專利名稱：一種分區(qū)多行掃描式激光投影機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于激光投影顯示技術領域。
背景技術：
在激光技術問世不久，就出現(xiàn)了以飛點掃描器為核心的機械掃描式激光投影機，但由于行偏轉多面鏡鼓轉速過高(每秒千轉以上)，噪聲成了一大問題。后來隨著技術的發(fā)展，采用了空氣軸承，但并未從根本上解決其進一步發(fā)展的主要問題圖像掃描線數(shù)的增加必須依賴行偏轉多面鏡鼓鏡面數(shù)量的增加和轉速提高。另外，像素顯示時間短(只有0.8nm)，掃描線質量差，像素存在陰影等都成為難以解決的問題。隨著顯示技術的發(fā)展，電子束管CRT投影機，液晶光閥投影機，發(fā)光二極管LED大屏幕顯示屏群雄競起，以各自優(yōu)勢占據(jù)了市場，以飛點掃描器為核心的激光投影機漸無聲息。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術問題是如何實現(xiàn)圖像的多行分區(qū)掃描，方案是利用有分區(qū)行掃描功能的分區(qū)行偏轉鏡鼓對用數(shù)字技術驅動的多個激光顯示單元形成的光束列進行圖像的分區(qū)行掃描。
本發(fā)明公開了一種分區(qū)多行掃描式激光投影機，包括信號分配驅動系統(tǒng)，激光顯示單元，光束列形成器，光束列透鏡組，分區(qū)行偏轉鏡鼓，光纖板(校正圖像，可不用)，投影鏡頭(直接投影時可不用)，其特征是(1)利用數(shù)字技術對圖像按行分區(qū)，按列驅動，對n路顯示單元地址循環(huán)分配信號；(2)系統(tǒng)中存在用于多行同時掃描的光束列，其光束排列方向與掃描方向垂直，由可調(diào)制激光器陣列，光閥陣列，或輸入各顯示單元光源的，有光纖功能的光通道輸出端按順序排列而成；(3)系統(tǒng)中存在各鏡面與端面(圖2-4)之間有相同夾角或夾角(圖2-a)按分區(qū)掃描的規(guī)律，以一定角度遞增或遞減的由多個鏡面組合排列而成的分區(qū)行偏轉鏡鼓。
有益效果(1)突破了已有方案的掃描極限，效率成倍提高；(2)行、場掃描在一個分區(qū)行偏轉鏡鼓上同時完成，并且可以在低轉速下實現(xiàn)圖像掃描；(3)像素顯示時間長，采用條形掃描光點和以一定頻率顯示一個像素，可有效減少已有方案中掃描線中存在的陰影；(4)可采用多個小功率半導體激光器實現(xiàn)大功率顯示；(5)各行各列位置穩(wěn)定，各像素之間干擾少，容易實現(xiàn)高精度投影；(6)增加參與掃描線數(shù)和參與一幀分區(qū)掃描的鏡面，可有效提高圖像清晰度；(7)調(diào)整參與掃描路數(shù)，光束列中光束之間的間隔和分區(qū)行偏轉多面鏡鼓中各鏡面的角度參數(shù)，可實現(xiàn)幀掃描，分區(qū)幀掃描，分區(qū)隔、逐行掃描等多種掃描方式。
四

附圖一1、激光顯示單元，2、光纖，3、光束列形成器輸出端口，4、條形光束列透鏡組，5、條形圓柱面透鏡，6、反光鏡(為布局設置)，7、分區(qū)行偏轉多面鏡鼓，8、光纖板，9、投影透鏡組，10、漫反射屏。
附圖二a、光束列形成器輸出端口側視圖，b、光束列形成器輸出端口正視圖，c、激光顯示單元，d、分區(qū)行偏轉多面鏡鼓側視圖，e、直接將光輸入光纖，f、將光聚焦輸入光纖，g、條形圓柱面透鏡正視圖，h、條形透鏡組正視圖。其中1、孤線，2、扁圓形輸出端口，3、光導體激光顯示單元，4、端面，5、中線，6、錐形輸入端口，7、光纖，8、錐形輸出端口。
附圖三分區(qū)行偏轉多面鏡鼓分區(qū)原理圖附圖四多路驅動信號分配示意圖五、
具體實施例方式
以我國標準全電視信號為例，將一幀圖像分成12區(qū)，參與一幀掃描的鏡面為12面，每區(qū)參與掃線數(shù)為625÷12≈52線。
1、視頻信號分配(如圖4)，從視頻信號中分離的R、G、B信號，經(jīng)ADC轉換成八位二進制數(shù)字信號，然后根據(jù)各顯示單元的顯示特征運用數(shù)學算法進行色彩平衡，并按1-n(1-52)的地址將信號分配至各個由移位寄存器或動態(tài)存貯器構成的行存儲器單元，其色彩衡過程和尋址過程受行同步信號控制，在一個行同步信號控制下，行存貯器一次并行存入一行視頻數(shù)字信號，各信號存入和ADC采樣時鐘同步，采用循環(huán)分配方法，即第一路行存貯器在第一個分配周期內(nèi)存入第1行，在第二個分配周期內(nèi)存入第n+1行，即第53行，在第三分配周期內(nèi)存入第2n+1行，即105行，第二路行存貯器按分配周期存入第2行，第54行(n+2)，第106(2n+2)，依次類推，受顯示時鐘(250KHZ)控制，在第一個周期完成后，各路行存儲器同時讀出1-52行第一個信號，輸入各自八位二進制DAC，轉換成有效電壓，同時驅動各半導體激光顯示單元顯示?？衫矛F(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術將多個行存儲器和DAC集中在一個芯片上，形成列驅動器，以降低成本。
