RU2116703C1 - Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method - Google Patents
Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2116703C1 RU2116703C1 RU97118565A RU97118565A RU2116703C1 RU 2116703 C1 RU2116703 C1 RU 2116703C1 RU 97118565 A RU97118565 A RU 97118565A RU 97118565 A RU97118565 A RU 97118565A RU 2116703 C1 RU2116703 C1 RU 2116703C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- image
- laser beams
- observation plane
- primary colors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для преобразования и восприятия на расстоянии на отражающих или рассеивающих экранах световых статических и динамических лазерных изображений, созданных на основе пиксельной компьютерной графики. The invention relates to lighting engineering and can be used to convert and perceive at a distance on reflective or scattering screens light static and dynamic laser images created on the basis of pixel computer graphics.
Известен патент, который представляет собой устройство для управления лазерными пучками с целью дистанционного воспроизведения на экране цветных изображений и состоит из одного лазера, в котором лазерные пучки трех основных цветов: красного, зеленого и синего разделены, или нескольких лазеров, излучающих соответственно красный, зеленый и синий цвета ЕР 488903 МПК 5: Н04 N 9/31, Сони корп. (Япония), 1992 - "Лазерный цветной проекционный дисплей". Интенсивность лазерных пучков модулируют и лазерные пучки направляют на сканатор, состоящий из барабанного зеркала и зеркального гальванометра для развертки лазерного излучения и создания на экране цветного изображения. Лазерные пучки длиной волны 568,2 и 647,1 нм смешивают в пропорции 1:20. В результате выходное излучение по цвету соответствует длине волны 612 нм. В спектре излучения лазера на смеси газов аргон-криптон одновременно присутствуют красная, зеленая и синяя спектральные линии. Для получения спектральной линии только красного цвета может быть использован криптоновый лазер. A patent is known, which is a device for controlling laser beams to remotely reproduce color images on a screen and consists of one laser in which laser beams of three primary colors: red, green and blue are separated, or several lasers emitting red, green and blue colors EP 488903 IPC 5: H04 N 9/31, Sony Bldg. (Japan), 1992 - "Laser color projection display." The intensity of the laser beams is modulated and the laser beams are sent to a scanner consisting of a drum mirror and a mirror galvanometer to scan the laser radiation and create a color image on the screen. Laser beams with a wavelength of 568.2 and 647.1 nm are mixed in a proportion of 1:20. As a result, the output radiation in color corresponds to a wavelength of 612 nm. The red, green and blue spectral lines are simultaneously present in the laser emission spectrum of an argon-krypton gas mixture. To obtain a spectral line of only red color, a krypton laser can be used.
Известное устройство обладает следующими недостатками. Яркость любого фрагмента лазерного изображения на экране не превосходит максимальной удельной яркости полного экрана, пропорциональной величине Р/S, где Р - средняя суммарная мощность лазерного излучателя, S - площадь экрана, что не позволяет формировать фрагменты изображения с яркостью, превосходящей максимальную удельную яркость. Уменьшение объема отображаемой информации в лазерном изображении не приводит к увеличению яркости изображения, которая остается равной максимальной удельной яркости. Телевизионный метод сканирования лазерными пучками (построчная развертка) приводит к необходимости освещения всей плоскости экрана, что требует использования сверхмощных лазеров для экранов с площадью более 10 м2. При создании фрагмента изображения, содержащего только один из основных цветов, интенсивность остальных основных цветов должна быть уменьшена с помощью модуляторов интенсивности до нуля, что приводит к общим световым потерям.The known device has the following disadvantages. The brightness of any fragment of the laser image on the screen does not exceed the maximum specific brightness of the full screen, proportional to the value of P / S, where P is the average total power of the laser emitter, S is the screen area, which does not allow the formation of image fragments with a brightness exceeding the maximum specific brightness. Reducing the amount of information displayed in the laser image does not increase the brightness of the image, which remains equal to the maximum specific brightness. The television method of scanning with laser beams (progressive scan) leads to the need to illuminate the entire plane of the screen, which requires the use of heavy-duty lasers for screens with an area of more than 10 m 2 . When creating a fragment of the image containing only one of the primary colors, the intensity of the remaining primary colors should be reduced by intensity modulators to zero, which leads to total light loss.
