DE102005009049A1

DE102005009049A1 - Projektionsvorrichtung und Projektionsverfahren

Info

Publication number: DE102005009049A1
Application number: DE102005009049A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dr. Baumann
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Es wird eine Projektionsvorrichtung mit einem Bilderzeugungsmodul (1), das ein Bild mit zumindest einem Artefakt in einer ersten Bildebene (E1) erzeugt, einem Strahlengang (6), der von der ersten Bildebene (E1) bis zu einer zweiten Bildebene (E2) verläuft, einer im Strahlengang angeordneten Abbildungsoptik (7), die das erzeugte Bild in die zweite Bildebene (E2) abbildet und eine zur ersten Bildebene (E1) konjugierte Ebene (E3) aufweist, einem steuerbaren optischen Filter (10), der in der konjugierten Ebene (E3) im Strahlengang (6) angeordnet ist und mit dem selektiv Abschnitte in der konjugierten Ebene (E3) zumindest teilweise abgeschattet werden können, und einer Steuereinrichtung (4) bereitgestellt, die den optischen Filter (10) so ansteuert, daß der zumindest eine Artefakt im in die zweite Bildebene (E2) abgebildeten Bild herausgefiltert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung mit einem Bilderzeugungsmodul, das ein Bild in einer ersten Bildebene erzeugt, einem Strahlengang, der von der ersten Bildebene bis zu einer zweiten Bildebene verläuft, und einer dem Strahlengang nachgeordneten Abbildungsoptik, die das erzeugte Bild in die zweite Bildebene abbildet.

Wenn das Bilderzeugungsmodul beispielsweise einen steuerbaren Lichtmodulator aufweist, der in Zeilen und Spalten angeordnete Pixel umfast, kann die Schwierigkeit auftreten, daß die Auflösung des darzustellenden Bildes geringer ist als die Anzahl der Pixel des Modulators. Um dennoch die gesamte Pixelanzahl des Lichtmodulators auszunützen, wird die selbe Bildinformation eines Bildpunktes für mehrere Pixel des Lichtmodulators wiederholt, was zu einer Klötzchenstruktur bzw. einem unnatürlich körnigem Bild führt. Das Bild weist einen Artefakt auf.

Um dies zu verhindern, können die Bilddaten für die einzelnen Pixel interpoliert werden. Dies ist jedoch nur mit einem extrem großen Rechenaufwand zu gewährleisten, insbesondere wenn dies bei Darstellung von Filmen in Echtzeit erfolgen soll. Falls die Daten vor dem Abspielen interpoliert und auf einem Datenträger (zwischen-)gespeichert werden, ist nachteilig ein erhöhter Speicheraufwand notwendig.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Projektionsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der ein mittels des Bilderzeugungsmoduls erzeugtes Bild mit zumindest einem Artefakt so dargestellt werden kann, daß der Artefakt nicht mehr auftritt. Ferner soll ein entsprechendes Projektionsverfahren zur Verfügung gestellt werden

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Projektionsvorrichtung mit einem Bilderzeugungsmodul, das ein Bild mit zumindest einem Artefakt in einer ersten Bildebene erzeugt, einem Strahlengang, der von der ersten Bildebene bis zu einer zweiten Bildebene verläuft, einer im Strahlengang angeordneten Abbildungsoptik, die das erzeugte Bild in die zweite Bildebene abbildet und eine zur ersten Bildebene konjugierte Ebene aufweist, einem steuerbaren optischen Filter, der in der konjugierten Ebene im Strahlengang angeordnet ist und mit dem selektiv Abschnitte in der konjugierte Ebene zumindest teilweise abgeschattet werden können, und einer Steuereinrichtung, die den optischen Filter so ansteuert, daß der zumindest eine Artefakt im in die zweite Bildebene abgebildeten Bild herausgefiltert ist.

Da die Filterung mittels eines optischen Filters durchgeführt wird, wird ein hoher Grad an Parallelität erreicht, so daß die Filterung in Echtzeit durchgeführt werden kann. Dies ist insbesondere bei der Projektion von Filmen möglich, wobei übliche Bildfolgeraten von 25–60 Bildern pro Sekunde oder auch noch höhere Bildfolgeraten kein Problem darstellen.

