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2007
Conference Paper
Titel
Miniaturisierte Laserprojektionssysteme basierend auf zweidimensionalen resonanten Microscannerspiegeln
Abstract
In jüngster Vergangenheit konnten wesentliche Fortschritte bei der Entwicklung miniaturisierter Projektionssysteme mit Abmessungen deutlich unter dem Volumen kommerziell erhältlicher Systeme basierend auf der DLP-Technologie erzielt werden. Dies wurde zum einen durch die Verfügbarkeit von elektrisch modulierbaren Laserquellen in allen drei Elementarfarben und zum anderen durch die Verwendung eines speziellen MOEMS-Bauelements, des am Fraunhofer IPMS entwickelten zweidimensionalen resonanten Mikroscannerspiegels erreicht. Bei der gewählten Systemarchitektur wird der Laserstrahl durch eine Mikrooptik kollimiert und auf den Scannerspiegel gerichtet. Damit beschreibt der Strahl auf der Projektionsfläche eine komplizierte und sehr dichte Lissajous-Figur, bei der jeder Bildpunkt innerhalb der für ein Bild zur Verfügung stehenden Zeit überstrichen wird. Durch die synchrone elektrische Modulation der Laserquellen mit dem Antrieb des Scannerspiegels kann die Projektion beliebiger Bildinhalte erzielt werden. Der Beitrag wird die Theorie der Bilderzeugung vertieft darstellen sowie realisierte Systeme detailliert beschreiben. Momentan sind sowohl monochrome als auch Vollfarb-Projektionsysteme verfügbar. Bei ersteren wurde eine rote Laserdiode zusammen mit der Optik und dem Scannerspiegel in einem Gehäuse integriert, dessen Volumen lediglich 15 x 7 x 5mm3 beträgt. Dieser Grad der Miniaturisierung ist bei Vollfarb-Systemen wegen der aktuellen Größe grüner, schnell analog modulierbarer Laser momentan noch nicht erreichbar. Mit einem Volumen von 10 x 7 x 4 cm3 konnte jedoch bereits jetzt die Größe am Markt erhältlicher LED-Beamer unterschritten werden. Alle Systeme weisen VGA-Auflösung (640 x 480 Bildpunkte), 8 Bit Farbtiefe pro Farbe und 50 Hz Bildrate auf. Wesentliche Anwendung der Projektionssysteme wird die Bilddarstellung in mobilen Geräten sein. Durch die Kombination der Projektionssysteme mit mikromechanischer Inertialsensorik und Berücksichtigung der Bewegungssignale in der Bildaufbereitung konnte erfolgreich demonstriert werden, dass sich unbewusste Bewegungen kompensieren bzw. Gesten gezielt als Eingabefunktion nutzen lassen.
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Konferenz