專利名稱：光學(xué)掃描設(shè)備以及使用該設(shè)備的圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)掃描設(shè)備以及一種圖像顯示設(shè)備。更具體地，本 發(fā)明涉及一種使用直線光源的光學(xué)掃描設(shè)備以及一種使用該設(shè)備的圖像 顯示設(shè)備，其中所述直線光源進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或以多邊形的形狀循環(huán)運(yùn) 動(dòng)。
背景技術(shù)：
本申請的申請人的名稱為"二維光學(xué)掃描設(shè)備及使用該設(shè)備的圖像顯示設(shè)備(Two dimensional optical scanning apparatus and image display apparatus using the same)"的韓國專利申請No. 10-2003-0071920 (韓國專 利公開出版No. 10-2005-0036288 )披露了一種涉及具有設(shè)置在循環(huán)運(yùn)動(dòng)體 上的直線光源的光學(xué)掃描設(shè)備。在前述出版物的圖7和8中，所述運(yùn)動(dòng)體 包括至少兩個(gè)巻筒(drum)以及一個(gè)連接到所述巻筒的皮帶或鏈條。即， 其配置成使得運(yùn)動(dòng)體在皮帶或鏈條上循環(huán)運(yùn)動(dòng)，但是除了上述循環(huán)運(yùn)動(dòng)方 法外，還提出了多種光學(xué)掃描方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明致力于提供一種光學(xué)掃描設(shè)備以及一種使用該設(shè)備的圖像顯 示設(shè)備，所述光學(xué)掃描設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于通過使得光源直線地循環(huán)運(yùn)動(dòng)而執(zhí) 行用于在兩個(gè)方向上掃描光線的光學(xué)掃描方法。該直線循環(huán)運(yùn)動(dòng)包括直線 往復(fù)運(yùn)動(dòng)和在多邊形路徑上的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。此外，本發(fā)明還致力于提供一種光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述光源能夠無 需巻筒和皮帶而執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性光學(xué)掃描設(shè)備包括馬達(dá)，其相對于轉(zhuǎn) 動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)換裝置，其將所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；以及光 源，其連接到所述轉(zhuǎn)換裝置從而執(zhí)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且在所述光源中設(shè) 置有多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射調(diào)制光以傳送圖像信息。轉(zhuǎn)換裝置可包括引導(dǎo)件，其將所述光源的運(yùn)動(dòng)限制為往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第 一連接件，其以至少能夠部分地轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接到所述光源；以及第二連 接件，其一端以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接到所述第一連接件，其另一端固定地 連接到所述馬達(dá)。根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備包括光源，其中設(shè) 置有多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射調(diào)制光以傳送圖像信息；直線 馬達(dá)，其使所述光源沿多邊形路徑或直線路徑運(yùn)動(dòng)；以及變向裝置，其在 所述光源運(yùn)動(dòng)時(shí)改變所述光源的運(yùn)動(dòng)方向。所述變向裝置可配置成通過碰撞改變光源的速度或方向。所述變向裝 置可包括補(bǔ)償體，所述補(bǔ)償體與所述光源碰撞從而改變所述光源的逸變或 方向；還可包括彈性體，所述彈性體連接到所述補(bǔ)償體從而使得所述補(bǔ)償 體以特定的周期振動(dòng)。此外，所述光學(xué)掃描設(shè)備可還包括傳感器，所述傳 感器附連到所述光源并檢測所述光源的速度、位移等。根據(jù)本發(fā)明再一示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備包括光源，其中設(shè) 置有多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射調(diào)制光以傳送圖像信息；彈性 體，其一端連接到所述光源，其另一端固定，并且所述彈性體進(jìn)行伸縮或 振動(dòng)，從而使得所述光源執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及振動(dòng)控制器，其控制所 述彈性體的伸縮或振動(dòng)，從而將所述光源的速度控制為常量。