硅基OLED微显示器的集中式融合扫描策略

本研究针对数字驱动型硅基OLED(Organic Light-emitting Diode,OLED)微显示器在显示动态图像时引发的视觉感知问题,尤其是动态假轮廓和闪烁现象,提出了一种新的扫描策略——集中式融合扫描。集中式融合扫描策略采用灰度权值重分配和融合子场概念,通过对整数子场数目和权值的重新分配,以及将融合子场固定于调制周期中间位置,改善显示器图像质量。实验结果表明,集中式融合扫描在峰值信噪比方面较传统扫描方法平均提高约13%,均方误差降低了约10%,并且结构相似度评分接近1,显著高于现有扫描方法。集中式融合扫描在JEITA闪烁评估中的表现优于19子场扫描法,闪烁量化值降低了约22%。集中式融合扫描策略在改善数字驱动型硅基OLED微显示器的图像显示质量方面提供了一种有效解决方案,为未来显示技术的研究和创新提供了新的方向。

低功耗硅基OLED微显示器的区域梯度调光策略

针对近眼显示设备存在显示功耗较大的问题,通过研究人眼视觉的特性提出一种人眼凝视点自适应的区域梯度调光算法。首先进行中心凹-亮度掩蔽实验以获取人眼的恰可觉差(Just Noticeable Difference,JND),并在此基础上改进了传统人眼凝视点的几何光路模型,得到更符合人眼自适应特性的几何光路模型,引入最大视角判别法有效提高了视角计算效率。随后,对图像进行预处理时采用改进的对比度增强算法,以在保持图像平均显示亮度基本不变的情况下增强显示效果。根据实验得到的JND阈值和凝视点信息,对图像实施了区域和全局功耗限制,从而在降低功耗的同时保持了视觉主观感受。在FPGA硬件平台上完成了算法的验证。实验结果表明,该算法在柯达标准测试集下使硅基有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)微显示器的显示功耗降低23.05%,基本满足硅基OLED微显示器的低功耗显示的要求,可为其性能提升提供指导。

基于超像素的硅基OLED微显示器数字驱动成像质量研究

针对微显示器分辨率、刷新率低,显示运动画面时产生动态假轮廓等成像问题,通过分析超像素技术的特性及驱动原理,结合数字驱动方式,提出数字驱动型超像素扫描策略。利用人眼的积分特性和视觉暂留特性,通过帧与帧之间在时间上切换,空间上偏移的方式,降低数据传输带宽,改善动态假轮廓现象,提升显示器成像效果。结合超像素技术设计一款数字驱动型超像素微显示控制器,并在分辨率为2048×2048的全彩硅基OLED微显示器上验证其可行性。仿真分析结果表明,基于超像素的数字驱动扫描策略在分辨率主观感知不变的条件下,数据传输带宽减少50%。利用最小可察觉失真积分法进行评估,超像素扫描策略动态假轮廓等于0和不超过8灰度的概率分别约为93.3%和99.3%,成像质量有较大提升。

OLED微显示器的原子扫描策略

为了实现2K及以上超高清微型显示器的高效率高性能扫描,建立了微型显示器的原子扫描模型。对该模型采用的数学矩阵、基于分形延伸的植入运算进行研究,提出了原子扫描策略并推导了原子扫描序列。首先,对现有的PWM(脉冲宽度调制)扫描策略进行扫描性能分析。然后,在分析比较几种扫描策略性能的基础上,说明原子扫描是实现较优性能的最佳选择。实验结果表明:对于256级灰度,采用32位子空间,8位权值比为128∶64∶32∶16∶9∶4∶2∶1的原子扫描策略具有较好的线性度和较高的传输效率。在分辨率为1 600×1 600的原子扫描方案中,时钟频率为50MHz,帧频可达90Hz,线性度接近99.8%,传输效率高达100%,基本满足超高分辨率扫描系统中高帧频、较低时钟、高线性度的要求。

基于OLED微显示器的原子扫描控制器设计

头戴式虚拟现实(Virtual Reality,VR)显示的持续升温推动微显示器不断向高分辨率、高刷新率的方向发展,然而微显示器有限的带宽难以承载虚拟世界下的海量图像数据,为了减少微显示器系统扫描成像过程中的时间冗余,提高数据传输效率和图像线性度,建立了一种伪随机扫描顺序的原子扫描模型。传统的微显示器是从第一个像素到最后一个像素连续顺序扫描的,原子扫描采用分子空间按位的扫描方法,将整个显示屏幕分成若干子空间,扫描时可以任意切换子空间。根据原子扫描模型设计了微显示器的原子扫描控制器,通过分辨率为1.6k×3×1.6k硅基OLED微显示器的验证,扫描达到了100%的传输效率和93.8%的线性度,相比于传统的十二子场扫描,时钟频率降低了约3.3倍。证明了原子扫描控制器的可行性,适用于超高清、高分辨率、海量数据的图像显示。

