DE10160171A1

DE10160171A1 - Projection device has projection arrangement movable by movement arrangement so optical axis of projection beam remains at essentially constant angle to projection surface during motion

Info

Publication number: DE10160171A1
Application number: DE2001160171
Authority: DE
Inventors: Manfred Kluth
Original assignee: DER KLUTH DECKE und LICHT GmbH
Current assignee: DER KLUTH: GMBH, 40721 HILDEN, DE
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2003-06-12

Abstract

The projection device has a projection arrangement (30) for producing an image (40) on a surface (10). The projection arrangement is movable by a movement arrangement (20) so that the optical axis of the projection beam remains at an essentially constant angle to the projection surface during the movement. The projection arrangement is movable at a constant distance from the projection surface. AN Independent claim is also included for the following: a method of projecting an image with an inventive device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des ersten Anspruchs, sowie ein Verfahren zum Projizieren von Bildern, Filmen, Animationen und dergleichen. The invention relates to a projection device according to the preamble of first claim, as well as a method for projecting images, films, Animations and the like.

Unter Projektion wird die Ausnutzung von Lichtquellen zur Erzeugung reeller, z. B. auf einem Bildschirm oder einer Leinwand auffangbarer Bilder von durchsichtigen oder undurchsichtigen, bewegten oder ruhenden Gegenständen verstanden. Beispiele für solche Geräte sind Dia- und Filmvorführgeräte, Tageslichtprojektoren, auch für undurchsichtige Vorlagen, durchsichtige LCD-Bildschirme zur Verwendung auf Overhead-Projektoren, Overhead-Projektoren und Video-Beamer, die ein TV- oder Videobild projizieren. Sämtliche vorgenannte Geräte befinden sich während ihres Einsatzes in Ruhe, das heißt sie erzeugen ein stehendes oder bewegtes Bild ohne dass sich das projizierte Bild selber über die Projektionswand bewegt. Eine Ausnahme bilden die in der Werbung, insbesondere im Eingangsbereich von Geschäften, beliebten schwenkbaren Projektoren, die einem Diaprojektor ähnlich arbeiten. Diese meinst schwenkenden oder rotierenden Projektoren projizieren beispielsweise eine Werbebotschaft vor Geschäften auf den Boden oder Wände. Zur Erzielung einer größeren Kundenaufmerksamkeit schwenken oder drehen derartige Geräte um eine ihrer Achsen und erzeugen dabei beispielsweise auf dem Fußboden vor dem Eingangsbereich ein bewegtes Bild, derart, dass das projizierte Objekt über den Boden zu wandern scheint. Die derart erzeugten Bilder, nachfolgend wandernde Bilder genannt, sind auf dem meist schmutzigen Untergrund schlecht sichtbar, durch andere Passanten versteckt oder verschattet, vom Umgebungslicht überleuchtet und je nach Schwenkwinkel perspektivisch stark verzerrt, wobei auch die von dem wandernden Bild ausgehende Helligkeit mit zunehmender Entfernung vom Projektor nachlässt. Außerdem entsprechen die mit derartigen einfachen Geräten erzeugten Bildeffekte nicht mehr den heutigen Ansprüchen, da die Konsumenten aus Fernsehen und Computer aufwendigere Effekte, z. B. Animationen oder aktuelle Angebote und dergleichen gewohnt sind. Under projection, the use of light sources to generate real, z. B. images of images that can be captured on a screen or on a canvas transparent or opaque, moving or resting Understood objects. Examples of such devices are slide and Film projection devices, daylight projectors, also for opaque originals, clear LCD screens for use on overhead projectors, Overhead projectors and video projectors that project a TV or video image. All of the aforementioned devices are at rest during their use, that is, they create a still or moving image without this projected image itself moved over the projection screen. Make an exception in advertising, especially in the entrance area of shops, popular swiveling projectors that work like a slide projector. These mean projecting pivoting or rotating projectors for example an advertising message in front of shops on the floor or Walls. Pan or swivel to get more customer attention rotate such devices around one of their axes and thereby generate for example, a moving picture on the floor in front of the entrance area, such that the projected object appears to move across the floor. The Images created in this way, hereinafter referred to as moving images, are on the mostly dirty underground poorly visible by other passers-by hidden or shaded, overexposed by ambient light and depending on Perspectively strongly distorted perspective, and that of the migrating image outgoing brightness with increasing distance from Projector wears off. In addition, those with such simple Image effects no longer created today's devices because the Television and computer consumers have more elaborate effects, e.g. B. Animations or current offers and the like are used to.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die die zuvor genannten Nachteile vermeidet. It is therefore an object of the present invention to improve To create device of the type mentioned, which the previously avoids disadvantages mentioned.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Projektionsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltung sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by a projection device according to claim 1, and a method for operating a projection device according to the independent device claim. Are advantageous embodiment Subject of the subclaims.

