DE10215893C1

DE10215893C1 - Projektionseinrichtung und Projektionsverfahren

Info

Publication number: DE10215893C1
Application number: DE10215893A
Authority: DE
Inventors: Frank Egle
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2022-04-12
Also published as: US20030193651A1

Abstract

Beschrieben wird ein Projektionssystem zur optischen Wiedergabe von Informations- oder Entertainment-Daten für einen Einsatz im Bereich Personentransport (Flugzeug-, Bahn-, Automobilbereich). Dabei wird auf Flächen im Fahrzeug-Innenbereich durch einen LASER-Projektor zeilenweise ein Bild generiert. Durch Rotation oder Schwenken des LASER-Projektors oder Verschieben entlang einer Laufschiene können praktisch alle Bereich des Fahrzeug-Innenraums erreicht werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 6.

Systeme dieser Art werden zunehmend als Alternative zu Mo nitoren verwendet und können beispielsweise in Fahrzeugen zur Darstellung von Informationen (Fahrtdaten, Internet), zur Unterhaltung (Wiedergabe von Videos) und für Kommuni kationszwecke (Bildtelefon) eingesetzt werden.

Aus der Patentschrift DE 195 40 108 C2 ist eine Projektionsvorrichtung zur Darstellung eines ersten Bildes in einem zweiten, durch eine durchsichtige Scheibe sichtbaren Bild bekannt. Dabei umfasst die Projektionsvorrichtung einen Laser-Projektor zur Bilderzeugung. Der Laser-Projektor weist eine integrierte Ablenkeinrichtung auf, mittels der ein oder mehrere Laser-Strahlen rasterförmig auf eine Projektionsfläche im Innenbereich eines Personentransportmittels gerichtet werden.

Eine Projektionsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, welche über eine frei justierbare Projektionsfläche verfügt, wird in der japanischen Offenlegungsschrift JP 07154723 A beschrieben. Hierbei ist der Projektor auf einer Laufschiene montiert, so dass das von diesem auf die Projektionsfläche projizierte Bild in seiner Größe variiert werden kann.

Das Gebrauchsmuster Nr. 200 18 644.2 beschreibt eine solche Vorrichtung zur Projektion von Bilddaten, die für den Ein satz in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist. Dieses System be steht aus einer im Innenbereich des Fahrzeugs am Dach be festigten Projektionsfläche, die mechanisch aufgeklappt oder aufgerollt werden kann, und einem Projektor, der hin ter den betrachtenden Fahrzeuginsassen, beispielsweise auf der Hutablage oder am Fahrzeugdach, installiert ist.

Die in diesem Gebrauchsmuster offenbarte Vorrichtung hat den Nachteil, dass zur Bildwiedergabe eine speziell hierfür vorgesehene Projektionsfläche (beispielsweise eine Lein wand) erforderlich ist. Damit diese Projektionsfläche nur für die Zeit einer Bildwiedergabe im - räumlich zumeist eingeschränkten - Innenbereich des Fahrzeugs aufgespannt ist, ist bei diesem System ein Aufklapp- bzw. Aufrollmecha nismus für die Projektionsfläche vorgesehen.

Zudem definiert die starre Anordnung von Projektor und Pro jektionsfläche die Position der Betrachter für einen opti malen Projektionswinkel.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Projektionseinrichtung zur Wiedergabe optischer Informations- und Entertainment-Daten und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Einrichtung zu entwickeln, welche die genannten Nachteile weitgehend überwinden und weitere Vorzüge aufweisen.

Die Aufgabe wird durch eine Projektionseinrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. Weitere Einzelheiten dei Erfindung und Vorzüge verschiedener Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Projektion ein Laser-Projektor eingesetzt. Die Erzeugung der Bildwiedergabe erfolgt durch Rastern eines oder mehrerer Laserstrahlen, so dass das Bild zeilenweise aus einzelnen Bild punkten (Pixel) aufgebaut wird, wie beispielsweise bei ei nem PC- oder TV-Monitor. Dabei kann durch Wahl der Zeilen zahl und Pixel-Dichte die Auflösung des wiedergegebenen Bildes in weiten Grenzen variiert werden.