Die Steuereinrichtung kann den optischen Filter so ansteuern, daß er als optischer Tiefpaß wirkt. Dies ist insbesondere bei dem Artefakt der Klötzchenstruktur (räumlichen, periodischen Artefakten) von Vorteil, da in diesem Fall die Klötzchenstruktur durch einen stetigen Helligkeitsverlauf in der zweiten Bildebene ersetzt ist. Unter Klötzchenstruktur wird hier insbesondere verstanden, daß jeweils eine Gruppe von Bildpunkten die gleiche Bildinformation zeigt. Man kann auch von einem grob pixilierten Bild sprechen bzw. von einem Bild mit Pixelblöcken. Die optische Tiefpaßfilterung ist auch bei anderen Artefakten, insbesondere räumlichen, periodischen Artefakten vorteilhaft.

Insbesondere wird mittels der Steuereinrichtung und des optischen Filters ein veränderbarer optischer Tiefpaßfilter verwirklicht, dessen Filterwirkung z. B. während der Projektion eines Bildes verändert werden kann.

Das Bilderzeugungsmodul kann zeitlich nacheinander verschiedene Bilder mit zumindest einem Artefakt erzeugen und die Steuereinrichtung kann den optischen Filter für die verschiedenen Bilder bildindividuell ansteuern. Damit kann die optische Filterwirkung für jedes Bild optimal eingestellt werden, wodurch eine ausgezeichnete Filterwirkung erreicht wird.

Die Abbildungsoptik kann eine erste Optikgruppe und eine der ersten Optikgruppe nachgeordnete zweite Optikgruppe aufweisen, wobei die konjugierte Ebene zwischen den beiden Optikgruppen liegt. Damit kann mit einem sehr einfachen Aufbau der Filter leicht in der konjugierten Ebene angeordnet werden.

Insbesondere können beide Optikgruppen gleich ausgebildet sein, so daß die Anzahl der verschiedenen Bauelemente verringert ist.

Das Bilderzeugungsmodul kann einen ansteuerbaren ersten Lichtmodulator aufweisen. Bei dem Lichtmodulator kann es sich um einen transmissiven (beispielsweise LCD-Modul) oder reflektiven (z. B. LCoS-Modul oder Kippspiegelmatrix) Lichtmodulator handeln. Es können auch Lichtmodulatoren mit beugenden Strukturen (sogenannte GLV) eingesetzt werden.

Das Bilderzeugungsmodul kann alternativ auch so ausgebildet sein, daß ein Dia oder Film (bsp. Kinofilm) zur Bilderzeugung dient. Bei dem Artefakt kann es sich dann z. B. um einen einzelnen oder mehrere Kratzer (z. B. periodisch auftretende Kratzer mit gleicher bzw. nahezu gleicher Richtung) handeln. Selbst nicht oder quasi periodisch auftretende Kratzer können herausgefiltert werden.

Der Filter kann als Lichtmodulator ausgebildet sein, der eine Mehrzahl von unabhängig voneinander ansteuerbare Pixel aufweist, die in einen ersten und zweiten Zustand schaltbar sind. Licht, das auf Pixel im ersten Zustand trifft, gelangt in die zweite Bildebene und Licht, das auf Pixel im zweiten Zustand trifft, gelangt nicht oder nur teilweise in die zweite Bildebene. Damit können die Abschnitte vollständig oder auch teilweise abgeschattet werden.

Die Pixel sind bevorzugt quadratisch oder rechteckig und in Zeilen und Spalten angeordnet. Natürlich ist auch jede andere Pixelform möglich, wobei die Form bevorzugt so gewählt ist, daß sich die Pixel möglichst flächendeckend anordnen lassen, um einen flächigen bildgebenden Bereich zu bilden, der zur Bilderzeugung dient. Besonders bevorzugt ist eine regelmäßige Anordnung (z. B. diagonal, hexagonal, ...) der Pixel, die z. B. polygonförmig ausgebildet sind (beispielsweise als Raute, Dreieck, Sechseck oder Achteck). Allein die regelmäßige Anordnung der Pixel, die in der Regel nicht vollständig flächendeckend angeordnet werden können (benachbarte Pixel sind voneinander beabstandet), kann schon zu einem unerwünschten räumlichen Artefakt führen, der mit der erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung herausgefiltert werden kann.

