垂直偏转的驱动信号。
[0055]虽然锯齿驱动信号将导致在图7中所示的垂直偏转，但是其他驱动信号实施例存在。例如，在一些实施例中，垂直驱动信号可以是三角波(其中，从上向下随后从下向上交替每一个帧地写随后的帧)或正弦波。
[0056]锯齿垂直偏转波形710包括垂直扫描部分和回扫部分。在一些实施例中,在垂直水平部分期间而非回扫部分期间显示像素。回扫部分对应于束“回扫”到图像视场的顶部。
[0057]为了说明清楚，图7仅示出每一个垂直扫描中的几个水平循环。实际上，存在更多的水平循环。例如。24.5kHcz的水平谐振频率和60Hz的帧速率将产生每一个垂直扫描大约408个水平循环。
[0058]水平偏转波 形720的振幅对应于峰值水平扫描角。当振幅增大时，峰值扫描角也增大。现在向回参见图1和3，当ΘΗ增大时，水平驱动部件310向MEMS160提供刺激，这使得水平偏转波形720的振幅增大。一般而言，在011上的改变(八ΘΗ)导致在水平偏转波形720的振幅上的改变。类似地，垂直偏转波形710的振幅对应于峰值垂直扫描角。当振幅增大时，扫描角也增大。现在向回参见图1和3，当θν增大时，垂直驱动部件320向MEMS160提供刺激，这使得垂直偏转波形710的振幅增加。一般而言，在9￥上的改变(八θν)导致在垂直偏转波形710的振幅上的改变。
[0059]图8示出根据本发明的各种实施例的方法的流程图。在一些实施例中，通过在先前的图中示出其实施例的扫描激光投影仪来执行方法800或其一部分。在其他实施例中，通过一系列电路或电子系统来执行方法800。方法800不受执行该方法的设备的特定类型限制。可以以所呈现的顺序来执行在方法800中的各种行为，或者可以以不同的顺序来执行在方法800中的各种行为。而且，在一些实施例中，从方法800省略在图8中列出的一些行为。
[0060]方法800被示出为以块810开始。如在810处所示，测量峰值反射镜扫描角。在一些实施例中，测量两个反射镜扫描角(水平和垂直)，并且然后确定峰值扫描角。在不偏离本发明的范围的情况下，可以借助任何手段来测量扫描角。作为参考图6的上面的示例来描述压缩电阻位置传感器。在820处，测量最大光功率。在一些实施例中，这对应于测量激光功率的一个或多个光电检测器。
[0061]在830处，从峰值反射镜扫描角和最大光功率来确定度量。在一些实施例中，该度量对应于未角度地扫描的连续激光的等同激光功率。在840处，将该度量与阈值作比较。在一些实施例中，阈值对应于激光类别极限，诸如在IEC60825-1中描述的那些。例如，度量可以对应于2类激光极限。
[0062]在850处，如果度量超过阈值，则关闭激光光源。这对应于激光极限比较部件140命令安全关断部件130关闭光源110。
[0063]图9示出根据本发明的各种实施例的方法的流程图。在一些实施例中，通过在先前的附图中示出其示例的扫描激光投影仪来执行方法900或其一部分。在其他实施例中，通过一系列电路或电子系统来执行方法900。方法900不受执行该方法的设备的特定类型限制。可以以所呈现的顺序来执行在方法900中的各种行为，或者可以以不同的顺序来执行在方法900中的各种行为。而且，在一些实施例中，从方法900省略在图9中列出的一些行为。
[0064]以块910开始示出了方法900。如在910处所示，接收与激光类别极限对应的阈值。这对应于最大可允许光功率确定部件410接收在节点139 (图4)上的阈值信息。
[0065]在920处，测量峰值反射镜扫描角。这对应于由MEMS装置160测量一个或多个峰值扫描角，并且向最大可允许光功率确定部件410提供测量的峰值扫描角。
[0066]在930处,从阈值和峰值反射镜扫描角确定最大可允许光功率。当在扫描激光投影仪中缩放激光驱动信号以产生像素时由诸如图像处理部件102 (图1)的图像处理部件使用该信息。
[0067]图10示出根据本发明的各种实施例的移动装置的框图。如图10中所示，移动装置1000包括无线接口 1010、处理器1020、存储器1030和扫描投影仪1001。扫描投影仪1001在180处绘制光栅图像。扫描投影仪1001是参考前面的附图在上面描述的扫描激光投影仪。扫描投影仪1001可以包括在此所描述的安全关断电路和/或动态峰值扫描角电路。
[0068]扫描投影仪1001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1001包括存储器，该存储器保持静止图像。在其他实施例中，扫描投影仪1001包括存储器，该存储器包括视频图像。在再其他实施例中，扫描投影仪1001显示从诸如连接器、无线接口 1010或有线接口等的外部来源接收的图像。
