CN110515093B

CN110515093B - 一种激光扫描成像设备

Info

Publication number: CN110515093B
Application number: CN201810488041.8A
Authority: CN
Inventors: 宋海涛; 姚长呈
Original assignee: Chengdu Idealsee Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Idealsee Technology Co Ltd
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2023-10-20
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: CN110515093A

Abstract

本发明公开了一种激光扫描成像设备，包括处理器、激光扫描成像装置和可读存储介质，可读存储介质存储有程序，程序包括用于分别控制三个激光器出射光线和停止出射光线的三个控制参数；在处理器执行程序以对待扫描图像中的一个像素进行扫描时，处理器根据三个控制参数，按三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制三个激光器出射相应色彩的光线，以及按三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制三个激光器停止出射光线，且在处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，激光扫描成像装置的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍最小的光斑直径之差。通过本发明，提高了整个成像画面的对比度和锐度。

Description

一种激光扫描成像设备

技术领域

本发明涉及激光扫描投影领域，尤其涉及一种激光扫描成像设备。

背景技术

激光扫描成像是指利用激光作为光源，通过激光扫描成像装置在像面上按照预设的方式进行扫描，同时相应改变出射激光的色彩，这样即能够在像面上实现激光扫描成像。

请参考图1A，图1A为现有技术中激光扫描成像的示意图，如图1A所示，虚线方框101和102为虚拟的像素网格，像素网格101和像素网格102为相邻的两个像素网格，像素网格101的出射边界1012和像素网格102的入射边界 1021重合，实线圆111为激光光斑，可以看出，由于在通过激光扫描器对每一个像素网格进行扫描时，从扫描点进入该像素网格101的入射边界1011即开始发光而形成光斑，其中扫描点是指激光扫描器当前时刻所扫描的位置，直到扫描点离开像素网格101的出射边界1012即停止发光，在这一段时间内即实现对像素网格101的扫描，以此类推，对待扫描图像中的每一个像素点都按照前述步骤进行扫描，根据人眼的视觉暂留暂留现象，从而能够向用户输出该待扫描图像对应的视觉体验。

但是，请继续参考图1A，在扫描像素网格101时，由于激光扫描成像装置是在扫描点离开像素网格的出射边界1012后停止出射光线，很明显会有0.5 个光斑和像素网格102重合，所以像素网格102的色彩和灰度不可避免地会受到像素网格101的色彩和灰度的影响，同样地，在扫描像素网格102时，由于是在扫描点进入像素网格102的入射边界1021后即开始出射光线，很明显会有0.5个光斑和像素网格101重合，所以像素网格101的色彩和灰度不可避免地会受到像素网格102的色彩和灰度的影响，也就是说，现有技术中在激光扫描成像时每个像素网格会受到前一像素网格或者后一像素网格的色彩和灰度的影响，从而降低了成像画面的对比度和锐度，影响了用户的视觉体验。

并且，现有技术中激光扫描器出射的光线一般采用RGB色彩模式，也即激光扫描器出射光线是由红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器各自出射的光线组合而成，红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器各自出射的光线的波长不同，针对光纤而言，不同波长的光线对应不同的数值孔径，数值孔径越大，光线从光纤中出射时的出射角度越大，反之越小，所以当红绿蓝三色光线被耦合到光纤并出射后，具有不同的出射角度，因此同一个像素点内RGB三色光的光斑大小不同，最大的光斑为蓝色光斑，次大的光斑为绿色光斑，最小的光斑为红色光斑，请参考图1B，图1B为现有技术中激光扫描成像时的三色光斑示意图，如图1B所示，填充图案的复杂度代表光的复合种类数量，针对两个像素网格的光斑重叠部分而言，环形光斑1111为两个像素网格蓝色光斑的重叠部分，环形光斑1112为蓝色光斑和绿色光斑的重叠部分，环形光斑1113为蓝色光斑、绿色光斑和红色光斑的重叠部分，这样，在像素网格101和102交界的地方，蓝色光斑1111的重叠最大，绿色光斑的重叠区域次之，从而会导致像素网格101和102的色彩会受到更大的影响，从而会进一步降低成像画面的对比度和锐度。

