专利名称：能够悬停和飞行的图像投影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由权利要求1限定的通用类型的投影设备，其能够悬停和飞行，具有至少一个浮体、投影仪以及投影面。
背景技术：
这种类型的设备可以从德国注册设计DE 201 11 846.7中得知，在那里投影仪设置在一个充满流体的气球中。通过将图像投影到气球外壳的内表面上，由投影仪所投影的图像即可见，其中气球作为投影面。于是，图像对于气球外侧的观众是可见的，气球可以位于地上，悬停于空中，或者向天空上升。
可以理解，这种图像投影设备的缺点在于，只因为其构造方式，由投影仪所产生的在气球内部的热量将因为高温而破坏气球浮力特性的稳定性。另外，主要的是，由于将气球外壳的曲面作为投影面而带来了缺陷。使用这种类型的曲面作为投影面意味着为了消除图像扭曲，必须具有相当复杂，昂贵的设备。
本发明所提出的问题是构造能够悬停和飞行的已知的图像投影设备，其具有一个浮体，投影仪，和投影面，其能够避免前述的由于构造方式而产生的缺陷，以及提供一种便宜的，依据其所包含的设备能容易控制的，对于观众将具有吸引力的可以悬停和飞行的图像投影设备。
发明内容
根据本发明并具有权利要求1和8所描述的特征能够悬停和飞行的图像投影设备可以有益的方式解决所述问题。与现有技术相比，根据本发明的设备的优点在于其使用大体上平整的投影面，该平面不是浮体外壳的一部分，并且投影仪大体上配置在浮体的外侧以避免发热问题。通常可被认为的另一优点是，当其未填充浮力流体时，其能节省空间。
根据本发明的图像投影设备的第一形态，大体上可以这样得到，即浮体的外形和体积这样构造，即使得其能产生的浮力可提供给根据投影范围而相互远离设置的投影仪和投影面的稳定定位，投影仪大体上设置在浮体第一外表面的外侧，投影面大体上与浮体的第二外表面重合，该第二外表面大体上位于第一外表面的对面并且在使用时其大体上平整，浮体具有一个位于投影仪和投影面之间的无浮力部分，其不会明显影响光束路径穿过投影仪和投影面之间的空间。
根据本发明的图像投影系统的第二形态，大体上可以这样得到，即浮体的体积这样构造，即使得其能产生的浮力可提供给根据投影范围而相互远离设置的投影仪和投影面的稳定定位，投影仪大体上设置在浮体第一外表面的外侧，投影面在使用时大体上平整，投影面设置在浮体第二外表面附近，该第二外表面大体上位于浮体第一外表面的对面，并且投影面作为单独部件被固定在浮体的内部。
其它权利要求描述的特征提供了权利要求1和8所陈述的设备的有益精细制作和改进。
根据本发明第一形态的有益实施例，提供了位于投影仪和投影面之间的空间内的无浮力部分的形状，其构造为倒金字塔形，特别地，对应于圆锥形。
根据本发明设备第一形态的另一有益实施例，提供了浮体由单个部件组成，并且优选地具有大体上为立方体的外形。
根据本发明该设备第一形态的有益实施例，提供了一种替代，即浮体由两个，大体上相同的分浮体构成，该两个分浮体沿着浮力轴以一个配置在另一个的上面而设置，这样从维持稳定的定位而言，它们可平衡不均匀的重量分布。
根据本发明的该设备第一形态实施例的有益构造，每一个分浮体具有大体上楔形的轮廓。
根据本发明基本解决方案的特别有益的示例性实施例，另一有益的构造在于，提供了通过合适的固定装置将两个楔形的分浮体连接在一起，即使得得到的结果组件的外表面具有粗略的立方体形状。
根据本发明第一形态的有益实施例的构造，该设备的浮体由腔室组成，如果需要，它们可相互密封，为了得到所需的最终外形，它们可具有不同的尺寸。该方法提供了特别精致，简单和有益的解决方案，其对于调整浮力以平衡存在的重力分布是非常便利和有益的，同时也维持了所需的外形稳定性。
根据本发明的第一形态的有益构造，浮体通过柔性线被保持在漂浮位置。此外，另一有益的构造在于，在浮体上设置有可控制的驱动装置，特别地，其是可通过遥控器控制的驱动装置。
本发明示例性实施例有益的精细制作在于，其被整体地合并到飞行器，特别是小飞船或飞艇中，在那里，飞行器被设计成可在室内被操纵，并且，优选地是在远程控制下可以操纵的。
根据本发明第二形态的第一有益构造，提供了浮体具有球形外形并且投影面具有近似于部分球体表面的外形，该部分球体表面被设置在球面内，其中浮体作为单独部件安装在投影仪对面的光束路径中。该构造有益的精细制作在于，浮体这样构造，即使得当从外部观看时，其在位于投影面前端的那部分处是透明的。
