DE102012219666A1 - Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung - Google Patents

Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102012219666A1
DE102012219666A1 DE102012219666.8A DE102012219666A DE102012219666A1 DE 102012219666 A1 DE102012219666 A1 DE 102012219666A1 DE 102012219666 A DE102012219666 A DE 102012219666A DE 102012219666 A1 DE102012219666 A1 DE 102012219666A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
projection
image
laser
micromirror
adjustable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102012219666.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102012219666B4 (de
Inventor
Frank Fischer
Gael Pilard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102012219666.8A priority Critical patent/DE102012219666B4/de
Priority to SE1351170A priority patent/SE538110C2/sv
Priority to IT001768A priority patent/ITMI20131768A1/it
Priority to FR1360388A priority patent/FR2997513B1/fr
Priority to JP2013223608A priority patent/JP6422645B2/ja
Publication of DE102012219666A1 publication Critical patent/DE102012219666A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102012219666B4 publication Critical patent/DE102012219666B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/008Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using micromirror devices
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/28Reflectors in projection beam
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung mit einer Lasereinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, einen Laserstrahl (L) zu erzeugen, mit einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, einen Projektionsbereich (PB) als einen Teilbereich (TB) eines Gesamtprojektionsbereiches (GB) der Mikrospiegeleinrichtung (10) einzustellen und durch ein Ablenken des Laserstrahls (L) innerhalb des Projektionsbereiches (PB) ein Bild (B) auf einer Projektionsfläche (PF) zu erzeugen, und mit einer Rechnereinrichtung (30), welche dazu ausgelegt ist, die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung (10) und die Lasereinrichtung (20) derart anzusteuern, dass mit dem eingestellten Projektionsbereich (PB) ein vorgegebener Kontrastwert des auf der Projektionsfläche (PF) erzeugten Bildes (B) erreichbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Die DE 10 2004 060 576 A1 beschreibt ein Verfahren sowie einen Bildprojektor zur Bildprojektion, bei denen ein Projektionsstrahl in der Intensität moduliert und durch Ablenkung an einem zweiachsigen Scanner zur Erzeugung eines Bildes über eine Projektionsfläche geführt wird.
  • Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird während der Bildprojektion jeweils ein momentaner Positionswert ermittelt, der einer momentanen Position des Projektionsstrahls auf der Projektionsfläche zugeordnet ist, eine der momentanen Position zugeordnete lokale Bildinformation aus einem Bildspeicher ausgelesen wird und der Projektionsstrahl entsprechend der ausgelesenen lokalen Bildinformation in der Intensität eingestellt wird.
  • Die DE 10 2005 002 190 A1 beschreibt einen Scanner zum Erfassen eines Oberflächenreliefs eines Objektes. Der dort beschriebene Scanner umfasst einen Projektor, der ausgebildet ist, einen Lichtstrahl in einer Beleuchtungszeile über das Oberflächenrelief zu führen, um eine beleuchtete Stelle auf dem Oberflächenrelief zu erhalten, wobei der Projektor ferner dazu ausgebildet ist, ein Projektionssignal auszugeben, aus dem eine Position des Lichtstrahles in der Beleuchtungszeile ableitbar ist.
  • Ferner umfasst der dort beschriebene Scanner einen Kollektor mit einem zu Schwingungen in zwei Dimensionen anregbaren Kollektormikrospiegel und einem punktförmigen Lichtdetektor, wobei der Kollektormikrospiegel derart in eine erste Richtung der Beleuchtungszeile und in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung schwingbar angeordnet ist, dass eine Reflexion der beleuchteten Stelle innerhalb eines Abtastbereiches des Mikroscannerspiegels durch denselben auf den punktförmigen Lichtdetektor abbildbar ist.
  • Ferner ist bei dem dort beschriebenen Scanner der Kollektor dazu ausgebildet, ein Detektionssignal auszugeben, aus dem eine Position der beleuchteten Stelle in der ersten und zweiten Richtung ableitbar ist.
