光處理裝置和高幀頻彩色顯示成像裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種光處理裝置和一種高幀頻彩色顯示成像裝置。光處理裝置包括光源、光學合成元件、光源亮度調節裝置、分光模塊和數字光處理模塊。光源包括多個子光源。光學合成元件接收光源發出的多個色光并合成為第一多色光并輸出。光源亮度調節裝置接收第一多色光，將第一多色光調節為以一定亮度等級分布的第二多色光并輸出。分光模塊接收第二多色光，并將第二多色光分解成多個顏色的光束。數字光處理模塊接收分光模塊輸出的多個顏色的光束，并對多個顏色的光束進行調制后輸出。采用本實用新型專利技術的光處理裝置、高幀頻彩色顯示成像裝置和光處理方法，可以在相同時間周期內產生比現有的脈沖寬度調制技術更多數量的幀。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及顯示技術，特別是涉及一種光處理裝置和一種高幀頻彩色顯示成像裝置。
技術介紹
裸眼式真三維顯示有多種顯示模式及相關技術，大體包括體三維(volumetric3Ddisplay),光場三維(Light Field3D Display),全息三維(Holographic3D Display)等。高速投影成像引擎是這些真三維顯示模式共同需要的一項核心技術，用以產生每秒千乃至數萬幅高清晰度二維灰度或者三維彩色圖像的投影，通過真三維顯示的機理，轉換成為動態高清晰度真三維顯示圖像。高速投影成像引擎可以采用反射式空間光調制器。反射式空間光調制器包括 DLP (Digital Light Processing)和 LCOS (Liquid Crystal on Silicon) 等。現有DLP投影成像技術本身可以產生每秒數萬幅黑白二維圖像的投影，每幅圖像只有O / I灰度。為了產生出具有多個灰度等級的圖像，現有技術利用“脈沖寬度調制”方法。圖I說明現有“脈沖寬度調制”方法的工作原理。以TI (Texas Instruments)生產的Discovery4100系列DLP芯片(O. 7”or0. 55”XGA)為例，它可以產生出最高每秒32，550幅黑白圖像投影。用Tc表示其芯片周期，則T。= I / 32550秒。為了產生8位亮度級別(28=256個亮度)的圖像，現有“脈沖寬度調制”技術需要利用256個芯片周期。具體地說，將每一幀8位亮度級別的圖像需要用256個芯片周期來產生。在此情況下，幀周期Tf與芯片周期T。的關系為Tf=256Tc(I)在這256個芯片周期中，芯片像素“ON”的時間(芯片周期個數)與該像素的亮度等級成正比。基于人眼的視覺暫留效應，觀察者可以看到具有256個亮度級的圖像。根據公式(1)，4100系列DLP芯片(Tc = I / 32550秒)最多每秒可以產生127幀(= 32550 / 256)8位亮度等級圖像。這樣的幀率，與真三維顯示所需要的每秒數千幅亮度圖像的要求相差甚遠。比如，用這樣的方法生成體三維顯示，其三維圖像刷新率僅為每秒一幅(假設體三維圖像為127層)，不能達到實時動態顯示(三維圖像刷新率需要達到每秒24幅以上)。
技術實現思路
在下文中給出關于本技術的簡要概述，以便提供關于本技術的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本技術的窮舉性概述。它并不是意圖確定本技術的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本技術的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。本技術的一個主要目的在于提供一種光處理裝置和一種高幀頻彩色顯示成像裝置，有利于改善圖像實時動態顯示的效果。根據本技術的一個方面，一種光處理裝置，包括光源、光學合成元件、光源亮度調節裝置、分光模塊和數字光處理模塊；其中所述光源包括多個用于發出不同色光的子光源；所述光學合成元件位于所述光源的輸出光路上，用于接收所述光源發出的多個色光，將多個色光合成為第一多色光并輸出；所述光源亮度調節裝置位于所述光學合成元件的輸出光路上，用于接收所述光學合成元件輸出的第一多色光，將所述第一多色光調節為以一定亮度等級分布的第二多色光并輸出；所述分光模塊位于所述光源亮度調節裝置的輸出光路上，用于接收所述光源亮度調節裝置輸出的第二多色光，并將所述第二多色光分解成多個顏色的光束； 所述數字光處理模塊位于所述分光模塊的輸出光路上，用于接收所述分光模塊輸出的多個顏色的光束，并對所述多個顏色的光束進行調制后輸出。