用于发射意图形成图像的光束的装置和方法、投影系统和使用所述装置的显示器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于发射意图形成图像的光束的装置和方法、使用所述装置的投影系统和使用所述系统的显示器。
[0002]本发明将例如在机动车辆中具有应用，用于通知车辆使用者，特别是其驾驶员。
【背景技术】
[0003]已知的是为机动车辆配备有所谓的平视显示系统。这样的系统布置在机动车辆驾驶员的视野中，且显示与机动车辆的状态、交通或其他相关的信息。
[0004]为了不干涉驾驶，必要的是被投影的图像的亮度适应于环境亮度。特别地，必要的是被投影图像的光功率在白天行程期间和夜晚行程期间或当通过隧道时显著不同。
[0005]通过使用发光二级管的平视显示器，已经提出通过控制二极管的供电电流来改变被投影图像的亮度。这样的装置允许令人满意的亮度适应性。但是，它们的白天亮度仍然不充足。
[0006]为了补偿该缺陷，已知使用激光类型光源的显示器。但是，在这种情况下通过控制供应所述源的电流的量而提供的亮度适应性不能充分地减少图像的光功率。作为例子，如果考虑期望在白天驾驶条件下具有10000Cd/m2量级的光功率以及在夜晚驾驶条件下具5Cd/m2量级的光功率，则观察到必要的是当从一个驾驶条件改变至另一个驾驶条件时减少2000倍的亮度。
[0007]申请人进行在通过控制光源的电流供应来使被投影图像的亮度适应的研宄，例如使用脉冲宽度调制技术或所使用的电流的幅度的控制，显示出这些技术具有局限性。特别必要的是具有最小脉冲持续时间和最小电流幅度，用于二极管的线性操作。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是通过提出一种用于发射意图形成图像的光束的装置来解决上述问题，所述装置包括一个或多个源，每一个发射激光类型的束，所述装置配置为由一个激光束形成所述光束或通过将所述激光束结合在一起而形成所述光束。“结合在一起”意思是，对于裸眼来说，所述激光束在结合后形成单个光束，即使它们仍单独地存在于所述束中。为了简化目的，术语“光束”将在下文中继续用于指示在将激光束结合在一起之后所述激光束的组合。
[0009]根据本发明，所述装置包括衰减器件，位于一个或多个所述源的下游，使得可以通过依据所述衰减器件的供电电流来传输和/或反射所述一个或多个束而改变光束的光功率。术语“光功率”是指由一个或多个源发射的光通量的光功率。其可从由接收光通量的光电二极管产生的电流以毫瓦(mW)计、或从由给定区域上的光通量产生的照明以坎德拉每平方米(Cd/m2)计被同样好地测量。
[0010]通过借助以控制激光源的电流供应之外的方式操作的特定器件使激光源发出的光束衰减，对于减少光功率获得可更大可能性。因而，可以同时得益于高的白天亮度和低的夜晚亮度。此外，通过使用基于它们的功率供应而操作的衰减器件，采用的方案不涉及任何移动部件。
[0011]根据本发明的一个方面，所述衰减器件包括一个或多个电致变色镜。它们将能够例如串联地布置在所述一个或多个束的路径中。以该方式，可以结合它们的衰减因子。
[0012]根据本发明的可以与前一方面结合的另一方面，所述发射装置可包括控制所述源的电流供应的器件，所述控制器件配置为提供所述光束的光功率的附加调整。以该方式，由衰减器件和控制器件提供的光功率的调整的能力被结合，以实现期望的衰减倍数，特别是至少1000，或甚至2000。
[0013]所述控制器件可配置为根据分配给每一个所述激光束的光功率的比例来提供所述激光束的光功率的线性电流调节，以提供光束的颜色的所述选择。以该方式，可获得专用于颜色选择的调节方法。
[0014]所述控制器件可还配置为提供通过脉冲宽度调制进行的所述激光束的光功率的调节，以实现所述光束的光功率的附加调整。以该方式，可获得专用于光功率的附加调整的调节方法。换句话说，衰减倍数可从所述衰减器件和所述激光源的供电电流的脉冲宽度调制的结合作用而获得，所述调节可使用所述控制器件实施。
[0015]更精确地，所述控制器件配置为使得所述脉冲宽度调制调节提供例如根据5至20的衰减倍数的附加调整，特别是10的衰减倍数。关于衰减器件，这些可使得可以获得100至300之间的衰减倍数，特别是大约200的衰减倍数，特别是通过串联地布置若干电致变色镜，如上所述。
[0016]根据本发明的可一起或单独采用的其他特征，可能与前述特征的所有部分结合:
[0017]所述衰减器件配置为在所述激光束中的至少一个与所述其他激光束中的至少一个结合之前改变所述激光束中的所述至少一个的光功率，和/或所述衰减器件配置为改变来自所述激光束的结合的所述光束的光功率，
[0018]所述装置还包括检测环境亮度的器件和处理器件，使得可以依据由所述检测器件检测的环境亮度来作用于所述衰减器件。
[0019]有利地，所述发射装置包括至少三个激光源，三个源中的每一个都能够发射电致变色光束。
