NL8007015A - Beeldprojectiestelsel. - Google Patents

Description

•4 k C/Ca/eh/1209

Beeldprojectiestelsel. —

De uitvinding heeft betrekking op een beeldprojectiestelsel, en meer in het bijzonder op een dergelijk stelsel, waarbij een op een televisie-ontvanger zichtbaar gemaakt beeld in vergrote vorm wordt geprojecteerd.

5 Figuur 1 van de bijbehorende tekening toont een dergelijk beeldprojectiestelsel van bekend type. Daarbij zijn binnen een omhulsel 1 een televisie-ontvanger 2, een lens 3 voor focussering van het op de televisie-ontvanger 2 zichtbaar gemaakte beeld en een scherm 4 in één lijn opge-10 steld, zodanig, dat het op de televisie-ontvanger 2 verschijnende beeld op het scherm 4 wordt geprojecteerd. Een kijker kan het aldus geprojecteerde beeld in de richting van de pijl A waarnemen. Zoals uit figuur 1 naar voren komt, is de totale afstand tussen de televisie-ontvanger 2 en het 15 projectiescherm 4 betrekkelijk groot. Zo kan de horizontale afmeting L· van de projector volgens figuur 1 bijvoorbeeld ongeveer 165 cm bedragen.

Figuur 2 toont een beeldprojectiestelsel van ander, eveneens bekend type. Daarbij is tegenover de 20 televisie-ontvanger 2 en achter de focusseringslens 3 binnen het omhulsel 1 een spiegel 5 aangebracht, welke het van de lens 3 afkomstige beeld weerkaatst naar het scherm 4. Bij gelijke beeldvergroting kan de horizontale afmeting van de projector volgens figuur 2 ongeveer 90 cm bedragen, dat wil 25 zeggen minder dan bij de projector volgens figuur 1.

Bij de stelsels volgens de figuren 1 en 2 zijn de televisie-ontvanger 2, de lens 3 en het scherm 4 steeds optisch in serie met elkaar aangebracht, respectievelijk wordt het op de televisie-ontvanger 2 verschijnende 30 beeld door de afbuigspiegel 5 op het scherm 4 gekaatst, steeds op basis van enkelvoudig optische verschijnselen. De mogelijkheden om dergelijke beeldprojectiestelsel tot geringe afmetingen terug te brengen, is om optische redenen beperkt.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, 35 een beeldprojectiestelsel van kleine afmetingen en compacte uitvoering te verschaffen.

8007015 - 2 -

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een nieuw type beeldprojectiestelsel te verschaffen, waarmede drie dimensionale zichtbaarmaking van een beeld mogelijk is.

Uitgaande van een beeldprojectiestelsel met 5 een beeldbron en een daarvóór geplaatste projectielens, vult de uitvinding het stelsel aan met vóór de projectielens aangebrachte en ten opzichte van de optische as daarvan hellende bundelsplitsmiddelen voor kaatsing van het van de lichtbron afkomstige licht in één richting, en met nabij de bundel-10 splitsmiddelen aangebrachte weerkaatsingsmiddelen voor kaatsing van het door de bundelsplitsmiddelen gekaatste licht in aan de genoemde ene richting tegengestelde richting en voor projectie van het van de lichtbron afkomstige licht naar een kijker via de bundelsplitsmiddelen.

15 Volgens een ander aspect van de uitvinding omvat een stelsel voor driedimensionale beeldprojectie: a) een eerste beeldbron; b) een vóór de eerste beeldbron geplaatste, eerste projectielens; c) een tegenover de eerste beeldbron geplaatste, tweede beeldbron; d) een vóór de tweede 20 beeldbron geplaatste, tweedè projectielens; e) tussen de eerste beeldbron en de tweede beeldbron aangebrachte en ten opzichte van beide beeldbronnen hellende bundelsplitsmiddelen voor kaatsing van het van de eerste beeldbron afkomstige licht in de ene richting en het van de tweede beeldbron af-25 komstige licht in de andere, aan die ene tegengestelde richting; en f) nabij de bundelsplitsmiddelen aangebrachte weerkaatsingsmiddelen voor kaatsing van het van de tweede beeldbron afkomstige, weerkaatste licht in de ene richting, één en ander zodanig, dat het van de eerste beeldbron afkomstige 30 licht door de beelsplitsingsmiddelen wordt weerkaatst en naar een kijker wordt geprojecteerd, terwijl het van de tweede beeldbron afkomstige licht door de bundelsplitsingsmiddelen en de weerkaatsingsmiddelen wordt weerkaatst en via de bundelsplitsingsmiddelen naar de kijker wordt geprojecteerd.

