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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren mindestens eines Bildpunktes (Pixels) auf eine Projektionsfläche umfassend mindestens eine Laservorrichtung zur Abgabe von Referenzstrahlung, mindestens eine Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung ausgelegt ist, eine Gefährdungssituation für eine Person durch die Strahlung der Projektionsvorrichtung festzustellen, und eine Steuervorrichtung, die mit der mindestens einen Laservorrichtung und der mindestens einen Sensorvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, bei Feststellen einer Gefährdungssituation für eine Person mindestens einen Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung zu modifizieren. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Projektionsvorrichtung.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit der Augensicherheit bei Laser-Projektionen. Nach der Norm IEC 60 825-1 ist die Lichtemission von Flying Spot basierten Laserprojektoren für Klasse 2- oder -2M-Produkte auf ca. 20 lm bis 50 lm abhängig vom Scan-Winkel und dem Laserspektrum für kommerziell frei erhältliche Produkte begrenzt. Dies bedeutet, dass lichtstärkere Projektoren nicht zulässig sind, da ab Klasse 3R ein Laserschutzbeauftragter den sachgemäßen Betrieb absichern muss. Unter der Bezeichnung Flying-Spot-Verfahren sind insbesondere Projektionsverfahren unter Verwendung von Mikrospiegelanordnungen, wie sie dem Fachmann einschlägig bekannt sind, zu verstehen. Prinzipiell sind jedoch lichtstärkere Projektoren als die im Stand der Technik bekannten auf Basis des Flying-Spot-Verfahrens wünschenswert und auch technisch realisierbar.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, lichtstärkere Projektoren einzusetzen, bei denen darauf geachtet wird, nur Strahlung zugänglich zu machen, die von einem Schirm reflektiert wird. Dies lässt sich jedoch nicht bei allen Laserprojektionen realisieren. Solange der Grenzwert der emittierten Strahlung (ohne Reflexion an einem Schirm) eingehalten wird, lassen sich jedoch nur lichtstärkere Projektoren realisieren, die mit anderen Nachteilen einhergehen. So ist es bekannt, an den Projektor angeflanschte Abstandsmesser, so genannte Proximity-Sensoren, einzusetzen. Diese detektieren die sich der emittierten Strahlkeule, der so genannten Scan-Keule, nähernden Objekte. Derartige Sensoren, die ausgelegt sind, Gegenstände in einem bestimmten Abstandsintervall zu detektieren, sind beispielsweise unter der Bezeichnung OSRAM Opto Proximity Sensor SFH 7741 erhältlich. Dadurch ergeben sich jedoch geometriebedingte, unerwünschte Abschattungseffekte in Abhängigkeit der Anordnung des Abstandsmessers.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine eingangs genannte Projektionsvorrichtung beziehungsweise ein eingangs genanntes Verfahren derart weiterzubilden, dass sich lichtstärkere Projektoren unter Einhaltung einer hohen Augensicherheit, beispielsweise Projektoren der Klasse 2 oder 2M mit mehr als 20 lm oder der Klasse 1 oder 1M mit mehr als 10 lm, realisieren lassen, ohne dass geometriebedingte Abschattungseffekte auftreten und ohne in der Anwendung darauf eingeschränkt zu sein, dass keine zugängliche Laserstrahlung vorhanden ist, wie dies zum Beispiel TV-Laser-Rückprojektion der Fall ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 20.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass im Normbetrieb zwischen der von der mindestens einen Laservorrichtung abgegebenen Referenzstrahlung und der von der Projektionsfläche reflektierten Strahlung eine in Abhängigkeit des Abstands definierte Laufzeitverschiebung, d. h. Phasenverschiebung, vorliegt. Diese kann mit einer geeigneten Messanordnung, beispielsweise einem Photosensor und einer damit gekoppelten Auswerteeinheit, detektiert werden.
