KR20190127858A - 객체 검출 장치, 그리고 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법 - Google Patents

객체 검출 장치, 그리고 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법 Download PDF

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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 광 투영 표면(18)을 위한 객체 검출 장치에 관한 것이며, 상기 객체 검출 장치는, 복수의 광원(10)에 의해 방출되는 광빔들(12)로, 또는 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)의 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴이 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 주변 영역 내로 방출될 수 있도록, 광빔(12)을 방출하도록 각각 형성되는 하나 이상의 광원(10)과; 방출된 빔 패턴의 반사를 근거로, 방출된 빔 패턴 내로의 객체의 가능한 침입을 확정하고, 필요한 경우 객체 경고 신호를 출력하도록 구성되는 검출 유닛;을 포함한다. 동일하게, 본 발명은, 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 주변 영역 내로 빔 패턴을 방출하고; 방출된 빔 패턴의 반사를 근거로 객체가 방출된 빔 패턴 내로 침입했는지 그 여부를 결정하는; 것을 통해, 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면(18)을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

객체 검출 장치, 그리고 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법
본 발명은 광 투영 표면(light projection surface)을 위한 객체 검출 장치에 관한 것이다. 동일하게, 본 발명은 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔(scanning beam)을 투영하도록 구성된 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 객체의 침입(penetration)과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래 기술로부터는, 예컨대 DE 10 2014 217 180 A1호에 기술되는 헤드업 디스플레이용 이미지 생성 장치와 같은 프로젝터들이 공지되어 있다. 이미지 생성 장치는 광 투영 표면을 스캐닝하는 것을 이용하여 광 투영 표면 상으로 이미지를 투영하도록 구성된다. 상응하는 기술은, 하나 이상의 스캐닝 빔으로 광 투영 표면을 스캐닝하는 것을 이용하여 광 투영 표면의 하나 이상의 특성을 감지하는 광학 스캐닝 장치들에 의해서도 적용된다.
본 발명은, 청구항 제1항의 특징들을 갖는 광 투영 표면용 객체 검출 장치, 청구항 제8항의 특징들을 가지면서 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하도록 구성되는 장치, 및 청구항 제10항의 특징들을 가지면서 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법을 제공한다.
발명의 장점.
본 발명은 특히 프로젝터/이미지 프로젝터 또는 광학 스캐닝 장치의 광 투영 표면과 같은 광 투영 표면 내로의 객체의 침입을 신속하면서도 신뢰성 있게 검출하기 위한 가능성을 제공한다. 그에 따라, 광 투영 표면 내로, 또는 광 투영 표면 상으로 투영되는 하나 이상의 스캐닝 빔/레이저 빔 내로 사람이 침입할 때, 연루된 사람의 눈에 대한 상해위험이 우려되지 않을 정도로 조기에 반응이 이루어질 수 있다. 그러므로 본 발명은 프로젝터들/이미지 프로젝터들 또는 광학 스캐닝 장치들의 이용 시 안전 표준의 개선에 기여한다.
바람직하게는, 객체 검출 장치는, 적어도 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 장치가 객체 경고 신호를 이용하여, 광 투영 표면 상으로 투영된 하나 이상의 스캐닝 빔의 광 세기를 감소시키도록, 또는 광 투영 표면 상으로의 하나 이상의 스캐닝 빔의 투영을 적어도 단시간 중단하도록 제어될 수 있음으로써, 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 장치와 상호작용하도록 형성된다. 이는 각각의 장치의 안전 표준을 증가시킨다.
예컨대 본원의 객체 검출 장치는 빔 분할 장치(beam splitting device)를 포함할 수 있으며, 이 빔 분할 장치에 의해서는 하나 이상의 광원에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔은, 부분 빔들로 이루어진 빔 패턴이 광 투영 표면의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면의 적어도 하나의 부분 주변 영역(partial surrounding area) 내로 방출될 수 있도록, 복수의 부분 빔으로 분할될 수 있다. 이는 구조적으로 용이하게 실현될 수 있다.
본원의 객체 검출 장치의 바람직한 실시형태에서, 빔 분할 장치는 하나 이상의 회절 광학 요소 및/또는 하나 이상의 홀로그래픽 요소를 포함한다. 예컨대 하나 이상의 회절 광학 요소는 프리즘 및/또는 광학 격자일 수 있다.
