多媒體投影管理的製作方法

2023-09-22 01:49:25 3

專利名稱：多媒體投影管理的製作方法
多媒體投影管理背景技術
投影型顯示設備的主要特性之一在於它們能夠顯示在尺寸上比諸如CRT(陰極射線管)或LCD(液晶顯示器)之類的其它顯示器產生的圖像更大的圖像。相比於能夠被投影的圖像，投影型顯示設備具有相對更小的尺寸。然而，投影型顯示器的許多獨特特性在很大程度上未經開發。例如，常規的投影型顯示設備是以固定的傳統習慣(如，對於每個設備的單個視頻輸出)而設計的。
一般而言，投影型顯示器或視頻投影儀在投影屏幕或其它表面(如，牆壁)上顯示與視頻信號對應的圖像。大多現代的設備能夠通過手動控制來校正失真、曲面、聚焦和其它的不協調。傳統上，這些視頻投影設備用於商業PPT(演示)、課堂教學、家庭影院等。例如， 投影設備在許多學校和機構廣泛地用於在教授學生的過程期間投影到互動的白板上。
儘管投影型顯示設備最初被開發用以顯示PPT (例如，商業、教育)，然而當今這些投影設備對於家庭影院而言已經變得普遍。例如，當今，許多家庭包括特別被設計用以在投影屏幕上觀看動態畫面的家庭影院。這些影院經常配備有投影型顯示設備。除了家庭影院應用之外，相對大尺寸的投影圖像能夠用於可能即將起到顯示產業的重要部分的顯象區域的、諸如立體視頻輸出、外圍或近外圍(near peripheral)視頻之類的虛擬實境應用。


圖1圖示根據本創新一些方面的方便了多媒體投影的示例系統。
圖2圖示根據本創新一些方面的多媒體輸出系統和環境的示例配置。
圖3圖示根據本創新一些方面的方便了多媒體投影的示例替代系統。
圖4圖示根據本創新一些方面的方便了多媒體投影的過程的示例流程圖。
圖5圖示根據一個實施例的顯示設備的透視圖。
圖6是示出根據一個實施例的將來自光源的光束轉向諸如投影室之類的不同投影輸出的開關的示例示意圖。
圖7圖示根據一些實施例的顯示設備底座內的組成部分的簡化示圖。
圖8圖示根據一些實施例的示例光源配置的簡化正視圖。
圖9圖示根據一些實施例的示例光源配置的簡化頂部透視圖。
圖10示出根據本創新一些方面的投影輸出內的組成部分的簡化側視圖。
圖11圖示根據一些方面的具有定位接口和較低投影輸出剖面的顯示設備的正視圖。
圖12圖示具有多個定位接口的投影顯示設備的替代實施例的正視圖。
圖13圖示根據本實施例之一的顯示設備的替代透視圖。
圖14圖示示出根據一個實施例的將來自光源的光束轉向不同投影輸出的開關的替代示意圖。
圖15-18示出根據一些本實施例的在接收面上投射投影圖像的顯示設備的各種方面
圖19-20示出根據一些本實施例的在三個接收面上分別投影三個投影圖像的顯示設備的各種方面。
圖21圖示根據本創新一些方面的內容處理組成部分的示例框圖。
圖22-24圖示根據一些方面的投射投影圖像的多媒體輸出系統和揚聲器安排的各種示例配置。
圖25-26圖示根據本創新一些方面的在早先和稍後時刻輸出的示例視頻。
圖27圖示根據本創新一些方面的在圍繞用戶的接收面上顯示的示例投影圖像。
圖觀圖示根據實施例的示例視頻輸出。
圖四圖示根據實施例的多媒體輸出系統的控制電路的示例框圖。
圖30圖示可以在一個或更多個實施例中採用的另一類型的投影儀模塊。
圖31圖示將圖22中描繪的這種類型的投影儀模塊用於實現數個輸出之間的切換的又一非限制性實施例。
具體實施方式
現在參照附圖描述本創新，在附圖中，相同的附圖標記始終用以指代相同的要素。 在下面的描述中，為了說明的目的，闡述眾多特定細節以便提供對於本主題創新的徹底理解。然而，可顯而易見的是，本創新可以在沒有這些特定細節的情況下加以實施。在其它例子中，在框圖表格中示出了公知的結構和設備以方便描述本創新。
如本申請中所使用的，術語「組成部分」、「單元」、「模塊，，和「系統，，旨在指代計算機相關實體(硬體、硬體和軟體的組合、軟體或處於運行中的軟體)。例如，組成部分可以是但不限於在處理器上運行的處理、處理器、對象、可執行程序、執行的線程、程序和/或計算機。通過說明的方式，在伺服器上運行的應用程式和伺服器兩者均可以是組成部分。一個或多個組成部分可以駐於執行的進程和/或線程內，並且組成部分可以位於一個計算機上和/或分散在兩個或更多個計算機之間。
如這裡使用的，術語「推斷」或「推論」一般涉及根據經由事件和/或數據捕獲的一組觀測對系統、環境和/或用戶的狀態進行推理或推斷的過程。推論例如可用以標識特定的上下文或動作，或者可產生關於狀態的概率分布。推論可以是概率性的-即，基於對於數據和事件的考慮來計算關於感興趣狀態的概率分布。推論也可以涉及用於根據一組事件和 /或數據構成更高級別事件的技術。這種推論根據一組觀測到的事件和/或存儲的事件數據而產生新的事件或動作的構成，而不管各事件在接近的時間附近是否相關以及事件和數據來自於一個還是若干個事件和數據源。
首先參照附圖，圖1圖示根據本創新一些方面的方便了多媒體投影輸出的示例系統100。總體上，系統100可包括多媒體內容處理組成部分101和多媒體輸出系統103，它們一起能夠協調經由投影系統輸出的視頻和音頻。控制器組成部分105例如可以是能夠建立空間協調、熱控制、圖像協調、失真校正等的控制軟體、電路(或其組合)。
在此公開和聲明的本創新在其一些方面包括投影系統(例如，100)，其與伴隨的音頻一起在單個或多個表面上顯示多個圖像。例如，該系統可以提供包括1至M個音頻信號和1至N個圖像信號(其中，M和N是整數)的多媒體環繞視頻和音頻體驗。如將在下面描述的，在一些方面，可以提供開關，該開關例如根據預定的視頻數據將光選擇性地轉向多個投影室中的每一個。多個投影室可方便數個表面上的投影以形成多維體驗。內容處理組成部分101使得多個投影室能夠在單個或數個表面上與音頻一起同步地顯示數個圖像。
在此方面，一開始要注意的是，可以將此處在數個室(chamber)的上下文中描述的任何實施例更加一般性地提供為數個投影輸出，而不用將每個光源約束至『室』。為了避免疑惑，不應當將採用室的這些實施方案認為是對於在此呈現的更加一般性的概念(如， 數個彩色光投影輸出之間的數字切換)的限制。
在本創新的另一些方面中，系統100可以動態地檢測用戶(或另一對象)的動作或位置，從而動態調整以增強多媒體體驗(例如，虛擬實境)。另一些方面可以動態監視觀眾的眼睛移動，從而動態調整以優化視覺和聲音體驗(例如，視線)。在其又另一些方面，提供了人工智慧或機器學習&推理(MLR)組成部分，其採用了基於概率和/或統計的分析以診斷或推斷用戶期望自動進行的動作。
現在參照圖2，示出了多媒體輸出系統4的示例性配置。如所示，例如在可以向用戶呈現虛擬實境空間的環境中，輸出系統4可包括顯示設備10和多個揚聲器 6。要認識到的是，用戶周邊周圍的更多的浸入(immersion)允許從具有周邊或近周邊 (near-peripheral)環境視頻和音頻的虛擬實境空間增加娛樂和體驗。在用於呈現與多媒體輸出系統4有關的細節的以下段落中描述若干個實施例。
圖3圖示根據本創新一些方面的系統100的替代示例框圖。如所示，多媒體輸出系統103可包括音頻管理系統301和與光源305通信的投影管理系統303。在工作時，投影管理系統303可包括切換組成部分307，其將來自光源305的光調整至多輸出(或者，室) 投影組成部分309內的多個投影輸出(如，室)。在工作時，這些子組成部分(307，309) — 起方便來自單個投影型顯示設備100的數個圖像的同時投影。另外，音頻管理組成部分301 使得能夠協調和呈遞伴隨著經由投影輸出或室所呈遞的圖像的音頻流和數據。
如圖3中所示，光源可以包括數個源(例如，本示例中圖示的紅綠藍組)。每個組可包括一個或多個雷射器或發光二極體(LED)。切換組成部分307可以按照預定順序將紅色雷射器、綠色雷射器和藍色雷射器引導至或按線路發送至多輸出/室投影組成部分309 內的每個輸出/室。換言之，在一個示例中，切換組成部分309可以以交替、依次、循環或其它確定的順序引導光，以使得每個輸出/室可以共享從單個源產生的光。要理解的是，儘管投影型顯示設備100可以採用數個投影輸出/室(309)產生數個圖像，然而光源305可以在各輸出/室之間共享，從而對於每個投影輸出/室不要求專用的光源。
如將在下文更加詳細描述的，控制器組成部分105可能影響空間協調。例如，可以檢測抑或確定(或推斷)用戶的位置-然後，系統可動態調整視頻和/或音頻以增強用戶體驗。在一個示例中，可以適當地增大或減小音量。在另一些方面，可以適當地啟動或禁止音頻通道。類似地，也可以根據用戶位置、眼睛移動、興趣、視線等動態地控制所呈遞的視頻圖像。
控制組成部分105也可以管理圖像協調(例如，對準、聚焦)以及失真校正(例如， 畸變校正)。這些和其它的方面將在下面更加詳細地加以描述。
圖4圖示根據本創新的一些方面呈遞多媒體內容的方法。儘管為了說明簡化的目的而示出了在此例如以流程圖的形式所示的一種或多種方法並且將其描述為一系列的動作，然而要理解和認識到的是，本主題創新不受動作順序的限制，這是由於一些動作可根據本創新而以不同的順序和/或與來自在此所示並描述的其它動作並發地發生。例如，本領域技術人員要理解和認識到的是，可以將方法可替代地表示為諸如狀態圖中那樣的一系列相關的狀態或事件。此外，可能並不要求所有圖示的動作來根據本創新實施方法。
在402，分析多媒體數據以建立視頻和音頻數據。在404檢測抑或建立揚聲器(或， 聲音設備)的相對位置。類似地，在406檢測投影圖像的相對位置。在408，將音頻與視頻 (反之亦然)匹配以建立協調的多媒體數據流。要認識到的是，可以至少部分地基於來自 402的數據分析的結果建立音頻與視頻的匹配。
可選地，在410，可以建立用戶的位置。在一些方面，可以將傳感器(其包括但不限於運動檢測器、眼睛移動監視器、麥克風等)用以建立用戶注意的方向、位置以及透視 (perspective) 0據此，可以調節或變更多媒體內容以補償用戶透視。例如，可以升高來自於部分揚聲器的音量以增強用戶體驗。最終，在412呈遞多媒體內容。這些和其它方面將在回顧針對接下來的附圖的本公開時得到更好的理解。
圖5圖示根據本實施例之一的顯示設備10的頂部透視圖。顯示設備10能夠在一個或多個接收表面上產生和投影一個或多個視頻圖像。如所示，顯示設備10包括底座12、 每一個均包括單獨投影輸出的多個投影輸出/室14、多個定位接口 16。
底座12配置為保持顯示設備10 (例如)相對於固定對象的位置。在實施例中，底座12包括相對平坦的底部，其允許顯示設備10擱在諸如臺子或桌子之類的平坦表面上。一個或多個高摩擦墊18附於底座12的底面22b以增大與該平坦表面的靜態摩擦。底座12 也可包含接收插口 27，其允許用於顯示設備10的功能配件的模塊化附接。例如，插口 27可以接收夾子附接件，所述夾子附接件包含彈簧供能的夾子，用於將底座12夾緊到固定對象上。這例如使得可以將底座12和顯示設備10安裝在不平坦或不水平的表面(如，書架和書房的垂直牆壁)上和個人衣物或配件(如，腰帶或皮帶)。底座12在其底側也可以包含尺寸相同的另一個插口，以允許在底座12的底側接收功能配件。
外殼20保護底座12裡的內在組成部分，界定底座12的外圍尺寸，並且界定內部光源輸出/室的尺寸。如所示，外殼20是近似的矩形，並且包含四個側壁22c-f(圖5中僅示出了面對著的側壁22c和22d)、頂部壁2 和底部壁22b。壁22包含適當的堅硬材料， 其準許對於底座12的結構硬度和對於外殼20裡的內部組成部分的機械保護。在此方面， 輕重量的堅硬塑料或鋁是合適的。外殼20的一個或多個壁20也可包括通氣孔M，其允許內部的輸出/室和外殼20外部的環境之間的空氣流動。在另一些實施例中，外殼20包括相比於圖5中所示的更加圓或輪廓化的形狀，並且不包括正交的壁或矩形形狀。
投影室14包括負責基於接收到的光或接收到的視頻數據產生圖像的組成部分、 以及負責這些圖像的投影的組成部分。投影室14包含投影室外殼32、光學調製設備(在投影室外殼32內，未在圖5中示出)和輸出投影透鏡系統(在投影室外殼32內，未在圖5中示出)。光學調製設備根據供給光學調製設備的視頻信號中包括的視頻數據，選擇性地發送底座12中的光源生成的光，其將在下文進一步詳細地加以描述。投影透鏡系統輸出光學調製設備沿著投影路徑發送的光，其也將在下面進一步詳細地加以描述。
在工作時，底座12內的光源產生光，該光供給投影室14內的光學調製設備作為光通量(luminous flux)。在實施例中，一個或多個光纖將來自底座12內的光源的光發送至投影室14內的光學調製設備。光學調製設備根據與要投影的圖像對應的信號中的視頻數據，選擇性地發送光。投影透鏡系統放大並投影由光學調製設備形成的圖像。每個圖像以一張角被投射，使得圖像隨著相對於接收表面的距離增大而放大。
投影室14包含投影室外殼32，其保護投影室14的內部組成部分；並且限定投影室14的外部和內部尺寸。如所示，投影室外殼32是近似的圓柱形，除了在其底側添加的接收接口四以外。投影室外殼32具有與輸出投影路徑近似在同一直線上的圓柱形的軸。投影透鏡系統的輸出光學投影透鏡37形成並密封投影室14的前端。
在實施例中，圓柱形投影室外殼14的平均直徑相對地在輸出光學投影透鏡37的直徑的10%內。在另一些實施例中，投影室外殼32略微逐漸變細，使得其前端略微大於後端，這導致略微截去頭部的圓錐形狀(其中透鏡37組成更大的端部)。
要注意，投影室14的形狀和設計在另一些方面可以改變。例如，投影室14的前端可以是圓的以容納圓形的輸出透鏡37，而其後端是有角的以容納矩形光學調製設備和相關聯的支撐組成部分(其最好通過矩形外殼包含在本地)。投影室外殼32如下面進一步詳細描述的那樣限定內部室。投影室外殼32包括適當的堅硬材料，用於底座12的結構硬度和內部組成部分保護。輕重量的堅硬塑料或鋁適用於若干的實施例。
接收接口四布置在投影室14的下側，其允許投影室14和定位接口 16之間的耦接。接收接口四還允許顯示設備10對於在保護室14內部不完全適配的組成部分或者要求投影室14外部的空間安排的組成部分的包含和保護。在實施例中，接收接口四包含與投影室外殼32相同的材料，並且延展由投影室外殼32提供的內部投影室。
定位接口 16允許投影室14相對於底座12移動，並且允許投影室14在移動後相對於底座12保持恆定位置。因而，定位接口 16允許用戶容易地指向投影室14和操作由顯示設備10投影的輸出圖像的位置。在實施例中，定位接口 16包含球體和插槽組合，其允許投影室14和底座12之間的相對旋轉移動。在另一些實施例中，定位接口 16包含折皺的金屬管子，其對於保持投影室14的位置是充分堅硬的，同時其對於用戶彎曲管子以取得對於投影室14的期望位置和方位是足夠柔軟的。
定位接口 16耦接至底座12，並且耦接至投影室14。對於圖5中所示的實施例，定位接口 16包含附於投影室外殼32的上端和附於或耦接至底座12的外殼20的下端。更確切地，接收接口四的投影室外殼32部位允許對於定位接口 16的上端的附接，同時頂部避免22a的中心部位允許對於定位接口 16的下端的附接。如所示，定位接口 16在投影室14 的後端和包括輸出光學投影透鏡37的前端之間的位置上耦接至投影室外殼32。
在實施例中，定位接口 16的上端在某個位置相對近地耦接至投影室14的主體的中心，以使傳送到底座12上的機械力矩(例如，由於投影室14的主體的中心遠離底座12的主體的中心的偏移所導致的那些力矩)最小化。在另一些實施例中，底座12在頂部壁22a 中包括凹槽，其允許定位接口 16向下折入或疊入頂部壁22a，從而在不使用期間減少顯示設備10的外形。
現在轉至圖6，示出了根據本實施例之一的示例示意圖，其圖示了從配置在底座 12(圖幻中的光源64到數個投影輸出107(如，每個投影室14)的光學路徑。光源64包括產生具有彼此不同顏色的多個雷射束(如，紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束)的多個雷射器組(如，紅色雷射器組961、綠色雷射器組962和藍色雷射器組96 。如圖6中所示，光源64還包括開關8，其分別從紅色雷射器組961、綠色雷射器組962和藍色雷射器組963接收紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束。
在實施例中，顯示設備10包含三個投影輸出14。每個投影輸出14包括光學調製設備102和投影透鏡系統112。光學調製設備102配置為根據接收視頻數據選擇性地發送由光源生成的光。投影透鏡系統112配置為輸出由光學調製設備102沿著預定投影路徑發送的光，以便在一個或多個外部接收表面上顯示投影圖像。
開關8能夠以預定序列的順序將紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束轉向三個投影輸出14中的每一個。例如，在實施例中，存在三種模式，分別對應於第一時間幀、第二時間幀和第三時間幀。
第一模式-在第一時間幀期間，將紅色雷射束從開關8發送至光學調製設備10 ; 將綠色雷射束從開關8發送至光學調製設備102b ；將藍色雷射束從開關8發送至光學調製設備102c。
第二模式-在第二時間幀期間，將紅色雷射束從開關8發送至光學調製設備102c ； 將綠色雷射束從開關8發送至光學調製設備10 ；將藍色雷射束從開關8發送至光學調製設備102bo
第三模式-在第三時間幀期間，將紅色雷射束從開關8發送至光學調製設備102b ； 將綠色雷射束從開關8發送至光學調製設備102c ；將藍色雷射束從開關8發送至光學調製設備102ao
在實施例中，第一時間幀、第二時間幀和第三時間幀的持續時間可以相互一致。 即，在光源64中均勻地輪流應用第一模式、第二模式和第三模式。在某些其它實施例中，根據系統需要，第一時間幀、第二時間幀和第三時間幀的持續時間可以彼此不同。對於持續時間的這種調整可以用作顯示設備10的色彩控制方式。
圖7圖示根據一些實施例的底座12裡的組成部分的簡化俯視圖。光源輸出65在容量和形狀上由底座12的內壁22a-f限定。光源輸出65含有風扇6 和62b、光源64、電源 66、光纖接口 70、光纖線纜線路72、輸入/輸出電路74、控制電路76和輸入/輸出接口 78。 在實施例中，控制電路76和輸入/輸出接口 78用於整個多媒體輸出系統4。S卩，輸入/輸出接口 78配置為接收並輸出視頻數據以及音頻數據；而控制電子線纜76配置為控制顯示設備 10以及音頻輸出。
在實施例中，底座12被設計或配置為保持顯示設備10的平衡。在此情況下，底座 12可以設計用以在底座12擱在平坦表面的同時保持相對於底座12的投影輸出14的任何位置的平衡。由此，可以安排和定位底座12內的組成部分，以使得它們另外地提供相對接近底座12的基底(footprint)的幾何中心的主體23的中心。如圖7中所示，光源64和電源66 (它們一般是底座12中最重的組成部分)布置在在一個維度上基底的相對中心和在另一個維度上主體23的中心的相對側。在特定的實施例中，底座12內的組成部分根據其重量而安置在底座12內，以便基本上圍繞主體23的中心平衡力矩。每個組成部分的精確位置取決於組成部分的數量和類型以及底座12布局。另外，可以調整外殼20的尺寸以提供足夠寬的基底來平衡由遠離底座12的主體23的中心的投影輸出14的位置和方位所產生的力矩。
風扇6 和62b移動空氣經過光源輸出65，以便冷卻光源輸出65內的組成部分。 在實施例中，風扇6 和62b將空氣抽入底座12 —側的進氣孔24a，並且在空氣已將底座12的內部組成部分與外殼20的各個壁冷卻後，將熱氣排出排氣孔Mb。本領域技術人員要認識到的是，風扇6 和62b、進氣孔2 和排氣孔24b位置將會隨著光源輸出65裡的內部組成部分位置而改變。確切地，風扇6 和62b位置-以及光源輸出65內風扇62影響的氣流模式-根據各個溫度調整需求和底座12裡的組成部分的熱產生貢獻而加以設計。光源 64和電源66產生底座12裡的最大比例的熱量，而控制電路76和輸入/輸出電路74要求更嚴格的溫度調整。對應地，進入的空氣69穿入經過進氣孔Ma，一開始在空氣相對冷時穿過並冷卻控制電路76和輸入/輸出電路74，穿過電源66和光源64，並且離開排氣孔Mb。 排出的空氣也可以冷卻使風扇6 和62b分別轉動的風扇電機63a和63b。在實施例中，使用數個風扇用以允許底座12的更低外形(profile)。
要認識到的是，所使用的風扇的數量和尺寸將取決於顯示設備10內的熱量產生和維持一個或多個熱消散目標的期望的氣流。光源輸出65也可以包括光源輸出65內的一個或多個垂直或水平的氣流導向部分67，以按照期望的那樣引導和分布氣流。在實施例中， 光源64包含一個或多個二極體雷射器陣列和用以對二極體雷射器供能和控制的一個或多個電路板。在此情況下，氣流導向部分67被安排用以引導冷卻的空氣經過每個電路板的表面。如下面進一步詳細描述的那樣，風扇6 和62b也可以負責抽取空氣經過定位接口 16 以及向/從投影輸出14抽取空氣以冷卻其中包括的光學調製設備。
