投影仪和方法技术

本发明专利技术提供投影仪和方法。来自激光光源的阵列的光被扩展以便覆盖DMD或者其它调制器的调制面。该扩展可以例如通过变化的曲率阵列的小透镜来被执行，每个激光对准到小透镜之一。来自相邻和/或附近的光源的光在调制器处交迭。激光器以不同的能量/亮度水平被通电使得照射调制器的光本身被调制(局部地调光)。调制器然后进一步调制局部调光的光以便产生期望的图像。根据本发明专利技术的投影仪可以利用例如顺序地照射的单个调制器或者同时照射的分离的原色调制器。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201280013117.2、申请日为2012年3月14日、专利技术名称为“用于投影仪以及包括电影院、娱乐系统和显示器的其它照明装置的激光光源的局部调光”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2011年3月14日提交的美国临时专利申请No.61/452,641的优先权，其整体通过参考被并入于此。
技术介绍
本专利技术涉及激光成像系统并且更特别地涉及激光投影系统及其局部调光(dimming)。各种投影系统是已知的，包括电影投影仪和家庭影院。已知各种样式的其它投影用于在例如LCD显示器中照射调制器。这些投影系统通常是2D系统，但是逐渐变得流行的是实现3D立体投影仪的各种配置。3D立体投影包括补色立体法(Anaglyph)、线偏振、圆偏振、快门眼镜和光谱分离。补色立体法是最老的技术，并且通过将光通过2个滤色器(通常对于一个眼睛为红色并且对于另一个眼睛为青色)过滤，来提供左/右眼分离。在投影仪处，左眼图像(通常)被过滤通过红色滤光片，并且右边图像被过滤通过青色滤光片。眼镜(eyewear)由用于左眼的红色滤光片和用于右眼的青色滤光片组成。这个方法对于黑白原始图像工作的最好，而不太适合于彩色图像。线偏振3D通过将左眼过滤通过(通常)垂直取向的线偏振器并且将右眼图像过滤通过水平取向的线偏振器来在投影仪处提供分离。眼镜由用于左眼的垂直取向的线偏振器和用于右眼的水平取向的偏振器组成。投影屏必须为偏振保持(preserving)类型，由于它的有区别性的颜色，因此一般被称为“银幕(silver screen)”。线偏振允许在很少的颜色失真的情况下显示全色图像。它具有若干问题，这些问题包括对昂贵的、脆弱的、且不均匀的银幕的需要。另一个问题在于观看者必须保持他的头垂直地取向以避免从一个眼睛到另一个眼睛的串扰。圆偏振3D被专利技术以解决要求观看者保持他的头垂直地取向的问题。圆偏振通过使左眼图像过滤通过(通常)左旋圆偏振器并且使右眼图像过滤通过右旋圆偏振器来提供投影仪处的分离。眼镜由用于左眼的左旋圆偏振器和用于右眼的右旋圆偏振器组成。这个方法也需要银幕。快门眼镜通过在时间上多路复用左图像和右图像来提供分离。不需要用于在投影仪处的分离的滤波器。眼镜由快门眼镜组成。这些是主动式眼镜，其与投影仪帧率同步地电子地遮蔽透镜。左眼图像被首先显示，继之以右眼图像等。由于在剧场中具有与眼镜的直接有线连接是不切实际的，因此无线或者红外发信号方法被用来提供用于左/右眼睛遮蔽的定时基准。这个方法要求IR或者RF发送器在观众席(auditorium)中。快门眼镜是昂贵的并且难以清洁，要求必须频繁地更换电池，并且在它们的切换速率方面是受限的。快门眼镜仅仅在供D电影或者其它电子投影系统使用时是实际的，因为非常少的电影放映机提供为使快门眼镜与帧率同步所需的信号。该方法不要求银幕。光谱分离通过光谱地过滤左眼和右眼来提供投影仪处的分离。