CN204331259U - 激光投影仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式激光投影仪。所述投影仪包括：激光光源模块，激光调制模块，扫描模块，和成像模块。激光调制模块根据图像数据对激光光源进行调制。扫描模块对所述激光光能源模块发出的调制激光进行二维扫描形成图像。成像模块将经过扫描的激光图像进行规整。本实用新型的积极进步效果在于：该微型激光投影仪结构简单，效率高，尺寸小，成本低。

Description

激光投影仪

技术领域

本发明涉及一种投影设备，特别是涉及一种用于投影演示的激光投影仪。

背景技术

随着人类光学技术的发展，光学投影技术在越来越多的领域得到广泛的应用。例如，投影技术可以应用在电视电影播放、办公演示、全息三维成像等方面。这些技术为人类的生活带来了极大的方便。

商务人员有时携带微型激光投影仪外出办公，以便随时将投影仪配合电脑进行演示，这样就免去了运输大型幻灯设备的繁琐。但是现有技术中，这种微型激光投影仪的分辨率低，光强度较差，进行演示时往往效果受到影响。

这样，本领域的技术人员有待于研发一种分辨率较高的微型激光投影仪。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中微型激光投影仪的投影效果分辨率低，光强度不足的问题，提供一种新型微型激光投影仪。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种激光投影仪，包括激光光源模块、调制模块、及扫描模块，所述调制模块与激光光源模块信号耦合并根据图像数据对所述激光光源模块进行调制以产生激光图像信号；所述扫描模块与所述激光光源模块光学耦合并偏转所述激光图像信号以按序沿第一方向及与第一方向垂直的第二方向产生投射光束。

较佳地，所述扫描模块包含一个微电机系统(MEMS)。

较佳地，所述微电机系统包括一个双轴微电机系统。

较佳地，所述双轴微电机系统包括一磁铁系统和一悬浮于所述磁铁系统所产生磁场中的折光体；所述磁铁系统驱动所述折光体围绕第一转轴和垂直于第一转轴的第二转轴旋转以偏转所述激光图像信号按序沿所述第一方向及所述第二方向产生所述投射光束。

较佳地，所述折光体包括一光学镜面，所述光学镜面反射激光图像信号以产生所述投射光束。

较佳地，所述第一转轴和所述第二转轴相交于所述光学镜面上一点。

较佳地，所述激光图像信号投射至所述光学镜面上所述一点。

较佳地，悬浮于所述磁铁系统所产生磁场中的所述折光体包括一偏转线圈，所述偏转线圈与所述磁铁系统所产生磁场相互作用以驱动所述折光体围绕所述第一转轴和所述第二转轴旋转。

较佳地，投影仪还包括一个与所述扫描模块光学耦合的成像模块，所述成像模块规整所述扫描模块产生的投射光束。

较佳地，所述激光光源模块包括红、蓝、绿激光管和设置在所述红、蓝、绿激光管与扫描模块之间的混色透镜。

较佳地，所述红激光管功率为0.09瓦特，蓝激光管功率为0.060瓦特，绿激光管功率为0.035瓦特。

较佳地，所述三个激光管为连续激光发射管。

较佳地，所述调制模块包括图像信号处理模块和扫描信号同步模块，

所述图像信号处理模块向所述激光光源模块发出颜色及亮度信号指令，所述扫描信号同步模块向所述扫描模块发出与颜色及亮度信号指令同步的偏转指令。

较佳地，还包括设置于所述扫描模块与所述成像模块之间并与所述调制模块信号耦合的第一传感器，所述第一传感器感应所述扫描模块的投射光束以产生扫描反馈信号传至所述调制模模块。

较佳地，还包括设置于所述激光光源模块与扫描模块之间的光路并与所述调制模块信号耦合的第二传感器，所述第二传感器感应所述激光光源模块的激光图像信号以产生图像反馈信号传至所述调制模模块。

较佳地，所述扫描模块以逐行同向方式产生投射光束，所述扫描模块投射每一帧图像结束后，下一帧图像的初始投射点与上一帧图像的初始投射点相同。

较佳地，所述扫描模块以逐行往复方式产生投射光束，所述扫描模块投射每一帧图像结束后，下一帧图像的初始投射点与上一帧图像的初始投射点相同。

较佳地，所述扫描模块以逐行往复方式产生投射光束，所述扫描模块投射每一帧图像结束后，下一帧图像的初始投射点与上一帧图像的最终投射点相同。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：该微型激光投影仪结构合理，尺寸小，成本低。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例示出的微型激光投影仪的功能框图。

图2为图1所示微型激光投影仪的工作原理示意图。

图3为根据本发明一个实施例示出的激光成像扫描顺序图。

图4为根据本发明另一个实施例示出的激光成像扫描顺序图。

图5为根据本发明另一个实施例示出的激光成像扫描顺序图。

具体实施方式

本发明将通过实施例的方式结合附图予以阐述。在附图中，各个图中相同的结构、元件和部件使用相同的标号。附图中元件的尺寸和特点仅是作为方便阐述的目的，并不表示实际尺寸和比例关系。

