CN109270827B - 一种考试用激光投影计时器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考试用激光投影计时器及其工作方法，属于考试计时装置领域，包括壳体，壳体一侧面开设有激光投射窗口，壳体另一侧面安装有输入面板，所述输入面板上分别设有输入显示屏和输入按钮；所述壳体内部底面上固定安装有电路板，所述电路板上固定连接有微处理器，所述微处理器内设有GPS模块；所述壳体设有Y扫描步进电机、X扫描步进电机和激光器，所述Y扫描步进电机和X扫描步进电机上均安装有全反射镜；所述激光投射窗口处安装有光学透镜。本发明既能将时间显示为足够大的尺寸，又不会使显示的时间数字随尺寸的放大而模糊，方便了考场中的时间确认。
Description
技术领域
本发明属于考试计时装置领域，具体涉及适用于禁止携带手表、闹钟、手机等计时设备进场的考试场合的一种考试用激光投影计时器及其工作方法。
背景技术
现有的计时工具主要为机械计时和电子计时装置，针对考试这样的特殊场合，需要在教室前部将时间向全体考生清晰显示。如果每个教室配备机械钟或石英钟，成本太高且不易携带，使用LED显示屏显示时钟的方案同样不易实现，而使用便携式的投影计时器相对而言则较为便利。目前使用的投影计时器技术方案主要是利用投影LED灯产生背光，经由LCD，即液晶显示器产生数字显示，再通过透镜系统放大聚焦将时间投射到屏幕上，该方案存在的主要问题是：当考试场所很大时，为使考生看清时间需将数字显示至足够大的尺寸，但是随着放大倍数的增加，LCD光线的亮度会随之减弱，使得显示的数字变模糊，识别变得困难。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种考试用激光投影计时器及其工作方法，既能将时间显示为足够大的尺寸，又不会使显示的时间数字随尺寸的放大而模糊，方便了考场中的时间确认。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种考试用激光投影计时器，包括壳体，所述壳体为一封闭盒状体，壳体一侧面开设有激光投射窗口，壳体另一侧面安装有输入面板，所述激光投射窗口所在侧面与输入面板所在侧面相对；所述输入面板上分别设有输入显示屏和输入按钮；所述壳体内部底面上固定安装有电路板，所述电路板上固定连接有微处理器，所述微处理器内设有GPS模块；所述壳体设有Y扫描步进电机、X扫描步进电机和激光器，所述Y扫描步进电机和X扫描步进电机上均安装有全反射镜；所述激光投射窗口处安装有光学透镜。
进一步的，所述电路板上固定连接有安装支架a和安装支架b，所述安装支架a和安装支架b上同时固定连接有安装平台，所述Y扫描步进电机和激光器均安装在安装平台上，其中Y扫描步进电机垂直安装于安装平台上。
进一步的，所述安装支架b高于安装支架a，且安装支架b顶部开设有电机安装槽，所述电机安装槽内水平安装有X扫描步进电机。
进一步的，所述Y扫描步进电机和X扫描步进电机的驱动轴上均连接有全反射镜安装架，所述全反射镜安装架内均安装有全反射镜。
进一步的，所述微处理器通过数据线a与输入面板相连接，微处理器通过数据线b与激光器相连接。
进一步的，所述Y扫描步进电机和X扫描步进电机均通过电源线与外接电源连接。
一种考试用激光投影计时器的工作方法，包括如下步骤：S1：输入面板作为人机互动接口，通过输入显示屏和输入按钮来设置考试时间和显示模式，输入面板输入的数据通过数据线a传送给微处理器进行处理；
S2：GPS模块接收卫星导航数据，将接收到的数据通过串行接口发送至微处理器；
S3：微处理器接收GPS模块获得的卫星导航数据，从中解码得到绝对时间，更正本地计时误差，同时根据设置好的显示模式，按照输入显示屏所指定的图案路径驱动Y扫描步进电机和X扫描步进电机，偏转由激光器发出的激光光束，生成扫描图案；
S4:生成的扫描图案经由光学透镜，穿出激光投射窗口，在屏幕上投射出图案。
