一种微机电扫描镜投射系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微机电扫描镜投射系统和方法，属于成像领域，系统包括电路模块、光源模块、扫描镜和处理模块，其中，扫描镜在扫描驱动信号作用下进行角度偏转，扫描镜静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成夹角α；然后计算单元根据α夹角、扫描镜到投射画面的距离d、预设像素间距L以及预设扫描镜偏转角度θ（t）计算得到光源调制信号；随后将根据光源调制信号输出的待投射画面的每个像素点对应的光束投射到扫描镜上，实现投射画面像素点间距的均匀调节，本发明专利技术根据夹角α、扫描镜到投影画面的距离，可以调制每个像素点的点亮时长，使得最终投射画面像素点间距达到预设值，改善了像素点间距不均匀的情况，保证了投射画面的成像质量。

A projection system and method of MEMS scanning mirror

The invention discloses a MEMS scanning mirror projection system and method, belonging to the imaging field. The system includes a circuit module, a light source module, a scanning mirror and a processing module, wherein, the scanning mirror deflects the angle under the action of the scanning driving signal, and the normal of the scanning mirror when it is still forms an included angle \u03b1 with the fast axis scanning direction of the grating scanning mode; then the calculation unit calculates the angle and the scanning direction according to the included angle \u03b1 The distance d from the mirror to the projection picture, the preset pixel spacing L and the preset deflection angle \u03b8 (T) of the scanning mirror are used to calculate the light source modulation signal; then the light beam corresponding to each pixel point of the picture to be projected is projected on the scanning mirror according to the light source modulation signal to realize the uniform adjustment of the pixel point spacing of the projection picture. According to the included angle \u03b1, the distance from the scanning mirror to the projection picture of the invention It can modulate the lighting time of each pixel, so that the pixel spacing of the final projection picture can reach the preset value, improve the uneven pixel spacing, and ensure the imaging quality of the projection picture.

