СИСТЕМА И СПОСОБ ПРОЕЦИРОВАНИЯ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ РАВНОМЕРНОСТИ Российский патент 2024 года по МПК H04N9/31 

Перекрестные ссылки на родственные заявки

[0001] Данная заявка притязает на приоритет предварительных заявок на патент (США) № 61/967655 и 63/125202, поданных 30 января 2020 года и 14 декабря 2020 года, соответственно, каждая из которых полностью содержится в данном документе по ссылке.

Уровень техники

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Данная заявка, в общем, относится к системам и способам проецирования коррекции ошибок равномерности в кадре с изображением.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0003] Цифровые проекционные системы типично используют источник света и оптическую систему для того, чтобы проецировать изображение на поверхность или экран. Источник света, выступающий в качестве цветного дисплея, смешивает первичные цвета, с тем чтобы создавать другие цвета. Чтобы отображать или проецировать конкретный цвет, точная смесь требуется и должна повторяться по полному кадру с изображением. При отображении чистого белого изображения, например, источник света максимизирует значения красного, зеленого и синего цвета в каждой точке на поверхности или экране. Тем не менее, когда точная смесь не является идентичной по полному кадру с изображением, изображение имеет ошибку равномерности. Ошибки равномерности могут вызываться посредством физических характеристик цифровой проекционной системы (например, технологических допусков, износа на компонентах проектора, тепловых эффектов, изогнутых кабелей и т.п.). Ошибки равномерности изображений могут категоризироваться на ошибки равномерности цветности и ошибки равномерности яркости. Например, подкрашивание цветности может возникать вдоль краев проецируемого изображения (ошибка равномерности цветности), либо некоторые секции проецируемого изображения могут выглядеть более яркими, чем другие (ошибка равномерности яркости).

Краткая сущность изобретения

[0004] Различные аспекты настоящего раскрытия сущности относятся к устройствам, системам и способам для коррекции равномерности отображаемого изображения.

[0005] В одном примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрена проекционная система, содержащая источник света, выполненный с возможностью излучать свет в ответ на данные изображений; оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света, и контроллер, выполненный с возможностью: принимать ввод, ассоциированный с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, преобразовывать ввод, ассоциированный с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, определять карту усилений на основе множества значений первичных цветов проектора, применять карту усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и проецировать изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

[0006] В другом примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрен способ коррекции изображения, предоставленного посредством источника света, выполненного с возможностью излучать свет в ответ на данные изображений, и оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света, при этом способ содержит: прием ввода, ассоциированного с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, преобразование ввода, ассоциированного с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, определение карты усилений на основе множества значений первичных цветов проектора, применение карты усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и проецирование изображения с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

[0007] В другом примерном аспекте настоящего раскрытия сущности, предусмотрен энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством процессора проекционной системы, включающей в себя источник света, выполненный с возможностью излучать свет в ответ на данные изображений, и оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света, инструктируют проекционному устройству выполнять операции, содержащие прием ввода, ассоциированный с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, преобразование ввода, ассоциированного с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, определение карты усилений на основе множества значений первичных цветов проектора, применение карты усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и проецирование изображения с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

[0008] Таким образом, различные аспекты настоящего раскрытия сущности предоставляют отображение изображений, имеющих расширенный динамический диапазон и высокое разрешение, и осуществляют улучшения по меньшей мере в областях техники проецирования изображений, голографии, обработки сигналов и т.п.

Краткое описание чертежей

[0009] Эти и другие более подробные и конкретные признаки различных вариантов осуществления более полно раскрываются в нижеприведенном описании, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

[0010] Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему примерной проекционной системы согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности;

[0011] Фиг. 2A-2B иллюстрируют виды примерного пространственного светомодулятора для использования с различными аспектами настоящего раскрытия сущности;

[0012] Фиг. 3 иллюстрирует примерный способ калибровки в примерной оптической системе по фиг. 1;

[0013] Фиг. 4A-4C иллюстрируют виды нескорректированных световых полей, проецируемых посредством примерной оптической системы по фиг. 1;

[0014] Фиг. 5A-5C иллюстрируют виды коррекции цветности, применяемой к нескорректированным световым полям по фиг. 4A-4C; и

[0015] Фиг. 6 иллюстрирует вид профиля яркости после коррекции цветности по фиг. 5A-5C.

Подробное описание изобретения

[0016] Это раскрытие сущности и его аспекты могут осуществляться в различных формах, включающих в себя аппаратные средства, устройства или схемы, управляемые посредством машинореализованных способов, компьютерных программных продуктов, компьютерных систем и сетей, пользовательских интерфейсов и интерфейсов прикладного программирования; а также аппаратно-реализованные способы, схемы обработки сигналов, матрицы запоминающего устройства, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) и т.п. Вышеприведенная сущность изобретения предназначена только для того, чтобы выдавать общую идею относительно различных аспектов настоящего раскрытия сущности, и не ограничивает объем раскрытия сущности каким-либо образом.

[0017] В нижеприведенном описании, изложено множество подробностей, таких как конфигурации оптических устройств, временные синхронизации, операции и т.п., с тем чтобы предоставлять понимание одного или более аспектов настоящего раскрытия сущности. Специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что эти конкретные подробности являются просто примерными и не имеют намерение ограничивать объем этой заявки.

[0018] Кроме того, хотя настоящее раскрытие сущности фокусируется главным образом на примерах, в которых различные схемы используются в цифровых проекционных системах, следует понимать, что это представляет собой просто один пример реализации. Дополнительно следует понимать, что раскрытые системы и способы могут использоваться в любом устройстве, в котором имеется потребность в том, чтобы проецировать свет; например, в кинематографических, потребительских и других коммерческих проекционных системах, дисплеях на лобовом стекле, дисплеях в стиле виртуальной реальности и т.п. Раскрытые системы и способы могут реализовываться в дополнительных устройствах отображения, к примеру, с OLED-дисплеем, ЖК-дисплеем, дисплеем на квантовых точках и т.п.

[0019] Равномерность цветности и яркости

[0020] Как описано выше, равномерность изображений может категоризироваться на равномерность цветности и равномерность яркости. Равномерность цветности представляет собой показатель варьирования цветности в кадре с изображением (т.е. в полном кадре пикселов, которые создают изображение) без учета абсолютной цветности требуемого цвета. Равномерность цветности может измеряться посредством сравнения цветности изображения с цветностью требуемого цвета.

[0021] Равномерность яркости представляет собой показатель того, насколько хорошо яркость в кадре с изображением соответствует предписанному профилю яркости. Хотя профиль яркости может не быть плоским, равномерная яркость может быть сглаженной и симметричной вокруг центра изображения, хотя и большей в центре. Равномерность яркости может учитывать не абсолютную яркость требуемого цвета, а вместо этого профиль яркости. Равномерность яркости может измеряться посредством сравнения яркости изображения с яркостью требуемого цвета. Если профиль яркости не является плоским, яркость должна совпадать в центре изображения.

[0022] Варьирования равномерности яркости и равномерности цветности не могут одинаково восприниматься посредством глаз зрителя проецируемого изображения. Ошибки равномерности яркости могут быть очень большими без явной визуальной неприемлемости и в некоторых случаях могут игнорироваться. Тем не менее, ошибки равномерности цветности легко замечаются. Например, для белого плоского полевого изображения, если цветность является равномерной, и яркость плавно отклоняется от профиля яркости от 10% до 20%, вероятность того, что наблюдатель замечает ошибку яркости, является низкой. Тем не менее, если цветность имеет каждый из первичных цветов, варьирующихся друг от друга от 10% до 20%, ошибка цветности является более легко заметной.

[0023] Эти отклонения в цветности и яркости для кадра с изображением возникают вследствие проектора, имеющего физические компоненты с неидеальным поведением, которое может вызываться в силу технологических допусков, износа компонентов проектора, тепловых эффектов, изогнутых кабелей и т.п. Например, когда плоское белое изображение применяется в качестве ввода без коррекции равномерности, экран показывает необработанные первичные световые поля. Чтобы отображать плоские белые изображения, первичные световые поля могут полностью возбуждаться при максимальной мощности. Соответственно, коррекция равномерности белого изображения заключает в себе уменьшение света в зонах первичных световых полей. Высокий пиковый уровень первичных световых полей требуется, так что коррекция равномерности должна минимизировать любое уменьшение яркости.

[0024] Коррекция равномерности цветности регулирует уровни самих первичных световых полей таким образом, что первичная смесь первичных световых полей является идентичной по полному кадру с изображением. Например, когда первичные световые поля представляют собой красный, зеленый и синий цвет (т.е. первичный RGB-цвет), белый цвет отображается в качестве (R, G, B)=(1, 1, 1), где 1 составляет максимальное значение для каждого светового поля. Первичные световые поля должны регулироваться таким образом, что каждая точка на кадре с изображением уменьшается до минимального значения трех первичных световых полей, приводя к равномерности цветности с минимальными суммарными потерями света. Выполнение этой операции на белом экране может корректировать ошибку равномерности во всех плоских полевых изображениях, отличных от белого, для проекционной системы. Тем не менее, в ситуации, в которой первичное световое поле имеет такой низкий уровень, что коррекция цветности приводит к неприемлемо низкому световому выходу, дисплей может считаться дефектным.

[0025] Если коррекция равномерности цветности уже применяется, коррекция равномерности яркости регулирует все первичные световые поля на идентичные величины, поскольку каждое первичное световое поле имеет идентичную карту уровней или форму. Тем не менее, эта форма может не совпадать с предписанным профилем яркости, и попытка обеспечивать совпадение с предписанным профилем яркости заключает в себе уменьшение светового уровня каждого из первичных световых полей. Соответственно, равномерность яркости может применяться только в том случае, если неравномерность является видимой для наблюдателя, или дисплей должен соответствовать стандартным спецификациям для равномерности.

[0026] Коррекция цветности извлекает выгоду из целевого профиля яркости, в котором все первичные световые поля являются соответствующими. Если любые или необработанные первичные световые поля не являются сглаженными, целевой профиль яркости, который составляет минимум из трех световых полей, также может не быть сглаженным. Коррекция равномерности цветности, нацеленная на несглаженный профиль яркости, должна создавать неравномерность яркости, которая может быть видимой. Чтобы предотвращать это, сглаженный нижний предел минимума первичных световых полей используется в качестве целевого профиля яркости. Если коррекция равномерности яркости включается в целевой профиль яркости, идентичное ограничение по сглаживанию может использоваться. Различные операции коррекции, описанные в данном документе, могут реализовываться посредством проектора, как подробнее описано ниже.

