专利名称：一种三原色扫描投影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种投影仪的三原色(R红/G绿/B蓝)光源扫描装置，属于彩色图像 投影技术领域。
背景技术：
传统的投影仪一般采用的技术为DLP， 3LCD或LC0S+光源，其设计是基于光源反射 将DLP， 3LCD或LC0S作为主要影像成像装置，但这种装置的成本普遍较高。另外，还有一雷 射投影笔可以作为投影仪使用，但其结构为单色影像，且影像分辨率较低，仅能投影简单图 像，难以达到电视影像水平。在现有技术中，RGB雷射光源是一种可以应用于投射高亮度的 彩色影像产品，但雷射光源价格较高、功耗和体积较大。
发明内容
本发明为解决现有影像成像技术中存在的制造成本较高、成像的分辨率较低、功 耗和体积较大的问题，提供了一种三原色扫描投影装置，该装置包括系统时钟信号产生单 元、信号处理单元、彩色光源单元、聚焦透镜、光迹扫描单元和输出镜头透镜，时钟信号产生 单元的信号输出端与信号处理单元的信号输入端相连接，信号处理单元的点频率信号输出 端与彩色光源单元的点频率信号输入端相连接，信号处理单元的水平扫描频率信号输出端 和垂直扫描频率信号输出端分别与光迹扫描单元的水平扫描频率信号输入端和垂直扫描 频率信号输入端相连接，彩色光源单元的光信号输出端与聚焦透镜的光信号输入端相连 接，聚焦透镜的光信号输出端与光迹扫描单元的光信号输入端相连接，光迹扫描单元的光 信号输出端与输出镜头透镜的光信号输入端相连接。 本发明通过透镜设计，将三原色光源聚合成为一点彩色像素，控制三原色(RGB) 驱动能量组合成各种色彩，搭配扫描控制电路及光迹扫描装置进行投影，不仅应用原理简 单，使用原材料取得容易，具有制造成本较低、功耗及体积较小的特点。
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施例方式
本实施方式由系统时钟信号产生单元1、信号处理单元2、彩色光源单元3、聚焦透 镜4、光迹扫描单元5和输出镜头透镜6组成，时钟信号产生单元1的信号输出端与信号处 理单元2的信号输入端相连接，信号处理单元2的点频率信号输出端与彩色光源单元3的 点频率信号输入端相连接，信号处理单元2的水平扫描频率信号输出端和垂直扫描频率信 号输出端分别与光迹扫描单元5的水平扫描频率信号输入端和垂直扫描频率信号输入端 相连接，彩色光源单元3的光信号输出端与聚焦透镜4的光信号输入端相连接，聚焦透镜4 的光信号输出端与光迹扫描单元5的光信号输入端相连接，光迹扫描单元5的光信号输出
3端与输出镜头透镜6的光信号输入端相连接。 目前的LED和激光(红/绿/蓝)光源已达足够的光照度水平，三个原色(红/绿/蓝)光源可以经由透镜设计聚合成为一点彩色光源像素，只要控制三原色光源即可组成各种色彩，加上镜面反射的光迹扫描装置及扫描投影控制电子电路，其原理如同CRT电视一样，采用的扫描电路分为水平同步扫描与垂直同步扫描控制电路，控制镜面的光迹反射角度与速度(扫描装置)形成一幅图像来完成影像投影目的。图像清晰度可由控制光迹扫描装置(水平方向/垂直方向)反射镜(角度/速度)的扫描控制电路所产生高频同步的扫描讯号达成，扫描频率越高，像素越高，影像清晰度越好。综上所述，本发明结合传统CRT电视三枪电子束扫描工作原理、及TFT LCD时钟控制讯号处理方式之点时钟(Dot clock),水平同步(H. sync.)，垂直同步(V. sync.)，显示数据使能(Display Data Enable(DE))等讯号、再搭配红绿蓝RGB三原色光源、以及投影机光学引擎装置(Light EngineDevice)的整合设计的方法实现了发明目的，下面结合图l对本发明的具体实施方式
进行详细说明。
