CN109547756A - 一种拼接式扫描成像设备及调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼接式扫描成像设备及调整方法，该设备包括呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置，所述的光纤扫描显示装置中至少有一个光纤扫描显示装置设置有用于调节该光纤扫描显示装置位置及出射角度的位置调节装置。本发明通过位置调节装置对对应的光纤扫描显示装置的位置及出射角度进行调节，使得拼接缺陷小于预设值，进而使得拼接式扫描成像设备投射出的图像能够呈现良好的拼接效果，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

Description

一种拼接式扫描成像设备及调整方法

技术领域

本发明涉及投影成像装置技术领域，尤其涉及一种拼接式扫描成像设备及调整方法。

背景技术

随着社会的发展，在需要应用投影仪的影视动漫产业和大型会议等领域，人们对显示技术的要求也越来越高，其中主要的需求反映在高分辨率和超大物理尺寸上。

目前，为了向用户提供高分辨率和超大物理尺寸的画面，一般是将多个投影仪投射的画面拼接在一起，但在实际使用过程中，由于投影距离的不固定，也即随着使用场景的变化，各个投影仪与投影屏幕之间的距离也会发生变化，很难调整为一致，所以会造成投影屏幕上的拼接图像出现拼接缝隙或图像重叠等问题，此时就需要重新调整各个投影仪之间的位置以及投影参数，以减少或者去除拼接缝隙或图像重叠问题，需要用户花费大量的时间和精力。

发明内容

本发明实施例提供一种拼接式扫描成像设备及调整方法，用以方便地对投射出的图像进行位置调整，减少用户需要花费的时间与精力。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了一种拼接式扫描成像设备，包括呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置，所述的光纤扫描显示装置中至少有一个光纤扫描显示装置设置有用于调节该光纤扫描显示装置位置及出射角度的位置调节装置。

在控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置输出对准图像之后，所有对准图像形成的拼接图像即可能会出现图像倾斜或者中心偏离等拼接缺陷。

在实际使用过程中，扫描光纤阵列中各个光纤扫描显示装置到同一投影屏幕的距离基本相同，设置有位置调节装置的光纤扫描显示装置通过位置调节装置可以调节其所在的位置及出射角度，从而能够很方便地对其投射出的图像进行位置调整，使得拼接式扫描成像设备能够投射出拼接效果良好的图像，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

优选的，所述的光纤扫描显示装置包括基座、扫描致动器和光纤，光纤以悬臂支撑的方式与扫描致动器固定连接，光纤连接光源。对于设置有位置调节装置的光纤扫描显示装置，光纤扫描显示装置的基座与位置调节装置固定连接，以由位置调节装置调节基座的位置，进而实现对光纤扫描显示装置的位置调节。可选的，所述的各光纤扫描显示装置在一个基板上呈阵列布设，对于设置有位置调节装置的光纤扫描显示装置，该光纤扫描显示装置的位置调节装置固定安装于所述基板上；对于未设置位置调节装置的光纤扫描显示装置，该光纤扫描显示装置的基座固定安装于所述基板上。

进一步优选的，任意相邻的两个光纤扫描显示装置中至少有一个光纤扫描显示装置设置有位置调节装置。

优选的，所述的光纤扫描显示装置的布设面平行于投影面，光纤扫描显示装置在所述布设面上呈阵列排布，如矩形阵列、圆形阵列等。位置调节装置驱动与之对应的光纤扫描显示装置沿光纤扫描显示装置布设面移动和/或驱动与之对应的光纤扫描显示装置绕平行于光纤扫描显示装置布设面的轴旋转。

设置有位置调节装置的光纤扫描显示装置可以以没有设置位置调节装置的光纤扫描显示装置的位置为基准进行位置调节，在全部光纤扫描显示装置都设置有位置调节装置时，可以任意选择或者随机选择其中的光纤扫描显示装置所在的位置，或者选择合适的位置作为基准位置进行调节。

更为优选的是，所述的光纤扫描显示装置中具有一个或多个基准光纤扫描显示装置，所述的光纤扫描显示装置中除去基准光纤扫描显示装置之外的其余光纤扫描显示装置中均设置有位置调节装置。

作为优选的，所述的位置调节装置包括驱动光纤扫描显示装置移动的位移组件和/或驱动光纤扫描显示装置旋转的旋转组件。

进一步优选的，光纤扫描显示装置安装于旋转组件上，旋转组件驱动光纤扫描显示装置旋转，以调整光纤扫描显示装置的出射角度，旋转组件安装于位移组件上，由位移组件驱动旋转组件移动，进而带动光纤扫描显示装置平移以调整光纤扫描显示装置的成像位置。也可以位移组件安装于旋转组件上，光纤扫描显示装置安装于位移组件上，由旋转组件驱动位移组件旋转，由位移组件驱动光纤扫描显示装置平移。

作为优选的，所述的位移组件驱动光纤扫描显示装置在光纤扫描显示装置的布设面上移动。

进一步优选的，所述的位移组件包括第一底座、第一滑座和第二滑座，第一底座上设置有沿第一方向延伸的第一滑轨，第一滑座滑动安装于第一滑轨上，第一滑座上设置有沿第二方向延伸的第二滑轨，第二滑座滑动安装于第二滑轨上，所述的位移组件还包括驱动第一滑座沿第一滑轨滑动的第一驱动装置、驱动第二滑座沿第二滑轨滑动的第二驱动装置，所述的光纤扫描显示装置安装于第二滑座上。优选的，光纤扫描显示装置通过旋转组件安装于第二滑座上，即旋转组件固定安装于第二滑座上，扫描显示装置安装于旋转组件上。

