專利名稱：用于佩珀?duì)柼撓窕糜暗耐队霸O(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投影設(shè)備和方法。本發(fā)明更具體但并非排他性地涉及一種被布置 成將物體的圖像投影到傾斜的、部分反射的屏幕上從而給出對(duì)縱深的錯(cuò)誤感知的投影設(shè)備 以及用于構(gòu)造這種設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
將圖像投影到部分反射的屏幕上使得位于屏幕前方的觀察者可以觀察到該投影 是公知的，這稱為所謂的"佩珀?duì)柣孟?peppers ghost)“布置，在游樂(lè)場(chǎng)(fairground) 演出中是已知形式。這種圖像投影已經(jīng)應(yīng)用于宣傳和推廣顯示，其中主持人(presenter)位于傾斜 的、部分反射屏幕后方，該屏幕典型地為拉緊箔片(tensioned foil)，例如汽車(chē)的圖像通過(guò) 至少一個(gè)反射表面被投影到該屏幕上，例如見(jiàn)EP 0799436。主持人位于投影圖像后方的位 置與主持人站在屏幕前方的系統(tǒng)相比有著許多固有的優(yōu)點(diǎn)，其中相當(dāng)重要的是當(dāng)主持人行 走跨越該投影圖像時(shí)不會(huì)阻擋該投影圖像。另外，使用傾斜屏幕使得圖像觀察者感到該圖 像具有縱深而不僅僅是二維圖像，例如汽車(chē)看上去在轉(zhuǎn)盤(pán)上旋轉(zhuǎn)。然而，目前的圖像投影設(shè)備存在許多與其相關(guān)的問(wèn)題，例如，箔片的安裝證明是困 難的，這反過(guò)來(lái)導(dǎo)致箔片的不均勻拉緊以及箔片上的褶皺，這削弱了投影到箔片上的圖像 的觀看質(zhì)量。此外，在該箔片安裝中，該箔片必須鋪設(shè)在比箔片大的清潔無(wú)塵的布或塑料薄 層(sheet)上，以防止顆粒貼附到該箔片上，這些顆粒會(huì)劃傷箔片表面并削弱投影圖像的 觀看質(zhì)量或者會(huì)作為非相干散射投影光的散射中心，從而由于這種散射光對(duì)觀看到的圖像 沒(méi)有貢獻(xiàn)而降低了圖像的觀看質(zhì)量。此外，由于佩珀?duì)柼撓窕糜?illusion of peppers' ghost)依賴于由光與其緊鄰 的環(huán)境和背景的對(duì)比而形成的反射圖像。因此反射圖像越強(qiáng)，反射圖像看上去越立體，顏 色振動(dòng)越嚴(yán)重，對(duì)于觀眾能反射圖像越清晰。在主持人可能無(wú)法控制箔片的高亮度(high level)的環(huán)境光，例如貿(mào)易展上來(lái)自觀眾席的環(huán)境光時(shí)，高亮度的環(huán)境光導(dǎo)致顯著亮度的 環(huán)境光從屏幕的反射，降低了背景上反射圖像的強(qiáng)度。在這些環(huán)境中，明亮的投影儀(8000 流明以上)是期望的。然而，使用明亮的投影儀導(dǎo)致不需要的光照射投影表面并穿過(guò)該箔 片反射，從而在舞臺(tái)上以及該反射圖像出現(xiàn)的區(qū)域周?chē)a(chǎn)生乳白色色調(diào)。目前圖像投影設(shè)備的另一個(gè)問(wèn)題在于，這些設(shè)備使用的投影儀功率非常強(qiáng)大，典 型地為8000至27000流明，因此將大量的光投影到圖像內(nèi)沒(méi)有物體的圖像區(qū)域。這是投影 的一個(gè)固有特征并導(dǎo)致低的對(duì)比度(contrast ratio)，這導(dǎo)致在投影儀接通時(shí)形成乳白色 色調(diào)，其遍布投影儀形成圖像的薄膜部分。該乳白色色調(diào)顯然是不期望的，因?yàn)樗档土擞^ 察者對(duì)屏幕不存在的感知。
乳白色色調(diào)相對(duì)于圖像亮度的程度至少部分地由該投影儀所提供的對(duì)比度程度 確定。對(duì)比度越高，則相對(duì)于該乳白色色調(diào)的亮度程度而言該圖像更亮。即使是對(duì)比度高 達(dá)3000 1的投影儀，當(dāng)在“佩珀?duì)柣孟蟆辈贾弥惺褂脮r(shí)仍發(fā)射乳白色的光色調(diào)。與一些投影儀相關(guān)的另一個(gè)問(wèn)題為梯形畸變效應(yīng)(Keystone effect)，其中由于 傾角投影而出現(xiàn)畸形的通常是拉長(zhǎng)的(沿向上和向下方向)圖像。當(dāng)縱深感知重要時(shí)，這 一點(diǎn)尤其關(guān)鍵?