DE10035040A1 - Vorrichtung zum Erzeugen eines Rasterbildes, Verwendung der Abtastvorrichtungen und Abtastverfahren - Google Patents
Vorrichtung zum Erzeugen eines Rasterbildes, Verwendung der Abtastvorrichtungen und AbtastverfahrenInfo
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Abstract
Erläutert wird unter anderem eine Abtastvorrichtung (100) zum Erzeugen eines Rasterbildes. Die Abtastvorrichtung enthält zwei Laserstrahlquellen (102, 104); zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten (106, 108) und eine Steuerschaltung (128). Die Steuerschaltung (128) steuert diese Einheiten gemäß einem Bildsignal (122) so an, dass ein durch das Bildsignal (122) festgelegtes Gesamtbild mit Hilfe mehrerer Teilbilder (120, 124) auf einer Projektionswand (118) dargestellt wird. Durch diese Maßnahme lassen sich wesentlich mehr Bildelemente je Gesamtbild darstellen als mit einer herkömmlichen Abtastvorrichtung. Diese eröffnet die Möglichkeit, die Abtastvorrichtung (100) zur Vermeidung von wahrnehmbaren Speckle-Mustern bei einem Betrachter (126) einzusetzen.
Description
Die Erfindung betrifft unter anderem Abtastvorrichtungen
zum Erzeugen eines Rasterbildes. Eine Abtastvorrichtung
enthält eine Strahlungsquelle zum Erzeugen eines Abtast
strahls, zum Beispiel eines Laserstrahls. Weiterhin enthält
die Abtastvorrichtung eine Zeilen-Ablenkeinheit, eine Spal
ten-Ablenkeinheit sowie eine Modulationseinheit. Die Zei
len-Ablenkeinheit dient zum Führen des Abtaststrahls ent
lang einer Zeilenrichtung, zum Beispiel entlang einer Hori
zontalen. Die Spalten-Ablenkeinheit führt den Abtaststrahl
entlang einer quer zur Zeilenrichtung liegenden Spalten
richtung, zum Beispiel entlang einer Vertikalen. Mit Hilfe
der Modulationseinheit wird der Abtaststrahl gemäß einem
Bildsignal moduliert. Die Modulation erfolgt so, dass auf
einer durch den Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein Ra
sterbild mit matrixartig angeordneten Bildelementen ver
schiedener Darstellungsart erzeugt wird.
Fig. 1 zeigt einen bekannten Laserprojektor 10. Eine La
sereinheit 12 erzeugt einen Laserstrahl 13, der auf die
ebenen Flächen eines sich drehenden Polygonspiegels 14 ge
richtet ist, zum Beispiel auf die Spiegelfläche 16. Die Lasereinheit
12 enthält außerdem eine Modulationseinheit zum
Modulieren des Laserstrahls 13, z. B. durch Vorgabe des
durch eine Laserdiode fließenden Stromes. Der Polygonspie
gel 14 rotiert um eine Drehachse 18 mit konstanter Rotati
onsgeschwindigkeit, siehe Drehrichtungspfeil 20. Auf Grund
des sich durch die Drehung ändernden Einfallswinkels des
Laserstrahls 13 auf die Spiegelflächen wird der Laserstrahl
13 in einer Zeilenrichtung, siehe Pfeil 22, zu einem Galva
nometerspiegel 24 hin abgelenkt. Durch die Bewegung einer
Spiegelfläche, zum Beispiel 16, am Laserstrahl 13 vorbei
wird eine Abtastzeile erzeugt.
Der Galvanometerspiegel 24 ist eben und um eine Drehachse
26 drehbar gelagert. Durch eine nicht dargestellte An
triebseinheit führt der Galvanometerspiegel 24 eine
Schwenkbewegung zwischen zwei vorgegebenen Winkelstellungen
aus, siehe Pfeil 28. Die Stellung des Galvanometerspiegels
24 ändert sich beim Abtasten einer Zeile nur unwesentlich.
Durch die Schwenkbewegung des Galvanometerspiegels 24 wird
der vom Polygonspiegel 14 kommende Laserstrahl jedoch ent
lang einer Spaltenrichtung abgelenkt, siehe Pfeil 30.
Somit arbeitet der Polygonspiegel 14 als Zeilen-Ablenkein
heit. Der Galvanometerspiegel 24 arbeitet als Spalten-
Ablenkeinheit.
Der vom Galvanometerspiegel 24 reflektierte Laserstrahl
trifft auf eine Streuscheibe 32 und erzeugt dort abhängig
von der Modulation des Laserstrahls 13 ein Rasterbild 34,
das aus matrixförmig angeordneten Bildelementen besteht.
Nachteilig an dem bekannten Laserprojektor 10 ist, dass auf
Grund von Interferenz-Erscheinungen bei der Darstellung des
Rasterbildes 34 sogenannte Speckle-Muster auftreten.
Fig. 2 zeigt einen auf der Streuscheibe 32 dargestellten
Pfeil 50. Der Pfeil 50 wird durch einen zusammenhängenden
Bereich vom Laserstrahl 12 bestrahlter Bildelemente er
zeugt. Wird ein Laserstrahl mit rotem Laserlicht verwendet,
so müssten sämtliche Bildelemente zur Darstellung des
Pfeils 50 rot erscheinen, das heißt in der schwarzweiß
Fig. 2 schwarz dargestellt werden. Auf Grund der Interfe
renz-Erscheinungen entsteht jedoch das in Fig. 2 darge
stellte Muster innerhalb des Pfeils 50. Durch dieses Muster
erscheint der Pfeil 50 unscharf, und der durch das Speckle-
Muster hervorgerufene Bildeindruck ist störend. Die zum
Entstehen des Speckle-Musters führenden physikalischen Zu
sammenhänge sind beispielsweise in dem Buch "Optik, Laser,
Wellenleiter" von Matt Young, Springer, 1997, Seiten 141-
143, erläutert.
Zur Vermeidung des Speckle-Musters wurde beispielsweise in
dem U.S.-Patent Nr. 5 272 473 vorgeschlagen, den Laser
strahl zunächst aufzuweiten. Anschließend wird der Laser
strahl auf ein Mikrospiegelarray gelenkt, das aus dem auf
geweiteten Laserstrahl mehrere Einzelstrahlen erzeugt, die
mit unterschiedlichen Laufzeiten und unter unterschiedlichen
Winkeln auf den Projektionsschirm auftreffen. Diese
Maßnahmen sind sichtbar aufwendig.
Aus dem U.S.-Patent Nr. 5 828 424 ist ein Laserprojektor
bekannt, bei dem das Speckle-Muster auf Grund einer sehr
kurzen Impulsansteuerung bei der Modulation abgeschwächt
wird. Dieses Vorgehen erfordert jedoch eine Laserlichtquel
le sehr hoher Leistung.
