[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

说明书

针对8K/10K超高清分辨率液晶屏用于LCD光固化3D打印，还同时兼顾8K以下分辨率液晶屏用于LCD光固化3D打印的需要，本发明首次提出了一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统；能够将8K/10K LCD屏用于LCD光固化3D打印机中作为超高清分辨率的掩膜透光屏，从而可以使3D打印模型的光固化成型表面更为精细；其包括：控制单元、FPGA单元、MIPI转eDP桥接单元、eDP接口显示屏驱动模块、片外缓存单元、电源单元、电机驱动单元、LCD屏、电机和外置存储单元；其中，所述FPGA单元又包括：MIPI‑DSI接口；所述MIPI转eDP桥接单元又包括：MIPI‑DSI接口和eDP接口；所述eDP接口显示屏驱动模块又包括：eDP接口和TCON单元。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，具体涉及一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统。

背景技术

目前在LCD光固化3D打印技术领域，作为选择性透光关键设备的LCD屏，分辨率越高意味着光固化成型的模型表面的固化颗粒能够光固化成型的更为精细。随着科学技术的发展，电子设备显示屏的分辨率越来越高，相对应的，LCD光固化3D打印技术中所能采用的LCD屏的分辨率也能够越来越高。由于传统的低电压差分信号LVDS(Low VoltageDifferential Signal)接口越来越难以满足其需求，使得基于DP(Display Port)架构和协议的嵌入式显示接口eDP(Embedded Display Port)应运而生。eDP是一种基于DP架构和协议的一种全数字化接口，可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递2K、4K、8K、10K等高分辨率信号，且能够实现多数据同时传输，故传输速率远高于LVDS接口。

例如在当前的市场上已经有8K/10K超高清LCD屏作为家用电视和电脑显示器正在广泛销售使用，在LCD光固化3D打印技术领域，目前已经少量存在基于树莓派微型电脑主板加4K LCD屏的3D光固化打印方案，却还没有基于8K/10K透光屏的实际方案。这是因为树莓派微型电脑主板目前最多只能处理输出4K分辨率图像，却还不具备直接输出8K/10K分辨率图像的超高清显示能力。

其次，树莓派微型电脑主板以SD卡作为系统硬盘，采用是支持多任务、多线程的Linux操作系统，其用于图像处理时具有界面友好，图像色彩丰富等优点；但是LCD光固化3D打印机需要同时兼顾对电机运动机构的驱动控制、光源模块的通断控制、8K/10K图像带来的高速数据流的图像处理；如果直接采用树莓派微型电脑主板方案，其在工控工况下综合用作嵌入式驱动控制电机和处理高速数据流的图像时，却资源有限、稳定性不足，和我们日常使用Windows时一样容易遇到程序崩溃、死机等问题；此外，树莓派方案下的LCD光固化3D打印机开机启动后，在Linux操作系统下，需要从SD卡进行启动，还需要较长的自检时间，因此用于工控时，还存在开机响应速度慢的问题。

所以要想将8K/10K超高清LCD屏应用于LCD光固化领域，首先需要解决的问题就是提供一种适合8K/10K超高清分辨率下的，稳定性更强，更高效，且具有较高普适性的LCD光固化3D打印高分辨率显示与控制方案。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明针对8K/10K超高清分辨率液晶屏，还同时兼顾8K以下分辨率液晶屏用于LCD光固化3D打印的需要，提供一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统。本发明所采用的技术方法如下：

一种基于FPGA的光固化3D打印高分辨率显示与控制系统，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；