[发明专利]激光扫描虚拟图像显示器

权利要求书

1.一种虚拟图像投影仪(12)，包括：

激光器(26, 28, 30)，其被配置成形成窄光束(34)；

第一扩张光学器件和第二扩张光学器件，每个扩张器件具有衍射光栅(50)，第一扩张光学器件(36)被布置成接收窄光束且将一维扩张光束(40)投射到第二扩张光学器件(38)内，第二扩张光学器件被布置成接收一维扩张光束且投射二维扩张光束(42)；

第一重定向光学器件和第二重定向光学器件，所述第一重定向光学器件和第二重定向光学器件中的每一个在操作上耦接到换能器(54,58)，所述第一重定向光学器件(48)被布置成将所述窄光束以第一进入角导向至所述第一扩张光学器件内，所述第二重定向光学器件(56)被布置成将所述一维扩张光束以第二进入角导向至所述第二扩张光学器件内；和

控制器(16)，其被配置成偏置所述换能器以改变所述第一进入角和第二进入角。

2.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述控制器还被配置成与所述第一进入角和第二进入角同步地调制所述激光器的强度以形成可通过所述第二扩张光学器件看到的虚拟显示图像。

3.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述激光器在多个激光器中，以及其中所述投影仪还包括一个或多个合并光学器件，该合并光学器件被布置成合并来自所述激光器的单色发射以形成所述窄光束。

4.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述第一扩张光学器件和第二扩张光学器件为多面体波导，该多面体波导通过全内反射来传输光。

5.根据权利要求4所述的投影仪，其特征在于，所述第一扩张光学器件或第二扩张光学器件的衍射光栅被配置成：相对于反射光，衍射光的量随着经过所述光学器件传输的距离的增加而增加。

6.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述第一扩张光学器件包括进入面和出射面，所述窄光束通过所述进入面导向至所述第一扩张光学器件内，所述一维扩张光束通过所述出射面离开所述第一扩张光学器件。

7.根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述第一重定向光学器件和第二重定向光学器件各枢转地安装且耦接到换能器，其中所述第一重定向光学器件被布置成与所述进入面相对且在平行于所述进入面的轴线上枢转，且其中所述第二重定向光学器件被布置成与所述出射面相对且在平行于所述出射面的轴线上枢转。

8.根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述窄光束通过所述第一扩张光学器件传输且在从所述第一重定向光学器件反射回到所述进入面之前离开所述进入面。

9.根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述一维扩张光束在从所述第二重定向光学器件反射之后通过所述出射面被反射回来，且通过所述第一扩张光学器件往回传输向着所述第二扩张光学器件行进。

10.根据权利要求6所述的投影仪，其特征在于，所述出射面支承所述第一扩张光学器件的衍射光栅。

11.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述第二扩张光学器件包括进入面和出射面，所述一维扩张光束通过所述进入面导向至所述第二扩张光学器件内，所述二维扩张光束从所述出射面离开所述第二扩张光学器件，且其中所述出射面支承所述第二扩张光学器件的衍射光栅。

12.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述第一重定向光学器件或第二重定向光学器件包括反射镜。

13.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述第一重定向光学器件小于所述第二重定向光学器件且被配置成比所述第二重定向光学器件更快地枢转。

14.根据权利要求1所述的投影仪，其特征在于，所述第一重定向光学器件和第二重定向光学器件分别在第一轴线与第二轴线上枢转，其中所述第一扩张光学器件的衍射光栅的栅条平行于所述第一轴线，且其中所述第二扩张光学器件的衍射光栅的栅条平行于所述第二轴线。

15.一种用于投射虚拟显示图像的方法(66)，所述方法包括：

偏置(70)第一重定向光学器件从而将窄光束以第一进入角导向至第一扩张光学器件内；

使来自所述第一扩张光学器件的所述窄光束中的一些衍射(72)以形成一维扩张光束；

枢转(74)第二重定向光学器件以使来自所述第一扩张光学器件的所述一维扩张光束以第二进入角导向至第二扩张光学器件内； 

使来自所述第二扩张光学器件的所述一维扩张光束中的一些衍射(76)以形成二维扩张光束；

与所述第一进入角和第二进入角同步地调制(78)所述窄光束，使得所述二维扩张光束形成可通过所述第二扩张光学器件看到的虚拟显示图像。