Die Anzahl der mit bekannten Abtastvorrichtungen darstell
baren Bildpunkte ist außerdem eingeschränkt. Dies führt un
ter anderem dazu, dass die projizierte Bildgröße bei noch
vertretbarer Auflösung beschränkt ist. Die Auflösung be
zeichnet in diesem Zusammenhang die Anzahl der Bildelemente
pro Bezugsstrecke, zum Beispiel pro Inch (24,5 mm), in Zei
lenrichtung bzw. in Spaltenrichtung.
Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Problematik, ein
fach aufgebaute Abtastvorrichtungen anzugeben, die im Ver
gleich zu den bekannten Abtastvorrichtungen verbesserte
Leistungsmerkmale haben. Insbesondere soll in den mit die
sen Abtastvorrichtungen projizierbaren Rasterbildern kein
Speckle-Muster auftreten. Außerdem soll eine Verwendung der
Abtastvorrichtungen und ein zugehöriges Abtastverfahren an
gegeben werden.
Die Erfindung schafft Abtastvorrichtungen gemäß Patentan
spruch 1, 2 oder 4 gelöst. Weiterbildungen sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass beim Ver
wenden nur einer Strahlungsquelle und einer Zeilen-Spalten-
Abtasteinheit mit vertretbarem technischen Aufwand nur eine
beschränkte Anzahl von Bildelementen pro Rasterbild darge
stellt werden kann. Derzeit sind beispielsweise 1000 mal
1000 Bildelemente mit einer solchen Abtastvorrichtung dar
stellbar. Weiterhin geht die Erfindung von der Erkenntnis
aus, daß bei Abtastvorrichtungen, bei der der Laserstrahl
eine Oberfläche direkt beschreibt und dort ein reelles Bild
erzeugt, keine den Strahlungsgang des Laserstrahls beein
flussende optische Elemente zusätzlich zur Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheit eingesetzt werden müssen. Damit gibt es aber
auch keine störenden Randverzerrungen bei der Darstellung
eines Rasterbildes, wie sie bei der Verwendung von Linsen
systemen auftreten.
Deshalb wird bei den erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen
das Gesamtbild in mehrere Teilbilder zerlegt, die ohne zu
sätzliche Maßnahmen verzerrungsfrei nebeneinander proji
ziert werden. Bei verschiedenen Aspekten der Erfindung wer
den die Teilbilder durch den Einsatz unterschiedlicher
technischer Maßnahmen erzeugt.
Bei einer Abtastvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der
Erfindung enthält die Abtastvorrichtung zusätzlich zu den
eingangs genannten Einheiten mindestens eine weitere Strah
lungsquelle zum Erzeugen eines weiteren Abtaststrahls sowie
eine weitere Modulationseinheit zum Modulieren des weiteren
Abtaststrahls. Der weitere Abtaststrahl wird in einem ande
ren Winkel als der eingangs erwähnte Abtaststrahl auf die
Zeilen und/oder Spalten-Ablenkeinheit gerichtet. Die weite
re Modulationseinheit moduliert den weiteren Abtaststrahl
gemäß dem Bildsignal derart, dass auf der durch den weite
ren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Raster
bild erzeugt wird. Beide Rasterbilder bzw. alle Rasterbil
der sind Teilbilder eines zum Bildsignal gehörenden Gesamt
bildes.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass zwar eine weitere
Strahlungsquelle und eine weitere Modulationseinheit ver
wendet werden müssen, dass andererseits jedoch die Zeilen-
Spalten-Ablenkeinheit mehrfach genutzt werden kann. Die
Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit dient nämlich zum Ablenken
zweier Abtaststrahlen, die jeweils ein eigenes Teilbild er
zeugen. Die Teilbilder sind auf der abgetasteten Fläche
beispielsweise nebeneinander oder untereinander angeordnet.
Beide Abtaststrahlen werden gleichzeitig oder mit zeitli
chem Versatz zueinander moduliert. Bei einer Alternative
wird nur eine Modulationseinheit zum Modulieren beider Ab
taststrahlen eingesetzt. Eine Umschalteinheit dient zum
Wechsel von der Modulation des einen Abtaststrahls zur Mo
dulation des anderen Abtaststrahls.
Bei einer Abtastvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt ent
hält die Abtastvorrichtung zusätzlich zu den eingangs ge
nannten Einheiten mindestens eine weitere Strahlungsquelle,
eine weitere Zeilen-Ablenkeinheit, eine weitere Spalten-
Ablenkeinheit sowie eine weitere Modulationseinheit. Die
weitere Strahlungsquelle erzeugt einen weiteren Abtast
strahl. Der weitere Abtaststrahl wird durch die weitere
Zeilen-Ablenkeinheit entlang einer weiteren Zeilenrichtung
geführt, die beispielsweise parallel zur eingangs genannten
Zeilenrichtung liegt oder mit dieser Zeilenrichtung über
einstimmt. Die weitere Spalten-Ablenkeinheit führt den wei
teren Abtaststrahl entlang einer quer zur weiteren Zeilen
richtung liegenden weiteren Spaltenrichtung. Die weitere
Spaltenrichtung liegt beispielsweise parallel zur eingangs
genannten Spaltenrichtung oder stimmt mit dieser Spalten
richtung überein. Die weitere Modulationseinheit moduliert
den weiteren Abtaststrahl gemäß dem Bildsignal derart, dass
auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche
ein weiteres Rasterbild erzeugt wird. Das Rasterbild ist
ein Teilbild eines zum Bildsignal gehörenden Bildes. Bei
der Abtastvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt arbeiten
demzufolge zwei herkömmliche Abtastvorrichtungen zur Erzeu
gung von Teilbildern eines Gesamtbildes zusammen. Das Bild
signal wird durch eine Ansteuervorrichtung so aufbereitet,
dass jede Modulationseinheit mit einem Bildsignal angesteu
ert wird, das die Bildinformationen des durch diese Modula
tionseinheit zu modulierenden Teilbildes enthält. Es muss
darauf geachtet werden, dass die Teilsysteme so zueinander
ausgerichtet sind, dass die Teilbilder im Gesamtbild "naht
los" nebeneinander angeordnet werden. Eine Synchronisation
zwischen den Teilsystemen wird dann eingesetzt, wenn durch
die Synchronisation sichtbare Verbesserungen der Bildquali
tät erzielbar sind.
Die Bildelemente beider Rasterbilder werden bei einer Wei
terbildung gleichzeitig abgetastet. Dies erfordert eine
Zwischenspeicherung eines Gesamtbildes, wie sie beispiels
weise aus der digitalen Fernsehtechnik bekannt ist. Alter
nativ können die Teilbilder jedoch auch hintereinander er
zeugt werden, wobei zunächst die Bildelemente des einen
Bildes und dann die Bildelemente des anderen Bildes darge
stellt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, ohne Zwi
schenspeicherung des Gesamtbildes das Teilbild aus unter
einander liegenden Teilbildern zusammenzufügen; falls im
Bildsignal zuerst die Bildinformation für Bildelemente in
oberen Zeilen und danach für die Bildelemente in unteren
Zeilen übertragen werden. Außerdem läßt sich eine Modulati
onseinheit zum Modulieren beider Abtaststrahlen verwenden,
wenn die Teilbilder zeitlich nacheinander erzeugt werden.
Eine Abtastvorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der Er
findung enthält zusätzlich zu den eingangs genannten Ein
heiten eine Teilbild-Ablenkeinheit zum Führen des eingangs
erwähnten Abtaststrahls entlang einer Aufreihrichtung. In
der Aufreihrichtung sind mehrere Teilbilder des zum Bildsi
gnal gehörenden Bildes auf der abgetasteten Fläche aufge
reiht.
Bei der Abtastvorrichtung gemäß dritten Aspekt wird ein Ab
taststrahl demzufolge dreimal abgelenkt - an der Zeilen-
Ablenkeinheit, an der Spalten-Ablenkeinheit und an der
Teilbild-Ablenkeinheit. Durch diese Maßnahme wird erreicht,
dass im Vergleich zu bekannten Abtastvorrichtungen trotz
der Verwendung von Teilbildern nur eine zusätzliche Ein
heit, nämlich die Teilbild-Ablenkeinheit erforderlich ist.
Die Teilbild-Ablenkeinheit schaltet zwischen den verschie
denen Teilbildern beispielsweise nach der Darstellung eines
ganzen Teilbildes um.
Bei einer Weiterbildung der Abtastvorrichtung gemäß dritten
Aspekt wird eine weitere Teilbild-Ablenkeinheit eingesetzt,
die den Abtaststrahl entlang einer quer zur Aufreihrichtung
liegenden weiteren Aufreihrichtung führt, in der ebenfalls
mehrere Teilbilder des zum Bildsignal gehörenden Bildes
aufgereiht werden. Die Teilbilder lassen sich beim Einsatz
zweier Teilbild-Ablenkeinheiten gemäß einer zweidimensiona
len Matrix anordnen. Die Anzahl der Bildelemente in Zeilen
richtung und die Anzahl der Bildelemente in Spaltenrichtung
lässt sich so mit einem vertretbaren technischen Aufwand
wesentlich erhöhen. Ohne weiteres sind derzeit vier Teil
bilder mit jeweils 1000 mal 1000 Bildelementen erzeugbar.
Dies ermöglicht die Darstellung eines Gesamtbildes mit 2000
mal 2000 Bildelementen in Zeilenrichtung bzw. Spaltenrich
tung.
Bei Weiterbildungen werden Abtastvorrichtungen gemäß ver
schiedener Aspekte der Erfindung in einer Abtastvorrichtung
kombiniert. Durch die Kombination lassen sich Gesamtbilder
mit noch mehr Bildelementen darstellen, weil die Nachteile
des einen Aspekts durch die Vorteile eines anderen Aspekts
ausgeglichen werden können. Die bei der Anwendung eines
Aspekts durch den vertretbaren technischen Aufwand gesetzte
Grenze lässt sich durch die Kombination weiter zu mehr
Bildelementen hin verschieben.
Bei einer nächsten Weiterbildung gehört das Bildsignal zu
einem Bild, das durch eine einzige Aufnahmeeinheit erzeugt
worden ist. Alternativ ist das Format des Bildes standardi
siert. Bei einer nächsten Alternative wird das Bildsignal
zuvor gemäß einem standardisierten Übertragungsverfahren
übertragen. Die angegebenen Kriterien dienen zur Festlegung
eines Gesamtbildes. Ein Gesamtbild enthält in der Regel
mehrere Bereiche, die durch fließende Übergänge miteinander
verbunden sind.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Verwendung der Abtast
vorrichtungen zur Vermeidung von Speckle-Mustern. Die Ver
wendungserfindung geht von den in Fig. 3 dargestellten Zu
sammenhängen aus. Das Auflösungsvermögen des Auges 60 eines
Betrachters beträgt etwa 1 Winkelminute. Zwei Bildpunkte
62 und 64 werden also noch getrennt voneinander wahrgenom
men, wenn sie für das Auge 60 unter einem Winkel 66 er
scheinen, der etwa 1 Winkelminute beträgt. Mit dem Laser
projektor könnte nun eine so hohe Anzahl von Bildpunkten
62, 64 innerhalb eines bestimmten Bildbereichs geschrieben
werden, dass der Abstand s der Bildpunkte deutlich unter
der Auflösungsgrenze des Auges liegt. In diesem Fall würden
keine Speckle-Muster durch das Auge 60 aufgelöst werden
können. Die in Fig. 2 dargestellte Fläche des Pfeils 50
würde homogen ausgeleuchtet erscheinen.
Für einen Betrachtungsabstand d zwischen Auge 60 und Bild
punkten 62, 64 von beispielsweise 4 m ergibt sich bei eine
Winkelminute der Abstand s von zwei noch auflösbaren Bild
punkten zu 1,2 mm, weil gilt:
s = d × 1' (1)
1' = 2,909 × 10-4 rad (2)
wobei s und d der in Fig. 3 dargestellte Abstand s bzw.
der Betrachtungsabstand d sind. 1' bezeichnet eine Winkel
minute.
Um bei diesem Beispiel deutlich unter der Auflösungsgrenze
des Auges zu liegen, müsste zum Beispiel ein Bildpunktab
stand von 0,5 mm geschrieben werden. Soll ein Bild mit ei
ner Größe von 1 m mal 1 m erzeugt werden, das üblicherweise
aus einem Mindestabstand von 4 m betrachtet wird, so müss
ten 2000 Bildelemente je Zeile und 2000 Zeilen geschrieben
werden, um keine Speckle-Muster zu sehen. Eine so große
Menge von Bildelementen lässt sich mit Hilfe der erfin
dungsgemäßen Abtastvorrichtungen und deren Weiterbildungen
mit vertretbarem technischen Aufwand darstellen. Deshalb
sind die erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen und ihre
Weiterbildungen insbesondere zur Vermeidung von Speckle-
Mustern geeignet.
Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen
und ihrer Weiterbildungen müssen auch bei sehr vielen Bild
elementen pro Gesamtbild die Bauteile nur mit technisch im
Rahmen liegenden Frequenzen angesteuert werden. Mechanische
Bauteile lassen sich beispielsweise auf Grund ihrer Träg
heit nur mit relativ geringen Frequenzen hin und her bewe
gen, bzw. bei vorgegebenen Frequenzen nicht beliebig groß
gestalten.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der beilie
genden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen bekannten Laserprojektor in schematischer
Darstellung,
Fig. 2 einen Pfeil, bei dessen Projektion ein Speckle-
Muster auftritt,
Fig. 3 Bildpunkte, mit deren Hilfe die Beziehung für das
Auflösungsvermögen des menschlichen Auges erläutert
wird,
Fig. 4 einen Laserprojektor mit zwei Laserstrahlquellen
und zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten,
Fig. 5 einen Laserprojektor mit zwei Laserstrahlquellen
und einer Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit, und
Fig. 6 einen Laserprojektor mit einer Laserstrahlquelle
und drei Ablenkeinheiten.
Fig. 4 zeigt einen Laserprojektor 100 mit zwei Laser
strahlquellen 102 und 104 und zwei Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheiten 106 und 108. Die Laserstrahlquelle 102 bzw.
104 entspricht in ihrem Aufbau einer bekannten Laserstrahl
quelle, zum Beispiel der Lasereinheit 12, siehe Fig. 1.
Die Laserstrahlquelle 102 bzw. 104 enthält auch eine Modu
lationseinheit zum Modulieren eines abgestrahlten Laser
strahls 110 bzw. 112, der auf die Zeilen-Spalten-Ablenkheit
106 bzw. 108 gerichtet ist.
Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 bzw. 108 hat den Auf
bau einer bekannten Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit, zum Bei
spiel den Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Ablenkein
heit. So enthält die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 einen
rotierenden Polygonspiegel und einen schwenkbaren Galvano
meterspiegel. Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 108 enthält
ebenfalls einen eigenen rotierenden Polygonspiegel und ei
nen eigenen schwenkbaren Galvanometerspiegel. Aus der Zei
len-Spalten-Ablenkeinheit 106 bzw. 108 tritt ein abgelenk
ter Laserstrahl 114 bzw. 116 aus. Der Laserstrahl 114
schreibt auf eine Projektionsfläche, zum Beispiel auf eine
tapezierte Wand 118, ein erstes Teilbild 120, das matrix
förmig angeordnete Bildelemente enthält. Im Teilbild 120
werden Bildinhalte der oberen Hälfte eines Gesamtbildes
dargestellt, das mit Hilfe eines Bildsignals 122 übertragen
wird.
Der abgelenkte Laserstrahl 116 schreibt unmittelbar unter
das erste Teilbild 120 auf der tapezierten Wand 118 ein
zweites Teilbild 124. Das Teilbild 124 gibt den unteren
Teil des Gesamtbildes wieder und enthält ebenfalls matrix
förmig angeordnete Bildelemente.
Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten 106 und 108 sind so zu
einander positioniert, dass die Grenze zwischen den Teil
bildern 120 und 124 durch einen Betrachter 126 nicht wahr
genommen werden können.
Das Bildsignal 122 wird mit Hilfe einer Steuerschaltung 128
bearbeitet. Dabei wird für das Teilbild 120 ein Modulati
onssignal 130 erzeugt, das zum Ansteuern der Modulatorein
heit in der Laserstrahlquelle 102 genutzt wird. Zur Erzeu
gung des Teilbildes 124 wird in der Steuerschaltung 128 ein
Modulationssignal 132 erzeugt, mit dessen Hilfe die Modula
tionseinheit in der Laserstrahlquelle 104 angesteuert wird.
Die Steuerschaltung 128 erzeugt außerdem ein Synchronsignal
134 bzw. ein Synchronisationssignal 236 zum Synchronisieren
der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 bzw. 108. Die Steuer
schaltung 128 lässt sich ohne Verwendung eines Mikroprozes
sors oder unter Verwendung eines Mikroprozessors realisie
ren. Bei einer Gesamtbild-Wiederholfrequenz von 50 Hz be
trägt auch die Bildwiederholfrequenz des Teilbildes 120
bzw. des Teilbildes 124 50 Hz. Die Steuerschaltung 128
steuert den Laserprojektor 100 so, dass die Teilbilder 120
und 124 gleichzeitig geschrieben werden. Beispielsweise
werden die Laserstrahlen 114 und 116 synchron zueinander
geführt. Das bedeutet, dass die Laserstrahlen 114 und 116
gleichzeitig Matrixelemente mit der gleichen Matrixposition
im Teilbild 120 bzw. 124 abtasten, zum Beispiel beginnend
mit dem Matrixelement 0,0 in der linken oberen Ecke eines
Teilbildes. Die Steuerschaltung 128 speichert in einer
nicht dargestellten Speichereinheit zunächst die Bildinfor
mation des Teilbildes 120. Mit dem Empfangen der ersten
Bildinformation für ein Bildelement des Teilbildes 124 wird
dann mit dem gleichzeitigen Schreiben der beiden Teilbilder
120 und 124 begonnen.
Bei einer anderen Ausgestaltung wird ein Gesamtbild in der
Steuerschaltung 128 vor dem Ansteuern der Laserstrahlquel
len 102, 104 und der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten 106,
108 zum Schreiben dieses Bildes gespeichert.
Der Laserprojektor 100 wird unter anderem eingesetzt, um
beim Betrachter 126 die Wahrnehmung von Speckle-Mustern zu
verhindern. Dies lässt sich dann erreichen, wenn der Ab
stand A zwischen tapezierter Wand 118 und Betrachter 126
den oben erläuterten Beziehungen genügt.
Wird der Laserprojektor 100 mit kleinerem Abstand zwischen
tapezierter Wand 118 und Betrachter eingesetzt, so ist für
den Betrachter 126 zwar ein Speckle-Muster wahrnehmbar, je
doch lassen sich auf der tapezierten Wand 118 wesentlich
mehr Bildelemente darstellen als mit bisher eingesetzten
Laserprojektoren, zum Beispiel als mit dem Laserprojektor
10, siehe Fig. 1.
Fig. 5 zeigt einen Laserprojektor 150 mit zwei Laser
strahlquellen 152 und 154 und mit einer Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheit 156. Die Laserstrahlquelle 152 enthält bei
spielsweise einen Halbleiterlaser, der rotes Laserlicht ei
nes Laserstrahls 158 erzeugt. Die Laserstrahlquelle 154 hat
denselben Aufbau wie die Laserstrahlquelle 152 und erzeugt
ebenfalls rotes Licht, das in einem Laserstrahl 160 abge
strahlt wird. Die Laserstrahlen 158 und 160 werden beide
auf die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 156 gerichtet, deren
Aufbau dem Aufbau einer bekannten Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheit bis auf die geeignet zu wählenden Abmessungen
entspricht, zum Beispiel dem Aufbau der in Fig. 1 gezeig
ten Ablenkeinheit.
