用于将激光射束投影到投影平面上的激光投影装置和方法

用于将激光射束投影到投影平面上的激光投影装置和方法
【专利摘要】本发明涉及激光投影装置和激光投影方法。本发明实现一种用于将激光射束投影到投影平面(80)上的激光投影装置(11；11′)，其具有可控的多射束激光二极管装置(10；10′)；具有可控的、光学的偏转装置(12，30，32，50，54)，所述偏转装置这样构成，使得由所述多射束激光二极管装置所产生的激光射束(60，61)借助于所述偏转装置被偏转；并且具有控制装置(40；40′)，所述控制装置这样构成，使得控制装置控制所述偏转装置以使被所述偏转装置(12，30，32，50，54)所偏转的激光射束(60′，61′)在投影平面(80)上沿着扫描线(99)这样运动，使得不同地偏转的激光射束(60′，61′)在所述投影平面(80)中在相同的扫描线(99)上行进。
【专利说明】用于将激光射束投影到投影平面上的激光投影装置和方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于将激光射束投影到投影平面上的激光投影装置和激光投影方法。

【背景技术】
[0002] 传统的投影仪大多相对大、重和易坏，从而它们很少适合用于移动式使用。此外， 这样的器具具有相对高的能量需求，并且所产生的色彩有时显得苍白，例如当太阳光照到 投影屏幕上时。
[0003] 激光扫描仪属于能够使用在微缩化的投影机中的技术。在激光扫描仪中，使由激 光二极管所发射的激光射束这样运动，使得射束"扫过"、即扫描投影平面。此外，激光射束 通常沿水平的扫描线运动。当沿着扫描线经过了所期望的投影平面的整个水平宽度时，扫 描线坚直地移动。
[0004] 通过叠加不同色彩的激光射束和通过有针对性地投射和不投射激光射束，产生彩 色的图像。这以这样高的再现频率发生，使得对于人眼来说形成一整体图像，类似于如在以 电子射束扫描电子管电视机的发光层的情况中那样。这样的激光扫描仪小并且产生具有鲜 艳色彩的图像。此外，其非常有能效地工作，因为激光射束每次仅当确实需要它用于投影时 才接通。
[0005] 但是，在这类激光扫描仪中，可能成问题的是，由激光扫描仪投影到一表面 上的图像通常具有所谓的散斑效应（Speckle-Effekt)。这种也被称作光粒化效应 (Lichtgranulationseffekt)的散斑效应由于相干的激光在表面的不平整处上的干涉而出 现，并且使图像看起来像颗粒，并且部分地看起来轻微地运动。散斑效应使人感到不舒服， 这在目前有害于激光扫描仪的市场接受度。
[0006] 为了减低散斑干涉图案的对比度，已知各种技术。这些技术中的一个设置产生运 动着的、局部调制的干涉条纹系统。在DE19710660A1中，在使用超声波槽的情况下产生这 样的干涉条纹系统。在此，正在扫描的激光射束借助于超声波槽被分成具有不同的频率的 衍射排列，所述衍射排列随后又叠加。


【发明内容】

[0007] 本发明实现根据权利要求1的激光投影装置和根据权利要求13的、相应的激光投 影方法。
[0008] 根据本发明，设置一种用于将激光射束投影到投影平面上的激光投影装置，其具 有可控的多射束激光二极管装置；具有可控的、光学的偏转装置，所述偏转装置这样构成， 使得由所述多射束激光二极管装置所产生的激光射束借助于所述偏转装置被偏转；并且具 有控制装置，所述控制装置这样构成，使得控制装置控制所述偏转装置以使被所述偏转装 置所偏转的激光射束在投影平面上沿着扫描线这样运动，使得不同的、经偏转的激光射束 在该投影平面中在相同的扫描线上行进。
[0009] 多射束激光二极管装置可以为任何装置，所述装置在应用半导体技术的情况下产 生或者发射多个激光射束。在此，多射束激光二极管装置可以为所谓的"双射束二极管"，其 中，两个激光二极管集成在一个半导体本体中。也能够使用具有四个集成的激光二极管的 "四射束二极管"或者普遍地"多射束二极管"。这样的激光二极管的半导体层通常密封地包 裹在所谓的"罐型封装组（ΤΟ-CAN package)"中。对于微缩化的激光扫描仪"微型投影仪 (pico projector)"，使用3. 8mm的罐型封装式激光二极管由于其尺寸小而特别有利。控制 装置例如可以具有微处理器。偏转装置可以具有镜和促动器，但是也可以具有光阑、滤光器 和其它的光学构件。
