ПРОЕКЦИОННАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ С РЕГУЛИРОВКОЙ СКЛАДНОГО ЗЕРКАЛА И ИНТЕГРИРУЮЩЕГО СТЕРЖНЯ Российский патент 2025 года по МПК G02B26/08 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[1] Настоящая заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США № 63/104855, поданной 23 октября 2020 года, которая включена в настоящее описание посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники

[2] Данная заявка в целом относится к проекционным системам и способам калибровки проекционной системы.

2. Описание известного уровня техники

[3] Цифровые проекционные системы обычно используют источник света и оптическую систему для проецирования изображения на поверхность или экран. Оптическая система содержит такие компоненты, как зеркала, линзы, волноводы, оптические волокна, расщепители луча, рассеиватели, пространственные модуляторы света (SLM) и т. п. Контрастность проектора указывает отношение самого яркого вывода проектора к самому темному выводу проектора. Коэффициент контрастности представляет собой количественно измеримую меру контраста, определяемую как отношение яркости самого яркого вывода проектора к яркости самого темного вывода проектора. Это отношение коэффициента контрастности также называют «статическим» или «природным» коэффициентом контрастности.

[4] Некоторые проекционные системы основаны на SLM, которые реализуют пространственно-амплитудную модуляцию. В такой системе источник света может обеспечить световое поле, которое воплощает самый яркий уровень, который может быть воспроизведен на изображении, а свет ослабляется или отбрасывается для создания желаемых уровней сцены. В некоторых примерах с высокой контрастностью проекционных систем, основанных на этой архитектуре, используют полуколлимированную систему освещения и малую апертурную диафрагму в проекционной оптике для улучшения контрастности. В таких архитектурах угол освещения на SLM оказывает существенное влияние на проецируемое изображение, включая, но не ограничиваясь этим, влияние на коэффициент контрастности и четкость проецируемого изображения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[5] Различные аспекты настоящего изобретения относятся к устройствам, системам и способам для проекционного отображения проекционной архитектуры с высокой контрастностью.

[6] В одном иллюстративном аспекте настоящего изобретения предусмотрена проекционная система, содержащая источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения; оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало; цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, где соответствующее микрозеркало выполнено c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится в выключенном положении; и контроллер, выполненный с возможностью: определения отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и целевым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вычисления первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вращения складного зеркала на угол, соответствующий первому значению, и приведения в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению, причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и для поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

[7] В другом иллюстративном аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ калибровки проекционной системы, содержащей источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения, оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало, и цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, соответственно выполненное c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда находится в выключенном положении; причем способ включает: определение отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и целевым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вычисление первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вращение складного зеркала на угол, соответствующий первому значению, и приведение в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению, причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и для поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

[8] В другом иллюстративном аспекте настоящего изобретения предусмотрен энергонезависимый машиночитаемый носитель, хранящий команды, которые при исполнении процессором проекционного устройства, содержащего источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения, оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало, и цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, соответственно выполненное c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится в выключенном положении; причем способ включает: определение отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и ожидаемым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вычисление первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вращение складного зеркала на угол, соответствующий первому значению, и приведение в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению, причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и для поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

[9] Таким образом, различные аспекты настоящего изобретения обеспечивают отображение изображений, имеющих высокий динамический диапазон и высокое разрешение, и обеспечивают улучшения по меньшей мере в областях техники проекции изображений, голографии, обработки сигналов и т. п.

ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[10] Эти и другие более детальные и специфические признаки различных вариантов осуществления более полно раскрыты в следующем описании со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:

[11] на фиг. 1 изображена принципиальная схема иллюстративной проекционной системы согласно различным аспектам настоящего изобретения;

[12] на фиг. 2A изображен вид сверху иллюстративного пространственного модулятора света для использования с различными аспектами настоящего изобретения;

[13] на фиг. 2B изображен вид поперечного сечения, выполненный вдоль линии 2B по фиг. 2A;

[14] на фиг. 3A-3C изображены иллюстративные оптические состояния в иллюстративной проекционной системе согласно различным аспектам настоящего изобретения;

[15] на фиг. 4 изображен иллюстративный способ регулировки в иллюстративной оптической системе по фиг. 3A-3C;

[16] на фиг. 5 изображена иллюстративная система калибровки согласно различным аспектам настоящего изобретения; и

[17] на фиг. 6 изображен иллюстративный способ калибровки иллюстративной системы калибровки по фиг. 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[18] Настоящее изобретение и его аспекты могут быть реализованы в различных формах, включая аппаратное обеспечение, устройства или электрические схемы, управляемые способами, реализованными с помощью компьютера, компьютерными программными продуктами, компьютерными системами и сетями, пользовательскими интерфейсами и интерфейсами прикладного программирования; а также способами, реализованными с помощью аппаратного обеспечения, схемами обработки сигналов, массивами данных в памяти, интегральными схемами специального назначения (ASIC), программируемыми пользователем вентильными матрицами (FPGA) и т. п. Вышеизложенное краткое описание предназначено исключительно для представления общей идеи различных аспектов настоящего изобретения и не ограничивает объем изобретения каким-либо образом.

[19] В следующем описании изложены многочисленные подробности, например, конфигурации оптических устройств, временные привязки, операции и тому подобное, чтобы предоставить понимание одного или более аспектов настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что эти конкретные подробности являются всего лишь иллюстративными и не предназначены для ограничения объема этой заявки.

[20] Более того, хотя настоящее изобретение главным образом сосредоточено на примерах, в которых различные электрические схемы используются в цифровых проекционных системах, следует понимать, что это всего лишь один пример реализации. Также следует понимать, что описанные системы и способы могут использоваться в любом устройстве, которому необходимо проецировать свет; например, кинотеатры, потребительские и другие коммерческие проекционные системы, индикации на лобовом стекле, дисплеи виртуальной реальности и т. п.

