[发明专利]用于高动态范围的两级光调制

说明书

技术领域

本公开涉及数字成像，更具体地说，涉及两级光调制。

背景技术

在诸如数字投影系统这样的成像装置中，图像的动态范围被所选成像器的能力限制。这应用于数字光处理(DLP)成像器(例如，数字微镜显示器)、硅基液晶(LCOS：liquid crystal on silicon)成像器、液晶显示(LCD)成像器以及使用其他技术的成像器。两级调制可以用于增大动态范围以及提高对比度。然而，很多已知的两级调制系统效率低，并且未提供适当高的动态范围，或者未提供适当的对比度。

发明内容

根据本公开的一个方面，一种成像装置包括：被构造为发出源光(source light)的光源；和位于源光的路径中的预调制器。预调制器包括预调制成像系统，该预调制成像系统被构造为根据图像数据对源光执行粗调，并且在预调制器输出处发出预调制光。预调制器还包括第一全内反射棱镜系统，该第一全内反射棱镜系统被定向为使源光折射到预调制成像系统中，并且将从预调制成像系统接收到的预调制光反射到预调制器输出。该装置还包括：中继光学器件(relay optics)，该中继光学器件位于预调制光的路径中，并且被构造为使预调制光离焦，以输出离焦光；和主调制器，该主调制器位于离焦光的路径中。该主调制器包括主调制成像系统，该主调制成像系统被构造为根据图像数据利用离焦光来生成图像。主调制器还包括第二全内反射棱镜系统，该第二全内反射棱镜系统被定向为使离焦光反射到主调制成像系统中，并且使从主成像系统接收到的图像折射到主调制器输出。

根据本公开的另一个方面，一种成像装置包括：被构造为发出源光的光源；和两个光调制器。各个光调制器包括耦接到全内反射棱镜系统的多芯片成像系统。全内反射棱镜系统具有光输入面和开启状态面。该装置还包括中继光学器件，该中继光学器 件位于所述两个光调制器的预调制器与所述两个光调制器的主调制器之间。中继光学器件被构造为使从预调制器接收到的光离焦，并且向主调制器提供离焦光。主调制器被定向为在全内反射棱镜系统的光输入面处从中继光学器件接收离焦光。预调制器被定向为在全内反射棱镜系统的开启状态面处接收源光，并且经由全内反射棱镜系统的光输入面向中继光学器件输出预调制光。

根据本公开的另一个方面，一种成像装置包括：被构造为发出源光的光源；和位于源光的路径中的预调制器。预调制器包括耦接到色彩分量分离器和组合器的三个数字微镜器件并且全内反射棱镜系统。预调制器被构造为根据图像数据对源光执行粗调，并且发出预调制光。该装置还包括：中继光学器件，该中继光学器件位于预调制光的路径中，并且被构造为使预调制光离焦，以输出离焦光；和主调制器，该主调制器位于离焦光的路径中。主调制器包括耦接到色彩分量分离器和组合器的三个数字微镜器件并且包括全内反射棱镜系统。主调制器被构造为根据图像数据使用离焦光来生成图像。

附图说明

附图仅以示例的方式来例示本公开的实施方式。

本专利或申请文件含有至少一个以色彩实现的附图。具有色彩附图的该专利或专利申请公报的副本将在请求和支付必要费用时由官方提供。

图1是成像装置的框图。

图2A-图2B是示出过满区域(overfill region)的比较的图。

图3是成像装置的图像处理组件的框图。

图4A是示出源图像、预调制器图像和主调制器图像的示例的图。

图5A-图5C是示出半色调图像的色彩分量的图。

图6是用于成像器的脉冲宽度调制的图。

图7是用于串联的两个成像器的脉冲宽度调制的图。

图8是示出如由中继光学器件的像素成形函数产生的、预调制器的像素的高斯形点的曲线图。

图9A-图9B是示出由于预调制器经由中继光学器件组合到主调制器上而产生的 稀疏和密集半色调图案的图。

图9C-图9D是图9A-图9B的灰度表示。

图10是示出光路径的调制器的图。

图11是示出补偿板的成像装置的一部分的框图。

图12示出了单个源图像用于生成两个相关的显示图像。

具体实施方式