Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Development of a MEMS Mirror Based Vector Graphics Projector
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2012 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utveckling av en vektorgrafiksprojektor baserad på MEMS-speglar (Swedish)
Abstract [sv]

De flesta projektorer som finns på marknaden idag levererar en bild med hjälp av

små färgpunkter, så kallade pixlar. Dessa projektorer är oftast avsedda för

multimediabruk, exempelvis för att visa datorgrafik och filmer. Det finns dock ett

problem med denna typ av teknik; när bildstorleken ökas så riskerar pixlarna att

bli synliga. Detta kan i sin tur upplevas som att bildkvalitén blir sämre.

Den här rapporten beskriver utvecklingen av prototyp som med en ny slags

projektorteknik. Denna använder sig inte av traditionella pixlar, utan av vektorer

som ritas upp av en laserpunkt. För att kunna styra lasern används två

mikrospeglar som kan röra sig i en dimension vardera. Tillsammans ger dessa

möjligheten att förflytta laserpunkten i två dimensioner. Tekniken bakom dessa

speglar är fortfarande väldigt ny, vilket har resulterat i att bara tidiga

prototypexemplar finns att tillgå. Eftersom detta är fallet så finns det inte heller

några tydliga specifikationer eller modeller för speglarna och deras prestanda

tillgänglig. För att kunna rita bilder bestående av vektorer har författarna valt att

dela upp projektet i två fördjupningsområden.

Det första området involverar utvecklingen av ett reglersystem för styrning av

speglarna. En regulatoralgoritm har konstruerats som tillåter snabb och precis

styrning av speglarna. De okontrollerade speglarnas översläng på 98% har

kunnat reduceras till under 5% utan att negativt påverka stigtiden.

Det andra området berör det faktum att speglarna enbart kan förflyttas en

begränsad vinkel under ett givet tidsförlopp. Det har därför varit relevant att

undersöka hur uppritningen av en bild kan planeras så att så många vektorer som

möjligt kan ritas. Testerna som gjorts inom detta område på 128 slumpade

vektorer indikerar att en planeringsalgoritm leder till att bilderna kan ritas upp till

45% snabbare än vad som hade varit fallet om ingen planeringsalgoritm använts.

Den färdiga prototypen klarar av att rita enkla grafiska element såsom polygoner

och cirklar. Utifall komplexiteten på bilderna ökas, så att de överskrider cirka 30

vektorer styck, så kommer bilden att upplevas som flimrande. Detta kan tyvärr

uppfattas som ansträngande för betraktarens ögon. Anledningen till prototypen

inte klarar av att rita mer är att speglarnas prestanda helt enkelt är för begränsad

för detta användningsområde.

Abstract [en]

Most of the projector technologies that exist in the current marketplace are

focused on providing a picture based on small dots of color, so called pixels. These

projectors are often intended for multimedia usage, such as showing computer

graphics and movies. The issue with systems like these is that the picture will

appear worse when the physical size of the image is large enough to show

individual pixels.

This report describes the development of a prototype for a new projection system

that does not use individual pixels, but rather vectors, to display graphics. Instead

of representing images as pixels they are represented as lines and curves drawn

by a laser. In order to deflect the laser and draw patterns, two

microelectromechanical mirrors are used, each one providing deflection in one

axis. The technology behind these mirrors is still in its infancy, which has led to

only early prototype samples being currently available. Due to this, no data or

models describing the mirrors and their performance exist. To be able to draw

images consisting of vectors the authors have had to specialize in two different

fields.

The first field involves the development of a control system for steering the

mirrors. A controller has been constructed that allows for fast and precise

actuation of the mirrors. The results from this field indicate that with the help of a

control algorithm, the uncontrolled mirrors’ overshoot of 98% can be reduced to

below 5% without having a negative impact on the rise time.

The second field deals with the fact that the mirrors have a limit of how much they

can be actuated within any given timeframe. Therefore it has been relevant to

examine how one can plan to draw vector images so that the amount of vectors

shown can be maximized. The results from this field indicate that for images with

128 random vectors, a planning algorithm will cause the image to be drawn up to

45% faster than without any planning.

The developed prototype is able to display simple graphical elements such as

polygons and circles. Increasing the complexity, typically beyond 30 vectors, will

unfortunately result in flickering images that strain the eyes. This is mostly due to

the fact that the mirrors lack the performance that this kind of application

demands.

Place, publisher, year, edition, pages
2012.
Series
MMK 2012:31 MDA 433
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99283OAI: oai:DiVA.org:kth-99283DiVA: diva2:541781
External cooperation
Teenage Engineering AB,David Möllerstedt
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-07-23 Created: 2012-07-23 Last updated: 2012-07-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Lindroth, Lindstedt(6125 kB)962 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6125 kBChecksum SHA-512
9ceeada780e752bed60a496223d6152ad48d82a2ed0410b64bab8cb7c3fbe348dd49ee0710b274a2e476a38fd61e8215eeb270cee9e3af69eebf57902256ca78
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 962 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 192 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf