JP2017513000A - 小型3d奥行取得システム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年3月26日に出願された米国特許第14/226,515号明細書に対して優先権を主張し、その恩恵を主張するものであり、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
本開示は、3D奥行取得システムに関し、特にモバイル電子機器の中に統合するために適する3D奥行取得システムに関する。
小型3D奥行取得システムが、3Dシステムドライバ/インターフェースと、3Dシステムカメラと、3Dシステムプロジェクタとに基づく。システムは、スマートフォンおよびタブレットコンピュータなどのモバイル電子機器へ統合することに適合する。
>>>本文献は、先の参照、例えば、概念X、概念X−1のシステムまたは概念X+1などを含む。先の参照は、本技術のこの開示をより良く理解するように意図されている。
1 パターンプロジェクタと、
カメラと、
モバイル機器ドライバ/インターフェースと
を備える3次元奥行取得システムであって、
前記プロジェクタ、前記カメラおよび前記ドライバ/インターフェースがモバイル電子機器の中に統合され、
前記プロジェクタが、デジタル直線状アレイMEMSリボン光変調器および1次元だけに空間変化を含む2次元画像を投影するレンズシステムを含み、
前記MEMSリボン光変調器が、前記ドライバ/インターフェースからデジタル電子信号によって駆動され、前記信号が、正弦波のパルス密度変調表示を表わし、前記正弦波が一時的期間を特徴とする、3次元奥行取得システム。
2 前記カメラが、期間ごとに3回前記画像をサンプリングする、概念1に記載のシステム。
3 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記3つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、概念2に記載のシステム。
4 前記カメラが、期間ごとに4回前記画像をサンプリングする、概念1に記載のシステム。
5 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記4つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、概念4に記載のシステム。
6 前記パルス密度変調が、少なくとも64回で前記正弦波のオーバサンプリングを表示する、概念1−5または概念7−26に記載のシステム。
7 前記デジタル信号が、サーキュラメモリバッファの中に記憶される、概念1−6または概念10−26に記載のシステム。
8 前記画像が、前記メモリバッファの中に相対的オフセットによって選択される空間周波数を含む、概念7に記載のシステム。
9 前記アレイ内の隣接する可動リボン向けの信号が、前記メモリバッファの中のオフセットメモリアドレスから得られる、概念7に記載のシステム。
10 前記カメラから観察される場合、前記画像が正弦波一時的強度変化を含むように見えるように、前記カメラが統合時間を含む、概念1−9または概念11−26に記載のシステム。
11 前記デジタル信号が、CMOS論理レベルに適合する、概念1−10または概念12−26に記載のシステム。
12 前記デジタル電子信号が、擬似バイポーラMEMS駆動スキームに従う、概念1−11または概念13−26に記載のシステム。
13 前記デジタル電子信号が、リボン非線形変位特性を利用するために連続的に加えられるDCバイアス電圧および低電圧リボン制御信号を備える、概念1−12または概念14−26に記載のシステム。
14 前記直線状アレイMEMSリボン光変調器が、N個の可動リボンおよびK個の指定行を含み、NがKの整数倍である、概念1−13または概念16−26に記載のシステム。
15 前記画像が、空間期間のN/Kサイクルを特徴とする、概念14に記載のシステム。
16 前記カメラが、ローリングシャッタCMOSカメラである、概念1−15または概念18−26に記載のシステム。
17 前記カメラが、グローバルシャッタカメラである、概念1−15または概念18−26に記載のシステム。
18 前記プロジェクタが、ダイオードレーザ赤外線光源を備える、概念1−17または概念20−26に記載のシステム。
19 前記プロジェクタが、赤外線発光ダイオードを備える、概念1−17または概念20−26に記載のシステム。
20 前記プロジェクタおよびカメラが、コモンタイミング信号を共有する、概念1−19または概念21−26に記載のシステム。
21 前記プロジェクタおよびカメラが、100%未満の作動デューティーサイクルを含む、概念1−20または概念22−26に記載のシステム。
22 前記プロジェクタが、3mm×6mm×10mmの体積、またはそれより小さい体積の中に嵌る、概念1−21または概念23−26に記載のシステム。
