WO2015197701A1 - Projektionsvorrichtung und verfahren zur erzeugung eines projektionsbildes - Google Patents

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WO2015197701A1
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image
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reflection
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Christoph Walter
Karsten Auen
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
    • H01S5/4093—Red, green and blue [RGB] generated directly by laser action or by a combination of laser action with nonlinear frequency conversion

Definitions

  • Projection device for generating a
  • Another object to be solved is a method for generating a projection image by means of the projection device
  • Projection and / or imaging in the physical sense, in which, for example, a lens system can be used. Rather, the terms "projection” and / or “figure” in this case also in their colloquial context to understand and can generally influence the
  • Properties of a light beam such as the change of the propagation direction and / or the beam radius of a laser beam, denote.
  • the projection laser beam comprises a visible laser radiation.
  • the visible laser radiation is in this case preferably provided for generating a projection image.
  • Projection device may be, for example, an image or video projector. Furthermore, it may be the projection device to act on an integrated into a mobile device image or video projector.
  • the projector is a laser projector, for example a so-called "flying beam" projector.
  • this includes a light source that emits the visible laser radiation.
  • the light source may be, for example, a laser diode.
  • the light source may include or consist of a plurality of laser diodes, wherein at least a portion of the plurality of laser diodes generates visible laser radiation.
  • each of the laser diodes emits monochromatic laser radiation.
  • Projection device includes this one imaging
  • the imaging device is to
  • the imaging device can, for example, a mirror, a grating, a beam splitter and / or in general an optical component, by means of which the
  • Propagation direction of the projection laser beam can be influenced.
  • the propagation direction can be, for example, a deflection of the projection laser beam about a deflection angle.
  • the projection image is a two-dimensional image composed of a plurality of
  • the imaging is Device adapted to cause a change in the horizontal propagation direction and / or a change in the vertical propagation direction for the generation of the projection image.
  • the horizontal and the vertical direction of propagation are the horizontal and the vertical direction of propagation in the context of
  • the pixels extend along the vertical
  • Pixels are arranged like a matrix, wherein the rows and columns of the matrix can run along the vertical or along the horizontal direction.
  • the projection screen can generally be one of the
  • Projection device remote area such as a wall and / or a screen act.
  • the projection image can be generated by means of rapid variation of the propagation direction of the laser, wherein the pixels of the projection image in time
  • the projection image for example, pixel by pixel on the
  • Projection surface are projected.
  • the speed with which the propagation direction of the projection laser beam is changed is hereby preferably chosen so high that the generation of the projection image by means of the temporally successive projection of the pixels for the human eye can not be distinguished from a simultaneous projection of all pixels.
  • a repetition rate for the entire projection image is 60 Hz or more.
  • the rate at which to switch between the projection of adjacent pixels is then one Many times the repetition rate of the projection image and is directly dependent on the number of pixels.
  • Projection device includes these at least one
  • the photodiode is set up to
  • different reflection rays comprise a part of the on the projection surface to different
  • the projection laser beam is thus reflected in at least two reflection regions of the projection image on the projection surface.
  • the reflection beams generated in this way are detected by the photodiode and corresponding photodiode signals are generated.
  • the reflection region can be a single pixel of the projection image. It is preferred after at least every hundredth pixel, particularly preferably after every tenth pixel
  • Photodiode signal generated with the photodiode preferably at least every hundredth pixel, particularly preferably at least one tenth pixel, forms one
  • the reflection radiation reflected at each pixel is detected by the photodiode and converted into a corresponding signal.
  • the photodiode detects the reflection radiation reflected at each pixel.
  • the reflection laser beams generated by the reflection comprise at least a part of the projection laser beam. For example, at least 5% of the
  • the reflection laser beam then comprises the reflected at least 5% of the projection laser beam.
  • Projection device this includes an electronic
  • the electronic control unit is adapted to the imaging device and / or the
  • control takes place here with at least one control signal from the control unit in dependence on the photodiode signals.
  • control is carried out with a plurality of control signals.
  • Propagation direction of the projection laser beam can be influenced by means of the control signals. Furthermore, it is possible that the color and / or the brightness of the projection laser beam generated by the light source with control signals
  • an image content of the projection image can be adjusted with the control unit.
  • the adjustment of the image content here can take place in dependence on the photodiode signals or takes place as a function of these signals.
  • Projection device for generating a
  • a projection laser beam having visible laser radiation comprises this one light source which emits the visible laser radiation, an imaging device adapted to change by means of a change of the laser beam Propagation direction of the projection laser beam
  • Projection image to produce on a projection screen at least one photodiode, which is set up
  • Projection image reflected projection laser beam to detect and generate corresponding photodiode signals
  • an electronic control unit which is adapted to drive the imaging device and / or the light source in response to the photodiode signals by means of control signals.
  • Projection device built-in photodiode monitoring the projection laser beam, in particular its
  • Reflection rays to allow. For example, this can during the entire projection of the
  • a distance of the projection device to the projection surface or to areas of the projection surface are determined with a running time measurement.
  • the photodiode signals in this case depend on the
  • Projection device to the respective reflection areas is sometimes a corresponding adjustment, for example, a two-dimensional size of the projection image on the projection screen to a variable distance between the
  • Projection device and the projection surface by means of the control signals of the control unit allows. Further, the power of the projection laser beams of the projection apparatus can be adjusted depending on the detected distance to the reflection areas. In conventional projection devices, the problem arises that the intensity of the used
  • Projection laser beams due to the laser safety is limited to a maximum. This is based on the worst case, in which an eye is located at a distance of about 100 mm in front of the projection device. With the distance measurement integrated in the projection device, for example, it can be ensured here that no eye is too close to the projector and that the power is increased without endangering it.
  • the integrated circuit integrated in the projection device, for example, it can be ensured here that no eye is too close to the projector and that the power is increased without endangering it.
  • Distance measurement can thus be used to improve the safety of the projection laser device.
  • the light source comprises at least one IR laser diode, which is adapted to a
  • a peak wavelength of the infrared laser radiation is between at least 850 nm and at most 1100 nm.
  • the light source thus emits not only the visible laser radiation but also the invisible infrared laser radiation.
  • the light source for this purpose has another
  • Laser diode that emits the infrared laser radiation.
  • the light source at least one secondary optics, which is adapted to superimpose the beam paths in the light source of generated laser beams within the manufacturing tolerances to a single polychromatic projection laser beam.
  • the secondary optics can To this end, for example, at least one of the following optical elements include: mirror, prism, dichroic mirror, beam splitter, wavelength filter, pellicle beam splitter.
  • the laser beams generated in the light source may in particular be the blue radiation, the green radiation, the red radiation and / or the infrared laser radiation.
  • a single polychromatic projection laser beam can be characterized in that it has a beam diameter corresponding to the maximum beam diameter of the laser beams generated. For example, the
  • Beam diameter of the infrared laser radiation correspond.
  • the laser beams may have a common focus.
  • Projection device comprises the projection laser beam, the infrared laser radiation and each reflection beam at least a portion of the infrared laser radiation.
  • the visible laser radiation of the light source with the infrared laser radiation of the light source is superimposed with the at least one secondary optics.
  • the projection laser beam then comprises at least a visible portion and an invisible, infrared portion.
  • each reflection beam comprises at least a portion of the visible radiation and at least a portion of the infrared laser radiation.
  • the photodiode is adapted to the at least a portion of the infrared laser radiation in each To detect reflection beam.
  • the infrared laser radiation is preferably reflected in the reflection regions.
  • the photodiode detects the reflected infrared laser radiation.
  • the photodiode generates a much smaller incidence of visible light
  • Photodiode signal as at incidence of the infrared laser radiation By “incident radiation” is meant here and below an illumination of the active zone of the photodiode with said radiation. In other words, the photodiode detects infrared radiation more sensitively or more accurately than visible radiation. For example, that is
  • Photodiode signal at an incidence of infrared radiation twice as high as incidence of visible light of the same power can be achieved with a suitably designed photodiode which has the maximum of its sensitivity in the spectral range generated by the IR laser diode.
  • Projection device comprises the projection laser beam, the infrared laser radiation and each reflection beam at least a portion of the infrared laser radiation and the photodiode is adapted to detect said part of the infrared laser radiation.
  • the detection of the infrared laser beam instead of and / or in addition to the detection of the visible radiation by means of the photodiode has the particular advantage that the intensity of the reflected portion of the infrared laser radiation, regardless of the image content of
  • Projection image at the location of the reflection area is. In other words, even at low intensity
  • an infrared laser beam can be projected and detected with a high intensity. According to at least one embodiment of the
  • Projection device comprises the imaging device at least one mirror and at least one galvanometer.
  • the mirror is set up on the mirror
  • the galvanometer To divert the projection screen.
  • the galvanometer generates a mechanical movement of one to the galvanometer
  • the propagation direction of the projection laser beam can be varied.
  • the projection image can thus be projected on the projection surface pixel by pixel.
  • Projection device generate in the context of
  • the photodiode can, for example, a
  • absorbing housing which include a direct
  • the projection device can further filtering optics, such as beam splitters, to suppress direct incidence of the projection laser beam on the photodiode. It is possible that small amounts of a projection laser beam from the
  • Photodiode be detected.
  • the control unit can then be set up, for example, to interpret these small amounts as background noise of the photodiode, wherein the photodiode signal can then be the signal of the photodiode lying above the background noise.
  • Projection device is the control unit to it
  • first regions of the reflection surface have a smaller distance to the projection device than second regions. Furthermore, it is possible that the projection surface at a first time a smaller distance to the
  • Such a temporal change for example, by a variation of the absolute position in the space of the projection device and / or the
  • Projection surface conditionally.
  • control unit is also at varying
  • projecting image is provided in at least two spatial dimensions to be projected the same
  • the image to be projected may be any image of an external object.
  • the image to be projected is the image of a car, a workpiece, a
  • the projection device prefferably 1: 1 true-to-scale projection image of a
  • Projection device is the control unit to it
  • Reflection areas of the screen at the time of reflection to determine.
  • the infrared laser radiation individual temporally
  • control unit is further adapted to from the distance to the reflection areas required for the particular 1: 1 true to scale representation of the projection image in the reflection areas
  • Reflection range for a particular 1: 1 true to scale representation of the projection image a larger change in the propagation direction is required than in the case of a more distant reflection range.
  • the required change in the propagation direction can, for example, from one to
  • Reflection range and the distance to the reflection range can be determined. According to at least one embodiment of the
  • control unit is further adapted to the required for the required change in the vertical and / or horizontal direction of propagation
  • Issue device For example, for a
  • 1 1 representation true to scale a fixed horizontal and / or vertical distance between
  • Projection surface is then for example by means of
  • Propagation direction of the projection laser beam under Considering the distance to the reflection area of the projection surface determined.
  • the control signals required for the required change in the vertical and / or horizontal propagation direction can be determined, for example, from an initially determined calibration function of the dependence of the respective propagation direction on the control signal.
  • Projection device is the control unit to it
  • the change in the vertical and / or horizontal propagation direction is a deflection of the projection laser beam by one
  • Deflection angle For example, a larger tilting of the mirror is required for a larger required change in the direction of propagation, ie for a larger deflection angle, than for a smaller required change in the mirror
  • Propagation direction is lower. This also reduces the required tilting.
  • the control unit generates a high current, which leads to a large mechanical movement of the rotary arm of the galvanometer of the imaging device and thus to a large tilt of the mirror and a large change in the direction of propagation.
  • the required control signal for example, before the
  • Producing the projection image a one-time calibration are performed, in which the change of the horizontal and / or vertical propagation direction of the
  • Projection laser beam measured as a function of a strength of the control signal and as a calibration function in the
  • Control unit is stored.
  • Calibration function can determine the required
  • the light source comprises at least three laser diodes whose light can mix to white light.
  • a first laser diode emits blue radiation
  • a second laser diode emits green radiation
  • a third laser diode emits red radiation.
  • the blue radiation, the green radiation and the red one are preferred
  • the projection laser beam then comprises the blue radiation, the green radiation and the red radiation.
  • the power By means of suitable attenuation of the power, and thus the brightness of the generated radiation, at least one of said three laser diodes, pixels of any color can be produced on the projection surface. According to at least one embodiment of the
  • the light source comprises at least three other laser diodes.
  • a first further laser diode emits a blue vertical radiation
  • a second another laser diode a green vertical radiation
  • a third further laser diode a red vertical radiation.
  • the polarization direction of the blue vertical radiation, the green vertical radiation or the red vertical radiation is perpendicular to the
  • laser diodes that produce different radiations make it possible to produce a projection image that appears three-dimensional when viewed with a so-called SD polarizing filter goggle.
  • two projection images are projected with the same image content, the two
  • the second laser diode for example, with the first laser diode, the second
  • Laser diode, the second additional laser diode and the third additional laser diode takes place.
  • mutually perpendicular polarization may have a small offset of the beam path.
  • Projection device includes this a reading device.
  • the reading device is adapted to read a code and encode information encoded in the code
  • the code may be, for example, a bar code, a bar code, a matrix code and / or a quick response code. Furthermore, it may be in the code to image or video data, which are stored on a disk. Alternatively or additionally, the
  • Reading device to be adapted to a digital image of an external object by means of digital imaging
  • the digital image is
  • the projection device is integrated in a mobile terminal, such as a mobile phone, a smartphone and / or a tablet PC.
  • the control unit can also be part of the microprocessor of the mobile
  • the reading device can likewise be integrated in the mobile terminal.
  • the code such as a quick response code
  • the coded information is a web page on which a digital image is stored. The digital image can then be displayed on the mobile device, for example in the
  • Control unit to be stored for later projection by means of the projection device. Furthermore, the digital image can be generated with the digital camera of the mobile terminal and for later projection by means of the projection device in the mobile terminal,
  • control unit for example.
  • Projection image is preferably carried out by means of a projection device described here. That is, all Features disclosed for the projection apparatus are also disclosed for the method and vice versa.
  • an image to be projected and an at least two-dimensional size of the image to be projected are first of all provided.
  • the size to be projected is, for example, the respective vertical and
  • the size is the real size of the object, which is shown on the image to be projected. From the size to be projected results
  • a horizontal and / or vertical distance of the pixels of the projection image For example, a horizontal and / or vertical distance of the pixels of the projection image.
  • the determination of the distance is preferably carried out by means of a transit time measurement with the photodiode and with the control unit.
  • Propagation direction of the projection laser beam determined. Furthermore, the control signal required for the required change in the propagation direction is determined by means of the control unit. According to at least one embodiment of the method, the required control signal is generated by means of the control unit and the propagation direction of the
  • Propagation direction is preferably as large as the determined required change in the propagation direction of
  • the projection image is determined during the determination of the distance to the reflection regions, the determination of the required
  • Projection image generated The determination of the distance to the reflection regions thus takes place during the, preferably continuous, generation of the projection image.
  • Projection apparatus comprising the following steps: a) providing an image to be projected and the projected at least two-dimensional size of the image to be projected,
  • the method steps are preferably carried out in the order indicated and at least partially repeated.
  • the determination of the required control signal comprises
  • Steps - One-time determination of the for a true-to-scale
  • the steps are preferably carried out in the order given and at least partially repeated.
  • Galvanometer done. For example, at a greater distance to the at least one reflection region of the projection surface, a smaller tilt is selected than at a smaller distance. At a greater distance then, for example, a smaller change in the
  • Propagation direction of the projection laser beam are caused with the mirror.
  • the provision of the image to be projected and the size to be projected in step a) takes place with the following
  • Reading the code with the reading device -
  • the link and save the image to be projected and the size to be projected in the control unit.
  • the code in a catalog, on a website and / or on a sometimes public
  • the code can be applied to a price tag in a store.
  • the code is preferred with the reading device of
  • the image to be projected and its size to be projected are stored.
  • the link can be followed, for example, with a mobile terminal and the image to be projected and the size to be projected can be stored in the mobile terminal, preferably in the control unit contained in the mobile terminal.
  • the provision of the image to be projected and the size to be projected in step a) takes place with the following
  • the digital imaging of the external object takes place by means of photography with the digital camera of a mobile terminal comprising the projection device. This will provide a digital image of the external object. The digital image then serves as an image to be projected.
  • the size of the object in the at least two dimensions then serves as the size of the projection image to be projected.
  • the size of the object in at least two dimensions can be determined from the
  • Reflection areas and the horizontal and / or vertical change of the propagation direction of the projection laser beam at the transition between the at least two reflection ranges are determined. This allows both one to
  • Projection device to project Furthermore, it is possible to determine the three-dimensional size of the external object by means of the projection device. For example, in this case the respective distance to a plurality of reflection regions on the surface of the external object can be determined. Preferably, the absolute position in the space of the external object and / or the projection device does not change in this case. This makes it possible, for example, to create a three-dimensional digital model of the external object.
  • the image to be projected is the image of a piece of furniture. For example, you can
  • Furnishings are photographed in an apartment and their size can be determined by means of the projection device.
  • the furniture can be a piece of furniture.
  • the projection screen is a room wall.
  • Catalog of a furniture manufacturer and / or on a price tag of a piece of furniture in a furniture shop as a code, such as a quick response code, a matrix code, a bar code and / or a bar code, are provided.
  • Removal of the projection device to the wall of the room furniture 1: 1 are reproduced to scale on a wall. This makes it possible, for example, without a measurement of the furniture and / or the room wall by means of the projection of the projection image of the furniture object to the room wall a possible
  • the at least two reflection regions are around
  • FIG. 1 shows a schematic sketch of a
  • Projection device and a method for generating a projection image.
  • FIGS 2, 3 and 4 show schematic representations of
  • the projection device 1 comprises a light source 10.
  • the light source 10 has a first laser diode 101, which generates a blue radiation 211, a second laser diode 102, which generates a green radiation 212, and a third laser diode 103, which generates a red radiation 213 ,
  • the first laser diode 101 which generates a blue radiation 211
  • a second laser diode 102 which generates a green radiation 212
  • a third laser diode 103 which generates a red radiation 213 .
  • Light source 10 further includes an IR laser diode 104 that generates infrared laser radiation 22.
  • the blue radiation 211, the green radiation 212, the red radiation 213 and the infrared laser radiation 22 become a single one
  • the secondary optics 105 may include, for example, wavelength filters, beam splitters,
  • the projection device 1 further comprises an imaging device 14.
  • the imaging device 14 comprises a mirror 141 and two pivot arms 142, 143 of a galvanometer (not shown in the figures). By means of the pivot arms 142, 143, a tilting of the mirror 141 can be generated. A tilt of the mirror 141 has a change of
  • the imaging device 14 is set up by means of a change of the propagation direction OL - ⁇ _, ⁇ 2 to a projection image 32 on the projection surface 3, 3 ⁇
  • the projection surface 3, 3 ⁇ hereby a time-variable distance L, L x to the
  • the projection device 1 additionally comprises a photodiode 12 and a control unit 13.
  • the photodiode 12 is set up as a function of at least one of them
  • Reflection beam 4 to produce a photodiode signal 121.
  • the photodiode signal 121 is applied to the signal input 131 of FIG.
  • Control unit 13 forwarded.
  • the control unit 13 also generates a control signal 133, which can be tapped at the signal output 132.
  • the control signal 133 is generated in response to the photodiode signal 121.
  • the photodiode generates a plurality of photodiode signals 121 as a function of a plurality of reflection beams 4 and
  • Control unit 13 generates a plurality of control signals 133.
  • FIG. 2 shows a front view of a projection surface 3 onto which a projection image 32 is projected by means of the projection device 1
  • the projection image 32 comprises a multiplicity of picture elements 31.
  • the picture elements 31 have a representation of the image which is true to scale, in particular 1: 1
  • Projection image 32 required horizontal distance dl or a required vertical distance d2 on.
  • the projection device 1 is arranged in front of the projection surface 3.
  • the projection image 32 is obtained by means of rapid change of the propagation direction OL - ⁇ -, 0 * 2 of the
  • Projection laser beam 2 pixel 31 for pixel 31 generated.
  • the projection laser beam 2 is at least partially in reflection areas 411, 412 of
  • Projection surface 3 reflected.
  • the reflected parts of the projection laser beam 2 form reflection beams 4.
  • a required horizontal distance d 1 between two pixels corresponds to a first deflection angle d 2.
  • the projection surface 3 has a greater distance L at a first time t 1 and a smaller distance L x from the projection device 1 at a second time t 2.
  • the projection device 1 was moved toward the projection surface 3.
  • Projection image 32 is at both distances L, L so at both times tl, t2, the same. Accordingly, at the second time t2, a larger change in the Propagation direction ⁇ . , ⁇ -2 is needed as the first time tl.
  • the deflection OL - ⁇ _, ⁇ 2 of the projection laser beam 2 is thus varied as a function of the distance L, L x to the projection surface 3, 3 ⁇ .
  • the two are
  • the projection device 1 points to a first
  • Projection surface 3, 3 ⁇ a first distance L on.
  • the projection device 1 has a second distance L x .
  • the required deflection OL - ⁇ _, d2i of the projection laser beam 2 is determined by means of the control unit 13 and the photodiode 14 of the projection device 1 and by means of
  • Control signal 133 implemented.
  • 1: 1 true-to-scale representation is therefore also possible on a strongly uneven projection surface 3, 3 ⁇ .
  • the present application claims the priority of the German application DE 10 2014 108 905.7, whose

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Abstract

Es wird eine Projektionsvorrichtung (1) zur Erzeugung eines Projektionslaserstrahls (2), der eine sichtbare Laserstrahlung umfasst (211, 212, 213), angegeben, mit einer Lichtquelle (10), die die sichtbare Laserstrahlung (211, 212, 213) emittiert, einer abbildenden Vorrichtung (14), die dazu eingerichtet ist, mittels einer Änderung der Ausbreitungsrichtung (α1, α2) des Projektionslaserstrahls (2) ein Projektionsbild (32) auf einer Projektionsfläche (3) zu erzeugen, zumindest einer Fotodiode (12), die dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Reflexionsstrahlen (4), die einen Teil des an der Projektionsfläche (3) zu unterschiedlichen Projektionszeiten (t1, t2) und/oder in unterschiedlichen Reflexionsbereichen (411, 412) des Projektionsbildes (32) reflektierten Projektionsstrahl (4) umfassen, zu detektieren und entsprechende Fotodiodensignale (121) zu erzeugen, und eine elektronische Kontrolleinheit (13), die dazu eingerichtet ist, die abbildende Vorrichtung (4) und/oder die Lichtquelle in Abhängigkeit von den Fotodiodensignalen (121) mittels Steuersignalen (133) anzusteuern.

Description

Beschreibung
Projektionsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines Proj ektionsbildes
Es werden eine Projektionsvorrichtung und Verfahren zur
Erzeugung eines Projektionsbildes angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine
Projektionsvorrichtung zur Erzeugung eines
Projektionslaserstrahls anzugeben. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Erzeugung eines Projektionsbildes mittels der Projektionsvorrichtung
anzugeben .
Die Begriffe "Projektion" und/oder "Abbildung" bezeichnen hierbei und im Folgenden nicht zwingend eine optische
Projektion und/oder Abbildung im physikalischen Sinne, bei der beispielsweise ein Linsen-System zum Einsatz kommen kann. Vielmehr sind die Begriffe "Projektion" und/oder "Abbildung" vorliegend auch in ihrem umgangssprachlichen Kontext zu verstehen und können allgemein eine Beeinflussung der
Eigenschaften eines Lichtstrahls, wie beispielsweise die Änderung der Ausbreitungsrichtung und/oder des Strahlradius eines Laserstrahls, bezeichnen.
Es wird eine Projektionsvorrichtung zur Erzeugung eines
Projektionslaserstrahls angegeben. Bevorzugt umfasst der Projektionslaserstrahl eine sichtbare Laserstrahlung. Die sichtbare Laserstrahlung ist hierbei bevorzugt zur Erzeugung eines Projektionsbildes vorgesehen. Bei der
Projektionsvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Bild- oder Videoprojektor handeln. Ferner kann es sich bei der Projektionsvorrichtung um einen in ein mobiles Endgerät integrierten Bild- oder Videoprojektor handeln. Bevorzugt handelt es sich bei dem Projektor um einen Laserprojektor, zum Beispiel um einen sogenannten "flying beam"-Proj ektor .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst diese eine Lichtquelle, die die sichtbare Laserstrahlung emittiert. Bei der Lichtquelle kann es sich beispielsweise um eine Laserdiode handeln.
Ferner kann die Lichtquelle eine Vielzahl von Laserdioden enthalten oder aus diesen bestehen, wobei zumindest ein Teil der Vielzahl von Laserdioden eine sichtbare Laserstrahlung erzeugt. Beispielsweise emittiert jede der Laserdioden eine monochromatische Laserstrahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst diese eine abbildende
Vorrichtung. Die abbildende Vorrichtung ist dazu
eingerichtet, mittels einer Änderung der Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls ein Projektionsbild auf einer Projektionsfläche zu erzeugen. Die abbildende Vorrichtung kann beispielsweise einen Spiegel, ein optisches Gitter (englisch: grating) , einen Strahlteiler und/oder generell eine optische Komponente, mittels derer die
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls beeinflusst werden kann, enthalten. Bei der Änderung der
Ausbreitungsrichtung kann es sich beispielsweise um eine Ablenkung des Projektionslaserstrahls um einen Ablenkwinkel handeln .
Bei dem Projektionsbild handelt es sich beispielsweise um ein zweidimensionales Bild, das aus einer Vielzahl von
Bildpunkten aufgebaut ist. In diesem Fall ist die abbildende Vorrichtung dazu eingerichtet, eine Änderung der horizontalen Ausbreitungsrichtung und/oder eine Änderung der vertikalen Ausbreitungsrichtung für die Erzeugung des Projektionsbildes zu bewirken. Hierbei und im Folgenden stehen die horizontale und die vertikale Ausbreitungsrichtung im Rahmen der
Herstellungstoleranzen senkrecht aufeinander. Bevorzugt erstrecken sich die Bildpunkte entlang der vertikalen
und/oder entlang der horizontalen Richtung auf der
Projektionsfläche. Es ist hierbei möglich, dass die
Bildpunkte matrixartig angeordnet sind, wobei die Zeilen und Spalten der Matrix entlang der vertikalen beziehungsweise entlang der horizontalen Richtung verlaufen können. Bei der Projektionsfläche kann es sich generell um eine von der
Projektionsvorrichtung entfernt angeordnete Fläche, wie beispielsweise eine Wand und/oder eine Leinwand, handeln.
Beispielsweise kann das Projektionsbild mittels schneller Variation der Ausbreitungsrichtung des Lasers erzeugt werden, wobei die Bildpunkte des Projektionsbildes zeitlich
aufeinanderfolgend auf die Projektionsfläche projiziert werden. Bei einer solchen Erzeugung des Projektionsbildes kann mittels der abbildenden Vorrichtung das Projektionsbild beispielsweise Bildpunkt für Bildpunkt auf die
Projektionsfläche projiziert werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls verändert wird, ist hierbei bevorzugt so hoch gewählt, dass die Erzeugung des Projektionsbildes mittels der zeitlich aufeinanderfolgenden Projektion der Bildpunkte für das menschliche Auge nicht von einer gleichzeitigen Projektion aller Bildpunkte unterscheidbar ist. Beispielsweise beträgt eine Wiederholungsrate für das gesamte Projektionsbild 60 Hz oder mehr. Die Rate, mit welcher zwischen der Projektion benachbarter Bildpunkte gewechselt wird, beträgt dann ein Vielfaches der Wiederholungsrate des Projektionsbildes und ist direkt abhängig von der Anzahl der Bildpunkte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst diese zumindest eine
Fotodiode. Die Fotodiode ist dazu eingerichtet,
unterschiedliche Reflexionsstrahlen zu detektieren und entsprechende Fotodiodensignale zu erzeugen. Die
unterschiedlichen Reflexionsstrahlen umfassen einen Teil des an der Projektionsfläche zu unterschiedlichen
Projektionszeiten und/oder in unterschiedlichen
Reflexionsbereichen des Projektionsbildes reflektierten
Projektionslaserstrahls. Der Projektionslaserstrahl wird also in zumindest zwei Reflexionsbereichen des Projektionsbildes an der Projektionsfläche reflektiert. Die derart erzeugten Reflexionsstrahlen werden von der Fotodiode erfasst und entsprechende Fotodiodensignale erzeugt.
Bei dem Reflexionsbereich kann es sich vorliegend um einen einzelnen Bildpunkt des Projektionsbildes handeln. Bevorzugt wird nach zumindest jedem hundertsten Bildpunkt, besonders bevorzugt nach zumindest jedem zehnten Bildpunkt, ein
Fotodiodensignal mit der Fotodiode erzeugt. In diesem Fall stellt bevorzugt zumindest jeder hundertste Bildpunkt, besonders bevorzugt zumindest jeder zehnte Bildpunkt, einen
Reflexionsbereich dar. Im Extremfall ist es möglich, dass die an jedem Bildpunkt reflektierte Reflexionsstrahlung von der Fotodiode erfasst wird und in ein entsprechendes Signal umgewandelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die
Reflexion zu zumindest zwei unterschiedlichen
Reflexionszeiten in zumindest einem Reflexionsbereich
erfolgen . Die durch die Reflexion erzeugten Reflexionslaserstrahlen umfassen zumindest einen Teil des Projektionslaserstrahls. Beispielsweise werden wenigstens 5 % des
Projektionslaserstrahls in einem Reflexionsbereich
reflektiert. Der Reflexionslaserstrahl umfasst dann die reflektierten wenigstens 5 % des Projektionslaserstrahls.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst diese eine elektronische
Kontrolleinheit. Die elektronische Kontrolleinheit ist dazu eingerichtet, die abbildende Vorrichtung und/oder die
Lichtquelle in Abhängigkeit von den Fotodiodensignalen anzusteuern. Die Ansteuerung erfolgt hierbei mit zumindest einem Steuersignal, das von der Kontrolleinheit in
Abhängigkeit von den Fotodiodensignalen erzeugt wird.
Bevorzugt erfolgt die Ansteuerung mit einer Vielzahl von Steuersignalen. Beispielsweise kann die Änderung der
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls mittels der Steuersignale beeinflusst werden. Ferner ist es möglich, dass die Farbe und/oder die Helligkeit des von der Lichtquelle erzeugten Projektionslaserstrahls mit Steuersignalen
beeinflusst werden. Mit anderen Worten, ein Bildinhalt des Projektionsbildes kann mit der Kontrolleinheit eingestellt werden. Die Einstellung des Bildinhaltes kann hierbei in Abhängigkeit von den Fotodiodensignalen erfolgen oder erfolgt in Abhängigkeit von diesen Signalen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Proj ektionsvorrichtung zur Erzeugung eines
Projektionslaserstrahls, der eine sichtbare Laserstrahlung aufweist, umfasst diese eine Lichtquelle, die die sichtbare Laserstrahlung emittiert, eine abbildende Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, mittels einer Änderung der Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls ein
Projektionsbild auf einer Projektionsfläche zu erzeugen, zumindest einer Fotodiode, die dazu eingerichtet ist,
unterschiedliche Reflexionsstrahlen, die einen Teil des an der Projektionsfläche zu unterschiedlichen Projektionszeiten und/oder in unterschiedlichen Reflexionsbereichen des
Projektionsbildes reflektierten Projektionslaserstrahl umfassen, zu detektieren und entsprechende Fotodiodensignale zu erzeugen, und eine elektronische Kontrolleinheit, die dazu eingerichtet ist, die abbildende Vorrichtung und/oder die Lichtquelle in Abhängigkeit von den Fotodiodensignalen mittels Steuersignalen anzusteuern.
