CN105182668A - 一种激光投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光投影仪，包括多个激光源、主控制器、扫描器、通信模块、电源系统，电源系统包括市电输入端、电源开关按钮、计量器件、处理器、电源控制器、多个供电模块、开关电源；市电输入端输出的交流电依次通过电源开关按钮和计量器件后连接供电模块，供电模块分别连接激光源、主控制器和扫描器；计量器件的输出与处理器相连，处理器分别与电源控制器和通信模块相连接。本发明提供的激光投影仪能够使用户清楚地知道用电器是否在正常电源下工作，智能化程度高，使用方便，安全可靠性高；可以防止图形失真，并且可以在没有实际图像的尺寸损失的情况下提高亮度，满足眼睛安全标准所需的级别。

Description

一种激光投影仪
技术领域
本发明属于激光投影技术领域，特别涉及一种激光投影仪。
背景技术
投影仪已成为现代商务人士常用的产品。与现有的数位光处理器(DigitalLightProcession，DLP)或者硅晶光技术(LiquidCrystalonSilicon，LCoS)相比，激光投影仪因其耗电更少、投射影像更大(可超过100寸)、且无需对焦的优势而成为人们青睐的产品。作为以激光器为光源的激光投影仪，其通过往复摆动的电磁驱动方式的扫描镜，使来自激光光源的激光在屏幕上进行扫描而显示图像。扫描镜具有根据其尺寸及材料的密度、硬度而确定的固有的共振频率，通过以该共振频率进行驱动，可以使扫描镜以最大的摆角进行摆动，从而以低电力显示较大的图像。
激光投影仪可以包括激光源、光学调制器、光学系统、光学扫描器和图像控制器。在这种情况下，激光源包括用于产生红色激光的红色激光器、用于产生绿色激光的绿色激光器和用于产生蓝色激光的蓝色激光器。激光源将所产生的激光发射至光学调制器。激光调制器根据图像控制器的图像控制信号对入射的激光进行调制，以生成衍射光，并且将所生成的衍射光发射至光学系统。然后，所生成的衍射光经由光学系统传送至光学扫描器，并且光学扫描器对光进行扫描以显示图像，同时根据图像控制器的镜控制信号，镜旋转预设的角度。
这种情况下，激光投影仪的亮度是不可调节的，容易对使用者的眼睛造成一定的伤害；并且在传输过程中容易出现图像失真的情况。激光投影仪的内部器件的工作状态是否正常也是无法推测的，长期工作时容易出现过载导致器件损坏的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能化程度高，使用方便，可以防止图形失真，并且可以在没有实际图像的尺寸损失的情况下提高亮度，满足眼睛安全标准所需的级别的激光投影仪。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种激光投影仪，包括
多个激光源，用于发射激光束；
主控制器，用于控制直接入射在屏幕的特定区域上各个激光源和各个激光源所生成的激光的分离角以产生时间差；
扫描器，用于在屏幕上扫描各激光，其中主控制器控制各扫描的激光仅针对所述屏幕上的交叠的区域输出实际图像；
通信模块，用于将数据信息发送至服务器或用户终端及用于接收服务器或用户终端所发出指令的；
电源系统，用于为投影仪内部其余设备提供电源，电源系统包括
市电输入端，连接市电；
电源开关按钮，用于手动控制电源系统的电源开关；
计量器件，用于检测供电模块输出的电压或/和电流或/和功率；
处理器，用于判断供电模块的电压或电流或功率是否超过设定限值及超过设定限值时长；
电源控制器，用于根据处理器信号或通信模块的信号控制供电模块启闭；
多个供电模块，为投影仪内其余模块供电；
开关电源，用于将市电输入的交流电转变成低电压直流电并为内部电路系统提供电源；
市电输入端输出的交流电依次通过电源开关按钮和计量器件后连接供电模块，供电模块分别连接激光源、主控制器和扫描器；计量器件的输出与处理器相连，处理器分别与电源控制器和通信模块相连接。
