PL243806B1 - Method of displaying images from a smartphone device using a concave mirror on a special screen - Google Patents

Abstract

Sposób wyświetlania obrazów z urządzenia typu smartfon przy użyciu zwierciadła wklęsłego na specjalnym ekranie, charakteryzuje się tym, że odwrócone obrazy wyświetlane z urządzenia typu smartfon (A), zwrócone w stronę zwierciadła wklęsłego (D) powiększa się przy użyciu soczewki Fresnela. W kolejnym kroku, pozorny obraz, prosty, powiększony z soczewki Fresnela pada na wklęsłą powierzchnię zwierciadła. Następnie ulega odbiciu od zwierciadła i projektuje się w sposób powiększony i odwrócony na specjalnym ekranie, gdzie pierwszą warstwę stanowi korzystnie folia lenticularna (B), drugą zaś warstwę stanowi korzystnie soczewka Fresnela (C). Na płaskiej powierzchni dwuwarstwowego ekranu dochodzi do załamania się, częściowej absorbcji oraz częściowego odbicia skupionego światła. Uzyskany w ten sposób obraz (E) jest obrazem rzeczywistym, odwróconym, powiększonym. Następnie światło, które przeniknęło przez soczewkę Fresnela trafia na folię lenticularną, przenika przez tą warstwę folii napotykając na końcu poziome soczewki cylindryczne będące częścią składową tej folii przy czym zwrócone są one w stronę obserwatora jak również leżą równolegle do jego prawego oraz lewego oka. Dzięki temu światło to jest emitowane w płaszczyźnie poziomej, lecz nie selektywnie w płaszczyźnie pionowej. W zależności od kąta patrzenia każda soczewka cylindryczna, pozioma, równoległa z prawym i lewym okiem obserwatora działa jak soczewka skupiająca powiększając i uwypuklając konkretną część obrazu projektowanego na tylnej, płaskiej stronie specjalnego ekranu. Zbiór takich soczewek składających się na arkusz folii lenticularnej plus właściwości optyczne soczewki Fresnela daje obserwatorowi widzieć obraz całościowo. Zmiana kąta patrzenia powoduje zmianę optyczną kształtu obrazu widocznego pod soczewkami. W rezultacie uzyskuje się obraz 3D bez konieczności użycia okularów.The method of displaying images from a smartphone device using a concave mirror on a special screen is characterized by the fact that the inverted images displayed from the smartphone device (A), facing the concave mirror (D), are enlarged using a Fresnel lens. In the next step, the apparent image, straight, magnified from the Fresnel lens, falls on the concave surface of the mirror. Then it is reflected from the mirror and projected in an enlarged and inverted manner on a special screen, where the first layer is preferably a lenticular foil (B), and the second layer is preferably a Fresnel lens (C). On the flat surface of a two-layer screen, focused light is refracted, partially absorbed and partially reflected. The image obtained in this way (E) is a real, inverted, enlarged image. Then the light that penetrated the Fresnel lens hits the lenticular foil, penetrates this layer of foil, and finally encounters horizontal cylindrical lenses that are part of this foil; they face the observer and lie parallel to his right and left eyes. Thanks to this, this light is emitted in the horizontal plane, but not selectively in the vertical plane. Depending on the viewing angle, each cylindrical, horizontal lens, parallel to the observer's right and left eyes, acts as a converging lens, enlarging and emphasizing a specific part of the image projected on the back, flat side of a special screen. The collection of such lenses making up a sheet of lenticular film plus the optical properties of the Fresnel lens allow the observer to see the image as a whole. Changing the viewing angle causes an optical change in the shape of the image visible under the lenses. The result is a 3D image without the need to use glasses.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyświetlania obrazów emitowanych ze smartfona w celu ich projekcji na ekranie przy użyciu zwierciadła wklęsłego na ekranie.The subject of the invention is a method for displaying images emitted from a smartphone in order to project them onto a screen using a concave mirror on the screen.

Znane są różne metody wyświetlania obrazu ze smartfona na powierzchnię projekcyjną. Na przykład rzutuje się obraz z urządzenia zewnętrznego typu mini projektor, sprzężonego ze smartfonem na tak zwany ekran odbiciowy (nieprzezroczysty) - stosowany do projekcji przedniej. Znany jest też sposób, gdzie rzutuje się obraz na powierzchnię projekcyjną z pominięciem zewnętrznego projektora. Umieszcza się w takim przypadku pomiędzy ekranem smartfona a powierzchnią projekcyjną szkło powiększające. Odpowiednio przybliżając lub oddalając smartfon od soczewki jak również w ustawieniach urządzenia wybierając opcję: obraz odwrócony o 180 stopni, otrzymuje się optymalny punkt ostrości. Takie sposoby wyświetlania są wykorzystywane przy różnego rodzaju projekcjach szkoleniowych czy w ramach tak zwanego kina domowego.There are various methods of projecting an image from a smartphone onto a projection surface. For example, an image is projected from an external device such as a mini projector, coupled with a smartphone, onto the so-called reflective (opaque) screen - used for front projection. There is also a known method in which an image is projected onto a projection surface without an external projector. In this case, a magnifying glass is placed between the smartphone screen and the projection surface. By appropriately moving the smartphone closer or further away from the lens, as well as selecting the option in the device settings: image reversed by 180 degrees, you obtain the optimal focus point. Such display methods are used for various types of training projections or as part of the so-called home cinema.

Powyższe metody nie dają możliwości wyświetlania obrazów nieruchomych oraz obrazów ruchomych jak również nie dają możliwości wyświetlania obrazów stereoskopowych dla oka lewego i prawego wyświetlanych naprzemiennie, tak by obraz był 3D bez konieczności użycia okularów migawkowych.The above methods do not enable the display of still and moving images, nor do they enable the display of stereoscopic images for the left and right eyes, displayed alternately so that the image is 3D without the need to use shutter glasses.

Problemem technicznym do rozwiązania jest projekcja obrazu 3D w zakresie obrazów ruchomych i nieruchomych bez konieczności używania okularów migawkowych przez obserwatora tych obrazów.The technical problem to be solved is the projection of a 3D image in the range of moving and still images without the need for the observer of these images to use shutter glasses.

Sposób wyświetlania obrazów emitowanych ze smartfona według wynalazku polega na tym, że emituje się obraz ze smartfona i projektuje się go na ekranie. Sposób ten charakteryzuje się tym, że ze smartfona emituje się obrazy odwrócone i kieruje się je na soczewkę Fresnela C, gdzie powiększa się je, a następnie tak otrzymane powiększone obrazy kieruje się na zwierciadło wklęsłe D, gdzie się je obraca i odbija w stronę dwuwarstwowego ekranu, którego pierwszą warstwę stanowi folia lentikularna B, a drugą soczewka Fresnela C.The method of displaying images emitted from a smartphone according to the invention consists in emitting an image from a smartphone and projecting it on the screen. This method is characterized by the fact that inverted images are emitted from the smartphone and directed to a Fresnel lens C, where they are enlarged, and then the enlarged images thus obtained are directed to a concave mirror D, where they are rotated and reflected towards the double-layer screen. , the first layer of which is the lenticular film B and the second layer is the Fresnel lens C.

Opcjonalnie emitowane przez smartfon obrazy są ruchome lub nieruchome jak również przemienne dla prawego i lewego oka.Optionally, the images emitted by the smartphone are moving or still, as well as alternating for the right and left eyes.

Wariantywnie ekran smartfona od soczewki Fresnela znajduje się w odległości mniejszej niż ogniskowa soczewki.Alternatively, the smartphone screen from the Fresnel lens is at a distance smaller than the focal length of the lens.

W innej opcji folia lentikularna przylega bezpośrednio do soczewki Fresnela w taki sposób, że do oczu obserwatora zwrócona jest soczewkami cylindrycznymi i znajduje się nad osią optyczną układu.In another option, the lenticular foil adheres directly to the Fresnel lens in such a way that the cylindrical lenses face the observer's eyes and are located above the optical axis of the system.

W jeszcze innym wariancie ekran smartfona od zwierciadła wklęsłego znajduje się w odległości większej niż ogniskowa tego zwierciadła, a mniejszej niż trzy jego ogniskowe.In yet another variant, the smartphone screen from the concave mirror is at a distance greater than the focal length of this mirror and less than three of its focal lengths.

Na płaskiej powierzchni dwuwarstwowego ekranu dochodzi do załamania się, częściowej absorbcji oraz częściowego odbicia skupionego światła. Uzyskany w ten sposób obraz jest obrazem rzeczywistym, odwróconym, powiększonym.On the flat surface of a two-layer screen, focused light is refracted, partially absorbed and partially reflected. The image obtained in this way is a real, inverted, enlarged image.