Bei der hier beschriebenen Projektionsvorrichtung wird insbesondere die Idee verfolgt, mit einer in die
Projektionsvorrichtung eingebauten Fotodiode eine Überwachung des Projektionslaserstrahls, insbesondere dessen
Reflexionsstrahlen, zu ermöglichen. Beispielsweise kann hierdurch während der gesamten Projektion des
Projektionsbildes eine Entfernung der Projektionsvorrichtung zu der Projektionsfläche beziehungsweise zu Bereichen der Projektionsfläche mit einer LaufZeitmessung ermittelt werden. Die Fotodiodensignale hängen in diesem Fall von der
Entfernung zu den jeweiligen Reflexionsbereichen ab.
Durch die Ermittlung der Entfernung der
Projektionsvorrichtung zu den jeweiligen Reflexionsbereichen wird mitunter eine entsprechende Anpassung beispielsweise einer zweidimensionalen Größe des Projektionsbildes auf der Projektionsfläche an eine variable Entfernung zwischen der
Projektionsvorrichtung und der Projektionsfläche mittels der Steuersignale der Kontrolleinheit ermöglicht. Ferner kann die Leistung der Projektionslaserstrahlen der Projektionsvorrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Entfernung zu den Reflexionsbereichen eingestellt werden. Bei konventionellen Projektionsvorrichtungen ergibt sich das Problem, dass die Intensität der verwendeten
Projektionslaserstrahlen aufgrund der Lasersicherheit auf ein Maximum beschränkt ist. Hierbei wird von dem ungünstigsten Fall ausgegangen, bei dem sich ein Auge in einem Abstand von etwa 100 mm vor der Projektionsvorrichtung befindet. Mit der in die Projektionsvorrichtung integrierte Entfernungsmessung Beispielsweise kann hierbei sichergestellt werden, dass sich kein Auge zu nahe am Projektor befindet und die Leistung ohne eine Gefährdung erhöht werden. Die integrierte
Entfernungsmessung kann somit zur Verbesserung der Sicherheit der Projektionslaservorrichtung verwendet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst die Lichtquelle zumindest eine IR-Laserdiode, die dazu eingerichtet ist, eine
monochromatische Infrarot-Laserstrahlung zu emittieren.
Beispielsweise liegt eine Peak-Wellenlänge der Infrarot- Laserstrahlung zwischen wenigstens 850 nm und höchstens 1100 nm. Die Lichtquelle emittiert somit neben der sichtbaren Laserstrahlung auch die unsichtbare Infrarot-Laserstrahlung. Beispielsweise weist die Lichtquelle hierzu eine weitere
Laserdiode auf, die die Infrarot-Laserstrahlung emittiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst die Lichtquelle zumindest eine Sekundäroptik, die dazu eingerichtet ist, die Strahlengänge in der Lichtquelle erzeugter Laserstrahlen im Rahmen der Herstellungstoleranzen zu einem einzigen polychromatischen Projektionslaserstrahl zu überlagern. Die Sekundäroptik kann hierzu beispielsweise zumindest eines der folgenden optischen Elemente umfassen: Spiegel, Prisma, dichroitischer Spiegel, Strahlteiler, Wellenlängen-Filter, Pellikel-Strahlteiler . Bei den in der Lichtquelle erzeugten Laserstrahlen kann es sich insbesondere um die blaue Strahlung, die grüne Strahlung, die rote Strahlung und/oder die Infrarot-Laserstrahlung handeln. Ein einziger polychromatischer Projektionslaserstrahl kann sich dadurch auszeichnen, dass er einen Strahldurchmesser aufweist, der dem maximalen Strahldurchmesser der erzeugten Laserstrahlen entspricht. Beispielsweise kann der
Strahldurchmesser des Projektionslaserstrahls dem
Strahldurchmesser der Infrarot-Laserstrahlung entsprechen. Insbesondere können die Laserstrahlen einen gemeinsamen Fokus aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Laserstrahlen zumindest stellenweise den gleichen
Strahlweg aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst der Projektionslaserstrahl die Infrarot-Laserstrahlung und jeder Reflexionsstrahl zumindest einen Teil der Infrarot-Laserstrahlung. Beispielsweise wird hierzu die sichtbare Laserstrahlung der Lichtquelle mit der Infrarot-Laserstrahlung der Lichtquelle mit der zumindest einen Sekundäroptik überlagert. Der Projektionslaserstrahl umfasst dann zumindest einen sichtbaren Anteil und einen unsichtbaren, infraroten Anteil. Ferner umfasst in diesem Fall jeder Reflexionsstrahl jeweils zumindest einen Teil der sichtbaren Strahlung und zumindest einen Teil der Infrarot- LaserStrahlung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung ist die Fotodiode dazu eingerichtet, den zumindest einen Teil der Infrarot-Laserstrahlung in jedem Reflexionsstrahl zu detektieren. Bevorzugt wird insbesondere die Infrarot-Laserstrahlung in den Reflexionsbereichen reflektiert. Die Fotodiode detektiert dann die reflektierte Infrarot-Laserstrahlung. Bevorzugt erzeugt die Fotodiode bei Einfall von sichtbarem Licht ein wesentlich kleineres
Fotodiodensignal als bei Einfall der Infrarot-Laserstrahlung. Unter einem "Einfall einer Strahlung" ist hierbei und im Folgenden eine Beleuchtung der aktiven Zone der Fotodiode mit besagter Strahlung gemeint. Mit anderen Worten, die Fotodiode detektiert infrarote Strahlung empfindlicher beziehungsweise genauer als sichtbare Strahlung. Beispielsweise ist das
Fotodiodensignal bei einem Einfall von infraroter Strahlung doppelt so hoch wie bei Einfall von sichtbarem Licht gleicher Leistung. Dies kann mit einer entsprechend ausgestalteten Fotodiode, die das Maximum ihrer Empfindlichkeit im von der IR-Laserdiode erzeugten Spektralbereich aufweist, erreicht werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst der Projektionslaserstrahl die Infrarot-Laserstrahlung und jeder Reflexionsstrahl zumindest einen Teil der Infrarot-Laserstrahlung und die Fotodiode ist dazu eingerichtet, besagten Teil der Infrarot-Laserstrahlung zu detektieren.
Die Detektion des Infrarot-Laserstrahls anstelle und/oder zusätzlich zu der Detektion der sichtbaren Strahlung mittels der Fotodiode weist insbesondere den Vorteil auf, dass die Intensität des reflektierten Anteils der Infrarot- Laserstrahlung unabhängig von dem Bildinhalt des
Projektionsbildes an der Stelle des Reflexionsbereiches ist. Mit anderen Worten, auch bei geringer Intensität der
sichtbaren Laserstrahlung bei der Erzeugung von beispielsweise eines sehr dunklen Projektionsbildes kann ein Infrarot-Laserstrahl mit einer hohen Intensität projiziert und detektiert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst die abbildende Vorrichtung zumindest einen Spiegel und zumindest ein Galvanometer. Der Spiegel ist dazu eingerichtet, den auf den Spiegel
auftreffenden Projektionslaserstrahl auf die
Projektionsfläche abzulenken. Hierzu erzeugt das Galvanometer eine mechanische Bewegung eines an das Galvanometer
angebrachten Dreharms in Abhängigkeit des Steuersignals der Kontrolleinheit. Die mechanische Bewegung des Dreharms bewirkt dann eine vertikale Verkippung und/oder eine
horizontale Verkippung des Spiegels. Mittels dieser Variation der vertikalen und/oder horizontalen Verkippung des Spiegels kann die Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls variiert werden. Beispielsweise kann so das Projektionsbild auf der Projektionsfläche Bildpunkt für Bildpunkt projiziert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung erzeugen im Rahmen der
Herstellungstoleranz und der Messtoleranz nur die
Reflexionsstrahlen das Fotodiodensignal. Beispielsweise umfassen die Lichtquelle, die Fotodiode und/oder die
Projektionsvorrichtung hierzu optische Komponenten, welche einen direkten oder indirekten Einfall von nicht
reflektierten Projektionslaserstrahlen zumindest
unterdrücken. Die Fotodiode kann beispielsweise eine
absorbierende Umhausung umfassen, die einen direkten
Strahlenweg zwischen der Lichtquelle und der Fotodiode blockiert. Ferner kann die Projektionsvorrichtung weitere filternde Optiken, wie beispielsweise Strahlteiler, umfassen, um einen direkten Einfall des Projektionslaserstrahls auf die Fotodiode zu unterdrücken. Es ist hierbei möglich, dass geringe Mengen eines Projektionslaserstrahls von der
Fotodiode detektiert werden. Die Kontrolleinheit kann dann beispielsweise dazu eingerichtet sein, diese geringen Mengen als Grundrauschen der Fotodiode zu interpretieren, wobei das Fotodiodensignal dann das über dem Grundrauschen liegende Signal der Fotodiode sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung ist die Kontrolleinheit dazu
eingerichtet, ein Steuersignal zur Ansteuerung der
Lichtquelle und/oder der abbildenden Vorrichtung für eine maßstabsgetreue, insbesondere eine 1:1 maßstabsgetreue,
Darstellung des Projektionsbildes auf der Projektionsfläche bei variierender Entfernung der Projektionsvorrichtung zu der Projektionsfläche und/oder zu den Reflexionsbereichen zu generieren. Hierbei ist es möglich, dass die Entfernung zeitlich und/oder räumlich variiert. Beispielsweise weisen erste Bereiche der Reflexionsfläche eine geringere Entfernung zu der Projektionsvorrichtung auf als zweite Bereiche. Ferner ist es möglich, dass die Projektionsfläche zu einem ersten Zeitpunkt einen geringeren Abstand zu der
Projektionsvorrichtung aufweist als zu einem zweiten
Zeitpunkt oder umgekehrt. Eine solche zeitliche Änderung kann beispielsweise durch eine Variation der absoluten Position im Raum der Projektionsvorrichtung und/oder der
Projektionsfläche bedingt sein.
