WO2006114109A1 - Bildschim-anordnung - Google Patents

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WO2006114109A1
WO2006114109A1 PCT/EP2005/001429 EP2005001429W WO2006114109A1 WO 2006114109 A1 WO2006114109 A1 WO 2006114109A1 EP 2005001429 W EP2005001429 W EP 2005001429W WO 2006114109 A1 WO2006114109 A1 WO 2006114109A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
screen
light
tiles
projectors
carrier
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/001429
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Berg
Wolfram Kresse
John Minnen
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Isi Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Isi Deutschland Gmbh filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Publication of WO2006114109A1 publication Critical patent/WO2006114109A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/12—Picture reproducers
    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof
    • H04N9/3147—Multi-projection systems

Definitions

  • the invention relates to a screen assembly, the arrangement being configured to visualize light as an image projected by a plurality of projectors.
  • the array is divided or divisible into a plurality of screen areas (tiles) corresponding to the plurality of projectors arranged side by side to make light from one of the projectors visible as a partial image in each of the tiles.
  • the screen arrangement can be used in particular for displaying graphic data of a computer or a computer system.
  • a computer system is understood in particular as a system having a plurality of computers. For example, each of the computers controls the operation of one of the projectors and / or the generation of one of the partial images.
  • Tiled display devices or screens can be used in particular for the representation of virtual realities. Concrete Application examples are flight simulators and entertainment applications (eg games). However, there is also a need in the field of engineering development of products (eg for the automotive industry) for large-scale, but high-resolution pictorial representations. For example, the area of the displayed image is a few square meters (for example, 4 m wide x 2 m high). It is known to use a plurality of projectors for this purpose, which project light onto the screen from a projection side of a screen. In particular, from the opposite side of the screen, a viewer can view the image. Each of the projectors creates a partial image that is displayed in one of the tiles (screen areas). The entire arrangement is operated so that, for example, a uniform, over all tiles extending overall image is generated. However, other modes are possible in which, for example, multiple images, such as overlapping images, are displayed on the screen.
  • Another problem is color differences and / or brightness differences in the representations of the various partial images. Even if noticeable color and / or brightness differences occur within the individual partial images, the individual tiles are noticed.
  • a screen assembly of the initially mentioned type comprising: a transparent screen carrier which extends transversely to a radiation direction of the light projected by the projectors. Furthermore, the screen arrangement has a screen layer which extends in the direction of radiation behind the screen carrier along a surface of the screen carrier and which is designed to scatter the light projected by the projectors and incident on the screen layer.
  • a supporting device for supporting the screen carrier is connected in the direction of radiation in front of the screen carrier in at least one boundary region of two or more tiles with the screen support and / or in mechanical contact with the screen support.
  • the screen layer is significantly thinner (e.g., at least a factor of ten) than the panel mount.
  • the following method is also proposed: In particular, in a screen arrangement described above, the light is projected through a transparent screen carrier, which extends transversely to a radiation direction of projected by the projectors light, and the light is made visible by scattering in a screen layer which extends in the radiation direction behind the screen support along a surface of the screen carrier.
  • a screen layer is understood in particular a multi-layered layer.
  • the screen layer does not necessarily have a continuous layer of a material. Rather, the screen layer can in principle be assembled and / or constructed in any desired manner.
  • the tiles, in which the partial images are made visible, can have any shape.
  • the tiles have straight edges between each two adjacent tiles.
  • the tiles - and thus the drawing files - can overlap each other.
  • the overlapping area is preferably straight in the boundary area of the two adjacent tiles.
  • nodes may arise at which edges and / or overlapping regions meet one another. When several overlapping areas meet, multiple overlap areas are created.
  • all tiles have the same size and / or the same shape.
  • each of the tiles is assigned at least one projector which projects light exclusively for the partial image to be displayed in the associated tile.
  • the same projector generates partial images of several tiles.
  • the projector has a plurality of lenses each projecting light for only one of the fields.
  • the screen arrangement according to the invention is combined with more than one projector per tile.
  • the two projectors per tile are designed such that they can produce an image perceptible to a viewer as a three-dimensional image.
  • it is particularly important to the precision in the adjustment of the relative positions of the individual partial images in the tiles. Due to the erf ⁇ ndungswashen embodiment of the screen arrangement ensures that the screen does not change after the adjustment.
  • the Stanschi ⁇ nja is stiff by the support, although it can be made relatively thin and thus is easy and inexpensive.
  • the tiling is preferably not visible to a viewer who views an image displayed on the screen.
  • a tile classification is visible on the opposite side of the screen from which the light is projected.
  • a shutter which surrounds the projected light of the tile in a circumferential direction is usually provided for each of the tiles. The position of the aperture and the directions of the projected light of the tile are matched.
  • the support device is connected to at least one point of the screen carrier with this or in contact. This at least one point is in the range of a tile boundary. It is conceivable in principle that the support device is translucent and therefore can be used with soft blending. In the latter case, the support device could be connected at any point with the Rickscbirmong.
  • the support means may be part of the aperture of the respective adjacent tiles.
  • the fading or shielding of projected light required for the hard blending is completely effected by an additional aperture whose position is adjustable relative to the screen carrier.
  • the support device may be arranged on the projection side of the screen carrier such that it lies in the border region between at least two tiles, and the light projected to display the various subimages in the adjacent tiles may be incident in the border region from different directions Correspond to the location of the associated projectors.
  • the directions and spatial positions of the projected light as well as the position of the aperture may be matched so that the edges of the different light beams are exactly in line Reach the screen layer meet (or, for example, still have a distance from each other, which is equal to the other distance between two pixels of the image to be displayed).
  • the support device supports the Büdschirrnong at a variety of locations. It has proven particularly expedient to distribute evenly over the surface of the screen carrier those points at which the support device is connected to the screen carrier and / or in which it is in contact with the screen carrier.
  • connection points or contact points can be point-like and / or extend, for example, linearly in the boundary regions of the tiles.
  • the support means comprises a plurality of uprights, via which the support device is supported on suitable surfaces and / or on bodies and / or objects in the vicinity of the arrangement, for. B. on the ground.
  • Connected to the stands are means for transmitting power from the stand to an end portion of the support means, respectively, which bears against the surface of the screen carrier.
  • having positionable end portions by adjusting the position of the end portions, the force applied by the end portions to the panel support can be adjusted.
  • a transparent screen support is understood to mean a device which allows the light projected by the projectors to pass through substantially without scattering.
  • the display support carries at least its own weight and optionally also at least part of the weight of the screen layer.
  • the screen support preferably stabilizes the shape and position of the screen layer. By its arrangement between the projectors and the screen layer, it can shield the screen layer at least against interfering influences of the projectors (eg heat radiation and air flow).
  • the screen support is designed disk-shaped.
  • the disk extends transversely to the radiation direction of the projected light or the light to be projected.
  • the screen support is made of a transparent plastic, for. B. of polymethyl methacrylate (PMMA).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • Suitable values for the thickness of the disc are in the range of 5 to 15 mm, in particular 8 to 12 mm.
  • a thickness of more than 8 mm for the material PMMA allows even with a disk width and disk length of more than 2 m, effectively mechanically bias the screen support by force on the support device.
  • the screen carrier may extend continuously over at least an area that is as large as a visible to a viewer screen of the image to be made visible. There are thus no visible edges or transitions through the screen support.
  • the screen carrier its rearward in the radiation direction surface is substantially in a plane.
  • a slight curvature of the rear surface may be present, which is due to a mechanical bias by the action of force of the support means on the screen support.
  • a flat image can be generated.
  • a curved surface may also be desirable.
  • the screen layer is preferably designed so that the projected radiation impinging on it is scattered approximately uniformly distributed in a predetermined solid angle range. If (as preferred) the entire screen layer extends substantially in a plane, the predetermined solid angle region preferably corresponds to the half-space (or a substantial portion thereof) from which a viewer can view an image displayed on the screen.
  • the thickness of the screen layer is in particular in the range of 0.2 to 0.4 mm, preferably 0.25 to 0.35 mm.
  • the screen layer is formed by a film.
  • the film is made of PVC (polyvinyl chloride) and may be coated or uncoated.
  • An example of a suitable film is the OPERA® projection film sold by Gerriets GmbH, Im Jordanhürstle 5-7, D-79224 Urnkirch, Germany under the number 1432, light blue, for front and rear projection.
