DE102014216390A1

DE102014216390A1 - projector

Info

Publication number: DE102014216390A1
Application number: DE102014216390.0A
Authority: DE
Inventors: Anton Schick
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-02-25
Also published as: WO2016026733A1

Abstract

Es wird ein Projektor (1) zur Projektion eines Musters auf wenigstens einen Teilbereich einer Oberfläche eines Objektes vorgeschlagen, der eine Mehrzahl von Lichtquellen (2) und ein Mikrolinsenarray (4) umfasst, wobei das Mikrolinsenarray (4) eine Mehrzahl von Mikrolinsen (41) aufweist und jeweils wenigstens eine der Lichtquellen (4) einer der Mikrolinsen (41) derart zugeordnet und mit dieser optisch gekoppelt ist, dass wenigstens ein Teil des Lichtes (6) der der Mikrolinse (41) zugeordneten Lichtquelle (4) die Mikrolinse (41) durchläuft, wobei die Lichtquellen (2) Laser (2) sind.A projector (1) for projecting a pattern onto at least a partial area of a surface of an object is proposed which comprises a plurality of light sources (2) and a microlens array (4), the microlens array (4) comprising a plurality of microlenses (41). and in each case at least one of the light sources (4) is assigned to one of the microlenses (41) and optically coupled thereto, that at least a part of the light (6) of the light source (4) associated with the microlens (41) forms the microlens (41). passes through, wherein the light sources (2) are lasers (2).

Description

Die Erfindung betrifft einen Projektor, insbesondere zur Tiefenbestimmung eines Teilbereiches einer Oberfläche eines Objektes, mit einer Mehrzahl von Lichtquellen und einem Mikrolinsenarray. The invention relates to a projector, in particular for depth determination of a partial area of a surface of an object, with a plurality of light sources and a microlens array.

Zur dreidimensionalen Erfassung großer Objekte, insbesondere von Objekten größer gleich 2 × 2 × 2 m³, können nach dem Stand der Technik bekannte Projektoren nur unzureichend verwendet werden. Ein Grund hierfür ist, dass bekannte Projektoren typischerweise für den sichtbaren Spektralbereich vorgesehen sind und folglich die Leistung (Lichtleistung) der Projektoren oder der innerhalb der Projektoren verwendeten Lichtquellen annähernd über den gesamten sichtbaren Spektralbereich verteilt ist. Für die dreidimensionale Erfassung eines Objektes (Tiefenbestimmung), insbesondere in einer Fertigungsumgebung, sollte das vom Projektor auf die Oberfläche des Objektes projizierte Licht oder Muster (strukturiertes Licht) für eine prüfende Person nicht sichtbar sein, das heißt außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches liegen. For the three-dimensional detection of large objects, in particular of objects greater than or equal to 2 × 2 × 2 m ³ , known prior art projectors can only be used insufficiently. One reason for this is that known projectors are typically provided for the visible spectral range and consequently the power (light output) of the projectors or the light sources used within the projectors is distributed approximately over the entire visible spectral range. For the three-dimensional detection of an object (depth determination), in particular in a production environment, the light or pattern (structured light) projected by the projector onto the surface of the object should not be visible to a person to be examined, ie lie outside the visible spectral range.

Weiterhin erfordert die dreidimensionale Erfassung oder Vermessung von großen Objekten eine genügend große Lichtleistung des Projektors, so dass bestenfalls annähernd die gesamte Oberfläche des großen Objektes mittels des Projektors ausgeleuchtet wird. Furthermore, the three-dimensional detection or measurement of large objects requires a sufficiently large light output of the projector, so that at best approximately the entire surface of the large object is illuminated by means of the projector.

Nach dem Stand der Technik bekannte Projektoren, die zur Ausleuchtung großer Flächen oder Oberflächen geeignet erscheinen, beispielsweise Kinoprojektoren, weisen typischerweise eine aufwendige Kühlung auf, da der Wirkungsgrad von typischen Lichtquellen, beispielsweise Xenonlampen, kaum größer als 5 % ist. Prior art projectors that appear suitable for illuminating large areas or surfaces, such as cinema projectors, typically have expensive cooling because the efficiency of typical light sources, such as xenon lamps, is little greater than 5%.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Projektoren mit einer Leuchtdiode (engl. Light-Emitting-Diode; kurz LED) als Lichtquelle bekannt. Ein Nachteil dieser Projektoren ist ihre im Vergleich zu Projektoren mit Xenonlampen geringere Lichtleistung. Das liegt zum einen daran, dass typischerweise nur ein Bruchteil des von der Leuchtdiode ausgesandten Lichtes für die Projektion des Musters verwendbar ist. Insbesondere bei einem Projektor, welcher eine hohe Schärfentiefe und folglich einen großen Tiefenmessbereich aufweist, sind Leuchtdioden aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Etendue nachteilig. Furthermore, state-of-the-art projectors with a light-emitting diode (LED) are known as light sources. A disadvantage of these projectors is their lower light output compared to projectors with xenon lamps. This is due to the fact that typically only a fraction of the light emitted by the light emitting diode is usable for the projection of the pattern. In particular, in a projector which has a high depth of field and consequently a large depth measuring range, LEDs are disadvantageous due to their comparatively high etendue.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Projektor, insbesondere zur Tiefenbestimmung eines Teilbereiches einer Oberfläche eines Objektes, zu verbessern. The object of the present invention is to improve a projector, in particular for determining the depth of a partial area of a surface of an object.

Die Aufgabe wird durch einen Projektor mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patenanspruches 9 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben. The object is achieved by a projector having the features of independent claim 1, as well as by a method having the features of independent patent claim 9. In the dependent claims advantageous refinements and developments of the invention are given.

Der erfindungsgemäße Projektor zur Projektion eines Musters auf wenigstens einen Teilbereich einer Oberfläche eines Objektes umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen und ein Mikrolinsenarray, wobei das Mikrolinsenarray eine Mehrzahl von Mikrolinsen aufweist. Erfindungsgemäß ist jeweils wenigstens eine der Lichtquellen einer der Mikrolinsen derart zugeordnet und mit dieser optisch gekoppelt, dass wenigstens ein Teil des Lichtes der der Mikrolinse zugeordneten Lichtquelle die Mikrolinse durchläuft. Erfindungsgemäß sind die Lichtquellen als Laser ausgebildet. The projector according to the invention for projecting a pattern onto at least a partial area of a surface of an object comprises a plurality of light sources and a microlens array, wherein the microlens array has a plurality of microlenses. According to the invention, in each case at least one of the light sources is assigned to one of the microlenses and optically coupled thereto, that at least part of the light of the light source associated with the microlens passes through the microlens. According to the invention, the light sources are designed as lasers.

