全息显示系统、方法和装置制造方法
【专利摘要】描述了系统、装置和方法，其包含提供红外（IR）激光辐射到数字微镜装置（DMD）阵列以及使用DMD阵列来空间调制IR激光辐射。然后可投射经空间调制的IR激光辐射来形成体素阵列，其中该阵列中的每个体素表示空气体积，其中IR激光辐射被充分聚焦来使空气离子化。然后可空间旋转该体素阵列。
【专利说明】全息显示系统、方法和装置
【背景技术】
[0001]传统的3D显示通常提供对于固定单一位置的3D场景的视角。允许来自多个位置的观察并且因此可被称为全息的那些3D显示易于受有限的3D分辨率影响并且观察体验易于在不同视角间改变。传统的3D立体显示，例如将2D图像投射到旋转屏幕上或将图像投射到水蒸气等等的3D立体显不，易于受:关于阻塞、视觉深度、扭曲视场等等各种缺点影响。
[0002]已经尝试各种方式来提供完全全息的空中显示。一些方式使用旋转镜和激光来通过电离空气投射低分辨率的3D全息图像，而另一些方式使用特殊介质(例如，饱和蒸汽)来支持图像。当前的主要挑战之一是使高分辨率的3D全息显示在空中可行而无需精密的机械部分(例如，旋转检流镜等)、或无需特殊的介质来支持显示。
【专利附图】
【附图说明】
[0003]本文描述的材料以示例的方式而不以限制的方式在附图中图示。为了图示的简单和清楚，在图中图示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚，一些元件的尺寸可相对于其它元件有所夸张。另外，在适当考虑时，在图间重复参考标号来指示对应或类似的元件。在图中:
图1是示例系统的示意图；
图2图示示例装置；
图3图示示例装置；
图4图示示例3D管线；
图5图示示例过程；以及
图6是示例系统的示意图，全部根据本发明的至少一些实现来安排。
【具体实施方式】
[0004]现在参考附图来描述一个或多个实施例。尽管讨论了具体配置和安排，但是应该理解这只是为了说明性目的而进行的。本领域技术人员将认识到，可采用其它配置和安排而不脱离本描述的精神和范围。对于本领域技术人员，也可以在不同于本文所描述的各种其它系统和应用中采用本文所描述的技术和/或安排将是明显的。
[0005]尽管以下描述阐述了可表现在例如芯片上系统(SoC)架构等架构中的各种实现，但是本文描述的技术和/或安排的实现并不受限于特定架构和/或计算系统，并且可由用于类似目的的任何架构和/或计算系统实现。例如，采用多个集成电路(IC)芯片和/或封装件的各种架构、和/或各种计算装置和/或消费电子(CE)装置(例如，机顶盒、智能电话等)可实现本文描述的技术和/或安排。此外，尽管以下描述可阐述许多具体细节(例如，逻辑实现、系统部件的类型和相互关系、逻辑划分/集成选择等)，但是可实现要求保护的主题而没有这样的具体细节。在其它实例中，例如，可不详细示出一些素材(例如，控制结构和全部软件指令序列)以便不混淆本文所公开的素材。
[0006]本文公开的素材可以采用硬件、固件、软件或其任何组合实现。本文公开的素材还可实现为存储在机器可读介质上的指令，其可被一个或多个处理器读取并执行。机器可读介质可包含用于以机器(例如，计算装置)可读的形式来存储或传送信息的任何介质和/或机制。例如，机器可读介质可包含只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);磁盘存储介质；光存储介质；闪速存储器装置；电、光、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)以及其它。
[0007]在说明书中对“一个实施例”、“一个实现”、“一实现”、“示例实现”等的提及指示所描述的实现可包含特定特征、结构或特性，但每个实现可不一定包含该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指代相同的实现。另外，当结合实现来描述特定特征、结构或特性时，结合其它实现来达到这样的特征、结构或特性(无论本文是否清楚描述)被认为在本领域技术人员的知识内。
[0008]图1图示根据本公开的示例3D全息投射系统100。系统100包含3D全息投射显示组合件102，该3D全息投射显示组合件102包含一个或多个数字微镜装置(DMD)装置或模块104，其中每个模块104配置为提供3D全息图像106的2D图像帧或片段(slice)的空中投射。每个DMD模块104至少包含中继透镜108、DMD阵列110以及投射透镜112。系统100也包含主机系统模块114、3D帧缓冲器116、红外(IR)激光器118以及分束器120。在各种实现中，可包含系统100或其部分来作为实现在CE系统或装置中的SoC架构的至少一部分。
