多投影显示系统和屏幕形成方法

专利名称：多投影显示系统和屏幕形成方法
技术领域：
本发明涉及一种将图像从多个投影仪投影到屏幕上以形成一个屏幕的多投影显示系统，以及一种屏幕形成方法。
背景技术：
作为一种大型投影显示器，已知一种多投影显示系统，将图像从多个投影仪投影到屏幕上，并连接投影图像以形成一个屏幕。在这种多投影显示系统中，从多个投影仪投影到屏幕的图像的位置精度极大地影响了整个投影图像的质量。例如，当投影图像位置移位时，在投影到屏幕上的图像之间会形成不连续的接合， 或相邻图像的边缘会彼此重叠，从而引起显示质量的极大恶化。为了解决该问题，例如，专利文献1讨论了一种通过以下方式来检测每个投影仪的投影图像的位置的方法产生测试图像，所述测试图像具有与相邻图像重叠的区域；禁止从相邻投影仪同时投影测试图像，从而投影不会彼此干扰的多个图像；以及通过测量摄像机捕获并分析多个投影的测试图像。专利文献2讨论了一种方法当两个投影仪以适当的位置关系投影测试图像时， 产生在测试图像的重叠区域中出现预定特征图案的测试图像；根据与投影图像相关的数据来计算与特征图案相关联的估计值，所述投影图像是通过由摄像机在屏幕上捕获测试图像来获取的；以及根据估计值来调整投影仪的投影图像的位置。然而，背景技术中的多投影显示系统通过使用测试图像来调整从每一个投影仪投影到屏幕上的图像的位置。这使得不能实时地调整从每一个投影仪投影的图像的位置。已有技术文献专利文献专利文献1 日本专利待审公开No. 2003-315914专利文献2 日本专利待审公开No. 2007-16646
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种多投影显示系统以及一种屏幕形成方法，无需用于调整图像位置的测试图像，并且能够调整从每一个扫描投影仪投影的图像的位置。解决技术问题的方案为了实现本发明典型方面的目的，一种多投影显示系统，其中多个二维扫描投影仪将方形图像投影到屏幕上，屏幕上的多个投影图像相连以形成一个屏幕，所述多投影显示系统包括多个摄像机，被安装在用于捕获预定顶点区域的图像的位置上并捕获顶点区域的图像，所述顶点区域包括投影图像的顶点；图像捕获定时控制单元，控制多个摄像机在预定时间段期间捕获屏幕上的图像，所述预定时间段包括投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行；顶点位置检测单元，从与多个摄像机捕获的多个图像相关的数据中检测投影图像的顶点，并输出指示了顶点的位置的图像边缘数据；以及投影仪控制单元，当投影图像的顶点从预设参考位置移位时，调整二维扫描投影仪的扫描范围，以便顶点能够与参考位置相匹配。一种用于多投影显示系统的屏幕形成方法，在所述多投影显示系统中，多个二维扫描投影仪将方形图像投影到屏幕上，屏幕上的多个投影图像相连以形成一个屏幕，所述屏幕形成方法包括由多个摄像机在预定时间段期间捕获预定顶点区域的图像，所述顶点区域包括投影图像的顶点，所述预定时间段包括投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行；由控制单元根据与多个摄像机捕获的多个图像相关的数据来检测投影图像的顶点；以及当投影图像的顶点从预设参考位置移位时，控制单元调整二维扫描投影仪的扫描范围，以便顶点能够与参考位置相匹配。


图1是示出了根据本发明的多投影显示系统的整个画面的示意图。图2是示出了根据第一典型实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。图3是示出了根据本发明的多投影显示系统的处理过程的流程图。图4示出了各示出图1所示的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。图5示出了各示出根据第二典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。图6示出了各示出根据第三典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。图7示出了根据第四典型实施例的多投影显示系统的配置示例的示意图。图8示出了各示出根据第四典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。图9示出了各示出根据第五典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。图10示出了各示出根据第六典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。
