多投影显示系统和屏幕画面形成方法
专利名称：多投影显示系统和屏幕画面形成方法
技术领域：
本发明涉及一种背面投影类型的多投影显示系统，从多个投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面，以及涉及一种多投影显示系统的屏幕画面形成方法。
背景技术：
作为较大投影显示器，已知一种从多个投影仪将图像投影到屏幕上并且连接所投影的图像以形成一个屏幕画面的多投影显示系统。在这样的多投影显示系统中，从多个投影仪投影到屏幕上的图像的位置精确度极大地影响整个投影图像的质量。例如，当所投影的图像的位置发生移动时，在投影到屏幕上的图像之间会形成不连续的接缝，或者相邻图像的边缘会彼此交叠，从而引起显示质量的极大劣化。为了解决上述问题，例如，专利文献1公开了一种方法，通过捕获在屏幕周围形成的多个标记或者投影到屏幕上的多个标记的图像来检测标记的坐标位置，并且基于检测到的标记位置来调整投影图像的位置。然而，背景技术的多投影显示系统被配置为通过使用在屏幕的外围形成的标记来检测针对每个投影仪的投影区域的边界。可以在两个投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时应用背景技术的多投影显示系统。然而，当三个或更多投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时不能应用该多投影显示系统。例如，当四个投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时，所投影的图像被划分成要在屏幕上显示的4个部分，并因此必须在屏幕中心上形成标记已指示针对每个投影仪的投影区域的边界。在背景技术的多投影显示系统中，没有涉及到在屏幕上形成的标记或者使用标记的方法。因此，不能精确标识屏幕上投影的图像之间的边界，并且会在投影到屏幕上的图像之间形成不连续的接缝，或者相邻图像的边缘会彼此交叠，从而引起显示质量的极大劣化。相关领域文献专利文献专利文献1 日本专利待审公开No 2006-251604
发明内容
因此，本发明的示例目的是提供一种能够获取投影图像的多投影显示系统，其中即使三个或更多投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时也仅存在有限的显示质量劣化，以及提供一种屏幕画面形成方法。为了实现本发明的示例方面的目的，提供了一种多投影显示系统，其中三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述多投影显示系统包括
多个摄像机，标识在屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置，所述多个摄像机安装在能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑投影区域的支撑构件；图像处理电路，基于摄像机捕获图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测指定位置和投影图像的顶点的位置，并且输出对检测到的指定位置加以指示的数据以及对投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及控制单元，当投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对指定位置加以指示的数据以及图像边缘数据，来调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置与指定位置匹配。为了实现本发明的示例方面的目的，提供了一种多投影显示系统的屏幕画面形成方法，其中，三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述方法包括通过标识在屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置的多个摄像机，来捕获图像捕获区域的图像，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于屏幕的投影区域的标记和 /或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑投影区域的支撑构件；控制单元基于摄像机捕获图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测指定位置和投影图像的顶点的位置，并且产生对检测到的指定位置加以指示的数据以及对投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及控制单元在投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对指定位置加以指示的数据以及图像边缘数据，来调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置与指定位置匹配。
图1是根据本发明第一示例实施例的多投影显示系统的整个画面的示意图。图2是示出了位于图1所示屏幕中心上的图像捕获区域的放大平面图。图3是示出了位于图1所示屏幕中心边缘上的图像捕获区域的放大平面图。图4是示出了根据第一示例实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。图5是示出了根据本发明的多投影显示系统的处理过程的流程图。图6是示出了根据第二示例实施例的多投影系统的配置示例的框图。图7是示出了包括在根据第二示例实施例的多投影显示系统中的屏幕示例的示意图。
具体实施例方式接着，参照附图描述本发明。在下文中，通过背面投影类型的投影仪的配置示例来描述根据本发明的多投影显示系统，背面投影类型的投影仪包括通过水平和垂直地扫描投影到屏幕上的三色(即， R(红色)、G(绿色)和B(蓝色))激光束来形成方形图像的多个激光投影仪。本发明可以应用于使用二维扫描投影仪的配置，二维扫描投影仪用于例如使用LED (发光二极管)或其他光源在屏幕上形成图像。因此，光源的类型不限于激光束。例如， 在日本专利待审公开No. 2005-18040中描述了激光投影仪的配置。以下通过使用二维扫描激光投影仪(下文中，称为简单扫描投影仪)的多投影显示系统的示例来描述每个示例实施例。然而，本发明可以应用于例如使用LCOS(硅上液晶) 或其他微显示器的多投影显示系统，因此不存在对投影仪类型的限制。为了调整使用微显示器的多投影显示系统中的图像范围，可以使用公知的梯形校正。以下描述四个扫描投影仪对图像进行背面投影以在屏幕上形成一个屏幕画面的示例。然而，用于形成屏幕画面的投影仪的数目不限于四个。可以使用任意数目的投影仪， 只要该数目等于或大于3。(第一示例实施例)图1是示出了根据第一示例实施例的多投影显示系统的整个画面的示意图。图2 是示出了位于图1所示屏幕中心上的图像捕获区域的放大平面图。图3是示出了位于图1 所示屏幕中心边缘上的图像捕获区域的放大平面图。如图1所示，例如，根据第一示例实施例的多投影显示系统被配置为，使得四个扫描投影仪11至14将图像背面投影到屏幕10上，以形成一个屏幕画面。