CN108806622A - 头戴式全息lcos显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的头戴式全息LCOS显示器，涉及头戴式全息LCOS显示器，包括LCOS显示模组和LCOS驱动电路，LCOS显示模组基于CM0908芯片，所述LCOS驱动电路包括电源模块、微控制器，片外存储器，视频输入接口模块以及LCOS显示输出接口，所述微控制器主要负责将输入的视频信号，包括CVBS，S‑Video，VGA以及YUV在内的模拟信号转换成LCOS所需的24位RGB信号，所述片外存储器为了满足视频处理器对存储的要求而添加，所述源模块为各个部分提供必须的电源电压，所述微控制器将输入的信号经转换后输出到所述LCOS显示模组，从而实现对LCO显示模组控制以及LCOS显示模组上的视频显示。
Description
技术领域
本发明涉及全息显示技术领域，尤其是头戴式全息LCOS显示器。
背景技术
当前国内也出现了相关产品，例如视频眼镜，但是国内的视频眼镜以及基于头戴显示器的相关产品大多属于低端产品，并普遍采用微显示技术，因为技术成熟，可以有效的控制成本，但是整体性能表现却非常一般，显示分辨率一般为，最高的也只有，在视频解码能力上也相对较弱，无法支持高清视频的播放。
发明内容
本发明提供的头戴式全息LCOS显示器，便携性较好、低功耗、高性能视频眼镜。
本发明具体采用如下技术方案实现：
一种头戴式全息LCOS显示器，包括LCOS显示模组和LCOS驱动电路，所述LCOS显示模组基于CM0908芯片，所述LCOS驱动电路包括电源模块、微控制器，片外存储器，视频输入接口模块以及LCOS显示输出接口，所述微控制器主要负责将输入的视频信号，包括CVBS，S-Video，VGA以及YUV在内的模拟信号转换成LCOS所需的24位RGB信号，所述片外存储器为了满足视频处理器对存储的要求而添加，所述源模块为各个部分提供必须的电源电压，所述微控制器将输入的信号经转换后输出到所述LCOS显示模组，从而实现对LCO显示模组控制以及LCOS显示模组上的视频显示。
作为优选，所述微采用台湾TechWell公司型号为TW8816B的微控制器。
本发明提供的头戴式全息LCOS显示器，其有益效果在于：在实现系统低功耗的前提下，各项功能以及系统关键的信号都满足设计要求，具有突出的便携性，良好的人机交互，超低功耗等特点。
附图说明
图1是本发明头戴式全息LCOS显示器的原理框图；
图2是LCOS显示驱动电路的框图；
图3是电源模块的电路原理图；
图4是微控制器以及其外围电路图；
图5是LCOS接口电路图；
图6是存储模块以及ISP下载电路框图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本实施例提供的头戴式全息LCOS显示器，包括LCOS显示模组、LCOS驱动电路。
本实施例采用的是基于CM0908的LCOS模组以及用于驱动LCOS的TW8816微控制器方案，该微控制器支持可编程的接口控制，可以完美的支持CM0908LCOS模组的显示驱动。驱动电路主要有电源模块，微控制器，片外存储器，视频输入接口模块以及LCOS显示输出接口，具体框图如图2所示。系统中微控制器主要负责将输入的视频信号，包括例如CVBS，S-Video，VGA以及YUV在内的模拟信号转换成LCOS所需的24位RGB信号。由于该微控制器芯片内部只有RAM，没有ROM，所以无法对代码以及数据进行存储，该片外存储器正是为了满足视频处理器对存储的要求而添加的。此外，电源模块为了该系统各个部分提供必须的电源电压以使其正常工作。最终通过微控制器将输入的信号经转换后输出到LCOS显示模组，从而实现对LCO显示模组控制以及LCOS显示模组上的视频显示功能。
LCOS驱动电路核心处理器采用台湾TechWell公司型号为TW8816B作为系统的微控制器，该处理器芯片集成了通用的8051核，通过8051核(控制核心)与视频处理模块相结合，从而实现视频的处理和转换，进而节约了用户的研发成本。
LCOS驱动电路的电源种类为:+1.8V，+3.3V以及>3.5V。采用的是国家半导体NS公司LP2985系列的低压差稳压芯片，该芯片具有外围配置电路简单，封装(SOT-23)占电路板面积小、较低设计成本以及极低噪声等优点。此外，该系列器件具有较高的驱动电流，可达150mA并且能够有效的抑制电源纹波，输出比较纯净的电源电压。由于该芯片属于低压差稳压芯片，所谓的低压差就是ΔV＝Vin-Vout可以降到很低情况也能稳定输出目标电压，LP2985系列芯片的ΔV可以降至150mV。电源模块通过LP2985-3.3产生系统所需的+3.3V电压，并通过LP2985-1.8产生相应+1.8V电压。当仅当LP2985电源芯片的EN输出使能端处于使能状态(高电平有效,低电平则禁用)，LP2985-3.3和LP2985-1.8才能产生系统所需的电压，具体设计原理图如图3所示，图中VCC_5V为锂电池或者USB提供的系统电源电压输入信号，VCC3为系统所需的+3.3V电源电压。
微控制器模块主要包括TW8816微控制器以及其外围电路如图4所示。图中VCC_IO为+3.3V，VCC_CORE以及AVDD都是+1.8V，它们分别为微控制器TW8816提供输入输出接口，处理器内核以及处理器内部模拟电路提供电源电压基准。此外，内部8051核心利用SPI接口，实现对外部LCOS模组参数初始化的控制，同时也完成视频处理寄存器的初始化以及相关参数的配置，并利用视频输出引脚:FPR[0..7],FPG[0..7],FPB[0..7]以及FPCLK,FPVS,FPHS,FPDE等将视频信号输出。
