級聯(lián)成像系統(tǒng)中的空間混色的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書一般的涉及投影系統(tǒng)，且特別涉及級聯(lián)成像系統(tǒng)中的空間混色。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)計有單片基色調(diào)制器(a single-chip prime modulator)的多預調(diào)制器投影(Mult1-pre-modulator project1n)可實現(xiàn)從壓縮的數(shù)據(jù)包內(nèi)的寬波段照明器(abroadband illuminator)得到高對比度性能，但由于高亮度光源的縮短的工作周期，其并不像多片基色調(diào)制器那樣有效率。例如，在一些算法中，所要顯示的圖像內(nèi)容可以被分析以優(yōu)化照明序列工作周期(duty cycle)來最大化顯示內(nèi)容的亮度。然而，這種算法僅限于處理整個圖像，因為上述分析影響照明調(diào)制工作周期，從而影響整個圖像。結(jié)果，由于任何具有多重飽和三原色的圖像限制工作周期調(diào)整的可能，特別是當圖像包含最大亮度的飽和三原色時，因此其僅具有有限的有效性。進一步地，工作周期調(diào)整可以用于優(yōu)化單飽和色(如紅色)的亮度，但如果出現(xiàn)兩個或更多飽和色(如紅色和綠色)，那么工作周期調(diào)整來優(yōu)化亮度是受約束的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—般地，本公開直接涉及級聯(lián)成像系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中兩個或更多預調(diào)制器(pre-modulators)在空間上同時改變穿入所述原初空間基色調(diào)制器(the primaryspatial prime modulator)的照明光色彩，以及所述原初空間光調(diào)制器(the primaryspatial light modulator)將照明光色彩(the illuminating light colours)結(jié)合至圖像中并與所述至少兩個空間光預調(diào)制器(spatial light pre-modulators)同步地同時打開所述至少兩個照明光色彩的每一個的像素。包括集成的子幀發(fā)生器的圖像處理器控制并使所述預調(diào)制器和所述基色調(diào)制器同步。
[0004]本說明書中，一些要素可描述為“配置為”執(zhí)行一種或多種功能或“配置為了”這些功能。一般地，配置為執(zhí)行或配置為了執(zhí)行功能的要素是能夠(is enabled to)執(zhí)行該功能的，或者是適合于執(zhí)行該功能，或者適應于執(zhí)行該功能，或者是可操作為執(zhí)行該功能，或者是能夠(is otherwise capable of)執(zhí)行該功能。
[0005]應當理解對于本說明書的目的，“X、Y和Z的至少一個”以及“X、Y和Z的一個或多個”的語言表達可以解釋為只有X、只有Y、只有Z，或X、Y和Z的兩個或更多項的任何組合(例如:XYZ、XY、YZ、ZZ及類似組合)。相似的邏輯可應用于任何出現(xiàn)的“至少一個……”及“一個或多個……”的語言表達中的兩個或更多項。
[0006]本說明書的一方面提供了一種系統(tǒng)，包括:至少兩個空間光預調(diào)制器；及，原初空間光調(diào)制器，所述至少兩個空間光預調(diào)制器的每個配置為在空間上改變穿入所述原初空間基色調(diào)制器的照明光色彩，并同時改變至少兩種照明光色彩，所述原初空間光調(diào)制器配置為將照明光色彩結(jié)合至圖像中，并與所述至少兩個空間光預調(diào)制器同步地同時打開所述至少兩個照明光色彩的每一個的像素。
[0007]該系統(tǒng)可進一步包括中繼光學器件(relay optics)，其配置為將照明光色彩從所述至少兩個預調(diào)制器引導(direct)至所述原初光調(diào)制器。
[0008]所述至少兩個照明光色彩的每一個的像素可代表飽和顏色像素。
[0009]所述至少兩個空間光預調(diào)制器的每一個進一步配置為使穿過所述原初空間調(diào)制器的所述照明光色彩按時間排序(time-sequence)。
[0010]所述至少兩個空間光預調(diào)制器的每一個進一步配置為以一低于由所述原初光調(diào)制器形成圖像的分辨率在空間上改變穿過所述原初空間基色調(diào)制器的所述照明光色彩。
[0011]所述至少兩個空間光預調(diào)制器進一步配置為不使用一個或多個所述照明光色彩并擴展其余照明光色彩各自的工作周期。
[0012]—個或多個照明光色彩可以以最大強度操作，所述至少兩個空間光預調(diào)制器進一步配置為可以在擴展其余照明光色彩各自的工作周期時，縮短所述一個或多個照明光色彩的相關(guān)的工作周期。
[0013]兩個或更多照明光色彩可以以最小強度操作，所述至少兩個空間光預調(diào)制器進一步配置為在其余照明光色彩的各自工作周期期間混合所述兩個或更多的照明光色彩至所述基色調(diào)制器上。
[0014]該系統(tǒng)可進一步包括一個或多個光源，配置為產(chǎn)生所述照明光色彩。
[0015]所述至少兩個空間光預調(diào)制器可以包括:第一光調(diào)制器，配置為調(diào)制第一照明色彩；及第二光調(diào)制器，配置為按順序(in a sequence)調(diào)制第二照明色彩及第三照明色彩。
