一种多屏投影设备及方法
【专利摘要】本发明公开了一种多屏投影设备及方法。本发明所公开的多屏投影设备包括：信号处理系统、镜头组件、N个数字微镜器件DMD；其中，N为大于或等于2的正整数；所述N个DMD彼此不重叠地设置在所述镜头组件的视场范围内；所述信号处理系统，用于将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD对应的DMD驱动电路；DMD驱动电路，用于根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，其中，不同的DMD的投影通过所述镜头组件成像到屏幕的不同区域上。本发明能够实现多屏投影。
【专利说明】
_种多屏投影设备及方法
技术领域
[0001]本发明涉及投影技术领域，尤其涉及一种多屏投影设备及方法。
【背景技术】
[0002]数字光处理(Digital Light Process1n，DLP)投影技术是应用了数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)来做主要关键元件以实现数字光学处理过程，其中，DMD是由千上万个微镜组成的一种双稳态空间光调制器。DLP投影机的原理是将光源藉由一个积分器(Integrator)，将光均勾化，通过一个有色彩三原色的色环(Color Wheel)，将光分成红R、绿G、蓝B三基色时序性的输出，再将色彩由透镜成像在DMD上。通过将影像信号经过数字处理，以同步信号的方法，通过电信号对DMD上的每个微镜独立地控制其偏转的角度和时长，从而引导反射光及将连续光转为灰阶，配合R、G、B三种颜色表现色彩，最后在经过镜头组件投影成像到屏幕上。
[0003]其中，DMD是由千上万个微镜(精密、微型的反射镜)组成的一种双稳态空间光调制器，通过在互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成。通过把数据装入位于微镜下方的存储单元，数据以二进制的方式对微镜的偏转状态进行静电控制，对每个微镜独立地控制其偏转的角度和时长，从而引导反射光及调制灰阶。图1示例性地示出了 DMD上的两个微镜的偏转以及反射光线的情形。可以看到，微镜101与微镜102偏转的角度不同，微镜101通过其偏转的角度能够将光源103发出的光反射到光吸收单元104上，而微镜102通过其偏转的角度能够将光源103发出的光反射到镜头105上。
[0004]目前的投影技术通常局限在同一时刻向单一方向进行投影的设计模式，因此，如何改变现有投影技术局限于单一投影设计模式的局面，提出一种能够实现多屏投影的技术方案是业界所亟待研究和解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种多屏投影设备及方法，用以实现多屏投影。
[0006]本发明的一个实施例提供的多屏投影设备，包括:信号处理系统、镜头组件、N个数字微镜器件DMD;其中，N为大于或等于2的正整数；
[0007]所述N个DMD彼此不重叠地设置在所述镜头组件的视场范围内；
[0008]所述信号处理系统，用于将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD对应的DMD驱动电路；
[0009]DMD驱动电路，用于根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，其中，不同的DMD的投影通过所述镜头组件成像到屏幕的不同区域上。
[0010]可选地，所述N个DMD相对于所述镜头组件的光轴对称排列。
[0011]可选地，所述N个DMD尺寸相同。
[0012]可选地，所述信号处理系统，具体用于:同时向所述N个DMD对应的DMD驱动电路输出将所述N个DMD各自对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号;或者，根据预设的分时投影配置信息，在处于对DMD所配置的投影时间段内，向该DMD对应的DMD驱动电路输出将该DMD对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号，否则，不向该DMD对应的DMD驱动电路输出DMD驱动信号;或者，
[0013]所述多屏投影设备，还包括:
[0014]第一控制系统，用于根据预设的分时投影配置信息，向DMD驱动电路输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制DMD驱动电路根据所述信号处理系统输出的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，所述第二控制信号用于控制DMD驱动电路驱动DMD上的微镜均偏转到关闭状态。
[0015]可选地，所述多屏投影设备还包括:N个光源和第一控制系统；
[0016]所述N个光源用于分别向所述N个DMD提供照明光束；
[0017]所述第一控制系统，用于同时控制所述N个光源的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N个光源中每个光源的开启或关闭，其中，一个DMD在该DMD对应的光源开启时进行投影。
[0018]可选地，所述多屏投影设备还包括:一个光源和一个分光结构，以及第一控制系统和设置在所述分光结构和所述N个DMD之间的N片遮光片，其中，所述N片遮光片分别对应一个 DMD;
[0019]所述分光结构用于将所述一个光源发出的光束分为N束后分别向所述N个DMD提供照明光束；