无线OLED微显示器系统的设计与实现

针对现有微显示器系统采用硅基液晶(LCOS)带来的功耗、用户体验不佳,以及图像发送端和微显示器之间一般通过物理电线连接,或者采用传输效率不高的无线图像传输协议等问题,采用OLED微显示器和基于非压缩数据的无线图像数据传输协议WHDI的无线传输模块,利用FPGA EP2C8Q208C8作为核心控制器件,设计了主控制器以及OLED微显示器的驱动与控制模块,从而完成了整个无线OLED微显示器系统的设计,实现了高清图像的无线实时传输和显示。

一种新型硅基液晶微显示器件像素电路的研究

设计了一种新型硅基微显示器件场缓存像素电路结构,并通过SPICE模拟与其他像素电路做比较,分析了其电路特点。新型像素结构可使在电压保持期间影响液晶电容电压的晶体管数量降到最低,从而提高了像素电容的电压保持率,降低了闪烁,并减小了电磁干扰对像素电压的影响,提高了器件可靠性,同时提高了对光照的承受能力及对温度变化的适应能力,改善了显示品质,适用于高亮度显示器件。

硅基OLED微显示器最优扫描算法的非线性校正

针对最优灰度扫描算法在灰度级丰富的图像上产生轮廓线的问题,对算法进行非线性校正?首先分析最优扫描算法的灰度级与像素数据的关系,并与传统脉宽调制(PWM)灰度产生策略作比较,找出产生轮廓线的原因;根据人眼对不同灰度差值图像的主观感受,将灰度差值划分为可接受差值和不可接受差值;然后通过MATLAB对最优扫描各比特的灰度权值重新赋值,得到所有可能的组合,剔除不可接受差值的组合;最后计算线性度较好的组合在不同显示分辨率下的数据传输频率?实验结果表明:对于256级灰度图像,当校正后的8位比特的权值比例为208:104:52:24:14:8:3:1时,灰度图中的轮廓线从13条减少到0条?通过硅基有机发光二极管(OLED)微显示器观察,轮廓线消除,图像质量得到改善,并且在超高分辨率下,消耗的系统时钟频率比传统的场扫描法低,在降低系统成本上具有优势?

高亮度顶发射单色绿光OLED微显示器件制备

通过采用高效磷光体系材料和顶发射有机发光结构,配合自有的SVGA060全数字信号电路系统架构CMOS硅基驱动电路,获得了发光峰位于535 nm的高亮度单色绿光、0.6英寸、800×600分辨率OLED微显示器件,最大亮度可达20000 cd/m^2。其起亮电压为2.6 V,亮度从20 cd/m^2到20000 cd/m^2的驱动电压摆幅为2.7 V,最大电流效率为24.43 cd/A。电流密度为20 m A/cm^2时,色坐标CIEX=0.286、CIEY=0.665。该器件在1000 cd/m^2和500 cd/m^2亮度下的半衰期为42559 h和186208 h。

双拍双存储伪并行LCoS微显示器交流驱动的研究

双拍双存储式驱动的LCoS微显示器引入了一些新的问题,对此提出了应用于双拍双存储式驱动的LCoS微显示器的新的交流驱动方式,通过互补驱动信号电压和浮动公共电极电压相结合的方法,不但满足了LCoS的要求,而且降低了工作电压。

基于FPGA的OLED微显示器的IIC控制模块设计

OLED微显示器作为一种新兴的微显示器,具有众多优点。鉴于OLED微显示大多采用IIC接口,利用Verilog语言,采用模块化设计思想,设计了基于FPGA EP2C8Q208C8的OLED微显示器的IIC接口的IIC控制模块,该控制模块包括写数据存储模块、读数据存储模块、数据读写模块,从而准确而有效地实现了对OLED微显示内部寄存器的读写操作。

高亮度LCoS微显示器的接口设计

为了提高LCoS微显示器的亮度 ,提出了双拍存储伪并行的驱动方式 ,设计了适用于高亮度LCoS微显示器的接口ASIC(专用集成电路 ) ,从而使LCoS微显示器的亮度可以提高数倍 。

