EP1232417A2 - Projection device for projecting an image onto a projection surface, and a projection unit for coupling to a projector - Google Patents
Projection device for projecting an image onto a projection surface, and a projection unit for coupling to a projectorInfo
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- EP1232417A2 EP1232417A2 EP01976148A EP01976148A EP1232417A2 EP 1232417 A2 EP1232417 A2 EP 1232417A2 EP 01976148 A EP01976148 A EP 01976148A EP 01976148 A EP01976148 A EP 01976148A EP 1232417 A2 EP1232417 A2 EP 1232417A2
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Abstract
The invention relates to a projection device for projecting an image onto a projection surface. Said device comprises a light source (26); a film gate (2) for holding a positive image recorded on a carrier medium, said gate being arranged downstream from the light source; and a projection lens (3) for projecting an illuminated positive image. The inventive device also comprises a control unit (25); a light modulator (10) which can be controlled by said unit and which is used to produce an additional image based on predetermined image data; an optical device (11) for projecting the additional image onto the projection surface (34), said optical device being arranged downstream from the light modulator; and a beam splitter (6) which is arranged between the light source (26) and the film gate (2). Said beam splitter splits the light from the light source (26) into a first partial beam directed onto the film gate (2) in order to illuminate the positive image, and a second partial beam by means of which the light modulator (10) can be operated. A projection device is thus implemented which can project additional images, e.g. sub-titles, as well as the illuminated positive image.
Description
Projektionsanordnung zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsflache und Projektionseinheit zum Ankoppeln an einen Projektor Projection arrangement for projecting an image onto a projection surface and projection unit for coupling to a projector
Die Erfindung bezieht sich auf eine Projektionsanordnung zum Projizieren eines Bildes auf eineThe invention relates to a projection arrangement for projecting an image onto a
Projektionsflache, mit einer Lichtquelle, einer dieser nachgeschalteten Filmbühne zum Haltern eines auf einem Trägermedium aufgezeichneten Positiv-Bildes und einer Projektionsoptik zum Projizieren eines durchleuchteten Positiv-Bildes. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Projektionseinheit zum Ankoppeln an einen Projektor.Projection area, with a light source, one of these film stages downstream for holding a positive image recorded on a carrier medium and a projection optics for projecting a screened positive image. The invention further relates to a projection unit for coupling to a projector.
Eine solche Projektionsanordnung ist zum Beispiel ein Projektor zum Projizieren eines Kinofilmes, der eine Lichtquelle, eine mechanische Filmbühne und ein Projektionsobjektiv enthält. Die Lichtquelle gibt ein Lichtstrahlbündel ab, das Positiv-Bilder auf einem Film durchleuchtet, der quer zur Lichtausbreitungsrichtung des Lichtstrahlbündels geführt wird. Die durchleuchteten Positiv-Bilder werden mittels des Projektionsobjektivs auf eine Leinwand projiziert. Der Film wird im Betrieb von einer Filmspule oder einem Filmteller auf einer Seite der Filmbühne abgewickelt, über die Filmbühne geführt, und auf der anderen Seite der Filmbühne durch eine weitere Filmspule oder einen weiteren Filmteller aufgewickelt. Der Film wird diskontinuierlich so über die Filmbühne geführt, daß der Film 24 mal pro , Sekunde an einem Bildfenster auf der Filmbühne vorbeigeschoben und angehalten wird, wobei jedes einzelne Bild zweimal durchleuchtet wird. Gleichzeitig werden auch noch die Steuersignale für die Kino- Tonanlage abgetastet. Mit einem solchen Projektor können lediglich herkömmliche Kinofilme projiziert werden. Eine gleichzeitige Projektion von Zusatzbildern, die nur als digitale und/oder analoge Daten vorliegen und die zur Projektion erst auf der Basis dieser Daten erzeugt werden müssen, ist nicht möglich.Such a projection arrangement is, for example, a projector for projecting a cinema film, which contains a light source, a mechanical film stage and a projection lens. The light source emits a light beam that shines through positive images on a film that is guided transversely to the direction of light propagation of the light beam. The illuminated positive images are projected onto a screen using the projection lens. In operation, the film is unwound from a film reel or a film plate on one side of the film stage, passed over the film stage, and wound up on the other side of the film stage by a further film reel or a further film plate. The film is passed intermittently over the film stage in such a way that the film is pushed past a picture window on the film stage 24 times per second and stopped, each individual picture being illuminated twice. At the same time, the control signals for the cinema sound system are also sampled. With such a projector, only conventional cinema films can be projected. A simultaneous projection of additional images that are only available as digital and / or analog data and that only have to be generated for the projection on the basis of this data is not possible.
Eine solche gleichzeitige Projektion von Zusatzbildern ist beispielsweise zur Projektion von Untertiteln in einem fremdsprachlichen Film vorteilhaft, da dann nicht mehr individuelle Kopien des Kinofilms mit den entsprechenden Untertiteln für einen bestimmten Sprachraum hergestellt werden müssen. Es könnten nämlich der Originalfilm mit entsprechenden Untertiteldateien, die die Daten für den Untertitel in der jeweiligen Sprache enthalten, verwendet werden. Zur Projektion von solchen nur als Daten vorliegenden Untertiteln können Projektionsvorrichtungen, die zur Bilderzeugung Lichtmodulatoren enthalten, mit denen die Untertitel als Zusatzbild gemäß den Daten erzeugt werden können, eingesetzt werden. Als Lichtmodulatoren werden beispielsweise LCD-Module oder Kippspiegel-Matrizen (DMD-Chips) verwendet. Wenn man zusätzlich zum Projektor zum Projizieren von herkömmlichen Filmen eine solche
Projektionsvorrichtung vorsieht, führt das zu hohen Anschaffungskosten, da eine vollständige Projektionsvorrichtung angeschafft werden muß.Such a simultaneous projection of additional images is advantageous, for example, for the projection of subtitles in a foreign language film, since it is then no longer necessary to produce individual copies of the cinema film with the corresponding subtitles for a specific language area. This is because the original film with corresponding subtitle files containing the data for the subtitle in the respective language could be used. For the projection of such subtitles which are only available as data, projection devices which contain light modulators for image generation, with which the subtitles can be generated as an additional image according to the data, can be used. LCD modules or tilting mirror matrices (DMD chips), for example, are used as light modulators. If, in addition to the projector for projecting conventional films, such a Projection device provides, this leads to high acquisition costs, since a complete projection device must be purchased.
