使用可重新配置的相位掩膜的圖像校正的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]顯示器可以使用波導來顯示圖像。通過波導傳輸?shù)墓饪赡軙谏涑霾▽е霸诓▽?nèi)反射許多次。波導的任何缺陷可能對傳輸?shù)墓猱a(chǎn)生的影響可能隨著每一次反射而增大。由于光可能會反射許多次，即使是波導中的相對較小的缺陷也會嚴重地影響圖像質(zhì)量。
[0002]改善圖像質(zhì)量的一種方式是構(gòu)建大并高度準確的波導。然而，此方法增大了波導的大小和顯示器的大小。進一步，制造的成本一般與波導的精度成反比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]此處描述了用于改善波導顯示系統(tǒng)的圖像保真度的技術(shù)。顯示設備包括波導、可重新配置的相位掩膜，以及控制器。控制器根據(jù)檢測到的眼睛的位置和/或波導的形狀的參數(shù)，動態(tài)地重新配置可重新配置的相位掩膜，以便調(diào)制顯示光。波導傳輸經(jīng)調(diào)制的顯示光。
[0004]提供本
【發(fā)明內(nèi)容】
是為了以精簡的形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一些概念。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并不旨在標識所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護的主題的范圍。
[0005]附圖簡述
[0006]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的示例波導顯示系統(tǒng)。
[0007]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的示例計算系統(tǒng)。
[0008]圖3-5示出了用于圖像校正的示例過程。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明描述了用于圖像校正的技術(shù)。在各實施例中，通過補償波導畸變和/或使用眼睛的查看位置以自定義顯示圖像來改善波導顯示系統(tǒng)的圖像保真度。
[0010]圖1示出了示例波導顯示系統(tǒng)100的概覽。如圖1所示，系統(tǒng)100可包括控制器110、顯示設備120、光學設備130、可重新配置的相位掩膜140、以及波導150。控制器110接受源圖像160以及波導150的形狀的參數(shù)和/或眼睛180的位置。通過使用此信息中的至少一些，控制器110計算全息圖和最大化用戶感覺到的圖像保真度的照明曲線?？梢詾樵磮D像160確定全息圖和/或照明曲線，以提供波導的相反的失真。
[0011]控制器110可以將接收到的帶有圖像強度165的源圖像160傳遞到具有未修改的強度的顯示設備120。在某些實施例中，控制器110可以根據(jù)眼睛180的位置和/或波導150的形狀的參數(shù)，計算顯示設備的照明曲線和/或可重新配置的相位掩膜的相位曲線。這樣的曲線可以使用波導150的形狀的參數(shù)155和/或關(guān)于頭部或眼睛位置的信息175。
[0012]有關(guān)頭部或眼睛位置180的信息可以從諸如相機170之類的設備捕捉或估計。例如，用戶的眼睛的位置可以利用帶有傾斜(tilt)和偏斜(tip)朝向信息的X、y、和z坐標來描述。
[0013]參數(shù)155可包括有關(guān)波導的屬性的信息，包括與入射光線的角度相關(guān)聯(lián)的形狀和波導入口位置。
[0014]控制器110可以提供根據(jù)照明曲線確定的顯示設備上的強度分布113和/或根據(jù)相位曲線確定的可重新配置的相位掩膜上的相位分布116。在各實施例中，控制器110確定由于眼睛的位置和/或波導的形狀，來自像素的光將不會到達用戶的眼睛。在這樣的情況下，該像素的效果可以通過偏轉(zhuǎn)來自一個或多個其他像素的光來創(chuàng)建。
[0015]在某些實施例中，顯示設備120可以接收帶有如照明曲線所指定的圖像強度分布的圖像。顯示設備120可以是常規(guī)顯示設備，諸如由來自激光器的光照射的液晶顯示器(IXD)。例如，顯示設備120可以是使用一個或多個激光器作為光源的調(diào)幅顯示器。在某些實施例中，顯示設備120可以包括N個像素，任意第N個像素的強度是由值仏確定的。值Pn可以通過照明曲線來指示。圖像強度分布113可以與圖像強度165相同，或者照明曲線可以修改一個或更多像素的強度。
[0016]光學設備130可任選地從顯示設備120的N個像素接收一個或多個光線125。在某些實施例中，由光學設備130校準或成像來自N個像素中的每一個的每一個光線，以便在穿過光學設備130之后顯示設備120上的像素的位置被變換。在某些實施例中，光學設備130包括中繼透鏡或中繼光學設備。可以使用任何合適類型的光學設備130來執(zhí)行所希望的變換。
[0017]在某些實施例中，可重新配置的相位掩膜140從光學設備130接收一個或多個已變換的光線135。已變換的光線135在光線平行的各點處進入可重新配置的相位掩膜?？芍匦屡渲玫南辔谎谀た梢蕴峁┡c波導150的畸變相反的畸變，和/或以別的方式工作以減輕波導的缺陷。在某些實施例中，可重新配置的相位掩膜140包括空間光調(diào)制器(SLM)。SLM調(diào)制已變換的光線135的相位或強度中的一個或多個。可重新配置的相位掩膜140可以進一步被配置成偏轉(zhuǎn)、劃分或傳輸已變換的光線135。