基于FPGA的LCD微显示器的驱动控制

提出了一种以FPGA为基础并结合NiosII嵌入式软核的高集成度的微显示驱动技术,该方法实现了微显示器驱动、视频流传输、LED背光控制、Gamma调节及低温加热等功能,减小了显示器的体积和重量,提高了可靠性。文章给出了微显示器数字像源的产品的开发结果,表明该产品满足了相关指标要求。

微显示器件的研究进展

微小显示和虚拟显示研究得比较多的显示器件有微CRT、LCD、OLED、微LED、LCOS、MEMS等,由于原理不同,每一种微显示器工作的场合和环境也不同,各种器件各有用武之地。LED型微显示器件作为一种全固体的主动发光器件,拥有许多优点:工作电压低、发光效率较高、响应速度快、性能稳定可靠、工作温度范围宽等。在同一芯片上集成LED阵列技术可以很好地满足应用需求。

基于Kopin公司AM LCD微显示器的头盔显示器数字像源的驱动控制

针对Kopin公司的AM LCD微显示器,提出了一种头盔显示器数字像源的设计方法,包括显示器件、驱动方式、时序控制及数据处理方法等,形成了头盔显示器数字像源的产品实物,满足了相关性能指标的要求。

面向超高清微显示器的20Gbps低抖动CDR设计

针对超高清硅基微显示器对接口电路高信号带宽的要求,设计了一款20 Gbps的双环路低抖动时钟数据恢复电路。该电路工作在锁频环路时,锁定检测器控制电荷泵电流逐步减小,有效降低控制电压纹波,并采用LDO镜像结构抑制环形压控振荡器电源纹波及不同电源节点间的纹波串扰,减少环路噪声。测试结果表明,提出的微显示器架构和设计的CDR电路可实际应用于超高清硅基OLED微显示器,恢复出的20 Gbps数据峰峰值抖动为36.8 ps,捕获范围为17.4~21.7 GHz,功耗为43 mW。

新颖微显示器

微显示器的最大特点之一便是可制得很小、便子携带及能产生出高清晰度大屏幕图象的效果。本文介绍了其市场发展前景、主要应用领域及工艺技术。

一种低功耗无线微显示器系统的设计

现有的微显示器系统大多采用RGB、VGA、DVI或HDMI等有线接口来接收图像信息,最近,一些无需硬件连接的微显示系统采用无线数据传输技术来接收图像或视频,但是,这些微显示系统在无线传输时,功耗较大。对于高分辨率的OLED微显示系统,提出了一种低功耗无线传输方案。在显示系统中嵌入帧缓冲存储器来降低功耗,当图像数据没有更新时,把图像数据放在帧缓冲存储器中。同时,在微显示系统中集成了一个图像编码器来进一步降低数据传输时的功耗。利用无线通信协议Wi-Fi对图像数据进行传输。一种用于无线微显示的原型平台得到了发展和测试。

面向数字驱动式硅基微显示器的双帧分权融合扫描

当micro LED处于正向工作区时,难以精确调节它们的电压来获得不同的发光亮度;且当micro LED/OLED工作时,会较长时间处于闭合状态,导致人眼观察到的图像显示亮度变差。为解决以上问题,本文提出一种双帧分权融合扫描策略,通过调节micro LED/OLED导通时间来获得不同亮度。该方法先对数据位重新分权,使导通时间分散插入到闭合时间内,然后将分权后的各数据位权值进行双帧融合,最后重新定义数据位的扫描顺序。并根据所提出的扫描策略设计了一款面向数字驱动式硅基微显示器的扫描控制器。结果表明:本文提出的双帧分权融合扫描策略可以精确调节micro LED/OLED的发光亮度,提高人眼观察到图像显示亮度。该扫描策略与其它扫描策略相比,扫描效率提升至93.75%,场频提升至2040 Hz,扫描时钟频率为102.36 MHz,且同时减小了扫描数据带宽。最后通过测试证明了扫描控制器的可行性。

有源矩阵小分子型OLED微显示器件

便携性、高亮度、低功耗、高清晰度、无线连接是对电子技术提出的新挑战。为此，世界各大公司正对微显示器件不断增加研发和生产的力度。本文介绍了OLEO技术在微显示中的应用及SXGA级分辨率OLED微显示的设计和结构，并对有源短阵OLED微显示器的性能进行了讨论。