CN100454136C - 投影于屏幕上的子影像对齐的系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影系统，用以投射一影像至一屏幕的N个区域上，其中N为一大于1的整数。根据本发明的一优选具体实施例的投影系统包括一处理装置、N个投射装置以及至少一感测装置。处理装置用以分割该影像为N个子影像。N个投射装置用以分别接收N个子影像，并且投射N个子影像至屏幕上的N个区域上。至少一感测装置用以感测被投射的子影像，并传送感测装置所感测到的N个子影像至处理装置。处理装置进一步计算被感测到的N个子影像间的多个校正差异值，并根据多个校正差异值，调整被投射至屏幕上的N个子影像，以消除校正差异值。

Description

投影于屏幕上的子影像对齐的系统与方法

技术领域

本发明关于一种投影系统(Projecting system)，特别是指用以投射一影像(Image)至划分成N个区域(Region)的屏幕(Screen)上的投影系统。

背景技术

随着光学科技及投影技术的进步，以及市场价格下滑的趋势所影响，具有高分辨率以及大画面的投影机(Projector)，已成为企业简报、会议活动、教育训练甚至家庭娱乐中，在提供视觉影像上不可或缺的一环。因此，投影机的高影像质量、高亮度、体积轻巧、价格合理及售后服务的需求，已成为消费者在选购上的重要指标。

目前市场上的单一投影机，可投射的影像画面最大尺寸约为200英寸。在现今追求高生活质量的导向下，以往投影机所能投射的投影画面的尺寸大小，已不符合某些场合的需求。随着大型面积的投影的需求逐渐提升，投射画面甚至需要达到数公尺才能满足消费者对投影画面的需求。但是，如此大型尺寸的投影画面，并无法由单一投影机所达成，而必须由数台投影机分别在屏幕上投影子影像，再由所投影的子影像组合成一个完整影像。因此，必然有多个子影像相接组合的问题存在，这也影响到整个投影系统所投影的影像质量。

因此，本发明的一目的在提供一种投影系统，以克服上述的问题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种投影系统，用以投射多个子影像至划分成N个区域的一屏幕上，并调整被投射至屏幕上的多个子影像，以消除子影像间的校正差异值。

根据本发明的第一优选具体实施的投影系统，其系提供来投射一影像至划分成N个区域的一屏幕上，其中N系为一大于1的整数。该投影系统包括一处理装置、N个投射装置以及至少一感测装置。该处理装置用以分割该影像为N个子影像。该N个投射装置用以分别接收该N个子影像，并且投射该N个子影像至该屏幕的N个区域上。该至少一感测装置用以感测被投射的N个子影像，并且传送所感测到的N个子影像至该处理装置。该处理装置进一步计算被感测的N个子影像之间的多个校正差异值，并且根据该多个校正差异值，调整被投射至该屏幕上的N个子影像，以消除该多个校正差异值。

根据本发明的第二优选具体实施例的投影系统，其提供来传送一第一子影像至一第一投射装置，并且传送一第二子影像至一第二投射装置。该第一投射装置以及该第二投射装置投射该第一子影像以及该第二子影像至一屏幕上，成一第一投射子影像以及一第二投射子影像。该投影系统包括一感测装置以及一处理装置。该感测装置用以感测该第一投射子影像以及该第二投射子影像，成一第一感测子影像以及一第二感测子影像。该处理装置用以接收一原始影像，并且分割该原始影像为该第一子影像以及该第二子影像。该处理装置自该感测装置接收该第一感测子影像以及该第二感测子影像，并且计算该第一感测子影像与该第二感测子影像两者间的一校正差异值。该处理装置并且根据该校正差异值，调整该第一投射子影像以及该第二投射子影像，以消除该校正差异值。