具体实施例方式接下来参考附图来描述本发明。下文中，使用后方投影型(rear-projection-type)投影仪的配置示例来描述根据本发明的多投影显示系统，所述后方投影型投影仪包括多个激光投影仪，用于通过水平和垂直地扫描投影到屏幕上的三色(即，R(红色)、G(绿色)和B(蓝色))激光束来形成方形图像。可以将本发明应用到使用二维扫描投影仪(即，简单的扫描投影仪)的配置中， 用于通过使用例如LED (发光二极管)或其他光源来在屏幕上形成图像。因此，光源的类型不限于激光束。不限于后方投影型投影仪，本发明可以应用于将图像从正面投影到屏幕上的前投影型投影仪。例如，日本专利待审公开No. 2005-18040中描述了一种激光投影仪的配置。以下通过使用其中四个扫描投影仪后方投影图像以在屏幕上形成一个屏幕的示例来描述每一个典型实施例。然而，用于形成屏幕的投影仪的数目不限于四个。只要等于或大于二，可以使用任意数目的投影仪。(第一典型实施例)图1是示出了根据第一典型实施例的多投影显示系统的整个画面的示意图。图2 是示出了根据第一典型实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。如图1所示，例如，根据第一典型实施例的多投影显示系统被配置成四个扫描投影仪Pl到P4在屏幕10上后方投影方形图像以形成一个图像。将多个摄像机安装在屏幕10的后面侧以检测从扫描投影仪Pl到P4投影的图像的位置。定位摄像机以捕获包括方形图像的顶点在内的预定区域的图像。在图1中，设置九个摄像机C1-C9以捕获被划分为顶点附近的四个图像的投影图像。在图1中，由方形虚线环绕的区域来指示摄像机能够捕获的区域(图像捕获区域)的图像。在以下描述的图4-6 以及图8-10中，由屏幕上的方形虚线环绕的区域指示了摄像机的图像捕获区域。如图2所示，根据第一典型实施例的多投影显示系统包括多个(图2中是4个) 扫描投影仪Pl到P4 ；多投影仪控制单元2，控制扫描投影仪Pl到P4的操作；摄像机Cl到 C9，捕获从扫描投影仪Pl到P4投影的图像的顶点附近的部分；以及图像处理电路4，处理与摄像机Cl到C9捕获的图像相关的数据。扫描投影仪Pl到P4中的每一个包括激光光源(未示出)；调制器11，根据与扫描位置相对应的视频信号来调制从光源发射的激光束的强度；水平扫描反射镜12，用于沿水平方向扫描从调制器11发射的激光束；垂直扫描反射镜13，用于沿垂直方向扫描从调制器11发射的激光束；以及投影仪控制电路14，产生用于操作水平扫描反射镜12和垂直扫描反射镜13的驱动信号和用于使调制器11根据从外部提供的视频信号来改变激光束的强度的调制信号。在已经从外部接收到要投影到屏幕10上的视频信号之后，多投影仪控制单元2将视频信号划分为与要显示在扫描投影仪Pl到P4上的图像相对应的四部分，将产生的视频信号提供给扫描投影仪Pl到P4，并发送指示扫描定时的帧同步信号。多投影仪控制单元2 可以被配置成接收与扫描投影仪Pl到P4相对应的四个视频信号。在这种情况下，多投影仪控制单元2无需产生划分的视频信号。多投影仪控制单元2发送图像捕获定时信号以向摄像机Cl到C9中的每一个指示图像捕获定时。具体地，多投影仪控制单元2还作为图像捕获定时控制单元进行操作以控制摄像机Cl到C9中的每一个，从而在预定时间段期间捕获屏幕10上的图像，所述预定时间段包括从扫描投影仪Pl到P4中的每一个投影的图像的一帧的显示开始行，或预定时间段包括显示结束行。每一个投影仪控制电路14根据从多投影仪控制单元2接收的帧同步信号向水平扫描反射镜12和垂直扫描反射镜13提供驱动信号，并将根据从多投影仪控制单元2接收的视频信号产生的调制信号提供给调制器11。图像处理电路4从与摄像机Cl到C9捕获的图像相关的数据中检测从扫描投影仪 Pl到P4投影的图像的顶点，并向多投影仪控制单元2输出指示了顶点的位置的图像边缘数据。换句话说，图像处理电路4还作为顶点位置检测单元进行操作，以从与摄像机Cl到C9 捕获的多个图像相关的数据中检测投影图像的顶点，并输出指示了顶点的位置的图像边缘数据。多投影仪控制单元2将从图像处理电路4接收到的图像边缘数据提供给对应扫描投影仪Pl到P4的中每一个的投影仪控制电路14。