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Wenn nun eine Person in den Strahl hineinläuft, das heißt eine Gefährdungssituation der Person entsteht, wird der Laserstrahl, d. h. die Referenzstrahlung, an der Person zumindest teilweise reflektiert und somit nicht mehr an der eigentlichen Projektionsfläche. Da sich dadurch die Strecke, die der emittierte und reflektierte Strahl zurücklegt, gegenüber der Strecke, die bei einer regulären Reflexion an der Projektionsfläche zurückgelegt wird, reduziert hat, ist die Laufzeit gegenüber der Laufzeit im Normbetrieb (Reflexion an der Projektionsfläche) verkürzt und es entsteht eine messbare Laufzeitverkürzung. Im vollständigen Absorptionsfall kommt keine Reflexionsstrahlung mehr zurück, was einem nicht vorhandenen Messsignal bzw. einer unendlich verlängerten Laufzeitdifferenz entspricht, also größer als ein einstellbarer maximaler Schwellwert ist. Dies wird dann wie ein Störfall behandelt. Auf diese Weise kann ein Gefährdungspotenzial für eine Person erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen können beispielsweise durch Reduzieren der Laserleistung oder Abschalten der mindestens einen Laservorrichtung vorgenommen werden.
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Bei einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung ist deshalb die Sensorvorrichtung ausgebildet, eine Laufzeitverschiebung, d. h. eine Phasenverschiebung, der von der Projektionsfläche reflektierten Strahlung gegenüber der von der mindestens einen Laservorrichtung abgegebenen Referenzstrahlung zu ermitteln. Auf diese Weise lassen sich Projektionsvorrichtungen der Klasse 2 oder 2M mit mehr als 20 lm oder der Klasse 1 oder 1M mit mehr als 10 lm realisieren, ohne dass eine Gefährdung von Personen bestehen würde. Eine erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung weist weiterhin den Vorteil auf, dass es zu keiner Fehldetektion durch Gegenstände, die außerhalb der Strahl-Keule liegen, kommt. Ebenso kommt es zu keinen geometriebedingten Abschattungseffekten durch Abstandssensoren. Die Bildhelligkeit, das heißt die Bestrahlungsstärke, kann überdies für alle Projektionsabstände konstant gehalten werden. Dies resultiert in einem hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnis der von der Projektionsfläche reflektierten Strahlung, das heißt des Detektionssignals.
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Dadurch ergibt sich eine hohe Robustheit gegenüber Störlichtquellen.
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Besonders bevorzugt ist der mindestens eine Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung deren Energieversorgung. Die Steuervorrichtung kann ausgelegt sein, bei Feststellen einer Gefährdungssituation für eine Person die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung zu reduzieren, insbesondere zu deaktivieren. Die Steuervorrichtung ist besonders vorteilhaft ausgelegt, eine Gefährdung für eine Person dann anzunehmen, wenn mindestens ein in der Steuervorrichtung hinterlegbarer oder hinterlegter Schwellwert für die Laufzeitverschiebung unterschritten wird. Dieser Schwellwert ist insbesondere mit dem minimal zulässigen Abstand von der Projektionsvorrichtung korreliert, bei dem keine Gefährdung einer Person besteht. Es kann weiterhin vorgesehen werden dass die Steuervorrichtung ausgelegt ist, eine Gefährdung für eine Person dann anzunehmen, wenn mindestens ein in der Steuervorrichtung hinterlegbarer oder hinterlegter Schwellwert für die Laufzeitverschiebung überschritten wird. Dieser Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn im vollständigen Absorptionsfall keine Reflexionsstrahlung mehr zurückkommt und wird bevorzugt so behandelt wie die Unterschreitung des vorgebbaren Schwellwerts für die Laufzeitverschiebung.
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Die Projektionsvorrichtung kann eine Mikrospiegelanordnung mit mindestens einem Mikrospiegel umfassen, wobei die Sensorvorrichtung derart angeordnet ist, dass ihr die von der Projektionsfläche reflektierte Strahlung über den mindestens einen Mikrospiegel der Mikrospiegelanordnung zuführbar ist. Auf diese Weise kann ein sehr hohes Signal-zu-Rausch-Verhältnis des Detektors erzielt werden, da sich durch diese Vorgehensweise das Umgebungslicht auf einfache Weise aus dem Detektionssignal ausfiltern lässt.
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Die Sensorvorrichtung kann mindestens eine erste Photodiode zur Erfassung der reflektierten Strahlung umfassen. Die Sensorvorrichtung kann weiterhin mindestens einen Strahlteiler, insbesondere einen Polarisationsstrahlteiler, zum Auskoppeln der reflektierten Strahlung umfassen. In diesem Zusammenhang kann die Projektionsvorrichtung weiterhin mindestens einen Umlenkspiegel umfassen, der zwischen den mindestens einen Mikrospiegel und den mindestens einen Strahlteiler angeordnet ist. Hierdurch lässt sich das Signal-zu-Rausch-Verhältnis des Detektors weiter erhöhen.