Hier soll nun die Erfindung Abhilfe schaffen und die eingangs genannte Projektionsanordnung so verbessern, daß die Projektionsanordnung zur gleichzeitigen Projektion eines auf einemHere, the invention is to remedy the situation and improve the projection arrangement mentioned at the outset so that the projection arrangement for the simultaneous projection of one onto a
Trägermedium aufgezeichneten Positiv-Bildes und eines auf der Basis vorgegebener Bilddaten zu erzeugenden Zusatzbildes geeignet ist. Zudem soll eine Projektionseinheit- zum Ankoppeln an einen Projektor vorgeschlagen werden.Carrier medium recorded positive image and an additional image to be generated on the basis of predetermined image data is suitable. In addition, a projection unit for coupling to a projector is to be proposed.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der Projektionsanordnung der eingangs genanntenAccording to the invention, this object is achieved in the projection arrangement of the aforementioned
Art durch eine Ansteuereinheit, einen mittels dieser steuerbarer Lichtmodulator zum Erzeugen eines Zusatzbildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten, dem eine optische Einrichtung zum Projizieren des Zusatzbildes auf die Projektionsflache nachgeschaltet ist, und einen zwischen der Lichtquelle und der Filmbühne angeordneten Strahlteiler, der das Licht aus der Lichtquelle in einen ersten Teilstrahl, der auf die Filmbühne zum Durchleuchten des Positiv-Bildes gerichtet ist, und einen zweiten Teilstrahl, mit dem der Lichtmodulator beaufschlagbar ist, aufteilt, erreicht.Type by a control unit, a light modulator controllable by means of this for generating an additional image on the basis of predetermined image data, which is followed by an optical device for projecting the additional image onto the projection surface, and a beam splitter arranged between the light source and the film stage, which separates the light from the Light source into a first sub-beam, which is directed onto the film stage to illuminate the positive image, and splits a second sub-beam with which the light modulator can be acted on.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung besteht darin, daß das auf den Strahlteiler treffende Licht einen vorbestimmten Strahlquerschnitt aufweist und der Strahlteiler derart ausgebildet ist, daß der Aufteilungsgrad zwischen dem ersten und zweiten Teilstrahl über den Strahlquerschnitt variiert. Dadurch ist es beispielsweise bei der Projektion von Untertiteln als Zusatzbild möglich, daß das Positiv-Bild mit Licht mit möglichst großer Helligkeit durchleuchtet wird, während ein kleiner Bereich des Strahlquerschnitts zur Beaufschlagung des Lichtmodulators verwendet wird.An advantageous development of the projection arrangement according to the invention consists in that the light striking the beam splitter has a predetermined beam cross section and the beam splitter is designed such that the degree of division between the first and second partial beams varies over the beam cross section. This makes it possible, for example, when projecting subtitles as an additional image, that the positive image is illuminated with light with the greatest possible brightness, while a small area of the beam cross section is used to act on the light modulator.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung umfaßt der Strahlteiler einen teildurchlässigen Spiegel, einen Strahlteilerblock oder ein teilweise in einem Strahlquerschnitt des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtstrahlbündels angeordnetes Umlenkelement (z. B. ein Spiegel oder ein Prisma). Damit wird eine zuverlässige Aufteilung desIn an advantageous embodiment of the projection arrangement according to the invention, the beam splitter comprises a partially transmissive mirror, a beam splitter block or a deflection element (for example a mirror or a prism) arranged in a beam cross section of the light beam emitted by the light source. This will ensure a reliable division of the
Lichtstrahlbündels erreicht.Beam of light reached.
Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Projektionsanordnung dadurch weitergebildet werden, daß der Strahlteiler in den Strahlengang zwischen Lichtquelle und Filmbühne ein- und ausfahrbar ist. Dabei kann noch weiter eine Umlenkeinrichtung vorgesehen werden, die im aus dem Strahlengang zwischen Lichtquelle und Filmbühne herausgefahrenen Zustand des Strahlteilers in diesen Strahlengang einfahrbar ist um das Licht aus der Lichtquelle auf den Lichtmodulator zu richten. Dadurch kann mit dieser Projektionsanordnung neben der gleichzeitigen Projektion des Zusatzbildes die Projektionsanordnung auch derart betrieben
werden, daß entweder ein durchleuchtetes Positiv-Bild oder ein mittels des Lichtmodulators erzeugtes Bild projiziert wird.The projection arrangement according to the invention can preferably be developed further in that the beam splitter can be moved into and out of the beam path between the light source and the film stage. In this case, a deflection device can also be provided which, when the beam splitter is moved out of the beam path between the light source and film stage, can be moved into this beam path in order to direct the light from the light source onto the light modulator. As a result, in addition to the simultaneous projection of the additional image, the projection arrangement can also be operated in this way with this projection arrangement that either a screened positive image or an image generated by the light modulator is projected.
Bevorzugt sind der Strahlteiler, der Lichtmodulator und die optische Einrichtung als ankoppelbares Projektionsmodul ausgebildet. Dadurch ist es möglich, die Lichtquelle eines herkömmlichen Projektors zum Projizieren von Positiv-Bildern auch als Lichtquelle für den Lichtmodulator zu verwenden. Ferner ist die Umrüstung eines schon vorhandenen, herkömmlichen Projektors zu der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung leicht möglich, da das Projektionsmodul nur an den herkömmlichen Projektor angekoppelt werden muß.The beam splitter, the light modulator and the optical device are preferably designed as a coupling-on projection module. This makes it possible to use the light source of a conventional projector for projecting positive images as a light source for the light modulator. Furthermore, converting an already existing, conventional projector to the projection arrangement according to the invention is easily possible, since the projection module only has to be coupled to the conventional projector.
Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung kann besonders vorteilhaft dadurch weitergebildet werden, daß eine Aufteileinrichtung vorgesehen ist, die das Licht der Lichtquelle in unterschiedliche Farben aufteilt, und daß der Lichtmodulator mehrere Lichtmodulationseinheiten aufweist, die jeweils eine der Farben modulieren. Durch diesen Aufbau können Lichtleistungen erreicht werden, die die Helligkeitsanforderungen von Kinos erfüllen.The projection arrangement according to the invention can be developed particularly advantageously in that a dividing device is provided which divides the light from the light source into different colors and that the light modulator has a plurality of light modulation units, each of which modulates one of the colors. With this structure, light outputs can be achieved that meet the brightness requirements of cinemas.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ist eine Zusammenführoptik vorgesehen, die das von Lichtmodulationseinheiten abgegebene Licht zu einem Strahlenbündel zusammenführt und zur optischen Einrichtung leitet. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, daß das modulierte Licht unterschiedlicher Farbe mittels einer optischen Einrichtung auf die Leinwand abgebildet werden kann.In a further advantageous embodiment of the projection arrangement according to the invention, a combination optic is provided, which combines the light emitted by light modulation units into a beam and guides it to the optical device. This advantageously makes it possible for the modulated light of different colors to be reproduced on the screen by means of an optical device.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Projektionsanordnung derart weitergebildet, daß der Lichtmodulator ein LCD-Modul, das als Transmissions- oder Reflexionsmodul ausgebildet sein kann, ein GLV-Modul oder eine Kippspiegelmatrix aufweist. Dadurch kann ein Bild mit hoher Qualität erzeugt werden.The projection arrangement according to the invention is preferably developed in such a way that the light modulator has an LCD module, which can be designed as a transmission or reflection module, a GLV module or a tilting mirror matrix. This enables a high quality image to be created.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind bei der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung die Projektionsoptik und die optischen Einrichtung als eine einzigeIn a further advantageous embodiment, the projection optics and the optical device are one in the projection arrangement according to the invention
Projektionsvorrichtung ausgebildet. Dadurch ist es möglich, eine Projektionsanordnung bereitzustellen, die nur eine Projektionsvorrichtung benötigt, so daß Kosten eingespart werden können.Projection device trained. This makes it possible to provide a projection arrangement which only requires one projection device, so that costs can be saved.
Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung kann vorteilhaft derart weitergebildet werden, daß ein Speicher zum Speichern Daten vorgesehen ist. Der Speicher kann ein digitaler Speicher sein, wie z. B. eine Festplatte eines Computers, oder kann auch ein analoger Speicher sein, wie z. B. ein herkömmliches Videoband. Durch das Vorsehen eines solchen Speichers können die gesamten Daten für die Zusatzbilder in der Projektionsanordnung gespeichert werden, so daß
man nicht auf hohe Übertragungskapazitäten einer Verbindung zu einem externen Speicher angewiesen ist.The projection arrangement according to the invention can advantageously be developed in such a way that a memory is provided for storing data. The memory can be a digital memory, such as. B. a hard drive of a computer, or can also be an analog memory, such as. B. a conventional video tape. By providing such a memory, the entire data for the additional images can be stored in the projection arrangement, so that one does not have to rely on high transmission capacities of a connection to an external memory.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Projektionsanordnung eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten auf. Diese Schnittstelle kann beispielsweise ein DVD-Laufwerk sein. Sie kann auch eine Schnittstelle für ein Computernetzwerk, wie z. B. das Internet, sein. Damit ist es möglich, die Daten einfach zur Projektionsanordnung zu übertragen.In another advantageous embodiment of the invention, the projection arrangement according to the invention has an interface for receiving data. This interface can be a DVD drive, for example. It can also be an interface for a computer network, such as. B. the Internet. This makes it possible to simply transfer the data to the projection arrangement.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind eine Anzeigevorrichtung und eine Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen, wobei die Bildaufnahmevorrichtung das auf die Projektionsflache projizierte Bild aufnehmen und auf der Anzeigevorrichtung darstellen kann. Wenn die Bildaufnahmevorrichtung den auf die Projektionsflache projizierten Film aufnimmt und auf der Anzeigevorrichtung wiedergibt, ist es möglich, die Vorführung außerhalb des Zuschauerraums zu kontrollieren. So kann beispielsweise der Ausfall der Projektionslampe oder der Kinosaalbeleuchtung sofort diagnostiziert werden.In a further advantageous embodiment of the invention, a display device and an image recording device are provided, the image recording device being able to record the image projected onto the projection surface and display it on the display device. If the image pickup device records the film projected onto the projection surface and displays it on the display device, it is possible to control the presentation outside the auditorium. For example, the failure of the projection lamp or the cinema hall lighting can be diagnosed immediately.