Проекторные системы

[21] Оптику проекционной системы на основе SLM можно в широком смысле разделить на две части: оптику, расположенную на стороне освещения (т. е. оптически раньше по ходу потока относительно SLM), и оптику, расположенную на стороне проекции (т. е. оптически дальше по ходу потока относительно SLM). Сама SLM содержит множество модулирующих элементов, расположенных, например, в виде двумерного массива. Отдельные модулирующие элементы принимают свет от осветительной оптики и передают свет в проекционную оптику. В некоторых примерах SLM может быть реализована в виде цифрового микрозеркального устройства (DMD); это будет более подробно обсуждаться ниже. Как правило, однако DMD содержит двумерный массив отражающих элементов (микрозеркала или просто «зеркала»), которые избирательно отражают свет в направлении проекционной оптики или отбрасывают свет в зависимости от положения отдельных отражающих элементов.

[22] Как отмечено выше, на проекционную систему с высокой контрастностью, использующую полуколлимированную систему освещения и малую апертурную диафрагму в проекционной оптике, могут сильно влиять различия в угле падения света на DMD (также называемый «углом на входе»). Чтобы предотвратить ухудшение проецируемого изображения, проекционная система может поддерживать положение и фокусировку выходного сигнала осветительной оптики (например, свет, выходящий из интегрирующего стержня или другого устройства для коррекции однородности и впоследствии отражаемый одним или более отражающими элементами) на DMD, в то же время удерживая отражаемый луч центрированным в апертурной диафрагме проекционной оптики (например, апертура фильтра). Однако точное положение углов зеркал DMD (например, соответствующие углы ориентации зеркала DMD в положении «включено» и/или «выключено», как будет описано более подробно ниже) может зависеть от производственных или других допусков, так что фактические углы могут варьироваться на некоторое значение. Чтобы компенсировать различия в угле наклона зеркала DMD между разными физическими DMD и обеспечить надлежащую центровку луча, можно управлять углом света, выходящего (например, отражающегося от) DMD (также называемый «углом на выходе»). Такое управление должно быть устойчивым к изменениям первого и второго углов наклона зеркал DMD. Устойчивость к изменениям угла может быть обеспечена путем осуществления регулировки угла падения луча на DMD таким образом, чтобы при отражении зеркалами DMD выходной луч всегда находился под (или по существу под) номинальным расчетным углом на выходе к апертуре. Более того, поскольку каждый цветовой канал в цветных проекционных системах может иметь разные требования к углу, желательно предусмотреть регулировку для каждого цвета.

[23] Архитектура таких проекционных систем с высокой контрастностью может предусматривать особые ограничения в дополнение к регулировке и поддержанию надлежащего угла освещения. Например, проекционные системы могут использовать призму, где три цвета повторно объединяются, и/или складное зеркало перед призмой для уменьшения занимаемого размера оптики и самого проектора. Кроме того, как отмечено выше, изображение интегрирующего стержня должно быть центрировано на DMD. В настоящем документе описаны примеры проекционных систем, которые способны регулировать угол на входе луча в DMD без изменения фокуса или положения изображения интегрирующего стержня (или другого устройства для коррекции однородности) в DMD.

[24] На фиг. 1 изображена иллюстративная проекционная система 100 с высокой контрастностью согласно различным аспектам настоящего изобретения. В частности, на фиг. 1 изображена проекционная система 100, которая содержит источник 101 света, выполненный с возможностью излучения первого света 102; осветительная оптика 103 (один пример оптической системы освещения согласно настоящему изобретению), выполненная с возможностью приема первого света 102 и перенаправления или иного изменения его, тем самым, для генерирования второго света 104; DMD 105, выполненное с возможностью приема второго света 104 и избирательного перенаправления и/или модуляции его в качестве третьего света 106; первая проекционная оптика 107, выполненная с возможностью приема третьего света 106 и проецирования его в качестве четвертого света 108; фильтр 109, выполненный с возможностью фильтрации четвертого света 108, тем самым генерируя пятый свет 110; и вторая проекционная оптика 111, выполненная с возможностью приема пятого света 110 и проецирования его в качестве шестого света 112 на экран 113.

[25] В практических реализациях проекционная система 100 может содержать меньшее количество оптических компонентов или может содержать дополнительные оптические компоненты, такие как зеркала, линзы, волноводы, оптические волокна, расщепители луча, рассеиватели и т. п. За исключением экрана 113, компоненты, изображенные на фиг. 1, в одной реализации могут быть встроены в корпус для обеспечения проекционного устройства. В других реализациях проекционная система 100 может содержать множество корпусов. Например, источник 101 света, осветительная оптика 103 и DMD 105 могут быть предусмотрены в первом корпусе, а первая проекционная оптика 107, фильтр 109 и вторая проекционная оптика 111 могут быть предусмотрены во втором корпусе, который может быть сопряжен с первым корпусом. В некоторых дополнительных реализациях один или более корпусов сами по себе могут содержать подузлы. Один или более корпусов такого проекционного устройства могут содержать дополнительные компоненты, такие как память, порты ввода/вывода, схемы связи, блок питания и т. п.

[26] Источником 101 света может быть, например, лазерный источник света, светодиод и тому подобное. Как правило, источником 101 света является любой излучатель света, который излучает свет. В некоторых реализациях свет представляет собой когерентный свет. В некоторых аспектах настоящего изобретения источник 101 света может содержать множество отдельных излучателей света, каждый из которых соответствует другой длине волны или диапазону длины волн. Источник 101 света излучает свет в ответ на сигнал изображения, предоставляемый контроллером 114; например, одним или более процессорами, такими как центральный процессор (CPU) проекционной системы 100. Сигнал изображения включает данные изображения, соответствующие множеству кадров, подлежащих последовательному отображению. Отдельными элементами в проекционной системе 100, включая осветительную оптику 103 и/или DMD 105, можно управлять посредством контроллера 114. Сигнал изображения может исходить от внешнего источника потоковым или облачным способом, может исходить из внутренней памяти проекционной системы 100, такой как жесткий диск, может исходить со съемного носителя, который оперативно подключен к проекционной системе 100, или их сочетаний.

