CN109561290A - 一种外触发式光学投影系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种外触发式光学投影系统，包括：视频数据接口、第一至第三缓存、驱动模块、外触发信号接收单元、光学图像转换模块和光学投影单元；视频数据接口，用于接收并根据接口协议解析数字视频数据以得到连续的完整图像帧数据，根据各缓存的状态标识将完整图像帧数据缓存于各缓存中；外触发信号接收单元，用于接收并解析外触发信号以得到图像刷新控制信号；驱动模块，用于响应于图像刷新控制信号，根据各缓存的状态标识提取最新更新的完整图像帧数据并驱动光学图像转换模块将其提取的完整图像帧数据转化为光学图像；光学投影单元，用于投影光学图像。本发明可有效解决图像更新过程与图像接收缓存切换的冲突。

Description

一种外触发式光学投影系统

技术领域

本发明涉及光学投影技术领域。更具体地，涉及一种外触发式光学投影系统。

背景技术

光学投影系统是将数字图像数据转换为可被观测光学图像的装置，一般包括视频数据接口、空间光调制器、驱动模块和投影光学系统，其中驱动方式主要为行场扫描方式，即传输过程中提取有关信息驱动空间光调制器。而对于非扫描式空间光调制器，需要先将数字图像数据缓存后所有像素同步驱动，因此会配备双缓存结构，进行Ping-Pong存储。

而对于光学图像更新时刻由外部时钟控制的外触发式光学投影系统，如果采用双缓存Ping-Pong存储结构，其光学图像更新过程中会出现缓存切换的情况，将导致画面撕裂或图像灰度失真等一系列问题，导致光学图像紊乱等现象。此外，对于视频数据传输与光学图像转换由两个独立时钟驱动的系统，其间缺乏同步校准机制，两者时序将会产生一个非固定的时间间隔，导致系统缓存混乱不稳定现象，严重影响系统正常运行。

因此，需要提供一种新的外触发式光学投影系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外触发式光学投影系统，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明提供了一种外触发式光学投影系统，包括：视频数据接口、第一缓存、第二缓存、第三缓存、驱动模块、外触发信号接收单元、光学图像转换模块和光学投影单元；

所述视频数据接口，用于接收并根据接口协议解析数字视频数据以得到连续的完整图像帧数据，根据第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态标识将完整图像帧数据缓存于第一缓存、第二缓存或第三缓存中；

所述外触发信号接收单元，用于接收并解析所述外触发信号以得到图像刷新控制信号；

所述驱动模块，用于响应于所述图像刷新控制信号，根据第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态标识提取最新更新的完整图像帧数据并驱动所述光学图像转换模块将其提取的完整图像帧数据转化为光学图像；

所述光学投影单元，用于投影所述光学图像。

优选地，该系统还包括：延时控制模块，用于将所述外触发信号接收单元得到的图像刷新控制信号延时设定时间后发送至所述驱动模块。

优选地，该系统还包括：保持时长控制模块，用于向所述驱动模块发送控制每帧图像显示时长的保持时长控制指令；

所述驱动模块，用于控制所述光学图像转换模块以保持时长控制指令中包含的设定时长保持转化得到的光学图像。

优选地，所述视频数据接口，用于将完整图像帧数据缓存于状态标识为空闲状态的第一缓存、第二缓存或第三缓存中。

优选地，所述驱动模块，用于响应于所述图像刷新控制信号，提取状态标识为最新更新状态的第一缓存、第二缓存或第三缓存中的完整图像帧数据。

优选地，所述视频数据接口的接口类型包括DVI、HDMI和DP。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案可有效解决图像更新过程与图像接收缓存切换的冲突，并在数字视频数据与图像刷新时钟不同步的情况下确保光学图像转换的是最新的完整图像帧数据。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明实施例提供的外触发式光学投影系统的示意图。

图2示出第一至第三缓存的状态及显示时序的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的实施例提供了一种外触发式光学投影系统，包括：视频数据接口、第一缓存、第二缓存、第三缓存、驱动模块、外触发信号接收单元、光学图像转换模块和光学投影单元；

视频数据接口，用于接收并根据接口协议解析数字视频数据以得到连续的完整图像帧数据，根据第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态标识将完整图像帧数据缓存于第一缓存、第二缓存或第三缓存中。

外触发信号接收单元，用于接收并解析外触发信号以得到图像刷新控制信号，其中，外触发信号可为模拟、TTL、光隔等形式的信号，外触发信号接收单元将按照约定规则解析外触发信号以得到图像刷新控制信号。

驱动模块，用于响应于图像刷新控制信号，根据第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态标识提取最新更新的完整图像帧数据并驱动光学图像转换模块将其提取的完整图像帧数据转化为光学图像。其中，光学图像转换模块可为主动辐射式单元阵列或被动式空间光调制器与光源的组合。

光学投影单元，用于投影光学图像。

本实施例提供的外触发式光学投影系统实现由外部信号触发视频图像刷新显示，提供图像时钟外部控制功能。可有效解决图像更新过程与图像接收缓存切换的冲突，驱动模块可按照显示时序依次为光学图像转换模块提供最新更新的完整图像帧数据。