Die erfindungsgemäße Projektionseinheit zum Ankoppeln an einen Projektor, der eine Lichtquelle, eine dieser nachgeschaltete Filmbühne zum Haltern eines auf einem Trägermedium aufgezeichneten Positiv-Bildes sowie eine Projektionsoptik zum Projizieren eines durchleuchteten Positiv-Bildes auf eine Projektionsflache aufweist, enthält eine Ansteuereinheit, einen mittels dieser steuerbaren Lichtmodulator zum Erzeugen eines Zusatzbildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten, eine dem Lichtmodulator nachgeschaltete optische Einrichtung zum Projizieren des Zusatzbildes auf eine Projektionsflache und einen Strahlteiler, der in einem angekoppelten Zustand des Projektionsmoduls an dem Projektor zwischen der Lichtquelle und der Filmbühne angeordnet ist und das Licht aus der Lichtquelle in einen ersten Teilstrahl, der auf die Filmbühne zum Durchleuchten des Positiv-Bildes gerichtet ist, und einen zweiten Teilstrahl, mit dem der Lichtmodulator beaufschlagbar ist, aufteilt. Mit dieser Projektionseinheit kann ein herkömmlicher Projektor einfach und schnell nachgerüstet werden.The projection unit according to the invention for coupling to a projector which has a light source, a film stage connected downstream thereof for holding a positive image recorded on a carrier medium, and projection optics for projecting a illuminated positive image onto a projection surface, contains a control unit, a controllable by means of the latter Light modulator for generating an additional image on the basis of predetermined image data, an optical device downstream of the light modulator for projecting the additional image onto a projection surface and a beam splitter, which is arranged in a coupled state of the projection module on the projector between the light source and the film stage and the light out divides the light source into a first partial beam, which is directed onto the film stage to illuminate the positive image, and a second partial beam, with which the light modulator can be acted upon. With this projection unit, a conventional projector can be easily and quickly retrofitted.
Die Erfindung wird nachfolgend im Vergleich zu einem aus dem Stand der Technik bekannten Filmprojektor anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below in comparison with a film projector known from the prior art with the aid of the drawings, in principle for the sake of example. Show it:
Fig. 1 eine prinzipielle Draufsicht einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung;1 shows a basic plan view of a projection arrangement according to the invention;
Fig. 2 eine Draufsicht eines Lichtmodulators gemäß einer Ausführungsform;2 shows a top view of a light modulator according to an embodiment;
Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung;3 shows a block diagram of the projection arrangement according to the invention;
Fig. 4 eine Draufsicht des Lichtmodulators gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Lichtmodulators;4 shows a top view of the light modulator according to a further embodiment; Fig. 5 is a side view of the light modulator shown in Fig. 4;
Fig. 6 und 7 prinzipielle Darstellungen zur Erläuterung einer alternativen Ausführungsform eines Lichtmodulators; und Fig. 8 eine prinzipielle Draufsicht eines herkömmlichen Filmprojektors.6 and 7 are basic representations for explaining an alternative embodiment of a light modulator; and Fig. 8 is a basic plan view of a conventional film projector.
Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung wird kurz der prinzipielle Aufbau eines herkömmlichen Projektors zum Projizieren von Positiv-Bildern bzw. -Filmen unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Ein solcher herkömmlicher Projektor enthält ein Lampengehäuse 1, eine mechanische Filmbühne 2 und ein Projektionsobjektiv 3. In dem Lampengehäuse 1 ist eine Lichtquelle (nicht gezeigt) angeordnet, die ein Lichtstrahlbündel 4 abgibt, das ein Positiv-Bild auf einem auf der mechanischen Filmbühne 2 gehalterten Film 5 durchleuchtet, der quer zur Lichtausbreitungsrichtung des Lichtstrahlbündels 4 geführt wird. Das durchleuchtete Positiv-Bild wird mittels des Projektionsobjektivs 3 auf eine Projektionsflache (nicht gezeigt) projiziert.For a better understanding of the projection arrangement according to the invention, the basic structure of a conventional projector for projecting positive images or films is briefly described with reference to FIG. 8. Such a conventional projector contains a lamp housing 1, a mechanical film stage 2 and a projection objective 3. A light source (not shown) is arranged in the lamp housing 1, which emits a light beam 4 which provides a positive image on a holder on the mechanical film stage 2 Film 5 is illuminated, which is guided transversely to the direction of light propagation of the light beam 4. The illuminated positive image is projected onto a projection surface (not shown) by means of the projection objective 3.
In Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung gezeigt. Die Projektionsanordnung enthält, genauso wie der in Fig. 8 gezeigte herkömmliche Projektor, ein Lampengehäuse 1 , in dem eine nicht gezeigte Lichtquelle (z. B. eine Xenon- Lampe) angeordnet ist, eine mechanische Filmbühne 2 und ein Projektionsobjektiv 3. Zusätzlich enthält die erfindungsgemäße Projektionsanordnung eine Strahlteilereinheit 6 und ein1 shows a schematic top view of the projection arrangement according to the invention. Like the conventional projector shown in FIG. 8, the projection arrangement contains a lamp housing 1 in which a light source (not shown) (for example a xenon lamp) is arranged, a mechanical film stage 2 and a projection lens 3. In addition, the projection arrangement according to the invention a beam splitter unit 6 and a
Zusatzbilderzeugungsmodul 7. Die Strahlteilereinheit 6 enthält einen ersten teildurchlässigen Spiegel 8, der im Strahlengang zwischen dem Lampengehäuse 1 und der mechanischen Filmbühne 2 angeordnet ist und das Lichtstrahlbündel 4 der Lichtquelle in ein erstes Lichtstrahlbündel, das auf die Filmbühne 2 gerichtet ist, und ein zweites Lichtstrahlbündel aufteilt, das im wesentlichen senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung von dem LampengehäuseAdditional image generation module 7. The beam splitter unit 6 contains a first semitransparent mirror 8, which is arranged in the beam path between the lamp housing 1 and the mechanical film stage 2, and the light beam 4 of the light source into a first light beam directed at the film stage 2 and a second light beam divides that substantially perpendicular to the direction of light propagation from the lamp housing
1 zur mechanischen Filmbühne 2 umgelenkt wird. Das Verhältnis der Lichtintensitäten des ersten und zweiten Lichtstrahlbündels kann 1:1 betragen. Es sind auch andere Verhältnisse möglich. Das zweite Lichtstrahlbündel trifft auf einen zweiten Umlenkspiegel 9 der Strahlteilereinheit 6 und wird durch diesen zweiten Umlenkspiegel 9 um ca. 90° derart umgelenkt, daß sich das durch den zweiten Umlenkspiegel 9 umgelenkte Lichtstrahlbündel bevorzugt parallel zu dem aus dem Lampengehäuse 1 austretenden Lichtstrahlbündel 4 ausbreitet. Dieses umgelenkte zweite Lichtstrahlbündel trifft auf das Zusatzbilderzeugungsmodul 7.1 is deflected to the mechanical film stage 2. The ratio of the light intensities of the first and second light beam can be 1: 1. Other conditions are also possible. The second light beam strikes a second deflecting mirror 9 of the beam splitter unit 6 and is deflected by this second deflecting mirror 9 by approximately 90 ° in such a way that the light beam deflected by the second deflecting mirror 9 preferably spreads parallel to the light beam 4 emerging from the lamp housing 1. This deflected second light beam strikes the additional image generation module 7.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält das Zusatzbilderzeugungsmodul 7 einen Lichtmodulator 10 und eine Projektionsoptik 11. Der Lichtmodulator 10 wird auf der Basis vorgegebener Bilddaten so angesteuert, daß er ein aus Bildpixeln bestehendes Bild erzeugt, das mittels der Projektionsoptik 11 projiziert wird. Ferner kann noch ein Lichtintegrator bzw. Lichtmischstab (nicht gezeigt) vorgesehen sein, der dem Lichtmodulator 10 vorgeschaltet ist und das
Lichtstrahlbündel 4 so umformt, daß die im folgenden beschriebenen Lichtmodulationseinheiten 21 , 22, 23 möglichst gleichmäßig beleuchtet werden. Der Lichtmodulator 10 enthält eine Farbaufteilungseinheit 12, die drei Spiegel 13, 14 und 15 aufweist, die hintereinander entlang einer ersten optischen Achse angeordnet sind und die jeweils um 45° gegenüber dieser ersten optischen Achse geneigt sind. Der eingangsseitig angeordnete Spiegel 13 ist ein Spiegel, der von dem weißen Licht des Lichfstrahlbündels nur den blauen Anteil reflektiert. Die restlichen Farbanteile des Lichtes gehen durch den Spiegel 13 hindurch und treffen auf den nächsten Spiegel 14, der davon nur den grünen Lichtanteil reflektiert. Der durch diesen Spiegel 14 hindurchgehende rote Lichtanteil wird dann von dem Spiegel 15 reflektiert, der selektiv rotes Licht reflektiert.As shown in FIG. 2, the additional image generation module 7 contains a light modulator 10 and a projection optics 11. The light modulator 10 is controlled on the basis of predetermined image data in such a way that it generates an image consisting of image pixels which is projected by means of the projection optics 11. Furthermore, a light integrator or light mixing rod (not shown) can be provided, which is connected upstream of the light modulator 10 and that The light beam 4 is shaped so that the light modulation units 21, 22, 23 described below are illuminated as evenly as possible. The light modulator 10 contains a color distribution unit 12 which has three mirrors 13, 14 and 15 which are arranged one behind the other along a first optical axis and which are each inclined at 45 ° with respect to this first optical axis. The mirror 13 arranged on the input side is a mirror which reflects only the blue portion of the white light of the light beam. The remaining color components of the light pass through the mirror 13 and strike the next mirror 14, which only reflects the green light component. The red light component passing through this mirror 14 is then reflected by the mirror 15, which selectively reflects red light.