[27] Хотя на фиг. 1 изображен в целом линейный оптический путь, на практике оптический путь в целом более сложный. Например, в проекционной системе 100 второй свет 104 от осветительной оптики 103 направлен на чип 105 (или чипы) DMD под наклонным углом.

[28] Чтобы изобразить влияние угла падения и зеркал DMD, на фиг. 2A-2B показано иллюстративное DMD 200 в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения. В частности, на фиг. 2A изображен вид сверху DMD 200, а на фиг. 2B изображен частичный вид поперечного сечения DMD 200, выполненный вдоль линии II-B, показанной на фиг. 2A. DMD 200 содержит множество квадратных микрозеркал 202, расположенных в виде двумерного прямоугольного массива на подложке 204. В некоторых примерах DMD 200 может быть цифровым процессором световых сигналов (DLP). Каждое микрозеркало 202 может соответствовать одному пикселю конечного проекционного изображения и может быть выполнено с возможностью наклона относительно оси 208 вращения, показанной для одного конкретного подмножества микрозеркал 202, посредством электростатической активации или активации другого типа. Отдельные микрозеркала 202 имеют ширину 212 и расположены с зазорами шириной 210 между ними. Микрозеркала 202 могут быть выполнены из любого высокоотражающего материала, такого как алюминий или серебро, или покрыты им, чтобы тем самым зеркально отражать свет. Зазоры между микрозеркалами 202 могут быть поглощающими, т. е. входной свет, который попадает в зазор, поглощается подложкой 204.

[29] Хотя на фиг. 2A явно показаны только некоторые представленные микрозеркала 202, на практике DMD 200 может содержать гораздо больше отдельных микрозеркал в количестве, 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. Более того, в некоторых примерах микрозеркала 202 могут быть прямоугольными и расположены в прямоугольном массиве; шестиугольными и расположены в шестиугольном массиве и т. п. Более того, в то время как на фиг. 2A изображена ось 208 вращения, проходящая в наклонном направлении, в некоторых реализациях ось 208 вращения может проходить вертикально или горизонтально.

[30] Как видно на фиг. 2B, каждое микрозеркало 202 может быть соединено с подложкой 204 посредством хомута 214, который соединен с микрозеркалом 202 с возможностью вращения. Подложка 204 содержит множество электродов 216. В то время как только два электрода 216 на микрозеркало 202 видны в поперечном сечении по фиг. 2B, на практике каждое микрозеркало 202 может содержать дополнительные электроды. Хотя следующее конкретно не изображено на фиг. 2B, DMD 200 может дополнительно содержать промежуточные слои, опорные слои, шарнирные компоненты для управления высотой или ориентацией микрозеркала 202 и т. п. Подложка 204 может содержать электронные схемы, связанные с DMD 200, такие как CMOS-транзисторы, элементы памяти и т. п.

[31] В зависимости от конкретной операции и управления электродами 216 отдельные микрозеркала 202 можно переключать между положением «включено», положением «выключено» и неактивированным или нейтральным положением. Если микрозеркало 202 находится во включенном положении, оно приводится в действие на угол (например) -12° (то есть поворачивается против часовой стрелки на 12° относительно нейтрального положения) для зеркального отражения входного света 206 в свет 218 во включенном состоянии. Если микрозеркало 202 находится в выключенном положении, оно приводится в действие на угол (например) +12° (то есть поворачивается по часовой стрелки на 12° относительно нейтрального положения) для зеркального отражения входного света 206 в свет 220 в выключенном состоянии. Свет 220 в выключенном состоянии может быть направлен в поглотитель света, который поглощает свет 220 в выключенном состоянии. В некоторых случаях микрозеркало 202 может быть неактивировано и расположено параллельно подложке 204. Конкретные углы, изображенные на фиг. 2A-2B и описанные здесь, являются лишь иллюстративными и не ограничивающими. В некоторых реализациях углы в положениях включения и выключения могут составлять от ±11 до ±13 градусов (включительно) соответственно.

[32] В контексте фиг. 1, где зеркала DMD используют угол наклона 12° для отражения или отбрасывания света, второй свет 104 направляют на чип 105 DMD под фиксированным углом 24°. Когда отдельное зеркало наклонено под первым предварительно заданным углом (например, -12°), считается, что зеркало находится во включенном состоянии и перенаправляет свет на первую проекционную оптику 107, фильтр 109 и вторую проекционную оптику 111 (например, в предварительно заданное местоположение). Когда отдельное зеркало наклонено под вторым предварительно заданным углом (например, +12°), считается, что зеркало находится в выключенном состоянии и перенаправляет свет в поглотитель света, расположенный за пределами активной области изображения.

[33] Чтобы обеспечить то, что изображение на экране 113 имеет приемлемые четкость и коэффициент контрастности, осветительная оптика 103 может быть сконструирована и/или управляема таким образом, чтобы обеспечить правильный угол падения на DMD 105, при сохранении положения второго света 104, центрированного на DMD 105.

Система управления интегрирующим стержнем и складным зеркалом

[34] В одной иллюстративной реализации настоящего изобретения вышеуказанное может быть реализовано с использованием интегрирующего стержня и складного зеркала. На фиг. 3A-3C изображены иллюстративные оптические состояния частичной оптической системы 300 согласно настоящему изобретению. Частичная оптическая система 300 может быть одним примером, по меньшей мере частично, осветительной оптики 103 и DMD 105.

