DE102013208815A1

DE102013208815A1 - Projektor und verfahren zum steuern eines erfindungsgemässen projektors

Info

Publication number: DE102013208815A1
Application number: DE201310208815
Authority: DE
Inventors: Christoph Delfs; Alexander Ehlert; Frank Fischer; Daniel KREYE; Marcellino Gemelli; Mathias SCHMAUKE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2014-11-20
Also published as: US20140340655A1; CN104159092B; US9456189B2; CN104159092A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Projektor, mit mindestens einer Laserdiode, die dazu ausgebildet ist, Licht auszusenden, mit einer Lasersteuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Laserdiode zu steuern, mit einem ersten steuerbaren resonanten Spiegel, der dazu ausgebildet ist, das von der Laserdiode ausgesendete Licht zu spiegeln, und mit einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels zu steuern, wobei die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors die Energiezufuhr der Laserdiode und der Lasersteuereinrichtung zu reduzieren und die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels weiterhin mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels zu steuern. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Projektor und ein entsprechendes Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemäßen Projektors.
Stand der Technik
Auch wenn die vorliegende Erfindung im Folgenden in Bezug auf Projektoren für Videobrillen beschrieben wird, ist sie nicht auf diese beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann vielmehr mit beliebigen Projektoren, z.B. Projektoren für Head-Up Displays in Fahrzeugen genutzt werden.
Projektoren werden heute in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Insbesondere werden in heutigen Anwendungen sog. Miniatur- oder Mikroprojektoren auch mobil eingesetzt.
Solche mobilen Anwendungen können z.B. Videobrillen oder Anzeigeeinrichtungen zur Montage an Brillen sein. In solchen Anwendungen können einem Benutzer Informationen direkt in sein Sichtfeld projiziert werden und dem Blickfeld des Benutzers überlagert werden.
Es ist bekannt, Projektoren für den mobilen Betrieb z.B. mit einer Laserlichtquelle und mit einem Laser-Scanner oder MEMS-Spiegel zu betreiben, da diese Projektoren auf sehr geringen Bauraum aufgebaut werden können.
Brillen mit einer solchen Anzeigeeinrichtung bzw. Videobrillen werden durch einen Benutzer aufgesetzt und auf dem Kopf bzw. im Gesicht getragen. Es ist daher eine Anforderung an entsprechende Projektoren, dass diese Projektoren möglichst klein und möglichst leicht sein sollen. Ferner soll der Projektor mit einer Batterieladung eine möglichst lange Betriebsdauer aufweisen.
Auf Grund der Befestigung des Projektors und der Batterie an der Brille bzw. am Kopf des Benutzers ist auch die Größe der Batterie und damit Ihre Kapazität begrenzt. Um dennoch eine lange Laufzeit des Projektors mit einer Batterieladung zu erreichen, ist es notwendig, den Energieverbrauch des Projektors zu senken.
Um die Anforderungen an einen geringen Energieverbrauch zu erfüllen, werden in heutigen Projektoren die Laserdioden sowie die MEMS-Scanner und die Videoelektronik optimiert, um deren Energiebedarf zu senken. Ferner werden effizientere Konzepte zur Stromversorgung der Projektoren entwickelt.
Die US 2013 007 0209 A1 zeigt z.B. einen Projektor mit MEMS-Spiegeln, bei welchem die Intensität der Laserlichtquelle in Abhängigkeit von dem Kontrast einer Bildzeile eingestellt wird.
Die genannten Maßnahmen ermöglichen aber weiterhin keinen lang andauernden Betrieb eines solchen Projektors im mobilen Einsatz mit einer zufriedenstellenden Autonomie.
Es besteht daher ein Bedarf, den Energieverbrauch von Projektoren, insbesondere von Projektoren für den mobilen Einsatz, weiter zu reduzieren.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart einen Projektor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
Demgemäß ist vorgesehen:

– Ein Projektor, mit mindestens einer Laserdiode, die dazu ausgebildet ist, Licht auszusenden, mit einer Lasersteuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Laserdiode zu steuern, mit einem ersten steuerbaren resonanten Spiegel, der dazu ausgebildet ist, das von der Laserdiode ausgesendete Licht zu spiegeln, und mit einer Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels zu steuern, wobei die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors die Energiezufuhr der Laserdiode und der Lasersteuereinrichtung zu reduzieren und die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels weiterhin mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels zu steuern.