23 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに奥行データを提供する、概念1−22または概念24−26に記載のシステム。
24 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、新しいカメラサンプルの有限インパルス応答フィルタ機能に基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、概念1−23または概念25−26に記載のシステム。
25 前記モバイル電子機器が、携帯電話である、概念1−24に記載のシステム。
26 前記モバイル電子機器が、タブレットコンピュータである、概念1−24に記載のシステム。
27 パターンプロジェクタと、
カメラと、
モバイル機器ドライバ/インターフェースと
を備える3次元奥行取得システムであって、
前記プロジェクタ、前記カメラおよび前記ドライバ/インターフェースがモバイル電子機器の中に統合され、
前記プロジェクタが、空間光変調器および1次元だけに空間変化を含む2次元画像を投影するレンズシステムを含み、
前記光変調器が、前記ドライバ/インターフェースから電子信号によって駆動され、前記信号が、正弦波を表わし、前記正弦波が一時的期間を特徴とする、3次元奥行取得システム。
28 前記光変調器が、垂直共振面発光レーザのアレイを備える、概念27に記載のシステム。
29 前記光変調器が、強誘電体液晶を備える、概念27に記載のシステム。
30 前記光変調器が、発光ダイオードを備える、概念27に記載のシステム。
31 前記プロジェクタが、デジタルデータ信号によって駆動される、概念27−30または概念33−38に記載のシステム。
32 前記プロジェクタが、アナログデータ信号によって駆動される概念27−30または概念33−38に記載のシステム。
33 前記カメラが、期間ごとに3回前記画像をサンプリングする、概念27−32または概念37−38に記載のシステム。
34 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、3つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、概念33に記載のシステム。
35 前記カメラが、期間ごとに4回前記画像をサンプリングする、概念27−32または概念37−38に記載のシステム。
36 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記4つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、概念35に記載のシステム。
37 前記カメラが、ローリングシャッタCMOSカメラである、概念27−36に記載のシステム。
38 前記カメラが、グローバルシャッタカメラである、概念27−36に記載のシステム。
付記A(Appendix A)(米国特許第7,940,448号明細書)
[技術分野]
[背景技術]
[発明の概要]
[発明が解決しようとする課題]
[課題を解決するための手段]
[図面の簡単な説明]
[図2]反射型および透過型の直線状アレイ位相変調器の例を示す。
[図3A]微小機械リボンを示す。
[図3B]微小機械リボンを示す。
[図4A]反射型および透過型の変調器を用いた光学配置を示す。
[図4B]反射型および透過型の変調器を用いた光学配置を示す。
[図4C]反射型および透過型の変調器を用いた光学配置を示す。
[図5]直線状アレイ位相変調器に基づくディスプレイシステムを示す。
[図6]デジタル位相変調器の符号化方式の例を示す。
[図7]デジタル位相変調器の符号化方式の第2の例を示す。
[図8]アナログ位相変調器の符号化の例を示す。
[図9A]デジタルおよびアナログ位相変調方式の理解を助けるグラフである。
[図9B]デジタルおよびアナログ位相変調方式の理解を助けるグラフである。
[図10A]偏光および非偏光用の例示的な物体面弁別器とフーリエ面弁別器との間の関係を示す。
[図10B]偏光および非偏光用の例示的な物体面弁別器とフーリエ面弁別器との間の関係を示す。
[図11A]光学システムおよびフーリエ面フィルタ応答関数を示す。
[図11B]光学システムおよびフーリエ面フィルタ応答関数を示す。
[図12A]偏光用の例示的な光学システムを示す。
[図12B]偏光用の例示的な光学システムを示す。
[図13]サバール板を示す。
[図14]サバール板位相弁別器における偏光関係を示す。
[図15A]例示的な変調器−弁別器の配置を示す。
[図15B]例示的な変調器−弁別器の配置を示す。
[図16A]非偏光用の例示的な光学システムを示す。
[図16B]非偏光用の例示的な光学システムを示す。
[図17]フーリエ面弁別器の理解を助けるための様々な関数関係を示す。
[図18]フーリエ面弁別器の理解を助けるための様々な関数関係を示す。
