專利名稱：二維光掃描裝置以及使用該裝置的圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二維光掃描裝置以及使用該裝置的圖像顯示裝置，更具體地，涉及一種二維光掃描裝置以及使用該裝置的圖像顯示裝置，其中線性光源旋轉(zhuǎn)或移動以二維地掃描光束。
背景技術(shù)：
近來，寬屏圖像顯示裝置已廣為流行。寬屏圖像顯示裝置可分為直接觀察型(諸如CRT設(shè)備)、投影型(諸如LCD設(shè)備)以及光掃描型。
直接觀察型的CRT設(shè)備在其熒光性表面由紅/綠/藍(lán)電子束觸發(fā)時產(chǎn)生彩色圖像。對于CRT設(shè)備來說，要求電子束在電子槍和熒光性表面之間具有大的行程距離，這使得CRT設(shè)備體積大且笨重。因此，CRT設(shè)備不適于寬屏圖像顯示裝置。
投影型的LCD投影器具有尺寸小的優(yōu)點，但其缺點在于，其要求采用偏光器，這會導(dǎo)致光損失。
光掃描型圖像顯示裝置已經(jīng)在授權(quán)給本發(fā)明的申請人的韓國專利0366155號中提出。因為在上述專利中采用了兩個旋轉(zhuǎn)的多角鏡來在二維上掃描光線，整個光掃描器的尺寸相對較大。因為這兩個旋轉(zhuǎn)的多角鏡的反射表面繞各自旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其相對光軸移位偏離。此外，該裝置的缺點在于，在大入射角的入射光線進(jìn)入該多角鏡的情況下需要具有大鏡面的多角鏡。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的一個目的在于提供一種二維光掃描裝置以及使用該裝置的圖像顯示裝置，其中線性光源自身旋轉(zhuǎn)或移動以二維地掃描光束，而無需任何多角鏡。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖像顯示裝置，其使用一光掃描裝置而在多個屏幕上顯示圖像。
為了實現(xiàn)這些以及其他目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的二維光掃描裝置包括一個旋轉(zhuǎn)體、和至少兩個設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體的表面上的線性光源單元。每個線性光源包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置以發(fā)射根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光以及藍(lán)光。該旋轉(zhuǎn)體的形狀為一個圓柱形滾筒。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種二維光掃描裝置包括循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體以及至少兩個設(shè)置在該運動體上的線性光源單元。每個光源包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置以發(fā)射根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光以及藍(lán)光。該運動體具有至少兩個圓柱形滾筒以及連接在所述滾筒之間的環(huán)形帶或鏈。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種圖像顯示裝置包括旋轉(zhuǎn)體、至少兩個設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體的表面上的線性光源單元、以及至少一個屏幕，所掃描的光束投射在該屏幕上。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種圖像顯示裝置包括循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體、至少兩個設(shè)置在該運動體上的線性光源單元、以及至少一個屏幕，所掃描的光束投射在該屏幕上。
當(dāng)使用兩個或多個屏幕時，各屏幕彼此沿不同方向設(shè)置。


圖1和圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的二維光掃描裝置的示意性立體圖和側(cè)視圖；圖3說明性地示出了線光源單元的視圖；圖4示出說明準(zhǔn)直器透鏡的視圖；圖5示出說明楔形棱鏡的視圖；圖6示出第一實施方式的另一個實施例；
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的二維光掃描裝置的示意性側(cè)視圖；圖8示出第二實施方式的另一示例；圖9示出說明根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的二維光掃描裝置的掃描時間變化的視圖；以及圖10示出帶有屏幕的圖像顯示裝置的另一實施例，其使用了光導(dǎo)纖維束。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其中全文中以相同的參考標(biāo)號指示相同的元件。
