TW442667B - Light beam display - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,12 6 6 7 A7 ____ B7_____ 五、發明說明（1 ) 相關專利書資訊 本專利書係在1998年10月8曰申請在案之美國專利書序號 09/169,163的延續’其依次爲在1997年7月3曰申請在案之美 國專利書序號08/887,947之部分的延續，其依次爲在1994年 2月2日申請在案之美國專利書序號08/162 043的延續，現 在是美國專利號碼\646,766 »上面提到的專利和專利書的 發表，在此併入參考。 發明背景 1 .發明範卧 本發明係關於用以藉由使用一光束或多光束來顯示一影 像的方法和裝置。 2·先前技術及相關資訊的描述 高解析度的顯示器具有各種的應用，包括電腦螢幕， HDTV和模擬器。在此種應用中，主要考慮的是解析度，最 大可視區，成本及可靠度。雖然已使用若干的趨近方法， 包括CRT顯示器，後方投射及前方投射顯示器，電漿顯示 器和LCDs，這些都不能滿意地提供所有上述希望的特性。 在其他的顯示器應用中，像控制面板顯示器，和汽車及飛 機上的顯示器’解析度比亮度，小型化及可靠度來得較不 重要。 雖然雷射可能可以提供許多優點給上述兩種型式的顯示 器’但以雷射爲基礎的顯示器尚未被廣泛的使用。這很大 部分是由於雷射掃描引擎之可用性的限制。一常用於掃插 的趨近使用一旋轉反射鏡當此反射鏡旋轉時以掃描此雷射 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -----------丄 ^-------h訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2) 光束在一線性方向。典型地，此反射鏡由_多面鏡組成， 而每一邊相當於此雷射光束在此線性方向中的一掃描長 度。 此一旋轉多面鏡雷射光束掃描器的一例子説明於圖1中》 此顯示於圖1中之先前技術的雷射光束掃描裝置使用一多 面鏡成形的反射鏡1，當此多面鏡1旋轉時，其接受一來自 於雷射2的雷射光束並偏折此雷射光束一掃描方向X。由圖 1之幾何形狀的檢查會知道，此一旋轉多面鏡系統具有掃 描此雷射先束經由一最大180度角用一由此多面鏡之旋轉速 度所決定的掃描線期間除以N的能力，其中N是多面鏡邊的 數目。同樣地，會知道對於大的N，此掃描角度可以被相 當大程度的降低於180。。因此，對於如説明於圖1中辑合的 八邊多面鏡，此雷射光束經由一大約90。角，用每一掃描線 期間是此對於此多面鏡之一旋轉週期的1/8來掃描。 説明於圖1中的雷射掃描裝置具有相當簡單的優點，且適 合用於某些應用。然而，此常用的雷射掃描裝置不適用於 高解析度的顯示器’因爲此裝置之固有的限制使其很難同 時達到高解析度，高掃描速度和大的掃描角度。更特別 是’一高解析度要求一帶有很少邊之很大的多面鏡。亦 即，如果此雷射光束將提供精確的資訊當其沿此掃描方向 掃描時，當此雷射光束橫過此多面鏡邊之表面時，此雷射 光束的調制必須在此掃描方向中明白地提供不連續的點。 因此，此多面鏡的每一邊必須增加此光束的直徑和不連續 掃描點的數目（η)。因此，高解析度，相當於一非常大·數目 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------t-^------ί 訂---------鎳 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 442 6 6 7 Α7 Β7 五、發明說明（3) (n)的不連續掃描點，通常需要大的多面鏡邊《此限制特別 重要，其中此掃描光束目標表面位於接近此多面反射鐃 處。同樣地，如上所述’當此多面鏡邊的數目増加時此掃 描角度降低β因此，高解析度和高掃描角要求一具有相當 少邊的大多面_鏡。 然而，一具有相當少邊之大多面鏡的需求減缓對立一高 掃描速率，而因此嚴重地限制一基於此一雷射光束掃描裝 置之顯示器的解析度及/或恢復速率。如上所示，掃描速度 直接地相關於多面鏡邊的數目。因此，一具有相當少逢的 多面鏡需要非常高速的旋轉以達到高掃描速度。然而，在 高速旋轉一大的多面鏡產生機構的問題〇特別是，高速旋 轉引起振動，移動元件的應力，和降低在相對於雷射光束 之反射鏡之登記中的精確度。這些因子共同地限制此反射 鏡的旋轉速度，和因此限制了光束的掃描速率》 如上所述，另一增加重要性之顯示器應用的種類要求相 當小但對於圖形，像地圖，和文件，具有好的亮度和可接 受的解析度之健全的顯示器0此顯示器具有重要的應用在 汽車和其他的交通工具。在此應用中，一雷射爲基礎的顯 示器由於其亮度而具有潛在的優點。然而，再次，現存之 雷射光束掃描裝置並不非常適合β特別是，在此應用中此 雷射光束的光路徑相當短，由於小型化的空間可用於此顯 示器中。此要求此旋轉多面鏡的尺寸增加β然而，機構的 不穩定與大的旋轉多面鏡結合，且對於此應用是一嚴重的 損害，其中可靠度是要緊的。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS)Α4規格（210x297公釐） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

