DE3118735A1 - Device for the generation and optical projection of virtual image compositions - Google Patents
Device for the generation and optical projection of virtual image compositionsInfo
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Abstract
Description
-?■·:..:.. '.ΓοΛη· de*M.*8.kai 1981 3 -? ■ ·: ..: .. '.ΓοΛη · de * M. * May 8, 1981 3
Lyubomir Szabo in 5000 Köln und Uwe Öüldner in 4000 DüsseldorfLyubomir Szabo in 5000 Cologne and Uwe Öüldner in 4000 Düsseldorf
Vorrichtung für die Erzeugung und die Lichtprojektion von virtuellen Bildkompositionen.Device for generating and projecting light of virtual image compositions.
Die .Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Erzeugung und die Lichtprojektion von virtuellen Bildkompositionen, inbesondere für Spielbetrieb und Heimunterhaltung.The invention relates to a device for generating and the light projection of virtual image compositions, especially for gaming operations and home entertainment.
Anwendungsgebiete sind Spielhallen, Kindergärten, öffentliche Warteräume, Kirmesplätze und Heime. Derartige optische Vorrichtungen werden so plaziert und in Botrieb gesetzt, daß gleichzeitig mehrere Zuschauer oder Personen die virtuellen Bilder betrachten können. Als Tischgerät dimensioniert ist die Vorrichtung geeignet,als Kinderspielzeug zu diene-n. Ein-weiteres Anwendungsgebiet sind Discotheken, Vorhallen, Theater und freie öffentliche Plätze. Die mechanisch bewegten Bildmuster werden in beliebiger Größe auf Leinwand ausprojiziert wie in einem Lichtspieltheater für eine unbegrenzte Zahl von Zuschauern.Areas of application are play halls, kindergartens, public waiting rooms, fairgrounds and homes. Such Optical devices are placed and set in motion so that several viewers or people can be seen at the same time view the virtual images. Dimensioned as a tabletop device, the device is suitable as a children's toy to serve. Another area of application are discos, Lobbies, theaters and free public spaces. The mechanically moving picture patterns are of any size projected onto a screen like in a movie theater for an unlimited number of spectators.
Die Erfindung erzielt die Erzeugung von optischen Bilkompositionen als sinnvolle, spielerische Unterhaltung für Kinder und Erwachsene. Die Vorrichtung soll als Betrachtergerät "oder als Speziallichtprojektor, versehen mit Münzautomat und Zeitschalter, wirtschaftlichen Zwecken nutzen. Mit einfachen optischen und mechanischen Mitteln wird eine technische Voraussetzung geschaffen, die endlose variable,-figurative und .gegenstandslose virtuelle, kugelartige Bildkomppsitionen erzeugt. Die Lichtprojektion der virtuellen beweglichen" Bildern schafft eine neue technischeThe invention achieves the generation of optical bilateral compositions as meaningful, playful entertainment for children and adults. The device is intended as a viewing device "or as a special light projector, provided with Coin operated machine and timer, economic purposes to use. With simple optical and mechanical means, a technical prerequisite is created that is endless variable, figurative and non-objective virtual, spherical Image compositions generated. The light projection of the "virtual moving" images creates a new technical one
Möglichkeit für die Erstellung von lebendigen, attraktiven Wanddekorationen und Lichtspielvorstellungen von hoher unterhaltungs- und populärwissenschaftlicher Qualität bei niedrigen Beschaffungskosten und mit geringen Betriebskosten. Es ist besonders wichtig, zu gewährleisten, daß der Betrachter aktiv an der Erzeugung beteiligt wird, und mit Hilfe von Steuerungsmitteln die beweglichen,sich stetig ändernden Bildkompositionen'in Licht,Farbe und Form nach Wunsch gestalten kann.Ability to create lively, attractive Wall decorations and light shows of high entertainment and popular science quality low procurement costs and low operating costs. It is particularly important to ensure that the viewer is actively involved in the creation, and with the help of control means the moving, constantly changing picture compositions in light, color and shape Can shape your wish.
