Publikumserkennung Sicherheit

Shows sicher und unterhaltsam machen
Von William R. Benner, Jr.

(Eine frühere Version dieses Artikels erschien ursprünglich in der Herbstausgabe 1997 des The Laserist Magazine.)

Um das Sicherheitsniveau einer Audience Scanning Show erfolgreich zu bestimmen, benötigt man nicht nur die richtigen Werkzeuge, sondern auch ein Verständnis der Theorie hinter den Sicherheitsgrenzwerten für die Exposition und die Fähigkeit, Messdaten korrekt zu interpretieren. Dieser Artikel soll die Grundkonzepte der Audience Scanning-Bewertung erklären und einen „praktischen“ Ansatz zur Bewertung von Audience Scanning-Effekten innerhalb einer Lasershow vermitteln. Dieser Artikel basiert auf umfangreicher Forschung zur Sicherheit beim Audience Scanning und wurde auch von Sicherheitsexperten wie Greg Makhov, Vorsitzender des ILDA Safety Committee, und John O’Hagan vom UK National Radiological Protection Board überprüft. Da die für die Erstellung dieses Artikels verwendeten Ressourcen hauptsächlich aus den Vereinigten Staaten und dem Vereinigten Königreich stammen, besteht die Möglichkeit, dass in anderen Ländern unterschiedliche Analysetechniken zur Bewertung von in das Publikum projizierten Strahlen verwendet werden können. Außerdem ist es in einigen Ländern wie Schweden illegal, das Publikum mit einem Laserstrahl zu scannen. Aus diesem Grund sollten Sie den Rat lokaler Aufsichtsbehörden einholen.
Bevor erklärt wird, wie man eine Show bewertet, ist es vielleicht gut, eine sehr grundlegende Frage zu beantworten – warum sollte man sich die Mühe machen, eine Show zu bewerten, um sicherzustellen, dass sie sicher ist? Es gibt mindestens drei Antworten auf diese Frage:

• Um mögliche rechtliche Schritte zu vermeiden 
  Wenn jemand einem unsicheren Show ausgesetzt ist, kann die Show seine oder ihre Sehkraft schädigen. In Ländern mit intensiver Rechtsstreitkultur wie den Vereinigten Staaten ist es wahrscheinlich, dass diese Person rechtliche Schritte gegen den Veranstaltungsortbesitzer und den Showproduzenten einleitet. Wenn festgestellt wird, dass die Show auf unsicheren Niveaus betrieben wurde, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Person Schadensersatz zugesprochen wird, selbst wenn der Schaden nicht direkt durch die Show verursacht wurde. Wenn hingegen Shows vollständig sicher durchgeführt werden, tritt keine Sehschädigung auf. Selbst wenn jemand versuchen sollte, eine unbegründete Klage einzureichen, ist es unwahrscheinlich, dass er einen Anspruch geltend machen kann, wenn die Show auf sicheren Niveaus betrieben wird.
• Sichere Publikumsscanning-Shows machen mehr Spaß als unsichere
  Wenn sie auf sicheren Niveaus betrieben werden, hinterlassen Publikumsscanning-Shows kaum oder keine Nachbilder, was die gesamte Show angenehmer macht. Sie sollten das selbst testen. Achten Sie beim nächsten Mal, wenn Sie die Gelegenheit haben, Publikumsscanning-Shows zu sehen, besonders genau auf Ihr Sehvermögen, wenn verschiedene Effekte Ihre Augen passieren. Effekte, die scheinbar starke Nachbilder hinterlassen, sind unangenehm und mindern das Gesamterlebnis. Wenn dies passiert, sind Ihre Augen zu sehr damit beschäftigt, sich vom letzten Effekt zu erholen, um den nächsten zu genießen. Effekte, die kaum oder keine Nachbilder hinterlassen, sind hingegen schön und machen Spaß.
• Weil es sicher durchgeführt werden kann
  Als Menschen neigen wir manchmal dazu, Dinge zu vermeiden, die schwierig erscheinen, anstatt uns ihnen zu stellen. Wenn Sie anfangen, die vielen Aspekte der Lasersicherheit zu lernen, mag es so erscheinen, als gäbe es viel zu viele Variablen und Formeln zur Berechnung, was die Sicherheit bei Publikumsscans schwer einschätzbar macht. Anstatt die Hilfe von Sicherheitsexperten zu suchen, ist es einfacher, einfach zu leugnen, dass es ein Sicherheitsproblem gibt. Dieser Artikel wird zunächst einige Begriffsdefinitionen vorstellen und Ihnen dann zeigen, wie Sie eine Publikumsscanning-Show bewerten können.

