WO2023052495A1 - Einstellbare projektionsvorrichtung - Google Patents

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WO2023052495A1
WO2023052495A1 PCT/EP2022/077101 EP2022077101W WO2023052495A1 WO 2023052495 A1 WO2023052495 A1 WO 2023052495A1 EP 2022077101 W EP2022077101 W EP 2022077101W WO 2023052495 A1 WO2023052495 A1 WO 2023052495A1
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projection
image
different
designed
projection device
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PCT/EP2022/077101
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Frank Wippermann
Jacques DUPARRÉ
Andreas TÜNNERMANN
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • B60Q2400/50—Projected symbol or information, e.g. onto the road or car body

Definitions

  • the present invention relates to an adjustable projection device, in particular for consistently sharp projection onto uneven, sloping and/or inclined surfaces, to a projection system with such a projection device and to methods for projecting an image sequence on a projection surface or for producing an adjustable projection device.
  • the present invention relates in particular to a projector with an adaptive lens and synchronously controlled projection content for compensating for the projection blur in the event of an uneven and/or inclined projection plane.
  • the image-side depth of field of projection optics is limited and is determined by the focal length, the f-number, i.e. the aperture ratio, and the pixel size or the blur circle. It follows from this that a sharp projection cannot be achieved simultaneously for all distances to the projection optics. With a projection plane for the image display that is uneven or inclined and not orthogonal in relation to the optical axis, a sharp image can only be projected over a limited area unless a so-called Scheimpflug arrangement is used, which is expensive, especially with regard to itself changing planes of projection.
  • a projection device, a projection system, a method for projecting image content and a method for producing a projection device would be desirable in order to achieve large-area sharp images even with projection surfaces that are inclined and/or uneven relative to the projection optics.
  • One object of the present invention is therefore to provide a projection device, a projection system, a method for projecting image content and a method for producing a projection device that overcomes the disadvantages of the prior art and allows image content to be displayed over a large area, even when compared to the projection optics allow inclined and / or uneven projection surfaces.
  • a core idea of the present invention is to use different depths of field of variable projection optics for the representation of an overall image, so that different parts of an overall image or different images of an image sequence with different depths of field of the projection optics can be projected into spatially different surface areas of the projection surface and each of the individual images is in focus, so that overall the image sequence is projected using multiple settings of the projection optics and is shown sharp overall.
  • an adjustable projection device for projecting an image sequence onto a projection surface includes adjustable projection optics, which are designed to image the image sequence onto the projection surface.
  • the projection device is designed to project image contents of the image sequence into spatially different surface areas of the projection surface.
  • the projection device is designed to control a depth of field of the projection optics for each of the plurality of images of the image sequence in a depth of field position assigned to the surface area in order to set different positions of a field of focus for the projection of different images onto different surface areas of the projection surface.
  • a first surface area and a second surface area have different distances from the projection device, for example in that the projection device is formed in a stepped or uneven manner or is inclined relative to an image source or the projection optics.
  • the different positions of the depth of field are adapted to the different distances in order to project a respective image of the image content into the respective surface area with optimized image sharpness. The result of this is that the image sequence is nonetheless sharply imaged overall in the different surface areas with the different distances.
  • the projection device is designed to output the image sequence in such a way that the plurality of images are perceived by a human observer as a combined image, for example through correspondingly short switching times or rapid image sequences that form an overall image from the human eye and the human brain be put together.
  • image content perceived overall as a large image by partial projection by means of several partial images, each of which is focused individually, are perceived as a total focused or projected image
  • high-quality projection with simple structures is made possible.
  • exemplary embodiments provide for the image sequence to be completely projected within a period of at most 50 ms, at most 45 ms or particularly preferably at most 40 ms, with shorter times improving the perception effect.
  • the projection optics are accordingly designed to carry out the necessary number of different adjustments with regard to the depth of focus range within this period of time.
  • the projection device is designed to set the different positions of the focus area for projecting different images onto the different surface areas of the projection surface by adjusting a focus of the projection optics.
  • the focal length can be varied, for example, which is easy and possible with short switching times.
  • the projection optics are designed in such a way that they comprise an adaptive lens, which is designed to change a focal length of the projection optics in response to activation of the projection device in order to project the images of the image sequence with focal lengths that differ from one another onto the surface areas that differ from one another .
  • an adaptive lens By adjusting the focal length of an adaptive lens, the amount of mechanical movement or mechanically moving components can be kept small, which is advantageous.
  • the adaptive lens for setting the focal length is therefore arranged in a stationary manner with respect to an image source of the projection device set up for generating the image sequence, which enables precise assembly of the device.
  • the projection optics or the adaptive lens is at least one of a liquid lens, a liquid crystal lens, a tunable silicone lens and a tunable polymer lens.
  • the projection device is designed to predistort an image content of the image content of the image sequence depending on the depth of field to be set for the image in order to at least partially compensate, in particular to compensate in advance, for different distortions of the projection optics for different depths of field. This enables a high image quality of the displayed image by compensating for further optical errors.
  • the projection optics are designed to falsify a corresponding image of the image content in different adjusted positions of the depth of field, which means that the falsification caused by the projection optics depends on the adjusted position of the depth of field.
  • the projection device can have a data memory with correction values for correcting the projected images, which are different for positions of the depth of field, and is designed to change the images of the image sequence differently for different positions of the depth of field using the correction values.
  • different correction values can be assigned and stored for different settings for the position of the depth of field and used depending on the selected setting to pre-distort the images of the image sequence, which enables a low-error image on the projection surface.
  • the projection device is designed to change a projection scale of the projection optics together with the depth of field of the projection optics, and to change a scale of the image content of the image sequence depending on the depth of field to be set for the image, in order to vary the scale of the projected over the image sequence to balance images at least partially.
  • the different scales to be compensated for can be at least partly caused, for example, by different settings of the projection optics and can be compensated for via the pre-adaptation.
  • the projection device is designed to apply different trapezoidal predistortions to different images of the image content, for example likewise as an image sequence, with the different trapezoidal predistortions being adapted to a projection surface inclined relative to the projection optics.
  • This can counteract the effect that a tra- pez distortion affects, manifests itself to a different extent or degree in different areas of the inclined screen. This can be taken into account in different images, optionally in each image individually, and compensated for at least in part in order to obtain a high image quality of the displayed image.
  • the projection device has a deflection device which is arranged between an image source of the projection device and a location on the projection surface and which is designed to deflect light emitted by the image source.
  • the projection device can be designed to control the deflection device synchronously with the projection optics in order to adapt a deflection direction to the surface area of the image of the image sequence in order to deflect the images that differ from one another into the surface areas that differ from one another.
  • an image source that cannot be changed in location can be used to direct the respective displayed image into the different surface areas by means of the deflection device, which means that the total amount of movable elements can be kept low and the image sequence can still be distributed into the different surface areas.
  • the deflection device is designed to change the deflection direction with respect to only one spatial dimension or direction. This can be done, for example, by tilting about a single axis and/or by translatory movement along a single direction. As a result, a low level of mechanical complexity can be achieved, in particular if the surface areas are arranged along a single direction and form a one-line or one-dimensional array, for example.
  • the deflection device comprises at least one of a mirror whose orientation can be controlled and a variable prism, microlens arrays also being possible. These components can be provided in large numbers and at low cost and are mechanically robust.
  • the projection device includes an image source that is designed to display the image content, with the projection optics being designed to project the displayed image sequence based on the image content.
  • the integration an image source into the projection device enables a high degree of tunability of the components with one another.
  • the image source comprises at least one of an LCOS (Liquid Crystal on Silicon, liquid crystals on a silicon substrate) display, a DMD (Digital Mirror Display) display, a liquid crystal display, a light emitting diode (LED) display and a organic light-emitting diode display (OLED).
  • LCOS Liquid Crystal on Silicon, liquid crystals on a silicon substrate
  • DMD Digital Mirror Display
  • LCD liquid crystal display
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light-emitting diode display
  • the projection device is designed to generate the image content or content of the images of the image sequence or to obtain it from a memory and superimpose it with additional image information in order to obtain at least one superimposed image or multiple superimposed images of the image sequence.
  • dynamic image content can be generated, which offers advantages in terms of information content and/or perception of the image sequence.
  • the projection device has a data interface that is designed to receive dynamic information and to generate the image content or the images of the image sequence based on the dynamic information.
  • Dynamic information can be dynamic with regard to topicality or variability, for example a time, news from the Internet, current weather information or the like, which can then form at least part of the image sequence in order to increase the information content of the image information.
  • a projection system includes a projection device and a projection surface.
  • the projection surface is inclined by at least 10° in relation to the projection optics.
  • the projection optics can be aligned at an angle relative to the image source, which makes small projection systems possible.
  • a distance from centroids of different surface areas on which the respective images are projected differs from the projection optics, for example by at least 10 cm, at least 20 cm or at least 30 cm.
  • a high level of image quality can be obtained by performing the adjustment.
  • the extent of the projection surface as the sum of the surface areas used along an image-side optical axis of the projection is greater than the depth of focus range for setting the adjustable projection optics. This means that if the projection optics are not adjusted, a sharp representation of an undistorted image content over the entire projection surface is not possible. However, this obstacle is overcome by adapting the projection optics, so that the image sequence can be reproduced sharply.
  • a vehicle includes a projection system as described herein, wherein the projection surface is a ground surface on which the vehicle is positioned, such as a street or a parking lot.
  • a projection system can be attached, for example, in the area of the exterior mirrors or the sills in order to illuminate an area in front of the driver's door or passenger's door, with any other arrangements and/or systems being possible as an alternative or in addition.
  • a method for projecting an image sequence onto a projection surface includes imaging a first image of the image sequence onto a first surface area of the projection surface and with a first setting of a depth of field position of adjustable projection optics assigned to the first surface area. The method also includes changing the setting of the depth of field position of the adjustable projection optics to a second setting that is assigned to a spatially different second surface area of the projection optics. The method also includes imaging a second image of the image sequence onto the second surface area with the second setting of the depth of field position of the adjustable projection optics.
  • a method for producing an adjustable projection device for projecting an image sequence onto a projection surface includes providing adjustable projection optics, arranging an image source for providing an image content of the image sequence, so that the projection device is designed to project different images of the image sequence with adjusted image sharpness To project projection optics in spatially different areas of the projection surface.
  • the method is carried out in such a way that the projection device is designed to control a depth of field of the projection optics for each of the plurality of images of the image sequence in a depth of field position assigned to the surface area in order to set different positions of a field of focus for the projection of different images onto different surface areas of the projection surface .
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an adjustable projection device according to an embodiment
  • 3a-b schematic side sectional views of a projection device according to an embodiment, which has an adaptive lens in different settings;
  • FIG. 3c-e schematic plan views of possible projections that can be obtained with projection devices according to Fig. 2a-b and/or Fig. 3a-b;
  • 4a-b show schematic side sectional views of a projection device according to an embodiment at different points in time and showing different image contents
  • FIG. 4c-e schematic plan views of possible projections that can be obtained with the projection device according to Fig. 4a-b;
  • 5a-b exemplary schematic representation of a part of a vehicle according to an embodiment and with a projection of static and dynamic image content
  • 6a-b schematic side sectional views of a projection device with an actuator for changing a relative orientation of the image source with respect to the adjustable projection optics and in different settings according to an embodiment
  • FIG. 7a-b schematic side sectional views of a projection device with a deflection device between the image source and the projection surface and in different settings according to an embodiment
  • FIG. 8 shows a schematic flowchart of a method for projecting image content according to an embodiment
  • FIG. 9 shows a schematic flowchart of a method according to an embodiment.
  • Exemplary embodiments described below are described in connection with a large number of details. However, example embodiments can also be implemented without these detailed features. Furthermore, for the sake of comprehensibility, exemplary embodiments are described using block diagrams as a substitute for a detailed illustration. Furthermore, details and/or features of individual exemplary embodiments can be combined with one another without further ado, as long as it is not explicitly described to the contrary.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of an adjustable projection device 10 according to an embodiment.
  • the projection device 10 is set up to project an image sequence.
  • the image sequence comprises at least two projected images 12'i and 12*2 on a projection surface 14.
  • a projected image content can have a single image which, by means of different settings of adjustable projection optics 18, results in different projected images 12'i and 122 and possibly more pictures leads.
  • the image content can also change for different projected images 12'i and 12*2, so that the projections can be based on a changed image content.
  • a matching image content can be understood as a single, possibly unchanged image of the image content.
  • two matching images can also be displayed on one image source.
  • the images 12i and 122 describe, for example, the images provided by an optional image source 16, which are projected by the adjustable projection optics 18 onto different surface areas 14a and 14b as imaged images 12'i and 12*2. This means that the image 12'i is the projected image 12i and the image 12' 2 is the projected image 12 2 of the image sequence.
  • the projected images 12'i and 12' 2 can also be referred to as projections of the respective images.
  • the image sequence is described as only comprising two images 12i and 12 2 or 12'i and 12' 2 , the image sequence can also comprise a higher number of images, for example at least three, at least four, at least five, at least ten or more.
  • the projection surface is shown as a plane, it can also be uneven and/or have discontinuities.
  • image areas 14a and 14b are drawn arranged next to one another, they can also—depending on the topology of the projection surface—have areas (islands) lying one inside the other, which are partially or completely surrounded by the other image area.
  • the adjustable projection optics 18 are designed to project the image sequence onto the projection surface 14 .
  • the projection device 10 is designed for different images 12′i and 12′ 2 of the image sequence in order to project them into spatially different surface areas 14a and 14b of the projection surface 14 .
  • the surface areas 14a and 14b can be disjunctive to one another and can be joined next to one another with a gap or without a gap, which also does not exclude a surface area between the surface areas 14a and 14b that is additionally used for the projection of a further image.
  • the surface areas 14a and 14b can also overlap one another, with the overlap preferably being only partial.
  • the projection device 10 is designed to control a depth of field of the projection optics 18 for each of the plurality of images of the image sequence in a depth of field position assigned to the surface area 14a or 14b in order to project different images onto different surface areas 14a or 14b of the projection surface 14 set positions of a focus area.
  • each of the images is sharpened individually, so that each of the partial images 12′i and 12′2 is sharp and thus a resulting overall image can also be sharpened.
  • the surface areas 14a and 14b can have different distances from one another to the projection device. These distances can result from the fact that a sharp imaging is possible due to the properties of the projection optics or the position of the depth of field areas 22i or 222. Based on knowledge of the angle ⁇ or the nature of the projection surface 14, an estimate can be made as to which depth of field is to be set for which image.
  • the different positions of the depth of field 22i and 222 can be adapted to the different distances or vice versa.
