用于投影图像的设备、具有相应的设备的便携式移动设备以及用于投影图像的方法

摘要

本发明涉及用于投影图像(50)的设备，所述设备具有视频信号装置(10)、镜控制装置(40)和投影装置(20)，所述视频信号装置设计用于提供具有第一图像刷新率的视频信号，所述镜控制装置设计用于以与微镜装置的至少一个特征并且与所述第一图像刷新率匹配的第二刷新率来控制所述微镜装置(41)，所述投影装置设计用于在使用借助所述第二图像刷新率运动的微镜装置的情况下投影由所述视频信号装置以所述第一图像刷新率提供的视频信号。

说明书

技术领域

本发明涉及用于投影图像的设备、具有相应的设备的便携式移动设备 以及用于投影图像的方法。

背景技术

在JP 101 551 60 A中描述了用于转换视频投影机的图像刷新率 (Bildwiederholrate)的方法和措施。在此所描述的设备设置用于改变图像 刷新率，所述设备将数字视频信号与任意的整数值相乘。

US 2003 112 507 A1描述了用于改变视频投影机的图像刷新率的方法 和设备。在此，能够通过单个图像行的省略和变换实现图像刷新率的改变。

US 2007 195 408 A1描述了设计用于三维投影的投影设备，其借助数据 转换单元使投影机的图像刷新率与视频输入信号的图像刷新率同步。

US 2010 00 33 555 A1描述了用于视频投影机的同步设备，所述同步设 备通过速率倍增将输入视频信号转换成匹配于投影的信号。

US 2004 013 66 86 A1描述了用于抑制电影的图像质量的劣化的方法， 所述电影在图像再现设备上以偏差的帧速率播放。具有DVD再现功能的投 影机配置用于将以帧速率24fps从DVD读取的电影数据转换到帧速率72fps 上。

发明内容

本发明实现具有权利要求1的特征的用于投影图像的设备、具有权利 要求9的特征的便携式移动设备和具有权利要求10的特征的用于投影图像 的方法。

因此，本发明实现一种用于投影图像的设备，所述设备具有视频信号 装置、镜控制装置和投影装置，所述视频信号装置设计用于提供具有第一 图像刷新率的视频信号，所述镜控制装置设计用于以与微镜装置的至少一 个特征并且与第一图像刷新率匹配的第二刷新率来控制微镜装置，所述投 影装置设计用于在使用借助第二图像刷新率运动的微镜装置的情况下投影 由视频信号装置以第一图像刷新率提供的视频信号。

此外，根据本发明设置用于投影图像的方法。在此，所述方法包括以 下步骤：通过视频信号装置提供具有第一图像刷新率的视频信号、使用于 投影图像的第二图像刷新率与微镜装置的至少一个特征并且与第一图像刷 新率匹配、以匹配的第二图像刷新率控制微镜装置以及以第二图像刷新率 投影由视频信号装置提供的视频信号。

本发明的优点

因此，本发明的构思是，将第一图像刷新率的同步提供给第二图像刷 新率，以所述第一图像刷新率对进入的视频信号进行编码，借助所述第二 图像刷新率投影进入的视频信号的图像信息。通过用于投影图像的设备和 方法的根据本发明的设计能够有利地实现：根据投影装置的特性以匹配的 图像刷新率进行投影，其中，匹配的图像刷新率与投影装置的机械特性与 机械特征尽可能高效匹配。因此，避免了投影装置在图像构造的水平的或 者竖直的行频或者列频的对于微机械不利的频率范围中的运行。

根据本发明的一种有利实施方式，所述设备设计用于在投影图像的第 一行之前或者在投影图像的最后一行之后对于一个延迟时间段根据匹配的 第二图像刷新率停止逐行的图像构造。

根据本发明的另一种有利实施方式，所述设备设计用于在投影图像的 一行时对于一个延迟时间段根据匹配的第二图像刷新率停止逐行的图像构 造。

根据本发明的另一种有利实施方式，所述设备设计用于在投影图像时 根据匹配的第二图像刷新率省略图像的单个行。

根据本发明的另一种有利实施方式，所述设备设计用于根据所述设备 的运行条件和/或微镜装置的运行条件实施第二图像刷新率与微镜装置的 至少一个特征的匹配。这有利地允许，对于变化了的运行条件——例如周 围环境温度或者气压或者空气湿度，使第二图像刷新率与微镜装置的特征 更好地匹配。

根据本发明的另一种有利实施方式，所述设备具有用于缓存视频信号 的存储装置。在此有利地，仅仅需要待投影的图像的帧的存储空间需求的 一小部分作为存储装置的大小。

根据本发明的另一种有利实施方式，第一图像刷新率和第二图像刷新 率是图像的竖直的图像刷新率。

根据本发明的另一种有利实施方式，视频信号装置具有接口装置，所 述接口装置设计用于从外部视频源接收视频信号，其中，外部视频源具有 图像速率预给定装置，所述图像速率预给定装置设计用于向外部视频源发 送所接收的图像信号的第一图像刷新率的预给定。