因此，现有技术中存在因激光扫描成像技术相邻两个像素网格的色彩和灰度会相互影响以及各色光斑大小不一导致降低了成像画面的对比度和锐度的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种激光扫描成像设备，用以解决现有技术中存在的因激光扫描成像技术相邻两个像素网格的色彩和灰度会相互影响以及各色光斑大小不一导致降低了成像画面的对比度和锐度的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了一种激光扫描成像设备，包括处理器、激光扫描成像装置和可读存储介质，所述激光扫描成像装置包括光源和扫描器，所述光源出射的光线由三个激光器出射的不同色彩的光线组合而成，所述可读存储介质存储有程序，所述程序包括用于分别控制所述三个激光器出射光线和停止出射光线的三个控制参数；在所述处理器执行所述程序以对待扫描图像中的一个像素进行扫描时，所述处理器根据所述三个控制参数，按所述三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制所述三个激光器出射相应色彩的光线，以及按所述三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制所述三个激光器停止出射光线，且在所述处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，所述激光扫描成像装置的扫描点的运动距离小于或等于所述像素网格在所述扫描方向上的长度与0.5倍最小的光斑直径之差。

可选地，在按所述三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制所述三个激光器出射相应色彩的光线时，所述三个激光器对应的三个光斑的后边界点重合，所述后边界点为光斑在所述激光扫描成像装置的扫描方向上最后方的点；和/或

在按所述三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制所述三个激光器停止出射光线时，所述三个激光器对应的三个光斑的前边界点重合，所述前边界点为光斑在所述扫描方向上最前方的点。

可选地，在所述处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，所述扫描点的运动距离小于或等于所述像素网格在所述扫描方向上的长度与0.732倍最小的光斑直径之差。

可选地，所述光斑为以所述激光扫描成像装置的扫描点为中心，光斑最大功率的1/e²位置为边界形成的圆。

可选地，所述三个激光器为红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器。

可选地，所述扫描器具体为扫描光纤。

可选地，所述扫描光纤的入射端设置有透镜结构。

可选地，所述激光扫描成像装置还包括光耦合单元，所述光耦合单元设置于所述光源的出射端以及所述扫描光纤的入射端之间。

可选地，所述激光扫描成像设备还包括光学放大镜组，所述光学放大镜组包括至少一个光学透镜，所述光学放大镜组设置于所述激光扫描成像装置的出射端。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了处理器按照光斑从小到大的顺序依次控制三个激光器出射相应色彩的光线，以及按光斑从大到小的顺序依次控制三个激光器停止出射光线，并且在处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，激光扫描成像装置的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍最小的光斑直径之差的技术方案，保证了两个像素网格之间的间隙会明显大于现有技术中两个像素网格之间的间隙，所以减小或者降低了每个像素网格对前一个像素网格或者后一个像素网格的色彩和灰度影响，提高了整个成像画面的对比度和锐度，从而提高了成像画面的显示质量，保证了激光扫描成像技术提供给用户的视觉体验。

附图说明

图1A为现有技术中激光扫描成像的示意图；

图1B为现有技术中激光扫描成像时的三色光斑示意图；

图2为本发明实施例提供的激光扫描成像设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光源2021的结构示意图；

图4为通过扫描光纤进行激光扫描成像的示意图；

图5A为本发明实施例提供的扫描待扫描图像中一个像素的第一种方式的示意图；

图5B为本发明实施例提供的扫描待扫描图像中一个像素的第二种方式的示意图；

图5C为本发明实施例提供的对相邻两个像素网格进行扫描时的光斑重叠示意图；

图6为激光扫描成像装置包括光耦合单元的结构示意图；

图7为透镜光纤的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种激光扫描成像设备，请参考图2，图2为本发明实施例提供的激光扫描成像设备的结构示意图，如图2所示，该激光扫描成像设备包括处理器201、激光扫描成像装置202和可读存储介质203，激光扫描成像装置202包括光源2021和扫描器2022，光源2021出射的光线由三个激光器出射的不同色彩的光线组合而成。