  • Preferred dimensions of the screen support is mechanically biased by force from the support means on the screen support. This will the screen support and thus the screen layer effectively stabilized and insensitive to temporarily acting on the screen support forces (eg shocks of the ground, air pressure fluctuations and / or movements of the air). Also, the sensitivity to thermally induced changes in the position and / or position of parts of the assembly is reduced. For example, during the projection mode, a portion of the projected light in the display panel, in the screen layer and in any other existing parts is absorbed and converted into heat.
  • the screen layer can be stretched along a surface of the screen carrier, for example using at least one elastic element.
  • the screen layer is stabilized against external influences such as force and heat.
  • an outside, on the outer edge of the screen layer circulating frame is provided and is provided at all outer edges or at least one of two opposite outer edges of the screen support each at least one elastic element to effect the tension.
  • the screen layer at any point that is used to generate an image from the projected light is connected to the screen support.
  • gluing of the screen layer at all such locations with the screen support is avoided since light can be refracted and / or scattered by the adhesive.
  • the materials of the screen layer and the screen support may then no longer unhindered due to heat expansion, which can lead to a curvature.
  • the screen layer is fully applied to a surface of the screen carrier.
  • an air layer extends between a surface of the screen carrier and the screen layer (in particular over the entire area in the area available for image display).
  • the screen arrangement has a subdrack device, which is configured between the surface of the Schmschi ⁇ nippos and the screen layer to create a negative pressure.
  • the screen layer is pulled in the direction of the surface and thus biased and stabilized. Due to the layer of air, however, it is disconnected from the screen carrier, so that the thermal resistance between the screen carrier and the screen layer is large. Furthermore, vibrations of the screen carrier are not transmitted to the screen layer.
  • one embodiment of the screen arrangement is equipped with a diaphragm device.
  • the diaphragm device is configured to prevent overlap of the projected light in the screen layer by shielding light projected toward different ones of the tiles.
  • the diaphragm device has a first diaphragm which is designed to shield the light along a first boundary region between a first and a second one of the tiles.
  • the diaphragm device has a second diaphragm which is designed to shield the light along a first boundary region between the first and a third of the tiles.
  • the first boundary area and the second boundary area extend transversely to each other.
  • the first diaphragm and the second diaphragm end at different distances from the screen carrier.
  • first and / or the second diaphragm is preferably adjustable both in a first direction running transversely to the screen plane (ie in the direction of the screen carrier) and in a second direction approximately parallel to a surface of the screen carrier, the second direction being transverse to a third direction (Longitudinal direction) extends, in which extends the preferably elongated diaphragm.
  • the first and / or second apertures are individually adjustable for different tiles and / or for different tile boundaries.
  • Fig. 1 shows a cross section through a part of a system for the representation of a
  • Fig. 2 is a detail view on an outer edge of the illustrated in Fig. 1
  • Fig. 3 shows a system of apertures for avoiding overlaps of the light projected by different projectors
  • Figure 5 shows a stand and an adjustable aperture with respect to their position.
  • FIG. 6 shows an intersection region at which intersecting apertures intersect
  • Fig. 7 shows an arrangement in which material webs are arranged along the direction of propagation of the projected light in order to prevent a light transfer between the tiles.
  • the cross section through a screen arrangement 1 shown in FIG. 1 extends, for example, in the vertical and horizontal directions of a system for displaying computer-generated images.
  • a first pair of projectors Al, Bl project light for a three-dimensional representation of a first field in a first tile of the system (top of Fig. 1).
  • a second pair of projectors A2, B2 project light for a three-dimensional representation of a second field in a second tile of the system (bottom of Fig. 1). Shown in each case by the projectors Al, Bl or A2, B2 outgoing light cone whose light propagates in Fig. 1 from left to right.
  • a disc-shaped transparent screen support 3 which in the example in the vertical direction (ie, from top to bottom in Fig. 1) and in the horizontal direction (ie perpendicular to the image plane of Fig. 1).
  • a screen layer 7 Arranged in the direction of radiation of the propagating light behind the screen carrier 3 is a screen layer 7, which in the example is a PVC film with a thickness of 0.3 mm.
  • a continuous air layer 5 which is not interrupted in the area suitable for displaying images on the screen layer 7.
  • the air layer 5 is not interrupted in the area of tile boundaries or in the areas of tile borders that run between two or more tiles. In such areas are diaphragms. Representing this is shown in Fig.
  • the first panel 9 has a Y-shaped profile in the illustrated cross-section, with the one long leg of the Y extending in the horizontal direction and with the two short legs of the Y spreading out obliquely upwards and obliquely downwards from the long leg ,
  • the first aperture 9 has two edges which end at the same distance in front of Rickscbi ⁇ nlie 3.
  • the first aperture 9 extends at approximately constant cross-sectional profile over the entire common boundary of the two tiles.
  • the first panel 9 - as will be described in more detail with reference to FIG. 6 - be partially cut out or recessed at their ends to accommodate a transverse to their longitudinal extent extending second panel.
  • the Y-shaped profile is configured in such a way that the long leg shields all light radiation which, proceeding from a projector of an adjacent tile, could pass in front of the first aperture 9 in the direction of radiation. Since the two projectors of the same tile are arranged one above the other in the illustrated example, a particularly long long leg is advantageous. In contrast, a running in the vertical direction aperture must not be designed so long, since the light cones of the projectors have at most small differences in width and directional differences in the horizontal direction.
  • the Y-shaped profile also has the advantage that it u. U. reflects reflected light from the long leg back towards the projectors back.
  • the light cone of the two projector pairs Al, Bl or A2, B2 are cut off the outside.
  • the spaced apart from the screen support 3 ends are denoted by the reference Pl (first tile) and P2 (second tile).
  • Pl first tile
  • P2 second tile
  • the edges of the light cones extend in different directions. This creates two boundaries between the top and bottom tiles (more generally, between the adjacent tiles).
  • the partial images of the projectors Al, A2 and Bl, B2 abut each other.
  • the distances of the projectors as well as the shape and the position of the first aperture 9 are coordinated so that both the fields of the projectors A and the fields of the projectors B adjoin each other such that a transition between the fields can not be perceived by a viewer ,
  • the spacings of the projectors of a tile are adjustable and constant for all tiles.
  • the ends Pl 5 P2 of the first panel 9 spread symmetrically to the horizontal and the short legs of the Y are the same length. This applies accordingly to other projectors of the overall system.
  • FIG. 2 again shows on the left side the space from which the light projected by the projectors is incident on the combination. It is indicated by a single light beam that the light first passes through the screen support 3 almost completely and without scattering. After the light beam has also passed through the air layer 5 between the screen carrier 3 and the screen layer 7, it is scattered in the screen layer 7
  • the screen layer 7 is stretched by an elastic member 13 in the vertical direction.
  • a seal 15 seals the front side in the radiation direction of the light (hereinafter: the front side) on the surface of the screen layer 7 against an air passage.
  • the seal 15 is air-tightly connected to a frame 17 so that no air can escape from the air layer 5 on an outer side of the frame.
  • the possible air flow is indicated by arrows.
  • this front-side space at the front of the screen carrier 3 is completely sealed against the space at the back of the screen layer 7 and against the space at the outside of the frame 17.
  • a negative pressure with respect to the rear side of the Schmschi ⁇ n Mrs 7 can be generated in the air layer 5.
  • Air gaps, such as the air gap 18, are preferably provided at different locations on the outer circumference of the screen carrier 3.
  • the air gaps are approximately evenly distributed over the outer circumference to avoid disturbing air currents in the air layer 5.
  • a substantially continuous air gap can circulate the screen support 3, wherein the air gap is interrupted only by fasteners and / or supports of the Rickschkmloss 3.
  • the diaphragm system shown in FIG. 3 has a multiplicity of first diaphragms 9a, 9b, 9c extending in the horizontal direction, which can be configured like the diaphragm 9 described with reference to FIG. Furthermore, the diaphragm system has a plurality of vertically extending second diaphragms 1 Ia, 1 Ib, 1 Ic. Preferably, the first panels 9 and the second panels 11 have black (especially matt black) surfaces. The first diaphragms 9 and the second diaphragms 11 each extend parallel to one another and each have a (preferably constant) distance from one another.
  • Fig. 3 shows the diaphragm system from the front.
  • the second diaphragms 11 extend in front of the first diaphragms 9.
