一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块的制作方法

专利检索2022-05-11  2



1.本发明涉及光学显示设备,特别是一种采用差分信号传输方式且通过fpd-link插座输入信号、同时解串器的时钟信号线增加共模电感、同时设置有esd静电防护管、从而能改善光学显示系统稳定性和清晰度的图像传输模块。


背景技术:

2.增强现实抬头显示器ar-hud是通过内部特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际交通路况中,将胎压、速度、转速、导航等驾驶辅助信息投射到汽车前挡风玻璃上,使驾驶员在行车中,无需低头就能查看汽车相关信息,从而能获得更好的行车安全性、交互便捷性、行车智能性。ar-hud整体结构主要包括主控pcb板、led光源、投影显示以及反射镜组件,其中主控pcb板为ar-hud的整体的电子电路控制系统,主控pcb板主要由电子电路元器件及ic芯片组成,并构成光学显示的各个标准化控制模块,从而使得ar-hud得以高效、精准运行。
3.目前,ar-hud的硬件控制平台还不完善,主要存在以下问题:1、传统的图像传输模块的信号传输采用单信号线传输方式,即一根信号线一根地线进行信号传输,信号线传输抗干扰能力差;2、系统静电防护能力差,影响图像传输模块的稳定性;3、时钟信号用于同步电路当中起计时器的作用,保证相关的电子组件得以同步运作,时钟信号频率高,同时信号精度要求也高,现有时钟信号抗干扰能力差,无法满足时钟信号的高精度要求;4、电源端存在高频噪声和尖峰干扰,抗干扰能力差。


技术实现要素:

4.本发明的目的是为了解决上述技术问题,提供一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块,该图像传输模块采用差分信号传输方式且通过fpd-link插座输入信号,同时解串器的时钟信号线增加共模电感,同时设置有esd静电防护管,从而能改善光学显示系统的稳定性和清晰度。
5.本发明中,mcu为微控制单元,can为控制器局域网络,als为数字环境光传感器,tvs为瞬态二极管,psrr为电源电压噪声抑制系数。
6.为了解决上述现有技术问题,本发明的技术方案是:本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块,所述图像传输模块包括fpd-link插座、及解串器、及用于图像生成的光源、及用于生成背光光源的背光光源电路;所述fpd-link插座输入hsd高速信号fpd-link,所述解串器采用ds90ub928芯片,所述ds90ub928芯片的输入引脚接入fpd-link插座的输出端,所述ds90ub928芯片的输出引脚与光源连接;所述光源提供dlp、tft2.6寸、tft4.1寸三种方式,所述光源包括dlp图像处理单
元、tft屏,所述光源为dlp方式时,所述解串器的ds90ub928芯片运用i2c0的协议处理输出i2c0信号至dlp图像处理单元,所述光源为tft2.6寸、tft4.1寸方式时,所述解串器的ds90ub928芯片运用lvds的协议将图像信号传导给tft屏;所述fpd-link采用差分信号传输,所述fpd-link插座接入in 、in-引脚,由 in 、in-引脚分别连接一根差分信号线作为fpd-link插座的输入,两根所述差分信号线并设置有共模电感,用于抑制系统向外发射干扰,所述差分信号传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分信号传输在这两根信号线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相反,相比单端信号,差分信号抗干扰能力强,所述共模电感实质上是一个双向滤波器,一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作;所述fpd-link插座的2/3/5/6/7/8/10输入或输出口设置有esd静电防护管,用于提升系统静电防护能力;所述解串器ds90ub928ic芯片与tft屏相连的引脚包括时钟信号线引脚clk 、clk-,所述时钟信号线引脚clk 、clk-的输出端设置有共模电感,所述时钟信号线引脚clk 、clk-用于提供时钟信号,时钟信号用于同步电路中起计时器的作用,保证相关的电子组件得以同步运作,共模电感实质上是一个双向滤波器,一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作,确保时钟信号频率高,同时精度也高;所述光学显示硬件控制平台还包括供电电路系统、及设置于供电电路系统前的l型滤波电路,所述供电电路系统包括dc-dc 12v转3.3v供电电路、dc-dc 12v转26v供电电路,所述dc-dc 12v转3.3v供电电路、dc-dc 12v转26v供电电路采用dc_dc电源管理芯片,所述dc-dc 12v转3.3v供电电路采用dcdc_tps54240芯片,所述图像传输模块包括电源输入接口3.3v、电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio,所述电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio分别连接解串器ds90ub928ic芯片,电源输入接口3.3v接入dc-dc 