Publikum Scan-Sicherheit

Shows sicher und angenehm gestalten
Von William R. Benner, Jr.

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

Die erfolgreiche Bestimmung des Sicherheitsniveaus von Audience-Scanning Shows erfordert nicht nur die richtigen Werkzeuge, sondern auch ein Verständnis der Theorie hinter den Sicherheitsgrenzwerten und die Fähigkeit, Messdaten richtig zu interpretieren. Dieser Artikel soll die grundlegenden Konzepte der Audience-Scanning-Auswertung erläutern, zusammen mit einem "praktischen" Ansatz zur Auswertung von Audience-Scan-Effekten innerhalb einer Lasershow. Dieser Artikel basiert auf einer Menge Forschung über die Sicherheit beim Scannen des Publikums und wurde auch von Sicherheitsexperten überprüft, darunter Greg Makhov, Vorsitzender des ILDA-Sicherheitsausschusses, und John O’Hagan vom britischen National Radiological Protection Board. Da die für die Erstellung dieses Artikels verwendeten Ressourcen hauptsächlich in den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich eingesetzt werden, besteht die Möglichkeit, dass in anderen Ländern verschiedene Analysetechniken zur Bewertung der in das Publikum projizierten Strahlen verwendet werden können. Darüber hinaus ist es in einigen Ländern, wie z.B. Schweden, illegal, das Publikum mit einem Laserstrahl zu scannen. Aus diesem Grund sollten Sie den Rat der örtlichen Aufsichtsbehörden einholen.
Bevor wir erklären, wie man eine Show bewertet, ist es vielleicht gut, eine sehr grundlegende Frage zu beantworten - warum 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 einer unsicheren Show ausgesetzt ist, ist es möglich, dass die Show seine oder ihre Sehkraft schädigt. In einem Klima starker Rechtsstreitigkeiten, wie z.B. in den Vereinigten Staaten, ist es wahrscheinlich, dass diese Person rechtliche Schritte gegen den Eigentümer des Veranstaltungsortes und den Produzenten der Show einleiten wird. Wurde festgestellt, dass die Show auf einem unsicheren Niveau betrieben wurde, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, dass dieser Person ein Schadensersatzanspruch zugesprochen wird, auch wenn der Schaden nicht durch die Show verursacht wurde. Würden dagegen Shows völlig sicher durchgeführt, würden keine Sehschäden auftreten. Selbst wenn sich jemand entschließen würde, unseriöse rechtliche Schritte zu unternehmen, ist es unwahrscheinlich, dass er eine Forderung eintreiben kann, wenn die Show auf einem sicheren Niveau stattfindet.
• Sichere Shows mit Scannen des Publikums sind angenehmer als unsichere
  Wenn sie auf sicheren Niveaus betrieben werden, hinterlassen die Shows mit Publikumsscannen nur wenige oder gar keine Nachbilder, was die ganze Show angenehm macht. Das sollten Sie selbst testen. Wenn Sie das nächste Mal die Möglichkeit haben, Audience Scanning Shows zu sehen, achten Sie besonders auf Ihr Augenlicht, während verschiedene Effekte Ihre Augen kreuzen. Effekte, die ein starkes Nachbild zu hinterlassen scheinen, sind nicht angenehm zu erfahren und lenken von der ganzen Show ab. Wenn dies geschieht, werden Ihre Augen zu sehr damit beschäftigt sein, sich vom letzten Effekt zu erholen, als dass Sie den nächsten genießen könnten. Jedoch sind Effekte, die wenig oder kein Nachbild hinterlassen, schön und unterhaltsam zu erfahren.
• Weil es sicher gemacht werden kann
  Wenn uns als Menschen etwas schwierig erscheint, vermeiden wir es manchmal lieber, anstatt es herauszufordern. Wenn man beginnt, die vielen Aspekte der Lasersicherheit kennen zu lernen, mag es scheinen, als gäbe es viel zu viele Variablen und Formeln zu berechnen, was Audience-Scanning-Sicherheit schwer zu berechnen macht. Anstatt die Hilfe von Sicherheitsexperten zu suchen, ist es einfacher, einfach zu leugnen, dass es ein Sicherheitsproblem gibt. In diesem Artikel werden zunächst einige Definitionen der Terminologie eingeführt und dann wird gezeigt, wie man eine Audience Scanning Show beurteilt.

Begriffsbestimmungen

• Bestrahlungsintensität
  Das wohl wichtigste und grundlegendste Konzept zur Lasersicherheit ist die Bestrahlungsintensität. Dies ist ein bedeutendes Wort, das einfach die Konzentration der Laserleistung pro Flächeneinheit bedeutet. Man findet es, indem man die Leistung des Strahls durch die Fläche, die er bedeckt, teilt. Wenn zum Beispiel ein 1-Watt-Strahl eine Fläche von 1 Quadratzentimeter bedeckt, hat er eine Bestrahlungsstärke von 1 Watt pro Quadratzentimeter. Wenn man diesen Strahl divergieren lässt, um eine Fläche von 2 Quadratzentimetern abzudecken, ist zu beachten, dass er sich sowohl in der Breite als auch in der Höhe ausgedehnt hat. 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, ist, dass für die Sicherheitsbewertung Ihr Auge mit einem Pupillendurchmesser von 7 mm angenommen wird.. Jeder Strahl, der mit einem Durchmesser von 7mm oder kleiner in Ihr Auge eintritt, wird die volle Leistung dieses Strahls in Ihr Auge übertragen. Ist der Strahl jedoch größer als 7mm, wird Ihr Auge nur dem Teil des Strahls ausgesetzt, der in das Auge eindringen kann. Die Norm ANSI Z136.1 für den sicheren Einsatz von Lasern verwendet Watt pro Quadratzentimeter als Maßeinheit für die Sicherheitsbewertung. Einige andere Normen verwenden Watt pro Quadratmeter als Maßeinheit.
• Mittlere Leistung gegenüber maximaler Leistung 
  Nehmen wir an, 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 z.B. ein Beugungsgitter lenken; 2) einen Strahl auf eine Reihe von Scannern lenken, die den Kreis schnell zeichnen können und ihn als Standbild erscheinen lassen. Der Grund dafür, dass Scanner dasselbe Standbild auf einer Leinwand erzeugen können, liegt in einem Phänomen, das als Persistenz der Sicht bezeichnet wird. Wenn das Beugungsgitter und die Scanner das gleiche Bild erzeugen, haben sie die gleiche Helligkeit auf der Leinwand, weil sie die gesamte Laserleistung um den gleichen Betrag auf der Leinwand verteilen. An jedem Punkt des Kreises kann die durchschnittliche Leistung 1000 Mal geringer sein als die Leistung des Lasers. Aber nur weil diese Bilder gleich aussehen, vergessen Sie nicht, dass bei den Scannern zu jedem Zeitpunkt nur einen Punkt auf der Leinwand zu sehen ist, 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 jedes Mal die gesamte Leistung dieses Lasers, wenn der Strahl an Ihrer Pupille vorbeigeführt wird. Am Beispiel unseres 1-Watt-Lasers ist die durchschnittliche Leistung zwar 1 mW, aber die Spitzenleistung, die Ihr Auge erreicht, beträgt 1 Watt! Diese Spitzenleistung ist das gefährlichste und am leichtesten zu übersehende Element bei der Bewertung der Sicherheit beim Scannen des Publikums.
• Impulse und Mehrfachimpulse
  Wenn ein Laserstrahl die Pupille überquert, wird gesagt, dass er einen Puls des Laserlichts an Ihr Auge abgibt. Denn wenn der Strahl an Ihrem Auge vorbeiläuft, tritt er je nach Strahldurchmesser und Abtastrate nur für kurze Zeit in Ihr Auge ein. Dieser Lichtimpuls, der durch den gescannten Strahl erzeugt wird, ähnelt einem Puls, der durch einen nicht scannenden Strahl erzeugt wird, aber nur für einen kurzen Moment eingeschaltet ist. Die Zeit, die der Strahl innerhalb der Pupille verbleibt, wird als "Pulsweite" bezeichnet. Bei Shows mit Publikumsscanning beträgt diese Pulsbreite üblicherweise 20 bis 500 Mikrosekunden. Wenn Sie einen Effekt wie einen Tunnel- oder Flächenscan projizieren, geschieht dies durch kontinuierliches Abtasten des Tunnels oder der Fläche, um diese als feststehend erscheinen zu lassen. Wenn der Strahl Ihr Auge kreuzt, lässt er einen Lichtpuls in Ihr Auge eindringen. Da die Scanner diesen Effekt viele Male nachzeichnen, um ihn als feststehend erscheinen zu lassen, wird Ihr Auge mehrere Lichtpulse erhalten. Der Grund, warum das Konzept der Pulse und Mehrfachpulse wichtig ist, ist, dass die Sicherheitsnormen eine maximale Lichtmenge vorschreiben, der Sie für einen einzigen Puls und für mehrere Pulse ausgesetzt werden dürfen.

Wie man eine Publikumsscan Show evaluiert

In diesem Artikel werden wir besprechen, wie man eine Show mit Hilfe von manuellen Berechnungen und grundlegenden Messwerkzeugen beurteilen kann. Dies erfordert die Fähigkeit, einen stationären Effekt zu projizieren. Obwohl Ihr Laserprojektor einen Effekt, wie z.B. einen Flächenscan, einen Tunnel oder ein Array von Strahlen 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 ausgewertet werden.

Benötigte Werkzeuge für manuelle Berechnungen mit Hilfe von Basismessungen

• Kalibriertes Laserleistungsmessgerät 
  Sie müssen ein Laserleistungsmessgerät verwenden, das für die Messung statischer (nicht bewegter und nicht modulierter) Strahlen ausgelegt ist. Da das Messgerät in der Lage sein sollte, geringe Lichtstärken zu messen, sollte das Messgerät einen Siliziumdetektor mit flacher spektraler Empfindlichkeit verwenden. Um die Durchführung von Sicherheitsbewertungen zu erleichtern, sollten Sie ein Messgerät mit einer aktiven Fläche von 1 cm² (ein Quadratzentimeter) verwenden. Die Verwendung dieses Detektors ist einfacher, denn wenn der Strahl diesen Detektor füllt oder überfüllt, dann misst das Messgerät von außen die Bestrahlungsstärke (Konzentration der Laserleistung) in Watt pro Quadratzentimeter. Obwohl auch andere Detektorgrößen verwendet werden können, müssten Sie dann eine Berechnung zur Umrechnung der Maßeinheiten durchführen. Der Einfachheit halber wird in diesem Artikel angenommen, dass ein 1cm² Detektor verwendet wird.Detektor verwendet wird.
• Schnelle Silizium-Fotodiode mit Verstärker 
  Schnelle Silizium-Fotodioden sind von verschiedenen Anbietern erhältlich, darunter Hamamatsu, Centronic und UDT. Da diese Geräte einen Strom statt einer Spannung ausgeben, muss ein externer Verstärker verwendet werden, um den Anschluss an ein Oszilloskop zu erleichtern. Alternativ können Sie einen Detektor mit eingebautem Verstärker wie die OSI-Serie von Centronic erwerben. Für die Publikumsscanning-Pulsbreitenmessung sollte die aktive Fläche des Detektors 7 mm oder größer sein. Wenn sie größer als 7mm ist, müssen Sie eine Maske mit einer 7mm Bohrung anfertigen und über den Detektor legen. Dies nennt man eine begrenzende Öffnung. (7mm ist der international anerkannte Okularpupillendurchmesser, der für die Sicherheitsbewertung verwendet werden soll).
• Oszilloskop
  Ein Oszilloskop wird zusammen mit der schnellen Silizium-Fotodiode verwendet, um die Pulsbreite und die Pulswiederholrate zu messen. Analoge Feldmessgeräte mit einer vertikalen Bandbreite von 50MHz oder größer funktionieren gut. Digitalisierende Oszilloskope sollten mit Vorsicht verwendet werden, da es bei unvorsichtigem Umgang zu Sample-Aliasing kommen kann.
• Wissenschaftlicher Taschenrechner 
  Jeder Taschenrechner, der in der Lage ist, Exponenten und Zehnerpotenzen zu berechnen, funktioniert gut. Oft benutze ich das mit Microsoft Windows mitgelieferte Programm Calculator (wählen Sie den "wissenschaftlichen" Modus aus dem Ansicht-Menü).
• Einige technische Fähigkeiten… 
  Die manuelle Beurteilung der Sicherheit beim Audience-Scanning ist recht mühsam und fehleranfällig. Sie erfordert Wissen und Erfahrung im Umgang mit den oben genannten Werkzeugen und sollte nur von technisch versierten Personen durchgeführt werden.

Beurteilung der Show

Nach der Vorbereitung der Geräte sollten Sie die gesamte Show mehrmals durchführen, um besonders helle und gefährliche Effekte zu identifizieren und aufzulisten. Sobald diese identifiziert wurden, bewerten Sie jeden einzelnen davon wie folgt:

Schritt 1. Messen Sie die Bestrahlungsintensität des Laserstrahls an der nächstgelegenen Stelle des Publikumszugangs. Projizieren Sie dazu einen unbewegten Strahl in den Veranstaltungsort. (Im Idealfall sollte dies im Studio geschehen, mit guten Vorkenntnissen über den Veranstaltungsort. Machen Sie dies am Veranstaltungsort nur, wenn der Raum nicht von Nicht-Laserleuten oder Zuschauern besetzt ist). Dieser Strahl muss die gleiche Farbe und Leistung haben wie der zu beurteilende Effekt. Platzieren Sie den Detektorkopf vorsichtig an der nächstgelegenen Stelle des Publikumszugangs in den Strahl. (Beachten Sie, dass Licht vom Detektorkopf reflektiert werden kann, insbesondere bei Siliziumdetektoren. Stellen Sie sicher, dass dieses reflektierte Licht keine Gefahr für andere Personen im Raum darstellt). Stellen Sie sicher, dass der Strahl den einen Zentimeter großen Detektorbereich überfüllt (oder zumindest ausfüllt). Wenn der Strahldurchmesser weniger als ein Zentimeter beträgt, ist dies bereits eine unsichere Bestrahlung, es sei denn, Sie verwenden Laserleistungen unter 15mW. Notieren Sie den vom Messgerät gemeldeten Wert als "Watt pro Quadratzentimeter". Wenn das Messgerät zum Beispiel 7,5mW anzeigt, würden Sie den Wert als 7,5mW/cm² aufzeichnen. Nun mögen 7,5mW extrem 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 in Schritt 1 der Strahl nicht 7,5mW ist, sondern 7,5mW pro Quadratzentimeter. Hoffentlich wird der Strahldurchmesser größer als ein Zentimeter sein und die 7,5mW werden im hellsten Teil des größeren Strahls gesammelt. Dutzende von Watt tatsächlicher Strahlleistung können verwendet werden, vorausgesetzt, dass der Strahldurchmesser an der nächstgelegenen Stelle des Zugangs groß genug ist, um die Bestrahlungsstärke auf ein akzeptables Niveau zu senken.

Schritt 2. Messen Sie die Pulsbreite des Effekts, wenn er das Auge passiert. Dazu projizieren Sie den Effekt in den Raum und platzieren die schnelle Fotodiode vorsichtig an der hellsten Stelle im Effekt. (Auch hier ist auf Streureflexionen zu achten.) Die hellste Stelle wird wahrscheinlich mehrere Punkte im Bild haben, um den Strahl zur Akzentuierung in Position zu halten (z.B. an einer Ecke oder einem Ankerpunkt). Mit dem Oszilloskop die Pulsbreite messen und aufzeichnen und die horizontale Zeitbasis nach Bedarf einstellen. (Obwohl es viele Möglichkeiten gibt, die Pulsbreite zu definieren, sind sich die 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 am 1-Volt-Punkt). Je nach Effekt wird dies wahrscheinlich zwischen 20 und 500 Mikrosekunden liegen. (Stellen Sie sicher, dass der Detektor während dieser Messung nicht gesättigt ist. Wenn der Puls eine flache Oberseite hat, könnte er gesättigt sein und Sie sollten einen optischen Filter mit neutraler Dichte verwenden, um die Menge des auf den Detektor auftreffenden Lichts zu reduzieren).

