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DE10334720A1 - Projection of image information onto a presentation surface within a presentation space, e.g. a motor vehicle interior, whereby a control unit controls a projection unit taking into account information about the projection surface - Google Patents

Projection of image information onto a presentation surface within a presentation space, e.g. a motor vehicle interior, whereby a control unit controls a projection unit taking into account information about the projection surface Download PDF

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DE10334720A1
DE10334720A1 DE10334720A DE10334720A DE10334720A1 DE 10334720 A1 DE10334720 A1 DE 10334720A1 DE 10334720 A DE10334720 A DE 10334720A DE 10334720 A DE10334720 A DE 10334720A DE 10334720 A1 DE10334720 A1 DE 10334720A1
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DE
Germany
Prior art keywords
projection
image
shape
internal modulation
modulation unit
Prior art date
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Application number
DE10334720A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Heimrath
Sonja Hauser
Roland Herrscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

The device for projecting image information, especially in a vehicle interior, whereby a control device is linked to a distortion data source that contains information relating to the shape of a presentation surface and or alignment information about the relative alignment of a projection unit relative to a presentation surface. The control unit then controls the projection unit taking into consideration information supplied from the distortion data source. An independent claim is made for a method for projecting image information onto a presentation surface within a presentation space, especially a motor vehicle interior.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit einer Lichtquelle, einer steuerbaren internen Modulationseinheit zur Modulation des von der Lichtquelle gelieferten Lichtes einer Projektionseinheit zur Projektion des modulierten Lichtes auf die Darstellungsfläche zur Darstellung eines dargestellten Bildes und einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulations-Einheit, wobei die Steuereinrichtung wirksam mit einer Bilddatenquelle mit Bilddaten eines vorgesehenes Bildes verbunden ist.The The invention relates to a device for the display of Image information on a display surface in a projection room, in particular in the interior of a motor vehicle, with a light source, a controllable internal modulation unit for modulating the light of a projection unit supplied by the light source for the projection of the modulated light on the display surface for Representation of a displayed image and a control device for driving the internal modulation unit, wherein the control device is effective with an image data source having image data of a designated image connected is.

Derartige Vorrichtungen werden in modernen Kraftfahrzeugen vielfach eingesetzt, um den Fahrer während der Fahrt auf komfortable Weise mit Informationen zu dem Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, der Streckenführung oder externen Nachrichten zu versorgen. Auch Nachrichten und Unterhaltung für Beifahrer lassen sich auf diese Weise präsentieren (Infotainment). Unter dem Begriff „Bildinformationen" sind dabei jegliche Arten von visuellen Informationen zu verstehen, die beispielsweise Text, graphische Darstellungen etc. umfassen. Anders als bei der Anzeige durch einzelne, funktionsspezifische Instrumente oder Bildschirme bietet die Projektionstechnik die Möglichkeit, Informationen unterschiedlichster Art mittels einer oder weniger zentraler Vorrichtungen benutzeroptimiert darzustellen. Die Darstellungsvorrichtungen umfassen dabei stets eine Lichtquelle, die vielfach als Batterie von drei unterschiedlich farbigen Lasereinheiten ausgestaltet ist. Es sind allerdings auch Vorrichtungen mit anderen Lichtquellen, z.B. Glühlampen, bekannt. Neben der Lichtquelle umfassen die bekannten Darstellungsvorrichtungen stets eine steuerbare interne Modulationseinheit zur Modulation des von der Lichtquelle gelieferten Bildes. Die internen Modulationseinheiten en können beispielsweise als Mikrospiegel-Array, Scan-Spiegel, Flüssigkristallanzeigen oder ähnliches ausgestaltet sein. Je nach technischer Ausgestaltung ist das entstehend interne Bild unterschiedlich gestaltet. Während es sich bei Scan-Techniken aus zeitlich aufeinanderfolgenden, örtlich unterschiedlichen Bildpunkten aufbaut, wird beispielsweise bei einer Flüssigkristallanzeige ein vollständiges Zwischenbild erzeugt. In jedem Fall wird das Licht, aus welchem das interne Bild aufgebaut ist, mittels einer Projektionseinheit, beispiels weise einem geeigneten Projektionsobjektiv, auf die Darstellungsfläche projiziert. Zur Unterscheidung von dem internen Bild wird im Rahmen dieser Beschreibung das auf eine Darstellungsfläche projizierte und vom Benutzer betrachtete Bild als das „dargestellte Bild" bezeichnet.such Devices are widely used in modern motor vehicles, around the driver during driving in a comfortable way with information about the operating state of the motor vehicle, the routing or external messages to supply. Also news and entertainment for co-driver can be presented in this way (Infotainment). The term "image information" includes any To understand types of visual information, for example Text, graphics, etc. Unlike the Display by individual, function-specific instruments or screens the projection technology offers the possibility of information of different kinds Art user-optimized by means of one or less central devices display. The display devices always include a light source that often differs as a battery of three Colored laser units is configured. There are, however Devices with other light sources, e.g. Incandescent, known. Next to the light source The known display devices always include a controllable internal modulation unit for modulation of the light source delivered picture. The internal modulation units can, for example, be designed as a micromirror array, scan mirror, liquid crystal displays or the like be. Depending on the technical configuration, the resulting internal Picture designed differently. While it involves scanning techniques from temporally successive, locally different pixels builds up, for example, in a liquid crystal display a complete intermediate image generated. In any case, the light that makes up the internal picture is constructed by means of a projection unit, example, as a suitable projection lens projected onto the display surface. To distinguish it from the internal picture is used in this description that on a display surface Projected and viewed by the user image as the "illustrated Image ".