根据本发明设备第二形态的第二有益构造，提供了浮体以圆柱体形态构造，投影仪大体上安装在圆柱体平面的外部，投影面作为单独部件安装在圆柱体内，并且其位于投影仪对面的圆柱体第二平面附近的光束路径内，该第二平面大体上平行于前述第一平面。
根据本发明设备第二形态的第二构造的有益制作在于，投影面作为单独部件被合并到大体上平整的浮体外表面。浮体也可以根据特别的实施例这样构造，即使得当从外部观看时，其在位于投影面前端的那部分处是透明的。另一可替换的解决方法是，投影面也可形成为圆柱体的完整第二平面，或其一部分。由于投影面将成为浮体外壳的一部分，不透明的窗格或者透明的外壳都是必须的。
根据本发明设备第二形态的第二构造的有益制作在于，圆柱形的浮体可构造成正圆柱体形，或者斜圆柱体形。
根据本发明设备第二形态的两个实施例中的任意一个，其有益构造是，投影面被焊接在浮体内部的合适位置处。
根据本发明设备第二形态的另一有益构造在于，浮体通过柔性线松散地保持在合适位置。另一有益的构造在于，在浮体上设置有可控制的驱动装置，特别地，其是可通过遥控器控制的驱动装置。
以下将参照已按附图中的描绘所构造的该设备的示例性实施例对本发明作出详细说明，其中附图为图1是从正面，即面对着投影面看到的本发明第一示例性实施例的透视图；图2是从后面，即从投影仪安装在那里的侧面看到的本发明第一示例性实施例的透视图；图3是本发明第一示例性实施例的侧视图；图4是本发明第一示例性实施例的后视图；图5是本发明第一示例性实施例的前视图；图6是本发明第一示例性实施例的顶视图；图7是从正面，即面对着投影面看到的本发明整合到作为运输飞行器的小飞船或飞艇内的第二示例性实施例的透视图；图8是图7的示例性实施例的断面图；图9是本发明第二形态的第一示例性实施例的侧视图，其包括球形浮体，以及投影仪和投影面；图10是从图9所示的本发明第二形态的第一示例性实施例的正面，即面对着投影仪看到的示意图；图11是图9和图10中所示本发明第二形态的第一示例性实施例的一半的透视图；图12是本发明第二形态的第二示例性实施例的侧视图，其包括圆柱形浮体，以及投影仪和投影面；图13是从图12所示的本发明第二形态的第二示例性实施例的正面，即面对着投影仪看到的示意图；图14是图12和图13中所示本发明第二形态的第二示例性实施例的一半的透视图。
具体实施例方式
以下将参照附图1至6的各种视图描述本发明第一形态的第一示例性实施例。图1从正面描绘了本发明的第一示例性实施例。能够悬停和飞行的图像投影设备包括至少一个浮体1、投影仪2以及投影面3。根据本发明，浮体1的外形和体积可以这样构造，即使得其产生的浮力可保证投影仪2和投影面3的稳定定位，该投影仪2和投影面3根据投影范围以一定间隔相互远离设置，在那里，投影仪2大体上设置在浮体1的第一外表面4的外侧，而投影面3大体上与浮体1的第二外表面5相重合，其位于第一外表面4的对面并且在使用时其大体上平整。浮体1具有一个位于投影仪2和投影面3之间的无浮力部分6，其不会明显影响光束路径7穿过投影仪2和投影面3之间的空间8，所述路径在图3中以点划线示出。
根据本发明，在一实施例下，位于投影仪2和投影面3之间的空间8内的无浮力部分6的外形可以构造为倒金字塔形，特别地，可以相应地为锥形。这种选择未详细显示在附图中。如果所包括的浮体1由单个部件组成并且优选地具有大体上立方体的形状将是有益的。投影仪2位于金字塔的顶点，在那里，其发热元件位于与立方体浮体1的外表面4相毗连的外部。投影面3位于金字塔基底的平面内，并与图3所示的外表面5相对应。
根据本发明，在该设备第一形态的有益实施例下，提供了一种替代，如图1至6所示，浮体1由两个大体上相同的分浮体11、12构成。这两个分浮体11、12沿着浮力轴9以一个配置在另一个的上面而设置，这样从维持稳定的定位而言，它们可平衡不均匀的重量分布。根据本发明的这种实施例设备的构造特别有益的原因在于每一个分浮体11、12的外表面大体上为楔形。当它们一起形成浮体1时，其外表面可以是立方体形，其能产生更大浮力的较宽底部将配置在投影仪2的附近，并且其产生较小浮力的薄端部将配置在投影面3的附近。通过未详细示出的位于分浮体11、12之间的固定装置将分浮体11、12连接在一起，便形成了作为结果组件外表面的立方体外形。楔形分浮体11、12的内部倾斜面10这样倾斜，即使得其不会明显妨碍光束路径7穿过它们之间的空间8。在浮体1的侧面和限定空间8侧面边界的浮体1的外表面之间的间隙位于外表面4，5之间，其可用合适的盖子封住，以便阻止光的侧向逃逸，这将使观众的凝视不会从显示于投影面3上的图像移开，特别是当观众从离轴方位观看时。有益的是，用于稳定组件和确定立方体形状的固定装置设置在组件的侧面和外表面。
由图1-6所示，浮体1由腔室14组成，如果需要，它们可以相互密封。为了获得所需的结果，它们可以具有不同的尺寸，特别地，在该情形下，已经显示了对于分浮体11，12的外形。浮体1的构造将使其具有极高的外形稳定性，特别是当它膨胀时，无论其是以单个元件形式还是由两个分浮体11，12组装。单个的腔室14根据其构造和外形可通过具有浮力的气体而膨胀，特别地为氦气，其可由单个以组的形式组装，或者通过这里未显示的阀同时组装。为了保证整个能悬停和飞行的图像投影设备所需的平衡及稳定的定位，腔室14，分浮体11、12或者浮体1作为整体配置，并且从那里可获得的浮力与由重力，特别是由投影仪2和投影面3的重力所施加的反力位置和大小是相等的。
特别地，如图1至3及图5所示，浮体1，以及根据本发明能够悬停和飞行的图像投影设备可由柔性线13松散地固定在合适位置。该柔性线可以是锚固到地面的缆绳，或者为了获得固定的空间定位，该缆绳被锚固到屋内的其它固定点。于是，投影面3可以简单地，以所需的方式与观众对准并支持在合适位置。在那里，可选择地，或者可附加地在浮体1上设置一个可控制的驱动装置，特别地，其是可通过遥控器控制的驱动装置。未显示在附图中的该装置将允许对所投影的图像进行再定位和固定以及定向。
通过对本发明这些示例性实施例有益地精心制作，其可作为整体被合并到飞行器中，特别地，其为如图7和图8所示的小飞船或飞艇。图7描绘了从正面的离轴方向，即面对着投影面3看到的本发明第二示例性实施例的透视图，投影面3安装在作为飞行器的小飞船/飞艇71的侧边，飞行器71可以优选地被设计成用于在建筑物内操作，并且，优选地是在远程控制下可以操纵的。图8描绘了图7所示的本发明第二示例性实施例的另一视图，即侧视图，在那里，可以容易地看出投影仪2和投影面3的空间设置与小飞船/飞艇71的纵轴正交。
以下将参照图9至11的各种视图描述本发明第二形态的第一示例性实施例。能够悬停和飞行的图像投影设备包括至少一个浮体1、投影仪2以及投影面3。图9描绘了本发明第一示例性实施例的侧视图，其包括具有球体外形的浮体1、投影仪2以及投影面3。本发明的该第一示例性实施例从正面，即面对着投影面3处看到的视图，在图10中示出。最后，图11是描绘图9和图10中本发明示例性实施例的一半的视图。根据本发明的第二形态，浮体1的体积这样构造，即使得其能产生的浮力将提供投影仪2和投影面3的稳定定位，该投影仪2和投影面3根据投影范围以一定间隔相互远离设置，在那里，投影仪2大体上设置在第一外表面4的外侧。根据该示例性实施例，外表面4由球形浮体1的外壳4’的球面形成。在使用时，投影面3大体上平整。此外，投影面3设置在第二外表面5的附近，该第二外表面大体上位于球形浮体1第一外表面4的附近的对面。而且，投影面3作为单独部件被固定在浮体1的内部，其优选地通过将投影面3的、例如矩形角15焊接到外壳4’而固定。
为了使投影到投影面3上的图像对于从浮体1的外壳的半球形部分5’的外部为可见，浮体1在投影面3的前部具有一个透明的半球形部分5’。为了使从光束路径7发射的漫射光不妨碍对投影面3的观看，外壳4’的其余部分优选地是不透明的，其中光束路径在图1和图3中以点划线描绘。
以下将参照附图12至14对本发明第二形态的第二示例性实施例进行说明。图12是描绘本发明第二形态的第二示例性实施例的侧视图，其包括圆柱体16形态的浮体1、投影仪2以及投影面3。图13是本发明的该第二示例性实施例从正面，即面对着投影仪2看到的视图，图14是图12和图13中的本发明第二示例性实施例的一半的透视图。浮体1以圆柱体16的形态构造。其次，投影仪2大体上安装在圆柱体16的平面4’的外部，投影面3安装在投影仪2对面的圆柱体16的第二平面5’附近的光束路径7内，该第二平面作为圆柱体16的单独部件并且大体上平行于第一平面。