Der Lichtmodulator 10 enthält ferner eine Farbzusammenführeinheit 16, die drei Spiegel 17, 18 und 19 aufweist. Diese Spiegel 17, 18 und 19 sind entlang einer zweiten optischen Achse angeordnet, die parallel zur ersten optischen Achse des in den Lichtmodulator 10 einfallenden Lichtbündels ist. Ferner sind diese Spiegel 17, 18 und 19 so um 45° gegenüber der zweiten optischen Achse geneigt und angeordnet, daß das von den Spiegeln 13, 14 und 15 reflektierte blaue, grüne und rote Licht jeweils so umgelenkt wird, daß es sich entlang der zweiten optischen Achse ausbreitet. Dadurch werden die blauen, grünen und roten Lichtstrahlbündel zu einem gemeinsamen Lichtstrahlbündel 20 zusammengeführt. Ferner enthält der Lichtmodulator 10 drei Lichtmodulationseinheiten 21 , 22 und 23 (z .B. LCD-Module), die jeweils einenThe light modulator 10 further includes a color combining unit 16, which has three mirrors 17, 18 and 19. These mirrors 17, 18 and 19 are arranged along a second optical axis which is parallel to the first optical axis of the light beam incident on the light modulator 10. Furthermore, these mirrors 17, 18 and 19 are inclined and arranged by 45 ° with respect to the second optical axis in such a way that the blue, green and red light reflected by the mirrors 13, 14 and 15 are each deflected such that they are along the second optical axis. As a result, the blue, green and red light beams are combined to form a common light beam 20. Furthermore, the light modulator 10 contains three light modulation units 21, 22 and 23 (e.g. LCD modules), each one
Farbanteil des in einen blauen, grünen und roten Farbanteils aufgespaltenen Lichts modulieren und so jeweils die erforderlichen Farbpixel erzeugen, die zusammen das gewünschte Bild ergeben. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Lichtmodulationseinheit 21 für den blauen Lichtanteil zwischen den Spiegeln 17 und 18 angeordnet. Die Lichtmodulationseinheit 22 für den grünen Lichtanteil ist zwischen den Spiegeln 14 und 18 angeordnet, und dieModulate the color component of the light split into a blue, green and red color component and thus generate the required color pixels, which together produce the desired image. In the embodiment shown in FIG. 2, the light modulation unit 21 for the blue light component is arranged between the mirrors 17 and 18. The light modulation unit 22 for the green light component is arranged between the mirrors 14 and 18, and the
Lichtmodulationseinheit 23 für den roten Lichtanteil ist zwischen den Spiegeln 14 und 15 angeordnet. Die Modulation mittels der Lichtmodulationseinheiten 21 , 22 und 23 wird gemäß den vorliegenden digitalen und/oder analogen Daten durchgeführt. Das Lichtstrahlbündel 20, das farbmoduliert ist, wird dann mittels der Projektionsoptik 11 auf die Leinwand (nicht gezeigt) projiziert. Die Spiegel 13, 14, 15 und 21 , 22, 23 können als die dichroitische Spiegel ausgebildet sein.Light modulation unit 23 for the red light component is arranged between the mirrors 14 and 15. The modulation by means of the light modulation units 21, 22 and 23 is carried out in accordance with the present digital and / or analog data. The light beam 20, which is color modulated, is then projected onto the screen (not shown) by means of the projection optics 11. The mirrors 13, 14, 15 and 21, 22, 23 can be designed as the dichroic mirrors.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung gezeigt. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, enthält die erfindungsgemäße Projektionsanordnung eine Projektionseinheit 24 und eine Steuereinheit 25. Die Projektionseinheit 24 enthält denFIG. 3 shows a block diagram of the projection arrangement according to the invention. As can be seen from FIG. 3, the projection arrangement according to the invention contains a projection unit 24 and a control unit 25. The projection unit 24 contains the
Lichtmodulator 10, die Projektionsoptik 11 , die in dem Lampengehäuse 1 angeordnete Lampe 26, die Strahlteilereinheit 6, die mechanische Filmbühne 2 und das Projektionsobjektiv 3. Der mechanischen Filmbühne 2 wird der Film 5 zugeführt. Die Steuereinheit 25 enthält einen Dateneingang 27, eine Kontrolleinheit 28, einen Tonausgang 29, einen Speicher 30, eine
Bedieneinheit 31 , die eine Eingabeeinheit, z. B. eine Tastatur, und eine Anzeigevorrichtung, z. B. einen Bildschirm, enthält, und femer einen Ausgabeschnittstelle (nicht gezeigt), über die beispielsweise das Dimmen der Saalbeleuchtung oder die Bewegung eines Vorhangs von der Projektionsflache gesteuert werden kann. Die Steuereinheit 25 kann als eigene Einheit ausgebildet sein, die getrennt von der Projektionseinheit 24, z. B. in einem anderen Raum, aufgestellt werden kann.Light modulator 10, the projection optics 11, the lamp 26 arranged in the lamp housing 1, the beam splitter unit 6, the mechanical film stage 2 and the projection objective 3. The film 5 is fed to the mechanical film stage 2. The control unit 25 contains a data input 27, a control unit 28, a sound output 29, a memory 30, one Operating unit 31, which is an input unit, for. B. a keyboard, and a display device, e.g. B. contains a screen, and also an output interface (not shown), for example, the dimming of the room lighting or the movement of a curtain can be controlled from the projection surface. The control unit 25 can be designed as a separate unit, which is separate from the projection unit 24, for. B. can be set up in another room.
