DE10245104A1 - Projektionsanordnung und Projektionsverfahren - Google Patents

Projektionsanordnung und Projektionsverfahren Download PDF

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Abstract

Bei einer Projektionsanordnung mit einer Lichtquelle (1), einem Lichtmodulator (3), der ein mit Licht der Lichtquelle (1) beaufschlagbares Feld aus voneinander unabhängig ansteuerbaren Pixeln (14) umfaßt, und einer Projektionsoptik (4) zum Projizieren der Pixel (14) auf eine Projektionsfläche (8) ist eine Steuereinheit (5) zum Ansteuern der Pixel (14) des Lichtmodulators (3) sowie der Projektionsoptik (4) vorgesehen, die bewirkt, daß in einem ersten von zwei zeitlich aufeinander folgenden Projektionszuständen jedes Pixel (14) gemäß Daten jeweils eines Bildpunkts eines vorgegebenen Bildes angesteuert und die Pixel (14) mit Zwischenräumen zwischen den Pixeln (14) auf eine Projektionsfläche (8) projiziert sind und daß im zweiten der beiden Projektionszustände die Pixel (14) in die Zwischenräume projiziert sind, wobei im zweiten Projektionszustand die Pixel mit Daten angesteuert sind, die von den Bildpunktdaten der im ersten Projektionszustand zu projizierenden Pixeln abgeleitet sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsanordnung mit einer Lichtquelle, einem Lichtmodulator, der ein mit Licht der Lichtquelle beaufschlagbares Feld aus voneinander unabhängig ansteuerbaren Pixeln umfaßt, einer Projektionsoptik zum Projizieren der Pixel auf eine Projektionsfläche und einer Steuereinheit zum Ansteuern der Pixel des Lichtmodulators.
  • Bei einer solchen Projektionsanordnung besteht die Schwierigkeit, daß bei der Projektion von Filmen zum einen eine hohe Einzelbildauflösung und zum anderen eine hohe Bildwiederholungsrate notwendig ist, um den Film mit der gewünschten Qualität projizieren zu können. Aus diesen beiden Kriterien ergibt sich eine große Datenmenge, die selbst den momentan vorhandenen Computern noch erhebliche Probleme bereitet. Daher wird häufig eine starke Datenreduzierung durchgeführt, die jedoch einen hohen Aufwand erfordert und zu einem komplexen Aufbau der Projektionsanordnung führt.
  • Weiterhin sind Lichtmodulatoren mit einer hohen Auflösung (also einer entsprechend großen Anzahl von Pixeln) aufgrund der aufwendigen Herstellung relativ teuer.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Projektionsanordnung und ein Projektionsverfahren zur Verfügung zu stellen, die eine höhere Auflösung bei einer geringeren Pixelanzahl ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit einer Projektionsanordnung gelöst, die eine Lichtquelle, einen Lichtmodulator, der ein mit Licht der Lichtquelle beaufschlagbares Feld aus voneinander unabhängig ansteuerbaren Pixeln enthält, eine Projektionsoptik zum Projizieren der Pixel auf eine Projektionsfläche und eine Steuereinheit zum Ansteuern der Pixel des Lichtmodulators sowie der Projektionsoptik aufweist, wobei die Steuereinheit bewirkt, daß in einem von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Projektionszuständen jedes Pixel gemäß Daten jeweils eines Bildpunktes eines vorgegebenen Bildes angesteuert ist und die Pixel mit Zwischenräumen zwischen den Pixeln auf die Projektionsfläche projiziert sind und daß im zweiten der beiden Projektionszustände die Pixel in den Zwischenräumen projiziert sind, wobei im zweiten Projektionszustand die Pixel mit Daten angesteuert sind, die von den Bildpunktdaten der im ersten Projektionszustand zu projizierenden Pixeln abgeleitet sind.
  • Mit dieser Projektionsanordnung werden somit vorher nicht vorhandene Bildpunkte eines Bildes projiziert, wobei diese Bildpunkte andere Informationen (z. B. Helligkeitswerte, Farben) tragen wie die Bildpunkte des Bildes. Somit kann mit der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung eine Vervielfachung der projizierten Pixel und somit eine Erhöhung der Auflösung erreicht werden, ohne daß die abzuspeichernde Datenmenge pro Bild erhöht werden muß.