그에 따라, 비용 효과적이면서 비교적 적은 장착 공간을 요구하는 광학 요소들이 빔 분할 장치의 실현을 위해 사용된다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 본원의 객체 검출 장치는 복수의 광원을 포함하며, 빔 분할 장치는, 부분 빔들의 행들(line) 각자가 적어도 광 투영 표면의 할당된 투영 표면 스트립 상에 부딪치는 방식으로, 광원들에 의해 방출되는 광빔들 각자를 부분 빔들의 각각 하나의 행으로 분할하도록 구성된다. 상기 유형의 객체 검출 장치는 비교적 간단하고 비용 효과적으로 형성된다.
바람직하게, 이런 경우에, 본원의 객체 검출 장치는, 각각의 광원이 단지, 광 투영 표면을 행 유형으로 스캐닝하는 스캐닝 빔이, 각각의 광원에 할당된 투영 표면 스트립 상에 부딪치기 직전에만, 그리고/또는 부딪치는 동안에만 활성화되도록, 광원들 각자를 다른 광원들로부터 독립적으로 활성화하도록 구성되는 제어 장치 역시도 포함한다. 본원의 객체 검출 장치의 상기 실시형태는 비교적 적은 에너지를 소모한다.
상기에서 기술한 장점들은, 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하도록 구성되는 장치에서도, 상기 유형의 객체 검출 장치에 의해 실현된다. 예컨대 상기 장치는 프로젝터, 이미지 프로젝터 또는 광학 스캐닝 장치일 수 있다. 상기 장치는 본원의 객체 검출 장치의 기술한 실시형태들에 따라서 개량될 수 있다.
또한, 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 대응하는 방법의 실행 역시도 상기에 기술한 장점들을 제공한다. 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법 역시도 본원의 객체 검출 장치의 상기에 기술한 실시형태들에 따라서 개량될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 장점들은 하기에서 도면들에 따라서 설명된다.
도 1a 및 1b는 각각 객체 검출 장치의 제1 실시형태를 도시한 개략도 및 이 제1 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 2는 객체 검출 장치의 제2 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 3은 객체 검출 장치의 제3 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4는 객체 검출 장치의 제4 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 5는 객체 검출 장치의 제5 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 6은 객체 검출 장치의 제6 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7은 객체 검출 장치의 제7 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴을 나타낸 도면이다.
도 8은 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1a 및 1b에는, 객체 검출 장치의 제1 실시형태의 개략도 및 이 제1 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 1a에 개략적으로 도시된 객체 검출 장치는, 광빔(12)을 방출하도록 각각 형성된 하나 이상의 광원(10)을 포함한다. 또한, 객체 검출 장치는 빔 분할 장치(14)를 포함하며, 이 빔 분할 장치에 의해서는, 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)이, [하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)의] 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴이 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 주변 영역 내로 방출될 수 있도록/방출되도록, 복수의 부분 빔(16)으로 분할될 수 있다. 도 1a의 실시형태에서, 예시로서, 여전히 시준기(20)는 하나 이상의 광원(10)과 빔 분할 장치(14) 사이에 배치된다. 그러나 이는 예시로만 해석되어야 한다. 자명한 사실로서, 추가 광학 요소들은 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)의 광로 내에 배치될 수 있다. 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴을 매핑하기 위해서도, 추가 광학 요소들이 이용될 수 있지만, 그러나 여기서는 그들에 대해 다루어지지는 않는다.
또한, 객체 검출 장치는, 방출된 빔 패턴의 반사를 근거로, 방출된 빔 패턴 내로의 (미도시된) 객체의 가능한 침입을 확정하도록 구성되는 (미도시된) 검출 유닛 역시도 포함한다. 검출 유닛이 (예컨대 방출된 빔 패턴의 반사의 갑작스런 변화로 인해) 분명하게 객체가 방출된 빔 패턴 내로 침입한 것으로 확정/검출할 경우, 검출 유닛은 상응하는 객체 경고 신호를 출력한다.
바람직한 방식으로, 객체 경고 신호는 광 투영 표면(18) 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 (미도시된) 장치의 제어부로 출력된다. 광 투영 표면(18) 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 장치는 예컨대 프로젝터/이미지 프로젝터 또는 광학 스캐닝 장치일 수 있다. 따라서, 제어부는, 광 투영 표면(18) 상으로 투영되는 하나 이상의 스캐닝 빔의 광 세기를 감소시키거나, 또는 광 투영 표면(18) 상으로의 하나 이상의 스캐닝 빔의 투영을 (적어도 단시간) 중단하는 것이 바람직하다는 것에 대한 정보를 조기에 제공받을 수 있다. 그에 따라, 광 투영 표면(18) 내로[또는 하나 이상의 스캐닝 빔을 송출하는 장치와 광 투영 표면(18) 사이로] (객체로서) 사람의 침입 시 사람의 눈이 하나 이상의 스캐닝 빔에 의해 상처를 입는 점을 우려할 필요가 없다. 따라서, 객체 검출 장치는 광 투영 표면(18) 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 각각의 장치의 안전 표준의 증대에 기여한다. 특히 예컨대 이동 전화기와 같은 모바일 장치에서 프로젝터/이미지 프로젝터 및/또는 광학 스캐닝 장치의 안전한 사용은 본원에서 기술되는 객체 검출 장치에 의해 가능해진다.