投影仪控制电路14根据图像边缘数据确定投影图像的顶点是否从预设参考位置移位，并确定是否必需调整水平扫描反射镜12或垂直扫描反射镜13的扫描范围。当调整必需时，根据提供给要调整的水平扫描反射镜12或垂直扫描反射镜13的驱动信号来沿水平方向或垂直方向调整投影图像的位置及其宽度。可以根据提供给水平扫描反射镜12的驱动信号的电压(幅度值)来控制投影图像的水平扫描范围，以及可以根据提供给垂直扫描反射镜13的驱动信号的电压(幅度值) 来控制投影图像的垂直扫描范围。例如，当提供给水平扫描反射镜12的驱动信号的幅度值被设置为大时，加宽水平扫描范围，当幅度值被设置为小时缩窄水平扫描范围。可以类似地控制扫描反射镜13。可以由多投影仪控制单元2来执行有关扫描范围的调整必要性的确定以及扫描反射镜的驱动信号的调整。在本发明的权利要求的范围内，将用于确定调整扫描范围的必要性以及执行扫描反射镜的驱动信号的调整的配置称为“投影仪控制单元”。例如，通过包括用于根据程序执行处理的CPU(中央处理单元)在内的计算机、用于执行预定算数运算的DSP (数字信号处理器)、A/D (音频/数字)转换器、D/A (数字/音频)转换器、存储器以及各种算数和逻辑电路，能够实现包括在根据典型实施例的多投影显示系统中的多投影仪控制单元2和图像处理电路4以及包括在每一个扫描投影仪Pl到 P4中的投影仪控制电路14。图3是示出了根据本发明的多投影显示系统的处理过程的流程图。如图3所示，在根据典型实施例的多投影显示系统中，摄像机Cl到C9在预定时间段期间捕获包括投影图像的顶点在内的预定顶点区域的图像，所述预定时间段包括每一个投影图像的一帧的显示开始行，或预定时间段包括显示结束行(步骤Si)。
图像处理电路4从与摄像机Cl到C9捕获的图像相关的数据中检测从扫描投影仪 Pl到P4投影的图像的顶点，并向多投影仪控制单元2输出指示了投影图像的顶点的位置的图像边缘数据(步骤S2)。多投影仪控制单元2将从图像处理电路4接收到的图像数据提供给对应扫描投影仪Pl到P4中每一个的投影仪控制电路14 (步骤S3)。每一个多投影仪控制单元14根据图像边缘数据确定投影图像的顶点是否从预设参考位置移位(步骤S4)。当投影图像的顶点已经移位时，调整扫描投影仪Pl到P4中每一个的扫描范围，以便顶点能够与参考位置相匹配(步骤SQ。另一方面，当投影图像的顶点没有从预设参考位置移位时，处理返回步骤Sl并重复步骤Sl到S5。图4示出了各示出图1所示的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。如图4所示，在根据第一典型实施例的多投影显示中，包括在扫描投影仪Pl到P4 中的投影仪控制电路14设置扫描投影仪Pl和P3与扫描投影仪P2和P4之间的不同垂直扫描方向，在四个划分屏幕中，扫描投影仪Pl和P3构成了左侧的两个屏幕，扫描投影仪P2 和P4构成了右侧的两个屏幕。换句话说，在形成一个屏幕的多个图像中，通过在垂直方向上沿不同方向进行扫描形成沿水平方向彼此相邻的图像。例如，通过向下扫描，构成左侧的两个屏幕的扫描投影仪Pl和P3形成图像；通过向上扫描，构成右侧的两个屏幕的扫描投影仪P2和P4形成图像。图4所示虚线指示的区域Fl到F9表示与摄像机Cl到C9相对应的图像捕获区域。由图5、6、9和10中的虚线指示的区域Fl到F9类似地指示了图像捕获区域。摄像机Cl到C9在扫描投影仪的图像的一帧的显示时间段中的预定时间段期间捕获图像，所述预定时间段包括图像的显示开始行(图4(a)所示的图像捕获时间段1)，或预定时间段包括显示结束行(图4(b)所示的图像捕获时间段2)。图4(a)示出了在图像捕获时间段1期间由摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例。图4(b)示出了在图像捕获时间段2期间由摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例。已经捕获到图像的摄像机 Cl到C9将与捕获的图像相关的数据传递给图像处理电路4。在已经从摄像机Cl到C9获取了与捕获的图像相关的数据之后，图像处理电路4 如下所述检测每一个投影图像的边缘(端部侧)并检测每一个顶点。如上所述，构成左侧的两个屏幕的扫描投影仪向下扫描，而构成右侧的两个屏幕的扫描投影仪向上扫描。因此，在每一个图像捕获时间段期间，摄像机Cl到C9中的每一个始终不能同时捕获沿垂直方向彼此相邻的图像或沿水平方向彼此相邻的图像。