附图说明

以下根据附图阐述本发明的其他的特征和优点。附图示出：

图1：根据本发明的第一实施方式的用于投影图像的设备的示意图；

图2：控制信号的时间图的示意图；

图3：根据本发明的第二实施方式的用于投影图像的设备的示意图；

图4：根据本发明的第三实施方式的用于投影图像的设备的示意图；

图5：根据本发明的第四实施方式的用于投影图像的方法的流程图的示 意图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的第一实施方式的用于投影图像的设备的示意图。

所述设备包括视频信号装置10、镜控制装置40和投影装置20。

视频信号装置10提供视频信号，所述视频信号包括电压的串联设置， 通过其对待投影的图像50的图像亮度和颜色进行编码。视频信号例如构造 为RGB信号，通过所述RGB信号分别在输送线路21A-23A中传输用于颜 色红、绿和蓝的各个信号。在此，例如通过VGA连接端、通过Cinch插头、 通过HDMI插头、通过DVI插头、直接通过印制电路板、通过CIF插头或 者通过SCART连接端来传输RGB信号。在此，HDMI代表“高清晰度多 媒体接口(High Definition Multimedia Interface)”(德语“高分辨率多媒体接口”)，DVI代表“数字视频接 口(Digital Visual Interface)”(翻译为“digitale,visuelle Schnittstelle”)，CIF 代表“通用中间格式(Common Intermediate Format)”(德语“allgemeines  Zwischenformat”)，而SCART代表法语的“试听无线电接收器和电视机制 造商协会(Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorecepteurs et  Televiseurs)”(翻译为“Vereinigung der Hersteller von und Fernsehapparaten”)。

镜控制装置40和激光装置25例如集成到投影装置20中。此外，镜控 制装置40和激光装置25例如通过控制连接42耦合。控制连接42用于交 换数据并且用于同步镜控制装置40和激光装置25。

激光装置25包括第一激光器单元21、第二激光器单元22和第三激光 器单元23。激光装置25借助控制信号控制激光器单元21-23。此外，输送 线路21A-23A连接激光器单元21-23与视频信号装置10。

第一激光器单元21例如实施为红色的激光器，其产生具有红的光谱颜 色的激光辐射。

第二激光器单元22实施为红外激光器(缩写：IR激光器)，其在红外 范围中产生激光辐射。频率倍增装置22B设置在第二激光器单元22的光路 中。频率倍增装置22B例如允许由第二激光器单元22发射的激光辐射的减 半。例如可以由用作第二激光器单元22的掺杂钕的钇铝石榴石激光器(缩 写：YAG激光器)的具有波长1064nm的红外辐射产生波长532nm的绿色 光。第二激光器单元22也可以是直接发射绿色的激光器，例如镓铟氮化物 激光器。

第三激光器单元23例如实施为蓝色的激光器，其在具有蓝色感知的波 长范围中产生激光辐射。

激光器单元21-23的激光束通过镜装置31、32、33引导到微镜装置41 上，所述镜装置设计为全反射的镜或者半穿透的镜或者其他的偏转镜，所 述微镜装置设计用于基于进入的运动信号和偏转信号执行振荡运动。

激光器单元21-23例如实施为产生激光辐射的激光二极管或者半导体 激光器或者其他的半导体部件。

镜控制装置40设计用于产生用于微镜装置41的运动信号和偏转信号。 为此目的，镜控制装置40通过控制连接42与激光装置25连接。在此，能 够使从投影装置25向激光器单元21-23发送的控制信号与镜控制装置40 的运动信号和偏转信号同步。

微镜装置41例如构造为微机电系统(缩写：MEMS)。

微镜装置41例如具有一个或多个显微地小的、可倾斜的微镜。对于微 镜装置41的可倾斜的微镜而言，存在从静止位置出来的最大偏转——例如 +/-5°或者+/-20°或者+/-90°或者+/-150°，其中，可以使用在其中间的任何一 个角来投影。

微镜装置41例如实施为借助折叠的弯曲弹簧安置的镜板并且具有机械 固有频率和机械谐振频率，在所述机械谐振频率的范围中能够以控制信号 的小的信号振幅实现微镜装置41的运行。在此，例如谐振地控制微镜装置 41的至少一个轴——例如用于在水平面中运动的轴，但也可以非谐振地驱 动微镜装置41的其他轴。

当微镜装置41在机械固有频率或者机械谐振频率的范围中被强加外部 振荡时，微镜装置41以特别大的振幅进行响应。因此，能够实现微镜装置 41的高效的并且节能的运行，因为控制信号的小的信号振幅就已经允许微 镜装置41的镜板的足够大的运动振幅。

