ПРОЕКТОРНАЯ ДИСПЛЕЙНАЯ СИСТЕМА, ИМЕЮЩАЯ НЕМЕХАНИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЛУЧОМ Российский патент 2021 года по МПК G03B21/28 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США № 61/860 203, поданной 30 июля 2013 г., и предварительной заявки на патент США № 61/979 248, поданной 14 апреля 2014 г., каждая из которых посредством ссылки полностью включена в данное описание.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к системе дисплеев и, конкретнее, к двухступенчатой или многоступенчатой модуляционной проекционной дисплейной системе, возможно, использующей модуляцию высокой яркости.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В традиционной многоступенчатой модуляционной проекторной системе, как правило, имеется единственный источник света, освещающий экран изображением, модулированным посредством какой-либо оптической системы в проекторе. В таких традиционных многоступенчатых модуляционных проекторных системах обычным является то, что модулятором высокой яркости является матрица MEMS или какие-либо другие средства механического управления лучом. Модуляторы высокой яркости имеют возможность направлять свет, достигающий отдельных их управляющих элементов, в любое произвольное местоположение на последующем световом пути. Просто в качестве одного из примеров, модулятор наиболее ярких участков изображения может быть выполнен с возможностью направлять больше света на участок проецируемого изображения, который имеет более высокий уровень светимости, чем на окружающие части изображения; таким образом, этот участок может быть «подсвечен».

[0004] В контексте этих двухмодуляторных/многомодуляторных проекторных систем можно сконструировать такую проекторную систему с по меньшей мере одним модулятором высокой яркости, который, возможно, может использовать немеханическое управление лучом, необязательно основывающееся на подвижное зеркало (зеркала).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В данном документе раскрыто несколько вариантов осуществления дисплейных систем и способов их изготовления и использования.

[0006] В одном из вариантов осуществления проекторной дисплейной системы указанная дисплейная система содержит: источник света; контроллер; первый голографический модулятор, при этом указанный первый модулятор освещен указанным источником света, и указанный первый модулятор содержит модуль формирования голографических изображений; линзу, при этом указанная линза выполнена с возможностью пропускания света от указанного первого голографического модулятора; второй модулятор, при этом указанный второй модулятор освещен светом от указанной линзы и выполнен с возможностью модулировать свет от указанной линзы, и указанный второй модулятор содержит несколько зеркал; при этом указанный контроллер дополнительно содержит: процессор; запоминающее устройство, при этом указанное запоминающее устройство связано с указанным процессором, и указанное запоминающее устройство дополнительно содержит считываемые процессором команды, так что когда указанный процессор считывает считываемые процессором команды, они обуславливают выполнение процессором следующих команд: прием данных изображения; отправку указанному первому голографическому модулятору управляющих сигналов так, чтобы указанный первый голографический модулятор мог распределять требуемую долю света от указанного источника света на указанный второй модулятор; и отправку указанному второму модулятору управляющих сигналов так, чтобы указанная требуемая доля света от указанного источника света модулировалась для формирования указанного требуемого изображения для проецирования.

[0007] В другом варианте осуществления проекторной дисплейной системы указанная дисплейная система содержит: источник света; контроллер; поляризатор, при этом указанный поляризатор освещен указанным источником света, и указанный поляризатор создает требуемую поляризацию света от указанного источника света; расширитель луча, при этом указанный расширитель луча расширяет указанный свет от указанного поляризатора; первый частичный разделитель луча, при этом указанный первый частичный разделитель луча выполнен с возможностью разделения света преимущественно на главный световой путь и на путь высокой яркости; пространственный модулятор света, при этом указанный пространственный модулятор света принимает указанный свет по указанному пути высокой яркости и модулирует указанный свет по указанному пути высокой яркости для создания требуемого света высокой яркости; второй частичный разделитель луча, при этом указанный второй частичный разделитель луча выполнен с возможностью комбинирования света с указанного главного светового пути и с указанного пути высокой яркости; при этом указанный контроллер дополнительно содержит процессор; запоминающее устройство, при этом указанное запоминающее устройство связано с указанным процессором, и указанное запоминающее устройство дополнительно содержит считываемые процессором команды так, что когда указанный процессор считывает эти считываемые процессором команды, они обуславливают выполнение процессором следующих команд: прием данных изображения, при этом указанные данные изображения потенциально содержат по меньше мере один участок высокой яркости; отправку указанному пространственному модулятору света управляющих сигналов так, чтобы указанный пространственный модулятор света мог отправлять требуемое количество света высокой яркости, подлежащего комбинированию со светом с главного светового пути в указанном втором частичном разделителе луча для формирования указанного участка высокой яркости.