[0020]所述第一控制系统，用于同时控制所述N片遮光片的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N片遮光片中每个遮光片的开启或关闭，其中，一片遮光片关闭时用于遮挡照射到该遮光片对应的DMD上的照明光束，一个DMD在该DMD对应的遮光片开启时进行投影。
[0021]可选地，所述DMD设置在可活动机械部件上，所述多屏投影设备还包括:
[0022]第二控制系统，用于根据目标成像区域，控制DMD所在的可活动机械部件带动设置在该可活动机械部件上的DMD进行移动和/或扭转，以使该DMD的投影通过所述镜头组件成像到所述屏幕的所述目标成像区域上。
[0023]本发明的一个实施例提供的多屏投影方法，应用于包含镜头组件以及N个DMD的多屏投影设备，所述N个DMD彼此不重叠地设置在所述投影镜头的视场范围内，N为大于或等于2的正整数，该方法包括:
[0024]将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD对应的DMD驱动电路，以使DMD驱动电路根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，其中，不同的DMD的投影通过所述镜头组件成像到屏幕的不同区域上。
[0025]可选地，将N个DMD对应的待投影图像转换得到的N个DMD驱动信号，同时输出给所述N个DMD对应的DMD驱动电路;或者，将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，根据预设的分时投影配置信息，在处于对DMD所配置的投影时间段内，将所述DMD驱动信号输出给该DMD对应的DMD驱动电路，否则，不向该DMD对应的DMD驱动电路输出DMD驱动信号;或者，
[0026]所述多屏投影方法，还包括:
[0027]根据预设的分时投影配置信息，向DMD驱动电路输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控ffjijDMD驱动电路根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，所述第二控制信号用于控制DMD驱动电路驱动DMD上的微镜均偏转到关闭状态。
[0028]可选地，所述多屏投影设备中还包括N个光源，所述N个光源用于分别向所述N个DMD提供照明光束；
[0029]所述多屏投影方法，还包括:
[0030]同时控制所述N个光源的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N个光源中每个光源的开启或关闭，其中，一个DMD在该DMD对应的光源开启时进行投影。
[0031]可选地，所述多屏投影设备中还包括一个光源以及一个分光结构，所述分光结构用于将所述一个光源发出的光束分为N束后分别向所述N个DMD提供照明光束；
[0032]所述多屏投影方法，还包括:
[0033]同时控制N片遮光片的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N片遮光片中每片遮光片的开启或关闭，其中，所述N片遮光片分别对应一个DMD，一片遮光片关闭时用于遮挡照射到该遮光片对应的DMD上的照明光束，一个DMD在该DMD对应的遮光片开启时进行投影。
[0034]可选地，所述DMD设置在可活动机械部件上，该方法还包括:
[0035]根据目标成像区域，控制DMD所在的可活动机械部件带动设置在该可活动机械部件上的DMD进行移动和/或扭转，以使该DMD的投影通过所述镜头组件成像到所述屏幕的所述目标成像区域上。
[0036]可以看到，在本发明实施例中提供的多屏投影设备中，通过在镜头组件的视场范围内彼此不重叠地设置N个DMD，从而能够充分利用镜头组件的光学口径，同时由于不同的DMD分布在镜头组件视场范围内的不同位置，各自对应的投影通过镜头组件将成像在屏幕的不同区域上，从而形成分屏效果，达到了多屏投影的效果，克服了现有技术投影单一的缺陷。
【附图说明】
[0037]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要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为现有技术中DMD上的两个微镜的偏转以及反射光线的示意图；
[0039]图2为现有技术中投影机和屏幕上的成像之间具有OFFSET的示意图；
[0040]图3为本发明的一些实施例提供的一种多屏投影设备的结构示意图；
[0041]图4为本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备的投影示意图；
[0042]图5(a)为本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备中DMD的一种设置结构的示意图；
[0043 ]图5 (b)为本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备中DMD如图5 (a)设置对应的成像示意图；
[0044]图6(a)为本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备中DMD的又一种设置结构的示意图；
[0045]图6(b)为本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备中DMD如图6(a)设置对应的成像示意图；
