双空间光调制系统及使用该系统进行光调节的方法技术方案

本发明专利技术提出了一种双空间光调制系统，包括光源，用于向系统提供源光；第一空间光调制器，用于对所述光源发出的光进行调制，形成用于显示图像的第一光和不用于显示图像的第二光；第二空间光调制器，用于接收所述第一光和所述第二光，并对所述第一光和所述第二光进行调制；后处理装置，用于将经过所述第二空间光调制器调制后的光进行后续处理；光回收装置，用于将所述第二光传输给第二空间光调制器，其位于所述第一空间光调制器和所述第二空间光调制器之间。本发明专利技术还提供一种光调节的方法，通过使用本发明专利技术的双空间光调制系统及运用该系统进行光调节的方法，能够自由调节系统的亮度和对比度，使系统亮度和对比度之间取得平衡。

Dual space optical modulation system and the method of using this system for light adjustment

The invention provides a dual spatial light modulation system includes a light source for providing light source to the system; the first spatial light modulator for modulating a of the light source, the formation of the first light image for display and for displaying the image of second light; second space light modulator, for receiving the the first light and the second light, and the first light and the second light modulation; postprocessing device for the second spatial light modulator modulated light processing; light recovery device for the second light transmission to the second spatial light modulator, which is located in the the first space light modulator and the second spatial light modulator between. The invention also provides a method of optical adjustment. By using the double space optical modulation system of the invention and the method of adjusting light by using the system, the brightness and contrast of the system can be adjusted freely, so that the balance between the brightness and the contrast of the system can be balanced.

