专利名称：激光指示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种激光指示装置，尤指一种使用者可通过一人机控制接口 的控制以改变一光扫描装置的振幅大小(扫描角度)，以可实时控制投射图像的 图案或尺寸大小，而可选择投射单一光点或一可控制大小(长度)的直线，或投 射一可控制大小的椭圆形、圓形或利萨如图形(Lissajous pattern )等各种图像。
背景技术：
目前市面上常见且已广泛使用一种单一光点式激光指示装置(laserpointer), 其外观造型一般设计如一笔型管状壳体，内装一激光光源如激光二极管以产生激 光束，使激光束可由管状壳体的一端向外射出，又管状壳体外部设有一控制开关 如按钮以控制所述的内装的激光二极管的启闭；使用者可手拿所述的激光指示装 置并控制其发出一激光束而射向欲指示处，使所述的激光束可在欲指示处投射形 成单一激光光点的图像，以达成指示效果；然，利用上述现有的单一光点式激光 指示装置进行指示操作时，例如以所述的单一激光光点作简报，由于单一光点无 法指示或涵盖一具有较大范围的部位，此时使用者常以挥动(或摇动)所述的光 点式激光指示装置来表示或强调一受指示的图表或物体上的某一部位，也就是通 过手势挥动使激光光点以动态移动方式来标示或涵盖某一部位；但因手势挥动不 易精确控制所述的激光光点落在所欲指示的正确部位上，致使用者所欲指示的部 位与所述的激光光点实际标示的部位并不相符，造成使用上的困扰；虽然手势挥 动使激光光点形成动态移动可达到吸引目光注意的目的，但激光光点以动态移动 方式标示 一部位的准确度与 一见觉7见感均不佳。
针对上述现有的光点式激光指示装置的缺点，目前已有非光点式的激光指示 装置，如美国专利US5,450，148,其是在一激光指示装置(laserpointer)上安装一柱 状透镜，以可投射一激光线状图案以取代单一激光光点，但所述的激光线状图案 的长度无法任意调整；又如美国专利US5，938,308,其是在一激光指示装置(laser pointer)上安装一全像光学组件(holographic element)或 一绕射光学组件(diffractiveoptical element),以可投射出非光点式的固定激光图像，而通过改变(或还换)所 述的全像光学组件即可得到不同图案的激光图像；但若以绕射光学组件投射一激 光图像时，所述的激光图像的大小无法实时改变，也就是无法随使用者需要而实 时改变激光图像的尺寸大小，因此当所述的激光图像的尺寸大小不足以标示或涵 盖某一部位时，使用者仍需要通过手势的挥动来达到表示或强调所述的部位的目 的，故仍会造成使用者使用上的困扰。又若以绕射光学组件投射激光图像，并再 加上可还换激光图像内容的机构，如此虽可改变激光图像的图案，但激光图像的 尺寸大小仍无法随需要而实时改变；而且，使用绕射光学组件以投射激光图像， 存在有低光学效率与制程困难等其它问题，相对也会造成应用上的困扰；而本发 明乃是针对上述现有技术的问题或缺点而加以设计。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种可控制投影图像的图案或大小的激光指示装 置，主要包含一外壳体， 一设在外壳体外部的人机控制接口 ，以及设在外壳体内 部的一频率/相位控制模块用以控制一驱动能量控制模块、 一驱动能量控制模块用 以控制一光扫描装置的驱动能量、 一激光束产生模块用以发出激光束、与一可利 用一个或两个一维(ID, one-dimension )摆动或一个二维(2D)摆动的光扫描振 4竟(light scanning mirror)所构成的光扫描装置(light scanning device )用以将i敫 光束以 一 由人机控制接口选定的扫描模式来形成扫描光束并再由外壳体上一投射 窗口向外投射以在投影面上形成一图像；其中所述的图像大小的控制可通过改变 所述的光扫描装置的振幅大小(或扫描角度)而达成，而振幅大小可通过驱动能 量的增加或减少而改变，也可通过改变驱动频率使其远离或接近光扫描装置的共 振频率而达成，当驱动能量固定而驱动频率接近共振频率时振幅(或扫描角度) 增大，反的则振幅减小；如此，使用者通过人机控制接口如按键或旋钮等的控制， 可实时选择投射单一光点或一可控制大小的直线，或选择投射一可控制大小的椭 圓形、圓形、或其它的利萨如图形(Lissajous pattern )等各种图像，以增进激光 指示装置的使用效率。