可选的，所述的旋转组件包括驱动臂，驱动臂可绕至少一个转轴的轴心旋转的安装于位移组件上，所述的转轴中至少有一个不垂直于光纤扫描显示装置的布设面，光纤扫描显示装置安装于驱动臂上。

进一步可选的，所述的旋转组件包括第二底座、转盘和驱动臂，第二底座固定安装于位移组件上，并由位移组件驱动第二底座在光纤扫描显示装置的布设面上移动，转盘通过第一转轴旋转安装于第二底座上，第一转轴垂直于光纤扫描显示装置的布设面，驱动臂通过第二转轴旋转安装于转盘上，第二转轴与第一转轴互不平行，所述的旋转组件还包括驱动转盘绕第一转轴的轴心旋转的第三驱动装置和驱动驱动臂绕第二转轴的轴心旋转的第四驱动装置。

可选的，所述的旋转组件包括第二底座、第一旋转臂和驱动臂，所述的第一旋转臂的一端可绕第三转轴的轴心旋转的安装于第二底座，驱动臂可绕第四转轴的轴心旋转的安装于第一旋转臂的另一端，所述的旋转组件还包括驱动第一旋转臂绕第三转轴的轴心旋转的第五驱动装置和驱动驱动臂绕第四转轴的轴心旋转的第六驱动装置。

可选的，所述的位移组件为三轴位移单元，所述的旋转组件为三轴旋转单元，其中，三轴位移单元可以在三个相互垂直的方向带动光纤扫描显示装置进行位移，三轴旋转单元可以带动光纤扫描显示装置1分别绕三个相互垂直的轴旋转。

进一步优选的，所述的位置调节装置包括三轴位移单元和三轴旋转单元，三轴旋转单元设置在三轴位移单元上，其中，三轴位移单元可以在三个相互垂直的方向带动三轴旋转单元进行位移，三轴旋转单元可以带动光纤扫描显示装置1分别绕三个相互垂直的轴进行旋转。

进一步的，所述的三轴位移单元包括可沿轴滑动地安装于底座上的第一滑动组件、可沿y轴滑动地安装于第一滑动组件上的第二滑动组件、固定安装于第二滑动组件上且可沿z轴伸缩的第三轴位移组件，所述的三轴旋转单元包括可绕z轴旋转地安装于底座上的第一旋转组件、可绕x轴旋转地安装于第一旋转组件上的第二旋转组件和可绕y轴旋转地安装于第二旋转组件上的第三旋转组件。底座固定安装于第三轴位移组件上，光纤扫描显示装置固定安装于第三旋转组件上。当然，所述的三轴位移单元还包括驱动第一滑动组件沿x轴滑动的第一驱动装置、驱动第二滑动组件沿y轴滑动的第二驱动装置和驱动第三轴位移组件伸缩的第三驱动装置，所述的三轴旋转组件还包括驱动第一旋转组件绕z轴旋转的第四驱动装置、驱动第二旋转组件绕x轴旋转的第五驱动装置和驱动第三旋转组件绕y轴旋转的第六驱动装置。

在具体实施过程中，可选的，所述的拼接式扫描成像设备还设置有调节按键，该调节按键与拼接式扫描成像设备中所有的位置调节装置相连，从而便于用户通过调节按键来控制位置调节装置，例如可以控制位置调节装置中的位移组件带动光纤扫描显示装置进行左右、上下或者前后移动，当然，还可以控制位置调节装置中的旋转组件带动光纤扫描显示装置1进行旋转。

在具体实施过程中，当仅有一个光纤扫描显示装置设置有位置调节装置时，仅需要设置单纯对该光纤扫描显示装置进行位置调节的调节按键即可，当设置有位置调节装置的光纤扫描显示装置的数量大于等于时，调节按键需要设置选择子按键和调节子按键，这样，可以通过选择子按键来选择需要进行位置调节的光纤扫描显示装置，再通过调节子按键来对已被选中的光纤扫描显示装置对应的位置调节装置进行控制，对对应的光纤扫描显示装置进行位置和旋转方向等调节。在实际应用中，调节按键中的键位设置以及各个键位的功能设置在此不做限制，以满足实际应用的需求为准。

在上述部分中，介绍了通过调节按键来控制位置调节装置带动对应的光纤扫描显示装置进行位移的技术方案，在接下来的部分中，将介绍通过机器视觉或者计算机视觉的方式，控制位置调节装置带动对应的光纤扫描显示装置进行调整的技术方案。

进一步优选的，所述的拼接式扫描成像设备还包括拍摄装置、处理器和可读存储介质，处理器分别与拍摄装置、可读存储介质、各光纤扫描显示装置和各位置调节装置相连，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：

S1、控制所有光纤扫描显示装置输出对准图像，对准图像是指便于拼接式扫描成像设备进行对准的图像，可以包含边界线或者边界特征等等，以供后续部分分析使用，其中的边界线或者边界特征可以是人眼可以看见的实线，也可以是人眼无法看见而仅供拼接式扫描成像设备上的拍摄装置拍摄用于进行机器视觉或者其他方式进行识别，识别的具体过程在此就不再赘述。

S2、通过所述拍摄装置拍摄所有对准图像形成的拼接图像，并检测所述拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值；通过机器视觉或者计算机视觉即能够确定拼接图像的拼接缺陷；具体的，通过拍摄装置如摄像头等拍摄所有对准图像形成的拼接图像，再通过机器视觉或者其他方式进行识别，检测所有对准图像形成的拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值。

S3、在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号。

S4、根据所述调整信号对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得所述拼接缝隙或所述图像重叠区域小于所述预设值。

