EP3740806A1 - Device and method for projecting an image - Google Patents

Device and method for projecting an image

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Publication number
EP3740806A1
EP3740806A1 EP18807032.0A EP18807032A EP3740806A1 EP 3740806 A1 EP3740806 A1 EP 3740806A1 EP 18807032 A EP18807032 A EP 18807032A EP 3740806 A1 EP3740806 A1 EP 3740806A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser beam
warning signal
optical warning
laser
modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18807032.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Ostertag
Gael Pilard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3740806A1 publication Critical patent/EP3740806A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3129Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] scanning a light beam on the display screen
    • H04N9/3135Driving therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3197Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using light modulating optical valves

Definitions

  • the present invention relates to an image projection apparatus and a method of projecting an image.
  • the invention relates to a laser scanner projector, such as a portable device.
  • laser scanners with micromirrors can be used, with the micromirrors deflecting the emitted laser beam.
  • a micromirror can be used, which is pivotable about two mutually orthogonal axes.
  • the micromirror is usually resonantly oscillated at a fast frequency about a first axis, while the micromirror is quasistatically deflected about the second axis at a slow frequency.
  • two mutually perpendicular sinusoids with different frequencies are superimposed.
  • there is a substantially cellular motion of the laser beam with one line being scanned during the half period of the fast displacement, and with one frame being scanned with a plurality of lines during a half cycle of slow displacement.
  • An exemplary micromirror device with a two-dimensionally deflectable micromirror is known from DE 10 2008 054784 A1.
  • micromirrors which are each pivotable about a pivot axis, wherein the
  • Swivel axes are orthogonal to each other.
  • the frequencies of the deflections of the micromirrors differ, so that again a cell-shaped scanning is possible.
  • the eye safety must be considered.
  • the lasers are classified according to DIN EN 60825-1 into different classes, which differ with regard to the danger to the human eye.
  • the maximum power delivered by a Class 3R laser is greater by a factor of 5 than that of a Class 2 laser.
  • the maximum permissible exposure (MPE) may be considered, which is the highest power or energy density which is still considered safe for the human eye.
  • the energy output is calculated while the pupil is once swept by the laser beam.
  • the laser beam scans twice or more times over the eye.
  • a third criterion takes into account the energy delivered to the pupil during an entire frame.
  • a fourth criterion that is in a period up to the maximum
  • Exposure time energy taken into account may be 0.25 seconds.
  • the different criteria are for different angular positions of the micromirrors, i. H. for different solid angles of the scanned area, of different meaning.
  • the invention provides an apparatus for projecting an image having the features of claim 1 and a method for projecting an image with the
  • the invention accordingly relates to a device for
  • the laser device Projecting an image with a laser device and a micromirror device.
  • the laser device emits a laser beam and has a further
  • the micromirror device deflects the laser beam in a cell shape.
  • Modulation device is further adapted to modulate the laser beam such that in a range around reversal points of the cellular deflection
  • predetermined optical warning signal is sent out.
  • the invention accordingly relates to a method for
  • a laser beam is emitted by means of a laser device, image data being simulated onto the laser beam.
  • the laser beam is deflected in a cell shape by means of a micromirror device.
  • the laser beam is modulated such that in a range around reversal points of the cellular deflection
  • predetermined optical warning signal is sent out.
  • edge regions of the scanned solid angle range are particularly dangerous for the human eye.
  • the border areas are those areas where the
  • Laser beam changes direction and a new line is scanned.
  • the modulation device is designed to carry out the modulation of the laser beam for emitting the optical warning signal as a function of the modulated image data.
  • the emitted image may be particularly dangerous to the eye, such as in large white areas of high intensity.
  • the warning signal is preferably transmitted continuously.
  • Reversal point during which the warning signal is emitted may depend on the intensity of the image data, and preferably be greater, the stronger the intensity of the image data. Furthermore, the warning signal can only be transmitted if an intensity calculated on the basis of the image data exceeds a predefined threshold value. For example, the total intensity during a frame may be calculated and compared to the predetermined threshold.
  • the device has a computing device which calculates the energy of the laser beam during the deflection along at least one line.
  • the modulation device is designed to perform the modulation of the laser beam for emitting the optical warning signal as a function of the calculated energy.
  • the energy of the laser beam may be calculated during a predetermined number of the next scanned lines. In particular, the next two scanned lines can be taken into account. If the determined energy exceeds a predetermined threshold value, a warning signal is output by modulation of the laser beam at the end of the next scanned line. Otherwise, no warning signal is output.
  • Threshold can be set, for example, based on an allowable energy limit (AEL).
  • AEL allowable energy limit
  • the threshold may be equal to a predetermined percentage of the allowable energy limit, about 90 percent.
  • the modulation device thus emits the optical warning signal at the end of the line if the energy of the laser beam during the deflection along this line and / or along adjacent lines exceeds a predetermined threshold.
  • the image data are modulated onto the laser beam by the modulation device in such a way that edge regions of the lines are masked out except for the warning signal.
  • edge regions of the lines are masked out except for the warning signal.
  • the warning signal already triggers the eyelid reflex, a person who moves into the scanned area already has before reaching the eyelid actual image content the eye closed or turned away. As a result, eye damage can be avoided.
  • the modulation device is designed to modulate the laser beam to emit the optical
  • Warning signal depending on a size of the hidden edge area
  • the warning signal can only be displayed if the size of the hidden edge region falls below a predetermined threshold value.
  • the device has a sensor device which outputs a detection signal if a person moves toward a solid angle range scanned by means of the micromirror device.
  • Modulation device performs the modulating of the laser beam for emitting the optical warning signal in response to the detection signal.
  • the visual warning signal can only be displayed if it is detected that a person is moving towards the scanned solid angle range. This avoids unnecessarily displaying warning signals and lessens the viewer.
  • the warning signal may in one embodiment consist of individual pulses or pixels directly at the reversal points or in the vicinity of the reversal points.
  • the laser device may, for example, have a green, a blue and a red laser. The warning signal can only be emitted by the red laser.
  • the observer thereby sees a line-shaped red area at the edge of the scanned solid angle area.
  • the modulation device is designed to modulate the laser beam in such a way that a band-shaped region of a predetermined color and / or a predetermined intensity is transmitted continuously along the points of reversal of the cellular deflection as an optical warning signal.
  • the band-shaped region can in turn preferably be generated by the red laser.
  • the modulation device modulates the laser beam in such a way that the optical warning signal is harmless to the human eye.
  • Figure 1 shows a schematic course of the permissible energy limit in
  • Figure 2 is a schematic diagram for explaining the determination of the permissible
  • Figure 3 is a schematic block diagram of an apparatus for projecting an image according to a first embodiment of the invention
  • Figure 4 is a schematic block diagram of an apparatus for projecting an image according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic block diagram of an apparatus for projecting an image according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a scanned solid angle area with a hidden area
  • FIG. 7 shows a band-shaped warning signal
  • Figure 8 is a flowchart of a method of projecting an image according to an embodiment of the invention.
  • the same or the same function elements and devices are provided with the same reference numerals.
  • Solid angle range which is scanned by means of deflected by a micromirror laser light, represents a particular danger to the human eye.
  • the permissible energy limit (AEL) is mapped as a function of a scan angle Q of the micromirror around the fast axis, both variables being one normalized.
  • the permissible energy limit is set for the selected laser class based on the maximum permissible exposure (MPE).
  • the energy limit here derives essentially from the first criterion described above, d. H. the simple catching of the eye. For larger scan angles Q, d. H. closer to the turning point, the time interval between two successive scans of the eye becomes smaller. This results in the strongest constraint by the second criterion described above, i. H. Twice the catching of the eye. This results in a substantially linear region X2.
  • the brightness distribution is generally not uniform.
  • the displayed first curve X is used to determine the power of the laser, the displayed image may appear darker in lateral areas than in the center. To improve a sine correction can be performed. Here, however, it must be ensured that the power does not exceed the permissible energy limit, resulting in a second curve Y results.
  • the allowable energy limit is defined as the power of the light that passes through the pupil at a given scan angle.
  • the laser beam follows a sinusoidal movement.
  • t1 and t2 denote the times at which the beam reaches or leaves the pupil.
  • w 2p ⁇ is the fast angular frequency of the laser scanner and f is the resonant frequency of the fast axis.
  • P O is the instantaneous power in the center of the picture.
  • 0_h_max denotes the maximum mechanical angle of the amplitude of the resonant axis.
  • the time taken for the laser to scan the pupil is greater than at the center due to the movement of the laser at the edge of the image.
  • the average power Pm is smaller, so that in general the calculated value of the instantaneous power PO is smaller when the pupil is in the edge area of the image.
  • the smallest value of the instantaneous power PO defines the maximum permissible power of the light in the center of the image, if the intensity is corrected homogeneously. If the instantaneous power PO were to be increased, the instantaneous edge power would exceed the allowable power limit and the device would not meet the criteria of the laser class. Using the permissible energy limit to assess the danger results in the marginal area of the image being more dangerous than the central area of the image. However, this area is particularly relevant, since a person will usually move from the side to the scanned area.
  • FIG. 3 illustrates a block diagram of an apparatus 1a for projecting an image according to an embodiment of the invention.
  • the device 1 comprises a laser device 2 with one or more lasers 22 which emit a laser beam L.
  • a red, a green and a blue laser can be provided which emit respective single beams, the laser beam L being generated by combining the individual beams ,
  • the lasers 22 are controlled by a modulation device 21, which modulates the power of the laser 22 in such a way that corresponding image data are modulated onto the laser beam L.
  • the image data can be transmitted to the modulation device 21, for example, via an interface from external devices.
  • the device la further comprises a micromirror device 3, which the
  • Laser beam L is deflected like a cell.
  • the modulation device 21 modulates the laser beam L such that a predetermined optical warning signal is transmitted in a region around the reversal points of the cell-shaped deflection.
  • An optical warning signal can be understood to mean pulsed light signals which are punctiform or linear
  • Reversal point of the line to be sent out If such light signals are emitted in a plurality of successive lines, a line-shaped or band-shaped optical signal results for the viewer, which is generated directly at or in the vicinity of the reversal points.
  • a computing device 4 is further provided, which calculates the energy of the laser beam L during the deflection along at least one line. If the energy exceeds a predetermined threshold which is determined as a function of the permissible energy limit, the modulation device 21 transmits the optical warning signal at the end of the at least one line.
  • a sensor device 5 is furthermore provided which can recognize persons who are moving toward the solid angle range scanned by means of the micromirror device 3.
  • the sensor device 5 may for example comprise a light barrier or a camera system which detects the movement of persons. If it is detected that a person or generally an object on the scanned
  • the modulation device 21 generates the optical warning signal.
  • FIG. 4 illustrates a schematic view of an apparatus 1b for projecting an image according to a second embodiment of the invention.
  • the device 1b essentially corresponds to the device 1a, so that only the differences are explained in more detail below.
  • the micromirror device 3 has a first micromirror 31 and a second micromirror 32, which are pivotable about mutually perpendicular axes A1 and A2.
  • the first micromirror 31 is deflected at a high frequency up to a maximum first scan angle.
  • Micromirror 32 is deflected at a lower frequency up to a maximum second scan angle, resulting in a horizontal deflection of the laser beam L.
  • Modulation device 21 hidden, apart from the optical warning signals.
  • the optical warning signals P1 to P4 are emitted at the reversal point of a cell-shaped deflection of the laser beam L. For example, a red signal can be sent out.
  • the visual warning signals P1 to P4 may preferably be sent out at each of the reversal points. However, it is also possible to send the warning signals P1 to P4 only for a predetermined number of reversal points.
  • FIG. 5 illustrates a block diagram of a device 1c of a device for projecting an image according to a third embodiment. In contrast to
  • the micromirror device 3 has a single micromirror 33, which can be pivoted about two orthogonal axes A1, A2.
  • the micromirror 33 Performs a fast resonant oscillation about a vertical axis Al and a quasi-static slow oscillation about a horizontal axis A2.
  • FIG. 6 illustrates an exemplary scanning region B.
  • Distortions for example due to a projection onto an odd or twisted relative to the micromirror device 3 substrate become edge regions B3
  • the laser beam L can be emitted in the form of a pixel or pulse.
  • the corresponding pixels U1 to U6 yield a corresponding image as a function of the image data.
  • optical warning signals P are emitted, which are located in the blanked-out area B3 and thus have a distance from the image area or scan area B.
  • the modulation device 21 may be designed to transmit the optical warning signals P only if the size of the blanked region B3 falls below a predetermined threshold value.
  • the modulation device 21 may be designed to transmit the warning signal as a function of the image data.
  • FIG. 7 illustrates a further exemplary scan region B, which corresponds to the emitted image.
  • a recessed area B4 becomes a
  • the band-shaped region F is preferably located directly at the reversal points of the lines, d. H. at the outermost area of the area which can be scanned by means of the micromirror device 3.
  • the band-shaped region F can also have a distance to the reversal points illustrated in FIG.
  • FIG. 8 illustrates a flowchart of a method for projecting an image according to an embodiment of the invention.
  • a laser beam L is emitted by means of a laser device, with image data being modulated onto the laser beam L.
  • the laser beam L is deflected in a cell shape by means of a micromirror device 3.
  • the laser beam L is modulated in such a way that a predetermined optical warning signal is emitted in a region around the reversal points of the cell-shaped deflection.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

The invention relates to a device (1a, 1b, 1c) for projecting an image, comprising: a laser device (2) which is designed to emit a laser beam (L), said laser device (2) having a modulating device (21) which is designed to modulate image data onto the laser beam (L); and a micromirror device (3) which is designed to deflect the laser beam (L) in a cell-shaped manner; wherein the modulating device (21) is designed to modulate the laser beam (L) such that a specified optical warning signal is emitted in a region around the reversal points of the cell-shaped deflection.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Vorrichtung und Verfahren zum Projizieren eines Bildes Apparatus and method for projecting an image
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildprojektion und ein Verfahren zum Projizieren eines Bildes. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Laserscanner- Projektor, etwa für eine tragbare Vorrichtung. The present invention relates to an image projection apparatus and a method of projecting an image. In particular, the invention relates to a laser scanner projector, such as a portable device.
Stand der Technik State of the art
Zur Projektion von Bildern können Laserscanner mit Mikrospiegeln eingesetzt werden, wobei die Mikrospiegel den ausgesendeten Laserstrahl ablenken. Um ein For the projection of images laser scanners with micromirrors can be used, with the micromirrors deflecting the emitted laser beam. To one
zweidimensionales Bild zu generieren, kann dazu beispielsweise ein Mikrospiegel eingesetzt werden, welcher um zwei zueinander orthogonale Achsen verschwenkbar ist. Der Mikrospiegel wird hierzu üblicherweise mit einer schnellen Frequenz um eine erste Achse resonant in Schwingung versetzt, während der Mikrospiegel um die zweite Achse quasistatisch mit einer langsamen Frequenz ausgelenkt wird. Dadurch überlagern sich zwei zueinander senkrechte Sinusschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen. Somit ergibt sich eine im Wesentlichen zellenförmigen Bewegung des Laserstrahls, wobei eine Zeile während der halben Periode der schnellen Auslenkung abgerastert wird, und wobei während einer halben Periode der langsamen Auslenkung ein Frame mit einer Vielzahl von Zeilen abgerastert wird. To generate a two-dimensional image, for example, a micromirror can be used, which is pivotable about two mutually orthogonal axes. For this purpose, the micromirror is usually resonantly oscillated at a fast frequency about a first axis, while the micromirror is quasistatically deflected about the second axis at a slow frequency. As a result, two mutually perpendicular sinusoids with different frequencies are superimposed. Thus, there is a substantially cellular motion of the laser beam, with one line being scanned during the half period of the fast displacement, and with one frame being scanned with a plurality of lines during a half cycle of slow displacement.
Eine beispielhafte Mikrospiegelvorrichtung mit einem zweidimensional auslenkbaren Mikrospiegel ist aus der DE 10 2008 054784 Al bekannt. An exemplary micromirror device with a two-dimensionally deflectable micromirror is known from DE 10 2008 054784 A1.
Anstelle eines einzelnen Mikrospiegels können auch zwei Mikrospiegel vorgesehen sein, welche jeweils um eine Schwenkachse herum schwenkbar sind, wobei die Instead of a single micromirror, it is also possible to provide two micromirrors which are each pivotable about a pivot axis, wherein the
Schwenkachsen zueinander orthogonal sind. Die Frequenzen der Auslenkungen der Mikrospiegel unterscheiden sich, sodass wiederum eine zellenförmige Abrasterung möglich ist. Bei der Verwendung derartiger Projektoren ist aufgrund der verwendeten Laser die Augensicherheit zu berücksichtigen. Die Laser werden nach DIN EN 60825-1 in verschiedene Klassen eingeteilt, welche sich hinsichtlich der Gefährlichkeit für das menschliche Auge unterscheiden. Beispielsweise ist die von einem Laser der Klasse 3R abgegebene maximale Leistung um einen Faktor 5 größer als diejenige eines Lasers der Klasse 2. Zur Klassifikation der Laser kann die maximal zulässige Exposition (maximum permissible exposure, MPE) betrachtet werden, welche die höchste Leistung oder Energiedichte bezeichnet, die für das menschliche Auge noch als sicher eingestuft wird. Swivel axes are orthogonal to each other. The frequencies of the deflections of the micromirrors differ, so that again a cell-shaped scanning is possible. When using such projectors due to the laser used, the eye safety must be considered. The lasers are classified according to DIN EN 60825-1 into different classes, which differ with regard to the danger to the human eye. For example, the maximum power delivered by a Class 3R laser is greater by a factor of 5 than that of a Class 2 laser. For classification of lasers, the maximum permissible exposure (MPE) may be considered, which is the highest power or energy density which is still considered safe for the human eye.
Um die maximal zulässige Energie oder Leistung eines Lasers einer Scaneinheit zu ermitteln, müssen verschiedene Scankonfigurationen der Scaneinheit berücksichtigt werden. In order to determine the maximum permissible energy or power of a laser of a scanning unit, different scanning configurations of the scanning unit must be taken into account.
Bei einem ersten Kriterium wird die abgegebene Energie berechnet, während die Pupille einmal von dem Laserstrahl überstrichen wird. Gemäß einem zweiten Kriterium scannt der Laserstrahl zweifach oder mehrfach über das Auge. Bei einem dritten Kriterium wird die an die Pupille abgegebene Energie während eines gesamten Frames berücksichtigt. Bei einem vierten Kriterium wird die in einem Zeitraum bis zur maximalen In a first criterion, the energy output is calculated while the pupil is once swept by the laser beam. According to a second criterion, the laser beam scans twice or more times over the eye. A third criterion takes into account the energy delivered to the pupil during an entire frame. In a fourth criterion, that is in a period up to the maximum
Expositionszeit abgegebene Energie berücksichtigt. Die maximale Expositionszeit kann für Laserklasse 2 beispielsweise 0,25 Sekunden betragen. Exposure time energy taken into account. For example, the maximum exposure time for laser class 2 may be 0.25 seconds.
Entsprechende Berechnungen werden für unterschiedliche Abstände der Pupille von der Scaneinheit durchgeführt, welche bei etwa 100 Millimetern beginnen. Die größten Einschränkungen ergeben sich, wenn das Auge auf die Scaneinheit ausgerichtet ist. Corresponding calculations are made for different distances of the pupil from the scanning unit, which begin at about 100 millimeters. The biggest limitations arise when the eye is aligned with the scan unit.
Die verschiedenen Kriterien sind für verschiedene Winkelstellungen der Mikrospiegel, d. h. für verschiedene Raumwinkel des gescannten Bereichs, von unterschiedlicher Bedeutung. The different criteria are for different angular positions of the micromirrors, i. H. for different solid angles of the scanned area, of different meaning.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Projizieren eines Bildes mit den The invention provides an apparatus for projecting an image having the features of claim 1 and a method for projecting an image with the
Merkmalen des Patentanspruchs 10 bereit. Gemäß einem ersten Aspekt betrifft Erfindung demnach eine Vorrichtung zum Features of claim 10 ready. According to a first aspect, the invention accordingly relates to a device for
Projizieren eines Bildes mit einer Lasereinrichtung und einer Mikrospiegeleinrichtung. Die Lasereinrichtung sendet einen Laserstrahl aus und weist weiter eine Projecting an image with a laser device and a micromirror device. The laser device emits a laser beam and has a further
Modulationseinrichtung auf, welche Bilddaten auf den Laserstrahl aufimoduliert. Die Mikrospiegeleinrichtung lenkt den Laserstrahl zellenförmig ab. Die Modulation device which aufimoduliert image data on the laser beam. The micromirror device deflects the laser beam in a cell shape. The
Modulationseinrichtung ist weiter dazu ausgebildet, den Laserstrahl derart zu modulieren, dass in einem Bereich um Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung ein Modulation device is further adapted to modulate the laser beam such that in a range around reversal points of the cellular deflection
vorgegebenes optisches Warnsignal ausgesendet wird. predetermined optical warning signal is sent out.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Verfahren zum According to a second aspect, the invention accordingly relates to a method for
Projizieren eines Bildes. Ein Laserstrahl wird mittels einer Lasereinrichtung ausgesendet, wobei Bilddaten auf den Laserstrahl aufimoduliert sind. Der Laserstrahl wird mittels einer Mikrospiegeleinrichtung zellenförmig abgelenkt. Der Laserstrahl wird derart moduliert, dass in einem Bereich um Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung ein Projecting an image. A laser beam is emitted by means of a laser device, image data being simulated onto the laser beam. The laser beam is deflected in a cell shape by means of a micromirror device. The laser beam is modulated such that in a range around reversal points of the cellular deflection
vorgegebenes optisches Warnsignal ausgesendet wird. predetermined optical warning signal is sent out.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Preferred embodiments are the subject of the respective subclaims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Eine der Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis besteht darin, dass die Randbereiche des abgerasterten Raumwinkelbereichs für das menschliche Auge besonders gefährlich sind. Bei den Randbereichen handelt es sich um diejenigen Bereiche, bei welchen der An underlying realization of the invention is that the edge regions of the scanned solid angle range are particularly dangerous for the human eye. The border areas are those areas where the
Laserstrahl die Richtung ändert und eine neue Zeile abgetastet wird. Laser beam changes direction and a new line is scanned.
