[发明专利]视频图像旋转设备

说明书

本发明涉及图像投影和电视观看系统；更具体地说，涉及使位于中间的视频图像基本上能够被围绕该图像360°范围内的观众同时观看的方法和设备。

在图像画面、电视图像或屏幕投影显示中的常见问题是只有当观众视线精确垂直于图图像平面时方可完美地观看画面。这种理想状态在一些观众从不同位置同时观看画面时是难以实现的。

一个解决该问题的方法是简单地将画面安装在360°范围缓慢转动的旋转基座上，使围绕基座的观众最终能够沿垂直于画面平面的视线观看图片。这种系统通常用于诸如火车站等大范围内的广告显示。这种结构的问题是，为了使不同的观众有机会研究画面内容、画面的转动必须较慢。这种慢转动装置、在某一时刻只允许少数人观看画面，而其它位于该视线之外的人在画面转到自己的视线之前必须等待。

在很多情况中，人们可能希望同时和连续地观看画面或显示数据，以便对相关信息的内容进行讨论。例如，在商务会议期间，董事会成员通常围绕会议桌就坐，这种安排不能使桌上放置的信息展示给所有与会者。如果在会议桌中央设置一个使每个人都能基本同时审核画面或投影信息的装置，则是极有益的。例如，可以避免使画面依次由每个董事会成员相继地观看。另外，在360°范围显示数据性能可以在将复制的画面提供给每一成员时避免他们看到一系列的弄乱的画面。

常规显示系统的另一个问题是，由于诸如电视的常规显示系统不能从后面或极端侧面观看，所以对显示系统周围的显示位置必须特别注意。因此，可容纳观众的区域被限制在适当的视线位置。于是，围绕显示系统的可利用空间通常由存在的盲点限制。此外，给电视提供清楚的视线的要求可能不利地取决于装置在室内的定位。

为了克服常规显示器的观看限制，已经开发出了360°观看系统，其实例示于US 3，976，837；4，901，140；4，943，851；和4，979，026；它们的内容在本文中引作参考。特别是US 4，943，851公开了一种观看系统，该观看系统在背投影屏幕上提供投影图像，该背投影屏幕围绕一个精确平分垂直面内图像的垂直轴极快地旋转。投影屏幕的旋转速度使相对观看系统任何位置的全体观众均能同时观看投影图像。该观看系统是一个光学系统，它相对阴极射线管围绕垂直轴的旋转与投影屏幕的旋转同步。液晶显示(LCD)屏幕用于限定观察窗，该观察窗以顺序间隔被连续地再限定，以便与投影屏幕连续地保持对准。US 4，901，140公开了一种观看系统，该观看系统提供限定一个在空间中极快转动的实时图像，使所有观众能基本同时和连续地观看同一图像。在这个结构中，从阴极射线管投射的黑、白图像经抛物面反射镜面投射以提供空间中的实时图像。LED屏幕用于限定滤波观察窗，该滤波观察窗以顺序间隔被连续地再限定，以便在空间中与旋转实时图像连续地保持对准。LED屏幕包括阻挡红、绿和兰光的滤波片，这些滤波片给空间中的实时图像提供彩色。US 4，979，026公开了可转动的偏振屏幕和分立、静止的偏振屏幕的使用，它们合作限定与空间中的旋转实时图像连续保持对准的观察窗。

虽然这种已有的360°观看系统与现有技术相比具有明显的优点，但还需增加一些特征，以便提供更加合格的市场产品。例如，当投影图像转动通过观众的视线时，投影图像边缘出现的可见模糊会影响这种已有系统。已经发现，在投影屏幕的前面设置与屏幕一起转动的狭缝可以减小图像的水平模糊。通过狭缝观看屏幕可以完成水平图像扫描，但是来自旋转屏幕的大多数光损失在旋转鼓的内壁上。只有很小部分的投影图像经狭缝到达观察者的眼睛。这种方式的缺陷主要是投影图像的亮度减小。在这个方面，视在屏幕亮度是由狭缝所限定的静止屏幕亮度和可见度函数的时间积分的函数。换言之，转动屏幕的视在亮度比静止屏幕的亮度小50-100倍。

因此需要这样一种目视显示系统，它能使显示系统周围各个位置的全体观众同时观看视频图像，并能使投影视频图像边缘的可见模糊尽可能地最小化。另外，需要一种改进的360°观看系统，它使用静止投影器、并使用一个为了跟上旋转的背投影屏幕而转动投影器所产生的图像的装置。本发明实现了这些要求、并提供了其它的相关优点。