HU226569B1 - Device of spatial flying picture creating - Google Patents

Abstract

Projection apparatus (1) for display of images floating in space comprising a concave mirror positioned in a housing (2). Within the housing (2) an image generating apparatus (4) is placed angularly to the main optical axis (X) of the concave mirror. The housing (2) is provided with an opening (5) formed on a side opposite the light-reflecting surface (6) of the concave mirror, and the opening (5) is closed by a partly light-absorbing, partly light-transmitting and partly light-reflecting window (7). The concave mirror is an elliptic mirror (3).

Description

A találmány tárgya térben lebegő kép előállítására alkalmas vetítőberendezés, amely házban elhelyezett homorú tükörből áll, a házban képelőállító berendezés van, amely a tükör optikai főtengelyével szöget bezáróan van elhelyezve, a házon nyílás van kialakítva a tükör fényvisszaverő felületével szemben, amely részben fényelnyelő, részben fényáteresztő, illetve részben fényvisszaverő ablakkal van lezárva.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a projection apparatus for producing a spatially floating image, comprising a concave mirror housed in a housing, an imaging device housed at an angle to the optical principal axis of the mirror, an aperture formed against the reflecting surface and partially closed by a reflective window.

Térben lebegő kép előállítására alkalmas vetítőberendezésből többféle is ismert. Ilyenek például az US 4,802,750 számú, a CH 679342 A5 számú, az US 5,311,357 számú, az US 5,552,934 számú, az US 2003/0053033 A1 számú és az US 6,598,976 B2 számú szabadalmi iratok.There are several known projectors for producing a floating image. Examples are U.S. Patents 4,802,750, CH 679342 A5, US 5,311,357, US 5,552,934, US 2003/0053033 A1 and US 6,598,976 B2.

Az első négy találmány a készülékbe behelyezett és lámpával megvilágított tárgyak kivetítésére szolgáló berendezésre vonatkozik.The first four inventions relate to a device for projecting objects inserted into a device and illuminated by a lamp.

Az US 5,552,934 számú „Background reflection-reducing plano-beam splitter fór use in reál image projecting system (Háttér reflexió csökkentő sík sugárosztó valós képmegjelenítő rendszerekhez) című szabadalmi irat olyan képmegjelenítő rendszert ismertet, amelyben egy sík lapként kialakított, részben fényáteresztő tulajdonságú sugárosztót alkalmaznak egy nem sík tükör elé adott szögben elhelyezve. A nem sík tükör bármilyen anyagból kialakítható, például csiszolt fémből, foncsorozott fémekből, foncsorozott anyagokból, amely lehet műanyag vagy üveg vagy bármely egyéb nagy visszaverő képességű felület. A görbület mértéke nem lényeges, feltéve, hogy képalkotásra képes. Lehet parabolikus gömbfelületű vagy ellipszoid görbületű és a görbület megközelítőleg teljesíti a jól megfelelő szintet. Egyéb görbületek ugyanúgy kielégítőek, amennyiben alkalmasak arra, hogy a sugarakat fókuszálják és a képet megformálják. A leírás a tükör tényleges kialakítását lényegtelennek minősíti, csak azt tartja lényegesnek, hogy képes legyen a térben megjeleníteni a képet. Azaz csak fokuszálásra képes tükörhöz ragaszkodik. Ugyanakkor a leírásból az is látszik, hogy tükörként gömbszelethez közeli formát alkalmaz, azaz a gömbszelet kerülete kör alakú, amelyre a kivetítendő képet csak a sugárosztó közbeiktatásával lehet eljuttatni, közvetlenül nem. Ugyanakkor a sugárosztó a szabadalmi iratban ismertetett módon kialakítva jelentősen csökkenti a berendezésből kijutó fényt, ezáltal a kivetített kép láthatóságát.U.S. Patent No. 5,552,934, entitled "Background reflection-reducing plano-beam splitter platform for use in a real image projecting system", discloses an image display system employing a plane transverse beam splitter having a partially translucent property. placed at an angle in front of a non-flat mirror. The non-flat mirror may be made of any material, such as brushed metal, braided metals, braided materials, which may be plastic or glass or any other highly reflective surface. The degree of curvature is immaterial provided it is capable of imaging. It may have a parabolic spherical or ellipsoidal curvature, and the curvature may approximate to a good level. Other curves are equally satisfactory as long as they are capable of focusing the rays and shaping the image. The description considers the actual design of the mirror to be irrelevant, only to be able to represent the image in space. That is, it only clings to a mirror capable of focusing. However, it is also apparent from the description that it uses a shape close to a sphere as a mirror, i.e., the circumference of the sphere is circular, to which the image to be projected can only be transmitted through the beam splitter, not directly. However, the beam splitter, when configured as described in the patent, significantly reduces the light emitted from the apparatus, thereby reducing the visibility of the projected image.