由于采用了通过拍摄装置拍摄所有光纤扫描显示装置输出的对准图像，并且根据对准图像之间的拼接缺陷，来控制位置调节装置对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得拼接缺陷小于预设值的技术方案，在光纤扫描显示装置阵列中所有光纤扫描显示装置投射需要进行拼接的图像时，这些需要拼接的图像之间的拼接缺陷同样会小于预设值，所以使得拼接式扫描成像设备投射出的图像能够呈现良好的拼接效果，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

作为优选的，所述的步骤S1中，控制所有光纤扫描显示装置输出对准图像时，各光纤扫描显示装置输出的光线均为不可见光，从而使得调整过程是一种视觉不可见的过程，减少对用户注意力的影响。

在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号包括：根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号；和/或

根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号。

本发明第二方面提供一种拼接式扫描成像设备的调整方法，所述拼接式扫描成像设备包括拍摄装置、呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置，所述的光纤扫描显示装置中至少有一个光纤扫描显示装置设置有用于调节该光纤扫描显示装置位置及出射角度的位置调节装置，所述的调整方法包括：

S1：控制所有光纤扫描显示装置输出对准图像；

S2：通过所述拍摄装置拍摄所有对准图像形成的拼接图像，并检测所述拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值；

S3：在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号；

S4：根据所述调整信号对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得所述拼接缝隙或所述图像重叠区域小于所述预设值。

作为优选的，所述的步骤S1中，控制所有光纤扫描显示装置输出对准图像时，各光纤扫描显示装置输出的光线均为不可见光，从而使得调整过程是一种视觉不可见的过程，减少对用户注意力的影响。

在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号包括：根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号；和/或

根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：通过位置调节装置对对应的光纤扫描显示装置的位置及出射角度进行调节，使得拼接缺陷小于预设值，进而使得拼接式扫描成像设备投射出的图像能够呈现良好的拼接效果，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

通过采用拍摄装置拍摄所有光纤扫描显示装置输出的对准图像，并且根据对准图像之间的拼接缺陷，来控制位置调节装置对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得拼接缺陷小于预设值，进一步提高了装置的智能化，而无需用户动手操作调整。

附图说明

图1为本发明拼接式扫描成像设备的一种实施例的结构示意图；

图2为光纤扫描显示装置的一种实施例的结构示意图；

图3为位移组件的一种实施例的结构示意图；

图4为图3所示位移组件的第一滑座与第一底座之间配合结构示意图；

图5为图3所示位移组件的第二滑座与第一滑座之间配合结构示意图；

图6为旋转组件的一种实施例的结构示意图；

图7为图6所示旋转组件的转盘与第二底座之间配合结构示意图；

图8为图6所示旋转组件的第四驱动装置的结构示意图；

图9为旋转组件的另一种实施例的结构示意图；

图10为图9所示旋转组件的第一旋转臂与第五驱动装置安装结构的结构示意图；

图11为位置调节装置的一种实施例的结构示意图；

图12为调节按键与位置调节装置连接结构示意图；

图13为本发明拼接式扫描成像设备的一种实施例的结构框图。

图14光纤扫描显示装置输出对准图像后得到的具有拼接缺陷的拼接图像示意图；

图15为对光纤扫描显示装置的位置进行调整之后的对准图像拼接成的图像示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种拼接式扫描成像设备，包括呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置1，所述的光纤扫描显示装置1中至少有一个光纤扫描显示装置1设置有用于调节该光纤扫描显示装置1位置及出射角度的位置调节装置2。

在控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置1输出对准图像之后，所有对准图像形成的拼接图像即可能会出现图像倾斜或者中心偏离等拼接缺陷。

在实际使用过程中，扫描光纤阵列中各个光纤扫描显示装置1到同一投影屏幕的距离基本相同，设置有位置调节装置2的光纤扫描显示装置1通过位置调节装置2可以调节其所在的位置及出射角度，从而能够很方便地对其投射出的图像进行位置调整，使得拼接式扫描成像设备能够投射出拼接效果良好的图像，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

优选的，如图2所示，所述的光纤扫描显示装置1包括基座101、扫描致动器102和光纤103，光纤103以悬臂支撑的方式与扫描致动器102固定连接，光纤103连接光源。对于设置有位置调节装置2的光纤扫描显示装置1，光纤扫描显示装置1的基座101与位置调节装置2固定连接，以由位置调节装置2调节基座101的位置，进而实现对光纤扫描显示装置1的位置调节。

可选的，所述的各光纤扫描显示装置1在一个基板3上呈阵列布设，对于设置有位置调节装置2的光纤扫描显示装置1，该光纤扫描显示装置1的位置调节装置2固定安装于所述基板3上；对于未设置位置调节装置2的光纤扫描显示装置1，该光纤扫描显示装置1的基座101固定安装于所述基板3上。

进一步优选的，任意相邻的两个光纤扫描显示装置1中至少有一个光纤扫描显示装置1设置有位置调节装置2。

作为优选的，各光纤扫描显示装置1朝大致同一个方向出射图像，以在一个投影面上形成完整图像。所述的各光纤扫描显示装置1朝大致同一个方向出射图像，是指受各光纤扫描显示装置1的成像位置不同的影响，各光纤扫描显示装置1的出射方向会存在很小的夹角，但大致方向都是朝向投影面出射图像的。