Ebenso kann bei einem solchen LASER-Projektor die Bildgröße in einem großen Bereich frei verändert werden, da sie nur abhängig ist von den jeweils gewählten maximalen X und Y Ansteuerwerten der im Projektorkopf integrierten LASER-Ab lenkeinrichtung (z. B. reflektierendes Schwingspiegelsy stem).

Bei dem erfindungsgemäßen System kann die Bild-Projektion auf eine hierfür speziell vorgesehene Projektionsfläche (z. B. aufklappbare Leinwand) erfolgen, aber auch auf ande re, im Innenbereich üblicherweise bereits vorhandene Ober flächen (Armaturbereich, Kopfstütze, Rückenlehne, Türver kleidung, Dachhimmel usw.). Hierzu ist es nur erforderlich, die jeweiligen Oberflächen so auszugestalten, dass sie eine ausreichende Reflektivität für das eingesetzte LASER-Licht aufweisen.

In einer erweiterten Ausführungsform kann durch eine ent sprechende Ansteuerung der LASER-Ablenkeinheit des Projek tionskopfes auch eine Verzerrungskorrektur des dargestellten Bildes erfolgen. Damit lassen sich beispielsweise kissen- oder tonnenförmige Verzeichnungen der Wiedergabe, hervorgerufen durch eine Projektion auf konkav bzw. konvex gewölbten Ober flächen (beispielsweise konvexe Oberflächen einer Kopfstütze) ebenso kompensieren wie eine trapezförmige Verzerrung des Bildes bei Schrägprojektionen.

Bei einer vordefinierten Auswahl an Oberflächen des Innenraums, die für eine Wiedergabe zur Verfügung stehen, können die je weiligen Korrekturparameter einmal werkseitig meßtechnisch erfaßt und später als gespeicherte Daten zur Verfügung stehen.

Ein besonderer Vorteil besteht in der Möglichkeit, auch bei unveränderter Position des Projektors (z. B. am Dach des Fahrzeugs) die Projektionsrichtung und damit die Lage des projizierten Bildes durch entsprechende Ansteuerung des Ab lenksystems in einem relativ weiten Bereich zu wählen bzw. zu verschieben. Mit einer solchen Anordnung kann für einen Betrachter individuell die jeweils optimale Bildwiedergabe position eingestellt werden.

Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Systems be steht darin, dass bereits mit nur einem LASER-Projektor si multan auch zwei (oder mehr) unterschiedliche visuelle In formationen an verschiedenen Positionen generiert werden können (z. B. eine Wiedergabe von Internet-Daten für den linken Fondpassagier und gleichzeitig eine Video-Wiedergabe für den rechten Fondpassagier). Hierzu wird die LASER-Ab lenkvorrichtung des Projektors so angesteuert, dass mit einem entsprechenden Abstrahlwinkel ein relativ großes Feld überstrichen wird (z. B. über linke bzw. rechte Rückenlehne der Vordersitze hinweg), wobei jedoch eine Lichtabstrahlung nur während des Überstreichens der verschiedenen Teilberei che (jeweilige Rückenlehne) mit den zugeordneten Bilddaten erfolgt.

Eine darüber hinausgehende Erweiterung des Projektionsbereichs kann dadurch erreicht werden, dass der LASER-Projektor drehbar und schwenkbar montiert ist. Bei einer Rotationsfähigkeit um 360° und einem maximalen Schwenkwinkel von 90° können an prak tisch allen erdenklichen Stellen in einem Fahrzeug Bildwieder gaben erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Position des LASER-Projektors im Innenraum veränderbar, beispielsweise durch einen Verfahrmechanismus entlang einer Laufschiene. Werden Bildinformationen für den Fahrer oder Beifahrer ange boten, so fährt der Profektionskopf des LASER-Beamers entlang der Laufschiene an Dachhimmel nach vorne und projiziert die gewünschte Information z. B. auf das Armaturenbrett. Möchten anschließend die Passagiere im Fondbereich einen Film an schauen, so ist dies durch eine Drehung des Projektionskopfes um 180° nach hinten möglich, durch Rückprojektion auf eine vorhandene Leinwand (z. B. am Dachhimmel elektrisch ausfahrbar angebracht). Ist keine Leinwand vorhanden, so kann alternativ der Projektionskopf entlang der Laufschiene nach hinten fahren und die Bildwiedergabe beispielsweise durch Projektion auf die Rückseite des Fahrer- bzw. Beifahrersitzes erfolgen.

