全息投影制造技术

一种用于改进全息投影系统的控制的方法和系统，以便满足或试图满足由全息投影系统产生的全息重建图像的一个或多个目标或目的。目标或目的可涉及全息重建图像的部分或全部的亮度。亮度。亮度。

【技术实现步骤摘要】
全息投影


[0001]本公开涉及图像投影。更具体地，本公开涉及全息投影的方法和全息投影系统。一些实施例涉及全息投影系统的亮度控制和图像生成。一些实施例涉及平视显示器和头戴式显示器。一些实施例涉及在全息投影系统中控制图像亮度的方法。

技术介绍

[0002]从物体散射的光包含振幅和相位信息。可以通过众所周知的干涉技术在例如感光板上捕获该振幅和相位信息，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。可以通过用合适的光照射来重建全息图，以形成代表原始物体的二维或三维全息重建或回放图像。
[0003]计算机生成的全息术可以在数值上模拟干涉过程。可以通过基于数学变换比如菲涅耳或傅立叶变换的技术来计算计算机生成的全息图。这些类型的全息图可被称为菲涅耳/傅立叶变换全息图或简称为菲涅耳/傅立叶全息图。傅立叶全息图可被认为是物体的傅立叶域/平面表示或物体的频域/平面表示。例如，还可以通过相干射线追踪或点云技术来计算计算机生成的全息图。
[0004]可以在布置为调制入射光的振幅和/或相位的空间光调制器上对计算机生成的全息图进行编码。可以使用电可寻址液晶、光学可寻址液晶或微镜来实现光调制。
[0005]空间光调制器通常包括多个单独可寻址像素，其也可以称为单元或元素。光调制方案可以是二进制、多级或连续的。可替代地，装置可以是连续的(即不包括像素)，因此光调制可以在整个装置上是连续的。空间光调制器可以是反射性的，这意味着调制光以反射输出。空间光调制器可以同样是透射性的，这意味着调制光以透射输出。
[0006]可以使用本文描述的系统来提供全息投影仪。这种投影仪已经应用于平视显示器“HUD”和头戴式显示器“HMD”，例如包括近眼设备。
[0007]在使用相干光的设备比如全息投影仪中，可以使用移动漫射器来提高图像质量。
[0008]本文公开了改进的全息投影方法和改进的全息投影系统。

