投影於屏幕上的子影像對齊的系統與方法
2023-07-09 21:31:01 1
專利名稱：投影於屏幕上的子影像對齊的系統與方法
技術領域：
本發明關於一種投影系統(Projecting system)，特別是指用以投射一影像(Image)至劃分成N個區域(Region)的屏幕(Screen)上的投影系統。
背景技術：
隨著光學科技及投影技術的進步，以及市場價格下滑的趨勢所影響，具有高解析度以及大畫面的投影機(Projector)，已成為企業簡報、會議活動、教育訓練甚至家庭娛樂中，在提供視覺影像上不可或缺的一環。因此，投影機的高影像質量、高亮度、體積輕巧、價格合理及售後服務的需求，已成為消費者在選購上的重要指標。
目前市場上的單一投影機，可投射的影像畫面最大尺寸約為200英寸。在現今追求高生活質量的導向下，以往投影機所能投射的投影畫面的尺寸大小，已不符合某些場合的需求。隨著大型面積的投影的需求逐漸提升，投射畫面甚至需要達到數公尺才能滿足消費者對投影畫面的需求。但是，如此大型尺寸的投影畫面，並無法由單一投影機所達成，而必須由數臺投影機分別在屏幕上投影子影像，再由所投影的子影像組合成一個完整影像。因此，必然有多個子影像相接組合的問題存在，這也影響到整個投影系統所投影的影像質量。
因此，本發明的一目的在提供一種投影系統，以克服上述的問題。
發明內容
本發明的一目的在於提供一種投影系統，用以投射多個子影像至劃分成N個區域的一屏幕上，並調整被投射至屏幕上的多個子影像，以消除子影像間的校正差異值。
根據本發明的第一優選具體實施的投影系統，其系提供來投射一影像至劃分成N個區域的一屏幕上，其中N係為一大於1的整數。該投影系統包括一處理裝置、N個投射裝置以及至少一感測裝置。該處理裝置用以分割該影像為N個子影像。該N個投射裝置用以分別接收該N個子影像，並且投射該N個子影像至該屏幕的N個區域上。該至少一感測裝置用以感測被投射的N個子影像，並且傳送所感測到的N個子影像至該處理裝置。該處理裝置進一步計算被感測的N個子影像之間的多個校正差異值，並且根據該多個校正差異值，調整被投射至該屏幕上的N個子影像，以消除該多個校正差異值。
根據本發明的第二優選具體實施例的投影系統，其提供來傳送一第一子影像至一第一投射裝置，並且傳送一第二子影像至一第二投射裝置。該第一投射裝置以及該第二投射裝置投射該第一子影像以及該第二子影像至一屏幕上，成一第一投射子影像以及一第二投射子影像。該投影系統包括一感測裝置以及一處理裝置。該感測裝置用以感測該第一投射子影像以及該第二投射子影像，成一第一感測子影像以及一第二感測子影像。該處理裝置用以接收一原始影像，並且分割該原始影像為該第一子影像以及該第二子影像。該處理裝置自該感測裝置接收該第一感測子影像以及該第二感測子影像，並且計算該第一感測子影像與該第二感測子影像兩者間的一校正差異值。該處理裝置並且根據該校正差異值，調整該第一投射子影像以及該第二投射子影像，以消除該校正差異值。
關於本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及附圖得到進一步的了解。
圖1為根據本發明的第一優選具體實施例的投影系統10的示意圖。
圖2A至圖2D是顯示校正差異的種類、擷取方式的若干範例。
圖3是顯示該等子影像混合邊緣標記影像的範例。
圖4是根據本發明的投影方法的步驟流程圖。
圖5是根據本發明的第二優選具體實施例的投影系統50的示意圖。
符號說明10、50投影系統 12、20、30、56屏幕13、22、24、32、34、36、38區域131、132網眼14、60處理系統
16、52、54投射裝置18、58感測裝置S40～S48流程步驟具體實施方式
請參閱圖1，圖1為根據本發明的第一優選具體實施例的投影系統10的示意圖。該投影系統10用以投射一影像至劃分成N個區域13的一屏幕12上，N為一大於1的整數。
如圖1所示，該投影系統10包括一處理裝置(Processing apparatus)14、N個投射裝置(Projecting apparatus)16以及至少一感測裝置(Sensingdevice)18。圖1的示例中，N等於2，也就是說，該屏幕12劃分成兩個區域13，該處理裝置14包括兩個投射裝置16。同樣在圖1所示的示例中，僅一個感測裝置18被示出，以便說明本發明的第一優選具體實施例。
