【技术实现步骤摘要】
本技术属于光学设备，具体是一种超高速可灵活调整的数字微镜器件。
技术介绍
1、数字微镜器件（digital micromirror devices，dmd）是一种具有数百万个高速独立工作的微反射镜单元的空间光调制器，在光调控速度、精度以及效率方面具有独特的优势，广泛应用在高分辨投影显示、数字光刻、旋转体3d显示、3d打印、光场调控、立体视觉、计算成像、机器视觉、高帧频探测系统、动态场景模拟器等领域中。在上述应用领域中，dmd是光场显示调控的核心部件，为了能够确保整个系统的高效运行，就需要最大限度的发挥dmd翻转速度快的优势，且确保dmd能够与光学系统中的高速采集相机、运动平台等进行紧密配合，这就对dmd的分辨率、数据传输速度以及结构灵活性提出了更高的要求。例如，在光场调控中，为了避免在高速动态复杂介质中调控效果的失效，要求光场调控的速度高于动态散射介质自身的扰动速度，此类光场调控系统中大量数据的传输将导致系统迭代速度受到很大的影响，因此数据的传输速度是制约调控速度的主要因素，同时也导致系统可靠性降低；在数字光刻中，需要快速滚动显示大尺寸灰度图像，在有限的存储空间下，同样对数据传输速率提出了极高的要求。
2、在上述场景中，dmd可支持的数据传输速度是影响整个系统运行速度的关键因素。然而，现有的dmd可支持的最快传输接口为usb3.0，其理想带宽为0.625gb/s，实际实现中一般可达约0.343gb/s。我们以当前ti公司的dlp9000x芯片为例，其分辨率2560×1600，帧频为11khz，那么二值化传输下上位机向
3、此外，在实际dmd光学系统的搭建过程中，dmd通常有沿其表面方向0°、45°、90°三种放置角度，且为严格保证dmd照明光路的方向和调制后出射光路的方向，需要将dmd显示子卡安装在在光学系统中的不同位置，且需要对其俯仰、偏摆、翻滚等多个自由度进行调整，进而确保光学系统性能。为了适应光学系统调整的灵活性，目前dmd均采用控制驱动主卡加dmd芯片显示子卡的硬件结构，控制主卡和显示子卡之间采用安费诺amphenol公司的线缆实现两块高速板卡之间的连接。然而，该类连接器其柔韧度有限，只能在一定空间内进行微调，无法实现全自由度灵活调整，限制了光学系统整体结构的集成化程度，且价格昂贵。
技术实现思路
1、本技术的目的主要是为了解决如下两个问题：
2、1）目前尚无可实现高分辨率图像信息的高速传输和实时显示的dmd，无法满足光场调控、旋转体3d显示以及数字光刻等领域对超高清图像数据的高速实时传输显示需求。
3、2）目前尚无可实现显示子卡和控制驱动主卡全自由度灵活调整的dmd，导致光学系统集成化程度低，光学系统搭建复杂、精度无法有效保障。
4、为此，本技术提供了一种超高速可灵活调整的数字微镜器件。该器件一方面基于高端口密度、低功耗的超高速光模块数据通信实现方式，实现了超高清图像信息的高速传输和实时显示；另一方面在确保信号传输完整性的同时，实现了dmd显示子卡和控制驱动主卡的任意位置的灵活调整。
5、本技术是通过如下技术方案实现的：
6、一种超高速可灵活调整的数字微镜器件，包括dmd显示子卡和dmd控制驱动主卡。
7、dmd显示子卡上安装有dmd芯片和高速连接器。
8、dmd控制驱动主卡上安装有fpga芯片、dlp系列控制芯片、dlp系列微透镜驱动芯片、存储模组、usb3.0通信接口、光模块通信接口、i/o触发接口、电源接口和高速连接器。
9、dmd显示子卡上的高速连接器与dmd控制驱动主卡上高速连接器通过极细同轴线缆连接，dmd控制驱动主卡通过其上的usb3.0通信接口或光模块通信接口与pc机连接，实现dmd芯片的控制。
10、进一步的，光模块通信接口采用10g光模块通信接口、40g光模块通信接口、100g光模块通信接口中的任意一种。
11、进一步的，存储模组采用高速动态ddr存储模组、dimm存储模组、大容量ssd存储模组中的任意一种。
12、进一步的，dmd显示子卡的其中一侧边处安装有上下两个高速连接器，dmd控制驱动主卡的其中一侧边处安装有上下两个高速连接器，dmd显示子卡上位于上部的高速连接器与dmd控制驱动主卡上位于上部的高速连接器通过一束极细同轴线缆连接，dmd显示子卡上位于下部的高速连接器与dmd控制驱动主卡上位于下部的高速连接器通过一束极细同轴线缆连接。
13、进一步的，dmd控制驱动主卡外套装有全包异形散热结构，全包异形散热结构包括散热底板和散热盖板，散热底板通过螺栓可拆安装在dmd控制驱动主卡的后端，散热盖板通过螺栓可拆安装在dmd控制驱动主卡的前端，散热盖板的外表面上均布设置有若干散热片，散热片上通过螺栓可拆安装有散热风扇。
14、进一步的，散热盖板的顶端和底端各开设有两个螺纹孔，用于dmd控制驱动主卡在光学系统中的固定。
15、进一步的，散热片上安装有并排设置的两个散热风扇。
