《投影屏幕,投影型图像显示设备和多投影系统.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《投影屏幕,投影型图像显示设备和多投影系统.pdf(43页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103403618 A(43)申请公布日 2013.11.20CN103403618A*CN103403618A*(21)申请号 201280011598.3(22)申请日 2012.03.022011-046727 2011.03.03 JP2011-211615 2011.09.27 JPG03B 21/60(2006.01)G03B 21/00(2006.01)G09G 3/02(2006.01)G09G 3/20(2006.01)(71)申请人日本电气株式会社地址日本东京(72)发明人青木一彦 太田雅彦 西村想柳田美穗 石桥修 奥村藤男(74)专利代理机构中原。
2、信达知识产权代理有限责任公司 11219代理人鲁山 孙志湧(54) 发明名称投影屏幕,投影型图像显示设备和多投影系统(57) 摘要投影屏幕具有:在显示区域的面内方向上周期性地布置的荧光体区域(61-63);将显示区域分区成该荧光体区域(61-63)的多个黑条(60-1)和基准黑条(60-2);以及用于生成可读光学信息的光学信息形成单元,该光学信息形成单元被提供在显示区域内的特定位置。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.09.03(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2012/055383 2012.03.02(87)PCT申请的公布数据WO2012/118181 JA。
3、 2012.09.07(51)Int.Cl.权利要求书6页 说明书23页 附图13页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书6页 说明书23页 附图13页(10)申请公布号 CN 103403618 ACN 103403618 A1/6页21.一种投影屏幕,包括:多个漫射区域,所述多个漫射区域在显示区域的面内方向上周期性地布置,并且每一个接收光并出射漫射光;以及光学信息形成单元,所述光学信息形成单元被提供在所述显示区域内的特定位置处,并且形成可读光学信息。2.根据权利要求1所述的投影屏幕,进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域,其中:所述。
4、多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条是用于检测所述特定位置的基准;并且所述光学信息形成单元包括多个反射区域,所述多个反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上并且反射光。3.根据权利要求2所述的投影屏幕,进一步包括多条基准扫描线,所述多条基准扫描线与所述多个黑条的每一个正交;其中,所述多个反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上的除所述多条基准扫描线外的区域中。4.根据权利要求2或3所述的投影屏幕,其中,所述光学信息形成单元进一步包括在所述基准黑条上形成的四分之一波长层。5.根据权利要求2或3所述的投影屏幕,其中,所述光学信息形成单元进一步包括波长选择层,所述波长选择层形成在所述基准黑。
5、条上,反射特定波长的光或衰减该特定波长的光,并且反射除该特定波长外的波长的光。6.根据权利要求2或3所述的投影屏幕,其中,所述光学信息形成单元进一步包括荧光体区域,所述荧光体区域形成在所述基准黑条上,并且被光激发并出射预定波长的荧光。7.根据权利要求1所述的投影屏幕,进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域,其中:所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条用作用于检测所述特定位置的基准;所述光学信息形成单元包括:多个第一反射区域,所述多个第一反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上并且反射光;以及第二反射区域,所述第二反射区域形成在所述基准黑条上并且反射光;并。
6、且所述第一反射区域的每一个的宽度与所述第二反射区域的宽度不同。8.根据权利要求1所述的投影屏幕,进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域,其中:所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条用作用于检测所述特定位置的基准;所述光学信息形成单元包括:多个第一反射区域,所述多个第一反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上并且反射光;以及第二反射区域,所述第二反射区域形成在所述基准黑条上并且反射光;并且所述第二反射区域形成特定反射图案。权 利 要 求 书CN 103403618 A2/6页39.根据权利要求1所述的投影屏幕,其中,所述光学信息形成单元包括荧光体区域,所述。
7、荧光体区域被提供在所述多个漫射区域中的特定漫射区域上,并且被光激发以出射预定波长的荧光。10.根据权利要求9所述的投影屏幕,其中,所述荧光体区域在与所述特定漫射区域的纵向方向正交的方向上的宽度与所述特定漫射区域的宽度匹配。11.根据权利要求9所述的投影屏幕,其中,所述荧光体区域在与所述特定漫射区域的纵向方向正交的方向上的宽度与所述特定漫射区域的宽度不同。12.根据权利要求1所述的投影屏幕,进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域,其中:所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条用作用于检测所述特定位置的基准;并且所述光学信息形成单元包括荧光体区域,所述荧光体区域。
8、形成在所述基准黑条上,并且被光激发以出射预定波长的荧光。13.根据权利要求9至12中的任何一项所述的投影屏幕,其中,所述荧光体区域包括出射红外的荧光的荧光体。14.根据权利要求1至13中的任何一项所述的投影屏幕,其中,所述光学信息形成单元生成指示所述显示区域的范围的光学图案。15.根据权利要求1至14中的任何一项所述的投影屏幕,其中,所述多个漫射区域包括:第一荧光体区域,在所述第一荧光体区域中形成荧光颜色为红色的荧光体;第二荧光体区域,在所述第二荧光体区域中形成荧光颜色为绿色的荧光体;以及第三荧光体区域,在所述第三荧光体区域中形成荧光颜色为蓝色的荧光体;其中,以预定顺序周期性地布置所述第一至第。
9、三荧光体区域。16.根据权利要求1至14中的任何一项所述的投影屏幕,其中,所述多个漫射区域包括:第一荧光体区域,在所述第一荧光体区域中形成荧光颜色为红色的荧光体;第二荧光体区域,在所述第二荧光体区域中形成荧光颜色为绿色的荧光体;以及光漫射区域,所述光漫射区域漫射光;其中,以预定顺序周期性地布置所述第一和第二荧光体区域以及所述光漫射区域。17.一种投影型图像显示设备,包括:投影屏幕;激发光源;扫描装置,所述扫描装置利用来自所述激发光源的光束扫描所述投影屏幕;光学检测装置,所述光学检测装置布置成面向所述投影屏幕的被执行所述扫描的表面;以及控制装置,所述控制装置控制所述扫描装置并且控制所述激发光源的。
10、发光定时,以使得在所述投影屏幕上显示图像;其中:所述投影屏幕包括:权 利 要 求 书CN 103403618 A3/6页4多个漫射区域,所述多个漫射区域在显示区域的面内方向上周期性地布置,并且每一个接收光并出射漫射光;以及光学信息形成单元,所述光学信息形成单元被提供在所述显示区域内的特定位置处,并且形成可读光学信息;当通过所述光束扫描所述投影屏幕时,所述光学检测装置提供与由所述光学信息形成单元形成的光的图案相符合的信号;并且所述控制装置基于所述光学检测装置的输出信号,获取所述投影屏幕上的所述特定位置,基于所获取的特定位置来识别所述投影屏幕上的所述显示区域,并且使在所识别的显示区域中显示所述图像。
11、。18.根据权利要求17所述的投影型图像显示设备,其中,所述投影屏幕进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域;其中:所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条是用于检测所述特定位置的基准;以及所述光学信息形成单元包括多个反射区域,所述多个反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上,并且朝向所述光学检测装置反射所述光束。19.根据权利要求18所述的投影型图像显示设备,其中:所述投影屏幕进一步包括:多条基准扫描线,所述多条基准扫描线与所述多个黑条的每一个正交;并且所述多个反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上的除所述多条基准扫描线外的区域中。20.根据权利要求1。
12、8或19所述的投影型图像显示设备,其中,所述光学信息形成单元进一步包括在所述基准黑条上形成的四分之一波长层。21.根据权利要求18或19所述的投影型图像显示设备,其中,所述光学信息形成单元进一步包括波长选择层,所述波长选择层形成在所述基准黑条上,反射特定波长的光或衰减该特定波长的光,并且反射除该特定波长外的波长的光。22.根据权利要求18或19所述的投影型图像显示设备,其中:所述光学信息形成单元进一步包括荧光体区域,所述荧光体区域形成在所述基准黑条上,并且被所述光束激发以出射预定波长的荧光;并且所述投影型图像显示设备进一步包括滤波装置,所述滤波装置被提供在所述光学检测装置的光接收面上或在面向该。