  • Fig. 6 is a cross section through the system at a crossing point between a second aperture 11 and two approximately along the same line aligned first aperture 9a, 9b shows.
  • the image plane of Fig. 6 is in the example in the horizontal direction and shows in the lower part of the figure the front. Visible is also the rectangular recess at the ends of the first aperture 9a, 9b, so that a space for the crossing second aperture 11 is formed.
  • the diaphragm system is in particular part of the arrangement shown in FIG.
  • Fig. 4 shows a supporting device with a stand 19 which extends in the embodiment in the vertical direction from below (lower figure) to the top (upper figure part).
  • the stand 19 is firmly connected to a floor.
  • a holder 25 is fixedly connected to the stand 19.
  • An elongated device 21 for transmitting power from the stand 19 on the screen carrier 3 is connected to the holder 25.
  • the longitudinal axis of the device 21 is aligned approximately in the direction of a surface normal of the screen carrier 3.
  • the device 21, as not shown in detail is adjustable in its length and / or in its position in the direction of the screen carrier 3, so that the force transmitted to the screen carrier 3 is adjustable.
  • the second aperture 11 has a bore 24 or a recess through which the elongate device 21 extends therethrough ,
  • the bore 24 or the recess is sized and matched to the projectors that no light can pass through the bore 24 or the recess and can hit the screen layer 7.
  • the arrangement has a positioning device 27.
  • the length of the positioning device 27 is adjustable, as shown by a double arrow.
  • the arrangement has a device for adjusting the position of the second diaphragm 11 in the lateral direction (perpendicular to the image plane of Fig. 4). In the example, this is the horizontal direction.
  • Fig. 5 an arrangement for adjusting the position of the first aperture 9 is shown.
  • the arrangement has a fastening 29 connected to the first panel 9, which in turn is connected to a first positioning device 31. This positioning device is designed to set the distance between the stand 19 shown in FIG.
  • first panels 9 of the panel system preferably have two of these arrangements, which are arranged approximately at the opposite ends of the first panel 9.
  • paths of a material may be arranged along the propagation direction of the emitted light (in particular parallel to a central axis of the light bundle emitted by the projectors).
  • a black material for example a woven fabric and / or a fleece
  • a roughened surface in particular, eg. B. a molton fabric.
  • Fig. 7 shows an example of a corresponding arrangement from above, which is in particular the arrangement shown in Fig. 1.
  • the upper projectors Al, A3 can be recognized by two adjacent tiles.
  • the material webs are designated by the reference numerals 41a, 41b, 41c.
  • the material webs preferably extend in a direction parallel to the screen (here: the vertical direction) over the entire length (here: height) of the tiled image system. For example, they are suspended (such as curtains) so they can be easily moved to the side (ie, toward and / or away from the screen).
  • the individual material webs can (like curtains) be in one or more parts.
  • second webs of material are provided which extend in a direction transverse to the first webs of material to prevent light transmission between the tiles in a different direction.
  • these second webs of material would extend horizontally on the screen to and from the screen, preferably across the entire width of the respective tile.
  • a web of material 43 secured to opposite ends of the web 43 on respective rigid, elongate articles 45a, 45b, the longitudinal axes of which extend transverse to the longitudinal axis of the web 43.
  • the elongated objects are, for.
  • rods or tubes The elongated objects can be hung, for example, so that the webs is stretched.

Landscapes

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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  • Overhead Projectors And Projection Screens (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bildschirm-Anordnung, insbesondere zur Darstellung von grafischen Daten eines Computers oder eines Computer-Systems, wobei die Anordnung ausgestaltet ist, Licht als Bild sichtbar zu machen, das von einer Mehrzahl von Projektoren projiziert wird, wobei die Anordnung in eine der Mehrzahl der Projektoren entsprechende Anzahl von Bildschirmbereichen (Kacheln.) eingeteilt ist oder einteilbar ist, wobei die Kacheln nebeneinander angeordnet sind, um in jeder der Kacheln Licht von einem der Projektoren als Teilbild sichtbar zu machen, und wobei die Anordnung Folgendes aufweist: a) einen transparenten Bildschirrträger (3), der sich quer zu einer Strahlungsrichtung des von den Projektoren projizierten Lichts erstreckt, b) eine Bildschirmschicht (7), die sich in der Strahlungsrichtung hinter dem Bildschirmträger (3) entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers (3) erstreckt und die ausgestaltet ist, das von den Projektoren projizierte und auf der Bildschirmschicht (7) auftreffende Licht zu streuen, und c) eine Abstftzeinrichtung (19, 21, 23,25) zum Abstützen des Bildschirmträgers (3), die in der Strahlungsrichtung vor dem Bildschirmträger (3) in zumindest einem Grenzbereich zweier oder mehrerer Kacheln mit dem Bildschirmträger (3) verbunden ist.

Description

Bildschirm-Anordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Bildschirm-Anordnung, wobei die Anordnung ausgestaltet ist, Licht als Bild sichtbar zu machen, das von einer Mehrzahl von Projektoren projiziert wird. Die Anordnung ist in eine der Mehrzahl der Projektoren entsprechende Anzahl von Bildschirmbereichen (Kacheln) eingeteilt oder einteilbar, die nebeneinander angeordnet sind, um in jeder der Kacheln Licht von einem der Projektoren als Teilbild sichtbar zu machen. Die Bildschirm- Anordnung kann insbesondere zur Darstellung von grafischen Daten eines Computers oder eines Computer-Systems verwendet werden. Unter einem Computer-System wird insbesondere ein System mit einer Mehrzahl von Computern verstanden. Beispielsweise steuert jeder der Computer den Betrieb eines der Projektoren und/oder die Erzeugung eines der Teilbilder.
Die folgende Veröffentlichung beschreibt gekachelte Anzeigesysteme und die Problematik, ein einzelnes, durchgehendes Bild mit großer Bildfläche zu erzeugen: „Color and Brighmess Appearence Issues in Tiled Displays" von Maureen C. Stone, veröffentlicht in IEEE Computer Graphics and Applications, September/Oktober 2001, Seiten 58 bis 66. Die vorliegende Erfindung kann zumindest mit Teilen der in der Veröffentlichung beschriebenen Systeme kombiniert werden. Daher wird die Veröffentlichung voll inhaltlich in die vorliegende Beschreibung mit aufgenommen. Auch können die in der Veröffentlichung beschriebenen Verfahren, insbesondere zur Einstellung der Farbe und/oder der Helligkeit der auf der Anzeigevorrichtung dargestellten Bilder in Kombination mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Gekachelte Anzeigevorrichtungen oder Bildschirme können insbesondere zur Darstellung von virtuellen Realitäten verwendet werden. Konkrete Anwendungsbeispiele sind Flugsimulatoren und Anwendungen zur Unterhaltung (z.B. Spiele). Jedoch besteht auch im Bereich der ingenieurtechnischen Entwicklung von Produkten (z.B. für die Automobilindustrie) ein Bedarf an großflächigen, jedoch hoch aufgelösten bildlichen Darstellungen. Beispielsweise beträgt die Fläche des dargestellten Bildes einige Quadratmeter (z. B.4 m Breite x 2 m Höhe). Es ist bekannt, hierfür eine Mehrzahl von Projektoren einzusetzen, die von einer Projektionsseite eines Bildschirms Licht auf den Bildschirm projizieren. Insbesondere von der gegenüberliegenden Seite des Bildschirms kann ein Betrachter das Bild betrachten. Dabei erzeugt jeder der Projektoren ein Teil-Bild, das in einer der Kacheln (Bildschirmbereiche) dargestellt wird. Die gesamte Anordnung wird so betrieben, dass z.B. ein einheitliches, sich über alle Kacheln erstreckendes Gesamt-Bild erzeugt wird. Es sind jedoch auch andere Betriebsweisen möglich, bei denen z.B. mehrere Bilder, etwa einander überlappende Bilder, auf dem Bildschirm dargestellt werden.
Insbesondere bei Bildern, die sich über mehr als eine Kachel erstrecken, stellt es eine Herausforderung an das System und die Konstrukteure dar, die Übergänge zwischen den Kacheln für den Betrachter nicht erkennbar zu machen. Obwohl die einzelnen Teile des Gesamt-Bildes durch die verschiedenen Kacheln erzeugt werden, soll der Betrachter dies nicht sehen können. Bei digitalen Projektoren, d.h. bei Projektoren, die Teil-Bilder aufgelöst in sehr kleine Bildpunkte oder Bildbereiche (z.B. Pixel) erzeugen, kann ein Betrachter bereits Brüche oder Verzerrungen in dem dargestellten Gesamt-Bild erkennen, wenn an den Übergängen der Kacheln eine lokale Verschiebung um einen Bruchteil des Soll-Pixeläbstandes stattgefunden haben. Anders ausgedrückt: Die einzelnen Teil-Bilder der Kacheln müssen so genau relativ zueinander positioniert sein, dass auch an den Kachelübergängen die Pixelabstände genau richtig eingestellt sind.
Ein weiteres Problem stellen Farbunterschiede und/oder Helligkeitsunterschiede in den Darstellungen der verschiedenen Teil-Bilder dar. Auch wenn innerhalb der einzelnen Teil-Bilder für den Betrachter wahrnehmbare Färb- und/oder Helligkeitsunterschiede auftreten, werden die einzelnen Kacheln bemerkt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildschirm-Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die zu einer Darstellung von Gesamt-Bildern auf dem Bildschirm beiträgt, bei der Kachelübergänge vom Betrachter nicht wahrgenommen werden können. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Umsetzung von projiziertem Licht in ein gekacheltes Gesamt-Bild anzugeben.
Es wird eine Bildschirm- Anordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die Folgendes aufweist: einen transparenten Bildschirmträger, der sich quer zu einer Strahlungsrichtung des von den Projektoren projizierten Lichts erstreckt. Ferner weist die Bildschirm-Anordnung eine Bildschirmschicht auf, die sich in der Strahlungsrichtung hinter dem Bildschirmträger entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers erstreckt und die ausgestaltet ist, das von den Projektoren projizierte und auf der Bildschirmschicht auftreffende Licht zu streuen. Eine Abstützeinrichtung zum Abstützen des Bildschirmträgers ist in der Strahlungsrichtung vor dem Bildschirmträger in zumindest einem Grenzbereich zweier oder mehrerer Kacheln mit dem Bildschirmträger verbunden und/oder in mechanischem Kontakt mit dem Bildschirmträger.
Insbesondere ist die Bildschirmschicht deutlich dünner (z.B. mindestens um einen Faktor 10) als der Bildschirmträger.
Zum Sichtbarmachen von Licht auf einer Bildschirm- Anordnung wird außerdem folgendes Verfahren vorgeschlagen: Insbesondere bei einer zuvor beschriebenen Bildschirm-Anordnung wird das Licht durch einen transparenten Bildschirmträger, der sich quer zu einer Strahlungsrichtung des von den Projektoren projizierten Lichts erstreckt, hindurch projiziert wird, und wird das Licht durch Streuung in einer Bildschirmschicht, die sich in der Strahlungsrichtung hinter dem Bildschirmträger entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers erstreckt, sichtbar gemacht.
Unter einer Bildschirmschicht wird insbesondere auch eine mehrlagige Schicht verstanden. Auch muss die Bildschirmschicht nicht zwangsläufig eine durchgehende Lage aus einem Material aufweisen. Vielmehr kann die Bildschirmschicht prinzipiell in beliebiger Weise zusammengesetzt und/oder konstruiert sein. Die Kacheln, in denen die Teilbilder sichtbar gemacht werden, können jegliche Form haben. Vorzugsweise weisen die Kacheln geradlinige Kanten zwischen jeweils zwei benachbarten Kacheln auf. Die Kacheln - und damit die Teilbilder - können jedoch auch einander überlappen. In diesem Fall verläuft der Überlappungsbereich vorzugsweise geradlinig in dem Grenzbereich der beiden benachbarten Kacheln. Entsprechend dem Verlauf der Kanten und/oder der Überlappungsbereiche können Knoten entstehen, an denen Kanten und/oder Überlappungsbereiche aufeinander treffen. Beim Aufeinandertreffen von mehreren Überlappungsbereichen entstehen Mehrfach- Überlappungsbereiche. Um ein homogenes Gesamtbild auf dem Bildschirm zu erzeugen, sind in dem Fall von Überlappungen besondere Maßnahmen zu ergreifen, damit das Bild in den Überlappungsbereichen nicht heller ist oder eine andere Farbwirkung als in anderen Bereichen hat (so genanntes weiches Blending). Vorzugsweise haben alle Kacheln die gleiche Größe und/oder die gleiche Form. Zweckmäßig sind rechteckige Kacheln gleicher Größe und Form.
Insbesondere ist bei einer Gesamt- Anordnung jeder der Kacheln zumindest ein Projektor zugeordnet, der Licht ausschließlich für das in der zugeordneten Kachel darzustellende Teilbild projiziert. Es ist jedoch auch denkbar, dass derselbe Projektor Teilbilder von mehreren Kacheln erzeugt. In diesem Fall weist der Projektor zum Beispiel mehrere Objektive auf, die jeweils Licht für ausschließlich eines der Teilbilder projizieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Gesamt-Systems zur gekachelten Darstellung von Bildern ist die erfindungsgemäße Bildschirm-Anordnung mit mehr als einem Projektor pro Kachel kombiniert. Dabei sind die insbesondere zwei Projektoren pro Kachel derart ausgestaltet, dass sie ein für einen Betrachter als dreidimensionales Bild wahrnehmbares Bild erzeugen können. Hierbei kommt es besonders auf die Präzision bei der Einstellung der Relativpositionen der einzelnen Teil-Bilder in den Kacheln an. Aufgrund der erfϊndungsgemäßen Ausgestaltung der Bildschirm- Anordnung ist gewährleistet, dass der Bildschirm sich nach der Justierung nicht verändert. Insbesondere ist der Bildschiπnträger durch die Abstützung steif, obwohl er verhältnismäßig dünn ausgestaltet sein kann und somit leicht und kostengünstig ist. Die Kacheleinteilung ist für einen Betrachter, der ein auf dem Bildschirm dargestelltes Bild betrachtet, vorzugsweise nicht erkennbar. An der gegenüberliegenden Seite des Bildschirms, von der das Licht projiziert wird, ist jedoch zumindest teilweise eine Kacheleinteilung erkennbar. Wenn mit sogenanntem hartem Blending gearbeitet wird, ist in der Regel für jede der Kacheln eine das projizierte Licht der Kachel in einer Umfangsrichtung geschlossen umlaufende Blende vorgesehen. Die Position der Blende und die Richtungen des projizierten Lichts der Kachel sind aufeinander abgestimmt.
Unabhängig von der Art des Blendings ist jedoch von der Projektionsseite eine Einteilung erkennbar, da die Abstützeinrichtung an zumindest einer Stelle des Bildschirmträgers mit diesem verbunden oder in Kontakt ist. Diese zumindest eine Stelle liegt im Bereich einer Kachelgrenze. Es ist prinzipiell denkbar, dass die Abstützeinrichtung lichtdurchlässig ist und dass daher mit weichem Blending gearbeitet werden kann. In letzterem Fall könnte die Abstützeinrichtung an beliebigen Stellen mit dem Bildscbirmträger verbunden sein.
