根据Erickson-Leslie流体动力学理论, 研究了混合排列向列相-共面转换液晶盒的引流效应。在强锚定边界条件下, 经过理论推导, 得出液晶指向矢与流速的关系方程, 进一步通过数值计算得出指向矢分布与时间的关系。发现引流效应加快了指向矢达到平衡态的速度, 而且破坏了指向矢分布的瞬态对称性, 特别在加电压的初始几毫秒这种现象非常明显。

研究了以金属有机化学气相沉积方法生长在SiNx掩模层的GaN的应力状态, 以及应力对光学性质的影响。通过微区拉曼光谱对应力进行了表征, 结果显示, 随着SiNx掩模淀积时间的增加, 其上生长的GaN应力会相应地, 释放。相应地,低温光致发光测试显示, 施主束缚激子发光峰峰位出现明显的红移。我们认为, 随着SiNx掩模淀积时间的增加, 掩模覆盖度的增大, 促进了侧向外延的生长, 释放了压应力, 进而影响了材料的光学性质。

以醋酸锌和氨水为原料,采用直接水热法制备锥形纳米ZnO。借助于XRD、SEM等测试手段,对锥状纳米ZnO薄膜的制备条件、场发射特性和稳定性进行分析研究。研究结果表明,水热法直接合成的锥状纳米ZnO具有良好的场发射特性, 是场发射平板显示器阴极的理想材料。

合成了高双折射率、低黏度的含氟联苯乙炔类液晶系列化合物(Ⅵ), 这些化合物经过IR、1H-NMR、13C-NMR、19F-NMR、MS鉴定确定分子结构正确, 其液晶相态经过DSC和POM测定, 并测试分析了它们的折光率和在不同温度下的黏度行为。实验结果表明, 该类液晶化合物的双折射率达到0.32以上;与其他结构相当的炔类化合物相比, 具有较低的低温黏度以及较小的温度依赖性。这些特性有利于降低液晶材料的黏度并提高响应速度。

采用反应磁控溅射法在不同工作气压(0.5～2.0 Pa)下沉积了一系列氮化铝(AlN)薄膜。研究发现, 在保持其他工艺参数不变的条件下, 工作气压对薄膜厚度的影响很小。场发射性能测试表明, 在较低的工作气压(0.5 Pa和0.7 Pa)下制备的AlN薄膜具有一定的场发射性能。扫描电子显微镜(SEM)图像显示, 在较高的工作气压(2.0 Pa)下制备的薄膜易产生空位及微空洞等缺陷, 使薄膜致密性下降。电子在薄膜中的输运因受到缺陷的散射而不能隧穿表面势垒进行发射。研究表明, 为获得具有良好场发射性能的AlN薄膜, 若采用反应磁控溅射法, 应选取较低的工作气压;同时, 对于薄膜型阴极, 具有紧密晶粒结构及较小缺陷的薄膜可能具有更优异的场发射性能。

TEA CO2激光器工作时会产生强烈的电磁干扰, 这种干扰会使其控制系统中的液晶显示屏发生显示数据混乱、甚至无显示等现象。文章对TEA CO2激光器系统的电磁干扰和液晶显示模块进行了测试及分析。通过对液晶显示模块进行电磁屏蔽、对液晶显示模块的显示区域进行双层屏蔽、供电电源隔离滤波、数据线电缆适当缩短等措施, 有效地抑制了激光器对液晶显示模块的电磁干扰。实验结果表明：所设计的屏蔽措施在全部电磁干扰频带内效能满足需求, 其中在34 MHz处磁场屏蔽效能为56.2 dB, 供电电源已无干扰出现, 液晶显示模块能稳定显示数据。结果说明：采取传导和辐射干扰的电磁兼容性加固措施, 能够使液晶显示模块在强烈电磁干扰环境中稳定可靠地工作。

通过有机合成, 获得了香蕉形分子液晶材料1,3-phenylene bis(4-butyloxy-benzylideneamine)。用核磁共振谱仪、紫外光谱仪、元素分析仪、偏光显微镜、差热扫描量热分析仪、激光衍射实验等分析技术, 对所合成的香蕉形液晶材料进行了细致的表征。结果表明：这些香蕉形分子能够通过分子自组装技术而形成各种各样的、双折射率周期性变化的规整结构。尽管无刻痕, 氦氖激光衍射实验表明, 由香蕉形液晶分子自组装而成的光栅能够像有刻痕光栅那样对红光进行有效衍射。

