WO2009071481A1 - Projektion mit dynamischer anpassung der bilddaten - Google Patents

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WO2009071481A1
WO2009071481A1 PCT/EP2008/066280 EP2008066280W WO2009071481A1 WO 2009071481 A1 WO2009071481 A1 WO 2009071481A1 EP 2008066280 W EP2008066280 W EP 2008066280W WO 2009071481 A1 WO2009071481 A1 WO 2009071481A1
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WO
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projector
projection surface
projection
image data
distance
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PCT/EP2008/066280
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Inventor
Timo Lothspeich
Christian Kerstan
Thomas Hogenmueller
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
    • H04N5/7475—Constructional details of television projection apparatus
    • H04N5/7491—Constructional details of television projection apparatus of head mounted projectors

Definitions

  • the present invention relates to a method for projecting images or image data through a projector onto a projection surface, wherein the distance between the projector and at least one point of the projection surface and / or the orientation or position of the projection center axis of the projector relative to the projection surface is determined and the information thus obtained is supplied to the removal and / or location of a control and / or regulating unit.
  • the image data is projected by light onto a suitable projection surface, such as a screen, a building wall, a screen or a display, as is known, for example, from slide projectors, overhead projectors or video beamers.
  • the invention further relates to a device corresponding to this method.
  • Methods of this type in which not only the projection of the images but also the distance and / or the relative orientation between the projector and the projection surface is determined, are used, for example, for automated equalization and / or automatic focusing of an image to be projected on the projection surface.
  • Automatic image equalization is always desirable when the projection central axis of the projector and the projection surface are not perpendicular to each other.
  • the then visible to the viewer distortions of the projected image are usually equalized by means of a keystone or keystone correction, in which the distortion occurring counteracts an artificially generated counter-distortion of the image to be projected.
  • image data is projected from a train onto a tunnel wall, with two distance meters located at vertically different points of the train measuring the respective distance to the tunnel wall. From the two distances, the angle of inclination of the tunnel wall to the projection center axis of the projector attached to the train is calculated, and on the basis of the thus calculated inclination angle, the image to be projected is automatically equalized.
  • the curvature of the tunnel in the area of the projection must be known and constant over the course of the journey, so that the equalization can lead to useful results. In all cases of image degradation, however, it is not the content of the image that is affected, but only the geometric shape of the image.
  • Focusing the image to be projected is required whenever the distance between the projector and the screen is changed.
  • Methods for automatically focusing an image to be projected are therefore used, in particular, in portable projectors, which are used regularly at different locations, that is to say at ever new distances from a projection surface.
  • the automatic focusing methods are performed in several steps. In a first step, the distance between the projector and the projection surface is measured, for example by a sensor located on the projector. Based on the measured distance, the optimal focal length of the image projected onto the projection surface is calculated in a second step and then the focal length is automatically adjusted accordingly.
  • the optics of the projector is adapted, but not the image data or the content of the image influenced.
  • the object of the present invention is to provide an improved method of the type mentioned above, which makes it possible in a simple way to optimize the projection and in particular to improve the visibility of the projected image data.
  • the idea on which the present invention is based is that at least one picture element, but preferably a plurality of picture elements of the image data to be projected onto the projection surface, is automatically transmitted from the control unit to the information for the distance between the projector and the projection surface and / or to the position information of the projector is adapted or become relative to the projection surface.
  • An essential basic idea of the invention is to not only use a measurement of the distance or a determination of the relative alignment between the projector and the projection surface in order to equalize only the projected image in its shape or by adjusting the focal length of the image but also to use the measured distance to affect the image data to be projected or individual pixels of the projected image data itself.
  • the projected image data thus depend on the measured distance between the projector and the projection surface or on the detected orientation of the projector relative to the projection surface.
  • a significant advantage of the method according to the invention is that the projected image data can be adjusted as a function of the respective distance and / or angle of the projector to the projection surface and thereby optimized with respect to various parameters.
  • Adapting in the sense of this application is above all a change or optimization of individual picture elements of an image to be projected with regard to the information content and / or readability, but in particular also an optimization of the method or of the projector with regard to the energy consumption.
  • picture element in the sense of this application R. 320920-1 4
  • the distance measurement or the determination of the relative alignment between the projector and the projection surface can either be repeated only once before the projection or during the projection at certain intervals or continuously, whereby a desired adaptation of the picture elements also changes during the projection Distances or changes of direction between the projector and the screen can be made.
  • the determination of the distance and / or the relative alignment between the projector and the projection surface can be effected in a manner known per se by means of separate distance sensors and / or angle sensors.
  • it is advantageous to use an existing sensor system for these measurements as is the case in many projectors for automatic focusing or for image processing for correcting distortions.
  • the present measured value then only needs to be further evaluated by simple algorithms in the control and / or regulating unit of the projection system.
  • the control and / or regulating unit is advantageously also arranged in the projector, so that the facilities necessary for carrying out the method are present in the projector.
  • the image data to be projected onto the projection surface to be adapted to the determined distance or to the relative orientation by means of an external system controlling the projector.
  • a distance information stored in a memory and the projection of the image data, the distance between the projector and at least one point of the projection surface and / or the position of the projection center axis of the projector relative to the projection surface by reading this information from a memory be determined.
  • the information may, for example, have been stored in the memory during a calibration process.
  • a location of the projector information about the position of the projector with respect to the projection surface is available. If an operation of the projector is detected at such a location, a corresponding distance or position information of the projector is associated with the projection area for this location from a table.
  • a measuring operation for determining the distance can be saved, if a corresponding information about the distance or the position of the projector with respect to the projection surface already exists. In this way it can also be prevented that a measurement result may possibly be falsified by objects in a radiation path during a measurement.
  • the projection method according to the invention can thereby be simplified.
  • an interface it is also advantageous to supply information about the distance between the projector and at least one point of the projection surface and / or the position of the projection center axis of the projector relative to the projection surface to the projector via an interface. If there is already information about the distance or the position of the projector to the projection surface for a particular projection position, a measurement can be saved by supplying this information to the projector via an interface.
  • Such an interface may for example be designed as a radio interface, which transmits a corresponding radio signal to the projector.
  • an easily implemented method is created in this way, which allows a targeted filtering of the displayed image information and thus ensures better clarity and improved visibility and readability.
  • the method according to the invention thus leads to a better operability of the entire projection system and thus overall to a clear increase in the user-friendliness of the projection system.
  • the at least one pixel preferably a plurality of pixels is adapted to the presentation size or will.
  • Decisive criterion of the adaptation is the representation size of the image data on the projection surface. It depends on the optical properties of the projector and its distance from the screen. Of the optical properties of the projector, especially the beam angle of importance, which determines the size of the displayed image data together with the distance between the projector and the screen. If the representation size is known therefrom, which can be calculated by means of a simple algorithm, then the image data to be projected can be correspondingly adapted to the size of the projected image. In this way, the image data can be set in relation to the overall available display size of the projected image, and thus the image content can be optimized particularly easily.
  • the pixel number of the image data projected by the projector is adapted to the determined information for the distance and / or position and / or to the determined representation size.
  • the image data is preferably projected by means of a laser projector. Conventional projectors always project the same number of pixels, no matter how large the projected image can be displayed on the screen.
  • current laser projectors are variable in their projected image point number, so that when using a laser projector, the pixel count of the image to be projected at the distance between the projector and the projection surface and / or the orientation of the projector relative to the projection surface and / or on the Display size can be adjusted.
  • the bit count of the image to be projected can be reduced, thus reducing the energy consumption of the projector without impairing the readability of the image information.
  • the at least one picture element preferably several picture elements, is adapted to the picture element number of the projector or R. 320920-1 7
  • the size and / or arrangement of the at least one picture element is adapted within the projected image data and / or that the image data to be projected is adapted in terms of its information content. This makes it possible to selectively filter the image data to be projected depending on the required application and thus to achieve better clarity and readability of the projected image. If the projection surface is, for example, an interactive projection display, then individual picture elements or the information content contained in them can also be varied in their size and projected in a desired area proportion of the overall picture for better usability of the projection display.
  • the arrangement of the image data to be projected can be changed, so that its positioning can be selected as best as possible according to the presentation size and / or the information content of the image data.
  • the image information can advantageously be changed in its information content.
  • the image data to be projected are in particular adapted such that their information content is optimally matched to the available image size.
  • the information content of the image data is thus filtered according to the available display size of the image. For example, with a small display size, a desirable but not necessarily required information content of the image to be projected may be omitted. This additionally gained space within the image to be projected can be used for a better presentation of the essential information content elsewhere.
  • the brightness and / or the contrast of the projected image on the basis of the determined representation size and / or the
  • Brightness and / or contrast settings are automatically applied. For example, this allows a reduction of the brightness and thus also of the energy consumption given a correspondingly small display size.
  • the distance from the projector to at least two points of the projection surface preferably to at least three points of the projection surface not located on a straight line, be determined. This makes it possible to additionally integrate an automatic image equalization in the projector and to use the distance measurement as supporting parameters for image processing.
  • Automatic image equalization is always desirable when the projector centerline of the projector and the projection surface are not perpendicular to each other.
  • the distortions of the projected image which then arise for the viewer can be reliably equalized by means of an automatic correction, even if the projection surface itself is not vertically aligned, in accordance with the proposed method of measuring three distances. This is not possible with traditional keystone corrections with a tilt sensor on the projector.
  • the inventive method can be carried out to determine the orientation of the projection central axis of the projector relative to the projection even without distance measurements, for example, if a pivotal or rotary movement of a pivotally or rotatably mounted projector is detected by means of an angle sensor.
  • the projected image data can be varied or optimized depending on the angle position of the projector.
  • this detection of an angular orientation of the projector can also be combined with the detection of its distance from the projection surface.
  • an initial position sensor for example for a GPS system
  • a positioning of the projector with respect to a projection surface whose position must be known.
  • the determination can be carried out either by a device of the projector itself, but can also be done via an additional device, which then transmits corresponding information about the position of the projector relative to the projection surface via an interface to the projector.
  • this information can then be stored in a memory of the projector.
  • information can also be transmitted to the projector in a proximity of the projector at a projection location via passive information transmission means such as RFID chips or barcodes or other information carriers, provided the projector is aligned with corresponding reading devices for the passive information carriers , If the projector is brought to a fixed, prescribed position relative to the projection surface, for example mounted on a support or arranged on a holder, the respective information about the position of the projector to the projection surface can be transmitted to the projector via a passive information means. If the projector is moved relative to a projection surface, then it may also be possible to store a respective position of the projection surface relative to the projector in the projector for the projection progression, or to transmit it to the projector via a suitable interface. Furthermore, it is also possible for the corresponding information about the position of the projector to be present in relation to the projection surface in the projector, but only to be transmitted via the interface at which position of a route.
  • passive information transmission means such as RFID chips or barcodes or other information carriers
  • the projector can determine by accessing the memory which position or distance the projector currently has in relation to the projection surface.
  • a quality of the projection surface can also be taken into account. If only one projection surface poorly suited for projection is available, for example a surface with a large roughness, e.g. an unpainted wall, the image impression may be disturbed by the roughness of the projection surface even at a distance sufficient for a projection of numerous information. In this case, advantageously, the information content of the image data to be displayed is also reduced in order to ensure easy readability for a user.
  • the user can specify the projection surface via a suitable operating unit, for example a screen, a rough wood wallpaper or a rough wall surface.
  • the control unit of the projection unit can then select a correct representation of the image content and in particular a suitable information content of the image, the readability on the one hand being ensured and, on the other hand, the highest possible information content.
  • the projected image it is also possible for the projected image to be observed via a camera device, and a contrast caused by the projection surface to be compared with an expected contrast in an optimal representation. In this way, disturbances due to roughness of the projection surface can be detected and, if appropriate, the image representation can be adapted to disturbing structures in the projection surface and, in particular, an excessive roughness of the projection surface can be alleviated by an image representation.
  • An adaptation can be made, except in the case of projection on solid wall surfaces, also in the case of projection onto movable surfaces, such as e.g. Water or fog banks.
  • other parameters such as, for example, the brightness of the projection light source, may also be adapted when adapting to the projection surface. In this case, the distance of a viewer to the projection surface is taken into account, for example, to avoid glare of the viewer.
  • the subject matter of the present invention is furthermore an apparatus for the projection of image data onto a projection surface, which is particularly suitable for carrying out the method.
  • Such a device comprises a projector, means for detecting the distance between the projector and at least one point of the projection surface and / or for detecting the orientation of the projection center axis of the projector relative to the projection surface, and a control and / or regulating unit, wherein on the projection surface to be projected image data by means of the control and / or regulating unit in one or more picture element (s) to the distance between the projector and the projection surface and / or to the position of the projection center axis of the projector relative to the projection surface can be adjusted.
  • the projector according to the invention can be designed in particular portable, for example as a projector, or advantageously as a display device as part of an adjustable head-up display in a motor vehicle.
  • the means for detecting the distance between the projector and at least one point of the projection surface and / or for detecting the position of the projection center axis of the projector relative to the projection surface, and preferably also the control and / or regulating unit in the projector are integrated.
  • the projector is a laser projector.
  • the laser projection system may in particular be designed on a scanner basis and for this purpose contain a deflection device with one or more movable mirrors.
  • biaxial micromechanical deflection units are known, with which a laser beam can be deflected in two axes in order to produce the desired representation on the projection surface.
  • the repetition rate of a picture thus generated can be, for example, 60 Hz.
  • the thus deflected laser beam strikes the projection surface and is scattered there or expanded into defined spatial directions, so that a real image is formed on the projection surface.
  • the laser unit may preferably be located on the same side of the projection surface as the viewer and direct the laser beam (s) onto the projection surface at least substantially from the viewing direction of the viewer.
  • the projection surface in the so-called rear projection can also be designed to be partially transparent, with the laser unit, as seen by the viewer, being arranged behind the projection surface and the laser beam R. 320920-1 12
  • a projection screen for example, a designed as a plastic part microlens grid.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the beam path of a projector in a device according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of projected image data on a projection surface
  • FIG. 3 shows a smaller projection area compared to FIG. 2 with correspondingly adapted image data.
  • FIG. 1 shows a laser projector 1 with a lens 2. Via the lens 2 of the laser projector 1, an image 4 is projected along a projection center axis 3 onto a projection surface 5 aligned perpendicular to the projection center axis 3.
  • the laser projector 1 is placed remotely from the projection surface 5 at a distance 6.
  • a related to the projection center axis 3 beam angle ⁇ of the projector 1 together with the distance 6 determines the representation size 7 of projected onto the screen 5 image 4. It is clear that at a constant beam angle ⁇ of the projector 1 with a variation of the distance 6, the display size 7 of the image 4 is proportionally changed in length and width.
