背投影拼接单元、系统及背投影拼接单元调节方法与流程

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背投影拼接单元、系统及背投影拼接单元调节方法。

背景技术：

背投影拼接显示是指将多个背投影拼接单元所显示的图像拼接在一起进行显示的技术。

相关技术中，背投影拼接系统包括多个背投影拼接单元，每个背投影拼接单元包括一个投影机和一个屏幕单元，每个投影机将图像投影到对应的屏幕单元上。

由于相邻的背投影拼接单元之间存在拼接缝，使得显示的图像有被割裂的感觉，影响了图像的显示效果。

技术实现要素：

为了解决相邻的背投影拼接单元之间存在拼接缝，影响图像的显示效果的问题，本发明实施例提供了一种背投影拼接单元、系统及背投影拼接单元调节方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种背投影拼接单元，所述背投影拼接单元包括：拼接箱体，所述拼接箱体的一个表面上设置有屏幕单元，所述拼接箱体内与所述屏幕单元相对的位置设置有投影机，所述投影机与所述屏幕单元之间设置有反射组件；

所述投影机投射出的光束中的第一光束射入所述屏幕单元，所述光束中超出所述屏幕单元的显示范围的第二光束经所述反射组件反射射入拼接缝内，并沿所述拼接缝的缝隙传播，所述拼接缝是由所述拼接箱体与相邻的拼接箱体拼接所产生的。

第二方面，提供了一种背投影拼接系统，所述背投影拼接系统包括至少两个如第一方面所述的背投影拼接单元。

第三方面，提供了一种背投影拼接单元调节方法，应用于如第一方面所述的背投影拼接单元中，所述方法包括：

获取所述背投影拼接单元的背投影参数；

根据所述背投影参数调节所述投影机和所述反射组件，调节后的所述投影机和所述反射组件满足的预设条件为：所述投影机投射出的光束中的第一光束射入所述屏幕单元，所述光束中超出所述屏幕单元的显示范围的第二光束经所述反射组件反射射入拼接缝内，并沿所述拼接缝的缝隙传播。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

将光束中超出屏幕单元的显示范围的第二光束经反射组件反射射入拼接缝内，并沿拼接缝的缝隙传播，这样，人眼可以从拼接缝中观看到图像，从而消除拼接缝对图像造成的割裂感，提高图像的显示效果。

由于人眼从拼接缝中观看到的图像来自于投影机，因此，在投影机投射的图像发生变化时，人眼从拼接缝中观看到的图像也会发生变化，即，人眼从拼接缝中观看到的图像是随着投影机投射的图像实时变化的，从而保证了不同背投影拼接单元之间显示的图像的色彩和亮度的连续性。而相关技术中通过增加额外的外光源来消除拼接缝，这样，既增加了实现背投影拼接单元的复杂性，也无法保证图像的色彩和亮度的连续性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的背投影拼接单元的俯视图；

图2是本发明一个实施例提供的背投影拼接单元的侧视图；

图3是本发明一个实施例提供的拼接缝内的出射光束的走向示意图；

图4是本发明一个实施例提供的投影机和反射组件的移动示意图；

图5是本发明一个实施例提供的投影机和反射组件的移动示意图；

图6是本发明一个实施例提供的背投影拼接系统的示意图；

图7是本发明一个实施例提供的背投影拼接单元调节方法的方法流程图；

图8是本发明一个实施例提供的背投影拼接单元调节方法的方法流程图；

图9是本发明一个实施例提供的背投影拼接单元调节方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本发明一个实施例提供的背投影拼接单元的俯视图。该背投影拼接单元，包括：拼接箱体，拼接箱体的一个表面上设置有屏幕单元101，拼接箱体内与屏幕单元101相对的位置设置有投影机102，投影机102与屏幕单元101之间设置有反射组件103；

投影机102投射出的光束中的第一光束射入屏幕单元101，光束中超出屏幕单元101的显示范围的第二光束经反射组件103反射射入拼接缝104内，并沿拼接缝104的缝隙传播，拼接缝104是由拼接箱体与相邻的拼接箱体拼接所产生的。

