BR112020023362A2 - controlador de projetor e método associado - Google Patents

Abstract

Um controlador de projetor inclui um detector de objetos e eletrônica de controle e é configurado para proteger os membros de público da luz intensa que impõe uma zona de exclusão na frente de um projetor. O detector de objetos é configurado para detectar opticamente uma presença de um objeto em uma região de detecção abaixo da zona de exclusão e acima dos membros de público. A eletrônica de controle é configurada para controlar o projetor quando o detector de objeto indica a presença do objeto na região de detecção. Um método para proteger os membros de público da luz intensa que impõe uma zona de exclusão na frente de uma saída de um projetor inclui: (i) detectar opticamente uma presença de um objeto em uma região de detecção entre a zona de exclusão e os membros de público, e (ii) controlar o projetor quando a presença do objeto for detectada na região de detecção.

Description

CONTROLADOR DE PROJETOR E MÉTODO ASSOCIADO REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS (S)

[001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido Provisório US No. 62/672,288, depositado em 16 de maio de 2018, que é incorporado por meio deste por referência em sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[002] Este presente pedido se refere a projetores de cinema e segurança ocular.

FUNDAMENTOS

[003] Projetores digitais baseados em laser estão gradualmente substituindo projetores digitais baseados em lâmpada para aplicações de cinema. Dependendo do design e da implementação, os projetores digitais baseados em laser podem ter vantagens sobre os projetores baseados em lâmpadas, tais como qualidade de imagem aprimorada, vida útil mais longa, confiabilidade aprimorada e menor consumo de energia.

[004] Os lasers podem emitir luz em níveis de intensidade suficientes para causar danos aos visualizadores. Por exemplo, danos permanentes aos olhos podem resultar de olhar para um feixe de laser. Para evitar tais lesões, os lasers são classificados de acordo com os danos que eles potencialmente podem causar, e o uso de lasers em produtos comerciais, tais como projetores digitais baseados em laser, é regulamentado do mesmo modo.

SUMÁRIO DAS MODALIDADES

[005] Em um primeiro aspecto, um controlador de projetor inclui um detector de objeto e eletrônica de controle e é configurado para proteger os membros de público da luz intensa que impõe uma zona de exclusão na frente de um projetor. O detector de objetos é configurado para detectar opticamente a presença de um objeto em uma região de detecção abaixo da zona de exclusão e acima dos membros de público. A eletrônica de controle é configurada para controlar o projetor quando o detector de objeto indica a presença do objeto na região de detecção.

[006] Em um segundo aspecto, é divulgado um método para proteger os membros de público da luz intensa que impõe uma zona de exclusão na frente de uma saída de um projetor. O método inclui detectar opticamente a presença de um objeto em uma região de detecção entre a zona de exclusão e os membros de público. O método também inclui controlar o projetor quando a presença do objeto é detectada na região de detecção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[007] A figura 1 é uma vista lateral de um teatro mostrando assentos removidos abaixo de uma zona de perigo em uma saída de um projetor.

[008] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um teatro, em que um projetor de alta intensidade tem um controlador de projetor acoplado comunicativamente ao mesmo, em uma modalidade.

[009] A figura 3A é uma vista lateral do controlador de projetor e projetor da figura 2, das quais as figuras 3B e 3C são vistas de cima exemplares nas respectivas modalidades.

[010] A figura 4 é uma vista lateral do controlador de projetor da figura 2 e uma zona de exclusão dentro da iluminação emitida pelo projetor de alta intensidade da figura 2.

[011] As figuras 5 e 6 são vistas em corte transversal da zona de exclusão da figura 4.

[012] A figura 7 é um diagrama esquemático de um controlador de projetor configurado para controlar o projetor da figura 2, em uma modalidade.

[013] A figura 8 é um diagrama de blocos funcional de um controlador de projetor com base nas medições de tempo de voo, em uma modalidade.

[014] A figura 9 é um diagrama de blocos funcional de um projetor controlado com base na descoberta de faixa de deslocamento de fase óptica, em uma modalidade.

[015] A figura 10 é um gráfico de exemplo do ângulo azimutal do feixe de laser das figuras 7 a 9 contra o tempo ao usar o mecanismo de direcionamento de feixe da figura 8.

[016] A figura 11 é um gráfico de exemplo de um sinal de saída do detector de objeto das figuras 7 a 9 contra o tempo ao detectar dois objetos com o mecanismo de direcionamento de feixe da figura 8.

[017] A figura 12 é um diagrama de blocos funcional de um controlador de projetor com base na detecção sensível à posição com uma única matriz de detector, em uma modalidade.

[018] A figura 13 é um diagrama de blocos funcional de um controlador de projetor com base na detecção sensível à posição com duas matrizes de detectores, em uma modalidade.

[019] A figura 14 é uma vista lateral de um primeiro relé óptico configurado para redirecionar a iluminação do projetor a partir do projetor da figura 2, em uma modalidade.

[020] A figura 15 é uma vista lateral de um segundo relé óptico configurado para redirecionar a iluminação do projetor a partir do projetor da figura 2, em uma modalidade.

[021] A figura 16 é uma vista lateral de um relé óptico parcialmente reflexivo configurado para redirecionar a iluminação do projetor a partir do projetor da figura 2, em uma modalidade.

[022] A figura 17 é uma vista lateral do teatro da figura 1 configurado com um projetor suplementar, em uma modalidade.

[023] A figura 18 é um fluxograma que ilustra um método para proteger os membros de público da luz intensa que impõe uma zona de exclusão na frente de um projetor, em uma modalidade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[024] A figura 1 é uma vista lateral de um projetor 180 em uma cabine de projeção 192 de um teatro 190. O projetor 180 emite iluminação de tela 182 em uma tela 195. A iluminação de tela 182 inclui uma zona de exclusão 184 em que sua intensidade excede um limite de segurança para os olhos. O projetor 180 pode produzir iluminação de tela 182 de maior intensidade do que a iluminação produzida por projetores convencionais, que têm uma zona de exclusão convencional 124 correspondente que é menor do que a zona de exclusão 184. A zona de exclusão 184, portanto, se estende por uma área do teatro 190 que acomodaria os clientes do teatro se o teatro 190 fosse equipado com um projetor de brilho inferior ao projetor 180. Para evitar danos aos olhos dos clientes do teatro se olharem acidentalmente para o projetor 180 de dentro da zona de exclusão 184, uma área sem assentos 197 pode ser aplicada abaixo da zona de exclusão 184, de modo que assentos de clientes esteja limitado às fileiras 196 não abaixo da zona de exclusão 184. No exemplo mostrado na figura 1, o membro de público 198 sentado na fileira 196 (1) está mais longe do que a área sem assentos 197 do projetor.

[025] A figura 2 é uma vista em perspectiva do teatro 190, no qual um controlador de projetor 200 está comunicativamente acoplado a um projetor 280, que é um exemplo de projetor 180. Um sistema de coordenadas 201 denota as direções x, y e z. A tela 195 pode ser paralela ao plano x-y e a direção z pode corresponder a um eixo óptico de uma lente do projetor 280. A tela 195 está localizada a uma distância de tela 195D do projetor 280, conforme medido em um plano paralelo ao plano x-z. Aqui e a menos que indicado de outra forma, as referências a direções ou planos denotados por pelo menos um de x, y ou z referem-se ao sistema de coordenadas

201. O projetor 280 pode estar localizado em uma cabine de projeção 192.

[026] O projetor 280 inclui uma fonte de luz 281. O projetor 280 projeta pelo menos uma porção da luz gerada pela fonte de luz 281 em direção à tela 195 como iluminação de tela 282, que é um exemplo de iluminação de tela 182. A fonte de luz 281 pode incluir pelo menos um laser, o que resulta na zona de exclusão 184 que é maior do que a zona de exclusão convencional 124. Por exemplo, a zona de exclusão 184 se estende por várias fileiras 193 enquanto a zona de exclusão convencional 124 não.

[027] Uma forma de remediar o risco aumentado associado à zona de exclusão 184 é ter uma área sem assentos 197 abaixo da zona de exclusão 184. No entanto, a introdução da área sem assentos 197 reduz a capacidade de assentos do teatro 190 e, portanto, seu potencial de receita. O controlador de projetor 200 provê um meio alternativo para manter a capacidade de assentos enquanto protege os clientes da iluminação do projetor de alta intensidade.

[028] O controlador de projetor 200 monitora uma região de detecção 286 quanto à presença de objetos. A região de detecção 286 se estende pelo menos abaixo da zona de exclusão 184, de modo que um objeto (por exemplo, a cabeça de um cliente do teatro) movendo-se de uma fileira 193 em direção à zona de exclusão 184 é detectado pelo controlador de projetor 200 antes de atingir a zona de exclusão

184. O controlador de projetor 200 está configurado para controlar o projetor 280 ao detectar a presença de um objeto na região de detecção 286. O controlador de projetor 200 pode desligar ou reduzir a iluminação de tela 282 em resposta à detecção da presença de um objeto na região de detecção 286.