在具体实施过程中，光源2021出射的光线可以由红色激光、绿色激光和蓝色激光组合而成，请参考图3，图3为本发明实施例提供的光源2021的结构示意图，光源2021包括红色激光器20211、绿色激光器20212、蓝色激光器 20213和合光单元20214，其中红色激光器20211具体可以是红色激光光源，绿色激光器20212具体可以是绿色激光光源，蓝色激光器20213具体可以是蓝色激光光源，在此不做限制；在本实施例中，合光单元20214包括设置于红色激光器20211的出射端的红光合光单元202141、设置于绿色激光器20212的出射端的绿光合光单元202142和设置于蓝色激光器20213的出射端的蓝光合光单元202143；如图3所示，在本实施例中，红光合光单元202141具体为设置于红色激光器20211的出射端的反红光滤色片，绿光合光单元202142具体为设置于绿色激光器20212的出射端的透红光反绿光滤色片，蓝光合光单元 202143具体为设置于蓝色激光器20213的出射端的反红绿光透蓝光滤色片，这样，通过反红光滤色片、透红光反绿光滤色片和反红绿光透蓝光滤色片，即能够将红色激光器20211、绿色激光器20212或蓝色激光器20213各自出射的光线组合在一起，在其他实施例中，根据红色激光器20211、绿色激光器20212 和蓝色激光器20213之间的光路设计的不同，合光单元20214中各个合光单元的反射光或透射光的特性也会相应不同，在此不做限制。

在接下来的部分中，将以光源包括红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器为例来进行介绍，例如，红色激光器可以出射波长为638nm的红色激光，绿色激光器可以出射波长为532nm的绿色激光，蓝色激光器可以出射波长为 450nm的蓝色激光，当然了，在实际应用中，本领域所属的技术人员还可以根据实际情况，选择能够输出其他合适色彩光线的三个激光器组合成为光源，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，扫描器2022可以是扫描光纤，请参考图4，图4为通过扫描光纤进行激光扫描成像的示意图，如图4所示，从光源2021出射的光纤被耦合至扫描光纤302中后，扫描光纤302的出射端，也即光纤悬臂3021 在压电陶瓷驱动器等驱动装置的作用下振动，从而使得从光纤悬臂3021出射的光线能够实现扫描，同时改变从光源2021出射的光线的色彩，即能够实现激光扫描成像的目的。在实际应用中，本领域所属的技术人员还能够根据实际情况，选择其他合适的方式来实现激光扫描成像，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，可读存储介质203可以是机械硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)或者只读存储器(ROM)等等，在此不做限制。可读存储介质203 内存储有程序，该程序包括用于分别控制三个激光器出射光线和停止出射光线的三个控制参数，具体来讲，控制参数可以控制激光器持续一段时间出射某种色彩的光线或停止出射光线并持续一段时间，例如若需要控制红色激光器持续 50纳秒输出灰度为255的红色光线，该控制参数可以为(R；50；255)，若需要控制红色激光器停止输出光线10纳秒，则该控制参数可以为(R；10；0)，控制参数对其他激光器的控制方式同理，在此不再赘述；控制参数也可以直接控制激光器在某一时刻开始出射某一灰度的光线，或者直接控制激光器在另一时刻停止出射某一灰度的光线，例如若需要控制红色激光器在t_a时刻开始出射灰度为255的红色光线，该控制参数可以为(R；t_a；255)，若需要控制红色激光器在t_b时刻停止出射光线，则该控制参数可以为(R；t_b；0)，控制参数对其他激光器的控制方式同理，在此不再赘述。