进一步的，所述步骤S3的具体步骤为：Y扫描步进电机和X扫描步进电机上分别同轴安装的两块全反射镜构成成像机构，其中水平方向安装的全反射镜由X扫描步进电机驱动，负责在水平方向偏转由激光器发出的入射激光光束；垂直方向安装的全反射镜由Y扫描步进电机驱动，负责在垂直方向偏转由激光器发出的入射激光光束。
本发明的有益效果是：采用激光器扫描，具有亮度高、聚焦性好、图像清晰的优点，需要大图案的情况下只需要将投影距离加长即可，不需要重新调整焦距，使用方便，克服了LCD投影方式亮度低、需要反复调整焦距等缺点；在需要计时设备的考试场合，使用成本较低的激光投影计时器，可以避免考生将作弊工具伪装成计时装置带入考场，本发明既能将时间显示为足够大的尺寸，又不会使显示的时间数字随尺寸的放大而模糊，显示清晰，方便了考场中的时间确认。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的工作原理图。
图中附图标记如下：1、激光投射窗口，2、壳体，3、输入显示屏，4、输入按钮，5、X扫描步进电机，6、Y扫描步进电机，7、激光器，8、微处理器，9、电路板，10、安装支架a，11、全反射镜， 12、安装平台，13、安装支架b，14、全反射镜安装架。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例提供一种考试用激光投影计时器，包括壳体2，所述壳体2为一封闭盒状体，壳体2一侧面开设有激光投射窗口1，壳体2 另一侧面安装有输入面板，所述激光投射窗口1所在侧面与输入面板所在侧面相对；所述输入面板上分别设有输入显示屏3和输入按钮4；所述壳体2内部底面上固定安装有电路板9，所述电路板9上固定连接有微处理器8，所述微处理器8内设有GPS模块；所述壳体2设有Y扫描步进电机6、X扫描步进电机5和激光器7，所述Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5上均安装有全反射镜11；所述激光投射窗口1处安装有光学透镜。
所述电路板9上固定连接有安装支架a10和安装支架b13，所述安装支架a10和安装支架b13上同时固定连接有安装平台12，所述Y 扫描步进电机6和激光器7均安装在安装平台12上，其中Y扫描步进电机6垂直安装于安装平台12上。
所述安装支架b13高于安装支架a10，且安装支架b13顶部开设有电机安装槽，所述电机安装槽内水平安装有X扫描步进电机5。
所述Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5的驱动轴上均连接有全反射镜安装架14，所述全反射镜安装架14内均安装有全反射镜11。
所述微处理器8通过数据线a与输入面板相连接，微处理器8通过数据线b与激光器7相连接。
所述Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5均通过电源线与外接电源连接。
实施例2
本实施例提供一种考试用激光投影计时器的工作方法，包括如下步骤：S1：输入面板作为人机互动接口，通过输入显示屏3和输入按钮4来设置考试时间和显示模式，输入面板输入的数据通过数据线a 传送给微处理器8进行处理；
S2：GPS模块接收卫星导航数据，将接收到的数据通过串行接口发送至微处理器8；
S3：微处理器8接收GPS模块获得的卫星导航数据，从中解码得到绝对时间，更正本地计时误差，同时根据设置好的显示模式，按照输入显示屏3所指定的图案路径驱动Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5，偏转由激光器7发出的激光光束，生成扫描图案；
S4:生成的扫描图案经由光学透镜，穿出激光投射窗口1，在屏幕上投射出图案。