Mit anderen Worten ist bezogen auf eine Projektionsrichtung des Projektors hinter jeder Mikrolinse wenigstens ein Laser als Lichtquelle angeordnet. Hierbei durchläuft das von dem hinter der Mikrolinse angeordneten Laser ausgesandte Licht die dem Laser zugeordnete Mikrolinse. Jede der Mikrolinsen weist somit eine eigene Lichtquelle auf, die als Laser ausgebildet ist. Dadurch wird vorteilhafterweise die Leistung (Lichtleistung) des Projektors, im Vergleich zu einer homogenen Beleuchtung des Mikrolinsenarrays mittels nur einer einzigen Lichtquelle, deutlich gesteigert. In other words, with respect to a projection direction of the projector behind each microlens at least one laser is arranged as a light source. In this case, the light emitted by the laser arranged behind the microlens passes through the microlens associated with the laser. Each of the microlenses thus has its own light source, which is designed as a laser. As a result, the power (light output) of the projector, compared to a homogeneous illumination of the microlens array by means of only a single light source, is increased significantly.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Projektors ist, dass die einzelnen Lichtquellen, die als Laser ausgebildet sind, eine im Vergleich zu Leuchtdioden oder Xenonlampen deutlich geringere Etendue aufweisen. Mit anderen Worten durchläuft annähernd das gesamte von einem der Laser ausgehende Licht die dem Laser zugeordnete Mikrolinse. Es geht somit kaum Licht verloren, wodurch sich die Lichtleistung des Projektors erhöht. Another advantage of the projector according to the invention is that the individual light sources, which are designed as lasers, have a significantly lower etendue compared to light-emitting diodes or xenon lamps. In other words, approximately all of the light emitted by one of the lasers passes through the microlens associated with the laser. It is thus hardly lost light, which increases the light output of the projector.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Projektors ist, dass die Summe der einzelnen Etendues der Laser stets geringer als eine nutzbare Etendue (Lagrangeinvariante) einer Projektionsoptik ist. Hierbei durchläuft annähernd das gesamte von einem der Laser ausgehende Licht die Pupille der Projektionsoptik. Als Projektionsoptik werden hier weitere optische Komponenten, beispielsweise Linsen, Spiegel und/oder Blenden, bezeichnet, die für die Projektion verwendet werden. Der erfindungsgemäße Projektor weist folglich gegenüber bekannten Projektoren eine erhöhte Lichtleistung und eine verringerte Gesamtetendue auf. Durch die erhöhte Lichtleistung und die verringerte Gesamtetendue wird die Verwendung einer Blende mit geringem Durchmesser ermöglicht, so dass sich vorteilhafterweise die Schärfentiefe des Projektors erhöht. A particular advantage of the projector according to the invention is that the sum of the individual etendues of the laser is always less than a usable etendue (Lagrangeinvariante) of a projection optics. In this case, almost the entire light emanating from one of the lasers passes through the pupil of the projection optics. As projection optics, other optical components, such as lenses, mirrors and / or diaphragms, are referred to here, which are used for the projection. The projector according to the invention thus has over known projectors increased light output and a reduced Gesamtetendue. Due to the increased light output and the reduced total set the use of a shutter with low Diameter allows, so that advantageously increases the depth of field of the projector.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Lichtquellen und des Mikrolinsenarrays weist eine gewisse Ähnlichkeit mit einem Wabenkondensator auf, wobei erfindungsgemäß verkleinerte Zwischenabbildungen einer Lichtquelle des Wabenkondensators durch reale Lichtquellen, das heißt durch die Laser ersetzt werden. Dadurch wird die Gesamtetendue verkleinert und annähernd das gesamte Licht der Lichtquellen kann für die Projektion verwendet werden. The inventive arrangement of the light sources and the microlens array has a certain similarity with a honeycomb capacitor, wherein according to the invention reduced intermediate images of a light source of the honeycomb capacitor by real light sources, that are replaced by the laser. This reduces the overall set-up and allows almost all light from the light sources to be used for projection.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Projektors ist, dass das von dem Projektor ausgehende und projizierte Licht durch die Verwendung von Lasern spektral besonders schmalbandig ist. Dadurch kann mittels geeigneter und entsprechender Filter ein bei der Tiefenbestimmung störendes Umgebungslicht herausgefiltert werden. Zudem kann vorteilhafterweise eine außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches liegende Wellenlänge der Laser verwendet werden, so dass das auf die Oberfläche des Objektes projizierte Licht oder Muster für eine prüfende Person optisch nicht erkennbar ist. Von besonderem Vorteil ist eine Wellenlänge der Laser im infraroten Spektralbereich, das heißt mit einer Wellenlänge im Bereich von 1 mm bis 780 nm. Durch die möglicherweise hohe Laser- beziehungsweise Lichtleistung ist es zweckmäßig geeignete und ausreichende Sicherheitsmaßnahmen für die prüfende Person zu treffen. Another advantage of the projector according to the invention is that the light emitted and projected by the projector is spectrally narrow due to the use of lasers. As a result, by means of suitable and appropriate filters, an ambient light interfering with the depth determination can be filtered out. In addition, advantageously, a wavelength of the laser lying outside the visible spectral range can be used, so that the light or pattern projected onto the surface of the object can not be visually recognized by a person to be examined. Of particular advantage is a wavelength of the laser in the infrared spectral range, that is with a wavelength in the range of 1 mm to 780 nm. Due to the possibly high laser or light output, it is expedient to take appropriate and sufficient safety measures for the person testing.

Die Lichtquellen beziehungsweise die Laser können als Dauerstrichlaser (engl. Continuous-Wave-Laser; kurz CW-Laser), sowie als gepulste Laser ausgebildet sein. The light sources or the lasers can be designed as continuous wave lasers (English: continuous wave laser, short CW laser), as well as pulsed lasers.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Tiefenbestimmung eines Teilbereiches einer Oberfläche eines Objektes wird ein Muster auf den Teilbereich mittels des erfindungsgemäßen Projektors projiziert. Weiterhin wird ein Abbild eines von dem wenigstens einen Teilbereich reflektierten Musters mittels einer Erfassungsvorrichtung erfasst und mittels des projizierten Musters und dem Abbild eine Tiefenbestimmung des wenigstens einen Teilbereiches des Objektes durchgeführt. In the method according to the invention for depth determination of a partial area of a surface of an object, a pattern is projected onto the partial area by means of the projector according to the invention. Furthermore, an image of a pattern reflected by the at least one partial region is detected by means of a detection device, and a depth determination of the at least one partial region of the object is carried out by means of the projected pattern and the image.

Mit anderen Worten wird der erfindungsgemäße Projektor zur Tiefenbestimmung des Teilbereiches verwendet. Der erfindungsgemäße Projektor ist deshalb von Vorteil für die Tiefenbestimmung, da er eine hohe Lichtleistung und zugleich eine geringe Gesamtetendue aufweist. Es ergeben sich zum bereits genannten erfindungsgemäßen Projektor gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens. In other words, the projector according to the invention is used for depth determination of the subarea. The projector according to the invention is therefore advantageous for the depth determination, since it has a high light output and at the same time a low Gesamtetendue. This results in the above-mentioned projector according to the invention similar and equivalent advantages of the method according to the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Projektor einen Kondensor, wobei der räumliche Abstand der Lichtquellen und des Kondensors bezogen auf eine optische Achse des Projektors wenigstens 5 cm, insbesondere wenigstens 10 cm, beträgt. According to an advantageous embodiment of the invention, the projector comprises a condenser, wherein the spatial distance of the light sources and the condenser relative to an optical axis of the projector is at least 5 cm, in particular at least 10 cm.

Ferner kann der räumliche Abstand des Mikrolinsenarrays und des Kondensors bezogen auf die optische Achse des Projektors wenigstens 5 cm, insbesondere wenigstens 10 cm, betragen. Das Mikrolinsenarray ist hierbei in unmittelbarer Nähe zu den Lichtquellen angeordnet, wobei die einzelnen Mikrolinsen des Mikrolinsenarrays für eine Kollimation des Lichtes der einzelnen Lichtquellen vorgesehen sind. Furthermore, the spatial distance between the microlens array and the condenser relative to the optical axis of the projector can be at least 5 cm, in particular at least 10 cm. The microlens array is in this case arranged in the immediate vicinity of the light sources, wherein the individual microlenses of the microlens array are provided for a collimation of the light of the individual light sources.

Vorteilhafterweise wird durch den genannten großen Abstand zwischen den Lichtquellen und dem Kondensor oder dem Mikrolinsenarray und dem Kondensor die Lichtleistung des Projektors bei einer großen Schärfentiefe verbessert. Durch den genannten großen Abstand wird die Verwendung einer großen Mehrzahl von Lichtquellen und folglich eine hohe Lichtleistung ermöglicht, bei einem gleichbleibend kleinen Durchmesser der Blende des Projektors, wodurch die Schärfentiefe gleichbleibend groß ist. Insbesondere für Objekte mit einer Größe von 5 × 5 × 3 m³ ist der Projektor aufgrund seiner Schärfentiefe und Lichtleistung von Vorteil. Beispielsweise wird eine Schärfetiefe im Bereich von 2 m bis 3 m durch den Projektor ermöglicht. Insbesondere sind noch größere Abstände, beispielsweise größer als 30 cm, zwischen den Lichtquellen und dem Kondensor vorgesehen. Zweckmäßig ist ein Abstand kleiner gleich 1 m. Advantageously, the light output of the projector is improved at a large depth of field by said large distance between the light sources and the condenser or the microlens array and the condenser. Due to said large distance, the use of a large plurality of light sources and thus a high light output is possible, with a constant small diameter of the aperture of the projector, whereby the depth of field is consistently large. Especially for objects with a size of 5 × 5 × 3 m ³ , the projector is advantageous due to its depth of field and light output. For example, a depth of field in the range of 2 m to 3 m is made possible by the projector. In particular, even greater distances, for example greater than 30 cm, are provided between the light sources and the condenser. Appropriately, a distance is less than or equal to 1 m.

Durch eine Verkleinerung der Blende der Projektionsoptik, insbesondere durch eine Verkleinerung der Blende eines Projektionsobjektives, wird die Schärfentiefe des Projektors vergrößert. Allerdings würde auch die nutzbare Etendue sinken und ein Teil der Laser beziehungsweise ein Teil Lichtes der Laser würde ausgeblendet werden, so dass sich der Lichtfluss durch die Projektionsoptik oder das Projektionsobjektiv verringern würde. Um dies zu verhindern und annähernd das gesamte durch alle Laser erzeugte Licht durch die Blende ungeschwächt zuführen ist es erforderlich, den Abstand zwischen den Lichtquellen und dem Kondensor zu vergrößern (Anpassung der Vergrößerung). Dadurch bleibt die Anzahl der Lichtquellen, deren Licht durch die Blende geführt wird, vorteilhafterweise erhalten. Die Lichtleistung des Projektors wird folglich durch die genannten Anpassungen auch bei einer hohen Schärfentiefe nicht verringert. By reducing the aperture of the projection optics, in particular by reducing the aperture of a projection lens, the depth of field of the projector is increased. However, the usable etendue would also decrease, and some of the lasers, or part of the light, of the lasers would be blanked out, so that the light flow through the projection optics or the projection objective would be reduced. In order to prevent this and to supply almost all the light generated by all the lasers through the diaphragm unattenuated, it is necessary to increase the distance between the light sources and the condenser (adaptation of the magnification). As a result, the number of light sources whose light is passed through the diaphragm, advantageously obtained. The light output of the projector is therefore not reduced by the above adjustments, even at a high depth of field.

Bevorzugt umfasst der Projektor wenigstens zehn Lichtquellen und Mikrolinsen. Preferably, the projector comprises at least ten light sources and microlenses.

