[發明專利]用于佩珀爾虛像幻影的投影設備和方法

有效

• 申請號: 201010550153.5
• 申請日: 2004-04-01
• 公開（公告）號: CN102053472A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: I·奧康奈爾;J·羅克
• 申請（專利權）人: 穆森系統有限公司
• 主分類號: G03B21/56
• 分類號: G03B21/56;G03B21/60;G03B21/20;G03B21/28;G03B21/54;A63J5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王忠忠

本申請是申請人穆森系統有限公司于2004年4月1日提交的同名中國專利申請No.200480043185.9的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種投影設備和方法。本發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縱深的錯誤感知的投影設備以及用于構造這種設備的方法。

背景技術

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″佩珀爾幻象(peppers?ghost)″布置，在游樂場(fairground)演出中是已知形式。

這種圖像投影已經應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)，例如汽車的圖像通過至少一個反射表面被投影到該屏幕上，例如見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相比有著許多固有的優點，其中相當重要的是當主持人行走跨越該投影圖像時不會阻擋該投影圖像。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，例如汽車看上去在轉盤上旋轉。

然而，目前的圖像投影設備存在許多與其相關的問題，例如，箔片的安裝證明是困難的，這反過來導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量。此外，在該箔片安裝中，該箔片必須鋪設在比箔片大的清潔無塵的布或塑料薄層(sheet)上，以防止顆粒貼附到該箔片上，這些顆粒會劃傷箔片表面并削弱投影圖像的觀看質量或者會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觀看到的圖像沒有貢獻而降低了圖像的觀看質量。

此外，由于佩珀爾虛像幻影(illusion?of?peppers’ghost)依賴于由光與其緊鄰的環境和背景的對比而形成的反射圖像。因此反射圖像越強，反射圖像看上去越立體，顏色振動越嚴重，對于觀眾能反射圖像越清晰。在主持人可能無法控制箔片的高亮度(high?level)的環境光，例如貿易展上來自觀眾席的環境光時，高亮度的環境光導致顯著亮度的環境光從屏幕的反射，降低了背景上反射圖像的強度。在這些環境中，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致不需要的光照射投影表面并穿過該箔片反射，從而在舞臺上以及該反射圖像出現的區域周圍產生乳白色色調。

目前圖像投影設備的另一個問題在于，這些設備使用的投影儀功率非常強大，典型地為8000至27000流明，因此將大量的光投影到圖像內沒有物體的圖像區域。這是投影的一個固有特征并導致低的對比度(contrast?ratio)，這導致在投影儀接通時形成乳白色色調，其遍布投影儀形成圖像的薄膜部分。該乳白色色調顯然是不期望的，因為它降低了觀察者對屏幕不存在的感知。

乳白色色調相對于圖像亮度的程度至少部分地由該投影儀所提供的對比度程度確定。對比度越高，則相對于該乳白色色調的亮度程度而言該圖像更亮。即使是對比度高達3000∶1的投影儀，當在“佩珀爾幻象”布置中使用時仍發射乳白色的光色調。

與一些投影儀相關的另一個問題為梯形畸變效應(Keystone?effect)，其中由于傾角投影而出現畸形的通常是拉長的(沿向上和向下方向)圖像。當縱深感知重要時，這一點尤其關鍵。現代昂貴的投影儀中采用的解決方法是，采用對梯形畸變失真的數字校正。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字梯形畸變校正，因此難以配置以用于當前的圖像投影設備。高清晰度(HD)投影儀并未提供梯形畸變調整，是因為當連同圖像邊緣周圍的像素數目增大嘗試梯形畸變校正時，導致圖像邊緣周圍的這些像素看上去象“經過處理(crunched)”。此外，當處理移動的圖像時，HD投影儀折衷了投影儀處理速度。當該處理能力用于同時執行梯形畸變校正和運動處理時，在移動時看到圖像在跳動，這就是“扼流效應(choking?effect)”。通常可以說，為改變視頻圖像而使用電子梯形畸變校正，與未經過這種處理的圖像相比，將導致圖像質量降低。

此外，當前系統并不允許投影圖像表觀地消失和從置于舞臺上的立體3D物體后重現，這是因為屏幕位于主持人的前方并最靠近觀眾。

發明內容

根據本發明第一方面，提供了一種圖像投影設備，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，使得屏幕相對于來自投影儀的光的發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射的光從該前表面被反射；以及