CN1330281A - 一种无线3维眼镜用信号自动跟踪*** - Google Patents
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Abstract
一种无线3维眼镜用信号自动跟踪***,通过提高信号辨认的精确度与辨认的效率,将现有的3维无线眼镜的电池连续使用寿命,由现有的一百小时延长至一千小时以上,使得3维眼镜的利用变得更加方便。
Description
本发明涉及一种无线3维眼镜用信号自动跟踪***。
请参阅图1,图1为现有的一般红外线3维眼镜信号接收端电子电路的结构示意图,其中该红外线3维眼镜的无线信号接收电路100包含有一红外线信号接收器101、一信号处理电路102、一液晶快门驱动电路103、一升压电路104、一电池105及开关106。其中该红外线信号接收器101、信号处理电路102、液晶快门驱动电路103及升压电路104所需使用的电力由该电池105所供应。一般而言,该红外线信号接收器101的平均使用工作电流约在1mA(毫安)以上,该信号处理电路102的平均使用工作电流亦约在1mA,而该液晶快门驱动电路103及升压电路104两者的平均使用工作电流约在0.1mA,使得整体的平均总使用工作电流约在2.1mA。因此,对于传统的一个直径为20mm的水银电池而言,该水银电池的供电功率一般约为220mAH(毫安小时),所以在使用传统的信号接收电子电路时,现有的红外线3维眼镜只能连续使用约一百小时。
在上述现有红外线3维眼镜的无线信号接收电路100中,该无线信号接收电路100无法减少其平均总使用工作电流的原因,在于该红外线信号接收器101必须时刻接收红外线载波步信号107,且该信号处理电路102也须不停地处理信号,因此对于上述的水银电池而言,该***现有的无线信号接收电路100的连续使用时间的极限只能达到一百小时。
因此,本发明的目的是针对上述的缺点,提出有效的解决方案,以增加连续使用时间并提高至一千小时以上,使得无线3维眼镜的使用变得更加方便。
本发明的无线3维眼镜用信号自动跟踪***,通过提高信号辨认的精确度与辨认的效率,使得红外线信号接收器及信号处理电路无须全时段地工作,只须利用极少时间即可自动同步跟踪无线信号,而在大部份的时间中,红外线信号接收器及信号处理电路皆处于待机状态,不但减少平均总电流的消耗,并将平均总电流减低至0.2mA以下,使得连续使用时间可由现有的一百小时延长至一千小时以上,令3维眼镜的利用变得更加方便。
通过使用主信号自动辨认跟踪的逻辑理论,并配合信号接收电子电路的改良,使得本发明只须侦测无线同步信号数个周期,即可关闭信号接收器所使用的电源及令信号处理电路由工作状态进入待机状态,达到节省电力的目的。
上述的说明为本发明的无线3维眼镜用信号自动跟踪***的简单解说,为加强本发明使用上的了解与认识,现结合附图对本发明提供一完整的解说。
图1为一般红外线3维眼镜信号接收端电子电路的结构示意图;
图2为一般无线3维眼镜所使用的同步信号的示意图;
图3为本发明信号自动识别跟踪的逻辑示意图;
图4为本发明一种无线3维眼镜用信号自动跟踪***的结构方法示意图;
本发明提供一种无线3维眼镜用信号自动跟踪***,通过使用自动识别跟踪的逻辑理论,并配合信号接收电子电路的改良,使得本发明的无线3维眼镜用的信号自动跟踪***只须侦测无线同步信号数个周期,即可关闭信号接收器所使用的电源并使信号处理电路由工作状态进入待机状态,因此可达到节省电力的目的。在说明本发明实施例之前,先针对本发明所提出的信号自动识别跟踪的逻辑理论做一说明。
本发明所提出的信号自动识别跟踪逻辑理论在时间的先后次序上可分为三阶段说明,第一阶段为自动同步时区。也即本发明所提出的信号自动识别跟踪***是根据此三阶段的逻辑理论,实际应用于3维立体眼镜的领域。以下说明本发明所提出的逻辑理论。
物理量的定义:
在说明本发明的逻辑理论前先定义一些物理量,以方便以下的说明。现请参阅图2,图2为一般无线3维眼镜所使用的同步信号的示意图。一般无线3维液晶快门眼镜所使用的无线同步信号为一周期变化的方波信号,此方波信号是无线3维液晶快门眼镜的信号接收器所接收到的同步信号S,而信号处理电路则根据此同步信号S用以开启或关闭3维眼镜上的左、右液晶快门,本发明里假设当同步信号S为“0”的状态时,表示显示器在“0”的时间间隔中扫描立体影像的左影像,此时信号处理电路将左液晶快门开启而将右液晶快门关闭;另外,当同步信号为S“1”的状态时,表示显示器在“1”的时间间隔中扫描立体影像的右影像,此时信号处理电路将右液晶快门开启而将左液晶快门为关闭。以下为了方便说明本发明,先定义一些物理量。
周步周期Tw 表示同步信号S一周期的时间间隔。
同步半周期Th 表示同步信号S为“0”或“1”的状
态时的半周期时间间隔。
同步半周期T0 表示同步信号S为“0”状态时的时间
间隔。
同步半周期T1 表示同步信号S为“1”状态时的时
间间隔。
正极性转态T+ 同步信号S由“0”状态转变成“1”
的状态。
负极性转态T- 同步信号S由“1”状态转变成“0”
的状态。
影像扫描时间Tscan 在同步半周期Th中,表示显示器电子
枪扫描立体影像的扫描时间。
可容许误差漂移时间Tdrift 在同步半周期Th中,表示显示器电子
枪为遮蔽及回扫的时间。
本发明所实施的信号自动识别跟踪的基本精神为,利用现有的微处理器,根据时间的先后次序实施信号识别、同步触发及自动同步等三阶段的处理。在第一时区中即信号识别时区,启动信号接收器以接收同步信号S,同时利用一个同步周期的时间Tw,精密侦测出同步信号半周期的时间Th;在第二时区中即同步触发时区,精密侦测下一同步半周期的触发时间,以正确启动第三时区的自动同步时区;而在第三时区中即自动同步时区,则关闭信号接收器,并令微处理器以中断方式产生同步信号。以下分别叙述各时区的工作原理。
信号识别:
如图3的信号自动识别跟踪逻辑示意图所示,令Ssync为实际的同步信号、Strack为自动跟踪的同步信号、TD为信号识别时区、TT为同步触发时区、TA为自动同步时区、而Thm为测量的半周期的时间间隔。在第一时区即信号识别时区TD中,其最重要的工作即是利用实际的同步信号Ssync的特征,在最短时间内正确识别出信号的正确性,并同时利用微处理器测量出该实际的同步信号Ssync半周期的时间Th,以提供在第三时区Ta中,微处理器所产生的自动跟踪的同步信号Strack的依据。本发明将实际的该同步信号Ssync的特征归纳为三项。
特征之一:实际的同步信号Ssync的相邻两半周期的间隔必须一致,也即表示实际的同步信号Ssync为“0”或“1”的状态的时间间隔T0与T1必须一致。
特征之二:实际的同步信号Ssync的正极性转态T+、负极性转态T-必须交替变化。
特征之三:实际的同步信号Ssync的同步半周期T0与T1必须在某一有限区间,为了去除液晶快门的闪烁现象,立体画面的扫描频率通常须提高至100Hz与120Hz之间,由此可限定该实际的同步信号Ssync的半周期的频率T0与T1必须在100Hz与120Hz之间。
利用此三项的特征,微处理器即可在实际的同步信号Ssync的相邻两半周期时区的时间内,识别出正确的同步信号,并侦测出T1与T0之后取其平均值即可测量的半周期的时间间隔Thm。
同步触发
如图3所示,在第二时区即同步触发时区TT中,其最重要的工作即是侦测出正极性转态或负极性转态发生的时间点Tt,并根据该时间点Tt以启动第三时区的作业。
自动同步
如图3所示,在第三时区即同自动同步时区TA中,其最重要的工作即是在同步触发的时间点Tt之后,根据所测量半周期的时间间隔Thm,由微处理器以中断方式自动产生一可自动跟踪的同步信号Strack。由于微处理器的测量精度有限,测量同步触发的所造成的时间误差及测量半周期的误差,会使得自动跟踪的同步信号Strack与实际同步信号Ssync间产生一时间漂移的现象Sdrift。本发明图3所列举的例子是令同步触发的时间Tt为正确,而测量的半周期的时间间隔Thm略小于实际同步信号半周期的时间间隔Th,其差异的时间间隔为口t,因此会产生一向前漂移的现象Sdrift。相对于实际同步信号Ssync的时序,令自动跟踪同步信号Ssack向前漂移,可得到一额外好处,即可利用向前漂移所赞成的时间差来提前开启或关闭液晶快门,以抵消液晶快门开启或关闭时所需的反应时间。但是,当此向前漂移的时间超过了可容许误差漂移时间范围Tdrift时,则液晶快门开启或关闭的时间变成太早,会造成漏光的现象,也即本发明的自动跟踪***必须再次重新启动,重覆执行第一、第二、及第三时区的工作,以确保无法造成漏光的现象。以下,理论说明向前漂移的现象,并以实际的数字说明可容许同步的最大时间间隔。