35 De uitvinding zal worden verduidelijkt in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening van enige uitvoeringsvormen, waartoe de uitvinding 8007015 - 3 - * -ï zich echter niet beperkt. In de tekening tonen: figuur 1 een doorsnede door een beeldprojec-tiestelsel van bekend type, figuur 2 een doorsnede door een beeldprojec-5 tiestelsel van ander, bekend type, figuur 3 een zijaanzicht op een beeldprojectie-stelsel volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding, figuur 4 een zijaanzicht op een beeldprojec-tiestelsel volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, 10 figuur 5 een zijaanzicht op een stelsel voor driedimensionale beeldprojectie volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding, figuur 6 een vooraanzicht op het projectie-stelsel volgens figuur 5, en 15 figuur 7, in perspectief, het beeldprojectie- stelsel volgens de figuren 5 en 6.

Aan de hand van figuur 3 wordt een eerste uitvoeringsvorm van een beeldprojectiestelsel volgens de uitvinding beschreven.

20 Daarbij vindt toepassing plaats van een tele- visie-ontvanger 11, waarvan het als beeldbron dienende beeldscherm onder in een zich hoofdzakelijk in verticale richting uitstrekkend omhulsel 10 is aangebracht en bovenwaarts is gericht. Boven het beeldscherm van de televisie-ontvanger 11 is j 25 binnen het omhulsel 10 een lens 12 aangebracht. Boven de lens 12 is binnen het omhulsel 10 een bundelsplitser 14, bijvoorbeeld een halve spiegel, aangebracht. De bundelsplitser 14 strekt zich onder een hoek van 45° ten opzichte van de optische as 13 van de lens 12 en het beeldscherm uit en bevindt zich 30 met zijn middelpunt P op de optische as 13.

Boven de bundelsplitser 14 bevindt zich een spiegel 15, welke zich loodrecht ten opzichte van de genoemde optische as 13 uitstrekt voor weerkaatsing van door de bundel-spliter 14 doorgelaten licht. In figuur 3 bevindt zich links 35 van de bundelsplitser 14 een tweede spiegel 16, waarvan de normaal loodrecht ten opzichte van de optische as 12 is ge-* richt. De afstand [. ^ tussen het middelpunt P van de bundel- 8007015 - 4 - splitser 14 en de spiegel 15 is gelijk aan de afstand £2 tus“ sen het middelpunt P en de tweede spiegel 16. In figuur 3 bevindt zich rechts van de bundelsplitser 14 een scherm 17/ waarop een kijker M het geprojecteerde beeld kan waarnemen.

5 Vervolgens zal de werking van dit beeldpro- jectiestelsel worden beschreven.

Het van het beeldscherm van de televisie-ontvanger 11 afkomstige licht wordt door de lens 12 gefocus-seerd en op de bundelsplitser 14 geprojecteerd. Een gedeelte 10 van het licht wordt door de bundelsplitser 14 naar de spiegel 15 doorgelaten, terwijl het overige gedeelte naar de tweede spiegel 16 wordt gekaatst. Het door de bundelsplitser 14 doorgelaten licht wordt door de spiegel 15 naar de bundelsplitser 14 teruggekaatst en komt aan de bundelsplitser 14 samen te 15 vallen met het door de tweede spiegel 16 eveneens weerkaatste, overige lichtgedeelte. Het gebied, waarbij de beide weerkaatste lichtgedeelten aan de bundelsplitser 14 komen samen te vallen strekt zich in figuur 1 uit tussen de punten P^ en P2· Het van de televisie-ontvanger 11 afkomstige beeld wordt 20 derhalve vergroot en door de bundelsplitser 14 op het scherm 17 geprojecteerd. Een kijker M kan dit vergrote beeld op het scherm 17 waarnemen in de ten opzichte van de optische as 13 van de lens 12 en de televisie-ontvanger 11 normale of loodrechte richting.

