La imagen virtual

1. k19 OFICINA ESPA˜NOLA DE
PATENTES Y MARCAS
ESPA˜NA
k11 N´umero de publicaci´on: 2 153 029
k51 Int. Cl.7
: G02B 27/22
G02B 17/06
G02B 5/10
G09G 3/02
A63F 13/00
G09F 19/16
k12 TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3
k86 N´umero de solicitud europea: 95911559.3
k86 Fecha de presentaci´on : 13.01.1995
k87 N´umero de publicaci´on de la solicitud: 0 739 497
k87 Fecha de publicaci´on de la solicitud: 30.10.1996
k54 T´ıtulo: Composici´on de im´agenes m´ultiples.
k30 Prioridad: 14.01.1994 US 183278
02.11.1994 US 333497
k73 Titular/es: Dimensional Media Associates, Inc.
22 West 19th Street
New York, NY 10011, US
k45 Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:
16.02.2001
k72 Inventor/es: Summer, Susan Kasen;
Welck, Steve A.;
Katz, Burkhard;
Dickinson, Jon M. y
Van Rysselberghe, Pierre C.
k45 Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:
16.02.2001
k74 Agente: Valle Valiente, Juan Carlos del
Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes,
de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar
motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposici´on (art◦
99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).
Venta de fasc´ıculos: Oficina Espa˜nola de Patentes y Marcas. C/Panam´a, 1 – 28036 Madrid
ES2153029T3

2. 1 ES 2 153 029 T3 2
DESCRIPCION
Composici´on de im´agenes m´ultiples.
El presente invento se refiere a un aparato
para la composici´on de efectos visibles m´ulti-
ples/estimuladores de la visi´on, tales como im´a-
genes m´ultiples y objetos reales, y especialmente,
los aparatos que incluyen la incorporaci´on en tal
formaci´on compuesta de al menos una imagen real
proyectada.
El poder de las im´agenes visuales ha fascinado
y atra´ıdo a las gentes durante d´ecadas, y en los
´ultimos a˜nos ha surgido una nueva tecnolog´ıa de
creaci´on de im´agenes, y las posibilidades de pre-
sentar fen´omenos visuales sorprendentes y espec-
taculares han aparecido en el campo de la comu-
nicaci´on con una gran capacidad de atracci´on de
la atenci´on. Por ejemplo, es conocido el gran po-
der de atracci´on de las pel´ıculas animadas, de la
televisi´on, de los gr´aficos y visualizaciones en tres
dimensiones, de las im´agenes m´agicas que flotan
en el espacio, y de otras muchas, y esta capaci-
dad de atraer la atenci´on es ampliamente consi-
derada como una poderosa herramienta en los as-
pectos “con animaci´on” de comunicaci´on creativa
en ocio, publicidad, transmisi´on de informaci´on
b´asica, clarificaci´on de los fen´omenos y relaciones
que son dif´ıciles de visualizar de otro modo, de
diagn´osticos m´edicos, y de muchos, muchos otros.
En este marco, el presente invento significa
un paso adelante en el “escenario de las comuni-
caciones” con un aparato muy innovador y avan-
zado que permite la composici´on selectiva, en un
volumen definido de espacio visible, de im´agenes
compuestas de capas m´ultiples maravillosamente
innovadoras, capaces de ser ajustadas en posici´on,
que constan de al menos una imagen real en tres
dimensiones cuyo avance abre importantes puer-
tas en todos los ´ambitos mencionados anterior-
mente (as´ı como en muchos otros) sin posibilidad
de ser descubiertos ni siquiera acometidos con la
tecnolog´ıa anterior.
La US 4 671 625 explica la composici´on de dos
im´agenes utilizando una estructura de formaci´on
de im´agenes que consta de al menos dos lentes y
un espejo plano as´ı como un dispositivo de espejo
semirreflectante. Esto tiene el inconveniente de
que la visualizaci´on de las im´agenes es muy poco
flexible y que est´a situada dentro de una caja, de
forma que no es posible la visualizaci´on para un
grupo de varios espectadores . De hecho, en este
sistema el espectador ha de mirar a trav´es de una
abertura de la caja en la que est´an situados los
elementos ´opticos. Por lo tanto, con este sistema
la visualizaci´on de la imagen no es posible cuando
´estas son grandes.