  • the projection device is designed to set the different positions 22i and 22 2 of the depth of focus area for projecting different images 12i and 122 onto the different surface areas 14a and 14b of the projection surface by adjusting a focus of the projection optics.
  • the projection device can have the image source, but can also be configured in the absence thereof.
  • the image source 16 can be designed to display the image sequence, with the projection optics 18 being designed to project the displayed image sequence.
  • the image source 16 can at least one an LCOS display, a DMD display, a liquid crystal display, a light emitting diode display and an organic light emitting diode display.
  • FIG. 2a shows a schematic sectional side view of a projection device 20 according to an exemplary embodiment, the projection of which can be projected onto a projection surface 14 .
  • the adjustable projection optics for projecting the image 12i can be arranged at a distance 24i from the image source 16 in order to sharply image the projected image 12'i in a depth of field 22i.
  • FIG. 2b shows a schematic side sectional view of the projection device 20 , in which a position Pi of the adjustable projection optics 18 from FIG.
  • the distance 24i can be increased towards a distance 24 2 to obtain the position P 2 .
  • the distance 24 i can also be reduced.
  • a movement of the adjustable projection optics 18 can particularly preferably be brought about by fast-acting and controllable actuators, for example by plunger coil drives or piezoelectric drives.
  • the focus of the projection optics can be adjusted by changing the position.
  • the images 12i and 12 2 are shown by way of example as being displayed at a corresponding image position 28 of the image source 16, such as a corresponding area on a display or the like.
  • a different setting of the adjustable projection optics 18, for example with regard to the position Pi/P 2 or a focal length, can lead to different distortions of the imaged images 12′i and 12′2 even with such an unchanged location on the image source 16
  • An image content of the image 12 2 can be identical compared to the image content of the image 12i. Exemplary embodiments do not preclude the image source 16 from displaying the image 12i unchanged while changing the setting of the distance or focus.
  • the position of the focus area along the projection direction 26 can be changed by using a focusing mechanism.
  • the projection plane 14 which is inclined, ie inclined in relation to the projection device this means that other areas of the projected overall image and therefore other individual images are shown in focus.
  • FIG. 3a shows a schematic side sectional view of a projection device 30 according to an exemplary embodiment, the projection of which can be projected onto a projection surface 14 .
  • the adjustable projection optics 18 are formed, for example, as an adaptive lens or include at least one adaptive lens.
  • Exemplary embodiments described herein are particularly advantageous in a configuration of the projection device such that the image sequence is output by the projection device in such a way that the plurality of images are perceived by a human observer as a combined overall image, as is used for television images, for example.
  • sequentially displayed images can be perceived by the human viewer as an overall picture.
  • This includes a correspondingly rapid change in the setting of the projection optics 18, which in its design includes, for example, an adaptive lens that is designed to change a focal length of the projection optics in response to activation of the projection device in order to display the images of the image sequence with different focal lengths to project onto the surface areas that are different from one another is possible without any problems.
  • the adaptive lens can include at least one of a liquid lens, a liquid crystal lens, a tunable silicone lens and a tunable polymer lens, but also combinations thereof.
  • the adaptive lens for setting the focal length can be arranged in a stationary manner with respect to an image source of the projection device that is set up to generate the image sequence.
  • the projection device can be designed to transmit the image sequence within any length of time. In order to generate a viewer effect as a combinatorial overall image, however, it is advantageous for the projection device to completely project the image sequence within a period of at most 50 ms, preferably at most 45 ms, and particularly preferably at most 40 ms, which means that all images have been projected within this period of time.
  • FIG. 3a shows the adjustable projection optics in a setting with a focal length fi in order to sharply image the image 12i in the depth of field 22i.
  • FIG. 3b shows the projection device 30 from FIG. 3a in a setting in which the adjustable projection optics 18 is controlled in a different manner or is set to have a focal length f2 so that the image 122 is imaged sharply in the depth of field 222 .
  • the template to be projected is identically shown in images 12i and 122 as an example, as an arrow whose direction is inverted due to the projection optics.
  • a corresponding representation can also be found in FIGS. 2a and 2b, with exemplary embodiments comprising quite different image contents of the images 12i and 122.
  • the image sequence is not limited to 2 images but, according to exemplary embodiments, can include any number of >1 image, for example 3, 4, 5 or more, which can each be projected into an assigned surface area.
  • the projection device 30 can also output the image sequence at time intervals of any length, so that the changed setting of the adjustable projection optics 18 can also be quasi-static.
  • adaptive lenses in particular offer the advantage of being able to switch quickly.
  • a mechanical adjustment of the projection lens or parts thereof has a limitation in the dynamics due to inertia.
  • Another possibility is the use of so-called adaptive lenses, whereby the position of the optics, whose focal length can be changed, can remain constant.
  • Adaptive lenses can be operated very dynamically, with switching times in the range of a few microseconds.
  • Embodiments of adaptive lenses are liquid lenses, liquid crystal lenses and tunable silicone or polymer lenses.
  • the impression of a continuously sharp projection on the slanted projection plane 14 can be achieved by synchronously adapting the content of the template to be projected or the image sequence to the focal length change of the adaptive lenses and by using a fast repetition rate (for example in approximately 1/25 of a second).
  • FIG. 3c shows, for example, a representation of the image 12'i, which extends both into the surface area 14a and into the surface area 14b.
  • the image content is focused, for example, for the depth of field of the surface area 14a, as illustrated by the sharp contours 23 of the image 12'i.
  • the setting of the adjustable projection optics leads to a blurred representation due to the inclined or uneven projection surface 14, as illustrated by blurred contours 25.
  • a representation of the image 12' 2 which also extends into the surface areas 14a and 14b due to the changed setting of the adjustable projection optics 18, but is focused for the depth of field area of the surface area 14b, possibly accepting that the Image 12' 2 is blurred in the surface area 14a, as illustrated by the sharp contours 23 and blurred contours 25.
  • the image content on which the projected images 12'i and 12'2 are based can be a sequence of identical images or can be the same image. However, the explanations also apply without further ado to different image contents to be projected.
  • FIGS. 3c and 3d shows a temporally aggregated representation of FIGS. 3c and 3d, as can be obtained, for example, with a rapid succession of the projections 12'i and 12'2 and, for example, by a human observer as the resulting combinatorial overall image described above can be perceived.
  • both the combination of sharp representations in the surface area 14a of Fig. 3c and the surface area 14b of Fig. 3d on the one hand and the combination of blurred representations in the surface area 14b of Fig. 3c and the surface area 14a of Fig. 3d on the other hand can be present at the same time.
  • the combination of the sharp representations can be perceived more clearly by the viewer than the blurred representation and thus a sharp overall image can be represented overall despite the inclined or uneven projection surface.
  • FIGS. 4a and 4b show a schematic side sectional view of a projection device 40 according to an embodiment.
  • the projection device 40 designed to sharply image the image 12i with a first image content using the adjustable projection optics 18, which is set to a first focal length fi, in the depth of field range 22i onto the projection plane 14.
  • the projection device 40 is designed to image the image 122 with a changed image content represented as a square block with the adjustable projection optics 18 set to a second focal length t2 in a depth of field 222 different from the depth of field 22i.
  • projection device 40 is also designed to position the image content of images 12i and 12 2 differently, so that image 12i is in a first image area 28i of image source 16 and image 12 2 is in a different second image area 28 2 of the image source 16 is shown.
  • a displacement of the image area 28 2 compared to the image area 28i along an exemplary negative y-direction can lead to a displacement of the image 12*2 compared to the image 12'i along the positive y-direction due to the optical laws, so that by a change or adjustment or adjustment of the image area 28 on the image source 16 and thus a changed relative position in relation to the projection surface 14, the position obtained of the respective image 12'i or 12*2 can also be set or adapted.
  • a control device 32 which can also be used without further ado in the projection device 10, 20 or 30, is designed to control the image source 16 and/or the adjustable projection optics 18.
  • the control device 32 can, for example, comprise a processor device, such as a central processing unit (CPU), a control-programmable gate array (FPGA), a microcontroller or the like.
  • the control device 32 can have a data memory that is designed to store image content, such as the image content of the images 12i and 122 and/or additional image content.
  • a data memory 34 can be arranged for this purpose, which can alternatively or additionally also contain other information, for example correction values.
  • the control device 32 can also have a data interface which is designed to send data, but in particular to receive image content to be displayed.
  • This can be static or dynamic image content, with static being understood, for example, as a comparatively unchanging image, such as a logo or the like, and dynamic image content as content that varies over time, such as the presentation of information such as weather, social media news, a time, a position or the like is understood.
  • Such content could, for example, be overlaid with static content in the image source 16 and/or presented as an alternative to static images.
  • Image content can be obtained from the controller 32 via a wired interface, for example in the form of a universal serial bus (USB), a memory card or other programming process, but can also be received via local or remote wireless interfaces, for example.
  • USB universal serial bus
  • the control device 32 can also have knowledge of the alignment and positions of the projection surface 14, for which purpose preset data can be stored in the data memory and/or the control device 32 can be connected to sensors that can detect the position and/or alignment of the projection surface 14 (e.g. optical sensors).
  • the control device 32 can have access to information that indicates a corresponding control of the adjustable projection optics 18 for a respective image content 12i and 122 .
  • FIGS. 4c, 4d and 4e show schematic top views of projections onto the projection surface 14, similar to FIGS of the images 12i and 122 in such a way that blurred representations outside of the respective surface area 14b in FIG. 4c or 14a in FIG. 4d are reduced or prevented compared to the representations in FIGS. 3a-e.
  • the partial image 12i can be imaged sharply in the associated surface area 14b and as shown in FIG.
  • 5a shows an exemplary schematic representation of a part of a vehicle 50, which may be arranged a projection system and/or a projection device 10, 20, 30 and/or described herein.
  • the projection device 10 can be arranged in an exterior mirror of the vehicle 50 and/or in the floor area, for example in the underbody.
  • the projection surface can be, for example, the road or the ground surface, which can also have an approximately known, namely planar geometry and approximately known orientation to the vehicle without the road being part of the system.
  • a corresponding pre-distortion can already be implemented in the image data, as in the example of the vehicle, in which the distance and the relative inclination of the road surface is essentially unchanged and known.
  • the projection device has a data interface designed to receive dynamic information, for example the aforementioned weather information, warning messages, messages from social networks, date, time or the like.
  • the projection device can be designed to generate the images of the image sequence based on the dynamic information, for example by only displaying this dynamic information and/or by superimposing other, for example static, images.
  • a superimposed image can be obtained by means of superimposition, for which purpose dynamic information can also be superimposed on one another and/or static information can be superimposed on one another and/or static and dynamic information can be superimposed on one another.
  • embodiments are not limited to an origin and projection devices according to embodiments can generate the content of the image sequence itself or obtain it from a memory, whereby the content read from the memory can be displayed itself or can be overlaid with additional image information to at least one overlaid to get picture.
  • the projection device can be designed, for example using the control device 32, to split an overall image into partial images 12i and 122 and optionally further images itself.
  • the partial images 13 can be stored in the memory or made accessible to the control device 32 in some other way.
  • One possibility of subdivision is, for example, from an assumed or theoretical or assumed overall projection of the image 12' to be displayed, if necessary using all image areas of the image source 16, to display the image only in corresponding sections, for example by only activating part of a backlight or only a corresponding one Section 28i or 28 2 of the overall image is actively displayed and the corresponding setting of the adjustable projection optics 18 is set for the corresponding display of the image area 28i or 28 2 .
  • the human observer can still get the impression of an overall image that has been generated overall.
  • the projection device can be advantageous for the projection device to adapt the image information to the projection surface 14, for example using the control device 32.
  • the projection device can be designed to predistort an image content of an image of the image sequence depending on the depth of field to be set for the image in order to at least partially compensate for different distortions of the projection optics for different depths of field.
  • the adjustable projection optics can cause different distortions from the optical structure in different settings, for example in the region of the adaptive lens. A different focus by setting different positions of the adjustable projection optics can also lead to different image errors, which are advantageously compensated for by the projection device.
  • the projection optics are designed to falsify a coincidence of the image of the image sequence in different positions of the depth of field in different ways.
  • the projection device can have a data memory, for example the data memory 34, which has correction values for correcting the projected images. These can be different for different positions of the depth of field and the projection device can be designed to to change images of the image sequence differently for different positions of the depth of field using the correction values.
  • the projection device is designed, for example, to change a projection scale of the projection optics together with the depth of field of the projection optics, for example by changing the focus.
  • the projection device can be designed to correspondingly change a scale of an image content of an image in the image sequence depending on the depth of field to be set for the image in order to at least partially compensate for a scale of the projected images that varies across the image sequence.
  • a generated image that has a constant scale can be subdivided into partial images and the corresponding partial images can be distorted differently depending on the depth of field to be set, for example by using software-based image processing that can be executed by the projection device.
  • such software-based image processing can also be carried out in whole or in part in an external system, which, for example, supplies distorted images to the projection device, for example if the relative position of the projection surface is assumed to be unchangeable, as is possible with vehicles with regard to the roadway, for example can be.
  • the individual steps of generating an overall image, dividing it into partial images or generating partial images and distorting different partial images in different ways can be carried out individually or in total before the images are stored in the projection device or within the projection device. This means that, in particular for static images, partial images 12i and 122 that have been predistorted differently can already be stored in the memory.
  • the projection device is designed to subject different images of the image sequence to different trapezoidal predistortions, with the different trapezoidal predistortions being adapted to a projection surface that is inclined relative to the projection optics. This can be done in advance, for example, by assuming the position of a road for a vehicle to be known and essentially unchanged. Alternatively or additionally, the projection surface can also be measured, recorded or estimated in order to be able to carry out the corresponding distortion yourself if necessary.
  • the projection device is designed to subject different images of the image sequence to different predistortions, with the different predistortions being adapted to different distortions of the projection optics for differently set positions of the depth of field. Different distortions can occur, for example, with adaptive lenses that are set to different focal lengths.
  • Figs. 5a and 5b it should be explained that, for example, starting from a position in a rear-view mirror or in an underbody near the front tire or any other comparatively small position, when sending out an inclined representation with an inclination relative to the projection surface, the distances for example based on a centroid of the image areas of the images 12'i and 12' 2 starting from the projection device is different and at the same time the use of a different depth of field leads to a sharp representation, which may require additional adjustments taking into account the image information or at least benefit from this can.
  • the template to be projected for example a section of the overall image, can also be pre-distorted within the depth of field of the image in order to compensate for the trapezoidal distortion of the projection due to the oblique orientation of the projection plane.
