投影系统和方法技术方案

图像显示设备和方法可以使用诸如数字镜装置(DMD)的单个成像元件来对多个颜色通道进行空间调制。颜色通道可以包括诸如相位调制器的光操控元件。来自光操控元件的经操控的光可以与附加光相组合或者被附加光替换以更好地显示明亮的图像。这些技术可以一起提供或者单独地应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】投影系统和方法对相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求于2015年10月6日提交的题为PROJECTIONSYSTEMSANDMETHODS的美国申请第62/237989号的权益，其通过引用并入本文以用于所有目的。
本专利技术的一个方面涉及在场序列式投影系统中产生期望的光模式。本专利技术的另一方面涉及在具有多级成像元件的投影系统中产生期望的光模式。这些方面可以单独或组合应用。本专利技术的实施方式提供投影仪、用于投影仪的组件和相关方法。
技术实现思路
本专利技术具有多个方面。这些方面可以单独或以各种组合来实施。这些方面包括但不限于：·图像投影设备；·图像投影方法；·用于将已由相位调制器操控(steer)到成像元件上的光与附加光混合的设备和方法。本专利技术的示例性方面提供了一种用于投影彩色图像的方法。该方法包括：对于其中每个场都与对应颜色相关联的场序列中的每个场，设置成像元件以根据与该颜色对应的模式对光进行空间调制，并且用对应颜色的光照射成像元件。用对应颜色的光照射成像元件包括将对应颜色的光引导到相位调制器上，相位调制器被控制成提供可工作用以将对应颜色的光操控到成像装置上的期望位置的相位模式。相位调制器以小于所述场序列中的场被呈现的频率的频率刷新。在一些实施方式中，相位调制器每帧刷新一次(其中帧包括不同颜色的场的一个完整周期)。在一些实施方式中，针对所述多个颜色中的每个颜色提供单独的相位调制器，并且所述方法包括：在与所述多个颜色中的一个颜色对应的场期间刷新相位调制器中的与所述多个颜色中的不同的一个颜色对应的一个相位调制器。在一些实施方式中，相位调制器的不同区域与所述多个颜色中的每一个颜色相关联，并且用对应颜色的光照射成像元件包括：引导对应颜色的光照射相位调制器的与对应颜色相关联的区域，同时相位调制器的与对应颜色相关联的区域被控制成提供可工作用以将对应颜色的光操控到成像装置上的期望位置的相位模式。在一些实施方式中，所述方法包括：在与所述多个颜色中的一个颜色对应的场期间刷新相位调制器的多个区域中的与所述多个颜色中的不同的一个颜色对应的一个区域。所述多个区域可以具有不同的尺寸。例如，所述多个颜色可以包括蓝色，并且所述多个区域中的与蓝色相关联的一个区域可以大于所述多个区域中的至少一个其它区域；或者所述多个颜色可以包括绿色，并且所述多个区域中的与绿色相关联的一个区域可以大于所述多个区域中的至少一个其它区域；或者可以基于正被显示的图像中的所述多个颜色中的颜色的相对功率水平来控制所述多个区域的相对尺寸。在一些实施方式中，所述方法包括：将所述多个颜色中的一些或所有颜色定期地重新分配给相位调制器的所述多个区域中的不同区域。例如，所述场序列可以在帧序列中的每个帧中重复一次，并且所述方法可以包括在每个帧中将所述多个颜色中的一些或所有颜色重新分配给相位调制器的所述多个区域中的不同区域。在一些实施方式中，其中，对于所述多个颜色中的每个颜色使用相同的相位模式。在一些实施方式中，所述多个颜色包括红色、绿色和蓝色。在一些实施方式中，成像元件包括DMD。在一些实施方式中，相位调制器包括LCOS。在一些实施方式中，用对应颜色的光照射成像元件还包括：将对应颜色的附加光与已由相位调制器操控的光相组合；或者用绕过相位调制器的光替换已由相位调制器操控的光。将附加光与已由相位调制器操控的光相组合可以产生从公共方向照射成像元件的光束。在一些实施方式中，附加光包括从由相位调制器产生的DC斑收集到的光。在一些实施方式中，附加光包括来自附加光源的光。在一些实施方式中，已由相位调制器操控的光具有第一偏振，附加光具有与第一偏振不同的第二偏振，并且已由相位调制器操控的光与附加光在偏振分束器处相组合。在一些实施方式中，已由相位调制器操控的光具有第一波长，附加光具有与第一波长不同的第二波长，并且已由相位调制器操控的光与附加光在二向色元件处相组合。在一些实施方式中，其中，光源发射具有两个偏振状态的分量的光，并且所述方法包括分离所发射的光的分量，其中，附加光包括所发射的光的一个分量，并且已由相位调制器操控的光由所发射的光的另一个分量构成。在一些这样的实施方式中，所述方法包括：通过使所发射的光穿过偏振转变元件并且基于正被投影的图像的亮度来控制偏振转变元件改变每个所分离的分量中的光的比例来变更所述两个偏振状态的分量的相对强度。另一示例性方面提供了一种用于投影彩色图像的方法，所述方法包括：基于图像的亮度或功率水平而通过选择性地工作在两种模式下来用一颜色的入射光照射成像元件：在第一模式下，所述颜色的光被引导到相位调制器上，相位调制器被控制成提供可工作用以将所述颜色的光操控到成像元件上的期望位置的相位模式；在第二模式下，所述颜色的光从光源被引导到成像装置上而没有与相位调制器相互作用；或者所述颜色的光被引导到相位调制器上并且与所述颜色的附加光相组合，并且组合光被引导到成像元件上，其中相位调制器被控制成提供可工作用以将所述颜色的光操控到成像装置上的期望位置的相位模式。