CN101461249A - 用于在扩展观看范围内投影观看的图像的设备和方法 - Google Patents

Abstract

扫描镜扫掠作为投影面上的扫描线图案的激光束。照射沿着每个扫描线排列的所选像素以生成图像。通过使激光束聚焦在扫描镜与投影面之间的焦点位置以形成具有与分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，光学地改变激光束以在扩展观看范围内形成具有下述期望高分辨率的每个扫描线，所述期望高分辨率具有不小于期望的很大数目的像素。

Description

用于在扩展观看范围内投影观看的图像的设备和方法

本发明一般地涉及在扩展观看范围内的投影面上投影观看的二维图像，尤其是涉及以彩色投影。

通常为大家所熟知的是，根据下述一对扫描镜来将二维图像从图像投影设备投影到投影面上，所述这对扫描镜在相互正交方向上振荡以在由多个扫描线所组成的光栅图案上扫描激光束，每个扫描线具有多个像素。通过在所选时间断断续续地使激光器供能或者使激光器产生脉冲来在光栅图案中创建图像，从而在每个扫描线中使束点照射所选像素并且不照射其它像素。将每个扫描线中的像素或者相异的束点的数目称为分辨率。

对于清楚且清晰的图像而言，期望的是分辨率很高并且在可观看到图像的扩展观看范围内保持很高。还期望的是扩展观看范围起始于靠近图像投影设备的近距离起始位置，与投影图像相对较暗的远距离位置相比该近距离起始位置的投影图像相对较亮。

因此，本发明的一般目的是提供下面这样的一种图像投影设备，即，根据本发明的方法其可将高分辨率的二维图像投影在扩展观看范围内的投影面上，尤其是以彩色进行投影。

附加目的是提供一种可在不同形状因数的许多器具中使用的微型、紧凑、轻量、以及便携式彩色图像投影模块。

与在下文中可显而易见地得知的这些目的和其它相符，简单陈述，本发明的一个特征在于这样一种图像投影设备和方法，该图像投影设备和方法可将观看的高分辨率的二维图像投影在扩展观看范围内的投影面上，尤其是以彩色投影。该设备包括：激光器组件，用于产生激光束；扫描器，该扫描器包括可围绕扫描轴振荡的扫描镜，该扫描器用于在扫描镜的振荡期间在位于扩展观看范围内的一定距离的投影面上根据扫描线图案扫掠激光束，每个扫描线具有多个像素；以及控制器，该控制器在操作中与激光器组件和扫描器连接，以使激光束照射所选像素且使其可视地再现以生成图像。

根据本发明的一个方面，通过使激光束聚焦在扫描镜与投影面之间的焦点位置上以形成具有与分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，光学器件光学地改变激光束以在扩展观看范围内形成具有下述期望高分辨率的每个扫描线，所述期望高分辨率具有不小于期望的很大数目的像素。如在这里所定义的，扫描尺寸是沿着扫描方向的腰的尺寸。在圆形束腰的情况下，扫描尺寸是直径。在优选实施例中，光学器件包括具有至少一个非球面的透镜。通过保持扩展观看范围内的期望高分辨率，投影图像总是清晰和清楚的。

在优选实施例中，激光器组件包括多个激光器，这多个激光器用于分别产生例如红色、蓝色、以及绿色激光束这样的多个不同波长的激光束。光学器件包括用于光学地改变每个激光束的非球面透镜。光学器件还在操作中用于使激光束共线地排列以形成激光束作为导向扫描镜的合成束。扫描镜在操作中用于以第一扫描速率且在第一扫描角内沿着第一方向扫掠合成束。另一可振荡扫描镜在操作中用于以与第一扫描速率不同的第二扫描速率且以与第一扫描角不同的第二扫描角沿着基本上与第一方向相垂直的第二方向扫掠合成束。至少一个扫描镜通过惯性驱动而振荡。