【技术实现步骤摘要】
双空间光调制系统及使用该系统进行光调节的方法
本专利技术属于光学
，具体涉及一种双空间光调制系统及光调节的方法。
技术介绍
目前，投影技术在人们日常生活的得到普遍的应用。无论在会议、教学或是娱乐场所都可以随处可见投影系统的使用。提高投影系统的动态范围(HDR)是投影系统下一步发展的主要方向之一。为了提高投影系统的动态范围，使用双空间光调制器是一种常见的做法。如图1所示，1'是一号光源，2'是一号空间光调制器，3'是二号空间光调制器，4'是附属结构，为投影系统在二号空间光调制器3'后的部分，可包括中继镜组、镜头和屏幕等。光源1'发出光源光，一号空间光调制器2'对光源光调制形成的图像光投射到二号空间光调制器3'上，二号空间光调制器3'进一步对图像光进行调制。空间光调制器包括多个调制单元，一个调制单元用于调制一个像素的图像光。系统最终调制出的图像的分辨率由二号空间光调制器3'所调制的图像的分辨率决定；一般一号空间光调制器2'所调制的图像的分辨率小于等于二号空间光调制器3'所调制的图像的分辨率，一号空间光调制器2'调制的一个像素的图像光被投射到二号空间光调制器3'的多个调制单元上，由该多个调制单元进一步调制形成多个像素的图像光；从而一号空间光调制器2'调制的一个像素对应二号空间光调制器3'调制的一个或多个像素。空间光调制器的对比度可以理解为：空间光调制器对均匀入射到各调制单元上的入射光进行调制，所形成的全白像素的图像光和全黑像素的图像光的亮度比，该亮度比等于全白像素对应的转换效率与全黑像素对应的转换效率之比；所谓全白像素对应的转换效率即为：空间光调制形成的全白像素的图像光与入射到空间光调制器的入射光的亮度比；而所谓全黑像素对应的转换效率即为：空间光调制形成的全黑像素的图像光与入射到空间光调制器的入射光的亮度比。而空间光调制器的出光效率可以认为是全白像素对应的转换效率。以一号空间光调制器2'的对比度为a:1(a>1)且出光效率为c(0<c≤1)、以及二号空间光调制器3'的对比度为b:1(b>1)且出光效率为d(0≤d≤1)为例。设光源光均匀入射到一号空间光调制器2'，以及设入射到一号空间光调制器2'的光源光的亮度为1；则经一号空间光调制器2'调制形成的全白像素的图像光WL的亮度为1*c，以及经一号空间光调制器2'调制形成的全黑像素的图像光BL的亮度为1*c/a。设二号空间光调制器3'进一步将图像光WL调制形成全白像素，则调制形成的全白像素的图像光的亮度为1*c*d；以及二号空间光调制器3'进一步将图像光BL调制形成全黑像素，则调制形成的全黑像素的图像光的亮度为(1*c/a)*d/b。投影系统最终的对比度，可以认为是二号空间光调制器3'形成的全白像素的图像光与全黑像素的图像光的亮度比，即为a*b:1；投影系统的最终出光效率可认为是二号空间光调制器3'形成的全白像素的图像光与光源光的亮度比，即为c*d。由此可见，采用两个空间光调制器，系统的对比度可以得到大幅提高，然而，系统的出光效率则降低比较多。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本专利技术提出一种双空间光调制系统，通过使用本专利技术所述的双空间光调制系统，使出光效率和对比度之间取得平衡。本专利技术提供了一种双空间光调制系统，包括光源、第一空间光调制器、第二空间光调制器以及光回收装置，所述光源用于提供源光；所述第一空间光调制器用于对所述源光进行调制，形成沿第一路径出射的用于显示图像的第一光和沿第二路径出射的不用于显示图像的第二光；所述光回收装置用于接收沿第二路径出射的所述第二光，并引导所述第二光与所述第一光进行合光，以及将所述第一光与所述第二光的合光传输至所述第二空间光调制器；所述第二空间光调制器用于接收所述第一光和所述第二光的合光，并对所述第一光和所述第二光的合光进行调制，以形成用于投影至屏幕的图像光。优选的，所述光回收装置包括：光路转换组件，用于接收沿第二路径出射的所述第二光，以及改变所述第二光的光路，使所述第二光传输至合光装置；以及所述合光装置，用于接收所述光路转换组件传输的所述第二光，以及接收所述第一光，将接收的所述第二光与所述第一光进行合光。优选的，所述光路转换组件包括：第一反射镜，用于接收沿第二路径出射的所述第二光，并反射所述第二光；第二反射镜，用于接收所述第一反射镜反射的所述第二光，进一步将所述第二光反射至所述合光装置。优选的，所述光回收装置还包括：匀光装置，用于在所述第二光传输至所述合光装置之前，对所述第二光进行匀光。优选的，所述光回收装置进一步包括：可控衰减装置，用于在所述第二光传输至所述合光装置之前，根据指定的衰减参数对所述第二光进行衰减处理。优选的，所述源光包括在一帧彩色图像调制时段内依时序提供给所述第一空间光调制器的红光、绿光和蓝光；所述第一空间光调制器依据一彩色帧图像数据包含的红、绿和蓝三种单色帧图像数据分别对所述红光、绿光和蓝光进行调制；所述可控衰减装置对所述第一空间光调制器分别调制所述红光、绿光、蓝光形成的所述第二光进行衰减处理，得到第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光，以使得在一帧彩色图像调制时段内得到的所述第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光的光量一致。优选的，所述双空间光调制系统包括三套调制装置，每一套所述调制装置包括所述第一空间光调制器、光回收装置和所述第二空间光调制器；所述源光包括在一帧彩色图像调制时段内同时分别提供给所述三套调制装置的红光、绿光和蓝光；所述三套调制装置中的所述第一空间光调制器分别依据一彩色帧图像数据包含的红、绿和蓝三种单色帧图像数据对所述红光、绿光和蓝光进行调制；所述三套调制装置中的所述可控衰减装置分别对相应的第一个空间光调制器调制的红光、绿光和蓝光形成的第二光进行衰减处理，得到第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光，以使得在一帧彩色图像调制时段内得到的所述第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光的光量一致。优选的，控制装置，用于计算每一彩色图像数据包含的红、绿和蓝三种单色帧分别对应的可回收光比例，根据其中最低的可回收光比例控制所述可控衰减装置进行衰减处理，以使得在一帧彩色图像调制时段内得到的所述第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光的光量一致。优选的，所述第一空间光调制器为LCD或LCOS。优选的，所述合光装置为偏振合光装置，传输至所述合光装置的所述第一光具有第一偏振态，传输至所述合光装置的所述第二光具有第二偏振态，所述合光装置用于将具有第一偏振态的所述第一光与具有所述第二偏振态的所述第二光进行合光。优选的，所述第一空间光调制器为DMD。优选的，所述合光装置为具有通孔的反射镜；所述第一光透过所述通孔入射至所述第二空间光调制器，所述第二光经所述反射镜反射至所述第二空间光调制器，或者所述第二光透过所述通孔入射至所述第二空间光调制器，所述第二光经所述反射镜反射至所述第二空间光调制器。优选的，所述第一反射镜为平面反射镜；或者所述第一反射镜为曲面反射镜；所述第一光投射到所述第二空间光调制器上的第一光斑与所述第二光投射到所述第二空间光调制器的第二光斑具有重叠区域。优选的，所述第二反射镜为平面反射镜；或者所述第二反射镜为曲面反射镜。优选的，所述可控衰减装置为整片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双空间光调制系统，其特征在于，包括光源、第一空间光调制器、第二空间光调制器以及光回收装置，所述光源用于提供源光；所述第一空间光调制器用于对所述源光进行调制，形成沿第一路径出射的用于显示图像的第一光和沿第二路径出射的不用于显示图像的第二光；所述光回收装置用于接收沿第二路径出射的所述第二光，并引导所述第二光与所述第一光进行合光，以及将所述第一光与所述第二光的合光传输至所述第二空间光调制器；所述第二空间光调制器用于接收所述第一光和所述第二光的合光，并对所述第一光和所述第二光的合光进行调制，以形成用于投影至屏幕的图像光。

