CN109729330B

CN109729330B - 一种高分辨率投影显示装置

Info

Publication number: CN109729330B
Application number: CN201910166504.3A
Authority: CN
Inventors: 吕国皎
Original assignee: Chengdu Technological University CDTU
Current assignee: Shenzhen Litong Information Technology Co ltd
Priority date: 2019-03-06
Filing date: 2019-03-06
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2039-03-06
Also published as: CN109729330A

Abstract

本发明提出了一种高分辨率的投影显示装置。该高分辨率的投影显示装置由光栅幕布、第一投影机、第二投影机、第三投影机、第四投影机及计算机控制系统组成。计算机控制系统可将一幅高清图像按照2×2的像素周期进行采样，并分别由2×2周期中的右上像素、左上像素、右下像素和左下像素形成第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像，并分别送至第一至第四投影机进行投射。所述光栅幕布由透镜阵列及反光散射层组成，可将来自于第一至第四投影机的投射来的第一至第四投影图像成像，并合成为原高清图像。因该装置通过多台投影机共同实现图像投射，显示的图像像素数目为多台投影机之和，故而可实现高分辨率的图像显示。

Description

一种高分辨率投影显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术，更具体地说，本发明涉及投影显示技术。

背景技术

投影显示装置可将图像投影成像于屏幕上，相对于传统的平板显示装置，其在画面尺寸方面具有优势。通常，传统的投影装置只通过单台投影机完成投影，其图像的分辨率由单台投影机的分辨率决定。当应用场景需要实现高分辨率的投影显示时，传统的投影装置将会遇到瓶颈。因此，本发明提出了一种高分辨的投影显示装置，该装置通过多台投影机共同实现图像投射，从而可实现高分辨率的图像显示。

发明内容

本发明提出了一种高分辨率投影显示装置。附图1为该高分辨率投影显示装置的结构示意图。该高分辨率的投影装置由光栅幕布、第一投影机、第二投影机、第三投影机、第四投影机及计算机控制系统组成。所述第一投影机、第二投影机、第三投影机和第四投影机排布形成阵列。计算机控制系统可将一幅高清图像按照2×2的像素周期进行采样，并分别由2×2周期中的右上像素、左上像素、右下像素和左下像素形成第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像。所得的第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像分别送至所述第一投影机、所述第二投影机、所述第三投影机和所述第四投影机进行投射。所述第一投影机、所述第二投影机、所述第三投影机和所述第四投影机可以将与之对应的投影图像投射至所述光栅幕布的同一位置。所述光栅幕布由透镜阵列及反光散射层组成。反光散射层具有高反射率和散射特性，并能将入射到其上的光线反射至各个方向。所述透镜阵列上的透镜可将来自于第一投影机、第二投影机、第三投影机和第四投影机的光线分别汇聚于反光散射层的不同位置，并形成第一投影图像光斑、第二投影图像光斑、第三投影图像光斑和第四投影光斑。所述第一投影图像光斑、第二投影图像光斑、第三投影图像光斑和第四投影光斑可经所述透镜阵列成像，形成第一投影图像光斑像、第二投影图像光斑像、第三投影图像光斑像和第四投影光斑像。所述第一投影图像光斑像、第二投影图像光斑像、第三投影图像光斑像和第四投影光斑像按照原高清图像2×2像素周期中的右上像素、左上像素、右下像素和左下像素位置排列，合并形成原高清图像。

优选地，所述第一投影机、所述第二投影机、所述第三投影机和所述第四投影机在所述光栅幕布处投射的图像，其单个像素的尺寸应等于透镜阵列节距。

优选地，所述透镜阵列到所述反光散射层的距离小于透镜焦距，所述第一投影图像光斑、第二投影图像光斑、第三投影图像光斑和第四投影图像光斑可经所述透镜阵列成正立虚像。

可选地，参照所述第一投影机、第二投影机、第三投影机和第四投影机显示原理，计算机系统可设置更多的投影机进行图像投射。

本发明中，由于可以使用多台投影机进行图像显示，故所显示的图像的总像素数目为多台投影机的像素数目之和，相对于传统的仅使用单台投影机的投影装置，本发明可以显著提高图像的分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的光栅幕布的结构示意图。

图3为本发明中投影机在光栅幕布上形成光斑的示意图。

图4为本发明中光斑经透镜在水平方向成虚像的光路原理图。

图5为本发明中光斑经透镜在垂直方向成虚像的光路原理图。

图标：010-高分辨率投影显示装置；100-光栅幕布； 210-第一投影机；220-第二投影机；230-第三投影机；240-第四投影机；300-计算机控制系统；020-光栅幕布结构；110-透镜阵列；120-反光散射层；030-投影机投影光路；111-透镜；410-第一投影图像光斑；420-第二投影图像光斑；430-第三投影图像光斑；440-第四投影图像光斑；040-光斑经透镜在水平方向成虚像光路；510-第一投影图像光斑像；520-第二投影图像光斑像；050-光斑经透镜在垂直方向成虚像光路；540-第四投影图像光斑像。

应该理解上述附图只是示意性的，并没有按比例绘制。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的高分辨率投影显示装置010的结构示意图。图中x坐标表示空间中的水平方向，y坐标表示空间中的垂直方向，z表示与x-y平面垂直的方向。请参照图1，本实施例提供一种高分辨率投影显示装置010，其包括光栅幕布100、第一投影机210、第二投影机220、第三投影机230、第四投影机240及计算机控制系统300。第一投影机210、第二投影机220、第三投影机230和第四投影机240等间距放置，排布形成阵列。