[0027] Системы с проектором

[0028] Фиг. 1 иллюстрирует примерную высококонтрастную проекционную систему 100 согласно различным аспектам настоящего раскрытия сущности. В частности, фиг. 1 иллюстрирует проекционную систему 100, которая включает в себя источник 101 света, выполненный с возможностью излучать первый свет 102; осветительную оптику 103 (один пример оптической системы освещения в соответствии с настоящим раскрытием сущности), выполненную с возможностью принимать первый свет 102 и перенаправлять, регулировать или иным образом модифицировать его, чтобы за счет этого формировать второй свет 104 (т.е. регулируемый свет); DMD 105, выполненный с возможностью принимать второй свет 104 и избирательно перенаправлять и/или модулировать его в качестве третьего света 106 (т.е. модулированного света); первую проекционную оптику 107, выполненную с возможностью принимать третий свет 106 и проецировать его в качестве четвертого света 108; фильтр 109, выполненный с возможностью фильтровать четвертый свет 108, чтобы за счет этого формировать пятый свет 110; и вторую проекционную оптику 111, выполненную с возможностью принимать пятый свет 110 и проецировать его в качестве шестого света 112 на экран 113.

[0029] В практических реализациях, проекционная система 100 может включать в себя меньшее число оптических компонентов или может включать в себя дополнительные оптические компоненты, такие как зеркала, линзы, волноводы, оптические волокна, расщепители луча, рассеиватели и т.п. За исключением экрана 113, компоненты, проиллюстрированные на фиг. 1, могут, в одной реализации, интегрироваться в корпус, чтобы предоставлять проекционное устройство. В других реализациях, проекционная система 100 может включать в себя несколько корпусов. Например, источник 101 света, осветительная оптика 103 и DMD 105 могут предоставляться в первом корпусе, и первая проекционная оптика 107, фильтр 109 и вторая проекционная оптика 111 могут предоставляться во втором корпусе, который может сопрягаться с первым корпусом. В некоторых дополнительных реализациях, один или более корпусов могут непосредственно включать в себя подузлы. Один или более корпусов такого проекционного устройства могут включать в себя дополнительные компоненты, такие как запоминающее устройство, порты ввода/вывода, схема связи, источник мощности и т.п.

[0030] Источник 101 света, например, может представлять собой источник лазерного света, светодиод и т.п. В общем, источник 101 света представлять собой любой светоизлучатель, который излучает свет. В некоторых реализациях, свет представляет собой когерентный свет. В некоторых аспектах настоящего раскрытия сущности, источник 101 света может содержать несколько отдельных светоизлучателей, соответствующих различной длине волны или диапазону длин волн. Источник 101 света излучает свет в ответ на сигнал изображения, предоставленный посредством контроллера 114, например, одного или более процессоров, таких как центральный процессор (CPU) проекционной системы 100. Сигнал изображения включает в себя данные изображений, соответствующие множеству кадров, которые должны последовательно отображаться. Отдельные элементы в проекционной системе 100, включающей в себя DMD 105, могут управляться посредством контроллера 114. Хотя конкретно не проиллюстрировано на фиг. 1, контроллер 114 дополнительно или альтернативно может управлять осветительной оптикой 103, первой проекционной оптикой 107 и второй проекционной оптикой 111. Сигнал изображения может исходить из внешнего источника потоковым или облачным способом, может исходить из внутреннего запоминающего устройства проекционной системы 100, такого как жесткий диск, может исходить из съемного носителя, который функционально соединяется с проекционной системой 100, либо из комбинаций вышеозначенного.

[0031] Хотя фиг. 1 иллюстрирует, в общем, линейный оптический тракт, на практике оптический тракт, в общем, является более сложным. Например, в проекционной системе 100, второй свет 104 из осветительной оптики 103 регулируется в DMD-микросхему 105 (или микросхемы) под наклонным углом.

[0032] Чтобы иллюстрировать преимущества угла падения и DMD-зеркал, фиг. 2A-2B показывают примерный DMD 200 в соответствии с различными аспектами настоящего раскрытия сущности. В частности, фиг. 2A иллюстрирует вид сверху DMD 200, и фиг. 2B иллюстрирует вид в частичном поперечном сечении DMD 200, вдоль линии II-B, проиллюстрированной на фиг. 2A. DMD 200 включает в себя множество квадратных микрозеркал 202, размещаемых в двумерной прямоугольной решетке на подложке 204. В некоторых примерах, DMD 200 может представлять собой цифровой светопроцессор (DLP) компании Texas Instruments. Каждое микрозеркало 202 может соответствовать одному пикселу конечного проецируемого изображения и может быть выполнено с возможностью наклоняться вокруг оси 208 вращения, показанной для одного конкретного поднабора микрозеркал 202, посредством электростатического или другого приведения в действие. Отдельные микрозеркала 202 имеют ширину 212 и размещаются с зазорами с шириной 210 между ними. Микрозеркала 202 могут формироваться или покрываться любым очень отражательным материалом, таким как алюминий или серебро, чтобы за счет этого зеркально отражать свет. Зазоры между микрозеркалами 202 могут быть поглощающими таким образом, что входной свет, который входит в зазор, поглощается посредством подложки 204.

[0033] Хотя фиг. 2A явно показывает только некоторые характерные микрозеркала 202, на практике DMD 200 может включать в себя гораздо больше отдельных микрозеркал в числе, равном разрешению проекционной системы 100. В некоторых примерах, разрешение может составлять 2K (2048×1080), 4K (4096×2160), 1080p (1920×1080), потребительское 4K (3840×2160) и т.п. Кроме того, в некоторых примерах микрозеркала 202 могут быть прямоугольными и размещаемыми в прямоугольной решетке; шестиугольными и размещаемыми в шестиугольной решетке и т.п. Кроме того, хотя фиг. 2A иллюстрирует ось 208 вращения, протягивающуюся в наклонном направлении, в некоторых реализациях ось 208 вращения может протягиваться вертикально или горизонтально.

[0034] Как можно видеть на фиг. 2B, каждое микрозеркало 202 может соединяться с подложкой 204 посредством хомута 214, который соединяется с возможностью вращения с микрозеркалом 202. Подложка 204 включает в себя множество электродов 216. Хотя только два электрода 216 на микрозеркало 202 являются видимыми в виде в поперечном сечении по фиг. 2B, каждое микрозеркало 202 может на практике включать в себя дополнительные электроды. Хотя конкретно не проиллюстрировано на фиг. 2B, DMD 200 дополнительно может включать в себя разделительные слои, несущие слои, шарнирные компоненты, чтобы управлять высотой или ориентацией микрозеркала 202, и т.п. Подложка 204 может включать в себя электронную схему, ассоциированную с DMD 200, такую как CMOS-транзисторы, запоминающие элементы и т.п.

[0035] В зависимости от конкретной операции и управления электродами 216, отдельные микрозеркала 202 могут переключаться между "включенной" позицией, "отключенной" позицией и неприведенной в действие или нейтральной позицией. Если микрозеркало 202 находится во включенной позиции, оно приводится в действие до угла (например) в -12° (т.е. вращается против часовой стрелки на 12° относительно нейтральной позиции) с тем, чтобы зеркально отражать входной свет 206 в свет 218 во включенном состоянии. Если микрозеркало 202 находится в отключенной позиции, оно приводится в действие до угла (например) в +12° (т.е. вращается по часовой стрелке на 12° относительно нейтральной позиции) с тем, чтобы зеркально отражать входной свет 206 в свет 220 в отключенном состоянии. Свет 220 в отключенном состоянии может быть направлен к световой ловушке, которая поглощает свет 220 в отключенном состоянии. В некоторых случаях, микрозеркало 202 может не приводиться в действие и находиться параллельно подложке 204. Конкретные углы, проиллюстрированные на фиг. 2A-2B и описанные здесь, являются просто примерными, а не ограничивающими. В некоторых реализациях, углы во включенной и отключенной позиции могут составлять между ±11 и ±13 градусов (включительно), соответственно.

[0036] В контексте по фиг. 1, в котором DMD-зеркала используют угловой наклон в 12°, чтобы отражать или отбрасывать свет, второй свет 104 регулируется в DMD-микросхему 105 под фиксированным углом в 24°. Когда отдельное зеркало наклоняется под первым предварительно определенным углом (например, в -12°), зеркало считается находящимся во включенном состоянии и перенаправляет свет к первой проекционной оптике 107, фильтру 109 и второй проекционной оптике 111 (например, в предварительно определенное местоположение). Когда отдельное зеркало наклоняется под вторым предварительно определенным углом (например, +12°), зеркало считается находящимся в отключенном состоянии и перенаправляет свет в световую ловушку, расположенную за пределами активной площади изображения.

[0037] Чтобы обеспечивать то, что изображение на экране 113 имеет приемлемую четкость и имеет коррекцию цветности и равномерности для кадра с изображением, контроллер 114 может калиброваться и/или быть выполнен с возможностью предоставлять коррекцию равномерности для данных изображений, предоставленных в источник 101 света.

[0038] Способ коррекции равномерности

[0039] Фиг. 3 иллюстрирует примерный способ коррекции равномерности, который может осуществляться во время калибровки проекционной системы 100, проиллюстрированной на фиг. 1. Способ коррекции по фиг. 3 может осуществляться автоматизированным способом, например, через компьютерную программу, как подробнее описано ниже.

[0040] На этапе 301, способ коррекции принимает ввод, ассоциированный с множеством световых значений. Множество световых значений могут соответствовать или ассоциироваться с множеством первичных световых полей. Например, множество световых значений могут включать в себя значение красного светового поля в каждой точке (например, в каждом пикселе) кадра с изображением, значение светового поля зеленого цвета в каждой точке кадра с изображением и значение светового поля синего цвета в каждой точке кадра с изображением.

