中国科学院上海技术物理研究所， 上海 200083
红外动态场景仿真技术在红外成像、跟踪和制导**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 红外场景仿真 灰度调制 同步设计 DMD infrared scene simulation gray modulation synchronous design
军械工程学院光学与电子工程系， 河北 石家庄 050003
基于数字微镜器件（DMD）的红外场景仿真系统中图像显示是采用灰度调制技术实现的。介绍了DMD 灰度调制技术的原理。分析了在探测器帧频不变的情况下，调整DMD 显示帧频，图像灰度调制与探测器帧频之间的关系，得出如果DMD 显示帧频与探测器帧频满足一定关系，不外接同步信号探测器也可以得到完整的图像，并通过实验进行了验证。
数字微镜器件 灰度调制 显示帧频 同步 DMD gray Modulation display frame frequency synchronization
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100039
构建了一种发光二极管(LED)显示屏灰度等级调制模型以实现其灰度调制并获取优选扫描时钟。根据脉宽调制的特点，将灰度调制过程分为基本灰度等级调制和扩充灰度等级调制来构建灰度等级的调制模型。通过分析模型各参数关系，提出一种优选扫描时钟的选取方法和扫描时钟富裕系数的概念，并在此基础上总结了LED显示屏显示控制优化途径。最后，通过硬件平台验证并实现了该灰度等级模型。实验结果表明：对于4扫的LED显示屏，选取最小响应脉宽小于等于40 ns的驱动芯片可使刷新率为300 Hz、移存长度为128个像素点、灰度等级为14 bit的优选扫描时钟为10 MHz，同时其亮度利用率达到90%，最大扫描时钟富裕系数达到3.5。采用该模型实现灰度等级调制，可以满足LED显示屏的显示要求，可应用于实际工程项目。
发光二极管显示屏 控制系统 驱动系统 显示控制 扫描 灰度调制 Light Emission Diode(LED) display screen control system driving system display control scanning gray modulation 光学 精密工程
2013, 21(12): 3248
中国科学院 航空光学成像与测量重点实验室, 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
相比于阴极射线管投影和液晶显示技术, 基于数字微镜器件(DMD)的显示系统有其自身的优势, 对DMD在视频显示应用中的灰度调制、颜色控制及其显示性能进行了深入研究。在简要介绍DLP Discovery 4100 组件工作原理及空间灰度调制法和时间灰度调制法的基础上, 给出了基于时间灰度调制的彩色视频颜色控制方法: 将帧周期均分为R、G、B三个时间段, 在每个时间段依据相应颜色分量灰度值控制DMD微镜在各个位时间的状态。以DLP Discovery4100 DMD组件为例, 深入分析了基于DMD的视频显示系统所能实现的灰度级与帧频、DMD类型的关系。分析结果显示: 在实现相同灰度级时, 三DMD彩色视频显示系统能够达到的最大帧频与灰度视频显示系统相同, 而单DMD、双DMD彩色视频显示系统能够达到的帧频约为灰度视频显示系统的1/2、1/3。分析结果为视频显示系统设计提供了理论依据。
数字微镜器件 视频显示 灰度调制 颜色控制 digital micromirror device video display gray-level modulation color controlling
1 中国科学院光电技术研究所， 四川成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
3 中国科学院研究生院， 北京 100049
针对数字投影光刻技术大面积图形曝光的需求，提出了一种基于灰度模板调制的图形拼接方法，包括图形分割、模板设计、子图形灰度调制、子图形曝光4个步骤。图形曝光前，需要将曝光图形分割为多帧大小为1024 pixel×768 pixel的多个子图形，然后每个子图形与对应模板相乘，实现曝光子图形的预处理。基于数字微镜(DMD)对灰度图形的调制原理，设计了可行的边界灰度调制模板。给出了图形分割的基本方法以及模板设计的原则。计算机仿真实验展示了图形拼接的过程。实验结果表明，该方法能较好地解决大面积图形曝光存在的拼接问题，改善了图形刻蚀的质量。
图像处理 图形曝光 图形拼接 无掩模光刻 数字微镜 灰度调制
根据FED显示器响应特性,设计了改进型PWM灰度调制方法。通过确定驱动脉冲顺序,结合人眼的视觉特性设计了最优PWM调制技术。通过调整驱动脉冲增量,实现了单位时间亮暗转换次数最大化和亮暗转换频率均匀化的优化目标。采用FPGA控制技术实现了改进型PWM灰度调制,减少了FED图像灰阶损失,提高了图像显示质量。
场致发射显示器 灰度调制 脉宽灰度调制 field emission display gray-scale modulation pulse width modulation
福州大学 物理与信息工程学院,福建 福州 350002
在分析和研究了原有灰度调制驱动电路以及低逸出功印刷型场致发射显示器(Field emission display,FED)的显示特性之后,提出了新型子行驱动图像还原技术。子行驱动技术能应用于不具备存储特性的显示器中,具有更小缓存容量需求和更高显示时间利用率等优点,更适合于场致发射显示器的驱动显示。详细介绍了新型图像驱动系统的工作原理及实现方案,同时为了解决子行驱动法对后级驱动芯片工作速度要求高的问题,在降低图像灰度数据位数的同时应用误差扩散法来实现真彩图像的还原。该技术已成功应用于FED驱动系统中并研制出彩色FED显示器样机。该样机能显示彩色视频图像,对角线为63.5 cm (25 in),亮度达300 cd/m2,对比度为800:1。
场致发射显示器 灰度调制 子行驱动 field emission display gray-scale modulating sub-row driving
介绍了场致显示器的灰度调制的原理及其灰度调制驱动电路的设计.采用FPGA控制技术实现前端视频信号接口、脉宽灰度调制的功能.通过串并转换模块与寻址芯片连接,将PWM信号放大驱动FED显示屏实现视频图像的显示.该电路能驱动63.5cm彩色FED样机实现256级灰度显示.
现场可编程门阵列 场致发射显示器 灰度调制 FPGA