控制器包括用于使激光器组件供能以照射所选像素并且使激光器组件解除供能以不照射除了所选像素之外的像素的装置。该控制器还包括用于彼此相对地延迟每个激光束的像素的接通与断开而有效地使激光束共线地排列的装置。

有利的是，提供了支撑物以至少支撑激光器组件、扫描器、以及光学器件。该支撑物、激光器、扫描器、控制器、以及光学器件优选地占据大约七十立方厘米的体积，从而构成了紧凑模块，该紧凑模块由于其紧凑和微型大小而可互换地安装在包括但不限于下面所述的不同形状因数的外壳中，即，笔形，枪形，或者电筒形器具、个人数字助理、垂饰、手表、计算机、以及简而言之任何形状。投影图像用于广告或标牌目的、或者用于电视或计算机监控屏、或者简而言之，用于期望显示某物的任何目的。

图1是用于在工作距离上投影出图像的手持式器具的透视图；

图2是根据本发明的安装在图1的器具中的图像投影设备的放大俯视透视图；

图3是图2的设备的顶视图；

图4是在图2的设备中所使用的惯性驱动的透视前视图；

图5是图4的惯性驱动的透视后视图；

图6是图2的设备的实际实现的透视图；

图7是用于对图2的设备的操作进行描述的电示意方框图；

图8是用于对在图2的图像投影设备中所使用的光学器件的操作进行描述的图示；以及

图9是用于对分辨率与距在图2的图像投影设备中所使用的扫描镜的距离的关系进行描述的两个曲线的图表，一个图表用于对激光束聚焦于扫描镜上这样的情况进行描述，另一个用于对激光束聚焦根据本发明的远距离投影面与扫描镜之间这样的情况进行描述。

图1中的参考数字10通常对例如个人数字助理这样的手持式器具进行标识，在该手持式器具中安装了如图2所示的重量轻的紧凑型图像投影设备20并且该手持式器具在操作中用于将二维彩色图像从该器具投影到位于观察距离的扩展范围之内任何地方的投影面上。例如，图像18位于相对于器具10而言的观察距离的扩展范围之内的一定距离处。

如图1所示，图像18在沿着图像的水平方向延伸的光水平扫描角A内延伸并且在沿着图像的垂直方向延伸的光垂直扫描角B内延伸。如下所述，该图像是由设备20中的扫描器所扫掠的扫描线的光栅图案上的照射像素和未照射像素组成的。

器具10的平行六面体形状仅表示可实现设备20的外壳的一个形状因数。可使用诸如笔(pen)、蜂窝式电话、蛤壳、或者手表这样的许多不同形状因数来使该器具成形。

在优选实施例中，设备20体积测量为大约七十立方厘米。该紧凑的微型大小可使设备20装配在或大或小、便携式或者固定式这样的许多不同形状的外壳中，其包括具有板载显示器12、袖珍键盘14、以及通过其投影出图像的窗口16的一些。

参考图2和图3，设备20包括固体激光器，优选地包括半导体激光器22，该半导体激光器22当供能时发射出大约635—655纳米的亮红色激光束。透镜24是具有正焦距的双非球面凸透镜并且在操作中用于汇聚红色束中的几乎所有能量并且生成衍射限制束。透镜26是具有负焦距的凹透镜。由位于器具10内部的支撑物(为了清楚起见未在图2中示出)上的未示出的各个透镜支架分别来保持透镜24、26。透镜24、26使红色束剖面在观察距离的扩展范围内成形。在下面，结合图8—图9对双非球面凸透镜24在结合本发明光学地改变红色束中的作用进行描述。

将另一固体半导体激光器28安装在支撑物上并且供能时发射出大约440纳米的衍射限制蓝色激光束。采用另一双非球面凸透镜30和凹透镜32，以按照与透镜24、26相似的方式使蓝色束剖面成形。还结合图8—图9对双非球面凸透镜30在结合本发明光学地改变蓝色束中的作用进行描述。

