CN100485517C

CN100485517C - 投影系统、投影机及其控制方法

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Publication number: CN100485517C
Application number: CNB2006100576327A
Authority: CN
Inventors: 宫泽康永
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2026-02-22
Also published as: JP2006237775A; US7564501B2; JP4082414B2; CN1825196A; US20060187299A1

Abstract

本发明的目的是提供一种在进行拼接投影的场合可以实现没有不协调感的图像的投影系统。用来利用投影机(1A、1B)进行拼接投影的投影系统(10)，其构成包括：生成与拼接投影时的各投影机(1A、1B)的配置位置相关的配置信息的配置信息生成单元(111)；生成与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息的重叠信息生成单元(21)；以及，在将1帧的量的图像信息的写入开始在各个投影机(1A、1B)中在相同定时进行的场合，使投影图像的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据配置信息及重叠信息计算各投影机(1A、1B)中的图像信息的写入开始位置的写入开始和最终位置计算单元(113)。

Description

投影系统、投影机及其控制方法

技术领域

本发明涉及投影系统、投影机、投影机的控制方法及程序。

背景技术

现在使用多台投影机(投影型图像显示装置)将多个投影图像排列进行显示的拼接投影已是众所周知(比如，专利文献1～5)。

在拼接投影中，是将由各投影机投影的图像一边在时间上以某种方法取得同步一边进行投影。另外，在各投影机中，利用垂直同步信号和水平同步信号，从靠上的扫描线起顺序进行图像信息的写入。所以，在上下排列投影的图像中，靠上的图像和靠下的图像的重叠区域的写入只偏离约一个垂直同步的量。与在靠下的图像中正在写入新帧的信息相对，在靠上的图像中还处在写入了1帧前的图像的状态不变。

因此，在上下排列的拼接投影中，在重叠区域的写入上相差大约1帧，就存在不同帧的图像信息显示在同一区域中的问题。特别是在对迅速活动的图像进行投影的场合，一直存在重叠区域的图像模糊的问题。另外，在时间上很短，还不算什么问题，但就左右排列的拼接投影而言，在重叠区域中也会产生一个水平周期的量的偏离。

因此，作为解决在上下图像重叠区域中产生的问题的解决方法，已经提出的有以下的方法。

就是说，通过延迟靠下的图像的写入定时以使在靠上的图像的写入到达重叠区域时靠下的图像的写入开始，可以防止在重叠区域中显示不同帧的图像信息(比如，专利文献6)。

专利文献1：日本专利特开平6-178327号公报

专利文献2：日本专利特开平9-326981号公报

专利文献3：日本专利特开2001-339672号公报

专利文献4：国际专利公开第99/31877号小册子

专利文献5：日本专利特开2001-251651号公报

专利文献6：日本专利特开2001-222269号公报

然而，在专利文献6记述的方法中，仅在上下两个画面的图像中也产生1帧大小的延迟。因此，比如，在上下方向上使用4台，在左右方向上使用4台，合计16台(4×4)来进行大画面显示的场合，在最上位的画面和最下位的画面中将产生4帧大小的延迟，整体上成为非常不协调的投影图像。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种在进行拼接投影的场合可以实现没有不协调感的图像的投影系统、投影机、投影机的控制方法及程序。

本发明的投影系统，是一种其构成包括多台投影机并且利用上述多台投影机进行拼接投影的投影系统，其特征在于，其构成包括：生成与拼接投影时的上述各投影机的配置位置相关的配置信息的配置信息生成单元；生成与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息的重叠信息生成单元；以及，根据上述配置信息及上述重叠信息计算上述各投影机中的图像信息的写入开始位置，使得在各投影机中在相同定时进行1帧的量的图像信息向光调制元件的写入开始时，在上述投影图像彼此的重叠区域中也在相同定时写入图像信息的写入开始位置计算单元。

本发明的投影机是一种用来进行拼接投影的投影机，其特征在于，其构成包括：生成与拼接投影时的自身的配置位置相关的配置信息的配置信息生成单元；以及，为了在将1帧的量的图像信息的写入开始在与其它的投影机相同的定时进行时，使投影图像的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据上述配置信息及与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息计算自身的图像信息的写入开始位置的写入开始位置计算单元。