[029] O controlador de projetor 200 pode ser posicionado em locais diferentes em relação ao projetor 280. A figura 3A é uma vista lateral esquemática do controlador de projetor 200 abaixo do projetor 280, que pode corresponder ao posicionamento relativo do controlador de projeção 200 e do projetor 280 em qualquer uma das vistas planas das figuras 3B e 3C. A figura 3B é uma vista plana do controlador de projetor 200 posicionado diretamente abaixo do projetor 280. A figura 3C é uma vista plana do controlador de projetor 200 posicionado abaixo do projetor 280, mas deslocado lateralmente a partir dele.

[030] O teatro 190 inclui uma parede lateral 291. Pelo menos parte do controlador de projetor 200 pode estar localizada de modo que não fique abaixo do projetor 280. Por exemplo, um receptor óptico do controlador de projetor 200 pode estar mais próximo da parede lateral 291 do que do projetor 280.

[031] A figura 4 é uma vista lateral do teatro 190 em um plano que é paralelo ao plano y-z do sistema de coordenadas 201. A figura 4 indica planos em seção transversal 5 e 6 que são ortogonais ao plano da figura 4. A figura 5 é uma vista da iluminação de tela 282 no plano transversal 5, que é paralelo ao plano x-y. A figura 6 é uma vista do teatro 190 no plano em seção transversal 6, que é paralelo ao plano x- z. Embora o projetor 280 e o controlador de projetor 200 não precisem estar no plano em seção transversal 6, eles estão incluídos na figura 6 para fins ilustrativos. As figuras 2 e 4 a 6 são melhor visualizadas juntas na descrição a seguir.

[032] As figuras 5 e 6 ilustram a zona de exclusão 184 em planos paralelos aos planos x-y e z-x, respectivamente. A figura 5 ilustra a zona de exclusão 184 como tendo uma altura menor (direção y) e largura menor (direção x) do que a iluminação de tela 282. A zona de exclusão 184 pode ter a mesma altura e/ou a mesma largura que a iluminação de tela 282.

[033] O controlador de projetor 200 está comunicativamente acoplado ao projetor 280 e inclui um detector de objeto 210 e eletrônica de controle 220. Sem se afastar do escopo das presentes modalidades, pelo menos parte do controlador de projetor 200, tal como detector de objeto 210 e/ou eletrônica de controle 220, pode ser integrada em, ou incluir, o projetor 280, a combinação dos mesmos sendo um sistema de projetor. O detector de objeto 210 e a eletrônica de controle 220 podem ser colocados em um alojamento comum, por exemplo, ou podem ser separados espacialmente enquanto são conectados de forma comunicativa por um canal de comunicação com fio e/ou sem fio.

[034] O detector de objetos 210 é configurado para detectar opticamente a presença de um objeto na região de detecção 286, que pode estar pelo menos parcialmente abaixo da zona de exclusão 184 e acima do membro de público 198, como ilustrado nas figuras 2 e 4. O membro de público 198 está, por exemplo, na fileira 193 ilustrada na figura 2. A zona de exclusão 184 pode estar acima dos membros de público adicionais, por exemplo, aqueles sentados próximos ao membro de público 198 na fileira 193.

[035] Em um plano paralelo ao plano x-z, a região de detecção 286 pode ocupar uma região diretamente abaixo de pelo menos parte da zona de exclusão 184. Por exemplo, a região de detecção 286 pode ocupar uma região diretamente abaixo da zona de exclusão 184 em valores de z entre zmin e zmax, denotado na figura 6. A localização de zmin pode corresponder a uma distância mínima acessível por humanos do projetor 280. A localização de zmax pode corresponder à extremidade distal da zona de exclusão 184 na direção z positiva.

[036] A região de detecção 286 pode ser definida por um feixe de luz 230 emitido pelo detector de objeto 210. A figura 4 ilustra um objeto 413, que é, por exemplo, uma mão ou a cabeça do membro de público 198. Quando o objeto 413 está na região de detecção 286, o objeto 413 pode refletir parte do feixe de luz 230, que pode ser detectado pelo controlador de projeção 200.

[037] O feixe de luz 230 pode ter um ângulo de divergência 230D, ou faixa de varredura correspondente, entre um limite inferior 230L e um limite superior 230U, que definem um intervalo de ângulo de depressão no plano y-z, figura 4. O feixe de luz 230 pode abranger um intervalo de ângulo azimutal 661, ilustrado na figura 6, em virtude de ter um ângulo de divergência amplo no plano x-z e/ou varrendo temporalmente no plano x-z. O ângulo de divergência 230D (no plano y-z) e o intervalo do ângulo azimutal 661 (no plano x-z) definem a região de detecção 286. No plano x-

z, a iluminação de tela 282 pode atravessar ou abranger um intervalo do ângulo azimutal 282D. O intervalo do ângulo azimutal 661 pode ser menor ou igual ao intervalo do ângulo azimutal 282D.

[038] Em uma direção paralela ao feixe de luz 230 e com referência a uma localização dentro do detector de objeto 210 onde o feixe de luz 230 é gerado, uma extremidade distal da zona de exclusão 184 está localizada em uma faixa de exclusão 287 do detector de objeto 210. A faixa de exclusão 287 é, para, por exemplo, entre um metro e dois metros, ou até dez metros. Em uma extremidade distal da zona de exclusão 184 localizada na faixa de exclusão 287 do projetor 280, a intensidade da iluminação de tela 282 pode estar entre trinta e quarenta miliwatts por centímetro quadrado.

[039] Para evitar que o controlador de projetor 200 detecte partes espalhadas de iluminação de tela 282, o feixe de luz 230 pode incluir um comprimento de onda eletromagnético não incluído na iluminação de tela 282. Por exemplo, o feixe de luz 230 pode incluir apenas comprimentos de onda eletromagnéticos não incluídos na iluminação de tela 282. Por exemplo, o feixe de luz 230 pode ter conteúdo espectral que inclui luz infravermelha e não inclui luz visível, o que provê um benefício adicional de ser invisível para os membros de público 198. A luz infravermelha pode ter um comprimento de onda entre 0,8 micrômetro e 1,2 micrômetros. Por exemplo, o detector de objeto 210 pode incluir um diodo a laser que emite luz com um pico espectral em λ = 905 nm.

[040] Um plano 560 atravessa o projetor 280 e é paralelo ao plano y-z, como mostrado nas figuras 5 e 6. O plano 560 pode incluir, ou ser paralelo a, um plano que inclui o eixo óptico de uma lente de projeção do projetor 280. O plano 560 também pode ser paralelo ao plano y-z, que pode ser perpendicular à tela 195. No plano x-z, a zona de exclusão 184 tem uma extensão angular que abrange o intervalo do ângulo azimutal 661.

[041] A eletrônica de controle 220 é configurada para controlar o projetor 280 quando o detector de objeto 210 indica a presença do objeto 413 pelo menos parcialmente na região de detecção 286. O detector de objeto 210 pode emitir uma pluralidade de feixes de luz 230, que podem ser dispostos verticalmente (na direção y) para permitir que o detector de objeto 210 determine a extensão em que o objeto 413 está na zona de exclusão 184.

[042] O objeto 413 está localizado em um ângulo de objeto 662 em relação ao plano 560, como mostrado na figura 6. O objeto 413 está localizado a uma distância de objeto 664 do controlador de projetor 200, que determina um ângulo azimutal 663 subtendido pelo objeto 413. O ângulo azimutal subtendido 663 é uma diferença entre um ângulo limite superior 663U e um ângulo limite inferior 663L medido em relação ao plano 560. A eletrônica de controle 220 pode ser configurada para medir pelo menos um dentre o ângulo do objeto 662, o ângulo azimutal subtendido 663 e a distância do objeto 664. O ângulo do objeto 662 tem um vértice correspondente 662V. O vértice 662V está localizado, por exemplo, no ponto focal da lente de projeção do projetor

280.

[043] A figura 5 ilustra que a zona de exclusão 184 inclui uma região 502, que tem uma posição horizontal 562 e largura 504 determinada, respectivamente, pelo ângulo do objeto 662 e ângulo azimutal subtendido 663. O ângulo do objeto 662 determina a posição horizontal 562. A posição horizontal 562 pode ser definida e/ou medida em relação ao plano 560. A eletrônica de controle 220 pode ser configurada para controlar o projetor 280, reduzindo a intensidade da iluminação de tela 282 projetada pelo projetor 280. Tal redução de intensidade pode incluir pelo menos um dos seguintes: desabilitar a fonte de luz 281, obstruir a saída do projetor 280, desabilitar a produção de um realce de uma imagem de saída e limitar uma intensidade máxima da imagem de saída ou da iluminação de tela 282. Um realce da imagem de saída é, por exemplo, uma região de alto brilho, tal como um reflexo especular de uma superfície na imagem, luz solar direta, um objeto luminoso, uma região que é substancialmente mais luminosa do que outras regiões ou semelhantes.