該處理裝置14用以分割一輸入影像成為N個子影像(Sub-image)。每一個子影像對應一個區域13。為配合N等於2的示例，下文將以由該輸入影像被分割成兩個子影像做為說明。
該兩個投射裝置16用以分別接收上述兩個子影像，並且將所接收到的子影像投射至該屏幕12的對應的區域13上。
該感測裝置18用以感測被投射在該屏幕12上的子影像，並且傳送所感測的子影像至該處理裝置14。
該處理裝置14進一步計算上述兩個子影像間的校正差異值(Alignmentdifference)。該處理裝置14並且根據多個校正差異值，調整被投射至屏幕12上的兩個子影像，以消除該多個校正差異值。在一具體實施例中，該等校正差異值可以是子影像相對的位置差值、子影像間尺寸比值或是亮度差異。
此外，該處理裝置14選擇任一投射裝置16調整被投射於屏幕12上的該等子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度，藉由調整該等個子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度，即可消除該多個校正差異值，進而達成調整影像的效果。
關於校正差異值的種類、擷取方式以及消除方法，以下舉幾個說明例詳加說明，並請參閱圖2A至圖2D以及對相關附圖的詳述。圖2A至圖2D為藉由根據本發明的第一優選具體實施例的投射系統(未示出在圖中)，將兩個子影像分別被投射於一屏幕20的兩區域(22、24)上的示意圖。圖2A所顯示預計分別投射在該區域22及該區域24上的子影像，使彼此之間已無校正差異值的存在，進而組成一完整並一需求放大的影像。圖2B至圖2D分別所顯示分別投射在區域22及區域24上的子影像，其彼此之間則存在不同種類的校正差異值。
如圖2B所示，投射至該區域22上的子影像其尺寸小於原欲放大的尺寸，並且其投射位置偏離原欲投射的位置。因此，根據本發明的第一優選具體實施例的投影系統將擷取一關於子影像間尺寸比值校正差異值d3＝d2/d1，並且隨即根據該校正差異值d3調整投射至該區域22上的子影像。投射至該區域22上並經過尺寸調整後的子影像，請見圖2C所示。然而，如圖2C所示，分別投射於該區域22及該區域24上的子影像之間仍存有一垂直距離d4以及一水平距離d5。因此，根據本發明的第一優選具體實施例的投影系統將擷取兩關於子影像的位置的校正差異值d4及d5，並且隨即根據該等校正差異值(d4及d5)調整投射至該區域22上的子影像，進而完成如圖2A所顯示校正差異值已被消除的子影像。
此外，如圖2D所示，分別投射該屏幕20的兩個區域22、24上的兩個子影像，具有個別的的亮度d6及d7。因此，根據本發明的第一優選具體實施例的投影系統將擷取一關於子影像間亮度差異的校正差異值d8＝(d7-d6)，並且隨即根據該校正差異值d8調整投射至該區域22上的子影像，以消除子影像之間的校正差異值。
在一具體實施例中，同樣示在圖1，該處理裝置14可進一步於兩個子影像中的每一個子影像中皆混合一校正影像(Alignment image)，並且輸出被混合後的兩個子影像分別至兩個投射裝置16。該校正影像即與該等子影像經由該等投射裝置16，被投射至屏幕上。被投射在屏幕上的校正影像也會隨同子影像被該感測裝置18感測，並隨後被傳送至該處理裝置14。藉由被感測的校正影像，該處理裝置14取得校正差異值更為容易與準確。例如，利用圖1所示相鄰網眼(Mesh)131、132的大小可調整子影像的正確形狀，同時其相鄰的對準亦可以使兩個子影像更能緊密接。在圖1所示的示例中，該校正影像係為一網格影像(Mesh image)，網格影像的尺寸大小系與兩個子影像的尺寸大小相同。
於另一具體實施例中，混合至每一個子影像中的校正影像系一邊緣標記影像(Edge mark image)，如圖3所示。圖3為藉由根據本發明的第一優選具體實施例的投射系統(未示出在圖中)，將四個子影像分別被投射於一屏幕30的四個區域(32、34、36及38)上的示意圖。所謂的邊緣標記影像是將四個子影像中至少一邊緣混合入標記影像，例如，圖3所示投射至該等區域(32、34、36、38)上的子影像，其邊緣是分別混合標記影像(F，J，H)、(E，L，G)、(B，D，I)與(A，C，K)。