多个摄像机安装在屏幕10的背面侧上，以检测从扫描投影仪11至14投影的图像的位置。摄像机位于能够捕获预定图像捕获区域的图像的位置，预定图像捕获区域包括从扫描投影仪11至14投影的方形图像的顶角。在图1中，在顶角附近布置九个摄像机21a 至21i以捕获被划分为4个部分的图像，并且用虚线包围摄像机21a至21i能够捕获的图像的方形区域(图像捕获区域2 至22i)。屏幕10包括从扫描投影仪11至14投影到其上的投影区域2，以及围绕投影区域 2的外围的框架部分1。框架部分1是支撑投影区域2的元件(支撑构件)，并仅要求具有与投影区域2以及以下描述的标记!3b、3d至3f的反射率不同的反射率。对材料没有限制。根据位置将摄像机21a至21i的图像捕获区域2 至22i分为三种类型。图2示出了位置屏幕10的中心上的图像捕获区域22e的配置示例。在图像捕获区域2 附近，形成可见光反射率高于投影区域2的标记!Be。在图像捕获区域2 中，标记 3e的中心成为必须设置从扫描投影仪11至14所投影的图像的顶点的指定位置。图3示出了位置屏幕10的中心上边缘的图像捕获区域22b的配置示例。在图像捕获区域22b的中心附近，形成可见光反射率高于投影区域2的标记3f。在图像捕获区域 22b中，设置标记北使得框架部分1能够径直穿过，并且中心线可以位于框架部分1与投影区域2之间的边界中，因此标记北的大小变为标记!Be大小的1/2。在图像捕获区域22b 中，框架部分1与标记北之间的边界线的中心成为必须设置从扫描投影仪11和12投影的图像的顶点的指定位置。位于屏幕10的中心左边缘的图像捕获区域22d、位于屏幕10的中心右边缘的图像捕获区域22f以及位于屏幕10的中心下边缘的图像捕获区域2 在配置上类似于图3所示图像捕获区域22b。根据示例实施例，在位于屏幕10的角处的图像捕获区域22a、22c、22g和22i中不形成标记。在图像捕获区域22a中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪11投影的图像的顶点的指定位置。在图像捕获区域22c中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪12投影的图像的顶点的指定位置。类似地，在图像捕获区域22g中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪13投影的图像的顶点的指定位置。在图像捕获区域22i 中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪14投影的图像的顶点的指定位置。通过以下方式形成标记!3b、3d、;3e、3f和池改变在屏幕10的表面(投影区域2) 上执行的公知低反射处理的条件，并且设置预定区域的反射率，使得标记对可见光的反射率值高于投影区域2。如上所述，标记!3b、3d、;3e、3f和池用于标识必须设置从扫描投影仪 11至14投影的图像的顶点的指定位置，并且被布置为包括在投影区域2中。根据示例实施例，在位于屏幕10的角处的图像捕获区域22a、22c、22g和22i中不形成标记。然而，对于为何不应在这些区域中形成任何标记没有理由。可以在图像捕获区域22a、22c、22g和22i中形成标记。图4是示出了根据第一示例实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。如图4所示，根据第一示例实施例的多投影显示系统包括四个扫描投影仪11至 14;多投影仪控制单元41，控制扫描投影仪11至14的操作；摄像机21a至21i，捕获预定图像捕获区域2 至22i的图像，所述预定图像捕获区域2 至22i包括从扫描投影仪11至 14投影的图像的顶点；以及图像处理电路42，处理对摄像机21a至21i所捕获的图像加以指示的数据。每个扫描投影仪11至14包括激光光源(未示出)；调制器44，基于与扫描位置相对应的视频信号(包括图像信号)对从光源发射的激光束的强度进行调制；水平扫描反射镜45，用于沿水平方向对从调制器44发射的激光束进行扫描；垂直扫描反射镜46 ；用于沿垂直方向对从调制器44发射的激光束进行扫描；以及投影仪控制电路43，产生用于操作水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46的驱动信号以及基于从外部提供的视频信号使调制器44改变激光束的强度的调制信号。对于水平扫描反射镜45而言，例如，可以使用振动反射镜，这是因为高速操作是必要的。在接收到要从外部投影到屏幕10上的视频信号之后，多投影仪控制单元41将视频信号划分成四个部分，以产生与要在扫描投影仪11至14上显示的图像相对应的视频信号。多投影仪控制单元41向扫描投影仪11至14提供与显示位置相对应的视频信号，并且发送指示扫描定时的帧同步信号。多投影仪控制单元41可以被配置为接收与扫描投影仪 11至14相对应的四个视频信号。在这种情况下，多投影仪控制单元41不需要产生针对每个扫描投影仪11至14的视频信号。根据示例实施例的多投影仪控制单元41发送图像捕获定时信号，以指导针对每个摄像机21a至21i的图像捕获定时。每个投影仪控制电路43基于从多投影仪控制单元41接收到的帧同步信号，向水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46提供驱动信号，并且向调制器44提供基于从多投影仪控制单元41接收到的视频信号而产生的调制信号。图像处理电路42基于对摄像机21a至21i所捕获的图像加以指示的数据，来识别框架部分1、投影区域2以及标记!3b、3d、;3e、3f和3h，并且检测要从扫描投影仪11至14投影到屏幕10上的图像的顶点的指定位置。如上所述，框架部分1、投影区域2以及标记3b、3d、3e、3f和池的反射率彼此不同。因此，例如可以通过在激活系统时刻执行纯白色(solid white)显示并且由摄像机21a至21i捕获图像捕获区域2 至22i的图像，来识别这些部分。在已经识别出框架部分1、投影区域2以及标记3b、3d、;3e、3f和3h之后，可以将标记 3e的中心、框架部分1与标记!3b、3d、;3e、3f和池之间的边界线的中心以及框架部分1与投影区域2之间的边界线的角确定为投影图像的顶点的指定位置。图像处理电路42检测从扫描投影仪11至14实际投影的图像的顶点，并且向多投影仪控制单元41输出对图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据。例如，可以通过对指示摄像机21a至21i捕获的图像的数据执行公知的拉普拉斯滤波处理，来检测投影图像的顶点。当投影图像的顶点时，在摄像机21a至21i的图像捕获周期期间，优选地在扫描投影仪11至14之中应当设置不同的扫描方向和扫描定时，以防止同时捕获沿垂直方向和水平方向彼此相邻的两个图像。多投影仪控制单元41将对投影图像的顶点的指定位置加以指示的数据以及从图像处理电路42接收到的图像边缘数据提供至相应扫描投影仪的投影控制电路43。每个扫描投影仪11至14的投影仪控制电路43基于图像边缘数据确定投影图像的顶点是否从相应的指定位置偏移，并且确定是否必须调整水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46的扫描范围。