CN207651117U - 圆周式激光动态显示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种圆周式激光动态显示装置，该动态显示装置包括：内框，内框的表面制作有多帧微结构的内框图案；钣金件，钣金件上至少设置有第一通孔和第二通孔，其中第一束激光通过所述第一通孔直射内框图案，第二束激光通过第二通孔直射内框图案；以及转轴，转轴的一端与驱动轴固定连接，转轴的另一端与内框图案转动连接，当所述转轴转动时，转轴能够带动内框图案平移运动；其中，通过内框的平移运动，使得内框图案相对于激光做圆周运动。本实用新型的动态显示装置结构简单，设计合理，制造成本低，实现了圆周式的动态图像显示。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动态显示装置，特别涉及一种圆周式激光动态显示装置。
背景技术
众所周知，激光灯主要由激光光源、机械运动机构和衍射光学元件三部分构成。其中，衍射光学元件表面加工有微纳米尺度的微结构。利用微纳结构对光的衍射效应，衍射光学元件可以将入射的点状激光输出为需要的图像。由于激光的高亮度、高准直性特点，激光灯可以实现远距离、高亮度的图像显示，因而近年来在欧美和国内市场得到了快速的发展。
激光灯虽然已经有10多年的历史，但目前市场上绝大多数激光灯产品只能显示静态图像。为了丰富表现内容和提高表现效果，激光灯需要实现图像的动态显示，也就是要实现任意的图像变换、图像平移和图像的旋转。激光灯作为大众消费品，如何在不显著增加成本和系统复杂性的前提下实现理想的动态显示效果是业界急需解决的问题。为了实现良好的动态图像显示效果，需要在衍射光学元件的光学设计、每一帧图像的排列方式和机械运动结构方面进行总体优化。目前的主流激光灯产品还是以静态图像或彼此没有内在联系的静态图像组合为主，虽然有少数产品可以实现一定的动态图像显示，但效果不理想。
而现有的在激光灯上实现动态效果的方案主要有：每一帧图案以扇形排列成一个圆环，整个圆环形衍射光学元件绕圆心做圆周运动。这种方案的优点在于结构简单可靠，成本低廉，但由于每一帧图像在显示过程中会绕旋转中心转动，导致图像摆动，影响显示效果。
激光灯实现动态图像显示需要综合考虑三方面的因素：(1)衍射光学元件的光学结构设计：为了实现图像的动态显示，在同一个衍射光学元件表面要制作一定数量的微结构，每一个不同的微结构对应着一帧图像。为了实现图像的平移、旋转效果，在衍射光学元件的光学设计方面要综合使用中心对称、离轴等设计手段；(2)衍射光学元件的几何参数设计：为了实现图像的动态显示，需要在一个衍射光学元件表面制作一系列微结构，单个微结构的尺寸大小、相邻微结构的相对位置、微结构的排列方式等几何参数对最终动态图像的显示效果有直接影响。而这些参数的确定需要综合考虑人眼或探测器的响应特性、衍射光学器件的机械运动结构的运动特性等因素；(3)衍射光学器件的机械运动结构的设计：为了实现图像的动态显示，激光束和衍射光学器件之间要有相对的平移运动。这种运动要和衍射光学器件的几何设计参数相配合，才能实现不同帧图像之间的平滑过渡。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种圆周式激光动态显示装置，从而克服现有技术方案结构复杂、成本高、表现形式单一的缺点。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种圆周式激光动态显示装置，该动态显示装置包括：内框，内框的表面制作有多帧微结构的内框图案；钣金件，钣金件上至少设置有第一通孔和第二通孔，其中第一激光通过所述第一通孔直射内框图案，第二激光通过第二通孔直射内框图案；以及转轴，转轴的一端与驱动轴固定连接，转轴的另一端与内框转动连接，当所述转轴转动时，转轴能够带动内框平移运动；其中，通过内框的平移运动，使得内框图案相对于激光做圆周运动。
优选地，上述技术方案中，内框图案包括第一内框图案和第二内框图案。
优选地，上述技术方案中，动态显示装置还包括：外框保持架；中框，中框设置在外框保持架内侧，中框能够在外框保持架内左右移动，其中，内框设置在中框内，内框能够在中框内上下移动。
优选地，上述技术方案中，当转轴转动时，转轴带动内框在中框内平移运动，同时转轴通过内框带动中框在外框保持架内平移运动。
优选地，上述技术方案中，转轴包括第一转轴和第二转轴，第一转轴连接第一转动手柄，第二转轴连接第二转动手柄，第一转动手柄和第二转动手柄同步运动,带动第一内框图案和第二内框图案同步平移运动。
优选地，上述技术方案中，在钣金件中间设置有第一齿轮，第一转轴通过第二齿轮与钣金件连接，以及第二转轴通过第三齿轮与钣金件连接，第一齿轮与第二齿轮及第三齿轮相互啮合，第一转轴和第二转轴能够同步圆周运动。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
在不额外添加运动控制单元和几乎不增加系统体积和成本的前提下，利用本实用新型的动态显示装置设计了每一帧图像之间的新排列方式，从而实现激光灯的动态图像显示。统筹考虑衍射光学元件设计和机械运动结构的设计，实现两者之间的有机结合。利用本实用新型的圆周式激光动态显示装置，方便了激光灯行业在尽可能低的成本下实现技术升级，解决了激光灯行业升级换代过程中的关键技术问题。