[0046]图7(a)为本发明的一些实施例提供的具有4个DMD的多屏投影设备中DMD的一种设置示意图；
[0047]图7(b)为本发明的一些实施例提供的具有4个DMD的多屏投影设备中DMD如图7(a)设置对应的成像示意图；
[0048]图8为本发明的一些实施例提供的多屏投影方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0049]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]现有的投影技术中，镜头组件的视场通常为圆对称面，其中，视场可理解为物面，屏幕上显示的图像则可理解为像面。在投影机中，DMD位于镜头的物面上，即位于镜头的视场范围内，镜头作为成像组件，DMD发出的光线进入镜头后投射到屏幕上进行成像。
[0051]为了实现多屏投影，本发明实施例在基于对投影技术中的光学架构的分析的基础上，提供了一种能够实现多屏投影的多屏投影设备及方法。应当理解的是，实现多屏投影即意味着能够投影的方向是多种的，因此在本发明实施例中所述的实现多屏投影，也可以理解为实现多方向的投影。
[0052]在投影机的几何光学中，偏移OFFSET是一种用于衡量DMD相对于镜头光轴产生的移位的尺度，比如在0%偏移的投影设计中，DMD的中心与投影透镜的光轴精确对准，这种设计中，DMD所投射的投影图像在光轴的上下方是相等的，而在一些例如超短焦投影的设计中往往根据系统的需求使得DMD发出的光线的中心光轴并不与镜头中心光轴重合，从而通过一定的偏移来满足投影需求，比如根据系统的应用方向设置取值100%到150%范围内的某一偏差。
[0053]DMD和镜头之间的这种OFFSET使得投影机投影出的图像与镜头的中心光轴具有OFFSET，投影机和屏幕上的成像也相应的具有OFFSET。图2示出了一种投影机和屏幕上的成像之间具有OFFSET的示例。如图2所示，投影机镜头201发出的光线斜向上(大的入射角)投射到屏幕上202形成投影图像，再被屏幕202反射入射至人眼完成投影显示。
[0054]对这种DMD与镜头光轴之间存在OFFSET的光学架构分析可以看到，这种光学结构并不能充分的利用投影机的镜头组件，有的镜片的光学口径能够被光线充满，从而实现充分的利用，有的镜片的光学口径则不能完全被光线充满，而只能利用了其中的一部分，即不能全部利用整个光学口径。
[0055]本发明实施例基于上述对光学结构的分析的基础上，以及对如何实现充分利用光学系统的有效口径的研究，提供了一种能够同时实现多屏投影的技术方案。具体地，本发明实施例提供的技术方案通过在镜头组件的视场范围内设置多个DMD，来实现多屏投影，同时也实现了对镜头组件光学口径的有效利用。
[0056]下面将结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0057]图3示出了本发明的一些实施例提供的一种多屏投影设备的结构示意图。
[0058]如图3所示，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中包括有信号处理系统301、镜头组件302、N个数字微镜器件DMD 303;其中，N为大于或等于2的正整数。
[0059]应当理解的是，图3仅示出了本发明所主要涉及的用于构成多屏投影设备的组成部件，本发明的一些具体实施例所提供的多屏投影设备中还可以包括有现有技术中的投影设备所具有的如光学透镜组件、散热系统部件等。由于本发明并不具体涉及对光学系统中的这些组成部件的改进，因此，在本发明中对此将不作详述。
[0060]如图3所示，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，N个DMD303可以是彼此不重叠地设置在镜头组件302的视场范围内。
[0061 ]如图3所示，信号处理系统301，用于将DMD 303对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD 303对应的DMD驱动电路304。
[0062]进一步地，DMD驱动电路304，用于根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD 303进行投影，其中，不同的DMD 303的投影通过镜头组件302成像到屏幕305的不同区域上。
[0063]具体地，对于这N个DMD 303中任一个DMD 303，该DMD 303对应的DMD驱动电路304可以用于根据信号处理系统301输出的将该DMD 303对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号驱动该DMD 303进行投影;该DMD 303在该DMD对应的的DMD驱动电路的驱动下，对待投影图像进行投影。
[0064]可选地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，这N个DMD303可以各自对应有独立的信号处理系统301，其中，任一个DMD 303对应的信号处理系统301可以用于将该DMD 303对应的待投影图像转换为DMD驱动信号输出到该DMD 303对应的DMD驱动电路304。
[0065]可选地，本发明的又一些实施例所提供的多屏投影设备中，这N个DMD对应有一个统一的信号处理系统301(如图3所示出的情形)，其中，该统一的信号处理系统301可以用于将这N个DMD 303各自对应的待投影图像分别转换为DMD驱动信号输出到这N个DMD 303各自对应的DMD驱动电路304。