25 Zoals in de vorige alinea is beschreven, gaat een gedeelte van het licht heen en weer tussen de bundelsplitser 14 en de spiegel 15 en gaat het overige gedeelte heen en weer tussen de bundelsplitser 14 en de tweede spiegel 16. De afmeting L in horizontale richting van het beeldprojectie-30 stelsel volgens figuur 3 kan derhalve worden teruggebracht tot de som van de reeds genoemde lengte en een verdere afmeting van uit het middelpunt P van de bundelsplitser 14, welke benodigd is voor montage van de televisie-ontvanger 11, de lens 12 en de bundelsplitser 14 zelf. De horizontale af-35 meting / van het beeldprojectiestelsel volgens figuur 3, dat wil zeggen de afmeting in de waarnemingsrichting, bedraagt voor een soortgelijke beeldvergroting als bij het bekende 3007015 « 4 - 5 - stelsel volgens figuur 1 ongeveer 40 cm.

Bij het beeldprojectiestelsel volgens figuur 3 is de toepassing van de spiegel 15 niet onder alle omstandigheden noodzakelijk, doch leidt wel tot grotere helderheid 5 van het op het scherm 17 verschijnende projectiebeeld; bovendien wordt opgemerkt, dat de totale hoogte van het beeld-projectiestelsel volgens figuur 3 door de toepassing van de spiegel 15 nauwelijks beïnvloed wordt.

Niet uitgesloten is, dat een gedeelte van het 10 door.de bundelsplitser 14 weerkaatste licht via de lens 12 naar het beeldscherm van de televisie-ontvanger 11 teruggaat, hetgeen ongewenst is. In verband daarmede kan vóór het beeldscherm van de televisie-ontvanger 11 een in figuur 3 met gebroken lijnen weergegeven, polariserende plaat 18 worden 15 aangebracht, welke het naar de televisie-ontvanger 11 teruggaande licht verzwakt. Indien de tweede spiegel 16 als bundelsplitser wordt uitgevoerd·, kan ook een in figuur 3 links van het stelsel aanwezige kijker M' het vergote beeld waarnemen.

Aan de hand van figuur 4 zal nu een beeld-20 projectiestelsel volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding worden beschreven. Daarbij zijn de met dié volgens figuur 3 overeenkomende elementen en componentn ook weer met respectievelijk dezelfde verwijzingssymbolen aangeduid.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 zijn 25 rechtstreeks boven de bundelsplitser 14 een tweede lens 19 en een tweede televisie-ontvanger 20 aangebracht, zodanig, dat hun beider optische as in het verlengde van de optische as 13; van de lens 12 en de eerste televisie-ontvanger 11 verloopt. De tweede lens 19 en de tweede televisie-ontvanger 20 30 bevinden zich derhalve aan de andere zijde van de bundelsplitser 14. De afstand -L· ^ tussen het middelpunt P van de bundelsplitser 14 en de eerste televisie-ontvanger 11 is kleiner dan de afstand tussen het middelpunt P en de tweede televisie-ontvanger 20 ( 35 Als projectiescherm 17 dient in dit geval de combinatie van een lens 21 met lenticulair effect en een lens 22 met frenel effect. De lens 21 kan van het verticaal 8007015 - 6 - convexe type of het horizontaal convexe type zijn.

Vervolgens zal de werking van het projectie-stelsel volgens figuur 4 worden beschreven.