本发明再一要目的乃在于提供一种可控制投影图像的图案或大小的激光指示 装置，其中所述的光扫描装置(light scanning device )可利用两个一维(ID )摆 动或一个二维(2D )摆动的光扫描振镜(light scanning mirror )构成，用以使扫描光束才殳射出 一可控制大小且密布扫描光束的利萨如图形(Lissajous pattern )的 图像，以提供作为一相对大小区域的照明，使激光指示装置兼具一可控制照明范 围的手电筒使用功能。
本发明另 一要目的乃在于提供一种可控制投影图像的囝案或大小的激光指示 装置，其进一步可在投射窗口上套设一具特定镂空图案如一箭头形状的遮板，使 所述的激光指示装置在投射一可控制大小且密布扫描光束的利萨如图形 (Lissajous pattern )的图像时，可经由所述的遮板而冲殳射出 一密布扫描光束的所 述的特定镂空图案的图像，以增加投射图像的变化性与选择性，且因所述的遮板 可低成本制作且可多样化设计，以可降低激光指示装置的制造成本，而相对提升 激光指示装置的使用效率与普及性。
图1是本发明一实施例的系统架构示意图2是本发明的光扫描装置(微机电摆动式反射镜，MEMS oscillating mirror ) 的频率对应关系图(纵轴为振幅，横轴为扫描频率)；
图3是本发明利用一个一维(ID)摆动的光扫描振镜而投射一长度可调整的 直线图像的结构示意图4是本发明利用两个一维(ID)摆动的光扫描振镜而投射一大小可调整的 椭饼图像的结构示意图5是本发明利用一个二维(2D)摆动的光扫描振镜而投射一大小可调整的 椭饼图像的结构示意图；'
图6A是本发明投射的一饼图像示意图6B是本发明投射的一椭饼图像示意图6C是本发明投射的一斜椭圓形图像示意图7A是本发明投射一利萨如(Lissajous)图形图像结构示意图7B是图7A中二扫描轴相互垂直，且振幅相同、相位差90度、X轴频率 为Y轴频率1.05倍时投射的一利萨如图形图像的正视示意图8A是图7A中利萨如(Lissajous)图形经过一具特定镂空图案(箭头)的 遮板后而投射出一密布扫描光束的特定图案图像(箭头)的结构示意图8B是图7B中的利萨如(Lissajous)图形经过一具特定镂空图案(箭头) 的遮板后的图像(箭头)正视示意图；图9是本发明投射一直线的使用状态示意图； 图IO是本发明投射一椭圓形的使用状态示意图。
附图标记说明1-激光指示装置；10-外壳体；ll窗口； 20-人机控制接 口； 30-频率/相位控制模块；40-驱动能量控制模块；50-激光束产生模块；51 -激光束；52-扫描光束；60-光扫描装置；61 -光扫描振镜( 一维摆动)；62 -光扫描振镜(二维摆动)；70a 70g-图像；80 -受指示图表(或物体)；81 -待指示部位；90-遮板；91-镂空图案。
具体实施例方式
为使本发明还加明确详实，兹列举较佳实施例并配合下列图示，将本发明的 结构及其技术特征详述如后
参照图l所示，其是本发明一实施例的系统架构示意图。本发明是一种可控 制投影图像的图案或大小的激光指示装置(laser pointer with the pattern and size of projecting image controllable ) 1 ，主要包含——夕卜壳体10、 一人才几4空制才姿口 20、 一频率/相位控制模块30、 一驱动能量控制模块40、 一激光束产生模块50与一光 扫描装置60,其中，所述的外壳体10的外型结构并不限制，其上设有一投射用 窗口 ll供扫描光束向外投射；所述的人机控制接口 20是设在外壳体10的外部上， 可设计成如按键或旋钮等结构，用以供使用者可由外操控激光指示装置1。