  • FIG. 2 shows the image data 8a of an image 4a projected onto a projection surface by a laser projector.
  • the image 4a contains here usual information of a weather station.
  • the information content of the image 4a is optimized for the display size of the image data 8a.
  • the image 4a is structured in three subareas O, M and U for better clarity of the image information.
  • the inscriptions "inside” and “outside” and the associated temperature data are arranged in tabular form in the upper section as picture elements 11 and 12a, with the word “outside” of the picture element 12a being highlighted in bold in the lower, approximately equal section of the section M the temperature-related warning message is clearly highlighted in terms of size and thickness of the letters as picture element 13.
  • the lower part of the picture U shows as picture element 15 a weather forecast with a text and a symbol part.
  • the projected on the projection screen image data 8a of the image 4a are thus well structured to read the information content easy and thus to capture at a glance. Particularly important information content is clearly highlighted for the viewer.
  • FIG. 3 shows a variation of the projected image 4a from FIG. 2. Due to a smaller distance between the laser projector and the projection surface, the image 4b shown in FIG. 3 is projected on a substantially smaller image surface than the image 4a in FIG. 2.
  • the information content of the image 4b to be projected was matched to the available display area or presentation size.
  • individual picture elements of the image data 8b to be projected were adapted in their size, their arrangement and in their information content.
  • the information content of the image 4b to be projected has been adapted to the much smaller display size.
  • the information or picture elements for the date 9, the internal temperature 11 and the weather forecast 15 which are still shown in FIG. 2 in the image 4a are now no longer projected onto the projection surface in FIG.
  • the textual warning message shown in FIG. 4a of FIG. 2 was dispensed with and only the image element of the warning symbol 14b, which is much smaller than the textual warning message, is shown here.
  • Image data 8b for the image 4b thus only contain information or picture elements for the time 10b, the outside temperature 12b and the warning symbol 14b.
  • the arrangement of the picture elements 10b, 12b and 14b of the image data 8b has been changed in favor of better recognizability of the warning symbol 14b.
  • the outside temperature display 12b is located directly below the time 10b.
  • the danger of dusk warning symbol 14b is shown offset in Figure 4b with respect to the time 10b and the outside temperature display 12b to the left edge of the picture, where it stands out clearly from the time 10b and the outside temperature display 12b.
  • the font size of the picture elements 10b and 12b concerning the time indication and the outside temperature display has also been enlarged in FIG. 4b and adapted to each other in shape and size in an altered type of font, so that the projected image information 10b and 12b in FIG. 4b (FIG with the image information 10a and 12a in image 4a (FIG. 2), despite an overall reduced representation size of the image 4b, they are shown clearly larger.
  • the information content of the image 4b includes all important information contents of the image 4a.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Projektion von Bilddaten (8a, 8b) auf eine Projektionsfläche (5) mittels eines Projektors (1), wobei die Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche (5) und/oder die Lage der Projektionsmittelachse (3) des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5) ermittelt wird und die ermittelten Informationen zur Entfernung und/oder Lage einer Steuerungseinheit zugeführt werden, wobei zumindest ein Bildelement (9- 15) der auf die Projektionsfläche (5) zu projizierenden Bilddaten (8a, 8b) von der Steuerungseinheit an die Informationen zur Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und der Projektionsfläche (5) und/oder an die Informationen zur Lage des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5) angepasst wird. Die Erfindung betrifft ferner eine diesem Verfahren entsprechende Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten (8a, 8b) auf eine Projektionsfläche (5).

Description

Beschreibung
Titel
Projektion mit dynamischer Anpassung der Bilddaten
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Projizieren von Bildern bzw. Bilddaten durch einen Projektor auf eine Projektionsfläche, wobei die Entfernung zwischen dem Projektor und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche und/oder die Ausrichtung bzw. Lage der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche ermittelt wird und die so ermittelten Informationen zur Entfernung und/oder Lage einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit zugeführt werden. Bei der Projektion werden die Bilddaten durch Licht auf eine geeignete Projektionsfläche, etwa eine Leinwand, eine Gebäudewand ein Bildschirm oder ein Display projiziert, wie es beispielsweise von Diaprojektoren, Overhead- Projektoren oder Video- Beamern bekannt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine diesem Verfahren entsprechende Vorrichtung.
Verfahren dieser Art, bei denen neben der Projektion der Bilder auch die Entfernung und/oder die relative Ausrichtung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche ermittelt wird, werden beispielsweise zur automatisierten Entzerrung und/oder zur automatischen Fokussierung eines zu projizierenden Bildes auf der Projektionsfläche angewandt. Eine automatische Bildentzerrung ist immer dann wünschenswert, wenn die Projektionsmittelachse des Projektors und die Projektionsfläche nicht senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die dann für den Betrachter sichtbaren Verzerrungen des projizierten Bildes werden üblicherweise mittels einer Keystone- oder Trapez- Korrektur entzerrt, bei denen der auftretenden Verzerrung eine künstlich erzeugte Gegen-Verzerrung des zu projizierenden Bildes entgegenwirkt.
Während die Keystone- oder Trapez- Korrektur oftmals mit Neigungssensoren zur Erfassung eines Neigungswinkels des Projektors gegenüber einer horizontalen Ebene arbeiten, ist aus der DE 42 04 821 Al ein Verfahren zur Entzerrung von Bildern über R. 320920-1 2
eine Entfernungsmessung zwischen Projektor und Projektionsfläche bekannt. Hier werden Bilddaten von einem Zug auf eine Tunnelwand projiziert, wobei zwei an vertikal unterschiedlichen Stellen des Zuges befindliche Abstandsmesser den jeweiligen Abstand zu der Tunnelwand messen. Aus den beiden Abstände wird der Neigungswin- kel der Tunnelwand zur Projektionsmittelachse des am Zug angebrachten Projektors berechnet, und anhand des so berechneten Neigungswinkels wird dann das zu projizierende Bild automatisch entzerrt. Dabei muss allerdings die Krümmung des Tunnels im Bereich der Projektion bekannt und über den Fahrtverlauf konstant sein, damit die Entzerrung zu brauchbaren Ergebnissen führen kann. In allen Fällen einer Bildentzer- rung wird aber nicht der Inhalt des Bildes, sondern stets nur die geometrische Form des Bildes beeinflusst.
Eine Fokussierung des zu projizierenden Bildes ist immer dann erforderlich, wenn der Abstand zwischen Projektor und Projektionsfläche geändert wurde. Verfahren zur automatischen Fokussierung eines zu projizierten Bildes werden deshalb insbesondere bei portablen Projektoren eingesetzt, die regelmäßig an verschiedenen Orten eingesetzt, also in immer neuen Entfernungen zu einer Projektionsfläche aufgestellt werden. Die Verfahren zur automatischen Fokussierung werden in mehreren Schritten durchgeführt. In einem ersten Schritt wird die Entfernung zwischen Projektor und Projektions- fläche gemessen, beispielsweise durch einen am Projektor befindlichen Sensor. Anhand der gemessenen Entfernung wird in einem zweiten Schritt die optimale Brennweite des auf die Projektionsfläche projizierten Bildes berechnet und daraufhin die Brennweite automatisch entsprechend eingestellt. Hierbei wird also die Optik des Projektors angepasst, nicht aber die Bilddaten bzw. der Inhalt des Bildes beeinflusst.