Schritt 3. Messen Sie die Pulswiederholungsrate. Dazu erhöhen Sie einfach die horizontale Durchlaufzeit, bis Sie zwei oder mehr aufeinander folgende Pulse sehen, und messen die Zeit zwischen den Pulsen. Berechnen Sie mit dem wissenschaftlichen Rechner die Wiederholungsrate, indem Sie den Kehrwert dieser Zeit nehmen. Wenn Sie zum Beispiel 16 Millisekunden (0,016 Sekunden) zwischen den Pulsen messen, würde die Pulswiederholungsrate 1 / 0,016 oder 60Hz betragen.

Nachdem wir nun Informationen über den Effekt gesammelt haben, werden wir sehen, wie sich dieser Effekt im Vergleich zur maximal zulässigen Exposition [MPE], die durch Sicherheitsrichtlinien und staatliche Vorschriften vorgeschrieben ist, verhält.

Schritt 4. Berechnen Sie die maximal zulässige Einzelimpulsexposition [MPE] für diesen Effekt. Dies ist die Sicherheitsrichtlinie oder staatliche Vorschrift, die die maximale Bestrahlungsstärke (Laserleistungsdichte) vorschreibt, die für eine gegebene Pulsbreite als sicher gilt. Zur Berechnung der Einzelpuls-MPE [siehe Anmerkung 1] (in Watt pro Quadratzentimeter) wird die Pulsbreite (in Sekunden) auf die 3/4 Leistung erhöht, das Ergebnis mit 0,0018 multipliziert und das gesamte Ergebnis durch die Pulsbreite (in Sekunden) geteilt. Zum Beispiel, wenn die Pulsbreite 100 Mikrosekunden (0,000100 Sekunden) beträgt, wäre die Berechnung (0,000100) ^¾ X .0018 / 0,000100 = 0,018 W/cm² oder 18 Milliwatt pro Quadratzentimeter. (Um dies mit dem mit Microsoft Windows mitgelieferten wissenschaftlichen Rechner zu erreichen, geben Sie 0.0001 ein, drücken Sie die X^Y-Taste, geben Sie 0.75 (entspricht 3/4) ein, drücken Sie *, geben Sie 0.0018 ein, drücken Sie /, geben Sie 0.0001 ein und drücken Sie =). Wenn die in Schritt 1 gemessene Bestrahlungsstärke größer als die Einzelpuls-MPE ist, hören Sie genau hier auf - der Effekt ist nicht einmal für einen Laserlichtpuls (ein Scannen quer über Ihr Auge) sicher und darf nicht vor einem Publikum durchgeführt werden.