DE 38 12 648 C2 und DE 39 04 401 C2 offenbaren jeweils gattungsgemäße Darstellungsvorrichtungen, welche im Inneren eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind. In beiden Fällen ist die Darstellungsvorrichtung bewegbar, d.h. im einen Fall am Fahrzeughimmel schwenkbar und im anderen Fall im Bereich der Instrumententafel auf Schienen verschiebbar gelagert. Dies gestattet die jeweils optimierte Positionierung des dargestellten Bildes auf einer Darstellungsfläche wie beispielsweise der Windschutzscheibe oder einer sonstigen Innenfläche des Kraftfahrzeug-Innenraums. Die Optimierung der Bildposition kann dabei personenspezifisch, geschwindigkeitsspezifisch, störlichtspezifisch etc. erfolgen. DE 38 12 648 C2 and DE 39 04 401 C2 each disclose generic presentation devices which are arranged in the interior of a motor vehicle. In both cases, the display device is movable, ie pivotally mounted in one case on the vehicle roof and slidably mounted in the other case in the field of instrument panel on rails. This allows each optimized positioning of the displayed image on a display surface such as the windshield or any other interior surface of the vehicle interior. The optimization of the image position can be person-specific, speed-specific, glare-specific, etc.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist allerdings, dass aufgrund der unregelmäßigen Form der potentiellen Darstellungsfläche, d.h. im Wesentlichen der gesamten inneren Oberfläche des Kraftfahrzeug-Innenraumes eine positionsabhängige Verzerrung des dargestellten Bildes erfolgt. Dies bedeutet eine starke Einschränkung der für eine Darstellung tatsächlich nutzbaren Fläche, wenn keine erhebliche Verzerrung des dargestellten Bildes in Kauf genommen werden soll. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsbildende Darstellungsvorrichtung derart weiter zu entwickeln, dass die für eine Bilddarstellung nutzbare Fläche gegenüber dem Stand der Technik erweitert wird, ohne dass unerwünschte Verzerrungen des dargestellten Bildes in Kauf genommen werden müssen.adversely in this prior art, however, that due to the irregular shape of the potential presentation surface, i.e. essentially the entire inner surface of the motor vehicle interior a position-dependent Distortion of the displayed image is done. This means one strong restriction the for a representation actually usable area, if no significant distortion of the displayed image accepted shall be. It is an object of the present invention to provide a to further develop generic presentation apparatus such that for an image usable area across from The prior art is extended without causing unwanted distortions of the picture presented must be accepted.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung wirksam mit wenigstens einer Verzerrungsdatenquelle mit Forminformationen über die Form der Darstellungsfläche und/oder Ausrichtungsinformationen über die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche verbunden und derart eingerichtet ist, dass die Ansteuerung der internen Modulationseinheit unter Berücksichtung der der Steuereinrichtung von der Bilddatenquelle zur Verfügung gestellten Bilddaten des vorge sehenen Bildes einerseits und der Form- und/oder Ausrichtungsinformationen andererseits erfolgt, sodass das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entspricht.These Task is combined with the characteristics of the preamble of Claim 1 solved by that the controller is operative with at least one distortion data source with shape information about the shape of the display area and / or Alignment information about the relative orientation of the projection unit connected to the display surface and is arranged such that the control of the internal modulation unit under consideration the image data provided to the controller from the image data source the provided image on the one hand and the shape and / or orientation information on the other hand, so that the image displayed the intended Picture corresponds.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit bei der Erzeugung der Ansteuerdaten nicht nur die Bilddaten berücksichtigt, die sie in bekannter Weise von einer üblichen Datenquelle, wie beispielsweise einem Grafikspeicher eines Bordcomputers, erhält. Diese Daten werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als „vorgesehenes Bild" bezeichnet, da sie ein Bild repräsentieren, dass in eben diesen Proportionen dem Betrachter präsentiert werden soll. Unter Verwendung einer idealen Darstellungsfläche würde das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entsprechen. Zur Kompensation der oben bereits erwähnten Unregelmäßigkeit der potentiellen Darstellungsfläche ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass weiter die Form der tatsächlichen Darstellungsflächen bei der Berechnung der Ansteuerungsdaten Berücksichtigung findet. Ist nämlich die Form der aktuellen Projektionsfläche bekannt, lässt sich das interne Bild durch einfache geometrische Berechnungen derart „verzerren", dass die durch die Unregelmäßigkeit der Projektionsfläche hinzukommende Bildverzerrung die Verzerrung des internen Bildes kompensiert, so dass das dargestellte und vom Benutzer betrachtete Bild schließlich dem vorgesehenen Bild entspricht. Der Begriff der Entsprechung bezieht sich hierbei im Wesentlichen auf die Proportionen innerhalb des dargestellten bzw. vorgesehenen Bildes. Die für die Berücksichtigung der Form der Darstellungsfläche erforderlichen Informationen werden der Steuereinrichtung erfindungsgemäß aus einer Verzerrungsdatenquelle geliefert, die, wie nachfolgend ausgeführt, unterschiedliche Ausgestaltungen und Inhalte haben kann.According to the invention, the control device for controlling the internal modulation unit when generating the drive data not only takes into account the image data which it receives in a known manner from a conventional data source, such as a graphic memory of an on-board computer. These data are referred to in the context of the present application as "intended image", since they represent an image that presented in just these proportions to the viewer who that should. Using an ideal display area, the displayed image would correspond to the intended image. In order to compensate for the above-mentioned irregularity of the potential display area, it is provided according to the invention that further the form of the actual display areas is taken into account in the calculation of the activation data. If the shape of the current projection surface is known, the internal image can be "distorted" by simple geometrical calculations so that the image distortion added by the irregularity of the projection surface compensates for the distortion of the internal image, so that the image displayed and viewed by the user finally approaches the image The term "correspondence" refers essentially to the proportions within the displayed image.The information required to take account of the form of the presentation surface is supplied to the control device according to the invention from a distortion data source which, as explained below, differs Forms and contents can have.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiter zu entwickeln, dass die für eine Bilddarstellung nutzbare Fläche gegenüber dem Stand der Technik erweitert wird, ohne dass unerwünschte Verzerrungen des dargestellten Bildes in Kauf genommen werden müssen.It Another object of the invention is a generic method continue to develop such that usable for a picture display area across from The prior art is extended without causing unwanted distortions of the picture presented must be accepted.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist geeignet zur Durchführung eines Verfahrens mit den Merkmalen von Anspruch 15, nämlich eines Verfahrens zum Darstellen von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, wobei Licht einer Lichtquelle nach Modu lation durch eine von einer Steuereinheit angesteuerte interne Modulationseinheit mittels einer Projektionseinheit auf die Darstellungsfläche projiziert wird, umfassend die Schritte: Einlesen von Bilddaten eines vorgesehenen Bildes aus einer Bilddatenquelle, Einlesen von Forminformationen betreffend die Form der Darstellungsfläche und/oder von Ausrichtungsinformationen betreffend die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche, unter Berücksichtigung der eingelesenen Form- und/oder Ausrichtungsinformationen Berechnen von Ansteuerungsdaten zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit derart, dass ein auf der Darstellungsfläche dargestelltes Bild mit dem vorgesehenen Bild übereinstimmt, und Ansteuern der internen Modulationseinheit mit den berechneten Ansteuerungsdaten mittels einer Steuereinrichtung.The inventive device is suitable for implementation a method having the features of claim 15, namely one Method for displaying image information on a display surface in one Projection room, especially in the interior of a motor vehicle, wherein light from a light source after modu lation by one of a Control unit controlled internal modulation unit by means of a Projection unit is projected onto the display surface, comprising the steps: read in image data of a designated image an image data source, reading in of shape information the shape of the display area and / or orientation information regarding the relative orientation the projection unit to the display area, taking into account calculate the read shape and / or orientation information of control data for driving the internal modulation unit such, that one on the presentation surface represented picture matches the intended image, and driving the internal modulation unit with the calculated control data by means of a control device.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen gesondert aufgeführt, sollen aber im Rahmen der nachfolgenden Beschreibung gemeinsam diskutiert und erläutert werden.Especially advantageous embodiments of the device according to the invention and of the method according to the invention are in the dependent claims listed separately but will be discussed together in the context of the following description and explained become.