首先參照圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的二維光掃描裝置10包括通過馬達(dá)(未圖示)旋轉(zhuǎn)的圓柱形滾筒300、以及兩個設(shè)置在該滾筒300的圓柱形表面上的線性光源單元(第一線性光源單元100和第二線性光源單元100’)。
每個線性光源單元100，100’都優(yōu)選地具有多個發(fā)光元件110——諸如激光器二極管或發(fā)光二極管(LED)，這些發(fā)光元件成排設(shè)置以發(fā)射根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光。線性光源單元100可具有成一排設(shè)置的發(fā)光元件110，如圖3a所示。也可具有兩排或多排由多個發(fā)光元件構(gòu)成而形成的陣列，以獲得高分辨能力或高亮度，如圖3b所示。
為了最大化從各發(fā)光設(shè)備所發(fā)出的光強(qiáng)效率，可使用如圖5所示的楔形棱鏡210或楔形反射表面。楔形棱鏡210具有傾斜的反射表面211、平行于光軸的全反射表面212、以及透鏡表面213。當(dāng)透鏡表面213可校準(zhǔn)光線時，可省略單獨的準(zhǔn)直器透鏡單元200。從各光發(fā)出設(shè)備110發(fā)出的光從傾斜的反射表面211反射，然后在內(nèi)部由全反射表面212反射多次以減少各次反射的發(fā)散角而增強(qiáng)光效率。
線性光源的每個發(fā)光元件110可具有一個準(zhǔn)直器透鏡，該準(zhǔn)直器透鏡可將來自發(fā)光元件110的光轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)直光束。該準(zhǔn)直器透鏡可以是一個小棒形透鏡120和/或球形透鏡130的陣列，或是一個非球面透鏡，如示于圖4A-4C中?？刹捎脠D4A-4C中所示中任一類型的透鏡與一圓柱透鏡(或復(fù)曲面透鏡)。
可通過在一個LED晶粒上形成一個環(huán)氧樹脂澆注透鏡表面以將光轉(zhuǎn)換成會聚、發(fā)散或準(zhǔn)直的光束而構(gòu)造每個發(fā)光元件。該透鏡表面可以是球面表面或非球面表面，包括笛卡兒卵形表面。
發(fā)光元件可以是面發(fā)射型的LED。當(dāng)采用面發(fā)射型LED時，優(yōu)選在LED上除發(fā)射表面之外的表面上涂敷金屬膜，以通過該金屬膜在內(nèi)部進(jìn)光線反射并限制發(fā)射區(qū)域。由于面發(fā)射型LED從其側(cè)部以及有效層的表面發(fā)射光，在使用外部光學(xué)元件時，將發(fā)射的光轉(zhuǎn)換成有效的準(zhǔn)直光束或會聚光束以及獲得高的光效率是困難的。因此，該裝置的整個光學(xué)系統(tǒng)可以制造得即簡單又能增強(qiáng)光學(xué)性能，從而通過該金屬膜限定發(fā)射區(qū)域。
盡管圖1和圖2示出了兩個線性光源單元100和100’，也可按照所需設(shè)計提供多個該光源單元。當(dāng)線性光源單元的數(shù)量為n時，每個光源單元繞滾筒的轉(zhuǎn)軸相對鄰近單元成360度/n的角度設(shè)置。線性光源單元100和100’相對于滾筒的轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的二維光掃描裝置如下地操作。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)滾筒300開始旋轉(zhuǎn)時，第一和第二線性光源單元100，100’在旋轉(zhuǎn)的圓柱形滾筒300上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝痪€性光源單元100首先面向屏幕500時，從第一線性光源單元100發(fā)射的光在屏幕500上掃描。然后，當(dāng)?shù)诙€性光源單元100’面向屏幕500時，從第二線性光源單元100′發(fā)射的光在屏幕500上掃描。因此，第一和第二線性光源單元100和100′旋轉(zhuǎn)并彼此交替地投影圖像。
雖然在附圖中未示出，但是可以在線性光源單元100和屏幕500之間放置適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件來補(bǔ)償色差，以增強(qiáng)圖像質(zhì)量或調(diào)節(jié)屏幕的縮放比例——諸如放大以及縮小。
使用二維光學(xué)掃描裝置10的圖像顯示裝置具有一個屏幕500，如圖1和圖2所示。也可使用兩個屏幕500和500’，如圖6所示?？梢栽O(shè)計該圖像顯示裝置以根據(jù)所需目的而改變屏幕的數(shù)量及其布置。應(yīng)該指出的是，每個屏幕均可顯示一個不同的圖像?？筛鶕?jù)所需設(shè)計提供兩個或更多個光源單元。
當(dāng)線性光源單元100安裝在旋轉(zhuǎn)體300上而以恒定角速度掃描光時，圖像質(zhì)量和分辨能力根據(jù)平面屏幕500距光軸的距離而改變。線性光源單元的發(fā)射時間可根據(jù)掃描角度改變，以在屏幕500上獲得均勻的圖像質(zhì)量。參照圖9，將對取決于掃描角度的發(fā)射時間進(jìn)行描述。
首先，假設(shè)掃描單元的光軸為z軸且屏幕500平行于x軸放置，如圖3所示。屏幕的平均象素尺寸Dx如下定義Dx＝Ltanθmax/k (1)其中L是掃描距離，θmax是最大掃描角，而(2k+1)是象素的最大行號。