Ein Vorteil der großen Anzahl von größer gleich zehn Lichtquellen und Mikrolinsen ist, dass die Lichtleistung des Projektors weiter gesteigert werden kann. Die Gesamtetendue des Projektors vergrößert sich aufgrund der Verwendung von Lasern als Lichtquelle vorteilhafterweise nur geringfügig, so dass die Gesamtetendue des Projektors durch die Verwendung einer großen Anzahl von Lichtquellen und Mikrolinsen die Schärfentiefe des Projektors nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt. An advantage of the large number of larger equal to ten light sources and microlenses is that the Light output of the projector can be further increased. The overall set of the projector advantageously increases only slightly due to the use of lasers as a light source, so that the total amount of the projector does not or only slightly affects the depth of field of the projector through the use of a large number of light sources and microlenses.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer Mehrzahl von Lichtquellen ist, dass Speckle, die aufgrund einer kohärenten Überlagerung von an der Oberfläche des Objektes reflektiertem Licht entstehen, unterdrückt sind. Das ist deshalb der Fall, da die einzelnen Lichtquellen (Laser) keine feste Phasenbeziehung zueinander aufweisen und es folglich zu einer inkohärenten Überlagerung des Lichtes der Laser kommt. Dadurch werden Messunsicherheiten bei der Tiefenbestimmung verringert. Bei einer Anzahl von N Lasern wird die Intensität der Speckle um einen Faktor N^–1/2 verringert. Mit anderen Worten wird durch die Verwendung einer hohen Anzahl von Lichtquellen, das heißt bei einer Anzahl von wenigstens zehn Lichtquellen, die Lichtleistung des Projektors verbessert, sowie die Messunsicherheiten verringert. Another advantage of using a plurality of light sources is that speckles resulting from a coherent superposition of light reflected at the surface of the object are suppressed. This is because the individual light sources (lasers) do not have a fixed phase relationship with each other and consequently incoherent superposition of the light of the lasers occurs. This reduces measurement uncertainties in depth determination. For a number of N lasers, the intensity of speckle is reduced by a factor of N ^-1/2 . In other words, the use of a high number of light sources, that is a number of at least ten light sources, improves the light output of the projector and reduces the measurement uncertainties.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Mehrzahl der Lichtquellen mittels eines Laserbarren gebildet. According to an advantageous embodiment of the invention, the plurality of light sources is formed by means of a laser bar.

Mit anderen Worten bilden die Lichtquellen ein Laserarray aus. Hierbei kann ein eindimensionales oder zweidimensionales Laserarray vorgesehen sein. Laserbarren sind insbesondere im infraroten Spektralbereich von Vorteil. In other words, the light sources form a laser array. In this case, a one-dimensional or two-dimensional laser array can be provided. Laser bars are particularly advantageous in the infrared spectral range.

Vorteilhafterweise weisen Laserbarren eine hohe Leistungsdichte und zugleich eine große Anzahl von Lasern auf, so dass sich die Leistung des Projektors vergrößert. Zudem werden vorteilhafterweise die Messunsicherheiten bei der Tiefenbestimmung weiter verringert. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Laserbarren vorgesehen sein. Durch die Verwendung von Laserbarren werden Leistungen größer gleich 1500 W mittels Dauerstrichlasern ermöglicht. Advantageously, laser bars have a high power density and at the same time a large number of lasers, so that increases the power of the projector. In addition, the measurement uncertainties in depth determination are advantageously further reduced. In particular, a plurality of laser bars may be provided. By using laser bars, powers greater than or equal to 1500 W are made possible by means of continuous wave lasers.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Projektor wenigstens drei Lichtquellen, wobei eine der drei Lichtquellen eine Wellenlänge im optisch roten, eine der drei Lichtquellen eine Wellenlänge im optisch grünen und eine der drei Lichtquellen eine Wellenlänge im optisch blauen Spektralbereich aufweist. In an advantageous embodiment of the invention, the projector comprises at least three light sources, one of the three light sources having a wavelength in the optically red, one of the three light sources having a wavelength in the optically green and one of the three light sources having a wavelength in the optically blue spectral range.

Dadurch kann weißes Licht mittels der drei Lichtquellen erzeugt werden. Vorteilhafterweise wird durch die farbigen Lichtquellen ein Projektor für eine farbkodierte Triangulation ermöglicht. Jede Mikrolinse weist folglich eine der Grundfarben Rot, Grün oder Blau (RGB) auf. Zur additiven Mischung der jeweiligen Farbe des Lichtes kann eine gezielte Steuerung der drei Lichtquellen erfolgen. Mit anderen Worten wird eine Mischfarbe durch additive Farbmischung der Grundfarben Rot, Grün und Blau bewirkt. As a result, white light can be generated by the three light sources. Advantageously, a projector for a color-coded triangulation is made possible by the colored light sources. Each microlens thus has one of the primary colors red, green or blue (RGB). For additive mixing of the respective color of the light, targeted control of the three light sources can take place. In other words, a mixed color is caused by additive color mixing of the primary colors red, green and blue.

Hierbei ist wiederum jeder farbigen Lichtquelle eine Mikrolinse des Mikrolinsenarrays zugeordnet. Das Licht der farbigen Lichtquellen wird nach dem Durchlaufen des Mikrolinsenarrays im Bereich einer mittels des Projektors zu projizierenden Bildebene additiv gemischt. Hierbei ist die Anordnung eines Projektionselementes in der zu projizierenden Bildebene vorgesehen. In this case, in turn, each colored light source is assigned a microlens of the microlens array. After passing through the microlens array, the light of the colored light sources is mixed additively in the region of an image plane to be projected by means of the projector. Here, the arrangement of a projection element is provided in the image plane to be projected.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die optische Kopplung einer Lichtquelle mit der der Lichtquelle zugeordneten Mikrolinse mittels eines Lichtwellenleiters. According to an advantageous embodiment of the invention, the optical coupling of a light source with the microlens associated with the light source by means of an optical waveguide.