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Der Strahlteiler kann als Polarisationsstrahlteiler ausgeführt sein und weiterhin zum Auskoppeln der Referenzstrahlung angeordnet sein. Alternativ kann die Sensorvorrichtung einen weiteren Strahlteiler zum Auskoppeln der Referenzstrahlung umfassen. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn die Referenzstrahlung s-polarisiert ist und die reflektierte Strahlung nach dem Strahlteiler p-polarisiert, oder umgekehrt. Auf diese Weise ist eine getrennte Erfassung der Referenzstrahlung und der reflektierten Strahlung auf besonders einfache Weise ermöglicht.
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Die Sensorvorrichtung kann mindestens eine zweite Photodiode zur Erfassung der Referenzstrahlung umfassen. In diesem Zusammenhang kann die Sensorvorrichtung weiterhin einen Phasendetektor umfassen, der mit der ersten und der zweiten Photodiode gekoppelt ist.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die mindestens einen Laservorrichtung mit einer Videoansteuervorrichtung gekoppelt ist, die ausgelegt ist an ihrem Ausgang ein Videoansteuersignal bereitzustellen, wobei die Sensorvorrichtung weiterhin einen Phasendetektor umfasst, der mit der ersten Photodiode einerseits und der Videoansteuervorrichtung andererseits gekoppelt ist. Durch diese Realisierung lässt sich die für die Detektion des Referenzsignals vorgesehene Photodiode sowie ein entsprechender Strahlteiler zum Auskoppeln des Referenzsignals einsparen.
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Die Sensorvorrichtung umfasst bevorzugt weiterhin eine Auswertevorrichtung, mit der der Phasendetektor gekoppelt ist, wobei in der Auswertevorrichtung ein/der Schwellwert für die detektierte Laufzeitverschiebung abgelegt ist, wobei die Auswertevorrichtung ausgelegt ist, die Steuervorrichtung wie folgt anzusteuern:
- a) Falls die detektierte Laufzeitverschiebung der aktuellen Abtastung größer als der Schwellwert ist, und falls die Laufzeitverschiebung bei der vorhergehenden Abtastung ebenfalls größer als der Schwellwert war: Ansteuern der Steuervorrichtung derart, dass diese die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung beibehält;
- b) falls die detektierte Laufzeitverschiebung der aktuellen Abtastung größer als der Schwellwert ist, und falls die Laufzeitverschiebung bei der vorhergehenden Abtastung kleiner gleich dem Schwellwert war: Ansteuern der Steuervorrichtung derart, dass diese die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung erhöht (sofern nicht bereits das Maximum der Laserleistung erreicht wurde;
- c) falls die detektierte Laufzeitverschiebung der aktuellen Abtastung kleiner gleich dem Schwellwert ist, und falls die Laufzeitverschiebung bei der vorhergehenden Abtastung größer als der Schwellwert war: Ansteuern der Steuervorrichtung derart, dass diese die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung reduziert; und
- d) falls die detektierte Laufzeitverschiebung der aktuellen Abtastung kleiner gleich dem Schwellwert ist, und falls die Laufzeitverschiebung bei der vorhergehenden Abtastung kleiner gleich dem Schwellwert war: Ansteuern der Steuervorrichtung derart, dass diese die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung beibehält.
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Durch diese Vorgehensweise wird einerseits eine optimale Sicherheit für Personen gewährleistet, andererseits werden unmaßgebliche Störungen, beispielsweise wenn sich ein Insekt oder dergleichen im Strahlengang befindet, zuverlässig als nicht-relevant erkannt und ausgefiltert.
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Im Fall b) stellt die Energieversorgung bevorzugt die Energieversorgung im Projektionsbetrieb der Projektionsvorrichtung dar. Im Fall c) entspricht die Energievorsorgung bevorzugt der Energieversorgung, bei der eine Gefährdung einer Person in einem vorgebbaren Abstand von der Projektionsvorrichtung ausgeschlossen ist. Bevorzugt ist generell die Energieversorgung in den Fällen a) bis d), insbesondere in den Fällen b) und c), eine Funktion des Abstands der Projektionsvorrichtung von der Projektionsfläche. Auf diese Weise kann unabhängig vom Abstand eine konstante Bildhelligkeit bereitgestellt werden.
