专利名称：一种多面虚拟现实投影系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及投影设备，更具体地说是一种多面虚拟现实投影系统。
背景技术：
国内公司在普通银幕的开发上已经相对成熟，在大屏投影设备和环幕设备上也有较强的开发能力，一些银幕制造厂商也提供相应的幕架制造技术，但是大多数是利用高性能的放映机，成本昂贵。从另一个角度来说，目前的投影设备大多是用于大众媒体。而面向科研领域、可以在较小的空间内实现多人观看的多面投影设备未见报导。由于目前国内的产品无法满足高分辨率显示的需要，而且所需要的硬制背投幕需要从国外进口，因此现有类似的背投投影装置造价昂贵。
发明内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种相对较为低廉、性能和结构稳定的多面虚拟现实设备投影系统，以满足虚拟现实设备制造的需求，推广虚拟现实设备的应用。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是本实用新型由投影幕和投影机构成投影系统，所述投影幕由左侧面、右侧面、前面和底部四个投影面构成，相邻的投影面之间相互垂直，每个投影面为正方形；在所述左侧面、右侧面和前面各投影面上采用背投方式，左侧投影机、右侧投影机和前方投影机分别独立设置在左侧面、右侧面和前面的投影幕的背部，对应于每个投影面仅在中央位置上设置一只投影机；在所述底面的投影面上采用一次反射的正投方式，在其上方设置反射板，在所述反射板的入射位置处设置顶部投影机；所述投影幕设置为双包围盒结构，由外层幕架和内层幕布固定连接为一整体结构，所述外层幕架全尺寸大于内层幕布，外层幕架为钢结构，其表面喷涂为黑色，内层幕布在左侧面、右侧面和前面三个投影面上为整体软幕。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在1、本实用新型为用户提供了一个全包围的虚拟场景环境，投影幕由左侧面、右侧、前面和底面四个投影面构成，用户处在中间，用户位于由这四个屏幕构成的空间中，投影系统可以完全包围参与者的正常视野。
2、本实用新型采用侧部背投和底部直接投射的方式，使得投影设备在工程上易于实施、整个装置调整灵活；由于顶部投影机的光路较长，需要经过较长的距离才能成像，本实用新型采用反射设置有效解决了延长光路的问题。
3、本实用新型投影幕采用双包围盒的结构形式，为整个投影系统的性能和结构稳定提供了保证。
4、本实用新型外层幕架全尺寸大于内层幕布，对于来自反方向的投影机光线不会形成遮挡。
5、本实用新型在左侧面、右侧面和前面三个投影面上采用整体软幕，有效避免了在装配时左侧面、右侧面和前面三个投影面不能较好过度的问题。
6、本实用新型外层幕架表面喷涂为黑色，有效避免了不必要的漫反射。
图1为本实用新型系统结构示意图。
图2为本实用新型各侧部投影面光路平面示意图。
图3为本实用新型投影幕双包围盒结构示意图。
图中标号1左侧面、2右侧面、3前面、4底面、5左侧投影机、6右侧投影机、7前方投影机、8反射板、9顶部投影机、10外层幕架、11内层幕布。
以下通过具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
实施例参见图1，采用一次反射的正投方式，投影幕是由左侧面1、右侧面2、前面3和底面4四个投影面构成，相邻的投影面之间相互垂直，每个投影面均为正方形。
图1、图2所示，在左侧面1、右侧面2和前面3各投影面上采用背投方式，左侧投影机5、右侧投影机6和前方投影机7分别独立设置在左侧面1、右侧面2和前面3各投影幕的背部。对应于每个投影面仅在中央位置上设置一只投影机；各投影机由投影机架固定设置，高度为放置投影机之后，保证投影机镜头处于投影面高度的1/2位置处，由于采用定焦镜头，因此，投影面与投影机之间的距离是一个固定值。
图1、图3所示，在底面4的投影面上，采用一次反射的正投方式，设置反射板8，在反射板8的入射位置处设置顶部投影机9。具体实施中，顶部投影机9通过一个衍架加装在顶部，反射板8是与底面成45°的镜面。
为了给参与者提供较强的沉浸感，投影装置必须覆盖参与者的全部视野。根据人们的视野角度，可以计算出能够覆盖人们视野的投影幕高度到少为2.3米。由于投向底面的投影机光束来自参与者的头顶部正上方，所以由于参与者遮挡形成的阴影较小，不影响参与者的正常观看。整个投影系统可以完全包围参与者的正常视野。
参见图4，投影幕设置为双包围盒结构，由外层幕架10和内层幕布11固定连接为一整体结构，外层幕架10全尺寸大于内层幕布11，外层幕架10为钢结构，其表面喷涂为黑色，内层幕布11在左侧面、右侧面和前面三个投影面上为整体软幕。这种结构形式保证了外层幕架10在固定内层幕布11的同时，不影响投影幕之间的接缝，不会对背投光线形成遮挡，同时，黑色有效保证了对于多余投影光的吸收，以及避免了不必要的漫反射。
具体实施中，投影机采用工程用投影机，配用相应的短焦镜头，f小于等于1.2的投影机，流明数在3000以上，可以实现在较短距离上背投成像。底部投影机采用普通的投影机，f在1.7-2.3之间，流明数在2000到3000之间，通过一次反射投影在底面上正投，通过反射装置保证从投影机镜头到底面的距离满足投影光路需求。
权利要求1.一种多面虚拟现实投影系统，其特征是由投影幕和投影机构成投影系统，所述投影幕由左侧面(1)、右侧面(2)、前面(3)和底面(4)四个投影面构成，相邻的投影面之间相互垂直，每个投影面为正方形；在所述左侧面(1)、右侧面(2)和前面(3)各投影面上采用背投方式，左侧投影机(5)、右侧投影机(6)和前方投影机(7)分别独立设置在左侧面(1)、右侧面(2)和前面(3)的投影幕的背部，对应于每个投影面仅在中央位置上设置一只投影机；在所述底面(4)的投影面上采用一次反射的正投方式，在其上方设置反射板(8)，在所述反射板(8)的入射位置处设置顶部投影机(9)；所述投影幕设置为双包围盒结构，由外层幕架(10)和内层幕布(11)固定连接为一整体结构，所述外层幕架(10)全尺寸大于内层幕布(11)，外层幕架(10)为钢结构，其表面喷涂为黑色，内层幕布(11)在左侧面(1)、右侧面(2)和前面(3)三个投影面上为整体软幕。
专利摘要一种多面虚拟现实投影系统，其特征是由投影幕和投影机构成投影系统，由左侧面、右侧面、前面和底面四个投影面构成，相邻的投影面之间相互垂直，每个投影面为正方形；各侧部投影面为背投，底部投影面为一次反射的正投，投影幕设置为双包围盒结构，由外层幕架和内层幕布构成，外层幕架全尺寸大于内层幕布，外层幕架为钢结构，其表面喷涂为黑色，内层幕布在左侧面、右侧面和前面三个投影面上为整体软幕。本实用新型价格较为低廉、性能和结构稳定，可以满足虚拟现实设备制造的需求，并在推广虚拟现实设备中应用。
文档编号G03B21/00GK2893744SQ20062007250
公开日2007年4月25日 申请日期2006年4月12日 优先权日2006年4月12日
发明者刘晓平, 曹力, 孔洁琼, 陈皓, 张静, 余烨, 郑利平, 路强, 张高峰 申请人:合肥工业大学