当调整为必要时，对投影图像的位置和大小进行调整，使得投影图像的顶点的位置可以匹配相应的指定位置。可以基于提供给要调整的扫描反射镜的驱动信号来调整投影图像的位置的大小。可以基于提供给水平扫描反射镜45的驱动信号的电压(幅度值)来控制投影图像的水平扫描范围，可以基于提供给垂直扫描反射镜46的驱动信号的电压(幅度值)来控制投影图像的垂直扫描范围。例如，当提供给水平扫描反射镜45的驱动信号的幅度值被设置为较大时，加宽水平扫描范围，而当幅度值被设置为较小时，缩减水平扫描范围。类似地可以控制垂直扫描反射镜45。可以通过该多投影仪控制单元41来执行关于调整扫描范围的必要性的确定以及对扫描反射镜的驱动信号的调整。在本发明的权利要求的范围中，用于确定调整扫描范围的必要性并且执行对扫描反射镜的驱动信号调整的配置被称作“控制单元”。例如，可以通过各种算术和逻辑电路和存储器来实现包括在根据第一示例实施例的多投影显示系统中的多投影仪控制单元41和图像处理单元42以及包括在每个扫描投影仪11至14中的投影仪控制电路43，各种算术和逻辑电路包括基于程序执行处理的 CPU (中央处理单元)、执行预定算术运算的DSP (数字信号处理器)、以及A/D (模拟/数字) 转换器、D/A (数字/模拟)转换器以及存储器。图5示出了根据本发明的多投影显示系统的处理过程的流程图。在根据第一示例实施例的多投影显示系统中，当激活系统时，如上所述每个扫描投影仪11至14执行纯白显示。摄像机21a至21i在图像捕获周期期间捕获图像，并且向图像处理电路42传送指示捕获图像的数据(步骤Si)，图像捕获周期包括扫描投影仪11至 14在图像一个帧的显示周期中在图像捕获区域2 至22i中进行扫描的周期。在已经获取对来自摄像机21a至21i的捕获图像加以指示的数据之后，图像处理电路42检测从扫描投影仪11至14投影的图像的顶点的指定位置，检测从扫描投影仪11 至14实际投影的图像的顶点，以及向多投影仪控制单元41输出对检测到的顶点指定位置加以指示的数据(下文中称作指定位置数据)和对投影图像的实际顶点的位置加以指示的图像边缘数据(步骤S2)。多投影仪控制单元41向相应的扫描投影仪的投影仪控制电路43提供从图像处理电路42接收到的投影图像的指定位置数据和图像边缘数据(步骤S3)。每个扫描投影仪11至14的投影仪控制电路43基于从多投影仪控制单元41接收到的图像的每个顶点的指定位置数据和图像边缘数据，来确定投影图像的顶点是否从相应的指定位置偏移(步骤S4)。当投影图像的顶点发生偏移时，对每个扫描投影仪11至14的扫描范围进行调整，以将顶点与指定位置相匹配(步骤S5)。另一方面，当投影图像的顶点还没有从预置的指定位置偏移时，处理返回至步骤Sl以重复步骤Sl至S5。在调整了每个投影图像的扫描范围之后，投影仪控制电路43基于从外部提供的视频信号，使调制器44对激光束的强度进行调制并且投影视频。在这种情况下，由于与投影区域2的反射率的不同，将可见光反射率高于投影区域2的每个标记!3b、3d、;3e、3f·和 3h (透射率较低)中投影光的扫描速度(激光束)设置为低于投影区域2中投影光的扫描速度。例如，通过控制扫描速度从而满足以下关系表达式(1)，甚至可以在低透射率的区域中显示图像而不会降低亮度Tl/vl 彡 T2/v2. . . (1)Tl 高透射率区域(投影区域2)中的透射率T2 低透射率区域(标记3b、3d、3e、3f和3h)中的透射率Vl 高透射率区域的投影光的扫描速度的最大值v2 低透射率区域的投影光的扫描速度的最大值当振动反射镜用于水平扫描反射镜45时，从每个扫描投影仪11至14投影到屏幕 10上的光的扫描速度在每个扫描投影仪11至14的投影范围的中心附近变得较高，并且在投影范围边缘附近变得较低。因此，可以近似满足关系表达式(1)，而无需任何特殊处理。在根据示例实施例的多投影显示系统中，当激活系统时，可以识别与投影图像的顶点相对应的指定位置，并且在图像显示期间可以检测投影图像的顶点。这使得能够根据需要调整从扫描投影仪11至14投影的图像的扫描范围。根据示例实施例的多投影显示系统，可以精确识别出从每个投影仪投影的图像的顶点的指定位置。调整每个投影图像的位置和大小使得每个顶点可以匹配相应的指定位置实现了对投影图像的获取，其中，即使三个或更多投影仪将图像投影到屏幕10上以形成一个屏幕画面时，也仅存在对显示质量的有限劣化。根据示例实施例，基于对摄像机21a至21i所捕获的图像加以指示的数据可以识别框架部分1、投影区域2以及标记!3b、3d、;3e、3f和3h，并且可以检测从扫描投影仪11至 14投影的图像的顶点的指定位置。这需要摄像机21a至21i仅能够获取可以识别出投影区域2、框架部分1以及标记!3b、3d至3f 和池的范围内的图像，并且允许图像捕获中心从相应的指定位置偏移。因此，摄像机21a至21i的安装位置的调整在组装多投影显示系统期间是必要的，因此抑制了组装步骤数目的增加。(第二示例实施例)在从扫描投影仪投影到屏幕上的图像中，会出现图像边缘的中心从图像中心膨胀的失真(桶形失真)或者图像边缘的中心向着图像中心收缩的失真(枕形(bobbin)失真)。 在这样的情况下，甚至在每个投影图像的顶点与相应的指定位置匹配时，也会在图像边缘的中心附近发生位置偏移。第二示例实施例涉及一种调整每个投影图像的顶点的位置同时校正投影图像中产生的桶形失真或枕形失真。图6是示出了根据第二示例实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。图7是示出了根据第二示例实施例的多投影显示系统中包括的屏幕示例的示意图。如根据第一示例实施例的多投影显示器的情况中，根据第二示例实施例的多投影显示系统是被配置为，使得例如四个扫描投影仪11至14将图像背面投影到屏幕10上，以形成一个屏幕画面。如图6所示，如在根据第一示例实施例的多投影显示器的情况中，根据第二示例实施例的多投影显示系统在屏幕10的背表面侧上包括摄像机21a至21i以捕获图像捕获区域2 至22i (包括从扫描投影仪11至14投影的图像的顶点)的图像，并且包括摄像机 21j至21u以捕获图像捕获区域22j至22u(包括图像的边缘中心)的图像。其他组件类似于图2所示根据第一示例实施例的多投影显示系统的那些组件，因此省略对其的描述。图7仅示出了屏幕10和位于屏幕1上的图像捕获区域22a至22u，而没有示出扫描投影仪11至14和摄像机21a至2Iu。根据示例实施例的图像处理电路42基于摄像机21a至21i所捕获的图像的顶点附近的捕获图像数据，向多投影仪控制单元41输出对投影图像的顶点加以指示的顶点数据，并且基于摄像机21j至21u所捕获的图像的中心附近的捕获图像数据，向多投影仪控制单元41输出对投影图像的边缘加以指示的图像边缘数据。多投影仪控制单元41向相应的扫描投影仪11至14的投影仪控制电路43提供从图像处理电路42接收到的图像边缘数据。投影仪控制电路43基于接收到的图像边缘数据来检测投影图像的失真，并且执行失真校正以校正视频信号的失真。校正失真，使得投影图像可以成为近似矩形，换言之， 投影图像的边缘可以成为水平或垂直。更具体地，由于将连接顶点位置的直线设置为参考， 可以通过以下操作来校正失真当端边向外膨胀时向着端边的中心逐步减小扫描反射镜的振幅，并且当端边向内收缩时向着端边的中心增大扫描反射镜的振幅。对于失真校正，可以根据失真的类型来使用公知的校正方法。示例实施例绝不是对校正方法的限制。在失真校正之后，投影仪控制电路43基于视频信号来产生调制信号，并且向调制器44提供调制信号。当失真校正之后投影图像的顶点已经从相应的指定位置偏移时，通过调整提供给水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46的驱动信号，来将投影图像的顶点与相应的指定位置相匹配。其他组件和处理类似于第一示例实施例的那些组件和处理，因此省略对其的描述。根据第二示例实施例的多投影显示器除了在效果方面类似于第一示例实施例的多投影显示器以外，还可以校正投影到屏幕10上的图像的失真。已经描述了本发明的示例实施例。然而，示例实施例决不是对本发明的限制。可以对本发明的配置和特征进行本领域技术人员可以理解的各种改变和修改。本申请要求于2009年3月30日提交的日本专利申请No. 2009-082215的优先权， 其全部内容通过引用合并于此。
