專利名稱：浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關顯示裝置，尤其是有關可作為屏幕用的浮在空中的虛擬顯示裝置。
背景技術：
中國臺灣公開了專利第200951771號，揭示一種虛擬觸控屏幕的裝置，包含一屏幕、一光學機構、及一偵測模塊；光學機構設有至少一光學透鏡，利用光學成像原理，將屏幕的畫面經由光學機構于空間呈現(xiàn)一對應的虛擬屏幕影像；偵測模塊用以偵測使用者是否接觸虛擬屏幕影像，及偵測分析接觸虛擬屏 幕的位置，并轉換成對應于接觸屏幕的位置及訊號指令，使用者得以觸控的模式來操作顯示于虛擬屏幕上的數(shù)字內容，達到不直接接觸而實質操作屏幕的功能。上述中國臺灣公開的專利仍需利用一般的屏幕來提供虛擬屏幕所需的影像，并不能省略傳統(tǒng)的屏幕而節(jié)省費用。如圖I所示，當以高功率的激光光源I射出的光線照射一般的光學聚焦單元2，例如凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡(Fresnel lens)等時,將使焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體(Plasma)，而產生一浮在空中的離子化光點3。光學聚焦單元2也可為凹面鏡。激光光源I要從凹面鏡的前方照射凹面鏡才能使激光線聚焦于焦點。如圖2所示,市面上有一種利用微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System,MEMS)41結合微掃描鏡(Micro scanning mirror，MSM) 42制成的MEMS (微機電系統(tǒng))掃描機構4。當將一光源43射出對應于一固定或動態(tài)影像的光線投射于MSM 42時，經由MSM 42由左至右，由上至下掃描投射至一投影面40上，即可顯示對應影像。但目前的MSM投影機無法投射一浮在空中動態(tài)影像。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，以進一步改良公知技術存在的缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，包括一光學聚焦單元；一激光光源；一掃描機構；其中，當該激光光源射出激光線時，該激光線被該光學聚焦單元聚焦，使該光學聚焦單元的焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體，而產生一離子化光點；由該掃描機構的掃描而變更該離子化光點的位置后，產生一浮在空中的虛擬影像。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構設有一第一馬達、一第一軸、一第一架體、一第二馬達、一第二軸及一第二架體；該第一架體分別結合該第一軸及該第二馬達；該第二軸結合該第二架體；當該第一馬達帶動該第一軸旋轉時，使該第一架體以該第一軸為旋轉軸由左至右返覆掃描；當該第二馬達帶動該第二軸旋轉時，使該第二架體以該第二軸為旋轉軸由上至下返覆掃描；該激光光源、該光學聚焦單元及該影像訊號處理單元分別結合該第二架體。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該光學聚焦單元為凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構設有一掃描鏡；該激光光源射出的激光線先被該光學聚焦單兀聚焦，然后射至該掃描鏡，再被該掃描鏡反射而產生該離子化光點；由該掃描鏡的掃描而變更該離子化光點的位置，而產生該浮在空中的虛擬影像。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構是微機電系統(tǒng)掃描機構；該光學聚焦單元為凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構設有一掃描單元；該光學聚焦單元結合該掃描單元隨該掃描單元進行掃描。 所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該光學聚焦單元為一凹面鏡；當該光源射出光線時，該光線被該凹面鏡反射及聚焦，而產生該離子化光點，同時被該凹面鏡掃描而產生該浮在空中的虛擬影像。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構是微機電系統(tǒng)掃描機構。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該光學聚焦單元為一凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一；該掃描單元為一掃描鏡；當該光源射出光線時，該光線被該掃描鏡反射，再被該凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一聚焦，而產生該離子化光點，同時被該掃描鏡掃描而產生該浮在空中的虛擬影像；該掃描機構是微機電系統(tǒng)掃描機構。所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，包括一影像訊號處理單元；該激光光源電氣連接該影像訊號處理單元；由該影像訊號處理單元控制該激光光源射出對應于一影像的明、暗不同的激光線，使該浮在空中的虛擬影像顯示一可變化的虛擬影像。本發(fā)明的效果是本發(fā)明浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，當激光光源射出的激光線被光學聚焦單元聚焦后，使光學聚焦單元的焦點附近的空氣中的氣體分子離子化而產生一離子化光點；由掃描機構掃描而變更該離子化光點的位置后，產生一浮在空中的虛擬影像，如一浮在空中的虛擬屏幕；由控制激光光源射出對應于一影像的明、暗激光線，使浮在空中的虛擬影像顯示可變化的虛擬影像，如一浮在空中動態(tài)的屏幕，能省略傳統(tǒng)的屏幕而節(jié)省費用。


