DE4035260A1

DE4035260A1 - Video projection system for slides or film - uses optical fibre coupling between two spaced projection planes with intermediate image enlargement

Info

Publication number: DE4035260A1
Application number: DE4035260A
Authority: DE
Inventors: Dieter Braun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-03
Filing date: 1990-11-03
Publication date: 1992-05-07

Abstract

The projection system includes a projection surface (1) receiving the projected image which is divided into a matrix of partical images (3, 3`) each transmitted to an second projection plane (2) via a corresp. number of optical fibres (5, 6). The partial images in the first plane are smaller than those in the second plane for enlarging the projected image. The edge of the partial images pref. overlapping. Pref. the optical fibres between the projection planes are combined to provide an endoscopic optical fibre cable with entry and exit lenses (7, 8; 9, 10). ADVANTAGE - Allows image to be viewed at remote point from projection device.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Projektion eines Bildes auf eine Projektionsebene mittels einer Projektions einrichtung.The invention relates to a device for projection an image on a projection plane by means of a projection Facility.

Derartige Vorrichtungen sind z. B. als Dia- oder Filmprojektoren bekannt, wobei ein Dia bzw. ein Film von einem divergierenden Lichtstrahl durchleuchtet wird und der divergierende Lichtstrahl üblicherweise auf einer Leinwand eine vergrößerte Projektion erzeugt. Weiterhin bekannt sind sogenannte Videoprojektoren oder -kanonen, die nach dem sog. Eidophor-Verfahren arbeiten. Dabei moduliert ein Elektronenstrahl im Vakuum einen Ölfilm in der Dicke, der auf einer Glasplatte aufgebracht ist. Die unter schiedliche Dicke des Ölfilms führt zu einer unterschiedlichen Absorption eines die Glasplatte mit dem Ölfilm durchscheinenden Lichtstrahles, sodaß in einer entfernten Projektionsebene ein Bild erzeugt wird. Such devices are e.g. B. as slide or film projectors known, a slide or a film of a divergent The light beam is illuminated and the diverging light beam usually an enlarged projection on a screen generated. So-called video projectors or are also known -canons that work according to the so-called eidophore process. Here an electron beam modulates an oil film in the vacuum Thickness that is applied to a glass plate. The below different thickness of the oil film leads to a different Absorption of a translucent glass plate with the oil film Light beam, so that in a distant projection plane Image is generated.

Als nachteilig wird empfunden, daß beim Einsatz der genannten Verfahren zu Werbezwecken der Raum zwischen dem Gegenstand, also dem Dia, Film oder Ölfilm, und dem projizierten Bild auf der Projektionsebene frei bleiben muß. So kommt z. B.ein Einsatz einer derartigen Vorrichtung in einem U-Bahnhof nicht in Frage, da sich der Projektor auf dem Bahnsteig befinden würde, während das Bild an der Längswand des Tunnels entsteht, sodaß ein Beobachter unter Umständen im Strahlengang des Lichtes stehen und dadurch das Bild stören könnte.It is considered a disadvantage that when using the above Procedure for advertising the space between the object, ie the slide, film or oil film, and the projected image on the Projection plane must remain clear. So z. B. an insert such a device in a subway station out of the question, because the projector would be on the platform while the picture is created on the longitudinal wall of the tunnel, so that a Under certain circumstances, observers stand in the beam path of the light and could disturb the picture.

