CN101529307A

CN101529307A - 图像显示设备

Info

Publication number: CN101529307A
Application number: CNA2007800402188A
Authority: CN
Inventors: 今井浩
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-11-01
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: US7964841B2; CN101529307B; WO2008053862A1; JPWO2008053862A1; US20100014058A1; JP5262721B2

Abstract

本发明提供一种图像显示设备，其扫描由光源(101)、(102)和(103)发射的激光束以在投影表面上形成图像，并且包括成形激光束的束腰的激光束直径转换光学系统(104)，和用于扫描激光束的水平扫描器(106)和垂直扫描器(107)。束直径转换光学系统(104)将位于作为扫描器(106)和(107)的束偏转器的反射镜(26)位置处的束直径调节成小于该反射镜的直径。此外，束直径转换光学系统(104)成形束腰(110)，使得对应于束直径(114)或(116)的强度的半高宽总是小于在限定在第一投影表面(112)和第二投影表面(113)之间的投影范围(118)内的像素节距(115)或(117)。

Description

图像显示设备

技术领域

本发明涉及一种图像显示设备，其扫描从光源发射的激光束以形成图像。

背景技术

近年来，已经积极地开展投影型成像设备的研究和开发，投影型成像设备使用例如发射非相干光的卤素灯或高压汞灯通过投影透镜将放大的图像投影到屏幕，例如液晶光阀。然而，与本发明相关的投影型成像设备和图像投影设备存在消耗大量功率并且仅发出弱光的问题，因为它们使用自然发射的非相干光。此外，非相干光源的问题在于，由于各个红、绿和蓝光源的宽波长带，所以很难提供具有宽色度范围的显示。使用产生相干光的激光作为光源的图像显示设备的研究和开发已经导向一种方法，该方法用于提供具有低功耗、强亮度和宽色度范围的显示。

日本专利未审公开第11-305710号公开了一种图像投影设备，其使用激光作为相干光源。图1A示出用于描述与本发明相关的图像投影设备，该图像投影设备使用相干光源。在日本专利未审公开第11-305710号中公开的图像投影设备中，如图1A所示，从红色(R)脉冲激光器1、绿色(G)脉冲激光器2以及蓝色(B)脉冲激光器3发射的激光束通过二向棱镜4组合起来。组合的光借助积分器5获得面内光量均匀化，然后照射光调制元件(光阀)6。然后光调制元件(光阀)内的图像通过投影透镜7被投影到屏幕8上，因而显示彩色图像。

然而，在使用应用激光作为相干光源的图像投影设备中的投影透镜的成像系统的情况中，所述成像系统仅在投影透镜的焦深内才会聚焦。因而，对于使用者来说必须根据屏幕的位置进行聚焦。这导致降低使用轻便的投影型图像显示设备的便利性的问题。

扫描沿直线传播的激光束进行投影和显示图像的投影型显示设备被作为一种用于消除使用者需要在特定投影范围内进行聚焦的问题的方法公开(例如在日本专利未审公开第2003-21800号)。图1B描述了本发明相关的投影型显示设备的示例，所述投影型显示设备扫描激光束以投影和显示图像。如图1B示出，在日本专利未审公开第2003-21800号中公开的投影型显示设备中，从红色、绿色和蓝色光源11、12、13分别发射的激光束通过彩色组合元件14组合。然后，组合后的光通过准直透镜15准直，使得激光束的束腰到达投影表面18附近作为像素19，然后通过光学扫描元件16和17进行两维扫描，也就是进行水平和垂直的光学扫描，随之显示彩色图像。

发明内容

如图2A所示，对于扫描激光束以投影和显示图像的投影型显示设备，为了将其束腰定位在投影表面的位置上，就必须使具有在束腰21处大于束直径A22的直径(束直径B23)的激光束传播投影距离24并被窄化且准直到投影表面25上。

如图2B所示，为了将激光束强度的半高宽窄化为1000μm，并准直该束以在50cm投影距离处具有800水平像素和600垂直像素尺寸的屏幕上显示具有800水平像素和600垂直像素的图像，在光学扫描元件位置上的束直径根据菲涅耳衍射积分计算的结果应该是1010μm(在具有650nm波长的基本高斯光束情形中)。

