'折射率）。
[0098]在图2中示出的实施例的优选变型中，'d'优选满足以下等式：
[0102] 其中λ是准直光束5的波长，并且'P'是显微透镜阵列3的节距，它是从显微透镜阵 列3的显微透镜的中心到它的相邻显微透镜的中心的距离，k是定义多光束生成器8的阶的 整数，并且9 [)是多光束15a_c之一的干涉最大值(或最小值)之间的角度间隔;这意味着，第 一光束15a的连续干涉最大值将出现在00 [)、10[)、20[)、30[)"_等处。为了使多光束15 &-(3中的另 一光束(例如，第二光束15b)的干涉图案的最大值覆盖第一光束15a的干涉图案的最小值， 它的干涉图案的最大值必须在第一光束15a的干涉图案的两个连续最大值之间配合；因此， 第二光束15b的干涉图案的最大值必须出现在Θ = ΘΡ/2、1.5ΘΡ、2.5ΘΡ、3.5ΘΡ··^#。
[0103] 因此，利用条件 0 = 01)/2、1.501)、2.501)、3.501^"等计算'(1'给出 ：
[0104] d=Ftan(9) =Ftan(0p/2)
[0105] 由于干涉是周期性的，所以该等式对于每个奇数整数(2k+l)倍也成立，从而使得：
[0106] d=Ftan[ (2k+l)0p/2]
[0107] 有利地，当满足'd'的这个条件时，波纹减少得以进一步增加。
[0108] 准直光束5(优选是中心光束)在分束器元件90上的入射角(AOI)'0i'是准直光束5 和平面分束器元件90的平面表面9a的法线向量之间的角度。优选地，Α0Ι是中心光束和平面 分束器元件90的平面表面9a的法线向量之间的角度，其中中心光束是在MEMS镜6休息时 (BP，没有围绕振荡轴7a、b振荡时，换句话说是当MEMS镜6没有开动时)反射向平面表面9a的 光束。例如，可以利用中心光束来进行计算以便寻找平面分束器元件90的厚度't'以及平面 分束器元件90和平面反射器元件100之间的距离'h'的合适尺寸，从而确保平面分束器元件 90和平面反射器元件100的' 0D '大于或等于准直光束5的相干长度的一半，并且光学组件20 的数值孔径大于观看者27的数值孔径。
[0109] 通过测量MEMS镜休息时投射在分束器9上的准直光束5与分束器元件90的表面9a 的法线之间的角度来寻找中心光束。平面分束器的折射率（'η'）是通常从材料数据库给定 的已知值。然后，选择't'和'h'的合适尺寸，以使得平面分束器元件90和平面反射器元件 100之间的光学距离'0D'大于或等于准直光束5的相干长度的一半，并且光学组件20的数值 孔径(即，（d/2)/(FM))大于观看者27的数值孔径。
[0110] 观看者27的数值孔径由下式定义：
[0111] (y/2)/(Ze)
[0112] 其中y是观看者27的瞳孔大小，并且Ze是从其中光学组件20投射虚拟图像22的预 定义位置到其中观看者将观看虚拟图像22的预定义位置的距离。瞳孔大小取决于每个观看 者的相貌和环境光条件，且其大小可以在l-l〇mm之间变化。虚拟图像22相对于观看者27的 位置/距离优选是预定义值，并且它等于'Ze = (L.M)+z'，其中'L'是显微透镜阵列3和平视 显示器21之间的距离，并且'z'是观看者27的眼睛的预定义位置与平视显示器21之间的距 离。'L'利用等式L=(Ze-z)/M来确定，它通常介于l-500mm之间。'z'优选是预定义值，并且 通常介于500-1200mm之间。介于500-1200mm之间的距离是汽车驾驶员的眼睛与汽车中的平 视显示器21的位置之间的典型距离。'M'优选是代表虚拟图像22的位置的预定义值;虚拟图 像22的位置可以通过改变'M'来改变。通常，'M'的预定义值由制造商给定。