本申请包含了两个LCOS显示模块，分别作为左屏和右屏的视频显示输出。两个LCOS显示模组分别与微控制器TW8816，通过总线复用的方式进行连接。TW8816利用24位数字RGB数据总线，即FPR[0..7],FPG[0..7],FPB[0..7]和像素位同步时钟信号线FPCLK，帧的行同步信号线FPHS，帧的场同步信号线FPVS，以及数据有效信号线FPDE。当然LCOS正常工作所需参数的配置是通过LCOS的SPI接口实现的。微控制器TW8816内部及集成SPI控制器以及接口用于上电时外部程序以及数据的加载。故在本申请中，TW8816通过GPIO与LCOS的SPI接口相连，并利用GPIO模拟SPI的时序，从而实现LCOS的参数配置。由于系统中有两个LCOS模组，所以本申请利用微控制器TW8816的GP0和GP4分别控制LCOS_1以及LCOS_2的SPI使能端，某个时刻只有其中一个使能端有效。当LCOS_1或LCOS_2其中一个SPI接口被使能时，该LCOS便接收来自TW8816的配置参数，并按照参数所配置的工作模式进行视频输出。具体连接方式如图5所示。
由于TW8816B微控制器内部并未集成ROM用于程序的固化，本申请采用W25X10VSNIG作为微控制器的程序以及数据存储器，从而实现系统一上电，便从W25X10VSNIG中将系统运行所依赖的程序和数据加载到RAM中，然后才开始正常的运行。因为TW8816B内部集成的是通用8051内核，8051内核一般最大的寻址空间为64KB字节。所以对于TW8816B而言，W25X10VSNIG的1M比特(128KB)容量足以满足代码和数据存储的要求。本申请利用微控制器与W25X10VSNIG相连来实现程序以及数据加载的同时，将W25X10VSNIG与J4接口相连，从而实现ISP下载，即在线系统编程。通过ISP下载，可以轻松实现在线系统软件的升级和更新，具体原理图下图6所示。
本申请工作原理：CVBS模拟信号经Y2通道进入到微控制器TW8816，通过设置MCU微控制器视频处理相关的寄存器，从而使得TW8816内部的视频处理模块根据相关设置来检测视频的分辨率、帧频率以及幅值门限等参数，然后再经芯片内部的模数转换器将CVBS视频信号数值化，再经过相应的信号调理，最后将图像转成24位RGB信号，并以支持LCOS 800*600显示分辨率的输出。微控制器所需的各种时钟信号都是通过外部27MHZ无缘晶振经芯片内部的锁相环PLL产生的，例如HS(行信号)，VS(场信号)以及FPCLK(FLCOS模组所需的像素时钟信号)，这些信号主要用于微控制器本身的运行以及为LCOS显示模组产生一个正确的时序提供时钟基准。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种头戴式全息LCOS显示器，其特征在于，包括LCOS显示模组和LCOS驱动电路，所述LCOS显示模组基于CM0908芯片，所述LCOS驱动电路包括电源模块、微控制器，片外存储器，视频输入接口模块以及LCOS显示输出接口，所述微控制器主要负责将输入的视频信号，包括CVBS，S-Video，VGA以及YUV在内的模拟信号转换成LCOS所需的24位RGB信号，所述片外存储器为了满足视频处理器对存储的要求而添加，所述源模块为各个部分提供必须的电源电压，所述微控制器将输入的信号经转换后输出到所述LCOS显示模组，从而实现对LCO显示模组控制以及LCOS显示模组上的视频显示。
2.根据权利要求1所述的头戴式全息LCOS显示器，其特征在于，所述微采用台湾TechWell公司型号为TW8816B的微控制器。
Priority Applications (1)
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| CN201710314449.9A CN108806622A (zh) | 2017-05-06 | 2017-05-06 | 头戴式全息lcos显示器 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111402354A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-07-10 | 浙江大学 | 适用于光学穿透式头戴显示器的颜色对比增强绘制方法、装置以及系统 |
| CN111640406A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-09-08 | 歌尔光学科技有限公司 | 显示驱动系统及方法、显示装置 |
| CN112053663A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-08 | 上海钜成锐讯科技有限公司 | 一种LCoS显示板卡及显示设备 |
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20181113 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |