一种投影系统包括：光源，被配置为响应于图像数据而发射光；相位光调制器，被配置为从光源接收光并对光施加空间变化相位调制，从而产生投影光并使光在重建场上转向，其中，重建场是在其上形成重建图像的复平面；以及控制器，被配置为控制光源，控制相位光调制器，将重建场初始化(401)为初始值，并针对图像数据的帧内的多个子帧中的每一个迭代地进行以下操作：针对第一次迭代将重建场设置(402)为初始值，或者针对任何后续迭代将重建场设置(402)为后续迭代重建场值；将重建场映射(403)到调制场，其中，调制场是对光的相位进行调制的相位光调制器的复平面；将调制场的幅度设置(404)为预定值；以及将幅度被设置为预定值的调制场映射(405)到后续迭代重建场，其中，控制器进一步被配置为基于利用最后一次迭代映射的调制场向相位光调制器提供(408)相位控制信号。号。号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】投影系统和利用场映射驱动投影系统的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年3月25日提交的美国临时申请号63/165,846以及于2021年3月25日提交的欧洲专利申请号21164809.2的优先权，所述美国临时申请和欧洲专利申请均通过引用以其整体并入本文。
技术介绍
1.
[0003]本申请总体上涉及投影系统和驱动投影系统的方法。
[0004]2.
技术介绍
[0005]数字投影系统通常利用光源和光学系统将图像投影到表面或屏幕上。光学系统包括如反射镜、透镜、波导、光纤、分束器、漫射器、空间光调制器(SLM)等部件。一些投影系统基于实施空间幅度调制的SLM。在这样的系统中，光源提供体现可以在图像上再现的最明亮级别的光场，并且光被衰减(例如，丢弃)以便创建期望的场景级别。在这样的配置中，未被投影以形成图像的任何部分的光被衰减或丢弃。替代性地，投影系统可以被配置为使得光被转向而不是被衰减。这样的系统可以通过生成复相位信号并将所述信号提供给如相位光调制器(PLM)等调制器来进行操作。
技术实现思路
[0006]本公开的各个方面涉及用于使用相位光调制进行投影显示以生成目标图像的精确和准确再现的电路、系统和方法。
[0007]在本公开的一个示例性方面，提供了一种投影系统，所述投影系统包括：光源，所述光源被配置为响应于图像数据而发射光；相位光调制器，所述相位光调制器被配置为从所述光源接收所述光并对所述光施加空间变化相位调制，从而使所述光转向并且产生投影光；以及控制器，所述控制器被配置为控制所述光源，控制所述相位光调制器，并针对所述图像数据的帧内的多个子帧中的每一个迭代地进行以下操作：确定重建场；将所述重建场映射到调制场；缩放所述调制场的幅度；将所述调制场映射到后续迭代重建场；以及基于所述调制场向所述相位光调制器提供相位控制信号。
[0008]在本公开的另一示例性方面，提供了一种驱动投影系统的方法，所述方法包括：响应于图像数据由光源发射光；由相位光调制器接收所述光；由所述相位光调制器对所述光施加空间变化相位调制，从而使所述光转向并且产生投影光；以及利用被配置为控制所述光源和所述相位光调制器的控制器针对所述图像数据的帧内的多个子帧中的每一个迭代地进行以下操作：确定重建场；将所述重建场映射到调制场；缩放所述调制场的幅度；将所述调制场映射到后续迭代重建场；以及基于所述调制场向所述相位光调制器提供相位控制信号。
附图说明
[0009]参考附图，在以下描述中更全面地公开了各种实施例的这些和其他更详细和具体的特征，在附图中：
[0010]图1图示了根据本公开的各个方面的示例性投影系统的框图；
[0011]图2图示了根据本公开的各个方面的示例性相位调制器；
[0012]图3图示了根据本公开的各个方面的另一示例性相位调制器；
[0013]图4图示了根据本公开的各个方面的示例性波传播循环；
[0014]图5图示了根据本公开的各个方面的利用正则化的示例性波传播循环；
[0015]图6A至图6E分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0016]图7A至图7E分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0017]图8图示了根据本公开的各个方面的示例性强度收敛图；
[0018]图9图示了根据本公开的各个方面的另一示例性强度收敛图；
[0019]图10图示了根据本公开的各个方面的利用光束转向转储的示例性波传播循环；
[0020]图11A至图11C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0021]图12A至图12C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0022]图13A至图13C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0023]图14图示了根据本公开的各个方面的示例性外部循环反馈过程；
[0024]图15A至图15D分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0025]图16A至图16C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0026]图17A至图17B分别图示了根据本公开的各个方面的示例性截面曲线图；
[0027]图18图示了根据本公开的各个方面的示例性噪声比收敛图；
[0028]图19A至图19B分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0029]图20A至图20C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0030]图21图示了根据本公开的各个方面的示例性相位输入与输出图；