[0113] 在制造过程中，给定Ze、z、M和L的固定预定义值。平视显示器的放大倍数Μ优选在 1-20范围内。聚焦透镜的焦距F优选在5-1000mm范围内；并且对于d: t和h优选在0. l-100mm 范围内，且η优选在1-4范围内，优选在0-89°范围内，从而使得d优选在9.5 X 10_4mm-55mm 范围内。
[0114] 制造商将定位平面反射器元件100和平面分束器元件90以达到'h'和'd'的合适 值，并将调整显微透镜阵列3的位置和/或图像投影仪2的位置并用具有合适焦距的聚焦透 镜取代聚焦透镜11，以达到'F'的合适值，从而确保光学组件20具有大于观看虚拟图像22的 观看者27的数值孔径的数值孔径，并且使得平面分束器元件90和平面反射器元件100之间 的光学距离(0D)大于或等于准直光束5的相干长度的一半。注意，如果显微透镜阵列3的位 置和/或图像投影仪2的位置发生移动，那么具有合适焦距的聚焦透镜是可定位在图像投影 仪2和显微透镜阵列3之间距离显微透镜阵列等于聚焦透镜的焦距'F'的距离的聚焦透镜。
[0115] 例如，在正常照明条件下，观看者27的眼睛可以测量3mm，从而使得' y = 3mm'。虚拟 图像22可以希望位于距离观看者27'Ze = 2250mm'的距离，因为通常对于汽车应用中的平视 显示器，希望虚拟图像投射在汽车正前方，因此观看者27的数值孔径是0.00067。通常，'M' 对于系统紧凑度等于6。为了获得良好的虚拟图像质量，像素密度必须为至少60像素/度。这 隐含对虚拟图像大小和分辨率的条件。例如，图像可以具有720p分辨率，这意味着图像具有 1280 X 720个像素。如果从2250mm的距离观看图像，那么它必须具有846 X473mm的最大尺寸 才能具有60像素/度的最小值。在放大倍数为6的情况下，显微透镜阵列3上的图像测量141 X79mm。因此，可以调整显微透镜阵列3和/或聚焦透镜11的位置，和/或可以用具有合适焦 距的聚焦透镜来取代聚焦透镜11，以便达到F的合适尺寸，由此确保在显微透镜阵列3上生 成小于或等于尺寸141 X79mm的图像，否则虚拟图像22的质量将下降。实际上，它将取决于 MEMS镜6的整个光学扫描角度。利用MEMS镜投影系统获得适当图像大小总是可能的。如果显 微透镜阵列3上的图像太小，那么可以用具有合适焦距的聚焦透镜来取代聚焦透镜11，或者 将图像投影仪2移动到进一步远离显微透镜阵列3的位置，直到显微透镜阵列上的图像尺寸 小于或等于尺寸141 X79mm。类似地，如果显微透镜阵列3上的图像太大，那么聚焦的人可以 将图像投影仪2移动到进一步远离显微透镜阵列3的位置，并用具有合适焦距的聚焦透镜来 取代聚焦透镜11，直到显微透镜阵列上的图像尺寸小于或等于尺寸141 X79mm。一旦找到在 显微透镜阵列3上提供小于或等于尺寸141 X79mm的图像尺寸的'F'的值，便接着确定平面 分束器元件90的厚度't'的合适值以及平面分束器元件90和反射器元件100之间的距离'h' 的合适值，以使得平面分束器元件90和平面反射器元件100之间的'0D'大于或等于准直光 束5的相干长度的一半，并且光学组件20的数值孔径大于观看者27的数值孔径。通常，'F = 200mm '，从而使得' d '必须大于或等于2 X F X Μ X 0.00067 = 1.61mm。
[0116] 在该实施例中，平面分束器元件90和平面反射器元件100之间的空间13由空气占 据，并且准直光束5在入射在平面分束器元件90上之前经过空气，从而使得nl =n3 = 1，入射 角'Si'为45°，并且分束器材料为玻璃，从而使得'n=l.52'，因此在该示例中，光学距离定 义为：' 0D = t/0.885+h/0.707 ' ；选择' t '和' h '的合适值，以使得平面分束器元件90和平面 反射器元件100之间的光学距离(0D)大于或等于准直光束5的相干长度的一半，例如在红色 二极管激光器的情况下为1_。根据这些数字，可以调整光学组件20中的't'和'h'的尺寸， 以使得光学组件20的'0D'至少为1mm，并且'd'至少为1.61mm。
