CN104570557B

CN104570557B - 显示装置与应用其的显示方法

Info

Publication number: CN104570557B
Application number: CN201310752955.8A
Authority: CN
Inventors: 苏紫薇; 道格拉斯·布登; 本杰明·斯图尔特
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: TW201516553A; TWI499856B; US20150109536A1; CN104570557A

Abstract

一种显示装置与应用其的显示方法，显示装置包含多个投影机、至少一非球面镜、至少一影像撷取装置与影像校正系统。每一投影机皆用以提供一子影像。子影像被投影至屏幕，以在屏幕上形成主影像。于屏幕上的相邻二子影像具有一重叠部份。影像撷取装置用以撷取于非球面镜上的至少一镜面影像。镜面影像源自于子影像。影像校正系统用以根据影像撷取装置所撷取的镜面影像，以校正子影像于屏幕上的画素位置。

Description

显示装置与应用其的显示方法

技术领域

本发明是有关于一种显示装置。

背景技术

一般的显示器可通过多台投影机混合影像以产生大尺寸影像。许多方法可被应用于定义混合影像的混合区域，例如以鼠标点击方式设定边界区域，或者以相机拍摄影像定义边界并回馈信息至混合影像软件。

因相机可拍摄显示区域的边界，且使用者不会遮住投影影像，因此相机拍摄方式可减少使用者输入。然而相机必须放置在屏幕前，对于基本的12尺至15尺大显示区域的显示器而言，相机必须要放置在远处，以撷取整个显示区域的画面，也因此相机通常需具备昂贵的广角镜头。

随着混合影像系统的发长，超短焦(Extreme Short Throw,EST)投影机也被应用于显示器上。如此一来，使用者能够在不遮住投影影像的前提下靠近屏幕。此装置与一般安装在房间后方的长焦投影机大相径庭，其中长焦投影机的相机也必须放置在房间后方，且安装在投影机旁。

在超短焦投影系统中，相机较佳能放置在投影机旁，也就是说，相机需搭配广角镜头。然而一般较低价或者现成的网络摄影机通常不具备广角镜头，而欲将其改装成具广角镜头的相机又会大幅增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示装置与应用其的显示方法，以降低显示装置的成本。

本发明的一形式提供一种显示装置，包含多个投影机、至少一非球面镜、至少一影像撷取装置与影像校正系统。每一投影机皆用以提供一子影像。子影像被投影至屏幕，以在屏幕上形成主影像。于屏幕上的相邻二子影像具有一重叠部份。影像撷取装置用以撷取于非球面镜上的至少一镜面影像。镜面影像源自于子影像。影像校正系统用以根据影像撷取装置所撷取的镜面影像，以校正子影像于屏幕上的画素位置。