振動(dòng)控制器可包括設(shè)置在所述彈性體一端的永久磁體以及設(shè)置在所 述彈性體另一端的電磁體，其中通過對施加到所述電磁體的電流進(jìn)行控制 而控制所述彈性體的伸縮或振動(dòng)?？商娲?，所述振動(dòng)控制器可包括多個(gè) 電磁體或磁體，所述多個(gè)電磁體或磁體設(shè)置在所述光源的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 路徑上從而控制所述光源的速度。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備的圖形；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備的圖形；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備的示例性 變型的圖形；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備的圖形。
具體實(shí)施方式
下面將參照示出了本發(fā)明示例性實(shí)施方式的附圖更全面地描述本發(fā)明?，F(xiàn)在將參照圖1解釋根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備。圖1中示出的光學(xué)掃描設(shè)備包括馬達(dá)400，其相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸410轉(zhuǎn) 動(dòng)；轉(zhuǎn)換裝置300，其將馬達(dá)400的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；以及光源 100，其連接到轉(zhuǎn)換裝置300從而執(zhí)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。馬達(dá)400可由一般的轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)，并且本發(fā)明可通過將齒輪插設(shè)在 馬達(dá)和轉(zhuǎn)換裝置之間而以不同的方式實(shí)現(xiàn)。在使用齒輪等來傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)力的 情形下，馬達(dá)和轉(zhuǎn)換裝置的位置能夠根據(jù)設(shè)計(jì)而變化，從而能夠最優(yōu)地利 用空間。光源100可優(yōu)選地通過將多個(gè)發(fā)光元件一一例如激光二極管或發(fā)光二 極管等一一排成直線而實(shí)現(xiàn)，并且光源發(fā)射與將要顯示的圖^N目應(yīng)的紅 色、綠色和藍(lán)色的調(diào)制光。圖像信息可通過有線連接或無線連接而遞送到 直線光源100。如圖1所示，光源100能夠由其中發(fā)光元件110設(shè)置為單 排的光源實(shí)現(xiàn)，并且如果單排發(fā)光元件不能獲得足夠的分辨率，或者如果 光的亮度不夠，則光源100能夠由其中發(fā)光元件設(shè)置為兩排或多排的光源 實(shí)現(xiàn)。此外，雖然圖l中示出一個(gè)光源，但是在相關(guān)設(shè)計(jì)中也能夠設(shè)置多 個(gè)光源。轉(zhuǎn)換裝置300包括導(dǎo)軌310，其設(shè)置成將光源100的運(yùn)動(dòng)限制為直 線運(yùn)動(dòng)；第一連接件320，其連接到光源IOO，從而至少部分地可轉(zhuǎn)動(dòng)并具 有預(yù)定長度；以及第二連接件330，其一端以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接到第一連 接件，其另一端固定地連接到馬達(dá)400的轉(zhuǎn)動(dòng)軸410并具有預(yù)定長度。導(dǎo) 軌310可以以多種形狀形成為例如具有四邊形或圓形截面的桿，形成為柱 (pin)或形成為管，只要導(dǎo)軌310能夠?qū)⒌诙B接件的運(yùn)動(dòng)限制為直線運(yùn) 動(dòng)就足夠了 。第一連接件320和第二連接件330通過耦聯(lián)軸340以可轉(zhuǎn)動(dòng) 的方式彼此連接，并且也可以使用軸承、滾軸等。此外，為了增強(qiáng)操作的 穩(wěn)定性，能夠在第一和第二連接件之間增加另一連接件，或者能夠增加多 個(gè)零件。第一連接件320和光源100通it^聯(lián)軸350以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式彼此 連接。下面是根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的二維光學(xué)掃描設(shè)備的操作。如果通過施加來自于電源(未示出)的電流而轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)400，固定地 連接到馬達(dá)400的第二連接件330相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸410轉(zhuǎn)動(dòng)。