Miniaturisierte Lichtprojektoren ­bezeichnet die Fachwelt als Pico-­Projektoren. Sie werden in der ­industriellen Messtechnik als ­optische 3D-Sensoren
eingesetzt und vermessen beispielsweise das Innen­dekor von Fahrzeugen oder die 3D-Struktur von Zerspannungs-Werkzeugen.

Filme kann man jetzt auch am Handy anschauen. Möglich ist das, weil Texas Instruments Multimedia-Projektoren so weit miniaturisiert hat, dass Samsung sie in seine Handys verbauen kann. Die ersten Mobiltelefone mit integrierten Pico-Projektoren sind bereits auf dem Markt. Anwender können nicht nur Filme anschauen, sie können mit der Projektor-Technologie auch eigene Videosequenzen abspielen und Power-Point-Präsentationen präsentieren. Ähnlich wie in der Kommunikationstechnik, wo die Forderung nach Miniaturisierung der Systeme Technologien vorantreibt, mit denen verbesserte Leistungen zu niedrigeren Preisen angeboten werden können, besteht diese Forderung auch für optische 3D-Sensoren für Mess- und Inspektionssysteme. Nur wenn optische 3D-Sensoren bei gewährleisteter Genauigkeit klein, gut handhabbar und vor allem kostengünstig verfügbar sind, wird die optische 3D-Sensorik einen hohen Stellenwert in der technischen Anwendung erhalten.
Digitale Projektionssysteme auf der Basis der DLP-Technologie (Digital Light Processing) von Texas Instruments setzen Messtechniker seit mehr als 10 Jahren erfolgreich zur optischen 3D-Sensorik ein. Daher lag es für das Unternehmen nahe, die nun in Verbindung mit Mobiltelefonen auf den Markt gekommenen miniaturisierten DLP-Pico-Projektoren ebenfalls in Mess- und Inspektionssystemen einzusetzen.

Vorteile der Pico-Projektoren
DLP (Digital Light Processing)-Projektoren bieten bei messtechnischen Anwendungen eine Reihe von Vorteilen gegenüber anderen Projektionstechniken. Im Gegensatz zu LCD-basierten Systemen muss hier das Licht nicht polarisiert werden, was sie in der Lichtausbeute sehr effizient macht. Durch den geringen Abstand (Fill-Faktor) der einzelnen Mikrospiegel entsteht ein sehr homogenes Bild. Zudem weisen die Bilder durch die pulsweiten-modulierte und somit digitale Erzeugung eine hohe Linearität auf. Die 3D-Sensoren sind durch die hohen Schaltgeschwindigkeiten der Lichtprojektion in der Lage, Daten in Video-Echtzeit bereitzustellen. All diese Vorteile, die ursprünglich für Multimedia-Beamer oder Drucksysteme entwickelt wurden, zeigen sich nun in gleicher Weise in den DLP-basierten Pico-Projektoren. Diese Projektoren weisen Abmessungen von ca. 70x50x15mm und ein Gewicht von ca. 50g auf. Sie können über eine digitale oder analoge Schnittstelle an einen PC angeschlossen und genau wie die bisher bekannten Multimedia-Projektoren betrieben werden.
Um den Projektor als optischen 3D-Sensor zu verwenden, muss er mit einer oder mehreren Aufnahme-Kameras gekoppelt und synchronisiert werden. Texas Instruments entwickelte dazu ein spezielles Board, das Beagle-Board, auf Basis des TI OMAP3530. Die Plattform wurde ursprünglich für kleine und energiesparende Systeme wie Smartphones und Handheld-Konsolen entworfen. Das Board verfügt über einen ARM Cortex A8, einen Signal - sowie einem OpenGL-kompa­tiblen 2D/3D-Grafikprozessor und wird mit Linux betrieben. Periphere Geräte werden mittels USB angeschlossen. Über die HDMI-Verbindung zwischen Beagle-Board und Pico-Projektor können außer den Bildsignalen auch Steuersignale übertragen werden, mit denen die Helligkeit und die Gamma-Kurve des Projektors vom Board aus eingestellt werden. Durch die Bindung an das Beagle-Board liegt die Einstiegshürde in die digitale Lichtprojektion mit dem Pico-Projektor ungewöhnlich hoch.

Die Hürde mit Komplett­lösung nehmen
Mit der Zielstellung, das volle Potential des DLP-Pico-Projektors einfach und schnell nutzbar zu machen, entwickelte GFMesstechnik mit dem Pico DevKit eine Komplettlösung für den Anwender der DLP-basierten digitalen Lichtprojektion. Der Lieferumfang des Pico DevKits besteht aus einem DLP-Pico-Projektor, dem Beagle-Board, notwendigen Kabeln und kann an einem herkömmlichen PC über USB angeschlossen werden. Dabei ist der Projektor durch eine angepasste Firmware für den Messeinsatz optimiert. Der Pico DevKit bietet eine Program­mier­schnittstelle für LabView und Visual ­Studio und synchronisiert externe Geräte wie beispielsweise eine Kamera durch Bereitstellung eines entsprechenden Triggersignals. Mit dem Pico DevKit ist dem Entwickler optisch-digitaler Lichtprojektionssysteme ein Werkzeug in die Hand gegeben, mit dem er ohne großen Entwicklungsaufwand seine Anwendungen realisieren kann.

Handgeführte Mess-Systeme
Die Abbildung oben zeigt als ein Ausführungsbeispiel das handgeführte optische 3D in vivo Hautmessgerät PrimosPico zur Erfassung und ­Bewertung der 3D-Struktur menschlicher Hautoberflächen, Falten, Wunden, Narben wie es sowohl bei kosmetischen als auch dermatologischen Untersuchungen weltweit zum Einsatz kommt. Weitere Anwendungsmöglichkeiten, die mittels der DLP-Pico-Projektionstechnik in der optischen Messtechnik eingesetzt werden, sind 3D-Sensoren für die Integration in Messmaschinen, 3D-Messgeräte für die Messung von Körperteilen und Gesichtern sowie handgeführte 3D-Sensoren für die industrielle Messtechnik z. B. für die Vermessung von Innendekors in Fahrzeugen oder die Messung von Zerspannungswerkzeugen.