(57)【要約】  第１のコヒーレント電磁放射の第１のビーム（１１０）を表面（９１）上に投影するためのオプトエレクトロニクスデバイスはとりわけ、動作中に第１のコヒーレント電磁放射の第１のビーム（１１０）を放射するのに適した第１の放射源（１１）を有する。さらに前記オプトエレクトロニクスデバイスは、前記第１のビーム（１１０）の部分領域において前記第１の電磁放射の位相を変化するために該第１の電磁放射のビーム経路に設けられた第１の位相変調エレメント（２１）と、該第１のビーム（１１０）の射線方向（Ｐ１，Ｐ２）を変化するために該第１の電磁放射のビーム経路に設けられた放射偏向エレメント（４）とを有する。
2010517275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントな第１の電磁放射の第１のビーム（１１０）を表面（９１）上に投影するためのオプトエレクトロニクスデバイスにおいて、
・動作中に前記第１の電磁放射の第１のビーム（１１０）を放射するのに適した第１の放射源（１１）と、
・前記第１のビーム（１１０）の部分領域（１１０２）において前記第１の電磁放射の位相を変化するために該第１の電磁放射のビーム経路に設けられた第１の位相変調エレメント（２１）と、
・前記第１のビーム（１１０）の射線方向（Ｐ１，Ｐ２）を変化するために前記第１の電磁放射のビーム経路に設けられた放射偏向エレメント（４）
とを有することを特徴とする、オプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２】
前記第１の放射源（１１）はレーザを有する、請求項１記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項３】
前記レーザはレーザダイオードを有する、請求項２記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項４】
前記第１の放射源（１１）から放射される第１のビーム（１１０）は発散する、請求項１から３までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項５】
前記第１の放射源（１１）から放射される第１のビーム（１１０）は、５°以上かつ２０°以下の発散角（１１００）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項６】
前記第１の位相変調エレメント（２１）は、前記第１の電磁放射のビーム経路において前記第１の放射源（１１０）に直接後置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項７】
・さらに第１の光学的エレメント（３１）が設けられており、
・前記第１の光学的エレメント（３１）は、前記第１の電磁放射のビーム経路において前記第１の位相変調エレメント（２１）に後置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項８】
前記第１の光学的エレメント（３１）は、前記第１のビーム（１１０）を視準および／または集束するのに適したエレメントである、請求項１から７までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項９】
前記第１の光学的エレメント（３１）は、前記第１の放射源（１１０）から０．５ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の距離（１１０３）にある、請求項７または８記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１０】
前記第１の位相変調エレメント（２１）は前記第１の放射源（１１０）から、前記第１の光学的エレメント（３１）と該第１の放射源（１１０）との間の距離（１１０３）の半分を下回る距離（１１０２）にある、請求項７から９までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１１】
前記第１の位相変調エレメント（２１）は少なくとも１つの第１の領域（２１１）と第２の領域（２１２）とを有し、該第１の領域（２１１）と該第２の領域（２１２）とは、前記第１の電磁放射の位相をそれぞれ異なる程度に変調するように設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１２】
前記第１の電磁放射の位相は前記第１の領域（２１１）全体において一定に変調され、該第１の電磁放射の位相は前記第２の領域（２１２）全体において一定に変調されるように、該第１の領域（２１１）および該第２の領域（２１２）はそれぞれ構成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１３】
前記第１の領域（２１１）および前記第２の領域（２１２）はそれぞれ、前記第１の電磁放射の位相が前記第１のビーム方向に対して横方向に連続的に変調されるように構成されている、請求項１１記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１４】
前記第１の領域（２１１）と前記第２の領域（２１２）とは、少なくとも部分的に、前記第１の電磁放射に対して相互に異なる光学的距離を有する、請求項１１から１３までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１５】
前記第１の領域（２１１）と前記第２の領域（２１２）とは、少なくとも部分的に、相互に異なるホログラフ構造を有する、請求項１１から１４までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１６】
前記第１の位相変調エレメント（２１）によって行われる前記第１の電磁放射の位相の変化は時変性である、請求項１から１５までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１７】
前記第１の位相変調エレメント（２１）は前記第１の電磁放射のビーム経路に対して横方向に可動である、請求項１６記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１８】
前記放射偏向エレメント（４）は、前記第１のビーム（１１０）を前記表面（９１）上において偏向するのに適したエレメントである、請求項１から１７までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項１９】
前記放射偏向エレメント（４）は少なくとも１つの偏向可能なミラーを有する、請求項１から１８までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２０】
前記放射偏向エレメント（４）は、前記第１のビーム（１１０）を固定的な空間角度領域上に周期的に走査させるのに適したエレメントである、請求項１から１９までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２１】