所述 的频率/相位控制模块30、驱动能量控制模块40、激光束产生模块50与光扫描装 置60是布设在外壳体10之内部空间，且其布设方式以使外壳体10能轻、薄、短 小而供使用者可手持并操控使用为佳；而通过外壳体10外部上的人机控制接口 20可控制外壳体内部的频率/相位控制模块30以及所述的激光束产生模块50,其 中，通过所述的人机控制接口 20可控制或改变所述的频率/相位控制模块30的驱 动模式，如改变其频率的大小与/或相位差，再通过所述的频率/相位控制模块30 的控制可进一步控制所述的驱动能量控制模块40的驱动能量模式，如改变其驱动 能量的大小，以可进一步控制所述的光扫描装置60的扫描动作模式，如改变所述 的光扫描装置60中各光扫描振镜(light scanning mirror),如一维(ID)摆动光 扫描振镜61或二维(2D )摆动光扫描振镜62 (容后述)，的振幅大小，也就是 改变各光扫描振镜(61、 62)的扫描角度大小；所述的激光束产生模块50,包含 一个或以上的激光光源，并可控制各别激光的发射时间，而通过所述的激光束产生模块50可控制其激光束51的产生模式，以配合所述的光扫描装置60的扫描动 作模式，使光扫描装置60可将激光束51扫描形成扫描光束52，并经由外壳体IO 上的投射用窗口 ll向外投射，以在投影面上形成一可控制大小的图像。
所述的光扫描装置(light scanning device ) 60的结构型态并不限制，可随激 光指示装置1的设计需要或使用功能需要，而选择利用不同结构或不同数目的光 扫描振镜构成，如选择利用一个一维(ID, one-dimension )摆动的光扫描振镜(light scanning mirror) 61如图3所示，或两个一维(ID)摆动的光扫描振4竟61 (其两 运动轴相互垂直)如图4所示，或一个二维(2D, two-dimension)摆动的光扫描 振镜62如图5所示；其中，所述的一维(1D)摆动光扫描振镜61设有一运动轴， 所述的二维(2D)摆动光扫描振镜62设有二相互垂直的运动轴，基本上都是利 用孩史才几电系统(micro-electronic mechanical system, MEMS ) 4支术形成的 一种孩i才几 电摆动式反射镜(MEMS oscillating mirror )结构体，由于所述的光扫描振镜可应 用目前的已知技术来完成设计，且其本体又非本发明的特征所在，故在此不详述 其结构。
激光指示装置1的光扫描装置60选择利用一个一维(ID)摆动或两个一维 (ID)摆动或一个二维(2D)摆动的光扫描振镜61/62构成，其主要目的是提供 可投射不同图像的激光指示装置供使用者可视个人使用需要而选择，如选择只设 有一个一维(ID )摆动光扫描振镜61而可投射单一光点(图未示)或一可控制 大小(长度)的直线如图3所示的激光指示装置，或选择设有两个一维(ID)摆 动光扫描振镜61或一个二维(2D)摆动光扫描振镜62而可投射单一光点(图未 示)或一可控制大小(长度)的直线或一可控制大小的椭圓形、圓形、或其它的 利萨如图形(Lissajous pattern )等各种图像如图4、 5、 7所示的激光指示装置； 又上述各激光指示装置的光扫描装置60虽可设计具有不同的光扫描振镜61/62, 但本发明的主要特征在于所述的激光指示装置均可通过所述的人机控制接口 20 如按键或旋钮等的控制，供使用者可实时选择投射单一光点(图未示)或一可控 制大小的直线如图3所示，或投射一可控制大小的椭圓形、圓形、或其它的利萨 如图形(Lissajous pattern )等各种图像如图4、图5、图7所示，以增进激光指示 装置的使用效率与选择性。
参照图2所示，其是本发明的光扫描装置60中所使用的光扫描振镜(61、 62) 的频率对应关系图(纵轴为振幅，横轴为扫描频率)。通过图2可进一步了解频率/相位控制模块30、驱动能量控制模块40以及光扫描装置60三者之间的关系 在图2中，共振频率fr是指在固定驱动能量时扫描振镜在最大振幅时的运动频率， El是第一驱动能量，E2是第二驱动能量，其中E2高在E1; fl是第一驱动频率， f2是第二驱动频率，其中f2较fl接近扫描振镜的共振频率fr; 01是扫描振镜在 驱动能量E1、驱动频率为fl时的扫描角度；62是扫描振镜在驱动能量E1、驱动 频率为f2时的扫描角度；扫描振镜在固定运动频率时，其扫描角度与时间的关系 可以下列公式表示 Mo*sin (2 rPt).
其中，f为扫描振镜的运动频率，为扫描振镜在固定驱动能量与频率下的 最大振幅。由图2可知扫描镜的振幅与驱动频率、驱动能量之间的相对关系，如 扫描振镜在固定运动频率时，驱动能量越大，其振幅越大；又扫描振镜在固定驱 动能量时，运动频率越接近共振频率fr,其振幅越大。
参考图4、 5所示，当激光束51经由两个运动轴互相垂直的一维(1D)摆动 光扫描振镜61 (如图4所示)或一个二维(2D )摆动光扫描振镜62 (如图5所 示)反射后，其扫描光束52的运动可由以下方程序来描述 0x=0x*sin (2;tfx*t). ey=6 y*sin ( 27ify*t+<l> ) ..
其中，0x为x轴(水平方向)的最大扫描角度，ex为反射后扫描光束运动的x
轴分量，fx为水平轴运动频率；为Y轴(垂直方向)的最大扫描角度，0y为反 射后扫描光束运动的Y轴分量，fy为垂直轴运动频率，$为二者间的相位差。
由上可知，当上述两运动轴之间的振幅、运动频率或相位差等条件改变后， 如本发明可通过所述的人机控制接口 20如按键或旋钮等的控制来加以改变，则其 扫描光束52的运动模式可随的改变，而可投射出各种不同的图像如单一光点、或 一可控制长度的直线，或一可控制大小的椭圓形、圆形或利萨如图形(Lissajous pattern)等各种不同的激光图像，兹分别说明如下
<1〉、当上述两扫描用运动轴均无产生运动时，即可投射出单一光点；而当 只有垂直运动轴(与Y轴)产生运动时，可投射一直线图像70a如图3、 9所示；而 且随使用者需要，可通过所述的人机控制接口 20以控制或改变所述的垂直运动轴 (即Y轴)的振幅(或扫描角度)大小，以达成实时控制或改变所述的直线的长 度大小的目的；此时，所述的两运动轴相当在只具有一运动轴，也就是，相同在利用一个一维(ID)摆动的光扫描振镜61来构成其光扫描装置60如图3所示的 使用功能。
<2〉、当上述两扫描用运动轴的振幅与运动频率相同时，即0x=ey且fx=fy, 且二者运动的相位差$为90度时，即可投射出一饼图像70c如图6A所示；而且 随使用者需要，可通过所述的人机控制接口 20以控制或改变所述的两运动轴的振 幅(或扫描角度)大小，以达成实时控制或改变所述的饼图像70c的大小的目的。
<3> 、当上述两扫描用运动轴的振幅与运动频率相同时，即0x^ey且fx=fy, 而两运动轴的运动的相位差$改为30度时，即可投射出一斜向的椭饼图像70d 如图6B所示；而且随使用者需要，可通过所述的人机控制接口 20以控制或改变 所述的两运动轴的振幅(或扫描角度)大小或相位差$，以达成实时控制或改变 所述的斜向的椭饼图像70d的大小或长宽比例的目的。
<4〉、当上述两扫描用运动轴的振幅不同，如X轴的振幅改变为Y轴才展幅 的三倍，而运动频率相同且相位差为90度时，即ex Gy但fx=fy，即可才殳射出一 椭饼图像70e如图6C所示；而且随使用者需要，可通过所述的人机控制接口 20 以控制或改变所述的两运动轴的振幅(或扫描角度)大小，以达成实时控制或改 变所述的椭饼图像70e的大小的目的。
<5〉、当上述两扫描用运动轴的的相位差固定^f旦运动频率略为不同时，即 fx fy，即可投射出一密布扫描光束，也就是扫描光束浓密交叉，的二维利萨如图 形(Lissajous pattern )的图像70f如图7A、 7B所示；而且随使用者需要，可通过 所述的人机控制接口 20以控制或改变所述的两运动轴的振幅(或扫描角度)大小， 以达成实时控制或改变所述的利萨如图形(Lissajous pattern )的图像70f的大小 的目的。而由于二维利萨如图形(Lissajous pattern )的图像70f上是密布扫描光 束，也就是扫描光束浓密交叉如图7B所示的网格状，致使所述的图像70f有如一 手电筒照射所形成的亮光区效果，因此当本发明投射出一密布扫描光束的二维利 萨如图形(Lissajous pattern )的图像70f时，所述的图像70f可提供作为 一相对大 小区域的照明，使本发明的激光指示装置兼具一可控制照明范围的手电筒使用功 能。