[044] Limitar a intensidade máxima pode incluir limitar globalmente a intensidade da iluminação de tela 282 ou limitar a intensidade de apenas uma ou mais regiões da iluminação de tela 282, por exemplo, da região 502. A imagem de saída pode ser formada pela iluminação de tela 282; o conteúdo da imagem de saída é determinado, por exemplo, por dados de vídeo recebidos pelo projetor 280.

[045] A eletrônica de controle 220 pode reduzir a iluminação de tela 282 em ângulos de propagação selecionados. Por exemplo, a eletrônica de controle 220 podem reduzir a iluminação de tela 282 em direções de projeção entre os ângulos 663L e 663U de modo que a iluminação de tela 282 na região 502 seja diminuída em comparação com outras regiões da zona de exclusão 184. O grau em que essa eletrônica de controle 220 atenua a iluminação de tela 282 na região 502 pode depender da distância do objeto 664. Por exemplo, o grau de atenuação pode aumentar, por exemplo, monotonamente, conforme a distância do objeto 664 diminui para garantir que a atenuação é suficiente para diminuir a intensidade da iluminação de tela 282, na distância do objeto 664, para abaixo de um limite de dano aos olhos.

[046] A eletrônica de controle 220 pode atenuar a iluminação de tela 282 apenas em parte da região 502, tal como uma seção inferior 503 correspondente à posição vertical (direção x) do objeto 413 em relação à região de detecção 286. O controlador de projetor 200 pode ter tal funcionalidade quando emite uma pluralidade de feixes de luz 230 dispostos na direção x.

[047] A figura 6 também ilustra um feixe de luz de varredura 630 emitido por certas modalidades do controlador de projetor 200. O feixe de luz 630 é um exemplo de feixe de luz 230 e se propaga no ângulo de propagação 632 em relação ao plano

560. O controlador de projetor 200 pode ser configurado para varrer o feixe de luz 630 de modo que o ângulo de propagação 632 cruze o intervalo do ângulo azimutal 661 na distância 286H abaixo da zona de exclusão 184. A varredura pode ser periódica com uma frequência de varredura que excede uma taxa de quadros do projetor 280, por exemplo, quando o tamanho da zona de exclusão 184 varia no tempo de acordo com o brilho dependente do tempo de iluminação de tela 282. A distância 286H é, por exemplo, entre zero e cinquenta centímetros.

[048] Em uma implementação, o controlador de projetor 200 varre o feixe de luz 630 para atravessar sequencialmente o intervalo de ângulo azimutal 661 em várias distâncias diferentes 286H abaixo da zona de exclusão 184. Esta implementação pode permitir a determinação da posição vertical (direção x) do objeto 413, em relação à região de detecção 286 e, assim, atenuação da iluminação de tela 282 em apenas parte da região 502, tal como uma seção inferior 503 correspondente à posição vertical do objeto 413. Em outra implementação, o controlador de projetor 200 varre uma pluralidade de feixes de luz 630 para cada intervalo de ângulo azimutal transversal 661 a uma distância respectiva diferente 286H abaixo da zona de exclusão 184. Esta implementação também pode permitir a determinação da posição vertical (direção x) do objeto 413, em relação à região de detecção 286 e, portanto, atenuação da iluminação de tela 282 em apenas parte da região 502, tal como uma seção inferior 503 correspondendo à posição vertical do objeto 413. Em uma modalidade, o intervalo do ângulo azimutal 661 excede o intervalo do ângulo azimutal 282D. Por exemplo, o controlador de projetor 200 pode incluir um objeto de teste 613 localizado fora do intervalo de ângulo azimutal 282D que permite o monitoramento em tempo real para verificar se o controlador de projetor 200 está funcionando corretamente. O objeto de teste 613 é, por exemplo, um refletor difuso e pode ser montado na parede lateral 291 do teatro 190, como ilustrado na figura 6. O objeto de teste 613 pode ser posicionado em um local fixo correspondente a um valor específico do ângulo de propagação 632, isto é, um valor fora do intervalo do ângulo azimutal 282D, de modo que o controlador de projeção 200 possa distinguir se a luz detectada pelo detector de objeto 210 corresponde à luz refletida pelo objeto 413 ou objeto de teste 613.

[049] A figura 7 é um diagrama esquemático de um controlador de projetor 700 configurado para controlar o projetor 280 operando no teatro 190 que inclui o objeto 413. O controlador de projetor 700 é um exemplo de controlador de projetor 200, a figura 2, e inclui um detector de objeto 710 e eletrônica de controle 720, que são exemplos de detector de objeto 210 e eletrônica de controle 220, respectivamente.

[050] O detector de objetos 710 inclui uma fonte de luz 712, um receptor óptico 714 e eletrônica de localização 716. A fonte de luz 712 pode ser um laser e pode incluir uma fonte de luz infravermelha e é, por exemplo, configurada para operar em pelo menos um de um ou um modo de operação de onda contínua. O receptor óptico 714 pode incluir pelo menos um de um fotodiodo de silício, um fotodiodo de avalanche, um tubo fotomultiplicador e um contador de pixel de múltiplos fótons. A eletrônica de localização 716 pode incluir pelo menos um da eletrônica de condicionamento de sinal (também conhecida como um condicionador de sinal), um amplificador de transimpedância, um circuito de diferença de tempo, um amplificador lock-in e um conversor analógico para digital.

[051] A distância 286H pode depender do tempo de resposta de um receptor óptico 714, que, em uma modalidade, é de 100 ± 50 ms. Um valor mínimo da distância 286H é, por exemplo, determinado pela velocidade na qual o objeto 413 atravessa o feixe de luz 630. O quociente da distância 286H e esta velocidade corresponde a um intervalo de tempo. Este intervalo de tempo pode exceder o tempo de resposta do receptor 714, de modo que o controlador de projetor 700 tenha tempo suficiente para mudar a iluminação de tela 282 antes que o objeto 413 o alcance.

[052] A fonte de luz 712 está configurada para emitir o feixe de luz 630, parte do qual é refletido ou espalhado pelo objeto 413 como luz espalhada 735. A luz espalhada 735 inclui luz espalhada 736 que se propaga em direção ao receptor óptico

714. O receptor óptico 714 está configurado para receber em pelo menos parte da luz espalhada 735, por exemplo, luz espalhada 736. A eletrônica de localização 716 está configurada para receber uma saída do receptor óptico 714 e gerar um sinal 738 indicando a presença de luz espalhada 736 no receptor óptico 714. O sinal 738 pode indicar pelo menos um dos seguintes ângulos mostrados na figura 6: ângulo azimutal subtendido 663, ângulo limite superior 663U e ângulo limite inferior 663L.

[053] O detector de objeto 710 pode incluir um filtro óptico 715 na frente do receptor óptico 714 para evitar a detecção de luz dispersa não refletida pelo objeto

413. O filtro óptico 715 pode ser configurado para bloquear a luz em comprimentos de onda de iluminação de tela 282. Em um exemplo, o filtro óptico 715 transmite luz infravermelha e bloqueia a luz visível. O filtro óptico 715 pode ser um filtro de borda ou filtro passa banda que transmite apenas uma ou mais faixas de comprimento de onda emitidas pela fonte de luz 712 e/ou bloqueia faixas de comprimento de onda ou iluminação de tela 282.

[054] A eletrônica de controle 720 pode incluir pelo menos um de um processador 722 e uma memória 750 comunicativamente acoplada ao mesmo. A memória 750 pode ser transitória e/ou não transitória e pode incluir uma ou ambas as memórias voláteis (por exemplo, SRAM, DRAM, RAM computacional, outra memória volátil ou qualquer combinação das mesmas) e memória não volátil (por exemplo, FLASH, ROM, mídia magnética, mídia óptica, outra memória não volátil ou qualquer combinação das mesmas). Parte ou toda a memória 750 pode ser integrada ao processador 722. A memória 750 pode armazenar pelo menos um da faixa de exclusão 287 e software 752.

[055] O detector de objeto 710 pode incluir um direcionador de feixe 740 configurado para varrer o feixe de luz 630, através da mudança do ângulo de propagação 632, através do intervalo do ângulo azimutal 661 a uma taxa de varredura do feixe. O direcionador de feixe 740 pode incluir pelo menos um de um espelho poligonal rotativo, um espelho de galvanômetro de varredura e uma matriz de espelhos MEMS. A eletrônica de controle 720 pode ser acoplada comunicativamente ao direcionador de feixe 740 e configurada, por exemplo, por meio de instruções legíveis por máquina do software 752, para pelo menos um de: (a) controlar ou determinar a dependência do tempo do ângulo de propagação 632, (b) determinar um valor de ângulo de propagação 632 correspondente a quando o receptor óptico 714 recebe luz espalhada 736 e (c) mede o ângulo do objeto 662.