付加的に、コヒーレントな第２の電磁放射の第２のビーム（１２０）を前記表面（９１）上に投影するように構成されており、
・動作中に前記第２の電磁放射の第２のビーム（１２０）を放射するのに適した第２の放射源（１２）と、
・前記第１のビーム（１１０）を前記第２のビーム（１２０）に重ね合わせる（１５２）ための光学的混合器（５１）
とを有する、請求項１から２０までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２２】
前記第２のビーム（１２０）の部分領域において前記第２の電磁放射の位相を変化するために該第２の電磁放射のビーム経路に設けられた第２の位相変調エレメント（２２）を有する、請求項２１記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２３】
付加的に、コヒーレントな第３の電磁放射の第３のビームを前記表面（９１）上に投影するように構成されており、
・動作中に前記第３の電磁放射の第３のビーム（１３０）を放射するのに適した第３の放射源（１３）と、
・前記第１のビーム（１１０）および／または前記第２のビーム（１２０）を前記第３のビーム（１３０）に重ね合わせる（１５３）ための光学的混合器（５２）
とを有する、請求項２１または２２記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【請求項２４】
前記第３のビーム（１３０）の部分領域において前記第３の電磁放射の位相を変化するために該第３の電磁放射のビーム経路に設けられた第３の位相変調エレメント（２３）を有する、請求項２３記載のオプトエレクトロニクスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念によるオプトエレクトロニクスデバイスに関する。
【０００２】
コヒーレント光が照射される表面または表面へのコヒーレント光の投射を観察すると、反射された光の遠景に、不均一な明るさで現れる照明パターンを、いわゆるスペックルパターンの形態で認識することができる。その際にはこのスペックルパターンは、照射された表面がたとえば眼の網膜または位置分解能の検出システムに結像される際に、表面の表面構造で反射された光の干渉作用によって生じる。典型的な表面構造は、通常は表面の粗度によって決定される。表面の照射される領域または眼の位置または検出器の位置が連続的に変化すると、連続的に変化するスペックルパターンはフリッカとして知覚され、このことは、たいてい望ましくない。
【０００３】
本発明の特定の実施形態の少なくとも１つの課題は、コヒーレント放射源を有しスペックルパターンの印象を低減するオプトエレクトロニクスデバイスを提供することである。
【０００４】
この課題は、独立請求項である請求項１の特徴を有する発明により解決される。従属請求項に本発明の有利な実施形態および発展形態が記載されており、これらの実施形態および発展形態はまた、以下の詳細な説明および図面にも示されている。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態によるオプトエレクトロニクスデバイスはとりわけ、
・動作時に第１のコヒーレント電磁放射の第１のビームを放射するのに適した第１の放射源と、
・前記第１の電磁放射のビーム経路に、該第１の電磁放射の位相を前記第１のビームの部分領域において変化するために設けられた第１の位相変調エレメントと、
・前記第１の電磁放射のビーム経路に、前記第１のビームの射線方向を変化するために設けられた放射偏向エレメント
とを有する。
【０００６】
ここではとりわけ、位相を第１のビームの部分領域で変化させるということは、該第１のビームの第２の部分領域における位相に対して相対的に第１の部分領域において位相を変化させることを意味することができる。このことはとりわけ、２つの部分領域の位相の位相差を変化させることも意味することができる。
【０００７】
ここでは、第１のコヒーレント電磁放射の第１のビームはとりわけ、第１の電磁放射の集束ビームまたは第１の電磁放射の射線である。とりわけ電磁放射のビームとは、有利には任意または所定の伝搬方向ないしは射線経路ないしは射線方向に沿って伝搬し、特に有利には射線経路に対して空間的に横方向に制限されている電磁放射である。
【０００８】
またオプトエレクトロニクスデバイスは、表面にわたって第１のビームを偏向するために構成することができる。この表面は、たとえばプロジェクションスクリーンである。
【０００９】
第１の位相変調エレメントの作用は、第１の電磁放射の位相が少なくとも部分的に変化し、すなわち１つの第１の部分領域または複数の部分領域で変化して、「粗い」位相面が形成されるように選択することができる。このことはとりわけ、第１の電磁放射は第１の位相変調エレメントより下流では未だコヒーレントであるが、平滑な位相面を有さなくなることを意味する。
【００１０】
オプトエレクトロニクスデバイスによって照射される表面ないしは第１のビームが投射される表面は典型的には粗さを有するので、平滑な位相面を有するコヒーレント電磁放射がこのような表面に照射されると通常は、観察者に対してスペックルパターンの印象が与えられてしまう。このスペックルパターンは、コヒーレント電磁放射がこのような粗い表面の個々の部分領域で反射されることによって発生する干渉像である。平滑な位相面を有するこのようなコヒーレント電磁放射のビームが表面上で動いても、スペックルパターンのこのような印象が生成される。というのも、表面の特定の部分領域における電磁放射の位相は、この部分領域がビーム内に存在する限り、すなわちこの部分領域にビームが被さっている限り、一定であるからだ。
【００１１】
有利には、本発明によるオプトエレクトロニクスデバイスによって生成された第１の電磁放射の粗い位相面によって、このようなスペックルパターンの印象が減少されるかまたは阻止される。このことは、表面上での第１のビームの動きが非常に小さくても、観察者側で生成される干渉像が持続的に変化することによって実現することができる。というのも、表面上の固定的な部分領域に当たる電磁放射の位相は「粗い」位相面によって持続的に変化するからである。このような畳み込みによって、すなわち粗い位相面と表面の粗さとが重なり合うことにより、変化する干渉像ないしはスペックルパターンを持続的に生成することができる。観察者側で生成される干渉像がこのように持続的に変化することにより、眼の慣性によって、干渉像ないしはスペックルパターンが時間平均化されるという作用が実現される。このようにして、眼のこのような時間平均化によって有利には、スペックルパターンの印象を減少するかまたは完全に阻止することができる。
【００１２】