Jkκ--------訂---------線 絰濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4266 7 A7 ______B7__ 五、發明說明（4 ) 於是，將會知道目前存在一用於一改良之雷射光束顯示 裝置的需求。 發明摘要 本發明提供一顯示裝置和方法，使用經由在高速之大掃 描角度和具有高精確度之光束的择描以提供一高解析度的 顯示器。本發明更提供一光束顯示裝置，對於一给定的螢 幕尺寸具有一相當小型化的結構，且其相對地不受振動或 其他機構問題的影響，甚至在高解析度和恢復率時亦然。 本發明提r供一雷射光束顯示器其包括一第一和第二若干 的光束源，每一個可能最好是一半導體雷射的陣列，提供 若干光束在一光路徑中使得同時地反射出_可移動的反射 器之兩個以上的反射面，並照明—顯示螢幕。在―彩色勞 幕中，此雷射陣列的每一行相當於—各別的原色，而此陣 列之各別的列相當於獨立啓動但同時驅動之被此當射光束 掃描裝置照明的掃描線。此兩個以上的雷射光束陣列再細 分此螢幕的寬度成爲較小的掃描部分以增加掃描角度或增 加此裝置的水平掃描速度。一使用同時地照明對角線之掃 描碑的掃描格式提供此兩個以上雷射光束陣列的最佳化使 用。 更特別地，在一較佳具體裝置中，本發明的光束掃描裝 置包括一用以接收包括若干顯示器資訊的水平線之影視數 據的輸入和一高速記憶體用以儲存對於兩個以上水平線之 影視數據。提供第一和第二光二極體陣列，每—個都包含 若干列和至少一行。一控制電路控制符合來自儲存於此高 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） _-----------J-.,.^--------訂 --------線, (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 經濟部智慧財產局員K消費合作社印製 42S67 A7 _____B7_ 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) 速記憶體中的兩個以上水平線之影視數據之光束的同時啓 動。一包括一可移動之反射器的光路徑指向此同時啓動之 兩個以上的光束從此可移動之反射器的至少兩面之兩二極 體陣列關閉到此顯示螢幕。 在另一樣子中，本發明提供在一使用若干光束源和—具 有若干反射面傾斜在不同角度之可旋轉反射器之顯示螢幕 上顯示資訊的方法。一第一若干光束被指向此傾斜在第一 角度之可旋轉反射器的第一面，且自此第一面至此顯示螢 幕’由此第--光束源。一第二若干光束被指向此傾斜在一 不同角度之可旋轉反射器的第二面，且自此第二面至此顯 示螢幕，由此第二光束源。此反射器被旋轉使得造成此第 —和第二若干光束同時在此顯示螢幕上描繪出平行多線掃 描片斷。此平行掃描片斷藉由此傾斜的面垂直地移至在此 螢幕上以提供一般地對角線的组態在此顯示螢幕上。整個 螢幕藉由用這些對角線掃描囷樣鋪此螢幕來照明，當不同 的傾斜面旋轉入此光束的光路徑時β 本發明的其他特徵和優點會由本發明之以下細節的描述 而知道。 圖例概述 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 圖1爲一先前技術雷射掃描裝置的上視概要視圖。 圖2爲一根據本發明之一較佳具體裝置之雷射光束顯示器 的概要圖》 圖3爲一根據本發明之雷射顯示器的操作之一掃描圖樣的 概要圖。 -8 * 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 > ^ η 7 Α7 __ B7_______ 五、發明說明（6 ) 圖4A-4C爲一由根據本發明之雷射光束顯示器操作的較佳 模式之一掃描圖樣的概要圖。 圖5爲一根據本發明之雷射光束顯示器的一較佳具體裝置 之電路的方塊概要圈。 圖6爲一根據本發明之雷射二極體陣列之部分切掉一部分 的視圖。 圖7A和7B説明一使用一光纖雷射光束傳送頭之本發明的 另一具體裝置。 圖8説明根據本發明之另一具體裝置的二光纖雷射光束傳 送頭。 發明詳述 參考圖2 ’本發明之雷射光束顯示裝置的一較佳具體裝置 説明於一概要圖中，説明此具體裝置的基本結構和電子電 路。此結構元件的尺寸和光路徑未示於圖2中的尺寸，且 此光路徑的特定尺寸和佈局取決於特定的應用。 如圖2中所示，此雷射光束掃描裝置包括一多面的多面鏡 反射器32。此多面鏡形狀的反射器32最好連接至一可變速 的馬達36，其提供給此反射器32的高速旋轉使得在此周圍 上連續平坦的反射面由此引入與此雷射光束的反射接觸。 