[0008] Другие признаки и преимущества настоящей системы представлены ниже в Подробном описании для прочтения в связи с графическими материалами, представленными в данной заявке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0009] Примерные варианты осуществления проиллюстрированы на снабженных ссылками фигурах графических материалов. Предполагается, что варианты осуществления и фигуры, раскрываемые в данном документе, следует считать иллюстративными, а не ограничивающими.

[00010] Фиг. 1 – один из вариантов осуществления двухмодуляторной/многомодуляторной проекторной дисплейной системы, использующей два узла подвижных зеркал, которые могут пользоваться преимуществом модулятора высокой яркости.

[00011] Фиг. 2 – один из вариантов осуществления двухмодуляторной/многомодуляторной проекторной дисплейной системы, использующей модуль формирования голографических изображений в качестве по меньше мере одного из немеханических средств управления лучами света, выполненной в соответствии с принципами настоящей заявки.

[00012] Фиг. 3 – один из вариантов осуществления системы и/или способа создания голограмм для формирования голографических изображений, оказывающего влияние на требуемое управление лучом в дисплейной системе по фиг. 2.

[00013] Фиг. 4 – другой вариант осуществления системы для создания формирования голографических изображений, оказывающего влияние на требуемое управление лучом в дисплейной системе по фиг. 2.

[00014] Фиг. 5A – один из вариантов осуществления двухмодуляторной/многомодуляторной проекторной дисплейной системы, которая может использовать поляризатор для регулировки баланса света между главным световым путем и световым путем высокой яркости, выполняемой в соответствии с принципами настоящей заявки.

[00015] Фиг. 5B – еще один вариант осуществления двухмодуляторной/многомодуляторной проекторной дисплейной системы, которая может использовать поляризатор для регулировки баланса света между главным световым путем и световым путем высокой яркости с использованием немеханического модулятора управления лучом, выполняемой в соответствии с принципами настоящей заявки.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[00016] Повсюду в нижеследующем описании конкретные детали изложены с целью обеспечения более полного понимания специалистами в данной области техники. Однако хорошо известные элементы могут быть не показаны или не описаны подробно во избежание неоправданного затруднения понимания изобретения. Соответственно, описание и графические материалы следует рассматривать в иллюстративном, а не в ограничительном смысле.

[00017] В рамках данного описания термины «компонент», «система», «интерфейс», «контроллер» и т.п. предназначены для ссылки на объект, относящийся к компьютеру, как аппаратный, так и программный (например, исполняемый), и/или программно-аппаратный. Например, любой из этих терминов может представлять собой процесс, запускаемый на процессоре, процессор, объект, исполняемый элемент, программу и/или компьютер. К примеру, компонентом и/или контроллером может являться как прикладная программа, запускаемая на сервере, так и сервер. В процессе может постоянно находиться один или более компонентов/контроллеров, а компонент/контроллер может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или большим количеством компьютеров.

[00018] Заявляемый предмет изобретения описывается со ссылкой на графические материалы, при этом подобные ссылочные позиции повсюду используются для ссылки на подобные элементы. В нижеследующем описании, в целях разъяснения, многочисленные конкретные подробности изложены для того, чтобы обеспечить полное понимание новизны предмета изобретения. Может быть, однако, очевидно, что заявляемый предмет изобретения можно применять на практике и без данных конкретных подробностей. В других случаях, для того чтобы облегчить описание новизны предмета изобретения, хорошо известные конструкции и устройства показаны в форме блок-схем.

Введение

[00019] Современные двухмодуляторные/многомодуляторные проекторные дисплейные системы содержат две или большее количество ступеней модуляции, через которые для формирования окончательного проецируемого изображения на проекционном экране проходит освещающий свет. Большей частью такие ступени модуляции содержат механические конструкции управления лучом, например, DMD, MEMS или какой-либо механически приводимый в действие набор зеркал. Фиг. 1 изображает вариант осуществления двухмодуляторной/многомодуляторной проекторной дисплейной системы, использующей механические модуляторы управления лучом.