– Ein Verfahren zum Steuern eines erfindungsgemäßen Projektors, mit den Schritten Reduzieren der Energiezufuhr der elektronischen Komponenten des Projektors in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors und Steuern der Ausrichtung mindestens eines ersten steuerbaren resonanten Spiegels des Projektors in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus mit einer Resonanzfrequenz des mindestens einen ersten steuerbaren resonanten Spiegels.

Vorteile der Erfindung
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass ein Projektor, der im mobilen Betrieb z.B. in Kombination mit einer Brille aber z.B. auch in Kombination mit einem Head-Up Display in einem Fahrzeug betrieben wird, keinen kontinuierlichen Videostrom anzeigen muss, sondern lediglich vereinzelt Informationen in das Sichtfeld eines Benutzers einblenden muss.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und einen Projektor vorzusehen, bei welchem in einer Betriebsphase, in welcher keine Videodaten angezeigt werden müssen, selektiv elektronischen Komponenten des Projektors abgeschaltet werden.
In einer solchen Betriebsphase werden alle wesentlichen elektronischen Komponenten des Projektors abgeschaltet oder in einen Low-Power bzw. Ultra-Low-Power Modus versetzt. Dies können z.B. Laserdioden, Lasertreiber, Video-Controller, und dergleichen sein.
Allerdings sieht die vorliegende Erfindung auch vor, einen Teil der elektronischen Komponenten des Projektors weiterhin zu betreiben. Insbesondere wird derjenige Teil der elektronischen Komponenten des Projektors weiterhin betrieben, der die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels des Projektors steuert.
Der erste steuerbare resonante Spiegel eines Projektors, der dazu dient, den Lichtstrahl der Laserdiode abzulenken und zeilenweise über die Projektionsfläche zu bewegen, hat eine sehr lange Anlaufzeit. Insbesondere hat der erste steuerbare resonante Spiegel die längste Anlaufzeit aller elektronischen Komponenten des Projektors. Die Anlaufzeit des ersten steuerbaren resonanten Spiegels kann dabei bis zu mehrere hundert Millisekunden, z.B. bis zu 500ms, betragen.
Das Aufwachen rein elektrischer Komponenten dauert dagegen lediglich wenige Millisekunden.
Wird nun lediglich die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels des Projektors auch in einer Betriebsphase, in welcher keine Videodaten angezeigt werden müssen, weiterhin mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels gesteuert, kann der Projektor auf eine Anforderung hin sehr schnell Videodaten anzeigen und dennoch einen energiesparenden Betrieb ermöglichen.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
In einer Ausführungsform weist der Projektor einen zweiten steuerbaren Spiegel auf, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, in dem Energiesparmodus die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels und/oder des zweiten steuerbaren Spiegels zu steuern. Dies ermöglicht einen flexiblen Aufbau des Projektors.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels in mindestens einer beweglichen Achse des zweiten steuerbaren Spiegels nahezu statisch einzustellen. Dies ermöglicht es, den zweiten steuerbaren Spiegel bereits in dem Energiesparmodus auf die Startposition für eine Videoausgabe einzustellen und damit den Startvorgang des Projektors aus dem Energiesparmodus zu beschleunigen.
In einer Ausführungsform weist die Steuereinrichtung eine erste Treibervorrichtung auf, die eine erste Ansteuerreinrichtung zum Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels aufweist.
In einer Ausführungsform weist die Steuereinrichtung eine zweite Ansteuervorrichtung zum Steuern der Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels auf.