예컨대 프로젝터들/이미지 프로젝터들 또는 광학 스캐닝 장치들과 같은 스캐닝 빔들을 송출하는 장치들은, 보통, 대응하는 방식으로 광 투영 표면(18) 상에 이미지를 투영하기 위해, 또는 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 특성을 검출하기 위해, 자신들에 할당된 광 투영 표면(18)을 하나 이상의 스캐닝 빔으로 행 유형으로 스캐닝하도록 구성된다. 이 경우, 종래의 경우, 광 투영 표면(18) 내로[또는 하나 이상의 스캐닝 빔을 송출하는 장치와 광 투영 표면(18) 사이로] 침입하는 사람의 눈 역시도 하나 이상의 스캐닝 빔에 의해 "함께 스캐닝되는" 위험이 존재한다. 그러나 상기 종래의 위험은 본원에서 기술되는 객체 검출 장치에 의해 확실하게 예방될 수 있다. 특히 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴의 생성에 의해, 광 투영 표면(18)의 스캐닝에 비해, 광 투영 표면(18) 내로[또는 하나 이상의 스캐닝 빔을 송출하는 장치와 광 투영 표면(18) 사이로] 객체/사람의 침입이 검출될 수 있는 개시 시점이 되는 검출 시간/식별 시간은 유의적으로 단축된다. 그에 따라, 완전한 광 세기 조건에서 방출되는 하나 이상의 스캐닝 빔에 의한 눈의 스캐닝이 방지되도록, 상대적으로 더 이른 시점에 반응이 이루어질 수 있다.
또한, 광 투영 표면(18) 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 장치와 객체 검출 장치의 상호작용은, 광 투영 표면(18) 내로[또는 하나 이상의 스캐닝 빔을 송출하는 장치와 광 투영 표면(18) 사이로] 사람의 감지되지 않는 침입으로 인한 상해 위험이 우려되지 않으면서, 광 투영 표면(18) 상으로 투영되는 하나 이상의 스캐닝 빔의 비교적 높은 광 세기 역시도 가능하게 한다. 또한, 객체 검출 장치와 각각의 장치의 상호작용을 통해 문제없이 증가될 수 있는, 광 투영 표면(18) 상으로 투영되는 하나 이상의 스캐닝 빔의 광 세기에 의해, 각각의 장치의 기능성 역시도 증가될 수 있다. 그에 따라, 본원의 객체 검출 장치는 실질적으로 예컨대 프로젝터들/이미지 프로젝터들 또는 광학 스캐닝 장치들과 같은 상기 유형의 장치들의 승인(approval)의 증가에 기여한다.
객체 검출 장치의 하나 이상의 광원(10)으로서는 예컨대, 특히 VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser: 수직 공동 표면 방출 레이저)과 같은 레이저가 사용될 수 있다. (검출 유닛으로서) 포토다이오드들이 통합된 자기 간섭 레이저 이미터(self-interfering laser emitter) 역시도 하나 이상의 광원(10)으로서 사용될 수 있다. 통합된 포토다이오드들의 장점은 정해진 파장에 대한 자신들의 민감도의 제한에 있으며, 그럼으로써 검출 원리는 예컨대 햇빛과 같은 다른 광원들을 통해 전혀/거의 간섭되지 않게 된다.
빔 분할 장치(14)는 하나 이상의 회절 광학 요소를 포함할 수 있다. 회절 광학 요소들은 이 회절 광학 요소의 표면 상에서 국소적 변화 또는 분진에 대해 상대적으로 견고하다. 또한, 회절 광학 요소들은 자신들의 인접한 주변 영역에서의 진동/충격에 대해 높은 내구성을 보유한다. 그러므로 객체 검출 장치에의 하나 이상의 회절 광학 요소의 장착은 객체 검출 장치를 상대적으로 더욱 견고하게 하며, 그리고 특히 모바일 장치와 같은 장치 내로의 객체 검출 장치의 통합도 수월하게 한다.
