专利名称：激光图案投射装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种具有动感图案的激光图案投射装置和方法。
背景技术：
目前，市场上使用的字幕装置多是发光二极管点阵屏，或使用霓虹灯等固定字符的发光元件。这种字幕屏体积较大，安装架设很不方便，一般只能固定使用。也有一些运用两维扫描转镜进行字幕、图形投射的设备，但其使用单束激光，多用于激光雕刻、激光打标等场合，关键是不能显示复杂的图形和文字。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有动感图案的激光图案投射装置和方法，通过激光扫描显示动态或静态的图像或文字，以弥补现有技术的不足。
本发明的技术方案包括由单片机控制的激光器，与由带有速度控制的伺服电动机驱动的转轴上的扫描转镜，其特征是它还包括一个带有透明窗的外壳，在两端有轴承的转轴上安装有至少有三个反射面的扫描转镜，外壳内所安装的发射到转轴上的扫描转镜的反射面上激光器是至少有5只平行排列的激光器。
所述的扫描转镜的反射面是平面或是使扫描的激光在屏幕上成的光点在时间和扫描距离上呈线性关系的弧形柱面。反射面的弧形柱面的方程可以为正弦曲面。
激光图案的投射方法是利用视觉的暂留效应，将多个平行排列的激光器所发出的激光，发射到由伺服电动机驱动的转轴上的扫描转镜的镜面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由单片机控制出射激光的亮暗而形成静止或动画的图案或文字。
由此构筑的本发明结构合理，体积小，工艺和方法简单，彩色丰富，使用很方便。其显示对比度高，结构紧凑合理，并可在夜间室外远距离投射，生成大幅面图像，彩色丰富，根据所存储的图案不同，可投射出具有动感的字符或图像的激光条幅，而广泛用于展览会、发布会等各种室内外场合。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1，本发明的总体结构示意图。
图2，本发明的一种弧面扫描转镜的顶视示意图。
图3，本发明的另一种多通道激光器的排列形式示意图。
其中，1.外壳 2.扫描转镜 3.伺服电动机 4.轴承 5.转轴 6.激光器 7.反射镜 8.透明窗 9.屏幕 10.反射面 11.单片机。
具体实施例方式
如图1，本发明包括由单片机11控制的激光器6，与由带有速度控制的伺服电动机3驱动的转轴5上的扫描转镜2，其特征是它还包括一个带有透明窗8的外壳1，在两端有轴承4的转轴5上安装有至少有三个反射面10的扫描转镜2，外壳1内所安装的发射到转轴5上的扫描转镜2的反射面10上激光器6是至少有五只平行排列的激光器，使扫描的激光投射到屏幕9上。
所述的扫描转镜2的反射面10是使扫描的激光在屏幕9上成的光点在时间和扫描距离上呈线性关系而实现匀速扫描的弧形柱面。
所述的反射面10的弧形柱面的方程可以为正弦曲柱面。如果使用平面的反射面10，应由单片机11对激光器6出射光的控制上进行实时线性校正。
所述的激光器6是在单片机11的控制下，按预先存储在单片机11的程序控制下发出激光或关闭激光。多种色彩的激光器6所发出的激光经由激光反射镜7组件反射后照射在扫描转镜2上。
如图1，至少五只并至少一种颜色的激光器6，用于发射有0~10度范围发散角度的激光束，激光束照射在扫描转镜2上，扫描转镜2转动后被反射镜7反射的光线投射到屏幕9上成为多条扫描线而形成的图案。激光器受单片机11的控制，伺服电动机3按一定速度转动，同时受单片机11控制的激光器6或开或关，利用人眼暂留效应使扫描在墙壁或屏幕9上的激光扫描线断续并形成图案。
因此，激光图案的投射方法是利用视觉的暂留效应，将多个平行排列的激光器所发出的激光，发射到由伺服电动机驱动的转轴上的扫描转镜的镜面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由单片机控制出射激光的亮暗而形成静止或动画的图案或文字。
如图2所示扫描转镜2为至少有三个反射面10组成，反射面10的表面可以为曲面。利用曲面扫描转镜2的旋转角度的不同而使反射角度而发生变化，以抵消所投射的激光点速度的非线性。图2中的虚线为更清晰展示曲面特征而设的辅助线。
图3所示的作为另一个实施例，使所述的激光器6所发出的激光经过反射镜7反射后照射在扫描转镜2上，并投射到屏幕9上。发出多种颜色激光的激光器6与反射镜7平行排列，用来扫描出彩色的图案。即激光器6可以是多种颜色，以便扫描出彩色的激光图案。
本发明是充分利用人眼的暂留效应，使多条激光扫描线形成一幅图像。一般若是要求形成较为清晰的汉字，最好有16只激光器，如果要形成图案或需要多种颜色则激光器需要更多。
权利要求
1.一种激光图案投射装置，包括由单片机(11)控制的激光器(6)，与由带有速度控制的伺服电动机(3)驱动的转轴(5)上的扫描转镜(2)，其特征是它还包括一个带有透明窗(8)的外壳(1)，在两端有轴承(4)的转轴(5)上安装有至少有三个反射面(10)的扫描转镜(2)，外壳(1)内所安装的发射到转轴(5)上的扫描转镜(2)的反射面(10)上激光器(6)是至少有五只平行排列的激光器。
2.如权利要求1所述的激光图案投射装置，其特征是所述的扫描镜(2)的反射面(10)是使扫描的激光在屏幕上形成的光点在时间和扫描距离上呈线性关系的弧形柱面。
3.如权利要求1所述的激光图案投射装置，其特征是激光器(6)所发出的激光经由反射镜(7)反射后照射在扫描转镜(2)上。
4.如权利要求1所述的激光图案投射装置，其特征是激光器(6)是多种颜色以便扫描出彩色的激光图案。
5.如权利要求2所述的激光图案投射装置，其特征是反射面(10)的弧形柱面的方程为正弦曲面。
6.激光图案的投射方法是利用人的视觉暂留效应，将多个平行排列的激光器所发出的激光，发射到由伺服电动机驱动的转轴上的扫描转镜的镜面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由单片机控制出射激光的亮暗而形成静止或动画的图案或文字。
全文摘要
本发明涉及一种激光图案投射装置和方法。包括由单片机控制的激光器，激光投射到扫描转镜，以及多只平行排列的激光器。激光图案的投射方法是利用视觉的暂留效应，将多个平行排列的激光器所发出的激光，发射到由伺服电动机驱动的转轴上的扫描转镜的镜面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由单片机控制出射激光的亮暗而形成静止或动画的图案或文字。由此构筑的本发明结构紧凑合理，体积小，工艺简单，使用方便，显示对比度高，并可在夜间室外远距离投射，生成大幅面图像，彩色丰富，根据所存储的图案不同，可投射出具有动感的字符或图像的激光条幅，而广泛用于展览会、发布会等各种室内外场合。
文档编号G09F19/18GK1949027SQ200610069288
公开日2007年4月18日 申请日期2006年10月10日 优先权日2006年10月10日
发明者张凯临, 刘金涛, 宋小全 申请人:中国海洋大学