DE1816967A1

DE1816967A1 - Method for optically projecting an enlarged image of a basic image onto a viewing field and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE1816967A1
Application number: DE19681816967
Authority: DE
Inventors: Morgan Mervyn Douglas; Coppen Anthony John
Original assignee: Pressed Steel Fisher Ltd
Current assignee: Pressed Steel Fisher Ltd
Priority date: 1967-12-27
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1969-07-24
Also published as: FR1598771A

Description

Verfahren Zum optischen Projizieren eines vergrößerten Abbildes von einem Grundbild auf ein B.etrachtungsfeld und Gerät zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum optischen Projizieren eines vergrößerten Abbildes eines Grundbildes auf ein Betrachtungsfeld und ein Gerät bzw. System zur Durchführung des Verfahrens. Method for optically projecting an enlarged image of a basic image on a field of observation and a device for carrying out the procedure The invention relates to a method for optically projecting an enlarged Image of a basic image on a field of view and a device or system for Implementation of the procedure.

Bei Erzielung oder Speicherung einer graphischen Informaton in Borm eines Bildes kann es notwendig sein, ein vergrößertes Abbild desselben optisch auf ein großes Betrachtungsfeld zu projizieren, damit Teile des Bildes genau gemessen oder Punkte genau digital dargestellt bzw.When obtaining or storing graphic information in Borm of an image it may be necessary to optically look at an enlarged image of the same Project a large field of view so parts of the image are accurately measured or points exactly digitally represented or

ermittelt werden können. Dabei leidet das projizierte Abbild jedoch unter Verzerrungen, die hauptsächlich auf die optischen Systeme der rojektionsgeräte und ein Verziehen des das Grundbild apeichernden Träger bzw. mediums zurückzuführen sind.can be determined. However, the projected image suffers under distortion mainly due to the optical systems of the projection devices and a warping of the carrier or medium storing the basic image are.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das die Auswirkungen solcher Verzerrungen in dem zu messenden oder digital darzustellenden oder außzuwertenden Teil des Abbildes auf ein Mindestmaß herabsetzt.The object of the invention is to create a method that has the effects such distortions in the data to be measured or to be represented digitally or to be evaluated Part of the image reduced to a minimum.

Hierzu ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem Grundbild eine Mehrzahl von-in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordneten primären Bezagspunkten überlagert und eine Mehrzahl von in gleiciiiäßigem Abstand zueinander angeordneten sekundären Bezugspunkten auf dem Betrachtungsfeld an zu den primären Bezugspunkten auf dem Grundbild im Verhältnis stehenden Stellen angeordnet und das Abbild eingestellt wird, bis die Abbildung der an den zu prüfenden Teil des Abbildes angrenzenden primären Bezugspunkte in einem vorbestimmten Verhältnis zu den zugehörigen sekundären Bezugspunkten auf dem 13etrachtungsfeld liegen.For this purpose, the method according to the invention is characterized in that that the basic image has a plurality of evenly spaced from one another primary reference points superimposed and a plurality of equally spaced to one another arranged secondary reference points on the field of view The primary reference points on the basic image are arranged in positions that are related to the primary reference points and the image is adjusted until the image of the part under test of the image adjacent primary reference points in a predetermined ratio to the associated secondary reference points on the field of observation.

Zweckmäßig geben die sekundären Beziigspunkte den Abstand und die Anordnung der primären Bezugspunkte in einem vergrößerten Maßstab wieder, -der der von dem Projektor erteilten Vergrößerung entspricht und daß das Abbild derart eingestellt wird, daß die Abbildung der geeigneten primären Bezugspunkte mit den sekundären Bezagapunkten zusammenfallen.The secondary reference points expediently indicate the distance and the Arrangement of the primary reference points on an enlarged scale again, -der the corresponds to the magnification given by the projector and that the image is set in this way will that mapping the appropriate primary reference points with the secondary Bezaga points coincide.