Begriffsdefinitionen 

• Bestrahlungsstärke 
  Wahrscheinlich ist das wichtigste und grundlegendste Konzept für die Lasersicherheit die Bestrahlungsstärke. Dies ist ein großes Wort, das einfach die Konzentration der Laserleistung pro Flächeneinheit bedeutet. Sie wird berechnet, indem man die Leistung des Strahls durch die abgedeckte Fläche teilt. Zum Beispiel hat ein 1-Watt-Strahl, der eine Fläche von 1 Quadratzentimeter abdeckt, eine Bestrahlungsstärke von 1 Watt pro Quadratzentimeter. Wenn dieser Strahl sich so ausbreitet, dass er eine Fläche von 2 Quadratzentimetern abdeckt, beachten Sie, dass er sowohl in der Breite als auch in der Höhe gewachsen ist. In diesem Fall beträgt die Bestrahlungsstärke 1 Watt / 4 cm (2 cm hoch x 2 cm breit) = 0,25 Watt pro Quadratzentimeter. Obwohl die Bestrahlungsstärke stark abgenommen hat, weil sich der Strahl auf eine größere Fläche ausgedehnt hat, beträgt die Gesamtstrahlleistung immer noch genau 1 Watt. Der Grund, warum die Bestrahlungsstärke so entscheidend für die Lasersicherheit ist, liegt darin, dass für die Sicherheitsbewertung Ihr Auge als eine Pupillendurchmesser von 7 mm betrachtet wird. Jeder Strahl, der mit einem Durchmesser von 7 mm oder kleiner in Ihr Auge eintritt, liefert die volle Leistung dieses Strahls in Ihr Auge. Ist der Strahl jedoch größer als 7 mm, wird Ihr Auge nur dem Teil des Strahls ausgesetzt, der in das Auge eintreten darf. Die ANSI Z136.1-Norm für die sichere Verwendung von Lasern verwendet Watt pro Quadratzentimeter als Maßeinheit für die Sicherheitsbewertung. Einige andere Normen verwenden Watt pro Quadratmeter als Maßeinheit.
• Durchschnittliche Leistung versus Spitzenleistung 
  Angenommen, Sie möchten das Bild eines Kreises auf eine Leinwand projizieren. Es gibt mindestens zwei Möglichkeiten, dieses Bild zu erzeugen: 1) einen Strahl durch ein optisches Element wie ein Beugungsgitter zu lenken; 2) einen Strahl auf ein Set von Scannern zu richten, die den Kreis schnell zeichnen und ihn solide erscheinen lassen können. Der Grund, warum Scanner dasselbe solide Bild auf einer Leinwand erzeugen können, ist ein Phänomen namens Nachbildwirkung (Persistence of Vision). Wenn das Beugungsgitter und die Scanner dasselbe Bild erzeugen, haben sie auf der Leinwand dieselbe Helligkeit, weil sie die gesamte Laserleistung in gleichem Maße über die Leinwand verteilen. An einem beliebigen Punkt entlang des Kreises kann die durchschnittliche Leistung 1000-mal geringer sein als die Leistung des Lasers. Nur weil diese Bilder gleich aussehen, darf man nicht vergessen, dass es im Fall der Scanner zu jedem Zeitpunkt nur einen Punkt auf der Leinwand gibt, und dieser Punkt hat die gesamte Leistung des Lasers. Wenn Sie Ihr Auge an diesem Punkt entlang des Kreises platzieren und der Strahldurchmesser 7 mm oder weniger beträgt, erhält Ihr Auge bei jedem Vorbeiscannen des Strahls durch Ihre Pupille die gesamte Leistung dieses Lasers. Am Beispiel unseres 1-Watt-Lasers bedeutet das, dass obwohl die durchschnittliche Leistung 1 mW beträgt, die Spitzenleistung, die Ihr Auge erhält, 1 Watt ist! Diese Spitzenleistung ist das gefährlichste und am leichtesten übersehene Element bei der Sicherheitsbewertung von Publikumsscans.
• Impulse und Mehrfachimpulse
  Wenn ein Laserstrahl über die Pupille scannt, spricht man davon, dass er einen Laserlichtimpuls in Ihr Auge abgibt. Das liegt daran, dass der Strahl beim Vorbeiscannen an Ihrem Auge nur für eine kurze Zeit, abhängig vom Strahldurchmesser und der Scanrate, in Ihr Auge eintritt. Dieser durch den gescannten Strahl erzeugte Lichtimpuls ähnelt einem Impuls, der von einem Strahl erzeugt wird, der nicht scannt, sondern nur für einen kurzen Moment eingeschaltet ist. Die Zeitspanne, in der der Strahl innerhalb Ihrer Pupille eingeschaltet ist, nennt man „Impulsbreite“. Bei Publikumsscanshows liegt diese Impulsbreite üblicherweise zwischen 20 und 500 Mikrosekunden. Wenn Sie einen Effekt wie einen Tunnel oder ein Flächenscan projizieren, geschieht dies durch kontinuierliches Scannen des Tunnels oder der Fläche, damit sie solide erscheinen. Während der Strahl Ihr Auge kreuzt, lässt er einen Lichtimpuls in Ihr Auge eintreten. Da die Scanner diesen Effekt mehrfach nachzeichnen, um ihn solide erscheinen zu lassen, erhält Ihr Auge mehrere Lichtimpulse. Der Grund, warum das Konzept von Impulsen und Mehrfachimpulsen wichtig ist, liegt darin, dass Sicherheitsstandards eine maximale Lichtmenge vorschreiben, der Sie bei einem einzelnen Impuls und bei mehreren Impulsen ausgesetzt sein dürfen.

