棱锥形误差补偿的方法和装置制造方法及图纸

一种棱锥形误差补偿方法，这种误差产生于受光驱动旋转的多棱镜（８）的棱面的倾角误差，该多棱镜用于偏转光束（５），在出现棱面倾角误差时，由所遇到的棱面（１２）反射的光束（５）的偏转校正，是沿与倾角误差相反的方向进行偏转的，并且具有一校正角度，其特征在于，当棱面（１６）旋转经过测量点（１５）时，测出该棱面（１６）的取向，并且在出现倾角误差时，确定其角度，作为用于偏转校正的校正角的双倍参数。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种方法，该方法用于棱锥形的误差补偿，当用于偏转光束的旋转采光多棱镜的各个棱面或其中某个棱面出现倾角误差时，通过对有关的棱面所反射的光束进行偏转校正，以便得到一个与倾角误差偏转方向相反的校正角。此外，本专利技术还涉及适于实施该方法的装置，它包括一个旋转采光多棱镜，通过该多棱镜的棱面偏转光束；它还包括一个偏转装置，当棱面产生倾角误差时进行光束的偏转角的校正，以便得到一个与倾角误差偏转方向相反的校正角，以及包括一个控制装置，用于控制该偏转装置，实现偏转校正工作。在关于激光或视频投影系统的出版物中，一般光束由镜子偏转，或者利用回转镜和旋转多棱镜。一个旋转多棱镜能十分快速地偏转，正如激光书刊所述的；还可逐行产生视频图像所需的偏转。多棱镜在与旋转轴等距的圆周方向上有多个棱面，偏转光束相继射到各个棱面上。通过每个棱面对光束产生的不同的偏转角实现帧扫描。多棱镜转过几个棱面便提供几行行扫描。棱面的旋转速度和数量决定了偏转周期。入射光线的角度和棱面的大小确定了扫描的角度范围。多棱镜在制造过程中会产生误差。这种误差称为棱锥形误差即多棱镜的任意一个棱面相对于其转轴存在平行度偏差。这种误差一般从棱面到棱面是变化的，从而使后一个棱面所反射的光束与前一个棱面所反射的光束之间存在垂直于行扫描方向的角度偏差。这种棱锥形误差会导致视频投影系统的行与行之间的距离不一样。于是，该行间距离误差具有按多棱转镜的棱面数为循环周期的特性，从而使观看者能在视频投影系统的图面上看到清晰的带状结构。由Hilsbusch出版社于1990年出版的署名为WernerHülsbusch的“印刷工业中的激光”一书中的第227页介绍了两种方法用于补偿棱锥形误差所产生的色素偏转，这两种方法都是采用偏转校正的方法实现校正补偿的。在第一种偏转校正方法中，采用了一种经专门研磨的透镜，在透镜的前面装有一个旋转的多棱镜，为了制造这种透镜，必须测量每个多棱镜，并且用于校正棱镜形误差的该透镜必须经过专门的研磨。因此这种方法成本过高，很难批量生产。在第二种偏转校正方法中，采用了一种声光学原理的偏转装置。这种偏转装置用于调节偏转校正的角度，该角度是由一个校正信号发生器产生的。这些校正信号与每个棱面的倾角误差有关，它们在制造每个多棱镜时分别测出，并且存入校正信号发生器内。利用这种专门的装置对于每个棱面的位置可得到一个信号，并且与当前的棱面同步地读出所存入的校正信号值。这两种方法的缺点是必需采用与多棱镜相匹配的用于补偿棱锥形误差的装置，即通过一个专门研磨的镜子或存储的数据记录实现匹配。这给批量生产造成很大的困难，并且必须测量每个棱面的数据。第二种方法还要求使用一种专门的设备，以便使当前的棱面与相应的校正值保持同步。本专利技术的目的是，提供一种校正棱锥形误差的方法，它比现有的方法大大简化，并且可获得改善的误差补偿性能。这个目的是通过这样一种方法实现的，当棱面经过一个量测点时，棱面的方位被测出，当出现倾角误差时，它的角度被测定，于是偏转校正的校正角以双倍的参数被调整。本专利技术采用的直接测量棱面的取向的方法是有益的，可有助于多棱镜的批量生产，并且不受不同的倾角误差的影响。另外也易于维护，因为对于更换多棱镜或驱动多棱镜的电机不需进行专门调整。而机械上发生的变化，例如轴承磨损导致的摆动，由于热膨胀或外界撞击的作用而产生的旋转轴的偏移等随着直接测量而得到平衡补偿。本专利技术的方法通过排除误差存在的可能性，可获得棱锥形误差如同完全补偿的良好效果。本专利技术的方法在技术上投入很少，既不需要复杂磨削的与多棱镜旋转的透镜，也不需要增加电子电路，当在同一棱面进行测量时，最重要的是使数据记录中的校正值与这个偏转棱面相同步，该棱面也偏转光束。在本专利技术的方法中，可以采用多种方式确定倾角误差，例如电机械式或电子式，可相对一个电极进行棱面的电容量测量，根据一个实施例，倾角误差的角度可在测量点上光学测定，这种方法优于其它测量方法之处在于不考虑校准精度和其它系统误差，因为在测量中所用的光所受到的干扰以相同的方式作用到偏转的光束上，并且通过偏转校正基本得到补偿。本专利技术的方法中通过多棱镜根据光束的偏转实现偏转校正。要避免光束由于偏转落到一个棱面的不同区域，这会在棱面存在弯曲的情况下导致产生额外的误差。根据本专利技术的一个实施例，转到测量点处待测的棱面沿转动方向位于实现偏转的棱面之前，于是作为测量结果得到的可调参数可用于调节偏转误差，这个可调参数是一个电压或一个电流，并且得到一个时间上的延迟，它是多棱镜转动时该棱面从测量点到由多棱镜实现偏转的点所经过的时间。于是在其他棱面上的测量就如同作用在光束偏转的棱面上。这样作的益处在于这种测量能够几乎不受偏转棱面上的灰尘造成的漫射光的影响。于是使测量准确性和与之相关的棱锥形误差补偿的精确度得以提高。而且通过在实现偏转的地点之前测量及在本方法中采用延滞差的电路可有利于实现平衡。本专利技术还涉及一种实现上述方法的设备，具有一受光的转动的多棱镜，用于通过其上的棱面实现光束的偏转；和偏转装置，用于当出现棱面的倾角误差时对光束进行偏转校正，所得到的偏转角取与倾角误差相反的方向；还包括控制装置，用于控制该偏转装置实现偏转校正。本专利技术包括一测量装置，它能测知转过一测量点上的棱面的取向，当出现倾角误差时能确定其角度，并且由此得到该控制装置的输入信号，从而以双倍于由倾角误差所确定的角度的参量实现该偏转校正。根据本专利技术设备的一实施例，具有一函数发生器，它产生一用于光束偏转的代表一预定角度的电输出参量；和一求出合参量的加法电路，在该加法器内一个用于调节偏转校正的可调参量累加为函数发生器的电输出参数，之后合参数提供到偏转设备。人们利用加法电路可使偏转装置实现确定量的偏转角度，此确定量可由函数发生器预先给定，这种配置的优点在于当视频图象投影采用行扫描方式时，利用同样的偏转装置不仅可以实现棱锥形误差补偿；而且也能实现图象扫描。于是人们在这样一套视频投影系统中可节省一套偏转装置，包括电路和控制器。在这种视频投影系统中，函数发生器为均匀的图象扫描提供一锯齿形的输出变量。根据本专利技术的又一个实施例，偏转设备包括一具有电气可调的回转角度的回转镜和一控制用驱动电路。相对于声光转换，该实施例的优点在于通过回转镜可实现较大的偏转角，而且很容易实现，通过同一回转镜既可在视频投影系统中实现图象扫描的偏转，也能完成棱锥形误差补偿所要求的偏转校正。这种回转镜在商场可购到，而且也能与专门与镜体相配套的驱动电路一起订购，该驱动电路可调节受控的角度或根据额定值/实际值比较将回转角度限定在可调范围内的精确位置上。当驱动电路是一个调节器或包含一调节器时，该调节器不仅提供正比例的调节比，并且同时将回转镜的惯性量也考虑在调节特性之内。因此在本专利技术又一个实施例中，该驱动电路具有一PID调节器，它取额定值为输入参量，并根据它进行回转镜的调节，因此I和D调节器件的时间常数应与回转镜的机械惯性相匹配。一个这样的调节器应能在角度快速变化时，给镜体以很大的加速度，或当镜体在由额定值预定的位置转动时，提早停止角度变换，由此减小调节延迟时可能出现的回转镜机械惯性效应。此外这种调节器在由于控制有时产生不希望的回转镜摆动时能起到抑制作用。根据本专利技术设备的又一实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：W·福格尔，K·希勒，C·德特，
申请(专利权)人：LDT激光展示技术公司，
类型：发明
国别省市：