專利名稱：電磁掃描投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大屏幕電磁掃描投影機(jī)。
背景技術(shù)：
目前大屏幕顯示技術(shù)主要有背投電視、等離子電視、液晶電視和投影機(jī)，由于投影機(jī)在亮度、對(duì)比度和使用成本上不占優(yōu)勢(shì)，使得投影機(jī)基本屬于高端產(chǎn)品，并不能被一般家庭所接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的投影機(jī)諸多缺陷，并提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、同時(shí)克服以上諸多缺陷的大屏幕投影顯示技術(shù)。方案是利用微電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)多光束進(jìn)行圖像分塊掃描顯示，系統(tǒng)示意圖(如圖1)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)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(hào)采集、R、G、B信號(hào)處理系統(tǒng)，行場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，行場(chǎng)振動(dòng)單元，光束起始位置檢測(cè)，投影鏡頭，其特征是(1)利用數(shù)字技術(shù)對(duì)視頻信號(hào)按幀進(jìn)行數(shù)字存儲(chǔ)，并按一定算法對(duì)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(duì)光信號(hào)進(jìn)行行場(chǎng)掃描；(3)充分利用行掃描的一個(gè)執(zhí)行周期的物理特性，達(dá)到半個(gè)周期顯示一行視頻信號(hào)；(4)光源可由高亮度發(fā)光二極管或可調(diào)制激光器組成，本方案藍(lán)色采用高亮度發(fā)光二極管通過(guò)組合透鏡實(shí)現(xiàn)，其他顏色采用激光光源；(5)為保證顯示圖像的每條掃描線的起始位置一致，系統(tǒng)設(shè)置了微機(jī)械電磁執(zhí)行器件鏡面位置檢測(cè)裝置。
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(wèn)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(wú)限提升；由于高亮度發(fā)光二極管發(fā)光效率極高，所以無(wú)需大功率顯示光源，整機(jī)功耗很小，同時(shí)也不存在強(qiáng)散熱問(wèn)題，整機(jī)熱噪聲指標(biāo)很低。(3)微機(jī)械電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)在本次使用性能選擇相對(duì)保守，通過(guò)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；(4)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。(5)由于是點(diǎn)掃描反射結(jié)構(gòu)對(duì)比度可以設(shè)計(jì)得非常理想。
四

附圖11、投影屏幕，2、行掃描微鏡面，3、視頻光束，4、場(chǎng)掃描微鏡面。
附圖21、高亮度發(fā)光二極管，2、長(zhǎng)焦距凸透鏡，3、短焦距凸透鏡。
附圖3信號(hào)處理系統(tǒng)框圖。
附圖41、彈簧，2、線圈，3、調(diào)整螺栓，4、微型片狀高磁性磁鋼，5、微型動(dòng)簧片，6、微型鏡面，7、線圈固定臺(tái)面，8、基準(zhǔn)面。
附圖51、微型片狀高磁性磁鋼，2、微型鏡面，3、微型動(dòng)簧片。
附圖61、微型片狀高磁性磁鋼，2、微型鏡面，3、微型動(dòng)簧片。
附圖71、場(chǎng)掃描微鏡面，2、行掃描微鏡面，3、視頻光束。
附圖81、投影屏幕，2、光電二極管，3、半導(dǎo)體激光器，4、視頻光束，5、掃描微鏡面。
五具體實(shí)施例方式本發(fā)明以計(jì)算機(jī)顯示卡視頻信號(hào)輸出為輸入信號(hào)，選取分辨率1024×768、刷新頻率fVSYNC＝60Hz、行頻fHSYNC＝48.37KHz的視頻信號(hào)。對(duì)于電磁掃描投影機(jī)可根據(jù)成本和實(shí)際效果按照具體情況選擇，作為示例本次是將屏幕分為上下三個(gè)等高度的顯示塊，每塊分屏都由一束光束進(jìn)行掃描顯示；1、視頻信號(hào)處理(如圖3)，圖中僅示出RGB三基色信號(hào)中的一路信號(hào)，視頻模擬信號(hào)首先經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)換為視頻數(shù)字信號(hào)，視頻信號(hào)存儲(chǔ)器分為兩個(gè)大小一樣的存儲(chǔ)塊，分別用于交替存儲(chǔ)視頻幀信號(hào)的所有視頻信號(hào)。當(dāng)其中一個(gè)存儲(chǔ)器為存儲(chǔ)模式時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)器就為讀取模式。這種基于雙存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)體可以在不丟失信號(hào)的同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理。讀取模式輸出的視頻信號(hào)通過(guò)輸出緩存器控制灰度控制器產(chǎn)生視頻光束信號(hào)，并可以保證輸出信號(hào)連續(xù)顯示。為了充分利用掃描單元物理特性，相鄰兩行的像素信號(hào)的讀取順序?yàn)橄喾错樞颍辞耙恍许樞蜃x取，后一行逆序讀取。通過(guò)以上方法有效的達(dá)到降低行掃描頻率與像素顯示頻率。