DE19643567A1

DE19643567A1 - Transparency projector with additional lens system for projection of cursor

Info

Publication number: DE19643567A1
Application number: DE19643567A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Keck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 1997-04-30

Abstract

Transparencies (DIA) are projected by a projector having a light source (L1) and objective (OBJ), with an additional lens system (LS) which produces a virtual image of an LCD display (LCD1) in the plane of the transparency, so that the transparency and one or several arrows etc. or cursors are shown together on the projection wall or screen. The position of the cursor on the display can be varied by means of electronics and a control program. A trackball, joystick, or other means may be provided for moving the cursor position or a laser pointer may be used to transmit the co-ordinates of the cursor position to the control system.

Description

A. Principle A1. Previous solution

Bei Vorträgen bei denen Diapositive projiziert werden, muß der Vortragende, wenn er auf bestimmte Teile des Bildes hinweisen will, einen Zeiger benutzen. Früher war dies ein Zeigestock, heute wird meist ein Laser-Pointer benutzt, mit dessen Hilfe ein roter Punkt auf das projizierte Bild geworfen wird.For lectures in which slides are projected, the Lecturer if he refers to certain parts of the picture wants to use a pointer. It used to be a pointer, Today a laser pointer is mostly used, with the help of which red dot is thrown on the projected image.

Ein Nachteil ist offensichtlich: Der Punkt ist schlecht sichtbar, ein Teil der Aufmerksamkeit der Zuhörer wird oft durch das Suchen nach dem Zeiger-Punkt in Anspruch genommen. Eine schnelle Bewegung des Punktes kann nicht verfolgt werden. Auch wenn er nicht bewegt wird, muß er erst mühsam gesucht werden.One disadvantage is obvious: the point is bad visible, part of the listener's attention is often through occupied with searching for the pointer point. A rapid movement of the point cannot be tracked. Also if it is not moved, it must first be laboriously sought.

Der folgende Grund ist für diesen Mangel verantwortlich: Ein gutes Projektionsbild ist sehr hell. Wenn auf dem normalerweise weißen Untergrund das zusätzliche farbige Licht des Laser strahles sichtbar sein soll, so muß, bei der begrenzten Leistung des Lasers, der Zeigerpunkt zwangsläufig sehr klein sein.The following reason is responsible for this shortcoming: a good projection picture is very bright. If on that normally white background the additional colored light of the laser beam should be visible, so must, with the limited power of the laser, the pointer point must inevitably be very small.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Lösungen ist darin zu sehen, daß der Vortragende, wenn er ein Detail des Bildes besprechen will, stets den Laser-Strahl auf dieses Detail richten muß. Er sollte sich dabei möglichst nicht bewegen. Er kann auch sein Manuskript dabei nicht lesen, sich auch nicht direkt an die Zuhörer wenden, weil er das Bild und den Laserpunkt im Auge behalten muß.Another disadvantage of previous solutions is there too see that the lecturer when he has a detail of the picture always want to discuss the laser beam on this detail must judge. If possible, he should not move. He cannot read his manuscript, nor can he directly to the listener because he has the picture and the Must keep an eye on the laser spot.

A2. Advantages of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zeiger zu konstruieren, der auf dem Projektionsbild leicht erkennbar ist. Es soll ferner so beschaffen sein, daß er auf dem Bild auch dann an der gleichen Stelle sichtbar bleibt, wenn der Redner sich abwendet.The invention has for its object to a pointer construct that is easily recognizable on the projection image. It should also be such that he is in the picture even then remains visible in the same place when the speaker turns turns away.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß dem Projektionsbild des Diapositivs das Bild eines Cursors oder Zeigers (beide Bezeichnungen werden im Folgenden synonym verwendet) überlagert wird. Dieser wird auf einem Farb-LCD-Display erzeugt, das von einem Computer angesteuert wird. Durch das LCD-Display wird ein z. B. roter Cursor eingeblendet. Das Licht des Zeigers wird hierbei nicht, wie beim Laser-Pointer zum Licht des projizierten Bildes addiert. Der Zeiger wird dadurch sichtbar, daß eine farbige Fläche an der angezeigten Stelle Licht absorbiert. Der Zeiger erscheint dunkler als das Bild.This object is achieved by the invention in that the Projection image of the slide the image of a cursor or Pointer (both terms are synonymous below used) is superimposed. This is on a color LCD display generated, which is controlled by a computer. By the LCD display becomes a z. B. red cursor appears. The The light of the pointer does not become as with the laser pointer Projected image light added. The pointer becomes visible that a colored area in the indicated place light absorbed. The pointer appears darker than the picture.