Mittels der Kontrolleinheit wird auch bei variierenden
Entfernungen zur Projektionsfläche eine maßstabsgetreue, insbesondere eine 1:1 maßstabsgetreue, Wiedergabe des Projektionsbildes auf der Projektionsfläche ermöglicht. Die Kalibrierung des Projektionsbildes erfolgt also
kontinuierlich. "1:1 maßstabsgetreu" heißt hierbei und im Folgenden, dass ein externes Objekt, von dem ein zu
projizierendes Bild zur Verfügung gestellt wird, in zumindest zwei zu projizierenden räumlichen Dimensionen dieselbe
Ausdehnung aufweist wie das Projektionsbild. Mit anderen Worten, bei einer 1:1 maßstabsgetreuen Abbildung können der zu projizierende Gegenstand und dessen Abbildung gleich groß sein.
Bei dem zu projizierenden Bild kann es sich vorliegend um ein beliebiges Bild eines externen Objektes handeln.
Beispielsweise handelt es sich bei dem zu projizierenden Bild um das Bild eines Autos, eines Werkstücks, eines
Einrichtungsgegenstands oder eines Lebewesens. Beispielsweise ist es dann möglich, mit der Projektionsvorrichtung ein bevorzugt 1:1 maßstabsgetreues Projektionsbild eines
Einrichtungsgegenstandes zu projizieren. Ferner ist es beispielsweise möglich, ein Projektionsbild eines
Armaturenbrettes oder Teile eines Armaturenbrettes in eine Autokarosserie zu projizieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung ist die Kontrolleinheit dazu
eingerichtet, aus der Laufzeit jedes Reflexionsstrahls die Entfernung der Projektionsvorrichtung zu den
Reflexionsbereichen der Projektionsfläche zum jeweiligen Zeitpunkt der Reflexion zu bestimmen. Beispielsweise weist hierzu die Infrarot-Laserstrahlung einzelne, zeitlich
aufeinanderfolgende Laserpulse auf, mit denen eine Laufzeit- Messung zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder in
unterschiedlichen Reflexionsbereichen durchgeführt wird. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung ist die Kontrolleinheit ferner dazu eingerichtet, aus der Entfernung zu den Reflexionsbereichen eine für die insbesondere 1:1 maßstabsgetreue Darstellung des Projektionsbildes in den Reflexionsbereichen benötigte
Änderung der vertikalen Ausbreitungsrichtung und/oder
benötigte Änderung der horizontalen Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls zu bestimmen. Es ist beispielsweise möglich, dass im Fall eines geringer entfernten
Reflexionsbereiches für eine insbesondere 1:1 maßstabsgetreue Darstellung des Projektionsbildes eine größere Änderung der Ausbreitungsrichtung benötig wird als im Fall eines weiter entfernten Reflexionsbereiches. Die benötigte Änderung der Ausbreitungsrichtung kann beispielsweise aus einer zu
projizierenden Größe des Projektionsbildes in dem
Reflexionsbereich und der Entfernung zu dem Reflexionsbereich ermittelt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung ist die Kontrolleinheit ferner dazu eingerichtet, das für die benötigte Änderung der vertikalen und/oder horizontalen Ausbreitungsrichtung benötigte
Steuersignal zu generieren und an die bilderzeugende
Vorrichtung auszugeben. Beispielsweise wird für eine
insbesondere 1:1 maßstabsgetreue Darstellung ein fester horizontaler und/oder vertikaler Abstand zwischen
benachbarten Bildpunkten des Projektionsbildes benötigt. Für die Projektion in einem Reflexionsbereich der
Projektionsfläche wird dann beispielsweise mittels der
Kontrolleinheit die für diesen festen Abstand benötigte
Änderung der vertikalen und/oder horizontalen
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls unter Berücksichtigung der Entfernung zu dem Reflexionsbereich der Projektionsfläche ermittelt. Die für die benötigte Änderung der vertikalen und/oder horizontalen Ausbreitungsrichtung benötigten Steuersignale können beispielsweise aus einer anfangs bestimmten Kalibrierfunktion der Abhängigkeit der jeweiligen Ausbreitungsrichtung von dem Steuersignal bestimmt werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung ist die Kontrolleinheit dazu
eingerichtet, aus der Entfernung zu dem Reflexionsbereich und der benötigten Änderung der vertikalen und/oder horizontalen Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls eine
benötigte vertikale und/oder horizontale Verkippung des
Spiegels der abbildenden Vorrichtung und ein zum Erzeugen dieser Verkippung benötigtes Steuersignal zu bestimmen und das benötigte Steuersignal an die abbildende Vorrichtung auszugeben. In diesem Fall handelt es sich bei der Änderung der vertikalen und/oder horizontalen Ausbreitungsrichtung um eine Ablenkung des Projektionslaserstrahls um einen
Ablenkwinkel. Beispielsweise wird hierbei für eine größere benötigte Änderung der Ausbreitungsrichtung, also für einen größeren Ablenkwinkel, eine größere Verkippung des Spiegels benötigt als für eine kleinere benötigte Änderung der
Ausbreitungsrichtung. Ferner ist es möglich, dass mit
wachsender Entfernung die benötigte Änderung der
Ausbreitungsrichtung geringer wird. Damit wird auch die benötigte Verkippung geringer. Beispielsweise erzeugt die Kontrolleinheit bei einer großen benötigten Änderung der Ausbreitungsrichtung einen hohen Strom, der zu einer großen mechanischen Bewegung des Dreharms des Galvanometers der abbildenden Vorrichtung führt und damit zu einer großen Verkippung des Spiegels und einer großen Änderung der Ausbreitungsrichtung. Zur genauen Bestimmung des benötigten Steuersignals kann beispielsweise vor der
Erzeugung des Projektionsbildes eine einmalige Kalibrierung durchgeführt werden, bei der die Änderung der horizontalen und/oder der vertikalen Ausbreitungsrichtung des
Projektionslaserstrahls in Abhängigkeit einer Stärke des Steuersignals gemessen und als Kalibrierfunktion in der
Kontrolleinheit gespeichert wird. Eine solche
Kalibrierfunktion kann der Bestimmung des benötigten
Steuersignals dienen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst die Lichtquelle zumindest drei Laserdioden, deren Licht sich zu weißem Licht mischen kann. Dabei emittiert zum Beispiel eine erste Laserdiode eine blaue Strahlung, eine zweite Laserdiode eine grüne Strahlung und eine dritte Laserdiode eine rote Strahlung. Bevorzugt sind die blaue Strahlung, die grüne Strahlung und die rote
Strahlung jeweils monochromatische Laserstrahlungen. Die blaue Strahlung, die grüne Strahlung und die rote Strahlung bilden dann zusammen die sichtbare Laserstrahlung der
Lichtquelle. Der Projektionslaserstrahl umfasst dann die blaue Strahlung, die grüne Strahlung und die rote Strahlung. Mittels geeigneter Abschwächung der Leistung, und damit der Helligkeit der erzeugten Strahlung, zumindest einer der besagten drei Laserdioden, können Bildpunkte beliebiger Farbe auf der Projektionsfläche erzeugt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst die Lichtquelle zumindest drei weitere Laserdioden. Hierbei emittiert eine erste weitere Laserdiode eine blaue senkrechte Strahlung, eine zweite weitere Laserdiode eine grüne senkrechte Strahlung und eine dritte weitere Laserdiode eine rote senkrechte Strahlung. Die Polarisationsrichtung der blauen senkrechten Strahlung, der grünen senkrechten Strahlung beziehungsweise der roten senkrechten Strahlung steht senkrecht auf der
Polarisationsrichtung der blauen Strahlung, der grünen
Strahlung beziehungsweise der roten Strahlung.
Mit einer solchen Lichtquelle mit sechs verschiedenen
Laserdioden, die unterschiedliche Strahlungen erzeugen, ist es beispielsweise möglich, ein Projektionsbild, das bei Betrachtung mit einer sogenannten SD- Polarisationsfilterbrille dreidimensional erscheint, zu erzeugen. Hierzu werden beispielsweise zwei Projektionsbilder mit gleichem Bildinhalt projiziert, wobei die zwei
Projektionsbilder auf der Projektionsfläche zu einem
dreidimensional erscheinenden Bild kombiniert werden. Die Projektion des ersten Projektionsbildes erfolgt
beispielsweise mit der ersten Laserdiode, der zweiten
Laserdiode und der dritten Laserdiode, während die Projektion des zweiten Projektionsbildes mit der ersten weiteren
Laserdiode, der zweiten weiteren Laserdiode und der dritten weiteren Laserdiode erfolgt. Die Laserstrahlen mit
aufeinander senkrecht stehender Polarisation können hierbei einen geringen Versatz des Strahlwegs aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der
Projektionsvorrichtung umfasst diese eine Lesevorrichtung. Die Lesevorrichtung ist dazu eingerichtet, einen Code zu lesen und eine in dem Code kodierte Information zu
verarbeiten. Bei dem Code kann es sich zum Beispiel um einen Strichcode, einen Balkencode, einen Matrixcode und/oder einen Quick Response Code handeln. Ferner kann es sich bei dem Code um Bild- oder Videodaten handeln, die auf einem Datenträger abgespeichert sind. Alternativ oder zusätzlich kann die
Lesevorrichtung dazu eingerichtet sein, ein digitales Bild eines externen Objekts mittels digitaler Abbildung zu
erzeugen. Bei der digitalen Abbildung handelt es sich
beispielsweise um Abfotografieren des externen Objektes mittels Digitalfotografie.
Beispielsweise ist die Projektionsvorrichtung in ein mobiles Endgerät, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smartphone und/oder einen Tablet PC, integriert. Die Kontrolleinheit kann hierbei auch Teil des Mikroprozessors des mobilen
Endgeräts sein. Die Lesevorrichtung kann ebenfalls in das mobile Endgerät integriert sein. Beispielsweise kann der Code, wie beispielsweise ein Quick Response Code, mittels der Digitalkamera des mobilen Endgeräts eingelesen werden und die in dem Code kodierten Informationen mit dem mobilen Endgerät verarbeitet werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die kodierte Information eine Internetseite ist, auf der ein digitales Bild gespeichert ist. Das digitale Bild kann dann auf dem mobilen Endgerät, beispielsweise in der
Kontrolleinheit, für eine spätere Projektion mittels der Projektionsvorrichtung gespeichert werden. Ferner kann das digitale Bild mit der Digitalkamera des mobilen Endgerätes erzeugt werden und für die spätere Projektion mittels der Projektionsvorrichtung in dem mobilen Endgerät,
beispielsweise in der Kontrolleinheit, gespeichert werden.