技术实现思路

[0009]本公开的各方面在所附独立权利要求中定义。
[0010]总的来说，提供了用于改进全息投影系统的控制的方法和系统，以便满足或试图满足由全息投影系统产生的全息重建图像的一个或多个目标或目的。目标或目的可能涉及全息重建图像的部分或全部的亮度。亮度是已知的光强度度量，可以每平方米坎德拉(cdm
‑2)为单位对其进行测量，并且它会影响人类对图像“明亮度”的主观感知。
[0011]该方法和系统包括在创建图像(帧)的全息图之前，以及在照射该全息图以形成图像(帧)的全息重建之前，对图像或图像帧应用基于软件的修改。修改可以包括改变图像(帧)的至少一部分的参数，并且生成全息图来表示改变的图像(帧)，使得所得全息重建或者所得全息重建的相应部分将表现出某些特性，这些特性可能与全息重建图像(帧)的亮度有关。
[0012]可以对图像(帧)进行修改，以便将所得全息重建的参数限制在一定限度内。例如，修改可以包括改变图像(帧)的(部分)灰度级，使得对于配置为检测该全息重建(的部分)中的光的光检测器来说，相应的(部分)所得全息重建将表现出位于预定优选操作范围内的亮度或与亮度有关的参数。通过确保检测参数位于预定优选操作范围内，提高了由光检测器输出的任何光检测信号相对于该全息重建(的部分)的准确性和可靠性。因此，如果一个或多个这样的光检测信号被反馈回到全息投影系统的控制器，以便通知和控制其后续操作，则由信号提供的信息更准确和可靠，这又可以导致系统的后续操作被更可靠地控制，并且在许多情况下被更有效地控制。例如，基于改进的光检测信号，在控制器能够获得系统的目标比如全息重建的一部分或全部的目标亮度之前，它可以使得能够循环通过较少的迭代或反馈回路。此外，本方法和系统可以帮助避免这样的情况：通常，来自光检测器的光检测信号可能是不正确的或不完整的，例如由于高环境光水平下的光饱和和/或由于低环境光水平下的背景光电噪声的影响。
[0013]根据一方面，提供了一种全息投影的方法，该方法包括接收用于投影的图像，并且形成包括第一图像区域和第二图像区域的图像帧，其中第一图像区域对应于图像，第二图像区域对应于代表系统控制参数的非图像内容。该方法还包括对非图像内容应用第一增益因子，以便改变图像帧的非图像内容的灰度级。该方法还包括计算图像帧的全息图；显示全息图并用来自光源的光照射全息图以形成图像帧的全息重建。它还包括测量代表非图像内容的全息重建的亮度的参数，并且根据第一增益因子的倒数缩放测量参数，以获得代表非图像内容的全息重建的真实亮度的参数值。该方法还包括对于图像帧的图像内容的全息重建，控制照射全息图的光的光功率，直到非图像内容的全息重建的真实亮度的测量指示满足目标亮度。
[0014]全息投影系统接收的图像可以称为“输入图像”或“目标图像”。该方法可以包括逐个地接收多个图像。例如，每个图像可以包括运动视频的静止帧。
[0015]图像帧的第二图像区域可以对应于“非图像内容”，意思是其内容可能不打算供观看者观看。相反，第二图像区域的目的可以是提供具有可被检测和/或监测和/或测量的一个或多个参数的信号或输出。
[0016]第二图像区域中的非图像内容所代表的系统控制参数可以与第一图像区域的全息重建中的图像内容的一个或多个对应系统控制参数具有预定关系。例如，系统控制参数可以包括光功率或亮度。例如，系统控制参数可以包括电压或电流。
[0017]图像帧中的第二图像区域可以包括简单的形成，例如斑点或其他小形状。当制作图像帧的全息图并全息重建时，所得全息重建的相应副区域可能很小，并且对于观察者来说在视觉上可能基本不重要。例如，它可以在物理上与全息重建的主区域分离，该主区域对应于图像帧的主图像区域，并且旨在被观看者观看和理解。尽管如此，全息重建的副区域可被一个或多个传感器比如光传感器(或光电二极管)检测到。使用这种检测器，全息重建的副区域的参数可以是可测量的。此外，副区域的测量参数可以与主区域的相应参数相关。例如，两个区域的亮度可以具有预定关系，其基于每个相应区域中的像素数和被施加来照射相应全息图的光量。因此，表示副区域的亮度的测量可以用于确定主区域的亮度。
[0018]将第一增益因子应用于图像帧的非图像内容以改变其灰度级的步骤可以包括缩放其灰度级，即将其灰度级(或“灰度比例级”)的值乘以因子。因子可以是整数或小数，也可
以小于或大于一。如果认为不应对图像帧的非图像内容的灰度级进行改变，则该因子实际上可以等于1。
[0019]增益因子可以基于图像帧的非图像内容的“真实”(即未修改的)灰度级以及如果全息图被生成并照射则代表未修改的图像帧的所得全息重建的相应副区域的参数的期望值来计算。例如，它可以基于该副区域的可测量参数的期望值，基于当前或目标操作条件，比如将照射全息图的光源的当前或目标光功率。它还可以基于配置成检测全息重建的副区域中的光的一个或多个检测器的一个或多个操作极限、范围或阈值来计算。也可以考虑其他因素，比如当前和/或预期的环境光条件。
[0020]图像帧的计算全息图可以显示在任何合适的设备上。例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全息投影的方法，该方法包括：(i)接收用于投影的图像；(ii)形成包括第一图像区域和第二图像区域的图像帧，其中第一图像区域对应于所述图像，第二图像区域对应于代表系统控制参数的非图像内容；(iii)对非图像内容应用第一增益因子，以便改变图像帧的非图像内容的灰度级；(iv)计算图像帧的全息图；(v)显示全息图并用来自光源的光照射全息图以形成图像帧的全息重建；(vi)测量代表非图像内容的全息重建的亮度的参数；(vii)根据第一增益因子的倒数缩放测量参数，以获得代表非图像内容的全息重建的真实亮度的参数值；以及(viii)对于图像帧的图像内容的全息重建，控制照射全息图的光的光功率，直到非图像内容的全息重建的真实亮度指示满足目标亮度。2.如权利要求1所述的方法，还包括使用代表非图像内容的全息重建的真实亮度的参数值来计算代表图像帧的图像内容的全息重建的亮度的参数值。3.如权利要求1所述的方法，还包括一次一个地接收用于投影的另外图像，并且对每个接收的图像执行步骤(i)至(viii)，以便每个图像的全息投影的亮度基本相同。4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(vi)还包括在进行到步骤(vii)之前响应于代表亮度的测量参数改变第一增益因子，并重复步骤(iii)至(vi)。5.如权利要求4所述的方法，其中，如果代表亮度的测量参数高于第一阈值水平，则增加第一增益因子，或者如果代表亮度的测量参数低于第二阈值水平，则减小第一增益因子，其中，第一阈值水平与测量亮度的光电检测器的饱和相关，第二阈值水平与光电检测器的噪声水平相关。6.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(iii)还包括基于所述目标亮度确定第一增益因子。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一增益因子与目标亮度成反比。8.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(i)还包括确定图像的像素使用量，并且步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：L瓦莱，M温格罗，
申请(专利权)人：恩维世科斯有限公司，
类型：发明
国别省市：