SK285370B6 - Device for representing moving images in planes located one behind the other - Google Patents

Abstract

Two image generators (14, 16) are arranged at a 90 DEG angle to one another and are oriented towards a beam splitter (22). A concave mirror (24) and a Fresnel lens (26) are located at the sides of the beam splitter (22) opposite to the image generators (14, 16). An observer sees two images floating freely in space one behind the other. The images may for example be a publicity film and a corporation logo.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka zariadenia na zobrazenie dvoch pohybujúcich sa obrazov v dvoch za sebou ležiacich rovinách s dvoma zdrojmi obrazu, s rozdeľovačom lúčov, ležiacim pod ostrým uhlom v optickej dráhe oboch zdrojov obrazu a s použitím dutého zrkadla.The invention relates to a device for displaying two moving images in two successive planes with two image sources, with a beam splitter lying at an acute angle in the optical path of both image sources and using a hollow mirror.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Zariadenie, ktoré zobrazuje obraz voľne sa vznášajúci v priestore tak, že sa pozorovateľovi javí ako virtuálny obraz, je známe (DE-U 295 15 955). V dutom valci má toto zariadenie aspoň jeden zdroj obrazu, v ktorého optickej dráhe prebieha pod uhlom 45° rozdeľovač lúčov. Na strane rozdeľovača lúčov, odvrátenej od zdroja obrazu, má dutý valec priehľadové okienko. Pozorovateľovi, nachádzajúcemu sa pred priehľadovým okienkom, sa zdá, že obraz leží za rozdeľovačom lúčov. Pozorovateľ vidí iba tento jediný obraz. Všeobecne ide o pohybujúci sa obraz, porovnateľný s filmom. Známe zariadenie využíva fyzikálny princíp, ktorý zažíva každý vodič na čelnom skle svojho automobilu. Predmet, ležiaci na odkladacej ploche pred čelným sklom, sa v ňom zrkadlí tak, že sa vodičovi zdá, že tento predmet leží - videné v smere jazdy - pred čelným sklom. Pri známom zariadení sa zobrazovaný predmet vrhá zdrojom obrazu na rozdeľovač lúčov, ktorý zodpovedá čelnému sklu a zrkadlí sa potom v rozdeľovači lúčov tak, že sa pozorovateľovi zdá, že leží za rozdeľovačom lúčov. Predmet vyzerá ako virtuálny obraz. Pozorovateľ nepozná zrkadlenie na rozdeľovači lúčov. Vidí iba predmet, vznášajúci sa voľne v priestore. Známe je ďalej zariadenie (DE 195 29 936 Al), ktoré pozorovateľovi poskytuje reálny a virtuálny obraz predmetu. Toto zariadenie obsahuje rozdeľovač lúčov, tienidlo pôsobiace ako zrkadlo a čiastočne odrážajúce svetloprepúšťajúcu dosku. Pozorovateľovi sa reálny obraz javí pred touto doskou a virtuálny obraz za touto doskou.A device that displays an image floating freely in space so that it appears to the viewer as a virtual image is known (DE-U 295 15 955). In the hollow cylinder, the device has at least one image source in which the beam splitter runs at an angle of 45 °. On the side of the beam splitter facing away from the image source, the hollow cylinder has a viewing window. The viewer, in front of the viewing window, seems to have the image behind the beam splitter. The viewer sees only this single image. Generally, it is a moving picture comparable to film. The known device uses the physical principle that every driver experiences on the windshield of his car. The object lying on the shelf in front of the windshield is mirrored in it so that it appears to the driver that the object, seen in the direction of travel, is in front of the windscreen. In the known device, the object to be projected is cast by an image source onto a beam splitter which corresponds to the windshield and is then mirrored in the beam splitter so that it appears to the viewer that it lies behind the beam splitter. The subject looks like a virtual image. The viewer does not know the mirroring on the beam splitter. He sees only an object floating freely in space. Also known is a device (DE 195 29 936 A1) which provides the observer with a real and virtual image of the object. This device comprises a beam splitter, a shade acting as a mirror and partially reflecting the light transmissive plate. The viewer sees a real image in front of this board and a virtual image behind this board.