예컨대 하나 이상의 회절 광학 요소는 프리즘 및/또는 광학 격자일 수 있다. 상기 유형의 회절 광학 요소들은 비교적 비용 효과적일 뿐만 아니라, 부분 빔들(16)로의 하나 이상의 광빔(12)의 분리/분할, 또는 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴을 허용한다. 그러나 본원에서 기술되는 빔 분할 장치(14)의 형성 가능성은 단지 예시로서만 해석된다는 점이 주지된다. 또한, 빔 분할 장치(14)는 하나 이상의 홀로그래픽 요소 역시도 포함할 수 있다. 객체 검출 장치의 실현 가능성은 자신의 검출 유닛의 정해진 형성으로만 제한되지 않기 때문에, 검출 유닛에 대해 여기서는 더 구체적으로 다루어지지는 않는다.
도 1a의 객체 검출 장치는 복수의 광원(10)을 포함하며, 빔 분할 장치(14)는, 광원들(10)에 의해 방출되는 광빔들(12) 각자를 부분 빔들(16)의 각각 하나의 (수평으로 정렬된) 행(16a 및 16b)으로 분할하도록 구성된다. 부분 빔들(16)의 행들(16a 및 16b) 각자는 적어도 광 투영 표면(18)의 할당된 (수평으로 정렬된) 투영 표면 스트립(18a 및 18b) 상에 부딪친다. [그에 따라, 각각의 투영 표면 스트립(18a 또는 18b)은 부분 빔들(16)의 할당된 행들(16a 및 16b)의 하기에 기술되는 "검출 영역들"에 의해 적어도 부분적으로/완전하게 덮인다.] 특히 투영 표면 스트립들(18a 및 18b)의 총량은 광 투영 표면(18)을 완전하게 덮을 수 있다. 또한, 그 대안으로, 객체 검출 장치는, 광원들(10)에 의해 방출된 광빔들(12) 각자를 부분 빔들(16)의 각각 하나의 (수직으로 정렬된) 열로 분할하도록 구성될 수 있다. 이런 경우에, 부분 빔들의 열들 각자는 적어도 광 투영 표면(18)의 할당된 (수직으로 정렬된) 투영 표면 스트립 상으로 부딪칠 수 있으며, 바람직하게는 (수직으로 정렬된) 투영 표면 스트립의 총량은 광 투영 표면(18)을 완전하게 덮는다. [이런 경우에서도, 각각의 투영 표면 스트립은, 부분 빔들(16)의 할당되고 수직으로 정렬된 행의 "검출 영역들"에 의해 적어도 부분적으로/완전하게 덮일 수 있다.]
도 1b에는, 객체 검출 장치에 의해 광 투영 표면(18) 상으로 방출되는 빔 패턴이 도시되어 있다. 부분 빔들(16) 각자에는, 100㎜의 검출 지름(d)을 갖는 "검출 영역"(가상 측정 영역)이 할당될 수 있다. [부분 빔들(16)의 미도시된 빔 지름은 예컨대 0.5㎜와 2㎜ 사이와 같은 밀리미터 범위일 수 있다.] "검출 영역"은, 약 100㎜의 크기를 갖는 객체(예컨대 아이 머리)가 각각의 부분 빔(16)에 의해 검출되지 않으면서 그 내로 침입할 수 없는 영역을 명시한다.
부분 빔들(16)의 동일한 행(16a 또는 16b)의 인접한 광점들(light point)/광 스팟들(light spot)의 중심점들(M) 간의 제1 수평 이격 간격(a1)은 수평 방향으로 70㎜보다 더 작다. 부분 빔들(16)의 서로 나란히 위치하는 행들(16a 및 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제2 수직 이격 간격(a2) 역시도 70㎜보다 더 작다. 이는, 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 최대 이격 간격(amax) 역시도 100㎜보다 더 작은 점을 보장한다. 따라서, 광 투영 표면(18)의 최소한 100㎜의 지름을 갖는 표면은 덮이는/모니터링되는 상태로 유지된다. 따라서, IEC 60825-1 Ed 3 표준의 전제조건은 신뢰성 있게 충족된다.
도 1b의 빔 패턴의 경우, 부분 빔들(16)의 광점들/광 스팟들의 중심점들(M)은, 부분 빔들(16)의 동일한 행(16a 및 16b)의 광점들/광 스팟들의 바깥쪽 중심점들(M)이 광 투영 표면(18)의 수직으로 정렬된 테두리들 상에 위치하도록, 광 투영 표면(18) 상에 배치된다. 그에 따라, 광 투영 표면(18)의 측면 주변 영역 역시도 객체/사람의 가능한 침입과 관련하여 점검될 수 있다. 이는, 사람들이 일반적으로 측면에서부터 광 투영 표면(18)에 접근하기 때문에 바람직하다. 부분 빔들(16)의 광점들/광 스팟들의 수직 방향에서의 바깥쪽 중심점들(M)은 광 투영 표면(18)의 인접한 테두리까지 "검출 영역들"(가상 측정 영역들)의 검출 지름(d)의 1/4보다 더 큰 이격 간격을 보유한다.
