DE10135418A1 - Raster image projection device with deflection of intensity-modulated light beam via line scanning mirror and angularly adjusted image mirror - Google Patents

Abstract

The device uses an intensity-modulated light beam (26) deflected in 2 perpendicular directions via a deflection device (20) with a line scanning mirror (21) and a movable image mirror (22), respectively subjected to a rotary oscillation and rotated between different angular positions, each corresponding to a given scanning line. An Independent claim for a raster image projection method is also included.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rasterprojektion eines Bildes mittels eines intensitätsmodulierten Lichtstrahles, mit einer zweiachsigen Ablenkeinrichtung, die einen beweglichen, den Lichtstrahl in Zeilen über das Bild ablenkenden Zeilenspiegel und einen beweglichen, den Lichtstrahl senkrecht dazu ablenkenden Bildspiegel aufweist, die jeweils als Kippspiegel ausgebildet sind, wobei der Zeilenspiegel in eine Drehbewegungsschwingung anregbar ist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Rasterprojektion mit hin- und hergehender Lichtstrahlführung. The invention relates to a device for raster projection of an image using a intensity-modulated light beam, with a biaxial deflection device that the light beam in lines deflecting the line mirror and a movable, the Light beam deflecting image mirror perpendicular thereto, each formed as a tilting mirror are, wherein the line mirror can be excited into a rotational movement vibration. The invention relates further on a method for raster projection with reciprocating light beam guidance.

Videoprojektionssysteme, die mit einem direktschreibenden Lichtstrahl unter Verwendung einer zweiachsig arbeitenden Ablenkeinrichtung ein Bild schreiben, sind bekannt. Die Grundprinzipien der dazu benötigten Strahlablenksysteme sind beispielsweise in Stan Reich, "The use of electromechanical mirror scanning devices", SPIE, Vol. 84, Laser Scanning Components and Techniques (1976), dargestellt. Als Beispiel für ein praktisch realisiertes System sei der Aufbau der DE 198 60 017 A1 genannt, bei der die zweiachsig arbeitende Ablenkeinrichtung einen rotierenden Polygonspiegel sowie einen galvanometrisch betätigten Kippspiegel aufweist. Der Lichtstrahl wird vom Polygonspiegel horizontal und vom Kippspiegel vertikal abgelenkt. Der Polygonspiegel wird deshalb als Zeilen- und der Kippspiegel als Bildspiegel bezeichnet. Video projection systems using a direct writing light beam biaxial deflection device write a picture are known. The basic principles of The beam deflection systems required for this are described, for example, in Stan Reich, "The use of electromechanical mirror scanning devices ", SPIE, Vol. 84, Laser Scanning Components and Techniques (1976). The structure of the. Is an example of a practically implemented system Called DE 198 60 017 A1, in which the biaxial deflection device uses a rotating one Has polygon mirror and a galvanometrically operated tilt mirror. The light beam is from Polygon mirror deflected horizontally and vertically from the tilting mirror. The polygon mirror is therefore referred to as the line mirror and the tilting mirror as the image mirror.

Der entsprechend modulierte Lichtstrahl wird vom Zeilenspiegel in Zeilenrichtung um einen horizontalen Winkel abgelenkt. Die Differenz zwischen minimalem und maximalem horizontalen Winkel, die beim Polygonspiegel von der Zahl der Spiegelfacetten beeinflußt ist, wird als Zeilenablenkwinkel bezeichnet und ist eine Einflußgröße für die letztlich erreichbare Bildbreite. Der Bildspiegel lenkt den Lichtstrahl um einen vertikalen Winkel ab. Die Differenz zwischen minimalem und maximalem vertikalem Winkel ist der Bildablenkwinkel, der die Bildhöhe bestimmt. The correspondingly modulated light beam is one line from the line mirror in the line direction horizontal angle deflected. The difference between the minimum and maximum horizontal The angle that is influenced by the number of mirror facets in the polygon mirror is called Line deflection angle denotes and is an influencing variable for the ultimately achievable image width. The Image mirror deflects the light beam by a vertical angle. The difference between minimal and maximum vertical angle is the image deflection angle that determines the image height.

Bei einer Ablenkeinrichtung mit Polygonspiegel wird der Lichtstrahl auf der Projektionsfläche ähnlich dem Elektronenstrahl einer Fernsehröhre geführt, d. h. das Schreiben jeder Zeile erfolgt immer in derselben Richtung, beispielsweise von links nach rechts, und die Zeilen werden nacheinander von oben nach unten aufgebaut. Um die erforderliche Geschwindigkeit beim Aufbau eines Bildes zu erreichen, sind sehr schnell rotierende Polygonspiegel erforderlich; die Drehfrequenzen liegen in der Größenordnung von 2,5 kHz, was erhebliche mechanische Anforderungen an den Polygonspiegel sowie ausgefeilte Spiegellagerungen erfordert. In the case of a deflection device with a polygon mirror, the light beam on the projection surface becomes similar guided by the electron beam of a television tube, d. H. each line is always written in the same direction, for example from left to right, and the lines are successively changed from built up top down. To the required speed when building an image too rotating polygon mirrors are required; the rotational frequencies are in the Order of magnitude of 2.5 kHz, which places considerable mechanical demands on the polygon mirror as well as sophisticated mirror bearings required.

Alternativ kann der die horizontale Ablenkung bewirkende Zeilenspiegel als Kippspiegel ausgebildet werden, der eine Drehbewegungsschwingung mit erforderlicher Frequenz ausführt. Der Lichtstrahl wird dann vom Zeilenspiegel in Hinwärts- und Rückwärtsbewegungen über die Zeilen geführt, während der Bildspiegel die vertikale Ablenkung senkrecht dazu bewirkt. Dabei liegen die projizierten Zeilen allerdings nicht mehr parallel, sondern haben die Form eines Sägezahns, was eine schlechte Bildqualität zur Folge hat. Im Stand der Technik toleriert man dies entweder, wenn es, wie beispielsweise bei Barcode-Scannern, möglich ist, oder ein breiter Bildbereich um die Umkehrpunkte herum, an denen jeweils benachbarte Zeilen besonders dicht beieinander liegen, wird durch Dunkeltastung des Lichtstrahles ausgeblendet, um die Bildverschlechterung wenigstens teilweise zu beheben. Bei letzterer Lösung muß allerdings ein verminderter Zeilenablenkwinkel in Kauf genommen werden, da die Länge des effektiv nutzbaren Zeilenabschnittes sinkt. Alternatively, the line mirror causing the horizontal deflection can be designed as a tilting mirror who performs a rotational vibration with the required frequency. The beam of light is then moved backwards and forwards across the lines by the line mirror, while the image mirror causes the vertical deflection perpendicular to it. The projected are Lines, however, are no longer parallel, but have the shape of a sawtooth, which is a bad thing Image quality. In the prior art, this is either tolerated if it is how for example with barcode scanners, or a wide image area around the reversal points around, where adjacent lines are particularly close together, is marked by Blanking of the light beam is hidden in order to at least partially reduce the image deterioration remedy. In the latter solution, however, a reduced line deflection angle has to be accepted because the length of the effectively usable line section decreases.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Rasterprojektion der eingangs geschilderten Art so weiterzubilden, daß die Bildqualität ohne Verminderung des Zeilenablenkwinkels gesteigert ist. The invention is therefore based on the object of a device for raster projection at the beginning described kind so that the image quality without reducing the line deflection angle is increased.

Diese Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Bildspiegel eine ungleichförmige Drehbewegung ausführt, während der Zeilenspiegel eine in einer Drehrichtung verlaufende Teilperiode der Drehbewegungsschwingung ausführt. This object is achieved in a device mentioned at the outset in that the image mirror performs a non-uniform rotation while the line mirror does one in one direction running partial period of the rotary motion vibration.

Der Zeilenspiegel lenkt den Lichtstrahl horizontal ab und führt ihn dabei über die Zeilen des Bildes. Diese bestehen jeweils aus einem effektiv nutzbaren Zeilenabschnitt, in dem der Lichtstrahl mit einer nutzbaren Bildinformation moduliert wird, und restlichen Zeilenabschnitten, in denen der Lichtstrahl dunkelgetastet ist. The line mirror deflects the light beam horizontally and guides it over the lines of the image. These each consist of an effectively usable line section, in which the light beam with a usable image information is modulated, and remaining line sections in which the light beam is blanked.

Der Zeilenspiegel führt eine periodische Drehbewegungsschwingung aus und lenkt während einer Teilperiode den Lichtstrahl über einen effektiv nutzbaren Zeilenabschnitt. Der Bildspiegel bewirkt die senkrecht dazu erfolgende Vertikalstellung in geeigneter zur Teilperiode der Zeilenspiegelschwingung abgestimmter Bewegung. Diese Bewegung des Bildspiegels verläuft für die effektiv nutzbaren Zeilenabschnitte anders, als für die restlichen Zeilenabschnitte. The line mirror performs a periodic rotational oscillation and steers during one Partial period the light beam over an effectively usable line section. The image mirror does that Vertical position perpendicular to it in a suitable manner for the partial period of the line mirror oscillation coordinated movement. This movement of the image mirror runs for the effectively usable Line sections different than for the remaining line sections.

Während der Dunkeltastung des Lichtstrahles fährt der Bildspiegel in eine neue Winkelstellung, die er zum Schreiben der nächstfolgenden Zeile am Anfang deren effektivem Zeilenabschnitt einnehmen muß. Die Bewegung des Bildspiegels während des effektiven Zeilenabschnittes hängt von der Projektionsgeometrie insbesondere von einer eventuell vorzunehmenden Schrägprojektionskorrektur ab. During the blanking of the light beam, the image mirror moves into a new angular position, which it to write the next line at the beginning, take its effective line section got to. The movement of the image mirror during the effective line section depends on the Projection geometry, in particular of a possible oblique projection correction from.

Durch die insgesamt während des Schreibens eines Bildes ungleichförmige Bewegung des Bildspiegels, die bspw. einer in etwa treppenförmigen Winkelfunktion genügen kann, wobei jede Treppenstufe einer entsprechenden Zeile zugeordnet ist, wird erreicht, daß die Zeilen bei der hin- und hergehenden Ablenkung durch den Zeilenspiegel exakt parallel zueinander liegen, auch bei beliebiger Schrägprojektion. Das sägezahnförmige Zeilenbild des Standes der Technik wird somit durch die ungleichförmige Bewegung des Bildspiegels vermieden. Due to the overall nonuniform movement of the image while writing an image Image mirror, which can, for example, perform an approximately step-shaped angular function, each Stair step is assigned to a corresponding line, it is achieved that the lines in the back and forth resulting deflection by the line mirror are exactly parallel to each other, even with any Oblique projection. The sawtooth-shaped line picture of the prior art is thus by non-uniform movement of the image mirror avoided.

Durch die nunmehr parallele Lage der effektiven Zeilenabschnitte auf der Projektionsfläche wird die Bildqualität deutlich verbessert, insbesondere ist die zum Bildrand bei herkömmlichen Kippspiegeln deutlich abnehmende Bildqualität beseitigt; die Bildqualität ist über das gesamte Bild gleichmäßig gut. Due to the now parallel position of the effective line sections on the projection surface, the Image quality is significantly improved, in particular to the edge of the image with conventional tilting mirrors significantly reduced image quality eliminated; the image quality is equally good over the entire image.

Wesentlich ist, daß die Bewegung des Bildspiegels, während des Zeitraumes, in dem eine Zeile entlang ihres effektiv nutzbaren Zeilenabschnittes mit Bildinformation geschrieben wird, einer bestimmten Winkelfunktion genügt und nach dem effektiv nutzbaren Zeilenabschnitt in die passende Winkelposition für die nächste Zeile wechselt. It is essential that the movement of the image mirror during the period in which a line is written along its effectively usable line section with image information, one certain angular function is sufficient and after the effectively usable line section into the appropriate one The angular position for the next line changes.

