DE10203874A1 - Projektor für wenigstens teilweise transparente oder transluzente Bildvorlagen - Google Patents

Abstract

Der Projektor für Bildvorlagen, wie z. B. Diapositive, hat eine Lampe (16, 18) und eine Halterung (20) für die Bildvorlage. Um mit sehr einfachen, kostengünstigen Mitteln optisch reizvolle räumliche Darstellungen frei in der Luft zu erzeugen, ist vorgesehen, daß im Strahlengang hinter der Bildvorlage unter einem spitzen Winkel schräg zur Hauptrichtung der Lichtstrahlen ein Strahlenteilerspiegel (28) und dahinter ein Fresnel-Hohlspiegel (34) angeordnet sind. Neben dem Strahlenteilerspiegel (28), auf der Seite der Lampe (16, 18) befindet sich ein Hintergrundbild (30). Die gegenüberliegende Seite des Strahlenteilerspiegels (28) liegt für den Blick eines Betrachters frei.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Projektor für wenigstens teilweise transparente oder transluzente bzw. durchscheinende, zu durchleuchtende Bildvorlagen, z. B. Diapositive, mit einer Lampe und einer Halterung für eine im Strahlengang der Lampe anzuordnende Bildvorlage.
• Übliche Diaprojektoren und Overhead-Projektoren erzeugen von einer zweidimensionalen Bildvorlage eine zweidimensionale Abbildung auf einer Leinwand. Dabei steht die Vermittlung von Bildinformationen im Vordergrund des Interesses. Wenn ein besonderer optischer Effekt beabsichtigt ist, kann dieser nur bei der Aufzeichnung der Bildvorlagen erzeugt werden.
• Ein Projektionsgerät, durch das ein verblüffender optischer Effekt erzielt wird, ist in der EP 0 616 699 beschrieben. Dieses Gerät bildet dreidimensionale Gegenstände wiederum dreidimensional in einer vergrößerten Darstellung im freien Raum vor dem Gerät ab. Die Wirkung der plastischen Luftbilder ist verblüffend und zieht die Aufmerksamkeit auf sich, so daß die Projektionsgeräte mit Vorteil für Werbezwecke eingesetzt werden können. Nachteilig ist jedoch der große Aufwand für die Beleuchtung der abzubildenden Objekte, weil nur ein sehr kleiner Teil des im Gerät erzeugten Lichtes für die dreidimensionale Darstellung im Luftraum nutzbar gemacht werden kann. Der weitaus größte Teil des Lichtes wird innerhalb des Geräts absorbiert und in Wärme umgewandelt. Da unter der starken Bestrahlung und hohen Temperatur im Innenraum die Bildvorlagen Schaden nehmen können und viele Gegenstände, z. B. Wachsmodelle, als Bildvorlage überhaupt ausscheiden, muß man sich mit Kühleinrichtungen behelfen, die wiederum bei den Kosten zu Buche schlagen. Außerdem trägt bei dem bekannten Projektionsgerät auch die Optik wesentlich dazu bei, daß die Geräte für viele Anwendungen, insbesondere mit nur vorübergehendem Einsatz, zu teuer und unwirtschaftlich sind. Dies liegt vor allem daran, daß in der üblichen Ausstattung außer einer Fresnellinse und einem Teilerspiegel ein Linsensystem mit optischen Linsen gebraucht wird, die im Querschnitt größer sind als die abzubildenden Objekte.
• Es ist weiterhin allgemein bekannt, daß außer mit Linsen auch mit Hohlspiegeln reelle Bilder erzeugt werden können. Man benötigt jedoch für eine für Werbezwecke erwünschte gute optische Qualität und Vergrößerungswirkung sowie einen großen Betrachtungswinkel sehr große und dementsprechend teure Hohlspiegel. Damit werden auch die anderen Komponenten groß, schwer und kostspielig. Die Beleuchtungseinrichtung muß den großen Maßen ebenfalls angepaßt sein.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Projektionsgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches mit sehr einfachen, kostengünstigen Mitteln optisch reizvolle Effekte durch räumliche Darstellung von Bildvorlagen frei in der Luft ermöglicht.
• Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Strahlengang hinter der Bildvorlage unter einem spitzen Winkel schräg zur Hauptrichtung der Lichtstrahlen ein Strahlenteilerspiegel und weiter in der Hauptrichtung der Lichtstrahlen hinter dem Strahlenteilerspiegel ein Fresnel-Hohlspiegel angeordnet ist, und daß neben dem Strahlenteilerspiegel, auf der Seite der Lampe ein Hintergrundbild vorgesehen ist, während die gegenüberliegende Seite des Strahlenteilerspiegels für den Blick eines Betrachters freiliegt.
