[发明专利]全息投影仪

说明书

提供了一种全息投影系统，包括光接收表面(125)、光源(110)、空间光调制器(140)和检测器。光源被设置成输出光。空间光调制器被设置成接收来自光源的光，并根据寻址到空间光调制器的计算机生成的全息图输出空间调制光，以在光接收表面上形成图像，其中图像(700)包括包含给用户的信息的主图像区域(710)和次图像区域(720)。检测器被设置成检测去往或来自图像的次图像区域的光的光功率，其中检测器的有效光检测区域和次图像区域具有对应的形状。在实施例中，该系统允许全息重建的光学对准。

技术领域

本公开涉及一种投影仪。更具体地，本公开涉及一种全息投影仪、全息投影系统、一种控制投影的方法和一种控制全息投影系统的方法。一些实施例涉及一种平视显示器和一种头戴式显示器。一些实施例涉及一种在全息投影系统中控制图像亮度的方法。一些实施例涉及一种控制复合彩色全息投影系统的色彩平衡的方法。一些实施例涉及一种在全息投影系统中对准全息重建的方法。

背景技术

从物体散射的光包含振幅和相位信息。该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而被捕获，以形成包括干涉条纹的全息记录或“全息图”。全息图可以通过用合适的光照明来重建，以形成代表原始物体的二维(重放图像)或三维全息重建。

计算机生成全息术可以数值模拟干涉过程。计算机生成的全息图“CGH”可以通过基于数学变换如菲涅耳或傅里叶变换的技术来计算。这些类型的全息图可以称为菲涅耳全息图或傅里叶全息图。傅里叶全息图可以被认为是物体的傅里叶域表示或者物体的频域表示。例如，也可以通过相干光线跟踪或点云技术来计算CGH。

CGH可以被编码在空间光调制器“SLM”上，该空间光调制器被设置成调制入射光的振幅和/或相位。例如，光调制可以使用电可寻址液晶、光可寻址液晶或微镜来实现。

SLM可以包括多个可单独寻址的像素，这些像素也可以被称为单元或元件。光调制方案可以是二元的、多级的或连续的。

替代地，该设备可以是连续的(即不是由像素组成的)，因此光调制可以在整个设备上是连续的。SLM可以是反射性的，这意味着调制光从SLM反射输出。SLM同样可以是透射的，这意味着调制光从SLM透射输出。

可以使用所描述的技术来提供全息投影仪。这种投影仪已经在视频投影仪、平视显示器、“HUD”和头戴显示器“HMD”例如包括近眼设备中得到应用。

这里公开了一种改进的全息投影系统。

发明内容

本公开的各方面在所附独立权利要求中定义。

提供了一种投影方法，其包括：用来自光源的光照射空间光调制器，以在光接收表面上形成图像，其中该图像包括次图像区域和包含给用户的信息的主图像区域；以及检测来自次图像区域的光。该方法可以包括检测来自次图像区域的光的属性。该方法可以包括例如通过响应于来自次图像区域的光的检测属性改变来自光源的光的光学属性来改变图像。

提供了一种全息投影方法，其包括：在空间光调制器上表示计算机生成的全息图；用来自光源的光照射全息图以在光接收表面上形成图像，其中图像包括次图像区域和包含给用户的信息的主图像区域；以及检测次图像区域的光功率。该方法还可以包括响应于检测到的次图像区域的光功率来改变来自光源的光的光功率。

发明人认识到，本公开的全息投影仪可以提供闭环功率反馈系统，以便解决如果图像内容量变化，全息重建的图像亮度不恒定的问题。次图像区域的光功率可以被视为图像亮度的表示(例如，作为明度测量)，并且被用作控制整体图像亮度的反馈信号，特别是如果次图像区域的面积是固定的或者光功率是根据辐射通量测量的，即归一化到单位面积。