１つの有利な実施形態では第１の位相変調エレメントは、第１のビームの一部分の位相を該第１のビームの別の部分に対して相対的に変化するように設けられている。こうするためには第１の位相変調エレメントは、第１の電磁放射の位相をそれぞれ異なる程度で変化するように構成されかつ／または適した第１の領域と第２の領域とを有するのが有利である。とりわけ第１の位相変調エレメントは、第１のビームの複数の部分領域においてそれぞれ第１の電磁放射の位相を変化するように構成することができる。こうするためには、第１の位相変調エレメントは複数の位相変調領域を有することができる。このことによって、射線方向で見て第１の位相変調エレメントより下流において第１の電磁放射は、第１のビームの射線方向に対して横方向に、とりわけたとえば射線方向に対して垂直方向に、第１のビームのビーム断面の異なる領域において異なる位相を有することができる。その際に有利なのは、第１の電磁放射の位相が前記第１の領域全体において一定に変調され、該第１の電磁放射の位相は前記第２の領域全体において一定に、かつ該第１の領域における変調とは異なって変調されるように、前記第１の領域および第２の領域がそれぞれ形成されることである。このようにして、第１のビームのビーム断面にわたって階段状の位相プロフィールが形成される。このようにして第１の電磁放射は、第１のビームの射線方向に対して横方向に、位相のジャンプ状の変化または位相の段状の変化を有する。その際に特に有利なのは、ランダム分布された階段状の位相プロフィールを生成することである。というのも、このような位相プロフィールは表面上にスペックルパターンの急激な変化を引き起こし、このような変化は、上記のように有利には、観察者の眼の平均化作用によってスペックルパターンの知覚の抑圧に作用する。
【００１３】
択一的または付加的に、第１の電磁放射の位相が第１の射線方向に対して横方向に、とりわけ垂直に連続的に変調されるように第１の領域および第２の領域がそれぞれ形成されるように、第１の位相変調エレメントを構成することもできる。このことによって、連続的な位相プロフィールが形成される。とりわけ、たとえば周期的な位相プロフィールが生成され、特に有利には正弦波形の位相プロフィールが生成される。ここでは、連続的な位相プロフィールを生成できる位相変調エレメントは有利である。というのもこれによって、回折損失を低減できるからである。
【００１４】
別の実施形態では位相変調エレメントは、ディスク形またはプレート形に、第１のビームの射線方向に対して横方向に、とりわけ垂直方向に２つの主延在方向を有するように形成され、たとえば多角形であり、とりわけ矩形または正方形であるか、または円形、楕円形であるか、またはこれらの組み合わせである。この２つの主延在方向は、たとえば相互に垂直である。円形または楕円形の位相変調エレメントの場合、１つの主延在方向を半径に沿うように決定し、他方の主延在方向を回転角に沿うように決定することができる。第１の位相変調エレメントの異なる複数の位相変調領域の配置は、１つの主延在方向に沿って行うことができるので、複数の異なる位相変調領域を縞状のパターンに形成することができる。円形または楕円形の位相変調エレメントの場合、複数の異なる位相変調領域を扇形または円環状または楕円環状のパターンに形成することもできる。択一的または付加的に、複数の異なる位相変調領域を第２の主延在方向に配置することができ、複数の位相変調領域をたとえばマトリクス状に配置することができる。位相変調領域の寸法、すなわちたとえば１つの縞の幅は、第１の電磁放射の波長より大きいのが有利である。その際に有利なのは、位相プロフィールのパターンが位相変調領域の配置と同じになることであり、たとえば位相プロフィールのパターンを縞状またはマトリクス状にすることができる。
【００１５】
特に有利には、第１の領域と第２の領域との間で第１の位相変調エレメントによる位相プロフィールの振幅すなわち位相の変分が少なくとも１．５π変化するように、すなわち少なくとも２７０°変化するように構成する。その際には、第１の領域と第２の領域とは相互に接してはならない。とりわけ、階段形の位相プロフィールはランダムな位相分布を有することができる。その際には第１の位相変調エレメントは、５個以上かつ１５個以下の数の部分領域を有することができる。さらに、たとえば正弦波形の位相プロフィール等である連続的かつ周期的な位相プロフィールは、照明される領域において、１周期以上かつ５周期以下の周期を有することができる。
【００１６】
第１のビームをたとえば表面上で動かすように構成される場合、第１のビームが表面に当たった場合に該第１のビームの位相プロフィールが該表面上で該第１のビームの移動方向に対して平行に変化するように、第１の位相変調エレメントを該第１のビーム内に配置するのが有利である。位相変調領域が縞状に配置される場合、これによって表面上で得られる第１のビームの位相プロフィールは、有利には該第１のビームの移動方向に対して垂直な縞を有することができる。たとえばビームは、２つの移動方向で表面上を移動することができる。その際には、ビームを１つの移動方向では他方の移動方向より迅速に移動させる。その際に有利なのは、上記のことを迅速な移動方向と関連づけて適用することである。
【００１７】
その際に有利なのは、第１の電磁放射の振幅および／または強度が全く変化しないかまたはほとんど変化せず、位相変調エレメントによって発生する出力損失が全く無いかまたは僅かのみになるように、位相変調エレメントを構成することである。その際にはとりわけ、第１の位相変調エレメントは第１のビーム全体をカバーする。その際に有利なのは、第１の位相変調エレメントが透明であることだ。
【００１８】
ここでは第１の位相変調エレメントは、第１の電磁放射に対して異なる光学的距離を有する少なくとも２つの領域を有することができる。これらの異なる光学的距離は、厚さおよび／または屈折率が異なることによって形成することができる。このことはとりわけ、第１のビームが第１の位相変調エレメントの前記少なくとも２つの領域において横切らなければならない２つの光学的距離が異なることにより、第１の領域を通って放射される第１のビームの一部分の第１の電磁放射の位相は、第２の領域を通って放射される該第１のビームの一部分の位相に対して相対的に変化することを意味する。異なる厚さはたとえば、位相変調エレメントの少なくとも１つの放射入射面または放射出射面を構造化することによって形成することができる。異なる屈折率はたとえば、担体材料に付加的に添加または使用する材料が異なることによって得ることができる。たとえば、第１の位相変調エレメントは透明なガラスまたは透明なプラスチックを含むか、または第１の位相変調エレメントを透明なガラスまたは透明なプラスチックから形成することができる。その際には、部分領域においてイオン交換またはイオン打ち込みによって屈折率を変化させることができる。さらに、異なる部分領域において位相変調エレメントの材料の厚さが異なることもできる。
【００１９】
また、第１の位相変調エレメントをホログラフディスクとして形成することもできる。その際には、位相変調領域すなわち第１の領域および第２の領域は、第１の電磁放射の位相を相互にそれぞれシフトして変調するのに適したホログラフ構造を有することができる。