Die Projektionsvorrichtung nach der Erfindung umfasst Projektionsmittel, beispielsweise einen Diaprojektor oder einen Video-Beamer zur Erzeugung eines Bildes auf einer Fläche, wobei Bewegungsmittel zum Verfahren desselben vorgesehen sind. Bewegungsmittel sind beispielsweise ein auf Schienen geführter Schlitten, ein Seilzug, hydraulische oder pneumatische Teleskoparme oder ein Wagen. Dadurch, dass der Video-Beamer nicht geschwenkt, sondern gefahren wird, lassen sich Verzerrungen des Bildes auf der Fläche beim Schwenken vermeiden. Die Proportionen des Bildes bleiben unverändert und dessen Helligkeit ändert sich nicht. Das von dem Projektor erzeugte Bild bleibt schart und hell. Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung gegenüber beispielsweise einem ruhenden oder schwenkendem Video-Beamer wird anhand des folgenden Beispiels deutlich: Auf einer 12 Meter langen und 6 Meter hohen Fassade eines Autohauses soll das Bild eines Wagens im Maßstab 1 : 1 derart projiziert werden, dass der Wagen gleichsam auf der Strecke von 12 Metern auf und ab fährt und an den Enden der Strecke wendet. Diese Aufgabe ist mit bekannten Projektionsverfahren nicht zufriedenstellend zu lösen. Ein schwenkbarer, in einiger Entfernung (z. B. 12 m) zur Fassade aufgestellter Video- Beamer könnte rechnergestützt die Bildverzerrungen an den beiden äußeren Enden der 12 Meter Strecke ausgleichen und einen einigermaßen unverzerrten Wagen nach links und rechts fahrend darstellen. Jedoch lässt die Leuchtkraft und die Auflösung des Videobeamers mit zunehmendem Schwenkwinkel nach, so dass kein optimales Bild erzeugt wird. Auch ist zu berücksichtigen, dass der Beamer in vergleichsweise großer Entfernung zur Fassade aufgestellt sein muss, wofür nicht immer ausreichend Platz vorhanden ist. Außerdem verschaffen Betrachter das projizierte Bild, wenn sie zwischen Beamer und Wand stehen. The projection device according to the invention comprises projection means, for example a slide projector or a video projector to generate a Image on a surface, with moving means for moving the same are provided. Movement means are, for example, one on rails guided sledge, a cable, hydraulic or pneumatic telescopic arms or a cart. Because the video projector is not pivoted, but is distorted, the image can be distorted on the surface Avoid swiveling. The proportions of the picture remain unchanged and its brightness does not change. The image generated by the projector remains sharp and bright. The superiority of the projection device according to the invention compared to, for example, a stationary or pivoting video projector is clear from the following example: On a 12 meter long and 6 Meter high facade of a car dealership is supposed to be the image of a car on a scale 1: 1 projected so that the car as it were on the route of 12 Meters up and down and turns at the ends of the route. This task cannot be solved satisfactorily with known projection methods. On swiveling video set up at some distance (e.g. 12 m) to the facade Projector could support the image distortion on the two outer computer Compensate ends of the 12 meter distance and a somewhat undistorted Show the car moving to the left and right. However, the luminosity leaves and the resolution of the video projector as the pan angle increases, so that an optimal image is not generated. It should also be borne in mind that the Projector must be installed at a comparatively large distance from the facade, for which there is not always enough space. Also procure Viewers of the projected image when they stand between the projector and the wall.

Auch wäre es denkbar, auf die vorgenannte Wand ein Videobild mit der Kantenlänge von 12 × 9 Metern zu projizieren, wobei die oberen 3 Meter nicht dargestellt werden, da sie oberhalb der Wand projiziert werden. Der vom Video- Beamer wiedergegebene Film zeigt dann ein auf- und abfahrendes Auto vor schwarzem, das heißt unsichtbarem, Hintergrund. Nachteilig ist dabei, dass nur ein sehr kleiner entsprechend lichtschwacher Bildbereich des Beamers zur Bilderzeugung, also zur Darstellung des Autos, genutzt wird. In dem Beispiel werden nämlich von der 12 × 9 Meter großen Fläche nur ca. 4 × 2 Meter benötigt, das heißt es werden nur rund 13% der Leuchtkraft und der Auflösung des Beamers genutzt. Dementsprechend grob und lichtschwach ist das projizierte Objekt. It would also be conceivable to place a video image on the aforementioned wall Project an edge length of 12 × 9 meters, the top 3 meters not are shown because they are projected above the wall. The one from the video The film played back in the projector then shows a car moving up and down black, meaning invisible, background. The disadvantage is that only a very small correspondingly faint image area of the projector Image generation, i.e. to represent the car, is used. In the example of the 12 × 9 meter area are only approx. 4 × 2 meters required, that is, only around 13% of the luminosity and the resolution used by the beamer. It is accordingly rough and faint projected object.

