光处理装置和高帧频彩色显示成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种光处理装置和一种高帧频彩色显示成像装置。光处理装置包括光源、光学合成元件、光源亮度调节装置、分光模块和数字光处理模块。光源包括多个子光源。光学合成元件接收光源发出的多个色光并合成为第一多色光并输出。光源亮度调节装置接收第一多色光，将第一多色光调节为以一定亮度等级分布的第二多色光并输出。分光模块接收第二多色光，并将第二多色光分解成多个颜色的光束。数字光处理模块接收分光模块输出的多个颜色的光束，并对多个颜色的光束进行调制后输出。采用本实用新型专利技术的光处理装置、高帧频彩色显示成像装置和光处理方法，可以在相同时间周期内产生比现有的脉冲宽度调制技术更多数量的帧。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及显示技术，特别是涉及一种光处理装置和一种高帧频彩色显示成像装置。
技术介绍
裸眼式真三维显示有多种显示模式及相关技术，大体包括体三维(volumetric3Ddisplay),光场三维(Light Field3D Display),全息三维(Holographic3D Display)等。高速投影成像引擎是这些真三维显示模式共同需要的一项核心技术，用以产生每秒千乃至数万幅高清晰度二维灰度或者三维彩色图像的投影，通过真三维显示的机理，转换成为动态高清晰度真三维显示图像。高速投影成像引擎可以采用反射式空间光调制器。反射式空间光调制器包括 DLP (Digital Light Processing)和 LCOS (Liquid Crystal on Silicon) 等。现有DLP投影成像技术本身可以产生每秒数万幅黑白二维图像的投影，每幅图像只有O / I灰度。为了产生出具有多个灰度等级的图像，现有技术利用“脉冲宽度调制”方法。图I说明现有“脉冲宽度调制”方法的工作原理。以TI (Texas Instruments)生产的Discovery4100系列DLP芯片(O. 7”or0. 55”XGA)为例，它可以产生出最高每秒32，550幅黑白图像投影。用Tc表示其芯片周期，则T。= I / 32550秒。为了产生8位亮度级别(28=256个亮度)的图像，现有“脉冲宽度调制”技术需要利用256个芯片周期。具体地说，将每一帧8位亮度级别的图像需要用256个芯片周期来产生。在此情况下，帧周期Tf与芯片周期T。的关系为Tf=256Tc(I)在这256个芯片周期中，芯片像素“ON”的时间(芯片周期个数)与该像素的亮度等级成正比。基于人眼的视觉暂留效应，观察者可以看到具有256个亮度级的图像。根据公式(1)，4100系列DLP芯片(Tc = I / 32550秒)最多每秒可以产生127帧(= 32550 / 256)8位亮度等级图像。这样的帧率，与真三维显示所需要的每秒数千幅亮度图像的要求相差甚远。比如，用这样的方法生成体三维显示，其三维图像刷新率仅为每秒一幅(假设体三维图像为127层)，不能达到实时动态显示(三维图像刷新率需要达到每秒24幅以上)。
技术实现思路
在下文中给出关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本技术的一个主要目的在于提供一种光处理装置和一种高帧频彩色显示成像装置，有利于改善图像实时动态显示的效果。根据本技术的一个方面，一种光处理装置，包括光源、光学合成元件、光源亮度调节装置、分光模块和数字光处理模块；其中所述光源包括多个用于发出不同色光的子光源；所述光学合成元件位于所述光源的输出光路上，用于接收所述光源发出的多个色光，将多个色光合成为第一多色光并输出；所述光源亮度调节装置位于所述光学合成元件的输出光路上，用于接收所述光学合成元件输出的第一多色光，将所述第一多色光调节为以一定亮度等级分布的第二多色光并输出；所述分光模块位于所述光源亮度调节装置的输出光路上，用于接收所述光源亮度调节装置输出的第二多色光，并将所述第二多色光分解成多个颜色的光束； 所述数字光处理模块位于所述分光模块的输出光路上，用于接收所述分光模块输出的多个颜色的光束，并对所述多个颜色的光束进行调制后输出。