DE3311971A1 - Device for aligning video projections - Google Patents

Device for aligning video projections

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Abstract

In a projection system, consisting of several video projectors (1 to 3), having a common projection area (4), automatic convergence calibration is to be carried out. For this purpose, sensor fields (6 to 8) are arranged on the projection surface which must be illuminated by the individual video projectors. From the quantity of light picked up by the sensors at the time of the activation of the associated picture elements by a video projector (e.g. 1) or the time offset between nominal and actual illumination, a conclusion is drawn regarding the misalignment of the projection in accordance with magnitude and direction. The projection misaligned in each case is corrected via an associated control device (RGS1). <IMAGE>

Description

Einrichtung zum Ausrichten von VideoprojektionenDevice for aligning video projections

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen Ausrichten von auf einer gemeinsamen Projektionsfläche zeitgleich oder zeitversetzt darstellbaren, von mehreren feststehenden Videoprojektoren stammenden Videoprojektionen unter Verwendung von den einzelnen Videoprojektoren zugeordneten, individuell steuerbaren Abgleicheinheiten zur Konvergenz einstellung.The invention relates to a device for automatic Alignment of on a common projection surface at the same time or time-shifted displayable video projections originating from several fixed video projectors individually controllable using assigned to the individual video projectors Adjustment units for convergence adjustment.

Zum Steuern und Uberwachen von Betriebsgeschehen werden in zunehmendem MaBe Videoprojektoren verwendet. Diese dienen nicht nur für die Uberwachung besonders markanter oder besonders gefährlicher Arbeitsprozesse, sondern in zunehmendem Maße auch als Datensichtstation für die schematische Wiedergabe von ganzen Anlagenkomplexen (Siemens-Zeitschrift 47 (1973) Heft 7, Seite 550). Mitunter wird dabei das jeweils darzustellende Prozeßgeschehen aus mehreren Teilbildern zusammengesetzt. Diese Teilbilder können sich zum Beispiel auf die gemeinsame Darstellung von aus unterschiedlichen Quellen stammenden veränderbaren odersnicht veränderbaren Daten beziehen (DE-OS 21 04 349) oder auch in der Farbaussage der Darstellung begründet sein. So weisen z. B. herkömmliche Farbsichtgeräte üblicherweise drei voneinander unabhängige,den drei Primärfarben rot, grün und blau zugeordnete Kathodenstrahlablenkeinheiten auf, die zu einer farblich sauberen Bilddarstellung hochgenau zu Justieren sind.For the control and monitoring of business processes are increasing MaBe video projectors used. These are not only used for surveillance in particular distinctive or particularly dangerous work processes, but increasingly also as a data display station for the schematic display of entire system complexes (Siemens magazine 47 (1973) issue 7, page 550). Sometimes that will be the case Process events to be represented composed of several partial images. These partial images can, for example, refer to the common representation of different Obtain changeable or non-changeable data from sources (DE-OS 21 04 349) or in the color statement of the representation. So wise z. B. conventional color vision devices usually three independent, the three primary colors red, green and blue assigned cathode ray deflection units, which are to be adjusted with high precision for a color-clear image display.

Aus der DE-OS 21 04 349 ist es bekannt, zwei Teilbilder zu mischen und mit einem gemeinsamen Videoprojektor zur Darstellung zu bringen.From DE-OS 21 04 349 it is known to mix two partial images and with a shared video projector To bring representation.

Dabei müssen die beiden Teilbilder für eine sinnvolle Darstellung gegeneinander ausgerichtet werden, weil sonst die Gefahr von Interpretationsfehlern besteht.The two partial images must be used for a meaningful representation aligned against each other, otherwise there is a risk of interpretation errors consists.

Für das Ausrichten der beiden Teilbilder gegeneinander ist einem der Teilbilder eine Positionsmarkierung beigegeben, deren Lage innerhalb des zur Darstellung kommenden Gesamtbildes genau festgelegt ist. Eine Decodierschaltung bestimmt die tatsächliche Lage dieser Positionsmarkierung innerhalb des gemeinsam projizierten Gesamtbildes und verschiebt das nicht mit einer Positionsmarkierung versehene Teilbild gegenüber dem Teilbild mit der Positionsmarkierung auf elektronischem Wege so weit, bis die einander entsprechenden Bildpunkte der beiden Teilbilder zur Deckung kommen.To align the two partial images with one another, one of the Partial images have a position marker attached, their position within the for display coming overall picture is precisely defined. A decoding circuit determines the actual location of this position marker within the jointly projected Entire image and shifts the partial image not provided with a position marker so far electronically compared to the partial image with the position marking, until the corresponding pixels of the two partial images come to coincide.

