CN102158675B - 可扩展显示装置和利用该装置进行视频处理的方法 - Google Patents

Abstract

可扩展显示装置和利用该装置进行视频处理的方法，属于显示装置技术领域。可扩展显示装置包括投影幕，所述的投影幕的后方、四周、下方或内部设置一组或一组以上的投影装置，投影装置由投影装置控制电板连接控制，投影装置的投影端连接设置导光总管，导光总管包括一根或一根以上的导光分管，导光分管上连接导光支管，导光支管中设置将投影装置产生的影像投射至投影幕的反光镜，导光支管的端口上设置投影镜头，投影镜头前方设置投影幕。采用本发明的设备及方法与现有技术相比，显示画面的亮度可以提高30%以上，屏幕的厚度缩短80%以上，重量减轻40%以上，发热量减少33%以上，用电能耗减少35%以上，图像色彩均匀度提高31%以上。

Description

可扩展显示装置和利用该装置进行视频处理的方法

技术领域

本发明属于显示装置技术领域，具体涉及一种可扩展显示装置和利用该装置进行视频处理的方法。

背景技术

目前在国内外的显示***大都采用LCD、PDP、DLP显示单元进行显示，而大屏幕都采用上述显示单元进行独立物理拼接而成。由于各个显示单元物理上都是独立的，都有自己各自独立的封装，这样在两个或两个以上的显示单元拼接成一个大屏幕显示时，在屏幕的拼接处形成了比较大空隙，影响了画面的视觉效果。同时上述的显示设备形状、尺寸过于呆板，不能满足日益个性化的用户需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种生产成本低，安装方便，画面视觉好，同时能满足广大用户个性化需求的可扩展显示装置和利用该装置进行视频处理的方法的技术方案。

 所述的可扩展显示装置，包括投影幕，其特征在于所述的投影幕的后方、四周、下方或内部设置一组或一组以上的投影装置，投影装置由投影装置控制电板连接控制，投影装置的投影端连接设置导光总管，导光总管包括一根或一根以上的导光分管，导光分管上连接导光支管，导光支管中设置将投影装置产生的影像投射至投影幕的反光镜，导光支管的端口上设置投影镜头，投影镜头前方设置投影幕。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影装置包括投影机壳，投影机壳中依次设置投影反光镜、投影灯、聚光镜、隔热玻璃、菲涅尔镜和LCD镜片，所述的投影机壳上连接设置导光总管，所述的投影灯为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影装置包括投影机壳，投影机壳中设置无投影镜头的投影机，所述的投影机壳上连接设置导光总管，所述的无投影镜头的投影机中的光源为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影装置包括投影机壳，投影机壳中依次设置有投影镜头的投影机和菲涅尔镜、所述的投影机壳上连接设置导光总管，所述的有投影镜头的投影机中的光源为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影镜头通过设置的云台固定设置于导光支管的端口中，并通过设置的投影镜头支架支撑，投影镜头支架与投影幕平行设置，所述的投影镜头为电控调焦、手控调焦、手电混合调焦镜头，所述的云台为固定式、电控、手控、手电空混合调控云台。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影镜头前面可设置偏振光学镜片或遮光板，所述的偏振光学镜片或遮光板为中空或实心的长方形、正方形、三角形、圆形或椭圆形结构，并且偏振光学镜片或遮光板四周为直线、锯齿形、S曲线或方形凹凸结构。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影镜头与投影幕之间的距离为0-100cm，投影镜头与投影幕之间可设置0-8路反光镜。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的导光总管和导光支管为一体成型结构，导光总管和每根导光支管构成L形结构或Z形结构。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的导光总管和导光支管为分体连接结构，导光总管和每根导光支管连接后构成L形结构或Z形结构。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的导光总管、导光分管和导光支管为一光纤或一光纤束。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的导光总管、导光分管和导光支管为内部设有0-20个反光镜的中空柱体。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影幕前表面或后表面为非球面凸面镜、非球面凹面镜、非球面镜阵列、球面镜阵列、单个菲涅尔透镜、微菲涅尔透镜阵列、交错齿状纹路或中空微透光柱阵列。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影幕为平面结构投影幕或是立体结构投影幕，平面结构投影幕为矩形、圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、四周为曲线的不规则图形；立体结构投影幕为长方体、正方体、多面体、曲面体、中空球体、中空柱体、中空鼓形体或半球体结构。

所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影幕底部设置底座，底座中可设置投影装置。

利用可扩展显示装置进行视频处理的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）调节投影镜头和反光镜的角度来调整投射到投影幕表面的入射角，使相邻的投影镜头在投影幕上产生不同的折射率；