波长大约为532纳米的绿色激光束不是由半导体激光器产生的，而是由绿色模块34产生，该绿色模块34具有输出束为1064纳米的红外二级管泵浦、Nd掺杂型、YAG晶体激光器。非线性倍频晶体包含在两个激光镜之间的红外激光腔中。因为该腔内部的红外激光功率比在该腔外部耦合的功率大得多，所以在该腔内部产生倍频绿光的过程中倍频器更有效。该激光器的输出镜反射1064nm的红外辐射并且透射加倍的532nm绿色激光束。因为固体激光器和倍频器的正确操作需要精确的温度控制，因此依赖于帕尔贴效应的半导体装置用于对绿色激光器模块的温度进行控制。热电冷却器可根据施加电流的极性来对该装置进行加热或者冷却。热敏电阻是绿色激光器模块的一部分以便对其温度进行监控。将来自热敏电阻的读出馈送到控制器，该控制器相应地对流到热电冷却器的控制电流进行调节。

如下所说明的，在操作过程中激光器以大约100MHz的频率脉冲。红色和蓝色半导体激光器22、28可直接通过外加驱动电流以这种高频率进行脉冲，但是现用的绿色固体激光器无法这样。其结果是，离开绿色模块34的绿色激光束利用下述声光调制器36脉冲，所述声光调制器36在用于使绿色束衍射的晶体内部产生声学行波。然而，调制器36生成零阶非衍射束38和一阶脉冲衍射束40。束38、40彼此偏离，并且为了使它们分离以消除不期望的零阶束38，束38、40沿着具有折叠式反射镜42的长折路径而传送。或者，电光调制器可外部地或者内部地用于绿色激光器模块以使绿色激光束脉冲。对绿色激光束进行调制的其它可能方式包括电吸收调制或者马赫-曾德尔干涉仪。束38、40通过正透镜44、负透镜46传送。然而，仅可使衍射的绿色束40射到折叠式反射镜48上并且从折叠式反射镜48反射出。非衍射束38被优选地安装在镜48上的吸收器50吸收。

该设备包括用于使绿色、蓝色、以及红色束在到达扫描组件60之前尽可能共线的一对双色向滤光器52、54。滤光器52使绿色束40穿过其中，但是通过干涉效应仅反射来自蓝色激光器28的蓝色束。滤光器54使绿色和蓝色束40、56穿过其中，但是通过干涉效应反射来自红色激光器22的红色束58。

将几乎共线的束40、56、58引导至固定折镜62并且使其反射离开该固定折镜62。扫描组件60包括第一扫描镜64和第二扫描镜68，第一扫描镜64可通过惯性驱动66(如图4—5中的隔离所示)以第一扫描速率振荡以在第一水平扫描角A内扫掠反射离开折镜62的激光束，第二扫描镜68可通过电磁驱动70以第二扫描速率振荡以在第二垂直扫描角B内扫掠反射离开第一扫描镜64的激光束。在变型结构中，扫描镜64、68可由单个两轴镜替代。

惯性驱动66是高速低电功耗部件。在序列号为No.10/387，878的、申请日为2003年3月13日的、受让给与本申请相同的受让人的、并且在这里通过参考而引入到此的U.S.专利申请中可得到对该惯性驱动的详述。利用惯性驱动可将扫描组件60的功耗降低到小于一个瓦特，并且如下所述在投影彩色图像的情况下可将扫描组件60的功耗降低到小于十个瓦特。

该驱动66包括用于借助于下述铰链来支撑扫描镜64的活动框架74，所述铰链包括用于沿着铰链轴延伸的且连接在扫描镜64的相对区域与该框架的相对区域之间的一对共线铰链部分76、78。如所示的，该框架74不必包围扫描镜64。

