专利名称：双图像投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将单一图像编辑成双图像并且将双图像输入到单一的投影机以投射双图像的图像投影系统，特别是一种高清晰度双图像投影系统，在该系统中，图像形成在前屏幕或后屏幕上(或在上屏幕和下屏幕上)，使得观看者可以在屏幕的前方和后方看到图像，或者将左屏幕和右屏幕提供在三角形屏幕的左斜面和右斜面上，从而形成具有宽视角的图像投影系统，并且用作屏幕水平布置并且在其上形成由单一图像构成的双图像的广告装置。
更具体地讲，本发明涉及一种双图像投影系统，在该系统中，投影机的单一图像形成为两个以上的多个正像，使得多个前图像和后图像或左图像和右图像的左右两侧相对于观看者并不颠倒，从而观看者能够看到作为正像(normal image)的图像。
此外，本发明涉及一种立体图像投影系统，在该系统中，投影机的单一图像形成为双图像，即右图像和左图像，并且对称地反射和组合它们以显示立体图像，以取代仅能够通过两个投影机实现的惯用立体图像投影系统。
背景技术：
根据惯用投影系统，当把两个以上的图像显示在两个以上的屏幕上，即，前屏幕和后屏幕或右屏幕和左屏幕上的时候，需要有与屏幕一样多数量的投影机。在这种情况下，增多了投影机的数量，整个图像投影系统的体积也增大。因此，消除来自投影机的光源的热的设备十分复杂。更具体地讲，当把惯用图像投影系统用作广告装置时，使用昂贵的多个投影机的成本很高，并且随着投影机数量的增加，作为消耗品的投影机灯泡的更换的成本也增大。
此外，如图1中所示，根据本专利申请的申请人提交的双侧屏幕(国际专利申请PCT/KR2003/002172)，将投影机的单一图像转换成单一屏幕上的双图像，使得观看者能够看到形成在屏幕的前侧和后侧的双图像。但是，根据双侧屏幕，形成在屏幕的前屏幕4c和后屏幕4d上的图像左右发生了颠倒。
由于惯用三角形图像投影系统以从观看者的位置的对角方向显示图像，所以惯用三角形图像投影系统具有宽的视角。但是，必须提供对应于三角形图像投影系统的右屏幕和左屏幕的投影机。此外，由于具有双侧屏幕的惯用三角形图像投影系统具有通过单侧反射镜反射图像的问题，所以通过反射镜反射的图像的视角变窄，并且难于利用。
由于如图9a中所示的条形广告装置使用了LED 10a并且具有低分辨率，从而诸如移动画面之类的图像显示为马赛克形式，所以，惯用条形广告装置不能显示电影之类的运动画面，而只能主要显示字符和图片。因此，难于从惯用条形广告装置取得大的广告效果。
发明内容
因此，考虑到上述和/或其它问题作出了本发明，本发明的一个目的是要提供一种双图像投影系统，在该系统中，投影机的单一图像在投影机的投影透镜前形成为两个以上的上图像和下图像，或右图像和左图像，并且该双图像通过反射镜以预定的各自方向反射，以投影到右屏幕和左屏幕上，其中形成在右屏幕和左屏幕上的图像作为左侧和右侧没有颠倒的正像被正常地显示，并且此双图像投影系统可以应用到各种图像投影系统中。
本发明的另一个目的是要提供一种用于将投影机的单一图像形成为前图像和后图像(或左图像和右图像)的双图像投影系统，以便将前图像和后图像作为其中字符和运动画面的右侧和左侧没有颠倒的正像而投影。
本发明的再一个目的是要提供一种用于将投影机的单一图像投影在三角形结构的左斜面和右斜面上的双图像投影系统，以便没有变形地正常显示形成在三角形结构的左侧和右侧上的左图像和右图像。
本发明的再一个目的是要提供一种用于将投影机的单一图像形成为条形的双图像的双图像投影系统，以便将双图像作为没有变形的正像显示，并形成单一的条形。