这里，假定微机械反射镜被用作扫描元件。在这种情况中，例如，由单晶硅衬底形成的谐振型微机械反射镜在反射镜尺寸为1200μm时具有大约18KHz的响应频率，并且可显示具有800水平像素和600垂直像素以及在这种条件下的最大屏幕更新频率60Hz的图像(见非专利文献1，“用于显微显示用途的二轴的基于MEMS扫描器的性能(Performance of ABiaxial MEMS-Based Scanner for Microdisplay Applications)，SPIE会议4178(Proceedings of SPIE 4178)”第186-196页)。

然而，如图2C所示，对于更高的分辨率，(例如)为了提供图2B中示出情形中分辨率的1.7倍的垂直分辨率(1280水平像素和1024垂直像素)，激光束通过50cm传播距离必须被窄化成强度的半高宽(FWHM)为540μm并且被准直。在这种情况中，在光学扫描元件位置上的束直径根据菲涅耳衍射积分计算的结果是600μm。对于高分辨率图像显示，需要提高反射镜扫描速度，并且为了获得反射镜扫描速度的提高，就应该减小反射镜的尺寸。

这里，考虑到一般的机械法则(mechanical considerations)，在反射镜的摆动方向上反射镜的惯性矩与反射镜的尺寸的立方成反比，并且谐振频率与惯性矩的1/2次幂成正比。因而，在反射镜的摆动方向上谐振频率与反射镜的尺寸的3/2次幂成反比。

因而，例如，如果分辨率增大1.7倍，扫描频率也必须增大1.7倍。然后，必须至少使得反射镜的尺寸在其摆动方向上仅为0.45倍，它是1.7倒数的3/2次幂。换句话说，必须使得反射镜的尺寸在其摆动方向上仅为540μm。

然而，在这种情况下存在问题，即，虽然确保反射镜26上的裕量(接近1.2倍)等于图2B中所示的情况，但是不能提供高分辨率的图像显示。换句话说，在图2B的情况中(800水平像素和600垂直像素)，当反射镜尺寸为1200μm时，位于光学扫描元件位置处的束直径是1010μm，因而能够保证反射镜的裕量接近束直径的1.2倍。同时，在垂直分辨率为前述情况的1.7倍的情况中(1280水平像素和1024垂直像素)，束直径是600μm，而反射镜尺寸仅为540μm，也就是反射镜尺寸小于束直径，以致不能形成所需图像。

图3显示垂直像素数量和位于反射镜表面上的束直径和反射镜直径之间的关系。图3中位于反射镜表面上的束直径31和反射镜直径32之间的尺寸关系经过点A33后反过来。在这个实例的情形中，800像素是在束直径小于反射镜直径的垂直分辨率的界限。

因而，考虑到上述问题，本发明的目的在于提供一种图像显示设备，其使用小的扫描元件显示高分辨率图像。

为了实现上面的目的，根据本发明的图像显示设备包括：扫描器，其扫描从光源发射的激光束以在投影表面上形成图像；和激光束直径转换系统，其确定束腰的位置和束腰的直径，使得激光束位于扫描器的束偏转器位置上的激光束的束直径大于束偏转器的尺寸，并且使得根据菲涅耳衍射积分的激光束的强度分布小于像素节距。

如上所述，根据本发明的激光束直径转换光学系统使得扫描器中的束偏转器位置上激光束的束直径小于束偏转器的尺寸，能够确保获得相对于束偏转器的束直径的裕量。除此之外，根据本发明的激光束直径转换光学系统确定束腰的位置和束腰直径，使得根据菲涅耳衍射积分的激光束的强度分布总是小于像素节距，并因此防止在投影表面上的像素交迭。

此外，在根据本发明的图像显示设备中束偏转器可以是谐振型微机械反射镜。

此外，在根据本发明的图像显示设备中束腰的位置可以位于投影表面所在的投影距离内，也可以是与束偏转器位置相同的位置。

此外，在根据本发明的图像显示设备中的扫描器可以包括凸面镜或凹面镜，并且可以提供无限远焦点系统。

此外，在本发明中激光束的束直径可以是其强度的半高宽。此外，激光束可以是基础高斯光束。

在本发明中的像素节距可以是通过将位于投影表面上的屏幕的水平尺寸除以水平像素数量获得的值，或者也可以是通过将位于投影表面上的屏幕的垂直尺寸除以垂直像素数量获得的值。

