CN112650013A - 一种激光投影光路余光能量转换与利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光投影光路余光能量转换方法，应用于激光显示技术领域，本发明包括激光投影设备的光路壳体，收光反射镜结构、太阳能电池板及相关的控制电路及储电装置。激光投影系统通过控制DMD的OFF光进行呈像，原有设计将DMD的OFF光直接打在光学组件壳体上，通过壳体散热的形式进行消耗，造成能源的浪费，同时对系统的散热提出了很高的要求。本发明提出的装置与方法将DMD芯片的OFF光通过收光反射镜结构对OFF激光进行收集至太阳能电池板将能量进行转化。通过硬件电路和软件设计实现系统该部分能量转换后的合理有效利用，大大减轻了系统的散热负担。

Description

一种激光投影光路余光能量转换与利用方法

技术领域

本发明属于激光显示技术领域，具体地说，是一种激光投影光路余光能量转换与利用方法。

背景技术

激光显示技术作为新一代的显示技术具有高色域、高亮度的特点。同时支持大屏显示，但是为了提高显示效果，需增大激光器的功率，功率的不断增大，导致DMD成像的OFF光区域承载更多的光路余光。该部分激光在光路中经过不断的反射，逐渐以热量的形式表现出来，由于激光携带大量的能够量，使得该部分产热巨大。该热量在设备内部不断积累，若散热设备不完善将会严重影响设备的正常运行，为解决该问题，市场上一般从散热的方面加速散热效果，包括风冷散热系统和水冷散热系统，但并不能彻底的改善系统温升的问题，同时还导致了设备能效的浪费。

根据附图1所示，入射激光8经过DMD芯片7，DMD芯片7根据每个像素的图像灰度、色彩元素，一部分激光通过镜头11投射在屏幕12上，形成图像；另一部分激光10由于帧图像色彩激光饱和，DMD通过控制反射角度将部分激光反射在OFF光区域9，投射在该部分的激光只能以热量的形式对外进行能量的交换。

根据附图1中DMD芯片7表面由成千上万可翻转的镜片构成，可根据图像信号控制透过镜头11的激光量和激光色，根据图像信息不应通过的激光部分则DMD芯片控制小镜片的翻转角度，使得这部分激光改变光路到达OFF光区域。

在实际应用中DMD反射的OFF光区域热量不断累积，导致局部温升很快，甚至会导致光路中镜片发生轻微形变影响最终的成像效果。同时温度过高还会导致设备内部电子元器件偏离正常工作温度，使设备出现异常现象。这对于设备来说不仅会带来物理性的顺坏，而且导致了部分激光能量的损失。

发明内容

本申请提供了一种激光投影光路余光能量转换与利用方法，从根本上解决由于光路中剩余激光能量导致设备发热的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出以下技术方案予以实施：

设计了一种激光投影装置，该装置包括DMD芯片、集光反射镜、太阳能电池板、控制电路及储能装置；其中DMD芯片其特征在于，课根据视频或图像信号控制芯片表面的微镜片的翻转角度，进而产生OFF光和ON光；集光反射镜其特征在于，根据OFF光进行适合角度的设计，使得反射光落在太阳能电池板上；太阳能电池板，其特征在于可将剩余激光转换为电能，输送至外部设备；控制电路及储能装置，其特征在于位于壳体外侧，实现该设计对外不间断供电功能。

提出了一种在激光余光转换过程中，小功率设备不间断供电的控制方法。系统OFF光较强时，太阳能电池板产电过剩，承担全部小功率负荷供电任务，剩余电能存储在储能模块中；系统OFF光较弱时，太阳能电池板产电不足，小功率负荷供电任务由太阳能电池板和储能模块，若依然无法满足供电需求，则再调用外部系统电源。

与现有技术相比较，本设计的优点是：可以将DMD投射在OFF光区域的激光能量进行有效的利用，防止因该部分激光产生大量的热量，进而导致的其他光学元件产生光路误差，同时避免影响相关电子元器件正常工作。将该部分能量进行有效的利用，实现小功率负荷的不间断稳定供电。