Derartige automatische Fokussierungsverfahren sind ausgereift und ermöglichen eine schnelle und sichere Scharfstellung der projizierten Bilder. Über die Brennweite hinausgehende Einstellungen sind jedoch mit diesem Verfahren nicht möglich.
Da die Projektoren ständig kleiner und damit portabler werden, erschließen sich jedoch immer neue Einsatzbereiche, bei denen eine Fokussierung oder eine Bildentzerrung alleine nicht ausreicht, um die zu projizierenden Bildinformationen optimal darzustellen. Es kann somit wünschenswert sein, über die Fokussierung und Entzerrung hinausgehende Veränderungen an Bildparametern bzw. an den projizierten Bilddaten vorneh- men zu können. R. 320920-1 3
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, das es auf einfache Weise ermöglicht, die Projektion zu optimieren und insbesondere die Erkennbarkeit der projizierten Bilddaten zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, dass zumindest ein Bildelement, vorzugsweise aber mehrere Bildelemente der auf die Projektionsfläche zu projizierenden Bilddaten von der Steuerungseinheit automatisch an die Informationen zur Entfernung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche und/oder an die Informationen zur Lage des Projektors relativ zur Projektionsfläche angepasst wird bzw. werden.
Wesentlicher Grundgedanke der Erfindung ist es dabei, eine Messung der Entfernung bzw. eine Ermittlung der relativen Ausrichtung zwischen dem Projektor und der Projek- tionsfläche nicht nur zu nutzen, um lediglich das projizierte Bild in seiner Form zu entzerren oder um durch Einstellung der Brennweite das Bild zu fokussieren, sondern die gemessene Entfernung auch zu nutzen, um die zu projizierenden Bilddaten oder einzelne Bildelemente der projizierten Bilddaten selbst zu beeinflussen. Die projizierten Bilddaten hängen dabei also von der gemessenen Entfernung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche bzw. von der erfassten Ausrichtung des Projektors relativ zur Projektionsfläche ab.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die projizierten Bilddaten in Abhängigkeit von dem jeweiligen Abstand und/oder Winkel des Projektors zur Projektionsfläche angepasst und dadurch bezüglich verschiedener Parameter optimiert werden können. Unter Anpassen im Sinne dieser Anmeldung ist vor allem eine Veränderung oder Optimierung einzelner Bildelemente eines zu projizierenden Bildes hinsichtlich des Informationsinhalts und/oder der Lesbarkeit, aber insbesondere auch eine Optimierung des Verfahrens bzw. des Projektors hinsichtlich des Energieverbrauchs zu verstehen. Dabei kann Bildelement im Sinne dieser Anmeldung R. 320920-1 4
sowohl einen einzelnen Bildpunkt als auch einen sich über mehrere Bildpunkte erstreckenden abgrenzbaren Informationsinhalt des projizierten Bildes bedeuten.
Die Abstandsmessung bzw. die Ermittlung der relativen Ausrichtung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche kann entweder nur einmal vor Beginn der Projektion oder aber während der Projektion in gewissen Abständen wiederholt oder auch kontinuierlich erfolgen, wodurch eine gewünschte Anpassung der Bildelemente auch bei sich während der Projektion ändernden Entfernungen oder Richtungsänderungen zwischen Projektor und Projektionsfläche vorgenommen werden kann.
Die Ermittlung des Abstands und/oder der relativen Ausrichtung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche kann auf an sich bekannte Art und Weise mittels separater Entfernungssensoren und/oder Winkelsensoren erfolgen. Von Vorteil ist es jedoch, für diese Messungen auf eine vorhandene Sensorik zurückzugreifen, wie sie in vielen Projektoren für die automatische Fokussierung oder für die Bildverarbeitung zur Korrektur von Verzerrungen eingebaut ist. Der vorliegende Messwert muss dann nur noch in der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit des Projektionssystems durch einfache Algorithmen entsprechend weiter ausgewertet werden. Die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit ist vorteilhafterweise ebenfalls in dem Projektor angeordnet, so dass die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Einrichtungen im Projektor vorhanden sind. Ebenso ist es jedoch möglich, dass die auf die Projektionsfläche zu projizierenden Bilddaten mittels eines den Projektor ansteuernden externen Systems an die ermittelte Entfernung bzw. an die relative Ausrichtung angepasst werden.
Ferner ist es auch möglich, dass eine Abstandsinformation in einem Speicher abgelegt und bei der Projektion der Bilddaten die Entfernung zwischen dem Projektor und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche und/oder die Lage der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche durch ein Auslesen dieser Information aus einem Speicher ermittelt werden. Die Information kann beispielsweise während eines Kalibriervorgangs in dem Speicher abgelegt worden sein. Bei einer beweglichen Projektionsvorrichtung ist es auch möglich, dass für einen Ort des Projektors eine Information über die Lage des Projektors in Bezug auf die Projektionsfläche zur Verfügung steht. Wird ein Betrieb des Projektors an einem solchen Ort festgestellt, so wird aus einer Tabelle eine entsprechende Entfernungs- bzw. Lageinformation des Projektors in Bezug auf die Projektionsfläche für diesen Ort zugeordnet. Durch die R. 320920-1 5
Ermittlung unter Rückgriff auf eine Speichereinheit kann ein Messvorgang zur Bestimmung der Entfernung eingespart werden, sofern eine entsprechende Information über die Entfernung bzw. die Lage des Projektors gegenüber der Projektionsfläche bereits vorliegt. Hierdurch kann auch verhindert werden, dass durch Objekte in einem Strah- lengang während einer Messung ein Messergebnis möglicherweise verfälscht wird. Insbesondere bei Projektoren, die gegenüber der Projektionsfläche zumindest eine ungefähr gleichbleibende Lage oder Entfernung aufweisen, kann dadurch das erfindungsgemäße Projektionsverfahren vereinfacht werden.
Ferner ist es auch vorteilhaft, eine Information über die Entfernung zwischen dem Projektor und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche und/oder die Lage der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche dem Projektor über eine Schnittstelle zuzuführen. Sofern für eine bestimmte Projektionsposition bereits eine Information über die Entfernung bzw. die Lage des Projektors zu der Projektions- fläche vorliegt, kann eine Messung dadurch eingespart werden, dass dem Projektor diese Informationen über eine Schnittstelle zugeführt werden. Eine solche Schnittstelle kann beispielsweise als eine Funkschnittstelle ausgeführt sein, die ein entsprechendes Funksignal an den Projektor übermittelt. Ferner ist es aber auch möglich, diese Information in Form einer passiven Schnittstelle, beispielsweise eine RFID- Identifikationseinheit oder ein ortsfest angeordneter auslesbarer Barcode, einer geeigneten Empfangseinheit des Projektors zur Verfügung zu stellen.