Besonders günstig ist es, wenn die Verzerrungsdatenquelle in einem dem eigentlichen Berechnungsverfahren vorangehenden Initialisierungsschritt mit den erforderlichen Daten geladen wird. Dies bedeutet, dass der Schritt des Einlesens von Forminformationen das Einlesen von während des vorangegangenen Initialisierungsschrittes aufgenommenen Daten umfasst. Der Initialisierungsschritt kann, je nach Ausführungsform, zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen. Bei einer Variante wird er etwa bei Installation der Darstellungsvorrichtung einmalig durchgeführt, während er bei anderen Ausführungsformen jeweils vor einer Darstellungssequenz durchgeführt wird.Especially Cheap it is when the distortion data source is in one of the actual Calculation method preceding initialization step with the required data is loaded. This means that the step reading in of form information reading in during the previous one Initialization step recorded data includes. The initialization step can, depending on the embodiment, done at different times. In one variant will he performed about once during installation of the display device while he in other embodiments each performed before a presentation sequence.

In Fällen, in denen der Initialisierungsschritt lediglich einmalig durchgeführt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verzerrungsdatenquelle ein gespeichertes, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierendes Kennfeld umfasst. Dies bedeutet, dass der Initialisierungsschritt vorteilhafter Weise die Eingabe eines globalen, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierenden Kennfeldes in eine Speichereinheit umfasst. Anders ausgedrückt bedeutet das, dass die Form im Wesentlichen der gesamten potentiellen Darstel lungsfläche, d.h. aller für eine Darstellung des dargestellten Bildes in Frage kommender Flächen, gespeichert wird. Es ist offensichtlich, dass dieser Schritt grundsätzlich nur einmalig durchgeführt werden muss, was ein Vorteil dieser Ausführungsform ist.In cases in which the initialization step is carried out only once, it is especially advantageous if the distortion data source is on stored, representing the shape of an inner surface of the projection space Map includes. This means that the initialization step is more advantageous Way of entering a global, the shape of an inner surface of the Projection space representing Map in a memory unit comprises. In other words, means that the shape of substantially the entire potential presentation surface, i. all for a representation of the displayed image in question surfaces, stored becomes. It is obvious that this step basically only once performed must be, which is an advantage of this embodiment.