圖8和圖9分別圖示根據一些實施例的光源配置的簡化的正視圖和俯視圖。在此情況下，光源輸出65包括雷射器陣列，其產生平行光(collimated light)。雷射器例如可以包含二極體雷射器和/或二極體泵浦固態(diode pumped S0lid-State，DPSQ雷射器的任何組合。二極體陣列產生的平行光不同於輻射光，並且其特徵在於輸出的光具有大約相同輸出方向並且明顯地同相。
雷射器陣列可以包含一個或多個紅色二極體雷射器96a、一個或多個綠色二極體雷射器96b、一個或多個藍色二極體雷射器96c。紅色雷射器組961包含多個紅色二極體雷射器96a。綠色雷射器組962包含多個綠色DPSS雷射器96b。藍色雷射器組963包含多個藍色二極體雷射器96c。如要認識到的那樣，每一顏色的雷射器的數量和功率根據用於顯示設備10的期望光強度輸出並且根據觀眾對於每一顏色的光敏感度而被調整大小。每一雷射器二極體安裝在電路板97上，所述電路板97針對安裝在其上每個雷射器二極體安放並提供電氣控制。可以將數個雷射器安放在單個板97上以降低光源64佔據的空間。對於單個顏色包括多個雷射器允許顯示設備10的輸出亮度隨著針對每一顏色開啟的雷射器數目而改變，並且允許雷射器對於光產生的冗餘控制。由此，一個或多個雷射器可以在期望更少光強的情況下關閉，各個雷射器的壽命得益於定期的關斷，或者顯示設備10的節能是更優選的。
參照圖10，在實施例中，雷射器輸出的光供給光纖線纜線路72。光纖線纜線路72 包括一個或多個光纖線纜，其沿著數個或公共的光學路徑將來自每個雷射器的光發送至中繼光學系統106和108，所述中繼光學系統106和108沿著光纖線纜線路72的出口端和光學調製設備102之間的光路徑而布置。
再次參照圖9，每個線纜72具有入口端72a，其接收來自紅色雷射器96a、綠色雷射器96b或藍色雷射器96c的光；並且每個線纜72還具有出口端72b，其輸出雷射器以發送至中繼光學元件106和108，並且隨後發送至光學調製設備102。由於光纖線纜線路72可彎曲並且柔性地放置，因此光纖線纜線路72有利地允許雷射器和中繼光學系統之間的光傳輸，而不管雷射器和光學系統之間的定位和方位。例如，這允許雷射器、中繼光學元件 106和108以及稜鏡110(圖10)的靈活安排，這可用以改善底座12內的空間節約、減小底座12的基底並且使顯示設備10的尺寸最小化。另外，柔軟的光纖線纜線路72還允許定位接口 16移動，而無需折中對於投影輸出14中光學調製設備的光供給。
線纜線路72中光纖線纜的數量將隨著設計而改變。在每個線纜服務一個或多個色彩的設計中，數個光纖線纜可用於開關和從開關到每個光學調製設備的一個線纜。如圖 9中所示，首先將來自紅色二極體雷射器96a、綠色二極體雷射器96b或藍色二極體雷射器 96c的光發送至專用於每個雷射器的光纖線纜；並且然後通過開關路由至公共的光纖線纜 71。
在實施例中，每個光纖線纜直接附接於各個雷射器。例如，每個光纖線纜可以包括具有內螺紋接口的固定物，所述內螺紋接口與在二極體雷射器外殼的外部表面上布置的螺紋接口匹配。商業上可用的光纖線纜(如，從Dunedin，FL的Ocean Optics公司可用的光纖線纜)可利用這種耦接和對準固定物成為標準。在特定實施例中，將短焦長的普通或GRIN 透鏡安放在每個線纜的入口端，以方便到線纜中的雷射至光纖的光轉變和平行傳輸。
接合處75允許將來自光學線纜72的光發送至會聚光學元件77，並且發送至公共的光纖線纜79。會聚光學元件77將來自每個光纖線纜的入射光重新引向公共的光纖線纜 79，並且其包含將光重新引向重新平行透鏡77b的會聚透鏡77a，所述重新平行透鏡77b使來自會聚透鏡77a的入射雷射器平行並且重新引導至公共光纖79。儘管未示出，接合處75 還可以包括固定(例如，保持和定位)光纖線纜和公共光纖線纜79的堅硬結構(如，適當尺寸的模製塑料)。在特定實施例中，接合處75包含光學粘合劑，其將線纜直接粘合至聚焦透鏡77a。在另一些實施例中，在出口端72b，將光纖線纜組合至包含數個光纖的更大線纜。 數個光纖線纜(如，基於條帶的線纜和採用了沿圓周位於圓形管子內的數個光纖的那些線纜)可在商業上從各種銷售商得到。
可以採用每個線纜發送原色的多個光纖線纜設計。例如，可以採用這樣的三個光纖線纜其中每個線纜沿著三個不同光學路徑將來自原色雷射器組的光發送至專用於三種原色的光學調製設備。
返回至圖7，內部的光輸出65也可以採用其它的光源安排以生成用於顯示設備10 的光。某些光源安排例如可以包含輻射發光二極體的陣列，所述輻射發光二極體例如特徵在於輻射、無雷射作用或無校準平行的光產生。類似於二極體和DPSS雷射器，輻射發光二極體相比於白熾燈消耗更少的能量並且生成更少的熱量，並且還發射有顏色的光並由此可以在沒有色輪的情況下工作。光輸出65還可以在白光產生組件中包括一個或多個分色鏡， 用以將光纖線纜72內傳輸的紅色、綠色和藍色光分離到色彩專用的光學調製設備，如，用於紅色、綠色和藍色控制的三種液晶顯示(IXD)電子管(valve)。
繼續參照圖7，電源66配置為對依賴於電能的顯示設備10內的光源64和其它組成部分供能。由此，電源66將能量供給控制電路76、輸入/輸出電路74、風扇6 和62b、 功率二極體80和投影輸出14內的諸如光學調製設備102之類的組成部分(圖10)。功率二極體80與外部功率開關82進行電氣通信，並且在顯示設備10開啟時照亮以指示顯示設備10是開啟還是關閉。電源線埠 81接收電源線，其將電源66耦接至諸如牆壁電源之類的AC電源。在實施例中，如與許多筆記本型計算機電源線共同的那樣，在電源線端部之間包括的變換器中發生AC電源至DC電源的轉換，從而減小了電源66、底座12和顯示設備10 的尺寸，並且增大了顯示設備10的便攜性。然後，電源66內的電路可以將進入的電源轉換為1個或多個DC電壓以用於顯示設備10中的特定組成部分。
在另一些實施例中，電源66包含至少一個可再充電的電池66a。可以使用通過進入端子81提供的電力對電池66a再充電。電池66a允許顯示設備10通過存儲的能量進行工作，而不依賴於對於AC電源的鄰近，這進一步增大了顯示設備10的便攜性。例如，在底座12中包括電池將應用擴展至汽車、圖書館、咖啡廳、遠程環境、或AC和固定電源插座不可用或伸手可及的範圍裡的任何其它環境。
至少一個光纖線纜72將來自光源64的光發送至中繼光學元件(其沿著光纖線纜 72的出口端和投影輸出14中的光源調製設備102之間的光路徑布置)。對於設備10結構， 光纖線纜72將光從一個隔間(compartment)發送至分離的隔間，即，從底座12中的光源輸出發送至投影輸出14。光纖線纜的數量可以隨著設計而改變。如上面提到的，例如在每個光纖線纜72服務於一個或多個二極體雷射器的雷射器產生設計中，可以採用多個光纖線纜。可替代地，每個光纖線纜72可以服務於原色。例如，一個光纖線纜可以用以將二極體雷射器陣列產生的並且沿著單個光學路徑發送的受控的紅色、綠色和藍色依次發送至基於單個鏡子的光學調製設備。可以採用三個光纖線纜將來自雷射器陣列(其將紅色、綠色和藍色光輸出至三個光纖線纜)的光發送至每一個均專用於原色調製的三個光學調製設備。
光纖接口 70方便了將來自每個雷射器的光發送至光纖線纜線路72。光纖接口 70 可包括一個或多個固定器，所述固定器定位並保持光纖線纜線路72中包括的每個光纖線纜的入口端，以使得將光源輸出的光發送至光纖線纜。光纖接口 70也可以包括將來自雷射器的光引至光纖線纜線路72的光學元件。在實施例中，單個光纖線纜用於線纜線路72中， 並且光纖接口 70包括布置在燈或每個雷射器的出口與單個光纖線纜的入口之間的透鏡系統，以將光引至線纜。
透鏡系統可以包含至少兩個透鏡第一透鏡，其用以將光引向光纖入口 ；以及第二透鏡，其使得進入線纜的光平行。在實施一對一的雷射器和光纖線纜關係的另一些實施例中；光纖接口 70使每個光纖線纜的入口端保持得相對接近每個雷射器的出口以從其接收光。這種情況下的每個線纜可以在其入口端包括聚焦透鏡，其方便光捕獲以及發送至線纜。在另一個一對一的設計中，光線纜72中的每個光纖線纜包括固定器，其允許對於另一對象的附接。例如，從銷售商(諸如Dimedin，FL的Ocean Optics公司)可用的常規可用光纖線纜包括具有螺紋的可分離固定物，該螺紋允許將光纖線纜旋擰和固定至布置在雷射器外殼的配套螺紋。在此情況下，光纖接口 70包含來自每個線纜的螺紋固定物和對於雷射器的配套螺紋。
在某些情況下，可以在單輸出模式下運行具有多輸出的投影設備。在紅綠藍色雷射器沿著單個光纖線纜將有顏色的光發送至單個光學調製設備的單路徑實施例中，開關 105和光纖70根據通過控制電路76供給雷射器的定時控制信號，相繼從每個顏色雷射器接收有顏色的光。
輸入/輸出電路74提供控制電路76和一個或多個輸入/輸出接口 78之間的接口(圖7)。輸入/輸出接口 78配置為接收至少一個線纜、布線或連接器，諸如用於發送視頻信號和音頻信號(其包含來自內容處理設備(如，DVD播放器、遊戲機、桌面型或筆記本型計算機或能夠提供多媒體信號的其它設備)的視頻/音頻數據)的線纜。適於與輸入/輸出接口 78 —起使用的公共埠包括接收S視頻線纜、6引腳迷你DIN、VGA 15-引腳 HDDSUB內螺紋(female)、音頻線纜、組件RCD到S視頻接合器、複合視頻RCA線纜線路、通用總線(USB)線纜、火線等。輸入/輸出接口 78也可以包括音頻輸出埠，用於有線連接至由頭戴式耳機採用的揚聲器或揚聲器。
控制電路76將控制信號供給包括顯示設備10和揚聲器6的多媒體輸出系統4的組成部分。在實施例中，控制電路76通過路由來自輸入/輸出電路74的數據，將控制信號供給未處於底座12內的組成部分。
控制電路76 (或圖1的控制器組成部分10 將確定光源64何時開啟/關閉的控制信號供給光源64。另外，電路76可包括用於存儲顯示設備10內的組成部分的操作的指令的存儲器。例如，電路74可以根據存儲的熱調整指令將控制信號供給控制風扇M。也可以將一個或多個傳感器布置在底座12內，以方便熱溫調整。例如，溫度傳感器可以布置得鄰近於電路74和76，以監視溫度級別並且參與控制電路76控制的底座12內的閉環溫度控制。
輸入/輸出電路74和輸入埠 78共同地允許顯示設備10和輸出載著視頻數據的視頻信號的設備之間的通信。例如，桌面型計算機、筆記本型計算機、個人數字助理(PDA)、 蜂窩電話、視頻遊戲控制臺、數位相機、數碼攝像機、DVD播放器和VCR都可以適用於將視頻數據輸出至顯示設備10。供給控制電路76的視頻信號可以為模擬或數字形式。在某些情況下，輸入/輸出電路74和控制電路76將模擬視頻信號轉換為數字視頻信號，以用於顯示設備10(如，液晶顯示器「IXD」設備或數字微鏡「DMD」設備)中包括的光學調製設備的數字控制。由此，輸入/輸出電路74或控制電路76也可以包括輔助軟體和邏輯用於特定的連接器類型，如S視頻線纜線路或數字視頻信號所要求的處理邏輯。控制電路76也可以包括和訪問存儲器，其方便進入的數據類型的轉換，並且增強顯示設備10的視頻兼容性。已在由控制電路76訪問的存儲器內存儲了轉換指令的適當視頻格式例如可包括NTSC、PAL、 SECAM、EDTV 和 HDTV(1080i 和 720p RGBHV)。
當雷射器用於光源64內的光產生時，控制電路76經由一個或多個輸入/輸出接口 78和輸入/輸出電路74接收信號中包括的視頻數據，並且將該數據轉換為色彩幀序列數據，並且同步幀序列數據以傳給每個光學調製設備102(圖10)並傳給每個雷射器96。在雷射器96和光調製設備之間的單、雙或三路徑設計(其中，一個光纖以時間受控序列順序將紅、綠和藍光發送至每個光纖調製設備)中，這包括使得將發送至光學調製設備的數據與發送至雷射器96的開-關命令的時序同步。
圖10示出根據某些本實施例的、沿著其圓柱軸通過輸出14的垂直中點取得的圖5 的投影輸出14內的組成部分的簡化側視示。圖11示出具有定位接口 16和較低投影輸出四剖面的顯示設備10的正視圖。投影輸出14包括光學調製設備102、光纖接口 104、 中繼光學元件106和108、稜鏡結構110、投影透鏡系統112、控制和電力線纜線路120以及排氣管122。光纖線纜線路72附接於光纖接口 104並且將光輸出至中繼光學元件106。在實施例中，光纖接口 104確保光纖線纜線路72，以為光纖接口 104處的附接和底座12內的附接之間的光纖線纜線路72提供鬆弛部分(slack)。鬆弛部分允許光纖線纜線路72偏斜於定位接口 16，以用於投影輸出14相對於底座12的各種位置。
光纖線纜線路72與光纖接口 104—起將光源64產生的光引向稜鏡110。在實施例中，光纖線纜線路72和接口 104相對於稜鏡100配置，以便提供大約與稜鏡110的入射面垂直的入射光的光學路徑。某些數字微鏡光調節器設計要求入射光從其光反射表面以上或以下入射在光調節器上，以允許沿著投影路徑31的光輸出。光纖接口 104和投影輸出外殼 32的接收表面四使得這種要求容易，並且允許設計者將光纖線纜線路72和光纖接口 104 安排在接收表面四內，以使得光纖接口 104以相對於稜鏡110的特定期望角度引導光併到光學調製設備102上。例如，光纖路徑104可以耦接至接收表面四以提供與稜鏡110的入射表面垂直的入射光路徑，並且相對於光學調製設備102具有45度角度(例如，稜鏡110 圍繞投影路徑31旋轉45度)。接口 104和外殼四之間的附接保持期望的入射光角度，儘管由於定位接口 16的重新定位所引起的、沿著其長度改變了光纖線纜線路72的位置。
中繼光學元件106和108將從光纖線纜線路72接收到的光轉換為適於發送至稜鏡結構Iio和光學調製設備102的光。這可以包括使用一個或多個透鏡將從光纖線纜線路72接收到的光通量進行修整和調整大小。
在另一些實施例中，顯示設備10包含成對的蠅眼透鏡(fly-eye lens)，其安排在光源64和稜鏡110之間的光學路徑上。另外地，成對的蠅眼透鏡將從光纖線纜線路72接收到的光均勻地分配為在光學調製設備102上發送的通量。在特定的實施例中，成對的蠅眼透鏡也安排在光纖線纜線路72上。第一蠅眼透鏡布置在底座12內的光纖接口 70處，從燈或二極體雷射器陣列接收光，並且將整個輸入的光通量在空間上劃分至一組塊或組成部分，所述塊或組成部分每一個均包含進入通量的總區域的一部分。然後，用於每個塊或組成部分的光下行至其自身的光纖線纜線路72。第二蠅眼透鏡包含相同數量的塊或組成部分， 並且布置在中繼透鏡106處。第二蠅眼透鏡接收用於每個塊或組成部分的光纖線纜，並且輸出每個組成部分的光以使得將來自每個組成部分的光擴展至跨越光學調製設備102和投影圖像的下遊尺寸。
稜鏡結構110是以預定角度將光提供給光學調製設備102的光學調製系統。稜鏡結構110還沿著投影路徑31將光從光學調製設備102發送至投影透鏡系統112。稜鏡結構 110包含由氣室(air space)或結合接口 IlOc分離的稜鏡組成部分IlOa和110b。以將從光纖線纜線路72(和中間的中繼光學元件)提供的光朝著光學調製設備102反射的這種角度布置接口 110c。另外，接口 IlOc允許將光學調製設備102反射的光沿著投影路徑31發送至投影透鏡系統112。
光學調製設備102配置為沿著投影路徑31選擇性地發送光以提供輸出圖像。為了這麼做，光學調製設備102供有視頻信號中所包括的視頻數據，並且選擇性地根據視頻數據發送光。根據各個像素值，通常在逐幀的基礎上將視頻數據供給設備102。如果顯示設備10未以這種格式接收到視頻數據，則底座12中的控制電路76可以將視頻數據轉換為適當的格式用於光學調製設備102的工作。在實施例中，光學調製設備102內的、每一個均對應於輸出圖像上的各個像素的各個光調製元件將接收到的數位化的像素值轉變為每個像素的對應光輸出值。
在特定實施例中，光學調製設備102是基於鏡子的光學調製設備，如在商業上可從德州儀器公司得到的數字微鏡設備(或DMD，德州儀器公司的商標)。在此情況下，光學調製設備102包含極小的鋁的微機械鏡子的矩陣陣列，其每一個均單獨地圍繞鉸鏈式的軸偏轉以選擇性地反射輸出圖像下行至投影路徑31，並且反射非圖像光離開投影路徑31。通過改變下層(underlying)的尋址電路和鏡子復位信號來單獨地控制每個鏡子的偏轉狀態或角度。鏡子的陣列被安排為使得每個鏡子負責視頻圖像中單個像素的光輸出。將對應於像素輸出的控制信號供給布置在每個鏡子附近的控制電極，從而在逐像素的基礎上根據視頻數據通過電磁力使各個鏡子偏轉。然後每個鏡子反射的光沿著投影路徑31被發送、通過稜鏡結構110並且使用投影透鏡系統112離開投影輸出14。
控制器114利用光學調製設備102而被包括並且提供控制電氣信號，所述控制電氣信號將每一個為微機械鏡引向與每個像素的像素視頻數據對應的期望光反射狀態。控制和電力線纜線路120提供底座12(圖7)中的控制電路76和控制器114之間的電氣通信。 由此，線纜線路120中包括的至少一個電子連接器耦接至投影輸出14中的控制器114以及底座12中的控制電路76，並且提供其間的電氣通信。線纜線路120內的電源線在投影輸出14中的光學調製設備102和底座12中的電源66之間的延伸，並且將電力從電源66供給設備102。然後，控制和電力線纜線路120行進通過定位接口 16，所述定位接口 16包括一個或多個孔或孔徑，允許控制和電力線纜線路120穿過其，而針對投影輸出14的任何位置沒有對於控制和電力線纜線路120的侵害(impingement)。在實施例中，控制和電力線纜線路120穿過定位接口 16中的塑料管以進一步保護布線。
光學調製設備102的照明角度由光纖接口 102的輸出方向、中繼光學元件106和 108的布局以及稜鏡結構110的朝向來設置。在光學調製設備102對各個透鏡的光反射之後，反射後的光沿著投影路徑31離開稜鏡結構10去往透鏡112。
氣孔118布置在鄰近光學調製設備102的投影輸出外殼的後面部分。排氣管122 包括高壓端，其鄰近於光學調製設備102和控制器114 ；以及低壓端，其布置在底座12內。 如上面針對圖7描述的，風扇6 和62b從底座12裡抽取空氣，並且將空氣排出排氣孔Mb， 這在底座12內形成了相對於環境空間或周圍的負壓。相應地，相對於投影輸出14中的相對端，風扇6 和62b形成對於底座12內的排氣管122的端部的負壓。通過將排氣管122 的一端布置在底座122內並且將另一端布置在光學調製設備102周圍的空間125中，風扇 62由此從空間125抽取空氣並且冷卻光學調製設備102。另外地，冷卻的空氣從投影輸出 14周圍的周邊環境被抽取、通過氣孔118並進入光學調製設備102周圍的空間125、在端部 122a進入排氣孔122、通過排氣孔、在端部122b離開排氣孔122、進入底座12、並且離開氣孔Mb。風扇62將端部122b保持為相對於端部12 的低壓，由此為光學調製設備102提供連續的冷卻。
投影透鏡系統112沿著投影路徑31布置，用於輸出由光學調製設備沿著投影路徑 31發送的光。投影透鏡系統112操縱光學調製設備102沿著投影路徑31發送的圖像光，使得隨著從輸出光學投影透鏡37到接收表面的距離增大，投射在接收表面上的投影圖像放大。投影透鏡系統112包含透鏡llh、112b、112c和輸出光學投影透鏡37，其每一個中心地沿著並且正交於投影路徑31布置。每個透鏡之間的距離隨著相對於輸出光學投影透鏡37 的期望張角而改變，如鏡頭數量可能使用的。
在實施例中，設計顯示設備10用於短的投擲距離(throw distance)，如在大約六英寸和大約十五英尺之間。顯示設備10也可以包括一個或多個按鈕或工具，其允許用戶手工地聚焦以及手工地縮放來自於投影透鏡系統112的輸出。投影輸出14也可以包括光學調製設備102和稜鏡110之間的透鏡，其將設備102朝著投影路徑31反射的圖像光聚焦。 這允許輸出透鏡112直徑的減小以及投影輸出14的直徑和尺寸的相應減少。
在某些其它實施例中，可以採用其它類型的光調製器和光路徑設計。例如，可以安排光纖線纜線路72用於多個光路徑設計以將光發送至三個原色專用的LCD光學調節器，或者發送至三個原色專用的DMD光學調製器。在LCD光學調製設備的情況下，光的選擇性發送包含在逐像素的基礎上使光選擇性地通過液晶介質。
另外，儘管針對專用於投影功能的組成部分，已經主要描述了圖5的底座12，然而要理解的是，底座12可以包括在更大的系統中，或者包含未唯一地針對於像素設備10輸出的組成部分。例如，底座12可以是計算機外殼的一部分，其包括用於投影功能的組成部分和用於計算機系統中計算機功能的組成部分，如桌面型計算機或視頻遊戲控制杆。計算機功能組成部分可以包括處理器、硬體驅動器、多於一個的接口和控制板、盤或軟盤驅動器等。在此情況下，對於容納組合的功能和組成部分，外殼20顯著地更大。另外，某些組件 (如，電源和用於空氣移動的風扇)可以共享在外殼內。
圖12示出了根據非限制性實施例的具有用於來自投影輸出1214的數個光輸出的三個定位接口 1216的顯示設備1220的正視示。定位接口 1216包含光纖接口 1204、中繼光學元件1206和1208、稜鏡結構1210。光纖線纜線路1272附接於光纖接口 1204，並且將光輸出至中繼光學元件1206。光學線纜線路1272和光纖接口 1204—起將各個光源產生的光引至稜鏡1210。在實施例中，光纖線纜線路1272和接口 1204相對於稜鏡1210配置， 使得提供與稜鏡1210的入射表面大約垂直的入射光的光學路徑。