Целью изобретения является преобразование и дистанционное воспроизведение при помощи лазерного проектора статических и динамических многоцветных компьютерных изображений в многоцветные крупномасштабные (> 10 х 10 м) лазерные изображения, соотношение яркости, градаций цветовых оттенков и количества элементов которых соответствует исходному компьютерному изображению. The aim of the invention is the conversion and remote reproduction using a laser projector of static and dynamic multicolor computer images into multicolor large-scale (> 10 x 10 m) laser images, the ratio of brightness, gradation of color shades and the number of elements which corresponds to the original computer image.
В соответствии с предлагаемым способом лазерные изображения формируют на плоскости наблюдения лазерными пучками трех основных цветов дискретно по элементам изображения, при этом лазерные пучки каждого основного цвета независимо направляют в N х М элементов лазерного изображения на плоскости наблюдения, соответствующих N х М элементам исходного графического компьютерного изображения. Образование дополнительных цветов производят путем многократного позиционирования каждого из пучков в один и тот же элемент изображения на плоскости наблюдения либо путем управления интенсивностью лазерных пучков. In accordance with the proposed method, laser images are formed on the observation plane by laser beams of three primary colors discretely by image elements, while the laser beams of each primary color are independently directed to N x M elements of the laser image on the observation plane corresponding to N x M elements of the original graphic computer image . The formation of additional colors is done by repeatedly positioning each of the beams in the same image element on the observation plane or by controlling the intensity of the laser beams.
В предлагаемом способе исходным рабочим материалом является файл с графической информацией, отображаемой на экране управляющего работой лазерного проектора компьютера в виде цветного пиксельного графического изображения, состоящего из N х М элементов. Каждому элементу изображения в плоскости экрана компьютера приписывают двумерные координаты и функцию цвета исходя из соотношения трех основных цветов: красного (к), зеленого (з), синего (с). Графическую компьютерную информацию передают на плоскость наблюдения лазерными пучками также трех основных цветов. Для уменьшения оптических потерь при формировании лазерного изображения позиционирование лазерных пучков трех основных цветов производят независимо друг от друга, и лазерные пучки направляют только в те N х М элементов экрана наблюдения, координаты которых соответствуют координатам N х М элементов в структуре исходного компьютерного изображения. In the proposed method, the initial working material is a file with graphic information displayed on the screen controlling the operation of the laser projector of the computer in the form of a color pixel graphic image consisting of N x M elements. Two-dimensional coordinates and a color function are assigned to each image element in the plane of the computer screen based on the ratio of the three primary colors: red (k), green (s), blue (s). Graphic computer information is also transmitted to the observation plane by laser beams of three primary colors. To reduce optical losses during the formation of a laser image, the positioning of the laser beams of the three primary colors is performed independently of each other, and the laser beams are directed only to those N x M elements of the observation screen, the coordinates of which correspond to the coordinates of N x M elements in the structure of the original computer image.
Фрагменты лазерного изображения, состоящие только из одного или двух основных цветов, формируют независимо друг от друга и параллельно во времени. Поэтому формирование изображения одного из основных цветов не требует одновременного выключения остальных цветов, как в известном техническом решении. Fragments of the laser image, consisting of only one or two primary colors, are formed independently of each other and in parallel in time. Therefore, the image formation of one of the primary colors does not require the simultaneous shutdown of the remaining colors, as in the well-known technical solution.
В соответствии с предлагаемым способом образование дополнительных цветов и их оттенков в элементах лазерного изображения, а также изменение яркости элементов в лазерном изображении производят согласно трехцветной теории зрения путем смешивания в разных пропорциях трех основных цветов на плоскости наблюдения. Управление вкладом каждого основного цвета при их смешении производят путем изменения интенсивности каждого к, з, с пучка либо путем изменения видимой яркости элемента лазерного изображения, достигаемого управлением временем нахождения каждого из к, з, с пучков в данной точке лазерного изображения, т.е. многократным позиционированием (возвращением) пучка в одну и ту же точку плоскости наблюдения. In accordance with the proposed method, the formation of additional colors and their shades in the elements of the laser image, as well as a change in the brightness of the elements in the laser image is produced according to the three-color theory of vision by mixing in different proportions the three primary colors on the observation plane. The contribution of each primary color when they are mixed is controlled by changing the intensity of each k, s, from the beam or by changing the visible brightness of the laser image element, achieved by controlling the time spent by each of the k, s, from the beams at a given point of the laser image, i.e. multiple positioning (return) of the beam at the same point in the observation plane.
