專利名稱：多點(diǎn)掃描投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大屏幕多點(diǎn)掃描投影機(jī)。
背景技術(shù)：
目前除了傳統(tǒng)的三槍CRT投影技術(shù)外，現(xiàn)在的各種投影機(jī)都是基于四種技術(shù)發(fā)展起來的。這四種技術(shù)是LCD、DLP(核心顯像器件是DMD)、D-ILA(LCOS)和GLV。LCD投影機(jī)明顯缺點(diǎn)是黑色層次表現(xiàn)差，對比度不是很高，顯示的畫面看得見像素結(jié)構(gòu)，燈泡的壽命有限。DLP也存在燈泡的壽命問題，同時(shí)還存在“彩虹效應(yīng)”。LCOS黑白對比不佳、三片式LCoS光學(xué)引擎體積較大，且由于必須在偏振光狀態(tài)下工作，所以對光路中各器件的安裝精度要求特別高。GLV是“Grating Light Valve”(柵狀式光閥)的簡稱，是一個(gè)新型技術(shù)，同時(shí)也存在較多的缺點(diǎn)，一、缺少好的激光光源。二、GLV批量合格率較低。三、水平掃描成像較難。目前此技術(shù)還不成熟。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的投影機(jī)諸多缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、同時(shí)克服以上諸多缺點(diǎn)的大屏幕投影顯示技術(shù)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下幾個(gè)部分R、G、B模擬信號采集、R、G、B信號處理系統(tǒng)，行場掃描驅(qū)動系統(tǒng)，光源形成器，行場振動單元，投影鏡頭，其特征是(1)利用數(shù)字技術(shù)對視頻信號按幀進(jìn)行數(shù)字存儲，并按一定算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后以多行同時(shí)顯示輸出；(2)采用微機(jī)械電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)對光信號進(jìn)行行場掃描；(3)充分利用行掃描的一個(gè)執(zhí)行周期特性，達(dá)到半個(gè)周期顯示多幀視頻信號；(4)光源形成器為一個(gè)直線排列光源列陣，其輸入光源可由高亮度發(fā)光二極管或可調(diào)制激光器組成。列陣形成器可以通過透鏡實(shí)現(xiàn)(如圖2)，也可以通過光纖處理。本方案采用高亮度發(fā)光二極管通過組合透鏡實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的有益效果是(1)從成本上克服現(xiàn)有投影機(jī)昂貴的器件成本，本發(fā)明所需要的特殊器件是一個(gè)微機(jī)械電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如圖4)；(2)在亮度上由于采用了高亮度發(fā)光二極管為光源，可以避免現(xiàn)有投影機(jī)燈泡壽命的問題，并從使用壽命上大幅度提高，同時(shí)在理論上亮度也可以無限提高；(3)由于是點(diǎn)掃描系統(tǒng)，象素與象素之間可以完全無縫顯示；(4)微機(jī)械電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)在本次使用性能選擇相對保守，通過改進(jìn)，可以使投影機(jī)在行數(shù)、列數(shù)、刷新率上有大幅度提高；(5)色彩控制采用空間電流疊加方法，可以使色彩更豐富，更逼真。(6)顯示光源采用發(fā)光效率極高的高亮度發(fā)光二極管，由于無大功率顯示光源，整機(jī)功耗很小，同時(shí)也不存在光源散熱問題，整機(jī)噪聲指標(biāo)很低。(7)由于是點(diǎn)掃描反射結(jié)構(gòu)對比度可以設(shè)計(jì)得非常理想。
四

附圖一1、光源形成器，2、行掃描微鏡面，3、場掃描微鏡面，4、投影鏡頭組，5、屏幕。
附圖二1、長焦距凸透鏡，2、短焦距凸透鏡。
附圖三信號處理系統(tǒng)框圖。
附圖四1、微型線圈，2、微型片狀高磁性磁鋼，3、微型動簧片，4、微型鏡面。
附圖五1、微型片狀高磁性磁鋼，2、微型鏡面，3、微型動簧片。
附圖六1、微型片狀高磁性磁鋼，2、微型鏡面，3、微型動簧片。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明以計(jì)算機(jī)VGA輸出信號為例，選取1024×768象素、刷新率為60Hz、行頻為48.38KHz的視頻信號。對于多點(diǎn)掃描投影機(jī)可根據(jù)成本和效果按照具體情況選擇具體是同時(shí)顯示幾個(gè)點(diǎn)，作為示例此次選取點(diǎn)數(shù)n＝8進(jìn)行分析；1、視頻信號處理(如圖3)，圖中僅示出RGB三基色信號中的一路信號，視頻模擬信號首先經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換為視頻數(shù)字信號，通過控制仲裁器選擇一存儲單元對視頻數(shù)字信號進(jìn)行存儲，此時(shí)另一路存儲單位為讀出操作。即第一幀數(shù)據(jù)保存于RAM1中，第二幀數(shù)據(jù)同樣保存于RAM1中，一直保存到第八幀數(shù)據(jù)，第九幀數(shù)據(jù)切換到RAM2中保存，此時(shí)對已保存的八幀數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出操作，并按順序同時(shí)顯示八路視頻信號。當(dāng)?shù)?6幀信號結(jié)束后，第17幀數(shù)據(jù)切換保存至RAM1中保存，此時(shí)對第9幀至第16幀數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出操作，顯示按示?？刂浦俨闷黝愃埔粋€(gè)分頻器，作用是區(qū)分前八幀數(shù)據(jù)和后八幀數(shù)據(jù)。這種基于雙存儲單元結(jié)構(gòu)可以在不丟失信號的同時(shí)對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理。輸出緩沖器通過仲裁控制器將8幀數(shù)據(jù)信號同時(shí)進(jìn)行顯示，并對無數(shù)據(jù)輸出時(shí)進(jìn)行鎖存以達(dá)到連續(xù)顯示畫面。通過這樣的方法有效的達(dá)到降低行頻的目的。在技術(shù)上可利用現(xiàn)有的FPGA技術(shù)將以上多個(gè)器件集成于一個(gè)芯片中，以降低系統(tǒng)成本。