光纖接口 1204允許設計者安排光纖線纜線路1272和光纖接口 1204，使得光纖接口 1204以相對於稜鏡1210的特定期望角度引導光。中間光學元件1206和1208將從光纖線纜線路1272接收到的光轉換為適於發送到稜鏡結構1210中的光。這可以包括使用一個或多個透鏡對從光纖線纜線路1272接收到的光通量進行修整和調整大小。在另一些實施例中，顯示設備1220包含成對的蠅眼透鏡，其安置在光源和稜鏡1210之間的光學路徑上。
稜鏡結構1210是以預定角度將光供給光學調製設備的光學調製系統。光學調製設備的照明角度由光纖接口的輸出方向、中繼光學元件1206和1208的布局以及稜鏡結構 1210的朝向來設置。在光學調製設備對各個透鏡的光反射之後，反射後的光分別從不同的定位接口 1216沿著投影路徑1231a、1231b和1231c離開稜鏡結構1210。在某些其它實施例中，可以採用其它類型的光調製器和光路徑設計。在本實施例中，安排光纖線纜線路1272 用於多光路徑設計以從每個輸出1214發送光。
現在轉至圖13和14，圖13圖示根據本實施例之一的顯示設備IOa的透視圖。如所示，顯示設備IOa包含基座12、兩個投影輸出14和兩個定位接口 16。
圖14示出圖示了從底座12 (圖13)中配置的光源64到每個投影輸出14的光學路徑的示意圖。光源64包括產生具有彼此不同顏色的多個雷射束(如，紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束)的多個雷射器組(如，紅色雷射器組961、綠色雷射器組962和藍色雷射器組96 。如圖14中所示，光源64還包括開關8，其分別從紅色雷射器組961、綠色雷射器組962和藍色雷射器組963接收紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束。
在根據圖13和14的實施例中，顯示設備IOa包含兩個投影輸出14。每個投影輸出14包括光學調製設備102和投影透鏡系統112。光學調製設備102配置為根據接收視頻數據選擇性地發送由光源生成的光。投影透鏡系統112配置為輸出由光學調製設備102沿著預定投影路徑發送的光，以便在一個或多個外部接收表面上顯示投影圖像。
如上面所述，開關8能夠以預定序列的順序將紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束轉向三個投影輸出14中的每一個。例如，在實施例中，存在三種模式，分別對應於第一時間幀、第二時間幀和第三時間幀。
第一模式-在第一時間幀期間，將紅色雷射束從開關8發送至光學調製設備10 ; 將綠色雷射束從開關8發送至光學調製設備102b ；藍色雷射器組963關閉或者停留在沒有產生雷射的低電壓階段。
第二模式-在第二時間幀期間，將綠色雷射束從開關8發送至光學調製設備10 ; 將藍色雷射束從開關8發送至光學調製設備102b，紅色雷射器組961關閉或者停留在沒有產生雷射的低電壓階段。
第三模式-在第三時間幀期間，將紅色雷射束從開關8發送至光學調製設備102b ； 將藍色雷射束從開關8發送至光學調製設備10 ；綠色雷射器組962關閉或者停留在沒有產生雷射的低電壓階段。
在實施例中，第一時間幀、第二時間幀和第三時間幀的持續時間可以相互一致。 即，在光源64中均勻地輪流應用第一模式、第二模式和第三模式。在某些其它實施例中，根據系統需要，第一時間幀、第二時間幀和第三時間幀的持續時間可以彼此不同。對於持續時間的這種調節可以用作顯示設備IOa的色彩控制方式。
現在參照圖15、16、17和18，示出顯示設備IOa的圖15將投影圖像投射在接收表面521上。根據圖15的顯示設備IOa包含兩個投影輸出，其具有可移動的投影室以及輸出光學元件，其可控制地將圖像分別定位在第一投影區域501和第二投影區域502中。在實施例中，投影區域501和投影區域502設置得水平地彼此相鄰但不連接。
本領域技術人員可注意到，在投影輸出14的投影路徑531(在圖15中示出)與接收表面521不垂直的狀況下，可以應用畸變校正，以使得顯示對應於正交圖像坐標的圖像。
正交圖像坐標涉及存儲的數據格式、像素的位置安排、或對於視頻信息的顯示的假定輸出格式。在某些實施例中，根據平面圖像中像素的位置安排來分配或存儲像素值，如右角χ-y坐標系統。然後χ-y坐標像素位置用以確定在圖像上的哪裡輸出視頻數據。根據正交圖像坐標的表徵視頻信息表示它們如何被存儲和/或對於顯示如何被希望，而非必須實際上如何投射或顯示它們。由此，對於若干的本實施例，如果尚未應用畸變校正，則投影圖像可能並不總是真實地正交。即，當投影輸出14的投影路徑31 (示出在圖10中)不與接收表面521正交時，可能出現圖像的畸變失真。畸變失真經常根據正交圖像坐標產生旨在對於顯示的矩形視頻信息的梯形圖像。在某些實施例中，顯示設備包括用於減小畸變失真的畸變校正工具。
在實施例中，顯示設備IOa還包括一個或多個圖像檢測器19 (如圖10中所示)， 如相機模塊，其配置為檢測諸如接收表面521之類的外部環境的圖像，並且檢測投影圖像， 如第一投影區域501和第二投影區域502中投影的視頻圖像(如圖15中所示)。在實施例中，兩個圖像檢測器119分別布置在顯示設備IOa的兩個投影輸出14的每一個內，以便利用投影透鏡系統112的光學功能。在某些其它實施例中，圖像檢測器119布置在投影輸出14的外部；並且每個投影輸出14包含在外部耦接至投影輸出外殼的圖像檢測器。在另一些實施例中，顯示設備IOa可包含耦接至底座12的一個或多個圖像檢測器，可選地具有定位接口用以平移圖像設備119的觀看角度以便檢測各個位置處的圖像。
在一個實施例中，圖像檢測器(一個或多個)119可以將投影圖像的信息供給顯示設備IOa以用於自動畸變校正。顯示設備IOa可以首先在第一投影區域501和第二投影區域502中投影測試圖像。測試圖像在某些情況下可能快速地閃爍，從而用戶可能或者不能意識到它們的存在。每個圖像檢測器19能夠實時地檢測投影測試圖像，並且將接收信息供給控制電路76(示出在圖7中)，以便修正閉環中的畸變失真。在實施例中，將檢測到的投影圖像501和502的輪廓與預定的正交圖像坐標比較，以便進行自動的畸變校正功能。在另一些實施例中，默認的測試圖像可以包括水平基準線531和垂直基準線532。水平基準線 531和垂直基準線532中可包括刻度標籤。可以通過檢測投影圖像的水平基準線531和垂直基準線532的失真來進行自動畸變校正。
在實施例中，顯示設備IOa可包括圖像協調工具以自動協調多個投影區域，如第一投影區域501和第二投影區域502。如圖15中所示，顯示設備IOa可用作具有雙屏幕 GUI (基於圖形的用戶界面)的計算機設備的視頻輸出。例如，第一投影區域501用於顯示主桌面或原始桌面；而第二投影區域502用於顯示擴展桌面。
用戶可能希望具有擁有相同大小和相同高度的第一投影區域501和第二投影區域502。在這種應用中，圖像檢測器19檢測到的水平線531可由圖像協調工具用於檢測每個投影區域的大小和相對位置。通過對準水平線能夠將第一投影區域501和第二投影區域 502安排在相同的高度。
在另一實施例中，圖像501和502水平地連接。在此情況下，圖像協調可用以去除接收表面上的圖像502和504之間的任何投影重疊-在畸變校正後。去除的顯示部分可以從投影圖像503或504取得。然後，與圖像相關聯的圖形處理器可以在圖像501和502之間提供連續的數字工作空間，例如，在投影圖像501和502之間，滑鼠或指針在其交叉處平滑地移動。
圖16示出根據本實施例之一的、可以將兩個投影圖像垂直投影在接收表面521上的顯示設備10。這裡，顯示設備10可以包含兩個或三個(或更多個)投影輸出14。兩個視頻信號源耦接至顯示設備10，從而在此例子中僅使用兩個投影輸出14。投影圖像在畸變校正後分別顯示在第一投影區域501和第二投影區域502中。在實施例中，投影區域501 和投影區域502垂直地設置得彼此相鄰但不連接。可替代地，投影區域501和502可以重疊或直接擱置得在垂直方向上彼此相鄰。圖像檢測器119捕獲到的每個區域的垂直基準線 532由圖像協調工具用以通過對準垂直基準線532來排齊第一投影區域501和第二投影區域 502。
圖17示出根據本實施例之一的可以將投影圖像投影在接收表面521上的顯示設備10。這裡，顯示設備10包含至少三個投影輸出14。在這些實施例中，單個視頻信號源耦接至顯示設備10 ；並且三個投影室14用以將圖像連帶地(jointly)輸出在第一投影區域 501、第二投影區域502和第三投影區域503中。換言之，第一投影區域501、第二投影區域 502和第三投影區域503中的每一個均用於顯示投影圖像的一部分(如，三分之一)。在實施例中，具有刻度標籤的水平基準線531可以由畸變校正工具和圖像協調工具用以調節相對於彼此匹配每個圖像的這種預定設置和/或數字位置的投影輸出。在投影設備10如上所述那樣包括定位接口的實施例中，每個圖像的這種數字定位控制提供兩種機制用於定位投影圖像。
圖18示出根據本實施例之一的將三個投影圖像投影在接收表面521上的顯示設備10。這裡，顯示設備10包含至少三個投影室14。
在實施例中，顯示設備10使用三個投影室14以將圖像投影在三個投影區域內。第一投影區域501和第三投影區域503水平地排齊，而第二投影區域502置於第一投影區域 501和第三投影區域503下面(如所示)。在實施例中，具有刻度標籤的水平基準線531和垂直基準線532可由畸變校正工具使用，以形成具有相同大小並且具有降低的畸變失真的投影區域。水平基準線531和垂直基準線532的交叉部位可由圖像協調工具用以調節三個投影區域的位置以匹配這種設置或默認。
在此示例中，用戶可能希望根據其喜好在接收表面521上移動和定位第一投影區域501、第二投影區域502和第三投影區域503。這裡，用戶可以通過使用諸如箭頭之類的 OSD (On-screen display，屏顯)界面53控制每個投影區域的位置，如圖18中所示。在另一些實施例中，顯示設備10併入內置屏幕或能夠連接至附屬的外部顯示器19，如所示。用戶可以通過在內置屏幕或附屬的外部顯示器19上顯示的GUI (基於圖形的用戶界面)，用指針(如，滑鼠輸入)將每個投影區域拖到喜歡的位置。在另一些實施例中，用戶可以通過手指在具有觸控螢幕功能的內置屏幕或附屬的外部顯示器19上的觸摸，拖動每個投影區域。
