[发明专利]高明度投影系统和方法

说明书

一种混合投影仪架构将转向光与非转向光组合。在一些实施方式中，转向光是窄带光而非转向光是宽带光。可以基于亮度水平来确定转向光与非转向光之间的划分。例如，非转向光会贡献大比例的上至阈值的亮度水平的光。随着亮度值上升超过阈值，转向光会贡献增加比例的光。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月12日提交的美国申请第62/505827号的优先权。出于美国的目的，本申请要求2017年5月12日提交的并且题为“HIGH BRIGHTNESS PROJECTION SYSTEMSAND METHODS”的美国申请第62/505827号在35U.S.C.§119下的权益，该美国申请出于所有目的在此通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及数字图像投影仪例如影片投影仪。

背景技术

期望能够为观看者提供更真实和/或更吸引人的观看体验的投影仪。提供投影的高动态范围(high dynamic range，HDR)图像可以改善观看体验。提供高的最大明度也可以改善观看体验。然而，即使是目前可用的最先进的影片投影仪也缺乏场景内对比度和更重要的高峰值亮度，这两者都是使图像看起来真实的重要的感知属性。

尽管来自该领域的各种研究概念已经进入商业显示产品，但是大屏幕投影仪主要地从计算显示的实际创新中形成。为了获得真实的图像外观，可以说显示系统的最重要的视觉特性是可以显示的光水平和颜色的范围和数目。遗憾的是，在投影仪中显著地增加该范围是非常昂贵的，因为峰值亮度与显示功率和光源成本成线性比例，而亮度值的明度感知是接近对数的。

在一些电影院中，投影的光分布在大屏幕上方。即使在投影仪具有高的光输出的情况下，由于大屏幕面积，最大可实现的明度(全屏白色)可能也不很亮。

发明内容

其他方面和示例实施方式在附图中示出和/或在以下的描述中描述。

附图说明

附图示出了本发明的非限制性示例实施方式。

图1：在对数刻度上将标准化的影片SDR(Standard Dynamic Range)亮度范围(黄色)与可以利用光转向投影仪架构实现的HDR亮度范围(绿色)的示例进行比较以可视化近似感知的明度效果。

图2：将具有变化平均亮度的测试图案的理论转向效率和测量转向效率与使用振幅调制来形成图像的传统投影系统进行比较。

图3：具有15％至25％之间的总的可能的系统效率的全光转向架构。

图4：在获得与全光转向投影仪相当的图像品质的同时增加整个系统的光效率并降低成本的混合架构。在该示例中，转向光路径的光效率为13.5％，并且非转向光路径的光效率为31.5％。

图5A：示出输入信号(黑色)在光转向投影仪(绿色)与非光转向投影仪(红色)之间的可能划分的线性图。

图5B：示出输入信号(黑色)在光转向投影仪(绿色)与非光转向投影仪(红色)之间的可能划分的对数图。

图6A至图6D是来自图像集的示例图像。

图7：在如下的三个假设的投影仪上再现104个HDR图像中的每个所需的相对功率：峰值亮度为48cd/m²(蓝色)和480cd/m²(绿色)的两个光转向投影仪相对于峰值亮度为48cd/m²(红色)的传统遮光影片投影仪。达到相同的峰值亮度(48cd/m²)所需的平均功率约为传统投影仪的13％。更重要的是，除了最亮的图像(测试中的所有图像的约9％)以外，所有图像都可以再现上至480cd/m²的峰值亮度同时使用更少或相同的功率量。

图8：在黑暗实验室中的完整的RGB原型的照片。