Het van de onderste televisie-ontvanger 11 5 afkomstige licht wordt door de lens 12 gefocusseerd en op het onderoppervlak van de bundelsplitser 14 geprojecteerd, terwijl het van de bovenste televisie-ontvanger 20 afkomstige licht door de lens 19 wordt gefocusseerd en op het bovenoppervlak van de bundelsplitser 14 wordt geprojecteerd. Een gedeelte 10 van het op het onderoppervlak van de bundelsplitser geprojecteerde licht van de onderste televisie-ontvanger 11 wordt weerkaatst naar de spiegel 16 en daardoor naar de bundelsplitser 14 teruggekaatst. Als gevolg daarvan zullen de vergrote beelden van de televisie-ontvangers 11 en 20 aan de 15 bundelsplitser samenvallen binnen een gebièd, dat zich in figuur 14 tussen de punten P^ en P2 uitstrekt; deze samenvallende beelden worden op de lens 21 geprojecteerd en kunnen door de kijker M via de frenel-lens 22 worden waargenomen.

Het daarbij waargenomen beeld komt overeen met het vergrote 20 beeld, dat door middel van het met gebroken lijnen in figuur 4 getekende projectiestelsel zou worden verkregen. De horizontale afmeting t, van het beeldprojectiestelsel volgens figuur 4 is gelijk aan de som van de lengte ^2 tussen het middelpunt P van de bundelsplitser 14 en de spiegel 16 en 25 de van uit het middelpunt P van de bundelsplitser 14 voor aanbrenging van de beide televisie-ontvangers 11 en 20 en de beide lensen 12 en 19 noodzakelijk afstand. De horizontale afmeting van het beeldprojectiestelsel volgens figuur 4, dat wil zeggen de afmeting in de beeldwaarnemingsrichting, 30 is aanzienlijk kleiner dan dié van het met gebroken lijnen in figuur 4 getekende projectiestelsel.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 komen de van de beide televisie-ontvangers 11 en 20 afkomstige beelden aan de bundelsplitser 14 met elkaar samen te vallen.

35 De kijker M ziet een tweedimensionaal, samenvallend vergroot beeld. Met behulp van hetprojectiestelsel volgens figuur 4 is het echter mogelijk een parellax stereografisch of drie- 8007015 V \ - 7 - dimensionaal beeld te verschaffen. In dat geval dient de televisie-ontvanger 20 met zijn beeldscherm een zodanige helling ten opzichte van de televisie-ontvanger 11 te vertonen, dat het van de televisie-ontvanger 20 afkomstige licht onder een 5 parellaxhoek ten opzichte van het van de televisie-ontvanger 11 afkomstige licht de bundelsplitser 14 treft. Het daarbij optredende, parallax stereografische beeld wordt op de lens 21 geprojecteerd en kan door de kijker M via de fresnel-lens 22 worden waargenomen. Op die wijze kunnen televisieprogramma's 10 driedimensionaal worden waargenomen. Daarbij wordt opgemerkt, dat de televisie-ontvangers 11 en 20 ter verkrijging van het gewenste parellax-effect ook naast elkaar kunnen worden aangebracht .

Vervolgens zal aan de hand van de figuren 5 15 en 7 een stelsel voor driedimensionale beeldprojectie volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding worden beschreven. De met dié van de beide vorige uitvoeringsvormen overeenkomende componenten en elementen zijn weer met respectievelijk dezelfde verwijzingssymbolen aangeduid.

20 Zoals de figuren laten zien, zijn binnen het zich hoofdzakelijk in verticale richting uitstrekkende, doch in de figuren 5 en 6 niet weergegeven omhulsel 10 onder de bundelsplitser 14 twee naar boven gerichte televisie-ontvangers 30 en 31 aangebracht, ieder met v66r zich respectievelijk een 25 lens 32 en een lens 33. Boven de bundelsplitser 14 is een tweetaal naar beneden gerichte televisie-ontvangers 34 en 35 aangebracht met ieder vóór zich respectievelijk een lens 36 en .een lens 37. De lensen 32, 33, 36 en 37 strekken zich bij beschouwing in zijaanzicht volgens figuur 5 op één as A uit en 30 bevinden zich, bij vooraanzicht volgens figuur 6 qp cirkelparten. De optische assen 40 en 41 van respectievelijk de lensen 32 en 33 en de bijbehorende televisie-ontvangers 30 en 31 snijden elkaar, terwijl ook de optische 42 en 43 van respectievelijk de lensen 36 en 37 met bijbehorende televisie-ontvangers 34 en 35 35 elkaar snijden. Het paar televisie-ontvangers 30 en 31 bevindt zich tegenover het paar televisie-ontvangers 34 en 35.

