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第6期王云萍等:基于DMD的动态红外景象仿真系统967 O引言
随着红外热成像技术的发展与应用,红外成像探测、跟踪、制导武器得到了高速发展。为了对红外热成像系统性能进行评估,需要进行大量的外场飞行试验。因外场飞行试验费钱耗时,可重复性差,系统不可能经历所有的场合,人们期望在室内通过半实物仿真的方法,模拟生成红外景象,进行系统测试。20世纪90年代末,美国光科学公司研发了新型红外景象模拟系统——DMD动态红外投影系统。与其他系统相比,基于DMD的动态红外景象模拟系统具有图像空间分辨率高、图像刷新频率高、图像灰度等级可精确控制、核心器件已商品化等优点。我国的红外景象模拟技术比较落后,以DMD为核心器件的动态红外仿真系统为高性能红外景象仿真提供了一种新的途径n钏。 1系统基本组成与工作原理
基于DMD的动态红外景象仿真系统由以下几部分组成:照明光源、DMD阵列、准直光学系统、计算机图像生成器CIG、DMD驱动电路等伯】,如图l所示。由计算机图像生成器产生红外图像数据,通过DLP数字光处理视频处理电路和DMD驱动电路输入DMD器件。用照明光源(黑体)均
匀照射DMD表面,利用DMD反射调制入射辐射,产生红外热图像。生成的红外景象通过准直光学系统投射到被测系统的入瞳处,使红外景象与真实目标与背景在探测器上的像斑大小、辐射能量空间分布一致,以达到评价被测系统性能的目的。死刑的存废
图l基于DMD的动态红外景象仿真系统组成框图网络巡警
Fig.1BlockdiagramofdynamicIRscenesimulation
systembasedonDMD
DMD数字微反射镜阵列作为系统的核心器件,采用微电子机械原理,利用铝溅射工艺,在半导体硅片上生成了数以百万计方形微镜面。DMD数字微反射镜阵列的底层是基体,基体表面刻有半导体存储器件CMOS,存储器上面是带有转轴可偏转的反射镜片支架,反射镜片固定在支架上,如图2所示。利用静电原
SiliconMirrorlanding
Inbstrateelectrode
图2DMD单元结构
Fig.2DMDelementstructllre
理,每个微镜面都可以沿着它的对角轴线翻转约±100。当微镜面为lOo时,反射光可以通过投影透镜投向屏幕,形成一个亮点;当微镜面为-10。时,则不能透过而被光吸收装置吸收,在屏幕上形成一个黑点,如图3所示。通过控制每个像素光线的通断及通断时间的中国公主图兰朵
图3DMD显水原理不葸图
Fig.3Sketchmapof
DMDopticalswitchingprinciple
长短,即可形成不同亮度、灰度和对比度的图像№】。图像的灰度级别主要取决于两方面的因素:每帧图像的场时间和镜面转动的响应时间。前者由所应用的图像的帧频率决定,后者由DMD的性能决定。DMD的开关时间包括约15斗s的机械开关时间和2“s的光开关时间171。DMD可通过二进制脉宽调制技术实现全数
字方式控制图像的灰度等级。
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