本发明的投影机的控制方法是一种用来进行拼接投影的投影机的控制方法，其特征在于，包括：生成与拼接投影时自身的配置位置相关的配置信息的步骤，以及为了在将1帧的量的图像信息的写入开始在与其它的投影机相同的定时进行时，使投影图像的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据上述配置信息及与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息计算自身的图像信息的写入开始位置的步骤。

本发明的程序，是一种用于其构成包括多台投影机并且利用上述多台投影机进行拼接投影的投影系统的程序，其特征在于，使计算机用作下述单元发挥功能，上述单元包括：生成与拼接投影时的上述各投影机的配置位置相关的配置信息的配置信息生成单元；生成与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息的重叠信息生成单元；以及，为了在将1帧的量的图像信息向光调制元件的写入开始在各投影机中在相同定时进行时，使上述投影图像之间的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据上述配置信息及上述重叠信息计算上述各投影机中的图像信息的写入开始位置的写入开始位置计算单元。

根据以上的各发明，在进行拼接投影时，因为各图像中的图像信息的写入是同时开始，所以除了可以使1帧的量的图像信息的写入在1帧周期中结束之外，即使是在图像互相重叠的重叠区域中，由于是在相同定时进行写入，所以可以防止重叠区域中的图像模糊，实现没有不协调感的图像。

附图说明

图1为示出利用本发明的实施方式1的投影系统进行拼接投影的情形的示意图。

图2为示出上述投影系统的投影机及图像信息输出装置的框图。

图3为示出上述投影机的主要部分的框图。

图4为用来说明上下一对画面中的图像信息的写入顺序的示图。

图5为用来说明写入顺序的时序图。

图6为用来说明投影机的工作的流程图。

图7为用来说明本发明的实施方式2中的图像信息的写入顺序的示图。

图8为用来说明实施方式2中的写入顺序的时序图。

附图标记说明

1、1A、1B、1C、1D...投影机；10...投影系统；21...重叠信息生成单元；111...配置信息生成单元；113...作为写入开始位置计算单元的写入开始和最终位置计算单元；A～D...投影图像；AB、AC、BC、BD、CD...重叠区域；A1、B1、C1...写入开始位置

具体实施方式

[实施方式1]

下面根据附图对本发明的实施方式1进行说明。

图1为示出利用本实施方式的投影系统10进行拼接投影的情形的示意图，图2为示出投影系统10的投影机1(1A、1B)及图像信息输出装置2的框图，图3为示出投影机1的主要部分的框图。

在图1中，投影系统10是使用多台(在本实施方式中是上下2台，左右2台，合计4台)投影机1(1A～1D)进行拼接投影的系统，来自各投影机1A～1D的投影图像A～D的重叠区域，特别是上下的重叠区域AB、CD中的图像信息的写入同时开始并在同一帧周期显示各投影图像A～D，从而实现没有不协调感的大画面显示。

这种投影系统10，由上述投影机1A～1D和输出在这些中显示的内容的图像信息等的图像信息输出装置2构成。

首先，图像信息输出装置2，由个人计算机等构成，除了具备一般的个人计算机具有的通常的功能之外，如图2所示，设置成为可执行使计算机用作重叠信息生成单元21发挥功能的程序(软件)。

此重叠信息生成单元21，具有生成与投影图像A～D的重叠区域AB、CD、AC、BD的范围(大小及位置)相关的重叠信息的功能。重叠信息，由以投影机1的光调制元件中的显示像素为单位的二维坐标值构成。比如，如果投影机1A～1D可以总是正确定位，由于区域AB、CD、AC、BD的坐标值可以单值确定，所以可以将利用0～9数字键等输入的坐标值用作重叠信息。另外，如果投影机1A～1D的定位是粗略的话，可以利用拍摄装置对配置有投影机1A～1D之际的投影图像A～D进行拍摄，将由该拍摄图像所得到的区域AB、CD、AC、BD的坐标值作为重叠信息使用。

投影机1，正如在图2中以投影机1A、1B为代表所示，具备显示控制部11、图像信息存储部12、液晶驱动器13，液晶面板14以及将由液晶面板14形成的光学像投影的未图示的光学系统的单元。

