激光扫描投影仪的扫描投影方法与流程

文档序号:15455996发布日期:2018-09-15 01:06阅读:1052来源:国知局

本发明涉及激光扫描投影仪技术领域,更为具体地,涉及一种激光扫描投影仪的扫描投影方法。



背景技术:

激光扫描投影仪中的核心器件时扫描振镜,扫描振镜分为快轴扫描和慢轴扫描。快轴方向是利用MEMS mirror的快速共振实现扫描,现在使用激光光源入射到MEMS mirror上,经过MEMS mirror的来回的一个周期扫描会投影出两行图像。

但是,因为慢轴是匀速运动,这样会导致来回扫描投影出来的两条线不是相互平行的,而是一个有角度的相交的斜线。这些来回扫描的斜线会造成错误的图像投影。

因此,为了解决上述问题,本发明提出了一种激光扫描投影仪的扫描投影方法。



技术实现要素:

鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种激光扫描投影仪的扫描投影方法,以解决现有的激光扫描投影仪的来回扫描后的相交斜线而造成错误的图像投影的问题。

本发明提供一种激光扫描投影仪的扫描投影方法,包括:通过激光扫描投影仪的扫描振镜快轴和扫描振镜慢轴进行扫描,扫描振镜慢轴的扫描方式为非线性运动的扫描方式;其中,

在每行扫描的过程中,通过调控驱动电流使扫描振镜慢轴在预设位置处于静止状态;其中,

当扫描振镜慢轴的驱动电流为下降电流时,同时为扫描振镜慢轴提供反向电流,扫描振镜慢轴在反向电流的驱动下处于静止状态,扫描振镜快轴一直做扫描运动;

然后为扫描振镜慢轴提供运动电流,扫描振镜慢轴在运动电流的驱动下进行扫描运动,并向下一行运动。

此外,优选的方案是,扫描振镜慢轴的驱动方式为电磁驱动方式或者静电驱动方式;其中,

扫描振镜慢轴通过角速度非线性运动进行扫描。

此外,优选的方案是,激光扫描投影仪在扫描投影过程中,扫描振镜慢轴的角速度与驱动电流成正比。

此外,优选的方案是,扫描振镜慢轴包括壳体部分和与壳体部分相固定的慢轴振镜部分。

此外,优选的方案是,扫描振镜快轴包括主体支撑部分和MEMS振镜,其中,主体支撑部分与MEMS振镜通过悬臂连接。

此外,优选的方案是,扫描振镜快轴在共振的作用下带动MEMS振镜做简谐振动。

此外,优选的方案是,当MEMS振镜在初始端时,MEMS振镜的位相为2Nπ,当MEMS振镜运动到另一端时,MEMS振镜的位相为(2N+1)π,其中,N为整数;

则当MEMS振镜的位相在2Nπ~(2N+1)π时,MEMS振镜运动方向为从初始端扫锚至另一端;

当MEMS振镜的位相在(2N+1)π~(2N+2)π时,MEMS振镜从另一端扫描至初始端。

从上面的技术方案可知,本发明提供的激光扫描投影仪的扫描投影方法,通过扫描振镜慢轴的非线性扫描,使得扫描振镜慢轴在转动时角速度非线性运动,通过调整非线性的运动,以消除激光扫描投影仪来回扫描后的相交斜线的投影效果。

为了实现上述以及相关目的,本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而,这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外,本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明,并且随着对本发明的更全面理解,本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中:

图1为根据本发明实施例的激光扫描投影仪的扫描投影方法流程示意图;

图2为根据本发明实施例的扫描振镜快轴结构剖面示意图;

图3为根据本发明实施例的扫描振镜快轴的位相示意图;

图4为根据本发明实施例的扫描振镜快轴的振动角速度与时间关系示意图;

图5为根据本发明实施例的扫描振镜慢轴结构示意图;

图6为传统扫描振镜慢轴的振动角速度与时间关系示意图;

图7为传统激光扫描投影仪的扫描线条示意图;

图8为传统扫描振镜慢轴位置与时间示意图;