[0018]如由可重新配置的相位掩膜實現(xiàn)的全息圖可以對入射光束執(zhí)行許多局部化的操作。全息圖可以使用相位曲線來確定。相位曲線包括用于調(diào)整已變換的光線135的相位以控制每一個光線的到波導150的輸入的信息。
[0019]在某些實施例中，波導150從可重新配置的相位掩膜140接收預失真的圖像145。來自預失真的圖像的光線可預測地在波導150內(nèi)傳播，單一光線可以被拆分成許多段，該單一光線的每一段都沿著波導150從不同的位置射出。用戶可以看見這些光線中的一些，但看不見全部光線。
[0020]上文所描述的系統(tǒng)的操作是在單一顏色的上下文中。顏色系統(tǒng)可以以相同方式工作，但是其中三種顏色經(jīng)由相同的系統(tǒng)按時間依次顯示，或者三種顏色經(jīng)由三個不同的系統(tǒng)并行地顯示。
[0021]在某些實施例中，此處所描述的方法和過程可以與一個或多個計算設備的計算系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。具體而言，這樣的方法和過程可以實現(xiàn)為計算機應用程序或服務、應用程序編程接口(API)、庫，和/或其他計算機程序產(chǎn)品。
[0022]圖2示意性地示出了可以執(zhí)行此處描述的方法和過程之中的一個或多個方法或過程的計算系統(tǒng)200的非限制性實施例。以簡化形式示出了計算系統(tǒng)200。計算系統(tǒng)200可采取以下形式:一個或多個增強現(xiàn)實頭戴式顯示器控制設備、顯示器控制器、游戲控制臺、個人計算機、服務器計算機、平板計算機、家庭娛樂計算機、網(wǎng)絡計算設備、游戲設備、移動計算設備、移動通信設備(例如，智能電話)和/或其他計算設備。例如，計算系統(tǒng)200可包括圖1的控制器110。
[0023]計算系統(tǒng)200包括邏輯機202和存儲機204。計算系統(tǒng)200可以可任選地包括集成的顯示子系統(tǒng)206 (例如，顯示設備120、光學設備130、可重新配置的相位掩膜140，以及波導150)、輸入子系統(tǒng)208、通信子系統(tǒng)210，和/或在圖2中未示出的其他組件。
[0024]邏輯機202包括被配置成執(zhí)行指令的一個或多個物理設備。例如，邏輯機可被配置為執(zhí)行作為以下各項的一部分的指令:一個或多個應用、服務、程序、例程、庫、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、或其它邏輯構(gòu)造。這些指令可被實現(xiàn)為執(zhí)行任務、實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型、變換一個或多個組件的狀態(tài)、取得技術(shù)效果或以其他方式得到所期望的結(jié)果。
[0025]邏輯機可包括被配置成執(zhí)行軟件指令的一個或多個處理器。作為補充或替換，邏輯機可包括被配置成執(zhí)行硬件或固件指令的一個或多個硬件或固件邏輯機。邏輯機的處理器可以是單核或多核，且在其上執(zhí)行的指令可被配置為串行、并行和/或分布式處理。邏輯機的各個組件可任選地分布在兩個或更多單獨設備上，這些設備可以位于遠程和/或被配置成進行協(xié)同處理。邏輯機的各方面可由以云計算配置進行配置的可遠程訪問的聯(lián)網(wǎng)計算設備來虛擬化和執(zhí)行。
[0026]存儲機204包括被配置成保存可由邏輯機執(zhí)行以實現(xiàn)此處所述的方法和過程的指令的一個或多個物理設備。例如，邏輯機202可以與存儲機器204操作地通信。在實現(xiàn)這些方法和過程時，可以變換存儲機204的狀態(tài)(例如，保存不同的數(shù)據(jù))。
[0027]存儲機204可以包括可移動和/或內(nèi)置設備。存儲機204可包括光學存儲器(例如，⑶、DVD、HD-DVD、藍光盤等)、半導體存儲器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)和/或磁存儲器(例如，硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、MRAM等)等等。存儲機204可包括易失性、非易失性、動態(tài)、靜態(tài)、讀/寫、只讀、隨機存取、順序存取、位置可尋址、文件可尋址和/或內(nèi)容可尋址設備。
[0028]存儲機器204可以被用來存儲任意數(shù)量的可由邏輯機執(zhí)行的功能性組件。從而，存儲機器204可例如存儲操作系統(tǒng)。在各實施例中，波導參數(shù)模塊212、眼睛位置模塊214、照明曲線模塊216，和/或相位曲線模塊218可以由存儲機器204存儲。
[0029]在某些實施例中，波導參數(shù)模塊212被配置成接收有關(guān)波導的一個或多個參數(shù)的信息。在某些實施例中，一個或多個參數(shù)可包括波導的形狀和/或缺陷。在某些實施例中，參數(shù)可包括光在波導內(nèi)如何傳播?？梢宰鳛閰?shù)將任何類型的有關(guān)波導的信息提供到波導參數(shù)模塊212。
[0030]在某些實施例中，眼睛位置模塊214可以被配置成接收和/或確定用戶的眼睛的位置。如上所述，可以使用眼睛和頭位置中的任何一個或兩者。在某些實施例中，可以使用頭位置來確定眼睛位置。
[0031]在各實施例中，照明曲線模塊216被配置成確定顯示設備上的強度分布?？梢允褂醚劬ξ恢眯畔⒑筒▽?shù)中的一個或多個，來確定照明曲線?？梢允褂萌魏魏线m的方法來指定產(chǎn)生所希望的結(jié)果所需的強度。
[0032]在某些實施例中，相位曲線模塊218可以被配置成確定全息圖上的相位分布?？梢允褂糜刹▽?shù)模塊212和/或眼睛位置模塊214所提供的眼