Insbesondere können der erste und der zweite Lichtmodulator gleich ausgebildet sein. Damit wird die Anzahl der verschiedenen optischen Elementen für die Vorrichtung reduziert.

Die Steuereinrichtung kann den Filter so ansteuern, daß Licht, das auf die abgeschatteten Abschnitte trifft, nicht in die zweite Bildebene gelangt. Damit kann eine Blende mit einer oder mehreren Blendenöffnung realisiert werden. Insbesondere ist es bevorzugt, eine Blende mit nur einer mittleren Blendenöffnung zu bilden. Die Blendenöffnung kann mehreckig, rund oder beispielsweise auch oval sein.

Natürlich kann die Steuereinrichtung den Filter auch so ansteuern, daß nur ein Teil des Lichtes, das auf einen der abgeschatteten Abschnitte trifft, in die zweite Bildebene gelangt. Damit ist eine teilweise Abschattung der Abschnitte möglich. Dies kann man insbesondere dazu nützen, Ränder von Blendenöffnungen nicht abrupt (vollständiges Durchlassen zu vollständiges Blockieren) auszubilden, sondern mit einem gewissen örtlichen Verlauf des Abschattungsgrades. Natürlich kann die Blendenöffnung selbst einen örtlichen Verlauf des Abschattungsgrades aufweisen. Ferner ist es ganz allgemein möglich, das ein oder mehrere Bereiche des Filters oder sogar der gesamte Filterbereich einen örtlich variierenden Abschattungsgrad aufweist.

Die Blendenöffnung kann insbesondere auch so ausgebildet sein, daß sie in zwei verschiedene, insbesondere orthogonale Richtungen unterschiedlich groß ausgebildet ist. Damit kann man sehr gute Ergebnisse erzielen, wenn beispielsweise die Klötzchenbildung in zwei verschiedene, insbesondere orthogonale Richtungen unterschiedlich groß ist, d. h. jedes Bildklötzchen, das aus mehreren Pixel besteht, weist in den zwei Richtungen eine unterschiedliche Pixelanzahl auf. Bei dreieckiger oder hexagonaler Form der Pixel des Lichtmodulators kann die Blendenöffnung in drei verschiedenen Richtungen die Ausdehnung der Blendenöffnung unterschiedlich gewählt sein. Natürlich kann auch für mehr als drei Richtungen die Ausdehnung der Blendenöffnung unterschiedlich gewählt sein.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Projektionsverfahren, bei dem ein Bild mit zumindest einem Artefakt in einer ersten Bildebene erzeugt wird, das erzeugte Bild entlang eines Strahlenganges in eine zweite Bildebene abgebildet wird, wobei in einer zur ersten Bildebene konjugierten Ebene im Strahlengang selektive Abschnitte zumindest teilweise so abgeschattet werden, daß der zumindest einen Artefakt im in die zweite Bildebene abgebildete Bild herausgefiltert ist. Mit diesem Verfahren kann leicht und schnell die gewünschte Filterung durchgeführt werden.

Insbesondere kann die Abschattung der Abschnitte so gewählt werden, daß eine optische Tiefpaßfilterung durchgeführt wird. Damit lassen sich insbesondere unerwünschte Klötzchenbildungen oder sonstige räumliche (bevorzugt periodische) Artefakte im erzeugten Bild herausfiltern.

Bei dem Projektionsverfahren können zeitlich nacheinander verschiedene Bilder mit zumindest einem Artefakt erzeugt werden und kann die Abschattung der Abschnitte für die Bilder bildindividuell durchgeführt werden. Damit läßt sich für jedes Bild die optimale Filterung einstellen.

Die Abschattung kann bevorzugt so durchgeführt werden, daß Licht, das auf die abgeschatteten Abschnitte trifft, nicht in die zweite Bildebene gelangt. Damit läßt sich eine Blende mit einer oder mehreren Blendenöffnungen realisierten, die für jedes Bild individuell einstellbar ist.

Die Blendenöffnung kann mehreckig, rund oder oval sein und es ist möglich, daß die Blendenöffnung in zwei (bevorzugt orthogonalen) oder mehreren Richtungen unterschiedlich groß ausgebildet ist.