，F(xiàn)代昂貴的投影儀中采用的解決方法是，采用對(duì)梯形畸變失真的數(shù)字校正。 然而，較老的、不那么昂貴的或者甚至是一些專用高清晰度投影儀并未采用這種數(shù)字梯形 畸變校正，因此難以配置以用于當(dāng)前的圖像投影設(shè)備。高清晰度(HD)投影儀并未提供梯形 畸變調(diào)整，是因?yàn)楫?dāng)連同圖像邊緣周?chē)南袼財(cái)?shù)目增大嘗試梯形畸變校正時(shí)，導(dǎo)致圖像邊 緣周?chē)倪@些像素看上去象“經(jīng)過(guò)處理(crunched)”。此外，當(dāng)處理移動(dòng)的圖像時(shí)，HD投影 儀折衷了投影儀處理速度。當(dāng)該處理能力用于同時(shí)執(zhí)行梯形畸變校正和運(yùn)動(dòng)處理時(shí)，在移 動(dòng)時(shí)看到圖像在跳動(dòng)，這就是“扼流效應(yīng)(choking effect)”。通?？梢哉f(shuō)，為改變視頻圖 像而使用電子梯形畸變校正，與未經(jīng)過(guò)這種處理的圖像相比，將導(dǎo)致圖像質(zhì)量降低。此外，當(dāng)前系統(tǒng)并不允許投影圖像表觀地消失和從置于舞臺(tái)上的立體3D物體后 重現(xiàn)，這是因?yàn)槠聊晃挥谥鞒秩说那胺讲⒆羁拷^眾。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種圖像投影設(shè)備，包括投影儀、框架以及至少部分 透明的屏幕該框架被布置成保持屏幕受張力，使得屏幕相對(duì)于來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面以 一定角度傾斜；該屏幕具有前表面，被布置成使得從投影儀發(fā)射的光從該前表面被反射；以及該投影儀被布置成投影圖像，使得形成圖像的光入射到該屏幕上，從而由從該屏 幕反射的光形成虛像，該虛像看上去似乎位于屏幕后方。這種設(shè)備與當(dāng)前系統(tǒng)相比的優(yōu)點(diǎn)在于，屏幕無(wú)需涂敷昂貴的部分反射涂層，透明 電介質(zhì)材料的反射率的角度依賴關(guān)系可以用于引起投影圖像的部分反射。因此，這種設(shè)備 簡(jiǎn)化了這種系統(tǒng)的制造，并降低其生產(chǎn)成本。此外，使用框架使屏幕無(wú)需直接固定至天花板 或地板，因此與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)相比增加了設(shè)備了實(shí)用性。該屏幕可以是箔片。在不使用時(shí)該箔片可以繞圓筒(cylinder)卷起。該屏幕可 與來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面傾斜約45°。該屏幕可在前表面上包括部分反射層。使用箔片屏幕降低了設(shè)備的重量，這允許在多個(gè)地點(diǎn)之間迅速地運(yùn)輸該設(shè)備。在 不用時(shí)將箔片卷入圓筒可用于在運(yùn)輸時(shí)保護(hù)該箔片免受損傷，還可實(shí)現(xiàn)在多個(gè)地點(diǎn)之間迅 速地運(yùn)輸該設(shè)備。使用部分反射屏幕可以增大從該屏幕反射的光的角度，并可以增加觀眾 的虛像感知強(qiáng)度。該屏幕可以在屏幕的上部邊緣和/或下部邊緣貼附到框架?？蚣芸砂ū徊贾贸?將屏幕邊緣區(qū)域夾在中間的第一和第二保持部件(retention member) 0該第一和第二保 持部件中至少其一可包括研磨涂層，典型地為砂紙，其被布置成接觸該屏幕。第一和第二 保持部件可包括各個(gè)的貫通開(kāi)口，其可被布置成與貼附到拉緊帶(tensioning strap)的 夾持部件(clamping member)的各個(gè)鉗口(jaw)搭配，這些開(kāi)口可以被布置成接收固定裝置，從而將該屏幕夾持在第一和第二保持部件之間。這些拉緊帶可貼附到桁架配置(truss arrangement)，并且可以是可以調(diào)整的，以使得該桁架配置內(nèi)屏幕的張力可以在屏幕外圍 附近改變。優(yōu)選地，保持部件基本上與包括該桁架配置的桁架部件平行。使用可變的拉緊配置使得屏幕上的褶皺被最小化并理想地被根除，以提供用于將 圖像投影到其上的平滑表面。至少一個(gè)保持部件上的研磨表面增大了該保持部件和屏幕之 間的夾持力(grip)，由此減小了屏幕由保持部件支持時(shí)滑動(dòng)的可能性。