激光投射裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種激光投射裝置，尤指一種在偏折元件（微機(jī)電二維掃描振 鏡）與掃描投影的成像面之間的掃描光程中由振鏡向成像面依序設(shè)置一第一棱鏡及一第 二棱鏡，且該第一棱鏡和第二棱鏡之間角度的相對(duì)關(guān)系能滿足特定的條件，以使掃描投影 在成像面上的圖像畫面能同時(shí)具有影像畸變調(diào)變功能與影像挪抬功能。
【背景技術(shù)】
[0002] 利用單一光點(diǎn)進(jìn)行二維掃描的投影方式，如使入射光束離軸地饋送到微機(jī)電掃描 振鏡以掃描成掃描出射光束，需同時(shí)考慮影像畸變修正及畫面挪抬的問題。其中所述的畫 面挪抬是指將投射器放置在桌面上或地面上使用時(shí)，若投影成像的畫面無法向上挪抬，則 畫面的下半部分會(huì)顯示在桌面或地面，即投影成像的畫面無法整個(gè)顯示在所欲的成像面 上，不利于使用者觀看。
[0003] 當(dāng)光點(diǎn)經(jīng)由二維偏折元件（如微機(jī)電掃描振鏡）進(jìn)行掃描投影時(shí)，影像于成 像面上的畸變常是降低影像質(zhì)量的因素。影像的畸變是來自于偏折元件掃描角度與成 像面掃描距離的非線性效應(yīng)，或者是為了挪抬影像采取歪斜投影等因素。先前技術(shù)如 US7, 839, 552(CN100468123C)、US7, 957, 047、US7, 38, 5745、US7, 256, 917、US6, 859, 329、 US2011/0141441等，皆是在光點(diǎn)掃描路徑中引入多個(gè)相對(duì)位置固定的非球面穿透元件 或非球面反射面等光學(xué)元件，以達(dá)成修正影像畸變的目的。然而非球面元件不管在制作 與檢驗(yàn)上都較為困難，成本也相對(duì)昂貴。此外上述設(shè)計(jì)需要精密的組裝技術(shù)維持各個(gè) 非球面元件在正確的相對(duì)位置，相對(duì)位置的偏差會(huì)同時(shí)影響影像畸變修正的效果并改變 激光光點(diǎn)大小隨距離的變化，也因此增加組裝的難度。此外，以上述先前技術(shù)而論，如 US7, 839, 552 (CN100468123C)，其采用光學(xué)元件（如非球面穿透元件或非球面反射面等）的 目的皆只是為達(dá)成修正影像畸變的目的，其實(shí)并未公開能同時(shí)達(dá)成修正影像畸變及畫面挪 抬目的的技術(shù)方案，而本實(shí)用新型是在微機(jī)電掃描振鏡與成像面之間的掃描光程中由振鏡 向成像面依序設(shè)置一第一棱鏡及一第二棱鏡且該二棱鏡之間角度的相對(duì)關(guān)系能滿足特定 的條件，以使掃描投影在成像面上的畫面能同時(shí)具有影像畸變調(diào)變功能與影像挪抬功能， 故上述先前技術(shù)而論，如US7, 839, 552 (CN100468123C)尚不能夠否定本實(shí)用新型的新穎性 或創(chuàng)造性。
[0004] US7, 878, 658利用單一個(gè)多邊形棱鏡來引導(dǎo)光路與修正影像畸變，該棱鏡存在多 個(gè)入射面、出射面與全反射面。一開始光經(jīng)由第一入射面引入棱鏡，在棱鏡內(nèi)經(jīng)過多次內(nèi)部 全反射，再以一設(shè)計(jì)的角度由第一出射面離開棱鏡，之后入射偏折元件。經(jīng)由偏折元件反 射的掃描光再由第二入射面（原第一出射面）重新進(jìn)入棱鏡，再經(jīng)由與第二入射面不平行 的第二出射面離開棱鏡，最后投影于成像面上。此設(shè)計(jì)主要通過不平行的第二入射面與第 二出射面來修正影像畸變，并通過各個(gè)全反射的斜面引導(dǎo)光路。然而該棱鏡的幾何形狀相 當(dāng)復(fù)雜，加工如此復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)棱鏡的成本也相對(duì)昂貴。此外，US7, 878, 658所采用的棱 鏡只是用以修正影像畸變，其實(shí)并未公開同時(shí)達(dá)成修正影像畸變及畫面挪抬目的的技術(shù)方 案，而本實(shí)用新型是在微機(jī)電掃描振鏡與成像面之間的掃描光程中由振鏡向成像面依序設(shè) 置一第一棱鏡及一第二棱鏡且該二棱鏡之間角度的相對(duì)關(guān)系能滿足特定的條件，以致掃 描投影在成像面上的畫面能同時(shí)具有影像畸變調(diào)變功能與影像挪抬功能，故US7, 878, 658 尚不能夠否定本實(shí)用新型的新穎性或創(chuàng)造性。