Następnie światło, które przeniknęło przez soczewkę Fresnela trafia na folię lentikularną, przenika przez tę warstwę folii napotykając na końcu poziome soczewki cylindryczne będące częścią składową tej folii, przy czym zwrócone są one w stronę obserwatora jak również leżą równolegle do jego prawego oraz lewego oka. Dzięki temu światło to jest emitowane w płaszczyźnie poziomej, lecz nie selektywnie w płaszczyźnie pionowej.Then the light that penetrated the Fresnel lens hits the lenticular foil, penetrates this layer of foil, and finally encounters horizontal cylindrical lenses that are part of this foil, and they face the observer and lie parallel to his right and left eyes. Thanks to this, this light is emitted in the horizontal plane, but not selectively in the vertical plane.

W zależności od kąta patrzenia każda soczewka cylindryczna, pozioma, równoległa z prawym i lewym okiem obserwatora działa jak soczewka skupiająca powiększając i uwypuklając konkretną część obrazu projektowanego na tylnej, płaskiej stronie ekranu. Zbiór takich soczewek składających się na arkusz folii lentikularnej plus właściwości optyczne soczewki Fresnela daje obserwatorowi możliwość widzenia obrazu całościowo. Zmiana kąta patrzenia powoduje zmianę optyczną kształtu obrazu widocznego pod soczewkami. W rezultacie uzyskuje się obraz 3D bez konieczności użycia okularów.Depending on the viewing angle, each cylindrical, horizontal lens, parallel to the observer's right and left eyes, acts as a converging lens, enlarging and emphasizing a specific part of the image projected on the back, flat side of the screen. The collection of such lenses that make up a sheet of lenticular film plus the optical properties of the Fresnel lens give the observer the ability to see the image as a whole. Changing the viewing angle causes an optical change in the shape of the image visible under the lenses. The result is a 3D image without the need to use glasses.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony został w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiony jest sposób wyświetlania obrazów emitowanych ze smartfona w celu ich projekcji na ekranie przy użyciu zwierciadła wklęsłego. Zgodnie z rysunkiem odwrócone obrazy wyświetlane ze smartfona A, zwrócone w stronę zwierciadła wklęsłego D powiększa się przy użyciu soczewki Fresnela C. W kolejnym kroku, pozorny obraz, prosty, powiększony z soczewki Fresnela C pada na wklęsłą powierzchnię zwierciadła D. Następnie ulega odbiciu od zwierciadła D i projektuje się w sposób powiększony i odwrócony na ekranie, gdzie pierwszą warstwę stanowi korzystnie folia lentikularna B, drugą zaś warstwę stanowi korzystnie soczewka Fresnela C. Na płaskiej powierzchni dwuwarstwowego ekranu dochodzi do załamania się, częściowej absorbcji oraz częściowego odbicia skupionego światła. Uzyskany w ten sposób obraz E jest obrazem rzeczywistym, odwróconym, powiększonym.The subject of the invention is shown in the example embodiment in the drawing, which shows a method of displaying images emitted from a smartphone in order to project them on the screen using a concave mirror. As shown in the figure, the inverted images displayed from the smartphone A, facing the concave mirror D, are magnified using a Fresnel lens C. In the next step, the apparent image, straight, magnified from the Fresnel lens C, falls on the concave surface of the mirror D. Then it is reflected from the mirror D and are designed in an enlarged and inverted manner on the screen, where the first layer is preferably a lenticular film B, and the second layer is preferably a Fresnel lens C. On the flat surface of the two-layer screen, refraction, partial absorption and partial reflection of focused light occur. The image E obtained in this way is a real, inverted, enlarged image.

Następnie światło, które przeniknęło przez soczewkę Fresnela C trafia na folię lentikularną B, przenika przez tę warstwę folii napotykając na końcu poziome soczewki cylindryczne będące częścią składową tej folii, przy czym zwrócone są one w stronę obserwatora jak również leżą równolegle do jego prawego oraz lewego oka. Dzięki temu światło to jest emitowane w płaszczyźnie poziomej, lecz nie selektywnie w płaszczyźnie pionowej.Then, the light that penetrated the Fresnel lens C hits the lenticular foil B, penetrates this layer of foil, and finally encounters horizontal cylindrical lenses that are part of this foil, and they face the observer and lie parallel to his right and left eyes. . Thanks to this, this light is emitted in the horizontal plane, but not selectively in the vertical plane.