此反射器32的旋轉速度被一解碼器（未示出）所監控，其依 次提供一信號給馬達控制電路（其可以包括在此控制電子器 220中）。此馬達控制電路，電源供應器和角速度控制反饋 可以是如美國專利5,646,766所描述的，其揭露的在此併入 參考。雖然一輪形的多面反射器32目前是較佳的，其將會 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） -I I----------裝-------f 訂 --------線 1 (請先閲讀背面之ii意事項再填寫本頁) 442667 A7 B7 五、發明說明（7 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 知道，其他可移動多邊反射器的形式也可以用以連續地將 此反射的平面引入與此雷射光束的反射接觸β此種替換的 反射器可以藉由一電機啓動系統之廣泛變化的任何數目來 啓動’包括線性和旋轉馬達，帶有一選擇的特定啓動系統 以提供對於此特定應用之面的希望速度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2的裝置更包括許多雷射光束202的第一光源200，兩個 以上的光束可以包括像以下詳細討論之不同頻率/顏色的光 束’和一光路徑用於此雷射光源200和一顯示螢幕206之間 的雷射光先。一許多光束302的第二光源300也被提供，帶 有一通常平行於顯示螢幕206的光路徑。像_目前較佳具體 裝置的一例子，此雷射光源200，3 00可以每一個包含一具 有許多列和至少一行之雷射二極鱧的矩形陣列。一單色顯 示器對於每一二極體陣列可以具有一單一行，然而—彩色 的顯示器可以具有3行。一彩色陣列因此提供三原色給每 —列。列的數目相當於在此顯示螢幕206上藉由每一二極體 陣列標出平行掃描線的數目。例如，可以使用1 4列二極 體。每一二維二極體陣列200，300因此可以提供從1到4 2分 開的雷射光束202，302同時地（在此控制電子裝置220的控 制之下，討論於下）。其他許多雷射光束的光源也可以使 用。'例如，一單一可以分成許多使用一 ΑΟΜ調制器之獨立 地調制的光束，由此構成一許多光束的光源。此一使用 ΑΟΜ調制器以產生兩個以上之光束的此一趨近描述於美國 專利5,646,766中，在此併入參考。 此光路徑被组成使得此雷射光束多多少少截取此旋轉多 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐) ^42667 第88120353號專利申請案 說明書修正頁(卯年11月倐正 Α7 五、發明説明（8 ) 補充 耕 I、，· a 經濟部_央樣率局貝工消费合作社印製 面鏡3 2以便當此多面鏡旋轉時提供_希望的掃描範圍跨過 顯示螢幕206。此光路徑將取決於特定的應用和如說明的可 以使用一個以上的反射光學元件2 1 1以增加此路徑長度β同 樣地，一個以上的透鏡2 14，3 14，可以使用於每一雷射光 束202，302以便將此光束聚焦至一希望的點大小在顯示螢 幕206上。 將會知道，對於說明於圖2中光路徑和光學元件之各式各 樣的修正是可能的。例如，可以提供額外的光學元件以增 加此路徑長度或改變幾何形狀以使掃描範圍在一限制空間 的應用中最大。此外’此光學路徑可能不需要任何路徑延 伸元件，像在一應用中的反射元件211允許一適合之光束源 200，300 1反射器32和螢幕206的幾何形狀。同樣地，可能 提供額外的聚焦或準直光學元件，像透鏡2 14，以對於特定 的應用提供希望的點大小。在其他的應用中，此個別的聚 焦元件214 ’ 3 14對於二極體群可以被結合。例如，在一二 極體陣列之單一列中的所有二極體可以被一單一光學聚焦 元件214，3 14所聚焦。在其他的應用中，此聚焦元件可以 免除，如果此希望的點大小和解析度可以由發射自此二極 體陣列200 ’ 3 00本身之雷射光束所提供》此螢幕206依次可 以是一反射或透射螢幕帶有一透射擴散的螢幕目前對於小 型化的顯示器或希望高亮度於其中的是較佳的。 像進一步概要說明於圖2中，此雷射光束源200，300提供 許多雷射光束，通常藉由圖2中的光束202, 302來說明，同 時地在此旋轉反射器3 2之個別的面204，304上*特別是， -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格{ 210X297公釐） --------7裝-----_丨訂·------^ A (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 2 6 6 A7 B7 五、發明說明（9 ) 兩個以上的光束202經由面204同時地指向在顯示器206上個 別的點或像素。兩個以上的光束3〇2經由面3〇4依次同時地 指向在顯示器206上不同的像素组。許多來自於一雷射光源 200或300的光束也可以同時地照明一單一的像素。特別 是’在一彩色顯示器中，此二極體陣列之一單一列中所有 的三個二極體可以同時地照明一單一的像素。