TWI818282B - 投影裝置、投影系統及投影影像校正方法 - Google Patents

Abstract

一種投影裝置、投影系統及投影影像校正方法。投影裝置與一外部投影裝置接收同一影像源，並分別投射對應影像源之一影像與另一影像，兩影像交疊影像源相同的部分形成一疊合區域。投影裝置包括鏡頭、遮光部件以及處理器。遮光部件設置於鏡頭。處理器根據影像源之亮度控制遮光部件選擇性地遮蔽鏡頭的局部區域，此局部區域對應於疊合區域。

Description

投影裝置、投影系統及投影影像校正方法

本發明是有關於一種裝置、系統及影像校正方法，且特別是有關於一種投影裝置、投影系統及投影影像校正方法。

隨著顯示技術之進步，現已發展出一些用於顯示大型畫面之投影技術，例如是用於大型廣告看板、展場的互動體驗區等等。此種投影技術可藉由兩個以上的投影裝置來實現，各投影裝置分別投放各自的影像，且這些影像可拼接成一幅完整的畫面。

而在拼接影像時，每個影像會與鄰近的影像部分地重疊在一起，形成融合區域，以免影像之間產生空隙，並使投影之畫面在視覺上更為平順、流暢。然而，目前的技術在針對此融合區域仍有部分問題未受到重視與解決，導致在投影某些場景畫面時，仍會有畫面亮度不均的缺陷產生。

本發明係有關於一種投影裝置、投影系統及投影影像校正方法，藉由設置遮光部件於其中一投影裝置的鏡頭，在某些情況下令遮光部件遮蔽鏡頭的局部區域，以遮擋投射至疊合區域的光，改善在某些情況下疊合區域亮度過高之問題。

根據本發明之一方面，提出一種投影系統。投影系統包括第一投影裝置以及第二投影裝置。第一投影裝置包括鏡頭及遮光部件，遮光部件設置於鏡頭。第一投影裝置與第二投影裝置接收同一影像源，並分別投射對應影像源之第一影像與第二影像，第一影像與第二影像交疊影像源相同的部分形成一疊合區域。第一投影裝置根據影像源之亮度控制遮光部件選擇性地遮蔽鏡頭的局部區域，此局部區域對應於疊合區域。

根據本發明之另一方面，提出一種投影影像校正方法，適用於第一投影裝置與第二投影裝置。此方法包括以下步驟。首先，第一投影裝置與第二投影裝置接收同一影像源並分別投射對應影像源之第一影像與第二影像。接著，調整第一投影裝置與第二投影裝置，使第一影像與第二影像交疊影像源相同的部分形成一疊合區域。之後，根據影像源之亮度控制位於第一投影裝置上的遮光部件，使遮光部件選擇性地遮蔽第一投影裝置之鏡頭的局部區域，此局部區域對應於疊合區域。

根據本發明之再一方面，提出一種投影裝置。此投影裝置與一外部投影裝置接收同一影像源，並分別投射對應影像源之一影像與另一影像，兩影像交疊影像源相同的部分形成一疊合區域。投影裝置包括鏡頭、遮光部件以及處理器。遮光部件設置於鏡頭。處理器根據影像源之亮度控制遮光部件選擇性地遮蔽鏡頭的局部區域，此局部區域對應於疊合區域。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

100:投影系統

110:第一投影裝置

111:鏡頭模組

111L:鏡頭

112:遮光部件

113:處理器

114:輸出介面

115:輸入介面

120:第二投影裝置

130:影像供應器

140:投影面

A:節點

A1,A2:非重疊區域

IMG:完整影像

IMG1:第一影像

IMG2:第二影像

IMS:影像源

OA:疊合區域

S100:投影影像校正方法

S110,S120,S130,S140,S150,S151,S152,S153,S154,S155,S1511,S1512,S160,S170,S180:步驟

第1圖是根據本發明一實施例之投影系統的示意圖，繪示尚未依照本發明之投影影像校正方法之情況；第2圖是根據本發明一實施例之投影系統的示意圖，繪示依照本發明之投影影像校正方法之情況；第3圖繪示根據本發明一實施例之第一投影裝置的方塊示意圖；第4圖是根據本發明一實施例之投影影像校正方法的流程圖；第5圖繪示本發明一實施例之根據影像源之亮度控制遮光部件之步驟的流程圖；第6圖繪示本發明一實施例之取得影像源對應疊合區域之 最低亮度之步驟的流程圖；及第7圖是用於本發明一實施例之投影影像校正方法的額外步驟之流程圖。

本發明是利用遮光部件遮蔽鏡頭的局部區域，以遮擋投射至疊合區域的光，改善在某些情況下疊合區域亮度過高之問題。

以下將詳述本發明的各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明的範圍內，並以之後的專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節及實施範例；然而，這些特定細節及實施範例不應視為本發明的限制。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。

第1圖是根據本發明一實施例之投影系統100的示意圖，繪示尚未依照本發明之投影影像校正方法之情況。第2圖是根據本發明一實施例之投影系統100的示意圖，繪示依照本發明之投影影像校正方法之情況。

請參照第1圖，投影系統100包括第一投影裝置110、第二投影裝置120以及影像供應器130。第一投影裝置110 與第二投影裝置120從影像供應器130接收同一影像源IMS，並分別投射對應影像源IMS之第一部分的第一影像IMG1、與對應影像源IMS之第二部分的第二影像IMG2於投影面140上，以展示一完整影像IMG。其中，第一影像IMG1與第二影像IMG2交疊影像源IMS相同的部分於投影面140上形成一疊合區域OA。

欲達成此種拼接影像之效果，第一投影裝置110與第二投影裝置120通常為相同或相類似之機型，因此其輸出亮度之能力也會相同或相類似。一般情況下，第一投影裝置110與第二投影裝置120會分別對投射至疊合區域OA之光的亮度進行調整，例如各自將投射至疊合區域OA之光的亮度減半，使疊合區域OA之光的亮度大致上相近於非重疊區域A1、A2的光亮度，以免疊合區域OA之光的亮度和非重疊區域A1、A2相比之下有過亮的情形產生。

然而，第一投影裝置110與第二投影裝置120具有最低輸出亮度之限制；亦即，第一投影裝置110與第二投影裝置120所投射的不會是「完全黑」的畫面，而仍具有些許的亮度。當影像源IMS之整體光亮度偏低的情況下，例如所投射的是黃昏、或甚至是黑夜的景象時，雖然第一投影裝置110與第二投影裝置120投射至非重疊區域A1、A2之光的亮度仍然大於其各自的最低輸出亮度，但卻無法將投射至疊合區域OA之光的亮度調降至低於其各自的最低輸出亮度，使得第一投影裝置 110與第二投影裝置120仍以各自的最低輸出亮度的光投射至疊合區域OA。如此一來，將會導致疊合區域OA之光亮度高於非重疊區域A1、A2，如第1圖繪示的狀況。

為便於說明，在此以一例子舉例，但非用以限定本發明。若第一投影裝置110與第二投影裝置120的最低輸出亮度分別為30流明(1m)，現欲投射一亮度為50流明之影像源IMS至投影面140上，此時第一投影裝置110與第二投影裝置120仍可向非重疊區域A1、A2投射亮度為50流明之第一影像IMG1與第二影像IMG2。然而，第一投影裝置110與第二投影裝置120卻無法將投射至疊合區域OA的光亮度減半(即，分別將投射至疊合區域OA的光亮度減至低於30流明之25流明)；反而，第一投影裝置110與第二投影裝置120會分別以30流明之亮度將光投射至疊合區域OA，使得疊合區域OA之光亮度為60流明，反倒比非重疊區域A1、A2之光亮度還要來的亮。

為了解決此問題，如第1圖所示，其中一投影裝置(於此舉例為第一投影裝置110)另包含一遮光部件112，設置於第一投影裝置110之鏡頭111L。第一投影裝置110可根據影像源IMS之亮度，控制遮光部件112選擇性地遮蔽鏡頭111L的局部區域。

請參照第2圖，遮光部件112是裝設於鏡頭111L的局部區域，且此局部區域對應於疊合區域OA。具體而言，遮光部件112裝設在第一投影裝置110之鏡頭111L將光投射至疊 合區域的位置上。當影像源IMS之亮度符合某特定條件(例如但不限於前述例子所舉之條件)時，即可控制遮光部件112遮蔽鏡頭111L的局部區域，使第一投影裝置110投射至疊合區域OA的光完全遮蔽。同時，第二投影裝置120不對投向疊合區域OA之光的亮度做減亮之動作；亦即，第二投影裝置120可同時向疊合區域OA及非重疊區域A2投射亮度相同的第二影像IMG2。如此一來，投射至投影面140之完整影像IMG的亮度可呈現均一的視覺體驗。