13、光接收面的位置处,并且透射所述荧光并反射或吸收除所述荧光外的光。23.根据权利要求17所述的投影型图像显示设备,其中:所述投影屏幕进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域;所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条用作用于检测所述特定位置的基准;所述光学信息形成单元包括:多个第一反射区域,所述多个第一反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上,并且朝向所述光学检测装置反射所述光束;以及权 利 要 求 书CN 103403618 A4/6页5第二反射区域,所述第二反射区域形成在所述基准黑条上,并且朝向所述光学检测装置反射所述光束;并且所述第一反射区域的每一个的宽度。
14、与所述第二反射区域的宽度不同。24.根据权利要求17所述的投影型图像显示设备,其中:所述投影屏幕进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域;所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条用作用于检测所述特定位置的基准;所述光学信息形成单元包括:多个第一反射区域,所述多个第一反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上,并且朝向所述光学检测装置反射所述光束;以及第二反射区域,所述第二反射区域形成在所述基准黑条上,并且朝向所述光学检测装置反射所述光束;并且所述第二反射区域形成特定反射图案。25.根据权利要求17所述的投影型图像显示设备,其中,所述光学信息形成单元包括荧光体区。
15、域,所述荧光体区域被提供在所述多个漫射区域中的特定漫射区域上,并且被所述光束激发以出射预定波长的荧光。26.根据权利要求25所述的投影型图像显示设备,其中,所述荧光体区域在与所述特定漫射区域的纵向方向正交的方向上的宽度与所述特定漫射区域的宽度匹配。27.根据权利要求25所述的投影型图像显示设备,其中,所述荧光体区域在与所述特定漫射区域的纵向方向正交的方向上的宽度与所述特定漫射区域的宽度不同。28.根据权利要求17所述的投影型图像显示设备,其中:所述投影屏幕进一步包括多个黑条,所述多个黑条将所述显示区域分区成所述多个漫射区域;所述多个黑条包括至少一个基准黑条,所述基准黑条用作用于检测所述特定位置。
16、的基准;并且所述光学信息形成单元包括荧光体区域,所述荧光体区域形成在所述基准黑条上,并且被所述光束激发以出射预定波长的荧光。29.根据权利要求25至28中的任何一项所述的投影型图像显示设备,其中,所述多个漫射区域包括:第一荧光体区域,在所述第一荧光体区域中形成荧光颜色为红色的荧光体;第二荧光体区域,在所述第二荧光体区域中形成荧光颜色为绿色的荧光体;以及第三荧光体区域,在所述第三荧光体区域中形成荧光颜色为蓝色的荧光体;其中,以预定顺序布置所述第一至第三荧光体区域,并且所述预定波长的荧光是红外的荧光。30.根据权利要求25至28中的任何一项所述的投影型图像显示设备,其中,所述多个漫射区域包括:第一。
17、荧光体区域,在所述第一荧光体区域中形成荧光颜色为红色的荧光体;第二荧光体区域,在所述第二荧光体区域中形成荧光颜色为绿色的荧光体;以及权 利 要 求 书CN 103403618 A5/6页6光漫射区域,所述光漫射区域漫射光;其中,以预定顺序布置所述第一和第二荧光体区域以及所述光漫射区域,并且所述预定波长的荧光是红外的荧光。31.根据权利要求29或30所述的投影型图像显示设备,进一步包括滤波装置,所述滤波装置具有使所述红色和红外的波长带通过所述滤波装置而其他波长带的光被所述滤波装置吸收或反射的特性。32.根据权利要求29或30所述的投影型图像显示设备,其中:所述光学检测装置包括第一和第二光电二极管。
18、;并且所述投影型图像显示设备进一步包括:第一滤波器,所述第一滤波器被提供在所述第一光电二极管的光接收面上或在面向该光接收面的位置处,并且被提供有使所述红色的波长带的光通过所述第一滤波器而其他波长带的光被所述第一滤波器吸收或反射的特性;以及第二滤波器,所述第二滤波器被提供在所述第二光电二极管的光接收面上或在面向该光接收面的位置处,并且被提供有使所述红外的波长带的光通过所述第二滤波器而其他波长带的光被所述第二滤波器吸收或反射的特性。33.根据权利要求17至32中的任何一项所述的投影型图像显示设备,其中,所述光学信息形成单元生成指示所述显示区域的范围的光学图案。34.一种多投影系统,包括:多个投影仪。
