CN102096295B - 激光投影*** - Google Patents

Abstract

激光投影***，包含投影幕及激光投影器，该投影幕包含至少一发光层其具备至少一种发光物质其为受到某一波长范围的激发光照射而可被激发产生另一波长范围的被激发光的物质，且各发光物质的粒子间在平行于投影幕平面的横向距离是远小于激光光束的横截面直径；该激光投影器包含激光光源模块、激光讯号调变模块、合光模块、旋转平面镜模块、旋转平面镜控制模块及讯号转换模块，根据单一画面或动态画面的影像讯号而产生激发激光，并投射至该相配合的投影幕上以产生影像，以使该投影幕上可在自然光的环境下以几近透明的效果呈现高辨认度的投影画面，供可看到投射画面并同时看到该投影幕后方的物体，提升激光投影***使用效率及应用范围。

Description

激光投影***

技术领域

本发明是有关一种激光投影***，尤指一种利用一激光投影器，使其根据单一画面或动态画面的影像讯号以产生激发激光，并投射至一相配合的投影幕上而产生影像，以使该投影幕上可在自然光的环境下以几近透明的效果呈现高辨认度的投影画面，供可看到投射画面并同时看到该投影幕后方的物体。

背景技术

有关激光投影***的设计已有很多先前技术，其中，包含US6,986,581、US7,090,355、US7,182,467、US7,213,923、US7,452,082等是揭示当作投影幕的薄膜(film)的相关技术；包含US6,843,568以及其引证案(References Cited)及其他公开资料等是揭示激光扫描显示装置(laser scanning display)的相关技术；如US6,329,966是揭示紫外线光束在薄膜上磷光点(UV beam on phosphorusdots on film)的相关技术；如US4,213,153是揭示调变紫外线激光在磷光材以形成影像(modulated UV laser on phosphorus material to form image)的相关技术；如US6,900,916是揭示扫描紫外光线在荧光薄膜上形成影像(scanned UV light togenerate images on fluoresce film)的相关技术。

如图1所示，一先前技术的激光投影***100包含一激光投影器10以及一投影幕101。激光投影器10用来根据影像讯号S_I，以将影像投影至投影幕101。激光投影器10包含一激光光源模块110与一旋转平面镜模块120。激光光学模块110包含一红色可见光激光光源111、一蓝色可见光激光光源112、一绿色可见光激光光源113、一合光模块115，以及一调变模块114。红色可见光激光光源111、蓝色可见光激光光源112及绿色可见光激光光源113分别用来根据驱动电流I_RD、I_BD、与I_GD，以发出红色可见光、蓝色可见光、绿色可见光的激光光束L_R、L_B、L_G。调变模块114用来根据影像讯号S_I，以分别提供红色可见光激光光源111、蓝色可见光激光光源112及绿色可见光激光光源113驱动电流I_RD、I_BD、与I_GD，来分别对激光光束L_R、L_B、L_G进行讯号调变，使其分别达屏幕101上对应的像素色彩所需的光强度。合光模块115用来将激光光束L_R、L_B、L_G汇聚至同一路径、同一方向，以产生调变激光光束L_M。旋转平面镜模块120用来将调变激光光束L_M反射至投影幕101。如此一来，激光投影器10通过控制旋转平面镜模块120调整偏转角度θ与偏转角度

来改变调变激光光束L_M反射后的方向，可使调变激光光束L_M快速扫描投影幕101上每个画素所对应的位置。投影幕101会散射调变激光光束L_M，以显示画面。

上述激光投影技术有下列几项缺点：第一，为利用散射原理而形成影像，该显像荧幕为不透明，因此限制此成像技术在需要透明显像荧幕的应用，例如将影像投影在驾驶座前档风玻璃的车用抬头显示器；第二、因旋转平面镜模块偏转角度θ与

的有限，投影幕与激光投影器之间的距离D必须拉长，才能产生较大的投影画面；第三，当背景光中的可见光照射到该显像荧幕时，亦将由荧幕散射或反射为观察者所接收，而降低成像画面的色彩对比。本发明即针对上述先前技术的缺点而加以有效解决，藉以增进激光投影***的使用功放及扩展其应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光投影***，其是利用一激光投影器，使该激光投影器可根据单一画面或动态画面的影像讯号来产生激发激光，并投射至一相配合的投影幕上以产生影像画面，其中该投影幕是包含至少一发光层其具备至少一种发光物质其为受到某一波长范围的激发光照射而可被激发产生另一波长范围的被激发光的物质，且各发光物质的粒子间在平行于投影幕平面的横向距离是远小于激光光束的横截面直径，以使该投影幕上可在自然光的环境下以几近透明的效果呈现高辨认度的投影画面，供可看到投射画面并同时看到该投影幕后方的物体，藉以提升激光投影***使用效率及应用范围。

本发明再一目的是提供一种激光投影***，其进一步可采用不可见光的波长，包含且不限于808nm、850nm、980nm、与1064nm等，或选择对人眼感光度较差的波长，包含且不限于405nm、与780nm等，的激光作为激光光源模块的激光光源，又可选择与被激发光色彩相近的激发光源，包含且不限于以波长约405nm(蓝紫色)、450nm(蓝色)的激光光激发发光层产生蓝色(波长约450nm)的影像，或以780nm(红色)、640nm(红色)的激光光激发发光层产生红色(波长约640nm)的影像，藉以减少因激发光受投影幕反射或散射所生的颜色混杂现象。

本发明又一目的在于提供一种激光投影***，其中该激光光源模块进一步包含一第一类激光光源模块与一第二类激光光源模块，而相配合的透明状投影幕是包含一发光层与一散射层，且发光层在散射层的前以面对激光投影器所投射扫描的光束；其中该第一类激光光源模块包含至少一组激光光源可分别发射波长对应并落入该发光层中各种发光物质的激发光波长范围的第一类波长的激光光以分别激发该发光层中各种发光物质，使的分别产生被激发光；其中该第二类激光光源模块包含至少一组激光光源可分别发射第二类波长的激光光；其中该发光层是对第二类激光光源模块所发射的第二类波长的激光光的吸收与散射极低，以使大部分第二类波长的激光光可穿越该发光层而进入散射层，且可吸收大部分第一类激光光源模块所发射第一类波长的激光光；其中该散射层是用以散射第二类波长的激光光及在该发光层中被第一类波长激光光所激发的被激发光。

本发明另一目的是提供一种激光投影***，其中该投影幕的发光层进一步可与其他各种功能层，包含被激发光吸收层、激发光吸收层、被激发光与散射光吸收层、散射层、激发光反射层、被激发光部分反射层层、被激发光与被散射光部分反射层、聚光层、部分遮光层等，加以配合以组成一投影幕，藉以增进激光投影***的使用效果及应用领域。

本发明另一目的是提供一种激光投影***，其中该激光投影器进一步包含至少一凸面反射镜设在激光投影器中的旋转平面镜模块与投影幕之间，或进一步包含至少一平面反射镜模块设在该凸面反射镜与投影幕之间，以使激光投影器所产生的激光光束在经旋转平面镜模块后可透过该凸面反射镜或平面反射镜模块的反射而再投射于投影幕上，藉以扩大激光光束扫描角度，使在投影幕与激光投影器间的距离不变的情况下，有效增大投影影像的高度与宽度。

为答上述目的，本发明提供了以下技术方案：其为一种激光投影***，包含一投影幕及一激光投影器，该激光投影器是根据单一画面或动态画面的影像讯号而产生激发光，并再投射至一相配合的透明状投影幕上以产生影像，其中：

所述投影幕，包含至少一发光层其具备至少一种发光物质F₁、F₂、...、F_n其包含任何受到某一波长范围的激发光照射而可被激发产生另一波长范围的被激发光的物质，且各发光物质的粒子间在平行于投影幕平面的横向距离是远小于激光光束的横截面直径；

所述激光投影器，包含一激光光源模块、一激光讯号调变模块、一合光模块、一旋转平面镜模块、一旋转平面镜控制模块及一讯号转换模块；

其中该讯号转换模块接受各式单一画面或动态画面的影像讯号S_I，并将其转换为控制激光光源模块的讯号S_L及旋转平面镜模块的讯号S_M，并负责协调激光讯号调变模块的光讯号与旋转平面镜模块的同步；

其中该激光光源模块包含至少一组激光光源分别发射波长λ_1L、λ_2L、...、λ_nL并对应落入发光层中各种发光物质的激发光波长范围λ_1S、λ_2S、...、λ_nS的光束L_1S、L_2S、...、L_nS，以分别激发发光层中各种发光物质，使之产生λ_1E、λ_2E、...、λ_nE波长的被激发光；

其中该合光模块是将各激光光束L_1S、L_2S、...、L_nS(L_iS)汇聚至同一路径、同一方向，以产生一总体调变激光光束(L_M)入射至旋转平面镜模块，并为旋转平面镜模块所反射而形成总体调变扫描激光光束(L_S)以投射至投影幕；

其中该旋转平面镜模块模块，用以在一第一平面旋转一角度(θ)，同时在一非与第一平面平行的第二平面旋转一角度

其中该旋转平面镜控制模块是用以驱动旋转平面镜模块的旋转，并接受来自讯号转换模块的讯号(S_M)后，转换为控制平面镜模块旋转角度的讯号，使旋转平面镜模块的旋转角度受旋转平面镜控制模块的控制而随时间改变，以使总体调变扫描激光光束(L_S)逐一扫描投影幕上所有欲使产生被激发光的位置；

其中该激光讯号调变模块是根据由讯号转换模块所提供的单一画面或动态画面的影像讯号(S_I)，产生对应于各激光光源的驱动电流(I_i)，以分别对各个波长的激光光束(L_iS)进行光功率调变。

附图说明

图1是有关激光投影***的一先前技术示意图；

图2是本发明的激光投影***200(实施例1)示意图；

图2A-2C分别是图2中投影幕发光层三种不同结构的纵向示意图；

图3是本发明的激光投影***300(实施例2)示意图；

图3A是图3中投影幕的一基本架构示意图；

图4是本发明的激光投影***400(实施例3)示意图；

图4A-4E分别是图4中投影幕的发光层的邻近数个画素空间的结构示意图；

图5是本发明的激光投影***500(实施例4)示意图；

图6是本发明一简化的激光投影***600(实施例5)示意图；

图7A-7K分别是本发明(实施例6)中投影幕的第一种至第十一种结构型态示意图；

图7KA是图7K中遮光层(790)一例图；

图7KB是图7K中聚光层(791)一例图；

图7L是本发明实施例中投影幕的第十二种结构型态示意图；

图8是本发明一可扩大显示画面的激光投影***800(实施例7)示意图；

图8A是图8中激光投影***在平行于x-z平面的横截面上视图；

图8B是图8中激光投影***在平行于x-y平面的横截面侧视图；

图8C是图8中本发明的激光投影***(800)在x-z(或y-z)平面上将凸面镜置于不同位置时与所扩张扫描角度的关系图；

图9是说明本发明第二个扩大显示画面激光投影***900(实施例8)示意图；

附图标记说明：200、300、400、500、600、800、900-激光投影***；201、301、401、501、601、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、801、901-投影幕；202、302、402、502、602-激光投影器；210、310、410、410、810、910-激光光源模块；220、320、420、520-激光讯号调变模块；230、330、430、530-合光模块；240、340、440、540、820、920-旋转平面镜模块；250、350、450、550-旋转平面镜控制模块；260、360、460、560-讯号转换模块；270、370、470、570-激光光学模块；231、232、233-基材；235-基板；236、237、238-微颗粒；311-第一类激光光源模块；312-第二类激光光源模块；331-发光层；332-散射层；431、441-画素；432-434、442-444、452-455、462-465-次画素(subpixel)；700-投影幕；720、720A-被激发光吸收层；730-发光层；740-激发光吸收层；720B-被激发光与散射光吸收层；750-散射层；760-激发光反射层；770-被激发光部分反射层；780-被激发光与被散射光部分反射层；790-部分遮光层；791-聚光层；792-遮光元件；793-开口；794-聚光镜；795-画素；796-显像层；797-抗紫外线层；80、90-激光投影器；801-投影幕；830、930-凸面反射镜；940-平面镜模块。

具体实施方式

<实施例1>

参考图2，其是本发明的实施例1的激光投影***200示意图；该激光投影***200包含一投影幕201及一激光投影器202。激光投影器202用来根据单一画面或动态画面的影像讯号S_I，以将影像投影至投影幕201。激光投影器202包含一激光光源模块210、一激光讯号调变模块220、一合光模块230、一旋转平面镜模块240、一旋转平面镜控制模块250及一讯号转换模块260。此外，将其中激光光源模块210、激光讯号调变模块220及合光模块230三者共同组成的结构定义为激光光学模块270，以方便下文讨论。

