專利名稱：一種多面虛擬現(xiàn)實(shí)投影系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及投影設(shè)備，更具體地說是一種多面虛擬現(xiàn)實(shí)投影系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)公司在普通銀幕的開發(fā)上已經(jīng)相對(duì)成熟，在大屏投影設(shè)備和環(huán)幕設(shè)備上也有較強(qiáng)的開發(fā)能力，一些銀幕制造廠商也提供相應(yīng)的幕架制造技術(shù)，但是大多數(shù)是利用高性能的放映機(jī)，成本昂貴。從另一個(gè)角度來說，目前的投影設(shè)備大多是用于大眾媒體。而面向科研領(lǐng)域、可以在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多人觀看的多面投影設(shè)備未見報(bào)導(dǎo)。由于目前國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品無法滿足高分辨率顯示的需要，而且所需要的硬制背投幕需要從國(guó)外進(jìn)口，因此現(xiàn)有類似的背投投影裝置造價(jià)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種相對(duì)較為低廉、性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的多面虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備投影系統(tǒng)，以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備制造的需求，推廣虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的應(yīng)用。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型由投影幕和投影機(jī)構(gòu)成投影系統(tǒng)，所述投影幕由左側(cè)面、右側(cè)面、前面和底部四個(gè)投影面構(gòu)成，相鄰的投影面之間相互垂直，每個(gè)投影面為正方形；在所述左側(cè)面、右側(cè)面和前面各投影面上采用背投方式，左側(cè)投影機(jī)、右側(cè)投影機(jī)和前方投影機(jī)分別獨(dú)立設(shè)置在左側(cè)面、右側(cè)面和前面的投影幕的背部，對(duì)應(yīng)于每個(gè)投影面僅在中央位置上設(shè)置一只投影機(jī)；在所述底面的投影面上采用一次反射的正投方式，在其上方設(shè)置反射板，在所述反射板的入射位置處設(shè)置頂部投影機(jī)；所述投影幕設(shè)置為雙包圍盒結(jié)構(gòu)，由外層幕架和內(nèi)層幕布固定連接為一整體結(jié)構(gòu)，所述外層幕架全尺寸大于內(nèi)層幕布，外層幕架為鋼結(jié)構(gòu)，其表面噴涂為黑色，內(nèi)層幕布在左側(cè)面、右側(cè)面和前面三個(gè)投影面上為整體軟幕。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型為用戶提供了一個(gè)全包圍的虛擬場(chǎng)景環(huán)境，投影幕由左側(cè)面、右側(cè)、前面和底面四個(gè)投影面構(gòu)成，用戶處在中間，用戶位于由這四個(gè)屏幕構(gòu)成的空間中，投影系統(tǒng)可以完全包圍參與者的正常視野。
2、本實(shí)用新型采用側(cè)部背投和底部直接投射的方式，使得投影設(shè)備在工程上易于實(shí)施、整個(gè)裝置調(diào)整靈活；由于頂部投影機(jī)的光路較長(zhǎng)，需要經(jīng)過較長(zhǎng)的距離才能成像，本實(shí)用新型采用反射設(shè)置有效解決了延長(zhǎng)光路的問題。
3、本實(shí)用新型投影幕采用雙包圍盒的結(jié)構(gòu)形式，為整個(gè)投影系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定提供了保證。
4、本實(shí)用新型外層幕架全尺寸大于內(nèi)層幕布，對(duì)于來自反方向的投影機(jī)光線不會(huì)形成遮擋。
5、本實(shí)用新型在左側(cè)面、右側(cè)面和前面三個(gè)投影面上采用整體軟幕，有效避免了在裝配時(shí)左側(cè)面、右側(cè)面和前面三個(gè)投影面不能較好過度的問題。
6、本實(shí)用新型外層幕架表面噴涂為黑色，有效避免了不必要的漫反射。


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型各側(cè)部投影面光路平面示意圖。
圖3為本實(shí)用新型投影幕雙包圍盒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1左側(cè)面、2右側(cè)面、3前面、4底面、5左側(cè)投影機(jī)、6右側(cè)投影機(jī)、7前方投影機(jī)、8反射板、9頂部投影機(jī)、10外層幕架、11內(nèi)層幕布。