[0066]进一步地，对于这N个DMD 303中任一个DMD 303，该DMD 303用于在该DMD 303对应的DMD驱动电路304的驱动下，对该DMD 303对应的待投影图像进行投影。进而，这N个DMD303在对各自对应的待投影图像进行投影时，各自对应的投影通过镜头组件302将成像在屏幕305的N块区域上。
[0067]由于在光学系统中，理想的透镜则可以认为是简化的成像组件，对于理想透镜来说，物发出的光线的中心光轴与理想透镜的中心光轴不重合，位于视场范围内不同位置的物将成像在不同的成像区域。可以看到，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，通过设置N个DMD，并且在设置这N个DMD时使得这N个DMD彼此不重叠地分布在镜头组件的视场范围内，由于不同的DMD位于在镜头组件视场范围内的不同位置，每个DMD各自占据了部分视场，从而能够使得不同的DMD的投影通过镜头组件成像到屏幕的不同区域上，进而形成分屏效果，达到了多屏投影的效果，同时还实现了对镜头组件的光学口径的有效利用。
[0068]同时还可以看到，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，由于这N个DMD还可以分别由各自对应的信号处理系统根据各自对应的待投影图像输出相应的DMD驱动信号进行驱动，或者可以由统一的信号处理系统根据N个DMD各自对应的待投影图像输出DMD驱动信号进行驱动，因此，这N个DMD各自进行投影所对应的待投影图像，或者也可以理解为各自对应的显示内容，是可以不同的，具体则可以通过信号处理系统来决定，从而能够满足一个或多个用户在同一时刻观看不同内容的需求。
[0069]可以看到，由于本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备能够达到多屏投影的效果，并还能够满足一个或多个用户在同一时刻观看不同内容的需求，因此，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备是十分具有应用潜力的，特别是对于一些需要同时投射不同信息、宣传后者广告等需要打造更好的视觉效果的场合。
[0070]可选地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，N个DMD303具体可以是在镜头组件302的视场范围内，相对于镜头组件302的光轴对称排列，这种对称的排列将能够使得DMD 303投影到屏幕上的成像也保持对称。
[0071]可选地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，具体可以采用N个尺寸相同DMD 303来进行设置。
[0072]举例来说，在本发明的一些具体实施例所提供的多屏投影设备中采用两片尺寸相同的DMD时，可以是以镜头组件的光轴为中心、对称排列设置，其中，这两个DMD分别与该镜头组件的光轴之间具有正反方向的偏差，因此两者投影到屏幕上的区域是对称的，同时由于这两个DMD的尺寸相同，两者投影在屏幕上的区域还具有相同的大小。
[0073]可选地，在本发明的又一些实施例所提供的多屏投影设备中，具体也可以采用N个尺寸不同DMD来进行设置，尺寸不同的DMD投影在屏幕上的区域的尺寸则可能也是不同的。
[0074]举例来说，在采用尺寸不同的DMD的本发明的一些具体实施例中，为了实现对光学口径的充分利用，可以在满足各个DMD不重叠的条件下，以实现最大的覆盖面积为目标进行设置，比如具体可以是不对称的进行设置。
[0075]进一步地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，N个DMD在镜头组件的视场范围内进行不重叠地设置时，可以在不影响彼此工作的条件下使各个DMD尽量地靠近，即减小各个DMD之间的间距，从而达到减小屏幕上的成像区域之间相应的间隔的效果，其中，屏幕上的成像区域之间的间隔与DMD各自对应的OFFSET值、DMD的尺寸以及镜头放大率相关，DMD尽量靠近，也即为DMD之间的间距减少，则对应于屏幕上的投影区域间距也会同比缩小。
[0076]可选地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，信号处理系统可以具体用于:同时向N个DMD对应的DMD驱动电路输出将N个DMD各自对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号。
[0077]进一步地，如图3所示的多屏投影设备中的N个DMD还可以进行分时控制，从而实现在屏幕的多区域上分时显示，或者根据投影需要，选择启用哪一个或哪几个DMD工作，从而实现在屏幕的对应区域上的显示。
[0078]可选地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，信号处理系统可以具体用于:根据预设的分时投影配置信息，在处于对DMD所配置的投影时间段内，向该DMD对应的DMD驱动电路输出将该DMD对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号，否则，不向该DMD对应的DMD驱动电路输出DMD驱动信号。