该投影幕201中具备一发光层，该发光层具备一种或多种发光物质，以F₁、F₂、...、F_n表示，n为发光物质的种类数。该发光物质包含任何受到某一波长范围的光照射，而可被激发产生另一波长范围的光的物质，包含且不限定为荧光(Fluorescence)物质、磷光(Phosphorescence)物质、激光染料、或激光晶体等。发光层中各种发光物质分别可被各种不同波长(以λ_1S、λ_2S、...、λ_nS表示)的光源激发，并分别被激发出另外各种不同波长(以λ_1E、λ_2E、...、λ_nE表示)的光。为使单一激光光束投射在投影幕上每个位置皆能同时激发出所有被激发光的波长，单一激光光束的横截面需可涵盖数量相当多的所有种类的发光物质粒子。因此各种类的发光物质粒子间在平行于投影幕平面的横向距离(transversedistance)应远小于激光光束的横截面直径。此处，λ_1S、λ_2S、...、λ_nS及λ_1E、λ_2E、...、λ_nE等各波长并不代表为单一数值，而可为一定范围的分布。

若为追求发光层的被激发效率，并减少激发激光穿越此发光层的光功率，应使发光层吸收绝大部分激发激光的能量。又若要使发光层状似透明，应减少发光层对可见光的散射与吸收，其中的一必要因素应使发光物质的粒子直径小于可见光的最短波长(约360nm)。

该发光层的纵向(longitudinal)切面可包含但不限定为图2A、图2B或图2C的结构。图2A、图2B与图2C所示，以圆形、三角形与正方形代表三种不同的发光物质，但本发明并不限于三种发光物质。在图2A中，一种基材231，包含且不限于TN(Twisted Nematic，扭曲向列)、STN(Super Twisted Nematic，超级扭曲向列)、PC(多元酯树脂，Polycarbonate resin)、COC(烯烃共聚合物，cyclo-olefin copolymers)、PET(聚对苯二甲酸乙二(醇)酯，polyethyleneterephthalate)、epoxy(环氧树脂)等透明状塑质材料或玻璃，包含着数种发光物质。当在此基材中，各种发光物质以均匀的方式散布在可能为激发光所照射的所有位置时，可易于设定激发光波长的光束(以L_1S、L_2S、...、L_nS表示)的光功率(以P_1E、P_2E、...、P_nE表示)以产生所需的被激发光的单位面积发光能量。

在图2B中，三种基材232、233、234，包含且不限于TN、STN、PC、COC、PET、epoxy等透明状塑质材料，分别包含一种发光物质。当每一种发光物质在分别的基材中以均匀的方式散布在可能为激发光所照射的所有位置时，可易于设定激发光波长的光束的光功率，以产生所需的被激发光的单位面积发光能量。在此图2B中，每一基材232、233、234仅各包含一层发光物质，实际上并不以此为限。

在图2C中，一基板235用以承载分别包含各式发光物质的微颗粒236、237与238。微颗粒236、237与238中由不同的基材分别承载不同的发光物质。微颗粒236、237与238在基板235上以均匀的方式散布在可能为激发光所照射的所有位置。

为使单一激光光束Ls投射在投影幕201上每个位置皆能同时激发出所有被激发光的波长，单一激光光束的横截面需可涵盖数量相当多的所有种类的发光物质粒子。因此微颗粒236、237与238在平行于基板235的横截面，及各微颗粒间在平行于投影幕平面的横向距离(transverse distance)应远小于激光光束的横截面直径。

图2C的结构相较于图2A与图2B，可较易于调整各种微颗粒在基板上不同位置的分布密度。而使同样地光能量的光束扫描在投影幕上不同位置时激发发光层产生不同的被激发光能量组合，特别适用于如图5所示的静态影像显示***。图5的架构与工作原理详述如后。

图2C的制作方式包含且不限于以下所述：各式发光物质首先分别溶解在各别溶液中，此溶液包含且不限为Epoxy(环氧树脂)。包含各别发光物质的各别溶液再分别以包含且不限喷墨、蒸镀等方式形成微颗粒而置于基板235上，最后再将此包含各种微颗粒的基板235固化。

讯号转换模块260接受各式单一画面或动态画面的影像讯号S_I，并将其转换为控制激光光源模块210的讯号S_L及旋转平面镜模块240的讯号S_M。讯号转换模块260并负责协调激光讯号调变模块220的光讯号与旋转平面镜模块240的同步。

激光光源模块210包含一组或多组激光光源，分别可发射波长λ_1L、λ_2L、...、λ_nL，对应并落入发光层中各种发光物质的激发光波长范围λ_1S、λ_2S、...、λ_nS的光束，以L_1S、L_2S、...、L_nS表示，以分别激发发光层中各种发光物质，使的产生λ_1E、λ_2E、...、λ_nE波长的光。

为了使投影幕201上各点所产生λ_1E、λ_2E、...、λ_nE波长的单位面积光功率可分别为L_1S、L_2S、...、L_nS的光功率所控制，应避免单一激发光产生大于或等于二种以上的被激发光波长。在选择激光波长与发光层内发光物质时需减少λ_iS与λ_jS间分布范围的重迭，其中1≤i，j≤n且λ_iE≠λ_jE，且降低λ_iS照射至任一发光层中的发光物质而产生任何不等于λ_iE波长的被激发光能量。

此外，因波长λ_iL的激光的光功率受限于该波长激光的制作工艺。若要追求增大某一波长λ_iE的单位面积发光能量，则包含下列两种方式：其一，可使发光层中m种发光物质分别可为不同波长范围，λ_1mS、λ_2mS、...、λ_mmS，的光所激发，而产生同样波长λ_iE的被激发光。并于激光光源模块210中配置m个激光光源，其波长分别对应各发光物质激发波长范围，其中m≥2。因此，该发光层上各光束投射位置所产生波长λ_iE的单位面积发光能量即为此m个发光物质受到此m个激光光源激发所生被激发光的总和。其二，因发光物质的激发波长分布范围一般大于该激发激光光源的波长分布范围。因此，可选择激发光波长λ_iS分布范围较宽，并产生被激发光波长为λ_iE的发光物质。并于激光光源模块210中配置m₂个激光光源，其波长皆位于此发光物质激发波长λ_iS范围中，其中m₂≥2。因此，该发光层上各光束投射位置所产生波长λ_iE的单位面积发光能量即为此发光物质受到此m₂个激光光源激发所生被激发光的总和。

合光模块230包含且不限定于由各式滤波片(wavelength filter)或菱镜(prism)所组成，将激光光束L_1S、L_2S、...、L_nS汇聚至同一路径、同一方向，以产生总体调变激光光束L_M。总体调变激光光束L_M入射至旋转平面镜模块240，并为旋转平面镜模块240所反射而形成总体调变扫描激光光束L_S以投射至投影幕201。

旋转平面镜模块240包含且不限为两个直交(Orthogonal)一维多面反射镜(Polygon Mirror)模块、两个直交一维微机电(MEMS)反射镜面、或一个二维微机电(MEMS)反射镜面，可在一第一平面旋转角度θ，同时亦可在一非与第一平面平行的第二平面旋转角度

旋转平面镜控制模块250驱动旋转平面镜模块240的旋转，并可接受来自讯号转换模块260的讯号S_M后，转换为可控制平面镜模块240旋转角度的讯号。旋转平面镜模块240的旋转角度可受旋转平面镜控制模块250的控制而随时间改变。随着旋转平面镜模块240的旋转角度的改变，总体调变扫描激光光束L_S逐一扫描投影幕201上所有欲使产生被激发光的位置。旋转平面镜模块240可为周期性或非周期性旋转。总体调变扫描激光光束L_S在扫描投影幕201上的扫描形式包含且不限于栅式扫描(Raster Scanning)、利萨如扫描(LissajousScanning)或向量扫描(Vector Scanning)。总体调变扫描激光光束L_S内的波长λ_1S、λ_2S、...、λ_nS成分的激光分别激发投影幕201的发光层中的发光物质F₁、F₂、...、F_n，使之产生波长λ_1E、λ_2E、...、λ_nE的光。

激光讯号调变模块220用来根据由讯号转换模块260所提供的单一画面或动态画面的影像讯号S_I，产生对应于各激光光源的驱动电流，I₁、I₂、...、I_n，的大小，以分别对各个波长的激光光束，L_1S、L_2S、...、L_nS，进行光功率调变。

激发光的光功率越高、激发光被扫描经过投影幕上某位置的时间越长、发光物质密度越高，皆可使所投射投影幕的该位置激发出越高光功率的被激发光。投影幕201上某位置的各种波长被激发光的单位面积发光能量，与对应的激发光功率乘上扫描经过该位置的时间的值，依各别发光物质的密度(以D₁、D₂、...、D_n表示)固定成某种比例关系。

当欲使投影幕上某一个位置的第i个被激发波长的单位面积发光能量为P_iE时，则在总体调变扫描激光光束L_S扫描至该位置时，就将对应至该被激发波长的激光光束该L_iS的光功率P_iS调整，或对扫描经过投影幕上某位置的时间τ调整，使之能激发投影幕中该位置的该发光物质产生P_iE的单位面积发光能量。

激发投影幕中该位置(x，y)的第i个发光物质被光束L_iS激发产生P_iE(x，y)的单位面积发光能量可表示为：

其中，(x，y)为该位置的空间座标，

为光束L_iS扫描在位置(x，y)的光功率，

P_iS(x，y)为当光束L_iS扫描在位置(x，y)时由激光光源模块所发射的光功率，L_O代表光束L_iS经过合光模块、旋转平面镜模块反射及介于激光光源模块210与投影幕201间所有光学元件所生的光功率损耗参数，一般可视L_O与位置ρ无关，τ(x，y)为总体调变扫描激光光束L_S扫描经过位置(x，y)的时间，D_i(x，y)为位置(x，y)上第i个发光物质的密度，

为位置(x，y)上第i种发光物质将激发光波长λ_iS转换为被激发光波长λ_iE的单位面积光功率转换效率，

受

与D_i(x，y)的影响。在第i种发光物质的

并不受

影响的状况下，C_i可简化为

在一式中，τ(x，y)可根据旋转平面镜模块240的旋转模式计算而得，L_O与可经量测而得，因此我们可通过激光调便模块220改变P_iS(x，y)以追求所欲达成的P_iE(x，y)。

因某些旋转平面镜模块240的旋转方式使得激光Ls在投影幕201的扫描并非等速度。因此，扫描经过投影幕201上位置ρ的时间τ(x，y)并不一致。在投影幕上各位置的发光物质的密度皆为相等时，亦即D_i(x，y)＝D_i，若要使投影幕上任何位置皆达到预设的单位面积发光能量P_iE时，则需根据总体调变扫描激光光束L_S扫描经过位置(x，y)的时间τ(x，y)来调整P_iS(x，y)的值，而非给予一固定值使P_iS(x，y)＝P_iS。

以Raster Scanning与Lissajous Scanning等激光扫描方式为例，在画面边缘区域位置的激光光束扫描速度较在画面中心区域位置为慢，因此激光光束经过边缘区域某位置的时间较经过中心区域某位置的时间为长。若投影幕上各位置的第i个发光物质的密度皆为相等时，若为追求同样的被激发光波长λ_iS的单位面积光能量，则需减少扫描至边缘区域位置的波长为λ_iL的激光光功率。其基本思考原则及计算方式如下，本发明并不以下例为限，凡基本思考原则及计算方式与下例同者，皆属本发明范畴。

设定时间t＝0时二维旋转反射镜的旋转角度

则得下列关系式：

θ(t)＝θ₀*sin(2π/T_θ*t)；

其中θ₀与

分别为该二维旋转反射镜使激光光束沿x轴与y轴旋转的最大旋转角度，T_θ与

分别为其旋转周期。为简化计算，令该投影幕为一平面，在(x，y)＝(0，0)的点垂直正交于在θ＝0，

的激光光束，则x＝D*tan(θ(t))且y＝D*tan(θ(t))，D为二维旋转反射镜与投影幕的最短距离。利用上述关系式，可求得在x轴的扫描速度v_x(x)＝dx/dt及y轴的扫描速度v_y(y)＝dy/dt。在(x，y)点的扫描速度即为v(x，y)＝(v_x ²(x)+v_y ²(y))^1/2。为使单位面积发光能量在投影幕上皆一致，应使P_iS(x，y)正比于

在第i种发光物质的

并不受

影响的状况下，应设定P_iS(x，y)正比于v(x，y)＝(v_x ²(x)+v_y ²(y))^1/2。

若二维反射镜的旋转速度使得总体调变扫描激光光束L_S扫描经过投影幕各个位置所需的时间小于观察者的影像截取曝光时间，则在激光光束扫描经过各个位置所激发形成的各个光点将将为观察者一起认知，而形成为一个画面。此观察者的影像截取曝光时间对于人眼而言为人眼视觉暂留时间(约1/16秒)，对于照相机或摄影机而言为每个画面的曝光时间。

当二维反射镜持续旋转的时间超过观察者的影像截取曝光时间，便可形成数个画面。若二维反射镜旋转的速度足以使得每个画面的更新时间小于观察者的影像截取曝光时间，则此数个画面将为观察者认知为连续的动态画面。

此外，当有一个发光物质的缓解过程时间(Relaxing Process Time)大于每个画面的更新时间，则观察者将观察到上个画面所残留的被激发光，而形成残影。因此，在欲形成连续的动态画面的投影***，应选择缓解过程时间较短的发光物质，如荧光物质、激光染料、激光晶体等。

