MD方面分辨率不是主要考虑因素。几乎任何市场上可买到的DMD都可以适合在预调制器20中使用。
[0049]投影光学器件26被定位为从主调制器24的输出接收图像68，并且将投影图像82投射到屏幕或类似表面上。投影光学器件26可以是已知设计，或者可以是现成单元，这是使用调制器20、24的背靠背布置的益处。即，因为以已知方式布置主调制器24，所以没有必要给予投影光学器件26特殊的考虑，或给予其很少的考虑。
[0050]图3示出成像装置10的图像处理组件。成像装置10可以还包括处理器84、存储器86和输入/输出(I/O)接口 88、90。
[0051]处理器84连接到I/O接口 88和存储器86。处理器84被构造为从存储器86接收指令、逻辑信号、可编程代码或类似物，并且执行这些以向I/o接口 88输出命令。这种命令去往成像装置10的任何可控光学元件，诸如光源12、预调制器20和主调制器24。处理器84可以包括单个处理器、多个处理器、微处理器、中央处理单元(CPU)、场可编程选通阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或类似器件。虽然为了说明，分开例示并讨论了处理器84和存储器86，但是不旨在进行限制，并且一些实现(例如，FPGA或ASIC)在相同器件内可以具有处理和存储能力。
[0052]存储器86包括非暂时计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM) ,FPGA存储器元件、闪存、磁性或光学存储器或类似物。存储器86存储图像数据92以及在图像数据92上操作的一个或更多个程序94，并且给处理器84提供指令，以控制可控光学元件。存储器86可以存储用于要在68处输出的一个或更多个图像或视频的一些或所有数据。
[0053]I/O接口 88可以是适合于接收图像数据96的内部或外部接口，该图像数据96可以内部或外部存储在非暂时计算机可读介质(诸如上述类型的)上，或可以提供为视频数据流(例如，直播视频、计算机渲染等)。例如，高速工作存储器86中存储的图像数据92可以是在外部长期存储器(诸如在可移除光学或磁盘或可移除存储卡)中作为图像数据96存储的视频的多个帧。
[0054]程序94被构造为控制如文本中参照图像数据92在别处讨论的光源12、预调制器20和主调制器24中的一个或更多个。程序94可以被构造为基于图像数据92的色彩强度来控制预调制器20和主调制器24。程序94可以被进一步构造为基于图像数据92的色彩强度来控制光源12的模块30的开启和关闭。程序94还可以被构造为执行图像对齐，以校正调制器20、24和中继光学器件22中的任何不对齐，并且进一步补偿主调制器24处的图像的任何几何失真。
[0055]为了使处理器84生成用于主调制器24的各个DMD 72、74、76的图像，处理器84可以参考光场模拟的结果，该光场模拟的结果可以从校准数据98 (该校准数据98可被程序94存取或者作为程序94本身的一部分)生成。这种光场模拟可以被构造为使用在预调制器20上所显示的校准图像，并且确定中继光学器件22对校准图像的影响。程序94可以被构造为将实际生成的光场与从模拟产生的估计光场进行比较，并且使用其差异来改善校准数据98，直到获得合适的校准数据98为止。
[0056]在操作中，如图12所示，单个源图像140用于生成两个相关的显示图像142、144:一个用于预调制器20的图像142和一个用于主调制器24的图像144。膨胀滤波器146可以应用到用于预调制器图像142的单个像素，以便展开像素以覆盖主调制器24上的更大面积。如果最终图像需要亮像素，则可以选择预调制器图像142上的合适大小的块的像素来支持这种亮度。膨胀滤波器146可以被构造为将输出像素设置为与给定半径之内的最亮像素的强度相同的强度。可以对预调制器图像142执行缩放和弯曲148，以补偿预调制器20与主调制器24之间的不对齐，以便使主调制器24上的像素与预调制器20上的像素关联。可以对缩放/弯曲且膨胀后的图像执行半色调处理150，使得预调制器图像142是半色调图像，如本文在别处讨论的。可以使用上面讨论的校准数据98来执行光场估计152。S卩，用源图像140的半色调150来卷积像素成形函数，以确定多少光到达主调制器24的给定像素。该光场也可以弯曲并缩放156，以对不对齐和失真进行计数，并且应用于光场的弯曲函数可以是预调制器图像142上使用的弯曲/缩放函数148的逆转。然后，通过经由光场估计的结果划分(158)原始图像的像素来确定在主调制器24上显示的图像144。