关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本发明的第一优选具体实施例的投影系统10的示意图。

图2A至图2D是显示校正差异的种类、撷取方式的若干范例。

图3是显示所述子影像混合边缘标记影像的范例。

图4是根据本发明的投影方法的步骤流程图。

图5是根据本发明的第二优选具体实施例的投影系统50的示意图。

符号说明

10、50：投影系统          12、20、30、56：屏幕

13、22、24、32、34、36、38：区域

131、132：网眼            14、60：处理系统

16、52、54：投射装置        18、58：感测装置

S40～S48：流程步骤

具体实施方式

请参阅图1，图1为根据本发明的第一优选具体实施例的投影系统10的示意图。该投影系统10用以投射一影像至划分成N个区域13的一屏幕12上，N为一大于1的整数。

如图1所示，该投影系统10包括一处理装置(Processing apparatus)14、N个投射装置(Projecting apparatus)16以及至少一感测装置(Sensingdevice)18。图1的示例中，N等于2，也就是说，该屏幕12划分成两个区域13，该处理装置14包括两个投射装置16。同样在图1所示的示例中，仅一个感测装置18被示出，以便说明本发明的第一优选具体实施例。

该处理装置14用以分割一输入影像成为N个子影像(Sub-image)。每一个子影像对应一个区域13。为配合N等于2的示例，下文将以由该输入影像被分割成两个子影像做为说明。

该两个投射装置16用以分别接收上述两个子影像，并且将所接收到的子影像投射至该屏幕12的对应的区域13上。

该感测装置18用以感测被投射在该屏幕12上的子影像，并且传送所感测的子影像至该处理装置14。

该处理装置14进一步计算上述两个子影像间的校正差异值(Alignmentdifference)。该处理装置14并且根据多个校正差异值，调整被投射至屏幕12上的两个子影像，以消除该多个校正差异值。在一具体实施例中，所述校正差异值可以是子影像相对的位置差值、子影像间尺寸比值或是亮度差异。

此外，该处理装置14选择任一投射装置16调整被投射于屏幕12上的所述子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度，借由调整所述个子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度，即可消除该多个校正差异值，进而达成调整影像的效果。

关于校正差异值的种类、撷取方式以及消除方法，以下举几个说明例详加说明，并请参阅图2A至图2D以及对相关附图的详述。图2A至图2D为借由根据本发明的第一优选具体实施例的投射系统(未示出在图中)，将两个子影像分别被投射于一屏幕20的两区域(22、24)上的示意图。图2A所显示预计分别投射在该区域22及该区域24上的子影像，使彼此之间已无校正差异值的存在，进而组成一完整并一需求放大的影像。图2B至图2D分别所显示分别投射在区域22及区域24上的子影像，其彼此之间则存在不同种类的校正差异值。

如图2B所示，投射至该区域22上的子影像其尺寸小于原欲放大的尺寸，并且其投射位置偏离原欲投射的位置。因此，根据本发明的第一优选具体实施例的投影系统将撷取一关于子影像间尺寸比值校正差异值d3＝d2/d1，并且随即根据该校正差异值d3调整投射至该区域22上的子影像。投射至该区域22上并经过尺寸调整后的子影像，请见图2C所示。然而，如图2C所示，分别投射于该区域22及该区域24上的子影像之间仍存有一垂直距离d4以及一水平距离d5。因此，根据本发明的第一优选具体实施例的投影系统将撷取两关于子影像的位置的校正差异值d4及d5，并且随即根据所述校正差异值(d4及d5)调整投射至该区域22上的子影像，进而完成如图2A所显示校正差异值已被消除的子影像。

此外，如图2D所示，分别投射该屏幕20的两个区域22、24上的两个子影像，具有个别的的亮度d6及d7。因此，根据本发明的第一优选具体实施例的投影系统将撷取一关于子影像间亮度差异的校正差异值d8＝(d7-d6)，并且随即根据该校正差异值d8调整投射至该区域22上的子影像，以消除子影像之间的校正差异值。

在一具体实施例中，同样示在图1，该处理装置14可进一步于两个子影像中的每一个子影像中皆混合一校正影像(Alignment image)，并且输出被混合后的两个子影像分别至两个投射装置16。该校正影像即与所述子影像经由所述投射装置16，被投射至屏幕上。被投射在屏幕上的校正影像也会随同子影像被该感测装置18感测，并随后被传送至该处理装置14。借由被感测的校正影像，该处理装置14取得校正差异值更为容易与准确。例如，利用图1所示相邻网眼(Mesh)131、132的大小可调整子影像的正确形状，同时其相邻的对准亦可以使两个子影像更能紧密接。在图1所示的示例中，该校正影像系为一网格影像(Mesh image)，网格影像的尺寸大小系与两个子影像的尺寸大小相同。

于另一具体实施例中，混合至每一个子影像中的校正影像系一边缘标记影像(Edge mark image)，如图3所示。图3为借由根据本发明的第一优选具体实施例的投射系统(未示出在图中)，将四个子影像分别被投射于一屏幕30的四个区域(32、34、36及38)上的示意图。所谓的边缘标记影像是将四个子影像中至少一边缘混合入标记影像，例如，图3所示投射至所述区域(32、34、36、38)上的子影像，其边缘是分别混合标记影像(F，J，H)、(E，L，G)、(B，D，I)与(A，C，K)。

借由根据本发明的第一优选具体实施例的投影系统对所述欲投射的子影像的校正，可用于正式投射影像前的初始校正，待校正后确定投影位置后才开始正式投射影像。若是要一边投影一边校正已投射的子影像时，根据本发明的投影系统所使用的校正影像，可以利用一不可见光(Invisible ray)进行投射。由于使用者于观看屏幕12上的影像时，并无法看到利用不可见光投射的校正影像，因此不会影响使用者所看到的影像内容以及投射影像的质量。

在一具体实施例中，该感测装置与该处理装置系可设置于单一台投射装置内，也就是说，图1中所示出的感测装置18及处理装置14系与单一台投射装置16设计成同一机体。于此具体实施例中，该感测装置可透过该投射装置的镜头感测两个已投影的子影像，随后将感测到的子影像传送到该处理装置进行后续的投影影像的调整。于此具体实施例中，所述投射装置之间必须建立沟通与影像调整主从控制的机制。于另一具体实施例中，该感测装置与该处理装置也可以单独设置，并连接所述独立的投射装置。于此示例中，该感测装置直接感测两个投射装置16投射于屏幕上的影像，并将影像传送给处理装置。以上两种具体作法皆可达成感测投射于该屏幕上的多个子影像的功效，并将感测到的多个子影像传送给该处理装置做后续的调整动作。

在一具体实施例中，该校正影像与子影像的混合系于该投射装置16中执行。于另一具体实施例中，该校正影像与子影像的混合系于于该处理装置14内处理。

在一具体实施例中，该投射装置16根据该处理装置14的多个指令以调整被投射的子影像。于此具体实施例中，该处理装置14计算出多个校正差异值后，随即透过投射装置14自行调整每个投射装置所投射的子影像。借由调整所述被投射的子影像，子影像间的校正差异值即可被消除。

于另一具体实施例中，该处理装置14调整两个子影像，并且传送被调整的两个子影像至两个投射装置16。于此具体实施例中，该处理装置14计算出多个校正差异值后，该处理装置14先自行调整两个子影像后，再将根据多个校正差异值调整后的两个子影像传送至两个投射装置16进行投射。于此具体实施例中，经由该两个投射装置16，再次被投射至屏幕12上的子影像即组成已消除多个校正差异值后的完整影像。

请参阅图4，图4为根据本发明的投影方法的步骤流程图。如图4所示，本发明提供一种投影方法，用以投射一影像至划分成N个区域的一屏幕上，其中N为一大于1的整数。根据本发明的投影方法，首先执行步骤S40，将该影像分割为N个子影像。随后执行步骤S42，将该N个子影像分别投射至该屏幕的N个区域上。

接着执行S44，于步骤S44中，投射的N个子影像被感测。随后执行步骤S46：被感测的N个子影像间的多个校正差异值被计算。最后执行步骤S48，被投射至屏幕上的N个子影像系根据多个校正差异值进行调整，以消除多个校正差异值。

在一具体实施例中，于步骤S40中，一校正影像并且被混合至每一个子影像内。在一具体实施例中，该校正影像系利用一不可见光进行投射。

在一具体实施例中，于步骤S48中，并且进行选择性地调整被投射于屏幕上的N个子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度。

