提供兼备流体动态及仿复眼视觉效果的幕帘的制作方法

1.本公开总体上涉及一种幕帘，例如窗帘，其具有显示多个微缩图像的功能，每个微缩图像是由该幕帘所看到的视场图像生成，从而向用户提供仿复眼视觉效果。特别地，本公开涉及一种向多个微缩图像附加提供流体动态以丰富用户观看体验的幕帘。


背景技术：

2.在城市中，玻璃窗通常是透明的，人们倾向于假定在有或没有窗户的情況所看到的窗景都是相同的。但当人通过窗户看到的视图与外部环境的实际视图有很大不同，而看到的视图亦具有实际视图的相当多的相同细节，则对人来说是新的观看体验。通过在窗户上安装电子显示器，捕获外部环境的实际视图，处理所捕获的实际视图以形成新视图，并将新视图显示在电子显示器上，而做出此差别在技术上是可行的。但是，不仅实现成本高昂，而且新视图是经数码转换由计算机生成的视图。从心理角度而言，人通常会因观看自然视图而感到更舒适。通过光学处理外部环境的实际视图来产生具有令人愉悦的特征或细节的新视图,为人提供可享受及新颖的自然视图。這种通过对外部环境的实际视图进行光学处理来生成具有令人愉悦的特征或细节的新自然视图的技术是令人期望的。


技术实现要素：

3.本公开的一方面在于提供一种幕帘的展述，其具有显示多个微缩图像的功能，每个微缩图像均从由该幕帘看到的视场图像生成。
4.幕帘包括第一层、第二层和多个引导构件。
5.第一层布置成面向视场图像。所述第一层包括片状体、多个中空凸块和多个孔。多个凸块从片状体突出。片状体和多个凸块是不透明的。多个孔分布在多个凸块上。各个凸块上的单个孔允许组成视场图像的光线进入各个凸块。各个凸块在片状体上形成开口以允许光线通过。
6.第二层用于显示多个微缩图像。第二层具有第一侧和第二侧。第二层是半透明的并且布置为在第一侧上接收光线，以生成各个微缩图像并在第二侧上显示各个微缩图像。结果，通过改变第二层与各个凸块的开口之间的局部距离，能够控制各个微缩图像的尺寸。
7.多个引导构件，其设置在第一层和第二层之间以连接第一层和第二层，其中单个引导构件是可拉伸的和有弹性的，以产生类似弹簧的效果，因应幕帘的扰动而令幕帘两层之间的局部距离变化,导致微缩图像的尺寸波动，并且其中第一层和第二层是柔性的，使得扰动能在第一层和第二层上传播，从而使得多个微缩图像能够设置为流体动态以丰富用户观看体验。
8.各个凸块可以可拆卸地附接到片状体，可以是可变形的和可恢复的，可以具有一到五个孔，可以具有选自圆锥形、长方体、盒子、圆柱体和棱锥的形状，可以具有介于包括端值的在125mm3和27,000mm3之间的体积，并且可以具有至少0.5mm的高度。
9.在某些实施例中，多个凸块在远离第二层的方向上从第一层突出，使得由各个凸
块形成的开口允许光线离开各个凸块并向第二层行进。
10.在某些实施例中，多个凸块在指向第二层的方向上从第一层突出。
11.单个引导构件可以是弹簧、可压缩的触针等。
12.单个孔可以具有圆形、椭圆形或多边形的形状，并且可以具有包括端值介于0.15mm2和16.00mm2之间的面积。
13.片状体可以由塑料或织物制成，并且可以形成第一层的主体。
14.第二层可以由塑料制成。
15.在某些实施例中，片状体和第二层的每一个具有至多2.0mm的厚度。
16.在可选附加实施例中，幕帘还可附加致动器,用于可控地对幕帘产生扰动。
17.本公开所包括幕帘的任何实施例，是可以实现用于覆盖窗户的窗帘。
18.如下文的实施例所示，公开了本公开的其他方面。
附图说明
19.图1描绘了根据本公开的示例性的幕帘的分解图。
20.图2描绘了图1的幕帘的剖视图，显示由幕帘看到的视场图像生成多个微缩图像的操作原理。
21.图3描绘了在幕帘中使用的第一层的实施方式，其中第一层上的各种凸块形成有一个或多个三角形孔。
22.图4示出了用于幕帘的引导构件的实施例，其中该引导构件为可压缩的触针。
23.技术人员将理解，图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例描绘。