由摄像机Cl到C9中的每一个据此捕获的图像包括投影图像的边缘以及其中没有显示边缘周围的投影图像的区域。因此，能够从捕获图像中标识投影图像的边缘(端部侧)，并且能够检测与投影图像的边缘重叠的顶点。例如，通过针对与摄像机Cl到C9捕获的图像相关的数据执行公知的Laplacian滤波器处理，能够检测投影图像的边缘。当投影图像的顶点检测结果示出了投影图像的顶点已经从预设参考位置移位时， 扫描投影仪Pl到P4中的每一个调整投影图像的扫描范围，以便顶点能够与参考位置相匹配。只要摄像机Cl到C9与屏幕之间的位置和距离关系固定，可以在摄像机Cl到C9的每一个捕获的图像中任意地设置投影图像的顶点的参考位置。例如，当摄像机Cl到C9的每一个捕获的图像的中心被设置为参考位置时，可以控制水平扫描反射镜12和垂直扫描反射镜13，以便检测到的投影图像的顶点能够与图像中心相匹配。当难以准确地保持摄像机Cl到C9中的每一个与屏幕之间的位置和距离关系时，例如，可以向屏幕添加指示了每一个投影图像的顶点的参考位置的标记，并执行控制，以便检测到的投影图像的顶点能够与标记的位置相匹配。根据典型实施例的多投影显示系统，检测每一个投影图像的顶点，以调整要投影到屏幕上的图像的位置。因此，无需测试图像来调整图像位置。能够实时地调整从扫描投影仪Pl到P4中的每一个投影的图像的位置。因此，不必在每一次由于环境改变导致投影图像移位时中断图像的投影来分别调整扫描投影仪。结果，能够提高使用图像显示设备的便利性。(第二典型实施例)已经按照以下示例描述了根据第一典型实施例的多投影显示系统在扫描投影仪 Pl和P3与扫描投影仪P2和P4之间，沿垂直方向的扫描方向不同，在四个划分屏幕中，扫描投影仪Pl和P3构成了左侧的两个屏幕，扫描投影仪P2和P4构成了右侧的两个屏幕。配置根据第二典型实施例的多投影显示系统，以便通过在垂直方向上沿相同方向进行扫描，扫描投影仪Pl和P3以及扫描投影仪P2和P4形成图像，在四个划分屏幕中，扫描投影仪Pl和P3构成了左侧的两个屏幕，扫描投影仪P2和P4构成了右侧的两个屏幕。换句话说，通过沿垂直方向在相同方向上进行扫描，扫描投影仪形成沿水平方向彼此相邻的图像。多投影显示系统的其他组件和处理与第一典型实施例的类似，因此省略其描述。图5示出了各示出根据第二典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。如图5所示，根据第二典型实施例，构成左侧的两个屏幕的扫描投影仪Pl和P3以及构成右侧的两个屏幕的扫描投影仪P2和P4在垂直方向上沿相同方向进行扫描，在左侧的两个屏幕和右侧的两个屏幕之间每一个图像的显示定时移位，以防止摄像机同时捕获沿垂直方向彼此相邻的图像或水平方向彼此相邻的图像。例如，在扫描投影仪Pl和P3的一帧内的扫描结束时间处，将显示定时移位一个时间间隔，在该时间间隔中，能够捕获扫描投影仪P2和P4的一帧内的扫描开始时间处信息(开始侧的顶点)。根据捕获图像的摄像机的快门速度(图像捕获时间)来设置该时间间隔。图5(a)示出了在图像捕获时间段1期间摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例，图5(b)示出了在图像捕获时间段2期间摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例。根据典型实施例，即使当在左侧的两个屏幕和右侧的两个屏幕之间设置相同的扫描方向时，移位显示定时也能够与第一典型实施例的情况相同地检测每一个投影图像的图像边缘。因此，与第一典型实施例的情况相同，无需测试图像来调整图像位置。能够实时地调整从每一个扫描投影仪投影的图像的位置。(第三典型实施例)总体上，由于例如照明光或自然光之类的外部光导致降低了屏幕上图像的对比度。因此，当在图像边缘处没有显示高对比度的图像时，可能不能准确地检测投影图像的顶点。第三实施例针对一种在多投影显示系统中消除这种外部光的影响的方法。