该框架、铰链部分、以及扫描镜是由整体式的通常平坦的硅衬底制成的，该硅衬底的厚度大约为150μ。对该硅进行蚀刻以形成具有上平行槽部分、下平行槽部分、以及U型中心槽部分的ω形槽。扫描镜64优选地具有椭圆型形状并且自由地在该槽部分中移动。在优选实施例中，沿着椭圆形扫描镜的轴的尺寸大小为749微米 x 1600微米。每个铰链部分大小为宽度27微米和长度1130微米。该框架具有宽度为3100微米且长度为4600微米的矩形形状。

将惯性驱动安装在通常平坦的印刷电路板80上并且在操作中用于将该框架直接移动并且通过惯性而间接地使扫描镜64围绕铰链轴振荡。惯性驱动的一个实施例包括一对压电换能器82、84，这对压电换能器82、84与板80垂直地延伸并且与位于铰链部分76任一侧上的框架74的定距离间隔部分相接触。粘合剂用于确保每个换能器的一端与每个框架部分之间永久接触。每个换能器的相对端突出板80的后部并且通过配线86、88而与周期性的交流电压源(未示出)电连接。

在使用过程中，该周期信号将周期性的驱动电压施加到每个换能器上并且可使各个换能器在长度上交替伸展和收缩。当换能器82伸展时，换能器84收缩，并且反之亦然，从而同时推拉定距离间隔的框架部分并且使该框架绕着铰链轴扭动。驱动电压具有与扫描镜的共振频率相对应的频率。扫描镜从其初始静止位置起移动，直至它还以共振频率围绕铰链轴振荡。在优选实施例中，框该架和扫描镜的厚度大约为150微米，并且扫描镜具有高Q因数。每个换能器大约移动1微米可使扫描镜以超过15度的扫描角振荡。

另一对压电换能器90、92与该板80相垂直地延伸并且与位于铰链部分78任一侧上的框架74的定距离间隔部分永久接触。换能器90、92用作反馈设备以对该框架的振荡移动进行监控并产生电反馈信号并且使该电反馈信号沿着电线94、96传导到反馈控制电路(未示出)。

虽然光可反射离开扫描镜的外表面，但是合乎需要的是，镜64的表面涂有由金、银、铝、或者特定设计的高反射电介质膜所构成的镜面涂层。

电磁驱动70包括共同地安装在第二扫描镜68上面和后面的永久磁体以及在操作中用于产生周期性磁场以响应接收周期性驱动信号的电磁线圈72。线圈72与磁体相邻以便周期性场与磁体的永久场磁性地相互作用并且可使磁体振荡并且转而使第二扫描镜68振荡。

惯性驱动66使扫描镜64以下述扫描速率以高速振荡，所述扫描速率优选地大于5kHz并且进一步更特别地大约为18kHz或更大。该高扫描速率处于不可听频率，从而使噪声和振动最小化。电磁驱动70使扫描镜68以大约40Hz的较慢扫描速率振荡，该扫描速率足够的快以使该图像存留在人眼视网膜上而不会过分闪烁。

较快的镜64扫掠一般水平扫描线，并且较慢的镜68垂直地扫掠一般水平扫描线，从而产生下述光栅图案，该光栅图案是构造成了图像的粗略平行扫描线的网格或序列。每个扫描线具有多个像素。图像清晰度优选地是1024×768像素的XGA品质。还可获得表示为720p、1270×720像素的高清晰度电视标准。在一些应用中，320×480像素的一半VGA品质或者320×240像素的四分之一VGA品质是足够的。至少，期望160×160像素的分辨率。

可使镜64、68的作用反转以便镜68更快并且镜64更慢。镜64还可指定为扫掠垂直扫描线，其中，镜68扫掠水平扫描线。此外，惯性驱动用于驱动镜68。实际上，可由电动机械的、电的、机械的、静电的、磁的、或者电磁驱动来驱动任何一个镜。