进一步优选的，所述的光纤扫描显示装置1的布设面平行于投影面，光纤扫描显示装置1在所述布设面上呈阵列排布，如矩形阵列、圆形阵列等。位置调节装置2驱动与之对应的光纤扫描显示装置1沿光纤扫描显示装置1布设面移动和/或驱动与之对应的光纤扫描显示装置1绕平行于光纤扫描显示装置1布设面的轴旋转。具体来说，位置调节装置2驱动与之对应的光纤扫描显示装置1沿一个轴移动或沿两个互不平行的轴移动，这些轴均平行于光纤扫描显示装置1的布设面，从而可以在不改变光纤扫描显示装置1出射角度的基础上调整该光纤扫描显示装置1与相邻光纤扫描显示装置1间的间距，进而可以调节光纤扫描显示装置1出射图像的成像位置；同时，位置调节装置2还可以驱动与之对应的光纤扫描显示装置1沿一个轴旋转或沿多个互不平行的轴旋转。优选的，所述的轴均平行于光纤扫描显示装置1的布设面，从而可以相对于投影平面调节光纤扫描显示装置1的俯仰角度和左右偏转角度(以光纤扫描显示装置1的出射方向为前)。当然，所述的轴也可不平行于光纤扫描显示装置1的布设面，如垂直于布设面，则光纤扫描显示装置1绕轴的旋转动作可以实现光纤扫描显示装置1投出图像在投影面上的旋转。

光纤扫描显示装置1的数量可以为不少于两个的任意多个，一些实施例中，如图1所示，扫描光纤扫描显示装置阵列中包括8个光纤扫描显示装置1，呈2*4的阵列布设，8个光纤扫描显示装置1中可以有部分光纤扫描显示装置1设置有位置调节装置2，也可以全部光纤扫描显示装置1都设置有位置调节装置2。在实际应用中，扫描光纤扫描显示装置阵列中有n(1≤n≤8)个光纤扫描显示装置1设置有位置调节装置2时，这部分设置有位置调节装置2的光纤扫描显示装置1可以以没有设置位置调节装置2的光纤扫描显示装置1的位置为基准进行位置调节，在全部光纤扫描显示装置1都设置有位置调节装置2时，可以任意选择或者随机选择其中的光纤扫描显示装置1所在的位置，或者选择合适的位置作为基准位置进行调节。

更为优选的是，所述的光纤扫描显示装置1中具有一个或多个基准光纤扫描显示装置101，所述的光纤扫描显示装置1中除去该基准光纤扫描显示装置101之外的其余光纤扫描显示装置102中均设置有位置调节装置2。

例如，将以位于光纤扫描显示装置阵列正中心位置的两个光纤扫描显示装置没有设置位置调节装置2，也即将该位于扫描光纤扫描显示装置阵列正中心的两个光纤扫描显示装置1作为基准光纤扫描显示装置101。可以看出，由于基准光纤扫描显示装置101的位置固定，所以四周的光纤扫描显示装置102在位置调整时会根据基准光纤扫描显示装置101的位置进行调整，这样，在基准光纤扫描显示装置101位于扫描光纤扫描显示装置阵列的正中心时，各个光纤扫描显示装置102的移动距离最短。当然了，在其他实施例中，基准光纤扫描显示装置101可以不选择处于光纤扫描显示装置阵列正中心的光纤扫描显示装置，而是可以根据实际情况进行设置，以满足实际情况的需要，不做限制。

在具体实施过程中，位置调节装置2具体可以是直线电机式的微位移机构、机械传动式的微位移机构、扭转摩擦式的微位移机构、弹性变形式的微位移调节机构、压电元件与电致伸缩式的微位移机构、热变形式微位移机构或磁致伸缩式的微位移机构等等，在此不做限制，本领域所属的技术人员可以根据实际情况，选择合适的微位移机构，以满足实际情况的需要。

作为优选的，所述的位置调节装置2包括驱动光纤扫描显示装置1移动的位移组件21和/或驱动光纤扫描显示装置1旋转的旋转组件22。

作为优选的，所述的位移组件21驱动光纤扫描显示装置1在光纤扫描显示装置1的布设面上移动。

作为优选的，所述的旋转组件22驱动光纤扫描显示装置1绕至少一个轴的轴心旋转。

进一步优选的，所述的位置调节装置2同时具有旋转组件22和位移组件21。可选的，旋转组件22安装于位移组件21上，由位移组件21驱动旋转组件22进行平移动作，光纤扫描显示装置1安装于旋转组件22上，由旋转组件22驱动光纤扫描显示装置1旋转；也可以位移组件21安装于旋转组件22上，光纤扫描显示装置1安装于位移组件21上，由旋转组件22驱动位移组件21旋转，由位移组件21驱动光纤扫描显示装置1平移。

以光纤扫描显示装置1安装于旋转组件22上为例，旋转组件22驱动光纤扫描显示装置1旋转，以调整光纤扫描显示装置1的出射角度，位移组件21驱动旋转组件22移动，进而带动光纤扫描显示装置1平移以调整光纤扫描显示装置1的成像位置。作为优选的，所述的位移组件22驱动光纤扫描显示装置1在光纤扫描显示装置1的布设面上移动。进一步的，作为优选的实施例，如图3、图4和图5所示的一种位移组件21的实施例，所述的位移组件21包括第一底座211、第一滑座212和第二滑座213，第一底座211上设置有沿第一方向延伸的第一滑轨214，第一滑座212滑动安装于第一滑轨214上，第一滑座212上设置有沿第二方向延伸的第二滑轨215，第二滑座213滑动安装于第二滑轨215上，所述的位移组件21还包括驱动第一滑座212沿第一滑轨214滑动的第一驱动装置216和驱动第二滑座213沿第二滑轨215滑动的第二驱动装置217，所述的光纤扫描显示装置1安装于第二滑座213上。优选的，光纤扫描显示装置1通过旋转组件22安装于第二滑座213上，即旋转组件22固定安装于第二滑座213上，扫描显示装置安装于旋转组件22上。