請參照第3圖，其繪示根據本發明一實施例之第一投影裝置110的方塊示意圖。第一投影裝置110包括鏡頭模組111、處理器113、輸出介面114及輸入介面115。處理器113分別耦接於鏡頭模組111、輸出介面114及輸入介面115。遮光部件112設置於鏡頭模組111之鏡頭111L。此外，輸出介面114還耦接於遮光部件112。

如第1~3圖所示，處理器113可經由輸入介面115接收對應影像源IMS之第一部分的第一影像IMG1，並將第一影像IMG1傳遞至投影模組111，以供投影模組111投射第一影像IMG1至投影面140。此外，處理器113還可根據影像源IMS之亮度，選擇性地經由輸出介面114傳送一遮蔽信號至遮光部件112，以指示遮光部件112遮蔽鏡頭111L之局部區域。

第4圖是根據本發明一實施例之投影影像校正方法S100的流程圖。請參照第1~4圖，首先於步驟S110，第一投 影裝置110及第二投影裝置120接收同一影像源IMS，並分別投射對應所述影像源IMS之第一影像IMG1及第二影像IMG2。於此，第一投影裝置110與第二投影裝置120可分別接收對應影像源IMS之第一部分的第一影像IMG1與對應影像源IMS之第二部分的第二影像IMG2的影像資料，並根據各自所接收之影像資料向投影面140投射影像光束，以在投影面140上形成對應其影像資料的第一影像IMG1及第二影像IMG2。

接著，於步驟S120，分別調整第一投影裝置110與第二投影裝置120，使第一影像IMG1與第二影像IMG2交疊影像源IMS相同的部分形成疊合區域OA。然後，於步驟S130，設置遮光部件112於第一投影裝置110之鏡頭111L。具體地，遮光部件112裝設於鏡頭111L的局部區域，此局部區域對應於鏡頭111L將光投射至疊合區域OA的位置。

之後，於步驟S150，第一投影裝置110之處理器113根據影像源IMS之亮度控制遮光部件112，使遮光部件112選擇性地遮蔽第一投影裝置110之鏡頭111L的局部區域。

第5圖繪示本發明一實施例之根據影像源IMS之亮度控制遮光部件112之步驟S150的流程圖。進一步地，於步驟S150前，須先取得第一投影裝置110與第二投影裝置120之最低輸出亮度，如第4圖的步驟S140所示。

接著，請參照第1~3圖和第5圖，於步驟S151，處理器113取得影像源IMS對應疊合區域OA之最低亮度。於此， 請先參照第6圖，其繪示本發明一實施例之取得影像源IMS對應疊合區域OA之最低亮度之步驟S151的流程圖。在步驟S1511中，處理器113分析第一影像IMG1對應疊合區域OA的影像資料。在步驟S1512中，處理器113根據影像資料之灰階值，取得影像源IMS對應疊合區域OA之最低亮度。也就是說，處理器113可依據第一影像IMG1之影像資料的灰階值來計算影像源IMS對應疊合區域OA之最低亮度。

再回到第1~3圖和第5圖，接下來，在步驟S153中，處理器113判斷此最低亮度是否低於門檻值，此門檻值可經由步驟S152來計算。在步驟S152中，處理器113依據第一投影裝置110和第二投影裝置120之最低輸出亮度(已由步驟S140得知)計算門檻值。舉例來說，若第一投影裝置110和第二投影裝置120之最低輸出亮度分別為30流明，則門檻值可為第一投影裝置110和第二投影裝置120之最低輸出亮度之總和，亦即為60流明。

若判斷最低亮度低於門檻值，則執行步驟S154，處理器113即經由輸出介面114傳送遮蔽信號至遮光部件112，令遮光部件112遮蔽鏡頭111L的局部區域，以將投射至疊合區域OA的光完全遮蔽。若判斷最低亮度並未低於門檻值，則進行步驟S155，處理器113不發出遮蔽信號，以控制遮光部件112不進行鏡頭111L之局部區域的遮蔽。

也就是說，若發現影像源IMS對應疊合區域OA之最低亮度低於預設的門檻值，就能立即控制遮光部件112將投射至疊合區域OA的光遮蔽，解決在某些情況下疊合區域OA亮度過高之問題。另外，由於第一投影裝置110與第二投影裝置120通常為相同或相類似之機型，應具備相同或接近的最低輸出亮度。因此，對於本實施例之雙投影裝置而言，門檻值可預先設定為最低輸出亮度的2倍。然於實際應用上，門檻值當可依照實際使用情形的不同來做調整。

第7圖是用於本發明一實施例之投影影像校正方法S100的額外步驟之流程圖。請參照第1~4圖和第7圖，在本發明中，輸出介面114可包括至少一連接端子。一實施例中，此連接端子可為觸發端子，觸發端子可適用於第一投影裝置110模式之切換。具體地說，在步驟S110之前，可事先進行第一投影裝置110模式之切換。

如第7圖之步驟S160所示，處理器113可先經由輸入介面115接收一控制信號。使用者可依其需求來選擇第一投影裝置110目前要進入何種模式，例如是透過遙控器、按壓實體按鈕、點擊第一投影裝置110上之觸控螢幕等方式執行輸入操作，以發出控制信號，使處理器113根據控制信號選擇性地將第一投影裝置110切換為一遮光部件控制模式(步驟S170)或一外部裝置控制模式(步驟S180)。若切換為遮光部件控制模式，則接續節點A，繼續進行步驟S110之後續流程，此時輸出 介面114之觸發端子耦接於遮光部件112；一旦發現影像源IMS對應疊合區域OA之最低亮度低於預設的門檻值時，處理器113可經由觸發端子傳送遮蔽信號至遮光部件112。若切換為外部裝置控制模式，輸出介面114之觸發端子切換為與一外部裝置耦接，例如是耦接於一電動布幕；當第一投影裝置110之電源啟動時，處理器113即可經由觸發端子傳送一啟動訊號至電動布幕，令電動布幕自動降下，此時不再進行步驟S110之後續流程。因此，使用者可依照目前是否需進行影像之拼接流程來選擇第一投影裝置110的控制模式，以決定輸出介面114之觸發端子的耦接對象。

此外，連接端子也可以是觸發端子以外的其它端子。在其它實施例中，連接端子可為HDMI端子或USB端子，其亦適用於與遮光部件112相耦接。

綜上所述，根據本發明所提供的投影裝置、投影系統及投影影像校正方法，藉由設置遮光部件於其中一投影裝置的鏡頭，在某些情況下令遮光部件遮蔽鏡頭的局部區域，以遮擋投射至疊合區域的光，改善在某些情況下疊合區域亮度過高之問題。

雖然本發明已以實施例發明如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:投影系統

110:第一投影裝置

111L:鏡頭

112:遮光部件

120:第二投影裝置

130:影像供應器

140:投影面

A1,A2:非重疊區域

IMG:完整影像

IMG1:第一影像

IMG2:第二影像

IMS:影像源

OA:疊合區域

Claims (20)

1. 一種投影系統，包括：一第一投影裝置，包括一鏡頭及一遮光部件，該遮光部件設置於該鏡頭；以及一第二投影裝置，該第一投影裝置與該第二投影裝置接收同一影像源，並分別投射對應該影像源之一第一影像與一第二影像，該第一影像與該第二影像交疊該影像源相同的部分形成一疊合區域；其中，該第一投影裝置根據該影像源之亮度控制該遮光部件選擇性地遮蔽該鏡頭的一局部區域，該局部區域對應於該疊合區域。
2. 如請求項1所述之投影系統，其中當該第一投影裝置控制該遮光部件遮蔽該局部區域時，該遮光部件將該第一投影裝置投射至該疊合區域的光完全遮蔽。
3. 如請求項1所述之投影系統，其中當該影像源對應該疊合區域之最低亮度低於一門檻值，該第一投影裝置控制該遮光部件遮蔽該鏡頭的該局部區域。
4. 如請求項3所述之投影系統，其中該門檻值為該第一投影裝置與該第二投影裝置之最低輸出亮度之總和。
5. 如請求項3所述之投影系統，其中該第一投影裝置包括一處理器，該處理器分析該第一影像對應該疊合區域的一影像資料，並根據該影像資料之灰階值取得該影像源對應該疊合區域之最低亮度。
6. 如請求項5所述之投影系統，其中該第一投影裝置更包括一輸入介面及一輸出介面，該處理器分別耦接於該輸入介面及該輸出介面，且該輸出介面耦接於該遮光部件，其中該處理器經由該輸入介面接收該影像資料，並根據該影像資料選擇性地經由該輸出介面傳送一遮蔽信號至該遮光部件。
7. 如請求項6所述之投影系統，其中該輸出介面包括至少一連接端子，該至少一連接端子為觸發端子、HDMI端子或USB端子。
8. 如請求項6所述之投影系統，其中該處理器更經由該輸入介面接收一控制信號，並根據該控制信號選擇性地使該第一投影裝置切換為一遮光部件控制模式或一外部裝置控制模式； 其中當該第一投影裝置切換為該遮光部件控制模式時，該處理器根據該影像資料選擇性地傳送該遮蔽信號至該遮光部件。
9. 一種投影影像校正方法，適用於一第一投影裝置與一第二投影裝置，該方法包括：該第一投影裝置與該第二投影裝置接收同一影像源並分別投射對應該影像源之一第一影像與一第二影像；調整該第一投影裝置與該第二投影裝置，使該第一影像與該第二影像交疊該影像源相同的部分形成一疊合區域；以及根據該影像源之亮度控制位於該第一投影裝置上的一遮光部件，使該遮光部件選擇性地遮蔽該第一投影裝置之一鏡頭的一局部區域，該局部區域對應於該疊合區域。
10. 如請求項9所述之投影影像校正方法，其中在控制該遮光部件的步驟中，該遮光部件將該第一投影裝置投射至該疊合區域的光完全遮蔽。
11. 如請求項9所述之投影影像校正方法，其中根據該影像源之亮度控制該遮光部件的步驟包括：取得該影像源對應該疊合區域之最低亮度；以及 當該影像源對應該疊合區域之最低亮度低於一門檻值，該第一投影裝置控制該遮光部件遮蔽該鏡頭的該局部區域。
12. 如請求項11所述之投影影像校正方法，其中該門檻值為該第一投影裝置與該第二投影裝置之最低輸出亮度之總和。
13. 如請求項11所述之投影影像校正方法，其中取得該影像源對應該疊合區域之最低亮度的步驟包括：該第一投影裝置之一處理器分析該第一影像對應該疊合區域的一影像資料，並根據該影像資料之灰階值取得該影像源對應該疊合區域之最低亮度。
14. 如請求項13所述之投影影像校正方法，更包括：該處理器接收一控制信號，並根據該控制信號選擇性地將該第一投影裝置切換為一遮光部件控制模式或一外部裝置控制模式；其中當該第一投影裝置切換為該遮光部件控制模式時，該處理器執行根據該影像源之亮度控制該遮光部件之步驟。
15. 一種投影裝置，該投影裝置與一外部投影裝置接收同一影像源，並分別投射對應該影像源之一影像與另一影像，該兩影像交疊該影像源相同的部分形成一疊合區域，該投影裝置包括：一鏡頭；一遮光部件，設置於該鏡頭；以及一處理器，該處理器根據該影像源之亮度控制該遮光部件選擇性地遮蔽該鏡頭的一局部區域，該局部區域對應於該疊合區域。
16. 如請求項15所述之投影裝置，更包括一輸出介面，分別耦接於該處理器及該遮光部件；其中該處理器判斷該影像源對應該疊合區域之最低亮度是否低於一門檻值，當判斷低於該門檻值時，該處理器經由該輸出介面傳送一遮蔽信號至該遮光部件，以令該遮光部件遮蔽該鏡頭的該局部區域。
17. 如請求項16所述之投影裝置，其中該門檻值為該第一投影裝置與該第二投影裝置之最低輸出亮度之總和。
18. 如請求項16所述之投影裝置，其中該輸出介面包括至少一連接端子，該至少一連接端子為觸發端子、HDMI端子或USB端子。
19. 如請求項16所述之投影裝置，更包括一輸入介面，耦接於該處理器；其中該處理器經由該輸入介面接收該影像，分析該影像對應該疊合區域的一影像資料，並根據該影像資料之灰階值取得該影像源對應該疊合區域之最低亮度。
20. 如請求項19所述之投影裝置，其中該處理器更經由該輸入介面接收一控制信號，並根據該控制信號選擇性地使該第一投影裝置切換為一遮光部件控制模式或一外部裝置控制模式；其中當該第一投影裝置切換為該遮光部件控制模式時，該處理器根據該影像資料選擇性地傳送該遮蔽信號至該遮光部件。

Images