DE10035040B4

DE10035040B4 - scanning

Info

Publication number: DE10035040B4
Application number: DE2000135040
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dr. Fiess
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2020-07-20
Also published as: DE10035040A1

Abstract

Abtastvorrichtung (200) zum Erzeugen eines Rasterbildes, mit einer Strahlungsquelle (202) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (208), einer Zeilen-Ablenkeinheit (204) zum Führen des Abtaststrahls (208) entlang einer Zeilenrichtung (22), einer Spalten-Ablenkeinheit (204) zum Führen des Abtaststrahls (208) entlang einer quer zur Zeilenrichtung (22) liegenden Spaltenrichtung (30), einer Modulationseinheit (202) zum Modulieren des Abtaststrahls (208) gemäß einem Bildsignal (224) derart, dass auf einer durch den Abtaststrahl (208) abgetasteten Fläche (220) ein Rasterbild (216) mit matrixartig angeordneten Bildelementen verschiedener Darstellungsart erzeugt wird, gekennzeichnet durch eine Teilbild-Ablenkeinheit (206) zum Führen des Abtaststrahls (208, 210) entlang einer Aufreihrichtung, in der mehrere Teilbilder (216, 218) des zum Bildsignal (224) gehörenden Gesamtbildes auf der abgetasteten Fläche (220) aufgereiht werden, wobei die Abtastvorrichtung (200) zur Vermeidung von Speckle-Mustern (50) eingesetzt wird.scanning (200) for generating a raster image with a radiation source (202) for generating a scanning beam (208), a line deflection unit (204) for guiding of the scanning beam (208) along a line direction (22), a Column deflection unit (204) for guiding the scanning beam (208) along a column direction (30) lying transversely to the line direction (22), a modulation unit (202) for modulating the scanning beam (208) according to a Image signal (224) such that on a through the scanning beam (208) scanned area (220) a raster image (216) with matrix-like arranged picture elements different representation is generated, characterized by a field deflection unit (206) for guiding the scanning beam (208, 208); 210) along a line-up direction in which a plurality of partial images (216, 218) of the image associated with the image signal (224) overall image on the scanned area (220), the scanning device (200) being for avoidance of Speckle patterns (50) is used.

Description

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Die Erfindung betrifft eine Abtastvorrichtung zum Erzeugen eines Rasterbildes. Eine Abtastvorrichtung enthält eine Strahlungsquelle zum Erzeugen eines Abtaststrahls, zum Beispiel eines Laserstrahls. Weiterhin enthält die Abtastvorrichtung eine Zeilen-Ablenkeinheit, eine Spalten-Ablenkeinheit sowie eine Modulationseinheit. Die Zeilen-Ablenkeinheit dient zum Führen des Abtaststrahls entlang einer Zeilenrichtung, zum Beispiel entlang einer Horizontalen. Die Spalten-Ablenkeinheit führt den Abtaststrahl entlang einer quer zur Zeilenrichtung liegenden Spaltenrichtung, zum Beispiel entlang einer Vertikalen. Mit Hilfe der Modulationseinheit wird der Abtaststrahl gemäß einem Bildsignal moduliert. Die Modulation erfolgt so, dass auf einer durch den Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein Rasterbild mit matrixartig angeordneten Bildelementen verschiedener Darstellungsart erzeugt wird.The The invention relates to a scanning device for generating a raster image. Includes a scanning device a radiation source for generating a scanning beam, for example a laser beam. Furthermore, the scanning device includes a Line deflection unit, a column deflection unit and a modulation unit. The line deflection unit is used to guide the scanning beam along a row direction, for example along a horizontal line. The Column deflection unit leads the scanning beam along a transverse to the line direction Column direction, for example along a vertical. With help the modulation unit, the scanning beam is modulated according to an image signal. The modulation takes place in such a way that on a through the scanning beam scanned area a raster image with matrix-like arranged picture elements of different Display type is generated.

1 zeigt einen bekannten Laserprojektor 10. Eine Lasereinheit 12 erzeugt einen Laserstrahl 13, der auf die ebenen Flächen eines sich drehenden Polygonspiegels 14 gerichtet ist, zum Beispiel auf die Spiegelfläche 16. Die La sereinheit 12 enthält außerdem eine Modulationseinheit zum Modulieren des Laserstrahls 13, z. B. durch Vorgabe des durch eine Laserdiode fließenden Stromes. Der Polygonspiegel 14 rotiert um eine Drehachse 18 mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit, siehe Drehrichtungspfeil 20. Auf Grund des sich durch die Drehung ändernden Einfallswinkels des Laserstrahls 13 auf die Spiegelflächen wird der Laserstrahl 13 in einer Zeilenrichtung, siehe Pfeil 22, zu einem Galvanometerspiegel 24 hin abgelenkt. Durch die Bewegung einer Spiegelfläche, zum Beispiel 16, am Laserstrahl 13 vorbei wird eine Abtastzeile erzeugt. 1 shows a known laser projector 10 , A laser unit 12 generates a laser beam 13 which is on the flat surfaces of a rotating polygon mirror 14 is directed, for example, on the mirror surface 16 , The La sereinheit 12 Also includes a modulation unit for modulating the laser beam 13 , z. B. by specifying the current flowing through a laser diode current. The polygon mirror 14 rotates about a rotation axis 18 with constant rotation speed, see direction of rotation arrow 20 , Due to the rotation angle of the laser beam changing 13 on the mirror surfaces is the laser beam 13 in a row direction, see arrow 22 , to a galvanometer mirror 24 distracted. By moving a mirror surface, for example 16, on the laser beam 13 past a scan line is generated.

Der Galvanometerspiegel 24 ist eben und um eine Drehachse 26 drehbar gelagert. Durch eine nicht dargestellte Antriebseinheit führt der Galvanometerspiegel 24 eine Schwenkbewegung zwischen zwei vorgegebenen Winkelstellungen aus, siehe Pfeil 28. Die Stellung des Galvanometerspiegels 24 ändert sich beim Abtasten einer Zeile nur unwesentlich. Durch die Schwenkbewegung des Galvanometerspiegels 24 wird der vom Polygonspiegel 14 kommende Laserstrahl jedoch entlang einer Spaltenrichtung abgelenkt, siehe Pfeil 30.The galvanometer mirror 24 is flat and about a rotation axis 26 rotatably mounted. By a drive unit, not shown, leads the galvanometer mirror 24 a pivoting movement between two predetermined angular positions, see arrow 28 , The position of the galvanometer mirror 24 changes only insignificantly when scanning a line. Due to the pivoting movement of the galvanometer mirror 24 becomes the one from the polygon mirror 14 However, incoming laser beam deflected along a column direction, see arrow 30 ,

Somit arbeitet der Polygonspiegel 14 als Zeilen-Ablenkeinheit. Der Galvanometerspiegel 24 arbeitet als Spalten-Ablenkeinheit.Thus, the polygon mirror works 14 as a line deflection unit. The galvanometer mirror 24 works as a column deflector.

Der vom Galvanometerspiegel 24 reflektierte Laserstrahl trifft auf eine Streuscheibe 32 und erzeugt dort abhängig von der Modulation des Laserstrahls 13 an Rasterbild 34, das aus matrixförmig angeordneten Bildelementen besteht.The from the galvanometer mirror 24 reflected laser beam hits a lens 32 and generates there depending on the modulation of the laser beam 13 to raster image 34 , which consists of matrix-shaped pixels.

Nachteilig an dem bekannten Laserprojektor 10 ist, dass aufgrund von Interferenz-Erscheinungen bei der Darstellung des Rasterbildes 34 sogenannte Speckle-Muster auftreten.A disadvantage of the known laser projector 10 is that due to interference phenomena in the representation of the raster image 34 so-called speckle patterns occur.

Die zum Entstehen des Speckle-Musters führenden physikalischen Zusammenhänge sind beispielsweise in dem Buch „Optik, Laser, Wellenleiter" von Matt Young, Springer, 1997, Seiten 141–143 erläutert.The leading to the emergence of the speckle pattern leading physical relationships For example, in the book "Optik, Lasers, waveguides "from Matt Young, Springer, 1997, pages 141-143.

Zur Vermeidung des Speckle-Musters wurde beispielsweise in dem U.S.-Patent Nr. US 5 272 473 A vorgeschlagen, den Laserstrahl zunächst aufzuweiten. Anschließend wird der Laserstrahl auf ein Mikrospiegelarray gelenkt, das aus dem aufgeweiteten Laserstrahl mehrere Einzelstrahlen erzeugt, die mit unterschiedlichen Laufzeiten und unter unterschiedli chen Winkeln auf den Projektionsschirm auftreffen. Diese Maßnahmen sind sichtbar aufwendig.To avoid the speckle pattern, for example, US Pat. US 5 272 473 A proposed to first expand the laser beam. Subsequently, the laser beam is directed onto a micromirror array, which generates from the expanded laser beam a plurality of individual beams which impinge on the projection screen with different transit times and at different angles. These measures are visibly complex.

Aus dem U.S.-Patent Nr US 5 828 424 A ist ein Laserprojektor bekannt, bei dem das Speckle-Muster auf Grund einer sehr kurzen Impulsansteuerung bei der Modulation abgeschwächt wird. Dieses Vorgehen erfordert jedoch eine Laserlichtquelle sehr hoher Leistung.From US Pat US 5 828 424 A a laser projector is known in which the speckle pattern is attenuated due to a very short pulse drive in the modulation. However, this approach requires a very high power laser light source.

Aus der DE 197 268 60 C1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Darstellung eines Videobildes bekannt, bei der von verschiedenen Lichterzeugungseinheiten zwei Lichtbündel erzeugt werden, die durch eine geeignete Zeilen- und Spalten-Ablenkungseinheit auf verschiedene Teilbilder eines Bildes abgebildet werden.From the DE 197 268 60 C1 For example, a method and a device for displaying a video image are known in which two light bundles are generated by different light-generating units, which are imaged by a suitable line and column deflection unit onto different sub-images of an image.

Aus der DE 41 23 511 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zu rechnergesteuerten Belichtung von photoempfindlichen Materialien bekannt. Mit Hilfe eines Modulators wird über eine schrittweise verstellbare Ablenkeinrichtung jeweils ein Teilbild der Belichtungsvorlage auf die lichtempfindliche Oberfläche projiziert und alle Lichtpunkte des Teilbildes gleichzeitig belichtet. Ein Hinweis auf eine Vermeidung von Speckle-Mustern wird nicht gegeben.From the DE 41 23 511 A1 For example, a method and arrangement for computer-controlled exposure of photosensitive materials is known. By means of a modulator, a partial image of the exposure original is projected onto the light-sensitive surface via a step-variable deflection device and all light points of the partial image are simultaneously exposed. There is no indication of avoidance of speckle patterns.

Die Anzahl der mit bekannten Abtastvorrichtungen darstellbaren Bildpunkte ist außerdem eingeschränkt. Dies führt unter anderem dazu, dass die projizierte Bildgröße bei noch vertretbarer Auflösung beschränkt ist. Die Auflösung bezeichnet in diesem Zusammenhang die Anzahl der Bildelemente pro Bezugsstrecke, zum Beispiel pro Inch (24,5 mm), in Zeilenrichtung bzw. in Spaltenrichtung.The Number of pixels that can be displayed with known scanning devices is also limited. this leads to among other things, that the projected image size is limited at still acceptable resolution. The resolution in this context denotes the number of picture elements per Reference line, for example per inch (24.5 mm), in the row direction or in the column direction.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Problematik, einfach aufgebaute Abtastvorrichtungen anzugeben, die im Vergleich zu den bekannten Abtastvorrichtungen verbesserte Leistungsmerkmale haben. Insbesondere soll in den mit diesen Abtastvorrichtungen projizierbaren Rasterbildern kein Speckle-Muster auftreten. Außerdem soll eine Verwendung der Abtastvorrichtungen und ein zugehöriges Abtastverfahren angegeben werden.It is the problem underlying the invention, simple design Specify scanning devices compared to the known scanning devices have improved performance features. In particular, in the with no speckle pattern for these raster images that can be projected occur. Furthermore is a use of the scanning and an associated sampling be specified.

Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Abtastvorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The Invention solves This problem by a scanning device according to claim 1. Further developments are in the subclaims specified.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass beim Verwenden nur einer Strahlungsquelle und einer Zeilen-Spalten-Abtasteinheit mit vertretbarem technischen Aufwand nur eine beschränkte Anzahl von Bildelementen pro Rasterbild dargestellt werden kann. Derzeit sind beispielsweise 1000 mal 1000 Bildelemente mit einer solchen Abtastvorrichtung darstellbar. Weiterhin geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß bei Abtastvorrichtungen, bei der der Laserstrahl eine Oberfläche direkt beschreibt und dort ein reelles Bild erzeugt, keine den Strahlungsgang des Laserstrahls beeinflussende optische Elemente zusätzlich zur Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit eingesetzt werden müssen. Damit gibt es aber auch keine störenden Randverzerrungen bei der Darstellung eines Rasterbildes, wie sie bei der Verwendung von Linsensystemen auftreten.The Invention is based on the recognition that when using only one Radiation source and a row-column scanner with reasonable technical Expense only a limited Number of pixels per raster image can be displayed. Currently, for example, 1000 times 1000 pixels with a such scanner can be displayed. Furthermore, the invention goes from the knowledge that at Scanning devices in which the laser beam a surface directly describes and generates a real image there, not the radiation path the laser beam influencing optical elements in addition to Row-column deflection unit inserted Need to become. But there are no annoying ones Edge distortions in the representation of a raster image, as they occur when using lens systems.

Deshalb wird bei der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung das Gesamtbild in mehrere Teilbilder zerlegt, die ohne zusätzliche Maßnahmen verzerrungsfrei nebeneinander projiziert werden. Bei verschiedenen Aspekten der Erfindung werden die Teilbilder durch den Einsatz unterschiedlicher technischer Maßnahmen erzeugt.Therefore is in the scanning device according to the invention the whole picture is divided into several partial pictures, which without additional activities be projected next to each other without distortion. At different Aspects of the invention, the sub-images through the use of different technical measures generated.

Bei einer Abtastvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung enthält die Abtastvorrichtung zusätzlich zu den eingangs genannten Einheiten mindestens eine weitere Strahlungsquelle zum Erzeugen eines weiteren Abtaststrahls sowie eine weitere Modulationseinheit zum Modulieren des weiteren Abtaststrahls. Der weitere Abtaststrahl wird in einem anderen Winkel als der eingangs erwähnte Abtaststrahl auf die Zeilen und/oder Spalten-Ablenkeinheit gerichtet. Die weitere Modulationseinheit moduliert den weiteren Abtaststrahl gemäß dem Bildsignal derart, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Rasterbild erzeugt wird. Beide Rasterbilder bzw. alle Rasterbilder sind Teilbilder eines zum Bildsignal gehörenden Gesamtbildes.at a scanning device according to a first Aspect of the invention contains the scanning device in addition to the units mentioned at least one further radiation source for Generating a further scanning beam and a further modulation unit for modulating the further scanning beam. The further scanning beam is at a different angle than the above-mentioned scanning directed to the row and / or column deflector. The others Modulation unit modulates the further scanning beam according to the image signal such that on the scanned by the further scanning beam area another raster image is generated. Both raster images or all Raster images are partial images of an image belonging to the overall picture.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass zwar eine weitere Strahlungsquelle und eine weitere Modulationseinheit verwendet werden müssen, dass andererseits jedoch die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit mehrfach genutzt werden kann. Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit dient nämlich zum Ablenken zweier Abtaststrahlen, die jeweils ein eigenes Teilbild erzeugen. Die Teilbilder sind auf der abgetasteten Fläche beispielsweise nebeneinander oder untereinander angeordnet. Beide Abtaststrahlen werden gleichzeitig oder mit zeitlichem Versatz zueinander moduliert. Bei einer Alternative wird nur eine Modulationseinheit zum Modulieren beider Abtaststrahlen eingesetzt. Eine Umschalteinheit dient zum Wechsel von der Modulation des einen Abtaststrahls zur Modulation des anderen Abtaststrahls.By This measure is achieved that, although another radiation source and a however, another modulation unit must be used the row-column deflector multiple times can be used. Namely, the row-column deflecting unit serves for Distracting two scanning beams, each with its own field produce. The partial images are on the scanned surface, for example arranged side by side or one below the other. Both scanning beams are modulated simultaneously or with temporal offset. In one alternative, only one modulation unit is to be modulated used both scanning. A switching unit is used for Change from the modulation of the one scanning beam to the modulation of the other scanning beam.