【技术实现步骤摘要】
一种微机电扫描镜投射系统和方法
本专利技术涉及微机电成像领域，更具体地说，涉及一种微机电扫描镜投射系统和方法。
技术介绍
微型便携式投影设备，如投影手机、投影手表等，一直是人们所期待的成像产品。目前微机电扫描镜成像系统以其较小的尺寸和较好的成像效果，逐渐成为最有可能实现微型便携式投影设备的技术之一。以目前的微机电扫描镜驱动方式以及微机电扫描镜成像系统的光源调制方式，在需要微机电扫描镜成像系统倾斜投射画面时，比如投影键盘等，容易出现像素点间距不均匀的情况，影响最终的投射画面的成像质量。如图1所示为微机电扫描镜成像系统水平正投射画面的场景示意图，其中微机电扫描镜142静止时的法线f与投影画面150垂直。由于目前微机电扫描镜成像系统所调制的投影画面的每个像素点的点亮时长为固定值，因此投影画面150的水平像素间距，如图中方框区域所示，取决于微机电扫描镜水平偏转角度。而微机电扫描镜水平偏转角度取决于微机电扫描镜的水平扫描驱动信号，其水平扫描驱动信号一般为正弦波信号（也有可能是三角波信号，这里只举例说明正弦波信号的情况，如图3所示），其所呈现的水平像素间距基本相等，画面像素较为均匀。如图2所示为微机电扫描镜成像系统水平斜投射画面的场景示意图，其中微机电扫描镜142静止时的法线f与投影画面150水平方向成夹角α，其中0°＜α＜90°，投影画面150水平方向也即为微机电扫描镜的光栅扫描方式的快轴扫描方向。由于角度的倾斜，导致微机电扫描镜142所反射的光束到图中像素点1的距离比到像素点n的距离更近，因此倾斜投射时，投射画面中像素点1到像素点n的像素间距逐渐变大。像素点间距不均匀，影响最终投射画面150的成像质量。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种微机电扫描镜投射系统和方法，其中可根据扫描镜的倾斜夹角、扫描镜到投影画面的垂直距离等，可以适应地调制每个像素点的点亮时长，使得最终投射画面的像素间距达到预设值，从而改善像素点间距不均匀的情况，提高了最终的投射画面的成像质量。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种微机电扫描镜成像系统，包括：电路模块，其包括光源调制电路和扫描驱动电路，所述光源调制电路被配置为输出光源调制信号；所示扫描驱动电路被配置为输出扫描驱动信号；光源模块，被配置为根据光源调制信号输出待投射画面的每个像素点n对应的光束；扫描镜，被配置为根据扫描驱动信号按光栅扫描方式进行二维的角度偏转，并反射所述光源模块输出的光束；所述扫描镜静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成夹角α，其中，0°＜α＜90°；处理模块，所述处理模块包括计算单元，所述计算单元被配置为根据所述α夹角、所述扫描镜到投射画面的距离d、预设像素间距L以及预设的扫描镜的偏转角度θ（t）所计算得到的光源调制信号。作为本专利技术更进一步的改进，所述光源调制信号包括每个像素点n的点亮时长Δt；所述计算单元被配置为根据所述α夹角、所述扫描镜到所述投射画面的距离d、预设像素间距L以及预设的所述扫描镜的偏转角度θ（t），计算得到每个像素点的点亮时长Δt。作为本专利技术更进一步的改进，所述扫描驱动信号包括水平驱动信号和垂直驱动信号，其中，所述水平驱动信号驱动扫描镜产生水平偏转角度θH（t）；所述垂直驱动信号驱动扫描镜产生垂直偏转角度θV（t）。作为本专利技术更进一步的改进，当所述扫描镜静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成α夹角时，所述计算单元被配置为根据下式计算得到每个像素点n的点亮时长Δt：L=|d*tan[90°-α+θH（t+Δt）]-d*tan[90°-α+θH（t）]|，其中，L为投影画面的像素间距，d为扫描镜到投影画面的垂直距离，t为时刻，θH（t）为t时刻所述扫描镜产生的水平偏转角度，θH（t）≠±β/2，其中(-β/2，+β/2）为所述扫描镜的水平偏转角度的范围。作为本专利技术更进一步的改进，当所述扫描镜静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成α夹角时，所述计算单元被配置为根据下式计算得到每个像素点n的点亮时长Δt：当θH（t）=±β/2时，Δt=X，其中，X为预设常量。作为本专利技术更进一步的改进，所述水平驱动信号为正弦波信号，驱动所述扫描镜产生水平偏转角度θH（t）。作为本专利技术更进一步的改进，所述处理模块还包括存储单元，所述存储单元被配置为存储扫描镜的水平偏转角度、以及所述扫描镜的水平偏转角度范围为（-β/2，+β/2）。作为本专利技术更进一步的改进，所述处理模块还包括参数获取单元，所述参数获取单元被配置为获取投影画面的像素间距L、所述扫描镜到投影画面的垂直距离d，所述夹角α。本专利技术的一种微机电扫描镜成像方法，其包括：步骤一：首先扫描镜在扫描驱动信号的作用下按光栅扫描方式进行二维的角度偏转，且偏转角度为θ（t），其中，所述扫描镜静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成夹角α，0°＜α＜90°；步骤二：然后计算单元根据α夹角、扫描镜到投射画面的距离d、预设像素间距L以及预设的扫描镜的偏转角度θ（t）计算得到光源调制信号；步骤三：随后将根据光源调制信号输出的待投射画面的每个像素点n对应的光束投射到扫描镜上，再由扫描镜将上述光束反射出去形成投射画面，由此完成投射画面像素点间距的均匀性调节。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：本专利技术所提供的微机电扫描镜成像系统，可以根据微机电扫描镜成像系统倾斜投射画面的场景参数，比如，扫描镜的倾斜夹角、扫描镜到投射画面的垂直距离等，适应地调制每个像素点的出光时长，使得最终投射画面的像素间距达到预设值，从而改善上述像素点间距不均匀的情况，提高了最终的投射画面的成像质量。附图说明图1是微机电扫描镜成像系统水平正投射画面的场景示意图；图2是微机电扫描镜成像系统水平斜投射画面的场景示意图；图3是微机电扫描镜的水平扫描驱动信号和垂直扫描驱动信号的波形示意图；图4是本专利技术提供的一种微机电扫描镜成像系统的示意图；图5是本专利技术提供的一种微机电扫描镜成像系统水平斜投射画面的场景示意图。示意图中的标号说明：110、处理模块；111、计算单元；112、存储单元；113、参数获取单元；120、电路模块；121、光源调制电路；122、扫描驱动电路；130、光源模块；141、微机电设备；142、扫描镜；150、投影画面。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，下面结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。实施例1如图4所示，本实施例提供了一种微机电扫描镜成像系统，该系统包括光源模块130、扫描镜142、电路模块120以及处理模块110，其中：电路模块120，包括光源调制电路121和扫描驱动电路122，该光源调制电路121本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电扫描镜成像系统，其特征在于，包括：/n电路模块（120），其包括光源调制电路（121）和扫描驱动电路（122），所述光源调制电路（121）被配置为输出光源调制信号；所示扫描驱动电路（122）被配置为输出扫描驱动信号；/n光源模块（130），被配置为根据光源调制信号输出待投射画面（150）的每个像素点n对应的光束；/n扫描镜（142），被配置为根据扫描驱动信号按光栅扫描方式进行二维的角度偏转，并反射所述光源模块（130）输出的光束；所述扫描镜（142）静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成夹角α，其中，0°＜α＜90°；/n处理模块（110），所述处理模块（110）包括计算单元（111），所述计算单元（111）被配置为根据所述α夹角、所述扫描镜（142）到投射画面（150）的距离d、预设像素间距L以及预设的扫描镜（142）的偏转角度θ（t）所计算得到的光源调制信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种微机电扫描镜成像系统，其特征在于，包括：
电路模块（120），其包括光源调制电路（121）和扫描驱动电路（122），所述光源调制电路（121）被配置为输出光源调制信号；所示扫描驱动电路（122）被配置为输出扫描驱动信号；
光源模块（130），被配置为根据光源调制信号输出待投射画面（150）的每个像素点n对应的光束；
扫描镜（142），被配置为根据扫描驱动信号按光栅扫描方式进行二维的角度偏转，并反射所述光源模块（130）输出的光束；所述扫描镜（142）静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成夹角α，其中，0°＜α＜90°；
处理模块（110），所述处理模块（110）包括计算单元（111），所述计算单元（111）被配置为根据所述α夹角、所述扫描镜（142）到投射画面（150）的距离d、预设像素间距L以及预设的扫描镜（142）的偏转角度θ（t）所计算得到的光源调制信号。