具体实施方式
24.本公开在于提供一种幕帘的解说，幕帘具有显示多个微缩图像的功能，每个微缩图像均从由该幕帘看到的视场图像生成。所公开的幕帘的一个特定优点在于，通过显示多个微缩图像并在多个微缩图像上视觉上产生流体动态(fluid motion)以向观看者提供仿复眼视觉效果，丰富了用户的观看体验。如本文所使用的，除非另有说明，否则物体上的“流体动态”是指类似于产生使物体漂浮在海上并使物体在上升和下降中跟随海的海浪的场景的视觉效果。
25.如果将所公开的幕帘用作窗帘，则视场图像是窗口视图，并且在窗帘上显示并组织了许多不同的微缩窗口视图副本。借助微缩窗口视图上的流体动态，将观众以超现实的感觉引入到外部环境中，从而丰富了观众的观看体验。尽管本公开对于用作窗帘特别有利，但是本公开不仅仅限于将所公开的幕帘用作窗帘。所公开的幕帘可以在其他情况下使用，例如，用作客厅中的悬挂屏幕或用作艺术展示。
26.借助于图1和图2示例性地示出了所公开的幕帘。图1描绘了根据本公开的示例性实施例子的幕帘100的分解图。图2描绘了幕帘100的横截面图，用于示出基于由幕帘100看到的视场图像210生成多个微缩图像221-223的操作原理。多个微缩图像221-223的生成模仿人类观看者感知的仿复眼视觉效果。基本上，幕帘100采用“暗箱针孔”原理或针孔相机原理从视场图像210生成各微缩图像221-223中的每一个，。注意，图1和图2旨在用于说明幕帘
100的结构和操作原理，并且未按比例绘制。
27.参考图1。幕帘100具有双层结构。幕帘100包括第一层110、第二层120以及在第一层110和第二层120之间公开的多个引导构件151-154。第一层110旨在捕获视场图像210。第二层120用于显示从第一层110捕获的视场图像210生成的微缩图像。多个引导构件151-154用于连接第一层110和第二层120，以便动态地引导第一层110和第二层120彼此移动。
28.第一层110布置成面对视场图像210，从而使得第一层110能够接收组成视场图像210的光线211-216。第一层110包括片状体112、多个凸块131-136和多个孔145-147、190。多个凸块131-136从片状体112突出。每个凸块131-136是中空的并且在其中包括空腔。此外，第一层110形成为使得每个凸块131-136在片状体112上形成开口。各个凸块的开口允许光线通过。片状体112和多个凸块131-136是不透明的。多个孔145-147、190分布在多个凸块131-136上。各个凸块上的单个孔允许组成视场图像的光线进入各个凸块。光线然后行进到第二层120以生成各个微缩图像。而各单个孔就如针孔相机的针孔般生成各个微缩图像。
29.参考图2。在一般情况下，将凸块131、134视为示例性凸块，以说明幕帘100的操作原理。凸块131具有孔146、147，而孔145位于凸块134上。因此，来自视场图像210的光线211、212通过孔146进入凸块131，类似地，孔147允许光线213、214进入凸块131。由于片状体112和多个凸块131-136对光不透明，所以其消除了对在随后的微缩图像形成中通过孔145-147接收的入射光线211-216的干扰。以凸块131为例，凸块131具有空腔142和开口141，以允许由孔146、147接收的光线211-214穿过空腔142并通过开口141离开凸块131。离开的光线211-214到达第二层120。类似的操作适用于针对凸块134的光线215、216。
30.第二层120具有第一侧121和第二侧122。第二层120布置成使得从凸块131、134离开的光线211-216投射在第一侧121上。与第一层110不同，第二层120是半透明的，使得第二层120充当用于图像形成的扩散媒介或屏幕。当光线211-216到达第二层120的第一侧121时，微缩图像221-223生成并显示在第二侧122上。特别是，从分别通过孔146、147和145到达的光线211-212、213-214和215-216生成微缩图像211、212和223。由于在形成微缩图像211-213时，孔145-147用作透射视场图像210的光线212-216的孔，因此根据暗箱针孔原理形成的微缩图像是视场图像210的反转版本。
31.有关图2所示的微缩图像221,本领域技术人员将认识到，微缩图像221的尺寸是根据以视场图像210的高度280、第一距离281以及第二距离282表示的几何关系来计算的，第一距离281为孔146和视场图像210之间的距离，第二距离282为孔146和第二层120的第一侧121之间的距离。因此，微缩图像221的尺寸取决于第二层120和凸块131的开口141之间的第三距离250。第三距离250在本文中被称为第二层120与开口141之间的局部距离(local distance，也引用为250)。因此，可以通过改变局部距离250来控制微缩图像221的尺寸。类似地，其他微缩图像222、223的尺寸可以通过它们相应的局部距离来控制。
32.如上所述，多个引导构件151-154用于连接第一层110和第二层120。因此，多个引导构件151-154控制微缩图像221-223的局部距离。在幕帘100中，有利的是，每个引导构件151-154是可拉伸的和有弹性的，以产生类似弹簧的效果。因应幕帘100的扰动,而令对应于微缩图像221-223的局部距离变化，导致这些微缩图像的尺寸的波动。该扰动可能是：由风吹在帘幕100上引起的力、人对帘幕100的触碰、由机械生成而有意产生以扰动幕帘100的推拉等。举例说明，如果对第二层120进行扰动，则原本是共面的第二层120变为波浪形120a。
开口141和第二层120之间的原始局部距离250增加到更长的局部距离250a。在波浪形第二层120a的条件下获得的微缩图像221a，222a的尺寸大于相应的原始微缩图像221、222。同时，在该条件下获得的微缩图像223a小于原始微缩图像223。
33.有利的是，第一和第二层110、120形成为柔性或可弯曲的。由此，允许扰动在第一层110和第二层120上传播。为了说明扰动传播的效果，图2描绘了波浪形的第二层120a，以表示第一层110和波浪形的第二层120a之间的间隔变化。作为图2中所描绘的局部效果，波形的第二层120a随着时间流逝而动态地改变形状，使得微缩图像221-223随着扰动在第一和第二层110、120上传播而改变大小。整体的总体效果是它使幕帘100上的微缩图像设定为流体动态，从而丰富用户的观看体验。
34.幕帘100的其他实施细节如下所述。
35.在设计幕帘100时，尤其是为了避免不同的微缩图像之间的大量或实质重叠,以及定位引导构件151-154遮挡形成微缩图像的光线，需要估计单个微缩图像的最大应用尺寸。如图2所示，开口141和孔146的几何坐标限制了源自孔146的光线的行进方向。本领域技术人员将理解，可以根据单个孔在各个凸块上的位置、各个凸块的开口的大小以及单个孔与第二层之间的局部距离，来确定由各个凸块上的单个孔发出的光线产生的微缩图像的最大尺寸。因此，可以通过调节开口的尺寸来控制微缩图像的最大尺寸。
36.在某些实施例中，所有的凸块131-136可拆卸地附接到片状体112。这种布置的优点是可支持幕帘100的模块化设计。片状体112被制造为具有多个位置的标准片，其允许设计人员在其上插入凸块。设计者可以明智地选择那些位置，以实现由微缩图像形成的某个(视觉上令人愉悦的)图案，例如，类似于符号无穷大的图案。
37.可选地，每个凸块131-136是可变形的和可恢复的。可变形和可恢复使得多个凸块131-136能够承受第一层110上的意外扰动，而不会使多个孔145-147、190移位或损坏。
38.设计者可以选择任何形状以实现每个凸块131-136。通常，该形状可以选自圆锥体、长方体、盒子、圆柱体、棱锥等。
39.设计者可以选择任何实际尺寸来实现每个凸块131-136。根据发明人的实验，优选的是，每个凸块具有介于包括端值的在125mm3和27,000mm3之间的体积(包括端值)，并且高度至少为0.5mm。
40.在如图2所示的一个实施方式选择中，多个凸块131-136在远离第二层120的方向上从第一层110突出，使得由凸块131形成的开口141允许光线211-214离开凸块131并向着第二层120行进。
41.在另一种实施方式选择中，多个凸块131-136在指向第二层120的相反方向上突出，使得由凸块形成的开口接收组成视场图像的光线进入凸块的空腔。类似于第一实施方案选择，也可以根据单个孔在各个凸块上的位置、各个凸块的开口的尺寸、以及单个孔与第二层之间的局部距离，来确定由从位于各个凸块上的单个孔发出的光线产生的微缩图像的最大尺寸。因此，也可以通过调节开口的尺寸来控制微缩图像的最大尺寸。
42.设计者可以选择在凸块131-136中的每一个上形成的任何实际数量的孔。根据发明人的经验，实际上可以在一个凸块中安装1-5个孔。
43.孔145-147、190中的每一个可以被成形为圆形、椭圆形、多边形等。作为说明的示例，图3描绘了第一层的实施例，其中第一层上的凸块形成有一个或多个三角形孔310。
44.设计者可以选择任何实用的尺寸来实现每个孔145-147、190。由于希望为每个孔模拟一个针孔相机，因此可以选择单个孔的尺寸以使其足够小以实现单个针孔相机，但是足够大以允许在第二层120上形成具有足够亮度的各个微缩图像。根据发明人的实验，优选地，每个孔具有介于包括端值的在0.15mm2和16.00mm2之间的面积。
45.如上所述，每个引导构件151-154是可拉伸的且有弹性的，以产生类似弹簧的效果。每个引导构件可以被实现为弹簧、可压缩的触针等。作为用于说明的示例，图4描绘了引导构件451-453，该引导构件由可压缩的触针实现并且安装在第一层410和第二层420之间，以用于连接两个层410、420。
46.片状体112通常形成第一层110的主体，使得片状体112覆盖第一层110所占据的平面区域。然而，片状体112也可能不完全覆盖第一层110的平面区域。例如，设计者可以使用非常窄的透明框架将片状体112包围起来，作为第一层110的一部分，以便在第二层120上形成柔和发光的矩形框架，并在其上包围微缩图像，而片状体112保持不透明。
47.片状体112和第二层120中的每一个可以由任何柔软的材料制成，例如某些类型的聚合物或塑料，以实现柔韧性或可弯曲性。片状体112还可以由织物制成。
48.设计者可以为片状体112和第二层120选择任何实际的厚度。在某些实施例中，将片状体112或第二层120的厚度选择为至多2.0mm。
49.设计者可以确定片状体112和第二层120之间的间隔，以便确定多个引导构件151-154的标称长度。根据发明人的经验，实际上最好将间隔保持在不超过80mm的距离。
50.可选地，幕帘100还包括致动器195，用于可控制地对幕帘100产生扰动。本领域技术人员可以在第一层110或第二层120上选择合适的位置以接收扰动。致动器195也可能驱动引导构件151-154之一以产生扰动。
51.作为所公开的幕帘的一种实际应用，用于覆盖窗户的窗帘,可以通过包括所公开的幕帘的任何实施例来实现。
52.尽管在图1中示出了六个凸块、十六个孔和四个引导构件，示例性地示出幕帘100的结构细节，但是其不旨在将本公开限于实现所公开的幕帘的任何上述引用数字。
53.在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本公开可以以其他特定形式来体现。因此，本文所公开的实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是前述说明书指示，并且因此，在权利要求书的等同含义和范围内的所有改变均旨在包含在其中。