由上可知，图2所示的对应数据，可作为设定所述的人机控制接口 20的参考 依据，使可通过所述的人机控制接口 20的选择或控制，并经由所述的频率/相位 控制模块30、驱动能量控制模块40以进一步控制所述的光扫描装置60中各光扫描振镜(61、 62)的振幅、频率与相位，以使所述的激光束产生模块50所产生的 激光束51可经由光扫描装置60以一选定的扫描模式形成扫描光束52，并可由外 壳体10上的投射用窗口 ll向外投射，达成可选择投射单一光点或一可控制大小 的直线(如图3所示)或投射一可控制大小的椭圓形、圓形、或其它的利萨如图 形(Lissajous pattern )等各种图像(如图4、 5所示)的目的，也就是，本发明激 光指示装置1所投射的图像大小的控制可通过改变所述的光扫描装置60的振幅
(或扫描角度0)达成，而振幅(或扫描角度0)的大小可通过驱动能量控制模块 40所控制的驱动能量的增加或减少而改变，也可通过频率/相位控制模块30改变 驱动频率，使其远离或接近光扫描装置60中各光扫描振镜(61、 62)的共振频率
(fr)而达成；而当驱动能量(如图2中所示的El或E2)固定而驱动频率(如 图2中所示的fl或G)接近共振频率(fr)时其振幅(或扫描角度e)增大，反 的则振幅(或扫描角度e)减小；如此，使用者可通过人机控制接口 20的控制， 可选择投射单一光点，或投射可控制大小的直线、椭圓形、圓形、或其它的利萨 如图形(Lissajous pattern )等各种图像，以增进激光指示装置的使用效率。
本发明的激光指示装置1的激光投影指示技术是运用光扫描装置60中各光扫 描振镜61、 62的选择，并通过控制所述的扫描振镜61、 62的振幅而可实时控制 投射图像的尺寸大小，达到可明确指示特定部位(范围)、可增加标示位置准确 度与改进视觉观感等使用效果；兹列举各实施例并分别说明如下 <第一实施例〉
参照图3所示，其是本发明利用一个一维(1D)摆动的光扫描振镜61而投 射一长度(横向宽度)可调整的直线图像70a的结构示意图；其中，激光束产生 模块50所产生的激光束51可经由所述的光扫描振镜61以一经选定振幅的扫描模 式(本实施例即是以所述的光扫描振镜61的垂直运动轴作摆动)，形成扫描光束 52而投射成一长度可调整的直线图像70a;又所述的直线图像70a的长度可通过 控制光扫描振镜61的振幅(或扫描角度e)大小的控制而调整，使直线图像70a 可随受指示图表(或物体)80上一待指示部位81的范围大小而调整至适当大小， 而所述的光扫描振镜61的振幅(或扫描角度0)的大小可通过人机控制接口 20 的控制，进而控制所述的频率/相位控制模块30与所述的驱动能量控制模块40而
达成o
<第二实施例〉参照图4所示，其是本发明利用两个一维(ID )摆动的光扫描振镜61而投
射一大小可调整的椭饼图像70b的结构示意图；其中，所述的两个一维(1D)摆 动的光扫描振镜61的扫描用运动轴是相互垂直排列；又所述的椭饼图像70b的大 小(包括纵、横向宽度)可通过二光扫描振镜61的振幅(或扫描角度0)的大小 而调整，以可随受指示图表(或物体)80上一待指示部位81的范围大小而调整 至适当大小；又所述的二光扫描振镜.61的各别振幅(或扫描角度e)的大小可通 过人机控制接口 20的选择或控制，进而控制所述的频率/相位控制模块30与驱动 能量控制模块40而达成。 <第三实施例>
参照图5所示，其是本发明利用一个二维(2D)摆动的光扫描振镜62而投 射一大小可调整的椭饼图像70b的结构示意图；其中，所述的二维(2D)摆动的 光扫描振镜62的两运动轴是相互垂直排列，致其扫描模式与第二实施例利用两个 一维(1D )摆动的光扫描振镜61者相同；又所述的椭饼图像70b的大小(包括 纵、横向宽度)比例可通过光扫描振镜62上两运动轴的各别振幅(或扫描角度6 ) 的大小而调整，以可随一受指示图表(或物体)80上一待指示部位81的范围大 小而调整至适当大小；又所述的光扫描振镜62的两运动轴的各别振幅(或扫描角 度0)的大小即可通过人机控制接口 20的选择或控制，进而控制所述的频率/相位 控制模块30与驱动能量控制模块40而达成。
