CN1688161A

CN1688161A - 图像投影的工作系统

Info

Publication number: CN1688161A
Application number: CN 200510034546
Authority: CN
Inventors: 杨东佐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: CN100397880C; WO2006119689A1

Abstract

本发明提供了一种图像投影的控制工作系统，它针对利用多层棱镜反射提供光路的图象投影设备设计，可以计算发光器的入射角度，控制其像素点释放频率。其结构有发光器控制系统、三个或三个以上数量的发光器、转镜控制系统和在其控制下转动的转镜；信号接收系统接收图象信号并传递给信号分离处理电路，信号分离处理电路包括发光器发光和棱镜转动的同步控制电路，信号分离处理电路连接发光器控制系统和转镜控制系统，发光器控制系统连接并控制发光器发光射至转镜再反射到屏幕上，转镜为多棱多层面镜，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜不同。它匹配性较高，推而广之，可以实现控制各种反射式的投影系统。

Description

图像投影的工作系统

技术领域

本发明属一种控制系统，更具体的说，涉及一种控制高清晰度的图像投影装置的工作系统。

背景技术

现有的视频投影系统中电子束管CRT投影机，液晶光阀投影机、发光二极管LED大屏幕显示屏群雄并起，以各自的优势占领市场。但对于无论何种的发展方式，高清晰度的图像投影系统均要求能够使光源点在显示屏上进行阵列性排布，因此较好的方式是对显示屏进行扫描。中国专利申请号03101375.9号发明专利申请，提供了一种分区多行扫描式激光投影机，采用在系统中多行同时扫描的光束列进行图像的分区行扫描，设备中采用大数量的可调制激光器阵列，光阀阵列结构。采用此种方式的设备，具有大数量级的激光器，所需要的光源的硬件成本就是巨大的，同时，需要对大数量的激光器进行控制，所进行控制的软件部份也是相当的复杂。又如专利申请号01103170.0号发明专利申请，提供了一种视频显像装置，由像素存储控制器、发光驱动板、集光输出器、光扫描器及图像显示屏等组成，在发光驱动板上设有数量与一行或一列的像素点数目相等的三基色发光单元，每个三基色发光单元由三个基色发光器件组成，集光输出器由多个具有三条支路的树状集光器组成，树状集光器的数量与三基色发光单元的数量相同，每个树状光纤集光器与一个三基色发光单元相对应，三个单基色发光器件发出的光从与其对应的树状光纤集光器的三个支路进入树状光纤集光器进行混色，所有树状光纤集光器的输出端按顺序排成一排，图像显示屏由规则排列的许多光纤组成，光纤的数量与一帧图像的像素数量成整数的平方倍速关系。采用此种方式的设备，需要上千个发光单元做为发光器，生产的原料成本是巨大的，同时对上千个零件的安装，工步也相当复杂，此外，树状光纤集光器的生产是相当的困难，光纤所传递的光再进行反射时的效果也是难以达到要求。

欲克服这些缺陷，可以设计使用一种利用棱镜反射提供光路的图象投影设备，包括有多个发光器、转镜、显示屏，转镜为多棱多层面镜，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜是互不同的，每个发光器对应于多棱多层面镜的每个面镜层，发光器发出的光线通过转镜反射，射入显示屏上，即多个发光器同时从各自所扫描的区域左上角开始，向右作水平扫描。如此逐次扫描直至各自区域的的右下角，即完成了整个屏幕一帧(即一幅画面)的显示，之后，重又回到左上角开始新一帧的扫描，这样就可以实现简单可靠的投影显示。

实现该种投影显示的控制系统，首先要计算发光器的入射角度，再控制其像素点释放频率，并针对其设计反射的转镜系统，控制转镜的转动规律，让发光器对应于全部的面镜进行反射于显示屏上形成一幅完整图像画面，并能使之秒间实现显示30幅画面，实现高清显示。同时还应设有反馈系统及对行列的像素点大小进行线性补偿的电路等。这种系统无论在国内还是国际市场中，都没有出现过。