Предлагаемый способ позволяет формировать многоцветные и крупномасштабные (>100 м2) лазерные графические изображения, в которых соотношение яркости, цветности и количества элементов достаточно для идентификации в плоскости наблюдения структуры исходного компьютерного изображения.The proposed method allows the formation of multi-color and large-scale (> 100 m 2 ) laser graphic images in which the ratio of brightness, color and number of elements is sufficient to identify the structure of the source computer image in the observation plane.
Предлагаемый лазерный проектор для производства статических и динамических лазерных многоцветных изображений, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные между собой источник многоцветного когерентного излучения, имеющий в спектре излучения три основных цвета; устройство формирования лазерных пучков трех основных цветов; устройство управления интенсивностью лазерных пучков трех основных цветов; устройство проектирования на плоскость наблюдения лазерных пучков трех основных цветов, а также включает блок акустооптических дефлекторов для независимого поэлементного и дискретного позиционирования лазерных пучков трех основных цветов в элементы лазерного изображения на плоскости наблюдения, соответствующие элементам исходного компьютерного изображения, и устройство масштабирования, фокусирования и совмещения взаимосвязанных лазерных изображений на плоскости наблюдения, расположенное между блоком акустооптических дефлекторов и плоскостью наблюдения. The proposed laser projector for the production of static and dynamic laser multi-color images, containing sequentially located and optically coupled to each other a source of multi-color coherent radiation, having in the radiation spectrum three primary colors; a device for forming laser beams of three primary colors; a device for controlling the intensity of laser beams of three primary colors; a device for projecting onto a plane of observation of laser beams of three primary colors, and also includes a block of acousto-optical deflectors for independent element-wise and discrete positioning of laser beams of three primary colors in laser image elements on the observation plane corresponding to elements of the original computer image, and a device for scaling, focusing and combining interconnected laser images on the observation plane located between the block of acousto-optical defect moat and observation plane.
При этом блок акустооптических дефлекторов одновременно снабжен функцией устройства управления яркостью элементов лазерного изображения, реализуемой двумя путями: изменением интенсивности лазерных пучков посредством изменения амплитуды высокочастотного электрического сигнала, подаваемого на дефлектор, либо управлением яркостью лазерного изображения на плоскости наблюдения посредством многократного позиционирования каждого из пучков в один и тот же элемент изображения на плоскости наблюдения. В последнем случае последовательность из К кратковременных импульсов с одинаковой пиковой мощностью, отражаемых элементом плоскости наблюдения в направлении наблюдения, воспринимается человеческим глазом как К-кратное увеличение яркости данного элемента плоскости наблюдения. Достаточным условием реализации подобного эффекта является соблюдение соотношений:
- длительность одиночного импульса должна быть много меньше времени нейронного возбуждения глазного нерва;
- пиковая мощность единичного импульса должна быть недостаточной для достижения уровня насыщения нейронного возбуждения глазного нерва.In this case, the block of acousto-optical deflectors is simultaneously equipped with a function for controlling the brightness of laser image elements, implemented in two ways: by changing the intensity of the laser beams by changing the amplitude of the high-frequency electric signal supplied to the deflector, or by controlling the brightness of the laser image on the observation plane by repeatedly positioning each of the beams in one and the same image element on the observation plane. In the latter case, a sequence of K short-duration pulses with the same peak power reflected by an element of the observation plane in the direction of observation is perceived by the human eye as a K-fold increase in the brightness of this element of the observation plane. A sufficient condition for the implementation of this effect is the observance of the ratios:
- the duration of a single pulse should be much less than the time of neural excitation of the optic nerve;
- the peak power of a single impulse must be insufficient to achieve the level of saturation of the neural excitation of the optic nerve.
Акустооптические дефлекторы дополнительно снабжены функцией устройства управления размерами лазерного изображения на плоскости наблюдения посредством изменения частоты (соответственно углов отклонения) высокочастотных электрических сигналов, подаваемых на дефлектор. Acousto-optic deflectors are additionally equipped with the function of a device for controlling the size of the laser image on the observation plane by changing the frequency (or deviation angles) of the high-frequency electrical signals supplied to the deflector.
