可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置的制作方法
专利名称：可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及图文信息显示装置，特别是通过三色激光器发射激光而形成一道 立体光幕的动态显示三维立体彩色图文信息的装置。
背景技术：
现有红外线安全装置，它主要应用于人工操作机床等设备时的安全防护，通过发 射多束平行光形成一道平面“光墙”，其防护距离短、不能显示动态、三维立体、彩色图文信 肩、ο
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构简单和分辨率可调的可显示三维彩色图文信 息的激光光幕装置。本新型的目的是这样实现的一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包 括，激光器高速驱动电路，多个激光光源组件按MXN阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器以光路主轴 为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴方向顺次设置有第一凸透镜，第 一凹透镜，第二凹透镜以及第二凸透镜；四个透镜的主轴与光路主轴重合，第一凹透镜的焦 点与第一凸透镜的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与所述激光器高速驱动电路连接，激光器高速 驱动电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。上述第二凹透镜的曲率半径小于第一凹透镜的曲率半径。上述红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器的型号分别为Agilecom公司的 SLD-HF635, Kaai公司的LD-523-003和Kaai公司的LD-445-001 ；所述激光器高速驱动电 路采用Xilinx公司的Virtex-5芯片组成，所述内嵌字库图库的微处理器采用宏晶科技的 STC11F60XE芯片组成。与现有技术相比，本新型具有以下特点和优点1、利用人眼的视觉暂留原理和空气中灰尘、水汽等微小杂质对光的漫反射，通过 本装置，使人眼在空气中形成的光幕上就能看到“静止”的或以不同速度“移动”的图文信 息，而不需要实体的反射面。2、通过分别调节激光光源组件中红、绿、蓝三色高速激光器的相对光强，可以调节 某一“光段”的颜色，从而实现图文信息的彩色化。3、通过多个激光光源组件的MXN阵列式排列，可以实现图文信息的三维立体化。4、微小物质可以是天然形成的，也可以利用干冰喷雾等方式人工形成，以增强光 幕可见度，达到更好的效果。5、通过控制器控制高速激光器光源发射脉冲的脉宽，使光源发出不同长度的脉冲 “光段”。如速率为10(ibpS的激光器能提供最短为3cm长的光段。
3[0015]6、一个高速激光光源组件可实现多个不同长度的光段。7、调节高速激光器发射脉冲的频率，根据人眼视觉暂留原理，当激光器发射脉冲 的频率为特定值的时候，可以使“光段”看上去是“停留”在某处或者以预定的速度前后“移动”。8、通过控制激光光源组件中三个激光器发射脉冲的相对光强，可以实现脉冲光段 的彩色显示功能。9、通过控制激光光源阵列的输出，可以实现本装置的立体图文显示功能。10、图文信息的分辨率与高速激光器的速率和激光器的数量相关。11、通过微处理器MCU提供的输入输出接口，可利用外部控制信号对此系统进行 控制。
图1是激光光源组件的原理图。图2是图1所示红、绿、蓝三个激光器与光路主轴的位置分布示意图。图3是MXN阵列示意图。图4是本装置的电路硬件结构框图。
具体实施方式
图4示出，一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包括激光器高速驱动 电路，多个激光光源组件按MXN阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红色激光器1、绿色激光器2和蓝色激光器3以光路 主轴4为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴4方向顺次设置有第一凸 透镜5，第一凹透镜6，第二凹透镜7以及第二凸透镜8 ；四个透镜的主轴与光路主轴4重合， 第一凹透镜6的焦点与第一凸透镜5的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与所述激光器高速驱动电路连接，激光器高速 驱动电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。