Werden mehr als zwei Teilbilder für die Darstellung eines Gesamtbildes benötigt, so ist ein gegenseitiges Ausrichten der Teilbilder durch Verschieben eines der Teilbilder nicht mehr möglich. Ein gegenseitiges Ausrichten der Teilbilder wäre nur dann möglich, wenn jedes Teilbild für sich in einem gemeinsamen Koordinatensystem justiert werden könnte. Dies ist bei der bekannten Anordnung jedoch nicht vorgesehen.Are more than two partial images for the representation of an overall image is required, a mutual alignment of the partial images by moving a the drawing files are no longer possible. A mutual alignment of the partial images would be only possible if each partial image is in a common coordinate system could be adjusted. However, this is not provided for in the known arrangement.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die während des Betriebes ein individuelles Ausrichten mehrerer1 von unterschiedlichen Videoprojektoren stammenden Videoprojektionen zu einem Gesamtbild möglich macht, ohne daß es hierzu gesonderter Decodierschaltungen zum Erkennen von Dejustierungen bedarf.The object of the present invention is to provide a device according to the The preamble of claim 1 to indicate that an individual during operation Alignment of several1 video projections from different video projectors makes it possible to form an overall picture without the need for separate decoding circuits to detect misalignments.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die-kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus-und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.The invention solves this problem through the characterizing features of claim 1. Advantageous developments and developments of the invention Equipment are specified in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt schematisch drei Videoprojektoren 1 bis 3, die beispielsweise gleichzeitig auf einen gemeinsamen Projektionsschirm 4 wirken. Jeder Videoprojektor ist mit gesonderten, individuell steuerbaren Abgleicheinheiten zur Konvergenzeinstellúng seines Projektionssystemes versehen; er ist Bestandteil eines Farbvideoprojektors und nimmt jeweils eine der drei Farbkanonen des Projektors auf. Auf.dem Projektionsschirm 4 sind außerhalb des in der Zeichnung schraffiert dargestellten, für die Zeichenprojektion genutzten Projektionsfeldes 5 drei Sensorfelder 6 bis 8 angeordnet. Diese Sensorfelder be stehen 'im Ausführungsbeispiel aus jeweils drei lichtempfindlichen Elementen, die den einzelnen Videoprojektoren zugeordnet und zugewandt sind; eines der drei lichtempfindlichen Elemente jedes Sensorfeldes ist dem Videoprojektor 1, ein anderes dem Videoprojektor 2 und das dritte dem Videoprojektor 3 zugeordnet. Die eindeutige Zuordnung der lichtempfindlichen Sensorelemente zu den einzelnen Videoprojektoren erfolgt durch den Sensorelementen vorgeschaltete Farbfilter, die nur fUr von den zugehörigen Videoprojektoren stammende Frequenzen durchlässig sind. Die Sensorelemente dienen dazu, die Leuchtstärke des jeweils zugehörigen Videoprojektors zu demjenigen Zeitpunkt zu messen, an dem dieser das betreffende lichtempfindliche Element beleuchten soll; beim Beleuchten des zugehörigen lichtempfindlichen Elementes ist der zugehörige Elektronenstrahl auf eine immer gleiche Helligkeit eingestellt. Bei Dejustierung eines Videoprojektors registrieren die dem betreffenden Projektor zugeordneten lichtempfindlichen Elemente der .Sensorfelder unterschiedliche Werte für die Leuchtstärke und aus der jeweiligen Abweichung von einem Normal kann auf die Art der Dejustierung geschlossen werden.The drawing shows schematically three video projectors 1 to 3, the for example act simultaneously on a common projection screen 4. Everyone Video projector is available with separate, individually controllable adjustment units Provided convergence adjustment of its projection system; he is part of one Color video projector and takes one of the three color cannons of the projector. Auf.dem projection screen 4 are outside of the hatched shown in the drawing, The projection field 5 used for the drawing projection has three sensor fields 6 to 8 arranged. In the exemplary embodiment, these sensor fields are each made up of three light-sensitive elements that are assigned to the individual video projectors and are facing; is one of the three light-sensitive elements of each sensor field the video projector 1, another to the video projector 2 and the third to the video projector 3 assigned. The clear assignment of the light-sensitive sensor elements to the individual video projectors are carried out by the sensor elements Color filters that are only used for frequencies from the associated video projectors are permeable. The sensor elements are used to monitor the luminosity of each associated Video projector too to measure the point in time at which this to illuminate the relevant photosensitive element; when illuminating the associated light-sensitive element, the associated electron beam is always on same brightness set. Register when a video projector is misaligned the light-sensitive elements of the sensor fields assigned to the projector concerned different values for the luminosity and from the respective deviation from A standard can be used to deduce the type of misalignment.