Insgesamt wird auf diese Weise ein einfach durchzuführendes Verfahren geschaffen, das eine gezielte Filterung der angezeigten Bildinformationen ermöglicht und somit eine bessere Übersichtlichkeit sowie eine verbesserte Erkennbarkeit bzw. Lesbarkeit gewährleistet. Das erfindungsgemäße Verfahren führt so zu einer besseren Bedien- barkeit des gesamten Projektionssystems und dadurch insgesamt zu einer deutlichen Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit des Projektionssystems.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
So ist es beispielsweise besonders günstig, wenn mittels der Informationen zur Entfernung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche und/oder zur Ausrichtung des Projektors relativ zur Projektionsfläche die Darstellungsgröße der projizierten Bilddaten R. 320920-1 6
ermittelt wird und das zumindest eine Bildelement, vorzugsweise mehrere Bildelemente an die Darstellungsgröße angepasst wird bzw. werden. Entscheidendes Kriterium der Anpassung ist dabei die Darstellungsgröße der Bilddaten auf der Projektionsfläche. Sie hängt von den optischen Eigenschaften des Projektors und dessen Abstand zur Projektionsfläche ab. Von den optischen Eigenschaften des Projektors ist hier vor allem der Abstrahlwinkel von Bedeutung, der zusammen mit der Entfernung zwischen Projektor und Projektionsfläche die Größe der dargestellten Bilddaten bestimmt. Ist daraus die Darstellungsgröße bekannt, die mittels eines einfachen Algorithmus errechnet werden kann, so können die zu projizierenden Bilddaten entsprechend an die Größe des projizierten Bildes angepasst werden. Auf diese Weise können die Bilddaten in einen Zusammenhang mit der insgesamt zur Verfügung stehenden Darstellungsgröße des projizierten Bildes gesetzt werden und so der Bildinhalt besonders einfach optimiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Bildpunktzahl der vom Projektor projizierten Bilddaten an die ermittelten Informationen zur Entfernung und/oder Lage und/oder an die ermittelte Darstellungsgröße angepasst wird. Gerade wenn auf der Projektionsfläche Texte, Strukturen oder Bedienelemente dargestellt werden, ist es von Vorteil, die Bildpunktzahl zum Beispiel abhängig von der Darstellungsgröße verändern zu können, um eine optimal angepasste Darstellung der Bilddaten zu erzielen. Zur Variation der Bildpunktzahl bzw. der projizierten Bildpixel werden die Bilddaten vorzugsweise mittels eines Laserprojektors projiziert. Herkömmliche Projektoren projizieren stets die gleiche Bildpunktzahl, egal wie groß das projizierte Bild auf der Projektionsfläche dargestellt werden kann. Aktuelle Laserprojektoren hingegen sind in ihrer projizierbaren BiId- punktzahl variabel, so dass bei Verwendung eines Laserprojektors auch die Bildpunktzahl des zu projizierenden Bildes an die Entfernung zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche und/oder an die Ausrichtung des Projektors relativ zur Projektionsfläche und/oder an die Darstellungsgröße angepasst werden kann. Bei einer entsprechend kleinen Entfernung zwischen Projektor und Projektionsfläche kann die BiId- punktzahl des zu projizierenden Bildes beispielsweise herabgesetzt werden und so der Energieverbrauch des Projektors reduziert werden, ohne die Lesbarkeit der Bildinformationen zu verschlechtern.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das zumindest eine Bildelement, vorzugswei- se mehrere Bildelemente an die Bildpunktzahl des Projektors angepasst wird bzw. R. 320920-1 7
werden. Mit der Veränderung der Bildpunktzahl ändert sich auch die Menge der im Bild darstellbaren Bildinformationen. Wird die Bildpunktzahl erhöht, können entsprechend mehr Bildinformationen dargestellt werden, wird sie verringert, entsprechend weniger. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so möglich, die zu projizierenden Bildda- ten optimal an die projizierte Bildpunktzahl anzupassen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das zumindest eine Bildelement in seiner Größe und/oder in seiner Anordnung innerhalb der projizierten Bilddaten angepasst wird und/oder dass die zu projizie- renden Bilddaten in ihrem Informationsgehalt angepasst werden. Hierdurch wird es möglich, die zu projizierenden Bilddaten je nach benötigter Anwendung gezielt zu filtern und so eine bessere Übersichtlichkeit und Lesbarkeit des projizierten Bildes zu erreichen. Ist die Projektionsfläche beispielsweise ein interaktives Projektionsdisplay, so können einzelne Bildelemente bzw. der in ihnen enthaltene Informationsinhalt für eine bessere Bedienbarkeit des Projektionsdisplays auch in ihrer Größe variiert und in einem gewünschten Flächenanteil des insgesamt dargestellten Bildes projiziert werden.
Ebenso kann die Anordnung der zu projizierenden Bilddaten verändert werden, so dass ihre Positionierung bestmöglich entsprechend der Darstellungsgröße und/oder dem Informationsinhalt der Bilddaten ausgewählt werden kann.
Auch können die Bildinformationen vorteilhafterweise in ihrem Informationsinhalt verändert werden. Hierbei werden die zu projizierenden Bilddaten insbesondere derart angepasst, dass ihr Informationsinhalt optimal auf die zur Verfügung stehende Bildgrö- ße abgestimmt wird. Der Informationsinhalt der Bilddaten wird also entsprechend der zur Verfügung stehenden Darstellungsgröße des Bildes gefiltert. Beispielsweise kann bei einer kleinen Darstellungsgröße ein zwar wünschenswerter, aber nicht unbedingt erforderlicher Informationsinhalt des zu projizierenden Bildes weggelassen werden. Dieser zusätzlich gewonnene Platz innerhalb des zu projizierenden Bildes kann zur besseren Darstellung der wesentlichen Informationsinhalte anderweitig genutzt werden.
Besonders günstig ist es ferner, wenn für mindestens ein darzustellendes Bildelement, vorzugsweise für mehrere Bildelemente in einer Speichereinrichtung mindestens zwei, vorzugsweise mehrere von einander verschiedene Darstellungsformen gespeichert sind, wobei in Abhängigkeit von den ermittelten Informationen zur Entfernung und/oder R. 320920-1 8
zur relativen Lage zwischen dem Projektor und der Projektionsfläche für das mindestens eine Bildelement jeweils eine Darstellungsform ausgewählt und projiziert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Helligkeit und/oder der Kontrast des projizierten Bildes anhand der ermittelten Darstellungsgröße und/oder der
Entfernung bzw. relativen Lage angepasst. So können für bestimmte Entfernungen und/oder Winkelausrichtungen zwischen Projektor und Projektionsfläche vorgegebene
Helligkeits- und/oder Kontrasteinstellungen automatisch angewandt werden. Dies ermöglicht beispielsweise bei entsprechend kleiner Darstellungsgröße eine Reduzie- rung der Helligkeit und damit auch des Energieverbrauchs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Entfernung vom Projektor zu mindestens zwei Punkten der Projektionsfläche, vorzugsweise zu mindestens drei nicht auf einer Geraden befindlichen Punkten der Projektionsfläche, ermittelt wird. Hierdurch wird es möglich, zusätzlich auch eine automatische Bildentzerrung in den Projektor zu integrieren und die Entfernungsmessung als unterstützende Parameter für die Bildverarbeitung zu nutzen.
Eine automatische Bildentzerrung ist immer dann wünschenswert, wenn die Projekti- onsmittelachse des Projektors und die Projektionsfläche nicht lotrecht zueinander positioniert sind. Die dann für den Betrachter entstehenden Verzerrungen des projizierten Bildes können gemäß der vorgeschlagenen Verfahrensweise einer Messung von drei Entfernungen mittels einer automatischen Korrektur auch dann zuverlässig entzerrt werden, wenn die Projektionsfläche selbst nicht vertikal ausgerichtet ist. Dies ist bei herkömmlichen Keystone- Korrekturen mit einem Neigungssensor am Projektor nicht möglich.