慢镜在显示图像的时间期间在恒定速度扫掠模式下进行操作。在镜返回期间，该镜以其显著更高的自然频率回扫到初始位置。还可驱动镜返回。在镜回程期间，可使激光器掉电以便降低该设备的功耗。

图6是与图2相同的透视图中的设备20的实际实现。上述部件安装在包括有顶盖100和支撑板102的支撑物。支架104、106、108、110、112分别支持相互排列整齐的折叠式反射镜42，48、滤光器52，54、以及折镜62。每个支架具有多个定位槽，这多个定位槽用于接收固定地安装在该支撑物上的定位杆。因此，可对该镜和滤光器进行准确定位。如所示的，存在三个杆，从而可进行两个角度调节以及一个侧面调节。可将每个支架胶合到其最终位置。

该图像是通过对一个或多个扫描线中的像素进行选择性照射构造而成的。如下面参考图7更详细地说明的，控制器114可使三个激光束照射光栅图案中的所选像素并且使其可视地呈现。例如，红色、蓝色、以及绿色功率控制器116、118、120分别将电流传导到红色、蓝色、以及绿色激光器22、28、34以使后者供能以在每个所选像素发射出各自的束，并且不将电流传导到红色、蓝色、以及绿色激光器以使后者解除供能以不照射其它未选像素。照射的和未照射的像素的最终图案包括可以是人或机器可读信息或者图形的显示的图像。

参考图1，示出了光栅图案的放大视图。起始于端点，惯性驱动沿着一般水平方向以水平扫描速率对激光束进行扫掠而至相对的端点以形成扫描线。随即，电磁驱动70沿着垂直方向以垂直扫描速率对激光束进行扫掠而至另一端点以形成第二扫描线。按照相同方式继续形成连续扫描线。

通过功率控制器116、118、120的操作，在微处理器114或者控制电路的控制之下，在所选时间断续地使激光器供能或者使其发出脉冲而在光栅图案中创建图像。激光器生成可见光并且仅当希望看见期望图像中的像素时使该激光器接通。通过束的一个或多个颜色来确定每个像素的颜色。通过使一个或多个红色、蓝色、以及绿色激光器的选择性的叠加可形成可见光谱中的任何颜色。该光栅图案是由每个线上的多个像素以及多个线组成的网格。每个字母或者数字、任何图解设计或者商标、以及甚至机器可读条形码符号可形成为位图图像。

如图7所示，在微处理器114的控制之下，将具有垂直和水平同步数据以及像素和时钟数据的输入视频信号发送到红色、蓝色、以及绿色缓冲器122、124、126。一个全VGA帧的存储需要许多千字节，并且合乎需要的是，对于两个全帧而言，缓冲器具有足够的内存以写入一个帧，同时对另一帧进行处理并且对其进行投影。在速度剖面130的控制之下将所缓冲的数据发送到格式器128以及红色、蓝色、以及绿色查找表(LUT)132、134、136以对由于扫描所引起的固有内部畸变以及由于投影图像的显示角度所引起的几何畸变进行校正。数模转换器(DAC)138、140、142将最终红色、蓝色、以及绿色数字信号转变成红色、蓝色、以及绿色模拟信号。将红色和蓝色模拟信号馈送到还与红色和蓝色功率控制器116、118连接的红色和蓝色激光驱动器(LD)144、146。将绿色模拟信号馈送到声光模块(AOM)射频(RF)驱动器150，并且进而馈送到还与绿色LD148和绿色功率控制器120连接的绿色激光器34。

图7还示出了反馈控制，该反馈控制包括与红色、蓝色、以及绿色模数(A/D)转换器158、160、162连接的并且进而与微处理器114连接的红色、蓝色、以及绿色光电二极管放大器152、154、156。与A/D转换器166连接的并且进而与微处理器连接的热敏电阻放大器164对热进行监控。