[0009]如以下将更详细解释的，系统100可用来投射2D图像帧或片段来产生3D全息图像106。例如，如此处示出的，单独的DMD模块122、124和126可配置为空间调制(经由分束器120从激光器118接收的)IR激光辐射以便投射形成图像106的至少一部分的相应2D图像帧或片段128、130和132。每个2D图像帧可由主机系统模块114规定，存储在3D帧缓冲器116中，并且被输送到DMD模块104中的对应一个。在各种实现中，IR激光器118可将采用脉冲或连续波(CW)束的形式的IR激光提供到分束器120，其中激光可被如所需要地分成许多单独的激光束来向每个DMD模块104提供单独的IR激光束。在每个DMD模块104内，中继透镜108将对应的IR激光束输送到DMD阵列110，以使可结合投射透镜112使用阵列以在空中投射2D图像巾贞，由此(至少部分地)产生3D全息图像106。
[0010]如以下将更详细解释的，每个投射的2D图像帧可包含体积图像位置或体素(其每个规定图像106中的不同3D位置(例如，X、y以及z (深度)))的2D阵列。每个DMD模块104可用作空间调制并且聚焦IR激光来产生在各种体素位置处的大气气体的离子化以形成如从缓冲器116获取的2D图像帧数据规定的体素阵列。此外，根据本公开，可周期性改变3D全息显示102内的2D图像帧或体素阵列的定位来促进离子化。例如，如以下将更详细解释的，可关于例如旋转轴134在空间中旋转形成全息图像106的2D图像帧或体素阵列以及因此旋转全息图像106自身，以使在体素位置处逐帧离子化不同的气体微团或体积。例如，可关于轴134旋转形成3D图像的图像片段的体素阵列以使该阵列对于每个投射实例辐射地位移大约一度。在其它实现中，模块104中的不同模块用作对后续投射上的片段128进行投射可引起体素阵列(例如，片段128)在空中的旋转。
[0011]在各种实现中，在关于垂直轴134的椭圆安排中，DMD模块104可彼此等距间隔。在一些实现中，全息图像106可占用近似20厘米(cm)乘以15 cm乘以12 cm (高X宽X深)的体积并且可由总共八(8)个DMD模块104产生，每个模块104投射八个2D图像或图像片段中的一个，从而提供可用来形成图像106的总共至少八百万个体素。
[0012]在本领域中已知包含关联的逻辑、光学设备等等的DMD系统和阵列。例如，参见德州仪器应用报告 “Single-Panel DLP ? Projection System Optics”(2005 年 3 月)以及“DLP Pico Projector Development Kit v2”(Literature N0.DLPU003A,修订于 2010 年12月)。此外，在本领域中已知DMD系统和/或阵列用于空间调制辐射来投射2D图像。例如，参见德州仪器应用报告“DLPC200 API Programmer’s Guide ”(2011年3月)以及“Usingthe DLP Pico 2.0 Kit for Structured Light Applications ”(2010年 I 月)、“DLP PicoChipset v2 Programmer's Guide” (Literature N0.DLPU002A,修订于 2010 年 7 月)、以及“Using DLP? Development Kits for 3D Optical Metrology Systems，，德州仪器应用报告 DLPA026 (2011 年 5 月)。
[0013]本领域技术人员将认识到，为了清楚起见，系统100、3D全息显示102以及DMD模块104可包含未在图1中描绘的额外项目。例如，显示102可包含物理支持元件、与DMD模块104关联的逻辑等等。另外，每个DMD模块104可包含逻辑、电气互连系统、物理支持结构、通信系统等等。以下在图2-图4的讨论中将更详细提供系统100的各种部件的描述。另外，在各种实现中，并且如以下将关于图3更详细描述的，系统100可包含位于DMD阵列110与投射光学设备112之间的激光二极管(未在图1中示出)，它配置为由DMD阵列110提供的(来自激光器118的)有图案的激光泵浦。
