[發(fā)明專(zhuān)利]用于生成光場(chǎng)模擬的方法和介質(zhì)、投影系統(tǒng)及其控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880082541.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111492652B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·戴維斯;M·J·理查茲;B·利佩伊;J·P·佩蒂耶拉;C·J·奧利克;P·F·范凱塞爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杜比實(shí)驗(yàn)室特許公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N9/31
• 分類(lèi)號(hào): H04N9/31;G02B26/06
• 代理公司: 北京市漢坤律師事務(wù)所 11602
• 代理人: 魏小薇;吳麗麗

雙調(diào)制投影系統(tǒng)(100)包括光源(102)、相位調(diào)制器(104)、幅度調(diào)制器(106)和具有時(shí)間光場(chǎng)模擬能力(114)的控制器(110)。相位調(diào)制器(104)在空間上對(duì)來(lái)自光源(102)的光場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制，以在幅度調(diào)制器(106)上生成中間圖像。幅度調(diào)制器(106)在空間上對(duì)中間圖像進(jìn)行調(diào)制，以形成最終圖像。控制器(110)對(duì)相位調(diào)制器(104)在相位調(diào)制器幀之間的轉(zhuǎn)換期間的相位狀態(tài)進(jìn)行建模，并且生成中間圖像在轉(zhuǎn)換期間的光場(chǎng)模擬。控制器(110)利用光場(chǎng)模擬以比相位調(diào)制器(104)能夠切換的速率更快的速率生成幅度驅(qū)動(dòng)值集并將幅度驅(qū)動(dòng)值集提供給幅度調(diào)制器(106)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2017年12月22日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)62/609,635以及于2018年4月12日提交的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)18166944.1的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，這兩份申請(qǐng)通過(guò)引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及多調(diào)制投影系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于提高多調(diào)制投影系統(tǒng)中的圖像質(zhì)量的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

多調(diào)制投影系統(tǒng)是已知的。典型的系統(tǒng)使用兩個(gè)(或更多個(gè))幅度調(diào)制空間光調(diào)制器(SLM)來(lái)產(chǎn)生高動(dòng)態(tài)范圍圖像。第一SLM(預(yù)調(diào)制器)在第二SLM(主調(diào)制器)上創(chuàng)建低分辨率圖像。這兩個(gè)圖像在光學(xué)上相乘以創(chuàng)建非常高的對(duì)比度。在雙調(diào)制投影系統(tǒng)中，通過(guò)阻擋在兩個(gè)調(diào)制器中的光來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的暗區(qū)域。然而，由于某些SLM只能衰減幅度，所以小圖像部分的最大亮度與完整圖像的最大亮度相同(即，漫反射白色)。

另一方法利用光束調(diào)向而不是幅度調(diào)制以在第二SLM上生成低分辨率圖像。使用光束調(diào)向SLM(例如，相位調(diào)制SLM，傾斜俯仰鏡設(shè)備等)作為預(yù)調(diào)制器，將光調(diào)向至需要更大強(qiáng)度的位置，而不是導(dǎo)向光轉(zhuǎn)儲(chǔ)(light dump)。例如，如果在暗背景上需要小的高光區(qū)域，則光束調(diào)向預(yù)調(diào)制器可以將未使用的光從暗背景調(diào)向到高光區(qū)域中。因此，可以以比漫反射白色強(qiáng)度級(jí)更亮的強(qiáng)度級(jí)來(lái)顯示高亮區(qū)域。由于大部分圖像僅在小區(qū)域中使用高亮度，所以光束調(diào)向預(yù)調(diào)制器有助于減少成本(減少對(duì)于相同有效峰亮度的光通量需求)和/或改善性能(例如，動(dòng)態(tài)范圍，色彩深度等)，從而創(chuàng)建更明亮，并因此更引人注目的圖像。

然而，當(dāng)與大部分幅度預(yù)調(diào)制器和主調(diào)制器相比時(shí)，光束調(diào)向SLM往往以相對(duì)緩慢的頻率切換。光束調(diào)向SLM通常以比幅度調(diào)制器更低的幀速率運(yùn)行，并且光束調(diào)向SLM可以在發(fā)送給其的圖像(即，空間相位分布)之間相對(duì)緩慢地改變狀態(tài)。此外，由于光束調(diào)向SLM使用光學(xué)相位調(diào)制以及導(dǎo)致的干涉來(lái)對(duì)光進(jìn)行調(diào)向，所以?xún)蓚€(gè)圖像之間的轉(zhuǎn)換可能無(wú)法表現(xiàn)出到達(dá)主調(diào)制器的兩個(gè)圖像之間的平滑的交叉漸變。

某些雙調(diào)制系統(tǒng)使用光場(chǎng)模擬來(lái)對(duì)到達(dá)主調(diào)制器上的圖像進(jìn)行建模并確定如何驅(qū)動(dòng)主調(diào)制器以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的圖像。在光束調(diào)向系統(tǒng)中，光場(chǎng)模擬涉及對(duì)離開(kāi)相位調(diào)制器的光的行為進(jìn)行建模。由于到達(dá)主調(diào)制器的物理圖像在預(yù)調(diào)制器幀之間顯著變化，并且由于光場(chǎng)模擬是基于驅(qū)動(dòng)預(yù)調(diào)制器的相位圖像(以及導(dǎo)致的復(fù)雜干涉圖樣)的，所以在轉(zhuǎn)換期間的光場(chǎng)模擬是不準(zhǔn)確的并可能導(dǎo)致視覺(jué)偽像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求限定優(yōu)選的實(shí)施例。本發(fā)明通過(guò)提供用于使用光束調(diào)向(例如，相位調(diào)制)空間光調(diào)制器(SLM)的時(shí)間模型來(lái)生成光場(chǎng)模擬的系統(tǒng)和方法，克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。本發(fā)明的方面促進(jìn)了以比將相位調(diào)制數(shù)據(jù)加載到光束調(diào)向SLM中的速率更高的幀速率生成光場(chǎng)模擬。作為結(jié)果，可以以比光束調(diào)向SLM的最大幀速率高得多的數(shù)據(jù)幀速率來(lái)驅(qū)動(dòng)主調(diào)制器。