甚至在一單 色顯示器的應用中，兩個以上的光束可以結合在一單一的 像素以提供增加的亮度。此兩個以上的光束到兩個以上像 素的紐合藉-由此四個雷射光束同時地指向顯示器2〇6 一般地 說明於圖2中，每一個最好包括兩個以上明顯之不同頻率 或色彩的分量光束。此特定的方法其中此光束2〇2, 302標 示出在顯示器206上的影音數據，將在以下更詳細的描述關 於圖3和4A-4C。 仍然參考圖2，此二極體陣列200，300由提供自控制電子 電路220之控制信號所驅動，其依次接收此影音資訊顯示自 影音數據源100。影音數據源1〇〇可以包含任何顯示在顯示 器206上的影音數據源，且可包含一以任何各式各樣已知格 式的類比或數位的影音信號。如果需要，此控制電子電路 220轉換提供自源頭1〇〇的影音數據成爲數位形式，然後成 爲一適合用於提供自此二極體陣列2〇〇，300之特定掃描圖 樣的平行掃描格式，像下面更詳細的描述》 參考圖3，説明此方法其中此多二極體陣列2〇〇，300同時 地提供兩個以上的光束給兩個以上的面，並提供一增加的 掃描速度及/或掃描角度給此顯示器。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A裒 ---—訂—----線 1 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _________B7 五、發明說明（10) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖3中，一顯示螢幕2〇6的前視囷用具有一寬度尺寸（w) 和一高度尺寸（H)之螢幕的可用部分來概要地説明。此表示 的顯示器是用於—彩色顯示器，用三個不同色光的光束同 時啓動及聚焦在每一像素21〇,31〇上，個別地從每一雷射 光源200 ’ 300。這些個別地光束最好相當於此三原色， Ί ’藍和綠以提供一彩色影像在顯示器2〇6上。因此，對於 說明於圖3中的兩组像素21〇, 31〇，紅，藍和綠雷射光束 (RBG)同時由雷射光源200，300所提供。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖3所示顯示螢幕206的寬度尺寸（W)可以在分成兩個 以上水平掃描部分相當於二極體陣列的數目。雖然説明二 水平掃描部分208，308，相當於兩個二極體陣列200，300， 此部分和二極體陣列的數目未被限制且通常可能是2-10或 更大的數目。在此第—掃描部分208中，自二極體陣列2〇〇 提供一第一若干光束給像素21〇的兩個以上的列，如圖3中 説明的以標出一第一组掃描線212。同時，來自二極體陣列 300的許多光束照明像素3 10的兩個以上的列，其在此第二 水平掃描部分308中標出一第二组掃描線3 這些個別的 光束’藉由反射器32的旋轉沿兩個以上的水平择描線择 描’因此產生一第一垂直择描部分316。因此，將會知道舞 於經由相當於_單面寬度的角範圍之多面鏡32的旋轉，在 勞幕208上掃描出的寬度會是雙倍於由雷射光束之單—光源 所提供的兩倍。因此，提供一伴隨的掃描速度及/或勞幕尺 寸之增加。 此顯示螢幕208的垂直範圍或高度（H)藉由重複對於每— -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44266 7 A7 B7 五、發明說明（11) 個垂直掃描部分316的平行掃描而掃描出。將會知道，連續 地掃描此雷射光束在此個別的垂直掃描部分316，某些裝置 要求用以垂直地移位此光束以涵蓋顯示於圖3中的整個垂 直距離Η —些不同的此種用以垂直地移位此光束的裝置 描述於美國專利5,646,766中，其揭露的在此併入參考。 在一目前的較佳具體裝置中，此光束的垂直移位藉由使 用此旋轉多面鏡32的面來完成，其相對於此多面鏡32的旋 轉抽成不同的角度。每一不同面的角度因此相當於在此顯 示螢幕206 土-不同的垂直位置允許不同的垂直掃描部分316 被標出’當此雷射光束202 , 302截取連續的曾經較傾斜的 面時。因此，此多面鏡32的一旋轉會造成所有垂直掃描部 分3i6被照明提供一影像在頰示螢幕206的整個可用表面區 域上。 根據此旋轉多面鏡反射器32之傾斜面的使用作爲一用於 垂直地移位此雷射光束的裝置，最好使用圖3之掃描格式 的修正。特別是，最好使用一對角線‘‘磚’’的掃描格式。此 掃描格式說明於圖4A-4C中，此圖顯示在一磚圖樣中被雷射 光束照明之-勞幕2〇6的連續部分。此類示於囷4 a_4c中之對 角線碑掃描格式的例子包括同時提供自每一雷射光源2〇〇和 300及一具有N個面（或一由此之整倍數，加上畫面之間任 何的“死”面）的旋轉多面鏡反射器32之14列雷射二極趙。 此N個面的每一個傾斜不同的角度，.對於每一面的角度相 當於在此顯π器2〇6上的一不同垂直位置，通常像表示於圖 4A-4C中每一垂直掃描部分的左邊。