Bei einer Abtastvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt enthält die Abtastvorrichtung zusätzlich zu den eingangs genannten Einheiten mindestens eine weitere Strahlungsquelle, eine weitere Zeilen-Ablenkeinheit, eine weitere Spalten- Ablenkeinheit sowie eine weitere Modulationseinheit. Die weitere Strahlungsquelle erzeugt einen weiteren Abtaststrahl. Der weitere Abtaststrahl wird durch die weitere Zeilen-Ablenkeinheit entlang einer weiteren Zeilenrichtung geführt, die beispielsweise parallel zur eingangs genannten Zeilenrichtung liegt oder mit dieser Zeilenrichtung übereinstimmt. Die weitere Spalten-Ablenkeinheit führt den weiteren Abtaststrahl entlang einer quer zur weiteren Zeilenrichtung liegenden weiteren Spaltenrichtung. Die weitere Spaltenrichtung liegt beispielsweise parallel zur eingangs genannten Spaltenrichtung oder stimmt mit dieser Spaltenrichtung überein. Die weitere Modulationseinheit moduliert den weiteren Abtaststrahl gemäß dem Bildsignal derart, dass auf der durch den weiteren Abtaststrahl abgetasteten Fläche ein weiteres Rasterbild erzeugt wird. Das Rasterbild ist ein Teilbild eines zum Bildsignal gehörenden Bildes. Bei der Abtastvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt arbeiten demzufolge zwei herkömmliche Abtastvorrichtungen zur Erzeugung von Teilbildern eines Gesamtbildes zusammen. Das Bildsignal wird durch eine Ansteuervorrichtung so aufbereitet, dass jede Modulationseinheit mit einem Bildsignal angesteuert wird, das die Bildinformationen des durch diese Modulationseinheit zu modulierenden Teilbildes enthält. Es muss darauf geachtet werden, dass die Teilsysteme so zueinander ausgerichtet sind, dass die Teilbilder im Gesamtbild „nahtlos" nebeneinander angeordnet werden. Eine Synchronisation zwischen den Teilsystemen wird dann eingesetzt, wenn durch die Synchronisation sichtbare Verbesserungen der Bildqualität erzielbar sind.at a scanning device according to a second Aspect contains the scanning device in addition at least one further radiation source for the units mentioned at the outset, another row deflection unit, another column deflection unit as well another modulation unit. The further radiation source generates another scanning beam. The further scanning beam is through the further line deflection unit along another line direction guided, for example, parallel to the above-mentioned row direction is or coincides with this row direction. The further column deflection unit leads the another scanning beam along a transverse to the other line direction lying further column direction. The further column direction is for example parallel to the column direction mentioned above or matches this column direction. The further modulation unit modulates the further scanning beam according to the image signal such that on the scanned by the further scanning beam area another raster image is generated. The raster image is a partial image a belonging to the image signal Image. Working in the scanning device according to the second aspect consequently two conventional ones Scanning devices for generating partial images of an overall image together. The image signal is so by a driving device prepared that each modulation unit is driven by a picture signal which is the picture information of the through this modulation unit contains to be modulated field. Care must be taken that the subsystems are aligned with each other are that the partial images in the overall picture "seamlessly" arranged side by side between the subsystems is used when visible by the synchronization Improvements in image quality can be achieved.

Die Bildelemente beider Rasterbilder werden bei einer Weiterbildung gleichzeitig abgetastet. Dies erfordert eine Zwischenspeicherung eines Gesamtbildes, wie sie beispielsweise aus der digitalen Fernsehtechnik bekannt ist. Alternativ können die Teilbilder jedoch auch hintereinander erzeugt werden, wobei zunächst die Bildelemente des einen Bildes und dann die Bildelemente des anderen Bildes dargestellt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, ohne Zwischenspeicherung des Gesamtbildes das Teilbild aus untereinander liegenden Teilbildern zusammenzufügen; falls im Bildsignal zuerst die Bildinformation für Bildelemente in oberen Zeilen und danach für die Bildelemente in unteren Zeilen übertragen werden. Außerdem läßt sich eine Modulationseinheit zum Modulieren beider Abtaststrahlen verwenden, wenn die Teilbilder zeitlich nacheinander erzeugt werden.The picture elements of both raster images are scanned simultaneously in a further development. This requires a buffering of an overall picture, as is known, for example, from digital television technology. Alternatively, the Teilbil however, they are also generated one behind the other, wherein first the picture elements of one picture and then the picture elements of the other picture are displayed. This opens up the possibility of merging the partial image from sub-images lying one below the other without buffering the overall image; if in the image signal first the image information for picture elements in upper lines and then for the picture elements in lower lines are transmitted. In addition, a modulation unit for modulating both scanning beams can be used when the fields are successively generated.

Eine Abtastvorrichtung gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung enthält zusätzlich zu den eingangs genannten Einheiten eine Teilbild-Ablenkeinheit zum Führen des eingangs erwähnten Abtaststrahls entlang einer Aufreihrichtung. In der Aufreihrichtung sind mehrere Teilbilder des zum Bildsignal gehörenden Bildes auf der abgetasteten Fläche aufgereiht.A Scanning device according to a Third aspect of the invention includes in addition to the aforementioned Units a field deflection unit for guiding the above-mentioned scanning beam along a line-up direction. There are several in the stratification direction Subpictures of the image signal belonging to the image on the scanned area lined up.

Bei der Abtastvorrichtung gemäß dritten Aspekt wird ein Abtaststrahl demzufolge dreimal abgelenkt – an der Zeilen-Ablenkeinheit, an der Spalten-Ablenkeinheit und an der Teilbild-Ablenkeinheit. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass im Vergleich zu bekannten Abtastvorrichtungen trotz der Verwendung von Teilbildern nur eine zusätzliche Einheit, nämlich die Teilbild-Ablenkeinheit erforderlich ist. Die Teilbild-Ablenkeinheit schaltet zwischen den verschiedenen Teilbildern beispielsweise nach der Darstellung eines ganzen Teilbildes um.at the scanning device according to the third Aspect is therefore deflected a scanning beam three times - at the Line deflection unit, at the column deflector and at the field deflector. By This measure is achieved that in comparison to known scanning devices despite the use of partial images only an additional Unit, namely the field deflection unit is required. The sub-picture deflection unit switches between the different fields, for example the representation of a whole field around.

Bei einer Weiterbildung der Abtastvorrichtung gemäß dritten Aspekt wird eine weitere Teilbild-Ablenkeinheit eingesetzt, die den Abtaststrahl entlang einer quer zur Aufreihrichtung liegenden weiteren Aufreihrichtung führt, in der ebenfalls mehrere Teilbilder des zum Bildsignal gehörenden Bildes aufgereiht werden. Die Teilbilder lassen sich beim Einsatz zweier Teilbild-Ablenkeinheiten gemäß einer zweidimensionalen Matrix anordnen. Die Anzahl der Bildelemente in Zeilenrichtung und die Anzahl der Bildelemente in Spaltenrichtung lässt sich so mit einem vertretbaren technischen Aufwand wesentlich erhöhen. Ohne weiteres sind derzeit vier Teilbilder mit jeweils 1000 mal 1000 Bildelementen erzeugbar. Dies ermöglicht die Darstellung eines Gesamtbildes mit 2000 mal 2000 Bildelementen in Zeilenrichtung bzw. Spaltenrichtung.at a development of the scanning device according to the third aspect is a Another field deflection unit is used, along the scanning beam a lying transverse to the direction of further Aufreihrichtung leads, in the also several fields of the picture signal associated image be lined up. The partial images can be used when two Partial image deflection units according to a two-dimensional Arrange matrix. The number of picture elements in the row direction and the number of picture elements in the column direction can be so with an acceptable significantly increase technical effort. Without further ado are currently Four partial images each with 1000 by 1000 pixels can be generated. this makes possible the representation of an overall picture with 2000 by 2000 picture elements in the row direction or column direction.