上述第二、三实施例中，所述的椭饼图像70b的大小(包括纵、横向宽度) 或比例是可通过两个光扫描振镜61或一个光扫描振镜62上两相互垂直运动轴的 各别振幅(或扫描角度e)的大小或其频率、相位差的改变而随的改变，使扫描 光束52可投射出一饼图像70c如图6A所示或不同的椭饼图像70d、 70e (近似在 70b)如图6B、图6C所示；由上可知，本发明所投射的图像的大小或比例可通过 二相互垂直运动轴的各别振幅(或扫描角度0)的大小或其频率、相差的改变而 随的改变，而上述所述的振幅(或扫描角度"、频率、相位差的改变可通过人 机控制接口 20的选择或控制而达成，例如在所述的人机控制接口 20上可设计包 含三个按键或旋钮以分别调整振幅(或扫描角度e)、频率与相位差，供使用者 可通过所述的三个按键或旋钮的控制以分别改变(调整)振幅(或扫描角度6 )、 频率或相位差，以可实时改变所投射图像的大小或比例。
<第四实施例〉参照图7A、 7B所示，其分别是本发明利用两个一维摆动的光扫描振镜61以 投射出一利萨如(Lissajous)图形的图像的结构示意图以及两扫描运动轴相互垂 直且振幅相同、相位差90度、X轴频率为Y轴频率1.05倍时所才殳射一利萨如图 形的图像70f示意图；当两扫描用运动轴的相位差固定但运动频率略为不同时， 即fx fy，其中fx为水平轴运动频率、fy为垂直轴运动频率，即可投射出一密布 扫描光束(52 )也就是扫描光束(52 )浓密交叉的两维利萨如图形(Lissajous pattern ) 的图像70f如图7B所示；而且随使用者需要，可通过所述的人机控制4妻口 20以 控制或改变所述的两运动轴的振幅(或扫描角度)大小，以达成实时控制或改变 所述的利萨如图形(Lissajous pattern )的图像70f的大小的目的。而由于二维利 萨如图形(Lissajous pattern )的图像70f上是密布扫描光束，也就是扫描光束浓 密交叉，致使所述的图像70f有如一手电筒照射所形成的亮光区效果，因此当本 发明投射出一密布扫描光束的二维利萨如图形(Lissajous pattern )的图像70f时， 所述的图像70f可提供作为 一相对大小区域的照明，使本发明的激光指示装置兼 具一可控制照明范围的手电筒使用功能。
<第五实施例>
参照图8A、图8B所示，其是利用上述的第四实施例的结构，进一步再利用 一遮板90,其上设具一特定镂空图案91如图所示的箭头形状，使其设置在扫描 光束52向外投射的光路上适当位置处，如套设在外壳体10的投射窗口 11的外围 处，使上述的第四实施例中所投射出的一可控制大小且密布扫描光束的利萨如图 形(Lissajous pattern )的图像70f,可再经由所述的遮板90的镂空图案91而投射 出一密布扫描光束的所述的特定镂空图案91的图像70g如图8A、 8B所示，以增 加本发明激光指示装置的投射图像的变化性与选择性；又由于所述的遮板90可低 成本制作并可多样化设计，故可在低制造成本的条件下，增进本发明激光指示装 置的使用效率，以相对提升本发明的竟争性与普及性。
综上所述，本发明激光指示装置与现有技术比较，具有下列优点 < 1 >本发明可利用 一个一维扫描振镜以将入射的激光光反射扫描投射出一 直线图像，并通过控制驱动扫描振镜的能量或频率来改变扫描振镜的振幅，供使 用者可实时调整投射出直线图像的长短，以达到强调指示部位的目的。
<2〉本发明可利用两个运动轴垂直排列的一维扫描振镜，除可达到前述〈1 〉的功能外，通过控制二扫描振镜运动的频率、相位差、振幅，即可控制投射图像为圓形、椭圓形、直线、点、斜线、网格等各种不同的利萨如图形，并可实时 控制或改变其大小，达到特定指示的效果；例如控制投射出一可控制大小的椭饼
图像，以涵盖被标示的物体或影像，使用者无须移动手势，即可达成精确强调的目的。
< 3 〉当本发明二扫描振镜的相位差固定但运动频率略为不同时，即fx fy时， 可控制投射出一不断变化的利萨如图形的图像，视觉上可形成旋转的动画效果； 也就是，可通过控制所述的频率差异即可产生一扫描光束浓密交叉(如密布网格 状扫描光束)的二维利萨如图形的图像，所述的利萨如图形的图像有如一片(一 块区域)式的亮光图像；又当装利萨如图形图像经过一具特定镂空图案的遮板时， 可在远方投射出所述的密布扫描光束的特定图案的图像；且由于遮板的制作简单， 因此可以以低成本方式制作，使本发明通过特定镂空图案的遮板可以简易达成投 射不同特定图案亮光图像的效果。
〈4〉本发明使用一个具备两运动轴功能的二维摆动光扫描振镜(62),可达 到等同在前述< 2 〉的使用效果，但相对可减少组装的复杂度以及装置体积。
<5>本发明的激光指示装置可随身携带，供可在需要时随时开启使用，并可 实时控制投射图像的图案或其尺寸大小，包含单一光点，或一可控制大小(长度) 的直线(如图9所示)，或一可控制大小的椭圓形(如图IO所示)、圓形或利萨 如图形(Lissajous pattern )等各种图像。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅是说明性的，而非限制 性的；本专业技术人员理解，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，甚至等效变换，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特征在于包含一外壳体、一人机控制接口、一频率/相位控制模块、一驱动能量控制模块、一激光束产生模块与一光扫描装置，其中所述的外壳体，其上设有一投射用窗口供扫描光束向外投射；所述的人机控制接口，是设在所述外壳体的外部上，供使用者由外控制设在所述外壳体内部的频率/相位控制模块、驱动能量控制模块、激光束产生模块与光扫描装置，以选择激光扫描光束向外投射的图像的图案与控制所述的图像的大小；所述的频率/相位控制模块，其设在所述的外壳体内部，通过所述的人机控制接口控制或改变所述的频率/相位控制模块的驱动模式，包括改变其频率的大小与/或相位差，并用以控制所述的驱动能量控制模块；所述的驱动能量控制模块，其设在所述的外壳体内部，通过所述的频率/相位控制模块的控制以控制所述的驱动能量控制模块的驱动能量模式，包括改变其驱动能量的大小，并用以控制所述的光扫描装置；所述的激光束产生模块，其设在所述的外壳体内部，通过所述的人机控制接口以控制激光束的产生模式，且所述的激光束射至所述的光扫描装置，并配合所述的光扫描装置的扫描动作模式以将激光束扫描形成扫描光束；所述的光扫描装置，其设在所述的外壳体内部，利用一个一维摆动的光扫描振镜构成，通过所述的频率/相位控制模块或驱动能量控制模块控制其扫描的动作模式，包括改变所述的光扫描振镜的振幅大小，使激光束扫描形成扫描光束，并经由外壳体上的投射用窗口向外投射成一图像；其中，所述的图像大小的控制通过改变所述的光扫描装置的振幅大小或扫描角度而达成；其中，所述的振幅大小的控制通过驱动能量的增加或减少而达成，也可通过改变驱动频率使其远离或接近光扫描装置的共振频率而达成。
2. —种可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特征在于包含一 外壳体、 一人机控制接口、 一频率/相位控制模块、 一驱动能量控制模块、 一激光 束产生模块与一光扫描装置，其中所述的外壳体，其上设有一投射用窗口供扫描光束向外投射； 所述的人机控制接口，是设在所述的外壳体的外部上，供使用者由外控制设在所述的外壳体内部的频率/相位控制模块、驱动能量控制模块、激光束产生模块 与光扫描装置，以选择激光扫描光束向外投射图像的图案与控制所述的图像的大小；所述的频率/相位控制模块，其设在所述的外壳体内部，通过所述的人机控制 接口控制或改变所述的频率/相位控制模块的驱动模式，包括改变其频率的大小与 /或相位差，并用以控制所述的驱动能量控制模块；所述的驱动能量控制模块，其设在所述的外壳体内部，通过所述的频率/相位 