Über eine zugeordnete Regeleinrichtung RGS1 bis RGS3 wird ein der jeweils aufgenommenen Leuchtstärke entsprechendes Steuersignal für die Beeinflussung der Abgleicheinheit des betreffenden Videoprojektors abgeleitet,welchesden Projektor im Sinne einer optimalen Ausleuchtung der lichtempfindlichen Elemente beeinflußt.Via an assigned control device RGS1 to RGS3, one of the each recorded luminosity corresponding control signal for influencing derived from the adjustment unit of the video projector in question, which controls the projector influenced in terms of optimal illumination of the light-sensitive elements.

Jeder Videoprojektor richtet sich über die ihm zugeordnete Regeleinrichtung selbsttätig und unabhängig von den übrigen Videoprojektoren auf der gemeinsamen Projektionsfläche aus.Each video projector is based on the control device assigned to it automatically and independently of the other video projectors on the shared Projection surface.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei gesonderte Sensorfelder vorgesehen, über die eine eventuelle Dejustierung der Projektionsbilder jeweils nach Größe und Richtung erkennbar ist. Jedes Sensorfeld besteht aus drei lichtempfindlichen Elementen, welche die Steuersignale fUrdie die Projektoren steuernden Regelschaltungen liefern. Die den einzelnen Videoprojektoren zugeordneten lichtempfindlichen Elemente müssen nicht notwendigerweise auf verschiedene Sensorfelder aufgeteilt sein; es ist auch möglich, die der jeweils gleichen Projektionseinrichtung zugeordneten lichtempfindlichen Elemente jeweils neben- bzw. übereinander in einem gemeinsamen Sensorfeld anzuordnen, über das eine mögliche Dejustierung des Projektionsbildes nach Größe und Richtung erkennbar ist. Mindestens dann, wenn die Projektoren nicht zeitgleich sondern zeitlich versetzt wirksam werden, ist es möglich, mit nur einer einzigen Regeleinrichtung und einem einzigen Sensorfeld auszukommen.In the illustrated embodiment there are three separate sensor fields provided over which a possible misalignment of the projection images in each case is recognizable by size and direction. Each sensor field consists of three light-sensitive ones Elements which the control signals for the control circuits controlling the projectors deliver. The light-sensitive elements assigned to the individual video projectors do not necessarily have to be divided into different sensor fields; it is also possible the same each Projection device assigned light-sensitive elements next to or on top of each other in one to arrange a common sensor field, via which a possible misalignment of the projection image is recognizable by size and direction. At least when the projectors don't to take effect at the same time but staggered in time, it is possible with just one a single control device and a single sensor field.

Die Regeleinrichtung ist dann dem jeweils aufgeschalteten Videoprojektor zeitlich begrenzt zuzuordnen und stellt dessen Ablenkeinheit ein, bevor sie anschließend einem anderen Videoprojektor zugeordnet wird. Bei einer solchen Ausbildung kann auf die Zuordnung farbselektiver Filter an den lichtempfindlichen Elementen verzichtet werden.The control device is then the connected video projector assigned for a limited time and adjusts its deflection unit before it then assigned to another video projector. With such a training can the assignment of color-selective filters to the light-sensitive elements is dispensed with will.

Zum Feststellen einer möglichen Dejustierung einer Videoprojektion ist es notwendig, den Zeitpunkt zu kennen, an dem die Bildpunkte der dem betreffenden Videoprojektor zugeordneten lichtempfindlichen Sensorelemente vom Videoprojektor beleuchtet sein sollen. Dies kann vorteilhaft durch eine von einem Synchronisiersignal der Bildsteuerung des betreffenden Projektors getriggerte Zeitmessung geschehen. Zu dem durch die Zeitmessung festgelegten Zeitpunkt bzw. den festgelegten Zeitpunkten wird das bzw. werden die betreffenden Sensorelemente abgefragt und auf die jeweils einfallende Lichtmenge untersucht.To determine a possible misalignment of a video projection it is necessary to know the point in time at which the pixels of the relevant Video projector assigned light-sensitive sensor elements from the video projector should be illuminated. This can be done advantageously by means of a synchronization signal time measurement triggered by the image control of the projector concerned. At the time or times specified by the time measurement the or the relevant sensor elements are queried and the respective investigated the amount of incident light.

Eine Modifizierung der Erfindung sieht vor, nicht die von einem Sensor zu einem bestimmten Zeitpunkt aufgenommene Lichtmenge für eine mögliche Projektionsver- schiebung zu nutzen, sondern stattdessen den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem der Sensor die erwartete Lichtmenge aufnimmt und aus der Abweichung von Soll- und Ist-Zeitpunkt für die Sensorbeeinflussung auf die eingetretene Bildverschiebung zu schließen.A modification of the invention is contemplated, not that of a sensor Amount of light recorded at a certain point in time for a possible projection shift to use, but instead to determine the point in time at which the sensor received the absorbs expected amount of light and from the deviation between the target and actual time to infer the image shift that has occurred for influencing the sensor.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist unabhängig von dem Zusammenwirken der Videoprojektoren anzuwenden, das heißt, sie ist mit Vorteil auch dann einzusetzen, wenn die Videoprojektoren für die ein- oder mehrfarbige Projektion von sich flächenmäßig ergänzenden Teilbildern vorgesehen sind oder wenn sie im Wechsel wirksam werden.The device according to the invention is independent of the interaction of video projectors, i.e. it can also be used with advantage if the video projectors for the single or multi-colored projection of themselves in terms of area supplementary partial images are provided or if they take effect alternately.