[0014]图2图示根据本公开的系统100的示例DMD装置或模块104的部分。DMD模块104包含DMD阵列控制器202、存储器204、模拟驱动器206以及包含DMD阵列110的DMD芯片或集成电路(IC)208。根据本公开，除了从存储器204获取的程序数据以外，控制器202还可使用2D图像帧数据或从2D图像帧导出的数据来控制DMD阵列110并使它空间调制和聚焦IR激光来形成全息图像。为此，阵列控制器202可将DMD数据和控制信号提供给DMD芯片208。控制器202还可将复位控制信号提供给模拟驱动器206来发起施加给DMD芯片208的复位脉冲。在操作中，控制器202可使用程序数据来如帧数据规定地以使DMD阵列210空间调制激光辐射的方式调整DMD数据和控制信号。帧数据可由具有一个或多个处理器核的处理器210提供，其中处理器可已经从帧缓冲器(未示出)获取了帧数据。备选地，控制器202可从帧缓冲器获取帧数据。尽管图2将处理器210图示为与DMD模块104分离以使处理器210可将分离2D图像帧的数据提供到如图1中所示的多个DMD模块104，但是在各种其它实现中，处理器210可以是DMD模块104的一部分。
[0015]在各种实现中，DMD阵列110可包含基于微机电系统(MEMS)的空间光调制器的矩形阵列，它提供XGA (例如，调制器的1024X768阵列)、WXGA、SXGA+或1080p图像/图案分辨率，仅举几个非限制性的示例。此外，控制器202与阵列110之间的数据传递速度可适合于低压差分信号(LVDS)技术。另外，到芯片208的数据输入可与提供给驱动器206的定时信息同步来实现芯片208的复位。
[0016]图3图示根据本公开的示例激光装置300的部分，其中装置300包含系统100的示例项目110、112以及118。激光装置300包含向DMD阵列110提供IR激光辐射(例如，808纳米(nm)激光辐射)的激光器118。在一些实现中，IR激光器118可将从200-2000毫瓦(mW)的激光辐射提供给DMD阵列110。为了清楚起见，在图3中没有描绘图1的分束器120和中继透镜108。在本文描述的各种方案的控制下，DMD阵列110可反射808纳米激光来向掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光二极管302提供空间调制的2D IR图案。
[0017]激光二极管302可包含任何可商用的Nd: YAG激光晶体，例如，具有涂有介电材料的输入面或表面以使输入表面具有关于1064 nm光的高反射率并且具有关于808 nm光的高透射率，并且具有带涂层的输出表面以使其具有关于1064 nm光的抗反射特性。在一些实现中，Nd:YAG激光二极管302可耦合于声光调制器(未示出)和/或可作为Q开关的激光来操作。一旦被2D IR图案光泵浦，NdiYAG激光二极管302可生成较低频率(1064nm)、较高功率的脉冲2D IR图案来提供给平面光学设备304。然后，投射透镜112可投射并且将较低频率的2D IR图案聚焦到与装置300邻近的空间来通过选择性离子化气体微团来形成如本文描述的体素阵列而产生2D图像帧。
[0018]本领域技术人员可认识到，可控制DMD阵列110以使它投射在Nd: YAG激光二极管302上的2D图案可包含焦点的边缘图案，例如，其平面光路已经由图2的处理器210预先确定来由Nd = YAG激光二极管302引起啁啾放大。例如，由Nd = YAG激光二极管302引起的输入边缘图案的啁啾放大可引起激光二极管302中的几千安培(kA)的二极管电流以及大约几兆瓦(MW)的较低频率(1064 nm)2D IR图案的脉冲输出(例如，具有1_100纳秒的脉冲持续时间)，其足以引起大气气体的离子化。在各种实现中，可通过使用扩展光学设备(未示出)来扩展提供给DMD阵列110的IR激光而避免DMD阵列110的破坏性加热。备选地，例如，可使用帕尔贴热电装置(也未示出)来预先阻止激光二极管302的热量散发(例如，当被
2.2V饱和脉冲启动时)而低温冷却DMD阵列110。在各种实现中，电阻器可用来限制Nd:YAG激光二极管302中的二极管电流。