Somit enthält die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 156 einen
rotierenden Polygonspiegel und einen schwenkbaren Galvano
meterspiegel. Die Laserstrahlen 158 und 160 werden unter
verschiedenen Winkeln auf den Polygonspiegel gerichtet. So
mit liegen die Laserstrahlen 158 und 160 quer zueinander
und schliessen einen Winkel W1 zueinander ein. Aus der Zei
len-Spalten-Ablenkeinheit 156 treten deshalb zwei abgelenk
te Laserstrahlen 162 und 164 aus. Der in Fig. 2 gestri
chelt dargestellte
Laserstrahl 162 ist der durch die Ablenkung des ebenfalls
gestrichelt dargestellten Laserstrahls 158 der Laserstrahl
quelle 152 entstehende Laserstrahl. Der Laserstrahl 164
wird durch die Ablenkung des Laserstrahls 160 erzeugt. Des
halb sind die Laserstrahlen 160 und 164 mit durchgezogenen
Linien dargestellt.
Die Laserstrahlen 162 und 164 liegen beim Austritt aus der
Ablenkeinheit 156 quer zueinander und schliessen einen Win
kel W2 ein. Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Winkel W2
den gleichen Wert wie der Winkel W1. Die Winkel W1 und W2
werden so gewählt, dass auf einer Projektionswand 166 zwei
Teilbilder 168 und 170 ohne sichtbaren Übergang dargestellt
werden. Das Teilbild 168 enthält den oberen Teil der Bild
elemente eines Gesamtbildes, das mit Hilfe eines Bildsi
gnals 172 übertragen wird. Zur Darstellung des Teilbildes
168 wird das Bildsignal 172 durch eine Steuerschaltung 174
bearbeitet. Die Steuerschaltung 174 erzeugt aus dem Bildsi
gnal 172 ein Teil-Bildsignal 176, das zur Ansteuerung der
Laserstrahlquelle 174 und damit zur Erzeugung der Laser
strahlen 160 und 164 genutzt wird. Außerdem erzeugt die
Steuerschaltung 174 ein Synchronsignal 176 zur Ansteuerung
der Zeilen-Ablenkeinheit 156. Das Teilbild 170 enthält die
unteren Bildelemente des im Bildsignal 172 enthaltenen Ge
samtbildes.
Die Steuerschaltung 174 erzeugt aus dem Bildsignal 172 des
Gesamtbildes ein weiteres Teil-Bildsignal 180, das die
Bildinformation zur Darstellung der Bildelemente des unte
ren Teils des Gesamtbildes enthält. Das Teil-Bildsignal 180
dient zur Ansteuerung der Modulatoreinheit in der Laserstrahlquelle
152 und damit zur Erzeugung der Laserstrahlen
158 und 162.
Bei einer Bildwiederholrate des Gesamtbildes von 50 Hz be
trägt bei einem Ausführungsbeispiel auch die Bildwiederhol
rate der Teilbilder 168 und 170 50 Hz. Bei der Darstellung
eines Gesamtbildes wird zunächst die Bildinformation zu den
Bildelementen für die Darstellung des Teilbildes 168 in ei
ner nicht dargestellten Speichereinheit gespeichert. Werden
auch die Bildsignale des unteren Teilbildes 170 empfangen,
so werden die Laserstrahlquellen 152 und 154 gleichzeitig
angesteuert. Beginnend mit dem oben links liegenden Bild
element wird jedes Teilbild 128 und 170 zeilenweise von
oben nach unten geschrieben. Beispielsweise werden Bild
punkte an gleichen Positionen im Teilbild 168 und 170
gleichzeitig beschrieben.
Der Laserprojektor 150 lässt sich bei geeigneter Wahl des
Abstandes A2 zwischen Projektionswand 166 und einem Be
trachter 182 dazu einsetzen, die Wahrnehmung von Speckle-
Mustern durch den Betrachter 182 zu vermeiden. Die Wahl des
Abstandes A2 wurde oben anhand der Fig. 3 erläutert. Der
Abstand A2 muss so gewählt werden, dass der Abstand zweier
benachbarter Bildpunkte des Teilbildes 168 bzw. des Teil
bildes 170 unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges des Be
trachters 182 liegt.
Andererseits lässt sich der Projektor 150 aber auch bei ei
nem Abstand A2 zwischen Projektionswand 166 und Betrachter
182 einsetzen, der kleiner als der zur Vermeidung der Wahr
nehmung von Speckle-Mustern erforderliche Abstand ist. Je
doch lässt sich dann im Vergleich zu bekannten Anordnungen
eine viel größere Anzahl von Bildelementen auf der Projek
tionswand 166 darstellen als bisher. Dies kann für die Aus
leuchtung einer größeren Fläche oder für eine höhere Auflö
sung bei gleicher Bildgröße genutzt werden. Die Speckle-
Muster lassen sich bei kleinem Abstand A2 durch andere Maß
nahmen vermeiden, die auch bisher eingesetzt worden sind,
zum Beispiel durch eine Teflon-beschichtete Projektionswand
166, durch eine Impulsansteuerung der Laserstrahlquellen
152 oder durch Verwenden einer Einheit zur Laserstrahlauf
weitung und eines Mikrospiegelarrays.
Fig. 6 zeigt einen Laserprojektor 200 mit einer Laser
strahlquelle 202, einer Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204
und einer Spalten-Ablenkeinheit 206.
Die Laserstrahlquelle 202 enthält einen Laser mit einem be
kannten Aufbau, zum Beispiel einen Halbleiterlaser, der ro
tes Laserlicht eines Laserstrahls 208 erzeugt. Die Laser
strahlquelle 202 enthält außerdem eine nicht dargestellte
Modulationseinheit, mit deren Hilfe die Intensität des La
serstrahls geändert werden kann, beispielsweise in einem
An/Aus-Modus oder mit einer mehrfachen Abstufung, zum Bei
spiel von 256 Stufen.
Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204 dient zum Ablenken des
Laserstrahls 208 entlang einer horizontalen Zeilenrichtung
und entlang einer vertikalen Spaltenrichtung. Die Zeilen-
Spalten-Ablenkeinheit 204 hat einen Aufbau, der auch bei
bekannten Laserprojektoren verwendet wird, siehe beispiels
weise Fig. 1. So enthält die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit
204 einen sich drehenden Polygonspiegel und einen Galvano
meterspiegel. Aus der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204
tritt ein abgelenkter Laserstrahl 210 aus, der auf die
Spalten-Ablenkeinheit 206 trifft.