图6示出了各示出根据第三典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。如图6所示，在根据第三典型实施例的多投影显示系统中，摄像机Cl到C9中的每一个在预定时间段期间捕获图像，所述预定时间段包括一帧内图像的显示开始行(图6(a) 所示的图像捕获时间段1)，或包括显示结束行(图6(c)所示的图像捕获时间段幻，以及甚至在每一个摄像机Cl到C9的图像捕获区域中没有显示的时间段期间(图6(b)所示的图像捕获时间段3)捕获屏幕上的图像。图6(a)示出了在图像捕获时间段1期间由摄像机Cl 到C9中的每一个捕获的图像示例。图6(b)示出了在图像捕获时间段3期间由摄像机Cl 到C9中的每一个捕获的图像示例。图6(c)示出了在图像捕获时间段2期间由摄像机Cl 到C9中的每一个捕获的图像示例。根据从多投影控制单元2输出的图像捕获定时信号来控制摄像机Cl到C9中每一个的图像捕获定时。图像处理电路4计算与在包括显示开始行的预定时间段或包括显示结束行的预定时间段期间捕获的图像相关的数据和与在图像捕获区域中没有显示的时间段期间捕获的图像相关的数据之间的差值，获取与捕获图像差值相关的数据，其中已经消除了外部光的干扰。由于与在图像捕获区域中没有显示的时间段期间捕获的图像相关的数据仅指示了外部光的影响，能够消除外部光的影响。捕获的图像数据的图像捕获定时时间段变为包括显示开始行的预定时间段和包括显示结束行的预定时间段之间的预定时间段。其他组件和处理与第一典型实施例或第二典型实施例类似，因此省略其描述。根据基于第三典型实施例的多投影显示系统，除了与第一典型实施例相同的效果以外，即使当由于外部光的干扰导致降低了投影到屏幕上图像的对比度，也能够更准确地检测到每一个投影图像的顶点。(第四典型实施例)在从投影仪投影到屏幕上的图像中，可能会出现图像边缘的中心从图像中心膨胀的失真(桶形失真)，或图像边缘的中心向着图像中心收缩的失真(线轴形失真)。在这种情况下，即使当投影图像的顶点没有从参考位置移位时，也会在图像边缘的中心附近出现位置移位。第四典型实施例针对一种调整每一个投影光的顶点的位置的方法，同时校正在投影图像中产生的桶形失真或线轴形失真。图7是示出了根据第四典型实施例的多投影显示系统的配置示例的示意图。如图7所示，根据第四典型实施例的多投影显示系统包括捕获四个划分图像的顶点附近的图像的九个摄像机Cl到C9以及捕获图像边缘的中心附近的图像的十二个摄像机 ClO到C21。其他组件和处理与图2所示第一典型实施例的多投影显示系统的类似，因此省略其描述。图8示出了各示出根据第四典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。在根据第四典型实施例的多投影显示系统中，摄像机Cl到C21安装在屏幕的背面侧，以捕获投影图像的顶点附近的图像以及图像边缘的中心附近的图像。在图8中，Fl到 F21指示了(由虚线指示的区域)与捕获四个划分图像的顶点附近的图像的九个摄像机Cl 到C9相对应的图像捕获区域以及与捕获图像边缘的中心附近的图像的十二个摄像机ClO到C21相对应的图像捕获区域。根据第四典型实施例，摄像机Cl到C21捕获投影图像的顶点附近的图像以及图像边缘的中心附近的图像。图8(a)示出了在图像捕获时间段1期间由摄像机Cl到C21中的每一个捕获的图像示例。图8(b)示出了在图像捕获时间段3期间由摄像机Cl到C21中的每一个捕获的图像示例。图8(c)示出了在图像捕获时间段2期间由摄像机Cl到C21中的每一个捕获的图像示例。根据典型实施例的图像处理电路4根据与摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像的顶点附近的捕获图像相关的数据，向多投影仪控制单元2输出对每一个投影图像的顶点加以指示的顶点数据，以及根据与摄像机ClO到C21中的每一个捕获的中心附近的图像相关的数据，向多投影仪控制单元2输出对每一个投影图像的边缘加以指示的图像边缘数据。多投影仪控制单元2将从图像处理设备4接收到的图像边缘数据提供给对应扫描投影仪的投影仪控制电路14.投影仪控制电路14根据图像边缘数据检测每一个投影图像的失真，并执行失真校正转换以校正视频信号的失真。在失真校正转换中，校正失真以便投影图像的边缘能够在水平或垂直方向上近似为矩形。具体地，通过使用将顶点位置相连的直线作为参考，当边缘向外膨胀时，逐步减小边缘的中心附近的扫描反射镜的幅度。当边缘向内收缩时，逐步增大边缘的中心附近的扫描反射镜的幅度。按照这种方式，校正了失真。对于失真校正，可以根据失真的类型使用公知的校正方法。典型实施例完全不限于一种校正方法。在失真校正之后，投影仪控制电路14根据视频信号产生调制信号，并将调制信号提供给调制器11。当失真校正之后投影图像的顶点从参考位置移位时，调整提供给水平扫描反射镜12和垂直扫描反射镜13的驱动信号，以便将投影图像的顶点与参考位置相匹配。 