[0019]在各种实现中，为了清楚起见，装置300可包含未在图3中图示的额外部件。例如，装置300可包含激光二极管稳定器逻辑来例如提供激光二极管参考脉冲(“启动时间”、消隐、栅格化)等、来自驱动啁啾放大定时器的微控制器的光消隐数据、开机和关机请求等等。另外，尽管将激光二极管118示为提供808nm光给DMD阵列110，但是生成不同激光波长的不同激光二极管可用来向DMD阵列110和Nd = YAG激光二极管302提供激光辐射。
[0020]在各种实现中，多个DMD阵列可一起组合在DMD模块中来提供增加的分辨率。例如，具有17Mm镜的1024X768阵列的单个DMD可投射具有29.4mrad尺寸和0.0383mrad空间分辨率的图像(使用500nm光和最短阵列长度的标准数字图像处理计算)。然而，这些装置中的八个的正方分组可产生具有0.3031mrad空间分辨率的图像。另外，采用不同的DMD镜尺寸也可提升分辨率。例如，具有13Mm镜的单个1024X768 DMD阵列可投射具有38.5mrad尺寸和0.050mrad空间分辨率的图像，而采用这些装置中的八个的正方形安排可引起改进的0.45mrad分辨率。
[0021]在各种实现中，可通过选择分束器的反射/透射比率来最小化由分束器的输出生成的各种光路的强度之间的差别从而减少分束器损耗(例如，在分束器120处)。另外，也可通过根据三个具体观察口因子(0.365 (近景图像)、0.615 (中景图像)以及1.000 (远景图像))中的一个来衰减所有渲染从而减少分束器损耗。此外，在各种实现中，可通过采用邻近于激光模块与DMD阵列之间的光学路径的涂电介质的光学元件(例如，具有关于1064nm光的高反射率(HR)和/或关于808nm光的抗反射(AR)特性的有涂层的镜)来控制杂散1064nm光。
[0022]图4图示根据本公开的示例全息管线400的部分。如以下将更详细描述的，管线400可包含3D渲染管线中的一些已知部件，它们可用来使用固定功能和/或可编程硬件单元而生成3D场景数据(包含顶点、像素等等)。例如，管线400包含耦合于射线造型模块404的3D几何和光栅化模块402，它可极大地实现熟知的3D渲染技术。管线400也包含体素存储器控制器模块406，它从射线造型模块404接收3D图像数据并且处理3D数据来提供在3D帧缓冲器412中存储的多个2D图像帧408、409和410。在缓冲器412中存储的每个2D图像帧可被提供到对应数量的数模转换器(DAC)414、415和416中的不同DAC。每个DAC414,415和416又可将2D图像帧数据的模拟形式提供到多个DMD模块418、419和420中的对应DMD模块(例如，它可对应于系统100的DMD模块104)。如以上关于系统100讨论的，2D图像帧408、409和410中的每个可对应于全息3D图像422的不同2D图像片段。
[0023]在各种实现中，管线400或其部分可实现为可以生成规定体素的体积信息的全息图像系统或体素引擎的至少一部分。根据本公开的编程模块可包含在体素引擎上运行的3D应用编程接口(API)，它渲染所有顶点以经由3D观察口进行显示。例如，可采用OpenGL 4.1(例如，参见 Segal 和 Akeley, “The OpenGL? Graphics System: A Specification (Ver.4.1 (Core Profile) - July 25，2010)”)并且关联的观察口阵列(VA)的功能性可定义渲染弓I擎将支持的多个观察口。
[0024]3D几何和光栅化模块402可确定模型空间中的3D几何到屏幕空间(对应于将形成3D全息图像的体积)中的3D场景的变换。模块402可实现已知的3D渲染技术来计算顶点并且裁剪坐标在显示的观察体积外部的顶点。可基于正在渲染的物体是整个在屏幕空间中还是部分在屏幕空间中或在屏幕空间外部来对体积应用已知的裁剪技术。
[0025]然后射线造型模块404可应用已知射线造型技术来对屏幕空间中可观察的物体应用照明和/或遮挡以及移除隐藏表面等等。模块404也可执行已知深度滤波或测试方案。此外，模块404可关于每个2D图像帧中的像素以及关于与体素的深度关联的效果两者而应用抗混叠处理。在各种实现中，射线造型模块404可采用已知技术来生成体素遮挡信息并且采用各种加速算法(例如，BSP八叉树、kd树等)来生成体素数据。由于模块402和404的处理，物体在场景中的世界空间坐标可转换成观察口具体的屏幕空间坐标。