另一示例性方面提供了一种用于投影图像的设备，其被配置为实现本文所述的任何方法。在附图中示出了和/或在以下描述中描述了本专利技术的其它方面和本专利技术的示例性实施方式。附图说明附图示出了本专利技术的非限制性示例性实施方式。这些附图示出了示例性投影仪，并且还示出了示例性方法。图1至图9涉及以场序列方式显示图像的方法和设备。采用合成颜色或白色作为场的场序列式投影仪可以使用这些图通过一次打开多于一个光源并调整数字微镜装置(“DMD”)上的振幅图像来表示。图1是示出通过根据第一方式操作的投影仪的红光路径的示意图，其中，仅红色通道相位硅上液晶(“LCOS”)被照射并且DMD仅将红色像素引导到屏幕。图2是示出通过根据第一方式操作的投影仪的绿光路径的示意图，其中，仅绿色通道相位LCOS被照射并且DMD仅将绿色像素引导到屏幕。图3是示出通过根据第一方式操作的投影仪的蓝光路径的示意图，其中，仅蓝色通道相位LCOS被照射并且DMD仅将蓝色像素引导到屏幕。图4是示出通过根据第二方式操作的投影仪的红光路径的示意图，其中，仅相位LCOS的红色空间部分被照射并且DMD仅将红色像素引导到屏幕。单个LCOS也在不同位置显示绿色和蓝色相位模式，但这些在图4中未被照射。图5是示出通过根据第二方式操作的投影仪的绿光路径的示意图，其中，仅相位LCOS的绿色空间部分被照射并且DMD仅将绿色像素引导到屏幕。单个LCOS也在不同位置显示红色和蓝色相位模式，但这些在图5中未被照射。图6是示出通过根据第二方式操作的投影仪的蓝光路径的示意图，其中，仅相位LCOS的蓝色空间部分被照射并且DMD仅将蓝色像素引导到屏幕。单个LCOS也在不同位置显示红色和绿色相位模式，但这些在图6中未被照射。图7是示出通过根据第三方式操作的投影仪的红光路径的示意图，其中，LCOS上的亮度相位模式被照射并且DMD仅将红色像素引导到屏幕并且试图阻挡在其它地方的不需要的红光。亮度相位模式由红色、绿色和蓝色相位模式(或其它方法)的加权和创建。图8是示出通过根据第三方式操作的投影仪的绿光路径的示意图，其中，LCOS上的亮度相位模式被照射并且DMD仅将绿色像素引导到屏幕并且试图阻挡在其它地方的不需要的绿光。亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于投影彩色图像的方法，所述方法包括：对于其中每个场都与对应颜色相关联的场序列中的每个场，设置成像元件以根据与所述颜色对应的模式对光进行空间调制，并且用所述对应颜色的光照射所述成像元件，其中，用所述对应颜色的光照射所述成像元件包括将所述对应颜色的光引导到相位调制器上，所述相位调制器被控制成提供可工作用以将所述对应颜色的光操控到所述成像装置上的期望位置的相位模式；并且其中，所述相位调制器以小于所述场序列中的场被呈现的频率的频率刷新。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.06 US 62/237,9891.一种用于投影彩色图像的方法，所述方法包括：对于其中每个场都与对应颜色相关联的场序列中的每个场，设置成像元件以根据与所述颜色对应的模式对光进行空间调制，并且用所述对应颜色的光照射所述成像元件，其中，用所述对应颜色的光照射所述成像元件包括将所述对应颜色的光引导到相位调制器上，所述相位调制器被控制成提供可工作用以将所述对应颜色的光操控到所述成像装置上的期望位置的相位模式；并且其中，所述相位调制器以小于所述场序列中的场被呈现的频率的频率刷新。2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述多个颜色中的每个颜色提供单独的相位调制器，并且所述方法包括：在与所述多个颜色中的一个颜色对应的场期间刷新所述相位调制器中的与所述多个颜色中的不同的一个颜色对应的一个相位调制器。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相位调制器的不同区域与所述多个颜色中的每一个颜色相关联，并且用所述对应颜色的光照射所述成像元件包括：引导所述对应颜色的光照射所述相位调制器的与所述对应颜色相关联的区域，同时所述相位调制器的与所述对应颜色相关联的区域被控制成提供可工作用以将所述对应颜色的光操控到所述成像装置上的期望位置的所述相位模式。4.根据权利要求3所述的方法，包括：在与所述多个颜色中的一个颜色对应的场期间刷新所述相位调制器的多个区域中的与所述多个颜色中的不同的一个颜色对应的一个区域。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个区域具有不同的尺寸。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个颜色包括蓝色，并且所述多个区域中的与蓝色相关联的一个区域大于所述多个区域中的至少一个其它区域。