Die Partitionierung der Steuereinrichtung ermöglicht es, in dem Energiesparmodus lediglich diejenigen Bestandteile der Steuereinrichtung zu betreiben, die zur Steuerung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels und/oder des zweiten steuerbaren Spiegels notwendig sind.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels zu steuern. Wird die Ansteuerfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels auf die beweglichen Achsen des ersten steuerbaren resonanten Spiegels abgestimmt, wird eine sehr effiziente Ansteuerung möglich.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in dem Energiesparmodus in zwei beweglichen Achsen des ersten steuerbaren resonanten Spiegels mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in den zwei beweglichen Achsen des ersten steuerbaren resonanten Spiegels zu steuern. Dies ermöglicht den Aufbau eines Projektors mit lediglich einem einzelnen steuerbaren Spiegel. Dadurch wird sowohl der Aufbau des Projektors als auch die interne Struktur der Steuereinrichtung vereinfacht, da lediglich ein steuerbarer resonanter Spiegel angesteuert werden muss.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels mit einer Amplitude zu steuern, die der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors entspricht. Wird der erste steuerbare resonante Spiegel auch im Energiesparmodus mit der gleichen Amplitude betrieben, die der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors entspricht, ist der erste steuerbare resonante Spiegel sofort einsatzbereit und muss nicht erst in Betrieb genommen werden, wenn der Energiesparmodus verlassen wird.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels mit einer Amplitude zu steuern, die geringer ist, als die Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors. Wird der erste steuerbare resonante Spiegel im Energiesparmodus mit einer Amplitude betrieben, die geringer ist, als die Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors, kann der Energiebedarf des Projektors weiter reduziert werden.
In einer Ausführungsform ist der Unterschied zwischen der Amplitude, mit welcher der erste steuerbare resonante Spiegel im Energiesparmodus betrieben wird, und der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels in einem Normal-Projektionsmodus derart gewählt, dass die Anlaufzeit des ersten steuerbaren resonanten Spiegels so lange ist, wie die restlichen elektronischen Komponenten des Projektors benötigen, um aus dem Energiesparmodus in den Normal-Projektionsmodus zu wechseln.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode und die Lasersteuereinrichtung und die Treibervorrichtung und die zweite Ansteuervorrichtung abzuschalten und die erste Ansteuerreinrichtung mit Energie zu versorgen. Diese Konfiguration des Energiesparmodus ermöglicht einen energiesparenden Betrieb des Projektors und ermöglicht dennoch ein schnelles Anlaufen des Projektors.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in einer zweiten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode und die Lasersteuereinrichtung und die Treibervorrichtung und die erste und/oder zweite Ansteuerreinrichtung abzuschalten. Diese Konfiguration ermöglicht eine sehr große Energieersparnis, wenn der Projektor in absehbarer Zeit keine Videodaten projizieren muss.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in einer dritten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode und die Lasersteuereinrichtung abzuschalten und die Treibervorrichtung und die erste Ansteuerreinrichtung und die zweite Ansteuervorrichtung mit Energie zu versorgen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, in einer vierten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode und die Lasersteuereinrichtung abzuschalten und die Treibervorrichtung und die erste Ansteuerreinrichtung und die zweite Ansteuervorrichtung und einen Video-Controller des Projektors mit Energie zu versorgen.
Die unterschiedlichen Konfigurationen des Energiesparmodus ermöglichen eine spezifische Anpassung des Energiebedarfs des Projektors an den entsprechenden Anwendungsfall.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors;
2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
3 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors;
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Anlaufzeit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors aus verschiedenen Betriebsmodi;
5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10.
Der Projektor 10 in 1 weist eine Steuereinrichtung 1 auf, die mit einer Lasersteuereinrichtung 7 und einem ersten steuerbaren resonanten Spiegel 4 gekoppelt ist.
Die Lasersteuereinrichtung 7 ist mit der Laserdiode 8 gekoppelt und ist dazu ausgebildet, die Laserdiode 8 zu steuern.
Ferner ist der erste steuerbare resonante Spiegel 4, derart angeordnet, dass er das von der Laserdiode 8 ausgesendete Licht spiegelt.
Die Steuereinrichtung 1 ist ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 zu steuern.