Az US 2003/0053033 A1 számú találmány légi vetítőrendszer és eljárás, amely tartalmaz egy burkolatot a kis költségű optikai elemek elhelyezésére, amelyek alkalmasak videósebességgel háromdimenziós lebegő képet generálni visszatükrözött tárgyakról (műalkotások) a megjelenítő vászon megjelenítése nélkül. A képmegjelenítő eljárás kiküszöböli a határfelületen való áthaladásból eredő hátrányokat (transzgressziókat), és maximalizálja egy háromdimenziós légi kép képzetét. Egy opcionális második kijelző egy átlátszó leképezőpanel, amely szelektíven működik fényszelepként, megjelenítőtáblaként különleges effektusokhoz, illetve a néző felé tartó vagy a nézőtől távolodó lineáris mozgások megjelenítéséhez. Egy opcionális harmadik megjelenítő, amely szintén egy átlátszó leképezőpanel, használható háttér-megjelenítő eszközként olyan videósebességű képek megjelenítéséhez, amelyek nem vetített légi képek. A találmány szerinti megoldás egy képmegjelenítő eszköz által sugárzott képet vetít ki a gépből speciálisan kiképzett monitor, valamint sugárosztó (beam splitter) és azzal párhuzamosan állított polarizátor segítségével, amely vetített képek (content) a találmány szerinti fejlesztési, környezet előírásai bázisán készülnek. A találmány szerinti berendezés működési feltétele a videóforrás háttérszínének (Ο,Ο,Ο) szintjének elérése, ami a mai műszaki ismeretek szerint lehetetlen. A gömb alakú tükör alkalmazása meghatározott láthatósági szög megtartása esetén behatárolja a kivetített lebegő kép távolságát a berendezés ablakától.US 2003/0053033 A1 discloses an aerial projection system and method comprising a housing for accommodating low-cost optical elements capable of generating a three-dimensional floating image of reflected objects (works of art) at video speed without displaying a display screen. The image rendering process eliminates the disadvantages (transgressions) of crossing the interface and maximizes the imagination of a three-dimensional aerial image. An optional second display is a transparent imaging panel that acts selectively as a light valve, display board for special effects, or for displaying linear motions toward or away from the viewer. An optional third display, which is also a transparent rendering panel, can be used as a background display device to display video-rate images that are not aerial projections. The present invention projects an image transmitted by an image display device from a machine by means of a specially trained monitor, a beam splitter and a parallel polarizer, which are projected on the basis of the development and environmental specifications of the invention. The operating condition of the apparatus according to the invention is to achieve the level of background color (Ο, Ο, Ο) of the video source, which is impossible according to the present state of the art. Applying a spherical mirror at a certain angle of view limits the distance of the projected floating image from the unit window.

Az US 6 598 976 B2 számú amerikai szabadalmi irat valós képvetítő rendszert ismertet, amely egyetlen gömbtükröt tartalmaz, amelynek két különböző optikai forgásfelülete van, egy a konvex felületen, és egy a konkáv felületen. Egyik megvalósításban a konvex felület egy gömb vagy parabola forgásfelület gömbcikk optikai visszaverő bevonattal. A konkáv felület olyan, mint egy Mangin tükör, de aszferikus forgásfelülettel, amely úgy van optimalizálva, hogy csökkentse a szférikus (gömbi) elhajlást egy, az optikai tengelytől eltolt nagyobb területen. A rendszerben tetszés szerint alkalmazható egy egyetlen aszferikus forgásfelület a konkáv felületen az elhajlás csökkentésére, de a Mangin tükrös megközelítés, amely aszferikus konkáv forgásfelülettel rendelkezik, az előnyös megoldás. A találmány szerinti készülék két képmegjelenítő eszközt és két tükröt alkalmaz. A két képmegjelenítő eszközt egy sugárosztó választja el szimmetrikusan egymástól. A sugárosztón áthatoló sugár és a visszatükröződő sugár fáziseltolódással érkeznek előbb az egyik, majd a másik tükörfelületre. A fáziseltolódás és a két tükörfelület felületi hibái negatívan hatnak a kivetített kép minőségére.U.S. Pat. No. 6,598,976 B2 discloses a real imaging system comprising a single spherical mirror having two different optical rotation surfaces, one on the convex surface and one on the concave surface. In one embodiment, the convex surface is a spherical or parabolic rotational surface with a spherical optical reflective coating. The concave surface is like a Manginian mirror, but with an aspherical rotation surface optimized to reduce spherical (spherical) deflection over a larger area offset from the optical axis. The system may optionally employ a single aspherical rotation surface on the concave surface to reduce deflection, but the Mangin mirrored approach, which has an aspherical concave rotation surface, is preferred. The device according to the invention employs two image display devices and two mirrors. The two image display devices are symmetrically separated by a beam splitter. The beam passing through the beam splitter and the reflected beam arrive at one and then at the mirror surface with phase shift. Phase shift and surface defects on both mirror surfaces adversely affect the quality of the projected image.

Ennek a szabadalomnak a továbbfejlesztése az US 2003/0210380 számú „Image enhancement and aberration corrections in a small reál image projection system (Képminőség javítás és eltérés (aberráció) korrekció kisméretű valós képvetítő rendszerekben) című szabadalmi irat. Ennél a megoldásnál a kép kivetítése egy sík tükör közbeiktatásával valósul meg. A mi esetünkben a képmegjelenítő (monitor) közvetlenül a görbe tükörbe vetít, és onnan az ablakon át a térbe. A leírás szerint olyan tükröt használnak, ahol az ellipszoid tengelye képezi az optikai tengelyt. A jelen találmány szerinti megoldásban a tükör hasznosuló felülete egy teljes ellipszoid szelet. Adott esetben az ellipszoid két tengely (kistengely és nagytengely) közti szelvénye által határolt ellipszoid szelet. Továbbá a képvetítő tengelye a tükör tengelyével azonos vízszintes síkban helyezkedik el. Az US 2003/0210380 számú iratban ismertetett megoldásban a képvetítő a tükör alatt és valamely tengelyhez adott szögben van a tükörhöz képest elhelyezve. A találmányom szerinti képvetítő elhelyezésnek minden más ismert megoldással szembenFurther development of this patent is US 2003/0210380, entitled "Image enhancement and aberration corrections in a small real image projection system". In this solution, the image is projected by inserting a flat mirror. In our case, the image projector (monitor) projects directly into the curved mirror and thence through the window into space. As used herein, a mirror is used wherein the axis of the ellipsoid forms the optical axis. In the present invention, the useful surface of the mirror is a complete ellipsoidal slice. Optionally, the ellipsoid slice delimited by a section of the ellipsoid between two axes (minor axis and major axis). Furthermore, the axis of the projector is in the same horizontal plane as the mirror axis. In the solution described in US 2003/0210380, the projector is positioned under the mirror and at an angle to the axis relative to the mirror. As opposed to any other known solution for the projector placement of the present invention