Für die Übertragung der Daten von der Steuereinheit 25 zur Projektionseinheit 24 können verschiedene Datenverbindungen eingesetzt werden. Wesentlich ist dabei, daß die Bandbreite ausreicht für die Datenübertragung. Vorteilhaft ist beispielsweise das LVDS-System (LowVarious data connections can be used for the transmission of the data from the control unit 25 to the projection unit 24. It is essential that the bandwidth is sufficient for data transmission. The LVDS system (Low
Voltage Differential Signaling System der Firma National Semiconductor) oder das PanelLink- System der Firma Silicon Image, mit denen eine Übertragung großer Datenmengen über ein Kabel mit nur zwei Adern möglich ist.Voltage Differential Signaling System from National Semiconductor) or the PanelLink system from Silicon Image, with which the transmission of large amounts of data via a cable with only two wires is possible.
Die Daten 32 werden der Steuereinheit 25 über den Dateneingang 27 zugeführt. Dabei kann es sich bei dem Dateneingang 27 einerseits um eine Schnittstelle zu einem externen Netzwerk handeln, wie z. B. dem internet. Der Dateneingang 27 kann andererseits auch durch ein Laufwerk zur Aufnahme eines Speichermediums, wie z. B. ein DVD-Laufwerk, verwirklicht sein. Die über den Dateneingang 27 eingegebenen Daten können entweder durch die Kontrolleinheit 28 in den Speicher 30 eingeschrieben werden oder direkt zur Steuerung des LichtmodulatorsThe data 32 are fed to the control unit 25 via the data input 27. The data input 27 can, on the one hand, be an interface to an external network, such as, for. B. the internet. The data input 27 can on the other hand by a drive for receiving a storage medium, such as. B. a DVD drive can be realized. The data entered via the data input 27 can either be written into the memory 30 by the control unit 28 or directly for controlling the light modulator
10 in der Projektionseinheit 24 verwendet werden. Die Kontrolleinheit 28 kann optional Tondaten aus den eingegebenen Daten herausfiltern und über den Tonausgang 29 synchron zu den Bilddaten an eine Kinotonanlage 33 anlegen.10 can be used in the projection unit 24. The control unit 28 can optionally filter out sound data from the input data and apply it to a cinema sound system 33 via the sound output 29 in synchronism with the image data.
Die Kontrolleinheit 28 kann ferner die Bilddaten entweder unverändert zur Steuerung desThe control unit 28 can also change the image data either unchanged to control the
Lichtmodulators 10 verwenden oder kann eine Formatanpassung, eine Auflösungsanpassung oder eine sonstige gewünschte Grafik-Transformation durchführen, wobei die Anpassung bzw. Transformation sowohl durch Hardware als auch durch Software realisiert werden kann.Use light modulator 10 or can carry out a format adjustment, a resolution adjustment or any other desired graphic transformation, wherein the adaptation or transformation can be implemented both by hardware and by software.
Ferner ist es mittels der Kontrolleinheit 28 möglich, Verzeichnungen zu kompensieren, die durch die Projektionsoptik 11 bedingt sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Kissen- oder Tonnenverzeichnungen handeln. Dazu werden mittels der Kontrolleinheit 28 die Bilddaten für die Steuerung des Lichtmodulators 10 derart vorverzeichnet, daß diese Vorverzeichnung durch die Verzeichnung der Projektionsoptik 11 kompensiert wird, so daß auf der Leinwand 34 ein Bild mit möglichst geringer Verzeichnung projiziert wird. Auch ist es mittels der KontrolleinheitFurthermore, by means of the control unit 28 it is possible to compensate for distortions which are caused by the projection optics 11. This can be, for example, pillow or barrel distortion. For this purpose, the image data for the control of the light modulator 10 are pre-recorded using the control unit 28 in such a way that this pre-distortion is compensated for by the distortion of the projection optics 11, so that an image with the least possible distortion is projected onto the screen 34. It is also by means of the control unit
28 möglich, gegebenenfalls gewünschte Farbanpassungen und Farbkonversionen durchzuführen.
Die beschriebenen Bearbeitungen der Daten können entweder während der Projektion durchgeführt werden, oder sie können im voraus durchgeführt werden, wobei dann die bearbeiteten Daten im Speicher 30 gespeichert werden.28 possible to make any desired color adjustments and color conversions. The described processing of the data can either be carried out during the projection or it can be carried out in advance, in which case the processed data are stored in the memory 30.
Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Projektionsanordnung noch eine Kamera (nicht gezeigt) aufweisen, die im Zuschauerraum installiert ist und das auf die Leinwand 34 projizierte Bild aufnimmt und zu der Steuereinheit 25 überträgt, die das übertragene Bild auf den Bildschirm der Bedieneinheit 31 darstellt. Damit kann die korrekte Durchführung der Filmvorführung überwacht werden und, falls nötig, kann sofort eingegriffen werden.The projection arrangement according to the invention can advantageously also have a camera (not shown) which is installed in the auditorium and records the image projected onto the screen 34 and transmits it to the control unit 25, which displays the transmitted image on the screen of the operating unit 31. This enables the correct execution of the film screening to be monitored and, if necessary, immediate action can be taken.
Bei der Projektion wird das Bild des klassischen Kinofilmes im Durchlichtverfahren in herkömmlicher Weise projiziert. Zusätzlich werden noch Zusatzbilder, wie z. B. Untertitel, durch das Zusatzbilderzeugungsmodul 7 erzeugt und gleichzeitig projiziert. Die gegebenenfalls erforderliche Synchronisation zwischen Film- und Untertitelprojektion kann beispielsweise anhand der auf dem klassischen Film enthaltenen Tonsignale (Lichtton oder Steuersignale für einen Digitalton) erfolgen. So kann zum Beispiel der Originalton vollständig oder in Auszügen auch in der Untertiteldatei enthalten sein, so daß eine Messung der unter Umständen auftretenden Zeitdifferenz durch einen Vergleich dieser Signale möglich ist. Ein Ausgleich einer erfaßten Differenz kann dann beispielsweise durch Auslassen von Wiederholungen einzelner Bilder des nur langsam variierenden Untertitels erfolgen.During projection, the image of the classic cinema film is projected using the transmitted light method in a conventional manner. In addition, additional images such. B. subtitles, generated by the additional image generation module 7 and simultaneously projected. The synchronization between film and subtitle projection that may be required can be carried out, for example, using the sound signals (light sound or control signals for a digital sound) contained on the classic film. For example, the original sound can be included in the subtitle file in full or in part, so that a measurement of the time difference that may occur is possible by comparing these signals. A detected difference can then be compensated for, for example, by omitting repetitions of individual images of the slowly varying subtitle.
Das Zusatzbilderzeugungsmodul 7, die Strahlteilereinheit 6 und die Projektionsoptik 11 können als ein Projektionsmodul ausgebildet sein, daß an einen herkömmlichen Projektor, wie er beispielsweise in Fig. 8 gezeigt ist, an- und abkoppelbar ist. Durch die Ausbildung als separates, tragbares Projektionsmodul kann man dieses Projektionsmodul beispielsweise nachThe additional image generation module 7, the beam splitter unit 6 and the projection optics 11 can be designed as a projection module that can be connected and disconnected to a conventional projector, as shown for example in FIG. 8. By designing it as a separate, portable projection module, this projection module can be designed, for example
Bedarf an den Projektor koppeln. Auch ist es möglich, sich ein solches Projektionsmodul für mehrere Projektoren anzuschaffen, und das Projektionsmodul jeweils an den gewünschten Projektor anzukoppeln.Pair needs to the projector. It is also possible to purchase such a projection module for several projectors and to couple the projection module to the desired projector.