De snijpunten van de optische assen 40 en 41 enerzijds en 42 §n 43 anderzijds vallen echter niet met elkaar samen. Met ge- 057015 - 8 - L·-*· ' broken lijnen is onderaan in figuur 6 weergegeven, tot welke onmogelijke overlappingen de televisie-ontvangers 34 en 35 en de lensen 36 en 37 zouden komen indien de televisie-ontvangers in één lijn zouden worden aangebracht. Als beeldscherm 5 17 dient ook bij deze uitvoeringsvorm weer een combinatie van een lens 21 met lenticulaire werking van het horizontaal convexe type en een lens 22 met fresnel-effect.

Vervolgens zal de werking van het beeld-projectiestelsel volgens de figuren 5, 6 en 7 worden beschreven. 10 De van de televisie-ontvangers 30 en 31 af komstige beelden worden langs respectievelijk de optische assen 40 en 41 op het onderoppervlak van de bundelsplitser 14 geprojecteerd, terwijl de .beide televisie-ontvangers 34 en 35 langs respectievelijk de optische assen 42 en 43 op 15 het bovenoppervlak van de bundelsplitser 14 worden geprojecteerd. De van de televisie-ontvangers 30 en 31 afkomstige beelden worden door de bundelsplitser 14 naar de lens 21 gekaatst, terwijl de van de televisie-ontvangers 34 en 35 afkomstige beelden door de bundelsplitser 14 naar de spiegel 20 16 worden gekaatst, en vervolgens door deze via de bundelsplitser 14 eveneens naar de lens.21 worden gekaatst. De vier van de respectievelijke televisie-ontvangers 30, 31, 34 en 35 afkomstige beelden worden in althans ten minste nagenoeg hetzelfde gebied van de lens 21 geprojecteerd, voor waarneming 25 via de fresnel-lens 22.

Zoals uit het voorgaande blijkt, worden de van de televisie-ontvangers 34 en 35 afkomstige beelden naar de waarnemingsgebieden Θ- & ® en £2) in figuur 7 weerkaatst, terwijl de van de televisie-ontvangers 30 en 31 afkomstige beelden 30 meer rechtstreeks naar deze waarnemingsgebieden worden gekaatst. De lens 21 focusseert de verschillende beelden, terwijl de fresnel-lens 22 het beeld voor gemakkelijke waarneming vergroot. De beide van de bovenste televisie-ontvangers 34 en 35 afkomstige beelden en de beide van de onderste televisie-ont-35 vangers 30 en 31 afkomstige beelden worden aan een kijker in één enkele lijn en met geringe overlapping aangeboden, zodat de kijker een enkelvoudig stereobeeld waarneemt. De televisie- 8007015 ·'· % - 9 - ontvangers 30, 31, 34 en 35 projecteren him beeld in vier waarnemingsgebieden, welke bijvoorbeeld over een afstand van 6,2 cm, dat wil zeggen de gemiddelde afstand tussen de ogen, uit elkaar liggen. Uit deze vier waarnemingsgebieden worden 5 drie stereogrammen afgeleid, welke zonder scheiding worden aangeboden.

Indien de bovenste televisie-ontvangers 34 en 35 in de in figuur 6 met gebroken lijnen weergegeven posities en B2 zouden worden geplaatst, zouden dezelfde stereo-10 grammen voor een kijker zichtbaar worden. Zoals reeds is opgemerkt, leidt een dergelijke opstelling echter tot onmogelijke overlappingen. Op de in de figuren 5-7 weergegeven wijze volgens de uitvinding is het mogelijk om de televisie-ontvangers 30, 31, 34 en 35 zonder vergrotingen van systeemaf-15 metingen vrij op te stellen.