HU 226 569 Β1 az az előnye, hogy közel kétszeresére növekszik a látószög, nem kell közbenső tükör és sugárosztó, amely több mint 50%-os fényveszteséget idéz elő. Az US 2003/0210380 számú iratban ismertetett megoldás és a megoldásban alkalmazott tükör több lényeges jellemzőjében is különbözik a jelen találmány szerinti megoldástól. Az US 2003/0210380 számú iratban ismertetett megoldásban a belső homorú felületet vonják be reflexiócsökkentő réteggel, és a domború oldalt vonják be fényvisszaverő réteggel, azaz foncsorozzák. A leírás szerint a homorú és domború felületek görbéi eltérőek. Ennek célja állításuk szerint az élesebb képábrázolás. A tükör belső oldalán elhelyezett reflexiócsökkentő bevonat az előállított kép további fényességcsökkenését eredményezi. Továbbá nem vették figyelembe a síktükör alkalmazása miatt keletkező további, kb. 15%-os fényveszteséget. Igen lényeges különbség, hogy ebben a megoldásban alkalmazott tükör olyan egy fókuszpontú gömbszelet vagy gömbszelethez közeli formájú ellipszoid szelet alakú tükör, amelynek a kerülete kör alakú.EN 226 569 Β1 has the advantage of nearly doubling the viewing angle, eliminating the need for an intermediate mirror and beam splitter, which results in more than 50% loss of light. The solution disclosed in US 2003/0210380 and the mirror used in the solution differ in several essential respects from the present invention. In US 2003/0210380, the inner concave surface is coated with a reflection reducing layer, and the convex side is coated with a reflective layer, i.e., fused. According to the description, the curves of concave and convex surfaces are different. This is claimed to be aimed at providing sharper images. An anti-reflection coating on the inside of the mirror results in a further reduction in the brightness of the resulting image. Furthermore, the additional approx. 15% light loss. A very important difference is that the mirror used in this solution is a focal point spherical or ellipsoidal slice mirror having a shape close to a spherical section and having a circular circumference.

Az összes eddig ismert megoldásban alkalmazott tükrök mindegyikének kerülete kör alakú. A találmány szerinti tükörkialakítás lehetővé teszi a korábban alkalmazott fénytörő elemek számának csökkentését.All mirrors used in the prior art have a circular circumference. The mirror design of the present invention makes it possible to reduce the number of refractive elements used previously.

Az US5944403 számú amerikai szabadalmi irat szerinti találmány egy látszólagos kép megjelenítésére alkalmas berendezés, házzal, egy képvetítő egységgel, amely alkalmas kép megjelenítésére. A háznak van egy megfigyelőnyílása a ház falában, amelyben egy Fresnel-lencse van elrendezve. A képoptika a házban van elrendezve a tárgy Fresnel-lencsére való leképezéséhez. Az eszköz megfelelő nagyítási tartományának biztosítása érdekében a leképezőoptika egy homorú tükör, amely a fénysugár útjában van elrendezve, a képvetítő eszköz és a Fresnel-lencse közé. A homorú tükör a Fresnel-lencsével szemben van elhelyezve, és közöttük van a sugárosztó elrendezve. A látvány fokozása érdekében egy részben átlátszó tükör van a Fresnel-lencse megfigyelési oldalára helyezve. Ez a megoldás bonyolult optikai kiegészítő elemeket alkalmaz a kívánt cél elérésére, továbbá a tükör kialakítására vonatkozóan semmi olyan kitanítást nem ad, ami szerint feltételezhető lenne, hogy az eltérő lenne a már korábban alkalmazott tükröktől.US Patent No. 5,944,403 discloses an apparatus for displaying an apparent image, with a housing, an image projection unit suitable for displaying an image. The house has an observation opening in the wall of the house in which a Fresnel lens is arranged. The optics are arranged in the housing to map the subject to a Fresnel lens. The imaging optics are a concave mirror arranged in the path of the beam of light between the imaging device and the Fresnel lens, to provide a suitable magnification range for the device. The concave mirror is positioned opposite the Fresnel lens and the beam splitter is arranged between them. To enhance the look, a partially transparent mirror is placed on the observation side of the Fresnel lens. This solution uses sophisticated optical accessory elements to achieve the desired purpose, and does not provide any indication of mirror design that would be presumed to be different from previously used mirrors.