在处理器201执行程序以对待扫描图像中一个像素进行扫描时，处理器 201根据三个控制参数，按三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制三个激光器出射相应色彩的光线，以及按三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制三个激光器停止出射光线。

具体来讲，以三个激光器分别为红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器为例来进行介绍，在三个激光器与像面之间的距离相同的情况下，三个激光器的光斑大小的顺序为：红色激光器的光斑＜绿色激光器的光斑＜蓝色激光器的光斑。需要说明的是，在实际应用中，可以是通过手动或者自动的方式在像面上直接测量而获得，也可以是根据激光扫描成像装置出射的激光点大小、光学镜组以及与像面之间的距离等因素计算而得到，在此不做限制。在获取光斑在像面上的大小的时候，光斑的能量是由内向外逐步减弱的，不具有明确的边界，所以如果将光斑能量的标准定得高一些，则光斑尺寸就会小一些，如果将光斑能量的标准定得低一些，光斑尺寸就相对大一些，具体可以在将激光扫描成像装置出射的光线最亮，并且显示灰度为255的白色画面的情况下，将光斑中心功率(最大功率)的1/e²位置作为光斑的边界，当然，本领域的技术人员还能够根据实际情况，选择其他合适的光斑能量的标准来作为光斑的边界，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

这样，针对待扫描图像中的一个像素而言，设定该像素的色彩为白色，这需要三个激光器各自出射255灰度的光线来组合成光源2021出射的白色光线以实现对该像素的扫描，因此处理器201根据控制参数，在需要出射光线进行扫描该像素的时候，按照三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制三个激光器出射相应色彩的光线，也即先控制红色激光器出射255灰度的光线，接着控制绿色激光器出射255灰度的光线，再控制蓝色机器出射255灰度的光线，请参考图5A，图5A为本发明实施例提供的扫描待扫描图像中一个像素的第一种方式的示意图，如图5A所示，在像素网格501的入射边界5011处，控制光斑较小的激光器先出射光线，以及控制光斑较大的激光器后出射光线，也即在t₁时刻控制红色激光器先出射光线，在t₂时刻再控制绿色激光器出射光线，在 t₃时刻再控制蓝色激光器出射光线，这样，在开始扫描一个像素时，较大光斑如绿色光斑和蓝色光斑的初始位置明显前移，此处的前后方向以扫描方向为准，与扫描方向相同的方向为向前，与扫描方向相反的方向为向后，明显减少了较大的光斑对前一像素的色彩和灰度的影响；在完成对该像素的扫描后，请继续参考图5A，在像素网格501的出射边界5012处，按照三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制三个激光器停止出射光线，也即在t₄时刻先控制蓝色激光器停止出射光线，在t₅时刻再控制绿色激光器停止出射光线，最后在t₆时刻控制红色激光器停止出射光线，这样，在结束扫描一个像素时，较大光斑如绿色光斑和蓝色光斑的位置明显后移，明显减少了较大的光斑对后一像素的色彩和灰度的影响。可以看出，处理器按三个激光器的光斑从小到大的顺序依次控制三个激光器出射相应色彩的光线，以及按三个激光器的光斑从大到小的顺序依次控制三个激光器停止出射光线，减小了较大的光斑对前一像素和后一像素的色彩和灰度的影响，提高了整个成像画面的对比度和锐度，从而提高了成像画面的显示质量，保证了激光扫描成像技术提供给用户的视觉体验。

并且，在处理器201控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，当然了，这段时间是指处理器201执行程序以对待扫描图像中一个像素进行扫描的时候，激光扫描成像装置202的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍最小的光斑直径之差。

具体来讲，请继续参考图5A，如图5A所示，像素网格501在扫描方向上的长度为L，最小的光斑直径也即红色光斑的直径为D_r，也就是说，与现有技术相比，仅有0.25个光斑的色彩和灰度影响前一像素的色彩和灰度，以及0.25个光斑的色彩和灰度影响后一像素的色彩和灰度，相当于在扫描像素网格501 对应的像素时，入射边界5011处的光斑集体前移，出射边界5012处的光斑集体后移，保证了两个像素网格之间的间隙会明显大于现有技术中两个像素网格之间的间隙，这样大大减小或者降低了每个像素网格对前一个像素网格或者后一个像素网格的色彩和灰度影响，提高了整个成像画面的对比度和锐度，从而提高了成像画面的显示质量，保证了激光扫描成像技术提供给用户的视觉体验。

在其他实施例中，根据实际情况，还可以在处理器201控制次大光斑或者最大光斑的激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，将激光扫描成像装置202的扫描点的运动距离控制为小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍次大或最大的光斑直径之差，以满足实际情况的需要；由于次大光斑的点亮时间段，也即激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段小于最小光斑的激光器的出射时间段，最大光斑的激光器的点亮时间段小于次大光斑的激光器的点亮时间段，因此，在次大光斑或最大光斑的激光器的点亮时间段内，激光扫描成像装置的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍次大或最大的光斑直径之差，这样也能够保证两个像素网格之间的间隙会明显大于现有技术中两个像素网格之间的间隙，实现减小或者降低了每个像素网格对前一个像素网格或者后一个像素网格的色彩和灰度影响，提高了整个成像画面的对比度和锐度，从而提高了成像画面的显示质量的目的。

在实际应用中，根据激光扫描成像装置自身的硬件性能，例如激光扫描成像装置的扫描点的扫描速度、激光扫描成像装置的像面大小和激光扫描成像装置的分辨率等等，即能够准确地确定出每一个像素网格的大小、位置，和任一时刻激光扫描成像装置的扫描点所在的位置，这样，即能够方便地确定在处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，激光扫描成像装置的扫描点的运动距离，在此就不再赘述了。

其中，像素网格的大小是根据实际像素网格是根据应用场景的实际情况进行划分的，例如，激光扫描成像装置输出图像时像面大小为50寸，长宽比例为16：9，并且其分辨率为1920*1080，则每个像素网格的大小约为0.0032cm²，在激光扫描成像装置输出同样大小的像面时，若分辨率增加，则每个像素网格的尺寸会减小，若分辨率降低，每个像素网格的尺寸会增加。

需要说明的是，激光扫描成像装置输出的成像画面的像素点是根据激光扫描成像装置出射的光斑在人眼中的时间积分来形成的，所以像素网格对于激光扫描成像装置来说不是实际存在的，而是在成像面上虚拟出与待扫描图像的像素点对应的网格，当然，虽然像素网格是虚拟的，但为了向用户提供良好的视觉体验，激光扫描成像装置需要按照像素网格对应的像素点，出射对应色彩的光线，在此就不再赘述了。

通过上述部分可以看出，由于采用了处理器按照光斑从小到大的顺序依次控制三个激光器出射相应色彩的光线，以及按光斑从大到小的顺序依次控制三个激光器停止出射光线，并且在处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，激光扫描成像装置的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍最小的光斑直径之差的技术方案，保证了两个像素网格之间的间隙会明显大于现有技术中两个像素网格之间的间隙，所以减小或者降低了每个像素网格对前一个像素网格或者后一个像素网格的色彩和灰度影响，提高了整个成像画面的对比度和锐度，从而提高了成像画面的显示质量，保证了激光扫描成像技术提供给用户的视觉体验。

在具体实施过程中，为了进一步减小或者降低每个像素网格对前一个像素网格或者后一个像素网格的色彩和灰度影响，请继续参考图5B，图5B为本发明实施例提供的扫描待扫描图像中一个像素的第二种方式的示意图，如图5B 所示，在对像素网格502进行扫描时，在按三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制三个激光器出射相应色彩的光线时，三个激光器对应的三个光斑的后边界点511重合，后边界点为光斑在激光扫描成像装置的扫描方向上最后方的点，这样，一方面进一步减小或者降低对前一像素的色彩和灰度影响，另一方面避免因不同大小和色彩的光斑叠加在一起后形成与像素不同的其他色彩而影响用户的视觉体验；同样地，在按三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制三个激光器停止出射光线时，三个激光器对应的三个光斑的前边界点512 重合，前边界点为光斑在扫描方向上最前方的点，这样，一方面能够进一步减小或者降低对后一像素的色彩和灰度影响，另一方面避免因不同大小和色彩的光斑叠加在一起后形成与像素不同的其他色彩而影响用户的视觉体验。

当然，在控制三个激光器开始出射光线至停止出射光线时，控制激光器的三个光斑的后边界点重合方案或前边界点重合方案可以任择其一，也可以两者均采用，例如针对待扫描图像中被扫描时的首列像素而言，因该列像素不存在前一像素，所以无需考虑对前一像素的色彩和灰度影响，故首列像素可以仅采用前边界点重合方案；针对待扫描图像被扫描时的末列像素而言，因该列像素不存在后一像素，因该列像素不存在后一像素，所以无需考虑对后一像素的色彩和灰度影响，故末列像素可以仅采用后边界点重合方案；针对待扫描图像中除首列像素和末列像素之外的其他像素而言，因存在前一像素和后一像素，所以可以同时采用两个方案，这样即能够实现进一步减小或者降低了对前一像素和后一像素的色彩和灰度影响的目的。

在实际应用中，如前所述，根据激光扫描成像装置自身的硬件性能，例如激光扫描成像装置的扫描点的扫描速度、激光扫描成像装置的像面大小和激光扫描成像装置的分辨率等等，即能够准确地确定出每一个像素网格的大小、位置，和任一时刻激光扫描成像装置的扫描点所在的位置，这样，结合通过前述部分确定每个激光器的光斑大小，即能够确定每个光斑的前边界点的位置与后边界点的位置，继而处理器能够通过控制参数来控制三个激光器在合适的时间出射光线或者停止出射光线，使得三个光斑的前边界点或者后边界点重合，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，请继续参考图5C，图5C为本发明实施例提供的对相邻两个像素网格进行扫描时的光斑重叠示意图，如图5C所示，前一个像素网格551对应色彩的光斑561，与后一个像素网格552对应色彩的光斑562之间的重叠部分为571，光斑561和光斑562之间的间隙部分也即虚线部分为572， 572有上下两个分离的部分；其中，重叠部分571如前部分所介绍的，会影响像素网格551和512各自的色彩和灰度，降低整个成像画面的对比度和锐度，但是减小重叠部分571的面积，则会导致虚线部分572的面积增大，而虚线部分572过大则会导致用户能够感受到像素网格之间的空隙，也即会导致用户能够感受到激光扫描成像技术提供的图像具有明显的颗粒感，视觉体验不佳，所以还需要同时减小虚线部分572的面积。

因此，为了在减小重叠部分571的面积以及减小虚线部分572的面积之间做一个平衡，可以通过数学方法计算出重叠部分571的面积与虚线部分572的面积的最小值，在本实施例中，重叠部分571的面积与虚线部分572的面积之和S可以通过如下公式进行计算：

其中，R为光斑的直径，a为光斑圆心至像素网格边界的距离。计算得知 a为0.866R时，面积S的值最小，也即在光斑561直径的13.4％处于像素网格 551外，且光斑562直径的13.4％处于像素网格552外时，面积S的值最小，这样，为了保证成像图像具有较好的对比度和锐度与锐度，同时降低或者减小用户感受到成像图像中各个像素点之间的间隙部分的可能性，因此可以推算得知，针对每一个像素网格而言，在处理器201控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，激光扫描成像装置202的扫描点的运动距离等于该像素网格在扫描方向上的长度与0.732倍光斑直径之差，需要说明的是，此处介绍的是单色光斑的情形，因此，本领域所属的技术人员可以根据实际情况，选择最小光斑、次大光斑或者最大光斑，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述了。