[0041] В некоторых реализациях, ввод, ассоциированный с множеством световых значений первого изображения, представляет собой снимок первого изображения, сделанный камерой. Например, первое изображение проецируется с помощью оптической системы в кадре с изображением. Первое изображение может представлять собой белое изображение, состоящее из множества первичных световых полей, к примеру, красного, зеленого и синего цвета. Первое изображение может включать в себя ошибки цветности, такие как подкрашивание сигналов цветности вдоль краев кадра с изображением. Фиг. 4A-4C предоставляют примерные световые поля первого изображения. Фиг. 4A предоставляет нескорректированное красное световое поле белого изображения, фиг. 4B предоставляет нескорректированное световое поле зеленого цвета белого изображения, и фиг. 4C предоставляет нескорректированное световое поле синего цвета белого изображения.

[0042] Как можно видеть на фиг. 4A, контур нескорректированного красного светового поля в одном углу, представленном в качестве (0, 40), ниже соответствующего угла контура нескорректированного светового поля зеленого цвета на фиг. 4B и нескорректированного светового поля синего цвета на фиг. 4C. Это означает то, что нескорректированное световое поле красного цвета имеет более низкое значение яркости в (0, 40), чем нескорректированное световое поле зеленого цвета и нескорректированное световое поле синего цвета в (0, 40). Аналогично, контур нескорректированного красного светового поля в (40, 40) больше соответствующего контура нескорректированного светового поля зеленого цвета и нескорректированного светового поля синего цвета. Это означает то, что нескорректированное световое поле красного цвета имеет более высокое значение яркости в (40, 40), чем нескорректированное световое поле зеленого цвета и нескорректированное световое поле синего цвета в (40, 40).

[0043] Камера выступает в качестве колориметра, который измеряет значения R, G и B первого изображения, проецируемого посредством проекционной системы 100, поскольку снятое камерой изображение (например, ввод, ассоциированный с множеством световых значений) предоставляет измеренное значение R, G и B в каждой точке в кадре с изображением. Тем не менее, эти значения могут линейно преобразовываться из действительных значений, проецируемых посредством проекционной системы 100. На этапе 302, способ коррекции преобразует ввод во множество значений первичных цветов проектора. Это преобразование предоставляет фактические световые значения множества световых полей, проецируемых посредством проектора 100 и включенных в первое изображение.

[0044] На этапе 303, способ коррекции определяет карту усилений на основе множества значений первичных цветов проектора. Например, когда первое изображение, проецируемое посредством проекционной системы 100, представляет собой белое изображение, значения R, G и B задаются равными максимуму. Тем не менее, максимум каждого значения может немного отличаться вследствие недостатков в изготовлении и/или калибровке либо неидеального поведения физических компонентов. Они могут приводить к подкрашиванию сигналов цветности или другим ошибкам цветности и яркости в первом изображении. Значения первичных цветов проектора предоставляют фактические значения, которые проекционная система 100 выводит для первого изображения, включающие в себя ошибку.

[0045] Если каждое из множества первичных световых полей является максимальным, равномерность может достигаться посредством понижения каждого значения R, G и B до минимума первичных световых полей. Соответственно, уровень первичного светового поля красного цвета, уровень первичного светового поля зеленого цвета и уровень первичного светового поля синего цвета, соответственно, регулируются таким образом, что для каждой точки в кадре с изображением, соответствующие уровни уменьшаются до минимума уровней для каждой точки. Карта усилений предоставляет карту, показывающую то, насколько существенное регулирование должно возникать в каждой точке в кадре с изображением, чтобы достигать равномерности. Фиг. 5A, например, предоставляет коррекцию цветности красного цвета для нескорректированного красного светового поля по фиг. 4A. Фиг. 5B предоставляет коррекцию цветности зеленого цвета для нескорректированного светового поля зеленого цвета по фиг. 4B. Фиг. 5C предоставляет коррекцию цветности синего цвета для нескорректированного светового поля синего цвета по фиг. 4C.

[0046] Как видно на фиг. 5B, уровень светового поля зеленого цвета (например, световое значение) в (0, 40) умножается на 0,9, чтобы уменьшать уровень. Это уменьшение снижает уровень светового поля зеленого цвета до уровня красного светового поля в (0, 40). На фиг. 5C, аналогичная величина уменьшения применяется к световому полю синего цвета, чтобы снижать уровень светового поля синего цвета до уровня красного светового поля в (0, 40). Аналогично, как проиллюстрировано на фиг. 5A, уровень красного светового поля в (40, 40) умножается на 0,94, чтобы уменьшать уровень красного светового поля до уровня светового поля зеленого цвета в (40, 40).

[0047] На этапе 304, способ коррекции применяет карту усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности. Например, карты усилений по фиг. 5A, 5B и 5C применяются к нескорректированным световым полям по фиг. 4A, 4B и 4C, соответственно. Карта усилений может применяться к данным изображений посредством контроллера 200 до предоставления данных изображений в источник 101 света. Например, контроллер 200 модифицирует данные изображений, предоставленные в источник 101 света, и в силу этого модифицирует изображение, проецируемое посредством источника 101 света. Изображение может представлять собой второе изображение, отличающееся от первого изображения. На этапе 305, способ коррекции проецирует изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением. Например, изображение, заданное посредством скорректированных данных изображений, отображается зрителю. Второе изображение может иметь скорректированное световое поле, к примеру, как проиллюстрировано посредством фиг. 6. Второе изображение может быть визуально равномерным для кадра с изображением. Дополнительно, второе изображение может иметь профиль яркости, который представляет собой сглаженный максимальный нижний предел множества первичных световых полей, вследствие применения карты усилений и регулирования уровней множества первичных световых полей. Посредством использования сглаженного максимального нижнего предела, достигается сглаженный профиль яркости.