中国专利号02231240.4公开了一种扫描式投影装置，用以依照一输入信号重建并投射出一影象图框于一屏幕上，该影象图框具有一由多个像素构成的二维像素阵列，各像素在该屏幕上是分别对应一具有位址坐标与一扫描线座标的特定位置，其特征在于，该扫描式投影装置同步输出与位址座标延伸方向的像素数目相符的数个光束以依序投影于位于不同扫描线坐标上的该位址座标的位置上，以逐条扫描来构成影象图框。该发明籍由控制光源组件的发光强度来输出影象图框，并搭配反射单元进行逐列扫描，其优点是有效控制光源组件的体积，但其反射单元为单层多镜式，受其限制，不能使一条光线即对应屏幕上一行像素，所以实现对其的控制是比较困难的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像投影的工作系统，它针对利用多层棱镜反射提供光路的图象投影设备设计，可以计算发光器的入射角度，控制其像素点释放频率，并针对其设计反射的转镜系统，控制转镜的转动规律，并能使之实现高清显示。它匹配性较高，推而广之，可以实现控制各种反射式的投影系统。

实现本发明目的的一种图像投影的工作系统，包括有显示屏幕、信号接收系统，信号分离处理电路，其特征在于，还包括有发光器控制系统、三个或三个以上数量的发光器、转镜控制系统和在其控制下转动的转镜；所述的信号接收系统接收图象信号并传递给信号分离处理电路，信号分离处理电路包括发光器发光和棱镜转动的同步控制电路；所述信号分离处理电路连接发光器控制系统和转镜控制系统；发光器控制系统连接并控制发光器发光射至转镜再反射到屏幕上；所述转镜为多棱多层面镜，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜不同。

实现本发明目的的一种图像投影工作系统，还包括连接转镜与转镜控制系统的反馈系统，所述的反馈系统是安置于显示屏幕前的光敏元件，所述光敏元件记录发光器经转镜反射出来的光线信号并产生反馈信号。

实现本发明目的的一种图像投影的工作系统，所述信号接收系统对外接收视频信号，所述发光器控制系统包括发光器驱动和补偿电路。

实现本发明目的的一种图像投影的工作系统，其最终射入显示屏成像的光线的线数至少为750条线，所述的转镜为锥状，发光器为红、绿、蓝三基色LED或者红、绿、蓝三基色激光器组成。

作为本发明的图像投影工作系统的一种具体方式，设有发光器具有三个或三个以上，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜是互不同的，每个发光器对应于多棱多层面镜的每个面镜层；工作时，各层发光器同时发光，各发光器发出的光经对应转镜层的第一面镜反射扫描至显示屏形成各发光器对应的各自的第一行扫描线，此后，转镜转至各层的第二面镜时，反射至显示屏形成各发光器对应的各自的第二行扫描线，转镜依次转动，各发光器发出的光线经各对应层面镜反射后逐一在显示屏上形成扫描线，转镜转动一圈后，全部发光器对应于全部的面镜进行反射于显示屏上形成一幅完整图像画面；在显示屏上成像的行数至少为750行，系统在1秒的单位时间内共完成25次及以上的扫描面的扫描，形成每秒25次及以上的扫描面的扫描投影频率。

作为本发明的一种具体实施方式，所述的发光器有20个，所述的转镜为多棱多层面镜分为20层，每层面镜为54个，每一面镜的倾角角度与其他面镜的倾角角度互不相同；每一发光器对应于多棱多层面镜的一层面镜，每一发光器所发出的光经多棱多层面镜反射后射入显示屏形成图像。首先，信号接收系统接受信号并输入至信号分离处理电路，分离为三基色信号并输入发光器，发光器控制系统根据信号控制第一发光器发出的光经转镜的第一层第一面镜反射至显示屏形成第一条1920个位点的扫描线，此时转镜控制系统控制转镜转过第一层第二镜面，第一发光器发光经转镜的第一层面的第二面镜反射至显示屏形成第二条1920个位点的扫描行；第一发光器发出的光依次完成多棱多层面镜的第一层的反射扫描，在显示屏上扫描出54个扫描行；在第一发光器完成第一层的扫描后，第一发光器关闭，发光器控制系统控制第二发光器开启发光，第二发光器发出的光经转镜的第二层第一面镜反射后形成第55条扫描行，同第一发光器一样，第二发光器发出的光在多棱多层面镜转过一周后也扫描了54个扫描行；第二发光器完成第二层扫描后，第二发光器关闭，发光器控制系统控制第三发光器打开开始扫描多棱多层面镜的第三层面镜；这样系统依次完成20个发光器对应于多棱多层面镜的20层面镜的反射扫描工作，在显示屏上共显示扫描了1080行，形成一个扫描面；在转镜与转镜控制系统还接有反馈系统，反馈系统以感应元件对光信号进行处理并转换为电信号发送给转镜控制系统，调整转镜的转速使反射至屏幕的光线均匀稳定；系统在1秒的单位时间内共完成30次的扫描面的扫描，形成30帧，标准为1080P的高清显示。