图9为根据本发明实施例的扫描振镜慢轴位置与时间示意图一;

图10为根据本发明实施例的扫描振镜慢轴位置与时间示意图二;

图11为根据本发明实施例的扫描振镜快轴扫描图像示意图;

图12为根据本发明实施例的扫描振镜慢轴驱动电流信号与时间示的关系意图。

其中的附图标记包括:101、主体支撑部分,102、MEMS振镜,1031、悬臂,1032、悬臂、103、壳体部分,104、慢轴振镜部分。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中,出于说明的目的,为了提供对一个或多个实施例的全面理解,阐述了许多具体细节。然而,很明显,也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的根据本发明实施例的激光扫描投影仪的扫描投影方法,图1示出了根据本发明实施例的激光扫描投影仪的扫描投影方法流程。

如图1所示,本发明提供的激光扫描投影仪的扫描投影方法,包括:

通过激光扫描投影仪的扫描振镜快轴和扫描振镜慢轴进行扫描,扫描振镜慢轴的扫描方式为非线性运动的扫描方式;其中,在每行扫描的过程中,通过调控驱动电流使扫描振镜慢轴在预设位置处于静止状态;

其中,具体方法如下:

S110:当扫描振镜慢轴的驱动电流为下降电流时,同时为扫描振镜慢轴提供反向电流,扫描振镜慢轴在反向电流的驱动下处于静止状态,扫描振镜快轴一直做扫描运动;

S120:然后为扫描振镜慢轴提供运动电流,扫描振镜慢轴在运动电流的驱动下进行扫描运动,并向下一行运动。

其中,扫描振镜慢轴处于静止是由于为扫描振镜慢轴提供反向电流,该电流驱动扫描振镜慢轴向反向的方向快速运动,以抵消扫描振镜慢轴原来的惯性运动并使得慢轴朝相反方向运动,在此反向电流的驱动下,使得扫描振镜慢轴在此位置处于静止状态,不进行运动扫描。

下面将详细介绍激光扫描投影仪的相关结构。

图2示出了根据本发明实施例的扫描振镜快轴剖面结构。如图2所示,扫描振镜快轴包括主体支撑部分101和MEMS振镜102,其中,主体支撑部分101与MEMS振镜102通过悬臂1031和悬臂1032连接。

其中,扫描振镜快轴由于共振使得MEMS振镜102运动,其运动近似简谐振动。当MEMS振镜102运动到如图2的最左侧时,MEMS振镜102的速度为0,接着MEMS振镜102会往右侧运动,速度一直增加,当MEMS振镜102运动到中间位置时,MEMS振镜102的速度达到最大,然后MEMS振镜102往右侧运动,速度变慢,当运动到最右侧时,速度为0,如此往复形成简谐振动。

其中,在本发明的实施例中,当MEMS振镜运动在初始端时,位相为2Nπ,MEMS振镜运动到另一端时,位相为(2N+1)π,其中,N为整数;则当位相在2Nπ~(2N+1)π时,MEMS振镜运动方向为从初始端运动到另一端,MEMS振镜从初始端扫描至另一端;当位相在(2N+1)π~(2N+2)π时,MEMS振镜从另一端扫描至初始端。

举例所示,图3示出了根据本发明实施例的扫描振镜快轴的位相;如图3和图2共同所示,当MEMS振镜102运动到最左侧时,MEMS振镜的位相为2Nπ(N为整数),当MEMS振镜102运动到最右侧时,MEMS振镜的位相为(2N+1)π(N为整数)。所以在图3所示的实施例中,当MEMS振镜的位相在2Nπ~(2N+1)π时,MEMS振镜102运动方向为从左侧运动到右侧,21为MEMS振镜102从左到右扫描出一行信息,相应的当MEMS振镜的位相(2N+1)π~(2N+2)π,22为MEMS振镜102从右到左扫描出一行。

下面介绍扫描振镜慢轴结构,图5示出了根据本发明实施例的扫描振镜慢轴结构。如图5所示,扫描振镜慢轴包括壳体部分103和与壳体部分103相固定的慢轴振镜部分104。其中,扫描振镜慢轴的驱动方式为电磁驱动方式或者静电驱动方式,其中,扫描振镜慢轴可以和扫描振镜快轴独立分开,也可以集成在一起作为一个整体。