Das optische System oder Gerät umfaßt einen Projektor und ein Betrachtungsfeld und ist gekennzeichnet durch einen in seiner Raumlage zum Betrachtungsfeld beliebig einstellbaren Proektor und auf dem Betrachtungsfeld angebrachte sekundare optische Bezugsmarkierungen sowie durch Projektionsgrundbilder mit primären optischen Bezagsmarkierungen, die in Lage und gegenseitigem Abstand in einem vorbestimmten Verhältnis zu den sekundären Bezagsmarkierungen vorliegen.The optical system or device includes a projector and a field of view and is characterized by any one in its spatial position to the field of view adjustable proctor and secondary optical mounted on the field of view Reference markings as well as basic projection images with primary optical reference markings, those in position and mutual distance in a predetermined ratio to the secondary Pay markings are present.

Es versteht stich, daß das Projektionsgerät geeignete Einrichtungen zur Einstellung der GröBe und der vertikalen, horizontalen und winkligen Ausrichtung des Grundbildes zu dem Betrachtungsfeld aufweist und daß derartige Einstellungen durch Bewegen entweder des Projektors oder des Betrachtungsfeldes oder beider herbeigeftihrt werden können.It is understood that the projection device suitable facilities to adjust the size and the vertical, horizontal and angular alignment of the basic image to the field of view and that such settings by moving either the projector or the field of view or both can be.

Wenn die sekundären Bezagapunkte eine Reproduktion des Abstandes und der Anordnung der primaren Bezugspunkte bilden, erfordert die Einstellung des Abbildes lediglich noch die Überlagerung der an dem zu untersuchenden besonderen Teil des Abbildes angrenzenden einander zugeordneten primären und sekundären Bezugspunkte. Wenn z.B. ein kleiner Bereich des Abbildes geprüft werden soll, sind die den Ecken des Bereiches benachbarten primären Bezugspunkte diejenigen, die jeweils in Ausrichtung mit den zugehörigen sekundären Bezugspunkten gebracht werden sollten.If the secondary bezaga points are a reproduction of the distance and the arrangement of the primary reference points requires the adjustment of the image only the superimposition of the on the particular part of the to be examined Image of adjacent primary and secondary reference points associated with one another. For example, if a small area of the image is to be checked, these are the corners of the area's neighboring primary reference points are those that are each in alignment should be brought with the associated secondary reference points.

Zweckmäßig bestehen sowohl die primären wie auch die sekundären Bezugepunkte aus feinen horizontal-vertikalen Kreuzen, da sol¢he-Kreuze vertikale oder horizontale Verlagerungen ohne weiteres sichtbar madhen. Weiterhin Bolbn die primären und sekundären Bezugspunkte zweckmäßig leicht voneinander zu unterscheidende Farben aufweisen, um der Bedienungsperson das Einstellen des Bildes zu erleichtern.It is advisable to have both the primary and secondary reference points made of fine horizontal-vertical crosses, as sol ¢ he-crosses vertical or horizontal Shifts are easily visible. Furthermore Bolbn the primary and secondary It is advisable that reference points have colors that can be easily distinguished from one another, to make it easier for the operator to adjust the image.

Außerdem haben vorteilhaft das Grundbild und die primären Bezugspunkte ebenfalls leicht voneinander zu unterseheidende Farben.In addition, the basic image and the primary reference points are advantageous also easily distinguishable colors.

Das Betrachtungsfeld kann opak auagebildet sein, umd die Bildung eines Abbildes auf diesem durch Rückpro3ectionsverfahren zu gestatten und das Erscheinen oder Einfügen zusätzlicher Informationen auf der S2htseite des Betrachtungsfeldes zu ermöglichen.The field of view can be made opaque to form a To allow the image to appear on this by means of a back-projection process or inserting additional information on the side of the field of view to enable.