综上所述，本发明实施例提供的背投影拼接单元，将光束中超出屏幕单元的显示范围的第二光束经反射组件反射射入拼接缝内，并沿拼接缝的缝隙传播，这样，人眼可以从拼接缝中观看到图像，从而消除拼接缝对图像造成的割裂感，提高图像的显示效果。

由于人眼从拼接缝中观看到的图像来自于投影机，因此，在投影机投射的图像发生变化时，人眼从拼接缝中观看到的图像也会发生变化，即，人眼从拼接缝中观看到的图像是随着投影机投射的图像实时变化的，从而保证了不同背投影拼接单元之间显示的图像的色彩和亮度的连续性。而相关技术中通过增加额外的外光源来消除拼接缝，这样，既增加了实现背投影拼接单元的复杂性，也无法保证图像的色彩和亮度的连续性。

请参考图1，该背投影拼接单元，包括：拼接箱体，拼接箱体的一个表面上设置有屏幕单元101，拼接箱体内与屏幕单元101相对的位置设置有投影机102，投影机102与屏幕单元101之间设置有反射组件103；

投影机102投射出的光束中的第一光束射入屏幕单元101，光束中超出屏幕单元101的显示范围的第二光束经反射组件103反射射入拼接缝104内，并沿拼接缝104的缝隙传播，拼接缝104是由拼接箱体与相邻的拼接箱体拼接所产生的。

反射组件103是能够对光线进行镜面反射的组件，可以是反射镜等，本实施例不作限定。

第一光束是能够直接射入屏幕单元101的光束，第二光束是假设拼接箱体的侧面透明时，能够直接射入拼接缝104的光束。图1中以三条光线表示光束，则从左向右来看，第一条光线和第二条光线形成第一光束，第二条和第三条光线形成第二光束。

请参考图2，以拼接箱体放置在水平面上为例进行说明，则屏幕单元101、投影机102和反射镜103之间的位置关系如图2所示。

需要说明的是，反射组件103的厚度需要小于第一阈值，使得第二光束能够经反射组件103反射射出，而不会全部从反射组件103的侧面射入反射组件103内部。

需要说明的是，反射组件103的高度需要高于第二阈值，使得第二光束能够全部经反射组件103反射射出。

请参考图1，拼接箱体的侧面上设置有密封的透明组件105，反射组件103的出射光束经透明组件105射入拼接缝104内，透明组件105由玻璃材质制成。

透明组件105可以是由玻璃材质制成的玻璃窗。可选的，透明组件105可以镶嵌在侧面上。

透明组件105的四周通过密封胶密封，以防止第二光束中的光线漏出。

需要说明的是，透明组件105的高度大于等于反射组件103的高度，使得反射组件103的出射光束能够全部经透明组件105射入拼接缝104内。

由于人眼位于屏幕单元104的对面，因此，在反射组件103的出射光束射入拼接缝104内之后，还需要通过拼接缝104的缝隙向屏幕单元104所在方向传播，使得这部分出射光束能够进入人眼中。

在具体实现时，本实施例提供了出射光束沿缝隙传播的三种实现方式，下面分别对这三种实现方式进行介绍。

在第一种实现方式中，拼接箱体的侧面上涂覆有漫反射材料，射入拼接缝104内的光束经漫反射材料漫反射，并沿缝隙传播。

在第二种实现方式中，拼接箱体的侧面上镀有金属，射入拼接缝104内的光束经金属反射，并沿缝隙传播。

在第三种实现方式中，拼接箱体的侧面上镀有介质反射膜，射入拼接缝104内的光束经介质反射膜反射，并沿缝隙传播。

拼接箱体的侧面是指设置有透明组件105的侧面。

在上述三种实现方式中，出射光束都可以通过反射射入人眼中，请参考图3，其示出了人眼在不同位置时，拼接缝104内的出射光束的走向示意图。

需要说明的是，一条拼接缝104对应于一组反射组件103和透明组件105。当拼接箱体的四周存在多条拼接缝104时，可以对应设置多组反射组件103和透明组件105。

比如，图1中以拼接缝104位于拼接箱体的右侧来举例说明，此时的反射组件103和透明组件105均位于投影机102的右侧。在实际实现时，拼接缝104可以位于拼接箱体的左侧，此时的反射组件103和透明组件105均位于投影机102的左侧；或者，拼接缝104可以位于拼接箱体的上侧，此时的反射组件103和透明组件105均位于投影机102的上侧；拼接缝104可以位于拼接箱体的下侧，此时的反射组件103和透明组件105均位于投影机102的下侧。