12v转3.3v供电电路,然后由电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio输出给ds90ub928ic芯片进行供电,所述背光光源电路包括led,所述dc-dc 12v转26v供电电路与led相连接;所述图像传输模块的电源由主机输入12v电流,然后通过l型滤波电路滤波,再通过供电电路系统的电源管理芯片dc_dc进行处理,然后分别接入图像传输模块的芯片;所述背光光源电路用于形成光学显示的背光信号,并与图像输出信号组成图像显示,所述背光光源电路包括设置于输入端的磁珠、及滤波电容组、及背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1、及boost升压电路,所述滤波电容组包括并联设置的三个电容,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1包括多个引脚,所述背光光源电路采用12v开关电源输入,并经磁珠转换为为bl_12v,然后经滤波电容组滤波,bl_12v供电给背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的sw引脚,从而滤波后的电流接入背光驱动芯片的输入引脚,所述背光驱动芯片的引脚还连接有boost升压电路,经由背光驱动芯片和boost升压电路,bl_12v转换为24v-28v输出电流,所述背光光源电路的输出端为led 接口。
7.所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1为集成 dc-dc 转换器的汽车类高效 led 驱动器,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1为低电磁干扰emi且易于使用驱动器,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1包括可组合的四路高精度电流阱,能满足所述背光光源
电路200毫安至600毫安的需求,所述 dc-dc 转换器可基于 led 电流阱余量电压提供自适应输出电压控制,能在所有条件下将电压调节到能够满足需要的最低水平,从而最大限度降低功耗,降低了整机静态电流,所述dc-dc 转换器支持针对开关频率进行扩频以及使用专用引脚实现外部同步,所述dc-dc 转换器可调节频率范围大,使得所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1能够避免调幅无线电频带干扰;所述背光光源电路设置于背光源pcb上,所述背光光源电路采用插座接入,所述背光源pcb上设置有8颗led,所述led 接口与8颗led电连接,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的引脚还连接有串联的两个可变电阻,通过调节或更换两个可变电阻来设置背光光源电路的输出电流的大小,使输出电流恒定输出,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1还包括用于开关功能的mos管。
8.所述图像传输模块通过fpd-link插座输入hsd高速信号fpd-link,fpd-link信号通过图像传输模块的解串器ds90ub928ic芯片进行处理,处理输出i2c0信号至dlp或处理输出lvds信号至tft屏,由dlp或tft屏组合背光光源,然后通过光学镜片、扩散片光学组件载体,将超高清的连续图像投射到汽车挡风玻璃上。
9.进一步,所述图像传输模块还接入can/lin总线信号,所述光学显示硬件控制平台还包括用于系统控制的mcu模块,所述can/lin总线信号与电源通过8pin主机插座接入mcu模块的芯片,所述can/lin总线信号通过mcu模块的芯片的处理后通过引脚输出并传递给解串器,然后通过解串器输出给光源显示;进一步,所述图像传输模块的电源输入接口3.3v与电源接入引脚vdd33和电源接入引脚vddio之间分别设置有一磁珠,用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力;进一步,所述图像传输模块的电源输入接口3.3v线上还并联有多个去耦电容,起去耦作用。
10.进一步,所述boost升压电路设置有串接的电感l4、二极管d7、并联电容组,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的sw引脚与gnd引脚导通时,电感l4处于充电状态,二极管d7反向阻断,电感l4充电储能完毕,所述boost升压电路通过电阻将信号反馈到背光驱动芯片ic,背光驱动芯片ic指令关闭电感l4充电,电感l4开始通过二极管d7给并联电容组充电,并联电容组两端电压升高,当并联电容组两端电压高于输入电压,升压完毕;进一步,所述二极管d7的两端设置有多个反馈电阻,用于反馈充放电的信号或调节脉冲的宽度或调节充放电的时间;进一步,所述dc
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dc 转换器支持升压和 sepic 工作模式。