[0048] В качестве одного конкретного примера операций по фиг. 3, следующий псевдокод представляется с использованием MATLAB-формата:

[0049] В вышеприведенном псевдокоде, imgIn представляет собой входное изображение, выражаемое в отображаемых первичных уровнях, и может показывать ошибки равномерности; imgGain представляет собой изображение с усилением, используемое для того, чтобы применять коррекцию равномерности; imgShow представляет собой изображение, используемое для того, чтобы активировать устройство отображения; imgCapture представляет собой отображаемое изображение, захватываемое посредством камеры и преобразованное в отображаемые первичные уровни; imgTarget представляет собой изображение для уровня, которому должны соответствовать R, G и B-изображения после коррекции; TakeAndConvertPicture() представляет собой функцию, которая делает снимок отображаемого изображения и преобразует его в отображаемые первичные уровни; minRGB представляет собой функцию, которая принимает RGB-изображение и возвращает монохромное изображение с каждым пикселом как минимум R, G и B в этом пикселе; и Smooth() представляет собой функцию, которая сглаживает изображение достаточно, чтобы удалять нежелательные более высокие пространственные варьирования в яркости.

[0050] Операции, описанные в данном документе, могут реализовываться как инструкции или код, сохраненный на энергонезависимом машиночитаемом носителе, таком как жесткий диск или другой носитель хранения данных, содержащийся или ассоциированный с проекционной системой 100 (например, в запоминающем устройстве контроллера 114).

[0051] Вышеуказанные системы и способы проецирования могут предоставлять коррекцию ошибок равномерности в кадре с изображением. Системы, способы и устройства в соответствии с настоящим раскрытием сущности могут принимать любую одну или более следующих конфигураций.

[0052] (1) Проекционная система, содержащая: источник света, выполненный с возможностью излучать свет в ответ на данные изображений; оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света; и контроллер, выполненный с возможностью: принимать ввод, ассоциированный с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, преобразовывать ввод, ассоциированный с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, определять карту усилений на основе множества значений первичных цветов проектора, применять карту усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и проецировать изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

[0053] (2) Проекционная система согласно (1), в которой оптическая система включает в себя: осветительную оптику, выполненную с возможностью регулировать свет, излучаемый посредством источника света, в регулируемый свет; цифровое микрозеркальное устройство, выполненное с возможностью принимать регулируемый свет из осветительной оптики и преобразовывать регулируемый свет в модулированный свет; и проекционную оптику, выполненную с возможностью проецировать модулированный свет на экран.

[0054] (3) Проекционная система согласно любому из (1)-(2), в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью проецировать первое изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, причем первое изображение содержит множество первичных световых полей.

[0055] (4) Проекционная система согласно любому из (1)-(3), в которой ввод, ассоциированный с множеством световых значений первого изображения, представляет собой снимок первого изображения, сделанный камерой.

[0056] (5) Проекционная система согласно любому из (1)-(4), в которой применение карты усилений к изображению включает в себя модификацию сигнала изображения, предоставленного посредством источника света.

[0057] (6) Проекционная система согласно любому из (1)-(5), в которой множество первичных световых полей включают в себя первичные световые поля красного, зеленого и синего цвета.

[0058] (7) Проекционная система согласно (6), в которой уровень первичного светового поля красного цвета, первичного светового поля зеленого цвета и первичного светового поля синего цвета, соответственно, регулируется таким образом, что для множества отдельных точек на кадре с изображением, соответствующие уровни уменьшаются до минимума уровней для множества отдельных точек.

[0059] (8) Проекционная система согласно любому из (1)-(7), в которой первое изображение включает в себя подкрашивание сигналов цветности по меньшей мере в одном местоположении по меньшей мере на одном крае кадра с изображением.

[0060] (9) Проекционная система согласно любому из (1)-(8), в которой второе изображение является визуально равномерным для кадра с изображением.

[0061] (10) Проекционная система согласно любому из (1)-(9), в которой сглаженный максимальный нижний предел множества первичных световых полей представляет собой профиль яркости второго изображения.

[0062] (11) Способ коррекции изображения, предоставленного посредством источника света, выполненного с возможностью излучать свет в ответ на данные изображений, и оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света, при этом способ содержит: прием ввода, ассоциированного с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, преобразование ввода, ассоциированного с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, определение карты усилений на основе множества значений первичных цветов проектора, применение карты усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и проецирование изображения с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

[0063] (12) Способ согласно (11), в котором оптическая система включает в себя: осветительную оптику, выполненную с возможностью регулировать свет, излучаемый посредством источника света, в регулируемый свет; цифровое микрозеркальное устройство, выполненное с возможностью принимать регулируемый свет из осветительной оптики и преобразовывать регулируемый свет в модулированный свет; и проекционную оптику, выполненную с возможностью проецировать модулированный свет на экран.

