一种多画面投影显示装置及多画面投影方法

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一种多画面投影显示装置及多画面投影方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及投影显示技术领域,特别是一种多画面投影显示装置,可提供高分辨率或者大投影区域的投影显示,还涉及利用该投影装置的多画面投影方法。
【背景技术】
[0002]投影仪是目前影院以及做报告时不可缺少的显示工具。其中,投影区域的分辨率是显示方面一直以来需要不断提升的关键参数;同时,更大的投影区域也是投影显示一直追求的目标。目前的投影显示如果要提高分辨率,需要提高LCD (Liquid Crystal Display,液晶面板)、LCoS (Liquid Crystal on Silicon,娃基液晶)或者 DLP (Digital LightProcess1n,数字光处理)的分辨率,这需要很大的技术进步。
[0003]目前也有使用投影拼接技术来扩大画面和提高分辨率的手段,中国专利CN20111009L448和专利申请CN201L10085674均记载了使用投影拼接多个画面的方式获得高分辨率、高物理尺寸或者曲面屏幕的画面显示输出,但是现有的投影拼接技术还是使用多台投影仪实现,所需设备繁多,成本比较昂贵。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种使用单一投影仪的多画面投影显示装置及多画面投影方法。
[0005]本发明显示装置的技术方案为:
[0006]一种多画面投影显示装置,包括一台投影仪、投影屏幕、投影反射镜、2个以上投射透镜、图像处理单元和电机;其中:
[0007]所述图像处理单元连接投影仪,所述投影仪内含显示芯片,图像处理单元控制显示芯片生成加载待投影图像的入射光,所述入射光经投影反射镜形成反射光,所述反射光入射投射透镜并在后方投影屏幕上投影成像;
[0008]所述电机连接投影反射镜,驱动投影反射镜转动;
[0009]每个投射透镜分别对准投影屏幕上的一个投射图像区,多个所述投射图像区拼接成完整的投影区域;
[0010]优选的,所述投影反射镜为扫描振镜。
[0011]进一步优选的,设置2个投射透镜,对应的投射图像区自左向右2X1方式拼接。
[0012]另一优选的,所述投影反射镜为多面反射镜。
[0013]进一步优选的,所述多面反射镜为四面反射镜,设置4个投射透镜,分别对应的投射图像区自左上向右下2X2方式拼接;四面反射镜的反射面与投射透镜分别对应。
[0014]更进一步优选的,设置投射透镜主截面分别与反射光垂直,以投射透镜中心点距离为a,入射光的反射点与投射透镜的中心点的距离为b,则上下相邻的投射图像区各自对应的反射面的夹角Θ为arctan (a/b)。
[0015]本发明投影方法的技术方案为:
[0016]一种使用前述多画面投影显示装置的多画面投影方法,包括如下步骤:
[0017]a.设置与投射图像区一一对应的时间段,工作时顺次执行全部时间段并反复循环;
[0018]b.使用图像处理单元按照各投射图像区几何关系将待投影图像分割成多个分区图像,分区图像一一对应投射图像区,显示芯片输出加载分区图像的入射光并入射至投影反射镜;
[0019]c.每个时间段,投影反射镜与图像处理单元同步工作,通过投影反射镜偏转将该时间段入射的分区图像反射至该分区图像对应投射图像区的投射透镜上。
[0020]优选的,设置投射图像区相邻位置部分重叠,分割图像时将重叠区域图像归属于一个对应分区图像中,其它对应的分区图像在该重叠区域无显示。
[0021]优选的,所述时间段循环总时长不超过10ms ;当两个相邻时间段的时间间隔足够小时,人眼无法分辨两幅分区图像的时间间隔,从而看到的是一幅图像,
[0022]进一步优选的,所述时间段循环总时长不超过50ms。
