具有非機(jī)械鏡光束轉(zhuǎn)向的投影顯示系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有非機(jī)械鏡光束轉(zhuǎn)向的投影顯示系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年7月30日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/860，203和于2014年4月14日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.61/979，248的優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)中的每個(gè)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及顯示系統(tǒng)，并且更具體地，涉及可能采用高亮(highlight)調(diào)制的雙級(jí)或多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]在常規(guī)的多級(jí)調(diào)制投影系統(tǒng)中，通常存在單個(gè)光源，該單個(gè)光源使用由投影儀內(nèi)的一些光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制的圖像來(lái)照射屏幕。在這樣的常規(guī)多級(jí)調(diào)制投影系統(tǒng)中，通常高亮調(diào)制器是微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)陣列或一些其他機(jī)械光束轉(zhuǎn)向裝置。高亮調(diào)制器具有將到達(dá)其單獨(dú)的轉(zhuǎn)向元件的光轉(zhuǎn)向至隨后的光路中的任何任意的位置的能力。僅作為一個(gè)示例，高亮調(diào)制器可以能夠?qū)⒏嗟墓廪D(zhuǎn)向至投影圖像的一部分，該部分比該圖像的周?chē)课痪哂懈叩牧炼?，從而該部分被“加?highlighted)”。
[0005]在這些雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影系統(tǒng)的情況下，可以能夠創(chuàng)建具有至少一個(gè)高亮調(diào)制器的這樣的投影系統(tǒng)，該高亮調(diào)制器可以能夠采用不需要依賴(lài)于可移動(dòng)鏡的非機(jī)械光束轉(zhuǎn)向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文中公開(kāi)了顯示系統(tǒng)及其制造和使用方法的若干實(shí)施方式。
[0007]在一個(gè)實(shí)施方式中，一種投影顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)包括:光源;控制器;第一全息調(diào)制器，所述第一調(diào)制器被所述光源照射，并且所述第一調(diào)制器包括全息成像模塊；透鏡，所述透鏡適于透過(guò)來(lái)自所述第一全息調(diào)制器;第二調(diào)制器，所述第二調(diào)制器被來(lái)自所述透鏡的光照射并且能夠?qū)?lái)自所述透鏡的光進(jìn)行調(diào)制，并且所述第二調(diào)制器包括多個(gè)鏡；所述控制器還包括:處理器;存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器與所述處理器關(guān)聯(lián)，并且所述存儲(chǔ)器還包括處理器可讀指令，使得當(dāng)所述處理器讀取所述處理器可讀指令時(shí)，使該處理器執(zhí)行以下指令:接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)；向所述第一全息調(diào)制器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述第一全息調(diào)制器能夠?qū)?lái)自所述光源的期望比例的光分配到所述第二調(diào)制器上；以及向所述第二調(diào)制器發(fā)送控制信號(hào)，使得來(lái)自所述光源的所述期望比例的光被調(diào)制以形成期望的用于投影的圖像。
[0008]在另一實(shí)施方式中，一種投影顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)包括:光源；控制器；偏振器，所述偏振器被所述光源照射，并且所述偏振器對(duì)來(lái)自所述光源的光引起期望的偏振;擴(kuò)束器，所述擴(kuò)束器對(duì)來(lái)自所述偏振器的所述光進(jìn)行擴(kuò)展;第一部分分束器，所述第一部分分束器能夠優(yōu)先地沿主光路和高亮路徑對(duì)所述光進(jìn)行分離；空間光調(diào)制器，所述空間光調(diào)制器接收沿所述高亮路徑的所述光并且對(duì)沿所述高亮路徑的所述光進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生期望的高亮光;第二部分分束器，所述第二部分分束器能夠合并來(lái)自所述主光路和所述高亮路徑的光;所述控制器還包括:處理器;存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器與所述處理器關(guān)聯(lián)，并且所述存儲(chǔ)器還包括處理器可讀指令，使得當(dāng)所述處理器讀取所述處理器可讀指令時(shí)，使所述處理器執(zhí)行以下指令:接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)潛在地包括至少一個(gè)高亮特征；向所述空間光調(diào)制器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述空間光調(diào)制器能夠發(fā)送要在所述第二部分分束器處與來(lái)自所述主光路的光合并以形成所述高亮特征的期望的量的高亮光。
[0009]當(dāng)結(jié)合本申請(qǐng)中所給出的附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，以下在詳細(xì)描述中給出本系統(tǒng)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]在附圖中所參照的圖中示出了示例性實(shí)施方式。其目的在于:本文中所公開(kāi)的實(shí)施方式和附圖應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
[0011]圖1是可以利用高亮調(diào)制器的采用兩個(gè)可移動(dòng)鏡組件的雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式。
[0012]圖2是如根據(jù)本申請(qǐng)的原理做出的采用全息成像模塊作為至少一個(gè)用于使光束轉(zhuǎn)向的非機(jī)械裝置的雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式。
[0013]圖3是用于創(chuàng)建影響圖2的顯示系統(tǒng)中的期望的光束轉(zhuǎn)向的全息成像的全息圖的系統(tǒng)和/或方法的一個(gè)實(shí)施方式。