도 2에는, 객체 검출 장치의 제2 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 2에 개략적으로 재현되어 있는 빔 패턴의 경우에서도, 부분 빔들(16)의 동일한 행(16a 또는 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제1 수평 이격 간격(a1), 및 부분 빔들(16)의 서로 나란히 위치하는 행들(16a 및 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제2 수직 이격 간격(a2)은 각각 70㎜보다 더 작다. 그에 상응하게, 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 최대 이격 간격(amax)은 100㎜보다 더 작다. 따라서, 광 투영 표면(18)의 최소한 100㎜의 지름을 갖는 표면은 덮이는/모니터링되는 상태로 유지되고 IEC 60825-1 Ed 3 표준의 전제조건은 충족된다.
그러나 도 2의 빔 패턴에서, 동일한 행(16a 및 16b)의 광점들/광 스팟들의 바깥쪽 중심점들(M)은 광 투영 표면(18)의 인접한 테두리까지 "검출 영역들"(가상 측정 영역들)의 검출 지름(d)의 1/4보다 더 큰 이격 간격을 보유한다. 따라서 이미 비교적 소수의 부분 빔들(16)만으로도 광 투영 표면(18)을 완전하게 덮기 위해 적합하다.
도 3에는, 객체 검출 장치의 제3 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 3에 개략적으로 도시되어 있는 빔 패턴은, 70㎜보다 더 작은, 부분 빔들(16)의 동일한 행(16a 또는 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제1 수평 이격 간격(a1), 70㎜보다 더 작은, 부분 빔들(16)의 서로 나란히 위치하는 행들(16a 및 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제2 수직 이격 간격(a2), 및 100㎜보다 더 작은, 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 최대 이격 간격(amax)을 보유한다. 광 투영 표면(18)의 최소한 100㎜의 지름을 갖는 표면은 덮이는/모니터링되는 상태로 유지되며, 이는 IEC 60825-1 Ed 3 표준의 전제조건을 충족한다.
추가로, 부분 빔들(16)의 동일한 행(16a 및 16b)의 광점들/광 스팟들의 바깥쪽 중심점들(M)은 광 투영 표면(18)의 수직으로 정렬된 테두리들 상에 위치하고, 부분 빔들(16)의 광점들/광 스팟들의 수직 방향에서의 바깥쪽 중심점들(M)은 광 투영 표면(18)의 수평으로 정렬된 테두리들 상에 위치한다. 그에 따라, 광 투영 표면(18)의 측면 주변 영역뿐만 아니라, 광 투영 표면(18)의 하부 주변 영역 및 상부 주변 영역 역시도 객체/사람의 가능한 침입과 관련하여 점검될 수 있다. 특히 광 투영 표면(18)으로의 사람 머리의 접근은 상대적으로 더 이른 시점에 검출될 수 있다.
도 4에는, 객체 검출 장치의 제4 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 4에 개략적으로 도시되어 있는 빔 패턴 역시도, 70㎜보다 더 작은, 부분 빔들(16)의 동일한 행(16a 또는 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제1 수평 이격 간격(a1), 70㎜보다 더 작은, 부분 빔들(16)의 서로 나란히 위치하는 행들(16a 및 16b)의 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 제2 수직 이격 간격(a2), 및 100㎜보다 더 작은, 인접한 광점들/광 스팟들의 중심점들(M) 간의 최대 이격 간격(amax)을 보유한다. 광 투영 표면(18)의 최소한 100㎜의 지름을 갖는 표면은 덮이는/모니터링되는 상태로 유지된다(다시 말해 IEC 60825-1 Ed 3 표준이 충족된다.).
도 4의 빔 패턴의 경우, 바깥쪽 부분 빔들(16)(또는 광점들/광 스팟들)은 광 투영 표면(18)을 에워싸는 "광 프레임"을 형성한다. 그에 따라, 이미 광 투영 표면(18)으로 객체/사람이 접근하는 동안, 특히 사람 머리가 접근하는 동안 반응이 이루어질 수 있으며, 그리고 객체/사람에서의, 광 투영 표면(18) 상으로 투영되는 하나 이상의 스캐닝 빔의 부딪침은 전혀/거의 우려되지 않는다. 또한, 도 4의 빔 패턴의 경우, "광 프레임"/바깥쪽 부분 빔들(16)에 의해 에워싸이는 안쪽 부분 빔들의 송출은 (적어도 일시적으로) 생략될 수 있다.
