專利名稱：激光圖案投射裝置和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種具有動感圖案的激光圖案投射裝置和方法。
背景技術(shù)：
目前，市場上使用的字幕裝置多是發(fā)光二極管點陣屏，或使用霓虹燈等固定字符的發(fā)光元件。這種字幕屏體積較大，安裝架設很不方便，一般只能固定使用。也有一些運用兩維掃描轉(zhuǎn)鏡進行字幕、圖形投射的設備，但其使用單束激光，多用于激光雕刻、激光打標等場合，關(guān)鍵是不能顯示復雜的圖形和文字。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有動感圖案的激光圖案投射裝置和方法，通過激光掃描顯示動態(tài)或靜態(tài)的圖像或文字，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括由單片機控制的激光器，與由帶有速度控制的伺服電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸上的掃描轉(zhuǎn)鏡，其特征是它還包括一個帶有透明窗的外殼，在兩端有軸承的轉(zhuǎn)軸上安裝有至少有三個反射面的掃描轉(zhuǎn)鏡，外殼內(nèi)所安裝的發(fā)射到轉(zhuǎn)軸上的掃描轉(zhuǎn)鏡的反射面上激光器是至少有5只平行排列的激光器。
所述的掃描轉(zhuǎn)鏡的反射面是平面或是使掃描的激光在屏幕上成的光點在時間和掃描距離上呈線性關(guān)系的弧形柱面。反射面的弧形柱面的方程可以為正弦曲面。
激光圖案的投射方法是利用視覺的暫留效應，將多個平行排列的激光器所發(fā)出的激光，發(fā)射到由伺服電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸上的掃描轉(zhuǎn)鏡的鏡面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由單片機控制出射激光的亮暗而形成靜止或動畫的圖案或文字。
由此構(gòu)筑的本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，體積小，工藝和方法簡單，彩色豐富，使用很方便。其顯示對比度高，結(jié)構(gòu)緊湊合理，并可在夜間室外遠距離投射，生成大幅面圖像，彩色豐富，根據(jù)所存儲的圖案不同，可投射出具有動感的字符或圖像的激光條幅，而廣泛用于展覽會、發(fā)布會等各種室內(nèi)外場合。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖1，本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2，本發(fā)明的一種弧面掃描轉(zhuǎn)鏡的頂視示意圖。
圖3，本發(fā)明的另一種多通道激光器的排列形式示意圖。
其中，1.外殼 2.掃描轉(zhuǎn)鏡 3.伺服電動機 4.軸承 5.轉(zhuǎn)軸 6.激光器 7.反射鏡 8.透明窗 9.屏幕 10.反射面 11.單片機。
具體實施例方式
如圖1，本發(fā)明包括由單片機11控制的激光器6，與由帶有速度控制的伺服電動機3驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸5上的掃描轉(zhuǎn)鏡2，其特征是它還包括一個帶有透明窗8的外殼1，在兩端有軸承4的轉(zhuǎn)軸5上安裝有至少有三個反射面10的掃描轉(zhuǎn)鏡2，外殼1內(nèi)所安裝的發(fā)射到轉(zhuǎn)軸5上的掃描轉(zhuǎn)鏡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，使掃描的激光投射到屏幕9上。
所述的掃描轉(zhuǎn)鏡2的反射面10是使掃描的激光在屏幕9上成的光點在時間和掃描距離上呈線性關(guān)系而實現(xiàn)勻速掃描的弧形柱面。
所述的反射面10的弧形柱面的方程可以為正弦曲柱面。如果使用平面的反射面10，應由單片機11對激光器6出射光的控制上進行實時線性校正。
所述的激光器6是在單片機11的控制下，按預先存儲在單片機11的程序控制下發(fā)出激光或關(guān)閉激光。多種色彩的激光器6所發(fā)出的激光經(jīng)由激光反射鏡7組件反射后照射在掃描轉(zhuǎn)鏡2上。
如圖1，至少五只并至少一種顏色的激光器6，用于發(fā)射有0~10度范圍發(fā)散角度的激光束，激光束照射在掃描轉(zhuǎn)鏡2上，掃描轉(zhuǎn)鏡2轉(zhuǎn)動后被反射鏡7反射的光線投射到屏幕9上成為多條掃描線而形成的圖案。激光器受單片機11的控制，伺服電動機3按一定速度轉(zhuǎn)動，同時受單片機11控制的激光器6或開或關(guān)，利用人眼暫留效應使掃描在墻壁或屏幕9上的激光掃描線斷續(xù)并形成圖案。
因此，激光圖案的投射方法是利用視覺的暫留效應，將多個平行排列的激光器所發(fā)出的激光，發(fā)射到由伺服電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸上的掃描轉(zhuǎn)鏡的鏡面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由單片機控制出射激光的亮暗而形成靜止或動畫的圖案或文字。
如圖2所示掃描轉(zhuǎn)鏡2為至少有三個反射面10組成，反射面10的表面可以為曲面。利用曲面掃描轉(zhuǎn)鏡2的旋轉(zhuǎn)角度的不同而使反射角度而發(fā)生變化，以抵消所投射的激光點速度的非線性。圖2中的虛線為更清晰展示曲面特征而設的輔助線。
圖3所示的作為另一個實施例，使所述的激光器6所發(fā)出的激光經(jīng)過反射鏡7反射后照射在掃描轉(zhuǎn)鏡2上，并投射到屏幕9上。發(fā)出多種顏色激光的激光器6與反射鏡7平行排列，用來掃描出彩色的圖案。即激光器6可以是多種顏色，以便掃描出彩色的激光圖案。
本發(fā)明是充分利用人眼的暫留效應，使多條激光掃描線形成一幅圖像。一般若是要求形成較為清晰的漢字，最好有16只激光器，如果要形成圖案或需要多種顏色則激光器需要更多。
權(quán)利要求
1.一種激光圖案投射裝置，包括由單片機(11)控制的激光器(6)，與由帶有速度控制的伺服電動機(3)驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸(5)上的掃描轉(zhuǎn)鏡(2)，其特征是它還包括一個帶有透明窗(8)的外殼(1)，在兩端有軸承(4)的轉(zhuǎn)軸(5)上安裝有至少有三個反射面(10)的掃描轉(zhuǎn)鏡(2)，外殼(1)內(nèi)所安裝的發(fā)射到轉(zhuǎn)軸(5)上的掃描轉(zhuǎn)鏡(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.如權(quán)利要求1所述的激光圖案投射裝置，其特征是所述的掃描鏡(2)的反射面(10)是使掃描的激光在屏幕上形成的光點在時間和掃描距離上呈線性關(guān)系的弧形柱面。
3.如權(quán)利要求1所述的激光圖案投射裝置，其特征是激光器(6)所發(fā)出的激光經(jīng)由反射鏡(7)反射后照射在掃描轉(zhuǎn)鏡(2)上。
4.如權(quán)利要求1所述的激光圖案投射裝置，其特征是激光器(6)是多種顏色以便掃描出彩色的激光圖案。
5.如權(quán)利要求2所述的激光圖案投射裝置，其特征是反射面(10)的弧形柱面的方程為正弦曲面。
6.激光圖案的投射方法是利用人的視覺暫留效應，將多個平行排列的激光器所發(fā)出的激光，發(fā)射到由伺服電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸上的掃描轉(zhuǎn)鏡的鏡面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由單片機控制出射激光的亮暗而形成靜止或動畫的圖案或文字。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光圖案投射裝置和方法。包括由單片機控制的激光器，激光投射到掃描轉(zhuǎn)鏡，以及多只平行排列的激光器。激光圖案的投射方法是利用視覺的暫留效應，將多個平行排列的激光器所發(fā)出的激光，發(fā)射到由伺服電動機驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸上的掃描轉(zhuǎn)鏡的鏡面上，反射后投射到屏幕等平面上，激光器由單片機控制出射激光的亮暗而形成靜止或動畫的圖案或文字。由此構(gòu)筑的本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理，體積小，工藝簡單，使用方便，顯示對比度高，并可在夜間室外遠距離投射，生成大幅面圖像，彩色豐富，根據(jù)所存儲的圖案不同，可投射出具有動感的字符或圖像的激光條幅，而廣泛用于展覽會、發(fā)布會等各種室內(nèi)外場合。
文檔編號G09F19/18GK1949027SQ200610069288
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日
發(fā)明者張凱臨, 劉金濤, 宋小全 申請人:中國海洋大學