控制模块控制所述的驱动能量控制模块的驱动能量模式，包括改变其驱动能量的 大小，并用以控制所述的光扫描装置；所述的激光束产生模块，其设在所述的外壳体内部，通过人机控制接口以控 制其激光束的产生模式，且所述的激光束可射至光扫描装置，并配合所述的光扫 描装置的扫描动作模式以将激光束扫描形成扫描光束；所述的光扫描装置，其设在所述的外壳体内部，利用两个一维摆动的光扫描 振镜或一个二维摆动的光扫描振镜构成，通过所述的频率/相位控制模块或驱动能 量控制模块控制其扫描动作模式，包括改变所述的光扫描振镜的振幅大小，使激 光束扫描形成扫描光束，并经由外壳体上的投射用窗口向外投射成一图像；其中，所述的一维摆动的光扫描振镜设有一运动轴，所述的两维摆动的光扫 描振镜设有两相互垂直排列的运动轴；其中，所述的图像大小的控制通过改变所述的光扫描装置的振幅大小或扫描 角度而达成；其中，所述的振幅大小的控制可通过驱动能量的增加或减少而达成，也可通 过改变驱动频率使其远离或接近光扫描装置的共振频率而达成。
3. 根据权利要求2所述可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特 征在于其可使所述的两运动轴中的一运动轴产生摆动，以投射出一直线图像， 并可通过所述的人机控制接口控制所述的 一运动轴的振幅大小，以控制所述的直 线图像的宽度大小。
4. 根据权利要求2所述可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特 征在于其可使两运动轴的振幅与运动频率相同且使二者运动的相位差为90度， 以投射出 一饼图像，并可通过所述的人机控制接口控制所述的两运动轴的振幅大 小，以控制所述的饼图像的大小。
5. 根据权利要求2所述可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特 征在于其可使两运动轴的振幅不同而运动频率相同，以投射出一椭饼图像，并 可通过所述的人机控制接口控制所述的两运动轴的振幅大小，以控制所述的椭饼 图像的大小。
6. 根据权利要求2所述可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特 征在于其可使所述的两运动轴的的相位差固定而运动频率略为不同，以投射出 一密布扫描光束或扫描光束浓密交叉的二维利萨如图形(Lissajous pattern )的图 像，并可通过所述的人机控制接口控制所述的两运动轴的振幅大小，以控制所述 的利萨如图形的图像的大小。
7. 根据权利要求6所述可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其特 征在于还包括一遮板设置在扫描光束向外4殳射的光路上，且所述的遮板上设具 一特定镂空图案，使所述的二维利萨如图形的图像可经由所述的遮板的镂空图案 而投射出一所述的特定镂空图案且密布扫描光束的图像。
全文摘要
本发明为一种可控制投影图像的图案或大小的激光指示装置，其是包含一外壳体；一设在外壳体外部的人机控制接口用以供使用者由外控制外壳体之内部组件；含一频率/相位控制模块用以控制一驱动能量控制模块；一驱动能量控制模块用以控制一光扫描装置的驱动能量；一激光束产生模块用以发出激光束至光扫描装置；以及一光扫描装置其可利用一个或两个一维摆动或一个二维摆动的光扫描振镜构成用以将激光束以一扫描模式形成扫描光束再向外投射以在一投影面上形成图像；如此，使用者通过人机控制接口的控制，可选择投射单一光点或一可控制长度的直线，或选择投射一可控制大小的椭圆形、圆形或利萨如图形等各种图像，以增进激光指示装置的使用效率。
文档编号G05B19/04GK101408672SQ200710162819
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月10日 优先权日2007年10月10日
发明者叶逢春, 洪昌黎, 郑春祥 申请人:先进微系统科技股份有限公司