도 5에는, 객체 검출 장치의 제5 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 5에 의해 개략적으로 재현되어 있는 객체 검출 장치 역시도 IEC 60825-1 Ed 3 표준을 충족한다. 객체 검출 장치는 복수의 광원(10)과 하나의 빔 분할 장치(14)를 포함하며, 빔 분할 장치에 의해서는, 부분 빔들(16)의 행들(16a 및 16b) 각자가 적어도 광 투영 표면(18)의 (수평으로 정렬되고) 할당된 투영 표면 스트립(18a 또는 18b) 상으로 부딪치는 방식으로, 광원들(10)에 의해 방출되는 광빔들(12) 각자가 각각 하나의 (수평으로 정렬된) 행(16a 및 16b)으로 분할될 수 있다. 객체 검출 장치는, 광 투영 표면(18)을 (단일의) 스캐닝 빔으로 행 유형으로 스캐닝하는 (미도시된) 장치와 상호작용하며, 스캐닝 빔은 광 투영 표면(18)의 행마다 10㎲를 요구하며, 그리고 이런 방식으로 전체 광 투영 표면(18)은 10㎳ 이내에 한번 스캐닝된다.
또한, 객체 검출 장치는, 각각의 광원(10)이 단지, 광 투영 표면(18)을 행 유형으로 스캐닝하는 스캐닝 빔이, 각각의 광원(10)에 할당된 투영 표면 스트립(18a 또는 18b) 상에 부딪치기 직전에만, 그리고/또는 부딪치는 동안에만 활성화되도록, 광원들(10) 각자를 다른 광원들로부터 독립적으로 활성화하도록 구성되는 (미도시된) 제어 장치를 포함한다. 이런 방식으로 에너지는 절약될 수 있다.
도 5에는, 투영 표면 스트립(18a)에 할당된 광원(10)을 제어하는데 이용되는 신호들 Sf[트리거 포스(Trigger forth)] 및 Sb[트리거 백(Trigger back)] 역시도 예시로서 도시되어 있다.
도 6에는, 객체 검출 장치의 제6 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 6에 의해 개략적으로 재현되어 있는 객체 검출 장치는 복수의 광원(10)으로 이루어진 어셈블리(예: 복수의 레이저로 이루어진 어셈블리)를 포함하며, 상기 광원들 각각에 의해서는 각각 하나의 광빔(12)이 방출되며, 그럼으로써 복수의 광원에 의해 방출되는 광빔들(12)로 이루어진 빔 패턴은 적어도 광 투영 표면(18)의 부분 상으로, 그리고/또는 적어도 광 투영 표면(18)의 부분 주변 영역 내로 방출될 수 있게/방출되게 된다. 예컨대 마이크로 광학 렌즈 시스템이 빔 패턴을 매핑하기 위해 사용될 수 있다.
도 6의 예에서, 광원들(10) 각자에는 자신의 투영 표면 부분(18-i)이 할당될 수 있다. 예시로서는 단지 하나의 투영 표면 부분(18-i)만이 도 6에 표시되어 있다. 그에 따라, 광원들(10) 각자는 [다른 광원들(10)로부터 독립적으로] 단지, 광 투영 표면(18)을 행 유형으로 스캐닝하는 스캐닝 빔이, 각각의 광원(10)에 할당된 투영 표면 부분(18-i) 상으로 부딪치기 직전에만, 그리고/또는 부딪치는 동안에만 활성화될 수 있다. 또한, 이런 처리 방법에 의해 에너지는 절약될 수 있다. 도 6에는, 예시로서, 투영 표면 부분(18-i)에 할당된 (단일의) 광원(10)을 제어하는데 이용되는 신호들 Sf(트리거 포스) 및 Sb(트리거 백) 역시도 도시되어 있다.
도 7에는, 객체 검출 장치의 제7 실시형태에 의해 생성될 수 있는 빔 패턴이 도시되어 있다.