  • Mikrospiegel-Projektoren werden besonders für miniaturisierte Projektoren verwendet. Dabei kommen ein- und zweiachsige Mikrospiegel-Projektoren zum Einsatz. Um eine hohe Robustheit der Mikrospiegel-Projektoren zu erreichen, wird ein den Mikrospiegel-Projektor hermetische verschließender Glasverschluss verwendet, welcher Reflexionen, die in der Projektionsfläche reflektiert werden können, erzeugt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Projektionsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß Patentanspruch 8.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Projektionsvorrichtung mit einer abgedichteten hermetischen transparente Schnittstelle bereitzustellen, mit welcher ein hohes Kontrastverhältnis für anspruchsvolle Anwendungen, wie etwa ein Head-up-Display, kurz HUD, oder ein Anzeigefeld in Blickrichtung oder eine Blickfeldanzeige, erreichbar ist. Dabei wird das hohe Kontrastverhältnis durch ein Auswählen eines geeigneten Teilbereiches aus einem Gesamtprojektionsbereich erreicht. Somit wird das Bild durch die Projektionsvorrichtung lediglich in dem Teilbereich des Gesamtprojektionsbereiches projiziert, welcher ein entsprechend hohes Kontrastverhältnis ermöglicht.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung als ein gekapselter Mikrospiegel-Scanner für Laser-Projektions- oder Bildgebungs-Anwendungen ausgebildet ist. Der Betrieb der Mikrospiegeleinrichtung als gekapselter Mikrospiegel-Scanner mit einer lokalen Vakuum-Umgebung führt vorteilhaft zu einer Verringerung der Dämpfung der Bewegung der Mikrospiegel durch Gasmoleküle, wodurch höchstfrequentes Scannen auch bei weiten Scanwinkeln selbst bei niedrigen Antriebsspannungen ermöglicht wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung als ein einachsiger oder zweiachsiger Mikrospiegel-Scanner für Laser-Projektions- oder Bildgebungs-Anwendungen ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft ein schneller Bildaufbau bei der scannenden Bildprojektion erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Projektionsvorrichtung als eine Laser-Projektionsvorrichtung für eine Blickfeldanzeige ausgebildet ist. Dadurch können vorteilhaft wichtigen Informationen in ein Sichtfeld der Blickfeldanzeige projiziert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Projektionsbereich in Abhängigkeit von Betriebsdaten der Projektionsvorrichtung einstellbar ist. Dies erlaubt vorteilhaft, den Projektionsbereich optimal an die Betriebsdaten der Projektionsvorrichtung anzupassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Projektionsbereich in Abhängigkeit von vorgebaren Kontrastwertdaten von Teilbereichen des Gesamtprojektionsbereiches der Mikrospiegeleinrichtung einstellbar ist. Dadurch können von einem Benutzer der Projektionsvorrichtung für den jeweiligen Projektionsbereich der Bildprojektion gewünschte Kontrastwerte individuell vorgegeben werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der vorgegebene Kontrastwert des erzeugten Bildes in Abhängigkeit eines Winkelbereichs des von der Projektionsvorrichtung erzeugten Bildes vorgegeben ist. Dadurch kann der vorgegebene Kontrastwert vorteilhaft an den jeweiligen Winkelbereich der Bildprojektion angepasst werden.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Projektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Projektionsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Projektionsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Gesamtprojektionsbereichs der Projektionsvorrichtung zur Erläuterung der Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Gesamtprojektionsbereichs der Projektionsvorrichtung zur Erläuterung der Erfindung; und
  • 7 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Projektionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Die in der 1 dargestellte Projektionsvorrichtung 100 umfasst zwei einstellbare Mikrospiegeleinrichtungen 10, welche jeweils eine hermetische Verkapselung in Form einer Schutzglaseinrichtungen 62 aufweisen, an welchen sich Streulichtartefakte als Streulicht-Reflexionen SR ausbilden.
  • Die Projektionsvorrichtung 100 umfasst beispielsweise ferner eine Lasereinrichtung 20 und eine Rechnereinrichtung 30.
  • Die Lasereinrichtung 20 ist beispielsweise dazu ausgelegt, einen Laserstrahl L zu erzeugen. Die Lasereinrichtung 20 kann als eine mehrfarbige Laserquelle ausgebildet sein und eine Mehrzahl von Einzellaserquellen aufweisen, welche Laserstrahlung mit einer roten, grünen oder blauen Spektralfarbe erzeugen.
  • Die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung 10 kann als MEMS oder MOEMS, auf Englisch micro-electro-mechanical system oder micro-optoelectro-mechanical system, auf Deutsch mikroelektronisches System oder optoelektronisches System, ausgebildet sein.