[0057]图4A示出与示例图像数据92(图3)对应的源图像100和图像100的变换的示例。源图像100是被再现为输出图像68 (图1)的图像。预调制器20设置有基于图像100的修改图像102。修改图像102可以参照图像数据92由程序94 (图3)生成。图4A还示出从源图像100的图像数据92生成且为在主调制器24处显示而提供的示例主调制器图像104。虽然它们在图4A中以黑白再现，但是图像100、102、104是全色彩图像，并且任何明显的抖动或像素化仅用于例示目的(在黑白线附图的范围之内)，并且通常不出现。
[0058]在本实施方式中，修改图像102是源图像100的数字半色调图像(参见图4A的特写区域)。各个色彩分量由其相应的DMD 46、48、50独立处理，并且数字半色调图像102可以是如图5A-C所示分开的颜色。因此，各个预调制器的DMD 46、48、50接收数字半色调图像的相应色彩分量，诸如数字半色调图像的红色分量(图5A)、绿色分量(图5B)和蓝色分量(图5C)。在其他实施方式中，可以使用其他种类的空间抖动，而不是半色调。
[0059]数字半色调可以有助于避免可能在脉冲-宽度调制(PWM)用于生成像素亮度级时出现的位序列(bit sequence)干扰。对于视频的特定帧，给定的DMD镜可以翻转100次，开启时间的百分比对应于像素亮度级。如图6所示，开启和关闭的特定图案(对开启和关闭进行组合，以产生给定亮度级)可以称作位序列。当在两个调制器20、24处使用PWM时，在预调制器20和主调制器24这两者的相应镜在它们的开启状态时给定像素接通。如图7所示，对于给定像素，预调制器处的50%开启位序列和主调制器20处的25%开启位序列不会通常导致12.5%亮度(即，50% *25% )级。相反，仅同时开启状态有助于输出亮度。在所示的示例中，提供给调制器20、24的光的大约3%将有助于像素的亮度。
[0060]向预调制器提供数字半色调图像102允许预调制器的DMD 46,48,50的各个像素在图像100的显示的整个时间段(诸如用于一个视频帧的显示时间段)保持接通或断开。预调制器20处的亮度由此受各个色彩分量的空间抖动控制，而不是受PWM控制。
[0061]当选择用于数字半色调的内核尺寸时，预期的是，更大的内核趋向于在动态范围方面呈现更好性能，但可能导致诸如光晕这样的伪像。更大的内核尺寸还可能增大生成图像所需的处理电力的量。在一些示例中，5X5内核用于生成半色调图像102。
[0062]如上所述，中继光学器件22被构造为提供受控离焦。如图8所示，中继光学器件22可以被构造为执行受控离焦，使得预调制器24上的单个像素在主调制器20上成为光的高斯或伪高斯形点。当选择主调制器的DMD 72、74、76为具有4096X2160个像素的分辨率时，那么中继光学器件22可以被构造为提供大小为大致30 X 30个像素的这种高斯形点。这仅仅是一个示例，并且如果更大点所需的任何附加处理资源可用，或可以容许从更小点的动态范围的任何改善的降低，则可以使用任何点尺寸。进一步地，高斯形点预期可能不精确符合高斯函数的其他形状。
[0063]在离焦之后，预调制器20的各个像素在主调制器24处变得模糊为光的连续斑点。因为来自相邻预调制器像素的相邻高斯形点在主调制器24处彼此重叠，所以在预调制器20处接通的像素的密度控制主调制器24上的光斑的亮度。如图9A和图9C所示，在预调制光束42的区域中的完全接通(S卩，不是脉冲宽度调制的)的像素的稀疏半色调图案导致较暗的光斑。如图9B和图9D所示，在预调制光束42的区域中的完全的接通像素的密集半色调图案导致较亮的光斑。这对于各个色彩分量和各种光斑而出现。要注意的是，图9A和图9B的右手侧示出朝向中心增大亮度的不同光强度的区域，而图9C和图9D例示连续灰度的相同概念。图9A和图9B中的任何抖动或像素化仅用于例示目的(在黑白线图的范围内)，并且通常不出现。
[0064]如上所述，积分器16使源光的分布空间地和有角度地均匀，这可以导致改进由中继光学器件22实现的像素成形函数的性能，由此处理器84和程序94中因像素成形函数而需要的更低复杂性，向主调制器24提供较均匀的光斑。预期的是，在许多实现中，源光将具有大致或甚至高度非均匀角分布。由此，可以考虑光源的所选类