Ferner kann die Abschattung der Abschnitte so durchgeführt werden, daß nur ein Teil des Lichtes, das auf einen der abgeschatteten Abschnitte trifft, in die zweite Bildebene gelangt. Damit wird eine teilweise Abschattung realisiert, was zu einer weiteren Verbesserung bei der Bilddarstellung der zweiten Bildebene führt. Insbesondere kann man damit zum Beispiel den Rand einer Blendenöffnung mit einem sich örtlich ändernden Abschattungsgrad realisierten.

Ferner wird ein Verfahren zur Erzeugung von Bilddaten einer Filmsequenz für die obige Projektionsvorrichtung bereitgestellt, bei dem zeitlich aufeinanderfolgende Bilder mit unterschiedlichen Auflösungen gespeichert werden und jedem gespeichertem Bild eine Information über die gewählte Auflösungen hinzugefügt wird. Damit läßt sich individuell für jedes Bild die gewünschte und benötigte Auflösung einstellen. Insbesondere ist es möglich, Details in einem Bild mit hoher Auflösung und sich nur langsam ändernde Strukturen in einem Bild mit nur geringer Auflösung zu hinterlegen und diese dann der erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung zu projizieren, so daß ein Beobachter auf Grund der raschen Bildfolge und der Trägheit des Auges nur die Überlagerung dieser Bilder wahrnimmt.

Die Steuereinrichtung der Projektionsvorrichtung steuert den Filter bei der Projektion der Bilder immer entsprechend der gespeicherten Information über die Auflösung an, so daß ein Betrachter aufgrund der Trägheit des Auges und des schnellen Bildwechsels bei der Projektion die Bilder nicht mehr einzeln wahrnehmen kann. Dem Betrachter erscheint damit die Filmsequenz mit hoher Auflösung.

Die Erfindung wird nachfolgende beispielshalber anhand der Figuren noch näher erläutert es zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Projektionsvorrichtung;

2 eine schematische Ansicht der Projektionsvorrichtung von 1 zur Erläuterung des optischen Filters;

3 eine weitere schematische Ansicht der Projektionsvorrichtung von 1 zur Erläuterung des Filters;

4 ein erzeugtes Bild mit einem Artefakt;

5 das zu 4 konjugierte Bild;

6 die Blendenwirkung des optischen Filters der Projektionsvorrichtung von 1 bis 3;

7 das gefilterte Bild in der zweiten Bildebene ;

8 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Projektionsvorrichtung, und