本实施例中，视频数据接口具备发送帧传输完成信号(如场同步信号)的功能。视频数据接口的接口类型采用标准图形接口，包括DVI、HDMI、DP等。

本实施例中，第一缓存、第二缓存和第三缓存分别存在四种状态，分别为正在接收、最新更新、被占用和空闲状态，相应的，第一缓存、第二缓存和第三缓存分别存在对应四种状态的四种状态标识。其中，正在接收状态表示该缓存正在接收视频数据接口的完整图像帧数据；最新更新状态表示接收完整图像帧数据完成，并保存着最新的完整图像帧数据；被占用状态表示该缓存正在被驱动模块提取其保存的完整图像帧数据；空闲状态表示该缓存未被使用，可被切换为正在接收状态。

第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态在三种情况下可发生变化，分别为接收到视频数据接口发送的帧传输完成信号、驱动模块开始提取和驱动模块完成提取。在接收到帧传输完成信号后，接收缓存的状态由正在接收状态更改为最新更新状态，同时，某一处于空闲状态的缓存将被选取作为下一帧完整图像帧数据的接收缓存，并将状态更改为正在接收状态；在驱动模块开始提取处于最新更新状态的缓存中的完整图像帧数据时，最新更新状态的缓存更改为被占用状态；在驱动模块完成提取后，被占用状态的缓存切换为空闲状态。在初始时，三个缓存均处于空闲状态。

本实施例中，视频数据接口，用于将完整图像帧数据缓存于状态标识为空闲状态的第一缓存、第二缓存或第三缓存中。驱动模块，用于响应于图像刷新控制信号，提取状态标识为最新更新状态的第一缓存、第二缓存或第三缓存中的完整图像帧数据。

在一个具体示例中，可通过如下方式实现根据状态标识缓存及提取完整图像帧数据：设置两个序号寄存器，分别为接收序号寄存器和显示序号寄存器。接收序号寄存器中按照时间升序存储空闲状态的缓存序号，先变为空闲状态的缓存的缓存序号排在接收序号寄存器队列前面，后变为空闲状态的缓存的缓存序号排在接收序号寄存器队列后面，状态变为非空闲状态的缓存序号将被剔除。每次选取接收序号寄存器中第一个缓存序号对应的缓存用于接收完整图像帧数据。显示序号寄存器存储状态为最新更新状态的缓存的缓存序号，如没有处于最新更新状态的缓存，则保留原有缓存序号。此外，显示序号寄存器的缓存序号不允许出现在接收序号寄存器中，接收序号寄存器中要予以剔除。该方式即可实现有效避免视频数据传输与显示刷新信号时序紊乱等问题。

第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态及显示时序如图2所示。在第N-1次图像刷新时，第N帧图像数据已接收完成，最新更新态缓存序号变为缓存2，将显示第N帧图像，第N-1帧图像数据将不被显示；在第N次图像刷新时，第N+1帧图像数据未接收完成，没有最新更新态缓存，将重复显示原有第N帧图像数据。

在本实施例的一些可选的实现方式中，本实施例提供的外触发式光学投影系统还包括：延时控制模块，用于将外触发信号接收单元得到的图像刷新控制信号延时设定时间后发送至驱动模块，以实现平衡外触发信号传输、接收及处理过程中的时间损耗。其中，延时控制模块的输入端与外触发信号接收单元的输出端连接，延时控制模块的输出端与驱动模块的图像刷新控制信号输入端连接。

在本实施例的一些可选的实现方式中，本实施例提供的外触发式光学投影系统还包括：保持时长控制模块，用于向驱动模块发送控制每帧图像显示时长的保持时长控制指令；驱动模块，用于控制光学图像转换模块以保持时长控制指令中包含的设定时长保持转化得到的光学图像。该实现方式可控制光学图像输出能量。其中，保持时长控制模块的输出端与驱动模块的保持时长控制指令输入端连接。

需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种外触发式光学投影系统，其特征在于，包括：视频数据接口、第一缓存、第二缓存、第三缓存、驱动模块、外触发信号接收单元、光学图像转换模块和光学投影单元；

所述视频数据接口，用于接收并根据接口协议解析数字视频数据以得到连续的完整图像帧数据，根据第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态标识将完整图像帧数据缓存于第一缓存、第二缓存或第三缓存中；

所述外触发信号接收单元，用于接收并解析所述外触发信号以得到图像刷新控制信号；

所述驱动模块，用于响应于所述图像刷新控制信号，根据第一缓存、第二缓存和第三缓存的状态标识提取最新更新的完整图像帧数据并驱动所述光学图像转换模块将其提取的完整图像帧数据转化为光学图像；

所述光学投影单元，用于投影所述光学图像。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：延时控制模块，用于将所述外触发信号接收单元得到的图像刷新控制信号延时设定时间后发送至所述驱动模块。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：保持时长控制模块，用于向所述驱动模块发送控制每帧图像显示时长的保持时长控制指令；

所述驱动模块，用于控制所述光学图像转换模块以保持时长控制指令中包含的设定时长保持转化得到的光学图像。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频数据接口，用于将完整图像帧数据缓存于状态标识为空闲状态的第一缓存、第二缓存或第三缓存中。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动模块，用于响应于所述图像刷新控制信号，提取状态标识为最新更新状态的第一缓存、第二缓存或第三缓存中的完整图像帧数据。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述视频数据接口的接口类型包括DVI、HDMI和DP。