Title:
Verfahren und Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche, wobei mindestens zwei Laserresonatoren Licht verschiedener Wellenlängen emittieren und das emittierte Licht über mindestens ein Ablenkelement auf die Projektionsfläche abgelenkt wird, wobei für jedes Pixel eine Maximalleistung vorgegeben wird und wobei zur Projektion der Bilddaten für ein Pixel der Projektionsfläche folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
– in einem ersten Schritt wird anhand der Bilddaten für jeden der Laserresonatoren ein Pixelwert bereitgestellt,
– in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt werden die Pixelwerte jeweils mit einem Kompensationsfaktor multipliziert, so dass Strahlungsleistungen der jeweiligen Laserresonatoren erhalten werden,
wobei der Kompensationsfaktor in einem Zwischenschritt zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt in Abhängigkeit von den im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerten und der Maximalleistung des Pixels derart ermittelt wird, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte der Maximalleistung entspricht.




Inventors:
Specht, Hendrik (72124, Pliezhausen, DE)
Ehlert, Alexander (72762, Reutlingen, DE)
Fischer, Frank (72810, Gomaringen, DE)
Pilard, Gael (72127, Kusterdingen, DE)
Application Number:
DE102016218657A
Publication Date:
03/29/2018
Filing Date:
09/28/2016
Assignee:
Robert Bosch GmbH, 70469 (DE)
International Classes:



Foreign References:
93009302016-03-29
Other References:
Norm IEC 60825 Ed.3
Claims:
1. Verfahren zur Projektion von Bilddaten (110) auf eine Projektionsfläche (1), wobei mindestens zwei Laserresonatoren (2, 3, 4) Licht (8) verschiedener Wellenlängen emittieren und das emittierte Licht (8) über mindestens ein Ablenkelement (6, 7) auf die Projektionsfläche (1) abgelenkt wird,
wobei für jedes Pixel eine Maximalleistung (111) vorgegeben wird und
wobei zur Projektion der Bilddaten (110) für ein Pixel der Projektionsfläche (1) folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
– in einem ersten Schritt (100) wird anhand der Bilddaten (110) für jeden der Laserresonatoren (2, 3, 4) ein Pixelwert bereitgestellt,
– in einem auf den ersten Schritt (100) folgenden zweiten Schritt (102) werden die Pixelwerte jeweils mit einem Kompensationsfaktor multipliziert, so dass Strahlungsleistungen der jeweiligen Laserresonatoren (2, 3, 4) erhalten werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kompensationsfaktor in einem Zwischenschritt (101) zwischen dem ersten Schritt (100) und dem zweiten Schritt (102) in Abhängigkeit von den im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerten und der Maximalleistung (111) des Pixels derart ermittelt wird, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte der Maximalleistung (111) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Kompensationsfaktors die Maximalleistung (111) des Pixels durch die Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte geteilt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei, drei, vier fünf oder sechs Laserresonatoren (2, 3, 4) Licht (8) verschiedener Wellenlängen emittieren und das emittierte Licht (8) über mindestens ein Ablenkelement (6, 7) auf die Projektionsfläche (1) abgelenkt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalleistung (111) von der Position des jeweiligen Pixels auf der Projektionsfläche (1) abhängig ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Pixels auf der Projektionsfläche (1) anhand der Auslenkung des Ablenkelements (6, 7) ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schritt (100) zur Ermittlung der Pixelwerte die Bilddaten (110) mit einem vorgegebenen Sättigungsfaktor (112) multipliziert werden und ermittelt wird, ob die mit dem Sättigungsfaktor (112) multiplizierte Summe der Pixelwerte größer ist als der Maximalwert (111).

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Ablenkelement (6, 7) und der Projektionsfläche (1) ermittelt wird und die Maximalleistung (111) in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand zwischen dem Ablenkelement (6, 7) und der Projektionsfläche (1) vorgegeben wird.

8. Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten (110) auf eine Projektionsfläche (1), wobei für jedes Pixel eine Maximalleistung (111) vorgegeben ist, mit mindestens zwei Laserresonatoren (2, 3, 4) zur Emission von Licht (8) verschiedener Wellenlängen, mit mindestens einem Ablenkelement (6, 7) zum Ablenken des von den Laserresonatoren (2, 3, 4) emittierten Lichts (8) auf die Projektionsfläche (1) und mit einer Steuereinheit (5), welche zur Durchführung folgender Verfahrensschritte konfiguriert ist:
– in einem ersten Schritt (100) wird anhand der Bilddaten (110) für jeden der Laserresonatoren (2, 3, 4) ein Pixelwert bereitgestellt,
– in einem auf den ersten Schritt (100) folgenden zweiten Schritt (102) werden die Pixelwerte jeweils mit einem Kompensationsfaktor multipliziert, so dass Strahlungsleistungen der jeweiligen Laserresonatoren (2, 3, 4) erhalten werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kompensationsfaktor in einem Zwischenschritt (101) zwischen dem ersten Schritt (100) und dem zweiten Schritt (102) in Abhängigkeit von den im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerten und der Maximalleistung (111) des Pixels derart ermittelt wird, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte der Maximalleistung (111) entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalleistung von der Position des jeweiligen Pixels auf der Projektionsfläche (1) abhängig ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch genau zwei, drei, vier fünf oder sechs Laserresonatoren (2, 3, 4) zur Emission von Licht (8) verschiedener Wellenlängen.

Description:
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten sind beispielsweise aus der US 9 300 930 B2 bekannt. Diese Vorrichtung weist drei Laserresonatoren auf, über welche rotes, grünes und blaues Licht erzeugt wird. Die Strahlungsleistung dieser Laserresonatoren wird mit einem Kompensationsfaktor multipliziert. Dieser Kompensationsfaktor ist abhängig von der Auslenkung des Ablenkelements und so gewählt, dass die Helligkeit des Bilds bei der Projektion erhöht wird ohne dabei die gemäß den einschlägigen Sicherheitsbestimmungen maximal zulässige Strahlungsleistung zu überschreiten. Auf diese Weise kann eine farbgetreue Wiedergabe des Bilds auf der Projektionsfläche mit erhöhter Helligkeit erfolgen.

Zwar ermöglicht dieses Verfahren ein erhöhte Helligkeit innerhalb der zulässigen Grenzen, als nachteilig hat sich aber herausgestellt, dass die maximal zulässige Strahlungsleistung tatsächlich nur bei solchen Pixeln der Projektionsfläche ausgenutzt wird, bei welchen alle drei Laserresonatoren die jeweils maximale zulässige Leistung abgeben, d.h. bei weißen Pixeln. Andere Farben werden hingegen mit reduzierter Helligkeit wiedergegeben.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, die Helligkeit des auf die Projektionsfläche projizierten Bilds weiter zu erhöhen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche, wobei mindestens zwei Laserresonatoren Licht verschiedener Wellenlängen emittieren und das emittierte Licht über mindestens ein Ablenkelement auf die Projektionsfläche abgelenkt wird, wobei für jedes Pixel eine Maximalleistung vorgegeben wird und wobei zur Projektion der Bilddaten für ein Pixel der Projektionsfläche folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

  • – in einem ersten Schritt wird anhand der Bilddaten für jeden der Laserresonatoren ein Pixelwert bereitgestellt,
  • – in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt werden die Pixelwerte jeweils mit einem Kompensationsfaktor multipliziert, so dass Strahlungsleistungen der jeweiligen Laserresonatoren erhalten werden,
wobei der Kompensationsfaktor in einem Zwischenschritt zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt in Abhängigkeit von den im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerten und der Maximalleistung des Pixels derart ermittelt wird, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte der Maximalleistung entspricht.

Gelöst wird die Aufgabe ferner durch eine Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche, wobei für jedes Pixel eine Maximalleistung vorgegeben ist, mit mindestens zwei Laserresonatoren zur Emission von Licht verschiedener Wellenlängen, mit mindestens einem Ablenkelement zum Ablenken des von den Laserresonatoren emittierten Lichts auf die Projektionsfläche und mit einer Steuereinheit, welche zur Durchführung folgender Verfahrensschritte konfiguriert ist:

  • – in einem ersten Schritt wird anhand der Bilddaten für jeden der Laserresonatoren ein Pixelwert bereitgestellt,
  • – in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt werden die Pixelwerte jeweils mit einem Kompensationsfaktor multipliziert, so dass Strahlungsleistungen der jeweiligen Laserresonatoren erhalten werden,
wobei der Kompensationsfaktor in einem Zwischenschritt zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt in Abhängigkeit von den im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerten und der Maximalleistung des Pixels derart ermittelt wird, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte der Maximalleistung entspricht.

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem Anspruch 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 8 haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Helligkeit des projizierten Bilds weiter erhöht wird. Der Kompensationsfaktor wird für jedes Pixel individuell in Abhängigkeit von den Pixelwerten der Laserresonatoren und der vorgegebenen Maximalleistung des Pixels derart ermittelt, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der Pixelwerte aller Laserresonatoren der Maximalleistung entspricht. Hierdurch kann auch bei solchen Pixeln, die nicht weiß sondern farbig auf der Projektionsfläche erscheinen sollen, die maximal zulässige Helligkeit erreicht werden. Durch diese Maßnahme wird die Helligkeit des jeweiligen Pixels erhöht, wobei eine Veränderung des Farbraums und eine Reduktion des Kontrasts in Kauf genommen werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Ermittlung des Kompensationsfaktors die Maximalleistung des Pixels durch die Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte, beispielsweise eines ersten, zweiten und dritten Pixelwerts, geteilt. Die Summe der Pixelwerte entspricht der gemäß der Vorgabe der Bilddaten gewünschten gesamten Strahlungsleistung des jeweiligen Pixels. Durch Division der zulässigen Maximalleistung für das jeweilige Pixel kann pixelabhängig der Kompensationsfaktor bestimmt werden.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn genau zwei, drei, vier fünf oder sechs Laserresonatoren Licht verschiedener Wellenlängen emittieren und das emittierte Licht über mindestens ein Ablenkelement auf die Projektionsfläche abgelenkt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Maximalleistung von der Position des jeweiligen Pixels auf der Projektionsfläche abhängig ist, so dass die Kompensation positionsabhängig erfolgen kann.

Vorteilhaft ist es, wenn die Position des Pixels auf der Projektionsfläche anhand der Auslenkung des Ablenkelements ermittelt wird. Das Ablenkelement kann um eine erste Schwenkachse verschwenkt werden, wobei die Auslenkung des Ablenkelements ermittelt wird. Optional kann das Ablenkelement um eine zweite Schwenkachse verschwenkt werden, welche quer, insbesondere senkrecht, zu der ersten Schwenkachse orientiert ist, wobei eine Auslenkung des Ablenkelements in Bezug auf die zweite Schwenkachse ermittelt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden in dem ersten Schritt zur Ermittlung der Pixelwerts die Bilddaten mit einem vorgegebenen Sättigungsfaktor multipliziert und es wird ermittelt, ob die mit dem Sättigungsfaktor multiplizierte Summe der Pixelwerte größer ist als der Maximalwert. Übersteigt die mit dem Sättigungsfaktor multiplizierte Summe der Pixelwerte den für das Pixel festgelegten Maximalwert, so kann dieser durch Multiplikation mit dem Kompensationsfaktor auf den Maximalwert skaliert werden. Ist die mit dem Sättigungsfaktor multiplizierte Summe der Pixelwerte hingegen kleiner oder gleich dem Maximalwert, so können die mit dem Sättigungsfaktor multiplizierten Pixelwerte als Strahlungsleistung des jeweiligen Laserresonators übernommen werden. Die Verwendung des Sättigungsfaktors zur Bereitstellung der Strahlungsleistungen verhindert eine zu starke Aufhellung von dunklen Pixeln, so dass die Helligkeit des jeweiligen Pixels mit geringerem Kontrastverlust erhöht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem Ablenkelement und der Projektionsfläche ermittelt wird und die Maximalleistung in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand zwischen dem Ablenkelement und der Projektionsfläche vorgegeben wird. Die maximal zulässige Strahlungsleistung gemäß den bestehenden Sicherheitsvorgaben für Laserprojektionsvorrichtungen ist oftmals abhängig von dem Abstand von der Projektionsfläche. Durch die Ermittlung des Abstands zwischen dem Ablenkelement und der Projektionsfläche, beispielsweise mittels eines Abstandssensors oder eines Näherungssensors, wird es möglich, die Strahlungsleistung der Laserresonatoren derart einzustellen, dass sie den für den jeweiligen Abstand zur Projektionsfläche zulässigen Wert nicht überschreiten.

