DE102013225566A1 - Mobiler Mikroprojektor - Google Patents

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DE102013225566A1
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Ingo Herrmann
Lutz Rauscher
Stefan Leidich
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem mobilen Mikroprojektor (10) mit wenigstens einem auslenkbaren Mikrospiegel (40) zur Abtastung einer Projektionsfläche (60) mit einem Lichtstrahl (30), sowie mit einer Steuereinheit (50) zur Bewegungssteuerung des Mikrospiegels (40), wobei die Steuereinheit (50) dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand zur Abtastung der Projektionsfläche (60) wenigstens eine Auslenkung des Mikrospiegels (40) mit einer ersten Amplitude (100, 110) zu bewerkstelligen. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Steuereinheit (50) dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Betriebszustand die Auslenkung des Mikrospiegels (40) mit einer zweiten Amplitude (200, 210) zu bewerkstelligen, wobei die zweite Amplitude (200, 210) kleiner als die erste Amplitude (100, 110) ist.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem mobilen Mikroprojektor mit wenigstens einem auslenkbaren Mikrospiegel zur Abtastung einer Projektionsfläche mit einem Lichtstrahl, sowie mit einer Steuereinheit zur Bewegungssteuerung des Mikrospiegels, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand zur Abtastung der Projektionsfläche wenigstens eine Auslenkung des Mikrospiegels mit einer ersten Amplitude zu bewerkstelligen.
  • Die Verwendung von roten oder grünen Laserpointern zur Hervorhebung von Inhalten bei Präsentationen ist bekannt. Laserpointer sind in der Regel stiftförmige Geräte mit kleinen Batterien oder Knopfzellen als Stromversorgung. Es kommt gelegentlich vor, dass die Batterien genau dann leer sind, oder dies festgestellt wird, wenn der Laserpointer gerade verwendet werden soll. Ersatzbatterien sind in diesem Fall selten direkt verfügbar. Die Aufbewahrung des Laserpointers erfolgt in der Regel zusammen mit Stiften oder in der Notebook-Tasche. Es ist eine Vielzahl von Situationen denkbar bzw. bekannt, in denen kein Laserpointer zur Verfügung steht, dieser aber benötigt würde. Die Realisierung der Laserpointer-Funktion in einem Smartphone löst die benannten Verfügbarkeitsprobleme.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung eines Laserpointers in einem Smartphone, welches mit einem Projektor auf Basis der Flying-Spot-Technik ausgestattet ist und gegenüber der trivialen Aktivierung der Laser bei stillstehenden Ablenkspiegeln eine erweiterte Funktionalität aufweist.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einem mobilen Mikroprojektor mit wenigstens einem auslenkbaren Mikrospiegel zur Abtastung einer Projektionsfläche mit einem Lichtstrahl, sowie mit einer Steuereinheit zur Bewegungssteuerung des Mikrospiegels, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand zur Abtastung der Projektionsfläche wenigstens eine Auslenkung des Mikrospiegels mit einer ersten Amplitude zu bewerkstelligen. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Betriebszustand die Auslenkung des Mikrospiegels mit einer zweiten Amplitude zu bewerkstelligen, wobei die zweite Amplitude kleiner als die erste Amplitude ist. Vorteilhaft wird hierdurch eine Darstellung eines Bildinhalts mit erhöhter Leuchtdichte ermöglicht. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Mikroprojektors sieht vor, dass die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass die Abtastung der Projektionsfläche auf einer Trajektorie in Zeilen erfolgt, die Zeilen parallel zu einer Richtung der Auslenkung x verlaufen und im zweiten Betriebszustand die Zeilen kürzer sind als im ersten Betriebszustand, indem die zweite Amplitude kleiner als die erste Amplitude ist. Vorteilhaft wird hierdurch die Leuchtdichte auf der Zeile erhöht, indem einzelne Bildpunkte auf der Zeile zusammenrücken. Vorteilhaft ist auch, dass die Leuchtdauer pro Bildpunkt erhöht ist, weil der entsprechende Trajektorienabschnitt langsamer durchlaufen wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Mikroprojektors sieht