Andererseits wird es dadurch unter Umständen erforderlich, vor einer Darstellungssequenz die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche und damit die aktuelle Darstellungsfläche, d.h. den tatsächlich genutzten Ausschnitt aus der gespeicherten potentiellen Darstellungsfläche, zu bestimmen. Hierzu ist vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung von Ausrichtungskoordinaten der Projektionseinheit umfasst bzw. dass der Schritt des Einlesens von Ausrichtungsinformationen das Einlesen von Daten umfasst, die die aktuelle Ausrichtung eines wenigstens die Projektionseinrichtung umfassenden Vorrichtungsbestandteils repräsentieren und zuvor von einem Sensor erfasst wurden.on the other hand It may result in circumstances required, prior to a presentation sequence the relative orientation the projection unit to the display area and thus the current Display area, i.e. actually used section of the stored potential display area, too determine. For this purpose, it is advantageously provided that the distortion data source a Sensor for detecting alignment coordinates of the projection unit or that the step of reading in orientation information includes the Reading data includes the current orientation of an at least the projection device comprehensive device component represent and previously detected by a sensor.

Die spezielle Ausgestaltung des Sensors muss sich selbstverständlich nach der speziellen Konstruktion der Darstellungsvorrichtung richten, so dass die notwendigen Informationen, welche zur Berechnung der tatsächlich genutzten, aktuellen Darstellungsfläche erforderlich sind, gewonnen werden können. Ist der wenigstens die Projektionseinheit umfassende Vorrichtungsbestandteil verschiebbar gelagert und insbesondere schienengelagert, wie bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, hat der Sensor vorzugsweise die Position auf der Verschiebebahn oder den Verschiebeweg im Vergleich zu einer Nullposition zu erfassen. Ist der wenigstens die Projektionseinheit umfassende Vorrichtungsbestandteil schwenkbar gelagert, wie bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, hat der Sensor vorzugsweise den Schwenkwinkel zu erfassen. Besonders vorteilhafter Weise ist der wenigstens die Projektionseinheit umfassende Vorrichtungsbestandteil verschiebbar und schwenkbar gelagert. In diesem Fall umfasst der Sensor vorzugsweise zwei Sensoreinheiten, so dass Schiebe- und Schwenkposition erfasst werden können.Of course, the special configuration of the sensor must be based on the specific design of the display device, so that the necessary information, which is required for the calculation of the actually used, current display area, are obtained can. If the device component comprising at least the projection unit is displaceably mounted and, in particular, rail-mounted, as provided in a particularly advantageous embodiment, the sensor preferably has to detect the position on the displacement track or the displacement path in comparison to a zero position. If the device component comprising at least the projection unit is pivotably mounted, as provided in a further embodiment, the sensor preferably has to detect the swivel angle. Particularly advantageously, the at least the projection unit comprehensive device component is slidably and pivotally mounted. In this case, the sensor preferably comprises two sensor units, so that the sliding and pivoting position can be detected.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung der Form der Darstellungsfläche umfasst. Diese Variante hat den Vorteil, dass die Ausrichtung der Darstellungsvorrichtung nicht gesondert erfasst werden muss. Andererseits erfordert sie es, dass vor einer Darstellungssequenz die Form der aktuellen Darstellungsfläche direkt erfasst werden muss. In diesem Fall wäre der Initialisierungsschritt jeweils vor einer Darstellungssequenz durchzuführen. Man beachte, dass der Ausdruck „vor einer Darstellungssequenz" nicht notwendig bedeutet, dass der entsprechende Verfahrensschritt vor jeder Darstellungssequenz durchgeführt werden muss. Vielmehr kann es ausreichend sein, wenn, wie aus Effizienzgründen bevorzugt, dies nur erfolgt, wenn die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Daten in der Verzerrungsdatenquelle nicht vorliegen, weil beispielsweise seit dem letzten Laden der entsprechenden Daten eine Änderung der Ausrichtung der Darstellungsvorrichtung erfolgte oder die entsprechenden Daten aus anderen Gründen nicht zur Verfügung stehen. Für die konkrete Durchführung des Initialisierungsschrittes stehen, unabhängig davon, ob er einmalig oder wiederholt durchgeführt wird, verschiedene Methoden zur Verfügung, die nachfolgend getrennt erläutert werden sollen. Selbstverständlich kann eine Anpassung auch während einer Darstellungssequenz oder zwischen Teilsequenzen erfolgen, etwa wenn die Darstellungsvorrichtung während einer Darstellungssequenz bewegt wird.at another embodiment the device according to the invention it is provided that the distortion data source is a sensor for Detecting the shape of the display area includes. This variant has the advantage that the orientation of the display device does not have to be recorded separately. On the other hand, it requires it, that before a presentation sequence, the shape of the current display area directly must be recorded. In this case, the initialization step would be in each case before a presentation sequence. Note that the Expression "before a presentation sequence "not necessary means that the corresponding process step before each presentation sequence must be performed. Rather, it can it is sufficient if, as preferred for reasons of efficiency, this only if the for the implementation the method according to the invention necessary data is not present in the distortion data source, because, for example, since the last loading of the corresponding data a change the orientation of the display device was made or the corresponding Data for other reasons not available stand. For the concrete implementation of the Initialization step, regardless of whether it is unique or repeated, different methods available which are explained separately below should be. Of course can also be an adjustment during a presentation sequence or between partial sequences, such as when the display device during a presentation sequence is moved.

Insbesondere in Fällen, in denen der Initialisierungsschritt nur einfach durchgeführt wird, können geometrische Daten zur Form der potentiellen Darstellungsfläche beispielsweise aus einer Konstruktionsdatenbank in einen entsprechenden Speicher, der hier als Verzerrungsdatenquelle dient, geladen werden.Especially in cases, in which the initialization step is performed simply, can be geometric Data on the shape of the potential display area, for example, from a Design database in a corresponding memory, here serves as a distortion data source.

