图像投影设备制造技术

本发明专利技术公开了一种图像投影设备，其包括：激光源，其每一个发射激光；光束组合器，其组合激光；光束偏转器，其周期性地改变组合激光的行进方向并将组合激光指引到屏幕；控制器，其基于驱动电流与从激光源输出的总光强度之间的关系来控制供应给激光源的驱动电流，其中，总光强度包括三个范围，当在包括在第一范围或第三范围内的总光强度中发射激光时，控制器向激光源供应驱动电流，以及当在包括在第二范围内的总光强度中发射组合激光时，控制器向激光源的至少一个或一些供应驱动电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种图像投影设备，并且更特别地，涉及一种使用激光发射元件作为光源的图像投影设备。
技术介绍
具有激光发射元件作为光源的图像投影设备被用作激光投影仪、汽车HUD(平视显示器)等。此类图像投影设备包括例如发射红光的激光发射元件、发射绿光的激光发射元件以及发射蓝光的激光发射元件，并且其通过将从这些激光发射元件发出的每个光引导到屏幕上而将彩色图像投射到屏幕。图像投影设备的一个属性是图像的宽亮度范围(也称为宽动态范围)，其可导致稳定的投影。例如，当在汽车HUD中使用图像投影设备时，如果该动态范围宽，则可以以适合于驾驶员在任何条件下观看的亮度来显示图像，例如，在外界光的强度从白天至黑夜的不同的条件下。在常规激光发射元件中，最小驱动电流(所谓的阈值电流)是稳定地执行激光振荡所必需的。当供应处于此阈值或以上的驱动电流时，激光发射元件根据驱动电流的量而稳定地发射具有一定强度的激光。同时，当供应小于阈值的电流时，不能稳定地发射激光。因此，已知一种用驱动电流来执行激光发射元件的脉冲发射的技术，所述驱动电流具有处于阈值或以上的振幅，并且其脉冲宽度被调制(例如，专利文献1)。根据这种技术，可以稳定地获得其有效强度与激光发射元件连续地发射的情况相比很小的激光。引用列表专利文献专利文献1TO 2012/104967
技术实现思路
然而，促使激光发射元件执行脉冲发射以产生其脉冲宽度被调制的驱动电流要求用至少像素频率或更大的高频对相当大的电流进行斩波的开关电路，这导致更复杂的电路。此外，由于驱动电流是高频的脉冲电流，所以很可能出现在实现方面的限制一一例如，需将驱动电流的供应路线提供为极短以减少波形失真并抑制电磁噪声。根据本专利技术的一个或多个实施方式的图像投影设备使用激光发射元件作为光源，并且可以在不调制激光发射元件的驱动电流的脉冲宽度的情况下且在宽亮度范围内稳定地投射图像。根据本专利技术的一个或多个实施方式的图像投影设备包括:激光源，其具有发射属于一个色彩的波长的多个第一激光的多个发射点和光束成形器，其将所述多个第一激光组合成一个第二激光；光束偏转器，其周期性地改变第二激光的行进方向；驱动器，其向选自所述多个发射点的一个或多个发射点供应可变驱动电流；以及控制器，其根据第二激光器的目标强度来控制驱动器并根据该目标强度是否被包括在管理范围内在向所述多个发射点的一部分供应一个驱动电流与和向每个发射点分配所述一个驱动电流之间切换，所述管理范围是当所述一个驱动电流被分配给每个发射点且一个或多个发射点在包括模式竞争区的预定不稳定区中操作时获得的第二激光的强度范围。根据本专利技术的一个或多个实施方式，通过所述多个激光源的至少一个产生在第二范围(管理范围)内的强度的激光，其中，存在当通过全部的所述多个激光源产生激光时光强度将变得不稳定的问题。由于通过较少数目的激光源产生具有在第二范围内的强度的激光，所以在单独发射点处产生的光强度变得更大。结果，可以使激光源避开不稳定区操作，并且缓解了光强度变得不稳定的问题。此外，所述控制器可通过保存对应性信息并根据该对应性信息来控制驱动器而向对应于目标强度的供应目的地供应对应于目标强度的量的驱动电流，所述对应性信息针对包括在管理范围内的所述多个强度中的每一个将其中可以通过向所述多个发射点的一部分进行供应而获得强度的电流量指示为驱动电流的量，并且将所述多个发射点的一部分指示为驱动电流的供应目的地，并且针对未包括在管理范围内的多个强度中的每一个，将其中可以通过向全部的所述多个发射点进行分配来获得强度的电流量指示为驱动电流的量，并且将全部的所述多个发射点指示为驱动电流的供应目的地。根据本专利技术的一个或多个实施方式，所述控制器根据对应性信息来控制驱动器；因此，可以获得上述效果。此外，所述多个发射点中的每一个具有单独阈值，其为启动激光振荡所需的操作电流的最小值，并且所述多个发射点中的每一个的不稳定区可由围绕着发射点的阈值预先确立的电流范围定义。根据本专利技术的一个或多个实施方式，基于所述阈值来控制驱动器；因此，可以获得上述效果。此外，当目标强度被包括在管理范围内时，控制器可通过控制驱动器而向所述多个发射点之中阈值最小的一个发射点供应驱动电流。根据本专利技术的一个或多个实施方式，具有第二范围内的强度可能用较小驱动电流来生成，并且这在针对图像投影设备的功率节省方面是有利的。此外，可在不同的激光发射元件中提供所述多个发射点中的每一个，并且可用将所述多个第一激光组合成第二激光的光束组合器和将第二激光转换成基本上平行光的准直透镜来构造光束成形器。根据本专利技术的一个或多个实施方式，可以用发射点、光束组合器以及准直透镜来构造激光源。此外，可在单个激光发射元件中提供所述多个发射点中的每一个，并且可用将所述多个第一激光中的每一个转换成基本上平行光的准直透镜和在不同区域处接收被转换成基本上平行光之后的所述多个第一激光中的每一个并在基本上相同行进方向上衍射该光的衍射格栅板来构造光束成形器。此外，可在单个激光发射元件中提供所述多个发射点中的每一个，并且可用在不同区域处接收所述多个第一激光中的每一个并在不同行进方向上衍射该光的衍射格栅板和将衍射之后的所述多个第一激光中的每一个转换成基本上平行光的准直透镜来构造光束成形器，并且衍射格栅板可以在可以将发射视为来自准直透镜的光轴上的一个点的取向上来衍射所述多个第一激光。根据本专利技术的一个或多个实施方式，可以用发射点、准直透镜以及衍射格栅板来构造激光源。此外，可与多个色彩中的每一个相对应地提供激光源，图像投影设备还可包括光束组合器，其将每个色彩的第二激光组合成单个第三激光，光束偏转器可周期性地改变第三激光的行进方向，驱动器可针对每个色彩向从包括在对应于该色彩的激光源中的所述多个发射点所选的一个或多个发射点供应可变驱动电流，并且控制器可针对每个色彩在向对应于该色彩的所述多个发射点的一部分供应与该色彩的第二激光的目标强度相对应的量的驱动电流与向所有的所述多个发射点分配驱动电流之间切换。根据本专利技术的一个或多个实施方式，获得一种彩色图像投影设备。本专利技术不仅可以实现为图像投影设备，而且可以实现为包括在此类图像投影设备中执行的步骤的图像投影设备的控制方法。此外，还可以将此类控制方法实现为将由计算机执行的程序。根据本专利技术的一个或多个实施方式，一种图像投影设备，包括:多个激光源，所述多个激光源的每个发射激光；组合激光的第一光束组合器；光束偏转器，其周期性地改变组合激光的行进方向，并将组合激光指引到屏幕；以及控制器，基于驱动电流与从激光源输出的总光强度的关联，所述控制器控制提供给激光源的每个的驱动电流，其中，所述总光强度包括第一、第二和第三范围，当组合激光以被包括在第一范围或第三范围的总光强度发射时，所述控制器向激光源的每个供给驱动电流，并且，当组合激光以被包括在第二范围的总光强度发射时，所述控制器向激光源的至少一个或一些供给驱动电流。根据本专利技术的一个或多个实施方案，一种平视显示设备包括:图像投影设备；和屏幕，其中所述图像投影装置包括:多个激光源，所述多个激光源的每个发射激光；组合光束的第一光束组合器；光束偏转器，其周期性地改变组合激光的行进方向，并将组合激光指引到屏幕；以及控制器，基于驱动电流与从激光源输出的总本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像投影设备，包括：多个激光源，所述多个激光源的每一个发射激光；第一光束组合器，所述第一光束组合器组合所述激光；光束偏转器，所述光束偏转器周期性地改变组合激光的行进方向并将所述组合激光指引到屏幕；以及控制器，所述控制器基于驱动电流与从所述激光源输出的总光强度之间的关系来控制供应给所述激光源的每一个的驱动电流，其中，所述总光强度包括第一、第二以及第三范围，当在包括在所述第一范围或所述第三范围内的所述总光强度中发射所述组合激光时，所述控制器向所述激光源的每一个供应所述驱动电流，以及当在包括在所述第二范围内的所述总光强度中发射所述组合激光时，所述控制器向所述激光源的至少一个或一些供应所述驱动电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长岛贤治，野上丰史，伊东达也，
申请(专利权)人：船井电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP