DE19822879A1

DE19822879A1 - Panoramic projection system for analog or digital video projectors, using single projector for cost reduction and easy handling

Info

Publication number: DE19822879A1
Application number: DE1998122879
Authority: DE
Inventors: Ernst Stechemesser
Original assignee: BKE MEDIA KOMMUNIKATIONSSYSTEM
Current assignee: BKE MEDIA KOMMUNIKATIONSSYSTEM
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-09

Abstract

The projector (1) beam is guided onto a two-part, roof-shaped mirror (2) where it is split into two laterally extending part-beams (3,4). These impinge onto deflection mirrors (5,6) for orthogonal deflection and guidance onto the rear projection face (7). Here they form two adjacent part-projections (8,9), whose combination forms the panoramic image (10). Preferably for reducing the structural height, a deflection mirror is incorporated between the projector and the roof-shaped mirror, so that the projector can be fitted flatly above the projector disc and deflection mirror system.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Panorama-Projektionssystem für analo ge oder digitale Video-Projektionen. Bei den bekannten Panorama- Projektionsverfahren, wie sie z. B. von der Simulationstechnik her be kannt sind, werden in der Regel die Bilder mehrerer Projektoren neben einander angeordnet, wobei die einzelnen Projektionsbereiche entweder mit möglichst dünnen Stegen gegeneinander abgegrenzt werden oder bei Anwendung einer Softedge-Technik nahtlos ineinander übergehen. Da für jede Teilfläche des Gesamtpanoramas in der Regel ein gesonderter Pro jektor eingesetzt wird und da die Video- oder Datensignale untereinander synchronisiert sowie hinsichtlich Farbe- und Helligkeit aufeinander abge stimmt werden müssen, ergibt sich ein sehr hoher technischer Aufwand, der sich in erheblichen Kosten für derartige Systeme niederschlägt. Die hohen Kosten der bisherigen Technologie sind ein wesentlicher Grund dafür, daß Panoramaprojektionen bisher hauptsächlich in kostspieligen Simulationsanlagen benutzt werden, nicht jedoch im Bereich der Informa tion und Werbung. In diesen Bereichen, insbesondere bei Anwendungen als Informationssysteme in Flughäfen oder als Werbedisplays in Hotels, Tankstellen, Einkaufspassagen oder Bahnhöfen besteht jedoch ein er heblicher Bedarf an platzsparend installierbaren Panorama- Projektionsdisplays. Gegenstand der Erfindung war es daher, ein kosten günstiges Panorama-Projektionssystem für die analoge oder digitale Bildwiedergabe zu entwickeln, das mit nur einem Projektionsgerät ausge rüstet ist.The invention relates to a panorama projection system for analog ge or digital video projections. With the well-known panorama Projection methods, as they are e.g. B. from simulation technology are usually the images of several projectors next to arranged one another, the individual projection areas either are delimited from one another with the thinnest possible ridges or Apply a softedge technique seamlessly. Therefore each sub-area of the overall panorama is usually a separate pro jector is used and since the video or data signals with each other synchronized and in terms of color and brightness must be agreed, there is a very high technical effort, which translates into significant costs for such systems. The high costs of the previous technology are a major reason for the fact that panoramic projections have so far mainly been costly Simulation systems are used, but not in the area of informa tion and advertising. In these areas, especially in applications as information systems in airports or as advertising displays in hotels, Petrol stations, shopping arcades or train stations, however, exist considerable need for space-saving installable panorama Projection displays. The object of the invention was therefore to cost affordable panoramic projection system for analog or digital Develop image reproduction that is done with just one projection device is preparing.

Ein typisches Projektionssystem nach der Erfindung ist in Fig. 1 an ei nem Beispiel dargestellt. Der Projektionsstrahl eines Projektors 1 wird auf einen 2-teiligen Dachspiegel 2 gelenkt und dort in zwei seitlich verlaufen de Teilstrahlengänge 3 und 4 aufgeteilt. Diese treffen auf die Umlenk spiegel 5 und 6, welche die Strahlengänge rechtwinklig umlenken und auf die Rückprojektionsfläche 7 leiten. Dort erzeugen sie zwei nebeneinan derliegende und aneinandergrenzende Teilprojektionen 8 und 9, die in ihrer Kombination das Panoramabild 10 bilden. A typical projection system according to the invention is shown in FIG. 1 using an example. The projection beam of a projector 1 is directed onto a 2-part roof mirror 2 and there divided into two laterally extending partial beam paths 3 and 4 . These meet the deflecting mirrors 5 and 6 , which deflect the beam paths at right angles and guide them onto the rear projection surface 7 . There they generate two adjacent and adjacent partial projections 8 and 9 , which in their combination form the panoramic image 10 .