Wie man eine Publikumsscanning-Show bewertet

In diesem Artikel besprechen wir, wie man eine Show mit manuellen Berechnungen unterstützt durch Basis-Messwerkzeuge bewertet. Dies erfordert die Fähigkeit, einen stationären Effekt zu projizieren. Obwohl Ihr Laserprojektor einen Effekt wie einen Flächenscan, Tunnel oder Strahlenarray scannen kann, muss der Effekt selbst stationär bleiben, da ein Lichtdetektor in den gescannten Strahleneffekt platziert werden muss, um eine genaue Messung zu erhalten. Aus diesem Grund können ADAT- oder andere aufgezeichnete Shows mit diesen Techniken nicht effektiv bewertet werden.

Werkzeuge für manuelle Berechnungen mit Unterstützung durch Basis-Messungen

• Kalibriertes Laserleistungsmessgerät 
  Sie müssen ein Laserleistungsmessgerät verwenden, das für die Messung statischer (nicht bewegter und nicht modulierten) Strahlen ausgelegt ist. Da das Messgerät in der Lage sein sollte, niedrige Lichtstärken zu messen, sollte es einen Siliziumdetektor mit flacher spektraler Empfindlichkeit verwenden. Für eine einfache Durchführung von Sicherheitsbewertungen sollten Sie eines mit einer aktiven Fläche von 1 cm² (ein Quadratzentimeter) verwenden. Die Verwendung eines Detektors dieser Größe ist einfacher, da das Messgerät bei vollständiger oder überfüllter Ausleuchtung des Detektors sonst die Bestrahlungsstärke (Konzentration der Laserleistung) in Watt pro Quadratzentimeter zusätzlich misst. Obwohl auch andere Detektorgrößen verwendet werden können, müssten Sie dann eine Umrechnung der Maßeinheiten vornehmen. Zur Vereinfachung geht dieser Artikel davon aus, dass ein 1 cm²-Detektor verwendet wird.
• Schnelle Silizium-Photodiode mit Verstärker 
  Schnelle Silizium-Photodioden sind von mehreren Anbietern erhältlich, darunter Hamamatsu, Centronic und UDT. Da diese Geräte einen Strom statt einer Spannung ausgeben, muss ein externer Verstärker verwendet werden, um sie an ein Oszilloskop anzuschließen. Alternativ können Sie einen Detektor mit eingebautem Verstärker kaufen, wie die OSI-Serie von Centronic. Für die Pulsbreitenmessung bei Publikumsscans sollte die aktive Fläche des Detektors 7 mm oder größer sein. Wenn sie größer als 7 mm ist, müssen Sie eine Maske mit einem 7-mm-Loch anfertigen und diese über den Detektor legen. Dies wird als Begrenzungsblende bezeichnet. (7 mm ist der international anerkannte Durchmesser der Augenpupille, der für Sicherheitsbewertungen verwendet wird.)
• Oszilloskop
  Ein Oszilloskop wird zusammen mit der schnellen Silizium-Photodiode verwendet, um Pulsbreite und Pulswiederholrate zu messen. Analoge Feldoszilloskope mit einer vertikalen Bandbreite von 50 MHz oder mehr sind gut geeignet. Digitale Oszilloskope sollten mit Vorsicht verwendet werden, da bei unsachgemäßer Handhabung Alias-Effekte durch Abtastung auftreten können.
• Wissenschaftlicher Taschenrechner 
  Jeder Taschenrechner, der Exponenten und Zehnerpotenzen berechnen kann, ist geeignet. Oft verwende ich das mit Microsoft Windows mitgelieferte Taschenrechnerprogramm (wählen Sie im Ansicht-Menü den „wissenschaftlichen“ Modus).
• Ein gewisses technisches Können… 
  Die manuelle Sicherheitsbewertung durch Publikumsscanning ist ziemlich mühsam und fehleranfällig. Sie erfordert Kenntnisse und Erfahrung im Umgang mit den oben genannten Werkzeugen und sollte nur von technisch versierten Personen durchgeführt werden.

Bewertung der Show

Nachdem die Ausrüstung vorbereitet wurde, sollten Sie die gesamte Show mehrmals durchführen, um besonders helle und gefährliche Effekte zu identifizieren und aufzulisten. Sobald diese identifiziert sind, bewerten Sie jeden einzelnen, indem Sie Folgendes tun:

Schritt 1. Messen Sie die Laserstrahl-Irradianz am nächstgelegenen Punkt, an dem das Publikum Zugang hat. Dazu projizieren Sie einen unbewegten Strahl in den Veranstaltungsort. (Idealerweise sollte dies im Studio erfolgen, mit guter Vorabkenntnis des Veranstaltungsorts. Führen Sie dies am Veranstaltungsort nur durch, wenn sich keine Personen ohne Laserschutz oder Zuschauer im Raum aufhalten.) Dieser Strahl muss dieselbe Farbe und Leistung wie der zu bewertende Effekt haben. Platzieren Sie den Detektorkopf sorgfältig in den Strahl am nächstgelegenen Zugangspunkt für das Publikum. (Beachten Sie, dass Licht vom Detektorkopf reflektiert werden kann, insbesondere bei Siliziumdetektoren. Stellen Sie sicher, dass dieses reflektierte Licht keine Gefahr für andere im Raum darstellt.) Stellen Sie sicher, dass der Strahl die ein Zentimeter große Detektorfläche überdeckt (oder zumindest ausfüllt). Wenn der Strahldurchmesser weniger als ein Zentimeter beträgt, ist dies bereits eine unsichere Exposition, es sei denn, Sie verwenden Laserleistungen unter 15mW. Notieren Sie den vom Messgerät angezeigten Wert als „Watt pro Quadratzentimeter“. Wenn das Messgerät beispielsweise 7,5mW anzeigt, würden Sie dies als 7,5mW/cm² notieren. 7,5mW mögen sehr niedrig erscheinen [siehe Anmerkung 1]. Wer würde eine Show mit einem 7,5mW-Strahl machen? Warum überhaupt einen 7,5mW-Strahl messen? Die Antwort ist, dass im Schritt 1 der Strahl nicht 7,5mW beträgt, sondern die Irradianz 7,5mW pro Quadratzentimeter ist. Hoffentlich ist der Strahldurchmesser größer als ein Zentimeter, und die 7,5mW werden im hellsten Bereich des größeren Strahls gemessen. Mehrere zehn Watt tatsächliche Strahlleistung können verwendet werden, vorausgesetzt, der Strahldurchmesser am nächstgelegenen Zugangspunkt ist groß genug, um die Irradianz auf ein akzeptables Niveau zu senken.