В случае использования в качестве источника многоцветного когерентного излучения трех твердотельных лазеров с независимыми источниками накачки, генерирующих лазерные пучки трех основных цветов, независимые источники накачки снабжены функцией устройства управления интенсивностью лазерных пучков посредством изменения энергии накачки твердотельных лазеров. In the case of using three solid-state lasers with independent pump sources generating three-color laser beams as a source of multi-color coherent radiation, independent pump sources are equipped with the function of a device for controlling the intensity of laser beams by changing the pump energy of solid-state lasers.
В предлагаемом лазерном проекторе исходному компьютерному изображению, разложенному на три моноцветных к, з, с изображения приписаны двумерные координаты и функция цвета исходя из соотношения трех основных цветов. Информация о структуре изображения, преобразованная в соответствующие электрические сигналы, поступает в устройство управления параметрами лазерных пучков. Для управления направлением пучков в пространстве использован многофункциональный блок из трех пар взаимосвязанных быстродействующих двухкоординатных акустооптических дефлекторов, при этом каждый к, з, с лазерный пучок позиционируется на плоскость наблюдения двумя дефлекторами, каждый из которых отклоняет пучок по одной из координат Х или Y. Для отклонения световых пучков в акустооптических дефлекторах используется дифракция пучка на ультразвуковой волне в кристалле дефлектора, создаваемая пьезокерамическим преобразователем, прикрепленным к поверхности оптического кристалла. Электрические импульсы с высокочастотным заполнением, подаваемые на каждый дефлектор, приводят к возникновению импульсов высокочастотных ультразвуковых волн в материале дефлектора. Частота волн во всем рабочем диапазоне частот каждого дефлектора удовлетворяет условиям дифракции Брэгга, при которой после прохождения каждого дефлектора лазерный пучок разделяется на два пучка: основной и дифрагированный. В предлагаемом лазерном проекторе используются дифрагированные пучки первого порядка, для которых угол отклонения (угол дифракции) пропорционален частоте сигнала, подаваемого на дефлектор, а интенсивность дифрагируемого пучка пропорциональна амплитуде сигнала, подаваемого на дефлектор. Физические принципы, на которых основано действие используемых акустооптических дефлекторов, позволяют создавать лазерные изображения, содержащие в каждом основном цвете до 20000 точек. Такой объем элементов в изображении сравним с фрагментом телевизионного изображения и позволяет полностью идентифицировать воссоздаваемый объект в лазерном изображении в соответствии с телевизионным стандартом. In the proposed laser projector, the initial computer image decomposed into three monochromatic k, z, two-dimensional coordinates and a color function are assigned from the image based on the ratio of the three primary colors. Information about the image structure, converted into the corresponding electrical signals, enters the device for controlling the parameters of the laser beams. To control the direction of the beams in space, a multifunctional block of three pairs of interconnected high-speed two-coordinate acousto-optic deflectors was used, each laser beam being positioned on the observation plane by two deflectors, each of which deflects the beam in one of the X or Y coordinates. For deflection of light beams in acousto-optical deflectors, diffraction of the beam by an ultrasonic wave in the crystal of the deflector, created by a piezoceramic transducer, is used when replicated to the surface of the optical crystal. High frequency filled electrical pulses supplied to each deflector lead to the appearance of high frequency ultrasonic wave pulses in the deflector material. The wave frequency in the entire operating frequency range of each deflector satisfies the Bragg diffraction conditions, in which, after passing through each deflector, the laser beam is divided into two beams: the main and diffracted. The proposed laser projector uses first-order diffracted beams for which the deflection angle (diffraction angle) is proportional to the frequency of the signal supplied to the deflector, and the intensity of the diffracted beam is proportional to the amplitude of the signal supplied to the deflector. The physical principles on which the action of the acousto-optical deflectors is based allow the creation of laser images containing up to 20,000 points in each primary color. Such a volume of elements in the image is comparable to a fragment of a television image and allows you to fully identify the recreated object in the laser image in accordance with the television standard.