  • Als Projektion der Pixel auf die Projektionsfläche wird hier deren Abbildung auf die Projektionsfläche verstanden. Diese Abbildung wird so durchgeführt, daß die Zwischenräume zwischen den auf die Projektionsfläche abgebildeten Pixeln vorhanden sind. Wenn z. B. im ersten Projektionszustand das Bild eine durchgängig farbige Fläche ist, ist das projizierte Bild (die projizierten Pixel) nicht mehr durchgängig, sondern weist die Zwischenräume auf, die dunkel sind, wenn die Projektionsanordnung in einem dunkeln Raum betrieben wird. Im zweiten Projektionszustand werden die Pixel in die Zwischenräume projiziert. Die Projektion wird bevorzugt so durchgeführt, daß der Betrachter nur die Überlagerung der in beiden Projektionszuständen projizierten Pixel und somit das gesamte Bild wahrnehmen kann.
  • Die Darstellung des Bildes auf der Projektionsfläche wird typischerweise durch einen Beobachter aus einer definierten Entfernung betrachtet. Dabei ist es physiologisch gegeben, daß einzelne Pixel nur dann wahrgenommen werden, wenn diese einen Abstand aufweisen, der bei der Betrachtung zu einem Winkel führt, der größer ist als 1 Bogenminute. Es liegt also ein weiterer Vorteil der Erfindung durch Verfeinerung der projizierten Bilder oder Filme mittels der im zweiten Projektionszustand projizierten Pixel vor, der dazu führt, daß keine Pixel Struktur mehr wahrgenommen wird und somit das Bild einen weichen Eindruck, ähnlich wie beim konventionellen Film erhält.
  • Insbesondere kann der zweite Projektionszustand mehrere Einzelzustände aufweisen, in denen nacheinander an unterschiedlichen Stellen der Zwischenräume die Pixel projiziert werden, wobei bevorzugt für die Pixel in jedem Einzelzustand unterschiedliche Daten abgeleitet sind. Somit können die Zwischenräume auch mit mehreren Einzelzuständen aufgefüllt werden, wodurch eine weitere Erhöhung der Auflösung erreicht werden kann, so daß auch bei einer geringeren Betrachtungsentfernung die Pixel-Struktur nicht mehr wahrnehmbar ist.
  • Die Ableitung der Daten (insbesondere Helligkeitswerte) für die zu projizierenden Pixel im zweiten Projektionszustand kann mittels der Steuereinheit und/oder einer separaten Recheneinheit (z. B. ein PC) durchgeführt werden.
  • Eine sehr einfache Ableitung besteht darin, die Bildpunktdaten der im ersten Projektionszustand zu projizierenden Pixel nochmal zu verwenden, so daß das Bild zumindest zweimal etwas versetzt projiziert wird. Auch dies führt zu einer scheinbaren Auflösungsverbesserung.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung werden die Daten zur Ansteuerung der Pixel im zweiten Projektionszustand aus den Bildpunktdaten der zu projizierenden Pixel, bevorzugt der benachbarten zu projizierenden Pixel, des ersten Projektionszustandes berechnet. Ein Beispiel einer solchen Berechnung ist eine Interpolation oder eine Extrapolation, die leicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit durchführbar sind, wodurch eine hohe Bildwechselfrequenz und damit eine sehr gute Bilddarstellung (insbesondere bei Filmen) erreicht wird.
  • Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung die Projektionsoptik eine Verkleinerungsoptik enthalten, die bei der Projektion der Pixel bewirkt, daß jeweils das Verhältnis der Größe eines projizierten Pixels zum Abstand zum benachbarten projizierten Pixel kleiner ist als das Verhältnis der Größe des Pixels des Lichtmodulators zum Abstand zum benachbarten Pixel des Lichtmodulators. Mit einer solchen Verkleinerungsoptik läßt sich die notwendige Projektion mit Zwischenräumen der Bildpixel leicht realisieren, so daß eine kleine und leichte Projektionsanordnung zur Verfügung gestellt werden kann. Natürlich kann die Projektionsoptik so ausgelegt sein, daß insgesamt eine vergrößerte Abbildung des Pixelfelds des Lichtmodulators erfolgt.
  • Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung die Verkleinerungsoptik ein Mikrolinsenarray umfassen, wobei bevorzugt für jedes Pixel eine Mikrolinse vorgesehen ist. Ein solches Mikrolinsenarray läßt sich heute leicht und kostengünstig herstellen, so daß die Kosten für die erfindungsgemäße Projektionsanordnung kaum steigen.
  • Insbesondere kann bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung die Verkleinerungsoptik in einer Richtung quer zur Lichtausbreitungsrichtung des vom Lichtmodulator kommenden und mittels der Projektionsoptik projizierten Lichts bewegbar vorgesehen sein. Damit kann in einfachster Weise ein Versatz der projizierten Pixel in beiden Projektionszuständen realisiert werden. Bevorzugt wird die Verkleinerungsoptik in zwei unterschiedlichen Richtungen (die z. B. zueinander orthogonal sind) quer zur Lichtausbreitungsrichtung bewegbar vorgesehen, so daß die Zahl der projizierten Bildpixel zumindest das Dreifache der Anzahl der Pixel des Lichtmodulators betragen kann. Die Verkleinerungsoptik kann beispielsweise mittels entsprechender Aktuatoren, die von der Steuereinheit angesteuert werden, bewegt werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die erfindungsgemäße Projektionsanordnung eine der Verkleinerungsoptik nachgeschaltete Strahlversatzeinheit umfaßt, die mittels der Steuereinheit ansteuerbar und in zumindest zwei unterschiedliche Stellungen bringbar ist, wobei in einer der beiden Stellungen ein gewünschter Versatz der projizierten Pixel quer zur Lichtausbreitungsrichtung relativ zu den projizierten Pixeln, wenn die Strahlversatzeinheit in der anderen Stellung ist, bewirkt wird. Eine solche Strahlversatzeinheit kann beispielsweise mittels einer drehbaren, planparallelen Platte, die gegenüber der Lichtausbreitungsrichtung schräg gestellt ist (einen Winkel von ungleich 90° zur Lichtausbreitungsrichtung einnimmt) realisiert werden. Alternativ kann auch ein schwenkbarer Spiegel vorgesehen werden, der in zwei Stellungen bringbar ist. Insbesondere kann ein sogenannter Galvanometer-Scanner eingesetzt werden. Ferner kann die Strahlversatzeinheit auch zwei hintereinander geschaltete planparallele Platten oder schwenkbare Spiegel umfassen, so daß mehr als zwei unterschiedliche Stellungen bzw. unterschiedliche Versätze realisiert werden können.
  • Der Lichtmodulator kann ein reflektiver oder transmissiver Lichtmodulator sein, wobei die Pixel bevorzugt in Zeilen oder Spalten angeordnet und jeweils zumindest als heller oder dunklerer Punkt schaltbar sind. Wenn ein Pixel als heller Bildpunkt geschaltet ist, wird das von ihm ausgehende Licht auf die Projektionsfläche projiziert. Von einem Pixel, das als dunkler Bildpunkt geschaltet ist, geht entweder kein Licht aus oder das davon ausgehende Licht wird nicht auf die Projektionsfläche projiziert. Der Lichtmodulator kann z. B. eine Kippspiegelmatrix oder ein LCD-Modul sein.
  • Die Aufgabe wird ferner durch ein Projektionsverfahren gelöst, bei dem ein Lichtmodulator, der ein Feld von voneinander unabhängig ansteuerbaren Pixeln umfaßt, mit Licht beaufschlagt wird und die Pixel mit Zwischenräumen zwischen den Pixeln auf eine Projektionsfläche projiziert werden, wobei die Pixel in zwei zeitlich aufeinander folgenden Schritten so projiziert werden, daß die Pixel eines zweiten der beiden Schritten in die Zwischenräume des ersten der beiden Schritte projiziert werden, wobei im ersten Schritt jedes Pixel jeweils gemäß Daten eines Bildpunkts eines vorgegebenen Bildes angesteuert wird und im zweiten Schritt die Pixel mit Daten angesteuert werden, die von den Bildpunktdaten der im ersten Schritt zu projizierenden Pixeln abgeleitet werden.