Weiterhin wird als nachteilig empfunden, daß der Ort der Projek tionseinrichtung von dem Ort des projizierten Bildes direkt räumlich abhängig ist.Furthermore, it is considered disadvantageous that the location of the project tion device directly from the location of the projected image is spatially dependent.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die die Projektion eines Bildes erlaubt, ohne daß es zu Störungen im Strahlengang kommen kann und daß das proji zierte Bild unabhängig vom Ort der Projektionseinrichtung ist.The invention is therefore based on the object of a device to develop that allows the projection of an image without there may be disturbances in the beam path and that the proji graced image is independent of the location of the projection device.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein Bild, das ein Diapositiv, ein Film oder eine Videovorlage sein kann, auf eine erste Projektionsfläche projiziert. Diese erste Projektion wird in Teilbilder aufgeteilt, die üblicherweise die gleiche Größe aufweisen. Die Aufteilung in gleichgroße Teilbilder ist aber nicht zwingend. Es ergibt sich eine Matrix mit m-Spalten und n-Zeilen. Jedes der m·n Teilbilder wird in einen Lichtleiter eingespeist, wobei zur Verbesserung der Einkopplung der Teil bilder in den Lichtleiter jeder Lichtleiter normalerweise mit einer Eintrittsoptik versehen ist. Die Lichtleiter, die zu einem Lichtleitfaserbündel zusammengefaßt sind, übertragen die einzelnen Teilbilder zu der gewünschten zweiten Projektions ebene. Durch eine entsprechende Anordnung der Lichtleiter wird ein Gesamtbild aus den einzelnen Teilbildern zusammengesetzt, wobei die Ausgänge der Lichtleiter im Normalfall mit einer Austrittsoptik versehen sind. Es ist zulässig, daß sich die Teilbilder an den Rändern überlappen. Dies vereinfacht die Justage, und eventuelle Störungen des projizierten Bildes sind unwesentlich.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved. According to the invention, an image is a Slide, film or video template can be on one projected first projection surface. This first projection will divided into drawing files that are usually the same size exhibit. The division into equal sized drawing files is however not necessarily. The result is a matrix with m columns and n lines. Each of the m × n partial images is converted into a light guide fed in, to improve the coupling of the part images in the light guide normally with each light guide an entrance optics is provided. The light guides leading to one Optical fiber bundles are summarized, transmit the individual drawing files for the desired second projection level. By arranging the light guide accordingly an overall picture composed of the individual drawing files, the outputs of the light guides normally with a Exit optics are provided. It is permissible that the Overlap drawing files at the edges. This simplifies the Adjustment, and any interference with the projected image are insignificant.

Der einfachste Fall der zweiten Projektionsfläche ist eine Mattscheibe, auf die auf der einen Seite das im allgemeinen vergrößerte Bild projiziert wird, sodaß der Beobachter es von der anderen Seite wahrnehmen kann. Diese Projektionsebene kann auch als ein Flachbildschirm ausgebildet sein, wobei die Lichtleiter in der entsprechenden Anordnung in einer licht absorbierenden Rückwand des Bildschirms eingelassen sind. Die Projektionswand des Bildschirms besteht aus einer der Rückwand vorgelagerten Lochmaske, deren röhrenförmige Löcher von innen verspiegelt sind. Von außen einfallendes Licht wird im Inneren, d. h. an der Rückwand, absorbiert, wogegen das projizierte Licht ungehindert nach außen treten kann. Somit wird erreicht, daß auch bei starkem Außenlicht die Brillanz des Projektionsbildes gewährleistet bleibt. Die Größe der röhrenförmigen Löcher der Lochmaske wird so gewählt, daß zusammen mit den aufweitenden Austrittsoptiken der Lichtleiter eine strahlende Fläche entsteht, sodaß das erzeugte Bild für den Beobachter in einem möglichst großen Winkelbereich entsteht. Der Idealfall ist der einer cos²-Verteilung einer strahlenden Fläche. Insbesondere ist es möglich, den röhrenformigen Löchern der Lochmaske eine nach außen gerichtete konische Form zu geben.The simplest case of the second projection surface is a matt screen onto which the generally enlarged image is projected on one side so that the observer can perceive it from the other side. This projection plane can also be designed as a flat screen, the light guides in the corresponding arrangement being embedded in a light-absorbing rear wall of the screen. The projection screen of the screen consists of a shadow mask in front of the rear wall, the tubular holes of which are mirrored from the inside. Light incident from the outside is absorbed inside, ie on the rear wall, whereas the projected light can emerge unhindered. This ensures that the brilliance of the projection image remains guaranteed even with strong outside light. The size of the tubular holes in the shadow mask is selected so that, together with the widening exit optics of the light guide, a radiating surface is created, so that the image created is created for the observer in the largest possible angular range. The ideal case is that of a cos ² distribution of a radiating surface. In particular, it is possible to give the tubular holes of the shadow mask an outwardly conical shape.

