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。
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)(Keystoneeffect)，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。現(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。
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徊贾贸蓪⑵聊贿吘墔^(qū)域夾在中間的第一和第二保持部件(retention member)。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(tensioningstrap)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(trussarrangement)，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。
可以存在反射裝置，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。可以布置該掩模以在屏幕上產(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
(i)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(ratchetstrap)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(depend)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2a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。
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以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104a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124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128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110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)(hydraulicramp)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缗c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。
現(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。
現(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(LCD)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524a、b之間，各個(gè)鉗口524a、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528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528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528具有約為1m的間隔。
以類似于將保持部件526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546，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，包括投影儀、框架、以及至少部分透明的屏幕所述框架被布置成保持所述屏幕受張力，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；所述屏幕具有前表面，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上，從而由從所述屏幕反射的光形成虛像，所述虛像看上去似乎位于所述屏幕后方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述屏幕為箔片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中不使用時(shí)所述箔片繞圓筒卷起。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述屏幕與來(lái)自投影儀的光的發(fā)射平面傾斜約45°。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述屏幕在前表面上包括部分反射層。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述屏幕在所述屏幕的上部邊緣和/或下部邊緣貼附到所述框架。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述框架包括被布置成將屏幕邊緣區(qū)域夾在中間的第一和第二保持部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述第一和第二保持部件中至少其一包括被布置成接觸所述屏幕的研磨涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中所述第一和第二保持部件包括各個(gè)貫通開(kāi)口，所述開(kāi)口被布置成與貼附到拉緊帶的夾持部件的各個(gè)鉗口搭配。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述開(kāi)口被布置成接收固定裝置，從而將所述屏幕夾持在所述第一和第二保持部件之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其中所述拉緊帶貼附到桁架配置或者貼附到位于固定結(jié)構(gòu)的固定安裝點(diǎn)，諸如壁、地板或天花板，并且是可以調(diào)整的，使得所述桁架配置內(nèi)屏幕的張力可以在所述屏幕外圍附近改變。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述保持部件基本上平行于包括所述桁架配置的桁架部件。
12.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括介于所述投影儀的透鏡和所述屏幕之間的光學(xué)路徑內(nèi)的著色反射部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括角度可調(diào)的鏡面表面，所述角度可調(diào)的鏡面表面介于所述投影儀的透鏡和所述著色反射部件之間的光學(xué)路徑內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其中所述著色部件僅反射光的可見(jiàn)光譜的一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述著色部件對(duì)觀察者呈現(xiàn)灰色。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15任一項(xiàng)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)射平面以一定角度傾斜。
17.根據(jù)權(quán)利要求12或作為權(quán)利要求12的從屬權(quán)利要求的權(quán)利要求14至16任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述著色反射部件相對(duì)于所述投影的透鏡以基本上平行的角度傾斜，與來(lái)自所述鏡面表面和/或所述投影儀的光的發(fā)射平面傾斜或基本上垂直。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述部件相對(duì)于來(lái)自所述投影儀的光的發(fā)射平面的傾斜角度是可變的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述部件包括多個(gè)部分，相對(duì)于與來(lái)自所述投影儀的光的發(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。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至19任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述反射部件包括與置于所述屏幕的前方或后方的道具的位置相對(duì)應(yīng)的掩模。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述掩模被布置成在屏幕上產(chǎn)生一個(gè)區(qū)域，在所述區(qū)域上圖像不被投影。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括被布置成照射所述道具的光源。
23.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括被布置成照射位于所述屏幕后方的至少部分舞臺(tái)的光源。
24.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述投影儀可以包括LCD顯示器或電視顯示器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述顯示器包括至少一個(gè)被布置成響應(yīng)來(lái)自處理器的控制的非發(fā)光元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)元件形成掩模，所述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。
27.一種提供投影設(shè)備的方法，包括步驟(i)將框架擱置在多個(gè)提升裝置上；(ii)將腿部貼附到所述框架上；(iii)增加所述提升裝置的高度；(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)提高所述屏幕的上部邊緣以與所述框架的正面上方毗鄰；和(viii)將所述屏幕的上部邊緣貼附到所述框架的正面上方。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，包括以起重器的形式提供所述提升裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的方法，包括以薄膜形式提供所述屏幕。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，包括從保護(hù)的圓柱形外套移除一卷屏幕薄膜。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或權(quán)利要求30所述的方法，包括將屏幕鋪設(shè)在無(wú)塵的保護(hù)薄層上。
32.根據(jù)權(quán)利要求27至31任一項(xiàng)所述的方法，包括將所述屏幕的下部邊緣貼附到保持部件。
33.根據(jù)權(quán)利要求27至32任一項(xiàng)所述的方法，包括將所述屏幕的上部邊緣貼附到保持部件。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的方法，包括使用各個(gè)固定裝置和各個(gè)鎖定裝置來(lái)確保屏幕在恰當(dāng)位置，所述固定裝置穿過(guò)任一或全部各個(gè)保持部件以及所述屏幕，所述各個(gè)鎖定裝置被布置成將各個(gè)固定裝置鎖定在適當(dāng)位置。
35.根據(jù)權(quán)利要求32至34任一項(xiàng)所述的方法，將拉緊裝置貼附到任一或全部所述各個(gè)保持部件。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，包括將所述拉緊裝置貼附到與至少部分所述各個(gè)固定裝置毗鄰。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的方法，在步驟(vi)中包括將所述拉緊裝置貼附到所述框架的背面下方，所述拉緊裝置與貼附到所述屏幕下部邊緣的所述保持部件相關(guān)。
38.根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的方法，包括在步驟(viii)中將所述拉緊裝置貼附到所述框架的正面上方，所述拉緊裝置與貼附到所述屏幕上部邊緣的所述保持部件相關(guān)。
39.根據(jù)權(quán)利要求35至38任一項(xiàng)所述的方法，包括以棘輪帶的形式提供所述拉緊部件。
40.根據(jù)權(quán)利要求35至39任一項(xiàng)所述的方法，包括拉緊每個(gè)所述拉緊裝置，使得屏幕平坦且基本上無(wú)褶皺。
41.根據(jù)權(quán)利要求27至40任一項(xiàng)所述的方法，包括將繩索系到所述第二保持部件，并使所述繩索在所述上部框架上穿過(guò)以及在步驟(vii)中使用所述繩索以提升所述屏幕。
42.根據(jù)權(quán)利要求27至41任一項(xiàng)所述的方法，包括形成框架形式的桁架件。
43.根據(jù)權(quán)利要求27至42任一項(xiàng)構(gòu)造的投影設(shè)備。
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)?？蚣?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)A63J5/02GK1957297SQ200480043185
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2004年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日
發(fā)明者I·奧康奈爾, J·羅克 申請(qǐng)人:穆森系統(tǒng)有限公司