La CH 679 342 A5 se refiere a un dispositivo
de formaci´on de im´agenes para objetos. Se crean
las im´agenes de dos objetos f´ısicos mediante un
espejo semirreflectante y un espejo. Este sistema
tiene el inconveniente de que no puede realizar la
formaci´on de im´agenes procedentes de una pan-
talla. Adem´as este sistema tambi´en adolece de
los mismos inconvenientes ya discutidos anterior-
mente en relaci´on con el documento US 4 671 625.
La FR A 960 245 se refiere a la formaci´on de
im´agenes de un objeto f´ısico real utilizando un
espejo c´oncavo situado en una caja con una aber-
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tura. El objeto f´ısico real es solamente visible
para un espectador cuando mira directamente a
trav´es de la abertura de la caja. Por lo tanto,
tiene los mismos inconvenientes discutidos ante-
riormente.
Uno de los fines de este invento es proporcio-
nar un aparato con visualizaci´on mejorada que es
capaz de formar una imagen compuesta por di-
ferentes fuentes de im´agenes que est´an separadas
unas de otras.
Esto se consigue mediante un aparato de pre-
sentaci´on visual de acuerdo con el pre´ambulo de
la reivindicaci´on 1 con las caracter´ısticas de la
porci´on caracterizadora de la reivindicaci´on 1.
Esto tiene la ventaja de que el aparato de exhi-
bici´on visual de acuerdo con el invento es capaz de
formar im´agenes y/o tambi´en proyectar im´agenes
procedentes de la pantalla y no solamente objetos
f´ısicos reales en la composici´on de la imagen.
Una caracter´ıstica especial del presente in-
vento son las relaciones de cooperaci´on, por
ejemplo, entre: (a) una fuente de formaci´on de
im´agenes tridimensionales (distinta de una fuente
de objetos reales) compuesta por una base de
datos de im´agenes visuales conteniendo puntos
de referencia ´opticos y psicol´ogicos “arrastrados”
que favorecen espectacularmente la percepci´on de
la realidad tridimensional; (b) un dispositivo de
pantalla en dos dimensiones, tal como un moni-
tor de v´ıdeo que forma, a partir del flujo de da-
tos proporcionado por esta base de datos, una
imagen (con movimiento o fija) relacionada, que
contiene los correspondientes puntos de referencia
tridimensionales; y (c) un equipo de proyecci´on
´optica de imagen real que obtiene dicha imagen
creada en el aparato y la proyecta en el espa-
cio en un marco libre de (no afectado por) tra-
bas fisiol´ogicas, tales como un marco o borde que
podr´ıa disminuir la efectiva tridimensionalidad de
la imagen real proyectada.
Una de las extraordinarias capacidades del sis-
tema del presente invento, tal como se describir´a
e ilustrar´a posteriormente con m´as detalle, es que
es posible componer, en esencialmente o aproxi-
madamente un ´unico plano, im´agenes (y simila-
res) ligeramente escalonadas/con p´ıxeles despla-
zados o de gr´aficos por puntos, como las proceden-
tes de una fuente de v´ıdeo, por ejemplo, de forma
que resulte una imagen real compuesta proyec-
tada con una resoluci´on de imagen muy mejorada.
Por supuesto, en tal aplicaci´on las diferentes fuen-
tes de las que procede la imagen compuesta se to-
mar´ıan precisamente del mismo material fuente
de la imagen. En otras palabras, si hubiera, por
ejemplo, tres im´agenes de v´ıdeo compuestas de
esta forma y para este fin, el mismo material de
la imagen se estar´ıa produciendo en el mismo ins-
tante en todas y cada una de las tres fuentes de
v´ıdeo originales.
De las posteriores explicaciones en t´erminos
generales sobre las descripciones del aparato que
van a continuaci´on, se ve inmediatamente que los
diversos elementos ´opticos y las fuentes de for-
maci´on de im´agenes en cada sistema presentado
deben estar, y lo est´an, integradas interactiva-
mente y operativas entre s´ı, de forma que sus po-
siciones relativas entre s´ı tengan como resultado
la colocaci´on y composici´on de im´agenes en una
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3. 3 ES 2 153 029 T3 4
estaci´on espacial (estaci´on de presentaci´on visual)
que un observador pueda ver f´acilmente.
Los diferentes objetos y las importantes ven-
tajas buscadas y ofrecidas por el aparato del pre-
sente invento mencionadas anteriormente pueden
apreciarse en la descripci´on que sigue al leerla
conjuntamente con los dibujos que la acompa˜nan.
