CN109884853A - 投影系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影系统以及方法，本发明技术方案的投影系统具有投影仪和光调节元件，所述投影仪具有图像处理引擎，所述图像处理引擎用于输出加载有图像信息的光束，所述光调节元件用于调节所述投影仪输出光束在幕布上的照射区域。可见，本发明技术方案可以通过光调节元件调节投影仪输出光束在幕布上的照射区域，从而可以解决由于干涉导致的摩尔纹现象的问题，无需更换幕布或是改造放映室，成本低。

Description

投影系统以及方法

技术领域

本发明涉及投影显示技术领域，更具体的说，涉及一种投影系统以及方法。

背景技术

现有投影系统中，采用的主流投影仪的投影方式包括如下三种方式：DLP(数字光处理器)、LCD(液晶显示屏)以及LCOS(硅基液晶)。

目前影院为了保证整体音效达到放映要求，必须采用有孔幕进行投影显示，这样，会导致无论采用哪种投影方式的投影仪，都很容易出现投影图像具有摩尔纹现象的问题。

而影院通常采用放映室来放置放映机，一旦建设完毕，放映室和幕布的距离相对固定，投影距离也就相对固定。在放映过程中一旦出现摩尔纹现象的问题，不论通过更换幕布或是改造放映室来解决摩尔纹现象的问题，均具有较高的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种投影系统以及方法，无需更换幕布或是改造放映室，即可以解决摩尔纹现象的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种投影系统，所述投影系统包括：

投影仪，所述投影仪具有图像处理引擎，所述图像处理引擎用于输出加载有图像信息的光束；

光调节元件，所述光调节元件用于调节所述投影仪输出光束在幕布上的照射区域。

优选的，在上述投影系统中，所述光调节元件为反射角度可调节的反射镜，通过改变所述反射角度调节所述照射区域。

优选的，在上述投影系统中，所述投影仪输出光束通过镜头照射到所述幕布上；

所述光调节元件位于所述镜头输出光束的照射区域内，用于将所述镜头输出的光束反射到所述幕布上。

优选的，在上述投影系统中，所述投影仪输出光束通过镜头照射到所述幕布上；

所述光调节元件位于集成在所述投影仪内部，所述图像处理引擎输出的光束通过所述光调节元件反射到所述镜头。

优选的，在上述投影系统中，所述光调节元件至少具有两个不同的位置；所述光调节元件能够周期性的在不同位置之间进行切换；

处于不同位置的所述光调节元件使得光束照射到所述幕布的不同区域，形成不同的图像；对于相邻的两个位置，其中一个位置对应的图像的像素覆盖另一个位置对应图像的至少部分像素间隙。

优选的，在上述投影系统中，相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素对角线，或平行于像素行方向，或平行于像素列方向。

优选的，在上述投影系统中，所述光调节元件具有第一位置和第二位置，所述光调节元件在所述第一位置与所述第二位置之间周期性切换；

在所述第一位置下，所述光调节元件用于使得光束照射到所述幕布的第一区域，形成第一图像；

在所述第二位置下，所述光调节元件用于使得光束照射到所述幕布的第二区域，形成第二图像。

优选的，在上述投影系统中，所述光调节元件的位置切换频率等于或是大于投影图像的帧频率相同。

优选的，在上述投影系统中，所述光调元件为振镜、或MEMS工艺反射镜、或音圈电机驱动反射镜。

本发明还提供了一种投影方法，采用上述任一项所述的投影系统进行投影。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供的投影系统以及方法中，投影系统具有投影仪和光调节元件，所述投影仪具有图像处理引擎，所述图像处理引擎用于输出加载有图像信息的光束，所述光调节元件用于调节所述投影仪输出光束在幕布上的照射区域。可见，本发明技术方案可以通过光调节元件调节投影仪输出光束在幕布上的照射区域，从而可以解决由于干涉导致的摩尔纹现象的问题，无需更换幕布或是改造放映室，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为摩尔纹现象的原理示意图；

图2为投影网格成像的原理示意图；

图3为一种有孔幕布的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种投影系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种投影系统的结构示意图；

图6为本发明实施例所述投影系统中光调节元件的调节原理示意图；

图7为本发明实施例提供的一种通过光调节元件调节像素位移消除摩尔纹的原理示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种通过光调节元件调节像素位移消除摩尔纹的原理示意图；