• Das neue Projektionsgerät bietet den Vorteil, daß außer einem Strahlenteilerspiegel für die optische Einrichtung lediglich ein verhältnismäßig kleiner und preisgünstiger Fresnel-Hohlspiegel benötigt wird. Gleichwohl wird damit eine starke Vergrößerung der Bildvorlage und ein ausreichend großer Betrachtungswinkel erreicht. Da nach dem Prinzip der Durchstrahlung der Bildvorlage, nicht mit von dieser reflektiertem Licht gearbeitet wird, genügt zu deren Abbildung im Raum eine Sparleuchte, die nur eine minimale Erwärmung der Umgebung und der Bildvorlage zur Folge hat.
• Der angestrebte optische Effekt einer räumlichen Darstellung frei in der Luft wird durch die Kombination einer zweidimensionalen Abbildung vor einem bildhaften Hintergrund erreicht. Die räumliche Wirkung kann noch dadurch gesteigert werden, daß in bevorzugter praktischer Ausführung der Erfindung mit unterschiedlichem Abstand zum Fresnel-Hohlspiegel mehrere von einer oder mehreren Lampen durchleuchtete, in Halterungen aufgenommene Bildvorlagen vorhanden sind und das Verhältnis des Abstands der Bildvorlagen vom Fresnel-Hohlspiegel zu dessen Brennweite so klein gewählt ist, daß die von diesem erzeugten Abbildungen der Bildvorlagen für den Betrachter vor der aus seiner Sicht vorderen Kante des Fresnel-Hohlspiegels erscheinen. Da diese Abbildungen für den Betrachter hintereinander und nebeneinander aus verschiedenen Betrachtungswinkeln sichtbar sind, ergibt sich insgesamt ein räumlicher Eindruck mit dem Vorteil für die Werbung, daß z. B. bestimmte Dinge heller strahlend im Vordergrund und begleitende Aussagen oder Abbildungen im Hintergrund erscheinen können. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, eine heller strahlende Hauptsache räumlich hinter einer oder mehreren anderen Abbildungen darzustellen.
• Das erfindungsgemäße Projektionsgerät ist nicht auf die Darstellung stehender Bilder beschränkt. Wenigstens eine Bildvorlage und/oder das Hintergrundbild können ein Bildschirm, z. B. ein hinterleuchteter LCD-Flachbildschirm, sein. Auf diese Weise können bewegte Bilder bzw. Filme zusammen mit stehenden oder ebenfalls bewegten Bildern dargestellt werden.
• Wenn in besonders einfacher Ausführung auf eine besondere Beleuchtungseinrichtung des Hintergrundbildes verzichtet wird, macht es sich vorteilhaft bemerkbar, daß der vom Strahlenteilerspiegel nicht zum Fresnel-Hohlspiegel durchgelassene Anteil des Lichts auf das Hintergrundbild reflektiert wird. Die Beleuchtungseinrichtung der Bildvorlage wird auf diese Weise optimal genutzt.
• Demselben Zweck bestmöglicher Ausnutzung der Lichtquelle dient der weitere Vorschlag, die Halterung der Bildvorlage unmittelbar am oder vor dem Reflektor einer Lampe anzubringen. Dann muß die gesamte Strahlung der Lichtquelle die transparente oder transluzente Bildvorlage passieren.
• Wenn eine besonders starke Vergrößerung der Bildvorlage erwünscht ist, kann man in den Strahlengang zwischen der Bildvorlage und dem Strahlenteilerspiegel noch eine Sammellinse, vorzugsweise eine Fresnellinse einsetzen. Damit verbunden ist der weitere Vorteil, daß sie die Beleuchtungseinrichtung und Halterung der Bildvorlage sowie insgesamt den Innenraum des Geräts gegen Einblick abschirmt. Selbst Neugierige können dann nur die erzeugte Abbildung, das Hintergrundbild und die unauffällig neutrale Fläche der Fresnellinse sehen.
• Die genannte Abschirmung ist besonders nützlich, wenn der Innenraum des Geräts auch noch einen oder mehrere Bewegungsmechanismen zur Drehung und/oder axialen Verschiebung wenigstens einer Bildvorlage relativ zum Fresnel-Hohlspiegel enthält. Auch durch solche einfachen, von Hand oder motorisch antreibbaren Bewegungseinrichtungen kann der Aufmerksamkeitswert einer Darstellung gesteigert werden, weil sich die Abbildung in der Luft vor dem Gerät entsprechend dreht oder translatorisch bewegt und gezoomt wird.