Auch ist es hierdurch möglich, die Lage der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche zu ermitteln. Wird die Entfernung an zwei Punkten gemes- sen, ist eine Aussage über die Neigung der Projektionsmittelachse des Projektors zur Projektionsfläche um eine Achse möglich, sofern die beiden Punkte nicht beide auf dieser Achse oder auf einer dazu parallelen Linie liegen. Ist die Entfernung zu drei nicht in einer Linie liegenden Punkten bekannt, kann eine grundsätzliche Feststellung bezüglich der Ausrichtung der Projektionsfläche relativ zur Projektionsmittelachse des R. 320920-1 9
Projektors erfolgen. Mit jedem weiteren Messpunkt kann die Ausformung der Projektionsfläche präziser bestimmt und somit das Ergebnis der Entzerrung verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann allerdings zur Ermittlung der Ausrichtung der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche auch ohne Entfernungsmessungen ausgeführt werden, wenn beispielsweise eine Schwenk- oder Drehbewegung eines schwenkbar oder drehbar gelagerten Projektors mittels eines Winkelsensors erfasst wird. So können die projizierten Bilddaten in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Projektors variiert oder optimiert werden. Selbstverständlich kann diese Erfassung einer Winkelausrichtung des Projektors auch mit der Erfassung seiner Entfernung zur Projektionsfläche kombiniert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, durch einen Initial-Positions- Sensor, beispielsweise für ein GPS-System, eine Positionierung des Projektors gegen- über einer Projektionsfläche zu ermitteln, deren Position bekannt sein muss. Die Ermittlung kann entweder durch eine Einrichtung des Projektors selber erfolgen, kann aber auch über eine zusätzliche Einrichtung erfolgen, die dann entsprechende Informationen über die Lage des Projektors gegenüber der Projektionsfläche über eine Schnittstelle an den Projektor übermittelt. Vorteilhaft kann diese Information dann in einem Speicher des Projektors abgelegt werden. In weiteren Ausführungsformen kann auch in einer Nähe des Projektors an einem Projektionsort dem Projektor über passive Informations-Übermittlungsmittel wie beispielsweise RFID-Chips oder Barcodes oder andere Informationsträger eine Information in entsprechender Weise übermittelt werden, sofern der Projektor mit entsprechenden Leseeinrichtungen für die passiven Informationsträger ausgerichtet ist. Sofern der Projektor an eine feste, vorgeschriebene Position gegenüber der Projektionsfläche gebracht wird, beispielsweise auf einen Träger aufgesetzt oder an einer Halterung angeordnet wird, kann über ein passives Informationsmittel die jeweilige Information über die Lage des Projektors zu der Projektionsfläche an den Projektor übermittelt werden. Wird der Projektor gegenüber einer Projektionsfläche bewegt, so kann es auch möglich sein, für den Projektionsverlauf eine jeweilige Lage der Projektionsfläche gegenüber dem Projektor in dem Projektor abzuspeichern oder über eine geeignete Schnittstelle an den Projektor zu übermitteln. Ferner ist es auch möglich, dass die entsprechenden Informationen über die Lage des Projektors gegenüber der Projektionsfläche in dem Projektor vorhanden sind, über die Schnittstelle jedoch lediglich übermittelt wird, an welcher Position einer Strecke, ent- R. 320920-1 10
lang der der Projektor an der Projektionsfläche entlang geführt wird, sich der Projektor gerade befindet. Aus dem übermittelten Streckenindex kann der Projektor durch Zugriff auf den Speicher ermitteln, welche Lage bzw. Entfernung der Projektor gerade gegenüber der Projektionsfläche aufweist.
In einer weiteren Ausgestaltung kann zudem neben der Entfernung auch eine Qualität der Projektionsfläche berücksichtigt werden. Steht nur eine für eine Projektion schlecht geeignete Projektionsfläche zur Verfügung, beispielsweise eine Fläche mit einer großen Rauigkeit, z.B. eine unverputzte Wand, so kann selbst bei einer für eine Projek- tion von zahlreichen Informationen ausreichenden Entfernung der Bildeindruck durch die Rauigkeit der Projektionsfläche gestört sein. In diesem Fall wird vorteilhaft ebenfalls der Informationsgehalt der darzustellenden Bilddaten reduziert, um eine leichte Ablesbarkeit für einen Benutzer zu gewährleisten. In einer ersten Ausführungsform kann der Benutzer beispielsweise über eine geeignete Bedieneinheit die Projektionsfläche vorgeben, beispielsweise Leinwand, Raufasertapete oder raue Wandfläche. In Abhängigkeit von dieser Vorgabe kann unter Berücksichtigung der Entfernung dann von der Steuereinheit der Projektionseinheit eine korrekte Darstellung des Bildinhaltes und insbesondere ein geeigneter Informationsgehalt des Bildes gewählt werden, wobei die Ablesbarkeit einerseits sichergestellt ist und andererseits ein möglichst hoher Informa- tionsgehalt. In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, dass über eine Kameraeinrichtung das projizierte Bild beobachtet wird und ein durch die Projektionsfläche bedingter Kontrast mit einem erwarteten Kontrast bei einer optimalen Darstellung verglichen wird. So können Störungen durch Rauigkeiten der Projektionsfläche erkannt und gegebenenfalls die Bilddarstellung an störende Strukturen in der Projekti- onsfläche und insbesondere eine zu große Rauigkeit der Projektionsfläche angepasst werden, indem eine Bilddarstellung entfeinert wird. Eine Anpassung kann außer bei einer Projektion auf feste Wandflächen auch bei einer Projektion auf bewegliche Flächen erfolgen, wie z.B. Wasser oder Nebelbänke. Neben dem Informationsgehalt können bei der Anpassung an die Projektionsfläche auch andere Parameter, wie beispielsweise die Helligkeit der Projektionslichtquelle, gegebenenfalls mit angepasst werden. Hierbei ist auch der Abstand eines Betrachters zu der Projektionsfläche zu berücksichtigen, um beispielsweise eine Blendung des Betrachters zu vermeiden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten auf eine Projektionsfläche, die insbesondere zur Durchführung des Verfah- R. 320920-1 11
rens der vorangehend beschriebenen Art geeignet ist. Eine derartige Vorrichtung umfasst einen Projektor, Mittel zur Erfassung der Entfernung zwischen dem Projektor und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche und/oder zur Erfassung der Ausrichtung der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche, sowie eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, wobei die auf die Projektionsfläche zu projizierenden Bilddaten mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in einem oder mehreren Bildelement(en) an die Entfernung zwischen Projektor und Projektionsfläche und/oder an die Lage der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche angepasst werden können.