显示控制部11，具有对从图像信息输出装置2取得的内容的图像信息相应于自身的配置位置进行加工，并将经过了加工的图像信息以最优写入顺序输出的功能。详情见后述。

图像信息存储部12，是存储1帧的量的图像信息的帧缓存器，所存储的图像信息，从上述显示控制部11以预定的顺序被输出到液晶驱动器13。

液晶驱动器13，具有取得来自显示控制部11的图像信息，并以取得的顺序将图像信息写入液晶面板14的功能。

液晶面板14，是构成光调制元件(光阀)的部件，形成基于所写入的图像信息的光学图像。另外，作为在本发明的投影机中使用的光调制元件，除了使用透光型或反光型的液晶面板(单板式、3板式任何一种都可以)元件之外，也可以是DMD(数字微镜器件)等，可任意选择。

下面根据图3对显示控制部11进行详细说明。

显示控制部11，设置成为可执行使计算机用作下述单元的程序(软件)，上述单元包括：配置信息生成单元111、信息取得单元112、写入开始和最终位置计算单元(写入开始位置计算单元)113、图像信息加工单元114、信息输出单元115以及写入状况判定单元116。

配置信息生成单元111，具有生成表示自身配置在4台排列之中的某一位置的配置信息的功能。此配置信息，通过由用户利用设置在投影机1中的操作面板将全部台数及纵横位置作为二维坐标值输入，根据此所输入内容生成。然后，配置信息输出到写入开始和最终位置计算单元113。

信息取得单元112，取得来自图像信息输出装置2的图像信息、重叠信息及同步信号等，将其输出到图像信息加工单元114。

写入开始和最终位置计算单元113，根据来自配置信息生成单元111的配置信息及来自图像信息输出装置2的重叠信息，通过计算确定使图信息的写入从哪一个位置开始并且最后写入哪一个位置，并将此计算结果作为开始位置信息及最终位置信息输出到信息输出单元115。

具体言之，如图4所示，在投影机1A的图像A投影到上方，投影机1B的图像B投影到下方，存在互相重叠区域AB的场合，投影机1A的写入开始和最终位置计算单元113，将图像A中的写入开始位置确定为最上侧的扫描线的位置A1，将最后写入位置确定为最下侧的扫描线的位置A3。与此相对，投影机1B的写入开始和最终位置计算单元113，将图像B中的写入开始位置确定为重叠区域AB的紧跟下方的扫描线的位置B1，将最后写入位置确定为重叠区域AB的最下侧的扫描线的位置B3。就是说，就图像B而言，写入从B1开始一直到图像B的最下侧的位置B2’，之后返回到图像B的最上侧的扫描线的位置B2地写入并到达B3。

所以，如果图像A从A1开始，图像B从B1开始，分别同时开始写入的话，则如图5所示，可将图像A、B两者在1帧周期中全部写入，写入时间相同。另外，由于在重叠区域AB中，图像A的写入从A2开始，图像B的写入从B2开始，写入区域AB的写入两方可同时进行，不会发生图像模糊等等。另外，在图4中，B1～B3记载在图中的右侧，但这只是为了作图方便，并不意味图像信息的写入是从右侧向左侧进行。图像信息的写入，在图像A、B中都是从左侧起向右侧进行。另外，图示虽然省略，但在图像C、D中，也与图像A、B一样进行写入。

返回图3，图像信息加工单元114，为了将其用于与自身的配置位置相应的投影区域的图像而对图像信息进行加工，并将1帧的量的图像信息存储到图像信息存储部12中。

信息输出单元115，取得来自图像信息存储部12的1帧的图像信息和来自写入开始和最终位置计算单元113的开始位置信息，并从基于此开始位置信息的开始位置起按顺序将图像信息输出到液晶驱动器13。其结果，利用液晶驱动器13的写入可与上述一样进行。

写入状况判定单元116，取得来自写入开始和最终位置计算单元113的最终位置信息，并对从信息输出单元115输出了哪一个位置的图像信息进行监视，在输出与结束位置相对应的图像信息之前输出了与图像区域的最下位置相对应的图像信息的场合，返回到最上位置使相应的图像信息输出，一直到输出结束位置的图像信息为止都进行监视。

下面，参照图6的流程图对投影机1(1A～1D)中的工作进行说明。

步骤S1：首先，用户操作投影机1A～1D每一个的操作面板等，对自身在整体配置之中处于哪一个部分进行设定。于是，显示控制部11的配置信息生成单元111，生成基于设定内容的配置信息，并输出到写入开始和最终位置计算单元113。