  • Mit diesem Verfahren läßt sich eine hohe Auflösung trotz einer geringen Datenmenge pro Bild realisieren. Insbesondere können auch kostengünstigere Lichtmodulatoren eingesetzt werden, da mit einer geringeren Anzahl von Pixeln eine höhere Auflösung erreicht werden kann.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Daten für ein Pixel im zweiten Schritt jeweils von den Bildpunktdaten der dazu benachbarten Pixel des ersten Schritts abgeleitet werden. Dadurch lassen sich die Daten für die Pixeldarstellung im zweiten Schritt schnell gewinnen und das dargestellte Bild macht einen hervorragenden Eindruck.
  • Insbesondere kann zum Ableiten der Daten des zweiten Schritts eine Berechnung anhand der Bildpunktdaten durchgeführt werden. So kann beispielsweise eine Mittelwertbildung (gewichtet oder ungewichtet) erfolgen. Auch andere Interpolations- und Extrapolationsverfahren sind möglich.
  • Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der erste Schritt vor dem zweiten Schritt ausgeführt werden. Dies führt zu dem Vorteil, daß mehr Zeit für die Gewinnung der Daten für die Pixeldarstellung im zweiten Schritt vorhanden ist, da dies schon während der Projektion der Pixel im ersten Schritt durchführbar ist.
  • Eine besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die beiden Schritte wiederholt durchgeführt werden. Dadurch lassen sich beispielsweise Filme projizieren. Natürlich können auch Standbilder projiziert werden.
  • Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im zweiten Schritt zwei unterschiedliche und zeitlich aufeinander folgende Einzelprojektionen durchgeführt werden, wobei bei der ersten der beiden Einzelprojektionen Pixel in die Zwischenräume der zweiten Einzelprojektion sowie des ersten Schrittes und bei der zweiten Einzelprojektion Pixel in die Zwischenräume der ersten Einzelprojektion sowie. des ersten Schrittes projiziert werden. Damit läßt sich die Auflösung weiter erhöhen, wobei die Bilddaten für beide Einzelprojektionen in der angegebenen Art und Weise gewonnen werden und für beide Einzelprojektionen bevorzugt nicht gleich sind. Natürlich können im zweiten Schritt mehr als zwei Einzelprojektionen durchgeführt werden, die zusammen die Zwischenräume des ersten Schritts auffüllen.
  • Insbesondere kann die Projektion der Pixel in die Zwischenräume so durchgeführt werden, daß für einen Betrachter, für den nur die Überlagerung der projizierten Pixel wahrnehmbar ist, keine Zwischenräume mehr erkennbar sind. So kann beispielsweise eine geringe örtliche Überlappung der projizierten Pixel der beiden Schritte erzeugt werden.
  • Die Ableitung der Daten für die Projektion der Pixel im zweiten Schritt kann während der Projektion oder vor der Projektion durchgeführt werden. Wenn die Daten während der Projektion abgeleitet werden, muß nur eine geringfügig größere Datenmenge abgespeichert werden, da in diesem Fall z. B. bei der Projektion von Filmen nur Daten für ein paar der folgenden zu projizierenden Bilder gespeichert werden müssen und nicht die Daten für alle Bilder des Films.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung;
  • 2 eine schematische Draufsicht des Lichtmodulators der Projektionsanordnung von 1;
  • 3 eine schematische Draufsicht des Mikrolinsenarrays von 1;
  • 4 die auf die Projektionsfläche projizierten Pixel des Lichtmodulators in einer ersten Stellung des Mikrolinsenarrays;
  • 5 eine vergrößerte Darstellung eines projizieren Pixels von 4;
  • 6 die auf die Projektionsfläche projizierten Pixel des Lichtmodulators in einer zweiten Stellung des Mikrolinsenarrays;
  • 7 die auf die Projektionsfläche projizierten Pixel des Lichtmodulators in einer dritten Stellung des Mikrolinsenarrays;
  • 8 die auf die Projektionsfläche projizierten Pixel des Lichtmodulators in einer vierten Stellung des Mikrolinsenarrays, und
  • 9 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der projizierten Pixel zur Erläuterung der Ableitung der Daten für die zu projizierenden Pixel.