Es wird ferner ein Verfahren zur Erzeugung eines
maßstabsgetreuen, insbesondere eines 1:1 maßstabsgetreuen Projektionsbildes angegeben. Die Erzeugung des
Projektionsbildes erfolgt vorzugsweise mittels einer hier beschriebenen Projektionsvorrichtung. Das heißt, sämtliche für die Projektionsvorrichtung offenbarten Merkmale sind ebenfalls für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zunächst ein zu projizierendes Bild und eine zu projizierende zumindest zweidimensionale Größe des zu projizierenden Bildes bereitgestellt. Bei der zu projizierenden Größe handelt es sich beispielsweise um die jeweilige vertikale und
horizontale Ausdehnung des zu projizierenden Bildes.
Bevorzugt handelt es sich bei der Größe um die reale Größe des Objektes, das auf dem zu projizierenden Bild dargestellt ist. Aus der zu projizierenden Größe ergibt sich
beispielsweise ein horizontaler und/oder vertikaler Abstand der Bildpunkte des Projektionsbildes.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Entfernung der Projektionsvorrichtung zu wenigstens zwei Bereichen der Projektionsfläche und/oder die Entfernung der Projektionsvorrichtung zu einem Reflexionsbereich zu
wenigstens zwei Projektionszeiten bestimmt. Die Bestimmung der Entfernung erfolgt bevorzugt mittels einer Laufzeit- Messung mit der Fotodiode und mit der Kontrolleinheit.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird aus der ermittelten Entfernung zu dem jeweiligen
Reflexionsbereich mittels der Kontrolleinheit die für eine, insbesondere 1:1, maßstabsgetreue Darstellung am Ort des jeweiligen Reflexionsbereichs benötigte Änderung der
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls ermittelt. Ferner wird mittels der Kontrolleinheit das für die benötigte Änderung der Ausbreitungsrichtung benötigte Steuersignal ermittelt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird mittels der Kontrolleinheit das benötigte Steuersignal erzeugt und die Ausbreitungsrichtung des
Projektionslaserstrahls geändert. Diese Änderung der
Ausbreitungsrichtung ist bevorzugt so groß wie die ermittelte benötigte Änderung der Ausbreitungsrichtung des
Proj ektionslaserstrahls.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Projektionsbild während der Bestimmung der Entfernung zu den Reflexionsbereichen, der Ermittlung des benötigten
Steuersignals und der benötigten Änderung der
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls und der Erzeugung des benötigten Steuersignals zur Änderung der
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls das
Projektionsbild erzeugt. Die Bestimmung der Entfernung zu den Reflexionsbereichen erfolgt also während der, bevorzugt kontinuierlichen, Erzeugung des Projektionsbildes. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Erzeugung eines maßstabsgetreuen, insbesondere eines 1:1 maßstabsgetreuen, Projektionsbildes mit der
Projektionsvorrichtung umfasst dieses die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden zumindest zweidimensionalen Größe des zu projizierenden Bildes,
b) Bestimmung der Entfernung der Projektionsvorrichtung zu wenigstens zwei Reflexionsbereichen der Projektionsfläche und/oder der Entfernung der Projektionsvorrichtung zu einem Reflexionsbereich zu wenigstens zwei unterschiedlichen
Projektionszeiten, c) Bestimmung der für eine maßstabsgetreue, insbesondere für eine 1:1 maßstabsgetreue, Darstellung am Ort des jeweiligen Reflexionsbereiches benötigten Änderung der
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls und des benötigten Steuersignals mit der Kontrolleinheit,
d) Erzeugung des Steuersignals mit der Kontrolleinheit und Änderung der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls,
wobei während der Schritte b) bis d) das Projektionsbild erzeugt wird.
Bevorzugt werden die Verfahrensschritte hierbei in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt und zumindest teilweise wiederholt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Bestimmung des benötigten Steuersignals mit der
Kontrolleinheit in Schritt c) die folgenden weiteren
Schritte : - Einmalige Bestimmung des für eine maßstabsgetreue,
insbesondere für eine 1:1 maßstabsgetreue, Darstellung des zu projizierenden Bildes benötigten horizontalen und/oder des benötigten vertikalen Abstands zweier benachbarter Bildpunkte des Projektionsbildes,
- Bestimmung einer benötigten horizontalen und/oder einer benötigten vertikalen Verkippung des Spiegels der abbildenden Vorrichtung aus der Entfernung der Projektionsvorrichtung zu dem Reflexionsbereich und aus dem benötigten vertikalen und/oder dem benötigten horizontalen Abstand zweier
benachbarter Bildpunkte,
- Bestimmung der für die benötigte horizontale und/oder vertikale Verkippung benötigten mechanischen Bewegung zumindest eines Dreharms des zumindest einen Galvanometers der abbildenden Vorrichtung,
- Bestimmung des für die benötigte mechanische Bewegung des zumindest einen Dreharms benötigten Steuersignals.
Die Schritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt und zumindest teilweise wiederholt.
Die Erzeugung der maßstabsgetreuen, insbesondere der 1:1 maßstabsgetreuen, Darstellung kann also durch eine
entsprechende Verkippung des Spiegels der abbildenden
Vorrichtung mittels des zumindest einen Dreharms des
Galvanometers erfolgen. Beispielsweise wird bei einer größeren Entfernung zu dem zumindest einen Reflexionsbereich der Projektionsfläche eine geringere Verkippung gewählt als bei einer kleineren Entfernung. Bei einer größeren Entfernung kann dann beispielsweise eine geringere Änderung der
Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls mit dem Spiegel hervorgerufen werden. Vorliegend handelt es sich bei der Änderung der Ausbreitungsrichtung des
Projektionslaserstrahls um eine Ablenkung des
Projektionslaserstrahls um einen Ablenkwinkel.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Bereitstellen des zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden Größe in Schritt a) mit den folgenden
Schritten :
- Bereitstellen eines Codes, in den eine Verknüpfung zu dem zu projizierenden Bild und der zu projizierenden Größe kodiert ist,
- Auslesen des Codes mit der Lesevorrichtung, - Nachfolgen der Verknüpfung und Speichern des zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden Größe in der Kontrolleinheit . Beispielsweise wird der Code in einem Katalog, auf einer Internetseite und/oder auf einem mitunter öffentlich
zugänglichen Schild zur Verfügung gestellt. Ferner kann der Code auf einem Preisschild in einem Laden aufgebracht sein. Der Code wird bevorzugt mit der Lesevorrichtung der
Projektionsvorrichtung ausgelesen. In dem Code ist
beispielsweise eine Verknüpfung zu einer Internetseite und/oder zu einem per Internet zugänglichen Server kodiert. Auf der Internetseite und/oder dem Server ist dann
beispielsweise das zu projizierende Bild und dessen zu projizierende Größe gespeichert. Der Verknüpfung kann beispielsweise mit einem mobilen Endgerät nachgefolgt werden und das zu projizierende Bild und die zu projizierende Größe können in dem mobilen Endgerät, bevorzugt in der in dem mobilen Endgerät enthaltenen Kontrolleinheit, gespeichert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Bereitstellen des zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden Größe in Schritt a) mit den folgenden
Schritten:
- Bereitstellen eines externen Objektes,
- Erzeugen des zu projizierenden Bildes mittels digitaler Abbildung des externen Objektes mit der Lesevorrichtung, - Bestimmung der zu projizierenden Größe des zu
projizierenden Bildes mittels der Projektionsvorrichtung. Beispielsweise erfolgt die digitale Abbildung des externen Objektes mittels Abfotografierens mit der Digitalkamera eines mobilen Endgeräts, das die Projektionsvorrichtung umfasst. Hierdurch wird ein digitales Bild des externen Objektes zur Verfügung gestellt. Das digitale Bild dient anschließend als zu projizierendes Bild.
Ferner ist es möglich, während und/oder nach dem digitalen Abbilden mit der Lesevorrichtung die Größe des externen
Objektes in zumindest zwei Dimensionen mit der
Projektionsvorrichtung zu bestimmen. Die Größe des Objektes in den zumindest zwei Dimensionen dient anschließend als zu projizierende Größe des Projektionsbildes. Die Größe des Objektes in zumindest zwei Dimensionen kann aus der
Entfernung der Projektionsvorrichtung zu zumindest zwei
Reflexionsbereichen und der horizontalen und/oder vertikalen Änderung der Ausbreitungsrichtung des Projektionslaserstrahls beim Übergang zwischen den zumindest zwei Reflexionsbereichen ermittelt werden. Dies ermöglicht es, sowohl ein zu
projizierendes Bild eines externen Objektes als auch die zu projizierende Größe des externen Objektes digital zur
Verfügung zu stellen und anschließend mittels der
Proj ektionsvorrichtung zu projizieren. Ferner ist es möglich, mittels der Projektionsvorrichtung die dreidimensionale Größe des externen Objektes zu bestimmen. Beispielsweise kann hierbei die jeweilige Entfernung zu einer Vielzahl von Reflexionsbereichen auf der Oberfläche des externen Objektes bestimmt werden. Bevorzugt verändert sich die absolute Position im Raum des externen Objektes und/oder der Projektionsvorrichtung hierbei nicht. Dies ermöglicht es beispielsweise, ein dreidimensionales digitales Modell des externen Objektes zu erstellen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem zu projizierenden Bild um das Bild eines Einrichtungsgegenstands. Beispielsweise können
Einrichtungsgegenstände in einer Wohnung abfotografiert werden und deren Größe mittels der Projektionsvorrichtung bestimmt werden. Bei dem Einrichtungsgegenstand kann es sich um ein Möbelstück handeln. Ferner handelt es sich bei der Projektionsfläche um eine Zimmerwand.
Beispielsweise kann das zu projizierende Bild in einem
Katalog eines Möbelherstellers und/oder an einem Preisschild eines Einrichtungsgegenstands in einem Möbelladen als Code, wie beispielsweise ein Quick Response Code, ein Matrixcode, ein Barcode und/oder ein Strichcode, zur Verfügung gestellt werden .
