[发明专利]半开放式立体虚像成像设备

说明书

技术领域

本发明涉及投影光束的反射器领域，尤其涉及一种将图像投射到倾斜并部分反射的屏上以透过该屏获得具有纵深感的立体虚像的成像设备。

背景技术

在广告、展示、演艺、会议、宣传等应用领域，需要经常性地使用成像设备。以往主要是采用幻灯片或投影仪等设备获得二维的直接成像，上述技术虽应用广泛但缺陷明显，其一是三维的物体被形成二维的图像，成像效果无立体感，直观性差；其二是当报告人介入作为像源的幻灯片或投影仪和成像的屏幕之间时，会遮挡住一部分光线，使该区域的屏幕上无法投射到图像而形成黑影。

现有技术中还出现了一类利用“佩珀尔幻象(peppers ghost)”原理的成像设备。CN1166210A公开了一种“用于在舞台的背景上演示活动图象的设备”，涉及一种用于在使用图象发送器的情况下在舞台的背景或类似物上演示活动图象的设备。其技术方案是在舞台的地板上在其中部设一反射面，一个透明和光滑的薄膜在舞台的地板与顶棚或天花板之间沿舞台的整个宽度延伸。使薄膜的下端固定在反射面与背景之间的一个位置上、而它的上端则固定在顶棚上的一个位置更靠前的地方，以及，图象发射器安置在顶棚上，位于固定在那里的薄膜上端的前面，并对准反射面。采用这种设备电影和图象的演示可以轻松地进行，报告者本人可以进入图象中，而不会由此而干扰在投影屏上或通常在一个表面上的图象的演示。但上述设备实质只是对“佩珀尔幻象(peppers ghost)”的简单再现，在实际应用中存在很多尚待解决的技术问题，如薄膜的安装及平整度的调节、灰色背影的消除等，在上述文献中均未提供解决的方案。

CN1957297A公开了一种“用于佩珀尔虚像幻影的投影设备和方法”，提供了一种图像投影设备，包括投影仪、框架以及至少部分透明的屏幕。该框架被布置成保持屏幕受张力，使得屏幕相对于来自投影仪的光的发射平面以一定角度倾斜；该屏幕具有前表面，被布置成使得从投影仪发射的光从该前表面上反射；以及该投影仪被布置成投影图像，使得形成图像的光入射到该屏幕上，从而由从该屏幕反射的光形成虚像，该虚像看上去似乎位于屏幕后方。

这种设备与之前系统相比的优点在于，降低了屏幕的成本。此外，使用框架并配以第一、第二保持部件和拉紧带使屏幕无需直接固定在天花板或地板上，并因而屏幕所受张力可被调节。因此这种设备与原有技术的系统相比增加了设备的实用性。

但在实际应用中，上述各种技术方案依然具有多方面难以消除的缺陷。具体如，虚像成像面上的灰色底色难以消除，使成像面突现在三维空间中，破坏了虚像的立体感和视觉效果。其原因在于，“佩珀尔幻象”依赖于由光与其紧邻的环境和背景的对比而形成的反射图像。高流明(大于8000流明以上)的投影仪所生成的光线越强，反射图像越强，所形成的虚像看上去越立体，但无图像区域的灰色底色也越明显，降低了观众对屏幕不存在的感知，并且高流明的投影仪的成本也高；反之采用低流明的投影仪成本降低，所生成的光线越暗，无图像区域的灰色底色也越不明显，但反射图像越淡造成所形成的虚像看上去也就越无立体感，虚像的视觉逼真效果就越差。

另外，虽然现有技术中的屏幕在一定程度上可被调节张力，但具体实施中屏幕的松弛程度随使用时间、屏幕大小等因素影响具有细微的差别，现有技术的调节结构中由于拉紧带具有柔性特质而对屏幕张力的微量调节难以获得理想效果，并且调整后的保持程度也较差。其最终后果是由于屏幕的平整度难以保持而造成获得的虚像变形失真。

因此，有必要对现有技术中的该类设备进行改进，以期获得更佳的使用效果，提高设备的实用性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种虚像成像面的灰白底色对比度较低、虚像成像效果好的半开放式立体虚像成像设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种半开放式立体虚像成像设备，包括：一成像装置，用于提供实像像源；一反射膜，由无色透明介质形成，具有部分透明、部分反射光学特性，倾斜设置在所述成像装置的光路上；一框架，用于以一定角度倾斜设置所述反射膜；所述框架在外侧面上还设置有遮光板，所述遮光板用于遮挡外界光线对所述反射膜的光干扰。

由于设置了遮光板结构，使外界光线对反射膜的干扰降到最低，从而可以选用较低流明的成像装置获得不设置遮光板结构时需要高流明的成像装置才能获得的虚像效果。由于成像装置的光线强度降低，虚像成像面上的灰白色背景也就不十分明显。本发明的半开放虚像成像设备只封闭了成像设备及反射膜安装部分，而保持后部空间的开放，以半开放的结构获得了良好的成像效果。