可选的，如图4所示，所述的第一驱动装置216包括第一驱动电机2161和齿轮齿条传动结构。进一步，所述的第一驱动电机2161固定安装于第一滑座212上，所述的齿轮齿条传动结构包括固定安装于第一驱动电机2161的电机轴上的第一齿轮2162和固定设置于第一底座211上的第一齿条2163，第一齿条2163与第一滑轨214相平行，第一齿轮2162与第一齿条2163相啮合。

可选的，如图5所示，所述的第二驱动装置217包括第二驱动电机2171和齿轮齿条传动结构。进二步，所述的第二驱动电机2171固定安装于第二滑座213上，所述的齿轮齿条传动结构包括固定安装于驱动电机的电机轴上的第二齿轮2172和固定设置于第二底座222上的第二齿条2173，第二齿条2173与第二滑轨215相平行，第二齿轮2172与第二齿条2173相啮合。

进一步可选的，如图6、图9所示分别给出了一种旋转组件22的实施例，所述的旋转组件22包括驱动臂221，驱动臂221可绕至少一个转轴的轴心旋转的安装于位移组件21上，所述的转轴中至少有一个不垂直于光纤扫描显示装置1的布设面，光纤扫描显示装置1安装于驱动臂221上。

进一步可选的，如图6、7、8所示的一种旋转组件22的实施例，所述的旋转组件22包括第二底座222、转盘223和驱动臂221，第二底座222固定安装于位移组件21上，并由位移组件21驱动第二底座222在光纤扫描显示装置1的布设面上移动，转盘223通过第一转轴的轴心旋转安装于第二底座222上，第一转轴垂直于光纤扫描显示装置1的布设面，驱动臂221通过第二转轴的轴心旋转安装于转盘223上，第二转轴与第一转轴互不平行，所述的旋转组件22还包括驱动转盘223绕第一转轴的轴心旋转的第三驱动装置224和驱动驱动臂221绕第二转轴的轴心旋转的第四驱动装置225。

进一步优选的，如图7所示，所述的第三驱动装置224包括固定设置于第二底座222上的电机2241，电机2241的电机轴安装有驱动齿轮2242，第二转轴的轴心旋转安装于第二底座222上，第二转轴上固定安装有与驱动齿轮2242相啮合的从动齿轮2243，转盘223与第二转轴固定连接。

进一步优选的，如图8所示，所述的第四驱动装置225为电动伸缩杆，电动伸缩杆一端铰接于转盘223上，电动伸缩杆的另一端铰接于驱动臂221上，电动伸缩杆的伸缩驱动驱动臂221沿第二转轴正向旋转或反向旋转。进一步可选的，所述的电动伸缩杆包括外管2251和内杆2252，外管2251滑动套装于内杆2252外，所述的外管2251上安装有驱动电机2253，驱动电机2253的电机轴固定安全有驱动齿轮2254，内杆2252上固定设置有平行于内杆2252延伸方向的齿条2255，驱动齿轮2254与齿条2255相啮合，从而由驱动电机2253驱动内杆2252相对于外管2251做伸缩运动。

可选的，如图9所示的另一种旋转组件22的实施例，所述的旋转组件22包括第二底座222、第一旋转臂226和驱动臂221，所述的第一旋转臂226的一端可绕第三转轴的轴心旋转的安装于第二底座222，驱动臂221可绕第四转轴的轴心旋转的安装于第一旋转臂226的另一端，第三转轴与第四转轴互不平行，所述的旋转组件22还包括驱动第一旋转臂226绕第三转轴的轴心旋转的第五驱动装置227和驱动驱动臂221绕第四转轴的轴心旋转的第六驱动装置228。

进一步优选的，如图9、图10所示，所述的第五驱动装置227为固定于第二底座222上的驱动电机，驱动电机的电机轴与第一旋转臂226固定连接，从而该驱动电机驱动第一旋转臂226绕电机轴旋转；同样结构的，所述的第六驱动装置228为固定于第一旋转臂226的另一端的驱动电机，驱动臂221与该驱动电机的电机轴固定连接，从而该驱动电机驱动驱动臂221绕电机轴旋转。

可选的，另一类位置调节装置的实施例中，所述的位移组件21为三轴位移单元31，所述的旋转组件22为三轴旋转单元32，其中，三轴位移单元31可以在三个相互垂直的方向带动光纤扫描显示装置1进行位移，三轴旋转单元32可以带动光纤扫描显示装置1分别绕三个相互垂直的轴旋转。

进一步优选的，如图11所示的一种位置调节装置的实施例，所述的位置调节装置包括三轴位移单元31和三轴旋转单元32，三轴旋转单元32设置在三轴位移单元31上，其中，三轴位移单元31可以在三个相互垂直的方向带动三轴旋转单元32进行位移，三轴旋转单元32可以带动光纤扫描显示装置1分别绕三个相互垂直的轴进行旋转。