Die Spalten-Ablenkeinheit 206 enthält einen Galvanometer
spiegel, mit dessen Hilfe der Laserstrahl 210 in vertikaler
Spaltenrichtung abgelenkt wird, um als Laserstrahl 212 ein
Teilbild 216 und als Laserstrahl 214 ein Teilbild 218 abzu
tasten. Die Teilbilder 216 und 218 werden auf einer Projek
tionswand 220 dargestellt. Das Teilbild 216 ist über dem
Teilbild 218 angeordnet. Der Laserprojektor 200 stellt die
Teilbilder 216 und 218 so auf der Projektionswand 220 dar,
dass ein Betrachter 222 die Grenze zwischen den beiden
Teilbildern 216 und 218 nicht wahrnehmen kann.
Die Teilbilder 216 und 218 gehören zu einem Gesamtbild, das
mit Hilfe eines Bildsignals 224 übertragen wird. Das Bild
signal 224 ist beispielsweise ein genormtes Fernsehsignal
oder ein genormtes Videosignal. In einer Steuerschaltung
226 wird das Bildsignal 224 bearbeitet. Die Steuerschaltung
226 erzeugt zur Ansteuerung des Modulators in der Laser
strahlquelle 202 ein Modulationssignal 228, das im Wesent
lichen dem Bildsignal 224 entspricht. Die Bildwiederholrate
des Gesamtbildes und die Bildwiederholrate jedes Teilbildes
ist gleich und beträgt beispielsweise 50 Hz.
Weiterhin erzeugt die Steuerschaltung 226 ein Synchronisa
tionssignal 230 zur Ansteuerung der Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheit 204. Das Synchronisationssignal 230 unter
scheidet sich dadurch vom Synchronisationssignal zur An
steuerung einer bekannten Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204,
dass es bewirkt, dass der Galvanometerspiegel zur Ablenkung
in Spaltenrichtung mit doppelter Frequenz geschwenkt wird.
Dadurch wird erreicht, dass innerhalb der Bildwiederholrate
von 50 Hz zwei Teilbilder 216, 218 nacheinander abgetastet
werden können.
Ein Synchronisationssignal 232 wird in der Steuerschaltung
226 zur Synchronisation der Ablenkeinheit 206 erzeugt. Das
Synchronisationssignal 232 bewirkt, dass der Galvanometer
spiegel in der Ablenkeinheit 206 unmittelbar nach dem Dar
stellen des letzten Bildelementes des Teilbildes 216 und
vor dem Darstellen des ersten Bildelementes des Teilbildes
218 um einen vorgegebenen Winkel geschwenkt wird. Dadurch
wird das Teilbild 218 unterhalb des Teilbildes 216 darge
stellt. Nach der Darstellung des letzten Bildelementes des
Teilbildes 218 bewirkt das Synchronisationssignal 232 ein
Zurückschwenken des Galvanometerspiegels in der Ablenkein
heit 206 in seine Ausgangsposition, so dass das erste Bild
element des nächsten Teilbildes 216 abgetastet werden kann.
Der Galvanometerspiegel in der Ablenkeinheit 206 schwingt
demzufolge mit einer Frequenz von 100 Hz.
Die Teilbilder 216 und 218 sind wiederum aus matrixförmig
angeordneten Bildelementen dargestellt und werden durch den
Projektor 200 nacheinander abgetastet, wobei zunächst die
Bildelemente des Teilbildes 216 und dann die Bildelemente
des Teilbildes 218 abgetastet werden.
Der Laserprojektor 200 wird eingesetzt, um bei einem Ab
stand A3 zwischen Betrachter 222 und Projektionswand 220
die Wahrnehmung von Speckle-Mustern beim Betrachter 222 zu
vermeiden. Andererseits lässt sich der Projektor 200 auch
einsetzen, um wesentlich mehr Bildelemente als mit herkömm
lichen Projektoren darzustellen. Wird dabei der zur Vermei
dung der Wahrnehmung von Speckle-Mustern erforderliche Ab
stand A3 unterschritten, so lassen sich zur Vermeidung der
Wahrnehmung von Speckle-Mustern die aus dem Stand der Tech
nik bekannten Maßnahmen anwenden.
Obwohl die Laserprojektoren 100, 150 und 200 zur Vereinfa
chung der Erläuterung mit monochromen Laserstrahlquellen
erläutert worden sind, werden bei anderen Ausführungsbei
spielen an Stelle einer monochromen Laserstrahlquelle drei
Laserstrahlquellen zur Erzeugung von Laserstrahlen ver
schiedener Frequenz verwendet. Durch additive Farbmischung
wird eine Farbdarstellung auf der Projektionswand oder auf
einer Streuscheibe erreicht. Dafür benötigte Steuerschal
tungen sind bekannt und werden, wie anhand der Fig. 4, 5
und 6 erläutert, abgewandelt.
Zur vereinfachten Darstellung und Erläuterung wurde auch
nur auf zwei Teilbilder 120, 124; 168, 170 bzw. 216, 218
Bezug genommen, die untereinander angeordnet waren. Bei an
deren Ausgestaltungen der Laserprojektoren 100, 150 und 200
werden jedoch zweidimensional angeordnete Teilbilder er
zeugt. Der Laserprojektor 100 enthält dann beispielsweise
zur Erzeugung von vier Teilbildern vier Laserstrahlquellen
und vier Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten, die jedoch durch
die Steuerschaltung gemäß einem Bildsignal für das Gesamt
bild angesteuert werden. Der Laserprojektor 150 würde dann
vier Laserstrahlquellen enthalten, die auf eine Zeilen-
Spalten-Ablenkeinheit unter verschiedenen Winkeln gerichtet
sind. Der Laserprojektor 200 würde eine zusätzliche Ablenk
einheit für die Anordnung der Teilbilder in Zeilenrichtung
enthalten.
Bei anderen Ausführungsbeispielen werden Laserprojektoren
eingesetzt, die Kombinationen der in den Fig. 4, 5 bzw.
6 dargestellten Prinzipien enthalten. Beispielsweise werden
bei vier Teilbildern und einer Anwendung der Prinzipien aus
Fig. 4 und 5 vier Laserstrahlquellen eingesetzt, die auf
zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten strahlen. Dabei sind
zwei Laserstrahlquellen jeweils einer Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheit zugeordnet. Die Steuerschaltung steuert alle
vier Laserstrahlquellen und die beiden Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheiten an.