其他组件和处理与第一典型实施例或第二典型实施例类似，因此省略其描述。根据第四典型实施例的多投影显示，与第一典型实施例的情况相同，能够实时地调整从扫描投影仪Pl到P4中的每一个投影的图像的位置，并且能够校正投影图像的失真。(第五典型实施例)图9示出了各示出根据第五典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。根据第一典型实施例或第二典型实施例的扫描投影仪Pl到P4通过以下方式形成投影图像沿水平方向，从屏幕左边缘(或右边缘)向屏幕右边缘(或左边缘)扫描从调制器11投影到屏幕上的光；以及逐步沿垂直方向移动其焦点(扫描线)。然而，由于物理限制，扫描投影仪可以被配置成通过以下方式形成投影图像从屏幕下边缘(或上边缘)向屏幕上边缘(或下边缘)垂直地扫描从调制器11投影到屏幕上的光；以及逐步沿水平方向移动其焦点(扫描线)。利用这种配置，如图9所示，在扫描投影仪Pl和P2与扫描投影仪P3和P4之间设置了不同的水平扫描方向，在四个划分屏幕中，扫描投影仪Pl和P2构成了上侧的两个屏幕，扫描投影仪P3和P4构成了下侧的两个屏幕。例如，构成上侧两个屏幕的扫描投影仪Pl 和P2通过从左向右的扫描形成图像，构成下侧两个屏幕的扫描投影仪P3和P4通过从左向右的扫描形成图像.在投影到屏幕上的图像的一帧的显示时间段中，摄像机Cl到C9在包括图像的显示开始列的预定时间段期间以及包括图像的显示结束列的预定时间段期间捕获图像。因此，摄像机Cl到C9始终不能在每一个图像捕获时间段期间同时捕获沿垂直方向彼此相邻的图像或水平方向彼此相邻的图像。当在上侧的两个屏幕和下侧的两个屏幕之间将每一个图像的显示定时设置为不同以避免摄像机Cl到C9同时捕获沿垂直方向彼此相邻的图像或水平方向彼此相邻的图像时，可以在扫描投影仪Pl和P2以及扫描投影仪P3和P4之间将沿水平方向的扫描方向设置为相同，其中扫描投影仪Pl和P2构成上侧的两个屏幕，扫描投影仪P3和P4构成下侧的
两个屏幕。根据典型实施例，与第一典型实施例或第二典型实施例的情况相同，即使当在扫描投影仪Pl和P2以及扫描投影仪P3和P4之间将沿水平方向的扫描方向设置为相同时， 其中扫描投影仪Pl和P2构成上侧的两个屏幕，扫描投影仪P3和P4构成下侧的两个屏幕， 或者当在上侧的两个屏幕和下侧的两个屏幕之间将每一个图像的显示定时设置为不同时， 也能够检测每一个投影图像的顶点。因此，能够实时地调整投影到屏幕上的图像的位置，并且能够调整从扫描投影仪Pl到P4投影的图像的位置。(第六典型实施例)在通过从多个投影仪向屏幕投影图像以形成一个屏幕的多投影显示中，针对抑制投影图像的质量恶化，校正从投影仪投影的图像的颜色未配准非常重要。第六典型实施例针对一种方法，用于校正从多个扫描投影仪投影的图像的颜色未配准。图10示出了各示出根据第六典型实施例的多投影显示系统的一帧的显示时间段期间的处理示例的示意图。如图10所示，在根据第六典型实施例的多投影显示系统中，与第三典型实施例的情况相同，摄像机Cl到C9中的每一个在预定时间段期间捕获屏幕上的图像，所述预定时间段包括一帧内图像的显示开始行(图10(a)所示的图像捕获时间段1)，或包括显示结束行(图10(c)所示的图像捕获时间段2)，以及甚至在每一个摄像机Cl到C9的图像捕获区域中没有显示的时间段期间(图10(b)所示的图像捕获时间段3)捕获屏幕上的图像。图 10(a)示出了在图像捕获时间段1期间由摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例。图 10(b)示出了在图像捕获时间段3期间由摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例。图 10(c)示出了在图像捕获时间段2期间由摄像机Cl到C9中的每一个捕获的图像示例。根据典型实施例的多投影仪控制单元2将从图像处理电路4提供的捕获图像数据与从外部输入的视频信号进行比较，并确定相邻投影仪之间是否存在颜色R、G和B的亮度差异。在这种情况下，优选地，多投影仪控制单元2通过使用第三典型实施例的处理来确定相邻投影图像之间是否存在颜色的亮度差异，同时消除外部光的影响。当确定由于颜色R、G和B之一的亮度差异导致需要进行调整时，多投影仪控制单元2向包括在要调整的扫描投影仪中的投影仪控制单元14发送颜色调整数据，以调整要调整的激光光源的光量。投影仪控制电路14通过控制提供给激光光源的电流来调整激光源的光量，以便基于从多投影仪控制单元2接收的颜色调整数据来进行调整。能够根据提供给调制器11 的调制信号的幅度值来调整颜色R、G和B中的每一个的亮度。