采用本发明的图像投影工作系统，可以控制棱镜投影装置反射出具有高数量级的像素点，而其反馈及补偿修正性能好，使其视频显示效果非常清晰；另外，其控制电路较少，不需要很高的集成度，使工作可靠性高；同时，发光器件的位置固定，位置移动较少，多棱多层面镜的面镜结构简单，制造方便，成本低；整个控制系统体积小，匹配性高，推而广之，更可以控制各种利用反射成像的投影装置。

附图说明

图1是本发明的系统示意图；

图2是本发明的一实施例工作示意图。

其中：显示屏幕3 反射光线4 转镜5 发光器6、7、8、9 面镜11、12、21、22、31、32、41、42

具体实施方式

如图1所示，为本发明的系统示意图，信号接收系统连接信号分离处理电路，信号分离处理电路连接发光器控制系统和转镜控制系统；发光器控制系统内有放大、稳定、去噪电路，其对输入的视频信号可以进行处理，并转化为电压电流信号并控制发光器发光射至转镜；转镜控制系统由转镜控制和电机驱动电路构成，它连接并控制转镜转动；转镜为多棱多层面镜，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜不同；多个发光器置于固定位置，使发出的光线恰好可以射到转镜上并反射至屏幕。在转镜与转镜控制系统还接有反馈系统，反馈系统以感应元件对光信号进行处理并转换为电信号发送给转镜控制系统，调整转镜的转速使反射至屏幕的光线均匀稳定。

如图2所示为本发明的一个具体实施例：

发光器、多棱多层转镜5具有20个层(图示出4层)，发光器设有20个(图示出4个)，分别对应于多棱多层面镜5的每一层镜面，多棱多层面镜每层的数量为54个(附图中仅示出为10个镜面作为示意说明)，整个多棱多层面镜为锥状，任一面镜的倾角角度互不相同；发光器按每扫描一面镜单位时间发光1920次的频率发光。

首先，1080条视频信号由信号接收系统进入至信号分离吃力电路，并被分离为三基色信号并输入发光器，同时发出脉冲控制信号给转镜控制系统，本实施例中，发光器采用LED，在发光器前安设有聚焦用的透镜，在LED发射光线时转镜开始工作，LED发光器6、7、8、9发出的光4经转镜5的对应层第一面镜11、21、31、41反射至显示屏3形成各自的第一条1920个位点的扫描线，此时转镜5转过各层第二镜面12、22、32、42，各LED发光器发光经转镜的对应层面第二面镜反射至显示屏3形成对应层面反射的第二条1920个位点的扫描行；各LED发光器6、7、8、9发出的光完成多棱多层面镜的反射扫描，在显示屏3上各扫描出对应的54个扫描行；系统完成20个LED发光器对应于多棱多层面镜的20层面镜的反射扫描工作，在显示屏3上共显示扫描了1080行，形成一个扫描面；系统在1秒的单位时间内共完成30次的扫描面的扫描，形成每秒30次的扫描面的扫描投影频率。

本实施例的反馈系统采用安装在屏幕前的光敏元件发送信号至转镜控制系统，修正信号分离处理电路发给转镜系统的脉冲信号，调整其转速，保证显示出均匀、稳定的图象。

Claims

1、一种图像投影的工作系统，包括有显示屏幕、信号接收系统，信号分离处理电路，其特征在于：

还包括有发光器控制系统、三个或三个以上数量的发光器、转镜控制系统和在其控制下转动的转镜；

所述的信号接收系统接收图象信号并传递给信号分离处理电路，信号分离处理电路包括发光器发光和棱镜转动的同步控制电路；

所述信号分离处理电路连接发光器控制系统和转镜控制系统；

发光器控制系统连接并控制发光器发光射至转镜再反射到屏幕上；

所述转镜为多棱多层面镜，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜不同。

2、如权利要求1所述的图像投影的工作系统，其特征在于：还包括连接转镜与转镜控制系统的反馈系统。

3、如权利要求2所述的图像投影的工作系统，其特征在于：所述发光器控制系统包括发光器驱动和补偿电路。

4、如权利要求3所述的图象投影的工作系统，其特征在于：所述信号接收系统对外接收视频信号。

5、如权利要求4所述的图象投影的工作系统，其特征在于：所述转镜控制系统是由转镜控制和电机驱动电路构成。

6、如权利要求1至5所述任意的图像投影的工作系统，其特征在于：所述的反馈系统是安置于显示屏幕前的光敏元件，所述光敏元件记录发光器经转镜反射出来的光线信号并产生反馈信号。