[0005] US8, 107, 147(即 W02010/111216, CN102365573A)及 US2010/0060863(即 W02010/030467，CN102150070A)都公開了利用棱鏡設(shè)置于偏折元件與成像面之間以達(dá) 到調(diào)變影像畸變的功效。US8, 107, 147是利用兩個(gè)一維偏折元件將激光光掃描出二維影 像，其中偏折元件或最后的出射棱鏡與引導(dǎo)光路的反射鏡共基底，但最后的出射棱鏡則只 具有調(diào)變影像畸變的效果（參考其圖7-9所示的輸出光學(xué)件710及其相關(guān)說明），因此， US8, 107, 147雖也采用楔形光學(xué)件（如圖7-9所示的輸出光學(xué)件710)，但并無法同時(shí)具有 影像畸變調(diào)變功能與影像挪抬功能。另，US2010/0060863是利用單個(gè)或多個(gè)棱鏡置于偏折 元件與成像面之間，其雖然公開了采用多個(gè)不同材質(zhì)的棱鏡做組合（參考其圖2所示兩個(gè) 棱鏡210及218)，但采用棱鏡的主要作用只在于調(diào)變影像畸變及可控制多波長光存在的色 散問題，因此US2010/0060863雖采用兩個(gè)棱鏡（如圖7-9所示的210及218)，其實(shí)未公開 同時(shí)達(dá)成修正影像畸變及畫面挪抬目的的技術(shù)方案。由于本實(shí)用新型是在微機(jī)電掃描振鏡 與成像面之間的掃描光程中由振鏡向成像面依序設(shè)置一第一棱鏡及一第二棱鏡且該二棱 鏡之間角度的相對(duì)關(guān)系能滿足特定的條件，以使掃描投影在成像面上的畫面能同時(shí)具有影 像畸變調(diào)變功能與影像挪抬功能，故US8, 107, 147(即W02010/111216, CN102365573A)及 US2010/0060863(即W02010/030467，CN102150070A)尚不能夠否定本實(shí)用新型的新穎性及 /或創(chuàng)造性。
[0006] 另，US8, 159, 735(即 TO2010/021331，CN102132191B)公開了同時(shí)達(dá)成修正影像畸 變及畫面挪抬目的的技術(shù)方案，其是使入射光束傾斜地（離軸方式）饋送到偏轉(zhuǎn)裝置（如 微機(jī)電掃描振鏡）以掃描成掃描出射光束并傾斜地投射到成像面，因此即使在將投射器放 置在桌面上或地面上使用的情況下，也能夠在成像面（如屏幕）中顯示整體圖像；然而， US8, 159, 735用以解決或抑制影像畸變（如梯形失真）的方法，卻是故意不配置任何投射光 學(xué)系統(tǒng)，也就是在偏折元件/偏轉(zhuǎn)裝置（如微機(jī)電掃描振鏡）與成像面（如屏幕）之間故 意不配置任何棱鏡，而只是利用入射光束入射到偏轉(zhuǎn)裝置的方向的限定條件如"該畫面中 心顯示狀態(tài)下的該偏轉(zhuǎn)裝置的反射面的法線，相對(duì)于該被投射面的法線向在第二掃描方向 (慢軸，即垂直方向）的負(fù)側(cè)傾斜"（見其權(quán)利要求1、2)，以及Θ mems (該畫面中心顯示狀 態(tài)下該偏轉(zhuǎn)裝置的反射面的法線與該被投射面的法線在第二掃描方向上形成的角度）與 Θ in(該畫面中心顯示狀態(tài)下由該激光光源的主光線入射到該偏轉(zhuǎn)裝置的反射面時(shí)的第二 掃描方向的入射角度）之間的相對(duì)設(shè)置條件如"〇. 25〈 Θ mems/ Θ in〈〇. 75"（見其權(quán)利要求 3);其實(shí)，US8, 159, 735用以抑制影像畸變（如梯形失真）的方法是在偏折元件/偏轉(zhuǎn)裝置 (如微機(jī)電掃描振鏡）與成像面（如屏幕）之間故意不配置任何棱鏡；然而，本實(shí)用新型是 在偏折元件/偏轉(zhuǎn)裝置（如微機(jī)電掃描振鏡）與成像面（如屏幕）之間配置兩個(gè)棱鏡且兩 個(gè)棱鏡之間具有特殊的角度相對(duì)關(guān)系以同時(shí)能達(dá)成修正影像畸變及畫面挪抬目的的技術(shù) 方案，故US8, 159, 735的技術(shù)手段及特征與本實(shí)用新型不同，尚不能夠否定本實(shí)用新型的 新穎性