  • In einer Ausführungsform umfaßt die erfindungsgemäße Projektionsanordnung, wie am besten aus 1 ersichtlich, ist, eine Lichtquelle 1 (beispielsweise eine Xenon-Lampe), ein der Lichtquelle 1 nachgeordnetes, um eine Achse D drehbares Farbrad 2 sowie einen diesem nachgeschalteten Lichtmodulator 3, der in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Kippspiegelmatrix mit einer Vielzahl von in Zeilen und Spalten angeordneten Kippspiegeln (Pixel) umfaßt, die jeweils in eine erste und eine zweiten Kippstellung geschaltet werden können.
  • Ferner enthält die Projektionsanordnung eine Projektionsoptik 4, eine Ansteuereinheit 5 und eine Lichtfalle 6.
  • Die Lichtquelle 1 erzeugt ein Lichtstrahlbündel 7, das durch das sich drehende Farbrad 2 hindurchtritt und auf den Lichtmodulator 3 trifft. Das Farbrad 2 ist so ausgebildet, daß jeweils in Abhängigkeit von der Drehstellung des Farbrads 2 nur Licht unterschiedlicher Farben hindurchtreten kann. So kann dadurch der Lichtmodulator 3 zeitlich nacheinander z. B. mit rotem, grünem und blauem Licht beleuchtet werden. In Abhängigkeit von der Kippstellung der einzelnen Kippspiegel wird das von den einzelnen Kippspiegeln reflektierte Licht entweder auf eine Projektionsfläche 8 (Lichtstrahl 9) oder auf die Lichtfalle 6 (Lichtstrahl 10) gerichtet. Die Kippstellung der einzelnen Kippspiegel wird mittels der Steuereinheit 5 gemäß vorgegebenen Bilddaten eingestellt, so daß nacheinander ein rotes, grünes und blaues Teilbild projiziert wird. Dies wir so schnell durchgeführt, daß der Betrachter nur die Überlagerung der Teilbilder als mehrfarbiges Bild wahrnimmt.
  • Die Projektionsoptik 4 umfaßt, wie schematisch in 1 gezeigt ist, ein Mikrolinsenarray 11 sowie eine Projektionsteiloptik 12, die schematisch als Linse eingezeichnet ist. Das Mikrolinsenarray 11 kann mittels eines Aktuators 13 in einer durch den Doppelpfeil A angedeuteten Richtung hin- und herbewegt werden und kann weiterhin mittels eines zweiten Aktuators (nicht eingezeichnet) senkrecht zur Zeichenebene hin- und herbewegt werden. Die beiden Aktuatoren 13 werden mittels der Steuereinheit 5 gesteuert. Die Wirkung der Bewegung des Mikrolinsenarrays wird im folgenden beschrieben.
  • In 2 ist schematisch eine Draufsicht des Lichtmodulators 3 gezeigt, wobei zur Vereinfachung nur 64 Kippspiegel 14 (8 Zeilen mal 8 Spalten) dargestellt sind. In 3 ist das Mikrolinsenarray 11 in einer Draufsicht gezeigt. Wie man 3 entnehmen kann, sind 64 Mikrolinsen 15 vorgesehen, die in gleicher Weise wie die Kippspiegel 14 (bzw. Pixel) in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jedem Kippspiegel 14 eine der Mikrolinsen 15 zugeordnet ist.
  • Das Mikrolinsenarray 11 zusammen mit der Projektionsteiloptik 12 führt, wenn das Mikrolinsenarray 11 in der ersten Stellung ist, zu dem in 4 gezeigten Projektionsbild. Die auf die Projektionsfläche 8 abgebildeten Kippspiegel (durch die ausgefüllten Quadrate 16 in 4 angedeutet) sind voneinander beabstandet und weisen nur noch ein Viertel der Größe auf, die sie bei Abbildung ohne das Mikrolinsenarray 11 haben würden.