Der erfindungsgemäße Projektor kann dabei insbesondere portabel, beispielsweise als Beamer, oder vorteilhafterweise auch als Anzeigevorrichtung im Rahmen eines verstellbaren Head-Up-Displays in einem Kraftfahrzeug ausgeführt sein.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Mittel zur Erfassung der Entfernung zwischen dem Projektor und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche und/oder zur Erfassung der Lage der Projektionsmittelachse des Projektors relativ zur Projektionsfläche, sowie vorzugsweise auch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in den Projektor integriert sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Projektor ein Laserprojektor ist. Das Laserprojektionssystem kann insbesondere auf Scannerbasis ausgeführt sein und dazu eine Ablenkeinrichtung mit einem oder mehreren beweglichen Spiegeln enthalten. Bekannt sind hierbei vor allem biaxiale mikromechanische Ablenkeinheiten, mit denen ein Laserstrahl in zwei Achsen abgelenkt werden kann, um die gewünschte Darstellung auf der Projektionsfläche zu erzeugen. Die Widerholrate eines so erzeugten Bildes kann beispielsweise bei 60 Hz liegen. Der so gezielt abgelenkte Laserstrahl trifft auf die Projektionsfläche und wird dort gestreut oder in definierte Raumrichtungen aufgeweitet, so dass auf der Projektionsflä- che ein reelles Bild entsteht. Vorzugsweise kann sich die Lasereinheit dabei auf derselben Seite der Projektionsfläche befinden wie der Betrachter und den oder die Laserstrahlen zumindest im wesentlichen aus der Blickrichtung des Betrachters auf die Projektionsfläche lenken. Alternativ kann die Projektionsfläche bei der sogenannten Rückprojektion aber auch teiltransparent ausgeführt sein, wobei die Lasereinheit vom Betrachter aus gesehen hinter der Projektionsfläche angeordnet ist und die Laserstrah- R. 320920-1 12
len auf die Rückseite der Projektionsfläche lenkt. Insbesondere im Bereich von Displayanwendungen kann als Projektionsfläche beispielsweise auch ein als Kunststoffteil ausgeführtes Mikrolinsenraster verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung des Strahlengangs eines Projektors in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur2: ein Ausführungsbeispiel von projizierten Bilddaten auf einer Projektionsfläche; und
Figur 3: eine im Vergleich zu Figur 2 kleinere Projektionsfläche mit entsprechend angepassten Bilddaten.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figur 1 zeigt einen Laserprojektor 1 mit einer Linse 2. Über die Linse 2 des Laserprojektors 1 wird entlang einer Projektionsmittelachse 3 ein Bild 4 auf eine lotrecht zur Projektionsmittelachse 3 ausgerichtete Projektionsfläche 5 projiziert. Der Laserprojektor 1 ist von der Projektionsfläche 5 in einem Abstand 6 entfernt aufgestellt. Ein auf die Projektionsmittelachse 3 bezogener Abstrahlwinkel α des Projektors 1 bestimmt zusammen mit dem Abstand 6 die Darstellungsgröße 7 des auf die Projektionsfläche 5 projizierten Bildes 4. Es wird deutlich, dass bei einem konstanten Abstrahlwinkel α des Projektors 1 mit einer Variation des Abstands 6 die Darstellungsgröße 7 des Bildes 4 in Länge und Breite proportional verändert wird.
In Figur 2 sind die Bilddaten 8a eines von einem Laserprojektor auf eine Projektionsfläche projizierten Bildes 4a dargestellt. Das Bild 4a enthält hier übliche Informationsangaben einer Wetterstation. Der Informationsgehalt des Bildes 4a ist auf die Darstellungsgröße der Bilddaten 8a hin optimiert. Hierfür ist das Bild 4a zur besseren Übersichtlichkeit der Bildinformationen in drei Teilbereichen O, M und U strukturiert. R. 320920-1 13
Im oberen Teilbereich O werden übereinander angeordnet Bildelemente 9 zum Datum und Bildelemente 10a zur Uhrzeit projiziert, wobei die Uhrzeitangabe 10a deutlich hervorgehoben ist. Im mittleren Teilbereich M werden Bildelemente 11 mit Angaben zur Innentemperatur, Bildelemente 12a zur Außentemperatur und Bildelemente 13 mit einer auf die Temperaturangaben bezogenen Warnmeldung in Textform sowie ein Bildelement 14a als entsprechendes Symbol dargestellt. Der Teilbereich M ist dabei wiederum in zwei Abschnitte unterteilt. Im seinem oberen Abschnitt sind die Schriftzüge „Innen" und „Außen" und die dazugehörigen Temperaturangaben als Bildelemente 11 und 12a tabellarisch angeordnet, wobei der Schriftzug „Außen" des Bildelements 12a leicht fett hervorgehoben ist. Im unteren, annähernd gleich großen Abschnitt des Teilbereichs M ist die temperaturbezogene Warnmeldung als Bildelement 13 in Größe und Dicke der Buchstaben deutlich hervorgehoben. Der untere Bildteil U zeigt als Bildelement 15 eine Wettervorhersage mit einem Text- und einem Symbolteil.
Die auf die Projektionsfläche projizierten Bilddaten 8a des Bildes 4a sind hierdurch gut strukturiert, der Informationsinhalt leicht zu lesen und somit auf einen Blick zu erfassen. Besonders wichtige Informationsinhalte sind für den Betrachter deutlich hervorgehoben.
Figur 3 zeigt eine Variation des projizierten Bildes 4a aus Figur 2. Aufgrund einer geringeren Entfernung zwischen Laserprojektor und Projektionsfläche wird das von Figur 3 gezeigte Bild 4b auf einer wesentlich kleineren Bildfläche projiziert als das Bild 4a in Figur 2. Zur Optimierung der Übersichtlichkeit und Lesbarkeit der Bildinformationen wurde der zu projizierende Informationsgehalt des Bildes 4b auf die zur Verfügung stehende Darstellungsfläche bzw. Darstellungsgröße abgestimmt. Hierzu wurden einzelne Bildelemente der zu projizierenden Bilddaten 8b in ihrer Größe, ihrer Anordnung und in ihrem Informationsinhalt angepasst.
Der Informationsinhalt des zu projizierenden Bildes 4b wurde an die wesentlich kleine- re Darstellungsgröße angepasst. Die in Figur 2 im Bild 4a noch gezeigten Informationen bzw. Bildelemente zum Datum 9, zur Innentemperatur 11 und zur Wettervorhersage 15 werden nun in Figur 3 nicht mehr auf die Projektionsfläche projiziert. Des weiteren wurde beim Bild 4b auf das im Bild 4a von Figur 2 gezeigte Bildelement 13 einer textlichen Warnmeldung verzichtet und hier nur das im Vergleich zur textlichen Warnmeldung wesentlich kleinere Bildelement des Warnsymbols 14b dargestellt. Die R. 320920-1 14
Bilddaten 8b für das Bild 4b enthalten somit nur noch Informationen bzw. Bildelemente zur Uhrzeit 10b, zur Außentemperatur 12b und das Warnsymbol 14b.
Auch wurde die Anordnung der Bildelemente 10b, 12b und 14b der Bilddaten 8b zugunsten einer besseren Erkennbarkeit des Warnsymbols 14b verändert. Die Außentemperaturanzeige 12b ist direkt unter der Uhrzeitangabe 10b angeordnet. Das Glatteisgefahr anzeigende Warnsymbol 14b ist in Bild 4b bezüglich der Uhrzeitangabe 10b und der Außentemperaturanzeige 12b zum linken Bildrand versetzt dargestellt, wo es sich von der Uhrzeitangabe 10b und der Außentemperaturanzeige 12b gut sichtbar abhebt.
Auch die Schriftgröße der die Uhrzeitangabe und die Außentemperaturanzeige betreffenden Bildelemente 10b und 12b wurde im Bild 4b vergrößert und in einer veränderten Schrifttype in Form und Größe aneinander angeglichen, so dass die projizierten Bildin- formationen 10b und 12b in Bild 4b (Figur 3) im Vergleich mit den Bildinformationen 10a und 12a in Bild 4a (Figur 2) trotz einer insgesamt verkleinerten Darstellungsgröße des Bildes 4b deutlich größer dargestellt werden. So umfasst der Informationsinhalt des Bildes 4b trotz der kleineren Darstellungsgröße alle wichtigen Informationsinhalte des Bildes 4a.