结合附图阅读本申请的实施过程的详细描述后，本申请的其他特征将更加清楚。

附图说明

图1现有技术的激光投影结构图

图2申请实施例中涉及到的投影结构图

图3实施实例中提到的电路及储电装置图

图4申请实施例中提出的一个控制方法的实施控制流程图

具体实施方式

下面根据附图对申请提出的设计的实施方式进行详细的说明。

本申请基于现有的激光投影装置，提出了一种激光投影光路余光能量转换与利用方法，根据附图2所示，该申请主要包括DMD芯片1、集光平面镜2、光电转换板3、激光光路壳体4、激光光路囊腔5、电路及储电装置6。

具体的，DMD芯片1嵌入在激光光路壳体4中，激光光源照射在DMD芯片1上，DMD芯片1由成千上万小镜片构成，可自由的随图像信号进行翻转，控制激光在激光光路囊腔5的运动轨迹，一部分经管镜头方向投射在屏幕上，另一部分(OFF激光)则经DMD芯片1反射至集光平面镜2，集光平面镜2设计具有一定梯度和角度，可有效的收集OFF激光；OFF激光经过集光平面镜直接反射至光电转换板3，将光能转换为电能。

本申请实施方式，根据附图3所示，光电转换板产生的电能，通过逆变器14将直流电转换为交流电，交流电通过变压器模块15转换为需求电压；模块15产生的交流电、外部供电设备16、储能模块18通过在线式UPS 20实现三者的自由切换，完成小功率符合的供电需求。

基于上述提出的激光投影装置和电路框架设计，本申请还提出了一种简单的余光处理过程中的不间断供电的控制方法，根据附图4所示，包括如下步骤：

步骤S001:光电转换模块OFF光转换为电能。

激光光源中具有巨大的光子能量，利用半导体的光电效应，使得光电转换板3将激光中蕴含的能量转化为电能。

步骤S002:电量是否充足检测。

产生的电能先通过电量检测模块19进行检测电量，产生的电量充足和不足分别通过在线式UPS 20执行不同的供电模式。

步骤S003、S004:光电转换电池板单独供电及储能。

OFF光较强时，光电转换电池板转换的电能充足，可满足低功率符合用电，则由光电转换电池板单独供电，外部供电模块16处于空闲状态，剩余电能储存在对应的储能模块18。

步骤S006:光电转换电池板13、储能模块18、外部供电模块16同时协同供电。

本申请通过以上装置设置和控制方法，将光路中余光尤其是由于DMD成像画面不同产生的OFF激光转化为电能，有效的减少了激光能量转化为热能的成分。同时通过上述的控制方法，有效的将该部分产生的电能进行有效的利用和释放，极大的降低了设备的散热负担，提高了设备的能效系数。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.激光投影光路余光能量转换装置包括：

太阳能电池板；

其中太阳能电池板为将激光能量转换为电能的装置，包括其他将光能转换为电能的装置。

DMD芯片；

激光光路壳体；

集光平面镜，置于OFF光照射区域，倾斜角度根据太阳能电池板的位置进行调整；

控制电路及储能装置，置于激光光路外部，连接太阳能电池板及储能设备和外围小容量的用电设备。

2.根据权利要求1所述的激光投影光路余光能量转换装置，其特征在于，所述太阳能电池板嵌入安装在激光光路壳体内侧，集光平面镜反射激光落在该区域。

3.根据权利要求1所述，其特征在于，所述集光平面镜设置在DMD的OFF光区域，可将OFF光通过反射照射在太阳能电池板。

4.根据权利要求书1所述，其特征在于，所述控制电路及储能装置于外围小功率负荷进行连接，于储电装置配合实现不间断供电。

5.根据权利要求书1所述，其特征在于，所述集光平面镜在OFF光区域呈一定角度或幅度排列。

6.激光投影光路余光能量转换与利用方法，应用于权利要求1-5任意一项所述的激光投影中，其特征在于，包括。

设备启动之后，根据OFF光强度配置该模块所连接的外围设备的供电模式；

OFF光强较强时，连接小功率符合设备由太阳能电池板供电，剩余电能存储在储能模块中；

OFF光较弱时，太阳能电池板电能转换不足，控制储能模块和外部系统协同供电；

以上实现激光投影内部能量转换协同不间断供电。

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