[図19]交互走査において直線状アレイの出力をシフトする効果を示す。
[図20]直線状アレイディスプレイシステムの連続走査をインタリーブする1つの考えられる方法を示す。
[図21]2次元位相変調器アレイに有限差分を適用し得る方法を示す。
[図22A]実験的に得られた直線状アレイ位相変調器から出力された光の像を示す。
[図22B]実験的に得られた直線状アレイ位相変調器から出力された光の像を示す。
[発明を実施するための形態]
[書類名]特許請求の範囲
[請求項1]
光源と、
前記光源によって生成される光の位相を変調する素子の直線状アレイを含む位相変調器と、
隣り合った変調器素子からの光の間の位相差を線画像のピクセルに変換する光位相弁別器と、
画面を横切って前記線画像を走査して2次元画像を生成するスキャナと
を備えるディスプレイ。
[請求項2]
前記光源がレーザである、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項3]
前記光源が発光ダイオードである、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項4]
前記光源がアーク灯である、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項5]
前記位相変調器の前記素子が反射型である、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項6]
前記位相変調器の前記素子が微小電気機械リボンである、請求項5に記載のディスプレイ。
[請求項7]
前記位相変調器の前記素子が透過型である、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項8]
前記位相変調器の前記素子が液晶変調器である、請求項7に記載のディスプレイ。
[請求項9]
前記位相変調器が前記位相弁別器の物体面に存在し、かつ前記位相弁別器がサバール板を備える、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項10]
前記位相変調器が前記位相弁別器の物体面に存在し、かつ前記位相弁別器がウォラストンプリズムを備え、前記ウォラストンプリズムが前記位相弁別器のフーリエ面で作用する、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項11]
前記位相変調器が前記位相弁別器の物体面に存在し、かつ前記位相弁別器が厚いホログラムを備える、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項12]
前記位相変調器が前記位相弁別器の物体面に存在し、かつ前記位相弁別器がアポダイゼーションフィルタを備え、前記アポダイゼーションフィルタが前記位相弁別器のフーリエ面で作用する、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項13]
前記位相弁別器が物体面インパルス応答
[請求項14]
前記位相弁別器が物体面インパルス応答
[請求項15]
前記スキャナが揺動ミラーである、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項16]
前記スキャナが回転プリズムである、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項17]
前記線画像のピクセル数が変調器素子の数と同じである、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項18]
前記線画像の明ピクセルが隣り合った変調器素子の間の非ゼロ位相差に対応する、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項19]
前記線画像の暗ピクセルが隣り合った変調器素子の間の非ゼロ位相差に対応する、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項20]
前記スキャナの連続走査によって生成される線画像が、前記線画像に対して平行にずらせることによってインタリーブされる、請求項1に記載のディスプレイ。
[請求項21]
物体面およびフーリエ面を有するレンズと、
前記物体面に位置する位相変調器であって、前記変調器は空間的周期pを有する素子の直線状アレイを含み、素子に入射する光の位相を各素子が独立して変化させることができる位相変調器と、
前記位相変調器の前記素子からの光の位相をサンプリングする光学部品であって、前記部品は前記物体面において
を備える光学システム。
[請求項22]
前記光学部品が前記位相変調器と前記レンズとの間に位置するサバール板を備える、請求項21に記載のシステム。
[請求項23]
前記光学部品が前記フーリエ面に位置するウォラストンプリズムを備える、請求項21に記載のシステム。
[請求項24]
前記光学部品が前記位相変調器と前記レンズとの間に位置する厚いホログラムを備える、請求項21に記載のシステム。
[請求項25]
前記光学部品が前記フーリエ面に位置するアポダイゼーションフィルタを備える、請求項21に記載のシステム。
[請求項26]
前記光学部品が前記フーリエ面において
[請求項27]
物体面およびフーリエ面を有するレンズと、
前記物体面に位置する位相変調器であって、前記変調器は空間的周期pを有する素子の直線状アレイを含み、素子に入射する光の位相を各素子が独立して変化させることができる位相変調器と、
前記位相変調器の前記素子からの光の前記位相をサンプリングする光学部品であって、前記部品は物体面において
を備える光学システム。
[請求項28]
前記光学部品が前記位相変調器と前記レンズとの間に位置するサバール板を備える、請求項27に記載のシステム。
[請求項29]
前記光学部品が前記フーリエ面に位置するウォラストンプリズムを備える、請求項27に記載のシステム。
[請求項30]
前記光学部品が前記位相変調器と前記レンズとの間に位置する厚いホログラムを備える、請求項27に記載のシステム。
[請求項31]
前記光学部品が前記フーリエ面に位置するアポダイゼーションフィルタを備える、請求項27に記載のシステム。
[請求項32]
前記光学部品が前記フーリエ面において
[請求項33]
その長さに沿って位相ステッププロファイルを生成することができる直線状アレイ位相変調器と、
前記位相ステッププロファイルを明ピクセルおよび暗ピクセルを含む線画像に変換する光位相弁別器とを備え、
前記線画像のピクセルは非ゼロ復帰逆転符号化で前記位相プロファイルにマップされる
光学システム。
[請求項34]
光源と、
前記光源によって生成される光の位相を変調する素子の2次元アレイを備える位相変調器と、
変調器素子からの光の間の位相差を2次元画像のピクセルに変換する光位相弁別器と
を備えるディスプレイ。
[請求項35]
前記2次元アレイが直線状アレイのアレイを備え、かつ前記位相差が位相差弁別器によってピクセル強度に変換される、請求項34に記載のディスプレイ。
[請求項36]
前記2次元アレイが直線状アレイのアレイを備え、かつ前記位相差が位相類似度弁別器によってピクセル強度に変換される、請求項34に記載のディスプレイ。
[請求項37]
前記位相変調器が液晶位相変調器である、請求項34に記載のディスプレイ。
[書類名]要約書
[要約]
ディスプレイシステムは直線状アレイ位相変調器および位相エッジ弁別器光学システムに基づいている。
[書類名]図面
[図1]
[図2]
[図3A]
[図3B]
[図4A]
[図4B]
[図4C]
[図5]
[図6]
[図7]
[図8]
[図9A]
[図9B]
[図10A]
[図10B]
[図11A]
[図11B]
[図12A]
[図12B]
[図13]
[図14]
[図15A]
[図15B]
[図16A]
[図16B]
[図17]
[図18]
[図19]
[図20]
[図21]
[図22A]
[図22B]
付記B(Appendix B)(米国特許出願第13/657,530号明細書)
[発明の名称]MEMSリボンアレイ光変調器用低電圧駆動
[技術分野]
[背景技術]
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]米国特許第7,054,051号明細書
[特許文献2]米国特許第7,277,216号明細書
[特許文献3]米国特許第7,286,277号明細書
[特許文献4]米国特許第7,940,448号明細書
[発明の概要]
[発明が解決しようとする課題]
[図面の簡単な説明]
[図1B]MEMSリボンに接続された信号電圧供給源およびバイアス電圧供給源を示す概略図である。
[図1C]MEMSリボンアレイおよび付随する光学素子、制御信号電圧供給源およびバイアス電圧供給源を含むMEMS光変調器の概念的ブロック図である。
[図2]図1Bに示されるようなMEMSリボンについての変位対電圧挙動を示す図である。
[図3]MEMS光変調器用のピクセル強度対電圧のグラフである。
[図4A]バイアスされないMEMSリボンアレイ内のリボン変位の概念的図である。
[図4B]バイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器についての変位対電圧のグラフである。
[図4C]バイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器についてのピクセル強度対変位のグラフである。
[図4D]バイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器についてのピクセル強度対電圧のグラフである。
[図5A]バイアスされたMEMSリボンアレイ内のリボン変位の概念的図である。
[図5B]バイアスされたMEMSリボンアレイに基づく光変調器についての変位対電圧のグラフである。