圖I為已知利用激光光源及光學聚焦單元產生一浮在空中的離子化光點的示意圖。圖2為利用已知的MSM投影機投射一影像的示意圖。圖3為本發(fā)明第一實施例的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置的示意圖。圖4為本發(fā)明第二實施例的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置的示意圖。圖5為本發(fā)明第三實施例的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置的示意圖。附圖中主要組件符號說明
1、51、61、71激光光源;2、52、62、72光學聚焦單元；3、501、601、701離子化光點；4MEMS掃描機構；40投影面；41微機電系統(tǒng)；42微掃描鏡；43光源；5、6、7浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置；50、60、70浮在空中的虛擬影像；511、611、711激光線；53、63、73掃描機構；531第一馬達；532、632第一軸；533第一架體；534第二馬達；535、633第二軸；536第二架體；54、64、74影像訊號處理單元；631掃描鏡；731掃描單元。
具體實施例方式本發(fā)明的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，包括一掃描機構、一光學聚焦單元及激光光源所組成；當激光光源射出的激光線被光學聚焦單元聚焦，使焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體，而產生一離子化光點；藉由掃描機構掃描而變更該離子化光點的位置后，產生一浮在空中的虛擬影像。本發(fā)明的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，藉由控制激光光源射出對應于一影 像的明、暗激光線，使浮在空中的虛擬影像顯示可變化的虛擬影像，如一浮在空中動態(tài)的屏眷。本發(fā)明的其它目的、功效，請參閱附圖及實施例，詳細說明如下。如圖3所示，本發(fā)明第一實施例的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置5，包括一高功率的激光光源51、一光學聚焦單元52、一掃描機構53及一影像訊號處理單元54所組成。激光光源51電氣連接影像訊號處理單兀54。掃描機構53設有一第一馬達531、一第一軸(X軸)532、一第一架體533、一第二馬達534、一第二軸(Y軸)535及一第二架體536，是一般公知結構；第一架體533分別結合第一軸532及第二馬達534 ;第二軸535結合第二架體536 ;第一馬達531可帶動第一軸532旋轉，使第一架體533以第一軸532為旋轉軸由左至右返覆掃描；第二馬達534可帶動第二軸535旋轉，使第二架體536以第二軸535為旋轉軸由上至下返覆掃描。本實施例的激光光源51、光學聚焦單元52及影像訊號處理單元54分別結合掃描機構53的第二架體536。掃描機構53的掃描方式可先以第一軸532為旋轉軸由左至右掃描，然后再以第二軸535為旋轉軸由下至上旋轉一小角度后，再以第一軸532為旋轉軸由右至左掃描，重復上述反復由左至右，由上至下的掃描作業(yè)。當激光光源51射出激光線511時，該激光線511被光學聚焦單元52聚焦，使焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體，而產生一離子化光點501 ;由掃描機構53的掃描(每秒超過24次對虛擬影像50的全畫面進行掃描)，而變更離子化光點501的位置后，配合人體視覺暫留的作用，就人體的視覺而言顯示一浮在空中的虛擬影像50。由影像訊號處理單元54控制激光光源51射出對應于一影像的明、暗不同激光線，使浮在空中的虛擬影像50顯示可變化的虛擬影像，如一浮在空中動態(tài)的屏幕。如圖4所示，本發(fā)明第二實施例的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置6，包括一高功率的激光光源61、一光學聚焦單兀62、一掃描機構63及一影像訊號處理單兀64所組成；激光光源61電氣連接影像訊號處理單兀64 ;掃描機構63設有一掃描鏡631 ;掃描鏡631的掃描方式可為先以第一軸(X軸)632為旋轉軸由左至右返覆掃描，然后再以第二軸(Y軸)633為旋轉軸由下至上旋轉一小角度后，再重復上述由左至右，由上至下的掃描作業(yè)。當激光光源61射出激光線611時，該激光線611被光學聚焦單元62聚焦，使焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體，而產生一離子化光點601 ;由掃描機構63的掃描(毎秒超過24次對虛擬影像60的全畫面進行掃描)，而變更離子化光點601的位置后，配合人體視覺暫留的作用，就人體的視覺而言顯示ー浮在空中的虛擬影像60。本實施例是使激光光源61射出的激光線611先被光學聚焦單元62聚焦，然后射至掃描鏡631,再被掃描鏡631反射而產生一離子化光點601 ;再利用掃描鏡631的掃描變更離子化光點601的位置，而產生一浮在空中的虛擬影像60。由影像訊號處理單元64控制激光光源61射出對應于一影像的明、暗不同的激光線，使浮在空中的虛擬影像60顯示可變化的虛擬影像，如一浮在空中動態(tài)的屏幕。
