用于从单个投影仪流送多个图像的系统和方法技术方案

一种显示系统包括投影仪系统和多个组合器，该投影仪系统创建多个图像流，每个组合器均与图像流的方向中的一个方向相对应并且反射在该组合器处接收到的图像流的至少一部分。投影仪系统包括：照明源，发出预定频谱带内的电磁辐射；图像生成器，将图像特性归因于辐射以创建多个图像流；以及图像分离模块，在多个方向上引导图像流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从单个投影仪流送多个图像的系统和方法对相关申请的交叉引用本申请要求于2011年11月15日提交的美国临时专利申请第61/559,950号的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。
技术介绍
最先进的平视显示(HUD)系统和头戴显示(HMD)系统可以使用设置在用户与(诸如车辆或飞机上的)风挡之间的光路中的组合器(combiner)来将合成影像叠加在外部风景的图像上。然而，这些HUD系统和HMD系统通常从单个投影仪流送单个图像。附图说明为了详细描述示例性实施例，现在将仅以示例的方式参考附图，在附图中：图1示出了根据各种实施例的示例性显示系统；图2示出了根据各种实施例的另一示例性显示系统；图3示出了根据各种实施例的示例性选择镜；图4示出了根据各种实施例的另一示例性选择镜；以及图5示出了根据各种实施例的方法的流程图。注释和术语在以下描述和权利要求书的全文中使用特定术语来指代特定的系统部件。如本
技术人员要理解的是，在本行业中本文中所描述的某些部件可以以多个名称提及。本文档不意在区分名称不同而功能相同的部件。在下面的讨论中以及在权利要求中，以包括在内的方式使用术语“包括(“including”和“comprising”)，并且因此应当将其理解为意指“包括但不限于……”。此外，术语“耦接(couple)”意指间接连接或直接连接。因此，如果第一装置耦接至第二装置，则可以通过直接连接或经由其他装置或连接件的间接连接来进行连接。如本文中所使用的那样，术语“大约”是指所列出的值的正负5％(+/-5％)内的值。如本文中所使用的那样，术语“图像流”是指为了供用户连续观看而生成的一个或多个图像的序列。图像流包括在变换后将原图或阵列的点从一个位置连接到另一位置的光线。例如，在两个用户的系统中，第一图像流是向第一用户显示的第一视频，以及第二图像流是向第二用户显示的不同的第二视频。作为另一示例，在用户是飞行器操作者的两个用户的系统中，第一图像流可以是针对第一用户而在第一组合器上显示的增强现实信息，并且第二图像流可以是针对第二用户而在第二组合器上显示的导航信息。具体实施方式下面的讨论涉及本公开的各种实施例。虽然这些实施例中的一个或多个实施例是优选的，但是不应当将所公开的实施例理解为或用来限制本公开的包括权利要求的范围。此外，本领域技术人员要理解的是，下面的描述具有广泛的应用，并且对任何实施例的讨论只是指该实施例的示例，并且不意在暗示本公开的包括权利要求的范围限于该实施例。本公开大体上涉及成像系统，更具体地，涉及用于使用切换系统和多个组合器来从单个投影仪流送多个图像的系统和方法。最先进的平视显示(HUD)系统和头戴显示(HMD)系统可以使用设置在用户与(诸如车辆或飞机上的)风挡之间的光路中的组合器来将合成影像叠加在外部风景的图像上。然而，这些HUD系统和HMD系统通常从单个投影仪流送单个图像。因此，本公开的至少一个实施例包括一种可以通过对多个图像进行解复用或解交织来从单个投影仪同时投影和显示多个图像的系统。投影和成像系统可以各种设置来部署，部分设置是空间受限的。在某些实施例中，使用以下原理中的至少一个原理来实现解复用：1)将众多图像进行时间调度并流送至多个目标，2)通过对偏振图像进行偏振调制来调制光线路径，和/或3)对具有宽频谱含量的图像进行颜色分离。用户可以控制所形成的并行图像的数量。例如，在一些实施例中，并行图像的数量可以在一至四之间。在一些实施例中，投影仪可与多个光推动的(opticallypowered)部分反射镜(本领域中称为“组合器”)结合地进行操作，多个用户通过组合器观察合成图像。合成图像可以与透射的风景或景物图像叠加，从而产生折反射单元(catadioptricunit)。可以将这样的实施例用作HUD和/或HMD系统。在具体实施例中，组合器可以具有在其相对于投影仪的内表面上的具有光谱优先反射性的涂层，以主要反射投影照明中的期望部分并且主要透射来自周围环境的光。在一些实施例中，组合器也可以具有在其相对于投影仪的外表面上的具有最小反射率的涂层(本领域中称为抗反射涂层)以主要透射来自周围环境的光。在一些实施例中，组合器的内表面可作用于在特定方向上(例如，朝向用户观察组合器的眼动盒(eye-motionbox))反射电磁辐射的有限频谱带。在某些实施例中，组合器的内表面可以是凹入的从而充当反射目镜，并且组合器的外表面是凸起的。在这样的实施例中，组合器的外表面和内表面可以构成基本上不具有透射的光学功率的光学元件。组合器可以是将从第一表面的部分反射与透过整个元件的部分透射的特性组合的光学元件，其中，部分反射表面作为包括将图像反射至眼动盒的反射表面、通过其可以观看图像(即，透射图像)的透射表面或者二者的目镜。因此，组合器包括对所形成的规定波长范围内的电磁辐射基本上透射的材料以透射至少规定波长内的周围电磁辐射的很大一部分。在没有大量的折射(即，光学)功率的贡献的情况下透射电磁辐射。组合器还反射预定波长内的所投射的电磁辐射的至少一部分以起到针对所投射的辐射的目镜的作用。例如，在一些实施例中，组合器由透射性基质(诸如，冕牌玻璃、熔融石英或者一个或多个聚合物)制成，并且可以具有任意形态(即，不要求组合器具有凹入的内表面或者凸起的外表面)。在某些实施例中，可以以在通常明亮的元件或通常模糊的元件之间的范围内形成具有区域的矩阵表示的对象的方式、使用入射照明的空间调制来完成图像生成。因此，形成构成对象的镶嵌图案(mosaic)。在一个实施例中，图像生成器包括透射部件，诸如液晶面板。在另一实施例中，图像生成器包括反射装置，诸如数字微镜装置(DMD)。这样所表示的对象可以生成合成图像。在一些实施例中，可以将这样的对象成像到漫射体(diffuser)、屏幕或平面上。例如，在包括诸如HUD系统或HMD系统的折反射系统的某些实施例中，在观察者从自然的视场观看与真实影像叠加的虚拟图像的情况下，可以将图像呈现在观察者的视网膜上。在具体实施例中，创建多个图像流的投影仪系统可以包括将图像流分到多个并行通道中的图像分离模块，这些并行通道将每个图像流投影至多个眼动盒中的一个眼动盒从而以上述方式形成同步图像。这允许多个观看者从单个投影仪观看不同的图像流。在一些实施例中，多个观看者以稍微不同的角度观看与真实场景影像叠加的多个图像流。因此，为了与真实场景影像相匹配，必须相应地针对每个观看者修改虚拟图像。因此，在具体实施例中，可以将不同的数据集或者“图像流”流送至不同的眼动盒以供给多个观看者，而不管多个观看者可能都察觉到相同信息的事实。在某些实施例中，照明源发出预定频谱带内的电磁辐射。图像生成器将图像特性归因于可以从组合器反射并且可以朝向眼动盒传播的辐射。本公开的一个基本原理是所反射的图像流(即，由组合器所反射的那些图像流)必须与传送的图像流(即，来自图像生成器的那些图像流)叠加。因此，在一些实施例中，传播至第一眼动盒的第一传送的图像流可以与传播至第二眼动盒的第二传送的图像流不同。在某些实施例中可以通过与切换器的调制同步地对第一图像流和第二图像流进行交织或复用来实现此差异，切换器的功能是将第一图像流和第二图像流分别引导至第一眼动盒和第二眼动盒。在一些实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示系统，包括：创建多个图像流的投影仪系统，所述投影仪系统包括：照明源，发出预定频谱带内的电磁辐射；图像生成器，将图像特性归因于所述辐射以创建多个图像流；以及图像分离模块，在多个方向上引导所述图像流；以及多个组合器，每个组合器均与所述图像流的方向中的一个方向相对应并且反射在该组合器处接收到的图像流的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.15 US 61/559,9501.一种显示系统，包括：创建多个图像流的投影仪系统，所述投影仪系统包括：照明源，发出预定频谱带内的电磁辐射；图像生成器，将图像特性归因于所述辐射以创建计划给多个目标的多个图像流，并且将所述图像流交织或复用成单个光束并同时传送经交织或经复用的图像流；以及图像分离模块，在多个方向上引导所述图像流；以及多个组合器，每个组合器均与所述图像流的方向中的一个方向相对应并且反射在该组合器处接收到的图像流的至少一部分。2.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述图像分离模块包括切换镜，所述切换镜在多个静止位置之间移动并且基于所述静止位置在相应的特定方向上引导所述图像流。3.根据权利要求2所述的显示系统，其中，所述切换镜包括微机电系统MEMS镜。4.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述图像分离模块包括：可变相位延迟器，基于所述图像流的偏振改变每个所述图像流的偏振；以及偏振分束器，基于所述图像流的偏振来在特定方向上引导每个图像流。5.根据权利要求4所述的显示系统，其中，所述可变相位延迟器是液晶调制器。6.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述图像分离模块对所述图像流进行解交织，以使得计划给与第一组合器相对应的目标的图像流被引导至所述第一组合器并且计划给与第二组合器相对应的目标的图像流被引导至所述第二组合器。7.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述图像分离模块对所述图像流进行解复用以使得计划给与第一组合器相对应的目标的图像流被引导至所述第一组合器并且计划给与第二组合器相对应的目标的图像流被引导至所述第二组合器。8.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述组合器包括内表面和外表面，所述内表面反射所述图像流的有限...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·M·蒂勒曼，乔恩·R·莱福德，
申请(专利权)人：美国埃尔比特系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US