权利要求
1.一种多投影显示系统，其中三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述多投影显示系统包括多个摄像机，识别在所述屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置，所述多个摄像机安装在能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑投影区域的支撑构件；图像处理电路，基于所述摄像机捕获所述图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测所述指定位置和所述投影图像的顶点的位置，并且输出对检测到的指定位置加以指示的数据以及对所述投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及控制单元，当所述投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对所述指定位置加以指示的数据以及所述图像边缘数据，来调整所述投影图像的位置和大小，使得所述投影图像的顶点的位置与指定位置匹配。
2.根据权利要求1所述的多投影显示系统，其中，所述投影仪是二维扫描投影仪。
3.根据权利要求1或2所述的多投影显示系统，其中，所述控制单元将标记上投影光的扫描速度设置为低于所述投影区域中投影光的扫描速度。
4.根据权利要求3所述的多投影显示系统，其中，所述控制单元控制投影光的扫描速度以满足以下关系表达式Tl/vl ^ T2/v2Tl 所述投影区域中的透射率T2 所述标记上的透射率Vl 所述投影区域中投影光的扫描速度的最大值v2 所述标记上投影光的扫描速度的最大值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多投影显示系统，还包括多个摄像机，识别在所述屏幕上必须设置的投影图像的边缘中心的指定位置，所述多个摄像机安装在能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑所述投影区域的支撑构件；其中，所述控制单元基于所述摄像机捕获包括投影图像的边缘中心的图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测所述投影图像的失真，并且校正检测到的失真。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多投影显示系统，其中，通过对所述屏幕的表面执行低反射处理来形成所述标记，以将反射率设置为期望值。
7.一种多投影显示系统的屏幕画面形成方法，其中，三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述方法包括通过识别在屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置的多个摄像机，来捕获图像捕获区域的图像，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和 /或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑所述投影区域的支撑构件；控制单元基于所述摄像机捕获图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测所述指定位置和投影图像的顶点的位置，并且产生对检测到的指定位置加以指示的数据以及对所述投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及所述控制单元在所述投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对指定位置加以指示的数据以及图像边缘数据，来调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置与所述指定位置匹配。
8.根据权利要求7所述的屏幕画面形成方法，其中，所述投影仪是二维扫描投影仪。
9.根据权利要求7或8所述的屏幕画面形成方法，其中，所述控制单元将所述标记上投影光的扫描速度设置为低于所述投影区域中投影光的扫描速度。
10.根据权利要求8所述的屏幕画面形成方法，其中，所述控制单元控制投影光的扫描速度以满足以下关系表达式Tl/vl ^ T2/v2Tl 所述投影区域中的透射率T2 所述标记上的透射率Vl 所述投影区域中投影光的扫描速度的最大值v2 所述标记上投影光的扫描速度的最大值。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的屏幕画面形成方法，还包括通过识别在所述屏幕上必须设置的投影图像的边缘中心的指定位置的多个摄像机，来捕获图像捕获区域的图像，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑所述投影区域的支撑构件；以及所述控制单元基于所述摄像机捕获包括投影图像的边缘中心的图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，来检测投影图像的失真，并且校正检测到的失真。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的屏幕画面形成方法，其中，通过对所述屏幕的表面执行低反射处理来形成所述标记，以将反射率设置为期望值。
全文摘要
提供了一种多投影显示系统，包括多个摄像机，安装在摄像机能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于投影区域的标记或对可见光的反射率不同于投影区域的支撑构件。图像处理电路，根据对摄像机捕获的图像加以指示的数据，检测指定位置和投影图像的顶点的位置，并且输出对检测到的指定位置加以指示的数据以及对投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据。控制单元，当投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置可以与指定位置匹配。
文档编号G09G5/00GK102365865SQ201080014838