进一步的，所述的三轴位移单元31包括可沿x轴滑动地安装于底座301上的第一滑动组件302、可沿y轴滑动地安装于第一滑动组件302上的第二滑动组件303、固定安装于第二滑动组件303上且可沿z轴伸缩的第三轴位移组件304，所述的三轴旋转单元包括可绕z轴旋转地安装于底座305上的第一旋转组件306、可绕x轴旋转地安装于第一旋转组件306上的第二旋转组件307和可绕y轴旋转地安装于第二旋转组件307上的第三旋转组件308。底座305固定安装于第三轴位移组件304上，光纤扫描显示装置1固定安装于第三旋转组件308上。当然，所述的三轴位移单元31还包括驱动第一滑动组件302沿x轴滑动的第一驱动装置、驱动第二滑动组件沿y轴滑动的第二驱动装置和驱动第三轴位移组件304伸缩的第三驱动装置，所述的三轴旋转组件304还包括驱动第一旋转组件306绕z轴旋转的第四驱动装置、驱动第二旋转组件307绕x轴旋转的第五驱动装置和驱动第三旋转组件308绕y轴旋转的第六驱动装置，上述驱动装置及传动方式均可从现有常规驱动装置中进行选择，如电机、气缸、压电元件、磁致伸缩元件、热变形元件、弹性变形元件等，传动方式如齿轮传动、链条传动、传送带传动、弹簧传动等。上述驱动装置未在附图中示出，但驱动装置的选择及设置以满足本技术方案实施，对于本领域技术人员为技术常识。

在具体实施过程中，可选的，如图12所示，所述的拼接式扫描成像设备还设置有调节按键，该调节按键与拼接式扫描成像设备中所有的位置调节装置相连，从而便于用户通过调节按键来控制位置调节装置，例如可以控制位置调节装置中的位移组件21带动光纤扫描显示装置1进行左右、上下或者前后移动，当然，还可以控制位置调节装置中的旋转组件22带动光纤扫描显示装置1进行旋转。

在具体实施过程中，当仅有一个光纤扫描显示装置1设置有位置调节装置时，仅需要设置单纯对该光纤扫描显示装置1进行位置调节的调节按键即可，当设置有位置调节装置的光纤扫描显示装置1的数量大于等于2时，调节按键需要设置选择子按键和调节子按键，这样，可以通过选择子按键来选择需要进行位置调节的光纤扫描显示装置1，再通过调节子按键来对已被选中的光纤扫描显示装置1对应的位置调节装置进行控制，对对应的光纤扫描显示装置1进行位置和旋转方向等调节。在实际应用中，调节按键中的键位设置以及各个键位的功能设置在此不做限制，以满足实际应用的需求为准。

在上述部分中，介绍了通过调节按键来控制位置调节装置带动对应的光纤扫描显示装置1进行位移的技术方案，在接下来的部分中，将介绍通过机器视觉或者计算机视觉的方式，控制位置调节装置带动对应的光纤扫描显示装置1进行调整的技术方案。

进一步优选的，如图13所示，所述的拼接式扫描成像设备还包括拍摄装置、处理器和可读存储介质，处理器分别与拍摄装置、可读存储介质、各光纤扫描显示装置1和各位置调节装置2相连，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：

S1、控制所有光纤扫描显示装置1输出对准图像，对准图像是指便于拼接式扫描成像设备进行对准的图像，可以包含边界线或者边界特征等等，以供后续部分分析使用，其中的边界线或者边界特征可以是人眼可以看见的实线，也可以是人眼无法看见而仅供拼接式扫描成像设备上的拍摄装置拍摄用于进行机器视觉或者其他方式进行识别，识别的具体过程在此就不再赘述。例如，如图14、15所示，标定图像包括四个角落以及中心的5个对准标记“+”，当然，标定图像还包括用于表明自身由哪一根光纤投射而成的标记序号，在本实施例中，标记序号为“A-G”，在其他实施例中，还可以为阿拉伯数字或者罗马数字等等。

在实际应用中，本领域所属的技术人员还可以将对准图像结合至拼接式扫描成像设备的开机画面或者其他画面，以避免仅包括边界线或者边界特征的对准图像给用户带来的单调感。在控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置1输出对准图像之后，所有对准图像形成的拼接图像即可能会出现图像倾斜或者中心偏离等拼接缺陷。

S2、通过所述拍摄装置拍摄所有对准图像形成的拼接图像，并检测所述拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值；例如可以是通过摄像头来拍摄S1中的所有标定图像，当然摄像头的具体参数如分辨率、色彩空间、帧率、感光部件或者镜头焦距等等以满足后续机器视觉或计算机视觉进行识别的需要为准，在此不做限制；通过机器视觉或者计算机视觉，即能够确定拼接图像的拼接缺陷；通过拍摄装置如摄像头等拍摄所有对准图像形成的拼接图像，再通过机器视觉或者其他方式进行识别，检测所有对准图像形成的拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值，其中预设值可以是由本领域所属的技术人员根据对准图像的尺寸和分辨率，以及用户与投影屏幕之间的距离等等实际情况，所选择的合适数值，以保证用户的观看效果，在此不做限制。在实际应用中，摄像头的具体参数如分辨率、帧率或色彩空间等等以满足实际要求为准，在此不做限制。在实际应用中，可以控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置1同时输出对准图像，拼接式扫描成像设备中的拍摄装置既可以在同一时刻拍摄所有对准图像，当然了，多个光纤扫描显示装置1也可以按照一定的顺序先后输出对准图像，拍摄装置持续进行拍摄，这样也能够拍摄所有对准图像，在此不做限制。

S3、在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号。

S4、根据所述调整信号对对应的光纤扫描显示装置1的位置进行调节，使得所述拼接缝隙或所述图像重叠区域小于所述预设值。

预设值的数值当然是越小越好，但越小意味着对拼接式扫描成像设备中硬件的要求如位置调节装置2的精度、摄像装置的识别精度等等越高，因此预设值以满足实际要求为准，在此不做限制；请参考图14、图15，图14为未调整之前，步骤S1中所有光纤扫描显示装置1输出对准图像后得到的具有拼接缺陷的拼接图像示意图，根据S2中确定的拼接缺陷，调整相应的光纤扫描显示装置1的位置之后，呈现拼接效果良好的图像，如图15所示，为本发明实施例提供的对光纤扫描显示装置1的位置进行调整之后的对准图像的示意图。