該設(shè)備可包括介于投影儀和屏幕之間的光學(xué)路徑內(nèi)的著色(pigmented)反射部 件。該著色部件僅反射光的部分可見(jiàn)光譜，典型地該著色部件相對(duì)于觀察者呈現(xiàn)灰色或白 色。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，和使用白色反射部件相比，使用介于投影儀和屏幕之間的光學(xué)路徑內(nèi) 的灰色反射部件減小了屏幕上該反射部件的輪廓，還降低了沒(méi)有物體圖像投影時(shí)與投影儀 發(fā)射光相關(guān)的乳白色的白色調(diào)程度。該著色反射部件可以相對(duì)于來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面以一個(gè)角度傾斜。該部件 相對(duì)于來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面的傾斜角度是可變的。該部件可包括多個(gè)部分，每個(gè)部 分相對(duì)于來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面具有獨(dú)立可變的傾斜角度。該反射部件的傾斜至少可以部分補(bǔ)償梯形畸變效應(yīng)，在一些情形中可以完全補(bǔ)償 梯形畸變效應(yīng)。該反射部件的傾斜角度或距離的變化允許物體被投影到屏幕上時(shí)該物體的 表觀縱深和/或位置的變化。這是因?yàn)樘撓癯霈F(xiàn)在屏幕后方與位于屏幕前方的實(shí)像到屏幕 的距離相等的位置?？梢源嬖诜瓷溲b置，典型地為鏡面，將其布置成將從投影儀投影的光導(dǎo)向至反射 部件上。典型地，該反射裝置安裝至框架上部。該反射部件可平行于或者基本上平行于反 射裝置。在一些實(shí)施例中，該投影儀可安裝在框架的上桁架上并可以沿水平方向排列，從投 影儀投影的光典型地被導(dǎo)向至該反射裝置。這種配置通過(guò)屏幕的傾斜以及反射部件能實(shí)現(xiàn)梯形畸變校正，并且在使用HD投 影儀以補(bǔ)償梯形畸變效應(yīng)而非使用投影儀的處理能力的場(chǎng)合下尤其有用。該反射部件可包括與道具(prop)在屏幕上對(duì)于觀眾的表觀位置相對(duì)應(yīng)的掩模。 典型地，該掩模將吸收可見(jiàn)光譜的至少一部分光，且優(yōu)選地該掩模為黑色?？梢圆贾迷撗谀?以在屏幕上產(chǎn)生一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域上圖像不被投影。例如通過(guò)使用滑動(dòng)元件，該掩模的范 圍和形狀可以變化，其中該滑動(dòng)元件在反射部件上和其外的位置移動(dòng)。該掩?？捎糜谑沟梦挥诘谰吆蠓降奈锲返幕糜跋Ш驮佻F(xiàn)，其中該道具置于舞臺(tái) 上，位于屏幕后方或者前方。該設(shè)備可包括光源，被布置成選擇性地照射包括道具的舞臺(tái)區(qū)域。該光源可以是 白光源。照亮該道具，導(dǎo)致該道具變得更加可見(jiàn)并且相對(duì)于黑暗(典型地為黑色)的背景 更好地顯現(xiàn)輪廓。這增強(qiáng)了與道具相互作用的投影圖像的三維效應(yīng)。同樣將亮光導(dǎo)向道 具，用于降低投影圖像在道具上的對(duì)比度，即使在反射部件上的道具陰影內(nèi)使用掩模時(shí)，該 投影圖像通常仍保持略微可見(jiàn)，因此增強(qiáng)了該投影圖像在道具后方消失的幻影。該設(shè)備可包括被布置成照射至少部分舞臺(tái)的光源。該光源可置于屏幕后方，典型 地沿框架的頂部邊緣和/或沿舞臺(tái)的任一側(cè)。該設(shè)備可包括多個(gè)光源。該設(shè)備可包括照明臺(tái)(lighting desk)，所述照明臺(tái)配備有增益調(diào)節(jié)器(fader)以控制各個(gè)光源的亮度或配 備有選擇裝置以選擇性地控制各個(gè)光源的電源供給。使用這種光源以使得舞臺(tái)背景緊緊圍繞佩珀?duì)柣孟駞^(qū)域的顏色和光亮度可以與 投影表面背景的顏色最緊密地匹配，除了兩面都承載圖像的區(qū)域之外。這降低了觀眾感知 的乳白色色調(diào)。使用多個(gè)光源增加了舞臺(tái)照明的均勻性，以產(chǎn)生與從投影儀發(fā)射的光照射 到投影屏幕上相似的效果。通過(guò)分別控制各個(gè)光源，舞臺(tái)上的照明程度可得到控制，以緊密 地匹配由展示表演規(guī)定的光亮度或照射到屏幕投影表面上不需要的光亮度。