16、本技术dmd显示子卡主要完成图案数据的显示；dmd控制驱动主卡主要由fpga与存储模组构成，完成整个系统的控制和用户数据的缓存和图案数据处理。系统接口主要由电源接口、usb3.0通信接口、光模块通信接口、i/o触发接口等构成，完成对dmd系统的供电以及对外的数据交互。配套的高速连接器和极细同轴线缆主要完成dmd显示子卡和dmd控制驱动主卡的数据交互。dmd上电后，pc机上运行的上位机软件将图案数据与命令通过usb3.0通信接口或者光模块通信接口发送给dmd控制驱动主卡，dmd控制驱动主卡收到数据与命令后，将数据在存储模组中进行缓存，然后将缓存的图案数据发送给dmd显示子卡，当数据发送完成后，dmd控制驱动主卡发送显示指令，dmd显示子卡进行图案数据的稳定显示。
17、与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
18、1）本技术采用高端口密度、低功耗的超高速光模块的dmd通信接口，实现了数据的高质量超高速传输，确保了图像数据的实时传输显示。
19、2）本技术中的dmd显示子卡和dmd控制驱动主卡之间采用了极细同轴线缆的高柔性连接方式，确保了dmd显示子卡在光学系统中的位置可不受限于dmd控制驱动主卡的位置，可实现光学系统中dmd显示子卡芯片任意位置的灵活调整，大幅提升了系统的集成化程度。
20、3）本技术中设计了匹配于dmd控制驱动主卡的全包异形散热结构，其外形结构完全匹配dmd控制驱动板卡的形貌特征，同时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：包括DMD显示子卡和DMD控制驱动主卡；
2.根据权利要求1所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：光模块通信接口采用10G光模块通信接口、40G光模块通信接口或100G光模块通信接口中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：存储模组采用高速动态DDR存储模组、DIMM存储模组或大容量SSD存储模组中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：DMD显示子卡的其中一侧边处安装有上下两个高速连接器，DMD控制驱动主卡的其中一侧边处安装有上下两个高速连接器，DMD显示子卡上位于上部的高速连接器与DMD控制驱动主卡上位于上部的高速连接器通过一束极细同轴线缆连接，DMD显示子卡上位于下部的高速连接器与DMD控制驱动主卡上位于下部的高速连接器通过一束极细同轴线缆连接。
5.根据权利要求1所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：DMD控制驱动主卡外套装有全包异形散热结构，全包异形散热结构
6.根据权利要求5所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：散热盖板的顶端和底端各开设有两个螺纹孔，用于DMD控制驱动主卡在光学系统中的固定。
7.根据权利要求5或6所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：散热片上安装有并排设置的两个散热风扇。
...【技术特征摘要】
1.一种超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：包括dmd显示子卡和dmd控制驱动主卡；
2.根据权利要求1所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：光模块通信接口采用10g光模块通信接口、40g光模块通信接口或100g光模块通信接口中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：存储模组采用高速动态ddr存储模组、dimm存储模组或大容量ssd存储模组中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一所述的超高速可灵活调整的数字微镜器件，其特征在于：dmd显示子卡的其中一侧边处安装有上下两个高速连接器，dmd控制驱动主卡的其中一侧边处安装有上下两个高速连接器，dmd显示子卡上位于上部的高速连接器与dmd控制驱动主卡上位于上部的高速连接器通过一束极细同轴线缆连...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨佳苗，刘林仙，杨程灿，沈阳，
申请(专利权)人：南通钜子光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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