基于嵌入式激光顯示手持式測量?jì)x的設計

摘要：為實(shí)現激光顯示光色性能的精確檢測，具體了解激光顯示是否合乎相應的要求，從而達到修正設計的目的。利用激光波長(cháng)固定的特點(diǎn)，基于ATmega128單片機設計并實(shí)現了一種專(zhuān)門(mén)針對激光顯示光色性能的新型測試系統，從而實(shí)現了光通量、照度均勻度、色度均勻度、對比度等主要光色性能的測試。與目前各類(lèi)檢測系統相比，本測量?jì)x采用獨特的測試方法，精度高。系統驗證結果證明，該單點(diǎn)測試系統可以低成本地實(shí)現光色性能的便攜式且高精度測量，并可以移動(dòng)地實(shí)現光通量、照度均勻度、色度均勻度、對比度等主要光色性能的精確測試。
關(guān)鍵詞：激光顯示；單片機；ATmage128；光色性能；手持終端

0 引言
激光顯示是以紅、綠、藍(RGB)三基色激光為光源的顯示技術(shù)，可以最真實(shí)地再現客觀(guān)世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現力。我國激光顯示研發(fā)的最終目標是在未來(lái)的幾年內將激光顯示技術(shù)推向產(chǎn)業(yè)化。在這樣的背景下，激光顯示系統的光色性能的檢測也顯得越發(fā)重要。然而，目前的各類(lèi)光色性能的檢測系統以及各類(lèi)色度照度計，其測量目標主要還是針對具有較寬光譜范圍的非相干光源，同時(shí)存在成本昂貴、檢測精度不高的缺點(diǎn)。
本文針對顯示用激光光源波長(cháng)固定的特點(diǎn)，在獲得精確被測光源對應的光電流值的情況下，只要給出被測光源的特定波長(cháng)相對應的光電轉換裝置的光電轉換系數，就能獲得精確的被測光源的光功率分布，進(jìn)而獲得該被測光的光色性能的光通量、對比度、均勻度等參數。基于上述理論，本文結合單片機設計了激光顯示的手持式光色性能測量系統，從而實(shí)現了激光投影系統的光色性能測量，成本低，精度高；由于是手持式設備，更易于攜帶，而且也適用于更多的場(chǎng)合。

1 測試原理
本測試裝置采用顏色傳感器感應投影激光投影屏幕的光電流，此時(shí)只要得到輸出光電流與所述被測光的光功率分布的轉換系數，就可以得到被測光的光功率，并由光功率通過(guò)相應的公式計算出相應激光投影的光色性能參數。
測量時(shí)，轉換系數是在光色性能測量之前事先被確定的，并被記錄在一個(gè)表格中。方法是利用光功率計測量出被測激光的光功率，再用該激光照射光電轉換裝置，讀出該光電轉換裝置的輸出數字電壓值；接著(zhù)，基于已知的波長(cháng)位置光的光功率分布，就能計算出各個(gè)波長(cháng)位置的光所對應的光電轉換裝置的輸出光電流與各波長(cháng)位置的光功率分布之間的轉換系數。限于篇幅，這里只列出被測光的光功率分布計算公式：

在對激光顯示的光色性能進(jìn)行測量的過(guò)程中，根據被測光的特定波長(cháng)，通過(guò)查找該表格，即可以選擇對應的光電轉換系數。

2 測試系統結構
如圖1所示，本測試系統設計為九個(gè)單元，下面將對九個(gè)單元分別做出介紹。

中央處理單元U1是整個(gè)測試系統的核心，其芯片的選擇將影響到整個(gè)系統的性能。經(jīng)過(guò)比較，ATmega128單片機具有先進(jìn)的RISC結構，133條指令，大多數可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內完成；具有128 KB在線(xiàn)可重復編程FLASH，4 KB E2PROM以及4 KB的內部SRAM；32×8位通用工作寄存器；全靜態(tài)工作，工作于16 MHz時(shí)，性能高達16 MIPS。綜上所述，考慮到ATmage128功能強、成本低、速度快、接口多的特點(diǎn)，選擇其作為中央處理單元U1，來(lái)輸出光電轉換裝置的控制信號和讀取該光電轉換裝置U4輸出的被測光所對應的各光電流值，并根據光電流值及該光電轉換裝置的光電轉換系數計算光色性能的各測試參數和將參數結果送到顯示單元。