Um ein leichtes Ankoppeln des Projektionsmoduls an den herkömmlichen Projektoren zu ermöglichen, wird bevorzugt eine Halterung vorgesehen, die aus einer an dem jeweiligen Projektor vorgesehen ersten Kopplungseinrichtung und einer an dem Projektionsmodul vorgesehen zweiten Kopplungseinrichtung besteht. Die erste Kopplungseinrichtung ist mit einer definierten räumlichen Beziehung zu dem herkömmlichen Projektor angeordnet Bevorzugt ist sie beispielsweise an dem Fuß des Lampengehäuses 1 des Projektors befestigt und enthält einen Sockel mit einer selbstzentrierenden Dreipunktauflage, auf die das Projektionsmodul aufgesetzt werden kann. Die selbstzentrierende Dreipunktauflage weist beispielsweise drei konische Hülsen auf, in die bei Auflage des Projektionsmoduls entsprechende Gegenstücke des Projektionsmoduls eingreifen. Diese konischen Hülsen können in ihrer Lage senkrecht zur
Ebene der Auflagefläche einzeln verstellt werden und können gemeinsam in der Ebene der Auflagefläche verstellt werden. Dadurch weist die Halterung eine Justiermöglichkeit auf, die in der am Projektor verbleibenden ersten Kopplungseinrichtung vorgesehen ist, so daß das Projektionsmodul lediglich auf die Dreipunktauflage aufgesetzt werden muß und dann eine sofortige Betriebsbereitschaft vorliegt.In order to enable an easy coupling of the projection module to the conventional projectors, a holder is preferably provided which consists of a first coupling device provided on the respective projector and a second coupling device provided on the projection module. The first coupling device is arranged with a defined spatial relationship to the conventional projector. It is preferably fastened, for example, to the foot of the lamp housing 1 of the projector and contains a base with a self-centering three-point support on which the projection module can be placed. The self-centering three-point support has, for example, three conical sleeves into which corresponding counterparts of the projection module engage when the projection module is supported. These conical sleeves can be perpendicular to their position The level of the support surface can be adjusted individually and can be adjusted together in the level of the support surface. As a result, the holder has an adjustment facility which is provided in the first coupling device remaining on the projector, so that the projection module only has to be placed on the three-point support and an immediate operational readiness is then present.
Vorteilhaft kann die Halterung noch eine Daten- und Stromschnittstelle aufweisen, die ein an der ersten Kopplungseinrichtung vorgesehenes erstes Steckerteil und ein an der zweiten Kopplungseinrichtung vorgesehenes zweites Steckerteil aufweist. Die Steckerteile sind dabei so angeordnet, daß beim Aufsetzen des Projektionsmoduls auf die Dreipunktauflage ein mechanischer und elektrischer Kontakt hergestellt wird. Dazu kann eines der Steckerteile schwimmend gelagert sein, während das andere der Steckerteile in seiner Lage fixiert ist.The holder can advantageously also have a data and current interface, which has a first plug part provided on the first coupling device and a second plug part provided on the second coupling device. The connector parts are arranged so that a mechanical and electrical contact is made when the projection module is placed on the three-point support. For this purpose, one of the plug parts can be floating, while the other of the plug parts is fixed in its position.
Wenn die Halterung, wie oben beschrieben wurde, mit einer Datenschnittstelle versehen ist, wird für jeden herkömmlichen Projektor eine entsprechende Zuleitung vorgesehen. Dadurch ist es möglich, nur eine einzelne Steuereinheit 25 für alle herkömmlichen Projektoren bereitzustellen, so daß das Projektionsmodul und die Steuereinheit 25 als getrennte Einheiten ausgebildet sind. Dadurch wird einerseits die Transportabilität des Projektionsmoduls erhöht. Andererseits kann die Steuereinheit an einer beliebigen Stelle angeordnet werden, so daß im Vorführraum, in dem der herkömmliche Projektor steht, keinerlei räumliche Beeinträchtigungen entstehen.If, as described above, the holder is provided with a data interface, a corresponding supply line is provided for each conventional projector. This makes it possible to provide only a single control unit 25 for all conventional projectors, so that the projection module and the control unit 25 are designed as separate units. On the one hand, this increases the portability of the projection module. On the other hand, the control unit can be arranged at any point, so that there are no spatial impairments in the screening room in which the conventional projector is located.
Alternativ kann das Projektionsmodul die Steuereinheit 25 enthalten. In diesem Fall ist das Projektionsmodul eine funktionsfähige, transportable Einheit.Alternatively, the projection module can contain the control unit 25. In this case, the projection module is a functional, transportable unit.
In Fig. 4 und 5 ist eine alternative Ausführungsform des Lichtmodulators 10 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind drei Prismen 35, 36 und 37 derart angeordnet und ausgebildet, daß in dem ersten Prisma 35 blaues Licht aus dem von dem zweiten Umlenkspiegel 9 umgelenkten Lichtstrahlbündel durch Reflexion herausgefiltert wird und auf eine Kippspiegelmatrix 38 gerichtet wird, in dem zweiten Prisma 36 wird von dem verbleibenden Lichtbündel nur das roteAn alternative embodiment of the light modulator 10 is shown in FIGS. 4 and 5. In this embodiment, three prisms 35, 36 and 37 are arranged and designed such that in the first prism 35 blue light is filtered out of the light beam deflected by the second deflecting mirror 9 by reflection and directed onto a tilting mirror matrix 38, in the second prism 36 of the remaining light beam, only the red one
Licht durch Reflexion herausgefiltert und auf eine Kippspiegelmatrix 39 gerichtet. Das restliche Licht, nämlich der grüne Anteil wird durch ein drittes Prisma 37 auf eine Kippspiegelmatrix 40 gerichtet. Die einzelnen Farbanteile werden durch die Kippspiegelmatrizen 38, 39 und 40 gemäß den Bilddaten entsprechend moduliert und zurückreflektiert, so daß sie zu einem gemeinsamen Lichtstrahlbündel 20 zusammengeführt werden, das über die Projektionsoptik 11 auf die Leinwand projiziert wird. In Fig. 5 ist schematisch gezeigt, daß die einzelnen Spiegel so gekippt sein können, daß das Licht zur Bilderzeugung zur Projektionsoptik zurück reflektiert (durchgezogene Linie) oder auf ein Blendenelement 41 zurück reflektiert wird (gepunktete Linie). Wenn das Licht auf das Blendenelement 41 reflektiert wird, bleibt das entsprechende
Farbpixel in der Bilddarstellung dunkel. Anstatt der Kippspiegelmatrizen 38, 39 und 40 können auch reflektive LCD-Module verwendet werden.Light filtered out by reflection and directed onto a tilting mirror matrix 39. The remaining light, namely the green portion, is directed through a third prism 37 onto a tilting mirror matrix 40. The individual color components are correspondingly modulated and reflected back by the tilting mirror matrices 38, 39 and 40 in accordance with the image data, so that they are brought together to form a common light beam 20 which is projected onto the screen via the projection optics 11. 5 shows schematically that the individual mirrors can be tilted such that the light for image formation is reflected back to the projection optics (solid line) or is reflected back onto a diaphragm element 41 (dotted line). If the light is reflected on the diaphragm element 41, the corresponding remains Color pixels dark in the image. Instead of the tilting mirror matrices 38, 39 and 40, reflective LCD modules can also be used.
In einer weiteren Ausführungform der Erfindung ist die Projektionsoptik 11 des Zusatzbilderzeugungsmoduls 7 derart ausgebildet, daß eine Zwischenabbildung des modulierten Bildes derart erzeugt wird, daß das Projektionsobjektiv 3 sowohl zur Projektion des Positiv-Filmes als auch zur Projektion mit dem Zusatzbilderzeugungsmodul 7 eingesetzt werden kann.In a further embodiment of the invention, the projection optics 11 of the additional image generation module 7 are designed such that an intermediate image of the modulated image is generated in such a way that the projection lens 3 can be used both for the projection of the positive film and for the projection with the additional image generation module 7.
Als Lichtmodulator 10 kann auch ein GLV-Modul 42 eingesetzt werden. In Fig. 6 und 7 ist schematisch die Funktionsweise eines solchen GLV-Moduls 42 (eines schaltbaren Beugungs- Reflexionsgitters) gezeigt, daß z. B. bei dem in Fig. 4 und 5 gezeigten Lichtmodulator anstatt der dort verwendeten Kippspiegelmatrizen 38, 39, 40 eingesetzt werden kann. Das GLV-Modul 42 weist für jedes Bildpixel mehrere reflektierende, sich parallel zueinander erstreckende Streifen 43 auf, die abwechselnd in ihrer Lage fixiert und in der Höhe beweglich gelagert sind.A GLV module 42 can also be used as the light modulator 10. 6 and 7, the operation of such a GLV module 42 (a switchable diffraction reflection grating) is shown schematically that z. B. in the light modulator shown in FIGS. 4 and 5 instead of the tilting mirror matrices 38, 39, 40 used there. For each image pixel, the GLV module 42 has a plurality of reflecting strips 43 which extend parallel to one another and are alternately fixed in their position and are mounted so as to be movable in height.