Schritt 2. Messen Sie die Pulsdauer des Effekts, während er das Auge passiert. Projektieren Sie dazu den Effekt in den Veranstaltungsort und platzieren Sie die schnelle Photodiode sorgfältig an der hellsten Stelle des Effekts. (Achten Sie erneut auf Streuungen.) Die hellste Stelle hat wahrscheinlich mehrere Punkte im Bild, um den Strahl zur Akzentuierung an Ort und Stelle zu halten (z. B. an einer Ecke oder einem Ankerpunkt). Messen und notieren Sie mit dem Oszilloskop die Pulsdauer und passen Sie die horizontale Zeitbasis nach Bedarf an. (Obwohl es viele Möglichkeiten gibt, die Pulsdauer zu definieren, sind sich Sicherheitsexperten einig, dass die „Full-Width, Half-Maximum“-Punkte verwendet werden sollten. Wenn der Puls beispielsweise eine Amplitude von 2 Volt hat, messen Sie die Breite bei 1 Volt.) Je nach Effekt liegt diese wahrscheinlich zwischen etwa 20 und 500 Mikrosekunden. (Stellen Sie sicher, dass der Detektor während dieser Messung nicht gesättigt ist. Wenn der Puls eine flache Spitze hat, könnte er gesättigt sein, und Sie sollten einen Neutraldichte-Filter verwenden, um die Lichtmenge, die auf den Detektor trifft, zu reduzieren.)

Schritt 3. Messen Sie die Pulswiederholrate. Erhöhen Sie dazu einfach die horizontale Sweep-Zeit, bis Sie zwei oder mehr aufeinanderfolgende Pulse sehen, und messen Sie die Zeit zwischen den Pulsen. Berechnen Sie mit dem wissenschaftlichen Taschenrechner die Wiederholrate, indem Sie den Kehrwert dieser Zeit nehmen. Wenn Sie zum Beispiel 16 Millisekunden (0,016 Sekunden) zwischen den Pulsen messen, beträgt die Pulswiederholrate 1 / 0,016 oder 60 Hz.

Jetzt, da wir Informationen über den Effekt gesammelt haben, sehen wir uns an, wie dieser Effekt im Vergleich zur Maximal zulässigen Exposition [MPE] steht, die durch Sicherheitsrichtlinien und behördliche Vorschriften vorgeschrieben ist.

Schritt 4. Berechnen Sie die Einzelsignal-Maximal zulässige Exposition [MPE] für diesen Effekt. Dies ist die Sicherheitsrichtlinie oder behördliche Vorschrift, die die maximale Bestrahlungsstärke (Laserleistungsdichte) vorschreibt, die für eine gegebene Pulsdauer als sicher gilt. Um die Einzelsignal-MPE [siehe Anmerkung 1] (in Watt pro Quadratzentimeter) zu berechnen, heben Sie die Pulsdauer (in Sekunden) auf die Potenz 3/4, multiplizieren das Ergebnis mit 0,0018 und teilen das gesamte Ergebnis durch die Pulsdauer (in Sekunden). Zum Beispiel, wenn die Pulsdauer 100 Mikrosekunden (0,000100 Sekunden) beträgt, wäre die Berechnung (0,000100) ^¾ X 0,0018 / 0,000100 = 0,018 W/cm² oder 18 Milliwatt pro Quadratzentimeter. (Um dies mit dem wissenschaftlichen Taschenrechner von Microsoft Windows zu tun, geben Sie 0,0001 ein, drücken die X^Y-Taste, geben 0,75 (entspricht 3/4) ein, drücken *, geben 0,0018 ein, drücken /, geben 0,0001 ein und drücken =.) Wenn die in Schritt 1 gemessene Bestrahlungsstärke größer ist als die Einzelsignal-MPE, hören Sie sofort auf – der Effekt ist nicht einmal für einen einzelnen Laserpuls (einen Scan über Ihr Auge) sicher und darf nicht vor Publikum durchgeführt werden.

Schritt 5. Berechnen Sie den Mehrfachpuls-[MPE] für diesen Effekt. Dies ist eine reduzierte Version des Einzelpuls-[MPE], basierend auf der Anzahl der Pulse, denen das Publikum ausgesetzt ist. Grundsätzlich gilt: Je mehr Lichtpulse das Auge empfängt, desto weniger Licht ist pro Puls erlaubt. Um den Mehrfachpuls-[MPE] zu berechnen, multiplizieren Sie die Belichtungszeit (in Sekunden) mit der Pulswiederholrate und erheben diese Zahl in die Potenz -1/4 (minus ein Viertel). Zum Beispiel, wenn die Belichtungszeit 1/4 Sekunde beträgt [siehe Anmerkung 2] und die Pulswiederholrate 60 Hz ist, lautet die Berechnung (0,25 X 60) ^-1/4 = 0,508. (Um dies mit dem wissenschaftlichen Taschenrechner von Microsoft Windows zu tun, drücken Sie die ( Taste, geben 0,25 ein, drücken *, geben 60 ein, drücken die ) Taste. Dies gibt die Gesamtzahl der Pulse während der Belichtungszeit an. Dann drücken Sie die X^Y Taste, geben 0,25 ein und drücken die +/- Taste (entspricht -1/4), und dann =.) Multiplizieren Sie diesen Faktor mit dem Einzelpuls-[MPE], um den Mehrfachpuls-[MPE] zu erhalten. In diesem Beispiel wäre das 0,018 X 0,508 = 0,0091 W/cm² oder 9,1 Milliwatt pro Quadratzentimeter. Wenn die in Schritt 1 gemessene Bestrahlungsstärke größer ist als der Mehrfachpuls-[MPE], stoppen Sie sofort — der Effekt ist für die Belichtungszeit nicht sicher und müsste reduziert und neu gemessen werden, bevor er vor einem Publikum gezeigt wird.

Schritt 6. Berechnen Sie die durchschnittliche Leistung, die durch diesen Effekt abgegeben wird, und vergleichen Sie sie mit dem durchschnittlichen [MPE] für die Belichtungszeit. Multiplizieren Sie dazu die in Schritt 1 gemessene Bestrahlungsstärke mit der Pulsbreite und der Pulswiederholrate. Zum Beispiel, wenn die Bestrahlungsstärke 7,5 mW/cm² beträgt, die Pulsbreite 100 Mikrosekunden und die Wiederholrate 60 Hz ist, lautet die Berechnung 0,0075 X 0,000100 X 60 = 0,000045 W/cm² oder 0,045 Milliwatt pro Quadratzentimeter durchschnittliche Leistung. Mit der Berechnung für den Einzelpuls-[MPE] können wir den durchschnittlichen [MPE] für eine Belichtung von 1/4 Sekunde (da die Belichtungszeit in diesem Fall 1/4 Sekunde beträgt) als 0,25 ^3/4 X 0,0018 / 0,25 = 0,00255 W/cm² oder 2,5 Milliwatt pro Quadratzentimeter ermitteln. Wenn die durch diesen Effekt abgegebene durchschnittliche Leistung größer ist als der durchschnittliche [MPE], ist dieser Effekt für diese Belichtungszeit nicht sicher.

Es ist hilfreich, wenn jemand Ihre Berechnungen überprüft. Fehler können sofortige Auswirkungen auf das Publikum haben, im Gegensatz zur Berechnung von Röntgenbelastungen, bei denen sich Fehler erst 20 Jahre später bemerkbar machen.

Damit ein Effekt als sicher gilt, darf er keine der drei [MPE]-Grenzen überschreiten. Bei Audience-Scanning-Shows ist die Mehrfachpuls-[MPE] am restriktivsten und die durchschnittliche [MPE] am wenigsten restriktiv. Dieses Beispiel zeigt dies, da die Einzelpuls- und Durchschnitts-[MPE] nicht überschritten wurden, aber die Mehrfachpuls-[MPE].