【００２０】
とりわけ位相変調エレメントを透過性または反射性に形成することができる。すなわち位相変調エレメントは、第１の電磁放射が該第１の位相変調エレメントを透過する際または表面で反射する際に該第１の電磁放射の位相を変調することができる。
【００２１】
別の実施形態では、第１の位相変調エレメントによって行われる第１の電磁放射の位相の変化は時間的に変化する。このことはたとえば、第１の位相変調エレメントが第１のビームの射線方向に対して横方向に、すなわち第１の電磁放射のビーム経路に対して非平行に可動であることによって実現することができる。たとえば第１の位相変調エレメントの移動は周期的な移動とすることができ、特に有利には第１の電磁放射のビーム経路に対して垂直な方向の周期的な移動とすることができる。その際にはさらに、線形移動または回転とすることもできる。択一的または付加的に、第１の電磁放射の位相変調を、第１の位相変調エレメントの少なくとも１つの領域または複数の領域において時間的に可変とすることができる。その際にはたとえば、移動のために構成されかつ／または適したモータまたは圧電素子を使用して移動を行うことができる。第１の位相変調エレメントが第１のビームに対して相対的に移動する場合、スペックルパターンは持続的に変化し、このことによってたとえば、たとえば第１のビームが粗い表面上で移動することに起因してスペックルパターンが変化する他に付加的に、変化するスペックルパターンが観察者の眼によって平均化される上記の平均化作用がさらに増幅される。
【００２２】
１つの実施形態では、第１の放射源から放射される電磁放射はとりわけ、紫外線〜赤外線の波長領域内にあるスペクトルを有する電磁放射である。さらに、このスペクトルは有利には、可視光の波長領域を有する。とりわけ、このスペクトル領域は少なくとも、約４００ｎｍ〜約８００ｎｍの間の波長を有する成分を含む。特に有利には、第１の電磁放射は青色または緑色または緑色の波長を有し、特に有利には単色の電磁放射を有する。
【００２３】
１つの実施形態では、第１のコヒーレント電磁放射のコヒーレント長は大きい。このことはとりわけ、第１の電磁放射のコヒーレント長が数ｍ〜数百ｍ以上のオーダであることを意味する。
【００２４】
特に有利には、第１の電磁放射が良好に視準され、第１のコヒーレント電磁放射の第１のビームの視準後の発散が小さくなり、第１の放射源から遠くても該第１のビームのビーム断面の拡開が僅かのみであるかまたは全くないように構成する。第１の電磁放射のこの距離は、数ｍのオーダとすることができる。
【００２５】
さらに有利には、第１の放射源は第１の電磁放射を高い強度で放射するのに適した放射源である。その際には、第１の電磁放射の高い出力と小さいビーム断面とによって高い強度を実現することができる。たとえばビーム断面は、１〜数μｍの領域内の直径または側辺長を有し、有利にはたとえば約５μｍの直径または側辺長を有する。
【００２６】
１つの有利な実施形態では、第１の放射源はレーザを有する。このレーザはたとえば、コンパクトな構成サイズで第１のコヒーレント電磁放射を高いビーム品質で生成できるレーザダイオードを有する。
【００２７】
前記レーザダイオードは、動作中に第１のコヒーレント電磁放射の第１のビームを放射するのに適した活性領域を有する半導体層列を有することができる。この半導体層列は、エピタクシー層列として構成するか、またはエピタクシー層列を含む放射放出半導体チップとして構成することができる。すなわち、エピタキシャル成長によって形成された半導体層列として構成することができる。その際には、たとえばＩｎＧａＡｌＮをベースとして半導体層列を構成することができる。ＩｎＧａＡｌＮベースの半導体チップおよび半導体層列には殊に、エピタクシー形成された半導体層列が通常は、ＩＩＩ‐Ｖ族化合物半導体材料系であるＩｎＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮから成る材料を含有する少なくとも１つの個別層を含む異なる複数の個別層から構成された層列を有する半導体チップおよび半導体層列が含まれる。ここでは、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１である。ＩｎＧａＡｌＮをベースとする少なくとも１つの活性層を有する半導体層列はたとえば、有利には紫外線〜緑色の波長領域にある１つまたは複数のスペクトル成分を有する電磁放射を放出する。
【００２８】
択一的または付加的に、半導体層列または半導体チップはＩｎＧａＡｌＰをベースとすることができ、すなわち半導体層列は異なる単一層を有することができ、そのうち少なくとも１つの単一層はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＰ（但し０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１およびｘ＋ｙ≦１）のＩＩＩ‐Ｖ族化合物半導体材料系からなる材料を有する。ＩｎＧａＡｌＰをベースとする少なくとも１つの活性層を有する半導体層列または半導体チップはたとえば、有利には緑色〜赤色の波長領域にある１つまたは複数のスペクトル成分を有する電磁放射を放出する。
【００２９】
択一的または付加的に、半導体層列または半導体チップは別のＩＩＩ‐Ｖ族化合物半導体材料系、例えばＡｌＧａＡｓベースの材料またはＩＩ‐ＶＩ族化合物半導体材料系を有することができる。とりわけ、ＡｌＧａＡｓベースの材料を含む活性層は、赤色〜赤外線の波長領域にある１つまたは複数のスペクトル成分を有する電磁放射を放出するのに適している。
【００３０】
別の実施形態では第１の放射源は、動作中に生成された第１のコヒーレント電磁放射を放射するための放射出射面を有する。とりわけ、半導体層列または半導体チップを含むレーザダイオードの場合、該半導体層列または半導体チップは前記放射出射面を有することができる。たとえば、半導体層列または半導体チップを端面発光レーザダイオードとすることができる。このことはとりわけ、放射出射面は半導体層列または半導体チップの側面によって形成されることを意味する。さらに、放射出射面はたとえば、複数の側面を有することができる。択一的に、この半導体層列または半導体チップを垂直発光レーザダイオード（「ＶＣＳＥＬ」）とし、放射出射面が半導体層列または半導体チップの主表面によって形成することもできる。さらに、第１の放射源は複数の半導体層列または半導体チップを有するか、または複数の活性領域を有する１つの半導体層列または半導体チップを有することができる。このことによってたとえば、第１の活性領域において電磁放射が生成され、該電磁放射は第２の活性領域においてたとえば光ポンピングによって第１の電磁放射を生成するように構成することができる。さらに、第１の放射源は周波数混合を行うための周波数混合エレメントを有するか、とりわけ周波数ダブリングを行うための周波数ダブリングエレメントを有することができる。
【００３１】