[35] В частности, на фиг. 3A изображен интегрирующий стержень 301 или другое устройство для коррекции однородности (из которых изображена только выходная поверхность), первый свет 302, первая группа 303 линз, второй свет 304, складное зеркало 305, третий свет 306, вторая группа 307 линз, четвертый свет 308 и DMD 309. В целях разъяснения частичная оптическая система 300 на фиг. 3A-3C проиллюстрирована в ориентации, где первый свет 302 проходит в целом вертикально. Соответственно интегрирующий стержень 301 перемещается в целом горизонтально (перпендикулярно первому свету 302). Таким образом, интегрирующий стержень 301 выполнен с возможностью боковой регулировки. Интегрирующий стержень 301 дополнительно имеет диапазон перемещения, определяемый первой точкой и второй точкой. Например, интегрирующий стержень 301 может быть выполнен с возможностью перемещения на расстояние до -10 миллиметров (мм) и +10 мм от начальной точки (положение интегрирующего стержня 301 изображено на фиг. 3). В некоторых реализациях интегрирующий стержень 301 имеет боковой размер (например, диаметр, апертуру), достаточно большой для того, чтобы первый свет 102 проходил через интегрирующий стержень 301, когда интегрирующий стержень 301 расположен во всем диапазоне его перемещения. Например, боковой размер интегрирующего стержня 301 может быть больше или равен удвоенной максимальной величине диапазона перемещения. Складное зеркало 305 выполнено с возможностью вращательной регулировки. Складное зеркало 305 имеет диапазон перемещения, определяемый третьей точкой и четвертой точкой. Например, складное зеркало 305 может быть выполнено с возможностью перемещения в диапазоне от 15° до 75°, где 0° определен как складное зеркало 305, находящееся вертикально. В некоторых реализациях складное зеркало 305 имеет боковой размер (например, диаметр), достаточно большой для того, чтобы второй свет 304 отражался от поверхности складного зеркала 305, когда складное зеркало 305 расположено в полном диапазоне его перемещения. Например, боковой размер складного зеркала 305 может быть достаточно большим, так что свет от источника 101 света (или интегрирующего стержня 301) остается падающим на складное зеркало 305, даже когда складное зеркало 305 находится в максимальной величине своего диапазона перемещения, а интегрирующий стержень 301 находится в максимальной величине своего диапазона перемещения.

[36] Интегрирующий стержень 301 расположен оптически раньше по ходу потока (и следовательно дальше от DMD) по сравнению со складным зеркалом 305. Дополнительно первая группа 303 линз расположена оптически раньше по ходу потока по сравнению со второй группой 307 линз. В некоторых реализациях складное зеркало 305 может быть расположено после (например, дальше по ходу потока) второй группы 307 линз. Различные элементы, изображенные на фиг. 3A-3C могут соответствовать различным элементам (или частям различных элементов), изображенным на фиг. 1.

[37] В некоторых примерах интегрирующий стержень 301 может быть компонентом источника 101 света, который принимает свет от светоизлучающего элемента источника 101 света и выводит свет, так что первый свет 302 соответствует первому свету 102. В других примерах интегрирующий стержень 301 может быть компонентом осветительной оптики 103, так что интегрирующий стержень 301 принимает первый свет 102 (например, свет, излучаемый источником 101 света). В таких примерах первый свет 302 находится внутри осветительной оптики 103 и, таким образом, явно не показан на фиг. 1. В некоторых примерах первая группа 303 линз, складное зеркало 305 и вторая группа 307 линз являются компонентами осветительной оптики 103, так что четвертый свет 308 соответствует второму свету 104. В некоторых реализациях оптические элементы, расположенные раньше по ходу потока относительно интегрирующего стержня 301 (например, некоторые или все оптические компоненты источника 101 света и/или осветительной оптики 303), могут быть выполнены с возможностью перемещения с интегрирующим стержнем 301. Такая конфигурация может быть реализована для обеспечения однородности и эффективности.

[38] Первая группа 303 линз содержит первую линзу 310 и вторую линзу 311. Вторая группа 307 линз содержит третью линзу 312 и четвертую линзу 313. Хотя показано, что она содержит две линзы, первая группа 303 линз и вторая группа 307 линз могут состоять из любого количества линз для направления первого света 302 на DMD 309 под определенным углом. Более того, в то время как каждая отдельная линза изображена раздельно, отдельные линзы в группе могут быть приклеены друг к другу. Дополнительно каждая группа линз может состоять из линз любого типа, таких как вогнутые линзы, выпуклые линзы, двояковогнутые линзы, двояковыпуклые линзы, плосковогнутые линзы, плосковыпуклые линзы, линзы с отрицательным мениском и линзы с положительным мениском.

[39] DMD 309 может соответствовать DMD 105. Для упрощения объяснения DMD 309 изображено в виде плоской поверхности; однако на практике DMD 309 содержит множество отдельных отражающих элементов, которые могут быть ориентированы, а могут и не быть, вдоль одной плоскости. Таким образом, DMD 309 может иметь конструкцию, как изображено на фиг. 2A-2B, чтобы избирательно отражать и направлять четвертый свет 308 (т.е. второй свет 104) в зависимости от того, находятся ли отдельные отражающие компоненты DMD 309 во включенном положении, в выключенном положении или в нейтральном положении. Чтобы обеспечить надлежащие коэффициент контрастности и четкость изображения, четвертый свет 308, однажды отраженный DMD 309 (т. е. третий свет 106), должен быть центрирован в предварительно заданном местоположении, таком как апертура (например, первая проекционная оптика 107, фильтр 109 и вторая проекционная оптика 111).

[40] В состоянии, изображенном на фиг. 3A, поверхность DMD 309 ориентирована нормально по отношению к четвертому свету 308. Интегрирующий стержень 301 и складное зеркало 305 каждое расположены так, чтобы четвертый свет 308, который выходит из второй группы 307 линз, центрировался на DMD 309. Обычно DMD должно быть освещено светом под углом, в два раза превышающим угол наклона микрозеркал, но для простоты демонстрации принципа этого изобретения, на фиг. 3A показан четвертый свет 308, контактирующий с DMD 309 под углом 0° относительно нормали к поверхности DMD 309. Первый свет 302 проходит вдоль вертикальной оптической оси от интегрирующего стержня 301 к первой группе 303 линз. На практике первый свет 302 расширяется по мере его перемещения, так что он образует ненулевой телесный угол на поверхности первой группы 303 линз. Поверхность первой группы 303 линз принимает первый свет 302 и направляет свет, как второй свет 304, на складное зеркало 305. Поверхность складного зеркала 305 отражает второй свет 304 в качестве третьего света 306 на вторую группу 307 линз так, что четвертый свет 308 центрируется на DMD 309. Когда микрозеркала 202 «включены», микрозеркало наклонено под отрицательным углом 12°, а четвертый свет 308 проецируется через проекционную линзу. Когда микрозеркала 202 «выключены», зеркало наклонено под положительным углом 12°, а четвертый свет 308 проецируется в поглотитель света, как описано ранее.

