数字微镜器件(DMD)

数字式光处理(DLP—Digitallightprocessing)投影显示技术的核心是数字微镜器件(DMD-Digitalmicromirrordevice),它是一种基于半导体制造技术,由高速数字式光反射开关阵列组成的器件,采用二进制脉宽调制技术能精确地控制光源。叙述了用于DLP投影系统的DMD的原理、制造、性能和特点。

基于数字微镜器件的红外场景仿真系统设计

利用红外场景仿真技术对红外成像系统进行测试已成为各国研究的热点。提出了一种基于数字微镜器件(DMD)的红外场景仿真系统设计方案,对系统设计过程中各个组成部分进行了详细介绍,并对系统的部分性能参数进行了分析,如微镜片的衍射特性、能量转换效率、显示帧频等。最后,结合系统的应用背景和存在的问题,对下一步的研究工作做了展望。

数字微镜阵列动态红外景象投射器光学系统设计

利用二次成像原理。采用准直物镜组和放大倍率为1／3的投影系统的组合方式，设计了小F数、短焦距、长出瞳距、长工作距离的基于DMD的中波红外景象投射器光学系统。整个光学系统采用锗和硅两种材料，包含11片透镜，其中：准直物镜3片，投影镜头7片，场镜1片。为了实现15～40℃范围内消热差和消色差，将投影系统设计成折衍混合系统。投射器光学系统在工作温度范围内，全视场空间频率16lp／mm处的MTF〉0．6，具有较好的成像效果。

基于数字微镜器件的共轴红外双波段投影光学系统设计

基于动态红外景象模拟技术的需求，设计了一个基于数字微镜器件的红外双波段投影光学系统：焦距150mm，相对口径1：2，全视场角为5．3°，工作波段为红外中波（3～5μm）和红外长波（8～12μm）．系统采用共轴式，由三片球面透镜和一个投影棱镜组成，使用Ge、ZnS和ZnSe三种普通红外材料．引入一个二元光学衍射面，使系统具有结构简单、重量轻、成本低等优点．设计结果表明：在截止频率17ly／mm、像距5．6mm时，光学系统的红外中波的调制传递函数接近0．7，红外长波的调制传递函数大于0．5，设计结果接近衍射极限，能够满足红外景象模拟器的总体设计要求．

数字微镜器件(DMD)在相干光照明下的空间光调制特性

分析了DMD的微结构和工作原理;引入占空比因子,通过空间分区建立了较为完善的DMD空间光调制理论模型;根据该模型预测了经DMD调制后的频谱中,存在2个互补图像区域;沿这2个互补区域的对称轴方向各级衍射不含图像调制信息;设计了相干光照明下DMD空间光调制特性实验,理论与实验符合得很好.

基于数字微镜的高质量精缩投影光刻系统的研制

文章详细介绍了数字微镜系统总体设计,并进行了实验验证。数字微镜如果结合高质量的高倍精缩投影光学系统,完全可实现亚微米级衍射微光学元件的制作。最后对系统特点和系统误差进行了总结。

数字微镜器件技术(DMD)

数字微镜器件是由美国德州仪器公司(Texas Instrument)开发的。DMD是Digital Micro-mirror Device的缩写。这种技术也称为"数字光线处理技术"。该技术的核心是:通过数字信息控制数十万到上百万个微小的反射镜,将不同数量的光线投射出去。

基于DMD的数字光刻定焦变倍投影系统设计

随着数字光刻技术的快速发展,基于数字微镜器件(DMD)的光刻技术受到微纳加工及相关行业人员的广泛关注。为实现基于0.9WQXGA型DMD的数字光刻,同时为避免投影系统与照明系统存在重叠空间,为满足数字光刻时不同幅面尺寸和精度的需求,设计了具有分束棱镜的投影系统。镜头的有效焦距50mm,相对孔径1/3,像高11.6mm,光学总长142mm,工作波段395～415nm,后工作距为27～29mm,整个投影系统为像方远心系统,可将DMD放大10～15倍。在70lp/mm处,所有组态视场的MTF值都大于0.55,畸变绝对值都小于0.5%。此设计结果像质优良、结构紧凑、符合实际数字光刻使用要求。

利用数字微镜器件的嵌入式三维视觉系统

利用结构光获取待测物体的三维信息,其操作简便、成本较低、能够快速成像,在保护文物、生物医疗、逆向工程等领域有广泛的应用。为了在三维重构场景下快速获取待测物体的三维信息,设计了一种无标定的嵌入式三维视觉系统,利用数字微镜器件高速开关特性,产生基于时间调制的格雷码结构光,实现了无标定三维信息的快速获取。其中包括结构光编码、图像二值化、结构光解码、结构光畸变量获取和生成三维点云等步骤。实验结果表明,该系统极大简化了三维信息的获取步骤和运算过程。