[0069]无线接口 1010可以包括任何无线发送和/或接收能力。例如，在一些实施例中，无线接口 1010包括网络接口卡(NIC)，其能够通过无线网络来进行通信。而且，例如，在一些实施例中，无线接口 1010可以包括蜂窝电话能力。在其他实施例中，无线接口 1010可以包括全球定位系统(GPS)接收器。本领域内的技术人员可以明白，在不偏离本发明的范围的情况下，无线接口 1010可以包括任何类型的无线通信能力。
[0070]处理器1020可以是能够与在移动装置1000中的各种部件通信的任何类型的处理器。例如，处理器1020可以是从专用集成电路(ASIC)供应商可获得的嵌入处理器，或者可以是市售的微处理器。在一些实施例中，处理器1020向扫描投影仪1001提供图像或视频数据。可以从无线接口 1010接收图像或视频数据，或者可以从取回自无线接口 1010的数据得出图像或视频数据。例如，通过处理器1020，扫描投影仪1001可以显示从无线接口1010直接接收的图像或视频。也例如，处理器1020可以提供要向从无线接口 1010接收的图像和/或视频添加的覆盖物，或者可以基于从无线接口 1010接收的数据来改变存储的图像(例如，在无线接口 1010提供位置坐标的GPS实施例中修改地图显示)。
[0071]图11示出根据本发明的各种实施例的移动装置。移动装置1100可以是具有或没有通信能力的手持投影装置。例如，在一些实施例中，移动装置1100可以是具有很少能力或没有其他能力的手持投影仪。而且，例如，在一些实施例中，移动装置1100可以是可用于通信的装置，包括例如蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)或全球定位系统(GPS)接收器等。而且，移动装置1100可以经由无线(例如，WiMax)或蜂窝连接而连接到更大的网络，或者该装置可以经由不受管理的频谱(例如，WiFi)连接来接受数据消息或视频内容。
[0072]移动装置1100包括扫描投影仪1001以在180处利用光来产生图像。移动装置1100也包括许多其他类型的电路:然而，为了清楚，有意从图11省略它们。
[0073]移动装置1100包括显示器1110、小键盘1120、音频端口 1102、控制按钮1104、卡插槽1106和音频/视频(A/V)端口 1108。这些元件都不是必需的。例如，移动装置1100可以仅包括扫描投影仪1001，而没有显示器1110、小键盘1120、音频端口 1102、控制按钮1104、卡插槽1106或A/V端口 1108的任何一个。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1001、控制按钮1104和A/V端口 1108。
[0074]显示器1110可以是任何类型的显示器。例如，在一些实施例中，显示器1110包括液晶显示器(IXD)屏幕。显示器1110可以总是显示在180处投影的相同内容或不同的内容。例如，附属投影仪产品可以总是显示相同的内容，而移动电话实施例可以在显示器1110上显示不同内容的同时在180处投影一种类型的内容。小键盘1120可以是电话小键盘或任何其他类型的小键盘。
[0075]A/V端口 1108接受和/或发送视频和/或音频信号。例如，A/V端口 1108可以是接受适合于承载数字音频和视频数据的电缆的数字端口。而且，A/V端口 1108可以包括RCA插孔，用于接受复合输入。而且，A/V端口 1108可以包括VGA连接器，用于接受模拟视频信号。在一些实施例中，移动装置1100可以通过A/V端口 1108被链接到外部信号源，并且移动装置1100可以投影通过A/V端口 1108接受的内容。在其他实施例中，移动装置1100可以是内容的始发者，并且A/V端口 1108用于向不同装置发送内容。
[0076]音频端口 1102提供音频信号。例如，在一些实施例中，移动装置1100是可以存储和播放音频和视频的媒体播放器。在这些实施例中，可以在180处投影视频，并且可以在音频端口 1102处输出音频。在其他实施例中，移动装置1100可以是附属投影仪，其在A/V端口 1108处接收音频和视频。在这些实施例中，移动装置1100可以在180处投影视频内容，并且在音频端口 1102处输出音频内容。
[0077]移动装置1100也包括卡插槽1106。在一些实施例中，在卡插槽1106中插入的存储卡可以提供用于要在音频端口 1102处输出的音频和/或要在180处投影的视频数据的来源。卡插槽1106可以接收任何类型的固态存储器装置，包括例如，多媒体存储卡(MMC)、存储棒DU0、安全数字(SD)存储卡和智能媒体卡。上面的列表意味着是示例性的，并且不是穷尽的。