In figuur 7 behoren de waarnemingsgebieden (^) (^)en (£) respectievelijk bij de televisie-ontvangers 30, 34, 31 en 35. Bij de uitvoeringsvorm volgens de figuren 5-7 . - worden uit de vier beschikbare beelden drie paren stereogram- 20 men afgeleid, zodat de kijker, wanneer zij of hij het hoofd naar rechts of links beweegt, geen pseudoscopisch beeld zal waarnemen. Het eerste paar stereogrammen wordt gevormd door de televisie-ontvangers 30 en 34, het tweede paar door de televisie-ontvangers 31 en 34, en het derde paar door de tele-25 visie-ontvangers 31 en 35.

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen; verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven onderdelen en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, 30 zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

80 0 7 0 1 5

Claims (9)

1. Beeldprojectiestelsel met een beeldbron en een daarvóór geplaatste projectielens, gekenmerkt door: a) een vóór de projectielens (12) geplaatste en ten opzichte van de optische as daarvan hellende bundel- 5 splitser (14) voor weerkaatsing van het van de beeldbron afkomstige licht in de ene richting, en door b) een nabij de bundelsplitser (14) aangebracht weerkaatsingsorgaan voor weerkaatsing van het van de bundelsplitser afkomstige licht in de aan de ene richting 10 tegengestelde, andere richting en voor projectie van het van de beeldbron afkomstige licht via de bundelsplitser naar een kijker. :

2. Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 1, gekenmerkt door een tegenover de eerste beeldbron (11) aange- 15 brachte, tweede beeldbron (20) en een vóór deze geplaatste, tweede projectielens (19), zodanig, dat het van de tweede beeldbron (20) afkomstige licht door de bundelsplitser (14) wordt weerkaatst en naar de kijker wordt geprojecteerd.

3- Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 1, 20 gekenmerkt door een nabij de bundelsplitser (14) aangebrachte scherminrichting (17, 21, 22).

4. Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de scherminrichting een. lens (21) met lenticulair effect en een lens (22) met. fresnel-effect bevat.

5. Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 1, gekenmerkt door een nabij de bundelsplitser (14) en tegenover de beeldbron (11) aangebracht, tweede weerkaatsingsorgaan (15).

6. Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 1, 30 met het kenmerk, dat de beeldbron eerste beeldbronelementen (30, 31) en daartegenover aangebrachte, tweede beeldbronelementen (34, 35) omvat, de projectielens respectievelijk vóór de eerste beeldbronelementen (30, 31) en de tweede beeldbronelementen (34, 35) geplaatste, eerste (32, 33) en 35 tweede (36, 37) projectielenselementen omvat, de bundel- 8 0 0 7 0 1 5 - ^ V - 11 - splitser (14) tussen en schuin ten opzichte van de eerste (30, 31) en de tweede (34, 35) beeldbronelementen is aangebracht voor weerkaatsing van het van de eerste beeldbronelementen (30, 31) afkomstige licht in de ene richting en 5 het van de tweede beeldbronelementen (34, 35) afkomstige licht in de aan die ene richting tegengestelde, andere richting, en dat het weerkaatsingsorgaan (16) nabij de bundelsplitser (14) is aangebracht voor weerkaatsing van het van de tweede beeldbronelementen (34, 35) afkomstige, weer-10 kaatste licht in de ene richting, zodanig, dat het van de . . eerste beeldbronelementen (30, 31) afkomstige licht door de bundelsplitser (14) wordt weerkaatst en naar een kijker wordt geprojecteerd, terwijl het van de tweede beeldbronelementen (34, 35) afkomstige licht zowel door de bundelsplitser (14) 15 als door het weerkaatsingsorgaan (16) wordt weerkaatst en via de bundelsplitser (14) naar de kijker wordt geprojecteerd.

7. Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 6, gekenmerkt door een tussen de bundelsplitser (14) en een kijker opgenomen lens (21) met lenticulair effect en/of een 20 lens (22) met fresnel effect.

8» Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 6, roet het kenmerk, dat de eerste en tweede beeldbronelementen worden gevormd door kathodestraalbuizen (30, 31? 34, 35).

9. Beeldprojectiestelsel volgens conclusie 6, 25 met het kenmerk, dat de bundelsplitser wordt gevormd door een halve spiegel (14). 8 0 0 7 0 1 5~'~