  • Die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung 10 ist beispielsweise dazu ausgelegt, einen Projektionsbereich PB als einen Teilbereich TB eines Gesamtprojektionsbereiches GB der Mikrospiegeleinrichtung 10 einzustellen und durch ein Ablenken des Laserstrahls L innerhalb des Projektionsbereiches PB ein Bild B auf einer Projektionsfläche PF zu erzeugen.
  • Die zwei einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 können als zwei einachsige oder als ein zweiachsiger Mikrospiegel-Scanner für Laser-Projektions- oder Bildgebungs-Anwendungen ausgebildet sein. Ferner kann jede der zwei einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 als ein hermetisch verkapselter MEMS- oder MOEMS Spiegel-Scanner ausgeführt werden.
  • Die hermetische Verkapselung des MEMS und MOEMS Systems auf Wafer-Ebene der beiden einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 führt zu einem sicheren und einfach erzielten dauerhaften Schutz des MEMS-Bauelementes vor Kontamination aller Art und erlaubt somit eine uneingeschränkte Funktionstüchtigkeit der einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10.
  • Die Rechnereinrichtung 30 ist beispielsweise dazu ausgelegt, die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung 10 derart anzusteuern, dass mit dem eingestellten Projektionsbereich PB ein vorgegebener Kontrastwert des auf der Projektionsfläche PF erzeugten Bildes B erreichbar ist.
  • Ein erste der zwei einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 ist dabei dazu ausgelegt, das Bild B in vertikaler Richtung abzurastern. Die zweite der zwei einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 ist dazu ausgelegt, das Bild B in horizontaler Richtung abzurastern.
  • Die beiden Mikrospiegeleinrichtungen 10 rastern das Bild B kontinuierlich über den Gesamtprojektionsbereiches GB ab. Allerdings wird der Laserstahl L von der Lasereinrichtung 20 nur während des Abrasterns des Teilbereiches TB des Gesamtprojektionsbereiches GB erzeugt und somit nur ein Bild B innerhalb des Teilbereiches TB projiziert.
  • Die Schutzglaseinrichtungen 62 sind dazu ausgebildet, die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung 10 hermetisch dicht zu verkapseln. Dabei können die Schutzglaseinrichtungen 62 durch Gehäusehalterungseinrichtung 50 fixiert werden. Die Gehäusehalterungseinrichtung 50 können als Teilgehäuseeinheiten der Projektionsvorrichtung 100 ausgebildet sein und dienen dem Fixieren von einzelnen Komponenten der Projektionsvorrichtung 100, wie etwa den Schutzglaseinrichtungen 62 oder der einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 oder der Rechnereinrichtung 30.
  • Wie in der 1 dargestellt können zwei einstellbare Mikrospiegeleinrichtungen 10 in der Projektionsvorrichtung 100 verwendet werden. Beim Projizieren des Bildes B auf der Projektionsfläche PF treten jedoch mehrere Abbildungsfehler auf. Diese Abbildungsfehler oder Aberrationen stellen Abweichungen von der idealen optischen Abbildung der Projektionsvorrichtung 100 dar, welche durch optische Systeme, wie etwa eine Verkapselung der einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 mittels der Schutzglaseinrichtungen 62 bewirkt werden.
  • Dabei können neben diffusem Streulicht auch Streulicht-Reflexionen SR auftreten. Streulicht-Reflexionen SR entstehen beispielsweise an brechenden Glasoberflächen der Schutzglaseinrichtungen 62. Dadurch können auffällige Lichtflecke auf dem Bild B entstehen. Die Streulicht-Reflexionen SR lassen sich aus physikalischen Gründen nicht völlig vermeiden, aber sie können ferner durch eine Antireflexbeschichtung der Schutzglaseinrichtungen 62 oder eine Vergütung der reflektierenden Oberflächen der Schutzglaseinrichtungen 62 stark reduziert werden.
  • Die Oberflächen der Schutzglaseinrichtungen 62 wirken dabei zumindest teilweise wie ein Spiegel. Durch die teilweise reflektierenden Oberflächen werden die Streulicht-Reflektionen SR generiert.