Der verfahrbare Projektor nach der Erfindung ermöglicht dagegen die optimale Ausnutzung des Projektors. Auf der Fassade wird nur das benötigte 2 × 4 Meter große Bild lichtstark und verzerrungsfrei in guter Auflösung dargestellt. Dadurch verringert sich der benötigte Abstand zwischen Projektor und Fläche, was auch zur Folge hat, dass das Bild von hinten, das heißt nicht aus Richtung des Betrachters auf die beispielsweise aus einer aufgespannten Folie bestehende Leinwand trifft, weshalb eine Verschaltung durch den Betrachter des Bildes vermieden wird. The movable projector according to the invention, however, enables the optimal Exploitation of the projector. Only the required 2 × 4 meters is on the facade large image bright and distortion-free in good resolution. Thereby the required distance between the projector and the surface decreases, which also has the consequence that the picture from behind, that is not from the direction of the The viewer, for example, which consists of a stretched film Screen meets, which is why an interconnection by the viewer of the picture is avoided.

Wegen der Verfahrbarkeit des Projektors ist der Länge der Projektionsfläche keine Grenze gesetzt. Because of the movability of the projector, the length of the projection surface is none Limit set.

Eine besonders hohe Qualität der Abbildung auf der Fläche ergibt sich dann, wenn die optische Achse des Projektionsstrahls während des Verfahrens in einem gleichbleibenden Winkel zur Fläche steht. Es soll also beispielsweise vermieden werden, dass die Projektionsvorrichtung in Bezug auf die Ebene der Fläche nicht gedreht wird und dadurch Verzerrungen des projizierten Bildes entstehen. A particularly high quality of the image on the surface is then obtained if the optical axis of the projection beam during the process in one constant angle to the surface. So it should be avoided, for example that the projection device is not in relation to the plane of the surface is rotated, causing distortion of the projected image.

Wenn die Projektionsmittel in einem gleichbleibenden Abstand zur Fläche geführt werden, verändert sich weder die Helligkeit, noch die Auflösung (beispielsweise Pixel pro Längeneinheit auf der Fläche). If the projection means are at a constant distance from the surface the brightness and the resolution do not change (e.g. pixels per unit length on the area).

Das Führen der Projektionsmittel in einer parallel zur Fläche verlaufenden Ebene ermöglicht eine verzerrungsfreie Projektion bei gleichbleibender Helligkeit und Auflösung. The guidance of the projection means in a plane running parallel to the surface enables a distortion-free projection with constant brightness and Resolution.

Wenn der Winkel zwischen optischer Achse des Projektionsstrahls immer mindestens 70 Grad, vorzugsweise 80 Grad, beträgt, sind die Verzerrungen und über die Fläche des projizierten Bildes sich verändernden Bildauflösungen kaum wahrnehmbar. If the angle between the optical axis of the projection beam always is at least 70 degrees, preferably 80 degrees, the distortions are image resolutions hardly changing over the area of the projected image imperceptible.

Die transparente Fläche, auf die das Bild projiziert wird ermöglicht es dem Betrachter, das Bild auf einer von der Rückseite angestrahlten Fläche, beispielsweise einer aus Folie gebildeten Leinwand zu betrachten. Das Bild erhält dadurch eine besonders starke Leuchtkraft und der Betrachter kann nicht in den Projektionsstrahl treten um das Bild zu verschaffen. Daher kann er dem Bild besonders nahe treten. The transparent surface onto which the image is projected enables this Viewer, the image on a surface illuminated from the back, for example, to consider a canvas formed from foil. The picture gets thereby a particularly strong luminosity and the viewer can not in the A projection beam is used to create the image. Hence he can the picture particularly close.