Indem jedoch in diesem äußeren Bereich ein optisches Warnsignal ausgesendet wird, wird eine Person, welche in den abgescannten Bereich hineinläuft, wegen des However, by emitting an optical warning signal in this outer area, a person who runs into the scanned area becomes ill
Lidschlussreflexes bereits aufgrund des Warnsignals die Augen schließen. Dadurch wird das Auge dieser Person gar nicht erst der gefährlichen Strahlung ausgesetzt. Die Eyelid reflex already close the eyes due to the warning signal. As a result, the person's eye is not exposed to dangerous radiation. The
Augensicherheit kann dadurch erhöht werden. Eye safety can be increased.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Modulationseinrichtung dazu ausgebildet, das Modulieren des Laserstrahls zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit der aufmodulierten Bilddaten durchzuführen. According to a preferred development of the device, the modulation device is designed to carry out the modulation of the laser beam for emitting the optical warning signal as a function of the modulated image data.
Beispielsweise kann das ausgesendete Bild für das Auge besonders gefährlich sein, etwa bei großen weißen Gebieten mit hoher Intensität. In diesem Fall wird vorzugsweise das Warnsignal kontinuierlich ausgesendet. Insbesondere kann das Warnsignal am For example, the emitted image may be particularly dangerous to the eye, such as in large white areas of high intensity. In this case, the warning signal is preferably transmitted continuously. In particular, the warning signal on
Umkehrpunkt einer jeden Zeile ausgesendet werden. Auch der Bereich um den Reversal point of each line to be sent out. Also the area around the
Umkehrpunkt herum, während welchem das Warnsignal ausgesendet wird, kann von der Intensität der Bilddaten abhängen und vorzugsweise umso größer sein, je stärker die Intensität der Bilddaten ist. Weiter kann das Warnsignal lediglich dann ausgesendet werden, wenn eine anhand der Bilddaten berechnete Intensität einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Beispielsweise kann die Gesamtintensität während eines Frames berechnet werden und mit dem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden. Reversal point during which the warning signal is emitted may depend on the intensity of the image data, and preferably be greater, the stronger the intensity of the image data. Furthermore, the warning signal can only be transmitted if an intensity calculated on the basis of the image data exceeds a predefined threshold value. For example, the total intensity during a frame may be calculated and compared to the predetermined threshold.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Recheneinrichtung auf, welche die Energie des Laserstrahls während der Ablenkung entlang mindestens einer Zeile berechnet. Die Modulationseinrichtung ist dazu ausgebildet, das Modulieren des Laserstrahls zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit der berechneten Energie durchzuführen. Beispielweise kann die Energie des Laserstrahls während einer vorgegebenen Anzahl der als nächstes gescannten Zeilen berechnet werden. Insbesondere können die beiden nächsten gescannten Zeilen berücksichtigt werden. Falls die ermittelte Energie einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wird am Ende der nächsten gescannten Zeile ein Warnsignal durch Modulation des Laserstrahls ausgegeben. Andernfalls wird kein Warnsignal ausgegeben. Der According to a preferred development, the device has a computing device which calculates the energy of the laser beam during the deflection along at least one line. The modulation device is designed to perform the modulation of the laser beam for emitting the optical warning signal as a function of the calculated energy. For example, the energy of the laser beam may be calculated during a predetermined number of the next scanned lines. In particular, the next two scanned lines can be taken into account. If the determined energy exceeds a predetermined threshold value, a warning signal is output by modulation of the laser beam at the end of the next scanned line. Otherwise, no warning signal is output. The
Schwellenwert kann beispielsweise anhand einer zulässigen Energiegrenze (accessible emission limit, AEL) festgelegt werden. Insbesondere kann der Schwellenwert gleich einem vorgegebenen Prozentsatz der zulässigen Energiegrenze sein, etwa 90 Prozent. Die Modulationseinrichtung sendet somit das optische Warnsignal am Ende der Zeile aus, falls die Energie des Laserstrahls während der Ablenkung entlang dieser Zeile und/oder entlang benachbarter Zeilen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Threshold can be set, for example, based on an allowable energy limit (AEL). In particular, the threshold may be equal to a predetermined percentage of the allowable energy limit, about 90 percent. The modulation device thus emits the optical warning signal at the end of the line if the energy of the laser beam during the deflection along this line and / or along adjacent lines exceeds a predetermined threshold.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung werden die Bilddaten durch die Modulationseinrichtung derart auf den Laserstrahl aufmoduliert, dass Randbereiche der Zeilen bis auf das Warnsignal ausgeblendet werden. Durch Ausblenden der Randbereiche können Verzerrungen korrigiert werden. Darüber hinaus entsteht ein Abstand zwischen dem Bereich des angezeigten Bildes und dem Bereich, in welchem das Warnsignal angezeigt wird. Da bereits das Warnsignal den Lidschlussreflex auslöst, hat eine Person, welche sich in den abgerasterten Bereich hineinbewegt, bereits vor dem Erreichen des tatsächlichen Bildinhaltes das Auge geschlossen bzw. abgewandt. Dadurch können Augenschäden vermieden werden. According to a preferred embodiment of the device, the image data are modulated onto the laser beam by the modulation device in such a way that edge regions of the lines are masked out except for the warning signal. By hiding the border areas, distortions can be corrected. In addition, there is a gap between the area of the displayed image and the area in which the warning signal is displayed. Since the warning signal already triggers the eyelid reflex, a person who moves into the scanned area already has before reaching the eyelid actual image content the eye closed or turned away. As a result, eye damage can be avoided.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Modulationseinrichtung dazu ausgebildet, das Modulieren des Laserstrahls zum Aussenden des optischen According to a preferred development of the device, the modulation device is designed to modulate the laser beam to emit the optical
Warnsignals in Abhängigkeit einer Größe des ausgeblendeten Randbereichs Warning signal depending on a size of the hidden edge area
durchzuführen. Je stärker die Verzerrung, desto größer ist der ausgeblendete Randbereich. Da die Gefährlichkeit des Laserstrahls für die Augen vom Rand in Richtung Zentrum abnimmt, stellt der Laser somit eine geringere Gefahr dar. Entsprechend kann das Warnsignal lediglich dann angezeigt werden, wenn die Größe des ausgeblendeten Randbereichs einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. perform. The stronger the distortion, the larger the hidden edge area. Since the danger of the laser beam for the eyes decreases from the edge in the direction of the center, the laser thus represents a lower risk. Accordingly, the warning signal can only be displayed if the size of the hidden edge region falls below a predetermined threshold value.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung auf, welche ein Detektionsignal ausgibt, falls sich eine Person auf einen mittels der Mikrospiegeleinrichtung abgerasterten Raumwinkelbereich zubewegt. Die According to a preferred development, the device has a sensor device which outputs a detection signal if a person moves toward a solid angle range scanned by means of the micromirror device. The
Modulationseinrichtung führt das Modulieren des Laserstrahls zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit des Detektionssignals durch. So kann das optische Warnsignal lediglich dann angezeigt werden, falls erkannt wird, dass eine Person sich auf den abgerasterten Raumwinkelbereich zubewegt. Dadurch wird ein unnötiges Anzeigen von Warnsignalen verhindert und Betrachter werden weniger gestört. Modulation device performs the modulating of the laser beam for emitting the optical warning signal in response to the detection signal. Thus, the visual warning signal can only be displayed if it is detected that a person is moving towards the scanned solid angle range. This avoids unnecessarily displaying warning signals and lessens the viewer.