  • Mit einer Anti-Reflex-Beschichtung, kurz AR-Beschichtung, können die Streulicht-Reflektionen SR auf etwa 1% der Intensität des Laserstrahls reduziert werden. Wenn die reflektierenden Oberflächen der Schutzglaseinrichtungen 62 nicht gekippt werden, sind die Streulicht-Reflektionen SR im Bild B vorhanden.
  • Die Streulicht-Reflektionen SR von der reflektieren Oberfläche der ersten einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 werden horizontal durch die zweite einstellbare Mikrospiegeleinrichtung 10 reflektiert. Dadurch wird als optisches Artefakt eine horizontale Linie in dem Bild B erzeugt.
  • Die Streulicht-Reflektionen SR von der reflektieren Oberfläche der zweiten einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 werden vertikal reflektiert. Dadurch wird als optisches Artefakt eine vertikale Linie in dem Bild B erzeugt.
  • Die Streulicht-Reflektionen SR erzeugen daher insgesamt kreuzförmige Artefakte auf dem Bild B.
  • Das Bild B ist als eine Matrix von Bildpunkten aufgebaut. Daher wird die Intensität der vertikalen Linien durch die Anzahl der Spalten des Bildes B beeinflusst, und die Intensität der horizontalen Linien wird durch die Anzahl der Zeilen des Bildes B beeinflusst.
  • Bei einer Intensität der Reflexion an der Oberfläche von 1% und 850 Spalten ist die Intensität der vertikalen Linie noch 850 × 0,01 = 8,5. Somit sind die Streulichtreflexionen SR 8,5 mal heller als die durchschnittliche Helligkeit eines Bildpunktens. Daher werden zur Vermeidung der Streulicht-Reflektionen SR diese Bereiche aus der Bildprojektion ausgeblendet.
  • Die Lasereinzelstrahlen L1, L2, L3 entsprechen einer gewünschten idealen optischen Abbildung und stellen verschiedene Scanwinkel innerhalb des Projektionsbereiches PB dar.
  • Beispielsweise stellt der Lasereinzelstrahl L1 denjenigen Laserstrahl dar, wie er durch die zweite Mikrospiegeleinrichtung 10 in einer extrem nach rechts ausgelenkten Position abgelenkt wird. Der Lasereinzelstrahl L2 stellt denjenigen Laserstrahl dar, wie er durch die die zweite Mikrospiegeleinrichtung 10 in einer Nullstellung abgelenkt wird. Der Lasereinzelstrahl L3 stellt denjenigen Laserstrahl dar, wie er durch die zweite Mikrospiegeleinrichtung 10 in einer extrem nach links ausgelenkten Position abgelenkt wird.
  • Die Projektionsvorrichtung 100 kann ferner eine Speichereinrichtung 40 aufweisen, welche mit der Rechnereinrichtung 30 gekoppelt ist. In der Speichereinrichtung 40 sind beispielsweise vorgebare Kontrastwertdaten von Teilbereichen TB des Gesamtprojektionsbereiches GB der Mikrospiegeleinrichtung 10 abgespeichert. Dabei können die Teilbereiche TB als Projektionsbereich PB von der Rechnereinrichtung 30 ausgewählt werden.
  • Die Rechnereinrichtung 30 und die Speichereinrichtung 40 sind beispielsweise als eine Prozessoreinheit oder als eine sonstige elektronische Datenverarbeitungseinheit ausgebildet. Die Rechnereinrichtung 30 ist beispielsweise als ein Mikrocontroller, auch µController, ausgebildet, welcher neben einem Prozessor auch Einheiten für Peripheriefunktionen auf einem Chip vereint.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Projektionsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Abweichend von der in der 1 gezeigten Ausführungsform weist bei der in der 2 gezeigten Ausführungsform die Projektionsvorrichtung 100 Schutzglaseinrichtungen 62 mit Streulicht-Reflexionen SR in Vorwärtsrichtung auf.
  • Die in der 2 gezeigten Streulicht-Reflexionen SR werden von der rückwärtigen Oberfläche beiden Schutzglaseinrichtungen 62 nach der Umlenkung an den einstellbaren Mikrospiegeleinrichtungen 10 erzeugt. Deshalb sind sie nicht so persistent und intensiv in ihrer Intensität wie die in der 1 gezeigten Streulicht-Reflexionen SR, aber sie reduzieren dennoch den Kontrast des Bildes B.