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Vynálezca si stanovil úlohu vytvoriť zariadenie, ktoré zobrazuje dva rôzne pohybujúce sa obrazy v dvoch za sebou ležiacich rovinách. Vychádzajúc z v úvode opísaného známeho zariadenia je riešenie pre túto úlohu dané podľa vynálezu tým, že obidva zdroje obrazu stoja k sebe pod uhlom 90°, rozdeľovač lúčov je jednou svojou stranou privrátený prvému a druhému zdroju obrazu a stoji pod uhlom 45° k ich pozdĺžnym osiam, duté zrkadlo leží na strane rozdeľovača lúčov, odvrátenej od druhého zdroja obrazu, v optickej dráhe tohto zdroja obrazu a Fresnelova šošovka leží na strane rozdeľovača lúčov, odvrátenej od prvého a od druhého zdroja obrazu, v spoločnej optickej dráhe oboch zdrojov obrazu. Pozorovateľ sa pozerá cez Fresnelovu šošovku a rozdeľovač lúčov na tzv. prvý zdroj obrazu. Tento leží bezprostredne v zornom poli pozorovateľa v tzv. zadnej rovine. Podľa použitia zariadenia ukazuje tento zdroj obrazu napríklad náučný film alebo tiež reklamný film. Tzv. druhý zdroj obrazu vrhá svoj obraz cez rozdeľovač lúčov na duté zrkadlo. To ho vrhá späť na rozdeľovač lúčov, ktorý ho po otočení o 90° zrkadlí na Fresnelovu šošovku, a tým na pozorovateľa. Pozorovateľovi pripadá ako voľne v priestore sa vznášajúci virtuálny obraz, ležiaci pred Fresnelovou šošovkou. Závislé od použitia zariadenie ukazuje druhý zdroj obrazu pri poučnom filme, napríklad osobu lektora alebo pri reklamnom filme firemné logo, ktoré sa potom objavia v popredí pred filmom v pozadí. Pozorovateľ tak zaživa vzácny pohľad, keď v pozadí vidí film ako v stave techniky a pred týmto pozadím v popredí voľne v priestore sa vznášajúci virtuálny obraz. Tento virtuálny obraz vzniká spoločným pôsobením rozdeľovača lúčov, dutého zrkadla a Fresnelovej šošovky. Rozmery a optické údaje rozdeľovača lúčov, dutého zrkadla a Fresnelovej šošovky sa môžu navzájom zladiť tak, že pozorovateľ vidí virtuálny obraz vo veľkom rozsahu uhla až do 60°. To znamená, že sa pozorovateľ môže pred zariadením pohybovať doľava a doprava a virtuálny obraz stále vidí.The inventor has set himself the task of creating a device that displays two different moving images in two successive planes. Starting from the known apparatus described above, the solution for this task is achieved according to the invention in that the two image sources are at 90 ° to each other, the beam splitter is facing one side of the first and the other image sources and 45 ° to their longitudinal axes. The hollow mirror lies on the side of the beam splitter facing away from the second image source in the optical path of the image source, and the Fresnel lens lies on the side of the beam splitter facing away from the first and second image sources in the common optical path of both image sources. The viewer looks through the Fresnel lens and the beam splitter at the so-called. first source image. This lies immediately in the field of observer in the so-called. rear plane. Depending on the use of the device, this image source shows, for example, an educational film or an advertising film. Called. the second image source casts its image through the beam splitter onto the hollow mirror. This throws him back to the beam splitter, which, when turned 90 °, mirrors him on Fresnel's lens and thus on the observer. The viewer feels like a free-floating virtual image lying in front of Fresnel's lens. Depending on the application, the device shows a second image source in an instructive film, such as a lecturer or a company logo, which then appears in the foreground in front of the background film. The viewer thus experiences a rare sight when he sees film in the background as in the state of the art and in front of that background a free-floating virtual image in the foreground. This virtual image is created by the combined action of a beam splitter, a hollow mirror and a Fresnel lens. The dimensions and optical data of the beam splitter, hollow mirror and Fresnel lens can be aligned to each other so that the viewer sees the virtual image over a wide angle range of up to 60 °. This means that the viewer can move left and right in front of the device and still see the virtual image.