此外，根据本发明的图像显示设备可以是这样的设备，其中光源根据投影表面的形状调制激光强度。

本发明即使在为了加速减小束偏转器尺寸时，也实现无像素交迭的清晰图像显示，同时保证相对于扫描器中束偏转器的束直径的裕量。

附图说明

图1A示出了一个与本发明有关的图像投影设备的示例，该图像投影设备使用相干光源；

图1B示出了与本发明有关的图像投影设备的另一个示例，该图像投影设备使用相干光源；

图2A示出了与本发明有关的图像显示设备，该图像显示设备使用具有大于其束腰处束直径A的束直径B的激光；

图2B示出在用于将激光束窄化到束强度半高宽中的预定值并在用预定投影距离、屏幕尺寸和像素数量显示图像时准直所述激光束的光学扫描元件的位置上的束直径；

图2C示出用于提供图2B中示出情形中的垂直分辨率的1.7倍的垂直分辨率的光学扫描元件位置处的束直径。

图3显示垂直像素数量和反射镜表面上的束直径以及反射镜直径之间的关系；

图4是根据本发明的图像显示设备的第一示例性实施例的俯视图；

图5A示出包括两个凸透镜的组合的束直径转换光学系统的结构；

图5B示出包括一个凸透镜和一个凹透镜组合的束直径转换光学系统的结构；

图5C示出包括由凹面镜形成的垂直扫描器和凸透镜121的组合的束直径转换光学系统的结构；

图5D示出包括由凸面镜形成的垂直扫描器和凸透镜121的组合的束直径转换光学系统的结构；

图6A是描述基础高斯光束的传播范围和束直径之间关系的图；

图6B是描述基础高斯光束的传播范围和束直径之间关系的图

图7是显示第一示例性实施例中视场角的图；

图8是示出在第一示例性实施例中垂直像素数量和反射镜表面上的束直径和反射镜直径之间关系的图；

图9A是示出在根据第一示例性实施例的束直径转换光学系统中束腰处的束直径；

图9B是示出像素节距和位于预定投影距离处束强度的半高宽之间关系的示意图；

图9C是示出当投影距离大于图9B中示例的投影距离时的像素节距和位于预定投影距离处的束强度的半高宽之间关系的示意图；

图9D是示出当投影距离大于图9C中示例的投影距离时的像素节距和位于预定投影距离处的束强度的半高宽之间关系的示意图；

图10A示出根据第二示例性实施例的图像显示设备被用于倾斜平面屏幕的情况中的示例；

图10B示出根据第二示例性实施例的图像显示设备被用于弯曲屏幕的情况中的示例；

图10C示意地示出在倾斜平面屏幕上的提供均匀像素间隔的像素取样点；和

图10D示意地示出在弯曲屏幕上的提供均匀像素间隔的像素取样点。

具体实施方式

(第一示例性实施例)

图4是根据本示例性实施例的图像显示设备的俯视图。

根据本示例性实施例的图像显示设备包括红色激光源101、绿色激光源102、蓝色激光源103、束转换光学系统104、彩色组合光学系统105、水平扫描器106和垂直扫描器107。红色激光源101、绿色激光源102和蓝色激光源103中的每一个输出基础高斯光束(以TEM00模式)。从红色、蓝色和绿色激光源分别发射的激光束，通过束直径转换光学系统104并通过彩色组合光学系统105组合，然后被水平扫描器106和垂直扫描器107扫描。

束直径转换光学系统104调节束直径31，使得位于作为水平扫描器106和垂直扫描器107的束偏转器的反射镜26上的束直径31小于反射镜直径32(见图9A)。此外，束直径转换光学系统104使束腰110成形为，使得强度的半高宽(其对应于束直径114或116)在第一投影表面112和第二投影表面113之间的投影范围118内总是小于像素节距115或117。如图4所示，在水平扫描器106的束偏转器的位置处形成束腰110。

图5A、5B、5C和5D示出束直径转换光学系统104的结构。

如图5A所示，束直径转换光学系统包括无限远焦点系统，该无限远焦点系统包括具有焦深f1的凸透镜121和具有焦深f2的凸透镜122组合。这里，当经过准直的激光束进入束直径转换光学系统时，以放大倍数f2/f1转换束直径。