  • Pre-distortions which are inserted as image errors by the projection optics, can also be taken into account in the image content of the template to be projected, which enables the possibility of a simple design of the projection optics.
  • the original image to be projected can possibly represent dynamic content and can be or include, for example, an LCOS display, a DMD display, a micro-LED, a micro-OLED, a matrix liquid-crystal display or the like.
  • images can be displayed in different surface areas 14a and 14b by displaying the images 12i and 12 2 to be projected in different image areas 28i and 28 2 of the image source.
  • this offers the advantage of comparatively fewer components and in particular a small number of movable components to be arranged, exemplary embodiments are also described which allow a comparatively small size of the image source 16 to be obtained, which can enable cost-effective implementations of exemplary embodiments.
  • a matching image area can be used to display the images.
  • FIG. 6a shows a schematic side sectional view of a projection device 60, which can have the image source 16, the adjustable projection optics 18 and the control device 32.
  • FIG. An actuator 36 is also provided, which is coupled to the image source 16 and is designed to move it.
  • the actuator 36 is designed to apply a rotational movement 38 to the image source 16 in order to rotate it, with a translational movement also being possible as an alternative or in addition, in order to achieve the effects described.
  • the image source is designed to emit the image 12i along a direction 42i, for example a surface normal of a display surface or the like.
  • the relative orientation of the image source 16, the adjustable projection optics 18 and the projection surface 14 enables the image 12'i to be displayed in the surface area 14a in the depth of field area 22i.
  • 6b shows the projection device 60 at time t2, which is before or after time h.
  • the image source 16 is rotated through an angle ⁇ , so that a direction 422 is obtained along which the image 122 is emitted, which enables the projected image 12*2 to be opposite to the projected image 12'i out 6a into the area 14b and to image it there.
  • the image 122 or its projection 12*2 in the depth of field 222 is focused.
  • the images 12i and 122 may be displayed on a matching image area 28 based thereon.
  • Mixed forms are possible, for example by using different but overlapping image areas 28i and 282 and a smaller degree of rotational movement.
  • a relative position between the image source 16 and the adjustable projection optics 18 can thus be changed by the projection device using the actuator.
  • the location of the projection of an image 12i and 122 of the image sequence displayed in the image area 28 of the image source 16 on the projection surface 14 is based on the relative position, so that a different relative position can lead to a different location of the projection.
  • the projection device 60 can be designed to set a first relative position shown in FIG. 6a during a projection of the image 12i, to project the image 12i shown in the image area 28 into the surface area 14a.
  • the projection device 60 can be designed to set a second relative position shown in FIG. 6b during the projection of the image 122 in order to project the image 122 shown in the image area 28 into the surface area 14b. This can also require rapid switching of the relative position, but this is easily possible using suitable actuators and low mechanical inertia. T-coil drives and/or piezoelectric drives can also be used for this.
  • a beam deflection can also take place as an alternative or in addition to the changed transmission direction of the projection device 60 .
  • FIG. 7a shows a schematic side sectional view of a projection device 70 according to an exemplary embodiment, which has a deflection device 44 arranged between the image source 16 and the adjustable projection optics 18 or alternatively between the adjustable projection optics 18 and the projection surface 14.
  • the deflection device 44 comprises, for example, a mirror whose orientation can be controlled, a variable prism and/or an adjustable microlens array.
  • a mirror can, for example, be rotatably mounted with respect to its angle of rotation or can be moved in a translatory manner in order to introduce differently inclined partial mirror surfaces into a beam path 46 .
  • the deflection device 44 comprises a variable prism.
  • control device 32 can be designed to control the controllable prism or the variable prism.
  • the deflection device 44 has a second setting in which, for example, the angle yi from FIG. 7a is changed to an angle that is reduced, for example, in order to allow a greater distance between the partial area 14b and the partial area 14a.
  • the deflection device 44 is provided is arranged between an image source of the projection device and a location of the projection surface 14 and is designed to deflect a light emitted by the image source.
  • the projection device is designed, for example using the control device 32, to control the deflection device synchronously with the projection optics in order to adapt a deflection direction to the surface area 14a or 14b of the associated image 12i or 122 of the image sequence in order to convert the images that differ from one another into the images that differ from one another Deflect areas 14a and 14b.
  • the surface areas 14a and 14b can be arranged along a single-line array, which can also be understood as a one-dimensional array, although the areas 14a and 14b have a two-dimensional extent. It may be sufficient to change the direction 42 or the beam path 44 along the row direction of this array, so that a different direction of the adjustment is not absolutely necessary. This enables a simple design of corresponding actuators and mechanics.
  • the optics can be coupled with an additional one-dimensional scanning device, which can also be moved synchronously with the image display.
  • the one-dimensional scanning device may include a mirror (e.g., a MEMS mirror), a variable prism, or a variable tandem microlens array.
  • the projection devices described herein can be used in more complex systems, in projection systems. These can also include the respective projection surface, but this is not absolutely necessary, for example in the area of the vehicle explained in connection with FIGS. 5a and 5b.
  • the project ons Colour against the projection optics inclined by at least 10 °.
  • a distance between centroids of different surface areas can be different depending on focal lengths, which can depend on the projection field, the pixel size and the resolution.
  • the pixel size, the focal length or refractive index and a minimum desired projection distance can also have an influence.
  • the projection surface is larger in its extent along an image-side optical axis of the projection than the depth of field for setting the adjustable projection optics, which means that a consistently sharp projection of all images of the image sequence is only possible using a plurality of depths of field.
  • a step 810 comprises imaging a first image of the image sequence onto a first surface area of the projection surface and with a first setting of a depth of field position of an adjustable projection optics assigned to the first surface area.
  • a step 820 includes changing the setting of the depth of field position of the adjustable projection optics to a second setting that is assigned to a spatially different second surface area of the projection surface.
  • a step 830 comprises imaging a second image of the image sequence onto the second surface area with the second setting of the depth of field position of the adjustable projection optics.
  • the first image and the second image can have the same or identical image content, as was described in connection with the projection devices 20 and 30, but can also have different image content.
  • FIG. 9 shows a schematic flow diagram of a method 900 with which, for example, a projection device described herein can be produced.
  • a step 910 includes providing adjustable projection optics.
  • a step 920 includes arranging an image source for providing image content of the image sequence, so that the projection device is designed to project different images of the image sequence with adapted image sharpness of the projection optics into spatially different surface areas to project onto the projection surface. The method is carried out in such a way that the projection device is designed to control a depth of field of the projection device for each of the plurality of images of the image sequence in a depth of field position assigned to the surface area and to project different images onto different surface areas of the projection surface from different positions of a focus area set.
  • Exemplary embodiments enable diverse applications. Potential applications are, for example, in general projection display and as effect lighting, for example in domestic applications, in the field of architecture, in exhibition applications, in medical applications, in aircraft applications and/or in automotive applications. An example is the effect lighting on the automobile explained in connection with FIGS. 5a and 5b, for example as a so-called welcome carpet (welcome carpet) or a welcome light (welcome light).
  • dynamic patterns can also be made possible in contrast to merely static patterns, e.g. B. with the coupling with social networks, warning messages, weather reports, a date or other personalization or the like.
  • Exemplary embodiments enable dynamic projection content to be displayed on inclined projection surfaces and/or to be installed in automobiles.
  • aspects have been described in the context of a device, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step. Similarly, aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

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Abstract

Eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche umfasst eine einstellbare Projektionsoptik, die ausgebildet ist, um die Bildsequenz auf die Projektionsfläche abzubilden. Die Projektionsvorrichtung ist ausgebildet, um unterschiedliche Bilder der Bildsequenz in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche der Projektionsfläche zu projizieren. Die Projektionsvorrichtung ist ausgebildet, um einen Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik für jedes der Mehrzahl von Bildern der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich zugeordnete Schärfentiefenbereichslage zu steuern, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf voneinander verschiedene Flächenbereiche der Projektionsfläche voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs einzustellen.

Description

Einstellbare Projektionsvorrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Projektionsvorrichtung, insbesondere zum durchgängig scharfen Projizieren auf unebene, schräge und/oder geneigte Oberflächen, auf ein Projektionssystem mit einer solchen Projektionsvorrichtung sowie auf Verfahren zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche bzw. zum Herstellen einer einstellbaren Projektionsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Projektor mit adaptiver Linse und synchron gesteuertem Projektionsinhalt für den Ausgleich der Projektionsunschärfe bei unebener und/oder schräger Projektionsebene.
Der bildseitige Schärfentiefenbereich (engl.: depth of field) einer Projektionsoptik ist begrenzt und wird von Brennweite, der f-Zahl, also dem Öffnungsverhältnis, und der Pixelgröße bzw. dem Unschärfekreis bestimmt. Daraus ergibt sich, dass nicht für alle Abstände zur Projektionsoptik eine scharfe Projektion gleichzeitig erzielt werden kann. Bei einer in Relation zur optischen Achse unebenen oder schrägen und nicht orthogonalen Projektionsebene für die Bilddarstellung kann somit nur über einen begrenzten Bereich ein scharfes Bild projiziert werden, sofern nicht eine sogenannte Scheimpflug-Anordnung genutzt wird, was jedoch aufwändig ist, insbesondere im Hinblick auf sich verändernde Projektionsebenen.
Wünschenswert wären eine Projektionsvorrichtung, ein Projektionssystem, ein Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Projektionsvorrichtung, um auch bei gegenüber der Projektionsoptik geneigten und/oder unebenen Projektionsflächen großflächig scharfe Abbildungen zu erreichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Projektionsvorrichtung, ein Projektionssystem, ein Verfahren zum Projizieren von Bildinhalten sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Projektionsvorrichtung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik überwinden und eine großflächige Darstellung von Bildinhalten auch bei gegenüber der Projektionsoptik geneigten und/oder unebenen Projektionsflächen ermöglichen. Ein Kerngedanken der vorliegenden Erfindung besteht darin, für die Darstellung eines Gesamtbildes unterschiedliche Schärfetiefenbereiche einer veränderbaren Projektionsoptik zu nutzen, so dass unterschiedliche Teile eines Gesamtbildes bzw. unterschiedliche Bilder einer Bildsequenz mit unterschiedlichen Schärfetiefenbereichen der Projektionsoptik in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche der Projektionsfläche projizierbar sind und jedes der Einzelbilder dabei scharf gestellt ist, so dass insgesamt die Bildsequenz unter Verwendung mehrerer Einstellungen der Projektionsoptiken projiziert wird und insgesamt scharf dargestellt ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst eine einstellbare Projektionsvorrichtung zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche eine einstellbare Projektionsoptik, die ausgebildet ist, um die Bildsequenz auf die Projektionsfläche abzubilden. Die Projektionsvorrichtung ist ausgebildet, um Bildinhalte der Bildsequenz in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche der Projektionsfläche zu projizieren. Die Projektionsvorrichtung ist dabei ausgebildet, um einen Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik für jedes der Mehrzahl von Bildern der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich zugeordnete Schärfentiefenbereichslage zu steuern, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf voneinander verschiedene Flächenbereiche der Projektionsfläche voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs einzustellen. Dadurch wird erreicht, dass die Optik an die Lage der unterschiedlichen Flächenbereiche angepasst wird und somit in jedem der Flächenbereiche eine scharfe bzw. gewünschte Abbildung erfolgt, was die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein erster Flächenbereich und ein zweiter Flächenbereich voneinander verschiedene Abstände zur Projektionsvorrichtung auf, beispielsweise indem die Projektionsvorrichtung stufenförmig oder uneben gebildet ist oder gegenüber einer Bildquelle bzw. der Projektionsoptik geneigt ist. Die verschiedenen Lagen des Schärfetiefenbereichs sind an die verschiedenen Abstände angepasst, um ein jeweiliges Bild des Bildinhaltes in den jeweiligen Flächenbereich mit einer optimierten Bildschärfe zu projizieren. Dadurch wird erreicht, dass die Bildsequenz in den unterschiedlichen Flächenbereichen mit den unterschiedlichen Abständen dennoch insgesamt scharf abgebildet wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um die Bildsequenz so auszugeben, dass die Mehrzahl von Bildern von einem menschlichen Betrachter kombinatorisch als Gesamtbild wahrgenommen werden, etwa durch entsprechend geringe Umschaltzeiten bzw. rasche Bildfolgen, die vom menschlichen Augen und dem menschlichen Gehirn zu einem Gesamtbild zusammengefügt werden. Dadurch, dass ein aufgrund der kombinatorischen Wahrnehmung von Teilbildern insgesamt als großes Bild wahrgenommener Bildinhalt durch Teilprojektion vermittels mehrerer Teilbilder, die jedes für sich genommen scharf gestellt sind, als insgesamt scharf eingestelltes bzw. projiziertes Bild wahrgenommen werden, wird eine hochqualitative Projektion mit einfachen Aufbauten ermöglicht. Ausführungsbeispiele sehen hierzu vor, die Bildsequenz innerhalb eines Zeitraums von höchstens 50 ms, höchstens 45 ms oder besonders bevorzugt höchstens 40 ms vollständig zu projizieren, wobei geringere Zeiten den Wahrnehmungseffekt verbessern. Die Projektionsoptik ist demgemäß ausgebildet, um innerhalb dieses Zeitraum die erforderliche Anzahl von unterschiedlichen Einstellungen