Zur Erzeugung des im allgemeinen kleineren Bildes in der ersten Projektionsebene kann ein Dia-, Film- oder Videoprojektor benutzt werden, der eine ausreichende Lichtstärke liefert. Die Einspeisung in die Lichtleiter kann aber auch von der Oberfläche eines Fernsehbildschirmes oder eines Monitors erfolgen. Bei Projektionsquellen, die punktweise angesteuert werden, wie dies bei allen Videomonitoren der Fall ist, wird die maximale Anzahl der Lichtleiter durch die Anzahl der Bildpunkte begrenzt. Mit anderen Worten wird allgemein die maximale Anzahl der Licht leiter durch die Bildauflösung am Ort der ersten Projektions ebene vorgegeben.To create the generally smaller image in the first Projection plane can be a slide, film or video projector be used, which provides a sufficient light intensity. The Feeding into the light guide can also from the surface a television screen or a monitor. At Projection sources that are driven point by point, like this is the case with all video monitors, the maximum number the light guide is limited by the number of pixels. With in other words, the maximum number of lights in general guide through the image resolution at the location of the first projection level given.

Als besonders vorteilhaft wird herausgestellt, daß es durch die Übertragung der Teilbilder zu einem Flachbildschirm möglich ist, eine vergrößernde Projektion eines Bildes an einen Ort zu erreichen, der unabhängig vom Standort des Projektors bzw. Bilderzeugers ist. Beispielweise kann eine kleine Projektions einrichtung an einem für sie günstigen Ort betrieben werden, während das vergrößerte, projizierte Bild, bzw. der Flach bildschirm davon unabhängig an einem für den Betrachter günstigen Ort angebracht ist. Insbesondere ist eine recht winklige Anordnung von der Projektionseinrichtung einerseits und des Flachbildschirms andererseits möglich.Eine Störung durch eine Beeinträchtigung des Strahlenganges kann bei der erfin dungsgemäßen Vorrichtung nicht auftreten. Die Vorrichtung ist somit insbesondere geeignet zum Einsatz als Werbemedium oder Werbefläche, die die heute üblichen Plakate oder Informations tafeln ersetzen kann, da der Flachbildschirm an beliebiger Stelle angebracht werden kann, die Zuführung der Bildinformation störungsfrei über Lichtleiter erfolgt und zur Erzeugung des einzuspeisenden Bildes die heute üblichen Verfahren eingesetzt werden können. Der Wechsel von einem Bild zu einem anderen ist durch den einfachen Wechsel der Bildvorlage schnell und einfach zu bewerkstelligen, worin ein weiterer Vorteil der Erfindung zu sehen ist.It is found to be particularly advantageous that it is due to the Transfer of the drawing files to a flat screen is possible an enlarging projection of an image to a location reach regardless of the location of the projector or Imager is. For example, a small projection facility is operated in a location that is convenient for you, while the enlarged, projected image, or the flat screen independently from one for the viewer convenient place is appropriate. One is particularly right angular arrangement of the projection device on the one hand and on the other hand, the flat screen is possible An impairment of the beam path can occur with the inventor device according to the invention does not occur. The device is therefore particularly suitable for use as an advertising medium or Advertising space that is the usual posters or information today can replace panels because the flat screen on any Place can be attached, the feeding of the image information done without interference via light guide and to generate the the image to be fed in the methods used today can be. The change from one picture to another is by simply changing the image template quickly and easily to accomplish what is another advantage of the invention see is.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Video projektionswandes näher erläutert. Dabei zeigenThe invention is described below using one in the drawings illustrated preferred embodiment of a video projection wall explained in more detail. Show

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Videoprojektionswand und Fig. 1 is a schematic representation of a video projection screen and

Fig. 2 eine Detaildarstellung dreier Lichtleiter mit Einspeisung und dazugehörigem Flachbildschirm. Fig. 2 shows a detailed representation of three light guides with feed and associated flat screen.