Az US6318868 számú amerikai szabadalmi irat szerinti találmány tárgya egy látszólagos kép megjelenítésére szolgáló eszköz. Az eszköz tartalmaz egy tárgyat, amelynek a virtuális képe meg van jelenítve az eszköz egyik oldalán, egy pontban, és egy optikai rendszert, amely tartalmaz egy átlátszó tagot, amely egy hagyományos kirakatban van elrendezve. Az optikai rendszer megjelenít a tárgyról egy látszólagos képet a térben a megfigyelő felé, az eszközzel szemben lévő oldalon. Az eszköz el van látva egy további eszközzel, amely szagot bocsát ki a kép felé. A szag összetétele összhangban van a bemutatott kép tartalmával. Az eszköz a termék potenciális fogyasztói által gyakran látogatott helyek közelében van elhelyezve, mint például egy utca a város vagy a bevásárlóközpontok területein. Ez a megoldás valós tárgy képének kivetítésére vonatkozik.US Patent No. 6,318,868 relates to a device for displaying an apparent image. The device comprises an object having a virtual image displayed on one side of the device at a point and an optical system comprising a transparent member arranged in a conventional shop window. The optical system displays an apparent image of the object in space toward the observer on the side opposite the device. The device is provided with an additional device that emits an odor to the image. The composition of the odor is consistent with the content of the image presented. The device is located near locations frequently visited by potential consumers of the product, such as a street in a city or mall area. This solution applies to the projection of a real subject.

Az US5886818 számú amerikai szabadalmi irat szerinti találmány tárgya képelőállító berendezés és eljárás, amelynek jellemzői háromdimenziós tér, összetett elrendezése a képek vagy a látvány sokaságának, amely tartalmaz legalább egy vetített valós képet, megjelenítve különböző formákban, a) elölről hátra, oldalról oldalra, egymásra fektetve, egymást keresztezve, egymással határosán. A berendezés egyesíti a különböző egyedülálló elrendezéseit a látványforrásnak, továbbá optikai elemei tartalmaznak homorú visszaverő felületeket, sugárvetőket és képformáló/képátvivő felületet/képernyőt. Az egyik lényeges megvalósítása a rendszernek, amelynél nem szükségesek az összetevők, egy vetített valós kép van előállítva egy csoportból, amelyek lehetnek árnyékok, árnyak, távlatok, mozgó látószög, méret-mélység, fény és színtelítettségmélység és felbontás-mélység. Egy további lényeges megvalósítása a találmánynak egy rendszer, amely lehetővé teszi a nézőnek/felhasználónak, hogy interaktívan közvetlenül valós kép vetítését, bizonyos mértékben lehetővé teszi a kép egy vagy több jellemző vagy nézőpont szerinti változtatását. Ez a megoldás alapvetően képszerkesztési megoldásokat kínál.BACKGROUND OF THE INVENTION U.S. Patent No. 5886818 relates to an imaging apparatus and method having a three-dimensional space, a complex arrangement of a plurality of images or a view comprising at least one projected real image, in various forms, a) front to back, side to side, superimposed , crossing each other, bordering one another. The unit combines a variety of unique layouts for the visual source, and its optical elements include concave reflecting surfaces, projectors, and image-forming / image-transferring surfaces / screens. One essential embodiment of a system that does not require components is a projected real image from a set of shadows, shadows, perspectives, moving view angles, dimension depth, light and color saturation depth, and resolution depth. Yet another important embodiment of the present invention is a system that allows the viewer / user to interactively project a live image interactively, to some extent, allowing the image to be varied according to one or more features or viewpoints. This solution basically offers image editing solutions.

Célunk olyan vetítőberendezés kialakítása volt, amely egyszerű felépítésű, alkalmas a lebegő képnek a korábbi megoldásokban ismertetett, adott esetben távolabbi és jobb minőségben való megjelenítésére. Célunk továbbá az volt, hogy a lehető legkevesebb fénytörő tárgyat kelljen a kivetített képet alkotó fénysugarak útjába elhelyezni, ami a kivetített kép minőségét ronthatná.Our goal was to provide a projection device that is simple in design and capable of displaying the floating image, possibly further away and in better quality, as described in the prior art. It was also our intention to place as few refractive objects as possible in the path of the light rays that make up the projected image, which could impair the quality of the projected image.

Felismertük, hogy ha a lebegő kép kivetítésére elliptikus (két fókuszpontú) tükröt alkalmazunk, akkor a lebegő kép a berendezéstől távolabbra vetíthető ki. Továbbá a képelőállító berendezésből (képmegjelenítő eszközből) kilépő fénysugarakat közvetlenül a tükör felületére lehet irányítani anélkül, hogy az árnyékolná a tükör felületéről a másik fókuszba visszaverődő sugarak útját, ebből eredően elegendő egy normál fényerősségű képmegjelenítő (például monitor) alkalmazása, továbbá a fénytörő lap alkalmazása csak bizonyos esetekben szükséges, amikor is fénytörő lapként elegendő egy egyszerűen előállítható, részben fényáteresztő felületű üveglap.We have discovered that by using an elliptical (two focus point) mirror to project a floating image, the floating image can be projected farther away from the apparatus. Furthermore, the light rays emitted from the imaging equipment (imaging device) can be directed directly to the mirror surface without shading the path of the rays reflected from the mirror surface to the other focus, so it is sufficient to use a normal brightness imaging device (e.g. monitor). it is necessary in certain cases, where a simple sheet of glass having a partially translucent surface which is easy to produce is sufficient as a refractive sheet.