[0079]可选地，在本发明的又一些实施例所提供的多屏投影设备中，还可以包括有第一控制系统，用于根据预设的分时投影配置信息，向DMD驱动电路输出第一控制信号和第二控制信号，其中，第一控制信号用于控制DMD驱动电路根据所述信号处理系统输出的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，第二控制信号用于控制DMD驱动电路驱动DMD上的微镜均偏转到关闭状态。
[0080]可选地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，针对于所设置的N个DMD，可以对应设置有N个光源，这N个光源可以用于分别向这N个DMD提供照明光束。
[0081]比如，在本发明的一些具体实施例所提供的多屏投影设备中，对每个DMD设置有对应的照明系统，这些照明系统各自具有独立的光源，每个照明系统的照明光束分别能够满足对应的DMD的入光要求。
[0082]进一步地，为了实现在屏幕的多区域上分时显示，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，还可以包括有N个光源和第一控制系统;所述N个光源用于分别向所述N个DMD提供照明光束;所述第一控制系统，可以用于同时控制所述N个光源的开启或关闭;或者，也可以用于根据预设的分时投影配置信息，控制所述N个光源中每个光源的开启或关闭，其中，一个DMD在该DMD对应的光源开启时进行投影。
[0083]可选地，在本发明的又一些实施例所提供的多屏投影设备中，针对于所设置的N个DMD，可以对应设置有一个光源以及一个分光结构，其中，该分光结构可以用于将该光源发出的光束分为N束后分别向这N个DMD提供照明光束。
[0084]比如，在本发明的一些具体实施例所提供的多屏投影设备中，仅设置一个照明系统，即仅设置有一个光源，在光源到DMD的光路上则设置有分光结构，例如可以是由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件等组成的分光器，分光结构将照明系统的光束分光后得到能够满足每个DMD的入光要求的照明光束。
[0085]进一步地，为了实现在屏幕的多区域上分时显示，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，还可以包括有一个光源和一个分光结构，以及第一控制系统和设置在所述分光结构和所述N个DMD之间的N片遮光片:
[0086]其中，所述N片遮光片分别对应一个DMD，即在分光结构和所述N个DMD中的每一个DMD之间分别设置有一片遮光片，每片遮光片用于控制从分光结构到该片遮光片对应的DMD之间的光路的通断。其中，分光结构用于将所述一个光源发出的光束分为N束后分别向所述N个DMD提供照明光束；
[0087]具体地，第一控制系统，可以用于同时控制所述N片遮光片的开启或关闭；或者，也可以用于根据预设的分时投影配置信息，控制该N片遮光片中每片遮光片的开启或关闭，其中，一片遮光片关闭时用于遮挡照射到该遮光片对应的DMD上的照明光束，一个DMD在该DMD对应的遮光片开启时进行投影。
[0088]进一步地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，N个DMD设置在可活动机械部件上，所述多屏投影设备还可以包括:
[0089]第二控制系统，用于根据目标成像区域，控制DMD所在的可活动机械部件带动设置在该可活动机械部件上的DMD进行移动和/或扭转，以使该DMD的投影通过所述镜头组件成像到所述屏幕的所述目标成像区域上，通过可活动机械部件的带动，可以使得DMD投影到屏幕上的不同的目标成像区域，这与前述实施例所可以取得的多屏显示以及分时投影的效果相结合，则能达到更丰富的投影视觉效果。
[0090]可选地，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，还可以包括有:
[0091]光学拼接透镜组件，所述光学拼接透镜组件设置在所述镜头组件朝向屏幕方向侧的位置，用于调整所述N个DMD对各自对应的待投影图像的投影通过所述镜头组件成像在屏幕的N块区域上的位置，实现成像边缘的拼接。
[0092]其中，光学拼接透镜组件具体可以是柱面镜等，单光学拼接非最优方案。理想的无缝拼接对应于无OFFSET的状态，在本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中则可以采用图像处理的方式来实现无缝拼接。
[0093]为了更清楚的阐述本发明实施例所提供的一种具有N个DMD的多屏投影设备，下面以N=2，即本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备为示例，对本发明实施例所提供的多屏投影设备在实际场景中的具体应用以及所能取得的技术效果进行说明。
[0094]举例来说，以满足超短焦投影设计为例，图4示出了本发明的一些实施例提供的一种具有2个DMD的多屏投影设备进行投影示意图。
[0095]如图4所示的多屏投影设备具有2个DMD(双DMD)，分别为DMD 401和DMD 402。基于超短焦投影设计要求，DMD 401和DMD 402以镜头组件403的光轴为中心对称设置，与镜头组件403的光轴具有相反方向的OFFSET。相应地，假设DMD 401和DMD 402各自具有对应的信号处理系统，在实际应用中，DMD 401和DMD 402中的任一个DMD对应的信号处理系统将可以将待投影图像中的图像像素RGB分量值转换为DMD驱动信号，输出到对应的DMD驱动电路，由DMD驱动电路根据该DMD驱动信号驱动对应的DMD上每个微镜的翻转角度和时长，在对应的照射光束的照射下，来满足每个像素显示所需要的色彩。