im Hinblick auf den Schärfetiefenbereich auszuführen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche der Projektionsfläche die voneinander verschiedenen Lagen des Schärfebereichs durch Einstellen eines Fokus der Projektionsoptik einzustellen. Unter Verweis auf die eingangs beschriebene Abhängigkeit des Schärfetiefenbereichs kann somit beispielsweise die Brennweite variiert werden, was einfach und mit geringen Umschaltzeiten möglich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsoptik so ausgestaltet, dass sie eine adaptive Linse umfasst, die ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Ansteuerung der Projektionsvorrichtung eine Brennweite der Projektionsoptik zu verändern, um die Bilder der Bildsequenz mit voneinander verschiedenen Brennweiten auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche zu projizieren. Durch Anpassen der Brennweite einer adaptiven Linse kann der Umfang mechanischer Bewegung oder mechanisch beweglicher Komponenten gering gehalten werden, was vorteilhaft ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist deshalb die adaptive Linse zum Einstellen der Brennweite bezüglich einer zur Erzeugung der Bildsequenz eingerichteten Bildquelle der Projektionsvorrichtung ortsfest angeordnet, was eine präzise Montage der Vorrichtung ermöglicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsoptik bzw. die adaptive Linse zumindest eines aus einer Flüssigkeitslinse, einer Flüssigkristalllinse, einer verstimmbaren Silikonlinse und einer verstimmbaren Polymerlinse. In der Projektionsoptik können mehrere gleiche oder voneinander verschiedene Optiken zusammengefasst werden und damit auch die Funktionsprinzipien unterschiedlicher adaptiver Linsen kombiniert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um einen Bildinhalt des Bildinhaltes der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs vorzuverzerren, um eine für unterschiedliche Schärfentiefenbereiche unterschiedliche Verzerrung der Projektionsoptik zumindest teilweise auszugleichen, insbesondere vorab auszugleichen. Dies ermöglicht eine hohe Bildqualität des dargestellten Bildes, indem weitere Optikfehler ausgeglichen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsoptik ausgebildet, um ein übereinstimmendes Bild des Bildinhaltes in unterschiedlich eingestellten Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich zu verfälschen, das bedeutet, die von der Projektionsoptik verursachte Verfälschung ist abhängig von der eingestellten Lage des Schärfetiefenbereichs. Die Projektionsvorrichtung kann einen Datenspeicher mit Korrekturwerten zur Korrektur der projizierten Bilder, die für Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich sind, aufweisen und ist ausgebildet, um die Bilder der Bildsequenz für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich unter Verwendung der Korrekturwerde zu verändern. Anders ausgedrückt können für jeweils unterschiedliche Einstellungen für die Lage des Schärfentiefenbereichs zugeordnete und unterschiedliche Korrekturwerte hinterlegt sein und in Abhängigkeit der gewählten Einstellung genutzt werden, um die Bilder der Bildsequenz vorzuverzerren, was ein fehlerarmes Bild auf der Projektionsfläche ermöglicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um zusammen mit dem Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik einen Projektionsmaßstab der Projektionsoptik zu verändern, und um einen Maßstab des Bildinhalts der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs zu verändern, um einen über die Bildsequenz variierenden Maßstab der projizierten Bilder zumindest teilweise auszugleichen. Die auszugleichenden unterschiedlichen Maßstäbe können beispielsweise durch unterschiedliche Einstellungen der Projektionsoptik zumindest mitverursacht werden und über die Vorab-Anpassung ausgeglichen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um unterschiedliche Bilder des Bildinhaltes, etwa ebenfalls als eine Bildsequenz, mit einer unterschiedlichen Trapezvorverzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Trapezvorverzerrungen an eine gegenüber der Projektionsoptik geneigte Projektionsfläche angepasst sind. Hierdurch kann dem Effekt entgegengewirkt werden, dass womöglich eine Tra- pezverzerrung sich in unterschiedlichen Bereichen der geneigten Projektionsfläche unterschiedlich auswirkt bzw. in unterschiedlichem Umfang oder Ausmaß zutage tritt. Dies kann in unterschiedlichen Bildern, gegebenenfalls in jedem Bild individuell, berücksichtigt und zumindest in Teilen ausgeglichen werden, um eine hohe Bildqualität des dargestellten Bildes zu erhalten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Projektionsvorrichtung eine Umlenkeinrichtung auf, die zwischen einer Bildquelle der Projektionsvorrichtung und einem Ort der Projektionsfläche angeordnet ist, und die ausgebildet ist, um ein von der Bildquelle ausgesendetes Licht umzulenken. Die Projektionsvorrichtung kann ausgebildet sein, um die Umlenkeinrichtung synchron mit der Projektionsoptik zu steuern, um eine Umlenkrichtung an den Flächenbereich des Bildes der Bildsequenz anzupassen, um die voneinander verschiedenen Bilder in die voneinander verschiedenen Flächenbereiche umzulenken. So kann eine beispielsweise ortsunveränderliche Bildquelle genutzt werden, um vermittels der Umlenkeinrichtung das jeweils dargestellte Bild in die unterschiedlichen Flächenbereiche zu lenken, womit ein Gesamtaufwand an beweglichen Elementen gering gehalten werden kann und dennoch die Verteilung der Bildsequenz in die unterschiedlichen Flächenbereiche bewirkt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Umlenkeinrichtung ausgebildet, um die Umlenkrichtung bezüglich lediglich einer räumlichen Dimension bzw. Richtung zu verändern. Dies kann beispielsweise durch eine Verkippung um eine einzige Achse und/oder durch translatorische Bewegung entlang einer einzigen Richtung erfolgen. Dadurch kann ein geringer mechanischer Komplexitätsgrat erreicht werden, insbesondere, wenn die Flächenbereiche entlang einer einzigen Richtung angeordnet sind und beispielsweise ein einzeiliges oder eindimensionales Array bilden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Umlenkeinrichtung zumindest eines aus einem bezüglich seiner Orientierung steuerbaren Spiegel und einem veränderlichen Prisma, wobei auch Mikrolinsenarrays möglich sind. Diese Komponenten können in hohen Stückzahlen und kostengünstig bereitgestellt werden und sind mechanisch robust.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Projektionsvorrichtung eine Bildquelle, die ausgebildet ist, um den Bildinhalt darzustellen, wobei die Projektionsoptik ausgebildet ist, um die dargestellte Bildsequenz basierend auf dem Bildinhalt zu projizieren. Die Integration einer Bildquelle in die Projektionsvorrichtung ermöglicht ein hohes Maß an Abstimmbarkeit der Komponenten untereinander.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Bildquelle zumindest eines aus einem LCOS (Liquid Cristal on Silicon, Flüssigkristalle auf einem Siliziumsubstrat)-Display, einem DMD (Digital Mirror Display)-Display, einem Flüssigkristall-Display, einem lichtemittierenden Dioden-Display (LED) und einem organische-lichtemittierende Dioden-Display (OLED).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um den Bildinhalt bzw. einen Inhalt der Bilder der Bildsequenz zu erzeugen oder aus einem Speicher zu erhalten und mit einer zusätzlichen Bildinformation zu überlagern, um zumindest ein überlagertes Bild oder mehrere überlagerte Bilder der Bildsequenz zu erhalten. Hierdurch können dynamische Bildinhalte erzeugt werden, was Vorteile bezüglich eines Informationsgehalts und/oder einer Wahrnehmung der Bildsequenz bietet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Projektionsvorrichtung eine Datenschnittstelle auf, die ausgebildet ist, um eine dynamische Information zu erhalten, und um den Bildinhalt oder die Bilder der Bildsequenz basierend auf der dynamischen Information zu erzeugen. Eine dynamische Information kann im Hinblick auf eine Aktualität oder Veränderlichkeit dynamisch sein, beispielsweise eine Uhrzeit, Nachrichten aus dem Internet, aktuelle Wetterinformationen oder dergleichen, die dann zumindest einen Teil der Bildsequenz bilden können, um einen Informationsgehalt der Bildinformation zu steigern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Projektionssystem eine Projektionsvorrichtung und eine Projektionsfläche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsfläche gegenüber der Projektionsoptik um zumindest 10° geneigt. Insbesondere kann dabei eine Ausrichtung der Projektionsoptik gegenüber der Bildquelle ungeneigt sein, was kleine Projektionssysteme ermöglicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ein Abstand von Flächenschwerpunkten unterschiedlicher Flächenbereiche, auf denen die jeweiligen Bilder projiziert werden, gegenüber der Projektionsoptik, beispielsweise, um zumindest 10 cm, zumindest 20 cm oder zumindest 30 cm. Für derartige Abstandsänderungen kann durch die Anpassung des Schärfetiefenbereichs bezüglich seiner Lage im Raum ein hohes Maß an Bildqualität erhalten werden, indem die Anpassung ausgeführt wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsfläche in ihrer Ausdehnung als Summe der genutzten Flächenbereiche entlang einer bildseitigen optischen Achse der Projektion größer als der Schärfetiefenbereich für eine Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik. Das bedeutet, bei einer unveränderlich Einstellung der Projektionsoptik ist eine scharfe Darstellung eines unvorverzerrten Bildinhalts über die gesamte Projektionsfläche nicht möglich. Durch die Anpassung der Projektionsoptik wird dieses Hindernis jedoch überwunden, so dass die Bildsequenz scharf abbildbar ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Fahrzeug ein hierin beschriebenes Projektionssystem, wobei die Projektionsfläche eine Bodenfläche ist, auf der das Fahrzeug positioniert ist, beispielsweise eine Straße oder ein Parkplatz. Ein derartiges Projektionssystem kann beispielsweise im Bereiche der Außenspiegel oder der Schweller angebracht sein, um einen Bereich vor der Fahrertür oder Beifahrertür zu beleuchten, wobei alternativ oder zusätzlich beliebige andere Anordnungen und/oder Systeme möglich sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche ein Abbilden eines ersten Bildes der Bildsequenz auf einen ersten Flächenbereich des Projektionsfläche und mit einer dem ersten Flächenbereich zugeordneten ersten Einstellung einer Schärfentiefenbereichslage einer einstellbaren Projektionsoptik. Das Verfahren umfasst ferner ein Ändern der Einstellung der Schärfentiefenbereichslage der einstellbaren Projektionsoptik in einer zweiten Einstellung, die einem räumlich unterschiedlichen zweiten Flächenbereich der Projektionsoptik zugeordnet ist. Ferner umfasst das Verfahren ein Abbilden eines zweiten Bildes der Bildsequenz auf den zweiten Flächenbereich mit der zweiten Einstellung der Schärfentiefenbereichslage der einstellbaren Projektionsoptik.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer einstellbaren Projektionsvorrichtung zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche ein Bereitstellen einer einstellbaren Projektionsoptik, ein Anordnen einer Bildquelle zum Bereitstellen eines Bildinhaltes der Bildsequenz, so dass die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, unterschiedliche Bilder der Bildsequenz mit angepasster Bildschärfe der Projektionsoptik in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche der Projektionsfläche zu projizieren. Das Verfahren wird so ausgeführt, dass die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um einen Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik für jedes der Mehrzahl von Bildern der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich zugeordnete Schärfentiefenbereichslage zu steuern, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf voneinander verschiedene Flächenbereiche der Projektionsfläche voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs einzustellen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind der Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Besonders bevorzugt Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer einstellbaren Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2a-b schematische Seitenschnittansichten einer Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Einstellungen eines Linsenabstands zu einer Bildquelle;
Fig. 3a-b schematische Seitenschnittansichten einer Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine adaptive Linse aufweist in unterschiedlichen Einstellungen;
Fig. 3c-e schematische Draufsichten auf mögliche Projektionen, die mit Projektionsvorrichtungen gemäß Fig. 2a-b und/oder Fig. 3a-b erhalten werden können;
Fig. 4a-b schematische Seitenschnittansichten einer Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zu unterschiedlichen Zeitpunkten und unterschiedliche Bildinhalte darstellend;
Fig. 4c-e schematische Draufsichten auf mögliche Projektionen, die mit der Projektionsvorrichtung gemäß Fig. 4a-b erhalten werden können;
Fig. 5a-b beispielhafte schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel und mit einer Projektion statischer und dynamischer Bildinhalte; Fig. 6a-b schematische Seitenschnittansichten einer Projektionsvorrichtung mit einem Aktuator zum Ändern einer relativen Orientierung der Bildquelle bezüglich der einstellbaren Projektionsoptik und in unterschiedlichen Einstellungen gemäß einem Ausführungsbeispiel
Fig. 7a-b schematische Seitenschnittansichten einer Projektionsvorrichtung mit einer Umlenkeinrichtung zwischen der Bildquelle und der Projektionsfläche und in unterschiedlichen Einstellungen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zum Projizieren von Bildinhalten gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
Fig. 9 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
Nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele werden im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Details beschrieben. Ausführungsbeispiele können jedoch auch ohne diese detaillierten Merkmale implementiert werden. Des Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Verständlichkeit wegen unter Verwendung von Blockschaltbildern als Ersatz einer Detaildarstellung beschrieben. Ferner können Details und/oder Merkmale einzelner Ausführungsbeispiele ohne Weiteres mit einander kombiniert werden, solange es nicht explizit gegenteilig beschrieben ist.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer einstellbaren Projektionsvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Projektionsvorrichtung 10 ist zum Projizieren einer Bildsequenz eingerichtet. Die Bildsequenz umfasst zumindest zwei projizierte Bilder 12‘i und 12*2 an einer Projektionsfläche 14. Ein projizierter Bildinhalt kann ein dabei ein einziges Bild aufweisen, das vermittels unterschiedlicher Einstellungen einer einstellbaren Projektionsoptik 18 zu unterschiedlichen projizierten Bildern 12‘i und 122 und ggf. weiteren Bildern führt. Alternativ kann sich der Bildinhalt für unterschiedliche projizierte Bilder 12‘i und 12*2 auch ändern, so dass den Projektionen ein veränderter Bildinhalt zugrunde liegen kann.
Ein übereinstimmender Bildinhalt kann dabei als ein einziges, ggf. unverändertes Bild des Bildinhalts verstanden werden. Alternativ können auch zwei übereinstimmende Bilder an einer Bildquelle dargestellt werden. Dabei beschreiben die Bilder 12i und 122 beispielsweise die von einer optionalen Bildquelle 16 bereitgestellten Bilder, welche von der einstellbaren Projektionsoptik 18 auf unterschiedliche Flächenbereiche 14a und 14b als abgebildete Bilder 12‘i und 12*2 projiziert werden. Das bedeutet, das Bild 12‘i ist das projizierte Bild 12i und das Bild 12‘2 ist das projizierte Bild 122 der Bildsequenz. Die projizierten Bilder 12‘i und 12‘2 können auch als Projektionen der jeweiligen Bilder bezeichnet werden.
Obwohl die Bildsequenz als lediglich umfassend zwei Bilder 12i und 122 bzw. 12‘i und 12‘2 beschrieben ist, kann die Bildsequenz auch eine höhere Anzahl von Bildern umfassen, beispielsweise zumindest drei, zumindest vier, zumindest fünf, zumindest zehn oder mehr. Obwohl die Projektionsfläche als Ebene dargestellt ist, kann diese auch uneben sein und/oder Unstetigkeiten aufweisen.
Obwohl die Bildbereiche 14a und 14b nebeneinander angeordnet gezeichnet sind, können diese auch - je nach Topologie der Projektionsfläche - ineinander liegende Bereiche (Inseln) aufweisen, die vom anderen Bildbereich teilweise oder auch vollständig umgeben sind.