Schritt 5. Berechnen Sie die Mehrfach-Impuls-MPE für diesen Effekt. Dies ist eine reduzierte Version der Einzelpuls-MPE, basierend auf der Anzahl der Pulse, denen der Zuschauer ausgesetzt ist. Grundsätzlich gilt: je mehr Lichtpulse das Auge empfängt, desto weniger Licht pro Puls ist erlaubt. Zur Berechnung der Mehrfachpuls-MPE wird die Belichtungszeit (in Sekunden) mit der Pulswiederholungsrate multipliziert und diese Zahl auf -1/4 (negativ ein Viertel) erhöht. Wenn die Belichtungszeit z.B. 1/4 Sekunde beträgt [siehe Anmerkung 2] und die Pulswiederholungsrate 60Hz beträgt, wäre die Berechnung (0,25 X 60) ^-1/4 = 0,508. (Um dies mit dem mit Microsoft Windows mitgelieferten wissenschaftlichen Rechner zu erreichen, drücken Sie die Taste (, geben Sie 0.25 ein, drücken Sie *, geben Sie 60 ein, drücken Sie die Taste ). Damit erhalten Sie die Gesamtzahl der Pulse, die während der Belichtungszeit auftreten. Drücken Sie dann die X^Y-Taste, geben Sie 0.25 ein und drücken Sie die +/- Taste (entspricht -1/4) und drücken Sie dann =). Diesen Faktor multiplizieren Sie dann mit der Einzelpuls-MPE, um die Mehrfachpuls-MPE abzuleiten. In diesem Beispiel wäre es 0,018 X 0,508 = 0,0091 W/cm² oder 9,1 Milliwatt pro Quadratzentimeter. Wenn die in Schritt 1 gemessene Bestrahlungsstärke größer als die Mehrfachimpuls-MPE ist, hören Sie genau hier auf - der Effekt ist nicht sicher für die Expositionszeit und müsste reduziert und neu gemessen werden, bevor Sie vor einem Publikum auftreten.

Schritt 6. Berechnen Sie die durchschnittliche Leistung, die dieser Effekt erzeugt, und vergleichen Sie sie mit der durchschnittlichen MPE für die Expositionszeit. Dazu wird die in Schritt 1 gemessene Bestrahlungsstärke mit der Pulsbreite, multipliziert mit der Pulswiederholrate, multipliziert. Wenn die Bestrahlungsstärke z.B. 7,5mW/cm² ist, die Pulsbreite 100 Mikrosekunden beträgt und die Wiederholungsrate 60Hz, wäre die Berechnung 0,0075 X 0,000100 X 60 = 0,000045 W/cm² oder 0,045 Milliwatt pro Quadratzentimeter mittlere Leistung. Mit der Berechnung für die Einzelpuls-MPE können wir die durchschnittliche MPE für eine 1/4 Sekunde Belichtung (da die Expositionszeit in diesem Fall 1/4 Sekunde beträgt) als 0,25 ^3/4 X .0018 / 0,25 = .00255 W/cm² oder 2,5 Milliwatt pro Quadratzentimeter finden. Wenn die durchschnittliche Leistung, die dieser Effekt erzeugt, größer als die durchschnittliche MPE ist, ist dieser Effekt für diese Expositionszeit nicht sicher.

Es ist hilfreich, wenn jemand Ihre Berechnungen überprüft. Fehler können sich sofort auf das Publikum auswirken, im Gegensatz zur Berechnung von Röntgenaufnahmen, wo sich Ihre Fehler erst 20 Jahre später manifestieren.

Damit der Effekt als sicher gilt, darf er keine der drei MPE-Grenzwerte überschreiten. Bei Publikumsscans ist die Mehrfachimpuls-MPE am restriktivsten und die durchschnittliche MPE am wenigsten restriktiv. Dieses spezielle Beispiel veranschaulicht dies, da die Einzelpuls- und die durchschnittliche MPE nicht überschritten wurden, die Mehrpuls-MPE jedoch schon.

Bewerten Sie die ganze 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 die größte Gefahr darstellen. Das sind solche, die nur wenige Strahlen in das Publikum projizieren oder Muster, die klein sind oder besonders hell aussehen. Wenn ein Effekt die MPE überschreitet, können Sie die Laserleistung oder die Helligkeit des Effekts reduzieren oder den Effekt verändern, um die Pulsbreite oder die Anzahl der Pulse zu verringern. Sie sollten auch die "Gesamt-MPE" der gesamten Show berücksichtigen. Wenn alle Effekte in Ihrer Show kaum unter der MPE liegen würden, würde die Show als Ganzes wahrscheinlich über der MPE liegen. Da Sie die MPE nur für bestimmte Effekte in der Show berechnen, müssen Sie die gesamte Show manuell "bewerten". Leider hat bis jetzt noch niemand eine statistische Methode entwickelt, um zu dieser "Gesamt-MPE" zu gelangen. Bis dahin sollten Sie sich auf der Seite der Sicherheit irren, indem Sie Effekte umprogrammieren, die "auf der Kippe stehen".