9 eine schematische Ansicht der Projektionsvorrichtung von 8 zur Erläuterung der Filterwirkung.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt die Projektionsvorrichtung ein Bilderzeugungsmodul 1, das eine Lichtquelle 2 sowie einen transmissiven Lichtmodulator 3 aufweist.
Der Lichtmodulator 3 ist als LCD-Modul ausgebildet, das 1280 × 960 Pixel aufweist, die voneinander unabhängig so angesteuert werden können, daß das Licht der Lichtquelle 2 transmittiert wird oder nicht.
Um den Lichtmodulator 3 ansteuern zu können, ist eine Steuereinrichtung 4 vorgesehen, die Bilddaten von einer Bilddatenquelle 5 erhält und auf der Basis dieser Bilddaten die einzelnen Pixel des Lichtmodulators 3 entsprechend ansteuert, so daß mittels des Lichtmodulators 3 ein Bild in einer ersten Bildebene E1 (die hier mit der Ebene zusammen fällt, in der die Pixel des Lichtmodulators 3 liegen) erzeugt wird.
Von dem Lichtmodulator 3 bzw. der ersten Bildebene E1 verläuft ein Strahlengang 6 bis zu einer zweiten Bildebene E2. In dem Strahlengang 6 ist eine Abbildungsoptik 7 mit einer ersten und zweiten Optikgruppe 8, 9 angeordnet, die das in der ersten Bildebene E1 erzeugte Bild in die zweite Bildebene E2 abbildet.
Zwischen den beiden Optikgruppen 8, 9 ist im Strahlengang ein steuerbarer optischer Filter 10 angeordnet, der genau in einer zur ersten Bildebene E1 konjugierten Ebene E3 liegt. Der Filter 10 wird ebenfalls mittels der Steuereinrichtung 4 angesteuert und ist in der beschriebenen Ausführungsform ein zweiter Lichtmodulator, der baugleich zum ersten Lichtmodulator 3 ist.
Wie 1 entnommen werden kann, entspricht der Abstand des ersten Lichtmodulators 3 von der ersten Optikgruppe 8 der Brennweite f₁ der ersten Optikgruppe 8. In gleicher Weise ist der Abstand zwischen dem Filter 10 und der ersten Optikgruppe 8 gleich der Brennweite f₁. Der Abstand des Filters 10 und der zweiten Bildebene E2 zur zweiten Optikgruppe 9 entspricht jeweils der Brennweite f₂ der zweiten Optikgruppe 9.
Mit dem ersten Lichtmodulator 3 wird nun zum Beispiel das in 4 dargestellte Bild erzeugt. Dieses Bild weist ein Klötzchen- bzw. Blockmuster auf, daß z. B. dann entsteht, wenn die Bilddaten von der Bilddatenquelle mit einer geringeren Auflösung als die Anzahl der Pixel des Lichtmodulators 3 bereitgestellt werden und die Steuereinrichtung 4 zur vollflächigen Nutzung des Lichtmodulators 3 mehreren benachbarten Pixel des Lichtmodulators 3 jeweils die gleiche Bildinformation zuführt. In dem hier gezeigten Beispiel von 4 erhält jeweils ein Bereich PB von acht Pixel in x-Richtung und vier Pixel in y-Richtung die gleiche Bildinformation. Das so dargestellte Bild weist somit einen (räumlichen) Artefakt auf, der bei einer Bilddarstellung nicht akzeptabel ist. Ähnliche Blockmuster können beispielsweise auch bei Bildern auftreten, die mittels des JPEG-Algorithmus stärker komprimiert sind.
In 1 sind beispielhaft die Strahlen bei der Abbildung eines Bildpunktes des Bildes von der erste Bildebene E1 bis zur zweiten Bildebene E2 eingezeichnet. Daraus erkennt man, daß der Filter 10 im parallelen Strahlengang der Abbildung der Abbildungsoptik 7 angeordnet ist, so daß ein teilweise Abschattung mittels des Filters 10, wie nachfolgend in Verbindung mit 2 und 3 beschrieben wird, für diese Abbildung nur zu einem Helligkeitsverlust, aber zu keinem Verlust an Bildinformation führt.
In 2 ist schematisch ein Strahlenverlauf eingezeichnet, der durch Beugung an der Blockstruktur des Bildes von 4 auftritt. Dieses Licht weist (für die hier betrachtete erste Beugungsordnung) eine einheitliche Richtung auf und kann als paralleles Bündel angesehen werden, das mittels der ersten Optikgruppe 8 in die konjugierte Ebene E3 fokusiert wird. Der Filter 10 wird mittels der Steuereinrichtung 4 so angesteuert, daß er dieses Licht blockt, so daß es nicht in die zweite Bildebene E2 gelangen kann. Es wird somit ein Bereich der Zwischenbildebene mittels des Filters 10 abgeschattet. Der Filter 10 wirkt als optischer Tiefpaß.
In 5 ist das Beugungsbild in der Zwischenbildebene E3 (also das reziproke bzw. das Fourier transformierte Bild) dargestellt. Da im erzeugten Bild (4) jeweils 8 × 4 Pixel mit derselben Helligkeitsinformation versorgt sind, ist im reziproken Bild (5) in x-Richtung ein Signal mit einer charakteristischen Struktur von 1/8 der Ausdehnung des Beugungsbildes zu sehen. In gleicher Weise ist ein Signal in y-Richtung mit einer charakteristischen Struktur von 1/4 der Ausdehnung des Beugungsbildes zu sehen. Zur Verdeutlichung sind in 5 die x- und y-Achse und jeweils ein Doppelpfeil P1, P2 mit einer Länge entsprechend der charakteristischen Strukturen eingezeichnet.
Die Steuereinrichtung 4 steuert den Filter 10 so an, daß er als Blende wirkt, die eine zentrale rechteckige Blendenöffnung aufweist. Somit wird nur das Licht, das durch diese zentrale Blendenöffnung hindurch geht, wie in 6 angedeutet ist, bis zur zweiten Bildebene E2 übertragen. Damit werden optisch die höheren Frequenzen abgeschnitten, so daß das Bild in der zweiten Bildebene, wie in 7 gezeigt, nun kontinuierliche Helligkeitsverläufe aufweist. Damit ist die störende Blockstruktur von 4 nicht mehr sichtbar. Das Bild in der zweiten Bildebene enthält zwar nicht mehr Informationen als das ursprünglich erzeugte Bild, ist jedoch viel angenehmer zu betrachten.
Mit dem Filter 10 können somit die unerwünschten räumlichen Artefakte (hier periodische Artefakte) herausgefiltert werden, wobei alle räumlichen Artefakte auf einmal bearbeitet werden können, was einer sehr hohen Parallelisierung der Bilddatenverarbeitung entspricht. Wenn man dies elektronisch in Echtzeit oder bei Erstellung der Bilddaten durchführen müßte, wäre ein sehr hoher Rechenaufwand notwendig.
In 3 ist schematisch noch gezeigt, daß an echter Bildinformation gebeugte Lichtbündel unter einem anderen Winkel bzw. Winkelspektrum abgelenkt wird und somit mittels der ersten Optikgruppe 8 auf einen anderen Abschnitt bzw. auf andere Abschnitte des Filters fokussiert wird/werden. Diese Abschnitte sind natürlich bevorzugt so geschaltet, daß dieses Licht vom Filter transmittiert wird und damit zur zweiten Bildebene E2 gelangen kann.
Mit der beschriebenen Projektionsvorrichtung kann vorteilhaft die Filterwirkung schnell geändert werden, da dazu der zweite Lichtmodulator nur entsprechend angesteuert werden muß. Es ist sogar möglich, für jedes projizierte Bild (beispielsweise bei der Projektion von Filmen) eine individuelle Filterwirkung, die für die verschiedenen Bilder unterschiedlich ist, einzustellen, so daß eine bildindividuelle optische Filterung verwirklicht werden kann.
Die Projektionsvorrichtung kann, wie in Verbindung mit 4–7 beschrieben ist, bei unterschiedlicher Skalierung in x-und y-Richtung (Größe der Pixelblöcke PB) sowie natürlich auch bei gleicher Skalierung in x-und y-Richtung verwendet werden.
Der Filter kann nicht nur so geschaltet werden, daß er entweder das Licht in dem entsprechenden Abschnitt transmittiert oder nicht transmittiert, sondern auch so, daß in gewissen (beispielsweise Randbereichen der Blendenöffnung) nur ein gewisser Teil des Lichtes transmittiert wird. Die Blendenöffnung hat dann keinen scharten Rand, sondern es kann z. B. ein örtlichen Verlauf von vollständigem Durchlassen bis zu vollständigem Blockieren eingestellt werden.
Insbesondere kann in der Blendenöffnung auch nicht nur rechteckig, sondern mehreckig, rund oder oval gewählt werden.
Der in 1 bis 3 gezeigte Aufbau der Projektionsvorrichtung kann so geändert werden, daß beide Optikgruppen die gleiche Brennweite aufweisen, so daß dann die entsprechenden Abstände gleich sind. In diesem Fall können die Optikgruppen 8 und 9 gleich ausgebildet sein.
Natürlich ist es auch möglich, daß die Optikgruppen 8 und 9 so unterschiedlich ausgebildet sind, daß der Abstand vor und hinter den Optikgruppen 8 und 9 jeweils unterschiedlich ist.