Bei Weiterbildungen werden Abtastvorrichtungen gemäß verschiedener Aspekte der Erfindung in einer Abtastvorrichtung kombiniert. Durch die Kombination lassen sich Gesamtbilder mit noch mehr Bildelementen darstellen, weil die Nachteile des einen Aspekts durch die Vorteile eines anderen Aspekts ausgeglichen werden können. Die bei der Anwendung eines Aspekts durch den vertretbaren technischen Aufwand gesetzte Grenze lässt sich durch die Kombination weiter zu mehr Bildelementen hin verschieben.at Further developments are scanning devices according to various aspects of the Invention combined in a scanning device. By the combination can be whole pictures with even more picture elements, because the disadvantages of one aspect are due to the benefits of another Aspect can be compensated. In the application of an aspect by the justifiable technical Effort set limit move through the combination further to more pixels out.

Bei einer nächsten Weiterbildung gehört das Bildsignal zu einem Bild, das durch eine einzige Aufnahmeeinheit erzeugt worden ist. Alternativ ist das Format des Bildes standardisiert. Bei einer nächsten Alternative wird das Bildsignal zuvor gemäß einem standardisierten Übertragungsverfahren übertragen. Die angegebenen Kriterien dienen zur Festlegung eines Gesamtbildes. Ein Gesamtbild enthält in der Regel mehrere Bereiche, die durch fließende Übergänge miteinander verbunden sind.at one next Continuing education belongs the image signal to an image by a single recording unit has been generated. Alternatively, the format of the image is standardized. At a next alternative the image signal is previously transmitted according to a standardized transmission method. The specified criteria are used to define an overall picture. An overall picture contains usually several areas that are connected by flowing transitions.

Die Erfindung betrifft Abtastvorrichtungen zur Vermeidung von Speckle-Mustern. Die Erfindung geht von den in 3 dargestellten Zusammenhängen aus. Das Auflösungsvermögen des Auges 60 eines Betrachters beträgt etwa 1 Winkelminute. Zwei Bildpunkte 62 und 64 werden also noch getrennt voneinander wahrgenommen, wenn sie für das Auge 60 unter einem Winkel 66 erscheinen, der etwa 1 Winkelminute beträgt. Mit dem Laserprojektor könnte nun eine so hohe Anzahl von Bildpunkten 62, 64 innerhalb eines bestimmten Bildbereichs geschrieben werden, dass der Abstand s der Bildpunkte deutlich unter der Auflösungsgrenze des Auges liegt. In diesem Fall würden keine Speckle-Muster durch das Auge 60 aufgelöst werden können. Die in 2 dargestellte Fläche des Pfeils 50 würde homogen ausgeleuchtet erscheinen.The invention relates to scanning devices for avoiding speckle patterns. The invention proceeds from the in 3 portrayed relationships. The resolution of the eye 60 an observer is about 1 minute angle. Two pixels 62 and 64 are therefore still perceived separately from each other, if they are for the eye 60 at an angle 66 appear, which is about 1 angle minute. The laser projector could now have such a high number of pixels 62 . 64 be written within a certain image area that the distance s of the pixels is well below the resolution limit of the eye. In this case, no speckle patterns would be through the eye 60 can be resolved. In the 2 illustrated area of the arrow 50 would appear homogeneously illuminated.

Für einen Betrachtungsabstand d zwischen Auge 60 und Bildpunkten 62, 64 von beispielsweise 4 m ergibt sich bei einer Winkelminute der Abstand s von zwei noch auflösbaren Bildpunkten zu 1,2 mm, weil gilt: s = d × 1' (1) 1' = 2, 909 × 10–4rad (2)wobei s und d der in 3 dargestellte Abstand s bzw. der Betrachtungsabstand d sind. 1' bezeichnet eine Winkelminute.For a viewing distance d between eye 60 and pixels 62 . 64 For example, 4 m results in an angle minute, the distance s of two still resolvable pixels to 1.2 mm, because: s = d × 1 '(1) 1 '= 2, 909 × 10 -4 wheel (2) where s and d are the in 3 shown distance s and the viewing distance d are. 1 'denotes an angular minute.

Um bei diesem Beispiel deutlich unter der Auflösungsgrenze des Auges zu liegen, müsste zum Beispiel ein Bildpunktabstand von 0,5 mm geschrieben werden. Soll ein Bild mit einer Größe von 1 m mal 1 m erzeugt werden, das üblicherweise aus einem Mindestabstand von 4 m betrachtet wird, so müssten 2000 Bildelemente je Zeile und 2000 Zeilen geschrieben werden, um keine Speckle-Muster zu sehen. Eine so große Menge von Bildelementen lässt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen und deren Weiterbildungen mit vertretbarem technischen Aufwand darstellen. Deshalb sind die erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen und ihre Weiterbildungen insbesondere zur Vermeidung von Speckle-Mustern geeignet.In this example, to be well below the resolution limit of the eye, a pixel spacing of 0.5 mm would have to be written. If an image with a size of 1 m by 1 m is to be generated, which is usually considered from a minimum distance of 4 m, then 2000 picture elements per line and 2000 lines would have to be written in order not to see speckle patterns. Such a large amount of picture elements can be represented with the help of the scanning devices according to the invention and their developments with reasonable technical effort. Therefore, the scanning devices according to the invention and their Wei formations particularly suitable for avoiding speckle patterns.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtungen und ihrer Weiterbildungen müssen auch bei sehr vielen Bildelementen pro Gesamtbild die Bauteile nur mit technisch im Rahmen liegenden Frequenzen angesteuert werden. Mechanische Bauteile lassen sich beispielsweise aufgrund ihrer Trägheit nur mit relativ geringen Frequenzen hin und her bewegen, bzw. bei vorgegebenen Frequenzen nicht beliebig groß gestalten.By the use of the scanning devices according to the invention and their further education even with very many picture elements per overall picture the components only be controlled with technically in the range of frequencies. Mechanical components can be, for example, due to their inertia only with relatively low frequencies to move back and forth, or at given Do not make frequencies arbitrarily large.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:in the Below, embodiments are based on of the accompanying drawings. Show:

1 einen bekannten Laserprojektor in schematischer Darstellung, (2 gestrichen) 1 a known laser projector in a schematic representation, ( 2 painted)

3 Bildpunkte, mit deren Hilfe die Beziehung für das Auslösungsvermögen des menschlichen Auges erläutert wird, 3 Pixels that explain the relationship for the ability of the human eye to trigger,

4 einen Laserprojektor mit zwei Lasterstrahlquellen und zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinrichtungen, 4 a laser projector with two load beam sources and two row-column deflectors,

5 einen Laserprojektor mit zwei Laserstrahlquellen und einer Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit, und 5 a laser projector with two laser beam sources and a row-column deflection unit, and

6 einen Laserprojektor mit einer Laserstrahlquelle und drei Ablenkeinheiten. 6 a laser projector with a laser beam source and three deflection units.

4 zeigt einen Laserprojektor 100 mit zwei Laserstrahlquellen 102 und 104 und zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten 106 und 108. Die Laserstrahlquelle 102 bzw. 104 entspricht in ihrem Aufbau einer bekannten Laserstrahlquelle, zum Beispiel der Lasereinheit 12, siehe 1. Die Laserstrahlquelle 102 bzw. 104 enthält auch eine Modulationseinheit zum Modulieren eines abgestrahlten Laserstrahls 110 bzw. 112, der auf die Zeilen-Spalten-Ablenkheit 106 bzw. 108 gerichtet ist. 4 shows a laser projector 100 with two laser sources 102 and 104 and two row-column deflectors 106 and 108 , The laser beam source 102 respectively. 104 In its construction corresponds to a known laser beam source, for example the laser unit 12 , please refer 1 , The laser beam source 102 respectively. 104 Also includes a modulation unit for modulating a radiated laser beam 110 respectively. 112 that's on the row column distraction 106 respectively. 108 is directed.

Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 bzw. 108 hat den Aufbau einer bekannten Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit, zum Beispiel den Aufbau der in 1 dargestellten Ablenkeinheit. So enthält die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 einen rotierenden Polygonspiegel und einen schwenkbaren Galvanometerspiegel. Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 108 enthält ebenfalls einen eigenen rotierenden Polygonspiegel und einen eigenen schwenkbaren Galvanometerspiegel. Aus der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 bzw. 108 tritt ein abgelenkter Laserstrahl 114 bzw. 116 aus. Der Laserstrahl 114 schreibt auf eine Projektionsfläche, zum Beispiel auf eine tapezierte Wand 118, ein erstes Teilbild 120, das matrixförmig angeordnete Bildelemente enthält. Im Teilbild 120 werden Bildinhalte der oberen Hälfte eines Gesamtbildes dargestellt, das mit Hilfe eines Bildsignals 122 übertragen wird.The row-column deflector 106 respectively. 108 has the structure of a known row-column deflection unit, for example, the structure of in 1 shown deflection unit. So contains the row-column deflector 106 a rotating polygon mirror and a pivoting galvanometer mirror. The row-column deflector 108 Also includes its own rotating polygon mirror and its own pivoting galvanometer mirror. From the row-column deflector 106 respectively. 108 occurs a deflected laser beam 114 respectively. 116 out. The laser beam 114 writes on a projection screen, for example on a wallpapered wall 118 , a first partial picture 120 containing matrixed pixels. In the drawing file 120 Image contents of the upper half of an overall image are displayed using an image signal 122 is transmitted.

Der abgelenkte Laserstrahl 116 schreibt unmittelbar unter das erste Teilbild 120 auf der tapezierten Wand 118 ein zweites Teilbild 124. Das Teilbild 124 gibt den unteren Teil des Gesamtbildes wieder und enthält ebenfalls matrixförmig angeordnete Bildelemente.The deflected laser beam 116 writes directly under the first drawing 120 on the wallpapered wall 118 a second partial picture 124 , The drawing file 124 returns the lower part of the overall picture and also contains matrix-like arranged picture elements.

Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten 106 und 108 sind so zueinander positioniert, dass die Grenze zwischen den Teilbildern 120 und 124 durch einen Betrachter 126 nicht wahrgenommen werden können.The row-column deflectors 106 and 108 are positioned to each other so that the boundary between the sub-images 120 and 124 by a viewer 126 can not be perceived.

Das Bildsignal 122 wird mit Hilfe einer Steuerschaltung 128 bearbeitet. Dabei wird für das Teilbild 120 ein Modulationssignal 130 erzeugt, das zum Ansteuern der Modulatoreinheit in der Laserstrahlquelle 102 genutzt wird. Zur Erzeugung des Teilbildes 124 wird in der Steuerschaltung 128 ein Modulationssignal 132 erzeugt, mit dessen Hilfe die Modulationseinheit in der Laserstrahlquelle 104 angesteuert wird.The image signal 122 is using a control circuit 128 processed. This is for the field 120 a modulation signal 130 generated for driving the modulator unit in the laser beam source 102 is being used. For generating the partial image 124 is in the control circuit 128 a modulation signal 132 generated by means of which the modulation unit in the laser beam source 104 is controlled.

Die Steuerschaltung 128 erzeugt außerdem ein Synchronsignal 134 bzw. ein Synchronisationssignal 136 zum Synchronisieren der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 106 bzw. 108. Die Steuerschaltung 128 lässt sich ohne Verwendung eines Mikroprozessors oder unter Verwendung eines Mikroprozessors realisieren. Bei einer Gesamtbild-Wiederholfrequenz von 50 Hz beträgt auch die Bildwiederholfrequenz des Teilbildes 120 bzw. des Teilbildes 124 50 Hz. Die Steuerschaltung 128 steuert den Laserprojektor 100 so, dass die Teilbilder 120 und 124 gleichzeitig geschrieben werden. Beispielsweise werden die Laserstrahlen 114 und 116 synchron zueinander geführt. Das bedeutet, dass die Laserstrahlen 114 und 116 gleichzeitig Matrixelemente mit der gleichen Matrixposition im Teilbild 120 bzw. 124 abtasten, zum Beispiel beginnend mit dem Matrixelement 0,0 in der linken oberen Ecke eines Teilbildes. Die Steuerschaltung 128 speichert in einer nicht dargestellten Speichereinheit zunächst die Bildinformation des Teilbildes 120. Mit dem Empfangen der ersten Bildinformation für ein Bildelement des Teilbildes 124 wird dann mit dem gleichzeitigen Schreiben der beiden Teilbilder 120 und 124 begonnen.The control circuit 128 also generates a sync signal 134 or a synchronization signal 136 for synchronizing the row-column deflection unit 106 respectively. 108 , The control circuit 128 can be realized without using a microprocessor or using a microprocessor. At a total frame refresh rate of 50 Hz, the refresh rate of the field is also 120 or of the partial image 124 50 Hz. The control circuit 128 controls the laser projector 100 so that the drawing files 120 and 124 be written at the same time. For example, the laser beams become 114 and 116 synchronized with each other. That means the laser beams 114 and 116 simultaneously matrix elements with the same matrix position in the partial image 120 respectively. 124 For example, starting with the matrix element 0.0 in the upper left corner of a partial image. The control circuit 128 stores in a storage unit, not shown, first the image information of the sub-picture 120 , With receiving the first image information for a picture element of the sub-picture 124 is then with the simultaneous writing of the two fields 120 and 124 began.

Bei einer anderen Ausgestaltung wird ein Gesamtbild in der Steuerschaltung 128 vor dem Ansteuern der Laserstrahlquellen 102, 104 und der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten 106, 108 zum Schreiben dieses Bildes gespeichert.In another embodiment, an overall image in the control circuit 128 before driving the laser beam sources 102 . 104 and the row-column deflectors 106 . 108 saved for writing this image.

Der Laserprojektor 100 wird unter anderem eingesetzt, um beim Betrachter 126 die Wahrnehmung von Speckle-Mustern zu verhindern. Dies lässt sich dann erreichen, wenn der Abstand A zwischen tapezierter Wand 118 und Betrachter 126 den oben erläuterten Beziehungen genügt.The laser projector 100 is used among other things to the viewer 126 to prevent the perception of speckle patterns. This can be achieved when the distance A between papered wall 118 and viewer 126 satisfies the relationships described above.

Wird der Laserprojektor 100 mit kleinerem Abstand zwischen tapezierter Wand 118 und Betrachter eingesetzt, so ist für den Betrachter 126 zwar ein Speckle-Muster wahrnehmbar, jedoch lassen sich auf der tapezierten Wand 118 wesentlich mehr Bildelemente darstellen als mit bisher eingesetzten Laserprojektoren, zum Beispiel als mit dem Laserprojektor 10, siehe 1.Will the laser projector 100 with smaller distance between papered wall 118 and viewer is so used to the viewer 126 Although a speckle pattern perceptible, however, can be seen on the wallpapered wall 118 represent much more picture elements than with previously used laser projectors, for example as with the laser projector 10 , please refer 1 ,

5 zeigt einen Laserprojektor 150 mit zwei Laserstrahlquellen 152 und 154 und mit einer Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 156. Die Laserstrahlquelle 152 enthält beispielsweise einen Halbleiterlaser, der rotes Laserlicht eines Laserstrahls 158 erzeugt. Die Laserstrahlquelle 154 hat denselben Aufbau wie die Laserstrahlquelle 152 und erzeugt ebenfalls rotes Licht, das in einem Laserstrahl 160 abgestrahlt wird. Die Laserstrahlen 158 und 160 werden beide auf die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 156 gerichtet, deren Aufbau dem Aufbau einer bekannten Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit bis auf die geeignet zu wählenden Abmessungen entspricht, zum Beispiel dem Aufbau der in 1 gezeigten Ablenkeinheit. 5 shows a laser projector 150 with two laser sources 152 and 154 and with a row-column deflector 156 , The laser beam source 152 contains, for example, a semiconductor laser, the red laser light of a laser beam 158 generated. The laser beam source 154 has the same structure as the laser beam source 152 and also produces red light in a laser beam 160 is emitted. The laser beams 158 and 160 Both are on the row-column deflector 156 directed, the structure of which corresponds to the structure of a known row-column deflection unit to the appropriate dimensions to choose, for example, the structure of in 1 shown deflection unit.