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Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass die Referenzstrahlung die bildgenerierende Laserstrahlung darstellen kann oder alternativ auch eine zusätzlich zur bildgenerierenden Laserstrahlung eingekoppelte IR-Laserstrahlung. Die Auswertung einer Laufzeitverschiebung ist der Auswertung einer Phasenverschiebung gleichbedeutend.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
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Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des zu überwachenden Bereichs und des Betriebsbereichs einer Projektionsvorrichtung;
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2 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung;
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3 ein Beispiel zur Erläuterung der Laufzeitverschiebung zwischen der Referenzstrahlung und der von der Projektionsfläche reflektierten Strahlung; und
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4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Problematik sowie zur Einführung diverser im Nachfolgenden benötigter Begriffe. An eine Projektionsvorrichtung, die mindestens eine Laservorrichtung 10 umfasst, schließt sich ein zu überwachender Raumbereich an. An den zu überwachenden Bereich schließt sich ein sicherer Betriebsbereich an, wobei dem sicheren Betriebsbereich eine Klasse zugewiesen ist, beispielsweise Klasse 2. Mit anderen Worten ergibt sich für den Fall, dass die Laservorrichtung 10 der Norm für Klasse 2 genügt, ein sicherer Betriebsbereich ab einem Abstand d2 von der Laservorrichtung 10.
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Ein optischer Scan-Winkel ist mit 12 bezeichnet. Zur messtechnischen Überprüfung kann beispielsweise im optischen Scan-Bereich eine Apertur 14 angeordnet werden, einmal in einem Abstand d1 = 100 mm (Apertur 14a) sowie einmal im Abstand d2, d. h. in einem Abstand größer 100 mm (Apertur 14b). Die Apertur 14 selbst weist einen Durchmesser von 7 mm auf.
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Die Projektionsvorrichtung muss zu jeder Zeit die der Projektionsvorrichtung zugewiesene Klasse einhalten, dabei sind drei Fälle zu unterscheiden: Zunächst ein unbeabsichtigtes Blicken in den Laserstrahl während des „normalen” Betriebs (Lidschlussreflex nach ca. 0,25 s), wodurch der maximal mögliche Energieeintrag (beispielsweise in das Auge eines Betrachters) der Projektionsvorrichtung ermittelt werden kann. Dann wird ein Ausfall der Spiegelbewegung, das heißt ein stehender Strahl, angenommen. Hierdurch lässt sich die nötige Abschaltzeit zur Einhaltung der Klasse nach einem Ausfall ermitteln. Schließlich wird eine Langzeitbeobachtung der Reflexionen des Laserstrahls durch Betrachtung des Projektionsbildes untersucht, um ebenfalls den maximal möglichen Energieeintrag der Projektionsvorrichtung zu ermitteln.
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Während in den ersten beiden Fällen die Zeitbasis 0,25 s beträgt, beträgt im Fall 3 die Zeitbasis 30000 s. Genaueres kann der eingangs bereits genannten Norm entnommen werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung. Dabei wird einer Laservorrichtung 10 von einer Videoansteuervorrichtung 16 ein Videoansteuersignal bereitgestellt. Die Laservorrichtung 10 stellt an ihrem Ausgang ein Referenzsignal 18 bereit, beispielsweise einen RGB-Laserstrahl, der bevorzugt s-polarisiert ist. Dieser durchläuft einen Strahlteiler 20, wobei der Strahlteiler 20 dazu dient, einen Anteil des Referenzsignals 18 auszukoppeln und an eine Photodiode 22 zur Erfassung der Phase der Referenzstrahlung 18 bereitzustellen.
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Der Laserstrahl 18 durchläuft nach dem Strahlteiler 20 einen Polarisationsstrahlteiler 24, auf dessen Funktion im Folgenden noch näher eingegangen wird. Die aus dem Polarisationsstrahlteiler 24 austretende Strahlung, die im Wesentlichen der Referenzstrahlung 18 entspricht, trifft auf einen Umlenkspiegel 26 und wird von dort auf einen Scannerspiegel 28 geleitet. Dieser ist in einem vorgebbaren Winkelbereich 30 drehbar und resultiert in einem Scan-Winkel 12. Die momentane Scan-Richtung ist durch einen Pfeil 38 am Scan-Winkel 12 gekennzeichnet. Der sich auf eine Projektionsfläche 32 zubewegende bilderzeugende s-polarisierte Laserstrahl ist mit 34 bezeichnet. Dieser wird an der Projektionsfläche 32 reflektiert und zum reflektierten, unpolarisierten Laserstrahl 36. Ein Teil des reflektierten Laserstrahls 36 trifft wiederum auf den Scannerspiegel 28 (bei im Wesentlichen unveränderter Spiegelstellung) auf und wird von dort auf den Umlenkspiegel 26 und anschließend an den Polarisationsstrahlteiler 24 geleitet. Im Polarisationsstrahlteiler 24 wird ein Teil des reflektierten Laserstrahls 36 als p-polarisiertes Messsignal 40 ausgekoppelt und an eine Photodiode 42 bereitgestellt.