在图4和图6所示的实施例中,扫描振镜慢轴的振动角速度:23为扫描振镜快轴扫描一帧图像的振动角速度和时间关系图,24~26为扫描振镜慢轴扫描出的一帧图像的振动角速度和时间关系图,其中25为从上往下匀速振动,25用于扫描振镜慢轴的扫描投影,24和26为从下往上快速匀速振动,26用于回复扫描振镜慢轴至初始位置,因为扫描振镜慢轴扫描的会有一个回复到初始位置的间隔,这段时间不用于扫描投影,这段区域是用于将慢轴反转回初始位置。

在图2至图8所示的实施例中,扫描振镜慢轴是以恒定的角速度振动,则在扫描振镜快轴在21区域运动时,激光光源经过102扫描后投影的图像为31,同样在22区域投影出的图像为32,可以看出在图7所示的实施例中,31和32之间的投影线条并非平行的两条线,而是互相相交的两条线,这样的来回相交的线条会影响投影的效果。

其中,在图8所示的实施例中,扫描振镜慢轴在一帧图像时间下扫描振镜慢轴的位置和时间之间的关系如下:241和261处于用于扫描振镜慢轴回复到初始位置,这两部分用于将慢轴振镜部分104回复到初始位置,251用于投影慢轴扫描。

为了使得投影后的线条31和32互相平行,本发明提出了一种非线性的扫描振镜慢轴驱动方式,其中,具体操作就是将扫描振镜慢轴的驱动方式改变成非线性的驱动,如图9所示,扫描振镜慢轴回复到初始位置的242和262和原来的241和261一样,但是用于扫描投影的251的匀角速度运动通过非线性驱动变成具有一格一格的锯齿形运动的252。

在图10所示的实施例中,在252的锯齿状2521和2522中,当扫描振镜慢轴在该位置形成一个停顿、扫描振镜快轴在2521停顿位置进行扫描时,因为慢轴相对静止,则扫描的图像为311和321,如图11所示,扫描出的图像311和321之间互相平行,不会存在相交叉的情形。

下面将详细介绍扫描振镜慢轴以非线性运动方式进行扫描投影的具体实现方式,不论扫描振镜慢轴的驱动为电磁力还是静电力,其角速度大小和驱动的电流大小成正比。

图12示出了根据本发明实施例的扫描振镜慢轴驱动电流信号与时间的关系。如图12所示,其中25211、25212和25213为2521扫描振镜慢轴位置运行时间内的电流信号,25211为一个下降电信号(下降电流),该信号将原来的电流信号降低到电流为0;同时给出扫描振镜慢轴一个反向信号(反向电流)25212,该电信号驱动扫描振镜慢轴向相反的方向快速运动,以抵消慢轴原来的惯性运动并使得扫描振镜慢轴朝相反方向运动,在25212电信号(反向电流)的驱动下,使得在2521区域形成一个中间相对静止的慢轴,在这个时间里快轴扫描出311图像(如图11所示),然后扫描振镜快轴扫描完成后,扫描振镜慢轴经过25213切换电流方向,扫描振镜慢轴也开始扫描投影,并使得扫描投影慢轴向2522位置运动。

也就是说,通过调控每行的扫描运动的驱动电流,即:下降电流25211、反向电流25212和运动电流25213,使得扫描振镜慢轴在适当的位置呈现相对静止的运动。

通过上述实施方式可以看出,本发明提供的激光扫描投影仪的扫描投影方法,通过扫描振镜慢轴的非线性扫描,使得扫描振镜慢轴在转动时角速度非线性运动,通过调整非线性的运动,以消除激光扫描投影仪来回扫描后的相交斜线的投影效果。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的激光扫描投影仪的扫描投影方法。但是,本领域技术人员应当理解,对于上述本发明所提出的激光扫描投影仪的扫描投影方法,还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此,本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

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