[发明专利]用于产生基于像素的照射图案的投影设备

说明书

本发明涉及一种用于产生基于像素的照射图案(12)的投影设备(10)，该投影设备具有：用于产生相干激光(22)的激光源(15)、以及具有多个反射镜(19)的微镜阵列(18)，这些反射镜被实施成在其位置(27)方面是可控制的，以设定该基于像素的照射图案(12)的相应像素(14)的亮度和/或颜色，其中，该激光源(15)被设定来将该激光(22)发射到该微镜阵列(18)上。根据本发明，提供了光束成形元件(17)，该光束成形元件被设定来将来自该激光源(15)的激光(22)分散成多个部分光束(23)，其中，这些部分光束各自朝向该微镜阵列(18)的反射镜(19)之一定向。

技术领域

本发明涉及一种用于产生基于像素的照射图案的投影设备。照射图案可以投影到投影表面上，在此它可以被使用者感知或看作光现象。可以单独地设定或指定照射图案的各个图像元素或像素(图片元素)。投影设备可以是例如机动车辆的前照灯或用于重现图像的投影仪。

背景技术

为了设定照射图案的相应像素的亮度和/或颜色，投影设备可以具有微镜阵列。它的另一个名字是数字微镜装置(DMD)。这是多个反射镜的安排，这些反射镜以所谓的MEMS(微机电系统)的形式来实施。反射镜构成二维阵列或场。可以独立地控制或设定每个反射镜的倾斜度或偏斜位置或总体上位置。如果光照到微镜阵列上，就可以针对基于像素的照明图案的相应像素来单独地建立每个反射镜从而或者是使得所述像素被光辐照(反射镜的亮位置)或者是通过将反射镜偏斜而使得光转向并且被偏转到例如吸光(light-swallowing)表面中并在那被吸收(反射镜的暗位置)。如果投影设备呈前照灯的形式，则明亮像素通过投影装置离开前照灯，而在暗像素的情况下，光在前照灯内的照明器中消失。

在微镜阵列被光照期间，因为在各自情况下在反射镜之间提供了例如由于黑色着色而不反射光但是吸收光的中间空间，所以光会有损失。因此，微镜阵列被加热，这进而造成必须费力地对其进行冷却。对于微镜阵列的反射镜之间的常规距离而言，在反射镜之间的中间空间中典型地损失超过百分之10的光。对于被非相干光(例如，来自发光二极管安排的光)辐照，微镜阵列的总效率典型地被指定为小于百分之70。

如果旨在通过使用更多的光来补偿这种损失，则这进而还导致微镜阵列被更强地加热。此外，微镜阵列不能承受高温，因为从约65摄氏度开始，它们必须不间断地移动以防止反射镜粘住。一种冷却选项是短暂关闭光源，但这进而会导致平均亮度降低。基于帕尔贴元件的主动冷却对于生产来说太昂贵。

发明内容

本发明所基于的目的在于指定一种高效率投影设备。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。从属专利权利要求、以下描述以及附图描述了有利的发展。

本发明提供了一种用于产生基于像素的投影图像或照射图案的投影设备。该投影设备具有用于产生相干激光的激光源。还提供了一种微镜安排或微镜阵列(DMD元件、微镜装置)，其具有被设计成在其位置方面是可控制的多个反射镜。可以通过该微镜阵列的反射镜来设定该基于像素的照射图案的相应像素的亮度和/或颜色。为此，这些反射镜可以在各自情况下在亮位置与暗位置之间切换。在亮位置，被相应反射镜反射的光被辐射到投影设备外。在暗位置，被相应反射镜反射的光投射到某个区域中或投影设备的吸收元件中，在该区域或吸收元件中，被反射的光被吸收或吞噬或转换以加热该投影设备并因此不再离开该设备。可以通过交替亮位置和暗位置(开/关)来调制光点的光照强度。这还被称为PWM(脉冲宽度调制)：亮位置相对于暗位置持续的时间越长，像素越亮。在此，PWM的持续时间段优选地少于100ms、优选地少于30ms。该激光源被设定来将激光发射到该微镜阵列上。因此，激光辐照微镜阵列的反射镜。