In Fig. 2 ist dargestellt, wie die einzelnen Bereiche des Video- Ausgangsbildes im Format 3 : 4 zum erfindungsgemäßen Panorama- Display beitragen. Durch Dachspiegel 2 wird je nach Lage des Aus gangsbildes (Darstellung des Ausgangsbildes im Hoch- oder Querfomat) der Projektionsinhalt in zwei Teilbilder aufgeteilt. Bei dem in Fig. 2 dar gestellten Beispiel wird angenommen, daß das Ausgangsbild im Quer format auf Dachspiegel 2 auftrifft. Durch die Aufteilung entstehen zwei Teilbilder 11 und 12, die - jedes für sich - ein theoretisches Seitenverhält nis von 2 : 3 haben. In der Praxis wird dieses Seitenverhältnis wegen der notwendigen Ausblendung einer Diffuszone 13 in der Mitte des Ur sprungsbildes auf ca. 1,7 : 3 reduziert. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Bildteilung nicht im Bereich der Abbildungsebene, sondern in einem unscharfen Bereich vor der Abbildungsebene, wobei in diesem Bereich eine hinreichende optische Trennung der Bildinhalte noch nicht gegeben ist. Im Bereich 13 liegt also noch eine starke Durchmischung der Bildin halte vor, so daß die Ausblendung einer Diffuszone zur Erzielung inhalts definierter Teilbilder erforderlich ist. Würde das Ausgangsbild hochforma tig auf den Spiegelteiler 2 auftreffen, so ergäben sich die die in Fig. 2 dargestellte Bildaufteilung. FIG. 2 shows how the individual areas of the video output image in the 3: 4 format contribute to the panorama display according to the invention. Through roof mirror 2 , depending on the position of the initial image (display of the initial image in portrait or landscape format), the projection content is divided into two partial images. In the example shown in Fig. 2 is assumed that the output image in landscape format on the roof mirror 2 strikes. The division creates two drawing files 11 and 12 , each with a theoretical aspect ratio of 2: 3. In practice, this aspect ratio is reduced to approximately 1.7: 3 because of the necessary masking out of a diffuse zone 13 in the middle of the original image. The reason for this is that the image division is not in the area of the image plane, but in an unsharp area in front of the image plane, in which area there is not yet sufficient optical separation of the image contents. In the area 13 there is still a strong intermixing of the image contents, so that the masking of a diffuse zone is necessary in order to achieve content-defined partial images. If the output image high-format tig incident on the mirror splitter 2, then the image segmentation shown in FIG. 2 would result the.

In diesem Falle entstehen Teilbilder mit den theoretischen Seitenverhält nissen 1,5 : 4 und praxisnahen Seitenverhältnissen von ca. 1,3 : 4. Die Pfeile in den Darstellungen kennzeichnen jeweils die vertikale Ausrich tung der Teilbilder. Insgesamt ergibt sich bei den aus den Teilbildern zu sammengesetzten Panoramen bei querformatigem Ausgangsformat ge mäß Fig. 2 ein Seitenverhältnis von 1,7 : 6 entsprechen ca. 1 : 3,5. Bei hochformatigem Ausgangsformat ergibt sich gemäß Fig. 3 ein Ge samtseitenverhältnis von ca. 1,3 : 8 = 1 : 6.In this case, partial images are created with the theoretical aspect ratios 1.5: 4 and practical aspect ratios of approximately 1.3: 4. The arrows in the representations indicate the vertical alignment of the partial images. Overall, the aspect ratio of 1.7: 6 corresponds to approximately 1: 3.5 for the panoramas compiled from the partial images in the case of a landscape format starting format according to FIG. 2. 8 = 1: 6 in vertical format output format, a Ge 3 samtseitenverhältnis of about 1.3 results of FIG..

Durch die Ausrichtung des Ausgangsbildes kann also das Seitenverhält nis des sich ergebenden Gesamtpanoramas erheblich beeinflußt werden. Dabei ist bei der Darstellung der Panoramabilder zu berücksichtigen, daß sich bei der in Fig. 1 (Frontansicht und Aufsicht) dargestellten seitlichen Umlenkung über Spiegel 8 und 9 eine Drehung der Teilbilder um 90° ergibt. Es ist ferner zu berücksichtigen, daß die optischen Achsen der Teilbilddarstellungen gegen die horizontale Bezugsebene des Projekti onssystems eine Neigung aufweisen. Diese ergibt sich aus der in Fig. 1 dargestellten Geometrie des Strahlenverlaufs. The aspect ratio of the resulting overall panorama can thus be considerably influenced by the orientation of the output image. It must be taken into account when displaying the panoramic images that the partial deflection shown in FIG. 1 (front view and top view) via mirrors 8 and 9 results in a rotation of the partial images by 90 °. It should also be taken into account that the optical axes of the partial image representations have an inclination with respect to the horizontal reference plane of the projection system. This results from the geometry of the beam path shown in FIG. 1.

Das beschriebene Grundsystem der Erfindung kann in mannigfacher Weise variiert werden.The described basic system of the invention can be manifold Way can be varied.

In Fig. 4 ist ein System dargestellt, bei dem zur Verringerung der Bau höhe zwischen Projektor 1 und Dachspiegel 2 ein Umlenkspiegel 14 ein geschaltet ist. Der Projektor kann bei dieser Anordnung flach oberhalb der Projektionsscheibe und des Umlenkspiegelsystems angeordnet wer den. Fig. 5 zeigt einen entsprechenden Aufbau, jedoch mit einer um 90° gegen den Dachspiegel gedrehten Anordnung von Projektor 1. Wie be reits vorher erläutert, bestimmt die Positionierung des Projektors, ob das Ausgangsbild im Quer- oder Hochformat auf Dachspiegel 2 auftrifft. Hier aus ergeben sich wiederum unterschiedliche Seitenverhältnisse für die Teilbilder und das aus ihnen resultierende Gesamtpanorama.In Fig. 4, a system is shown in which to reduce the height between the projector 1 and roof mirror 2, a deflecting mirror 14 is switched on. With this arrangement, the projector can be arranged flat above the projection screen and the deflecting mirror system. Fig. 5 shows a corresponding structure, but with a 90 ° rotated against the roof mirror array of projector 1. As already explained earlier, the positioning of the projector determines whether the original image hits landscape mirror 2 in landscape or portrait format. This in turn results in different aspect ratios for the drawing files and the overall panorama resulting from them.

Der in Fig. 6 dargestellte Aufbau der Umlenkspiegeleinrichtung dient zu einer weiteren Verringerung der Bautiefe der Gesamtanlage. Von Dach spiegel 2 aus werden die Strahlengänge zunächst auf die zusätzlichen seitlichen Umlenkspiegel 15 und 16 gelenkt. Sie gelangen von dort aus auf die bereits in Fig. 1 beschriebenen Spiegel 5 und 6, welche die Strahlengänge auf die Rückprojektionsflächen 8 und 9 lenken.The structure of the deflecting mirror device shown in FIG. 6 serves to further reduce the overall depth of the overall system. From roof mirror 2 , the beam paths are first directed to the additional lateral deflecting mirrors 15 and 16 . From there you get to the mirrors 5 and 6 already described in FIG. 1, which direct the beam paths onto the rear projection surfaces 8 and 9 .

Alle anderen bereits beschriebenen Variationsmöglichkeiten können auch mit dieser Spiegelanordnung kombiniert werden. Bisher war stets davon ausgegangen worden, daß die Teilflächen 8 und 9 eine geradlinig ausge richtete plane Gesamt-Panoramafläche bilden. Die Neigung der Teilpro jektionsflächen 8 und 9 gegeneinander kann jedoch von der bisher dar gestellten Linearausrichtung (plane durchgehende Gesamtfläche 10) abweichen. Durch entsprechende Einstellung der Spiegel 5 und 6 sowie 15 und 16 können die Teilflächen nach außen oder innen zueinander gewinkelt angeordnet werden.All other variation options already described can also be combined with this mirror arrangement. So far, it had always been assumed that the partial areas 8 and 9 form a straight, planar, overall panoramic area. However, the inclination of the partial projection surfaces 8 and 9 relative to one another can deviate from the linear alignment (flat, continuous total surface 10 ) described so far. By setting mirrors 5 and 6 and 15 and 16 appropriately, the partial surfaces can be angled outwards or inwards to one another.

Das erfindungsgemäße Panorama-Projektionssystem kann in gleicher Weise für die Rückprojektion wie auch für die Auflichtprojektion benutzt werden. Im Falle der Auflichtprojektion wird lediglich die Rückprojektions fläche 7 durch eine in größerer Entfernung vom Projektor und Spiegelsy stem angeordnete Auflichtfläche ersetzt.The panorama projection system according to the invention can be used in the same way for the rear projection as for the incident light projection. In the case of incident light projection, only the rear projection surface 7 is replaced by an incident light surface arranged at a greater distance from the projector and mirror system.