[0096]如图4所示出的投影图像的成像区域，可以看到，DMD 401和DMD 402在屏幕上可以同时投影成像在两块图像区域上，如图4所示的DMD 401对应的第一成像区域404，以及DMD402对应的第二成像区域405，进而形成了分屏效果。这两块显示区域之间往往具有间隔，这是由于DMD与镜头之间的OFFSET确定的，当然也可以将DMD尽量靠近，使投射到屏幕上的图像保证不重叠且具有较小的间隔，从而可供不同的用户同时观看不同的内容(显示内容由信号处理系统决定)。
[0097]其中，每个照明光束可以来自一个照明系统，通过分光结构将光束分成具有角度的两束分别照射至每个DMD上，满足每个DMD的入光要求。或者也可以是具有两套光源，对应每个DMD具有各自的照明系统。
[0098]进一步地，DMD 401和DMD 402还可以分时显示内容，这可以通过控制照明光学系统的关闭或开通(包括共用一套照明系统或各自具有独立照明系统的情形)，或者通过向各个DMD对应的DMD驱动电路输出不同的控制信号，来控制各个DMD实现分时工作。
[0099]进一步地，DMD 401和DMD 402还可以各自单独显示，这可以根据投影的需要，选择启用哪一个DMD进行工作，任一个DMD将只在投影到屏幕上对应的一个区域的位置进行投影显不O
[0100]进一步地，由于视场面为对称圆面，如图4所示的多屏投影设备中的DMD 401和DMD402具体可以如图5(a)或者图6(a)所示的进行设置，并分别形成如图5(b)或者图6(b)所示的成像区域。
[0101]如图5(a)所示出的，DMD 401和DMD 402可以设置为关于视场中心即镜头组件的光轴，左右对称，这样将可在屏幕上形成左右两片投影区域画面，如图5(b)所示的左右两片成像区域(DMD 401对应的投影区域L和DMD 402对应的投影区域R);或者，还可以如图6(a)所示出的，DMD 401和DMD402可以设置为关于视场中心上下对称，这样将可在屏幕上形成上下两片投影区域画面，如图6(b)所示的上下两片成像区域(DMD 401对应的投影区域D和DMD402对应的投影区域U);或者DMD 401和DMD 402还可以在在不同的视场位置排列，同样可以在屏幕上形成对应的投影区域。
[0102]其中，如果如图5(a)或者图6(a)所示的DMD 401和DMD 402及设置的位置，由于DMD401和DMD 402具有相同尺寸，因此各自对应的投影区域尺寸也是相同。
[0103]进一步地，可以通过在镜头组件到屏幕的方向上增加光学拼接元件，用以补偿DMD401和DMD 402在设置时不可避免的物理缝隙所造成的成像区域间的间距，使得投影区域实现近似的无缝拼接。
[0104]通过上述以N=2，即本发明的一些实施例提供的具有2个DMD的多屏投影设备为示例，对本发明实施例所提供的多屏投影设备的具体说明，可以很容易地理解本发明的又一些实施例所提供的具有多于2个DMD的多屏投影设备在实际中的应用以及所能取得的投影效果。
[0105]举例来说，为了更充分地利用镜头组件的视场范围区域，本发明的又一些实施例所提供的多屏投影设备可以在视场区域内设置多个DMD，比如图7(a)所示的设置有4个DMD的多屏投影设备，图7(b)为如图7(a)所示的4个DMD的设置对应的成像示意图。
[0106]其中，如图7(a)所示的4个DMD(DMD70KDMD 702^DMD 703^DMD 704)可以对称排列，或者这4个DMD也可以不对称排列。其中，4个DMD尺寸可以相同也可以不同，尺寸不同的4个DMD能够投影成像在尺寸不同的4个图像区域，如图7(b)所示的DMD 701对应的投影区域U,DMD 702对应的投影区域D、DMD 703对应的投影区域R、DMD 704对应的投影区域L)。
[0107]如图7(a)所示的4个DMD成像的具体原理则可参见前文的描述，同前述方案类似的，这4个DMD也可以同时控制显示，或者也可以分时和/或分别地控制驱动，实现分时利用不同的投影区域进行投影成像的效果。
[0108]同前述方案类似的，如图7(a)所示的4个DMD中的每个DMD可以有独立的照明系统，或者可以共用一个大的照明系统，只要能够保证照明光束能够全部覆盖每个DMD即可。
[0109]通过以上描述可以看出，在本发明实施例中提供的多屏投影设备中，通过设置N个DMD，并且在设置这N个DMD时使得这N个DMD彼此不重叠地分布在镜头组件的视场范围内，从而不仅提高了视场的利用率，还能够实现对镜头组件的光学口径的充分利用，同时，由于不同的DMD分布在镜头组件视场范围内的不同位置，从而各自对应的投影通过镜头组件将在屏幕的不同区域上进行成像，形成分屏效果，达到了多屏投影的效果，即使镜头为超短焦设计，也能够不局限于超短焦投影方向和区域的要求，实现多屏投影。
[0110]同时还可以看到，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中，由于N个DMD还可以投影各自所对应的待投影图像，或者也可以理解为各自对应的显示内容，从而能够满足一个或多个用户在同一时刻观看不同内容的需求。
[0111]进一步地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影设备中的N个DMD还可以进行分时控制，从而实现在屏幕的多区域上分时显示，或者根据投影需要，选择启用哪一个或哪几个DMD工作，从而实现在屏幕的对应区域上的显示。
