DE10334720A1

DE10334720A1 - Projektionsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10334720A1
Application number: DE10334720A
Authority: DE
Inventors: Michael Heimrath; Sonja Hauser; Roland Herrscher
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-03-03

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit einer Lichtquelle, einer steuerbaren internen Modulationseinheit zur Erzeugung eines internen Bildes, einer Projektionseinheit zur Projektion des internen Bildes auf die Darstellungsfläche zur Darstellung eines dargestellten Bildes und einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit, wobei die Steuervorrichtung wirksam mit einer Bilddatenquelle mit Bilddaten eines vorgesehenen Bildes verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung wirksam mit wenigstens einer Verzerrungsdatenquelle mit Forminformationen über die Form der Darstellungsfläche und/oder Ausrichtungsinformationen über die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche verbunden und derart eingerichtet ist, dass die Ansteuerung der internen Modulationseinheit unter Berücksichtigung der der Steuereinrichtung von der Bilddatenquelle zur Verfügung gestellten Bilddaten des vorgesehenen Bildes einerseits und der Form- und/oder Ausrichtungsinformationen andererseits erfolgt, sodass das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entspricht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit einer Lichtquelle, einer steuerbaren internen Modulationseinheit zur Modulation des von der Lichtquelle gelieferten Lichtes einer Projektionseinheit zur Projektion des modulierten Lichtes auf die Darstellungsfläche zur Darstellung eines dargestellten Bildes und einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulations-Einheit, wobei die Steuereinrichtung wirksam mit einer Bilddatenquelle mit Bilddaten eines vorgesehenes Bildes verbunden ist.

Derartige Vorrichtungen werden in modernen Kraftfahrzeugen vielfach eingesetzt, um den Fahrer während der Fahrt auf komfortable Weise mit Informationen zu dem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, der Streckenführung oder externen Nachrichten zu versorgen. Auch Nachrichten und Unterhaltung für Beifahrer lassen sich auf diese Weise präsentieren (Infotainment). Unter dem Begriff „Bildinformationen" sind dabei jegliche Arten von visuellen Informationen zu verstehen, die beispielsweise Text, graphische Darstellungen etc. umfassen. Anders als bei der Anzeige durch einzelne, funktionsspezifische Instrumente oder Bildschirme bietet die Projektionstechnik die Möglichkeit, Informationen unterschiedlichster Art mittels einer oder weniger zentraler Vorrichtungen benutzeroptimiert darzustellen. Die Darstellungsvorrichtungen umfassen dabei stets eine Lichtquelle, die vielfach als Batterie von drei unterschiedlich farbigen Lasereinheiten ausgestaltet ist. Es sind allerdings auch Vorrichtungen mit anderen Lichtquellen, z.B. Glühlampen, bekannt. Neben der Lichtquelle umfassen die bekannten Darstellungsvorrichtungen stets eine steuerbare interne Modulationseinheit zur Modulation des von der Lichtquelle gelieferten Bildes. Die internen Modulationseinheiten en können beispielsweise als Mikrospiegel-Array, Scan-Spiegel, Flüssigkristallanzeigen oder ähnliches ausgestaltet sein. Je nach technischer Ausgestaltung ist das entstehend interne Bild unterschiedlich gestaltet. Während es sich bei Scan-Techniken aus zeitlich aufeinanderfolgenden, örtlich unterschiedlichen Bildpunkten aufbaut, wird beispielsweise bei einer Flüssigkristallanzeige ein vollständiges Zwischenbild erzeugt. In jedem Fall wird das Licht, aus welchem das interne Bild aufgebaut ist, mittels einer Projektionseinheit, beispiels weise einem geeigneten Projektionsobjektiv, auf die Darstellungsfläche projiziert. Zur Unterscheidung von dem internen Bild wird im Rahmen dieser Beschreibung das auf eine Darstellungsfläche projizierte und vom Benutzer betrachtete Bild als das „dargestellte Bild" bezeichnet.

