激光显示技术中行扫描同步的新方案

激光显示技术中行扫描同步的新 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 第36卷第1期 2007年1月 光子 ACTAPHOTONICASINICA Vo1.36NO.1 January2007 激光显示技术中行扫描同步的新方案* 胡居广,董志彪,孙秀泉 (1深圳大学师范学院,深圳518060) (2深圳大学工程技术学院,深圳518060) 摘要:讨论了激光显示系统的基本原理,分析了传统的行扫描同步中增量式编码器的优缺点,提 出了利用转镜实时定位系统代替增量式编码器的新方案,此方案具有实时准确,对电机无负载,成 本低等优点. 关键词:激光显示系统;同步扫描;增量式编码器;实时定位系统 中图分类号:TN911.74文献标识码:A~tmg-:1004—4213(2007)01—0018—3 0引言 随着新材料及技术的出现,显示技术发展日新 月异,2O世纪初期,CRT的出现带来了第一次显示 技术革命,而平板显示(PTF)的出现带来了第二次 革命,平板显示主要包括:液晶显示(LCD),彩色等 离子显示(PDP),发光管阵列(LED)以及真空微电 子显示(FED)等,激光显示技术是一种新型显示技 术[1-6],最先使用的光源是气体激光器,如:He-Ne, 氩离子,氪离子和铜蒸气激光器等口],分别辐射红, 蓝,绿色激光实现全彩色激光投影显示,但气体激光 器有效率低,体积大等缺点,激光二极管泵浦的全固 态激光器通过频率变换也可获得红,绿,蓝光辐射, 输出功率可达数十瓦,甚至数百瓦,全固态激光器效 率高,稳定性好,结构紧凑,这些优点极有利于投影 显示,激光技术的不断发展,为人们研究和开发激光 显示技术奠定了基础. 激光显示技术之所以越来越受到人们的重视, 主要是由于激光的特点所决定的,激光的色彩饱和 度高,分辨率高,方向性好便于用计算机控制,能显 示出应时应景的主题 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 和艳丽奇特的效果魅力, 其应用的场合非常广泛,如城市建设,舞台灯光,运 动场,广告业以及军事领域等. 显示系统中扫描的同步问题是系统的关键L7], 利用机械反射镜进行激光扫描时,同步问题尤其重 要,本文在分析了传统的用增量式编码器L8进行同 步的基础上,提出了利用转镜实时定位系统代替增 量式编码器的新方案. 1激光显示原理 目前,激光显示系统一般由视频信号处理系统, 深圳大学科研启动基金(200532)资助 Tel:0755—26536053Email:hujuguang@sina.eom 收稿日期:2005—08—30 转镜一振镜扫描系统,激光光源以及光强调制器等构 成,如图1为激光显示系统的结构示意图. 图1激光显示系统结构 Fig.1Schematicdiagramoflaserdisplaysystem 首先,视频信号进入双口ROM视频信号缓存 系统中被储存起来,电机1在转动的过程中,通过增 量式编码器确定转镜的棱的位置,对应每条棱产生 一 个脉冲,脉冲序列被输送到视频缓存处理系统,系 统在脉冲的触发下发出两套指令,一套指令传递给 振镜电机2驱动振镜摆动,一套指令传递给红 (L),绿(L.),蓝(Le)三束激光光路中的调制器 MR,MG,MB,对光强进行调制,最后通过转镜和振 镜的两次反射进行二维扫描,在屏幕上显示出图 像L1{].这就是激光投影显示的基本原理,下面详细 讨论激光在转镜一振镜扫描系统中被反射的情况, 示意图如图2. 图2转镜一振镜二维扫描系统 Fig.2Schematicdiagramofpolygonalmirrorand verticalmirrortwo-dimensionscannersystem 1期胡居广,等:激光显示技术中行扫描同步的新方案 在图2中,转镜以正六边形代替,入射光方向与 振镜的转轴平行,与振镜转轴间的距离为L_转镜面 数为,半径AO=r.转镜以转速?绕垂直纸面过0 点的转轴旋转,转镜各面将入射的激光束反射到振 镜上,即光斑在振镜上高速来回移动,从而实现水平 扫描,同时振镜绕其转轴往复摆动以实现垂直扫描, 图中,虚线圆为多边形的外接圆,n为光线方向到轴 心0的距离,n的大小可通过调整光束位置高低来 改变.当光线在转镜镜面中心M点被反射,反射光 线和入射方向垂直,也就是和振镜的转轴垂直时,系 统的空间布局比较简单,此时三角形MN0为等腰 直角三角形,可得 n—Vr?cos(180./)](1) PAL电视制式中,行频为15625Hz,由此可得 转镜的转速?与面数间的关系为 一(rpm,)(2)一——((ZJ 其中?3.可见面数越少转速越高,但过高的 转速对电机的要求高,对所用材料的机械强度的要 求也高,同时由于棱角小,风阻大,会造成”啸叫”等 问题,所以实际使用的转镜一般都多于6个反射面, 转镜的每个反射面长度为:l一2rsin~/n.可见如果 半径确定,面数越多转镜反射面长度就越短,然而面 数增多会增加加工难度,而且反射面尺寸也不能太 小,否则入射光束直径也必须很小,就增加了光束整 形的难度,使系统变得复杂,以上两方面情况 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明多 面体的面数必须选择适当,才能达到最好的效果L6]. 本文选择了40个面的转镜来研究. 2转镜扫描的同步 2.1增量式编码器 传统 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是用增量式编码器来确定当前反射面 位置的.所谓增量式编码器,是一种测量设备转动的 传感器,它与一些机械转换设备如齿轮传动等设备 配合实现测量,增量式编码器同样也能用于测量线 形位移,编码器根据位置的变化产生表示位移增量 的编码器脉冲信号. 