公开日2012年2月29日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月30日
发明者对田俊二 申请人:日本电气株式会社
技术领域：
本发明涉及一种背面投影类型的多投影显示系统，从多个投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面，以及涉及一种多投影显示系统的屏幕画面形成方法。
背景技术：
作为较大投影显示器，已知一种从多个投影仪将图像投影到屏幕上并且连接所投影的图像以形成一个屏幕画面的多投影显示系统。在这样的多投影显示系统中，从多个投影仪投影到屏幕上的图像的位置精确度极大地影响整个投影图像的质量。例如，当所投影的图像的位置发生移动时，在投影到屏幕上的图像之间会形成不连续的接缝，或者相邻图像的边缘会彼此交叠，从而引起显示质量的极大劣化。为了解决上述问题，例如，专利文献1公开了一种方法，通过捕获在屏幕周围形成的多个标记或者投影到屏幕上的多个标记的图像来检测标记的坐标位置，并且基于检测到的标记位置来调整投影图像的位置。然而，背景技术的多投影显示系统被配置为通过使用在屏幕的外围形成的标记来检测针对每个投影仪的投影区域的边界。可以在两个投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时应用背景技术的多投影显示系统。然而，当三个或更多投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时不能应用该多投影显示系统。例如，当四个投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时，所投影的图像被划分成要在屏幕上显示的4个部分，并因此必须在屏幕中心上形成标记已指示针对每个投影仪的投影区域的边界。在背景技术的多投影显示系统中，没有涉及到在屏幕上形成的标记或者使用标记的方法。因此，不能精确标识屏幕上投影的图像之间的边界，并且会在投影到屏幕上的图像之间形成不连续的接缝，或者相邻图像的边缘会彼此交叠，从而引起显示质量的极大劣化。相关领域文献专利文献专利文献1 日本专利待审公开No 2006-251604
发明内容
因此，本发明的示例目的是提供一种能够获取投影图像的多投影显示系统，其中即使三个或更多投影仪将图像投影到屏幕上以形成一个屏幕画面时也仅存在有限的显示质量劣化，以及提供一种屏幕画面形成方法。为了实现本发明的示例方面的目的，提供了一种多投影显示系统，其中三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述多投影显示系统包括
多个摄像机，标识在屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置，所述多个摄像机安装在能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑投影区域的支撑构件；图像处理电路，基于摄像机捕获图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测指定位置和投影图像的顶点的位置，并且输出对检测到的指定位置加以指示的数据以及对投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及控制单元，当投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对指定位置加以指示的数据以及图像边缘数据，来调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置与指定位置匹配。为了实现本发明的示例方面的目的，提供了一种多投影显示系统的屏幕画面形成方法，其中，三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述方法包括通过标识在屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置的多个摄像机，来捕获图像捕获区域的图像，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于屏幕的投影区域的标记和 /或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑投影区域的支撑构件；控制单元基于摄像机捕获图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测指定位置和投影图像的顶点的位置，并且产生对检测到的指定位置加以指示的数据以及对投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及控制单元在投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对指定位置加以指示的数据以及图像边缘数据，来调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置与指定位置匹配。
图1是根据本发明第一示例实施例的多投影显示系统的整个画面的示意图。图2是示出了位于图1所示屏幕中心上的图像捕获区域的放大平面图。图3是示出了位于图1所示屏幕中心边缘上的图像捕获区域的放大平面图。图4是示出了根据第一示例实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。图5是示出了根据本发明的多投影显示系统的处理过程的流程图。图6是示出了根据第二示例实施例的多投影系统的配置示例的框图。图7是示出了包括在根据第二示例实施例的多投影显示系统中的屏幕示例的示意图。
具体实施例方式接着，参照附图描述本发明。在下文中，通过背面投影类型的投影仪的配置示例来描述根据本发明的多投影显示系统，背面投影类型的投影仪包括通过水平和垂直地扫描投影到屏幕上的三色(即， R(红色)、G(绿色)和B(蓝色))激光束来形成方形图像的多个激光投影仪。本发明可以应用于使用二维扫描投影仪的配置，二维扫描投影仪用于例如使用LED (发光二极管)或其他光源在屏幕上形成图像。因此，光源的类型不限于激光束。例如， 在日本专利待审公开No. 2005-18040中描述了激光投影仪的配置。以下通过使用二维扫描激光投影仪(下文中，称为简单扫描投影仪)的多投影显示系统的示例来描述每个示例实施例。然而，本发明可以应用于例如使用LCOS(硅上液晶) 或其他微显示器的多投影显示系统，因此不存在对投影仪类型的限制。为了调整使用微显示器的多投影显示系统中的图像范围，可以使用公知的梯形校正。以下描述四个扫描投影仪对图像进行背面投影以在屏幕上形成一个屏幕画面的示例。然而，用于形成屏幕画面的投影仪的数目不限于四个。可以使用任意数目的投影仪， 只要该数目等于或大于3。(第一示例实施例)图1是示出了根据第一示例实施例的多投影显示系统的整个画面的示意图。图2 是示出了位于图1所示屏幕中心上的图像捕获区域的放大平面图。图3是示出了位于图1 所示屏幕中心边缘上的图像捕获区域的放大平面图。如图1所示，例如，根据第一示例实施例的多投影显示系统被配置为，使得四个扫描投影仪11至14将图像背面投影到屏幕10上，以形成一个屏幕画面。