當(dāng)θi和θi+1分別為第i行和第(i+1)行的掃描角時，由掃描單元300反射的光在屏幕上的點Xi處掃描，然后在下一行的點Xi+1上掃描。兩個點之間的差Xi-Xi+1應(yīng)該是平均象素尺寸Dx，以維持均勻的分辨能力。因為在整個屏幕上的屏幕任意點的象素尺寸Dx應(yīng)該恒定，其定義如下Xi-Xi+1＝L(tanθi-tanθi+1)＝Dx(2)因此，從條件(1)和(2)可得到條件(3)tanθmax/k＝(tanθi-tanθi+1) (3)當(dāng)旋轉(zhuǎn)的多角鏡以恒定角速度ω相對固定的光源旋轉(zhuǎn)時，第i行和第(i+1)行之間的掃描時間間隔Δt可以由如下條件(4)定義Δt＝(θi-θi+1)/2ω (4)因此，第i行和第(i+1)行之間的掃描時間間隔Δt可以由條件(3)和(4)獲得。從線性光源單元100發(fā)射出的光通過旋轉(zhuǎn)體300的旋轉(zhuǎn)而二維地掃描，以在屏幕上顯示圖像。而且，對各掃描角來，說可根據(jù)條件(3)和(4)改變發(fā)射時間，以在屏幕500上獲得均勻的象素尺寸Dx。因此，在整個屏幕上的圖像質(zhì)量和分辨能力是均勻的。
除了改變發(fā)射時間，也可使用用于補(bǔ)償象素尺寸偏差的棱鏡塊，以獲得均勻的圖像質(zhì)量和分辨能力。如圖10所示，可將一束光纖放置在屏幕500上以獲得均勻的圖像質(zhì)量和分辨能力。
下面參照圖7，根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的二維光掃描裝置10包括第一和第二圓柱形滾筒310和310’——每個滾筒通過一個馬達(dá)(未圖示)旋轉(zhuǎn)；以及連接于所述滾筒310，310’之間的環(huán)形帶330。該裝置具有兩個放置在該環(huán)形帶330上的線性光源單元(第一線性光源單元100和第二線性光源單元100’)。盡管在圖中帶330連接在兩個滾筒310和310’之間，也可以使用環(huán)形鏈等連接這兩個滾筒。也可使用線性馬達(dá)來移動該線性光源單元。
每個線性光源單元100，100’優(yōu)選具有多個發(fā)光元件，諸如激光器二極管或發(fā)光二極管(LED)，這些發(fā)光元件設(shè)置成一排以發(fā)射根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光。如上所說明的，可采用多種線性發(fā)光單元，參照第一實施方式中的圖3至圖5。
盡管圖7示出了兩個線性光源單元100和100’，也可根據(jù)所需設(shè)計提供兩個以上的多個光源單元。當(dāng)線性光源單元的數(shù)量為n且?guī)?30的長度為s時，每個光源單元相對鄰近單元以s/n的距離間隔設(shè)置在帶330上。線性光源單元100和100’平行于滾筒310，310’的轉(zhuǎn)軸設(shè)置。
圖7示出了兩個滾筒310和310’，但該數(shù)目并不限于圖中所示?？筛鶕?jù)所需設(shè)計提供兩個以上的多個圓柱形滾筒。
根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的二維光掃描裝置如下操作。
將帶330連接在以相同角速度旋轉(zhuǎn)的滾筒310，310’之間，并循環(huán)轉(zhuǎn)動。第一和第二線性光源單元100，100’設(shè)置在帶300上而根據(jù)帶330的轉(zhuǎn)動而旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝痪€性光源單元100首先面向屏幕500時，從第一線性光源單元100發(fā)射的光在屏幕500上掃描。然后，當(dāng)?shù)诙€性光源單元200面向屏幕500時，從第二線性光源單元100′發(fā)射的光在屏幕500上掃描。因此，第一和第二線性光源單元100和100′彼此旋轉(zhuǎn)并交替地投射圖像。
當(dāng)滾筒以恒定角速度旋轉(zhuǎn)時，帶330以恒定的線運動速度移動。線速度為L×m每秒，其中沿掃描方向的屏幕長度為“L”，每秒的圖像幀數(shù)為“m”。此外，當(dāng)滾筒300的半徑為“r”且角速度為“ω”時，線速度v如下v＝ω×r＝L×m。
當(dāng)滾筒的角速度ω恒定時，線速度v也恒定，從而維持均勻的掃描時間。當(dāng)該裝置使用線性運動的區(qū)段時，可采用線性馬達(dá)代替帶和滾筒。
盡管在圖中未示出，可在線性光源單元100和屏幕500之間設(shè)置適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件來補(bǔ)償色差，以增強(qiáng)圖像質(zhì)量或調(diào)節(jié)屏幕的縮放比例——諸如放大以及縮小。
使用第二實施方式的二維光學(xué)掃描裝置10的圖像顯示裝置具有一個屏幕500，如圖7所示。也可根據(jù)所需目的使用兩個或更多個屏幕。
圖8示出使用三個屏幕的圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置具有一個二維光掃描裝置10，該光掃描裝置10包括三個圓柱形滾筒310，310’，310”以及連接在這些滾筒之間的環(huán)形帶330?？稍谠摥h(huán)形帶330上設(shè)置多個線性光源單元100，100’，100”。圖8示出了三個線性光源單元100，100’，100”和三個屏幕500，500’，500”。根據(jù)所需目的，可設(shè)計該圖像顯示裝置以改變屏幕數(shù)量、類型(透射型或反射型)以及其布置。應(yīng)該指出的是，每個屏幕可設(shè)有不同的圖像。