根據本技術的第二方面，一種高幀頻彩色顯示成像裝置，包括光處理裝置和投影光學兀件；所述投影光學元件位于所述數字光處理模塊的輸出光路上，用于接收所述數字光處理模塊輸出的多個顏色的光束，并將所述多個顏色的光束投射至屏幕上顯示。采用本技術的光處理裝置和高幀頻彩色顯示成像裝置，與現有的PWM調制技術相比，得到同樣數量的亮度等級所需要的處理周期少，因而可以在相同單位時間周期之內產生更多數量的幀。附圖說明參照以下結合附圖對本技術實施例的說明，會更加容易地理解本技術的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本技術的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。圖I為現有的“脈沖寬度調制”方法的工作原理示意圖；圖2為本技術的光處理裝置的一種實施方式的結構圖；圖3為本技術的光處理裝置的第二實施方式中的光強濾波器旋轉輪的結構示意圖；圖4為本技術的光處理裝置的第三實施方式中的光強濾波器旋轉輪的結構示意圖；圖5為本技術的光處理裝置的第四實施方式的結構圖；圖6為本技術的光處理裝置的第四實施方式的光源控制器對光源進行亮度調節的一種實施方式的時序圖；圖7為本技術的高幀頻彩色顯示成像裝置的一種實施方式的結構圖；其中10——光處理裝置；11——高幀頻彩色顯示成像裝置；101——光源；102—光學合成元件；103——光源亮度調節裝置；203——光強濾波器旋轉輪；204——濾波片；104——分光模塊；105-數字光處理模塊；106——投影光學元件；107——光源控制器。具體實施方式下面參照附圖來說明本技術的實施例。在本技術的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本技術無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。<第一實施方式>參見圖2所示，為本技術的光處理裝置的一種實施方式的結構圖。本實施方式的光處理置10包括光源101、光學合成元件102、光源亮度調節裝置103、分光模塊104和數字光處理模塊105。光源101包括多個用于發出不同色光的子光源，例如可以包括紅光光源、綠光光源、藍光光源的其中兩種或兩種以上，也可以包括其它顏色的子光源。光源例如可以采用激光光源或者LED光源。光學合成元件102位于光源101的輸出光路上，接收光源101發出的多個色光，將多個色光和成為第一多色光并輸出。光源亮度調節裝置103位于光學合成元件102的輸出光路上，用于接收光學合成元件102輸出的第一多色光，將第一多色光調節為以一定亮度等級分布的第二多色光并輸出。分光模塊104位于光源亮度調節裝置103的輸出光路上，接收光源亮度調節裝置103輸出的第二多色光，并將其分解成多個顏色的光束。在一種實施方式中，分光模塊104例如可以是全內折射(Total Internal Reflection, TIR)元件。數字光處理模塊105位于分光模塊104的輸出光路上,接收分光模塊104輸出的多個顏色的光束，并對多個顏色的光束進行調制后輸出。以光源101包括紅、綠、藍三個子光源，且以光處理裝置10輸出的光(即數字光處理模塊105輸出的多個顏色的光束)中每個顏色的光束的亮度位數為8為例(也即是說，每個顏色的光均具有28個亮度等級)，光源亮度調節裝置103接收光學合成元件102輸出的第一多色光，并調節第一多色光的亮度。例如，紅、綠、藍三個子光源的亮度等級均為255，光源亮度調節裝置103可以周期性地將第一多色光的亮度以例如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光處理裝置，其特征在于，包括：光源、光學合成元件、光源亮度調節裝置、分光模塊和數字光處理模塊；其中：所述光源包括多個用于發出不同色光的子光源；所述光學合成元件位于所述光源的輸出光路上，用于接收所述光源發出的多個色光，將多個色光合成為第一多色光并輸出；所述光源亮度調節裝置位于所述光學合成元件的輸出光路上，用于接收所述光學合成元件輸出的第一多色光，將所述第一多色光調節為以一定亮度等級分布的第二多色光并輸出；所述分光模塊位于所述光源亮度調節裝置的輸出光路上，用于接收所述光源亮度調節裝置輸出的第二多色光，并將所述第二多色光分解成多個顏色的光束；所述數字光處理模塊位于所述分光模塊的輸出光路上，用于接收所述分光模塊輸出的多個顏色的光束，并對所述多個顏色的光束進行調制后輸出。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿征，
申請(專利權)人：耿征，
類型：實用新型
國別省市：