该系统与补色立体法的不同之处在于，用于左眼和右眼的滤波器中的每个通过红色、绿色和蓝色谱的一部分，以提供全色图像。左眼滤波器的带通谱与右眼滤波器的带通谱互补。眼镜由具有与投影仪中使用的相同的通用的光谱特性的滤波器组成。虽然这个方法提供全色图像，但是它要求颜色补偿来使得左眼和右眼中的颜色匹配存在于原始图像中的颜色，并且与投影仪的色域(gamut)相比，可能有色域的较小的减少。上述所有用于提供左/右眼分离以用于3D立体显示的方法可以和两个投影仪(一个用于左眼而一个用于右眼)一起使用，或者可以和单个D电影投影仪系统一起使用。在典型的投影系统中，左和右图像被时间多路复用。除其中不要求投影滤波器的快门眼镜情况之外，这意味着投影滤波器必须以L/R多路复用频率变化。这可以利用与多路传输频率同步的投影仪中的滤光轮或者利用电子地切换的滤波器来完成。
技术实现思路
本专利技术人已经实现了提高投影系统中的性能(包括对比度)的需要。本专利技术包括实现局部调光并且增大投影仪或者照明系统的性能的发光和光学组件的具体布置。在一个实施例中，本专利技术提供显示装置，其包括：多个激光光源，对准到扩展器，所述扩展器被配置为将来自每个光源的光在一次调制器上扩展成交迭图案；以及处理装置，被配置为基于图像信号来计算每个激光光源的通电水平，使得交迭图案被局部地调光。该显示器可以还包括二次调制器，所述二次调制器被配置为在照射一次调制器之前调制激光。局部调光的交迭图案可以被配置为使得调制器的与图像信号承载的图像的较暗区域对应的区域具有比调制器的与较亮区域对应的区域更少的照明。局部调光的交迭图案可以被配置为平均起来使得调制器的与图像信号承载的图像的较暗区域对应的区域具有比调制器的与较亮区域对应的区域更少的照明。局部调光的交迭图案包括结合的原色光的交迭情形和/或多于3个原色光颜色的交迭情形。交迭图案可以包括红色、绿色、蓝色和青色光颜色的交迭情形。交迭图案可以包括利用原色光对调制器的顺序的照明，使得交迭图案包括第一时间段中的第一原色光、第二时间段中的第二原色光和第三时间段中的第三原色光的交迭情形。原色光可以包括红色、绿色、蓝色、以及黄色、品红色、青色中的至少一个。处理器可以还被配置为基于图像信号和光源的通电水平来计算对于调制器的每个像素的通电水平。对于调制器的像素的通电水平可以至少部分基于交迭图案的光场仿真(LFS)。显示器可以包括光学模块，所述光学模块被配置为将来自光源的光束引导通过被配置为扩展和致使相邻的和/或附近的光束之间的交迭的扩展器，并且随后到调制器上。显示器可以还包括：第二多个激光光源，对准到第二扩展器，所述第二扩展器被配置为将来自第二多个激光光源中的每个光源的光在第二调制器上扩展成交迭图案；以及第三多个激光光源，对准到第三扩展器，所述第三扩展器被配置为将来自第三多个激光光源中的每个光源的光在第三调制器上扩展成交迭图案。多个光源可以包括多个仅仅第一原色光源，第二多个激光光源可以包括多个仅仅第二原色光源，并且第三多个光源可以包括仅仅第三原色光源。本专利技术被具体实现为装置、设备、方法、系统或者其它与在这里提供的一致的形式。本专利技术的装置、方法、系统或者其它形式的部分可以被方便地实现在通用计算机或者连网的计算机上的编程中，并且结果可以被显示在与通用计算机或者连网的计算机中的任意一个连接的输出装置上，或者被发送到用于输出或者显示的远程装置。另外，以计算机程序、数据序列和/或控制信号方式表示的本专利技术的任何组件可以被具体实现为以任意频率以包括但不限于无线广播的任意介质进行的电子信号广播(或者被传输)，以及在一个或更多个铜线、一个或更多个光纤线缆和一个或更多个同轴线缆之上的传输，等等。附图说明因为通过参考以下结合附图考虑的详细描述，本专利技术的更完整的理解和其许多伴随的优点变得更好理解，所以本专利技术的更完整的理解和其许多伴随的优点将被容易获得，在附图中：图1是根据本专利技术实施例的照射调制器的激光光源的图；图2是根据本专利技术实施例的照射调制器的激光光源束(bundle)的图；图3是根据本专利技术实施例的光源束和多重改变方向模块(a multiple redirection block)的图；图4是示出根据本专利技术实施例的扩展器(spreader)和照明图案的图；图5是示出根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种投影仪，包括：扩展器元件，被定位为接收至少一个窄带光；具有调制表面的空间光调制器，所述调制表面被定位为接收离开所述扩展器之后的所述至少一个窄带光，其中，所述扩展器被配置为使得窄带光在离开所述扩展器之后呈现点扩散函数(PSF)，从而所述调制表面上的窄带光的相邻光扩展为交迭图案的窄带光，并且所述至少一个窄带光扩展到并且经过所有相邻的窄带光的中心区，并且扩展到和经过超出所述调制表面上的至少一个相邻窄带光之外的窄带光的至少一个中心区；控制器，被配置为基于图像数据以及所述空间光调制器的像素处的不同亮度水平对所述空间光调制器通电；以及投影机构，被配置为投影通过所述空间光调制器被调制的光以进行显示。

【技术特征摘要】
2011.03.14 US 61/452,6411.一种投影仪，包括：扩展器元件，被定位为接收至少一个窄带光；具有调制表面的空间光调制器，所述调制表面被定位为接收离开所述扩展器之后的所述至少一个窄带光，其中，所述扩展器被配置为使得窄带光在离开所述扩展器之后呈现点扩散函数(PSF)，从而所述调制表面上的窄带光的相邻光扩展为交迭图案的窄带光，并且所述至少一个窄带光扩展到并且经过所有相邻的窄带光的中心区，并且扩展到和经过超出所述调制表面上的至少一个相邻窄带光之外的窄带光的至少一个中心区；控制器，被配置为基于图像数据以及所述空间光调制器的像素处的不同亮度水平对所述空间光调制器通电；以及投影机构，被配置为投影通过所述空间光调制器被调制的光以进行显示。2.根据权利要求1所述的投影仪，进一步包括开关机构，所述开关机构被配置为将至少一个光从与要被显示的图像的较暗区域对应的所述空间光调制器的所述调制表面的较暗区域改变方向到与要被显示的图像的较亮区域对应的所述空间光调制器的所述调制表面的较亮区域。3.根据权利要求2所述的投影仪，其中，所述至少一个窄带光和相邻光的混合量在所述调制表面上改变。4.根据权利要求1所述的投影仪，其中，所述至少一个窄带光的混合量在所述调制表面的中心区比在所述调制表面的边缘更重(交迭更多)。5.根据权利要求2所述的投影仪，其中，所述交迭图案包括原色光的交迭情形。6.根据权利要求2所述的投影仪，其中交迭图案包括利用原色光对调制器的顺序的照明，使得交迭图案包括第一时间段中的第一原色光、第二时间段中的第二原色光和第三时间段中的第三原色光的交迭图案。7.根据权利要求1所述的投影仪，其中所述投影仪包括局部调光的激光投影仪，其中所述至少一个窄带光源自至少一个激光光源并且其中窄带光在由要被显示的图像的图像数据指定的减少照明的区域中被局部调光。8.根据权利要求2所述的投影仪，其中，对于调制器的像素的通电水平至少部分基于交迭图案的光场仿真(LFS)。9.根据权利要求1所述的投影仪，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·J·理查兹，
申请(专利权)人：杜比实验室特许公司，
类型：发明
国别省市：美国;US