Das Warnsignal kann gemäß einer Ausführungsform aus einzelnen Pulsen bzw. Pixeln direkt an den Umkehrpunkten oder in der Nähe der Umkehrpunkte bestehen. Die Lasereinrichtung kann beispielsweise einen grünen, einen blauen und einen roten Laser aufweisen. Das Warnsignal kann lediglich durch den roten Laser ausgesendet werden.The warning signal may in one embodiment consist of individual pulses or pixels directly at the reversal points or in the vicinity of the reversal points. The laser device may, for example, have a green, a blue and a red laser. The warning signal can only be emitted by the red laser.
Der Betrachter sieht dadurch am Rande des abgerasterten Raumwinkelbereichs einen linienförmigen roten Bereich. The observer thereby sees a line-shaped red area at the edge of the scanned solid angle area.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist die Modulationseinrichtung ausgebildet, den Laserstrahl derart zu modulieren, dass kontinuierlich ein bandförmiger Bereich einer vorgegebenen Farbe und/oder einer vorgegebenen lntensität entlang der Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung als optisches Warnsignal ausgesendet wird. Der bandförmige Bereich kann wiederum vorzugsweise durch den roten Laser erzeugt werden. Bevorzugt moduliert die Modulationseinrichtung den Laserstrahl derart, dass das optische Warnsignal für das menschliche Auge unbedenklich ist. According to one development of the device, the modulation device is designed to modulate the laser beam in such a way that a band-shaped region of a predetermined color and / or a predetermined intensity is transmitted continuously along the points of reversal of the cellular deflection as an optical warning signal. The band-shaped region can in turn preferably be generated by the red laser. Preferably, the modulation device modulates the laser beam in such a way that the optical warning signal is harmless to the human eye.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen: Show it:
Figur 1 einen schematischen Verlauf der zulässigen Energiegrenze in Figure 1 shows a schematic course of the permissible energy limit in
Abhängigkeit von dem Scanwinkel;  Dependence on the scan angle;
Figur 2 eine schematische Skizze zur Erläuterung der Ermittlung der zulässigen  Figure 2 is a schematic diagram for explaining the determination of the permissible
Energiegrenze;  Energy limit;
Figur 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;  Figure 3 is a schematic block diagram of an apparatus for projecting an image according to a first embodiment of the invention;
Figur 4 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Figure 4 is a schematic block diagram of an apparatus for projecting an image according to a second embodiment of the invention;
Figur 5 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; Figure 5 is a schematic block diagram of an apparatus for projecting an image according to a third embodiment of the invention;
Figur 6 einen abgerastertem Raumwinkelbereich mit einem ausgeblendeten  FIG. 6 shows a scanned solid angle area with a hidden area
Bereich;  Area;
Figur 7 ein bandförmig ausgesendetes Warnsignal; und  FIG. 7 shows a band-shaped warning signal; and
Figur 8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Projizieren eines Bildes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. ln allen Figuren sind gleiche bzw. fünktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Figure 8 is a flowchart of a method of projecting an image according to an embodiment of the invention. In all figures the same or the same function elements and devices are provided with the same reference numerals.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele lm Folgenden soll zuerst erläutert werden, warum der Randbereich eines DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENTS In the following it will first be explained why the edge region of a
Raumwinkelbereichs, welcher mittels von einem Mikrospiegel abgelenktem Laserlicht abgerastert wird, eine besondere Gefahr für die menschlichen Augen darstellt. ln Figur 1 ist hierzu die zulässige Energiegrenze (AEL) als Funktion eines Scanwinkels Q des Mikrospiegels um die schnelle Achse abgebildet, wobei beide Größen auf Eins normiert sind. Die zulässige Energiegrenze wird für die gewählte Laserklasse anhand der maximal zulässigen Exposition (maximum permissible exposure, MPE) festgesetzt. Solid angle range, which is scanned by means of deflected by a micromirror laser light, represents a particular danger to the human eye. In FIG. 1, for this purpose, the permissible energy limit (AEL) is mapped as a function of a scan angle Q of the micromirror around the fast axis, both variables being one normalized. The permissible energy limit is set for the selected laser class based on the maximum permissible exposure (MPE).
Wie für eine erste Kurve X zu erkennen ist, zeigt sich für kleine Scanwinkel Q, d. h. nahe dem Zentrum des abgerasterten Raumwinkelbereichs ein im Wesentlichen sinusförmiger Verlauf XI der zulässigen Energiegrenze. Die Beschränkung der zulässigen As can be seen for a first curve X, for small scan angles Q, d. H. near the center of the scanned solid angle region, a substantially sinusoidal curve XI of the permissible energy limit. The limitation of the permissible
Energiegrenze stammt hierbei im Wesentlichen von dem oben beschriebenen ersten Kriterium, d. h. dem einfachen Abrastem des Auges. Für größere Scanwinkel Q, d. h. näher am Umkehrpunkt wird der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Scans des Auges kleiner. Dadurch ergibt sich die stärkste Beschränkung durch das oben beschriebene zweite Kriterium, d. h. das zweimalige Abrastem des Auges. Dadurch ergibt sich ein im Wesentlichen linearer Bereich X2. The energy limit here derives essentially from the first criterion described above, d. H. the simple catching of the eye. For larger scan angles Q, d. H. closer to the turning point, the time interval between two successive scans of the eye becomes smaller. This results in the strongest constraint by the second criterion described above, i. H. Twice the catching of the eye. This results in a substantially linear region X2.
Aufgrund der oszillierenden Bewegung des Mikrospiegels ist die Helligkeitsverteilung im Allgemeinen nicht gleichmäßig. Beispielweise könnte das angezeigte Bild in seitlichen Bereichen dunkler erscheinen als im Zentrum, falls die gezeigte erste Kurve X zur Bestimmung der Leistung des Lasers herangezogen wird. Zur Verbesserung kann eine Sinuskorrektur durchgeführt werden. Hierbei muss jedoch sichergestellt werden, dass die Leistung nicht die zulässige Energiegrenze übersteigt, wodurch sich eine zweite Kurve Y ergibt. Due to the oscillating movement of the micromirror, the brightness distribution is generally not uniform. For example, if the displayed first curve X is used to determine the power of the laser, the displayed image may appear darker in lateral areas than in the center. To improve a sine correction can be performed. Here, however, it must be ensured that the power does not exceed the permissible energy limit, resulting in a second curve Y results.
Die zulässige Energiegrenze ist als diejenige Leistung des Lichts definiert, welche bei einem gegebenen Scanwinkel durch die Pupille hindurchtritt. Der Laserstrahl folgt einer sinusförmigen Bewegung. Die durchschnittliche Leistung P_m des Lichtes beim The allowable energy limit is defined as the power of the light that passes through the pupil at a given scan angle. The laser beam follows a sinusoidal movement. The average power P_m of the light at
Durchgang durch die Pupille ist durch folgende Formel gegeben: Passage through the pupil is given by the following formula:
Hierbei bezeichnen tl und t2 die Zeiten, zu denen der Strahl die Pupille erreicht bzw. verlässt. Weiter ist w = 2pί die schnelle Winkelfrequenz des Laserscanners und f die Resonanzfrequenz der schnellen Achse. P O ist die momentane Leistung im Zentrum des Bildes.  Here, t1 and t2 denote the times at which the beam reaches or leaves the pupil. Further, w = 2pί is the fast angular frequency of the laser scanner and f is the resonant frequency of the fast axis. P O is the instantaneous power in the center of the picture.