對於囷4A4C中面的編 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .人裝 訂---------線！ 經濟部智慧財產局員Μ消費合作社印製 44266 7 ΚΙ ____Β7___ 五、發明說明（12 ) 號是使得面1相當於照明此顯示螢幕206之頂端的傾斜面， 然而面N是傾斜以照明此顯示螢幕206的底部。 首先參考圖4A，此掃描圖樣以一被來自於第—雷射光束 源’亦即二極體陣列2〇〇，之雷射光束照明的第一择描碑 400-1開始’照在此旋轉多面鏡反射器32的面！上，並被祿 描橫過一水平掃描部分208的寬度。以此方法，對於—Η 列二極趙陣列1 〇〇的例子’ 1 4列視訊資訊被平行掃描橫過 在第一磚400-1中的水平掃描部分。在此水平方向中之解析 度的像素數名與視訊數據和特別的應用有關；例如，32〇像 素對於一高解析度顯示器是一特別的例子，可以提 或較多的像素。 ^ 參考圖4B’説明此旋轉多面鏡反射器32已經旋轉面1進 入此第二雷射光束源，亦即二極體陣列3〇〇，之光路徑中的 掃描圖樣，而第二面是在此第一雷射光束源的光路徑中。 在此時反射器的旋轉掃描來自於第_和第二雷射光束源的 雷射光束在説明於圖4B中之二對角線組態的磚4〇〇_2上β此 對角線磚掃描圖樣繼續進行著下一連續的傾斜面（面3)進入 此雷射光束-源的光路徑以照明對角線碑400-3，如圖4C中説 明的。此囷樣繼續進行直到整個顯示勞幕206都已經被此雷 射光束照明。如在此使用的，術語“平行择描部分，，意指同 時一起被掃描的碑’例如’在圖4Β中的碑400-2和説明於圖 4C中的磚400-3。 將會知道’如果提供額外的雷射光束源，説明於圖4A-4C 中的砗圖樣會加入額外的水平掃描部分。此對角線轉圖樣 -15- 本紙張又度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公) -------I---^裝--------訂！-----後 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 4 D第8812〇353號專利申請案 說明書修正頁(89年II月） 五、發明説明（13 ) 依次將延伸横過此顯示器的整個寬度，帶有同時照明碑的 數目等於水平掃描部分的數目。因此’例如，如果使用三 個一極禮陣列，相關於圖4 B和4 C的揮描圖樣將包括三個對 角線間隔的碑同時被照明《同樣地，對於較多數目的雷射 光東源會有更多磚同時被照明，其，如上所注意的，可以 總共是2-1〇或甚至更多如果希望用於特別的應用》 對於那些技術上已熟練的人將會知道，對於提供每一複 合光束複合的碑深入在顯示螢幕206上的能力在顯示器應用 中有顯著的優點。上面使用一 14 X 3之矩形二極禮陣列的例 子提供在掃描速度和二極體陣列2〇〇，300之間的合理妥 協’和一504條線的彩色影像因此可以藉由此雷射光束在水 平方向橫過此顯示螢幕206的36次掃描而產生在此顯示勞幕 206上。因此，36獨立傾斜的面可以提供在一旋轉多面鏡 32的單一旋轉中此顯示器2〇6之所有5〇4條線的掃描。因 此，此二維二極體陣列200 , 300和一多面傾斜面多面鏡32 .的组合允許此旋轉多面鏡3 2的尺寸和旋轉速度降低而沒有 折衷的解析度和顯示尺寸β那些技術上已熟練的人將會知 道，各式各樣二極體陣列維度及/或旋轉多面鏡32組態的組 合可以被提供取決於各種給定應用的特定需求，包括成 本，對於此雷射光束掃描裝置的可用空間，希望的=幕尺 寸，要求之總掃描線數等等。此外，雖然—矩形的二極浐 陣列具有在一典型的顯示器應用中容易佈局及良好I適 於-線的直線掃描的優點，將會知道’其他二極體陣列組 態也可以使用。 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐} --------叫裝-----丨訂-------^ ^ (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 6 6 7 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（14) 本發明的顯示器具有另一對於彩色顯示器應用超過一般 彩色顯示器的優點》—般的顯示器，例如，陰極射線管 (CRT)顯示器’不能精確地提供不同的色彩在一單一像素 區域’因爲使用磷對於不同的色彩必須具有不同的特性且 必须被分開。因此，在此CRT顯示器中此個別著色的像素 多多少少被並肩的安排，其光學地被眼睛感知如同一單一 像素。然而，對於_常高的解析度，對於此顯示器之每一 像素必須提供三個分開的像素區域的限制可以消極地影響 此顯示器的-解析度。然而，本發明可以放置三個截然不同 顏色的雷射光束精確地在相同的像素點，不論對於一反射 或透射型式的顯示螢幕208，由此避免此彩色像素區域的並 肩放置。 參考圖5，説明此控制電子電路220之方塊概要圖。此控 制電子電路接受自此視訊源沿線222而來的一視訊輸入信 號。