用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着显示技术的发展，对大屏幕光信息显示系统的研究已经成为当代社会不可逆的潮流，而空间光调制器又是光学信息处理的关键器件。空间光调制器主要应用于成像、投影、相位调制、全息投影等，是实时光学信号处理，自适应光学和光计算等现代光学领域的关键器件。在很大程度上，微显示器即其中的空间光调制器的性能决定了这些领域的实用价值和发展前景。
[0003]空间光调制器按照调制参量的不同，可分为振幅型、相位型和混合型。振幅型空间光调制微显示器通常有振幅直接调制型和时域调制型两种，如图1所示，其中图1(a)为振幅直接调制型，即将输入光的振幅直接调制成介于最大值与最小值之间的某一个振幅值;图1(b)为时域调制型，即通过对输入光振幅的最大值和最小值的持续时间进行调制从而实现时间积分效应下的振幅调制。与振幅直接调制型微显示器相比，基于时域调制的微显示器具有无亚像素成像困扰、对比度高、刷新率和分辨率可与人眼比拟等优势，因此得到广泛的应用。
[0004]时域调制型液晶微显示器的有效活动调制区域是由一层铁电液晶材料组成的分离式像素单元组成，其双折射单晶膜的厚度等同于某一波长下其四分之一波片的厚度，如图2所示，两侧的铁电液晶材料的偏振夹角为45度，在该像素设置为“开”的状态时，即将该像素设置为最大二进制时域系列编码时，偏振态为竖直方向的入射光在经过两侧铁电液晶材料后其偏振态将被调制成水平方向；在该像素设置为“关”的状态时，即将该像素设置为最小二进制时域系列编码时，入射光的偏振态不改变。因此如图3所示，可通过设置单个像素的状态为“开”或“关”使其调制后的光在通过检偏器后灰度为明或暗，归一化后其幅值可视为I或O。通过快速地设置像素“开”或“关”的状态，使其调制后的光振幅持续为O或I的时间不同，从而实现时间积分效应下的幅值的变化，例如4位编码可实现24个幅值的变化即可实现从O到15步长为I的幅值调制，归一化后分别为从O到I步长为0.0625的幅值调制。通过对微显示器上多像素进行如上的调制，即可得到由多像素经过调制后的灰度图像阵列图进而输出到探测器。如果在时序上一直采用单一的光源输入，可以实现单色幅值的调制；如果在时序上采用不同的光源例如红、绿、蓝输入，可以实现积分效应下彩色幅值的变化。
[0005]然而采用时序编码技术实现的时间积分效应下的幅值的变化，即幅值的调制是通过I和O两种状态的持续时间不同而得出的时间积分效应，因此在某一固定时刻，其幅值或为I或为0，而不是固定在某一预定的调制幅值上。这一特点使得时域调制型微显示器无法实现该微显示器上不同区域间像素的干涉，因为所得到的干涉图像在时域上不是稳定的预定幅值例如0.5与0.8的叠加或抵消，而是随着时间快速变动的O与I的叠加或抵消。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制方法及装置，可以解决现有技术无法实现时域调制型液晶微显示器上不同区域间像素的干涉冋题。
[0007]第一方面，本发明提供了一种用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制方法，所述方法包括:
[0008]获取所述液晶微显示器像素的数量Ntcital^Mtcital，并分为多个子区域;Ntcital表示像素总行数，Mtcital表示像素总列数；
[0009]获取每个子区域的像素的数量N*M以及所需要调制的像素灰度值V1;所述像素灰度值V1取值范围为[0，I] ;N表示该子区域的像素行数，M表示该子区域的像素列数，i表示子区域的序号；
[0010]从所述每个子区域中随机选个像素，设置为最大二进制时域序列编码；对应每个子区域中剩余的(l-Vi)*N*M个像素设置为最小二进制时域序列编码。
[0011]可选地，所述获取每个子区域的像素的数量N*M以及所需要调制的像素灰度值乂，的步骤中包括:
[0012]获取所述液晶微显示器的一帧待显示图像；
[0013]获取每个子区域与所述待显示图像对应位置的灰度值。
[0014]可选地，从所述子区域中随机选取Vi*N*M个像素，该Vi*N*M个像素的位置随微显示器的刷新而再次随机选取。
[0015]可选地，从所述子区域中随机选取Vi*N*M个像素，该Vi*N*M个像素的位置不随微显示器的刷新而改变。
[0016]可选地，当该时域调制型液晶微显示器的灰度调制方式采用n bits二进制数字进行调制时，所述最小二进制时域序列编码为Αη{0，0，......，0}，所述最大二进制时域序列编码为Αη{1，1，......，1}。
[0017]可选地，当Vi*N*M为非整数时，采用四舍五入方法以获取Vi*N*M值比较接近的整数。
[0018]可选地，所述每个子区域中随机选取Vi*N*M个像素，设置为最大二进制时域序列编码时，在不同时间段内输入红色、绿色或者蓝色的单一颜色的光源以实现彩色幅值调制。
[0019]第二方面，本发明实施例还提供了一种用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制装置，所述装置包括:
[0020]子区域分区模块，用于获取所述液晶微显示器像素的数量Ntcltal*Mtcltal，并分为多个子区域;Ntcital表示像素总行数，Mtcital表示像素总列数；
[0021]子区域灰度值获取模块，用于获取每个子区域的像素的数量N*M以及所需要调制的像素灰度值V1;所述像素灰度值1取值范围为[O，I ];N表示该子区域的像素行数，M表示该子区域的像素列数，i表示子区域的序号；
[0022]像素编码模块，用于从所述每个子区域中随机选个像素，设置为最大二进制时域序列编码;对应每个子区域中剩余的(l_Vi)*N*M个像素设置为最小二进制时域序列编码。
[0023]可选地，所述子区域灰度值获取模块通过以下步骤获取灰度值:
[0024]获取所述液晶微显示器的一帧待显示图像；
[0025]获取每个子区域与所述待显示图像对应位置的灰度值。
[0026]可选地，所述像素编码模块随机选取Vi*N*M个像素，该Vi*N*M个像素的位置可以随微显示器的刷新而再次随机选取，也可以不随微显示器的刷新而改变。
[0027]由上述技术方案可知，本发明通过获取像素灰度值，将液晶微显示器的一定数量的像素设置为最大二进制时域序列编码，剩余的像素设置为最小二进制时域序列编码，从而实现了时域调制型液晶微显示器的空间积分效应幅值调制。本发明保持了时域调制型液晶微显示器高刷新率，高分辨率等优势，不仅可实现时间积分效应下的振幅调制和空间积分效应下的振幅调制，也可以实现基于时域型空间光调制器不同像素间在空间域上的可相干性。
【附图说明】
[0028]通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中:
[0029]图1(a)是现有技术中振幅直接调制型微显示器原理示意图；
[0030]图1(b)是现有技术中时域调制型微显示器原理示意图；
[0031]图2是现在技术中基于铁电液晶材料的微显示器偏振状态调制原理图；
[0032]图3是现有技术中时域调制型液晶微显示器的灰度图像调制系统架构图；
[0033]图4是本发明实施例提供的一种用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制方法流程图；
[0034]图5是本发明实施例提供的灰度值调制时域序列编码图；
[0035]图6是本发明实施例提供的一维调制方式下空间积分效应的幅值调制结果示意图；
[0036]图7?8是本发明实施例提供的二维调制方式下空间积分效应的幅值调制结果示意图；
[0037]图9是本发明实施例提供的一种用于时域调制型液晶微显示器的幅值调制装置框图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。