[00020] Проекторная система 100 использует источник 102 света, снабжающий проекторную систему требуемым освещением так, чтобы окончательное проецируемое изображение было достаточно ярким для намеченных зрителей проецируемого изображения. Источник 102 света может содержать любой возможный источник света, в том числе, без ограничения: ксеноновую лампу, лазер (лазеры), светодиоды, когерентный источник света, частично когерентные источники света.

[00021] Свет 104 может освещать первый модулятор 106, который, в свою очередь, может освещать второй модулятор 110 посредством набора необязательных оптических компонентов 108. Для формирования окончательного проецируемого изображения на экране 114, свет от второго модулятора 110 может быть спроецирован посредством проекционной линзы 112 (или других подходящих оптических компонентов). Первым и вторым модуляторами может управлять контроллер 116, который может принимать данные входного изображения и/или видеоизображения. С целью достижения требуемого окончательного проецируемого изображения 114, контроллер 116 может выполнять определенные алгоритмы обработки изображений, алгоритмы преобразования цветовой гаммы или другую такую соответствующую обработку на данных входного изображения/видеоизображения и выводить управляющие сигналы/сигналы данных в первый и второй модуляторы. В дополнение, в некоторых проекторных системах, в зависимости от источника света, для достижения дополнительного управления качеством изображения окончательного проецируемого изображения можно модулировать источник 102 света (линия управления не показана).

[00022] Первый модулятор 106 и второй модулятор 110 могут содержать, соответственно, набор механически подвижных зеркал 106а и 110а, например, которые могут образовывать матрицу DMD или MEMS. Эти зеркала можно перемещать или иначе приводить в действие в соответствии с управляющими сигналами, принимаемыми от контроллера 116. Посредством такого механического приведения в действие можно по необходимости управлять светом посредством первого и второго модуляторов.

[00023] Проекторные и дисплейные системы с двойной модуляцией были описаны в патентах и патентных заявках того же заявителя, в том числе:

(1) патент США № 8125702 авторов Ward и др., выданный 28 февраля 2012 г. и озаглавленный «SERIAL MODULATION DISPLAY HAVING BINARY LIGHT MODULATION STAGE»;

(2) заявка на патент США № 20130148037 авторов Whitehead и др., опубликованная 13 июня 2013 г. и озаглавленная «PROJECTION DISPLAYS»;

(3) заявка на патент США № 20110227900 автора Wallener, опубликованная 22 сентября 2011 г. и озаглавленная «CUSTOM PSFs USING CLUSTERED LIGHT SOURCES»;

(4) заявка на патент США № 20130106923 авторов Shields и др., опубликованная 2 мая 2013 г. и озаглавленная «SYSTEMS AND METHODS FOR ACCURATELY REPRESENTING HIGH CONTRAST IMAGERY ON HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY SYSTEMS»;

(5) заявка на патент США № 20110279749 авторов Erinjippurath и др., опубликованная 17 ноября 2011 г. и озаглавленная «HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAYS USING FILTERLESS LCD(S) FOR INCREASING CONTRAST AND RESOLUTION»; и

(6) заявка на патент США № 20120133689 автора Kwong, опубликованная 31 мая 2012 г. и озаглавленная «REFLECTORS WITH SPATIALLY VARYING REFLECTANCE/ABSORPTION GRADIENTS FOR COLOR AND LUMINANCE COMPENSATION»,

– все они посредством ссылки полностью включаются в данное описание.

