单片LCoS时序四基色彩色显示的研究

摘要

随着信息技术的发展，显示技术在人类社会中扮演着越来越重要的角色。同时人们对显示器件的要求也越来越高，各种新型显示器件应运而生。在众多的显示器中，LCoS是一种近来出现在市场上应用CMOS工艺制成的反射式液晶显示器，LCoS的整个显示屏制作在硅片上，所以可以在很小的平面上实现高分辨率的显示。 由于人们对显示色彩要求越来越高，尤其在电子商务，电子医疗，和电子博物馆等对显示色彩要求高的地方。通常显示器的设计均是使其色域接近EBU标准，而EBU仅覆盖了人眼能观察到的颜色的50％左右，因此提高色域范围显得格外重要。 论文采用单屏WXV0703 LCoS构建了四基色显示系统，实现了色域的扩展。与通常的EBU三基色系统相比，该系统显示的彩色图像色彩更加丰富。 本文采用的WXV0703 LCoS屏属反射型器件，它的色域由所选用的光源决定，只要外光源的颜色亮度和饱和度足够高，可以较方便的扩展色域，实现高质量的彩色重现。 论文首先分析了WXV0703 LCoS屏的结构，实现了灰度级的调制。在此基础上设计了外围驱动电路，实现了二值图显示、动态256级灰度的单色图像显示。 通过分析人眼视觉特性及彩色显示原理，并在单块LCoS屏上采用时序控制驱动方式实现彩色显示。分析了时序彩色显示中存在的频率问题。在实现单屏彩色显示的基础上，还提出了LCoS用于头盔显示的应用，设计了两种双目显示的方案。 介绍了一种四基色转换的矩阵转换算法。 构建了四基色显示系统，通过硬件语言的编程，采用WXV0703 LCoS实现四基色静态彩色图像显示，并与三基色图像相比，得到四基色比三基色好的色彩显示效果。 详细讨论了用于四基色显示的矩阵转换算法。构建了四基色时序彩色显示的系统，通过硬件语言的编程，采用WXV0703 LCoS实现四基色静态彩色图像显示，并与三基色图像相比，得到四基色比三基色好的色彩显示效果。

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第一章绪论

1.1电子显示器件发展概况

1.1.1阴极射线管显示器

1.1.2等离子体显示器

1.1.3电致发光显示器件

1.1.4场致发光显示器

1.1.5数字微镜系统DLP

1.1.6液晶显示器

1.1.7 LCoS显示器

1.2 LCoS显示器的发展及应用

1.2.1 LCoS显示器的现状及前景

1.2.2头盔显示器

1.3多基色的显示

1.4课题目的与主要工作

1.5论文结构安排

第二章LCoS显示器件驱动电路设计

2.1显示器件驱动方法概述

2.1.1时间空间调制

2.1.2电压电流幅值调制

2.2 LCoS显示屏对驱动电路的设计要求

2.2.1 WXV0703 LCoS显示屏的介绍

2.2.2 WXV0703 LCoS显示屏的驱动电路设计

2.3 LCoS屏的显示

2.3.1二值图显示

2.3.2动态256级灰度单色图像的显示

2.4小结

第三章LCoS的时序彩色显示

3.1彩色产生原理

3.1.1人眼的分辨力和视觉暂留性

3.1.2空间混色

3.1.3时间混色

3.2各种显示器实现彩色的方法

3.3 WXV0703 LCoS屏实现彩色的方法

3.4 LCoS时序彩色显示的频率限制分析

3.5 LCoS的应用——双目显示

3.6小结

第四章四基色算法理论及实验方案的制定

4.1色彩

4.1.1颜色的定义

4.1.2标准色彩系统

4.2四基色显示系统

4.3四基色算法

4.4颜色转换的实验方案制定

4.4.1 EBU颜色产生的算法

4.4.2四基色颜色产生的算法

4.5小结

第五章基于LCoS的四基色彩色显示系统

5.1 LED光源选取及计算

5.1.1 LED光源的选取

5.1.2测定LED灯的参数

5.2显示图像部分

5.2.1显示的图像构造

5.2.2实验中LED灯的时序

5.2.3四基色时序彩色显示原理

5.3四基色显示

5.3.1显示图像对比效果预测

5.3.2四基色显示的硬件操作

5.4小结

第六章结论与展望

6.1总结

6.2前景和展望

致谢

参考文献

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