2、光束列形成器由52根光纖組成，其輸入端呈現(xiàn)圓錐形，輸出端呈扁圓形(如圖2-2)，各輸出端光輸出方向一致，并在一定的圓弧面(圖2-1)上呈直線排列(圖2-b)，圓弧的弧度以光束列縮小聚焦后焦點列的圓弧度和分區(qū)掃描形成的弧度(如圖3中a1、c3弧)相適應為準，將52個半導體激光顯示單元(圖2-3)發(fā)出的光分別直接輸入各路光纖(圖2-e)或者經(jīng)透鏡聚焦后輸入各路光纖(圖2-f)，這樣，R、G、B三元色激光在光纖中混合后，從輸出端(圖1-3)輸出，形成光束列。
3、分區(qū)行偏轉多面鏡鼓的設置將有24個反射鏡面的行偏轉多面鏡鼓的鏡面分成兩組，每組12面，其各鏡面與端面的夾角按如下理想角度設置A84.84375°B85.78125°C86.71875°D87.65625°E88.59375°F89.53125°G90.46875°H91.40625°I92.34375°J93.28125°K94.21875°L95.15625°，其中A+L＝180°，其余按0.9375°遞增，其各鏡面的中線(即兩端面之間的中線，如圖2-5)在正24邊形的邊上，以上是形成一幀掃描的12個鏡面的設置，其余12面鏡按同樣要求和順序設置(如第二組與第一組的各鏡相差掃描一行的角度，可形成隔行掃描)，于是得到行偏轉角為30°，分區(qū)反射角(場偏轉角)為22.5°的分區(qū)行偏轉多面鏡鼓。其旋轉一周可實現(xiàn)對兩幀圖像的掃描。
4、光束列透鏡組選擇入射焦距短，輸出焦距長，并能對光束列縮小聚焦的透鏡組。光束列經(jīng)透鏡組和圓柱面透鏡聚焦后，經(jīng)反光鏡(圖1-6)的反射和分區(qū)行偏轉多面鏡鼓的分區(qū)掃描，在光纖板(1-8)的入射面形成焦點列，焦點列的弧長(如圖3a1a3弧)等于分區(qū)掃描時形成弧長(如圖3a1c3弧)的1/12。由于只對光束列進行聚焦，采用條形透鏡組(如圖2g·h)以節(jié)省空間。
5、光纖板其作用是改變光運行方向，同時校正圖像，各區(qū)掃描焦點列在光纖板入射面處形成銜接，其入射面的弧度參數(shù)，根據(jù)分區(qū)行掃描中焦點列形成的弧度設置。光纖板根據(jù)需要設置，可省略。
視頻信號經(jīng)信號分配驅動系統(tǒng)分配，驅動52路激光顯示單元，通過光纖對R、G、B三元色激光的混合，從光束列形成器端口輸出，經(jīng)光束列透鏡組聚焦，反光鏡的反射，投射到轉速為12.5轉/秒的，每轉掃描兩幀的12分區(qū)行偏轉多面鏡鼓上，在光纖板入射面形成一幅有一千六百萬種色彩，垂直清晰度為624線，水平清晰度不低于825線，每秒25幀的分區(qū)掃描圖像，其透過的光，經(jīng)投影鏡頭的投射，將圖像投影于漫反射屏上。
權利要求
一種分區(qū)多行掃描式激光投影機。包括信號分配驅動系統(tǒng)，激光顯示單元，光束列形成器，光束列透鏡組，分區(qū)行偏轉多面鏡鼓，光纖板，投影鏡頭。其特征是1、系統(tǒng)中存在用于多行同時掃描的光束列，其排列方向與掃描方向垂直或與分區(qū)行偏轉多面鏡鼓端面(圖2-4)在空間上垂直，由可調(diào)制激光器陣列，光閥陣列，或輸入各顯示單元光源的，有光纖功能的光通道輸出端排列而成。2、系統(tǒng)中存在分區(qū)行偏轉多面鏡鼓，其各鏡面與端面之間的夾角(圖2-a)按分區(qū)掃描要求以一定角度遞增或遞減，其各鏡面的中線(如圖2-5)在一個正多邊形的邊上(如圖1-7)或每個鏡面中至少有一條邊在正多邊形的邊上。3、光束列形成器，其特征是由n個光通道組成，光通道的輸出端呈扁圓形(圖2-2)，各輸出端光輸出方向一致，并在一定的圓孤面(圖2-1)上呈直線排列(圖2-b)。4、視頻信號分配驅動方法，其特征是按行分區(qū)，按列驅動，按顯示順序對n路顯示單元地址循環(huán)分配信號，n路按列同時驅動顯示。5、光束列透鏡組，其特征是長條形，只保留光線通過部分(如圖2-g·h)，并存在圓柱面透鏡(圖1-5)。
全文摘要
本發(fā)明屬于激光投影技術領域。已有方案受行掃描速度限制，存在掃描效率低，掃描線質量差等缺點，不能滿足現(xiàn)實要求。本發(fā)明利用數(shù)字技術分別調(diào)制并驅動多個激光顯示單元組成的光束列，并通過與端面之間有不同角度設置，能進行分區(qū)行掃描的行偏轉多面鏡鼓，進行圖像的分區(qū)多行掃描。本方案立足現(xiàn)有技術的發(fā)展，為實現(xiàn)大功率，高清晰，高色彩表現(xiàn)力的電子影院投影機提供了有效解決方案。
文檔編號H04N1/113GK1438510SQ0310137
公開日2003年8月27日 申請日期2003年1月8日 優(yōu)先權日2003年1月8日
發(fā)明者王青山 申請人:王青山