用于發(fā)射意于形成圖像的光束的裝置和方法,投影系統(tǒng),以及使用所述裝置的顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于發(fā)射意于形成圖像的光束的裝置和方法，使用所述裝置的投影系統(tǒng)，和使用所述系統(tǒng)的顯示器。
[0002]本發(fā)明將例如在機(jī)動(dòng)車輛中具有應(yīng)用，用于向車輛的使用者(特別是其駕駛員)提供?目息O
【背景技術(shù)】
[0003]已知將機(jī)動(dòng)車輛裝設(shè)有所謂的平視顯示器系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)放置在機(jī)動(dòng)車輛駕駛員的視野中，并且顯示關(guān)于機(jī)動(dòng)車輛的狀態(tài)、交通狀況或其他的信息。
[0004]為了不干擾駕駛，必要的是使被投影的圖像的亮度適于環(huán)境亮度。特別地，必要的是，被投影的圖像的光功率在白天旅程和在夜晚的旅程中或當(dāng)穿過(guò)隧道時(shí)非常不同。
[0005]通過(guò)使用發(fā)光二極管的平視顯示器，已經(jīng)提出了通過(guò)控制二極管的供給電流而改變被投影的圖像的亮度。這樣的裝置允許亮度的令人滿意的適應(yīng)性。然而，它們白天的亮度仍然不夠充分。
[0006]為了彌補(bǔ)該缺陷，已知有使用激光類型的光源的顯示器。然而，在通過(guò)控制供給光源的電流的量的情況下所提供的亮度的適應(yīng)性不能夠充分地減少圖像的光功率。借由示例，如果認(rèn)為在白天駕駛條件下需要具有10000Cd/m2數(shù)量級(jí)的光功率，以及在夜晚駕駛條件下需要具有5Cd/m2數(shù)量級(jí)的光功率，則觀察到當(dāng)從一種駕駛條件改變到另一種時(shí)，有必要將亮度減少2000的因子。
[0007]由申請(qǐng)人進(jìn)行的關(guān)于通過(guò)控制光源的電流供給(例如使用脈寬調(diào)制技術(shù)或所使用的電流的幅值的控制)而適應(yīng)被投影的圖像的亮度的研宄，顯示出這些技術(shù)具有局限性。特別必要的是，對(duì)于二極管的線性操作具有最小的電流幅值和最小的脈沖持續(xù)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)提出一種用于發(fā)射意于形成圖像的光束的裝置而解決上述問(wèn)題，所述裝置包括一個(gè)或多個(gè)源，每個(gè)源發(fā)射激光類型的束，所述裝置被配置為由一個(gè)激光束或通過(guò)將所述激光束結(jié)合在一起而形成所述光束?！霸谝黄稹笔侵?，對(duì)裸眼來(lái)說(shuō)，所述激光束在結(jié)合之后形成單個(gè)光束，即使它們?cè)谒鍪腥詥为?dú)地存在。為了簡(jiǎn)化的目的，術(shù)語(yǔ)“光束”將在后文中持續(xù)使用，以指示將激光束帶至一起后的激光束的結(jié)合。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，所述裝置包括衰減器件，位于所述一個(gè)或多個(gè)源的下游，使得能夠改變光束的光功率。術(shù)語(yǔ)“光功率”是指由一個(gè)或多個(gè)源發(fā)射的光通量的光功率。其可通過(guò)由接收光通量的光電二極管產(chǎn)生的電流例如以毫瓦(mW)，或通過(guò)在給定區(qū)域上的光通量產(chǎn)生的照度，或以坎德拉每平方米(Cd/m2)而等同地測(cè)量。
[0010]通過(guò)以與控制激光源的電流供給不同的方式操作的特定的器件來(lái)衰減由激光源發(fā)射的光束，更能夠?qū)崿F(xiàn)減少光功率。因此，能夠同時(shí)受益于高的白天亮度和低的夜晚亮度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，由激光類型的光源發(fā)射的束的強(qiáng)偏振特性通過(guò)將所述衰減器件配置為依據(jù)一個(gè)或多個(gè)激光束的偏振的取向而改變光束的光功率的方式而得到充分利用。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的該方面的第一變型，所述衰減器件包括所述一個(gè)或多個(gè)束的偏振取向的修改器件，以及下游的分析器，特別是固定的分析器，其僅傳遞所述一個(gè)或多個(gè)束的偏振的一個(gè)分量。所述偏振取向的修改器件包括，例如，液晶器件。從而獲得了不必須使用移動(dòng)部件的系統(tǒng)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的該方面的另一變型，所述衰減器件包括傳輸所述一個(gè)或多個(gè)束的偏振的僅一個(gè)分量的分析器和所述分析器的取向修改器件，所述取向修改器件使得能夠改變所述被傳輸?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)束的偏振分量的比例。