7 Patentansprüche 1 Figur7 claims 1 figure

Claims (7)

PatentansprUche 9 Einrichtung zum selbsttätigen Ausrichten von auf einer gemeinsamen Projektionsfläche zeitgleich oder zeitversetzt darstellbaren, von mehreren feststehenden Videoprojektoren stammenden VideoproJektionen unter Verwendung von den einzelnen Videoprojektoren zugeordneten, individuell steuerbaren Abgleicheinheiten zur Konvergenzeinstellung, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß auf der gemeinsamen Projektionsfläche innerhalb des von den Videoproektoren (1 bis 3) zu beleuchtenden Projektionsfeldes (4) mindestens ein den Videoprojektoren zugewandtes lichtempfindliches Sensorfeld (6 bis 8) angeordnet ist, dessen Koordinaten innerhalb des Projektionsfeldes festliegen und daß mindestens eine an das Sensorfeld (6 bis 8), an einen Videoprojektor (z. B. 1) sowie die zugehörige Abgleicheinheit angeschlossene Regeleinrichtung (RGS1) vorgesehen ist, welche aus der bei der proJektorseitigen Ansteuerung der Sensorkoordinaten am Sensorfeld feststellbaren Leuchtstärke bzw. aus der zeitlichen Abweichung von Soll- und Ist-Beeinflussung des Sensorfeldes ein Steuersignal für die Beeinflussung der Abgleicheinheit des betreffenden VideoproJektors (1) im Sinne einer optimalen bzw. zeitgerechten Ausleuchtung des Sensorfeldes bildet.Claims 9 device for the automatic alignment of a common projection surface that can be displayed at the same time or with a time delay, using video projections originating from several fixed video projectors individually controllable adjustment units assigned by the individual video projectors for convergence adjustment, d u r g e k e n n -z e i c h n e t that on the common projection area within the area used by the video projectors (1 to 3) To be illuminated projection field (4) at least one facing the video projectors light-sensitive sensor field (6 to 8) is arranged, its coordinates within of the projection field and that at least one of the sensor fields (6 to 8), connected to a video projector (e.g. 1) and the associated adjustment unit Control device (RGS1) is provided, which from the at the projector side Control of the sensor coordinates on the sensor field detectable luminosity or from the time difference between the target and actual influences on the sensor field Control signal for influencing the adjustment unit of the relevant video projector (1) in the sense of an optimal and timely illumination of the sensor field. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Sensorfeld (6 bis 8) außerhalb der für die Bilddarstellung genutzten Fläche (5) des Projektionsfeldes (4) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c It does not mean that the sensor field (6 to 8) is outside the one used for the image display Area (5) of the projection field (4) is arranged. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Sensorfeld durch mehrere Einzelsensoren gebildet ist, welche bei Dejustierung eines Projektionsbildes die jeweils eingetretene Dejustierung nach Größe und Richtung erkennbar machen.3. Device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the sensor field is formed by several individual sensors, which in the event of misalignment of a projection image, the respective misalignment that has occurred Make size and direction recognizable. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einzelsensoren jedes Sensorfeldes (6 bis 8) über das Projektionsfeld (4) verteilt angeordnet sind.4. Device according to claim 2 or 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the individual sensors of each sensor field (6 to 8) over the projection field (4) are arranged in a distributed manner. 5. Einrichtung nach einem der-AnsprUche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sensorfelder von den zugehörigen Videoprojektoren farbselektiv anreizbar sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g It is not noted that the sensor fields from the associated video projectors can be stimulated in a color-selective manner. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jedem Videoprojektor (1 bis 3) mindestens ein Sensorfeld und eine eigene Regeleinrichtung (RGS 1 bis RGS3) zugeordnet sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, d a -d u r c h g It is not noted that every video projector (1 to 3) has at least one sensor field and their own control device (RGS 1 to RGS3) are assigned. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Bestimmung der von einem Videoprojektor jeweils beleuchteten Bildkoordinaten über eine von einem Synchronisiersignal der Bildsteuerung getriggerte Zeitmessung erfolgt.7. Device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the determination of the image coordinates illuminated by a video projector via a time measurement triggered by a synchronization signal from the image control he follows.
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