In Fig. 1. sind eine erste Projektionsebene 1 und eine zweite Projektionsebene 2 dargestellt, wobei die erste Ebene 1 im allgemeinen kleiner als die zweite Ebene 2 ist. Auf die erste Ebene 1 wird durch eine hier nicht dargestellte Art ein Bild projiziert. Diese Ebene wird in Teilebenen oder -bilder zerlegt, sodaß ein Bild m-Spalten und n-Zeilen umfaßt. In der Fig. 1 sind durch die umstrichelten Flächen 3 und 3′ zwei nicht näher dargestellte Teilbilder beschrieben, die auf die umstrichelten Flächen 4 und 4′ der Projektionsebene 2 abgebildet werden. Diese Aufteilung muß nicht durch reelle Blenden, Abgrenzungen oder ähnliches tatsächlich vorhanden sein, sondern ergibt sich aus der Anordnung der Lichtleiter 5, 6 und ihrer Apertur. Die Übertragung erfolgt mittels zweier Lichtleiter 5 und 6, die mit den Eintrittsoptiken 7 und 8, und den Austrittsoptiken 9 und 10 versehen sind. Die Teilbilder können sich an den Rändern überlappen, hier dargestellt durch die sich überschneidenden Linien 11 und 12 auf der Austrittsseite. Selbstverständlich ist eine Überlappung der Teilbilder eintrittsseitig (Ebene 1) ebenso möglich, aber hier nicht dargestellt.In Fig. 1 a first projection plane 1 and a second projection plane 2 are shown, wherein the first level 1 is generally less than the second level 2. An image is projected onto the first level 1 by a type not shown here. This level is broken down into sub-levels or images so that an image comprises m columns and n rows. In Fig. 1 are described by the painted surfaces 3 and 3 'two partial images, not shown, which are mapped onto the painted surfaces 4 and 4 ' of the projection plane 2 . This division does not have to actually exist due to real diaphragms, boundaries or the like, but results from the arrangement of the light guides 5 , 6 and their aperture. The transmission takes place by means of two light guides 5 and 6 , which are provided with the entry optics 7 and 8 and the exit optics 9 and 10 . The drawing files can overlap at the edges, shown here by the overlapping lines 11 and 12 on the exit side. Of course, overlap of the partial images on the entry side (level 1 ) is also possible, but is not shown here.

Fig. 2. zeigt Details der Videoprojektionswand. Eine Lichtquelle 20 mit einer Optik 21 projiziert ein Bild auf eine erste Projek tionsebene 1, die durch eine Mattscheibe oder auch durch das Bild, wie beispielsweise das Diapositiv, gegeben sein kann. Ebenso ist es möglich, daß die Ebene 1 durch einen Monitor, einen Fernsehbildschirm oder eine Videokanone gebildet wird. Allgemein gesehen ist die Ebene 1 nichts weiter als der Ort eines reellen Bildes oder Zwischenbildes. Das Bild wird am Ort der Ebene 1 in Teilbilder aufgeteilt, wobei jedes Teilbild durch die hier dargestellten Eintrittsoptiken 22, 23 und 24 in die entsprechenden Lichtleiter 25, 26 und 27 eingespeist wird. Ein Teilbild wird letztlich bestimmt durch den Öffnungswinkel der Eintrittsoptiken bzw. deren Apertur, wobei eine Überschneidung der Teilbilder an den Rändern nicht ausgeschlossen ist. Aus den einzelnen Teilbildern wird in einem Flachbildschirm 28 ein Gesamtbild zusammengesetzt. Der Flachbildschirm 28 enthält eine lichtabsorbierende Rückwand 29, in der die Austrittsoptiken 30, 31 und 32 der entsprechenden Lichtleiter 25, 26 und 27 eingelassen sind. Die Projektionsebene 2 der Fig. 1. wird hier durch eine Lochmaske 33, deren röhrenförmige Löcher 34 von innen verspiegelt sein können, gebildet. Von außen einfallendes Licht wird so auf der lichtabsorbierenden Rückwand 29 absorbiert. Bei der Einspeisung in die Lichtleiter 25, 26 und 27 überlappende Teilbilder werden an der Lochmaske 33 ebenfalls an den Rändern überlappend abgebildet. Um eine gewünschte Vergrößerung zu erreichen, sind die Teilbilder am Ort der Projektionsebene 2, entsprechend der Lochmaske 33, größer als in der Projektions ebene 1. Dies wird durch die Austrittsoptiken 30, 31 und 32 erreicht, die eine Aufweitung des individuellen Teilstrahles des jeweiligen Lichtleiters 25, 26, 27 bewirken. Eine derartige Aufweitung kann durch eine übliche Linsenanordnung wie beispielsweise Zerstreuungslinsen oder Aufweitungsoptiken erzielt werden. Somit wird insgesamt eine Bildvergrößerung erreicht, d. h. die Projektionsfläche 2, welche der Lochmaske 33 entspricht, ist wesentlich größer als die Projektionsfläche 1. Bedingt durch die Teilbildübertragung über die Lichtleiter 25, 26, 27 ist der Standort der Lochmaske 33 unabhängig vom Ort der Projektionseinrichtung 19, die aus der Lichtquelle 20 mit Optik 21 und der Projektionsebene 1 gebildet wird. Wie in Fig. 2. dargestellt, ist eine rechtwinklig versetzte Anordnung der Ebene 1 und 2 möglich, sodaß beispielsweise eine kleine Projektions einrichtung 19 längs hinter einem großen Flachbildschirm 28 oder an einem beliebigen anderen für sie günstigen Ort angeordnet werden kann. Figure 2 shows details of the video projection screen. A light source 20 with optics 21 projects an image onto a first projection plane 1 , which can be given by a matt screen or by the image, such as the slide. It is also possible that level 1 is formed by a monitor, a television screen or a video cannon. Generally speaking, level 1 is nothing more than the location of a real image or intermediate image. The image is divided into partial images at the location of level 1 , each partial image being fed into the corresponding light guides 25 , 26 and 27 through the entry optics 22 , 23 and 24 shown here. A partial image is ultimately determined by the opening angle of the entrance optics or their aperture, whereby an overlap of the partial images at the edges is not excluded. An overall image is composed of the individual partial images in a flat screen 28 . The flat screen 28 contains a light-absorbing rear wall 29 , in which the exit optics 30 , 31 and 32 of the corresponding light guides 25 , 26 and 27 are embedded. The projection plane 2 of FIG. 1 is formed here by a shadow mask 33 , the tubular holes 34 of which can be mirrored from the inside. Light incident from the outside is thus absorbed on the light-absorbing rear wall 29 . When feeding into the light guides 25 , 26 and 27, overlapping partial images are also shown overlapping at the edges on the shadow mask 33 . In order to achieve a desired enlargement, the partial images at the location of the projection plane 2 , corresponding to the shadow mask 33 , are larger than in the projection plane 1 . This is achieved by the exit optics 30 , 31 and 32 , which cause the individual partial beam of the respective light guide 25 , 26 , 27 to expand. Such a widening can be achieved by means of a conventional lens arrangement such as, for example, diverging lenses or widening optics. An overall image enlargement is thus achieved, ie the projection surface 2 , which corresponds to the shadow mask 33 , is substantially larger than the projection surface 1 . Due to the partial image transmission via the light guides 25 , 26 , 27 , the location of the shadow mask 33 is independent of the location of the projection device 19 , which is formed from the light source 20 with optics 21 and the projection plane 1 . As shown in Fig. 2, a right-angled arrangement of levels 1 and 2 is possible, so that, for example, a small projection device 19 can be arranged lengthways behind a large flat screen 28 or at any other convenient location for them.

Claims

1. Device for projecting an image onto a projection plane, characterized in that the image to be projected is mapped onto a first projection surface ( 1 ), that this first projection is divided into a matrix of mxn partial images ( 3 , 3 '), that each Partial image ( 3 , 3 ') is transmitted by means of a light guide to a second projection plane ( 2 ) and that the projected final image in the second projection plane ( 2 ) by a corresponding arrangement of the m × n light guides ( 5 , 6 ) from the m × n Sub-images ( 3 , 3 ') is composed.

2. Device according to claim 1, characterized in that the partial images ( 3 , 3 ') of the first projection plane ( 1 ) are smaller than those of the second projection plane ( 2 ), so that there is an enlargement of the projected image.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the partial images ( 3 , 3 'or 4, 4') overlap at the edges.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the light guides ( 5 , 6 ) are combined to form an endoscopic optical fiber cable, each light guide ( 5 , 6 ) with an entry ( 7 , 8 ) and / or Exit optics ( 9 , 10 ) is provided.

5. The device according to claim 4, characterized in that the exit optics ( 9 , 10 ) of the light guide ( 5 , 6 ) is an expansion optics.

6. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second projection level ( 2 ) is designed as a flat screen ( 28 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the outputs of the endoscopic light guide ( 25 , 26 , 27 ) in a light-absorbing rear wall ( 29 ) of the flat screen ( 28 ) are arranged.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the projection plane ( 2 ) of the flat screen ( 28 ) consists of a shadow mask ( 33 ), the tubular holes ( 34 ) are mirrored on the inside.

9. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that as a projection device ( 19 ) for generating the first projection image slide, film, video projectors or televisions. Monitors are used.

10. The device according to claim 9, characterized in that the maximum number of light guides used ( 5 , 6 ) corresponds to the resolution of the image to be projected.