此外，如图5B所示，束直径转换光学系统可以具有包括焦深f1的凸透镜121和焦深f2的凹透镜123的结构。此外，如图5C所示，束直径转换光学系统可以具有包括用作垂直扫描器的焦深为f2的凹面镜124a(垂直扫描元件)和焦深为f1的凸透镜121的组合的结构。此外，如图5D所示，束直径转换光学系统可以具有包括用作垂直扫描器的焦深为f2的凸面镜(垂直扫描元件)124b和焦深为f1的凸透镜121的组合的结构。在图5C和5D示出的结构中，激光束通过凸透镜121会聚。因而，这些结构可以进一步减小水平扫描器125的尺寸，实现高速运行，因而实现高清晰的图像显示。凹面镜124a和凸面镜124b也可以用于水平扫描元件。

下面，将参考图6A和6B描述基础高斯光束的传播距离和束直径之间的关系。

如图6A所示，根据菲涅耳衍射积分计算的基础高斯激光束的束直径随着传播距离变宽。这里，激光传播距离是z，束腰位置是z＝0，而束腰半径(振幅值减小为最大值的1/e处的距离)是ω₀(附图标记131)，下面描述的关系式1和2中的关系可以在传播距离z(附图标记133)和束半径ω(附图标记132)之间确定。这里，λ是激光的波长而π是圆周率。此外，在强度(振幅的平方)减小为最大值的1/2处经过的距离，也就是束强度的半高宽，为D，关系式3可以从高斯函数的平方分布来提供。

ω²＝ω₀ ²·{1+(z/a)²}...(1)

a＝π·ω₀ ²/λ...(2)

D＝ω·(-2·ln(0.5))^0.5...(3)

基于关系式1到3，束半径ω(束强度的半高宽D)依照传播距离z改变。此外，如图6A所示，当束腰具有小的半径时，束半径ω(束强度的半高宽D)随着传播距离z增大而变宽。同时，如图6B所示，当束腰具有大的半径时，即使传播距离z增大，束半径ω(束强度的半高宽D)也不会变得太宽。

换句话说，如果束腰被形成得远小于反射镜尺寸以便确保反射镜上的裕量，则束半径ω(束强度的半高宽D)随着传播距离z增大而变得更宽。结果，束扩展超过像素节距并且与相邻束交迭，导致不能提供清晰的图像。

同时，束腰被形成得过大，以便即使在传播距离z增大时防止束直径过度地变宽，不能确保反射镜上的裕量，因而束直径不大于反射镜尺寸的那个点变成界限。结果，不能提供所需的高清晰的图像。

在本发明中，基于这种基础高斯光束，确定位于反射镜表面上的束直径(在z＝0处的束强度的半高宽D)，使得束强度的半高宽D等于或小于在传播距离z处所需的像素节距，也就是通过将水平屏幕尺寸除以水平像素数量获得的值，或通过将垂直屏幕尺寸除以垂直像素数量获得的值。

图7显示在本示例性实施例中的视场角(angles of field)。

如图7所示，对于在本示例性实施例中的视场角，可以确定在投影距离50cm处水平屏幕尺寸是80cm而垂直屏幕尺寸是60cm。此外，在反射镜表面上的束直径(束强度的半高宽D)被确定成，使得束的半高宽具有等于或小于通过在投影距离为50cm或更大处将60cm的垂直屏幕尺寸除以垂直像素数量获得的值。

图8示出本示例性实施例中垂直像素数量和反射镜表面上的束直径与反射镜直径之间的关系。

如图8所示，在本示例性实施例中，反射镜直径32可以相对于直到垂直像素数量约为1200个像素时的反射镜表面的束直径31具有裕量。因而，本示例性实施例可以解决在束直径变得小于具有800个像素的垂直像素数量的反射镜直径的情形中的问题，正如在图2中示出的与本发明有关的方法。

图9A-9D示出在本示例性实施例中提供的高清晰显示情形中的显示的结果。

1280个水平像素和1024个垂直像素的图像分辨率被提供。此外，屏幕尺寸被确定成，使得：在投影距离为50cm处水平尺寸是80cm，垂直尺寸是60cm(图9B)；在投影距离为100cm处水平尺寸是160cm，垂直尺寸是120cm(图9C)；在投影距离为200cm处水平尺寸是320cm，垂直尺寸是240cm(图9D)。这里，如图9A所示，使用形成束直径31(束强度的半高宽)在束腰位置(反射镜表面)对于红色(波长：650nm)是412μm的束的束直径转换光学系统。