11.本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块,其有益效果有:1、该图像传输模块采用差分信号传输方式且通过fpd-link插座输入信号,相比单端信号,抗干扰能力强;2、解串器与lvds相连的引脚的时钟信号线clk /clk-增加共模电感,共模电感实质上是一个双向滤波器,一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作;3、在3.3v和vdd33电源的输入或输出端增加磁珠,用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力,增加电容在电源上,起去耦作用。
附图说明
12.图1,为本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块的框架图;图2,为本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块的主电路图;图3,为本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块的fpd-link插座端的电路图;图4,为本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块的电源输入接口3.3v端的电路图;图5,为本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块的背光光源电路的电路图。
具体实施方式
13.下面结合实施例对本发明作进一步说明:实施例:如图1~图5,本发明一种光学显示硬件控制平台的图像传输模块,所述图像传输模块包括fpd-link插座、及解串器、及用于图像生成的光源、及用于生成背光光源的背光光源电路;所述fpd-link插座输入hsd高速信号fpd-link,所述解串器采用ds90ub928芯片,所述ds90ub928芯片的输入引脚接入fpd-link插座的输出端,所述ds90ub928芯片的输出引脚与光源连接;所述光源提供dlp、tft2.6寸、tft4.1寸三种方式,所述光源包括dlp图像处理单元、tft屏,所述光源为dlp方式时,所述解串器的ds90ub928芯片运用i2c0的协议处理输出i2c0信号至dlp图像处理单元,所述光源为tft2.6寸、tft4.1寸方式时,所述解串器的ds90ub928芯片运用lvds的协议将图像信号传导给tft屏;所述fpd-link采用差分信号输入,所述fpd-link插座接入in 、in-引脚,由 in 、in-引脚分别连接一根差分信号线作为fpd-link插座的输入,两根所述差分信号线并设置有共模电感,用于抑制系统向外发射干扰,所述差分信号传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分信号传输在这两根信号线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相反,相比单端信号,差分信号抗干扰能力强,所述共模电感实质上是一个双向滤波器,一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作;所述fpd-link插座的2/3/5/6/7/8/10输入或输出口设置有esd静电防护管,用于提升系统静电防护能力;所述解串器ds90ub928ic芯片与tft屏相连的引脚包括时钟信号线引脚clk 、clk-,所述时钟信号线引脚clk 、clk-的输出端设置有共模电感lc3,所述时钟信号线引脚clk 、clk-用于提供时钟信号,时钟信号用于同步电路中起计时器的作用,保证相关的电子组件得以同步运作,共模电感实质上是一个双向滤波器,一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作,确保时钟信号频率高,同时精度也高;所述光学显示硬件控制平台还包括供电电路系统、及设置于供电电路系统前的l
型滤波电路,所述供电电路系统包括dc-dc 12v转3.3v供电电路、dc-dc 12v转26v供电电路,所述dc-dc 12v转3.3v供电电路、dc-dc 12v转26v供电电路采用dc_dc电源管理芯片,所述dc-dc 12v转3.3v供电电路采用dcdc_tps54240芯片,所述图像传输模块包括电源输入接口3.3v、电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio,所述电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio分别连接解串器ds90ub928ic芯片,电源输入接口3.3v接入dc-dc 12v转3.3v供电电路,然后由电源接入引脚vdd33、电源接入引脚vddio输出给ds90ub928ic芯片进行供电,所述背光光源电路包括led,所述dc-dc 12v转26v供电电路与led相连接;所述图像传输模块的电源由主机输入12v电流,然后通过l型滤波电路滤波,再通过供电电路系统的电源管理芯片dc_dc进行处理,然后分别接入图像传输模块的芯片;所述背光光源电路用于形成光学显示的背光信号,并与图像输出信号组成图像显示,所述背光光源电路包括设置于输入端的磁珠fb13 