EA005082B1 - Проекционная установка - Google Patents

Abstract

Проекционная установка для проецирования на светопропускающий экран имеет экран, установленный в раме, которая служит опорой проектору, установленному в заданном положении относительно экрана. Тем самым проектор может быть установлен различными способами, и размеры рамы могут быть уменьшены и увеличены в соответствии с требованиями к проекционной установке. Проекционная установка имеет форму с постепенным сужением и светопоглощающий материал, так что внутренние отражения сводятся к минимуму и обеспечивается максимальное поглощение света для улучшения прозрачности (чистоты) экрана. Сама рама выполнена с возможностью реконфигурирования и имеет стержневые элементы, которые выполнены с возможностью поворота и удлинения. Светопоглощающий материал натянут над рамой, и предусмотрен вентилятор для охлаждения проектора внутри установки и втягивания воздуха в установку через материал, тем самым выполняется двойная задача охлаждения и фильтрации воздуха. Также предложен новый материал для поглощения света.

Description

Изобретение относится к проекционной установке, и в частности к проекционной установке для проецирования на светопропускающий экран.

Предпосылки создания изобретения

В течение многих лет компаниям требовались проекционные установки с проецированием на светопропускающий экран для демонстрации фильмов, слайдов и видеозаписей, относящихся к деятельности фирмы, для собравшейся аудитории. Традиционно эти проекционные установки проектировались по специальному заказу, создавались из определенных выбранных строительных материалов, и эти проекционные установки, предназначенные для проецирования на светопропускающий экран, использовались на выставках, в местах презентации и в самих компаниях в помещениях для проведения тренинга, в залах заседаний совета директоров фирмы и т.д.

Требования к размещению проекционных установок для проецирования на светопропускающий экран зависят от применения и от ограничений, обусловленных размерами имеющегося пространства. Следовательно, их обычно проектируют и создают как специальные проекционные установки (проекционные, создаваемые по специальному заказу), и они, как правило, содержат ряд отличных друг от друга элементов, соединяемых вместе для образования проекционной комнаты. Эти отличные друг от друга элементы обычно включают в себя четыре стены, потолок и пол, при этом в одной стене вырезано большое отверстие для обеспечения возможности вставки рирпроекционного экрана (рирэкрана), через который видно проецируемое изображение, проектора и проекционного объектива и некоторых электронных устройств, включающих в себя систему электропитания и систему воспроизведения видео- и звукозаписей.

В некотором месте внутри проекционной комнаты расположен кинопроектор, диаскопический проектор или видеопроектор, обычно установленный на отдельной подставке для проектора, при этом иногда он направлен непосредственно на экран, а иногда направлен не прямо, а через зеркало. Зеркала обычно устанавливают для обеспечения заданного проекционного расстояния, когда ширина помещения недостаточна для обеспечения возможности непосредственного проецирования на экран. Проекционное расстояние определяется размером требуемого изображения, а также используемым проекционным объективом. Эти проекционные комнаты, как правило, имеют квадратную или прямоугольную форму. Поверхности проекционных экранов выполнены из различных полупрозрачных материалов с изменяющимися цветовыми тонами с целью улучшения контрастности, в результате жертвуют проецируемым светом.

Обычно фильм, слайды и видеозаписи показывают в затемненном помещении, как в кинотеатре, в результате чего устраняется возможность отрицательного воздействия общего освещения (внешней засветки) на проецируемое изображение. В результате затемнения помещения также обеспечивается улучшение воспринимаемой яркости и контрастности проецируемого изображения, поскольку зрачок глаза зрителя расширяется, при этом больше света попадает на сетчатку глаза, что приводит к увеличению воспринимаемой яркости проецируемого изображения для зрителя. Воспринимаемая яркость для глаза человека в значительной степени зависит от общего контраста между белым и черным цветом. Как правило, чем более черными являются черные цвета, тем более ярким будет изображение для глаза.

В отличие от созданных по специальному заказу проекционных установок, описанных выше, рынок автономных интегрированных систем для проецирования на светопропускающий экран полностью ограничен рынком небольших дисплеев с диагоналями экранов вертикального расположения до 55. В наиболее широко распространенных системах размеры по вертикали ограничены размерами экранов с диагоналями 40-45. Однако все эти интегрированные проекционные системы без исключения представляют собой проекционные системы с непрямым (отраженным) проецированием, и все они имеют экраны вертикального расположения, то есть во всех этих системах используются различные типы оптических зеркал/отражающих поверхностей между проектором и поверхностью экрана вертикального расположения.

На рынках интегрированных проекционных дисплеев отсутствуют проекционные системы с прямым проецированием. Все остальные рирпроекционные системы большего размера с прямым или отраженным проецированием можно найти только в очень дорогостоящих установках, созданных по специальному заказу, и в этих системах может быть обеспечен соответствующий просмотр изображений на экранах вертикального расположения только при низких уровнях общего освещения.

Авторами был рассмотрен ряд проблем, связанных с существующими рирпроекционными установками.

Во-первых, внутри зданий количество внешнего светового излучения от расположенной в определенных местах осветительной аппаратуры, отражаемого от передней поверхности экрана в глаза собранных зрителей, находящихся в помещении, затрудняет просмотр проецируемого изображения, делает этот просмотр неудобным, и в некоторых случаях проецируемое изображение невозможно увидеть. На открытом воздухе вне зданий те же проблемы имеют значительно более серьезный характер вследствие высоких уровней внешней засветки, обусловленных наличием дневного света.