图9为本发明实施例提供的一种光调节元件通过同画面刷新同步方式进行位置切换的原理示意图。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，图1为摩尔纹现象的原理示意图，摩尔纹是一种光学现象，从光学原理上讲，摩尔纹是两条线或是两个物体之间以恒定的角度和频率发生干涉的视觉效果。当人眼无法分辨这两条线或两个物体时，只能看到干涉的花纹，这种光学现象中的花纹就是摩尔纹。

当前主流的投影仪，不论采用DLP(数字光处理器)、LCD(液晶显示屏)以及LCOS(硅基液晶)中的哪一种投影方式，均是通过网格式成像，如图2所示，图2为投影网格成像的原理示意图，每一帧图像具有多个阵列排布的像素点，像素点一般为矩形光斑，相邻像素之间具有像素间隙。

如背景技术所述，影院为了保证整体的音效到达放映要求，必须采用有孔幕布，以便于在幕布后面防止音响，幕布的结构如图3所示，图3为一种有孔幕布的结构示意图。当固定网格状的画面投射到具有周期结构通孔的幕布上时，很容易产生干涉现象，从而导致摩尔纹出现。不论通过更换幕布或是改造放映室来解决摩尔纹现象的问题，均具有较高的成本。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种投影系统以及方法，可以通过光调节元件对投影光束的在幕布上的照射区域进行调节，从而使得投影图像中像素进行移动，在不改变成像质量的前提下，达到改变或是消除像素间隙的目的，消除网格成像方式和有孔幕布之间的光学干涉现象，从而消除放映过程中出现的摩尔纹问题。

参考图4，图4为本发明实施例提供的一种投影系统的结构示意图，该投影系统包括：投影仪11，所述投影仪11具有图像处理引擎111，所述图像处理引擎111用于输出加载有图像信息的光束；光调节元件12，所述光调节元件12用于调节所述投影仪输出光束在幕布13上的照射区域。

在图4所示方式中，所示投影系统包括镜头14，所述投影仪11输出光束通过镜头14照射到所述幕布13上；

所述光调节元件12位于集成在所述投影仪11内部，所述图像处理引擎111输出的光束通过所述光调节元件12反射到所述镜头14，再通过所述镜头出射，照射到所述幕布13上。

本发明实施例中，所述投影系统还可以如图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种投影系统的结构示意图，该投影系统与图4所示方式不同在于将光调节元件12设置在投影仪11的外部的。

具体的，图5所示方式中，所述投影仪11输出光束通过镜头14照射到所述幕布13上；所述光调节元件12位于所述镜头14输出光束的照射区域内，用于将所述镜头14输出的光束反射到所述幕布13上。

可选的，所述光调节元件12为反射角度可调节的反射镜，通过改变所述反射角度调节所述照射区域，其调节原理如图6所示。

参考图6，图6为本发明实施例所述投影系统中光调节元件的调节原理示意图，所述光调节元件12至少具有两个不同的位置；所述光调节元件12能够周期性的在不同位置之间进行切换；处于不同位置的所述光调节元件12使得光束照射到所述幕布13的不同区域，形成不同的图像；对于相邻的两个位置，其中一个位置对应的图像的像素覆盖另一个位置对应图像的至少部分像素间隙，从而可以消除干涉，以消除摩尔纹。一个位置形成的照射区域包括该位置对应的图像。

其中，图6中示出了光调节元件12具有两个位置，位置121和位置122，在位置121时，入射处于位置122的光调节元件12的光束通过实线箭头方式出射，入射处于位置121的光束通过虚线出射。

通过所述光调节元件，可以使得相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素对角线，或平行于像素行方向，或平行于像素列方向，以产生像素位移，消除摩尔纹。

本发明实施例中，优选的设置相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素对角线，这样可以同时遮挡像素行之间的像素间隙和像素列之间的像素间隙，更好的消除摩尔纹。

其他方式中，也可以设置相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素行方向，此时可以遮挡像素列之间的像素间隙，也可以设置相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素列方向，此时可以遮挡像素行之间的像素间隙。