Если исходное компьютерное изображение состоит из Ni х Mi элементов i-го цвета, (индекс i соответствует одному из к, з, с цветов), то лазерная энергия, переносимая пучком i-го цвета, концентрируется только в Ni х Mi точках экрана, и максимальная удельная яркость лазерного изображения i-го основного цвета пропорциональна величине Pi/Si, где Pi - средняя мощность лазерного излучения в i-том пучке, Si - площадь лазерного изображения i-го основного цвета. Величины Pi/Si должны удовлетворять соотношению Pi/Simin > pimin, где pi - минимальная освещенность, соответствующая условному критерию видимости i-го основного цвета в изображении, образованном i-ой основной волной в конкретных условиях наблюдения. Поскольку площадь Si изображения пропорциональна величине Ni х Mi, то предлагаемый лазерный проектор позволяет, в отличие от прототипа, увеличивать яркость лазерного изображения при уменьшении объема отображаемой информации.If the original computer image consists of Ni x Mi elements of the i-th color (the index i corresponds to one of k, s, c colors), then the laser energy transferred by the i-th color beam is concentrated only at the Ni x Mi points of the screen, and the maximum specific brightness of the laser image of the i-th primary color is proportional to Pi / Si, where Pi is the average laser power in the i-th beam, Si is the area of the laser image of the i-th primary color. The values of Pi / Si must satisfy the ratio Pi / Si min > pi min , where pi is the minimum illumination corresponding to the conditional criterion for the visibility of the i-th primary color in the image formed by the i-th primary wave under specific observation conditions. Since the area Si of the image is proportional to the value of Ni x Mi, the proposed laser projector allows, in contrast to the prototype, to increase the brightness of the laser image while reducing the amount of information displayed.
Предлагаемый лазерный проектор позволяет устанавливать формат кадра исходного компьютерного изображения со следующими параметрами: Nmax - максимальное число пикселей в строке в установленном формате кадра; Mmax - максимальное число пикселей в столбце с учетом размера воспроизводимого лазерного изображения (размера плоскости наблюдения) и условий его наблюдения. При заданных линейных размерах экрана Dx, Dy и среднем расстоянии наблюдения L значения Nmax и Mmax должны удовлетворять соотношению Nmax, Mmax < D/LA, где A - предел углового разрешения человеческого глаза. Угловая расходимость лазерного излучения не должна быть меньше величины А.The proposed laser projector allows you to set the frame format of the source computer image with the following parameters: N max - the maximum number of pixels in a row in the specified frame format; M max - the maximum number of pixels in the column, taking into account the size of the reproduced laser image (the size of the observation plane) and the conditions for its observation. For given linear screen sizes D x , D y and average observation distance L, the values of N max and M max must satisfy the relation N max , M max <D / LA, where A is the limit of the angular resolution of the human eye. The angular divergence of the laser radiation should not be less than A.
На фиг. 1 показана схема лазерного проектора, включающая оптоэлектронные ячейки Керра в качестве устройства управления интенсивностью лазерных пучков; на фиг. 2 - схема лазерного проектора, включающая многофункциональный блок акустических дефлекторов, одновременно выполняющий функцию устройства управления интенсивностью лазерных пучков; на фиг. 3 - схема лазерного проектора с использованием в качестве устройства управления интенсивностью лазерных пучков - независимых источников накачки твердотельных лазеров. In FIG. 1 shows a diagram of a laser projector incorporating Kerr optoelectronic cells as a device for controlling the intensity of laser beams; in FIG. 2 is a diagram of a laser projector, including a multifunctional unit of acoustic deflectors, simultaneously performing the function of a device for controlling the intensity of laser beams; in FIG. 3 is a diagram of a laser projector using, as a device for controlling the intensity of laser beams, independent pump sources of solid-state lasers.
Лазерный проектор для производства статических и динамических лазерных многоцветных изображений (фиг. 1, 2, 3) состоит из последовательно расположенных и оптически связанных между собой трех основных функциональных блоков: источника многоцветного когерентного излучения, содержащего в спектре излучения три основные цвета; устройства управления А и программного устройства В, содержащего компьютер с быстродействующими интерфейсами. A laser projector for the production of static and dynamic laser multicolor images (Figs. 1, 2, 3) consists of three main functional blocks located in series and optically interconnected: a multicolor coherent radiation source containing three primary colors in the radiation spectrum; control device A and software device B containing a computer with high-speed interfaces.