Die einstellbare Projektionsoptik 18 ist ausgebildet, um die Bildsequenz auf die Projektionsfläche 14 abzubilden. Für unterschiedliche Bilder 12‘i und 12‘2 der Bildsequenz ist die Projektionsvorrichtung 10 ausgebildet, um diese in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche 14a und 14b der Projektionsfläche 14 zu projizieren. Die Flächenbereiche 14a und 14b können dabei disjunkt zueinander sein und sich mit einer Lücke oder lückenlos nebeneinander fügen, was auch einen zusätzlich zur Projektion eines weiteren Bildes genutzten Flächenbereichs zwischen den Flächenbereichen 14a und 14b nicht ausschließt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Flächenbereiche 14a und 14b auch miteinander überlappen, wobei der Überlapp bevorzugt lediglich teilweise ist. Dies kann dazu führen, dass bei einer um einen Winkel a geneigten Projektionsfläche 14, wobei sich der Winkel a beispielsweise auf eine Referenzlage der einstellbaren Projektionsoptik 18 gegenüber der einstellbaren Projektionsoptik 18 bezieht, unterschiedliche Abstände der Flächenbereiche 14a und 14b zur Projektionsoptik 18 erreicht werden, anders ausgedrückt, dass manche Teilbereiche 14a oder 14b außerhalb eines jeweiligen Schärfetiefenbereichs der einstellbaren Projektionsoptik 18 liegen können, was ausgehend von einer Referenzlage oder Referenzeinstellung zur Erschwerung oder gar Unmöglichkeit führt, sämtliche Flächenbereiche 14a und 14b der Projektionsfläche 14 mit scharfen Projektionen zu beaufschlagen.
Die Projektionsvorrichtung 10 ist ausgebildet, um einen Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik 18 für jedes der Mehrzahl von Bildern der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich 14a bzw. 14b zugeordnete Schärfentiefenbereichslage zu steuern, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf voneinander verschiedene Flächenbereiche 14a oder 14b der Projektionsfläche 14 voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs einzustellen.
Dadurch kann erreicht werden, dass jedes der Bilder für sich genommen scharf gestellt wird, so dass jedes der Teilbilder 12‘i und 12‘2 scharf ist und somit auch ein sich ergebendes Gesamtbild scharf gestellt sein kann.
Die Flächenbereiche 14a und 14b können voneinander verschiedene Abstände zur Projektionsvorrichtung aufweisen. Diese Abstände können daraus resultieren, dass aufgrund der Eigenschaften der Projektionsoptik bzw. der Lage der Schärfentiefenbereiche 22i oder 222 eine scharfe Abbildung möglich ist. Aufgrund einer Kenntnis des Winkels a oder der Beschaffenheit der Projektionsfläche 14 kann insofern eine Abschätzung getroffen werden, für welches Bild welche Schärfentiefe einzustellen ist.
Dadurch können die verschiedenen Lagen des Schärfetiefenbereichs 22i und 222 an die verschiedenen Abstände angepasst sein oder andersherum.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder 12i und 122 auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche 14a und 14b der Projektionsfläche die voneinander verschiedenen Lagen 22i und 222 des Schärfetiefenbereichs durch Einstellen eines Fokus des Projektionsoptik einzustellen.
Die Projektionsvorrichtung kann gemäß Ausführungsbeispielen die Bildquelle aufweisen, kann jedoch auch in Abwesenheit hiervon ausgestaltet sein. Die Bildquelle 16 kann ausgebildet sein, um die Bildsequenz darzustellen, wobei die Projektionsoptik 18 ausgebildet ist, um die dargestellte Bildsequenz zu projizieren. Die Bildquelle 16 kann zumindest eines aus einem LCOS-Display, einem DMD-Display, einem Flüssigkristall-Display, einem lichtemittierenden Dioden-Display und einem organische-lichtemittierende Dioden-Display umfassen.
Fig. 2a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht einer Projektionsvorrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel, deren Projektion auf eine die Projektionsfläche 14 geworfen werden kann. Beispielsweise kann die einstellbare Projektionsoptik zur Projektion des Bildes 12i mit einem Abstand 24i zur Bildquelle 16 angeordnet sein, um das projizierte Bild 12‘i in einen Schärfetiefenbereich 22i scharf abzubilden.
Fig. 2b zeigt eine schematische Seitenschnittansicht der Projektionsvorrichtung 20, bei dem zur Projektion des Bildes 122 zur scharfen Abbildung in den Schärfetiefenbereich 222 eine Position Pi der einstellbaren Projektionsoptik 18 aus Fig. 2a hin zu einer Position P2 verändert ist. Für einen näher an der Projektionsvorrichtung 20 liegenden Schärfentiefenbereich 222 kann der Abstand 24i hin zu einem Abstand 242 vergrößert werden, um die Position P2 zu erhalten. Soll das Bild beispielsweise in einem gegenüber der Fig. 2a weiter entfernt liegenden Schärfetiefenbereich 223 projiziert werden, kann der Abstand 24i auch verringert werden. Eine Bewegung der einstellbaren Projektionsoptik 18 kann besonders bevorzugt durch schnell agierende und ansteuerbare Aktuatoren bewirkt werden, beispielsweise durch Tauchspulenantriebe oder piezoelektrische Antriebe. Durch Veränderung der Position kann beispielsweise der Fokus der Projektionsoptik angepasst werden.
Die Bilder 12i und 122 sind beispielhaft so dargestellt, dass sie an einer übereinstimmenden Bildposition 28 der Bildquelle 16 dargestellt werden, etwa ein übereinstimmender Bereich auf einem Display oder dergleichen. Eine unterschiedliche Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik 18, etwa bezüglich der Position Pi/P2 oder einer Brennweite kann auch bei einem derart unveränderten Ort auf der Bildquelle 16 zu unterschiedlichen Verzerrungen der abgebildeten Bildet 12‘i und 12‘2 führen
Ein Bildinhalt des Bildes 122 kann verglichen mit dem Bildinhalt des Bildes 12i identisch sein. Ausführungsbeispiele schließen nicht aus, dass die Bildquelle 16 unverändert das Bild 12i darstellt und währenddessen die Einstellung des Abstandes bzw. Fokus ändert.
In anderen Worten kann durch Nutzung eines Fokussierungsmechanismus die Lage des Schärfebereichs entlang des Projektionsrichtung 26 geändert werden. Bei der schrägen, d.h., gegenüber der Projektionsvorrichtung geneigten Projektionsebene 14 bedeutet dies, dass jeweils andere Bereiche des projizierten Gesamtbildes und mithin anderer Einzelbilder scharf abgebildet werden.
Fig. 3a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht einer Projektionsvorrichtung 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel, deren Projektion auf eine die Projektionsfläche 14 geworfen werden kann. Gegenüber der Projektionsvorrichtung 20 ist die einstellbare Projektionsoptik 18 beispielsweise als adaptive Linse gebildet oder umfasst zumindest eine adaptive Linse.
Insbesondere vorteilhaft sind hierin beschriebene Ausführungsbeispiele bei einer Ausgestaltung der Projektionsvorrichtung dergestalt, dass die Bildsequenz durch die Projektionsvorrichtung so ausgegeben wird, dass die Mehrzahl von Bildern von einem menschlichen Betrachter kombinatorisch als Gesamtbild wahrgenommen werden, wie es beispielsweise bei Fernsehbildern genutzt wird. Durch entsprechend rasche Wechsel und schnelle Sequenzen können sequenziell dargestellte Bilder vom menschlichen Betrachter als Gesamtbild wahrgenommen. Dies umfasst eine entsprechend schnelle Einstellungsänderung der Projektionsoptik 18, was bei deren Ausgestaltung, dass diese beispielsweise eine adaptive Linse umfasst, die ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Ansteuerung der Projektionsvorrichtung eine Brennweite der Projektionsoptik zu verändern, um die Bilder der Bildsequenz mit voneinander verschiedenen Brennweiten auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche zu projizieren, problemlos möglich ist. Hierzu kann die adaptive Linse zumindest eines aus einer Flüssigkeitslinse, einer Flüssigkristalllinse, einer verstimmbaren Silikonlinse und einer verstimmbaren Polymerlinse aber auch Kombinationen hieraus umfassen. Die adaptive Linse zum Einstellen der Brennweite kann bezüglich einer zur Erzeugung der Bildsequenz eingerichteten Bildquelle der Projektionsvorrichtung ortsfest angeordnet sein. Die Projektionsvorrichtung kann ausgebildet sein, um die Bildsequenz innerhalb beliebig langer Zeiträume auszusenden. Zum Erzeugen eines Betrachtereffekts als kombinatorisches Gesamtbild ist es jedoch vorteilhaft, dass die Projektionsvorrichtung die Bildsequenz innerhalb eines Zeitraums von höchstens 50 ms, bevorzugt höchstens 45 ms uns besonders bevorzugt höchstens 40 ms vollständig projiziert, das bedeutet, sämtliche Bilder sind innerhalb dieses Zeitraums projiziert worden.
Fig. 3a zeigt die einstellbare Projektionsoptik in einer Einstellung mit einer Brennweite fi, um das Bild 12i in den Schärfetiefenbereich 22i scharf abzubilden. Fig. 3b zeigt die Projektionsvorrichtung 30 aus Fig. 3a in einer Einstellung, bei der die einstellbare Projektionsoptik 18 verändert angesteuert wird oder eingestellt ist, um eine Brennweite f2 aufzuweisen, so dass das Bild 122 in den Schärfetiefenbereich 222 scharf abgebildet wird. Die zu projizierende Vorlage ist in den Bildern 12i und 122 beispielhaft identisch als Pfeil dargestellt, der aufgrund der Projektionsoptik bezüglich seiner Richtung invertiert ist. Eine entsprechende Darstellung findet sich auch in der Fig. 2a und der Fig. 2b, wobei Ausführungsbeispiele durchaus unterschiedliche Bildinhalte der Bilder 12i und 122 umfasst. Ferner ist die Bildsequenz nicht auf 2 Bilder beschränkt sondern kann gemäß Ausführungsbeispielen eine beliebige Anzahl von >1 Bild umfassen, etwa 3, 4, 5 oder mehr, die jeweils in einen zugeordneten Flächenbereich projiziert werden können.
Ebenso wie die Projektionsvorrichtung 20 kann auch die Projektionsvorrichtung 30 die Bildsequenz in beliebig langen Zeitintervallen ausgeben, so dass die veränderte Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik 18 auch quasi-statisch sein kann. Insbesondere adaptive Linsen bieten jedoch den Vorteil einer schnellen Umschaltbarkeit.
In anderen Worten hat eine im Zusammenhang mit den Fig. 2a und 2b erläuterte mechanische Verstellung des Projektionsobjektives oder Teilen hiervon infolge der Trägheit eine Begrenzung in der Dynamik. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Nutzung sogenannter adaptiver Linsen, wobei die Position der in ihrer Brennweite veränderbaren Optik konstant bleiben kann.
Adaptive Linsen können sehr hochdynamisch betrieben werden, mit Schaltzeiten im Bereich einiger Mikrosekunden. Ausführungsformen adaptiver Linsen sind Flüssigkeitslinsen, Flüssigkristalllinsen und verstimmbare Silikon- bzw. Polymerlinsen.
Durch synchron zur Brennweitenänderung der adaptiven Linsen angepasste Inhalte der zu projizierenden Vorlage bzw. der Bildsequenz und einer schnellen Wiederholrate (beispielsweise in etwa 1/25 einer Sekunde) kann hierdurch der Eindruck einer durchgehend scharfen Projektion auf der schrägen Projektionsebene 14 erzielt werden.
Ähnlich wie es für die Projektionsvorrichtung 20 beschrieben ist, könnte das Bild 12i auch unverändert dargestellt werden, während die einstellbare Projektionsoptik 18 bezüglich ihrer Brennweite verändert wird. Fig. 3c, Fig. 3d und Fig. 3e zeigen schematische Draufsichten auf von der Projektionsvorrichtung 14 genutzte Projektionsfläche 14, wobei die Erläuterungen ohne Weiteres auch für die Projektionsvorrichtung 20 gültig sind. Dargestellt ist in Fig. 3c bspw. eine Darstellung des Bildes 12‘i das sich sowohl in den Flächenbereich 14a als auch in den Flächenbereich 14b erstreckt. Der Bildinhalt ist bspw. für den Schärfetiefenbereich des Flächenbereichs 14a scharfgestellt, wie es an scharfen Konturen 23 des Bildes 12‘i verdeutlicht ist. Im Flächenbereich 14b führt die Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik aufgrund der geneigten oder unebenen Projektionsfläche 14 zu einer unscharfen Darstellung, wie es durch unscharfe Konturen 25 verdeutlicht ist.
In Fig. 3d bspw. eine Darstellung des Bildes 12‘2 das sich aufgrund der veränderten Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik 18 zwar ebenfalls in die Flächenbereiche 14a und 14b erstreckt, aber dafür für den Schärfetiefenbereich des Flächenbereichs 14b scharfgestellt, ggf. unter Inkaufnahme, dass das Bild 12‘2 im Flächenbereich 14a unscharf ist, wie es durch die scharfen Konturen 23 und unscharfen Konturen 25 verdeutlicht ist.
Anhand der Fig. 3c und Fig. 3d wird deutlich, dass der den projizierten Bildern 12‘i und 12‘2 zugrunde liegende Bildinhalt eine Sequenz von identischen Bildern sein kann oder aber dasselbe Bild sein kann. Die Erläuterungen gelten dabei aber auch ohne weiteres für von einander verschiedene zu projizierende Bildinhalte.
Fig. 3e zeigt eine zeitlich aggregierte Darstellung der Fig. 3c und Fig. 3d, wie sie bspw. bei einer raschen Aufeinanderfolge der Projektionen 12‘i und 12‘2 erhalten werden kann und bspw. von einem menschlichen Betrachter als oben beschriebenes resultierendes kombinatorisches Gesamtbild wahrgenommen werden kann.
Für den Betrachter kann sowohl die Kombination scharfer Darstellungen im Flächenbereich 14a der Fig. 3c und des Flächenbereichs 14b der Fig. 3d einerseits als auch die Kombination unscharfer Darstellungen im Flächenbereich 14b der Fig. 3c und des Flächenbereichs 14a der Fig. 3d andererseits gleichzeitig vorliegen, wobei die Kombination der scharfen Darstellungen vom Betrachter deutlicher wahrgenommen werden kann als die unscharfe Darstellung und somit insgesamt trotz der geneigten oder unebenen Projektionsfläche ein scharfes Gesamtbild darstellbar ist.
Die Fig. 4a und 4b zeigen eine schematische Seitenschnittansicht einer Projektionsvorrichtung 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Zum Zeitpunkt ti ist die Projektionsvorrichtung 40 ausgebildet, um das Bild 12i mit einem ersten Bildinhalt unter Verwendung der einstellbaren Projektionsoptik 18, die zu einer ersten Brennweite fi eingestellt ist, in dem Schärfetiefenbereich 22i scharf auf die Projektionsebene 14 abzubilden. Zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt t2 ist die Projektionsvorrichtung 40 ausgebildet, um das Bild 122 mit einem als quadratischen Block dargestellten veränderten Bildinhalt mit der zu einer zweiten Brennweite t2 verändert eingestellten einstellbaren Projektionsoptik 18 in einen vom Schärfetiefenbereich 22i verschiedenen Schärfetiefenbereich 222 abzubilden.