[056] A figura 8 é um diagrama de blocos funcional de um controlador de projetor 800, que é um exemplo de controlador de projetor 700. O controlador de projetor 800 inclui um detector de objeto 810 e eletrônica de controle 820. O detector de objeto 810 é um exemplo de detector de objeto 710 e inclui um receptor óptico 714, eletrônica de localização 816, um laser 812 e direcionador de feixe 740. A eletrônica de localização 816 é um exemplo de eletrônica de localização 716 e inclui um circuito de diferença de tempo 817. O circuito de diferença de tempo 817 pode ser ou incluir um conversor tempo para digital. O laser 812 é um exemplo de fonte de luz 712 e pode ser qualificado como um laser Classe 1, conforme definido pelo American National Standards Institute. A eletrônica de controle 820 é um exemplo de eletrônica de controle 720 e armazena a memória 850, que é um exemplo de memória 750. A memória 850 inclui software 852, que é um exemplo de software 752.

[057] O software 852 da memória 850 pode armazenar pelo menos um da faixa de exclusão 287, ângulo de propagação 632, uma configuração de varredura 742, um estimador de alcance 854, um comparador de distância 856 (semelhante ao comparador de distância 756), um diretor de varredura 857 (semelhante ao diretor de varredura 757), um estimador de direção 858 (semelhante ao comparador de distância 758) e um mapeamento de ângulo 842. O estimador de alcance 854 pode gerar pelo menos um de tempo de voo 882 e uma distância de objeto 664. O comparador de distância 856, o diretor de varredura 857 e o estimador de direção 858 podem gerar e/ou determinar, respectivamente, um indicador de perigo 866, sinal de controle de ângulo 867 e ângulo de objeto 662. O diretor de varredura 857 pode gerar o sinal de controle de ângulo 867 com base na configuração de varredura 742, que pode incluir pelo menos um de uma frequência de varredura e uma magnitude de varredura. A configuração de varredura 742 pode ser armazenada em uma memória do direcionador de feixe 740.

[058] Em um cenário de exemplo, o objeto 413 está dentro de um campo de visão do receptor óptico 714 e está localizado no ângulo do objeto 662 em relação a um plano 860. O plano 860 é um exemplo do plano 560, figuras 5 e 6. Portanto, o plano 860 pode incluir o eixo óptico do projetor 280 comunicativamente acoplado ao controlador de projetor 800.

[059] Em operação, o laser 812 é configurado para emitir um pulso óptico 830 e gerar um pulso de início 831 a ser recebido pelo circuito de diferença de tempo 817. A geração do pulso de início 831 pode ser simultânea ou temporariamente deslocada por um valor conhecido de emissão de pulso óptico 830. No exemplo da figura 8, o pulso óptico 830 tem ângulo de propagação associado 632, cujo direcionador de feixe 740 varia no tempo de modo que o ângulo de propagação 632 abrange o intervalo de ângulo azimutal 661 da zona de exclusão 184, figura 6. A figura 8 ilustra quando o ângulo de propagação 632 resulta no pulso óptico 830 sendo incidente no objeto 413. O objeto 413 reflete o pulso óptico 830 como pulso espalhado 835, que inclui pulso espalhado 836, pelo menos parte do qual se propaga em direção ao receptor óptico

714. O pulso óptico 830 é um exemplo do feixe de luz 630. Os pulsos espalhados 835 e 836 são exemplos de luz espalhada 735 e 736, respectivamente.

[060] O ângulo de propagação 632 tem um vértice correspondente 632V. O vértice 632V está localizado, por exemplo, em ou próximo a uma superfície óptica final do direcionador de feixe 740 que direciona, por exemplo, via reflexão ou refração, pulso óptico 830 antes de sair do direcionador de feixe 740.

[061] Ao detectar o pulso espalhado 836, o receptor óptico 714 pode gerar um pulso de parada 837 a ser recebido pelo circuito de diferença de tempo 817. Com base no pulso de início 831 e pulso de parada 837, a eletrônica de localização 816, por exemplo, através do circuito de diferença de tempo 817, gera o sinal de tempo de voo 838 que é recebido pela eletrônica de controle 820. O estimador de alcance 854 processa o sinal de tempo de voo 838 para determinar pelo menos um de um tempo de voo 882 de pulso espalhado 836 e distância do objeto 664 entre o objeto 413 e receptor óptico 714. Cada tempo de voo 882 e distância de objeto 664 podem ser armazenados na memória 850. O sinal de tempo de voo 838 é um exemplo de sinal 738, figura 7.

[062] A eletrônica de controle 820 pode ser configurada para controlar o projetor 280 reduzindo a intensidade da iluminação de tela 282 com base no tempo de voo medido 882. Por exemplo, a eletrônica de controle 820 pode ser configurada para reduzir pelo menos uma região espacial da iluminação de tela 282, por exemplo, região 502, quando o tempo de voo 882 corresponde à distância do objeto 664 que é menor que a faixa de exclusão 287. O software 852 pode incluir o comparador de distância 856, que emite um indicador de perigo 866 quando a distância do objeto 664 for menor do que a faixa de exclusão 287. Do mesmo modo, a eletrônica de controle 820 pode ser configurada para controlar o projetor 280, reduzindo a intensidade da iluminação de tela 282 com base no valor do indicador de perigo 866.

[063] A eletrônica de controle 820 também pode ser configurada para determinar o valor do ângulo do objeto 662 do pulso espalhado 836. Por exemplo, o direcionador de feixe 740 pode ser configurado para transmitir continuamente valores atualizados do ângulo de propagação 632 para a eletrônica de controle 820. Além disso, a eletrônica de controle 820 pode transmitir o sinal de controle de ângulo 867 para o direcionador de feixe 740, que controla o ângulo de propagação 632 a qualquer momento.

[064] A eletrônica de controle 820 pode determinar o ângulo do objeto 662 com base em um tempo de relógio correspondente ao pulso de parada 837. Por exemplo, quando o vértice do ângulo de propagação 632 se alinha com o vértice 662V do ângulo do objeto 662 no plano x-z, o ângulo do objeto 662 pode ser igual ao valor do ângulo de propagação 632 correspondente a um tempo associado à geração do pulso de parada 837.

[065] Mais geralmente, quando tal alinhamento não se aplica, o ângulo de propagação 632 pode ser mapeado para o ângulo do objeto 662 por meio do mapeamento de ângulo 842. O mapeamento de ângulo 842 é, por exemplo, uma tabela de consulta ou função que mapeia uma gama de possíveis ângulos de propagação 632 para ângulos de objeto medidos correspondentes 862 com base nas posições relativas do vértice 662V e 632V no plano x-z. Por exemplo, o ângulo de propagação 632 pode ser mapeado para um ângulo de objeto correspondente 662 (ou ângulo de objeto 662) usando pelo menos um dentre geometria plana e trigonometria.

[066] Por conseguinte, a eletrônica de controle 820 pode ser configurada para controlar o projetor 280 reduzindo a intensidade da iluminação de tela 282 com base no valor do ângulo do objeto 662 determinado pelo estimador de direção 858. Por exemplo, em resposta à detecção do objeto 413 na região de detecção 286 (figuras 5 e 6), a intensidade da iluminação de tela 282 pode ser reduzida em uma região angular centrada no ângulo do objeto 662, o que resulta em pelo menos parte da região 502 sendo temporariamente esmaecida.

[067] A figura 9 é um diagrama de blocos funcional de um detector de objeto 910, que é um exemplo de detector de objeto 710. O detector de objeto 910 inclui uma fonte de luz 912, receptor óptico 714 e eletrônica de localização 916. Fonte de luz 912 e eletrônica de localização 916 são exemplos de fonte de luz 712 e eletrônica de localização 716, respectivamente. A fonte de luz 912 é um laser, por exemplo. A eletrônica de localização 916 pode incluir pelo menos um de um detector de fase 952, um oscilador 953 e um filtro passa-baixa 954, cada um dos quais pode ser parte de um amplificador lock-in 950. O detector de fase 952 pode incluir pelo menos um demodulador.

[068] A fonte de luz 912 está configurada para emitir luz de detecção modulada em amplitude 930 a uma frequência de modulação 953F. Por exemplo, o oscilador 953 aciona a fonte de luz 912 com um sinal do oscilador 953S de modo que a fonte de luz 912 emita luz de detecção modulada em amplitude 930.

[069] O objeto 413 reflete a luz de detecção modulada em amplitude 930 como luz espalhada modulada em amplitude 935. A luz espalhada modulada em amplitude 935 tem uma velocidade de grupo vg. A frequência de modulação 953F pode corresponder a um período temporal T de modo que o produto vg T seja uma distância que excede a distância de tela 195D, figura 2. Tal configuração permite uma correspondência inequívoca entre uma amplitude de pico da luz de detecção modulada em amplitude 930 e seu componente refletido na luz espalhada modulada em amplitude 935 detectada pelo receptor óptico 714.