Die sinusförmige resonante Bewegung des Mikrospiegels kann durch folgende Gleichung für den Scanwinkel Q beschrieben werden: 0(t) = 0hjnax * cos (wΐ + f) The sinusoidal resonant motion of the micromirror can be described by the following equation for the scan angle Q: 0 (t) = 0 hjnax * cos (w + f)
Falls zum Zeitpunkt t = 0 der Phasenwinkel f = p/2 gewählt wird, ergibt sich: q = 9h maxsi n(mt) t = - - sin- 1 ( ^—) ^ [sin( If the phase angle f = p / 2 is selected at the time t = 0, the result is: q = 9 h max si n (mt) t = - - sin - 1 (^ -) ^ [sin (
w -ah_max·' w - a h_max · '
Hierbei bezeichnet 0_h_max den maximalen mechanischen Winkel der Amplitude der resonanten Achse.  Here, 0_h_max denotes the maximum mechanical angle of the amplitude of the resonant axis.
Die Zeit, welche der Strahl zum Scannen der Pupille R benötigt, ist gegeben als Tp = t2- tl. Die Winkeldifferenz q_r = 0(t2) - 0(tl) entspricht der Winkelerstreckung der Pupille R. The time taken by the beam to scan the pupil R is given as Tp = t2-tl. The angular difference q_r = 0 (t2) - 0 (tl) corresponds to the angular extent of the pupil R.
Die genannten Beziehungen sind in Figur 2 illustriert. The relationships mentioned are illustrated in FIG.
Es ist möglich, die entsprechende momentane Leistung im Zentrum des Bildes für jeden Wert der zulässigen Energiegrenze entlang der Scanbewegung durch Integration der durchschnittlichen Leistung P_m zu berechnen: It is possible to calculate the corresponding instantaneous power in the center of the image for each value of the allowable energy limit along the scan motion by integrating the average power P_m:
Die Zeit, welche der Laser zum Scannen der Pupille benötigt, ist aufgrund der Bewegung des Lasers am Rand des Bildes größer als im Zentrum. Gleichzeitig ist jedoch die durchschnittliche Leistung Pm kleiner, sodass im Allgemeinen der berechnete Wert der momentanen Leistung PO kleiner ist, wenn sich die Pupille im Randbereich des Bildes befindet. Der kleinste Wert der momentanen Leistung PO definiert die maximal zulässige Leistung des Lichts im Zentrum des Bildes, falls die Intensität homogen korrigiert wird. Falls die momentane Leistung PO erhöht werden würde, würde die momentane Leistung im Randbereich die zulässige Energiegrenze überschreiten und die Vorrichtung würde nicht die Kriterien der Laserklasse erfüllen. Indem die zulässige Energiegrenze zur Beurteilung der Gefährlichkeit herangezogen wird, ergibt sich, dass der Randbereich des Bildes gefährlicher ist als der zentrale Bereich des Bildes. Gerade dieser Bereich ist jedoch besonders relevant, da sich eine Person üblicherweise von der Seite her auf den gescannten Bereich zubewegen wird. The time taken for the laser to scan the pupil is greater than at the center due to the movement of the laser at the edge of the image. At the same time, however, the average power Pm is smaller, so that in general the calculated value of the instantaneous power PO is smaller when the pupil is in the edge area of the image. The smallest value of the instantaneous power PO defines the maximum permissible power of the light in the center of the image, if the intensity is corrected homogeneously. If the instantaneous power PO were to be increased, the instantaneous edge power would exceed the allowable power limit and the device would not meet the criteria of the laser class. Using the permissible energy limit to assess the danger results in the marginal area of the image being more dangerous than the central area of the image. However, this area is particularly relevant, since a person will usually move from the side to the scanned area.
In Figur 3 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung la zum Projizieren eines Bildes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert. FIG. 3 illustrates a block diagram of an apparatus 1a for projecting an image according to an embodiment of the invention.
Die Vorrichtung 1 weist eine Lasereinrichtung 2 mit einem oder mehreren Lasern 22 auf, welche einen Laserstrahl L aussenden lnsbesondere können ein roter, ein grüner und ein blauer Laser vorgesehen sein, welche jeweilige Einzelstrahlen aussenden, wobei der Laserstrahl L durch Kombination der einzelnen Strahlen erzeugt wird. The device 1 comprises a laser device 2 with one or more lasers 22 which emit a laser beam L. Specifically, a red, a green and a blue laser can be provided which emit respective single beams, the laser beam L being generated by combining the individual beams ,
Die Laser 22 werden von einer Modulationseinrichtung 21 angesteuert, welche die Leistung der Laser 22 derart moduliert, dass entsprechende Bilddaten auf den Laserstrahl L aufmoduliert werden. Die Bilddaten können beispielsweise über eine Schnittstelle von externen Geräten an die Modulationseinrichtung 21 übertragen werden. The lasers 22 are controlled by a modulation device 21, which modulates the power of the laser 22 in such a way that corresponding image data are modulated onto the laser beam L. The image data can be transmitted to the modulation device 21, for example, via an interface from external devices.
Die Vorrichtung la umfasst weiter eine Mikrospiegeleinrichtung 3, welche den The device la further comprises a micromirror device 3, which the
Laserstrahl L zellenförmig ablenkt. Laser beam L is deflected like a cell.
Die Modulationseinrichtung 21 moduliert den Laserstrahl L derart, dass in einem Bereich um die Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung ein vorgegebenes optisches Warnsignal ausgesendet wird. Unter einem optischen Warnsignal können gepulste Lichtsignale verstanden werden, welche punktförmig oder linienförmigen am The modulation device 21 modulates the laser beam L such that a predetermined optical warning signal is transmitted in a region around the reversal points of the cell-shaped deflection. An optical warning signal can be understood to mean pulsed light signals which are punctiform or linear
Umkehrpunkt der Zeile ausgesendet werden. Werden in mehreren nacheinander folgenden Zeilen derartige Lichtsignale ausgesendet, ergibt sich für den Betrachter ein linienförmiges oder bandförmiges optisches Signal, welches direkt an oder in der Nähe der Umkehrpunkte generiert wird. Reversal point of the line to be sent out. If such light signals are emitted in a plurality of successive lines, a line-shaped or band-shaped optical signal results for the viewer, which is generated directly at or in the vicinity of the reversal points.