第一連接件320 的一端連接到第二連接件330從而相對于耦聯(lián)軸340轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端連接到 光源100從而相對于耦聯(lián)軸350轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，第一連接件320的靠i^聯(lián) 軸340的端部執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)，而第一連接件320靠近耦聯(lián)軸350的端部的運(yùn)動(dòng) 被限制到導(dǎo)軌310的方向。即，光源100相對于耦聯(lián)軸350連接到第一連 接件，并且其運(yùn)動(dòng)被導(dǎo)軌310限制為垂直于馬達(dá)400的轉(zhuǎn)動(dòng)軸410的導(dǎo)軌 的方向，使得光源100沿著導(dǎo)軌310執(zhí)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。因此，馬達(dá)400 的轉(zhuǎn)動(dòng)由彼此以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接的第一連接件320和第二連接件330的 組合而轉(zhuǎn)換成光源100的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。更具體地，第二連接件330相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸410轉(zhuǎn)動(dòng)而畫出具有與到耦 聯(lián)軸340的距離相對應(yīng)的半徑的圓，以相對于耦聯(lián)軸340可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連 接到第二連接件330的第一連接件320相對于耦聯(lián)軸350以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式 連接到光源100。如果第二連接件330轉(zhuǎn)動(dòng)而畫圓，則由于第一連接件320 具有預(yù)定長度而將力和力矩作用在光源上，并且因?yàn)楣庠磧H能在特定的直 線方向上沿著導(dǎo)軌310運(yùn)動(dòng)，所以光源沿著導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)。即，如果第二 連接件330轉(zhuǎn)過一周，光源IOO執(zhí)行一次往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于光源100的 往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)在同一方向上往復(fù)地運(yùn)動(dòng)，所以光源100的一次往復(fù)直線運(yùn) 動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩次掃描，并且通過第二連接件330的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，光源100能 夠在同 一方向上連續(xù)地進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而能夠沿著直線導(dǎo)軌執(zhí)行與 馬ii^轉(zhuǎn)兩周相應(yīng)的掃描。同時(shí)，盡管在附圖中未示出，力矩能夠由光源100和第一連接件320 的重力施加在轉(zhuǎn)動(dòng)軸410上，并且這可能會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。因此，為了 平衡該力矩，具有合適重量的部件一一例如配重等能夠耦聯(lián)到第二連接件 "0的靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸410的端部，從而消除作用在卑兩側(cè)上的力矩，以增強(qiáng) 機(jī)械穩(wěn)定性。此夕卜，該力矩還能夠通過將另一連接件耦聯(lián)到第二連接件330 的靠近轉(zhuǎn)動(dòng)軸410的端部而平衡，所述另一連接件以與第一連接件320相 同的方式在相反的方向上運(yùn)行，并且這能夠通it^目關(guān)設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)光源100的運(yùn)動(dòng)方向上的中心線經(jīng)過馬達(dá)400的中心時(shí)，光源100 的直線運(yùn)動(dòng)范圍變得最長。在此情形下，當(dāng)?shù)谝贿B接件320的兩個(gè)耦聯(lián)軸 340和350之間的距離被稱為第一連接件的有效長度、并且第二連接件的 兩個(gè)軸410和340之間的距離被稱為第二連接件的有效長度時(shí)，掃描方向上顯示屏的范圍對應(yīng)于第一連接件的有效長度和第二連接件的有效長度 之差到第一連接件的有效長度和第二連接件的有效長度的和。因此，掃描 方向上顯示屏區(qū)域的長度成為第一連接件的有效長度的兩倍。號(hào)而調(diào);的光線并掃:該光^。