Es ist bekannt, daß zur Erfüllung einiger dieser Erfordernisse das Spielzeug - genannt Kaleidoskop - dient. Diese Dreikantrohrvorrichtung, innen verspiegelt,multipliziert das Grundmusterbild in eine flächige,virtuelle BiIdfiguration. Das herkömmliche Kaleidoskop ist im 60 -Winkel zusammengesetzt aus drei rechteckigen Spiegelflächen. Die Längsseiten verlaufen paralell, so verbleibt das virtuelle Bild, wenn man es mit einem Auge durch die 'Öffnung betrachtet, in· einer Ebene wie ein -Teppichmuster. Die Zahl der Verspiegelungen ist 12 - 18 .Einige dieser Kaleidoskope sind mit kleinen Linsen als Okular ausgestattet, um eine Weitwinkelbetrachtung zu ermöglichen. An der bilderzeugenden' Öffnung wird eine transparente Kassette mit Glassplittern oder Plastikfiguren angebracht. Die virtuellen Bildveränderungpn werden durch Schütteln oder Drehen verursacht, um eine· neue fixe Bildkomponition zu gestalten. Fundstellen: Literatur Physik - Bereich Optik.It is known that the toy - called a kaleidoscope - is used to meet some of these requirements. This triangular tube device, mirrored inside, multiplied the basic pattern image in a flat, virtual image configuration. The conventional kaleidoscope is composed of three rectangular mirror surfaces at an angle of 60. the Long sides run parallel, so the virtual image remains when you look at it with one eye through the opening, in a plane like a carpet pattern. The number of Mirroring is 12-18. Some of these kaleidoscopes are equipped with small lenses as an eyepiece to allow a Allow wide angle viewing. A transparent cassette with shards of glass is attached to the image-generating opening or plastic figures attached. The virtual image changes pn are caused by shaking or rotating to create a new fixed image composition. References: literature physics - field of optics.
Starker Nachteil ist bei herkömmlichen Kaleidoskopen, daß die Betrachtung von einer Person mit einem Auge erfolgt und somit keine dreidimensionale Wirkung hat. Geringe Anzahl der Verspiegel"ungen, die Bildkomposition ist flächig .ähnlich wie ein Teppichmuster.Die bilderzeugenden Figuren sind weder geplant, noch mechanisch bewegt nach .einem bestimmten Programm, sodaß sie nicht vom Zuschauer getrennt oder ge- :. **■ meinsam gesteuert werden können. Es fehlt an der technisch' · richtigen Beleuchtung und Ausleuchtung, getrennt nachA major disadvantage of conventional kaleidoscopes is that the observation is made by a person with one eye and thus has no three-dimensional effect. Small amount the mirroring, the composition of the image is flat like a carpet pattern. The figurative figures are neither planned, still mechanically moved according to a certain program, so that it is not separated or separated from the viewer. ** ■ can be controlled together. There is a lack of technically correct lighting and illumination, separately
BADBATH
• 4 · · ■ * ► · a ■ β · · »• 4 · · ■ * ► · a ■ β · · »
Farben und Lichtintensität, steuerbar nach Wunsch, um diverse Wirkungen zu erzielen. Es ist nicht möglich, wegen dieser Beschaffenheit farbige Fotos, Diapositive oder laufende Filmszenen zu verwenden. Es fehlt an der vielseitigen Ausgestaltung und Manipulierbarkeit mit Hilfe neuzeitlicher Techniken. Der wesentliche Nachteil besteht in der Konstruktion, d.h. die Seitenkanten verlaufen paralell zueinander. Das virtuelle Gesamtbild hat keine abgeschlossene Form und dadurch ist eine Ausprojektion technisch nicht durchführbar.Colors and light intensity, controllable as desired to achieve various effects. Due to this nature, it is not possible to use colored photos, slides or to use running movie scenes. It lacks the versatile Design and manipulation with the help of modern techniques. The main disadvantage is the construction, i.e. the side edges run parallel to each other. The virtual overall picture does not have a closed one Form and therefore a projection is technical not feasible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kugelaftige oder sphärische virtuelle und bewegliche Bildkompositionen zu erzeugen mittels einer Betrachtervorrichtung für zwei Augen, die gleichzeitig für mehrere Personen als Zuschauer dienen kann. Die gleiche Vorrichtung,als Lichtbildprojektor konzipiert, soll die reelle Grundmustervorlage und die virtuelle Bildkomposition mechanisch bewegt und in den Figurationen endlos kombinierbar in halbverdunkelten Räumen auf Leinwand projizieren und dadurch beliebig vergrössern und für viele Zuschauer anschaulich machen.The invention is based on the object, spherical or to generate spherical virtual and moving image compositions by means of a viewing device for two Eyes that can serve as spectators for several people at the same time. The same device as a slide projector designed, the real basic pattern template and the virtual image composition should be mechanically moved and integrated into the Project figurations endlessly combinable in semi-darkened rooms on screen and thus enlarge as desired and make it clear for many viewers.
Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß alle reellen Grundmustervorlagen und Bildkomponenten wie Formen, Farben, Licht und Motive vom Zuschauer getrennt bewegt und gesteuert werden sollen, sodaß ein erweiterter spielerischer Unterhaltungsinhalt technisch angeboten und gewährleistet werden kann.An essential object of the invention is that all real basic templates and image components how shapes, colors, light and motifs should be moved and controlled separately by the viewer, so that an expanded playful entertainment content can be technically offered and guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus einem konusoidalen Dreikantrohrgebilde als Spiegelvorsatz besteht, dor aus drei gleichen trapezförmigen Spiegelflächen, mit Seitenverhältnis vorzugsweise 1 : 2 : 3 , im 60 - Winkel, zueinander zusammengesetzt ist, um die an der schmaleren Öffnung plazierten, motorisch bewegten und beleuchteten,reellen Grundmustervorlagen, Figuren und Motive mehrfach zuAccording to the invention, this object is achieved by that the device consists of a conical triangular tube structure as a mirror attachment, dor of three equal trapezoidal mirror surfaces, with an aspect ratio preferably 1: 2: 3, at a 60 - angle, put together to one another is around the motorized and illuminated real ones placed at the narrower opening Basic pattern templates, figures and motifs multiple times
verspiegeln in eine virtuelle kugelartige Bildkomposition.mirror in a virtual spherical image composition.
Eine solche Vorrichtung,die als optisches Betrachter-^ gerät funktioniert, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung zu einem Lichtprojektor ausgebaut und mit geeigneten Projektions - und Kondensorlinsen versehen, zum Zwecke der Wandprojektion für eine beliebige Vergrößerung der erzeugten beweglichen, virtuellen, kugelartigen Bildkomposition als Lichtbild ausgestrahlt.Such a device, which is used as an optical viewer- ^ device works, will after further training the invention expanded to a light projector and with suitable projection and condenser lenses are provided for the purpose of wall projection for any magnification the generated moving, virtual, spherical image composition is broadcast as a light image.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen · insbesondere darin, daß aus einer kleinen reellen Grundmustervorlage eine große dreidimensionale .virtuelle Bildkomposition gestaltet wird, die von mehreren Zuschauern gleichzeitig betrachtet, bewegt und in unendliche Kompositionsserien variiert werden kann, je nach der vorprogrammierten Variabilität und Steuerbarkeit der einzelnen Grundmustervorlagen. Diese Vorrichtung kann auch automatisch funktionieren z.B. bei der Lichtprojektion als Ausgestaltung der Erfindung, wobei die Steuerung der einzelnen Figuren, Motiven und Beleuchtungen und deren Kombinationen untereinander mittels Elektromotoren mit einer mechanisierten •Steuerungsvorrichtung geregelt wird. Somit kann ein stundenlanges Spektakel aufgeführt werden. Die Erfindung verkörpert eine neuzeitliche optische Synthesizervorrichtung mit vielseitigen Anwendungen je nach technischer Ausstattung vom Spielautomat bis zum einfachen Spielzeug.The advantages achieved with the invention consist in particular in the fact that a small real basic pattern template a large three-dimensional .virtual image composition is created by several viewers simultaneously viewed, moved and varied in infinite series of compositions, depending on the preprogrammed Variability and controllability of the individual basic templates. This device can also be automatic work e.g. for light projection as a design of the invention, with the control of the individual figures, motifs and lighting and their combinations with one another is regulated by means of electric motors with a mechanized • control device. Thus, an hour long Spectacles are performed. The invention embodies a modern optical synthesizer device with versatile Applications depending on the technical equipment from slot machines to simple toys.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit Dreikantrohrgebilde als Spiegelvorsatz 1, gegenüber der Betrachterrichtung 4 in der optischen Achse sind vorzugsweise drei rotierende transparente Scheiben 5 als Träger der reellen Grundmustervorlage 23 plaziert. Worin die Scheiben 5 mit ungleicher Geschwindigkeit rotieren, entstehen vielfältige Bildkombinationen aus der Superposition der transluciden reellen Grundmustervorlage 23 beiThe invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Fig. 1 shows a Device with triangular tube structure as a mirror attachment 1, opposite the viewing direction 4 in the optical axis three rotating transparent disks 5 are preferably placed as carriers of the real basic pattern template 23. Wherever the disks 5 rotate at unequal speed, diverse combinations of images arise from the superposition the translucid real basic template 23 at