vor, dass die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass die Abtastung der Projektionsfläche auf einer Trajektorie in Zeilen erfolgt, die Zeilen im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung y der Auslenkung verlaufen und im zweiten Betriebszustand die Anzahl der Zeilen kleiner ist als im ersten Betriebszustand, wobei die zweite Amplitude kleiner als die erste Amplitude ist. Vorteilhaft wird hierbei die Leuchtdichte erhöht, indem durch die verminderte Zeilenanzahl bei gleicher Geschwindigkeit des Lichtstrahls auf der Trajektorie eine höhere Bildwiederholfrequenz ermöglicht wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Mikroprojektors sieht vor, dass die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass die Abtastung der Projektionsfläche auf einer Trajektorie in Zeilen erfolgt, die Zeilen im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung der Auslenkung y verlaufen und im zweiten Betriebszustand ein Zeilenabstand kleiner ist als im ersten Betriebszustand. Vorteilhaft wird hierbei die Leuchtdichte erhöht, indem ein Punktabstand von Bildpunkten durch den verminderten Zeilenabstand ebenfalls verringert ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen mobilen Mikroprojektors sieht vor, dass die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass die zweite Amplitude Null ist. Vorteilhaft kann die y Ablenkung abgeschaltet oder auf eine einzige Zeile reduziert werden, sodass die Leuchtdichte erhöht wird indem mit maximaler Bildwiderholrate nur noch eine Zeile abgetastet wird.
  • Vorteilhaft ist ein handgeführtes Laserzeigergerät mit einem mobilen Mikroprojektor wie vorstehend beschrieben, wobei im zweiten Betriebszustand ein Zeigeobjekt (300) darstellbar ist, welches kleiner als die Projektionsfläche (60) ist. Vorteilhaft kann hierdurch ein Laserzeigergerät (Laserpointer) mit hoher Leuchtkraft emuliert werden.
  • Vorteilhaft ist auch dass das Laserzeigergerät wenigstens einen Inertialsensor zur Detektion von Bewegungen des Laserzeigergeräts im Raum aufweist und dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, im zweiten Betriebszustand Bewegungen des Zeigeobjekts auf der Projektionsfläche zu kompensieren, wobei eine erste Bewegungskomponente entlang der Zeilen durch Verschiebung von Bilddaten auf den Zeilen und eine zweite Bewegungskomponente senkrecht zu den Zeilen durch einen gegenläufige Auslenkung des Mikrospiegels kompensiert wird. Vorteilhaft kann hierdurch beispielsweise Handzittern beim Benutzen des handgeführten Laserzeigergeräts kompensiert werden.
  • Vorteilhaft ist auch, das Laserzeigergerät wenigstens einen Inertialsensor zur Detektion von Bewegungen des Laserzeigergeräts im Raum aufweist und dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, im zweiten Betriebszustand diese Bewegungen in Form eines veränderten Zeigeobjekts, insbesondere eines deformierten und/oder animierten Zeigeobjekts, darzustellen. Vorteilhaft werden hierdurch Bewegungen des handgeführten Laserzeigergeräts zusätzlich visualisiert.
  • Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Smartphones mit Mikroprojekor auf Basis der Laserprojektion (Flying-Spot) für die Realisierung eines Laserpointers mit einem gegenüber herkömmlichen Laserpointern erweiterten Funktionsumfang. Dazu wird ein neuartiges Schreibverfahren (Trajektorie der Laserspotablenkung) eingesetzt, um die Position des dargestellten Laserspots variieren zu können und um den normalerweise daraus resultierenden Nachteil von zu geringer Helligkeit überwinden zu können.
  • Neben dem generellen Vorteil der Verfügbarkeit eines Laserpointers in einem Smartphone mit Projektor ohne (relevante) Zusatzkosten, können durch die erfindungsgemäße Umsetzung weitere Features realisiert werden. Da der Spot bzw. das Objekt beliebig in horizontaler und vertikaler Richtung platziert werden können (innerhalb des möglichen Projektionsbereichs), kann ein Zittern der Hand vollständig ausgeglichen werden. Durch die in vielen Smartphones vorhandenen Inertialsensoren (Beschleunigungssensor, Drehratesensor) stehen die benötigten Meßsignale ohne Zusatzkosten zur Verfügung.