Gegenüber der Konfiguration der Projektionsvorrichtung 30 ist die Projektionsvorrichtung 40 auch ausgebildet, die Position der Bildinhalte der Bilder 12i und 122 unterschiedlich auszugestalten, so dass das Bild 12i in einem ersten Bildbereich 28i der Bildquelle 16 und das Bild 122 in einem hiervon verschiedenen zweiten Bildbereich 282 der Bildquelle 16 dargestellt wird. Eine Verschiebung des Bildbereichs 282 gegenüber dem Bildbereich 28i entlang einer beispielhaften negativen y-Richtung kann aufgrund der optischen Gesetze zu einer Verschiebung des Bildes 12*2 gegenüber dem Bild 12‘i entlang positiver y-Richtung führen, so dass durch eine Veränderung oder Anpassung oder Einstellung des Bildbereichs 28 auf der Bildquelle 16 und somit einer veränderten Relativposition gegenüber der Projektionsfläche 14 auch die erhaltene Position des jeweiligen Bildes 12‘i bzw. 12*2 einstellbar oder anpassbar ist.
Eine Steuerungseinrichtung 32, die ohne Weiteres auch in der Projektionsvorrichtung 10, 20 oder 30 eingesetzt werden kann, ist ausgebildet, um die Bildquelle 16 und/oder die einstellbare Projektionsoptik 18 zu steuern. Die Steuerungseinrichtung 32 kann beispielsweise eine Prozessoreinrichtung, etwa eine zentrale Prozessoreinrichtung (CPU), ein steuerprogrammierbares Gatterarray (FPGA), einen Mikrocontroller oder dergleichen umfassen. Optional kann die Steuerungseinrichtung 32 einen Datenspeicher aufweisen, der ausgebildet ist, um Bildinhalte zu speichern, etwa die Bildinhalte der Bilder 12i und 122 und/oder zusätzliche Bildinhalte. Beispielsweise kann hierzu ein Datenspeicher 34 angeordnet sein, der alternativ oder zusätzlich auch andere Information, beispielsweise Korrekturwerte, aufweisen kann.
Die Steuerungseinrichtung 32 kann ferner eine Datenschnittstelle aufweisen, die ausgebildet ist, um Daten zu senden, aber insbesondere, um darzustellende Bildinhalte um empfangen. Hierbei kann es sich um statische oder dynamische Bildinhalte handeln, wobei als statisch beispielsweise ein vergleichsweise unveränderliches Bild, etwa Logo oder dergleichen verstanden wird und als dynamischer Bildinhalt ein zeitlich variierender Inhalt, etwa die Darstellung von Information, wie beispielsweise Wetter, Nachrichten sozialer Medien, eine Uhrzeit, eine Position oder dergleichen verstanden wird. Derartige Inhalte könnten beispielsweise mit statischen Inhalten in der Bildquelle 16 überlagert werden und/oder alternativ zu statischen Bildern dargestellt werden. Bildinhalte können von der Steuerungseinrichtung 32 über eine drahtgebundene Schnittstelle erhalten werden, beispielsweise in Form eines universellen seriellen Buses (USB), einer Speicherkarte oder eines anderen Programmiervorganges, können aber beispielsweise auch über lokale oder entfernte drahtlose Schnittstellen empfangen werden.
Die Steuerungseinrichtung 32 kann ferner Kenntnis über die Ausrichtung und Positionen der Projektionsfläche 14 aufweisen, wobei hierzu voreingestellte Daten in dem Datenspeicher hinterlegt sein können und/oder die Steuerungseinrichtung 32 mit Sensoren verbunden sein kann, die die Position und/oder Ausrichtung der Projektionsfläche 14 erfassen können (beispielsweise optische Sensoren).
Die Steuerungseinrichtung 32 kann Zugriff auf Informationen haben, die zu einem jeweiligen Bildinhalt 12i und 122 eine entsprechende Ansteuerung der einstellbaren Projektionsoptik 18 angibt.
Die Fig. 4c, Fig. 4d und Fig. 4e zeigen ähnlich zu den Fig. 3c-3e schematische Draufsichten auf Projektionen auf die Projektionsfläche 14 allerdings unter Verwendung der Projektionsvorrichtung 40. Die veränderlichen Bildbereiche 28i und 282 ermöglichen eine Anpassung der dargestellten und projizierten Bildinhalte der Bilder 12i und 122 dergestalt, dass unscharfe Darstellungen außerhalb des jeweiligen Flächenbereichs 14b in Fig. 4c bzw. 14a in Fig. 4d gegenüber den Darstellungen in den Fig. 3a-e reduziert oder verhindert sind. Bspw. kann hierzu ein dem Betrachter zu präsentierendes und in der zeitlich aggregierten Darstellung der Fig. 4e dargestelltes Gesamtbild 12G in an die Flächenbereiche 14a und 14b hinsichtlich Größe, Ausdehnung und Ort auf der Bildquelle angepasste Teilbilder 12i und 122 aufgeteilt werden. Wie in Fig. 4c dargestellt kann das Teilbild 12i in dem zugeordneten Flächenbereich 14b und wie in Fig. 4d dargestellt kann das Teilbild 122 in dem zugeordneten Flächenbereich 14a jeweils scharf abgebildet werden, was in der zeitlich aggregierten Darstellung der Fig. 4e zu dem als insgesamt als scharf dargestellten kombinatorischen Gesamtbild 12G führen kann, insbesondere, wenn ein Hin- und Herwechseln zwischen den Teilbildern 12i und 122 sowie den zugeordneten Flächenbereichen 14b und 14a innerhalb der genannten Zeiten von bspw. höchstens 50 ms erfolgt. Fig. 5a zeigt eine beispielhafte schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs 50, das ein Projektionssystem und/oder eine hierin beschriebene Projektionsvorrichtung 10, 20, 30 und/oder angeordnet sein kann. Beispielhaft kann die Projektionsvorrichtung 10 in einem Außenspiegels des Fahrzeugs 50 und/oder im Bodenbereich, etwa im Unterboden, angeordnet sein. Die Projektionsfläche kann beispielsweise die Straße oder die Bodenfläche sein, die auch, ohne dass die Straße Teil des Systems ist, eine annähernd bekannte, nämlich ebene Geometrie und annähernd bekannte Ausrichtung zum Fahrzeug aufweisen kann.
Da die Änderung des Projektionsabstandes mit einer Änderung des Projektionsmaßstabes einhergeht, auch wenn das Bild aufgrund der adaptiven Linse oder des veränderlichen Fokus nun aufgrund der Aufteilung in die Teilbilder als Gesamtbild scharf ist, ist es vorteilhaft, den Bildinhalt der Vorlage entsprechend anzupassen, um insgesamt den Eindruck eines unverzerrten Gesamtbildes erzeugen zu können.
Eine entsprechende Vorverzerrung kann, wie im Beispiel des Fahrzeugs, bei dem der Abstand und die relative Neigung der Fahrbahnoberfläche im Wesentlichen unverändert und bekannt ist, bereits in den Bilddatendaten implementiert sein.
Fig. 5b zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiel, bei dem die Projektionsvorrichtung eine Datenschnittstelle aufweist, die ausgebildet ist, um eine dynamische Information zu erhalten, beispielsweise die vorerwähnten Wetterinformationen, Warnnachrichten, Nachrichten aus sozialen Netzwerken, Datum, Uhrzeit oder dergleichen. Die Projektionsvorrichtung kann ausgebildet sein, um die Bilder der Bildsequenz basierend auf der dynamischen Information zu erzeugen, beispielsweise indem lediglich diese dynamische Information dargestellt wird und/oder durch eine Überlagerung mit anderen, bspw. statischen Bildern. Vermittels einer Überlagerung kann ein überlagertes Bild erhalten werden, wobei hierzu auch dynamische Informationen miteinander überlagert werden können und/oder statische Informationen miteinander überlagert werden können und/oder statische und dynamische Informationen miteinander überlagert werden können. Das bedeutet, Ausführungsbeispiele sind nicht auf einen Ursprung beschränkt und Projektionsvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen können den Inhalt der Bildsequenz selbst erzeugen oder aus einem Speicher erhalten, wobei die aus dem Speicher gelesenen Inhalte selbst dargestellt werden können oder mit zusätzlichen Bildinformationen überlagert werden können, um zumindest ein überlagertes Bild zu erhalten. Die Projektionsvorrichtung kann, beispielsweise unter Einsatz der Steuerungseinrichtung 32, ausgebildet sein, um eine Aufteilung eines Gesamtbildes in Teilbilder 12i und 122 und gegebenenfalls weiterer Bilder selbst vorzunehmen. Alternativ können die Teilbilder 13 in dem Speicher hinterlegt sein oder der Steuerungsvorrichtung 32 anderweitig zugänglich gemacht werden. Eine Möglichkeit der Unterteilung ist beispielsweise aus einer vermeintlichen oder theoretischen oder angenommenen Gesamtprojektion des darzustellenden Bildes 12‘, gegebenenfalls unter Verwendung sämtlicher Bildbereiche der Bildquelle 16, das Bild lediglich in entsprechenden Ausschnitten darzustellen, etwa indem lediglich ein Teil einer Hintergrundbeleuchtung aktiviert wird oder lediglich ein entsprechender Ausschnitt 28i oder 282 des Gesamtbildes aktiv dargestellt wird und bei der entsprechenden Darstellung des Bildbereichs 28i oder 282 die korrespondierende Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik 18 eingestellt wird. Durch einen hinreichend schnellen Wechsel der Einstellung und des dargestellten Bildes kann sich für den menschlichen Betrachter dennoch der Eindruck eines insgesamt erzeugten Gesamtbildes ergeben. Auch bei statischen Bildern, aber insbesondere für den Fall, dass die Steuerungseinrichtung 32 den Bildinhalt selbst erzeugt, kann es vorteilhaft sein, dass die Projektionsvorrichtung, beispielsweise unter Verwendung der Steuerungseinrichtung 32, die Bildinformation an die Projektionsfläche 14 anpasst.
So kann gemäß einem Ausführungsbeispiel die Projektionsvorrichtung ausgebildet sein, um einen Bildinhalt eines Bildes der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs vorzuverzerren, um eine für unterschiedliche Schärfetiefenbereiche unterschiedliche Verzerrung der Projektionsoptik zumindest teilweise auszugleichen. Die einstellbare Projektionsoptik kann abhängig von der jeweiligen Ausgestaltung und der vorgenommenen Einstellung in unterschiedlichen Einstellungen aus der optischen Struktur heraus unterschiedliche Verzerrungen bewirken, beispielsweise im Bereich der adaptiven Linse. Auch ein unterschiedlicher Fokus durch Einstellen unterschiedlicher Positionen der einstellbaren Projektionsoptik kann zu unterschiedlichen Bildfehlern führen, die vorteilhafterweise durch die Projektionsvorrichtung ausgeglichen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsoptik ausgebildet, um ein Übereinstimmen des Bildes der Bildsequenz in unterschiedlich eingestellten Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich zu verfälschen. Die Projektionsvorrichtung kann einen Datenspeicher, etwa den Datenspeicher 34, aufweisen, der Korrekturwerte zur Korrektur der projizierten Bilder aufweist. Diese können für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich sein und die Projektionsvorrichtung kann ausgebildet sein, um die Bilder der Bildsequenz für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich unter Verwendung der Korrekturwerte zu verändern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung beispielsweise ausgebildet, um zusammen mit dem Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik einen Projektionsmaßstab der Projektionsoptik zu verändern, beispielsweise durch Veränderung des Fokus. Die Projektionsvorrichtung kann ausgebildet sein, um korrespondierend hierzu einen Maßstab eines Bildinhalts eines Bildes der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs zu verändern, um einen über die Bildsequenz variierenden Maßstab der projizierenden Bilder zumindest teilweise auszugleichen. So kann beispielsweise ein erzeugtes Bild, das einen konstante Maßstab aufweist, in Teilbilder unterteilt werden und die entsprechenden Teilbilder in Abhängigkeit des einzustellenden Schärfetiefenbereichs unterschiedlich verzerrt werden, etwa durch Verwendung softwaretechnischer Bildbearbeitung, die durch die Projektionsvorrichtung ausgeführt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche softwaretechnische Bildbearbeitung ganz oder teilweise auch in einem externen System, das bspw. verzerrte Bilder an die Projektionsvorrichtung liefert, erfolgen, etwa wenn die Relativposition der Projektionsfläche als unveränderlich angenommen wird, wie es bspw. bei Fahrzeugen bezüglich der Fahrbahn möglich sein kann. Die einzelnen Schritte des Erzeugen eines Gesamtbildes, des Unterteilens in Teilbilder bzw. das Erzeugen von Teilbildern und die Verzerrung unterschiedlicher Teilbilder in unterschiedlicher Weise kann jeweils einzeln oder insgesamt vor einer Hinterlegung der Bilder in der Projektionsvorrichtung oder innerhalb der Projektionsvorrichtung erfolgen. Das bedeutet, dass insbesondere für statische Bilder auch unterschiedlich vorverzerrte Teilbilder 12i und 122 bereits im Speicher hinterlegt sein können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um unterschiedliche Bilder der Bildsequenz mit einer unterschiedlichen Trapez-Vorverzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Trapezvorverzerrungen an eine gegenüber der Projektionsoptik geneigte Projektionsfläche angepasst sind. Dies kann beispielsweise vorab erfolgen, indem beispielsweise die Position einer Straße für ein Fahrzeug als bekannt und im Wesentlichen unverändert angenommen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Projektionsfläche auch vermessen, erfasst oder geschätzt werden, um die entsprechende Verzerrung bei Bedarf selbst vornehmen zu können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Projektionsvorrichtung ausgebildet, um unterschiedliche Bilder der Bildsequenz mit einer unterschiedlichen Vorverzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Vorverzerrungen unterschiedliche Verzeichnungen der Projektionsoptik für unterschiedlich eingestellte Lagen des Schärfetiefenbereichs angepasst sind. Unterschiedliche Verzeichnungen können beispielsweise bei adaptiven Linsen auftreten, die in unterschiedliche Brennweiten eingestellt sind.