2、行頻掃描部分采用微機(jī)械電磁執(zhí)行器件(如圖4)，掃描器件執(zhí)行一個(gè)周期等于行顯示2×8幀的數(shù)據(jù)，具體方法如下，由于電視一般是模擬電視，CRT中的回掃面線是不能利用的，而此次發(fā)明利用FPGA對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，回掃描線是可以利用的。在前半周期視頻信號是按順序顯示，在后半周期視頻信號是按逆序顯示。執(zhí)行器件執(zhí)行一個(gè)周期等于掃描了兩次，從而達(dá)到降低行頻的目的。按照兩次降頻的方法計(jì)算，其中在n＝8的情況下，最后得出行頻為48.38KHz÷8÷2＝3.023KHz。光線通過行掃描微機(jī)械電磁執(zhí)行器件中微型鏡面的(如圖5)角度變化達(dá)到掃描成像。
3、場頻掃描部分也采用類似微機(jī)械電磁執(zhí)行器件，只是在反射鏡面與行掃描機(jī)械電磁執(zhí)行器件中微型鏡面有較大區(qū)別(如圖6)，掃描周期為60Hz。
4、光源形成器可以采用高亮度發(fā)光二極管通過組合透鏡達(dá)到8路直線排列(如圖2)，圖中是以n＝8為例。本次發(fā)明采用了高亮度發(fā)光二極管作為顯示單元，每一路包括RGB三色高亮度發(fā)光二極管，即首先每一路對高亮度發(fā)光二極管輸出光線進(jìn)行平行光處理，通過透鏡一將八路光匯聚成一點(diǎn)，在透鏡焦距以內(nèi)適當(dāng)位置安裝透鏡二以使八路光轉(zhuǎn)換成平行光，此平行光能量更集中，并且光路更細(xì)小，此光輸出至微機(jī)械電磁執(zhí)行器件中的微型鏡面上。色彩灰度控制采用空間電流疊加的方法，此種方法比較直接、簡便，同時(shí)對于亮度的增加只需要做簡單的調(diào)整就可以很好的提高投影機(jī)亮度。
5、微機(jī)械電磁執(zhí)行器件(如圖4)主要由線圈和一個(gè)微小振片組成。微小振片結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，包括微型片狀高磁性磁鋼、微型鏡面、微型動簧片。通過控制線圈中電流大小，進(jìn)而達(dá)到控制微型動簧片偏轉(zhuǎn)角度的改變，最終達(dá)到控制微型鏡面角度的改變。本次發(fā)明中驅(qū)動線圈信號頻率為3.023KHz，形從理論上可以認(rèn)為是對稱三角波，由于微型動簧片物理特性的非線性，具體波形可以按實(shí)際測試數(shù)據(jù)為依據(jù)。微機(jī)械電磁執(zhí)行器件中微型動簧片又分為行掃描微型動簧片(如圖5)與場掃描微型動簧片(如圖6)。
視頻信號經(jīng)過以上處理，最終達(dá)到顯示畫面，通過以上改變，象素頻率為原有頻率的八分之一，行頻為原有頻率的16分之一。本方案利用全新掃描技術(shù)，從根本上克服現(xiàn)在技術(shù)中的缺點(diǎn)，并提供一種高亮度，高清晰度，高色彩表現(xiàn)力，同時(shí)具備低成本，低噪聲，低功耗的下一代投影顯示設(shè)備的有效解決方案。
權(quán)利要求
一種大屏幕多點(diǎn)掃描投影機(jī)。包括R、G、B模擬信號采集、R、G、B信號處理系統(tǒng)，行場掃描驅(qū)動系統(tǒng)，光源形成器，行場振動單元，投影鏡頭。其特征是1、系統(tǒng)中存在用于多行同時(shí)掃描的光源，其排列成直線，結(jié)構(gòu)如圖2。由高亮度發(fā)光二極管作為光源，透過組合透鏡形成光束。也可以采用激光作為光源，透過光纖或組合透鏡進(jìn)行光束排列。
2.視頻信號處理方法，其特征是按幀分區(qū)，多路按列同時(shí)驅(qū)動顯示，雙存儲單元交替存儲，前n幀順序顯示，后n幀逆序顯示。
3.微機(jī)械電磁執(zhí)行器，其特征是由線圈和一個(gè)微小振片組成，通過控制輸入信號，達(dá)到控制執(zhí)行器中央微鏡片角度變化。
4.行掃描信號處理方法，其特征是充分利用微機(jī)械電磁執(zhí)行器執(zhí)行一個(gè)周期的往返運(yùn)動特性，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)執(zhí)行周期掃描兩次。
全文摘要
本發(fā)明屬于多點(diǎn)掃描投影機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有投影機(jī)包括三大系列LCD(Liquid Crystal Display)液晶投影機(jī)、DLP(Digital Lighting Process)數(shù)字光處理器投影機(jī)和CRT(Cathode Ray Tube)陰極射線管投影機(jī)。以上每種技術(shù)都存在較多缺點(diǎn)，本方案利用全新掃描技術(shù)，從根本上克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。提供一種高亮度，高清晰度，高色彩表現(xiàn)力，同時(shí)具備低成本，低噪聲，低功耗的下一代投影顯示設(shè)備的有效解決方案。
文檔編號H04N9/31GK1979248SQ200510111270
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者劉曉松 申請人:劉曉松