本发明的又一个目的是要提供一种用于使投影机的单一图像成为左图像和右图像，和用于编辑左图像和右图像的双图像投影系统，以便通过偏振板偏转左图像和右图像，并且相互组合左图像和右图像，以仅利用单一的投影机显示立体图像。
从以下结合附图对实施例的说明中，可以对本发明的这些和/或其它方面和优点更为清楚和更为容易理解，其中图1是显示惯用双侧屏幕的视图；图2是显示根据本发明的优选实施例的双图像投影系统的基本结构的视图；图2a是显示通过根据本发明的优选实施例的双图像投影系统编辑的图像的视图；图3是显示在根据本发明的优选实施例的双图像投影系统中使用的图像分离镜的视图；图3a是显示在根据本发明的优选实施例的双图像投影系统中使用的棱柱形图像分离镜的视图；图3b是显示在根据本发明的优选实施例的双图像投影系统中使用的棱锥形图像分离镜的视图；图3c是显示图3b中的棱锥形图像分离镜的操作的视图；图4是显示根据本发明的第一优选实施例的双图像投影系统的视图，其中双屏幕设置在其前侧和后侧；图4a是显示图4中的双图像投影系统的透视图；图5是显示根据本发明的第二优选实施例的三角形双图像投影系统的视图；图5a是图5中三角形双图像投影系统的透视图；图6是显示安装在街道旁墙壁上的图5中的双图像投影系统的视图；图6a是显示安装在天花板上的图5中的双图像投影系统的视图；图7是显示与书桌结合的根据本发明优选实施例的双图像投影系统的视图；图8是显示根据本发明第三优选实施例的条形双图像投影系统的视图；图9是显示图8中条形双图像投影系统的应用的视图；图9a是显示惯用发光二极管广告显示器的视图；图10是显示根据本发明第四优选实施例的双图像投影系统的视图；图11是显示根据本发明第五优选实施例的双图像投影系统的视图；图12是显示根据本发明第六优选实施例的双图像投影系统的视图；图13a是显示惯用前和后双侧屏幕的视图；图13b显示根据本发明第一优选实施例的双图像投影系统的效果的视图；图14a是显示一种惯用三角形图像投影系统的视图；图14b是显示根据本发明第二优选实施例的双图像投影系统的效果的视图；图15a是显示一种惯用条形广告显示器的视图；图15b是显示根据本发明第三优选实施例的双图像投影系统的效果的视图；图16a是显示一种惯用立体图像投影机的视图；和图16b是显示根据本发明第六优选实施例的双图像投影系统的效果的视图。
具体实施例方式
如图2a中所示，投影机的图像可以通过惯用图像编辑器编辑，从而可以将原始图像4分离成相同的上图像和下图像或左图像和右图像，或者上侧和下侧或左侧和右侧颠倒的图像，或者当把左图像4a和右图像4b显示在单一屏幕上时，显示成完全不同的图像。
根据本发明的优选实施例的双图像投影系统将这种分离和编辑的图像输入到单一投影机中，并且如图3和3a中所示，通过用于分离编辑的图像的分离镜2将投影的图像显示在左屏幕3a和右屏幕3b上。
也就是说，如图2中所示，分离镜2安装在投影机1的投影透镜1a的前方。分离镜2带有具有预定顶角角度的顶角部分，和对应地形成在顶角部分的左斜面和右斜面的左反射表面2a和右反射表面2b。分离镜2安装在投影机的投影透镜1a的前方，使得左斜面2a与右斜面2b会合的顶角部分定位在投影透镜1a的中心轴12上，以便将投影透镜1a投影的图像分离成两个图像，例如，上图像和下图像，或左图像和右图像。
如图3中所示，可以如此构造分离镜2，使得两个反射镜根据需要的投影角度以一定的倾斜角度对称。
也就是说，如图3中所示，可以如此构造分离镜2，使得左反射表2a和右反射表面2b是由反射镜构成，或形成在棱镜的两个斜面上，或者将阻挡层13形成在左反射表面2a和右反射表面2b的顶角部分的中心部分。
此外，如图3a中所示，分离镜2可以由包括对称地形成在左反射表面2a和右反射表面2b的左棱镜5a和右棱镜5b的反射棱镜替代。