Die zweite Bildebene E2 kann die gewünschte Projektionsfläche selbst sein, auf der das gefilterte Bild darzustellen ist. Sie kann auch eine Zwischenbildebene sein, der eine Projektionsoptik (nicht gezeigt) folgt, die das Bild dann auf eine Projektionsfläche projiziert. In diesem Fall kann die zweite Optikgruppe 9 auch Teil der Projektionsoptik (nicht gezeigt) sein.
Die Steuereinrichtung 4 benötigt in der beschriebenen Ausführungsform Informationen über die Auflösung der darzustellenden Bilder. Dies kann über einen Standard, z. B. für den Kompressionsalgorithmus, mit dem die Bilder komprimiert wurden, festgelegt sein. Auch ist es möglich, daß den Daten entsprechende Informationen beigefügt sind. Solche Informationen werden häufig header-Informationen genannt. Diese können für alle Bilder allgemein oder Bilder individuell sein.
Ferner ist es möglich, diese Information aus jedem einzelnen Bild abzuleiten, beispielsweise wenn entsprechende Bildendmarken und Zeilenendmarken bei horizontalem Bildaufbau (bzw. Spaltenendmarken bei vertikalem Bildaufbau) im Datenstrom enthalten sind.
Des weiteren ist es beispielsweise möglich, aus der Struktur des reziproken Bildes in der konjugierten Ebene E3 selbst die Informationen für die Ansteuerung des Filters 10 abzuleiten. Man kann beispielsweise gewisse optische Signaturen detektieren und danach die Ansteuerung auswählen.
Der erste Lichtmodulator 3 und der Lichtmodulator des Filters 10 sind in der beschriebenen Ausführungsform jeweils als transmissiver Lichtmodulator ausgebildet.
Alternativ ist es möglich, daß zumindest einer der Lichtmodulatoren als reflektiver Lichtmodulator ausgebildet ist. In den 8 und 9 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der beide Lichtmodulatoren als reflektive Lichtmodulatoren ausgebildet sind. Als Lichtmodulator ist jeweils eine Kippspiegelmatrix vorgesehen. Gleiche Elemente der beiden Ausführungsformen sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obige Beschreibung verwiesen. In 8 und 9 sind ein Pfeil P3, der die Richtung des Beleuchtungslichters zeigt, und bei dem Filter 10 schematisch zwei Kippspiegelelemente 11 und 12 eingezeichnet.
Auf das Kippspiegelelement 11 trifft an echten Bildinformationen gebeugtes Licht und wird vom Filter 10 so reflektiert wird, daß es in die zweite Bildebene E2 gelangt, wie in 8 gezeigt ist.
Das an der periodischen Artefaktstruktur (Klötzchenstruktur) gebeugte Licht trifft hingegen auf das Kippspiegelelement 12, das so eingestellt ist, daß darauf fallendes Licht nicht zur zweiten Bildebene E2 gelangt, sondern in eine Strahlfalle 13 reflektiert wird. Die Strahlfalle 13 ist zur Vereinfachung der Darstellung nur in 9 eingezeichnet.
Das Bilderzeugungsmodul 1 kann bei beiden Ausführungsformen so ausgebildet sein, daß ein- oder mehrfarbige Bilder erzeugt werden können. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß zeitsequentiell ein rotes, ein grünes und ein blaues Teilbild des zu erzeugenden Bildes erzeugt werden. In diesem Fall wird nur ein Lichtmodulator 3 benötigt. Es ist auch möglich, mehrere Lichtmodulatoren in dem Bilderzeugungsmodul 1 vorzusehen, so daß die Farbteilbilder gleichzeitig erzeugt und überlagert werden können.
Mit der oben beschriebenen Projektionsvorrichtung kann das folgende Kompressionsverfahren für Filmsequenzen eingesetzt werden. Bei diesem Kompressionsverfahren wird auf hohe Auflösung jedes Bildes verzichtet und statt dessen werden die aufeinander folgenden Bilder mit unterschiedlichen Auflösungen abgespeichert. So kann beispielsweise bei zeitlich aufeinanderfolgenden Bildern, die nur schwach variieren, eine grobe Struktur in einem oder mehreren gering aufgelösten Bildern transportiert werden. Details werden in ein oder mehrere höher aufgelöste Bilder verlagert.
Da bei der beschriebenen Projektionsvorrichtung jedes Bild individuell entsprechend der bekannten Auflösung gefiltert wird, können auffällige Blockmuster durch die optische Tiefpaßfilterung verschleiert werden. Obwohl mehrere Bilder der Filmsequenz mit geringer Auflösung dargestellt werden, ist der visuelle Eindruck bei der Projektion von Filmen wegen der raschen Bildfolge entsprechend einem vollständig hoch aufgelösten Film.