[0014]圖4是用于創(chuàng)建影響圖2的顯示系統(tǒng)中的期望的光束轉(zhuǎn)向的全息成像的系統(tǒng)的另一實(shí)施方式。
[0015]圖5A是如根據(jù)本申請(qǐng)的原理做出的可以采用偏振器來(lái)調(diào)節(jié)主光路與高亮光路之間的光平衡的雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式。
[0016]圖5B是如根據(jù)本申請(qǐng)的原理做出的可以使用非機(jī)械光束轉(zhuǎn)向調(diào)制器采用偏振器來(lái)調(diào)節(jié)主光路與高亮光路之間的光平衡的雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的另一實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0017]貫穿下文的描述，對(duì)具體的細(xì)節(jié)進(jìn)行闡述以便向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供更透徹的理解。然而，可以不詳細(xì)地示出或描述公知的元件以避免不必要地模糊本公開(kāi)內(nèi)容。因此，描述和附圖應(yīng)當(dāng)被視為說(shuō)明性的而非限制性的。
[0018]如本文所使用，術(shù)語(yǔ)“部件”、“系統(tǒng)”、“接口”、“控制器”等意在指代與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體、硬件、(例如，執(zhí)行中的)軟件、和/或固件。例如，這些術(shù)語(yǔ)中的任何術(shù)語(yǔ)可以是在處理器上運(yùn)行的過(guò)程、處理器、對(duì)象、可執(zhí)行程序、程序、和/或計(jì)算機(jī)。通過(guò)說(shuō)明，服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用和服務(wù)器二者均可以是部件和/或控制器。一個(gè)或更多個(gè)部件/控制器可以駐留在過(guò)程內(nèi)，并且部件/控制器可以被定位在一個(gè)計(jì)算機(jī)上和/或被分布在兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)之間。
[0019]參照附圖來(lái)描述所要求保護(hù)的主題，其中，貫穿全文，相同的附圖標(biāo)記用于指代相同的元件。在下文的描述中，出于說(shuō)明的目的，對(duì)許多具體細(xì)節(jié)進(jìn)行闡述以便提供對(duì)本主題發(fā)明的透徹理解。然而，明顯的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施所要求保護(hù)的主題。在其他實(shí)例中，以框圖的形式示出公知的結(jié)構(gòu)和裝置，以便有助于描述本主題發(fā)明。
[0020]引言
[0021]當(dāng)前的雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)包括兩個(gè)或更多個(gè)調(diào)制級(jí)，其中，照明光經(jīng)過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)調(diào)制級(jí)以在投影屏幕上形成最終投影圖像。在大多數(shù)情況下，這樣的調(diào)制級(jí)包括機(jī)械光束轉(zhuǎn)向架構(gòu)，例如數(shù)字微鏡裝置(DMD)、MEMS或者一些機(jī)械致動(dòng)的鏡組。圖1描繪了采用機(jī)械光束轉(zhuǎn)向調(diào)制器的雙級(jí)/多級(jí)調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的實(shí)施方式。
[0022]投影系統(tǒng)100采用光源102，光源102向投影系統(tǒng)提供期望的照明，使得最終投影圖像對(duì)于該投影圖像的預(yù)期觀看者而言足夠亮。光源102可以包括任何可能的合適光源，包括但不受限于:氙燈、激光器、LED、相干光源、部分相干光源。
[0023]光104可以照射第一調(diào)制器106，光104進(jìn)而可以經(jīng)由一組可選的光學(xué)部件108來(lái)照射第二調(diào)制器110。來(lái)自第二調(diào)制器110的光可以被投影透鏡112(或其他合適的光學(xué)部件)投影以在屏幕114上形成最終投影圖像。第一調(diào)制器和第二調(diào)制器可以被控制器116控制，控制器116可以接收輸入圖像數(shù)據(jù)和/或輸入視頻數(shù)據(jù)?？刂破?16可以對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)/輸入視頻數(shù)據(jù)執(zhí)行特定的圖像處理算法、色域映射算法或其他這樣的合適的處理并且向第一調(diào)制器和第二調(diào)制器輸出控制信號(hào)/數(shù)據(jù)信號(hào)，以便實(shí)現(xiàn)期望的最終投影圖像114。此外，在一些投影系統(tǒng)中，取決于光源，可以調(diào)制光源102(未示出控制線路)以便實(shí)現(xiàn)對(duì)最終投影圖像的圖像質(zhì)量的另外的控制。
[0024]第一調(diào)制器106和第二調(diào)制器110可以分別包括例如可以形成DMD陣列或MEMS陣列的一組機(jī)械可移動(dòng)鏡106a和110a。這些鏡可以根據(jù)從控制器116接收的控制信號(hào)被移動(dòng)或以其他方式致動(dòng)。可以通過(guò)這樣的機(jī)械致動(dòng)根據(jù)需要由第一調(diào)制器和第二調(diào)制器對(duì)光進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
[0025]在下述共有專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)中已經(jīng)描述了雙級(jí)調(diào)制投影和顯示系統(tǒng)，這些共有專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)包括:
[0026](I)于2012年2月28日發(fā)布的Ward等人的美國(guó)專(zhuān)利第8，125,702號(hào)，題目為“SERIALMODULAT1N DISPLAY HAVING BINARY LIGHT MODULAT1N STAGE”；
[0027](2)于2013年6月13日公開(kāi)的Whitehead等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)20130148037，題目為“PROJECT1N DISPLAYS”；
[0028](3)于2011年9月22日公開(kāi)的Wallener的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)20110227900，題目為“CUSTOM PSFs USING CLUSTERED LIGHT SOURCES”；
[0029](4)于2013年5月2日公開(kāi)的Shields等人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)20130106