[0010] 本发明所基于的构思在于，提供一种激光投影装置，其中，来自不同光源的相同色 彩的多个激光射束对于观察者的眼睛来说这样叠加，使得至少降低散斑效应。
[0011] 即使谈及激光射束或者激光射束的投影点在投影平面中的扫描线上行进，这并不 是说，在投影激光射束时，激光射束必须确实沿着该扫描线行进。这也可能表示，如果激光 射束会不变地或者暂时地被发射，则激光射束会在相应的扫描线上行进。以这种方式，能够 说明偏转装置的扫描路径和/或不同的实施方式。投影点不必强制性地表示实际的激光 点，而是可以表示如果激光射束在确定的时间点时发射的话它会照到的点。
[0012] 投影平面可以为特别提供并以可能的方式覆层的银幕（Leinwand)。但是，在移动 式使用激光投影装置时，也可以使用墙壁、房间天花板或者一物体作为投影平面。投影平面 不必强制性地为平坦的，而是也可以具有曲率。所期望的图像可以被投影在投影平面的一 部分、即图像面上。
[0013] 扫描线可以根据不同的扫描路径以不同的图案在投影平面上延伸。在此，有利的 是，扫描线这样密集地遍布图像面，使得出现的图像具有期待的最小分辨率并且能够显示 图像的所有部分。
[0014] 来自不同的光源的激光射束具有不同的相干性特性，从而由于投影面的相同部位 所引起的干涉图案相互不同。由此，各个干涉图案的极大和极小几乎被平均，并且观看者的 主观印象是愉快的。
[0015] 图像数据或者视频数据通常按行传递，就是说不作为带有图像数据的总包来用于 填满整个投影平面。如果偏转后的激光射束根据本发明在相同的扫描线上行进，则对于控 制装置必须在确定的时间点总是仅存在最多相应于一个扫描线的数据。因而，每单位时间 必须传递较少的数据，这对激光投影装置要求不高并且由此使得其更可以靠、更多样性和 更有利。
[0016] 优选的构型和扩展为其它的从属权利要求以及附图的主题。
[0017] 根据一种优选的扩展，偏转装置具有至少两个可以转动的镜，其中，为每个镜配设 有一可以通过控制装置控制的促动器。这些镜能够构造为微镜和/或微镜促动器。每个微 镜可以配设有至少一个自自己的促动器。但是，一个促动器也可以配属给多个镜。促动器 用于使镜绕相应的镜旋转轴线旋转。镜旋转轴线可以处于相应的镜内部，但也可以处于相 应的镜之外。已知不同的技术，它们能够用于使镜、尤其微镜旋转和/或运动，其中包括电 磁装置。促动器例如可以通过电动机来实现。替代地，也能够使用电磁体和永磁体的装置。
[0018] 这些镜可以这样布置和构造，使得通过至少一个第一镜绕一第一镜旋转轴线旋转 和通过至少一个第二镜绕一第二镜旋转轴线旋转，所发射的激光射束能够沿着扫描线运 动。这些能够这样布置和构造，使得扫描线在投影平面上锯齿形地走过该投影平面上的图 像面。以此方式，整个所希望的图像能够通过横穿投影平面被引导的扫描线在图像面中显 示。此外，不同的扫描路径是可能的，它们能够灵活地根据用来将图像数据传递到激光投影 装置上的方法来调节，从而可以实现更好的微型化。取代锯齿形走过，也可以使用扫描线的 其它构造。例如扫描线可以分别从一侧到另一侧，例如从左到右，走过图像面。
[0019] 根据另一种优选的扩展，偏转装置具有一准直装置。可以这样构造和布置该准直 装置和多射束二极管装置，使得由多射束激光二极管装置所产生的优选全部激光射束或者 也可以例如仅其中少量激光射束横穿准直单元。通常，由不同的激光光源所产生的激光射 束必须分别穿行自己的准直装置，因为准直装置的光学特性应根据激光射束的特性来制 作。如果有利地仅使用一个准直装置，则激光投影装置的成本和空间需求减小。
[0020] 根据一优选的实施例，第一镜和第二镜可以构造为多棱镜。多棱镜例如这样构造， 使得平的镜平面相互齐平地安装在柱体的壳上。相应的镜旋转轴线则可以沿着该柱体的对 称轴线延伸。由此，促动器可以通过控制装置这样操控，使得多棱镜始终以保持相同的旋转 方向转动。因此，这些运动更加均匀地进行，这减小了应力，从而减小了促动器的磨损并使 得激光投影装置更牢固。