Bevorzugt wird die Maximalleistung anhand von Sicherheitsvorgaben einer Norm ermittelt, insbesondere der Norm IEC 60825 Ed.3 für Laser der Klasse 2.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Licht mittels zweier Ablenkelemente auf die Projektionsfläche abgelenkt wird. Auch auf diese Weise ist es möglich, die Projektionsfläche abzutasten.

Die vorstehend in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Erzeugen eines sichtbaren Bilds auf einer Projektionsfläche erläuterten vorteilhaften Merkmale können auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen eines sichtbaren Bilds auf einer Projektionsfläche allein oder in Kombination Anwendung finden.

Bevorzugt sind der erste, zweite und dritte Laserresonator Laserresonatoren eines Halbleiterlasers. Bei dem oder den Ablenkelementen handelt es sich bevorzugt um Mikrospiegel, besonders bevorzugt um als MEMS (microelectromechanical system) ausgebildete Mikrospiegel. Alternativ können das oder die Ablenkelemente als semitransparenter Spiegel, beispielsweise aus Glas, ausgebildet sein.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche in einer schematischen Darstellung.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist einen ersten Laserresonator 2, einen zweiten Laserresonator 3 und einen dritten Laserresonator 4 auf. Die Laserresonatoren 2, 3, 4 können beispielsweise Halbleiterlaser sein. Die Laserresonatoren 2, 3, 4, sind derart ausgestaltet, dass sie sichtbares Licht 8 verschiedener Wellenlängen emittieren. Hierzu emittiert der erste Laserresonator 2 rotes Licht mit der Wellenlänge 640 nm, der zweite Laserresonator 3 grünes Licht mit der Wellenlänge 520 nm und der dritte Laserresonator 4 blaues Licht mit der Wellenlänge 450 nm. Abweichend davon können Laserresonatoren 2, 3, 4 verwendet werden, die andere Wellenlängen emittieren.

Das von den Laserresonatoren 2, 3, 4 emittierte Licht 8 wird mittels eines ersten Ablenkelements 6 und eines zweiten Ablenkelements 7 in Richtung der Projektionsfläche 1 abgelenkt. Das erste Ablenkelement 6 und das zweite Ablenkelement 7 sind als Mikrospiegel ausgestaltet, insbesondere als Mikrospiegel in Form eines MEMS. Das erste Ablenkelement 6 ist um eine erste Schwenkachse schwenkbar und das zweite Ablenkelement 7 ist um eine zweite Schwenkachse schwenkbar, wobei die erste und die zweite Schwenkachse quer, insbesondere senkrecht, zueinander angeordnet sind. Zur Erzeugung eines Bilds auf der Projektionsfläche 1, wird das erste Ablenkelement 6, insbesondere periodisch, um die erste Schwenkachse geschwenkt und das zweite Ablenkelement 7 wird, insbesondere periodisch, um die zweite Schwenkachse geschwenkt, so dass die Projektionsfläche 1 zeilenweise bzw. spaltenweise abgetastet wird.

Das Licht der Laserresonatoren 2, 3, 4 wird gemeinsam über die Ablenkelemente 6, 7 in Richtung der Projektionsfläche 1 abgelenkt und dabei derart gemischt, dass die Farben des RGB-Farbraums erzeugt werden.

Die Steuerung des ersten Ablenkelements 6 und des zweiten Ablenkelements 7 erfolgt über eine mit den Ablenkelementen 6, 7 verbundene Steuereinrichtung 5. Die Steuereinrichtung 5 ist derart konfiguriert, dass sie das zweite Ablenkelement 7 in einer ersten Richtung auslenken kann bis es eine Umlenkstellung erreicht und dann ausgehend von der Umlenkstellung in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung auslenken kann. Durch das Auslenken des zweiten Ablenkelements 7 wird der Laserstrahl 3 auf der Projektionsfläche in horizontaler Richtung geführt. Die Umlenkstellung des Ablenkelements 7 wird dann erreicht, wenn der Laserstrahl 3 den Randbereich der Projektionsfläche 1 abtastet.

