[发明专利]一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统

权利要求书

1.一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，包括：控制单元(11)、FPGA单元(12)、MIPI转eDP桥接单元(13)、eDP接口显示屏驱动模块(14)、片外缓存单元(15)、电源单元(16)、电机驱动单元(17)、LCD屏(2)、电机(3)和外置存储单元(4)；其中，所述FPGA单元(12)又包括：MIPI-DSI接口(100)；所述MIPI转eDP桥接单元(13)又包括：MIPI-DSI接口(100)和eDP接口(200)；所述eDP接口显示屏驱动模块(14)又包括：eDP接口(200)和TCON单元(400)；

所述控制单元(11)电连接外置存储单元(4)，控制单元(11)读取外置存储单元(4)中的3D模型切片掩膜图像数据、打印运动执行参数和掩膜图像曝光时间参数；

所述控制单元(11)电连接FPGA单元(12)，FPGA单元(12)接收控制单元(11)输出的3D模型切片掩膜图像数据并对其进行图像处理；

所述FPGA单元(12)电连接片外缓存单元(15),片外缓存单元(15)在FPGA单元(12)处理3D模型切片掩膜图像的数据时为其提供所需带宽,使3D模型切片掩膜图像的整帧像素能够缓冲存储到片外缓存单元(15)中，从而使3D模型切片掩膜图像数据能够从FPGA单元(12)中高效地进出；

所述FPGA单元(12)与MIPI转eDP桥接单元(13)之间通过两者所具有的MIPI-DSI接口(100)进行电连接并采用MIPI-DSI协议进行通信；所述MIPI转eDP桥接单元(13)与eDP接口显示屏驱动模块(14)之间通过两者所具有的eDP接口(200)进行电连接并采用eDP协议进行通信；所述eDP接口显示屏驱动模块(14)再通过TCON单元(400)电连接于LCD屏(2)，并为LCD屏(2)提供工作电压；所述LCD屏(2)用作光固化3D打印的掩膜透光屏，通过载入和显示3D模型切片掩膜图像，以实现选择性透光；

FPGA单元(12)在对3D模型切片掩膜图像数据进行缓存梳理后以MIPI-DSI协议数据格式通过MIPI-DSI通信线路传输给MIPI转eDP桥接单元(13)；所述MIPI转eDP桥接单元(13)将所接收的3D模型切片掩膜图像的MIPI-DSI协议数据格式，转换为eDP协议数据格式，再通过eDP通信线路传输给eDP接口显示屏驱动模块(14)；

所述TCON单元(400)，将eDP协议数据格式的3D模型切片掩膜图像数据进行逻辑转换，产生图像数据信号和行、列驱动控制信号，使LCD屏(2)逐帧刷新和显示3D模型切片掩膜图像；

所述电源单元(16)电连接控制单元(11)、FPGA单元(12)、MIPI转eDP桥接单元(13)、eDP接口显示屏驱动模块(14)、片外缓存单元(15)、电机驱动单元(17)、外置存储单元(4)并为其提供工作电压；

所述控制单元(11)电连接电机驱动单元(17)，控制单元(11)根据所读取的3D模型切片打印运动执行参数向电机驱动单元(17)发出驱动控制信号以控制电机(3)的启停和运转。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，还包括：UVLED光源模块(5)；所述UVLED光源模块(5)，发出紫外光及可见光对光敏固化材料进行照射使其光固化成型；所述UVLED光源模块(5)电连接于电源单元(16)并由其供电，还电连接于控制单元(11)，由控制单元(11)根据所读取的3D模型切片掩膜图像曝光时间参数向UVLED光源模块(5)发出通断控制信号，以控制UVLED光源模块(5)进行亮灯或灭灯。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，其特征在于，还包括：显示与操作单元(6)；所述显示与操作单元(6)电连接于电源单元(16)并由其供电；所述显示与操作单元(6)还电连接于控制单元(11)，控制单元(11)向显示与操作单元(6)输出信号和数据，使之显示3D模型切片掩膜预览图像、打印运动执行参数、掩膜图像曝光时间参数、系统设定选项和系统运行参数；用户还通过显示与操作单元(6)向控制单元(11)发出操作指令，使控制单元(11)响应指令并发出控制信号控制各受控单元完成指令动作，以实现人机交互操作。