[0020]如此，本发明还涉及一种图像投影系统，包括如上所述用于发射光束的装置。
[0021]所述系统包括例如用于从所述光束形成图像的器件。所述衰减器件可位于所述图像形成器件的上游和/或下游。
[0022]所述图像形成器件包括，例如，漫射屏，在所述漫射屏上，形成由从所述发射装置的一个或多个光源产生的图像。
[0023]根据第一实施方式，所述图像形成器件还包括激光扫描投影仪，其从由所述发射装置产生的光束产生形成在漫射屏上的图像的光束。
[0024]根据另一实施例，所述图像形成器件包括一投影仪，其包括插置在一个或多个光源和漫射屏之间的微镜阵列，微镜阵列在漫射屏上形成第一投影图像，在所述满色屏上形成有第二投影图像。
[0025]本发明还涉及一种平视显示系统，包括如上所述的投影系统。
[0026]这样的系统包括，例如，半反射板，能够布置在车辆风挡和方向盘之间，或风挡本身上。
[0027]根据本发明的系统可还包括插置在漫射屏和半反射板之间的路径中的反射装置。这样的反射装置使得可以更容易地安装投影装置，同时将图像从发射装置的给定位置发送至期望地点。
[0028]本发明还涉及一种用于发射意图形成图像的光束的方法，在所述方法中，提供一个或多个源，每一个源发射激光类型的束，所述光束由一个激光束形成或通过将所述激光束结合在一起而形成，且所述光束的光功率使用位于所述一个或多个源下游的衰减器件被改变。
[0029]还可以使用用于控制所述一个或多个源的电流供应的器件来提供所述光束的光功率的附加调整，特别是根据上面已经描述的特征。
[0030]有利地，所述方法使用上述发射装置。
【附图说明】
[0031]本发明的其他特征、细节和优势在阅读以下给出的作为表示且参考附图的描述而更加清楚地浮现，在图中:
[0032]图1是根据本发明的发射装置的概略图，处于第一操作模式中；
[0033]图2是图1中所示的装置的视图，处于第二操作模式中，
[0034]图3是图1中所示的装置的视图，处于第三操作模式中，
[0035]图4是根据本发明的平视显示系统的概略图。
【具体实施方式】
[0036]应注意到，附图以详细方式披露了本发明，以使用本发明，必要时，所述附图能够当然用于更好地限定本发明。
[0037]如图1至3中所示，本发明首先涉及用于发射光束的装置1，所述管束意图形成图像。这样的装置更特别地意图配备机动车辆的平视显示器，其中至少一个与车辆相关的信息项被投影。
[0038]这样的装置包括一个或多个源4、5、6，其每一个发射激光类型的束7、8、9。它们例如是激光源，典型地是激光二极管，每一个激光源发射单色射束，也就是说由单个颜色构成。
[0039]所述装置在此包括多个源4、5、6，在该情况下为三个源，所述装置配置为通过将由每一个所述源4、5、6单独发射的束7、8、9结合在一起而形成光束10。更精确地，源将可以是从一个源至另一个源发射不同颜色的源。颜色例如为红、绿或蓝(RGB)。
[0040]每一个源的光功率通过使用一个或多个激光源的供电电流被独立控制。在给定功率流下，光束10的颜色通过一方式确定，在该方式中，功率比在不同激光二极管之间被建立。例如，为了获得白光，光功率，相应地，必须根据以下分布被建立:60用于绿光二极管，30用于蓝光二极管，10用于红光二极管。如下所述，每一个源的光功率可还被控制为调节光束10的光功率。
[0041]由每一个源发出的束7、8、9例如平行于彼此取向，且沿相同方向反射，以通过结合形成所述共同光束10。为此，所述装置I在此包括光学元件，所述光学元件在一系列波长上为半透明的，诸如二向色镜或结合板11，拦截由每一个所述源发射的束7、8、9并沿所述束10的方向将它们结合。
[0042]更通常地，所述装置I配置为从所述一个或多个激光束7、8、9形成所述光束10，但是可涉及许多源4、5、6。在单个源的情况下，光束10由通过单个源发射的激光束构成，且所获得的图像则将根据所述颜色的梯度是单色的，由施加至形成其的每一个点的不同光功率构成。在多个源的情况下，典型地为上述三个源4、5、6，随后形成所述光束的所述共同束10将允许根据色谱建立图像，所述色谱的分辨率将对应于所述源4、5、6的功率源的控制的精细度。
[0043]根据本发明，所述装置I包括衰减器件12，位于一个或多个所述源4、5、6的下游，使得可以通过依据所述衰减器件12的供电电流来传输和/或反射所述一个或多个束而改变光束10的光功率。换句话说，颜色和/或强度通过控制源的电流供应而赋予光束10，所述衰减器件12使得可以改变一个或多个7、8、9、10的光功率。特别地，将可以使束的光功率适应于白天驾驶条件和夜晚驾驶条件。
[0044]所述装置可包括控制所述源的电流供应的器件。如上所述，它们使得可以选择光束10的颜色。
[0045]更精确地，所述控制器件例如配置为根据分配给每一个所述激光束7、8、9的光功率的比例来提供所述激光束7、8、9的光功率的线性