投影面3作为临近5的单独部件可被固定到圆柱体16的壁。投影面3也可以合并到浮体1的外表面5’的大体上平整的部分。浮体1这样构造，即使得当从外部观看时，其在位于投影面3前端的部分5’处是透明的，如果投影面是已被合并到圆柱体16的单独部件，其位于投影面3的前端。可替换地，投影面3可以形成为圆柱体16的完整第二平面5’，或者形成为其一部分。由于该平面将仍然大体上平整，其微小的曲率将不会对投影图像的质量带来负面影响。尽管图12至14描绘的圆柱体16是正圆柱体，但是圆柱形的浮体1也可构造成斜圆柱体的形态。
无论浮体1是以图9至11所描绘的球体形态，还是以图12至14所描绘的圆柱体16的形态，如果其由单个部件构成并可通过使用阀门装置简单地膨胀，其将是有益的。不管是球形或是圆柱体形，一旦浮体1膨胀到合适位置，其将展示极高的外形稳定性。通过系上柔性线13，浮体1将被固定到那里，于是根据本发明能够悬停和飞行的图像投影设备将在所需的高度和位置漂浮，正确地定位和定向。于是浮体1可通过柔性线13保持，该柔性线可连结到锚固于地面的缆绳，或者连结到屋内的固定点。这样，投影面3可相对于观众被简单地定位并以所需的方式保持合适位置。
在本发明第二形态的有益构造下，可在浮体1上设置可控制的驱动装置，特别地，其是可通过遥控器控制的驱动装置，其未显示在附图中，该装置将允许相对于观众改变所投影图像的位置以及将它们从一处移到另一处。
根据本发明能够悬停和飞行的图像投影设备使得在所有可以想到的环境和任何的位置容易地投影图像。使用所谓的“后部投影”将允许同时地将大面积投影提供给大量观众。向投影仪2提供信号信息和电力可以通过已知方法利用电缆，无限发射，或者它们的组合实现；所使用的投影装置也可以是任何已知的类型。所使用的特别构造允许实现观众的高度注意力，并可同时地解决对于与这种图像投影相关的经常的、复杂的问题。本发明通过使用简单的装置以有益的方式解决了经济利益问题。
权利要求
1.一种能够悬停和飞行的图像投影设备，其具有至少一个浮体(1)、投影仪(2)以及投影面(3)，其中浮体(1)的外形和体积这样构造，即使得其能产生的浮力可提供投影仪(2)和投影面(3)的稳定定位，所述投影仪和投影面对应于投影范围以一定间隔相互远离设置，投影仪(2)大体上设置在浮体(1)的第一外表面(4)的外侧，投影面(3)大体上与浮体(1)的第二外表面(5)重合，该第二外表面位于第一外表面(4)的对面并且在使用时其大体上呈平面，浮体(1)具有一个位于投影仪(2)和投影面(3)之间的无浮力部分(6)，其不会明显影响光束路径(7)穿过投影仪(2)和投影面(3)之间的空间(8)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，位于投影仪(2)和投影面(3)之间的空间(8)内的无浮力部分(6)的外形被构造成倒金字塔形，特别是，对应于圆锥形。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，浮体(1)由单个部件构成并且被构造为大体上立方体的外形。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，浮体(1)由两个大体上相同的分浮体(11，12)构成，在那里分浮体(11，12)沿着浮力轴(9)以一个配置在另一个的上面而设置，因而从维持稳定定位而言，它们可平衡不均匀的重量分布。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，每一分浮体(11，12)具有大体上楔形的轮廓。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，两个特别是为楔形的分浮体(11，12)连接在一起，从而使得作为结果组件的外表面的外形大体上对应于立方体形。
7.根据前述任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，浮体(1)由腔室组成，如果需要，这些腔室可相互密封，并且为了得到所需的最终外形，它们可以具有不同的尺寸。