Dabei ist die Steuereinrichtung 1 ferner dazu ausgebildet, in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors 10 die Energiezufuhr der Laserdiode 8 und der Lasersteuereinrichtung 7 zu reduzieren und die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 weiterhin mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 zu steuern.
Durch den Erhalt der resonanten Schwingung in Anwendungsphasen, in denen keine Projektion ausgegeben wird, kann ein Energiesparmodus des Projektors genutzt werden, um elektrische Energie einzusparen und dennoch innerhalb weniger 10ms die volle Betriebsbereitschaft des Projektors 10 herzustellen.
Insbesondere kann der Energiebedarf des Projektors in dem Energiesparmodus auf 5mW–30mW reduziert werden.
Insbesondere kann der Energiesparmodus des Projektors 10 eingeschaltet werden, wenn in naher Zukunft mit einer Videoprojektion gerechnet wird, aber momentan keine Videoprojektion erfolgt.
Dies ermöglicht es in einer Ausführungsform, den durchschnittlichen Stromverbrauch des Projektors auf unter 100mW zu reduzieren.
In einer Ausführungsform weist der Projektor 10 mehr als eine Laserdiode 8 auf. Insbesondere weist der Projektor 10 in einer Ausführungsform 3 Laserdioden mit unterschiedlichen Farben, z.B. rot, grün und blau, auf.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem ersten Schritt S1 wird die Energiezufuhr der elektronischen Komponenten 1, 7, 8 des Projektors 10 in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors 10 reduziert.
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird die Ausrichtung mindestens eines ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 des Projektors 10 in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus mit einer Resonanzfrequenz des mindestens einen ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 gesteuert.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform sieht das Verfahren den weiteren Schritt Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 und/oder eines zweiten steuerbaren Spiegels 5 in dem Energiesparmodus vor.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird beim Steuern der Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels 5 die Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels 5 in mindestens einer beweglichen Achse des zweiten steuerbaren Spiegels 5 nahezu statisch eingestellt.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird beim Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in dem Energiesparmodus die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 gesteuert.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird beim Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Amplitude gesteuert, die der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors 10 entspricht.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform wird die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Amplitude gesteuert, die geringer ist, als die Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors 10.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform werden in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 und die Treibervorrichtung 2 und die zweite Ansteuervorrichtung 6 abgeschaltet und die erste Ansteuerreinrichtung 3 wird mit elektrischer Energie versorgt.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform werden in einer zweiten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 und die Treibervorrichtung 2 und die erste und/oder zweite Ansteuerreinrichtung 3, 6 abgeschaltet.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform werden in einer dritten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 abgeschaltet und die Treibervorrichtung 2 und die erste Ansteuerreinrichtung 3 und die zweite Ansteuervorrichtung 6 werden mit elektrischer Energie versorgt.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform werden in einer vierten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 abgeschaltet und die Treibervorrichtung 2 und die erste Ansteuerreinrichtung 3 und die zweite Ansteuervorrichtung 6 und einen Video-Controller 9 des Projektors 10 werden mit elektrischer Energie versorgt.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10.
Der Projektor 10 in 3 unterscheidet sich von dem Projektor 10 der 1 dahingehend, dass die Steuereinrichtung 1 des Projektors 10 eine Treibervorrichtung 2 aufweist, die eine erste Ansteuereinrichtung 3 und eine zweite Ansteuereinrichtung 6 aufweist. Ferner weist die Steuereinrichtung 1 einen Video-Controller 9 auf, der mit der Treibervorrichtung 2 und der Lasersteuereinrichtung 7 gekoppelt ist.
Schließlich ist die erste Ansteuereinrichtung 3 mit dem ersten steuerbaren resonanten Spiegel 4 und die zweite Ansteuereinrichtung 6 mit einem zweiten steuerbaren Spiegel 5 gekoppelt.
