[發明專利]全息投影

在審

• 申請號: 202111157035.2
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114384781A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: L.瓦萊;M.溫格羅
• 申請（專利權）人: 恩維世科斯有限公司
• 主分類號: G03H1/22
• 分類號: G03H1/22;H04N9/31
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳堯劍

一種用于改進全息投影系統的控制的方法和系統，以便滿足或試圖滿足由全息投影系統產生的全息重建圖像的一個或多個目標或目的。目標或目的可涉及全息重建圖像的部分或全部的亮度。

技術領域

本公開涉及圖像投影。更具體地，本公開涉及全息投影的方法和全息投影系統。一些實施例涉及全息投影系統的亮度控制和圖像生成。一些實施例涉及平視顯示器和頭戴式顯示器。一些實施例涉及在全息投影系統中控制圖像亮度的方法。

背景技術

從物體散射的光包含振幅和相位信息。可以通過眾所周知的干涉技術在例如感光板上捕獲該振幅和相位信息，以形成包括干涉條紋的全息記錄或“全息圖”。可以通過用合適的光照射來重建全息圖，以形成代表原始物體的二維或三維全息重建或回放圖像。

計算機生成的全息術可以在數值上模擬干涉過程。可以通過基于數學變換比如菲涅耳或傅立葉變換的技術來計算計算機生成的全息圖。這些類型的全息圖可被稱為菲涅耳/傅立葉變換全息圖或簡稱為菲涅耳/傅立葉全息圖。傅立葉全息圖可被認為是物體的傅立葉域/平面表示或物體的頻域/平面表示。例如，還可以通過相干射線追蹤或點云技術來計算計算機生成的全息圖。

可以在布置為調制入射光的振幅和/或相位的空間光調制器上對計算機生成的全息圖進行編碼。可以使用電可尋址液晶、光學可尋址液晶或微鏡來實現光調制。

空間光調制器通常包括多個單獨可尋址像素，其也可以稱為單元或元素。光調制方案可以是二進制、多級或連續的。可替代地，裝置可以是連續的(即不包括像素)，因此光調制可以在整個裝置上是連續的。空間光調制器可以是反射性的，這意味著調制光以反射輸出。空間光調制器可以同樣是透射性的，這意味著調制光以透射輸出。

可以使用本文描述的系統來提供全息投影儀。這種投影儀已經應用于平視顯示器“HUD”和頭戴式顯示器“HMD”，例如包括近眼設備。

在使用相干光的設備比如全息投影儀中，可以使用移動漫射器來提高圖像質量。

本文公開了改進的全息投影方法和改進的全息投影系統。

發明內容

本公開的各方面在所附獨立權利要求中定義。

總的來說，提供了用于改進全息投影系統的控制的方法和系統，以便滿足或試圖滿足由全息投影系統產生的全息重建圖像的一個或多個目標或目的。目標或目的可能涉及全息重建圖像的部分或全部的亮度。亮度是已知的光強度度量，可以每平方米坎德拉(cdm^-2)為單位對其進行測量，并且它會影響人類對圖像“明亮度”的主觀感知。

該方法和系統包括在創建圖像(幀)的全息圖之前，以及在照射該全息圖以形成圖像(幀)的全息重建之前，對圖像或圖像幀應用基于軟件的修改。修改可以包括改變圖像(幀)的至少一部分的參數，并且生成全息圖來表示改變的圖像(幀)，使得所得全息重建或者所得全息重建的相應部分將表現出某些特性，這些特性可能與全息重建圖像(幀)的亮度有關。

可以對圖像(幀)進行修改，以便將所得全息重建的參數限制在一定限度內。例如，修改可以包括改變圖像(幀)的(部分)灰度級，使得對于配置為檢測該全息重建(的部分)中的光的光檢測器來說，相應的(部分)所得全息重建將表現出位于預定優選操作范圍內的亮度或與亮度有關的參數。通過確保檢測參數位于預定優選操作范圍內，提高了由光檢測器輸出的任何光檢測信號相對于該全息重建(的部分)的準確性和可靠性。因此，如果一個或多個這樣的光檢測信號被反饋回到全息投影系統的控制器，以便通知和控制其后續操作，則由信號提供的信息更準確和可靠，這又可以導致系統的后續操作被更可靠地控制，并且在許多情況下被更有效地控制。例如，基于改進的光檢測信號，在控制器能夠獲得系統的目標比如全息重建的一部分或全部的目標亮度之前，它可以使得能夠循環通過較少的迭代或反饋回路。此外，本方法和系統可以幫助避免這樣的情況：通常，來自光檢測器的光檢測信號可能是不正確的或不完整的，例如由于高環境光水平下的光飽和和/或由于低環境光水平下的背景光電噪聲的影響。