Jedoch wird bevorzugt, zumindest an der zumindest einen Abstützstelle mit hartem Blending zu arbeiten. Die Abstützeinrichtung kann dabei Teil der Blende der jeweiligen angrenzenden Kacheln sein. Bevorzugtermaßen wird das für das harte Blending erforderliche Ausblenden bzw. Abschirmen von projiziertem Licht jedoch vollständig durch eine zusätzliche Blende bewirkt, deren Position relativ zu dem Bildschirmträger justierbar ist. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung. Mit anderen Worten: die Abstützeinrichtung kann so auf der Projektionsseite des Bildschirmträgers angeordnet sein, dass sie im Grenzbereich zwischen zumindest zwei Kacheln liegt, und das zur Darstellung der verschiedenen Teilbilder in den angrenzenden Kacheln projizierte Licht kann in dem Grenzbereich aus verschiedenen Richtungen einfallen, die dem Ort der zugehörigen Projektoren entsprechen. Da auf Grund des Bildschirmträgers zwischen der Abstützeinrichtung und der Bildschirmschicht, in der das Licht gestreut wird, ein Abstand besteht, können die Richtungen und die Raumpositionen des projizierten Lichts sowie die Position der Blende so aufeinander abgestimmt sein, dass die Ränder der verschiedenen Lichtbündel genau bei Erreichen der Bildschirmschicht aufeinander treffen (bzw. z. B. noch einen Abstand voneinander haben, der gleich dem sonstigen Abstand zwischen zwei Pixeln des darzustellenden Bildes ist). Vorzugsweise stützt die Abstützeinrichtung den Büdschirrnträger an einer Vielzahl von Stellen ab. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, diejenigen Stellen, an denen die Abstützeinrichtung mit dem Bildschirmträger verbunden ist und/oder in denen sie mit dem Bildschirmträger in Kontakt ist, gleichmäßig über die Oberfläche des Bildschirmträgers zu verteilen. Dabei können die Verbindungsstellen bzw. Kontaktstellen (im Vergleich zu der Größe der Bildschirm-Gesamtfläche) punktartig sein und/oder sich beispielsweise linienformig in den Grenzbereichen der Kacheln erstrecken. Bei einer besonders bevorzugten AusfÜhrungsform weist die Abstützeinrichtung eine Mehrzahl von Ständern auf, über die sich die Abstützeinrichtung an geeigneten Flächen und/oder an Körpern und/oder Gegenständen in der Umgebung der Anordnung abstützt, z. B. am Boden. Mit den Ständern verbunden sind Einrichtungen zur Kraftübertragung von dem Ständer auf jeweils ein Endteil der Abstützeinrichtung, das an der Oberfläche des Bildschirmträgers anliegt. Bei einer Ausfuhrungsform, die positionierbare Endteile aufweist, kann durch eine Einstellung der Position der Endteile die von den Endteilen auf den Bildschirmträger einwirkende Kraft eingestellt werden.
Unter einem transparenten Bildschirmträger wird eine Einrichtung verstanden, die das von den Projektoren projizierte Licht im Wesentlichen ohne Streuung passieren lässt. Der Bildschirmträger trägt zumindest sein eigenes Gewicht und optional auch zumindest einen Teil des Gewichts der Bildschirmschicht. Außerdem stabilisiert der Bildschirmträger vorzugsweise die Form und Position der Bildschirmschicht. Durch seine Anordnung zwischen den Projektoren und der Bildschirmschicht kann er die Bildschirmschicht zumindest gegen störende Einflüsse der Projektoren (z. B. Wärmestrahlung und Luftströmung) abschirmen.
Vorzugsweise ist der Bildschirmträger scheibenförmig ausgestaltet. In diesem Fall erstreckt sich die Scheibe quer zu der Strahlungsrichtung des projizierten Lichts oder des zu projizierenden Lichts. Insbesondere ist der Bildschirmträger aus einem durchsichtigen Kunststoff hergestellt, z. B. aus Polymethylmethacrylat (PMMA). Geeignete Werte für die Dicke der Scheibe liegen im Bereich von 5 bis 15 mm, insbesondere 8 bis 12 mm. Eine Dicke von mehr als 8 mm bei dem Material PMMA erlaubt selbst bei einer Scheibenbreite und Scheibenlänge von jeweils mehr als 2 m, den Bildschirmträger durch Krafteinwirkung über die Abstützeinrichtung wirksam mechanisch vorzuspannen.
Der Bildschirmträger kann sich durchgehend über zumindest einen Bereich erstrecken, der so groß ist wie eine für einen Betrachter sichtbare Bildfläche des sichtbar zu machenden Bildes. Es entstehen somit keine sichtbaren Kanten oder Übergänge durch den Bildschirmträger.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Bildschirmträgers liegt seine in der Strahlungsrichtung rückwärtige Oberfläche im Wesentlichen in einer Ebene. Dabei kann eine leichte Krümmung der rückwärtigen Oberfläche vorhanden sein, die auf eine mechanische Vorspannung durch Krafteinwirkung der Abstützeinrichtung auf den Bildschirmträger zurückzuführen ist. Im Ergebnis ist somit ein ebenes Bild erzeugbar. Für andere Anwendungen kann jedoch auch eine gekrümmte Oberfläche wünschenswert sein.
Die Bildschirmschicht ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die auf sie auftreffende projizierte Strahlung etwa gleichmäßig verteilt in einen vorgegebenen Raumwinkelbereich gestreut wird. Falls sich (wie bevorzugt) die gesamte Bildschirmschicht im wesentlichen in einer Ebene erstreckt, entspricht der vorgegebene Raumwinkelbereich vorzugsweise dem Halbraum (oder einem wesentlichen Teil davon), aus dem ein Betrachter ein auf dem Bildschirm dargestelltes Bild betrachten kann. Die Dicke der Bildschirmschicht liegt insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,4 mm, vorzugsweise 0,25 bis 0,35 mm. Bei einer konkreten Ausfuhrungsform der Bildschirm-Anordnung wird die Bildschirmschicht durch eine Folie gebildet. Beispielsweise besteht die Folie aus PVC (Polyvinylchlorid) und kann beschichtet oder unbeschichtet sein. Ein Beispiel für eine geeignete Folie ist die von Gerriets GmbH, Im Kirchenhürstle 5-7, D-79224 Urnkirch, Deutschland unter der Nummer 1432 vertriebene Projektionsfolie OPERA®, hellblau, für Auf- und Rückprojektion.
Bevorzugtermaßen ist bzw. wird der Bildschirmträger durch Krafteinwirkung von der Abstützeinrichtung auf den Bildschirmträger mechanisch vorgespannt. Hierdurch wird der Bildschirmträger und damit die Bildschirmschicht wirksam stabilisiert und unempfindlich gegen vorübergehend auf den Bildschirmträger einwirkende Kräfte (z. B. Erschütterungen des Bodens, Luftdruckschwankungen und/oder Bewegungen der Luft). Auch ist die Empfindlichkeit gegen thermisch bedingte Veränderungen der Lage und/oder Position von Teilen der Anordnung herabgesetzt. Beispielsweise wird während des Projektionsbetriebes ein Teil des projizierten Lichts in dem Bildschirmträger, in der Bildschirmschicht und in etwaig vorhandenen weiteren Teilen absorbiert und in Wärme umgewandelt.
Insbesondere kann die Bildschirmschicht entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers gespannt sein, beispielsweise unter Verwendung von zumindest einem elastischen Element. Durch Zugspannung in zwei zueinander senkrechten Richtungen, wobei beide Richtungen entlang der Oberflächen des Bildschirmträgers verlaufen, wird die Bildschirmschicht gegen äußere Einflüsse wie Krafteinwirkung und Wärme stabilisiert. Vorzugsweise ist ein außen, am äußeren Rand der Bildschirmschicht umlaufender Rahmen vorgesehen und ist an allen Außenrändern oder an wenigstens einem von jeweils zwei einander gegenüberliegenden Außenrändern des Bildschirmträgers jeweils zumindest ein elastisches Element vorgesehen, um die Zugspannung zu bewirken.
Bevorzugt wird, dass die Bildschirmschicht an keiner Stelle, die zur Erzeugung eines Bildes aus dem projizierten Lichts dient, mit dem Bildschirmträger verbunden ist. Insbesondere wird ein Verkleben der Bildschirmschicht an allen derartigen Stellen mit dem Bildschirmträger vermieden, da durch den Klebstoff Licht gebrochen und/oder gestreut werden kann. Auch können sich die Materialien der Bildschirmschicht und des Bildschirmträgers dann unter Umständen nicht mehr ungehindert auf Grund von Wärmeeinwirkung ausdehnen, wodurch es zu einer Verkrümmung kommen kann. Bei einer Ausführungsform liegt die Bildschirmschicht vollflächig an einer Oberfläche des Bildschirmträgers an. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform jedoch erstreckt sich (insbesondere vollflächig in dem für Bilddarstellung zur Verfügung stehenden Bereich) eine Luftschicht zwischen einer Oberfläche des Bildschirmträgers und der Bildschirmschicht. Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist die Bildschirm-Anordnung eine Unterdrack-Einrichtung auf, die ausgestaltet ist, zwischen der Oberfläche des Bildschiπnträgers und der Bildschirmschicht einen Unterdruck zu erzeugen. Hierdurch wird die Bildschirmschicht in Richtung der Oberfläche gezogen und damit vorgespannt und stabilisiert. Auf Grund der Luftschicht ist sie jedoch von dem Bildschirmträger abgekoppelt, sodass der thermische Widerstand zwischen dem Bildschirmträger und der Bildschirmschicht groß ist. Weiterhin werden Erschütterungen des Bildschirmträgers nicht auf die Bildschirmschicht übertragen.