Der Projektor 10 in 3 ist ein Projektor 10 mit zwei Spiegeln 4 und 5. Dabei ist der erste Spiegel 4 ein erster steuerbarer resonanter Spiegel 4, der dazu ausgebildet ist, das von der Laserdiode 8 ausgesendete Licht horizontal von rechts nach links zu steuern. Der zweite Spiegel ist dazu ausgebildet, das von dem ersten steuerbaren resonanten Spiegel 4 gespiegelt Licht der Laserdiode 8 vertikal von oben nach unten abzulenken.
Dabei steuern die erste Ansteuereinrichtung 3 und eine zweite Ansteuereinrichtung 6 die Spiegel 4 und 5 derart an, dass der erste steuerbare resonanter Spiegel 4 das Licht jeweils entlang einer Zeile des zu projizierenden Bildes horizontal ablenkt und daraufhin der zweite steuerbare Spiegel 5 das Licht um eine Zeile weiter nach unten versetzt.
Da der zweite steuerbare Spiegel 5 mit einer wesentlich niedrigeren Frequenz seine Position verändert, als der erste steuerbare resonante Spiegel 4, spricht man bei dem Betrieb des zweiten steuerbaren Spiegels 5 auch von einem quasi-statischen oder nahezu statischen Betrieb.
In einer weiteren Ausführungsform können die Richtungen oder die Reihenfolge der Spiegel auch vertauscht sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Projektor 10 lediglich einen einzelnen steuerbaren Spiegel 4 auf, der in zwei Achsen ablenkbar ist. Dabei kann der Spiegel in einer Achse oder in beiden Achsen resonant ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 zu steuern.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Amplitude zu steuern, die der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors 10 entspricht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 mit einer Amplitude zu steuern, die geringer ist, als die Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors 10.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Unterschied zwischen der Amplitude, mit welcher der erste steuerbare resonante Spiegel 4 im Energiesparmodus betrieben wird, und der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 in einem Normal-Projektionsmodus derart gewählt, dass die Anlaufzeit des ersten steuerbaren resonanten Spiegels 4 so lange ist, wie die restlichen elektronischen Komponenten des Projektors benötigen, um aus dem Energiesparmodus in den Normal-Projektionsmodus zu wechseln.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 und die Treibervorrichtung 2 und die zweite Ansteuervorrichtung 6 abzuschalten und die erste Ansteuerreinrichtung 3 mit Energie zu versorgen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, in einer zweiten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 und die Treibervorrichtung 2 und die erste und/oder zweite Ansteuerreinrichtung 3, 6 abzuschalten.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, in einer dritten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 abzuschalten und die Treibervorrichtung 2 und die erste Ansteuerreinrichtung 3 und die zweite Ansteuervorrichtung 6 mit Energie zu versorgen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 1 dazu ausgebildet, in einer vierten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode 8 und die Lasersteuereinrichtung 7 abzuschalten und die Treibervorrichtung 2 und die erste Ansteuerreinrichtung 3 und die zweite Ansteuervorrichtung 6 und einen Video-Controller 9 des Projektors 10 mit Energie zu versorgen.
In einer weiteren Ausführungsform beherrscht die Steuereinrichtung 1 alle Konfigurationen des Energiesparmodus und kann diese je nach Bedarf anwenden.
Ist im Rahmen dieser Anmeldung die Rede davon, dass Komponenten oder Elemente des Projektors 10 abgeschaltet werden, können diese Komponenten oder Elemente des Projektors 10 in einer Ausführungsform auch in einen Low-Power oder Ultra-Low-Power Modus versetzt werden.
4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Anlaufzeit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10 aus verschiedenen Betriebsmodi.
In dem Diagramm der 4 ist auf der Abszissenachse die Zeit eingetragen, wobei der Zeitpunkt t_max diejenige Zeit kennzeichnet, die der Projektor benötigt, um aus einem Zustand mit reduziertem Leistungsverbrauch in einem Normal-Projektionsmodus zu wechseln.
Auf der Ordinatenachse des Diagramms ist der Energieverbrauch im entsprechenden Betriebsmodus eingezeichnet.