[070] A luz espalhada modulada em amplitude 935 é atrasada em fase por uma fase Δϕ em relação à luz de detecção modulada em amplitude 930. O receptor óptico 714 gera um sinal 937 em resposta à detecção da luz espalhada modulada em amplitude 935. A eletrônica de localização 916 recebe sinais 953S e 937 e determina, por meio do detector de fase 952, por exemplo, a fase Δϕ do mesmo, e gera um sinal de fase 938 que inclui a fase Δϕ. O sinal de fase 938 é um exemplo de sinal 738, figura

7.

[071] A eletrônica de controle 720 pode receber o sinal de fase 938 e determinar pelo menos um dentre a distância do objeto 664 e o indicador de perigo 866 do mesmo. Consequentemente, a eletrônica de controle 720 pode ser configurada para controlar o projetor 280 reduzindo a intensidade da iluminação de tela 282 com base no valor do indicador de perigo 866. O detector de objeto 910 pode incluir o direcionador de feixe 740 e pode ser configurado para se comunicar com a eletrônica de controle 720 para determinar o ângulo do objeto 662, como explicado em relação à figura 8.

[072] A figura 10 é um gráfico que mostra a dependência do tempo de um ângulo azimutal 1032 entre um tempo de início 1010 e um tempo de término 1019. A figura 11 é um gráfico que mostra a dependência do tempo de um sinal receptor óptico 1138 entre o tempo de início 1010 e o tempo de término 1019. As figuras 10 e 11 são melhor visualizadas juntas na descrição a seguir. O ângulo azimutal 1032 é um exemplo do ângulo de propagação 632. O sinal receptor óptico 1138 é um exemplo de sinal 738, figura 7.

[073] Cada valor do ângulo azimutal 1032 dentro de um intervalo do ângulo azimutal 1061, figura 10, é um exemplo do ângulo de propagação 632 do feixe de luz 630 gerado pelo controlador de projetor 200, figura 6. Os valores do ângulo azimutal 1032 abrangem o intervalo do ângulo azimutal 1061, que é um exemplo do intervalo do ângulo azimutal 661. O sinal receptor óptico 1138 inclui pulsos 1101 e 1102. O pulso 1101 tem uma duração temporal 1121 entre os tempos 1011 e 1012. O pulso 1102 tem uma duração temporal 1122 entre os tempos 1013 e 1014.

[074] Os pulsos 1101 e 1102 correspondem a quando pelo menos parte do objeto 413 entra na região de detecção 286, como ilustrado na figura 4, por exemplo. Uma vez que o objeto 413 pode ser o projetor de frente para a cabeça de uma pessoa 280, evitar danos aos olhos implica que o controlador de projetor 200 reduza a intensidade da iluminação de tela 282 nos ângulos do objeto 662 correspondentes aos ângulos azimutais 1032 às vezes correspondentes aos pulsos 1101 e 1102. A figura 10 denota esses ângulos azimutais correspondentes como faixas de ângulo 1001 e 1002, que correspondem aos pulsos 1101 e 1102, respectivamente.

[075] O ângulo de propagação 632 pode ser igual a um ângulo dentro das faixas de ângulo 1001 e 1002. O estimador de direção 858 pode determinar o ângulo do objeto 662 para abranger um intervalo de ângulos de propagação do feixe de luz

630 que corresponde a, por mapeamento de ângulo 842, pelo menos uma das faixas de ângulo 1001 e 1002.

[076] A figura 12 é um diagrama de blocos esquemático de um controlador de projetor 1200, que é um exemplo de controlador de projetor 200, figura 2. O controlador de projetor 1200 inclui detector de objeto 1210 e eletrônica de controle 1220, que são exemplos de detector de objetos 210 e eletrônica de controle 220, respectivamente. O controlador de projetor 1200 é configurado para determinar o ângulo do objeto 662 e a distância do objeto 664 com base na detecção sensível à posição de luz espalhada. O controlador de projetor 1200 não requer as técnicas de detecção fase de ou tempo de voo dos detectores de objeto 810 e 910, respectivamente, ou seu controlador de projetor associado 700.

[077] O detector de objeto 1210 inclui a fonte de luz 712, o direcionador de feixe 740 e um receptor óptico 1214, que é um exemplo de receptor óptico 714. O receptor óptico 1214 inclui um detector sensível à posição 1270 e uma lente 1218. O detector sensível à posição 1270 tem um largura 1271 e pode incluir uma pluralidade de fotodetectores dispostos no plano x-z. Exemplos de detector sensível à posição 1270 incluem matrizes de fotodiodo de múltiplos elementos disponíveis comercialmente e fotodetectores de matriz de multicanais, tais como aqueles configurados para detectar luz infravermelha. A lente 1218 tem um eixo óptico 1218A, que pode ser perpendicular a uma superfície frontal 1270F do detector sensível à posição 1270. No plano x-z, o eixo óptico 1218A intercepta o plano 560 em um ângulo do receptor 1219. O receptor óptico 1214 gera um sinal receptor 1279 indicativo da resposta elétrica do detector sensível à posição 1270 ao incidente de luz espalhada no mesmo.

[078] O direcionador de feixe 740 e o receptor óptico 1214 são separados por uma distância 1272 em uma direção 1261 na dimensão x. Para simplicidade de explicação, a direção 1261 é perpendicular ao plano 560 na discussão a seguir. No entanto, a direção 1261 pode estar em um ângulo oblíquo ao plano 560, sem se afastar do escopo deste. A lente 1218 é orientada de modo que seu eixo óptico 1218A seja orientado em um ângulo do receptor 1219C em relação à direção 1261. Os ângulos 1219 e 1219C são complementares.

[079] A distância 1272 pode ser muitas vezes maior do que a largura 1271 do detector sensível à posição 1270. Por exemplo, a largura 1271 pode ser inferior a dez centímetros e a distância 1272 pode exceder dois metros. A distância 1272 pode ser suficientemente grande para que o receptor óptico 1214 possa ser montado em uma parede lateral 291 do teatro 190, figura 2, enquanto o direcionador de feixe 740 está abaixo e/ou diretamente abaixo do projetor 280.

[080] O direcionador de feixe 740 é configurado para orientar o feixe de luz 630 emitido pela fonte de luz 712 de modo que o feixe de luz 630 se propague no ângulo de propagação 632 em relação ao plano 560. No exemplo da figura 12, o feixe de luz 630 reflete em uma superfície 1241 do direcionador de feixe 740. A superfície 1241 é, por exemplo, uma superfície reflexiva plana de um espelho poligonal rotativo, um espelho galvanômetro de varredura ou uma matriz de espelhos MEMS. O feixe de luz 630 se propaga no ângulo de propagação 632 em relação ao plano 560 e em um ângulo 1238 em relação à direção 1261. Os ângulos 1238 e 632 são complementares neste exemplo.

[081] O feixe de luz 630 se espalha do objeto 413 como luz espalhada 735. A luz espalhada 735 se propagando em direção ao receptor óptico 1214 é caracterizada por um raio principal 1236 em relação ao receptor óptico 1214. O raio principal 1236 é um exemplo de luz espalhada 736. Direções de propagação do raio principal 1236 e o feixe de luz 630 diferem por um ângulo 1205. Ao atingir o receptor óptico 1214, o raio principal 1236 incide na lente 1218 em um ângulo incidente 1237 em relação ao eixo óptico 1218A. Os ângulos 1237 e 1219C somam um ângulo composto 1273. O ângulo 1238 e o ângulo de propagação 632 são complementares. Os ângulos 1238,

1273 e 1205 somam π radianos.

[082] A lente 1218 transmite o raio principal 1236 e refrata a luz espalhada 735, incidente sobre o detector sensível à posição 1270 em uma posição nele determinada pelo ângulo de incidência 1237. Assim, o sinal receptor 1279 pode ser processado, por exemplo, pela eletrônica de controle 720, para determinar o ângulo incidente 1237. O detector sensível à posição 1270 permite a determinação da distância do objeto 664 de pelo menos um dentre a distância 1272, ângulo 1205, ângulo 1237 e ângulo 1238, por exemplo, por meio de relações trigonométricas, tal como a lei dos senos.

[083] A eletrônica de controle 1220 pode incluir pelo menos um dentre o processador 722 e uma memória 1250 acoplada comunicativamente ao mesmo. Os atributos de hardware da memória 1250 são semelhantes aos da memória 750. A memória 1250 pode armazenar entradas 1251, software 1252 e saídas 1253.