該投影儀可包括標(biāo)準(zhǔn)的投影儀，例如JVC ML4000或者Barco G5。備選地，該投影 儀可包括LCD或電視顯示器。該顯示器可包括至少一個(gè)被布置成響應(yīng)來(lái)自處理器的控制的 非發(fā)光元件。該至少一個(gè)元件可形成掩模，被布置成在屏幕上產(chǎn)生圖像未投影到其上的區(qū) 域。該掩?？膳c道具在舞臺(tái)上的形狀和位置對(duì)應(yīng)。該道具可以是三維的。根據(jù)本發(fā)明第二方面，提出了一種提供投影設(shè)備的方法，包括步驟⑴將框架擱置在多個(gè)提升裝置(elevation means)上；(ii)將腿部貼附到該框架上；(iii)增加該提升裝置的高度；(iv)添加另外的腿部；(vi)將屏幕的下部邊緣貼附到框架的背面下方；(vii)提高屏幕的上部邊緣以與框架的正面上方毗鄰；(vii)將屏幕的上部邊緣貼附到框架的正面上方。該方法可包括以起重器(jack)的形式提供提升裝置。該方法可包括以薄膜形式提供屏幕。該方法可包括從保護(hù)的圓柱形外套移除一卷 屏幕薄膜。該方法可包括將屏幕鋪設(shè)在無(wú)塵的保護(hù)薄層上。該方法可包括將屏幕的下部邊緣置在第一保持部件的鉗口之間，并可進(jìn)一步包括 使用固定裝置和鎖定裝置來(lái)確保屏幕在恰當(dāng)位置，其中該固定裝置穿過(guò)該保持部件和屏 幕，該鎖定裝置被布置成鎖定該固定裝置，該固定裝置被布置成確保鎖定裝置在恰當(dāng)位置。 該方法可包括以螺栓的形式提供固定裝置和以螺母的形式提供鎖定裝置。該方法可包括將拉緊裝置貼附到與至少部分固定裝置毗鄰的保持部件。該方法可包括將拉緊裝置貼附到框架的背面下方。該方法可包括將第二保持部件貼附到薄膜屏幕的上部邊緣，通常采取與第一保持 部件被貼附到下部邊緣相同的方式。該方法可包括將拉緊裝置貼附到第二保持部件。該方 法可包括以棘輪帶(ratchet strap)的形式提供拉緊部件。該方法可包括將繩索系在第二保持部件并使該繩索在上部框架上穿過(guò)以及在步 驟(vii)中使用以提升屏幕。該方法可包括拉緊各個(gè)拉緊裝置，以使得屏幕平坦且基本上無(wú)褶皺。該方法可包括在上部框架懸掛(cbpend)投影儀。該方法可包括將著色反射板置于該屏幕與框架前部邊緣之間。該方法可包括將投 影儀發(fā)射的光從該板反射到屏幕上。該方法可包括形成框架形式的桁架件。根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供了根據(jù)本發(fā)明第二方面構(gòu)造的投影設(shè)備。


現(xiàn)在將參考附圖，僅通過(guò)實(shí)例來(lái)描述本發(fā)明，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明至少一方面的投影設(shè)備第一實(shí)施例的示意性表示；圖2為圖1的投影設(shè)備的側(cè)視圖，示出了位于第一和第二位置的著色反射部件；圖加為適用于圖1及2的設(shè)備的備選投影布置的示意性表示；圖3為根據(jù)本發(fā)明至少一方面的投影設(shè)備第二實(shí)施例的示意性表示；圖4為圖1、2和3的屏幕夾持配置的透視圖；以及圖5為根據(jù)本發(fā)明第二方面構(gòu)造的投影設(shè)備的示意性視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考圖1、圖2和圖4，投影設(shè)備100包括由桁架104形成的箱形框架102、投 影儀106、支持框架108、保持在支持框架108內(nèi)的屏幕110及灰色的著色反射板112。投影儀106懸垂于箱形框架102的前部上方橫向部分桁架10 上。板112位于 箱形框架102的底板上投影儀106下方。屏幕110與水平方向傾斜約45°，屏幕110的前 部邊緣緊鄰箱形框架102的前部上方橫向部分桁架104a，而屏幕的后部邊緣緊鄰位于箱形 框架102背面的舞臺(tái)109。屏幕110典型地為聚合物箔片，其可在該箔片前表面上具有部分反射涂層。屏幕 110通過(guò)貼附到箱形框架102的拉緊帶114保持在箱形框架102內(nèi)，該拉緊帶114位于屏 幕110的頂部和底部邊緣。在各拉緊帶114的自由端，存在一對(duì)夾持鉗口 116，其具有貫通 的各個(gè)開(kāi)口 118、120。鉗口 116的表面可選地涂敷了研磨劑121，例如砂紙，從而增強(qiáng)屏幕 110的鉗口 116夾持力。屏幕110的邊緣置于鉗口 116之間，螺栓122置成貫穿開(kāi)口 118、120并穿過(guò)屏幕 110。