因此，第二图像刷新率与微镜装置41的机械固有频率或者机械谐振频 率的匹配作为微镜装置41的一个特征是有利的。例如可以由设置在镜控制 装置40中或者投影装置20中或者激光装置25中的计算单元来实现所述匹 配。所述计算单元例如设计为微处理器或者可存储编程的控制器。

微镜41的机械固有频率或者机械谐振频率的范围例如由计算单元通过 微镜装置41的与在预给定的频率范围上控制信号的所施加的信号振幅相关 的偏转的自动化分析来检测。

因此，可以由计算单元求取具有所属的第二图像刷新率的最佳地适合 于微镜装置41的运行的频率范围并且将所述频率范围用于其他运行。在此， 可以定期由计算单元例如在预给定的时间间隔期满之后重新检测用于第二 图像刷新率的最佳地适合的频率范围。

待由所述设备投影的图像50由各个行Z1-Zn构成。依次传输并且从上 往下地显示所述行Z1-Zn。由于眼睛的惯性，所述过程不可见或者几乎不 可见。在左上方用黑色表示，图像构造以行Z1开始。如果到达右侧的图像 边缘，则进行行回扫。例如，对于回扫的时间消隐激光器单元21-23的光 束。在左侧的边缘处开始下一行、即第二行Z2的显示。

在此，连续通过从左向右或者从右向左的投影构成图像50的各个行 Zi。因此，每一个图像50包括多个彼此相继地发送的行Zi。

图2示出控制信号StS的时间图的示意图。

图像示出视频信号的多个行Zi的时间变化曲线。在横坐标上标出时间 t，而在纵坐标上标出控制信号StS的振幅A。控制信号StS的振幅值A1 定义控制信号StS的可用于投影图像50的行长ZL。

在控制信号StS的在图2中示出的信号变化曲线中，以虚线边框标记 两个行Z1和Z2。在此，在示出的实施例中，微镜装置41的正向运动和返 回运动用于投影图像50的行Zi。

图3示出根据本发明的第二实施方式的用于投影图像的设备的示意图。

所述设备例如具有投影装置20和视频信号装置10。投影装置20例如 实施为便携式移动设备或者便携式移动电话。

视频信号装置10例如通过视频数据连接VDV并且通过控制接口SSC 与投影装置20连接。视频数据连接VDV例如设计用于传输数据，而控制 接口SSC允许视频信号装置10和投影装置20之间的数据通信。

投影装置20例如实施为具有图像数据处理单元20A和同步单元20B。 在此，同步单元20B设计用于缓存从视频信号装置10经过视频数据连接 VDV向投影装置20发送的视频信号的图像信息或单个图像或者用于使第 一图像刷新率和第二图像刷新率相互匹配。

此外，可以使用于投影视频信号的第二图像刷新率与微镜装置41的谐 振频率匹配。微镜装置41的谐振频率通过微镜装置41的可运动的微镜的 质量以及通过微镜装置41的可运动的微镜的悬挂装置的刚性来预给定。

有利地，使微镜装置41在其机械谐振频率的范围中运行，因为在所述 频率范围中以小的信号强度并且因此以小的能量需求已经能够实现偏转。

图3中示出的其他参考标记已经在属于图1的附图描述中阐述并且因 此不再进一步描述。

图4示出根据本发明的第三实施方式的用于投影图像的设备的示意图。

除图像数据处理单元20A和同步单元20B以外，图4中示出的投影装 置20还具有接口装置20C，所述接口装置由控制装置20D控制。在此，接 口装置20C设计用于与视频信号装置10的数据通信和控制通信。

控制装置20D例如可以检测微镜装置41的期望位置和实际位置并且预 给定与其匹配的用于由视频信号装置10发送的视频信号的图像刷新率。然 后通过接口装置20C向视频信号装置10发送所述预给定。

图4中示出的其他参考标记已经在属于图1的附图描述中阐述并且因 此不再继续描述。

图5示出根据本发明的第四实施方式的用于投影图像的方法的流程图 的示意图。

在第一方法步骤中，通过视频信号装置10提供S1具有第一图像刷新 率的视频信号。

在第二方法步骤中，使用于投影图像的第二图像刷新率与微镜装置41 的至少一个特征并且与第一图像刷新率匹配S2。

在此，可以如此实现所述匹配S2，使得第二图像刷新率具有第一图像 刷新率的整数倍或者使得第二图像刷新率位于微镜装置41的机械构造的谐 振范围中。

在第三方法步骤中以匹配的第二图像刷新率控制S3微镜装置41。

在第四方法步骤中以第二图像刷新率通过逐行的图像构造投影S4由 视频信号装置10提供的视频信号作为图像50。

在此，可以对于图像50的逐行的图像构造迭代地实现所述方法的方法 步骤S1-S4。此外，为了减少在投影图像50时的图像闪烁，所述方法例如 也可以使用隔行扫描方法(Zeilensprungverfahren)。