Találmányom tehát térben lebegő kép előállítására alkalmas vetítőberendezés, amely házban elhelyezett homorú tükörből áll. A házban képelőállító berendezés van elhelyezve, amely a homorú tükör optikai főtengelyével szöget bezáróan van elhelyezve. A házon nyílás van kialakítva a homorú tükör fényvisszaverő felületével szemben, amely részben fényelnyelő, részben fényáteresztő, illetve részben fényvisszaverő ablakkal van lezárva. A találmány szerint a homorú tükör olyan két fókuszpontú elliptikus tükörként van kialakítva, ahol az elliptikus tükör egy, a hosszabbik tengelye körül megforgatott ellipszissel előállított ellipszoidból lemetszett ellipszoid szelet, amely az ellipszoid rövidebb tengelyére merőleges, azaz a hosszabb tengelyével pár3Thus, the present invention is a projection apparatus for producing a floating image consisting of a concave mirror located in a housing. Inside the housing is an imaging device which is arranged at an angle to the optical principal axis of the concave mirror. The housing is provided with an opening opposite the reflective surface of the concave mirror, which is partially closed by a light-absorbing, partly transparent or partly reflective window. According to the invention, the concave mirror is formed as a two focal point elliptical mirror, in which the elliptical mirror is an ellipsoid slice cut from an ellipsoid rotated about its long axis, perpendicular to the shorter axis of the ellipse, i.e., its longer axis.

HU 226 569 Β1 huzamos síkkal való lemetszésével van kialakítva, továbbá az ellipszoid szelet a homorú oldalán fényvisszaverő réteggel (foncsorral) van ellátva.It is formed by cutting a longitudinal plane, and the ellipsoidal segment is provided with a reflective layer (stitching) on its concave side.

Előnyösen a házban részben fényáteresztő felületű lap van elhelyezve, amelynek a középvonalában a lap tengely körüli elfordítását lehetővé tevő tengely van elrendezve, amely tengely a tükör optikai főtengelyére merőlegesen van elhelyezve.Preferably, a housing having a partially translucent surface is disposed within the housing, the axis of which is perpendicular to the optical principal axis of the mirror, disposed in its centerline and perpendicular to the axis of the mirror.

Célszerűen a ház két részből áll, az egyik részben a képelőállító berendezés, a másik részben a kivetítőegység van elhelyezve.Preferably, the housing is comprised of two parts, one comprising the imaging apparatus and the other containing the projection unit.

Előnyösen a képelőállító berendezés számítógépből és egy vagy több képmegjelenítő eszközből áll, a kivetítőegység a tükörből és az ablakból, továbbá adott esetben a lapból van kialakítva.Preferably, the imaging device comprises a computer and one or more image display devices, the projection unit being formed of a mirror and a window, and optionally a sheet.

Az elliptikus tükör kialakítható a gyártás során egymástól összeolvadást gátló szerrel elválasztott, két üveglap közé helyezett tükörlapból képzett szendvicsszerkezetként, programozott hőhatással, nagy pontossággal elliptikus alakra formázva, és a két üveglap eltávolítását követően, a tükörlap tükröző, homorú felületére a fényvisszaverő felület nem oxidálódó fémrétegből való felhordásával.The elliptical mirror can be formed as a sandwich structure formed from a mirror glass sandwiched between the two glass panes during manufacture, programmed with a heat effect, highly elliptical shape, and after removal of the two glass panes, the reflective surface of the mirror does not reflect the reflective metal applying.

Adott esetben egy időben több lebegő kép megjelenítése érdekében a vetítőberendezésben több képmegjelenítő eszköz van elhelyezve, a ház másik részén több ablak van kialakítva.Optionally, a plurality of image display means are disposed in the projection apparatus to display multiple floating images, and multiple windows are provided on the other side of the housing.

Előnyösen a lap tengelye a lap elfordítását lehetővé tevő tengelytartó állványra van helyezve.Preferably, the axis of the plate is placed on an axle rack allowing rotation of the plate.

Találmányunkat részletesen az ábrák alapján ismertetjük.Detailed Description of the Invention The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

Az 1. ábra a találmányunk szerinti berendezés elölnézeti távlati képe.Figure 1 is a front perspective view of the apparatus of the invention.

A 2. ábra a berendezés egyik részének az 1. ábraFigure 2 is a part of the apparatus shown in Figure 1

II— II vonalánál képzett felülnézeti metszete.II-II is a plan view of the plan view.

A 3. ábra a berendezés másik részének az 1. ábraFigure 3 is a view of the other part of the apparatus

III- lll vonalánál képzett felülnézeti metszete.III-III.

A 4. ábra a berendezés másik részének oldalnézete, részben metszetben.Figure 4 is a side view, partly in section, of another portion of the apparatus.

Az 5. ábra a lappal ellátott berendezés oldalnézete, kifelé vetített képhez való lapbeállítás esetén, részben metszetben.Figure 5 is a side view, partly in section, of a side view of the device with the blade when the page is adjusted to an outward projected image.

A 6. ábra a lappal ellátott berendezés oldalnézete, befelé, a berendezés mögé vetített képhez való lapbeállítás esetén, részben metszetben.Fig. 6 is a side view, partly in section, of a side view of the device with the sheet, in the case of a page adjustment for an image projected behind the device.

A 7. ábra a másik rész felülnézete, két képmegjelenítő eszköz használata esetén, részben metszetben.Figure 7 is a sectional view, partly in section, of the other part, using two image display devices.

A 8. ábra a tükröt alkotó üveglapok rétegeinek elrendezése, a gyártás során.Figure 8 shows the layout of the layers of glass sheets that make up the mirror during manufacture.

A 9. ábra a kész tükör részlete.Figure 9 is a detail of the finished mirror.