Besonders bevorzugt ist hierbei ein Lichtwellenleiter, der als Monomodelichtwellenleiter ausgebildet ist, das heißt ein Lichtwellenleiter, der im Wesentlichen nur eine Mode, typischerweise die Grundmode, führt. Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Kopplung zwischen der Lichtquelle und der der Lichtquelle zugeordneten Mikrolinse mittels eines Lichtwellenleiters kann die geometrische Anordnung der Lichtquellen von der geometrischen Ausgestaltung des Mikrolinsenarrays und/oder der Mikrolinsen entkoppelt werden. Dadurch kann für die Mikrolinsen eine Packungsdichte vorgesehen sein, die, im Vergleich zu einer Packungsdichte der Lichtquellen, erhöht ist. Hierdurch wird beispielsweise sichergestellt, dass die Lichtquellen, das heißt die Laser, eine ausreichende Kühlung erfahren können. Zudem kann die Anzahl der Lichtquellen weiter vergrößert werden und ist annähernd beliebig wählbar. Weiterhin wird durch die Verwendung von Lichtwellenleiter Bauraum eingespart und der Abstand zwischen dem Mikrolinsenarray und dem Kondensor kann möglichst klein gewählt werden. Particularly preferred here is an optical waveguide which is designed as a monomode optical waveguide, that is to say an optical waveguide which essentially only guides one mode, typically the fundamental mode. Due to the advantageous embodiment of the coupling between the light source and the microlens associated with the light source by means of an optical waveguide, the geometric arrangement of the light sources of the geometric configuration of the microlens array and / or the microlenses can be decoupled. As a result, a packing density can be provided for the microlenses, which is increased in comparison with a packing density of the light sources. As a result, it is ensured, for example, that the light sources, that is to say the lasers, can experience sufficient cooling. In addition, the number of light sources can be further increased and is almost arbitrary. Furthermore, space is saved by the use of optical waveguide and the distance between the microlens array and the condenser can be selected as small as possible.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst der Projektor ein Projektionselement, wobei das Projektionselement wenigstens ein Dia aufweist. In an advantageous development of the invention, the projector comprises a projection element, wherein the projection element has at least one slide.

Mit anderen Worten wird das Muster, welches für die Tiefenbestimmung vorgesehen ist, mittels des Dias erzeugt. Weiterhin kann die Strukturierung oder Formung des Lichtes auch mittels eines räumlichen Modulators (engl. Spatial-Light-Modulator; kurz SLM) erfolgen. Weitere optische Komponenten können für den Projektor vorgesehen sein. In other words, the pattern provided for the depth determination is generated by the slide. Furthermore, the structuring or shaping of the light can also take place by means of a spatial modulator (English: Spatial Light Modulator, abbreviated to SLM). Other optical components may be provided for the projector.

Wird als Methode zur Tiefenbestimmung eine Phasentriangulation verwendet, so kann mittels einer Verschiebung des Dias eine Einstellung der Phasenlage erfolgen. Weitere Möglichkeiten zur Einstellung der Phasenlage sind ein digitaler Lichtprozessor (engl. Digital-Light-Processor; kurz DLP), ein digitales Mikrospiegelsystem (engl. Digital-Micromirror-Device; kurz DMD) und/oder weitere Projektionsverfahren mittels einer Flüssigkristallanzeige (engl. Liquid-Crystal-Display; kurz LCD) und/oder mittels Flüssigkristalle auf einem Siliziumsubstrat (engl. Liquid-Crystal-on-Silicon; kurz LCoS). If a phase triangulation is used as the method for depth determination, the phase position can be adjusted by means of a displacement of the slide. Other possibilities for adjusting the phase position are digital Digital Light Processor (DLP), a digital micromirror device (DMD) and / or other projection methods by means of a liquid crystal display (LCD) and or liquid crystals on a silicon substrate (liquid-crystal-on-silicon, LCoS for short).

Vorteilhaft kann auch die Verwendung einer rotierenden Scheibe sein, die ein sinusförmiges Muster zur Tiefenbestimmung erzeugt. It may also be advantageous to use a rotating disk that generates a sinusoidal pattern for depth determination.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Lichtquellen, das Mikrolinsenarray und das Projektionselement derart angeordnet, dass das Projektionselement annähernd vollständig durch wenigstens einen Teil des Lichtes jeder Lichtquelle ausgeleuchtet wird. According to a particularly preferred embodiment, the light sources, the microlens array and the projection element are arranged such that the projection element is almost completely illuminated by at least part of the light of each light source.

Mit anderen Worten wird das Projektionselement, beispielsweise das Dia, von jeder Lichtquelle vollständig erfasst und ausgeleuchtet. Hierbei durchläuft das Licht der Lichtquelle zunächst die der Lichtquelle zugeordnete Mikrolinse, trifft anschließend auf den Kondensor und wird schließlich derart auf das Projektionselement geführt, dass eine annähernd vollständige Ausleuchtung oder Beleuchtung des Projektionselementes erfolgt. Das ist deshalb von Vorteil, da die Lichtleistung des Projektors durch die mehrfache Ausleuchtung des Projektionselementes vergrößert wird. Zudem werden Speckle durch die inkohärente Überlagerung des von den Lichtquellen ausgehenden Lichtes verringert. Dadurch können die Messunsicherheiten bei der Tiefenbestimmung weiter verringert werden. In other words, the projection element, for example the slide, is completely captured and illuminated by each light source. In this case, the light of the light source first passes through the microlens associated with the light source, then strikes the condenser and is finally guided onto the projection element such that an approximately complete illumination or illumination of the projection element takes place. This is advantageous because the light output of the projector is increased by the multiple illumination of the projection element. In addition, speckles are reduced by the incoherent superposition of the light emitted by the light sources. As a result, the measurement uncertainties in depth determination can be further reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein farbcodiertes Farbmuster als Muster auf die Oberfläche des Objektes projiziert. In an advantageous embodiment of the invention, a color-coded color pattern is projected as a pattern on the surface of the object.

Vorteilhafterweise ermöglicht die Projektion eines farbcodierten Farbmusters eine farbcodierte Triangulation des wenigstens einen Teilbereiches der Oberfläche des Projektes. Mit anderen Worten erfolgt die Tiefenbestimmung mittels aktiver, farbcodierter Triangulation. Advantageously, the projection of a color-coded color pattern enables a color-coded triangulation of the at least one subregion of the surface of the project. In other words, the depth is determined by means of active, color-coded triangulation.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein phasenmodelliertes und monochromatisches Muster auf den Teilbereich der Oberfläche des Objektes projiziert. According to a further advantageous embodiment of the invention, a phase-modeled and monochromatic pattern is projected onto the subregion of the surface of the object.