Eine kompaktere Bauform der Projektionsvorrichtung, bei der der Abstand zwischen Projektor und Fläche weiter verringert werden kann, wird dadurch erreicht, dass der optische Weg des Projektionsstrahls durch Spiegel verlängert wird. Der Strahl kann beispielsweise vom Projektor in Fahrtrichtung ausgestrahlt werden und durch einen in Fahrtrichtung vor dem Projektor und mit diesem fest verbundenen Spiegel um 90 Grad auf die Projektionsfläche umgelenkt werden. A more compact design of the projection device, in which the distance between projector and surface can be further reduced achieved that the optical path of the projection beam is extended by mirrors becomes. The beam can, for example, be emitted by the projector in the direction of travel and in the direction of travel in front of and with the projector connected mirrors can be deflected by 90 degrees onto the projection surface.

Dabei ergeben sich zahlreiche andere Möglichkeiten, wie zum Beispiel das zickzackartige Verlängern des Strahlengangs zwischen mehreren Spiegeln. Es kommt dabei darauf an, dass die Spiegel zusammen mit dem Projektor bewegt werden. There are numerous other options, such as that zigzag extension of the beam path between several mirrors. It depends on the mirror moving together with the projector become.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren des Projektors in Abhängigkeit vom durch den Projektor erzeugten Bildes geschieht und umgekehrt. Dadurch können besonders interessante oder realistische optische Effekte erzielt werden: Beispielsweise kann ein auf- und abfahrendes Auto zu sehen sein, welches am Ende der Fahrstrecke wendet. Dabei ist die Bewegungsvorrichtung in Bezug auf den abgespielten Film synchronisiert, das heißt der Projektor befindet sich an einer der Außenpositionen, wenn die Sequenz "wendender Wagen" vom Projektor abgespielt wird. Umgekehrt ist es denkbar, dass eine Animation beispielsweise eine interaktive Computeranimation, auf dem Projektor gezeigt wird, die in Abhängigkeit von der Position des bewegten Projektors gesteuert ist. Der Betrachter kann in diesem Fall also die Fahrt des Projektors selber bestimmen, wobei in Abhängigkeit von dessen Position eine Animation erzeugt wird. In a further embodiment of the invention it is provided that the method of the projector depending on the image generated by the projector happens and vice versa. This can be particularly interesting or realistic optical effects can be achieved: for example, an up and down departing car can be seen, which turns at the end of the route. The movement device is in relation to the played film synchronized, which means the projector is on one of the Outside positions when the sequence "wagon" from the projector is played. Conversely, it is conceivable that an animation, for example an interactive computer animation on the projector that is shown in Is controlled depending on the position of the moving projector. The In this case, the viewer can determine the drive of the projector himself, an animation is generated depending on its position.

Die zuvor genannten Effekte können auch alleine oder in Kombination eingesetzt werden. The aforementioned effects can also be used alone or in combination become.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Prinzipskizzen erläutert und zwar zeigt The invention is explained below with the aid of schematic diagrams, specifically shows

Fig. 1 die Projektionsvorrichtung in einer Rückansicht, Fig. 1 shows the projection apparatus in a rear view,

Fig. 2 die Aufsicht auf das Bewegungsmittel mit darauf befindlichem Projektor und Fig. 2 is a top view of the moving means with the projector and it

Fig. 3 die Bewegungsvorrichtung aus Fig. 2 mit Spiegel zur Projektionsstrahlverlängerung. Fig. 3, the moving device of Fig. 2 with mirror to the projection beam extension.

Fig. 1 zeigt eine von einem Gerüst 11, 12, 13 aufgespannte, als Projektionsleinwand dienende Folie 10. Diese ist beispielsweise vor einer Fassade eines Gebäudes, beispielsweise eines Kaufhauses oder Möbelhauses aufgebaut und verdeckt diese ganz oder teilweise. Das Gerüst ist durch die Streben 14 mit der Fassade verbunden. Zwischen Fassade und Leinwand 10 ist auf einer Schiene 21 ein als Bewegungsmittel dienender Wagen 22 in x-Richtung bewegbar vorgesehen. Über eine Hubvorrichtung 23 des Wagens 22 ist eine Plattform 24 in der Höhe y verstellbar. Auf der Plattform steht ein Projektionsgerät 30, beispielsweise ein Diaprojektor oder ein Video-Beamer 30 zum Abspielen von Filmen oder Animationen. Der Projektor projiziert ein Bild 40 auf der transparenten Fläche 10, so dass ein hinter der Blattebene stehender Betrachter das Bild 40 durch die Folie 10 hindurch spiegelverkehrt erkennen kann. Fig. 1 shows a plane spanned by a scaffold 11, 12, 13, serving as a projection screen film 10. This is built up, for example, in front of a facade of a building, for example a department store or furniture store, and completely or partially hides it. The scaffold is connected to the facade by the struts 14 . Between the facade and the canvas 10 , a carriage 22 serving as a means of movement is provided on a rail 21 so as to be movable in the x direction. A platform 24 is adjustable in height y via a lifting device 23 of the carriage 22 . On the platform there is a projection device 30 , for example a slide projector or a video projector 30 for playing films or animations. The projector projects an image 40 onto the transparent surface 10 , so that an observer standing behind the sheet plane can recognize the image 40 through the film 10 in a mirror-inverted manner.