圖19示出顯示設備10將三個投影圖像投影在三個接收表面(分別為三個牆壁上的第一接收表面601、第二接收表面602和第三接收表面60 上的另一些實施例。這裡，顯示設備10包含至少三個投影室14。每個投影室將圖像投影在第一接收表面上。
如圖19中所示，第二接收表面602和第二接收表面603上的投影圖像由於來自顯示設備10的投影路徑31未與第二接收表面602和第三接收表面603垂直而需要畸變校正。第一接收表面601上的投影圖像也可能需要畸變校正。儘管在圖19中，來自顯示設備 10的投影路徑與第一接收表面601垂直，然而諸如在顯示設備10布置在地板上的狀況下， 其不可垂直在另一橫截面中或者水平地位於牆壁1的中間(如所示)；並且表面601上的圖像可能需要垂直情形特定校正。
而在實施例中，將圖像協調工具用於調節三個接收表面的投影圖像以便具有一致的圖像高度並且彼此對準。畸變校正工具的垂直基準線可用作用於對準的基線；並且對於相同圖像高度的需求可以是來自圖像協調工具的指令，其按照需要指令畸變校正工具調製投影圖像。
在實施例中，顯示設備10由視頻遊戲設備用於產生近外圍(near-peripheral)環境視頻。例如，坐在顯示設備10前面的用戶受益於完全外圍視覺視頻遊戲體驗，其中對象不僅可以從前面而且可以從側面看到並且可以通過外圍視覺而檢測到。在這些實施例中， 顯示設備10可以安裝得靠近於天花板以防止發送用戶的陰影。
圖20示出顯示設備10將三個投影圖像投影在第一接收表面601、第二接收表面 602和第三接收表面603上的另一些實施例。第一接收表面601在顯示設備10前面的牆壁上。第二接收表面602在天花板上；第三接收表面603在地板上。畸變校正工具和圖像協調工具可用於根據預定安排調節投影圖像的尺寸和位置。1
在顯示設備10由視頻遊戲設備用於生成近外圍環境視頻的實施例中，用戶可以體驗。例如，可以在直升機、飛機和其它飛行(或仿真)遊戲中應用這些類型的實施例，以形成對於水平變化的完全視覺反饋，例如，視頻地面上升或下降。圖像協調工具可用於調節要投影在適當位置上的投影圖像。三個接收表面的另一些實施例可包括將圖像投影在兩個牆壁和天花板上、或者兩個牆壁和地板上等。
圖21示出內容處理單元2的示例性框圖。要理解，內容處理單元2可以具有與針對圖1的組成部分101描述的相同或類似的功能。多媒體輸出系統4耦接至內容處理單元 2 (如，DVD播放器、遊戲機、桌面型或筆記本型計算機或能夠提供多媒體信號的其它設備)， 其對多媒體數據流251解碼並且將視頻信號和音頻信號供給多媒體輸出系統4。在實施例中，如上所述那樣，視頻信號包括用於攜帶要由顯示設備10的多個投影室14投影的視頻信息的多個視頻通道。
內容處理單元可包含系統總線253、CPU 255、內部存儲器257、控制鍵盤259、I/O 接口沈1、盤讀取/寫入設備沈3、盤設備驅動器沈5、視頻解碼器沈7、子視頻解碼器沈9、音頻解碼器271、音頻混合器273、音頻放大器275和解密器277。
CPU 255經由系統總線253控制整個單元。內部存儲器257用於諸如CPU255運行的系統控制程序之類的各種程序的存儲區域、CPU 255的工作區域和數據緩衝區域。鍵盤 259配備有用作用戶輸入接口的各種按鍵。I/O接口 261用於連接外部設備。盤讀取/寫入設備263驅動、讀取和寫入諸如DVD盤之類的光學存儲介質。光設備驅動器265在CPU 255的控制下控制盤讀取/寫入設備沈3。盤設備驅動器265將盤讀取/寫入設備263讀出的多媒體數據流暫存在內部存儲器257的數據緩衝區域中，然後將它們依次發送至視頻解碼器沈7、子視頻解碼器269和音頻解碼器271。另外，在專用的多媒體數據流路徑上，解密器277可用於在其被加密時對多媒體數據流251進行解密。
視頻解碼器267提取和解碼來自多媒體數據流251的運動畫面數據之類的視頻數據，並且輸出解碼後的視頻數據。子視頻解碼器269提取和解碼來自多媒體數據流251的子視頻數據，並且輸出靜態畫面數據。音頻解碼器271包括A/D轉換器，其提取並解碼來自多媒體數據流251的音頻數據並且輸出該音頻數據。視頻混合器273將用作由視頻解碼器 267解碼後的視頻數據的動態畫面數據和由子視頻解碼器269解碼後的靜態畫面數據進行混合，以生成用於顯示的再現視頻信號。音頻放大器275對音頻解碼器271解碼後的音頻數據(在實施例中，用於L/R的兩個通道立體聲信號)進行放大。在另一些實施例中，根據源多媒體數據流和音頻解碼器271的解碼能力，可以是五個或更多個通道。
圖22至圖M圖示關於揚聲器和投影圖像的空間安排的示例性方式。在圖22中， 多媒體輸出系統4使用顯示設備10以將包括右圖像302、中間圖像304和左圖像306的三個投影圖像投影在彼此垂直的三個接收表面(其在實施例中可以為三個相鄰的牆壁)上。 投射在每個表面上的圖像可以或者可以不垂直地和水平地佔據整個牆壁或空間。在所示的實施例中，多媒體輸出系統4還包括第一揚聲器331、第二揚聲器332、第三揚聲器333、第四揚聲器3；34和第五揚聲器335。
在來自外部內容處理單元2(圖21)的音頻信號是單聲道音頻信號的狀況下，圖22 中所示的五個揚聲器(331-33 生成一致的音頻輸出。在另一些實施例中，來自內容處理單元2的音頻信號是五聲道的音頻信號，圖22中所示的五個揚聲器(331-33 輸出更加立體聲的聲場。
在實施例中，將空間協調模塊(下面描述)嵌入至多媒體輸出系統2。在一個實踐方式中，內容處理單元2提供的視頻信號包括與三個投影圖像302-306對應的三個視頻通道；並且內容處理單元2提供的音頻信號包括由五個揚聲器331-335正投射出的五個音頻通道。揚聲器331-335可以分別包含標識設備350。標識設備350可以是這樣的IXD燈或其它照明設備其以預定頻率閃光、輸出預定顏色的光或者生成特定圖案以便提供對於每個揚聲器331-335的標識。多媒體輸出系統4利用圖像檢測器(如上述圖像檢測器119 或之前所述的其它檢測器)來檢測揚聲器331-335的位置並且檢測三個投影圖像302-306 的位置。
空間協調模塊可以利用投影圖像302-306的位置信息、揚聲器331-335的位置信息和空間協調模塊中包括的自動匹配程序以將音頻信號的特定音頻通道分派到特定的揚聲器。
自動匹配程序存儲投影圖像的各種位置安排和揚聲器的各種位置安排；並且其還包括默認的匹配方案。一旦投影圖像和揚聲器兩者的位置信息可以通過自動匹配程序獲得，可以應用正確的匹配方案(如，具有最高匹配分數的匹配方案)；並且能夠進行合適的音頻/視頻協調。
根據這些實施例，例如可以通過第一揚聲器331和第二揚聲器332投射出關於右圖像302的音頻效果；可以通過第二揚聲器332、第三揚聲器333和第四揚聲器3；34投射出關於中心圖像304的音頻效果；並且可以通過第四揚聲器334和第五揚聲器335投射出關於左圖像306的音頻效果。
圖23圖示多媒體輸出系統的另一位置安排的實施例。兩個接收表面308和309 彼此平行，並且面向顯示設備(如，所示的上述顯示設備IOa)的投影室1 和14b。
接收表面309可以是透明的，用於來自左投影室14a的光，並且可以是傾斜的，用於來自右投影室14b的光。接收表面308可以反射來自左投影室14a的光的大部分。
結果，用戶可以同時發現前面投影圖像301和背面投影圖像303，並且可以體驗立體視頻。多媒體輸出設備可以採用空間協調模塊以將背面投影圖像301與第一揚聲器331 和第二揚聲器332協調，並且將前面投影圖像303與第三揚聲器333和第四揚聲器334協調。
如圖M中所示，多媒體輸出系統4使用顯示設備(如上述的顯示設備10)以將包括右圖像302、中心圖像304和左圖像306的三個投影圖像投影在弧形接收表面上。在這些實施例中，多媒體輸出系統4包含四個揚聲器，包括第一揚聲器331、第二揚聲器332、第三揚聲器332和第四揚聲器334。
在實施例中，內容處理單元2提供的音頻信號包括單視頻通道，例如多媒體數據流是電影DVD ；並且三個投影圖像302、304和306中的每一個均呈現整個視頻畫面的一部分(如，三分之一)。內容處理單元2提供的音頻信號可以包括作為左音頻通道和右音頻通道的兩個音頻通道。第一揚聲器331和第二揚聲器332可以用於根據右音頻通道來呈現聲音；而第三揚聲器333和第四揚聲器334可用於左音頻通道。
空間協調模塊可以利用圖像傳感器(如，圖10的圖像檢測器119)以通過檢測每個揚聲器331-3 的標識設備350來標識揚聲器331-334，並且得到揚聲器331-3 的位置信息；空間協調模塊也可以檢測右圖像302、中心圖像304和左圖像306的位置，然後能夠通過執行空間協調模塊的自動匹配程序來適當地分派右音頻通道和左音頻通道。
在另一些實施例中，空間協調模塊可包括運動檢測程序，其用於增強由多媒體輸出系統4(圖4)提供的虛擬實境空間的空間效果。例如，運動檢測信息(例如，從右圖像302 經過中間圖像304移向右圖像306的視頻對象的運動)可以由運動檢測程序檢測；並且空間協調模塊可以採用音頻調製程序來調製聲音效果，以便在視頻對象處於右圖像302中時用以加重第一揚聲器331和第二揚聲器332的聲音，在視頻對象處於中心圖像304中時用以加重第二揚聲器332和第三揚聲器333的聲音，而在視頻對象處於左圖像306中時用以加重第三揚聲器333和第四揚聲器334的聲音。
圖25和沈圖示了根據一些方面的在早先和稍後時刻輸出的示例性視頻。在實施例中，諸如所示的飛機之類的視頻對象602的運動從中心圖像304(圖2 的右部分移向左部分(圖沈)。該運動可以由空間協調模塊的運動檢測程序利用圖像傳感器(如，上面討論的圖像傳感器119)來檢測。空間協調模塊可以採用音頻調製程序來調製聲音效果，以便在視頻對象602處於中心圖像304的右部分中時用以加重第一揚聲器331和第二揚聲器332 的聲音(圖25)，而在視頻對象處於中心圖像304的左部分中時用以加重第二揚聲器333和第三揚聲器334的聲音(圖沈)。
在另一些實施例中，運動檢測器程序能夠與視頻對象602的運動相關聯地進一步檢測尺寸變化，並且能夠識別不僅表示右向左的移動而且表示近(例如，相對於觀眾)到遠的移動的運動。空間協調模塊可以採用音頻調製程序以在視頻對象602在近處並且處於中心圖像304的右部分時加重第一揚聲器331和第二揚聲器332的聲音，並且較少地加重或者甚至是降低第三揚聲器333和第四揚聲器334的聲音以提供呈現方案正消失的仿真聲音效果。