19、单元,每一个单元由根据权利要求17至33中的任何一项所述的投影型图像显示设备构成;以及主控制单元,所述主控制单元使所述多个投影仪单元的每一个基于输入视频信号显示图像。35.根据权利要求15或16所述的投影屏幕,进一步包括在形成了所述多个漫射区域的表面上的滤波装置,所述滤波装置被提供有使具有激发所述荧光体的每一个的波长带的激发光通过所述滤波装置而其他波长带的光被所述滤波装置吸收或反射的特性。36.根据权利要求15或16所述的投影屏幕,进一步包括在形成了所述多个漫射区域的表面上的波长选择反射层,其中,所述波长选择反射层透射激发所述荧光体的每一个的激发光并且反射可见光。37.根据权利要求31或32所。
20、述的投影型图像显示设备,进一步包括在所述投影屏幕的扫描面侧上的波长选择反射层,其中,所述波长选择反射层透射激发光、红外光和红色光的一部分并且反射可见光。38.根据权利要求17所述的投影型图像显示设备,其中:所述投影屏幕在所述显示区域中包括多个黑条和用作用于检测所述特定位置的基准的多个基准黑条;所述光学信息形成单元包括多个反射区域,所述多个反射区域形成在除所述基准黑条外的各个黑条上并且朝向所述光学检测装置反射所述光束;并且所述多个基准黑条不对称地布置在所述扫描装置的扫描范围内。39.根据权利要求38所述的投影型图像显示设备,其中,周期性地布置所述多个基准黑条,所述基准黑条的间隔为通过将所述显示区。
21、域在扫描方向上的长度除以正整数而获取权 利 要 求 书CN 103403618 A6/6页7的值。40.根据权利要求39所述的投影型图像显示设备,其中,周期性地布置所述多个基准黑条,所述基准黑条的间隔为所述显示区域在扫描方向上的长度的1/3。41.根据权利要求39或40所述的投影型图像显示设备,其中,所述基准黑条的重复图案为不对称图案。权 利 要 求 书CN 103403618 A1/23页8投影屏幕, 投影型图像显示设备和多投影系统技术领域0001 本发明涉及投影屏幕和投影型图像显示设备,并且更特别地说,涉及适用于多投影系统的投影屏幕和投影型图像显示设备。背景技术0002 专利文献1公开了一。
22、种投影型图像显示设备,其中,扫描激发光以在荧光屏上显示图像。0003 在专利文献1中公开的投影型显示设备包括荧光屏、激光模块、光学检测单元和反馈调整装置。0004 荧光屏包括:在面内方向上以固定间隔形成的多个荧光条,以及指示荧光条的开始位置并且布置在提供这些荧光条的区域外的基准标记。0005 激光模块利用激光束(激发光)扫描荧光屏。光学检测单元检测由基准标记反射的激光束。光学检测单元的输出信号(基准标记检测信号)作为反馈信号被提供给反馈调整装置。0006 反馈调整装置基于来自光学检测单元的基准标记检测信号,获取激光束照射在基准标记上的定时,并且基于所获取的照射定时,调整激光模块的发光定时。00。
23、07 在上述投影型显示设备中,通过由基于调制信号调制的激光束(光学脉冲)在与荧光条正交的方向上扫描荧光屏以激发各个荧光条的荧光体来显示图像。0008 反馈调整装置基于来自光学检测单元的基准标记检测信号,来控制激光模块的发光定时,以便激光束在适当定时照射荧光条。0009 专利文献2公开了一种在投影型显示设备中使用的荧光屏。0010 专利文献2中公开的荧光屏包括在面内方向上以固定间隔形成的多个荧光条和在荧光条之间形成的多个条分隔器。多个条分隔器的每一个由漫射或光学反射材料形成并且反射一部分入射光。0011 在配备有上述荧光屏的投影型显示设备中,在与荧光屏上的荧光条交叉的方向上扫描激发束。各个条分隔。
24、器反射一部分入射激发束。由提供在面对荧光屏的扫描面的位置处的光电检测器检测该反射光。0012 基于光电检测器的输出信号,获取通过水平扫描中的激发束的各个条分隔器的照射定时,并且通过基于该照射定时,确定激发束相对于荧光条的相对位置,在适当定时,激发束能照射在荧光条上。在这种情况下,各个条分隔器起用于适当地维持激发束相对于荧光条的相对位置的伺服标记的作用。0013 各个条分隔器可以由发射红外荧光的荧光材料或发射波长与由荧光条发射的可见光(荧光)的波长不同的其他光(可见光)的荧光材料形成。在这种情况下,在光电检测器的光接收面上提供仅透射来自条分隔器的荧光(红外光或其他光)的滤波器。0014 近年来,。
25、提供一种多投影系统,其中,使用在专利文献1或专利文献2中公开的多个设备作为用于通过利用激发光的各次扫描在荧光屏上显示图像的投影仪,然后,将由各说 明 书CN 103403618 A2/23页9个投影仪显示的图像接合来形成单一图像。0015 为了在多投影系统中无缝地接合各个投影仪的显示图像,必须准确地规定各个投影仪在荧光屏上显示的范围。0016 与上述规定显示范围对准地精确安装荧光屏和投影仪的每一个要求高安设精度。实现高安装精度要求先进技术并且在安设操作中将沉重负担加在工人身上。0017 此外,在通过利用激发光扫描荧光屏来显示图像的图像显示设备中,扫描系统和荧光屏之间的相对位置关系通常会由于各种。