根据第六典型实施例的多投影显示，与第一典型实施例的情况相同，能够实时地调整多个图像的位置，并且能够调整每一个图像的颜色未配准。已经描述了本发明的典型实施例。然而，典型实施例完全不能限制本发明。由本发明范围之内的配置和细节构成本领域的技术人员可以理解的各种改变和修改。本申请要求2009年3月30提交的日本专利申请2009-082216的优先权，该申请
一并在此作为参考。
权利要求
1.一种多投影显示系统，其中多个二维扫描投影仪将方形图像投影到屏幕上，屏幕上的多个投影图像相连以形成一个屏幕，所述多投影显示系统包括多个摄像机，被安装在用于捕获预定顶点区域的图像的位置上，并捕获所述顶点区域的图像，所述顶点区域包括所述投影图像的顶点；图像捕获定时控制单元，控制所述多个摄像机在预定时间段期间捕获所述屏幕上的图像，所述预定时间段包括所述投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行；顶点位置检测单元，根据与所述多个摄像机捕获的多个图像相关的数据检测所述投影图像的顶点，并输出指示了顶点的位置的图像边缘数据；以及投影仪控制单元，当所述投影图像的顶点从预设参考位置移位时，调整二维扫描投影仪的扫描范围，以便顶点能够与所述参考位置相匹配。
2.根据权利要求1所述的多投影显示系统，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述投影仪控制单元通过在垂直方向上沿不同方向进行扫描来形成沿水平方向彼此相邻的投影图像。
3.根据权利要求1所述的多投影显示系统，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述投影仪控制单元通过在不同定时处在垂直方向上沿相同方向进行扫描来形成沿水平方向彼此相邻的投影图像；以及设置所述定时，以避免在所述摄像机的预定图像捕获时间段期间同时捕获沿垂直方向彼此相邻的投影图像或沿水平方向彼此相邻的投影图像。
4.根据权利要求1所述的多投影显示系统，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述投影仪控制单元通过在水平方向上沿不同方向进行扫描来形成沿垂直方向彼此相邻的投影图像。
5.根据权利要求1所述的多投影显示系统，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述投影仪控制单元通过在水平方向上沿相同方向进行扫描来形成沿垂直方向彼此相邻的投影图像，在不同定时处显示沿垂直方向彼此相邻的投影图像，并且在不同定时处显示沿水平方向彼此相邻的投影图像，以避免在所述摄像机的图像捕获时间段期间同时捕获所述沿垂直方向彼此相邻的投影图像或所述沿水平方向彼此相邻的投影图像。
6.根据权利要求1-5之一所述的多投影显示系统，其中，所述摄像机在预定时间段期间捕获所述屏幕上的图像，所述预定时间段包括所述投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行，并且所述摄像机在摄像机的图像捕获区域中没有显示任何内容的时间段期间捕获所述屏幕上的图像；以及所述投影仪控制单元计算与在包括所述显示开始行的预定时间段或包括所述显示结束行的预定时间段期间由所述摄像机捕获的图像相关的数据和与在所述图像捕获区域中没有显示任何内容的时间段期间捕获的图像相关的数据之间的差值，并根据捕获图像数据差值检测从所述扫描投影仪投影的图像的顶点。
7.根据权利要求1-6之一所述的多投影显示系统，还包括安装在用于捕获包括所述投影图像的边缘的中心在内的预定区域的图像的位置的多个摄像机，其中，所述投影仪控制单元根据捕获的图像数据来检测从所述二维扫描投影仪投影的图像的失真，并校正投影图像的失真，其中通过利用所述摄像机捕获包括投影图像的边缘中心在内的预定边缘区域的图像来获取所述捕获的图像数据。
8.根据权利要求1-7之一所述的多投影显示系统，还包括多投影仪控制单元，根据与所述摄像机捕获的图像相关的数据来确定在相邻二维扫描投影仪投影的图像之间是否存在关于颜色R、G和B中每一个的任意亮度差，并输出颜色调整数据以调整需要调整其亮度差的颜色的光量，其中所述投影仪控制单元根据所述颜色调整数据来调整要调整的颜色的光量。