系统时钟讯号产生单元l由晶振及除频电路组成，用于产生信号处理单元2中主控芯片(MCU)所需的系统时钟频率(System Clock)、影像像素(Pixel :RGB合成为一像素点)的点时钟频率(Dot Clock)、水平扫描同步控制单元的频率及同步讯号(H. sync)、垂直扫描同步控制单元的频率及同步讯号(V. sync)。 信号处理单元2由影像信号处理单元2-1 、水平扫描同步控制单元2-2和垂直扫描同步控制单元2-3组成，影像信号处理单元2-l、水平扫描同步控制单元2-2和垂直扫描同步控制单元2-3的信号输入端都与时钟信号产生单元1的信号输出端相连接，影像信号处理单元2-1的点频率信号输出端与彩色光源单元3的点频率信号输入端相连接，水平扫描同步控制单元2-2的水平扫描频率信号输出端与光迹扫描单元5的水平扫描频率信号输入端相连接，垂直扫描同步控制单元2-3与光迹扫描单元5的垂直扫描频率信号输入端相连接。 影像讯号处理单元2-l，具有可接收外部影像讯号输入接口，及内部显示内存(Display RAM)储存影像数据，以及编码/译码软件程序转成依时钟讯号点频率(DotClock)有顺序的传送给彩色光源单元3的控制讯号。编译码软件程序中，包含每一像素点可显示的色彩阶数编码(18bits = 262K色，24bits = 16. 7百万色，同样可适用于较少位数(Bit)或较低色彩阶数的数据排列编码方法；如16bits，8bits...等)，每一水平扫描线可显示的像素点数(■点，1024点，1280点，1440点，1920点， )，每一垂直扫描线可显示的水平线行数(600， 720， 768， 1024， 1080，…)。 水平扫描同步控制单元2-2，用于依时钟讯号的水平扫描频率，有方向性且依顺序的输出控制转动位置及角度的讯号给水平方向传动装置，以控制光迹扫描单元5的水平方向反射镜面的反射角度，并根据水平同步讯号来确认及检验光迹扫描装置5与影像讯号的传送，是否达到同步功能. 垂直扫描同步控制单元2-3，用于依时钟讯号的垂直扫描频率，有方向性且依顺序的输出控制转动位置及角度的讯号给垂直方向传动装置，以控制光迹扫描装置5的垂直方向反射镜面的反射角度，并根据垂直同步讯号来确认及检验光迹扫描装置5与影像讯号的传送以达到同步功能。 彩色光源单元3，用于接收影像讯号处理单元2-1依点时钟讯号(Dot clock)传送过来编码完成的RGB数字讯号，转换成类比讯号的驱动能量，供应给相对应色彩的3-R、 3-G、3-B输入端，以产生依照数据讯号所设定亮度色彩阶数的RGB光线输出，投射到聚焦透 镜4上。 聚焦透镜4，用于将RGB三色光源聚合成一个点光源，再投射到光迹扫描装置5中 水平扫描方向的反射镜面上。 光迹扫描单元5由水平扫描单元5-l和垂直扫描单元5-2组成，水平扫描单元5-l 的水平扫描频率信号输入端与信号处理单元2的水平扫描频率信号输出端相连接，垂直扫 描单元5-2的垂直扫描频率信号输入端与信号处理单元2的垂直扫描频率信号输出端相连 接，水平扫描单元5-l的光信号输出端与垂直扫描单元5-2的光信号输入端相连接，垂直扫 描单元5-2的光信号输出端与输出镜头透镜6的光信号输入端相连接。
水平扫描单元5-l，可以是由一个可旋转的多边形镜面接收来自聚焦透镜4的点 光源，再加上一个由水平扫描同步控制单元2-2输入的水平扫描控制讯号，以控制的反射 镜面水平方向旋转的角度与速度，改变光线行径的方向，使光线依水平扫描频率的时钟讯 号顺序，形成一个水平单位时间(H.Sync)的水平线光源，再将该光线反射到垂直扫描单元 5-2的反射镜上。同时经由系统时钟所传过来的水平同步讯号，可以检验水平扫描单元5-l 的运转速度与角度是否均达到正确设定的位置，并随时进行调整校正水平扫描单元5-1，以 达到正常功能。 