Во-вторых, внешнее световое излучение от расположенной в определенных местах осветительной аппаратуры и общее проникновение наружного естественного света в зону полезной площади экрана приводят к тому, что свет от осветительной аппаратуры и наружный естественный свет проходят через полупрозрачный экран в зону проецирования и затем вокруг зоны проецирования и обратно вместе с проецируемым изображением, в результате чего проецируемое изображение размывается. В конечном результате, изображение трудно, если вообще возможно, рассмотреть. Внутри проекционной установки определенное количество светового излучения от проецируемого изображения отражается от внутренней стороны полупрозрачного экрана обратно во внутреннюю зону проецирования. Этот дополнительный, отражаемый случайным образом, свет смешивается с поступающим внешним светом и проходит вокруг зоны проецирования, проходя через экран с изображением, в результате чего усиливается размывание изображения.

В-третьих, экраны вертикального расположения, которые не центрированы с уровнем высоты головы и не находятся на уровне глаз собравшихся зрителей, создают дополнительные серьезные проблемы, связанные со смещенными от центра углами зрения. Эти смещенные от центра углы зрения приводят к созданию дополнительных ярких и темных зон экрана (различных мест, известных как горячие и холодные пятна, и т.д.), поскольку глаза зрителей не находятся на одном уровне непосредственно с проектором и проецируемым изображением, а всегда смещены из-за того, что экран находится в вертикальной плоскости.

В-четвертых, проекционные системы с прямым/отраженным проецированием на светопропускающий экран подвергаются воздействию находящейся в воздухе атмосферной пыли/загрязнителей, которые приводят к тому, что формирующая оптика покрывается атмосферной грязью, которая вызывает уменьшение освещенности, и, кроме того, это приводит к преломлению проецируемых световых лучей, которые излучаются формирующей оптикой, между точкой выхода из проекционной оптики и задней поверхностью экрана. Эта внутренняя рефракция в воздухе приводит к снижению чистоты проецируемого изображения.

Авторы пришли к выводу, что необходимо создать проекционную установку для проецирования на светопропускающий экран, которая не требует специально созданного помещения.

Краткое изложение сущности изобретения

В соответствии с изобретением предложена проекционная установка для проецирования на светопропускающий экран, содержащая эк ран, предназначенный для просмотра с передней стороны, и раму, прикрепленную с задней стороны экрана, при этом рама имеет переднюю часть, расположенную вблизи экрана, и заднюю часть, расположенную в стороне от экрана, причем задняя часть имеет опору для установки проектора в заданном положении по отношению к экрану.

В соответствии с изобретением предложена удобная проекционная установка, в отличие от известных проекционных установок, спроектированных и созданных по специальному заказу. Использование рамы и опоры, как правило, создает большие удобства по сравнению с выполнением отдельного возвышения или конструкции из зеркал внутри такой проекционной установки, спроектированной и созданной по специальному заказу. Установка согласно изобретению может быть приспособлена для существующего оборудования для проецирования на светопропускающий экран или изготовлена как новое устройство.

Изобретению также присущи различные существенные признаки, каждый из которых обеспечивает дополнительные преимущества, описанные ниже.

В соответствии с одним аспектом рама содержит множество реконфигурируемых стержневых элементов, при этом стержневые элементы выполнены с возможностью их смещения для изменения положения опоры для проектора по отношению к экрану. Данный второй признак изобретения обеспечивает существенное преимущество за счет обеспечения возможности использования установки с множеством различных проекторов и с экранами разных размеров/ форм. Пространственное положение стержневых элементов просто может быть изменено так, как необходимо для изменения положения проектора. Данный аспект включает в себя различные дополнительные предпочтительные признаки, включая монтаж стержневых элементов с возможностью поворота друг относительно друга, обеспечение наличия удлиняемых стержневых элементов и, в особенности, размещение мест соединения у заднего конца стержневых элементов для образования формы с таким же отношением длин сторон, какое имеется у формы, образуемой местами соединения у переднего конца. Это гарантирует то, что опора, закрепленная у заднего конца, может обеспечить удерживание проектора в центральном положении по отношению к экрану при изменении длины стержневых элементов при условии, что длина стержневых элементов останется одинаковой. Таким образом, размеры установки могут быть увеличены или уменьшены и при этом не потребуется повторная калибровка.

В соответствии с другим аспектом установка включает в себя светопоглощающий материал, расположенный так, чтобы образовать основную полость внутри рамы, ограниченную экраном с одной стороны и светопоглощающим материалом с других сторон. Светопоглощающий материал дополнительно обеспечивает то, что ненужное световое излучение, имеющееся внутри полости, не будет проходить через экран. В сочетании с первым аспектом получают светопоглощающее пустое пространство. Второй светопоглощающий материал образует внутреннюю полость внутри основной полости. В рамках данного аспекта предпочтительные признаки включают в себя использование перегородок и дополнительных светопоглощающих полостей. В частности, внутренний конусообразный элемент из светопоглощающей ткани, проходящий от проектора до экрана, усиливает поглощение света.

В соответствии с дополнительным аспектом установка дополнительно имеет третий существенный признак и содержит вытяжной вентилятор, установленный с возможностью втягивания охлаждающего воздуха над проектором внутри основной полости и вытеснения воздуха из полости, в результате чего осуществляется втягивание воздуха в основную полость через светопоглощающий материал, тем самым воздух, проходящий над проектором, фильтруется, проходя через светопоглощающий материал. Это обеспечивает особое преимущество при использовании светопоглощающего материала для поглощения света и фильтрации воздуха. Таким образом, получают полость, которая обеспечивает поглощение света и, по существу, свободно от частиц пыли. Эти и другие признаки приведены в пунктах формулы изобретения.

Дополнительный, отдельный признак связан с новым устройством для поглощения света. Эта конструкция может быть использована в сочетании с любым из ранее рассмотренных признаков или независимо, например, в других проекционных системах. Данный признак включает в себя использование светопоглощающей конструкции, содержащей, в основном, светопоглощающий материал, имеющий множество первых отверстий на первой поверхности, каждое из которых связано со вторым отверстием меньшего размера на второй поверхности, и имеющий внутреннюю поверхность между каждыми первым и вторым отверстиями, в результате чего, по меньшей мере, часть света, падающего на первую поверхность, проходит через одно или более первых отверстий, частично поглощается и частично отражается на внутреннюю поверхность и направляется с помощью внутренней поверхности наружу из второго отверстия меньшего размера.