该扫描镜64、68是由驱动器168、170来驱动的，该驱动器168、170从进而与微处理器连接的DAC172、174馈送模拟驱动信号。反馈放大器176、178对扫描镜64、68的位置进行检测并且与反馈A/D180、182连接并且进而与微处理器连接。

功率管理电路184是可操作于使功率最小化，同时可使接通时间很快，优选地通过始终保持绿色激光器接通并且通过仅保持红色和蓝色激光器的电流在激光阈值之下。

激光器安全关闭电路186可操作于在检测到扫描镜64、68中的任何一个在额定值之外的情况下切断该激光器。

现在参考图8，通过使各个激光束聚焦在位于扫描镜64与投影面之间的焦点位置上以形成具有与分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，红色和蓝色束的上述透镜24、30可操作于光学地改变各个激光束以在扩展观看范围内形成具有下述期望高分辨率的每个扫描线，所述期望高分辨率具有不小于期望的很大数目的像素。图8示意地示出了该状况并且通过图9中的曲线F来对该状况进行图解性描述。

因此，在图8中，为简单起见，通过圆圈来表示每个束点或者像素，并且分辨率N是每个扫描线上的相异的像素的数目。X镜64具有大小D并且以扫描角θ振荡。距离z对X镜64距投影面的距离进行标识。束具有波长λ并且在焦点位置Zo聚焦成具有扫描尺寸Wo的束腰。将瑞利距离定义为扫描尺寸Wo是大于Wo的1.414倍的位置。分辨率是最大值的位置是Zmax。起始位置Zs是观察距离的扩展范围的开始，其中分辨率不小于期望值。激光束的发散角是4λ/πWo。

在图9中，曲线E描述了在使激光束聚焦以在X镜64上形成束腰的状况下下面二者的关系的变化，即分辨率和距X镜的距离。曲线E证明了分辨率作为距离Z的函数而增加并且最终达到最大值Nmax(例如大约1400像素)，距X镜非常远。期望的高分辨率N(例如略微在1000像素之下)在起始位置Ze与曲线E相交。

相反，如先前所述的，曲线F描述了在使激光束聚焦以在X镜64与投影面之间形成束腰的状况下下面二者的关系的变化，即分辨率和距X镜的距离。曲线F证明了分辨率在Zmax达到最大值Nmax并且在起始位置Zs达到期望高分辨率N。

通过对曲线E与F进行比较，应该注意到，曲线F在较靠近X镜64的起始距离达到分辨率N，也就是说Zs小于Ze。此外，曲线F在更近距离Zmax达到其最大分辨率，也就是说Zmax大约是起始距离的两倍(Zmax＝2Zs)并且距X镜不是非常远。

因此，曲线F是实现下述期望高分辨率的优选方式，所述期望高分辨率从近距离起始位置Zs开始并且至很远自始至终保持高分辨率，即至无穷位置自始至终保持高分辨率。

通过下述关系：Wo＝2λN/πtan(θ/2)来表示扫描尺寸Wo、分辨率N、以及扫描角θ之间的关系。因此，对于已知扫描角θ而言，通过选择分辨率N的值，可计算扫描尺寸Wo。在优选实施例中，为了在扩展观看范围内实现VGA或者大约1000的更高分辨率，X镜的大小应大于0.9mm。优选腰位置Zo应在距X镜100mm至大约1.5米的范围中。扫描尺寸Wo应从大约0.08mm至1.2mm。

还优选的是，束腰的扫描尺寸Wo小于X镜的大小D以便X镜不会切断激光束。使光通量最大化以生成具有最大亮度的图像。

在该设备中所使用的半导体激光器具有非常大的束发散。因此，光学组件改变激光束以具有很小束发散，其等效于形成具有期望束腰大小的激光束。因为发散角与扫描尺寸Wo逆相关，因此扫描尺寸Wo的大小变化还可对发散角的大小以及图像的分辨率进行控制。然而，撞击球面光学器件外围边缘的束发散边缘上的光线偏离同轴射线，从而很大地呈现束腰并且降低了分辨率，除非使用多个光学元件。然而，在重量和大小很重要的紧凑型图像投影设备中使用多个光学元件是不可接受的。因此，光学器件应具有一个或多个非球面。

