光处理装置、高帧频灰度显示成像装置和光处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光处理装置、高帧频灰度显示成像装置和光处理方法。光处理装置包括：光源、光源亮度调节装置和数字光处理模块。光源用于产生第一色光。光源亮度调节装置位于光源的输出光路上，用于接收第一色光，并将第一色光调节为以一定亮度等级分布的第二色光并输出。数字光处理模块位于光源亮度调节装置的输出光路上，用于接收光源亮度调节装置输出的第二色光，将第二色光调制为第三色光输出。本发明专利技术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。

Optical processing device, high frame frequency gray display imaging device, and light processing method

The invention relates to an optical processing device, a high frame frequency gray level display imaging device and an optical processing method. The light treatment device comprises a light source, a light source, a brightness adjusting device and a digital light processing module. A light source is used to produce a first light color. The light source brightness adjusting device is arranged on the output light path of the light source for receiving the first light color and regulating the first light color to second chromatic light distributed at a certain brightness grade and outputting. The digital light processing module is arranged on the output light path of the light source brightness adjusting device, and is used for receiving the second color light produced by the brightness regulating device of the light source, and the second color light is modulated into third color light output. The present invention can generate more frames than existing pulse width modulation techniques over the same time period.

【技术实现步骤摘要】
光处理装置、高帧频灰度显示成像装置和光处理方法
本专利技术涉及显示技术，特别是涉及一种光处理装置、高帧频灰度显示成像装置和一种光处理方法。
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（LightField3DDisplay），全息三维（Holographic3DDisplay）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（DigitalLightProcessing）和LCOS（LiquidCrystalonSilicon）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0／1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（PWM）”方法。图1说明现有“脉冲宽度调制”方法的工作原理。以TI（TexasInstruments)生产的Discovery4100系列DLP芯片(0.7”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Tc＝1／32550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Tc的关系为Tf=256Tc(1)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＝1／32550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专利技术的简要概述，以便提供关于本专利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专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。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。本专利技术的一个主要目的在于提供一种光处理装置、高帧频灰度显示成像装置和光处理方法，有利于改善三维图像实时动态显示的效果。根据本专利技术的一个方面，一种光处理装置，包括：光源、光源亮度调节装置和数字光处理模块；其中：所述光源用于产生第一色光；所述光源亮度调节装置位于所述光源的输出光路上，用于接收所述第一色光，并将所述第一色光调节为以一定亮度等级分布的第二色光并输出；所述数字光处理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色光，将所述第二色光调制为第三色光输出。根据本专利技术的第二方面，一种高帧频灰度显示成像装置，包括光处理装置和投影光学元件；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第三色光，并将所述第三色光投射至屏幕上显示。根据本专利技术的第三方面，一种光处理方法，包括：步骤一：光源发出第一色光；步骤二：光源亮度调节装置接收所述第一色光，并将所述第一色光调节为以一定亮度等级分布的第二色光并输出；步骤三：数字光处理模块接收光源亮度调节装置输出的第二色光，将所述第二色光调制为第三色光输出。采用本专利技术的光处理装置、高帧频灰度显示成像装置和光处理方法，与现有的脉冲宽度调制（PWM）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。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利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专利技术的原理。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1为现有“脉冲宽度调制”方法的工作原理示意图；图2为本专利技术的光处理装置的一种实施方式的结构图；图3为本专利技术的光处理装置的第二实施方式的光强滤波器旋转轮的结构示意图；图4为本专利技术的高帧频灰度显示成像装置的一种实施方式的结构图；图5为本专利技术的光处理方法的一种实施方式的流程图；其中：10——光处理装置；11——高帧频灰度显示成像装置；101——光源；203——光强滤波器旋转轮；204——滤波片；103——光源亮度调节装置；105——数字光处理模块；106——投影光学元件。具体实施方式下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利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专利技术无关的、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，为本专利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、光源亮度调节装置103和数字光处理模块105。光源101用于产生第一色光，例如光源101可以产生白光或者其它颜色的光。光源101例如可以是激光光源或者LED光源。光源亮度调节装置103位于光源101的输出光路上，用于接收第一色光，并将第一色光调节为以一定亮度等级分布的第二色光并输出。数字光处理模块105位于光源亮度调节装置103的输出光路上，用于接收光源亮度调节装置103输出的第二色光，将第二色光调制为第三色光输出。在一种实施方式中，“调制”可以指：从以一定亮度等级分布的第二色光中选择一个或者多个亮度等级的光，并将该一个或者多个亮度等级的光合成为第三色光。第一色光的亮度大于等于第三色光的亮度。以光处理装置10输出的光（即第三色光）的亮度位数为8为例（也即是说，具有28个亮度等级），光源亮度调节装置103接收光源101输出的第一色光，并调节第一色光的亮度。例如，光源发出的第一色光的亮度等级为255，光源亮度调节装置103可以周期性地将第一色光的亮度调整为以例如1,2,4,8,16,32,64,128的亮度等级分布的第二色光。经亮度调节的第二色光后输出至数字光处理模块105。数字光处理模块105接收光源亮度调节装置103输出的第二色光，并将第二色光调制为第三色光输出。例如，光处理装置10输出的色光（即第三色光）的亮度为128，那么，光源亮度调节装置103将光源输出的第一色光的分解为亮度等级分别为例如1,2,4,8,16,32,64,128的第二色光，并将亮度调节后的第二色光输出至数字光处理模块105。数字光处理模块105对第二色光进行调制，将第二色光调制为亮度为128的第三色光，并将调制后的第三色光输出。同样以光处理装置10输出的光（即第三色光）的亮度位数为8为例，由于光源亮度调节装置103和数字光处理模块105仅需调节8次，即可实现色光0~255级的亮度，而相应的在采用PW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、光源亮度调节装置和数字光处理模块；其中：所述光源用于产生第一色光；所述光源亮度调节装置位于所述光源的输出光路上，用于接收所述第一色光，并将所述第一色光调节为以一定亮度等级分布的第二色光并输出；所述数字光处理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色光，将所述第二色光调制为第三色光输出。

【技术特征摘要】
1.一种光处理装置，其特征在于，包括：光源、光源亮度调节装置和数字光处理模块；其中：所述光源用于产生第一色光；所述光源亮度调节装置位于所述光源的输出光路上，用于接收所述第一色光，并将所述第一色光调节为以一定亮度等级分布的第二色光并输出；所述数字光处理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色光，将所述第二色光调制为第三色光输出；所述光源亮度调节装置包括光强滤波器旋转轮；所述光强滤波器旋转轮包括多个滤波强度互不相同的滤波片；所述光强滤波器旋转轮用于在以第一频率旋转，且由所述光源输出的所述第一色光入射至光强滤波器旋转轮的多个滤波片上时，输出不同亮度等级的第二色光；所述光强滤波器旋转轮为圆形，其中的各滤波片为大小相同的扇形滤波片。2.根据权利要求1所述的光处理装置，其特征在于：所述光强滤波器旋转轮中的滤波片数量与所述第三色光的亮度位数相同；所述数字光处理模块包括一个数字光处理芯片，用于将所述第二色光调制成第三色光。3.根据权利要求2所述的光处理装置，其特征在于：所述数字光处理芯片具体为图像帧频率为所述第一频率的k倍的处理芯片，k为所述第三色光的亮度位数。4.一种高帧频灰度显示成像装置，包括如权利要求1-3任一项所述的光处理装置，其特征在于：还包括投影光学元件；所述投影光学元件位于所述数字...

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