[41] днако на практике любое отклонение в номинальном угле наклона микрозеркал DMD 309 (или DMD 105) приведет к смещению точки падения третьего света 106 на первую проекционную оптику 107. Также четвертый свет 308, направленный под любым другим углом, отличным от 0°, относительно поверхности DMD 309, может больше не приводить к центрированию третьего света 106 в апертурной диафрагме 109. Этим сдвигам можно противодействовать путем регулировки интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305. Например, как изображено на фиг. 3B, интегрирующий стержень 301 может смещаться в первом направлении 314. Складное зеркало 305 может вращаться во втором направлении 315. Первое направление 314 является перпендикулярным (например, боковым) к оптической оси интегрирующего стержня 301 (например, направлению первого света 302). Второе направление 315 является угловым направлением, которое указывает на вращение складного зеркала 305. На фиг. 3B, второе направление 311 является направлением против часовой стрелки или отрицательным направлением. Смещение интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305 приводит к смещению света, в конечном счете изменяя направление четвертого света 108. Однако перемещение интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305 может поддерживать точку падения четвертого света 108, центрированную на апертуре. В то время как точка падения центрирована, угол света изменяется в зависимости от значения перемещения интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305.

[42] Например, чтобы противодействовать первому иллюстративному отклонению, четвертый свет 308, как изображено на фиг. 3B, расположен под углом 2° относительно примера без отклонения по фиг. 3A, таким образом, для поддержания центрированной точки падения на DMD 309. Для достижения этого интегрирующий стержень 301 регулируют на первое значение (например, на первое расстояние) в первом направлении 310, а складной стержень 305 регулируют на второе значение (например, на второе расстояние) во втором направлении 315.

[43] Чтобы противодействовать второму иллюстративному отклонению, четвертый свет 308, как изображено на фиг. 3C, расположен под углом -2° относительно примера без отклонения по фиг. 3A, таким образом, для поддержания центрированной точки падения на DMD 309. Для достижения этого интегрирующий стержень 301 регулируют на первое значение в третьем направлении 316, а складное зеркало 305 регулируют на второе значение в четвертом направлении 317. Третье направление 316 может быть противоположным первому направлению 314. Дополнительно четвертое направление 317 может быть противоположным второму направлению 315 (например, вращательное направление по часовой стрелке или положительное вращательное направление).

[44] Углы и регулировки углов, показанные на фиг. 3A-3C, являются иллюстративными и не ограничивающими. На практике конкретные углы и регулировки углов будут зависеть от нескольких факторов, включая, но не ограничиваясь ими, угол наклона микрозеркал DMD 309, несоосность в проекционной системе и параметры системы или производительности, выбранные пользователем системы.

Способ регулировки интегрирующего стержня и складного зеркала

[45] На фиг. 4 изображен иллюстративный способ регулировки или выравнивания, который может быть выполнен во время калибровки частичной оптической системы 300, изображенной на фиг. 3A-3C. Способ регулировки по фиг. 4 может быть выполнен автоматизированным способом, например, с помощью компьютерной программы, как будет более подробно описано ниже.

[46] В операции 401 способ регулировки определяет угол ориентации или отклонение угла ориентации от ожидаемого угла микрозеркал 202 DMD. Дополнительно или альтернативно угол ориентации может быть определен косвенно, например, путем освещения DMD 309 под известным углом и измерения выходного угла отраженного света. В некоторых реализациях операция 401 может быть выполнена в испытательном приспособлении до установки DMD 309 на его призменном узле.

[47] В операции 402 способ регулировки вычисляет соответствующее значение боковой регулировки для интегрирующего стержня 301 и соответствующее значение вращательной регулировки для складного зеркала 305 на основе измеренного угла микрозеркал 202 DMD. Соответствующим значением боковой регулировки и вращательной регулировки может быть значение, которое приводит к центрированию третьего света 106 на DMD 309 и в проекционной апертуре 109. Вычисления операции 402 могут быть выполнены с использованием компьютерной программы, которая принимает один входной сигнал (угол наклона микрозеркал 202 DMD или угол наклона ориентации микрозеркал 202 DMD относительно ожидаемого угла) и выдает значение боковой регулировки для интегрирующего стержня 301 и значение вращательной регулировки для складного зеркала 305.

[48] Вычисления операции 402 могут быть выполнены во время калибровки или могут быть выполнены заранее и сохранены в справочной таблице, связанной с проекционной системой 100. В такой реализации способ калибровки может вычислить соответствующую регулировку угла наклона зеркала, обратившись к справочной таблице.

[49] После вышеприведенных вычислений операции 402, в операции 403 способ регулировки приводит в действие интегрирующий стержень 301 и складное зеркало 305 для реализации вычисленных регулировок. Данное приведение в действие может быть реализовано с помощью шагового двигателя, серводвигателя или другого соответствующего механизма регулировки. Например, интегрирующий стержень 301 может быть соединен с первой дорожкой, а складное зеркало 305 может быть соединено с серводвигателем. Первая дорожка и серводвигатель могут быть соединены (например, посредством механической связи) таким образом, что перемещение интегрирующего стержня 301 вдоль первой дорожки вызывает соответствующее перемещение складного зеркала 305 посредством серводвигателя. Интегрирующий стержень 301 может быть приведен в действие в первом направлении 314 путем приведения в действие первой дорожки таким образом, чтобы интегрирующий стержень 301 находился в первом положении, как вычислено в операции 402. В другой реализации интегрирующий стержень 301 может быть приведен в действие в третьем направлении 316 путем приведения в действие первой дорожки таким образом, чтобы интегрирующий стержень 301 находился во втором положении, как вычислено в операции 402. Складное зеркало 305 может быть приведено в действие во втором направлении 315 путем приведения в действие серводвигателя таким образом, чтобы складное зеркало 305 находилось в первом положении, как вычислено в операции 402. В другой реализации складное зеркало 305 может быть приведено в действие в четвертом направлении 317 путем приведения в действие серводвигателя таким образом, чтобы складное зеркало 305 находилось во втором положении, как вычислено в операции 402. В некоторых примерах приведение в действие выполняют под управлением контроллера 114 по фиг. 1. В других примерах приведение в действие выполняют под ручным управлением.