在实际应用中，计算面积S的数学方式还有很多，本实施例所介绍的仅仅是其中一种，在此不做限制。

另外，由于在用户观看激光扫描投影装置投射的画面时，间隙部分是没有光的，所以人眼对重叠部分的敏感度大于对间隙部分的敏感度，因此结合上述部分的介绍，针对图5A所示的像素网格而言，在处理器201控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，激光扫描成像装置202的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.732倍最小的光斑直径之差，是激光扫描成像装置在扫描过程中一个较佳的技术方案。

在具体实施过程中，请继续参考图6，图6为激光扫描成像装置包括光耦合单元的结构示意图，如图6所示，在扫描器具体为扫描光纤时，激光扫描成像装置还包括光耦合单元603，光耦合单元设置于光源601的出射端以及扫描光纤602的入射端之间，光耦合单元603可以是耦合透镜等等。这样，从光源601出射的光线即能够在光耦合单元603的作用下，被耦合到扫描光纤602中，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，在扫描器具体为扫描光纤时，扫描光纤的入射端设置有透镜结构，也即该扫描光纤具体为透镜光纤(lensed fiber)，扫描光纤可以通过烧结或者研磨等方式在光纤一端形成球形、楔形或锥形等透镜，提高扫描光纤的数值孔径，从而提高扫描光纤的收光率，这样即无需再设置图6中的光耦合单元，请参考图7，图7为透镜光纤的结构示意图，如图7所示，透镜光纤为71，透镜光纤的入射端设置有球形的透镜结构701。

在具体实施过程中，请继续参考图2，如图2所示，激光扫描成像设备还包括光学放大镜组204，该光学放大镜组204包括至少一个光学透镜，具体的透镜数量和透镜的参数设置以满足实际情况的需要为准，在此不做限制。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种激光扫描成像设备，其特征在于，包括处理器、激光扫描成像装置和可读存储介质，所述激光扫描成像装置包括光源和扫描器，所述光源出射的光线由三个激光器出射的不同色彩的光线组合而成，所述可读存储介质存储有程序，所述程序包括用于分别控制所述三个激光器出射光线和停止出射光线的三个控制参数；在所述处理器执行所述程序以对待扫描图像中的一个像素进行扫描时，所述处理器根据所述三个控制参数，按所述三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制所述三个激光器出射相应色彩的光线，以及按所述三个激光器的光斑从大到小的顺序，依次控制所述三个激光器停止出射光线，且在所述处理器控制同一激光器开始出射光线至停止出射光线的时间段内，所述激光扫描成像装置的扫描点的运动距离小于或等于像素网格在扫描方向上的长度与0.5倍最小的光斑直径之差。

2.如权利要求1所述的激光扫描成像设备，其特征在于，在按所述三个激光器的光斑从小到大的顺序，依次控制所述三个激光器出射相应色彩的光线时，所述三个激光器对应的三个光斑的后边界点重合，所述后边界点为光斑在所述激光扫描成像装置的扫描方向上最后方的点；和/或

3.如权利要求1所述的激光扫描成像设备，其特征在于，所述光斑为以所述激光扫描成像装置的扫描点为中心，光斑最大功率的1/e2位置为边界形成的圆。

4.如权利要求1所述的激光扫描成像设备，其特征在于，所述三个激光器为红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器。

5.如权利要求1-4中任一项所述的激光扫描成像设备，其特征在于，所述扫描器具体为扫描光纤。

6.如权利要求5所述的激光扫描成像设备，其特征在于，所述扫描光纤的入射端设置有透镜结构。

7.如权利要求5所述的激光扫描成像设备，其特征在于，所述激光扫描成像装置还包括光耦合单元，所述光耦合单元设置于所述光源的出射端以及所述扫描光纤的入射端之间。

8.如权利要求5所述的激光扫描成像设备，其特征在于，所述激光扫描成像设备还包括光学放大镜组，所述光学放大镜组包括至少一个光学透镜，所述光学放大镜组设置于所述激光扫描成像装置的出射端。