Aus Gründen der Genauigkeit und Flexibilität wird jedoch bevorzugt, dass die erforderlichen Daten individuell gemessen werden. Hierzu kann bei einer besonders günstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein der Lichtquelle optisch benachbarter Lichtdetektor vorgesehen sein. Dieser kann beispielsweise eine oder mehrere Fotodioden umfassen, als CCD-Arraey oder CCD-Zeile oder in anderer geeigneter Weise ausgeführt sein. Unter „optisch benachbart" wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung eine Anordnung mit wenigstens teilweise identischem oder eng benachbartem Lichtweg verstanden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass Licht von der Lichtquelle sowie Licht zum Lichtsensor jeweils die Projektionseinheit und die interne Modulationseinheit (jeweils in unterschiedli cher Reihenfolge) passiert. Hierdurch wird es, wie bei einer bevorzugten Ausführungsform des Initialisierungsschrittes vorgesehen, möglich, ein Referenzmuster, mit welchem eine innere Oberfläche des Projektionsraumes bestrahlt wird, im Wesentlichen unter dem Blickwinkel der Lichtquelle zu erfassen.Out establish the accuracy and flexibility becomes however, preferred that the required data is measured individually become. For this purpose, in a particularly favorable embodiment the device according to the invention one of the light source optically adjacent light detector provided be. This may for example comprise one or more photodiodes, be designed as a CCD Arraey or CCD line or in another suitable manner. Under "optical neighboring " in the context of the present description an arrangement with at least partially identical or closely adjacent light path understood. For example, it may be provided that light from the light source as well as light to the light sensor respectively the projection unit and the internal modulation unit (each in different order) happens. This will, as in a preferred embodiment the initialization step provided, possible, a reference pattern, with which an inner surface of the Projection space is irradiated, essentially from the perspective to capture the light source.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Bestrahlung mit dem Referenzmuster unter Verwendung der Lichtquelle, der internen Modulationseinheit und der Projektionseinheit erfolgt. Dies bedeutet, dass die interne Modulationseinheit mit den Ansteuerungsdaten zum Aufbau eines internen Bildes des Referenzmusters angesteuert wird, so dass dieses, aufgebaut aus Licht der Lichtquelle, auf die aktuelle oder potentielle Darstellungsfläche projiziert wird. Das dargestellte Bild kann dann mittels des Lichtsensors im Wesentlichen auf dem selben Lichtweg, jedoch in umgekehrter Richtung, erfasst werden. Aufgrund des Streuverhaltens des projizierten Lichtes auf der Darstellungsfläche kann nämlich ein projizierter Lichtpunkt auch von einem Sensor erfasst werden, welcher nicht genau am Ort der Lichtquelle, sondern dieser optisch benachbart angeordnet ist.at a particularly preferred embodiment is provided that the irradiation with the reference pattern under Using the light source, the internal modulation unit and the projection unit takes place. This means that the internal Modulation unit with the control data to build an internal Image of the reference pattern is driven so that this, built from light from the light source, projected onto the current or potential presentation surface becomes. The displayed image can then by means of the light sensor in Essentially on the same path of light, but in the opposite direction, be recorded. Due to the scattering behavior of the projected light on the display surface can namely a projected light spot can also be detected by a sensor, which is not exactly at the location of the light source, but this visually adjacent is arranged.

Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, einen separaten Triangulationssensor zur Erfassung der Form der aktuellen Darstellungsfläche zu verwenden.Of course it is Alternatively, it is also possible a separate triangulation sensor for detecting the shape of the current display area too use.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind. In der Erfindung zeigen:Further Details of the invention will become apparent from the following detailed Description and attached Drawings in which preferred embodiments of the invention are exemplified. In the invention show:

1: eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Innenraumes mit einer ersten Anordnung der erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung; 1 a schematic representation of a motor vehicle interior with a first arrangement of the display device according to the invention;

2: eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeug-Innenraumes mit einer zweiten Anordnung einer erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung; 2 a schematic representation of a motor vehicle interior with a second arrangement of a display device according to the invention;

3: ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung. 3 : A block diagram of a display device according to the invention.

Die 1 und 2 stellen jeweils eine Anordnung der erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung im Innenraum eines Kraftfahrzeuges dar. Sämtliche Innenflächen des Fahrzeug-Innenraumes sind grundsätzlich als Projektionsflächen zur Darstellung des dargestellten Bildes geeignet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind am Fahrzeughimmel (1) bzw. im Bereich der Instrumententafel (2) jeweils zwei Projektoren 10 angeordnet, welche, wie nicht im Einzelnen dargestellt, jeweils eine Lichtquelle, eine interne Bilderzeugungseinrichtung sowie eine Projektionseinrichtung enthalten. Die Projektoren 10 sind jeweils auf einer Schiene 11 verfahrbar angeordnet. Zugleich sind die Projektoren, wie durch Schwenkpfeile angedeutet, auch schwenkbar gelagert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 1 und 2 jeweils nur ein Schwenkfreiheitsgrad angedeutet. Vorzugsweise sind jedoch Schwenk- und Drehbewegungen um mehrere Raumachsen sowie Translationsbewegungen in mehreren Raumrichtungen möglich. In den gezeigten Ausführungsbeispielen dient die Windschutzscheibe 12 als Projektionsfläche für die dargestellten Bilder 13. Selbstverständlich ist es bei anderen Ausführungsformen auch möglich, andere Flächen als Darstellungsflächen zu nutzen und/oder die Projektoren anders zu positionieren.The 1 and 2 each represent an arrangement of the display device according to the invention in the interior of a motor vehicle. All inner surfaces of the vehicle interior are basically suitable as projection surfaces for displaying the image shown. In the embodiments shown are on the vehicle roof ( 1 ) or in the area of the instrument panel ( 2 ) two projectors each 10 arranged, which, as not shown in detail, each containing a light source, an internal image forming device and a projection device. The projectors 10 are each on a rail 11 movably arranged. At the same time, the projectors, as indicated by pivot arrows, also pivotally mounted. For clarity, is in 1 and 2 only one pivoting degree of freedom is indicated in each case. Preferably, however, pivoting and rotating movements are possible around several spatial axes and translational movements in several spatial directions. In the embodiments shown, the windshield serves 12 as a projection surface for the pictures shown 13 , Of course, in other embodiments it is also possible to use other surfaces as display surfaces and / or to position the projectors differently.