[0021] 根据一替代的实施例，第一镜和第二镜构造为平面镜。在该实施例中，促动器可以 通过控制装置这样操控，使得这些平面镜在分别相应预先给定的角度范围之内始终往复转 动。在此，引起激光射束沿着扫描线运动的镜可以在第一旋转方向上比在相反的旋转方向 上更快地绕相应的镜旋转轴线转动。由此能够实现，在第一扫描线的扫描和紧随其后的扫 描线的扫描之间所需的时间比用于整条扫描线的扫描所需的时间少。由此可以例如提高每 单位时间内的投影速率。此外，平面镜可以相对简单和便宜地制造。此外，平面镜、尤其微 镜和/或微镜促动器能够构造得这样小，使得其适合用在微型化的激光扫描仪和/或微型 投影仪中。
[0022] 根据另一优选的扩展，控制装置具有一转换单元。该转换单元能够这样构成，使得 其由预先给定的图像数据或者视频数据产生用于控制装置的控制指令。控制指令可以这样 提供，使得由通过控制装置以所述控制指令来控制的多射束激光二极管装置所产生的激光 射束借助通过控制装置以所述控制指令来控制的偏转装置这样偏转，使得在投影平面中由 每个激光射束根据图像数据或者视频数据单独地产生一个投影图案。如果例如激光射束构 造为红色的激光射束，则通过激光投影装置能够例如将图像的红色通道投影到墙上作为投 影图案。通过由不同激光射线绘出的投影图案叠加，散斑效应由于干涉现象的平均而减弱， 如以上已说明的。但是，也可以有利的是，如果多射束激光二极管装置的各单个激光发射区 域的功率是受限的，例如由于受限的电流供应或者放热，则设置来自多个激光光源的射束 用于显示相同的投影图案。根据实施方式而定，这些激光发射区域可以是空间上分开的激 光二极管，但例如也可以是例如一个双束激光二极管上的相互隔开的点。
[0023] 根据另一优选的扩展，控制装置具有中间存储装置。该中间存储装置能够例如由 任何常见的电子存储器来实现。通过中间存储装置，由转换单元相应于至少一个扫描线产 生的控制指令能够被事先存储。借此，在需要控制指令之前计算和存储这些控制指令。这样 例如可以避免控制指令缺失或者存在延误，因为确定的计算需要特别多的时间。通过中间 存储装置，也能够预先存储预先给定的图像数据或者视频数据，数据转换单元可以由这些 图像数据或者视频数据相应于至少一个扫描线产生控制指令。这样例如可以确保，在图像 数据或者视频数据到控制装置的传递速度短时低速的情况下，对于该控制装置存在足够的 图像数据或者视频数据，使得对激光投影装置的控制能够继续进行，直到传递速度再升高。
[0024] 根据另一优选的扩展，激光投影装置的多射束激光二极管装置可以集成在一唯一 的半导体本体中。由此，总的来说，能够更小和与此同时更成本有利地构造激光投影装置。 在这里，半导体本体具有至少两个相互分开的激光发射区域，通过这些激光发射区域可以 相互独立地发射至少两个激光射束。但是，替代地，多射束激光二极管装置也可以具有两个 或者更多半导体本体。
[0025] 根据另一优选的扩展，激光投影装置的控制装置具有调制装置，调制装置构造得 以一个调制频率来调制该多射束激光二极管装置的至少一个激光发射区域。通过调制激光 发射区域，在时间上改变了由激光发射区域所发射的激光射束的干涉图案。对于观看者来 说，这些时间上的改变相叠加。由此附加地减弱散斑效应，这还使得图像对于观看者来说是 更舒适。
[0026] 根据另一优选的扩展，激光投影装置的控制装置具有一多模单元，该多模单元构 造得在多模运行中运行所述多射束激光二极管装置的至少一个激光发射区域。在多模运行 中同时出现多个不同振动模式的激光。由这些不同振动模式所产生的干涉图案相互不同并 且对于观看者来说相叠加。由此散斑效应进一步减小，这还使得图像对于观看者来说是更 舒适。
[0027] 根据另一优选的扩展，这样构成所述激光发射区域，使得所发射的激光射束具有 处于一个窄的波长范围内的波长。这样，例如多个激光射束可以具有处于红色色谱中的波 长。那么，能够非常精确地计算，如何能够将这些激光射束与其它的激光射束、例如处于绿 色或蓝色色谱中的激光射束相组合，以便通过色彩相加来产生对于投影所需要的色彩格式 的各个任意色彩。