[0078]控制按钮1104可以用于任何目的。例如，在一些实施例中，控制按钮1104可以用于在显示器1110上导航菜单系统。而且例如，在一些实施例中，控制按钮1104可以用于修改一个或多个峰值扫描角。在操作中，用户可以通过按下控制按钮1104来修改被投影的显示器的长宽比和大小。
[0079]图12示出根据本发明的各种实施例的抬头显示系统。投影仪1001被示出为安装在车辆仪表板中，以在1200处投影抬头显示器。虽然在图12中示出汽车抬头显示器，但是这不是本发明的限制。例如，本发明的各种实施例包括在航空电子设备的应用、空中交通控制应用和其他应用中的抬头显示器。在一些实施例中，在投影仪1001上的用户控制被暴露到司机，使得可以手动改变峰值扫描角。而且，在一些实施例中，自动控制执行峰值扫描角调整以补偿到风挡的距离和/或环境亮度。在其他实施例中，可以基于显示内容由视频源(汽车面板)来指定峰值扫描角。
[0080]图13示出根据本发明的各种实施例的眼镜。眼镜1300包括用于在眼镜的视场中投影显示器的投影仪1001。在一些实施例中，眼镜1300是透明的，并且在其他实施例中，眼镜1300是半透明的。例如，可以在其中佩带者可以看到覆盖在物理世界上的、来自投影仪1001的显示。而且，例如，眼镜1300可以用在虚拟现实应用中，其中，通过投影仪1001来产生佩带者的整个视场。虽然仅在图13中示出一个投影仪1001，但是这不是本发明的限制。例如，在一些实施例中，眼镜1300包括两个投影仪，每只眼睛一个。
[0081]图14示出根据本发明的各种实施例的游戏设备。游戏设备1400允许一个或多个用户观看游戏环境和与游戏环境交互。基于作为包括扫描激光投影仪1001的设备的游戏设备1400的运动、位置和定向来将游戏导航。诸如手动操作的按钮、踏板或口头命令的其他控制接口也可以有助于在游戏环境中导航或与游戏环境交互，包括峰值扫描角改变。例如，在一些实施例中，扳机1442有助于一个或多个用户在通常被称为“第一人称射击游戏”的第一人称透视视频游戏环境中的假象。因为可以通过游戏应用与用户移动组合地控制投影显示器的大小、长宽比和亮度，所以游戏设备1400对于这些用户建立高度可信或“沉浸式”的环境。
[0082]也可以通过游戏设备1400对于诸如下述行为建立许多其他第一人透视模式:3D地震地质勘探、太空行走规划、丛林树冠勘探、汽车安全指令、医疗教育等。触觉接口 1444可以提供多种输出信号，诸如后坐、振动、震动、隆隆作响等。触觉接口 1444也可以包括触敏输入功能部件，诸如触敏显示屏幕或需要触笔的显示屏幕。也在本发明的各种实施例中包括诸如用于移动敏感探头的输入和/或输出特征的另外的触觉接口。
[0083]游戏设备1400也可以包括音频输出装置，诸如集成的音频扬声器、远程扬声器或耳机。这些种类的音频输出装置可以使用导线或通过无线技术连接到游戏设备1400。例如，无线耳机1446经由蓝牙连接向用户提供声音效果，虽然可以自由地替换任何种类的类似的无线技术。在一些实施例中，无线耳机1446可以包括麦克风1445或双声道麦克风1447，以允许多个用户、指令者或观察者通信。双声道麦克风1447通常在每一个耳机上包括麦克风，以捕获通过用户头影(user’s head shadow)修改的声音。该特征可以用于其他模拟参与者的双声道收听和声音定位。
[0084]游戏设备1400可以包括测量距离、环境亮度、运动、位置和方向等的任何数量的传感器1410。例如，游戏设备1400可以使用数字指南针检测绝对前进方向，并且使用x-y-z陀螺仪或加速度计来检测相对移动。在一些实施例中，游戏设备1400也包括第二加速度计或陀螺仪，以检测装置的相对定向或其迅速的加速度或减速度。在其他实施例中，游戏设备1400可以包括全球定位卫星(GPS)传感器，用于当用户在地球空间中行进时检测绝对位置。
[0085]游戏设备1400可以包括电池1441和/或诊断灯1443。例如，电池1441可以是可充电电池，并且诊断灯1443可以指示电池的当前充电量。在另一个示例中，电池1441可以是可装卸电池夹，并且游戏设备1400可以具有另外的电池、电容器或超级电容器，以在将放电的电池替换为充电的电池的同时允许设备继续操作。在其他实施例中，诊断灯1443可以向用户或服务技术人员通知关于在该装置内或连接到该装置的电子部件的状态。例如，诊断灯1443可以指示接收的无线信号的强度或存储卡的存在或不存在。诊断灯1443也可以被替换为任何小屏幕，诸如有机发光二极管或液晶显示屏幕。如果用于该设备的外壳是半透明或透明的，则这样的灯或屏幕可以在游戏设备1400的外表面上或者在该表面下。[0086]游戏设备1400的其他部件可以是从该装置可移除的、可拆卸的或可分离的。例如，动态扫描角投影设备可以是从游戏外壳1449可拆卸或可分离的。在一些实施例中，动态扫描角投影设备的子部件可以是从游戏外壳1449可拆卸或可分离的，并且仍然起作用。