Система калибровки интегрирующего стержня и складного зеркала

[50] На фиг. 5 изображена иллюстративная частичная оптическая система 500 для калибровки проекционной системы 100. Некоторые элементы системы 500 эквивалентны элементам в системе 300, изображенной на фиг. 3A-3C. Эквивалентные элементы изображены с использованием одинаковых ссылочных позиций. Система 500 содержит интегрирующий стержень 301, первый свет 302, первую группу 303 линз, второй свет 304, складное зеркало 305, третий свет 306, вторую группу 307 линз, четвертый свет 308 и DMD 309. В некоторых реализациях частичная оптическая система 500 дополнительно содержит призму 318, такую как призма с полным внутренним отражением (TIR). Дополнительно система 500 содержит пятый свет 501, шестой свет 502, первую проекционную линзу 503, расщепитель 504 луча, вторую проекционную линзу 505, первый экран 506, третью проекционную линзу 507, второй экран 508 и апертурную диафрагму 509. Первая проекционная линза 503, вторая проекционная линза 505 и первый экран 506 могут быть такими же или подобными первой проекционной оптике 107, второй проекционной оптике 111 и экрану 113, изображенными на фиг. 1 соответственно. Пятый свет 501, представленный длинными пунктирными линиями и короткими пунктирными линиями, является краевыми лучами системы. Схождение лучей пятого света 501 указывает на местоположение проецируемого изображения DMD 309. Шестой свет 502, представленный наполовину пунктирными линиями, является главными лучами системы. Схождение лучей шестого света 502 указывает на апертурную диафрагму 509 или на изображение апертурной диафрагмы 509.

[51] Расщепитель 504 луча расщепляет пятый свет 501 и шестой свет 502 таким образом, чтобы лучи пятого света 501 сходились на первом экране 506, а лучи шестого света 502 сходились на втором экране 508. Соответственно изображение, проецируемое DMD 309, отражается на первом экране 506. В частности, дифракционную картину, проецируемую DMD 309, можно использовать для калибровки проекционной системы 100. Изображение апертурной диафрагмы 509 проецируется на второй экран 508. Первым экраном 506 может быть, например, экран 113 по фиг. 1. Каждое изображение может помочь с калибровкой проекционной системы 100. Например, технический специалист проекционной системы 100 может видеть как дифракционную картину, так и фактическое изображение апертурной диафрагмы 509 на втором экране 508 во время калибровки проекционной системы 100. В целях калибровки или испытания узел, содержащий расщепитель 504 луча и вторую линзу 505, может быть выполнен с возможностью вставки в путь пятого света 501 и второго света 502. После завершения калибровки узел может быть убран с пути.

Способ калибровки интегрирующего стержня и складного зеркала

[52] На фиг. 6 изображен иллюстративный способ калибровки, который может быть выполнен во время калибровки частичной оптической системы 500, изображенной на фиг. 5. Способ калибровки по фиг. 6 может быть выполнен вручную для установки начальных положений интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305.

[53] В операции 601 интегрирующий стержень 301 и складное зеркало 305 перемещают в центр их диапазона перемещения. Например, интегрирующий стержень 301 можно перемещать к центру первой дорожки или в центр его диапазона перемещения, как описано ранее. Складное зеркало 305 можно перемещать к центру его диапазона перемещения, например, на 45°, как описано ранее.

[54] В операции 602 устанавливают фильтр проекционной апертуры, такой как фильтр 109 по фиг. 1. Фильтр 109 может содержать апертуру, выполненную с возможностью пропускания предварительно заданного порядка дифракции или предварительно заданного угла освещения четвертого света 108. Например, фильтр 109 может содержать «часть, осуществляющую преобразование Фурье» или «линзу в сборе, осуществляющую преобразование Фурье», которая относится к оптической системе, которая осуществляет преобразование Фурье модулированного света (например, свет от DMD 105) путем фокусировки модулированного света на плоскости, осуществляющей преобразование Фурье. Пространственное преобразование Фурье, выполненное частью, осуществляющей преобразование Фурье, преобразует угол распространения каждого порядка дифракции модулированного света в соответствующее пространственное положение на плоскости, осуществляющей преобразование Фурье. Таким образом, часть, осуществляющая преобразование Фурье, обеспечивает возможность выбора желаемых порядков дифракции и отсеивания нежелаемых порядков дифракции, посредством пространственного фильтрования на плоскости, осуществляющей преобразование Фурье. Например, часть, осуществляющая преобразование Фурье, может быть выполнена так, чтобы пропускать проецируемый свет под углом 2°. Пространственное преобразование Фурье модулированного света на плоскости, осуществляющей преобразование Фурье, эквивалентно дифракционной картине Фраунгофера модулированного света.

[55] В операции 603 складное зеркало 305 регулируют до тех пор, пока центр дифракционной картины от DMD 309 не окажется центрированным на втором экране 508. Например, пятый свет 501 может представлять собой случайную картину шумов. Когда пятый свет 501 проецируют на второй экран 508, наблюдаемая дифракционная картина (например, пространственная частота) является функцией asinc². Когда складное зеркало 305 поворотно отрегулировано, дифракционная картина пятого света 501 смещается. Как только дифракционная картина центрирована, складное зеркало 305 находится в конечном положении калибровки. Однако изображение, проецируемое на первый экран 506, может больше не быть полностью освещенным. В операции 604 интегрирующий стержень 301 регулируют до тех пор, пока изображение случайной картины шумов от DMD 309 не будет полностью освещено на первом экране 506. Как только DMD 309 полностью освещено, интегрирующий стержень 301 находится в конечном положении калибровки. Конечные положения калибровки интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305 хранятся в памяти контроллера 114 (например, в справочной таблице) в качестве начальных положений интегрирующего стержня 301 и складного зеркала 305.