[0064] (13) Способ согласно (11) или (12), дополнительно содержащий проецирование первого изображения с помощью оптической системы в кадре с изображением, причем первое изображение содержит множество первичных световых полей.

[0065] (14) Способ согласно любому из (11)-(13), в котором ввод, ассоциированный с множеством световых значений первого изображения, представляет собой снимок первого изображения, сделанный камерой.

[0066] (15) Способ согласно любому из (11)-(14), в котором применение карты усилений к изображению включает в себя модификацию сигнала изображения, предоставленного посредством источника света.

[0067] (16) Способ согласно любому из (11)-(15), в котором множество первичных световых полей включают в себя первичные световые поля красного, зеленого и синего цвета.

[0068] (17) Способ согласно (16), в котором уровень первичного светового поля красного цвета, первичного светового поля зеленого цвета и первичного светового поля синего цвета, соответственно, регулируется таким образом, что для множества отдельных точек на кадре с изображением, соответствующие уровни уменьшаются до минимума уровней для множества отдельных точек.

[0069] (18) Способ согласно любому из (11)-(17), в котором второе изображение является визуально равномерным для кадра с изображением.

[0070] (19) Способ согласно любому из (11)-(18), в котором сглаженный максимальный нижний предел множества первичных световых полей представляет собой профиль яркости второго изображения.

[0071] (20) Энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством процессора проекционной системы, инструктируют проекционной системе выполнять операции, содержащие способ согласно любому из (11)-(19).

[0072] Относительно процессов, систем, способов, эвристических процедур и т.д., описанных в данном документе, следует понимать, что хотя этапы таких процессов и т.д. описаны как осуществляемые согласно определенной упорядоченной последовательности, такие процессы могут осуществляться на практике с описанными этапами, выполняемыми в порядке, отличном от порядка, описанного в данном документе. Дополнительно следует понимать, что определенные этапы могут выполняться одновременно, что другие этапы могут добавляться, или что определенные этапы, описанные в данном документе, могут опускаться. Другими словами, описания процессов в данном документе предоставляются для целей иллюстрации конкретных вариантов осуществления и никоим образом не должны истолковываться как ограничивающие формулу изобретения.

[0073] Соответственно, следует понимать, что вышеприведенное описание имеет намерение быть иллюстративным, а не ограничивающим. Множество вариантов осуществления и вариантов применения, отличных от предоставленных примеров, должны становиться очевидными после прочтения вышеприведенного описания. Объем должен определяться не со ссылкой на вышеприведенное описание, а вместо этого должен определяться со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения, наряду с полным объемом эквивалентов, на которые уполномочена такая формула изобретения. Предполагается и подразумевается, что будущие разработки должны осуществляться в технологиях, поясненных в данном документе, и что раскрытые системы и способы должны быть включены в такие будущие варианты осуществления. В общем, следует понимать, что заявка допускает модификацию и варьирование.

[0074] Все термины, используемые в формуле изобретения, должны получать свои самые широкие обоснованные конструкции и свои обычные смысловые значения, как должны понимать специалисты в областях техники, описанных в данном документе, если иное явно не указывается в данном документе. В частности, использование артиклей единственного числа, таких как "a", "the", "said" и т.д., должно рассматриваться как перечисление одного или более указываемых элементов, если только пункт формулы изобретения не перечисляет иное явное ограничение.

[0075] Реферат раскрытия сущности предоставляется для того, чтобы обеспечивать возможность читателю быстро выявлять характер технического раскрытия сущности. Он представляется с пониманием того, что он не должен использоваться для того, чтобы интерпретировать или ограничивать объем или смысловое значение формулы изобретения. Помимо этого, в вышеприведенном подробном описании можно видеть, что различные признаки группируются в различных вариантах осуществления с целью упрощения раскрытия сущности. Этот способ раскрытия сущности не должен интерпретироваться как отражающий намерение того, что заявленные варианты осуществления включают большее число признаков, чем явно изложено в каждом пункте формуле изобретения. Наоборот, как отражает прилагаемая формула изобретения, предмет изобретения заключается не во всех признаках одного раскрытого варианта осуществления. Таким образом, прилагаемая формула изобретения в силу этого включается в подробное описание, причем каждый пункт является независимым как отдельно заявленный предмет изобретения.

Изобретение относится к системам и способам проецирования. Техническим результатом является обеспечение коррекции ошибок равномерности отображаемого изображения. Результат достигается тем, что проекционная система содержит источник света, выполненный с возможностью излучать свет в ответ на данные изображений, оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света. При этом способ калибровки, реализуемый упомянутой системой, включает следующие этапы: прием ввода, ассоциированного с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей; преобразование ввода, ассоциированного с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора; определение карты усилений на основе множества значений первичных цветов проектора; применение карты усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и проецирование изображения с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Проекционная система, содержащая:

- контроллер;

- источник света, выполненный с возможностью излучать свет в ответ на сигнал изображения, предоставленный контроллером, причем сигнал изображения включает в себя данные изображения, соответствующие множеству кадров, которые должны быть последовательно отображены; и

- оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света; и

причем контроллер выполнен с возможностью:

- принимать ввод, ассоциированный с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, причем множество первичных световых полей включает в себя первичные световые поля красного, зеленого и синего цвета, и причем