在實(shí)現(xiàn)方法上可利用現(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5)，掃描器件執(zhí)行一個(gè)周期等于行顯示兩行像素信號(hào)，具體實(shí)施方法如下，由于電視一般是模擬電視，CRT技術(shù)中的回掃描線是無(wú)法利用的，而此次發(fā)明利用數(shù)字技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，回掃描的物理特性是完全可以利用的。在前半周期視頻信號(hào)是按順序讀取并顯示，在后半周期視頻信號(hào)是按逆序讀取并顯示。這樣執(zhí)行器件執(zhí)行一個(gè)周期等于掃描兩次，從而達(dá)到降低行頻的目的。光束通過(guò)行掃描微機(jī)械電磁執(zhí)行器件中的微型鏡面(如圖5)往返角度變化達(dá)到掃描成像。按照兩次降頻原理，最后得出行頻為f＝fSYNC/6＝48.37/6＝8.062KHz3、場(chǎng)頻掃描部分也采用相同微機(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fVSYNC＝60Hz。為使塊與塊之間能夠無(wú)縫銜接，可以通過(guò)調(diào)整場(chǎng)掃描部分的驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度達(dá)到精確控制。
4、光源形成器可以采用高亮度發(fā)光二極管通過(guò)組合透鏡達(dá)到匯聚光束(如圖2)。本次發(fā)明采用了高亮度發(fā)光二極管作為顯示單元，每一路包括多支三色高亮度發(fā)光二極管，即首先高亮度發(fā)光二極管輸出光束通過(guò)透鏡一將光束匯聚成一點(diǎn)，在透鏡焦距以外適當(dāng)位置安裝透鏡二以使光束轉(zhuǎn)換成平行光，此平行光能量更集中，并且光路更細(xì)小，此光束通過(guò)小孔形成掃描光束至微機(jī)械電磁執(zhí)行器件中的微型鏡面上。光束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(jiǎn)便，同時(shí)對(duì)于亮度的增加只需要做簡(jiǎn)單的調(diào)整就可以完成?？紤]到成本問(wèn)題，紅色與綠色光源可分別選用較便宜的紅色激光器與綠色激光器。
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(dòng)簧片。通過(guò)控制線圈中電流大小，以達(dá)到控制微型動(dòng)簧片偏轉(zhuǎn)角度，最終實(shí)現(xiàn)控制微型鏡面角度。本次發(fā)明中驅(qū)動(dòng)線圈信號(hào)頻率為8.062KHz，波形理論上可以認(rèn)為是對(duì)稱三角波，但由于微型動(dòng)簧片物理特性的非線性，具體波形可以按實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)為依據(jù)。微機(jī)械電磁執(zhí)行器件中微型動(dòng)簧片又可分為行掃描微型動(dòng)簧片(如圖5)與場(chǎng)掃描微型動(dòng)簧片(如圖6)。圖4僅為示意圖，具體圖紙應(yīng)根據(jù)實(shí)物物理特性而設(shè)計(jì)。
6、光束指向誤差校正器(如圖4)由于系統(tǒng)采用三光束掃描組合顯示，光束指向誤差會(huì)造成三個(gè)屏幕圖像的起始位置不齊，或分屏幕間出現(xiàn)重疊或銜接不上的問(wèn)題。為此，本系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了光束指向校正器，它由安裝在行頻掃描微機(jī)械電磁執(zhí)行器件安裝平面的簡(jiǎn)易調(diào)整裝置完成，通過(guò)調(diào)整螺栓達(dá)到在一個(gè)小范圍角度的調(diào)整，通過(guò)調(diào)整使三束行掃描光束在行頻掃描微機(jī)械電磁執(zhí)行器件面鏡完全重合于一點(diǎn)。行頻掃描光路圖(如圖7)，為使圖像能夠正常顯示，必須保證行掃描輸出光束相鄰?qiáng)A角保持相等，即α＝β。
7、光束起始位置檢測(cè)為保證顯示圖像的每條掃描線的起始位置一致，系統(tǒng)設(shè)置了微機(jī)械電磁執(zhí)行器件鏡面位置檢測(cè)裝置(如圖8)。當(dāng)光電二極管接收到微機(jī)械電磁執(zhí)行器件鏡面反射的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光束時(shí)，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。該脈沖作為控制信號(hào)控制視頻信號(hào)顯示，以保證圖像位置的一致性。該裝置可分別用于檢測(cè)行掃描與列掃描的起始位置的檢測(cè)。
視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)以上處理，最終達(dá)到顯示完整畫面，通過(guò)以上改變，像素頻率為原有頻率的三分之一，行頻為原有頻率的六分之一。
由于行掃描單元為分立模塊，為提升顯示性能，只需通過(guò)增加模塊就可以實(shí)現(xiàn)掃描行數(shù)的增加。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
1.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(guò)控制輸入線圈的電信號(hào)，達(dá)到精確控制執(zhí)行器中微鏡面的偏轉(zhuǎn)角度。
全文摘要
本發(fā)明屬于電磁掃描投影機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。目前大屏幕顯示技術(shù)主要有背投電視、等離子電視、液晶電視和投影機(jī)，由于投影機(jī)在亮度、對(duì)比度和使用成本上不占優(yōu)勢(shì)，使得投影機(jī)基本屬于高端產(chǎn)品，并不能被一般家庭所接受。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(hào)H04N9/31GK101056378SQ200610025559
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者劉曉松 申請(qǐng)人:劉曉松