所述步骤S3的具体步骤为：Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5上分别同轴安装的两块全反射镜11构成成像机构，其中水平方向安装的全反射镜11由X扫描步进电机5驱动，负责在水平方向偏转由激光器7发出的入射激光光束；垂直方向安装的全反射镜11由 Y扫描步进电机6驱动，负责在垂直方向偏转由激光器7发出的入射激光光束。
激光器7发出激光光束，由微处理器8提供控制信号，确定是否消隐，而后激光器7配合Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5生成图案；X扫描步进电机5的驱动电路和Y扫描步进电机6的驱动电路用于将微处理器8输出的驱动脉冲放大至足够的功率，驱动Y扫描步进电机6和X扫描步进电机5转动。时钟图案由激光器7发出的激光束扫描生成，X轴和Y轴采用两个步进电机驱动全反射镜11偏转入射的激光束，激光束在投影的墙壁或者屏幕上连续快速扫描，利用人眼视觉暂留特性，即可生成完整的图像。优选的，本发明使用直流电源为整个装置提供动力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种考试用激光投影计时器，其特征在于，包括壳体(2)，所述壳体(2)为一封闭盒状体，壳体(2)一侧面开设有激光投射窗口(1)，壳体(2)另一侧面安装有输入面板，所述激光投射窗口(1)所在侧面与输入面板所在侧面相对；所述输入面板上分别设有输入显示屏(3)和输入按钮(4)；所述壳体(2)内部底面上固定安装有电路板(9)，所述电路板(9)上固定连接有微处理器(8)，所述微处理器(8)内设有GPS模块；所述壳体(2)设有Y扫描步进电机(6)、X扫描步进电机(5)和激光器(7)，所述Y扫描步进电机(6)和X扫描步进电机(5)上均安装有全反射镜(11)；所述激光投射窗口(1)处安装有光学透镜；
所述电路板(9)上固定连接有安装支架a(10)和安装支架b(13)，所述安装支架a(10)和安装支架b(13)上同时固定连接有安装平台(12)，所述Y扫描步进电机(6)和激光器(7)均安装在安装平台(12)上，其中Y扫描步进电机(6)垂直安装于安装平台(12)上；
所述安装支架b(13)高于安装支架a(10)，且安装支架b(13)顶部开设有电机安装槽，所述电机安装槽内水平安装有X扫描步进电机(5)；
所述Y扫描步进电机(6)和X扫描步进电机(5)的驱动轴上均连接有全反射镜安装架(14)，所述全反射镜安装架(14)内均安装有全反射镜(11)；
所述微处理器(8)通过数据线a与输入面板相连接，微处理器(8)通过数据线b与激光器(7)相连接；
所述Y扫描步进电机(6)和X扫描步进电机(5)均通过电源线与外接电源连接；
所述的考试用激光投影计时器的工作方法，包括如下步骤：S1：输入面板作为人机互动接口，通过输入显示屏(3)和输入按钮(4)来设置考试时间和显示模式，输入面板输入的数据通过数据线a传送给微处理器(8)进行处理；
S2：GPS模块接收卫星导航数据，将接收到的数据通过串行接口发送至微处理器(8)；
S3：微处理器(8)接收GPS模块获得的卫星导航数据，从中解码得到绝对时间，更正本地计时误差，同时根据设置好的显示模式，按照输入显示屏(3)所指定的图案路径驱动Y扫描步进电机(6)和X扫描步进电机(5)，偏转由激光器(7)发出的激光光束，生成扫描图案；
S4:生成的扫描图案经由光学透镜，穿出激光投射窗口(1)，在屏幕上投射出图案；
所述步骤S3的具体步骤为：Y扫描步进电机(6)和X扫描步进电机(5)上分别同轴安装的两块全反射镜(11)构成成像机构，其中水平方向安装的全反射镜(11)由X扫描步进电机(5)驱动，负责在水平方向偏转由激光器(7)发出的入射激光光束；垂直方向安装的全反射镜(11)由Y扫描步进电机(6)驱动，负责在垂直方向偏转由激光器(7)发出的入射激光光束。
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