[0026]然后，体素存储器控制器模块406可直接将规定每个2D图像帧的像素的体素信息写入帧缓冲器412，该体素信息包含关于图像帧的相对定位(例如，窗口定位)、像素透明度、为抗混叠而生成的像素等等的信息。模块406可确定可写入体素值的帧缓冲器412中的地址。在将数据写入帧缓冲器412之前，模块406可修改或以其它方式格式化2D图像数据来符合显示参数(例如，屏幕分辨率、刷新频率等等)。在各种实现中，可取决于观察口和可见度而将体素数据动态存储为各种2D图像帧。另外，在各种实现中，可划分OpenGL缓冲器来形成帧缓冲器412，其中每个体素可具有固定深度，该深度可以是具体DMD阵列的焦点的函数。
[0027]在各种实现中，为实时显示全息3D图像的不同示图(例如，旋转形成3D图像的体素阵列)，可能有必要以高的帧率显示大量不同图像。例如，使用根据本公开的系统(例如，图1的系统100)每秒可显示多达6000帧。为实现快速帧率处理以及产生的3D图像的旋转，可根据参考示图而将每个体素存储为包含其深度坐标和显示位置坐标的数据集合。然后可基于参考示图中的像素的初始位置通过将体素数据复制到新的位置来对于新的示图或帧重建后续图像(根据其深度和将要重建的新的示图来移位)。[0028]当准备体素数据用于帧缓冲器412中的存储时，模块406可釆用根据本公开的算法来减少存储器使用并且加速体素数据处理。例如，显示空间中的每个屏幕可被分成具有相同深度(由体素与屏幕之间的离散化带符号距离来表示)的体素的线。每个线可由包含至少一个体素的平面组成。可不编码空白平面来减少存储器使用。在屏幕内，体素可被分组成连续体素的水平集合的图案，它们从左到右存储并且彼此不重叠。例如，可根据以下算法将每个体素的数据成分(例如，红色强度、绿色强度、蓝色强度和透明度)存储在帧缓冲器412 中:
{For cach pliine of a display space scrccn f number of planer and voxel depth fixed)
For Each Line on fhe Plane
For Eacli Voxel on ilic Plane
Apply Ilay Casting for each Voxel iiIuminatiun
Determine Vinibility Based on Hidden Voxel Algorithm
Eiitl For
End For
End For}
图5图示根据本公开的各种实现的示例过程500的流程图。过程500可包含如由图5的一个或多个框502、504、506、508、510以及512图示的一个或多个操作、功能或动作。作为非限制性示例，本文将参考图1-图4的示例系统和/或装置来描述过程500。过程500可开始于框502。
[0029]在框502处，可生成图像帧，并且在框504处，可将图像帧存储在存储器中。例如，参考图4，模块402和404可对3D图像的2D图像帧或片段执行框502，而模块406可通过将2D图像帧存储在帧存储器412中来执行框504。在框506处，可将IR激光辐射提供到DMD阵列。例如，参考图1，框506可包括将IR激光辐射从激光器118经由分束器120和中继透镜108而提供到DMD阵列110。
[0030]在框508处，可使用DMD阵列来空间调制IR激光辐射。例如，参考图2，框508可包括控制器202使用从图像帧导出的帧数据来操作DMD阵列110以便采用促进图像帧的显示的方式来空间调制IR激光辐射。然后在框510处投射经空间调制的IR激光辐射来形成体素阵列。例如，参考图1，DMD模块104可投射经空间调制的IR激光辐射来形成表示3D图像片段之一 128、130或132的体素的阵列。过程500可随着如以上关于图1描述的体素阵列的旋转而终止于框512处。
[0031]尽管如图5所示那样示例过程500的实现可包含以图示的次序来执行所有示出的框，但是本公开在这方面不受限制，并且在各种示例中，过程500的实现可包含仅执行示出的所有框的子集和/或以不同于所图示的次序执行。此外，图5的框中的任何一个或多个可以响应于由一个或多个计算机程序产品提供的指令而执行。这样的程序产品可包含提供指令的信号承载介质，例如，当一个或多个处理器核执行该指令时，该指令可提供本文所描述的功能性。计算机程序产品可以用任何形式的计算机可读介质来提供。因此，例如，包含一个或多个处理器核的处理器可响应于由计算机可读介质输送到处理器的指令而执行图5中示出的框中的一个或多个。
[0032]图6图示根据本公开的示例系统600。系统600可用来执行本文讨论的各种功能中的一些或全部并且可包含根据本公开的各种实现的能够实现3D全息投射显示的任何装置或装置集合。例如，系统600可包含计算平台或装置(例如，台式、移动或平板计算机、智能电话、机顶盒等)的所选择部件，但是本公开在这方面不受限制。在一些实现中，系统600可以是CE装置的基于Intel?架构(IA)的计算平台或SoC。本领域技术人员将容易理解:本文所描述的实现可与备选处理系统一起使用而不脱离本公开的范围。
[0033]系统600包含具有一个或多个处理器核604的处理器602。处理器核604可以是至少部分能够执行软件和/或处理数据信号的任何类型的处理器逻辑。在各种示例中，处理器核604可包含CISC处理器核、RISC微处理器核、VLIW微处理器核和/或实现指令集的任何组合的任何数量的处理器核、或任何其它处理器装置(例如，数字信号处理器或微控制器)。
[0034]处理器602也包含解码器606,例如，它可用于将由显不处理器608和/或图形处理器610接收的指令解码成控制信号和/或微代码入口点。尽管在系统600中图示为不同于核604的部件，但是本领域技术人员可认识到一个或多个核604可实现解码器606、显示处理器608和/或图形处理器610。在一些实现中，处理器602可配置为执行本文描述的任何过程(包含关于图5描述的示例过程)。此外，响应于控制信号和/或微代码入口点，解码器606、显示处理器608和/或图形处理器610可执行对应操作。
[0035]处理核604、解码器606、显不处理器608和/或图形处理器610可通过系统互连616而彼此和/或与其它各种系统装置(例如，可包含但不限于存储器控制器614、音频控制器618和/或外围设备620在通信上或在操作上耦合。例如，外围设备620可包含统一串行总线(USB)主机端口、外围部件互连(PCI)快速端口、串行外围接口( SPI)接口、扩展总线和/或其它外围设备。尽管图6将存储器控制器614图示为由互连616耦合于解码器606以及处理器608和610，但是在各种实现中，存储器控制器614可直接耦合于解码器606、显示处理器608和/或图形处理器610。
[0036]在一些实现中，系统600可经由I/O总线(未示出)而与也未在图6中示出的各种I/O装置通信。例如，这样的I/O装置可包含但不限于通用异步接收器/传送器(UART)装置、USB装置以及I/O扩展接口或其它I/O装置。在各种实现中，系统600可表示用于执行移动、网络和/或无线通信的系统的至少部分。
[0037]系统600还可包含存储器612。存储器612可以是一个或多个分立存储器部件，例如，动态随机存取存储器(DRAM)装置、静态随机存取存储器(SRAM)装置、闪速存储器装置或其它存储器装置。尽管图6将存储器612图示为在处理器602外部，但是在各种实现中，存储器612可以在处理器602的内部。存储器612可存储由数据信号表示的指令和/或数据，处理器602可执行这些数据信号来执行本文描述的任何过程(包含关于图5描述的示例过程)。在一些实现中，根据本公开，存储器612可包含系统存储器部分和显示存储器部分并且可提供3D帧缓冲器。[0038]本文描述的装置和/或系统(例如，示例装置和/或系统100、200、300和/或400)表示根据本公开的许多可能的装置配置、架构或系统。与本公开一致的系统的许多变形(例如，示例系统100、200、300和/或400的变形)是可能的。
[0039]以上描述的系统、以及如本文描述的由这些系统执行的处理可以用硬件、固件或软件、或其任何组合来实现。此外，本文所公开的任何一个或多个特征可以用硬件、软件、固件或其任何组合(包含分立和集成电路逻辑、专用集成电路(ASIC)逻辑、以及微控制器)来实现，并且可实现为特定领域集成电路封装件的一部分、或集成电路封装件的组合。如本文使用的，术语“软件”是指包含计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质具有存储在其中的计算机程序逻辑来使计算机系统执行本文所公开的一个或多个特征和/或这些特征的组合。
[0040]尽管已经参考各种实现描述了本文阐述的某些特征，但是此描述不旨在解释为限制意义。因此，本文描述的实现的各种修改以及对于本公开所属于的领域的技术人员而言显而易见的其它实现被视为落入本公开的精神和范围之内。
【权利要求】
1.一种系统，包括: 数字微镜装置(DMD)阵列；以及 激光模块，提供红外(IR)激光辐射到所述DMD阵列； 其中所述DMD配置为空间调制所述IR激光辐射以使图像帧被投射为体素阵列，其中所述体素阵列的每个体素对应于空气体积，其中所述IR激光辐射被充分聚焦来使空气离子化，并且其中所述DMD配置为空间旋转所述体素阵列。
2.如权利要求1所述的系统，还包括: 多个DMD阵列，每个DMD阵列空间调制所述IR激光辐射以使多个图像帧中的不同图像帧被投射为多个体素阵列之一。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述DMD阵列在关于所述多个体素阵列的旋转轴的椭圆安排中彼此等距隔开。
4.如权利要求1所述的系统，还包括: 一个或多个处理器核，指定所述图像帧；以及 帧缓冲器，存储所述图像帧。
5.如权利要求1所述的系统，还包括: 掺钕钇铝石榴石(Nd: YAG)激光二极管，从所述DMD阵列接收经空间调制的IR激光辐射。`
6.如权利要求1所述的系统，还包括耦合于所述DMD阵列的控制器，所述控制器接收对应于所述图像帧的数据并且响应于所述数据来控制所述DMD阵列。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述DMD阵列包括多个DMD阵列，一起安排为空间调制所述IR激光辐射。
8.一种装置，包括: 第一红外(IR)激光二极管，提供具有第一波长的第一 IR辐射； DMD阵列，空间调制所述第一 IR辐射； 第二 IR激光二极管，从所述DMD阵列接收经空间调制的第一 IR辐射并且在比所述第一波长长的第二波长处生成经空间调制的第二 IR辐射；以及光学设备，投射所述经空间调制的第二 IR辐射。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述第二IR激光二极管包括掺钕钇铝石榴石(Nd = YAG)激光二极管。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述第一波长包括808nm，并且其中所述第二波长包括 1064nm。
11.如权利要求8所述的装置，其中所述光学设备包括平面光学设备和投射透镜。
12.如权利要求8所述的装置，其中所述光学设备投射所述经空间调制的第二IR辐射来产生体素阵列，其中所述体素阵列的每个体素对应于空气体积，其中所述第二 IR激光辐射被充分聚焦来使空气离子化。
13.—种方法,包括: 提供红外(IR)激光辐射到数字微镜装置(DMD)阵列； 使用所述DMD阵列来空间调制所述IR激光辐射； 投射经空间调制的IR激光辐射来形成体素阵列，其中所述体素阵列的每个体素对应于空气体积，其中所述IR激光辐射被充分聚焦来使空气离子化；以及 空间旋转所述体素阵列。
14.如权利要求13所述的方法，还包括: 在激光二极管处接收所述经空间调制的IR激光辐射；以及 使用所述激光二极管来生成具有更长波长的经空间调制的IR激光辐射，其中投射所述经空间调制的IR激光辐射包括投射具有更长波长的所述经空间调制的IR激光辐射。
15.如权利要求13所述的方法，还包括: 生成图像帧，其中使用所述DMD阵列来空间调制所述IR激光辐射包括响应于所述图像帧而使用所述DMD阵列来空间调制所述IR激光辐射。
16.如权利要求15所述的方法,还包括: 在帧缓冲器中存储所述图像帧。
17.如权利要求13所述的方法，还包括: 提供所述IR激光辐射到第二 DMD阵列； 使用所述第二 DMD阵列来第二空间调制所述IR激光辐射；以及 投射经第二空间调制的IR激光辐射来形成与所述第一体素阵列分开的第二体素阵列。`
18.如权利要求17所述的方法，还包括: 生成第一图像帧和第二图像帧，其中使用所述DMD阵列来空间调制所述IR激光辐射包括响应于所述第一图像帧而使用所述DMD阵列来空间调制所述IR激光辐射，并且其中使用所述第二 DMD阵列来第二空间调制所述IR激光辐射包括响应于所述第二图像帧而使用所述第二 DMD阵列来空间调制所述IR激光辐射。
19.如权利要求18所述的方法，还包括: 在帧缓冲器中存储所述第一图像帧和所述第二图像帧。
【文档编号】H04N13/00GK103782592SQ201180073475
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2011年9月14日 优先权日:2011年9月14日
【发明者】K.卡努戈 申请人:英特尔公司