多个摄像机安装在屏幕10的背面侧上，以检测从扫描投影仪11至14投影的图像的位置。摄像机位于能够捕获预定图像捕获区域的图像的位置，预定图像捕获区域包括从扫描投影仪11至14投影的方形图像的顶角。在图1中，在顶角附近布置九个摄像机21a 至21i以捕获被划分为4个部分的图像，并且用虚线包围摄像机21a至21i能够捕获的图像的方形区域(图像捕获区域2 至22i)。屏幕10包括从扫描投影仪11至14投影到其上的投影区域2，以及围绕投影区域 2的外围的框架部分1。框架部分1是支撑投影区域2的元件(支撑构件)，并仅要求具有与投影区域2以及以下描述的标记!3b、3d至3f的反射率不同的反射率。对材料没有限制。根据位置将摄像机21a至21i的图像捕获区域2 至22i分为三种类型。图2示出了位置屏幕10的中心上的图像捕获区域22e的配置示例。在图像捕获区域2 附近，形成可见光反射率高于投影区域2的标记!Be。在图像捕获区域2 中，标记 3e的中心成为必须设置从扫描投影仪11至14所投影的图像的顶点的指定位置。图3示出了位置屏幕10的中心上边缘的图像捕获区域22b的配置示例。在图像捕获区域22b的中心附近，形成可见光反射率高于投影区域2的标记3f。在图像捕获区域 22b中，设置标记北使得框架部分1能够径直穿过，并且中心线可以位于框架部分1与投影区域2之间的边界中，因此标记北的大小变为标记!Be大小的1/2。在图像捕获区域22b 中，框架部分1与标记北之间的边界线的中心成为必须设置从扫描投影仪11和12投影的图像的顶点的指定位置。位于屏幕10的中心左边缘的图像捕获区域22d、位于屏幕10的中心右边缘的图像捕获区域22f以及位于屏幕10的中心下边缘的图像捕获区域2 在配置上类似于图3所示图像捕获区域22b。根据示例实施例，在位于屏幕10的角处的图像捕获区域22a、22c、22g和22i中不形成标记。在图像捕获区域22a中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪11投影的图像的顶点的指定位置。在图像捕获区域22c中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪12投影的图像的顶点的指定位置。类似地，在图像捕获区域22g中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪13投影的图像的顶点的指定位置。在图像捕获区域22i 中，框架部分1与投影区域2之间的边界线的角部分成为必须设置从扫描投影仪14投影的图像的顶点的指定位置。通过以下方式形成标记!3b、3d、;3e、3f和池改变在屏幕10的表面(投影区域2) 上执行的公知低反射处理的条件，并且设置预定区域的反射率，使得标记对可见光的反射率值高于投影区域2。如上所述，标记!3b、3d、;3e、3f和池用于标识必须设置从扫描投影仪 11至14投影的图像的顶点的指定位置，并且被布置为包括在投影区域2中。根据示例实施例，在位于屏幕10的角处的图像捕获区域22a、22c、22g和22i中不形成标记。然而，对于为何不应在这些区域中形成任何标记没有理由。可以在图像捕获区域22a、22c、22g和22i中形成标记。图4是示出了根据第一示例实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。如图4所示，根据第一示例实施例的多投影显示系统包括四个扫描投影仪11至 14;多投影仪控制单元41，控制扫描投影仪11至14的操作；摄像机21a至21i，捕获预定图像捕获区域2 至22i的图像，所述预定图像捕获区域2 至22i包括从扫描投影仪11至 14投影的图像的顶点；以及图像处理电路42，处理对摄像机21a至21i所捕获的图像加以指示的数据。每个扫描投影仪11至14包括激光光源(未示出)；调制器44，基于与扫描位置相对应的视频信号(包括图像信号)对从光源发射的激光束的强度进行调制；水平扫描反射镜45，用于沿水平方向对从调制器44发射的激光束进行扫描；垂直扫描反射镜46 ；用于沿垂直方向对从调制器44发射的激光束进行扫描；以及投影仪控制电路43，产生用于操作水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46的驱动信号以及基于从外部提供的视频信号使调制器44改变激光束的强度的调制信号。对于水平扫描反射镜45而言，例如，可以使用振动反射镜，这是因为高速操作是必要的。在接收到要从外部投影到屏幕10上的视频信号之后，多投影仪控制单元41将视频信号划分成四个部分，以产生与要在扫描投影仪11至14上显示的图像相对应的视频信号。多投影仪控制单元41向扫描投影仪11至14提供与显示位置相对应的视频信号，并且发送指示扫描定时的帧同步信号。多投影仪控制单元41可以被配置为接收与扫描投影仪 11至14相对应的四个视频信号。在这种情况下，多投影仪控制单元41不需要产生针对每个扫描投影仪11至14的视频信号。根据示例实施例的多投影仪控制单元41发送图像捕获定时信号，以指导针对每个摄像机21a至21i的图像捕获定时。每个投影仪控制电路43基于从多投影仪控制单元41接收到的帧同步信号，向水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46提供驱动信号，并且向调制器44提供基于从多投影仪控制单元41接收到的视频信号而产生的调制信号。图像处理电路42基于对摄像机21a至21i所捕获的图像加以指示的数据，来识别框架部分1、投影区域2以及标记!3b、3d、;3e、3f和3h，并且检测要从扫描投影仪11至14投影到屏幕10上的图像的顶点的指定位置。如上所述，框架部分1、投影区域2以及标记3b、3d、3e、3f和池的反射率彼此不同。因此，例如可以通过在激活系统时刻执行纯白色(solid white)显示并且由摄像机21a至21i捕获图像捕获区域2 至22i的图像，来识别这些部分。在已经识别出框架部分1、投影区域2以及标记3b、3d、;3e、3f和3h之后，可以将标记 3e的中心、框架部分1与标记!3b、3d、;3e、3f和池之间的边界线的中心以及框架部分1与投影区域2之间的边界线的角确定为投影图像的顶点的指定位置。图像处理电路42检测从扫描投影仪11至14实际投影的图像的顶点，并且向多投影仪控制单元41输出对图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据。例如，可以通过对指示摄像机21a至21i捕获的图像的数据执行公知的拉普拉斯滤波处理，来检测投影图像的顶点。当投影图像的顶点时，在摄像机21a至21i的图像捕获周期期间，优选地在扫描投影仪11至14之中应当设置不同的扫描方向和扫描定时，以防止同时捕获沿垂直方向和水平方向彼此相邻的两个图像。多投影仪控制单元41将对投影图像的顶点的指定位置加以指示的数据以及从图像处理电路42接收到的图像边缘数据提供至相应扫描投影仪的投影控制电路43。每个扫描投影仪11至14的投影仪控制电路43基于图像边缘数据确定投影图像的顶点是否从相应的指定位置偏移，并且确定是否必须调整水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46的扫描范围。