步骤S2：另外，写入开始和最终位置计算单元113，介由信息取得单元112从图像信息输出装置2取得重叠信息。

步骤S3：接着，写入开始和最终位置计算单元113，根据配置信息及重叠信息，计算自身的图像信息的写入开始位置及写入最终位置，并将此计算结果作为开始位置信息及最终位置信息输出到信息输出单元115及写入状况判定单元116。

步骤S4：在实际对图像进行投影时，图像信息加工单元114，根据配置信息对所取得的图像信息进行加工，并将经过加工后的1帧的量的图像信息存储到图像信息存储部12。

步骤S5：其后，信息输出单元115，将所存储的图像信息根据开始位置信息顺序调出而输出到液晶驱动器13，液晶驱动器13开始图像信息的写入。

步骤S6：此时，写入状况判定单元116，对信息输出单元115是否输出了图像的最下侧的图像信息进行监视。

步骤S7：另外，写入状况判定单元116，在判定为输出了最下位的图像信息的场合，就根据最终位置信息判定是否输出了最终位置的图像信息。在图像A、C中，由于最下位的扫描线中的图像信息是最终位置的图像信息，故在此阶段输出了1帧的量的图像信息而也结束利用液晶驱动器13进行的写入。然后，对下一个1帧的量的图像信息进行存储，以后重复S4～S7。

步骤S8：另一方面，在图像B、D中，在输出最下位的图像信息之后，仍返回到最上位继续进行输出，利用液晶驱动器13进行的写入依然继续进行。

步骤S9：然后，通过写入状况判定单元116的判定，在判定为到达最终位置的场合就结束图像信息的输出，也结束写入而返回到S4。

另外，在上述中，投影机1A、1C开始和结束S6、S7的定时和投影机1B、1D开始和结束S6～S9的定时是相同的是不言而喻的。

如上所述，根据本实施方式，因为在使用投影机1A～1D进行拼接投影时，写入开始和最终位置计算单元113根据配置信息及重叠信息确定与投影机1A～1D相应的合适的写入开始位置，各图像A～D中的图像信息的写入从该开始位置同时开始，所以在可以使1帧的量的图像信息的写入在1帧周期结束之外，在图像A～D上下重叠的重叠区域AB、CD中也可以在相同定时进行写入，可以防止在重叠区域AB、CD中的图像模糊而可实现没有不协调感的图像。

[实施方式2]

在图7中示出将3台投影机1A～1C(此处，虽然未图示，但为说明方便起见，附加了1A～1C标号)在纵向方向上排列进行拼接投影的情形。在图8中示出在进行拼接投影之际的时序图。另外，在图7中，是将从各投影机1A～1C所投影的图像在作图上在横向方向上偏移地描绘，实际上是在纵向方向上正确排列进行投影。

在图7、图8中，在图像A中的写入，与实施方式1一样，从最上位的扫描线的位置A1起开始，通过A2、A3一直进行到A4为止。另外，在图像B中的写入，也与实施方式1一样，从重叠区域AB的紧跟下方的扫描线的位置B1起开始，通过B2、B3’返回到最上位的B3，从此处起一直进行到重叠区域AB的最靠下的扫描线的位置B4为止。所以，在图像A中的重叠区域AB的写入和在图像B中的重叠区域AB的写入在相同的定时进行。

于是，在图像C中，从距重叠区域BC的紧跟下方为与重叠区域AB的长度相当的量的下方的位置C1起开始进行写入。在从C1开始进行写入，到达最下位的C2’的时刻，在图像B中，到达重叠区域BC的紧前方的位置B2。接着，在图像C中，返回到最上位的位置C2而进行重叠区域BC的写入。此时，在图像B中也进行重叠区域BC的写入。其后，在图像C中，一直到C3的位置为止进行写入，写入重叠区域BC的下侧的位置C3，再一直写入到与重叠区域AB的长度相对应的位置C1的紧前方的C4为止。在此阶段，在图像B中，返回到最上位的位置B3开始重叠区域AB的写入，一直写入到该重叠区域AB的下侧的位置B4为止。