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Die Photodiode 22 stellt an ihrem Ausgang ein Signal PD1 und die Photodiode 42 ein Signal PD2 an einen Phasendetektor 44 bereit. Dieser ist ausgelegt, eine Laufzeitverschiebung zwischen dem Signal PD1 und dem Signal PD2, entsprechend dem Laserstrahl 18 und dem von der Projektionsfläche 32 reflektierten Strahl 36, zu ermitteln.
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Der Phasendetektor 44 leitet die detektierte Laufzeitverschiebung an eine Auswertevorrichtung 46 weiter, in der ein Schwellwert für eine minimale Laufzeitverschiebung abgelegt ist. Sofern dieser Schwellwert unterschritten wird, steuert die Auswertevorrichtung 46 eine Steuervorrichtung 48 entsprechend an, wobei die Steuervorrichtung 48 ausgelegt ist, bei Feststellung einer Unterschreitung des Schwellwerts für die Laufzeitverschiebung die Energieversorgung der Laservorrichtung 10 zu reduzieren, insbesondere sogar zu deaktivieren.
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Anstelle einer Auswertung des mittels des Strahlteilers 20 ausgekoppelten und der Photodiode 22 bereitgestellten Teils 21 des Referenzsignals 18 kann zur Bestimmung der Phase des Referenzsignals 18 auch das von der Videoansteuervorrichtung 16 an die Laservorrichtung 10 bereitgestellte Videoansteuersignal ausgewertet werden. In dem Fall ist dann die Videoansteuervorrichtung 16 mit der Auswertevorrichtung 44 gekoppelt. Weiterhin kann alternativ der Strahlteiler 20 durch Verkippen des Polarisationsstrahlteilers 24 entfallen. In dem Fall ist dann nur ein Strahlteiler vorzusehen.
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Eine Auswertung der Laufzeitverschiebung findet in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel für jeden Bildpunkt, d. h. jedes Pixel statt.
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3 zeigt den zeitlichen Verlauf verschiedener Signale des in 2 dargestellten Ausführungsbeispiels. Kurvenzug a) zeigt zunächst den zeitlichen Verlauf des Pixeltakts, der typischerweise eine Frequenz von 100 MHz aufweist.
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Kurvenzug b) zeigt den zeitlichen Verlauf des Referenzsignals 18, während Kurvenzug c) den zeitlichen Verlauf des Messsignals 40 zeigt. Wie für den Fachmann offensichtlich, entspricht der Verlauf des bilderzeugenden Laserstrahls 34, bis auf einen Dämpfungsfaktor, dem Verlauf des Referenzsignals 18, ebenso wie das Ausgangssignal PD1 der Photodiode 22. In entsprechender Weise entspricht der zeitliche Verlauf des Messsignals 40 dem zeitlichen Verlauf des reflektierten Laserstrahls 36 beziehungsweise des Ausgangssignals PD2 der Photodiode 42. Entscheidend ist, dass sich in dem in 3 dargestellten Beispiel eine Laufzeitverschiebung φ zwischen dem zeitlichen Verlauf von Kurvenzug b) und Kurvenzug c) ergibt. Diese Laufzeitverschiebung φ entspricht bei einem vorgebbaren Abstand zwischen Laservorrichtung 10 und Projektionsfläche 32 einem vorgebbaren Wert. Verkürzt sich die Laufzeitverschiebung, ist davon auszugehen, dass in den Bereich zwischen der Laservorrichtung 10 und der Projektionsfläche 32 ein Objekt oder eine Person eingedrungen ist. Im Falle einer vollständigen Absorption der Laserstrahlung durch eine Person, d. h. ein vorgebbarer maximaler Schwellwert für die Laufzeitverschiebung wird überschritten, verarbeitet die Auswertevorrichtung 44 das fehlende Messsignal wie eine unter dem einstellbaren minimalen Schwellwert liegende Laufzeitverschiebung.