此外，在根據(jù)第二實施方式的二維裝置中，線性光源單元可以線性運動或旋轉(zhuǎn)運動。因此，可調(diào)節(jié)線性光源單元，使之僅在其線性運動時或僅在其旋轉(zhuǎn)運動時發(fā)光，從而產(chǎn)生多種掃描效果。
如上所述，該二維光掃描裝置的優(yōu)點在于，由于使用循環(huán)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)體或運動體，且未使用多角鏡來避免包括由于多角鏡產(chǎn)生的光學(xué)象差——包括失真，其尺寸小于現(xiàn)有裝置。此外，可避免多角鏡的離軸偏差所帶來的設(shè)計困難。
此外，可根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造多種光源。由于該裝置可在放大的圖像中進(jìn)行光掃描，本發(fā)明可適于大屏幕圖像顯示設(shè)備。
具有兩個或更多個根據(jù)本發(fā)明的光掃描裝置的圖像顯示裝置可顯示具有多種顯示效果的、應(yīng)用于多種應(yīng)用中的復(fù)雜圖像。
盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為最可行且優(yōu)選的實施方式進(jìn)行了描述，可以理解，本發(fā)明并非限制于所公開的實施方式，而相反是意在涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同設(shè)置。具體地，應(yīng)指出的是，除了本發(fā)明第一和第二實施方式中描述的結(jié)構(gòu)外，其上安裝線性光源單元的旋轉(zhuǎn)體或運動體還可以多種方式進(jìn)行修改。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種二維光掃描裝置，包括一個旋轉(zhuǎn)體；以及至少二個設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體的表面上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光。
2.如要求1所述二維光掃描裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)體的形狀為一個圓柱形滾筒。
3.如要求2所述二維光掃描裝置，其中，當(dāng)所述線性光源單元的數(shù)量為n時，每個線性光源單元在旋轉(zhuǎn)體的表面上相對于鄰近單元成360/n度的角度設(shè)置。
4.一種二維光掃描裝置，包括一個循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體；和至少二個設(shè)置在該運動體上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光。
5.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，所述運動體包括至少兩個圓柱形滾筒；以及連接于所述滾筒之間的環(huán)形帶或鏈。
6.如權(quán)利要求5所述的二維光掃描裝置，其中，當(dāng)所述線性光源單元的數(shù)量為n且鏈或帶的長度為s時，每個光源單元相對于鄰近單元以s/n的距離間隔設(shè)置在帶或鏈上。
7.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，該裝置具有一線性區(qū)段，在該線性區(qū)段處，所述運動體上的線性光源單元直線地運動。
8.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，所述線性光源單元與所述旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸基本平行。
9.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，所述線性光源單元基本垂直于所述運動體的運動方向。
10.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，進(jìn)一步包括準(zhǔn)直透鏡或會聚光學(xué)元件，該準(zhǔn)直透鏡用于將來自于各線性光源單元的發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成基本準(zhǔn)直的光束，所述會聚光學(xué)元件用于將來自于各發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成會聚光束。
11.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，進(jìn)一步包括準(zhǔn)直透鏡或會聚光學(xué)元件，該準(zhǔn)直透鏡用于將來自于各線性光源單元的發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成基本準(zhǔn)直的光束，所述會聚光學(xué)元件用于將來自于各發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成會聚光束。