Az 1 vetítőberendezés (1. ábra) két részből áll, a egyik részben (2. ábra) van elhelyezve a 4 képelőállító berendezés, amely például a 13 számítógépből és tartozékaiból, valamint a 14 képmegjelenítő eszközből, célszerűen monitorból áll. A 4 képelőállító berendezés ilyen módon való összeállítását az elkülönülő gyártási és szerelési, valamint a könnyű szervizelési és esetleges javítási követelmények indokolják. A 11 másik részben van a 3 tükör és a 19 tartója, valamint az 5 nyílásban egy részben fényelnyelő, részben fényáteresztő és részben fényvisszaverő tulajdonságokkal rendelkező 7 ablak van elhelyezve (3. ábra). Az 5 nyílás a 3 tükör 6 fényvisszaverő felületével szemben van kiképezve. Adott esetben a félig tükröző felületű, félig fényáteresztő 9 tengellyel ellátott 8 lap a 17 tengelytartó állványon szintén a 11 másik részben van elhelyezve (5. ábra). Ez az elrendezés biztosítja a 8 lap forgathatóságát a 9 tengely körül, azaz a 8 lap felületének az X optikai főtengellyel bezárt szögének változtathatóságát. A 8 lap alkalmazása abban az esetben indokolt, ha a 14 képmegjelenítő eszköz nem irányítható közvetlenül a 3 tükörre (5. ábra), vagy a kivetített 18 képet nem az 1 vetítőberendezésen kívül a 7 ablak előtt kívánjuk megjeleníteni, hanem ellenkezőleg mélyen az 1 vetítőberendezésben, látszólag az 1 vetítőberendezés méretét is meghaladó távolságban a 3 tükör mögött (6. ábra). Ez akkor lehetséges, ha a 8 lap tükröző felülete a 18 képet nem a 3 tükör, hanem a 7 ablak, tehát a néző felé vetíti. Fordított esetben a 18 kép a 7 ablak előtt fog megjelenni a 12 kivetítőegységet alkotó részek optikai tulajdonságaival meghatározott távolságban lebegve a 7 ablak előtt. A 7 ablak fényelnyelő tulajdonsága, a 12 kivetítőegység külső környezetének megfelelő megvilágítása és a 14 képmegjelenítő eszközön előállított kép sötét háttere együttesen biztosítják a megjelenített 18 kép élességét, és a háttérben lévő 3 tükör takarását. A 7 ablak szerepe a képalkotásban részt vevő eszközök kitakarása, és egyúttal a homogén, minden zavaró körülménytől mentes háttér biztosítása. A 18 kép a 7 ablak elhagyásakor is látható, de a háttér zavaró hatásával együtt.The projection device 1 (Fig. 1) is comprised of two parts, one part (Fig. 2) of which is an imaging device 4 comprising, for example, a computer 13 and its accessories, and an image display device 14, preferably a monitor. The assembly of the imaging device 4 in this way is justified by the distinct manufacturing and assembly requirements as well as the ease of service and possible repair. In the other part 11 there is a mirror 3 and a holder 19, and in the opening 5 there is a window 7 which has partially opaque, partly transparent and partly reflective properties (Fig. 3). The aperture 5 is directed against the reflective surface 6 of the mirror 3. Optionally, a plate 8 with a semi-reflective surface and a semi-light transmission axis 9 is also located on the shaft support rack 17 in the other part 11 (Fig. 5). This arrangement ensures that the plate 8 is rotatable about the axis 9, i.e. the angle of the surface of the plate 8 enclosed by the optical principal axis X. The use of the sheet 8 is justified if the image display device 14 cannot be directed directly to the mirror 3 (Fig. 5) or if the projected image 18 is not shown outside the projector 1 in front of the window 7, but on the contrary deep in the projector 1, apparently beyond the size of the projection device 1 behind the mirror 3 (Fig. 6). This is possible if the reflective surface of the panel 8 projects the image 18 not towards the mirror 3, but towards the window 7, i.e. towards the viewer. Conversely, the image 18 will appear in front of the window 7, floating at a predetermined distance with the optical properties of the components forming the projection unit 12. The light-absorbing property of the window 7, the appropriate illumination of the exterior of the projection unit 12, and the dark background of the image produced by the image display device 14 combine to provide sharpness of the displayed image 18 and obscure the mirror 3 in the background. The role of the 7 windows is to obscure the devices involved in imaging and to provide a homogeneous background free of all disturbances. The picture 18 is also visible when leaving the window 7, but also with the background disturbing effect.

A 4. ábra szerinti kiviteli alaknál a 14 képmegjelenítő eszköz az X optikai főtengellyel nem párhuzamosan van elhelyezve, így a kivetítendő képet közvetlenül a 3 tükörre sugározza. Ekkor, amint az az ábrán is látható, a 14 képmegjelenítő eszköznek az X optikai főtengelytől vett távolsága és a felületének az X optikai főtengellyel bezárt szöge változtathatóan van kialakítva.In the embodiment of Fig. 4, the image display device 14 is disposed not parallel to the optical principal axis X so that the image to be projected is transmitted directly to the mirror 3. As shown in the figure, the distance between the image display device 14 and the optical crankshaft X is variable, as shown in the figure.