Mit anderen Worten ermöglicht der Projektor eine phasencodierte Triangulation des Teilbereiches der Oberfläche des Objektes. Hierbei kann insbesondere eine rotierende Scheibe zur Modulation des vom Projektor ausgehenden Lichtes vorgesehen sein. In other words, the projector allows phase-encoded triangulation of the portion of the surface of the object. In this case, in particular, a rotating disk may be provided for modulating the light emanating from the projector.

Bevorzugt wird zur Erzeugung des Musters ein räumlicher Modulator für Licht verwendet. Preferably, a spatial modulator for light is used to generate the pattern.

Dadurch wird eine vorteilhafte Codierung des von dem Projektor ausgehenden Lichtes ermöglicht. Hierbei kann eine Modulation der Intensität und/oder Phase des vom Projektor ausgehenden Lichtes vorgesehen sein. This allows an advantageous coding of the light emanating from the projector. In this case, a modulation of the intensity and / or phase of the light emanating from the projector can be provided.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematisierte Darstellung eines Projektors mit einer Mehrzahl von Lasern und einem Mikrolinsenarray; 1 a schematic representation of a projector having a plurality of lasers and a microlens array;

2 eine schematisierte Darstellung eines Projektors mit einer Mehrzahl von Lasern und einem Mikrolinsenarray, wobei das Licht der Laser mittels einzelner Lichtwellenleiter zum Mikrolinsenarray geführt wird; und 2 a schematic representation of a projector having a plurality of lasers and a microlens array, wherein the light of the laser is guided by means of individual optical fibers to the microlens array; and

3 eine schematisierte Darstellung eines Projektors mit einer Mehrzahl von Lasern und einem Mikrolinsenarray, wobei der Projektor ein DMD oder ein LCoS umfasst. 3 a schematic representation of a projector with a plurality of lasers and a microlens array, wherein the projector comprises a DMD or LCoS.

Gleichartige oder äquivalente Elemente können in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Similar or equivalent elements may be provided with the same reference numerals in the figures.

1 zeigt schematisch eine seitliche Darstellung eines Projektors 1, der ein Mikrolinsenarray 4 mit einer Mehrzahl von Mikrolinsen 41 umfasst. Zudem weist der Projektor 1 eine Mehrzahl von Lichtquellen 2 auf, die als Laser 2 ausgebildet und als Laserarrays 3 angeordnet sind. Weiterhin umfasst der Projektor 1 einen Kondensor 8, Linsen 12, ein Dia 10 und eine Blende 14. Das Mikrolinsenarray 4, die Linsen 12, das Dia 10, der Kondensor 8 und die Blende 14 sind um eine gemeinsame optische Achse 100 des Projektors 1 angeordnet. 1 schematically shows a side view of a projector 1 holding a microlens array 4 with a plurality of microlenses 41 includes. In addition, the projector points 1 a plurality of light sources 2 on that as a laser 2 trained and as laser arrays 3 are arranged. Furthermore, the projector includes 1 a condenser 8th , Lenses 12 , a slide 10 and a panel 14 , The microlens array 4 , the lenses 12 , the slide 10 , the condenser 8th and the aperture 14 are around a common optical axis 100 of the projector 1 arranged.

Ein Abstand 101 des Kondensors 8 und des Laserarrays 3 beträgt hier wenigstens 10 cm, wobei insbesondere ein Abstand 101 größer gleich 30 cm und kleiner gleich 100 cm vorgesehen ist. Durch den zwischen dem Laserarray 3 und dem Kondensor 8 vergrößerten Abstand 101 wird eine hohe Lichtleistung des Projektors 1 auch bei einem geringen Durchmesser der Blende 14 ermöglicht. A distance 101 of the condenser 8th and the laser array 3 here is at least 10 cm, in particular a distance 101 greater than or equal to 30 cm and less than or equal to 100 cm is provided. Through the between the laser array 3 and the condenser 8th increased distance 101 will be a high light output of the projector 1 even with a small diameter of the aperture 14 allows.

Jeder Mikrolinse 41 des Mikrolinsenarrays 4 ist wenigstens einer der Laser 2 zugeordnet. Hierbei kann eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Mikrolinsenarrays 4 vorgesehen sein. Insbesondere sind drei bezüglich ihrer Farbe unterschiedliche Laser 2 einer Mikrolinse 41 zugeordnet. Die unterschiedlichen Farben der Laser 2, beispielsweise Rot, Grün und Blau, sind durch eine der Farbe entsprechende Schraffur dargestellt. Every microlens 41 of the microlens array 4 is at least one of the lasers 2 assigned. Here, a plurality of successively arranged microlens arrays 4 be provided. In particular, three are different in color with respect to their color 2 a microlens 41 assigned. The different colors of the lasers 2 , for example, red, green and blue, are represented by hatching corresponding to the color.

Das von einem der Laser 2 ausgehende Licht 6 wird zu der dem Laser 2 zugeordneten Mikrolinse 41 des Mikrolinsenarrays 4 geführt und mittels der Mikrolinse 41 auf den Kondensor 8 abgebildet. Hierbei sind das Mikrolinsenarray 4 und der Kondensor 8 derart angeordnet, dass das Dia 10 durch jeden einzelnen Laser 2 annähernd vollständig ausgeleuchtet wird. Die Größe des Dias 10 ist in 1 durch Pfeile angedeutet. That of one of the lasers 2 outgoing light 6 becomes the laser 2 associated microlens 41 of the microlens array 4 guided and by means of the microlens 41 on the condenser 8th displayed. Here are the microlens array 4 and the condenser 8th arranged such that the slide 10 through every single laser 2 is almost completely illuminated. The size of the slide 10 is in 1 indicated by arrows.

Weiterhin erfolgt eine inkohärente Überlagerung des von den Lasern 2 ausgehenden Lichtes 6 am Ort des Dias 10. Durch die genannte inkohärente Überlagerung werden Speckle, welche aufgrund der Reflexion des von dem Projektor 1 ausgehenden Lichtes an einem Teilbereich einer Oberfläche eines Objektes entstehen, verringert. Die inkohärente Überlagerung der einzelnen Laser 2 liegt deshalb vor, da keine feste Phasenbeziehung zwischen den einzelnen Lasern 2 besteht. Furthermore, there is an incoherent superposition of the laser 2 outgoing light 6 at the place of the slide 10 , Due to the incoherent superposition speckle, which due to the reflection of the projector 1 Outgoing light at a portion of a surface of an object, reduced. The incoherent superposition of the individual lasers 2 is therefore because there is no fixed phase relationship between the individual lasers 2 consists.

