專利名稱：電磁掃描投影機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于大屏幕電磁掃描投影機。
背景技術：
目前大屏幕顯示技術主要有背投電視、等離子電視、液晶電視和投影機，由于投影機在亮度、對比度和使用成本上不占優(yōu)勢，使得投影機基本屬于高端產(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)有的投影機諸多缺陷，并提供一種結構簡單、成本低、同時克服以上諸多缺陷的大屏幕投影顯示技術。方案是利用微電磁執(zhí)行機構對多光束進行圖像分塊掃描顯示，系統(tǒng)示意圖(如圖1)。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下幾個部分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)，行場振動單元，光束起始位置檢測，投影鏡頭，其特征是(1)利用數(shù)字技術對視頻信號按幀進行數(shù)字存儲，并按一定算法對數(shù)據(jù)進行處理，最后以多行同時顯示輸出；(2)采用微機械電磁執(zhí)行機構對光信號進行行場掃描；(3)充分利用行掃描的一個執(zhí)行周期的物理特性，達到半個周期顯示一行視頻信號；(4)光源可由高亮度發(fā)光二極管或可調(diào)制激光器組成，本方案藍色采用高亮度發(fā)光二極管通過組合透鏡實現(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)設置了微機械電磁執(zhí)行器件鏡面位置檢測裝置。
本發(fā)明的有益效果是(1)從成本上克服現(xiàn)有投影機昂貴的器件成本，本發(fā)明所需要的特殊器件是一個微機械電磁執(zhí)行機構(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)有投影機燈泡壽命的問題，并從使用壽命上大幅度提高，同時在理論上亮度也可以無限提升；由于高亮度發(fā)光二極管發(fā)光效率極高，所以無需大功率顯示光源，整機功耗很小，同時也不存在強散熱問題，整機熱噪聲指標很低。(3)微機械電磁執(zhí)行機構在本次使用性能選擇相對保守，通過改進，可以使投影機在行數(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)由于是點掃描反射結構對比度可以設計得非常理想。
四

附圖11、投影屏幕，2、行掃描微鏡面，3、視頻光束，4、場掃描微鏡面。
附圖21、高亮度發(fā)光二極管，2、長焦距凸透鏡，3、短焦距凸透鏡。
附圖3信號處理系統(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、微型動簧片，6、微型鏡面，7、線圈固定臺面，8、基準面。
附圖51、微型片狀高磁性磁鋼，2、微型鏡面，3、微型動簧片。
附圖61、微型片狀高磁性磁鋼，2、微型鏡面，3、微型動簧片。
附圖71、場掃描微鏡面，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、半導體激光器，4、視頻光束，5、掃描微鏡面。
五具體實施例方式本發(fā)明以計算機顯示卡視頻信號輸出為輸入信號，選取分辨率1024×768、刷新頻率fVSYNC＝60Hz、行頻fHSYNC＝48.37KHz的視頻信號。對于電磁掃描投影機可根據(jù)成本和實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等高度的顯示塊，每塊分屏都由一束光束進行掃描顯示；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，視頻信號存儲器分為兩個大小一樣的存儲塊，分別用于交替存儲視頻幀信號的所有視頻信號。當其中一個存儲器為存儲模式時，另一個存儲器就為讀取模式。這種基于雙存儲單元結構體可以在不丟失信號的同時對數(shù)據(jù)信號進行處理。讀取模式輸出的視頻信號通過輸出緩存器控制灰度控制器產(chǎn)生視頻光束信號，并可以保證輸出信號連續(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的讀取順序為相反順序，即前一行順序讀取，后一行逆序讀取。通過以上方法有效的達到降低行掃描頻率與像素顯示頻率。在實現(xiàn)方法上可利用現(xiàn)有的FPGA技術將以上多個器件集成于一個芯片中，以降低系統(tǒng)成本。