就是说，在利用投影机1A～1C进行拼接投影的场合，在图像A中的重叠区域AB的写入和图像B中的重叠区域AB、BC的写入，图像C中的重叠区域BC的写入是在相同的定时进行。于是，由于写入时的数据量在图像A～C中相同，1帧的写入所需要的时间也相同，就可以在1帧的周期中可靠地写入1帧的量的信息。另外，A2和A3之间的区域的长度与重叠区域BC的长度相当。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在可以达到本发明的目的的范围内的变形、改进等等也包括在本发明之中。

比如，在上述实施方式1、2中，说明的是同时进行在上下方向上重叠的重叠区域的写入，但也可以在左右方向上重叠的重叠区域中进行同样的写入控制。具体言之，与在图1所示的图像A、C中使图像A侧的写入从最上位的扫描线的最左侧起开始相对，图像C侧的写入从处于同一位置的扫描线的途中，即重叠区域AC的紧跟左方的位置开始一直写入到到达右端之后返回左端进行写入。这一写入结束后，在以下的扫描线中也同样进行即可。

在上述实施方式1、2中，说明的是在上下方向上配置2台至3台的投影机的场合，但配置4台或多于4台也一样，对投影机的台数没有限制。另外，比如，在除图7所示的3台之外，在投影机1C的下侧再增加一台，在上下方向上排列4台进行拼接投影的场合，在与投影机1C的图像C重叠的第4台的投影机的图像中，根据重叠区域的长度，与图像A一样，也可以考虑从最上位的左端起开始写入。

在上述实施方式1、2中，在图像A中的写入开始位置A1是最上位的扫描线的位置，但图像A中的写入开始位置并不限定于这一位置而可以为任意，通过改变其他图像B、C等之中的写入开始位置B1、C1，可以对其任意予以改变。因此，在图像B及图像C中，最上位的扫描线的位置也可以是写入开始位置。主要的是在本发明中，只要将各图像中的写入开始位置设定为可以使在全部重叠区域中的写入定时相同即可。

在上述实施方式1中，作为本发明的写入开始位置计算单元，使用的是计算写入开始位置及最终写入位置的写入开始和最终位置计算单元113，不过至少可以计算写入开始位置就可以，根据控制方法的不同，也可以考虑不使用最终位置信息，在此场合可以不计算最终位置。

在上述实施方式1中，配置信息生成单元111及写入开始和最终位置计算单元113设置在投影机1中，重叠信息生成单元21设置在图像信息输出装置2中，但是也可以在投影机1和图像信息输出装置2之间另外设置专用的分体的写入控制装置，在此装置中设置配置信息生成单元、写入开始和最终位置计算单元及重叠信息生成单元，包括这样的写入控制装置的系统也包括在本发明的投影系统之中。于是，在这种写入控制装置中，与各个投影机相对应的1帧的量的图像信息可在进行同步的同时被输出。

本发明，可以在实施展示及家庭影院等之际利用多台投影机进行拼接投影的场合中使用。

Claims

1.一种投影系统，其包括多台投影机而构成，并且利用上述多台投影机进行拼接投影，其特征在于，具备：

生成与拼接投影时的上述各投影机的配置位置相关的配置信息的配置信息生成单元，

生成与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息的重叠信息生成单元，以及

写入开始位置计算单元，其为了在各投影机中在相同定时进行1帧的量的图像信息向光调制元件的写入开始时，使得在上述投影图像之间的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据上述配置信息及上述重叠信息计算上述各投影机中的图像信息的写入开始位置。

2.一种投影机，其用来进行拼接投影，其特征在于，具备：

生成与拼接投影时的自身的配置位置相关的配置信息的配置信息生成单元，

取得与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息的重叠信息取得单元，以及

写入开始位置计算单元，其为了在将1帧的量的图像信息的写入开始在与其它的投影机相同的定时进行时，使得在投影图像的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据上述配置信息及重叠信息计算自身的图像信息的写入开始位置。

3.一种投影机的控制方法，该投影机用来进行拼接投影，该控制方法的特征在于，包括：

生成与拼接投影时的自身的配置位置相关的配置信息的步骤，

取得与投影图像之间的重叠区域的范围相关的重叠信息的步骤，以及

为了在将1帧的量的图像信息的写入开始在与其它的投影机相同的定时进行时，使得在投影图像的重叠区域中也在相同定时写入图像信息，而根据上述配置信息及重叠信息计算自身的图像信息的写入开始位置的步骤。