Erhöhung der Divergenz zur Reduzierung der Strahlungsintensität.

Beim Lesen dieses Textes oder bei Messungen in der eigenen Show mag Ihnen bewusst sein, dass bei kleinen Strahldurchmessern im Publikum nur relativ geringe Strahlleistungen eingesetzt werden dürfen. Denn ist der Strahldurchmesser klein, ist die Strahlleistung hoch. Sie können die Strahlungsintensität verringern, indem Sie den Strahldurchmesser beim Publikum vergrößern, was wesentlich höhere Strahlleistungen ermöglicht. Dazu müssen Sie eine Linse oder einen Kollimator verwenden. Mehrere Watt Laserleistung können verwendet werden, wenn die Bestrahlungsstärke durch Aufweiten des Strahls auf einem vernünftigen Niveau gehalten wird.

Ein vereinfachter Ansatz

Nach der immer wieder durchgeführten manuellen Analyse von hunderten von Effekten und Shows wird man feststellen, dass für die Sicherheit einer Audience Scanning Show mehrere Faktoren berücksichtigt werden müssen:

• Die eigentliche Scanning und Strahlmodulation muss mit einer Geschwindigkeit erfolgen, die schnell genug ist, um die vom Auge empfundene Pulsbreite im Bereich von 1 Millisekunde oder schneller zu halten.
• Die maximale Strahlungsintensität eines Strahls, gemessen an der nächstgelegenen Stelle des Publikumszugangs, muss zwischen 5mW/cm² und 10mW/cm² liegen..

Wenn Sie diese beiden Faktoren anerkennen, dann kann ein vereinfachter Ansatz zur Bewertung der Sicherheit beim Scannen des Publikums verwendet werden. Der vereinfachte Ansatz beinhaltet die Messung der Bestrahlungsstärke eines nicht bewegten, nicht modulierten Strahls an der nächstgelegenen Stelle des Publikumszugangs, in einer ähnlichen Weise wie in Schritt 1 oben. Der Strahl muss das höchste Leistungsniveau repräsentieren, das jemals im Publikum zu finden sein wird, so dass Sie die maximale Bestrahlungsstärke, die das Publikum jemals erleben wird, messen können. Bei einem RGB-Laserprojektor sollte dies ein weißer Strahl sein. Beachten Sie, dass es mit moderner Software oft schwierig ist, einen nicht modulierten Strahl zu bekommen, da moderne Software den Strahl aus irgendeinem Grund immer moduliert - zum Beispiel während der Ausblendungszeiten zwischen den Bildern, unabhängig davon, ob eine Animation projiziert wird oder nicht. Daher müssen Sie sich mit Ihrer Softwarefirma in Verbindung setzen, um herauszufinden, wie Sie einen nicht bewegten, nicht modulierten und im Wesentlichen vollen Strahl aus der Software herausbekommen, damit diese Messung durchgeführt werden kann. Sobald die Bestrahlungsstärke eines nicht bewegten, nicht modulierten Strahls gemessen wurde, muss sie zwischen 5mW/cm² und 10mW/cm² liegen. Wenn die Strahlleistung höher ist, müssen Sie die aus dem Projektor austretende Leistung reduzieren oder die Divergenz erhöhen, um eine Bestrahlungsstärke zwischen 5mW/cm² und 10mW/cm² zu erreichen. Und natürlich kann dieser vereinfachte Ansatz nur so lange verwendet werden, wie ein zuverlässiges System vorhanden ist, um sicherzustellen, dass die beiden oben genannten Faktoren unter keinen Umständen überschritten werden.

(Die strenge mathematische Grundlage für diesen vereinfachten Ansatz wird in diesem Artikel nicht vorgestellt, es sei jedoch angemerkt, dass dies auch der Konsens der Thesis on Audience Scanning Risk Assessment von John O'Hagan ist. Die Thesen können für detailliertere Informationen hinzugezogen werden).

