CN108414783B - 一种dmd翻转速率测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种DMD翻转速率测量方法，可包括以下步骤：提供DMD、DMD控制板、光学聚焦器件和DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板包括光电单元探测器、AD转换器、现场可编程门阵列和显示屏；将N帧测试模板图像通过USB传输到DMD控制板，控制DMD翻转，DMD投影图像经过所述光学聚焦器件聚焦在所述光电单元探测器上；DMD控制板在DMD翻转稳定后送出一个同步信号给所述DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板收到同步信号后开始启动所述光电单元探测器进行采集；所述光电单元探测器输出的信号经过所述AD转换器转换后进入所述现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列对经过AD转换后的信号进行跳变检测，统计在1秒内发生跳变的次数并显示在显示屏上。

Description

一种DMD翻转速率测量方法
技术领域
本发明涉及一种DMD翻转速率测量方法。
背景技术
近年来DMD(Digital Micro-mirror Device，数字微镜器件)在压缩感知、单光子成像等领域得到广泛的应用，为了使相关设备达到实时性指标，对数字微镜的翻转速率要求也越来越高。目前新型的数字微镜的翻转速度可以达到30KHz以上，如此高的翻转速率使得用户很难验证DMD实际翻转速度是否达到最高要求，如何检测数字微镜的翻转速率成为一个问题。
发明内容
本发明旨在提供一种DMD翻转速率测量方法，以解决上述技术问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种DMD翻转速率测量方法，可包括以下步骤：提供DMD、DMD控制板、光学聚焦器件和DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板包括光电单元探测器、AD转换器、现场可编程门阵列和显示屏；将N帧测试模板图像通过USB传输到DMD控制板，控制DMD翻转，DMD投影图像经过所述光学聚焦器件聚焦在所述光电单元探测器上；DMD控制板在DMD翻转稳定后送出一个同步信号给所述DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板收到同步信号后开始启动所述光电单元探测器进行采集；所述光电单元探测器输出的信号经过所述AD转换器转换后进入所述现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列对经过AD转换后的信号进行跳变检测，统计在1秒内发生跳变的次数并显示在显示屏上。
进一步地，所述现场可编程门阵列计算相邻跳变数据的差值Bi和A＝(max-min)/(N-1)，其中，i＝1,2,...,N-1,max是最大跳变值，min是最小跳变值，N为测试模板图像的帧数，如果A与差值Bi的误差均在1％内，则判断DMD的翻转是正确的。
进一步地，所述N帧测试模板图像为按全白、(N-2)/(N-1)白、(N-3)/(N-1)白、…、全黑依次排列的N帧二值模板图像。
更进一步地，所述N帧测试模板图像为5帧测试模板图像，具体为：第一帧全白，第二帧四分之三白，第三帧一半白，第四帧四分之一白和第五帧全黑。
如权利要求1所述的DMD翻转速率测量方法，其特征在于，所述显示屏为LCD。
本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：本发明能够全自动方式得到DMD翻转速率，并且可验证DMD高速帧率下图像输出是否有问题。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的DMD翻转速率测量方法的流程图；
图2是根据本发明的实施例的DMD翻转速率测量方法的框图；
图3是DMD翻转速率测试板的原理框图；
图4是3帧测试模板图像的示意图；
图5是光电单元探测器采集到的电压波形；
图6是对应于5帧测试模板图像的FPGA检测到的跳变值的示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。参照图1和2，一种DMD翻转速率测量方法可包括以下步骤：