множество световых значений включает в себя значение красного первичного светового поля, значение зеленого первичного светового поля и значение синего первичного светового поля в каждом пикселе кадра изображения, и причем ввод, ассоциированный с множеством световых значений, представляет собой снимок первого изображения, сделанный камерой;

- преобразовывать ввод, ассоциированный с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, причем множество значений первичных цветов проектора соответствует фактическим световым значениям, которые проекционная система выводит для первого изображения, включающим в себя ошибки;

- определять карту усилений для коррекции равномерности цветности на основе множества значений первичных цветов проектора;

- применять карту усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением; и

- проецировать изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

2. Проекционная система по п. 1, причем оптическая система включает в себя:

- осветительную оптику, выполненную с возможностью преобразовывать свет, излучаемый посредством источника света, в регулируемый свет;

- цифровое микрозеркальное устройство, выполненное с возможностью принимать регулируемый свет из осветительной оптики и преобразовывать регулируемый свет в модулированный свет; и

- проекционную оптику, выполненную с возможностью проецировать модулированный свет на экран.

3. Проекционная система по п. 1 или 2, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью:

проецировать первое изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, причем первое изображение содержит множество первичных световых полей.

4. Проекционная система по любому из пп. 1-3, в которой применение карты усилений к изображению включает в себя модификацию сигнала изображения, предоставленного посредством источника света.

5. Проекционная система по любому из пп. 1-4, в которой уровень первичного светового поля красного цвета, первичного светового поля зеленого цвета и первичного светового поля синего цвета, соответственно, регулируется таким образом, что для множества отдельных точек на кадре с изображением соответствующие уровни уменьшаются до минимума уровней для множества отдельных точек.

6. Проекционная система по любому из пп. 1-5, в которой первое изображение включает в себя подкрашивание сигналов цветности по меньшей мере в одном местоположении по меньшей мере на одном крае кадра с изображением или в которой второе изображение является визуально равномерным для кадра с изображением.

7. Проекционная система по любому из пп. 1-4, 6, в которой сглаженный максимальный нижний предел множества первичных световых полей представляет собой профиль яркости второго изображения.

8. Способ коррекции проецируемого изображения, включающего в себя источник света, выполненный с возможностью излучать свет в ответ на сигнал изображения, предоставленный контроллером, причем сигнал изображения включает в себя данные изображения, соответствующие множеству кадров, которые должны быть последовательно отображены;

и оптическую систему, выполненную с возможностью проецировать свет, излучаемый посредством источника света, при этом способ содержит этапы, на которых:

- принимают ввод, ассоциированный с множеством световых значений, соответствующих множеству первичных световых полей, причем множество первичных световых полей включает в себя первичные световые поля красного, зеленого и синего цвета, и причем

множество световых значений включает в себя значение красного первичного светового поля, значение зеленого первичного светового поля и значение синего первичного светового поля в каждом пикселе кадра изображения, и причем ввод, ассоциированный с множеством световых значений, представляет собой снимок первого изображения, сделанный камерой;

- преобразуют ввод, ассоциированный с множеством световых значений, во множество значений первичных цветов проектора, причем множество значений первичных цветов проектора соответствует фактическим световым значениям, которые проекционная система выводит для первого изображения, включающим в себя ошибки;

- определяют карту усилений для коррекции равномерности цветности на основе множества значений первичных цветов проектора,

- применяют карту усилений к изображению для того, чтобы выполнять коррекцию равномерности цветности посредством регулирования уровней множества первичных световых полей таким образом, что первичная смесь является идентичной в кадре с изображением, и

- проецируют изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, при этом второе изображение корректируется посредством карты усилений.

9. Способ по п. 8, в котором оптическая система включает в себя:

- осветительную оптику, выполненную с возможностью преобразовывать свет, излучаемый посредством источника света, в регулируемый свет;

- цифровое микрозеркальное устройство, выполненное с возможностью принимать регулируемый свет из осветительной оптики и преобразовывать регулируемый свет в модулированный свет; и

- проекционную оптику, выполненную с возможностью проецировать модулированный свет на экран.

10. Способ по п. 8 или 9, дополнительно содержащий этап, на котором:

проецируют первое изображение с помощью оптической системы в кадре с изображением, причем первое изображение содержит множество первичных световых полей.

11. Способ по любому из пп. 8-10, в котором применение карты усилений к изображению включает в себя этап, на котором модифицируют сигнал изображения, предоставленный посредством источника света.

12. Способ по любому из пп. 8-11, в котором уровень первичного светового поля красного цвета, первичного светового поля зеленого цвета и первичного светового поля синего цвета, соответственно, регулируется таким образом, что для множества отдельных точек на кадре с изображением соответствующие уровни уменьшаются до минимума уровней для множества отдельных точек.

13. Способ по любому из пп. 8-12, в котором второе изображение является визуально равномерным для кадра с изображением.

14. Способ по любому из пп. 8-11, 13, в котором сглаженный максимальный нижний предел множества первичных световых полей представляет собой профиль яркости второго изображения.

15. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, сохраняющий инструкции, которые, при выполнении посредством процессора проекционной системы, инструктируют проекционной системе выполнять операции, содержащие способ по п. 8.