[0028] 只要有意义，以上的构型和扩展方案能够任意地相互组合。本发明的其他可能的 构型、扩展方案和实施也包括本发明的在之前或者在以下就实施例所描述的特征的未明确 提及的组合。尤其是，在此，本领域技术人员也可以将个别方面作为改进或者补充来添加至 本发明的相应基本形式。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 本发明的实施例在附图的图示中示出并在以下的说明中进一步解释。
[0030] 图1示出示意性俯视图，用于解释根据本发明第一实施方式的激光投影装置；
[0031] 图2示出示意性俯视图，用于解释根据本发明第二实施方式的激光投影装置；
[0032] 图3示出示意性俯视图，用于解释根据本发明第三实施方式的激光投影装置；
[0033] 图4示出激光投影装置的扫描线在投影面上的示例性行进，在该激光投影装置 中，不同地偏转的激光射束在投影平面中不在相同的扫描线上行进；
[0034] 图5示出根据本发明的第四实施方式扫描线在投影面上的行进；
[0035] 图6示出根据本发明的第五实施方式扫描线在投影面上的行进；
[0036] 在附图中，只要没有相反的说明，相同的参考标记表示相同的或者功能相同的元 件。附图并非必然按照比例的。

【具体实施方式】
[0037] 图1中示出根据本发明第一实施方式的、用于将激光射束投影在投影平面上的激 光投影装置的示意性俯视图。
[0038] 根据图1，用于将激光射束投影在投影平面80上的激光投影装置11具有可控的多 射束激光二极管装置10。多射束激光二极管装置产生或者发射激光射束60,61，所述激光 射束进入到偏转装置12中。激光射束60,61可以被偏转装置12偏转、吸收、过滤、偏光或 者以其它的方式影响。离开偏转装置12的经偏转的激光射束60'，61'被转向或者偏转到 投影平面80上。经偏转的激光射束60'为被偏转装置12偏转和/或以其它的方式被改变 的激光射束60,该激光射束已离开多射束激光二极管装置10。经偏转的激光射束61'为被 偏转装置12偏转和/或否则例如被改变的激光射束61，该激光射束已离开多射束激光二极 管装置10。
[0039] 控制装置40与可控的光学偏向装置12和可控的多射束激光二极管装置10耦合。 控制装置40构造用于，使被偏转装置12偏转的激光射束60'，61'在投影平面80上沿着 扫描线99运动。不同的经偏转的激光射束60'，61'在投影平面80中在相同的扫描线99 上行进。这由此实现，即，控制装置40将相应的控制指令发送给偏转装置12和多射束激 光二极管装置10。换言之，使偏转装置12的组成部分，例如镜、光阑、滤光器、吸光器或者 偏光器，根据控制装置40的控制指令这样运动或者说操作，使得不同的经偏转的激光射束 60'，61'在投影平面80中在相同的扫描线99上行进。
[0040] 图2示出根据本发明第二实施方式的、用于将激光射束投影在投影平面上的激光 投影装置的示意性俯视图。
[0041] 根据第二实施方式，用于将激光射束投影在投影平面80上的激光投影装置11具 有可控的多射束激光二极管装置10,该多射束激光二极管装置包括两个相互分开的激光发 射区域13,15。激光发射区域13产生激光射束60,激光发射区域15产生激光射束61。所 产生的激光射束60,61进入到准直装置30中，该准直装置为偏转装置12的组成部分。在 进一步的走向中，激光射束60,61照射到第一镜50和第二镜54上。在此，根据第二实施方 式，激光射束60,61首先被第二镜54并然后被第一镜50偏转。
[0042] 第一镜50配置有可通过控制装置40控制的促动器51。第一镜50能够绕第一镜 旋转轴线52转动，并且促动器51这样构成，使得它能够使第一镜50绕第一镜旋转轴线52 转动。在此，第一镜旋转轴线52垂直于附图平面。第一镜50构造为平面镜，促动器51使 该平面镜以第一角度范围内的角度来回运动。