在另一些實施例中，例如，內容處理單元2提供的音頻信號是雙通道音頻信號，第一揚聲器331和第二揚聲器332輸出基於右音頻通道的音頻；第三揚聲器333和第四揚聲器334輸出基於左音頻通道的音頻。運動檢測程序檢測視頻對象602正在消失並且接著另一視頻對象604(例如，傘兵)出現在左圖像302中。空間協調模塊可以利用音頻調製程序來加重第二揚聲器332，用於提供相比於接收音頻信號中的默認設置在立體聲性能上得到增強的聲音效果。對於人的視覺，運動檢測在外圍視覺是敏感的；並且諸如視頻對象604之類的外圍區域中的視頻對象的音響效果能夠特別地利用人的視覺靈敏性。
圖27示出根據一些方面的在用戶周圍的接收表面上顯示的投影圖像。在實施例中，多媒體輸出系統輸出視頻和音頻以形成視覺現實空間，如虛擬演播室。在示例中，遊客 360在顯示第一藝術品382、第二藝術品384、第三藝術品386和第四藝術品388(其由多媒體輸出系統的顯示設備投影)的虛擬演播室中遊蕩。在這些實施例中，多媒體輸出系統包括四個揚聲器331、332、333和334。第一揚聲器331安裝在第一接收表面332的右下角附近；第二揚聲器332和第三揚聲器333分別安裝在第二接收表面324的右上角和左上角附近，並且第四揚聲器3M安裝在第三接收表面326的左下角附近。
在實施例中，多媒體輸出系統包括可併入在空間協調模塊內的用戶位置檢測模塊。用戶位置檢測模塊可以通過採用圖像檢測器(如，圖像檢測器119)獲得用戶位置信息。 空間協調模塊可以利用所獲得的用戶位置信息並且還利用投影圖像和揚聲器的位置信息，以通過使用音頻調製程序來調製聲音效果。
在實施例中，例如，當用戶位置模塊獲得處於圖21所示的位置A的用戶位置信息時，空間協調模塊可以加重可輸出與第二藝術品384相關聯的語音遊客指南的第四揚聲器 334的聲音。在用戶位置模塊獲得處於圖21所示的位置B的用戶位置信息時，空間協調模塊可以加重第二揚聲器332和第三揚聲器333的聲音。
在另一些實施例中，在用戶位置模塊獲得處於圖21所示的位置C的用戶位置信息時，所有的揚聲器331-334輸出基於相同音頻信號的聲音(例如，單個音頻通道或多個音頻通道均是可應用的)。
空間協調模塊可以放大第四揚聲器334和第三揚聲器333的聲音以用於將大量的立體聲聲音效果提供給遊客360。這可以特別有益於從位置C到第三接收表面326的距離相對長的狀況。也可以取得更加立體聲的聲音效果的另一些實施例是要通過空間協調模塊的音頻調製程序來延遲第四揚聲器334和第三揚聲器333的聲音。
現在轉至圖28，示出了根據實施例的示例性的視頻輸出。例如，空間協調模塊為中心圖像304分配相對更高的處理資源，並且為次要(subsidiary)圖像(如，右圖像302 和左圖像306)分配相對更低的處理資源分配；即，中心圖像304的視頻解析度高於右圖像 302和左圖像306的視頻解析度。這可以通過空間協調模塊中包括的解析度調節指令來進行，並且可以有益於系統數據處理。
除了如上所述的中心加重的實施例之外，空間協調模塊還可以為用戶視野的預定角度範圍分配相對更高的處理資源。這可以通過了解正在呈現的視頻數據和/或利用眼睛傳感器來實現，所述眼睛傳感器耦接至多媒體輸出設備的控制電路，並且配置為檢測用戶的視線的方向。在前一情況下，例如在遊戲知道並控制輸出給用戶的視頻的視頻遊戲中，系統可以做出關於用戶正注視哪裡的假設以降低去往其它部分的視頻信息和處理。在後一情況下，空間協調模塊中包括的眼睛檢測模塊可以使用由眼睛傳感器檢索的視網膜的中央凹坑信息來設立加重的視頻區域；並且解析度調節指令可以應用於加重視頻區域外部的區域，以便進行諸如降低這種區域中的視頻解析度之類的解析度調節。
在實施例中，在與用戶的視網膜的中央凹坑(例如，視線)分離大約40度角的外部，降低視頻細節。在另一些實施例中，視頻細節按階段(stage)降低。例如，色彩可在與用戶的視網膜的中央凹坑分離20度角之後降低；並且解析度可以在40或60度等之後變小。 在另一些實施例中，用戶位置檢測模塊利用圖像檢測器119檢測用戶頭部的位置和朝向以便提供與用戶視場相關聯的信息。
圖四示出圖示了根據若干實施例的多媒體輸出系統4的控制器組成部分或控制電路76的示例框圖。如所提到的，輸入/輸出電路74和輸入埠 78共同地允許多媒體輸出系統4和輸出視頻數據和音頻信號的設備(諸如但不限於圖21中所示的內容處理單元 2)之間的通信。供給控制電路76的視頻信號和/或音頻信號可以是模擬或數字格式。在某些實施例中，輸入/輸出電路74和/或控制電路76將模擬視頻信號轉換為適於光學調製設備102的數字工作的數字視頻信號。
在另一些實施例中，輸入/輸出電路74也可以包括用於特定連接器類型的支持軟體和邏輯，如從S視頻線纜線路輸入的視頻信號或數字視頻信號所要求的處理邏輯。控制電路76接收已經由輸入/輸出電路76預處理的視頻信號和/或音頻信號，然後進一步處理視頻信號和/或音頻信號以便將控制信號供給多媒體輸出系統4的組成部分，用於輸出投影圖像和音頻聲音效果。
在實施例中，控制電路76可包括處理器761、存儲器762、控制輸入/輸出接口 763、音頻/視頻輸入接口 764和音頻/視頻輸出接口 765。音頻/視頻輸入接口 764耦接至輸入/輸出電路74，用於從輸入/輸出電路74接收預處理的視頻信號和/或音頻信號。 音頻/視頻輸出接口 765耦接至光源64、光學調製設備102和揚聲器以用於提供控制信號， 所述控制信號基於由控制電路76接收到的視頻信號和/或音頻信號，並且也可以基於控制電路76的某種進一步的調製。在實施例中，音頻放大器可以包括在音頻/視頻輸出接口 765中；在另一些實施例中，音頻放大器可以包括在輸入/輸出電路74中；在某些其它實施例中，音頻放大器可以安裝在一個或多個揚聲器中。
控制輸入/輸出接口 763可以包括用戶接口 731、圖像檢測器接口 732、網絡接口 733、眼睛傳感器接口 735和熱接口 738，用於分別耦接至用戶輸入設備、圖像傳感器119、連接至多媒體輸出系統4的網絡、眼睛傳感器和熱檢測器80。用戶輸入設備可以包括嵌入/ 內置的控制按鈕(一個或多個)、鍵盤、顯示器、觸控螢幕或杆控制器；或者附屬的外部滑鼠、 鍵盤、具有或沒有觸控螢幕功能的顯示器、遙控器或其它控制器。OSD(SI)控制指令可以顯示在嵌入/內置顯示器或觸控螢幕、外部顯示器上，或者顯示在投影圖像上。
處理器761可以是商業上可用的處理器、控制器或微處理器，如英特爾或摩託羅拉晶片系列之一，用於基於存儲器762中的程序、模塊或數據結構來處理/計算數據。
在另一些實施例中，將處理器761和至少部分的存儲器762製造為單個晶片(即， 片上系統應用)。存儲器762可包括高速隨機存取存儲器，並且還可以包括非易失性存儲器 (如，一個或多個磁碟存儲設備)。存儲器762可選地包括一個或多個存儲設備。
控制電路76中的存儲器762可存儲下列程序、模塊和數據結構中的一部分或所有，或者其子集或超集(superset)作業系統710、視頻信號處理模塊711、光源控制模塊 712、光學調製控制模塊713、畸變校正工具714、圖像協調工具715、空間協調模塊717、熱控制應用程式718、030(屏顯)應用程式719等。
作業系統710包括用於應對各種基礎系統服務和用於進行依賴於硬體的任務的過程。
OSD(屏顯)應用程式719包含可以在嵌入/內置的顯示器或觸控螢幕、外部顯示器上或者在投影圖像上顯示的控制圖標或圖形；其還含有與用戶的輸入相關聯的規則和指令。
視頻信號處理模塊711可處理來自輸入/輸出電路74的視頻信號，其依據實施例可以是單通道或多通道視頻信號，以便構造可由每個投影頭14中的光學調製設備102採用的基於幀的控制信號。
光源控制模塊712可控制光源64內的紅色雷射器組961、綠色雷射器組962、藍色雷射器組963和開關，以便驅動光源64以預定序列的順序將紅色雷射束、綠色雷射束和藍色雷射束轉向三個投影輸出14中的每一個。
光學調製控制模塊713可以驅動光學調製設備102。在光學調製設備102是數字調製器(如LCD、LCoS或DMD調製器)的實施例中，光學調製控制模塊713沒有數模變換地將數字驅動信號供給光學調製設備102。
畸變校正工具714可包括一個或多個失真減小算法。其可以利用若干存儲的默認測試圖像741 (如，包括上述的水平基準線531和/或垂直基準線的那些)，並且還利用檢測到的信息742(如，圖像檢測器119檢測到的投影圖像反饋)來進行自動的畸變校正。在實施例中，畸變校正工具714包括失真查找表以根據檢測到的投影圖像反饋和默認測試圖像的配對結果來快速地定義預定的校正參數，這可有益於系統操作加載。
圖像協調工具715可包括一個或多個程序、應用或算法，用以根據用戶喜好或默認配置協調要由多投影室投影的圖像。在實施例中，默認圖像配置751和/或用戶偏好752 可以存儲在存儲器762中。圖像協調工具715可以採用畸變校正工具714用於協調閉環中的多個圖像，以便產生不僅在目標位置而且更好匹配期望形狀和尺寸的視頻輸出。在實施例中，圖像協調工具715中包括的對準應用程式753可用於如上述那樣對準多個圖像；對準應用程式753可以採用畸變校正工具714的水平基準線531和/或垂直基準線532來執行其功能。
空間協調模塊717可以包括用以協調音頻輸出和/或視頻輸出的一個或多個程序、應用程式或算法，以用於增強由多媒體輸出系統4輸出的虛擬實境空間的逼真。
在實施例中，空間協調模塊717可以包括用戶位置檢測模塊771、運動檢測程序 772、自動匹配程序773、音頻調製程序774、多個解析度調節指令775和眼睛檢測模塊776寸。
自動匹配程序773用於若干描述的實施例中。自動匹配程序773可以存儲關於投影圖像和揚聲器的各種位置安排；其還可以包含默認的匹配方案。一旦可以獲得投影圖像和揚聲器兩者的位置信息，可以應用合適的匹配方案(如，具有最高匹配分數的匹配方案)；並且能夠進行合適的音頻/視頻協調。例如，自動匹配程序773能夠將音頻信號的特定音頻通道分派到一個或多個特定的揚聲器。
運動檢測程序772用於也採用了圖像檢測器119的實施例中；運動檢測程序772 檢測並生成有關正在投射的一個或多個視頻對象的動作的信息。空間協調模塊717利用這種運動信息以用於例如通過實時地應用音頻調製程序774來調節聲音效果。
用戶位置檢測模塊717可以與圖像檢測器119相關聯地用於檢索諸如參照圖27 描述的實施例之類的用戶位置信息。控制輸入/輸出接口 763的圖像檢測器接口 732用於圖像檢測器119的應用。空間協調模塊717利用這種用戶位置信息以用於例如通過實時地應用音頻調製程序774來調節聲音效果。
每個解析度調節指令775可以由空間協調模塊用以調節(如，降低)投影圖像的一部分。在某些實施例中，將解析度調節指令775提供給視頻信號處理模塊711以調製要顯示的圖像幀或部分圖像幀的解析度。關於圖觀的實施例是在側投影圖像具有降低的解析度的那些。
