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公開番号2025108497
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2025063142,2023187888
出願日2025-04-07,2019-04-01
発明の名称フーリエフィルタを用いてコントラストを増加させたデジタルレーザ投影のためのシステムおよび方法
出願人ドルビーラボラトリーズライセンシングコーポレイション
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03B 21/14 20060101AFI20250715BHJP(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】投影システムは、少なくとも30000対1の静的コントラスト比を実現する。
【解決手段】空間光変調器を用いて生成された画像のコントラストを増加させる光学フィルタは、空間光変調器からの変調光を空間的にフーリエ変換するように構成されたレンズと、レンズのフーリエ面に位置し、変調光をフィルタリングする光学フィルタマスクとを含む。変調光は、複数の回折次数を有し、光学フィルタマスクは、変調光の回折次数のうちの少なくとも1つを透過させ、変調光の残りの部分をブロックする。空間光変調器を用いて生成された画像のコントラストを向上させる方法は、空間光変調器からの変調光をフーリエ面上に空間的にフーリエ変換するステップと、変調光の少なくとも1つの回折次数をフーリエ面において透過させ、変調光の残りの部分をフーリエ面においてブロックすることによって変調光をフィルタリングするステップとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
映像を投影する投影システムであって、
それぞれが異なる原色の光を生成する複数のレーザ光源と、
複数のデジタルマイクロミラーデバイスであって、前記デジタルマイクロミラーデバイスの各々は、前記レーザ光源のうちの異なる１つからの光を受光して変調するように構成され、前記デジタルマイクロミラーデバイスの各々は、法線を有する平面に配置されたマイクロミラーの２次元矩形アレイを含み、前記デジタルマイクロミラーデバイスの各々は、対応するレーザ光源からの光を、前記平面の法線に対してゼロでない角度で受光するように構成され、各マイクロミラーは、ＯＮ角度およびＯＦＦ角度に傾けられるように構成され、各マイクロミラーは、画像フレームごとに複数回、前記ＯＮ角度と前記ＯＦＦ角度との間で傾けられるように構成されている、複数のデジタルマイクロミラーデバイスと、
前記複数のデジタルマイクロミラーデバイスからの変調光を結合するように構成されたビームコンバイナと、
投影光学系と、
を備え、
前記投影光学系は、
前記ビームコンバイナからの前記変調光を空間的にフーリエ変換するように構成されたフーリエレンズと、
前記フーリエレンズのフーリエ面に位置する光学フィルタマスクと、
複数の視聴者が前記映像を見ることができるように、前記光学フィルタマスクによってフィルタリングされた前記ビームコンバイナからの前記変調光を拡散反射性のスクリーンに投影するように構成された投影レンズと、
を備え、
前記投影システムは、少なくとも３００００対１の静的コントラスト比を実現する、
投影システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記投影システムは、前記異なる原色の各々について、少なくとも３００００対１の静的コントラスト比を実現する、請求項１に記載の投影システム。
【請求項３】
前記静的コントラスト比は、前記レーザ光源の各々が一定の輝度で発光している状態における、投影された前記変調光の最大輝度と最小輝度との比である、請求項１に記載の投影システム。
【請求項４】
前記光学フィルタは、前記変調光の光パワーの２０％を超えて遮断しない、請求項１に記載の投影システム。
【請求項５】
前記光学フィルタは、前記ビームコンバイナからの前記変調光の前記異なる原色の各々の光パワーの２０％を超えて遮断しない、請求項１に記載の投影システム。
【請求項６】
前記レーザ光源は、赤色レーザ光源、青色レーザ光源、および緑色レーザ光源を含み、
前記デジタルマイクロミラーデバイスは、前記赤色レーザ光源からの赤色レーザ光を受けて変調する第１のデジタルマイクロミラーデバイス、前記青色レーザ光源からの青色レーザ光を受けて変調する第２のデジタルマイクロミラーデバイス、および前記緑色レーザ光源からの緑色レーザ光を受けて変調する第３のデジタルマイクロミラーデバイスを含み、
前記光学フィルタは、変調された前記赤色レーザ光の光パワーの５％を超えて遮断せず、変調された前記青色レーザ光の光パワーの５％を超えて遮断せず、変調された前記緑色レーザ光の光パワーの２０％を超えて遮断しない、請求項１に記載の投影システム。