[0023]本发明原理为,经显示芯片LCD、LCoS或者DLP的DMD(Digital MicromirrorDevice,数字微镜元件)等处理后出射的光线首先入射到振镜或者多面反射镜上,然后再入射到一个投射透镜上。在不同的时间段,LCD、LCoS或者DMD出射不同的分区图像,振动的振镜或者多面反射镜,振镜或者多面反射镜把不同的分区图像投射到不同的角度,且投射在投影屏幕的投射图像区,由多个分区图像快速切换,借助人眼视觉暂留的特性拼接成完整的图像。
[0024]本发明技术方案相比于传统的投影显示,使用了单个投影仪实现多画面拼接,在控制设备成本的前提下获得了更高的分辨率或者更大的显示区域。
【附图说明】
[0025]图1为本发明实施例1的投影装置结构示意图;
[0026]图2为本发明实施例1的工作流程示意图;
[0027]图3a为本发明实施例1的显示芯片工作示意图;
[0028]图3b为本发明实施例1的分区图像拼接示意图;
[0029]图4为本发明实施例2的投影装置结构示意图;
[0030]图5为本发明实施例2的工作流程示意图;
[0031]图6a为本发明实施例2的显示芯片工作示意图;
[0032]图6b为本发明实施例2的分区图像拼接示意图;
[0033]图7为本发明实施例2的四面反射镜结构示意图;
[0034]图8为本发明实施例2的四面反射镜投影原理示意图。
[0035]其中:
[0036]1:扫描振镜;2:四面反射镜;M1、M2、M3、M4:反射面;
[0037]3:入射光;30:反射点;3-1、3-2、3-3、3-4:反射光;
[0038]tl、t2、t3、t4:显不芯片状态;p:像素;
[0039]L1、L2、L3、L4:投射透镜;Zl、Z2、Z3、Z4:投射图像区;
[0040]DO:无显示区域; N:重叠区域;D1、D2、D3、D4:分区图像;
[0041]4:电机。
【具体实施方式】
[0042]以下结合附图通过实施例对本发明做进一步说明,以便更好地理解本发明。
[0043]实施例1:
[0044]如图1和2所示,投射透镜LI和L2分别对准投影屏幕上的投射图像区Zl和Z2 ;原始图像信息输入到图像处理单元中,图像处理单元是一个软件系统,其作用是把原始的图像进行分割产生分区图像,分区图像信息经过显示芯片处理,形成不同时间段的入射光;本实施例中,入射光3为经过LCD、LCoS或者DMD等处理过后的加载了分区图像的光线,在图像处理单元(图1中未显示)控制下,不同的时间段控制入射光3为该时间段对应的分区图像,并将扫描振镜I偏转到对应的位置;在时间段I,入射光3为分区图像D1,反射光3-1投影至投射图像区Zl ;在时间段II,入射光3为分区图像D2,反射光3-2投影至投射图像区Z2。
[0045]由于投射透镜LI和投射透镜L2对入射光3的图像有放大作用,所以当分区图像Dl和分区图像D2投射到投影屏幕上时,对应的投射图像区Zl和Z2会有部分重叠,如图3b所示,投射图像区Zl和Z2自左向右2X1方式拼接,拼接处有重叠区域IV。此时,分区图像Dl都有显示信息,包括与分区图像D2的重叠区域D',而分区图像D2只有与分区图像Dl非重叠的部分有显示信息,图示无显示区域DO因与Dl重叠,因此没有显示信息。如图3a,显示芯片状态tl和t2分别对应生成分区图像Dl和分区图像D2,显示芯片上有排列的像素P,分区图像Dl和分区图像D2的重叠部分对应图示重叠区域D'所覆盖的像素,在时间段I,显示系统分区图像D1,此时所有的像素均显示相关信息,在时间段II,显示系统分区图像D2,此时显示芯片上只有无显示区域DO部分之外的像素显示图像,这样就可以合并两幅图像。当一个时间段循环内投射的分区图像与下一循环的分区图像时间间隔小于10ms时,人眼
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