A megjelenített lebegő 18 kép távolsága, mérete és látószöge a 11 másik rész 5 nyílását lefedő 7 ablakától az alkalmazott elliptikus 3 tükör méretétől, fókuszpontjainak helyétől, valamint a közvetlenül vagy közvetetten tükröződő felületek közbeiktatásával vetített képek forrásának helyzetétől függ. Az 1 vetítőberendezés által sugárzott 18 kép 2 házon kívül, a 7 ablaktól meghatározott távolságban való megjelenítése érdekében van a 3 tükör fókusztávolsága és a 2 ház méretezése kialakítva. Az általunk alkalmazott elliptikus 3 tükör a korábbi megoldásokban alkalmazott gömbtükrökénél szélesebb mozgásteret tesz lehetővé. Elliptikus 3 tükör alkalmazásával és több 14 képmegjelenítő eszköz megfelelő elhelyezésével mód van egy időben két lebegő 18 kép megjelenítésére is (7. ábra). A 14 képmegjelenítő eszköz (például monitor) közvetlenül az elliptikus 3 tükörre is sugározhatja a megjelenítendő képet (4. ábra). A gömbtükörrel szemben az elliptikusThe distance, size and viewing angle of the displayed floating image 18 from the window 7 covering the aperture 5 of the other portion 11 depend on the size of the elliptical mirror used, the location of its focal points and the position of the source of images projected directly or indirectly. The focal length of the mirror 3 and the dimensioning of the housing 2 are formed in order to display the image 18 transmitted by the projector 1 outside the housing 2 at a certain distance from the window 7. The elliptical 3 mirrors we use allow for a wider range of motion than the spherical mirrors used in previous solutions. By using an elliptical mirror 3 and properly positioning a plurality of image display means 14, it is possible to simultaneously display two floating images 18 (Fig. 7). The image display device 14 (such as a monitor) can also project the image to be displayed directly onto the elliptical mirror 3 (Fig. 4). Opposite to a spherical mirror, it is elliptical

HU 226 569 Β1 tükörnek a következő előnyei vannak: a 14 képmegjelenítő eszközt közvetlenül a 3 tükör felületére lehet irányítani anélkül, hogy árnyékolná a tükör felületéről visszaverődő, a távolabbi fókuszpontba tartó sugarak útját. Ebből eredően elegendő egy átlagos fényerősségű 14 képmegjelenítő eszköz (például monitor) alkalmazása. Nem feltétlenül szükséges prizma a kép megfelelő megjelenítéséhez, amely a fény egy részét elnyeli.The mirror has the following advantages: the imaging device 14 can be directed directly to the surface of the mirror 3 without shading the path of the rays reflected back from the mirror surface to the focal point. Consequently, it is sufficient to use an image display device 14 (e.g., a monitor) of average luminance. It is not necessary to have a prism to properly display the image, which absorbs some of the light.

A 4 képelőállító berendezést, ezen keresztül a 14 képmegjelenítő eszközt a 13 számítógép működteti az ismert (LINUX, WINDOWS) operációs rendszeren futtatott szoftverekkel. A működtetés lehet helyi vagy távirányításos, egyedi vagy hálózati (csoportos). A 4 képelőállító berendezés alkalmas arra is, hogy a felhasználó saját készítésű anyagot futtasson a 13 számítógépen, függetlenül attól, hogy a 13 számítógépben esetleg más kép megjelenítése van beprogramozva. Alkalmas arra is, hogy digitális felvevőeszközt csatlakoztassunk hozzá, amely lebegő 18 képként jelenítheti meg a szemlélődőt.The image generating device 4, through which the image display device 14 is provided, is operated by the computer 13 with software running on a known operating system (LINUX, WINDOWS). The operation can be local or remote, individual or network (group). The imaging device 4 is also adapted to allow the user to run self-made material on the computer 13, whether or not the computer 13 is programmed to display another image. It is also suitable for attaching a digital recording device which can display a floating 18 image on the subject.

Fontos, hogy a kivetített 18 képeket a 13 számítógép a lehető legsötétebb háttérrel jelenítse meg. A 13 számítógép ugyanakkor alkalmas arra is, hogy a megjelenített 18 kép esetleges torzulásait kiigazítsa.It is important that the projected images 18 are displayed by the computer 13 in the darkest possible background. At the same time, the computer 13 is also capable of correcting possible distortions in the displayed image 18.

A jó minőségű képalkotás érdekében az elliptikus 3 tükör gyártása során, ismert módon, úgy járunk el, hogy a 20 tükörlapot két oldalról 15 üveglapokkal fogjuk közre, és 16 összeolvadást gátló szerrel választjuk el egymástól a felületeiket. Az így kialakított szendvicsszerkezetet programozott hőkezeléssel, nagy pontossággal alakítjuk elliptikussá. Ez alatt azt értjük, hogy a lehető legkisebb torzítású, és az elliptikus formát a lehető leghűbben követő, elliptikus tükör kialakításra törekszünk, amit az eddig ismert technológiák biztosíthatnak. Ez után a művelet után a 15 üveglapokat eltávolítjuk, és a 20 tükörlapra felvisszük a 6 fényvisszaverő felületet. A tükröző 6 fényvisszaverő felület nem oxidálódó fémrétegből van kiképezve. A 6 fényvisszaverő felület alapanyagául nem oxidálódó fémet használunk (például titán). Mivel a képalkotás során a 6 fényvisszaverő felületre közvetlenül, vagy legfeljebb a 8 lap közbeiktatásával sugározza a képet a 14 képmegjelenítő eszköz, a képalkotó fénysugarak a lehető legkevesebb tükröződéssel lépnek ki a 7 ablakon át a légtérbe. Ezzel elkerülhetők, illetve csökkenthetők a lebegő 18 kép előállításában részt vevő felületek pontatlanságából eredő torzulások.In order to obtain high quality imaging, the manufacturing of the elliptical mirror 3 is carried out in a known manner by covering the mirror plate 20 with glass sheets 15 on both sides and separating the surfaces 16 with an anti-fusing agent. The sandwich structure thus formed is made elliptical by programmed heat treatment with high precision. By this we mean that we aim to create an elliptical mirror with as little distortion as possible and following the elliptical shape as faithfully as possible, using technologies known to date. After this operation, the glass sheets 15 are removed and the reflective surface 6 is applied to the mirror sheet 20. The reflective reflective surface 6 is formed of a non-oxidizing metal layer. The base of the reflective surface 6 is a non-oxidizing metal (for example titanium). Since the imaging device 14 transmits the image directly to the reflective surface 6, or at most by inserting the sheet 8, during imaging, the imaging light beams exit the window 7 into the air with as little reflection as possible. This avoids or reduces distortions caused by the inaccuracy of the surfaces involved in producing the floating image 18.