Um ein hartes Blending zu ermöglichen ist eine Ausfiihrungsform der Bildschirm- Anordnung mit einer Blendeneinrichtung ausgestattet. Die Blendeneinrichtung ist ausgestaltet, durch Abschirmen von in Richtung von verschiedenen der Kacheln projiziertem Licht eine Überlappung des projizierten Lichts in der Bildschirmschicht zu verhindern. Hierzu weist die Blendeneinrichtung eine erste Blende auf, die ausgestaltet ist, das Licht entlang einem ersten Grenzbereich zwischen einer ersten und einer zweiten der Kacheln abzuschirmen. Weiterhin weist die Blendeneinrichtung eine zweite Blende auf, die ausgestaltet ist, das Licht entlang einem ersten Grenzbereich zwischen der ersten und einer dritten der Kacheln abzuschirmen. Der erste Grenzbereich und der zweite Grenzbereich erstrecken sich quer zueinander. Die erste Blende und die zweite Blende enden in unterschiedlichem Abstand zu dem Bildschirmträger. Diese Ausführungsform, beruht auf der Erkenntnis, dass quer zueinander verlaufende erste und zweite Blenden einander überlappende abgeschirmte Bereiche erzeugen können und dass dadurch die Justierung an den nicht gemeinsamen Grenzen benachbarter Kacheln erleichtert ist. Die erste und/oder die zweite Blende ist vorzugsweise sowohl in einer quer zur Bildschirmebene verlaufenden ersten Richtung (d. h. in Richtung des Bildschirmträgers) justierbar als auch in einer zweiten Richtung etwa parallel zu einer Oberfläche des Bildschirmträgers, wobei die zweite Richtung quer zu einer dritten Richtung (Längsrichtung) verläuft, in die sich die vorzugsweise langgestreckte Blende erstreckt. Vorzugsweise sind die ersten und/oder die zweiten Blenden für verschiedene Kacheln und/oder für verschiedene Kachelgrenzen individuell justierbar.
Die Blendeneinrichtung gemäß dieser Beschreibung kann auch in Kombination mit anderen Bildschirm-Anordnungen verwendet werden. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren schematisch dargestellt sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil eines Systems zur Darstellung eines
Gesamt-Bildes mit einer Vielzahl von Projektoren;
Fig. 2 eine Detaildarstellung an einem Außenrand der in Fig. 1 dargestellten
Anordnung;
Fig. 3 ein System von Blenden zur Vermeidung von Überlappungen des von verschiedenen Projektoren projizierten Lichts;
Fig. 4 eine Detaildarstellung einer Abstützeinrichtung;
Fig. 5 einen Ständer und eine hinsichtlich ihrer Position justierbare Blende;
Fig. 6 einen Kreuzungsbereich, an dem sich in unterschiedliche Richtungen verlaufende Blenden kreuzen;
Fig. 7 eine Anordnung, bei der entlang der Ausbreitungsrichtung des projizierten Lichts Materialbahnen angeordnet sind, um einen Licht- Übertritt zwischen dem Kacheln zu verhindern.
Der in Fig. 1 gezeigte Querschnitt durch eine Bildschirm- Anordnung 1 verläuft beispielsweise in vertikaler und horizontaler Richtung eines Systems zur Darstellung von Computer-generierten Bildern. Ein erstes Paar von Projektoren Al, Bl projiziert Licht für eine dreidimensionale Darstellung eines ersten Teilbildes in einer ersten Kachel des Systems (oben in Fig. 1). Ein zweites Paar von Projektoren A2, B2 projiziert Licht für eine dreidimensionale Darstellung eines zweiten Teilbildes in einer zweiten Kachel des Systems (unten in Fig. 1). Dargestellt sind jeweils von den Projektoren Al, Bl bzw. A2, B2 ausgehende Lichtkegel, deren Licht sich in Fig. 1 von links nach rechts ausbreitet. Im rechten Figurenteil befindet sich ein scheibenförmiger transparenter Bildschirmträger 3, der sich in dem Beispiel in vertikaler Richtung (d. h. von oben nach unten in der Fig. 1) und in horizontaler Richtung (d. h. senkrecht zur Bildebene von Fig. 1) erstreckt. In der Strahlungsrichtung des sich ausbreitenden Lichts hinter dem Bildschirmträger 3 angeordnet ist eine Bildschirmschicht 7, die im Beispiel eine PVC- Folie mit einer Dicke von 0,3 mm ist. Zwischen der Bildschirmschicht 7 und dem Bildschirmträger 3 befindet sich eine durchgehende Luftschicht 5, die in dem zur Darstellung von Bildern auf der Bildschirmschicht 7 geeigneten Bereich nicht unterbrochen ist. Die Luftschicht 5 wird auch nicht in dem Bereich von Kachelgrenzen unterbrochen bzw. in den Bereichen von Kachelrändem, die zwischen zwei oder mehreren Kacheln verlaufen. In solchen Bereichen befinden sich Blenden. Stellvertretend hierfür ist in Fig. 1 eine erste Blende 9 dargestellt, die im Bereich einer Grenze zwischen der oberen und der unteren dargestellten Kachel angeordnet ist. Die erste Blende 9 hat in dem dargestellten Querschnitt ein Y-formiges Profil, wobei sich der eine, lange Schenkel des Y in horizontaler Richtung erstreckt und wobei sich die beiden kurzen Schenkel des Y ausgehend von dem langen Schenkel schräg nach oben und schräg nach unten spreizen. Somit weist die erste Blende 9 zwei Kanten auf, die in gleichem Abstand vor dem Bildscbiπnträger 3 enden. Senkrecht zur Bildschirmebene erstreckt sich die erste Blende 9 bei etwa konstantem Querschnittsprofil über die gesamte gemeinsame Grenze der beiden Kacheln. Dabei kann die erste Blende 9 jedoch - wie noch anhand von Fig. 6 näher beschrieben wird - an ihren Enden teilweise ausgeschnitten bzw. ausgespart sein, um einer quer zur ihrer Längserstreckung verlaufenden zweiten Blende Platz zu machen.
Das Y-förmige Profil ist derart ausgestaltet, dass der lange Schenkel sämtliche Lichtstrahlung abschirmt, die ausgehend von einem Projektor einer benachbarten Kachel in Strahlungsrichtung vor der ersten Blende 9 vorbeitreten könnte. Da die beiden Projektoren derselben Kachel in dem dargestellten Beispiel übereinander angeordnet sind, ist ein besonders lang ausgestalteter langer Schenkel vorteilhaft. Dagegen muss eine in der vertikalen Richtung verlaufende Blende nicht so lang ausgestaltet sein, da die Lichtkegel der Projektoren allenfalls geringe Breitenunterschiede und Richtungsunterschiede in horizontaler Richtung haben. Das Y-förmige Profil hat auch den Vorteil, dass es u. U. von dem langen Schenkel reflektiertes Licht wieder in Richtung der Projektoren zurück reflektiert.
Durch die Enden der kurzen Schenkel des Y werden die Lichtkegel der beiden Projektorpaare Al, Bl bzw. A2, B2 außen abgeschnitten. Die in Abstand zu dem Bildschirmträger 3 angeordneten Enden sind durch die Bezugszeichen Pl (erste Kachel) bzw. P2 (zweite Kachel) bezeichnet. Ausgehend von den Enden Pl, P2 erstrecken sich die Ränder der Lichtkegel in verschiedenen Richtungen. Dadurch entstehen zwei Grenzen zwischen der oberen und der unteren Kachel (allgemeiner formuliert: zwischen den aneinander angrenzenden Kacheln). An den Grenzen stoßen jeweils die Teil-Bilder der Projektoren Al, A2 und Bl, B2 aneinander an. Die Abstände der Projektoren sowie die Form und die Position der ersten Blende 9 sind so aufeinander abgestimmt, dass sowohl die Teilbilder der Projektoren A als auch die Teilbilder der Projektoren B derart aneinander angrenzen, dass ein Übergang zwischen den Teilbildern von einem Betrachter nicht wahrgenommen werden kann. Beispielsweise sind die Abstände der Projektoren einer Kachel justierbar und für alle Kacheln konstant. Weiterhin spreizen sich die Enden Pl5 P2 der ersten Blende 9 symmetrisch zur Horizontalen und sind die kurzen Schenkel des Y gleich lang. Dies gilt entsprechend für weitere Projektoren des Gesamt-Systems.