Somit enthält die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 156 einen rotierenden Polygonspiegel und einen schwenkbaren Galvanometerspiegel. Die Laserstrahlen 158 und 160 werden unter verschiedenen Winkeln auf den Polygonspiegel gerichtet. Somit liegen die Laserstrahlen 158 und 160 quer zueinander und schliessen einen Winkel W1 zueinander ein. Aus der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 156 treten deshalb zwei abgelenkte Laserstrahlen 162 und 164 aus. Der in 2 gestrichelt dargestellte Laserstrahl 162 ist der durch die Ablenkung des ebenfalls gestrichelt dargestellten Laserstrahls 158 der Laserstrahlquelle 152 entstehende Laserstrahl. Der Laserstrahl 164 wird durch die Ablenkung des Laserstrahls 160 erzeugt. Deshalb sind die Laserstrahlen 160 und 164 mit durchgezogenen Linien dargestellt.Thus, the row-column deflector contains 156 a rotating polygon mirror and a pivoting galvanometer mirror. The laser beams 158 and 160 are directed at different angles on the polygon mirror. Thus, the laser beams are 158 and 160 transverse to each other and enclose an angle W1 to each other. From the row-column deflector 156 Therefore, two deflected laser beams occur 162 and 164 out. The in 2 dashed laser beam 162 is the by the deflection of the laser beam also shown in phantom 158 the laser beam source 152 resulting laser beam. The laser beam 164 is due to the deflection of the laser beam 160 generated. That's why the laser beams are 160 and 164 shown by solid lines.

Die Laserstrahlen 162 und 164 liegen beim Austritt aus der Ablenkeinheit 156 quer zueinander und schliessen einen Winkel W2 ein. Bei einem Ausführungsbeispiel hat der Winkel W2 den gleichen Wert wie der Winkel W1. Die Winkel W1 und W2 werden so gewählt, dass auf einer Projektionswand 166 zwei Teilbilder 168 und 170 ohne sichtbaren Übergang dargestellt werden. Das Teilbild 168 enthält den oberen Teil der Bildelemente eines Gesamtbildes, das mit Hilfe eines Bildsignals 172 übertragen wird. Zur Darstellung des Teilbildes 168 wird das Bildsignal 172 durch eine Steuerschaltung 174 bearbeitet. Die Steuerschaltung 174 erzeugt aus dem Bildsignal 172 ein Teil-Bildsignal 176, das zur Ansteuerung der Laserstrahlquelle 174 und damit zur Erzeugung der Laserstrahlen 160 und 164 genutzt wird. Außerdem erzeugt die Steuerschaltung 174 ein Synchronsignal 178 zur Ansteuerung der Zeilen-Ablenkeinheit 156. Das Teilbild 170 enthält die unteren Bildelemente des im Bildsignal 172 enthaltenen Gesamtbildes.The laser beams 162 and 164 lie on exit from the deflection unit 156 across each other and include an angle W2. In one embodiment, the angle W2 has the same value as the angle W1. The angles W1 and W2 are chosen so that on a projection screen 166 two partial images 168 and 170 be shown without visible transition. The drawing file 168 contains the upper part of the picture elements of an overall picture, which is generated by means of an image signal 172 is transmitted. To display the partial image 168 becomes the image signal 172 by a control circuit 174 processed. The control circuit 174 generated from the image signal 172 a partial image signal 176 , which is used to control the laser beam source 174 and thus for generating the laser beams 160 and 164 is being used. In addition, the control circuit generates 174 a synchronizing signal 178 for controlling the line deflection unit 156 , The drawing file 170 contains the lower picture elements of the picture signal 172 contained overall picture.

Die Steuerschaltung 174 erzeugt aus dem Bildsignal 172 des Gesamtbildes ein weiteres Teil-Bildsignal 180, das die Bildinformation zur Darstellung der Bildelemente des unteren Teils des Gesamtbildes enthält. Das Teil-Bildsignal 180 dient zur Ansteuerung der Modulatoreinheit in der Laser strahlquelle 152 und damit zur Erzeugung der Laserstrahlen 158 und 162.The control circuit 174 generated from the image signal 172 the overall picture another part-picture signal 180 containing the image information for displaying the picture elements of the lower part of the overall picture. The partial image signal 180 serves to control the modulator unit in the laser beam source 152 and thus for generating the laser beams 158 and 162 ,

Bei einer Bildwiederholrate des Gesamtbildes von 50 Hz beträgt bei einem Ausführungsbeispiel auch die Bildwiederholrate der Teilbilder 168 und 170 50 Hz. Bei der Darstellung eines Gesamtbildes wird zunächst die Bildinformation zu den Bildelementen für die Darstellung des Teilbildes 168 in einer nicht dargestellten Speichereinheit gespeichert. Werden auch die Bildsignale des unteren Teilbildes 170 empfangen, so werden die Laserstrahlquellen 152 und 154 gleichzeitig angesteuert. Beginnend mit dem oben links liegenden Bildelement wird jedes Teilbild 168 und 170 zeilenweise von oben nach unten geschrieben. Beispielsweise werden Bildpunkte an gleichen Positionen im Teilbild 168 und 170 gleichzeitig beschrieben.At an image refresh rate of the overall image of 50 Hz, the refresh rate of the sub-images is also one embodiment 168 and 170 50 Hz. When displaying an overall picture, the image information first becomes the picture elements for displaying the sub-picture 168 stored in a storage unit, not shown. Become the image signals of the lower field 170 receive, then the laser beam sources 152 and 154 simultaneously activated. Starting with the top left pixel, each field will be 168 and 170 written line by line from top to bottom. For example, pixels at the same positions in the field 168 and 170 described at the same time.

Der Laserprojektor 150 lässt sich bei geeigneter Wahl des Abstandes A2 zwischen Projektionswand 166 und einem Betrachter 182 dazu einsetzen, die Wahrnehmung von Speckle-Mustern durch den Betrachter 182 zu vermeiden. Die Wahl des Abstandes A2 wurde oben anhand der 3 erläutert. Der Abstand A2 muss so gewählt werden, dass der Abstand zweier benachbarter Bildpunkte des Teilbildes 168 bzw. des Teilbildes 170 unterhalb der Auflösungsgrenze des Auges des Betrachters 182 liegt.The laser projector 150 can be with a suitable choice of the distance A2 between the screen 166 and a viewer 182 to use the perception of speckle patterns by the viewer 182 to avoid. The choice of the distance A2 was above based on the 3 explained. The distance A2 must be selected so that the distance between two adjacent pixels of the field 168 or of the partial image 170 below the resolution limit of the eye of the beholder 182 lies.

Andererseits lässt sich der Projektor 150 aber auch bei einem Abstand A2 zwischen Projektionswand 166 und Betrachter 182 einsetzen, der kleiner als der zur Vermeidung der Wahrnehmung von Speckle-Mustern erforderliche Abstand ist. Jedoch lässt sich dann im Vergleich zu bekannten Anordnungen eine viel größere Anzahl von Bildelementen auf der Projektionswand 166 darstellen als bisher. Dies kann für die Ausleuchtung einer größeren Fläche oder für eine höhere Auflösung bei gleicher Bildgröße genutzt werden. Die Speckle-Muster lassen sich bei kleinem Abstand A2 durch andere Maßnahmen vermeiden, die auch bisher eingesetzt worden sind, zum Beispiel durch eine Teflon-beschichtete Projektionswand 166, durch eine Impulsansteuerung der Laserstrahlquellen 152 oder durch Verwenden einer Einheit zur Laserstrahlaufweitung und eines Mikrospiegelarrays.On the other hand, the projector can be 150 but also at a distance A2 between the screen 166 and viewer 182 which is less than the distance required to avoid the perception of speckle patterns. However, then, in comparison to known arrangements, a much larger number of pixels on the projection screen 166 represent as before. This can be used for the illumination of a larger area or for a higher resolution with the same image size. The speckle pattern can be avoided at a small distance A2 by other measures that have been used so far, for example by a Teflon-coated projection screen 166 , by a pulse control of the laser beam sources 152 or by using a laser beam expansion unit and a micromirror array.

