[发明专利]分光计电子显示系统

摘要

本发明属于教学实验装置，具体涉及一种分光计显示系统，基于FPGA的能够采集、处理Camera Link视频信号，并支持VGA、CVBS两种视频接口的显示系统。本发明提出采用Camera Link接口的CCD相机，其视频信号具有高分辨率、高传输速度、图像处理灵活、通信协议简单、传输接口结构易于实现等优点，同时FPGA作为可编程逻辑器件具有高速处理数据的能力，可以利用其对采集的视频信号进行高速处理。该系统具有集成度高，设计修改灵活、成像显示清晰和便携性好等优点。

主权项

分光计电子显示系统，其特征是：将彩色Camera Link工业数字相机（5）置于三脚架（6）上，调节高度，使分光计目镜（2）通过连接器（3）与光学镜头（4）相连，通过传输LVDS低压差分信号的线缆将相机的Camera Link接口与FPGA处理系统（7）连接，连接电源（8），接好CVBS接口(18)和VGA接口(20)，打开相机电源以及FPGA电源，在显示器(9)上观察图像，根据CCD相机传来的图像调节分光计(1)，首先对彩色Camera Link工业数字相机(11)的工作模式进行配置，采集图像数据，将同步信号以及视频信号接入FPGA处理系统(16)中，连接至SDRAM控制模块(13)，将SDRAM控制模块(13)内部的状态转换模块、寻址模块、输入输出模块分别连接至SDRAM数据存储模块RAS、CAS、CS、WE、A10、地址接口A0~A11和数据接口I/O，轮流读写两片SDRAM，在FPGA处理系统(16)内部编程将Bayer模式的色彩空间转换为RGB和YUV色彩空间的图像数据，然后数据经滤波算法模块(14)采用加入阈值比较的中值滤波算法完成图像数据降噪预处理；再将数字图像数据经视频编码模块(15)输出至D/A芯片进行模拟转换，其中BT.656数据流输出至ADV7343编码器 (17)得到CVBS标准彩色模拟信号，RGB信号输出至ADV7123编码器(19)得到VGA标准彩色模拟信号，最后协同FPGA的同步信号，分别输出至CVBS接口 (18)和VGA接口(20)实现图像显示功能，在图像显示出来后，调节手动调光按键(22)，FPGA系统接受指令，通过相机控制模块(12)调整曝光时间，解决过饱和问题，分光计(1)调节首先目视粗调，调节三个螺钉使载物盘的表面、望远镜和平行光管的光轴近似与仪器的中心转轴垂直，然后用自准直法调节望远镜光轴与中心转轴垂直，调焦到无穷远，最后调整平行光管，使发出的平行光垂直仪器主轴，能够在显示屏幕中心看到狭缝光，旋转望远镜与CCD相机，能够在不同的角度观察到不同的狭缝光的衍射像、折射像或干涉像。