Der Bildspiegel lenkt beispielsweise den Lichtstrahl um einen festen vertikalen Winkel (α) ab, während der Zeilenspiegel den Lichtstrahl um einen horizontalen Winkel entlang des effektiven Zeilenabschnitts einer Zeile ablenkt. Die Winkelfunktion entspricht dann der zuvor erwähnten Treppenfunktion, wobei jede Treppenstufe einer entsprechenden Zeile zugeordnet ist. Die Winkelfunktion ist folglich so gestaltet, daß jedem effektiven Zeilenabschnitt eine bestimmte Winkelstellung des Bildspiegels zugeordnet ist. For example, the image mirror deflects the light beam by a fixed vertical angle (α) the line mirror reflects the light beam through a horizontal angle along the effective line section distracts one line. The angle function then corresponds to the previously mentioned staircase function, whereby each step is assigned to a corresponding line. The angular function is thus so designed that each effective line section a certain angular position of the image mirror assigned.

Der Wechsel von einer ersten festen Winkelstellung, die einer ersten Zeile zugeordnet ist und die der Bildspiegel am Ende des effektiven Zeilenabschnittes dieser Zeile innehat, in eine zweite feste Winkelstellung, die einer folgenden Zeile zugeordnet ist und die der Bildspiegel am Anfang deren effektiv nutzbaren Zeilenabschnittes einnehmen muß, würde zur Projektion aparalleler Zeilenabschnitte während dieses Wechsels führen. In einer Weiterbildung ist deshalb vorgesehen, daß der Bildspiegel den Wechsel ausführt, während der intensitätsmodulierte Lichtstrahl in einem außerhalb des effektiven Zeilenabschnitts liegenden Bereich der Zeile dunkelgetastet ist. Der Bildspiegel nimmt also eine bestimmte Winkelstellung ein, während die Zeile entlang ihres effektiv nutzbaren Zeilenabschnitts mit Bildinformation geschrieben wird. Erst nach dem Schreiben des effektiv nutzbaren Zeilenabschnittes wird der Bildspiegel während der Zeilen-Totzeit in die feste Winkelposition überführt, die der nächsten Zeile zugeordnet ist. The change from a first fixed angular position that is assigned to a first line and that of Image mirror at the end of the effective line section of this line, in a second fixed Angular position that is assigned to a subsequent line and that of the image mirror at the beginning of it effective line section would have to take would be aparallel to the projection Lead line segments during this change. A further development therefore provides that the image mirror performs the change, while the intensity-modulated light beam in one is blanked out of the effective area of the line. The Image mirror thus occupies a certain angular position while the line is effective along it usable line section with image information is written. Only after writing the effective line section, the image mirror is fixed during the line dead time Transferred angular position, which is assigned to the next line.

Die dadurch bedingte Zeilen-Totzeit ist durch die Stellgeschwindigkeit des Bildspiegels bestimmt und kann damit sehr viel kürzer ausfallen, als die durch noch tolerierbare Bildfehler bestimmte Zeilen- Totzeit beim Stand der Technik. Der mögliche Zeilenablenkwinkel und damit die erreichbare Bildgröße ist bei gegebenem Abstand zwischen Ablenkeinrichtung und Projektionsfläche durch die deutlich verringerte Zeilen-Totzeit beträchtlich gesteigert. The resulting line dead time is determined by the positioning speed of the image mirror and can thus be much shorter than the line Dead time in the prior art. The possible line deflection angle and thus the achievable image size is clear at a given distance between the deflection device and the projection surface reduced line dead time increased considerably.

Dieses Konzept kann insbesondere bei Schrägprojektion von oben oder unten zur Verbesserung der Bildqualität beitragen. Es ist für solche Fälle zu bevorzugen, daß die den Zeilenanfängen zugeordneten Winkelstellungen nicht äquidistant zueinander sind. This concept can be used to improve the projection, especially when projecting from above or below Contribute image quality. In such cases, it is preferable that the line starts assigned angular positions are not equidistant from each other.

In der Mehrzahl der Einsatzfälle für eine Vorrichtung zur Rasterprojektion ist eine Ausrichtung möglich, bei der die Hauptprojektionsachse senkrecht zur Projektionsfläche steht. Manchmal erzwingen räumliche Gegebenheiten aber eine schräge Projektion. Bei einer Schrägprojektion, die einen horizontalen Winkel zwischen der Hauptprojektionsachse von der Projektionsoptik auf die Projektionsfläche und der Normalen der Projektionsfläche mit sich bringt, laufen normalerweise die Zeilen auf der Projektionsfläche sternförmig auseinander. Zum Ausgleich dieser Bildverzerrung ist es zweckmäßig, eine Drehbewegung des Bildspiegels während des Schreibens des effektiv nutzbaren Zeilenabschnittes vorzusehen, so daß die Zeilen auf der Projektionsfläche dennoch parallel liegen. Dazu ist vorgesehen, der Zeilenspiegel in jeder Teilperiode den Lichtstrahl entlang einer Zeile ablenkt, welche einen effektiven Zeilenabschnitt aufweist, in dem der Lichtstrahl zur Bilddarstellung intensitätsmoduliert ist, und der Bildspiegel, während jedes effektiven Zeilenabschnitts mit Drehbewegungsgeschwindigkeit ungleich Null eine bestimmte vertikale Winkelbewegung ausführt, wobei jeder Zeile eine bestimmte vertikale Winkelstellung (α) zugeordnet ist. Alignment is possible in the majority of applications for a device for raster projection, where the main projection axis is perpendicular to the projection surface. Force sometimes spatial conditions but an oblique projection. With an oblique projection, the one horizontal angle between the main projection axis from the projection optics to the Projection surface and the normal of the projection surface, the normally run Rows apart on the projection surface in a star shape. It is to compensate for this image distortion expedient, a rotary movement of the image mirror while writing the effectively usable Provide line section so that the lines are still parallel on the projection surface. For this purpose, the line mirror deflects the light beam along a line in each partial period, which has an effective line section in which the light beam for image display is intensity modulated, and the image mirror during each effective line segment Non-zero rotational movement speed performs a certain vertical angular movement, where each line is assigned a certain vertical angular position (α).

Dazu kann bspw. eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die die Bewegung des Bildspiegels gemäß einer Treppenfunktion steuert, wobei jedem Zeilenabschnitt eine Stufe zugeordnet ist. Die Treppenstufen dieser Treppenfunktion verlaufen jeweils unter einem bestimmten Steigungswinkel, d. h. der Bildspiegel führt während jedes effektiven Zeilenabschnittes eine Drehbewegung mit bestimmter von der Lage der Zeile im Bild abhängiger Winkelgeschwindigkeit aus. Die eingangs erwähnte Winkelfunktion sieht hier also eine bestimmte lineare Winkelverstellung während jeder Stufe vor. For this purpose, a control device can be provided, for example, which controls the movement of the image mirror controls a stair function, with each line section being assigned a step. The Steps of this staircase function run at a certain angle, d. H. the image mirror carries out a rotary movement during each effective line section certain angular velocity depending on the position of the line in the image. The beginning The angle function mentioned thus sees a certain linear angle adjustment during each stage in front.

Aufgrund der hin- und hergehenden Bewegung des Zeilenspiegels ist es zum Ausgleich einer seitlichen Schrägprojektion zweckmäßig, daß benachbarte Treppenstufen eine Steigung mit jeweils entgegengesetzten Vorzeichen aufweisen. Durch diese Ausgestaltung kann eine beliebige seitliche Schrägposition korrigiert werden, so daß parallele Zeilen projiziert werden und damit keine optimale Bildqualität erreicht wird. Due to the reciprocating movement of the line mirror, it is to compensate for one lateral oblique projection expedient that neighboring steps have an incline with each have opposite signs. With this configuration, any lateral Keystone are corrected so that parallel lines are projected and therefore not optimal Image quality is achieved.

In speziellen Einsatzfällen ist eine Schrägprojektion von oben oder unten, z. B. von einer Decke eines Raumes auf eine Zimmerwand, gewünscht; dies ist beispielsweise regelmäßig in Vortragssälen der Fall. Die Vorrichtung zur Rasterprojektion ist dann so ausgerichtet, daß ihre Hauptprojektionsachse nicht mehr senkrecht zur Projektionsfläche steht. Diese Projektionsgeometrie verursacht auch eine im wesentlichen trapezförmige Bildverzerrung mit über die Projektionsfläche variierender Zeilenlänge. Die Erfindung ermöglicht für solche Fälle, die bislang im Stand der Technik üblicherweise mit einer entsprechenden elektronischen Umrechnung des Bildes behandelt wurden, eine besonders einfache Lösung dahingehend, daß zur Korrektur der Zeilenlänge bei einer Schrägprojektion des Bildes unter einem Projektionswinkel zwischen Hauptprojektionsachse und Projektionsfläche ungleich 90° die Schwingungsamplitude des Zeilenspiegels zeilenabhängig gestaltet wird. Damit können aufgrund der Projektionsgeometrie unterschiedliche Zeilenlängen durch eine entsprechend von der Lage der Zeilen im Bild abhängigen Funktion für den Zeilenablenkwinkel ausgeglichen werden. In special applications, an oblique projection from above or below, e.g. B. from a ceiling Space on a room wall, desired; for example, this is regular in lecture halls of Case. The device for raster projection is then aligned so that its main projection axis is no longer perpendicular to the projection surface. This projection geometry also causes an im essential trapezoidal image distortion with line length varying over the projection surface. The invention makes it possible for those cases which have hitherto been customary in the prior art with a appropriate electronic conversion of the image were treated, a particularly simple Solution in that the correction of the line length with an oblique projection of the image under a projection angle between the main projection axis and the projection surface not equal to 90 ° Vibration amplitude of the line mirror is designed line-dependent. Because of that Projection geometry different line lengths by a corresponding to the position of the lines in the image dependent function for the line deflection angle can be compensated.

Eine Umrechnung der Bildinformation, die nicht nur rechenintensiv ist, sondern oftmals auch Informationsverlust mit sich bringt, wird damit unnötig. Statt dessen kann auf einfache Weise die Ansteuerung der Drehbewegungsschwingung des Zeilenspiegels an die Projektionsverhältnisse angepaßt werden. Darüber hinaus ändert sich durch dieses Vorgehen die Auflösung im projizierten Bild nicht, was insbesondere bei Anwendungen, die eine hohe Abbildungstreue fordern, (beispielsweise CAD-Systeme) von besonderem Vorteil ist. Schließlich ermöglicht diese einfache Bildentzerrung eine schnelle Anpassung an verschiedene Projektionsgeometrien, ohne daß aufwendig eine elektronische Bildentzerrung umgestellt werden müßte. A conversion of the image information, which is not only computationally intensive, but often also Loss of information is unnecessary. Instead, the Control of the rotary motion vibration of the line mirror to the projection conditions be adjusted. In addition, this procedure changes the resolution in the projected Image, which is particularly the case for applications that require high image fidelity (for example CAD systems) is of particular advantage. Finally, this enables simple Image equalization a quick adaptation to different projection geometries without being complex electronic image rectification would have to be changed.

Insbesondere ermöglicht dieses Konzept auf einfache Weise eine Korrektur der bei großen Ablenkwinkeln besonders störenden Kissenverzerrungen, die ebenfalls unterschiedliche Zeilenlängen mit sich bringen. In particular, this concept enables a correction of the large ones in a simple manner Deflection angles are particularly annoying pillow distortions, which also have different line lengths entail.