步骤100：提供DMD、DMD控制板、光学聚焦器件和DMD翻转速率测试板。其中，DMD、DMD控制板和光学聚焦器件均为本领域技术人员所熟知，这里不再进一步描述。如图3所示，所述DMD翻转速率测试板可包括光电单元探测器、AD转换器、现场可编程门阵列和显示屏(在所示实施例中，LCD，下文中均用LCD表示显示屏)。光电单元探测器的输出与AD转换器的输入连接，AD转换器的输出与现场可编程门阵列的输入连接，现场可编程门阵列与LCD电连接。光电单元探测器用于将光信号转换成电压信号。光电单元探测器采集速度比较高，可以探测到光能量的高速变化。AD转换器用于对光电单元探测器输出的电压信号进行模数转换。现场可编程门阵列用于对输入处理并输出结果。LCD用于显示现场可编程门阵列的输出结果。光电单元探测器、AD转换器、现场可编程门阵列和显示屏的具体结构为本领域技术人员所熟知，这里不再进行描述。
步骤200：将N帧测试模板图像(例如借助电脑(PC机)等)通过USB传输到DMD控制板，控制DMD翻转，DMD投影图像经过所述光学聚焦器件聚焦在所述光电单元探测器上。其中，所述N帧测试模板图像为按全白、(N-2)/(N-1)白、(N-3)/(N-1)白、…、全黑依次排列的N帧二值模板图像。图4示出了3帧测试模板图像，其中，第一帧为全白，第二帧一半白，第三帧全黑。全白对应于微镜开(微镜翻转+12度)，全黑对应于微镜关(微镜翻转-12度)。
步骤300：DMD控制板在DMD翻转稳定后送出一个同步信号给所述DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板收到同步信号后开始启动所述光电单元探测器进行采集。所述光电单元探测器采集到的数据会同步与N帧测试模板图像成比例变化，得到如图5所示的电压波形。每个阶梯的电压值代表一帧测试模板图像。
步骤400：所述光电单元探测器输出的信号经过所述AD转换器进行AD转换后进入所述现场可编程门阵列。
步骤500：所述现场可编程门阵列对经过AD转换后的信号进行跳变检测，统计在1秒内发生跳变的次数并显示在显示屏上。
此外，所述现场可编程门阵列计算相邻跳变数据的差值Bi和A＝(max-min)/(N-1)，其中，i＝1,2,...,N-1,max是最大跳变值，min是最小跳变值，N为测试模板图像的帧数，如果A与差值Bi的误差均在1％内，则判断DMD的翻转是正确的。
现以5帧测试模板图像(第一帧全白，第二帧四分之三白，第三帧一半白，第四帧四分之一白和第五帧全黑)为例，对本发明进行进一步说明。将5帧测试模板图像下载到DMD控制板上，并控制DMD进行循环显示。经过照明光的作用，从DMD经过光学聚焦器投射到单元探测器上的光转换成电信号，由AD转换器进行模数转换，采集到FPGA内部。在FPGA内部设定1秒定时器，在1秒内检测数据的跳变，如果检测到跳变个数为30000，则DMD帧率可以达到30KHz。同时，由于所取的5帧测试模板图像的关系，在一个周期单方向上检测到4个跳变，共5个数值d1、d2、d3、d4和d5，如图6所示。因此，A＝(d5-d1)/4，然后将d2-d1、d3-d2、d4-d3、d5-d4的值分别与A进行比较，若误差均在1％以内，那么大致可判断DMD是按照我们的模板图像进行翻转的，即判断DMD的翻转是正确的。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种DMD翻转速率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：提供DMD、DMD控制板、光学聚焦器件和DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板包括光电单元探测器、AD转换器、现场可编程门阵列和显示屏；将N帧测试模板图像通过USB传输到DMD控制板，控制DMD翻转，DMD投影图像经过所述光学聚焦器件聚焦在所述光电单元探测器上，其中，所述N帧测试模板图像为按全白、(N-2)/(N-1)白、(N-3)/(N-1)白、…、全黑依次排列的N帧二值模板图像；DMD控制板在DMD翻转稳定后送出一个同步信号给所述DMD翻转速率测试板，所述DMD翻转速率测试板收到同步信号后开始启动所述光电单元探测器进行采集；所述光电单元探测器输出的信号经过所述AD转换器转换后进入所述现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列对经过AD转换后的信号进行跳变检测，统计在1秒内发生跳变的次数并显示在显示屏上；所述现场可编程门阵列计算相邻跳变数据的差值Bi和A＝(max-min)/(N-1)，其中，i＝1,2,...,N-1,max是最大跳变值，min是最小跳变值，N为测试模板图像的帧数，如果A与差值Bi的误差均在1％内，则判断DMD的翻转是正确的。
2.如权利要求1所述的DMD翻转速率测量方法，其特征在于，将N帧测试模板图像通过USB传输到DMD控制板是通过计算机来完成的。
3.如权利要求1所述的DMD翻转速率测量方法，其特征在于，所述显示屏为LCD。
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