2.根据权利要求1所述的一种微机电扫描镜成像系统，其特征在于，所述光源调制信号包括每个像素点n的点亮时长Δt；所述计算单元（111）被配置为根据所述α夹角、所述扫描镜（142）到所述投射画面（150）的距离d、预设像素间距L以及预设的所述扫描镜（142）的偏转角度θ（t），计算得到每个像素点的点亮时长Δt。


3.根据权利要求2所述的一种微机电扫描镜成像系统，其特征在于，所述扫描驱动信号包括水平驱动信号和垂直驱动信号，其中，所述水平驱动信号驱动扫描镜（142）产生水平偏转角度θH（t）；所述垂直驱动信号驱动扫描镜（142）产生垂直偏转角度θV（t）。


4.根据权利要求3所述的一种微机电扫描镜成像系统，其特征在于，当所述扫描镜（142）静止时的法线与光栅扫描方式的快轴扫描方向成α夹角时，所述计算单元（111）被配置为根据下式计算得到每个像素点n的点亮时长Δt：
L=|d*tan[90°-α+θH（t+Δt）]-d*tan[90°-α+θH（t）]|，
其中，L为投影画面（150）的像素间距，d为扫描镜（142）到投影画面的垂直距离，t为时刻，θH（t）为t...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛先雷，许静雯，高强，权循忠，陈帅，束仁义，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34