具有非機械鏡光束轉(zhuǎn)向的投影顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有非機械鏡光束轉(zhuǎn)向的投影顯示系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年7月30日提交的美國臨時專利申請N0.61/860，203和于2014年4月14日提交的美國臨時專利申請N0.61/979，248的優(yōu)先權(quán)，這兩個專利申請中的每個的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。
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)制的雙級或多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]在常規(guī)的多級調(diào)制投影系統(tǒng)中，通常存在單個光源，該單個光源使用由投影儀內(nèi)的一些光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制的圖像來照射屏幕。在這樣的常規(guī)多級調(diào)制投影系統(tǒng)中，通常高亮調(diào)制器是微機電系統(tǒng)(MEMS)陣列或一些其他機械光束轉(zhuǎn)向裝置。高亮調(diào)制器具有將到達其單獨的轉(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圍部位具有更高的亮度，從而該部分被“加亮(highlighted)”。
[0005]在這些雙級/多級調(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于可移動鏡的非機械光束轉(zhuǎn)向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文中公開了顯示系統(tǒng)及其制造和使用方法的若干實施方式。
[0007]在一個實施方式中，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，所述透鏡適于透過來自所述第一全息調(diào)制器;第二調(diào)制器，所述第二調(diào)制器被來自所述透鏡的光照射并且能夠?qū)碜运鐾哥R的光進行調(diào)制，并且所述第二調(diào)制器包括多個鏡；所述控制器還包括:處理器;存儲器，所述存儲器與所述處理器關(guān)聯(lián)，并且所述存儲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，使該處理器執(zhí)行以下指令:接收圖像數(shù)據(jù)；向所述第一全息調(diào)制器發(fā)送控制信號，使得所述第一全息調(diào)制器能夠?qū)碜运龉庠吹钠谕壤墓夥峙涞剿龅诙{(diào)制器上；以及向所述第二調(diào)制器發(fā)送控制信號，使得來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，并且所述偏振器對來自所述光源的光引起期望的偏振;擴束器，所述擴束器對來自所述偏振器的所述光進行擴展;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所述光進行分離；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沿所述高亮路徑的所述光進行調(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;存儲器，所述存儲器與所述處理器關(guān)聯(lián)，并且所述存儲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，使所述處理器執(zhí)行以下指令:接收圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)潛在地包括至少一個高亮特征；向所述空間光調(diào)制器發(fā)送控制信號，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)合本申請中所給出的附圖進行閱讀時，以下在詳細描述中給出本系統(tǒng)的其他特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]在附圖中所參照的圖中示出了示例性實施方式。其目的在于:本文中所公開的實施方式和附圖應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
[0011]圖1是可以利用高亮調(diào)制器的采用兩個可移動鏡組件的雙級/多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的一個實施方式。
[0012]圖2是如根據(jù)本申請的原理做出的采用全息成像模塊作為至少一個用于使光束轉(zhuǎn)向的非機械裝置的雙級/多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的一個實施方式。
[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/或方法的一個實施方式。
[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)的另一實施方式。
[0015]圖5A是如根據(jù)本申請的原理做出的可以采用偏振器來調(diào)節(jié)主光路與高亮光路之間的光平衡的雙級/多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的一個實施方式。
[0016]圖5B是如根據(jù)本申請的原理做出的可以使用非機械光束轉(zhuǎn)向調(diào)制器采用偏振器來調(diào)節(jié)主光路與高亮光路之間的光平衡的雙級/多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的另一實施方式。
【具體實施方式】
[0017]貫穿下文的描述，對具體的細節(jié)進行闡述以便向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供更透徹的理解。然而，可以不詳細地示出或描述公知的元件以避免不必要地模糊本公開內(nèi)容。因此，描述和附圖應(yīng)當(dāng)被視為說明性的而非限制性的。
[0018]如本文所使用，術(shù)語“部件”、“系統(tǒng)”、“接口”、“控制器”等意在指代與計算機相關(guān)的實體、硬件、(例如，執(zhí)行中的)軟件、和/或固件。例如，這些術(shù)語中的任何術(shù)語可以是在處理器上運行的過程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、程序、和/或計算機。通過說明，服務(wù)器上運行的應(yīng)用和服務(wù)器二者均可以是部件和/或控制器。一個或更多個部件/控制器可以駐留在過程內(nèi)，并且部件/控制器可以被定位在一個計算機上和/或被分布在兩個或更多個計算機之間。
[0019]參照附圖來描述所要求保護的主題，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，出于說明的目的，對許多具體細節(jié)進行闡述以便提供對本主題發(fā)明的透徹理解。然而，明顯的是，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實施所要求保護的主題。在其他實例中，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/多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)包括兩個或更多個調(diào)制級，其中，照明光經(jīng)過兩個或更多個調(diào)制級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)制級包括機械光束轉(zhuǎn)向架構(gòu)，例如數(shù)字微鏡裝置(DMD)、MEMS或者一些機械致動的鏡組。圖1描繪了采用機械光束轉(zhuǎn)向調(diào)制器的雙級/多級調(diào)制投影顯示系統(tǒng)的實施方式。
[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進而可以經(jīng)由一組可選的光學(xué)部件108來照射第二調(diào)制器110。來自第二調(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/數(shù)據(jù)信號，以便實現(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)以便實現(xiàn)對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陣列的一組機械可移動鏡106a和110a。這些鏡可以根據(jù)從控制器116接收的控制信號被移動或以其他方式致動。可以通過這樣的機械致動根據(jù)需要由第一調(diào)制器和第二調(diào)制器對光進行轉(zhuǎn)向。
[0025]在下述共有專利和專利申請中已經(jīng)描述了雙級調(diào)制投影和顯示系統(tǒng)，這些共有專利和專利申請包括:
[0026](I)于2012年2月28日發(fā)布的Ward等人的美國專利第8，125,702號，題目為“SERIALMODULAT1N DISPLAY HAVING BINARY LIGHT MODULAT1N STAGE”；
[0027](2)于2013年6月13日公開的Whitehead等人的美國專利申請20130148037，題目為“PROJECT1N DISPLAYS”；
[0028](3)于2011年9月22日公開的Wallener的美國專利申請20110227900，題目為“CUSTOM PSFs USING CLUSTERED LIGHT SOURCES”；
[0029](4)于2013年5月2日公開的Shields等人的美國專利申請20130106