DMD数字微镜器件与DLP投影技术一览

投影机长期以来一直只是一些专业和团体用户的选择。随着投影技术的发展和市场进步,价格的日趋走低,现在投影机已经开始进入家庭了。许多厂家都推出了万元以下的家用投影仪,可以方便地让用户搭建有己的家庭影院。而投影技术也从早期的CRT显示技术过渡到了现有的LCD、DLP主流投影显示技术。LCD投影技术是为大家所熟悉的,LCD投影机的市场占有率,目前仍居高不下。但与之争雄的DLP投影技术颇有后来居上的趋势。DLP投影技术是由德州仪器公司研发的一套全数字化显示解决方案。DLP技术的核心是DMD数字微镜器件。DMD器件由上百万个精微镜面纽成,每一个镜面都能前后翻动(开启或关闭),每秒可达五千余次。输入的影像或图形信号被转换成数字代码,这些代码再被用来推动DMD镜面。当DMD座板、投影灯、色轮和投影镜头协同工作时,这些翻动的镜面就能够一同将图像投射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。

基于DMD的红外场景仿真系统光学引擎设计

针对DMD(Digital Micromirror Device)器件是针对可见光波段设计,直接用于红外波段会遇到问题,提出了一种远心投影光学引擎架构,包括投影光学系统和照明光学系统.该光学引擎采用柯勒远心照明架构,并引入一片场镜来分离投影和照明光束.这种光学引擎结构紧凑、照明均匀、光能利用率高.

宽波段DMD动态红外景象仿真器投影光学系统设计

宽波段红外景象仿真器可用于内场评价和验证中波/长波红外双波段成像仪。详细介绍了基于数字微镜器件(DMD)的动态红外景象仿真器的组成和工作原理。重点介绍了覆盖中波和长波红外的宽波段红外投影光学系统的指标要求、设计思想和设计结果。基于离轴三反射镜系统设计的系统,具有无色差、适用波段宽、相对孔径大、结构较紧凑、成像质量好等优点。根据待测设备要求,设计了一款口径100、相对孔径F/2.84、全面视场角4.4°、成像质量接近于衍射极限的宽波段投影光学系统。

基于DMD的长波红外变焦投影系统设计

基于数字微镜器件（DMD）的红外景象模拟器在室内环境下通过模拟真实景物及其环境的红外辐射来测试红外成像系统的性能。为实现基于DMD的红外景象模拟器能够满足不同待测系统的视场角匹配,同时为避免投影系统与照明系统发生空间上的重叠,设计了一套配有分光棱镜的红外变焦投影系统。该系统工作波段为8~12μm,F数为2.7,采用光学补偿变焦方式,可实现50/100/150/200 mm四档变焦。根据四组元系统负组补偿原理及其高斯光学公式对系统光学参数进行计算,选用与参数相近的初始结构进行处理及优化。设计结果表明,各焦距位置在20 lp/mm处的调制传递函数值均接近衍射极限,符合使用要求。

一种数字微镜阵列分区控制和超分辨重建的压缩感知成像法

提出一种压缩感知成像框架结构.该结构采样端用新建的采样矩阵实现数字微镜阵列分区控制,可增强信息获取的准确性,测量得到与新数字微镜阵列对应的压缩采样值;重构端由采样值优化重构出低分辨率图像后,根据分区控制过程建立压缩感知理论框架下的超分辨重建模型,利用梯度稀疏约束优化算法进行求解,恢复出原高分辨率图像.实验结果表明:数字微镜阵列分区控制与超分辨重建相结合的方法可以明显降低压缩感知成像系统的计算量,缩短成像时间,并且具有较高的图像重构质量.

基于DMD的红外双波段景象投影光学系统设计

描述了基于数字微镜器件（DMD）的动态红外景象投影系统的基本原理，设计了一种准直投影光学系统．此光学系统采用透射式，工作在（3～5）μm和（8～12）μm双红外波段，焦距为480mm，相对孔径为1：3．2，半视场角为1．3°，入瞳距为240mm．最后对设计结果进行了分析，给出系统的调制传递函数曲线，表明光学系统的像顶满足使用要求．

数字光处理(DLP)投影系统

数字光处理(DLP)投影显示技术的核心是数字微镜器件(DMD),这是一种基于半导体制造技术、由高速数字式光反射开关阵列组成的器件,采用二进制脉宽调制技术能精确地控制光源。DLP技术提供了全数字投影显示,在清晰度、亮度、对比度和色彩还原方面能提供高质量的图像。

基于DMD的真三维显示系统及其三维成像引擎设计

结合在体元式三维显示(Volumetric 3D display)中比较有代表性的3种显示系统,在说明了体元式真三维显示系统的实现思路和方法的基础上,从应用的角度解析以DMD为核心构成的三维成像引擎在体元式真三维显示系统中的应用,并给出3种基于DMD的三维成像引擎架构,能够在不同层次上很好地满足真三维显示对海量数据实时、高速、精确处理的要求。

数字微镜器件动态红外场景投影技术

动态红外场景投影(DIRSP)技术是考察和评估红外成像测量跟踪系统性能指标的主要方法。本文回顾了国内外DIRSP技术的发展现状及应用,概述了几种主要的DIRSP技术及其特点。在详细介绍数字微镜器件(DMD)的工作原理及机械结构的基础上,总结了灰度等级控制的方法及其特点。通过对3种数字光处理(DLP)显示系统投影原理的对比,指出了各自的特点和应用场合。重点分析了基于DMD的DIRSP系统—微镜阵列投影系统(MAPS)的工作原理、系统结构、性能指标及技术优势,并讨论了将DMD应用于DIRSP所采用的6大关键技术。最后,结合DIRSP技术的应用背景和国内外研究现状,对下一步的研究工作做了展望。