当调整为必要时，对投影图像的位置和大小进行调整，使得投影图像的顶点的位置可以匹配相应的指定位置。可以基于提供给要调整的扫描反射镜的驱动信号来调整投影图像的位置的大小。可以基于提供给水平扫描反射镜45的驱动信号的电压(幅度值)来控制投影图像的水平扫描范围，可以基于提供给垂直扫描反射镜46的驱动信号的电压(幅度值)来控制投影图像的垂直扫描范围。例如，当提供给水平扫描反射镜45的驱动信号的幅度值被设置为较大时，加宽水平扫描范围，而当幅度值被设置为较小时，缩减水平扫描范围。类似地可以控制垂直扫描反射镜45。可以通过该多投影仪控制单元41来执行关于调整扫描范围的必要性的确定以及对扫描反射镜的驱动信号的调整。在本发明的权利要求的范围中，用于确定调整扫描范围的必要性并且执行对扫描反射镜的驱动信号调整的配置被称作“控制单元”。例如，可以通过各种算术和逻辑电路和存储器来实现包括在根据第一示例实施例的多投影显示系统中的多投影仪控制单元41和图像处理单元42以及包括在每个扫描投影仪11至14中的投影仪控制电路43，各种算术和逻辑电路包括基于程序执行处理的 CPU (中央处理单元)、执行预定算术运算的DSP (数字信号处理器)、以及A/D (模拟/数字) 转换器、D/A (数字/模拟)转换器以及存储器。图5示出了根据本发明的多投影显示系统的处理过程的流程图。在根据第一示例实施例的多投影显示系统中，当激活系统时，如上所述每个扫描投影仪11至14执行纯白显示。摄像机21a至21i在图像捕获周期期间捕获图像，并且向图像处理电路42传送指示捕获图像的数据(步骤Si)，图像捕获周期包括扫描投影仪11至 14在图像一个帧的显示周期中在图像捕获区域2 至22i中进行扫描的周期。在已经获取对来自摄像机21a至21i的捕获图像加以指示的数据之后，图像处理电路42检测从扫描投影仪11至14投影的图像的顶点的指定位置，检测从扫描投影仪11 至14实际投影的图像的顶点，以及向多投影仪控制单元41输出对检测到的顶点指定位置加以指示的数据(下文中称作指定位置数据)和对投影图像的实际顶点的位置加以指示的图像边缘数据(步骤S2)。多投影仪控制单元41向相应的扫描投影仪的投影仪控制电路43提供从图像处理电路42接收到的投影图像的指定位置数据和图像边缘数据(步骤S3)。每个扫描投影仪11至14的投影仪控制电路43基于从多投影仪控制单元41接收到的图像的每个顶点的指定位置数据和图像边缘数据，来确定投影图像的顶点是否从相应的指定位置偏移(步骤S4)。当投影图像的顶点发生偏移时，对每个扫描投影仪11至14的扫描范围进行调整，以将顶点与指定位置相匹配(步骤S5)。另一方面，当投影图像的顶点还没有从预置的指定位置偏移时，处理返回至步骤Sl以重复步骤Sl至S5。在调整了每个投影图像的扫描范围之后，投影仪控制电路43基于从外部提供的视频信号，使调制器44对激光束的强度进行调制并且投影视频。在这种情况下，由于与投影区域2的反射率的不同，将可见光反射率高于投影区域2的每个标记!3b、3d、;3e、3f·和 3h (透射率较低)中投影光的扫描速度(激光束)设置为低于投影区域2中投影光的扫描速度。例如，通过控制扫描速度从而满足以下关系表达式(1)，甚至可以在低透射率的区域中显示图像而不会降低亮度Tl/vl 彡 T2/v2. . . (1)Tl 高透射率区域(投影区域2)中的透射率T2 低透射率区域(标记3b、3d、3e、3f和3h)中的透射率Vl 高透射率区域的投影光的扫描速度的最大值v2 低透射率区域的投影光的扫描速度的最大值当振动反射镜用于水平扫描反射镜45时，从每个扫描投影仪11至14投影到屏幕 10上的光的扫描速度在每个扫描投影仪11至14的投影范围的中心附近变得较高，并且在投影范围边缘附近变得较低。因此，可以近似满足关系表达式(1)，而无需任何特殊处理。在根据示例实施例的多投影显示系统中，当激活系统时，可以识别与投影图像的顶点相对应的指定位置，并且在图像显示期间可以检测投影图像的顶点。这使得能够根据需要调整从扫描投影仪11至14投影的图像的扫描范围。根据示例实施例的多投影显示系统，可以精确识别出从每个投影仪投影的图像的顶点的指定位置。调整每个投影图像的位置和大小使得每个顶点可以匹配相应的指定位置实现了对投影图像的获取，其中，即使三个或更多投影仪将图像投影到屏幕10上以形成一个屏幕画面时，也仅存在对显示质量的有限劣化。根据示例实施例，基于对摄像机21a至21i所捕获的图像加以指示的数据可以识别框架部分1、投影区域2以及标记!3b、3d、;3e、3f和3h，并且可以检测从扫描投影仪11至 14投影的图像的顶点的指定位置。这需要摄像机21a至21i仅能够获取可以识别出投影区域2、框架部分1以及标记!3b、3d至3f 和池的范围内的图像，并且允许图像捕获中心从相应的指定位置偏移。因此，摄像机21a至21i的安装位置的调整在组装多投影显示系统期间是必要的，因此抑制了组装步骤数目的增加。(第二示例实施例)在从扫描投影仪投影到屏幕上的图像中，会出现图像边缘的中心从图像中心膨胀的失真(桶形失真)或者图像边缘的中心向着图像中心收缩的失真(枕形(bobbin)失真)。 在这样的情况下，甚至在每个投影图像的顶点与相应的指定位置匹配时，也会在图像边缘的中心附近发生位置偏移。第二示例实施例涉及一种调整每个投影图像的顶点的位置同时校正投影图像中产生的桶形失真或枕形失真。图6是示出了根据第二示例实施例的多投影显示系统的配置示例的框图。图7是示出了根据第二示例实施例的多投影显示系统中包括的屏幕示例的示意图。如根据第一示例实施例的多投影显示器的情况中，根据第二示例实施例的多投影显示系统是被配置为，使得例如四个扫描投影仪11至14将图像背面投影到屏幕10上，以形成一个屏幕画面。如图6所示，如在根据第一示例实施例的多投影显示器的情况中，根据第二示例实施例的多投影显示系统在屏幕10的背表面侧上包括摄像机21a至21i以捕获图像捕获区域2 至22i (包括从扫描投影仪11至14投影的图像的顶点)的图像，并且包括摄像机 21j至21u以捕获图像捕获区域22j至22u(包括图像的边缘中心)的图像。其他组件类似于图2所示根据第一示例实施例的多投影显示系统的那些组件，因此省略对其的描述。图7仅示出了屏幕10和位于屏幕1上的图像捕获区域22a至22u，而没有示出扫描投影仪11至14和摄像机21a至2Iu。根据示例实施例的图像处理电路42基于摄像机21a至21i所捕获的图像的顶点附近的捕获图像数据，向多投影仪控制单元41输出对投影图像的顶点加以指示的顶点数据，并且基于摄像机21j至21u所捕获的图像的中心附近的捕获图像数据，向多投影仪控制单元41输出对投影图像的边缘加以指示的图像边缘数据。多投影仪控制单元41向相应的扫描投影仪11至14的投影仪控制电路43提供从图像处理电路42接收到的图像边缘数据。投影仪控制电路43基于接收到的图像边缘数据来检测投影图像的失真，并且执行失真校正以校正视频信号的失真。校正失真，使得投影图像可以成为近似矩形，换言之， 投影图像的边缘可以成为水平或垂直。更具体地，由于将连接顶点位置的直线设置为参考， 可以通过以下操作来校正失真当端边向外膨胀时向着端边的中心逐步减小扫描反射镜的振幅，并且当端边向内收缩时向着端边的中心增大扫描反射镜的振幅。对于失真校正，可以根据失真的类型来使用公知的校正方法。示例实施例绝不是对校正方法的限制。在失真校正之后，投影仪控制电路43基于视频信号来产生调制信号，并且向调制器44提供调制信号。当失真校正之后投影图像的顶点已经从相应的指定位置偏移时，通过调整提供给水平扫描反射镜45和垂直扫描反射镜46的驱动信号，来将投影图像的顶点与相应的指定位置相匹配。其他组件和处理类似于第一示例实施例的那些组件和处理，因此省略对其的描述。根据第二示例实施例的多投影显示器除了在效果方面类似于第一示例实施例的多投影显示器以外，还可以校正投影到屏幕10上的图像的失真。已经描述了本发明的示例实施例。然而，示例实施例决不是对本发明的限制。可以对本发明的配置和特征进行本领域技术人员可以理解的各种改变和修改。本申请要求于2009年3月30日提交的日本专利申请No. 2009-082215的优先权， 其全部内容通过引用合并于此。