 2）矫正投影幕显示区域各个像素的空间位置，投影镜头投射出的影像在投影幕显示出黑白两色的相同规格的“棋盘”状大格子，调整各个相关的投影镜头的图像显示参数使得整个画面的形成一个整的“棋盘”状大格子；

3）调节相邻的投影镜头，使其投出来的画面的重叠方式为 S形交替重叠，方形交替重叠，方形平行重叠，或锯齿形重叠；

4）在重叠显示区域划分像素进行色差矫正，对所要矫正的区域的所有的投影单元输入标准的样本图像x，采用高清摄像机或照相机拍摄显示后的图像X进行与标准的单色进行比较，采样的结果x和X的值代入以下公式，其中x和X都为多维向量值，ω为投影幕的透过率系数，

根据上述的公式求出相关系数：a、b、c、d、e、

；

5）根据a、b、c、d、e、

构建图像矫正器，对原始输入的图像进行分割，各个投影装置的投影装置控制电板根据各自的设定的参数截取相应的数字图像通过上述的图像矫正器后输出统一的图像。

上述的可扩展显示装置和利用该装置进行视频处理的方法，设计合理，可扩展显示装置利用投影装置、导光管和投影幕等结构的结合，并运用视频处理方法消除了因拼接造成的空隙、因投影仪投像显示区域部分重叠造成的原始图像错乱失真现象，达到优质画面的效果；并且本发明可以根据使用者的需求，可增加或减少投影装置，安装、使用方便。本发明中运用导光管后实现投影仪发光装置与投影镜头分离，便于投影仪电路发光装置冷却***的设计，缩短了显示装置的厚度和重量，减少了图像的变形现象，提高了图像的亮度。采用本发明的设备及方法与现有技术相比，显示画面的亮度可以提高30%以上，屏幕的厚度缩短80%以上，重量减轻40%以上，发热量减少33%以上，用电能耗减少35%以上，图像色彩均匀度提高31%以上。

附图说明

图1为实施例1中可扩展显示装置的结构示意图；

图2为实施例2中可扩展显示装置的结构示意图；

图3为实施例2中可扩展显示装置的透视图；

图4为实施例3中可扩展显示装置的结构示意图；

图5为实施例3中可扩展显示装置的另一结构示意图；

图6为本发明中投影装置的结构示意图；

图7为本发明中投影装置的第二种结构示意图；

图8为本发明中投影装置的第三种结构示意图；

图9为本发明中导光总管的侧视图；

图10为本发明的视频处理控制流程图。

图中：1-投影装置；101-投影机壳；102-投影反光镜；103-投影灯；104-聚光镜；105-隔热玻璃；106-菲涅尔镜；107-LCD镜片；108-无投影镜头的投影机；109-有投影镜头的投影机；2-导光总管；201-导光分管；3-反光镜；4-导光支管；5-投影镜头；6-云台；7-投影幕；8-底座；9-投影镜头支架；10-投影装置控制电板；11-偏振光学镜片或遮光板。

具体实施方式

以下结合说明书附图来进一步说明本发明。

实施例1

如图1、5、6、7、8和9所示，可扩展显示装置包括投影装置1，投影装置1包括了投影机壳101，投影机壳101中依次设置了投影反光镜102、投影灯103、聚光镜104、隔热玻璃105、菲涅尔镜106和LCD镜片107。投影灯103为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。投影装置1产生投射的影像，投影装置1由投影装置控制电板10连接控制。投影装置控制电板10主要用于截取相应的数字视频图像信息，并且视频图像进行矫正，把矫正好的视频图像信息传输到与相连接的投影装置1上，并驱动投影仪正确的显示图像信息。

投影装置1的投影机壳101中连接设置了导光总管2，导光总管2可由一根或一根以上的导光分管201构成，导光分管201由导光总管2分隔而成。每根导光分管201上连接导光支管4，导光支管4为L形结构，每根导光分管201和相应的导光支管4构成Z形结构，导光支管4中设置一组将投影装置1产生的影像投射至投影幕7的平行反光镜3。并且导光总管2、导光分管201和导光支管4为一光纤或一光纤束，也可为内部设有0-20个反光镜的中空柱体。

导光支管4的端口上设置投影镜头5，投影镜头5为电控调焦、手控调焦、手电混合调焦镜头。投影镜头5可直接设置在导光支管4的端口上，也可以通过云台6设置在导光支管4的端口上，并且投影镜头5由投影镜头支架9固定。云台6为固定、电控、手控、手电空混合调控云台，云台6主要用于调节投影镜头5位置和方向。投影镜头5的表面上或表面的前方可设置偏振光学镜片或遮光板11，偏振光片偏振光学镜片或遮光板11为中空或实心长方形、正方形、三角形、圆形或椭圆形结构，并且偏振光学镜片或遮光板11四周可为直线、锯齿形、S曲线或方形凹凸结构，偏振光学镜片或遮光板11采用上述的结构，可以使相邻的投影镜头5投出来的画面的重叠方式为方形平行重叠，锯齿形重叠， S形交替重叠和方形交替重叠。