根据本技术的第二方面，一种高帧频彩色显示成像装置，包括光处理装置和投影光学兀件；所述投影光学元件位于所述数字光处理模块的输出光路上，用于接收所述数字光处理模块输出的多个颜色的光束，并将所述多个颜色的光束投射至屏幕上显示。采用本技术的光处理装置和高帧频彩色显示成像装置，与现有的PWM调制技术相比，得到同样数量的亮度等级所需要的处理周期少，因而可以在相同单位时间周期之内产生更多数量的帧。附图说明参照以下结合附图对本技术实施例的说明，会更加容易地理解本技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图I为现有的“脉冲宽度调制”方法的工作原理示意图；图2为本技术的光处理装置的一种实施方式的结构图；图3为本技术的光处理装置的第二实施方式中的光强滤波器旋转轮的结构示意图；图4为本技术的光处理装置的第三实施方式中的光强滤波器旋转轮的结构示意图；图5为本技术的光处理装置的第四实施方式的结构图；图6为本技术的光处理装置的第四实施方式的光源控制器对光源进行亮度调节的一种实施方式的时序图；图7为本技术的高帧频彩色显示成像装置的一种实施方式的结构图；其中10——光处理装置；11——高帧频彩色显示成像装置；101——光源；102—光学合成元件；103——光源亮度调节装置；203——光强滤波器旋转轮；204——滤波片；104——分光模块；105-数字光处理模块；106——投影光学元件；107——光源控制器。具体实施方式下面参照附图来说明本技术的实施例。在本技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。<第一实施方式>参见图2所示，为本技术的光处理装置的一种实施方式的结构图。本实施方式的光处理置10包括光源101、光学合成元件102、光源亮度调节装置103、分光模块104和数字光处理模块105。光源101包括多个用于发出不同色光的子光源，例如可以包括红光光源、绿光光源、蓝光光源的其中两种或两种以上，也可以包括其它颜色的子光源。光源例如可以采用激光光源或者LED光源。光学合成元件102位于光源101的输出光路上，接收光源101发出的多个色光，将多个色光和成为第一多色光并输出。光源亮度调节装置103位于光学合成元件102的输出光路上，用于接收光学合成元件102输出的第一多色光，将第一多色光调节为以一定亮度等级分布的第二多色光并输出。分光模块104位于光源亮度调节装置103的输出光路上，接收光源亮度调节装置103输出的第二多色光，并将其分解成多个颜色的光束。在一种实施方式中，分光模块104例如可以是全内折射(Total Internal Reflection, TIR)元件。数字光处理模块105位于分光模块104的输出光路上,接收分光模块104输出的多个颜色的光束，并对多个颜色的光束进行调制后输出。以光源101包括红、绿、蓝三个子光源，且以光处理装置10输出的光(即数字光处理模块105输出的多个颜色的光束)中每个颜色的光束的亮度位数为8为例(也即是说，每个颜色的光均具有28个亮度等级)，光源亮度调节装置103接收光学合成元件102输出的第一多色光，并调节第一多色光的亮度。例如，红、绿、蓝三个子光源的亮度等级均为255，光源亮度调节装置103可以周期性地将第一多色光的亮度以例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光处理装置，其特征在于，包括：光源、光学合成元件、光源亮度调节装置、分光模块和数字光处理模块；其中：所述光源包括多个用于发出不同色光的子光源；所述光学合成元件位于所述光源的输出光路上，用于接收所述光源发出的多个色光，将多个色光合成为第一多色光并输出；所述光源亮度调节装置位于所述光学合成元件的输出光路上，用于接收所述光学合成元件输出的第一多色光，将所述第一多色光调节为以一定亮度等级分布的第二多色光并输出；所述分光模块位于所述光源亮度调节装置的输出光路上，用于接收所述光源亮度调节装置输出的第二多色光，并将所述第二多色光分解成多个颜色的光束；所述数字光处理模块位于所述分光模块的输出光路上，用于接收所述分光模块输出的多个颜色的光束，并对所述多个颜色的光束进行调制后输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿征，
申请(专利权)人：耿征，
类型：实用新型
国别省市：