进一步地，所述的激光投影仪还包括
驱动信号生成器，用于驱动激光源的激光器驱动器以及驱动扫描器的扫描驱动器；
激光器驱动器，用于基于驱动信号生成器生成的激光器驱动信号驱动激光源；
扫描器驱动器，用于基于驱动信号生成器生成的扫描器驱动信号驱动扫描器；
驱动信号生成器的输入端与主控制器相连，驱动信号生成器的输出端分别与激光器驱动器和扫描器驱动器连接，激光驱动器的输出端与激光源相连，扫描器驱动器的输出端连接扫描器。
进一步地，所述的激光投影仪还包括
像素位置检测器，用于检测期望显示在屏幕上的图像的当前像素位置；
补偿值确定器，用于确定与所检测的像素相对应的亮度补偿值；
补偿单元，基于所确定的亮度补偿值生成用于补偿与所检测出的像素相对应的激光器驱动信号的补偿信号，以朝着远离与单帧的各水平行相对应地的全部像素中的至少一个预设的基准像素的方向逐渐地增大或减小亮度补偿值；
像素位置检测器的输入端与驱动信号生成器相连，像素位置检测器的输出端依次连接补偿值确定器和补偿单元，补偿单元的输出端与驱动信号生成器相连。
进一步地，所述的市电输入端与电源开关按钮之间设有一过载保护电路，过载保护电路与处理器连接。
进一步地，所述的供电模块包括断电装置和供电输出端，断电装置的控制输入端与电源控制器相连，断电装置的交流电输入端与计量器件的输出端连接，断电装置的交流输出端连接供电输出端，计量器件的信号输入端与供电输出段相连。所述的断电装置包括晶闸管或者继电器。
进一步地，所述电源开关按钮海域开关电源相连，所述的开关电源采用AC-DC开关电源，将交流220V转化成5V，为系统提供电源。
进一步地，所述的通信模块包括有线通信或/和无线通信模块，有线通信模块包括RS485通信模块或者RS232通信模块中的一种或两种的组合，无线通信模块包括ZigBee通信模块、WiFi通信模块、红外通信模块或者RFID通信模块中的一种或几种的组合。
本发明的有益效果是：
1、本发明的激光投影仪能够使用户清楚地知道内部设备是否在正常电源下工作，用户可以根据实际情况决定是否关闭用电；用户也可以通过服务器或用户终端发送断电指令，通信模块收到断电指令后，电源控制器便可以根据断电指令切断供电模块的供电；当电源的电压超过设定的断电限值，电源控制器也可以自动切断电源，避免了投影仪内部设备在电源非正常状态下工作，有利于保护用电设备；切断电源后，用户还可以回复开机的指令，通信模块收到开机指令后，电源控制器便可以根据开机指令恢复供电，智能化程度高，使用十分方便，有利于延长用设备的使用寿命，且安全可靠性高；
2、可以防止图形失真，并且可以在没有实际图像的尺寸损失的情况下提高亮度，满足眼睛安全标准所需的级别，有效地提高设置在常规的激光投影仪的亮度上的限制；
3、且具有过载保护功能，具有多种通信方式，用户可以根据自身需要进行选择，使用方便，可以有效地提高用户满意度。
附图说明
图1为本发明的激光投影仪结构框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种激光投影仪，包括
多个激光源，用于发射激光束；
主控制器，用于控制直接入射在屏幕的特定区域上各个激光源和各个激光源所生成的激光的分离角以产生时间差；
扫描器，用于在屏幕上扫描各激光，其中主控制器控制各扫描的激光仅针对所述屏幕上的交叠的区域输出实际图像；
通信模块，用于将数据信息发送至服务器或用户终端及用于接收服务器或用户终端所发出指令的；
电源系统，用于为投影仪内部其余设备提供电源，电源系统包括
市电输入端，连接市电；
电源开关按钮，用于手动控制电源系统的电源开关；
计量器件，用于检测供电模块输出的电压或/和电流或/和功率；
处理器，用于判断供电模块的电压或电流或功率是否超过设定限值及超过设定限值时长；
电源控制器，用于根据处理器信号或通信模块的信号控制供电模块启闭；
多个供电模块，为投影仪内其余模块供电；