26、原因,诸如替换或安装荧光屏、振动或失真、诸如温度或湿度的环境变化、重力影响或随时间发生的变化而经受改变。由此,为了维持在多投影系统中无缝地接合各个投影仪的显示图像的状态,期望各个投影仪定期地或在任意定时识别该投影仪显示的图像的显示范围并且调整该指定的显示范围来匹配上述规定显示范围。0018 现有技术文献0019 专利文献0020 专利文献1:日本未审专利申请公开(PCT申请的译本)No.2009-5391200021 专利文献2:日本未审专利申请公开(PCT申请的译本)No.2009-537868发明内容0022 在多投影系统中,其中,各个投影仪由在专利文献1中公开的设备构成,尽管对各个投影仪。
27、来说,可以识别其显示的图像的显示范围,但仍然面临下述的问题。0023 图1给出了由各个投影仪在荧光屏上显示的图像的示意表示。0024 在图1所示的例子中,使用六个投影仪。投影仪的每一个在荧光屏100上显示图像101。在图像101的每一个的周围提供基准标记102。0025 各个投影仪能通过检测基准标记102,来识别它所显示的图像101的显示范围。因此,能在相邻投影仪之间防止投影仪显示的图像的部分的重叠。0026 然而,因为提供基准标记102的区域被感知为图像的接缝,因此,实质上降低了显示质量。0027 在各个投影仪由专利文献2中公开的设备构成的多投影系统中,各个投影仪不能识别它所显示的图像的显示。
28、范围。因此,当由于前述原因(安装和替换荧光屏、振动或失真、诸如温度和湿度的环境变化、重力影响和随时间的变化),在扫描系统和荧光屏之间的相对位置关系改变时,维持将各个投影仪的显示图像无缝地接合在一起的状态变得成问题。0028 此外,在安设投影仪和荧光屏时要求高精度,在安装操作中将巨大负担加在工人身上。0029 本发明的目的是提供投影屏幕和投影型图像显示设备,其在被应用于多投影系统时,能减轻安装操作中加在工人身上的负担并且使得能够实现无缝地接合图像的显示。0030 本发明的另一目的是提供使用该投影型图像显示设备的多投影系统。0031 根据实现上述目的的本发明的一个方面,提供一种投影屏幕,包括:00。
29、32 多个漫射区域,其在显示区域的面内方向上周期性地布置,并且每一个接收光并出射漫射光(diffused l ight);以及0033 光学信息形成单元,其被提供在显示区域内的特定位置处,并且形成可读光学信说 明 书CN 103403618 A3/23页10息。0034 根据本发明的另一方面,提供一种投影型图像显示设备,包括:0035 投影屏幕;0036 激发光源;0037 扫描装置,其利用来自激发光源的光束扫描投影屏幕;0038 光学检测装置,其被布置成面向执行投影屏幕的扫描的表面;以及0039 控制装置,其控制扫描装置和控制激发光源的发光定时两者,使得在投影屏幕上显示图像;其中:0040 。
30、投影屏幕包括:0041 多个漫射区域,其在显示区域的面内方向上周期性地布置,并且每一个接收光并出射漫射光;以及0042 光学信息形成单元,其被提供在显示区域内的特定位置处,并且形成可读光学信息;0043 其中,当通过光束扫描投影屏幕时,光学检测装置提供与由发光单元出射的光的图案相符合的信号;并且0044 控制装置基于光学检测装置的输出信号,获取投影屏幕上的特定位置,基于所获取的特定位置来识别投影屏幕上的显示区域,并且使在特定显示区域中显示图像。0045 根据本发明的另一方面,提供一种多投影系统,包括:0046 多个投影仪单元,其由上述投影型图像显示设备构成;以及0047 主控制单元,其使多个投。
31、影仪单元的每一个基于输入视频信号显示图像。附图说明0048 图1是示出在应用专利文献1中公开的设备的多投影系统中显示的图像的例子的示意图。0049 图2是示出本发明的第一示例性实施例的投影型图像显示设备的配置的框图。0050 图3是示出用在图2所示的投影型图像显示设备中,用于检测水平方向上的屏幕边界的荧光屏的一部分的示意图。0051 图4是示出图3中所示的荧光屏的逆反射区域(retroreflection region)的例子的示意图。0052 图5示出当固定强度的激发光以固定扫描速度在水平方向上扫描时,图2中所示的投影型图像显示设备中的光学检测装置的输出信号。0053 图6是用于描述当在图2所示的投影型图像显示设备中,以固定扫描速度,在水平方向上扫描固定强度的激发光时,包含在光学检测装置的输出信号中的间隔时间的视图。0054 图7示出指示扫描角和一条水平线的成像时间之间的对应关系的查找表的例子。0055 图8是示出图2所示的投影型图像显示设备的主要配置的框图。0056 图9是示出用于创建在校准图8所示的投影型图像显示设备时执行的带边界位置信息的过程的流程图。0057 图10是示出在本发明的第二示例性实施例的投影型图像显示设备中使用的荧光屏的一部分的示意图。说 明 书CN 103403618 A10。