Claims

Projektionsvorrichtung mit einem Bilderzeugungsmodul (1 ), das ein Bild mit zumindest einem Artefakt in einer ersten Bildebene (E1) erzeugt, einem Strahlengang (6), der von der ersten Bildebene (E1) bis zu einer zweiten Bildebene (E2) verläuft, einer im Strahlengang angeordneten Abbildungsoptik (7), die das erzeugte Bild in die zweite Bildebene (E2) abbildet und eine zur ersten Bildebene (E1) konjugierte Ebene (E3) aufweist, einem steuerbaren optischen Filter (10), der in der konjugierten Ebene (E3) im Strahlengang (6) angeordnet ist und mit dem selektiv Abschnitte in der konjugierten Ebene (E3) zumindest teilweise abgeschattet werden können, und einer Steuereinrichtung (4), die den optischen Filter (10) so ansteuert, daß der zumindest eine Artefakt im in die zweite Bildebene (E2) abgebildeten Bild herausgefiltert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (4) den optischen Filter (10) so ansteuert, daß er als optischer Tiefpaßfilter wirkt.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der das Bilderzeugungsmodul (1) zeitlich nacheinander verschiedene Bilder mit zumindest einem Artefakt erzeugt und die Steuereinrichtung (4) den optischen Filter (10) für die verschiedenen Bilder unterschiedlich ansteuert.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Abbildungsoptik (7) eine erste Optikgruppe (8) und eine der ersten Optikgruppe (8) nachgeordnete zweite Optikgruppe (9) aufweist, wobei die konjugierte Ebene (E3) zwischen den beiden Optikgruppen (8, 9) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die beiden Optikgruppen (8, 9) gleich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der das Bilderzeugungsmodul (1) einen ansteuerbaren ersten Lichtmodulator (3) aufweist.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der der Filter (10) als zweiter Lichtmodulator ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, bei der die beiden Lichtmodulatoren (3, 10) gleich ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (4) den Filter (10) so ansteuert, daß das Licht, das auf die abgeschatteten Abschnitte trifft, nicht in die zweite Bildebene (E2) gelangt.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (4) den Filter (10) so ansteuert, daß nur ein Teil des Lichtes, das auf einen der abgeschatteten Abschnitte trifft, in die zweite Bildebene (E2) gelangt.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (4) den Filter (10) so ansteuert, daß der Filter (10) nur eine mittlere Blendenöffnung aufweist, die bevorzugt mehreckig, rund oder oval ist.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (4) den Filter (10) so ansteuert, daß der Filter eine Blendenöffnung aufweist, die in mindestens zwei unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich groß ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Steuereinrichtung (4) den Filter (10) so ansteuert, daß der Filter (10) eine Blendenöffnung aufweist, bei der der Rand einen örtlich variierenden Abschattungsgrad aufweist.
Projektionsverfahren, bei dem ein Bild mit zumindest einem Artefakt in einer ersten Bildebene erzeugt wird, das erzeugte Bild entlang eines Strahlengangs in eine zweite Bildebene abgebildet wird, wobei in einer zur ersten Bildebene konjugierten Ebene im Strahlengang selektiv Abschnitte zumindest teilweise so abgeschattet werden, daß der zumindest eine Artefakt im in die zweite Bildebene abgebildeten Bild herausgefiltert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Abschattung der Abschnitte so durchgeführt wird, daß eine optische Tiefpaßfilterung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem zeitlich nacheinander verschiedene Bilder mit zumindest einem Artefakt erzeugt werden und für die verschiedenen Bilder unterschiedliche Abschnitte in der konjugierten Ebene abgeschattet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Abschattung so durchgeführt wird, daß Licht, das auf abgeschattete Abschnitte trifft, nicht in die zweite Bildebene gelangt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem die Abschattung so durchgeführt wird, das nur ein Teil des Lichts, das auf einen abgeschatteten Abschnitt trifft, in die zweite Bildebene gelangt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei dem die Abschattung so durchgeführt wird, daß in der konjugierten Ebene eine Blende mit nur einer mittleren Blendenöffnung vorhanden ist, die bevorzugt mehreckig, rund oder oval ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Blendenöffnung in mindestens zwei verschiedenen Richtungen unterschiedlich groß ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem der Rand der Blendenöffnung einen örtlich variierenden Abschattungsgrad aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, bei dem Bilddaten zeitlich aufeinanderfolgende Bilder einer Filmsequenz mit unterschiedlicher Auflösung gespeichert werden und jedem gespeichertem Bild eine Information über die gewählte Auflösung hinzugefügt wird, wobei die Bilder zeitlich nacheinander in der ersten Bildebene erzeugt werden und die Abschattung für jedes Bild in Abhängigkeit der entsprechenden Information über die Auflösung eingestellt wird.