도 7에 의해 개략적으로 재현되어 있는 객체 검출 장치는 근거리 영역에서 광 투영 표면(18) 상으로 객체의 침입을 검출하기 위해 충분히 적합하다. 이 경우, 광 투영 표면(18)의 방향으로 방출되는 빔 패턴의 광점들/광 스팟들의 중심점들(M)은 목표한 바대로 광 투영 표면(18)의 주변 영역으로도 지향된다. 단지 중심에 있는 광점/광 스팟의 중심점들(M)만이 광 투영 표면(18) 내에 위치한다. 측면의 광점들/광 스팟들의 중심점들(M)은 중심에 있는 광점/광 스팟의 중심점(M)과의 공통 (수평) 선 상에 위치하지만, 그러나 광 투영 표면(18)의 인접한 (수평) 테두리까지 이격 간격(Δx)을 가지면서 광 투영 표면(18)의 바깥쪽에 위치한다. 2개의 상부 광점/광 스팟의 중심점들(M) 및 2개의 하부 광점/광 스팟의 중심점들(M) 역시도 광 투영 표면(18)의 인접한 (수직) 테두리까지 이격 간격(Δy)을 가지면서 광 투영 표면(18)의 바깥쪽에 위치한다. 이격 간격들(Δx 및 Δy)은, 각각의 광점/광 스팟 내로 침입하는 객체가 검출되고, 광 투영 표면(18)을 스캐닝하는 스캐닝 빔은, 검출된 객체가 광 투영 표면(18) 내로 침입하기 전에, 자신의 광 세기와 관련하여 감소되거나, 또는 (적어도 단시간) 중단되도록 선택된다.
상기에 기술한 모든 빔 패턴은, 각각, 이격 간격 측정을 기반으로 침입하는 객체를 검출하기 위해 광 투영 표면(18) 상의 고정된 광점들/광 스팟들의 패턴을 형성한다. 광 투영 표면(18)을 스캐닝하는 광빔을 이용한 종래의 이격 간격 측정과 달리, 광 투영 표면(18) 상의 고정된 광점들/광 스팟들의 패턴의 이용에 의해, 상대적으로 더 강한 신호가 검출 유닛에 의해 수신될 수 있다. 또한, 광 투영 표면(18) 상의 고정된 광점들/광 스팟들의 패턴의 이용에 의해, 객체 검출 동안 상대적으로 더 큰 안정성/신뢰성이 달성될 수 있다.
도 8에는, 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
방법 단계 S1에서, 빔 패턴은 광 투영 표면의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면의 적어도 하나의 부분 주변 영역 내로 방출된다. 예컨대 하나 이상의 광원에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔은, 하나 이상의 광원에 의해 방출된 하나 이상의 광빔의 부분 빔들로 이루어진 빔 패턴이 적어도 광 투영 표면의 부분 상으로, 그리고/또는 적어도 광 투영 표면의 부분 주변 영역 내로 방출되는 방식으로, 복수의 부분 빔으로 분할된다. 그러나, 동일하게, 복수의 광원에 의해 방출되는 광빔들로 이루어진 빔 패턴 역시도 적어도 광 투영 표면의 부분 상으로, 그리고/또는 적어도 광 투영 표면의 부분 주변 영역 내로 방출될 수 있다. 이런 방식으로 생성될 수 있는 빔 패턴에 대한 예들은 상기에서 이미 기술하였다.
추가 방법 단계 S2에서는, 방출된 빔 패턴의 반사를 근거로, 객체가 방출된 빔 패턴 내로 침입했는지 그 여부가 결정된다.
방출된 빔 패턴 내로의 객체의 침입이 검출된다면, 바람직하게는, 재차, 광 투영 표면 상으로 투영되는 하나 이상의 스캐닝 빔의 광 세기가 감소되거나, 또는 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔의 투영이 적어도 단시간 중단되는 (선택적인) 방법 단계 S3이 실행된다. 그러므로 본원에 기술되는 방법의 실행 역시도, (객체로서) 감지되지 않으면서 침입하는 사람의 눈에 대한 상해 위험이 존재하지 않으면서, 광 투영 표면에 걸쳐 스캐닝되는 하나 이상의 스캐닝 빔의 광 세기의 증가를 허용한다. 그에 따라, 본원에 기술되는 방법 역시도 광 투영 표면(18) 상으로 상대적으로 더 높은 고대비의 그리고/또는 더 밝은 이미지들을 투영하기 위해 사용될 수 있다.
바람직하게는, 방법 단계 S1에서, 복수의 광원들에 방출된 광빔들 각자는, 부분 빔들의 행들 각자가 적어도 광 투영 표면의 할당된 투영 표면 스트립 상으로 부딪치는 방식으로, 부분 빔들의 각각 하나의 행으로 분할된다. 이런 경우에, 광원들 각자는, 각각의 광원이 단지, 광 투영 표면을 행 유형으로 스캐닝하는 스캐닝 빔이, 각각의 광원에 할당된 투영 표면 스트립 상으로 부딪치기 직전에만, 그리고/또는 부딪치는 동안에만 활성화되도록, 다른 광원들로부터 독립적으로 활성화될 수 있다.