Die nunmehr parallel verlaufenden Zeilen haben gleiche Winkelabstände bezogen auf den Ort der Ablenkeinrichtung. Im projizierten Bild sind jedoch die Zeilenabstände über das gesamte Bild hinweg meist nicht gleich; selbst wenn die Hauptprojektionsachse senkrecht zur Projektionsfläche liegt, liegen die Zeilen in Bildmitte enger beieinander als am oberen und unteren Bildrand. Um eine dadurch hervorgerufene, streifige Bilddarstellung zu vermeiden, ist es besonders zweckmäßig, die eingangs erwähnte Ansteuerung des Bildspiegels gemäß einer Winkelfunktion (z. B. Treppenfunktion) vorzunehmen. Dann sind die den einzelnen Zeilen zugeordneten vertikalen Winkel der Strahlablenkung nicht äquidistant, wobei die Unterschiede so gewählt sind, daß die Zeilenabstände im projizierten Bild gleich sind. The lines now running parallel have the same angular spacing in relation to the location of the Deflector. In the projected image, however, the line spacing is across the entire image usually not the same; even if the main projection axis is perpendicular to the screen the lines in the center of the picture are closer together than at the top and bottom of the picture. To one by To avoid evoked, streaky image display, it is particularly useful to the beginning mentioned control of the image mirror according to an angle function (e.g. stair function) make. Then the vertical angles assigned to the individual lines are the Beam deflection is not equidistant, the differences being chosen so that the line spacing in the projected image are the same.

Die Art der Winkelfunktion hängt von der Projektionsgeometrie ab. Liegt eine Projektion vor, bei der lediglich die Zeilenabstände im Bild variieren, ist es bevorzugt, daß der Bildspiegel in einer festen vertikalen Winkelstellung verharrt, während der Zeilenspiegel den Lichtstrahl entlang des effektiven Zeilenabschnitts einer Zeile ablenkt, wobei jeder Zeile eine bestimmte vertikale Winkelstellung zugeordnet ist. The type of angular function depends on the projection geometry. Is there a projection where Only the line spacing in the picture vary, it is preferred that the picture mirror be in a fixed vertical angular position remains, while the line mirror the light beam along the effective Line section of a line deflects, with each line a certain vertical angular position assigned.

Durch eine entsprechende Gestaltung der Winkelfunktionen kann eine schrägprojektionsbedingte Variation des Zeilenabstandes ausgeglichen werden, so daß die effektiven Zeilenabschnitte auf der Projektionsfläche nicht nur parallel, sondern auch äquidistant liegen. Die bereits erwähnte Treppenfunktion hat dann unterschiedliche Stufenhöhen. Dadurch ist die Bildqualität weiter verbessert. By designing the angular functions appropriately, an inclined projection can be used Variation of the line spacing can be compensated so that the effective line sections on the The projection surface is not only parallel, but also equidistant. The one already mentioned The stair function then has different step heights. As a result, the image quality is wider improved.

Zweckmäßigerweise werden Zeilen- und Bildspiegel von einer Steuereinrichtung angesteuert, die nicht nur den Bewegungsablauf dieser Spiegel, sondern auch die Modulation des Lichtstrahles beeinflußt. Damit kann in einer einzigen Steuervorrichtung auf einfache Weise eine Synchronisation zwischen der Dunkeltastung des Lichtstrahles und der Steuerung der vertikalen und horizontalen Winkel der Strahlablenkung erfolgen. Line and image mirrors are expediently controlled by a control device which not only the movement of these mirrors, but also the modulation of the light beam affected. Synchronization can thus be carried out in a simple manner in a single control device between the blanking of the light beam and the control of the vertical and horizontal Angle of the beam deflection take place.

Als Zeilenspiegel kommt jeder geeignet antreibbare Kippspiegel in Frage. Besonders bevorzugt ist dabei ein Kippspiegel, der mit einer festen Arbeitsfrequenz nahe seiner Resonanzfrequenz zu einer Drehbewegungsschwingung um die Achse der Zeilenablenkung angetrieben wird. Dann kann durch einfache Regelung der Antriebsspannung bzw. des Antriebsstromes der erregenden Schwingung der gewünschte Zeilenöffnungswinkel, d. h. die gewünschte Schwingungsamplitude, eingestellt werden. Any suitable drivable tilting mirror can be used as a line mirror. Is particularly preferred thereby a tilting mirror, which with a fixed working frequency close to its resonance frequency Rotational vibration around the axis of the line deflection is driven. Then through simple control of the drive voltage or the drive current of the exciting vibration of the desired line opening angle, d. H. the desired vibration amplitude.

Alternativ kann ein solcher Zeilenspiegel mit einer erregenden Schwingung mit fester Antriebsspannung bzw. festem Antriebsstrom beaufschlagt werden und die Schwingungsamplitudenvariation durch eine leichte Frequenzänderung erreicht werden. Bereits eine solche geringe Frequenzänderung bewirkt bei konstantem Antriebsstrom bzw. konstanter Antriebsspannung eine spürbare Amplitudenveränderung der Spiegelschwingung, die gut regelbar ist. Eine derartige Frequenzmodulation hat gegenüber der vorerwähnten Strom- bzw. Spannungsmodulation den Vorteil, daß sie in der Regel störungsfreier ist, geringeren Aufwand erfordert und besseres Regelverhalten zeigt. Alternatively, such a line mirror with an exciting vibration with a fixed Drive voltage or fixed drive current and the Vibration amplitude variation can be achieved by a slight change in frequency. Already one Such a slight change in frequency results in a constant drive current or more constant Drive voltage a noticeable change in amplitude of the mirror oscillation, which is easy to control. Such a frequency modulation has compared to the aforementioned current or Voltage modulation has the advantage that it is usually less interference, less effort required and shows better control behavior.

Bei Betrieb des Zeilenspiegels mit einer Drehbewegungsschwingung etwas neben der Eigenfrequenz, also im überkritischen oder unterkritischen Bereich, ist eine besonders exakte Steuerung der Schwingungsamplitude gewährleistet und zugleich die gewünschte Amplitudenüberhöhung realisiert. Bei prinzipiell möglichem Betrieb exakt auf der Eigenfrequenz treten vermehrt regelungstechnisch nur schwer beherrschbare Instabilitäten auf. When operating the line mirror with a rotary motion oscillation slightly next to the natural frequency, So in the supercritical or subcritical area, a particularly precise control of the Vibration amplitude guaranteed and at the same time realized the desired amplitude increase. In principle, when operation is possible at exactly the natural frequency, control technology only occurs instabilities that are difficult to control.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiter bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Lichtstrahl über eine Zeile in einer Hinwärtsrichtung geführt wird, wobei die Ablenkung um die Bildachse nicht oder mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit verändert wird, dann eine den Lichtstrahl dunkeltastende Intensitätsmodulation und gleichzeitig eine Veränderung der Ablenkung um die Bildachse mit einer zweiten Winkelgeschwindigkeit erfolgt und dann wieder der Lichtstrahl entlang einer weiteren Zeile in einer Rückwärtsrichtung geführt wird, wobei optional wieder die Ablenkung der Bildachse nicht oder mit einer dritten Winkelgeschwindigkeit verändert wird. The object on which the invention is based is further elucidated in a method of the beginning mentioned type solved in that the light beam is guided over a line in a forward direction being, the deflection around the image axis not or at a first angular velocity is changed, then an intensity modulation blanking the light beam and at the same time one The deflection around the image axis is changed at a second angular velocity and then again the light beam is guided along a further line in a reverse direction, whereby optionally again the deflection of the image axis not or at a third angular velocity is changed.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet ebenfalls parallelen Zeilenverlauf im projizierten Bild und vermeidet die starken Ablenkwinkeleinschränkungen, wie sie sich bei dem geschilderten herkömmlichem sägezahnförmigen Verlauf des Lichtstrahls über die Projektionsfläche ergeben. Die eingangs erwähnten Vorteile hinsichtlich besserer Bildqualität werden auch mit diesem Verfahren erreicht. This method according to the invention also ensures parallel line progression in the projected Image and avoids the strong deflection angle restrictions, as they are in the described result in conventional sawtooth-shaped course of the light beam over the projection surface. The The advantages mentioned above with regard to better image quality are also achieved with this method reached.

Zur Verbesserung der Bildqualität ist es zu bevorzugen, die Ablenkung um die Bildachse abhängig von der Lage der Zeile im Bild zu verändern. Damit kann eine äquidistante Zeilenverteilung auf der Projektionsfläche erreicht werden, was die Bildqualität nochmals steigert. Bei Schrägprojektion kann auch die Lage der Ablenkeinrichtung zur Projektionsfläche berücksichtigt werden. To improve the image quality, it is preferable to use the deflection around the image axis change from the position of the line in the image. This enables an equidistant line distribution on the Projection area can be reached, which further increases the image quality. With angled projection can the position of the deflection device relative to the projection surface must also be taken into account.

Zur Verzerrungskorrektur ist es zu bevorzugen, die Ablenkung um die Bildachse ebenfalls abhängig von der Lage der Zeilen auf der Projektionsfläche zu wählen, um eine durch die Projektionsgeometrie verursachte Zeilenlängeninhomogenität auszugleichen. For distortion correction, it is preferable to also depend on the deflection around the image axis from the position of the lines on the projection surface to choose one through the projection geometry compensate for line length inhomogeneity.

Natürlich müssen die erwähnten Korrekturen nicht alle zusammen verwirklicht werden; ja nach Projektionsverhältnissen und Anforderungen an die Bildqualität können einzelne der erwähnten Korrekturmaßnahmen oder geeignete Kombinationen daraus ergriffen werden. Of course, the corrections mentioned do not all have to be implemented together; Yes after Projection ratios and image quality requirements can be some of the mentioned Corrective actions or suitable combinations of them can be taken.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing explained. The drawing shows:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Rasterprojektion eines Bildes, Fig. 1 shows a device for scanning an image projection,

Fig. 2 die Winkelsteuerung eines mit zwei Kippspiegeln nach dem Stand der Technik über eine Projektionsfläche abgelenkten Lichtbündels, Fig. 2, the angle control of a two tilting mirrors according to the prior art, a projection deflected light beam,

Fig. 3 eine Steuerung des vertikalen Winkels der Strahlablenkung gemäß einer Treppenfunktion mit gleichen Winkelschritten, Fig. 3 is a control of the vertical angle of the beam deflection according to a step function with equal angular increments,

Fig. 4 die Winkelsteuerung eines unter der Verwendung der in Fig. 3 dargestellten Treppenfunktion abgelenkten Lichtstrahls, Fig. 4, the angle control of a deflected by using the step function shown in FIG. 3, the light beam,

Fig. 5 bis 8 geometriebedingte Bildverzerrungen bei Gerad- und Schrägprojektion, Fig. 5 to 8 geometry induced image distortions in spur and helical projection,

Fig. 9 Diagramme zur Veranschaulichung der Amplitudensteuerung bei einem eine Drehbewegungsschwingung ausführenden Kippspiegel, der als Zeilenspiegel verwendet wird, Fig. 9 diagrams illustrating the amplitude control in a rotary motion vibration is used as a line mirror exporting tilting mirror,

Fig. 10 die Winkelsteuerung eines Lichtbündels, das mit einem gemäß der Treppenfunktion der Fig. 3 angesteuerten Bildspiegel sowie einem amplitudenmodulierten Zeilenspiegel abgelenkt wird, Fig. 10, the angle control of a light beam, the 3 driven mirror image, as well as an amplitude modulated line mirror is deflected with a according to the step function of FIG.