此時(shí)7優(yōu)選地，光源ioo的直i運(yùn)動(dòng)的^速度保持為常數(shù)。然而，由于當(dāng)馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的線速度不是常數(shù)，所以傳感器可安裝到光源100，并且線it;變能夠得以補(bǔ)償。即，能夠通過檢測光源100的位置并在相應(yīng)位置處控制光線調(diào)制或 者通過控制馬達(dá)400的轉(zhuǎn)速而維持光源100的線速度為常數(shù)。除了上述用于將光源的線iUL保持為常數(shù)的方法夕卜，還可以使用在第 一連接件和第二連接件之間采用另 一連接件的機(jī)械方法。這種機(jī)械方法在 機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域是公知的，在第一連接件和第二連接件之間能夠增加連接 件、耦聯(lián)軸以及其它機(jī)構(gòu)，從而將光源的運(yùn)動(dòng)速度保持為常數(shù)(參見"羅 伯特.L'諾頓，機(jī)械設(shè)計(jì)，麥格勞.希爾國際出版公司(Robert L. Norton, Design of Machinery, McGraw-Hill)")。下面將參照圖2解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備。圖2 中示出的光學(xué)掃描i殳備包括直線馬達(dá)200;光源100，其連接到直線馬達(dá) 200從而執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且包括多個(gè)沿光源100長度方向設(shè)置的發(fā) 光元件；以及兩個(gè)變向裝置500，其分別設(shè)置在光源100的運(yùn)動(dòng)路徑的兩 端上并且改變光源100的運(yùn)動(dòng)方向。光源IOO類似于根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備的光源。光源100附連到直線馬達(dá)200，從而執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)。直線馬達(dá)200 — 般通過電磁力操作，并且該馬達(dá)能夠以多種方式實(shí)現(xiàn)。例如，直線馬達(dá)200 能夠通過沿著運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的永久磁體以及在永久磁體上運(yùn)動(dòng)的電磁體 實(shí)現(xiàn)。如果電磁體的極性通過控制電流而以恒定的周期交替變化，則相應(yīng) 于沿著運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的永久磁體的N (北)極和S (南)極適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生吸 力和斥力，從而能夠?qū)崿F(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。雖然使用了這種直線馬達(dá)，但是在特定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)還是臨時(shí)地需要 很大的能量以使得光源100在圖2中示出的點(diǎn)A和B處改變運(yùn)動(dòng)方向。即， 由于光源的速度將突然變化以在點(diǎn)A和B處改變運(yùn)動(dòng)方向，所以臨時(shí)需要比直線運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)正常需要的能量大得多的能量，并且在改變運(yùn)動(dòng)方向后 難以保持恒定的^。在本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式中，使用變向裝置500以及光源100的 動(dòng)能改變光源的運(yùn)動(dòng)方向，使得光源100的速度能夠在直線范圍內(nèi)保持恒 定。變向裝置500包括補(bǔ)償體510，該補(bǔ)償體與光源IOO碰撞從而改變 光源100的速度；彈性體520，其連接到補(bǔ)償體510從而使得補(bǔ)償體510 以恒定的周期振動(dòng)。彈性體520能夠形成為彈簧，以使得補(bǔ)償體510振動(dòng)。下面是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式的二維光學(xué)掃描設(shè)備的操作。如果將來自于電源(未示出)的電流施加到直線馬達(dá)200，光源100 借助直線馬達(dá)200執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)。例如，在光源IOO朝向點(diǎn)A直線向下運(yùn) 動(dòng)的情況下，直線馬達(dá)200運(yùn)行，直到其前進(jìn)到離點(diǎn)A預(yù)定距離內(nèi)，使得 光源100以恒定的線iUL運(yùn)動(dòng)，并且即使供應(yīng)到直線馬達(dá)的電流項(xiàng)刻間被 切斷，光源100也能夠以恒定的速度運(yùn)動(dòng)并與點(diǎn)A處的補(bǔ)償體510碰撞。 