Устройство для проецирования изображений в коллимационном потоке (варианты)

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к зеркальным коллимационным устройствам отображения объектов. По первому варианту устройство для проецирования изображений в коллимационном потоке содержит источник изображения и вогнутое сферическое зеркало. Оптическая ось устройства расположена на гипотенузе острого минимального угла между оптической осью источника изображения и оптической осью глаз пользователя, при этом источник изображения размещен на удалении не более фокусного расстояния в районе фокуса сферического зеркала. Источник изображения и параболическое зеркало выполнены с возможностью установки на поверхности стола пользователя. По второму варианту устройство для проецирования изображений в коллимационном потоке содержит источник изображения и вогнутое сферическое зеркало. Для уменьшения габаритов устройства посредством дополнительных элементов оптическая ось сферического зеркала преломлена на 90 градусов, при этом расстояние от источника изображения с учетом преломления в полупрозрачном зеркале соответствует фокусному расстоянию зеркала. Корпус выполнен в виде шлема или очков виртуальной реальности. В качестве дополнительного элемента использовано полупрозрачное зеркало. Обеспечивается уменьшение габаритов и массы устройства. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к зеркальным коллимационным устройствам отображения объектов.

Известно устройство для проецирования изображений в коллимационном потоке, содержащее источник изображения и вогнутое сегментное сферическое вогнутое зеркало, сегментный сферический экран, установленный выпуклостью к сегментному сферическому вогнутому зеркалу, проекторы (RU, С2, № 2559879, 2015).

Недостатками известного устройства являются его сложность и значительные габариты.

Наиболее близкой по схеме к заявленному изобретению является оптическая коллимационная система, содержащая расположенные друг за другом проектор, выпуклый экран обратной проекции, вогнутое зеркало с отражающей поверхностью, обращенной к выпуклому экрану (RU, U1, № 55185, 2006).

Недостатком известного решения являются значительные габариты его зеркал.

Заявленное изобретение направлено на уменьшение габаритов и массы устройства.

Указанный технический результат по первому варианту изобретения достигается тем, что в устройстве для проецирования изображений в коллимационном потоке, содержащем источник изображения и вогнутое сферическое зеркало, оптическая ось устройства расположена на гипотенузе острого минимального угла между оптической осью источника изображения и оптической осью глаз пользователя, при этом источник изображения размещен на удалении не более фокусного расстояния в районе фокуса сферического зеркала, при этом источник изображения и параболическое зеркало выполнены с возможностью установки на поверхности стола пользователя.

По второму варианту изобретения технический результат достигается тем, что в устройстве для проецирования изображений в коллимационном потоке, содержащем источник изображения и вогнутое сферическое зеркало, при этом для уменьшения габаритов устройства посредством дополнительных элементов оптическая ось сферического зеркала преломлена на 90 градусов, при этом расстояние от источника изображения с учетом преломления в полупрозрачном зеркале соответствует фокусному расстоянию зеркала, а корпус выполнен в виде шлема или очков виртуальной реальности.

В качестве дополнительного элемента использовано полупрозрачное зеркало.

Предлагаемое изобретение основано на работе устройства непосредственно с оптической системой глаза и его рефлекторными функциями для обеспечения физиологического состояния глаза, без напряжения мышц.

Предлагаемое использование устройства коллимационной проекции может иметь размеры на два порядка меньше - от сантиметров до десятков сантиметров, и устанавливаться либо непосредственно на голове, либо на столе перед пользователем.

Поскольку заявленное изобретение отличается от наиболее близкого технического решения рядом существенных признаков, оно соответствует условию «новизна».

Устройство, выполненное в соответствии с формулой, не противоречит законам материального мира, что позволяет признать его соответствующим условию патентоспособности «промышленная применимость».

Расположение оптической оси устройства на гипотенузе острого минимального угла между оптической осью источника изображения и оптической осью глаз пользователя в совокупности с размещением источника изображения на удалении не более фокусного расстояния в районе фокуса сферического зеркала, направленное на получение качественного изображения при снижении габаритов устройства, а также применение коллимационной проекции изображения от монитора компьютера, проектора, смартфона, и т.д. для уменьшения нагрузки на мышцы глаза, коррекции зрения и лечебного эффекта глаз, не известно из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства условию «изобретательский уровень» не известно из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного устройства условию «изобретательский уровень».

На фиг. 1 представлена принципиальная схема работы заявленного устройства, на фиг. 2 - то же с преломлением оптической оси сферического зеркала на 90 градусов.

Устройство для проецирования изображений содержит источник 1 изображения, в качестве которого могут быть использованы проекторы, смартфоны, мониторы и т.д. и параболического зеркала 2.

Источник 1 изображения и сферическое зеркало 2 располагаются на поверхности стола в удобном для пользователя положении.

По первому варианту устройства взаимное расположение источника 1 изображения и глаз пользователя определяют из условия расположения оптической оси 3 устройства на гипотенузе острого минимального угла между оптической осью источника изображения и оптической осью глаз пользователя, при этом источник 1 изображения в районе фокуса сферического зеркала 2 на удалении не более его фокусного расстояния.

По второму варианту устройства осуществляют преломление оптической оси сферического зеркала 2 на 90 градусов посредством дополнительных элементов, например полупрозрачного зеркал 4, установленного на удалении от источника 1 изображения с учетом преломления в полупрозрачном зеркале 4, соответствующим фокусному расстоянию сферического зеркала 2.

Устройство работает следующим образом.

Для комфортной работы глаз необходимо создать условия, когда лучи изображения параллельны, при наблюдении объекта, расположенного близко от наблюдателя, как если он расположен в нескольких метрах от глаз. Такой эффект обеспечивает оптическая коллимационная система.

В соответствии с оптическим законом отражения параллельный (коллимационный) поток образуется при отражении луча, сформированного источником 1 изображения, находящегося вблизи фокуса зеркала 2, от его поверхности. В результате двойного отражения получают позитивную коллимационную проекцию от источника 1 при уменьшении габаритов устройства.

1. Устройство для проецирования изображений в коллимационном потоке, содержащее источник изображения и вогнутое сферическое зеркало, отличающееся тем, что оптическая ось устройства расположена на гипотенузе острого минимального угла между оптической осью источника изображения и оптической осью глаз пользователя, при этом источник изображения размещен на удалении не более фокусного расстояния в районе фокуса сферического зеркала, а источник изображения и параболическое зеркало выполнены с возможностью установки на поверхности стола пользователя.

2. Устройство для проецирования изображений в коллимационном потоке, содержащее источник изображения и вогнутое сферическое зеркало, отличающееся тем, что для уменьшения габаритов устройства посредством дополнительных элементов оптическая ось сферического зеркала преломлена на 90°, при этом расстояние от источника изображения с учетом преломления в полупрозрачном зеркале соответствует фокусному расстоянию зеркала, а корпус выполнен в виде шлема или очков виртуальной реальности.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве дополнительного элемента использовано полупрозрачное зеркало.