[0087]虽然已经结合特定实施例描述了本发明，但是应当明白，在不偏离本发明的范围的情况下，可以诉诸于修改和改变，本领域内的技术人员容易明白这一点。这样的修改和改变被认为在本发明和所附的权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种扫描激光投影仪，包括: 激光光源，用于产生光束； 至少一个光检测器，用于测量来自所述激光光源的光输出； 具有扫描反射镜的扫描反射镜组件，用于在至少一个轴上扫描所述光束，所述扫描反射镜组件包括用于测量反射镜扫描角的至少一个位置传感器； 用于从测量的峰值反射镜扫描角和测量的光输出两者确定度量并且将所述度量与阈值作比较的部件；以及 安全电路，用于如果所述度量超过所述阈值，则关断所述激光光源。
2.根据权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述阈值对应于激光类别极限。
3.根据权利要求1所述的扫描激光投影仪，进一步包括反射镜驱动电路，所述反射镜驱动电路用于驱动所述反射镜扫描组件并且实现通过峰值反射镜扫描角的反射镜扫描，其中，所述峰值反射镜扫描角是可变的。
4.根据权利要求3所述的扫描激光投影仪，进一步包括用于作为所述阈值和所测量的峰值反射镜扫描角的函数来确定最大可允许光输出的电路。
5.根据权利要求1所述的扫描激光投影仪，其中，所述扫描反射镜在两个轴上扫描所述光束。
6.根据权利要求5所述的 扫描激光投影仪，其中，用于确定度量的所述部件可操作以用于从在所述两个轴上的测量的峰值反射镜扫描角确定所述度量。
7.—种扫描激光投影仪,包括: 扫描反射镜，用于扫描光束； 反射镜驱动电路，所述反射镜驱动电路可操作以使得所述反射镜旋转通过峰值反射镜扫描角，其中，所述峰值反射镜扫描角基于向所述反射镜驱动电路的输入可变；以及 用于基于测量的峰值反射镜扫描角来确定最大可允许光束功率的电路。
8.根据权利要求7所述的扫描激光投影仪，进一步包括激光二极管，所述激光二极管用于产生所述光束。
9.根据权利要求8所述的扫描激光投影仪，进一步包括用于基于所测量的峰值反射镜扫描角和测量的来自所述激光二极管的光输出来确定度量的电路。
10.根据权利要求9所述的扫描激光投影仪，进一步包括安全电路，所述安全电路用于当所述度量超过阈值时关断所述激光二极管。
11.根据权利要求8所述的扫描激光投影仪，其中，所述扫描反射镜在两个维度上扫描所述光，所述反射镜驱动电路可操作以使得所述反射镜在所述两个维度上旋转通过两个峰值反射镜扫描角，并且，用于确定所述最大可允许光束功率的所述电路基于在所述两个维度上的测量的峰值反射镜扫描角来确定所述最大可允许光束功率。
12.根据权利要求11所述的扫描激光投影仪，进一步包括用于基于所测量的峰值反射镜扫描角和测量的来自所述激光二极管的光输出来确定度量的部件。
13.根据权利要求12所述的扫描激光投影仪，进一步包括安全电路，所述安全电路用于当所述度量超过阈值时关断所述激光二极管。
14.一种移动装置,包括: 图像源；激光光源； 图像处理部件，用于基于从所述图像源接收的像素数据来驱动所述激光光源； 扫描反射镜，用于反射所述激光，所述扫描反射镜具有用于对于两个维度的每一个测量峰值反射镜扫描角的传感器； 反射镜驱动电路，用于驱动所述扫描反射镜，并且实现在所述两个维度上的扫描；以及用于基于可允许激光类别和对于所述两个维度的每一个测量的峰值反射镜扫描角来确定最大可允许光输出的部件； 光传感器，用于测量来自所述激光光源的光输出； 处理单元，用于基于所测量的峰值反射镜扫描角和测量的光输出来确定等同激光类别；以及 安全电路，用于当所述等同激光类别超过阈值时，禁用所述激光光源。
15.根据权利要求14所述的移动装置，其中，所述反射镜驱动电路可操作以在所述两个维度上实 现可变峰值反射镜扫描角。
【文档编号】G02B27/02GK103534644SQ201280022737
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年6月27日 优先权日:2011年6月29日
【发明者】布鲁斯·C·罗萨尔 申请人:微视公司