CN113514951A - 一种振镜系统、投影设备及投影方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种振镜系统、投影设备及投影方法，振镜系统包括：边框、振镜、复位件、限位件、以及至少一个偏转动力部件；所述偏转动力部件，用于驱动振镜偏转；所述限位件设置在振镜的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度；所述复位件连接在振镜与所述边框之间，所述复位件用于在所述偏转动力部件停止驱动振镜偏转时，将振镜恢复至原位置。相较于现有技术，本申请振镜系统中的限位件能够限制振镜的偏转幅度，从而防止振镜被拉伸太大引起的振镜偏移、复位件出现弹性形变、可靠性降低等问题，以提高振镜的可靠性和精准度。

Description

一种振镜系统、投影设备及投影方法

技术领域

本申请涉及投影技术领域，具体涉及一种振镜系统、投影设备及投影方法。

背景技术

在微投影、激光显示、DLP(Digital Light Processing，数字光处理)行业中，随着显示分辨率不断提高，需要增加振镜来弥补DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜元件)本身器件分辨率的不足。

随着信号频率增加、分辨率要求增高、刷新率变快，对振镜的需求越来越高，要求振镜器件能够快速、准确地将需求的画面投影出去。但是现有的振镜设计不仅难以加工，在实际使用过程中也容易出现振镜不振、振不到位、振镜长时间受力不均匀而中心位置偏移等问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种振镜系统、投影设备及投影方法，以提高振镜的可靠性和精准度。

本申请第一方面提供一种振镜系统，包括：

边框、振镜、复位件、限位件、以及至少一个偏转动力部件；

所述偏转动力部件与所述振镜固定连接并驱动振镜偏转；

所述限位件设置在振镜的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度；

所述复位件连接在振镜与所述边框之间，所述复位件用于在所述偏转动力部件停止驱动振镜偏转时，将振镜恢复至原位置。

可选的，所述偏转动力部件包括磁铁与磁场产生装置；

所述磁铁固定在所述振镜的边缘位置，所述磁场产生装置的磁性和所述磁铁的磁性能够相吸并驱动所述振镜偏转；

所述限位件设置在所述磁铁的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度。

可选的，所述限位件为所述磁场产生装置的外壳。

可选的，所述磁场产生装置为电磁线圈。

可选的，所述复位件为弹簧。

可选的，所述复位件通过焊接方式与所述边框连接。

可选的，所述限位件具有弹性。

可选的，所述限位件的制作材料为橡胶。

本申请第二方面提供一种投影设备，包括本申请第一方面中所述的振镜系统。

本申请第三方面提供一种投影方法，基于本申请第二方面中所述的投影设备，所述方法包括：

对每一帧投影画面对应设置一个帧同步信号；

对所述帧同步信号，根据所述振镜系统的偏转方向添加振镜场同步信号，每个振镜场同步信号是所述振镜系统的一个偏转方向的使能信号；

根据每一帧投影画面对应的振镜场同步信号控制所述振镜系统将投影画面偏转到使能对应方向。

本申请提供的振镜系统，包括：边框、振镜、复位件、限位件、以及至少一个偏转动力部件；所述偏转动力部件，用于驱动振镜偏转；所述限位件设置在振镜的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度；所述复位件连接在振镜与所述边框之间，所述复位件用于在所述偏转动力部件停止驱动振镜偏转时，将振镜恢复至原位置。相较于现有技术，本申请振镜系统中的限位件能够限制振镜的偏转幅度，从而防止振镜被拉伸太大引起的振镜偏移、复位件出现弹性形变、可靠性降低等问题，以提高振镜的可靠性和精准度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1和图2示出了振镜的工作原理示意图；

图3示出了本申请所提供的一种振镜系统的结构示意图；

图4示出了本申请所提供的另一种振镜系统的结构示意图；

图5示出了本申请所提供的一种振镜系统的控制方法流程图；

图6示出了本申请所提供的一种振镜的结构示意图；

图7示出了本申请所提供的振镜场同步信号示意图；

附图标记说明：

100边框；200振镜；300复位件；400限位件；500偏转动力部件；510磁铁；520磁场产生装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

振镜在镜头投影中，作用如图1和图2所示：

请参考图1，当振镜不动作的时候，入射光线垂直射入振镜玻璃中，根据光学传播原理，垂直射入时，折射光、出射光都在同一条直线上，不实现转移光线的作用。

请参考图2，当振镜动作(偏转)的时候，入射光线与振镜玻璃不再是垂直关系，根据光学传播原理，入射光入射后会向偏转的方向折射，之后再次折射射出。出射光与入射光方向一致，但是出射光的位置出现了偏移，而且偏移方向与偏转方向一致。如图2所示，原像素点光线位置为a，经过振镜折射，折射后像素点光线位置偏移至b。

请参考图3，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种振镜系统的示意图，如图3所示，该振镜系统包括：边框100、振镜200、复位件300、限位件400、以及至少一个偏转动力部件500。

具体的，本实施例中，边框100内分别设置了振镜200、复位件300、限位件400、以及至少一个偏转动力部件500。

该振镜系统10的工作原理为：偏转动力部件500动作时，驱动振镜200的向相应的方向偏转，限位件400在振镜的偏转路径上限制振镜200的偏转幅度。偏转动力部件500不动作时，复位件300将振镜200恢复至原位置。

具体的，振镜200是主要产生光的折射的部件，作用详见图1和图2中的相关描述。

偏转动力部件500与振镜200固定连接，用于驱动振镜200向某一方向偏转。可选的，如图3所示，偏转动力部件500可以包括磁铁510与磁场产生装置520，磁场产生装置520可以为电磁线圈。

具体的，磁铁510可以固定在振镜200的边缘位置，磁场产生装置520的磁性和磁铁510的磁性相吸并驱动振镜200偏转。当为电磁线圈时，可以通过电磁线圈通电与断电使振镜偏转或者不偏转。具体的，电磁线圈拉力设计较大，能够保障拉力足够拉动振镜偏转。

复位件300连接在振镜200与边框100之间，复位件300用于在偏转动力部件500停止驱动振镜偏转时，将振镜恢复至原位置。

可选的，复位件300可以采用弹簧，当然也可以采用其它具有复位功能的部件，本申请对此不做限定。

可选的，复位件300可以通过焊接方式与边框100连接，焊接方式固定更为可靠，从而在整体上提高振镜系统的可靠性。

限位件400设置在振镜200的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度。如图3所示，限位件400可以设置在磁铁510的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度。

现有振镜系统中，没有设置限位件，在电磁线圈的巨大拉力下，振镜偏转角度太大，光线折射位置加大，导致像素点光线出射位置偏移目标位置，同时也可能会使复位弹簧受到过大拉力而发生损坏形变，本申请设置限位件，在电磁线圈的巨大拉力下，可以限制振镜偏转角度，避免上述情况的发生，提高振镜精准度。并且由于限位件的存在，复位弹簧不会受到过大拉力(尤其非弹性形变)，使得弹簧可靠性与寿命大大加长。

限位件400可以由较硬的材料制成，能够起到限位作用即可。优选的，限位件400可以采用具有弹性且密度较大的材料制成，例如橡胶、橡皮等，这样可以保证无论是振镜还是磁铁在偏转接触到限位件时，不会发出碰撞声或者碰坏，提高了振镜的可靠性。

在本申请的一些实施方式中，如图4所示，限位件400可以制作为磁场产生装置520的外壳，以提高磁场产生装置的可靠性。

本申请的上述振镜系统，在电磁线圈不通电的情况下，弹簧拉力可以将振镜恢复至原位置；在电磁线圈通电的情况下，当振镜偏转时，限位件可以对振镜偏转角度产生定位，阻止其偏转角度太大，防止像素点移位、弹簧被拉坏。因此，本申请的上述振镜系统即可以增加振镜偏转精准度，又可以提高振镜可靠性，从而延长振镜使用寿命。

为了便于理解，本申请还提供了一种振镜系统的控制方法，如图5所示，该方法包括：

S101：振镜系统收到画面启动信号，电磁线圈通电；

S102：电磁线圈磁性吸引磁铁，磁铁位移；

S103：磁铁拉动振镜，振镜偏转；

S104：入射光线发生折射，出射光位置偏移，实现像素点光线向偏转方向偏移；

S105：待画面全部显示完成后，电磁线圈断电，振镜复位；

S106：振镜系统再次收到画面启动信号，重复步骤S101至S105。

本申请中，偏转动力部件500可以是多个，如图6，分别在振镜的A、B、C、D位置设置偏转动力部件500。

当A/C不通电，B与D通电，可以实现振镜上下偏转，像素点5向2与8的方向偏移；

当B/D不通电，A与C通电，可以实现振镜左右偏转，像素点5向4与6的方向偏移；如下表1所示。

表1

上述振镜可以向四个方向偏转，从而实现单像素点5位置的信号，可以拓展到2、4、6、8四个位置(偏移距离与振镜偏转角度、振镜厚度相关，可以根据实际需要进行设定)