Die einfachste Anordnung wäre ein LCD-Display das direkt vor oder hinter dem Diapositiv angebracht wäre. Diese Lösung ist nicht vorteilhaft, weil das LCD-Display, bedingt durch die Dicke des Diapositivrahmens einen Abstand von einigen mm von dem Diapositiv haben muß. Deshalb können Diapositiv und Cursor nicht gleichzeitig scharf gestellt werden. (In solchen Fällen, wo ein unscharfer Cursor in Kauf genommen werden kann, mag das vielleicht dennoch eine akzeptable und vor allem preiswerte, Lösung sein).The simplest arrangement would be an LCD display in front of it or would be placed behind the slide. This solution is not advantageous because the LCD display, due to the thickness of the slide frame a distance of a few mm from the Must have a slide. Therefore slide and cursor cannot be focused at the same time. (In such cases where a fuzzy cursor can be accepted, it likes maybe still an acceptable and above all inexpensive, Solution).

Eine bessere Lösung wird durch die folgende Anordnung erreicht (siehe Fig. 1): Ein zusätzliches Linsensystem (LS) erzeugt ein virtuelles Bild des Displays (LCD1) in der Ebene des Diapositivs (DIA). Das Diapositiv mit dem überlagerten Bild des Cursors wird, wie üblich, mit dem Projektionsobjektiv (OBJ) auf die Leinwand projiziert. Natürlich kann auch umgekehrt, das Diapositiv in der Ebene des LCD-Displays abgebildet und dieses durch die Optik projiziert werden. Diese letztere Anordnung könnte dann von Vorteil sein, wenn die Wärmeentwicklung durch die Lampe zu Temperaturen führt, die für das LCD-Display zu hoch sind.A better solution is achieved by the following arrangement (see FIG. 1): An additional lens system (LS) creates a virtual image of the display (LCD1) in the plane of the slide (DIA). The slide with the overlaid image of the cursor is, as usual, projected onto the screen with the projection lens (OBJ). Of course, the other way around, the slide can be shown in the plane of the LCD display and this can be projected through the optics. This latter arrangement could be advantageous if the heat generated by the lamp leads to temperatures that are too high for the LCD display.

Die Ansteuerung des Cursors erfolgt in üblicher Weise mit Hilfe eines Computers bzw. Mikrocontrollers.The cursor is controlled in the usual way with the help a computer or microcontroller.

Als Eingabegerät kann ein kleiner Trackball dienen, der in einem handlichen Gerät untergebracht ist und dessen Signale durch einen Sender (z. B. Infrarot, Funk) auf den Computer übertragen werden.A small trackball can be used as an input device handy device and its signals through a Transmitters (e.g. infrared, radio) can be transferred to the computer.

Eine bessere aber aufwendigere Lösung des Problems stellt ein üblicher Laserpointer dar, mit dem der Vortragende auf ein Detail des Projektionsbildes deutet. Ein zusätzliches optisches System im Projektor wertet das Signal aus - stellt also fest, wo der Laserpunkt sich auf dem Bild befindet. Dies kann z. B. durch eine eine kleine CCD-Kamera geschehen, die dem Computer die x,y-Position des Laserpunktes liefert. Entsprechende Geräte sind preiswert auf dem Markt erhältlich. Diese Lösung ist aufwendiger, hätte aber den Vorteil, daß bei Tagungen etc, den Vortragenden ein Zeigerinstrument zur Verfügung stünde das ähnlich wie der übliche Zeigestock oder Laserpointer bedient wird.A better but more complex solution to the problem arises usual laser pointer with which the lecturer points to a Detail of the projection image indicates. An additional optical System in the projector evaluates the signal - so determines where the laser point is on the image. This can e.g. B. done by a small CCD camera that the computer provides the x, y position of the laser spot. Corresponding devices are inexpensive available on the market. This solution is more complex, but would have the advantage that at meetings etc A pointer instrument would be available to speakers operated similarly to the usual pointer or laser pointer becomes.

Es ist naheliegend, das Bedienungsgerät für den Cursor mit dem Schaltgerät für den Diapositivtransport und der Scharf einstellung zu integrieren.It is obvious to use the operating device for the cursor with the Switchgear for slide transport and arming integrate setting.