• Für die Praxis hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, den Projetor als Standgerät auszubilden, wobei sein unterer, verhältnismäßig niedriger Teil lediglich eine Beleuchtungseinrichtung für eine oder mehrere Bildvorlagen enthält, die einfach nur in horizontaler Lage aufgelegt oder aufgesetzt zu werden brauchen und dann von unten nach oben durchstrahlt werden. Wegen der zweidimensionalen Bildvorlagen braucht die Bauhöhe des unteren Teils des Geräts kaum höher zu sein als die Lampe bzw. Lampen für ihre Durchstrahlung. Die Höhe des oberen Teils des Geräts, dessen oberer Abschluß durch den Fresnel-Hohlspiegel gebildet wird, ist nur durch die Größe und Schrägstellung des Strahlenteilerspiegels bestimmt. Wegen seiner geringen Höhe, gemessen an der Größe der erzeugten Abbildungen ist das Gerätegehäuse unauffällig und beeinträchtigt nicht den optischen Eindruck der Darstellung. Die Möglichkeit der Ausführung als Tischgerät hat große praktische Bedeutung.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Der in der Zeichnung dargestellte Projektor hat ein Gehäuseunterteil 10 und ein Gehäuseoberteil 12. Das Unterteil 10 enthält eine auf einem elektrischen Drehantrieb 14 montierte, zentral angeordnete Sparlampe 16 von z. B. 10 bis 20 Watt mit einem Reflektor 18. Er straht senkrecht von unten nach oben. Auf dem Reflektor 18 ist eine Halterung 20 für eine Bildvorlage in Form eines Diapositivs oder einer bedruckten transparenten Folie angebracht.
• Auf einem niedrigeren Niveau als die Halterung 20 ist eine zweite Halterung 22 für eine weitere Bildvorlage angeordnet. Sie umgibt die Sparlampe 16 ringförmig und befindet sich über einer zweiten Sparlampe 24. Das Gehäuseunterteil 10 ist im Beispielsfall nur oben offen. Nach Abnahme des leicht lösbaren Gehäuseoberteils 12 sind die im Gehäuseunterteil 10 enthaltenen Komponenten des Geräts und die Bildvorlagen zugänglich und leicht auszuwechseln.
• Das Gehäuseoberteil 12 hat ebenso wie das Gehäuseunterteil 10 einen quadratischen Querschnitt mit einer Seitenlänge von z. B. 30 cm. Es hat auch diese Höhe und in der einen Seitenwand eine quadratische Öffnung 26 mit einer Seitenlänge von 22 cm. Mit 45° Neigung zur Senkrechten sitzt in diagonaler Anordnung im Gehäuseoberteil 12 ein Strahlenteilerspiele 28. Seine Ober- und Unterkanten erstrecken sich parallel zu den Ober- und Unterkanten der Öffnung 26, wobei sich die Unterkante des Strahlenteilerspiegels 28 unmittelbar neben und unterhalb der Unterkante der Öffnung 26 befindet. Im Beispielsfall hat der Strahlenteilerspiegel 28 ein Reflexionsvermögen von etwa 50%. Es kann aber auch größer oder kleiner sein. Das vom schräg zur Hauptstrahlungsrichtung installierten Strahlenteilerspiegel 28 reflektierte Licht wird auf ein an der Rückwand des Gehäuseoberteils 12, gegenüber der Öffnung 26 angebrachtes Hintergrundbild 30 geworfen. Um es stärker zu beleuchten, besteht es vorzugsweise aus einer transparenten oder transluzenten Folie, die von einer rückseitig am Gehäuseoberteil 12 angebrachten Sparlampe 32 oder einer anderen geeigneten Beleuchtungseinrichtung von hinten durchstrahlt wird.
• Unter der Decke des Gehäuseoberteils 12 ist ein Fresnel-Hohlspiegel 34 in horizontaler Lage befestigt. Außerdem kann, falls zusätzlich gewünscht, die Bodenöffnung des Gehäuseoberteils 12 durch eine Sammellinse in Form einer Fresnellinse 36 abgedeckt sein.
• Die durch die in den Halterungen 20 und 22 aufgenommenen Bildvorlagen beeinflußten Strahlen der Lampen 20 und 24 werden durch die Fresnellinse 36 konzentriert, passieren zu etwa 50% den Strahlenteilerspiegel 28 und treffen normal auf den Fresnel-Hohlspiegel 34, der durch Reflexion der Lichtstrahlen von jeder der beiden Bildvorlagen ein reelles Bild erzeugt. Der Abstand der Bildebene von der Ebene des Fresnel- Hohlspiegels 34 unter Berücksichtigung der Brechung der reflektierten Strahlen am Strahlenteilerspiegel 28 richtet sich einerseits nach der Brennweite des Fresnel-Hohlspiegels 34 und andererseits nach dem individuellen Abstand der Bildvorlagen in den Halterungen 20 und 22 vom Fresnel-Hohlspiegel 34. Die Maße sind so gewählt, daß die Abbildung der in der Halterung 20 aufgenommenen Bildvorlage für einen zur Öffnung 26 schauenden Betrachter in größerem Abstand vor der Öffnung 26, aber auch die Abbildung der Bildvorlage in der Halterung 22 vorzugsweise noch vor der Öffnung 26, also außerhalb des Gerätegehäuses 10, 12 erscheint. Bei eingeschaltetem Drehantrieb 14 dreht sich auch die äußeren Abbildung der in der Halterung 20 gehaltenen Bildvorlage.
• Noch hinter den beiden frei in der Luft stehenden Abbildungen sieht der Betrachter durch den Strahlenteilerspiegel 28 hindurch das Hintergrundbild 30.
• Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen Teile des Projektors im Rahmen der Patentansprüche auch eine andere als die gezeigte Form haben können, um dieselbe Funktion zu erreichen.