本申请实施例还提供了一种投影设备，该投影设备包括上述任一项实施方式中的振镜系统。该投影设备中还可以包括激光光源、投影镜头等，本申请在此不再赘述。

具体的，通过振镜系统将激光光源发出的不同光束投射至不同位置，除了可以提高投影设备在成像面的成像范围，还能够提高投影设备的分辨率，具体的，当激光光源的显示分辨率固定时，通过调节振镜系统中振镜的摆动角度，能够使激光光源发出的光线原成像画面相邻像素点之间的区域位置，从而增加了成像画面的细节显示，提高了投影设备的成像分辨率。

基于上述投影设备，本申请还提供了一种投影方法，该方法包括：

对每一帧投影画面对应设置一个帧同步信号；

对帧同步信号，根据振镜系统的偏转方向添加振镜场同步信号，每个振镜场同步信号是振镜系统的一个偏转方向的使能信号；

根据每一帧投影画面对应的振镜场同步信号控制振镜系统将投影画面偏转到使能对应方向。

如图7所示，按照相关接口协议，每一帧投影画面都有一个帧同步信号，每一个帧同步信号，根据图6所示振镜需要添加4个振镜场同步信号，每个振镜场同步信号分别是每一个振镜偏转方向的使能信号。如图7所示，第一个帧同步信号对应a、b、c、d(a对上、b对下、c对左、d对右)这4个振镜场同步信号，第二个帧同步信号对应a2、b2、c2、d2这4个振镜场同步信号，以此类推。

应理解，4个振镜场同步信号可以使振镜将同一帧画面在4个不同方向上投影，具体是将同一个像素点扩展为了4个像素点从而提高了投影分辨率，根据帧同步信号可以得知投影某一帧画面，根据振镜场同步信号可以得知投影某一帧画面的某一偏移方向的画面。

本申请中，振镜系统接收到使能信号后，开始偏转到使能对应方向，保障每个方向的画面有明确的起始信号，做到像素点精确控制。

为了便于理解，本申请还提供了如下振镜系统的控制过程：

S201：接收到振镜场同步信号，对应方向上的电磁线圈通电；

S202：电磁线圈磁性吸引磁铁，磁铁位移；

S203：磁铁拉动振镜，振镜偏转；

S204：入射光线发生折射，出射光位置偏移；

S205：实现投影画面像素点扩展，振镜一次偏转，像素点由位置5可以扩展至位置2、4、6或8；

S206：显示完本次投影画面像素点后，电磁线圈断电，振镜复位；

S207：接收到下一个方向的振镜场同步信号，对应方向上的电磁线圈通电，重复上述步骤S201至S206。

本申请的投影设备，对其中的振镜系统，通过设置像素点偏转方向的使能信号和限位件的定位作用，提高了振镜精准度，解决了现有振镜经常出现的振不到位、振镜不振、振镜长时间受力不均匀中心位置偏移的问题；同时限位件防止振镜被拉伸太大引起的振镜偏移、弹簧出现弹性形变、可靠性降低等问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种振镜系统，其特征在于，包括：

边框、振镜、复位件、限位件、以及至少一个偏转动力部件；

所述偏转动力部件与所述振镜固定连接并驱动振镜偏转；

所述限位件设置在振镜的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度；

所述复位件连接在振镜与所述边框之间，所述复位件用于在所述偏转动力部件停止驱动振镜偏转时，将振镜恢复至原位置。

2.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述偏转动力部件包括磁铁与磁场产生装置；

所述磁铁固定在所述振镜的边缘位置，所述磁场产生装置的磁性和所述磁铁的磁性能够相吸并驱动所述振镜偏转；

所述限位件设置在所述磁铁的偏转路径上，用于限制振镜的偏转幅度。

3.根据权利要求2所述的振镜系统，其特征在于，所述限位件为所述磁场产生装置的外壳。

4.根据权利要求2所述的振镜系统，其特征在于，所述磁场产生装置为电磁线圈。

5.根据权利要求1所述的振镜系统，其特征在于，所述复位件为弹簧。

6.根据权利要求5所述的振镜系统，其特征在于，所述复位件通过焊接方式与所述边框连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的振镜系统，其特征在于，所述限位件具有弹性。

8.根据权利要求7所述的振镜系统，其特征在于，所述限位件的制作材料为橡胶。

9.一种投影设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的振镜系统。

10.一种投影方法，基于权利要求9所述的投影设备，其特征在于，所述方法包括：

对每一帧投影画面对应设置一个帧同步信号；

对所述帧同步信号，根据所述振镜系统的偏转方向添加振镜场同步信号，每个振镜场同步信号是所述振镜系统的一个偏转方向的使能信号；

根据每一帧投影画面对应的振镜场同步信号控制所述振镜系统将投影画面偏转到使能对应方向。

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