垂直扫描单元5-2，可以是由一个可旋转的多边形镜面接收来自水平扫描单元 5-1的线光源，再加上一个由垂直扫描同步控制单元2-3输入的垂直扫描控制讯号，以控制 的反射镜面垂直方向旋转的角度与速度，改变光线行径的方向，使光线依垂直扫描频率之 时钟讯号顺序，形成一个垂直单位时间(V.Sync)的面光源，如同一幅图像，再将该光线反 射到输出镜头透镜6上。同时经由系统时钟所传过来的垂直同步讯号，可以检验垂直扫描 单元5-2的运转速度与角度是否均达到正确设定的位置，并随时进行调整校正垂直扫描单 元5-2，以达到正常功能。 输出镜头透镜6，可以是一个高穿透率的透镜，接收垂直扫描单元5-2投射过来的 面光源(犹如一幅影像图片的面光源)，经由调整透镜与光源的距离，达到调整投射在外部 显像画面的对焦距离与清晰度的目的。
权利要求
一种三原色扫描投影装置，其特征在于，包括系统时钟信号产生单元(1)、信号处理单元(2)、彩色光源单元(3)、聚焦透镜(4)、光迹扫描单元(5)和输出镜头透镜(6)，时钟信号产生单元(1)的信号输出端与信号处理单元(2)的信号输入端相连接，信号处理单元(2)的点频率信号输出端与彩色光源单元(3)的点频率信号输入端相连接，信号处理单元(2)的水平扫描频率信号输出端和垂直扫描频率信号输出端分别与光迹扫描单元(5)的水平扫描频率信号输入端和垂直扫描频率信号输入端相连接，彩色光源单元(3)的光信号输出端与聚焦透镜(4)的光信号输入端相连接，聚焦透镜(4)的光信号输出端与光迹扫描单元(5)的光信号输入端相连接，光迹扫描单元(5)的光信号输出端与输出镜头透镜(6)的光信号输入端相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种三原色扫描投影装置，其特征在于，所述信号处理单元 (2)包括影像信号处理单元(2-l)、水平扫描同步控制单元(2-2)和垂直扫描同步控制单 元(2-3)，影像信号处理单元(2-l)、水平扫描同步控制单元(2-2)和垂直扫描同步控制单 元(2-3)的信号输入端都与时钟信号产生单元(1)的信号输出端相连接，影像信号处理单 元(2-1)的点频率信号输出端与彩色光源单元(3)的点频率信号输入端相连接，水平扫描 同步控制单元(2-2)的水平扫描频率信号输出端与光迹扫描单元(5)的水平扫描频率信号 输入端相连接，垂直扫描同步控制单元(2-3)与光迹扫描单元(5)的垂直扫描频率信号输 入端相连接。
3. 根据权利要求1所述的一种三原色扫描投影装置，其特征在于，所述光迹扫描单元 (5)包括水平扫描单元(5-1)和垂直扫描单元(5-2)，水平扫描单元(5-1)的水平扫描频率 信号输入端与信号处理单元(2)的水平扫描频率信号输出端相连接，垂直扫描单元(5-2) 的垂直扫描频率信号输入端与信号处理单元(2)的垂直扫描频率信号输出端相连接，水平 扫描单元(5-1)的光信号输出端与垂直扫描单元(5-2)的光信号输入端相连接，垂直扫描 单元(5-2)的光信号输出端与输出镜头透镜(6)的光信号输入端相连接。
全文摘要
一种三原色扫描投影装置，属于彩色图像投影技术领域，以解决现有影像成像技术中存在的制造成本较高、成像的分辨率较低、功耗和体积较大的问题。本发明的时钟信号产生单元的信号输出端与信号处理单元的信号输入端相连接，信号处理单元的点频率信号输出端与彩色光源单元的点频率信号输入端相连接，信号处理单元的水平扫描频率信号输出端和垂直扫描频率信号输出端分别与光迹扫描单元的水平扫描频率信号输入端和垂直扫描频率信号输入端相连接，彩色光源单元的光信号输出端与聚焦透镜的光信号输入端相连接，聚焦透镜的光信号输出端与光迹扫描单元的光信号输入端相连接，光迹扫描单元的光信号输出端与输出镜头透镜的光信号输入端相连接。
文档编号H04N9/31GK101699870SQ200910108640
公开日2010年4月28日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者吴武雄, 林冠辉 申请人:姚燕