如上所注意的，此視訊輸入信號可以是任何若干一般 格式的，例如，NTSC交錯的或漸進的掃描格式，和事實上 可以不是類比就是數位的。此信號提供給視訊介面286,在 一沿線222$供類比輸入視讯信號的情況中，其提供此輸入 信號之類比至數位的轉換。視訊介面286沿線288以串列格 式輸出此數位視訊數據至串列至平行轉換器290。串列至平 行轉換器290工作連同視訊RAM控制器292以轉換此串列視 訊數據，其可以典型地是一光柵掃描格式，成爲一相當於 説明於圖4 A-4C中之平行碑掃描圖樣的平行掃描格式。視訊 RAM控制器292包括一高速暫存記憶體，像一隨機存取記 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） ---I ---------^ ^-------- 訂 -----!·^ (靖先閲靖背面之注意事項再填寫本頁) 44266 7 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（15) 憶體（RAM)或足夠容量之FIFO緩衝器以維持視訊數據之至 少一平行掃描部分’例如，相當於二掃描轉β在沿線288提 供之視訊數據中的視訊同步信號依次通過光束計時邏輯 294，其使此平行掃描部分與畫面開始及典型地以一類比 或數位視訊數據提供之線信號之開始同步，並提供此平行 掃描計時信號給此視訊RAM控制器292。此視訊RAM控制器 292的輸出依次個別地提供給紅色，綠色和藍色視訊驅動電 路278 ’ 282和280，以此數位色彩強度信號的格式以允許對 於用於彩&顯示器之希望的色彩調色盤的灰階色彩控制。 此視訊驅動電路依次轉換數位色彩強度至類比驅動信號提 供给在此二極體陣列200 (或300，未示於囷5中）中的個別 二極體以用一關於此灰階驅動信號之強度來將其打開及關 閉，並提供希望的顏色給每一像素。 參考圖6，一二極體陣列2〇〇的具體箄置以一部分切掉的 透視圖説明（二極體陣列300會是相同的結構在此未示出）。 如所示，此二極體陣列200由一個別的雷射二極體23 0之小 型化组態所提供，例如，特定色彩的二極體，23〇r，23〇B 及230G。此個別的雷射二極體230组成在一緊密的外殼240 中，其依次可藉由安裝托架242而安裝於一印刷電路板或其 他適合支撑的結構。此外，對於那些技術上已熟練的人可 以使用黏著或其他適合的安裝技術。如更進一步説明於圖 6中’此個別的雷射二極體最好包括一聚焦透鏡蓋附著於 此雷射二極體的輸出部分以提供此雷射光束的初始對焦。 電源和控制信號經由一適合的電子連接，像一説明於圖6 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ill---------{裝-------- 訂--------A (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 44266 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（16) 中之軟性的電路250，依次提供給此個別的雷射二極體〇軟 性電路250經由一插頭連接器252電子地和機構地連接至外 殼24〇和個別的二極體230。然而，將會知道，各式各樣其 他電子的連接趨近也可以使用，包括用於每一行之二極趙 陣列個別地電子的連接至每一雷射二極體或獨立的印刷電 卞板之供給。此軟性的電路250連接至控制電子電路220， 其依次最好组成在一印刷電路板上β然而，此控制電子電 路可以提供在容納安裝乾架242之相同的電路板上，否則此 外殼直接參莱於其上。 參考圖7A和7B，説明此雷射光源200和結合之電子電路的 另一具體裝置，其使用一光纖雷射光束傳送頭，其可以有 利於具有空間限制或限制要求一小型化雷射傳送頭的應 用。 如圖7A中所示，此光纖雷射光束傳送頭260包括一束光纖 262安置在一外殼264内的緊密矩形陣列中。每一光纖262的 端點最好可以包括一聚焦端點蓋元件266，像更清楚説明於 圖7B中的。雖然圖7B中的説明並不打算顯示此聚焦元件 266的精確光學形狀，其的確説明了此小型化的樣子，其中 其可和光纖262結合爲一體《再次參考圖7A，每一光纖262 的另一端連接至一相關之雷射二極體268的輸出。一可選擇 的額外準直儀和聚焦放大鏡270可以使用在此個別的雷射二 極禮268的輸出，與此光纖262的長度和此雷射二極體268的 輸出特性有關。此用於每一行二極體陣列之個別的雷射二 極髏268和額外準直儀/聚焦元件270可以安裝在像圖7A中説 -19· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 111.------- I ^ 裝·— — ！ — ~ —"-訂- - - ------線/ I (請先閲婧背面之注意項再填寫本頁) 4 4?