基于数字微镜的旋转体三维显示装置研究

体三维显示是实现真正三维立体图像显示的新技术。首次提出了一种基于数字微镜的旋转体三维显示方案,利用人眼视觉暂留的特性,设计完成了一套空间三维显示装置,通过数字微镜设备快速投影一系列连续的二维图像序列,由旋转运动的成像靶屏截获图像流信息,形成了具有空间真实体积的三维立体图像。简要介绍了系统的显示原理及组成,重点阐述显示装置的设计,详细研究了数字微镜的接口能力以及对系统显示性能的影响,实验证明与基于矢量扫描振镜方式相比,基于数字微镜的三维显示装置已完全具备了在真实空间实现复杂三维图像显示的能力,并通过对成像结果的分析给出了进一步提高改进的相应措施。

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。

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.

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。

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。

基于数字微镜器件的激光光刻技术

数字微镜器件(Digital Micro-mirror Device,DMD)作为数字光处理技术(Digital Light Processing,DLP)的核心,可通过控制其反射微镜的偏转实现全数字化成像。基于DMD的数字光刻系统采用动态数字掩模的曝光方式,分辨率高、速度快、加工面积大,可用于制作复杂三维结构和表面浮雕结构。本文阐述了DMD的基本结构和工作原理,分析了其灰度调理机制和投影成像特性,介绍了基于DMD的数字光刻技术的两个重要研究方向:灰度光刻技术和微立体光刻技术,具体探讨了DMD在两种技术中的应用。

数字微镜器件制造精度误差对紫外光调制特性的影响

数字微镜器件(DMD)的能量利用率对于提高无掩膜激光直写系统的效率十分重要。对DMD在相干光照明下的相位调制特性进行数值和实验分析,发现同种型号DMD在出射0级光垂直于微镜表面角度入射情况下的衍射图样,其光能量分布各不相同,有0级光强占总光强27.2%的情况,也有零0级光强占总光强13.1%的情况,理论计算表明,DMD的微镜偏转角存在±1°的误差可以使DMD衍射0级的衍射效率在极大和极小之间变化。这一结论对于选择高能量利用效率的DMD有重要参考价值。

基于数字全息图像质改善的DMD再现技术研究

在运用数字全息技术记录三维物体时,由于物光是漫反射场,所记录的全息图像中噪声比较大,再现图像的质量会受到很大影响,在数字微镜器件(DMD)显示系统中这种影响尤为严重.本文首先对CCD记录的全息图衍射效率进行分析,然后采用多种图像滤波算子对全息图进行滤波处理,以提高衍射效率;在对数字全息图进行二值化提高条纹对比度之后,最终在DMD上显示了较高质量的三维物体再现像.

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.

基于FPGA的DMD驱动控制电路的研究设计

根据数字微镜装置DMD的显示特性,以FPGA芯片为核心,设计了一种DMD驱动控制方案;从微镜的工作过程和二进制脉冲宽度调制理论入手,阐述了在有限利用TI公司相关芯片的情况下自主开发设计驱动控制电路的原理和整体方案,详细分析了包括图像解码模块和主驱动控制模块在内的主要电路的作用和设计方案,给出了系统组成框图、硬件设计部分的模块封装图以及仿真结果;本驱动控制电路成功实现了对DMD成像系统的驱动控制。

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。

双DMD变焦红外双波段场景模拟器光学引擎设计

为仿真现实场景中目标和干扰的光谱分布差异,设计了一种基于双数字微镜器件(DMD,Digital Micro-mirror Device)的双通道、共口径、变焦光学引擎,包括投影光学系统和两套照明光学系统.光学引擎以红外中波和长波柯勒远心光路分别直接照明两DMD靶面,采用空间立体布局避免不同光路间干扰.设计结果表明:照明光学系统的照度均匀性优于94%;中波(3.7~4.8μm)和长波(8~12μm)内,变焦投影光学系统在10 1p/mm处的调制传递函数(MTF,Modulation Transfer Function)值分别优于0.7和0.4;系统畸变小于0.5%,满足使用要求.

DMD动态红外景像投影技术

动态红外景像投影技术是红外硬件闭环仿真(HWIL)和红外成像系统测试和评估的关键技术,随着数字微镜器件(DMD)的研制开发成功,应用DMD产生动态红外景像技术已受到各国研究人员的普遍关注。本文描述了动态红外景像投影技术在仿真和红外成像系统测试中的应用,具体介绍了DMD的工作原理和封装形式及动态红外景像投影系统的工作原理、关键技术和国内外研究现状。

基于DMD多波段动态红外场景仿真系统的关键技术研究

对基于数字微镜器件(DMD)多波段动态红外场景仿真系统的几项关键技术进行了阐述,首先分析了黑体的特性,给出了温度范围计算公式;其次,分析了几种红外材料的特性及封装技术,确定了以硫化锌为多波段仿真系统的DMD窗口材料及粘合剂封装方法的选择;最后,分析了系统的需求及红外投影光学系统的特点,确定了多波段光学系统的整体光路设计及投影系统的技术指标。

基于DMD的红外双波段景象模拟投影光学系统设计

本文针对动态红外景象模拟的应用需求,设计了基于数字微镜器件(DMD)的共轴红外双波段(中波3～5μm和长波8～12μm)景象模拟投影光学系统。该系统结构简单,仅由4片球面透镜和1个投影棱镜组成,使用Ge、ZnS和ZnSe三种普通红外材料校正红外双波段色差。在截止频率17lp/mm、像距5.1mm时,红外中波的调制传递函数(MTF)大于0.7;红外长波MTF大于0.4,接近衍射极限,像质优良,满足红外景象模拟器的总体设计要求。

基于DMD滤波器的波长间隔可调谐的双波长单纵模光纤环形激光器（英文）

提出一种稳定的波长间隔可调谐的双波长单纵模环形光纤激光器.在复合环形谐振腔中,采用由数字微镜装置(DMD)滤波器和两个不同长度的次级环形谐振腔组成的多重滤波的方式来选择激光器的工作模式.其中,DMD滤波器可以从掺铒光纤的自发增益谱中任意选择两个波长并将它们耦合进光路中;次级环形谐振腔作为模式滤波器,可以保证激光器输出单纵模激射;利用非线性光子晶体光纤(HN-PCF)的四波混频(FWM)效应,使激光器输出均衡平稳的双波长激射.在室温条件下,不用移动实验装置中的任何器件,通过将位置不同的光栅映射在DMD滤波器上来实现双波长间隔可调谐,调谐范围为0.165 nm到1.08 nm,调谐步长为0.055 nm.