WO2012084544A1 - Projektionsvorrichtung zum projizieren mindestens eines bildes auf eine projektionsfläche und entsprechendes verfahren zum betreiben einer projektionsvorrichtung - Google Patents

Projektionsvorrichtung zum projizieren mindestens eines bildes auf eine projektionsfläche und entsprechendes verfahren zum betreiben einer projektionsvorrichtung Download PDF

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    • H04N9/3191—Testing thereof
    • H04N9/3194—Testing thereof including sensor feedback

Definitions

  • the present invention relates to a projection device for projecting at least one image consisting of one or more pixels onto a projection surface comprising at least one laser device for emitting
  • Radiation for the image projection at least one sensor device, the sensor device is designed to detect a Ge ⁇ fumblerdungssituation for a person through the radiation of the at least one laser device and a control device coupled to the at least one laser device and a sensor device is at least coupled, wherein the control device is adapted to modify at fixed Stel ⁇ len a hazardous situation to a person at least one operating parameter of the at least one laser device. It also relates to a corresponding method for operating a projection device.
  • the image information is not spatially simultaneously projected onto the projection surface, but each pixel of an image is represented sequentially by a continuously moving light beam of a laser source. Due to this essential difference, with the same image brightness, the beam intensity of the laser source must be brighter by the number of pixels to be projected. As a result, locally limited high luminances on the projection surface are achieved for a short time.
  • the si ⁇ technical safety requirements are harder a laser source, the higher. In particular, it must be prevented that the laser spot for too long a certain Stel ⁇ le, in this case the human eye hits. Even at WE Nigen milliwatts of optical power eyesight can be impaired or even go ver ⁇ lost when hit the optic nerve.
  • ⁇ ne types are known in principle to boss- provide appropriate protection.
  • a geeigne ⁇ te shield of the radiation is provided so that it is not possible to spatially direct the laser to a vulnerable point or an endangered object. This is achieved by means of suitable barriers or jet blockers, so that either no person can enter the endangered area or the beam is blocked in the event of excessive deflection.
  • barriers or jet blockers so that either no person can enter the endangered area or the beam is blocked in the event of excessive deflection.
  • a simple motion detector can also detect the presence of a person in a hazardous area. be known and trigger a shutdown of the laser device.
  • the present invention is therefore the object of an aforementioned projection device relationship as develop an aforementioned method so ⁇ that with the greatest possible reliability safety to the human eye can be secured ⁇ ensure that, when possible ge ⁇ little effort.
  • the present invention is based on the finding that, in the case of a hit of the human eye, the laser beam in principle disappears, since it is either completely absorbed or at least very strongly scattered. In this case, the laser spot would disappear, which can be easily detected by an optical sensor.
  • the sensor Direction is therefore designed and arranged in the present invention, which radiated from the at least one laser device and reflected by the Pro etechnischs composition
  • a projection device has a "fail-safe" character, it is only checked whether the projected beam also impinges on the projection surface, in any other case the laser device is switched off.
  • the application range of laser projection modules can be increased, since it can be, for example, to avoid costly shielding measures or the provision of sensors for stereoscopic measurement of infrared ⁇ sensors, sensors for pattern recognition or motion detectors.
  • the legal requirements in a simple manner are adhered to so that new applicatio ⁇ gen laser projection modules open up, particularly in applications in which the eye's natural reflex would be too slow to reduce the risk.
  • Another advantage of the invention is that the reflected radiation for the image projection is detected for the detection of a dangerous situation. In addition to the at least one laser device for the image projection so no additional, possibly expensive and error-prone further radiation source is required.
  • the projection device comprises a housing, wherein the laser device, the sensor device and the control device are arranged in this housing.
  • the orientation of the sensor device and the laser device can be particularly easily matched to each other. A Fehlj ustmaschine is therefore almost impossible.
  • the at least one operating parameter of the at least one laser device preferably represents its energy supply.
  • the control device can be designed to reduce, in particular to deactivate, the energy supply of the at least one laser device when a hazardous situation for a person is identified. Thereby endanger the person is particularly reliable out Schlos ⁇ sen.