红色激光源101发出经过准直的光束，其束直径在束强度半高宽处是500μm，并且具有焦深5mm的进光侧凸透镜和具有焦深4.12mm的出光侧凸透镜被用于束直径转换光学系统(图5A)。

类似红色激光源101的情况，用于绿色激光源102和蓝色激光源103的束直径转换光学系统被构造成以便提供由根据关系式1到3获得的结果计算的束强度的半高宽。

波长650nm光的半导体激光器用于红色激光源101。用于绿色激光源102的是半导体激光泵浦固态激光器，其发射波长532nm的光，所述波长532nm的光为由红外半导体激光器泵浦的Nd:YAG晶体所获得的1064nm红外光的第二谐波。波长440nm的光的半导体激光器用于蓝色激光源103。此外，在红色激光源101和蓝色激光源103处，紧接着半导体激光器的出光端设置准直透镜，以产生具有束直径为500μm的经过准直的光束。

对于水平扫描，谐振型微机械扫描元件用于往复扫描，并且以±19.3度的摆角、31KHz的频率驱动。对于垂直扫描，使用检流计反射镜(galvanometer mirror)，并且所述检流计反射镜被驱动以便产生60Hz的锯齿波。

对于谐振型微机械扫描元件的尺寸，使用镜直径32为540μm的圆形反射镜26，使得其能够忍容许以31KHz驱动。对于检流计反射镜的直径，使用具有1200μm直径的圆形反射镜。

激光器被构造成与扫描元件同步地每12.7ns地执行强度调制并且发射具有与像素值相关的亮度的光。

当在这些条件下投影激光束，如图9A所示，在50cm投影距离处束强度的半高宽是540μm，在100cm投影距离处束强度的半高宽是810μm，在200cm投影距离处束强度的半高宽是1452μm。同时，如图9B、9C和9D所示，激光束强度的半高宽是546μm、1171μm和2343μm，它们是分别取决于投影距离50cm、100cm和200cm的像素节距。

换句话说，根据本示例性实施例，将束强度的半高宽形成为小于每个投影距离上的像素节距。换句话说，在50cm投影距离处束强度的半高宽540μm小于像素节距546μm。此外，在100cm投影距离处束强度的半高宽810μm小于像素节距1171μm。还有，在200cm投影距离处束强度的半高宽1452μm小于像素节距2343μm。

正如上面所述，根据本示例性实施例，在50到200cm范围内的投影距离总是可以提供没有像素交迭的清晰图像。

此外，在这些条件下，在谐振型微机械扫描元件的反射镜26上确保接近412μm的束系统31直径(束强度半高宽)的1.3倍的540μm反射镜直径。换句话说，虽然在与本发明相关的技术中，800个像素是束直径小于镜直径的垂直分辨率的界限，但是本发明即使是在垂直分辨率为1024像素的情况中，也能够提供与在与本发明相关的技术中相对于垂直分辨率600像素的反射镜张开程度的限制的裕量等价的裕量。因此，可以显示具有更少无序的束斑的清晰图像。

当把根据上面所述的本示例性实施例的束直径转换光学系统应用到激光扫描型图像显示设备中，在预定投影范围内不需要使用者实施聚焦就可以提供元件的没有交迭的清晰图像，同时在反射镜上可以确保相对于束直径的裕量，即使用于为扫描元件提供更高清晰度的反射镜尺寸减小。

(第二示例性实施例)

图10A到10D示出根据本示例性实施例的图像显示设备的显示状态。本示例性实施例是申请的一个示例，其中使用弯曲屏幕或使用根据第一示例性实施例的图像显示设备在倾斜平面屏幕上进行投影。

在本示例性实施例中，在图10A中示出的倾斜平面屏幕162和图10B中示出的曲面163上进行投影。

在本示例性实施例中，图像显示设备161的像素数量是水平像素1280，垂直像素1024。此外，屏幕高240cm，宽320cm，屏幕的投影距离范围为50到200cm。在这些条件下，使用产生束的对于红光(波长650nm)束腰的位置上束强度半高宽是412μm的束直径转换光学系统。

激光扫描系统具有与第一示例性实施例中的水平扫描器106和垂直扫描器107的结构相同的结构，并且谐振型微机械扫描元件具有540μm的直径，具有1200μm直径的圆形反射镜用作检流计反射镜。