Bei besonders dunklen Diapositiven wird der Cursor, da er durch Lichtabsorption zustandekommt, schlecht sichtbar sein. Wird ein Laser-Pointer für die Bewegung des Cursors verwendet, so ist wenigstens der Laserpunkt in solchen Fällen sichtbar. Es ist aber auch möglich ein zweites LCD-Display (LCD2) vorzusehen, das einen hellen Cursor auf dunklen Untergrund erzeugt, dessen Bild mit Hilfe eines halb- oder teildurchlässigen Spiegels (SP) in das Projektionsbild eingeblendet wird. Eine besondere Optik ist in diesem Fall nicht nötig, da das Display den gleichen Abstand vom Objektiv hat wie das Diapositiv. Die Umschaltung der beiden Systeme könnte automatisch erfolgen. Da das projizierte Bild in diesem Falle dunkel ist, braucht die Lampe für das zweite Display (L2 in der Abbildung) nicht die gleiche Leistung wie die Projektionslampe (L1) zu haben. Das Signal einer Fotozelle (F) auf die ein Teil des Projektionslichtes fällt, könnte für die automatische Umschaltung der beiden Cursortypen verwendet werden.In the case of particularly dark slides, the cursor is moved because of the Absorption of light occurs, be difficult to see. Becomes a Laser pointer is used for the movement of the cursor at least the laser spot is visible in such cases. It is but also possible to provide a second LCD display (LCD2) that creates a bright cursor on a dark background, its image with the help of a semi or partially transparent mirror (SP) in the projection image is displayed. A special look is not necessary in this case because the display is the same distance from the lens like the slide. Switching the two Systems could be done automatically. Since the projected image is in In this case, the lamp needs for the second Display (L2 in the picture) does not have the same performance as that Projection lamp (L1). The signal from a photocell (F) on which a part of the projection light falls could be for the automatic switching of the two cursor types can be used.

B. Additions

Die beiden Lampen lassen sich auch seitlich anordnen. Dann müßte auch der Hauptstrahl durch einen Spiegel umgelenkt werden. Dies wäre besonders wichtig, wenn das LCD-Display nur in größeren Dimensionen verfügbar wäre, sonst würde das Gerät zu lang.The two lamps can also be arranged on the side. Then would have to the main beam can also be deflected by a mirror. This would be particularly important if the LCD display only in larger Dimensions would be available, otherwise the device would be too long.

Bei der Projektion von Diapositiven muß häufig die Schärfe nachgestellt werden, weil die Diapositivrähmchen unterschiedliche Dicke aufweisen. Bei der hier vorgesehenen Anordnung genügt es nicht, für die Schärfenachstellung nur die Position des Objektives zu verändern, sondern es muß auch das Linsensystem LS nachgestellt werden. Dies könnte durch eine mechanische Kopplung z. B. über Hebel oder elektronisch durch entsprechend geregelte Motoren geschehen. Einfacher wäre es, den Diapositivschacht so zu konstruieren, daß der Film stets in der gleichen Position ist, bzw. gegebenenfalls die Halterung von Hand oder automatisch nachzustellen. In diesem Falle muß die Justierung der beiden optischen Systeme nur einmal für einen Raum vorgenommen zu werden.When projecting slides, the sharpness is often required be adjusted because the slide frames have different thickness. With the provided here It is not enough to just order the focus adjustment To change the position of the lens, but it must also Lens system LS can be adjusted. This could be done through a mechanical coupling z. B. via lever or electronically accordingly regulated motors happen. It would be easier that To construct the slide slot so that the film is always in the is the same position, or possibly the holder of Adjust manually or automatically. In this case the Adjustment of the two optical systems only once for one Space to be made.

Da die Qualität des projizierten Bildes wichtiger ist als die des Cursors, muß das Linsensystem LS nicht den gleichen Qualitäts anforderung genügen wie das Projektionsobjektiv.Because the quality of the projected image is more important than that of the Cursors, the lens system LS does not have the same quality requirements are sufficient like the projection lens.

Im übrigen sei darauf verwiesen, daß der Strahlengang dem des sog. Köhlerschen Beleuchtungsprinzips entspricht, das bei Mikroskopen üblich ist. Hier wird eine optimale Ausnutzung der Lichtquelle mit gleichzeitiger Abbildung der Leuchtfeldblende in der Ebene des Objektes erreicht.For the rest, it should be pointed out that the beam path corresponds to that of the corresponds to the so-called Köhler lighting principle, which at Microscopes is common. Here is an optimal use of the Light source with simultaneous imaging of the field diaphragm in the level of the object.

Während die Lösung mit dem Trackball keine technischen Probleme bietet, ist die Lösung mit dem Laser-Pointer aufwendiger. Es wird sicher notwendig sein, die Empfindlichkeit der Kamera durch ein, an die Wellenlänge des Laser angepaßtes, Interferenzfilter zu erhöhen. Diese Lösung bietet aber eine Reihe von Vorteilen, die weiter unten bei der Beschreibung der Funktionen deutlich werden.While the solution with the trackball no technical problems offers, the solution with the laser pointer is more complex. It will surely be necessary by the sensitivity of the camera an interference filter adapted to the wavelength of the laser to increase. But this solution offers a number of advantages, which are clear below in the description of the functions will.