本激光投影***200的一应用例为一全彩激光投影显像***。举一个单一原色为α-bit(2^α层色阶)的全彩激光投影显像***为例。波长为λ_RS、λ_GS、λ_BS的激光光束L_RS、L_GS、L_BS分别可激发投影幕发光层中的发光物质F_R、F_G、F_B，使的产生最大单位面积光功率分别为P_REM、P_GEM、P_BEM的红、绿、蓝三色光，此被激发的三原色光波长分别以λ_RE、λ_GE、λ_BE表示。则P_REM、P_GEM、P_BEM的相对比例应符合达成影像画面白平衡的比例。

在投影幕某位置欲显示的色彩对应到红、绿、蓝色分别为第n_R、n_R、n_R个色阶时，若不考虑人眼对光功率较小的可见光有较敏锐的感知，应调整激光光束L_RS、L_GS、L_BS扫描经过该位置的光功率P_RL、P_GL、P_BL使得该投影幕的发光层分别产生红、绿、蓝色单位面积光功率为(n_R-1)/(2^α-1)*P_REM、(n_G-1)/(2^α-1)P_GEM、(n_B-1)/(2^α-1)P_BEM。

若考虑人眼对光功率较小的可见光有较敏锐的感知，而引入伽玛修正因子(Gamma Correction Factor)γ，则应调整激光光束L_RS、L_GS、L_BS扫描经过该位置的光功率P_RL、P_GL、P_BL使得该投影幕的发光层分别产生红、绿、蓝色单位面积光功率为[(n_R-1)/(2^α-1)]^1/γP_REM、[(n_G-1)/(2^α-1)]^1/γP_GEM、[(n_B-1)/(2^α-1)]^1/γP_BEM。

若要追求投影幕上每位置的对于同样红、绿、蓝色分别为第n_R、n_R、n_R个色阶时皆显示同样的明度(lightness)、色相(hue)与色度(chroma)，最大单位面积光功率P_REM、P_GEM、P_BEM的值并不随位置的改变而互异。然而，激光光束L_RS、L_GS、L_BS的最大发光功率P_RLM、P_GLM、P_BLM，则需审慎检视投影幕上各位置的各种发光物质的分布密度与激光光束的扫描速度来调整。其方法已于上文详述。在此仅举下列简例进一步说明激光光功率P_RL、P_GL、P_BL的控制。

当投影幕上各位置的各种发光物质皆为均匀分布，且此全彩激光投影显像***采用栅式扫描(Raster Scanning)或利萨如扫描(Lissajous Scanning)激光扫描方式，且忽略红、绿、蓝三种发光物质的光功率转换效率C_R、C_G、C_B受入射光功率的影响，则光束扫描至投影幕该位置(x，y)的各激光光源模块的最大发光功率P_RLM(x，y)、P_GLM(x，y)、P_BLM(x，y)应正比于光束扫描至该位置(x，y)的速度v(x，y)，亦即：

P_RLM(x，y)＝P_RLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)；P_GLM(x，y)＝P_GLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)；

P_BLM(x，y)＝P_BLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)。

因为v(0，0)≥v(x，y)，所以P_RLM(x，y)≤P_RLM(0，0)，P_GLM(x，y)≤P_GLM(0，0)，P_BLM(x，y)≤P_BLM(0，0)。为了使该全彩激光投影显像***有最明亮的影像，我们应在考量P_REM、P_GEM、P_BEM达白平衡的相互比例之余，考量激光光源的制作工艺与其生命周期等来选择可能最大的P_RLM(0，0)、P_GLM(0，0)、P_BLM(0，0)值。

若不考虑人眼对光功率较小的可见光有较敏锐的感知，应调整激光光束L_RS、L_GS、L_BS扫描经过(x，y)位置的光功率：

P_RL(x，y)＝(n_R-1)/(2^α-1)*P_RLM(x，y)＝(n_R-1)/(2^α-T)*P_RLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)；

P_GL(x，y)＝(n_G-1)/(2^α-1)*P_GLM(x，y)＝(n_G-1)/(2^α-1)P_GLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)；

P_BL(x，y)＝(n_B-1)/(2^α-1)*P_BLM(x，y)＝(n_B-1)/(2^α-1)*P_BLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)。

若考虑人眼对光功率较小的可见光有较敏锐的感知，而引入伽玛修正因素(Gamma Correction Factor)γ，则应调整激光光束L_RS、L_GS、L_BS扫描经过(x，y)位置的光功率：

P_RL(x，y)＝[(n_R-1)/(2^α-1)]^1/γ*P_RLM(x，y)＝[(n_R-1)/(2^α-1)]^1/γ*P_RLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)；

P_GL(x，y)＝[(n_G-1)/(2^α-1)]^1/γ*P_GLM(x，y)＝[(n_G-1)/(2^α-1)]^1/γ*P_GLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)；

P_BL(x，y)＝[(n_B-1)/(2^α-1)]^1/γ*P_BLM(x，y)＝[(n_B-1)/(2^α-1)]^1/γ*P_BLM(0，0)*v(x，y)/v(0，0)。

若二维反射镜的旋转速度使得总体调变激光光束L_M扫描经过投影幕所有可能产生影像光点的位置的时间小于人眼视觉暂留时间，则在激光光束扫描经过各个位置所激发形成的各个光点将为人眼认知为一个画面。

若二维反射镜旋转的速度足以使得每个画面的更新时间小于人眼视觉暂留时间，则此投影***200便可显示可见的连续动态画面。

若要避免画面残影，则需选择缓解过程时间(Relaxing Process Time)小于每个画面的更新时间，即1/F秒，此F为该动态画面显像***以Hz为单位的帧速率(Frame Rate)，的发光物质。

此外，为增加影像亮度，在投影幕的发光层中亦可加入w种宽频谱发光物质，其中w≥1。宽频谱发光物质可被激发产生波长，以λ_1WE、λ_2WE、...、λ_wWE表示，λ_iWE涵盖不只一个原色光波长的光，例如涵盖绿、蓝二色波长，或涵盖红、绿与蓝三色波长，此处1≤i≤w。并于激光光源模块210中配置w个激光光源，其波长，以λ_1WS、λ_2WS、...、λ_wWS表示，分别位于此w种发光物质的激发波长范围中。

为进一步追求此w种宽频谱发光物质所生影像的白平衡，需设计此w种激光的光功率间的相互比例，使被激发出宽频波长，λ_1WE、λ_2WE、...、λ_wWE，的光能量的总和符合色彩学上白平衡的要求。

此外，为追求扩大影像的色域(Color Gamut)，在投影幕发光层中亦可加入g种扩大色域发光物质，其中g≥1。扩大色域发光物质可被激发产生波长，以λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE表示。且在CIE色度座标图(Chromaticity Diagram)上，此λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_RE、λ_GE、λ_BE共(g+3)个波长所形成的面积大于只有λ_RE、λ_GE、λ_BE所形成的面积。并于激光光源模块210中增加配置g个激光光源，其波长分别位于此g种扩大色域发光物质的激发波长范围中。一般的影像讯号S_I所包含为红、绿、蓝三原色的影像信息。讯号转换模块260应将S_I中转换为红、绿、蓝三原色加上λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE的影像资讯，并用以控制红、绿、蓝三原色的激发激光光束L_RS、L_GS、L_BS与g种激发扩大色域发光物质激光光源的光功率，以真实呈现投影幕上激光光束扫描至的位置的色彩。

为了降低所需激光光源与扩大色域发光物质种类的数目，在选择λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE时，应衡量激光光源与扩大色域发光物质的制作工艺，追求以最小的g达成相对较大的色彩面积。

由于激发光仍不免被投影幕所反射或散射，此反射或散射光的波长分布将与激发光的波长分布相同。若激发光对人眼有较佳的感光度，则观察者同时在该像素接收到激发光与被激发光，因而产生颜色的混杂，有损该影像的色彩对比度。为避免上述情况发生，较好的方式是采用不可见光的波长，包含且不限于808nm、850nm、980nm、与1064nm等，或选择对人眼感光度较差的波长，包含且不限于405nm、与780nm等，的激光作为激光光源模块210的激光光源。

若仍不免使用可见光为激发光源时，则选择与被激发光色彩相近的激发光源。包含且不限于以波长约405nm(蓝紫色)、450nm(蓝色)的激光光激发发光层产生蓝色(波长约450nm)的影像，以780nm(红色)、640nm(红色)的激光光激发发光层产生红色(波长约640nm)的影像。因激发光源与被激发光有相近色彩，可减少因激发光受投影幕反射或散射所生的颜色混杂现象。

激光投影***200的另一个简化应用例为使用一405nm半导体激光为激光光源210，另使用一可二维旋转的微机电反射镜，或二可一维旋转的微机电反射镜组合形成旋转平面镜模块240，该投影幕201包含一发光层，该发光层中包含一种可被405nm波长激发产生红色、蓝色或绿色可见光的发光物质。该投影幕201且为透明。若将此投影幕贴合于交通工具的驾驶座前的挡风玻璃上，以不影响驾驶视线为原则。将激光投影器202安装于该交通工具内，且将激光光束投射在投影幕201上。讯号转换模块260以有线或无线的方式接收来自，包含且不限于电脑、手机、GPS、夜视摄影机、可见光摄影机等影像源元件的影像讯号S_I，并在投影幕201上显现各式资讯，包含且不限于车速、里程、油耗、地图、警告、方向指示、手机来电号码等。

<实施例2>

参考图3，其是本发明实施例2的激光投影***300示意图；激光投影***300包含一投影幕301及一激光投影器302。激光投影器302用来根据单一画面或动态画面的影像讯号S_I，以将影像投影至投影幕301。激光投影器302包含一激光光源模块310、一激光讯号调变模块320、一合光模块330、一旋转平面镜模块340、一旋转平面镜控制模块350、与一讯号转换模块360。此外，并定义激光光学模块370，其包含激光光源模块310、激光讯号调变模块320与合光模块330，以方便下文讨论。

其中，激光投影器302所设的激光讯号调变模块320、合光模块330、旋转平面镜模块340、旋转平面镜控制模块350与讯号转换模块360的结构以及工作原理分别与激光投影器202所设的激光讯号调变模块220、合光模块230、旋转平面镜模块240、旋转平面镜控制模块250与讯号转换模块260类似，故不再赘述。

本实施例2与前述实施例1之间的主要不同点乃在于激光投影器302中的激光光源模块310包含一第一类激光光源模块311与一第二类激光光源模块312以及投影幕301包含一发光层331与一散射层332；也就是本实施例2的第一类激光光源模块311与发光层331是相当于实施例1的激光光源模块210与投影幕201的发光层，而本实施例2是另增设一第二类激光光源模块312与一散射层332。因此，本实施例2或以下其他后实施例中凡是能引用与实施例1或任何前实施例相同的工作原理以达成与实施例1或前实施例相同或类似的作用功效者，如第一类激光光源模块311与发光层331是相同于实施例1中相对应的激光光源模块210与投影幕201的发光层的作用功效，均可参照实施例1，故而在本实施例2或其他后实施例中不再赘述。

激光光源模块310包含一第一类激光光源模块311与一第二类激光光源模块312。该第一类激光光源模块311包含一组或多组激光光源，分别可发射波长λ_11L、λ_21L、...、λ_n1L，对应并落入发光层中各种发光物质的激发光波长范围λ_1S、λ_2S、...、λ_nS的光束，以L_11S、L_21S、...、L_n1S表示，以分别激发发光层中各种发光物质，使之产生λ_1E、λ_2E、...、λ_nE波长的光。

第二类激光光源模块312包含一组或多组激光光源，分别可发射波长λ_12L、λ_22L、...、λ_n2L的光束，以L_12S、L_22S、...、L_n2S表示。

投影幕301的一基本架构如图3A所示，具备一发光层331与一散射层332。发光层331在散射层332之前，面对激光投影器302所投射扫描的光束Ls，D₁为发光层331外朝向入射光源的介质。

该散射层332可破坏入射激光的单一方向性，而产生与入射激光光波长相同的多方性散射光。

该发光层331包含一种或数种发光物质分别可被各种不同波长(以λ_1S、λ_2S、...、λ_nS表示)的光源激发，并分别被激发出另外各种不同波长(以λ_1E、λ_2E、...、λ_nE表示)的光。此发光层331与其中发光物质的基本结构、基本工作原理以及基本特性，分别与实施例1的激光投影***200中投影幕201所具备的发光层与发光物质相同，故不再赘述。

发光层331对第二类激光光源模块312所发射的第二类波长的激光光的吸收与散射极低。因此，绝大部分第二类波长的激光光可穿越发光层331而进入散射层332。

为追求发光层331的被激发效率，且应使发光层331吸收绝大部分第一类激光光源模块311所发射第一类波长的激光。因此，散射层332主要用于散射第二类波长的激光及在发光层331中被第一类波长激光所激发的被激发光。

介质D₁与发光层331的介面可予以抗反射处理，包含且不限于***一层抗反射层，以减少两类调变激光光束的波长的光，及发光层331被激发的光在此介面的反射。因此，可增加第一类调变激光光束进入发光层331的比例，可增加第二类调变激光光束进入散色层332的比例，可增加由发光层331产生的被激发光进入D₁的比例，也可增加由散射层所散射的光进入D₁的比例。因而，当观察者位于投影幕的D₁侧，可观察得较高的被激发光与被散射光的影像亮度。

该发光层331与散射层332的介面可针对第二类调变激光光束的波长予以抗反射处理，以增加第二类调变激光光束进入散射层332与由散射层332所散射的光进入介质D₁的比例。因而，当观察者位于投影幕的D₁侧，可观察得较高的被散射光的影像亮度。

该发光层331与散射层332的介面可针第一类调变激光光束的波长予以高反射处理，以反射第一类调变激光光通过发光层331后的残余能量，使的回到发光层331以增加被激发光的光功率。因而，当观察者位于投影幕的D₁侧，可观察得较高的被激发光的影像亮度。

激光讯号调变模块320用来根据由讯号转换模块360所提供的单一画面或动态画面的影像讯号S_I，产生对应于各激光的驱动电流，I₁₁、I₂₁、...、I_n1及I₁₂、I₂₂、...、I_n2，的大小，以分别对各个波长的激光光束，L_11S、L_21S、...、L_n1S及L_12S、L_22S、...、L_n2S，进行光功率调变。

如前文所述，越高光功率的第一类激光光功率、第一类激光光扫描经过投影幕上某位置的时间越长、越高的发光物质密度，皆可使所投射投影幕的该位置激发出越高光功率的被激发光。投影幕上某位置的各种波长被激发光的单位面积发光能量，与对应的第一类激光光功率乘上扫描经过该位置的时间的值，依分别发光物质的密度，固定成某种比例关系。

同样地，越高光功率的第二类激光光功率、第二类激光光扫描经过投影幕上某位置的时间越长、越高的散射效率，皆可使所投射投影幕的该位置散射出越高光功率的被散射光。投影幕上某位置的各种波长散射光的单位面积发光能量，与对应的第二类激光光功率乘上扫描经过该位置的时间的值，依该散射层的散射效率，固定成某种比例关系。

随着调变激光光束L_S内此两类光波长激光，即由第一类激光光源模块311及第二类激光光源模块312所发射的不同光波长激光，在此投影幕301上的扫描，影像可因此由被散射的第二类波长的激光光与发光层中被第一类波长激光所激发的被激发光所组成。

在激光投影***300的一个应用例为一全彩激光投影显像***。举一个单一原色为α-bit(2^α层色阶)的全彩激光投影显像***为例。

为追求扩大影像的色域，则包含下列两种可同时使用的方式：其一，在投影幕的发光层331中亦可加入g种扩大色域发光物质，并于第一类激光光源模块311中增加配置g个激光光源，其波长分别位于此g种扩大色域发光物质的激发波长范围中，其作用功效可参考实施例1；其二，在第二类激光光源模块312中增加配置h个激光光源，分别可产生λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE的波长，其中h≥1；且在CIE色度座标图上，此λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE及λ_RE、λ_GE、λ_BE共(h+3)个波长所形成的面积大于只有λ_RE、λ_GE、λ_BE所形成的面积。因一般的影像讯号S_I所包含为红、绿、蓝三原色的影像资讯。讯号转换模块360应将S_I中转换为λ_RE、λ_GE、λ_BE加上λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE的影像资讯，并用以控制激光光束L_RS、L_GS、L_BS与此g种第一类激光光源模块311及此h种第二类激光光源模块312的激光光功率，以真实呈现投影幕上激光光束扫描至的位置的色彩。

又为了降低所需激光光源与扩大色域发光物质种类的数目，在选择λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE时，应衡量激光光源与扩大色域发光物质的制作工艺，追求以最小的(g+h)达成相对较大的色彩面积。

在此全彩激光投影显像***中，除了λ_1WS、λ_2WS、...、λ_wWS必须由第一类激光光源模块产生的激光所激发外，投影幕上所生的λ_RE、λ_GE、λ_B及λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE共(3+g+h)种波长(此处g，h≥0)的光能量，可分别为第一类激光光源模块产生的激光光所激发，或为第二类激光光源模块产生的激光光散射而生。发光层中亦须包含一种或数种发光物质，分别可被第一类激光光源模块的激光光源所激发而产生此(3+g+h)种波长中的某些波长的光。而第二类激光光源模块则包含此(3+g+h)种波长中其他波长的光。

为避免颜色的混杂，应采用不可见光的波长，包含且不限于808nm、850nm、980nm、与1064nm等，或选择对人眼感光度较差的波长，包含且不限于405nm、与780nm等，的激光作为第一类激光光源模块311的激光光源。若仍不免使用可见光为激发光源时，则选择与被激发光色彩相近的激发光源。包含且不限于以波长约405nm(蓝紫色)、450nm(蓝色)的激光光激发发光层产生蓝色(波长约450nm)的影像，以780nm(红色)、640nm(红色)的激光光激发发光层产生红色(波长约640nm)的影像。因激发光源与被激发光有相近色彩，可减少因激发光受投影幕反射或散射所生的颜色混杂现象。

受限于绿光半导体激光的技术尚未成熟，一般需利用二次谐波生成(SecondHarmonic Generation)的方法将1064nm波长的激光光转换为绿光(532nm)激光光。因此，高调变频宽高功率的绿光激光模块不但体积较大，制作成本高、且控制相当复杂。在激光投影***300的全彩激光投影显像***中，其中一个应用例为使用蓝色与红色激光作为第一类激光光源模块311的激光光源，而使用405nm或980nm的激光激发发光层中的一种发光物质，因此可在投影幕上形成全彩的动态影像。

<实施例3>

参考图4，其是本发明的实施例3的激光投影***400示意图；激光投影***400包含一投影幕401及一激光投影器402。激光投影器402用来根据单一画面或动态画面的影像讯号S_I，以将影像投影至投影幕401。激光投影器402包含一激光光源模块410、一激光讯号调变模块420、一旋转平面镜模块440、一旋转平面镜控制模块450、与一讯号转换模块460。此外，并定义激光光学模块470，其包含激光光源模块410与激光讯号调变模块420，以方便下文讨论。

其中，旋转平面镜模块440、旋转平面镜控制模块450、与讯号转换模块460的结构以及工作原理分别与旋转平面镜模块240、旋转平面镜控制模块250、与讯号转换模块260类似，故不再赘述。

投影幕401可被区隔为数个画素431对应到欲显示的荧幕解析度，以SVGA(超级视频图像阵列)的影像品质而言，即为800x600＝480,000个画素。投影幕401的发光层的邻近数个画素的结构可包含且不限定为图4A与图4B所示的结构。

在图4A中，单一个画素431中包含红、蓝、绿三种次画素(subpixel)，分别以432、433、434表示。在图4B中单一个画素441中包含红、蓝、绿三种次画素，分别以442、443、444表示。每种次画素的面积不一定相等。邻近画素间的次画素排列可相同如图4A或相异如图4B。每种次画素分布有各别的发光材料。此三种发光物质包含且不限于荧光物质，并可分别被波长范围λ_RS、λ_GS、λ_BS的光束激发产生红、蓝、绿三色，波长为λ_RE、λ_GE、λ_BE的光。此三种发光物质的基本结构、基本工作原理以及基本特性，与本发明的实施例1激光投影***200中的发光物质同，故不再赘述。

在激光光源模块410中包含一组激光光源，可发射波长λ_L，同时落入发光层中三种发光物质的激发光波长范围内的光束，以L_L表示。

为了对各次画素所生的被激发光能量有精准的控制，应使每个次画素的最小长度，应大于激光光束L_L的截面直径，并使各种次画素间有一定间距，以避免激光光束同时照射到两种以上的次画素。

此外，对激光光束的扫描路径与投影幕401上次画素的排列作对位，以避免激光光同时照射到两种以上的次画素。

激光讯号调变模块420用来根据由讯号转换模块460所提供的单一画面或动态画面的影像讯号S_I，产生激光光源的驱动电流I₁的大小，以对激光光束L_L进行光功率P_L调变。当L_S扫描至某画素的某一次画素时，激光讯号调变模块420提供的驱动电流I₁可使光功率P_L对该次画素激发使的产生该色的光功率。透过红、蓝、绿三色次画素被激发光能量的不同组合，该画素可呈现不同的明度、色相与色度；至于不同的明度、色相与色度的作用原理及控制方法可参考实施例1。

此外，为增加影像亮度，亦可加入白色的次画素于投影幕中。白色的次画素包含的发光物质可被激光光束L_S激发而生可涵盖红、绿与蓝三色波长的宽频谱波长λ_WE。加入白色的次画素的发光模结构包含且不限为图4C、4D。在图4C中451为单一个画素，其中包含红、蓝、绿、白四种次画素，分别以452、453、454、455表示。在图4D中461为单一个画素，其中包含红、蓝、绿、白四种次画素，分别以462、463、464、465表示。每种次画素的面积不一定相等。邻近画素间的次画素排列可相同，如图4C，或相异，如图4D。

此外，为追求扩大影像的色域，则可增加g种扩大色域的次画素于投影幕中，其中g≥1。扩大色域次画素包含的发光物质可被激光光束L_S激发而生波长，以λ_1GE、λ_2GE、...、λ_g1GE表示。且在CIE色度座标图上，此λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_RE、λ_GE、λ_BE共(g+3)个波长所形成的面积大于只有λ_RE、λ_GE、λ_BE所形成的面积。扩大色域的次画素与红、蓝、绿、白四种次画素可共同安排至同一画素中，其发光模结构包含且不限为图4E。

为避免颜色的混杂，应采用不可见光的波长，包含且不限于808nm、850nm、980nm、与1064nm等，或选择对人眼感光度较差的波长，包含且不限于405nm、与780nm等，的激光作为激光光源模块410的激光光源。

<实施例4>

请参考图5，其是说明本发明实施例4的激光投影***500示意图；此激光投影***500包含一投影幕501及一激光投影器502。激光投影器502将激光光束投影至投影幕501。激光投影器502包含一激光光源模块510、一激光光源控制模块520、一旋转平面镜模块540、一旋转平面镜控制模块550与一讯号协调模块。此外，并定义激光光学模块570，其包含激光光源模块510与激光讯号调变模块520，以方便下文讨论。

其中，旋转平面镜模块540与旋转平面镜控制模块550的结构以及工作原理分别与旋转平面镜模块240与旋转平面镜控制模块250类似，故不再赘述。

投影幕501中具备一发光层，该发光层包含一种或数种发光物质，F₁、F₂、...、F_n，皆可被激光光源模块510发射的激光光波长λ_L所激发，并分别被激发出另外各种不同波长(以λ_1E、λ_2E、...、λ_nE表示)的光。此发光层与其中发光物质的基本结构、基本工作原理以及基本特性，分别与本发明实施例1的激光投影***200中的发光层与发光物质相同，故不再赘述。

若欲使投影幕某位置产生较高单位面积光能量的波长λ_iE的光，则使该位置有较高分布密度的发光物质F_i。

激光光源模块510包含一组激光光源，可发射可激发所有发光物质的的波长λ_L，其光束以L_L表示。

因为投影幕某位置发射波长λ_iE的单位面积光能量同时为激发光波长λ_L的单位面积光能量与发光物质F_i的密度所决定。在光束L_L扫描于投影幕上各位置皆提供同样的单位面积光能量时，影像画面即由发光物质F_i于该位置的密度所决定。制作发光层时，决定各种发光物质F_i在投影幕上各位置的分布密度，即可决定所欲形成的静态影像。

欲使发光物质F_i在投影幕上各位置有同样密度，皆可产生波长λ_iE的同样单位面积光能量，则需使激光光束扫描于投影幕上各位置皆提供同样的单位面积激发光能量。因此，应使激光光束扫描至(x，y)位置的光功率P_L(x，y)正比于该位置的扫描速度v(x，y)。此时，讯号协调模块560即可用以协调激光光源的光功率与二维旋转镜面的旋转角度的同步。

若使光束L_L在扫描过程中皆有同样的光功率，则可简化激光光源的光功率与二维旋转镜面的旋转角度的同步控制。在此状况下，若要追求投影幕上各位置皆可产生波长λ_iE的同样单位面积光能量，则需使该发光物质F_i在投影幕上各位置的密度分布正比于激光光束扫描至(x，y)位置的扫描速度v(x，y)。

<实施例5>

请参考图6，其是本发明一简化的激光投影***600示意图；此投影***600包含一投影幕601及一投影光源602。投影光源602将光投影至投影幕601。投影幕601的结构与工作原理与实施例4的投影幕501同，在此不予赘述。投影光源602可为一宽频光源或窄频光源，其发射的波长可同时激发投影幕601中的所有发光物质，使之分别产生波长λ_1E、λ_2E、...、λ_nE。透过决定发光物质，F₁、F₂、...、F_n，在投影幕上不同位置的分布密度即可决定欲呈现的静态影像画面。