[56] ышеупомянутые проекционные системы и способы калибровки могут предусматривать конфигурацию, имеющую осветительную оптику, которая способна регулировать и поддерживать надлежащий угол освещения, поддерживать положение освещения и выполнять все это в архитектуре, которая использует интегрирующий стержень и складное зеркало.

[57] Системы, способы и устройства в соответствии с настоящим изобретением могут принимать любую одну или более из следующих конфигураций.

[58] (1) Проекционная система, содержащая: источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения; оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало; цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, где соответствующее микрозеркало выполнено c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится в выключенном положении; и контроллер, выполненный с возможностью: определения отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и целевым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вычисления первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вращения складного зеркала на угол, соответствующий первому значению, и приведения в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению, причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и для поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

[59] (2) Проекционная система согласно (1) дополнительно содержит первую группу линз, оптически расположенную между интегрирующим стержнем и складным зеркалом, и вторую группу линз, оптически расположенную дальше по ходу потока относительно первой группы линз.

[60] (3) Проекционная система согласно (2), где вторая группа линз оптически расположена между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

[61] (4) Проекционная система согласно (2), где вторая группа линз оптически расположена между первой группой линз и складным зеркалом.

[62] (5) Проекционная система согласно любому из (1)-(4), дополнительно содержащая фильтр между цифровым микрозеркальным устройством и экраном, при этом фильтр содержит апертуру, выполненную с возможностью пропускания предварительно заданного порядка дифракции отраженного света.

[63] (6) Проекционная система согласно любой из (1)-(5), где вычисление первого значения и второго значения включает сопоставление отклонения с первым значением вращательной регулировки и вторым значением боковой регулировки с использованием справочной таблицы, хранящейся в памяти контроллера.

[64] (7) Проекционная система согласно любому из (1)-(6), где боковой размер интегрирующего стержня больше или равен удвоенной максимальной величине второго значения.

[65] (8) Проекционная система согласно любому из (1)-(7), дополнительно содержащая призму с полным внутренним отражением, оптически расположенную между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

[66] (9) Проекционная система согласно любому из (1)-(8), где первое направление по существу перпендикулярно оптической оси интегрирующего стержня.

[67] (10) Способ калибровки проекционной системы, содержащей источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения, оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало, и цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, соответственно выполненное c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда находится в выключенном положении; причем способ включает: определение отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и целевым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вычисление первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства, вращение складного зеркала на угол, соответствующий первому значению, и приведение в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению, причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и для поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

[68] (11) Способ согласно (10), где проекционная система содержит первую группу линз, оптически расположенную между интегрирующим стержнем и складным зеркалом, и вторую группу линз, оптически расположенную дальше по ходу потока относительно первой группы линз.

[69] (12) Способ согласно (11), где вторая группа линз оптически расположена между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

[70] (13) Способ согласно (11), где вторая группа линз оптически расположена между первой группой линз и складным зеркалом.

[71] (14) Способ согласно любому из (10)-(13), где проекционная система содержит фильтр между цифровым микрозеркальным устройством и экраном, при этом фильтр содержит апертуру, выполненную с возможностью пропускания предварительно заданного порядка дифракции отраженного света.

[72] (15) Способ согласно любому из (10)-(14), где вычисление первого значения и второго значения включает сопоставление отклонения с первым значением вращательной регулировки и вторым значением боковой регулировки с использованием справочной таблицы, хранящейся в памяти контроллера.

[73] (16) Способ согласно любому из (10)-(15), где боковой размер интегрирующего стержня больше или равен удвоенной максимальной величине второго значения.

[74] (17) Способ согласно любому из (10)-(16), где проекционная система содержит призму с полным внутренним отражением, оптически расположенную между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

[75] (18) Способ согласно любому из (10)-(17), где первое направление по существу перпендикулярно оптической оси интегрирующего стержня.

[76] (19) Энергонезависимый машиночитаемый носитель, хранящий команды, которые при исполнении процессором проекционного устройства заставляют проекционную систему выполнять операции, включающие способ согласно любому из (10)-(18).

[77] Касательно процессов, систем, способов, эвристики и т. д., описанных в настоящем документе, следует понимать, что хотя этапы таких процессов и т. д. были описаны как происходящие согласно определенной упорядоченной последовательности, такие процессы могут быть реализованы на практике с описанными этапами, выполняемыми в порядке, отличающемся от описанного в настоящем документе. Также следует понимать, что определенные этапы могут выполняться одновременно, что могут быть добавлены другие этапы или что определенные этапы, описанные в настоящем документе, могут быть пропущены. Другими словами, описания процессов в настоящем документе предоставлены с целью иллюстрации определенных вариантов осуществления и никоим образом не должны быть истолкованы как ограничение формулы изобретения.

[78] Соответственно следует понимать, что вышеприведенное описание является иллюстративным, а не ограничивающим. Многие варианты осуществления и применения, отличные от приведенных примеров, будут очевидными при чтении вышеприведенного описания. Объем следует определять не со ссылкой на вышеприведенное описание, а вместо этого он должен быть определен со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения, наряду с полным объемом эквивалентов, на которые распространяется такая формула изобретения. Ожидается и предполагается, что в технологиях, обсуждаемых в данном документе, будут происходить будущие разработки, и что раскрытые системы и способы будут включены в такие будущие варианты осуществления. Подытоживая, следует понимать, что применение можно модифицировать и изменять.

[79] Предполагается, что все термины, используемые в формуле изобретения, имеют самые широкие разумные толкования и их обычные значения, как их понимают специалисты, разбирающиеся в технологиях, описанных в настоящем документе, если в настоящем документе не указано иное. В частности, использование форм единственного числа следует понимать как перечисление одного или более из указанных элементов, если в формуле изобретения не указано явное ограничение на обратное.