Unter Verweis auf die Fig. 5a und 5b soll erläutert werden, dass beispielsweise ausgehend von einer Position in einem Rückspiegel oder in einem Unterboden nahe des Vorderreifens oder einer beliebigen anderen vergleichsweise kleinen Position bei Aussenden einer geneigten Darstellung mit einer Neigung gegenüber der Projektionsfläche die Abstände, beispielsweise bezogen auf einen Flächenschwerpunkt der Bildbereiche der Bilder 12‘i und 12‘2 ausgehend von der Projektionsvorrichtung unterschiedlich ist und gleichzeitig die Verwendung eines unterschiedlichen Schärfetiefenbereichs zu einer scharfen Darstellung führt, was aber zusätzliche Anpassungen unter Berücksichtigung in den Bildinformationen erfordern kann oder zumindest hiervon profitieren kann.
In anderen Worten kann innerhalb des Schärfetiefenbereichs der Abbildung die zu projizierende Vorlage, etwa ein Ausschnitt des Gesamtbildes, ebenso vorverzerrt sein, um die Trapezverzerrung der Projektion infolge der schrägen Orientierung der Projektionsebene zu kompensieren. Vorverzerrungen (Verzeichnungen), die als Bildfehler seitens der Projektionsoptik eingefügt werden, können dabei ebenso bereits in den Bildinhalten der zu projizierenden Vorlage berücksichtigt werden, was die Möglichkeit einer einfach Gestaltung der Projektionsoptik ermöglicht. Die zu projizierende Bildvorlage kann möglicherweise dynamische Inhalte darstellen und kann dabei beispielsweise ein LCOS-Display, ein DMD-Display, ein Mikro-LED, ein Mikro-OLED, ein Matrix-Flüssigkristall-Display oder dergleichen sein o- der umfassen.
Anhand der Fig. 4a und 4b wurde erläutert, dass zum Darstellen von Bildern in unterschiedliche Flächenbereiche 14a und 14b durch Darstellen der zu projizierenden Bilder 12i und 122 in unterschiedlichen Bildbereichen 28i und 282 der Bildquelle erreicht werden kann. Obwohl dies den Vorteil vergleichsweise weniger Komponenten und insbesondere einer geringen Anzahl von beweglichen anzuordnenden Komponente bietet, werden auch Ausführungsbeispiele beschrieben, die es erlauben, eine vergleichsweise geringe Größe der Bildquelle 16 zu erhalten, was kostengünstige Implementierungen von Ausführungsbeispielen ermöglichen kann. Wie es im Zusammenhang mit den Fig. 2a und 2b und 3a und 3b beschrieben ist, kann ein übereinstimmender Bildbereich zur Darstellung der Bilder genutzt werden.
Fig. 6a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht einer Projektionsvorrichtung 60, die die Bildquelle 16, die einstellbare Projektionsoptik 18 und die Steuerungseinrichtung 32 aufweisen kann. Ferner ist ein Aktuator 36 vorgesehen, der mit der Bildquelle 16 gekoppelt ist und ausgebildet ist, um diese zu bewegen. Beispielsweise ist der Aktuator 36 ausgebildet, um die Bildquelle 16 mit einer Rotationsbewegung 38 zu beaufschlagen, um diese zu rotieren, wobei alternativ oder zusätzlich auch eine translatorische Bewegung möglich ist, um die beschriebenen Effekte zu erzielen. In der dargestellten Einstellung zu einem Zeitpunkt h ist die Bildquelle ausgebildet, um das Bild 12i entlang einer Richtung 42i auszusenden, beispielsweise eine Oberflächennormale einer Displayoberfläche oder dergleichen. Die relative Ausrichtung der Bildquelle 16, der einstellbaren Projektionsoptik 18 und der Projektionsfläche 14 ermöglicht die Darstellung des Bildes 12‘i im Flächenbereich 14a in dem Schärfetiefenbereich 22i.
In Fig. 6b ist die Projektionsvorrichtung 60 zum Zeitpunkt t2, der vor oder nach dem Zeitpunkt h liegt, dargestellt. Hierzu ist unter Verwendung des Aktuators 36 die Bildquelle 16 um einen Winkel ß rotiert, so dass eine Richtung 422 erhalten wird, entlang der das Bild 122 ausgesendet wird, was es ermöglicht, das projizierte Bild 12*2 gegenüber dem projizierten Bild 12‘i aus Fig. 6a in den Flächenbereich 14b zu verschieben und dort abzubilden. Basierend auf der Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik 18 ist das Bild 122 bzw. dessen Projektion 12*2 in den Schärfetiefenbereich 222 scharf gestellt.
Die Bilder 12i und 122 können basierend darauf auf einem übereinstimmenden Bildbereich 28 dargestellt werden. Mischformen sind möglich, etwa indem unterschiedliche aber überlappende Bildbereiche 28i und 282 genutzt werden und dafür ein geringeres Maß an rotatorischer Bewegung.
Unter Verwendung des Aktuators kann somit eine Relativposition zwischen der Bildquelle 16 und der einstellbaren Projektionsoptik 18 durch die Projektionsvorrichtung geändert werden. Der Ort der Projektion eines in dem Bildbereich 28 der Bildquelle 16 dargestellten Bildes 12i und 122 der Bildsequenz auf der Projektionsfläche 14 basiert auf der Relativposition, so dass eine unterschiedliche Relativposition zu einem unterschiedlichen Ort der Projektion führen kann. Die Projektionsvorrichtung 60 kann ausgebildet sein, um während einer Projektion des Bildes 12i eine erste in Fig. 6a dargestellte Relativposition einzustellen, um das in dem Bildbereich 28 dargestellte Bild 12i in den Flächenbereich 14a zu projizieren. Die Projektionsvorrichtung 60 kann ausgebildet sein, um während der Projektion des Bildes 122 eine zweite in Fig. 6b dargestellte Relativposition einzustellen, um das in dem Bildbereich 28 dargestellte Bild 122 in den Flächenbereich 14b zu projizieren. Dies kann ein ebenfalls rasches Umschalten der Relativposition erfordern, was aber unter Verwendung geeigneter Aktuatorik und geringer mechanischer Trägheiten ohne Weiteres möglich ist. So können hierfür ebenfalls T auchspulenantriebe und/oder piezoelektrische Antriebe nutzbar sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann alternativ oder zusätzlich zur veränderten Aussenderichtung der Projektionsvorrichtung 60 auch eine Strahlumlenkung erfolgen.
Die Fig. 7a zeigt eine schematische Seitenschnittansicht einer Projektionsvorrichtung 70 gemäß einem Ausführungsbeispiel, die eine zwischen der Bildquelle 16 und der einstellbaren Projektionsoptik 18 oder alternativ zwischen der einstellbaren Projektionsoptik 18 und der Projektionsfläche 14 angeordnete Umlenkeinrichtung 44 aufweist. Die Umlenkeinrichtung 44 umfasst beispielsweise ein bezüglich seiner Orientierung steuerbaren Spiegel, ein veränderliches Prisma und/oder ein verstellbares Mikrolinsenarray. Ein Spiegel kann beispielsweise bezüglich seines Rotationswinkels rotatorisch gelagert sein oder translatorisch bewegbar sein, um unterschiedlich geneigte Spiegelteilflächen in einen Strahlengang 46 einzubringen. In der Ausgestaltung in der Fig. 7a umfasst die Umlenkeinrichtung 44 ein veränderliches Prisma. Dieses kann bezüglich seines Winkels y veränderlich sein und weist in der Einstellung zur Projektion 12i auf den Flächenbereich 14a einen Wert von yi auf, der zunächst beliebig sein kann. Die Steuerungseinrichtung 32 kann ausgebildet sein, um das steuerbare Prisma oder das veränderliche Prisma zu steuern.
In Fig. 7b ist die Projektionseinrichtung 70 in einer veränderten Einstellung dargestellt, in welche übereinstimmend mit den Erläuterungen zu Fig. 6b die einstellbare Projektionsoptik 18 in die zweite Brennweite f2 oder die jeweils zutreffende andere Einstellung gesteuert ist und das Bild 122 in den Teilbereich 14b projiziert wird. Hierzu weist die Umlenkeinrichtung 44 eine zweite Einstellung auf, in der beispielsweise der Winkel yi aus Fig. 7a zu einem Winkel geändert ist, der beispielsweise verringert ist, um eine größere Entfernung des Teilbereichs 14b gegenüber dem Teilbereich 14a zu ermöglichen.
Die veränderte Relativbewegung der Fig. 6a und 6b sowie die unterschiedliche Einstellung der Umlenkeinrichtung 44 aus den Fig. 7a und 7b kann ohne Weiteres miteinander kombiniertwerden. In der Projektionsvorrichtung 70 ist die Umlenkeinrichtung 44 vorgesehen, die zwischen einer Bildquelle der Projektionsvorrichtung und einem Ort der Projektionsfläche 14 angeordnet ist und die ausgebildet ist, um ein von der Bildquelle ausgesendetes Licht umzulenken. Die Projektionsvorrichtung ist ausgebildet, beispielsweise unter Verwendung der Steuerungseinrichtung 32, die Umlenkeinrichtung synchron mit der Projektionsoptik zu steuern, um eine Umlenkrichtung an den Flächenbereich 14a oder 14b des zugeordneten Bildes 12i bzw. 122 der Bildsequenz anzupassen, um die voneinander verschiedenen Bilder in die voneinander verschiedenen Flächenbereiche 14a und 14b umzulenken.
Sowohl ein bezüglich seiner Orientierung, insbesondere ein rotierbarer Spiegel als auch das erläuterte veränderliche Prisma ermöglichen es, die Umlenkrichtung bezüglich einer einzigen räumlichen Dimension zu verändern, auch wenn zwei Dimensionen nicht ausgeschlossen sind. Unter Verweis auf die Fig. 5a und 5b können jedoch beispielsweise die Flächenbereiche 14a und 14b entlang eines einzeiligen Arrays angeordnet sein, was auch als eindimensionales Array verstanden werden kann, wenngleich die Bereiche 14a und 14b eine zweidimensionale Ausdehnung aufweisen. Es kann hinreichend sein, die Veränderung der Richtung 42 oder des Strahlengangs 44 entlang der Zeilenrichtung dieses Arrays zu bewirken, so dass eine hiervon abweichende Richtung der Anpassung nicht zwingend erforderlich ist. Dies ermöglicht eine einfache Ausgestaltung entsprechender Aktuatorik und Mechanik.
Die anhand der Fig. 6a-b und Fig. 7a-b erläuterten Vorteile lassen sich zusätzlich mit den Vorteilen kombinieren, die im Zusammenhang mit dem Fig. 4c-e beschrieben sind. So kann zur Projektion von Bildinhalten in die jeweilig zugeordneten Flächenbereiche 14a, 14b, ... ein jeweilig angepasster Bildinhalt 12i, 122, ... an der Bildquelle 16 dargestellt werden und vermittels einer Positionierung in den zugeordneten Flächenbereich gelenkt werden.
In anderen Worten kann, um die Ausdehnung der Projektionsvorlage und damit die Kosten zu verringern, die Optik mit einer zusätzlichen eindimensionalen Scanvorrichtung gekoppelt sein, die ebenso synchron zur Bilddarstellung bewegt werden kann. Die eindimensionale Scanvorrichtung kann einen Spiegel (beispielsweise einen MEMS-Spiegel), ein veränderliches Prisma oder ein verstellbares Tandemmikrolinsenarray umfassen. Die hierin beschriebenen Projektionsvorrichtungen können in komplexeren Systemen, in Projektionssystemen, eingesetzt werden. Diese können auch die jeweilige Projektionsfläche umfassen, dies ist aber nicht zwingend erforderlich, beispielsweise im Bereich des im Zusammenhang mit den Fig. 5a und 5b erläuterten Fahrzeugs. Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Projekti- onsfläche gegenüber der Projektionsoptik um zumindest 10° geneigt. Ein Abstand von Flächenschwerpunkten unterschiedlicher Flächenbereiche kann dabei abhängig von Brennweiten, welche von dem Projektionsfeld, der Pixelgröße und der Auflösung abhängen kann, unterschiedlich sein. Die Pixelgröße, die Brennweite bzw. Brechzahl und ein minimal gewünschter Projektionsabstand kann dabei ebenfalls Einfluss nehmen.
Gemäß Ausführungsbeispielen ist die Projektionsfläche in ihrer Ausdehnung entlang einer bildseitigen optischen Achse der Projektion größer als der Schärfetiefenbereich für eine Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik, das bedeutet, eine durchgehend scharfe Projektion sämtlicher Bilder der Bildsequenz ist lediglich unter Verwendung mehrerer Schärfetiefenbereiche möglich.
Fig. 8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein Schritt 810 umfasst ein Abbilden eines ersten Bildes der Bildsequenz auf einen ersten Flächenbereich der Projektionsfläche und mit einer dem ersten Flächenbereich zugeordneten ersten Einstellung einer Schärfentiefenbereichslage einer einstellbaren Projektionsoptik.
Ein Schritt 820 umfasst ein Ändern der Einstellung der Schärfentiefenbereichslage der einstellbaren Projektionsoptik in eine zweite Einstellung, die einem räumlich unterschiedlichen zweiten Flächenbereich der Projektionsfläche zugeordnet ist.
Ein Schritt 830 umfasst ein Abbilden eines zweiten Bildes der Bildsequenz auf den zweiten Flächenbereich mit der zweiten Einstellung der Schärfentiefenbereichslage der einstellbaren Projektionsoptik. Das erste Bild und das zweite Bild können dabei einen gleichen oder identischen Bildinhalt aufweisen, wie es im Zusammenhang mit den Projektionsvorrichtungen 20 und 30 beschrieben wurde, können aber auch einen unterschiedlichen Bildinhalt aufweisen.
Fig. 9 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens 900, mit dem beispielsweise eine hierin beschriebene Projektionsvorrichtung hergestellt werden kann. Ein Schritt 910 umfasst ein Bereitstellen einer einstellbaren Projektionsoptik. Ein Schritt 920 umfasst ein Anordnen einer Bildquelle zum Bereitstellen von Bildinhalten der Bildsequenz, so dass die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um unterschiedliche Bilder der Bildsequenz mit angepasster Bildschärfe der Projektionsoptik in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche der Projektionsfläche zu projizieren. Das Verfahren wird so ausgeführt, dass die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um einen Schärfetiefenbereich der Projektionsvorrichtung für jedes der Mehrzahl von Bildern der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich zugeordnete Schärfentiefenbereichslage zu steuern und um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf voneinander verschiedene Flächenbereiche der Projektionsfläche voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs einzustellen.