Bei einer Kombination der in Fig. 4 und 6 gezeigten Prin
zipien werden bei vier Teilbildern zwei Laserstrahlquellen,
zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten und zwei zusätzliche
Ablenkeinheiten verwendet. So können zwei der in Fig. 6
gezeigten Anordnungen horizontal nebeneinander in einem La
serprojektor angeordnet werden. Die Steuerschaltung steuert
dann beide Laserstrahlquellen, beide Zeilen-Spalten-
Ablenkeinheiten und beide zusätzlichen Ablenkeinheiten ge
mäß einem Bildsignal für ein Gesamtbild an.
Bei einer Kombination der in den Fig. 5 und 6 darge
stellten Prinzipien werden bei einer Unterteilung des Ge
samtbildes in vier Teilbilder zwei Laserstrahlquellen, eine
Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit und eine zusätzliche Ablenk
einheit eingesetzt. Die zusätzliche Ablenkeinheit ermög
licht bei einer Ablenkung des einfallenden Laserstrahls in
Spaltenrichtung die Darstellung von vier untereinander an
geordneten Teilbildern. Bei einer Ablenkung des einfallen
den Laserstrahls durch die zusätzliche Ablenkeinheit in
Zeilenrichtung wird ein Gesamtbild aus 2 mal 2 Teilbildern
in Zeilenrichtung bzw. Spaltenrichtung erzeugt.
Claims (13)
1. Abtastvorrichtung (150) zum Erzeugen eines Rasterbil
des,
mit einer Strahlungsquelle (152) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (158),
einer Spalten-Ablenkeinheit (156, 14) zum Führen des Abtaststrahls (158) entlang einer Zeilenrichtung (22),
einer Zeilen-Ablenkeinheit (156, 26) zum Führen des Abtaststrahls (158) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30),
einer Modulationseinheit (152) zum Modulieren des Ab taststrahls (158) gemäß einem Bildsignal (172) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (158) abgetasteten Fläche ein Rasterbild (170) mit matrixartig angeordneten Bildele menten verschiedener Darstellungsart erzeugt wird,
gekennzeichnet
durch mindestens eine weitere Strahlungsquelle (154) zum Erzeugen eines weiteren Abtaststrahls (160), der in ei nem anderen Winkel (W1) als der andere Abtaststrahl auf die Zeilen- und/oder die Spalten-Ablenkeinheit (156) gerichtet ist, und
entweder durch eine weitere Modulationseinheit (154) zum Modulieren des weiteren Abtaststrahls (160) gemäß dem Bildsignal (172) derart, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl (160) abgetasteten Fläche ein weiteres Raster bild (168) erzeugt wird,
oder dadurch dass die Modulationseinheit auch zum Mo dulieren des weiteren Abtaststrahls gemäß dem Bildsignal derart dient, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Rasterbild erzeugt wird,
wobei die Rasterbilder (168, 170) Teilbilder eines zum Bildsignal (172) gehörenden Gesamtbildes sind.
mit einer Strahlungsquelle (152) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (158),
einer Spalten-Ablenkeinheit (156, 14) zum Führen des Abtaststrahls (158) entlang einer Zeilenrichtung (22),
einer Zeilen-Ablenkeinheit (156, 26) zum Führen des Abtaststrahls (158) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30),
einer Modulationseinheit (152) zum Modulieren des Ab taststrahls (158) gemäß einem Bildsignal (172) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (158) abgetasteten Fläche ein Rasterbild (170) mit matrixartig angeordneten Bildele menten verschiedener Darstellungsart erzeugt wird,
gekennzeichnet
durch mindestens eine weitere Strahlungsquelle (154) zum Erzeugen eines weiteren Abtaststrahls (160), der in ei nem anderen Winkel (W1) als der andere Abtaststrahl auf die Zeilen- und/oder die Spalten-Ablenkeinheit (156) gerichtet ist, und
entweder durch eine weitere Modulationseinheit (154) zum Modulieren des weiteren Abtaststrahls (160) gemäß dem Bildsignal (172) derart, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl (160) abgetasteten Fläche ein weiteres Raster bild (168) erzeugt wird,
oder dadurch dass die Modulationseinheit auch zum Mo dulieren des weiteren Abtaststrahls gemäß dem Bildsignal derart dient, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Rasterbild erzeugt wird,
wobei die Rasterbilder (168, 170) Teilbilder eines zum Bildsignal (172) gehörenden Gesamtbildes sind.
2. Abtastvorrichtung (100) zum Erzeugen eines Rasterbil
des,
mit einer Strahlungsquelle (102) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (110),
einer Zeilen-Ablenkeinheit (106, 14) zum Führen des Abtaststrahls (110) entlang einer Zeilenrichtung (22),
einer Spalten-Ablenkeinheit (106, 26) zum Führen des Abtaststrahls (110) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30),
einer Modulationseinheit (102) zum Modulieren des Ab taststrahls (110) gemäß einem Bildsignal (122) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (110) abgetasteten Fläche (118) ein Rasterbild (120) mit matrixförmig angeordneten Bildelementen verschiedener Darstellungsart erzeugt wird,
gekennzeichnet
durch mindestens eine weitere Strahlungsquelle (1049 zum Erzeugen eines weiteren Abtaststrahls (112),
eine weitere Zeilen-Ablenkeinheit (108, 14) zum Führen des weiteren Abtaststrahls (112) entlang einer weiteren Zeilenrichtung,
eine weitere Spalten-Ablenkeinheit (108, 24) zum Füh ren des weiteren Abtaststrahls (112) entlang einer quer zur weiteren Zeilenrichtung liegenden weiteren Spaltenrichtung,
und entweder durch eine weitere Modulationseinheit (104) zum Modulieren des weiteren Abtaststrahls (112) gemäß dem Bildsignal (122) derart, dass auf der durch den weite ren Abtaststrahl (112) abgetasteten Fläche ein weiteres Ra sterbild (124) erzeugt wird,
oder dadurch, dass die Modulationseinheit auch zum Mo dulieren des weiteren Abtaststrahls gemäß dem Bildsignal derart dient, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Rasterbild erzeugt wird.
wobei die Rasterbilder (120, 124) Teilbilder eines zum Bildsignal (122) gehörenden Gesamtbildes sind.