螺母IM被穿引到螺栓，并被緊固從而將屏幕110保持在鉗口 116之間。拉緊帶114 穿過(guò)桁架104，并通過(guò)摩擦搭扣布置1 被緊固。每個(gè)拉緊帶114可以被個(gè)別地緊固或松弛，以在屏幕110整個(gè)表面上施加均勻的 張力，由此減小并理想地消除屏幕110上褶皺的形成，這些褶皺降低了投影到屏幕110上的 圖像的質(zhì)量。反射板112位于投影儀106下方，毗鄰箱形框架102的前部下方橫向部分桁架 104b。投影儀106被導(dǎo)向以使得由投影儀106發(fā)射的光投射到反射板112上。板112傾 斜，使得由投影儀106發(fā)射的光從板112向上反射到屏幕110上。使用灰色或其他顏色的 板112，降低了與沒(méi)有圖像投影時(shí)從投影儀發(fā)射的光相關(guān)的乳白色色調(diào)。投射到屏幕110上的一部分投影光從觀眾可以看到的屏幕110的前表面反射。位 于屏幕Iio后方舞臺(tái)109上的主持人也可被觀眾看到，但并不防礙觀眾觀看圖像。板112沿其后邊緣連接到鉸鏈布置130。鉸鏈布置130允許板112被提升和降低， 通常為通過(guò)計(jì)算機(jī)134控制的液壓滑行臺(tái)(hydraulic ramp) 132，從而補(bǔ)償“梯形畸變”效 應(yīng)。備選地，可以通過(guò)人力牽拉繩索或通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板上升和下降來(lái)提升和降低板112。板112的提升和降低還允許通過(guò)改變圖像元件在屏幕110上的高度，來(lái)改變觀眾 對(duì)該投影圖像元件在舞臺(tái)上的位置縱深的感知?？梢栽O(shè)想的是，該板112可包括多個(gè)單獨(dú)部分，每個(gè)單獨(dú)部分可以被單獨(dú)提升和降低，從而允許單獨(dú)圖像元件感知縱深獨(dú)立于其他 圖像元件而改變。呈道具138形狀的非反射掩模136被置于板112上，本示例中該道具為石頭。道具 138置于舞臺(tái)109上，通常位于屏幕110后方。放置掩模136，以使得板112在屏幕110上 道具138所處位置相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)變得模糊。掩模136和道具138的這種布置使得，當(dāng)圖像 或該圖像的一部分從道具138上穿過(guò)時(shí)，投影在屏幕110上的該圖像或圖像的一部分表觀 上消失，而一旦圖像已經(jīng)從道具138上穿過(guò)當(dāng)掩模136阻止光反射到與道具138位置對(duì)應(yīng) 的屏幕110的區(qū)域上時(shí)，該圖像或圖像的一部分再現(xiàn)。掩模136尺寸和形狀可以改變，例如 通過(guò)移動(dòng)到恰當(dāng)位置并根據(jù)道具138的尺寸而改變尺寸的滑動(dòng)板。這還可允許道具縱深感 知的改變，這是因?yàn)?，如前所述，刀具?duì)可變縱深的圖像元件的表觀影響可被恰當(dāng)?shù)馗淖儯?例如與給定尺寸的石頭模糊近處圖像相比，相同大小的石頭成比例地模糊遠(yuǎn)處圖像更多。光源140安裝在箱形框架102上并照射道具138，從而降低從板112反射到該道具 上的任何殘余光線的影響?，F(xiàn)在參考圖2a，適用于具有附加桁架的圖1和2設(shè)備的備選投影布置200包括 懸垂于屏幕110前方桁架202的投影儀106、以及懸垂于投影儀110前方第二桁架206的傾 角可變的傾斜鏡面204。投影儀106將圖像投影到鏡面204上，以使得該圖像被投影到反射 板112上以及屏幕110上。鏡面204通常被布置成與板112垂直，且在板112具有可變傾 斜角度的實(shí)施例中，鏡面204將通常被布置成同步追蹤板112傾斜角度的任何變化。應(yīng)該理解，術(shù)語(yǔ)鏡面在此用于描述基本上反射全部(通常超過(guò)50%，優(yōu)選地超過(guò) 80% )入射到其上的光的任何反射表面?，F(xiàn)在參考圖3，投影設(shè)備300基本上類似于圖1和2的投影設(shè)備，因此與圖1及2 相同的部分以300系列的類似附圖標(biāo)記來(lái)表示。投影屏幕306位于屏幕310前方，毗鄰前方下部橫向部分桁架304b。投影屏幕306 通常為液晶顯示(IXD)屏幕或電視屏幕。投影屏幕306將圖像向上投影到屏幕310的前表 面上。使用投影屏幕306消除了與傳統(tǒng)投影儀相關(guān)的“梯形畸變”效應(yīng)。