Fig. 11 eine Treppenfunktion zur Winkelsteuerung eines Bildspiegels mit unterschiedlich großen Winkelschritten, Fig. 11 shows a step function for the angular control of an image with different sized mirror angular steps,

Fig. 12 die Winkelsteuerung eines Lichtbündels, das mit einem gemäß Fig. 11 angesteuerten Bildspiegel sowie einem amplitudenmoduliert angesteuerten Zeilenspiegel zur Kompensation einer Schrägprojektionsverzerrungen gemäß Fig. 6 angesteuert wird, Fig. 12, the angle control of a light beam, which is driven by a in FIG. 11 driven mirror image, as well as an amplitude-modulated driven row mirror for compensating a keystone distortion of FIG. 6,

Fig. 13 der zeilenabhängige Verlauf eines horizontalen Winkels der Strahlenablenkung für verschiedene Projektionsbedingungen, Fig. 13 of the row-dependent course of a horizontal angle of beam deflection for various projection conditions,

Fig. 14 den zeilenabhängigen Verlauf eines vertikalen Winkels der Strahlablenkung für verschiedene Projektionsbedingungen, Fig. 14 shows the line-dependent course of a vertical angle of beam deflection for various projection conditions,

Fig. 15 eine Treppenfunktion ähnlich der Fig. 12, jedoch zum Ausgleich einer seitlichen Schrägprojektion gemäß Fig. 7, und Fig. 15 is a step function similar to FIG. 12, but to compensate for a lateral oblique projection according to FIG. 7, and

Fig. 16 die Winkelsteuerung eines Lichtbündels, das mit einem gemäß Fig. 9 angesteuerten Zeilenspiegel und mit einem gemäß Fig. 10 angesteuerten Bildspiegel abgelenkt wird, um eine Schrägprojektion gemäß Fig. 8 auszugleichen. Fig. 16, the angle control of a light beam provided with a of FIG. 9 driven row mirror and controlled by a in FIG. 10 mirror image is deflected to compensate for an oblique projection 8 of FIG..

Eine Vorrichtung zur Rasterprojektion ist in Fig. 1 in Form eines Videoprojektionssystems dargestellt, das ein elektromechanisches Strahlenablenkungssystem aufweist. Dieses Videoprojektionssystem hat zwei örtlich getrennt aufgestellte Baugruppen: eine RGB-Lichtquelle 10 sowie einen Projektionskopf 20. Diese Auftrennung in Baugruppen ist jedoch nicht zwingend. Die RGB-Lichtquelle 10 im Projektionskopf 20 unterzubringen, ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn sie entsprechend klein und leicht ausgeführt ist. A device for raster projection is shown in FIG. 1 in the form of a video projection system which has an electromechanical radiation deflection system. This video projection system has two locally separated assemblies: an RGB light source 10 and a projection head 20 . However, this separation into assemblies is not mandatory. Housing the RGB light source 10 in the projection head 20 is expedient, for example, if it is designed to be correspondingly small and light.

Die RGB-Lichtquelle 10 besteht aus mehreren Laserlichtquellen 1, denen jeweils ein Modulator 2 nachgeschaltet ist. Die Laserlichtquellen 1 und die Modulatoren 2 erzeugen drei Lichtstrahlen in den Primärfarben rot, grün und blau, welche dann in einer Strahlzusammenführung 3 und einer Einkoppeloptik 4 als intensitäts- und farbmoduliertes Lichtbündel in eine Lichtleitfaser 15 über eine Fasersteckverbindung 16 eingekoppelt werden. The RGB light source 10 consists of several laser light sources 1 , each of which is followed by a modulator 2 . The laser light sources 1 and the modulators 2 generate three light beams in the primary colors red, green and blue, which are then coupled into an optical fiber 15 via a fiber plug connection 16 in a beam combination 3 and a coupling optic 4 as an intensity and color modulated light bundle.

Die RGB-Lichtquelle 10 enthält weiter geeignete (nicht dargestellte) Treiberelektronikeinheiten zum Betrieb der Laserlichtquellen 1. Der RGB-Lichtquelle 10 wird ein Signal VIDEO zugeführt, das von einem Eingangsmodul 6 in ein gerätespezifisches digitales Signal R-G-B umgesetzt wird. Dieses Signal wird von einer Bildberechnungseinheit 7 empfangen, die die Modulatoren 2 steuert. Die Bildberechnungseinheit enthält weiter ein Synchronisationssignal RGBsync, das zur Synchronisation mit dem noch zu beschreibenden Projektionskopf dient. Die Ansteuerung der Modulatoren 2 erfolgt unter Berücksichtigung dieses Synchronisationssignals RGBsync. Weiter weist die RGB-Lichtquelle 10 noch Treiberschaltungen 8 und 9 zur Ansteuerung des Projektionskopfes 20 auf, die mit entsprechenden Signalen Hsync und Vsync gespeist werden. The RGB light source 10 further contains suitable driver electronics units (not shown) for operating the laser light sources 1 . The RGB light source 10 is supplied with a signal VIDEO, which is converted by an input module 6 into a device-specific digital signal RGB. This signal is received by an image calculation unit 7 , which controls the modulators 2 . The image calculation unit also contains a synchronization signal RGBsync, which is used for synchronization with the projection head to be described later. The modulators 2 are controlled taking this synchronization signal RGBsync into account. Furthermore, the RGB light source 10 also has driver circuits 8 and 9 for controlling the projection head 20 , which are fed with corresponding signals Hsync and Vsync.

Das farbmodulierte Lichtbündel wird über die Lichtleitfaser 15 zum Projektionskopf 20 übertragen und dort wiederum an einer Fasersteckverbindung 16 eingespeist. Von dort gelangt es über eine Auskoppeloptik 25 als im wesentlichen paralleles Lichtbündel auf eine Spiegelfläche eines Zeilenspiegels 21. Das Lichtbündel hat einen Durchmesser, der für die Bildpunktgröße des darstellenden Bildes entsprechend gewählt ist. Beispielsweise kann der Durchmesser 2-5 mm betragen. Wesentlich für die weitere Beschreibung ist aber nur die Lage des Zentrums des Lichtbündels, weshalb nachfolgend zur Vereinfachung von einem Lichtstrahl gesprochen wird. The color-modulated light bundle is transmitted via the optical fiber 15 to the projection head 20 and is in turn fed in there at a fiber plug connection 16 . From there, it arrives via a decoupling lens 25 as an essentially parallel light beam on a mirror surface of a line mirror 21 . The light bundle has a diameter which is chosen accordingly for the pixel size of the depicting image. For example, the diameter can be 2-5 mm. Only the position of the center of the light beam is essential for the further description, which is why a light beam is referred to below for simplification.

Der Zeilenspiegel reflektiert den Lichtstrahl 26 auf eine Spiegelfläche eines Bildspiegels 22 und bewirkt eine horizontale Ablenkung um eine Zeilenachse; der dabei als Ablenkwinkel auftretende horizontale Winkel der Ablenkung ist in Fig. 1 mit β eingetragen. Der Bildspiegel 22 bewirkt eine senkrecht dazu liegende vertikale Ablenkung um eine Bildachse; der dabei als Ablenkwinkel auftretende vertikale Winkel der Ablenkung ist mit α bezeichnet. The line mirror reflects the light beam 26 onto a mirror surface of an image mirror 22 and causes a horizontal deflection about a line axis; the horizontal angle of the deflection that occurs as the deflection angle is entered in FIG. 1 with β. The image mirror 22 causes a vertical deflection about an image axis lying perpendicular thereto; the vertical angle of the deflection that occurs as the deflection angle is designated by α.

Die Darstellung der Fig. 1 verwendet ein Koordinationssystem, dessen Ursprung am Ort der maximalen Ablenkung in Strahlenrichtung nach links und nach oben liegt, da dadurch nur positive horizontale Winkel β und vertikale Winkel α auftreten. Diese Wahl ist der einfachen Darstellung halber vorteilhaft, ansonsten aber nicht zwingend. The illustration in FIG. 1 uses a coordination system, the origin of which lies at the location of the maximum deflection in the beam direction to the left and upwards, since this results in only positive horizontal angles β and vertical angles α. This choice is advantageous for the sake of simple presentation, but is not otherwise mandatory.

Sowohl der Zeilenspiegel 21 als auch der Bildspiegel 22 sind Kippspiegel. Dabei weist der Zeilenspiegel 21 vorzugsweise eine elektromechanisch angetriebene Spiegelfläche auf, die an Torsionsbändern innerhalb eines schematisch in Fig. 1 gezeigten Rahmens aufgehängt ist. Both the line mirror 21 and the image mirror 22 are tilting mirrors. The line mirror 21 preferably has an electromechanically driven mirror surface which is suspended from torsion bands within a frame shown schematically in FIG. 1.

Der Zeilenspiegel 21 und der Bildspiegel 22 bewirken als Ablenkeinrichtung eine zweiachsige Ablenkung des Lichtstrahles 26 über die Projektionsfläche, derart daß in Richtung einer Hauptprojektionsachse OA ein Bild auf die Projektionsfläche 101 projiziert wird. The line mirror 21 and the image mirror 22 act as a deflection device for a two-axis deflection of the light beam 26 over the projection surface, such that an image is projected onto the projection surface 101 in the direction of a main projection axis OA.

Je nach Projektionsgeometrie wird das Bild dabei vom gewünschten rechteckigen Bild 103, dessen Aspektverhältnis z. B. von einer TV-Norm vorgegeben ist, zu einem verzerrten Bild 102 verzerrt. Im Beispiel der Fig. 1 erfolgt eine Schrägprojektion von oben unter einem Winkel ω zur Horizontalen H. Die Schrägprojektionsparameter (Winkel ω und ε) können über ein Bedienfeld 5 eingegeben werden. Depending on the projection geometry, the image is thereby of the desired rectangular image 103 , the aspect ratio of which, for. B. is specified by a TV standard, distorted to a distorted image 102 . In the example in FIG. 1, an oblique projection takes place from above at an angle ω to the horizontal H. The oblique projection parameters (angles ω and ε) can be entered via a control panel 5 .

Der Zeilenspiegel 21 wird nahe seiner Resonanzfrequenz zu Drehbewegungsschwingungen angetrieben. Dabei wird er im überkritischen oder unterkritischen Bereich mit einer Arbeitsfrequenz f_A nahe der Resonanzfrequenz f_R angesteuert, um eine ausreichende Amplitudensteuerung zu erreichen und zugleich eine gewünschte Amplitudenüberhöhung zu realisieren. Die Steuerung der Schwingungsamplitude der Drehbewegungsschwingungen, die der Zeilenspiegel 21 ausführt, erfolgt durch eine Strom-/Spannungsmodulation. Die Resonanzerhöhung ermöglicht einen relativ großen mechanischen Auslenkwinkel im Bereich von typisch +/- 12°. The line mirror 21 is driven close to its resonance frequency to rotary motion vibrations. It is controlled in the supercritical or subcritical range with an operating frequency f _A close to the resonance frequency f _{R in} order to achieve sufficient amplitude control and at the same time to implement a desired increase in amplitude. The control of the vibration amplitude of the rotary motion vibrations, which the line mirror 21 executes, is carried out by a current / voltage modulation. The increase in resonance enables a relatively large mechanical deflection angle in the range of typically +/- 12 °.

Der Bildspiegel 22 ist ein antiresonant betriebener Kippspiegel mit einstellbarer Winkelstellung der Spiegelfläche; vorzugsweise ist er vom Typ eines Spiegelgalvanometers. The image mirror 22 is an anti-resonance tilt mirror with an adjustable angular position of the mirror surface; preferably it is of the mirror galvanometer type.