此時(shí)，補(bǔ)償體510借助彈性體520以特定周期執(zhí)行振動(dòng)，在此情形下，如 果補(bǔ)償體510在與光源100的運(yùn)動(dòng)方向相反的方向上運(yùn)動(dòng)，則光源100與 補(bǔ)償體510碰撞，使得光源IOO朝向點(diǎn)B向上運(yùn)動(dòng)。在光源100朝向點(diǎn)B 運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，再次向直線馬達(dá)200供電，使得控制馬it^而使得光源以恒 定的線iiA執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)。在光源IOO以恒定的線速度運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，當(dāng)光 源100前進(jìn)到離點(diǎn)B預(yù)定距離內(nèi)時(shí)，直線馬達(dá)200停止運(yùn)行，并且光源100 與點(diǎn)B處的上部補(bǔ)償體510》並撞，從而改變光源100的運(yùn)動(dòng)方向。以此方 式，光源IOO在點(diǎn)A和B之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此，在每次與補(bǔ)償體510碰撞 的情況下光源100的運(yùn)動(dòng)方向都會(huì)改變，并且這代表一次新的掃描，于是 在單位時(shí)間周期內(nèi)碰撞次數(shù)等于單位時(shí)間周期內(nèi)屏幕掃描的次數(shù)。在與光源100碰撞后，補(bǔ)償體510的振動(dòng)特性由于碰撞而改變，在此 情形下通過控制補(bǔ)償體510和彈性體520,在下一次碰撞之前補(bǔ)償體510 的振動(dòng)狀態(tài)能夠改變?yōu)榫哂兴柚芷谝约八栉恢谩榱藱z測變向裝置的 速度和相位并對其進(jìn)行控制，優(yōu)選地將傳感器安裝到變向裝置或者接收外 部傳感器的信號(hào)。此時(shí)，為了增加光源100的速度改變，優(yōu)選地補(bǔ)償體510的質(zhì)量大于 光源100的質(zhì)量，并且雖然如上所述補(bǔ)償體以恒定的周期振動(dòng)，但是補(bǔ)償體也可以不振動(dòng)。在執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，光源IOO發(fā)射根據(jù)輸入到其內(nèi)的控制信號(hào)調(diào)制的光并對所發(fā)射的光進(jìn)行掃描。雖然如上所述光源執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但是才艮據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí) 施方式的光學(xué)掃描設(shè)備還能夠應(yīng)用于光源以多邊形路徑循環(huán)或往復(fù)的情況。圖3示例性地示出光源以四邊形路徑循環(huán)的同時(shí)掃描的情形。即，在 光源100的運(yùn)動(dòng)#是四邊形的情形中，變向裝置500分別設(shè)置在四邊形 的頂點(diǎn)處，使得光源100的運(yùn)動(dòng)方向能夠借助于變向裝置500而垂直于前 一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向。光源100能夠設(shè)置在支撐構(gòu)件上，使得其縱向是水平的以 便于掃描朝向四邊形外側(cè)的光線。雖然圖2和圖3示出光源和補(bǔ)償體以機(jī)械的方式彼此碰撞的情形，但 是也能夠應(yīng)用光源和##體以磁力的方式或者電力的方式碰撞的情形。而且，除了采用圖2和圖3中示出的直線馬達(dá)外，還能夠類似地應(yīng)用 采用其中具有配置成執(zhí)行直線運(yùn)動(dòng)的軸的馬達(dá)的情形，或者其中4吏用用于 將馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的方法的情形。下面將參照圖4解釋根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè) 備。根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備使用機(jī)械動(dòng)力一一即 例如彈簧等彈性體的伸縮一一作為使光源執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。圖4中示出的光學(xué)掃描i更備包括光源IOO，其包括多個(gè)沿光源的長 度方向設(shè)置的發(fā)光元件；固定構(gòu)件630和631，其形成于光源的運(yùn)動(dòng)# 的兩端處；導(dǎo)桿610，其兩端分別連接到固定構(gòu)件630和631,從而限定光 源100的運(yùn)動(dòng)路徑；彈簧620，其彈性地連接到光源100和固定構(gòu)件630; 電磁體640和641，其分別附連到固定構(gòu)件630和631,從而控制彈簧620 的伸縮或振動(dòng)；以及永久磁體650和651,其附連到光源。此時(shí)，電磁體 640和641以及永久磁體650和651形成執(zhí)行控制彈簧振動(dòng)的功能的振動(dòng) 控制器。光源IOO類似于根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備的光源。