  • Somit ist das Verhältnis der Größe eines projizierten Pixels 16 (z. B. seine Kantenlänge) zum Abstand zum benachbart projizierten Pixel kleiner als das entsprechende Verhältnis auf dem Lichtmodulator 3. Insgesamt wird jedoch eine Vergrößerung des Pixelfeldes des Lichtmodulators 3 bei der Projektion bewirkt.
  • Zur Verdeutlichung ist in 5 ein projiziertes Pixel 16 von 4 vergrößert dargestellt. Ferner ist noch die Größe des projizierten Pixels als nicht ausgefülltes Quadrat 17 eingezeichnet, die das Pixel bei Projektion ohne das Mikrolinsenarray 11 aufweisen würde Wenn man das Quadrat 17 in vier Quadranten Q1, Q2, Q3, Q4 (5) unterteilt, werden die Kippspiegel 14 nur in den linken oberen Quadrant Q1 abgebildet. Somit sind zwischen den projizierten Pixeln 16, die in 4 dargestellt sind, Zwischenräume vorhanden, nämlich jeweils die Quadranten Q2, Q3 und Q4. Die zwischen den einzelnen Quadraten 17 eingezeichneten Zwischenräume sind nur zur Vereinfachung der Darstellung eingezeichnet und sind bei einer tatsächlichen Projektion nicht vorhanden.
  • Das Mikrolinsenarray 14 kann nun mittels der Aktuatoren 13 in eine zweite Stellung gebracht werden, was dazu führt, daß die Kippspiegel 14 nun in den rechten oberen Quadranten Q2 der Quadrate 17 abgebildet werden (6). In einer dritten Stellung des Mikrolinsenarrays 11 werden die Kippspiegel 14 in den rechten unteren Quadranten Q3 der Quadrate 17 abgebildet (7) und in einer vierten Stellung werden sie in den linken unteren Quadranten Q4 der Quadrate 17 projiziert (8).
  • Die beschriebenen vier Stellungen des Mikrolinsenarrays werden zeitlich nacheinander so schnell gewechselt, daß für den Betrachter nur die Überlagerung der vier Teilbilder (4 und 6 bis 7) wahrnehmbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird mit der Projektionsanordnung ein vorbestimmtes Bild projiziert, das so viele Bildpunkte wie der Lichtmodulator 3 Kippspiegel 14 umfaßt. In dem hier beschriebenen (vereinfachten) Beispiel weist das Bild somit 8 × 8 (64) Bildpunkte auf. Zur Projektion bringt die Steuereinheit 5 das Mikrolinsenarray 11 in seine erste Stellung und steuert die einzelnen Kippspiegel 14 entsprechend den Bildpunkten des Bildes an, so daß die einzelnen Bildpunkte des Bildes in die ersten Quadranten Q1 auf die Projektionsfläche 8 projiziert werden. In dem beschriebenen Beispiel wird angenommen, daß zunächst das rote Teilbild projiziert wird, so daß die Kippspiegel gemäß dem Helligkeitswerten der roten Bildpunkte angesteuert werden.
  • Danach bringt die Steuereinheit 5 das Mikrolinsenarray in seine zweite Stellung (Projektion der Pixel in die zweiten Quadranten Q2, 6) und steuert die Kippspiegel 14 gemäß Daten an, die aus den Daten der 64 Bildpunkte abgeleitet sind. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird dazu eine Mittelwertbildung der Daten von benachbarten Bildpunkten durchgeführt. Zur Erläuterung dieser Mittelwertbildung sind in 9 vier projizierte Bildpunkte 18, 19, 20, 21 während der Projektion, wenn das Mikrolinsenarray 11 in seiner ersten Stellung ist, gezeigt. Während der beschriebenen zweiten Stellung des Mikrolinsenarrays 11 werden nun die Bildpunkte 22 und 23 projiziert, wobei deren Bildinformationen mittels einer Mittelwertbildung der Bildinformationen der Bildpunkte 18 und 19 bzw. 20 und 21 gewonnen werden.