【請求項７】
前記投影システムは、少なくとも６００００対１の静的コントラスト比を実現する、請求項１に記載の投影システム。
【請求項８】
前記フーリエレンズは中心光軸を有し、
前記光学フィルタマスクは、前記フーリエ面上において前記フーリエレンズの中心光軸からオフセットされた位置にある透過領域を有する、請求項１に記載の投影システム。
【請求項９】
前記光学フィルタマスクは、中心を有する円形透過領域を有し、前記円形透過領域の中心は、前記フーリエレンズの前記中心光軸からオフセットされている、請求項１に記載の投影システム。
【請求項１０】
前記光学フィルタマスクは、透過領域を囲む光学的に不透明な構造を含み、前記透過領域は、前記光学的に不透明な構造における開口部を含む、請求項１に記載の投影システム。
（【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】
［関連出願への相互参照］
本願は、２０１８年４月２日に出願された米国仮出願第６２／６５１，６５７号および２０１８年６月２８日に出願された欧州特許出願第ＥＰ１８１８０３９０．９号に基づく優先権を主張するものであり、両出願の開示内容をすべて本願に援用する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
プロジェクタのコントラストは、プロジェクタの最も暗い出力に対するプロジェクタの最も明るい出力を表す。コントラスト比は、コントラストの定量化可能な尺度であり、プロジェクタの最も暗い出力の輝度に対するプロジェクタの最も明るい出力の輝度の比として定義される。この定義によるコントラスト比は、「スタティック」または「ネイティブ」なコントラスト比とも称される。
【０００３】
人間の視覚系の視覚的な順応により、視聴者によって検出可能な輝度の範囲は、約１，０００，０００，０００：１のコントラスト比に相当する。とは言え、どの瞬間においても、輝度の検出可能範囲は、この値よりも低いコントラスト比に相当する。例えば、人間の目の中にある桿体細胞のみを介する暗所視において、任意の瞬間における検出可能なコントラスト比は、見ているシーン、ユーザの順応状態、および生物学的要因にもよるが、視聴者によっては、１，０００，０００：１という高いコントラスト比であり得る。
【０００４】
シネマ環境における視聴者は、任意の時点において異なる順応状態にあり得るので、同じシーンを異なるコントラスト比で視聴し得る。視聴者間の順応状態の違いは、スクリーンに対する着席位置が異なること、各視聴者がスクリーンのどこを注視しているか、および各視聴者がいつ、どの程度の頻度で目を閉じるかに起因し得る。シネマは、複数人の視聴者によって使用されるので、理想的なプロジェクタは、すべての視聴者に対して正確に画像を再生するのに十分に高いコントラスト比を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
デジタルシネマイニシアティブ（ＤｉｇｉｔａｌＣｉｎｅｍａＩｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ）（ＤＣＩ）仕様に準拠するプロジェクタの中には、２，０００：１以下のコントラスト比を有するものがある。これらのデジタルプロジェクタについては、画像の暗い領域および／または黒い領域が、意図された明るさよりも明るく見えるほど高い輝度で投影されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、空間光変調器を用いて生成された画像のコントラストを増加させる光学フィルタは、前記空間光変調器からの変調光を空間的にフーリエ変換するように構成されたレンズを含み、前記変調光は、複数の回折次数を有する。前記光学フィルタはまた、前記レンズのフーリエ面に位置する光学フィルタマスクを含む。前記光学フィルタマスクは、前記レンズによって空間フーリエ変換された前記変調光の少なくとも１つの回折次数を透過させ、前記変調光の残りの部分をブロックすることによって、変調光をフィルタリングするように構成されている。
【０００７】
第１の態様のある実施形態において、前記少なくとも１つの回折次数は、ゼロ次回折次数である。
【０００８】
第１の態様のある実施形態において、前記光学フィルタマスクは、前記変調光のゼロ次回折次数を透過させるように構成された透過領域を有する。
【０００９】
第１の態様のある実施形態において、前記少なくとも１つの回折次数は、ゼロ次回折次数および１つ以上の１次回折次数を含む。
【００１０】
第１の態様のある実施形態において、光学フィルタマスクは、ゼロ次回折次数および１次回折次数のうちの２つを透過させるように構成された透過領域を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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