图1和图2根据本发明一个实施例示出了微型激光投影仪100的基本功能框架。在该实施例中，激光光源模块110产生激光。调制模块120与激光光源模块110信号耦合，并根据图像数据对激光光源模块110进行调制以产生颜色及强度与图像数据相应变化的激光图像信号152。扫描模块130与激光光源模块110光学耦合并偏转激光光能源模块110发出的激光图像信号152。激光图像信号152经过扫描模块130的偏转形成沿水平和垂直方向扫描的投射光束154。投射光束154经过成像模块140的调整，即可以射出至幕墙200上形成图像150。

其中，调制模块120包括信号同步模块124和图像信号处理模块122，图像信号处理模块122读取图像信息，向激光光源模块110发出光强和颜色信号指令。信号同步模块124向激光扫描模块130通过数据传输线32发出水平和垂直方向上的偏转指令。

在本实施例中，激光光源模块110包括红、蓝、绿小型激光管，这些激光管前方设置混色透镜(图未示出)。红、蓝、绿小型激光管响应图像信号处理模块122发出的指令，射出相应强度的激光。在一个较佳实施例中，红激光管最大输出功率为0.09瓦特，蓝激光管功率为0.060瓦特，绿激光管功率为0.035瓦特。这些激光管输出的功率由图像信号处理模块122的指令发生变化。

激光扫描模块132包括一个微电机控制模块(MEMS)。微电机控制模块包括双轴微电机系统。双轴微电机系统包括一磁铁系统和一悬浮于磁铁系统所产生磁场中的折光体。折光体可以对激光进行反射或折射。在一个实施例中，折光体可以包括一层透光晶体，晶体远离激光射入的端面涂覆一层非透光材料，这样折光体作为一个镜面体反射激光以产生所述投射光束。在另一个实施例中，折光体还可以是一层反光材料直接对激光进行反射以产生所述投射光束。悬浮于磁铁系统所产生磁场中的折光体包括一偏转线圈。偏转线圈与磁铁系统相互作用以驱动折光体围绕相互垂直的两轴，如水平轴和竖直轴，旋转以偏转激光图像信号按序沿相互垂直的两个方向，如水平方向及竖直方向，产生投射光束。水平轴和竖直轴相互垂直并相交于光学镜面上一点。激光图像信号投射至光学镜面上的这一点。本领域的技术人员可以理解，水平轴和竖直轴相当于一般意义上互相垂直的X轴和Y轴，在一些实施例中，X轴和Y轴可以不局限于水平或竖直方向。

这样，光学镜面上与激光接触的这一点相对于镜面固定不动，光学镜面围绕水平轴和竖直轴旋转，从而偏转激光光源模块110发出的激光图像光束152，产生投射光束154。图像投射光束154在幕墙200上沿两个互相垂直的方向上进行依次投射。微电机控制模块132响应信号同步模块124通过数据传输线32发出偏转指令，围绕水平轴和竖直轴旋转光学镜面以偏转激光图像光束152，将投射光束154按序投射到幕墙200上相应的位置。

这样，图像信号处理模块122不断地将图像信号向激光光源110进行传输，使激光光源110发出符合图像某个点的颜色及光强，同时信号同步模块124同步地向微电机控制模块132发出指令，使得微电机扫描模块132将当前的激光点投射在对应的位置。这样一来，通过不断的扫描动作，微电机控制模块132扫出一帧又一帧的图像。帧，就是影像动画中最小单位的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一格镜头。一帧就是一副静止的画面，连续的帧就形成动画，如电视图象等。本文所说的帧数，就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，通常用fps(Frames Per Second)表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数(fps)愈多，所显示的动作就会愈流畅。

成像模块140包括透镜142和其它一些辅助镜片，能够对微电机控制模块132射来的激光投射光束154进行修整，使得图像成为正规的矩形并适于用户观看。激光投射光束154从微电机控制模块132射向成像模块140，经修正后射向屏幕200，并在屏幕上形成最终图像150。

在一个较佳实施例中，激光扫描模块130还包括一传感器(图未示出)，设置于激光光源模块110与扫描模块130之间的光路并与调制模块120耦合，将光信号传至信号同步模块124，信号同步模块124从而对当前图像状况作出判断。当光信号缺失时，图像信号处理模块迅速做出修正，校正激光光源模块110的发光指令，重新发射激光，或者产生报错信号。

在一个较佳实施例中，激光光源模块110的三个激光管前方分别设置传感器(图未示出)。传感器设置于扫描模块130附近并与调制模块120信号耦合，传感器感应扫描模块130的投射光束以产生扫描反馈信号传至信号同步模块124。信号同步模块124从而对当前光源状况作出判断。当光信号缺失时，图像信号处理模块迅速做出修正，校正激光光源模块110的发光指令，重新发射激光，或者产生报错信号。

图3根据本发明一个实施例示出了激光图像各个点的扫描顺序。在该实施例中，激光扫描模块130将激光以逐行同向方式进行扫描，即每一行激光点的扫描顺序相同，同时每一帧画面的扫描起点位置为A点，而扫描终点位置为B点。

