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LED的DLP投影显示光学引擎的研究

文章研究基于LED光源的DLP投影显示光学引擎系统,运用非成像光学理论计算了与所选用的DMD芯片相匹配的LED光源的发光面的尺寸及方棒的尺寸,利用光的折射定律和三角法则,设计了光学引擎系统中重要光学元件T11K棱镜的各项参数。采用Tracepro软件对整个光学引擎系统进行了建模、模拟和设计,并测得系统的照度图,计算了系统的光能利用率和观测光的均匀度,为建立基于LED光源的DLP投影显示光学引擎系统的实验装置奠定了良好的基础。     

基于双DMD的红外场景投影仪光学系统设计

为提高中波红外场景投影仪的帧速和灰度等级,提出了一种基于双数字微反射镜器件(DMD)的光学系统方案。该光学系统包括照明系统和准直投影光学系统,照明系统采用可提供均匀照明的柯勒照明系统,利用2个非球面透镜简化结构,采用3片式全内反(TIR)棱镜来实现光路的折转衔接以及2个DMD调制的叠加;准直投影光学系统采用二次成像结构,通过合理分配各透镜组光学参数,并采用非球面透镜进行优化设计,得到的光学系统F数为094,入瞳距为850mm,角分辨率为019mrad。投影仪的测试与仿真结果表明此光学系统完全满足红外场景投影仪的使用要求。     

基于STM32单片机的DLP驱动电路的研究

Stm32是32位单片机,速度快,功能强,已被越来越多的应用于各类电子产品设计中,大功率RGB三色LED的体积小、重量轻、色彩饱和度好,已成为投影仪、背投电视等显示仪器首选的新型光源。为了得到结构更简单,携带更方便的仪器,本文在现有技术的基础上用stm32改进了DMD投影仪的驱动电路,用三色LED替代了传统DMD投影仪中的分立LED光源。与传统的DMD显示相比,该系统具有结构简单、体积小、重量轻、易于编程控制、成本低、节能环保等优点。     

投影光学10年回顾与展望

早在10年前,我们已经开始研发微显示投影机,但在研发过程中遇到很多投影光学方面的问题,例如,光学引擎、X棱镜、二向色分光镜、偏振分光镜(PBS)以及复眼透镜等器件的研发都成为光学工业的新课题。经过10年努力,我们已完成对传统的光学工艺的改造,可以生产许多种新型光学元器件,并且由一个进口国变成一个出口国。在我国,投影光学的发展前景十分广阔。     

激光投影显示系统薄型化设计

比较了目前超薄投影显示光学系统的特点,设计了使用于激光显示的超薄投影镜头组.系统的投影距离为100 mm,画面尺寸为157 cm(62 in),采用TI公司的20.3 mm(0.79 in)DMD芯片作为空间光调制器,系统由1个非球面反射镜和5 片透射镜片组成.从软件模拟结果看,系统成像质量良好.该设计对元件的加工、装调工艺要求较低,有利于降低投影系统的整体成本.     

DMD数字微镜驱动控制系统分析及其应用

数字微反射镜器件(DMD)是数字式光处理(DLP)投影显示技术的核心,有着巨大的应用潜力。叙述了DMD的控制原理和特点。首先,基于DMD数字微镜控制器的驱动控制系统和采用二进制脉宽调制(BPWM)技术精确控制光源,接收PC机传输的实时图像显示数据,生成控制DMD翻转的控制时序及其复位脉冲信号,搭建了蓝光半导体激光投影光刻装置,实现了高分辨率灰度图像的分层曝光和曝光量的精确控制;其次,基于DLP投影系统,采用RGB激光源,通过光纤耦合和合束,建立了激光投影实验装置。     

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。     

基于新型导光管的微型DLP 投影式光路设计

传统的数字光处理(DLP)技术无法收集利用数字微镜(DMD)芯片上微镜处于 OFF态时反射的光线,针对这种缺陷,提出一种基于新型导光管的微型DLP投影光学系统的设计方案,该系统包括LED、导光管、色轮、准直系统和投影透镜。提出在锥形导光管的基础上加上一根弯型的导光管和复合抛物面聚光器(CPC)用来收集被DMD反射的多余的光线。先用非成像光学的理论分析和计算出各部分的相关参数,再用ZEMAX软件对准直系统和投影透镜进行结构优化,最后用TracePro软件建立模型并仿真,仿真结果表明:随着OFF态微镜数量的增加,收集光管提高系统光能利用率的能力先增加后减小。相比没有收集光管的情况,当DMD芯片上处于OFF态微镜数量为50%时,导光管提高的光能利用率最多,为5.91%。     

新型激光投影显示方棒照明系统的设计

以非成像理论中光学扩展量的传递规律为依据,给出了激光二极管(LD)阵列作为光源的新型激光投影显示系统中方棒照明光路元器件尺寸及入射光束孔径角的确定方法。选用3×8红光LD阵列作为光源,0.45inch(1inch=25.4mm)硅基液晶(LCOS)芯片为空间光调制器(SLM),应用光学设计软件Zemax给出了方棒照明系统的设计实例,包括LD阵列光源光束整形系统、方棒匀光系统、方棒中继系统的设计。结果显示方棒照明系统具有较高的光能利用率及较好的光斑均匀性。由此得出较高光能传递质量的新型激光投影显示系统中方棒照明系统的设计方法。     