  • Die Streulicht-Reflexionen SR der zweiten einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 werden innerhalb des Bildes B projiziert. Aufgrund der Verkippung der Schutzglaseinrichtungen 62 werden die Streulicht-Reflexionen SR nicht innerhalb eines zentralen Bereiches des Bilds B abgebildet.
  • Die Geometrie der Streulicht-Reflektionen SR wird in der nachfolgenden 6 detailgetreuer dargestellt. Bei dem Abrastern des Bildes B wird die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung 10 beginnend von rechts, wie in 2 dargestellt, über eine Nullstellung, wie in 3 dargestellt bis zu einer maximalen Auslenkung nach links verkippt. Ausgehend von dem Lasereinzelstrahl L2 sind ferner Streulicht-Reflexionen SR auf der Projektionsfläche PF dargestellt.
  • Die weiteren in der 2 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der 1 zugehörigen Figurenbeschreibung beschrieben und werden daher nicht weiter erläutert.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Projektionsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Abweichend von der in der 1 gezeigten Ausführungsform weist bei der in der 3 gezeigten Ausführungsform die Projektionsvorrichtung 100 Schutzglaseinrichtungen 62, welche in Nullstellung positioniert sind. Dabei treten Streulicht-Reflexionen SR auf.
  • Die weiteren in der 3 dargestellten Bezugszeichen sind bereits in der zu der 1 zugehörigen Figurenbeschreibung beschrieben und werden daher nicht weiter erläutert.
  • Die 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Gesamtprojektionsbereichs der Projektionsvorrichtung zur Erläuterung der Erfindung.
  • Auf der X-Achse ist die X-Koordinate einer Ortskoordinate des Bildes B in mm dargestellt, die Y-Achse gibt die Y-Koordinate der Ortskoordinate des Bildes B wieder. Unterschiedliche Grauwerte geben den Intensitätswert der jeweiligen Ortskoordinaten in dem Diagramm entsprechend der neben dem Diagramm dargestellten Skala wieder.
  • Die 4 zeigt eine Simulation einer als Bild B projizierten Punktmatrix PM mit der durch die Schutzglaseinrichtungen 62 erzeugten vielfältigen Streulicht-Reflexionen SR. Die Intensitätsskala ist logarithmisch und dunklere Grauwerte entsprechen einem höheren Intensitätswert in relativer Intensität. Die in Form der regelmäßigen Punktmatrix PM angeordneten Punkte sind die direkt projizierten Punkte. Die davon abweichenden Punkte sind Punkte, welche auf Streulicht-Reflexionen SR basieren und etwa 1/100 der Intensität der direkt projizierten Punkte der Punktmatrix PM aufweisen.
  • Als Kontrastwert kann im linken, ersten Teilbereich B1 durch die Mehrzahl von Streulicht-Reflexionen SR lediglich ein Wert von ungefähr einem Faktor von 200:1 erreicht werden.
  • Auf dem rechten, zweiten Teilbereich B2 des projizierten Bildes B gibt es keine merklichen Streulicht-Reflexionen SR. Der Kontrastwert in diesem zweiten Teilbereich B2 kann im Idealfall einen Kontrastwert von bis zu 10000:1 erreichen.
  • Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Die 5 stellt die an der zweiten Mikrospiegeleinrichtung 10 auftretenden Reflektionen SR im Detail dar und stellt dabei insbesondere die Winkel zwischen dem einfallenden Laserstrahl Lin einen reflektierten Laserstrahl Lrfl dar.
  • Eine Ausführungsform einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 ist detailliert in 6 dargestellt. Dabei ist der Strahlverlauf von einem einfallenden Laserstrahl Lin und einem reflektierten Laserstrahl Lrfl dargestellt.
  • Die in der 5 gezeigten Winkel sind wie folgt definiert:
    α ist der Winkel zwischen dem einfallenden Laserstrahl Lin und der Normalen NOS der Spiegeloberfläche SO in Nullstellung.
    β ist der Winkel zwischen der Normalen der in einer beliebigen Position ausgelenkten Spiegeloberfläche SO relativ zu der Normalen der Spiegeloberfläche SO in Nullstellung.
    γ ist der Winkel zwischen der Normalen NOG der Glasscheibe relativ zu der Normalen NOS der Spiegeloberfläche SO in Nullstellung.