Ako bolo uskutočnené, ukazuje prvý zdroj obrazu obraz, ležiaci pre pozorovateľa v zadnej rovine a druhý zdroj obrazu obraz, ležiaci pre pozorovateľa v prednej rovine.As accomplished, the first image source shows an image lying for the viewer in the rear plane and the second image source shows an image lying for the viewer in the front plane.

Rozdeľovač lúčov má účelne priepustnosť 50 %. Môže ísť o okennú tabuľu. Pri opísanom známom zariadení pozostáva rozdeľovač lúčov zo silne napätej fólie. Použitie okennej tabule, ktorá je cenovo priaznivejšia, na účely podľa vynálezu, stačí. Rozdeľovač lúčov má dĺžku hrán 50 x x 50 cm.The beam splitter expediently has a throughput of 50%. This may be a window pane. In the known apparatus described, the beam splitter consists of a strongly stretched film. The use of a more cost-effective window pane for the purposes of the invention is sufficient. The beam splitter has an edge length of 50 x 50 cm.

Obidva zdroje obrazu majú účelne obdĺžnikový tvar s uhlopriečkou od 6 do 76 cm. Ide o televízne obrazovky alebo normálne monitory. Môžu byť ovládané ľubovoľným spôsobom. Účelne sa ovládajú digitálne.The two image sources expediently have a rectangular shape with a diagonal of from 6 to 76 cm. These are TV screens or normal monitors. They can be operated in any way. They are conveniently operated digitally.

Duté zrkadlo má účelne hĺbku ponoru od 4 do 18 cm. Fresnelova šošovka má účelne stlačenie hĺbky ponoru od 6 do 20 cm.The hollow mirror expediently has a plunge depth of 4 to 18 cm. The Fresnel lens expediently has a dip depth of from 6 to 20 cm.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude bližšie vysvetlený prostredníctvom konkrétneho príkladu vyhotovenia znázorneného na výkrese, na ktorom je schematicky znázornený spôsob uskutočnenia.The invention will be explained in more detail by way of a specific exemplary embodiment shown in the drawing, in which the embodiment is schematically illustrated.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Zariadenie obsahuje puzdro 12 a v ňom prvý zdroj 14 obrazu a druhý zdroj 16 obrazu. Prvý zdroj 14 obrazu je ovládaný riadiacim zariadením alebo pamäťou 18 a druhý zdroj 16 obrazu je ovládaný riadiacim zariadením alebo pamäťou 20. Rozdeľovač 22 lúčov leží v optickej dráhe obidvoch zdrojov 14 a 16 obrazu. Nad rozdeľovačom 22 lúčov a na hornej strane puzdra 12 sa nachádza duté zrkadlo 24. Pred rozdeľovačom 22 lúčov alebo pri pohľade na obrázok sa vľavo od rozdeľovača 22 lúčov nachádza Fresnelova šošovka 26. Pred ňou alebo pri pohľade na obrázok vľavo od Fresnelovej šošovky 26 je voľne v priestore sa vznášajúci virtuálny obraz 28.The apparatus comprises a housing 12 and a first image source 14 and a second image source 16 therein. The first image source 14 is controlled by the control device or memory 18 and the second image source 16 is controlled by the control device or memory 20. The beam splitter 22 lies in the optical path of the two image sources 14 and 16. A hollow mirror 24 is located above the beam splitter 22 and at the top of the housing 12. A Fresnel lens 26 is located in front of the beam splitter 22 or to the left of the beam splitter 22. space - floating virtual image.

Pred Fresnelovou šošovkou 26 alebo pri pohľade na obrázok sa vľavo od nej nachádza pozorovateľ. Cez Fresnclovu šošovku 26 a rozdeľovač lúčov 22 ide jeho pohľad bezprostredne k prvému zdroju 14 obrazu. Jeho obraz vidí v rovine prvého zdroja 14 obrazu alebo v pozadí. Fresnelova šošovka 26 alebo rozdeľovač 22 lúčov neobmedzujú pohľad na prvý zdroj 14 obrazu. Iné je to s obrazom poskytovaným druhým zdrojom 16 obrazu. Tento obraz sa pozorovateľovi javí ako virtuálny obraz 28 voľne sa vznášajúci v priestore pred Fresnelovou šošovkou 26.An observer is to the left of Fresnel lens 26 or looking at the image. Through the Fresnel lens 26 and the beam splitter 22, its view immediately follows the first image source 14. He sees his image in the plane of the first image source 14 or in the background. The Fresnel lens 26 or beam splitter 22 does not limit the view of the first image source 14. This is different with the image provided by the second image source 16. This image appears to the viewer as a virtual image 28 floating freely in the space in front of the Fresnel lens 26.