藉由根據本發明的第一優選具體實施例的投影系統對該等欲投射的子影像的校正，可用於正式投射影像前的初始校正，待校正後確定投影位置後才開始正式投射影像。若是要一邊投影一邊校正已投射的子影像時，根據本發明的投影系統所使用的校正影像，可以利用一不可見光(Invisible ray)進行投射。由於使用者於觀看屏幕12上的影像時，並無法看到利用不可見光投射的校正影像，因此不會影響使用者所看到的影像內容以及投射影像的質量。
在一具體實施例中，該感測裝置與該處理裝置系可設置於單一臺投射裝置內，也就是說，圖1中所示出的感測裝置18及處理裝置14系與單一臺投射裝置16設計成同一機體。於此具體實施例中，該感測裝置可透過該投射裝置的鏡頭感測兩個已投影的子影像，隨後將感測到的子影像傳送到該處理裝置進行後續的投影影像的調整。於此具體實施例中，該等投射裝置之間必須建立溝通與影像調整主從控制的機制。於另一具體實施例中，該感測裝置與該處理裝置也可以單獨設置，並連接該等獨立的投射裝置。於此示例中，該感測裝置直接感測兩個投射裝置16投射於屏幕上的影像，並將影像傳送給處理裝置。以上兩種具體作法皆可達成感測投射於該屏幕上的多個子影像的功效，並將感測到的多個子影像傳送給該處理裝置做後續的調整動作。
在一具體實施例中，該校正影像與子影像的混合繫於該投射裝置16中執行。於另一具體實施例中，該校正影像與子影像的混合繫於於該處理裝置14內處理。
在一具體實施例中，該投射裝置16根據該處理裝置14的多個指令以調整被投射的子影像。於此具體實施例中，該處理裝置14計算出多個校正差異值後，隨即透過投射裝置14自行調整每個投射裝置所投射的子影像。藉由調整該等被投射的子影像，子影像間的校正差異值即可被消除。
於另一具體實施例中，該處理裝置14調整兩個子影像，並且傳送被調整的兩個子影像至兩個投射裝置16。於此具體實施例中，該處理裝置14計算出多個校正差異值後，該處理裝置14先自行調整兩個子影像後，再將根據多個校正差異值調整後的兩個子影像傳送至兩個投射裝置16進行投射。於此具體實施例中，經由該兩個投射裝置16，再次被投射至屏幕12上的子影像即組成已消除多個校正差異值後的完整影像。
請參閱圖4，圖4為根據本發明的投影方法的步驟流程圖。如圖4所示，本發明提供一種投影方法，用以投射一影像至劃分成N個區域的一屏幕上，其中N為一大於1的整數。根據本發明的投影方法，首先執行步驟S40，將該影像分割為N個子影像。隨後執行步驟S42，將該N個子影像分別投射至該屏幕的N個區域上。
接著執行S44，於步驟S44中，投射的N個子影像被感測。隨後執行步驟S46被感測的N個子影像間的多個校正差異值被計算。最後執行步驟S48，被投射至屏幕上的N個子影像系根據多個校正差異值進行調整，以消除多個校正差異值。
在一具體實施例中，於步驟S40中，一校正影像並且被混合至每一個子影像內。在一具體實施例中，該校正影像系利用一不可見光進行投射。
在一具體實施例中，於步驟S48中，並且進行選擇性地調整被投射於屏幕上的N個子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度。
請參閱圖5，圖5為本發明的第二優選具體實施例的投影系統50的示意圖。該投影系統50系提供來傳送一第一子影像至一第一投射裝置52以及一第二子影像至一第二投射裝置54。該第一投射裝置52以及第二投射裝置54系分別投射該第一子影像以及該第二子影像至一屏幕56上成一第一投射子影像以及一第二投射子影像。
如圖5所示，該投影系統50包括一感測裝置58以及一處理裝置60。
該感測裝置58用以感測已投射在該屏幕56上的該第一投射子影像以及該第二投射子影像，成一第一感測子影像以及一第二感測子影像。
該處理裝置60用以接收一原始影像，並且分割該原始影像為該第一子影像以及該第二子影像。該處理裝置60自該感測裝置58接收被感測到的第一感測子影像以及第二感測子影像，並且計算第一感測子影像與第二感測子影像兩者間的一校正差異值。該處理裝置60並根據該校正差異值，調整該第一投射子影像以及該第二投射子影像，以消除校正差異值。