DE 38 12 648 C2 und DE 39 04 401 C2 offenbaren jeweils gattungsgemäße Darstellungsvorrichtungen, welche im Inneren eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind. In beiden Fällen ist die Darstellungsvorrichtung bewegbar, d.h. im einen Fall am Fahrzeughimmel schwenkbar und im anderen Fall im Bereich der Instrumententafel auf Schienen verschiebbar gelagert. Dies gestattet die jeweils optimierte Positionierung des dargestellten Bildes auf einer Darstellungsfläche wie beispielsweise der Windschutzscheibe oder einer sonstigen Innenfläche des Kraftfahrzeug-Innenraums. Die Optimierung der Bildposition kann dabei personenspezifisch, geschwindigkeitsspezifisch, störlichtspezifisch etc. erfolgen.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist allerdings, dass aufgrund der unregelmäßigen Form der potentiellen Darstellungsfläche, d.h. im Wesentlichen der gesamten inneren Oberfläche des Kraftfahrzeug-Innenraumes eine positionsabhängige Verzerrung des dargestellten Bildes erfolgt. Dies bedeutet eine starke Einschränkung der für eine Darstellung tatsächlich nutzbaren Fläche, wenn keine erhebliche Verzerrung des dargestellten Bildes in Kauf genommen werden soll. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsbildende Darstellungsvorrichtung derart weiter zu entwickeln, dass die für eine Bilddarstellung nutzbare Fläche gegenüber dem Stand der Technik erweitert wird, ohne dass unerwünschte Verzerrungen des dargestellten Bildes in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung wirksam mit wenigstens einer Verzerrungsdatenquelle mit Forminformationen über die Form der Darstellungsfläche und/oder Ausrichtungsinformationen über die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche verbunden und derart eingerichtet ist, dass die Ansteuerung der internen Modulationseinheit unter Berücksichtung der der Steuereinrichtung von der Bilddatenquelle zur Verfügung gestellten Bilddaten des vorge sehenen Bildes einerseits und der Form- und/oder Ausrichtungsinformationen andererseits erfolgt, sodass das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entspricht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit bei der Erzeugung der Ansteuerdaten nicht nur die Bilddaten berücksichtigt, die sie in bekannter Weise von einer üblichen Datenquelle, wie beispielsweise einem Grafikspeicher eines Bordcomputers, erhält. Diese Daten werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als „vorgesehenes Bild" bezeichnet, da sie ein Bild repräsentieren, dass in eben diesen Proportionen dem Betrachter präsentiert werden soll. Unter Verwendung einer idealen Darstellungsfläche würde das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entsprechen. Zur Kompensation der oben bereits erwähnten Unregelmäßigkeit der potentiellen Darstellungsfläche ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass weiter die Form der tatsächlichen Darstellungsflächen bei der Berechnung der Ansteuerungsdaten Berücksichtigung findet. Ist nämlich die Form der aktuellen Projektionsfläche bekannt, lässt sich das interne Bild durch einfache geometrische Berechnungen derart „verzerren", dass die durch die Unregelmäßigkeit der Projektionsfläche hinzukommende Bildverzerrung die Verzerrung des internen Bildes kompensiert, so dass das dargestellte und vom Benutzer betrachtete Bild schließlich dem vorgesehenen Bild entspricht. Der Begriff der Entsprechung bezieht sich hierbei im Wesentlichen auf die Proportionen innerhalb des dargestellten bzw. vorgesehenen Bildes. Die für die Berücksichtigung der Form der Darstellungsfläche erforderlichen Informationen werden der Steuereinrichtung erfindungsgemäß aus einer Verzerrungsdatenquelle geliefert, die, wie nachfolgend ausgeführt, unterschiedliche Ausgestaltungen und Inhalte haben kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiter zu entwickeln, dass die für eine Bilddarstellung nutzbare Fläche gegenüber dem Stand der Technik erweitert wird, ohne dass unerwünschte Verzerrungen des dargestellten Bildes in Kauf genommen werden müssen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist geeignet zur Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen von Anspruch 15, nämlich eines Verfahrens zum Darstellen von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, wobei Licht einer Lichtquelle nach Modu lation durch eine von einer Steuereinheit angesteuerte interne Modulationseinheit mittels einer Projektionseinheit auf die Darstellungsfläche projiziert wird, umfassend die Schritte: Einlesen von Bilddaten eines vorgesehenen Bildes aus einer Bilddatenquelle, Einlesen von Forminformationen betreffend die Form der Darstellungsfläche und/oder von Ausrichtungsinformationen betreffend die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche, unter Berücksichtigung der eingelesenen Form- und/oder Ausrichtungsinformationen Berechnen von Ansteuerungsdaten zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit derart, dass ein auf der Darstellungsfläche dargestelltes Bild mit dem vorgesehenen Bild übereinstimmt, und Ansteuern der internen Modulationseinheit mit den berechneten Ansteuerungsdaten mittels einer Steuereinrichtung.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gesondert aufgeführt, sollen aber im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung gemeinsam diskutiert und erläutert werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Verzerrungsdatenquelle in einem dem eigentlichen Berechnungsverfahren vorangehenden Initialisierungsschritt mit den erforderlichen Daten geladen wird. Dies bedeutet, dass der Schritt des Einlesens von Forminformationen das Einlesen von während des vorangegangenen Initialisierungsschrittes aufgenommenen Daten umfasst. Der Initialisierungsschritt kann, je nach Ausführungsform, zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen. Bei einer Variante wird er etwa bei Installation der Darstellungsvorrichtung einmalig durchgeführt, während er bei anderen Ausführungsformen jeweils vor einer Darstellungssequenz durchgeführt wird.