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Wie bereits erwähnt, kann, sobald die Laufzeitverschiebung unter einen vorgebbaren Schwellwert fällt, die Laservorrichtung aus Sicherheitsgründen abgeschaltet werden.
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Während eine derartige Vorgehensweise für einfache Anwendungen genügen mag, zeigt 4 ein Ablaufdiagramm für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Der Schwellwert SW für die minimal zulässige Laufzeitverschiebung wird bevorzugt herstellerseitig in Abhängigkeit des Scan-Winkels 12 und der Auflösung der Projektionsvorrichtung festgelegt.
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Im Schritt 50 wird die aktuelle Laufzeitverschiebung φ(i) zwischen dem Signal PD1 und dem Signal PD2 ermittelt. Im Schritt 52 wird die im Schritt 50 ermittelte Laufzeitverschiebung φ(i) gegen den Schwellwert SW verglichen.
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Daran schließen sich vier Fälle an, die sich durch die im aktuellen Auswerteschritt ermittelte Laufzeitverschiebung φ(i) und die im vorherigen Auswerteschritt ermittelte Phase φ(i – 1) unterscheiden:
Sofern im Schritt 54 festgestellt wird, dass φ(i) größer als der Schwellwert SW ist, wird im Schritt 56 ermittelt, ob φ(i – 1) ebenfalls größer als der Schwellwert SW war. Sofern beide Laufzeitverschiebungen, das heißt φ(i) und φ(i – 1), größer als der Schwellwert SW waren, liegt ein normaler Betriebsfall vor und im Schritt 58 wird die Helligkeit durch entsprechende Ansteuerung der Laservorrichtung 10 beibehalten. Wird im Schritt 56 hingegen festgestellt, dass im vorhergehenden Schritt die Laufzeitverschiebung unter dem Schwellwert lag, wurde also im vorhergehenden Schritt (i – 1) ein Fehlerfall registriert. Nachdem bereits im Schritt (i), siehe Schritt 54, die Laufzeitverschiebung φ(i) wieder größer als der Schwellwert SW war, kann es sich um eine kurzzeitige Störung gehandelt haben, wie sie beispielsweise durch ein Insekt oder Staub erzeugt worden sein konnte. Im Schritt 60 wird daher die Helligkeit wieder auf P1 erhöht, wobei P1 der Leistung der Laservorrichtung 10 im Projektionsbetrieb entspricht.
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Wird im Schritt 54 festgestellt, dass die Laufzeitverschiebung φ(i) kleiner gleich dem Schwellwert SW ist, liegt also ein Fehlerfall vor. Wird im Schritt 62 festgestellt, dass bereits bei der vorhergehenden Auswertung die Laufzeitverschiebung φ(i – 1) ebenfalls kleiner gleich dem Schwellwert war, wird die reduzierte Helligkeit im Schritt 64 beibehalten. War hingegen die Laufzeitverschiebung φ(i – 1) größer als der Schwellwert SW, liegt nunmehr im Schritt (i) erstmalig der Fehlerfall vor und infolgedessen wird im Schritt 66 die Helligkeit durch entsprechende Ansteuervorrichtung der Laservorrichtung 10 auf die Leistung P0 gedimmt. P0 entspricht dabei bevorzugt der Leistung, welche die Sicherheitsanforderungen bei einem Abstand d1 = 100 mm, siehe 1, erfüllt.
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Die Leistungen P0 und P1 können Funktionen der Laufzeitverschiebung sein, das heißt je größer die Laufzeitverschiebung, umso größer kann beispielsweise P1 gewählt werden, um eine konstante Helligkeit auf der Projektionsfläche 32 unabhängig vom Abstand der mindestens einen Laservorrichtung 10 von der Projektionsfläche 32 zu erzeugen. Die Leistungen P0 und P1 können jedoch auch so gewählt sein, dass für jeden Bildabstand eine konstante Leuchtdichte des Projektionsbildes eingestellt wird.
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Anstatt die Energieversorgung für die Laservorrichtung zu reduzieren, können auch andere geeignete Maßnahmen ergriffen werden, die zugängliche Laserstrahlung zu erniedrigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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