ββ Α7 Β7 五、發明說明（17) 明之分開的電路板272，274，276上或一單一的電路板，允 許的間隔》選擇此光纖262的長度使此光纖雷射光束傳送頭 260能夠方便地安裝在相對於此顯示螢幕2〇6之希望的光路 徑中°此個別的雷射二極體268依次由個別的紅，藍及綠色 視訊驅動器電路278 , 280 , 282提供電源，其形成如上所述 之控制電子電路220的部分。此視訊驅動器電路可以組成在 像雷射二極體相同的電路板272，274，276，或在分開的電 路板取決於特定的應用和空間的要求。 參考圖8説-明此雷射二極體軀動兩個以上光纖傳送頭之一 小型化電路板的實行例。如所示，二光纖傳送頭330, 332 經由光纖336連接至若干雷射二極體334。此個別的雷射二 極體334可以如説明的组成在一單一的電路板338上或可以 分成分開的電路板，取決於特定應用的空間需求。同樣 地，像關於上述圖7A中的具體裝置，光學準直儀/聚焦元件 340可以使用於雷射二極體的輸出和光纖之間。像也更清楚 的顯示於圖8中，此控制電子電路對於每一顏色（紅色説明 於圖8中）將此視訊驅動器信號分開成相當於二光纖傳送頭 的平行驅動信號。 雖然已經完成關於特定具體裝置，和特別的操作模式之 前述本發明的詳細描述，將會知道此具體裝置和操作模式 純粹用於説明的目的，而本發明大量不同的實行例也可以 完成。因此，前述詳細的描述不應視爲限制，而實際上只 是説明。 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（210 * 297公釐） -----------^Κ—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —訂—

A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第88120353號專利申請案 說明書修正頁(89年11月） A7 B7 五、發明説明（17a ) 元件符號簡要說明 1 習知雷射光束掃描裝置之多面成形反射鏡 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 2 雷射 260 光纖雷射光束傳送頭 32 多面鏡形狀反射器 262 光纖 36 馬達 264 外殼 100 影音數據源 266 聚焦端點蓋元件 200 第一光源（二極體陣列） 268 雷射二極體 202 雷射光束 270 準直儀/聚焦元件 204 面 272 電路板 206 顯示暮 274 電路板 208 掃瞄部分 276 電路板 210 像素 278 紅色視訊驅動電路 211 反射光學元件 280 藍色視訊驅動電路 212 第一组掃描線 282 綠色視訊驅動電路 214 透鏡/聚焦元件 286 視訊界面 220 控制電子裝置 288 線 222 線 290 平行轉換器 230 電射二極體 292 視訊RAM控制器 232 聚焦透鏡蓋 294 光束計時邏輯 240 緊密外殼 300 第二光源（二極體陣列) 242 安裝托架 302 雷射光束 250 軟性電路 304 面 252 插頭連接器 308 掃瞄部分 -20a- 本紙悵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 丁 -° 涑 442 b沒栌〗2〇353號專利中請案 說明書修正頁(89年11月） 五、發明説明（nb ) 310 像素 336 光纖 312 第二組掃描線 338 電路板 314 透鏡/聚焦元件 340 光學準直儀/聚焦元件 316 掃瞄部分 400-1 第一碑 330 光纖傳送頭 400-2 對角線碑 332 光纖傳送頭 400-3 對角線磚 334 雷射二極體 --------「裝-----丨訂------H線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 b ο 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 442667 Α8 BS C8 D8 六、申請卑利範圍 1. 一種光束類示裝置，包含： 一具有一垂直和一水平維度的顯示螢幕； 組成在一包含許多列和至少—行之陣列中的第一多數 光束源； 组成在一包含許多列和至少—行之陣列中的第二多數 光束源； 用以同時啓動該第一和第二多數光束源的控制裝置； 及 一包括一可移動反射器之光路徑，該反射器具有位於 該顯示螢幕及第一、二光束源間之多數反射面，以使該 同時啓動之兩個以上的光東經由該可移動反射器之第一 及第二面分別引導至顯示螢幕以同時照明此顯示器之不 同的水平區域。 2‘根據申請專利範圍第1項的光束掃描裝置，其中此可移 動的反射器是一可旋轉的多面鏡，.且其中此光束掃描裝 置更包含一馬達用以在一預定的角速度下旋轉此多面 鏡，由此帶領連續的面進入光路徑，以便截取此兩個以 上的光< β 3. 根據申請專利範園第1項的光束掃描裝置，其中在此降 列之每一行中的光束源對應於一不同的色光。 4. 