(参见图1)。第二 凹透镜7的曲率半径小于第一凹透镜6的曲率半径。本装置由一根放置激光光源的柱状面板、一根阻挡激光的柱状面板、一组高速激 光光源组件、激光器高速驱动电路、内嵌字库图库的微处理器芯片、等主要器件组成。高速激光光源组件由分别激射红、绿、蓝三色激光的三只高速激光器和4只不同 焦距的透镜组成。红、绿、蓝三只激光器用于形成彩色“光段”，4个透镜用于混合三只激光 器激射出的不同颜色的激光，并将混合后的激光光斑直径放大，以降低光强，以避免在人眼 直视时受到损伤。四个透镜的主轴重合，凸透镜Ll与凹透镜L2的焦点重合。三只激光器 激射出的激光与主轴平行，且与主轴保持相等的距离，如图2所示。三只高速激光器激射出的平行于凸透镜L1主轴的激光经过凸透镜L1后，将汇聚于 其焦点。选取曲率半径很小的凹透镜L2，并使凹透镜L2的焦点与凸透镜L1的焦点重合，可 以使三束激光重叠在一起，并变为平行的混合光。再经过一凹透镜L3将光束直径放大，经 凸透镜LJt直后即完成混合光束、放大光束直径的功能。将多个激光光源组件排列成MXN 的阵列形式，即可实现三维立体显示，如图3所示。[0031]其中，高速激光光源组件阵列用于发射三维立体彩色激光，形成立体光幕；绿色 半导体激光器可采用Kaai公司的LD-523-003，蓝色半导体激光器可采用Kaai公司的 LD-445-001，红色半导体激光器可采用Agilecom公司的SLD-HF635。高速显示驱动电路提 供调制高速激光光源的高速调制信号，由它对各个激光器进行串行控制。可由高速FPGA芯 片组成，如Xilinx公司的Virtex-5芯片。微处理器用于向高速驱动电路提供图文信号输 入、对系统进行智能控制，向外部提供系统控制接口。可由带RAM的单片机芯片组成，如宏 晶科技的STC11F60XE。应用举例此发明可用于新闻、天气、宣传、广告等图文信息的三维立体彩色显示，具有很大 的应用价值。
权利要求1.一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包括，激光器高速驱动电路，其特征 是多个激光光源组件按MXN阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红色激光器(1)、绿色激光器(2)和蓝色激光器(3)以光 路主轴(4)为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴(4)方向顺次设置有 第一凸透镜(5)，第一凹透镜(6)，第二凹透镜(7)以及第二凸透镜(8)；上述四个透镜的主 轴与光路主轴(4)重合，第一凹透镜(6)的焦点与第一凸透镜(5)的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与所述激光器高速驱动电路连接，激光器高速驱动 电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。
2.根据权利要求1所述的可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，其特征是所述 第二凹透镜(7)的曲率半径小于第一凹透镜(6)的曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，其特征是 所述红色激光器(1)、绿色激光器(2)和蓝色激光器(3)的型号分别为Agilecom公司的 SLD-HF635, Kaai公司的LD-523-003和Kaai公司的LD-445-001 ；所述激光器高速驱动电 路采用Xilinx公司的Virtex-5芯片组成，所述内嵌字库图库的微处理器采用宏晶科技的 STC11F60XE芯片组成。
专利摘要一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包括激光器高速驱动电路，多个激光光源组件按M×N阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红、绿、蓝激光器以光路主轴为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴方向顺次设置有第一凸透镜，第一凹透镜，第二凹透镜以及第二凸透镜；四个透镜的主轴与光路主轴重合，第一凹透镜的焦点与第一凸透镜的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与激光器高速驱动电路连接，激光器高速驱动电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。它利用空气中的灰尘或水汽等微粒对光的侵反射形成光幕，并以动态方式显示彩色图文信息，可应用于天气、广告等图文信息的三维立体显示。