  • Danach bringt die Steuereinheit das Mikrolinsenarray 11 in seine dritte Stellung, so daß nun die Pixel in den dritten Quadranten Q3 projiziert werden (Bildpunkt 24 in 9). Die Daten für den Bildpunkt 24 werden mittels einer Mittelwertbildung der Bildinformationen der Bildpunkte 18 bis 21 gewonnen.
  • Danach wird das Mikrolinsenarray 11 in seine vierte Stellung gebracht und die Pixel werden in den vierten Quadranten Q4 projiziert (Bildpunkte 25 und 26 in 9). Die Bildinformationen für die Bildpunkte 25, 26 werden wiederum durch eine Mittelwertbildung der Bildinformationen der Bildpunkte 18 und 20 bzw. 19 und 21 gewonnen.
  • Für Bildpunkte der Projektion der zweiten bis vierten Stellung des Mikrolinsenarrays 11, die nicht auf zwei Seiten unmittelbar von Bildpunkten der Projektion in der ersten Stellung des Mikrolinsenarrays benachbart sind (z. B. Bildpunkt 27 in der ganzen rechten Spalte in 6), könnten weiter beabstandete Bildpunkte 28, 29 (4) bzw. deren Bildpunktdaten zur Mittelwertbildung benutzt werden.
  • Diese beschriebene Vorgehensweise wird für jede der drei Farben (rot, grün und blau) nacheinander durchgeführt. Natürlich können auch für jede Stellung des Mikrolinsenarrays 11 nacheinander die Farbteilbilder projiziert werden, so daß das Mikrolinsenarray 11 nur nach jeder vollständigen Umdrehung des Farbrads 2 in eine andere Stellung gebracht werden muß. Durch das beschriebene Verfahren kann somit ein Lichtmodulator mit geringerer Auflösung (geringere Anzahl von Pixeln) eingesetzt werden, ohne daß es zu einer deutlichen Qualitätsverminderung kommt. Insbesondere sind die Datenmengen dadurch auch deutlich reduziert (hier um den Faktor 4), wodurch insbesondere Filme leichter dargestellt werden können, da geringere Übertragungskapazitäten und Speichermedien mit geringerer Speicherkapazität eingesetzt werden können.
  • Anstatt der beschriebenen Mittelwertbildung aus den unmittelbar benachbarten Bildpunkten können auch weiter entfernte Bildpunkte in die Mittelwertbildung (bevorzugt gewichtet) einbezogen werden. Es sind auch andere Interpolationen sowie auch andere Berechnungen (z. B. Extrapolation) möglich. Wesentlich ist, daß die Bildinformationen für drei der vier Stellungen des Mikrolinsenarrays aus den Bilddaten gewonnen bzw. berechnet werden, die für die Projektion während der ersten Stellung eingesetzt wurden.
  • Natürlich kann anstatt der Projektionsanordnung mit einem Lichtmodulator (sogenannte Ein-Chip-Lösung) auch eine Projektionsanordnung mit z. B. drei Lichtmodulatoren (für die Farben rot, grün und blau) und einer entsprechenden Farbteilereinheit eingesetzt werden, die dem Fachmann bekann sind (sogenannte 3-Chip-Lösung).
  • Neben der beschriebenen Vervierfachung der Pixelanzahl können auch mehr abgeleitete Pixel (Pixel, deren Daten von den ursprünglichen Pixeldaten abgeleitet sind) pro zur Verfügung gestelltem Originalpixel (Pixel, zu dem Bilddaten vorhanden sind) erzeugt werden. Auch müssen durch die verschiedenen Projektionszustände keine quadratischen Muster erzeugt werden. Es können auch beliebig andere Muster erzeugt werden. Wesentlich ist insbesondere, daß für den Betrachter ein Bild ohne Lücken wahrnehmbar ist (Überlagerung der einzelnen Projektionszustände (4, 6, 7 und 8)).