数字微镜器件(DMD)

数字式光处理(DLP-Digital light processing)投影显示技术的核心是数字微镜器件(DMD-Digital micromirror device)，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。     

DLP投影显示系统的优势及发展前景

基于DLP技术的新投影系统已被开发出来,该系统的核心是DMD器件。采用二进制脉宽调制技术精确控制光的灰度等级,在大屏幕上可得到高亮度、高对比度、高分辨率的优质彩色投射图像。本文介绍DLP系统及DMD的基本工作原理,讨论DLP显示系统在技术上的优势,分析DLP显示的市场前景和技术发展趋势,     

Mirrors on a chip

The design, development, and performance of the digital micromirror device (DMD), a spatial light modulator for projection displays, are examined. The DMD covers each memory cell of a CMOS static RAM with a movable micromirror. Electrostatic forces contingent on the data in the cell tilt the mirror either on or off, modulating the light incident on its surface. Light reflected from any on-mirrors passes through a projection lens and creates images on a large screen. Light from the remaining off-mirrors is reflected away from the projection lens and trapped. The standard-resolution version of the DMD corresponds to the National Television System Committee (NTSC) or Phase Alternation Line (PAL) standard. It is a chip about 2.3 cm² covered by 442368 movable mirrors, each 16 μm on a side     

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。     

基于数字微镜的可见光目标模拟器系统设计

可见光目标模拟器是可见光成像系统半实物仿真的重要组成,而基于数字微镜DMD的可见光目标模拟器系统更是具有高分辨率、高可靠性和数字控制和响应时间短的特点.本文在分析了可见光目标模拟系统的结构与原理的基础上,设计了一种可变通光量的可见光目标模拟器系统,最终解决了DMD的驱动控制、光学投影和通光量控制等技术问题,并通过实验成功验证了目标模拟器系统的各项功能.     

数字式微镜器件（DMD）投影显示简介

简要介绍美国德州仪器公司发明的一种新型数字式微镜器件（ＤＭＤ）及其投影显示技术，指出它有可能是未来全数字式高清晰度电视极有竞争力的显示技术。     

用于三片式数字光处理投影显示的新型分色结构

针对三片式数字光处理投影机光学系统中分色合色结构复杂、重量大、后焦距长的问题,提出了一种利用一个分色棱镜和两个二向色性滤色片来实现分色合色的方法。数字光处理投影机所用的光调制元件是数字微镜器件DMD,它是利用转动微反射镜改变反射光束的出射方向来实现光阀作用的。基于这一特点,通过精心安排分色棱镜和合色片的空间位置来实现对照明光束的分色以及对调制光束的合色功能。系统光学元件重量仅36 g,通过软件模拟本系统具有良好的色彩还原能力,光利用率达60%,还具有结构简单,对比度高等优点。     

基于DMD的高帧频红外场景仿真系统设计

红外动态场景仿真技术在红外成像、跟踪和制导武器等系统的性能评估中起着重要的作用,基于数字微镜器件(Digital Micromirror Device, DMD)的红外场景产生方案是红外场景仿真技术中最具研究价值的一种方案。介绍了DMD的灰度调制原理和工作方式,在此技术基础上设计了基于TI公司的0.7XGA开发平台的DMD驱动程序。通过放大原图像,提高了仿真红外图像的对比度。最后根据探测器输出的积分时间信号和帧同步信号,提出了一种提高DMD投影频率的方案。该方案投影出的灰度图像的对比度有所提高,红外成像仪可以采集到清晰的灰度图像,且每一帧灰度图像的显示时间缩短至1.12 ms,相比于常规方式的7.87 ms有了很大的提高。     

数字微镜器件的时空特性

数字微镜器件是一种新型的微电子、微机械、微光学集成器件，可广泛的用于大屏幕投影显示。实际上，数字微镜器件作为一种新型的空间光调制器，在光学信息处理和结构照明型三维传感中也具有广泛的应用前景。本文介绍了数字微镜器件和数字光处理器的基本原理，分析这种器件的时间空间特征，讨论了这种时空特性对结构照明型三维传感应用的影响。本文还给出了反映这种时空特性的实验结果。     

用于印制电路板制造业的数字曝光系统

富士写真フィルム株式会社为PCB行业开发了一套叫作INREX的高级数码曝光系统。为同时提高产能和精准度,该系统在DMD光组件基础上使用405nm激光组件。富士菲林株式会社在一个组件中安装多套激光模块以提高电流输出功率方面也具有丰富经验。激光通过光纤导入光学系统。曝光系统有多套光学组件,在10mJ感光材料情况下,把510mm×610mm尺寸板件的曝光时间缩短至10s。该系统每小时能生产超过160拼板,对行业大批量生产尤其适合。