Nach dem Dia 10 wird das Licht der Laser 2, welches nun mittels des Dias 10 räumlich und/oder farblich strukturiert oder codiert ist, auf eine weitere Linse 12 geführt. Zwischen zwei Linsen 12 und innerhalb der Blende 14 ergibt sich ein Zwischenbild 20 des Dias 10, welches Zwischenbild 20 auf die Oberfläche des Objektes projiziert wird. Mit anderen Worten wird ein dem Dia 10 entsprechendes Muster auf die Oberfläche des Objektes projiziert. Die Größe des projizierten Musters ist durch einen in 1 dargestellten Doppelpfeil 21 angedeutet. Hierbei entspricht das projizierte Muster einem vergrößerten Abbild des Dias 10. After the slide 10 the light becomes the laser 2 which now by means of the slide 10 spatially and / or color-coded or coded to another lens 12 guided. Between two lenses 12 and within the aperture 14 this results in an intermediate image 20 of the slide 10 , which intermediate picture 20 is projected onto the surface of the object. In other words, a slide becomes the slide 10 corresponding pattern projected onto the surface of the object. The size of the projected pattern is indicated by an in 1 illustrated double arrow 21 indicated. Here, the projected pattern corresponds to an enlarged image of the slide 10 ,

Die Anzahl der Laser 2 kann größer gleich 100, insbesondere größer gleich 144 sein. Bei einer Anzahl von 144 Lasern 2 ist ein Abstand 101 von 40 cm zwischen dem Laserarray 3 und dem Kondensor 8 vorgesehen. Ein Akzeptanzwinkel des Dias 10 beträgt hierbei in etwa 8°. The number of lasers 2 can be bigger equal 100 , in particular greater than or equal to 144. With a number of 144 lasers 2 is a distance 101 of 40 cm between the laser array 3 and the condenser 8th intended. An acceptance angle of the slide 10 in this case is about 8 °.

2 zeigt einen schematischen Ausschnitt eines Projektors 1 mit einer Mehrzahl von Lasern 2 und einem Mikrolinsenarray 4, wobei das Licht der Laser 2 mittels Lichtwellenleiter 24 zum Mikrolinsenarray 4 geführt wird. Hierbei ist jedem Laser 2 beziehungsweise jedem Lichtwellenleiter 24 eine Mikrolinse 41 des Mikrolinsenarrays 4 zugeordnet. 2 shows a schematic section of a projector 1 with a plurality of lasers 2 and a microlens array 4 where the light is the laser 2 by optical fiber 24 to the microlens array 4 to be led. This is every laser 2 or each optical fiber 24 a microlens 41 of the microlens array 4 assigned.

Das Licht eines Lasers 2 wird von einem mit dem Laser 2 optisch gekoppelten Lichtwellenleiter 24 aufgenommen und zu der dem Laser 2 zugeordneten Mikrolinse 42 des Mikrolinsenarrays 4 geführt. Hierbei ist insbesondere ein Monomodelichtwellenleiter 24 von Vorteil. Ausgehend vom dem Mikrolinsenarray 4 wird das Licht wiederum auf einen Kondensor 8 mittels des Mikrolinsenarrays 4 abgebildet. The light of a laser 2 gets from one with the laser 2 optically coupled fiber optic cable 24 and added to the laser 2 associated microlens 42 of the microlens array 4 guided. In this case, in particular, a monomode optical waveguide 24 advantageous. Starting from the microlens array 4 the light will turn on a condenser 8th by means of the microlens array 4 displayed.

Vorteilhafterweise kann durch Führung oder Leitung des Lichtes der Laser 2 zum Mikrolinsenarray 4 eine Packungsdichte der Laser 2 von einer Packungsdichte der Mikrolinsen 41 innerhalb des Mikrolinsenarrays 4 entkoppelt werden. Dadurch können vorteilhafterweise die Mikrolinsen 41 innerhalb des Mikrolinsenarrays 4 dichter als die Laser 2 innerhalb des Laserarrays 3 angeordnet werden. Das ist deshalb von Vorteil, da eine möglichst dichte Anordnung der Laser 2 möglicherweise eine ausreichende Kühlung der einzelnen Laser 2 verhindert. Advantageously, by guiding or guiding the light of the laser 2 to the microlens array 4 a packing density of the lasers 2 from a packing density of the microlenses 41 within the microlens array 4 be decoupled. This can advantageously the microlenses 41 within the microlens array 4 denser than the lasers 2 within the laser array 3 to be ordered. This is advantageous because the densest possible arrangement of the laser 2 possibly sufficient cooling of the individual lasers 2 prevented.

In 3 ist eine schematische Darstellung eines Projektors 1 gezeigt, der ein DMD 16 (engl. Digital-Micromirror-Device) oder einen LCoS 16 (engl. Liquid-Crystal-on-Semiconductor) umfasst. Mit anderen Worten bildet der Projektor 1 einen DMD- oder einen LCoS-Projektor aus. Weiterhin weist der Projektor 1 – wie bereits in den vorangegangen Figuren – eine Mehrzahl von Lasern 2 und ein Mikrolinsenarray 4 mit einer Mehrzahl von Mikrolinsen 41 auf. Jedem Laser 2 ist wenigstens eine Mikrolinse 41 des Mikrolinsenarrays 4 zugeordnet. Ferner umfasst der Projektor 1 einen Kondensor 8, eine Blende 14 und eine Mehrzahl von Linsen 12. In 3 is a schematic representation of a projector 1 shown a DMD 16 (English Digital Micromirror Device) or an LCoS 16 (Liquid-Crystal-on-Semiconductor). In other words, the projector forms 1 a DMD or LCoS projector. Furthermore, the projector points 1 - As in the previous figures - a plurality of lasers 2 and a microlens array 4 with a plurality of microlenses 41 on. Every laser 2 is at least a microlens 41 of the microlens array 4 assigned. Furthermore, the projector includes 1 a condenser 8th , a panel 14 and a plurality of lenses 12 ,