  • Es ist weiterhin möglich eine Vielzahl von Spots oder Objekten mit gleicher Helligkeit darzustellen. Durch die notwendige Beschränkung auf eine begrenzte Anzahl von Zeilen ist die Mehrfachdarstellung von Objekten jedoch auf die horizontale Richtung beschränkt. Durch Drehen des Geräts und geeignete Software ist es vermutlich möglich diese Einschränkung zu neutralisieren.
  • Die Verfügbarkeit der Inertialmesswerte ermöglicht auch eine adaptive Gestaltung des projizierten Objekts in Abhängigkeit von Lage und Bewegungen des Laserzeigergeräts. So könnte bspw. ein Pfeil während der Bewegung des Laserzeigergeräts seine Farbe oder Gestalt ändern. Bewegte Kugeln könnten elliptisch dargestellt werden, um eine „Nachgiebigkeit des Materials“ zu simulieren. Bei der Darstellung eines gefüllten Glases könnten bei Bewegung Tropfen verspritzen. Weiterhin sind viele andere Effekte realisierbar, welche auch als App darstellbar sind.
  • Die beschriebenen Funktionen sind mit anderen möglichen Realisierungskonzepten von Mikroprojektoren generell nicht darstellbar, da es bei anderen Verfahren (nicht Flying-Spot) keine Möglichkeit gibt, die Lichtleistung der Quelle auf einen Bereich, der kleiner als die reguläre Projektionsfläche ist, zu konzentrieren.
  • Zeichnung
  • 1 zeigt eine Trajektorie eines Mikroprojektors im Stand der Technik.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Mikroprojektor.
  • 3 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 5 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 6 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 7 zeigt einen erfindungsgemäßen Mikroprojektor mit Inertialsensor.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Bekannte Lichtzeigergeräte (Laserpointer) verwenden Laserdioden mit einer Leistung von 1 mW. Geräte mit 5 mW gelten bereits als kritisch hinsichtlich der Augensicherheit.
  • Laserprojektoren für Smartphones verfügen über eine Laserquelle, welche ca. 300–400 mW Lichtleistung zur Verfügung stellen kann. Für die Projektion eines gleichmäßig hellen Bildes wird ca. die halbe Leistung verwendet (150–200 mW).
  • Ein Laserspot kann naheliegender Weise auf zwei Arten erzeugt werden. Erstens durch Deaktivierung der Bewegung der Ablenkspiegel und Reduzierung der Laserleistung. Oder zweitens durch Projektion eines Bilds mit nur einem aktivierten Pixel.
  • Die erste Lösung hat den Nachteil, dass prinzipiell nur ein fester Spot erzeugt werden kann. Eine Bewegung des Spots bspw. zum Ausgleich eines Handzitterns kann nicht realisiert werden. Die Projektion eines grafischen Elements (Pfeil oder Quadrat) kann ebenso nicht realisiert werden.
  • Die zweite Lösung unterliegt dem Nachteil, dass die Helligkeit des Spots auf die anteilige Pixelhelligkeit limitiert ist. Im Fall einer Auflösung von beispielsweise 800 × 600 Bildpunkten beträgt die Laserleistung des Einzelpixels nur 0,0004 mW. Die Sichtbarkeit des Spots auf einem projizierten Bild eines regulären Konferenzraumprojektors ist damit nicht gegeben.
  • 1 zeigt eine Trajektorie 70 eines Mikroprojektors im Stand der Technik. Dabei handelt es sich um einen Mikroprojektor mit wenigstens einem auslenkbaren Mikrospiegel zur Abtastung einer Projektionsfläche 60 (Flying-Spot-Technik). Die Abtastung der Projektionsfläche 60 erfolgt zeilenweise. Dazu wird der Spiegel in einer Richtung x zur Abtastung einer Zeile 80 dynamisch mit einer Eigenfrequenz ausgelenkt, sodass er mit dieser Frequenz und einer festen ersten Amplitude 100 in Richtung x oszilliert. Daneben wird der Spiegel in einer Richtung y, welche im Wesentlichen senkrecht zur Richtung x angeordnet ist, quasistatisch ausgelenkt, um eine andere Zeile 80 abzutasten. Die Zeilen 80 weisen einen Zeilenabstand 90 auf, welcher durch das Maß der Auslenkung in Richtung y bestimmt ist. Die Anzahl der Zeilen 80 multipliziert mit dem Zeilenabstand 90 ergibt eine erste Amplitude 110 in Richtung y. Es ist aus technischen Gründen nicht möglich einen bestimmten Punkt mit der Ablenkvorrichtung statisch anzufahren. Die Ablenkung des Laserspots erfolgt nahezu exklusiv entsprechend dem dargestellten Muster. Unter anderem in der Offenlegungsschrift US2011069084A1 ist diese Trajektorie offengelegt.
  • Der Antrieb des Spiegels für die horizontale Ablenkung (Richtung x) erfolgt resonant mit einer Frequenz von 20–40 kHz, um die Antriebskräfte auf ein technisch sinnvolles Maß zu reduzieren. Demzufolge ist es generell nicht möglich einen festen Winkel außerhalb der Mitte statisch einzustellen. Die vertikale Ablenkung (Richtung y) erfolgt quasistatisch mit einer Frequenz von üblicherweise 60–120 Hz. In vertikaler Richtung kann ein beliebiger Winkel der Auslenkung statisch eingestellt werden.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Mikroprojektor. Dargestellt ist ein mobiler Mikroprojektor 10 mit einem auslenkbaren Mikrospiegel 40 zur Abtastung einer Projektionsfläche 60 mit einem Lichtstrahl 30, sowie mit einer Steuereinheit 50 zur Bewegungssteuerung des Mikrospiegels 40 Die Steuereinheit 50 ist dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand zur Abtastung der Projektionsfläche 60 wenigstens eine Auslenkung des Mikrospiegels 200 mit einer ersten Amplitude 100 oder auch 110 in Richtung x oder y zu bewerkstelligen. Der Mikroprojektor 10 weist eine Lichtquelle 20 auf, bei der es sich beispielsweise um eine oder mehrere Laserdioden handelt. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit 50 dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Betriebszustand die Auslenkung des Mikrospiegels 40 mit einer zweiten Amplitude 200 oder auch 210 zu bewerkstelligen, wobei die zweite Amplitude 200, 210 kleiner als die erste Amplitude 100, 110 ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Mikrospiegel in zwei Achsen auslenkbar, sodass er einen Lichtstrahl 30 auf einer Trajektorie 70 sowohl in horizontaler Richtung x auf einer Zeile 80, als auch in vertikaler Richtung y zum Erzeugen eines Zeilenabstands 90 auslenken kann. Alternativ ist es auch möglich zwei Mikrospiegel zum separaten Auslenken des Lichtstrahls in jeweils einer Achse anzuordnen.
  • 3 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem ersten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist eine Projektionsfläche 60 mit einer Trajektorie 70 mit nur einer Zeile 80 auf welcher der Laserstrahl in Richtung x abgelenkt wird. Dabei wird die horizontale Ablenkung x weiterhin harmonisch (resonant) angetrieben. Das Steuergerät 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel so eingerichtet, dass die vertikale Ablenkung y auf einen einstellbaren Winkel fixiert ist. Somit ist in Richtung y die zweite Amplitude 210 gegenüber der ersten Amplitude 110 reduziert, und zwar auf null. Die Aufteilung der Laserleistung auf ein Einzelpixel erfolgt somit nur mit der horizontalen Auflösung als Teiler. Im Fall einer Auflösung von 800 × 600 in einem ersten Betriebszustand des Mikroprojektors beträgt die Laserleistung des Einzelpixels in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eines zweiten Betriebszustands somit 200 mW/800 = 0,25 mW. Ein entsprechender Lichtfleck ist unter üblichen Umgebungsbedingungen gut sichtbar. Durch Verwendung von zwei unmittelbar benachbarten Pixeln würde die Leistung auf 0,5 mW erhöht. Der Lichtfleck würde in diesem Fall eine Elliptizität von 2:1 aufweisen. Bei einer typischen Auslegung würde der Lichtfleck in 5m Entfernung eine Breite von 10mm und eine Höhe von 5mm aufweisen.