Bewerten Sie die gesamte Show

Die oben beschriebenen manuellen Prozesse sollten für möglichst viele Effekte wiederholt werden. Oder, wenn die Zeit begrenzt ist, sollten Sie die Effekte messen, die das größte Risiko darstellen. Das sind solche, die nur wenige Strahlen ins Publikum projizieren oder Muster, die klein sind oder besonders hell erscheinen. Überschreitet ein Effekt die [MPE], können Sie die Laserleistung oder die Helligkeit des Effekts reduzieren oder den Effekt so ändern, dass die Pulsbreite oder die Anzahl der Pulse verringert wird. Sie sollten auch die „gesamte [MPE]“ der gesamten Show berücksichtigen. Wenn alle Effekte Ihrer Show knapp unter der [MPE] liegen, wäre die Show als Ganzes wahrscheinlich über der [MPE]. Da Sie die [MPE] nur für bestimmte Effekte der Show berechnen, müssen Sie die gesamte Show manuell „bewerten“. Leider wurde bisher keine statistische Methode entwickelt, um diese „gesamte [MPE]“ zu ermitteln. Bis dahin sollten Sie auf Nummer sicher gehen und Effekte, die „am Limit“ sind, neu programmieren.

Erhöhung der Divergenz zur Verringerung der Bestrahlungsstärke

Beim Lesen dieses Textes oder bei eigenen Messungen an Ihrer Show werden Sie feststellen, dass relativ geringe Strahlleistungen verwendet werden müssen, wenn der Strahldurchmesser beim Publikum klein ist. Das liegt daran, dass bei kleinem Strahldurchmesser die Bestrahlungsstärke hoch ist. Sie können die Bestrahlungsstärke verringern, indem Sie den Strahldurchmesser beim Publikum vergrößern, was deutlich höhere Strahlleistungen ermöglicht. Dazu müssen Sie eine Linse oder einen Kollimator verwenden. Mehrere Watt Laserleistung können eingesetzt werden, wenn die Bestrahlungsstärke durch Strahlerweiterung auf einem vernünftigen Niveau gehalten wird.

Ein vereinfachter Ansatz

Nach wiederholter manueller Analyse von Hunderten von Effekten und Shows wird deutlich, dass für eine sichere Audience-Scanning-Show mehrere Faktoren erfüllt sein müssen:

• Das tatsächliche Scannen und die Strahlmodulation müssen mit einer Geschwindigkeit erfolgen, die schnell genug ist, damit die vom Auge wahrgenommene Pulsbreite etwa 1 Millisekunde oder schneller beträgt.
• Die maximale Bestrahlungsstärke eines Strahls, gemessen am nächstgelegenen Punkt, zu dem das Publikum Zugang hat, muss irgendwo zwischen 5mW/cm liegen.² und 10mW/cm².

Wenn Sie diese beiden Faktoren akzeptieren, kann ein vereinfachter Ansatz zur Bewertung der Sicherheit beim Publikumsscan verwendet werden. Der vereinfachte Ansatz beinhaltet die Messung der Bestrahlungsstärke eines unbewegten, nicht modulierten Strahls am nächstgelegenen Zugangspunkt des Publikums, ähnlich wie in Schritt 1 oben. Der Strahl muss das höchste Leistungsniveau darstellen, das jemals im Publikum zu finden sein wird, sodass Sie die maximale Bestrahlungsstärke abschätzen können, die das Publikum jemals erfahren wird. Für einen RGB-Laserprojektor sollte dies ein weißer Strahl sein. Beachten Sie, dass es mit moderner Software oft schwierig ist, einen nicht modulierten Strahl zu erhalten, da die moderne Software meistens aus irgendeinem Grund den Strahl moduliert – zum Beispiel während der Zwischenbild-Blanking-Phasen, unabhängig davon, ob eine Animation projiziert wird oder nicht. Daher müssen Sie sich an Ihre Softwarefirma wenden, um herauszufinden, wie Sie einen unbewegten, nicht modulierten und im Wesentlichen voll leistungsfähigen Strahl aus der Software erhalten, damit diese Messung durchgeführt werden kann. Sobald die Bestrahlungsstärke eines unbewegten, nicht modulierten Strahls gemessen wurde, muss sie zwischen 5mW/cm liegen.² und 10mW/cm². Wenn die Strahlleistung höher ist, müssen Sie die Leistung des Projektors reduzieren oder die Divergenz erhöhen, um ein Bestrahlungsniveau zwischen 5mW/cm zu erreichen² und 10mW/cm². Und natürlich kann dieser vereinfachte Ansatz nur SO LANGE verwendet werden, WIE ein zuverlässiges System vorhanden ist, das sicherstellt, dass die beiden oben genannten Faktoren unter keinen Umständen verletzt werden.