[00024] В дополнение, имеются ссылки, в которых раскрыто использование голографической проекции и Фурье-характера освещения для создания проекторной дисплейной системы, такие как:

(1) заявка на патент США № 20140043352 авторов Damberg и др., опубликованная 13 февраля 2014 г. и озаглавленная «HIGH LUMINANCE PROJECTION DISPLAYS AND ASSOCIATED METHODS»;

(2) заявка на патент США № 20100157399 авторов Kroll и др., опубликованная 24 июня 2010 г. и озаглавленная «HOLOGRAPHIC DISPLAY»;

(3) заявка на патент США № 20100046050 авторов Kroll и др., опубликованная 25 февраля 2010 г. и озаглавленная «COMPACT HOLOGRAPHIC DISPLAY DEVICE»;

(4) заявка на патент США № 20120008181 авторов Cable и др., опубликованная 12 января 2012 г. и озаглавленная «HOLOGRAPHIC IMAGE DISPLAY SYSTEMS»;

(5) заявка на патент США № 20120188620 авторов De Echaniz и др., опубликованная 26 июля 2012 г. и озаглавленная «LASER IMAGE PROJECTION SYSTEM APPLICABLE TO THE MARKING OF OBJECTS AND METHOD FOR GENERATING HOLOGRAMS»;

– все они посредством ссылки полностью включаются в данное описание.

Варианты осуществления немеханического управления лучом

[00025] Немеханические модуляторы управления лучом, в отличие от механических модуляторов, могут не нуждаться в устройствах MEMS, но использовать вместо них такие более распространенные устройства формирования изображений, как модуляторы LCD. В частности, может потребоваться наличие по меньше мере одного или нескольких модуляторных ступеней, не содержащих подвижного приспособления, состоящего из зеркал.

[00026] Фиг. 2 изображает один из вариантов осуществления подходящей проекторной системы (200), содержащей по меньше мере один немеханический модуль управления лучом. Проекторная система 200 содержит источник 202 света, который может содержать лазер (лазеры), светодиоды, когерентный или частично когерентный источник (источники) света, например, в котором свет может иметь одинаковую длину волны и фазу. Какой бы свет ни вырабатывался источником 202, достаточно того, чтобы этот свет мог в достаточной мере взаимодействовать с голографическим изображением для оказания воздействия на луч света.

[00027] Свет от источника 202 освещает первый голографический модулятор 204. Первый модулятор 204 может содержать панель LCD или какой-либо другой модуль, выполненный с возможностью формирования на нем голографического изображения и взаимодействия со светом от источника 202. Первый модулятор 204 может принимать свое голографическое изображение из контроллера 201, который, в свою очередь, может либо получать голографические данные и/или управляющие сигналы из данных входного изображения, либо может получать голографические данные из потока входящих данных, который, в случае необходимости, может сопровождать данные входного изображения. Как будет обсуждаться далее в данном документе, голографические данные могут быть получены посредством итеративного процесса, который может происходить в контроллере, или могут быть отправлены в контроллер из какого-либо внешнего процесса.

[00028] Свет, проходящий через первый модулятор 204, может освещать линзу (и/или оптическую подсистему) 206. Линза 206 может осуществлять преобразование Фурье освещения так, чтобы на втором модуляторе 208 можно было осуществлять требуемое управление лучом. Свет от линзы 206 может быть подвергнут управлению лучом требуемым пространственно-временным образом, позволяющим проекторной системе выполнять освещение с высокой яркостью любого требуемого участка на проецируемом изображении. Например, если на окончательно проецируемом изображении имеется требуемое зеркальное отражение (или какой-либо другой подходящий участок с более высоким уровнем светимости, чему у других участков), то немеханическое управление лучом, использующее обработку голографического изображения, выполнено с возможностью своевременного управления лучом, обеспечивая дополнительное освещение для участков высокой яркости на окончательно проецируемом изображении.

[00029] Второй модулятор 208 может представлять собой известный модулятор, например, DMD, MEMS и/или какой-либо набор подвижных зеркал, такой, чтобы свет, модулируемый модулятором 208 (в соответствии с управляющими сигналами из контроллера 201) мог быть обработан проекционной линзой 210 и, в конечном итоге, спроецирован на экран 212 для просмотра.

Один из вариантов осуществления обработки голографических данных

[00030] Как упоминалось выше, голографические данные можно получить из данных входного изображения во встроенном или автономном процессе. Фиг. 3 изображает один из вариантов осуществления системы 300 итеративной обработки (называемой алгоритмом Гершберга-Сэкстона, описание которого можно найти на http://en.wikipedia.org/wiki/Gerchberg%E2%80%93Saxton_algorithm), посредством которой из данных входного изображения можно получить голографические данные.

[00031] Предположим, что входное изображение 302 представляет собой требуемое изображение, подлежащее моделированию и/или представлению посредством дисплейной системы. Для создания голографического изображения 310 входного изображения 302, система 300 голографической обработки вводила бы данные 302 изображения в схему и размещала бы их посредством процесса 306 обратного преобразования Фурье.

[00032] Как видно, голографическое изображение 310 может представляться зрителю запутанным и, возможно, неупорядоченным изображением, оно фактически фиксирует содержание информации входного изображения, но – в частотной области. Частотную информацию (например, коэффициенты Фурье) можно ввести в блок 314 обработки вместе с моделью амплитуды света от источника 202 (312). Вывод блока 314 обработки может быть взят в процесс 316 преобразования Фурье, вырабатывающий получаемое изображение 320, являющееся приближением изображения 302. Разность между изображениями 302 и 320 вычисляют в блоке 304 обработки и используют для уточнения изображения, отправляемого в процесс 306 с целью повторения процесса до тех пор, пока погрешность между изображениями 320 и 302 не будет находиться в пределах допуска. Когда это будет достигнуто, изображение 310 можно использовать в качестве голографических данных, применяемых в первом модуляторе 204.

[00033] Как упоминалось, этот процесс может быть либо выполнен в реальном времени контроллером 201 на основании данных входного изображения, либо контроллер можно снабдить этими данными посредством какого-либо автономного процесса.

[00034] Фиг. 4 представляет собой один из вариантов осуществления генератора 400 голограммного изображения, выполненного в соответствии с принципами настоящей заявки. Генератор 400 может содержать лазерный источник 402 света (или какой-либо подходящий когерентный или частично когерентный источник света). Для регулировки интенсивности света от источника 402, этот свет может быть пропущен через один или несколько оптических поляризаторов 404. Следует отметить, что это может не являться требованием базовой системы, но может обеспечивать своего рода характерный признак глобального затемнения. Свет может быть расфокусирован в соответствии с оптическим элементом 406. Этот свет может затем проходить через полуволновую пластину 408 для поляризации света, как того требует его использование поляризационным разделителем 410 луча. Разделитель 410 позволяет поляризованному свету из полуволновой пластины 408 достигать пространственного модулятора 412 света (SLM), а затем перенаправляет свет, отраженный от пространственного модулятора 412, на линзу 414. SLM 412 cдвигает по фазе свет из полуволновой пластины 408 в соответствии с примененными к нему голографическими данными. Линза 414 выполняет на свете со сдвигом по фазе обратное преобразование Фурье, вырабатывая требуемое изображение на вводе 416 изображений. Ввод 416 изображений показан в качестве камеры, но он также может представлять собой последовательный модулятор в многомодуляторной системе.

Вариант осуществления вращающейся поляризационной пластины для управления лучом

[00035] Помимо голографических средств управления лучом имеются и другие немеханические модули управления лучом, которые могут быть пригодными в двухмодуляторной/многомодуляторной проекционной дисплейной системе.

[00036] В следующих ссылках описано использование вращающегося поляризатора в качестве средств осуществления управление лучом:

(1) заявка на патент США № 20130265554 авторов BARANEC и др., опубликованная 10 октября 2013 г. и озаглавленная «COMPACT LASER PROJECTION SYSTEMS AND METHODS»; и

(2) заявка на патент США № 20120188467 авторов Escuti и др., опубликованная 26 июля 2012 г. и озаглавленная «BEAM STEERING DEVICES INCLUDING STACKED LIQUID CRYSTAL POLARIZATION GRATINGS AND RELATED METHODS OF OPERATION»,

– все они посредством ссылки полностью включены в данное описание.

[00037] Фиг. 5А изображает один такой вариант осуществления, в котором может использоваться поляризационная пластина (например, как неподвижная, так и вращающаяся), осуществляющая требуемое управление лучом, обсуждаемое в данном документе. В одном из вариантов осуществления проекционная дисплейная система 500 может содержать лазерный (или какой-либо когерентный/частично когерентный) источник 502 света, оптический прибор 504 для восстановления поляризации (PRO), вращающийся поляризатор 506, образующие/расширяющие луч линзы 508, интегрирующий стержень (или, в качестве альтернативы, расширитель луча) 500, частичный разделитель 512а луча, зеркало 514, матрицу 516 MEMS, линзу 518, стековую стержневую матрицу 520, частичный разделитель 512b луча и матрицу 522 DMD.

[00038] Матрица 522 может служить в качестве второго и/или дополнительного модулятора для обеспечения дополнительной обработки света для окончательного проецирования окончательного изображения (и возможно, посредством дополнительных оптических элементов и/или компонентов). Компоненты 502-512а могут обеспечивать световой путь прямо в компонент 512b, например, в качестве главного луча, обеспечивающего, по существу, все требуемое освещение для окончательно проецируемого изображения. Однако, в зависимости от поляризации света от интегрирующего стержня (стержней) 510, можно использовать второй световой путь (например, вплоть до элемента 514), например, для пути освещения с высокой яркостью, который, в конечном итоге, можно рекомбинировать с главным лучом для обеспечения требуемого количества и размещения освещения с высокой яркостью.

[00039] Фиг. 5A изображает использование поляризации для управления количеством равномерного света, напрямую достигающего следующей ступени модуляции, и количеством света, достигающего модулятора высокой яркости, который затем сортируется на обособленные элементы разрешения (например, которые видны как сегменты, составляющие матрицу 520), и то, что получаемое неравномерное световое поле можно применять к следующей ступени модуляции. Также видно, что в матрице 520 можно использовать устройство 516 MEMS для сортировки достигающего его света на обособленные сегменты. В другом варианте осуществления, например, в случае немеханического управления лучом, можно заменить элементы 516, 518 и 520 элементами 410, 412 и 414.

[00040] В действии свет лазера от источника 502 света освещает оптическую подсистему 504 и поляризатор 506. Свет освещает вращающийся поляризатор 506, вращение которого можно вызвать под действием управляющих сигналов из контроллера (не показан). Поляризатор 506 поляризует свет от источника 502 света и регулирует ориентацию поляризации относительно поляризационного разделителя 512а луча. Подсистема 504 представляет собой необязательную подсистему циклического преобразования поляризации, которую можно использовать для улучшения эффективности поляризации. Стержень 510 используют для того чтобы сделать свет более равномерным так, чтобы его можно было использовать с модуляторами 516 и 522. Разделитель 512а луча будет отводить часть света, достигающего его от элементов 510—514, и направлять остальное в разделитель 512b луча. Количество каждой доли будет зависеть от ориентации поляризации, заданной посредством поляризатора 506. Зеркало 514 представляет собой необязательно складываемое зеркало, используемое для перенаправления света от разделителя 512а луча к матрице 516. Матрица 516 представляет собой устройство MEMS с независимо управляемыми зеркалами, которые могут отводить достигающий их свет к любому из сегментов интегрирующего стержня 520. Больше света отводится к сегментам, соответствующим более ярким зонам подлежащего воспроизведению изображения. Линза 518 представляет собой линзу, используемую для отображения света, отраженного от зеркал на матрицу 516 в сегментированный интегрирующий стержень 520. Разделитель 512b луча используют для комбинирования равномерного светового поля от разделителя 512а луча с, как правило, неравномерным световым полем от матрицы 520 на следующий модулятор 522. Для создания требуемого изображения модулятор 522 модулирует комбинированное световое поле от разделителя 512b луча. Как правило, за модулятором 522 следуют система проекционной линзы и экран, аналогичные 112 и 114 на фиг. 1A, которые используются для реализации требуемого изображения.

[00041] Контроллер (не показан) анализирует требуемое изображение, подлежащее воспроизведению, и обеспечивает управление элементами 506, 516 и 522 с целью генерирования этого изображения. Поляризатор 506 можно использовать для отвода количества света, требуемого для установления равномерного освещения, необходимого в модуляторе 522 для образования изображения. Остальной свет направляется в матрицу 516. Управление определяет для матрицы 516, сколько света направлено на каждый из сегментов матрицы 520. Более яркие части изображения будут обладать большим количеством света, направленного на соответствующие им сегменты. С целью создания требуемого изображения, комбинированное световое поле от разделителя 512b луча компенсируется посредством управляющего сигнала, отправляемого в модулятор 522. В случае, когда источник 502 содержит больше света, чем требуется, можно либо уменьшить интенсивность источника 502, либо использовать матрицу 516 для отвода неиспользуемого света наружу из матрицы 520 так, что он не достигает модулятора 522.