In Fällen, in denen der Initialisierungsschritt lediglich einmalig durchgeführt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verzerrungsdatenquelle ein gespeichertes, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierendes Kennfeld umfasst. Dies bedeutet, dass der Initialisierungsschritt vorteilhafter Weise die Eingabe eines globalen, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierenden Kennfeldes in eine Speichereinheit umfasst. Anders ausgedrückt bedeutet das, dass die Form im Wesentlichen der gesamten potentiellen Darstel lungsfläche, d.h. aller für eine Darstellung des dargestellten Bildes in Frage kommender Flächen, gespeichert wird. Es ist offensichtlich, dass dieser Schritt grundsätzlich nur einmalig durchgeführt werden muss, was ein Vorteil dieser Ausführungsform ist.

Andererseits wird es dadurch unter Umständen erforderlich, vor einer Darstellungssequenz die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche und damit die aktuelle Darstellungsfläche, d.h. den tatsächlich genutzten Ausschnitt aus der gespeicherten potentiellen Darstellungsfläche, zu bestimmen. Hierzu ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung von Ausrichtungskoordinaten der Projektionseinheit umfasst bzw. dass der Schritt des Einlesens von Ausrichtungsinformationen das Einlesen von Daten umfasst, die die aktuelle Ausrichtung eines wenigstens die Projektionseinrichtung umfassenden Vorrichtungsbestandteils repräsentieren und zuvor von einem Sensor erfasst wurden.

Die spezielle Ausgestaltung des Sensors muss sich selbstverständlich nach der speziellen Konstruktion der Darstellungsvorrichtung richten, so dass die notwendigen Informationen, welche zur Berechnung der tatsächlich genutzten, aktuellen Darstellungsfläche erforderlich sind, gewonnen werden können. Ist der wenigstens die Projektionseinheit umfassende Vorrichtungsbestandteil verschiebbar gelagert und insbesondere schienengelagert, wie bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, hat der Sensor vorzugsweise die Position auf der Verschiebebahn oder den Verschiebeweg im Vergleich zu einer Nullposition zu erfassen. Ist der wenigstens die Projektionseinheit umfassende Vorrichtungsbestandteil schwenkbar gelagert, wie bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, hat der Sensor vorzugsweise den Schwenkwinkel zu erfassen. Besonders vorteilhafter Weise ist der wenigstens die Projektionseinheit umfassende Vorrichtungsbestandteil verschiebbar und schwenkbar gelagert. In diesem Fall umfasst der Sensor vorzugsweise zwei Sensoreinheiten, so dass Schiebe- und Schwenkposition erfasst werden können.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung der Form der Darstellungsfläche umfasst. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Ausrichtung der Darstellungsvorrichtung nicht gesondert erfasst werden muss. Andererseits erfordert sie es, dass vor einer Darstellungssequenz die Form der aktuellen Darstellungsfläche direkt erfasst werden muss. In diesem Fall wäre der Initialisierungsschritt jeweils vor einer Darstellungssequenz durchzuführen. Man beachte, dass der Ausdruck „vor einer Darstellungssequenz" nicht notwendig bedeutet, dass der entsprechende Verfahrensschritt vor jeder Darstellungssequenz durchgeführt werden muss. Vielmehr kann es ausreichend sein, wenn, wie aus Effizienzgründen bevorzugt, dies nur erfolgt, wenn die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Daten in der Verzerrungsdatenquelle nicht vorliegen, weil beispielsweise seit dem letzten Laden der entsprechenden Daten eine Änderung der Ausrichtung der Darstellungsvorrichtung erfolgte oder die entsprechenden Daten aus anderen Gründen nicht zur Verfügung stehen. Für die konkrete Durchführung des Initialisierungsschrittes stehen, unabhängig davon, ob er einmalig oder wiederholt durchgeführt wird, verschiedene Methoden zur Verfügung, die nachfolgend getrennt erläutert werden sollen. Selbstverständlich kann eine Anpassung auch während einer Darstellungssequenz oder zwischen Teilsequenzen erfolgen, etwa wenn die Darstellungsvorrichtung während einer Darstellungssequenz bewegt wird.