根据检测原理增量式编码器还可分为光学式, 磁式,感应式和电容式.由于光电编码器具有分辨率 高,响应速度快和输出稳定等特点,所以在电机伺服 系统中得到了广泛的应用. 光电增量式编码器工作原理如图3,在圆盘上 有规则地刻有透光和不透光的线条,在圆盘两侧,安 放发光元件和光敏元件,当圆盘旋转时,光敏元件接 收的光通量随透光线条同步变化,光敏元件输出波 形经过整形后变为脉冲,码盘上有z相标志,每转 DcteaorLightSOUtO~ 图3光电编码器结构示意图及输出波形 Fig.3Schematicdiagramofstructureofopto-electrical codifierandoutputpulse 一 圈输出一个脉冲.此外,为判断旋转方向,码盘还 可提供相位相差90.的两路脉冲信号. 显然,每转一圈输出一个脉冲信号并不能满足 需要,因为棱镜有40条棱,所以把每圈一个脉冲信 号通过倍频成为40个脉冲信号,在理想情况下,每 一 个信号就对应一条棱的位置. 然而,实验表明这种方式有如下缺点: 1)由于增量式编码器直接安置在电机上,增加 了系统的转动惯量,从而增加了电机的负荷; 2)更明显的缺点是,由于棱镜的加工误差等各 种不可避免的因素,每一个面对应的角度不可能准 确是9.,即40个棱并不是严格均匀分布在圆周上, 所以,由脉冲信号进行4O倍频的方式给出每一条棱 的位置,并不是准确的位置,这样会造成扫描误差, 致使图像发生畸变. 2.2转镜实时定位系统 基于上述分析,作者提出了确定转镜棱的位置 的新方案,图4在转镜旁边增加一束定位激光和两 图4转镜实时定位系统新方案示意图 Fig.4Schematicdiagramofreal-timepositionalsystemfor horizontalpolygonalmirror 个光电接收器,光电接收器将光功率转化为电信号, 输入到比较器.由比较器输出的脉冲控制视频缓存 信号的输出. 当激光束照射到转镜的棱角处时,由于转镜的 棱角远比激光束宽度小,激光束会被转镜的棱角分 成两部分,形成两个光斑,假如转镜是顺时针方向转 2O光子36卷 动,则在探测器上的左光斑的亮度的由弱变强,而右 光斑则是由强变弱.当两个光电探测器显示的电压 (电流)值相同时,就表明左右两个光斑的亮度相等, 激光被相邻的两个反射面平分,这个时候输出的脉 冲信号,就是当前棱的位置信号,也就确定了当前反 射面的方位,表示行扫描的起始时刻.利用此脉冲序 列读取双口ROM视频信号缓存器中存放的行频信 号,来驱动RGB激光调制器实现彩色调制,同时驱 动振镜摆动实现帧扫描,从而实现了图像信号与扫 描系统的同步. 3结论 本文介绍了激光显示系统的基本原理,分析了 传统的行扫描同步中增量式编码器的优缺点,提出 了利用转镜实时定位系统代替增量式编码器的新方 案.此方案具有实时准确,对电机无负载,成本低等 优息. 参考文献 [1]HUJu—guang.Researchonthekeytechnologiesoflarge-area real—colorlaserdisplaywithall-solidstatelasers[D]. 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NewMethodoftheSynchronizationinHorizontalScanning ofLaserDisplayTechnology HUJu-guang,DONGZhi—biao,SUNXiu-quan (1NormalCollege,ShenzhenUniversity,Shenzhen518060,China) (2CollegeofEngineeringandTechnology,ShenzhenUniversity,Shenzhen518060,China) Receiveddate:2005-08—30 Abstract:Laserdisplaytechnology(LDT)isanoveldisplaytechnology.TheprincipleofLDTispresented. Theadvantagesandflawsofadditivecodifierusedintraditionalscannerareanalyzed.Newmethodof synchronizationinhorizontalscanningispresentedusingpolygonalreal—ti mepositioningsystemas alternativeofadditivecodifier.Thenewsystemhastheadvantagesofrealtime,highprecision,non-loadto themotorandlowcost,etc. Keywords:Laserdisplaytechnology;Synchronousscanning;Additivecodifier;Real—timepositioning system ?HUJu-guang:wasborninJiangsuProvince,ChinaonJuly17,1973.HereceivedhisM.S.degreefromShandongUniversityin1999,andPh.DdegreefromTianjinUniversityin2004.Nowheworksinappliedphysicsdepartment,schoolofphysicsscience,ShenzhenUniversity.Hismajorinterestsincludelasertechnologiesandtheirapplications.