In Fig. 2 ist der obere Rand der in Fig. 1 dargestellten Kombination aus Bildschirmträger 3 und Bildschirmschicht 7 vergrößert dargestellt. Andere Ränder, z. B. die seitlichen Ränder und/oder der unteren Rand der Kombination können entsprechend ausgestaltet sein. Fig.2 zeigt wiederum auf der linken Seite den Raum, aus dem das von den Projektoren projizierte Licht auf die Kombination einfallt Durch einen einzelnen Lichtstrahl ist angedeutet, dass das Licht zunächst nahezu vollständig und ohne Streuung durch den Bildschirmträger 3 hindurch tritt. Nachdem der Lichtstrahl auch die Luftschicht 5 zwischen dem Bildschirmträger 3 und der Bildschirmschicht 7 passiert hat, wird er in der Bildschirmschicht 7 gestreut
Wie schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, wird die Bildschirmschicht 7 durch ein elastisches Element 13 in vertikaler Richtung gespannt. Eine Dichtung 15 dichtet die in Strahlungsrichtung des Lichts vorne liegende Seite (im Folgenden: Vorderseite) an der Oberfläche der Bildschirmschicht 7 gegen einen Luftdurchtritt ab. Die Dichtung 15 ist luftdicht mit einem Rahmen 17 verbunden, sodass an einer Außenseite des Rahmens keine Luft aus der Luftschicht 5 austreten kann. An einer dem Bildschirmträger 3 zugewandten Innenseite des Rahmens 17 befindet sich ein Luftspalt 18, durch den Luft von der Luftschicht 5 in einen vorderseitigen Raum hindurchtreten kann, der aus Sicht des Bildschirmträgers 3 näher an den Projektoren liegt. Der mögliche Luftstrom ist durch Pfeile angedeutet. Dieser vorderseitige Raum an der Vorderseite des Bildschirmträgers 3 ist beispielsweise vollständig gegen den Raum auf der Rückseite der Bildschirmschicht 7 und gegen den Raum an der Außenseite des Rahmens 17 abgedichtet. Unter Verwendung einer Einrichtung, die in dem vorderseitigen Raum einen Luft-Unterdruck erzeugt, kann auch in der Luftschicht 5 ein Unterdruck gegenüber der Rückseite der Bildschiπnschicht 7 erzeugt werden. Abhängig von etwaigen Lecks im Bereich der Bildschiπnschicht 7 und abhängig von der Luftdurchlässigkeit der Bildschirmschicht 7 kann einen ständiger Luftstrom durch den Luftspalt 18 stattfinden. Alternativ reicht es aus, den Unterdruck zu Anfang des Projektionsbetriebes zu erzeugen. Vorzugsweise sind Luftspalte wie der Luftspalt 18 an verschiedenen Stellen am Außenumfang des Bildschirmträgers 3 vorgesehen. Insbesondere sind die Luftspalte etwa gleichmäßig über den Außenumfang verteilt um störende Luftströmungen in der Luftschicht 5 zu vermeiden. Auch kann ein im Wesentlichen durchgehender Luftspalt den Bildschirmträger 3 umlaufen, wobei der Luftspalt- nur durch Befestigungen und/oder Stützen des Bildschkmträgers 3 unterbrochen wird.
Das in Fig. 3 dargestellte Blendensystem weist eine Vielzahl von in horizontaler Richtung verlaufenden ersten Blenden 9 a, 9b, 9c auf, die wie die anhand von Fig. 1 beschriebene Blende 9 ausgestaltet sein können. Weiterhin weist das Blendensystem eine Vielzahl von in vertikaler Richtung verlaufenden zweiten Blenden 1 Ia, 1 Ib, 1 Ic auf. Vorzugsweise haben die ersten Blenden 9 und die zweiten Blenden 11 schwarze (insbesondere mattschwarze) Oberflächen. Die ersten Blenden 9 und die zweiten Blenden 11 verlaufen jeweils parallel zueinander und weisen jeweils einen (vorzugsweise konstanten) Abstand zueinander auf. Fig. 3 zeigt das Blendensystem von der Vorderseite. Es ist erkennbar, dass die zweiten Blenden 11 vor den ersten Blenden 9 verlaufen. Dies ist ebenfalls aus Fig. 6 erkennbar, die einen Querschnitt durch das System an einem Kreuzungspunkt zwischen einer zweiten Blende 11 und zwei etwa entlang derselben Geraden ausgerichteten ersten Blenden 9a, 9b zeigt. Die Bildebene von Fig. 6 verläuft in dem Beispiel in horizontaler Richtung und zeigt im unteren Figurenteil die Vorderseite. Erkennbar ist auch die rechteckige Aussparung an den Enden der ersten Blenden 9a, 9b, sodass ein Raum für die kreuzende zweite Blende 11 gebildet ist. Das Blendensystem ist insbesondere Teil der in Fig. 1 dargestellten Anordnung.
Fig. 4 zeigt eine Abstützeinrichtung mit einem Ständer 19, der sich in dem Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung von unten (unterer Figurenteü) nach oben (oberer Figurenteil) erstreckt. Der Ständer 19 ist fest mit einem Boden verbunden. Fest mit dem Ständer 19 verbunden ist eine Halterung 25. Eine langgestreckte Einrichtung 21 zur Kraftübertragung von dem Ständer 19 auf dem Bildschirmträger 3 ist mit der Halterung 25 verbunden. Die Längsachse der Einrichtung 21 ist etwa in Richtung einer Oberflächennormalen des Bildschirmträgers 3 ausgerichtet. Vorzugsweise ist die Einrichtung 21, wie nicht näher dargestellt ist, in ihrer Länge und/oder in ihrer Position in Richtung des Bildschirmträgers 3 verstellbar, sodass die auf den Bildschirmträger 3 übertragene Kraft einstellbar ist. An dem dem Bildschirmträger zugewandten Ende der Einrichtung 21 geht diese in ein Endteil 23 über, das in Kontakt mit der vorderseitigen Oberfläche des Bildschirmträgers 3 ist. Das Endteil 23 erstreckt sich linienartig in vertikaler Richtung und befindet sich in dem durch die zweite Blende 11 abgeschirmten Bereich an der Vorderseite des Bildschirmträgers 3. Die zweite Blende 11 weist eine Bohrung 24 oder eine Ausnehmung auf, durch die sich die langgestreckte Einrichtung 21 hindurch erstreckt. Die Bohrung 24 oder die Ausnehmung ist so bemessen und auf die Projektoren abgestimmt, dass kein Licht durch die Bohrung 24 oder die Ausnehmung hindurchtreten und auf die Bildschirmschicht 7 treffen kann. Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, kann der Abstand der zweiten Blende 11 von dem Bildschirmträger 3 und damit von der Bildschirmschicht 7 eingestellt werden. Hierzu weist die Anordnung eine Positioniereinrichtung 27 auf. Beispielsweise ist die Länge der Positioniereinrichtung 27 einstellbar, wie durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Weiterhin weist die Anordnung eine Einrichtung zur Einstellung der Position der zweiten Blende 11 in seitlicher Richtung (senkrecht zur Bildebene von Fig. 4) auf. Im Beispiel ist dies die horizontale Richtung. In Fig. 5 ist eine Anordnung zur Einstellung der Position der ersten Blende 9 dargestellt. Die Anordnung weist eine mit der ersten Blende 9 verbundene Befestigung 29 auf, die wiederum mit einer ersten Positioniereinrichtung 31 verbunden ist Diese Positioniereinrichtung ist ausgestaltet, den Abstand zwischen dem in Fig. 5 dargestellten Ständer 19 und dem nicht in Fig. 5 dargestellten Bildschirmträger 3 einzustellen. Mittels einer zweiten Positioniereinrichtung 33, die auf einer Seite mit der ersten Positioniereinrichtung 31 verbunden ist und auf einer zweiten Seite über eine Befestigung 35 mit dem Ständer 19 verbunden ist, kann die vertikale Position der ersten Blende 9 eingestellt werden. Alle ersten Blenden 9 des Blendensystems weisen vorzugsweise zwei dieser Anordnungen auf, die etwa an den entgegengesetzten Enden der ersten Blende 9 angeordnet sind.