[084] As entradas 1251 incluem pelo menos uma configuração de varredura 742, ângulo de propagação 632, mapeamento de ângulo 842, uma calibração do receptor 1278, sinal receptor 1279, distância 1272, ângulo do receptor 1219 e faixa de exclusão 287. A memória 1250 pode receber ângulo de propagação 632 do direcionador de feixe 740 ou do sinal de controle de ângulo 867. A memória 1250 pode receber o sinal receptor 1279 do receptor óptico 1214. A calibração do receptor 1278 pode incluir um mapeamento da localização da luz detectada pelo detector sensível à posição 1270 ao ângulo incidente 1237.

[085] O software 1252 inclui o diretor de varredura 857, o estimador de direção 858 e o comparador de distância 856, cada um dos quais é descrito acima com referência ao software 852, figura 8. O software 1252 também inclui um estimador de direção 1258 e um estimador de alcance 1254.

[086] O processador 722 executa o software 1252 para gerar saídas 1253 a partir das entradas 1251. O diretor de varredura 857 gera o sinal de controle de ângulo

867 a partir da configuração de varredura 742. A eletrônica de controle 1220 pode controlar o direcionador de feixe 740 via sinal de controle de ângulo 867. O estimador de direção 858 gera o ângulo de objeto 662 de pelo menos um dentre ângulo de propagação 632, mapeamento de ângulo 842 e sinal de controle de ângulo 867. O estimador de direção 1258 gera o ângulo composto 1273 a partir do sinal receptor 1279 e do ângulo do receptor 1219.

[087] O estimador de alcance 1254 determina a distância do objeto 664 da distância 1272, o ângulo do objeto 662 e o ângulo composto 1273. Por exemplo, o estimador de alcance 1254 pode empregar a lei dos senos para determinar a distância do objeto 664 a partir do ângulo 1238, ângulo composto 1273 e distância 1272, onde os ângulos 1238 e 862 são complementares. O comparador de distância 856 pode gerar o indicador de perigo 866 quando a distância do objeto 664 for menor que a faixa de exclusão 287.

[088] Em várias modalidades, um detector de objeto (por exemplo, detector de objeto 1210) pode ser projetado para detectar objetos em uma zona de perigo com base nos sinais infravermelhos invisíveis. A luz infravermelha invisível pode ser emitida por, por exemplo, um ou mais lasers infravermelhos. Além ou em vez da detecção de luz infravermelha, uma fonte de luz visível, com uma potência em um nível seguro, pode iluminar partes do corpo ou objetos que entram em uma zona de perigo como um aviso. Quando uma pessoa viola uma regra de segurança e entra em uma zona de perigo ou coloca um objeto na zona de perigo, a luz visível avisa a pessoa para se mover para fora da zona de perigo ou remover o objeto da zona de perigo.

[089] Por exemplo, em um teatro, um laser vermelho pode ser usado para gerar um plano de luz vermelha (ou qualquer outra cor) acima do nível da cabeça do público como um dispositivo de alerta. Em algumas modalidades, a luz vermelha pode ser disposta no mesmo plano (ou ligeiramente acima ou abaixo) da luz infravermelha.

A luz vermelha pode ser ligada como aviso quando uma parte do corpo ou um objeto se estende através do plano da luz infravermelha.

[090] A figura 13 é um diagrama de blocos funcional de um controlador de projetor 1300 com base na detecção sensível à posição com duas matrizes de detectores. O controlador de projetor 1300 é um exemplo de controlador de projetor 200 e inclui detector de objeto 1310 e eletrônica de controle 1320.

[091] O detector de objetos 1310 inclui uma fonte de luz 1312, receptor óptico 1214 e um segundo receptor óptico 1314. O segundo receptor óptico 1314 é semelhante ao receptor óptico 1214 e inclui um detector sensível à posição 1370 e uma lente 1318, que são análogos ao detector sensível à posição 1270 e uma lente 1218, respectivamente. O segundo receptor óptico 1314 pode ser idêntico ao receptor óptico 1214. A lente 1318 tem um eixo óptico 1318A, que é análogo ao eixo óptico 1218A.

[092] A eletrônica de controle 1320 pode incluir pelo menos um do processador 722 e uma memória 1350 acoplada comunicativamente ao mesmo. Os atributos de hardware da memória 1350 são semelhantes aos da memória 750. A memória 1350 pode armazenar entradas 1351, software 1352 e saídas 1353.

[093] A fonte de luz 1312 está configurada para emitir o feixe divergente 1330, que se propaga no plano x-z e é um exemplo do feixe de luz 230. O feixe divergente 1330 tem um ângulo de divergência de feixe 1331 que pode abranger o intervalo do ângulo azimutal 661, figura 6. Fonte de luz 1312 segundo receptor óptico 1314 são separados na direção x por uma distância 1372 na direção 1261. As distâncias 1272 e 1372 somam uma distância 1377, que pode ser incluída nas entradas 1351. A figura 13 representa o controlador de projetor 1300 atrás do objeto 413, que atravessa uma porção de feixe divergente 1330 propagando-se no ângulo de propagação 632 em relação ao plano 560.

[094] Como na figura 12, o receptor óptico 1214 é orientado no ângulo do receptor 1219 (não mostrado na figura 13) em relação ao plano 560, onde o ângulo do receptor 1219 é complementar ao ângulo 1219C. O segundo receptor óptico 1314 é orientado em um ângulo do receptor em relação ao plano 560, o ângulo do receptor sendo complementar a um ângulo 1319C entre o eixo óptico 1318A e a direção 1261. As entradas 1351 podem incluir pelo menos um dos ângulos 1219C e 1319C, ou equivalentemente seus respectivos ângulos complementares. As entradas 1351 também podem incluir uma calibração do receptor 1378, que é semelhante à calibração do receptor 1278.

[095] Em um cenário de uso exemplar, parte do feixe divergente 1330 se espalha do objeto 413 como luz espalhada 735. A luz espalhada 735 que se propaga em direção aos receptores ópticos 1214 e 1314 é caracterizada pelos respectivos raios principais 1236 e 1336 em relação aos receptores ópticos 1214 e 1314, respectivamente. O raio principal 1336 é um exemplo de luz espalhada 736 e forma um ângulo de objeto 1373 em relação à direção 1261. Os receptores ópticos 1214 e 1314 geram os respectivos sinais de receptor 1279 e 1379 indicativos da resposta elétrica dos detectores sensíveis à posição 1270 e 1370 aos respectivos raios principais 1236 e 1336 incidentes sobre eles. As entradas 1351 podem incluir pelo menos um dos sinais de receptor 1279 e 1379.

[096] As direções de propagação dos raios principais 1236 e 1336 diferem por um ângulo 1305. Ao atingir o receptor óptico 1214, o raio principal 1236 incide na lente 1218 no ângulo incidente 1237 em relação ao eixo óptico 1218A. Ao atingir o segundo receptor óptico 1314, o raio principal 1336 incide na lente 1218 em um ângulo de incidência 1337 em relação ao eixo óptico 1318A. Os ângulos 1373 e 1337 somam o ângulo 1319C. Os ângulos 1273, 1373 e 1305 somam π radianos.

[097] A lente 1318 transmite o raio principal 1336 e refrata a luz espalhada 735 incidente sobre o detector sensível à posição 1370 em uma posição nele determinada pelo ângulo de incidência 1337. O sinal receptor 1379 pode ser processado, por exemplo, pela eletrônica de controle 1320, para determinar o ângulo incidente 1337. O detector sensível à posição 1270 permite a determinação da distância do objeto 664 de pelo menos um dentre a distância 1272, ângulo 1205, ângulo 1237 e ângulo 1238, por exemplo, por meio de relações trigonométricas, tal como a lei dos senos.

[098] O processador 722 executa o software 1352 para gerar saídas 1353 a partir das entradas 1351. O software 1352 pode incluir um estimador de direção 1354, que determina (a) ângulo incidente 1237 do sinal receptor 1279 e calibração do receptor 1278 e (b) ângulo incidente 1337 do sinal receptor 1379 e calibração do receptor 1378. O software 1352 pode incluir um estimador de direção 1355, que determina (a) ângulo composto 1273 a partir do ângulo incidente 1237 e ângulo do receptor 1219C e (b) ângulo do objeto 1373 a partir do ângulo incidente 1337 e ângulo do receptor 1319C. Por exemplo, o ângulo do objeto 1373 é igual ao ângulo incidente 1337 subtraído do ângulo do receptor 1319C.

[099] O software 1352 pode incluir um estimador de alcance 1357, um estimador de direção 1358 e um estimador de ângulo do objeto 1359. O estimador de alcance 1357 determina a distância do objeto 664. Por exemplo, o estimador de alcance 1357 emprega a lei dos senos para determinar pelo menos um de uma distância D12 entre o objeto 413 e o detector sensível à posição 1270 e uma distância D13 entre o objeto 413 e o detector sensível à posição 1370, a partir do qual a lei dos cossenos pode ser empregada para determinar a distância do objeto 664. O estimador de direção 1358 pode determinar o ângulo de propagação 632 usando a lei de senos, a distância D12, distância do objeto 664 e ângulo 1273 para determinar o ângulo 1238 e seu complemento, ângulo de propagação 632. O estimador de ângulo do objeto 1359 pode determinar o ângulo do objeto 662 a partir do ângulo de propagação 862 e mapeamento de ângulo 842.