  • the control device is preferably designed, then to assume a dangerous ⁇ dung for a person when at least one of stored in the control device of the threshold value for at least one laser device useful radiation reflected is undershot.
  • the threshold value it can be ensured that, for example, in the case of dust or an insect, no shut-off occurs between the laser device and the projection surface, but in the case of strong scattering, which is the case when a person, for example with his back of the head, intervenes the laser device and the projection surface device.
  • the at least one threshold value can be defined by a user. This allows the response of the shutdown to adapt to the ambient conditions. So you have to choose differently when projecting in a closed room as in outdoor projection, where, for example, smokers can be in the audience.
  • the pro edictionsvorses comprise a brightness sensor for measuring the ambient brightness, wherein the control device is coupled to the brightness sensor, wherein the control device is designed to vary the at least one threshold depending on the measured ambient brightness. In this way, a falsification of the measured values of the sensor device due to changing ambient brightnesses can be considered.
  • the control device can furthermore be designed to vary the at least one threshold value as a function of the energy supplied to the at least one laser device. This can be done, for example, linear, so that, for example, at half the laser power, the threshold is also halved.
  • the projection device can be designed to emit useful radiation-that is to say radiation for the image projection-in different wave ranges, in particular by providing a plurality of laser devices or a laser device to which different optical filter devices are assigned.
  • the at least one sensor device may also be associated with an optical filter device.
  • a plurality of sensor devices may be provided, wherein the sensor devices are associated with optical filter devices with different transmission range.
  • the transmission range of opti ⁇ rule filter devices with the emission region of the one or more laser devices is correlated, in particular, it is consistent with.
  • control device may be designed to calibrate the at least one sensor device before starting a projection.
  • test images are generated.
  • test images are created in the individual colors in that the pro etechnischs
  • control device may be designed to make the calibration wavelength-specific in the case of a multiplicity of laser devices or in a laser device associated with a plurality of optical filter devices.
  • FIG. 1 in a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 shows the dependence of the amplitude A of the sensor signal from
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of the operation of a projection apparatus 10 according to the invention.
  • This works according to the so-called "flying spot” method, that is to say it comprises a micromirror arrangement with a DMD chip further comprises a laser device 12, which emits a laser beam 14 on a Pro etationstalk 30 for the image projection.
  • the scan area is indicated in FIG. 1 by a double arrow and denoted by 16.
  • the projective onsvorraum 10 includes a sensor device 18 that is configured and arranged to detect etechnischs Colour of the Pro 30 re ⁇ inflected radiation 20 of the laser device 12th
  • the sensor device 18, like the laser device 12, is coupled to a control device 22, wherein the control device 22 is designed to modify at least one operating parameter of the laser device 12 when determining a hazardous situation for a person, in particular deactivating it.
  • a human eye 24 is shown in FIG. 1 by way of example in the beam path 14 of the laser device 12.
  • Fig. 1 also schematically reflected by the projection surface 30 useful radiation, ie reflected radiation for the image projection, located and designated 26. A portion of this reflected radiation 26 impinges on the sensor device 18 as radiation 20.
  • FIG. 2 shows the profile of the amplitude A of the sensor signal of the sensor device 18 as a function of the scanning angle ⁇ .
  • the scan angle ⁇ has a range of values ranging from 0 to a maximum scan angle 9 ma x.
  • the amplitude A at the scan angle 0 A uge / corresponds to the angular position of the human eye 24 of FIG. 1, drops significantly.
  • the Ampli tude ⁇ A falls below a stored in the control device 22
  • Threshold A s This is due to the fact that the human eye 24 absorbs the laser beam 14 and therefore less radiation is scattered back into the sensor device 18 than if it had hit the projection surface 30.
  • the Un ⁇ fallen short of the threshold value A s leads to an immediate disconnection of the power supply of the laser device 12, in order to exclude any danger to the human eye 24th
  • the threshold value A s can be defined by a user, but it can also be varied depending on the ambient brightness.
  • the project tion device 10 may be provided a brightness sensor 28 for measuring the ambient brightness, which is coupled to the control device 22.
  • the threshold value A s can also be varied as a function of the energy supplied to the laser device 12. If the pro tion device 10 is designed to emit radiation in different wavelength ranges, in particular by providing a plurality of laser devices 12 or a laser device 12, the different optical filter devices are assigned, a wavelength-specific evaluation of the reflected useful radiation 20 can take place.
  • the control device 22 may, moreover, be designed to calibrate the at least one sensor device 18 before starting a projection.
  • the calibration can also be wavelength-specific.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung (10) zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projektionsfläche (30) umfassend mindestens eine Laservorrichtung (12) zur Abgabe von Strahlung (14) für die Bildprojektion; mindestens eine Sensorvorrichtung (18), wobei die Sensorvorrichtung (18) ausgelegt ist, eine Gefährdungssituation für eine Person (24) durch die Strahlung (14) der mindestens einen Laservorrichtung (12) festzustellen; und eine Steuervorrichtung (22), die mit der mindestens einen Laservorrichtung (12) und der mindestens einen Sensorvorrichtung (18) gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, bei Feststellen einer Gefährdungssituation für eine Person (24) mindestens einen Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung (12) zu modifizieren; wobei die Sensorvorrichtung (18) ausgelegt und angeordnet ist, von der Projektionsfläche (30) reflektierte Strahlung (20) der mindestens einen Laservorrichtung (12) zu erfassen. Sie betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung (10).

Description

Beschreibung
Pro ektionsvorrichtung zum Projizieren mindestens eines
Bildes auf eine Projektionsfläche und entsprechendes Ver- fahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren mindestens eines Bildes bestehend aus einem oder mehreren Bildpunkten auf eine Projektionsfläche umfassend mindestens eine Laservorrichtung zur Abgabe von
Strahlung für die Bildprojektion, mindestens eine Sensorvorrichtung, wobei die Sensorvorrichtung ausgelegt ist, eine Ge¬ fährdungssituation für eine Person durch die Strahlung der mindestens einen Laservorrichtung festzustellen, und eine Steuervorrichtung, die mit der mindestens einen Laservorrichtung und der mindestens einen Sensorvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, bei Feststel¬ len einer Gefährdungssituation für eine Person mindestens einen Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung zu modifizieren. Sie betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung.
Stand der Technik
Bei der Projektion mit Laserquellen ist die Sicherstellung der Augensicherheit von wesentlicher Bedeutung. Anders als bei herkömmlichen Projektionseinrichtungen mit Hochdruckent- ladungslampen, wird die Bildinformation nicht räumlich gleichzeitig auf die Projektionsfläche projiziert, sondern jeder Bildpunkt eines Bilder sequentiell durch einen sich kontinuierlich bewegenden Lichtstrahls einer Laserquelle dargestellt. Durch diesen wesentlichen Unterschied muss bei gleicher Bildhelligkeit die Strahlstärke der Laserquelle, um die Anzahl der zu projizierenden Bildpunkte heller sein. Das führt dazu, dass für einen kurzen Zeitpunkt lokal begrenzt hohe Leuchtdichten auf der Projektionsfläche erreicht werden. Je stärker eine Laserquelle ist, desto höher werden die si¬ cherheitstechnischen Anforderungen. Insbesondere muss verhindert werden, dass der Laserspot zu lange eine bestimmte Stel¬ le, vorliegend das menschliche Auge, trifft. Bereits bei we- nigen Milliwatt optischer Leistung kann bei einem Treffer des Sehnervs das Augenlicht beeinträchtigt werden oder sogar ver¬ loren gehen.
Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich zwei verschiede¬ ne Arten bekannt, um einen entsprechenden Schutz bereitzu- stellen. Gemäß einer ersten Vorgehensweise wird eine geeigne¬ te Abschirmung der Strahlung bereitgestellt, so dass es räumlich nicht möglich ist, den Laser auf eine gefährdete Stelle beziehungsweise ein gefährdetes Objekt zu richten. Dies wird erzielt durch geeignete Absperrungen oder Strahlblocker, da- mit entweder keine Person den gefährdeten Bereich betreten kann oder der Strahl bei einer zu großen Ablenkung abgeblockt wird. Solche Verfahren sind zwar einfach in der Handhabung und Anwendung, limitieren jedoch die Anwendungsgebiete von Projektionen mit Laserquellen und sind unflexibel.
