[發明專利]用于高動態范圍的兩級光調制

在審

• 申請號: 201410599252.0
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104618699A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: M·珀金斯;D·S·德瓦爾德;N·溫賴特
• 申請（專利權）人: 加拿大科視數字系統公司
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;G03B21/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術領域

本公開涉及數字成像，更具體地說，涉及兩級光調制。

背景技術

在諸如數字投影系統這樣的成像裝置中，圖像的動態范圍被所選成像器的能力限制。這應用于數字光處理(DLP)成像器(例如，數字微鏡顯示器)、硅基液晶(LCOS：liquid?crystal?on?silicon)成像器、液晶顯示(LCD)成像器以及使用其他技術的成像器。兩級調制可以用于增大動態范圍以及提高對比度。然而，很多已知的兩級調制系統效率低，并且未提供適當高的動態范圍，或者未提供適當的對比度。

發明內容

根據本公開的一個方面，一種成像裝置包括：被構造為發出源光(source?light)的光源；和位于源光的路徑中的預調制器。預調制器包括預調制成像系統，該預調制成像系統被構造為根據圖像數據對源光執行粗調，并且在預調制器輸出處發出預調制光。預調制器還包括第一全內反射棱鏡系統，該第一全內反射棱鏡系統被定向為使源光折射到預調制成像系統中，并且將從預調制成像系統接收到的預調制光反射到預調制器輸出。該裝置還包括：中繼光學器件(relay?optics)，該中繼光學器件位于預調制光的路徑中，并且被構造為使預調制光離焦，以輸出離焦光；和主調制器，該主調制器位于離焦光的路徑中。該主調制器包括主調制成像系統，該主調制成像系統被構造為根據圖像數據利用離焦光來生成圖像。主調制器還包括第二全內反射棱鏡系統，該第二全內反射棱鏡系統被定向為使離焦光反射到主調制成像系統中，并且使從主成像系統接收到的圖像折射到主調制器輸出。

根據本公開的另一個方面，一種成像裝置包括：被構造為發出源光的光源；和兩個光調制器。各個光調制器包括耦接到全內反射棱鏡系統的多芯片成像系統。全內反射棱鏡系統具有光輸入面和開啟狀態面。該裝置還包括中繼光學器件，該中繼光學器?件位于所述兩個光調制器的預調制器與所述兩個光調制器的主調制器之間。中繼光學器件被構造為使從預調制器接收到的光離焦，并且向主調制器提供離焦光。主調制器被定向為在全內反射棱鏡系統的光輸入面處從中繼光學器件接收離焦光。預調制器被定向為在全內反射棱鏡系統的開啟狀態面處接收源光，并且經由全內反射棱鏡系統的光輸入面向中繼光學器件輸出預調制光。

根據本公開的另一個方面，一種成像裝置包括：被構造為發出源光的光源；和位于源光的路徑中的預調制器。預調制器包括耦接到色彩分量分離器和組合器的三個數字微鏡器件并且全內反射棱鏡系統。預調制器被構造為根據圖像數據對源光執行粗調，并且發出預調制光。該裝置還包括：中繼光學器件，該中繼光學器件位于預調制光的路徑中，并且被構造為使預調制光離焦，以輸出離焦光；和主調制器，該主調制器位于離焦光的路徑中。主調制器包括耦接到色彩分量分離器和組合器的三個數字微鏡器件并且包括全內反射棱鏡系統。主調制器被構造為根據圖像數據使用離焦光來生成圖像。

附圖說明

附圖僅以示例的方式來例示本公開的實施方式。

本專利或申請文件含有至少一個以色彩實現的附圖。具有色彩附圖的該專利或專利申請公報的副本將在請求和支付必要費用時由官方提供。

圖1是成像裝置的框圖。

圖2A-圖2B是示出過滿區域(overfill?region)的比較的圖。

圖3是成像裝置的圖像處理組件的框圖。

圖4A是示出源圖像、預調制器圖像和主調制器圖像的示例的圖。

圖5A-圖5C是示出半色調圖像的色彩分量的圖。

圖6是用于成像器的脈沖寬度調制的圖。

圖7是用于串聯的兩個成像器的脈沖寬度調制的圖。

圖8是示出如由中繼光學器件的像素成形函數產生的、預調制器的像素的高斯形點的曲線圖。

圖9A-圖9B是示出由于預調制器經由中繼光學器件組合到主調制器上而產生的?稀疏和密集半色調圖案的圖。

圖9C-圖9D是圖9A-圖9B的灰度表示。

圖10是示出光路徑的調制器的圖。

圖11是示出補償板的成像裝置的一部分的框圖。

圖12示出了單個源圖像用于生成兩個相關的顯示圖像。

具體實施方式