7、如权利要求1-5所述的任意图像投影的工作系统，其特征在于：最终射入显示屏成像的光线的线数至少为750条线，所述的转镜为锥状，发光器为红、绿、蓝三基色LED或者红、绿、蓝三基色激光器组成。

8、如权利要求6所述的图像投影的工作系统，其特征在于：最终射入显示屏成像的光线的线数至少为750条线，所述的转镜为锥状，发光器为红、绿、蓝三基色LED或者红、绿、蓝三基色激光器组成。

9、如权利要求1-5所述任意的图象投影的工作系统，其特征在于：设有发光器具有三个或三个以上，每层的单一面镜相对于转镜的转轴的倾角角度与同层的其他面镜是互不同的，每个发光器对应于多棱多层面镜的每个面镜层；工作时，各层发光器同时发光，各发光器发出的光经对应转镜层的第一面镜反射扫描至显示屏形成各发光器对应的各自的第一行扫描线，此后，转镜转至各层的第二面镜时，反射至显示屏形成各发光器对应的各自的第二行扫描线，转镜依次转动，各发光器发出的光线经各对应层面镜反射后逐一在显示屏上形成扫描线，转镜转动一圈后，全部发光器对应于全部的面镜进行反射于显示屏上形成一幅完整图像画面；在显示屏上成像的行数至少为750行，系统在1秒的单位时间内共完成25次及以上的扫描面的扫描，形成每秒25次及以上的扫描面的扫描投影频率。

10、如权利要求6所述的图像投影的工作系统，其特征在于：发光器为20个，转镜为20层，每层面镜的数量为54面，整个转镜为锥状；发光器按每扫描一面镜单位时间发光1920次的频率发光；首先，第一发光器发出的光经转镜的第一层第一面镜反射至显示屏形成第一条1920个位点的扫描线，转镜转过第一层第二镜面，第一发光器发光经转镜的第一层面的第二面镜反射至显示屏形成第二条1920个位点的扫描行；第一发光器发出的光依次完成转镜的第一层的反射扫描，在显示屏上扫描出54个扫描行；在第一发光器完成第一层的扫描后，第一发光器关闭，第二发光器开启发光，第二发光器发出的光经转镜的第二层第一面镜反射后形成第55条扫描行，同第一发光器一样，第二发光器发出的光在转镜转过一周后也扫描了54个扫描行；第二发光器完成第二层扫描后，第二发光器关闭，第三发光器打开开始扫描转镜的第三层面镜；系统依次完成20个发光器对应于转镜的20层面镜的反射扫描工作，在显示屏上共显示扫描了1080行，形成一个扫描面；系统在1秒的单位时间内共完成30次的扫描面的扫描，形成每秒30次的扫描面的扫描投影频率。

11、如权利要求8所述的图像投影的工作系统，其特征在于：发光器为20个，转镜为20层，每层面镜的数量为54面，整个转镜为锥状；发光器按每扫描一面镜单位时间发光1920次的频率发光；首先，第一发光器发出的光经转镜的第一层第一面镜反射至显示屏形成第一条1920个位点的扫描线，转镜转过第一层第二镜面，第一发光器发光经转镜的第一层面的第二面镜反射至显示屏形成第二条1920个位点的扫描行；第一发光器发出的光依次完成转镜的第一层的反射扫描，在显示屏上扫描出54个扫描行；在第一发光器完成第一层的扫描后，第一发光器关闭，第二发光器开启发光，第二发光器发出的光经转镜的第二层第一面镜反射后形成第55条扫描行，同第一发光器一样，第二发光器发出的光在转镜转过一周后也扫描了54个扫描行；第二发光器完成第二层扫描后，第二发光器关闭，第三发光器打开开始扫描转镜的第三层面镜；系统依次完成20个发光器对应于转镜的20层面镜的反射扫描工作，在显示屏上共显示扫描了1080行，形成一个扫描面；系统在1秒的单位时间内共完成30次的扫描面的扫描，形成每秒30次的扫描面的扫描投影频率。