Bei einer zweiten Art wird ein Schutz bereitgestellt, indem erkannt wird, ob eine Gefahrensituation vorliegt. Hierzu sind verschiedene Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt:
- Stereoskopische Messung: Hier muss die Entfernung zur Pro¬ jektionsfläche bekannt sein. Zwei Sensoren mit bekanntem Abstand zueinander messen die Distanz bis zum projizierten Laserpunkt. Weicht diese von den bekannten Werten ab, bei¬ spielsweise wenn sich eine Person zwischen der Projektions¬ fläche und der Laserquelle befindet, wird der Laser abge¬ schaltet .
- Verwendung eines Infrarotsensors zur Erkennung der Körperwärme einer Person: Wird auf diese Weise eine Person in ei¬ nem Gefährdungsbereich erkannt, wird der Laser abgeschaltet .
- Mustererkennung: Dabei werden über eine Kamera die Silhou- ette einer Person und die Form eines Auges erkannt und füh¬ ren zur Abschaltung der Laservorrichtung.
- Durch einen einfachen Bewegungsmelder kann ebenfalls die Anwesenheit einer Person in einem Gefährdungsbereich er- kannt werden und eine Abschaltung der Laservorrichtung auslösen.
Diese Verfahren haben gemein, dass sie einerseits sehr auf¬ wändig und andererseits fehleranfällig sind. Insbesondere be¬ steht die Gefahr, dass aufgrund des beträchtlichen Aufwands bisweilen eine ordnungsgemäße Umsetzung der bekannten Verfahren nachlässig erfolgt oder sogar gänzlich darauf verzichtet wird .
In der EP 1 117 080 A2 ist eine Laserpro ektionsvorrichtung offenbart, bei der ein im Pro ektionsbereich auftauchendes Hindernis, beispielsweise eine hineinlaufende Person, erkannt und in der Folge die Laserprojektionsvorrichtung abgeschaltet wird. Das Erkennen erfolgt mit Hilfe eines zusätzlichen La¬ sers, dessen unsichtbare Infrarot ( IR) -Strahlung die Projekti¬ onsfläche zusammen mit der sichtbaren Laserstrahlung für die Bildprojektion überstreicht. Außerdem wird die von der Projektionsfläche reflektierte IR-Strahlung detektiert. Ein in dem Projektionsbereich auftauchendes Hindernis wird durch die entsprechende Änderung der detektierten IR-Strahlung erkannt und die Laserstrahlung für die Bildprojektion abgeschaltet.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Projektionsvorrichtung beziehungs¬ weise ein eingangs genanntes Verfahren derart weiterzubilden, dass mit möglichst großer Zuverlässigkeit bei möglichst ge¬ ringem Aufwand Sicherheit für das menschliche Auge gewähr¬ leistet werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 15.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Treffer des menschlichen Auges der Laserstrahl im Prinzip verschwindet, da er entweder komplett absorbiert oder zumindest sehr stark gestreut wird. In diesem Fehlerfall würde der Laserspot verschwinden, was auf einfache Weise über einen optischen Sensor erkannt werden kann. Die Sensorvor- richtung ist deshalb bei der vorliegenden Erfindung ausgelegt und angeordnet, die von der mindestens einen Laservorrichtung abgestrahlte und von der Pro ektionsfläche reflektierte
Strahlung für die Bildpro ektion, im Folgenden verkürzend auch als reflektierte Nutzstrahlung bezeichnet, zu erfassen. Wird ein anderer Wert erfasst als erwartet, insbesondere ein niedrigerer Wert, so wird vom „worst case" ausgegangen, das heißt, dass der Laserstrahl anstatt auf der Projektionsfläche auf einem menschlichen Auge aufgetroffen ist. Die Laservor- richtung wird daraufhin schnellstmöglich abgeschaltet. Abschaltzeiten von weniger als 0,1 ms sind realisierbar. Bei einer optischen Leistung von bis zu 10 mW ist dadurch sichergestellt, dass die im menschlichen Auge umgesetzte Energie innerhalb der gesetzlichen Vorgaben bleibt, wodurch Schädi- gungen zuverlässig ausgeschlossen werden können.