在一或多个实施方式中，非球面镜的数量为多个，且非球面镜用以分别反射子影像至屏幕。

在一或多个实施方式中，每一投影机皆置于屏幕与至少一非球面镜之间。

在一或多个实施方式中，影像撷取装置置于二投影机之间，且影像撷取装置用以依序撷取每一非球面镜的镜面影像。

在一或多个实施方式中，影像撷取装置的数量为多个，且每一影像撷取装置皆用以分别撷取于非球面镜上的镜面影像。

在一或多个实施方式中，非球面镜用以反射至少重叠部份至影像撷取装置。

在一或多个实施方式中，上述的显示装置更包含多个投影镜，用以分别反射子影像至屏幕。

在一或多个实施方式中，每一投影机皆置于屏幕与投影镜其中之一。

在一或多个实施方式中，非球面镜的形状与投影镜的形状实质相同。

在一或多个实施方式中，非球面镜置于二的投影镜之间。

在一或多个实施方式中，影像撷取装置置于二些投影机之间。

在一或多个实施方式中，影像撷取装置为网络摄影机。

本发明的另一形式提供一种显示方法，包含下列步骤：

投影多个子影像至屏幕，以在屏幕上形成主影像。于屏幕上的相邻二子影像具有一重叠部份。

撷取于至少一非球面镜上的至少一镜面影像。镜面影像源自于子影像。

根据镜面影像，校正子影像于屏幕上的画素位置。

在一或多个实施方式中，投影该些子影像至该屏幕的步骤包含下列步骤：

分别提供子影像至多个非球面镜。

分别以非球面镜反射子影像至屏幕。

撷取镜面影像的步骤包含下列步骤：

依序撷取每一非球面镜的镜面影像。

在一或多个实施方式中，投影子影像至屏幕的步骤包含下列步骤：

分别提供子影像至多个非球面镜。

分别以非球面镜反射子影像至屏幕。

其中撷取该镜面影像的步骤包含下列步骤：

分别撷取每一非球面镜的镜面影像。

在一或多个实施方式中，撷取镜面影像的步骤包含下列步骤：

以非球面镜反射至少重叠部份至影像撷取装置。

撷取于非球面镜上的镜面影像。

因影像撷取装置是撷取于非球面镜上的镜面影像，而不是撷取屏幕的主影像，因此影像撷取装置可不必拍摄视角如主影像一般广的影像。因镜面影像的尺寸远小于主影像的尺寸，因此影像撷取装置可为较低价格的相机。

附图说明

图1为本发明第一实施方式的显示装置的示意图。

图2为图1的显示装置的俯视图。

图3为画素位置校正前的子影像于图1的屏幕上的示意图。

图4为本发明第二实施方式的显示装置的示意图。

图5为图4的显示装置的俯视图。

图6为本发明第三实施方式的显示装置的示意图。

图7为图6的显示装置的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

110、120：投影机

200、210、220：非球面镜

300、310、320：影像撷取装置

400：影像校正系统

510、520：投影镜

900：屏幕

M1、M2、M3：镜面影像

MI：主影像

O：重叠部份

P1、P2、P3、P4、Q1、Q2、Q3、Q4：画素位置

S1、S2：子影像

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

请同时参照图1与图2，其中图1为本发明第一实施方式的显示装置的示意图，图2为图1的显示装置的俯视图。显示装置包含多个投影机(例如投影机110与120)、至少一非球面镜210(或220)、至少一影像撷取装置300与影像校正系统400。每一投影机皆用以提供一子影像，例如子影像S1(或S2)。子影像S1与S2皆被投影至屏幕900，以在屏幕900上形成主影像MI。于屏幕900上的相邻二子影像S1与S2具有一重叠部份O。影像撷取装置300用以撷取于非球面镜上的至少一镜面影像，例如非球面镜210(或220)上的镜面影像M1(或M2)。镜面影像源自于子影像。影像校正系统400用以根据影像撷取装置300所撷取的镜面影像，以校正子影像于屏幕900上的画素位置。因本实施方式的影像撷取装置300撷取至少一的镜面影像M1与M2，而不是撷取于屏幕900上的主影像MI，因此影像撷取装置300可为低价格的相机。

详细而言，在本实施方式中，显示装置包含投影机110与120以及二非球面镜210与220。投影机110用以提供子影像S1，而投影机120用以提供子影像S2。非球面镜210用以将子影像S1反射至屏幕900，且非球面镜220用以将子影像S2反射至屏幕900。打至非球面镜210的子影像S1在非球面镜210上产生镜面影像M1后，子影像S1再由非球面镜210反射并投影至屏幕900。另一方面，打至非球面镜220的子影像S2在非球面镜220上产生镜面影像M2后，子影像S2再由非球面镜220反射并投影至屏幕900。如此一来，子影像S1与S2便在屏幕900上形成具重叠部份O的主影像MI。在此当下，尚未对子影像S1与S2进行校正。换句话说，主影像MI的重叠部份O可能存在不连续的边界(未绘出)。为了消除不连续边界，影像撷取装置300可放置于投影机110与120之间，并依序撷取于非球面镜210与220上的镜面影像M1与M2。举例而言，影像撷取装置300可先撷取镜面影像M1后撷取镜面影像M2，反之亦可。被影像撷取装置300所撷取的镜面影像M1与M2可接着被传送至影像校正系统400。影像校正系统400可根据镜面影像M1与M2而校正子影像S1与S2于屏幕900上的画素位置，藉此将子影像S1与S2进行对位。

