[發明專利]用于反射投影成像體積顯示的無軸傳動掃描裝置

有效

• 申請號: 201711172510.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107908066B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李立新
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G03B21/28
• 分類號: G03B21/28;G02B26/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

本發明公開了一種用于反射投影成像體積顯示的無軸傳動掃描裝置。包括：固定投影儀，兩個反光鏡，遮光板和兩套結構相似的無軸傳動掃描裝置；其中一套用于反射投影，另一套用于投影成像；兩套無軸傳動掃描裝置具有相同的掃描屏數量；用于反射投影的無軸傳動掃描裝置的圓周平動半徑，是用于投影成像的無軸傳動掃描裝置的圓周平動半徑的一半；根據兩套無軸傳動掃描裝置各自行星架轉角編碼器的反饋，控制兩套無軸傳動掃描裝置的行星架相對于機架的轉角保持大小相同，使固定投影儀與用于投影成像的無軸傳動掃描裝置的掃描屏之間的光程保持不變。與采用連桿、齒輪或帶傳動的機械掃描裝置相比，本發明具有結構簡單、精度高、振動噪聲低和維護方便的特點。

技術領域

本發明涉及三維圖像顯示裝置，尤其是涉及一種用于反射投影成像體積顯示的無軸傳動掃描裝置。

背景技術

位圖式體積顯示，是通過在物理空間的不同縱深處顯示一個動態刷新的二維圖像序列，并借助視覺暫留來形成三維圖象的。

已經公開的位圖式體積顯示，根據其截面圖像所具有的掃描運動形式，可分別歸屬到固定式、定軸轉動式、往復移動式與多屏圓周平動式四種。其中的多屏圓周平動式因為掃描屏始終保持相互平行，因而允許大小一致且分布均勻的體素，從而適合三維對象的精確顯示。已經公開的實現多屏圓周平動掃描的方法都采用了機械傳動的形式，以保證掃描屏相對于行星架的轉角與行星架相對于機架的轉角保持大小相同、方向相反，從而實現各掃描屏的圓周平動掃描。這些機械傳動包括齒輪傳動、連桿傳動和帶傳動等形式。機械傳動的好處是上述的轉角關系的保持由機械裝置來保證，無需專門控制；但其伴生的振動噪聲卻難以消除，且維護復雜，嚴重阻礙了產業化進程。

另一方面，無軸傳動技術由于采用電磁信號同步各軸轉速，省去了各軸之間的機械傳動裝置，從而顯著降低了裝置運行的振動噪聲與維護成本，已在報紙印刷業中得到廣泛應用。無軸傳動技術能夠首先在報紙印刷業中得到應用，有一個根本的技術原因，就是印刷裝置在運行時需要克服的阻力較小且比較平穩，而在用于體積顯示的掃描裝置中，需要克服的阻力也比較小且比較平穩。

發明內容

為了解決背景技術領域中機械掃描裝置中存在的振動噪聲和維護復雜的問題，本發明的目的在于提供沒有機械傳動的一種用于反射投影成像體積顯示的無軸傳動掃描裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

技術方案1：

包括：固定投影儀，第一個固定反光鏡，第二個固定反光鏡，固定遮光板和兩套結構相似的、均由多個掃描屏、與掃描屏數量相等的雙出軸電機、兩個單出軸電機和兩個行星架構成的無軸傳動掃描裝置；其中一套用于反射投影，另一套用于投影成像；兩套無軸傳動掃描裝置具有相同的掃描屏數量；用于反射投影的無軸傳動掃描裝置的圓周平動半徑，是用于投影成像的無軸傳動掃描裝置的圓周平動半徑的一半；

兩套無軸傳動掃描裝置中的雙出軸電機采用有線電源供電，雙出軸電機的繞組安裝在定子上，每個掃描屏與各自的雙出軸電機的定子固連，各自的雙出軸電機的轉子兩端按圓形均布的方式固連在兩個行星架之間；在每個雙出軸電機的定子中的一端與一個行星架之間，安裝有掃描屏轉角編碼器，用于反饋掃描屏相對于行星架的轉角；在每個雙出軸電機的定子中的另一端與另一個行星架之間，安裝有掃描屏導電滑環，用于將驅動電流與控制信號從星行架傳送到與之相對轉動的雙出軸電機的定子上；兩個行星架的中心外側分別固連一個單出軸電機的轉子，兩個單出軸電機的定子均與機架固連；在一個單出軸電機的定子與一個行星架之間安裝有行星架轉角編碼器，用于反饋行星架相對于機架的轉角；在另一個單出軸電機的定子與另一個行星架之間安裝有行星架導電滑環，用于將驅動電流與控制信號從機架傳送到與之相對轉動的行星架上；根據掃描屏轉角編碼器與行星架轉角編碼器的反饋，控制各掃描屏相對于行星架的轉角與行星架相對于機架的轉角保持大小相同、方向相反，從而實現各掃描屏的圓周平動掃描；