Die Steuereinrichtung 5 ist ferner mit dem ersten Laserresonator 2, dem zweiten Laserresonator 3 und dem dritten Laserresonator 4 verbunden, so dass diese Laserresonatoren 2, 3, 4 mittels der Steuereinrichtung 5 gesteuert werden können. Die Steuereinrichtung 5 ist derart konfiguriert, dass dem ersten Laserresonator 2 eine erste Strahlungsleistung, dem zweiten Laserresonator 3 eine zweite Strahlungsleistung und dem dritten Laserresonator 4 eine dritte Strahlungsleistung vorgegeben werden kann. Diese Strahlungsleistungen werden von der Steuereinrichtung 5 anhand von Bilddaten 110 ermittelt, welcher der Steuereinrichtung zugeführt werden.

Um unter Einhaltung der einschlägigen Sicherheitsvorschriften, beispielsweise der Norm IEC 60825 Ed.3 für Laser der Klasse 2 eine möglichst helle Projektion zu ermöglichen, ist die Steuereinheit 5 zu Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert.

Nachfolgend soll anhand der Darstellung in der 2 eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden, wobei der Ablauf zur Darstellung eines Pixels der Projektionsfläche 1 beschrieben wird. Dabei ist eine von der Position des Pixels auf der Projektionsfläche 1 abhängige Maximalleistung 111 vorgegeben, welche die maximal zulässige Strahlungsleistung aller Laserresonatoren 2, 3, 4 in dem jeweiligen Pixel angibt. Diese Maximalleistung 111 ist einerseits abhängig den Sicherheitsvorschriften, beispielsweise der Norm IEC 60825 Ed.3 für Laser der Klasse 2, und andererseits von der Position des Pixels.

Die Position des Pixels wird dabei anhand der Auslenkung eines oder beider Ablenkelemente 6, 7 ermittelt.

In einem ersten Schritt 100 wird anhand der Bilddaten 110 für den ersten Laserresonator 2 ein erster Pixelwert, für den zweiten Laserresonator 3 ein zweiter Pixelwert und für den dritten Laserresonator 4 ein dritter Pixelwert bereitgestellt.

In einem Zwischenschritt 101 zwischen dem ersten Schritt 110 und einem zweiten Schritt 102 wird in Abhängigkeit von dem ersten Pixelwert, dem zweiten Pixelwert, dem dritten Pixelwert und der Maximalleistung 111 des Pixels ein Kompensationsfaktor derart ermittelt, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe des ersten Pixelwerts, des zweiten Pixelwerts und des dritten Pixelwerts der Maximalleistung 111 entspricht. Hierbei wird die Maximalleistung 111 des Pixels durch die Summe des ersten Pixelwerts, des zweiten Pixelwerts und des dritten Pixelwerts geteilt.

In einem auf den Zwischenschritt 101 folgenden zweiten Schritt 102 wird dann der erste Pixelwert mit dem Kompensationsfaktor multipliziert, um die erste Strahlungsleistung des ersten Laserresonators 2 zu erhalten. Ebenso werden der zweite Pixelwert und der dritte Pixelwert mit dem Kompensationsfaktor multipliziert, um die zweite Strahlungsleistung des zweiten Laserresonators 3 und die dritte Strahlungsleistung des dritten Laserresonators 4 zu erhalten.

In einem auf den zweiten Schritt folgenden dritten Schritt 103 emittiert der erste Laserresonator 2 rotes Licht mit der ersten Strahlungsleistung, der zweite Laserresonator 3 emittiert Licht grünes Licht mit der zweiten Strahlungsleistung und der dritte Laserresonator emittiert blaues Licht mit der dritten Strahlungsleistung.

Nach der Wiedergabe eines Pixels werden die vorstehend beschriebenen Vorgänge für das nachfolgende Pixel der Projektionsfläche 1 mit den jeweiligen Bilddaten 110 und der entsprechenden Maximalleistung 111 des nachfolgenden Pixels wiederholt. Zur Adressierung des nachfolgenden Pixels wird eines der Ablenkelemente 6, 7, um einen vorgegebenen Schwenkwinkel weiter ausgelenkt.

Wenn gemäß der Bilddaten 110 auf der Projektionsfläche 1 ein Pixel der Farbe Türkis dargestellt werden soll, ist beispielsweise der erste (rote) Pixelwert null, der zweite (grüne) Pixelwert 31,9 mW und der dritte (blaue) Pixelwert 18,3 mW. Für eine Maximalleistung des Pixels von 100 mW ergibt sich aus dem zuvor beschriebenen Verfahren ein Kompensationsfaktor von 100/(31,9 + 18,3) = 1,99. Für die erste Strahlungsleistung des ersten (roten) Laserresonators 2 ergibt sich ein Wert von 0 mW, für die zweite Strahlungsleistung des zweiten (grünen) Laserresonators 3 ein Wert von 63,5 mW und für die dritte Strahlungsleistung des dritten (blauen) Laserresonators ein Wert von 36,5 mW. Hierdurch wird die Helligkeit des Pixels auf die Maximalleistung 111 angehoben, wobei eine Veränderung des Farbraums herbeigeführt wird.

In der 3 ist ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ebenso wir bei der ersten Ausgestaltung des Verfahrens ist eine von der Position des Pixels auf der Projektionsfläche 1 abhängige Maximalleistung 111 vorgegeben, welche die maximal zulässige Strahlungsleistung aller Laserresonatoren 2, 3, 4 in dem jeweiligen Pixel angibt. Diese Maximalleistung 111 ist einerseits abhängig den Sicherheitsvorschriften, beispielsweise der Norm IEC 60825 Ed.3 für Laser der Klasse 2, und andererseits von der Position des Pixels.

In dem ersten Schritt 100 wird anhand der Bilddaten 110 für den ersten Laserresonator 2 ein erster Pixelwert, für den zweiten Laserresonator 3 ein zweiter Pixelwert und für den dritten Laserresonator 4 ein dritter Pixelwert bereitgestellt, wobei die Bilddaten mit einem vorgegebenen Sättigungsfaktor multipliziert werden. Dieser Sättigungsfaktor ist für alle Pixel der Projektionsfläche 1 identisch. Daraufhin wird eine Abfrage 104 durchgeführt, wobei ermittelt wird, ob die mit dem Sättigungsfaktor 112 multiplizierte Summe des ersten, zweiten und dritten Pixelwerts größer ist als der Maximalwert 111.

Sofern die mit dem Sättigungsfaktor multiplizierte Summe des ersten, zweiten und dritten Pixelwerts größer ist als der Maximalwert 111, wird mit dem zweiten Zwischenschritt 101 fortgefahren, wobei in Abhängigkeit von dem ersten Pixelwert, dem zweiten Pixelwert, dem dritten Pixelwert und der Maximalleistung 111 des Pixels ein Kompensationsfaktor derart ermittelt, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe des ersten Pixelwert, des zweiten Pixelwert und des dritten Pixelwerts der Maximalleistung 111 entspricht. Hierbei wird die Maximalleistung 111 des Pixels durch die Summe des ersten Pixelwerts, des zweiten Pixelwerts und des dritten Pixelwerts geteilt.

In einem auf den Zwischenschritt 101 folgenden zweiten Schritt 102 wird dann der erste Pixelwert mit dem Kompensationsfaktor multipliziert, um die erste Strahlungsleistung des ersten Laserresonators 2 zu erhalten. Ebenso werden der zweite Pixelwert und der dritte Pixelwert mit dem Kompensationsfaktor multipliziert, um die zweite Strahlungsleistung des zweiten Laserresonators 3 und die dritte Strahlungsleistung des dritten Laserresonators 4 zu erhalten.

In einem auf den zweiten Schritt folgenden dritten Schritt 103 emittiert der erste Laserresonator 2 rotes Licht mit der ersten Strahlungsleistung, der zweite Laserresonator 3 emittiert Licht grünes Licht mit der zweiten Strahlungsleistung und der dritte Laserresonator emittiert blaues Licht mit der dritten Strahlungsleistung.

Falls der Vergleich 104 ergibt, dass die mit dem Sättigungsfaktor 112 multiplizierte Summe des ersten, zweiten und dritten Pixelwerts kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so wird als erste Strahlungsleistung der mit dem Sättigungsfaktor 112 multiplizierte erste Pixelwert, als zweite Strahlungsleistung der mit dem Sättigungsfaktor 112 multiplizierte zweite Pixelwert und als dritte Strahlungsleistung der mit dem Sättigungsfaktor multiplizierte dritte Pixelwert übernommen und in dem dritten Schritt 103 über die Laserresonatoren 2, 3, 4 emittiert.