W zależności od kąta patrzenia każda soczewka cylindryczna, pozioma, równoległa z prawym i lewym okiem obserwatora działa jak soczewka skupiająca powiększając i uwypuklając konkretną część obrazu projektowanego na tylnej, płaskiej stronie ekranu. Zbiór takich soczewek składających się na arkusz folii lentikularnej B plus właściwości optyczne soczewki Fresnela C daje obserwatorowi możliwość widzenia obrazu E całościowo. Zmiana kąta patrzenia powoduje zmianę optyczną kształtu obrazu widocznego pod soczewkami. W rezultacie uzyskuje się obraz 3D bez konieczności użycia okularów.Depending on the viewing angle, each cylindrical, horizontal lens, parallel to the observer's right and left eyes, acts as a converging lens, enlarging and emphasizing a specific part of the image projected on the back, flat side of the screen. The collection of such lenses making up a sheet of lenticular film B plus the optical properties of the Fresnel lens C give the observer the ability to see the image E as a whole. Changing the viewing angle causes an optical change in the shape of the image visible under the lenses. The result is a 3D image without the need to use glasses.

Rozwiązanie może mieć zastosowanie w ramach wyświetlania obrazów nieruchomych (zdjęcie) oraz obrazów ruchomych (film); w ramach bezpośrednich rozmów wideo online ze smartfonów, j ak również w bezokularowej, stereoskopowej projekcji obrazu, uzyskanego przy pomocy zsynchronizowanych dwóch kamer rejestrujących w czasie rzeczywistym ten sam obraz pod różnym kątem i podany na ekran w sposób naprzemienny dla lewego i prawego oka obserwatora ze smartfonów.The solution can be used to display still images (photo) and moving images (video); as part of direct online video calls from smartphones, as well as in glasses-free, stereoscopic image projection obtained using two synchronized cameras recording the same image in real time from different angles and displayed on the screen alternately for the left and right eyes of the observer from smartphones .

Claims (5)

1. Sposób wyświetlania obrazów emitowanych ze smartfona polegający na tym, że emituje się obraz ze smartfona i projektuje się go na ekranie, znamienny tym, że ze smartfona emituje się obrazy odwrócone i kieruje się je na soczewkę Fresnela (C), gdzie powiększa się je, a następnie tak otrzymane powiększone obrazy kieruje się na zwierciadło wklęsłe (D), gdzie się je odwraca i odbija w stronę dwuwarstwowego ekranu, którego pierwszą warstwę stanowi folia lentikularna (B), a drugą soczewka Fresnela (C).1. A method of displaying images emitted from a smartphone, consisting in emitting an image from the smartphone and projecting it on the screen, characterized in that inverted images are emitted from the smartphone and directed to a Fresnel lens (C), where they are enlarged , and then the magnified images thus obtained are directed to a concave mirror (D), where they are reversed and reflected towards a two-layer screen, the first layer of which is a lenticular foil (B) and the second a Fresnel lens (C). 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że emitowane przez smartfon obrazy (E) są ruchome lub nieruchome jak również przemienne dla prawego i lewego oka.2. Method according to claim 1, characterized in that the images (E) emitted by the smartphone are moving or stationary as well as alternating for the right and left eyes. 3. Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że ekran smartfona (A) od soczewki Fresnela (C) znajduje się w odległości mniejszej niż ogniskowa tej soczewki.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the smartphone screen (A) is at a distance smaller than the focal length of the Fresnel lens (C). 4. Sposób według zastrzeżenia od 1 do 2, znamienny tym, że folia lentikularna (B) przylega bezpośrednio do soczewki Fresnela (C) w taki sposób, że do oczu obserwatora zwrócona jest soczewkami cylindrycznymi i znajduje się nad osią optyczną układu.4. Method according to claims 1 to 2, characterized in that the lenticular foil (B) adheres directly to the Fresnel lens (C) in such a way that the cylindrical lenses face the observer's eyes and are located above the optical axis of the system. 5. Sposób według zastrzeżenia od 1 do 4, znamienny tym, że ekran smartfona (A) od zwierciadła wklęsłego (D) znajduje się w odległości większej niż ogniskowa tego zwierciadła, a mniejszej niż trzy jego ogniskowe.5. Method according to claims 1 to 4, characterized in that the smartphone screen (A) is located at a distance from the concave mirror (D) greater than the focal length of this mirror and less than three of its focal lengths.