Los diversos dibujos que forman parte de esta
exposici´on son esquem´aticos en su naturaleza y
no se presentan a una escala determinada o de
dimensiones relativas exactas de los componentes.
Figura 1 Ilustra una primera realizaci´on del sis-
tema de la presente invenci´on cuya rea-
lizaci´on incluye cuatro fuentes de v´ıdeo
adem´as de dos proyectores de imagen real
de sector dual y un divisor de haz plano
para crear una imagen compuesta formada
por dos im´agenes reales proyectadas, una
imagen originada en la pantalla debajo de
las dos im´agenes reales y una imagen virtual
debajo de todas las dem´as im´agenes.
Figura 2 Ilustra una segunda realizaci´on del in-
vento que aqu´ı toma la forma de una for-
maci´on distribuida de proyectores de ima-
gen real de sector dual y de divisores de
haz planos dispuestos con una fuente ob-
jeto para cada proyector y con una fuente de
v´ıdeo adicional, haciendo posible esta reali-
zaci´on la composici´on de un sistema com-
puesto de im´agenes reales, una por cada
fuente, que se superponen y as´ı compuestas
por una imagen que se puede ver en pan-
talla y que est´a generada por la fuente de
v´ıdeo.
Figura 3 Es una vista de un sistema que se pa-
rece mucho al ilustrado en la Figura 2, pero
que difiere en el hecho de que lo que aqu´ı
se muestra es un sistema para mejorar en
gran medida la resoluci´on de una imagen
de v´ıdeo proporcionada simult´aneamente en
cada uno de tres monitores de v´ıdeo sepa-
rados, resultando de esta disposici´on una
imagen real proyectada aproximadamente
de una sola capa que est´a formada por un
escalonamiento efectivo de las im´agenes ex-
tra´ıdas espec´ıficamente de cada una de las
tres fuentes de v´ıdeo para mejorar en gran
medida la resoluci´on de la imagen resul-
tante. Para hacer m´as clara esta figura las
tres componentes de la imagen real proyec-
tada resultante se muestran realmente fuera
de un plano ´unico, de forma destacada, con
el fin de clarificar el entendimiento de lo que
sucede en el funcionamiento del sistema.
Donde se utilicen los t´erminos fen´omenos vi-
sibles y estimuladores de la vista, se intenta que
estas frases sean entendidas para incluir objetos
reales de tres dimensiones as´ı como im´agenes.
Donde se utilice el t´ermino imagen, se intenta
incluir im´agenes reales, im´agenes presentadas en
una pantalla (esto es, im´agenes proyectadas pro-
cedentes, bien de un proyector de pel´ıcula, de
un proyector de diapositivas, o de un aparato de
v´ıdeo) e im´agenes virtuales.
En 398, en la Figura 1, se ilustra una primera
realizaci´on del presente invento. Esta realizaci´on
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est´a formada por cuatro fuentes de v´ıdeo 400, 402,
404, 406, dos proyectores de imagen real de sector
dual 408, 410, y dos divisores de haz planos 412,
414, que superponen directamente la imagen for-
mando respectivamente superficies de las fuentes
402 y 404.
Con el funcionamiento del aparato de la Fi-
gura 1, y desde el punto de vista de un obser-
vador, que es mostrado en 416, los dos proyecto-
res de im´agenes reales y los dos divisores de haz
act´uan conjuntamente con las im´agenes proceden-
tes de la fuente 400 para crear una imagen real
418 proyectada en un primer plano cercano. Los
dos divisores de haz y el proyector de imagen real
410 act´uan conjuntamente para crear una imagen
real 420 proyectada en un primer plano interme-
dio. Inmediatamente debajo de la imagen 420,
el divisor de haz 414 permite la visi´on directa de
la imagen formada sobre la pantalla, que aparece
procedente de la fuente de v´ıdeo 404. La coope-
raci´on entre el divisor de haz 414 y la fuente de
v´ıdeo 406 produce una imagen virtual 422 en un
segundo plano intermedio.