  • 4 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist eine Projektionsfläche 60 mit einer Trajektorie 70 mit nur einer Zeile 80 auf welcher der Laserstrahl in Richtung x abgelenkt wird. Dabei wird die horizontale Ablenkung x weiterhin auf einer Eigenfrequenz angetrieben. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Zeilenlänge verkürzt. Die Steuereinheit 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel so eingerichtet, dass auch in Richtung x die zweite Amplitude 200 gegenüber der ersten Amplitude 100 reduziert ist. Dadurch kann in diesem Fall durch Verkleinerung des horizontalen Ablenkwinkels die Elliptizität reduziert werden. Es ist daher beispielsweise möglich mehr Pixel (bzw. mehr „Laserzeit“) für die Projektion des Spots aufzuwenden. Diese Maßnahme kann in der Praxis Einschränkungen unterliegen, weil die Regelung des Antriebs auf eine bestimmte Amplitude in Richtung x optimiert ist.
  • 5 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen in den 3 und 4 ist in Richtung y die zweite Amplitude 210 gegenüber der ersten Amplitude 110 ebenfalls reduziert, aber größer als Null. Bei konstantem Zeilenabstand 90, wie in 1 gezeigt, ist das Steuergerät 50 nunmehr so eingerichtet, dass hierbei mehrere Zeilen 80 dargestellt werden. Durch das Schreiben von einer Mehrzahl von Zeilen, beispielsweise 4 oder 6 Zeilen, können einfache Objekte wie Pfeile oder Quadrate dargestellt werden. Wie in der 5 dargestellt, kann ein Pfeil zum Beispiel aus 14 Pixeln bestehen, welche in 6 Zeilen angeordnet sind. Die Laserleistung würde in diesem Fall 200 mW/800/6·14 = 0,6 mW betragen, und das Objekt wäre somit ebenfalls gut sichtbar. Der dargestellte Pfeil würde in einem Abstand von 5m eine Breite von ca. 30 mm aufweisen.
  • 6 zeigt eine Trajektorie im zweiten Betriebszustand eines erfindungsgemäßen Mikroprojektors in einem vierten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen in den 3 und 4 ist in Richtung y die zweite Amplitude 210 gegenüber der ersten Amplitude 110 ebenfalls reduziert, aber größer als Null. Weiter im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 50 so eingerichtet, dass mehrere Zeilen 80 dargestellt werden, wobei jedoch der Zeilenabstand 90 gegenüber den Trajektorien in 1 bzw. 5 verringert ist. Die Anzahl der Zeilen 80 kann dabei beispielsweise bis zur vollen Auflösung wie im ersten Betriebszustand vorgesehen sein. Durch das Schreiben der regulären Anzahl von Zeilen (ca. 600) mit deutlich kleinerem vertikalen Ablenkwinkel (bspw. 6°/800·6 = 0,045°) kann, ebenso wie in 5 gezeigt, ein einfaches Objekt wie beispielsweise ein Pfeil oder ein anderes Zeigeobjekt dargestellt werden. Zur überschlagsweisen Berechnung der Lichtleistung kann beispielsweise angenommen werden, dass der gerade Strich des Pfeils aus 200 Zeilen und 6 Spalten besteht. Die Spitze des Pfeils wird aus jeweils 200 Zeilen mit im Mittel 4 Pixeln aufgebaut. Auf 200×6 + 2×200×4 = 2800 Pixel entfallen dann 200 mW/800/600·2800 = 1,2 mW optische Leistung. Die Darstellung des Pfeils ist somit ausreichend hell um sich vom Licht der Umgebung, insbesondere auch von einer anderen mit einem herkömmlichen Projektor projizierten Darstellung abzuheben.
  • 7 zeigt einen erfindungsgemäßen Mikroprojektor mit Inertialsensor. Zusätzlich zu den in 2 gezeigten Merkmalen umfasst dieser Mikroprojektor wenigstens auch einen Inertialsensor 400, dessen Signale der Steuereinheit 50 zugeführt werden. Die Steuereinheit 50 ist in diesem Ausführungsbeispiel so eingerichtet, dass im zweiten Betriebszustand Bewegungen des Mikroprojektors durch entsprechende gegenläufige Verschiebung des projizierten Objekts auf der Projektionsfläche kompensiert werden. Alternativ ist die Steuereinheit 50 so eingerichtet, dass im zweiten Betriebszustand Bewegungen des Mikroprojektors durch ein verändertes Zeigeobjekt, insbesondere ein gegenüber einer ersten unbewegten Form deformiertes oder animiertes Zeigeobjekt, visualisiert werden.
  • Die Erfindung umfasst auch ein handgeführtes Laserzeigergerät mit einem mobilen Mikroprojektor 10 wie vorstehend beschrieben, wobei die Steuereinheit 50 derart eingerichtet ist, dass im zweiten Betriebszustand ein Zeigeobjekt 300 darstellbar ist, welches kleiner als die Projektionsfläche 60 ist.
  • Zusammengefasst bewirkt die Erfindung eine Erhöhung der Leuchtdichte durch Verkleinern oder Komprimieren der Projektionsfläche im zweiten Betriebszustand gegenüber der regulären oder maximal möglichen Projektionsfläche im ersten Betriebszustand. Dies ist für einen Mikroprojektor mit zeilenweiser Abtastung der Projektionsfläche mittels eines ablenkbaren Mikrospiegels auf folgende Arten möglich:
    Der Mikrospiegel wird mit einer Eigenfrequenz in Richtung x dynamisch angetrieben und mit einer festen Ablenkung in Richtung y festgehalten. Hierdurch wird die Trajektorie auf eine einzige Zeile reduziert. Zusätzlich kann die Amplitude in Richtung x verringert werden, wodurch die Zeile verkürzt wird. Allgemeiner kann im zweiten Betriebszustand die Amplitude in Richtung y verkleinert werden, wobei entweder die Anzahl der Zeilen gegenüber dem ersten Betriebszustand reduziert wird oder die Darstellung komprimiert wird, indem der Zeilenabstand verringert wird.
  • Ein zusätzlicher Nutzen ergibt sich wenn der Mikroprojektor zusätzlich Inertialsensoren umfasst, die seine Lage im Raum bzw. seine Bewegungen erfassen. Mit den Signalen der der Inertialsensoren können Bewegungen des handgeführten Mikroprojektors oder eines Laserzeigergeräts mit einem erfindungsgemäßen Mikroprojektor, wie beispielsweise Handzittern kompensiert werden. Die Projektion erscheint im Ergebnis für den Benutzer ruhig und ortsfest. Dies ist durch folgende Maßnahmen möglich:
    Ein Lichtpunkt oder Pixel kann im Rahmen des Bildgebungsverfahrens auf der Trajektorie durch zeitlich bestimmtes Ein und Ausschalten der Lichtquelle beliebig plaziert werden. Dies ist sowohl in Richtung x auf der Zeile, als auch in Richtung y zur Auswahl der Zeile möglich.