假设微处理器所测得同步信号的半周期为Thm,而时实际同步信号的半周期为Th,且令Th>Thm,则可计算出以下的物理量。
同步半周期的测量误差 Δt=Th-Thm
可容许自动同步的最大半周期数 N=Tdrift/Δt
可容许自动同步的最大时间间隔 T=NxTh
以实际量列举说明时,例如,同步半周期Th=10-2sec,而可容许误差漂移时间Tdrift=10-4sec,则在微处理器的测量精度各为
Δt=10-7sec及10-8sec时,N及T的值各别如下:
测量误差Δt | 10-7sec | 10-6sec |
可容许自动同步的最大半周期数N | 1000 | 100 |
可容许自动同步的最大时间间隔T | 10sec | 1sec |
由上可知,假如测量误差Δt可达10-8sec时,可容许自动同步的最大时间间隔为1秒,即于1秒内还可以让液晶快门的开关时间与书面扫描时间同步;而在测量误差Δt达10-7sec时,可容许自动同步的最大时间间隔为10秒,即于10秒内还可以让液晶快门的开关时间与画面扫描时间同步。
目前,一般市面上所销售的微处理器(micro-processor)其所使用的振动频率以可达1MHz至10MHz,亦即其时间精确度最小可达10-5sec至10-7秒之间,可用来作为本发明的信号自动识跟踪***的中央处理器,配合本发明的信号自动识别跟踪逻辑为设计基础的软件及电子电路的设计,即可令无线3维眼镜的使用时间由现在的100小时延长至1000小时以上,其理由为说明如下。根据前述,使用红外线方式的现有无线3维眼镜,因为其所设计的红外线接收电路必须使用所有的时间,不停地令红外线信号接收器及信号电路工作。在电流的消耗上,该红外线信号接收器的平均使用工作电流约在1mA(毫安),而该信号处理电路的平均使用工作电流也约在1mA。因此,对于传统一个直径为20mm的水银电池而言,该水银电池的供电功率一般约为220mAH(毫安小时),现有的红外线3维无线眼镜只能连续使用约一百小时。然而,根据本发明的理论及实际使用的控制电路,在使用振动频率为1HMz,也即其时间精确度最小可达10-6秒的微处理器时,且在同步信号频率为50Hz(若以半周期计则为100Hz),其可容许自动同步的最大时间间隔为1秒时,即只要用3个半周期的时间,即可达到信号识别、同步触发及自动同步等功效,使得在3个半周期之后的1秒间内,虽然关闭红外线信号接收器及信号处理电路(其实际的电气动作实施例中说明),还可以让液晶快门的开关时间与书面扫描同步,因而使得该红外线信号接收器及信号处理电路的平均消耗电流,由2mA骤降为百分之三,因此对于供电功率为220mAH(毫安小时)的水银电池而言,其可连续使用时间由100小时提高至3000小时(理论值)。以下,透过实施例来说明本发明的一种3维无线眼镜用信号自动跟踪***。
实施例
现请参阅图4,图4为本发明实施例的***方块示意图。本发明实施例1由一无线信号接收部200所组成。其中无线信号接收部200包括有一无线信号接收电路201、一微处理器202、一液晶快门驱动电路203、一电池204、双向控制电子开关205、206、一升压电路207及一重新启动开关208。该无线信号接收电路201的功能,是接收一左右同步载波信号210,并将该载波信号去除后还原并输出一左右同步信号211。该微处理器202的功能,是接收一左右同步信号211,利用左右同步信号211的三个半周期时间,以实施信号识别的处理及同步触发的处理,之后进入自动同步的处理,使得在三个半周期后该微处理器202即可开闭电子开关205,令无线信号接收电路201进入无动作状态,同时该微处理器202根据所测得的测量半周期的时间间隔,以中断方式每隔半周期自动产生及输出一左液晶快门驱动信号212及一右液晶快门驱动信号213,用以自动同步驱动左、右液晶快门。