在一具體實施例中，該處理裝置60並且將一校正影像混合至該第一子影像以及該第二子影像中，並且傳送混合該校正影像的第一子影像至第一投射裝置52，傳送混合該校正影像的第二子影像至第二投射裝置54。
在一具體實施例中，該校正影像為一網格影像，並且該網格影像的尺寸與該第一子影像以及該第二子影像的尺寸相同。於另一具體實施例中，該校正影像為一邊緣標記影像，並且該邊緣標記影像分別將該第一子影像及該第二子影像中至少一邊緣混合至邊緣標記影像。在一具體實施例中，該校正影像利用一不可見光進行投射。
在一具體實施例中，該第一投射裝置52並且將一校正影像混合於該第一子影像中，並且投射混合該校正影像的第一子影像。該第二投射裝置54並且將該校正影像混合於該第二子影像中，並且投射混合該校正影像的第二子影像。
在一具體實施例中，該處理裝置60並且選擇性地分別調整被投射於屏幕56上的第一子影像與第二子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度。
在一具體實施例中，該第一投射裝置52與該第二投射裝置54根據該處理裝置60所發出的多個指令，分別調整該第一投射子影像與該第二投射子影像。於另一具體實施例中，該處理裝置系60調整該第一子影像以及該第二子影像，並且傳送被調整的第一子影像至該第一投射裝置52，傳送被調整的第二子影像至第二投射裝置54。
上述校正影像若是利用不可見光投射至屏幕上，由於不可見光不會影響使用者於正常觀看時的影像，所以校正影像只需設計成簡單的圖樣即可達成提供校正影像的目的。因此，根據本發明的投影系統只需使用解析度較低的感測裝置，即可正確地感測到投射在屏幕上的校正影像，進而計算校正差異值。若是校正影像設計成簡單的圖案，關於校正差異值的計算也會較為簡單，如此可以加快運算速度，節省運算處理的時間。因此，根據本發明的投影系統，不需利用高解析度的影像傳感器以及高效能的處理器，即可達成精確調整子影像的效果，不僅能節省成本，更能節省運算處理的時間。
藉由以上優選具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而並非以上述所揭露的優選具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明的範疇內。
權利要求
1.一種投影系統，該投影系統用以投射一影像至一屏幕的N個區域上，其中N為一大於1的整數，該投影系統包括一處理裝置，該處理裝置用以分割該影像為N個子影像；N個投射裝置，該N個投射裝置用以分別接收該N個子影像，該等子影像中的每一個子影像系對應該N個區域中的一個區域，每一個投射裝置將該接收到的子影像投影至該屏幕上的該對應的區域上；以及至少一感測裝置，該至少一感測裝置用以感測被投射的該N個子影像，並傳送所感測的該N個子影像至該處理裝置；其中該處理裝置進一步計算該被感測的N個子影像間的多個校正差異值，並根據該多個校正差異值，調整被投射至該屏幕上的該N個子影像，以消除該多個校正差異值。
2.根據權利要求1所述的投影系統，其中該處理裝置進一步在該N個子影像中的每一個子影像中皆混合一校正影像，並且輸出該N個被混合後的子影像至該N個投射裝置。
3.根據權利要求2所述的投影系統，其中該校正影像為一網格影像，該網格影像的大小系與該N個子影像的大小相同。
4.根據權利要求2所述的投影系統，其中該校正影像為一邊緣標記影像，該邊緣標記影像是將該N個子影像中至少一邊緣混合至該邊緣標記影像。
5.根據權利要求1所述的投影系統，其中該N個投射裝置中每一個投射裝置將一校正影像混合於該N個子影像中，並且投射被混合後的該N個子影像。
6.根據權利要求5所述的投影系統，其中該校正影像利用一不可見光進行投射。
7.根據權利要求1所述的投影系統，其中該處理裝置選擇性地調整被投射於該屏幕上的該N個子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度。
8.根據權利要求7所述的投影系統，其中該N個投射裝置根據該處理裝置的多個指令以調整被投射的該N個子影像。