    θ ist der Winkel der Scan-Richtung relativ zu der Normalen NOS der Spiegeloberfläche SO in Nullposition.
    φ ist der Winkel zwischen dem reflektierten Laserstrahl Lrfl und der Normalen der Spiegeloberfläche SO in Nullstellung.
  • Nachdem der einfallende Laserstrahl Lin durch die Spiegeloberfläche SO der einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 reflektiert wird, treten im weiteren Strahlverlauf des Laserstrahls L Streulicht-Reflexionen SR an der als eine Glasscheibe ausgebildeten Schutzglaseinrichtungen 62 auf.
  • Auf der Oberfläche der Schutzglaseinrichtungen 62 wird der reflektierte Laserstrahl Lrfl teilweise unter dem Winkel von θ + γ zurückreflektiert. Der reflektierte Laserstrahl Lrfl wird erneut von der Spiegeloberfläche SO der Mikrospiegeleinrichtung 10 umgelenkt und wieder in Richtung des projizierten Bildes B abgelenkt, wodurch der Kontrastwert des Bildes B abnimmt und sich verringert.
  • Die Winkeldifferenz δ zwischen dem Scanwinkel und dem Winkel der Streulicht-Reflexionen SR ist gegeben durch: δ = θ0 – φ0 = (α – 4β + 2γα) – (α ± 2β) = 2γ – 2β
  • Der Teilbereich TB, welcher nicht durch die sekundären Streulicht-Reflexionen SR in Bezug auf den Gesamtbereich GB beeinflusst ist, ist gegeben durch das Verhältnis r: r = (γ – β)/(2β)
  • Diese Verhältnis r hängt somit nur vom der Neigung der Glasscheibe γ und dem Scanwinkel β ab. Dabei können zweckmäßige Werte für die beiden Winkel β und γ gewählt werden, um einen Verhältniswert von r von etwa 1/3 zu erreichen.
  • Somit wird beispielsweise ein Bild B mit einem Bildformat von 16:9, wobei 16 auf die Länge und 9 auf die Höhe des Bildes bezogen ist, mit dem 16-fachen des Verhältnisses r projiziert.
  • Die 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Diagramms eines Gesamtprojektionsbereichs der Projektionsvorrichtung zur Erläuterung der Erfindung.
  • Um einen möglichst hohen Kontrastwert des Bildes B zu erreichen, wird ein Projektionsbereich PB einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 als ein Teilbereich eines Gesamtprojektionsbereiches GB der Mikrospiegeleinrichtung 10 eingestellt.
  • Die 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt ein Erzeugen S1 eines Laserstrahls L durch eine Lasereinrichtung 20.
  • Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Einstellen S2 eines Projektionsbereiches PB einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 als einen Teilbereich eines Gesamtprojektionsbereiches GB der Mikrospiegeleinrichtung 10.
  • Als ein dritter Verfahrensschritt erfolgt ein Ablenken S3 des Laserstrahls L innerhalb des Projektionsbereiches PB, um ein Bild B auf einer Projektionsfläche PF zu erzeugen und Ansteuern der einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung 10 und der Lasereinrichtung 20, um mit dem eingestellten Projektionsbereich PB einen vorgegebenen Kontrastwert des auf der Projektionsfläche PF erzeugten Bildes B zu erreichen.
  • Die Verfahrensschritte können dabei iterativ oder rekursiv in beliebiger Reihenfolge wiederholt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004060576 A1 [0002]
    • DE 102005002190 A1 [0004]

Claims (8)

  1. Projektionsvorrichtung mit: – einer Lasereinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, einen Laserstrahl (L) zu erzeugen; – einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, einen Projektionsbereich (PB) als einen Teilbereich (TB) eines Gesamtprojektionsbereiches (GB) der Mikrospiegeleinrichtung (10) einzustellen und durch ein Ablenken des Laserstrahls (L) innerhalb des Projektionsbereiches (PB) ein Bild (B) auf einer Projektionsfläche (PF) zu erzeugen; und – einer Rechnereinrichtung (30), welche dazu ausgelegt ist, die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung (10) und die Lasereinrichtung (20) derart anzusteuern, dass mit dem eingestellten Projektionsbereich (PB) ein vorgegebener Kontrastwert des auf der Projektionsfläche (PF) erzeugten Bildes (B) erreichbar ist.