Für einen Sättigungsfaktor 112 von 3 ergibt sich für ein Pixel der Farbe Türkis mit 25% Helligkeit ein erster (roter) Pixelwert von 3·0 mW, ein zweiter (grüner) Pixelwert von 3·7,98 mW = 23, 94 mW und ein dritter (blauer) Pixelwert von 3·4,58 mW = 13,74 mW. Bei einer Maximalleistung 111 für das Pixel von 100 mW ist die Summe des ersten, zweiten und dritten Pixelwert kleiner als die Maximalleistung, so dass die zuvor genannten Werte über die Laserresonatoren ausgegeben werden.

Soll ein Pixel der Farbe Türkis mit 75% Helligkeit ausgegeben werden, ist bei einem Sättigungsfaktor 112 von 3 der erste (rote) Pixelwert null, der zweite (grüne) Pixelwert 112,3 mW und der dritte (blaue) Pixelwert 41,1 mW. Der Vergleich 104 mit der Maximalleistung 111 von 100 mW ergibt, dass die mit dem Sättigungsfaktor 112 multiplizierte Summe des ersten, zweiten und dritten Pixelwerts größer ist als der Maximalwert 111. Für eine Maximalleistung des Pixels von 100 mW ergibt sich dann ein Kompensationsfaktor von 100/(112,3 + 41,1) = 0,65. Für die erste Strahlungsleistung des ersten (roten) Laserresonators 2 ergibt sich ein Wert von 0 mW, für die zweite Strahlungsleistung des zweiten (grünen) Laserresonators 3 ein Wert von 63,5 mW und für die dritte Strahlungsleistung des dritten (blauen) Laserresonators ein Wert von 36,5 mW.

Bei der Vorrichtung 10 zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche 1 wird ferner der Abstand zwischen dem Ablenkelement 7 und der Projektionsfläche 1 ermittelt. Zur Ermittlung dieses Abstands kann beispielsweise ein Abstandssensor oder ein Näherungssensor verwendet werden. In Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand wird Maximalleistung 111 vorgegeben. Insbesondere wird die Maximalleistung 111 reduziert, wenn der ermittelte Abstand einen vorgegebenen Mindestabstand unterschreitet. Durch diese Maßnahmen kann vermieden werden, dass die maximal zulässige Strahlungsleistung bzw. Helligkeit bei einem geringen Abstand überschritten wird. Diese Situation kann beispielsweise dann auftreten, wenn ein Objekt oder eine Person in den Bereich zwischen dem Ablenkelement 7 und der Projektionsfläche 1 gelangt, so dass das von dem Ablenkelement 7 abgelenkte Licht auf das Objekt bzw. die Person fällt.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Projektion von Bilddaten 110 auf eine Projektionsfläche 1 emittieren mindestens zwei Laserresonatoren 2, 3, 4 Licht 8 verschiedener Wellenlängen und das emittierte Licht 8 wird über mindestens ein Ablenkelement 6, 7 auf die Projektionsfläche 1 abgelenkt, wobei für jedes Pixel eine Maximalleistung 111 vorgegeben wird und wobei zur Projektion der Bilddaten 110 für ein Pixel der Projektionsfläche 1 folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

  • – in einem ersten Schritt 100 wird anhand der Bilddaten 110 für jeden der Laserresonatoren 2, 3, 4 ein Pixelwert bereitgestellt,
  • – in einem auf den ersten Schritt 100 folgenden zweiten Schritt 102 werden die Pixelwerte jeweils mit einem Kompensationsfaktor multipliziert, so dass Strahlungsleistungen der jeweiligen Laserresonatoren 2, 3, 4 erhalten werden,
wobei der Kompensationsfaktor in einem Zwischenschritt 101 zwischen dem ersten Schritt 100 und dem zweiten Schritt 102 in Abhängigkeit von den im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerten und der Maximalleistung 111 des Pixels derart ermittelt wird, dass die mit dem Kompensationsfaktor multiplizierte Summe der im ersten Schritt bereitgestellten Pixelwerte der Maximalleistung 111 entspricht.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • US 9300930 B2 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • Norm IEC 60825 Ed.3 [0014]
  • Norm IEC 60825 Ed.3 [0028]
  • Norm IEC 60825 Ed.3 [0029]
  • Norm IEC 60825 Ed.3 [0037]