开关电源，用于将市电输入的交流电转变成低电压直流电并为内部电路系统提供电源；
市电输入端输出的交流电依次通过电源开关按钮和计量器件后连接供电模块，供电模块分别连接激光源、主控制器和扫描器；计量器件的输出与处理器相连，处理器分别与电源控制器和通信模块相连接。
进一步地，所述的激光投影仪还包括
驱动信号生成器，用于驱动激光源的激光器驱动器以及驱动扫描器的扫描驱动器；
激光器驱动器，用于基于驱动信号生成器生成的激光器驱动信号驱动激光源；
扫描器驱动器，用于基于驱动信号生成器生成的扫描器驱动信号驱动扫描器；
驱动信号生成器的输入端与主控制器相连，驱动信号生成器的输出端分别与激光器驱动器和扫描器驱动器连接，激光驱动器的输出端与激光源相连，扫描器驱动器的输出端连接扫描器。
进一步地，所述的激光投影仪还包括
像素位置检测器，用于检测期望显示在屏幕上的图像的当前像素位置；
补偿值确定器，用于确定与所检测的像素相对应的亮度补偿值；
补偿单元，基于所确定的亮度补偿值生成用于补偿与所检测出的像素相对应的激光器驱动信号的补偿信号，以朝着远离与单帧的各水平行相对应地的全部像素中的至少一个预设的基准像素的方向逐渐地增大或减小亮度补偿值；
像素位置检测器的输入端与驱动信号生成器相连，像素位置检测器的输出端依次连接补偿值确定器和补偿单元，补偿单元的输出端与驱动信号生成器相连。
进一步地，所述的市电输入端与电源开关按钮之间设有一过载保护电路，过载保护电路与处理器连接。
进一步地，所述的供电模块包括断电装置和供电输出端，断电装置的控制输入端与电源控制器相连，断电装置的交流电输入端与计量器件的输出端连接，断电装置的交流输出端连接供电输出端，计量器件的信号输入端与供电输出段相连。所述的断电装置包括晶闸管或者继电器。
进一步地，所述电源开关按钮海域开关电源相连，所述的开关电源采用AC-DC开关电源，将交流220V转化成5V，为系统提供电源。
进一步地，所述的通信模块包括有线通信或/和无线通信模块，有线通信模块包括RS485通信模块或者RS232通信模块中的一种或两种的组合，无线通信模块包括ZigBee通信模块、WiFi通信模块、红外通信模块或者RFID通信模块中的一种或几种的组合。
本发明的激光源可以包括多个不同颜色的激光源，例如与图像信号的一般处理相关的红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器。结果，与激光器相对应地，针对红色、绿色和蓝色，由驱动信号生成器生成的激光器驱动信号可以包括图像信号和水平同步信号和垂直同步信号。
驱动信号生成器可以基于所生成的激光器驱动信号的水平同步信号和垂直同步信号生成扫描驱动信号。在这种情况下，所生成的扫描驱动信号可以包括水平扫描器驱动信号和垂直扫描器驱动信号。
激光驱动器基于所接收的激光器驱动信号生成用于驱动包括红色激光源、绿色激光源和蓝色激光源的激光源的电压或电流。激光源以与施加至它的电压或电流相对应的水平生成激光。扫描器驱动器可以包括正弦波生成电路、三角波生成电路和信号合成电路。扫描器驱动器基于所接收的扫描器驱动信号生成用于驱动扫描器的驱动频率。基于水平驱动频率水平地驱动扫描器，并且基于垂直驱动频率垂直地驱动扫描器，扫描器接着在屏幕上扫描激光，以在屏幕上实现图像。
扫描器接收从激光源(例如，红色激光源(R)、绿色激光源(G)和蓝色激光源(B))分别以不同的入射角输入的激光。扫描器根据扫描器驱动信号基于扫描器驱动器的控制在屏幕上投射所接收的各激光。在这种情况下，扫描器沿着图像的水平行在单帧中的驱动速度不同于沿着另一水平行的驱动速度。因此，所显示的图像的亮度不均匀的。
在这种情况下，本发明的激光投影仪可以补偿由驱动信号生成器生成的激光器驱动信号，并且可以在相同的条件下更加均匀地修正输出图像的亮度。