请参阅图5，图5为本发明的第二优选具体实施例的投影系统50的示意图。该投影系统50系提供来传送一第一子影像至一第一投射装置52以及一第二子影像至一第二投射装置54。该第一投射装置52以及第二投射装置54系分别投射该第一子影像以及该第二子影像至一屏幕56上成一第一投射子影像以及一第二投射子影像。

如图5所示，该投影系统50包括一感测装置58以及一处理装置60。

该感测装置58用以感测已投射在该屏幕56上的该第一投射子影像以及该第二投射子影像，成一第一感测子影像以及一第二感测子影像。

该处理装置60用以接收一原始影像，并且分割该原始影像为该第一子影像以及该第二子影像。该处理装置60自该感测装置58接收被感测到的第一感测子影像以及第二感测子影像，并且计算第一感测子影像与第二感测子影像两者间的一校正差异值。该处理装置60并根据该校正差异值，调整该第一投射子影像以及该第二投射子影像，以消除校正差异值。

在一具体实施例中，该处理装置60并且将一校正影像混合至该第一子影像以及该第二子影像中，并且传送混合该校正影像的第一子影像至第一投射装置52，传送混合该校正影像的第二子影像至第二投射装置54。

在一具体实施例中，该校正影像为一网格影像，并且该网格影像的尺寸与该第一子影像以及该第二子影像的尺寸相同。于另一具体实施例中，该校正影像为一边缘标记影像，并且该边缘标记影像分别将该第一子影像及该第二子影像中至少一边缘混合至边缘标记影像。在一具体实施例中，该校正影像利用一不可见光进行投射。

在一具体实施例中，该第一投射装置52并且将一校正影像混合于该第一子影像中，并且投射混合该校正影像的第一子影像。该第二投射装置54并且将该校正影像混合于该第二子影像中，并且投射混合该校正影像的第二子影像。

在一具体实施例中，该处理装置60并且选择性地分别调整被投射于屏幕56上的第一子影像与第二子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度。

在一具体实施例中，该第一投射装置52与该第二投射装置54根据该处理装置60所发出的多个指令，分别调整该第一投射子影像与该第二投射子影像。于另一具体实施例中，该处理装置系60调整该第一子影像以及该第二子影像，并且传送被调整的第一子影像至该第一投射装置52，传送被调整的第二子影像至第二投射装置54。

上述校正影像若是利用不可见光投射至屏幕上，由于不可见光不会影响使用者于正常观看时的影像，所以校正影像只需设计成简单的图样即可达成提供校正影像的目的。因此，根据本发明的投影系统只需使用分辨率较低的感测装置，即可正确地感测到投射在屏幕上的校正影像，进而计算校正差异值。若是校正影像设计成简单的图案，关于校正差异值的计算也会较为简单，如此可以加快运算速度，节省运算处理的时间。因此，根据本发明的投影系统，不需利用高分辨率的影像传感器以及高效能的处理器，即可达成精确调整子影像的效果，不仅能节省成本，更能节省运算处理的时间。

借由以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的优选具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的范畴内。

Claims (22)

1.一种投影系统，该投影系统用以投射一影像至一屏幕的N个区域上，其中N为一大于1的整数，该投影系统包括：

一处理装置，该处理装置用以分割该影像为N个子影像；

N个投射装置，该N个投射装置用以分别接收该N个子影像，所述子影像中的每一个子影像系对应该N个区域中的一个区域，每一个投射装置将该接收到的子影像投影至该屏幕上的该对应的区域上；以及

至少一感测装置，该至少一感测装置用以感测被投射的该N个子影像，并传送所感测的该N个子影像至该处理装置；

其中该处理装置进一步计算该被感测的N个子影像间的多个校正差异值，并根据该多个校正差异值，调整被投射至该屏幕上的该N个子影像，以消除该多个校正差异值。

2.根据权利要求1所述的投影系统，其中该处理装置进一步在该N个子影像中的每一个子影像中皆混合一校正影像，并且输出该N个被混合后的子影像至该N个投射装置。

3.根据权利要求2所述的投影系统，其中该校正影像为一网格影像，该网格影像的大小系与该N个子影像的大小相同。

4.根据权利要求2所述的投影系统，其中该校正影像为一边缘标记影像，该边缘标记影像是将该N个子影像中至少一边缘混合至该边缘标记影像。

5.根据权利要求1所述的投影系统，其中该N个投射装置中每一个投射装置将一校正影像混合于该N个子影像中，并且投射被混合后的该N个子影像。

6.根据权利要求5所述的投影系统，其中该校正影像利用一不可见光进行投射。

7.根据权利要求1所述的投影系统，其中该处理装置选择性地调整被投射于该屏幕上的该N个子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度。

8.根据权利要求7所述的投影系统，其中该N个投射装置根据该处理装置的多个指令以调整被投射的该N个子影像。

9.根据权利要求7所述的投影系统，其中该处理装置调整该N个子影像并传送该被调整的该N个子影像至该N个投射装置。

10.一种投影方法，该投影方法系用以投射一影像至一屏幕的N个区域上，其中N为一大于1的整数，该投影方法包括下列步骤：

(a)分割该影像为N个子影像；

(b)分别投射该N个子影像至该屏幕的该N个区域上；

(c)感测被投射的该N个子影像；

(d)计算被感测的该N个子影像间的多个校正差异值；以及

(e)根据该多个校正差异值，调整被投射至该屏幕上的该N个子影像，以消除该多个校正差异值。

11.根据权利要求10所述的投影方法，其中步骤(a)中进一步包括下列步骤：

(a1)混合一校正影像至该N个子影像中的每一个子影像。

12.根据权利要求11所述的投影方法，其中该校正影像是利用一不可见光进行投射。

13.根据权利要求10所述的投影方法，其中步骤(e)中进一步包括下列步骤：

(e1)选择性地调整被投射于该屏幕上的该N个子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度。

14.一种投影系统，该投影系统系用以传送一第一子影像至一第一投射装置以及一第二子影像至一第二投射装置，该第一投射装置及该第二投射装置系分别投射该第一子影像及该第二子影像于一屏幕上成一第一投射子影像以及一第二投射子影像，该投影系统包括：

一感测装置，该感测装置用以感测该第一投射子影像以及该第二投射子影像成一第一感测子影像以及一第二感测子影像；以及

一处理装置，该处理装置用以接收一原始影像，并且分割该原始影像为该第一子影像以及该第二子影像，该处理装置自该感测装置接收该第一感测子影像以及该第二感测子影像，以计算该第一感测子影像与该第二感测子影像两者间的一校正差异值，并且根据该校正差异值，调整该第一投射子影像及该第二投射子影像，以消除该校正差异值。

15.根据权利要求14所述的投影系统，其中该处理装置将一校正影像混合至该第一子影像以及该第二子影像中，并且传送混合该校正影像的该第一子影像至该第一投射装置，传送混合该校正影像的该第二子影像至该第二投射装置中。

16.根据权利要求15所述的投影系统，其中该校正影像系为一网格影像，该网格影像的尺寸与该第一子影像以及该第二子影像的尺寸相同。

17.根据权利要求15所述的投影系统，其中该校正影像系一边缘标记影像，该边缘标记影像系分别将该第一子影像及该第二子影像中至少一边缘混合至该边缘标记影像。

18.根据权利要求14所述的投影系统，其中该第一投射装置将一校正影像混合于该第一子影像中，并且投射被混合的该第一子影像，该第二投射装置系将该校正影像混合于该第二子影像中，并且投射被混合的该第二子影像。

19.根据权利要求18所述的投影系统，其中该校正影像利用一不可见光进行投射。

20.根据权利要求14所述的投影系统，其中该处理装置系选择性地分别调整被投射于该屏幕上的该第一子影像与该第二子影像的位置、尺寸、梯形畸变或亮度。

21.根据权利要求20所述的投影系统，其中该第一投射装置与该第二投射装置系根据该处理装置的多个指令分别调整该第一投射子影像与该第二投射子影像。

22.根据权利要求20所述的投影系统，其中该处理装置系调整该第一子影像并传送该被调整的该第一子影像至该第一投射装置，该处理装置并调整该第二子影像并传送该被调整的该第二子影像至该第二投射装置。

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