Die erfindungsgemäße Vorgehensweise würde sogar wirken, wenn ein Spiegel in den Strahlengang gehalten würde. Da am Spiegel selbst kein Laserspot sichtbar ist, würde die Laservorrich¬ tung abgeschaltet werden. Demnach hat eine erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung einen „Fail-Safe"-Charakter . Es wird lediglich überprüft, ob der projizierte Strahl auch auf der Projektionsfläche auftrifft. In jedem anderen Fall wird die Laservorrichtung abgeschaltet.
Durch die vorliegende Erfindung kann der Einsatzbereich von Laserprojektionsmodulen vergrößert werden, da beispielsweise auf aufwändige Abschirmungsmaßnahmen oder die Bereitstellung von Sensoren für eine stereoskopische Messung, von Infrarot¬ sensoren, von Sensoren zur Mustererkennung beziehungsweise von Bewegungsmeldern verzichtet werden kann. Durch die vor- liegende Erfindung werden die gesetzlichen Auflagen auf einfache Art und Weise eingehalten, so dass sich neue Anwendun¬ gen von Laserprojektionsmodulen eröffnen, insbesondere bei Anwendungen, bei denen der natürliche Augenreflex zu langsam wäre, um eine Gefährdung auszuschließen. Im Gegenzug kann durch die erfindungsgemäße Bereitstellung eines erhöhten
Schutzes des menschlichen Auges die Laserleistung der Laserprojektionsmodule erhöht werden. Dadurch lassen sich Bilder mit höherer Helligkeit beziehungsweise einem größeren Abstand zwischen Laserpro ektionsmodul und Pro ektionsfläche reali¬ sieren. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass für die Erkennung einer Gefahrensituation die reflektierte Strahlung für die Bildprojektion detektiert wird. Neben der mindestens einen Laservorrichtung für die Bildprojektion ist also keine zusätzliche, unter Umständen kostspielige und fehleranfällige weitere Strahlungsquelle mehr erforderlich.
Besonders bevorzugt umfasst die Projektionsvorrichtung ein Gehäuse, wobei die Laservorrichtung, die Sensorvorrichtung und die Steuervorrichtung in diesem Gehäuse angeordnet sind. Auf diese Weise kann besonders einfach die Orientierung der Sensorvorrichtung und der Laservorrichtung aufeinander abgestimmt werden. Eine Fehlj ustierung ist daher nahezu ausgeschlossen .
Bevorzugt stellt der mindestens eine Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung deren Energieversorgung dar. Dabei kann die Steuervorrichtung ausgelegt sein, bei Feststellen einer Gefährdungssituation für eine Person die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung zu reduzieren, insbesondere zu deaktivieren. Hierdurch wird besonders zuverlässig eine Gefährdung der Person ausgeschlos¬ sen .
Die Steuervorrichtung ist bevorzugt ausgelegt, eine Gefähr¬ dung für eine Person dann anzunehmen, wenn mindestens ein in der Steuervorrichtung hinterlegter Schwellwert für von der mindestens einen Laservorrichtung reflektierte Nutzstrahlung unterschritten wird. Durch die Wahl des Schwellwerts kann sichergestellt werden, dass beispielsweise bei Staub oder einem Insekt zwischen der Laservorrichtung und der Proj ektionsflä- che noch keine Abschaltung erfolgt, jedoch bei starker Streuung, was der Fall ist, wenn ein Mensch, beispielsweise mit seinem Hinterkopf, zwischen die Laservorrichtung und die Projektionsfläche gerät.
Bevorzugt ist der mindestens eine Schwellwert durch einen Be- nutzer definierbar. Dadurch lässt sich das Ansprechverhalten der Abschaltung an die Umgebungsbedingungen anpassen. So ist bei Projektion in einem geschlossenen Raum anders zu wählen als bei Projektion im Freien, wo sich beispielsweise auch Raucher im Publikum befinden können.