[0043] 第二镜52配置有可通过控制装置40控制的促动器55。第二镜54能够绕第二镜 旋转轴线56转动，并且促动器55这样构成，使得它能够使第二镜54绕第二镜旋转轴线56 转动。第二镜旋转轴线56处于附图平面中。第二镜54构造为平面镜，促动器55使该平面 镜以第二角度范围之内的角度来回运动。
[0044] 第一镜旋转轴线52和第二镜旋转轴线56是倾斜的。第一镜旋转轴线52和第二 镜旋转轴线56在投影面80上的几何的投影相互垂直。镜50, 54和促动器51，55为偏转装 置12的另外的组成部分。
[0045] 被第一镜50和被第一镜54偏转的激光射束60,61穿过输出光学装置32,该输出 光学装置也为可通过控制装置40控制的偏转装置12的组成部分。在此，输出光学装置32 可以包含透镜、滤光器、光阑、偏光滤光器、吸光器和也能够相互独立地改变激光射束60，61 的其它光学和机械的结构元件。输出光学装置32也可以为用于激光射束60,61的、透明的 窗。经偏转的激光射束60'在所期望的图像面95之内在投影点68中照射投影平面80。经 偏转的激光射束61'在所期望的图像面95之内在投影点69中照射投影平面80。根据本 发明，准直装置30、镜50, 54、输出光学装置32和多射束激光二极管装置10通过控制装置 40被这样控制，使得经偏转的激光射束60'，61'在投影平面80中基本上总是在相同的扫 描线99上运动。换言之，在确定的时间点时，所有的投影点68,69都处于扫描线99上，投 影点沿着该扫描线运动。以下参照图5和图6说明扫描线的可能的构造方式。
[0046] 图3示出根据第三实施方式的、用于将激光射束投影到投影平面上的激光投影装 置的示意性俯视图。
[0047] 根据图3,根据本发明第三实施方式的激光投影装置11'具有可控的多射束激光 二极管装置10'，该多射束激光二极管装置具有两个相互分开的激光发射区域13，15。在 图3中，激光射束60,61由激光发射区域13,15产生及发射。激光发射区域13,15可以为相 互分开的、单个的半导体构件，但也可以为所有其它的、通过半导体技术来产生或者发射多 于一束激光射束的装置。多射束激光二极管装置1(V尤其可以为所谓的"双射束二极管"， 其中，两个激光二极管集成在一个半导体本体中。也可以使用"四射束二极管"，其中，集成 了四个激光二极管。在双射束二极管及四射束二极管中，激光发射区域相应于所集成的半 导体本体的不同的功能性区域，所述区域分别产生及发射激光射束60,61。
[0048] 然后，由激光发射区域13,15所发射或者产生的激光射束60,61可以如以上参照 图1和图2所解释地被偏转装置12偏转和/或以其它的方式被改变。
[0049] 根据第三实施方式，控制装置40'既与多射束激光二极管装置10'也与偏转装 置12耦合。在此，控制装置40'不仅控制，激光射束60,61如何被偏转装置12偏转和向哪 里偏转以及它们除此之外是否改变及如何改变。此外，控制装置40'能够控制多射束激光 二极管装置10'。由此，能够通过控制装置40'影响，如何、何时和通过激光发射区域13， 15的哪些特性来发射或产生激光射束60,61。
[0050] 尤其，根据第三实施方式，控制装置40'具有调制装置46和多模装置48。在此， 调制装置46能够按照调制频率来调制至少一个激光发射区域13,15。在此，该调制频率可 以为100MHz的数量级，但是也可以为1GHz的数量级。按照该调制频率所实施的调制可以 为幅度调制。替代地，该调制可以为频率调制。可以由经调制的激光发射区域产生或发射 经调制的激光射束。经调制的激光射束在投影平面80上产生可随时间变化的干涉图案，其 中，可以这样选择调制频率，使得随时间的变化不能被人眼分辨。对于人眼或者说人的感 知，干涉图案可以在不同的时间点时叠加，从而散斑效应减轻。
[0051] 多模装置48这样构成，使得多模装置能够在多模运行中运行至少一个激光发射 区域13,15。附加地或者替代激光发射区域13,15的调制，这可以通过调制装置46进行。尽 管在图3中直观地示出的本发明第三实施方式设置，激光投影装置11既具有多模装置48， 也具有调制装置46,根据本发明的激光投影装置11也可以仅具有多模装置48和调制装置 46中的一个或者也可以具有两者或者也可以两者都不具有。