ORiGSNALORiGSNAL
Durchleuchtung von der Lichtquelle 9· In Fig. 7 wird die Ansicht von zwei Scheiben 5 verdeutlicht mit diversen Grundmustervorlagen 23 als Figuren und Motive. Der Spiegelvorsatz 1 ist aus drei'gleichen trapezartigen Spiegelflächen, wovon eine in Fig. 2 in Ansicht dargestellt ist, im 60 - Winkel zueinander zusammengesetzt, und im weiteren mit x.y.z. bezeichnet sind, wobei der optische Winkel der Zusammensetzung durch ein bestimmtes Seitenverhältnis a = 1, b = 2, h = 3 definiert wird. Vorzugsweise ist diese Proportion optimal geeignet, die virtuelle kugelartige Bildkomposition 22 in Fig. 3 aus·der reellen Grundmustervorlage 23 zwischen den Spiegelflächen x. y. z. su erzeugen.Transillumination from the light source 9 · In FIG. 7, the View of two panes 5 illustrated with various basic pattern templates 23 as figures and motifs. The mirror attachment 1 is made up of three identical trapezoidal mirror surfaces, one of which is shown in a view in FIG. put together at 60 - angle to each other, and further with x.y.z. are denoted, where the optical angle of the composition by a certain aspect ratio a = 1, b = 2, h = 3 is defined. This proportion is preferably optimally suited, the virtual spherical one Image composition 22 in FIG. 3 from the real basic template 23 between the mirror surfaces x. y. z. su generate.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Grundriss der Vorrichtung Fig. 4- » vordere Ansicht Fig. 5 und im Längsschnitt Fig. 6 ausführungsgemäß dargestellt. Das Dreikantrohrgebilde als Spiegelvorsatz 1 ist im Halterahmen in ein Gehäuse der Vorrichtung 3 mit Schutzglas 24- eingebaut. Die Betrachtung erfolgt in Richtung 4- in der optischen . Achse 17 auf die gegenüberliegende Dreiecksöffnung mit den rotierenden Scheiben 5 und einem rotierenden Zylinder 7 als Träger für die Grundmustervorlage, beide bei-regt durch Antriebsaggregat 6 , z..B. Elektromotor, durchleuchtet von der Lichtquelle 9- und individuel vom Betrachter gesteuert in Rotationsgeschwindigkeit und Lichtintensität vom Steuerpult mit Tastatur 14· · Die Streuscheibe 8 verteilt gleichmäßig die Ausleuchtung, die Vorrichtung wird an das Netz 13 angeschlossen oder von Batterie elektrisch versorgt. Erfahrungsgemäß kann ein Kunststoff- , Metall- oder Glasspiegel von hoher Qualität benutzt werden, um die mehrfache Verspiegelung zu gewährleisten. Es ist zweckmässig, die vordere Öffnung des Spiegelvorsatzes 1 so zu dimensionieren, daß mehrere Personen gleichzeitig Platz finden.An embodiment of the invention is shown in the plan of the device Fig. 4- »front view Fig. 5 and in longitudinal section Fig. 6 according to the embodiment. The triangular tube structure as a mirror attachment 1 is installed in the holding frame in a housing of the device 3 with protective glass 24-. The viewing takes place in direction 4- in the optical. Axis 17 on the opposite triangular opening with the rotating disks 5 and a rotating cylinder 7 as a carrier for the basic template, both stimulated by the drive unit 6, z..B. Electric motor, illuminated by the light source 9 and individually controlled by the viewer in rotation speed and light intensity from the control panel with keyboard 14 · · The diffuser 8 evenly distributes the illumination, the device is connected to the network 13 or electrically powered by a battery. Experience has shown that a high-quality plastic, metal or glass mirror can be used to ensure multiple mirroring. It is useful to dimension the front opening of the mirror attachment 1 so that several people can be seated at the same time.
Ein vorteilhaftes- Merkmal des vorgeschriebenen Ausführungsbeispiels besteht darin, daß die erzeugte virtuelleAn advantageous feature of the prescribed embodiment is that the generated virtual
BAD. ORJGSNALBATH. ORJGSNAL
· t ♦ »· T ♦ »
Bildkoraposition 22 in ihrer Wirkung von der Grosse des Spiegelvorsatzes 1 unabhängig ist.Bildkoraposition 22 in their effect on the size of the Mirror attachment 1 is independent.