По существу, материал образует светолабиринт, предназначенный для поглощения как можно больше света и для направления любого непоглощенного света в сторону от первой поверхности. Материал может быть расположен таким образом, что он будет формировать некоторую полость с первой поверхностью на внут ренней стороне, тем самым обеспечивая поглощение света внутри данной полости и направление непоглощенного света наружу из данной полости. Предпочтительно каждое первое отверстие, второе отверстие и внутренняя поверхность образуют, в основном, коническую форму.

В одном варианте осуществления рама постепенно сужается от передней части к задней части. Данная форма сама по себе создает преимущество, заключающееся в том, что посторонний свет внутри рамы направляется, в основном, к задней части, в сторону от экрана за счет отражения внутри полости, ограниченного рамой. Кроме того, при направлении света таким образом свет будет многократно отражаться, и при каждом отражении некоторая часть света будет поглощаться, в результате чего будет уменьшаться количество постороннего света внутри полости рамы. Эти светопоглощающие характеристики формы также усиливаются с помощью дополнительных признаков.

Краткое описание фигур

Далее вариант осуществления изобретения будет описан только в качестве примера с помощью приложенных фигур, на которых на фиг. 1 представлен перспективный вид рамы для проецирования на светопропускающий экран согласно варианту осуществления изобретения;

на фиг. 1а - поперечное сечение шарового шарнира, используемого в раме по фиг. 1;

на фиг. 1Ь - поперечное сечение шарового шарнира по фиг. 1а, установленного в его корпусе;

на фиг. 1с - вид сверху опоры в виде полки;

на фиг. 16 - поперечное сечение опоры в виде полки;

на фиг.2 - схематичное изображение удлиняемого элемента рамы, используемого в раме по фиг.1;

на фиг. 2а - поперечное сечение регулируемого стержневого элемента, используемого на фиг. 2;

на фиг. 2Ь - поперечное сечение скользящего элемента, используемого на фиг. 2;

на фиг. 2с - вид вставки, используемой на фиг. 2;

на фиг. 3 - поперечное сечение проекционной рамы с крестовыми связями;

на фиг. 4 - ряд видов сбоку с рамой в различных конфигурациях;

на фиг. 5 - дополнительный ряд видов сбоку, иллюстрирующих регулирование длины рамы;

на фиг. 6 - вид светопоглощающей конструкции;

на фиг. 7 - дополнительные светопоглощающие перегородки;

на фиг. 8 - вид дополнительной светопоглощающей конструкции;

на фиг. 9 - система фильтрации воздуха;

на фиг. 10 представлена схема проекционной рамы в процессе использования; и на фиг. 11 - дополнительная светопоглощающая конструкция.

Описание варианта осуществления

Основные компоненты проекционной установки для проецирования на светопропускающий экран в соответствии с изобретением показаны на фиг. 1. Эта установка содержит экран 12, который может представлять собой любой, как правило, полупрозрачный для видимого света, рирпроекционный светопропускающий экран, который может представлять собой конструкцию с двойным остеклением с просветленной поверхностью, окрашенной краской, замешанной на акриловой смоле, причем данная конструкция смонтирована одна или совместно с элементом из мягкого поливинилхлорида, смонтированным сзади. Другие возможности включают в себя использование экрана в виде громкоговорителя с плоской панелью. Все эти варианты находятся в рамках объема изобретения.

Экран 12 установлен внутри охватывающей многоугольной конструкции 10, которая представляет собой легкую модульную конструкцию из конструкционных профилей из анодированного алюминия, которая может быть изготовлена/отрегулирована с возможностью создания экрана любого размера или формы, такой как треугольная, квадратная, прямоугольная, шестиугольная и т.д., и с любым отношением длин сторон. Охватывающая многоугольная конструкция 10 является полностью модульной и имеет быстро разъединяемые углы, которые соединены под углом и зажаты. Стороны охватывающей многоугольной конструкции 10 выполнены с возможностью обеспечения опоры для проушин для подвешивания, подлежащих вставке для создания возможности подвешивания установки выше/ниже по отношению к собравшейся аудитории, смотрящей на экран, которые при использовании их вместе с задней проушиной для подвешивания позволяют наклонить поверхность экрана вниз/вверх в сторону зрителей. Этот признак обеспечивает возможность размещения установки так, что углы зрения не будут смещены от центра, а угол наклона поверхности экрана по отношению ко всем источникам локализованного внешнего света позволяет устранить/свести к минимуму отражение на экране, которое в противном случае было бы видно зрителю. Такое отражение внешнего света приводило бы к размыванию изображения так, что оно не было бы видно никакому человеку, смотрящему на экран.

Конструктивное основание 11 служит опорой охватывающей экран многоугольной конструкции 10. Это основание представляет собой легкий модульный каркас, предназначенный для создания опоры для рирпроекционного экрана и выполненный из конструкционного алюминия, при этом данный каркас закреплен по всему периметру задней части охватывающей многоугольной конструкции для экрана. Этот опорный каркас образует конструктивное основание установки, и остальная задняя часть рамы установки закреплена в его углах. Прямоугольный экран имеет 4 угла и места крепления, треугольный - 3, шестиугольный - 6 и так далее. Конструкция также выполнена самоподдерживающей для обеспечения гарантии того, что элементы системы не смогут сместиться и стать опасными. Стороны опорного каркаса для экрана выполнены с элементами, обеспечивающими возможность присоединения опорных стоек (непоказанных). Эти элементы создают возможность шарнирного присоединения опорных стоек для обеспечения возможности наклона экрана вверх/вниз в сторону смотрящей аудитории, при этом экран также опирается на заднюю стойку. Экран также может быть наклонен или посредством комбинации из двух передних стоек с подвешиванием сзади, или посредством комбинации подвешивания спереди и создания опоры для задней части с помощью одной опорной стойки.