In einer ersten einstellbaren Stellung der Streifen 43 liegen diese alle in einer Ebene, so daß das über ein Umlenkelement 44 auf die Streifen 43 fallende Licht zurückreflektiert wird (Fig. 6). In einer zweiten in Fig. 7 gezeigten Stellung der Streifen 43 ist jeder zweite Streifen 43 in der Höhe zu den anderen Streifen 43 versetzt, so daß die Streifen 43 ein Reflexions-Beugungsgitter bilden. Aufgrund der Beugung wird ein großer Teil des einfallenden Lichtes nicht wieder auf denIn a first adjustable position of the strips 43, they are all in one plane, so that the light falling on the strips 43 via a deflection element 44 is reflected back (FIG. 6). In a second position of the strips 43 shown in FIG. 7, every second strip 43 is offset in height from the other strips 43, so that the strips 43 form a reflection diffraction grating. Due to the diffraction, a large part of the incident light is not reflected on the
Umlenkspiegel 44 zurückreflektiert. Somit ist die Intensität des durch den Umlenkspiegel 44 zurückreflektierten Lichtes wesentlich geringer als in der Stellung von Fig. 6. Damit läßt sich eine Hell-/Dunkelschaltung des Bildpixels verwirklichen. Wesentlich bei diesem GLV-Modul 42 ist somit, daß der Winkel des von diesem Modul reflektierten Lichtes in der oben beschriebenen Weise verändert werden kann und das reflektierte Licht in Abhängigkeit des Winkels entweder zur Erzeugung eines hellgeschalteten Bildpixels verwendet wird oder auf eine Strahlfalle gerichtet und somit dunkelgeschaltet wird. Dabei hängt es im wesentlichen von der Konstruktion des Lichtmodulators ab, ob das reflektierte Licht (Fig. 6) oder das gebeugte Licht (Fig. 7) für ein hellgeschaltetes Bildpixel eingesetzt wird. Das GLV-Modul 42 kann als Matrixanordnung vorliegen, so daß die Bildpixel in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Alternativ kann das GLV-Deflecting mirror 44 reflected back. The intensity of the light reflected back by the deflecting mirror 44 is thus substantially lower than in the position of FIG. 6. This enables the image pixel to be switched on / off. It is therefore essential in this GLV module 42 that the angle of the light reflected by this module can be changed in the manner described above and that the reflected light depending on the angle is either used to generate a brightly switched image pixel or is directed onto a beam trap and thus is darkened. It essentially depends on the design of the light modulator whether the reflected light (FIG. 6) or the diffracted light (FIG. 7) is used for a brightly switched image pixel. The GLV module 42 can be in the form of a matrix arrangement, so that the image pixels are arranged in rows and columns. Alternatively, the GLV
Modul 42 als lineare Anordnung von Bildpunkten verwirklicht sein. In diesem Fall ist dann für die Bilddarstellung ein Scannen der Bildzeile oder -spalte erforderlich. Dies kann durch bekannte Scan-Einrichtungen, die dem Lichtmodulator 10 nachgeschaltet sind, verwirklicht werden.Module 42 can be realized as a linear arrangement of pixels. In this case, scanning of the image line or column is then necessary for the image display. This can be achieved by known scanning devices which are connected downstream of the light modulator 10.
Der erste teildurchlässige Spiegel 8 kann in einer weiteren Ausführungsform so ausgebildet sein, daß der Aufteilungsgrad zwischen dem ersten und zweiten Teilstrahl über einen Strahlquerschnitt des auf den ersten teildurchlässigen Spiegel 8 treffenden Lichts variiert. So kann beispielsweise eine Variation über die Bildhöhe des zu projizierenden Positiv-Bildes derart
erfolgen, daß das Positiv-Bild mit möglichst großer Helligkeit durchleuchtet wird, während in dem Bereich des Untertitels hauptsächlich das Zusatzbilderzeugungsmodul 7 beleuchtet wird.In a further embodiment, the first partially transparent mirror 8 can be designed such that the degree of division between the first and second partial beams varies over a beam cross section of the light striking the first partially transparent mirror 8. For example, a variation over the image height of the positive image to be projected can occur take place that the positive image is illuminated with the greatest possible brightness, while in the area of the subtitle mainly the additional image generation module 7 is illuminated.
Der in Fig. 1 gezeigte erste teildurchlässige Spiegl 8 kann auch auf einem nicht gezeigten Schlitten, der mittels eines Motors und eines Schneckengetriebes senkrecht zurThe first partially permeable mirror 8 shown in Fig. 1 can also on a carriage, not shown, which is perpendicular to the motor by means of a motor and a worm gear
Lichtausbreitungsrichtung des Lichtstrahlbündels 4 verfahrbar ist, befestigt sein. Dadurch kann der erste teiidurchlässige Spiegel 8 in und aus dem Strahlengang herein- und -herausgefahren werden. Dabei ist es vorteilhaft, mechanisch selbstrastende Arretierungen vorzusehen, durch die der erste teildurchlässige Spiegel 8 im ein- und ausgefahrenen Zustand jeweils arretiert wird. Dadurch kann das Antriebssystem des Schlittens stromlos geschalten werden, wenn der erste teildurchlässige Spiegel 8 im ein- oder ausgefahrenen Zustand ist. Dazu kann man die Arretierungen noch mit Endlagenschaltungen versehen, die ein Signal abgeben, wenn sich der erste teildurchlässige Spiegel 8 in dem gewünschten ein- oder ausgefahrenen Zustand befindet. In einer weiteren Ausführungsform kann weiter noch ein Umlenkelement (z. B. ein Spiegel) vorgesehen sein, das auch auf dem Schlitten befestigt ist und in Ein- bzw. Ausfahrrichtung anschließend an den ersten teildurchlässigen Spiegel 8 angeordnet ist. In diesem Fall kann der Schlitten in drei verschiedenen Stellungen verfahren werden. In der ersten Stellung ist der erste teildurchlässige Spiegel 8 im Strahlengang (gleichzeitiges Projizieren des durchleuchteten Positiv-Bildes und des erzeugten Zusatzbildes), in der zweiten Stellung ist nur das Umlenkelement im Strahlengang, um mit dem Licht den Lichtmodulator zu beaufschlagen (es wird nur das durch den Lichtmodulator erzeugte Bild projiziert), und in der dritten Stellung ist weder der erste teildurchlässige Spiegel 8 noch das Umlenkelement im Strahlengang (es wird nur das durchleuchtete Positiv-Bild projiziert).
Direction of light propagation of the light beam 4 is movable, be fixed. As a result, the first semipermeable mirror 8 can be moved in and out of the beam path. It is advantageous to provide mechanically self-locking detents, by means of which the first partially transparent mirror 8 is locked in the retracted and extended states. As a result, the drive system of the slide can be switched off when the first partially transparent mirror 8 is in the retracted or extended state. For this purpose, the detents can also be provided with limit switches which emit a signal when the first partially transparent mirror 8 is in the desired retracted or extended state. In a further embodiment, a deflecting element (for example a mirror) can also be provided, which is also fastened on the slide and is then arranged on the first partially transparent mirror 8 in the entry and exit directions. In this case, the slide can be moved in three different positions. In the first position, the first semitransparent mirror 8 is in the beam path (simultaneous projection of the illuminated positive image and the additional image generated), in the second position only the deflection element is in the beam path in order to act on the light modulator with the light (only this becomes projected by the light modulator), and in the third position neither the first semitransparent mirror 8 nor the deflecting element is in the beam path (only the illuminated positive image is projected).