Außerdem kann gleichzeitig mit dem Projizieren des Abbildes auf das Betrachtungsfeld in ähnlicher Weise unter Verwendung eines zweiten Projektionsgerätes auch ein Abbild eines zweiten Grundbildes auf das Betrachtungsfeld projiziert werden. Durch getrennte Einstellung eines jeden Projektors können ausgewählte Teile eines jeden Abbildes einander auf dem Betrachtungsfeld in dem erforderlichen Verhältnis überlagert und die Auswirkungen irgendwelcher Verzerrungen in den Abbildern auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Beim gleichzeitigen Projizieren von zwei oder mehr Abbildern sind die primären Bezugspunkte jedes Grundbildes zweckmäßig unterschiedlich ausgebildet, z.B. indem sie verschiedene Farben aufweisen, um ein leichtes Indentifizieren zu gestatten.In addition, at the same time as the image is projected onto the Field of view in a similar manner using a second projection device an image of a second basic image can also be projected onto the field of view. By setting each projector separately, selected parts of a each image to each other in the field of vision in the required proportion superimposed and the effects of any distortion in the images be reduced to a minimum. At the same time Project of two or more images, the primary reference points of each basic image are appropriate designed differently, e.g. by having different colors to create a allow easy identification.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im nachfolgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben; in der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Darstellung eines durch feine Bezugskreuze mit einem Einteilungsnetz versehenen zu profizierenden Grundbildes, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführung eines Projektionsgerätes, Fig. 3 eine Darstellung des Betrachtungsfeldes des Proåetionsgerates nach Fig. 2 und Fig. 4 eine schematische Darstellung der auf das Betrachtungsfeid nach Fig. 3 geworfenen Abbildung des in Fig. -1 veranschaulichten Grundbildes.The method according to the invention is described below with reference to the Drawing described in more detail; In the drawing: FIG. 1 shows an illustration of a to be profited through fine reference crosses provided with a dividing network Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of a projection device, FIG. 3 shows the field of view of the projection device according to FIG. 2 and FIG. 4 shows a schematic illustration of the view of the field of view according to FIG. 3 of the basic image illustrated in FIG.

Bei der wiederg-egebenen AusttEhrung wurde ein in Fig. 1 veranschaulich t es Grundbild unter Verwendung eines Computersystems gebildet. Dem Computer wurdenBildinformationen in mathematischer Form eingegeben und Instruktionen zum Analysieren und Entwickeln bzw. Verarbeiten der Information erteilt. Die verarbeitete Information wurde unter Verwendung einer mit dem Auslaßkanal des Computers verbundenen Filmentwicklungsvorrichtung in ein Bild - mit einer Außenlinie 11 und zwei Kreisen 12 - in fotographischer Form umgesetzt und der Computer wurde zur netzartigen Einteilung der Fotografie durch Überlagern mit feinen Bezugskreuzen, z.B. 13, an der Ecke eines jeden Quadrats in vorbestimmten Digitallagen programmiert.In the embodiment shown, a was illustrated in FIG. 1 t it basic image formed using a computer system. Image information was sent to the computer entered in mathematical form and instructions for analyzing and developing or processing of the information granted. The processed information was saved under Use of a film processor connected to the outlet port of the computer into a picture - with an outline 11 and two circles 12 - in photographic form implemented and the computer was used for the network-like division of photography Overlay with fine reference crosses, e.g. 13, at the corner of each square in programmed in predetermined digital positions.

Das aus einer Fotografie in Form eines Mikrofilatransparents bestehende Grundbild binhaltet nunmehr eine permanente graphische Darstellung der verarbeiteten Information, die für zukünftigen Gebrauch gespeichert werden kann.That consisting of a photograph in the form of a microfilatransparent The basic image now contains a permanent graphic representation of the processed Information that can be saved for future use.

Es versteht sich, daß ein derartiges Filmtransparent stets gegen leichte Verformungen empfindlich ist, wie vorsichtig es auch immer behandelt und gelagert wird.It goes without saying that such a film transparency always against light Deformation is sensitive, however carefully it is handled and stored will.

Wenn es notwendig wird, auf einen besonderen Teil des Bildinhalts des Grundbildes zurückzugreifen, um zeBv einen darin dargestellten Abstand zu messen oder eine bestimmte Stelle auf dieser digital darzustellen wird das Transparent in einen Projektor eingesetzt, um ein Abbild zumindest eines Teils des Grundbildes auf einem 13etrachtungsfeld zu reproduzieren.If necessary, on a special part of the picture content of the basic image to measure zeBv a distance shown therein or to digitally represent a certain point on it becomes the transparency used in a projector to produce an image of at least part of the basic image to reproduce on a field of view.