通過(guò)使用計(jì)算機(jī)340可使掩模336形成于屏幕上，以控制投影屏幕306從而電子 地遮住投影屏幕306恰當(dāng)部分的光。這使得無(wú)需制作物理掩模。計(jì)算機(jī)340可用于切換不 包括投影圖像部分的投影屏幕306區(qū)域，這減少了使用傳統(tǒng)投影儀時(shí)與這些區(qū)域相關(guān)的乳 白色色調(diào)。此外，使用計(jì)算機(jī)340控制投影屏幕306以及相對(duì)于圖像移動(dòng)的圖像尺寸變化， 允許圖像容易地被縮放以及定位于投影屏幕306上，從而增強(qiáng)觀眾對(duì)使用公知圖像處理技 術(shù)的投影圖像的縱深和移動(dòng)感知。備選地，可以在計(jì)算機(jī)340的控制下提升和降低投影屏 幕306或者部分投影屏幕306，從而增強(qiáng)觀眾對(duì)投影圖像的縱深的感知。現(xiàn)在參考圖5，箱形桁架框架500包括方形上桁架件502和腿桁架504。在構(gòu)造 框架500時(shí)，上桁架件502擱置在多個(gè)起重器506上。垂直于上桁架件502延伸的腿桁架 504第一部分508被添加在上桁架件502的一角。增加起重器506的高度以允許添加腿桁 架504的附加部分510，直到獲得箱形桁架框架500的期望高度為止。橫向部分桁架512固定到腿桁架504中的兩個(gè)，使得桁架512以接近(通常略低) 于舞臺(tái)地板514水平面的高度，水平地跨過(guò)這些腿桁架504之間的間隙。橫向部分桁架512 所跨過(guò)的腿桁架504構(gòu)成了框架500的后腿，并毗鄰舞臺(tái)地板514的前部定位。
跨過(guò)框架500后退前方的舞臺(tái)地板514的寬度鋪設(shè)無(wú)塵保護(hù)塑料薄層515。從保 護(hù)圓柱形外套520除去一卷屏幕薄膜518，并將該卷屏幕薄膜518跨過(guò)舞臺(tái)地板514的寬度 展開(kāi)。薄膜518置于薄層515上以防止灰塵粒子或其他尖銳凸起對(duì)表面的損傷。薄膜518的下部邊緣522置于保持部件526的鉗口 52^、b之間，各個(gè)鉗口 5Ma、 b具有貫通的相對(duì)開(kāi)口，開(kāi)口之間間距約為0. 5m。布置螺栓5 使其穿過(guò)這些開(kāi)口，穿過(guò)薄 膜518，并確保其位于使用各個(gè)螺母的位置。棘輪帶532貼附到與交替的螺栓5 毗鄰的保 持部件526，并隨后貼附到橫向部分桁架512，其中交替的螺栓5 具有約為Im的間隔。以類似于將保持部件5 貼附到下部邊緣522的方式，將第二保持部件534貼附 到薄膜518的上部邊緣536。將棘輪帶538貼附到第二保持部件534。繩索540系到第二保持部件534，并穿過(guò)與橫向部分桁架512相對(duì)的上桁架件502 上方。將使用繩索540及棘輪帶538被提升到恰當(dāng)位置的薄膜貼附到上桁架件502。單獨(dú) 拉緊兩組棘輪帶532、538直到拉緊屏幕薄膜，使得薄膜518平坦且理想地沒(méi)有褶皺。投影儀542懸垂于上桁架件502，且著色反射板544置于屏幕518和箱形桁架框架 500的前部邊緣之間，使得由投影儀542發(fā)射的光從板544反射到屏幕518上。屏幕518將 來(lái)自其前表面的至少部分光線反射離開(kāi)舞臺(tái)并反射到觀眾席供觀眾觀看。為了防止觀眾看到該投影設(shè)備，使用兩側(cè)以及前方懸掛幕M6，從而掩蔽該設(shè)備而 不讓觀眾看到。
權(quán)利要求
1.一種圖像投影設(shè)備(100)，包括諸如投影儀或IXD或電視顯示器(106)的圖像源、框 架(102)或固定安裝點(diǎn)、以及至少部分透明的屏幕(110)；所述框架或固定安裝點(diǎn)被布置成保持所述屏幕(110)受張力，使得所述屏幕(110)相 對(duì)于來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面以一個(gè)角度傾斜；所述屏幕具有前表面，該前表面被布置成使得從所述投影儀發(fā)射的光從所述前表面上 反射；以及所述投影儀被布置成投影圖像，使得形成圖像的光入射到所述屏幕(110)上，從而由 從所述屏幕反射的光形成虛像，所述虛像好象是位于所述屏幕后方，其中所述框架(102) 包括被布置成夾住所述屏幕(110)的邊緣區(qū)域的第一和第二保持部件(116;534)，其特 征在于所述屏幕為聚合物透明箔片，所述聚合物透明箔片用所述第一和第二保持部件 (116 ；534)拉緊保持，基本上無(wú)褶皺，所述第一和第二保持部件具有把所述箔片的邊緣區(qū) 域夾緊在其間的總體上平行的面，其中各自可變的箔片拉緊機(jī)構(gòu)(114;128)配置在圍繞所 述箔片(110)的周邊的隔開(kāi)的位置上，能在圍繞箔片周邊的所述隔開(kāi)位置上獨(dú)立改變所述 箔片的張力，其中所述第一和第二保持部件(116;534)與一個(gè)以上可伸縮拉緊機(jī)構(gòu)(114; 532，538)相連接，所述第一和第二保持部件從所述框架(102)或固定安裝點(diǎn)延伸到位于一 個(gè)公共傾斜平面上的所述箔片夾緊構(gòu)件，所述箔片、可伸縮拉緊機(jī)構(gòu)和所述框架或固定安 裝點(diǎn)，所述箔片的張力加在所述可伸縮拉緊機(jī)構(gòu)(114;532，538)和所述箔片(110)的所述 公共傾斜平面，而且可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，其中所述拉緊機(jī)構(gòu)包括帶和棘輪帶張力器、或帶 和摩擦鎖定扣裝置。
2.一種圖像投影設(shè)備(100)，包括圖像源(106)、框架(102)或固定安裝點(diǎn)、以及至少部 分透明的屏幕(110)；所述框架或固定安裝點(diǎn)被布置成保持所述屏幕受張力，使得所述屏幕(110)相對(duì)于來(lái) 自圖像源的光的發(fā)射平面以一定角度傾斜；所述屏幕具有前表面，被布置成使得從所述圖像源發(fā)射的光從所述前表面上反射；以及所述圖像源被布置成投影圖像，使得形成圖像的光入射到所述屏幕(110)上，從而由 從所述屏幕反射的光形成虛像，所述虛像看起來(lái)是位于所述屏幕后方，所述設(shè)備還包括舞 臺(tái)(109)、和舞臺(tái)背景，所述屏幕(110)配置在舞臺(tái)的前面，進(jìn)一步的特征在于配置了多個(gè) 光源，所述光源設(shè)置成照射所述舞臺(tái)和/或舞臺(tái)背景的至少一部分，所述光源沿所述框架 的頂邊和/或沿所述舞臺(tái)和/或舞臺(tái)背景的兩側(cè)位于所述屏幕的后面，所述設(shè)備還包括配 備了增益調(diào)節(jié)器或選擇裝置的照明臺(tái)，所述照明臺(tái)設(shè)置成選擇性地控制對(duì)各光源的供電， 使得所述舞臺(tái)和/或舞臺(tái)背景的緊緊圍繞佩珀?duì)柣孟蟮膮^(qū)域的顏色和光線的等級(jí)能在使 用時(shí)改變，以補(bǔ)償投射在所述屏幕的投影面的不想要的光線的級(jí)別的改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中(i)所述屏幕相對(duì)于來(lái)自圖像源的光的發(fā)射平面傾斜約45° ；和/或( )所述屏幕包括所述前表面上的局部反射層；和/或(iii)所述屏幕的上下邊緣固定在所述框架上；和/或(iv)所述第一和第二保持部件包括貫穿的相應(yīng)開(kāi)口(118;120)，所述開(kāi)口設(shè)置成與固 定在拉緊帶(114;532，538)上的夾緊構(gòu)件的各個(gè)爪上的開(kāi)口配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中在介于所述圖像源和所述屏幕之間 的光學(xué)路徑上提供著色反射部件(112)，而且可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，還包括角度可調(diào)的鏡面 表面，所述角度可調(diào)的鏡面表面位于介于所述圖像源和所述著色反射部件之間(112)的光 學(xué)路徑上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述著色反射部件對(duì)觀看者呈灰色。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述著色反射部件相對(duì)于來(lái)自所述投影儀的光的 發(fā)射平面以一個(gè)角度傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述著色反射部件以相對(duì)于投影平面基本平行的 角度傾斜，而且傾斜于或基本垂直于來(lái)自圖像源和/或鏡面表面的光的發(fā)射平面，而且替 換地，或者另外可選地，其中所述著色反射部件相對(duì)于來(lái)自所述圖像源的光的發(fā)射平面的 