12.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，每個發(fā)光元件包括一個發(fā)光二極管晶粒和一個環(huán)氧樹脂澆注件，該環(huán)氧樹脂澆注件具有球面形或非球面形的光發(fā)射表面，從而起到透鏡的功能。
13.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，各個發(fā)光元件是面發(fā)射型的發(fā)光二極管，其表面除了預(yù)定區(qū)域外均涂敷有金屬膜。
14.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，當(dāng)掃描單元的最大掃描角θmax被分成為預(yù)定分辨率時，線性光源單元在第i個掃描角θi和第(i+1)個掃描角θi+1之間發(fā)光的時間間隔Δt滿足下述條件tanθmax＝k(tanθi-tanθi+1)且Δt＝(θi-θi+1)/2ω其中，(2k+1)是象素的最大行號；θi+1為第(i+1)行的掃描角；且ω是掃描單元的角速度。
15.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，當(dāng)掃描單元的最大掃描角θmax被分成為預(yù)定分辨率時，線性光源單元在第i個掃描角θi和第(i+1)個掃描角θi+1之間發(fā)光的時間間隔Δt滿足下述條件
tanθmax＝k(tanθi-tanθi+1)且Δt＝(θi-θi+1)/2ω其中，(2k+1)是象素的最大行號；θi+1為第(i+1)行的掃描角；且ω是掃描單元的角速度。
16.一種圖像顯示裝置，包括旋轉(zhuǎn)體；至少二個設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體的表面上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光；以及至少一個屏幕，所掃描的光束投射在該屏幕上。
17.一種圖像顯示裝置，包括循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體；至少二個設(shè)置在該運動體上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光；以及至少一個屏幕，所掃描的光束投射在該屏幕上。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像顯示裝置，其中，所述運動體包括至少兩個圓柱形滾筒；以及連接于該滾筒之間的環(huán)形帶或鏈。
19.如權(quán)利要求17所述的圖像顯示裝置，其中，該裝置具有一線性區(qū)段，在該線性區(qū)段處，所述運動體上的線性光源單元直線地運動。
20.如權(quán)利要求16所述的圖像顯示裝置，其中，屏幕的數(shù)量為兩個或更多個，且各屏幕沿彼此不同的方向設(shè)置。
21.如權(quán)利要求17所述的圖像顯示裝置，其中，屏幕的數(shù)量為兩個或更多個，且各屏幕沿彼此不同的方向設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種二維光掃描裝置，包括一個旋轉(zhuǎn)體；以及至少二個設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體的表面上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光。
2.如要求1所述二維光掃描裝置，其中，所述旋轉(zhuǎn)體的形狀為一個圓柱形滾筒。
3.如要求2所述二維光掃描裝置，其中，當(dāng)所述線性光源單元的數(shù)量為n時，每個線性光源單元在旋轉(zhuǎn)體的表面上相對于鄰近單元成360/n度的角度設(shè)置。
4.一種二維光掃描裝置，包括一個循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體；和至少二個設(shè)置在該運動體上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光。
5.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，所述運動體包括至少兩個圓柱形滾筒；以及連接于所述滾筒之間的環(huán)形帶或鏈。
6.如權(quán)利要求5所述的二維光掃描裝置，其中，當(dāng)所述線性光源單元的數(shù)量為n且鏈或帶的長度為s時，每個光源單元相對于鄰近單元以s/n的距離間隔設(shè)置在帶或鏈上。
7.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，該裝置具有一線性區(qū)段，在該線性區(qū)段處，所述運動體上的線性光源單元直線地運動。
8.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，所述線性光源單元與所述旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)軸基本平行。
9.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，所述線性光源單元基本垂直于所述運動體的運動方向。