文档编号G09G3/04GK201886734SQ20102066629
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者蔡炬 申请人:成都信息工程学院
技术领域：
本实用新型涉及图文信息显示装置，特别是通过三色激光器发射激光而形成一道 立体光幕的动态显示三维立体彩色图文信息的装置。
背景技术：
现有红外线安全装置，它主要应用于人工操作机床等设备时的安全防护，通过发 射多束平行光形成一道平面“光墙”，其防护距离短、不能显示动态、三维立体、彩色图文信 肩、ο
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构简单和分辨率可调的可显示三维彩色图文信 息的激光光幕装置。本新型的目的是这样实现的一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包 括，激光器高速驱动电路，多个激光光源组件按MXN阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器以光路主轴 为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴方向顺次设置有第一凸透镜，第 一凹透镜，第二凹透镜以及第二凸透镜；四个透镜的主轴与光路主轴重合，第一凹透镜的焦 点与第一凸透镜的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与所述激光器高速驱动电路连接，激光器高速 驱动电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。上述第二凹透镜的曲率半径小于第一凹透镜的曲率半径。上述红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器的型号分别为Agilecom公司的 SLD-HF635, Kaai公司的LD-523-003和Kaai公司的LD-445-001 ；所述激光器高速驱动电 路采用Xilinx公司的Virtex-5芯片组成，所述内嵌字库图库的微处理器采用宏晶科技的 STC11F60XE芯片组成。与现有技术相比，本新型具有以下特点和优点1、利用人眼的视觉暂留原理和空气中灰尘、水汽等微小杂质对光的漫反射，通过 本装置，使人眼在空气中形成的光幕上就能看到“静止”的或以不同速度“移动”的图文信 息，而不需要实体的反射面。2、通过分别调节激光光源组件中红、绿、蓝三色高速激光器的相对光强，可以调节 某一“光段”的颜色，从而实现图文信息的彩色化。3、通过多个激光光源组件的MXN阵列式排列，可以实现图文信息的三维立体化。4、微小物质可以是天然形成的，也可以利用干冰喷雾等方式人工形成，以增强光 幕可见度，达到更好的效果。5、通过控制器控制高速激光器光源发射脉冲的脉宽，使光源发出不同长度的脉冲 “光段”。如速率为10(ibpS的激光器能提供最短为3cm长的光段。
3[0015]6、一个高速激光光源组件可实现多个不同长度的光段。7、调节高速激光器发射脉冲的频率，根据人眼视觉暂留原理，当激光器发射脉冲 的频率为特定值的时候，可以使“光段”看上去是“停留”在某处或者以预定的速度前后“移动”。8、通过控制激光光源组件中三个激光器发射脉冲的相对光强，可以实现脉冲光段 的彩色显示功能。9、通过控制激光光源阵列的输出，可以实现本装置的立体图文显示功能。10、图文信息的分辨率与高速激光器的速率和激光器的数量相关。11、通过微处理器MCU提供的输入输出接口，可利用外部控制信号对此系统进行 控制。
图1是激光光源组件的原理图。图2是图1所示红、绿、蓝三个激光器与光路主轴的位置分布示意图。图3是MXN阵列示意图。图4是本装置的电路硬件结构框图。
具体实施方式
图4示出，一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包括激光器高速驱动 电路，多个激光光源组件按MXN阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红色激光器1、绿色激光器2和蓝色激光器3以光路 主轴4为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴4方向顺次设置有第一凸 透镜5，第一凹透镜6，第二凹透镜7以及第二凸透镜8 ；四个透镜的主轴与光路主轴4重合， 第一凹透镜6的焦点与第一凸透镜5的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与所述激光器高速驱动电路连接，激光器高速 驱动电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。(参见图1)。