[80] Реферат предоставлен для того, чтобы читатель мог быстро ознакомиться с характером технического раскрытия. Он представлен с пониманием того, что он не будет использоваться для толкования или ограничения объема или значения формулы изобретения. Кроме того, в вышеприведенном подробном описании изобретении можно увидеть, что различные признаки сгруппированы вместе в различных вариантах осуществления с целью упрощения описания. Такой способ раскрытия не следует интерпретировать как отражение намерения того, что заявленные варианты осуществления включают больше признаков, которые в прямой форме перечислены в каждом пункте формулы изобретения. Вместо этого, как отражает нижеследующая формула изобретения, объект изобретения заключается менее чем во всех признаках одного раскрытого варианта осуществления. Таким образом, следующие пункты формулы изобретения настоящим включены в подробное описание изобретения, при этом каждый пункт формулы изобретения является самостоятельным в качестве отдельно заявленного объекта изобретения.

Изобретение относится к проекционным системам. Система содержит источник света, оптическую систему освещения, содержащую интегрирующий стержень и складное зеркало, цифровое микрозеркальное устройство, выполненное с возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии или отражения направленного света в качестве света в выключенном состоянии в поглотитель света, а также контроллер, определяющий отклонение между фактическим углом ориентации и ожидаемым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал, вычисляющий первое значение вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второе значение боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, и приводящий в действие складное зеркало и интегрирующий стержень согласно соответствующим первому и второму значениям. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента контрастности и четкости изображения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Проекционная система, содержащая:

источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения;

оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало;

цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, причем соответствующее микрозеркало выполнено c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится в выключенном положении, при этом свет проецируется на цифровое микрозеркальное устройство в первом положении; и

контроллер, выполненный с возможностью:

определения отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и целевым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства,

вычисления первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства,

вращения складного зеркала на угол, соответствующий первому значению, и

приведения в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению,

причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

2. Проекционная система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

первую группу линз, оптически расположенную между интегрирующим стержнем и складным зеркалом; и

вторую группу линз, оптически расположенную дальше по ходу потока относительно первой группы линз.

3. Проекционная система по п. 2, отличающаяся тем, что вторая группа линз оптически расположена между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

4. Проекционная система по п. 2, отличающаяся тем, что вторая группа линз оптически расположена между первой группой линз и складным зеркалом.

5. Проекционная система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фильтр между цифровым микрозеркальным устройством и экраном, при этом фильтр содержит апертуру, выполненную с возможностью пропускания предварительно заданного порядка дифракции отраженного света.

6. Проекционная система по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что вычисление первого значения и второго значения включает сопоставление отклонения с первым значением вращательной регулировки и вторым значением боковой регулировки с использованием справочной таблицы, хранящейся в памяти контроллера.

7. Проекционная система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что боковой размер интегрирующего стержня больше или равен удвоенной максимальной величине второго значения.

8. Проекционная система по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит призму с полным внутренним отражением, оптически расположенную между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

9. Проекционная система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что первое направление по существу перпендикулярно оптической оси интегрирующего стержня.

10. Способ калибровки проекционной системы, содержащей источник света, выполненный с возможностью излучения света в ответ на данные изображения, оптическую систему освещения, выполненную с возможностью направления света, при этом оптическая система освещения содержит интегрирующий стержень и складное зеркало, и цифровое микрозеркальное устройство, содержащее множество микрозеркал, соответственно выполненное c возможностью отражения направленного света в предварительно заданное местоположение в качестве света во включенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится во включенном положении, и отражения направленного света в поглотитель света в качестве света в выключенном состоянии в случае, когда соответствующее микрозеркало находится в выключенном положении, причем свет проецируется на цифровое микрозеркальное устройство в первом положении; причем способ включает:

определение отклонения между фактическим углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства и целевым углом ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства,

вычисление первого значения вращательной регулировки, соответствующей складному зеркалу, и второго значения боковой регулировки, соответствующей интегрирующему стержню, на основе отклонения фактического угла ориентации и целевого угла ориентации соответствующего микрозеркала из множества микрозеркал цифрового микрозеркального устройства,

вращение складного зеркала на угол, соответствующий первому направлению, и

приведение в действие интегрирующего стержня в первом направлении согласно второму значению,

причем второе значение основано на первом значении и предназначено для изменения угла падения направленного света на соответствующее микрозеркало в ответ на отклонение и поддержания положения направленного света на соответствующем микрозеркале.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что проекционная система содержит первую группу линз, оптически расположенную между интегрирующим стержнем и складным зеркалом, и вторую группу линз, оптически расположенную дальше по ходу потока относительно первой группы линз.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что вторая группа линз оптически расположена между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что вторая группа линз оптически расположена между первой группой линз и складным зеркалом.

14. Способ по любому из пп. 10-13, отличающийся тем, что проекционная система содержит фильтр между цифровым микрозеркальным устройством и экраном, при этом фильтр содержит апертуру, выполненную с возможностью пропускания предварительно заданного порядка дифракции отраженного света.

15. Способ по любому из пп. 10-14, отличающийся тем, что вычисление первого значения и второго значения включает сопоставление отклонения с первым значением вращательной регулировки и вторым значением боковой регулировки с использованием справочной таблицы, хранящейся в памяти контроллера.

16. Способ по любому из пп. 10-15, отличающийся тем, что боковой размер интегрирующего стержня больше или равен удвоенной максимальной величине второго значения.

17. Способ по любому из пп. 10-16, отличающийся тем, что проекционная система содержит призму с полным внутренним отражением, оптически расположенную между складным зеркалом и цифровым микрозеркальным устройством.

18. Способ по любому из пп. 10-17, отличающийся тем, что первое направление по существу перпендикулярно оптической оси интегрирующего стержня.

19. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, хранящий команды, которые при исполнении процессором проекционного устройства заставляют проекционную систему выполнять операции, включающие способ по любому из пп. 10-18.