[发明专利]一种磁场力驱动扫描的激光投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光投影领域，主要是涉及一种用磁场力驱动的激光投影装置。

背景技术

激光投影具有色彩饱和度高、色彩还原性好等优点。但由于受发光效率和核心扫描器件的制约，目前激光投影的应用还不多。近年来随着激光器技术的发展，激光器效率不断提高。而激光投影装置整体的效率也随之提高。但激光投影的核心部件如光束扫描部件，仍是约束激光投影发展的瓶颈。使激光投影无法大规模推广。

发明内容

本发明要的目的是设计一种结构简洁的激光投影装置。

该装置包括投影装置控制电路、激光光源、第一反射镜单元、第二反射镜单元、投影物镜及结构组件。两个结构相同的反射镜单元均由反射镜单元控制电路、导电悬线、阻尼胶、支撑架、转轴、外置磁铁、线圈电磁铁、反射镜、位置传感器及结构框架组成。反射镜单元的线圈电磁铁、反射镜、位置传感器均安装在支撑架上，支撑架安装在转轴上，导电悬线与支撑架上的线圈电磁铁及位置传感器有物理和电路上的连接；导电悬线一端固定在支撑架上，且与线圈电磁铁、位置传感器进行电路连接，另一端固定在激光投影装置的结构框架上，且与控制电路在电路上连接，它们均安装在结构框架内；在线圈电磁铁后面的结构框架上安有外置磁铁。

导电悬线由金属线构成，既为线圈电磁铁供电，又将位置传感器的电信号回传给反射镜单元控制电路，同时它形变时产生的弹性力是支撑架扭转时的作用力。导电悬线在扭转发生形变产生的弹性力形成与支撑架扭转角度相反的回复力矩，力矩随着支撑架扭转角度的增大而增大。导电悬线是直线悬线，也可弯曲成曲线形，以改善其弹性。导电悬线在结构框架的固定端上粘附有阻尼胶，该阻尼胶能够吸收导电悬线的振动能量，使导电悬线尽快地静止下来。导电悬线与支撑架连接的导电悬线有8根，其中4根与线圈电磁铁形成回路；另4根分别与支撑架上的2个位置传感器连接，形成回路。线圈电磁铁由2个缠绕方向相反的线圈组成，2个线圈平行排列，在电路上有连接，它们与2根导电悬线连接，且2根导线分别是线圈的输入级与输出级。导电悬线通电时，由于两个线圈缠绕方式相反，则它们所带的磁极就相反。线圈电磁铁由2个缠绕方向相同的线圈组成。每个线圈均由2根导电悬线供电。由于2个线圈通过的电流方向相反，就会产生不同极性和大小的电磁场。线圈电磁铁的两个线圈分别放在转轴两侧，它们通电时形成电磁铁，会受到固定磁铁的作用力。两个线圈磁极相反，在朝向相同的磁场中时，一个线圈被该磁场吸引、一个被该磁场排斥，它们在转轴两边，其共同效果就使支撑架受到绕转轴的扭转力矩。线圈电磁铁缠绕在支撑架上，其轴向与反射镜垂直，而且两个线圈的轴平行。两个位置传感器安装在支撑架的转轴两侧，两个位置传感器能分别测量出支撑架两端与投影仪结构的相对距离，经过计算就能够得到反射镜单元的扭转角度。

两个反射镜单元的转轴正交放置，反射镜单元控制电路按照输入的视频信号而控制激光光源发出光的颜色与强度，同时控制两个反射镜单元的扭转角度，就能投出具有不同投射角度与颜色的像素；在人眼视觉暂留作用下，这些像素就组成为画面，实现投影功能。

激光光源发出的光束照射到一个反射镜单元上，被反射镜反射；由于反射镜单元可绕转轴扭转，该光束就可以在此方向上扫描，两个反射镜单元在反射镜单元控制电路作用下协同工作就能实现激光光束在两个维度上的扫描，达到了激光投影对面扫描的要求。

本发明的有益效果是提供了一种结构简洁的激光投影装置，可以以很低的成本实现激光投影效果。

附图说明

图1为本投影装置的整体原理简图；

图2为反射镜单元的整体结构图；

图3为反射镜单元中的振动系统原理图；

图4为使用1个线圈电磁铁时反射镜运动的简图；

图5为使用2个线圈电磁铁时反射镜运动的简图；

图6为测量反射镜偏转角度的示意图；

图7为测量位置传感器电容的电路原理图；

图8为不安装位置传感器的反射镜单元结构图；

图9为该装置整体控制电路结构框图。

具体实施方式

方式一：该装置的整体结构和原理如图1所示，它是一种使用磁场力与弹簧力共同驱动扫描镜的激光投影装置。它由安装于支撑结构组件5000内的两个结构相同的第一反射镜单元1000和第二反射镜单元2000、激光光源3000、投影装置控制电路4000和安装于支撑结构组件5000上的投影物镜0000构成。