[0100] A figura 14 é uma vista lateral do projetor 280 operando no teatro 190,

no qual um relé óptico 1400 é configurado para redirecionar a iluminação de tela 282, como iluminação redirecionada 1482, para longe dos assentos 196 e em direção à tela 195, de modo a aumentar a distância entre os assentos 196 e uma zona de exclusão 1484, que é um exemplo de zona de exclusão 184. Pelo menos parte do relé óptico 1400 pode estar localizada na cabine de projeção 192. Parte do relé óptico 1400 pode se estender para fora da cabine de projeção 192. O relé óptico 1400 pode incluir pelo menos um de um espelho, uma lente de relé, um sistema de imagem de relé, um conjunto de lente de relé e uma fibra óptica. O relé óptico 1400 tem um comprimento de relé associado correspondente a uma distância que a luz se propaga nele. O comprimento do relé pode ser entre um metro e dez metros.

[0101] A figura 15 é uma vista lateral do projetor 280 operando no teatro 190, no qual um relé óptico 1500 está configurado para redirecionar a iluminação de tela 282, como iluminação redirecionada 1582, para longe dos assentos 196 e em direção à tela 195, de modo a aumentar a distância entre os assentos 196 e uma zona de exclusão 1584, que é um exemplo de zona de exclusão 184. O relé óptico 1500 é um exemplo de relé óptico 1400 e pode incluir um periscópio configurado para redirecionar a iluminação do projetor para longe dos assentos 196 e em direção à tela

195.

[0102] Cada um dos relés ópticos 1400 e 1500 pode incluir um espelho parcialmente reflexivo. A figura 16 é uma vista lateral do projetor 280 operando no teatro 190, que neste exemplo inclui um relé óptico parcialmente reflexivo 1600, o relé óptico 1600 é um exemplo de relés ópticos 1400 e 1500. O relé óptico 1600 é configurado para redirecionar parte da iluminação de tela 282, como iluminação redirecionada 1682, para longe dos assentos 196 e em direção à tela 195. O relé óptico parcialmente refletivo 1600 pode incluir uma pluralidade de elementos ópticos configurados para funcionar como um periscópio. Por exemplo, o relé óptico 1600 inclui um primeiro espelho 1610 e um segundo espelho 1620. O primeiro espelho 1610 pode ser parcialmente reflexivo de modo que transmita partes da iluminação de tela 282, como iluminação transmitida 282T, em direção à tela 195, enquanto também reflete parte da iluminação de tela 282, iluminação 282R, em direção ao segundo espelho 1620, que reflete a iluminação 282R como iluminação redirecionada 1682. O primeiro espelho 1610 pode ser um divisor de feixe 50/50 de modo que, dado cem por cento de reflexão pelo segundo espelho 1620, a iluminação transmitida 282T e a iluminação redirecionada 1682 têm intensidade óptica igual. Alternativamente, a intensidade óptica da iluminação redirecionada 1682 pode exceder aquela da iluminação transmitida 282T.

[0103] O relé óptico parcialmente reflexivo 1600 pode ser configurado, por exemplo, através do espaçamento dos espelhos 1610 e 1620, para separar verticalmente a iluminação redirecionada 1682 e a iluminação transmitida 282T por uma distância 1602. A distância 1602 é, por exemplo, entre um centímetro e um metro. Em uma modalidade, o relé óptico parcialmente reflexivo 1600 é configurado, por exemplo, via espaçamento dos espelhos 1610 e 1620, para separar verticalmente e/ou horizontalmente a iluminação redirecionada 1682 e a iluminação transmitida 282T.

[0104] A figura 16 ilustra uma zona de exclusão 1684 em uma região correspondente a onde a iluminação redirecionada 1682 se sobrepõe à iluminação transmitida 282T. Ausente relé óptico 1600, a zona de exclusão 1684 se estenderia para baixo em direção aos assentos 196 e, portanto, seria um perigo para os membros de público 198 sentados abaixo. Um benefício do relé óptico 1600 é aumentar a segurança dos olhos, mesmo quando a distância 1602 for suficientemente curta (e/ou tiver um componente paralelo à direção x) de modo que a zona de exclusão 1684 se estenda abaixo do nível dos olhos do visualizador 198 quando em pé. Uma vez que a iluminação redirecionada 1682 e a iluminação transmitida 282T são espacialmente deslocadas, as respectivas regiões de alta intensidade de iluminação redirecionada

1682 e iluminação transmitida 282T também são espacialmente deslocadas. Portanto, quando o projetor 280 está projetando uma imagem de intensidade não uniforme, a intensidade máxima efetiva incidente no olho de um visualizador é diminuída por causa do deslocamento espacial introduzido pelo relé óptico 1600.

[0105] O relé óptico 1600 também pode separar verticalmente a iluminação redirecionada 1882 da iluminação transmitida 282T de modo que a zona de exclusão 284 seja suficientemente mais alta do que o nível dos olhos de um visualizador em pé, por exemplo, qualquer visualizador 198 em pé debaixo da zona de exclusão 284. A distância 1602 pode estar em pelo menos parcialmente determinada por tal nível de olho de um visualizador em pé, como um visualizador cuja altura excede um percentil predeterminado de altura. Em tal modalidade, a intensidade óptica de iluminação redirecionada 1682 pode exceder aquela da iluminação transmitida 282T.

[0106] A figura 17 é uma vista lateral do teatro 190 configurado com ambos o projetor 180 e um projetor suplementar 1780. O projetor suplementar 1780 é o projetor 280, por exemplo. O projetor suplementar 1780 pode estar localizado fora da cabine de projeção 192 e ser configurado para emitir iluminação do projetor 1782. A adição do projetor suplementar 1780 permite a renderização de uma imagem de alta qualidade, semelhante àquele de projetor de alta intensidade (por exemplo, baseado em laser), enquanto mantém uma pequena zona de exclusão associada a um projetor de baixa intensidade (por exemplo, não laser).

[0107] A iluminação do projetor 1782 pode corresponder aos mesmos dados de vídeo e ser sincronizada no tempo com a iluminação de tela 182. Alternativamente, a iluminação do projetor 1782 pode ser complementar à iluminação de tela 182, por exemplo, incluindo imagens de sobreposição gráfica e/ou vídeo, tal como realce. O projetor suplementar 1780 pode ser alinhado de modo que a iluminação do projetor 1782 seja registrada para a iluminação de tela 182 na tela 195.

[0108] A figura 18 é um fluxograma que ilustra um método 1800 para proteger os membros de público da luz intensa, emitida a partir de um projetor, em que a luz intensa impõe uma zona de exclusão na frente do projetor. O método 1800 pode ser implementado pelo controlador de projeção 200 e seus exemplos aqui descritos. O método 1800 inclui pelo menos uma das etapas 1810 e 1820.

[0109] A etapa 1810 inclui detectar opticamente a presença de um objeto em uma região de detecção entre a zona de exclusão e os membros de público. Em um exemplo da etapa 1810, o detector de objeto 210 detecta o objeto 413 na região de detecção 286 entre a zona de exclusão 184 e o membro de público 198. A etapa 1810 pode incluir pelo menos uma das etapas 1812, 1816 e 1818. A etapa 1812 pode incluir a etapa 1813, em cuja etapa de caso 1818 também pode incluir a etapa 1819.

[0110] A etapa 1812 inclui emitir uma luz de detecção em um intervalo de ângulo de depressão e dentro de um intervalo de ângulo azimutal, o intervalo de ângulo de depressão e intervalo de ângulo azimutal definindo a região de detecção. Em um exemplo da etapa 1812, o detector de objeto 210 emite feixe de luz 230 em um intervalo de ângulo de depressão fixo e dentro do intervalo de ângulo azimutal 282D, onde o limite inferior 230L e o limite superior 230U definem o intervalo do ângulo de depressão. A etapa 1813 inclui a varredura de feixe da luz de detecção através do intervalo de ângulo azimutal a uma taxa de varredura de feixe. Em um exemplo da etapa 1813, o direcionador de feixe 740 varre o feixe de luz 630 através do intervalo do ângulo azimutal 661 a uma taxa de varredura de feixe que excede uma taxa de quadros do projetor 280.

[0111] A etapa 1816 inclui o recebimento de luz espalhada produzida pela luz de detecção que se espalha do objeto. Em um exemplo da etapa 1816, o receptor óptico 714 recebe luz espalhada 736 espalhada pelo objeto 413.

[0112] A etapa 1818 inclui a saída de um sinal elétrico indicando a presença da luz espalhada. A etapa 1819 inclui a saída de um sinal elétrico indicando uma faixa angular azimutal subtendida pelo objeto na região de detecção. Em um exemplo da etapa 1818, o detector de objeto 710 emite um sinal 738, figura 7.