[0052] 在多模运行中运行的激光发射区域13,15同时产生或者发射多个振动模式的激 光。即，由这样的激光发射区域13,15所发射的激光射束60,61具有多个振动模式，这些振 动模式能够在照射到投影平面80上时分别产生不同的干涉图案。这些干涉图案针对人眼 或者说人的感知叠加，这能够减弱散斑效应。
[0053] 根据图3,根据本发明第三实施方式的激光投影装置还具有转换装置42。转换装 置42能够由预先给定的图像数据或者视频数据产生控制指令。借助于所述控制指令，控制 单元40'能够控制多射束激光二极管装置10'和/或偏转装置12。在此，控制指令可以具 有这样的特性，使得相应于控制指令所发射或者产生的激光射束60,61根据控制指令被偏 转装置12这样偏转和/或改变，使得在投影平面80中产生根据预先给定的图像数据或者 视频数据的投影图案。在此，投影图案可以由每个经偏转的激光射束60'，61'分开地产 生。
[0054] 投影图案例如可以相应于待投影的图像的确定的颜色通道（Farbkanal)，尤其红 色通道。这样，多个激光射束60,61例如可以具有这样的波长，使得这些激光射束的叠加在 人的感知中基本上被感知为红色。尤其，多个激光射束可以具有红色色谱中的波长。多个 激光射束也可以基本上具有相同的波长。即，如果多个激光射束（在图3中所示出的第三 实施例中两个激光射束60,61)产生例如相同的投影图案，该投影图案相应于待投影的图 像的红色通道，则两个投影图案在人的感知中叠加。不同的经偏转的激光射束60'，61'在 投影平面80上分别产生不同的干涉图案，所述干涉图案在人的感知中叠加，这能够导致散 斑效应的降低。
[0055] 图4直观地示意性地示出激光投影装置的投影面的扫描线的示例性行进，激光投 影装置不构造得使得不同地偏转的激光射束在投影平面中在相同的扫描线上行进。
[0056] 图4示意性地示出投影平面80的前视图。构图不按实际比例。在投影平面80上， 应在所期望的图像面95之内形成图像。为了简化说明，投影平面80设有在Z方向和X方 向上的坐标系，该坐标系从原点82出发。在根据图4的示例性激光投影装置中，第一经偏 转的激光射束的投影点168在第一时间点tl时沿着第一扫描线197行进。第二激光投影 点169在相同的时间点tl时处于第二扫描线199上。即，根据图4的示例性激光投影装置 的控制装置必须相应地针对两条扫描线197,199同时提供控制指令。
[0057] 图5示出根据本发明第四实施方式扫描线在投影平面上的行进。
[0058] 根据图5,第一扫描线297平行于X方向行进，该X方向平行于图像面95的较长的 侧行进，该图像面水平地取向。第二扫描线299在第一扫描线297之间行进并且连接相互 跟随的第一扫描线297的每个终点和起点。根据本发明，多个不同的经偏转的激光射束的 投影点268,269沿着相同的扫描线行进，在图4中所示出的时间点tl时例如在水平的扫描 线297上行进。投影点268, 269在此指的是，在确定的时间点时，在这些点上会出现可见的 激光点，如果相应的激光射束60,61在同一时间（zeitnah)被发射的话。在图5中所示出 的扫描线例如能够由在图2中所示出的本发明第二实施方式来实现。例如，第一镜旋转轴 线52可以布置在具有Z轴线的平面中，并且第二镜旋转轴线56可以布置在具有X轴线的 平面内。在第一镜50运动期间，第二镜54能够首先保持不动，从而不同的经偏转的激光射 束60'，61/的投影点68,69, 268, 269基于第一镜52在第一旋转方向上的转动而在第一 扫描线297上水平地运动。然后，如果第一镜52在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上 运动，则能够使第二镜56这样运动，使得投影点268, 269在倾斜的第二扫描线299上运动。 在此，能够预料，仅当所述投影点沿着水平的扫描线297行进时，激光投影才确实出现到图 像面上，就是说，出现可见的激光点。