(Die strenge mathematische Grundlage für diesen vereinfachten Ansatz wird in diesem Artikel nicht dargestellt, es sei jedoch zu beachten, dass dies auch der Konsens der Thesis zur Bewertung des Publikumsabtastungsrisikos von John O’Hagan ist. Die Thesis kann für detailliertere Informationen konsultiert werden.)

Die Show sicher halten

Nur weil die Show jetzt alle Bewertungen besteht, bedeutet das nicht, dass sie so bleibt. Es können verschiedene Dinge passieren, die die Show unsicher machen. Beispiele hierfür sind: plötzliche Erhöhungen der Strahlleistung und ein Ausfall des Projektionssystems, der das Abtasten verhindert, einschließlich Ausfall von Computer, Verkabelung oder Abtastsystem. Sie müssen vernünftige Ausfallmodi berücksichtigen und Kontrollmaßnahmen (wie Scan-Ausfallsicherungen) bereitstellen, um die Folgen zu begrenzen. Das PASS-System von Pangolin wurde entwickelt, um die projizierte Strahlleistung sowie die Abtastsystem und andere projektorbezogene Systeme und stellen Sie sicher, dass diese innerhalb eines sicheren Bereichs arbeiten.

Eine Belohnung für Ihre harte Arbeit

Das nächste Mal, wenn Sie die Gelegenheit haben, anzusehen Bei Publikumsscanning-Shows achten Sie besonders auf Ihr Sehvermögen, wenn verschiedene Effekte Ihre Augen passieren. Effekte, die ein starkes Nachbild hinterlassen, sind unangenehm und beeinträchtigen die gesamte Show. In solchen Fällen sind Ihre Augen zu sehr damit beschäftigt, sich vom letzten Effekt zu erholen, um den nächsten zu genießen. Effekte, die wenig oder kein Nachbild hinterlassen, sind hingegen sehr schön und machen Spaß. In diesem Fall sagen Ihre Augen: „Wow! Ich habe es geschafft! Und ich kann die Show weiter genießen!“ Es zeigt sich, dass Effekte, die die MPE überschreiten, in der Regel Nachbilder verursachen, während Effekte, die die MPE nicht überschreiten, dies nicht tun. Als Künstler können Sie aus den MPE-Messungen lernen und Shows kreieren, die sicher und für alle angenehm sind.

Endnoten

Hinweis 1. In diesem Artikel beziehen sich die angegebenen MPE-Werte auf den ANSI Z136.1 Standard für den sicheren Umgang mit Lasern. Obwohl dieser technisch von anderen internationalen Sicherheitsstandards abweicht, besteht der Hauptunterschied bei sichtbaren Wellenlängen in den Maßeinheiten. Zum Beispiel verwendet der ANSI-Standard Watt pro Quadratzentimeter, während andere Standards Watt pro Quadratmeter verwenden. Diese Standards stimmen jedoch überraschend gut in Bezug auf die tatsächlichen „Expositionsgrenzen“ überein. Sie sollten den Lasersicherheitsstandard Ihres Landes konsultieren und regulatorischen Rat einholen. In einigen Ländern wie Schweden ist es illegal, das Publikum mit einem Laserstrahl zu scannen.

Hinweis 2.Bei der Bestimmung der Belichtungszeit für einen Effekt sollten Sie berücksichtigen, wie lange der Effekt an Ort und Stelle verweilt. Zum Beispiel bewegen sich Fächer- und Tunnel-Effekte schnell am Auge vorbei, sodass die Belichtungszeit sehr kurz ist – vielleicht nur im Bereich eines einzigen Durchlaufs. Fächer- und Tunnel-Effekte, die sich nicht bewegen, scannen jedoch mehrfach am Auge vorbei, was zu einer längeren Belichtungszeit führt. Im Zweifelsfall kann eine Viertelsekunde (0,25 Sekunden) verwendet werden, da Menschen den Strahl „abwenden“ (durch Blinzeln oder Kopfbewegung), und eine Viertelsekunde ist die allgemein anerkannte natürliche Abwehrreaktion in Lasersicherheitsstandards.

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