  2. Projektionsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung (10) als ein gekapselter Mikrospiegel-Scanner für Laser-Projektions- oder Bildgebungs-Anwendungen ausgebildet ist.
  3. Projektionsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die einstellbare Mikrospiegeleinrichtung (10) als ein einachsiger oder zweiachsiger Mikrospiegel-Scanner für Laser-Projektions- oder Bildgebungs-Anwendungen ausgebildet ist.
  4. Projektionsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Projektionsvorrichtung (100) als eine Laser-Projektionsvorrichtung für eine Blickfeldanzeige ausgebildet ist.
  5. Projektionsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Projektionsbereich (PB) in Abhängigkeit von Betriebsdaten der Projektionsvorrichtung (100) einstellbar ist.
  6. Projektionsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Projektionsbereich (PB) in Abhängigkeit von vorgebaren Kontrastwertdaten von Teilbereichen des Gesamtprojektionsbereiches (GB) der Mikrospiegeleinrichtung (10) einstellbar ist.
  7. Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der vorgegebene Kontrastwert des erzeugten Bildes (B) in Abhängigkeit eines Winkelbereichs des von der Projektionsvorrichtung (5) erzeugten Bildes (B) vorgegeben ist.
  8. Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung mit folgenden Verfahrensschritten: – Erzeugen (S1) eines Laserstrahls (L) durch eine Lasereinrichtung (20); – Einstellen (S2) eines Projektionsbereiches (PB) einer einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung (10) als einen Teilbereich (TB) eines Gesamtprojektionsbereiches (GB) der Mikrospiegeleinrichtung (10); und – Ablenken (S3) des Laserstrahls (L) innerhalb des Projektionsbereiches (PB), um ein Bild (B) auf einer Projektionsfläche (PF) zu erzeugen und Ansteuern der einstellbaren Mikrospiegeleinrichtung (10) und der Lasereinrichtung (20), um mit dem eingestellten Projektionsbereich (PB) einen vorgegebenen Kontrastwert des auf der Projektionsfläche (PF) erzeugten Bildes (B) zu erreichen.
DE102012219666.8A 2012-10-26 2012-10-26 Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung Active DE102012219666B4 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012219666.8A DE102012219666B4 (de) 2012-10-26 2012-10-26 Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung
SE1351170A SE538110C2 (sv) 2012-10-26 2013-10-04 Projektionsanordning och förfarande för drift av projektionsanordning
IT001768A ITMI20131768A1 (it) 2012-10-26 2013-10-23 Dispositivo di proiezione e procedimento per il funzionamento di un dispositivo di proiezione
FR1360388A FR2997513B1 (fr) 2012-10-26 2013-10-24 Dispositif de projection et son procede de gestion
JP2013223608A JP6422645B2 (ja) 2012-10-26 2013-10-28 プロジェクション装置及び該プロジェクション装置の動作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012219666.8A DE102012219666B4 (de) 2012-10-26 2012-10-26 Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012219666A1 true DE102012219666A1 (de) 2014-04-30
DE102012219666B4 DE102012219666B4 (de) 2023-06-22

Family

ID=50479645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012219666.8A Active DE102012219666B4 (de) 2012-10-26 2012-10-26 Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6422645B2 (de)
DE (1) DE102012219666B4 (de)
FR (1) FR2997513B1 (de)
IT (1) ITMI20131768A1 (de)
SE (1) SE538110C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018211545A1 (de) * 2018-07-11 2020-01-16 Robert Bosch Gmbh Spiegelvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung
WO2021004982A1 (de) * 2019-07-10 2021-01-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optische sendeeinheit für eine optische detektionsvorrichtung, optische detektionsvorrichtung sowie kraftfahrzeug
DE102014223992B4 (de) 2014-11-25 2023-08-17 Robert Bosch Gmbh Projektionseinrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016006445A (ja) * 2014-06-20 2016-01-14 船井電機株式会社 振動ミラーパッケージおよびプロジェクタ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004060576A1 (de) 2004-12-16 2006-07-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Projektor zur Bildprojektion