以下通過具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例參見圖1，采用一次反射的正投方式，投影幕是由左側(cè)面1、右側(cè)面2、前面3和底面4四個(gè)投影面構(gòu)成，相鄰的投影面之間相互垂直，每個(gè)投影面均為正方形。
圖1、圖2所示，在左側(cè)面1、右側(cè)面2和前面3各投影面上采用背投方式，左側(cè)投影機(jī)5、右側(cè)投影機(jī)6和前方投影機(jī)7分別獨(dú)立設(shè)置在左側(cè)面1、右側(cè)面2和前面3各投影幕的背部。對(duì)應(yīng)于每個(gè)投影面僅在中央位置上設(shè)置一只投影機(jī)；各投影機(jī)由投影機(jī)架固定設(shè)置，高度為放置投影機(jī)之后，保證投影機(jī)鏡頭處于投影面高度的1/2位置處，由于采用定焦鏡頭，因此，投影面與投影機(jī)之間的距離是一個(gè)固定值。
圖1、圖3所示，在底面4的投影面上，采用一次反射的正投方式，設(shè)置反射板8，在反射板8的入射位置處設(shè)置頂部投影機(jī)9。具體實(shí)施中，頂部投影機(jī)9通過一個(gè)衍架加裝在頂部，反射板8是與底面成45°的鏡面。
為了給參與者提供較強(qiáng)的沉浸感，投影裝置必須覆蓋參與者的全部視野。根據(jù)人們的視野角度，可以計(jì)算出能夠覆蓋人們視野的投影幕高度到少為2.3米。由于投向底面的投影機(jī)光束來自參與者的頭頂部正上方，所以由于參與者遮擋形成的陰影較小，不影響參與者的正常觀看。整個(gè)投影系統(tǒng)可以完全包圍參與者的正常視野。
參見圖4，投影幕設(shè)置為雙包圍盒結(jié)構(gòu)，由外層幕架10和內(nèi)層幕布11固定連接為一整體結(jié)構(gòu)，外層幕架10全尺寸大于內(nèi)層幕布11，外層幕架10為鋼結(jié)構(gòu)，其表面噴涂為黑色，內(nèi)層幕布11在左側(cè)面、右側(cè)面和前面三個(gè)投影面上為整體軟幕。這種結(jié)構(gòu)形式保證了外層幕架10在固定內(nèi)層幕布11的同時(shí)，不影響投影幕之間的接縫，不會(huì)對(duì)背投光線形成遮擋，同時(shí)，黑色有效保證了對(duì)于多余投影光的吸收，以及避免了不必要的漫反射。
具體實(shí)施中，投影機(jī)采用工程用投影機(jī)，配用相應(yīng)的短焦鏡頭，f小于等于1.2的投影機(jī)，流明數(shù)在3000以上，可以實(shí)現(xiàn)在較短距離上背投成像。底部投影機(jī)采用普通的投影機(jī)，f在1.7-2.3之間，流明數(shù)在2000到3000之間，通過一次反射投影在底面上正投，通過反射裝置保證從投影機(jī)鏡頭到底面的距離滿足投影光路需求。
權(quán)利要求1.一種多面虛擬現(xiàn)實(shí)投影系統(tǒng)，其特征是由投影幕和投影機(jī)構(gòu)成投影系統(tǒng)，所述投影幕由左側(cè)面(1)、右側(cè)面(2)、前面(3)和底面(4)四個(gè)投影面構(gòu)成，相鄰的投影面之間相互垂直，每個(gè)投影面為正方形；在所述左側(cè)面(1)、右側(cè)面(2)和前面(3)各投影面上采用背投方式，左側(cè)投影機(jī)(5)、右側(cè)投影機(jī)(6)和前方投影機(jī)(7)分別獨(dú)立設(shè)置在左側(cè)面(1)、右側(cè)面(2)和前面(3)的投影幕的背部，對(duì)應(yīng)于每個(gè)投影面僅在中央位置上設(shè)置一只投影機(jī)；在所述底面(4)的投影面上采用一次反射的正投方式，在其上方設(shè)置反射板(8)，在所述反射板(8)的入射位置處設(shè)置頂部投影機(jī)(9)；所述投影幕設(shè)置為雙包圍盒結(jié)構(gòu)，由外層幕架(10)和內(nèi)層幕布(11)固定連接為一整體結(jié)構(gòu)，所述外層幕架(10)全尺寸大于內(nèi)層幕布(11)，外層幕架(10)為鋼結(jié)構(gòu)，其表面噴涂為黑色，內(nèi)層幕布(11)在左側(cè)面(1)、右側(cè)面(2)和前面(3)三個(gè)投影面上為整體軟幕。
專利摘要一種多面虛擬現(xiàn)實(shí)投影系統(tǒng)，其特征是由投影幕和投影機(jī)構(gòu)成投影系統(tǒng)，由左側(cè)面、右側(cè)面、前面和底面四個(gè)投影面構(gòu)成，相鄰的投影面之間相互垂直，每個(gè)投影面為正方形；各側(cè)部投影面為背投，底部投影面為一次反射的正投，投影幕設(shè)置為雙包圍盒結(jié)構(gòu)，由外層幕架和內(nèi)層幕布構(gòu)成，外層幕架全尺寸大于內(nèi)層幕布，外層幕架為鋼結(jié)構(gòu)，其表面噴涂為黑色，內(nèi)層幕布在左側(cè)面、右側(cè)面和前面三個(gè)投影面上為整體軟幕。本實(shí)用新型價(jià)格較為低廉、性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備制造的需求，并在推廣虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中應(yīng)用。
文檔編號(hào)G03B21/00GK2893744SQ20062007250
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者劉曉平, 曹力, 孔潔瓊, 陳皓, 張靜, 余燁, 鄭利平, 路強(qiáng), 張高峰 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)