[0113] A etapa 1820 inclui controlar o projetor quando a presença do objeto é detectada na região de detecção. Em um exemplo da etapa 1820, o controlador de projetor 200 controla o projetor 280 quando o detector de objeto 210 detecta o objeto 413 na região de detecção 286 e abaixo ou na zona de exclusão 184. A etapa 1822 inclui reduzir a intensidade da luz projetada pelo projetor. Em um exemplo da etapa 1822, o controle do projetor 200 reduz a intensidade da iluminação de tela 282. Quando a etapa 1818 inclui a etapa 1819, a etapa 1822 pode incluir a etapa 1823, que inclui a redução da intensidade da luz projetada pelo projetor dentro da faixa angular azimutal da etapa 1819. Em um exemplo da etapa 1823, o controlador de projetor 700 reduz a intensidade da iluminação de tela 282 dentro da faixa angular azimutal 663.

[0114] Mudanças podem ser feitas nos métodos e sistemas acima, sem se afastar do escopo deste documento. Portanto, deve-se notar que o assunto contido na descrição acima ou mostrado nos desenhos anexos deve ser interpretado como ilustrativo e não em um sentido limitante. Aqui, e a menos que indicado de outra forma, o adjetivo "exemplar" significa servir como um exemplo, instância ou ilustração. As reivindicações a seguir se destinam a cobrir todas as características genéricas e específicas descritas neste documento, bem como todas as declarações do escopo do presente método e sistema, que, por uma questão de linguagem, pode-se dizer que estão entre as mesmas.

Claims (23)

REIVINDICAÇÕES

1. Controlador de projetor para proteger os membros de público da luz intensa que impõe uma zona de exclusão em que a intensidade de luz pode exceder um limite de segurança para os olhos na frente de um projetor para emitir iluminação de tela para uma tela, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: um detector de objeto configurado para detectar opticamente uma presença de um objeto em uma região de detecção abaixo da zona de exclusão e acima dos membros de público; e eletrônica de controle configurada para controlar o projetor quando o detector de objeto indica a presença do objeto na região de detecção; em que o detector de objeto compreende: uma fonte de luz configurada para emitir luz de detecção em um intervalo de ângulo de depressão e em um intervalo de ângulo azimutal, o intervalo de ângulo de depressão e o intervalo de ângulo azimutal definindo a região de detecção, a referida fonte de luz compreendendo um laser pulsado emitindo uma luz de detecção pulsada; um receptor óptico configurado para receber luz espalhada produzida pelo espalhamento de luz de detecção do objeto; e eletrônica de localização configurada para receber uma saída do receptor óp- tico e gerar um sinal indicando a presença da luz espalhada no receptor óptico, os eletrônicos de localização configurados para medir um tempo de voo entre a luz de detecção pulsada e a luz espalhada pulsada originada da dispersão da luz de detec- ção pulsada fora do objeto; a referida eletrônica de controle sendo configurada para controlar o projetor reduzindo a intensidade da luz projetada pelo projetor com base no tempo de voo medido quando o tempo de voo corresponde a uma distância entre o objeto e o pro- jetor que é menor que uma faixa de exclusão, em que a extremidade distal da zona de exclusão, além da qual a intensidade de luz do projetor não excede o referido limite de segurança para os olhos, está localizada na faixa de exclusão do projetor, a refe- rida extremidade distal estando localizada entre o projetor e a referida tela.

2. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de na extremidade distal da zona de exclusão, a inten- sidade de luz projetada pelo projetor estar entre trinta e quarenta miliwatts por centí- metro quadrado.

3. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de a referida redução compreender pelo menos um de: desabilitar a fonte de luz dentro do projetor; obstruir a saída do projetor; desabilitar a produção de um realce de uma imagem de saída projetada no projetor; e limitar uma intensidade máxima da imagem de saída.

4. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de o detector de objeto ser ainda configurado para medir ângulos subtendidos pelo objeto físico na região de detecção, a eletrônica de controle configurada para aplicar a referida redução a uma direção de projeção correspondente aos ângulos.

5. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de o detector de objeto ser ainda configurado para medir informações de posição para o objeto na região de detecção, a eletrônica de controle configurada para aplicar a referida redução a uma direção de projeção correspondente às informações de posição.

6. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de o detector de objeto operar em um comprimento de onda não emitido pelo projetor.

7. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de o detector de objeto compreender: uma fonte de luz configurada para emitir luz de detecção em um intervalo de ângulo de depressão e em um intervalo de ângulo azimutal, o intervalo de ângulo de depressão e o intervalo de ângulo azimutal definindo a região de detecção; um receptor óptico configurado para receber luz espalhada produzida pelo espalhamento de luz de detecção fora do objeto; e eletrônica de localização configurada para receber uma saída do receptor óp- tico e gerar um sinal indicando a presença da luz espalhada no receptor óptico.

8. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda componentes de direcionamento de feixe configurados para varrer a luz de detecção através do intervalo de ângulo azimutal a uma taxa de varredura de feixe.

9. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer reivindicações 7 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de o detector de objeto ser configurado para medir uma faixa angular azimutal subtendida pelo objeto na região de detecção.

10. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de a eletrônica de controle ser configurada para controlar o projetor reduzindo a intensidade de luz projetada pelo projeto dentro da faixa angular azimutal.

11. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 7 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de a eletrônica de localização ser configurada para medir um ângulo azimutal dentro do intervalo de ângulo azimutal, no qual o objeto é detectado na região de detecção.

12. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de a eletrônica de controle ser configurada para controlar o projetor reduzindo a intensidade da luz projetada pelo projetor no ângulo azimutal.

13. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 7 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de a fonte de luz compreender uma fonte de luz in- fravermelha ou uma fonte de luz visível.

14. Controlador de projetor, de acordo com quaisquer das reivindicações 7 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de o receptor óptico compreender um detector sen- sível à posição e um conjunto de lentes, posicionado e orientado para medir uma po- sição da luz espalhada no detector sensível à posição.

15. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de o detector sensível à posição compreender uma ma- triz fotodetectora.

16. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 14 ou reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de a eletrônica de localização ser configurada para processar a posição da luz espalhada no detector sensível à posição para triangular a informação de posição para o objeto, a informação de posição incluindo pelo menos um ângulo azimutal, dentro do intervalo de ângulo azimutal, do objeto na região de detecção.

17. Controlador de projetor, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de a eletrônica de controle ser configurada para diminuir a saída do projetor em uma direção determinada pelo ângulo azimutal.

18. Sistema de projetor, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: o controlador de projetor, como definido em quaisquer das reivindicações 1 a 17; e o projetor.

19. Método para proteger membros de público da luz emitida por um projetor para uma tela, CARACTERIZADO pelo fato de compreender: detectar opticamente uma presença de um objeto em uma região de detecção entre uma zona de exclusão, na qual a intensidade de luz pode exceder um limite de segurança para os olhos, e os membros de público, a zona de exclusão estando acima dos membros de público e dentro da luz emitida; e controlar o projetor quando a presença do objeto for detectada na região de detecção; em que a referida detecção opticamente de uma presença de um objeto com- preende emitir, usando uma fonte de luz configurada para emitir luz de detecção, luz de detecção pulsada em um intervalo de ângulo de depressão e em um intervalo de ângulo azimutal, o intervalo de ângulo de depressão e o intervalo de ângulo azimutal definindo a região de detecção; receber, usando um receptor óptico, luz espalhada produzida pelo espalha- mento de luz de detecção do objeto; e receber uma saída do receptor óptico e gerar um sinal indicando a presença da luz espalhada no receptor óptico medindo um tempo de voo entre a luz de detecção pulsada e a luz espalhada pulsada originada do espalhamento da luz de detecção pulsada fora do objeto; em que o referido controle do projetor compreende reduzir a intensidade da luz projetada pelo projetor com base no tempo de voo medido quando o tempo de voo corresponde a uma distância entre o objeto e o projetor que é menor do que uma faixa de exclusão, em que a extremidade distal da zona de exclusão, além da qual a inten- sidade de luz do projetor não excede o referido limite de segurança para os olhos, está localizada na faixa de exclusão do projetor, a referida extremidade distal estando localizada entre o projetor e a referida tela.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de na extremidade distal da zona de exclusão, a intensidade de luz projetada pelo projetor ser entre trinta e quarenta miliwatts por centímetro quadrado.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19 ou reivindicação 20,

CARACTERIZADO pelo fato de a emissão compreender a varredura de feixe da luz de detecção através do intervalo de ângulo azimutal a uma taxa de varredura de feixe.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de detectar opticamente compreender ainda a emissão de um sinal elétrico indicando uma faixa angular azimutal subtendida pelo objeto na região de detecção.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de o controle compreender a redução da intensidade da luz projetada pelo projetor dentro da faixa angular azimutal.