Insbesondere in Fällen, in denen der Initialisierungsschritt nur einfach durchgeführt wird, können geometrische Daten zur Form der potentiellen Darstellungsfläche beispielsweise aus einer Konstruktionsdatenbank in einen entsprechenden Speicher, der hier als Verzerrungsdatenquelle dient, geladen werden.

Aus Gründen der Genauigkeit und Flexibilität wird jedoch bevorzugt, dass die erforderlichen Daten individuell gemessen werden. Hierzu kann bei einer besonders günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein der Lichtquelle optisch benachbarter Lichtdetektor vorgesehen sein. Dieser kann beispielsweise eine oder mehrere Fotodioden umfassen, als CCD-Arraey oder CCD-Zeile oder in anderer geeigneter Weise ausgeführt sein. Unter „optisch benachbart" wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung eine Anordnung mit wenigstens teilweise identischem oder eng benachbartem Lichtweg verstanden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass Licht von der Lichtquelle sowie Licht zum Lichtsensor jeweils die Projektionseinheit und die interne Modulationseinheit (jeweils in unterschiedli cher Reihenfolge) passiert. Hierdurch wird es, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform des Initialisierungsschrittes vorgesehen, möglich, ein Referenzmuster, mit welchem eine innere Oberfläche des Projektionsraumes bestrahlt wird, im Wesentlichen unter dem Blickwinkel der Lichtquelle zu erfassen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bestrahlung mit dem Referenzmuster unter Verwendung der Lichtquelle, der internen Modulationseinheit und der Projektionseinheit erfolgt. Dies bedeutet, dass die interne Modulationseinheit mit den Ansteuerungsdaten zum Aufbau eines internen Bildes des Referenzmusters angesteuert wird, so dass dieses, aufgebaut aus Licht der Lichtquelle, auf die aktuelle oder potentielle Darstellungsfläche projiziert wird. Das dargestellte Bild kann dann mittels des Lichtsensors im Wesentlichen auf dem selben Lichtweg, jedoch in umgekehrter Richtung, erfasst werden. Aufgrund des Streuverhaltens des projizierten Lichtes auf der Darstellungsfläche kann nämlich ein projizierter Lichtpunkt auch von einem Sensor erfasst werden, welcher nicht genau am Ort der Lichtquelle, sondern dieser optisch benachbart angeordnet ist.

Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, einen separaten Triangulationssensor zur Erfassung der Form der aktuellen Darstellungsfläche zu verwenden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind. In der Erfindung zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Innenraumes mit einer ersten Anordnung der erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung;
2: eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Innenraumes mit einer zweiten Anordnung einer erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung;
3: ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung.
Die 1 und 2 stellen jeweils eine Anordnung der erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung im Innenraum eines Kraftfahrzeuges dar. Sämtliche Innenflächen des Fahrzeug-Innenraumes sind grundsätzlich als Projektionsflächen zur Darstellung des dargestellten Bildes geeignet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind am Fahrzeughimmel (1) bzw. im Bereich der Instrumententafel (2) jeweils zwei Projektoren 10 angeordnet, welche, wie nicht im Einzelnen dargestellt, jeweils eine Lichtquelle, eine interne Bilderzeugungseinrichtung sowie eine Projektionseinrichtung enthalten. Die Projektoren 10 sind jeweils auf einer Schiene 11 verfahrbar angeordnet. Zugleich sind die Projektoren, wie durch Schwenkpfeile angedeutet, auch schwenkbar gelagert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 1 und 2 jeweils nur ein Schwenkfreiheitsgrad angedeutet. Vorzugsweise sind jedoch Schwenk- und Drehbewegungen um mehrere Raumachsen sowie Translationsbewegungen in mehreren Raumrichtungen möglich. In den gezeigten Ausführungsbeispielen dient die Windschutzscheibe 12 als Projektionsfläche für die dargestellten Bilder 13. Selbstverständlich ist es bei anderen Ausführungsformen auch möglich, andere Flächen als Darstellungsflächen zu nutzen und/oder die Projektoren anders zu positionieren.
Das Blockdiagramm von 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung. Licht von einer Lichtquelle 20, die beispielsweise als Paket von drei verschieden farbigen Lasern ausgeführt sein kann, fällt auf ein Mikrospiegel-Array 21 als Beispiel für eine interne Modulationseinheit . Selbstverständlich sind an dieser Stelle auch andere bekannte Vorrichtungen, wie etwa Scan-Spiegel, Flüssigkristallanzeigen oder ähnliches einsetzbar. Die interne Modulationseinrichtung 21 wird angesteuert von einer Steuereinrichtung 22, welche Daten, die ein vorgesehenes Bild beschreiben, von einer ersten Datenquelle 23, wie etwa einem Bordcomputer erhält. Das von der internen Modulationseinrichtung 21 modulierte Licht fällt durch ein Projektionsobjektiv 24 auf die Projektionsfläche 25, auf der das dargestellte Bild erzeugt wird, welches der Benutzer betrachtet. Die Form der Projektionsfläche 25 sowie die relative Ausrichtung des Projektionsobjektivs zur Projektionsfläche 25 sind entscheidend für die Verzerrung des dargestellten Bildes. Damit das dargestellte Bild im Wesentlichen dem vorgesehenen Bild entspricht, d.h. damit der Benutzer ein im Wesentlichen unverzerrtes Bild betrachten kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 22 aus einer zweiten Datenquelle Informationen erhält, die bei der Berechnung der Ansteuerungsdaten für die interne Modulationseinrichtung 21 berücksichtigt werden können, so dass die durch die unregelmäßige Form der Projektionsfläche 25 induzierte Verzerrung des dargestellten Bildes kompensiert wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst diese zweite Datenquelle einen Lichtsensor 26, der in Abstimmung mit der internen Modulationseinrichtung zum Beispiel als CCD-Array, CCD-Zeile oder eine oder mehrere Fotodioden oder ähnliches gestaltet sein kann. Die erforderlichen Daten werden im Rahmen eines Initialisierungsschrittes der Darstellungsvorrichtung, vorzugsweise vor einer Darstellungssequenz, welche einem Verschieben oder Verschwenken des Projektors 10 folgt, aufgenommen. Im Rahmen des Initialisierungsschrittes wird die interne Modulationseinrichtung 21 von der Steuereinrichtung 22 vorzugsweise so angesteuert, dass Licht der Lichtquelle 20 auf der Projektionsfläche 25 ein Referenzmuster bildet. Dort wird das Licht gestreut und ein Teil des Streulichtes fällt im Wesentlichen auf dem gleichen Lichtweg zurück in den Projektor. Aufgrund der Streuung fällt das Licht nicht nur exakt in die Lichtquelle zurück, sondern beleuchtet auch die Nachbarschaft der Lichtquelle. Es kann somit beispielsweise über eine Spiegelvorrichtung 27 auf den Lichtsensor 26 gelenkt werden. Dieser erfasst damit das verzerrte, dargestellte Bild des Referenzmusters. Durch einfache geometrische Berechnungen können nun die Daten des vorgesehenen Bildes in der Steuereinrichtung so modifiziert werden, dass die interne Modulationseinheit in einer Weise angesteuert werden kann, die zu einem unverzerrten dargestellten Bild führt. Dies kann rein mathematisch oder im Rahmen eines adaptiven Verfahren erfolgen, bei dem Referenzbild schrittweise modifiziert und das Ergebnis überprüft und zur Berechnung des folgenden Modifikationsschrittes verwendet wird.
Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kann die Form der gesamten als Darstellungsfläche in Frage kommenden Innenfläche des Projektionsraumes gespeichert werden, z.B. durch initialisierende Messungen oder sonstige Eingabe der entsprechenden geometrischen Daten. Bei dieser Ausführungsform ist dann vor jeder Darstellungssequenz, welche einer Verschiebung oder Ver schwenkung des Projektors folgt, die Ausrichtung des Projektors mittels eines entsprechenden Sensors zu erfassen. Hieraus lassen sich dann die konkrete Form der aktuellen Projektionsfläche und die verzerrungskompensierten Ansteuerungsdaten für die interne Modulationseinrichtung berechnen.
Natürlich stellen die in den Zeichnungen gezeigten und in der speziellen Beschreibung erläuterten Ausführungsformen nur illustrative und exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere in Bezug auf die konkrete Anbringung der Projektoren, die konkrete Ausführung verwendeter Sensoren und die verwendeten Algorithmen zur Berechnung der erfindungsgemäßen Verzerrungskompensation steht dem Fachmann ein weites Spektrum an Implementierungsmöglichkeiten zur Verfügung.