附图说明
图1是根据本实用新型的一个实施例的动态显示装置的正面示意图；
图2是根据本实用新型的一个实施例的动态显示装置的背面示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是根据本实用新型的另一个实施例的动态显示装置的正面示意图；
图5是图4的俯视图。
主要附图标记说明：
1-外框保持架，2-中框，3-内框，4-钣金件，5-第一通孔，6-第二通孔，7-转轴，8-第一内框图案，9-第二内框图案，10-第一齿轮，11-第二齿轮，12-第三齿轮，13-第一转轴，14-第二转轴。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1-3所示，根据本实用新型一个实施例的圆周式激光动态显示装置包括：外框保持架1、中框2、内框3、钣金件4以及转轴7。其中，钣金件4上至少设置有第一通孔5和第二通孔6，其中第一激光通过第一通孔5直射内框图案3，第二激光通过第二通孔6直射内框图案3。其中，第一激光可以为绿光，第二激光可以为红光，内框图案包括第一内框图案8和第二内框图案9，红光和绿光分别直射第一内框图案8和第二内框图案9。转轴7的一端与驱动轴固定连接，转轴7的另一端与内框3转动连接。中框2设置在外框保持架1内侧，中框2能够在外框保持架1内左右移动，其中，内框3设置在中框2内，内框3能够在中框2内上下移动。通过内框的上下移动和中框的左右移动的结合，得到内框图案相对于激光是做圆周运动。当转轴7转动时，转轴7能够带动内框图案平移运动，当内框图案平移运动时，内框图案的正方向不会改变。在静态时，内框图案的每一帧图案为矩形排列；在动态平移时，内框图案的每一帧图案做圆周运动，使之组成圆形，使激光按照圆周运动的顺序依次扫过圆形内的内框图案，以此得到圆形的衍射光学元件，以实现动态显示效果。
如图4-5所示，本实用新型另一个实施例的圆周式激光动态显示装置包括：内框3、钣金件4、转轴和齿轮组。其中，钣金件4上至少设置有第一通孔5和第二通孔6，其中第一激光通过第一通孔5直射内框图案上，第二激光通过第二通孔6直射内框图案。内框图案包括第一内框图案8和第二内框图案9。转轴包括第一转轴13和第二转轴14，第一转轴13连接第一转动手柄，第二转轴14连接第二转动手柄，第一转动手柄和第二转动手柄同步运动，带动第一内框图案和第二内框图案9同步平移运动。在钣金件4中间设置有第一齿轮10，第一转轴13通过第二齿轮11与钣金件4连接，以及第二转轴14通过第三齿轮12与钣金件4连接，第一齿轮10与第二齿轮11及第三齿轮12相互啮合，第一转轴13和第二转轴14能够同步做圆周运动，使其只允许平移运动，保证每一帧图案都向上，实现动态显示的效果。通过内框图案的平移圆周运动，在静态时，内框图案的每一帧图案为矩形排列；在动态平移时，内框图案做圆周运动，使之组成圆形，使激光按照圆周运动的顺序依次扫过圆形内的内框图案，并得到圆形的衍射光学元件。在每一帧的显示过程中，为了防止出现图案的摆动，衍射光学元件只能允许平移运动。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种圆周式激光动态显示装置，其特征在于，所述动态显示装置包括：
内框，所述内框的表面制作有多帧微结构的内框图案；
钣金件，所述钣金件上至少设置有第一通孔和第二通孔，其中第一激光通过所述第一通孔直射所述内框图案，第二激光通过所述第二通孔直射所述内框图案；以及
转轴，所述转轴的一端与驱动轴固定连接，所述转轴的另一端与所述内框转动连接，当所述转轴转动时，所述转轴能够带动所述内框平移运动；
其中，通过所述内框的平移运动，使得所述内框图案相对于激光做圆周运动。
2.根据权利要求1所述的圆周式激光动态显示装置，其特征在于，所述内框图案包括第一内框图案和第二内框图案。
3.根据权利要求1所述的圆周式激光动态显示装置，其特征在于，所述动态显示装置还包括：外框保持架；中框，所述中框设置在所述外框保持架内侧，所述中框能够在所述外框保持架内左右移动，其中，所述内框被设置在所述中框内，所述内框能够在所述中框内上下平移移动。
4.根据权利要求3所述的圆周式激光动态显示装置，其特征在于，当所述转轴转动时，所述转轴带动所述内框在所述中框内平移运动，同时所述转轴通过所述内框带动所述中框在所述外框保持架内平移运动。
5.根据权利要求2所述的圆周式激光动态显示装置，其特征在于，所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴连接第一转动手柄，所述第二转轴连接第二转动手柄，通过所述第一转动手柄和第二转动手柄同步运动,带动所述第一内框图案和第二内框图案同步平移运动。
6.根据权利要求5所述的圆周式激光动态显示装置，其特征在于，在所述钣金件中间设置有第一齿轮，所述第一转轴通过第二齿轮与所述钣金件连接，以及所述第二转轴通过第三齿轮与所述钣金件连接，所述第一齿轮与第二齿轮及第三齿轮相互啮合，所述第一转轴和第二转轴能够同步圆周运动。
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