В лазерном проекторе, представленном на фиг. 1, источник многоцветного когерентного излучения содержит два ионных лазера непрерывного действия: лазер на аргоне 1 (з, с) и лазер на криптоне 2 (к). Возможно также использование лазера на аргоне (з, с) совместно с лазером (DYE laser), например родамине, который накачивается лазером на аргоне и излучает в красно-оранжевой области спектра. В обоих случаях образуется спектр, содержащий основные линии к, з, с. Устройство управления А связано через адаптер 4 с программным устройством В и содержит: устройство 5 селекции и формирования лазерных пучков основных цветов; оптоэлектронные ячейки Керра 6, 7, 8 с соответствующими драйверами 9, 10, 11 для управления интенсивностью лазерного луча каждого основного цвета; акустооптические двухкоординатные дефлекторы 12, 13, 14 для управления угловым положением лазерного пучка каждой основной длины волны с соответствующими драйверами 15, 16, 17; оптико-механическое устройство 18 в качестве устройства масштабирования, фокусирования и совмещения на плоскости наблюдения, например, на экране 19 лазерных изображений трех основных цветов, соответствующих составным частям исходного компьютерного изображения. In the laser projector of FIG. 1, the source of multicolor coherent radiation contains two continuous-wave ion lasers: an argon laser 1 (s, c) and a krypton laser 2 (k). It is also possible to use an argon laser (h, c) in conjunction with a laser (DYE laser), for example rhodamine, which is pumped by an argon laser and emits in the red-orange region of the spectrum. In both cases, a spectrum is formed containing the main lines k, s, s. Control device A is connected via adapter 4 to software device B and comprises: device 5 for selecting and forming laser beams of primary colors; Kerr optoelectronic cells 6, 7, 8 with corresponding drivers 9, 10, 11 to control the intensity of the laser beam of each primary color; acousto-optical two-
В лазерном проекторе, представленном на фиг. 2, источник многоцветного когерентного излучения содержит два лазера непрерывного действия: на аргоне 1 (з, с) и на криптоне 2 (к). Также возможно использование сочетания: аргоновый лазер и лазер на красителе. Устройство управления А связано через адаптер 4 с программным устройством В и содержит: устройство 5 селекции и формирования лазерных пучков основных цветов; акустооптические двухкоординатные дефлекторы 12, 13, 14 для управления интенсивностью и угловым положением лазерного пучка каждой основной длины волны, управляемые соответствующими драйверами 15, 16, 17 в соответствии с сигналами, вырабатываемыми программным устройством В; оптико-механическое устройство 18 в качестве устройства масштабирования, фокусирования и совмещения на плоскости наблюдения, например, на экране 19 лазерных изображений трех основных цветов, соответствующим составным частям исходного компьютерного изображения. In the laser projector of FIG. 2, the source of multicolor coherent radiation contains two lasers of continuous operation: argon 1 (s, s) and krypton 2 (k). It is also possible to use a combination of an argon laser and a dye laser. Control device A is connected via adapter 4 to software device B and comprises: device 5 for selecting and forming laser beams of primary colors; acousto-optical two-
В лазерном проекторе, представленном на фиг. 3, источник многоцветного когерентного излучения содержит три твердотельных лазера 1, 2, 3 (к, з, с) непрерывного или импульсного действия с диодной накачкой с независимыми источниками питания 20, 21, 22, связанными через адаптер 4 с программным устройством В и одновременно выполняющими функцию устройства управления интенсивностью лазерных пучков в соответствии с управляющими сигналами, вырабатываемыми программным устройством В. In the laser projector of FIG. 3, the source of multicolor coherent radiation contains three solid-
Устройство управления А связано через адаптер 4 с программным устройством В и содержит устройство 5 для формирования лазерных пучков основных цветов; акустооптические двухкоординатные дефлекторы 12, 13, 14 для управления интенсивностью и угловым положением лазерных пучков каждой основной длины волны с соответствующими драйверами 15, 16, 17, управляемыми по сигналам, вырабатываемым программным устройством В; оптико-механическое устройство 18 в качестве устройства масштабирования, фокусирования и совмещения на плоскости наблюдения, например, на экране 19 лазерных изображений трех основных цветов, соответствующих составным частям исходного компьютерного изображения. The control device A is connected through an adapter 4 to a software device B and comprises a device 5 for forming laser beams of primary colors; acousto-optic two-