可以看出，由于采用了通过拍摄装置拍摄所有光纤扫描显示装置1输出的对准图像，并且根据对准图像之间的拼接缺陷，来控制位置调节装置2对对应的光纤扫描显示装置1的位置进行调节，使得拼接缺陷小于预设值的技术方案，在光纤扫描显示装置1阵列中所有光纤扫描显示装置1投射需要进行拼接的图像时，这些需要拼接的图像之间的拼接缺陷同样会小于预设值，所以使得拼接式扫描成像设备投射出的图像能够呈现良好的拼接效果，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

一个可能的控制位置调节装置对对应的光纤的位置进行调节的方式为：先对与基准光纤扫描显示装置101投射出的标定图像直接接触的标定图像对应的光纤扫描显示装置102的位置进行调节。在本实施例中，基准光纤扫描显示装置101投射出的标定图像为B和F，先控制位置调节装置对标定图像“A”、标定图像“E”、标定图像“C”和标定图像“G”对应的光纤扫描显示装置102的位置进行调节，具体是控制对应的光纤扫描显示装置102的位置调节装置，以实现光纤扫描显示装置102的位移以及旋转，即通过前述部分介绍的三轴位移单元和旋转单元实现；然后，再控制位置调节装置对剩余的标定图像对应的光纤扫描显示装置102的位置进行调节，在本实施例中，是控制位置调节装置对标定图像“D”、标定图像“H”对应的光纤扫描显示装置102的位置进行调节，这样即完成了整个调整过程。当然，在实际应用中，本领域所属的技术人员还能够实际情况，选择其他合适的方式，以满足实际情况的需要。

作为优选的，所述的步骤S1中，控制所有光纤扫描显示装置1输出对准图像时，各光纤扫描显示装置1输出的光线均为不可见光，从而使得调整过程是一种视觉不可见的过程，减少对用户注意力的影响。

在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号包括：根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号；和/或

根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号。

进一步的，所述根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号，具体为：

根据对准图像的倾斜角度，控制对应的光纤扫描显示装置1的位置调节装置2使该光纤扫描显示装置1沿所述倾斜角度的反方向偏转，且反方向偏转的角度等于所述倾斜角度。

所述根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号，具体为：

根据所述中心偏离量，控制对应的光纤扫描显示装置1的位置调节装置2使该光纤扫描显示装置1沿所述中心偏离量的反方向进行位移，且反方向位移的位移量等于所述中心偏离量的位移量。

本发明实施例第二方面提供一种拼接式扫描成像设备的调整方法，所述拼接式扫描成像设备包括拍摄装置、呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置1，所述的光纤扫描显示装置1中至少有一个光纤扫描显示装置1设置有用于调节该光纤扫描显示装置1位置及出射角度的位置调节装置2，所述的调整方法包括：

S1：控制所有光纤扫描显示装置1输出对准图像；

S2：通过所述拍摄装置拍摄所有对准图像形成的拼接图像，并检测所述拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值；

S3：在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号；

S4：根据所述调整信号对对应的光纤扫描显示装置1的位置进行调节，使得所述拼接缝隙或所述图像重叠区域小于所述预设值。

在S1中，控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置1输出对准图像，对准图像是指便于拼接式扫描成像设备进行对准的图像，可以包含边界线或者边界特征等等，以供后续部分分析使用，其中的边界线或者边界特征可以是人眼可以看见的实线，也可以是人眼无法看见而仅供拼接式扫描成像设备上的拍摄装置拍摄用于进行机器视觉或者其他方式进行识别，识别的具体过程在此就不再赘述。在实际应用中，本领域所属的技术人员还可以将对准图像结合至拼接式扫描成像设备的开机画面或者其他画面，以避免仅包括边界线或者边界特征的对准图像给用户带来的单调感。

在S2中，在通过S1控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置1输出对准图像之后，例如可以是通过摄像头来拍摄S1中的所有标定图像，当然摄像头的具体参数如分辨率、色彩空间、帧率、感光部件或者镜头焦距等等以满足后续机器视觉或计算机视觉进行识别的需要为准，在此不做限制；通过机器视觉或者计算机视觉，即能够确定拼接图像的拼接缺陷。即可以通过拍摄装置如摄像头等拍摄所有对准图像形成的拼接图像，再通过机器视觉或者其他方式进行识别，检测所有对准图像形成的拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值，其中预设值可以是由本领域所属的技术人员根据对准图像的尺寸和分辨率，以及用户与投影屏幕之间的距离等等实际情况，所选择的合适数值，以保证用户的观看效果，在此不做限制。在实际应用中，摄像头的具体参数如分辨率、帧率或色彩空间等等以满足实际要求为准，在此不做限制。

在实际应用中，可以控制拼接式扫描成像设备中所有光纤扫描显示装置1同时输出对准图像，拼接式扫描成像设备中的拍摄装置既可以在同一时刻拍摄所有对准图像，当然了，多个光纤扫描显示装置1也可以按照一定的顺序先后输出对准图像，拍摄装置持续进行拍摄，这样也能够拍摄所有对准图像，在此不做限制。

预设值的数值当然是越小越好，但越小意味着对拼接式扫描成像设备中硬件的要求如位置调节装置2的精度、摄像装置的识别精度等等越高，因此预设值以满足实际要求为准，在此不做限制；请参考图15，图15为本发明实施例提供的对光纤扫描显示装置的位置进行调整之后的对准图像的示意图，根据S2中确定的拼接缺陷，调整相应的光纤扫描显示装置1的位置之后，呈现拼接效果良好的图像。