[図5C]バイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器についてのピクセル強度対電圧のグラフである。
[図6]最大ピクセル強度を得るために必要な電圧が、いずれの場合も1つに対して正規化されるように調整された、バイアスされたMEMSリボンアレイに基づく光変調器およびバイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器についてのピクセル強度対電圧のグラフである。
[図7A]リボン駆動スキームについての概略図である。
[図7B]MEMSリボンアレイ内のリボン変位の概念的図である。
[図8]従来の擬似バイポーラリボン駆動スキーム内の連続的フレームについてのタイミング図である。
[図9]バイアス電圧および信号電圧を使用する擬似バイポーラリボン駆動スキーム内の連続的フレームについてのタイミング図である。
[図10]バイアスされたMEMSリボンアレイに基づく光変調器およびバイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器について、測定されたピクセル強度対電圧のグラフである。
[図11]最大ピクセル強度を得るために必要な電圧が、いずれの場合も1つに対して正規化されるように調整された、バイアスされたMEMSリボンアレイに基づく光変調器およびバイアスされないMEMSリボンアレイに基づく光変調器について、測定されたピクセル強度対電圧のグラフである。
[発明を実施するための形態]
[書類名]特許請求の範囲
[請求項1]
基板上方に吊設されたMEMSリボンのアレイと、
バイアス電圧源と、
信号電圧源と
を備えるMEMS光変調器であって、
前記バイアス電圧源、前記信号電圧源および前記アレイ内のリボンが直列に接続されて、前記バイアス電圧がゼロよりも大きい場合、信号電圧に対するリボンの偏向感度が高まるように、前記リボンと前記基板との間に全体的な電位差を生成する、MEMS光変調器。
[請求項2]
前記バイアス電圧が、前記アレイ内の各リボンに接続され、前記信号電圧源が前記アレイ内の前記リボンのサブセットに、前記バイアス電圧源と直列に接続される、請求項1に記載の変調器。
[請求項3]
前記サブセットが、前記アレイ内の1つ置きのリボンである、請求項2に記載の変調器。
[請求項4]
リボンと基板との間の電界の方向が定期的に交互になるように、前記バイアス電圧源および前記信号電圧源が、信号を変化させる、請求項1に記載の変調器。
[請求項5]
前記アレイ内の各リボンの長さ、幅および厚みが、それぞれ、約250μm、4μmおよび0.15μmであり、前記リボンが、窒化ケイ素および反射性金属被覆から作製される、請求項1に記載の変調器。
[請求項6]
MEMSリボンに基づく光変調器を駆動するための方法であって、
基板上方に吊設されたMEMSリボンのアレイを用意することであって、前記アレイが可動リボンと、静止リボンとを備えること、
信号電圧に対する前記リボンの偏向感度を高めるために、前記リボンの前記それぞれと前記基板との間にバイアス電圧を印加すること、
前記アレイ内の可動リボンに対して前記バイアス電圧と直列に信号電圧を印加すること、
および
各リボンに印加される前記信号電圧を変化させることによって、前記可動リボンの偏向を制御すること
を含む方法。
[請求項7]
前記アレイ内の1つ置きのリボンが、可動リボンである、請求項6に記載の方法。
[請求項8]
前記バイアス電圧源および前記信号電圧源を定期的に変化させることによって、リボンと基板との間の電界の方向を定期的に交互にすることをさらに含む、請求項6に記載の方法。
[書類名]要約書
[要約]
信号電圧を制御するために、直列バイアス電圧がMEMSリボンの感度を高める。印加された電圧上でのリボン偏向の非線形依存性によって、この効果が得られる。結果として生じるMEMSリボンの低電圧作動は、MEMSリボンを高速電子機器により適合させる。
[書類名]図面
[図1A](先行文献)
[図1B]
[図1C]
[図2]
[図3]
[図4A]
[図4B]
[図4C]
[図4D]
[図5A]
[図5B]
[図5C]
[図6]
[図7A]
[図7B]
[図8](先行文献)
[図9]
[図10]
[図11]
付記C(Appendix C)(米国特許第8,368,984号明細書)
[発明の名称]擬似バイポーラMEMSリボン駆動
[技術分野]
[背景技術]
[発明の概要]
[発明が解決しようとする課題]
[図面の簡単な説明]
[図1B]図1Aに示される構造のための均等な回路を示す図である。
[図2A]異なる状態下で、リボンと基板との間の電界の方向を示す図である。
[図2B]異なる状態下で、リボンと基板との間の電界の方向を示す図である。
[図3]帰線時間を含む、50%放電デューティーサイクル駆動シナリオによる、擬似バイポーラにおける電圧および電界のグラフである。