此外，在本图像显示设备中，假定屏幕形状是公知的，并且如图10C和10D所示，激光强度在像素取样点165进行调制，这提供规则的像素间隔，用于水平和垂直扫描。

在这些条件下，在50cm投影距离处束强度的半高宽是540μm，在200cm投影距离处束强度的半高宽是1452μm。在两个距离上的束强度的半高宽分别小于依投影距离而定的像素节距540μm和2343μm。因而，可以证实，在50到200cm范围的投影距离内在倾斜平面屏幕或在弯曲屏幕上总是可以提供无像素交迭的清晰图像。

此外，在这些条件下，对于谐振型微机械扫描元件，确保接近束强度半高宽(也就是412μm)的1.3倍的540μm的反射镜直径。换句话说，虽然在常规技术中，800个像素是束直径小于镜直径的垂直分辨率的界限，但是本发明即使是在垂直分辨率为1024像素的情况中，也能够提供相对于对于现有技术中对于600像素的垂直分辨率的反射镜张开程度限制的裕量。因而，显示具有更少无序束斑的清晰图像。

虽然上面基于示例性实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例性实施例。

如果水平扫描器106的束偏转器(例如反射镜)中的束强度的半高宽大于所述束偏转器并且如果在所采用的投影距离范围内束强度的半高宽小于像素节距，则由束直径转换光学系统104形成的束腰110的位置可以是朝向投影表面的水平扫描元件位置前面的位置。

对于本发明的束直径转换光学系统104中的凸透镜、凹透镜、凸面镜和凹面镜，可以使用提供类似的光学作用的衍射元件，例如菲涅耳波带板或全息图。

在本发明中，虽然二向色镜被用作彩色组合装置的一个示例，二向棱镜或类似的装置也可以用作彩色组合装置。

在本发明中，光源包括用于控制激光器的电流值以进行调制的装置、和用于通过光调制器执行调制的装置。换句话说，在本发明中，虽然已经通过控制激光器的电流值针对红色和蓝色激光器进行调制以及通过使激光通过声光元件针对绿色进行调制来实现调制，但是也可以使用不同类型的光学调制器，例如光栅型MEMS调制器、波导型调制器或电光晶体。此外，可以通过在扫描一个像素的时间内实施脉冲宽度调制来进行激光强度调制。

对于水平扫描和垂直扫描，可以使用声光元件、电光晶体或类似装置，并且可以通过例如使用光子晶体的棱镜提供用于增大摆角的光学系统。

本发明可以适用于其它像素数量和屏幕尺寸，只要这种数量和尺寸是从关系式1到3获得的结果并且在所采用的投影距离范围处束强度半高宽小于像素节距。此外，本发明可以适用于其他投影距离、像素数量和屏幕尺寸，只要它们是从关系式1到3得到的结果。

此外，水平扫描和垂直扫描元件的束偏转器(例如反射镜)可以具有其他尺寸和形状，只要它们大于所采用的用于通过束偏转器的束直径的强度的半高宽。

此外，激光可以具有多于三个波长的多个波长，只要这些波长在可见光范围内。

本申请已经递交，要求基于2006年11月1日递交的日本专利申请第2006-297605号的优先权，这里以参考的方式将该专利其全部公开内容并入本文中。

Claims

1.一种图像显示设备，包括：

扫描器，其扫描从光源发射的激光束以在投影表面上形成图像；和

激光束直径转换光学系统，其确定束腰的位置和束腰的直径，使得位于所述扫描器的束偏转器位置处的激光束的束直径小于束偏转器的尺寸，并且使得根据菲涅尔衍射积分得到的激光束的强度分布小于像素节距。

2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述束偏转器是谐振型微机械反射镜。

3.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中束腰的位置位于投影表面所在的投影距离内。

4.根据权利要求3所述的图像显示设备，其中束腰的位置与所述束偏转器的位置相同。

5.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述扫描器包括凸面镜或凹透镜，并且提供无限远焦点系统。

6.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述激光束的所述束直径是其强度的半高宽。

7.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述激光束是基础高斯光束。

8.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述像素节距等于通过将所述投影表面上的屏幕的水平尺寸除以水平像素数量得到的值。

9.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述像素节距等于通过将所述投影表面上的屏幕的垂直尺寸除以垂直像素数量得到的值。

10.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述光源根据所述投影表面的形状调制激光强度。