  • In Richtung y kann alternativ oder bei Darstellung von nur einer Zeile die Bewegung auch durch eine gegenläufige quasistatische Auslenkung des Mikrospiegels und somit durch eine Verschiebung der Trajektorie kompensiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Mobiler Mikroprojektor
    20
    Lichtquelle
    30
    Lichtstrahl
    40
    Mikrospiegel
    50
    Steuereinheit
    60
    Projektionsfläche
    70
    Trajektorie
    80
    Zeile
    90
    Zeilenabstand
    100, 110
    erste Amplitude in Richtung x oder y
    200, 210
    zweite Amplitude in Richtung x oder y
    300
    Zeigeobjekt
    400
    Inertialsensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2011069084 A1 [0028]

Claims (8)

  1. Mobiler Mikroprojektor (10) mit wenigstens einem auslenkbaren Mikrospiegel (40) zur Abtastung einer Projektionsfläche (60) mit einem Lichtstrahl (30), sowie mit einer Steuereinheit (50) zur Bewegungssteuerung des Mikrospiegels (40), wobei die Steuereinheit (50) dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand zur Abtastung der Projektionsfläche (60) wenigstens eine Auslenkung des Mikrospiegels (40) mit einer ersten Amplitude (100, 110) zu bewerkstelligen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Betriebszustand die Auslenkung des Mikrospiegels (40) mit einer zweiten Amplitude (200, 210) zu bewerkstelligen, wobei die zweite Amplitude (200, 210) kleiner als die erste Amplitude (100, 110) ist.
  2. Mobiler Mikroprojektor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) derart eingerichtet ist, dass die Abtastung der Projektionsfläche (60) auf einer Trajektorie (70) in Zeilen (80) erfolgt, die Zeilen (80) parallel zu einer Richtung x der Auslenkung verlaufen und im zweiten Betriebszustand die Zeilen (80) kürzer sind als im ersten Betriebszustand, indem die zweite Amplitude (200) kleiner ist als die erste Amplitude (100).
  3. Mobiler Mikroprojektor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) derart eingerichtet ist, dass die Abtastung der Projektionsfläche (60) auf einer Trajektorie (70) in Zeilen (80) erfolgt, die Zeilen (80) im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung y der Auslenkung verlaufen und im zweiten Betriebszustand die Anzahl der Zeilen (80) kleiner ist als im ersten Betriebszustand, wobei die zweite Amplitude (210) kleiner ist als die erste Amplitude (110).
  4. Mobiler Mikroprojektor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) derart eingerichtet ist, dass die Abtastung der Projektionsfläche (60) auf einer Trajektorie (70) in Zeilen (80) erfolgt, die Zeilen (80) im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung der Auslenkung y verlaufen und im zweiten Betriebszustand ein Zeilenabstand (90) kleiner ist als im ersten Betriebszustand, wobei die zweite Amplitude (210) kleiner ist als die erste Amplitude (110).
  5. Mobiler Mikroprojektor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) derart eingerichtet ist, dass die zweite Amplitude (210) Null ist.
  6. Handgeführtes Laserzeigergerät mit einem mobilen Mikroprojektor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (50) derart eingerichtet ist, dass im zweiten Betriebszustand ein Zeigeobjekt (300) darstellbar ist, welches kleiner als die Projektionsfläche (60) ist.
  7. Handgeführtes Laserzeigergerät nach Anspruch 6, insbesondere ein Smartphone, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserzeigergerät wenigstens einen Inertialsensor (400) zur Detektion von Bewegungen des Laserzeigergeräts im Raum aufweist und dass die Steuereinheit (50) dazu eingerichtet ist, im zweiten Betriebszustand Bewegungen des Zeigeobjekts (300) auf der Projektionsfläche (60) zu kompensieren, wobei eine erste Bewegungskomponente entlang der Zeilen (80) durch Verschiebung von Bilddaten auf den Zeilen (80) und eine zweite Bewegungskomponente senkrecht zu den Zeilen (80) durch einen gegenläufige Auslenkung des Mikrospiegels (40) kompensiert wird.
  8. Handgeführtes Laserzeigergerät nach Anspruch 6, insbesondere ein Smartphone, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserzeigergerät wenigstens einen Inertialsensor (400) zur Detektion von Bewegungen des Laserzeigergeräts im Raum aufweist und dass die Steuereinheit (50) dazu eingerichtet ist, im zweiten Betriebszustand diese Bewegungen in Form eines veränderten Zeigeobjekts (300), insbesondere eines deformierten und/oder animierten Zeigeobjekts, darzustellen.
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