Проекционная установка имеет раму 26, имеющую множество стержневых элементов, в данном случае пару верхних стержневых элементов 24 и пару нижних стержневых элементов 22. Рама может быть выполнена с более плоскими профилями, но стержневые элементы предпочтительны с точки зрения обеспечения возможности изменения конфигурации. Рама 26 имеет переднюю часть 27, расположенную ближе к экрану, и заднюю часть 28. Передняя часть 27 прикреплена к основанию 11 экрана, которое само служит опорой экрану 12.

В отличие от любых других систем, имеющихся в наличии в настоящее время, рама 26 имеет форму конуса/пирамиды с постепенным сужением от передней части 27 к задней части 28. Такая форма создается с помощью необходимых 4 стержневых элементов 22, 24 каркаса (4 при прямоугольном экране, 3 при треугольном экране и так далее), проходящих от 4 углов охватывающей многоугольной конструкции 10 для экрана, и была спроектирована особым образом для того, чтобы гарантировать, что в любой момент времени весь поступающий внешний свет/дневной свет, проходящий через передний проекционный экран 12, будет полностью направленным за счет того, что он будет постоянно отражаться (только в одном направлении) в сторону внутреннего пространства рамной конструкции в направлении задней части каркаса и тем самым поглощаться. Задняя часть каркаса, имеющая форму конуса/пирамиды, также была спроектирована особым образом для того, чтобы гарантировать, что в любой момент времени любое проецируемое изображение/свет и все из проецируемых изображений, отражаемые от внутренней поверхности проек ционного экрана, также будут полностью направленными за счет того, что они будут постоянно отражаться (только в одном направлении) в сторону внутреннего пространства рамной конструкции в направлении задней части каркаса и поглощаться.

Таким образом, сама форма обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что снижается острота проблемы, связанной со светом, выходящим из установки и проходящим от зон переднего экрана, отличных от заданной картинки. Можно выполнить множество форм, при которых задняя часть 28 постепенно сужается от передней части 21, но предпочтительна усеченная пирамида с квадратным основанием.

Рама имеет шаровые шарнирные соединения 16 в передних углах 14 и задних углах 18, обеспечивающие прикрепление рамы 26 спереди к основанию 11 экрана и сзади к задней секции 20. Быстроразъемные шаровые шарнирные соединения дополнительно показаны на фиг. 1а и 1Ь.

Модульные быстроразъемные, разборные шаровые шарнирные соединения расположены в каждом углу легкого модульного каркаса конструктивного основания рирпроекционного экрана. Именно эти шаровые шарнирные соединения обеспечивают возможность функционирования задней части каркаса в виде регулируемого и легко реконфигурируемого конуса. Этот признак обеспечивает возможность полного изменения положения в трехмерном пространстве всех углов наклона стержневых элементов по отношению к переднему экрану, когда любое изменение проекционного расстояния (длины) или размера задней платформы для проецирования на светопропускающий экран требует, чтобы положение всех стержневых элементов каркаса в трехмерном пространстве было изменено. Этот признак фактически облегчает использование проектора любого типа с объективом с любым фокусным расстоянием или с любой конфигурацией линз или использование комплектов из множества проекторов, мультимедийных средств и т. д.

Модульные регулируемые стержневые элементы 22, 24 каркаса рирпроекционного экрана проходят назад от основания 11 охватывающей многоугольной конструкции для экрана до задней платформы для проецирования на светопропускающий экран. Эти регулируемые стержневые элементы опорного каркаса присоединены у задней проекционной платформы с помощью быстроразъемных шаровых шарнирных соединений в случае проекционных систем, сцентрированных относительно экрана, или с помощью комбинации шаровых шарнирных соединений или шаровых шарниров для смещенных проекционных систем.

Задняя секция 20 более подробно показана на фиг. 1с и 16. Задняя секция 20 содержит вертикальную панель, к которой прикреплена полка 21, выступающая в полость проекционной установки. Спереди полка 21 опирается на поперечную опору 19, которая сама прикреплена к стойкам 17, закрепленным во всех углах путем присоединения их к шаровым шарнирным соединениям 18. Поперечная опора 19 присоединена к стойкам 17 с возможностью скольжения относительно них для обеспечения установки полки в заданном положении для создания опоры для проектора.

Шаровые шарнирные соединения 16, показанные на фиг. 1а и 1Ь, содержат шаровую головку 30 и стержень 32 шарового шарнира. Шаровая головка вставлена в корпус 34 шарового шарнира так, что стержень 32 шарового шарнира может быть повернут на некоторый угол, например на 30°, из одной стороны в другую в любом направлении. Шаровое шарнирное соединение имеет кожух 36, выполненный с возможностью плавного смещения и установленный на части 38 основания 11 (спереди) или на задней секции 20 (сзади).

Сами стержневые элементы рамы дополнительно показаны на фиг. 2. Модульные регулируемые стержневые элементы 22, 24 рамы 26 могут быть приспособлены для различных проекционных расстояний, определяемых физическими характеристиками, такими как размер экрана и отношение длин сторон, а также типом объектива и фокусным расстоянием. Регулируемые стержневые элементы функционируют на основе принципа расфиксации зафиксированного внутреннего алюминиевого скользящего элемента (ползуна) 42, который зафиксирован внутри участка 40 специального прямоугольного алюминиевого стержневого элемента и который при смещении наружу/внутрь обеспечивает увеличение/уменьшение общей длины регулируемого стержневого элемента. Вставки 44 используются для удлинения стержневых элементов.

Для поддержания общей прочности и ровных границ установки части специального прямоугольного алюминиевого стержневого элемента 46 повторно вставляют в зазор/удаляют из зазора со стороны зафиксированного конца 48, созданного при смещении скользящей части. Как только заданная длина регулируемого стержневого элемента будет зафиксирована, скользящий элемент вместе с повторно вставленными/удаленными частями повторно фиксируют путем использования рукоятки 50, тем самым создавая прочный элемент конструкции, имеющий заданную длину.