像素位置检测器从所生成的扫描器驱动信号中检测与单帧相对应的像素的位置。换言之，像素位置检测器可以检测期望显示在屏幕上的图像的当前像素位置。补偿值确定器确定与所检测的像素相对应的亮度补偿值。补偿单元可以基于所确定的亮度补偿值生成用于补偿与所检测出的像素相对应的激光器驱动信号的补偿信号，以朝着远离与单帧的各水平行相对应地的全部像素中的至少一个预设的基准像素的方向逐渐地增大或减小亮度补偿值。
由补偿单元生成的补偿信号被输出至驱动信号生成器，并且驱动信号生成器生成经输入的补偿信号补偿的激光器驱动信号。激光驱动器基于经补偿的激光器驱动信号驱动激光源，使得激光源可以生成经补偿的激光。因此，扫描器在屏幕上扫描经补偿的激光，并且它可以提供具有均匀亮度的图像，图像中由扫描器的速度变化产生的亮度失真得到了补偿。
本发明的激光投影仪的信号处理方法包括以下步骤：
S1、分别在多个激光源中生成激光以；
S2、在屏幕上扫描在激光源中生成的激光，包括以下步骤：
S21、针对在根据本发明的激光投影仪中的信号处理，确定各激光源的分离角，并且基于各激光源的分离角确定各激光源的驱动时间；
S22、基于所确定的分离角和驱动时间生成各激光源的激光驱动信号，并且生成扫描器驱动信号；
S23、基于所生成的激光驱动信号，从各激光源入射的包括图像信号的激光入射至扫描器，并且基于扫描器驱动信号将激光通过扫描器投射在屏幕上。
在这种情况下，可以不同地控制各激光源的分离角以生成在激光的投射中所产生的预设的时间差。可以确定各激光源在预设的时段中的扫描的激光量最大的分离角。而且，各激光源的分离角是在两个相邻的激光源之间针对扫描器的激光投射角，该激光投射角包括(Atant(0.07))/10至(Atan(0.07))*2的范围。
步骤S2还可以包括：步骤S24、控制各扫描的激光在屏幕上仅针对交叠的区域输出实际图像的步骤。而且，该图像输出控制步骤S24可以基于各激光源的分离角不同地控制与特定区域相对应的有效时间；可以进行控制使在屏幕上扫描的激光的有效时间最快的成为最慢的，并且进行控制使扫描的激光的有效时间最慢的成为最快的；可以基于各激光源的分离角和有效时间控制在屏幕上扫描的图像的尺寸；可以以输出图像的预设的单位控制输出图像，并且该预设的单位可以包括帧单位。
本发明的通过计量器件检测计量供模块的电压或/和电流或/和功率；通过处理器判断电压或电流或功率是否超过设定限值及超过设定限值时长；若电压或电流或功率超过设定报警限值且达到设定时长或超过设定时长，通过通信模块将报警信息发送至服务器或用户终端；若电压或电流或功率超过设定断电限值，电源控制器根据处理器的指令切断断电装置。设定限值包括上限值和下限值，当电压高于上限值或低于下限值，均有可能使通信模块向服务器或用户终端发送警报信息或/和通过电源控制器切断供电输出端的供电，具体应用中，若电压偏离正常标准电压不多，通信模块可以向服务器或用户终端定时发送警报信息，发送警报信息可以通过邮件或短信等，用户终端可以为手机等，使用户清楚地知道设备是在非正常电压下工作，用户可以根据实际情况决定是否关闭供电；或者，用户也可以通过服务器或用户终端发送断电指令，通信模块收到断电指令后，电源控制器便可以根据断电指令切断对设备的电源；切断供电后，用户还可以回复开机的指令，通信模块收到开机指令后，电源控制器便可以根据开机指令恢复供电，使用十分方便。若电压偏离正常标准过多，设备在该电压下工作会产生较大的损害或容易引发安全事故，此时电源控制器可以直接切断供电，同时，通信模块将断电原因信息发送给用户，避免该设备损坏且杜绝安全隐患，利于延长设备的使用寿命，产品可靠性高。用户收到断电原因信息后，可以回复强行开机的指令，通信模块收到强行开机指令后，电源控制器便可以根据强行开机指令恢复供电，使用十分方便。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种激光投影仪，其特征在于，包括
多个激光源，用于发射激光束；