Claims
1. Projektionsanordnung zum Projizieren eines Bildes auf eine Projektionsflache (34), mit einer Lichtquelle (26), einer dieser nachgeschalteten Filmbühne (2) zum Haltern eines auf einem Trägermedium aufgezeichneten Positiv-Bildes und einer Projektionsoptik (3) zum1. Projection arrangement for projecting an image onto a projection surface (34), with a light source (26), one of these downstream film stages (2) for holding a positive image recorded on a carrier medium and a projection optics (3) for
Projizieren eines durchleuchteten Positiv-Bildes, gekennzeichnet durch eine AnSteuereinheit (25), einen mittels dieser steuerbaren Lichtmodulator (10) zum Erzeugen eines Zusatzbildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten, dem eine optische Einrichtung (11) zum Projizieren des Zusatzbildes auf die Projektionsflache (34) nachgeschaltet ist, und einen zwischen der Lichtquelle (26) und der Filmbühne (2) angeordneten Strahlteiler (6), der das Licht aus derProjecting a fluoroscopic positive image, characterized by a control unit (25), a light modulator (10) which can be controlled by means of this, for generating an additional image on the basis of predetermined image data, and an optical device (11) for projecting the additional image onto the projection surface (34). is connected downstream, and one between the light source (26) and the film stage (2) arranged beam splitter (6) which the light from the
Lichtquelle (26) in einen ersten Teilstrahl, der auf die Filmbühne (2) zum Durchleuchten des Positiv-Bildes gerichtet ist, und einen zweiten Teilstrahl, mit dem der Lichtmodulator (10) beaufschlagbar ist, aufteilt.Splits the light source (26) into a first partial beam, which is directed onto the film stage (2) to illuminate the positive image, and a second partial beam, with which the light modulator (10) can be acted on.
2. Projektionsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (6) derart ausgebildet ist, daß der Aufteilungsgrad zwischen dem ersten und zweiten Teilstrahl über einen Strahlquerschnitt des auf den Strahlteiler (6) treffenden Lichts variiert.2. Projection arrangement according to claim 1, characterized in that the beam splitter (6) is designed such that the degree of division between the first and second partial beam varies over a beam cross section of the light incident on the beam splitter (6).
3. Projektionsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (6) einen teildurchlässigen Spiegel (8), einen Strahlteilerblock oder ein teilweise in einem Strahlquerschnitt des Lichts angeordnetes Umlenkelement aufweist.3. Projection arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the beam splitter (6) has a partially transparent mirror (8), a beam splitter block or a deflection element arranged partially in a beam cross section of the light.
4. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (6) in den Strahlengang zwischen der Lichtquelle (26) und Filmbühne (2) ein- und ausfahrbar ist.4. Projection arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the beam splitter (6) in the beam path between the light source (26) and film stage (2) can be extended and retracted.
5. Projektionsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine Umlenkeinrichtung vorgesehen ist, die im aus dem Strahlengang zwischen Lichtquelle (26) und Filmbühne (2) herausgefahrenen Zustand des Strahlteilers (6) in diesen Strahlengang einfahrbar ist, um das Licht aus der Lichtquelle (26) auf den Lichtmodulator (10) zu richten.5. Projection arrangement according to claim 4, characterized in that a deflection device is further provided which in the beam path between the light source (26) and film stage (2) moved out state of the beam splitter (6) can be retracted into this beam path to the light from the To direct light source (26) onto the light modulator (10).
6. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (6), der Lichtmodulator (10) und die optische Einrichtung (11) als eine anbaubare Projektionseinheit zusammengefaßt sind. 6. Projection arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the beam splitter (6), the light modulator (10) and the optical device (11) are combined as a mountable projection unit.
7. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufteileinrichtung (13, 14, 15; 35, 36, 37) vorgesehen ist, die das Licht der Lichtquelle (26) in unterschiedliche Farbanteile aufteilt, und daß der Lichtmodulator (10) mehrere Lichtmodulationseinheiten (21, 22, 23; 38, 39, 40) aufweist, die jeweils einen der Farbanteile modulieren.7. Projection arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that a dividing device (13, 14, 15; 35, 36, 37) is provided, which divides the light from the light source (26) into different color components, and that the light modulator (10) has a plurality of light modulation units (21, 22, 23; 38, 39, 40), each of which modulates one of the color components.
8. Projektionsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammenführeinrichtung (18, 19; 35, 36, 37) vorgesehen ist, die das von den Lichtmodulationseinheiten (21 , 22, 23; 38, 39, 40) abgegebene Licht zu einem Strahlenbündel (20) zusammenführt und zur optischen Einrichtung (11) leitet.8. Projection arrangement according to claim 7, characterized in that a merging device (18, 19; 35, 36, 37) is provided which emits the light emitted by the light modulation units (21, 22, 23; 38, 39, 40) into a beam (20) merges and leads to the optical device (11).
9. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtmodulator (10) ein LCD-Modul (21 , 22, 23), eine Kippspiegelmatrix (38, 39, 40) oder ein GLV-Modul (42) aufweist.9. Projection arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the light modulator (10) has an LCD module (21, 22, 23), a tilting mirror matrix (38, 39, 40) or a GLV module (42) ,
10. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsoptik (3) und die optische Einrichtung (11) durch eine einzige Projektionseinheit verwirklicht sind.10. Projection arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the projection optics (3) and the optical device (11) are realized by a single projection unit.
11. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (30) zum Speichern von Daten und/oder eine Eingabeschnittstelle (27) zum Empfangen von Daten sowie eine Ausgabeschnittstelle vorgesehen sind.11. Projection arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that a memory (30) for storing data and / or an input interface (27) for receiving data and an output interface are provided.
12. Projektionsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Toneinheit (28, 29) vorgesehen ist, die aus den Daten Tondaten auskoppeln und über die12. Projection arrangement according to claim 11, characterized in that a sound unit (28, 29) is provided which couple sound data from the data and via the
Ausgabeschnittstelle einer Tonanlage (33) zuführen kann.Output interface can deliver a sound system (33).
13. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung (31) und eine Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen sind, wobei die Bildaufnahmevorrichtung das auf die Projektionsflache (34) projizierte Bild aufnehmen und auf der Anzeigevorrichtung (31) darstellen kann.13. Projection arrangement according to one of claims 1 to 12, characterized in that a display device (31) and an image recording device are provided, wherein the image recording device can record the image projected onto the projection surface (34) and display it on the display device (31).
14. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsanordnung zum Projizieren von bewegten Bildern ausgebildet ist.14. Projection arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in that the projection arrangement is designed for projecting moving images.
15. Projektionseinheit zum Ankoppeln an einen Projektor, der eine Lichtquelle (26), eine dieser nachgeschaltete Filmbühne (2) zum Haltern eines auf einem Trägermedium aufgezeichneten Positiv-Bildes sowie eine Projektionsoptik (3) zum Projizieren eines durchleuchteten Positiv-Bildes auf eine Projektionsflache (34) aufweist, wobei die 1315.Projection unit for coupling to a projector which has a light source (26), a film stage (2) connected downstream thereof for holding a positive image recorded on a carrier medium, and projection optics (3) for projecting a screened positive image onto a projection surface ( 34), the 13
Projektionseinheit eine Ansteuereinheit (25), einen mittels dieser steuerbaren Lichtmodulator (10) zum Erzeugen eines Zusatzbildes auf der Basis vorgegebener Bilddaten, eine dem Lichtmodulator (10) nachgeschaltete optische Einrichtung (11) zum Projizieren des Zusatzbildes auf die Projektionsflache (34) und einen Strahlteiler (6) umfaßt und wobei der Strahlteiler (6) in einem angekoppelten Zustand der Projektionseinheit an dem Projektor zwischen der Lichtquelle (26) und der Filmbühne (2) angeordnet ist und das Licht aus der Lichtquelle (26) in einen ersten Teilstrahl, der auf die Filmbühne zum Durchleuchten des Positiv-Bildes gerichtet ist, und einen zweiten Teilstrahl, mit dem der Lichtmodulator (10) beaufschlagbar ist, aufteilt. Projection unit, a control unit (25), a light modulator (10) which can be controlled by means of the latter for generating an additional image on the basis of predetermined image data, an optical device (11) connected downstream of the light modulator (10) for projecting the additional image onto the projection surface (34) and a beam splitter (6) and wherein the beam splitter (6) is arranged in a coupled state of the projection unit on the projector between the light source (26) and the film stage (2) and the light from the light source (26) into a first partial beam which is directed onto the film stage is directed to illuminate the positive image, and divides a second partial beam with which the light modulator (10) can be acted upon.
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