Claims (8)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Térben lebegő kép előállítására alkalmas vetítőberendezés (1), amely házban (2) elhelyezett két fókuszpontú elliptikus tükörből áll, amely a homorú oldalán fényvisszaverő réteggel (foncsorral) van ellátva, a házban (2) képelőállító berendezés (4) van elhelyezve, amely a tükör optikai főtengelyével (X) szöget bezáróan van elrendezve, a házon (2) nyílás (5) van kialakítva a tükör fényvisszaverő felületével (6) szemben, amely részben fényelnyelő, részben fényáteresztő, illetve részben fényvisszaverő ablakkal (7) van lezárva, azzal jellemezve, hogy az elliptikus tükör (3) egy, a hosszabbik tengelye körül megforgatott ellipszissel előállított ellipszoidból lemetszett ellipszoid szelet, amely az ellipszoid rövidebb tengelyére merőleges, azaz a hosszabb tengelyével párhuzamos síkkal való lemetszésével, vagy az ellipszoid hosszabb tengelyére merőleges, azaz a rövidebb tengelyével párhuzamos síkkal való lemetszésével van kialakítva.A projection device (1) for producing a floating image, comprising a two focal point elliptical mirror housed in a housing (2) provided with a reflective layer (stitch) on its concave side, an image generating device (4) disposed in the housing (2). being arranged at an angle to the optical principal axis (X) of the mirror, the housing (2) is provided with an opening (5) opposite the reflecting surface (6) of the mirror, which is partially opposed by a light absorbing, partly transparent or partly reflective window (7). characterized in that the elliptical mirror (3) is an ellipsoidal slice cut from an ellipsoid produced by an ellipsoid rotated about its long axis, which is perpendicular to the shorter axis of the ellipsoid, i.e. the axis perpendicular to its longer axis, parallel plane is designed with a squeeze. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a házban (2) részben fényáteresztő felületű lap (8) van elhelyezve, amelynek a középvonalában a lap (8) tengely körüli elfordítását lehetővé tevő tengely (9) van elrendezve, amely tengely (9) a tükör (3) optikai főtengelyére (X) merőlegesen van elhelyezve.Apparatus according to claim 1, characterized in that the housing (2) is provided with a plate (8) having a partially light-transmitting surface, the axis (9) of which allows the plate (8) to be rotated about an axis; (9) being perpendicular to the optical principal axis (X) of the mirror (3). 3. Az előző igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a ház (2) két részből áll, az egyik részben (10) a képelőállító berendezés (4), a másik részben (11) egy kivetítőegység (12) van elhelyezve.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) consists of two parts, one part (10) of which is an imaging device (4) and the other part (11) is provided with a projection unit (12). 4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a képelőállító berendezés (4) számítógépből (13) és egy vagy több képmegjelenítő eszközből (14) áll.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the imaging equipment (4) consists of a computer (13) and one or more image display means (14). 5. A 3. vagy 4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kivetítőegység (12) a tükörből (3) és az ablakból (7), továbbá adott esetben a lapból (8) van kialakítva.Apparatus according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the projection unit (12) is formed of a mirror (3) and a window (7), and optionally a sheet (8). 6. Az előző igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elliptikus tükör (3) a gyártás során egymástól összeolvadást gátló szerrel (16) elválasztott, két üveglap (15) közé helyezett tükörlapból (20) képzett szendvicsszerkezetként van előállítva, és programozott hőhatással, nagy pontossággal van elliptikus alakra formázva, majd a két üveglap (15) eltávolítását követően, a tükörlap (20) tükröző, homorú felületére a fényvisszaverő felület (6) nem oxidálódó fémrétegből van felhordva.Apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the elliptical mirror (3) is manufactured in the form of a sandwich structure formed from a mirror plate (20) separated by a glass plate (15) separated by an anti-fusion agent (16) during manufacture and is molded with high precision to an elliptical shape, and after removal of the two glass sheets (15), a reflective surface (6) is applied to the reflective surface of the mirror sheet (20) from a non-oxidizing metal layer. 7. A 4-6. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy egy időben több lebegő kép (18) megjelenítése érdekében a vetítőberendezésben (1) több képmegjelenítő eszköz (14) van elhelyezve, a ház (2) másik részén (11) több ablak (7) van kialakítva.7. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of image display means (14) are arranged in the projection apparatus (1) to display a plurality of floating images (18), and several windows (7) are formed on the other part (11) of the housing. . 8. A 2-5. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a lap (8) tengelye (9) a lap (8) elfordítását lehetővé tevő tengelytartó állványra (17) van helyezve.8. Apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the axis (9) of the plate (8) is placed on an axle support (17) for rotating the plate (8).