DE102005002190A1 (de) 2005-01-17 2006-07-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Scanner und Verfahren zum Betreiben eines Scanners

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8016434B2 (en) 2008-06-05 2011-09-13 Disney Enterprises, Inc. Method and system for projecting an animated object and concurrently moving the object's projection area through an animation pattern
JP2011070056A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Seiko Epson Corp 光偏向器、光偏向器の製造方法、及び画像形成装置
DE102009058762A1 (de) * 2009-12-14 2011-06-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ablenkeinrichtung für eine Projektionsvorrichtung, Projektionsvorrichtung zum Projizieren eines Bildes und Verfahren zum Ansteuern einer Ablenkeinrichtung für eine Projektionsvorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004060576A1 (de) 2004-12-16 2006-07-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Projektor zur Bildprojektion
DE102005002190A1 (de) 2005-01-17 2006-07-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Scanner und Verfahren zum Betreiben eines Scanners

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014223992B4 (de) 2014-11-25 2023-08-17 Robert Bosch Gmbh Projektionseinrichtung
DE102018211545A1 (de) * 2018-07-11 2020-01-16 Robert Bosch Gmbh Spiegelvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung
DE102018211545B4 (de) * 2018-07-11 2021-02-04 Robert Bosch Gmbh Spiegelvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung
US11940619B2 (en) 2018-07-11 2024-03-26 Robert Bosch Gmbh Mirror device and production method for a mirror device
WO2021004982A1 (de) * 2019-07-10 2021-01-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Optische sendeeinheit für eine optische detektionsvorrichtung, optische detektionsvorrichtung sowie kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014085679A (ja) 2014-05-12
SE1351170A1 (sv) 2014-04-27
FR2997513A1 (fr) 2014-05-02
DE102012219666B4 (de) 2023-06-22
SE538110C2 (sv) 2016-03-08
ITMI20131768A1 (it) 2014-04-27
JP6422645B2 (ja) 2018-11-14
FR2997513B1 (fr) 2017-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012109569B4 (de) Head-Up-Display-Vorrichtung
DE102013203616B4 (de) Vorrichtung zur Projektion eines Bildes in einen Anzeigebereich mit Schirm zur Zwischenbildanzeige
DE112016005483B4 (de) Head-Up-Display
EP2443506B1 (de) Projektionsdisplay und dessen verwendung
DE112012005021B4 (de) Projektionstyp-Bildanzeigevorrichtung
AT517524B1 (de) Laserbeleuchtungsvorrichtung für Fahrzeugscheinwerfer
DE19851000C2 (de) Projektionsanordnung
DE60126468T2 (de) Optischer Motor für SLM-Anzeigesysteme mit Auflichtschirm oder Durchlichtschirm
WO2002099506A2 (de) Vorrichtung und verfahren zur laserprojektion hochauflösender bilder auf die netzhaut des auges, überlagert mit dem bildinhalt des gesichtsfeldes
DE102012219666B4 (de) Projektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung
DE102012207621A1 (de) Projektionsdisplay mit mehrkanaloptik mit nicht kreisförmiger gesamtapertur
EP1016274A1 (de) Anordnung, bei der von einer lichtquelle aus licht auf eine fläche gerichtet wird
WO2014023658A2 (de) Head-up-display
DE102016218237B4 (de) Abtastprojektorsystem
DE102021132465A1 (de) MEMS-Spiegelbasierte erweiterte Realitätsprojektion mit Eye-Tracking
DE102015205871A1 (de) Anzeigevorrichtung und Blickfeldanzeigesystem für ein Kraftfahrzeug
JP3306628B2 (ja) ビデオ・プロジェクション装置及び所定の大きさの複数の画素からなるビデオ画像を表示する方法
DE102017211914A1 (de) Verfahren zur Kalibrierung einer Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille sowie Projektionsvorrichtung für eine Datenbrille zur Durchführung eines Verfahrens.
DE10259318A1 (de) Vorrichtung zur Verbesserung der Leuchtdichte in einem Projektionsfernsehsystem
DE10249338A1 (de) Anordnung zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsfläche und zugehörige Transformationsoptik
WO2018224533A1 (de) Head-up-display
DE102013200461A1 (de) Verfahren und Vorrichtungen zum Verringern des Speckle-Effekts
WO2017055149A1 (de) Vorrichtung zur datenprojektion
DE102016210763B4 (de) Linsenarray und Bildanzeigevorrichtung
WO1997044696A1 (de) Anzeigeeinrichtung, die am kopf tragbar ist

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final