如图3b中所示，当把分离镜2形成为棱锥形时，如图3c中所示，可以将投影机1的单一图像投影在形成在前方、后方、左方、和右方四个方向上的四个方向的屏幕3、3a、4和4a上。
左屏幕3a和右屏幕3b安装在根据分离镜2的反射方向分离地投影图像的分离镜2的前方，并且如果需要，尽管在图2中没有示出，可以加上左反射镜9a和右反射镜9b，这将在以后详细说明。
如图4中所示，根据本发明的第一优选实施例的双图像投影系统是可以通过左屏幕3a和右屏幕3b(或前屏幕和后屏幕)观看从单一投影机1投影的图像的系统。
如图4中所示，从分离镜2的下方投影的投影机1的图像被设置在投影透镜1a的中心轴12的上方的分离镜2分离，并分别投影在左屏幕3a和右屏幕3b上。
上述左屏幕3a和右屏幕3b与前屏幕和后屏幕相同。
在上述结构中，屏幕的位置与颠倒的结构相同，在该颠倒的结构中，投影机1从上方向下方投射图像。
如图2a中所示，由图像编辑器编辑的图像，如图2和4中所示地显示，使得左图像4a被设置在投影透镜1a的中心轴12上的分离镜2的左反射表面2a反射，并且作为没有变形的正像显示在左屏幕3a上，以左图像同样的原理，右图像4b被右反射表面2b反射并作为没有变形的正像显示在右屏幕3b上。
如图4a中所示，根据本发明第一优选实施例的双图像投影系统可以用于物品显示台6，以便利用单一的投影机将物品以及有关所显示物品的运动画面显示在前屏幕和后屏幕，或左屏幕和右屏幕两个屏幕上，以展示宣传物品。
根据本发明第一优选实施例的双图像投影系统可以用于广告装置、广告成像装置之类的各种装置。
根据本发明第二优选实施例的双图像投影系统包括单一的投影机1，以及形成在三角形框架7的斜面上的左屏幕3a和右屏幕3b。
如图5中所示，投影机1安装在三角形框架7的中后部，而分离镜2安装在设置在投影机1的前方的投影透镜1a的中心轴12上。
由左反射表面2a和右反射表面2b形成的角度∠A大于90度，优选是100度至120度，并且确定为适合于要形成的投影在左屏幕3a和右屏幕3b上的图像的角度。
如上所述，如图5中所示的根据本发明第二优选实施例的双图像投影系统安装在街道上、百货商店的走廊、如图6中所示的商店的临街墙壁上、或如图6a所示的天花板上，以有效地对从任一方向通过的人们显示广告图像。
如图6a中所示，图5中的双图像投影系统可以用作安装在诸如地下铁道或列车之类的空间的天花板上的广告系统。
此外，如图7中所示，当把双图像投影系统安装在诸如书桌之类的桌子8上的时候，由于双图像投影系统的前方和后方的观看者可以同时观看，所以双图像投影系统可以有效地用作指导民事请求的图像书桌，或者用作两个游戏者可以玩的电子游戏装置。
也就是说，根据本发明第二优选实施例的双图像投影系统可以安装在书桌8上，使得坐在书桌8的左面和右面的消费者能够同时观看相同的图像或不同的图像。
根据本发明第三优选实施例的双图像投影系统构造成具有2.5∶1～7∶1的宽度长度比的长形广告系统。
如图8中所示，在根据本发明第三优选实施例的双图像投影系统中，将编辑和分离成上图像和下图像的图像输入到投影机1中，设置在投影透镜1a的中心轴12上的分离镜2把分离的图像分离到左侧和右侧并且通过左反射镜9a和右反射镜9b反射，且把反射的图像投影到串联排列的左屏幕3a和右屏幕3b。
一般情况下，视频屏幕的宽高比是16∶9或4∶3。
根据本发明的第一优选实施例的图4中的双图像投影系统用作商店的窗口广告系统。由于这种具有4∶3或16∶9的宽高比的窗口广告系统阻挡了商店窗口，所以它不适于作为窗口广告系统。
将具有16∶9宽高比的图像分离成具有16∶4.5的宽高比的上图像和下图像，并且当水平地组合分离的图像的时候，组合的图像成为具有32∶4.5或大约7∶1的宽高比的很长的条形图像。