La Figura 2 ilustra lo que podr´ıa ser consi-
derado como una forma de formaci´on distribuida
del presente invento, y que es mostrado aqu´ı, de
forma general en 424, est´a compuesto por una
disposici´on de seis proyectores de imagen real de
sector dual 426, 428, 430, 432, 434, 346, seis fuen-
tes visuales inanimadas, tales como objetos maci-
zos 438, 440, 442, 444, 446, 448, y cinco divisores
de haz planos 452, 454, 456, 458, 460, que se su-
perponen respectivamente a los objetos 440, 442,
444, 446, 448. Tambi´en est´a compuesto, hacia
el lado derecho de la organizaci´on mostrada en la
Figura 2, son una fuente de v´ıdeo 462 y un divisor
de haz plano 464 que superponen directamente la
pantalla sobre esta fuente.
El punto de vista elegido para un observador
en el sistema de la Figura 2 es el adyacente por
el lado inferior al extremo derecho de la dispo-
sici´on de la figura. Lo que aqu´ı se ve es una com-
posici´on vertical de siete im´agenes que aparecen
superpuestas. Avanzando hacia abajo en esta su-
perposici´on de im´agenes, en 466, 468, 470, 472,
474 y 476 son im´agenes reales proyectadas que
proceden de las fuentes 438, 440, 442, 444, 446,
448, respectivamente. La composici´on debajo de
esta “superposici´on” es la imagen directamente
observable formada en la pantalla y que aparece
en la superficie (pantalla) de la fuente de v´ıdeo
462.
Prestando ahora atenci´on a la Figura 3, aqu´ı
se muestra de forma general en 552 otra forma de
matriz distribuida del presente invento que est´a
compuesta por tres proyectores de im´agenes rea-
les de sector dual 554, 556, 558, tres fuentes de
v´ıdeo 560, 562, 564, y tres divisores de haz planos
566, 568, 570. Los divisores de haz 566, 568, su-
perponen directamente las pantallas de las fuen-
tes de v´ıdeo 562, 564, respectivamente, y el divi-
sor de haz 570 est´a dispuesto aproximadamente
en la misma relaci´on con el proyector 558 de la
Figura 3, tal como el anteriormente mencionado
divisor de haz 464 se encuentra situado en relaci´on
con el proyector 436 en la estructura de la Figura
2.
Con el funcionamiento del sistema 552, a cada
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4. 5 ES 2 153 029 T3 6
una de las tres fuentes de v´ıdeo se les da la misma
informaci´on de v´ıdeo. Estas tres fuentes y los
dispositivos ´opticos de proyecci´on asociados con
ellos se encuentran situados de tal forma que una
imagen real compuesta proyectada se superpone
inmediatamente sobre el divisor de haz 570 apro-
ximadamente en un ´unico plano pero con las tres
im´agenes que lo constituyen ligeramente escalona-
das en ese plano relativamente una con otra de tal
forma que las l´ıneas de p´ıxeles de la trama, o las
que como en estas im´agenes “rellenan” espacios
para conseguir una mayor resoluci´on de imagen
que la que caracteriza cualquiera de las im´agenes
simples que aparece sobre las caras de las tres
fuentes de v´ıdeo. Esta imagen real compuesta
est´a formada por tres componentes 572, 574, 576,
que proceden respectivamente de las fuentes de
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v´ıdeo 560, 562, 564.
Con el fin de clarificar la “historia” del fun-
cionamiento del sistema 552, la imagen real com-
puesta proyectada es mostrada con cada uno de
los tres componentes de la imagen mencionadas
desplazadas verticalmente una con relaci´on a la
otra (esto es, fuera del plano de forma destacada),
y escalonadas lateralmente de forma exagerada.
El escalonamiento utilizado se produce desde el
punto de vista de un observador de la Figura 3 en
un plano que generalmente va desde la izquierda
a la derecha de la figura y normal al plano de la
Figura 3.
Un sistema como el sistema 552 puede, por
supuesto, ser utilizado para mejorar la reso-
luci´on utilizando cualquier cantidad adecuada de
im´agenes proyectadas, dos o m´as.
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5. 7 ES 2 153 029 T3 8
REIVINDICACIONES
1. Aparato de exhibici´on visual (398; 424;
552) con un proyector de im´agenes que tiene un
par de espejos c´oncavos, uno enfrente del otro,
caracterizado por:
N fuentes de im´agenes (400, 402; 438, 440,
442, 444, 446, 448; 560, 562, 564) donde N es
igual o mayor que dos, proyectores de im´agenes
N, teniendo cada uno un par de espejos c´oncavos,
uno frente al otro, y N divisores de haz (412,
414; 452, 454, 456, 458, 460, 464; 566, 568, 570),
en los que todos excepto las primeras fuentes de
imagen (402; 440, 442, 444, 446, 448; 562, 564)
est´an cubiertos por un divisor de haz, en el que
las posteriores fuentes de imagen (400, 402, 404;
438, 440, 442, 444, 446, 448; 560, 562, 564) est´an
dispuestas conjuntamente con N de los proyecto-
res de imagen (408, 410; 426, 428, 430, 432, 434,
436; 554, 556, 558) de tal forma que una imagen
de la primera fuente de im´agenes (400, 438; 560)
sin divisor de haz es proyectada sobre el divisor
de haz (412; 452; 566) de una segunda fuente de
im´agenes adyacente (402; 440; 562) y la imagen
proyectada del divisor de haz (412; 452; 566) de la
segunda fuente de im´agenes (402; 440; 562) con-
juntamente con la imagen de la segunda fuente
de im´agenes (402; 440; 562) es proyectada sobre
el siguiente divisor de haz (454; 568) y as´ı sucesi-
vamente hasta el ´ultimo o en´esimo divisor de haz
(414; 464; 570) que no cubra cualquiera de dichas
fuentes de im´agenes (400, 402; 438, 440, 442, 444,
446, 448; 560, 562, 564), donde en la posici´on del
´ultimo divisor de haz (414; 464; 570) todas las
im´agenes proyectadas (418, 420; 466, 468, 470,
472, 474, 476; 572, 574, 576) forman una imagen
compuesta que puede ser vista desde la posici´on
ventajosa de un observador.
2. Aparato de exhibici´on visual (398; 552) de
acuerdo con la reivindicaci´on 1, en el que al menos
una fuente de im´agenes (400, 402; 560, 562, 564)
es una fuente de v´ıdeo con una pantalla cubierta
por el correspondiente divisor de haz (412; 566,
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568).
3. Aparato de exhibici´on visual (424) de acuer-
do con la reivindicaci´on 1 ´o 2, en el que al menos
una fuente de im´agenes (438, 440, 442, 444, 446,
448) es un objeto macizo cubierto por el corres-
pondiente divisor de haz (452, 454, 456, 458, 460).
4. Aparato de exhibici´on visual (424; 552) de
acuerdo con una de las reivindicaciones preceden-
tes, en el que las fuentes de im´agenes (438, 440,
442, 444, 446, 448; 560, 562, 564) est´an dispuestas
en un primer plano y los proyectores de im´agenes
(426, 428, 430, 432, 434, 436; 554, 556, 558) est´an
dispuestos en un segundo plano separado del pri-
mer plano.
5. Aparato de exhibici´on visual (552) de acuer-
do con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que las im´agenes de las fuentes de im´agenes
(560, 562, 564) son im´agenes pixeladas y simi-
lares, que produce una composici´on de im´agenes
(572, 574, 576) aproximadamente sobre un ´unico
plano y caracterizadas por un desplazamiento
de los componentes de la imagen dentro de este
plano consiguiendo de alguna forma una resolu-
ci´on de imagen que supera la de cualquiera de las
im´agenes de la fuente (560, 562, 564).
6. Aparato de exhibici´on visual (398) de acuer-
do con una de las reivindicaciones precedentes,
en el que una fuente de im´agenes adicional (406)
est´a dispuesta en una determinada relaci´on con
el ´ultimo divisor de haz (414), de forma que una
imagen (422) de la fuente de im´agenes adicional
(406) es a˜nadida a la composici´on de im´agenes
(418, 420) sin proyecci´on por medio de un pro-
yector de im´agenes.
7. Aparato de exhibici´on visual (398; 424) de
acuerdo con una de las reivindicaciones preceden-
tes, en el que una fuente de im´agenes adicional
(404; 462) est´a dispuesta en una determinada re-
laci´on con el ´ultimo divisor de haz (414; 464) de
tal forma que es posible ver una imagen de la
fuente de im´agenes posterior (404; 462) a trav´es
del ´ultimo divisor de haz (414; 464).
NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva
del art. 167.2 del Convenio de Patentes Euro-
peas (CPE) y a la Disposici´on Transitoria del RD
2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´on
del Convenio de Patente Europea, las patentes euro-
peas que designen a Espa˜na y solicitadas antes del
7-10-1992, no producir´an ning´un efecto en Espa˜na
en la medida en que confieran protecci´on a produc-
tos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.
Esta informaci´on no prejuzga que la patente est´e o
no inclu´ıda en la mencionada reserva.
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