彈簧620在光源100的運(yùn)動(dòng)路徑上反復(fù)伸縮，從而使得光源100執(zhí)行 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，雖然在圖4中固定構(gòu)件和導(dǎo)桿示例性地示出為用于形成光源100的運(yùn)動(dòng)路徑的構(gòu)件，但是導(dǎo)桿也能夠由滑軌等構(gòu)成，并且滑軌能夠與軸承、空氣軸承、滾軸等一起形成光源的運(yùn)動(dòng)路徑。在光源的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)僅通過彈簧實(shí)現(xiàn)的情形中，振動(dòng)可能會(huì)由于摩擦而衰減，從而光源的速度能夠減小，因此永久磁體650和651以及電磁 體640和641用作振動(dòng)控制器以抵消摩擦。即，當(dāng)光源100朝向固定構(gòu)件 630運(yùn)動(dòng)時(shí)控制施加到電磁體640的電流，使得在電磁體640和永久磁體 650之間產(chǎn)生吸力，并且當(dāng)光源100在相反方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)控制施加到電磁 體640的電流，使得在電磁體640和永久磁體650之間產(chǎn)生斥力。在光源 100朝向固定構(gòu)件631運(yùn)動(dòng)的情況下，能夠類似地實(shí)現(xiàn)對施加到電磁體631 的電流的控制。雖然圖4示出永久磁體附連到光源并且電磁體附連到固定構(gòu)件，但是 也可以將電磁體附連到光源并且將永久磁體附連到固定構(gòu)件。此外，才艮據(jù) 設(shè)計(jì)，也可將多個(gè)永久磁體和電磁體設(shè)置到固定構(gòu)件和光源上，并且也可 設(shè)置多個(gè)導(dǎo)桿和彈簧。此外，雖然圖4示出電磁體作為振動(dòng)控制器附連到固定構(gòu)件，但是和 傳統(tǒng)的直線馬達(dá)的結(jié)構(gòu)一樣，通過以下方式也能夠精確地控制光源的速 度在光源的運(yùn)動(dòng)路徑上設(shè)置多個(gè)電磁體(或永久磁體)使得其北極和南 極交替設(shè)置，并精確地控制附連到光源的永久磁體(或電磁體)之間的吸 力/斥力。同時(shí)，雖然附圖中未示出，但是可以在光源前方安t^L大鏡從而放大 所掃描的屏幕的尺寸，并且能夠通過使用相關(guān)的補(bǔ)償鏡來補(bǔ)償光學(xué)誤差， 從而提高圖像質(zhì)量。 、而且，雖然如上所述根據(jù)本發(fā)明第一和第三實(shí)施方式的光學(xué)掃描設(shè)備 包括一個(gè)光源，但是也可以設(shè)置多個(gè)光源。此外，如果需要，除了直線形 狀之外，光源還能夠形成為環(huán)形或帶形。而且，在參照圖3描述的本發(fā)明第二示例性實(shí)施方式中，可i殳置多個(gè) 光源，并且能夠形成分別用于各個(gè)光源的分離的顯示屏，從而具有能夠掃 描多個(gè)圖像的優(yōu)點(diǎn)。第一實(shí)施方式的導(dǎo)軌可用在第二實(shí)施方式或第三實(shí)施方式中以引導(dǎo) 直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌能夠通過柱形機(jī)構(gòu)以及球軸承實(shí)現(xiàn)，或者通過桿、管或各 種空心軸與軸承、套管或滾軸一起形成。另外，為了減小由于^零件之間的接觸而產(chǎn)生的噪聲，可使用空氣軸承、空氣套管或磁性軸承。雖然如上所述本發(fā)明的實(shí)施方式彼此獨(dú)立，但是這些實(shí)施方式也能夠 實(shí)現(xiàn)在一個(gè)光學(xué)掃描設(shè)備中。例如，轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠轉(zhuǎn)換成光源的直 線運(yùn)動(dòng)，并且同時(shí)，也可以加入由第三實(shí)施方式中的彈簧實(shí)現(xiàn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)掃描設(shè)備中，能夠通過使轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)或 循環(huán)光源運(yùn)動(dòng)來執(zhí)行多種掃描方法。此外，雖然在此說明書中僅描述了光學(xué)掃描設(shè)備，但是通過將屏幕設(shè) 置在由光源掃描的圖4象顯示器上，能夠?qū)崿F(xiàn)圖l象顯示裝置。盡管已經(jīng)結(jié)合目前認(rèn)為實(shí)用的示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，應(yīng)該了 解，本發(fā)明不局限于所公開的實(shí)施方式，而是正好相反，本發(fā)明意在覆蓋 包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種改型和等同裝置。