Следует отметить, что поддержание одной и той же длины всех модульных стержневых элементов автоматически гарантирует то, что при установке любого проектора на соответствующей задней платформе или секции 20 для проецирования на светопропускающий экран, которая имеет то же отношение длин сторон, что и проекционный экран, будет обеспечено фактическое размещение линзы (объектива) проектора в мертвой точке экрана в горизонтальном и вертикальном направлениях. Возможность увеличения/уменьшения длины модульных стержневых элементов облегчает использование всех типов проекторов, в частности множества проекторов с мертвой точкой экрана или тех проекционных систем, которые были спроектированы с возможностью смещения, но требуют наличия вертикального центра экрана. Рамная конструкция, состоящая из верхних 24 и нижних 22 стержневых элементов, может быть достаточной для обеспечения опоры для экрана и проектора. Однако предпочтительно усиление дополнительными связями, как показано на фиг. 3.

Опорный и фиксирующий каркас необходим для поддержания прочности, устойчивости и, в особенности, правильного положения всех регулируемых стержневых элементов, поскольку это гарантирует то, что все опорные элементы будут удерживаться точно в одной и той же плоскости и в виде прямоугольника по отношению к переднему экрану. Даже если регулируемые стержневые элементы будут иметь одинаковую длину, они будут гарантировать только размещение проекционного объектива в мертвой точке экрана и обеспечивать соответствующее выравнивание, если указанные элементы образуют прямоугольник и выровнены относительно переднего проекционного экрана, то есть опора задней платформы для проецирования перпендикулярна проекционному экрану и задняя поверхность или вертикальная секция 20 платформы для проецирования расположена вертикально и параллельно проекционному экрану. Если стержневые элементы не образуют прямоугольник, то даже при одинаковой длине стержневых элементов проекционный объектив может быть размещен не должным образом относительно проекционного экрана. Таким образом, предусмотрены придающие устойчивость стержневые элементы 52, 54, представляющие собой связи жесткости.

Каждый позиционирующий и стабилизирующий (придающий устойчивость) стержневой элемент 52, 54 образует регулируемую и фиксирующую У-образную поперечную связь, которая соединяет 2 соседних регулируемых стержневых элемента 22, 24. Обычно имеется 1 опорная У-образная связь для каждого регулируемого стержневого элемента, образующего раму 26 в виде пирамиды. Каждый регулируемый позиционирующий и стабилизирующий стержневой элемент содержит центральную пластину 56, которая может быть зафиксирована с помощью Κίρρ-рукоятки 50 или рукоятки другого типа, которая может быть установлена в заданное положение, в любом соответствующем положении на любом регулируемом стержневом элементе. У каждой регулируемой центральной пластины имеются 2 поворотных стержневых элемента, прикрепленных с помощью винтов, и на их концах закреплены 2 дополнительные установочные пластины 56 меньшего размера с блокирующими рукоятками 50.

Один такой регулируемый и фиксирующий У-образный стержневой элемент присоединен к каждой стороне пирамиды с помощью центральных пластин, и 2 установочные пластины зафиксированы (заблокированы) на 2 боковых стержневых элементах посредством Κίρρ-рукоятки 50 или рукоятки другого типа, которая может быть установлена в заданное положение. В результате этого образуются параллельные стержневые элементы на боковых сторонах пирамиды. Как только все боковые стороны пирамиды будут зафиксированы, пирамида становится прочной конструкцией. Возможность регулирования У-образных установочных и стабилизирующих стержневых элементов всегда позволяет приспособить их к каркасу 26 в виде пирамиды независимо от того, в какой степени были отрегулированы по длине модульные регулируемые стержневые элементы 22, 24 каркаса. Следует отметить, что каждое изменение длины регулируемого стержневого элемента приводит к изменению угла наклона рирпроекционного экрана относительно каждого регулируемого стержневого элемента, и данный установочный и стабилизирующий стержневой элемент позволяет решить эту проблему.

У-образные фиксирующие стержневые элементы также подходят для всех установок, приспособленных для проекторов, расположенных со смещением, или для тех систем, в которых предусмотрено размещение 2 или более проекторов.

Также может быть предусмотрена опора в виде дополнительного стержневого элемента (не показано), направленного в сторону самой задней части установки, и 2 или более вертикальных опор для платформы, которые прикреплены к регулируемым стержневым элементам. Эти опоры представляют собой вертикальные стойки регулируемой длины, предназначенные для приспосабливания их к различным углам и изменениям расстояний, обусловленным увеличением или уменьшением длины регулируемых стержневых элементов. Эти вертикальные стойки прикреплены к стержневым элементам посредством быстроразъемных шаровых шарнирных соединений. Вертикальные стойки обеспечивают возможность использования проекторов, центрированных относительно экрана, а также тех проекторов, которые расположены со смещением. Назначение этих стоек состоит в обеспечении дополнительной устойчивости в вертикальном направлении в данном месте пирамиды при одновременном обеспечении самых передних опор для платформы для проецирования, кроме того, стойки также обеспечивают возможность выравнивания слева и справа положения платформы для проецирования, так что платформа для проецирования будет оставаться параллельной охватывающей многоугольной конструкции для экрана.

Дополнительные места крепления стоек также могут быть предусмотрены в системе для обеспечения возможности использования дополнительных проекторов внутри одной и той же системы. Кроме того, места крепления стоек/опоры для полки для платформы для проецирования обеспечивают возможность использования системы в ее обычном положении или в перевернутом положении. Когда экран находится в своем стандартном обычном прямоугольном горизонтальном формате изображения и когда его впоследствии поворачивают, он создает проекцию с форматом портрета или постера.