Eine Ausführung eines geeigneten Projektionsgerätes wird nachstehend in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Das Gerät umfaßt einen Raten bzw. ein Gehäuse 14, in dem ein Mattglasbildschirm 15 als Betrachtungsfeld angebracht ist und der einen rojektor 16 tragt.An embodiment of a suitable projection device is shown below described in connection with FIG. The device comprises a housing 14, in which a frosted glass screen 15 is attached as a viewing field and the carries a projector 16.

Der Projektor 16 ist um eine horizontale, durch die Scheinquelle eines pojizierten Abbildes und senkrecht zur optischen Achse des Projektors 16 verlaufende Achse schwenkbar in einem Gestell 17 gelagert, das seinerseits um die optische Achse des Proåektors 16 schwenkbar an einem Stützträger 18 angeordnet ist0 Der Stützträger 18 ist seinerseits um eine die optische Achse des ProJektors 16 und die durch die Scheinquelle des Abbildes verlaufende horizontale Achse senkrecht schneidende Achse schwenkbar auf einer Stete 19 angebracht.The projector 16 is around a horizontal, through the source of a source projected image and perpendicular to the optical axis of the projector 16 Axis pivotably mounted in a frame 17, which in turn around the optical axis of the proåector 16 is pivotally mounted on a support bracket 180 The support bracket 18 is in turn a die optical axis of the projector 16 and the horizontal axis passing through the apparent source of the image is perpendicular cutting axis pivotably mounted on a steady 19.

Die Sttitze 19 ist in parallel zu der optischen Achse des Projektors 16 verlaufender Richtung verschiebbar auf dem Geräterahmen 14 angebracht.The support 19 is parallel to the optical axis of the projector 16 extending direction slidably mounted on the device frame 14.

Das Gerät ist vorn mit vier Handrädern 20 versehen, die Jeweile durch eine bei 21 angedoutete biegsame Antriebswelle mit einem nicht dargestellten entsprechenden Schnecken- und Zahnradgetriebe oder Sohneeken- und Schneokenradiechanismus verbunden sind, mittels der die oben erwähnte Verschiebebewegung bzw. Schwenkungen herbeigeführt werden.The device is provided with four handwheels 20 at the front, each through a flexible drive shaft indicated at 21 with a corresponding one, not shown Worm and gear transmission or Sohneeken and Schneokenradiechanismus connected are, by means of which the above-mentioned displacement movement or pivoting is brought about will.

Anstelle der beispielsweise beschriebenen Ausführung eines Projektionegerätes können zahlreiche andere Geräteformen zur Durchführung der Erfindung. Anwendung finden; so kann z.B.Instead of the embodiment of a projection device described for example Many other forms of apparatus can be used to practice the invention. use Find; so e.g.

die Bewegung der Stütze 19 anstelle von Gleitführungen von einem Watt'schen Parallellenkermechanismus gesteuert und die erforderlichen ranslations- und Sohwenkbewegungen können durch Nocken oder Uber Rollen laufende Drähte herbeigeführt werden.the movement of the support 19 instead of sliding guides from a Watt's Parallel link mechanism controlled and the necessary ranslations- and pivoting movements wires running over rollers can be brought about by cams or rollers.

Bei Jedem verwendeten Projektionsgerät weist das Betrachtungsfeld, z.B. der Mattglasbildschirm 15, eine Mehrzahl von im Abstand zueinander angeordneten sekundären Bezugspunkten auf, die aus dem Betrachtungsfeld uberlagerten feinen Bezugskreuzen 22 bestehen. Bei einer bevorsugten Ausftihrung der Erfindung sind diese Bezugspunkte als dauernde Markierungen auf dem Betrachtungsfeld vorgesehen, obwohl es sich versteht, daß es in manchen Fällen zweckmäßiger sein kann, sie als vorübergehende Markierungen vorzusehen.For every projection device used, the field of view e.g., the frosted glass screen 15, a plurality of spaced apart secondary reference points on the superimposed fine reference crosses from the field of view 22nd exist. In a preventative embodiment of the invention, these are points of reference intended as permanent markings on the field of view, although it goes without saying that in some cases it may be more convenient to use them than temporary markings to be provided.