１つの有利な実施形態では、第１の放射源は視準光学系を有さない。このことはとりわけ、第１の放射源から放射された第１の電磁放射が、発散するビームとなることを意味する。すなわち視準されないビームとなることを意味する。とりわけ、第１の放射源から放射された第１のビームは、５°以上かつ２０°以下の発散角を有する。とりわけ第１のビームは、第１の放射源からの出射時に、数μｍ２のビーム断面を有する。たとえば第１のビーム断面は、１〜数μｍの領域内の側縁長を有する実質的に矩形の形状を有し、たとえば３〜５μｍの領域内の側縁長を有する形状を有する。
【００３２】
特に有利な実施形態では、第１の位相変調エレメントは第１の電磁放射のビーム経路において第１の放射源に直接後置されている。とりわけこのことは、第１の放射源と第１の位相変調エレメントとの間に集束光学系または視準光学系が配置されていないことを意味する。このことは、第１のビームが発散ビームとして、すなわち視準されていないビームとして第１の位相変調エレメントに当たることを意味することができる。
【００３３】
別の有利な実施形態では、本装置はさらに第１の光学的エレメントを有する。この第１の光学的エレメントは、第１の電磁放射のビーム経路において第１の位相変調エレメントに後置されている。とりわけ第１の光学的エレメントは、第１のビームを視準および／または集束するのに適するように構成することができるので、たとえば視準光学系または集束光学系を有することができる。このような構成では、第１のビームが第１の光学的エレメントを透過した後、該第１のビームの発散角は小さくなるかまたは無くなり、かつ／または該第１のビームのビーム断面は小さくなることができる。「発散角が小さくなる」および「ビーム断面が小さくなる」はここではとりわけ、第１のビームの発散角ないしはビーム断面が該第１のビームの射線方向で見て第１の光学的エレメントより上流にあるより該第１の光学的エレメントより下流にある方が小さくなることを意味する。この第１の光学的エレメントは、第１の放射源から０．５ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の距離に離れて配置することができる。有利には第１の光学的エレメントは、第１の放射源から１ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下の距離にあり、有利には２ｍｍ以下の距離にある。第１の光学的エレメントはたとえば、第１の放射源から放射された発散ビームを視準および／または集束するのに適した１つまたは複数のレンズを有するかまたはレンズ系を有する。この第１の光学的エレメントはたとえば、アナモフィックに形成されたレンズを視準光学系または視準光学系の一部として有する。
【００３４】
上記のように位相変調エレメントは、第１の電磁放射の「粗い」位相面を生成するのに適したエレメントとすることができる。その際には、第１のビームは発散することができる。第１の光学的エレメントを第１のビームのビーム経路において第１の位相変調エレメントより下流に配置することにより、たとえば、共役平面内で、すなわち無限ないしは表面上で第１のビームを視準することにより、「粗い」位相面を有する均質な波を生成することができる。
【００３５】
第１の位相変調エレメントを第１の放射源と第１の光学的エレメントとの間に配置することによって、有利には、コンパクトかつ簡単な構成の装置を実現することができる。というのも、オプトエレクトロニクスデバイスは第１の電磁放射のビーム経路において光学的エレメントに後置された位相変調エレメントのための付加的なスペースを有さなくてもよいからである。
【００３６】
別の実施形態では、第１の位相変調エレメントは第１の放射源から、第１の光学的エレメントから該第１の放射源までの距離の半分以下の距離にある。特に有利には、位相変調エレメントから第１の放射源までの距離は、第１の光学的エレメントから該第１の放射源までの距離の１０％以上かつ２０％以下である。このことによって有利には、なお十分な大きさのコンパクトな第１の位相変調エレメントを使用して、発生する可能性のある回折作用を無視できる程度にするかまたは許容可能な程度にすることができる。
【００３７】
別の有利な実施形態では前記放射偏向エレメントは、第１のビームを表面上において偏向するのに適したエレメントである。このことは、第１のビームを表面上において偏向するために放射偏向エレメントを構成できることを意味する。「表面上において偏向する」とは、ここではたとえば、第１のビームが異なる時点で、表面の異なる部分領域に当たることを意味する。その点では、ある時間中または時間間隔中に第１のビームの射線方向の連続的または段階的な変化を可能にするかまたは生じさせるように、放射偏向エレメントを構成することができる。その際には、放射偏向エレメントは少なくとも１つの偏向可能なミラーを有する。「走査ミラー」とも称することができるこのようなミラーは、たとえば１次元または２次元で偏向するように構成することができる。たとえば、このようなミラーをある程度の角度量だけ回転する際に中心とすることができる軸を、相互に垂直な２つの軸とすることができる。さらに、１つまたは複数の空間的方向で、たとえば非平行な２つの空間的方向で、ミラーを連続的または段階的および／または周期的に移動することができる。
【００３８】
さらに放射偏向エレメントを、第１のビームを固定的な空間角度領域にわたって周期的に走査させるのに適したエレメントとし、かつ／または構成することができる。とりわけ前記固定的な空間角度領域は、正方形または矩形の断面を有する空間角度領域とすることができる。このことはとりわけ、第１のビームを表面の四辺形の領域上で、特に有利には表面の正方形または長方形の領域上で偏向できることを意味する。択一的または付加的に、固定的な空間角度領域は円形または楕円形の断面を有するか、または他の形状の断面を有することもでき、とりわけ上記の形状の組み合わせである形状を有することもできる。ここで有利なのは、空間角度領域を行状に、隣接する列で走査できることである。
【００３９】
このような走査ミラーによって、第１のビームを表面において、たとえば壁、蛍光スクリーンまたはスクリーン等において偏向し、第１の電磁放射を表面上に投射することができる。とりわけ、異なる時点で第１のビームが照射される表面の部分領域とは、英数字表示またはグラフィック表示のピクセルであり、表面が連続的に照明される場合には、第１の電磁放射の強度を同時に変化させながら該表面の制限された面を行走査または列走査することによって情報を表示することができる。それゆえオプトエレクトロニクスデバイスは、情報を投影するためにいわゆる「フライングスポット」手法を使用するプロジェクタ装置とすることができる。
【００４０】
特に有利な実施形態では、オプトエレクトロニクスデバイスはプロジェクタの少なくとも一部分を成し、とりわけレーザプロジェクタの一部を成す。さらに、オプトエレクトロニクスデバイスをこのようなプロジェクタとすることもできる。
【００４１】
別の実施形態では、本装置はさらに、動作中に第２のコヒーレント電磁放射の第２のビームを放射するのに適した第２の放射源も有する。
【００４２】
また本装置は、第２の電磁放射のビーム経路に配置された第２の位相変調エレメントを有する。この第２の位相変調エレメントは、第２の電磁放射の位相を第２のビームの部分領域において変化するのに適しているかまたは構成されたエレメントである。択一的に、本装置は第２の位相変調エレメントを有さなくてもよい。このことは、第１の放射源にのみ第１の位相変調エレメントが直接後置されていることを意味する。
【００４３】
さらに本装置は、第１のビームと第２のビームとを重ねて組み合わされた第１のビームおよび第２のビームを形成するための光学的混合器（optischer Kombinierer）を有することもできる。この光学的混合器はたとえば２色ミラーまたは２色プリズムとして形成することができる。この２色ミラーまたは２色プリズムはたとえば、第１のビームを反射して第２のビームを透過するのに適したミラーまたはプリズムであるか、または逆に、第１のビームを透過して第２のビームを反射するのに適したミラーまたはプリズムである。
【００４４】
とりわけ第２の放射源は、第１の放射源に関して上記で説明したような特徴を有することができる。また、第２の位相変調エレメントも、第１の位相変調エレメントに関して上記で説明したような特徴を有することができる。
【００４５】
特に有利には、組み合わされた第１のビームおよび第２のビームは放射偏向エレメントに当たり、第１の電磁放射および第２の電磁放射を含む１つのビームのみが表面へ放射されるが、該第１の電磁放射および第２の電磁放射のそれぞれの強度を変化させることによって色彩印象を変化させることができる。
【００４６】
特に有利には、第１の電磁放射と第２の電磁放射とを相互にシフトすることができる。
【００４７】
別の有利な実施形態では、本装置はさらに、動作中に第３のコヒーレント電磁放射の第３のビームを放射するのに適しているかないしは構成された第３の放射源も有する。
【００４８】
さらに本装置は、第３のビームの部分領域において第３の電磁放射の位相を変化させるために第３の電磁放射のビーム経路に第３の位相変調エレメントを有することもできる。択一的に、本装置は第３の位相変調エレメントを有さなくてもよい。このことは、第１の放射源にのみ第１の位相変調エレメントが後置されていることを意味することができる。択一的にこのことは、第１の放射源に第１の位相変調エレメントが後置され、第２の放射源に第２の位相変調エレメントが後置されているだけであることを意味することができる。
【００４９】
また本装置は、第１のビームおよび／または第２のビームを第３のビームと重ねるためのたとえば２色ミラーまたは２色プリズム等の光学的混合器を有することもできる。
【００５０】
第３の放射源ないしは第３の位相変調エレメントは、第１の放射源ないしは第１の位相変調エレメントに関して上記で説明したような特徴を有することができる。とりわけ放射偏向エレメントは、第１の放射および／または第２の放射および／または第３の放射のビーム経路において光学的混合器に後置することができる。
【００５１】
特に有利には、第１の電磁放射と第２の電磁放射と第３の電磁放射とを相互にシフトすることができる。その際には、第２の位相変調エレメントおよび／または第２の放射源に、第１の光学的エレメントに関して上記で説明したような特徴を有する第２の光学的エレメントを後置することができる。また、第３の位相変調エレメントおよび／または第３の放射源に、第１の光学的エレメントに関して上記で説明したような特徴を有する第３の光学的エレメントを後置することもできる。
【００５２】
第１の電磁放射および第２の電磁放射および第３の電磁放射は特に有利には、赤色、緑色および青色の波長を有することができ、第１のビームと第２のビームと第３のビームとが重ね合わされて形成され表面に偏向されるビームは混色の照明印象を与えることができる。それゆえ、第１の電磁放射の強度と第２の電磁放射の強度と第３の電磁放射の強度とを相対的に変化することにより、可変の照明印象を与えることができる。したがって、オプトエレクトロニクスデバイスをたとえばＲＧＢプロジェクタとして構成することができる。
【００５３】
以下で図１〜３と関連して説明される実施形態から、本発明の別の利点および有利な実施形態ならびに発展形態を理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１の放射源を備えた１つの実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスの概略図である。
【図２】第１の放射源を有する別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスの概略図である。
【図３】第１の放射源を有する別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスの概略図である。
【図４】第１の放射源と第２の放射源と第３の放射源とを備えた別の実施例によるオプトエレクトロニクスデバイスの概略図である。
【図５】別の実施例による位相変調エレメントの概略図である。
【図６】位相変調エレメントによって生成される位相プロフィールを示すグラフである。
【図７】段階的な位相プロフィールの位相変調領域の数に対するスペックルパターンのコントラストの依存性と、位相プロフィールの最大振幅に対するスペックルパターンのコントラストの依存性とを示すグラフである。
【図８】段階的な位相プロフィールの位相変調領域の数に対するスペックルパターンのコントラストの依存性と、位相プロフィールの最大振幅に対するスペックルパターンのコントラストの依存性とを示すグラフである。
【００５５】
実施例および図面において、同一の構成要素または同機能の構成要素にはそれぞれ同じ参照符号を付してある。ここに図示された要素および該要素相互間のサイズ比は、基本的に拡大比率どおりであると見なすべきではない。むしろ、たとえば層、構成部分、素子、表面およびこれらの領域等の個々の要素は、より良好に見やすくし、かつ／または理解しやすくするため、過度に厚く、ないしは過度に大きい寸法で図示されていることがある。
【００５６】
図１は、第１の放射源１１を有するオプトエレクトロニクスデバイス１の１つの実施例を示す。第１の放射源１は、動作中に第１のコヒーレント電磁放射の第１のビーム１１０を放射するのに適した放射源である。この第１のコヒーレント電磁放射は平坦な位相面１１１を有し、該第１の電磁放射のビーム経路は、Ｐ１によって示された方向に延在する。有利には、放射源１１は図中の実施例では、第１の電磁放射の第１のビームを大きなコヒーレント長で放射できるレーザである。
【００５７】