Проектор может быть установлен на платформе для проецирования (не показана), которая прикреплена к задней секции 20. Задняя секция 20 представляет собой панель, которая имеет такое же отношение длин сторон, что и передний экран, но могут быть использованы другие конфигурации и размеры. Для достижения преимущества автоматического центрирования проектора необходимо, чтобы задняя секция 20 просто удерживала шаровые шарнирные соединения на задних частях 28 стержневых элементов в таком положении, чтобы обеспечиваемое ими отношение длин сторон было таким же, какое обеспечивают шаровые шарнирные соединения на передних частях 27 стержневых элементов.

Таким образом, платформа для проецирования образует заднюю часть установки и содержит заднюю вертикальную секцию 20 и платформу для проецирования, на которой установлен(ы) проектор(ы). Задняя часть присоединена к регулируемым стержневым элементам посредством быстроразъемных шаровых шарнирных соединений. Форма и отношение длин сторон задней вертикальной секции обычно такие же, как у переднего проекционного экрана, тем не менее, задняя вертикальная секция имеет значительно меньшие размеры, поскольку это гарантирует, что объектив проектора будет всегда расположен в мертвой точке экрана в случае тех проекторов, которые требуют выполнения данного условия, или будет расположен центрально в вертикальном направлении для смещенных проекторов. Передняя часть платформы для проецирования прикреплена к каркасу посредством выполненной с пазами опоры для полки, которая прикреплена к вертикальным стойкам и которая обеспечивает возможность необходимого выравнивания для каждого проектора. Платформа для проецирования может иметь ряд полок для проецирования, или обычную горизонтальную полку или полки, и/или вертикальные полки для установки любого количества проекторов, при этом 2, 3, 4 или более проекторов могут быть размещены внутри задней части системы.

Проектор(ы) прикреплен(ы) с помощью болтов к платформам для проецирования посредством поворотного регулировочного устройства. При закреплении проекторов посредством болтов в заданном положении после их включения может оказаться необходимым сместить проецируемое изображение влево или вправо на экране. Это не проблема, связанная с фокусировкой, а проблема, связанная с оптикой, смонтированной внутри проектора, поскольку даже небольшие смещения и отклонения от заданного положения проявятся при проецировании на экран.

Трехмерное регулирование проецируемого изображения достигаются с помощью

1) поворотного регулировочного устройства, которое обеспечивает возможность коррекции влево и вправо;

2) регулировки вертикальных стоек для полки, которая обеспечивает возможность сдвига изображения вверх и вниз;

3) регулировки вертикальных стоек для полки, которая также обеспечивает возможность параллельного смещения изображения, чтобы оно точно соответствовало изображению на экране.

Примеры конфигурации рамы показаны на фиг. 4 и 5.

Преимущества выполнения рамы с, по существу, сужающейся пирамидальной формой с точки зрения улавливания света проиллюстрированы на фиг. 6. Любой свет 58, падающий на переднюю поверхность экрана 12, направляется в сторону задней части установки в направлении задней вертикальной секции 20. Это направление света осуществляется с помощью покрытия 60, которое опирается на раму 24, которая тем самым образует ограждение. Покрытие предпочтительно представляет собой эластичный материал, который натянут поверх рамы, поскольку это облегчает осуществление изменения размера и углов наклона стержневых элементов рамы. Материал может быть натянут поверх наружной стороны или опираться на внутреннюю сторону рамы. Как показано на фиг. 7, можно использовать как наружное покрытие 60, так и внутреннее покрытие 62.

Значительная часть всего поступающего внешнего света поглощается внутренней светопоглощающей системой. Это достигается за счет пирамидальной формы устройства в сочетании со светопоглощающими материалами, включая покрытие.

Форма установки гарантирует то, что любой/весь отраженный свет, поступающий через полупрозрачный экран, автоматически будет проходить к задней части установки. Для того чтобы способствовать улавливанию и поглощению всего поступающего света, ряд светопоглощающих перегородок 64 расположен перед куском внутренней черной ткани и вдоль него, при этом перегородки расположены вдоль всех четырех сторон пирамиды. Эти перегородки, которые прикреплены с помощью Уе1сгокрепления, содержат аналогичные полоски из черного мягкого материала, которые размещены случайным образом или в определенном порядке на некотором расстоянии друг от друга вдоль всего внутреннего периметра установки. Таким образом, весь свет, поступающий в установку, или отражается от внутренней стенки установки к перегородке, или отражается обратно от перегородки к задней части установки, падает на другую стенку и, таким образом, захватывается внутри этой перегородки. На каждой поверхности часть света поглощается, так что форма установки и перегородки обеспечивают увеличение количества поглощенного света.

Как показано на фиг. 8, дополнительный светопоглощающий конус 66 также используется для поддержания и обеспечения дополнительного поглощения света. Этот дополнительный светопоглощающий конус образован из черного перфорированного легкого материала, который натянут и подвешен вдоль всех стенок пирамиды для образования дополнительного проекционного конуса меньшего размера, который проходит от передней стороны объектива проектора до задней стороны экрана. Этот перфорированный конус опирается на эластифицированную проволоку, при этом все перфорированные стенки заканчиваются вблизи от кожуха объектива проектора(ов). Этот перфорированный материал позволяет свету проходить из зоны непосредственного проецирования в наружный слой светопоглощающего материала.

То обстоятельство, что черный перфорированный материал является полупрозрачным, позволяет свету проходить в зону окончательного поглощения света. Черный материал создает затенение, которое способствует увеличению общей степени поглощения света внутри зоны перегородок. Таким образом, увеличение поглощения света внутри установки позволяет улучшить общую контрастность и качество картинки (изображения).