Claims

Vorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit – einer Lichtquelle – einer steuerbaren internen Modulationseinheit zur Modulation des von der Lichtquelle gelieferten Lichtes, – einer Projektionseinheit zur Projektion des modulierten Lichtes auf die Darstellungsfläche zur Darstellung eines dargestellten Bildes und – einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit, wobei die Steuereinrichtung wirksam mit einer Bilddatenquelle mit Bilddaten eines vorgesehenes Bildes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung wirksam mit wenigstens einer Verzerrungsdatenquelle mit Forminformationen über die Form der Darstellungsfläche und/oder Ausrichtungsinformationen über die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche verbunden und derart eingerichtet ist, dass die Ansteuerung der internen Modulationseinheit unter Berücksichtung der der Steuereinrichtung von der Bilddatenquelle zur Verfügung gestellten Bilddaten des vorgesehenen Bildes einerseits und der Form- und/oder Ausrichtungsinformationen andererseits erfolgt, sodass das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsdatenquelle ein gespeichertes, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierendes Kennfeld umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung von Ausrichtungskoordinaten der Projektionseinheit umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung der Form der Darstellungsfläche umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle optisch benachbart ein Lichtdetektor vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdetektor eine oder mehrere Photodioden umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdetektor ein CCD-Array oder eine CCD-Zeile umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens die Projektionseinheit umfassender Vorrichtungsbestandteil verschiebbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbare Vorrichtungsbestandteil schienengelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens die Projektionseinheit umfassender Vorrichtungsbestandteil schwenkbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 81 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbar gelagerte Vorrichtungsbestandteil im Bereich eines Fahrzeughimmels oder im Bereich einer Instrumententafel eines Fahrzeugs gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Modulationseinheit ein Mikrospiegel-Array umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Modulationseinheit einen Scan-Spiegel umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Modulationseinheit ein Flüssigkristall-Array umfasst.
Verfahren zum Darstellen von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges und insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Licht einer Lichtquelle nach Modulation durch eine von einer Steuereinheit angesteuerte interne Modulationseinheit mittels einer Projektionseinheit auf die Darstellungsfläche projiziert wird, umfassend die Schritte: – Einlesen von Bilddaten eines vorgesehenen Bildes aus einer Bilddatenquelle, – Einlesen von Forminformationen betreffend die Form der Darstellungsfläche und/oder von Ausrichtungsinformationen betreffend die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche, – unter Berücksichtigung der eingelesenen Form- und/oder Ausrichtungsinformationen Berechnen von Ansteuerungsdaten zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit derart, dass ein auf der Darstellungsfläche dargestelltes Bild mit dem vorgesehenen Bild übereinstimmt, und – Ansteuern der internen Modulationseinheit mit den berechneten Ansteuerungsdaten mittels einer Steuereinrichtung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einlesens von Forminformationen das Einlesen von während eines vorangegangenen Initialisierungsschrittes aufgenommenen Daten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsschritt die Eingabe eines globalen, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierenden Kennfeldes in eine Speichereinheit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einlesens von Ausrichtungsinformationen das Einlesen von Daten umfasst, die die aktuelle Ausrichtung eines wenigstens die Projektionseinrichtung umfassenden, bewegbar gelagerten Vorrichtungsbestandteils repräsentieren und zuvor von einem Sensor erfasst wurden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsschritt eine Bestrahlung einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes mit einem optischen Referenzmuster und die Erfassung des Referenzmusters mit einem optischen Sensor umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit dem Referenzmuster unter Verwendung der Lichtquelle, der internen Modulationseinheit und der Projektionseinheit erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Referenzmusters unter Verwendung eines der Lichtquelle optisch benachbarten Sensors und unter Verwendung der internen Modulationseinheit und der Projektionseinheit erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsschritt die direkte Erfassung der Form der Darstellungsfläche mittels eines berührungslosen Abstandsensors zur Erfassung der Abstände einer Mehrzahl von Punkten auf der Darstellungsfläche von der Projektionseinheit umfasst.