[0031]图22A至图22C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧；
[0032]图23A至图23B分别图示了根据本公开的各个方面的示例性相位分布图；以及
[0033]图24A至图24C分别图示了根据本公开的各个方面的示例性图像帧。
具体实施方式
[0034]本公开和其各方面可以以各种形式来体现，包括由以下各项控制的硬件或电路：计算机实施的方法、计算机程序产品、计算机系统和网络、用户接口和应用程序编程接口；以及硬件实施的方法、信号处理电路、存储器阵列、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。前述
技术实现思路
仅旨在给出本公开的各个方面的一般想法，并且不以任何方式限制本公开的范围。
[0035]在以下描述中，阐述了如电路配置、定时、操作等许多细节，以提供对本公开的一个或多个方面的理解。对本领域技术人员而言显而易见的是，这些具体细节仅是示例性的，并且不旨在限制本申请的范围。
[0036]此外，虽然本公开主要集中于将各种电路用在数字投影系统中的示例，但是应当理解，这仅仅是实施方式的一个示例。进一步应当理解，所公开的系统和方法可以用在需要
对光进行投影的任何设备中；例如，影院投影系统、消费级投影系统和其他商业投影系统、平视显示器、虚拟现实显示器等。
[0037]投影仪系统
[0038]在基于PLM的比较投影系统中，生成复相位信号具有挑战性。例如，比较算法可以创建看起来与目标图像类似但在不可预测的位置处光过量或不足或者可能具有破坏再现质量的其他伪影的图像。如果比较投影系统是双调制系统，则除了通过算法解决之外只能通过增加漫射照明来克服光不足。由于成本和/或效率方面的考虑，这可能令人望而却步。本公开提供了涉及单级(即，仅相位)或多级调制的相位调制图像投影系统，并且实施了如可以创建目标图像的准确重建并且在多个调制级别的情况下创建适于由(多个)下游调制器进行补偿的再现的算法等特征。
[0039]图1图示了根据本公开的各个方面的示例性投影系统100的框图。具体地，图1图示了投影系统100，所述投影系统包括：光源101，所述光源被配置为发射第一光102；照明光学器件103，所述照明光学器件被配置为接收第一光102并且重定向或以其他方式修改第一光，从而产生第二光104；PLM 105，所述PLM被配置为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种投影系统，包括：光源，所述光源被配置为响应于图像数据而发射光；相位光调制器，所述相位光调制器被配置为从所述光源接收所述光并对所述光施加空间变化相位调制，从而产生投影光并使所述光在重建场上转向，其中，所述重建场是在其上形成重建图像的复平面；以及控制器，所述控制器被配置为控制所述光源，控制所述相位光调制器，将所述重建场初始化为初始值，以及针对所述图像数据的帧内的多个子帧中的每一个子帧迭代地进行以下操作：针对第一次迭代将所述重建场设置为所述初始值，或者针对任何后续迭代将所述重建场设置为后续迭代重建场值，将所述重建场映射到调制场，其中，所述调制场是对所述光的相位进行调制的所述相位光调制器的复平面，将所述调制场的幅度设置为预定值，以及将所述幅度被设置为所述预定值的所述调制场映射到后续迭代重建场；其中，所述控制器进一步被配置为基于利用最后一次迭代映射的所述调制场向所述相位光调制器提供相位控制信号。2.根据权利要求1所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为迭代地进行以下操作：将所述重建场设置为初始值；将所述重建场映射到所述调制场；将所述调制场的幅度设置为预定值；以及将所述幅度被设置为所述预定值的所述调制场映射到后续迭代重建场，直到所述后续迭代重建场达到目标图像质量。3.根据权利要求1至2中任一项所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为针对所述图像数据的帧内的所述多个子帧中的每一个子帧迭代地将正则化因子施加到所述后续迭代重建场。4.根据权利要求3所述的投影系统，其中，所述正则化因子基于当前迭代的重建误差使用增益函数来调整所述后续迭代重建场的目标幅度。5.根据权利要求4所述的投影系统，其中，所述增益包括模糊滤波器。6.根据权利要求1至5中任一项所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为将所述调制场的幅度分量设置为1。7.根据权利要求1至6中任一项所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为在将所述重建场映射到所述调制场之前用转储区域填充所述重建场。8.根据权利要求7所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为将所述转储区域中的虚拟像素值设置为预定值。9.根据权利要求1至8中任一项所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为针对子帧内的多次迭代中除第一次迭代之外的每一次迭代，通过将当前迭代的集成光场模拟与目标图像进行比较来迭代地生成误差信号。10.根据权利要求9所述的投影系统，其中，所述控制器被配置为针对所述多次迭代中除所述第一次迭代之外的每一次迭代，基于当前目标强度和所述误差信号来生成更新的目
标强度。11.根据权利要求1至10中任一项所述的投影系统，进一步包括次级调制器，所述次级调制器被配置为接收并调制所述投影光。12.根据权利要求11所述的投影系统，其中，所述相位光调制器包括以阵列布置的多个像素元件，以及被配置为响应于所述相位控制信号而修改所述多个像素元件的相应状...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：杜比国际公司，
类型：发明
国别省市：
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