Дополнительное существенное преимущество настоящего изобретения обеспечивается за счет объединения установки, покрытой тканью, с вентилятором, охлаждающим воздух и расположенным так, чтобы втягивать воздух над проектором и вытеснять его из установки, как показано на фиг. 9. Поскольку вся установка покрыта специальным черным материалом, который служит в качестве фильтра тонкой очистки воздуха, весь поступающий воздух, входящий в установку снаружи, будет очищен от всех частиц. Вытяжной вентилятор создает зону низкого давления внутри установки, и поэтому воздух втягивается естественным образом в установку через ее большую поверхность.

Этот чистый воздух внутри внутренней зоны проецирования не только гарантирует то, что частицы пыли не будут вызывать преломле ния проецируемых световых лучей во время их внутреннего прохода через воздух к экрану, но также гарантирует то, что совершенно чистый воздух всегда будет втягиваться в проектор(ы) и этот чистый воздух будет более эффективно охлаждать оптическую систему и лампы проектора без осаждения на них какого-либо наносящего вред материала.

Несмотря на то, что материал с внутренней стороны покрытия всегда представляет собой мягкий плотный черный материал, наружная сторона может быть белой или иметь любой другой выбранный цвет. Наружная сторона материала, используемого для систем, работающих на улице (вне помещений), является водонепроницаемой.

Наконец, установка в процессе использования показана на фиг. 10, которая показывает, как установка может быть подвешена к местам 68 подвешивания или опираться на опорные стойки 70.

Дополнительная светопоглощающая конструкция показана на фиг. 11. Эта конструкция может быть использована в дополнение к внутреннему светопоглощающему конусу 66 или вместо него. Эта конструкция содержит черный материал 72, такой как полистирол или вспененный материал, в котором вырезан ряд входных отверстий (апертур) 74, каждое из которых ведет к имеющему, по существу, коническую форму световому лабиринту с выходным отверстием (апертурой) 76, которое меньше входного отверстия.

В целях идентификации автор изобретения назвал этот новый материал светоуничтожителем (ЫдЫетакет). Каждый светоуничтожитель состоит или из имеющих значительную толщину частей панелей из полистирола (с толщиной от 3 до 12), или из имеющих такую же толщину кусков аналогичных легких материалов, таких как вспененный материал и т.д. Все панели являются черными.

Эти панели из светоуничтожителя могут быть использованы вместе с черной перфорированной легкой тканью, которая образует дополнительный внутренний светопоглощающий конус, или могут заменить такую ткань, при этом панели устанавливают в том же положении так, что они проходят от экрана, находящегося в передней части установки, назад к проекционному объективу.

Подобно легкому перфорированному материалу 4, легкие панели из светоуничтожителя образуют такой же базовый внутренний конус/многогранную внутреннюю пирамиду.

Каждый светоуничтожитель образован из листа черного полистирола, имеющего заданную толщину, внутри которого образован ряд однонаправленных световпитывателей (ЫДиЫоБ). при этом каждый световпитыватель внутри представляет собой конусообразную трубку со смещенной осью, имеющую ме сто 74 входа светового излучения и место 76 выхода светового излучения через выход для света (Ыд111да1е).

Каждый световпитыватель фактически образует однонаправленную черную дыру, при этом любой непоглощенный свет выходит из световпитывателя через выход для света. Каждый световпитыватель содержит круглое или эллиптическое отверстие на переднем крае светоуничтожителя, которое имеет заданный диаметр или поперечное сечение. При проходе световпитывателя со смещенной осью через панель диаметр уменьшается в заданной степени для образования конуса со смещенной осью, который будет поглощать свет. Любой непоглощенный свет выходит через выход для света, отверстие, расположенное на другом конце световпитывателя. Выход для света также имеет заданный уменьшенный диаметр или представляет собой эллипс меньшего размера.

Световпитыватели не вырезаны под углом 90° к поверхности, а вырезаны под любым диагональным углом со смещением от нормали, составляющим от 10 до 90° (перпендикуляр), к поверхности.

Светоуничтожитель размещают таким образом, чтобы выходы для света световпитывателей были обращены наружу в сторону светопоглощающей зоны и назад в сторону проектора.

Таким образом, любой поступающий свет будет отражаться от внутренней поверхности одного из световпитывателей, при этом он будет отражаться на всем своем пути вдоль конусообразной формы световпитывателя, при этом любой непоглощенный свет будет выходить через выход для света (отверстие), имеющий малый размер, и проходить непосредственно в светопоглощающую зону. В альтернативном случае, любой поступающий свет будет отражаться от светоуничтожителя к противоположному светоуничтожителю и будет проходить или в световпитыватель, или снова будет отражаться к противоположному элементу, в конце концов проходя в световпитыватель.

Поскольку все места выхода света представляют собой небольшие круглые и эллиптические отверстия, которые все обращены к задней части установки, никакой сфокусированный свет, выходящий через выход для света, не может быть отражен обратно в другое выходное отверстие, представляющее собой выход для света, или пройти вверх через это другое отверстие. Таким образом, весь свет полностью улавливается и поглощается в светопоглощающей зоне.

Чтобы дополнительно гарантировать невозможность отражения какого-либо света в выход для света, у передней части выхода для света имеется небольшая выпуклость, минимальная эквивалентная высота которой равна ширине выхода для света. Эта выпуклость служит чем-то вроде навеса, защищающего выход от любого отраженного света и гарантирующего то, что никакой отраженный свет не сможет пройти обратно через выход.

Claims (24)

1. Проекционная установка для проецирования на светопропускающий экран, содержащая экран, предназначенный для просмотра с передней стороны, и раму, прикрепленную с задней стороны экрана, при этом рама имеет переднюю часть, расположенную вблизи экрана, и заднюю часть, расположенную в стороне от экрана, причем задняя часть имеет опору для установки проектора в заданном положении по отношению к экрану, при этом рама содержит множество реконфигурируемых стержневых элементов, стержневые элементы содержат скользящие части, предназначенные для увеличения или уменьшения длины стержневых элементов, и прикреплены к экрану с возможностью поворота относительно него со стороны передних частей стержневых элементов, и прикреплены к задней секции с возможностью поворота относительно нее со стороны задних частей стержневых элементов, в результате чего стержневые элементы могут быть смещены для изменения положения опоры для проектора по отношению к экрану.