Allgemein kann aus den zumindest zweidimensionalen
Abmessungen des Einrichtungsgegenstands und aus der
Entfernung der Projektionsvorrichtung zu der Zimmerwand der Einrichtungsgegenstand 1:1 maßstabsgetreu an einer Wand abgebildet werden. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, ohne ein Abmessen des Einrichtungsgegenstands und/oder der Zimmerwand mittels der Projektion des Projektionsbildes des Einrichtungsgegenstandes an die Zimmerwand eine mögliche
Einrichtung eines Zimmers mit dem Einrichtungsgegenstand zu überprüfen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei den zumindest zwei Reflexionsbereichen um
Bereiche auf zwei zueinander quer verlaufenden Zimmerwänden. Die Projektionsfläche verläuft also über eine Ecke eines Zimmers. Mittels der hier beschriebenen Projektionsvorrichtung beziehungsweise mittels des hier beschriebenen Verfahrens ist es somit möglich, ein 1:1 maßstabsgetreues Projektionsbild eines Gegenstands auf einer nicht ebenen Projektionsfläche, die bevorzugt schräg und/oder quer zueinander verlaufende Bereiche aufweist, zu erzeugen. Ferner ist es möglich, die Unebenheit einer Projektionsfläche mittels der Projektionsvorrichtung zu bestimmen und
beispielsweise ein dreidimensionales Modell der
Projektionsfläche zu erstellen.
Im Folgenden werden das hier beschriebene Verfahren zur
Herstellung einer Beschichtung sowie das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauteil mit einer mit einem
Verfahren hergestellten Beschichtung anhand von
Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figur 1 zeigt eine schematische Skizze einer
Projektionsvorrichtung und eines Verfahrens zur Erzeugung eines Projektionsbildes.
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen schematische Darstellungen zur
Erläuterung eines Verfahrens zur Erzeugung eines Projektionsbildes .
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren
Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Anhand der schematischen Skizze der Figur 1 sind eine hier beschriebene Projektionsvorrichtung 1 und ein hier
beschriebenes Verfahren zur Erzeugung eines Projektionsbildes 32 auf einer Projektionsfläche 3, 3λ näher erläutert. Die Projektionsvorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 10. Die Lichtquelle 10 weist eine erste Laserdiode 101, die eine blaue Strahlung 211 erzeugt, eine zweite Laserdiode 102, die eine grüne Strahlung 212 erzeugt, und eine dritte Laserdiode 103, die eine rote Strahlung 213 erzeugt, auf. Die
Lichtquelle 10 umfasst ferner eine IR-Laserdiode 104, die eine Infrarot-Laserstrahlung 22 erzeugt.
Mittels zumindest einer Sekundäroptik 105 werden die blaue Strahlung 211, die grüne Strahlung 212, die rote Strahlung 213 und die Infrarot-Laserstrahlung 22 zu einem einzigen
Projektionslaserstrahl 2 überlagert. Die Sekundäroptik 105 kann beispielsweise Wellenlängen-Filter, Strahlteiler,
Spiegel, dichroitische Spiegel, Pellikel-Strahlteiler
und/oder ähnlich wirkende optische Elemente enthalten.
Die Projektionsvorrichtung 1 umfasst ferner eine abbildende Vorrichtung 14. Die abbildende Vorrichtung 14 umfasst einen Spiegel 141 und zwei Dreharme 142, 143 eines Galvanometers (in den Figuren nicht gezeigt) . Mittels der Dreharme 142, 143 kann eine Verkippung des Spiegels 141 erzeugt werden. Eine Verkippung des Spiegels 141 hat eine Änderung der
Ausbreitungsrichtung OL-\_, ί2 ~ vorliegend Ablenkungen um
Ablenkwinkel OL-\_, ί2 ~ des Projektionslaserstrahls 2 zur
Folge. Die abbildende Vorrichtung 14 ist dazu eingerichtet, mittels einer Änderung der Ausbreitungsrichtung OL-\_, ί2 ein Projektionsbild 32 auf der Projektionsfläche 3, 3λ zu
erzeugen. Die Projektionsfläche 3, 3λ kann hierbei eine zeitlich variable Entfernung L, Lx zu der
Proj ektionsVorrichtung aufweisen .
Die Projektionsvorrichtung 1 umfasst zudem eine Fotodiode 12 und eine Kontrolleinheit 13. Die Fotodiode 12 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit zumindest eines
Reflexionsstrahls 4 ein Fotodiodensignal 121 zu erzeugen. Das Fotodiodensignal 121 wird an den Signal-Eingang 131 der
Kontrolleinheit 13 weitergeleitet. Die Kontrolleinheit 13 erzeugt ferner ein Steuersignal 133, das an dem Signal- Ausgang 132 abgegriffen werden kann. Das Steuersignal 133 wird in Abhängigkeit von dem Fotodiodensignal 121 erzeugt. Bevorzugt erzeugt die Fotodiode mehrere Fotodiodensignale 121 in Abhängigkeit mehrerer Reflexionsstrahlen 4 und die
Kontrolleinheit 13 erzeugt mehrere Steuersignale 133.
Gemäß der schematischen Darstellung der Figur 2 ist ein
Verfahren zur Erzeugung eines maßstabsgetreuen, insbesondere eines 1:1 maßstabsgetreuen, Projektionsbildes 32 mit der Projektionsvorrichtung 1 näher erläutert. Die Figur 2 zeigt eine Frontansicht einer Projektionsfläche 3, auf die mittels der Projektionsvorrichtung 1 ein Projektionsbild 32
projiziert wird. Das Projektionsbild 32 umfasst eine Vielzahl von Bildpunkten 31. Die Bildpunkte 31 weisen einen für die insbesondere 1:1 maßstabsgetreue Darstellung des
Projektionsbildes 32 benötigten horizontalen Abstand dl beziehungsweise einen benötigten vertikalen Abstand d2 auf.
Die Projektionsvorrichtung 1 ist vor der Projektionsfläche 3 angeordnet. Das Projektionsbild 32 wird mittels schneller Änderung der Ausbreitungsrichtung OL-\_, 0*2 des
Projektionslaserstrahls 2 Bildpunkt 31 für Bildpunkt 31 erzeugt. Der Projektionslaserstrahl 2 wird zumindest teilweise in Reflexionsbereichen 411, 412 der
Projektionsfläche 3 reflektiert. Die reflektierten Teile des Projektionslaserstrahls 2 bilden Reflexionsstrahlen 4.
Mittels der Reflexionsstrahlen 4 wird die jeweilige
Entfernung L, Lx zu den Reflexionsbereichen 411, 412 mit einer LaufZeitmessung ermittelt.
Anhand der ermittelten Entfernung L, Lx zu den
Reflexionsbereichen 411, 412 ist es möglich, die für die 1:1 maßstabsgetreue Darstellung benötigte Änderung der
Ausbreitungsrichtung OL-\_, ί2 ZU ermitteln. Beispielsweise entspricht ein benötigter horizontaler Abstand dl zwischen zwei Bildpunkten einem ersten Ablenkwinkel d2 ·
Gemäß der schematischen Darstellung der Figur 3 ist ein
Verfahren zur Erzeugung eines maßstabsgetreuen, insbesondere eines 1:1 maßstabsgetreuen, Projektionsbildes 32 mit der Projektionsvorrichtung 1 näher erläutert. In der Figur 2 weist die gesamte Projektionsfläche 3, 3λ zu
unterschiedlichen Zeiten tl, t2 unterschiedliche Entfernungen L, Lx zu der Projektionsvorrichtung 1 auf. Beispielsweise weist die Projektionsfläche 3 zu einem ersten Zeitpunkt tl einen größeren Abstand L und zu einem zweiten Zeitpunkt t2 einen kleineren Abstand Lx zur Projektionsvorrichtung 1 auf. Beispielsweise wurde hierzu die Projektionsvorrichtung 1 auf die Projektionsfläche 3 zubewegt.
Der zur insbesondere 1:1 maßstabsgetreuen Darstellung des Projektionsbildes 32 benötigten horizontale und/oder
vertikale Abstand dl, d2 zwischen zwei Bildpunkten 31 des
Projektionsbildes 32 ist bei beiden Entfernungen L, L also zu beiden Zeitpunkten tl, t2, gleich. Dementsprechend wird zum zweiten Zeitpunkt t2 eine größere Änderung der Ausbreitungsrichtung α. , θ-2 als zum ersten Zeitpunkt tl benötigt. Die Ablenkung OL-\_, ί2 des Projektionslaserstrahls 2 wird also in Abhängigkeit von der Entfernung L, Lx zu der Projektionsfläche 3, 3λ variiert.
Gemäß der schematischen Darstellung der Figur 4 ist ein
Verfahren zur Erzeugung eines maßstabsgetreuen, insbesondere eines 1:1 maßstabsgetreuen, Projektionsbildes 32 mit der Projektionsvorrichtung 1 näher erläutert. Das Projektionsbild 32 wird vorliegend auf eine Projektionsfläche 3, 3 die zwei zueinander quer verlaufende Bereiche 3, 3λ aufweist,
projiziert. Beispielsweise handelt es sich bei den zwei
Bereichen 3, 3λ um zwei zueinander quer verlaufende
Zimmerwände .