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个颜色包括绿色，并且所述多个区域中的与绿色相关联的一个区域大于所述多个区域中的至少一个其它区域。8.根据权利要求5所述的方法，包括：基于正被显示的图像中的所述多个颜色中的颜色的相对功率水平来控制所述多个区域的相对尺寸。9.根据权利要求3所述的方法，包括：将所述多个颜色中的一些或所有颜色定期地重新分配给所述相位调制器的所述多个区域中的不同区域。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述场序列在帧序列中的每个帧中重复一次，并且所述方法包括：在每个帧中将所述多个颜色中的一些或所有颜色重新分配给所述相位调制器的所述多个区域中的不同区域。11.根据权利要求1所述的方法，其中，对于所述多个颜色中的每个颜色使用相同的相位模式。12.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中，所述多个颜色包括红色、绿色和蓝色。13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中，用所述对应颜色的光照射所述成像元件还包括将所述对应颜色的附加光与已由所述相位调制器操控的光相组合。14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述附加光与已由所述相位调制器操控的光相组合产生从公共方向照射所述成像元件的光束。15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述附加光包括从由所述相位调制器产生的DC斑收集到的光。16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法，其中，所述附加光包括来自附加光源的光。17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，已由所述相位调制器操控的光具有第一偏振，所述附加光具有与所述第一偏振不同的第二偏振，并且已由所述相位调制器操控的光与所述附加光在偏振分束器处相组合。18.根据权利要求15或16所述的方法，其中，已由所述相位调制器操控的光具有第一波长，所述附加光具有与所述第一波长不同的第二波长，并且已由所述相位调制器操控的光与所述附加光在二向色元件处相组合。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一波长和所述第二波长相差20nm或更小。20.根据权利要求13至17中的任一项所述的方法，其中，所述光源发射具有两个偏振状态的分量的光，并且所述方法包括分离所发射的光的分量，其中，所述附加光包括所发射的光的一个分量，并且已由所述相位调制器操控的光由所发射的光的另一个分量构成。21.根据权利要求20所述的方法，包括通过使所发射的光穿过偏振转变元件并且基于正被投影的图像的亮度来控制所述偏振转变元件改变每个所分离的分量中的光的比例来变更所述两个偏振状态的分量的相对强度。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述偏振转变元件包括半波片，并且控制所述偏振转变元件包括旋转所述半波片。23.一种用于投影彩色图像的方法，所述方法包括：用一颜色的入射光照射成像元件；以及操作所述成像元件以对所述入射光进行空间调制，其中，照射所述成像元件包括基于所述彩色图像中的颜色的亮度或功率水平来选择性地：I)工作在第一模式下，其中，所述颜色的光被引导到相位调制器上，所述相位调制器被控制成提供可工作用以将所述颜色的光操控到所述成像元件上的期望位置的相位模式；以及II)工作在第二模式下，其中：a.所述颜色的光从光源被引导到所述成像装置上而没有与所述相位调制器相互作用；或者b.所述颜色的光被引导到所述相位调制器上并且与所述颜色的附加光相组合，并且组合光被引导到所述成像元件上，其中所述相位调制器被控制成提供可工作用以将所述颜色的光操控到所述成像装置上的期望位置的相位模式。24.一种用于投影图像的方法，所述方法包括通过以下步骤用一颜色的光照射成像元件：将所述颜色的光引导到相位调制器上，所述相位调制器被控制成提供可工作用以将所述颜色的光操控到所述成像元件上的期望位置的相位模式；将所述颜色的附加光与经操控的光相组合；以及将包括经操控的光和所述附加光的组合光引导到所述成像元件上。25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述附加光是漫射的。26.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：格温·丹贝格，埃里克·扬·科扎克，巴维恩·库马兰，安德斯·巴莱斯塔特，
申请(专利权)人：MTT创新公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA