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公開番号2024167160
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-03
出願番号2024065215
出願日2024-04-15
発明の名称画像の歪み
出願人エンヴィシクスリミテッド
代理人個人,個人
主分類G03H 1/22 20060101AFI20241126BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】ホログラフィックプロジェクタによって引き起こされる歪みを補償するためにターゲット画像を事前に歪ませるための歪みマップを計算する。
【解決手段】ホログラフィックプロジェクタによって投影されるターゲット画像を歪ませて温度の変化を補償するものであり、それぞれのマッピングが、二次元座標の配列を変換して、所定の温度における歪みを補償するベクトルを含むベクトルの配列を受け取り、それぞれのベクトルが所定の温度範囲にわたるそれぞれの二次元座標の校正された変化を表し、現在の温度と所定の温度との差に基づいてスケーリング係数を求め、スケーリングされたベクトルを出力しマッピングに適用することによって、現在の温度に基づいて修正されたマップを計算し、修正されたマップを出力する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
リアルタイムでマップを計算する方法であって、前記マップが、ホログラフィックプロジェクタによって投影されるターゲット画像を歪ませて、前記ホログラフィックプロジェクタの現在の温度の変化を補償するためのものであり、
複数のマッピングを含む校正されたマップを受け取るステップであって、それぞれのマッピングが、二次元座標の配列のそれぞれの二次元座標を変換して、所定の温度における歪みを補償するものであり、それぞれの二次元座標が、ターゲット画像の一つまたは複数の画像点に対応するステップと、
それぞれの二次元座標に対するベクトルを含むベクトルの配列を受け取るステップであって、それぞれのベクトルが、所定の温度範囲にわたるそれぞれの二次元座標の校正された変化を表すステップと、
前記ホログラフィックプロジェクタの現在の温度を受け取るステップと、
前記現在の温度と前記所定の温度との差に基づいてスケーリング係数を求めるステップと、
前記二次元座標の配列のそれぞれの座標について、現在の気温に基づいて修正されたマップを計算するステップと、
前記二次元座標の配列の前記それぞれの座標に関連するベクトルに前記スケーリング係数を乗算して、スケーリングされたベクトルを出力することと、
前記スケーリングされたベクトルを、前記校正されたマップの前記それぞれのマッピングに適用することによって、
前記修正されたマップを出力するステップと、
を含む方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記スケーリング係数が、温度に対して線形依存性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スケーリング係数を求めるステップが、前記現在の温度と前記所定の温度との差を求めることと、その差を前記所定の温度範囲で除算することとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スケーリング係数が、（Ｔ－Ｔ
０
）／（Ｔ
ｍａｘ
－Ｔ
ｍｉｎ
）に等しく、Ｔは前記現在の温度、Ｔ
０
は前記所定の温度、Ｔ
ｍａｘは
前記所定の温度範囲の最高温度、Ｔ
ｍｉｎ
は前記所定の温度範囲の最低温度である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記二次元座標の配列を受け取るステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記修正されたマップを前記二次元座標の配列に適用して、修正された二次元座標の配列を出力するステップをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
複数の画像点を含むターゲット画像を受け取ることであって、前記二次元座標の配列のそれぞれの二次元座標が、前記ターゲット画像の一つまたは複数の画像点に対応する、受け取ることと、
前記修正された二次元座標の配列に基づいて、前記ターゲット画像をあらかじめ歪めることと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記あらかじめ歪められたターゲット画像のホログラムを計算することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ターゲット画像が第１のターゲット画像であり、前記二次元座標の配列が第１の二次元座標の配列であり、前記校正されたマップが第１の校正されたマップであり、前記ベクトルの配列が第１のベクトルの配列であり、前記修正されたマップが第１の修正されたマップであり、
前記ホログラフィックプロジェクタによって投影される第２のターゲット画像を歪めるための第２のマップを、
複数の第２のマッピングを含む第２の校正されたマップを受け取ることであって、それぞれの第２のマッピングが、第２の二次元座標の配列のそれぞれの二次元座標を変換して、所定の温度における歪みを補償するものであり、それぞれの二次元座標が、ターゲット画像の一つまたは複数の画像点に対応することと、
それぞれの二次元座標に対するベクトルを含む第２のベクトルの配列を受け取ることであって、前記第２の配列のそれぞれのベクトルが、所定の温度範囲にわたるそれぞれの二次元座標の校正された変化を表すことと、
前記第２の二次元座標の配列のそれぞれの座標について、
前記第２の二次元座標の配列の前記それぞれの座標に関連するベクトルに前記スケーリング係数を乗算して、スケーリングされたベクトルを出力することと、
前記スケーリングされたベクトルを、前記第２の校正されたマップの前記それぞれのマッピングに適用することによって、前記現在の温度に基づいて第２の修正されたマップを計算することと、
前記第２の修正されたマップを出力することと、
によって計算することをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の校正されたマップのマッピングおよび前記第１のベクトルの配列のベクトルが、前記第１のターゲット画像のホログラフィック投影において第１の波長が使用されるときのために求められている、請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ターゲット画像のホログラフィック投影に関する。より具体的には、本開示は、ホログラフィックプロジェクタによって引き起こされる歪みを補償するためにターゲット画像を事前に歪ませるための歪みマップを計算する方法に関する。さらに具体的には、本開示は、リアルタイムで実行する方法である前記方法に関する。いくつかの実施形態は、ホログラフィックプロジェクタ、画像生成ユニット、またはヘッドアップディスプレイに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
物体から散乱した光には、振幅と位相の両方の情報が含まれている。この振幅および位相情報は、例えば、周知の干渉技術によって感光板上に捕捉され、干渉縞を含むホログラフィック記録、すなわち「ホログラム」を形成することができる。ホログラムは、元の物体を表す二次元または三次元のホログラフィック再構成または再生画像を形成するために、適切な光を用いた照明によって再構成され得る。
【０００３】
コンピュータ生成ホログラフィは、干渉プロセスを数値的にシミュレートする場合がある。計算機合成ホログラムは、フレネル変換やフーリエ変換などの数学的変換に基づく手法により計算することができる。これらのタイプのホログラムは、フレネル／フーリエ変換ホログラム、または単にフレネル／フーリエホログラムと呼ばれることがある。フーリエホログラムは、物体のフーリエ領域／平面表現、または物体の周波数領域／平面表現と考えることができる。コンピュータ生成ホログラムは、例えば、コヒーレント光線追跡または点群技術によって計算することもできる。
【０００４】
コンピュータ生成ホログラムは、入射光の振幅および／または位相を変調するように配置された空間光変調器上に符号化されてもよい。光変調は、例えば、電気的にアドレス指定可能な液晶、光学的にアドレス指定可能な液晶、またはマイクロミラーを使用して達成することができる。
【０００５】
空間光変調器は通常、セルまたは要素とも呼ばれる、個別にアドレス指定可能な複数のピクセルを備える。光変調方式は、バイナリ、マルチレベル、または連続であってもよい。あるいは、デバイスは連続的であってもよく（すなわち、ピクセルで構成されていない）、したがって光変調はデバイス全体にわたって連続的であってもよい。空間光変調器は、変調された光が反射して出力されることを意味する反射型であってもよい。空間光変調器は同様に、変調された光が透過して出力されることを意味する透過型であってもよい。
【０００６】
ホログラフィックプロジェクタは、本明細書に記載のシステムを使用して提供され得る。このようなプロジェクタは、ヘッドアップディスプレイ「ＨＵＤ」に応用されている。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の態様は、添付の独立請求項で定義される。
【０００８】
一般論として、ホログラフィックプロジェクタによって投影されるターゲット画像を処理する、例えば（事前に）歪ませるためのマップを計算するリアルタイム方法が提供され、マップは、ホログラフィックプロジェクタの現在の温度などの温度を補償するためにターゲット画像を事前に歪ませるのに適している。
【０００９】
ホログラフィックプロジェクタは、空間光変調器などの表示装置を備えていてもよい。表示装置は、ターゲット画像のホログラム（例えば、事前に歪ませた画像のホログラム）を表示するように構成されてもよい。ホログラムはコンピュータ生成ホログラムであってもよい。表示装置は、表示装置上に表示されるホログラムに従って、表示装置に入射する光を空間的に変調するように構成することができる。ホログラフィックプロジェクタは、空間的に変調された光（ホログラムに従って空間的に変調される）を観察面またはアイボックスに向けて導くか中継するように構成され得る。ホログラフィックプロジェクタは、空間的に変調された光が再生面上に画像のホログラフィック再構成を形成するように配置され得る。ホログラフィックプロジェクタは、（ターゲット画像の）ホログラフィック再構成の画像（仮想イメージなど）が表示面またはアイボックスから見える（すなわち視認可能）ように配置され得る。
【００１０】
ターゲット画像のホログラフィック再構成の画像は、ホログラフィック再構成自体に比べて歪んでいる可能性がある。概念的には、ホログラフィック再構成の複数の点（例えば、ピクセルまたはピクセルのグループ）、およびホログラフィック再構成の画像の対応する複数の点を考慮することが可能である。ホログラフィック再構成（の画像）における点、スポット、ピクセルまたは特徴の分布は、（ホログラムに符号化された）ターゲット画像のそれぞれの点、スポット、ピクセルまたは特徴とは位置的に異なる場合がある。例えば、ホログラフィック再構成の画像の画像点の少なくとも一部は、ホログラフィック再構成のそれぞれの画像点または画像特徴に対して隣接する画像点に対して位置的に平行移動またはシフトして見える場合がある。ホログラフィック再構成の画像内の異なる画像点または画像特徴は、異なる量だけシフトまたは平行移動されている可能性がある。換言すれば、画像点の平行移動またはシフトの量は、ホログラフィック再構成の画像全体にわたって不均一になる可能性がある。ホログラフィックプロジェクタは、表示装置からの空間的に変調された光を中継するための１つまたは複数の光学コンポーネントを備え得る。光学部品の例には、レンズやミラーが含まれる。光学コンポーネントは倍率を上げる場合がある。歪みの原因の１つは、例えば製造公差による光学コンポーネントの光学的な位置ずれの結果である可能性がある。温度変化によりホログラフィックプロジェクタの（光学）コンポーネントが膨張または収縮し、それによって歪みが変化する可能性があるため、ホログラフィックプロジェクタの温度の変化に応じて歪みが変化する可能性がある。温度の変化はまた、ホログラフィックプロジェクタの光源から発せられる光（表示装置を照射するために使用される光）の波長の変化を引き起こす可能性がある。例えば、光源は、レーザなどのコヒーレント光源であってもよい。コヒーレント光源／レーザの波長は温度の変化により変化する場合がある。歪みにより、ホログラフィック再構成の画像がホログラフィック再構成（および／またはターゲット画像）に対してゆがんでおよび／または歪んで見えることになり、したがって、歪みは、個々のホログラフィック再構成の視聴体験および品質（例えば、正確性）に悪影響を与える可能性がある。画像の品質または正確性は、光学／画像形成の分野で知られているさまざまな方法で定量化できる。光学分野の当業者はこれらの技術に精通しており、本開示は画質または画像歪みを測定／定量化する特定の方法に限定されない。したがって、広義には、本開示は、画質を向上させるか、または画像の歪みを低減する方法に関すると言える。
（【００１１】以降は省略されています）

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