[図4]50%未満の放電デューティーサイクルによる、擬似バイポーラ駆動シナリオにおける電圧のグラフである。
[図5A]電荷テストデータを示す図である。
[図5B]電荷テストデータを示す図である。
[発明を実施するための形態]
[書類名]特許請求の範囲
[請求項1]
1組のリボンおよび共通電極を含むMEMSリボン装置であって、コンデンサとして形成される場合、時定数Tで帯電することを特徴とする装置を用意すること、および
第1の組の信号が、第1の組のリボン電圧、および前記第1の組のリボン電圧と同じ極性を含み、かつ前記第1の組のリボン電圧と大きさが等しいまたはより小さい第1の一定の共通電極電圧によって表示される第1の構成と、
第2の組の信号が、第2の組のリボン電圧、および前記第2の組のリボン電圧と同じ極性を含み、かつ前記第2の組のリボン電圧と大きさが等しいまたはより大きい第2の一定の共通電極電圧によって表示される第2の構成との2つの交互の構成で前記装置に駆動信号を送信すること
を含む、MEMSリボン装置を駆動するための方法。
[請求項2]
前記第2の組のリボン電圧が、
(a)前記第1の組のリボン電圧と、前記第1の構成の中の前記第2の組の信号を表示するために必要とされる前記第1の一定の共通電極電圧との間の差の大きさを決定すること、および
(b)前記第2の一定の共通電極電圧から(a)の中で決定された大きさを差し引くこと
によって決定される、請求項1に記載の方法。
[請求項3]
全ての電圧が、接地に対して正である、請求項1に記載の方法。
[請求項4]
全ての電圧が、接地に対して負である、請求項1に記載の方法。
[請求項5]
前記第1の一定の共通電極電圧が、接地に対して約ゼロである、請求項1に記載の方法。
[請求項6]
前記第2の一定の共通電極電圧が、前記MEMSリボン装置が製造されるチップの供給電圧に概ね等しい、請求項1に記載の方法。
[請求項7]
前記共通電極が、前記MEMSリボン装置が製造されるチップの基板である、請求項1に記載の方法。
[請求項8]
前記第1の組の信号と前記第2の組の信号とが異なる、請求項1に記載の方法。
[請求項9]
前記第1の組の信号と前記第2の組の信号とが同じである、請求項1に記載の方法。
[請求項10]
前記第1の構成の中の前記信号が、画像データを表示する、請求項1に記載の方法。
[請求項11]
前記第1の構成の中の前記信号が、ビデオデータを表示する、請求項1に記載の方法。
[請求項12]
前記第2の構成の中の前記信号が、画像データを表示する、請求項1に記載の方法。
[請求項13]
前記第2の構成の中の前記信号が、ビデオデータを表示する、請求項1に記載の方法。
[請求項14]
前記信号が、前記時間の50%で前記第1の構成の中にあり、前記時間の50%で前記第2の構成の中にある、請求項1に記載の方法。
[請求項15]
前記信号が、前記時間の50%未満で前記第1の構成の中にある、請求項1に記載の方法。
[請求項16]
前記信号が、前記時間の50%未満で前記第2の構成の中にある、請求項1に記載の方法。
[請求項17]
前記信号が、画像フレームに分類される画像データを表示し、各画像フレームが、前記第1の構成で1回送信され、かつ前記第2の構成で1回送信される、請求項1に記載の方法。
[請求項18]
前記2つの信号の構成が、時間T未満で交替する、請求項1に記載の方法。
[請求項19]
前記リボンが、前記リボン内のストイキ窒化ケイ素層の中の引張応力に起因して、緊張状態にある、請求項1に記載の方法。
[書類名]要約書
[要約]
MEMSリボン装置を駆動するための擬似バイポーラ方法が、装置内の帯電現象を低減する。
[書類名]図面
[図1A]
[図1B]
[図2A]
[図2B]
[図3]
[図4]
[図5A]
[図5B]
付記D(Appendix D)(米国特許第7,286,277号明細書)
[発明の名称]偏光変調器
関連技術の相互参照
[技術分野]
[背景技術]
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]米国特許第4,710,732号明細書
[特許文献2]米国特許第5,311,360号明細書
[特許文献3]米国特許第5,982,553号明細書
[特許文献4]米国特許第6,088,102号明細書
[特許文献5]米国特許第6,466,354号明細書
[特許文献6]米国特許第6,724,515号明細書
[特許文献7]米国特許第10/904,766号明細書
[特許文献8]米国特許第11/161,452号明細書
[発明の概要]
[発明が解決しようとする課題]
[図面の簡単な説明]
[図1B]図1Bは、様々な偏光分離光学素子の概略図である。
[図1C]図1Cは、様々な偏光分離光学素子の概略図である。
[図1D]図1Dは、様々な偏光分離光学素子の概略図である。
[図2A]図2Aは、偏光変調器の設計を示す図である。
[図2B]図2Bは、偏光変調器の設計を示す図である。