下面对本实施例提供的高分辨率投影显示装置010进行进一步说明。

计算机控制系统300可将一幅高清图像按照2×2的像素周期进行采样，并分别由2×2周期中的右上像素、左上像素、右下像素和左下像素形成第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像。所得的第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像分别送至所述第一投影机210、所述第二投影机220、所述第三投影机230和所述第四投影机240进行投射。

如图2所示，为光栅幕布的结构示意图。光栅幕布100由透镜阵列110及反光散射层120组成。反光散射层120上涂覆有反射材料，并具有凹凸不平的表面，易实现漫反射，能将入射到其上的光线反射至各个方向。

所述第一投影机210、所述第二投影机220、所述第三投影机230和所述第四投影机240可以将与之对应的投影图像投射至所述光栅幕布100的同一位置。所述第一投影机210、所述第二投影机220、所述第三投影机230和所述第四投影机240在所述光栅幕布处投射的图像，其单个像素的尺寸等于透镜阵列节距。

如图3所示，为投影机在光栅幕布上形成光斑的示意图。由于第一投影机210、第二投影机220、第三投影机230和第四投影机240分别处于空间中不同的位置，其发射的光线应当以不同的角度入射至透镜阵列110上的同一个透镜111。由于透镜111对光线的汇聚作用，来自于第一投影机210的光线将形成第一投影图像光斑410；来自于第二投影机220的光线将形成第二投影图像光斑420；来自于第三投影机230的光线将形成第三投影图像光斑430；来自于第四投影机240的光线将形成第四投影图像光斑440。所述四个投影图像光斑互不重叠。

如图4所示，为光斑经透镜在水平方向成虚像的光路原理图。由于反光散射层的作用，第一投影机210和第二投影机220所发射的光线形成第一投影图像光斑410和第二投影图像光斑420后，经反光散射层反射可经透镜111成像。本实施中提供的高分辨率投影显示装置010中，透镜阵列110到反光散射层120的距离小于透镜111焦距f，参照透镜成像原理，第一投影图像光斑410和第二投影图像光斑420可经所述透镜111成正立虚像。光斑所成的第一投影图像光斑像510和第二投影图像光斑像520其水平方向的排布顺序与原高清图像的像素排列顺序相同。

如图5所示，为光斑经透镜在垂直方向成虚像的光路原理图。由于反光散射层的作用，第二投影机220和第四投影机240所发射的光线形成第二投影图像光斑420和第四投影图像光斑440后，经反光散射层反射可经透镜111成像。本实施中提供的高分辨率投影显示装置010中，透镜阵列110到反光散射层120的距离小于透镜111焦距f，参照透镜成像原理，第二投影图像光斑420和第四投影图像光斑440可经所述透镜111成正立虚像。光斑所成的第二投影图像光斑像520和第四投影图像光斑像540其垂直方向的排布顺序与原高清图像的像素排列顺序相同。

按此原理，透镜110上的各透镜111上，其所成的第一投影图像光斑像510和第二投影图像光斑像520、第三投影图像光斑像530和第四投影图像光斑像540依次排列，合并形成原高清图像。

本实施例中，第一投影机210、第二投影机220、第三投影机230和第四投影机240的分辨率为1000×1000，由于可以使用四台投影机同时进行图像显示，故所显示的图像的总像素数目为多台投影机的像素数目之和，其分辨率为2000×2000，相对于传统的仅使用单台投影机的投影装置，本发明可以显著提高图像的分辨率。

Claims

1.一种高分辨率的投影显示装置，其特征在于：该高分辨率的投影显示装置由光栅幕布、第一投影机、第二投影机、第三投影机、第四投影机及计算机控制系统组成，所述第一投影机、第二投影机、第三投影机和第四投影机排布形成阵列，计算机控制系统可将一幅高清图像按照2×2的像素周期进行采样，并分别由2×2周期中的右上像素、左上像素、右下像素和左下像素形成第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像，所得的第一投影图像、第二投影图像、第三投影图像和第四投影图像分别送至所述第一投影机、所述第二投影机、所述第三投影机和所述第四投影机进行投射，所述第一投影机、所述第二投影机、所述第三投影机和所述第四投影机可以将与之对应的投影图像投射至所述光栅幕布的同一位置，所述光栅幕布由透镜阵列及反光散射层组成，反光散射层具有高反射率和散射特性，并能将入射到其上的光线反射至各个方向，所述透镜阵列上的透镜可将来自于第一投影机、第二投影机、第三投影机和第四投影机的光线分别汇聚于反光散射层的不同位置，并形成第一投影图像光斑、第二投影图像光斑、第三投影图像光斑和第四投影光斑，所述第一投影图像光斑、第二投影图像光斑、第三投影图像光斑和第四投影光斑可经所述透镜阵列成像，形成第一投影图像光斑像、第二投影图像光斑像、第三投影图像光斑像和第四投影光斑像，所述第一投影图像光斑像、第二投影图像光斑像、第三投影图像光斑像和第四投影光斑像按照原高清图像2×2像素周期中的右上像素、左上像素、右下像素和左下像素位置排列，合并形成原高清图像，所述第一投影机、所述第二投影机、所述第三投影机和所述第四投影机在所述光栅幕布处投射的图像，其单个像素的尺寸等于透镜阵列节距。

2.如权利要求1所述的一种高分辨率的投影显示装置，其特征在于：所述透镜阵列到所述反光散射层的距离小于透镜焦距，所述第一投影图像光斑、第二投影图像光斑、第三投影图像光斑和第四投影图像光斑经所述透镜阵列成正立虚像。

3.如权利要求1所述的一种高分辨率的投影显示装置，其特征在于：根据所述第一投影机、第二投影机、第三投影机和第四投影机显示原理，计算机系统设置更多的额外投影机进行图像投射。