Claims (12)

  1. Projektionsanordnung mit einer Lichtquelle (1), einem Lichtmodulator (3), der ein mit Licht der Lichtquelle (1) beaufschlagbares Feld aus voneinander unabhängig ansteuerbaren Pixeln (14) umfaßt, einer Projektionsoptik (4) zum Projizieren der Pixel (14) auf eine Projektionsfläche (8) und einer Steuereinheit (5) zum Ansteuern der Pixel (14) des Lichtmodulators (3) sowie der Projektionsoptik (4), wobei die Steuereinheit (5) bewirkt, daß in einem ersten von zwei zeitlich aufeinander folgenden Projektionszuständen jedes Pixel (14) gemäß Daten jeweils eines Bildpunkts eines vorgegebenen Bildes angesteuert und die Pixel (14) mit Zwischenräumen zwischen den Pixeln (14) auf eine Projektionsfläche (8) projiziert sind und daß im zweiten der beiden Projektionszustände die Pixel (14) in die Zwischenräume projiziert sind, wobei im zweiten Projektionszustand die Pixel mit Daten angesteuert sind, die von den Bildpunktdaten der im ersten Projektionszustand zu projizierenden Pixeln abgeleitet sind.
  2. Projektionsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Daten zur Ansteuerung der Pixel im zweiten Projektionszustand aus den Bildpunktdaten der zu projizierenden Pixel, bevorzugt der benachbarten zu projizierenden Pixel, des ersten Projektionszustandes berechnet sind.
  3. Projektionsanordnung nach einem der obigen Ansprüche, bei der die Projektionsoptik (4) eine Verkleinerungsoptik (11) enthält, die bei der Projektion der Pixel (14) bewirkt, daß jeweils das Verhältnis der Größe eines projizierten Pixels zum Abstand zum benachbarten projizierten Pixel kleiner ist als das Verhältnis des Pixels des Lichtmodulators zum Abstand zum benachbarten Pixel des Lichtmodulators.
  4. Projektionsanordnung nach Anspruch 3, bei der die Verkleinerungsoptik ein Mikrolinsenarray (11) umfaßt, wobei bevorzugt für jedes Pixel (14) eine Mikrolinse (15) vorgesehen ist
  5. Projektionsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Verkleinerungsoptik (11) in einer Richtung quer zur Lichtausbreitung des von dem Lichtmodulator kommenden und mittels der Projektionsoptik projizierten Lichts bewegbar ist.
  6. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der die Projektionsoptik (4) eine der Verkleinerungsoptik (11) nachgeschaltete Strahlversatzeinheit umfaßt, die mittels der Steuereinheit (5) ansteuerbar und in zumindest zwei Stellungen bringbar ist, wobei in einer der beiden Stellungen ein gewünschter Versatz der projizierten Pixel quer zur Lichtausbreitungsrichtung des vom Lichtmodulator (3) kommenden und mittels der Projektionsoptik (4) projizierten Lichts relativ zu den projizierten Pixeln, wenn die Strahlversatzeinheit in der anderen Stellung ist, bewirkt wird.
  7. Projektionsverfahren, bei dem ein Lichtmodulator (3), der ein Feld von voneinander unabhängig ansteuerbaren Pixeln (14) umfaßt, mit Licht beaufschlagt wird und die Pixel mit Zwischenräumen zwischen den Pixeln auf eine Projektionsfläche projiziert werden, wobei die Pixel in zwei zeitlich aufeinander folgenden Schritten so projiziert werden, daß die Pixel eines zweiten der beiden Schritte in die Zwischenräume des ersten der beiden Schritte projiziert werden, wobei im ersten Schritt jedes Pixel jeweils gemäß Daten eines Bildpunktes eines vorgegebenen Bildes angesteuert wird und im zweiten Schritt die Pixel mit Daten angesteuert werden, die von den Bildpunktdaten der im ersten Schritt zu projizierenden Pixel abgeleitet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Daten für ein Pixel im zweiten Schritt jeweils von den Bildpunktdaten der dazu benachbarten Pixel des ersten Schritts abgeleitet werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem zur Ableitung der Daten für die Pixel des zweiten Schritts eine Berechnung, insbesondere eine Interpolation der Bildpunktdaten, durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem der erste Schritt vor dem zweiten Schritt ausgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem die beiden Schritte wiederholt durchgeführt werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem im zweiten Schritt zwei unterschiedliche Einzelprojektionen durchgeführt werden, wobei die Pixel einer der Einzelprojektionen in die Zwischenräume der anderen Einzelprojektion projiziert werden.
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