Es bietet sich an die Funktionen des Gerätes über die der Steuerung eines Zeigers bzw. Cursors hinaus zu erweitern. Alle diese Funktionen sind im Grunde Softwarefunktionen. Sie sind im Wesentlichen durch Software zu erreichen, die kommerziell verfügbar ist. Im Folgenden wird ein Vorschlag aufgezeigt, wie die Bedienung programmiert werden könnte. Natürlich ist es nicht nötig - auch nicht für alle Zwecke sinnvoll - alle Funktionen in einem Standardgerät jederzeit einzusetzen. Die Geräte könnten mit einer Software ausgestattet sein, die es erlaubt unter schiedliche Programme, für verschiedene Veranstaltungen auf zurufen.It offers itself to the functions of the device over the Extend control of a pointer or cursor. All these functions are basically software functions. You are in Essentially achieved through software that is commercial is available. Below is a suggestion for how the controls could be programmed. Of course it is not necessary - not useful for all purposes - all functions in use a standard device at any time. The devices could be equipped with software that allows it under different programs for different events to call on.

1. When changing slides, the pointer is initially not visible. It is only activated when the trackball moves or the laser pointer is switched on. Then appears the pointer z. B. in the middle of the picture or at a certain one Place at the edge of the picture (trackball) or at the position of the Laser point (laser pointer).
2. If the trackball is not moved or the button (laser pointer) is released, the pointer remains in the set position. The lecturer can then turn to the audience or his manuscript.
If the lecturer wants to move the pointer, it is not necessary in the case of the laser pointer to catch the pointer with the laser point. It is sufficient if the laser point in the image is moved.
3. An additional button (or an icon, see below) causes the blinking of the cursor.
4. By clicking (button on trackball) or double-clicking (Key for laser pointer) a new pointer can be used (possibly with a different color) will.
5. If the pointer is brought to a designated position, the could be a small icon or the top one Edge of the picture, a popup menu or a Menu bar with different icons projected over the image.
6. With the pointer, the following can be done here in the known manner Functions are activated:
a. Different shaped hands or hands with others Colours.
b. Drag and drop mode, with the usual way e.g. B. Rectangles marked and parts of the picture colored can be underlaid.
c. Stroke mode. You can draw with the cursor. The enables colored in a particularly simple way Marking parts of pictures or drawing in Arrows etc. This is certainly possible with the laser pointer lighter than with the trackball.
d. All markers can be deleted with a clear icon
e. Finally, of course, the whole repertoire can be Drawing possibilities are exhausted, the modern Provide graphics programs.
f. In certain cases, a blackboard for one large auditorium to be replaced. The advantage over the overhead projector is obvious - that The lecturer does not have to go into the brightly lit window look. He sees the same thing as the audience.

Claims

1. Projector for demonstrating slides, hereinafter referred to as slide projector, consisting of a light source (L1 in Fig. 1), optionally equipped with a condenser (not shown), the slide to be projected (DIA in Fig. 1) and the projection lens (OBJ in Fig. 1), characterized in that the image of the slide on the projection screen is superimposed on the image of one or more pointers (or other figures, e.g. arrows or bars), hereinafter referred to as cursors. This superposition is achieved according to the invention in that the virtual image of an LCD display (LCD1 in FIG. 1), hereinafter referred to as display, is generated in the plane of the slide with an additional lens system (LS in FIG. 1). Through the projection lens (OBJ in Fig. 1), both the display and the slide are imaged on the projection screen. With the help of connected electronics and a control program, the position of the cursor on the display can be changed.

2. Slide projector according to claim 1, characterized in that the position of the Cursors on the display by a trackball, or similar, Device usually used for the adjustment of the cursor (e.g. Joystick, mouse, sensor pad, or equivalent devices) is achieved into the control unit to be operated by the lecturer for the operation of the Projector is integrated.

3. slide projector according to claim 1, characterized in that the position of the Cursors on the display using a conventional laser pointer with the on the corresponding image parts are shown on the projection screen is changed. This is achieved in that the position of the generated by the pointer colored (usually red) dot by an integrated in the projector or separately operated video or CCD camera and one connected evaluation electronics is determined and the values obtained in this way for the x and y position for moving the cursor using the Control program can be used.

4. slide projector according to claim I and 2, characterized in that a second display on which an inverse representation of the cursor is generated (LCD2 in Fig. 1), and an additional lamp (L2 in Fig. 1) perpendicular to the beam path of the Projector are arranged and by an additional semi-transparent mirror (SP in Fig. 1) in the beam path of the projector with which the image of the display LCD2 can be superimposed on the image of the slide on the projection screen.

5. slide projector according to claim 1, 2 and 4, characterized in that a light sensor (z. B. a photocell) is arranged perpendicular to the beam path of the projector (F in Fig. 1), such that part of the light by the Slide strikes the light sensor and generates an electrical signal with the help of suitable evaluation electronics (not shown in the figure), depending on the brightness of the slide, to automatically switch between the two displays (and possibly both lamps).