[0112]基于相同的技术构思，本发明实施例还提供一种多屏投影方法，该多屏投影方法可通过上述装置实施例实现，或者可以应用于包含镜头组件以及N个DMD的多屏投影设备，所述N个DMD彼此不重叠地设置在所述投影镜头的视场范围内，N为大于或等于2的正整数。
[0113]图8示出了本发明的一些实施例所提供的一种多屏投影方法的流程示意图，如图8所示，所述多屏投影方法包括:
[0114]步骤801:将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD对应的DMD驱动电路，以使DMD驱动电路根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，其中，不同的DMD的投影通过所述镜头组件成像到屏幕的不同区域上。
[0115]可选地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影方法中，将N个DMD对应的待投影图像转换得到的N个DMD驱动信号后，可以同时输出给N个DMD对应的DMD驱动电路。
[0116]可选地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影方法中，将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号后，可以根据预设的分时投影配置信息，在处于对DMD所配置的投影时间段内，将所述DMD驱动信号输出给该DMD对应的DMD驱动电路，否则，不向该DMD对应的DMD驱动电路输出DMD驱动信号。
[0117]可选地，本发明的又一些实施例所提供的多屏投影方法中，也可以根据预设的分时投影配置信息，向DMD驱动电路输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制DMD驱动电路根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，所述第二控制信号用于控制DMD驱动电路驱动DMD上的微镜均偏转到关闭状态。
[0118]可选地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影方法中，所述多屏投影设备中还包括N个光源，所述N个光源用于分别向所述N个DMD提供照明光束;所述多屏投影方法，还可以包括:
[0119]同时控制所述N个光源的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N个光源中每个光源的开启或关闭，其中，一个DMD在该DMD对应的光源开启时进行投影。
[0120]可选地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影方法中，所述多屏投影设备中还包括一个光源以及一个分光结构，所述分光结构用于将所述一个光源发出的光束分为N束后分别向所述N个DMD提供照明光束;所述多屏投影方法，还可以包括:
[0121]同时控制N片遮光片的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N片遮光片中每片遮光片的开启或关闭，其中，所述N片遮光片分别对应一个DMD，一片遮光片关闭时用于遮挡照射到该遮光片对应的DMD上的照明光束，一个DMD在该DMD对应的遮光片开启时进行投影。
[0122]可选地，本发明的一些实施例所提供的多屏投影方法中，所述DMD可以设置在可活动机械部件上，该方法还可以包括:
[0123]根据目标成像区域，控制DMD所在的可活动机械部件带动设置在该可活动机械部件上的DMD进行移动和/或扭转，以使该DMD的投影通过所述镜头组件成像到所述屏幕的所述目标成像区域上。
[0124]对于软件实施，这些技术可以用实现这里描述的功能的模块(例如程序、功能等等)实现。软件代码可以储存在存储器单元中，并且由处理器执行。存储器单元可以在处理器内或者在处理器外实现。
[0125]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0126]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0127]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0128]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0129]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种多屏投影设备，其特征在于，包括:信号处理系统、镜头组件、N个数字微镜器件DMD;其中，N为大于或等于2的正整数； 所述N个DMD彼此不重叠地设置在所述镜头组件的视场范围内； 所述信号处理系统，用于将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD对应的DMD驱动电路； DMD驱动电路，用于根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，其中，不同的DMD的投影通过所述镜头组件成像到屏幕的不同区域上。2.如权利要求1所述的多屏投影设备，其特征在于，所述N个DMD相对于所述镜头组件的光轴对称排列。3.如权利要求2所述的多屏投影设备，其特征在于，所述N个DMD尺寸相同。4.