图6的一具体实施例为选用灯管或灯泡为光源，此灯管包含可激发投影幕中的发光物质而产生红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色。投影幕的各式发光物质的分布密度由所欲显示的静态影像而定。将光源的光束均匀的投射在投影幕上即可形成该静态影像。

<实施例6>

本实施例是针对本发明中投影幕的各种结构型态分别说明。参考图7A，其是本发明第一种投影幕700示意图；该投影幕700包含一被激发光吸收层720及一发光层730。发光层730包含且不限于图2A、图2B、图2C、图4A、图4B、图4C、图4D、图4E所示的发光层架构。其工作原理已于上文详述，在此不予赘述。

被激发光吸收层720吸收由发光层730发射的被激发光，以减少进入介质D₁侧的被激发光。因此，观察者或光接收器仅可于D₂侧看到显示影像或侦测得发光层被激发的光，而于D₁侧并无法看到显示影像或侦测得发光层被激发的光。

该被激发光吸收层720亦可设计使对可见光的吸收极高，因此投影幕即呈完全不透明的黑色。此投影幕适合作为背投影显示***的用，以避免人眼观察到显示***内部的电路。

此外，若使被激发光吸收层720对投射光束L_S的激发波长有较低的吸收与散射，投射光束L_S1可由D₁侧入射该投影幕。

由D₁侧或D₂侧入射该投影幕700的投射光束L_S1或L_S2包含一种或多种波长的激发光，以分别激发发光层中的各种发光物质，而使投影幕产生影像。

介质D₁与被激发光吸收层720的介面，及被激发光吸收层720与发光层730的介面可予抗反射处理，包含且不限于***一层抗反射层，以减少投射光束L_S2在此二介面的反射，而增加此投影幕的发光效能。

发光层730与介质D₂的介面，及被激发光吸收层720与发光层730的介面可予抗反射处理，包含且不限于***一层抗反射层，以减少属被激发光频谱的光在此二介面的反射。如此，由介质D₂侧入射的环境背景光L_A2内同属被激发光频谱的光甚少被反射回D₂侧，而将穿越发光层730而为被激发光吸收层720所吸收。此外，由介质D₁侧入射的环境背景光L_A1内同属被激发光频谱的光亦将由被激发光吸收层720所吸收。因此可使投影幕700所显示的影像较不受环境背景光L_A1与L_A2的影响。

图7A的一具体实施例为选择被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7B，其是本发明的第二种投影幕701示意图；投影幕701包含一被激发光吸收层720A，一发光层730及一激发光吸收层740。

激发光吸收层740可吸收投射光束L_S中用以激发发光层的波长的光。激发光吸收层740对被激发光有较少的吸收与散射，因此可让发光层730产生的被激发光无碍地传播至D₂侧，而为观察者所接收。

相较于第7A图，图7B增加的激发光吸收层740虽然限制仅可由D₁侧投射光束L_S1至该投影幕701，却也确保投射光束L_S1的光功率不会透过发光层730而进入D₂侧，为观察者所接收。

此外，环境背景光L_A2中亦可能蕴含可激发发光层730使之发光的波长。激发光吸收层740可确保环境背景光L_A2并不会使发光层730产生任何影像，因而完全排除投影幕显示的影像受环境背景光L_A2的影响。

图7B的一具体实施例为选择被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7C，其是本发明的第三种投影幕702示意图；该投影幕702包含一被激发光与散射光吸收层720B，一发光层730及一散射层750。散射层750可破坏入射激光的单一方向性，而产生与入射激光光波长相同的多方性散射光。被激发光与散射光吸收层720B除了可吸收被激发光频谱的光，亦可吸收被散射频谱的光。

相较于图7A，图7C除了以被激发光与散射光吸收层720B取代图7A的被激发光吸收层720A之外，亦增加一散射层750于被激发光吸收层720与发光层730之间。虽然因此限制仅可由D₂侧投射投射光束L_S2至该投影幕，却使投影幕702适用于投影***300的应用。

图7C的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7D，其是本发明的第四种投影幕703示意图；该投影幕703包含一发光层730及一激发光反射层760。

因激光光束L_S1的光能量可能并未被发光层730所吸收，激发光反射层760反射投射光束L_S1通过发光层730后的残余能量，使其返回发光层730并再激发其中的发光物质，藉此可提高投影幕703的发光效率，并避免投射光束L_S1穿越投影幕进入D₂侧，而为观察者所接收。激发光反射层760对被激发光的吸收与散射极低，因此被激发光可无碍进入D₂侧。

该发光层730与激发光反射层760的介面经处理，包含但不限于选择相近的发光层与激发光反射层的光学指数，或***一层针对被激发光的抗反射层，以减少发光层被激发的光在此介面的反射。发光层与介质D₁的介面，及激发光反射层760与介质D₂的介面可予抗反射处理，包含且不限于***一层抗反射层，以减少发光层被激发的光在此二介面的反射。因此，发光层730被激发的光可并不会被局限于投影幕703之内。因此，观察者或光接收器不论处于此投影幕703的任一侧，皆可看到显示影像或侦测得发光层被激发的光。该发光层与激光反射层亦可设计使对可见光的吸收与散射极低，因此人眼视此二层为透明状，而投影幕即呈透明状。

图7D的一具体实施例为选择被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7E，其是本发明的第五种投影幕704示意图；投影幕704包含一发光层730，一激发光反射层760及一散射层750。

相较于图7D，图7E增加一激发光反射层760于发光层730与散射层750之间，以增加发光层730因而使投影幕704适用于投影***300的应用。

图7E的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7F，其是本发明的第六种投影幕705示意图；投影幕705包含一被激发光吸收层720A，一发光层730，一激发光反射层760及一散射层750。

相较于图7C，图7F增加一激发光反射层760于发光层730与散射层750间，因而可增加发光层730的发光效率，并确保投射光束L_S1的光功率不会进入D₂侧而为观察者所接收。

图7F的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7G，其是本发明的第七种投影幕706示意图；投影幕706包含一被激发光吸收层720A，一散射层750，一激发光反射层760及一发光层730。

相较于图7C，图7G增加一激发光反射层760于发光层730与散射层750间，因而可增加发光层730的发光效率。

图7G的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7H，其是本发明的第八种投影幕707示意图；投影幕707包含一被激发光部分反射层770及一发光层730。被激发光部分反射层770可使不论由哪一面入射的被激发光以一比例穿透(例如20％)，而其部分反射(例如80％)，并对激发光有有相当高的穿透比例。

若由D₁侧或D₂侧入射的投射光束L_S1或L_S1皆可激发发光层730而产生被激发光。此被激发光可为D₂侧的观察者O₂接收而形成投影影像。由于此被激发光亦可部分穿透部分反射层770至D₁侧，所以观察者O₂亦可接收被激发光形成的投影影像。

观察者O₁所观察到的影像除了投影影像外，亦包含穿越投影幕而为观察者O₁所接收的D₂中物体的影像(包含观察者O₂)与经由投影幕反射而为观察者O₁所接收的D₁中物体的影像(包含观察者O₁)。同样的，观察者O₂所观察到的影像除了投影影像外，亦包含穿越投影幕而为观察者O₂所接收的D₁中物体的影像(包含观察者O₁)与经由投影幕反射而为观察者O₂所接收的D₂中物体的影像(包含观察者O₂)。

当背景光L_A1(其包含由D₁侧直射投影幕的光源与照射到介质D₁中其他物体(包含观察者O₁)再散射或反射至投影幕的光)中的被激发光频谱光功率远小于背景光L_A2(其包含由D₂侧直射投影幕的光源与照射到介质D₂中其他物体(包含观察者O₂)再散射或反射至投影幕的光)中的被激发光频谱光功率时，观察者O₂所观察到的在被激发光频谱中的由投影幕反射而为观察者O₂所接收的D₂中物体的光功率可远大于含穿越投影幕而为观察者O₂所接收的D₁中物体的光功率。在此状况下，观察者O₂仅能清楚地观察到在被激发光频谱中由投影幕反射而为观察者O₂所接收的D₂中物体的影像与投影影像，而不能清楚地观察到穿越投影幕而为观察者O₂所接收的D₁中物体的影像。对于观察者O₁而言，观察者O₁则能在观察到的在被激发光频谱中的由穿越投影幕而为观察者O₁所接收的D₂中物体的影像，及投影影像。如此一来，不但投影影像可为观察者O₁与观察者O₂同时接收，又能保护观察者O₁的隐私。

反之，若背景光L_A1(其包含由D₁侧直射投影幕的光源与照射到介质D₁中其他物体(包含观察者O₁)再散射或反射至投影幕的光)中的被激发光频谱光功率远大于背景光L_A2，包含由D₂侧直射投影幕的光源与照射到介质D₂中其他物体(包含观察者O₂)再散射或反射至投影幕的光，则不但投影影像可为观察者O₁与观察者O₂同时接收，又能保护观察者O₂的隐私。

图7H的一具体实施例为选择被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。如此，投影幕707适合应用于包含且不限于交通工具或建物的投影广告***。

再参考图7I，其是本发明的第九种投影幕708示意图；投影幕708包含一被激发光与被散射光部分反射层780，一发光层730及一散射层750。此被激发光与被散射光部分反射层780除了可部分反射被激发光频谱的光，亦可部分反射被散射频谱的光。

相较于图7H，图7I除了被激发光部分反射层770改换为被激发光与被散射光部分反射层780之外，亦增加一散射层750于发光层730与D₂间。虽然因此限制仅可由D₂侧投射光束L_S2至该投影幕，却使投影幕708适用于投影***300的应用。

因为被散射光的光频谱等于扫描投射于散射层750的激光光频谱，所以投射光束L_S1中属散射频谱的光能量亦将部分为被激发光与被散射光部分反射层780所反射。为此，在决定投射光束L_S1中属散射频谱的光功率以在投影幕形成某单位面积散射光能量时，需将此激光光部分反射的因素考量在内，而加大投射光束L_S1中属散射频谱的激光光功率。

图7I的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7J，其是本发明的第十种投影幕709示意图；投影幕709包含一被激发光与被散射光部分反射层780，一散射层750及一发光层730。

相较于图7I，图7J的散射层750置于发光层730与D₂间，且调变激光光束L_S2由D₂侧入射。因此，调变激光光束L_S2由入射散射层750前不会为被激发光与被散射光部分反射层780所反射，可避免如第7I图中投射光束L_S1中属散射频谱的激光光功率入射至散射层的效率降低问题。

图7J的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7K，其是本发明的第十一种投影幕710示意图；投影幕710包含一聚光层791，一部分遮光层790，一发光层730及一散射层750。部分遮光层790包含许多遮光元件792与许多开口793。聚光层791包含许多聚光镜794。投影幕710适用于投影***300的应用。

参考图7KA，其为遮光层790一例图，遮光元件792为黑色部分，开口793为其中白色圆形。投影幕上一个画素795的区域包含一个或数个开口793。对应至同一画素的该群开口的正中心且应与该画素的正中心对齐。在图7KA中所示的画素795包含九个开口，实际上不以此为限。遮光元792涵盖遮光层790绝大部分的面积。开口793分布于遮光层790上。开口793可使入射至该位置的光穿越，其横截面可为包含且不限为圆形或正方形。遮光元792透过反射或吸收方式将入射至遮光元792的光完全遮断。遮光元792面向发光层侧的表面并可完全吸收被激发光与被散射光。

若要使单一激光光束投射投影幕上每个位置皆能有部分光穿透，以提升激光光束投射的使用效率，则需使开口793的最大间距应小于激光光束的横截面直径。

图7KB为聚光层791的一例图；聚光镜794为其中白色圆形。聚光镜794涵盖聚光层791绝大部分的面积，以便收集入射光束大部分的光。每个聚光镜794之中心位置与分别开口793之中心位置对齐。聚光镜794可使投射至其上的光聚焦，并因此通过开口793，而不为遮光元792所遮断。聚光层791的材质对属激发光与散射光波长的光有较小的吸收与散射。因此，可使投射光束L_S1中属激发光与散射光波长的光功率无碍地通过开口793。

聚光层791与遮光层790并可合而为一体。在此状况下，开口793由聚光层791的材质所填满。如此一来，可减少在开口区聚光层791与遮光层790间的介面，而增加光束入射至发光层730与散射层740的效率。

投射光束通过开口793的光进入发光层730后，其中属激发光波长的光将使发光层产生被激发光。发光层所生的被激发光与投射光束中不属激发光波长的光一同进入散射层740，并被散射。由于被散射光为多方性发射，对应至单一开口793的被激发光与被散射光在该投影幕D₂侧的表面可形成面积远较开口大的光点。适当设计聚光镜的曲率、遮光层790的厚度、发光层的厚度、散射层的厚度、与开口的分布可使对应至分别画素的光点群共同尽可能填满该画素。如此一来，观察者O₂将观察到一个为各光点所充满的影像。

此外，另可使遮光元792面向发光层侧的表面可完全吸收被激发光与被散射光。如此一来，环境光L_A2中包含被激发光与被散射光频谱的光将有相当部分为遮光元792所吸收。因此，可减少环境光L_A2对投影影像的干扰，而使该投影影像有较高的色彩对比度。