Claims

R.320920-1 15Patentansprüche
1. Verfahren zur Projektion von Bilddaten (8a, 8b) auf eine Projektionsfläche (5) mittels eines Projektors (1), wobei die Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche (5) und/oder die Lage der Pro- jektionsmittelachse (3) des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5) ermittelt wird und die ermittelten Informationen zur Entfernung und/oder Lage einer Steuerungseinheit zugeführt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein Bildelement (9-15) der auf die Projektionsfläche (5) zu projizie- renden Bilddaten (8a, 8b) von der Steuerungseinheit an die Informationen zur Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und der Projektionsfläche (5) und/oder an die Informationen zur Lage des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5) an- gepasst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels der Informationen zur Entfernung (6) und/oder Lage die Darstellungsgröße (7) der projizierten Bilddaten (8a, 8b) ermittelt wird und das zumindest eine Bildelement (9-15) an die Darstellungsgröße (7) angepasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bildpunktzahl der vom Projektor (1) projizierten Bilddaten (8a, 8b) an die ermittelten Informationen zur Entfernung (6) und/oder Lage und/oder an die ermittelte Darstellungsgröße (7) angepasst wird, wobei die Bilddaten (8a, 8b) vorzugsweise mittels eines Laserprojektors (1) projiziert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zumindest eine Bildelement (9-15) an die Bildpunktzahl des Projektors (1) angepasst wird. R.320920-1 16
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das zumindest eine Bildelement (9-15) in seiner Größe und/oder in seiner Anordnung innerhalb der projizierten Bilddaten (8a, 8b) ange- passt wird und/oder dass die zu projizierenden Bilddaten (8a, 8b) in ihrem Informa- tionsgehalt angepasst werden.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in einer Speichereinrichtung für mindestens ein darzustellendes Bildelement (9-15) mindestens zwei von einander verschiedene Darstel- lungsformen (8a-8b, 1Oa-IOb, 12a-12b) bereitgehalten werden, wobei in
Abhängigkeit von den ermittelten Informationen zur Entfernung (6) und/oder Lage eine Darstellungsform (8a-8b, 1Oa-IOb, 12a-12b) ausgewählt und projiziert wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass die Helligkeit und/oder der Kontrast der projizierten Bilddaten (8a, 8b) anhand der ermittelten Darstellungsgröße (7) und/oder anhand der ermittelten Informationen zur Entfernung (6) und/oder Lage angepasst wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass die Entfernung (6) vom Projektor (1) zu mindestens zwei
Punkten der Projektionsfläche (5), vorzugsweise zu mindestens drei nicht auf einer Geraden befindlichen Punkten der Projektionsfläche (5), ermittelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche (5) und/oder die Lage der Projektionsmittelachse (3) des Projektors (1) relativ zu der Projektionsfläche (5) durch Abfrage einer Speichereinheit des Projektors (1) oder durch eine Datenübertragung über eine Schnittstelle an den Projektor (1) ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abbildungsqualität der Projektionsfläche (5) ermittelt oder vorgegeben wird und dass ein Bildelement (9-15) der auf die Projektionsfläche (5) zu projizierenden Bilddaten (8a, 8b) von der Steuerungseinheit an die Qualität der Projektionsfläche (5) angepasst wird. R.320920-1 17
11. Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten (8a, 8b) auf eine Projektionsfläche (5), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8, umfassend einen Projektor (1), Mittel zur Erfassung der Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche (5) und/oder zur Erfassung der Lage der Projektionsmittelachse (3) des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5), sowie eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die auf die Projektionsfläche (5) zu projizierenden Bilddaten (8a, 8b) mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in mindestens einem Bildelement (9- 15) an die Entfernung (6) zwischen Projektor (1) und Projektionsfläche (5) und/oder an die Lage der Projektionsmittelachse (3) des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5) anpassbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mittel zur Erfassung der Entfernung (6) zwischen dem Projektor (1) und mindestens einem Punkt der Projektionsfläche (5) und/oder zur Erfassung der Lage der Projektionsmittelachse (3) des Projektors (1) relativ zur Projektionsfläche (5), sowie vorzugsweise auch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in den Projektor (1) integriert sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Projektor (1) ein Laserprojektor ist.
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WO (1) WO2009071481A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122110A (zh) * 2010-01-09 2011-07-13 精工爱普生株式会社 投影仪及其控制方法
CN105262968A (zh) * 2015-10-22 2016-01-20 神画科技（深圳）有限公司 自动调整投影画面位置的投影***及其投影方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047376A1 (de) * 2008-09-15 2010-04-15 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Feldgerät
DE102009023018A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-02 T-Mobile International Ag Projektor
DE102010022735B4 (de) 2010-06-04 2022-07-07 Volkswagen Ag Verfahren zur Projektion einer Grafik auf eine Projektionsoberfläche, inbesondere auf eine Oberfläche eines Kraftfahrzeuges und Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeuges
DE102011088760A1 (de) 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Anzeigevorrichtung
CN106331666B (zh) * 2015-07-03 2020-02-07 中兴通讯股份有限公司 一种投影终端梯形校正方法、装置及投影终端
CN108628189A (zh) * 2018-04-02 2018-10-09 广州市菲玛尔咨询服务有限公司 一种多媒体信息采集处理***
CN110290368A (zh) * 2019-08-02 2019-09-27 北京小狗智能机器人技术有限公司 一种投影型设备的控制方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580140A (en) * 1992-02-18 1996-12-03 Dimensional Media Associates Device for the presentation of images to the passengers of moving vehicles
US20040222301A1 (en) * 2003-05-05 2004-11-11 Willins Bruce A. Arrangement for and method of collecting and displaying information in real time along a line of sight
EP1496694A2 (de) * 2003-07-11 2005-01-12 Seiko Epson Corporation Bildverarbeitungssystem, Informationsspeichermedium und Bildverarbeitungsverfahren
JP2005292428A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Sharp Corp 携帯型端末
JP2007057961A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Sharp Corp プロジェクタ
JP2007256409A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Casio Comput Co Ltd 画像投影装置及びその投影方向制御方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5580140A (en) * 1992-02-18 1996-12-03 Dimensional Media Associates Device for the presentation of images to the passengers of moving vehicles
US20040222301A1 (en) * 2003-05-05 2004-11-11 Willins Bruce A. Arrangement for and method of collecting and displaying information in real time along a line of sight
EP1496694A2 (de) * 2003-07-11 2005-01-12 Seiko Epson Corporation Bildverarbeitungssystem, Informationsspeichermedium und Bildverarbeitungsverfahren
JP2005292428A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Sharp Corp 携帯型端末
JP2007057961A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Sharp Corp プロジェクタ
JP2007256409A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Casio Comput Co Ltd 画像投影装置及びその投影方向制御方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122110A (zh) * 2010-01-09 2011-07-13 精工爱普生株式会社 投影仪及其控制方法
US8439507B2 (en) 2010-01-09 2013-05-14 Seiko Epson Corporation Projector with on screen display adjustment and control method thereof
CN105262968A (zh) * 2015-10-22 2016-01-20 神画科技（深圳）有限公司 自动调整投影画面位置的投影***及其投影方法

Also Published As

Publication number Publication date
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