Wesentlich für die Funktionsfähigkeit des in Fig. 1 dargestellten Videoprojektionssystems ist es, daß die zeitliche Steuerung der Modulatoren 2 und die augenblickliche Winkellage des Zeilenspiegels 21 synchron sind. Dazu ist ein Detektorsystem vorgesehen, um die Winkellage des Zeilenspiegels 22 zu erfassen. Es weist eine Laserdiode 23 sowie einen Photodetektor 24 auf. Die Laserdiode 23 beleuchtet die Rückseite des Zeilenspiegels 21 und der als Array ausgebildete Photodetektor 24 erlaubt es, die Winkelstellung des Zeilenspiegels 21 aufzulösen. Das derart gewonnene Synchronisationssignal RGBsync wird über eine Leitung 11 zur Bildberechnungseinheit 7 geführt und dort, wie erwähnt, eingespeist. Die Bildberechnungseinheit 7 erzeugt daraus das erwähnte Signal Hsync und beaufschlagt damit die Treiberschaltung 8, die eine Wechselspannung erzeugt, deren Frequenz die Arbeitsfrequenz f_A des Zeilenspiegels 21 ist. Das Signal Hsync liefert eine Information über die Zeilennummer i der jeweils zu schreibenden Zeile, um die Steuerung der Schwingungsamplitude des Zeilenspiegels 21 auf noch zu beschreibende Weise zu gestalten. Weiter wird von der Treiberschaltung 8 oder von der Bildberechnungseinheit 7 ein Signal Vsync erzeugt, mit dem die Treiberschaltung 9 gespeist wird, welche über eine Leitung 13 den Bildspiegel 22 auf noch zu erläuternde Weise ansteuert. It is essential for the functionality of the video projection system shown in FIG. 1 that the timing of the modulators 2 and the instantaneous angular position of the line mirror 21 are synchronous. For this purpose, a detector system is provided to detect the angular position of the line mirror 22 . It has a laser diode 23 and a photodetector 24 . The laser diode 23 illuminates the back of the line mirror 21 and the photodetector 24 designed as an array makes it possible to resolve the angular position of the line mirror 21 . The synchronization signal RGBsync obtained in this way is fed via a line 11 to the image calculation unit 7 and, as mentioned, is fed in there. The image calculation unit 7 uses this to generate the signal Hsync mentioned and acts on the driver circuit 8 , which generates an AC voltage, the frequency of which is the operating frequency f _{A of} the line mirror 21 . The signal Hsync supplies information about the line number i of the line to be written in order to design the control of the oscillation amplitude of the line mirror 21 in a manner to be described. Furthermore, a signal Vsync is generated by the driver circuit 8 or by the image calculation unit 7 , with which the driver circuit 9 is fed, which drives the image mirror 22 via a line 13 in a manner to be explained.

Fig. 2 zeigt beispielhaft den ohne weitere Maßnahmen erfolgenden sägezahnartigen Verlauf, mit dem der Lichtstrahl vom Projektionskopf 20 aus über die Projektionsfläche abgelenkt würde. Dabei ist die Winkelablenkung als vertikaler Winkel α über dem horizontalen Winkel β im zuvor erwähnten Koordinationssystem aufgetragen. FIG. 2 shows an example of the sawtooth-like course that takes place without further measures and with which the light beam would be deflected from the projection head 20 over the projection surface. The angular deflection is plotted as a vertical angle α over the horizontal angle β in the aforementioned coordination system.

In einem Hinwärtsscan 40, der beispielsweise einer Teilperiode mit linksdrehender Bewegung des Zeilenspiegels 21 während der von ihm ausgeführten Drehbewegungsschwingung entspricht, wird der Lichtstrahl bei wachsendem horizontalen Winkel β von maximaler Linksablenkung zu maximaler Rechtsablenkung geführt. Da gleichzeitig der vertikale Winkel α durch kontinuierliche Bewegung des Bildspiegels 22 steigt, wandert der Lichtstrahl 26 auch in Bildrichtung, d. h. in der Darstellung der Fig. 2 nach unten. In a forward scan 40 , which corresponds, for example, to a partial period with left-hand movement of the line mirror 21 during the rotational movement oscillation carried out by it, the light beam is guided with increasing horizontal angle β from maximum left-hand deflection to maximum right-hand deflection. Since at the same time the vertical angle α increases due to the continuous movement of the image mirror 22 , the light beam 26 also moves downward in the direction of the image, ie in the illustration in FIG. 2.

Dies erfolgt bis zum Umlenkpunkt 41, an dem der Zeilenspiegel 21 seine maximale Auslenkung in einer Richtung und mithin der horizontale Winkel β seinen maximalen Wert erreicht hat. Die Drehbewegungsschwingung verläuft dann in die entgegengesetzte Drehrichtung, beispielsweise rechtsdrehend. Es erfolgt ein Rückwärtsscan 42 mit abnehmendem horizontalem Winkel β, wobei wiederum aufgrund der kontinuierlichen Bewegung des Bildspiegels gleichzeitig der vertikale Winkel α wächst. Am Umlenkpunkt 43 kehrt sich die Bewegung des Zeilenspiegels 21 wieder um, da dieser wieder bei nunmehr minimalem horizontalen Winkel, die in der anderen Richtung maximale Auslenkung seiner Drehbewegungsschwingung erreicht hat. This takes place up to the deflection point 41 , at which the line mirror 21 has reached its maximum deflection in one direction and therefore the horizontal angle β has reached its maximum value. The rotary motion vibration then runs in the opposite direction of rotation, for example clockwise. A backward scan 42 takes place with a decreasing horizontal angle β, the vertical angle α also increasing due to the continuous movement of the image mirror. At the deflection point 43 , the movement of the line mirror 21 is reversed again, since this has again reached its maximum deflection of its rotary motion oscillation at a now minimal horizontal angle.

Dieser Ablauf setzt sich solange fort, bis der Bildspiegel den maximalen Wert des vertikalen Winkels α erreicht hat und die letzte Zeile (i = z) geschrieben wurde. Der Bildspiegel springt dann in einer Totzeit des Bildes zum minimalen Wert des vertikalen Winkels α zurück. This process continues until the image mirror reaches the maximum value of the vertical angle α reached and the last line (i = z) was written. The image mirror then jumps in a dead time of the image back to the minimum value of the vertical angle α.

Da die Zeilen von links nach rechts und von rechts nach links im Wechsel geschrieben werden und der Bildspiegel 22 eine kontinuierliche Bewegung durchführt, liegt kein gleichmäßiger Zeilenabstand vor. An den Rändern der Zeilen nahe der Umlenkpunkte 41 und 43 werden sogar zwei Zeilen aufgrund des Strahldurchmessers zum Teil völlig ineinandergeschrieben. Dies kann dadurch vermindert werden, daß ein entsprechender Zeilentotwinkelbereich βt1 und βt2 für den vertikalen Winkel nahe der Umlenkpunkte 43 bzw. 41 gewählt wird, in dem der Lichtstrahl 26 jeweils dunkelgetastet, also ausgeschaltet ist. Durch diese Maßnahme wird aber der mechanisch mögliche Zeilenablenkwinkel βm, der durch die Differenz zwischen minimalem und maximalem Wert des horizontalen Winkels β gegeben ist, drastisch auf einen effektiven Zeilenablenkwinkel βe reduziert. Since the lines are written alternately from left to right and from right to left and the image mirror 22 carries out a continuous movement, there is no uniform line spacing. At the edges of the lines near the deflection points 41 and 43 , two lines are even partially written into one another owing to the beam diameter. This can be reduced by selecting a corresponding line blind spot range βt1 and βt2 for the vertical angle near the deflection points 43 and 41, respectively, in which the light beam 26 is in each case blanked out, that is to say switched off. This measure, however, drastically reduces the mechanically possible line deflection angle βm, which is given by the difference between the minimum and maximum value of the horizontal angle β, to an effective line deflection angle βe.

Trotz der entsprechenden Dunkeltastungen des Lichtstrahles 26 in den Winkelbereichen βt1 und βt2, bleiben ein Auflösungsverlust und störende Helligkeitsunterschiede im Bild zwischen Bildmitte und den Bildrändern. Despite the corresponding blanking of the light beam 26 in the angular ranges βt1 and βt2, there is still a loss of resolution and disturbing differences in brightness in the image between the center of the image and the edges of the image.

Um diese Bildmängel zu beheben, wird nun der Bildspiegel 22 gemäß der in Fig. 3 dargestellten Treppenfunktion 30 angesteuert. Dabei verharrt der Bildspiegel 22 während eines effektiven Zeilenabschnittes jeder Zeile auf einem konstanten Wert 32 für den vertikalen Winkel α. Dies entspricht einer Stufe der Treppenfunktion 30. Zwischen den Stufen wird in einer kurzen Zeilentotzeit tz der Bildspiegel 22 um eine Änderung 34 auf den nächsten Wert 32 des vertikalen Winkels α für die nächste Zeile mit der nächsten Zeilennummer i eingestellt. Während dieses einer Zeilentotzeit tz entsprechenden Zeilenbereichs wird der Laserstrahl 26 dunkelgetastet. Jede Zeile besteht also aus einem effektiven Zeilenabschnitt, auf dem der Lichtstrahl zur Bilddarstellung mit Bildinformation intensitätsmoduliert wird, und zwei dunkelgetasteten Zeilenbereichen. In order to remedy these image defects, the image mirror 22 is now controlled according to the staircase function 30 shown in FIG. 3. The image mirror 22 remains at a constant value 32 for the vertical angle α during an effective line section of each line. This corresponds to a step of the staircase function 30 . Between the stages, the image mirror 22 is adjusted by a change 34 to the next value 32 of the vertical angle α for the next line with the next line number i in a short line dead time tz. The laser beam 26 is blanked during this line area corresponding to a line dead time tz. Each line thus consists of an effective line section on which the light beam for image display with image information is intensity-modulated, and two darkened line areas.

Die Werte 32 für den vertikalen Winkel α sind in Fig. 3 äquidistant verteilt, d. h. die Änderung 34 hat für jede Zeilennummer genau denselben Betrag. Sind alle Zeilennummern von i = 1 von i = z derart abgearbeitet, wird der Bildspiegel 22 wieder in die Ausgangsstellung zurückgefahren. Dies ist durch eine Rückschwenkflanke 33 in der Treppenfunktion 30 der Fig. 3 gezeigt. Während der Bildspiegel 22 mit dieser Rückschwenkflanke 33 angesteuert wird, wird der Laserstrahl 26 wieder dunkelgetastet, so daß eine Bildtotzeit tb vorliegt. The values 32 for the vertical angle α are distributed equidistantly in FIG. 3, ie the change 34 has exactly the same amount for each line number. If all line numbers of i = 1 of i = z have been processed in this way, the image mirror 22 is moved back into the starting position. This is shown by a swivel flank 33 in the staircase function 30 of FIG. 3. While the image mirror 22 is being driven with this swivel flank 33 , the laser beam 26 is again blanked out, so that an image dead time tb is present.

Durch die Ansteuerung des Bildspiegels 22, die von der Treiberschaltung 9 bewirkt wird, ergibt sich die in Fig. 4 dargestellte Ablenkung des Lichtstrahles. Die Art der Darstellung entspricht dabei der Fig. 2; gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Wie zu sehen ist, liegen die effektiven Zeilenabschnitte aller Zeilen bei Hinwärfsscan 40 und Rückwärtsscan 42 nunmehr parallel, da der Bildspiegel 22 während jedes effektiven Zeilenabschnittes auf einen konstanten Wert 32 des vertikalen Winkels α eingestellt ist. In den gegenüber Fig. 2 nunmehr stark verminderten Zeilentotwinkelbereich βt1 und βt2 wird der Bildspiegel 22 auf den nächsten Wert 32 des vertikalen Winkels α eingestellt, wodurch der Lichtstrahl entlang Dreieckspitzen 44 und 45 bzw. 46 und 47 abgelenkt wird, deren Spitze am Umlenkpunkt 41 bzw. 43 liegt. By driving the image mirror 22 , which is caused by the driver circuit 9 , the deflection of the light beam shown in FIG. 4 results. The type of representation corresponds to FIG. 2; Identical elements are identified with the same reference symbols. As can be seen, the effective line sections of all lines in the forward scan 40 and backward scan 42 are now parallel since the image mirror 22 is set to a constant value 32 of the vertical angle α during each effective line section. In the line blind spot area βt1 and βt2, which is now greatly reduced compared to FIG. 2, the image mirror 22 is set to the next value 32 of the vertical angle α, whereby the light beam is deflected along triangular tips 44 and 45 or 46 and 47 , the tip of which at the deflection point 41 and 43 lies.