图7K的一具体实施例为选择被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

再参考图7L，其是本发明的第十二种投影幕711示意图；投影幕711包含一显像层796及位于显像层的一侧或两侧的抗紫外线层797。显像层796被投射光束投射后可形成影像，其包含本发明所述的所有投影幕。抗紫外线层797可透过反射或吸收方式避免紫外线范围波长的光进入显像层796，并对使显像层796形成影像的激发光与散色光波长的光有较小的吸收与散射，而使投射光束中属激发光与散色光波长的光能无碍的进入显像层796。因为显像层796可能包含发光层730、散射层750、被激发光吸收层720A、激发光吸收层740、被激发光与散射光吸收层720B、激发光反射层760、被激发光部分反射层770、被激发光与被散射光部分反射层780、各式抗反射层等各式功能层，上述各式功能层的基材可能具备各式不同化学物质以达到发光、散射、选择性波长吸收、选择性波长反射等功能。这些化学物质与各式功能层的基材本身成分的光学特性一般而言在紫外光线的照射下可能逐渐变质，而使显像层796的使用寿命缩短。将抗紫外线层797置于显像层796的一侧可将该侧入射环境光中的紫外线光谱的光能量阻断于显像层796之外，而达成稳定显像层796特性与延长其使用寿命的目的。

<实施例7>

参考图8，其是本发明的第一种可扩大显示画面的激光投影***800示意图。该激光投影***800包含一激光投影器80及一投影幕801。激光投影器80包含一激光光学模块810、一旋转平面镜模块820及一凸面反射镜830。

旋转平面镜模块820的结构以及工作原理与旋转平面镜模块240相同，在此不予赘述。

投影幕801包含一般可投影的表面，即一般投影荧幕，包含且不限本发明前述的投影幕101，投影幕201、投影幕301、投影幕501、投影幕700、投影幕701、投影幕702投影幕703、投影幕704、投影幕705、投影幕706、投影幕707、投影幕708、投影幕709、投影幕710、投影幕711。

激光光学模块810投射一激光光束于旋转平面镜模块820上，其结构可包含且不限于本发明前述如图1的激光光学模块110，图2的激光光学模块270，图3的激光光学模块370，图4的激光光学模块470，与图5的激光光学模块570。

激光光学模块810所发射的调变激光光束L_M经旋转平面镜模块820反射至凸面反射镜830上。举例而言，当平面镜模块820使激光光束在x-z平面的旋转角度为θ_URX，且使激光光束在y-z平面的旋转角度为θ_URY时，激光光束L_M会被旋转平面镜模块820反射至凸面反射镜830上的端点N_UR1，接着再被凸面反射镜830分别反射至投影幕801的最右上角落端点N_UR2。同理，当平面镜模块820使激光光束在x轴的旋转角度分别为θ_ULX、θ_BRX、θ_BLX，且使激光光束在y轴的旋转角度分别为θ_ULY、θ_BRY、θ_BLY时，激光光束L_M会分别被旋转平面镜模块820反射至凸面反射镜330上的端点N_UL1、N_BR1、N_BL1，接着再分别被凸面反射镜830反射至投影幕301的最左上角落端点N_UL2、最右下角落端点N_BR2、最左下角落端点N_BL2。

透过凸面反射镜830的反射可扩大激光光束扫描角度，并在投影幕801与激光投影器80之间的距离D不变的情况下，增大投影影像的高度与宽度。参考图8及图8A，图8A是为本发明的激光投影***800的在平行于x-z平面的横截面上视图；旋转平面镜模块820在x-z平面上可使激光光束旋转的角度为θ。由于入射角θ_IL等于反射角θ_RL，且入射角θ_IR等于反射角θ_RR，此激光光束的扫描角度经凸面反射镜830反射后，由θ增大为(θ+Δθ)，其中Δθ为凸面反射镜830曲面N_L1N_R1上通过N_L1点的法线与通过N_R1点的法线的夹角。因此，在投影幕801与激光投影器80之间的距离D不变的情况下，可使投影影像宽度W变大。同理参照图8B，其是本发明的激光投影***800的在平行于x-y平面的横截面侧视图；经凸面反射镜830反射后在y-z平面上可使激光光束扫描的角度由

增大为其中

为凸面反射镜830曲面N_U1N_B1上通过N_U1点的法线与通过N_B1点的法线的夹角。因此，在投影幕801与激光投影器80之间的距离D不变的情况下，可使投影影像高度H变大。

将凸面反射镜830置于欲投影画面之中心线附近，可增加凸面反射镜830表面的曲率，并使该表面曲率对称于镜面中心，以减少凸面反射镜830的体积，有利于减轻该凸面反射镜830的制作成本。请参考图8C，其是x-z(或y-z)平面上将凸面反射镜置于不同位置时与所扩张扫描角度的关系图；A、B、C为可放置凸面反射镜830的三个不同位置，D、E、F对应于欲投影画面的最左点(或最上点)、中心点、与最右点(或最下点)。∠ADF、∠BEF、∠CFD、∠DAC、∠EBC、∠FCA俱为直角。当激光光束入射位于A点的凸面反射镜830，在此平面所扫描的最大角度为θ_A，其画面中心光束路径为AE。当激光光束入射位于B点的凸面反射镜830，在此平面所扫描的最大角度为θ_B，其画面中心光束路径为BE。当激光光束入射位于C点的凸面反射镜830，在此平面所扫描的最大角度为θ_C，其画面中心光束路径为CE。当入射凸面反射镜830前有扫描角度θ₀的激光光束分别入射位于A、B、C点的凸面反射镜830，在此平面上所扫描的最大角度分别为θ_A、θ_B、θ_C，其画面中心光束路径分别为AE、BE、CE。由图可知θ_A＝θ_C＝tan^-1(H/L)，θ_B＝2*tan^-1(H/2/L)。因2*tan^-1(H/2/L)＞tan^-1(H/L)，所以θ_B＞θ_A＝θ_C。经位于A、B、C点的凸面反射镜830反射后，所增加的扫描角度分别为Δθ_A＝(θ_A-θ₀)、Δθ_B＝(θ_B-θ₀)、Δθ_C＝(θ_C-θ₀)，且Δθ_B＞Δθ_A＝Δθ_C。因为所增加的扫描角度对应至该凸面反射镜830曲面法线的最大夹角，故知位于B点的凸面反射镜830有较大的表面曲率变化，对应至体积较小的凸面反射镜830。此外，由图8C可知∠DAE＞∠EAF，∠DBE＝∠EBF，∠DCE＜∠ECF，故知位于B点的凸面反射镜830的表面曲率变化对称于其反射中轴线BE，而位于A点与C点的凸面反射镜830的表面曲率变化并不对称于其分别反射中轴线AE与CE。因此，将凸面反射镜830置于欲投影画面之中心线附近，可增加凸面反射镜830表面的曲率，并使该表面曲率对称于其镜面中心，以减少凸面反射镜830的体积，有利于减轻该凸面反射镜830的制作成本。

<实施例8>

参考图9，其是本发明的第二种可扩大显示画面的激光投影***900示意图；由于平面反射镜可改变激光光束的行进方向，且并不改变激光光束的扫描角度，因此，通过凸面反射镜830与平面反射镜，亦可大幅缩减激光投影器与投影幕之间的距离，并达成扩大显示画面的目的。参考图9，可扩大显示画面的激光投影***900包含一激光投影器90及一投影幕901。激光投影器90包含一激光光学模块910、一旋转平面镜模块920、一凸面反射镜930及一平面镜模块940。激光光学模块910、旋转平面镜模块920与凸面反射镜930的结构及工作原理与激光光学模块810、旋转平面镜模块820及凸面反射镜830类似，故不再赘述。平面镜模块940将凸面反射镜930所反射的调变激光光束L_M再反射至投影幕901。

在激光光束扫描角度不变的情况下，旋转平面镜模块920与投影幕901之间越长的光束行进路径，能对应到越宽与越高的投影影像。由图9可知，虽然平面镜模块940并无法增加激光光束扫描角度，然而却可使光束行进路径转折，在投影幕与激光投影器之间的z轴距离D不变的情况下，可增加旋转平面镜模块920与投影幕901之间越长的光束行进路径，而增加投影影像的高度H与宽度W。

本发明虽仅以图8与图9说明凸面反射镜与平面反射镜在激光扫描投影***中扩大扫描角度的原理。惟，本发明的范围不依此为限。任何激光扫描投影***运用一个或多个凸面反射镜或平面反射镜来扩大扫描角度的设计皆在本发明范围内。

以上所示仅为本发明的优选实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制性的。在本领域具通常知识者理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (100)

1.一种激光投影***，包含一投影幕及一激光投影器，该激光投影器是根据单一画面或动态画面的影像讯号而产生激发光，并再投射至一相配合的透明状投影幕上以产生影像，其中：

所述投影幕，包含至少一发光层，每一发光层都具备至少一种发光物质F₁、...、F_n，n为发光物质的种类数，所述发光物质包含任何受到某一波长范围的激发光照射，而可被激发产生另一波长范围的被激发光的物质，且各发光物质的粒子间在平行于投影幕平面的横向距离是远小于激光光束的横截面直径；

所述激光投影器，包含一激光光源模块、一激光讯号调变模块、一合光模块、一旋转平面镜模块、一旋转平面镜控制模块及一讯号转换模块；

其中该讯号转换模块接受各式单一画面或动态画面的影像讯号S_I，并将其转换为控制激光光源模块的讯号S_L及旋转平面镜模块的讯号S_M，并负责协调激光讯号调变模块的光讯号与旋转平面镜模块的同步；

其中该激光光源模块包含至少一组激光光源，分别发射波长λ_1L、λ_2L、...、λ_nL，并对应落入发光层中至少一种发光物质的激发光波长范围λ_1S、λ_2S、...、λ_nS的光束L_1S、...、L_nS，以分别激发发光层中至少一种发光物质，使之产生λ_1E、λ_2E、...、λ_nE波长的被激发光；

其中该合光模块是将各激光光束L_1S、L_2S、...、L_nS汇聚至同一路径、同一方向，以产生一总体调变激光光束L_M入射至旋转平面镜模块，并为旋转平面镜模块所反射而形成总体调变扫描激光光束L_S以投射至投影幕；

其中该旋转平面镜模块模块，用以在一第一平面旋转一角度θ，同时在一非与第一平面平行的第二平面旋转一角度

其中该旋转平面镜控制模块是用以驱动旋转平面镜模块的旋转，并接受来自讯号转换模块的讯号S_M后，转换为控制平面镜模块旋转角度的讯号，使旋转平面镜模块的旋转角度受旋转平面镜控制模块的控制而随时间改变，以使总体调变扫描激光光束L_S逐一扫描投影幕上所有欲产生被激发光的位置；

其中该激光讯号调变模块是根据由讯号转换模块所提供的单一画面或动态画面的影像讯号S_I，产生对应于各激光光源的驱动电流I_i，以分别对各个波长的激光光束L_iS进行光功率调变。

2.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光物质是由荧光物质、磷光物质、激光染料或激光晶体中的一种所构成。

3.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光层吸收大部分的激发激光光的能量，并减少对可见光的散射与吸收，以使该发光层状似透明。

4.根据权利要求3所述的激光投影***，其中该发光层的发光物质的粒子直径小于可见光的最短波长，以使该发光层状似透明。

5.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光层是利用一层基材，基材上包含多种发光物质且以均匀方式散布在可能为激发光所照射的位置，以产生所需的被激发光的单位面积发光能量。

6.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光层是利用多层基材，且各层基材分别包含至少一种发光物质且以均匀方式散布在可能为激发光所照射的位置，以产生所需的被激发光的单位面积发光能量。

7.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光层是利用一基板用以承载分别包含至少一种发光物质的微颗粒，其中各微颗粒是由不同的基材分别承载不同的发光物质，且各微颗粒在基板上是以均匀或不均匀的分布密度散布在能为激发光所照射的位置。

8.根据权利要求7所述的激光投影***，其中各发光物质的粒子在平行于基板的横截面的横向距离及各微颗粒间在平行于投影幕平面的横向距离远小于激光光束的横截面直径。

9.根据权利要求7所述的激光投影***，其中该发光层是将各发光物质先分别溶解在各别溶液中，再分别以喷墨或蒸镀方式形成微颗粒而置于基板上，再将基板固化而形成。

10.根据权利要求5、6或7所述的激光投影***，其中该基材是选自TN、STN、PBT、多元酯树脂、COC、PET、epoxy、玻璃中的一种。

11.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激发光应避免单一激发光产生大于或等于二种以上的被激发光波长，且在选择激光波长与发光层内发光物质时须减少λ_iS与λ_jS间分布范围的重迭，其中1≤i，j≤n且λ_iE≠λ_jE，并降低λ_iS照射至任一发光层中的发光物质而产生任何不等于λ_iE波长的被激发光能量，以使投影幕上各点所产生λ_1E、λ_2E、...、λ_nE波长的单位面积光功率分别为光束L_1S、L_2S、...、L_nS的光功率所控制。