9.根據權利要求7所述的投影系統，其中該處理裝置調整該N個子影像並傳送該被調整的該N個子影像至該N個投射裝置。
10.一種投影方法，該投影方法系用以投射一影像至一屏幕的N個區域上，其中N為一大於1的整數，該投影方法包括下列步驟(a)分割該影像為N個子影像；(b)分別投射該N個子影像至該屏幕的該N個區域上；(c)感測被投射的該N個子影像；(d)計算被感測的該N個子影像間的多個校正差異值；以及(e)根據該多個校正差異值，調整被投射至該屏幕上的該N個子影像，以消除該多個校正差異值。
11.根據權利要求10所述的投影方法，其中步驟(a)中進一步包括下列步驟(a1)混合一校正影像至該N個子影像中的每一個子影像。
12.根據權利要求11所述的投影方法，其中該校正影像是利用一不可見光進行投射。
13.根據權利要求10所述的投影方法，其中步驟(e)中進一步包括下列步驟(e1)選擇性地調整被投射於該屏幕上的該N個子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度。
14.一種投影系統，該投影系統系用以傳送一第一子影像至一第一投射裝置以及一第二子影像至一第二投射裝置，該第一投射裝置及該第二投射裝置系分別投射該第一子影像及該第二子影像於一屏幕上成一第一投射子影像以及一第二投射子影像，該投影系統包括一感測裝置，該感測裝置用以感測該第一投射子影像以及該第二投射子影像成一第一感測子影像以及一第二感測子影像；以及一處理裝置，該處理裝置用以接收一原始影像，並且分割該原始影像為該第一子影像以及該第二子影像，該處理裝置自該感測裝置接收該第一感測子影像以及該第二感測子影像，以計算該第一感測子影像與該第二感測子影像兩者間的一校正差異值，並且根據該校正差異值，調整該第一投射子影像及該第二投射子影像，以消除該校正差異值。
15.根據權利要求14所述的投影系統，其中該處理裝置將一校正影像混合至該第一子影像以及該第二子影像中，並且傳送混合該校正影像的該第一子影像至該第一投射裝置，傳送混合該校正影像的該第二子影像至該第二投射裝置中。
16.根據權利要求15所述的投影系統，其中該校正影像係為一網格影像，該網格影像的尺寸與該第一子影像以及該第二子影像的尺寸相同。
17.根據權利要求15所述的投影系統，其中該校正影像系一邊緣標記影像，該邊緣標記影像系分別將該第一子影像及該第二子影像中至少一邊緣混合至該邊緣標記影像。
18.根據權利要求14所述的投影系統，其中該第一投射裝置將一校正影像混合於該第一子影像中，並且投射被混合的該第一子影像，該第二投射裝置系將該校正影像混合於該第二子影像中，並且投射被混合的該第二子影像。
19.根據權利要求18所述的投影系統，其中該校正影像利用一不可見光進行投射。
20.根據權利要求14所述的投影系統，其中該處理裝置系選擇性地分別調整被投射於該屏幕上的該第一子影像與該第二子影像的位置、尺寸、梯形畸變或亮度。
21.根據權利要求20所述的投影系統，其中該第一投射裝置與該第二投射裝置系根據該處理裝置的多個指令分別調整該第一投射子影像與該第二投射子影像。
22.根據權利要求20所述的投影系統，其中該處理裝置系調整該第一子影像並傳送該被調整的該第一子影像至該第一投射裝置，該處理裝置並調整該第二子影像並傳送該被調整的該第二子影像至該第二投射裝置。
全文摘要
本發明提供一種投影系統，用以投射一影像至一屏幕的N個區域上，其中N為一大於1的整數。根據本發明的一優選具體實施例的投影系統包括一處理裝置、N個投射裝置以及至少一感測裝置。處理裝置用以分割該影像為N個子影像。N個投射裝置用以分別接收N個子影像，並且投射N個子影像至屏幕上的N個區域上。至少一感測裝置用以感測被投射的子影像，並傳送感測裝置所感測到的N個子影像至處理裝置。處理裝置進一步計算被感測到的N個子影像間的多個校正差異值，並根據多個校正差異值，調整被投射至屏幕上的N個子影像，以消除校正差異值。
文檔編號G03B21/00GK1854881SQ200510067440
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月21日 優先權日2005年4月21日
發明者李昌鴻 申請人:明基電通股份有限公司