Optional ist weiter eine Recheneinrichtung 4 vorgesehen, welche die Energie des Laserstrahls L während der Ablenkung entlang mindestens einer Zeile berechnet. Falls die Energie einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, welcher in Abhängigkeit der zulässigen Energiegrenze bestimmt wird, sendet die Modulationseinrichtung 21 das optische Warnsignal am Ende der mindestens eine Zeile aus. Optional ist weiter eine Sensoreinrichtung 5 vorgesehen, welche Personen erkennen kann, die sich auf den mittels der Mikrospiegeleinrichtung 3 abgerasterten Raumwinkelbereich zubewegen. Die Sensoreinrichtung 5 kann beispielsweise eine Lichtschranke umfassen oder ein Kamerasystem, welches die Bewegung von Personen detektiert. Falls erkannt wird, dass sich eine Person oder allgemein ein Objekt auf den abgerasterten Optionally, a computing device 4 is further provided, which calculates the energy of the laser beam L during the deflection along at least one line. If the energy exceeds a predetermined threshold which is determined as a function of the permissible energy limit, the modulation device 21 transmits the optical warning signal at the end of the at least one line. Optionally, a sensor device 5 is furthermore provided which can recognize persons who are moving toward the solid angle range scanned by means of the micromirror device 3. The sensor device 5 may for example comprise a light barrier or a camera system which detects the movement of persons. If it is detected that a person or generally an object on the scanned
Raumwinkelbereich zubewegt, generiert die Modulationseinrichtung 21 das optische Warnsignal. Solid angle range, the modulation device 21 generates the optical warning signal.
In Figur 4 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung lb zum Projizieren eines Bildes gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung illustriert. Die Vorrichtung lb entspricht im Wesentlichen der Vorrichtung la, sodass nur die Unterschiede im Folgenden näher erläutert werden. Die Mikrospiegeleinrichtung 3 weist einen ersten Mikrospiegel 31 und einen zweiten Mikrospiegel 32 auf, welche um zueinander senkrecht stehende Achsen Al bzw. A2 schwenkbar sind. Der erste Mikrospiegel 31 wird mit einer hohen Frequenz bis zu einem maximalen ersten Scanwinkel ausgelenkt. Diese FIG. 4 illustrates a schematic view of an apparatus 1b for projecting an image according to a second embodiment of the invention. The device 1b essentially corresponds to the device 1a, so that only the differences are explained in more detail below. The micromirror device 3 has a first micromirror 31 and a second micromirror 32, which are pivotable about mutually perpendicular axes A1 and A2. The first micromirror 31 is deflected at a high frequency up to a maximum first scan angle. These
Auslenkung erzeugt eine horizontale zeilenförmige Abrasterung. Der zweite Deflection produces a horizontal line-shaped scan. The second
Mikrospiegel 32 wird mit einer niedrigeren Frequenz bis zu einem maximalen zweiten Scanwinkel ausgelenkt, was eine horizontale Ablenkung des Laserstrahls L ergibt. Micromirror 32 is deflected at a lower frequency up to a maximum second scan angle, resulting in a horizontal deflection of the laser beam L.
Insgesamt ergibt sich die illustrierte zellenförmige Abrasterung eines Scanbereichs B. Um Verzerrungen und eine ungleichmäßigere Lichtverteilung zu reduzieren, werden Overall, the illustrated cellular scan results in a scan area B to reduce distortion and a more uneven light distribution
Randbereiche Bl und B2 mittels Modulation der Laserleistung durch die Edge regions Bl and B2 by modulation of the laser power through the
Modulationseinrichtung 21 ausgeblendet, von den optischen Warnsignalen abgesehen.Modulation device 21 hidden, apart from the optical warning signals.
Die optischen Warnsignale Pl bis P4 werden am Umkehrpunkt einer zellenförmigen Ablenkung des Laserstrahls L ausgesendet. Beispielsweise kann ein rotes Signal ausgesendet werden. The optical warning signals P1 to P4 are emitted at the reversal point of a cell-shaped deflection of the laser beam L. For example, a red signal can be sent out.
Die optischen Warnsignale Pl bis P4 können vorzugsweise an jedem der Umkehrpunkte ausgesendet werden. Es ist jedoch auch möglich, die Warnsignale Pl bis P4 lediglich für eine vorgegebene Anzahl von Umkehrpunkten auszusenden. The visual warning signals P1 to P4 may preferably be sent out at each of the reversal points. However, it is also possible to send the warning signals P1 to P4 only for a predetermined number of reversal points.
In Figur 5 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung lc einer Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes gemäß einer dritten Ausführungsform illustriert. Im Gegensatz zur FIG. 5 illustrates a block diagram of a device 1c of a device for projecting an image according to a third embodiment. In contrast to
Vorrichtung lb weist die Mikrospiegeleinrichtung 3 einen einzelnen Mikrospiegel 33 auf, welcher um zwei orthogonale Achsen Al, A2 verschwenkbar ist. Der Mikrospiegel 33 führt eine schnelle resonante Schwingung um eine vertikale Achse Al und eine quasistatische langsame Schwingung um eine horizontale Achse A2 aus. Device 1b, the micromirror device 3 has a single micromirror 33, which can be pivoted about two orthogonal axes A1, A2. The micromirror 33 Performs a fast resonant oscillation about a vertical axis Al and a quasi-static slow oscillation about a horizontal axis A2.
In Figur 6 ist ein beispielhafter Scanbereich B illustriert. Zur Verhinderung von FIG. 6 illustrates an exemplary scanning region B. To prevent
Verzerrungen, etwa aufgrund einer Projektion auf einen ungeraden oder relativ zur Mikrospiegeleinrichtung 3 verdrehten Untergrund, werden Randbereiche B3 Distortions, for example due to a projection onto an odd or twisted relative to the micromirror device 3 substrate become edge regions B3
ausgeblendet. Der Laserstrahl L kann pixelförmig bzw. pulsförmig ausgesendet werden. Die entsprechenden Pixel Ul bis U6 ergeben in Abhängigkeit der Bilddaten ein entsprechendes Bild. Weiter werden am Umkehrpunkt optische Warnsignale P ausgesendet, welche sich in dem ausgeblendeten Bereich B3 befinden und somit einen Abstand zum Bildbereich bzw. Scanbereich B aufweisen. hidden. The laser beam L can be emitted in the form of a pixel or pulse. The corresponding pixels U1 to U6 yield a corresponding image as a function of the image data. Furthermore, at the reversal point, optical warning signals P are emitted, which are located in the blanked-out area B3 and thus have a distance from the image area or scan area B.
Die Modulationseinrichtung 21 kann dazu ausgelegt sein, die optischen Warnsignale P lediglich dann auszusenden, falls die Größe des ausgeblendeten Bereichs B3 einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. The modulation device 21 may be designed to transmit the optical warning signals P only if the size of the blanked region B3 falls below a predetermined threshold value.
Gemäß weiteren Ausführungsformen kann die Modulationseinrichtung 21 dazu ausgelegt sein, das Warnsignal in Abhängigkeit der Bilddaten auszusenden. According to further embodiments, the modulation device 21 may be designed to transmit the warning signal as a function of the image data.
In Figur 7 ist ein weiterer beispielhafter Scanbereich B illustriert, welcher dem ausgesendeten Bild entspricht. In einem ausgesparten Bereich B4 wird ein FIG. 7 illustrates a further exemplary scan region B, which corresponds to the emitted image. In a recessed area B4 becomes a
kontinuierliches optisches Warnsignal Q ausgegeben. Bei der Vielzahl von Zeilen ergibt sich für den Betrachter ein bandförmiger Bereich F des optischen Warnsignals. continuous optical warning signal Q issued. In the case of the plurality of lines, a band-shaped area F of the optical warning signal results for the viewer.
Der bandförmige Bereich F liegt vorzugsweise direkt an den Umkehrpunkten der Zeilen, d. h. am äußersten Bereich des mittels der Mikrospiegeleinrichtung 3 scanbaren Bereichs. Der bandförmige Bereich F kann jedoch auch einen in Figur 7 illustrierten Abstand zu den Umkehrpunkten aufweisen. The band-shaped region F is preferably located directly at the reversal points of the lines, d. H. at the outermost area of the area which can be scanned by means of the micromirror device 3. However, the band-shaped region F can also have a distance to the reversal points illustrated in FIG.