[0014]在這些變型的一個(gè)或其他中，所述分析器例如是偏振片或結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的可以與前述方面組合的另一方面，所述發(fā)射裝置可包括所述源的電流供給的控制器件，所述控制器件被配置為提供所述光束的光功率的額外調(diào)節(jié)。以這種方式，由衰減器件和由控制器件提供的光功率的調(diào)節(jié)能力被結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)期望的衰減因子，特別地至少1000，或甚至2000。
[0016]所述控制器件可被配置為提供所述激光束的光功率的線性電流調(diào)整，以根據(jù)分配到每個(gè)所述激光束的光功率的比例而提供光束顏色的選擇。以這種方式，可獲得專用于顏色選擇的調(diào)整方式。
[0017]所述控制器件可被配置為通過(guò)脈寬調(diào)制而提供所述激光束的光功率的調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)所述光束的光功率的額外的調(diào)節(jié)。以這種方式，可獲得專用于光功率的額外調(diào)節(jié)的調(diào)整方法。換句話說(shuō)，衰減因子可由所述衰減器件和所述激光源的供給電流的脈寬調(diào)制的組合動(dòng)作獲得，所述調(diào)制可使用所述控制器件實(shí)施。
[0018]更確切地，所述控制器件配置為使得所述脈寬調(diào)制調(diào)整提供了所述額外調(diào)節(jié)，例如，根據(jù)5到20的衰減因子，特別是10的衰減因子。對(duì)于衰減器件，它們可使得獲得100到300之間的衰減因子，特別是200的衰減因子。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的其他特征，這些特征可被一起采用或單獨(dú)采用，并且可以與前述特征的所有部分組合使用:
[0020]-所述衰減器件配置為在所述激光束的至少一個(gè)與所述其他激光束的至少一個(gè)結(jié)合之前改變所述激光束的所述至少一個(gè)的光功率，
[0021]-所述衰減器件配置為改變來(lái)自于所述激光束的結(jié)合的所述光束的光功率，
[0022]-所述裝置包括指示(indexing)—個(gè)或多個(gè)激光束的偏振取向的器件，
[0023]-所述源具有相同指示，
[0024]-所述衰減器件配置為將所述指示考慮在內(nèi)而操作，
[0025]-所述裝置進(jìn)一步包括檢測(cè)環(huán)境亮度的器件和使得能夠在依據(jù)由所述檢測(cè)器件檢測(cè)的環(huán)境亮度而作用于所述衰減器件的處理器件。
[0026]有利地，所述發(fā)射裝置包括至少三個(gè)激光源，三個(gè)源中的每一個(gè)能夠發(fā)射單色光束。
[0027]因此，本發(fā)明還涉及一種圖像投影系統(tǒng)，包括如上所述用于發(fā)射光束的的裝置。
[0028]所述系統(tǒng)包括，例如，用于由所述光束形成圖像的器件。所述衰減器件位于所述圖像形成器件的上游和/或下游。
[0029]所述圖像形成器件包括，例如散射屏，由所述發(fā)射裝置的一個(gè)或多個(gè)光源產(chǎn)生的圖像形成在其上。
[0030]根據(jù)第一實(shí)施方式，所述圖像形成器件還包括激光掃描投影儀，其通過(guò)由所述發(fā)射裝置產(chǎn)生的光束而產(chǎn)生在散射屏上形成圖像的光束。
[0031]根據(jù)另一實(shí)施例，所述圖像形成器件包括投影儀，該投影儀包括插置在一個(gè)或多個(gè)光源以及散射屏之間的微鏡陣列，所述微鏡陣列在形成有第二投影圖像的散射屏上形成第一投影圖像。
[0032]本發(fā)明還覆蓋一種包括如上所述的投影系統(tǒng)的平視顯示器系統(tǒng)。
[0033]這樣的系統(tǒng)包括，例如半反射板，其能夠被設(shè)置在方向盤和車輛的風(fēng)擋玻璃(或這樣的風(fēng)擋)之間。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還可包括反射裝置，該反射裝置插置在散射屏和半反射板之間的圖像路徑中。這樣的反射裝置使得能夠更容易地安裝投影裝置，同時(shí)將圖像從發(fā)射裝置的給定位置發(fā)送到所需位置。
[0035]本發(fā)明還涉及一種用于發(fā)射意于形成圖像的光束的方法，在該方法中提供了一個(gè)或多個(gè)源，每個(gè)源發(fā)射激光類型的束，所述光束通過(guò)所述一個(gè)激光束形成或通過(guò)將所述多個(gè)激光束結(jié)合在一起而形成，并且所述光束的光功率使用位于所述一個(gè)或多個(gè)源的下游的衰減器件而被改變。
[0036]將還可以通過(guò)使用用于控制所述一個(gè)或多個(gè)源的電流供給的器件而提供所述光源的光功率的額外調(diào)節(jié)，特別地根據(jù)如上文中已經(jīng)描述的特征。
[0037]有利地，所述方法使用上述發(fā)射裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0038]本發(fā)明的其他特征、細(xì)節(jié)和優(yōu)勢(shì)在閱讀下文中作為指示給出的描述并參考附圖后將變得更清楚，其中附圖包括:
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射裝置的示意圖，所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)子處于第一操作模式；
[0040]圖2是示于圖1的裝置處于第二操作