【摘 要】
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数字微镜器件（DMD）是一种被广泛应用于数字光刻、旋转体3D显示等领域的高性能空间光调制器（SLM）,且不同的应用场景对DMD的性能需求有所不同。在数字光刻应用中,3D光刻要求DMD显示灰度图像,扫描光刻要求DMD能够滚动显示大尺寸灰度图像,但现有方法无法很好地完成大尺寸灰度图像数据的传输与存储。为实现灰度图像滚动显示需要对图像进行分割拆分与位平面拆分,影响系统效率。旋转体3D显示要求DMD以非常
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数字微镜器件（DMD）是一种被广泛应用于数字光刻、旋转体3D显示等领域的高性能空间光调制器（SLM）,且不同的应用场景对DMD的性能需求有所不同。在数字光刻应用中,3D光刻要求DMD显示灰度图像,扫描光刻要求DMD能够滚动显示大尺寸灰度图像,但现有方法无法很好地完成大尺寸灰度图像数据的传输与存储。为实现灰度图像滚动显示需要对图像进行分割拆分与位平面拆分,影响系统效率。旋转体3D显示要求DMD以非常高的帧率刷新计算全息图,因此现有的DMD产品通常只能完成二值图像的超高帧率显示,而二值图像会丢失部分全息信息。本文针对上述问题展开基于FPGA的DMD控制方法研究,具体工作内容如下:（1）在数字光刻应用中,根据DMD芯片使用规范,实现了419.6Hz的高帧率8位灰度调制方法,并基于FPGA完成DMD驱动设计。同时改进了上位机软件和FPGA中数据接收模块,使系统能够直接传输大尺寸灰度图像数据,省去图像分割和位平面拆分的步骤,简化了上位机软件流程。（2）提出并实现了间隔存储法来完成对任意尺寸灰度图像数据的存储,基于此方法可以很好地完成灰度图像滚动显示。改进DDR2读写模块,提高了DDR2内存的等效数据读取带宽,使DDR2数据带宽不再成为制约DMD显示帧率的因素。此外,DDR2读写模块与FIFO配合可以在DMD数据加载的同时完成对上位机发送的图像数据的接收与存储。（3）根据旋转体3D显示对DMD的性能需求,优化了DMD驱动模块。设计了高帧率4位灰度图像调制方法,在保证显示帧率足够的同时,将DMD显示内容从二值图像提升至4位灰度图像,可减少全息图像信息损失,提高重建的3D图像显示质量。
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