Um zu verhindern, dass von den Projektoren abgestrahltes Licht in die benachbarter Kachel gelangt, können entlang der Ausbreitungsrichtung des abgestrahlten Lichts (insbesondere parallel zu einer Mittelachse der von den Projektoren abgestrahlten Lichtbündel) Bahnen eines Materials angeordnet sein. Bevorzugt wird für die Materialbahnen ein schwarzer Stoff (z. B. ein Gewebe und/oder ein Vlies) mit insbesondere aufgerauter Oberfläche verwendet, z. B. ein Molton-Stoff.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer entsprechenden Anordnung von oben, die insbesondere die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ist. Es sind die oberen Projektoren Al, A3 von zwei nebeneinander angeordneten Kacheln erkennbar. Die Materialbahnen sind mit den Bezugszeichen 41a, 41b, 41c bezeichnet.
Obwohl in der Anordnung gemäß Fig. 7 wiederum die zweiten Blenden IIa, I Ib, 11c. der Bildschirmträger 3 und die Bildschirmschicht 7 dargestellt sind, können derartige Materialbahnen für beliebige gekachelte Bildsysteme verwendet werden.
Vorzugsweise erstrecken sich die Materialbahnen in einer parallel zu dem Bildschirm verlaufenden Richtung (hier: der vertikalen Richtung) über die gesamte Länge (hier: Höhe) des gekachelten Bildsystems. Sie sind beispielsweise (wie z. B. Vorhänge) aufgehängt, sodass sie leicht zur Seite (d. h. in Richtung auf den Bildschirm und/oder von diesem weg) bewegt werden können. Die einzelnen Materialbahnen können (ebenfalls wie Vorhänge) einteilig oder mehrteilig sein. Bei einer besonders bevorzugte Ausführungsform sind außerdem weitere, zweite Materialbahnen vorgesehen, die sich in einer Richtung quer zu den ersten Materialbahnen erstrecken, um einen Lichtübertritt zwischen den Kacheln in einer anderen Richtung zu verhindern. Im Ergebnis kann so beispielsweise bei einer im Querschnitt rechteckigen Kachel durch insgesamt vier Materialbahnen (zwei ersten Materialbahnen und zwei zweiten Materialbahnen), die die Kachel an den Kanten des der rechteckigen Querschnittsfläche abschirmen, gegen Lichtübertritt geschützt werden bzw. andere Kacheln gegen Lichteintritt schützen.
In dem Beispiel von Fig. 7 würden sich diese zweiten Materialbahnen in horizontaler Richtung auf den Bildschirm zu bzw. von diesem weg erstrecken, vorzugsweise über die gesamte Breite der jeweiligen Kachel. Als Beispiel ist in der oberen in Fig. 7 dargestellten Kachel eine Materialbahn 43 gezeigt, die an gegenüberliegenden Enden der Materialbahn 43 an jeweils einem steifen, langgestreckten Gegenstand 45a, 45b befestigt ist, wobei sich deren Längsachsen quer zur Längsachse der Materialbahn 43 erstrecken.
Bei den langgestreckten Gegenständen handelt es sich z. B. um Stangen oder Rohre. Die langgestreckten Gegenstände können beispielsweise eingehängt werden, sodass die Materialbahnen gespannt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Bildschirm- Anordnung, insbesondere zur Darstellung von grafischen Daten eines Computers oder eines Computer-Systems, wobei die Anordnung ausgestaltet ist, Licht als Bild sichtbar zu machen, das von einer Mehrzahl von Projektoren (A, B) projiziert wird, wobei die Anordnung in eine der Mehrzahl der Projektoren (A, B) entsprechende Anzahl von Bildschirmbereichen (Kacheln) eingeteilt ist oder einteilbar ist, wobei die Kacheln nebeneinander angeordnet sind, um in jeder der Kacheln Licht von einem der Projektoren (A, B) als Teilbild sichtbar zu machen, und wobei die Anordnung aufweist:
- einen transparenten Bildschirmträger (3), der sich quer zu einer Strahlungsrichtung des von den Projektoren (A, B) projizierten Lichts erstreckt,
- eine Bildschirmschicht (7), die sich in der Strahlungsrichtung hinter dem Bildschirmträger (3) entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers (3) erstreckt und die ausgestaltet ist, das von den Projektoren (A, B) projizierte und auf der Bildschirmschicht (7) auftreffende Licht zu streuen, und
eine Abstützeinrichtung (19, 21 , 23, 25) zum Abstützen des Bildschirrnträgers (3), die in der Strahlungsrichtung vor dem Bildschirmträger (3) in zumindest einem Grertzbereich zweier oder mehrerer Kacheln mit dem Bildschirmträger (3) verbunden ist und/oder in mechanischem Kontakt mit dem Bildschirmträger (3) ist.
2. Bildschirm- Anordnung nach Anspruch 1 , wobei der Bildschirmträger (3) scheibenförmig ausgestaltet ist.
3. Bildschirm- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bildschirmträger (3) sich durchgehend über zumindest einen Bereich erstreckt, der so groß ist wie eine für einen Betrachter sichtbare Bildfläche des sichtbar zu machenden Bildes.
4. Bildschirm-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die in der Strahlungsrichtung rückwärtige Oberfläche des Bildschirmträgers (3) im Wesentlichen in einer Ebene liegt.
5. Bildschirm-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bildschirmträger (3) durch Krafteinwirkung von der Abstützeinrichtung (19, 21, 23, 25) auf den Bildschirmträger (3) mechanisch vorgespannt ist.
6. Bildschirm-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildschirmschicht (7) entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers (3) gespannt ist.
7. Bildschirm-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bildschirmschicht (7) vollflächig an einer Oberfläche des Bildschirmträgers (3) anliegt.
8. Bildschirm- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Luftschicht sich zwischen einer Oberfläche des Bildschirmträgers (3) und der Bildschirmschicht (7) erstreckt.
9. Bildschirm-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Unterdmck-Einrichtung, die ausgestaltet ist, zwischen der Oberfläche des Bildschirmträgers (3) und der Bildschirmschicht (7) einen Unterdruck zu erzeugen.
10. Bildschirm- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Blendeneinrichtung, die ausgestaltet ist, durch Abschirmen von in Richtung von verschiedenen der Kacheln projiziertem Licht eine Überlappung des projizierten Lichts in der Bildschirmschicht (7) zu verhindern, wobei die Blendeneinrichtung eine erste Blende (9) aufweist, die ausgestaltet ist, das Licht entlang einem ersten Grenzbereich zwischen einer ersten und einer zweiten der Kacheln abzuschirmen, wobei die Blendeneinrichtung eine zweite Blende (11) aufweist, die ausgestaltet ist, das Licht entlang einem ersten Grenzbereich zwischen der ersten und einer dritten der Kacheln abzuschirmen, wobei der erste Grenzbereich und der zweite Grenzbereich sich quer zueinander erstrecken und wobei die erste Blende (9) und die zweite Blende (11) in unterschiedlichem Abstand zu dem Bildschirmträger (3) enden.
11. Verfahren zum Sichtbarmachen von Licht auf einer Bildschirm- Anordnung, insbesondere zur Darstellung von grafischen Daten eines Computers oder eines Computer-Systems, wobei das Licht von einer Mehrzahl von Projektoren (A, B) projiziert wird, wobei die Bildschirm-Anordnung in eine der Mehrzahl der Projektoren (A, B) entsprechende Anzahl von Bildschirmbereichen (Kacheln) eingeteilt ist oder einteilbar ist, wobei die Kacheln nebeneinander angeordnet sind, um in jeder der Kacheln Licht von einem der Projektoren (A, B) als Teilbild sichtbar zu machen, wobei:
- das Licht durch einen transparenten Bildschirmträger (3), der sich quer zu einer Strahlungsrichtung des von den Projektoren (A, B) projizierten Lichts erstreckt, hindurch projiziert wird, und
- durch Streuung in einer Bildschirmschicht (7), die sich in der Strahlungsrichtung hinter dem Bildschirmträger (3) entlang einer Oberfläche des Bildschirmträgers (3) erstreckt, sichtbar gemacht wird,
und wobei eine Abstützeinrichtung (19, 21, 23, 25) zum Abstützen des Bildschirmträgers (3), die in der Strahlungsrichtung vor dem Bildschirmträger (3) in zumindest einem Grenzbereich zweier oder mehrerer Kacheln mit dem Bildschirmträger (3) verbunden ist.
PCT/EP2005/001429 2004-03-16 2005-02-07 Bildschim-anordnung WO2006114109A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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