[发明专利]用于反射投影成像体积显示的无轴传动扫描装置

说明书

本发明公开了一种用于反射投影成像体积显示的无轴传动扫描装置。包括：固定投影仪，两个反光镜，遮光板和两套结构相似的无轴传动扫描装置；其中一套用于反射投影，另一套用于投影成像；两套无轴传动扫描装置具有相同的扫描屏数量；用于反射投影的无轴传动扫描装置的圆周平动半径，是用于投影成像的无轴传动扫描装置的圆周平动半径的一半；根据两套无轴传动扫描装置各自行星架转角编码器的反馈，控制两套无轴传动扫描装置的行星架相对于机架的转角保持大小相同，使固定投影仪与用于投影成像的无轴传动扫描装置的扫描屏之间的光程保持不变。与采用连杆、齿轮或带传动的机械扫描装置相比，本发明具有结构简单、精度高、振动噪声低和维护方便的特点。

技术领域

本发明涉及三维图像显示装置，尤其是涉及一种用于反射投影成像体积显示的无轴传动扫描装置。

背景技术

位图式体积显示，是通过在物理空间的不同纵深处显示一个动态刷新的二维图像序列，并借助视觉暂留来形成三维图象的。

已经公开的位图式体积显示，根据其截面图像所具有的扫描运动形式，可分别归属到固定式、定轴转动式、往复移动式与多屏圆周平动式四种。其中的多屏圆周平动式因为扫描屏始终保持相互平行，因而允许大小一致且分布均匀的体素，从而适合三维对象的精确显示。已经公开的实现多屏圆周平动扫描的方法都采用了机械传动的形式，以保证扫描屏相对于行星架的转角与行星架相对于机架的转角保持大小相同、方向相反，从而实现各扫描屏的圆周平动扫描。这些机械传动包括齿轮传动、连杆传动和带传动等形式。机械传动的好处是上述的转角关系的保持由机械装置来保证，无需专门控制；但其伴生的振动噪声却难以消除，且维护复杂，严重阻碍了产业化进程。

另一方面，无轴传动技术由于采用电磁信号同步各轴转速，省去了各轴之间的机械传动装置，从而显著降低了装置运行的振动噪声与维护成本，已在报纸印刷业中得到广泛应用。无轴传动技术能够首先在报纸印刷业中得到应用，有一个根本的技术原因，就是印刷装置在运行时需要克服的阻力较小且比较平稳，而在用于体积显示的扫描装置中，需要克服的阻力也比较小且比较平稳。

发明内容

为了解决背景技术领域中机械扫描装置中存在的振动噪声和维护复杂的问题，本发明的目的在于提供没有机械传动的一种用于反射投影成像体积显示的无轴传动扫描装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

技术方案1：

包括：固定投影仪，第一个固定反光镜，第二个固定反光镜，固定遮光板和两套结构相似的、均由多个扫描屏、与扫描屏数量相等的双出轴电机、两个单出轴电机和两个行星架构成的无轴传动扫描装置；其中一套用于反射投影，另一套用于投影成像；两套无轴传动扫描装置具有相同的扫描屏数量；用于反射投影的无轴传动扫描装置的圆周平动半径，是用于投影成像的无轴传动扫描装置的圆周平动半径的一半；

两套无轴传动扫描装置中的双出轴电机采用有线电源供电，双出轴电机的绕组安装在定子上，每个扫描屏与各自的双出轴电机的定子固连，各自的双出轴电机的转子两端按圆形均布的方式固连在两个行星架之间；在每个双出轴电机的定子中的一端与一个行星架之间，安装有扫描屏转角编码器，用于反馈扫描屏相对于行星架的转角；在每个双出轴电机的定子中的另一端与另一个行星架之间，安装有扫描屏导电滑环，用于将驱动电流与控制信号从星行架传送到与之相对转动的双出轴电机的定子上；两个行星架的中心外侧分别固连一个单出轴电机的转子，两个单出轴电机的定子均与机架固连；在一个单出轴电机的定子与一个行星架之间安装有行星架转角编码器，用于反馈行星架相对于机架的转角；在另一个单出轴电机的定子与另一个行星架之间安装有行星架导电滑环，用于将驱动电流与控制信号从机架传送到与之相对转动的行星架上；根据扫描屏转角编码器与行星架转角编码器的反馈，控制各扫描屏相对于行星架的转角与行星架相对于机架的转角保持大小相同、方向相反，从而实现各扫描屏的圆周平动扫描；