权利要求
1.一种多投影显示系统，其中三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述多投影显示系统包括多个摄像机，识别在所述屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置，所述多个摄像机安装在能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑投影区域的支撑构件；图像处理电路，基于所述摄像机捕获所述图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测所述指定位置和所述投影图像的顶点的位置，并且输出对检测到的指定位置加以指示的数据以及对所述投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及控制单元，当所述投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对所述指定位置加以指示的数据以及所述图像边缘数据，来调整所述投影图像的位置和大小，使得所述投影图像的顶点的位置与指定位置匹配。
2.根据权利要求1所述的多投影显示系统，其中，所述投影仪是二维扫描投影仪。
3.根据权利要求1或2所述的多投影显示系统，其中，所述控制单元将标记上投影光的扫描速度设置为低于所述投影区域中投影光的扫描速度。
4.根据权利要求3所述的多投影显示系统，其中，所述控制单元控制投影光的扫描速度以满足以下关系表达式Tl/vl ^ T2/v2Tl 所述投影区域中的透射率T2 所述标记上的透射率Vl 所述投影区域中投影光的扫描速度的最大值v2 所述标记上投影光的扫描速度的最大值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多投影显示系统，还包括多个摄像机，识别在所述屏幕上必须设置的投影图像的边缘中心的指定位置，所述多个摄像机安装在能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑所述投影区域的支撑构件；其中，所述控制单元基于所述摄像机捕获包括投影图像的边缘中心的图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测所述投影图像的失真，并且校正检测到的失真。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的多投影显示系统，其中，通过对所述屏幕的表面执行低反射处理来形成所述标记，以将反射率设置为期望值。
7.一种多投影显示系统的屏幕画面形成方法，其中，三个或更多投影仪将方形图像投影到屏幕上，并且在屏幕上连接多个投影图像以形成一个屏幕画面，所述方法包括通过识别在屏幕上必须设置的投影图像的顶点的指定位置的多个摄像机，来捕获图像捕获区域的图像，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和 /或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑所述投影区域的支撑构件；控制单元基于所述摄像机捕获图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，检测所述指定位置和投影图像的顶点的位置，并且产生对检测到的指定位置加以指示的数据以及对所述投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据；以及所述控制单元在所述投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，基于对指定位置加以指示的数据以及图像边缘数据，来调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置与所述指定位置匹配。
8.根据权利要求7所述的屏幕画面形成方法，其中，所述投影仪是二维扫描投影仪。
9.根据权利要求7或8所述的屏幕画面形成方法，其中，所述控制单元将所述标记上投影光的扫描速度设置为低于所述投影区域中投影光的扫描速度。
10.根据权利要求8所述的屏幕画面形成方法，其中，所述控制单元控制投影光的扫描速度以满足以下关系表达式Tl/vl ^ T2/v2Tl 所述投影区域中的透射率T2 所述标记上的透射率Vl 所述投影区域中投影光的扫描速度的最大值v2 所述标记上投影光的扫描速度的最大值。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的屏幕画面形成方法，还包括通过识别在所述屏幕上必须设置的投影图像的边缘中心的指定位置的多个摄像机，来捕获图像捕获区域的图像，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于所述屏幕的投影区域的标记和/或对可见光的反射率不同于投影区域并且被配置为支撑所述投影区域的支撑构件；以及所述控制单元基于所述摄像机捕获包括投影图像的边缘中心的图像捕获区域的图像而获取的捕获图像数据，来检测投影图像的失真，并且校正检测到的失真。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的屏幕画面形成方法，其中，通过对所述屏幕的表面执行低反射处理来形成所述标记，以将反射率设置为期望值。
全文摘要
提供了一种多投影显示系统，包括多个摄像机，安装在摄像机能够捕获图像捕获区域的图像的位置中，所述图像捕获区域包括可见光反射率高于投影区域的标记或对可见光的反射率不同于投影区域的支撑构件。图像处理电路，根据对摄像机捕获的图像加以指示的数据，检测指定位置和投影图像的顶点的位置，并且输出对检测到的指定位置加以指示的数据以及对投影图像的顶点的位置加以指示的图像边缘数据。控制单元，当投影图像的顶点的位置从与顶点相对应的指定位置偏移时，调整投影图像的位置和大小，使得投影图像的顶点的位置可以与指定位置匹配。
文档编号G09G5/00GK102365865SQ201080014838
公开日2012年2月29日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月30日
发明者对田俊二 申请人:日本电气株式会社
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