眼睛檢測模塊776可用以增強高解析度區域的適應性(flexibility)/降低的解析度區域清晰度(definition)。經由眼睛傳感器接口 735耦接至控制電路76的眼睛傳感器配置為檢測用戶的視線。眼睛檢測模塊776使用由眼睛傳感器檢索的視網膜的中央凹坑信息以設立具有相對更高解析度的加重視頻區域；並且可以應用解析度調節指令775以調節在加重的視頻區域外部的區域的解析度。
圖30圖示可以在某些實施例中採用的另一類型的投影儀模塊。投影儀模塊98包括外殼90、紅色雷射器器組92、綠色雷射器器組94、藍色雷射器器組96、光學元件91、控制電路97、微掃描儀99、輸入/輸出電路(未示出)、輸入/輸出接口(未示出)、電源(未示出)和投影透鏡系統93。投影儀模塊98包括三個光源92、94和96，但是具有三個單獨的輸出95。在此方面，可以將此處在多個室的上下文中描述的任何的實施例更加一般化地提供為多個投影輸出，而無需將每個光源約束到室。
外殼90限定投影儀模塊98的外尺寸，並且還為投影儀模塊98的內部組成部分提供機械保護。外殼90還可以包括氣孔，其允許外殼90的室和外部環境之間的空氣流動。孔也可以置於外殼90上。電源將電力供給紅色雷射器組92、綠色雷射器組94、藍色雷射器組 96和投影儀模塊98內的消耗電力的其它組成部分。由此，電源可以將電能供給控制電路、 輸入/輸出電路、風扇、控制電路97和微掃描儀99。
可以提供紅色雷射器組92、綠色雷射器組94和藍色雷射器組96的若干不同的實施方式。光學元件91分別從紅色雷射器組92、綠色雷射器組94和藍色雷射器組96接收紅、綠和藍雷射器，並且將三種分離的光輸出供給微掃描儀99。輸入/輸出電路將視頻信號從輸入/輸出接口供給控制電路97。控制電路97分別控制紅色雷射器組92、綠色雷射器組94和藍色雷射器組96。在像素的時間幀期間，紅色雷射器組92、綠色雷射器組94和藍色雷射器組96基於來自控制電路97的控制信號，分別生成與預定灰階的紅、綠和藍相對應的預定功率的雷射器。
圖31圖示基於圖30中闡述的投影儀模塊類型的另一非限制性的實施例。類似於圖4，投影裝置M02包括分離的雷射器(或LED)光源M92、2494、M96，它們被輸入至在光源M92、2494和M96之間進行數字切換的開關M08。根據應用於光源M92、2494和M96 的控制時序來自開關M08的輸出被輸入至分別產生投影輸出a、b和c的投影儀模塊M90。 每個投影模塊M90包括調製光學元件M91a、掃描儀99和投影透鏡系統M93，用於生成各個輸出a、b和C。
儘管為了清楚理解的目的已經以某些細節描述了前述發明，然而本領域技術人員應該認識到的是，可以在所附權利要求的範圍內進行各種修改。例如，儘管這裡描述的定位接口已從底部耦接至投影室，然而要理解，定位接口可以從背面耦接至投影室。在此情況下，排氣管、電連接和光學線纜線路可以通過投影室延伸至其各自的功能位置。因此，本發明不限於在此描述的特定特徵和實施例，並且其以任何的其形式或修改在所附權利要求的範圍中要求。
如上所述，本創新可採用人工智慧(Al)或機器學習和推理組成部分，其根據本創新方便了自動化一個或多個特徵。本主題創新(例如，結合位置檢測、圖像/音頻提煉)可採用各種的基於MLR的機制實施進行其各種方面。例如，可以經由自動分類器系統和處理來方便用於確定用戶對於容量、亮度、圖像尺寸/位置的喜好的處理。
分類器是這樣的函數其將輸入的屬性矢量χ = (xl、x2、x3、x4、xn)映射到輸入所屬類別的置信度，即，f (X)=置信度(類別)。這種分類可以採用基於概率和/或統計的分析(例如，分解至分析效用和成本)以診斷或推斷用戶期望自動進行的動作。
支持向量機(SVM)是可以採用的分類器的示例。SVM通過在可能輸入的空間中找到超曲面而進行工作，其中超曲面試圖將觸摸標準與非觸摸事件分開。直觀上，這使得分類對於近的測試數據是正確的，但對於訓練數據並不一致。可以採用提供了不同的獨立圖案26(pattern)的其它有針對性和無針對性的模型分類辦法，例如包括樸素貝葉斯、貝葉斯網絡、判決樹、神經網絡、模糊邏輯模型和概率分類模型。這裡使用的分類也包括用以開發優先級模型的統計遞推。如從本主題說明書容易認識到的，本主體創新可以採用被明確示教(例如，經由普通的示教數據)的分類器以及隱含示教(例如，經由觀測用戶行為、接收外在信息)。例如，SVM經由學習或示教階段(phase)配置在分類器構造器和特徵選擇模塊內。由此，分類器可用以自動學習和執行多個功能，包括但不限於根據預定的標準，確定基於用戶觀察 (user perspective)的視頻或音頻、用戶位於哪裡、用戶正在看哪裡等。上面已經描述的包括本創新的示例。當然，不可能描述用於描述本主題創新的意圖的組成部分或方法的每個可設想的組合，但是本領域技術人員可認識到的是，本創新的許多進一步的組合和置換是可能的。據此，本創新旨在囊括落入所附權利要求的精神和範圍內的所有這種變更、修改和變型。此外，就具體的說明書或權利要求書中使用的術語「包含」而言，以與作為在權利要求書中用作過渡詞時說明的「包含」的術語「包含」類似的方式， 這種術語旨在是相容性的。
權利要求
1.一種用於方便多媒體輸出的系統，包含多媒體內容處理組成部分，其配置為分析數據輸入，並且產生數據輸入的視頻和對應音頻；以及多媒體輸出系統，其配置為投影對於所述視頻和所述對應音頻的至少兩個圖像。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述多媒體輸出系統包含至少兩個投影輸出，其配置為顯示所述視頻。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述音頻是環繞聲音頻。
4.如權利要求1所述的系統，進一步包含控制器組成部分，其配置為至少部分地基於用戶觀察來動態地調節視頻或音頻之一。
5.如權利要求4所述的系統，進一步包含傳感器組成部分，其配置為觸發動態調節。
6.如權利要求5所述的系統，進一步包含畸變校正工具，其配置為調節投影視頻的對準。
7.如權利要求5所述的系統，進一步包含圖像協調工具，其配置為對準視頻內包括的多個分離的投影圖像。
8.如權利要求5所述的系統，進一步包含空間協調組成部分，其配置為檢測用戶的位置，並且基於用戶的位置，動態地調節視頻或音頻中的至少一個。
9.如權利要求9所述的系統，其中，所述空間協調組成部分進一步配置為監視用戶的眼睛移動，以觸發視頻或音頻中的至少一個的動態調節。
10.一種耦接至內容處理單元的多媒體輸出系統，其中，所述內容處理單元對多媒體數據流進行解碼，並且提供視頻信號和音頻信號，所述多媒體輸出系統包含控制組成部分，其配置為接收視頻信號和音頻信號，並且生成用於視頻輸出的至少一個控制信號和用於音頻輸出的至少一個控制信號；以及顯示設備，其包含光源、多個投影輸出和開關，其中所述開關配置為以預測序列的順序將來自光源的光轉向多個投影輸出，用於根據用於視頻輸出的所述至少一個控制信號來生成形成多個投影圖像的調製光。
11.如權利要求11所述的多媒體輸出系統，進一步包含多個揚聲器，其配置為根據用於音頻輸出的所述至少一個控制信號來生成聲音。
12.如權利要求12所述的多媒體輸出系統，進一步包含空間協調模塊，其協調所述多個投影圖像和所述多個揚聲器生成的聲音。
13.如權利要求13所述的多媒體輸出系統，進一步包含圖像檢測器，其耦接至所述控制組成部分，並且配置為檢測用戶位置信息，其中用戶位置信息觸發視頻輸出或音頻輸出之一的動態調節。
14.如權利要求14所述的多媒體輸出系統，其中，所述空間協調組成部分進一步包含音頻調製組成部分，其配置為根據圖像檢測器檢測到的用戶位置信息，調製由所述多個揚聲器生成的聲音。
15.如權利要求13所述的多媒體輸出系統，進一步包含圖像檢測器，其耦接至所述控制組成部分，用於觀測所述多個投影圖像中的至少一個，其中所述觀測通過圖像的子集的控制組成部分來觸發調節。
16.如權利要求13所述的多媒體輸出系統，進一步包含包括運動檢測組成部分和音頻調製組成部分的空間協調組成部分，其中，所述運動檢測組成部分配置為通過採用圖像檢測器來檢測運動檢測信息，音頻調製組成部分配置為與運動檢測信息相關聯地調製由多個揚聲器生成的聲音。
17.如權利要求13所述的多媒體輸出系統，進一步包含包括自動匹配組成部分的空間協調組成部分，用於配置為將所述多個揚聲器中的至少一個與至少一個投影圖像進行匹配。
18.如權利要求18所述的多媒體輸出系統，其中，所述多個揚聲器中的每一個均包含方便匹配的標識設備。
19.一種用於將多個揚聲器生成的聲音與多個投影圖像協調的方法，包含 檢測多個揚聲器和投影圖像中每一個的相對位置；並且將多個揚聲器中的至少一個與多個投影圖像中的至少一個進行匹配。
20.如權利要求20所述的方法，進一步包含 檢測用戶的位置；基於用戶的位置檢測用戶位置信息；並且根據用戶位置信息，動態地調製由多個揚聲器生成的聲音。
21.如權利要求21所述的方法，進一步包含將用戶位置信息與多個揚聲器和投影圖像的相對位置進行比較，其中所述比較方便動態調製。
22.如權利要求20所述的方法，進一步包含檢測多個投影圖像中的一個或更多個中所示的對象的動作；基於檢測到的動作建立對象位置信息；以及根據對象位置信息，動態地調製由多個揚聲器生成的聲音。
23.如權利要求23所述的方法，進一步包含將對象位置信息與多個揚聲器和投影圖像的相對位置進行比較，其中所述比較方便動態調製。
24.如權利要求20所述的方法，進一步包含調節多個投影圖像中至少子集的解析度。
25.如權利要求20所述的方法，進一步包含 檢測用戶的視線的方向；以及至少部分地基於所述視線，調節多個投影圖像中的至少一部分的解析度。
26.如權利要求20所述的方法，進一步包含 推斷用戶的位置；以及基於推斷出的位置，從多個揚聲器的子集調節多個投影圖像或聲音的子集的至少一
全文摘要
提供了用於輸出協調的音頻和視頻呈現的系統和方法。該系統包括多個揚聲器和能夠提供多個投影圖像的顯示設備。將多個揚聲器產生的聲音與所述多個投影圖像協調。協調處理可以根據所述多個投影圖像的位置變化而自動地加以進行。多個揚聲器產生的聲音可以根據用戶的位置或者正在多個投影圖像中的一個或更多個中顯示的視頻對象的動作而被進一步調製。
文檔編號H04S7/00GK102484688SQ201080024376
公開日2012年5月30日 申請日期2010年4月7日 優先權日2009年6月3日
發明者W.J.普拉特 申請人:傳斯伯斯克影像有限公司