Die Projektionsvorrichtung 1 weist zu einem ersten
Reflexionsbereich 411 in dem ersten Bereich 3 der
Projektionsfläche 3, 3λ eine erste Entfernung L auf. Zu einem zweiten Reflexionsbereich 412 in dem zweiten Bereich 3λ der Projektionsfläche 3, 3λ weist die Projektionsvorrichtung 1 eine zweite Entfernung Lx auf. Die für eine insbesondere 1:1 maßstabsgetreue Darstellung des Projektionsbildes 32
benötigte Änderung der Ausbreitungsrichtung OL-\_, d2i also die benötigte Ablenkung OL-\_, d2i des Projektionslaserstrahls 2 wird mittels der Kontrolleinheit 13 und der Fotodiode 14 der Projektionsvorrichtung 1 ermittelt und mittels des
Steuersignals 133 umgesetzt. Mittels einer hier beschriebenen Projektionsvorrichtung 1 wird somit auch insbesondere 1:1 maßstabsgetreue Darstellung auch auf einer stark unebenen Projektionsfläche 3, 3λ ermöglicht. Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2014 108 905.7, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Projektionsvorrichtung (1) zur Erzeugung eines
Projektionslaserstrahls (2), der eine sichtbare
Laserstrahlung umfasst (211, 212, 213), mit
- einer Lichtquelle (10), die die sichtbare Laserstrahlung (211, 212, 213) emittiert,
- einer abbildenden Vorrichtung (14), die dazu eingerichtet ist, mittels einer Änderung der Ausbreitungsrichtung ( ]_, o^) des Projektionslaserstrahls (2) ein Projektionsbild (32) auf einer Projektionsfläche (3) zu erzeugen,
- zumindest einer Fotodiode (12), die dazu eingerichtet ist, unterschiedliche Reflexionsstrahlen (4), die einen Teil des an der Projektionsfläche (3) zu unterschiedlichen
Projektionszeiten (tl, t2) und/oder in unterschiedlichen Reflexionsbereichen (411, 412) des Projektionsbildes (32) reflektierten Projektionsstrahl (4) umfassen, zu detektieren und entsprechende Fotodiodensignale (121) zu erzeugen, und
- eine elektronische Kontrolleinheit (13), die dazu
eingerichtet ist, die abbildende Vorrichtung (4) und/oder die Lichtquelle in Abhängigkeit von den Fotodiodensignalen (121) mittels Steuersignalen (133) anzusteuern.
2. Projektionsvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, bei der die Lichtquelle (10) zumindest eine IR-Laserdiode
(104) umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine
monochromatische Infrarot-Laserstrahlung (22) zu emittieren.
3. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Lichtquelle (10) zumindest eine Sekundäroptik (105) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Strahlengänge in der Lichtquelle (10) erzeugter Laserstrahlen (211, 212, 213, 22) im Rahmen der Herstellungstoleranzen zu einem einzigen polychromatischen Projektionslaserstrahl (2) zu überlagern.
4. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der der Projektionslaserstrahl (2) die Infrarot- Laserstrahlung (22) und jeder Reflexionsstrahl (4) zumindest einen Teil der Infrarot-Laserstrahlung (22) umfasst und die Fotodiode (12) dazu eingerichtet ist, besagten Teil der
Infrarot-Laserstrahlung (22) zu detektieren.
5. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die abbildende Vorrichtung (14) zumindest einen
Spiegel (141) und zumindest ein Galvanometer umfasst, wobei
- der Spiegel (141) dazu eingerichtet ist, den auf den
Spiegel (141) auftreffenden Projektionslaserstrahl (2) auf die Projektionsfläche (3) abzulenken,
- das Galvanometer eine mechanische Bewegung in Abhängigkeit von einem Steuersignal (133) der Kontrolleinheit (13) erzeugt und
- die mechanische Bewegung des zumindest einen Galvanometers eine vertikale Verkippung und/oder eine horizontale
Verkippung des Spiegels bewirkt.
6. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei der nur die Reflexionsstrahlen (4) das Fotodiodensignal
(121) erzeugen.
7. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen
Ansprüche, bei der die Kontrolleinheit (13) dazu eingerichtet ist, ein Steuersignal (133) zur Ansteuerung der Lichtquelle (10) und/oder der abbildenden Vorrichtung (14) für eine
maßstabsgetreue, insbesondere eine 1:1 maßstabsgetreue,
Darstellung des Projektionsbildes (32) auf der
Projektionsfläche (3) bei variierender Entfernung (L) der Projektionsvorrichtung (1) zu der Projektionsfläche (3) und/oder zu den Reflexionsbereichen (411, 412) zu generieren.
8. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die Kontrolleinheit (13) dazu eingerichtet ist,
- aus der Laufzeit jedes Reflexionsstrahls (4) die Entfernung (L) der Projektionsvorrichtung (1) zu den Reflexionsbereichen (411, 412) der Projektionsfläche (3) zum jeweiligen Zeitpunkt (tl, t2) der Reflexion zu bestimmen,
- aus der Entfernung (L) zu dem Reflexionsbereich (411, 412) eine für die maßstabsgetreue Darstellung des
Projektionsbildes (32) in den Reflexionsbereichen (411, 412) benötigte Änderung der vertikalen und/oder horizontalen
Ausbreitungsrichtung ( ]_, o^) des Projektionslaserstrahls (2) zu bestimmen und
- das für die benötigte vertikale und/oder horizontale
Änderung der Ausbreitungsrichtung ( ]_, o^) benötigte
Steuersignal (133) zu generieren und an die bilderzeugende Vorrichtung (14) auszugeben.
9. Projektionsvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, bei der die Kontrolleinheit (13) dazu eingerichtet ist,
- aus der Entfernung (L) zu dem Reflexionsbereich (411, 412) und der benötigten Änderung der vertikalen und/oder
horizontalen Ausbreitungsrichtung ( ]_, o^) des
Projektionslaserstrahls (2) eine benötigte vertikale und/oder horizontale Verkippung des Spiegels (141) der abbildenden Vorrichtung (14) sowie ein zum Erzeugen dieser Verkippung benötigtes Steuersignal (133) zu bestimmen und
- das benötigte Steuersignal (133) an die abbildende
Vorrichtung (14) auszugeben.
10. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die Lichtquelle (10) zumindest drei Laserdioden (101, 102, 103) umfasst, wobei eine erste Laserdiode (101) eine blaue Strahlung (211), eine zweite Laserdiode (102) eine grüne Strahlung (212) und eine dritte Laserdiode (103) eine rote Strahlung (213) emittiert.
11. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei der die Lichtquelle (10) zumindest drei weitere
Laserdioden umfasst, wobei
- eine erste weitere Laserdiode eine blaue senkrechte
Strahlung, eine zweite weitere Laserdiode eine grüne
senkrechte Strahlung und eine dritte weitere Laserdiode eine rote senkrechte Strahlung emittiert und
- die Polarisationsrichtung der blauen senkrechten Strahlung, der grünen senkrechten Strahlung beziehungsweise der roten senkrechten Strahlung jeweils senkrecht auf der
Polarisationsrichtung der blauen Strahlung (211), der grünen Strahlung (212) beziehungsweise der roten Strahlung (213) steht .
12. Projektionsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
aufweisend eine Lesevorrichtung die dazu eingerichtet ist, einen Code, wie zum Beispiel einen Strichcode, einen Balkencode, einen Matrixcode und/oder einen Quick Response Code, zu lesen und eine in dem Code kodierte Information zu verarbeiten und/oder die dazu eingerichtet ist, ein digitales Bild eines externen Objekts mittels digitaler Abbildung zu erzeugen.
13. Verfahren zur Erzeugung eines maßstabsgetreuen,
insbesondere eines 1:1 maßstabsgetreuen, Projektionsbildes mit einer Projektionsvorrichtung (1) gemäß einem der
vorherigen Ansprüche mit den folgenden Schritten:
a) Bereitstellen eines zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden zumindest zweidimensionalen Größe des zu projizierenden Bildes,
b) Bestimmung der Entfernung (L) der Projektionsvorrichtung (1) zu wenigstens zwei Reflexionsbereichen der
Projektionsfläche (3, 3") und/oder der Entfernung (L) der Projektionsvorrichtung (1) zu einem Reflexionsbereich (411, 412) zu wenigstens zwei unterschiedlichen Projektionszeiten (tl, t2),
c) Bestimmung der für eine maßstabsgetreue, insbesondere für eine 1:1 maßstabsgetreue, Darstellung am Ort des jeweiligen Reflexionsbereiches (411, 412) benötigten Änderung der
Ausbreitungsrichtung ( ]_, o^) des Projektionslaserstrahls (2) und des benötigten Steuersignals (133) mit der
Kontrolleinheit (13),
d) Erzeugung des Steuersignals (133) mit der Kontrolleinheit (13) und Änderung der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls ( i, 2),
wobei während der Schritte b) bis d) das Projektionsbild (32) erzeugt wird.
14. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei die Bestimmung des benötigten Steuersignals (133) mit der Kontrolleinheit (13) in Schritt c) die folgenden weiteren Schritte umfasst:
- Einmalige Bestimmung des für eine maßstabsgetreue,
insbesondere für eine 1:1 maßstabsgetreue, Darstellung des zu projizierenden Bildes benötigten horizontalen und/oder des benötigten vertikalen Abstands (dl, d2) zweier benachbarter Bildpunkte (31) des Projektionsbildes (32),
- Bestimmung einer benötigten horizontalen und/oder einer benötigten vertikalen Verkippung des Spiegels (141) der abbildenden Vorrichtung (14) aus der Entfernung (L) der Projektionsvorrichtung (1) zu dem Reflexionsbereich (411, 412) und aus dem benötigten vertikalen und/oder dem
benötigten horizontalen Abstand (dl, d2) zweier benachbarter Bildpunkte (31),
- Bestimmung der für die benötigte horizontale und/oder vertikale Verkippung benötigten mechanischen Bewegung
zumindest eines Dreharms (142, 143) des zumindest einen
Galvanometers der abbildenden Vorrichtung,
- Bestimmung des für die benötigte mechanische Bewegung des zumindest einen Dreharms (142, 143) benötigten Steuersignals (133) .
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Bereitstellen des zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden Größe in Schritt a) mit den folgenden
Schritten erfolgt:
- Bereitstellen eines Codes, in den eine Verknüpfung zu dem zu projizierenden Bild und der zu projizierenden Größe kodiert ist,
- Auslesen des Codes mit der Lesevorrichtung, - Nachfolgen der Verknüpfung und Speichern des zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden Größe in der Kontrolleinheit .
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Bereitstellen des zu projizierenden Bildes und der zu projizierenden Größe in Schritt a) mit den folgenden Schritten erfolgt:
- Bereitstellen eines externen Objektes,
- Erzeugen des zu projizierenden Bildes mittels digitaler Abbildung des externen Objektes mit der Lesevorrichtung,
- Bestimmung der zu projizierenden Größe des zu
projizierenden Bildes mittels der Projektionsvorrichtung.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei dem zu projizierenden Bild um das Bild eines Einrichtungsgegenstands und bei der Projektionsfläche (3) um eine Zimmerwand handelt.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei es sich bei den zumindest zwei Reflexionsbereichen (411, 412) um Bereiche auf zwei zueinander quer verlaufenden Zimmerwänden (3, 3λ) handelt.
PCT/EP2015/064270 2014-06-25 2015-06-24 Projektionsvorrichtung und verfahren zur erzeugung eines projektionsbildes WO2015197701A1 (de)

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