主控制器，用于控制直接入射在屏幕的特定区域上各个激光源和各个激光源所生成的激光的分离角以产生时间差；
扫描器，用于在屏幕上扫描各激光，其中主控制器控制各扫描的激光仅针对所述屏幕上的交叠的区域输出实际图像；
通信模块，用于将数据信息发送至服务器或用户终端及用于接收服务器或用户终端所发出指令的；
电源系统，用于为投影仪内部其余设备提供电源，电源系统包括
市电输入端，连接市电；
电源开关按钮，用于手动控制电源系统的电源开关；
计量器件，用于检测供电模块输出的电压或/和电流或/和功率；
处理器，用于判断供电模块的电压或电流或功率是否超过设定限值及超过设定限值时长；
电源控制器，用于根据处理器信号或通信模块的信号控制供电模块启闭；
多个供电模块，为投影仪内其余模块供电；
开关电源，用于将市电输入的交流电转变成低电压直流电并为内部电路系统提供电源；
市电输入端输出的交流电依次通过电源开关按钮和计量器件后连接供电模块，供电模块分别连接激光源、主控制器和扫描器；计量器件的输出与处理器相连，处理器分别与电源控制器和通信模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述的激光投影仪还包括
驱动信号生成器，用于驱动激光源的激光器驱动器以及驱动扫描器的扫描驱动器；
激光器驱动器，用于基于驱动信号生成器生成的激光器驱动信号驱动激光源；
扫描器驱动器，用于基于驱动信号生成器生成的扫描器驱动信号驱动扫描器；
驱动信号生成器的输入端与主控制器相连，驱动信号生成器的输出端分别与激光器驱动器和扫描器驱动器连接，激光驱动器的输出端与激光源相连，扫描器驱动器的输出端连接扫描器。
3.根据权利要求2所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述的激光投影仪还包括
像素位置检测器，用于检测期望显示在屏幕上的图像的当前像素位置；
补偿值确定器，用于确定与所检测的像素相对应的亮度补偿值；
补偿单元，基于所确定的亮度补偿值生成用于补偿与所检测出的像素相对应的激光器驱动信号的补偿信号，以朝着远离与单帧的各水平行相对应地的全部像素中的至少一个预设的基准像素的方向逐渐地增大或减小亮度补偿值；
像素位置检测器的输入端与驱动信号生成器相连，像素位置检测器的输出端依次连接补偿值确定器和补偿单元，补偿单元的输出端与驱动信号生成器相连。
4.根据权利要求1所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述的市电输入端与电源开关按钮之间设有一过载保护电路，过载保护电路与处理器连接。
5.根据权利要求1所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述的供电模块包括断电装置和供电输出端，断电装置的控制输入端与电源控制器相连，断电装置的交流电输入端与计量器件的输出端连接，断电装置的交流输出端连接供电输出端，计量器件的信号输入端与供电输出段相连。
6.根据权利要求5所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述的断电装置包括晶闸管或者继电器。
7.根据权利要求1所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述电源开关按钮海域开关电源相连，所述的开关电源采用AC-DC开关电源，将交流220V转化成5V，为系统提供电源。
8.根据权利要求1所述的一种激光投影仪，其特征在于，所述的通信模块包括有线通信或/和无线通信模块，有线通信模块包括RS485通信模块或者RS232通信模块中的一种或两种的组合，无线通信模块包括ZigBee通信模块、WiFi通信模块、红外通信模块或者RFID通信模块中的一种或几种的组合。
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