Die Show sicher gestalten

Nur weil die Show jetzt alle Evaluierungen besteht, heißt das nicht, dass es so bleiben wird. Es können eine Reihe von Dingen passieren, die die Show unsicher machen. Beispiele dafür sind: plötzliche Erhöhungen der Strahlleistung, und etwas wie den Ausfall des Projektionssystems, das Anhalten des Scanners einschließlich Computer-, Kabel- oder Scansystemfehler. Sie müssen sinnvolle Fehlermöglichkeiten in Betracht ziehen und Kontrollmaßnahmen (wie z.B. Scan-Ausfallsicherungen) vorsehen, um die Folgen zu begrenzen. Pangolin’s PASS system wurde entwickelt, um sowohl die projizierte Strahlleistung als auch das Scansystem und andere projektorbezogene Systeme zu überwachen und sicherzustellen, dass diese in einem sicheren Bereich arbeiten.

Die Belohnung für Ihre harte Arbeit

Das nächste Mal wenn Sie die Gelegenheit haben,  Audience-Scanning-Shows zu sehen, achten Sie besonders auf Ihr Augenlicht, während verschiedene Effekte Ihre Augen passieren. Effekte, die ein starkes Nachbild zu hinterlassen scheinen, sind nicht angenehm zu erleben und lenken von der ganzen Show ab. Wenn dies geschieht, werden Ihre Augen zu sehr damit beschäftigt sein, sich vom letzten Effekt zu erholen, um den nächsten zu genießen. Jedoch sind Effekte, die wenig oder kein Nachbild hinterlassen, sehr schön und machen Spaß. In diesem Fall werden Ihre Augen sagen: "Wow! Ich habe es geschafft! Und ich kann die Show weiterhin genießen!" Es stellt sich heraus, dass Effekte, die die MPE überschreiten, in der Regel Nachbilder verursachen, während es bei Effekten, die die MPE nicht überschreiten, keine Nachbilder gibt. Als Künstler können Sie von den MPE-Messungen lernen und Shows gestalten, die sicher und für alle Beteiligten angenehm sind.

Endnoten

Notiz 1. Die in diesem Artikel angegebenen MPE-Werte stammen aus der ANSI Z136.1-Norm für den sicheren Einsatz von Lasern. Obwohl sich dieser technisch von anderen internationalen Sicherheitsstandards unterscheidet, besteht der Hauptunterschied für sichtbare Wellenlängen in den Maßeinheiten. Zum Beispiel, während der ANSI-Standard Watt pro Quadratzentimeter verwendet, verwenden einige andere Standards Watt pro Quadratmeter. Diese Standards sind sich jedoch überraschend einig, was die tatsächlichen "Expositionsgrenzen" betrifft. Sie sollten sich auf den Lasersicherheitsstandard für Ihr Land beziehen und sich von den zuständigen Behörden beraten lassen. In einigen Ländern, wie z.B. Schweden, ist es illegal, das Publikum mit einem Laserstrahl abzuscannen.

Notiz 2.Bei der Bestimmung der Expositionszeit für einen Effekt sollten Sie berücksichtigen, wie lange der Effekt andauert. Beispielsweise ziehen Fächereffekte und Tunneleffekte, die sich bewegen, sehr schnell am Auge vorbei, so dass die Expositionszeit sehr kurz ist - vielleicht in der Größenordnung von nur einem einzigen Durchlauf. Fächereffekte und Tunneleffekte, die sich nicht bewegen, scannen jedoch mehrfach am Auge vorbei, was zu einer längeren Expositionszeit führt. Im Zweifelsfall kann eine Viertelsekunde (0,25 Sekunden) verwendet werden, da sich der Mensch vom Strahl "abwendet" (durch Blinzeln oder Drehen des Kopfes), und eine Viertelsekunde ist die allgemein akzeptierte natürliche Aversionsreaktion innerhalb der Lasersicherheitsstandards.

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