Durch die Ansteuerung des Bildspiegels 22 gemäß der Treppenfunktion 30 der Fig. 3 wird erreicht, daß der effektive Zeilenablenkwinkel βe, also die Länge des effektiven Zeilenabschnittes, dem maximal möglichen mechanischen Zeilenablenkwinkel βm, also der gesamten Zeilenlänge, sehr nahe kommt; das Bild ist dadurch gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten Prinzip deutlich vergrößert. Weiter ist die Bildqualität merklich gesteigert, da kein Ineinanderschreiben von Zeilen mehr erfolgt. By controlling the image mirror 22 according to the staircase function 30 of FIG. 3 it is achieved that the effective line deflection angle βe, ie the length of the effective line section, comes very close to the maximum possible mechanical line deflection angle βm, ie the total line length; the image is thereby significantly enlarged compared to the principle shown in FIG. 2. The image quality is also noticeably improved, since lines are no longer interleaved.

Fig. 5 zeigt, wie ein rechteckiges Bild bei einer Geradprojektion ohne weitere Maßnahmen auf einer Projektionsfläche 101 erscheint. Dabei befindet sich der Projektionskopf sowohl bezüglich der Vertikalen V als auch der Horizontalen H mittig über der Projektionsfläche 101. Jedoch liegen auch parallele Zeilen 104 nicht äquidistant auf der Projektionsfläche 101, sondern ihr gegenseitiger Abstand steigt mit zunehmender vertikaler Distanz von der Bildmitte. Darüber hinaus nimmt die Zeilenlänge ebenso zu, so daß sich anstelle eines gewünschten rechteckigen Bildes 103 ein kissenförmig verzeichnetes Bild 102 ergibt. FIG. 5 shows how a rectangular image appears on a projection surface 101 during a straight projection without further measures. The projection head is located centrally above the projection surface 101 both with respect to the vertical V and the horizontal H. However, parallel lines 104 are also not equidistant on the projection surface 101 , but their mutual distance increases with increasing vertical distance from the center of the image. In addition, the line length also increases, so that instead of a desired rectangular image 103, a pillow-shaped image 102 results.

Eine ähnliche Verzeichnung verursacht auch die in Fig. 6 dargestellte Projektionsgeometrie, bei der der Projektionskopf 20 zwar auf der Vertikalen V der Projektionsfläche 101 liegt, jedoch bezüglich der Horizontalen H oberhalb der Projektionsfläche 101 angeordnet ist. Somit besteht ein Winkel ω zwischen der Horizontalen H und der Hauptprojektionsachse OA. Es handelt sich folglich im dargestellten Fall um eine Schrägprojektion von oben herab. Dabei wird die obere Bildkante, die dem Projektionskopf 20 näher liegt, kürzer dargestellt als die untere Bildkante. Die Seitenkanten verlaufen im wesentlichen schräg, so daß sich zusätzlich zur Kissenverzeichnung gemäß Fig. 5 eine trapezförmige Verzeichnung einstellt. Dadurch variiert die Länge der Zeilen 104 des Bildes über die Bildfläche hinweg. A similar distortion also causes the projection geometry shown in FIG. 6, in which the projection head 20 lies on the vertical V of the projection surface 101 , but is arranged above the projection surface 101 with respect to the horizontal H. There is therefore an angle ω between the horizontal H and the main projection axis OA. It is consequently an oblique projection from above in the case shown. The upper edge of the image, which is closer to the projection head 20 , is shown shorter than the lower edge of the image. The side edges run essentially obliquely, so that a trapezoidal distortion occurs in addition to the cushion distortion according to FIG. 5. As a result, the length of lines 104 of the image varies across the image area.

In Fig. 7 ist die Verzeichnung dargestellt, die bei einer Schrägprojektion von der Seite entsteht, wenn der Projektionskopf 20 zwar horizontal mittig zur Projektionsfläche 101 liegt, jedoch bezüglich der Vertikalen V seitlich verschoben ist. Dann ist ein Winkel ε zwischen OA und V ungleich Null. Dadurch wird das Bild 102 kissen- und trapezförmig verzerrt, wobei für Geradprojektion parallel ausgerichtete Zeilen 104 dann sternförmig auseinanderlaufen. FIG. 7 shows the distortion which arises in the case of an oblique projection from the side when the projection head 20 is located horizontally in the center of the projection surface 101 , but is laterally displaced with respect to the vertical V. Then an angle ε between OA and V is not equal to zero. As a result, the image 102 is distorted in a pillow and trapezoidal manner, lines 104 aligned in parallel for straight projection then diverging in a star shape.

Die Fig. 8 zeigt die Verhältnisse bei einer Schrägprojektion sowohl von der Seite als auch von oben, also bei w und c ungleich Null. Der Projektionskopf 20 liegt also sowohl bezüglich der Horizontalen H als auch bezüglich der Vertikalen V neben der Mitte Projektionsfläche 101. Es ergibt sich eine Kombination der anhand der Fig. 4 bis 7 geschilderten Verzerrungen. Die Zeilen 104 werden dabei ebenfalls sternförmig aufgefächert. Fig. 8 shows the conditions at a oblique projection both from the side and from above, ie with w and c equal to zero. The projection head 20 thus lies next to the center of the projection surface 101 both with respect to the horizontal H and with respect to the vertical V. A combination of the distortions described with reference to FIGS. 4 to 7 results. Lines 104 are also fanned out in a star shape.

Solche geometriebedingte Verzeichnungen können durch verschiedene Maßnahmen wie folgt behoben werden:
Bei einem kissenförmig und bei Schrägprojektion zusätzlich trapezförmig verzeichnetem Bild 102, wie es in Fig. 5 oder 6 als gestrichelte Linie eingezeichnet ist, haben die Zeilen 104 von der Zeilenzahl i abhängige Zeilenabstände zueinander. Dieser Bildfehler entsteht durch die zweiachsige Strahlablenkung. Natürlich ist auch, wenn, wie in Fig. 6 dargestellt, der Projektionskopf 20 in Bezug zur Projektionsfläche 101 in horizontaler Richtung mittig und in vertikaler Richtung unter einem Winkel ω oberhalb der Bildmitte steht, ein unverzeichnetes Bild 103 gewünscht. Um dies zu erreichen, werden die Ansteuerung des Zeilenspiegels 21 bzw. die Ansteuerung des Bildspiegels 22, entsprechend gestaltet. Such distortions caused by geometry can be eliminated by various measures as follows:
In the case of an image 102 which is recorded in a pillow shape and additionally trapezoidally in the case of an oblique projection, as is shown as a dashed line in FIG. 5 or 6, the lines 104 have line spacings which are dependent on the number of lines i. This image error is caused by the biaxial beam deflection. Of course, if, as shown in FIG. 6, the projection head 20 is centered in the horizontal direction in relation to the projection surface 101 and at an angle ω above the center of the image in the vertical direction, an undistorted image 103 is desired. In order to achieve this, the control of the line mirror 21 or the control of the image mirror 22 are designed accordingly.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Schrägprojektion sind aufgrund der geometrischen Anordnung die horizontalen Zeilen 104 des Bildes unterschiedlich lang. Weiter liegen sie in unterschiedlichem Abstand auf der Projektionsfläche 101, wie dies gestrichelten im Bild 102 gezeichnet ist. Dasselbe tritt bei Geradprojektion durch die in Fig. 5 gezeigte Kissenverzerrung auf. In the oblique projection shown in FIG. 6, the horizontal lines 104 of the image have different lengths due to the geometric arrangement. Furthermore, they lie at different distances on the projection surface 101 , as is shown in broken lines in the image 102 . The same occurs with straight projection due to the pillow distortion shown in FIG. 5.

Die Bildberechnungseinheit 7 sowie die Treiberschaltung 8 bewirken deshalb eine entsprechende Korrektur der Ansteuerung des Bildspiegels 22 zum Erreichen eines gleichmäßigen Zeilenabstandes sowie des Zeilenspiegels 21 zum Erreichen einer gleichmäßigen Zeilenlänge. Dazu wird der Wert der Schrägprojektions-Winkels ω, ε neben anderen Parametern zur Bilddarstellung über das Bedienfeld 5 in die Bildberechnungseinheit 7 eingegeben. Diese verändert dann eine gespeicherte Umkodierungstabelle so, daß der gewünschte Zeilenverlauf auf der Projektionsfläche 101 erreicht wird. Dazu berechnet die Bildberechnungseinheit 7 aus dem Winkel ω Werte des horizontalen Winkels β und bewirkt eine entsprechende Amplitudenmodulation der vom Zeilenspiegel 21 ausgeführten Drehbewegungsschwingung durch geeignete Gestaltung des Antriebs des Zeilenspiegels 21. Der zeitliche Verlauf der Amplitudenmodulation erfolgt abhängig von der Zeilennummer. The image calculation unit 7 and the driver circuit 8 therefore effect a corresponding correction of the activation of the image mirror 22 to achieve a uniform line spacing and of the line mirror 21 to achieve a uniform line length. For this purpose, the value of the oblique projection angle ω, ε, in addition to other parameters for image display, is entered into the image calculation unit 7 via the control panel 5 . This then changes a stored recoding table so that the desired line profile is achieved on the projection surface 101 . For this purpose, the image calculation unit 7 calculates values of the horizontal angle β from the angle ω and effects a corresponding amplitude modulation of the rotary motion oscillation carried out by the line mirror 21 by suitably designing the drive of the line mirror 21 . The time course of the amplitude modulation depends on the line number.

Dazu wird, wie in Fig. 9 und 10 gezeigt, der als Differenz zwischen minimalem und maximalem horizontalem Winkel definierte mechanische Zeilenablenkwinkel βm zeilenabhängig variiert. Im in Fig. 9 gezeigten Beispiel erfolgt eine Verstellung zwischen 21,1° für die letzte Zeile im Bild mit der Zeilennummer i = z und 26,3° für die erste Zeile mit der Zeilennummer i = 1 für eine Schrägprojektion gemäß Fig. 6 mit ω = 15° und ε = 0° durch eine Amplitudenmodulation der Drehschwingung des Zeilenspiegels. For this purpose, as shown in FIGS. 9 and 10, the mechanical line deflection angle βm defined as the difference between the minimum and maximum horizontal angle varies depending on the line. In the example shown in FIG. 9, an adjustment is made between 21.1 ° for the last line in the image with the line number i = z and 26.3 ° for the first line with the line number i = 1 for an oblique projection according to FIG ω = 15 ° and ε = 0 ° through an amplitude modulation of the torsional vibration of the line mirror.

Die Amplitudenmodulation wird dadurch erreicht, daß der Zeilenspiegel mit einer Antriebsfrequenz f_A angetrieben wird, die um eine Frequenzabweichung Δf von der Resonanzfrequenz f_R beabstandet ist, die der zur Drehbewegungsschwingung anregbare Zeilenspiegel 21 hat. Zur Amplitudenmodulation kann entweder bei festgehaltener Arbeitsfrequenz f_A die Antriebsspannung bzw. der Antriebsstrom verändert werden. Alternativ ist es möglich, den Antriebsstrom bzw. die Antriebsspannung festzuhalten und die Antriebsfrequenz f_A etwas zu verstellen, wie dies in Fig. 9 gepunktet dargestellt ist. Die Arbeitsfrequenz f_A ist also bei einer Strom-/Spannungsmodulation konstant und liegt nahe der Eigenfrequenz f_R des schwingungsfähigen mechanischen Systems des Zeilenspiegels 21. The amplitude modulation is achieved in that the line mirror is driven with a drive frequency f _A which is spaced by a frequency deviation Δf from the resonance frequency f _R which the line mirror 21 which can be excited to oscillate in a rotational movement has. For amplitude modulation, the drive voltage or the drive current can be changed either at a fixed operating frequency f _A. Alternatively, it is possible to record the drive current or the drive voltage and to adjust the drive frequency f _A somewhat, as shown in dotted lines in FIG. 9. The working frequency f _A is therefore constant in the case of a current / voltage modulation and is close to the natural frequency f _{R of} the oscillatory mechanical system of the line mirror 21 .