参考图7，图7为本发明实施例提供的一种通过光调节元件调节像素位移消除摩尔纹的原理示意图，所述光调节元件12具有第一位置和第二位置。

所述光调节元件12在所述第一位置与所述第二位置之间周期性切换，在所述第一位置下，所述光调节元件12用于使得光束照射到所述幕布13的第一区域，形成第一图像F1；在所述第二位置下，所述光调节元件12用于使得光束照射到所述幕布13的第二区域，形成第二图像F2。

该方式中，相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素P对角线。通过光调节元件12可以使得幕布13上的投影图像产生像素位移，光调节元件12的运动方向与像素位移的方向相同，图7方式中，光调节元件12的运动方向为像素P对角线的方向，使得像素沿着其对角线方向移动。

本发明实施例中，通过光调节元件12实现像素位移，进而填补了员网格状显示的像素间隙，改变了原网格间隙的频率，可以有效消除网格图像与有孔幕布13之间的干涉，从而消除摩尔纹。该方式填补的是像素间隙，完全不影响成像质量。

如图7所示，通过光调节元件12使得相邻两帧投影图像F1和F2产生像素位移，以消除像素间隙，进而消除摩尔纹。

参考图8，图8为本发明实施例提供的另一种通过光调节元件调节像素位移消除摩尔纹的原理示意图，如果摩尔纹不能完全消除，可以增大调节元件12的转动角度，从而加大像素位移的距离，填补网格显示产生的所有间隙，从而消除摩尔纹。

随着光调节元件12在两个位置的周期性往复运动，投影图像在幕布13的两个区域周期性往复运动。光调节元件12的周期性往复运动可以采用同画面刷新同步方式或是同画面刷新异步方式。

采用同画面刷新同步方式时，所述光调节元件12的位置切换频率与投影图像的帧频率相同，即等于视频刷新频率，采用同画面刷新异步方式时，所述光调节元件12的位置切换频率大于投影图像的帧频率，即大于视频刷新频率。

光调节元件12处于第一位置时，在幕布13的第一区域形成第一图像F1，在画面不刷新的消隐期，光调节元件12切换到第二位置，在幕布13的第二区域形成第二图像F2，利用视觉暂留达到消除像素间隙的目的，进而消除摩尔纹。

需要说明的是，本发明实施例中，光调节元件12不局限于在两个位置之间进行周期性切换，可以在任意多个位置之间进行位置切换，如可以在三个位置之间进行切换。每个位置对应幕布13上一个投影区域，对应一帧投影图像。

光调节元件12通过同画面刷新同步方式进行位置切换时，其驱动原理如图9所示，图9为本发明实施例提供的一种光调节元件通过同画面刷新同步方式进行位置切换的原理示意图，光调节元件12与驱动装置连接，通过驱动装置调节光调节元件12转动以调节像素位移。驱动装置与处理器连接，处理器基于画面同步信号控制驱动装置周期性往复运动，以使得光调节元件12在两个位置的周期性往复运动。

图9所示方式中，光调节元件12为振镜。处理器接收到画面同步信号，在画面刷新过程中发送信号给驱动装置，保证反射镜静止。在画面不刷新的消隐期，发送信号给驱动装置，使得振镜在第一位置切换到第二位置，或从第二位置切换到第一位置。

本发明实施例中，在像素位移方向上，相邻两幅投影图像的移动距离大于位移方向上相邻两个像素之间的像素间隙，且小于位移方向上相邻两个像素的中心距离，在实现较好覆盖像素间隙的同时，避免像素位移距离过大，如可以移动距离为移方向上相邻两个像素之间的像素间隙的两倍，此时可以100％消除摩尔纹。如一般图像在投影仪端11的移动不到1μm，到幕布13上的位移远小于1mm，像素位移幅度和距离较小。光调节元件12通过同画面刷新同步方式进行位置切换，切换频率高，利用人眼视觉暂留，消除像素间隙。故本发明实施例可以实现投影图像在幕布13上高频率、小幅度以及短距离的移动，在人眼远正常观影距离上，人眼分辨率分辨不出如此小幅度和小距离的位移，同时由于位置切换频率等于投影图像的帧频率，通过视觉暂留，人眼不会感觉到画面的抖动，不影响投影图像质量。

