[发明专利]图像投影中的热补偿

说明书

一种用于控制图像投影仪(100)的空间光调制器(106)的设备，所述图像投影仪还包括布置成照射所述空间光调制器(106)的照明源(102)，所述设备包括用于接收图像数据的输入端，用于输出图像数据的输出端，以及与输入端和输出端通信的控制器(110)，所述控制器(110)被配置为：·确定投影仪的估计热状态；·至少使用该投影仪的估计热状态，以获得在所述空间光调制器(106)被照明源(102)照射时入射到空间光调制器(106)上的光的预期照射图案；·使用该预期照射图案来调整所接收到的图像数据，以补偿图像投影仪的一个或多个组件中的热变化；以及·将经调整的图像数据输出到空间光调制器(106)。

相关申请的交叉引用

本发明要求2015年5月6日提交的美国临时专利申请No.62/157,825的权益；2015年8月11日提交的美国临时专利申请No.62/203,770；和2015年9月18日提交的欧洲专利申请No.15185915的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及热补偿，更具体地涉及图像投影仪中的热补偿。

背景技术

通过调制入射在投影系统的空间光调制器(SLM)上的照明光，可以在投影系统中实现改善的对比度。例如，如果SLM的像素要显示5％的亮度并以全亮度(100％)被照射，则像素必须衰减95％的照明光。大多数SLM中固有的漏光使得在需要显著衰减时难以实现暗电平。另一方面，如果像素以10％的亮度被照射，则像素仅需要衰减50％的入射光以实现5％的亮度水平，并且像素的漏光不那么显著。

为了使像素实现准确的显示水平，入射到像素上的光的强度必须以高精度被获知。如果入射光的强度不同于预期强度，则像素的输出也将变化，从而降低投影图像的质量。

发明内容

投影仪在运行期间需要大量的能量，用于具有大屏幕的场地的投影仪尤其如此。高亮度投影仪进一步增加了光能的需求。这种投影仪中的能量消耗产生大量的热量，发明人已经确定了这些热量导致了投影仪的组件中的物理变化。本发明人还确定投影仪的组件中的物理变化可以影响入射到投影仪中的(一个或多个)光调制器的像素上的光的强度并降低投影图像的质量。

本发明通过提供能够补偿投影仪的组件中的热变化的投影仪来克服与现有技术相关的问题。本发明有助于更精确的光场建模，因此有助于更高质量的投影图像。

示例性图像投影仪包括图像数据输入端，控制器，光源，照明光学器件，成像空间光调制器(SLM)和成像光学器件。图像数据输入端接收图像数据。控制器被耦合以接收图像数据并且可操作以确定图像投影仪的热状态。控制器还根据图像投影仪的热状态来调整图像数据，以产生经热调整的图像数据。光源可操作以发射照明光束。照明光学器件设置在照明光束的路径中并且可操作以将照明光束转换成光场。成像空间光调制器被耦合以从控制器接收经热调整的图像数据，被设置为接收光场，并且可操作地响应于经热调整图像数据来调制光场以产生成像光束。成像光学器件设置在成像光束的路径中并且可操作以将成像光束聚焦在观察表面上。

光源包括多个单独的发射器。在特定实施例中，各个发射器是可分别控制的。在更特定的实施例中，各个发射器是被耦合以从控制器接收照明数据并且可操作以根据照明数据调制照明光束的照明空间光调制器(SLM)的像素。控制器可操作以从图像数据生成照明数据，并将照明数据提供给照明SLM。此外，控制器可操作以至少部分地基于照明数据来更新图像投影仪的热状态，并且根据图像投影仪的更新的热状态来调整图像数据以生成经热调整的图像数据。