In dem Diagramm sind ferner 6 Punkte markiert. Die ersten Punkt K2 und K2a kennzeichnen dabei den Betrieb des Projektors in der zweiten Konfiguration des Energiesparmodus. Dabei steht der erste Punkt K2 dafür, dass alle Komponenten des Projektors 10 abgeschaltet werden. Der zweite Punkt K2a steht dafür, dass alle Komponenten des Projektors 10 in einen Low-Power bzw. Ultra-Low-Power Modus versetzt werden. Der erste Punkt K2 befindet sich dabei bei der maximalen Zeit t_max und bei einem Energieverbrauch von null. der zweite Punkt befindet sich bei etwa 80% der maximalen Zeit und bei etwa 5% Energieverbrauch des maximalen Energieverbrauchs.
Der dritte Punkt K1 befindet sich bei etwa 20% der maximalen Zeit t_max und bei einem Energieverbrauch von etwa 30% Energieverbrauch des maximalen Energieverbrauchs.
Der dritte Punkt K1 in dem Diagramm kennzeichnet die erste Konfiguration des Energiesparmodus einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10.
Schließlich kennzeichnet der vierte Punkt K4 die vierte Konfiguration des Energiesparmodus einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10. Der vierte Punkt K4 befindet sich bei etwa 10% der maximalen Zeit t_max und bei einem Energieverbrauch von etwa 50% Energieverbrauch des maximalen Energieverbrauchs.
Schließlich sind die Punkte PM1 und PM2 eingezeichnet, wobei sich der Punkt PM1 bei etwa 5% der maximalen Zeit t_max und bei einem Energieverbrauch von etwa 80% Energieverbrauch des maximalen Energieverbrauchs befindet und der Punkt PM2 sich bei etwa 0% der maximalen Zeit t_max und bei einem Energieverbrauch von etwa 100% Energieverbrauch des maximalen Energieverbrauchs befindet.
Der Punkt PM1 kennzeichnet einen Projektionsmodus einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10 in welchem keine Inhalte dargestellt werden, aber alle Komponenten des Projektors 10 betriebsbereit sind.
Der Punkt PM2 kennzeichnet einen Projektionsmodus einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10 in welchem der Projektor 10 Videoinhalte anzeigt.
Die Punkte verlaufen von dem Punkt PM2 zu dem Punkt K2 in etwa auf einer Kurve der Art y = e^(–x).
Die dargestellten Punkte für den Energieverbrauch eines Projektors 10 sind lediglich zur Veranschaulichung gedacht und nicht zwingend maßstabsgetreu. Andere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Projektors 10 können abweichende Verläufe für ihren Energieverbrauch aufweisen.
5 zeigt ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors 10.
Der Projektor 10 in 5 weist eine gepulste RGB (rot, grün, blau) Laserlichtquelle L auf, die ihr Licht auf einen MEMS-Mikrospiegel M1 sendet, der das Licht mit einer Frequenz von 60 Hz von oben nach unten ablenkt. Ferner weist der Projektor 10 in 5 einen zweiten Spiegel M2 auf, der das Licht mit einer Frequenz von 22kHz von links nach rechts ablenkt. Aus der Kombination der zwei Spiegel M1 und M2 entsteht so das projizierte Bild B.
In einer Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßer Projektor 10 auch mit lediglich einem steuerbaren resonanten Spiegel 4 ausgestattet sein, der in zwei orthogonalen Richtungen schwingt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20130070209 A1 [0009]

Claims

Projektor (10), mit mindestens einer Laserdiode (8), die dazu ausgebildet ist, Licht auszusenden; einer Lasersteuereinrichtung (7), die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Laserdiode (8) zu steuern; mit einem ersten steuerbaren resonanten Spiegel (4), der dazu ausgebildet ist, das von der Laserdiode (8) ausgesendete Licht zu spiegeln; einer Steuereinrichtung (1), welche dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) zu steuern, wobei die Steuereinrichtung (1) ferner dazu ausgebildet ist, in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors (10) die Energiezufuhr der Laserdiode (8) und der Lasersteuereinrichtung (7) zu reduzieren und die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) weiterhin mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) zu steuern.
Projektor nach Anspruch 1, mit einem zweiten steuerbaren Spiegel (5), wobei die Steuereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, in dem Energiesparmodus die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) und/oder des zweiten steuerbaren Spiegels (5) zu steuern.
Projektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels (5) in mindestens einer beweglichen Achse des zweiten steuerbaren Spiegels (5) nahezu statisch einzustellen.
Projektor nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) eine erste Treibervorrichtung (2) aufweist, die eine erste Ansteuerreinrichtung (3) zum Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) aufweist, und/oder eine zweite Ansteuervorrichtung (6) zum Steuern der Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels (5) aufweist.
Projektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) zu steuern.
Projektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Amplitude zu steuern, die der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors (10) entspricht; oder dass die Steuereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Amplitude zu steuern, die geringer ist, als die Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors (10).
Projektor nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) und die Treibervorrichtung (2) und die zweite Ansteuervorrichtung (6) abzuschalten und die erste Ansteuerreinrichtung (3) mit Energie zu versorgen; und/oder in einer zweiten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) und die Treibervorrichtung (2) und die erste und/oder zweite Ansteuerreinrichtung (3, 6) abzuschalten; und/oder in einer dritten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) abzuschalten und die Treibervorrichtung (2) und die erste Ansteuerreinrichtung (3) und die zweite Ansteuervorrichtung (6) mit Energie zu versorgen; und/oder in einer vierten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) abzuschalten und die Treibervorrichtung (2) und die erste Ansteuerreinrichtung (3) und die zweite Ansteuervorrichtung (6) und einen Video-Controller (9) des Projektors (10) mit Energie zu versorgen.
Verfahren zum Steuern eines Projektors (10) nach einem der Ansprüche 1–7, mit den Schritten: Reduzieren (S1) der Energiezufuhr der elektronischen Komponenten (1, 7, 8) des Projektors (10) in einer ersten Konfiguration eines Energiesparmodus des Projektors (10); Steuern (S2) der Ausrichtung mindestens eines ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) des Projektors (10) in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus mit einer Resonanzfrequenz des mindestens einen ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4).
Verfahren nach Anspruch 8, mit dem weiteren Schritt: Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) und/oder eines zweiten steuerbaren Spiegels (5) in dem Energiesparmodus.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei beim Steuern der Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels (5) die Ausrichtung des zweiten steuerbaren Spiegels (5) in mindestens einer beweglichen Achse des zweiten steuerbaren Spiegels (5) nahezu statisch eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–10, wobei beim Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in dem Energiesparmodus die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei beim Steuern der Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Amplitude gesteuert wird, die der Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors (10) entspricht; oder die Ausrichtung des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in dem Energiesparmodus in mindestens einer beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Resonanzfrequenz des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in der mindestens einen beweglichen Achse des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) mit einer Amplitude gesteuert wird, die geringer ist, als die Ansteueramplitude des ersten steuerbaren resonanten Spiegels (4) in einem Normal-Projektionsmodus des Projektors (10).
Verfahren nach einem der Ansprüche 8–12, wobei in der ersten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) und die Treibervorrichtung (2) und die zweite Ansteuervorrichtung (6) abgeschaltet werden und die erste Ansteuerreinrichtung (3) mit Energie versorgt werden; und/oder in einer zweiten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) und die Treibervorrichtung (2) und die erste und/oder zweite Ansteuerreinrichtung (3, 6) abgeschaltet werden; und/oder in einer dritten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) abgeschaltet werden und die Treibervorrichtung (2) und die erste Ansteuerreinrichtung (3) und die zweite Ansteuervorrichtung (6) mit Energie versorgt werden; und/oder in einer vierten Konfiguration des Energiesparmodus die Laserdiode (8) und die Lasersteuereinrichtung (7) abgeschaltet werden und die Treibervorrichtung (2) und die erste Ansteuerreinrichtung (3) und die zweite Ansteuervorrichtung (6) und einen Video-Controller (9) des Projektors (10) mit Energie versorgt werden.