Ausführungsbeispiele ermöglichen vielfältige Anwendungen. Potenzielle Anwendungen liegen beispielsweise in der allgemeinen Projektionsdarstellung und als Effektbeleuchtung, beispielsweise in Hausanwendungen, im Architekturbereich, in Ausstellungsanwendungen, in Medizinanwendungen, in Flugzeuganwendungen und/oder in Automobilanwendungen. Ein Beispiel ist beispielsweise die im Zusammenhang mit den Fig. 5a und 5b erläuterte Effektbeleuchtung am Automobil, beispielsweise als sogenannter Welcome-Carpet (Willkommens-Teppich) oder einem Welcome-Light (Willkommens-Licht). Mit Ausführungsbeispielen können gegenüber lediglich statischen Mustern auch dynamische Muster ermöglicht werden, z. B. mit der Kopplung mit sozialen Netzwerken, Warnmeldungen, Wetterberichten, einem Datum oder sonstiger Personalisierung oder dergleichen.
Ausführungsbeispiele ermöglichen die Darstellung dynamischer Projektionsinhalte auf schrägen Projektionsflächen und/oder einen Einbau in Automobile.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

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Patentansprüche Projektionsvorrichtung zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche (14); wobei die Projektionsvorrichtung eine einstellbare Projektionsoptik (18) aufweist, die ausgebildet ist, um die Bildsequenz auf die Projektionsfläche (14) zu projizieren; wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um Bildinhalte der Bildsequenz in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche (14a, 14b) der Projektionsfläche (14) zu projizieren; wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um einen Schärfetiefenbereich (22) der Projektionsoptik (18) für jedes der Mehrzahl von Bildern (12‘i, 12‘2) der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich (14a, 14b) zugeordnete Schärfetiefenbereichslage (22) zu steuern; um zur Projektion unterschiedlicher Bilder (12‘i, 12‘2) auf voneinander verschiedene Flächenbereiche (14a, 14b) der Projektionsfläche (14) voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs (22) einzustellen. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 , bei der ein erster Flächenbereich (14a) und ein zweiter Flächenbereich (14b) voneinander verschiedene Abstände zur Projektionsvorrichtung aufweisen und die verschiedenen Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) an die verschiedenen Abstände angepasst sind, um ein jeweiliges Bild (12i, 122) des Bildinhaltes in den jeweiligen Flächenbereich (14a, 14b) mit optimierter Bildschärfe zu projizieren. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, die ausgebildet ist, um die Bildsequenz so auszugeben, dass die Mehrzahl von Bildern (12‘i , 12‘2) von einem menschlichen Betrachter kombinatorisch als Gesamtbild wahrgenommen werden. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um die Bildsequenz innerhalb eines Zeitraums von höchstens 50 ms vollständig zu projizieren. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um zur Projektion unterschiedlicher Bilder (12‘i, 12*2) auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche (14a, 14b) der Projektionsfläche (14) die voneinander verschiedene Lagen des Schärfebereichs (22) durch Einstellen eines Fokus der Projektionsoptik (18) einzustellen. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Projektionsoptik (18) eine adaptive Linse umfasst, die ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Ansteuerung der Projektionsvorrichtung eine Brennweite (f) der Projektionsoptik (18) zu verändern, um die Bilder (12‘i, 12‘2) der Bildsequenz mit voneinander verschiedenen Brennweiten (fi, f2) auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche (14a, 14b) zu projizieren. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der die adaptive Linse zum Einstellen der Brennweite (f) bezüglich einer zur Erzeugung der Bildsequenz eingerichteten Bildquelle (16) der Projektionsvorrichtung ortsfest angeordnet ist. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, bei der die adaptive Linse zumindest eines aus
• einer Flüssigkeitslinse;
• einer Flüssigkristalllinse;
• einer verstimmbaren Silikonlinse; und
• einer verstimmbaren Polymerlinse umfasst. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um den Bildinhalt (12i , 122) der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs (22) vorzuverzerren, um eine für unterschiedliche Schärfetiefenbereiche unterschiedliche Verzerrung der Projektionsoptik (18) zumindest teilweise auszugleichen. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Projektionsoptik (18) ausgebildet ist, um ein übereinstimmendes Bild (12i , 122) des Bild- inhaltes in unterschiedlich eingestellten Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) unterschiedlich zu verfälschen; wobei die Projektionsvorrichtung einen Datenspeicher mit für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) unterschiedlichen Korrekturwerten zur Korrektur der projizierten Bilder aufweist, und ausgebildet ist, um die Bilder des Bildinhaltes für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich unter Verwendung der Korrekturwerte zu verändern. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um zusammen mit dem Schärfetiefenbereich der einstellbaren Projektionsoptik (18) einen Projektionsmaßstab der einstellbaren Projektionsoptik (18) zu verändern, und um einen Maßstab des Bildinhalts der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild (12‘i, 12‘2) einzustellenden Schärfetiefenbereichs (22) zu verändern, um einen über die Bildsequenz variierenden Maßstab der projizierten Bilder (12‘i, 12‘2) zumindest teilweise auszugleichen. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um unterschiedliche Bilder (12‘i, 12‘2) des Bildinhaltes mit einer unterschiedlichen Trapezvorverzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Trapezvorverzerrungen an eine gegenüber der Projektionsoptik (18) geneigte Projektionsfläche (14) angepasst sind. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um unterschiedliche Bilder (12i, 122) des Bildinhaltes mit einer unterschiedlichen Vorzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Vorzerrungen unterschiedliche Verzeichnungen der Projektionsoptik (18) für unterschiedlich eingestellte Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) angepasst sind. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Projektionsoptik (18) eine adaptive Linse umfasst, die ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Ansteuerung der Projektionsvorrichtung eine Brennweite (f) der Projektionsoptik (18) zu verändern, um die Bilder (12‘i, 12‘2) der Bildsequenz mit voneinander verschiedenen Brennweiten (fi, f2) auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche (14a, 14b) zu projizieren; wobei die adaptive Linse zumindest eines aus • einer Flüssigkeitslinse;
• einer Flüssigkristalllinse;
• einer verstimmbaren Silikonlinse; und
• einer verstimmbaren Polymerlinse umfasst; wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, für zumindest eines aus: um den Bildinhalt (12i, 122) der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs (22) vorzuverzerren, um eine für unterschiedliche Schärfetiefenbereiche unterschiedliche Verzerrung der Projektionsoptik (18) zumindest teilweise auszugleichen; um ein übereinstimmendes Bild (12i, 122) des Bildinhaltes in unterschiedlich eingestellten Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) unterschiedlich zu verfälschen; wobei die Projektionsvorrichtung einen Datenspeicher mit für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) unterschiedlichen Korrekturwerten zur Korrektur der projizierten Bilder aufweist, und ausgebildet ist, um die Bilder des Bildinhaltes für unterschiedliche Lagen des Schärfetiefenbereichs unterschiedlich unter Verwendung der Korrekturwerte zu verändern; und/oder um unterschiedliche Bilder (12i, 122) des Bildinhaltes mit einer unterschiedlichen Vorzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Vorzerrungen unterschiedliche Verzeichnungen der Projektionsoptik (18) für unterschiedlich eingestellte Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) angepasst sind. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Umlenkeinrichtung (44) aufweist, die zwischen einer Bildquelle der Projektionsvorrichtung und einem Ort der Projektionsfläche (14) angeordnet ist, und die ausgebildet ist, um ein von der Bildquelle (16) ausgesendetes Licht umzulenken; wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um die Umlenkeinrichtung (44) synchron mit der Projektionsoptik (18) zu steuern; um eine Umlenkrichtung an den Flächenbereich (14a, 14b) des Bildes (12‘i, 12*2) der Bildsequenz anzupassen, um die 31 voneinander verschiedenen Bilder (12i, 122) in die voneinander verschiedenen Flächenbereiche (14a, 14b) umzulenken. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 15, bei dem die Umlenkeinrichtung (44) ausgebildet ist, um die Umlenkrichtung bezüglich lediglich einer räumlichen Dimension zu verändern. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 15 oder 16, bei dem die Umlenkeinrichtung (44) zumindest eines aus
• einem veränderliches Prisma;
• einem verstellbaren Mikrolinsenarray umfasst. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Bildquelle (16) aufweist, die ausgebildet ist, um den Bildinhalt darzustellen, wobei die Projektionsoptik (18) ausgebildet ist, um die dargestellte Bildsequenz basierend auf dem Bildinhalt zu projizieren. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 18, bei dem die Bildquelle (16) zumindest eines aus
• einem LCOS-Display;
• einem DMD-Display;
• einem Flüssigkristall-Display;
• einem lichtemittierenden Dioden-Display; und
• einem organische-lichtemittierende Dioden-Display umfasst. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, die einen Aktuator (36) aufweist, der ausgebildet ist, um eine Relativposition zwischen der Bildquelle (16) und der einstellbaren Projektionsoptik (18) zu verändern; wobei ein Ort der Projektion eines in einem Bildbereich (28) der Bildquelle (16) dargestellten Bildes (12i, 122) des Bildinhaltes auf der Projektionsfläche (14) auf der Relativposition basiert; 32 wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um während einer Projektion eines ersten Bildes (12i) des Bildinhaltes eine erste Relativposition einzustellen, um das in dem Bildbereich (28) dargestellte erste Bild (12i) in einen ersten Flächenbereich (14a) zu projizieren; wobei die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um während der Projektion eines zweiten Bildes (122) des Bildinhaltes eine zweite Relativposition einzustellen, um das in dem Bildbereich (28) dargestellte zweite Bild (122) in einen zweiten Flächenbereich (14b) zu projizieren.
21. Projektionsvorrichtung gemäß Anspruch 20, die ausgebildet ist, um von der ersten Relativposition in die zweite Relativposition basierend auf einer Rotationsbewegung der Bildquelle (16) gegenüber der einstellbaren Projektionsoptik (18) zu wechseln.
22. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die ausgebildet ist, um einen Inhalt der Bilder (12i , 122) des Bildinhaltes zu erzeugen; oder aus einem Speicher zu erhalten und mit einer zusätzlichen Bildinformation zu überlagern, um zumindest ein überlagertes Bild zu erhalten.
23. Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, die eine Datenschnittstelle aufweist, die ausgebildet ist, um eine dynamische Information zu erhalten und um ein Bild des Bildinhaltes basierend auf der dynamischen Information zu erzeugen.
24. Projektionssystem mit: einer Projektionsvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
25. Projektionssystem gemäß Anspruch 24, bei dem die Projektionsfläche (14) gegenüber der Projektionsoptik (18) um zumindest 10° geneigt ist.
26. Projektionssystem gemäß Anspruch 24 oder 25, bei dem sich ein Abstand von Flächenschwerpunkten unterschiedlicher Flächenbereiche gegenüber der Projektionsoptik (18) unterscheidet. 33
27. Projektionssystem gemäß einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem die Projektionsfläche (14) in ihrer Ausdehnung entlang einer bildseitigen optischen Achse der Projektion größer ist als der Schärfetiefenbereich (22) für eine Einstellung der einstellbaren Projektionsoptik (18).
28. Fahrzeug (50) mit einem Projektionssystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Projektionsfläche (14) eine Bodenfläche ist, auf der das Fahrzeug (50) positioniert ist.
29. Fahrzeug gemäß Anspruch 28, bei dem die Projektionsoptik (18) eine adaptive Linse umfasst, die ausgebildet ist, um ansprechend auf eine Ansteuerung der Projektionsvorrichtung eine Brennweite (f) der Projektionsoptik (18) zu verändern, um die Bilder (12‘i, 12‘2) der Bildsequenz mit voneinander verschiedenen Brennweiten (fi, f2) auf die voneinander verschiedenen Flächenbereiche (14a, 14b) zu projizieren.
30. Fahrzeug gemäß Anspruch 29, bei der die adaptive Linse zum Einstellen der Brennweite (f) bezüglich einer zur Erzeugung der Bildsequenz eingerichteten Bildquelle (16) der Projektionsvorrichtung ortsfest angeordnet ist.
31. Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 28 bis 30, bei dem die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um den Bildinhalt (12i , 122) der Bildsequenz in Abhängigkeit des für das Bild einzustellenden Schärfetiefenbereichs (22) vorzuverzerren, um eine für unterschiedliche Schärfetiefenbereiche unterschiedliche Verzerrung der Projektionsoptik (18) zumindest teilweise auszugleichen.
32. Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 28 bis 31 , bei dem die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um unterschiedliche Bilder (12i , 122) des Bildinhaltes mit einer unterschiedlichen Vorzerrung zu beaufschlagen, wobei die unterschiedlichen Vorzerrungen unterschiedliche Verzeichnungen der Projektionsoptik (18) für unterschiedlich eingestellte Lagen des Schärfetiefenbereichs (22) angepasst sind.
33. Fahrzeug gemäß Anspruch 32, bei dem die Umlenkeinrichtung (44) ausgebildet ist, um die Umlenkrichtung bezüglich lediglich einer räumlichen Dimension zu verändern.
34. Verfahren (800) zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche mit folgenden Schritten: 34
Abbilden (810) eines ersten Bildes der Bildsequenz auf einen ersten Flächenbereich der Projektionsfläche und mit einer dem ersten Flächenbereich zugeordneten ersten Einstellung einer Schärfentiefenbereichslage einer einstellbaren Projektionsoptik;
Ändern (820) der Einstellung der Schärfentiefenbereichslage der einstellbaren Projektionsoptik in eine zweite Einstellung, die einem räumlich unterschiedlichen zweiten Flächenbereich der Projektionsfläche zugeordnet ist; und
Abbilden (830) eines zweiten Bildes der Bildsequenz auf den zweiten Flächenbereich mit der zweiten Einstellung der Schärfentiefenbereichslage der einstellbaren Projektionsoptik. Verfahren (900) zum Herstellen einer einstellbaren Projektionsvorrichtung zum Projizieren einer Bildsequenz an eine Projektionsfläche mit folgenden Schritten;
Bereitstellen (910) einer einstellbaren Projektionsoptik;
Anordnen (920) einer Bildquelle zum Bereitstellen von Bildinhalten der Bildsequenz, so dass die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, unterschiedliche Bilder der Bildsequenz mit angepasster Bildschärfe der Projektionsoptik in räumlich unterschiedliche Flächenbereiche der Projektionsfläche zu projizieren; so dass die Projektionsvorrichtung ausgebildet ist, um einen Schärfetiefenbereich der Projektionsoptik für jedes der Mehrzahl von Bildern der Bildsequenz in eine dem Flächenbereich zugeordnete Schärfetiefenbereichslage zu steuern; um zur Projektion unterschiedlicher Bilder auf voneinander verschiedene Flächenbereiche der Projektionsfläche voneinander verschiedene Lagen eines Schärfebereichs einzustellen.
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