CN112887687A - 一种双路激光投影设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双路激光投影设备，包括双激光器组、双光路通道、双DMD成像芯片、双通道激光镜头以及信号控制和处理模块。普通激光投影或投影设备，通过单片DMD完成画面显示，由于DMD承受温度以及工艺限制，无法完成大屏幕下的高像素、高亮度显示。本发明提出的双路激光投影设备，通过FPGA/DSP或其他CPU将视频和图像信号分成左右两半部分，分别送至DLP1和DLP2芯片，两片芯片分别控制两片DMD完成左、右两半部分的图像成像，左、右两半图像在双通道镜头中传输，并合成一副完整的画面投射在屏幕上，其中每一片DMD分别负责显示一半图像，提高了分辨率，两片DMD同时成像芯片可承载更高的激光能量，进而提高整机投射亮度。
Description
技术领域
本发明属于激光显示技术领域，具体地说，是一种双路激光投影设备。
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，但是在提升投射屏幕尺寸的同时为了使投影亮度保持不变，就要增加激光的发出的能量，由于成像芯片DMD本身具有正常工作的温度区间，大幅度的提升激光器的发出能量，势必会导致成像芯片实际温度超出正常工作温度，导致系统崩溃。同时由于单个成像芯片DMD所支持的分辨率固定，单一的投射尺寸增加，会导致图像清晰度下降。目前为了实现尺寸投影，一部分只能采用单台投影设备适当增加激光器亮度，同时牺牲一部分亮度和清晰度完成大尺寸投影；另一部分采用外接信号分割设备将视频信号进行分割，通过多台设备进行分区投影。无论是哪种方法，都不能从根本上解决问题，其中采用外接信号分割的方法，调试困难、设备昂贵。
根据附图1所示，入射激光20经过光学通道15，照射在DMD芯片17上，DMD芯片根据DLP控制芯片21传输的信号对DMD芯片上的小镜片进行控制，使得部分激光经过镜头在屏幕上形成画面。在这个过程中，在不增加设备的前提下，如果实现大屏显示且亮度不发生明显的变化，就必须提升激光20的强度，会使激光照射在DMD芯片上的能量大幅上升，激光其强度提升过高，会是其偏离正常工作温度范围。
根据附图3中DMD芯片由成千上万可翻转的镜片22构成，可根据图像信号控制22单位时间内的翻转次数和角度，进而控制不同区域的激光透过镜头形成图像。
在实际应用中DMD芯片17由于正常工作温度范围的限制，以及微元结构22个数的限制，导致了在大屏激光投影中亮度和清晰度都受到很大的影响。
发明内容
本申请提供了一种双路激光投影设备，从根本上解决了大屏激光投影中亮度和清晰度下降的问题。
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，该装置包括双激光器组、双光路通道、双DMD成像芯片、双通道镜头；其中双激光器组和双DMD所对应的每一部分分别受对应的DLP或其他控制器的控制，显示画面的不同部分；双光路通道其特征在于，分别传输激光器组1和激光器组2的激光能量，两则之间互不干扰。双通道镜头其特征在于，靠近DMD部分为两条互相分离的光路通道，防止在DMD侧两条光路之间互相影响，靠近镜头侧为单通道，图像在该通道进行图像拼接。
提出了一种图像分割显示控制方法，通过前端将视频和图像信号进行分割，分割成完全相同的两部分，将这两部分送至不同的成像系统，各部分系统完成成像后，在镜头端完成图像拼接，实现图像的完整显示。
与现有技术相比较，本设计的优点是：采用双DMD进行成像将像素点增加了一倍，提高了成像的质量。同时每一片DMD均可承受其参数要求范围内的能量，但是每块DMD只负责显示图像的一部分画面，在保证安全的前提下大大提升了系统投射亮度。通过本发明可以有效的解决大屏投影亮度下降以及画面清晰度的问题。
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装置结构图
图2申请实施例中涉及到的双投影设备图
图3实施实例中提到的DMD微元结构图
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，提出了一种双路激光投影设备，根据附图2所示，该申请主要包括双激光器组1和5、双光路通道6、双DMD芯片4和8、双通道镜头10、信号分割控制模块12、双DLP图像显示控制模块13和14。
具体的，激光器组1和5相互独立，位于不同的光路通道9中，激光通过光路通道中的光学元器件，分别照射在双DMD 4和8上；其中双DMD 4和8中的每一块DMD成千上万的微元22构成，可将每个微元的图像信息通过该部分的微元翻转情况将照射在双DMD 4和8的激光反射至镜头端；双DMD 4和8图像激光信息分别通过不同的镜头通道，两通道在靠近镜头处进行会和拼接。
基于上述提出的双路激光投影结构，本申请还提出了一种简的图像分割成像显示方法，根据附图4所示，包括如下步骤：
步骤S001:启动双组激光器。
两组激光器分别产生各自的有色激光，供后续DMD成像使用。
步骤S002:接收视频和图像信号。
步骤S003:视频、图像分割。
视频图像处理模块将前端传输的视频和图像信号根据要求，把视频和图像根据像素点的坐标进行计算，分割成左右两部分，两部分大小完全相同，分别将左右半部分的图像信号传输给后端成像模块。
步骤S004:左、右两半部分图像DMD成像，通过双DMD完成对左右两半部分图像的成像。
步骤S005:图像拼接显示，将左右两半部分图像在镜头处进行拼接，得到完整的拼接画面。
本申请通过以上装置设置和控制方法，采用双路成像，将视频和图像分割成多个部分进行激光投影，然后在镜头或屏幕处进行图像拼接，完成大屏激光投影存在的亮度和清晰度大幅下降的问题。通过本申请提出的方法可以在保证在大屏激光投影中各个DMD成像芯片在正常温度工作范围的前提下，提高投射亮度，以及成像的分辨率。
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 (8)
1.双路激光投影设备包括：
双激光器组；
双光路通道；
双DMD芯片；
信号处理模块；
双DLP芯片；
双通道镜头。
2.根据权利要求1所述，其特征在于，所述双激光器组为两组相同参数的激光器组，为系统提供有色激光光源。
3.根据权利要求1所述，其特征在于，所述双光路通道有两部分，每一组激光器使用一个通道，用于收集并引导激光器组发出的有色激光，通道内设置各种光学元器件确保有色激光可以顺利的通过通道到达DMD成像区域。
4.根据权利要求1所述，其特征在于，所述双DMD芯片为两个，呈对称分布，每一个DMD负责图像的一半显示任务，DMD本身是由很多个可以翻转的镜片构成，通过控制这多个小镜片控制激光光源的反射。
5.根据权利要求1所述，其特征在于，所述信号处理模块可以使用FPGA/DSP或其他CPU，将视频/图像信号完全均等分割为左右两半部分，分别将左、右两半部分信号输送给成像控制端。
6.根据权利要求1所述，其特征在于，所述双DLP芯片分别接收信号处理模块传输的左、右两半部分的图像数据，并分别控制对应的成像芯片DMD，完成左右两半部分的图像投射显示。
7.根据权利要求1所述，其特征在于，所述双通道镜头靠近DMD处为分离的双通道，防止左右两半部分图像在成像过程中出现光源的干扰，在远离DMD侧转化为单通道，方便左右两半部分图像进行拼接合成。
8.激光图像分割控制显示方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的双路激光投影中，其特征在于，信号到达信号处理模块之后，通过处理将信号分割成左右完全相同的两半部分，分别将信号传输至对应的成像块，分别完成两部分图像的投射显示。
以上完成视频/图像信号的高分辨率、高亮度、大尺寸显示功能。
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