Die Schiene 21 zum Führen des Wagens 22 verläuft parallel zur Grundfläche des Rahmens 11, 12, 13 und damit zur aufgespannten Leinwand 10. The rail 21 for guiding the carriage 22 runs parallel to the base of the frame 11 , 12 , 13 and thus to the stretched canvas 10 .

Fig. 2 zeigt in der Aufsicht die in der Höhe verfahrbare Plattform 24 der Bewegungsvorrichtung 20. Es ist erkennbar, dass die optische Achse 41 des Projektionsstrahls 50 zur Erzeugung des Bildes 40 während des Verfahrens in x-Richtung immer die gleiche Orientierung zur Leinwand 10 aufweist und daher das Bild verzerrungsfrei und immer mit der gleichen Helligkeit und Auflösung auf der Leinwand 10 wiedergegeben wird. Die Größe des Bildes 40 variiert mit dem Abstand a, das heißt der Länge der optischen Achse 41 zwischen Beamer und Fläche. Fig. 2, the movable platform in height shows a plan view 24 of the movement device 20. It can be seen that the optical axis 41 of the projection beam 50 for generating the image 40 always has the same orientation to the screen 10 during the process in the x-direction and therefore the image is reproduced on the screen 10 without distortion and always with the same brightness and resolution becomes. The size of the image 40 varies with the distance a, that is, the length of the optical axis 41 between the projector and the surface.

Fig. 3 zeigt daher eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Um größere Bilder zu erhalten, ohne mehr Raum für einen größeren Abstand a zwischen Projektor 30 und Leinwand 10 vorzusehen, kann die optische Länge der Achse 41 durch Spiegel 55 verlängert werden. Um die von der Erfindung beabsichtigte hohe Bildqualität zu erhalten, muss der Spiegel zusammen mit dem Projektor 30 bewegt werden. Vorzugsweise ist der Spiegel starr mit dem Projektor 30 oder dem Bewegungsmittel 20 verbunden. Fig. 3 shows, therefore, a further embodiment of the invention. In order to obtain larger images without providing more space for a larger distance a between projector 30 and screen 10 , the optical length of axis 41 can be extended by mirrors 55 . In order to obtain the high image quality intended by the invention, the mirror must be moved together with the projector 30 . The mirror is preferably rigidly connected to the projector 30 or the movement means 20 .

Claims

1. Projection device with projection means ( 30 ) for generating an image ( 40 ) on a surface ( 10 ), characterized in that the projection means ( 30 ) can be moved by means of movement ( 20 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the Projection means can be moved such that the optical axis of the Projection beam during the procedure in one essentially constant angle to the surface.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the projection means can be moved at a constant distance from the surface ( 10 ).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection means can be moved in a plane parallel to the surface ( 10 ).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that the angle of the optical axis of the Projection beam to the surface during the process is less than 20 °.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that the angle of the optical axis of the Projection beam to the surface during the process is less than 10 °.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the surface ( 10 ) is transparent.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projection device is designed such that the surface ( 10 ) between the projection means ( 30 ) and the viewer can be provided.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the projection beam ( 50 ) between the projection means ( 30 ) and the surface ( 10 ) mirrors ( 55 ) are provided which are fixedly connected to the movement means ( 20 ) or projection means ( 30 ) ,

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the movement means ( 20 ) is guided on a rail or a tensioned rope.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the movement means ( 20 ) is designed in such a way that the projection device ( 30 ) is pivotable about one or more of its axes.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the projection means is a slide projector, Film projection device and / or video projector includes.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the area is characterized by the exterior facade of a Building is formed.

14. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that the surface is a stretched film.

15. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized that measuring means for measuring the position of the Movement device are provided.

16. A method for projecting an image with the device according to one of the preceding claims, comprising the following steps:

- method of movement,

- Detecting the position of the moving means by measuring means and

- Projecting an image through the projection means, the image being generated as a function of the position of the movement means.

17. A method for projecting an image with the device according to one of the preceding claims, comprising the following steps:

Projecting a sequence of images through the projection means,

- Movement of the moving means, the position of the moving means being approached as a function of the projected image.