Im Falle dass gleichzeitig für die vorderen und rückwärti gen Insassen Bildwiedergaben erfolgen sollen, ist auch ein Einsatz von zwei (oder mehr) unabhängig ansteuerbaren LASER- Projektoren möglich.

Die heute verfügbaren LASER-Quellen erzeugen sehr hohe Lichtleistungen, so dass mit dem erfindungsgemäßen System eine kontrastreiche, auch unter Tageslichtbedingungen gut sichtbare Bildwiedergabe erreicht wird. Dabei sind diese Quellen (z. B. LASER-LEDs) sehr klein und leicht, so dass der erfindungsgemäße Projektor aufgrund seines geringen Volumens im eingeschränkten Innenraum eines Fahrzeugs nicht als störend empfunden wird.

Auch unter sicherheitstechnischen Aspekten bietet das vor geschlagene System Vorteile. Die geringen Abmessungen und das geringe Gewicht des Projektors tragen bei einem Unfall wesentlich zur Vermeidung von Verletzungen bei.

Auch der mögliche Verzicht auf gesonderte Projektionslein wände (mit entsprechenden Klapp- oder Rollmechanismen) dient einer Erhöhung der Crashsicherheit.

Grundsätzlich bietet das erfindungsgemäße System den Vorteil der in weiten Grenzen freien Wahl von Projektions- bzw. Vi sualisierungbereichen, da bei entsprechender Ausgestaltung eine Bildwiedergabe an nahezu allen geeigneten Oberflächen im Innenbereich eines Fahrzeugs erfolgen kann.

Claims

1. Projektionseinrichtung zur Wiedergabe von optischen Informations- und Entertainment- Daten in Personentransportmitteln, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bilderzeugung ein Laser-Projektor vorhanden ist, der eine integrierte Ablenkeinrichtung aufweist, mittels der ein oder mehrere Laserstrahlen rasterförmig auf Projektionsflächen im Innenbereich des Personentransportmittels gerichtet werden,
wobei die Projektionsflächen durch die in den Personentransportmitteln vorhandenen Inneneinrichtungen gebildet werden,
und dass der Laser-Projektor ein Mittel zur simultanen Projektion visueller Information auf verschiedenen Projektionsflächen umfasst,
auf welchen unterschiedliche Informationen dargestellt werden können,
wobei eine Steuerung vorgesehen ist, welche eine Lichtabstrahlung durch den Laser- Projektor nur während des Überstreichens der verschiedenen Projektionsflächen zulässt.

2. Projektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Laser-Projektor eine Rotations- oder Schwenkvorrichtung aufweist, mittels der die Projektions richtung verändert werden kann.

3. Projektionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung einen Ver stellmechanismus aufweist, mittels dessen die Position des Laser-Projektors im Innenbereich des Personentransportmittels veränderbar ist.

4. Projektionseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die bei Schrägprojektion oder Projektion auf nicht-planare Projektions flächen die Ablenkeinrichtung des Laser-Projektors derart angesteuern, dass eine Kompensation der durch die Schrägprojektion oder die Projektion auf nicht-planare Projektionsflächen hervorgerufene Verzerrung erfolgt.

5. Projektionseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Projektionsflächen, um Kopfstützen, Rückenlehnen, Türverkleidungen oder den Armaturenbereich handelt.

6. Verfahren zum Betrieb einer Projektionseinrichtung zur Wiedergabe von optischen Informations- und Entertainment-Daten in Personentransportmitteln, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bilddaten mittels eines Laser-Projektors erzeugt werden, welcher eine integrierte Abtasteinrichtung aufweist,
dass ein oder mehrere Laserstrahlen rasterförmig auf verschiedene Projektionsflächen im Innenbereich des Personentransportmittels gerichtet werden,
und dass unterschiedliche visuelle Information simultan auf verschiedenen Projektionsflächen dargestellt werden kann,
und dass die Lichtabstrahlung des Laser-Projektors so gesteuert wird, dass diese nur während des Überstreichens der verschiedenen Projektionsflächen erfolgt.