Weiterhin bevorzugt kann die Pro ektionsvorrichtung einen Helligkeitssensor zur Messung der Umgebungshelligkeit umfassen, wobei die Steuervorrichtung mit dem Helligkeitssensor gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den mindestens einen Schwellwert in Abhängigkeit der gemessenen Umgebungshelligkeit zu variieren. Auf diese Weise lässt sich eine Verfälschung der Messwerte der Sensorvorrichtung infolge wechselnder Umgebungshelligkeiten berücksichtigen.
Die Steuervorrichtung kann weiterhin ausgelegt sein, den mindestens einen Schwellwert in Abhängigkeit der der mindestens einen Laservorrichtung zugeführten Energie zu variieren. Dies kann beispielsweise linear erfolgen, so dass zum Beispiel bei halber Laserleistung der Schwellwert ebenfalls halbiert wird. Die Projektionsvorrichtung kann ausgelegt sein, Nutzstrahlung - also Strahlung für die Bildprojektion - in unterschiedlichen Wellenbereichen abzugeben, insbesondere durch Vorsehen mehrerer Laservorrichtungen oder einer Laservorrichtung, der unterschiedliche optische Filtervorrichtungen zugeordnet sind. In diesem Zusammenhang kann der mindestens einen Sensorvorrichtung ebenfalls eine optische Filtervorrichtung zugeordnet sein. Alternativ können mehrere Sensorvorrichtungen vorgesehen sein, wobei den Sensorvorrichtungen optische Filtervorrichtungen mit unterschiedlichem Transmissionsbereich zugeordnet sind. Dabei ist der Transmissionsbereich der opti¬ schen Filtervorrichtungen mit dem Emissionsbereich der einen oder der mehreren Laservorrichtungen korreliert, insbesondere stimmt er damit überein.
Durch die Bereitstellung von Sensorvorrichtungen mit schmal- bandigem Farbfilter lässt sich der Einfluss des Umgebungs¬ lichts weiter minimieren, da dieses sehr breitbandig ist. Im Falle eines RGB-Moduls für die Laservorrichtung könnten auf diese Weise sogar einzelnen Kanäle abgefragt werden.
Besonders bevorzugt kann die Steuervorrichtung ausgelegt sein, vor dem Beginn einer Projektion eine Kalibrierung der mindestens eine Sensorvorrichtung vorzunehmen. Dabei werden Testbilder generiert. Bei Verwendung mehrerer Laservorrich- tungen oder einer Laservorrichtung, der zur Erzeugung unterschiedlicher Farben unterschiedliche optische Filtervorrichtungen zugeordnet sind, werden Testbilder in den einzelnen Farben kreiert dadurch, dass die Pro ektionsfläche nacheinan¬ der mit unterschiedlichen Farben beleuchtet wird. Dabei las¬ sen sich Referenzmesswerte für jeden Punkt der Projektions¬ fläche erzeugen. Weicht im Betrieb der entsprechende Messwert ein vorgebbares Maß vom Referenzwert ab, wird das Vorliegen einer Gefahrensituation angenommen.
In diesem Zusammenhang kann die Steuervorrichtung ausgelegt sein, die Kalibrierung bei einer Vielzahl von Laservorrichtungen oder bei einer Laservorrichtung, der eine Vielzahl von optischen Filtervorrichtungen zugeordnet sind, wellenlängenspezifisch vorzunehmen.
Weitere bevorzugte Aus führungs formen ergeben sich aus den Unteransprüchen .