Für das Regelverhalten des Zeilenspiegels 21 ist es günstig, wenn die Arbeitsfrequenz f_A nicht genau mit der Eigenfrequenz f_R übereinstimmt. Bei einer hohen Dämpfung des Schwingspiegels 21 liegt die Arbeitsfrequenz f_A näher an der Eigenfrequenz f_R als bei einer geringen Dämpfung. Die Frequenzabweichung Δf wird deshalb entsprechend den vorliegenden apparativen Gegebenheiten gewählt. Zur Frequenzmodulation wird dagegen die Arbeitsfrequenz f_A innerhalb eines Bereiches gesteuert. For the control behavior of the line mirror 21 , it is advantageous if the working frequency f _A does not exactly match the natural frequency f _R. With a high damping of the oscillating mirror 21 , the working frequency f _{A is} closer to the natural frequency f _R than with a low damping. The frequency deviation Δf is therefore chosen in accordance with the existing equipment. For frequency modulation, however, the working frequency f _{A is} controlled within a range.

Die derart gewonnene Veränderbarkeit des mechanischen Zeilenwinkels βm wird zur Korrektur der durch die Bildverzerrung bewirkten Zeilenlängenunterschiede ausgenutzt, indem z. B. bei Schrägprojektion von oben mit zunehmender Zeilennummer i der mechanische Zeilenwinkel βm der Zeilenöffnung um genau das Maß verringert wird, um das die jeweilige Zeile 104 durch die geometrischen Verhältnisse verlängert wird. Dadurch ergibt sich auch bei Schrägprojektion eine konstante Zeilenlänge auf der Projektionsfläche. The variability of the mechanical line angle βm obtained in this way is used to correct the line length differences caused by the image distortion, for example by B. in oblique projection from above with increasing line number i the mechanical line angle βm of the line opening is reduced by exactly the amount by which the respective line 104 is extended by the geometric conditions. This results in a constant line length on the projection surface even with oblique projection.

Fig. 10 zeigt die Ablenkung eines Lichtstrahls bezüglich des vertikalen Winkels α als Funktion des horizontalen Winkels β bei der erläuterten Amplitudenmodulation des Zeilenspiegels 21 und bei der Steuerung des Bildspiegels 22 gemäß der in Fig. 3 dargestellten Treppenfunktion mit konstanten Änderungen 34 des vertikalen Winkels α. Die Darstellungsart entspricht der Fig. 2; entsprechende Elemente sind mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 10, the deflection shows a light beam with respect to the vertical angle α as a function of horizontal angle β in the above-amplitude modulation of the line mirror 21 and in the control of the image mirror 22 according to α of the step function shown in FIG. 3 with constant changes 34 of the vertical angle. The type of representation corresponds to FIG. 2; corresponding elements are provided with the same reference numerals.

Wie in Fig. 10 zu sehen ist, nimmt durch die Amplitudensteuerung der mechanische Zeilenablenkwinkel βm mit steigender Zeilennummer i ab. Somit gilt βm = βm(i). Bei konstanten Zeilentotwinkelbereichen βt1 und βt2, die üblicherweise durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Zeilenspiegels und die Zeilentotzeit der Videonorm des darzustellenden Bildes vorgegeben sind, wird der effektive Zeilenablenkwinkel βe als Funktion der Zeilennummer i variiert, es gilt also βe = βe(i). Die gesamte Zeilenlänge wird dadurch so reduziert, daß bei Schrägprojektion auf eine Projektionsfläche 101 gleichlange Zeilen geschrieben werden. Damit ist die Trapezverzerrung vermieden. Dieses Konzept kann auch zum Ausgleich der Kissenverzerrung bei einer Geradprojektion gemäß Fig. 5 verwendet werden, die durch die unterschiedlichen Abstände der Projektionsfläche 101 vom Ablenkpunkt des Projektionskopfes 20 herrührt. As can be seen in FIG. 10, the mechanical line deflection angle βm decreases with increasing line number i due to the amplitude control. Hence βm = βm (i). In the case of constant line dead angle ranges βt1 and βt2, which are usually specified by the speed of movement of the line mirror and the line dead time of the video standard of the image to be displayed, the effective line deflection angle βe is varied as a function of line number i, so βe = βe (i) applies. The total line length is reduced in such a way that lines with the same length are written onto a projection surface 101 when the projection is oblique. This avoids keystone distortion. This concept can also be used to compensate for the pillow distortion in a straight projection according to FIG. 5, which results from the different distances of the projection surface 101 from the deflection point of the projection head 20 .

Durch Kombination der Treppenfunktionsansteuerung des Bildspiegels 22 (gemäß Fig. 3) und der Amplitudenmodulation des Zeilenspiegels 21 (gemäß Fig. 10) liegen die Zeilen im Bereich des effektiven Zeilenablenkwinkels βe parallel zueinander. Lediglich in den Zeilentotwinkelbereichen βt1, βt2 wird der Bildspiegel 22 um die Änderung 34 verstellt und in die jeweilige vertikale Winkelstellung für die nächste Zeile gedreht. Durch die Amplitudenmodulation der Drehbewegungsschwingung des Zeilenspiegels 21 ergibt sich ein mit steigender Zeilennummer i abnehmender effektiver Zeilenablenkwinkel βe, durch den eine durch die Projektionsgeometrie verursachte Verlängerung der Zeilen 104 ausgeglichen wird. By combining the staircase function control of the image mirror 22 (according to FIG. 3) and the amplitude modulation of the line mirror 21 (according to FIG. 10), the lines lie parallel to one another in the range of the effective line deflection angle βe. Only in the line blind spot areas βt1, βt2 is the image mirror 22 adjusted by the change 34 and rotated into the respective vertical angular position for the next line. The amplitude modulation of the rotary motion oscillation of the line mirror 21 results in an effective line deflection angle βe, which decreases with increasing line number i, by means of which an extension of the lines 104 caused by the projection geometry is compensated for.

Je nach Projektionsbedingung ergeben sich aber auch unterschiedliche Zeilenabstände. Dies ist bei einer Geradprojektion, wie in Fig. 5 gezeigt, dadurch bedingt, daß die der Bildmitte ferner liegenden Zeilen 104 einen größeren Abstand voneinander haben, als die Zeilen im Bildmittenbereich. Ähnliches tritt auch bei einer Schrägprojektion von oben herab, wie in Fig. 6 dargestellt, auf, bei der die Abstände der Zeilen über das Bild hinweg zunehmen. Depending on the projection conditions, there are also different line spacings. In the case of a straight projection, as shown in FIG. 5, this is due to the fact that the lines 104 which are further away from the center of the image have a greater distance from one another than the lines in the center of the image. The same also occurs with an oblique projection from above, as shown in FIG. 6, in which the spacing of the lines increases across the image.

Zur Korrektur ist eine Ansteuerung des Bildspiegels 22 gemäß einer in Fig. 11 gezeigten Treppenfunktion nötig. Die in Fig. 11 dargestellte Treppenfunktion 31 entspricht im wesentlichen der in Fig. 3 gezeigten. Der entscheidende Unterschied liegt darin, daß die Werte 32 des vertikalen Winkels α in Fig. 11 nunmehr nicht gleichmäßig beabstandet sind. Statt dessen hängt die Änderung 34 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Werten 32 des vertikalen Winkels α von der Zeilennummer i ab. Die Änderung 34 des vertikalen Winkels α ist für den Übergang von der ersten (i = 1) auf die zweite (i = 2) Zeile größer als für alle nachfolgenden Zeilen. Für den Übergang zur letzten (i = z) Zeile erfolgt die kleinste Änderung 35. For correction, control of the image mirror 22 is necessary in accordance with a staircase function shown in FIG. 11. The staircase function 31 shown in FIG. 11 essentially corresponds to that shown in FIG. 3. The crucial difference is that the values 32 of the vertical angle α in Fig. 11 are now not evenly spaced. Instead, the change 34 between two successive values 32 of the vertical angle α depends on the line number i. The change 34 of the vertical angle α is greater for the transition from the first (i = 1) to the second (i = 2) line than for all subsequent lines. The smallest change 35 occurs for the transition to the last (i = z) line.

Fig. 11 ist eine Treppenfunktion 31 dargestellt, bei der die Änderung 34, 35 mit steigender Zeilennummer abnimmt, um z. B. bei einer Schrägprojektion gemäß Fig. 6 von oben die zunehmenden Zeilenabstände auszugleichen. Für eine Geradprojektion oder eine Schrägprojektion von unten gilt entsprechendes. Dann sind natürlich andere Änderungen 34, 35 zu wählen. So werden bei Geradprojektion die Änderungen 34, 35 in der Regel symmetrisch zur Bildmitte liegen. Eine Kombination der Treppenfunktion 31 der Fig. 11 zur Steuerung des Bildspiegels 22 mit der erläuterten Amplitudenmodulation des Zeilenspiegels 21 liefert die in Fig. 12 dargestellte Winkelablenkung des Lichtstrahles 26. Wie zu sehen ist, nimmt sowohl der mechanische Zeilenablenkwinkel βm als auch der Zeilenabstand zwischen benachbarten Zeilen 104 mit steigender Zeilennummer i ab. Dadurch werden bei einer Schrägprojektion von oben entstehende Bildverzerrungen ausgeglichen, so daß dann auf der Projektionsfläche 101 das gewünschte unverzerrte Bild 103 projiziert wird. Fig. 11 shows a staircase function 31 , in which the change 34 , 35 decreases with increasing line number, in order, for. B. in an oblique projection according to FIG. 6 from above to compensate for the increasing line spacing. The same applies to a straight projection or an oblique projection from below. Then of course other changes 34 , 35 are to be selected. In the case of a straight projection, the changes 34 , 35 will generally be symmetrical to the center of the image. A combination of the staircase function 31 of FIG. 11 for controlling the image mirror 22 with the explained amplitude modulation of the line mirror 21 provides the angular deflection of the light beam 26 shown in FIG. 12. As can be seen, both the mechanical line deflection angle βm and the line spacing between adjacent lines 104 decrease with increasing line number i. This compensates for image distortions arising from an oblique projection from above, so that the desired undistorted image 103 is then projected onto the projection surface 101 .

Wie der vertikale Winkel α und die Änderungen der Werte 32 für den vertikalen Winkel α von der Zeilennummer i abhängen, ist durch die Projektionsverhältnissen und insbesondere den Grad der Schrägprojektion beeinflußt. Fig. 13 zeigt in zwei Kurven 77 und 78 den zeilennummernabhängigen Verlauf des vertikalen Winkels α für verschiedene Projektionsgeometrien. Kurve 77 zeigt die Abhängigkeit des vertikalen Winkels α von der Zeilennummer i bei einer Geradprojektion zur Korrektur der Kissenverzeichnung, die auf einer ebenen Projektionsfläche entsteht. Kurve 78 zeigt den Verlauf bei einer Schrägprojektion mit einem Projektionswinkel ω = 15° zur Horizontalen H. How the vertical angle α and the changes in the values 32 for the vertical angle α depend on the line number i is influenced by the projection conditions and in particular the degree of the oblique projection. Fig. 13 shows two curves 77 and 78, the line-number-dependent profile of the vertical angle α for different projection geometries. Curve 77 shows the dependency of the vertical angle α on the line number i in the case of a straight projection for correcting the cushion distortion which arises on a flat projection surface. Curve 78 shows the course of an oblique projection with a projection angle ω = 15 ° to the horizontal H.

Fig. 14 zeigt den entsprechenden Verlauf des mechanischen Zeilenablenkwinkels βm als Funktion der Zeilennummer i zur Anpassung der projektionsgeometrieabhängigen Zeilenlängenänderungen. Kurve 98 zeigt den mechanischen Zeilenablenkwinkel βm zur Korrektur der Kissenverzeichnung bei Geradprojektion. Die Kurve 98 zeigt die Wertepaare für eine Schrägprojektion mit einem Projektionswinkel ω von 15° zur Horizontalen. Fig. 14 shows the corresponding course of the mechanical Zeilenablenkwinkels .beta..sub.M as a function of row number i to adjust the projection geometry dependent line length changes. Curve 98 shows the mechanical line deflection angle βm for correcting the cushion distortion in the case of a straight projection. Curve 98 shows the value pairs for an oblique projection with a projection angle ω of 15 ° to the horizontal.