如权利要求1所述的多屏投影设备，其特征在于，所述信号处理系统，具体用于:同时向所述N个DMD对应的DMD驱动电路输出将所述N个DMD各自对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号；或者，根据预设的分时投影配置信息，在处于对DMD所配置的投影时间段内，向该DMD对应的DMD驱动电路输出将该DMD对应的待投影图像转换得到的DMD驱动信号，否则，不向该DMD对应的DMD驱动电路输出DMD驱动信号;或者， 所述多屏投影设备，还包括: 第一控制系统，用于根据预设的分时投影配置信息，向DMD驱动电路输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控制DMD驱动电路根据所述信号处理系统输出的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，所述第二控制信号用于控制DMD驱动电路驱动DMD上的微镜均偏转到关闭状态。5.如权利要求1所述的多屏投影设备，其特征在于，还包括:N个光源和第一控制系统； 所述N个光源用于分别向所述N个DMD提供照明光束； 所述第一控制系统，用于同时控制所述N个光源的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N个光源中每个光源的开启或关闭，其中，一个DMD在该DMD对应的光源开启时进行投影。6.如权利要求1所述的多屏投影设备，其特征在于，还包括:一个光源和一个分光结构，以及第一控制系统和设置在所述分光结构和所述N个DMD之间的N片遮光片，其中，所述N片遮光片分别对应一个DMD ； 所述分光结构用于将所述一个光源发出的光束分为N束后分别向所述N个DMD提供照明光束； 所述第一控制系统，用于同时控制所述N片遮光片的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N片遮光片中每个遮光片的开启或关闭，其中，一片遮光片关闭时用于遮挡照射到该遮光片对应的DMD上的照明光束，一个DMD在该DMD对应的遮光片开启时进行投影。7.如权利要求1至6中任一项所述的多屏投影设备，其特征在于，所述DMD设置在可活动机械部件上，所述多屏投影设备还包括: 第二控制系统，用于根据目标成像区域，控制DMD所在的可活动机械部件带动设置在该可活动机械部件上的DMD进行移动和/或扭转，以使该DMD的投影通过所述镜头组件成像到所述屏幕的所述目标成像区域上。8.—种多屏投影方法，应用于包含镜头组件以及N个DMD的多屏投影设备，所述N个DMD彼此不重叠地设置在所述投影镜头的视场范围内，N为大于或等于2的正整数，其特征在于，该方法包括: 将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，并输出给该DMD对应的DMD驱动电路，以使DMD驱动电路根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，其中，不同的DMD的投影通过所述镜头组件成像到屏幕的不同区域上。9.如权利要求8所述的多屏投影方法，其特征在于，将N个DMD对应的待投影图像转换得到的N个DMD驱动信号，同时输出给所述N个DMD对应的DMD驱动电路;或者，将DMD对应的待投影图像转换得到DMD驱动信号，根据预设的分时投影配置信息，在处于对DMD所配置的投影时间段内，将所述DMD驱动信号输出给该DMD对应的DMD驱动电路，否则，不向该DMD对应的DMD驱动电路输出DMD驱动信号;或者， 所述多屏投影方法，还包括: 根据预设的分时投影配置信息，向DMD驱动电路输出第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号用于控Φ丨jDMD驱动电路根据接收到的DMD驱动信号驱动对应的DMD进行投影，所述第二控制信号用于控制DMD驱动电路驱动DMD上的微镜均偏转到关闭状态。10.如权利要求8所述的多屏投影方法，其特征在于，所述多屏投影设备中还包括N个光源，所述N个光源用于分别向所述N个DMD提供照明光束； 所述多屏投影方法，还包括: 同时控制所述N个光源的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N个光源中每个光源的开启或关闭，其中，一个DMD在该DMD对应的光源开启时进行投影。11.如权利要求8所述的多屏投影方法，其特征在于，所述多屏投影设备中还包括一个光源以及一个分光结构，所述分光结构用于将所述一个光源发出的光束分为N束后分别向所述N个DMD提供照明光束； 所述多屏投影方法，还包括: 同时控制N片遮光片的开启或关闭；或者，根据预设的分时投影配置信息，控制所述N片遮光片中每片遮光片的开启或关闭，其中，所述N片遮光片分别对应一个DMD，一片遮光片关闭时用于遮挡照射到该遮光片对应的DMD上的照明光束，一个DMD在该DMD对应的遮光片开启时进行投影。12.如权利要求8至11中任一项所述的多屏投影方法，其特征在于，所述DMD设置在可活动机械部件上，该方法还包括: 根据目标成像区域，控制DMD所在的可活动机械部件带动设置在该可活动机械部件上的DMD进行移动和/或扭转，以使该DMD的投影通过所述镜头组件成像到所述屏幕的所述目标成像区域上。
【文档编号】G03B21/00GK105929623SQ201610498620
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】李晓平
【申请人】海信集团有限公司