[0059] 激光投影装置可以这样构成，使得在投影平面80中由每个经偏转的激射束60'， 61'分开地产生相同的投影图案。例如，可以根据投影图案由第一经偏转的激光射束60' 在时间点tl时在投影点269上产生可见的激光点。在之后的时间点时，第二经偏转的激光 射束61'的第二投影点268处于在时间点tl时第一经偏转的激光射束60'的第一投影点 269所处的该地点处。然后，在第二时间点t2时能够由第二经偏转的激光射束61'也产生 可见的激光点。对于观看者，在时间点tl和t2时在相同的地点处分别产生的可见的激光 点能够叠加并且因此减弱散斑效应。
[0060] 图6示出根据本发明第五实施方式扫描线在投影平面上的行进。
[0061] 根据图6,第三扫描线397分别相互平行地行进，并且第四扫描线399分别相互平 行地行进。第四扫描线399分别连接相互跟随的第三扫描线397的终点和起点。
[0062] 根据本发明，多个不同的经偏转的激光射束的投影点368,369沿着相同的扫描线 行进，在图4中所示出的时间点t3时在第四扫描线399上行进。在图5中所示出的扫描线 例如能够由在图2中所示出的本发明第二实施方式所实现。镜旋转轴线52, 56能够如参照 图5所说明地布置，其中，第二镜56连续转动。在此，第二镜56的转动比第一镜52的转动 进行得慢。
[0063] 根据另一实施方式，所产生的激光射束60,61可以这样被准直装置（30)准直并且 被偏转装置（12, 30, 32, 50, 54)偏转和/或以其它的方式改变，使得，在投影平面80上，经 偏转的激光射束60'，61'的对应的"快轴（fastaxes)"沿着这样的扫描线99取向，沿着 该扫描线经偏转的激光射束60'，61'在投影平面80上运动。在此，"快轴"为这样的方 向，根据所述产生和尤其所述准直，激光射束在所述方向上比在其它的方向上传播得快。在 图4、图5和图6中，这由被强烈放大示出的投影点168，169,268,269,368,369的椭圆的形 状直观地示出，其中，所述椭圆的主轴线分别沿着相应的扫描线197,199, 297, 299, 397, 399 取向。替代地，准直装置（30)也可以这样构成，使得投影点基本上为圆形，例如通过在准直 装置（30)中使用第二圆柱体透镜。
[0064] 尽管以上已根据优选的实施例说明本发明，本发明绝不限于此，而是能够以多种 多样的方式来改变。
【权利要求】
1. 用于将激光射束投影到投影平面（80)上的激光投影装置（11 ;11')， 具有可控的多射束激光二极管装置（10 ;1〇'); 具有可控的、光学的偏转装置（12, 30, 32, 50, 54)，所述偏转装置这样构造，使得由所述 多射束激光二极管装置（10 ;1〇')所产生的激光射束（60,61)借助于所述偏转装置（12， 30, 32, 50, 54)被偏转；并且 具有控制装置（40 ;40 ')，所述控制装置这样构造，使得控制装置控制所述偏转装置 (12,30,32,50,54)使被所述偏转装置（12,30,32,50,54)所偏转的激光射束（60'，61') 在投影平面（80)上沿着扫描线（99)这样运动，使得不同地偏转的激光射束出0'，61') 在所述投影平面（80)中在相同的扫描线（99)上行进。
2. 根据权利要求1的激光投影装置，其中，所述偏转装置（12,30,32,50,54)具有至 少两个能够旋转的镜（50, 54)，其中，为每个镜（50, 54)配置有一个能够通过所述控制装置 (40 ;40')控制的促动器（51，55)，以使分别配置的所述镜（50, 54)能够绕一对应的镜旋 转轴线（52, 56)转动。
3. 根据前述权利要求之一的激光投影装置，其中，所述镜（50,54)这样布置并且能够 通过所述控制装置（40 ;40')这样控制，使得，通过至少一个第一镜（50)绕第一镜旋转轴 线（52)转动和通过至少一个第二镜（54)绕第二镜旋转轴线（56)转动，所产生的激光射束 (60,61)能够沿着所述扫描线（99)运动，并且，所述扫描线（99)在所述投影平面（80)上锯 齿形地走过所述投影平面（80)上的能够预先给定的图像面（95)。