Zur Korrektur von durch seitliche Schrägprojektion verursachten Bildverzerrungen, wie sie in den Fig. 7 und 8 durch den von Null verschiedenen Winkel ε entstehen und zu auseinanderlaufenden Zeilen 104 führen, wird die Treppenfunktion der Fig. 3 bzw. der Fig. 11 dahingehend korrigiert, daß die einzelnen Treppenstufen 32 schräg verlaufen. Dies ist in Fig. 15 dargestellt. In order to correct image distortions caused by lateral oblique projection, as they arise in FIGS. 7 and 8 due to the non-zero angle ε and lead to diverging lines 104 , the staircase function of FIG. 3 and FIG. 11 is corrected to the extent that the individual steps 32 run obliquely. This is shown in Fig. 15.

Fig. 15 zeigt den zeitlichen Verlauf des vertikalen Winkels α. Wie zu sehen ist, wird der vertikale Winkel α auch während des Schreibens einer Zeile verändert; dieses entspricht den schrägverlaufenden Treppenstufen 32 der Treppenfunktion 31. Die während des Schreibens einer einzelnen Zeile durchgeführte Änderung ist dabei abhängig von der Zeilennummer. Die bspw. während der zweiten Zeile (i = 2) durchgeführte Änderung 35.2 unterscheidet sich sowohl in Richtung als auch in Betrag von der Änderung 35.i die während des Schreibens der letzten (i = z) Zeile durchgeführt wird. Dasselbe gilt auch für die Änderungen des vertikalen Winkels α, die während der Zeilentotzeit tz durchgeführt wird. Die Änderung 34.1 beim Übergang von der ersten (i = 1) zur zweiten (i = 2) Zeile unterscheidet sich von der Änderung 34.i, die beim Übergang zur letzten (i = z) Zeile vorgenommen wird. Fig. 15 shows the time course of the vertical angle α. As can be seen, the vertical angle α is also changed while a line is being written; this corresponds to the inclined stair steps 32 of the stair function 31 . The change made while writing a single line depends on the line number. The change 35.2 carried out, for example, during the second line (i = 2) differs both in direction and in amount from the change 35 .i which is carried out during the writing of the last (i = z) line. The same applies to the changes in the vertical angle α which are carried out during the line dead time tz. The change 34.1 in the transition from the first (i = 1) to the second (i = 2) line differs from the change 34 .i which is carried out in the transition to the last (i = z) line.

Durch die abwechselnd gegensinnig erfolgenden Änderungen 35 des vertikalen Winkels α während des Schreibens einer Zeile wird ein divergierender Zeilenverlauf ausgeglichen. Wegen der geometriebedingten Verzerrung der Zeilen, die ansonsten strahlenförmig auseinanderliefen, sind die Änderungen des vertikalen Winkels α, die während der Zeilentotzeit tz an der Bildkante erfolgen, die den Projektionskopf 20 ferner liegt, merklich größer, als die Änderungen des vertikalen Winkels α die in einer Zeilentotzeit vorgenommen werden, die der dem Projektionskopf 20 näher gelegenen vertikalen Bildkante zugeordnet ist. A diverging line course is compensated for by the alternating changes 35 of the vertical angle α during the writing of a line. Because of the geometry-related distortion of the lines, which would otherwise diverge radially, the changes in the vertical angle α that occur during the line dead time tz at the edge of the image, which is further away from the projection head 20 , are significantly greater than the changes in the vertical angle α that in one Line dead time can be made, which is assigned to the vertical image edge closer to the projection head 20 .

Der Bildspiegel führt also während des Schreibens jedes effektiven Zeilenabschnittes eine bestimmte Schwenkbewegung aus, wobei die Winkelgeschwindigkeit dieser Schwenkbewegung von der Lage der Zeile, mithin von der Zeilennummer i abhängt. Dadurch wird die in Fig. 16 dargestellte Winkelsteuerung des Lichtbündels erreicht, die bei seitlich-schräger Projektion im Endeffekt zu parallelen und gleichbeabstandeten Zeilen auf der Projektionsfläche 101 führt. The image mirror thus executes a certain pivoting movement during the writing of each effective line section, the angular velocity of this pivoting movement being dependent on the position of the line, and consequently on the line number i. This achieves the angle control of the light beam shown in FIG. 16, which in the end results in parallel and equally spaced lines on the projection surface 101 when the projection is inclined sideways.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Rasterprojektion eines Bildes mittels eines intensitätsmodulierten Lichtstrahles (26) mit einer zweiachsigen Ablenkeinrichtung (20), die einen beweglichen, den Lichtstrahl (26) in Zeilen (104) ablenkenden Zeilenspiegel (21) und einen beweglichen, den Lichtstrahl (26) senkrecht dazu ablenkenden Bildspiegel (22) aufweist, wobei der Zeilenspiegel (21) und der Bildspiegel (22) jeweils als Kippspiegel ausgebildet sind und der Zeilenspiegel in eine Drehbewegungsschwingung anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildspiegel (22) während einer in einer Drehrichtung verlaufenden Teilperiode der Drehbewegungsschwingung des Zeilenspiegels (21) eine Drehbewegung mit variierenden Drehbewegungsgeschwindigkeit ausführt. 1. A device for raster projection of an image by means of an intensity-modulated light beam (26) having a two-axis deflection device (20) comprising a movable, the light beam (26) deflecting in line (104) line mirror (21) and a movable, the light beam (26) having a deflecting image mirror ( 22 ) perpendicular to it, the line mirror ( 21 ) and the image mirror ( 22 ) each being designed as a tilting mirror and the line mirror being able to be excited into a rotational movement oscillation, characterized in that the image mirror ( 22 ) runs in a direction of rotation during one Partial period of the rotational movement vibration of the line mirror ( 21 ) performs a rotational movement with varying rotational movement speed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenspiegel (21) in jeder Teilperiode den Lichtstrahl (26) entlang einer Zeile (104) ablenkt, welche einen effektiven Zeilenabschnitt aufweist, in dem der Lichtstrahl zur Bilddarstellung intensitätsmoduliert ist, und daß der Bildspiegel (22), während jedes effektiven Zeilenabschnitts mit Drehbewegungsgeschwindigkeit gleich Null in einer festen vertikalen Winkelstellung (α) verharrt, wobei jeder Zeile (104) eine bestimmte vertikale Winkelstellung (α) zugeordnet ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the line mirror ( 21 ) deflects the light beam ( 26 ) along a line ( 104 ) in each sub-period, which has an effective line section in which the light beam is intensity-modulated for image display, and that Image mirror ( 22 ), while each effective line section with zero rotational speed remains in a fixed vertical angular position (α), with each line ( 104 ) being assigned a specific vertical angular position (α). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenspiegel (21) in jeder Teilperiode der Drehbewegungsschwingung den Lichtstrahl (26) entlang einer Zeile (104) ablenkt, welche einen effektiven Zeilenabschnitt aufweist, in dem der Lichtstrahl zur Bilddarstellung intensitätsmoduliert ist, und der Bildspiegel (22), während jedes effektiven Zeilenabschnitts mit Drehbewegungsgeschwindigkeit ungleich Null eine bestimmte vertikale Winkelbewegung ausführt, wobei jeder Zeile (104) eine bestimmte vertikale Winkelbewegung zugeordnet ist. 3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the line mirror ( 21 ) deflects the light beam ( 26 ) along a line ( 104 ) in each sub-period of the rotary motion oscillation, which line has an effective line section in which the light beam is intensity-modulated for image display, and the image mirror ( 22 ) executes a certain vertical angular movement during each effective line section with non-zero rotational speed, each line ( 104 ) being assigned a specific vertical angular movement. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildspiegel (22) von einer ersten Winkelstellung (α) am Ende einer Zeile (104) in eine zweite Winkelstellung (α) am Anfang der folgenden Zeile wechselt, während der intensitätsmodulierte Lichtstrahl (26) in einem außerhalb des effektiven Zeilenabschnitts liegenden Zeilenbereich dunkelgetastet ist. 4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the image mirror ( 22 ) changes from a first angular position (α) at the end of a line ( 104 ) to a second angular position (α) at the beginning of the following line, while the intensity-modulated light beam ( 26 ) is blanked in a line area lying outside the effective line section. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zeilenanfängen zugeordneten Winkelstellungen (α) nicht äquidistant zueinander sind. 5. Device according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the Angular positions (α) assigned to the beginning of the line are not equidistant from one another. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Bildspiegels während benachbarten Teilperioden der Drehbewegungsschwingung des Zeilenspiegels (21) jeweils Abschnitte mit entgegengesetzten Drehrichtung aufweist. 6. The device according to claim 3, characterized in that the rotational movement of the image mirror during adjacent sub-periods of the rotational movement vibration of the line mirror ( 21 ) each have sections with opposite directions of rotation. 7. Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenspiegel (21) ein nahe seiner Resonanzfrequenz zu Drehbewegungsschwingungen anregbarer Kippspiegel mit steuerbarer Schwingungsamplitude ist. 7. Device according to one of the above claims, characterized in that the line mirror ( 21 ) is a tilting mirror with controllable oscillation amplitude which can be excited near its resonance frequency for rotational movement vibrations. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplitude des Zeilenspiegels (21) zeilenabhängig ist. 8. The device according to claim 7, characterized in that the vibration amplitude of the line mirror ( 21 ) is line-dependent. 9. Verfahren zur Rasterprojektion eines Bildes, bei dem ein Lichtstrahl (26) intensitätsmoduliert und mittels einer Ablenkeinrichtung (20) durch Ablenkung um eine Zeilen- und eine Bildachse in Zeilen (104) über eine Projektionsfläche (101) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß a) der Lichtstrahl (26) über eine Zeile (104) in einer Hinwärtsrichtung geführt wird, wobei die Ablenkung um die Bildachse nicht oder mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit verändert wird, b) dann eine den Lichtstrahl (26) dunkeltastende Intensitätsmodulation und gleichzeitig eine Veränderung der Ablenkung um die Bildachse mit einer zweiten Winkelgeschwindigkeit erfolgt und c) anschließend der Lichtstrahl (26) entlang einer weiteren Zeile in einer Rückwärtsrichtung geführt wird. 9. A method for raster projection of an image in which a light beam ( 26 ) is modulated in intensity and guided by means of a deflection device ( 20 ) by deflection about a line and an image axis in lines ( 104 ) over a projection surface ( 101 ), characterized in that a) the light beam ( 26 ) is guided over a line ( 104 ) in a forward direction, the deflection around the image axis not being changed or being changed at a first angular velocity, b) then intensity modulation, which darkens the light beam ( 26 ) and at the same time a change in the deflection around the image axis takes place at a second angular velocity and c) then the light beam ( 26 ) is guided along a further line in a reverse direction. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkung um die Bildachse abhängig von der Lage der Zeile (104) im Bild und der Lage der Ablenkeinrichtung (20) zur Projektionsfläche (101) gestaltet wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the deflection around the image axis depending on the position of the line ( 104 ) in the image and the position of the deflection device ( 20 ) to the projection surface ( 101 ) is designed. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines effektiven Zeilenabschnitts, in dem der Lichtstrahl zur Bilddarstellung intensitätsmoduliert wird, zur Verzerrungskorrektur abhängig von der Lage der Zeile (104) im Bild und der Lage der Ablenkeinrichtung (20) zur Projektionsfläche (101) gewählt wird. 11. The method according to any one of claims 9 or 10, characterized in that the length of an effective line section, in which the light beam is intensity-modulated for image display, for distortion correction depending on the position of the line ( 104 ) in the image and the position of the deflection device ( 20th ) is selected for the projection surface ( 101 ). 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt c) die Ablenkung um die Bildachse nicht oder mit einer dritten Winkelgeschwindigkeit verändert wird. 12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that in step c) Deflection around the image axis is not changed or at a third angular velocity.