Eine weitere technische Ausgestaltung der Vorrichtung von wesentlicher Bedeutung für die wirtschaftliche Nutzung dor Erfindung zeigt Fig. 8 im Schnitt. Die erzeugte virtuelle, kugelartige Bildkomposition 22 kann in voller Schärfe als Lichtbild auf die Bildleinwand 16 vergrössert ausgestrahlt werden mittels einer dafür geeigneten .Projektionslinse 12 eingebaut in das Gehäuse 3 . Von der Lichtquelle 9 über Reflektor 10 werden durch Kondensorlinse 11 die Lichtstrahlen paralell geleitet für die Durchleuchtung der reellen Grundmustervorlage 23 , angebracht auf die transparenten Scheiben als rotierende Träger 5 durch Antrieb 6 . Der Spiegelvorsatz 1 erzeugt die virtuelle, kugelartige Bildkomposition 22 , in der optischen Achse 17. Fig. 9 ist ein Schnitt mit gleichem Aufbau ,die Vorrichtung ist senkrecht aufgestellt, wobei über den Einsatz des Spiegels 15 oder eines Prisma die optische Achse 17 und somit das Lichtbild zweckgemäß ausgerichtet wird. Eine Vorrichtung für mehrere Zuschauer, Betrachtergerät 19 stellt Fig. 10 dar, ausgestattet mit Münzautomat und Zeitschalter 25· An der Vorderseite befindet sich ein fteuerpult mit Tastatur 1Λ. Fig. 11 skizziert eine Keimunterhaltungsvorrichtung 20 für eine Person.. Fig. 12 zeigt eine Anwendungsvariante als handliches Spielzeug 21. Der-Einsatz eines Filmprojektors 18 für die Nutzung von laufenden Filmszenen wird im Schnitt Fig. 13 dargestellt.Another technical design of the device is essential for the economic Use of the invention is shown in FIG. 8 in section. The generated virtual, spherical image composition 22 can be shown in full sharpness as a light image on the screen 16 enlarged by means of a suitable .Projection lens 12 built into the housing 3. from the light source 9 via reflector 10, the light beams are guided in parallel through condenser lens 11 for the Transillumination of the real basic pattern template 23, applied to the transparent disks as rotating ones Carrier 5 through drive 6. The mirror attachment 1 generates the virtual, spherical image composition 22 in which optical axis 17. Fig. 9 is a section with the same structure, the device is set up vertically, wherein Via the use of the mirror 15 or a prism, the optical axis 17 and thus the light image are appropriate is aligned. A device for several viewers, viewing device 19 is shown in FIG. 10, equipped with Coin operated machine and timer 25 · Located on the front a control panel with keyboard 1Λ. Fig. 11 outlines a germinating entertainment device 20 for one person .. Fig. 12 shows an application variant as a handy toy 21. The use of a film projector 18 for the Use of running film scenes is shown in section FIG.
Eine wesentliche Steigerung der Wirkung der virtuellen, kupelartigen Bildkoraposition 22 beinhaltet das Ausführungsbeif-.piel Fig. 14 in Ansicht durch die Anwendung eines zweiten dreikantrohrartigen konischen Spiegelvorsatz 26, welcher in der optischen Achse 17 hinter dem vorderen Spiegelvorsatz 1 plaziert ist. Dieser Spiegelvorsatz -26 istThe embodiment example contains a substantial increase in the effect of the virtual, dome-like image cora position 22 14 in view through the use of a second triangular tube-like conical mirror attachment 26, which is placed in the optical axis 17 behind the front mirror attachment 1. This mirror attachment is -26
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
* * · Έ H W * * · Έ HW
analog aus drei gleichen trapezförmigen Spiegelflächen im 60°- Winkel zueinander zusammengesetzt. Hierbei wird vorzugsweise mit mehreren rotierenden Scheiben 28 gearbeitet,bei Benutzung einer zusätzlichen Lichtquelle Somit wird in der virtuellen, kugelartigen Bildkomposition eine zweite kleinere virtuelle Bildkomposition erzeugt, welche die dreidimensionale Wirkung noch erhöht.analog from three identical trapezoidal mirror surfaces Assembled at a 60 ° angle to each other. A plurality of rotating disks 28 are preferably used here Use of an additional light source Thus, in the virtual, spherical image composition A second, smaller virtual image composition is created, which increases the three-dimensional effect.
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- 1981-05-12 DE DE19813118735 patent/DE3118735A1/en not_active Withdrawn
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