4. 根据前述权利要求之一的激光投影装置，其中，所述偏转装置（12, 30, 32, 50, 54)具 有准直装置（30)，并且，所述准直装置（30)和所述多射束二极管装置（10 ; 10')这样构造 并且能够由所述控制装置（40 ;40')这样控制，使得由所述多射束激光二极管装置（10 ; 1(V )产生的激光射束（60,61)横穿所述准直装置（30)。
5. 根据前述权利要求之一的激光投影装置，其中，所述第一镜（50)和所述第二镜（54) 构造为多棱镜，并且，所述促动器（52, 56)能够通过所述控制装置（40 ;40')这样控制，使 得所述多棱镜在相同的旋转方向上转动。
6. 根据权利要求1至4之一的激光投影装置，其中，所述第一镜（50)和所述第二镜 (54)构造为平面镜，并且，所述促动器（52, 56)能够通过所述控制装置（40 ;40')这样控 制，使得所述平面镜在分别相应地预先给定的角度范围之内始终来回转动。
7. 根据前述权利要求之一的激光投影装置，其中，所述控制装置（40')具有转换装 置（42)，该转换装置构造用于由预先给定的图像数据或者视频数据产生这样的控制指令： 使得由通过所述控制装置（40')借助于所述控制指令所控制的多射束激光二极管装置 (KV )所产生的激光射束（60,61)借助于通过所述控制装置（40')按照所述控制指令被 控制的偏转装置（12, 30, 32, 50, 54)被这样偏转，使得在所述投影平面（80)中由每个经偏 转的激光射束，61')分开地产生一个根据所述预先给定的图像数据或者视频数据 的投影图案。
8. 根据权利要求7的激光投影装置，其中，所述控制装置（40')具有中间存储装置 (44)，通过该中间存储装置能够存储由所述转换装置（42)所产生的控制指令和/或能够存 储预先给定的图像数据或者视频数据，所述转换单元（42)能够由所述图像数据或者视频 数据产生控制指令。
9. 根据前述权利要求之一的激光投影装置，其中，所述多射束激光二极管装置（10') 集成在一半导体本体（10')中，该半导体本体具有至少两个相互分开的激光发射区域 (13,15)，通过所述激光发射区域能够相互独立地产生至少两个激光射束出0,61)。
10. 根据权利要求9的激光投影装置，其中，所述控制装置（40')具有调制装置（46)， 该调制装置构造用于按照调制频率来调制所述多射束激光二极管装置（1(V )的至少一个 激光发射区域（13,15)。
11. 根据权利要求9的激光投影装置，其中，所述控制装置（40')具有多模装置（48)， 该多模装置构造得在多模运行中运行所述多射束激光二极管装置（10')的至少一个激光 发射区域（13,15)，在所述多模运行中同时产生多个不同振动模式的激光。
12. 根据权利要求10或11的激光投影装置，其中，所述激光发射区域（13,15)这样构 成，使得所产生的激光射束（60,61)具有处于一窄的波长范围之内、尤其处于红色光谱内 的波长。
13. 用于将激光射束投影到投影平面（80)上的激光投影方法，尤其在使用根据权利要 求1至12之一的激光投影装置（10 ; 10')的情况下，该激光投影方法具有这样的步骤： 借助于多射束激光二极管装置（10 ;1(V )产生激光射束（60,61); 这样偏转所产生的激光射束（60,61)，使得经偏转的激光射束（60'，61')在投影平 面（80)上沿着扫描线（99)这样运动，使得不同的、经偏转的激光射束出0'，61')在所述 投影平面（80)内在相同的扫描线（99)上行进。
【文档编号】G03B21/00GK104155832SQ201410203136
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2013年5月14日
【发明者】W·海因策尔曼, F·菲舍尔, T·希尔贝拉特, G·皮拉德, A·埃勒特 申请人:罗伯特·博世有限公司