Das Blockdiagramm von 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Darstellungsvorrichtung. Licht von einer Lichtquelle 20, die beispielsweise als Paket von drei verschieden farbigen Lasern ausgeführt sein kann, fällt auf ein Mikrospiegel-Array 21 als Beispiel für eine interne Modulationseinheit . Selbstverständlich sind an dieser Stelle auch andere bekannte Vorrichtungen, wie etwa Scan-Spiegel, Flüssigkristallanzeigen oder ähnliches einsetzbar. Die interne Modulationseinrichtung 21 wird angesteuert von einer Steuereinrichtung 22, welche Daten, die ein vorgesehenes Bild beschreiben, von einer ersten Datenquelle 23, wie etwa einem Bordcomputer erhält. Das von der internen Modulationseinrichtung 21 modulierte Licht fällt durch ein Projektionsobjektiv 24 auf die Projektionsfläche 25, auf der das dargestellte Bild erzeugt wird, welches der Benutzer betrachtet. Die Form der Projektionsfläche 25 sowie die relative Ausrichtung des Projektionsobjektivs zur Projektionsfläche 25 sind entscheidend für die Verzerrung des dargestellten Bildes. Damit das dargestellte Bild im Wesentlichen dem vorgesehenen Bild entspricht, d.h. damit der Benutzer ein im Wesentlichen unverzerrtes Bild betrachten kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 22 aus einer zweiten Datenquelle Informationen erhält, die bei der Berechnung der Ansteuerungsdaten für die interne Modulationseinrichtung 21 berücksichtigt werden können, so dass die durch die unregelmäßige Form der Projektionsfläche 25 induzierte Verzerrung des dargestellten Bildes kompensiert wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst diese zweite Datenquelle einen Lichtsensor 26, der in Abstimmung mit der internen Modulationseinrichtung zum Beispiel als CCD-Array, CCD-Zeile oder eine oder mehrere Fotodioden oder ähnliches gestaltet sein kann. Die erforderlichen Daten werden im Rahmen eines Initialisierungsschrittes der Darstellungsvorrichtung, vorzugsweise vor einer Darstellungssequenz, welche einem Verschieben oder Verschwenken des Projektors 10 folgt, aufgenommen. Im Rahmen des Initialisierungsschrittes wird die interne Modulationseinrichtung 21 von der Steuereinrichtung 22 vorzugsweise so angesteuert, dass Licht der Lichtquelle 20 auf der Projektionsfläche 25 ein Referenzmuster bildet. Dort wird das Licht gestreut und ein Teil des Streulichtes fällt im Wesentlichen auf dem gleichen Lichtweg zurück in den Projektor. Aufgrund der Streuung fällt das Licht nicht nur exakt in die Lichtquelle zurück, sondern beleuchtet auch die Nachbarschaft der Lichtquelle. Es kann somit beispielsweise über eine Spiegelvorrichtung 27 auf den Lichtsensor 26 gelenkt werden. Dieser erfasst damit das verzerrte, dargestellte Bild des Referenzmusters. Durch einfache geometrische Berechnungen können nun die Daten des vorgesehenen Bildes in der Steuereinrichtung so modifiziert werden, dass die interne Modulationseinheit in einer Weise angesteuert werden kann, die zu einem unverzerrten dargestellten Bild führt. Dies kann rein mathematisch oder im Rahmen eines adaptiven Verfahren erfolgen, bei dem Referenzbild schrittweise modifiziert und das Ergebnis überprüft und zur Berechnung des folgenden Modifikationsschrittes verwendet wird.The block diagram of 3 shows a particularly advantageous embodiment of the construction of a display device according to the invention. Light from a light source 20 , which may be embodied for example as a package of three differently colored lasers, falls on a micromirror array 21 as an example of an internal modulation unit. Of course, other known devices such as scanning mirrors, liquid crystal displays or the like can be used at this point. The internal modulation device 21 is controlled by a control device 22 which data describing a designated image from a first data source 23 , such as receives an on-board computer. That of the internal modulation device 21 Modulated light falls through a projection lens 24 on the projection screen 25 on which the displayed image is created, which the user views. The shape of the projection screen 25 and the relative orientation of the projection lens to the screen 25 are crucial for the distortion of the displayed image. In order for the displayed image to substantially correspond to the intended image, ie for the user to be able to view a substantially undistorted image, it is provided according to the invention that the control device 22 from a second data source receives information used in the calculation of the drive data for the internal modulation device 21 can be considered, so that by the irregular shape of the projection screen 25 induced distortion of the displayed image is compensated. In the illustrated embodiment, this second data source comprises a light sensor 26 which may be designed in accordance with the internal modulation means, for example, as a CCD array, CCD line or one or more photodiodes or the like. The required data are in the context of an initialization step of the display device, preferably in front of a presentation sequence, which a displacement or pivoting of the projector 10 follows, added. As part of the initialization step, the internal modulation device 21 from the controller 22 preferably so controlled that light of the light source 20 on the projection screen 25 forms a reference pattern. There, the light is scattered and part of the scattered light falls back on the same path of light back into the projector. Due to the scattering, the light not only falls back exactly into the light source but also illuminates the neighborhood of the light source. It can thus, for example, via a mirror device 27 on the light sensor 26 be steered. This thus captures the distorted, displayed image of the reference pattern. By simple geometrical calculations, the data of the intended image in the control device can now be modified in such a way that the internal modulation unit can be controlled in a manner which leads to an undistorted displayed image. This can be done purely mathematically or as part of an adaptive method in which the reference image is modified step by step and the result is checked and used to calculate the following modification step.

Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kann die Form der gesamten als Darstellungsfläche in Frage kommenden Innenfläche des Projektionsraumes gespeichert werden, z.B. durch initialisierende Messungen oder sonstige Eingabe der entsprechenden geometrischen Daten. Bei dieser Ausführungsform ist dann vor jeder Darstellungssequenz, welche einer Verschiebung oder Ver schwenkung des Projektors folgt, die Ausrichtung des Projektors mittels eines entsprechenden Sensors zu erfassen. Hieraus lassen sich dann die konkrete Form der aktuellen Projektionsfläche und die verzerrungskompensierten Ansteuerungsdaten für die interne Modulationseinrichtung berechnen.at other, not shown embodiments of the invention may be the shape of the entire interior surface of the imaginable surface Projection space are stored, e.g. by initializing Measurements or other input of the corresponding geometric Dates. In this embodiment is then before each presentation sequence, which is a shift or tilting the projector follows the orientation of the projector to detect by means of a corresponding sensor. Let it out then the concrete form of the current projection surface and calculate the distortion compensated drive data for the internal modulator.

Natürlich stellen die in den Zeichnungen gezeigten und in der speziellen Beschreibung erläuterten Ausführungsformen nur illustrative und exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere in Bezug auf die konkrete Anbringung der Projektoren, die konkrete Ausführung verwendeter Sensoren und die verwendeten Algorithmen zur Berechnung der erfindungsgemäßen Verzerrungskompensation steht dem Fachmann ein weites Spektrum an Implementierungsmöglichkeiten zur Verfügung.Of course, the embodiments shown in the drawings and illustrated in the specific description are illustrative and exemplary only In particular with regard to the concrete mounting of the projectors, the specific implementation of sensors used and the algorithms used to calculate the inventive distortion compensation, a wide range of implementation options is available to the person skilled in the art.

Claims (22)

Vorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges, mit – einer Lichtquelle – einer steuerbaren internen Modulationseinheit zur Modulation des von der Lichtquelle gelieferten Lichtes, – einer Projektionseinheit zur Projektion des modulierten Lichtes auf die Darstellungsfläche zur Darstellung eines dargestellten Bildes und – einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit, wobei die Steuereinrichtung wirksam mit einer Bilddatenquelle mit Bilddaten eines vorgesehenes Bildes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung wirksam mit wenigstens einer Verzerrungsdatenquelle mit Forminformationen über die Form der Darstellungsfläche und/oder Ausrichtungsinformationen über die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche verbunden und derart eingerichtet ist, dass die Ansteuerung der internen Modulationseinheit unter Berücksichtung der der Steuereinrichtung von der Bilddatenquelle zur Verfügung gestellten Bilddaten des vorgesehenen Bildes einerseits und der Form- und/oder Ausrichtungsinformationen andererseits erfolgt, sodass das dargestellte Bild dem vorgesehenen Bild entspricht.Apparatus for displaying image information on a display surface in a projection room, in particular in the interior of a motor vehicle, comprising a light source, a controllable internal modulation unit for modulating the light delivered by the light source, a projection unit for projecting the modulated light onto the display surface for displaying a light source and a controller for driving the internal modulation unit, the controller being operatively connected to an image data source having image data of a designated image, characterized in that the controller is operatively coupled to at least one distortion data source having shape information about the shape of the presentation area and / or orientation information the relative orientation of the projection unit to the display surface is connected and arranged such that the control of the internal modulation unit taking into account the image data provided by the image data source of the image provided on the one hand and the shape and / or orientation information on the other hand, so that the displayed image corresponds to the intended image. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsdatenquelle ein gespeichertes, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierendes Kennfeld umfasst.Device according to claim 1, characterized in that that the distortion data source is stored, the form of a inner surface of the Projection space representing Map includes. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung von Ausrichtungskoordinaten der Projektionseinheit umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the distortion data source is a sensor for Detection of alignment coordinates of the projection unit includes. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsdatenquelle einen Sensor zur Erfassung der Form der Darstellungsfläche umfasst.Device according to claim 1, characterized in that that the distortion data source is a sensor for detecting the shape the presentation area includes. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtquelle optisch benachbart ein Lichtdetektor vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the light source is optically adjacent to a light detector is provided. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdetektor eine oder mehrere Photodioden umfasst.Device according to claim 5, characterized in that the light detector comprises one or more photodiodes. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtdetektor ein CCD-Array oder eine CCD-Zeile umfasst.Device according to claim 5, characterized in that the light detector comprises a CCD array or a CCD line. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens die Projektionseinheit umfassender Vorrichtungsbestandteil verschiebbar gelagert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least the projection unit more comprehensive Device component is slidably mounted. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbare Vorrichtungsbestandteil schienengelagert ist.Device according to claim 8, characterized in that that the displaceable device component rail-mounted is. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein wenigstens die Projektionseinheit umfassender Vorrichtungsbestandteil schwenkbar gelagert ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least the projection unit more comprehensive Device component is pivotally mounted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 81 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbar gelagerte Vorrichtungsbestandteil im Bereich eines Fahrzeughimmels oder im Bereich einer Instrumententafel eines Fahrzeugs gelagert ist.Device according to one of claims 81 to 10, characterized that the movably mounted device component in the area of a vehicle sky or stored in the area of an instrument panel of a vehicle is. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Modulationseinheit ein Mikrospiegel-Array umfasst.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the internal modulation unit is a micromirror array includes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Modulationseinheit einen Scan-Spiegel umfasst.Device according to one of claims 1 to 11, characterized the internal modulation unit comprises a scan mirror. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die interne Modulationseinheit ein Flüssigkristall-Array umfasst.Device according to one of claims 1 to 11, characterized the internal modulation unit comprises a liquid crystal array. Verfahren zum Darstellen von Bildinformationen auf einer Darstellungsfläche in einem Projektionsraum, insbesondere im Innenraum eines Kraftfahrzeuges und insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Licht einer Lichtquelle nach Modulation durch eine von einer Steuereinheit angesteuerte interne Modulationseinheit mittels einer Projektionseinheit auf die Darstellungsfläche projiziert wird, umfassend die Schritte: – Einlesen von Bilddaten eines vorgesehenen Bildes aus einer Bilddatenquelle, – Einlesen von Forminformationen betreffend die Form der Darstellungsfläche und/oder von Ausrichtungsinformationen betreffend die relative Ausrichtung der Projektionseinheit zu der Darstellungsfläche, – unter Berücksichtigung der eingelesenen Form- und/oder Ausrichtungsinformationen Berechnen von Ansteuerungsdaten zur Ansteuerung der internen Modulationseinheit derart, dass ein auf der Darstellungsfläche dargestelltes Bild mit dem vorgesehenen Bild übereinstimmt, und – Ansteuern der internen Modulationseinheit mit den berechneten Ansteuerungsdaten mittels einer Steuereinrichtung.Method for displaying image information on a display surface in a projection room, in particular in the interior of a motor vehicle and in particular using a device according to one of the preceding claims, wherein light of a light source after modulation by an actuated by a control unit internal modulation unit projected by means of a projection unit on the display surface comprising the steps of: reading image data of a designated image from an image data source, reading in form information concerning the shape of the display surface and / or orientation information relating to the relative orientation of the projection unit to the display surface - taking into account the read-in shape and / or orientation information, calculating control data for driving the internal modulation unit in such a way that an image displayed on the display surface coincides with the intended image, and - driving the internal modulation unit with the calculated control data by means of a control device. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einlesens von Forminformationen das Einlesen von während eines vorangegangenen Initialisierungsschrittes aufgenommenen Daten umfasst.Method according to one of claims 15 to 17, characterized that the step of reading in shape information is reading from during a previous initialization step recorded data includes. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsschritt die Eingabe eines globalen, die Form einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes repräsentierenden Kennfeldes in eine Speichereinheit umfasst.Method according to claim 16, characterized in that that the initialization step is the input of a global, the Shape of an inner surface representing the projection space Map in a memory unit comprises. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Einlesens von Ausrichtungsinformationen das Einlesen von Daten umfasst, die die aktuelle Ausrichtung eines wenigstens die Projektionseinrichtung umfassenden, bewegbar gelagerten Vorrichtungsbestandteils repräsentieren und zuvor von einem Sensor erfasst wurden.Method according to claim 17, characterized in that that the step of reading in orientation information is the Reading data includes the current orientation of an at least the projection device comprising, movably mounted device component represent and previously detected by a sensor. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsschritt eine Bestrahlung einer inneren Oberfläche des Projektionsraumes mit einem optischen Referenzmuster und die Erfassung des Referenzmusters mit einem optischen Sensor umfasst.Method according to one of claims 15 or 16, characterized that the initialization step is an irradiation of an internal surface of the projection space with an optical reference pattern and the Detection of the reference pattern with an optical sensor comprises. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit dem Referenzmuster unter Verwendung der Lichtquelle, der internen Modulationseinheit und der Projektionseinheit erfolgt.Method according to claim 19, characterized that the irradiation with the reference pattern using the Light source, the internal modulation unit and the projection unit takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Referenzmusters unter Verwendung eines der Lichtquelle optisch benachbarten Sensors und unter Verwendung der internen Modulationseinheit und der Projektionseinheit erfolgt.Method according to one of claims 19 or 20, characterized that the detection of the reference pattern using one of Light source optically adjacent sensor and using the internal modulation unit and the projection unit takes place. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialisierungsschritt die direkte Erfassung der Form der Darstellungsfläche mittels eines berührungslosen Abstandsensors zur Erfassung der Abstände einer Mehrzahl von Punkten auf der Darstellungsfläche von der Projektionseinheit umfasst.Method according to claim 16, characterized in that that the initialization step is the direct detection of the shape the presentation area by means of a non-contact Distance sensor for detecting the distances of a plurality of points the presentation area from the projection unit.
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