如圖5所示，本發(fā)明第三實施例的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置7，包括一高功率的激光光源71、一光學聚焦單兀72、ー掃描機構73及一影像訊號處理單兀74所組成；激光光源71電氣連接影像訊號處理單元74 ;掃描機構73設有ー掃描單元731。本實施例的光學聚焦單元72結合掃描単元731，可隨著掃描単元731如第二實施例中的掃描鏡的掃描方式進行掃描。當激光光源71射出激光線711吋，該激光線711被光學聚焦單元72聚焦，使焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體，而產生一離子化光點701 ;由掃描機構73帶動光學聚焦單元72的掃描(毎秒超過24次對虛擬影像70的全畫面進行掃描)，而變更離子化光點701的位置后，配合人體視覺暫留的作用，就人體的視覺而言顯示ー浮在空中的虛擬影像70。由影像訊號處理單元74控制激光光源71射出對應于一影像的明、暗不同的激光線，使浮在空中的虛擬影像70顯示可變化的虛擬影像，如一浮在空中動態(tài)的屏幕。本實施例的光學聚焦單元72可為一般公知的凹面鏡、凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡；掃描單元731可為如第二實施例中的掃描鏡。當光學聚焦單元72為ー凹面鏡時，光源71射出的光線711會被凹面鏡反射及聚焦，而產生一離子化光點701，同時被凹面鏡掃描而產生一浮在空中的虛擬影像70。當光學聚焦單元72為ー凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡，掃描單元731為掃描鏡時，光源71射出的光線711會被掃描鏡反射，再被凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡聚焦，而產生一離子化光點701,同時被掃描鏡掃描而產生一浮在空中的虛擬影像70。本發(fā)明上述實施例一、ニ中的光學聚焦單元可為一般公知的凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡；實施例ニ、三中的掃描機構可為一般公知的MEMS (微機電系統(tǒng))掃描機構。以上所記載的，僅為利用本發(fā)明技術內容的實施例，本領域技術人員運用本發(fā)明所為的修飾、變化，皆屬本發(fā)明所主張的權利要求范圍。
權利要求
1.一種浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，包括 一光學聚焦單元； ー激光光源； ー掃描機構； 其中，當該激光光源射出激光線時，該激光線被該光學聚焦單元聚焦，使該光學聚焦單元的焦點附近的空氣中的氣體分子離子化成等離子體，而產生一離子化光點；由該掃描機構的掃描而變更該離子化光點的位置后，產生ー浮在空中的虛擬影像。
2.根據(jù)權利要求2所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構設有一第一馬達、一第一軸、一第一架體、一第二馬達、一第二軸及ー第二架體；該第一架體分別結合該第一軸及該第二馬達；該第二軸結合該第二架體；當該第一馬達帶動該第一軸旋轉時，使該第一架體以該第一軸為旋轉軸由左至右返覆掃描；當該第二馬達帶動該第二軸旋轉時，使該第二架體以該第二軸為旋轉軸由上至下返覆掃描；該激光光源、該光學聚焦單元及該影像訊號處理單元分別結合該第二架體。
3.根據(jù)權利要求2所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該光學聚焦單元為凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一。
4.根據(jù)權利要求I所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構設有ー掃描鏡；該激光光源射出的激光線先被該光學聚焦單元聚焦，然后射至該掃描鏡，再被該掃描鏡反射而產生該離子化光點；由該掃描鏡的掃描而變更該離子化光點的位置，而產生該浮在空中的虛擬影像。
5.根據(jù)權利要求4所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構是微機電系統(tǒng)掃描機構；該光學聚焦單元為凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一。
6.根據(jù)權利要求I所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構設有一掃描單元；該光學聚焦單元結合該掃描單元隨該掃描単元進行掃描。
7.根據(jù)權利要求6所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該光學聚焦單元為ー凹面鏡；當該光源射出光線時，該光線被該凹面鏡反射及聚焦，而產生該離子化光點，同時被該凹面鏡掃描而產生該浮在空中的虛擬影像。
8.根據(jù)權利要求7所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該掃描機構是微機電系統(tǒng)掃描機構。
9.根據(jù)權利要求6所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，該光學聚焦單元為ー凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一；該掃描單元為一掃描鏡；當該光源射出光線時，該光線被該掃描鏡反射，再被該凸透鏡或具有聚焦功能的菲涅爾透鏡其中之一聚焦，而產生該離子化光點，同時被該掃描鏡掃描而產生該浮在空中的虛擬影像；該掃描機構是微機電系統(tǒng)掃描機構。
10.根據(jù)權利要求I至9中任一項所述的浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，其中，包括一影像訊號處理單元；該激光光源電氣連接該影像訊號處理單元；由該影像訊號處理單元控制該激光光源射出對應于一影像的明、暗不同的激光線，使該浮在空中的虛擬影像顯示一可變化的虛擬影像。
全文摘要
一種浮在空中的虛擬等離子體顯示裝置，包括一掃描機構、一光學聚焦單元及激光光源所組成；當激光光源射出的激光線被光學聚焦單元聚焦后，使焦點附近的空氣中的氣體分子離子化而產生一離子化光點；由掃描機構的掃描而變更該離子化光點的位置后，產生一浮在空中的虛擬影像；由控制激光光源射出對應于一影像的明、暗激光線，使浮在空中的虛擬影像顯示可變化的虛擬影像。
文檔編號G02B26/10GK102854620SQ20111018933
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2011年6月29日
發(fā)明者林志雄 申請人:時代光電科技股份有限公司