Der in Fig. 2 veranschaulichte Projektor 16 ist derart ausgebildet, daß er dem Abbild auf dem Betrachtungsfeld 15 eine nominell festgesetzte Vergrößerung erteilt und in diesem Fall erhalten die Kreuze 22 auf dem Betrachtungsfeld einen gegenseitigen Abstand, der dem Abstand der von den feinen Kreuzen 13 auf dem Transparent gebildeten primären Bezugspunkte muBipliziert mit dem Vergrößerungsfaktor des-Projektors entspricht. Zu Veranschaulichungszwecken gibt die Zeichnung eine Anordnung wieder, bei der der Vergrößerungsfaktor "2" und somit der Abstand zwischen benachbarten Kreuzen 22 das Doppelte des Abstandes zwischen dan Kreuzen 13 beträgt.The projector 16 illustrated in FIG. 2 is designed in such a way that that it gives the image on the field of view 15 a nominally fixed magnification granted and in this case the crosses 22 on the field of view receive a mutual distance, which is the distance of the fine crosses 13 on the transparency The primary reference points formed are multiplied by the magnification factor of the projector is equivalent to. For illustrative purposes, the drawing shows an arrangement where the magnification factor is "2" and thus the distance between neighboring ones Crossing 22 is twice the distance between the crosses 13.

Es versteht sich, daß abgesehen von durch Verziehen des ransparente verursachten Verzerrungen des Grundbildes das Abbild auch infolge von Unvollkommenheiten im optischen System des Projektors verzerrt sein kann.It goes without saying that apart from by warping the transparent Distortions of the basic image caused the image also as a result of imperfections may be distorted in the projector's optical system.

Fige 4 zeigt das auf das in Fig. 2 dargestellte Betrachtungsfeld 15 proJizierte Abbild des Grundbildes gemäß Fig. 1, wobei für gleiche Teile gleiche Bezagazeichen verwendet werden, die jedoch zur Unterscheidung mit bdexstrich versehen sind, Bei Bezugnahme auf einen bestimmten, z.B. den die Kreise 12' enthaltenden Teil des Abbildes auf dem Betrachtungsfeld 15 durch Einstellen des ProJektors 16 unter Betätigung der Handräder 20 überlagern die dem die Kreise 12' enthaltenden Teil des Abbildes benachbarten feinen Kreuze 13' jeweils die entsprechenden feinen Kreuze 22 auf dem Betrachtungsfeld 15.FIG. 4 shows the field of view 15 shown in FIG. 2 projected image of the basic image according to FIG. 1, with the same for the same parts Bezaga characters are used, which are, however, provided with a bdex line to distinguish them are, When referring to a particular part of the Image on the field of view 15 by setting the projector 16 while actuating of the handwheels 20 superimpose the part of the image containing the circles 12 ' adjacent fine crosses 13 'each have the corresponding fine crosses 22 on the Field of view 15.

Bei der bei 23 angedeuteten Überlagerung der Bezagskreuze wird die sich aus den Verzerrungen des innerhalb der überlagerten Kreuze liegenden Teiles des Abbildes ergebende örtliche Auswirkung auf die Meßgenauigkeit auf ein annehmbares Mindestmaß herabgesetzt. Ein in diesem Teil des Abbildes befindlicher Punkt kann ohne weiteres durch Messung von benachbartenKreuzen 22 aus deren Digitallage bekannt ist, digital dargestellt oder ein in diesem Teil des Abbildes dargestellter Abstand unmittelbar gemessen werden. Zweckmäßig werden etwaige mechanische Einrichtungen zur digitalen Darstellung von Punkten unter Bezugnahme auf die sekundären Bezugspunkte bildende Kreuze 22 Ju-tiert.In the case of the overlaying of the reference crosses indicated at 23, the from the distortion of the part lying within the superimposed crosses of the image resulting local effect on the measurement accuracy to an acceptable Reduced minimum size. A point located in this part of the image can easily known by measuring neighboring crosses 22 from their digital position is represented digitally or a distance represented in this part of the image can be measured immediately. Any mechanical devices are useful for the digital representation of points with reference to the secondary reference points forming crosses 22 Ju-tiert.