9.一种用于多投影显示系统的屏幕形成方法，在所述多投影显示系统中，多个二维扫描投影仪将方形图像投影到屏幕上，屏幕上的多个投影图像相连以形成一个屏幕，所述屏幕形成方法包括由多个摄像机在预定时间段期间捕获预定顶点区域的图像，所述顶点区域包括所述投影图像的顶点，所述预定时间段包括所述投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行；由控制单元根据与所述多个摄像机捕获的多个图像相关的数据来检测所述投影图像的顶点；以及当所述投影图像的顶点从预设参考位置移位时，控制单元调整所述二维扫描投影仪的扫描范围，以便顶点能够与参考位置相匹配。
10.根据权利要求9所述的屏幕形成方法，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述控制单元通过在垂直方向上沿不同方向进行扫描来形成沿水平方向彼此相邻的投影图像。
11.根据权利要求9所述的屏幕形成方法，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述控制单元通过在不同定时处在垂直方向上沿相同方向进行扫描来形成沿水平方向彼此相邻的投影图像；以及设置所述定时，以避免在所述摄像机的预定图像捕获时间段期间同时捕获沿垂直方向彼此相邻的投影图像或沿水平方向彼此相邻的投影图像。
12.根据权利要求9所述的屏幕形成方法，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述控制单元通过在水平方向上沿不同方向进行扫描来形成沿垂直方向彼此相邻的投影图像。
13.根据权利要求9所述的屏幕形成方法，其中，在形成一个屏幕的所述多个投影图像中，所述控制单元通过在水平方向上沿相同方向进行扫描来形成沿垂直方向彼此相邻的投影图像，其中，在不同定时处显示沿垂直方向彼此相邻的投影图像和沿水平方向彼此相邻的投影图像，以避免在所述摄像机的图像捕获时间段期间同时捕获所述沿垂直方向彼此相邻的投影图像或所述沿水平方向彼此相邻的投影图像。
14.根据权利要求9-13之一所述的屏幕形成方法，其中，所述摄像机在预定时间段期间捕获所述屏幕上的图像，所述预定时间段包括所述投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行，并且所述摄像机在所述摄像机的图像捕获区域中没有显示任何内容的时间段期间捕获所述屏幕上的图像；以及所述控制单元计算与在包括所述显示开始行的预定时间段或包括所述显示结束行的预定时间段期间由所述摄像机捕获的图像相关的数据和与在所述图像捕获区域中没有显示任何内容的时间段期间捕获的图像相关的数据之间的差值，并根据捕获图像数据差值检测从所述扫描投影仪投影的图像的顶点。
15.根据权利要求9-13之一所述的屏幕形成方法，其中，所述多个摄像机捕获包括所述投影图像的边缘的中心在内的预定区域的图像， 所述控制单元根据捕获的图像数据来检测从所述二维扫描投影仪投影的图像的失真， 并校正投影图像的失真，其中通过利用所述摄像机捕获包括所述投影图像的边缘的中心在内的预定边缘区域的图像来获取所述捕获的图像数据。
16.根据权利要求9-13之一所述的屏幕形成方法，其中所述控制单元根据与所述摄像机捕获的图像相关的数据来确定在相邻二维扫描投影仪投影的图像之间是否存在关于颜色R、G和B中每一个的任意亮度差，并输出颜色调整数据以调整需要调整其亮度差的颜色的光量，根据所述颜色调整数据来调整要调整的颜色的光量。
全文摘要
提供了一种多投影显示系统，包括多个摄像机，被配置成捕获预定顶点区域的图像，所述顶点区域包括从二维扫描投影仪投影到屏幕上的投影图像的顶点；图像捕获定时控制单元，被配置成控制摄像机在预定时间段内捕获屏幕的图像，所述预定时间段包括投影图像的一帧的显示开始行，或所述预定时间段包括显示结束行；以及顶点位置检测单元，被配置成从与摄像机捕获的图像相关的数据中检测每个投影图像的每个顶点，并输出与指示了顶点的位置的图像边缘相关的数据。当投影图像的顶点与预定参考位置不一致时，投影仪控制单元调整二维扫描投影仪的扫描范围，以便投影图像的顶点能够与参考位置相一致。
文档编号G09G3/20GK102365866SQ20108001486
公开日2012年2月29日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月30日
发明者对田俊二 申请人:日本电气株式会社