mit einer Strahlungsquelle (102) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (110),
einer Zeilen-Ablenkeinheit (106, 14) zum Führen des Abtaststrahls (110) entlang einer Zeilenrichtung (22),
einer Spalten-Ablenkeinheit (106, 26) zum Führen des Abtaststrahls (110) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30),
einer Modulationseinheit (102) zum Modulieren des Ab taststrahls (110) gemäß einem Bildsignal (122) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (110) abgetasteten Fläche (118) ein Rasterbild (120) mit matrixförmig angeordneten Bildelementen verschiedener Darstellungsart erzeugt wird,
gekennzeichnet
durch mindestens eine weitere Strahlungsquelle (1049 zum Erzeugen eines weiteren Abtaststrahls (112),
eine weitere Zeilen-Ablenkeinheit (108, 14) zum Führen des weiteren Abtaststrahls (112) entlang einer weiteren Zeilenrichtung,
eine weitere Spalten-Ablenkeinheit (108, 24) zum Füh ren des weiteren Abtaststrahls (112) entlang einer quer zur weiteren Zeilenrichtung liegenden weiteren Spaltenrichtung,
und entweder durch eine weitere Modulationseinheit (104) zum Modulieren des weiteren Abtaststrahls (112) gemäß dem Bildsignal (122) derart, dass auf der durch den weite ren Abtaststrahl (112) abgetasteten Fläche ein weiteres Ra sterbild (124) erzeugt wird,
oder dadurch, dass die Modulationseinheit auch zum Mo dulieren des weiteren Abtaststrahls gemäß dem Bildsignal derart dient, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Rasterbild erzeugt wird.
wobei die Rasterbilder (120, 124) Teilbilder eines zum Bildsignal (122) gehörenden Gesamtbildes sind.
3. Abtastvorrichtung (100, 150) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass Bildelemente beider Rasterbil
der (120, 124; 168, 170) gleichzeitig abgetastet werde.
4. Abtastvorrichtung (200) zum Erzeugen eines Rasterbil
des,
mit einer Strahlungsquelle (202) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (208),
einer Zeilen-Ablenkeinheit (204) zum Führen des Ab taststrahls (208) entlang einer Zeilenrichtung (22),
einer Spalten-Ablenkeinheit (204) zum Führen des Ab taststrahls (208) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30),
einer Modulationseinheit (202) zum Modulieren des Ab taststrahls (208) gemäß einem Bildsignal (224) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (208) abgetasteten Fläche (220) ein Rasterbild (216) mit matrixartig angeordneten Bildelementen verschiedener Darstellungsart erzeugt wird,
gekennzeichnet durch eine Teilbild-Ablenkeinheit (206) zum Führen des Abtaststrahls (208, 210) entlang einer Aufreih richtung, in der mehrere Teilbilder (216, 218) des zum Bildsignal (224) gehörenden Gesamtbildes auf der abgetaste ten Fläche (220) aufgereiht werden.
mit einer Strahlungsquelle (202) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (208),
einer Zeilen-Ablenkeinheit (204) zum Führen des Ab taststrahls (208) entlang einer Zeilenrichtung (22),
einer Spalten-Ablenkeinheit (204) zum Führen des Ab taststrahls (208) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30),
einer Modulationseinheit (202) zum Modulieren des Ab taststrahls (208) gemäß einem Bildsignal (224) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (208) abgetasteten Fläche (220) ein Rasterbild (216) mit matrixartig angeordneten Bildelementen verschiedener Darstellungsart erzeugt wird,
gekennzeichnet durch eine Teilbild-Ablenkeinheit (206) zum Führen des Abtaststrahls (208, 210) entlang einer Aufreih richtung, in der mehrere Teilbilder (216, 218) des zum Bildsignal (224) gehörenden Gesamtbildes auf der abgetaste ten Fläche (220) aufgereiht werden.
5. Abtastvorrichtung (200) nach Anspruch 4, gekennzeich
net durch eine weitere Teilbild-Ablenkeinheit zum Führen
des Abtaststrahls (208, 210) entlang einer quer zur Auf
reihrichtung liegenden weiteren Aufreihrichtung, in der
ebenfalls mehrere Teilbilder des zum Bildsignal (234) gehö
renden Bildes aufgereiht werden.
6. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass sie mindestens eine Abtastvorrichtung nach
Anspruch 2 oder 3 enthält.
7. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, dass sie mindestens eine Abtastvorrichtung
gemäß Anspruch 4 oder 5 enthält.
8. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, dass sie mindestens eine Abtastvorrichtung
gemäß Anspruch 4 oder 5 enthält.
9. Abtastvorrichtung (100, 150, 200) nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bildsignal (122, 172, 224) zu einem Bild gehört, das durch
eine Aufnahmeeinheit erzeugt worden ist, das ein standardi
siertes Format hat und/oder das gemäß einem standardisier
ten Übertragungsverfahren übertragen wird.
10. Verwendung einer Abtastvorrichtung (100, 150, 200)
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Abtastvorrichtung (100, 150, 200) zur
Vermeidung von Speckle-Mustern (50) eingesetzt wird, insbe
sondere bei Abtastung mit einem Laserstrahl.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auflösung des Rasterbildes so gewählt wird, dass
benachbarte Bildelemente (62, 64) einen Rasterabstand (s)
zueinander haben, der bei einem für das Betrachten des Ra
sterbildes durch einen Betrachter (60, 126, 182, 222) emp
fohlenen Mindestabstand zwischen Betrachter (60, 126, 182,
222) und Rasterbild deutlich unterhalb der Auflösungsgrenze
des Auges des Betrachters (60) liegt, vorzugsweise einem
Rasterabstand (s) der kleiner als die Hälfte eines beim
Mindestabstand gerade noch durch das Auge des Betrachters
(60) aufzulösenden Rasterabstandes ist.
12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass zwei benachbarte Bildelemente (62, 64) von
einem für das Betrachten des Rasterbildes empfohlenen Min
destabstand zwischen Betrachter (60) und Rasterbild aus un
ter einem Winkel (66) erscheinen, der deutlich kleiner als
eine Winkelminute ist, vorzugsweise kleiner als eine halbe
Winkelminute.
13. Abtastverfahren zum Erzeugen eines Rasterbildes auf
einer streuenden Fläche (118, 166, 220),
bei dem ein Abtaststrahl, insbesondere ein Laser strahl, eine Abtastfläche abtastet, auf der unterschiedlich dargestellte Bildelemente eines Rasterbildes matrixförmig angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bildelemente (62, 64) in einem Rasterabstand (s) zueinander angeordnet sind, der bei einem für das Betrachten des Rasterbildes durch einen Betrachter (60) empfohlenen Mindestabstand zwi schen Betrachter (60) und Rasterbild deutlich unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges des Betrachters (60) liegt.
bei dem ein Abtaststrahl, insbesondere ein Laser strahl, eine Abtastfläche abtastet, auf der unterschiedlich dargestellte Bildelemente eines Rasterbildes matrixförmig angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bildelemente (62, 64) in einem Rasterabstand (s) zueinander angeordnet sind, der bei einem für das Betrachten des Rasterbildes durch einen Betrachter (60) empfohlenen Mindestabstand zwi schen Betrachter (60) und Rasterbild deutlich unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges des Betrachters (60) liegt.
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