2、行頻掃描部分采用微機械電磁執(zhí)行器件(如圖5)，掃描器件執(zhí)行一個周期等于行顯示兩行像素信號，具體實施方法如下，由于電視一般是模擬電視，CRT技術中的回掃描線是無法利用的，而此次發(fā)明利用數(shù)字技術對數(shù)據(jù)進行處理，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是按順序讀取并顯示，在后半周期視頻信號是按逆序讀取并顯示。這樣執(zhí)行器件執(zhí)行一個周期等于掃描兩次，從而達到降低行頻的目的。光束通過行掃描微機械電磁執(zhí)行器件中的微型鏡面(如圖5)往返角度變化達到掃描成像。按照兩次降頻原理，最后得出行頻為f＝fSYNC/6＝48.37/6＝8.062KHz3、場頻掃描部分也采用相同微機械電磁執(zhí)行器件，只是在反射鏡面與行掃描機械電磁執(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縫銜接，可以通過調(diào)整場掃描部分的驅(qū)動信號幅度達到精確控制。
4、光源形成器可以采用高亮度發(fā)光二極管通過組合透鏡達到匯聚光束(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透鏡一將光束匯聚成一點，在透鏡焦距以外適當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，并且光路更細小，此光束通過小孔形成掃描光束至微機械電磁執(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、簡便，同時對于亮度的增加只需要做簡單的調(diào)整就可以完成?？紤]到成本問題，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、微機械電磁執(zhí)行器件(如圖4)主要由線圈和一個微小振片組成。微小振片結構比較復雜，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，以達到控制微型動簧片偏轉(zhuǎn)角度，最終實現(xiàn)控制微型鏡面角度。本次發(fā)明中驅(qū)動線圈信號頻率為8.062KHz，波形理論上可以認為是對稱三角波，但由于微型動簧片物理特性的非線性，具體波形可以按實際測試數(shù)據(jù)為依據(jù)。微機械電磁執(zhí)行器件中微型動簧片又可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)。圖4僅為示意圖，具體圖紙應根據(jù)實物物理特性而設計。
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，光束指向誤差會造成三個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題。為此，本系統(tǒng)專門設計了光束指向校正器，它由安裝在行頻掃描微機械電磁執(zhí)行器件安裝平面的簡易調(diào)整裝置完成，通過調(diào)整螺栓達到在一個小范圍角度的調(diào)整，通過調(diào)整使三束行掃描光束在行頻掃描微機械電磁執(zhí)行器件面鏡完全重合于一點。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夾角保持相等，即α＝β。
7、光束起始位置檢測為保證顯示圖像的每條掃描線的起始位置一致，系統(tǒng)設置了微機械電磁執(zhí)行器件鏡面位置檢測裝置(如圖8)。當光電二極管接收到微機械電磁執(zhí)行器件鏡面反射的半導體激光器發(fā)出的光束時，輸出一個脈沖信號。該脈沖作為控制信號控制視頻信號顯示，以保證圖像位置的一致性。該裝置可分別用于檢測行掃描與列掃描的起始位置的檢測。
視頻信號經(jīng)過以上處理，最終達到顯示完整畫面，通過以上改變，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，只需通過增加模塊就可以實現(xiàn)掃描行數(shù)的增加。本方案利用全新掃描技術，從根本上克服現(xiàn)在技術中的缺點，并提供一種高亮度，高清晰度，高色彩表現(xiàn)力，同時具備低成本，低噪聲，低功耗的下一代投影顯示設備的有效解決方案。
權利要求
1.微機械電磁執(zhí)行器，其特征是由線圈和一個微小振片組成，通過控制輸入線圈的電信號，達到精確控制執(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技術領域。目前大屏幕顯示技術主要有背投電視、等離子電視、液晶電視和投影機，由于投影機在亮度、對比度和使用成本上不占優(yōu)勢，使得投影機基本屬于高端產(chǎn)品，并不能被一般家庭所接受。本方案利用全新掃描技術，從根本上克服現(xiàn)有技術中的缺點。提供一種高亮度，高清晰度，高色彩表現(xiàn)力，同時具備低成本，低噪聲，低功耗的下一代投影顯示設備的有效解決方案。
文檔編號H04N9/31GK101056378SQ200610025559
公開日2007年10月17日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權日2006年4月10日
發(fā)明者劉曉松 申請人:劉曉松