В примере реализации лазерного проектора, представленном на фиг. 1, лазерные пучки после устройства формирования 5 последовательно проходят через соответствующую оптоэлектронную ячейку управления интенсивностью 6, 7, 8, каждая из которых управляется соответствующими драйверами 9, 10, 11, связанными с программным устройством В, в котором происходит разложение программным путем исходного многоцветного компьютерного изображения на три моноцветных к, з, с и формируются три отдельных взаимосвязанных компьютерных файла, содержащих информацию о двумерных координатах и оттенках цвета всех отдельных элементов, составляющих каждое моноцветное изображение. Информация о структуре изображения каждого данного файла преобразуется программным устройством В в соответствующие управляющие электрические сигналы, направляемые через адаптер 4 на драйверы 9, 10, 11. После прохождения оптоэлектронных ячеек к, з, с лазерные пучки проходят соответствующие двухкоординатные акустооптические дефлекторы 12, 13, 14, которые управляются соответствующими драйверами 15, 16, 17 соответственно сигналам, вырабатываемым программным устройством В. В данной схеме реализации лазерного проектора управление интенсивностью лазерных пучков и управление положением пучков технически разделены и осуществляется различными устройствами. In the embodiment of the laser projector shown in FIG. 1, the laser beams after the forming device 5 sequentially pass through the corresponding optoelectronic intensity control cell 6, 7, 8, each of which is controlled by the corresponding drivers 9, 10, 11, associated with the software device B, in which the initial multi-color computer image is decomposed programmatically into three monochromatic k, z, s and three separate interconnected computer files are formed containing information about the two-dimensional coordinates and color shades of all the individual elements, making up each monochromatic image. Information on the image structure of each given file is converted by the software device B into the corresponding control electric signals, sent through the adapter 4 to the drivers 9, 10, 11. After passing through the optoelectronic cells k, s, c, the corresponding two-coordinate acousto-
В примере реализации лазерного проектора, представленном на фиг. 2, лазерные пучки после устройства формирования 5 проходят через акустооптические двухкоординатные дефлекторы 12, 13, 14, которые управляют интенсивностью и угловым положением пучков в соответствии с сигналами, вырабатываемыми программным устройством В. In the embodiment of the laser projector shown in FIG. 2, the laser beams after the forming device 5 pass through acousto-optical two-
В примере реализации лазерного проектора, представленном на фиг. 3, управление интенсивностью каждого к, з, с пучка производится непосредственно в источниках многоцветного когерентного излучения 1, 2, 3 путем изменения уровня диодной накачки каждого лазера. Уровень накачки определяется управляющими сигналами, поступающими на блоки питания 20, 21, 23 лазеров 1, 2, 3 через адаптер 4 от программного устройства В. In the embodiment of the laser projector shown in FIG. 3, the intensity of each k, s, and beam is controlled directly in the sources of multicolor
В лазерных проекторах, представленных на фиг. 1, 2, источником многоцветного когерентного излучения являются два ионных лазера непрерывного действия на аргоне и на криптоне (или один на смеси газов аргон-криптон), из спектра излучения которых устройством 5 формирования лазерных пучков трех основных цветов выделяются и формируются основные спектральные линии, например: линия излучения лазера на криптоне - красная с длиной волны 647, 1 нм; и две линии излучения лазера на аргоне - зеленая с длиной волны 514,5 нм и синяя с длиной волны 488,0 нм. В общем случае в спектре генерации данных лазеров содержится до 10 спектральных линий, из которых только три - красная, зеленая, синяя используются в лазерном проекторе. При использовании лазера на красителе с накачкой от лазера на аргоне используется оранжевая линия излучения родамина с длиной волны 610-620 нм. In the laser projectors of FIG. 1, 2, the source of multicolor coherent radiation is two continuous-ion ion argon and krypton lasers (or one on a mixture of argon-krypton gases), from the emission spectrum of which the laser beam forming device 3 of the three primary colors are extracted and the main spectral lines are formed, for example : the radiation line of a krypton laser is red with a wavelength of 647, 1 nm; and two lines of radiation from an argon laser — green with a wavelength of 514.5 nm and blue with a wavelength of 488.0 nm. In the general case, the lasing spectrum of these lasers contains up to 10 spectral lines, of which only three — red, green, and blue — are used in a laser projector. When using a dye laser pumped by an argon laser, the orange emission line of rhodamine with a wavelength of 610-620 nm is used.