120r/2a、及滤波电容组、及背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1、及boost升压电路,所述滤波电容组包括并联设置的三个电容c85(10uf/50v)、c86(10uf/50v)、c88(100uf/50v),所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1包括多个引脚,所述背光光源电路采用12v开关电源输入,并经磁珠转换为为bl_12v,然后经滤波电容组滤波,bl_12v供电给背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的sw引脚,从而滤波后的电流接入背光驱动芯片的输入引脚,所述背光驱动芯片的引脚还连接有boost升压电路,经由背光驱动芯片和boost升压电路,bl_12v转换为24v-28v输出电流,所述背光光源电路的输出端为led 接口;所述boost升压电路设置有串接的电感l4、二极管d7、并联电容组c90~ c92,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的sw引脚与gnd引脚导通时,电感l4处于充电状态,二极管d7反向阻断,电感l4充电储能完毕,所述boost升压电路通过电阻将信号反馈到背光驱动芯片ic,背光驱动芯片ic指令关闭电感l4充电,电感l4开始通过二极管d7给并联电容组充电,并联电容组两端电压升高,当并联电容组两端电压高于输入电压,升压完毕;所述二极管d7的两端设置有多个反馈电阻r155~ r157,用于反馈充放电的信号或调节脉冲的宽度或调节充放电的时间;所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1为集成 dc-dc 转换器的汽车类高效 led 驱动器,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1为低电磁干扰emi且易于使用驱动器,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1包括可组合的四路高精度电流阱,能满足所述背光光源电路200毫安至600毫安的需求,所述 dc-dc 转换器可基于 led 电流阱余量电压提供自适应输出电压控制,能在所有条件下将电压调节到能够满足需要的最低水平,从而最大限度降低功耗,降低了整机静态电流,所述dc-dc 转换器支持针对开关频率进行扩频以及使用专用引脚实现外部同步,所述dc-dc 转换器可调节频率范围大,使得所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1能够避免调幅无线电频带干扰;所述dc
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dc 转换器支持升压和 sepic 工作模式。
14.所述背光光源电路设置于背光源pcb上,所述背光光源电路采用插座接入,所述背光源pcb上设置有8颗led,所述led 接口与8颗led电连接,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1的引脚还连接有串联的两个可变电阻r156(665k/1%)、r157(120k/1%),通过调节或更换两个可变电阻来设置背光光源电路的输出电流的大小,使输出电流恒定输出,所述背光驱动芯片ic_tps61194pwprq1还包括用于开关功能的mos管。
15.所述图像传输模块通过fpd-link插座输入hsd高速信号fpd-link,fpd-link信号
通过图像传输模块的解串器ds90ub928ic芯片进行处理,处理输出i2c0信号至dlp或处理输出lvds信号至tft屏,由dlp或tft屏组合背光光源,然后通过光学镜片、扩散片光学组件载体,将超高清的连续图像投射到汽车挡风玻璃上。
16.所述图像传输模块还接入can/lin总线信号,所述光学显示硬件控制平台还包括用于系统控制的mcu模块,所述can/lin总线信号与电源通过8pin主机插座接入mcu模块的芯片,所述can/lin总线信号通过mcu模块的芯片的处理后通过引脚输出并传递给解串器,然后通过解串器输出给光源显示;进一步,所述图像传输模块的电源输入接口3.3v与电源接入引脚vdd33和电源接入引脚vddio之间分别设置有磁珠fb11(120r/800ma)、fb12(120r/800ma),用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰,还具有吸收静电脉冲的能力;进一步,所述图像传输模块的电源输入接口3.3v线上还并联有多个去耦电容c74、c76、c77、c78,起去耦作用。
17.以上已将本发明做一详细说明,以上所述,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能限定本发明实施范围,即凡依本技术范围所作均等变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖范围内。
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