6 zeigt einen Laserprojektor 200 mit einer Laserstrahlquelle 202, einer Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204 und einer Spalten-Ablenkeinheit 206. 6 shows a laser projector 200 with a laser beam source 202 , a row-column deflector 204 and a column deflector 206 ,

Die Laserstrahlquelle 202 enthält einen Laser mit einem bekannten Aufbau, zum Beispiel einen Halbleiterlaser, der rotes Laserlicht eines Laserstrahls 208 erzeugt. Die Laserstrahlquelle 202 enthält außerdem eine nicht dargestellte Modulationseinheit, mit deren Hilfe die Intensität des Laserstrahls geändert werden kann, beispielsweise in einem An/Aus-Modus oder mit einer mehrfachen Abstufung, zum Beispiel von 256 Stufen.The laser beam source 202 includes a laser of a known structure, for example a semiconductor laser, the red laser light of a laser beam 208 generated. The laser beam source 202 Also includes a modulation unit, not shown, with the aid of which the intensity of the laser beam can be changed, for example in an on / off mode or with a multiple gradation, for example of 256 levels.

Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204 dient zum Ablenken des Laserstrahls 208 entlang einer horizontalen Zeilenrichtung und entlang einer vertikalen Spaltenrichtung. Die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204 hat einen Aufbau, der auch bei bekannten Laserprojektoren verwendet wird, siehe beispielsweise 1. So enthält die Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204 einen sich drehenden Polygonspiegel und einen Galvanometerspiegel. Aus der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204 tritt ein abgelenkter Laserstrahl 210 aus, der auf die Spalten-Ablenkeinheit 206 trifft.The row-column deflector 204 serves to deflect the laser beam 208 along a horizontal row direction and along a vertical column direction. The row-column deflector 204 has a structure that is also used in known laser projectors, see for example 1 , So contains the row-column deflector 204 a rotating polygon mirror and a galvanometer mirror. From the row-column deflector 204 occurs a deflected laser beam 210 out on the column deflection unit 206 meets.

Die Spalten-Ablenkeinheit 206 enthält einen Galvanometerspiegel, mit dessen Hilfe der Laserstrahl 210 in vertikaler Spaltenrichtung abgelenkt wird, um als Laserstrahl 212 ein Teilbild 216 und als Laserstrahl 214 ein Teilbild 218 abzutasten. Die Teilbilder 216 und 218 werden auf einer Projektionswand 220 dargestellt. Das Teilbild 216 ist über dem Teilbild 218 angeordnet. Der Laserprojektor 200 stellt die Teilbilder 216 und 218 so auf der Projektionswand 220 dar, dass ein Betrachter 222 die Grenze zwischen den beiden Teilbildern 216 und 218 nicht wahrnehmen kann.The column deflection unit 206 contains a galvanometer mirror, with the help of which the laser beam 210 is deflected in the vertical column direction to a laser beam 212 a drawing file 216 and as a laser beam 214 a drawing file 218 scan. The drawing files 216 and 218 be on a projection screen 220 shown. The drawing file 216 is over the part image 218 arranged. The laser projector 200 represents the drawing files 216 and 218 so on the projection screen 220 that is a viewer 222 the border between the two fields 216 and 218 can not perceive.

Die Teilbilder 216 und 218 gehören zu einem Gesamtbild, das mit Hilfe eines Bildsignals 224 übertragen wird. Das Bildsignal 224 ist beispielsweise ein genormtes Fernsehsignal oder ein genormtes Videosignal. In einer Steuerschaltung 226 wird das Bildsignal 224 bearbeitet. Die Steuerschaltung 226 erzeugt zur Ansteuerung des Modulators in der Laserstrahlquelle 202 ein Modulationssignal 228, das im Wesentlichen dem Bildsignal 224 entspricht. Die Bildwiederholrate des Gesamtbildes und die Bildwiederholrate jedes Teilbildes ist gleich und beträgt beispielsweise 50 Hz.The drawing files 216 and 218 belong to an overall picture, with the help of an image signal 224 is transmitted. The image signal 224 is for example a standardized television signal or a standardized video signal. In a control circuit 226 becomes the image signal 224 processed. The control circuit 226 generated for driving the modulator in the laser beam source 202 a modulation signal 228 , which is essentially the image signal 224 equivalent. The frame rate of the overall picture and the frame rate of each field is the same and is 50 Hz, for example.

Weiterhin erzeugt die Steuerschaltung 226 ein Synchronisationssignal 230 zur Ansteuerung der Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204. Das Synchronisationssignal 230 unterscheidet sich dadurch vom Synchronisationssignal zur Ansteuerung einer bekannten Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit 204, dass es bewirkt, dass der Galvanometerspiegel zur Ablenkung in Spaltenrichtung mit doppelter Frequenz geschwenkt wird. Dadurch wird erreicht, dass innerhalb der Bildwiederholrate von 50 Hz zwei Teilbilder 216, 218 nacheinander abgetastet werden können.Furthermore, the control circuit generates 226 a synchronization signal 230 for driving the row-column deflection unit 204 , The synchronization signal 230 differs from the synchronization signal for driving a known row-column deflection unit 204 in that it causes the galvanometer mirror to be pivoted at twice the frequency in the column direction for deflection. This ensures that within the refresh rate of 50 Hz two fields 216 . 218 can be scanned one after the other.

Ein Synchronisationssignal 232 wird in der Steuerschaltung 226 zur Synchronisation der Ablenkeinheit 206 erzeugt. Das Synchronisationssignal 232 bewirkt, dass der Galvanometerspiegel in der Ablenkeinheit 206 unmittelbar nach dem Darstellen des letzten Bildelementes des Teilbildes 216 und vor dem Darstellen des ersten Bildelementes des Teilbildes 218 um einen vorgegebenen Winkel geschwenkt wird. Dadurch wird das Teilbild 218 unterhalb des Teilbildes 216 dargestellt. Nach der Darstellung des letzten Bildelementes des Teilbildes 218 bewirkt das Synchronisationssignal 232 ein Zurückschwenken des Galvanometerspiegels in der Ablenkeinheit 206 in seine Ausgangsposition, so dass das erste Bildelement des nächsten Teilbildes 216 abgetastet werden kann. Der Galvanometerspiegel in der Ablenkeinheit 206 schwingt demzufolge mit einer Frequenz von 100 Hz.A synchronization signal 232 is in the control circuit 226 for synchronization of the deflection unit 206 generated. The synchronization signal 232 causes the galvanometer mirror in the deflection unit 206 immediately after displaying the last picture element of the sub-picture 216 and before displaying the first picture element of the sub-picture 218 is pivoted by a predetermined angle. This will become the subpicture 218 below the drawing file 216 shown. After the representation of the last picture element of the partial picture 218 causes the synchronization signal 232 pivoting back the galvanometer mirror in the deflection unit 206 in its starting position, so that the first picture element of the next field 216 can be sampled. The galvanometer mirror in the deflection unit 206 consequently oscillates at a frequency of 100 Hz.

Die Teilbilder 216 und 218 sind wiederum aus matrixförmig angeordneten Bildelementen dargestellt und werden durch den Projektor 200 nacheinander abgetastet, wobei zunächst die Bildelemente des Teilbildes 216 und dann die Bildelemente des Teilbildes 218 abgetastet werden.The drawing files 216 and 218 are in turn shown from matrix-shaped pixels and are by the projector 200 sampled sequentially, wherein first the picture elements of the sub-picture 216 and then the picture elements of the sub-picture 218 be scanned.

Der Laserprojektor 200 wird eingesetzt, um bei einem Abstand A3 zwischen Betrachter 222 und Projektionswand 220 die Wahrnehmung von Speckle-Mustern beim Betrachter 222 zu vermeiden. Andererseits lässt sich der Projektor 200 auch einsetzen, um wesentlich mehr Bildelemente als mit herkömmlichen Projektoren darzustellen. Wird dabei der zur Vermeidung der Wahrnehmung von Speckle-Mustern erforderliche Abstand A3 unterschritten, so lassen sich zur Vermeidung der Wahrnehmung von Speckle-Mustern die aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen anwenden.The laser projector 200 is used at a distance A3 between viewer 222 and projection screen 220 the perception of speckle patterns in the viewer 222 to avoid. On the other hand, the projector can be 200 also use to represent much more pixels than with conventional projectors. If the distance A3 required to avoid the perception of speckle patterns is undershot, the measures known from the prior art can be used to avoid the perception of speckle patterns.