将具有4∶3的宽高比的图像垂直分离成两个图像，即，具有4∶1.5的宽高比的图像，并且当把分离的图像相互组合的时候，组合的图像成为具有8∶1.5的宽高比的图像。
也就是说，如图4中所示，本发明的双图像投影系统垂直地分离具有16∶9或4∶3的宽高比的图像，并且水半地排列分离的图像，从而可以显示具有最小宽高比2.25∶1至最大宽高比7∶1的长图像，而图像的分辨率不会变差和阻挡商店窗口。
在双图像投影系统中，由于垂直地分离投影机1的图像，并且投影和放大分离的图像以便水平排列，所以图像之间可能存在相位差。
这个问题可以通过调节左反射镜9a和右反射镜9b的上和下反射角使之对称，和通过在利用图像编辑器编辑图像时用惯用的重叠技术部分地重叠图像的重叠部分而解决。
此外，如图9a中所示，窗口广告系统是一种主要由发光二极管(LED)10a构成的图像系统，并且由于LED 10a的尺寸造成的很低的分辨率的原因，只能显示字符和马赛克形式的图像。因此，该窗口广告系统不能用作显示高质量运动画面的系统。
也就是说，惯用LED窗口广告系统的分辨率一般低于十万像素。但是，由于使用XGA级别的投影机的双图像投影系统的分辨率大于大约二百五十万像素，所以可以获得大于惯用LED窗口广告系统的分辨率625倍，即，25的平方这个倍数的高分辨率。
如图8中所示的根据本发明的优选实施例的双图像投影系统可以有效地用作如图9中所示的安装在建筑物的墙壁上、商店的内侧或外侧，以显示运动画面的广告系统或运动画面显示装置。
在根据本发明的第四优选实施例的双图像投影系统中，如图10中所示，如此地安装分离镜2，使得能够安装右反射镜2b以将光反射到投影透镜1a的中心轴12的一侧。因此，只有投影图像的一半被反射，而另一半照常投影。
在根据本发明的第五优选实施例的双图像投影系统中，如图11中所示，投影机1安装在走廊的天花板的中心区，并且将左屏幕3a和右屏幕3b安装在走廊的内部墙壁上。
在根据本发明的第六优选实施例的双图像投影系统中，如图12中所示，通过安装在投影透镜1a的中心轴12上的分离镜2分离并投影从单一投影机1投影的两个图像，左图像和右图像，对应的偏振滤光镜10a和10b以水平方向对称地偏转图像，并且将偏转的图像在屏幕3上相互组合。通过这样做，通过利用单一的投影机1的本发明的双图像投影系统，可形成使用两个投影机的惯用图像投影系统投影的立体图像。
也就是说，如图12中所示，在根据本发明的第六优选实施例的双图像投影系统中，单一的投影机1将图像分离成左图像和右图像，以向左投影左图像和向右投影右图像，分离镜2分别向左和向右反射左图像和右图像，对称的偏振板10a和10b安装在分离镜2的前方，并且调节左反射镜9a和右反射镜9b的反射角，以将左反射镜9a和右反射镜9b反射的左图像和右图像组合在单一的屏幕3上。
在惯用立体图像投影系统中，由于左图像和右图像分别被输入到两个投影机中，并且必须将投影的图像相互组合在屏幕上，所以需要使得图像和两个投影机同步的设备。但是，在根据本发明的第六优选实施例的双图像投影系统中，由于使用单一的投影机，并且这个单一投影机同时地投影左图像和右图像，所以能够获得立体图像而无需同步化设备。
而且，尽管本发明的所有双图像投影系统的左屏幕3a和右屏幕3b优选是透明的屏幕，但是，如果需要的话，也可以用正面型屏幕替代此屏幕。
在诸如本发明的双图像投影系统的广告图像系统中使用的投影机一般具有5000的亮度，5kg至10kg的平均重量，和40cm至50cm的长度。
屏幕的尺寸由投影机的投影距离确定。作为标准，投影机的最短投影距离是1m，除非使用了特殊的投影透镜。也就是说，在投影距离A+B＝1m内(见图13a)，由于通过投影机的投影透镜投影的图像不会清楚地形成在屏幕上，所以不能观看到图像。