Doplnkovo k tomu, že zariadenie zobrazuje dva pohybujúce sa obrazy v dvoch za sebou ležiacich rovinách, zažíva pozorovateľ aj ilúziu. Ilúzia spočíva v tom, že sa virtuálny obraz 28 voľne vznáša v priestore. Plátno, obrazovka alebo podobné nie je ani vidieť, ani ich nie je možné uchopiť rukou. Rovnako tak nemôže pozorovateľ uchopiť virtuálny obraz.In addition to displaying two moving images in two planes lying behind one another, the observer also experiences illusion. The illusion is that the virtual image 28 floats freely in space. Canvas, screen or the like is neither visible nor graspable by hand. Similarly, an observer cannot grab a virtual image.

Claims (8)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Zariadenie na zobrazenie dvoch pohybujúcich sa obrazov v dvoch za sebou ležiacich rovinách s dvoma zdrojmi obrazu, s rozdeľovačom lúčov, ležiacim pod ostrým uhlom v optickej dráhe obidvoch zdrojov obrazu a s použitím dutého zrkadla, vyznačujúce sa tým, že obidva zdroje (14, 16) obrazu sú usporiadané navzájom pod uhlom 90°, rozdeľovač (22) lúčov je jednou svojou stranou privrátený prvému a druhému zdroju (14, 16) obrazu a je usporiadaný pod uhlom 45° k ich pozdĺžnym osiam, duté zrkadlo (24) leží na strane rozdeľovača (22) lúčov, odvrátenej od druhého zdroja (16) obrazu, v optickej dráhe tohto zdroja (16) obrazu a Fresnelova šošovka (26) leží na strane rozdeľovača (22) lúčov, odvrátenej od prvého a od druhého zdroja (14, 16) obrazu, v spoločnej optickej dráhe obidvoch zdrojov (14,16) obrazu.Apparatus for displaying two moving images in two consecutive planes with two image sources, with a beam splitter lying at an acute angle in the optical path of both image sources and using a hollow mirror, characterized in that the two sources (14, 16) The beam splitter (22) faces one side of the first and second image sources (14, 16) and is arranged at an angle of 45 ° to their longitudinal axes, the hollow mirror (24) lies on the side the beam splitter (22) facing away from the second image source (16) in the optical path of the image source (16) and the Fresnel lens (26) lies on the side of the beam splitter (22) facing away from the first and second source (14, 16) ) of the image, in the common optical path of the two image sources (14, 16). 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa t ý m , že prvý zdroj (14) obrazu je usporiadaný na ukázanie obrazu, ležiaceho pre pozorovateľa v zadnej rovine.Device according to claim 1, characterized in that the first image source (14) is arranged to show an image lying to the viewer in the rear plane. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že druhý zdroj (16) obrazu je usporiadaný na ukázanie obrazu, ležiaceho pre pozorovateľa v prednej rovine.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second image source (16) is arranged to show the image lying to the viewer in the front plane. 4. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 3, v y značujúce sa tým, že rozdeľovač (22) lúčov má priepustnosť 50 %.Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the beam splitter (22) has a transmittance of 50%. 5. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa t ý m, že rozdeľovač lúčov (22) má dĺžku hrán 50 x 50 cm.Device according to claim 4, characterized in that the beam splitter (22) has an edge length of 50 x 50 cm. 6. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 5, v y značujúce sa tým, že obidva zdroje (14, 16) obrazu majú obdĺžnikový tvar a uhlopriečku od 6 do 76 cm.Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the two image sources (14, 16) have a rectangular shape and a diagonal of from 6 to 76 cm. 7. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 6, v y značujúce sa tým, že duté zrkadlo (24) má hĺbku ponoru od 4 do 18 cm.Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the hollow mirror (24) has a immersion depth of 4 to 18 cm. 8. Zariadenie podľa niektorého z nárokov 1 až 7, v y značujúce sa tým, že Fresnelova šošovka (26) má stlačenie hĺbky ponoru od 6 do 20 cm.Apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the Fresnel lens (26) has a depression depth of from 6 to 20 cm.