2. Проекционная установка по п.1, в которой задняя секция обеспечивает крепление опоры.

3. Проекционная установка по п.1 или 2, в которой стержневые элементы присоединены к задней секции в точках, ограничивающих форму с таким же отношением длин сторон, какое характерно для формы, ограниченной точками, в которых стержневые элементы прикреплены к экрану с возможностью поворота.

4. Проекционная установка по пп.1, 2 или 3, в которой экран и задняя секция являются прямоугольными и точки присоединения стержневых элементов представляют собой углы прямоугольников.

5. Проекционная установка по любому из пп.1-4, в которой опора опирается на заднюю секцию так, что проектор, установленный на опоре, расположен в центре по отношению к экрану, когда стержневые элементы имеют одинаковую длину.

6. Проекционная установка по п.1, в которой рама имеет меньшие размеры в задней части, чем в передней части.

7. Проекционная установка по одному из пп.1 или 2, в которой рама постепенно сужается от передней части к задней части.

8. Проекционная установка по одному из пп.1, 2 или 3, в которой рама имеет форму усеченной пирамиды.

9. Проекционная установка по любому предшествующему пункту, причем установка включает в себя светопоглощающий материал, расположенный так, чтобы образовать основную полость внутри рамы, ограниченную экраном с одной стороны и светопоглощающим материалом с других сторон.

10. Проекционная установка по п.9, в которой светопоглощающий материал ограничивает полость, которая постепенно сужается от экрана к задней части, в результате чего посторонний свет внутри данной полости направляется к задней части установки в сторону от экрана.

11. Проекционная установка по одному из пп.9 или 10, в которой светопоглощающий материал представляет собой ткань с темной внутренней стороной, натянутую поверх рамы.

12. Проекционная установка по одному из пп.9, 10 или 11, дополнительно содержащая одну или более перегородок, расположенных внутри полости для поглощения постороннего света и расположенных в стороне от конуса светового излучения, формируемого проектором, с тем, чтобы не препятствовать проецированию.

13. Проекционная установка по п.12, в которой одна или более перегородок прикреплены к внутренней стороне рамы.

14. Проекционная установка для проецирования на светопропускающий экран, содержащая экран, предназначенный для просмотра с передней стороны, и раму, прикрепленную с задней стороны экрана, при этом рама имеет переднюю часть, расположенную вблизи экрана, и заднюю часть, расположенную в стороне от экрана, причем задняя часть имеет опору для установки проектора в заданном положении по отношению к экрану, при этом установка включает в себя светопоглощающий материал, расположенный так, чтобы образовать основную полость внутри рамы, ограниченную экраном с одной стороны и светопоглощающим материалом с других сторон, и дополнительно содержит второй светопоглощающий материал, расположенный так, чтобы образовать внутреннюю полость внутри основной полости, ограниченную экраном и вторым светопоглощающим материалом, и имеющий отверстие для вставки объектива проектора, установленного снаружи внутренней полости, но внутри основной полости.

15. Проекционная установка по п.14, в которой второй светопоглощающий материал образует пирамиду или конус, подвешенный внутри рамы, и светопоглощающий материал, образующий основную полость, представляет собой ткань, натянутую поверх рамы.

16. Проекционная установка по одному из пп.14 или 15, в которой светопоглощающий материал, расположенный так, чтобы образовать внутреннюю полость, представляет собой одну или более светопоглощающих панелей.

17. Проекционная установка по одному из пп.14 или 15, в которой второй светопоглощающий материал представляет собой ткань.

18. Проекционная установка по любому из пп.15-17, в которой во втором светопоглощаю щем материале образован ряд световых лабиринтов, расположенных так, чтобы обеспечивать поглощение света внутри внутренней полости.

19. Проекционная установка по любому из пп.14-17, в которой светопоглощающий материал, образующий основную полость, представляет собой ткань, натянутую поверх рамы.

20. Проекционная установка по любому из пп.9-19, которая дополнительно содержит вытяжной вентилятор, установленный с возможностью втягивания охлаждающего воздуха над проектором внутри основной полости и вытеснения воздуха из полости, в результате чего осуществляется втягивание воздуха в основную полость через светопоглощающий материал, тем самым воздух, проходящий над проектором, подвергается фильтрации, проходя через светопоглощающий материал.

21. Проекционная установка по любому из пп.14 или 20, в которой светопоглощающий материал представляет собой ткань с темной внутренней стороной, натянутую поверх рамы.

22. Проекционная установка по любому из пп.14-21, которая дополнительно содержит одну или более перегородок, расположенных внутри полости для поглощения постороннего света и расположенных в стороне от конуса светового излучения, создаваемого проектором, с тем, чтобы не препятствовать проецированию.

23. Проекционная установка по п.22, в которой одна или более перегородок прикреплены к внутренней стороне рамы.

24. Проекционная установка для проецирования на светопропускающий экран, содержащая экран, предназначенный для просмотра с передней стороны, и раму, прикрепленную с задней стороны экрана, при этом рама имеет переднюю часть, расположенную вблизи экрана, и заднюю часть, расположенную в стороне от экрана, причем задняя часть имеет опору для установки проектора в заданном положении по отношению к экрану, при этом установка включает в себя светопоглощающий материал, расположенный так, чтобы образовать основную полость внутри рамы, ограниченную экраном с одной стороны и светопоглощающим материалом с других сторон, и дополнительно содержит вытяжной вентилятор, установленный с возможностью втягивания охлаждающего воздуха над проектором внутри основной полости и вытеснения воздуха из полости, в результате чего осуществляется втягивание воздуха в основную полость через светопоглощающий материал, тем самым воздух, проходящий над проектором, подвергается фильтрации, проходя через светопоглощающий материал.