可以看出，由于采用了通过拍摄装置拍摄所有光纤扫描显示装置1输出的对准图像，并且根据对准图像之间的拼接缺陷，来控制位置调节装置2对对应的光纤扫描显示装置1的位置进行调节，使得拼接缺陷小于预设值的技术方案，在光纤扫描显示装置1阵列中所有光纤扫描显示装置1投射需要进行拼接的图像时，这些需要拼接的图像之间的拼接缺陷同样会小于预设值，所以使得拼接式扫描成像设备投射出的图像能够呈现良好的拼接效果，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

作为优选的，所述的步骤S1中，控制所有光纤扫描显示装置1输出对准图像时，各光纤扫描显示装置1输出的光线均为不可见光，从而使得调整过程是一种视觉不可见的过程，减少对用户注意力的影响。

在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号包括：根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号；和/或

根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号。

进一步的，所述根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号，具体为：

根据对准图像的倾斜角度，控制对应的光纤扫描显示装置1的位置调节装置2使该光纤扫描显示装置1沿所述倾斜角度的反方向偏转，且反方向偏转的角度等于所述倾斜角度。

所述根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号，具体为：

根据所述中心偏离量，控制对应的光纤扫描显示装置1的位置调节装置2使该光纤扫描显示装置1沿所述中心偏离量的反方向进行位移，且反方向位移的位移量等于所述中心偏离量的位移量。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

通过位置调节装置对对应的光纤扫描显示装置的位置及出射角度进行调节，使得拼接缺陷小于预设值，进而使得拼接式扫描成像设备投射出的图像能够呈现良好的拼接效果，从而减少了用户需要花费的时间与精力。

通过采用拍摄装置拍摄所有光纤扫描显示装置输出的对准图像，并且根据对准图像之间的拼接缺陷，来控制位置调节装置对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得拼接缺陷小于预设值，进一步提高了装置的智能化，而无需用户动手操作调整。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，包括呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置，所述的光纤扫描显示装置中至少有一个光纤扫描显示装置设置有用于调节该光纤扫描显示装置位置及出射角度的位置调节装置。

2.如权利要求1所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，所述的位置调节装置包括驱动光纤扫描显示装置移动的位移组件和/或驱动光纤扫描显示装置旋转的旋转组件。

3.如权利要求2所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，所述的位移组件包括第一底座、第一滑座和第二滑座，第一底座上设置有沿第一方向延伸的第一滑轨，第一滑座滑动安装于第一滑轨上，第一滑座上设置有沿第二方向延伸的第二滑轨，第二滑座滑动安装于第二滑轨上。

4.如权利要求2所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，所述的旋转组件包括驱动臂，驱动臂可绕至少一个转轴的轴心旋转的安装于位移组件上，所述的转轴中至少有一个不垂直于光纤扫描显示装置的布设面，光纤扫描显示装置安装于驱动臂上。

5.如权利要求2所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，所述的位移组件为三轴位移单元，所述的旋转组件为三轴旋转单元，所述的三轴位移单元在三个相互垂直的方向带动光纤扫描显示装置进行位移，所述的三轴旋转单元带动光纤扫描显示装置分别绕三个相互垂直的轴旋转。

6.如权利要5所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，所述的三轴位移单元包括可沿x轴滑动地安装于底座上的第一滑动组件、可沿y轴滑动地安装于第一滑动组件上的第二滑动组件、固定安装于第二滑动组件上且可沿z轴伸缩的第三轴位移组件，

三轴旋转单元包括可绕z轴旋转地安装于底座上的第一旋转组件、可绕x轴旋转地安装于第一旋转组件上的第二旋转组件和可绕y轴旋转地安装于第二旋转组件上的第三旋转组件，

底座固定安装于第三轴位移组件上，光纤扫描显示装置固定安装于第三旋转组件上。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，所述的拼接式扫描成像设备还设置有调节按键，该调节按键与拼接式扫描成像设备中所有的位置调节装置相连。

8.如权利要求1-5中任意一项所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，还包括拍摄装置、处理器和可读存储介质，处理器分别与拍摄装置、可读存储介质、各光纤扫描显示装置和各位置调节装置相连，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被所述处理器执行时，实现以下步骤：

S1、控制所有光纤扫描显示装置输出对准图像；

S2、通过所述拍摄装置拍摄所有对准图像形成的拼接图像，并检测所述拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值；

S3、在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号；

S4、根据所述调整信号对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得所述拼接缝隙或所述图像重叠区域小于所述预设值。

9.如权利要求8所述的一种拼接式扫描成像设备，其特征在于，在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号包括：根据对准图像的倾斜角度，确定对应的倾斜角度调整信号；和/或

根据对准图像的中心偏离量，确定对应的中心位移调整信号。

10.一种拼接式扫描成像设备的调整方法，其特征在于，所述拼接式扫描成像设备包括拍摄装置、呈阵列布设的至少两个光纤扫描显示装置，所述的光纤扫描显示装置中至少有一个光纤扫描显示装置设置有用于调节该光纤扫描显示装置位置及出射角度的位置调节装置，所述的调整方法包括：

S1：控制所有光纤扫描显示装置输出对准图像；

S2：通过所述拍摄装置拍摄所有对准图像形成的拼接图像，并检测所述拼接图像的拼接缺陷是否大于预设值；

S3：在所述拼接缺陷大于预设值时，确定对应的调整信号；

S4：根据所述调整信号对对应的光纤扫描显示装置的位置进行调节，使得所述拼接缝隙或所述图像重叠区域小于所述预设值。