如图13a中所示，在屏幕布置在系统的左侧和右侧，或系统的前侧和后侧的惯用图像投影系统中，在屏幕3a和3b安装在惯用图像投影系统的左侧和右侧，并且投影机1安装在惯用图像投影系统的中央区，屏幕与投影机1间隔投影距离的情况下，在双图像投影系统的左侧和右侧形成投影机1的投影距离A+B，惯用图像投影系统的总长度必然大于1m+1m＝2m，并且由于有两个投影机，所以系统的重量是20kg。
与此相反，在根据本发明的第一优选实施例的双图像投影系统中，由于有一个投影机并且投影距离A+B被分离镜2分离，所以本发明的双图像投影系统的总长度是0.5m，因此比惯用图像投影系统的总长度减小了50％，并且也可以减小重量。
如此，由于本发明的双图像投影系统的体积、重量和成本可以大大地减小，所以本发明的双图像投影系统可以应用在各种不同领域。
也就是说，如同根据本发明的第一优选实施例的双图像投影系统那样，利用分离镜2将图像投影到左屏幕3a和右屏幕3b上(或前屏幕和后屏幕上)，使得能够将本发明的双图像投影系统用作物品显示台6，或各种广告系统，例如，可以在系统的正面和背面观看正像的图像广告系统。
如图14a中所示，由于在惯用三角形图像系统中投影机1安装在左后角和右后角，并且将屏幕布置在间隔投影机1的最短投影距离的位置的斜面上，所以，惯用三角形图像系统具有大的体积，并且由于有两个投影机1所以具有大的重量。由于体积和重量大，利用两个投影机的惯用三角形图像系统不能安装在墙壁和天花板上。
与此相反，如图14b中所示，在本发明的双图像投影系统中，由于一个单一的投影机1安装在三角形框架的中央角落，并且通过分离镜2分离了投影距离A+B，所以，与图14a中的惯用三角形图像系统相比，本发明的双图像投影系统的体积可以减小一半以上，并且三角框架7的重量也可以减少一半以上。
因此，由于本发明的双图像阴影系统可以应用在各种不同用途的各种不同场合，所以本发明的双图像投影系统可以用作安装在天花板或墙壁上的广告系统。此外，由于本发明的双图像投影系统可以安装在桌子上，所以，双图像投影系统可以用作两个人使用的指导台和游戏设备。
如图15a中所示，对于水平较长的条形广告系统，屏幕的长度一般短于投影机1的投影距离A+B，从而水平较长的条形广告系统的体积相对增加。
此外，当把两个屏幕水平串联布置的时候，如图15a中所示，条形广告系统的体积太大。因此，基本上不能将条形广告系统安装在商店的窗口，从而不能实际使用。
与此相反，对于图15b中的双图像投影系统，来自单一投影机1的单一图像被分离成左图像和右图像，并且左反射镜和右反射镜9a和9b反射分离的图像，从而与惯用系统相比，大大地减小了系统的体积和重量。
双图像投影系统的体积和重量的减小使得能够将双图像投影系统安装在商店的窗口上，从而本发明的双图像投影系统可以实际用作广告系统。
因此，在根据本发明的第三优选实施例的双图像投影系统中，由于将具有16∶9或4∶3的宽高比的图像垂直分离成两个图像，并且水平地布置分离的图像，所以，可以将本发明的双图像投影系统用作具有最小2.5∶1至最大7∶1的宽高比的条形广告系统。可以将双图像投影系统用作显示诸如新闻节目之类的各种类型的运动画面的广告系统和图像系统。特别是，尽管惯用LED广告系统具有造成显示诸如电影之类的运动画面问题的低的分辨率，但是本发明的高分辨率条形双图像投影系统可以显示运动画面。
如图16a中所示，如上所述由于投影机的投影距离A+B而造成惯用立体图像投影系统具有大的体积和两个投影机造成了大的重量，并且需要用于使两个分离的图像同步化的同步化设备。
