頭戴顯示器驅(qū)動和控制電路的研究.pdf

1、頭戴顯示器(Head Mounted Display,HMD)是一種典型的微型顯示器，應(yīng)用前景廣闊。硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)是一種反射式微型液晶顯示器，非常適合在微顯示系統(tǒng)尤其是HMD中的應(yīng)用。 人們對HMD的研究始于上個世紀(jì)60年代初，目前，國內(nèi)外眾多的大學(xué)如MIT等都已經(jīng)和正在對HMD進行了開發(fā)研究。而從事HMD研發(fā)和生產(chǎn)的廠商約有40家，主要集中在歐美和日本。首臺LCoS微顯

2、示器樣機則與1997年見諸報道，目前LCoS的發(fā)展業(yè)者集中在美英兩地的公司，且LCoS在開發(fā)中涉及整個元件的設(shè)計、制造到光學(xué)系統(tǒng)的整合，有較高的技術(shù)門檻。對LCoS顯示芯片的驅(qū)動電路的研究以及對基于LCoS的HMD的控制電路的研究與設(shè)計將對HMD等微顯示系統(tǒng)的設(shè)計提供必要的基礎(chǔ)，尤其是對開發(fā)具有自己知識產(chǎn)權(quán)的微顯芯片將具有很大的促進作用。 本文在對HMD、LCoS顯示技術(shù)以及FPGA等進行詳細研究的基礎(chǔ)上，主要做了以下工作：

3、 1) 對基于LCoS的HMD驅(qū)動和控制電路進行了總體的介紹。 2) 針對常規(guī)液晶驅(qū)動方式的不足，選用了一種低壓驅(qū)動電路，總體介紹了驅(qū)動電路的構(gòu)成和工作原理，并詳細分析了各組成部分的組成和工作模式。 3) 提出了控制電路設(shè)計中的關(guān)鍵問題，對控制系統(tǒng)做了需求分析，并對控制電路進行了總體設(shè)計、器件選型、原理接線圖設(shè)計等硬件設(shè)計工作，同時，針對硬件編程，進行了功能分析、總體設(shè)計，按模塊化編程的設(shè)計思想進行了模塊劃分和詳細設(shè)

4、計，并完成了綜合。針對控制電路的核心——場時序彩色化的實現(xiàn)，本文給出了詳細的并且可行的設(shè)計方案?？傊?，本文提出了一種低壓驅(qū)動方案，并初步設(shè)計出了一種基于LCoS的HMD控制電路。 目前，國內(nèi)對HMD的研究還處于剛起步階段，本文針對LCoS驅(qū)動提出并分析了公共電極場反轉(zhuǎn)低壓驅(qū)動方式，有效避免了像素電壓自舉現(xiàn)象，并使LCoS在低電壓（符合標(biāo)準(zhǔn)5V COMS工作條件）下驅(qū)動液晶材料工作；同時給出了控制電路詳細并可行的方案。這為HMD的