傾斜角度是可變的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述著色反射部件包括多個(gè)部分，相對(duì)于與來(lái)自 所述圖像源的光的發(fā)射平面垂直的軸，所述每個(gè)部分具有獨(dú)立可變的傾斜角度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述著色反射部件(121)包括掩模(136)，所述掩 模對(duì)應(yīng)于放置在所述屏幕前面或后面的道具的位置，而且可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，其中所述 掩模布置成在所述屏幕上形成不投射圖像的區(qū)域，而且進(jìn)一步可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，所述 設(shè)備還包括配置成照射所述道具(138)的光源(140)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括配置成照射位于所述屏幕后的舞臺(tái) 的至少一部分的的光源。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述圖像源包括投影儀、LCD、或電 視機(jī)、顯示器其中之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述顯示器包括配置成響應(yīng)來(lái)自處理器的控 制不發(fā)光的至少一種元件，而且可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，其中所述至少一種元件形成掩模 (336)，所述掩模布置成在所述屏幕上形成不投射圖像的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述屏幕為聚合物透明箔片，所述聚合物透明 箔片用所述第一和第二保持部件(116;534)拉緊保持，基本上無(wú)褶皺，所述第一和第二保 持部件具有把所述箔片的邊緣區(qū)域夾緊在其間的總體上平行的面，其中各自可變的箔片拉 緊機(jī)構(gòu)(114;128)配置在圍繞所述箔片(110)的周邊的隔開(kāi)的位置上，在圍繞箔片周邊的 所述隔開(kāi)位置上能獨(dú)立改變所述箔片的張力，其中所述第一和第二保持部件(116;534)與 一個(gè)以上可伸縮拉緊機(jī)構(gòu)(114;532，538)相連接，所述第一和第二保持部件從所述框架 (102)或固定安裝點(diǎn)延伸到位于一個(gè)公共傾斜平面上的所述箔片夾緊構(gòu)件，所述箔片、可 伸縮拉緊機(jī)構(gòu)和所述框架或固定安裝點(diǎn)，所述箔片的張力加在所述可伸縮拉緊機(jī)構(gòu)(114 ； 532，538)和所述箔片(110)的所述公共傾斜平面，而且可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，其中所述拉 緊機(jī)構(gòu)包括帶和棘輪帶張力器、或帶和摩擦鎖定扣裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的第(iv)部分所述的設(shè)備，其中所述拉緊帶固定到桁架裝置或者 固定到位于諸如壁、地板或天花板的固定結(jié)構(gòu)的固定安裝點(diǎn)，并且是可以調(diào)整的，使得所述 桁架裝置內(nèi)屏幕的張力可以繞所述屏幕周邊改變，而且可選地或優(yōu)選地來(lái)說(shuō)，其中所述第 一和第二保持部件(116;534)實(shí)質(zhì)上平行于包括所述桁架裝置的桁架部件。
全文摘要
一種圖像投影設(shè)備(100)，包括投影儀(106)、框架(108)、以及部分透明的屏幕(110)。框架(108)保持屏幕(110)受張力，使得屏幕(110)相對(duì)于來(lái)自投影儀(106)的光的發(fā)射平面以一定角度傾斜。屏幕(110)具有前表面，被布置成使得從投影儀(106)發(fā)射的光從所述前表面上反射。投影儀(106)投影圖像，使得形成圖像的光入射到屏幕(11)上，從而由從屏幕(110)反射的光形成虛像，所述虛像看上去似乎位于屏幕(110)后方。
文檔編號(hào)G03B21/60GK102053472SQ20101055015
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
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