第１の電磁放射の第１のビーム１１０のビーム経路において放射源１１に第１の位相変調エレメント２１が後置されており、該第１の位相変調エレメント２１は該第１のビーム１１０のビーム断面内に、該第１の電磁放射に対してそれぞれ異なる光学的距離を有する第１の位相変調領域２１１と第２の位相変調領域２１２とを有する。とりわけ、第１の位相変調エレメント２１の第１の領域２１１は、図中の実施例では、第２の領域２１２より短い光学的距離を有する。このような構成により、第１のビーム１１０が第１の位相変調エレメント２１を横切った後、該第１のビーム１１０の位相面１１２は２つの部分領域１１０１および１１０２を有するようになる。ここでは、部分領域１１０２における位相は部分領域１１０１における位相に対してシフトされており、とりわけ、第１の部分領域１１０１における位相は第２の部分領域１１０２における位相より遅角している。このような第１の位相変調エレメント２１によって、階段状プロフィールを有する粗い位相面１１２を実現することができる。択一的または付加的に、第１の位相変調エレメント２１はホログラフ構造を有することができる。このホログラフ構造は択一的または付加的に、部分領域１１０１と部分領域１１０２との位相の位相差を引き起こすことができる。
【００５８】
とりわけデバイス１は、第１の放射源１１と第１の位相変調エレメント２１との間に別のエレメントを有さず、とりわけ別の光学的エレメントを有さず、第１の位相変調エレメント２１はビーム経路において第１の放射源１１に直接後置される。
【００５９】
ビーム経路において第１の位相変調エレメント２１に、第１の電磁放射の方向Ｐ１に沿って放射偏向エレメント４が後置されている。この放射偏向エレメント４は、方向Ｐ１の射線方向を方向Ｐ２の射線方向に変化する。とりわけ放射偏向エレメント４は、方向Ｐ２を変化するのに適したエレメントである。
【００６０】
図２は、レーザダイオードとして構成された第１の放射源１１を備えたオプトエレクトロニクスデバイス２の別の実施例を示す。このレーザダイオードは、明細書の全般的な部分において少なくとも１つの実施形態による特徴を有することができる。とりわけレーザダイオードは半導体チップを有し、端面発光半導体チップまたは垂直発光半導体チップとして構成される。レーザダイオードは動作中、平滑な位相面１１１を有する第１のコヒーレント電磁放射の第１のビーム１１０を方向Ｐ１のビーム経路で放出する。ここでは放射源１１は、視準光学系または集束光学系を有さず、発散する第１のコヒーレント電磁放射の第１のビーム１１０を、初めは約３〜約５μｍの側辺長を有するたとえば矩形のビーム断面で、かつ湾曲している平滑な位相面で放出する。ここでは、第１のビーム１１００は典型的には、約５°〜約２０°の発散角１１００を有する。この値は単なる一例であると解すべきであり、使用される第１の放射源１の種類に依存する。
【００６１】
第１の発散ビーム１１０は、複数の位相変調領域を有する位相変調エレメント２１を横切り、該第１のビームは第１の位相変調エレメント２１を透過した後、湾曲した粗い位相面１１２を有する第１のコヒーレント電磁放射を有するようになる。
【００６２】
第１のビーム１１０のビーム経路において放射源１１から約１〜２ｍｍ離隔されて第１の位相変調エレメント２１に第１の光学的エレメント３１が配置されており、この第１の光学的エレメント３１は、視準およびビーム成形を行うためのアナモフィックレンズとして形成されている。これによって、第１のビーム１１０が第１の光学的エレメント３１を横切った後、該第１のビーム１１０の断面は実質的に円形になり、該第１のビーム１１０の位相面１１３は平坦かつ粗くなる。とりわけ、第１のビーム１１０は第１の光学的エレメント２１によって視準され、該第１のビーム１１０の発散は小さい。
【００６３】
可動の走査ミラーとして形成された放射偏向エレメント４によって、たとえば回転可能な走査ミラーとして形成された放射偏向エレメント４によって、射線方向は、Ｐ２によって示された方向に変化する。ここでは走査ミラー４は、結像面に対して垂直な軸を中心として回転可能であり、このことは双方向矢印４１によって示されている。さらに走査ミラー４は、これに対して垂直な軸を中心に可動に設けられ、たとえば回転可能に設けられる。しかしこのことは、見やすくするために図示されていない。このことにより、走査ミラー４の角度によって設定された空間角度領域内で方向Ｐ２を連続的に変化させることができる。
【００６４】
走査ミラー４によって第１のビーム１１０は、オプトエレクトロニクスデバイス２によって部分領域９０に照明されるかないしは第１のビーム１１０が表面上の部分領域９０に投射される装置９の表面９１に偏向され、たとえば壁、蛍光スクリーンまたはスクリーン等の有利には平坦な装置９の表面に偏向される。とりわけ部分領域９０は、英数字表示またはグラフィック表示のピクセルであり、表面９１が連続的に照明される場合、たとえば双方向矢印４１によって示されているように、第１の電磁放射の強度を同時に変化させながら、表面９１の制限された面を行走査および列走査することによって、表面９１上に情報を表示することができる。それゆえオプトエレクトロニクスデバイス２は、図中の実施例ではプロジェクタ装置である。
【００６５】
たとえば方向Ｐ３から表面を見る観察者は、このように表示された情報を知覚することができる。各時点で観察者は、方向Ｐ３と逆に表面９１から反射された第１の電磁放射の干渉像を知覚する。この干渉像は、表面９１の粗さと、第１のビーム１１０の粗い位相面１１３とによって得られる。観察者が知覚する干渉像ないしはスペックルパターンは、表面９のトポロジー的な粗さ構造で第１のビーム１１０が散乱および回折することによって得られる。第１のビーム１１０が表面９１上を、たとえば方向９４１に動く間、トポロジー的な粗さ構造に対する粗い位相面１１３の相対的位置は持続的に変化するので、干渉像ひいてはスペックルパターン印象も観察者側で変化する。観察者の眼の慣性によって、該観察者は、時間的に平均化されたスペックルパターンを知覚するだけになるので、干渉像の統計的特性によってスペックルパターン印象は格段に減衰されるか、または完全に知覚できなくなる。
【００６６】
このような作用を増幅するためには、たとえばさらに付加的に、方向Ｐ１の射線方向に対して平行でない方向に位相変調エレメント２１を移動し、粗い位相面１１３が時間的に可変に変調されるようにすることもできる。
【００６７】
図３に、オプトエレクトロニクスデバイス３の別の実施例が概略的な斜視図で示されている。この実施例ではオプトエレクトロニクスデバイス３は、オプトエレクトロニクスデバイス２の上記の実施例のような特徴を有するので、以下では別の特徴のみを言及する。第１のビームはガウスビームプロフィールを有し、光学的エレメント３１によって視準され、図中の実施例ではコリメータレンズによって視準される。この光学的エレメント３１は、第１の放射源１１から距離１１０３に離隔されている。
【００６８】
相互に直交する２つの方向４１および４２に可動であるミラー４によって、第１のビーム１１０を表面９１に偏向し、表面９１上で２つの方向９４１および９４２に行形および列形に移動させることができる。ここでは、方向９４１の動きは方向９４２の動きより迅速に行うことができ、このような動きによって表面９１上において、隣接する行でビーム１１０を走査させることができる。とりわけ、方向９４２の動きを段階的に行うことができる。