12.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光层中是设m种，其中m≥2，发光物质分别为不同波长范围λ_1mS、λ_2mS、...、λ_mmS的激发光所激发，而产生同样波长λ_iE的被激发光，并于激光光源模块中配置m个激光光源，其波长分别对应各发光物质的激发光的波长范围，以使该发光层上各光束投射位置所产生波长λ_iE的单位面积发光能量为该m个发光物质受到该m个激光光源激发所产生被激发光的总和。

13.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该发光层是选择激发光波长λ_iS分布范围宽并产生被激发光波长为λ_iE的发光物质，并于激光光源模块中配置m₂个激光光源，其中m₂≥2，其波长皆位于该发光物质激发波长λ_iS范围中，以使该发光层上各光束投射位置所产生波长λ_iE的单位面积发光能量为该发光物质受到该m₂个激光光源激发所生被激发光的总和。

14.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该合光模块是由各式滤波片或菱镜所组成。

15.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该总体调变扫描激光光束L_S扫描在投影幕上的扫描形式包含栅式扫描、利萨如扫描或向量扫描。

16.根据权利要求1所述的激光投影***，其中当欲使投影幕上某位置的第i个被激发波长的单位面积发光能量为P_iE时，则在总体调变扫描激光光束L_S扫描至该位置时，就将对应至该被激发波长的激光光束该L_iS的光功率P_iS调整，或对扫描经过投影幕上某位置的时间τ调整，使之能激发投影幕中该位置的该发光物质产生P_iE的单位面积发光能量，即

其中，P_iE(x，y)是激发投影幕中该位置(x，y)的第i个发光物质被光束L_iS激发产生的单位面积发光能量；(x，y)为该位置的空间座标；

为光束L_iS扫描在位置(x，y)的光功率，

P_iS(x，y)为当光束L_iS扫描在位置(x，y)时由激光光源模块所发射的光功率，L_O代表光束L_iS经过合光模块、旋转平面镜模块反射及介于激光光源模块与投影幕间所有光学元件所生的光功率损耗参数；τ(x，y)为总体调变扫描激光光束L_S扫描经过位置(x，y)的时间；

D_i(x，y))为位置(x，y)上第i种发光物质将激发光波长λ_iS转换为被激发光波长λ_iE的单位面积光功率转换效率，其受

与D_i(x，y)的影响；D_i(x，y)为位置(x，y)上第i个发光物质的密度；

其中，当在第i种发光物质的

D_i(x，y))不受

影响的状况下，

其中，τ(x，y)是根据旋转平面镜模块的旋转模式计算而得，L_O与D_i(x，y))经量测而得，藉以通过激光调变模块改变P_iS(x，y)以得到所欲达成的P_iE(x，y)。

17.根据权利要求16所述的激光投影***，其中当投影幕上各位置的发光物质的密度皆为相等时，即D_i(x，y)＝D_i，则根据总体调变扫描激光光束L_S扫描经过位置(x，y)的时间τ(x，y)来调整P_iS(x，y)的值，以使投影幕上任何位置皆达到预设的单位面积发光能量P_iE。

18.根据权利要求16所述的激光投影***，其中当激光扫描方式为栅式扫描或利萨如扫描，且投影幕上各位置的第i个发光物质的密度皆为相等时，则当要达成相同的被激发光波长λ_iS的单位面积光能量，其计算方式如下：

设定时间t＝0时，该旋转平面镜控制模块的旋转角度

则得下列关系式：

θ(t)＝θ₀*sin(2π/T_θ*t)；

其中，θ₀与

分别为该旋转平面镜控制模块使激光光束沿x轴与y轴旋转的最大旋转角度；T_θ与

分别为其旋转周期；

其中，当该投影幕为一平面，在(x，y)＝(0，0)的点垂直正交于在θ＝0，的激光光束，则得下列关系式：

x＝D*tan(θ(t))且y＝D*tan(θ(t))，

其中，D为该旋转平面镜控制模块与投影幕的最短距离；

藉上述关系式，以得在x轴的扫描速度v_x(x)＝dx/dt及y轴的扫描速度v_y(y)＝dy/dt，及在(x，y)点的扫描速度即为v(x，y)＝(v_x ²(x)+v_y ²(y))^1/2；

其中，P_iS(x，y)正比于

其中，当在第i种发光物质的D_i(x，y))不受

影响的状况下，P_iS(x，y)是正比于v(x，y)＝(v_x ²(x)+v_y ²(y))^1/2，藉以使单位面积发光能量在投影幕上皆一致。

19.根据权利要求16所述的激光投影***，其中当该旋转平面镜控制模块的旋转速度使得总体调变扫描激光光束L_S扫描经过投影幕各个位置所需的时间小于观察者的影像截取曝光时间，该激光光束扫描经过各个位置所激发形成的各个光点将形成为一个画面，其中观察者的影像截取曝光时间对于人眼而言为人眼视觉暂留时间，对于照相机或摄影机而言为每个画面的曝光时间。

20.根据权利要求16所述的激光投影***，其中当该旋转平面镜控制模块持续旋转的时间超过观察者的影像截取曝光时间，该激光光束扫描经过各个位置所激发形成的各个光点将形成数个画面，其中当该旋转平面镜控制模块旋转的速度足以使得每个画面的更新时间小于观察者的影像截取曝光时间，则该数个画面将为观察者认知为连续的动态画面。

21.根据权利要求20所述的激光投影***，其中当欲形成连续的动态画面时，该激光投影***应选择缓解过程时间较短的发光物质，如荧光物质、激光染料、激光晶体等。

22.根据权利要求16所述的激光投影***，其中当该激光投影***为一单一原色为α-bit，即2^α层色阶的全彩激光投影显像***，且在投影幕某位置欲显示的色彩对应到红、绿、蓝色分别为第n_R、n_G、n_B个色阶时，藉调整激光光束L_RS、L_GS、L_BS扫描经过该位置的光功率P_RL、P_GL、P_BL，以使该投影幕的发光层分别产生红、绿、蓝色单位面积光功率各为(n_R-1)/(2^α-1)*P_REM、(n_G-1)/(2^α-1)P_GEM、(n_B-1)/(2^α-1)P_BEM，其中，P_REM、P_GEM、P_BEM分别为红、绿、蓝三色光的最大单位面积光功率，且该P_REM、P_GEM、P_BEM的相对比例应符合达成影像画面白平衡的比例。

23.根据权利要求22所述的激光投影***，其中，通过调整激光光束L_RS、L_GS、L_BS扫描经过该位置的光功率P_RL、P_GL、P_BL，以使该投影幕的发光层分别产生红、绿、蓝色单位面积光功率为[(n_R-1)/(2^α-1)]^1/γP_REM、[(n_G-1)/(2^α-1)]^1/γP_GEM、[(n_B-1)/(2^α-1)]^1/γP_BEM，其中γ为针对人眼对光功率较小的可见光有较敏锐的感知的伽玛修正因子。

24.根据权利要求22所述的激光投影***，其中当投影幕上每位置的对于同样红、绿、蓝色分别为第n_R个色阶时皆显示同样的明度、色相与色度时，该激光光束L_RS、L_GS、L_BS的最大发光功率P_RLM、P_GLM、P_BLM是通过投影幕上各位置的至少一种发光物质的分布密度与激光光束的扫描速度来调整。

25.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕的发光层进一步加入w种宽频谱发光物质，其中w≥1，该宽频谱发光物质被激发产生波长λ_1WE、...、λ_wWE，且λ_iWE涵盖不只一个原色光波长的光，其中1≤i≤w；并于激光光源模块中配置w个激光光源，其波长λ_1wS、λ_2WS、...、λ_wWS，分别位于该w种发光物质的激发波长范围中。

26.根据权利要求25所述的激光投影***，其中，该w个激光光源的w种激光的光功率间的相互比例为使该w种宽频谱发光物质被激发出宽频波长λ_1WE、λ_2WE、...、λ_wWE的光能量的总和符合色彩学上白平衡的要求。

27.根据权利要求1所述的激光投影***，其中，该投影幕的发光层进一步加入g种扩大色域发光物质，其中g≥1；该扩大色域发光物质可被激发产生波长λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE，且在CIE色度座标图上，该λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_RE、λ_GE、λ_BE共(g+3)个波长所形成的面积大于只有λ_RE、λ_GE、λ_BE所形成的面积；并于激光光源模块中增置g个激光光源，其波长分别位于该g种扩大色域发光物质的激发波长范围中。

28.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激发光是采用不可见光的波长的激光作为激光光源模块的激光光源。

29.根据权利要求28所述的激光投影***，其中该激发光是包含波长约为808nm、850nm、980nm或1064nm的激光作为激光光源模块的激光光源。

30.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激发光是采用对人眼感光度较差的波长的激光作为激光光源模块的激光光源。

31.根据权利要求30所述的激光投影***，其中该激发光是包含405nm或780nm的波长的激光作为激光光源模块的激光光源。

32.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激发光是采用波长约405nm蓝紫色或450nm蓝色的激光作为激光光源模块的激光光源，用以激发发光层产生蓝色波长约450nm的影像，藉以减少因激发光受投影幕反射或散射所生的颜色混杂现象。

33.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激发光是采用波长约780nm红色或640nm红色的激光作为激光光源模块的激光光源，用以激发发光层产生红色波长约640nm的影像，藉以减少因激发光受投影幕反射或散射所生的颜色混杂现象。

34.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激发光是采用一405nm半导体激光作为激光光源模块的激光光源，并使用一二维旋转的微机电反射镜或两个一维旋转的微机电反射镜组合形成一旋转平面镜模块，并使一投影幕的发光层中包含一可被405nm波长激发产生红色、蓝色或绿色可见光的发光物质。

35.根据权利要求1至9或11至34任一项所述的激光投影***，其中该投影幕是贴合于交通工具的驾驶座前的挡风玻璃上，并将该激光投影器安装于该交通工具内以使激光光束投射在该投影幕上，且该激光投影器的讯号转换模块是藉有线或无线方式接收来自下列影像源元件组群：电脑、手机、GPS、夜视摄影机或可见光摄影机中之一的影像讯号，以在投影幕上显现各式资讯，包含车速、里程、油耗、地图、警告、方向指示或手机来电号码。

36.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激光光源模块进一步包含一第一类激光光源模块与一第二类激光光源模块，而相配合的透明状投影幕是包含一发光层与一散射层，且发光层在散射层之前以面对激光投影器所投射扫描的光束；其中该第一类激光光源模块包含至少一组激光光源分别发射波长λ_i1L对应并落入该发光层中至少一种发光物质的激发光波长范围λ_iS的第一类波长的激光光以分别激发该发光层中至少一种发光物质，使之产生波长λ_iE的被激发光；其中该第二类激光光源模块包含至少一组激光光源发射波长λ_i2L的第二类波长的激光；其中该发光层是对第二类激光光源模块所发射的第二类波长的激光光的吸收与散射极低，以使大部分第二类波长的激光光穿越该发光层而进入散射层，且吸收大部分第一类激光光源模块所发射第一类波长的激光光；其中该散射层是用以散射第二类波长的激光光及在该发光层中被第一类波长激光光所激发的被激发光。

37.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该发光层面对激光投影器所投射扫描光束的介面是设有至少一层抗反射层，以减少第一及第二类波长激光光及发光层被激发的光在该介面的反射，藉以增加第一类波长的激光光进入发光层的比例，增加第二类波长的激光光进入散色层的比例，增加由发光层产生的被激发光由该介面进入外界的比例，及增加由散射层所散射的光由该介面进入外界的比例，使位于投影幕该介面前侧的观察者观察得较高的被激发光与被散射光的影像亮度。

38.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该发光层与散射层的介面针对第二类波长的激光光设有至少一层抗反射层，藉以增加第二类波长的激光光进入散射层与由散射层所散射的光进入发光层外界的比例，使位于投影幕该发光层外界的观察者观察得较高的被散射光的影像亮度。

39.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该发光层与散射层的介面针第一类波长的激光光设有至少一高反射层，藉以反射第一类波长的激光光通过发光层后的残余能量，使的回到发光层以增加被激发光的光功率，使位于投影幕该发光层外界的观察者观察得较高的被散射光的影像亮度。

40.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该第一类波长的激光光是采用波长约为808nm、850nm、980nm或1064nm的激光作为第一类激光光源模块的激光光源。

41.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该第一类波长的激光光是采用波长约为405nm或780nm的激光作为第一类激光光源模块的激光光源。

42.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该第一类波长的激光光是采用波长约405nm蓝紫色或450nm蓝色波长的激光作为第一类激光光源模块的激光光源，用以激发发光层产生蓝色波长约450nm的影像，藉以减少因激发光受投影幕反射或散射所生的颜色混杂现象。

43.根据权利要求36所述的激光投影***，其进一步使扫描至投影幕上某位置的某第二类激光光功率，乘上该激光光束扫描经过该位置的时间，再乘上该位置的散射效率的值与在该位置的该第二类激光光波长的单位面积发光能量成一与荧幕位置无关的固定比值。