[図3A]図3Aは、小型偏光変調器の設計を示す図である。
[図3B]図3Bは、小型偏光変調器の設計を示す図である。
[図4A]図4Aは、接近観察用の偏光変調器の設計を示す図である。
[図4B]図4Bは、接近観察用の偏光変調器の設計を示す図である。
[図5A]図5Aは、MEMS光位相シフト装置の概略図である。
[図5B]図5Bは、MEMS光位相シフト装置の概略図である。
[図5C]図5Cは、MEMS光位相シフト装置の概略図である。
[図6A]図6Aは、図5Aに示される装置の概略断面図である。
[図6B]図6Bは、図5Aに示される装置の概略断面図である。
[図7A]図7Aは、開口を含むMEMS光位相シフト装置の概略図である。
[図7B]図7Bは、開口を含むMEMS光位相シフト装置の概略図である。
[図8]図7Aに図示される開口よりも幅広い開口を有するMEMS光位相シフト装置の概略図である。
[発明を実施するための形態]
[書類名]特許請求の範囲
[請求項1]
偏光ビームスプリッタと、
偏光変位装置と、
MEMS光位相シフト装置と
を備え、
光が、前記MEMS光位相シフト装置に到達する前に、前記MEMS光位相シフト装置におけるリボンに対して垂直に配向された細長断面のビームとして、前記偏光ビームスプリッタおよび前記偏光変位装置を通って伝搬する、偏光変調器。
[請求項2]
前記偏光変位装置が、直交する偏光を、前記細長断面の長軸と平行な方向にオフセットする、請求項1に記載の変調器。
[請求項3]
前記偏光ビームスプリッタが走査ミラーとしてさらに機能する、請求項2に記載の変調器。
[請求項4]
変調器から出力されるライン画像が、観察者による接近観察のために無限遠の近傍に集光される、請求項2に記載の変調器。
[請求項5]
迷光が前記MEMS光位相シフト装置に達することを妨げる開口をさらに備える、請求項2に記載の変調器。
[請求項6]
ライン画像におけるコントラストを高めるダブルスリット開口をさらに備える、請求項2に記載の変調器。
[請求項7]
前記MEMS光位相シフト装置が、交互に剛性を含む複数のリボンを備える、請求項2に記載の変調器。
[請求項8]
前記MEMS光位相シフト装置が、両端で支持される複数のリボンを備え、複数のリボンの中で交互にリボンが中間支持体によってさらに支持されている、請求項2に記載の変調器。
[書類名]要約書
[要約]
偏光変調器は、偏光ビームスプリッタが偏光子および検光子としての役割を有する干渉設計に基づいている。偏光変位装置は、直交する偏光をそれらの細長の断面の長軸に並行してシフトする。直線状のアレイMEMS光位相シフト装置によって直交する偏光に移送シフトが与えられる。光変調器の出力は、ライン画像であり、ライン画像を走査することで2次元画像を形成してもよい。輝度、コントラスト、設計の全体のコンパクトさに対する特徴が開示される。
[書類名]図面
[図1A]
[図1B]
[図1C]
[図1D]
[図2A]
[図2B]
[図3A]
[図3B]
[図4A]
[図4B]
[図5A]
[図5B]
[図5C]
[図6A]
[図6B]
[図7A]
[図7B]
[図8]
Claims (38)
- パターンプロジェクタと、
カメラと、
モバイル機器ドライバ/インターフェースと
を備える3次元奥行取得システムであって、
前記プロジェクタ、前記カメラおよび前記ドライバ/インターフェースがモバイル電子機器の中に統合され、
前記プロジェクタが、デジタル直線状アレイMEMSリボン光変調器および1次元だけに空間変化を含む2次元画像を投影するレンズシステムを含み、
前記MEMSリボン光変調器が、前記ドライバ/インターフェースからデジタル電子信号によって駆動され、前記信号が、正弦波のパルス密度変調表示を表わし、前記正弦波が一時的期間を特徴とする、3次元奥行取得システム。 - 前記カメラが、期間ごとに3回前記画像をサンプリングする、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記3つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、請求項2に記載のシステム。
- 前記カメラが、期間ごとに4回前記画像をサンプリングする、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記4つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、請求項4に記載のシステム。
- 前記パルス密度変調が、少なくとも64回で前記正弦波のオーバサンプリングを表示する、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル信号が、サーキュラメモリバッファの中に記憶される、請求項1に記載のシステム。
- 前記画像が、前記メモリバッファの中に相対的オフセットによって選択される空間周波数を含む、請求項7に記載のシステム。
- 前記アレイ内の隣接する可動リボン向けの信号が、前記メモリバッファの中のオフセットメモリアドレスから得られる、請求項7に記載のシステム。
- 前記カメラから観察される場合、前記画像が正弦波一時的強度変化を含むように見えるように、前記カメラが統合時間を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル信号が、CMOS論理レベルに適合する、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル電子信号が、擬似バイポーラMEMS駆動スキームに従う、請求項1に記載のシステム。
- 前記デジタル電子信号が、リボン非線形変位特性を利用するために連続的に加えられるDCバイアス電圧および低電圧リボン制御信号を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記直線状アレイMEMSリボン光変調器が、N個の可動リボンおよびK個の指定行を含み、NがKの整数倍である、請求項1に記載のシステム。
- 前記画像が、空間期間のN/Kサイクルを特徴とする、請求項14に記載のシステム。
- 前記カメラが、ローリングシャッタCMOSカメラである、請求項1に記載のシステム。
- 前記カメラが、グローバルシャッタカメラである、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロジェクタが、ダイオードレーザ赤外線光源を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロジェクタが、赤外線発光ダイオードを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロジェクタおよびカメラが、コモンタイミング信号を共有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロジェクタおよびカメラが、100%未満の作動デューティーサイクルを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロジェクタが、3mm×6mm×10mmの体積、またはそれより小さい体積の中に嵌る、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに奥行データを提供する、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、新しいカメラサンプルの有限インパルス応答フィルタ機能に基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイル電子機器が、携帯電話である、請求項1に記載のシステム。
- 前記モバイル電子機器が、タブレットコンピュータである、請求項1に記載のシステム。
- パターンプロジェクタと、
カメラと、
モバイル機器ドライバ/インターフェースと
を備える3次元奥行取得システムであって、
前記プロジェクタ、前記カメラおよび前記ドライバ/インターフェースがモバイル電子機器の中に統合され、
前記プロジェクタが、空間光変調器および1次元だけに空間変化を含む2次元画像を投影するレンズシステムを含み、
前記光変調器が、前記ドライバ/インターフェースから電子信号によって駆動され、前記信号が、正弦波を表わし、前記正弦波が一時的期間を特徴とする、3次元奥行取得システム。 - 前記光変調器が、垂直共振面発光レーザのアレイを備える、請求項27に記載のシステム。
- 前記光変調器が、強誘電体液晶を備える、請求項27に記載のシステム。
- 前記光変調器が、発光ダイオードを備える、請求項27に記載のシステム。
- 前記プロジェクタが、デジタルデータ信号によって駆動される、請求項27に記載のシステム。
- 前記プロジェクタが、アナログデータ信号によって駆動される、請求項27に記載のシステム。
- 前記カメラが、期間ごとに3回前記画像をサンプリングする、請求項27に記載のシステム。
- 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、3つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、請求項33に記載のシステム。
- 前記カメラが、期間ごとに4回前記画像をサンプリングする、請求項27に記載のシステム。
- 前記モバイル機器ドライバ/インターフェースが、前記4つの最も新しいカメラサンプルに基づいて、奥行データを前記モバイル電子機器の中のアプリケーションプロセッサに提供する、請求項35に記載のシステム。
- 前記カメラが、ローリングシャッタCMOSカメラである、請求項27に記載のシステム。
- 前記カメラが、グローバルシャッタカメラである、請求項27に記載のシステム。
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