] 例如，光學組件30的制造商可以選擇具有合適厚度'Τ'的玻璃塊，以使得滿足上述 'h'的條件。
[0136] 當滿足' h '的這個條件時，達成波紋的更好的減少，因為多光束15a_c中的至少一 個光束的干涉圖案的最大值更精確地覆蓋多光束15a_c中的至少一個其它光束的干涉圖案 的最小值，反之亦然;實際上，將存在許多個多光束15a_c和不同光束的干涉圖案的最大值 和最小值的許多個更精確的重置。
[0137] 光學組件30配置成使得它具有大于觀看虛擬圖像22的觀看者27的數(shù)值孔徑的數(shù) 值孔徑。優(yōu)選地，光學組件30配置成使得它具有大于代表觀看者的數(shù)值孔徑的預定義數(shù)值 孔徑值的數(shù)值孔徑;預定義數(shù)字孔徑值通常是〇. 016。0.016是對于距離觀看者大于或等于 300mm的虛擬圖像位置具有介于l-10mm之間的瞳孔大小的觀看者的最大數(shù)值孔徑。
[0138] 光學組件30的數(shù)值孔徑定義為：
[0139] (d/2)/(F.M)
[0140] 其中Μ是平視顯示器21的放大倍數(shù)，F(xiàn)是聚焦透鏡11的焦距，并且'd'是從多光束生 成器8輸出的兩個連續(xù)（即，兩個相鄰)多光束15a-c之間在入射在聚焦透鏡11上之前測量的 距離，并由等式給出。
[0141] 光學組件30配置成使得從多光束生成器8輸出的兩個連續(xù)（即，兩個相鄰）多光束 (例如，15a和15b、或15b和15c)之間在入射在聚焦透鏡11上之前測量的距離'd'等于：
[0143] 其中'η'是玻璃塊81的折射率，0i是準直光束5在平面分束器涂層82上的入射角 (通常，為是中心光束在分束器涂層82上的入射角），并且'h'是平面分束器涂層82和平 面反射涂層84之間的距離（即，' h '等于玻璃塊81的厚度' T '）。
[0144] 在如圖3所示的實施例的更優(yōu)選的變型中，光學組件30配置成使得從多光束生成 器80輸出的兩個連續(xù)（即，兩個相鄰)多光束(例如，15a和15b、或15b和15c)之間在入射在聚 焦透鏡11上之前測量的距離' d '等于：
[0148] 其中λ是準直光束5的波長，并且'P'是顯微透鏡陣列3的節(jié)距，它是從顯微透鏡陣 列3的顯微透鏡的中心到它的相鄰顯微透鏡的中心的距離，k是定義多光束生成器80的階的 整數(shù)，并且9 [)是多光束15a_c之一的干涉最大值(或最小值)之間的角度間隔;這意味著，第 一光束15a的連續(xù)干涉最大值將出現(xiàn)在00 [)、10[)、20[)、30[)"_等處。為了使多光束15 &-(3中的另 一光束(例如，第二光束15b)的干涉圖案的最大值覆蓋第一光束15a的干涉圖案的最小值， 它的干涉圖案的最大值必須在第一光束15a的干涉圖案的兩個連續(xù)最大值之間配合；因此， 第二光束15b的干涉圖案的最大值必須出現(xiàn)在Θ = ΘΡ/2、1.5ΘΡ、2.5ΘΡ、3.5ΘΡ··^#。
[0149] 因此，利用條件
[0150] d=Ftan(9) =Ftan(0p/2)
[0151] 由于干涉是周期性的，所以該等式對于每個奇數(shù)整數(shù)(2k+l)倍也成立，例如：
[0152] d=Ftan[ (2k+l)0p/2]
[0153] 當光學組件30配置成使得'd'滿足該條件時，達成波紋的進一步減少。
[0154] 準直光束5在分束器涂層82上的入射角(AOI) '0i'是準直光束5和平面分束器涂層 82的法線向量之間的角度。優(yōu)選地，Α0Ι是準直光束5的中心光束和平面分束器涂層82的法 線向量之間的角度，其中準直光束5的中心光束是在MEMS鏡6休息時反射向平面分束器涂層 82的光束。
[0155] 例如，可以在設(shè)計或制造光學組件20時考慮中心光束的Α0Ι以便找到'h'的合適尺 寸（即，找到玻璃塊81的厚度的合適尺寸），從而使得平面分束器涂層82和平面反射涂層84 之間的'0D'大于或等于準直光束5的相干長度的一半，并且使得光學組件20的數(shù)值孔徑 (即，（d/2)/(FM))大于觀看者27的數(shù)值孔徑。