请一并参照图1与图3，其中图3为画素位置校正前的子影像S1与S2于图1的屏幕900上的示意图。详细而言，在画素位置校正前，影像撷取装置300可分别撷取子影像S1与S2，再将其传送至影像校正系统400。影像校正系统400可重建子影像S1与S2于屏幕900上的投影位置，并分析子影像S1与S2的画素位置。举例而言，可分析子影像S2的画素位置Q1、Q2、Q3与Q4以及子影像S1的画素位置P1、P2、P3与P4。为了校正子影像S1与S2的画素位置，画素位置P1可被对位至画素位置Q1、画素位置P2可被对位至画素位置Q2、画素位置P3可被对位至画素位置Q3、以及画素位置P4可被对位至画素位置Q4。影像校正系统400可回馈指令至投影机110与120，以调整子影像S1与S2分别投影至非球面镜210与220的投影角度，使得子影像S1与S2于屏幕900的形状可如同图1所示的形状。然而本发明不以此种校正方式为限。

请回到图1与图2。在本实施方式中，影像撷取装置300撷取于非球面镜210与220上的镜面影像M1与M2，而不是撷取屏幕900上的主影像MI，因此影像撷取装置300可不必拍摄视角如主影像MI一般广的影像。其中为了拍摄广视角的影像，影像撷取装置300必须为价格较高的广角相机，或者影像撷取装置300必须远离屏幕900安装，但如此一来影像撷取装置300便可能会遮住观赏者的观赏视线。然而因在本实施方式中，镜面影像M1与M2的尺寸远小于主影像MI的尺寸，因此影像撷取装置300可为较低价格的相机，例如为网络摄影机。

在一或多个实施方式中，投影机110与120皆可为超短焦(Extreme Short Throw,EST)投影机，因此投影机110可放置在屏幕900与非球面镜210之间，且投影机120可放置在屏幕900与非球面镜220之间。非球面镜210与220可分别将投影至屏幕900的子影像S1与S2的形状形成为大致矩形，且非球面镜210与220更可减少子影像S1与S2的影像扭曲。

请同时参照图4与图5，其中图4为本发明第二实施方式的显示装置的示意图，图5为图4的显示装置的俯视图。第二实施方式与第一实施方式的不同处在于影像撷取装置的数量与位置。在本实施方式中，二影像撷取装置310与320分别置于投影机110与120中。影像撷取装置310用以撷取于非球面镜210上的镜面影像M1，且影像撷取装置320用以撷取于非球面镜220上的镜面影像M2。

详细而言，投影机110提供子影像S1至非球面镜210上以产生镜面影像M1，而投影机120提供子影像S2至非球面镜220上以产生镜面影像M2。子影像S1与S2接着分别被非球面镜210与220反射且投影至屏幕900以形成主影像MI。影像撷取装置310可撷取于非球面镜210上的镜面影像M1，且影像撷取装置320可撷取于非球面镜220上的镜面影像M2。被影像撷取装置310与320撷取的镜面影像M1与M2接着被传送至影像校正系统400。影像校正系统400可根据镜面影像M1与M2而校正子影像S1与S2于屏幕900上的画素位置，藉此将子影像S1与S2进行对位。应注意的是，虽然在本实施方式中，影像撷取装置310与320分别置于投影机110与120中，然而本发明不以此为限。只要影像撷取装置310与320可分别撷取镜面影像M1与M2，皆在本发明的范畴中。至于本实施方式的其它细节因与第一实施方式相同，因此便不再赘述。

请同时参照图6与图7，其中图6为本发明第三实施方式的显示装置的示意图，图7为图6的显示装置的俯视图。本实施方式的显示装置包含二投影机110与120、非球面镜200、影像撷取装置300与影像校正系统400。每一投影机皆用以提供一子影像，也就是说，投影机110用以提供子影像S1，投影机120用以提供子影像S2。子影像S1与S2皆被投影至屏幕900，以在屏幕900上形成主影像MI。于屏幕900上的相邻二子影像S1与S2具有一重叠部份O。影像撷取装置300置于投影机110与120之间，用以撷取于非球面镜200上的镜面影像M3。其中镜面影像M3源自于子影像S1与S2。在本实施方式中，非球面镜200用以反射至少重叠部份O至影像撷取装置300。影像校正系统400用以根据影像撷取装置300所撷取的镜面影像M3，以校正子影像S1与S2于屏幕900上的画素位置。而因本实施方式的影像校正系统400的校正细节与图3相同，因此便不再赘述。

在本实施方式中，由投影机110提供的子影像S1与由投影机120提供的子影像S2皆被投影至屏幕900。子影像S1与S2共同于屏幕900上形成具重叠部份O的主影像MI。在此当下，尚未对子影像S1与S2进行校正。换句话说，主影像MI的重叠部份O可能存在不连续的边界(未绘出)。至少重叠部份O被非球面镜200反射而形成镜面影像M3。为了消除不连续边界，影像撷取装置300可撷取于非球面镜200上的镜面影像M3。被影像撷取装置300所撷取的镜面影像M3可接着被传送至影像校正系统400。影像校正系统400可根据镜面影像M3而校正子影像S1与S2于屏幕900上的画素位置，藉此将子影像S1与S2进行对位。

在本实施方式中，影像撷取装置300撷取于非球面镜200上的镜面影像M3，而不是撷取屏幕900上的主影像MI，因此影像撷取装置300可不必拍摄视角如主影像MI一般广的影像。因在本实施方式中，镜面影像M3的尺寸远小于主影像MI的尺寸，因此影像撷取装置300可为较低价格的相机，例如为网络摄影机。

在一或多个实施方式中，投影机110与120皆可为超短焦投影机，因此显示装置可更包含二投影镜510与520。投影镜510与520用以分别将子影像S1与S2反射至屏幕900。投影机110可放置在屏幕900与投影镜510之间，且投影机120可放置在屏幕900与投影镜520之间。非球面镜200可置于投影镜510与520之间。因此由投影机110提供的子影像S1可打至投影镜510，且被投影镜510反射至屏幕900；而由投影机120提供的子影像S2可打至投影镜520，且被投影镜520反射至屏幕900。

在一或多个实施方式中，非球面镜200的形状可与投影镜510与520的形状实质相同或相似。换句话说，投影镜510与520皆可为非球面镜。详细而言，投影镜510与520可分别将投影至屏幕900的子影像S1与S2的形状形成为大致矩形，且投影镜510与520更可减少子影像S1与S2的影像扭曲。而因非球面镜200的形状可与投影镜510与520的形状相同或相似，因此非球面镜200于屏幕900上所反射的重叠部份O的形状可与子影像S1与S2的形状实质相同，也因此子影像S1与S2的画素位置校正也能更加精准。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种显示装置，包含：

多个投影机，每一投影机皆用以提供一子影像，该些子影像被投影至一屏幕，以在该屏幕上形成一主影像，于该屏幕上的相邻二子影像具有一重叠部份；

多个非球面镜，该些非球面镜用以分别反射该些子影像至该屏幕；

至少一影像撷取装置，该影像撷取装置置于二投影机之间，且该影像撷取装置用以依序撷取每一非球面镜的镜面影像，其中该镜面影像源自于该些子影像；以及

一影像校正系统，用以根据该影像撷取装置所撷取的该镜面影像，以校正该些子影像于该屏幕上的画素位置。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中每一投影机皆置于该屏幕与至少一非球面镜之间。

3.如权利要求1所述的显示装置，其中该影像撷取装置为一网络摄影机。

4.一种显示方法，包含：

投影多个子影像至一屏幕，以在该屏幕上形成一主影像，其中于该屏幕上的相邻二子影像具有一重叠部份；

通过一影像撷取装置撷取于多个非球面镜上的多个镜面影像，其中该镜面影像源自于该些子影像；以及

根据该镜面影像，校正该些子影像于该屏幕上的画素位置；

其中投影该些子影像至该屏幕的步骤包含：

分别提供该些子影像至多个非球面镜；以及

分别以该些非球面镜反射该些子影像至该屏幕；以及

其中撷取该镜面影像的步骤包含：

依序撷取每一非球面镜的镜面影像。