图4根据本发明另一个实施例示出了激光图像各个点的扫描顺序。在该实施例中，激光扫描模块130将激光以逐行往复方式进行扫描，即相邻两行的激光像点的扫描方向相反，同时每一帧画面的扫描起点位置为A点，而扫描终点位置为B点。图5根据本发明另一个实施例示出了激光图像各个点的扫描顺序。在该实施例中，激光扫描模块130将激光以逐行往复方式进行扫描，即相邻两行的激光像点的扫描方向相反，而每一帧画面的扫描起点位置和扫描终点位置相反，即上一帧画面的扫描起点位置为A点，扫描终点位置为B点，则下一帧画面的扫描起点位置为A’点，扫描终点位置为B’点，再下一帧的画面恢复到扫描起点位置为A点，扫描终点位置为B点。在这个实施例中，由于扫描模块130完全不需要复位动作，因而能够最大程度上提高图像帧数频率。

至此，本发明以详尽的方式对便携式激光投影仪进行了阐述。该投影仪尺寸小巧，能够以较大的分辨率形成投射图像，并大大提高图像亮度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种激光投影仪，包括激光光源模块、调制模块、及扫描模块，其特征在于：

所述调制模块与激光光源模块信号耦合并根据图像数据对所述激光光源模块进行调制以产生激光图像信号；及

所述扫描模块与所述激光光源模块光学耦合并偏转所述激光图像信号以按序沿第一方向及与第一方向垂直的第二方向产生投射光束。

2.如权利要求1所述的投影仪，其特征在还于，所述扫描模块包含一个微电机系统(MEMS)。

3.如权利要求2所述的投影仪，其特征还在于，所述微电机系统包括一个双轴微电机系统。

4.如权利要求3所述的投影仪，其特征还在于：

所述双轴微电机系统包括一磁铁系统和一悬浮于所述磁铁系统所产生磁场中的折光体；及

所述磁铁系统驱动所述折光体围绕第一转轴和垂直于第一转轴的第二转轴旋转以偏转所述激光图像信号按序沿所述第一方向及所述第二方向产生所述投射光束。

5.如权利要求4所述的投影仪，其特征还在于所述折光体包括一光学镜面，所述光学镜面反射激光图像信号以产生所述投射光束。

6.如权利要求5所述的投影仪，其特征还在于所述第一转轴和所述第二转轴相交于所述光学镜面上一点。

7.如权利要求6所述的投影仪，其特征还在于所述激光图像信号投射至所述光学镜面上所述一点。

8.如权利要求4所述的投影仪，其特征还在于所述折光体包括一偏转线圈，所述偏转线圈与所述磁铁系统所产生磁场相互作用以驱动所述折光体围绕所述第一转轴和所述第二转轴旋转。

9.如权利要求1所述的投影仪，还包括一个与所述扫描模块光学耦合的成像模块，所述成像模块规整所述扫描模块产生的所述投射光束。

10.如权利要求1所述的投影仪，其特征还在于，所述激光光源模块包括红、蓝、绿激光管和设置在所述红、蓝、绿激光管与扫描模块之间的混色透镜。

11.如权利要求10所述的投影仪，其特征还在于，所述红激光管功率为0.09瓦特，蓝激光管功率为0.060瓦特，绿激光管功率为0.035瓦特。

12.如权利要求11所述的投影仪，其特征还在于，所述三个激光管为连续激光发射管。

13.如权利要求1所述的投影仪，其特征还在于，所述调制模块包括图像信号处理模块和扫描信号同步模块，所述图像信号处理模块向所述激光光源模块发出颜色及亮度信号指令，所述扫描信号同步模块向所述扫描模块发出与颜色及亮度信号指令同步的偏转指令。

14.如权利要求13所述的投影仪，还包括设置于所述扫描模块与所述成像模块之间并与所述调制模块信号耦合的第一传感器，所述第一传感器感应所述扫描模块的投射光束以产生扫描反馈信号传至所述调制模模块。

15.如权利要求14所述的投影仪，还包括设置于所述激光光源模块与扫描模块之间的光路并与所述调制模块信号耦合的第二传感器，所述第二传感器感应所述激光光源模块的激光图像信号以产生图像反馈信号传至所述调制模模块。

16.如权利要求1至10任一项所述的投影仪，其特征还在于，所述扫描模块以逐行同向方式产生投射光束，所述扫描模块投射每一帧图像结束后，下一帧图像的初始投射点与上一帧图像的初始投射点相同。

17.如权利要求1至10任一项所述的投影仪，其特征还在于，所述扫描模块以逐行往复方式产生投射光束，所述扫描模块投射每一帧图像结束后，下一帧图像的初始投射点与上一帧图像的初始投射点相同。

18.如权利要求1至10任一项所述的投影仪，其特征还在于，所述扫描模块以逐行往复方式产生投射光束，所述扫描模块投射每一帧图像结束后，下一帧图像的初始投射点与上一帧图像的最终投射点相同。