Eine weitere Variation des Systems kann darin bestehen, das Projekti onsgerät 1 nicht oberhalb von Bildschirm 7 und Spiegelsystem sondern unterhalb dieser Komponenten anzuordnen. In der Praxis wird man je doch der bisher dargestellten Ausführungsform mit oberhalb der Projekti onsfläche und des Spiegelsystems angeordnetem Projektor den Vorzug geben, da sich bei dieser Ausführung bei der in der Regel benutzten Decken montage des Gesamtsystems ein besonders platzsparender Einbau mit günstigen Abmessungen für die Durchgangshöhe unterhalb des Pro jektionssystems ergibt.Another variation of the system can be to arrange the projection device 1 not above the screen 7 and the mirror system but below these components. In practice, however, one will give preference to the previously described embodiment with the projector surface arranged above the projection surface and the mirror system, since in this version, in the ceiling installation of the overall system that is generally used, a particularly space-saving installation with favorable dimensions for the passage height below the projection system.

Da Panorama-Projektionssysteme nach der Erfindung die Breitformatbil der mit nur einem Projektor erzeugen, bieten sie eine kostengünstige Möglichkeit für die Realisierung derartiger Projektions-Displays. Die ge ringe Höhe der Panoramabildsysteme ermöglicht eine platzsparende Deckenmontage. In Verkaufs- und Vorführräumen geht dadurch keine wertvolle Ausstellungs- und Verkehrsfläche verloren. Das attraktive Pan orama sichert einen hohen Aufmerksamkeitswert für die Bilddarstellun gen. Das erfindungsgemäße Panoramasystem ist daher besonders als Informations- und Werbeträger geeignet. Es läßt sich gleichermaßen erfolgreich für die Wiedergabe digitaler Grafikdarstellungen wie auch für bewegte Videobilder einsetzen. Das benutzte Bildmaterial muß jedoch jeweils gemäß den speziellen Anforderungen des erfindungsgemäßen Panoramasystems aufbereitet werden.Since panorama projection systems according to the invention the widescreen who produce with just one projector, they offer an inexpensive Possibility of realizing such projection displays. The ge rings height of the panoramic image systems enables a space-saving Ceiling mounting. This does not work in sales and demonstration rooms valuable exhibition and traffic space lost. The attractive pan orama ensures a high level of attention for the image display gen. The panorama system according to the invention is therefore particularly as Information and advertising media suitable. It can be done equally successful for the reproduction of digital graphic representations as well as for use moving video images. The image material used must, however each according to the special requirements of the invention Panorama system are prepared.

Claims

1. Panorama projection system for analog or digital video projectors, characterized in that
that the projection beam of a projector 1 is directed onto a two-part roof mirror 2 and is divided there into two laterally extending partial beam paths 3 and 4 ,
that these partial beam paths strike the deflecting mirrors 5 and 6 , which deflect the beam paths at right angles and guide them onto the rear projection surface 7 , where they produce two adjacent and adjacent partial projections 8 and 9 , which in their combination form the panoramic image 10 .

2. Panorama projection system for analog or digital video projectors according to claim 1, characterized in that in order to reduce the height between projector 1 and roof mirror 2, a deflecting mirror 14 is switched on, so that the projector can be arranged flat above the projection screen and the deflecting mirror system can.

3. Panorama projection system for analog or digital video projectors according to claims 1-2, characterized in that the projector 1 is positioned in an arrangement rotated by 90 ° against the roof mirror.

4. Panorama projection system for analog or digital video projectors according to claims 1-3, characterized in that the beam paths from roof mirror 2 are first directed to the additional lateral deflection mirrors 15 and 16 and from there to the already in Fig. 1 described mirrors 5 and 6 arrive, which direct the beam paths onto the rear projection surfaces 8 and 9 .

5. Panorama projection system for analog or digital video projectors after Claims 1-4, particularly characterized that combinations of the optical systems acc. Claims 1-4 used become.

6. Panorama projection system for analog or digital video projectors according to claims 1-5, characterized in that the partial projection surfaces 8 and 9 are not designed as a flat, continuous total surface 10 but that they are adjusted accordingly by the mirrors 5 and 6 and 15 and 16 are arranged angled outwards or inwards to one another.

7. Panorama projection system for analog or digital video projectors according to claims 1-6, characterized in that rear projection surface 7 is replaced by a incident light surface arranged at a greater distance from the projector and mirror system.

8. Panorama projection system for analog or digital video projectors according to claims 1-7, characterized in that the projection device 1 is not arranged above the screen 7 and mirror system but below these components.