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)掃描設(shè)備，包括馬達(dá)，其相對于轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)換裝置，其將所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；以及光源，其連接到所述轉(zhuǎn)換裝置從而執(zhí)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且在所述光源中設(shè)置有多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射調(diào)制光以傳送圖像信息。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)換裝置包括 引導(dǎo)件，其將所述光源的運(yùn)動(dòng)限制為往復(fù)運(yùn)動(dòng)；第一連接件，其以至少能夠部分地轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接到所述光源；以及第二連接件，其一端以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接到所述第一連接件，其另 一端固定地連接到所述馬達(dá)。
3、 如權(quán)利要求l所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述馬達(dá)的軸的方向與所 述光源的運(yùn)動(dòng)方向彼此垂直。
4、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)掃描設(shè)備，還包括傳感器，所述傳感器附 連到所述光源并檢測所述光源的速度、位移等。
5、 一種光學(xué)掃描i殳備，包括光源，其中設(shè)置有多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射調(diào)制光以傳 送圖像信息；直線馬達(dá)，其使所述光源沿多邊形路徑或直線路徑運(yùn)動(dòng)；以及 變向裝置，其在所述光源運(yùn)動(dòng)時(shí)改變所述光源的運(yùn)動(dòng)方向。
6、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述變向裝置通it^撞改變所述光源的速度或方向。
7、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述變向裝置包括^M嘗體， 所述補(bǔ)償體與所述光源碰撞從而改變所述光源的速度或方向。
8、 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述變向裝置還包括彈性 體，所述彈性體連接到所述補(bǔ)償體從而使所述補(bǔ)償體以特定的周期振動(dòng)。
9、 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述光源和補(bǔ)償體的速度 的方向彼此不同。
10、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述光源的運(yùn)動(dòng)方向以 及所述光源的長度方向彼此垂直。
11、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)掃描設(shè)備，還包括傳感器，所述傳感器 附連到所述光源并檢測所述光源的ilJL、位移等。
12、 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其配置成使得碰撞的次數(shù)和 所掃描的圖像的個(gè)數(shù)彼此相等。
13、 一種光學(xué)掃描i殳備，包括光源，其中設(shè)置有多個(gè)發(fā)光元件，所述多個(gè)發(fā)光元件發(fā)射調(diào)制光以傳 送圖像信息；彈性體，其一端連接到所述光源，其另一端固定，并且所述彈性體進(jìn) 行伸縮或振動(dòng)，從而使所述光源執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；以及振動(dòng)控制器，其控制所述彈性體的伸縮或振動(dòng)，從而將所述光源的速 度控制為常量。
14、如權(quán)利要求13所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述振動(dòng)控制器包括設(shè):在所述彈性體一端的永久磁體以及i殳置在所述彈性體另 一端的電磁體，或振動(dòng).
15、如權(quán)利要求13所述的光學(xué)掃描設(shè)備，其中所述振動(dòng)控制器包括多 個(gè)電磁體或磁體，所述多個(gè)電磁體或磁體設(shè)置在所述光源的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的路徑上從而控制所述光源的速度。
全文摘要
光學(xué)掃描設(shè)備將馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而在兩個(gè)方向上掃描由光源調(diào)制的光線。此外，變向裝置形成在光源的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)路徑的兩端處從而改變光源的運(yùn)動(dòng)方向。
文檔編號(hào)H04N5/74GK101278556SQ200680036428
公開日2008年10月1日 申請日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者宋太善 申請人:宋太善