Die im Vorhergehenden beschriebenen Aus führungs formen einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsge¬ mäße Verfahren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße
Projektionsvorrichtung im Betrieb, und
Fig. 2 die Abhängigkeit der Amplitude A des Sensorsignals vom
Scanwinkel Θ.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Betrieb einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung 10. Diese arbeitet nach dem so genannten „Flying-Spot"-Verfahren, das heißt sie umfasst eine Mikrospiegelanordnung mit einem DMD-Chip. Sie umfasst weiterhin eine Laservorrichtung 12, die einen Laserstrahl 14 auf einen Pro ektionsschirm 30 für die Bildprojektion abgibt. Der Scanbereich ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet und mit 16 bezeichnet. Die Projekti- onsvorrichtung 10 umfasst eine Sensorvorrichtung 18, die ausgelegt und angeordnet ist, von der Pro ektionsfläche 30 re¬ flektierte Strahlung 20 der Laservorrichtung 12 zu erfassen. Die Sensorvorrichtung 18 ist ebenso wie die Laservorrichtung 12 mit einer Steuervorrichtung 22 gekoppelt, wobei die Steu- ervorrichtung 22 ausgelegt ist, bei Feststellen einer Gefährdungssituation für eine Person mindestens einen Betriebsparameter der Laservorrichtung 12 zu modifizieren, diesen insbesondere zu deaktivieren. Zur Andeutung einer Person ist in Fig. 1 beispielhaft ein menschliches Auge 24 in den Strahlen- gang 14 der Laservorrichtung 12 eingezeichnet. In Fig. 1 ist weiterhin schematisch von der Projektionsfläche 30 reflektierte Nutzstrahlung, d.h. reflektierte Strahlung für die Bildprojektion, eingezeichnet und mit 26 bezeichnet. Ein Teil dieser reflektierten Strahlung 26 trifft als Strahlung 20 auf die Sensorvorrichtung 18 auf.
Fig. 2 zeigt den Verlauf der Amplitude A des Sensorsignals der Sensorvorrichtung 18 in Abhängigkeit des Scanwinkels Θ. Der Scanwinkel Θ weist einen Wertebereich auf, der von 0 bis zu einem maximalen Scanwinkel 9max reicht. Wie deutlich zu er- kennen ist, sinkt die Amplitude A beim Scanwinkel 0Auge/ der der Winkelposition des menschlichen Auges 24 von Fig. 1 entspricht, deutlich ab. Insbesondere unterschreitet die Ampli¬ tude A einen in der Steuervorrichtung 22 hinterlegten
Schwellwert As . Dies rührt daher, dass das menschliche Auge 24 den Laserstrahl 14 absorbiert und daher weniger Strahlung in die Sensorvorrichtung 18 zurückgestreut wird, als wenn diese auf die Projektionsfläche 30 aufgetroffen wäre. Das Un¬ terschreiten des Schwellwerts As führt zu einem sofortigen Abschalten der Energieversorgung der Laservorrichtung 12, um eine Gefährdung des menschlichen Auges 24 auszuschließen. Der Schwellwert As kann durch einen Benutzer definierbar sein, er kann jedoch auch in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit variiert werden. Zu diesem Zweck kann in der Projek- tionsvorrichtung 10 ein Helligkeitssensor 28 zur Messung der Umgebungshelligkeit vorgesehen sein, der mit der Steuervorrichtung 22 gekoppelt ist. Der Schwellwert As kann auch in Abhängigkeit der der Laservorrichtung 12 zugeführten Energie variiert werden. Sofern die Pro ektionsvorrichtung 10 ausgelegt ist, Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen abzugeben, insbesondere durch Vorsehen mehrerer Laservorrichtungen 12 oder einer Laservorrichtung 12, der unterschiedliche optische Filtervorrichtungen zugeordnet sind, kann eine wellenlängenspezifische Auswertung der reflektierten Nutzstrahlung 20 erfolgen.
Die Steuervorrichtung 22 kann überdies ausgelegt sein, vor dem Beginn einer Projektion eine Kalibrierung der mindestens einen Sensorvorrichtung 18 vorzunehmen. Auch die Kalibrierung kann wellenlängenspezifisch erfolgen.

Claims

Patentansprüche
1. Pro ektionsvorrichtung (10) zum Projizieren mindestens eines Bildes bestehend aus einem oder mehreren Bildpunkten auf eine Projektionsfläche (30) umfassend
- mindestens eine Laservorrichtung (12) zur Abgabe von
Strahlung zur Bildproj ektion ( 14 ) ;
- mindestens eine Sensorvorrichtung (18), wobei die Sensorvorrichtung (18) ausgelegt ist, eine Gefährdungssitu¬ ation für eine Person (24) durch die Strahlung (14) der mindestens einen Laservorrichtung (12) festzustellen; und
- eine Steuervorrichtung (22), die mit der mindestens einen Laservorrichtung (12) und der mindestens einen Sensorvorrichtung (18) gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, bei Feststellen einer Gefährdungssituation für eine Person (24) mindestens einen Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung (12) zu modifizieren;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensorvorrichtung (18) ausgelegt und angeordnet ist, einen von der Projektionsfläche (30) reflektierten Teil der für die Bildprojektion von der mindestens einen Laservorrichtung (12) abgestrahlten Strahlung (20) zu erfassen .
2. Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Projektionsvorrichtung (10) ein Gehäuse umfasst, wobei die Laservorrichtung (12), die Sensorvorrichtung (18) und die Steuervorrichtung (22) in diesem Gehäuse angeordnet sind.
3. Projektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung ( 12) deren Energieversorgung dar- stellt .
Pro ektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, bei Fest¬ stellen einer Gefährdungssituation für eine Person (24) die Energieversorgung der mindestens einen Laservorrichtung (12) zu reduzieren, insbesondere zu deaktivie ren .
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehende Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, eine Ge¬ fährdung für eine Person (24) dann anzunehmen, wenn mindestens ein in der Steuervorrichtung (22) hinterlegter Schwellwert (As) für von der mindestens einen Laservor¬ richtung (12) reflektierte Strahlung (20) unterschritten wird.
6. Pro ektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Schwellwert (As) durch einen Be¬ nutzer definierbar ist.
7. Pro ektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Projektionsvorrichtung (10) weiterhin einen Helligkeitssensor (28) zur Messung der Umgebungshelligkeit umfasst, wobei die Steuervorrichtung (22) mit dem Hellig- keitssensor (28) gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, den mindestens einen Schwellwert (As) in Abhängigkeit der gemessenen Umgebungshelligkeit zu variieren .
8. Pro ektionsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, den mindes¬ tens einen Schwellwert (As) in Abhängigkeit der der min¬ destens einen Laservorrichtung (12) zugeführten Energie zu variieren .
9. Pro ektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Projektionsvorrichtung (10) ausgelegt ist, Strahlung (14) in unterschiedlichen Wellenbereichen abzugeben, insbesondere durch Vorsehen mehrerer Laservorrichtungen (12) oder einer Laservorrichtung (12), der unterschiedliche optische Filtervorrichtungen zugeordnet sind.
10. Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens einen Sensorvorrichtung (18) ebenfalls eine optische Filtervorrichtung zugeordnet ist.
11. Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Sensorvorrichtungen (18) vorgesehen sind, wobei den Sensorvorrichtungen (18) optische Filtervorrichtungen mit unterschiedlichem Transmissionsbereich zugeordnet sind.
12. Projektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Transmissionsbereich der optischen Filtervorrichtungen mit dem Emissionsbereich der einen oder der mehreren Laservorrichtungen (12) korreliert ist, insbesondere übereinstimmt .
Projektionsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, vor dem Beginn einer Projektion eine Kalibrierung der mindestens einen Sensorvorrichtung (18) vorzunehmen.
Pro ektionsvorrichtung (10) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuervorrichtung (22) ausgelegt ist, die Kalib¬ rierung bei einer Vielzahl von Laservorrichtungen (12) oder bei einer Laservorrichtung (12), der eine Vielzahl von optischen Filtervorrichtungen zugeordnet sind, wellen' längenspezifisch vorzunehmen.
Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung (10) zum Projizieren mindestens eines Bildes auf eine Projekti¬ onsfläche (30) umfassend mindestens eine Laservorrichtung
(12) zur Abgabe von Strahlung (14) für die Bildprojektion; mindestens eine Sensorvorrichtung (18), wobei die Sensorvorrichtung (18) ausgelegt ist, eine Gefährdungssituation für eine Person (24) durch die Strahlung (14) der mindestens einen Laservorrichtung (12) festzustellen; und eine Steuervorrichtung (22), die mit der mindestens einen Laservorrichtung (12) und der mindestens einen Sensorvorrichtung (18) gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung
(22) ausgelegt ist, bei Feststellen einer Gefährdungs¬ situation für eine Person (24) mindestens einen Betriebsparameter der mindestens einen Laservorrichtung (12) zu modifizieren; gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Erfassen von von der Pro ektionsfläche (30) reflektierter Strahlung (20) der mindestens einen Laservorrichtung (12) .
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