Claims (12)

1. Projektor für wenigstens teilweise transparente oder transluzente, zu durchleuchtende Bildvorlagen, z. B. Diapositive, mit einer Lampe (16, 18) und einer Halterung (20) für eine im Strahlengang der Lampe (16, 18) anzuordnende Bildvorlage, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang hinter der Bildvorlage unter einem spitzen Winkel schräg zur Hauptrichtung der Lichtstrahlen ein Strahlenteilerspiegel (28) und weiter in der Hauptrichtung der Lichtstrahlen hinter dem Strahlenteilerspiegel (28) ein Fresnel-Hohlspiegel (34) angeordnet ist, und daß neben dem Strahlenteilerspiegel (28), auf der Seite der Lampe (16, 18) ein Hintergrundbild (30) vorgesehen ist, während die gegenüberliegende Seite des Strahlenteilerspiegels (28) für den Blick eines Betrachters freiliegt.

2. Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Abstands der Bildvorlage vom Fresnel- Hohlspiegel (34) zu dessen Brennweite so klein gewählt ist, daß die von ihm erzeugte Abbildung der Bildvorlage für den Betrachter vor der aus seiner Sicht vorderen Kante des Fresnel-Hohlspiegels (34) erscheint.

3. Projektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit unterschiedlichem Abstand zum Fresnel-Hohlspiegel (34) mehrere von einer oder mehreren Lampen (16, 18; 24) durchleuchtete, in Halterungen (20, 22) aufgenommene Bildvorlagen vorhanden sind.

4. Projektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildvorlagen konzentrisch angeordnet sind.

5. Projektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Halterung (20) einer Bildvorlage durch einen Antrieb (14) translatorisch oder rotatorisch bewegbar ist.

6. Projektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hintergrundbild (30) transluzent oder transparent und hinterleuchtet ist.

7. Projektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bildvorlage und/oder das Hintergrundbild (30) ein Bildschirm ist.

8. Projektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm ein hinterleuchteter LCD-Flachbildschirm ist.

9. Projektor nach einem der Ansprüche 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen der Bildvorlage und dem Strahlenteilerspiegel (28) eine Sammellinse (36) angeordnet ist.

10. Projektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (36) eine Fresnellinse ist.

11. Projektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteilerspiegel (28) unter einem Winkel von etwa 45° zur Hauptrichtung der Lichtstrahlen geneigt ist.

12. Projektor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteilerspiegel (28) und der Fresnel-Hohlspiegel (34) oberhalb der Lampe (16, 18) angeordnet sind.