Claims (13)

  1. 광 투영 표면(18)을 위한 객체 검출 장치이며, 상기 객체 검출 장치는
    복수의 광원(10)에 의해 방출되는 광빔들(12)로, 또는 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)의 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴이 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 주변 영역 내로 방출될 수 있도록, 광빔(12)을 방출하도록 각각 형성되는 하나 이상의 광원(10); 및
    방출된 빔 패턴의 반사를 근거로, 방출된 빔 패턴 내로의 객체의 가능한 침입을 확정하고, 필요한 경우 객체 경고 신호를 출력하도록 구성되는 검출 유닛;을
    포함하는, 객체 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 객체 검출 장치는, 적어도 광 투영 표면(18) 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 장치가 객체 경고 신호를 이용하여, 광 투영 표면(18) 상으로 투영된 하나 이상의 스캐닝 빔의 광 세기를 감소시키도록, 또는 광 투영 표면(18) 상으로의 하나 이상의 스캐닝 빔의 투영을 적어도 단시간 중단하도록 제어될 수 있음으로써, 상기 광 투영 표면 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하는 장치와 상호작용하도록 형성되는, 객체 검출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 객체 검출 장치는 빔 분할 장치(14)를 포함하며, 상기 빔 분할 장치에 의해서, 상기 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)은, 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴이 적어도 광 투영 표면(18)의 부분 상으로, 그리고/또는 적어도 광 투영 표면(18)의 부분 주변 영역 내로 방출될 수 있도록, 복수의 부분 빔(16)으로 분할될 수 있는, 객체 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서, 빔 분할 장치(14)는 하나 이상의 회절 광학 요소 및/또는 하나 이상의 홀로그래픽 요소를 포함하는, 객체 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 회절 광학 요소는 프리즘 및/또는 광학 격자인, 객체 검출 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 객체 검출 장치는 복수의 광원(10)을 포함하며, 빔 분할 장치(14)는, 부분 빔들(16)의 행들(16a, 16b) 각자가 적어도 광 투영 표면(18)의 할당된 투영 표면 스트립(18a, 18b) 상에 부딪치는 방식으로, 광원들(10)에 의해 방출되는 광빔들(12) 각자를 부분 빔들(16)의 각각 하나의 행(16a, 16b)으로 분할하도록 구성되는, 객체 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 객체 검출 장치는, 각각의 광원(10)이 단지, 광 투영 표면(18)을 행 유형으로 스캐닝하는 스캐닝 빔이, 상기 각각의 광원(10)에 할당된 투영 표면 스트립(18a, 18b) 상에 부딪치기 직전에만, 그리고/또는 부딪치는 동안에만 활성화되도록, 광원들(10) 각자를 다른 광원들(10)로부터 독립적으로 활성화하도록 구성되는 제어 장치를 포함하는, 객체 검출 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 객체 검출 장치를 포함하는, 광 투영 표면(18) 상으로 하나 이상의 스캐닝 빔을 투영하도록 구성되는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 장치는 프로젝터, 이미지 프로젝터 또는 광학 스캐닝 장치인, 장치.
  10. 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면(18)을 모니터링하기 위한 방법이며, 상기 방법은
    광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 상으로, 그리고/또는 광 투영 표면(18)의 적어도 하나의 부분 주변 영역 내로 빔 패턴을 방출하는 단계(S1); 및
    방출된 빔 패턴의 반사를 근거로 객체가 상기 방출된 빔 패턴 내로 침입했는지 그 여부를 결정하는 단계(S2);를 포함하는,
    객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법.
  11. 제10항에 있어서, 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출되는 하나 이상의 광빔(12)은, 상기 하나 이상의 광원(10)에 의해 방출된 상기 하나 이상의 광빔(12)의 부분 빔들(16)로 이루어진 빔 패턴이 적어도 광 투영 표면(18)의 부분 상으로, 그리고/또는 적어도 광 투영 표면(18)의 부분 주변 영역 내로 방출되는 방식으로, 복수의 부분 빔(16)으로 분할되는, 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서, 복수의 광원(10)에 의해 방출되는 광빔들(12) 각자는, 부분 빔들(16)의 행들(16a 및 16b) 각자가 적어도 광 투영 표면(18)의 할당된 투영 표면 스트립(18a 또는 18b) 상으로 부딪치는 방식으로, 부분 빔들(16)의 각각 하나의 행(16a 및 16b)으로 분할되는, 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서, 광원들(10) 각자는, 각각의 광원(10)이 단지, 광 투영 표면(18)을 행 유형으로 스캐닝하는 스캐닝 빔이, 상기 각각의 광원(10)에 할당된 투영 표면 스트립(18a, 18b) 상으로 부딪치기 직전에만, 그리고/또는 부딪치는 동안에만 활성화되도록, 다른 광원들(10)로부터 독립적으로 활성화되는, 객체의 침입과 관련하여 광 투영 표면을 모니터링하기 위한 방법.
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