10.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，進(jìn)一步包括準(zhǔn)直透鏡或會聚光學(xué)元件，該準(zhǔn)直透鏡用于將來自于各線性光源單元的發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成基本準(zhǔn)直的光束，所述會聚光學(xué)元件用于將來自于各發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成會聚光束。
11.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，進(jìn)一步包括準(zhǔn)直透鏡或會聚光學(xué)元件，該準(zhǔn)直透鏡用于將來自于各線性光源單元的發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成基本準(zhǔn)直的光束，所述會聚光學(xué)元件用于將來自于各發(fā)光元件的光轉(zhuǎn)變成會聚光束。
12.如權(quán)利要求10所述的二維光掃描裝置，其中，所述準(zhǔn)直透鏡為小的棒形透鏡、球形透鏡、柱面透鏡、復(fù)曲面透鏡或楔形棱鏡，其附裝于線性光源的每個發(fā)光元件上。
13.如權(quán)利要求11所述的二維光掃描裝置，其中，所述準(zhǔn)直透鏡為小的棒形透鏡、球形透鏡、柱面透鏡、復(fù)曲面透鏡或楔形棱鏡，其附裝于線性光源的每個發(fā)光元件上。
14.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，所述準(zhǔn)直透鏡為小的棒形透鏡、球形透鏡、柱面透鏡、復(fù)曲面透鏡或楔形棱鏡，其附裝于線性光源的每個發(fā)光元件上。
15.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，每個發(fā)光元件包括一個發(fā)光二極管晶粒和一個環(huán)氧樹脂澆注件，該環(huán)氧樹脂澆注件具有球面形或非球面形的光發(fā)射表面，從而起到透鏡的功能。
16.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，各個發(fā)光元件是面發(fā)射型的發(fā)光二極管，其表面除了預(yù)定區(qū)域外均涂敷有金屬膜。
17.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，各個發(fā)光元件是面發(fā)射型的發(fā)光二極管，其表面除了預(yù)定區(qū)域外均涂敷有金屬膜。
18.如權(quán)利要求1所述的二維光掃描裝置，其中，當(dāng)掃描單元的最大掃描角θmax被分成為預(yù)定分辨率時，線性光源單元在第i個掃描角θi和第(i+1)個掃描角θi+1之間發(fā)光的時間間隔 滿足下述條件tanθmax＝k(tanθi-tanθi+1)且Δt=(θi-θi+1)/2ω]]>其中，(2k+1)是象素的最大行號；θi+1為第(i+1)行的掃描角；且ω是掃描單元的角速度。
19.如權(quán)利要求4所述的二維光掃描裝置，其中，當(dāng)掃描單元的最大掃描角θmax被分成為預(yù)定分辨率時，線性光源單元在第i個掃描角θi和第(i+1)個掃描角θi+1之間發(fā)光的時間間隔 滿足下述條件tanθmax＝k(tanθi-tanθi+1)且Δt=(θi-θi+1)/2ω]]>其中，(2k+1)是象素的最大行號；θi+1為第(i+1)行的掃描角；且ω是掃描單元的角速度。
20.一種圖像顯示裝置，包括旋轉(zhuǎn)體；至少二個設(shè)置在該旋轉(zhuǎn)體的表面上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光；以及至少一個屏幕，所掃描的光束投射在該屏幕上。
21.一種圖像顯示裝置，包括循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體；至少二個設(shè)置在該運動體上的線性光源單元，所述線性光源單元包括多個發(fā)光元件，這些發(fā)光元件成排設(shè)置，用以發(fā)出根據(jù)要顯示的圖像而調(diào)制的紅光、綠光和藍(lán)光；以及至少一個屏幕，所掃描的光束投射在該屏幕上。
22.如權(quán)利要求21所述的圖像顯示裝置，其中，所述運動體包括至少兩個圓柱形滾筒；以及連接于該滾筒之間的環(huán)形帶或鏈。
23.如權(quán)利要求21所述的圖像顯示裝置，其中，該裝置具有一線性區(qū)段，在該線性區(qū)段處，所述運動體上的線性光源單元直線地運動。
24.如權(quán)利要求20所述的圖像顯示裝置，其中，屏幕的數(shù)量為兩個或更多個，且各屏幕沿彼此不同的方向設(shè)置。
25.如權(quán)利要求21所述的圖像顯示裝置，其中，屏幕的數(shù)量為兩個或更多個，且各屏幕沿彼此不同的方向設(shè)置。
全文摘要
一種二維光掃描裝置，其具有旋轉(zhuǎn)體或循環(huán)旋轉(zhuǎn)的運動體。該裝置具有至少二個線性光源單元。該旋轉(zhuǎn)體由圓柱形滾筒形成。運動件可具有至少兩個圓柱形滾筒以及連接于該滾筒之間的環(huán)形帶或鏈。各線性發(fā)光單元放置在旋轉(zhuǎn)體或運動體上以相互交替地投射圖像。該裝置沿幾個方向投射光，使得其可用于具有多個屏幕的圖像顯示裝置中。
文檔編號H04N5/74GK1867852SQ200480030465
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者宋太善 申請人:宋太善