In Figur 8 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Projizieren eines Bildes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung illustriert. Dazu wird in einem Verfahrensschritt St ein Laserstrahl L mittels einer Lasereinrichtung ausgesendet, wobei Bilddaten auf den Laserstrahl L aufmoduliert sind. In einem Verfahrensschritt S2 wird der Laserstrahl L mittels einer Mikrospiegeleinrichtung 3 zellenförmig abgelenkt. Der Laserstrahl L wird derart moduliert, dass in einem Bereich um die Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung ein vorgegebenes optisches Warnsignal ausgesendet wird. FIG. 8 illustrates a flowchart of a method for projecting an image according to an embodiment of the invention. For this purpose, in a method step St, a laser beam L is emitted by means of a laser device, with image data being modulated onto the laser beam L. In a method step S2, the laser beam L is deflected in a cell shape by means of a micromirror device 3. The laser beam L is modulated in such a way that a predetermined optical warning signal is emitted in a region around the reversal points of the cell-shaped deflection.

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung (la, lb, lc) zum Projizieren eines Bildes, mit: einer Lasereinrichtung (2), welche dazu ausgebildet ist, einen Laserstrahl (L) auszusenden, wobei die Lasereinrichtung (2) eine Modulationseinrichtung (21) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, Bilddaten auf den Laserstrahl (L) aufzumodulieren; und einer Mikrospiegeleinrichtung (3), welche dazu ausgebildet ist, den Laserstrahl (L) zeilenförmig abzulenken; dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, den Laserstrahl (L) derart zu modulieren, dass in einem Bereich um A device (1a, 1b, 1c) for projecting an image, comprising: a laser device (2) which is designed to emit a laser beam (L), the laser device (2) having a modulation device (21) which adjusts thereto is adapted to aufzumodulieren image data on the laser beam (L); and a micro-mirror device (3) which is designed to deflect the laser beam (L) in a line-shaped manner; characterized in that the modulation means (21) is adapted to modulate the laser beam (L) such that in an area around
Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung ein vorgegebenes optisches Warnsignal ausgesendet wird.  Reversal of the cellular deflection is emitted a predetermined optical warning signal.
2. Vorrichtung (la, lb, lc) nach Anspruch 1, wobei die Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, das Modulieren des Laserstrahls (L) zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit der aufmodulierten Bilddaten 2. Device (la, lb, lc) according to claim 1, wherein the modulation means (21) is adapted to modulating the laser beam (L) for emitting the optical warning signal in response to the modulated image data
durchzuführen.  perform.
3. Vorrichtung (la, lb, lc) nach Anspruch 1 oder 2, weiter mit einer 3. Device (la, lb, lc) according to claim 1 or 2, further comprising a
Recheneinrichtung (4), welche dazu ausgebildet ist, eine Energie des Laserstrahls (L) während der Ablenkung entlang mindestens einer Zeile zu berechnen, wobei die Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, das Modulieren des Laserstrahls (L) zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit der berechneten Energie durchzuführen.  Computing device (4), which is designed to calculate an energy of the laser beam (L) during the deflection along at least one line, wherein the modulation device (21) is adapted to modulating the laser beam (L) for emitting the optical warning signal in Depend on the calculated energy.
4. Vorrichtung (la, lb, lc) nach Anspruch 3, wobei die Modulationseinrichtung (21) das optische Warnsignal am Ende einer Zeile aussendet, falls die Energie des Laserstrahls (L) während der Ablenkung entlang dieser Zeile und/oder benachbarter Zeilen einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. 4. Apparatus (1a, 1b, lc) according to claim 3, wherein the modulation means (21) emits the optical warning signal at the end of a line if the energy of the laser beam (L) during the deflection along that line and / or adjacent lines a predetermined Threshold exceeds.
5. Vorrichtung (la, lb, lc) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Modulationseinrichtung (21) die Bilddaten derart auf den Laserstrahl (L) aufmoduliert, dass Randbereiche der Zeilen bis auf das optische Warnsignal ausgeblendet werden. 5. Device (1a, 1b, 1c) according to one of the preceding claims, wherein the modulation device (21) modulates the image data onto the laser beam (L) in such a way that edge regions of the lines are blanked out except for the optical warning signal.
6. Vorrichtung (la, lb, lc) nach Anspruch 5, wobei die Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, das Modulieren des Laserstrahls (L) zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit einer Größe des ausgeblendeten 6. Device (1a, 1b, lc) according to claim 5, wherein the modulation means (21) is adapted to modulating the laser beam (L) for emitting the optical warning signal in dependence of a size of the suppressed
Randbereichs durchzuführen.  Edge area.
7. Vorrichtung (la, lb, lc) nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter mit einer Sensoreinrichtung (5), welche dazu ausgebildet ist, ein Detektionssignal auszugeben, falls sich eine Person auf einen mittels der Mikrospiegeleinrichtung (3) abgerasterten Raumwinkelbereich zubewegt, wobei die 7. Device (la, lb, lc) according to one of the preceding claims, further comprising a sensor device (5) which is adapted to output a detection signal, if a person moves to a scanned by means of the micromirror device (3) solid angle range, wherein the
Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, das Modulieren des Laserstrahls (L) zum Aussenden des optischen Warnsignals in Abhängigkeit des  Modulation device (21) is adapted to modulating the laser beam (L) for emitting the optical warning signal as a function of
Detektionssignals durchzuführen.  Perform detection signal.
8. Vorrichtung (la, lb, lc) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, den Laserstrahl (L) derart zu modulieren, dass kontinuierlich ein bandförmiger Bereich einer vorgegebenen Farbe und/oder lntensität entlang der Umkehrpunkten der zellenförmigen Ablenkung als optisches Warnsignal ausgesendet wird. 8. Device (1a, 1b, lc) according to one of the preceding claims, wherein the modulation device (21) is adapted to modulate the laser beam (L) such that continuously a band-shaped area of a predetermined color and / or intensity along the turning points the cellular deflection is emitted as an optical warning signal.
9. Vorrichtung (la, lb, lc) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Modulationseinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, den Laserstrahl (L) derart zu modulieren, dass das optische Warnsignal für das menschliche Auge unbedenklich ist. 9. Device (la, lb, lc) according to any one of the preceding claims, wherein the modulation means (21) is adapted to modulate the laser beam (L) such that the optical warning signal is harmless to the human eye.
10. Verfahren zum Projizieren eines Bildes, mit den Schritten: 10. A method of projecting an image, comprising the steps of:
Aussenden eines Laserstrahls (L) mittels einer Lasereinrichtung (2), wobei Bilddaten auf den Laserstrahl (L) aufmoduliert sind; und zellenförmiges Ablenken des Laserstrahls (L) mittels einer Mikrospiegeleinrichtung (3); wobei der Laserstrahl (L) derart moduliert wird, dass in einem Bereich um Umkehrpunkte der zellenförmigen Ablenkung ein vorgegebenes optisches Warnsignal ausgesendet wird. Emitting a laser beam (L) by means of a laser device (2), image data being modulated onto the laser beam (L); and cell-shaped deflection of the laser beam (L) by means of a Micromirror device (3); wherein the laser beam (L) is modulated such that in a range around reversal points of the cell-shaped deflection, a predetermined optical warning signal is emitted.
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