第二 凹透镜7的曲率半径小于第一凹透镜6的曲率半径。本装置由一根放置激光光源的柱状面板、一根阻挡激光的柱状面板、一组高速激 光光源组件、激光器高速驱动电路、内嵌字库图库的微处理器芯片、等主要器件组成。高速激光光源组件由分别激射红、绿、蓝三色激光的三只高速激光器和4只不同 焦距的透镜组成。红、绿、蓝三只激光器用于形成彩色“光段”，4个透镜用于混合三只激光 器激射出的不同颜色的激光，并将混合后的激光光斑直径放大，以降低光强，以避免在人眼 直视时受到损伤。四个透镜的主轴重合，凸透镜Ll与凹透镜L2的焦点重合。三只激光器 激射出的激光与主轴平行，且与主轴保持相等的距离，如图2所示。三只高速激光器激射出的平行于凸透镜L1主轴的激光经过凸透镜L1后，将汇聚于 其焦点。选取曲率半径很小的凹透镜L2，并使凹透镜L2的焦点与凸透镜L1的焦点重合，可 以使三束激光重叠在一起，并变为平行的混合光。再经过一凹透镜L3将光束直径放大，经 凸透镜LJt直后即完成混合光束、放大光束直径的功能。将多个激光光源组件排列成MXN 的阵列形式，即可实现三维立体显示，如图3所示。[0031]其中，高速激光光源组件阵列用于发射三维立体彩色激光，形成立体光幕；绿色 半导体激光器可采用Kaai公司的LD-523-003，蓝色半导体激光器可采用Kaai公司的 LD-445-001，红色半导体激光器可采用Agilecom公司的SLD-HF635。高速显示驱动电路提 供调制高速激光光源的高速调制信号，由它对各个激光器进行串行控制。可由高速FPGA芯 片组成，如Xilinx公司的Virtex-5芯片。微处理器用于向高速驱动电路提供图文信号输 入、对系统进行智能控制，向外部提供系统控制接口。可由带RAM的单片机芯片组成，如宏 晶科技的STC11F60XE。应用举例此发明可用于新闻、天气、宣传、广告等图文信息的三维立体彩色显示，具有很大 的应用价值。
权利要求1.一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包括，激光器高速驱动电路，其特征 是多个激光光源组件按MXN阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红色激光器(1)、绿色激光器(2)和蓝色激光器(3)以光 路主轴(4)为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴(4)方向顺次设置有 第一凸透镜(5)，第一凹透镜(6)，第二凹透镜(7)以及第二凸透镜(8)；上述四个透镜的主 轴与光路主轴(4)重合，第一凹透镜(6)的焦点与第一凸透镜(5)的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与所述激光器高速驱动电路连接，激光器高速驱动 电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。
2.根据权利要求1所述的可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，其特征是所述 第二凹透镜(7)的曲率半径小于第一凹透镜(6)的曲率半径。
3.根据权利要求1或2所述的可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，其特征是 所述红色激光器(1)、绿色激光器(2)和蓝色激光器(3)的型号分别为Agilecom公司的 SLD-HF635, Kaai公司的LD-523-003和Kaai公司的LD-445-001 ；所述激光器高速驱动电 路采用Xilinx公司的Virtex-5芯片组成，所述内嵌字库图库的微处理器采用宏晶科技的 STC11F60XE芯片组成。
专利摘要一种可显示三维彩色图文信息的激光光幕装置，包括激光器高速驱动电路，多个激光光源组件按M×N阵列式排列，其中，每个激光光源组件构成如下红、绿、蓝激光器以光路主轴为中心分别位于等边三角形的三个顶点位置，沿光路主轴方向顺次设置有第一凸透镜，第一凹透镜，第二凹透镜以及第二凸透镜；四个透镜的主轴与光路主轴重合，第一凹透镜的焦点与第一凸透镜的焦点重合；内嵌字库图库的微处理器的控制端与激光器高速驱动电路连接，激光器高速驱动电路的信号输出端分别与多个激光光源组件中的每一激光器连接。它利用空气中的灰尘或水汽等微粒对光的侵反射形成光幕，并以动态方式显示彩色图文信息，可应用于天气、广告等图文信息的三维立体显示。
文档编号G09G3/04GK201886734SQ20102066629
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者蔡炬 申请人:成都信息工程学院
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