[0016]所述至少兩個空間光預調(diào)制器可以包括:第一光調(diào)制器，配置為調(diào)制第一照明色彩；第二光調(diào)制器，配置為調(diào)制第二照明色彩；及第三光調(diào)制器，配置為調(diào)制第三照明色彩。
[0017]該系統(tǒng)可進一步包括圖像處理器，其與所述至少兩個空間光預調(diào)制器的每一個及所述原初空間光調(diào)制器進行通信，所述圖像處理器配置為使所述至少兩個空間光預調(diào)制器與所述原初空間光調(diào)制器同步。該系統(tǒng)可進一步包括子幀生成器，其與所述圖像處理器集成。
【附圖說明】
[0018]為更好理解此處描述的各種實施例及更清楚地展示它們?nèi)绾萎a(chǎn)生作用，現(xiàn)僅以示例的形式結(jié)合參考附圖參考如下:
[0019]圖1根據(jù)非限制實施例描繪了級聯(lián)成像；
[0020]圖2根據(jù)先前技術(shù)描繪了當圖1的系統(tǒng)操作于時間序列模式時的一系列子幀；
[0021]圖3根據(jù)非限制實施例描繪了當圖1的系統(tǒng)操作于調(diào)制序列模式時的一系列子幀；
[0022]圖4根據(jù)非限制實施例描繪了圖3子幀序列的延續(xù)；
[0023]圖5根據(jù)非限制實施例描繪了由圖3和圖4的序列形成的觀察器圖像(a viewerimage)；
[0024]圖6根據(jù)非限制實施例描繪了圖1系統(tǒng)的圖像處理器和調(diào)制器架構(gòu)。
【具體實施方式】
[0025]圖1描繪了具有空間混色功能的級聯(lián)成像系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括:一個或多個光源101-1、101-2(后面將共同地且可交換地稱為光源101，以及一般地作為光源101);可選光譜組合光學器件(opt1nal spectral combiner optics) 112 (后面可交換地稱為光學器件112);光譜分離光學器件(spectral splitter optics) 113 (后面可交換地稱為光學器件113);至少兩個空間光預調(diào)制器114r、114g、114b(后面將共同地且可交換地稱為預調(diào)制器114，以及一般地作為預調(diào)制器114);至少各自的(respective)預調(diào)制器光轉(zhuǎn)儲(pre-modulator light dumps) 115r、115g、115r (后面將共同地可交換地稱為光轉(zhuǎn)儲115，以及一般地作為光轉(zhuǎn)儲115);光譜組合光學器件116 (后面可交換地稱為光學器件116);中繼光學器件117 (后面可交換地稱為光學器件117);—原初空間光調(diào)制器118 (后面可交換地稱為原初調(diào)制器118);—基色調(diào)制器光轉(zhuǎn)儲119 (后面可交換地稱為光轉(zhuǎn)儲119);投影透鏡120 ;圖像源125 ;及圖像處理器130。
[0026]在圖1中，組件間的電氣和/或數(shù)據(jù)通信路徑以實線表示，而組件間的光路徑以點畫線表示。
[0027]穿過系統(tǒng)100的光路現(xiàn)描述如下:來自一個或多個光源101的光經(jīng)由光譜分離光學器件113和可選光譜組合光學器件112被傳送至預調(diào)制器114?？蛇x光譜組合光學器件112配置為組合來自所述一個或多個光源101的光，而光譜分離光學器件113配置為采用各個(respective)照明光色彩照射(illuminate)每個預調(diào)制器114，所述各個照明光色彩包括但不限于紅色、綠色和藍色(例如，光學器件113配置為將來自光源101的光為每個預調(diào)制器114分離為各自的照明光色彩)。因此，光學器件112、113包括任何合適的光學元件的組合，配置為可選地組合及分離來自光源101的光至所述照明色彩中，包括但不限于反光鏡、分色鏡、棱鏡及類似元件。進一步地每個光源101可包括一個或多個寬帶光源，及一個或多個窄帶光源；在最低限度，光源101配置為發(fā)射包括照明色彩的光，及可包括但不限于任何合適的激光光源、光發(fā)射材料、寬帶光源(包括但不限于燈具等等)及類似的組合。
[0028]每個預調(diào)制器114包括相位調(diào)制器、光調(diào)制器、反射光調(diào)制器、透射光調(diào)制器(atransmissive light modulator)、石圭基液晶(LC0S，a liquid crystal on silicon)設(shè)備、液晶顯示器(LCD)設(shè)備和數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)及類似設(shè)備中的一個或多個。類似地，原初調(diào)制器118包括相位調(diào)制器、光調(diào)制器、反射光調(diào)制器、透射光調(diào)制器、硅液晶(LC0S)設(shè)備、液晶顯示器(LCD)設(shè)備和數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD)及類似設(shè)備中的一個或多個。
[0029]特別地，每個預調(diào)制器114專用于調(diào)制一個或多個照明色彩。例如，由于系統(tǒng)100包括三個預調(diào)制器，且系統(tǒng)100可以基于紅綠藍(RGB)顏色系統(tǒng)，則預調(diào)制器114r可專用于調(diào)制紅色照明色彩，預調(diào)制器114g可專用于