【技术特征摘要】
2016.09.05 CN 20161080293991.一种双空间光调制系统，其特征在于，包括光源、第一空间光调制器、第二空间光调制器以及光回收装置，所述光源用于提供源光；所述第一空间光调制器用于对所述源光进行调制，形成沿第一路径出射的用于显示图像的第一光和沿第二路径出射的不用于显示图像的第二光；所述光回收装置用于接收沿第二路径出射的所述第二光，并引导所述第二光与所述第一光进行合光，以及将所述第一光与所述第二光的合光传输至所述第二空间光调制器；所述第二空间光调制器用于接收所述第一光和所述第二光的合光，并对所述第一光和所述第二光的合光进行调制，以形成用于投影至屏幕的图像光。2.根据权利要求1所述的双空间光调制系统，其特征在于，所述光回收装置包括：光路转换组件，用于接收沿第二路径出射的所述第二光，以及改变所述第二光的光路，使所述第二光传输至合光装置；以及，所述合光装置，用于接收所述光路转换组件传输的所述第二光，以及接收所述第一光，将接收的所述第二光与所述第一光进行合光。3.根据权利要求2所述的双空间光调制系统，其特征在于，所述光路转换组件包括：第一反射镜，用于接收沿第二路径出射的所述第二光，并反射所述第二光；第二反射镜，用于接收所述第一反射镜反射的所述第二光，进一步将所述第二光反射至所述合光装置。4.根据权利要求2所述的双空间光调制系统，其特征在于，所述光回收装置还包括：匀光装置，用于在所述第二光传输至所述合光装置之前，对所述第二光进行匀光。5.根据权利要求2所述的双空间光调制系统，其特征在于，所述光回收装置进一步包括：可控衰减装置，用于在所述第二光传输至所述合光装置之前，根据指定的衰减参数对所述第二光进行衰减处理。6.根据权利要求5所述的双空间光调制系统，其特征在于，所述源光包括在一帧彩色图像调制时段内依时序提供给所述第一空间光调制器的红光、绿光和蓝光；所述第一空间光调制器依据一彩色帧图像数据包含的红、绿和蓝三种单色帧图像数据分别对所述红光、绿光和蓝光进行调制；所述可控衰减装置对所述第一空间光调制器分别调制所述红光、绿光、蓝光形成的所述第二光进行衰减处理，得到第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光，以使得在一帧彩色图像调制时段内得到的所述第二衰减红光、第二衰减绿光和第二衰减蓝光的光量一致。7.根据权利要求5所述的双空间光调制系统，其特征在于，所述双空间光调制系统包括三套调制装置，每一套所述调制装置包括所述第一空间光调制器、光回收装置和所述第二空间光调制器；所述源光包括在一帧彩色图像调制时段内同时分别提供给所述三套调制装置的红光、绿光和蓝光；所述三套调制装置中的所述第一空间光调制器分别依据一彩色帧图像数据包含的红、绿和蓝三种单色帧图像数据对所述红光、绿光...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇轩，胡飞，李屹，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44