投射电容式触摸屏的关键问题在于采用稳健可靠的感测电路并设计合适的感应层图案以及相应的触点算法来提高可靠性并降低成本。文章介绍了一种基于张弛振荡原理的电容触摸感测系统设计方案, 运用该方案测试了投射电容式触摸屏的电容值并对数据进行了分析, 为开辟单点或多点触摸算法提供依据。

介绍了电容式触摸屏的工作原理及其特点, 研究了触摸屏的数据处理算法, 提出了一种电容式触摸屏和LCD间像素映射的方法。通过映射时的坐标系修正, 并引入补偿参数进行边缘补偿, 有效解决了电容式触摸屏系统中的边缘误差问题, 经过软件的测试, 达到了很好的用户体验。

为满足液晶显示器对于背光模组亮度高、发光均匀、厚度小的要求, 提出一种侧入式背光模组的新型组合导光板结构设计方法。即在理想Lambertian光源侧向入射时, 为满足导光板亮度均匀性的要求, 提出并确定了一种基于自由曲面函数的导光板底部微型槽结构。借助于TracePro光学软件对该导光板进行了建模, 并通过合理设置微型槽镀膜和组合反射板的光学属性, 实现了导光板照明效果的仿真。仿真结果显示, 基于该微型槽的导光板符合工程上的亮度均匀性和超薄设计要求。

出光率是影响LED发光效率的重要因素之一, 优化LED出光率可以提高LED的器件发光效率。文章利用TracePro软件模拟分析了封装结构对LED出光率的影响, 分析结果表明：封装腔体的形状与出光率关系不大, 而封装腔体的张角、封装腔体顶面的凹凸性与出光率有较大关系, 另外出光率还与腔体的高度、封装腔体的反射率、腔体的母线均相关。总之LED封装结构会影响LED出光率, 在进行LED封装时, 要选择合适的封装结构才能获得较高的LED出光率。

以直流液晶数字电压表为例, 以T6963C液晶控制器为控制对象, 给出了单片机对实时数据显示的控制方法, 结合EDA仿真工具Proteus进行了系统电路与程序设计, 并在Proteus中进行了系统交互仿真, 实现了动态数据的正确显示效果, 分析了误差产生的原因, 总结了实时数据显示控制的实质。

针对当前嵌入式领域中多路视频采集显示系统的问题, 提出了一种基于FPGA的新方案。给出了系统的组成结构, 详细分析了设计原理和关键性问题。使用状态转移机实现了I2C总线协议和TFT-LCD控制时序信号的产生,基于分时复用技术实现了对多路视频信号采集的同步,利用双SRAM切换技术解决了读写显示缓存的冲突问题,采用组帧技术完成了隔行扫描到逐行扫描的变换。经工程化验证, 系统具有采集显示效果好、成本小、功耗低等优点。

通过分析和研究嵌入式微处理器LPC2378和液晶模块OCM12864-1的功能特点, 利用自主设计LPC2378系统板和OCM12864-1液晶模块构建了一个菜单显示系统。从软硬件两方面阐述了LPC2378与液晶模块之间的接口电路和程序的设计方法, 解决了高速ARM处理器与慢速液晶模块之间时序匹配问题并给出了液晶模块的初始化程序。系统实际运行情况良好, 验证了本设计的可行性。

嵌入式系统中为实现人机交互, 常采用液晶显示屏和矩阵键盘作人机接口。文章采用一个192×64的液晶显示屏作为显示界面, 两个ZigBee节点实现无线远程控制, 液晶模块上还连接有一个矩阵键盘, 可通过它发送命令到控制系统。液晶模块可实现中英文混排、LOGO位图显示、反显等一系列功能。实测无线通信距离最大可达到50 m, 20 m以内可实现稳定的数据传输。该人机接口可用于无线抄表、数控等控制系统中。

介绍了一种基于ATmega1280 AVR单片机并包含液晶显示与键盘两个模块的控制面板的设计。控制面板采用由RA8835控制的LG3202405液晶模块作为显示设备, 6×4矩阵式键盘作为输入设备。通过EPM7128与单片机的硬件接口设计, 实现了液晶显示模块与键盘对单片机I/O口资源的共享。

为了解决系统上电后FPGA应用程序配置失败的问题, 设计了FPGA配置过程监控系统。深入分析了FPGA配置的工作流程, 阐述了FPGA配置监控系统的核心监控电路、监控软件的设计思想、代码实现及仿真验证过程。最后, 用MATLAB对实验数据进行分析处理, 得出了FPGA器件的配置失败率和失败曲线以验证设计的可行性和优越性。实验结果表明：利用该系统可以使FPGA配置成功率达到100%, 比传统设计方法的FPGA配置成功率提高了0.041%, 满足了系统对FPGA配置应用程序成功率高、可靠性强的要求。应用结果显示, FPGA配置监控系统能及时监测出FPGA配置过程所出现的异常, 判断分析出问题的根源, 最终使FPGA应用程序在系统一次性上电后配置成功。

针对AM-OLED的结构与特点, 提出了一种以PIC18LF2550为主控器、以SVGA050微显芯片为对象的OLED接口电路设计方案, 通过主控器的I2C串行总线配置各模块的寄存器参数, 可以将VGA和CVBS格式的视频输入信息在OLED上正确显示出来。通过对开发的硬件系统进行实测, 验证了该方案的有效性。

针对当前航空成像设备中自动调焦装置结构复杂、不利于集成的问题, 对基于图像处理的自动调焦方法在航空成像设备中的应用进行了研究。根据自然图像斜边缘多于水平和垂直边缘的特点, 提出了基于图像斜边缘检测的对焦评价算子(Lean算子)。通过对多种对焦评价算子进行试验比较, 分别选取斜边缘检测算子和卷积算子作为调焦粗搜索和精搜索阶段的对焦评价算子。针对航空成像设备光学系统的特点, 提出了局部全局搜索算法(LFS)和变步长的爬山搜索算法(CHS), 使用调焦行程为130步, 焦深为2步的变焦镜头, 分别将调焦时间由全局搜索算法的43 s缩短至7 s和5～8 s。实验结果表明：将所提出的对焦评价算子和搜索算法结合使用, 能够准确实现自动聚焦, 准确度达到95%以上。

为了检验光测设备跟踪性能, 提出了一种基于MFC和Vega环境开发虚拟现实仿真系统的方法,详细阐述了开发过程。利用Multigen Creator建立子母弹仿真模型, 根据子母弹抛撒的特定模型自定义粒子系统模拟子弹抛撒的全过程, 在预定的抛撒点触发抛撒事件, 实时更新子弹和母弹的飞行姿态和飞行速度。用MultiGen Vega来驱动视景仿真模型, 并在仿真中添加了特殊效果, 增强仿真环境的感染力和真实性。该仿真系统能够方便地对参数进行设置修改,直观地显示仿真结果,有利于对光测设备跟踪性能进行评价。

针对传统的凸集投影(POCS)超分辨率图像重建算法经常出现的边缘模糊问题, 在传统POCS算法原理基础上, 文章使用基于梯度插值的算法生成POCS重建的初始估计图像, 然后对中心点为边缘像素的空间点扩散函数(PSF)进行修正, 使其系数沿梯度大的方向减小, 梯度小的方向保持不变。利用改进的POCS算法进行了超分辨率图像重建实验, 结果表明, 图像峰值信噪比由原来的27.29 dB达到28.12 dB。该方法有效地保持了边缘特性, 改善了超分辨率图像重建质量。

在应用CCD视频信号集成处理器(视频处理器)的相机系统中, 在目标亮度不变的情况下, 当增益参数设置较大时, 视频处理器的暗电平自动校正过程会导致CCD图像在开始阶段出现灰度值“渐变”和“突变”现象。以EXAR公司XRD98L59为例, 对视频处理器内部结构和暗电平自动校正的工作过程进行分析, 建立了暗电平自动校正过程的数学模型, 通过实验确定了各项参数的值。根据模型计算结果, 将相机系统准备时间调整为5 s, 解决了CCD图像在开始阶段灰度值“渐变”和“突变”的问题。

针对液晶人眼像差校正仪拍摄的小视场视网膜血管图像的拼接算法进行了研究。通过对传统的Harris特征角点算法的改进, 解决了该算法在低对比度、小视场视网膜血管图像处理中定位精度较差、需要三次高斯平滑而导致计算量相对较大以及对噪声比较敏感的缺点。然后将配准好的图像进行融合, 实现了视网膜血管图像快速、准确的无缝拼接, 扩大了视网膜的观测区域, 为医务人员的诊治判断提供了更准确的信息。

通过对各种跟踪算法的研究, 提出了一种适应性较好的目标运动预测与多模板匹配相结合的相关跟踪算法, 并给出了模板匹配相关算法中的判断准则、模板更新准则和目标被遮挡判断。实验证明, 该方法能够在复杂背景条件下运动目标发生遮挡时进行稳定跟踪。

为了提高非接触式测量的精度与实时性, 以FPGA为基础提出了一种基于CMOS图像传感器的实时二维相关测速法。介绍了二维相关测速的原理和实现方法, 推导出该方法的二维测速范围和测速精度。所采用的CMOS图像传感器具有1 280×1 024像素的分辨率,测量精度可达1个像素, 并在此基础上采用求重心法进行8细分将测量精度提高到1/8像素。利用FPGA将传统的数学运算转换为逻辑运算提高了运算速度和可靠性, 实现了实时性测量。通过实验验证了该方法的可行性。

海天线提取是研究海天背景条件下目标跟踪的一项重要内容。考虑到海天背景的多样性, 首先分析了现有算法的缺点, 然后提出了一种适应性较好的海天线提取算法。算法首先用中值滤波去除云层和海杂波等噪声, 然后利用基于相位编组的Hough变换提取出海天线。由于算法融合了相位编组和Hough变换两者的优点, 所以该方法不但能提取出低对比度下的海天线, 而且还具有强的抗干扰性, 克服了相位编组和Hough变换各自的缺点。实验结果证明, 该方法能提取出简单和复杂背景中的海天线, 适应性好、鲁棒性强、定位准确, 降低了后续目标跟踪的复杂度。

利用图像采集卡与计算机构成图像处理系统开发了一款软件, 用于采集显示CCD相机整机系统输出的图像并计算输出图像调制度, 为相机系统的综合像质评价提供依据。充分利用Matrox公司为其图像采集卡提供的二次开发函数库MIL库, 在VC++6.0开发环境中调用MIL库函数实现了相机系统输出图像的显示、存储和调制度计算等功能, 并对主要程序算法进行优化, 提高了软件的性能。实验室测试表明, 该软件能实时显示输出图像并进行相应的处理, 调制度计算结果准确, 软件运行稳定。利用图像采集卡自带的函数库开发图像显示和处理软件, 缩短了开发周期, 提高了软件运行可靠性。

设计了基于Camera Link标准的高速图像采集处理器, 可以对高速的数字相机进行图像采集及实时图像处理。系统采用FPGA和DSP作为主要的内核处理单元, FGPA完成图像的采集和预处理, DSP完成复杂的图像处理任务。详细给出了处理器的结构设计和一些关键技术, 如Camera Link接口技术、高速缓存以及显示技术、图像处理和输出接口设计等。经过调试, 系统最终可以实时完成1 000帧/s的图像采集和处理任务。

一维狭缝光栅实现平面三维显示具有低成本、光栅参数易于改变和无需对焦的优点, 但存在遮挡画面影响亮度的缺点;二维透镜阵列具有全视差且深度感知自然的优点, 但存在显示像素低和观察视角小的缺点。为了同时兼顾上述两种方案的优点, 结合一维狭缝光栅和二维透镜阵列提出了一种基于二维方孔光栅的平面立体显示方案。Lighttools软件仿真实验结果表明：基于二维方孔光栅的平面三维显示原理可行, 其像质因子略小于一维狭缝光栅的像质因子, 但继承了一维狭缝光栅和二维透镜的优点, 是实现平面三维显示的一种新的发展方向。