但是，由于图16b中的本发明的双图像投影系统具有一种利用分离镜2将单一图像分离成左图像和右图像的结构，所以，与图16a中的惯用立体图像投影系统相比，它的体积和重量减小了一半以上，并且十分便于安装和使用。
此外，如同根据本发明的第六优选实施例的双图像投影系统那样，将单一投影机1的单一图像分离成两个图像，并且反射分离的图像和相互组合在单一的屏幕上，从而可以通过单一的投影机实现一般通过两个投影机实现的立体图像投影系统。
此外，由于根据本发明的优选实施例的双图像投影系统是基于图1中所示的双图像投影系统的，并且构造成使得能够利用图像编辑器将来自单一投影机1的单一图像分离成两个图像，通过分离镜2完全地分离两个图像，以将同一图像在不同方向反射到左屏幕和右屏幕3a和3b(或前屏幕和后屏幕)，以便将左图像和右图像作为正像在屏幕上显示，从而使观看者能够看到作为正像显示的图像。
因此，根据本发明的双图像投影系统，通过使用单一投影机大大地减小了由于多个投影机造成的大的体积。此外，单一投影机可以将多个图像，两个以上的图像，投影在左屏幕和右屏幕或前屏幕和后屏幕上，从而能够显示宽的图像。这样显示在左屏幕和右屏幕或前屏幕和后屏幕上的图像都是没有变形的正像，并且大大地减小了双图像投影系统的重量，从而可以将双图像投影系统用于各种不同图像系统。因此，双图像投影系统防止了用于除去使用多个投影机时从光源产生的热的冷却设备的复杂性，减小了由于增加的投影机的数量造成的成本，并因此显著地减小了更换作为可消耗品的投影机的灯泡所需的成本。
尽管为了说明的目的披露了本发明的优选实施例，但是，熟悉本领域的人员应当知道可以有各种改进、添加、和替代而不脱离附属权利要求中披露的本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种双图像投影系统，包括设置在单一投影机的投影透镜的前面、投影透镜的中心轴上的分离镜，编辑的图像被输入到该投影机上，所述分离镜将该编辑的图像分离成左图像和右图像，或上图像和下图像；其中该分离镜包括分别形成在分离镜的左斜面和右斜面上的左反射表面和右反射表面，以将投影机的单一图像分离成左图像和右图像，或前向图像和后向图像，并且将左图像和右图像投影到分别设置在该单一投影机的左侧和右侧的左屏幕和右屏幕，或者前侧和后侧的前屏幕和后屏幕上，并且形成在左屏幕和右屏幕上的图像是左侧和右侧没有颠倒的正像。
2.根据权利要求1所述的双图像投影系统，其中左屏幕和右屏幕形成在三角形框架的左斜面和右斜面上，并且该单一投影机和所述分离镜安装在三角形框架的内部。
3.根据权利要求2所述的双图像投影系统，其中形成在三角形框架上的左屏幕和右屏幕与桌子结合，以便分别位于桌子的前面和后面的两个以上的人能够同时看到屏幕上显示的图像。
4.根据权利要求1所述的双图像投影系统，其中所述单一投影机的单一图像由分离镜分离成左图像和右图像，并由设置在分离镜的左侧和右侧的左反射镜和右反射镜完全地分离和反射，以便在该单一投影机前面串接地水平布置的左屏幕和右屏幕上形成图像。
5.一种立体双图像投影系统，包括用于将单一投影机的单一图像分离成两个图像的分离镜；和用于偏转所述分离的图像以在屏幕上组合分离的图像的左偏振板和右偏振板。
全文摘要
双图像投影系统将单一投影机投影的单一图像垂直或水平地分离成两个图像，通过颠倒该分离的图像的左侧和右侧而输入分离的图像，并利用设置在投影机的投影透镜的前方的分离镜完全地分离所分离的图像，从而将分离的图像显示在左屏幕和右屏幕，或前屏幕和后屏幕上。显示在屏幕上的图像是右侧和左侧没有颠倒的正像。
文档编号G03B21/08GK1896861SQ20061006667
公开日2007年1月17日 申请日期2006年4月19日 优先权日2005年7月11日
发明者崔海龙 申请人:崔海龙