[0117] 有利地，在图2中示出的这个光学组件20实施例中，由于平面分束器元件90和平面 反射器元件100平行布置并且具有大于准直光束5的相干长度的一半的光学距离，所以它的 图像投影仪2提供与图1中示出的光学组件1的图像投影仪2相同的减少的斑点和减少的波 纹图案的优点。此外，由于光学组件20配置成使得它具有大于观看虚拟图像22的观看者27 的数值孔径的数值孔径，所以由多个独立光束15a-c中的每个光束造成的斑点图案彼此解 相关;这导致斑点的进一步减少。
[0118]此外，由于在该光学组件20中，从多光束生成器8输出的两个连续（即，两个相邻） 多光束15a_c之间在入射在聚焦透镜11上之前测量的距离'd'等于：
[0119] d = 2(t tan02+h tan03)cos9i
[0120] 所以达成波纹的更好的减少，这是因为' d '的这个条件确保多光束15a_c中的至少 一个光束的干涉图案的最大值更精确地覆盖多光束15a_c中的至少一个其它光束的干涉图 案的最小值，反之亦然;实际上，将存在许多个多光束15a_c和不同光束的干涉图案的最大 值和最小值的许多个更精确的重叠。
[0121] 在一个实施例中，'d'满足以下等式：
[0125] 其中λ是准直光束5的波长，并且'P'是显微透镜阵列3的节距，它是从显微透镜阵 列3的显微透镜的中心到它的相邻显微透镜的中心的距离，k是定义多光束生成器8的阶的 整数，并且9 [)是多光束15a_c之一的干涉最大值之间的角度间隔，在该实施例中，于是有利 的是，达成波纹的进一步减少。
[0126] 图3示出根据本发明另一个实施例的光学组件30的透视图。如图3所示的光学组件 30具有如图2所示的光学组件20的许多相同特征，并且赋予类似特征相同的参考数字。
[0127] 但是，与图2中示出的实施例相比，光学组件30包括根据本发明另一个实施例的图 像投影仪2b，它包括在平面分束器9和平面反射器10之间具有玻璃块81的多光束生成器80 (将了解，本发明不限于需要玻璃块;将了解，在多光束生成器80中可以使用任何合适的光 学透明材料）。平面分束器涂层82提供在玻璃块81的一个表面83上，而平面反射涂层84提供 在玻璃块的第二相对表面85上。平面分束器涂层82可以包括半反射材料，而平面反射涂层 84可以包括反射材料。玻璃块的相对表面83、85是平坦的并且彼此平行，从而使得平面分束 器涂层82和平面反射涂层84也是平行且平坦的。在该实施例中，平面分束器涂层82定义平 面分束器9,而平面反射涂层84定义平面反射器10,并且平面分束器9(平面分束器涂层82) 和平面反射器1〇(平面反射涂层84)之间的光学距离由下式定义：
[0129]其中'h'是平面分束器涂层82和平面反射涂层84之间的距离（即，玻璃块81的厚度 'T'），并且02是：
[0131]其中'0i'是准直光束5(优选是中心光束)在平面分束器涂层82上的入射角(Α0Ι)， 'ηΓ是准直光束5在入射在平面分束器涂层82上之前经过的材料的折射率(例如，在该示例 中，准直光束在入射在平面分束器9上之前经过的材料是空气，因此'ηΓ等于'空气'折射 率），' η '是平面分束器涂层82的折射率。
[0132]在该示例中，平面分束器涂层82和平面反射涂层84之间的距离'h'等于：
[0134] 其中'd'是在两个连续多光束入射在聚焦透镜11上之前从多光束生成器80输出的 两个连续（即，两个相邻）多光束(例如，15a和15b、或15b和15c)之间的距离'd'，'0i'是准直 光束5 (优选是中心光束)在平面分束器涂层82上的入射角(Α0Ι )，' η '是玻璃块81中的材料 的折射率。
[0135