基于LSM303DLHC芯片LCD视动性眩晕补偿系统设计.doc

基于LSM303DLHC芯片的LCD视动性眩晕补偿系统的设计 大家都知晓的：随着当今科技发展速度的激增，越来越多的请电子工业产品以令人惊异的频率更新换代并且已经在百姓的生活中得到普及。移动设施如手机、eBook等就是很典型的例子，包括最近两年推出的各款式的平板电脑如iPad等也在市场上受到了热烈的推崇。可以预见，这些大屏幕的移动设备会在人们的生活中愈来愈普及，并且趋于多样化、多功能化、轻便化。以手机为例，目前中国市场上流行的手机如iPhone、小米都是使用大液晶屏幕的手机，内置的操作系统为IOS系统或安卓系统(Android)，这类手机的触屏手感极好，运算速度更快，图像显示更清晰，在不久之后就会以绝对优势取代非智能手机以及基于塞班系统等的小屏幕手机。 随着这一类以液晶屏为显示主体的移动电子产品功能的多样化，他们的使用用途也越来越广泛，使用地点也因不受限制而越来越广泛。如今不乏看到有人在公交汽车、地铁或长途客车、火车以及飞机上使用这样的大屏幕手机发送短信、浏览照片，使用eBook阅读杂志，或者使用平板电脑看电影等。然而，绝大多数人在以上环境中长时间使用这些设施之后会发生类似于眩晕的不适感，有些人甚至会在短时间的使用后产生头晕的症状。这种症状在公交汽车、客车这样的经常颠簸的交通设施上最为明显，它限制了手机、eBook等在交通工具上的使用，更为严重的是，这种眩晕会伤害人的视力，对人们的身体造成伤害。 1.1.2 医学依据 人的平衡靠大脑正确分析来自前庭、本体感受器和眼的正确估息，以正确反映自身与外界的相互关系，并通过一系列的反射，随时调整这种关系。当三种传入的信息匹配不当时，即发生眩晕。眼的信息来自视觉和动眼反射，通过视觉可以判断视觉与外界的相互关系，增强空间定向能力;动眼反射则和前庭反射共司眼肌运动，使眼肌向所需方向转动，以便视线在身体运动中能准确对准目标。由前庭冲动发出的视线调节，使眼球反射性地朝逆方向转动;由前庭冲动引起的眼球运动，则可追随注视目标，调节视线方向。登高俯视时可发生俯视性眩晕，从飞速行驶的火车车窗注视车外近景时可发生视动性眩晕。而闭眼则可以阻断视觉刺激，防止上述眩晕的发生。由此说明，眼与眩晕发生有关。 眼的信息既来自视觉和动眼反射，则正确的信息必须要有良好的视觉系统(包括视网膜及其传导通路)和正常的屈光系统。否则不能向大脑输送清晰的图像。因此，正常人必须要有完好的眼球运动系统(包括前庭动眼反射、视动性反射、平稳跟踪运动、眼震快相、扫视、融合等)，以获得稳定的视网膜影像，并能根据需要改变视线。[1]影像必须是相当稳定的（但不是绝对稳定的，否则会引起影像的消退)，才能使影像停留在视网膜上，得到最好的视觉分析。如果没有这种眼球运动系统，任何不随意的头动，甚至心跳这样的轻微振动也能使影像在视网膜上滑过，致使无法获得稳定的视觉。如链霉素中毒患者，其前庭动眼反射不能代偿心跳诱发的头动。而影响正常的学习和工作。眼源性眩晕可由下列各种情况发生。除视动性眩晕有明显的旋转感外，一般均呈视物或自身晃动不稳感，闭眼后症状常消失。对于生理性的眼源性眩晕，主要包含以下两种： 1.偏位性眩晕 视线强制性偏位40度以上，固视1~2分钟后发生的眩晕，伴有眼球不规则的眼震样跳动。此为眼肌过度收缩后本体感觉信号失调所致。 2.视动性眩晕 可固定注视转动的条纹转鼓或在高速行驶的车中注视近物而诱发。伴有视动性眼震，眼球呈锯齿状周期运动，其慢相与外物运动方向一致，其快相方向相反，即眼球的复位运动，临床常利用此法来检查视觉与前庭的联系，即视物中枢是否正常。 1.2 研究目的 如果能开发出这样的新型的使用液晶显示屏的电子移动设备（或技术），它能够大幅减弱人们在交通工具上使用它所承受的眩晕以及视觉疲劳感，这种产品将不仅能够进一步“瓦解”电子移动设备的使用限制，也会更有利于消费者的视力和身体。一种想法是，在移动设施中嵌入一个具有传感器功能的芯片，能够对该电子移动设备的运动情况进行捕捉，并通过对传感器探测到的信号进行运算，得到一个补偿矢量；将在液晶屏幕上显示的信息在经过与补偿矢量的复合运算后的结果显示在屏幕上，使之不会完全随着移动设备的不规则运动而运动。根据后文介绍的现有的医学理论，这种方法确实可以从理论上降低眩晕感。 本次大赛提供的芯片中，有两块具有比较好的运动探测功能，他们分别是LSM303DLHC芯片、L3GD20芯片。将这两块芯片嵌入到移动设备的硬件中，作为捕捉移动设备运动的传感器，即可实现上述功能。在本项目中，将利用LSM303DLHC芯片探测在三维坐标下移动设备的加速运动情况并进行补偿。为得到较为精密的处理结果，需要使用到LSM303DLHC尽可能多的传感维度。而加入L3GD20芯片后的设备与本项目中的设备