投影镜头5前方设置投影幕7，投影幕7为平面结构投影幕，其可以为矩形、圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、四周为曲线的不规则图形。投影镜头5和投影幕7之间的距离可为0-100cm，同时也可以在投影镜头5与投影幕7之间可设置0-8路反光镜。投影镜头支架9和投影幕7可固定设置在底座8上。

投影幕7主要是显示画面用。为了显示更为优质的画面，其表面可通过下述的五种方式设置：1）投影幕7前表面或后表面设置成为非球面凸面镜、非球面凹面镜或非球面镜阵列；2）投影幕7中设置中空微透光柱阵列，即在投影幕2上设置通孔，微透光柱的直径在1nm-20nm之间；3）投影幕7前表面或后表面为一个整体的菲涅尔透镜；4）投影幕7前表面或后表面设置成为微菲涅尔透镜阵列，微菲涅尔透镜的直径在1cm-200cm之间；5）投影幕7前表面或后表面设置交错齿状纹路。

本装置中投影装置1可设置在投影幕7的后方和四周。

如图7和8所示，投影装置1也可采用以下的结构：1）投影装置1包括投影机壳101，投影机壳101中设置无投影镜头的投影机108，投影机壳101上连接设置导光总管2，无投影镜头的投影机108中光源为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡；2）投影装置1包括投影机壳101，投影机壳101中依次设置有投影镜头的投影机109和菲涅尔镜106、所述的投影机壳101上连接设置导光总管2，有投影镜头的投影机109中光源为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

利用可扩展显示装置进行视频处理的方法，其包括以下步骤，如图10所示：

1）调节投影镜头5和反光镜3的角度来调整投射到投影幕7表面的入射角，使相邻的投影镜头5在投影幕7上产生不同的折射率；

 2）矫正投影幕7显示区域各个像素的空间位置，投影镜头5投射出的影像在投影幕7显示出黑白两色的相同规格的“棋盘”状大格子，调整各个相关的投影镜头5的图像显示参数使得整个画面的形成一个整的“棋盘”状大格子；

3）调节相邻的投影镜头5，使其投出来的画面的重叠方式为 S形交替重叠，方形交替重叠，方形平行重叠，或锯齿形重叠；

4）在重叠显示区域划分像素进行色差矫正，对所要矫正的区域的所有的投影单元输入标准的样本图像x，采用高清摄像机或照相机拍摄显示后的图像X进行与标准的单色进行比较，采样的结果x和X的值代入以下公式，其中x和X都为多维向量值，ω为投影幕的透过率系数，

根据上述的公式求出相关系数：a、b、c、d、e、；

5）根据a、b、c、d、e、

构建图像矫正器，对原始输入的图像进行分割，各个投影装置1的投影装置控制电板10根据各自的设定的参数截取相应的数字图像通过上述的图像矫正器后输出统一的图像。

本发明的装置工作原理如下：单个投影镜头5都有显示一定大小的图像信息，把它们按比例组成一个显示阵列，通过本发明的视频处理方法结合投影镜头5与投影幕的距离参数等，对画面的进行处理，消除由于多个投影镜头5造成的画面色差、像差现象，控制特定的显示区域、实现对多路视频图像分区显示。

实施例2

    如图2和3所示，可扩展显示装置中投影装置1设置在投影幕7的下方，即底座8中。投影装置1的投影机壳101上连接导光总管2，导光总管2上连接导光支管4，导光总管2和每根导光支管4构成L形结构，在导管支管4中设置一块将投影装置1产生的影像投射至投影幕7的反射镜3，其它结构和实施例1相同，其最后也能达到与实施例1相同的技术效果。

实施例3

    可扩展显示装置中投影幕7可以设计成立体结构的投影幕，其可以为长方体、正方体、多面体、曲面体、中空球体（如图4）、中空柱体（如图5）、中空鼓形体或半球体结构。在投影幕7的内部设置一组投影镜头5，投影镜头5通过导管总管2、导管分管201和导管支管4连接设置在投影幕7四周或在底座8中的投影装置1，其它结构和实施例1相同，其最后也能达到与实施例1相同的技术效果。