Obwohl die Laserprojektoren 100, 150 und 200 zur Vereinfachung der Erläuterung mit monochromen Laserstrahlquellen erläutert worden sind, werden bei anderen Ausführungsbeispielen an Stelle einer monochromen Laserstrahlquelle drei Laserstrahlquellen zur Erzeugung von Laserstrahlen verschiedener Frequenz verwendet. Durch additive Farbmischung wird eine Farbdarstellung auf der Projektionswand oder auf einer Streuscheibe erreicht. Dafür benötigte Steuerschaltungen sind bekannt und werden, wie anhand der 4, 5 und 6 erläutert, abgewandelt.Although the laser projectors 100 . 150 and 200 For the sake of simplicity of explanation with monochrome laser beam sources, in other embodiments, instead of a monochrome laser beam source, three laser beam sources are used to generate laser beams of different frequencies. Through additive color mixing, a color representation is achieved on the projection screen or on a diffusing screen. Needed for this purpose control circuits are known and, as the basis of 4 . 5 and 6 explained, modified.

Zur vereinfachten Darstellung und Erläuterung wurde auch nur auf zwei Teilbilder 120, 124; 168, 170 bzw. 216, 218 Bezug genommen, die untereinander angeordnet waren. Bei anderen Ausgestaltungen der Laserprojektoren 100, 150 und 200 werden jedoch zweidimensional angeordnete Teilbilder erzeugt. Der Laserprojektor 100 enthält dann beispielsweise zur Erzeugung von vier Teilbildern vier Laserstrahlquellen und vier Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten, die jedoch durch die Steuerschaltung gemäß einem Bildsignal für das Gesamtbild angesteuert werden. Der Laserprojektor 150 würde dann vier Laserstrahlquellen enthalten, die auf eine Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit unter verschiedenen Winkeln gerichtet sind. Der Laserprojektor 200 würde eine zusätzliche Ablenkeinheit für die Anordnung der Teilbilder in Zeilenrichtung enthalten.For the sake of simplicity and explanation, only two partial images were used 120 . 124 ; 168 . 170 respectively. 216 . 218 Referenced, which were arranged with each other. In other embodiments of the laser projectors 100 . 150 and 200 However, two-dimensionally arranged partial images are generated. The laser projector 100 For example, in order to generate four partial images, there are four laser beam sources and four row-column deflection units, which, however, are controlled by the control circuit according to an image signal for the overall image. The laser projector 150 would then contain four laser beam sources directed at a row-column deflector at different angles. The laser projector 200 would include an additional deflection unit for the array of fields in the row direction.

Bei anderen Ausführungsbeispielen werden Laserprojektoren eingesetzt, die Kombinationen der in den 4, 5 bzw. 6 dargestellten Prinzipien enthalten. Beispielsweise werden bei vier Teilbildern und einer Anwendung der Prinzipien aus 4 und 5 vier Laserstrahlquellen eingesetzt, die auf zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten strahlen. Dabei sind zwei Laserstrahlquellen jeweils einer Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit zugeordnet. Die Steuerschaltung steuert alle vier Laserstrahlquellen und die beiden Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten an.In other embodiments, laser projectors are used, the combinations of the in the 4 . 5 respectively. 6 contained principles. For example, in four fields and one application of the principles 4 and 5 four laser beam sources are used, which radiate on two row-column deflection units. In this case, two laser beam sources are each assigned to a row-column deflection unit. The control circuit drives all four laser beam sources and the two row-column deflection units.

Bei einer Kombination der in 4 und 6 gezeigten Prinzipien werden bei vier Teilbildern zwei Laserstrahlquellen, zwei Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten und zwei zusätzliche Ablenkeinheiten verwendet. So können zwei der in 6 gezeigten Anordnungen horizontal nebeneinander in einem Laserprojektor angeordnet werden. Die Steuerschaltung steuert dann beide Laserstrahlquellen, beide Zeilen-Spalten-Ablenkeinheiten und beide zusätzlichen Ablenkeinheiten gemäß einem Bildsignal für ein Gesamtbild an.For a combination of in 4 and 6 In the illustrated principles, four partial images use two laser beam sources, two row-column deflection units, and two additional deflection units. So, two of the in 6 arrangements shown are arranged horizontally next to each other in a laser projector. The control circuit then drives both laser beam sources, both row-column deflection units, and both additional deflection units in accordance with an image signal for an overall image.

Bei einer Kombination der in den 5 und 6 dargestellten Prinzipien werden bei einer Unterteilung des Gesamtbildes in vier Teilbilder zwei Laserstrahlquellen, eine Zeilen-Spalten-Ablenkeinheit und eine zusätzliche Ablenkeinheit eingesetzt. Die zusätzliche Ablenkeinheit ermöglicht bei einer Ablenkung des einfallenden Laserstrahls in Spaltenrichtung die Darstellung von vier untereinander angeordneten Teilbildern. Bei einer Ablenkung des einfallenden Laserstrahls durch die zusätzliche Ablenkeinheit in Zeilenrichtung wird ein Gesamtbild aus 2 mal 2 Teilbildern in Zeilenrichtung bzw. Spaltenrichtung erzeugt.In a combination of the in the 5 and 6 In the case of a subdivision of the overall image into four sub-images, two principles of laser beam sources, a row-column deflection unit and an additional deflection unit are used. The additional deflection unit allows for a deflection of the incident laser beam in the column direction, the representation of four sub-images arranged one below the other. When the incident laser beam is deflected by the additional deflection unit in the row direction, an overall image is generated from 2 by 2 partial images in the row direction or column direction.

Claims

Scanning device ( 200 ) for generating a raster image, with a radiation source ( 202 ) for generating a scanning beam ( 208 ), a line deflection unit ( 204 ) for guiding the scanning beam ( 208 ) along a row direction ( 22 ), a column deflection unit ( 204 ) for guiding the scanning beam ( 208 ) along a transverse to the row direction ( 22 ) lying column direction ( 30 ), a modulation unit ( 202 ) for modulating the scanning beam ( 208 ) according to an image signal ( 224 ) such that on a through the scanning ( 208 ) scanned area ( 220 ) a raster image ( 216 ) is generated with matrix-like arranged picture elements of different representation type, characterized by a field deflection unit ( 206 ) for guiding the scanning beam ( 208 . 210 ) along a stacking direction, in which several partial images ( 216 . 218 ) of the image signal ( 224 ) belonging to the total image on the scanned area ( 220 ), the scanning device ( 200 ) to avoid speckle patterns ( 50 ) is used.

Scanning device according to Claim 1, characterized by a further field deflection unit for guiding the scanning beam ( 208 . 210 ) along a direction transverse to the direction of further Aufreihrichtung, in which also several fields of the image signal ( 234 ) belonging to the picture.

Scanning device ( 100 . 150 . 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the image signal ( 122 . 172 . 224 ) belongs to an image produced by a capturing unit having a standardized format and / or transmitted according to a standardized transmission method.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the sub-image deflection unit ( 206 ) a galvanometer mirror for deflecting the scanning beam ( 208 ) contains.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning beam ( 208 ) is a laser beam.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that the resolution of the raster image is selected so that adjacent picture elements ( 62 . 64 ) have a grid spacing (s) to each other, which at a for the viewing of the raster image by a viewer ( 60 . 126 . 182 . 222 ) recommended minimum distance between viewer ( 60 . 126 . 182 . 222 ) and raster image below the resolution limit of the eye of the observer ( 60 ), which is smaller than half of the minimum distance just by the eye of the beholder ( 60 ) is to be resolved pitch.

Scanning device according to one of the preceding claims, characterized in that two adjacent picture elements ( 62 . 64 ) from a minimum distance between observers recommended for viewing the raster image ( 60 ) and raster image from an angle ( 66 ) appear, which is significantly smaller than half an angle minute.