В лазерном проекторе, представленном на фиг. 3, источником многоцветного когерентного излучения являются три твердотельных лазера с диодной накачкой, например: излучения лазера 1 с длиной волны 1334 нм после удвоения частоты преобразуется в излучение красного цвета (667 нм); излучение лазера 2 с длиной волны 1064 нм после удвоения частоты преобразуется в излучение зеленого цвета (532 нм); излучение лазера 3 с длиной волны 946 нм после удвоения частоты преобразуется в излучение синего цвета (473 нм). Излучение от лазеров поступает в устройство управления А. In the laser projector of FIG. 3, the source of multi-color coherent radiation are three diode-pumped solid-state lasers, for example: laser radiation 1 with a wavelength of 1334 nm, after doubling the frequency, is converted to red radiation (667 nm); the radiation of
Во всех примерах реализации лазерного проектора (фиг. 1, 2, 3) блок акустооптических дефлекторов 12, 13, 14 снабжен функцией масштабирования (изменения линейных размеров) лазерного изображения посредством изменения пределов диапазона частот управляющих сигналов, подаваемых на дефлекторы 12, 13, 14. In all examples of the implementation of the laser projector (Fig. 1, 2, 3), the block of acousto-
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118565A RU2116703C1 (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118565A RU2116703C1 (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2116703C1 true RU2116703C1 (en) | 1998-07-27 |
| RU97118565A RU97118565A (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=20198840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97118565A RU2116703C1 (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2116703C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791437C2 (en) * | 2018-04-26 | 2023-03-07 | Линде Гмбх | Method of representation of positioning line in space |
-
1997
- 1997-10-28 RU RU97118565A patent/RU2116703C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU "Новые разработки телевизионной техники". - М.: Зна ние, 1978, с. 8, 9. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2791437C2 (en) * | 2018-04-26 | 2023-03-07 | Линде Гмбх | Method of representation of positioning line in space |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6753931B2 (en) | Pulse sequencing for generating a color image in laser-based display systems | |
| US6625381B2 (en) | Speckle suppressed laser projection system with partial beam reflection | |
| US6445487B1 (en) | Speckle suppressed laser projection system using a multi-wavelength doppler shifted beam | |
| US6567217B1 (en) | Image-forming system with enhanced gray levels | |
| US6600590B2 (en) | Speckle suppressed laser projection system using RF injection | |
| EP0325008B1 (en) | Video imaging system | |
| US3818129A (en) | Laser imaging device | |
| USRE42184E1 (en) | Optically written display | |
| CN101529307B (en) | Image display device | |
| US7354157B2 (en) | Image display device and light source device | |
| KR960701560A (en) | METHODS AND APPARATUS FOR IMAGE PROJECTION | |
| JP4546499B2 (en) | Image display device | |
| US5687020A (en) | Image projector using acousto-optic tunable filter | |
| JPH11305710A (en) | Method and device for modulating light and method and device for projecting image | |
| JPS62195978A (en) | Optical scanning recorder | |
| CN1854803A (en) | Light scanning device and image display device | |
| CN1900805A (en) | Method for preparing red-green-blue color laser display light source | |
| RU2116703C1 (en) | Method for generation of static and dynamic laser images in multiple colors and laser projector which implements said method | |
| CN113534588A (en) | Laser and projection apparatus | |
| US5107363A (en) | Projection-type display apparatus | |
| JPH0767064A (en) | Projective laser image display device | |
| JPH1197779A (en) | Modulation amplifier for multiple color light and projection display using the same | |
| RU2195694C2 (en) | Process forming image, device for its embodimentn and method forming video signals | |
| JP3439911B2 (en) | Full color stereoscopic image display | |
| KR100239223B1 (en) | A method for 3-dimensional projecting and a system for performing the same |