[0156] 通過測量MEMS鏡休息時投射在分束器9上的準直光束5與分束器9的表面83的法線 之間的角度來尋找中心光束。平面分束器的折射率是通常從材料數(shù)據(jù)庫給定的已知值。然 后，選擇'h '的合適尺寸，以使得平面分束器涂層82和平面反射涂層84之間的' 0D'大于或等 于準直光束5的相干長度的一半，并且使得光學組件30的數(shù)值孔徑（即，（d/2)/(FM))大于觀 看者27的數(shù)值孔徑。
[0157] 觀看者27的數(shù)值孔徑由（y/2)/(Ze)定義，其中y是觀看者27的瞳孔大小，并且Ze是 從其中光學組件30投射虛擬圖像22的預定義位置到其中觀看者將觀看虛擬圖像22的預定 義位置的距離。瞳孔大小取決于每個觀看者的相貌和環(huán)境光條件，且其大小可以在l-l〇mm 之間變化。虛擬圖像22的位置優(yōu)選是預定義值，并且它等于'26=仏1)+，，其中'1/是顯微 透鏡陣列3和平視顯示器21之間的距離，并且'z'是觀看者27的眼睛的預定義位置與平視顯 示器21之間的距離。'L'利用等式L=(Ze-z)/M來確定，它通常介于l-500mm之間。'z'優(yōu)選是 預定義值，并且通常介于500-1200mm之間。介于500-1200mm之間的距離是汽車駕駛員的眼 睛與汽車中的平視顯示器21的位置之間的典型距離。'M'優(yōu)選是代表虛擬圖像22的位置的 預定義值;虛擬圖像22的位置可以通過改變'M'來改變。通常，'M'的預定義值由制造商給 定。
[0158] 在制造過程中，給出Ze、z、M和L的固定預定義值。平視顯示器的放大倍數(shù)Μ優(yōu)選在 1 -20范圍內(nèi)。聚焦透鏡的焦距F優(yōu)選在5-1000mm范圍內(nèi)，并且對于d: h優(yōu)選在0.1 -100mm范圍 內(nèi)，并且η優(yōu)選在1-4范圍內(nèi)，0i優(yōu)選在0-89°范圍內(nèi)，從而使得d優(yōu)選在9.5 X 10_4mm-55mm范 圍內(nèi)。
[0159] 光學組件30的制造商可以選擇具有合適厚度'Τ'的玻璃塊，以使得滿足上述'h'的 條件，并且將調(diào)整顯微透鏡陣列3和/或投影儀2的位置并用具有合適焦距的聚焦透鏡取代 聚焦透鏡11，以達到'F'的合適值，從而確保光學組件30配置成使得它具有大于觀看虛擬圖 像22的觀看者27的數(shù)值孔徑的數(shù)值孔徑，并且使得平面分束器涂層82和平面反射涂層84之 間的光學距離大于或等于準直光束5的相干長度的一半。
[0160] 例如，在正常照明條件下，觀看者27的眼睛可以測量3mm，從而使得' y = 3mm'。虛擬 圖像22可以希望位于距離觀看者27'Ze = 2250mm'的距離，因為通常對于汽車應(yīng)用中的平視 顯示器，希望使虛擬圖像投射在汽車正前方，因此觀看者27的數(shù)值孔徑是0.00067。通常， 'M'對于系統(tǒng)緊湊度等于6。為了獲得良好的虛擬圖像質(zhì)量，像素密度必須為至少60像素/ 度。這隱含對虛擬圖像大小和分辨率的條件。例如，圖像可以具有720p分辨率，這意味著圖 像具有1280X720個像素。如果從2250mm的距離觀看圖像，那么它必須具有846 X473mm的最 大尺寸才能具有60像素/度的最小值。在放大倍數(shù)為6的情況下，顯微透鏡陣列3上的圖像測 量141 X79mm。因此，可以調(diào)整顯微透鏡陣列3和/或聚焦透鏡11的位置，和/或可以用具有合 適焦距的聚焦透鏡來取代聚焦透鏡11，以便達到F的合適尺寸，由此確保在顯微透鏡陣列3 上生成小于或等于尺寸141 X79mm的圖像，否則虛擬圖像22的質(zhì)量將下降。實際上，它將取 決于MEMS鏡6的整個光學掃描角度。利用MEMS鏡投影系統(tǒng)獲得恰當圖像大小總是可能的。如 果顯微透鏡陣列3上的圖像太小，那么可以用具有合適焦距的聚焦透鏡來取代聚焦透鏡11， 或者將圖像投影儀2b移動到進一步遠離顯微透鏡陣列3的位置，直到顯微透鏡陣列上的圖 像尺寸小于或等于尺寸141 X79mm。