在随附权利要求中阐述了请求为新的并且希望通过专利证书所保护的内容。

Claims (18)

1.一种用于在扩展观看范围内的投影面上投影观看的图像的设备，包括：

a)激光器组件，用于产生激光束；

b)扫描器，包括可围绕扫描轴振荡的扫描镜，所述扫描器用于在所述扫描镜的振荡期间、在位于所述扩展观看范围内的距离处的投影面上扫掠所述激光束作为扫描线图案，每个扫描线具有多个像素；以及

c)控制器，所述控制器在操作中与所述激光器组件和所述扫描器连接，用于使沿着所述扫描线的所选像素被所述激光束照射且可视地呈现，以生成所述图像；以及

d)光学器件，用于通过在所述扫描镜与所述投影面之间的焦点位置处使所述激光束聚焦以形成具有与分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，来光学地改变所述激光束，以在所述扩展观看范围内形成下述每个扫描线，该每个扫描线具有不小于期望的大数目像素的期望的高分辨率。

2.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中所述激光器组件包括多个激光器，用于分别产生不同波长的多个激光束，并且其中所述光学器件还在操作中用于使所述激光束几乎共线地排列，以使所述激光束形成为被引导至所述扫描镜的合成束。

3.根据权利要求2所述的图像投影设备，其中所述激光器包括用于分别产生红色和蓝色激光束的红色和蓝色半导体激光器。

4.根据权利要求3所述的图像投影设备，其中所述激光器包括二极管泵浦的YAG激光器以及用于生成绿色激光束的光学倍频器。

5.根据权利要求2所述的图像投影设备，其中所述扫描镜在操作中用于以第一扫描速率且在第一扫描角内沿着第一方向扫掠所述合成束，并且其中所述扫描器包括另一可振荡扫描镜，所述另一可振荡扫描镜用于以与所述第一扫描速率不同的第二扫描速率且以与所述第一扫描角不同的第二扫描角沿着基本上与所述第一方向相垂直的第二方向扫掠所述合成束。

6.根据权利要求5所述的图像投影设备，其中至少一个所述扫描镜通过惯性驱动而振荡。

7.根据权利要求5所述的图像投影设备，并且支撑物用于支撑所述激光器组件、所述扫描器、以及所述光学器件。

8.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中所述控制器包括：装置，用于使所述激光器组件供能以照射所述所选像素并且用于使所述激光器组件解除供能以不照射除了所述所选像素之外的像素。

9.根据权利要求1所述的图像投影设备，其中所述光学器件包括具有至少一个非球面表面的透镜。

10.一种图像投影设备，用于在扩展观看范围内的投影面上投影观看的二维彩色图像，所述图像投影设备包括：

a)支撑物；

b)激光器组件，包括位于所述支撑物上的红色、蓝色、以及绿色激光器，所述激光器组件用于分别发射出多个红色、蓝色、以及绿色激光束；

c)位于所述支撑物上的扫描器，包括可围绕扫描轴振荡的扫描镜，所述扫描器用于在所述扫描镜的振荡期间、在位于所述扩展观看范围内的距离处的投影面上以扫描线图案扫掠每个激光束，每个扫描线具有多个像素；以及

d)控制器，所述控制器在操作中与所述激光器组件和所述扫描器连接，用于使所选像素被每个激光束照射且可视地呈现，以生成图像，并且所述控制器在操作中用于选择至少一些所述激光束，以照射所述所选像素，从而生成具有颜色的图像；以及

e)位于所述支撑物上的光学组件，用于通过在所述扫描镜与所述投影面之间的焦点位置处使所述至少一个激光束聚焦以形成具有与分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，来光学地改变至少一个所述激光束，以在所述扩展观看范围内形成下述每个扫描线，该每个扫描线具有不小于期望的大数目像素的期望的高分辨率。

11.根据权利要求10所述的图像投影设备，其中所述扫描镜在操作中用于以第一扫描速率且在第一扫描角内沿着第一方向扫掠每个激光束，并且其中所述扫描器包括另一可振荡扫描镜，所述另一可振荡扫描镜用于以与所述第一扫描速率不同的第二扫描速率且以与所述第一扫描角不同的第二扫描角沿着基本上与所述第一方向相垂直的第二方向扫掠每个激光束。

12.根据权利要求11所述的图像投影设备，其中至少一个所述扫描镜通过惯性驱动而振荡。

13.根据权利要求10所述的图像投影设备，其中在所述光学组件中所述光学器件包括具有至少一个非球面表面的透镜。

14.一种用于在扩展观看范围内的投影面上投影观看的图像的设备，所述设备包括：

a)激光器装置，用于产生激光束；

b)扫描器装置，包括可围绕扫描轴振荡的扫描镜，所述扫描器装置用于在所述扫描镜的振荡期间、在位于所述扩展观看范围内的距离处的投影面上扫掠激光束作为扫描线图案，每个扫描线具有多个像素；以及

c)控制器装置，所述控制器装置在操作中与所述激光器装置和所述扫描器装置连接，用于使沿着所述扫描线的所选像素被所述激光束照射且可视地呈现，以生成所述图像；以及

d)光学装置，用于通过在所述扫描镜与所述投影面之间的焦点位置处使所述激光束聚焦以形成具有与分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，来光学地改变所述激光束，以在所述扩展观看范围内形成下述每个扫描线，该每个扫描线具有不小于期望的大数目像素的期望的高分辨率。

15.一种图像投影模块，用于在扩展观看范围内的投影面上投影观看的二维图像，所述图像投影模块包括：

a)支撑物；

b)位于所述支撑物上的激光器组件，用于产生激光束；

c)位于所述支撑物上的扫描器，包括可围绕扫描轴振荡的扫描镜，所述扫描器用于在所述扫描镜的振荡期间、在位于所述扩展观看范围内的距离处的投影面上扫掠所述激光束作为扫描线图案，每个扫描线具有多个像素；以及

d)控制器，所述控制器在操作中与所述激光器组件和所述扫描器连接，用于使沿着所述扫描线的所选像素被所述激光束照射且可视地呈现，以生成所述图像；以及

e)位于所述支撑物上的光学器件，用于通过在所述扫描镜与所述投影面之间的焦点位置处使所述激光束聚焦以形成具有与所述分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，来光学地改变所述激光束，以在所述扩展观看范围内形成下述每个扫描线，该每个扫描线具有不小于期望的大数目像素的期望的高分辨率。

16.一种用于在扩展观看范围内的投影面上投影观看的二维图像的方法，所述方法包括以下步骤：

a)产生激光束；

b)通过使扫描镜围绕轴振荡而扫掠所述激光束作为扫描线图案，每个扫描线具有多个像素；

c)使沿着所述扫描线的所选像素被所述激光束照射且可视地呈现，以生成所述图像；以及

d)通过在所述扫描镜与所述投影面之间的焦点位置处使所述激光束聚焦以形成具有与所述分辨率成比例的扫描尺寸的束腰，来光学地改变所述激光束，以在所述扩展观看范围内形成下述每个扫描线，该每个扫描线具有不小于期望的大数目像素的期望的高分辨率。

17.根据权利要求16所述的图像投影方法，其中通过下述方式执行所述产生步骤：产生不同波长的多个激光束以及使所述激光束几乎共线排列以使所述激光束形成为被引导至所述扫描镜的合成束的步骤。

18.根据权利要求16所述的图像投影方法，其中通过具有至少一个非球面的透镜来执行所述聚焦步骤。

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