【００６９】
さらにオプトエレクトロニクスデバイス３は、放射源１１から距離１１０３の２０％未満の距離１１０２にある位相変調エレメント２１も有する。位相変調エレメント２１は、縞状に配置された複数の位相変調領域を有する。これらの位相変調領域のうち、第１の領域２１１および第２の領域２１２が単なる例として図示されている。位相変調エレメント２１はここでは、第１の電磁放射の縞状および段階的な位相プロフィールを生成するのに適したエレメントであり、第１のビーム１１０において、迅速な移動方向９４１に対して同相の縞９２１１，９２１２が垂直になるように方向づけされる。このことによって有利には、図２を参照して説明した、スペックルパターンが時間的に平均化される作用を向上させることができる。このような作用を増幅するために付加的に、縞状領域２１１，２１２に対して垂直な方向に位相変調エレメント２１を往復移動することができる。
【００７０】
図４は、上記の実施例にしたがって表面９１にフルカラー情報を投影するためのオプトエレクトロニクスデバイス４の実施例を示す。こうするためにはオプトエレクトロニクスデバイス３は、第１の放射源１１と、第２の放射源１２と、第３の放射源１３とを有し、これらはそれぞれ、たとえば、赤色の第１の単色コヒーレント電磁放射と、緑色の第２の単色コヒーレント電磁放射と、青色の第３のコヒーレント電磁放射とを放射する。それぞれの波長を各放射源にこのように割り当てるのは、単なる一例である。上述の実施例のように放射源１１，１２，１３にはそれぞれ、第１の位相変調エレメント２１、第２の位相変調エレメント２２、第３の位相変調エレメント２３が後置され、かつ、第１の光学的エレメント３１、第２の光学的エレメント３２、第３の光学的エレメント３３が後置されている。
【００７１】
第１の放射源１１から放出される第１のビーム１１０と第２の放射源１２から放出される第２のビーム１２０とは光学的混合器によって重ね合わされることにより、第１の電磁放射および第２の電磁放射を有し第１のビーム１１０および第２のビーム１２０を含む１つのビーム１５２が形成される。この光学的混合器５１は、第１の電磁放射に対しては透過性であり第２の電磁放射に対しては反射性である２色ミラーとして形成されている。ビーム１５２はさらに別の光学的混合器５２によって、第３の放射源１３から放出された第３のビーム１３０と重ね合わされて１つのビーム１５３が形成され、この１つのビーム１５３は第１の電磁放射と第２の電磁放射と第３の電磁放射とを含む。この光学的混合器５２もまた、第１の電磁放射および第２の電磁放射に対しては透過性であり第３の電磁放射に対しては反射性である２色ミラーである。択一的に、光学的混合器５１および５２を一体形の素子として実現することもできる。
【００７２】
第１のビーム１１０と第２のビーム１２０と第３のビーム１３０とを含むビーム１５３は上述の実施例のように放射偏向エレメント４によって表面９１へ偏向され、たとえば走査ミラーによって偏向される。それゆえ、走査ミラーの位置と、第１の電磁放射および第２の電磁放射および第３の電磁放射の相対的強度とを周期的に変化することによって、フルカラーの情報を表面上に投影することができる。
【００７３】
図５Ａおよび５Ｂに、矩形の位相変調エレメント２１の実施例が示されている。これらの実施例では、複数の位相変調領域が縞状ないしはマトリクス状に配置されている。ここでは概観しやすくするために、第１の領域２１１と第２の領域２１２とのみが図示されている。図５Ｃおよび５Ｄに示された実施例の位相変調エレメント２１は円形を有する。図５Ｃには、位相変調領域が扇形に配置されているのが示されており、図５Ｄには、相応にマトリクス状に配置されているのが示されている。階段状の位相プロフィールを形成する離散的な位相変調領域の代わりに、位相変調領域が相互に連続的に結合されて、連続的な位相プロフィールを形成することもできる。図５Ａ〜５Ｄでは、矩形および円形の形状は単なる一例として示されただけである。
【００７４】
図６Ａは一例として、ランダム分布された階段状の位相プロフィールが示されたグラフ６０１を示す。このグラフでは、ｘ軸はビーム断面上の段の分布を示し、ｙ軸は位相ストロークを示す。すなわちｙ軸は、位相変調エレメント２１の複数の２０個の位相変調領域によって生じる相対的な位相変調を示す。最大位相ストローク振幅（「振幅」）すなわち最大位相ストローク差は、ここでは２７０°を上回る。理論的な観察および計算によって、図６Ａに示された位相プロフィールを生成する位相変調エレメント２１により、スペックルコントラストをほぼ１／５に低減できることが判明した。
【００７５】
図６Ｂのグラフ６０２には、約１．８周期かつ約２πの振幅の連続的な正弦波形の位相プロフィールが示されている。理論的な観察および計算により、このような位相プロフィールによって、スペックルコントラストをほぼ１／３に低減することができ、たとえば、電磁放射のビームにおいて適切な位相変調エレメント２１を移動させることにより、このスペックルコントラストをさらに低減できることが判明した。
【００７６】
図７のグラフ７０１に、位相変調エレメント２１によるスペックルコントラストの低減が最大位相ストローク振幅にどのように依存するかが示されている。このグラフでは、最大位相振幅はｘ軸上にプロットされており（単位ｒａｄ）、これによって得られるスペックルコントラストの低減（ＳＣＲ）はｙ軸上にプロットされている。ここでは、最大位相ストローク振幅は少なくとも１．５πであるのが有利であることが理解できる。
【００７７】
図８のグラフ８０１には、１．５πを上回る最大位相ストローク振幅で、ｙ軸上のスペックルコントラストの低減が、ｘ軸上にプロットされた位相変調エレメントの位相変調領域の数にどのように依存するかが示されている。このような位相変調エレメントは、たとえば図６Ａに示されたようにランダム分布された階段状の位相プロフィールを生成することができる。
【００７８】
上記の実施形態および実施例で、コンパクトかつ省スペースかつ低コストの構成で投影装置を実現し、スペックルパターン印象を大きく低減するかまたは全く知覚できなくなるように表示特性を実現することができる。本発明は、実施例に基づく上記の説明によってそれらの実施例に限定されるものではない。むしろ本発明はあらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴のあらゆる組み合わせが含まれる。このことはこのような特徴またはこのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていない場合であっても当てはまる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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