本发明实施例中，光调节元件12的两个位置相对转动幅度是可以调节的，这样在调整过程中，可以通过人眼判断是否消除摩尔纹，如最开始调整时，反射镜以一较小的预设摆动角度转动，通常摩尔纹会减轻或是加重，继续加大摆动角度，直到人眼观察不到摩尔纹为止，以此时位置和初始位置作为光调节元件12的两个周期性切换位置，投影显示时，在该两个位置之间周期性切换光调节元件12，与使得相邻两帧投影图像具有像素位移，即可以消除摩尔纹问题，无需调节幕布和放映室，成本低。

光调节元件12的控制方式还可以采用同画面刷新异步方式。此时，光调节元件12以固有频率摆动，投影仪刷新画面可能出现在整个摆动过程中的任意一段时间，由于光调节元件12运动通画面刷新异步，所以长时间来看画面几乎是均匀的分布在光调节元件12往复运动的两个位置之间。该方式下处理器自身激发驱动信号，发送给驱动装置，以驱动光调节元件12往复运动，处理器无需画面同步信号输入。此时，为了达到更好的投影显示效果，设置光调节元件12的位置切换频率大于投影图像的帧频率。

上述以振镜为例说明如何实现调节所述投影仪输出光束在幕布上的照射区域。其他方式中，所述光调元件12还可以为MEMS工艺反射镜、或音圈电机驱动反射镜等高速反射镜结构。

需要说明的是，本发明实施例中，不局限于通过一维反射镜实现方式，通过两维反射镜实现的像素位移方式也在本发明技术方案保护范围之内；像素位移不限于一种位移方向或者轨迹，其他位移轨迹实现的像素间隙消除也在保护范围之内；用于实现像素位移的光调节元件12除了放置在本发明实施例所述位置之外，也可以放置在整个成像光路的任意一个节点，可以放置在投影仪内部，也可以放置在投影仪外部。

基于上述实施例，本发明另一实施例还提供您了一种投影方法，所述投影方法可以采用上述实施例任一方式所述的投影系统进行投影。

本发明实施例所述投影方法的具体实现方式可以参考上述实施例描述，在此不再赘述。

本发明实施例所述投影方法可以通过上述实施例所述投影系统进行投影，可以通过光调节元件调节投影仪输出光束在幕布上的照射区域，从而可以解决由于干涉导致的摩尔纹现象的问题，无需更换幕布或是改造放映室，成本低。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统对应部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种投影系统，其特征在于，所述投影系统包括：

投影仪，所述投影仪具有图像处理引擎，所述图像处理引擎用于输出加载有图像信息的光束；

光调节元件，所述光调节元件用于调节所述投影仪输出光束在幕布上的照射区域。

2.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述光调节元件为反射角度可调节的反射镜，通过改变所述反射角度调节所述照射区域。

3.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影仪输出光束通过镜头照射到所述幕布上；

所述光调节元件位于所述镜头输出光束的照射区域内，用于将所述镜头输出的光束反射到所述幕布上。

4.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述投影仪输出光束通过镜头照射到所述幕布上；

所述光调节元件位于集成在所述投影仪内部，所述图像处理引擎输出的光束通过所述光调节元件反射到所述镜头。

5.根据权利要求1所述的投影系统，其特征在于，所述光调节元件至少具有两个不同的位置；所述光调节元件能够周期性的在不同位置之间进行切换；

处于不同位置的所述光调节元件使得光束照射到所述幕布的不同区域，形成不同的图像；对于相邻的两个位置，其中一个位置对应的图像的像素覆盖另一个位置对应图像的至少部分像素间隙。

6.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，相邻两个位置对应图像在所述幕布上的移动方向平行于像素对角线，或平行于像素行方向，或平行于像素列方向。

7.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述光调节元件具有第一位置和第二位置，所述光调节元件在所述第一位置与所述第二位置之间周期性切换；

在所述第一位置下，所述光调节元件用于使得光束照射到所述幕布的第一区域，形成第一图像；

在所述第二位置下，所述光调节元件用于使得光束照射到所述幕布的第二区域，形成第二图像。

8.根据权利要求5所述的投影系统，其特征在于，所述光调节元件的位置切换频率等于或是大于投影图像的帧频率相同。

9.根据权利要求1-8任一项所述的投影系统，其特征在于，所述光调元件为振镜、或MEMS工艺反射镜、或音圈电机驱动反射镜。

10.一种投影方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的投影系统进行投影。