類似地，如果顯微透鏡陣列3上的圖像太大，那么聚焦的 人可以將圖像投影儀2b移動到進一步遠離顯微透鏡陣列3的位置，并用具有合適焦距的聚 焦透鏡取代聚焦透鏡11，直到顯微透鏡陣列上的圖像尺寸小于或等于尺寸141 X79mm。一旦 找到在顯微透鏡陣列3上提供小于或等于尺寸141 X79mm的圖像尺寸的'F'的值，便接著確 定平面分束器涂層82和平面反射涂層84之間的距離'h'的合適值，以使得平面分束器82和 平面反射涂層84之間的'0D'大于或等于準直光束5的相干長度的一半，并且光學組件30的 數(shù)值孔徑大于觀看者27的數(shù)值孔徑。通常，'F = 200mm'，從而使得'd'必須大于或等于2XF XMX 0.00067 = 1.61mm〇
[0161] 在該實施例中，平面分束器涂層82和平面反射涂層84之間的空間81由玻璃占據(jù)， 并且準直光束5在入射在平面分束器涂層82上之前經(jīng)過空氣，從而使得nl = 1，入射角' Θ, ' 為45°，并且分束器材料為玻璃，從而使得' η = 1.52 '，因此在該示例中，光學距離定義為： '0D = h/0.707 ' ；選擇'h '的合適值，以使得平面分束器涂層82和平面反射涂層84之間的光 學距離(0D)大于或等于準直光束5的相干長度的一半，例如在紅色二極管激光器的情況下 可以為1mm。根據(jù)這些數(shù)字，可以調(diào)整光學組件30中的'h'的尺寸，以使得光學組件30的'0D' 至少為1mm，并且'd'至少為1.61mm。
[0162] 有利地，在如圖3所示的該實施例中，由于平面分束器涂層82和平面反射涂層84平 行布置并且具有大于準直光束5的相干長度的一半的光學距離，所以它的圖像投影儀2b提 供與如圖1所示的光學組件1的圖像投影儀2相同的減少的斑點和減少的波紋圖案的優(yōu)點。 此外，由于光學組件30配置成使得它具有大于觀看虛擬圖像22的觀看者27的數(shù)值孔徑的數(shù) 值孔徑，所以由多個獨立光束15a_c中的每個光束造成的斑點圖案彼此解相關(guān);這導致斑點 的進一步減少。
[0163] 此外，由于在該光學組件30中，平面分束器涂層82和平面反射涂層84之間的距離 'h'等于：
[0165] 所以光學組件30可以達成改善的波紋減少，這是因為'h'的這個條件確保多光束 15a_c中的至少一個光束的干涉圖案的最大值更精確地覆蓋多光束15a_c中的至少一個其 它光束的干涉圖案的最小值，反之亦然;實際上，存在許多個多光束15a_c和不同光束的干 涉圖案的最大值和最小值的許多個更精確的重疊。
[0166] 另外，當光學組件30配置成使得'd'滿足以下條件時，達成多光束15a_c的干涉圖 案的最大值和最小值的進一步更精確重疊：
[0168] 在最佳實施例中，'h'等于5.12mm。當滿足以下條件時，這提供最佳波紋減少:多光 束15a-c分別為藍色、綠色和紅色光束，各自具有45°入射角Θ i，并且具有以下相應(yīng)波長值：
[0169] Abiue = 0 ·438μπι
[0170] Agreen = 0.520μηι
[0171] Ared = 0.638μηι
[0172] 并且相應(yīng)k值為：
[0173] kbiue = 6
[0174] kgreen = 5
[0175] kred = 4
[0176] 并且相應(yīng)n值為：
[0177] nbiue= 1.47
[0178] ngreen= 1.46
[0179] nred = 1.46
[0180] 圖7示出如何在如圖2和3所示的實施例中達成波紋減少。圖7示出第二光束15b的 干涉圖案的最大值71覆蓋第一光束15a的干涉圖案的最小值72以及第一光束15a的干涉圖 案的最大值73覆蓋第二光束15b的干涉圖案的最小值(圖中不可見）。
[0181] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的光學組件