[00042] В другом варианте осуществления поляризатор 506 может представлять собой неподвижный элемент, а количество света, разделенное для пути высокой яркости может, по существу, представлять собой фиксированную процентную долю общего количества света, например, 90% – в главный световой путь, и 10% – в световой путь высокой яркости. Количество света высокой яркости, подлежащее рекомбинации с главным светом, можно регулировать, позволяя требуемому количеству света высокой яркости проходить в дамп света или в путь высокой яркости, и рекомбинировать с главным световым путем.

[00043] Фиг. 5B изображает еще один вариант осуществления проекторной дисплейной системы, которая может использовать модуль немеханического управления лучом в световом пути высокой яркости. В этом варианте осуществления свет от элемента 514 может проходить через разделитель 516b луча в SLM 517b. Этот свет можно голографически модулировать так, как это описано выше со ссылкой на фиг. 2, 3 и 4. Линза 518b может обеспечивать соответствующее преобразование Фурье, как обсуждено ранее, и получаемый свет может обеспечивать требуемую высокую яркость и комбинироваться в главный световой путь в разделителе 512b луча.

[00044] В данном описании было дано подробное описание одного или нескольких вариантов осуществления изобретения для прочтения наряду с сопроводительными фигурами, иллюстрирующими принципы изобретения. Следует понимать, что изобретение описано в связи с такими вариантами осуществления, однако настоящее изобретение не ограничивается никакими вариантами осуществления. Объем изобретения ограничен лишь формулой изобретения, и изобретение охватывает многочисленные альтернативы, модификации и эквиваленты. Различные конкретные подробности были изложены в данном описании, чтобы обеспечить четкое понимание настоящего изобретения. Эти подробности предоставлены в качестве примера, и настоящее изобретение может применяться на практике согласно формуле изобретения без некоторых или всех этих конкретных подробностей. Для ясности, технический материал, известный в областях техники, относящихся к изобретению, не был подробно описан с тем, чтобы не затруднять понимание изобретения.

Изобретение относится к системе дисплеев. Проекторная дисплейная система, при этом указанная дисплейная система содержит: источник света; первый голографический модулятор освещен указанным источником света, и указанный первый модулятор содержит модуль формирования голографических изображений и выполнен с возможностью наложения изменяющихся в пространстве сдвигов по фазе на свет, полученный от указанного источника света, для получения сдвинутого по фазе света; линзу, выполненную с возможностью пропускания света от указанного первого голографического модулятора и обеспечения преобразования Фурье указанного сдвинутого по фазе света в свет, полученный с помощью выполнения преобразования Фурье; второй модулятор освещен светом от указанной линзы и выполнен с возможностью модулировать свет от указанной линзы, содержит несколько зеркал и выполнен с возможностью модулирования указанного света, полученного с помощью выполнения преобразования Фурье, для формирования изображения для проецирования; и контроллер. Технический результат – обеспечение возможности использовать немеханическое управление лучом. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Проекторная дисплейная система, при этом указанная дисплейная система содержит:

источник света;

первый голографический модулятор освещен указанным источником света, и указанный первый модулятор содержит модуль формирования голографических изображений и выполнен с возможностью наложения изменяющихся в пространстве сдвигов по фазе на свет, полученный от указанного источника света, для получения сдвинутого по фазе света;

линзу, выполненную с возможностью пропускания света от указанного первого голографического модулятора и обеспечения преобразования Фурье указанного сдвинутого по фазе света в свет, полученный с помощью выполнения преобразования Фурье;

второй модулятор освещен светом от указанной линзы и выполнен с возможностью модулировать свет от указанной линзы, содержит несколько зеркал и выполнен с возможностью модулирования указанного света, полученного с помощью выполнения преобразования Фурье, для формирования изображения для проецирования; и

контроллер, содержащий:

процессор; и

запоминающее устройство, связанное с указанным процессором и содержащее считываемые процессором команды, так, что когда указанный процессор считывает указанные считываемые процессором команды, они обуславливают выполнение указанным процессором следующих функций:

(а) прием данных изображения;

(b) отправку управляющих сигналов в указанный первый голографический модулятор, чтобы первый голографический модулятор мог распределять требуемую долю света от указанного источника света на указанный второй модулятор и наложения указанных изменяющихся в пространстве сдвигов по фазе на указанный свет, полученный от указанного источника света, согласно указанным данным изображения; и

(c) отправку управляющих сигналов на указанный второй модулятор для модулирования указанного света, полученного с помощью выполнения преобразования Фурье, как требуется для формирования указанного изображения для проецирования.

2. Дисплейная система по п. 1, отличающаяся тем, что свет, проходящий от указанной линзы, может выполнять освещение высокой яркости участков на указанном проецируемом изображении.

3. Проекторная дисплейная система, при этом указанная дисплейная система содержит:

источник света;

поляризатор освещен указанным источником света и выполнен с возможностью создания поляризации для света, полученного от указанного источника света;

расширитель луча, при этом указанный расширитель луча расширяет указанный свет от указанного поляризатора;

первый поляризационный разделитель луча, выполненный с возможностью, исходя из поляризации, созданной указанным поляризатором, разделения света на первый свет, проходящий по главному световому пути, и второй свет, проходящий по пути высокой яркости;

пространственный модулятор света, выполненный с возможностью принимать указанный свет по указанному пути высокой яркости и возможностью модулирования указанного второго света для создания света высокой яркости;

второй частичный разделитель луча, выполненный с возможностью комбинирования указанного света высокой яркости и указанного первого света; и

контроллер, содержащий:

процессор, и

запоминающее устройство, связанное с указанным процессором и содержащее считываемые процессором команды так, что, когда указанный процессор считывает указанные считываемые процессором команды, они обуславливают выполнение указанным процессором следующих функций:

(а) прием данных изображения, содержащих по меньшей мере один участок высокой яркости; и

(b) отправку указанному пространственному модулятору света управляющих сигналов так, чтобы указанный пространственный модулятор света мог отправлять требуемое количество света высокой яркости, подлежащего комбинированию со светом с главного светового пути в указанном втором частичном разделителе луча для формирования указанного света высокой яркости.

4. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что указанный поляризатор представляет собой поляризатор, выбранный из группы, состоящей из вращающегося поляризатора и неподвижного поляризатора.

5. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что указанный поляризатор представляет собой вращающийся поляризатор, при этом дисплейная система дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью отправки в указанный вращающийся поляризатор управляющих сигналов для управления количеством второго света, подлежащего отделению в световой путь высокой яркости c указанного главного светового пути.

6. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что указанный поляризатор представляет собой неподвижный поляризатор, при этом дисплейная система дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью отправки в указанный пространственный модулятор света управляющих сигналов для управления количеством света высокой яркости, подлежащего комбинированию с указанным первым светом.

7. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что указанный пространственный модулятор света дополнительно содержит матрицу MEMS и интегрирующий стержень.

8. Дисплейная система по п. 7, отличающаяся тем, что указанная матрица MEMS выполнена с возможностью пространственного модулирования указанного первого света и направления указанного первого света на указанный интегрирующий стержень для осуществления комбинирования указанного освещения высокой яркости с указанным первым светом.

9. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что указанный пространственный модулятор света дополнительно содержит второй частичный разделитель луча, голографический пространственный модулятор света (SLM) и линзу.

10. Дисплейная система по п. 9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью отправки сигналов в указанный голографический SLM с целью модулирования указанного второго света для формирования указанного освещения с высокой яркостью.

11. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит оптический прибор для восстановления поляризации, размещенный перед указанным поляризатором.

12. Дисплейная система по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит расширитель луча, расположенный между указанным поляризатором и указанным первым поляризационным разделителем луча.

13. Дисплейная система по п. 1, отличающаяся тем, что указанный контроллер выполнен с возможностью применения алгоритма Гершберга-Сэкстона к указанным данным изображения для получения голографических данных, причем указанный первый голографический модулятор выполнен с возможностью наложения указанных изменяющихся в пространстве сдвигов по фазе на указанный свет, полученный от указанного источника света согласно указанным голографическим данным.