根據申請專利範圍第3項的光束掃描裝置，其中此陣列 具有三行，且其.中每一行對應於一具有一原色的光束 源。 5. 根據申請專利範圍第1項的光束掃描裝置，其中此許多 -21 本紙張尺度適用中國國家梯準（CMS ) Α4規格（210Χ 297公釐) (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) Ί訂 -f 經濟部智慧財產局員工消贲合作社印製 A8 B8 C8 D8 442667 六、申請專利範圍 光束源包含半導體雷射。 6. 根據申請專利範圍第5項的光束掃描裝置，其中此光束 源包含半導體二極體。 7. 根據申請專利範圍第1項的光束掃描裝置，更包含用以 移位此光束的装置以便照明此顯示螢幕的不同垂直掃描 部分β 8-根據申請專利範圍第7項的光束掃描裝置，其中用以移 位的裝置包含多數以不同角度傾斜组成在此可移動反射 器上的及r射面β 9. 根據申請專利範圍第8項的光束掃描裝置，其中此可移 動的反射器是一旋轉多面鐃，且其中此傾斜面相對於此 多面鏡之旋轉軸傾斜以便將此光束指向在此顯示勞幕上 變化的垂直掃描部分。 10. —種光束掃描裝置，包含： 一用以接受視訊數據的輸入，此視訊數據包括顯示資 訊的多數水平線； 一顯示螢幕； 組成在一包含許多列和至少一行之陣列中的第一多數 光束源； 組成在一包含許多列和至少一行之睁列中的第二多數 光束源； 一具有許多以不同角度傾斜之反射面的可移動反射 器； 一用以館存視訊數據之許多水平線的記憶體； _ -22- 本紙張尺度適用中國固家梯準（) A4说格（210X 297公釐） (諳先閲讀背面之注$項再填寫本1} 、1· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442667 Λ8 B8 C8 ___D8 六、申請寻利範圍 —控制電路用以根據從锻存於該記憶禮中之兩個以上 水平線的視訊數據來同時啓動該光束源；及 一介於此顯示螢幕、此可移動反射器和第一及第二許 多光束源之間的光路徑，用以使該同時啓動之多數光束 引導至此可移動反射器的至少兩面及該顯示螢幕，其中 此可移動的反射掃描此第一及第二許多光束源僅一水平 線的一部分。 11‘根據申請專利範圍第10项的光束掃描裝置，其中此可 移動的反ji·器是一可旋轉的多面鏡，且其中此光束掃描 裝置更包含一馬達用以在一預定的角速度下旋轉此多面 鏡，由此帶領連續的面進入光路徑，以便截取此兩個以 上的光束。 12_根據申請專利範圍第10項的光束掃描裝置，其中每一 光束源的陣列具有多數行，各行均對應於不同的色光。 13. 根據申請專利範囷第12項的光束掃描裝置，其中每一 陣列具有三行，且其中每一行相當於一原色的光束源。 14, 根據申請專利範園第1〇項的光束掃描裝置，其中此許 多光束源^包含半導體雷射。 根據申請專利範圍第10項的光束掃描裝置，其中每一 陣列包含一以陣列形式安裝，並與各光發光二極體光偶 合之光纖陣列。 16. —種顯示資訊在一顯示螢幕上的方法，使用多數光束源 和一具有多數傾斜不同角度之反射面的可移動反射器， 包含以下步驟： 本紙張又度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（2ΐ〇χ297公釐 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本") " 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -23- A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 將第一多數光束源指向至此可移動反射器的第一面， 並由此第一面至此顯示螢幕； (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 將第二多數光束源指向至此可移動反射器的第二面， 並由此第二面至此顯示螢幕； 移動此反射器以便造成此第一和第二多數光束同時在 此顯示螢幕上之第一方向平行多線释描部分中標出，此 平行掃描部分在一第二方向中被替換以便提供一般對角 線組態在此顯示螢幕上。 Π.根據申請一專利範圍第16項的方法，其中該顯示螢幕具 有一般的矩形组態，且其中該第一方向相當於該螢幕的 水平維度，而該第二方向相當於該螢幕的垂直維度。 18, 根據申請專利範圍第17項的方法，其中整個顯示器被 在光束的光路徑中使用不同組傾斜面之連續照明的平行 拇描部分所照明。 19. 根據申請專利範圍第17項的方法，其中此平行禅描部 分包含此顯示螢幕之對角線相鄰的矩形部分。 20-根據申請專利範圍第18項的方法，其中每一個平行掃 描部分<具有視訊資訊的許多不同的水平掃描線β 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____ _-24- 本紙浪尺度適用中_國g|家揉率（CNS ) A4i)L格（210X297公釐）