Wie in einer in Fig. 4 etwas tibertrieben veranschaulichten Weise angedeutet ist, kann von den am weitesten von den bei 23 tiberlagerten Kreuzen 13' und 22 entfernten Vergleichskreuzen 13' angenommen werden, daß iie eine makante Ungenauigkeit der Lage anzeigen, während man von den den tiberlagerten Kreuzen näher liegenden Kreuzen annehmen kann, daß sie als unangemessen dicke Kreuze erscheinen.As illustrated in a somewhat exaggerated manner in FIG is indicated, of the crosses furthest from those superimposed at 23 13 ' and 22 remote comparison crosses 13 'it is assumed that iie is a macante Indicate inaccuracy of the position while looking at the overlaid Cross closer crosses may assume that they appear as inappropriately thick crosses.

Es versteht sich, daß gleichzeitig mit dem ersten Abbild ein zweites Abbild von einem separaten ProJektor auf das Betrachtungsfeld projiziert werden kann und die Abbilder getrennt eingestellt werden können, 8o daß sie einander in irgendeinem erforderlichen Verhältnis überlagern und die örtlichen Auswirkungen der Verz-errung in beiden Abbildern auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden0 Dabei sollten beidetAbbilder oder zumindest die entsprechenden Bezugspunktgruppen zweckmäßigerweise voneinander unterschiedliche Farben aufweisen. Ein Beispiel, bei dem die gleichzeitige ProJisierung zweier Abbilder vorteilhaft ist, ist dann gegeben, wenn ein Abbild die Darstellung bzw. Konstruktion eines von einem Computersystem entwickelten Preßstempels oder eines ähnlichen Preßwerkzeuges beinhaltet, während das andere Abbild Lage und Montageansätze-einea Standardwerkzeuges wiedergibt.It goes without saying that at the same time as the first image, a second Image can be projected onto the field of view by a separate projector can and the images can be set separately, 8o that they are in each other superimpose any required ratio and local effects the distortion in both images can be reduced to a minimum should use both images or at least the corresponding reference point groups have different colors from each other. An example where the simultaneous Projecting two images is advantageous if one image the representation or construction of a press die developed by a computer system or a similar pressing tool, while the other image location and Mounting Lugs -a standard tool reproduces.

Claims

Expectations:

1. Method for optically projecting an image from a basic image on a field of view, characterized in that the basic image has a plurality of evenly spaced primary reference points (13) superimposed and a plurality of evenly spaced from one another secondary reference points (22) on the Betraohtungsfeld (15) to the primary reference points (13) arranged on the basic image in the related places and the image is adjusted until the figure (13 ') corresponds to the part of the figure to be checked adjacent primary reference points (13) in a predetermined relationship to the associated secondary reference points (22) lie on the field of view.

2. The method according to claim 1, characterized in that the secondary Reference points (22) the distance and the arrangement of the primary reference points (13) in reproduced on an enlarged scale that of that given by the EroJektor (16) Corresponds to magnification, and that the image is adjusted so that the image the appropriate primary reference points coincide with the secondary reference points.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Images of two basic images simultaneously from separate projectors onto the viewing skin projected and each image to superimpose parts of both Images is set separately in a required ratio.

4. Optical projection system for carrying out the process Claim 1, with a projection device comprising a projector and a viewing field, characterized by any one in its spatial position to the field of view (15) adjustable projector (16) and secondary mounted on the field of view optical reference markings (22) as well as projection base images with primary optical reference markings (13) which are in position and mutual distance in one predetermined relationship to the secondary fiducial marks exist.