Bei dem in 3 dargestellten DMD- oder LCoS-Projektor 1 wird das Licht 6 der Laser 2 nach dem Durchlaufen des Mikrolinsenarrays 4 und des Kondensors 8 am DMD 16 oder LCoS 16 reflektiert und zu den weiteren Linsen 12 beziehungsweise zur Blende 14 des Projektors 1 geführt. Durch das DMD 16 oder LCoS 16 erfolgt eine Einstellung der räumlichen Phasenlage des Lichtes 6, so dass eine Tiefenbestimmung einer Oberfläche eines Objektes mittels einer Phasentriangulation ermöglicht wird. Wird ein DMD 16 verwendet, so erfolgt die genannte Reflexion und räumliche Strukturierung des Lichtes 6 mittels Mikrospiegeln des Mikrospiegelsystems (DMD). At the in 3 displayed DMD or LCoS projector 1 becomes the light 6 the laser 2 after passing through the microlens array 4 and the condenser 8th at the DMD 16 or LCoS 16 reflected and to the other lenses 12 or to the aperture 14 of the projector 1 guided. Through the DMD 16 or LCoS 16 an adjustment of the spatial phase position of the light takes place 6 , so that a depth determination of a surface of an object by means of a phase triangulation is made possible. Becomes a DMD 16 used, the said reflection and spatial structuring of the light takes place 6 using micromirrors of the micromirror system (DMD).

Der Projektor 1 kann generell zur Abbildung oder Projektion des Musters weitere optische Komponenten, beispielsweise Linsen, Spiegel, Gitter, Strahlteiler und/oder Prismen und/oder gesamte optische Vorrichtungen, beispielsweise Objektive, umfassen. Zudem kann zur Aufnahme eines von der Oberfläche des Objektes reflektierten Abbildes des projizierten Musters eine Kamera, insbesondere eine Drei-Chip-Kamera, vorgesehen sein. Durch eine computerunterstützte Auswertung des mittels der Kamera aufgenommen Abbildes kann die Tiefenbestimmungen erfolgen. The projector 1 In general, for imaging or projection of the pattern, further optical components, for example lenses, mirrors, gratings, beam splitters and / or prisms and / or entire optical devices, for example lenses, may comprise. In addition, a camera, in particular a three-chip camera, can be provided for receiving an image of the projected pattern which is reflected by the surface of the object. By a computer-aided evaluation of the image taken by means of the camera, the depth determinations can be made.

Durch den erfindungsgemäßen Projektor wird eine lichtleistungsstarke Projektion des Musters bei einer geringen Gesamtetendue des Projektors ermöglicht. Dadurch kann der Projektor für die Tiefenbestimmung großer Objekte, deren Teilbereich der Oberfläche beispielsweise größer gleich 25 m² ist, verwendet werden. Zudem ist annähernd das gesamte durch die Lichtquellen des Projektors erzeugte Licht für die Projektion verwendbar. Das ist besonders bei einer hohen Schärfentiefe von Vorteil, da selbst bei einem geringen Durchmesser der Blende des Projektors noch ausreichend Licht für die Tiefenbestimmung zur Verfügung steht. Der erfindungsgemäße Projektor ermöglicht folglich eine hohe Schärfentiefe mit einer hohen Lichtleistung. By the projector according to the invention a high-performance projection of the pattern is made possible with a small Gesamtetendue the projector. As a result, the projector can be used for the depth determination of large objects whose subarea of the surface is, for example, greater than or equal to 25 m ² . In addition, almost all of the light generated by the light sources of the projector is usable for the projection. This is particularly advantageous with a high depth of field, as even with a small diameter of the aperture of the projector is still sufficient light for depth determination available. The projector according to the invention thus enables a high depth of field with a high light output.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, or other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Projector ( 1 ) for projecting a pattern onto at least a portion of a surface of an object, comprising a plurality of light sources ( 2 ) and a microlens array ( 4 ), wherein the microlens array ( 4 ) a plurality of microlenses ( 41 ) and in each case at least one of the light sources ( 4 ) one of the microlenses ( 41 ) is associated with and optically coupled to this, that at least a part of the light ( 6 ) of the microlens ( 41 ) associated light source ( 4 ) the microlens ( 41 ), whereby the light sources ( 2 ) Laser ( 2 ) are.

Projector ( 1 ) according to claim 1, with a condenser ( 8th ), whereby the spatial distance ( 101 ) of the light sources ( 2 ) and the condenser ( 8th ) relative to an optical axis ( 100 ) of the projector ( 1 at least 5 cm is.

Projector ( 1 ) according to claim 1 or 2, with at least ten light sources ( 2 ) and microlenses ( 41 ).

Projector ( 1 ) according to one of the preceding claims, comprising a laser bar, wherein the plurality of light sources ( 2 ) is formed by means of the laser bar.

Projector ( 1 ) according to one of the preceding claims, with at least three light sources ( 2 ), one of the three light sources ( 2 ) one wavelength in the optically red, one of the three light sources ( 2 ) one wavelength in the optically green and one of the three light sources ( 2 ) has a wavelength in the optically blue spectral range.

Projector ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the optical coupling of a light source ( 2 ) with the light source ( 2 ) associated microlens ( 41 ) by means of an optical waveguide ( 24 ) he follows.

Projector ( 1 ) according to one of the preceding claims, with a projection element ( 10 ), wherein the projection element ( 10 ) at least one slide ( 10 ).

Projector ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the light sources ( 2 ), the microlens array ( 4 ) and the projection element ( 10 ) are arranged such that the projection element ( 10 ) almost completely by at least a portion of the light ( 6 ) of each light source ( 2 ) is illuminated.

Method for depth determination of a partial area of a surface of an object, in which a pattern is applied to the partial area by means of a projector ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which an image of a pattern reflected by the partial region is detected by means of a detection device, and in which a depth determination of the at least one partial region takes place by means of the projected pattern and the image.

A method according to claim 9, wherein a color-coded color pattern is patterned onto the at least one portion.

The method of claim 9, wherein a phase modulated monochromatic pattern is projected onto the at least one portion.

A method according to claim 11, wherein a spatial modulator for light is used to generate the pattern.