44.根据权利要求36所述的激光投影***，其特征在于，其为一全彩激光投影显像***，该投影幕的发光层中加入g种扩大色域发光物质，其中g≥1；并于第一类激光光源模块中增加配置g个激光光源，其波长分别位于此g种扩大色域发光物质的激发波长范围中。

45.根据权利要求44所述的激光投影***，其中该第二类激光光源模块增加配置h个激光光源，分别产生λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE的波长，其中h≥1；且在CIE色度座标图上，该λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE及λ_RE、λ_GE、λ_BE共(h+3)个波长所形成的面积大于只有λ_RE、λ_GE、λ_BE所形成的面积，且讯号转换模块是将影像讯号S_I转换为λ_RE、λ_GE、λ_BE加上λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE的影像资讯，并用以控制激光光束L_RS、L_GS、L_BS与此g种第一类激光光源模块及此h种第二类激光光源模块的激光光功率，以真实呈现投影幕上激光光束扫描至的位置的色彩。

46.根据权利要求44所述的激光投影***，其中该投影幕上所生的λ_RE、λ_GE、λ_BE及λ_1GE、λ_2GE、...、λ_gGE及λ_1HE、λ_2HE、...、λ_hHE共(3+g+h)种波长的光能量，其中g，h＞2，并可分别为第一类激光光源模块产生的激光光所激发，或为第二类激光光源模块产生的激光光散射而生，且发光层中包含多种发光物质分别被第一类激光光源模块的激光光源所激发而产生此(3+g+h)种波长中的某些波长的光，而第二类激光光源模块则包含此(3+g+h)种波长中其他波长的光。

47.根据权利要求36所述的激光投影***，其中该第一类波长的激光光是采用蓝色与红色激光作为第一类激光光源模块的激光光源，而使用波长约405nm、980nm或1064nm的激光光激发该发光层中的一种发光物质而产生绿色影像。

48.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕的发光层被区隔为数个画素以对应欲显示的荧幕解析度。

49.根据权利要求48所述的激光投影***，其中该各单一个画素中包含红、蓝、绿三种次画素，且每一种次画素的面积不一定相等，且邻近画素间的次画素排列为相同或相异。

50.根据权利要求49所述的激光投影***，其中该三种次画素各分别分布有发光物质，且该激光投影***中的激光光源模块中包含至少一组激光光源其发射波长λ_L同时落入该发光层中三种次画素所具有三种发光物质的激发光波长范围内的激光光束L_L。

51.根据权利要求50所述的激光投影***，其中该各次画素的最小长度大于激光光束LL的截面直径，并使各次画素之间有一定间距，以避免激光光束LL同时照射到两种以上的次画素。

52.根据权利要求51所述的激光投影***，其中该激光光束的扫描路径是与投影幕上次画素的排列作对位，以避免激光光束同时照射到两种以上的次画素，或在激光光扫描至同时射到两种以上可被该激光激发生光的次画素时，关闭该激光。

53.根据权利要求48所述的激光投影***，其中该各单一个画素中进一步包含红、蓝、绿、白四种次画素，且每一种次画素的面积相等或不相等，且邻近画素间的次画素排列为相同或相异。

54.根据权利要求48所述的激光投影***，其中该各单一个画素中进一步包含红、蓝、绿、白及g种扩大色域的次画素，其中g≥1。

55.根据权利要求1所述的激光投影***，其进一步在该投影幕一位置上设置高分布密度的发光物质Fi，以使该位置产生较高单位面积光能量的波长λ_iE的光。

56.根据权利要求55所述的激光投影***，其中该发光层通过至少一种发光物质F_i在该投影幕上各位置的分布密度来决定投影幕上所欲形成的静态影像。

57.根据权利要求56所述的激光投影***，其中当发光物质F_i在投影幕上各位置具有同样密度，且皆产生波长λ_iE的同样单位面积光能量时，则使激光光束扫描于投影幕上各位置皆提供同样的单位面积激发光能量，并使激光光束扫描至(x，y)位置的光功率P_L(x，y)正比于该位置的扫描速度v(x，y)，此时该讯号协调模块即用以协调激光光源的光功率与该旋转平面镜控制模块的旋转角度的同步；其中当光束L_L在扫描过程中皆有同样的光功率，且激光光源的光功率与旋转平面镜控制模块的旋转角度为同步控制，则通过该发光物质F_i在投影幕上各位置的密度分布正比于激光光束扫描至(x，y)位置的扫描速度v(x，y)，以使投影幕上各位置皆产生波长λ_iE的同样单位面积光能量。

58.根据权利要求56所述的激光投影***，其中该激光投影***中的激光投影器是利用一宽频光源或窄频光源作为投影光源而构成。

59.根据权利要求58所述的激光投影***，其中投影光源是以灯管或灯泡为光源，其中该灯管包含激发投影幕中的发光物质而产生红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色。

60.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕包含一被激发光吸收层及一发光层，其中该被激发光吸收层是吸收由该发光层发射的被激发光，以减少进入该被激发光吸收层外介面侧的被激发光，使观察者或光接收器仅于该发光层外介面侧看到显示影像或侦测得发光层被激发的光，而于该被激发光吸收层外介面侧无法看到显示影像或侦测得发光层被激发的光。

61.根据权利要求60所述的激光投影***，其中该被激发光吸收层对可见光的吸收极高，以使投影幕呈完全不透明的黑色。

62.根据权利要求60所述的激光投影***，其中，由该被激发光吸收层外介面侧或该发光层外介面侧入射该投影幕的投射光束包含一种或多种波长的激发光，以分别激发发光层中的至少一种发光物质，而使投影幕产生影像，其中该被激发光吸收层对总体调变扫描激光光束L_S的激发波长有较低的吸收与散射。

63.根据权利要求60所述的激光投影***，其中该被激发光吸收层之外介面及该被激发光吸收层与发光层间的介面是作有抗反射处理，以减少属被激发光频谱的光在此二介面的反射。

64.根据权利要求60所述的激光投影***，其中该被激发光吸收层之外介面及该被激发光吸收层与发光层间的介面设有至少一抗反射层，以减少由该发光层外介面侧入射的投射光束在该二介面的反射，以增加该投影幕的发光效能。

65.根据权利要求60所述的激光投影***，其中该发光层之外介面及被激发光吸收层与发光层间的介面是作有抗反射处理，以减少属被激发光频谱的光在此二介面的反射。

66.根据权利要求60所述的激光投影***，其中该发光层之外介面及被激发光吸收层与发光层间的介面设有至少一抗反射层，以减少属被激发光频谱的光在此二介面的反射。

67.根据权利要求60所述的激光投影***，其中该被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

68.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一被激发光吸收层、一发光层及一激发光吸收层，其中投射的光束是由该被激发光吸收层之外介面侧投射至该投影幕，而该激发光吸收层是吸收投射光束中用以激发发光层的波长的光，并对被激发光有较少的吸收与散射，以使发光层所产生的被激发光无碍地传播至该激发光吸收层外介面侧而为观察者所接收，且防止该激发光吸收层外介面侧的环境背景光使发光层产生任何影像。

69.根据权利要求68所述的激光投影***，其中该被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

70.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一被激发光与散射光吸收层、一散射层及一发光层，其中投射光束是由该发光层之外介面侧投射至该投影幕，其中该散射层破坏入射激光光的单一方向性，而产生与入射激光光波长相同的多方性散射光，其中该被激发光与散射光吸收层吸收被激发光频谱的光并吸收被散射频谱的光。

71.根据权利要求70所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

72.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕包含一发光层及一激发光反射层，其中该激发光反射层反射投射光束通过发光层后的残余能量，使其返回发光层并再激发其中的发光物质，藉以提高投影幕的发光效率，并避免投射光束穿越投影幕进入该激发光反射层之外介面侧而为观察者所接收，且该激发光反射层对被激发光的吸收与散射极低，使被激发光无碍进入该激发光反射层之外介面侧。

73.根据权利要求72所述的激光投影***，其中该发光层与激发光反射层的介面经处理，包含选择相近的发光层与激发光反射层的光学指数，或***一层针对被激发光的抗反射层，以减少发光层被激发的光在此介面的反射。

74.根据权利要求72所述的激光投影***，其中该发光层之外介面及激发光反射层之外介面是予抗反射处理，包含***一层抗反射层，以减少发光层被激发的光在该二介面的反射。

75.根据权利要求72所述的激光投影***，其中该发光层与激发光反射层是对可见光的吸收与散射极低，以使投影幕呈透明状。

76.根据权利要求72所述的激光投影***，其中该被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

77.根据权利要求76所述的激光投影***，其进一步于该激发光反射层之外介面侧设一散射层。

78.根据权利要求77所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

79.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一被激发光吸收层，一发光层，一激发光反射层及一散射层，以增加该发光层的发光效率，并使由该被激发光吸收层外介面侧投射的投射光束的光功率不会进入该散射层外介面侧而为观察者所接收。

80.根据权利要求79所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

81.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一被激发光吸收层，一散射层，一激发光反射层及一发光层，藉以增加该发光层的发光效率，其中投射光束是由该发光层之外介面侧投射至该投影幕。

82.根据权利要求81所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

83.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕包含一被激发光部分反射层及一发光层，其中该被激发光部分反射层使不论由任一介面入射的被激发光以一比例部分穿透，而其余比例部分反射，并对激发光有相当高的穿透比例，其中当投影幕的第一外介面侧的背景光小于相对的第二外介面侧的背景光时，该投影幕上的投影影像可为二外介面侧的观察者同时接收，但第一外介面侧的观察者可观察到第二外介面侧而第二外介面侧的观察者却无法观察第一外介面侧的观察者。

84.根据权利要求83所述的激光投影***，其中该被激发光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

85.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一被激发光与被散射光部分反射层，一发光层及一散射层，其中该被激发光与被散射光部分反射层是用以部分反射被激发光频谱的光及部分反射被散射频谱的光。

86.根据权利要求85所述的激光投影***，其中当在决定由被激发光与被散射光部分反射层之外介面侧入射的投射光束中属散射频谱的光功率以在投影幕形成某单位面积散射光能量时，须加大该投射光束中属散射频谱的激光光功率以补偿被激发光与被散射光部分反射层所部分反射的能量。

87.根据权利要求85所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

88.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一被激发光与被散射光部分反射层，一散射层及一发光层，当投射光束由发光层之外介面侧入射时，该激光光束在入射该散射层之前不会为被激发光与被散射光部分反射层所反射。

89.根据权利要求88所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

90.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕依序包含一聚光层，一部分遮光层，一发光层及一散射层，其中该部分遮光层包含多个遮光元件与多个开口，其中该聚光层包含多个聚光镜，其中投影幕上各个画素的区域包含至少一个开口，且对应至同一画素的该多个开口的正中心应与该画素的正中心对齐。

91.根据权利要求90所述的激光投影***，其中该聚光镜是涵盖聚光层大部分面积以收集入射光束大部分的光，且使投射至其上的光聚焦并通过开口。

92.根据权利要求90所述的激光投影***，其中该开口的最大间距是小于激光光束的横截面直径，以使单一激光光束投射投影幕上每个位置皆能有部分光穿透，以提升激光光束投射的使用效率。

93.根据权利要求90所述的激光投影***，其中该聚光层与遮光层是合为一体。

94.根据权利要求90所述的激光投影***，其中该开口是由聚光层的材质所填满。

95.根据权利要求90所述的激光投影***，其中该被激发光与被散射光为包含红、绿、蓝、白、或扩大色域的颜色的可见光。

96.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该投影幕的一侧或两侧进一步设一抗紫外线层，藉以稳定投影幕特性并与延长其使用寿命。

97.根据权利要求1所述的激光投影***，其中该激光投影器进一步包含至少一凸面反射镜设在激光投影器中的旋转平面镜模块与投影幕之间，以使激光投影器所产生的激光光束经旋转平面镜模块先反射至凸面反射镜上，再投射于投影幕上，使通过凸面反射镜的反射以扩大激光光束扫描角度，以在投影幕与激光投影器间的距离不变的情况下增大投影影像的高度与宽度。

98.根据权利要求97所述的激光投影***，其中该凸面反射镜是设于欲投影画面之中心线附近、或投影画面的最左点或最上点、或投影画面的最右点或最下点。

99.根据权利要求97所述的激光投影***，其中该激光投影器进一步包含至少一平面反射镜模块设在该凸面反射镜与投影幕之间，以使激光投影器所产生的激光光束经旋转平面镜模块先反射至凸面反射镜上，再经过该平面反射镜模块的反射而再投射于投影幕上，使通过该平面反射镜模块的反射以扩大激光光束扫描角度。

100.根据权利要求10所述的激光投影***，其中该投影幕是贴合于交通工具的驾驶座前的挡风玻璃上，并将该激光投影器安装于该交通工具内以使激光光束投射在该投影幕上，且该激光投影器的讯号转换模块是藉有线或无线方式接收来自下列影像源元件组群：电脑、手机、GPS、夜视摄影机或可见光摄影机中之一的影像讯号，以在投影幕上显现各式资讯，包含车速、里程、油耗、地图、警告、方向指示或手机来电号码。

Images