实施例4

在实施例1、2、3的基础上，投影幕7同一区域、同时有两组以上的镜头的画面重叠显示，通过后台的投影装置控制电板10控制实现立体图像的显示。

本领域的技术人员依据本发明精神，投影幕7结构采用普通投影幕布结构，采用固定焦距的投影镜头，取消导光总管2、导光分管201、导光支管4、云台6为本发明的效果减弱化处理，包含在本发明所要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.可扩展显示装置，包括投影幕（7），其特征在于所述的投影幕（7）的后方、四周、下方或内部设置一组或一组以上的投影装置（1），投影装置（1）由投影装置控制电板（10）连接控制，投影装置（1）的投影端连接设置导光总管（2），导光总管（2）包括一根或一根以上的导光分管（201），导光分管（201）上连接导光支管（4），导光支管（4）中设置将投影装置（1）产生的影像投射至投影幕（7）的反光镜（3），导光支管（4）的端口上设置投影镜头（5），投影镜头（5）前方设置投影幕（7）；投影镜头（5）通过设置的云台（6）固定设置于导光支管（4）的端口中，并通过设置的投影镜头支架（9）支撑，投影镜头支架（9）与投影幕（7）平行设置，所述的投影镜头（5）为电控调焦、手控调焦或手电混合调焦镜头，所述的云台（6）为固定式、电控、手控或手电控混合调控云台；所述的投影镜头（5）前面设置偏振光学镜片或遮光板（11），所述的偏振光学镜片或遮光板（11）为中空或实心的长方形、正方形、三角形、圆形或椭圆形结构，并且偏振光学镜片或遮光板（11）四周为直线、锯齿形、S曲线或方形凹凸结构；所述的导光总管（2）和导光支管（4）为一体成型结构或分体连接结构，导光总管（2）和每根导光支管（4）构成L形结构或Z形结构。

2.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影装置（1）包括投影机壳（101），投影机壳（101）中依次设置投影反光镜（102）、投影灯（103）、聚光镜（104）、隔热玻璃（105）、菲涅尔镜（106）和LCD镜片（107），所述的投影机壳（101）上连接设置导光总管（2），所述的投影灯（103）为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

3.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影装置（1）包括投影机壳（101），投影机壳（101）中设置无投影镜头的投影机（108），所述的投影机壳（101）上连接设置导光总管（2），所述的无投影镜头的投影机（108）中的光源为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

4.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影装置（1）包括投影机壳（101），投影机壳（101）中依次设置有投影镜头的投影机（109）和菲涅尔镜（106）、所述的投影机壳（101）上连接设置导光总管（2），所述的有投影镜头的投影机（109）中的光源为金属卤素灯泡、UHE灯泡、UHP灯泡、氙灯灯泡或LED灯泡。

5.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影镜头（5）与投影幕（7）之间的距离为0-100cm，投影镜头（5）与投影幕（7）之间设置0-8路反光镜。

6.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的导光总管（2）、导光分管（201）和导光支管（4）为一光纤或一光纤束。

7.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的导光总管（2）、导光分管（201）和导光支管（4）为内部设有0-20个反光镜的中空柱体 。

8.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影幕（7）前表面或后表面为非球面凸面镜、非球面凹面镜、非球面镜阵列、球面镜阵列、单个菲涅尔透镜、微菲涅尔透镜阵列、交错齿状纹路或中空微透光柱阵列。

9.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影幕（7）为平面结构投影幕或是立体结构投影幕，平面结构投影幕为矩形、圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、四周为曲线的不规则图形；立体结构投影幕为长方体、正方体、多面体、曲面体、中空球体、中空柱体、中空鼓形体或半球体结构。

10.如权利要求1所述的可扩展显示装置，其特征在于所述的投影幕（7）底部设置底座（8），底座（8）中设置投影装置（1）。

11.利用权利要求1所述的可扩展显示装置进行视频处理的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）调节投影镜头（5）和反光镜（3）的角度来调整投射到投影幕（7）表面的入射角，使相邻的投影镜头（5）在投影幕（7）上产生不同的折射率；

 2）矫正投影幕（7）显示区域各个像素的空间位置，投影镜头（5）投射出的影像在投影幕（7）显示出黑白两色的相同规格的“棋盘”状大格子，调整各个相关的投影镜头（5）的图像显示参数使得整个画面的形成一个整的“棋盘”状大格子；

3）调节相邻的投影镜头（5），使其投出来的画面的重叠方式为 S形交替重叠，方形交替重叠，方形平行重叠，或锯齿形重叠；

4）在重叠显示区域划分像素进行色差矫正，对所要矫正的区域的所有的投影镜头（5）输入标准的样本图像x，采用高清摄像机或照相机拍摄显示后的图像X进行与标准的单色进行比较，采样的结果x和X的值代入以下公式，其中x和X都为多维向量值，ω为投影幕的透过率系数，

根据上述的公式求出相关系数：a、b、c、d、e、

；

5）根据a、b、c、d、e、

构建图像矫正器，对原始输入的图像进行分割，各个投影装置（1）的投影装置控制电板（10）根据各自的设定的参数截取相应的数字图像通过上述的图像矫正器后输出统一的图像。

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