由于拼接箱体在拼接时产生的拼接缝104的宽度可能不同，因此，需要对投影机102和反射组件103的位置进行调节，使得调节后的投影机102投射出的光束包括第一光束和第二光束，调节后的反射组件103不会遮挡第一光束，且能够将第二光束反射至拼接缝104内。即，拼接箱体中投影机102和反射组件103的位置都是可调节的。

在实现时，反射组件103设置在拼接箱体内的第一导轨上；或者，反射组件103设置在第一支架上，第一支架设置在第一导轨上，第一支架为固定支架或转动支架；投影机102设置在拼接箱体内的第二导轨上；或者，投影机102设置在第二支架上，第二支架设置在第二导轨上。

其中，第一导轨设置在拼接箱体中设置有透明组件105的侧面上；或者，第一导轨与第二导轨设置在同一平面上，此时的第一导轨和第二导轨可以相同也可以不同；或者，第二导轨所在的平面与第二导轨所在的平面平行。

第一支架是可以是不能转动，只能在第一导轨上移动的固定支架，也可以是既能转动，也能在第一导轨上移动的转动支架，本实施例不作限定。需要说明的是，第一支架不能遮挡第一光束。

第二支架是可以是不能转动，只能在第二导轨上移动的固定支架，也可以是既能转动，也能在第二导轨上移动的转动支架，本实施例不作限定。

本实施例中，用户可以手动调节投影机102和反射组件103的位置，或者，可选的，拼接箱体还可以自动调节投影机102和反射组件103的位置，以提高位置调节的精确性和效率。本实施例提供了自动调节投影机102和反射组件103的位置的两种调节方式，下面分别对这两种调节方式进行介绍。

在第一种调节方式中，背投影拼接单元还包括输入单元106和控制单元107，控制单元107分别与输入单元106、反射组件103和投影机102相连；

输入单元106用于接收用户输入的背投影参数，并将背投影参数发送给控制单元107，背投影参数包括屏幕单元101的宽度a、投影机102的投射比b和拼接缝104的宽度x；

控制单元107用于根据背投影参数和第一公式计算投影机102的原始距离，根据背投影参数和第二公式计算投影机102的目标距离，根据原始距离和目标距离计算移动距离和移动方向，控制投影机102在第二导轨上沿移动方向移动移动距离，并控制反射组件103在第一导轨上沿移动方向移动移动距离；

原始距离是投影机102投射的光束全部射入屏幕单元101时投影机102与屏幕单元101之间的距离，目标距离是投影机102的光束中的第一光束射入屏幕单元101，光束中的第二光束经反射组件103反射射入拼接缝内时投影机102与屏幕单元101之间的距离；

第一公式为y₁＝a×b，第二公式为y₂＝(a+2×x)×b，y₁为原始距离，y₂为目标距离。

请参考图4，左侧视图中的投影机102已经移动该移动距离，若不调节反射组件103，反射组件103会遮挡部分第一光束，导致屏幕单元101上显示的图像不完整，因此，右侧视图中，可以将反射组件103也移动该移动距离，保持投影机102和反射组件103之间的相对位置不变，这样，反射组件103不会遮挡第一光束，且能够将第二光束反射至拼接缝104内。

以所有屏幕单元101拼接成的屏幕尺寸为70寸、投射比为0.77、拼接缝的宽度为2mm来举例说明，则屏幕的宽度为1549.8mm；在原始位置处，投影机102与屏幕的原始距离y₁＝1549.8*0.77＝1193.346mm；在目标位置处，投影机102与屏幕的目标距离y₂＝(1549.8+2×2)×0.77＝1196.426mm，移动距离Δy＝y₂-y₁＝3.08mm，移动方向为光束投射的反方向。即，投影机102向后移动3.08mm，反射组件103向后移动3.08mm。

在第二种调节方式中，第一支架为转动支架，且背投影拼接单元还包括输入单元106和控制单元107，控制单元107分别与输入单元106、反射组件103和投影机102相连；

输入单元106用于接收用户输入的背投影参数，并将背投影参数发送给控制单元107，背投影参数包括屏幕单元101的宽度a、投影机102的投射比b和拼接缝104的宽度x；

控制单元107用于根据背投影参数和第一公式计算投影机102的原始距离，根据背投影参数和第二公式计算投影机102的目标距离，根据原始距离和目标距离计算移动距离和移动方向；并根据背投影参数、第三公式和第四公式计算第二光束的角度区间，控制第一支架转动使反射组件103位于角度区间内；

原始距离是投影机102投射的光束全部射入屏幕单元101时投影机102与屏幕单元101之间的距离，目标距离是投影机102的光束中的第一光束射入屏幕单元101，光束中的第二光束经反射组件103反射射入拼接缝内时投影机102与屏幕单元101之间的距离；

第一公式为y₁＝a×b，第二公式为y₂＝(a+2×x)×b，y₁为原始距离，y₂为目标距离；

角度区间为(α₁，α₂)，第三公式为α₁＝arctan[a/(2×y₂)]，第四公式为α₂＝arctan[(a+2×x)/(2×y₂)]。

请参考图5，左侧视图中的投影机102已经移动该移动距离，若不调节反射组件103，反射组件103会遮挡部分第一光束，导致屏幕单元101上显示的图像不完整，因此，右侧视图中，可以将反射组件103逆时针转动一定角度，这样，反射组件103不会遮挡第一光束，且能够将第二光束反射至拼接缝104内。

以所有屏幕单元101拼接成的屏幕尺寸为70寸、投射比为0.77、拼接缝的宽度为2mm来举例说明，则屏幕的宽度为1549.8mm；在原始位置处，投影机102与屏幕的原始距离y₁＝1549.8*0.77＝1193.346mm；在目标位置处，投影机102与屏幕的目标距离y₂＝(1549.8+2×2)×0.77＝1196.426mm，移动距离Δy＝y₂-y₁＝3.08mm，移动方向为光束投射的反方向。即，投影机102向后移动3.08mm。α₁＝arctan[1549.8/(2×1196.426mm)]，α₂＝arctan[(1549.8+2×2)/(2×1196.426)]，第二光束的角度区间是[α₁，α₂]，反射组件103逆时针旋转位于该角度区间内。

综上所述，本发明实施例提供的背投影拼接单元，将光束中超出屏幕单元的显示范围的第二光束经反射组件反射射入拼接缝内，并沿拼接缝的缝隙传播，这样，人眼可以从拼接缝中观看到图像，从而消除拼接缝对图像造成的割裂感，提高图像的显示效果。

由于人眼从拼接缝中观看到的图像来自于投影机，因此，在投影机投射的图像发生变化时，人眼从拼接缝中观看到的图像也会发生变化，即，人眼从拼接缝中观看到的图像是随着投影机投射的图像实时变化的，从而保证了不同背投影拼接单元之间显示的图像的色彩和亮度的连续性。而相关技术中通过增加额外的外光源来消除拼接缝，这样，既增加了实现背投影拼接单元的复杂性，也无法保证图像的色彩和亮度的连续性。

请参考图6，其示出了本发明再一实施例提供的背投影拼接系统的结构示意图。该背投影拼接系统包括至少两个背投影拼接单元。

其中，背投影拼接单元可以是图1至5中任一所示的背投影拼接单元。

请参考图7，其示出了本发明一个实施例提供的背投影拼接单元调节方法的方法流程图，该背投影拼接单元调节方法应用于如图所示的背投影拼接单元中。该背投影拼接单元调节方法，包括：

步骤701，获取背投影拼接单元的背投影参数。

背投影参数包括屏幕单元的宽度、投影机的投射比和拼接缝的宽度。

步骤702，根据背投影参数调节投影机和反射组件，调节后的投影机和反射组件满足的预设条件为：投影机投射出的光束中的第一光束射入屏幕单元，光束中超出屏幕单元的显示范围的第二光束经反射组件反射射入拼接缝内，并沿拼接缝的缝隙传播。

综上所述，本实施例提供的背投影拼接单元调节方法，由于背投影拼接单元可以根据用户输入的背投影参数自动调节投影机和反射组件，而不需要用户手动调节投影机和反射组件，可以提高调节的精确性和效率。

请参考图8，其示出了本发明一个实施例提供的背投影拼接单元调节方法的方法流程图，该背投影拼接单元调节方法应用于如图所示的背投影拼接单元中。该背投影拼接单元调节方法，包括：

步骤801，通过输入单元接收用户输入的背投影参数，并将背投影参数发送给控制单元。

其中，背投影参数包括屏幕单元的宽度、投影机的投射比和拼接缝的宽度。

步骤802，通过控制单元根据背投影参数和第一公式计算投影机的原始距离，根据背投影参数和第二公式计算投影机的目标距离，根据原始距离和目标距离计算移动距离和移动方向，控制投影机在第二导轨上沿移动方向移动移动距离，并控制反射组件在第一导轨上沿移动方向移动移动距离。

原始距离是投影机投射的光束全部射入屏幕单元时投影机与屏幕单元101之间的距离，目标距离是投影机的光束中的第一光束射入屏幕单元，光束中的第二光束经反射组件反射射入拼接缝内时投影机与屏幕单元101之间的距离。

第一公式为y₁＝a×b，第二公式为y₂＝(a+2×x)×b，y₁为原始距离，y₂为目标距离。

其中，原始距离、目标距离、第一公式和第二公式的描述详见图4所示的实施例中的描述。

综上所述，本实施例提供的背投影拼接单元调节方法，由于背投影拼接单元可以根据用户输入的背投影参数自动调节投影机和反射组件，而不需要用户手动调节投影机和反射组件，可以提高调节的精确性和效率。

请参考图9，其示出了本发明一个实施例提供的背投影拼接单元调节方法的方法流程图，该背投影拼接单元调节方法应用于如图所示的背投影拼接单元中。该背投影拼接单元调节方法，包括：

步骤901，通过输入单元接收用户输入的背投影参数，并将背投影参数发送给控制单元。

其中，背投影参数包括屏幕单元的宽度、投影机的投射比和拼接缝的宽度。

步骤902，通过控制单元根据背投影参数和第一公式计算投影机的原始距离，根据背投影参数和第二公式计算投影机的目标距离，根据原始距离和目标距离计算移动距离和移动方向；并根据背投影参数、第三公式和第四公式计算第二光束的角度区间，控制第一支架转动使反射组件位于角度区间内。

原始距离是投影机投射的光束全部射入屏幕单元时投影机与屏幕单元101之间的距离，目标距离是投影机的光束中的第一光束射入屏幕单元，光束中的第二光束经反射组件反射射入拼接缝内时投影机与屏幕单元101之间的距离。

第一公式为y₁＝a×b，第二公式为y₂＝(a+2×x)×b，y₁为原始距离，y₂为目标距离；

角度区间为(α₁，α₂)，第三公式为α₁＝arctan[a/(2×y₂)]，第四公式为α₂＝arctan[(a+2×x)/(2×y₂)]。

其中，原始距离、目标距离、第一公式、第二公式、第三公式、第四公式和角度区间的描述详见图5所示的实施例中的描述。

综上所述，本实施例提供的背投影拼接单元调节方法，由于背投影拼接单元可以根据用户输入的背投影参数自动调节投影机和反射组件，而不需要用户手动调节投影机和反射组件，可以提高调节的精确性和效率。

需要说明的是：上述实施例提供的背投影拼接单元在进行背投影拼接单元调节时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将背投影拼接单元的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的背投影拼接单元与背投影拼接单元调节方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。