8.一种能够悬停和飞行的图像投影设备，其具有至少一个浮体(1)、投影仪(2)以及投影面(3)，其中浮体(1)的体积这样构造，即使得其能产生的浮力提供投影仪(2)和投影面(3)的稳定定位，该投影仪和投影面对应于投影范围以一定间隔相互远离设置，投影仪(2)大体上设置在浮体(1)第一外表面(4)的外侧，在使用时投影面(3)大体上呈平面，投影面(3)设置在第二外表面(5)的附近，该第二外表面大体上位于浮体(1)第一外表面(4)的对面，并且投影面(3)作为单独部件被固定到浮体(1)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，浮体(1)具有球形的外形，并且投影面(3)具有近似于部分球体的外形，该部分球体作为单独部件被固定在球体内，并且其位于投影仪(2)对面的光束路径(7)中。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，浮体(1)这样构造，使得当从外面观看时，其在位于投影面(3)前端的部分(5’)处是透明的。
11.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，浮体(1)以圆柱体(16)的形态构造，投影仪(2)大体上位于圆柱体(16)的平面(4’)的外部，投影面(3)安装在投影仪(2)对面的圆柱体(16)的第二平面(5’)附近(5)的光束路径(7)中，该第二平面作为单独部件大体上平行于第一平面。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，投影面(3)作为单独部件被合并到浮体(1)的大体上平整的外表面(5’)中。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，浮体(1)这样构造，即使得当从外部观看时，其在位于投影面(3)前端的部分(5’)处是透明的。
14.根据权利要求11或12所述的设备，其特征在于，投影面(3)形成为圆柱体(16)上的完整第二平面(5’)，或者形成为其一部分。
15.根据权利要求11至14中任意一项所述的设备，其特征在于，圆柱形浮体(1)被构造成正圆柱体(16)的形式，或者为斜圆柱体的形式。
16.根据权利要求11至15中任意一项所述的设备，其特征在于，投影面(3)被焊接在浮体(1)内部的合适位置处。
17.根据前述任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，浮体(1)通过柔性线(13)保持而漂浮在合适位置处。
18.根据前述任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，浮体(1)上设置有可控制的驱动装置，特别是可通过遥控器控制的驱动装置。
19.根据前述任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，该设备被整体合并到飞行器中，特别是小飞船或飞艇(71)中。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，该飞行器被设计成用于在建筑物内进行操作，并且优选地是可通过远程控制进行操纵。
全文摘要
本发明公开了一种能够悬停和飞行的图像投影设备，包括至少一个浮体、投影仪、以及投影面。浮体的外形和体积这样构造，即使得其能产生的浮力可提供投影仪和投影面的稳定定位，该投影仪和投影面根据投影范围以一定间隔相互远离设置，投影仪大体上设置在浮体第一外表面的外侧，投影面大体上与浮体的第二外表面重合，该第二外表面位于第一外表面的对面并且在使用时其大体上平整，浮体具有一个位于投影仪和投影面之间的无浮力部分，其不会明显影响光束路径穿过投影仪和投影面之间的空间。在另一实施例中，浮体的体积这样构造，即使得其能产生的浮力可提供根据投影范围相互远离设置的投影仪和投影面的稳定定位，投影仪大体上设置在浮体第一外表面的外侧，在使用时该投影面大体上平整，投影面设置在第二外表面的附近，该第二外表面大体上位于浮体第一外表面的对面，并且投影面作为单独部件被固定在浮体的内部。
文档编号G09F19/00GK1668976SQ03816812
公开日2005年9月14日 申请日期2003年7月16日 优先权日2002年7月16日
发明者R·穆格劳尔 申请人:马库斯·伦岑胡贝尔, 丹尼尔·彼得·伦岑胡贝尔