一般,微处理器在中断模式作业时,只有在中断执行程序时才需消耗电力,而其他时间内则处于待机的状态,其所消耗的电流通常只有几个毫安(μA)。另外,该微处理器202必须于“可容许自动同步的最大时间间隔”内,重新实施信号识别、同步触发及自动同步等三阶段的处理。该液晶快门驱动回路203接收一左液晶快门驱动信号212及一右液晶快门驱动信号213,并根据升压电路207所提供的电压,将该左液晶快门驱动信号212及右液晶快门驱动信号213的电压提高后,输出一升压后的左液晶快门驱动信号214及一升压后的右液晶快门驱动信号215。该微处理器202的另一功能,是在所设定的“暂时停止左右液晶快门动作的时间范围”内,如果该信号识别的处理,无法识别出正确的同步信号时,则令微处理器输出一电压为零的左液晶快门驱动信号及输出一电压为零的一右液晶快门驱动信号,以停止左右液晶快门的动作。该微处理器202的另一功能,是在所设定的“自动关闭硬件***的时间范围”内,如果该信号识别的处理,无法门识别出正确的同步信号时,则令微处理器关闭电子开关205,以关闭该无线信号接收回201所使用的电源,同时令微处理器亦关闭电子开关206,以关闭该升压电路207及液晶快门驱动回路203所使用的电源,最后令微处理器进入待机状态,以达到自动关闭电源的目的。该微处理器202于待机的状态时所消耗的电流只有几个毫安培(μA),几乎不损耗电流。该微处理器202的再度启动是通过一外部的重新启动动作209(Reset)以开启重新启动开关208,以重新设定该无线信号接收部200各部电路的正确动作,令该微处理器202由待机状态进入正常运作的状态,并令该微处理器202开启电子开关205,以供应该无线信号接收电路201所使用的电源,同时令微处理器202也开启电子开关206,以供应该升压电路207及液晶快门驱动电路203所使用的电源,并令该微处理器202开始重复执行信号自动识别跟踪软件***。
本发明的保护范围由权利要求书决定,任何本领域的技术人员,在本发明的精神和内容的范围内,所作的改进和替换,应被视为属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1、一种无线3维眼镜用信号自动跟踪***,包含有一无线信号接收硬件***及一信号自动识别跟踪软件***,其中该无线信号接收硬件***包含有:
一无线信号接收电路,接收一左右同步载波信号,并将该载波信号去除后还原并输出一左右同步信号;
一微处理器,接收一左右同步信号及一重新启动开关的设定,根据该左右同步信号的时序,以重复执行自动识别跟踪软件***,并输出一无线信号接收开关信号、一升压电路开关信号、一左液晶快门驱动信号及一右液晶快门驱动信号,另外该微处理器根据该重新启动开关的设定,以启动该无线信号接收硬件***;
一液晶快门驱动电路,接收一左液晶快门驱动信号及一右液晶快门驱动信号,并将其升压后输出一升压后的左晶快门驱动信号及一升压后的右液晶快门驱动信号;
一电池,提供该无线信号接收硬件***的电源;
一无线信号接收器电子开关,接收一无线信号接收开关信号,并根据该信号输出或关闭该无线信号接收电路所使用的电源;
一升压电路电子开关,接收一升压电路开关信号,并根据该信号输出或关闭该升压电路及液晶快门驱动电路所使用的电源;
一升压电路,将该电池所提供的电压进行适当的升压;
一重新启动开关,重新启动无线3维眼镜用信号自动跟踪***。
2、如权利要求1所述的无线3维眼镜用信号自动跟踪***,其特征在于,该无线信号接收电路所接收的该左右同步载波信号可为垂直扫描同步信号的载波信号,或为垂直扫描同步信号频率除半后的载波信号。
3、如权利要求1所述的无线3维眼镜用信号自动跟踪***,其特征在于,该信号自动识别跟踪软件***根据时间先后依序重复执行一信号识别的处理、一同步触发的处理及一自动同步的处理。
4、如权利要求3所述的信号自动识别跟踪软件***,其特征在于,该信号识别的处理,是在一同步信号周期中测量相邻两半周期的时间间隔,该两时间间隔的误差,若是小于某一预设的数值时,则测量所得的同步信号为正确的信号,且由测量所得的两半周期的时间间隔取得一平均值,并令其为测量半周期的时间间隔,若该测量半周期的时间间隔在某一有限区间范围内时,则测量所得的同步信号为正确的信号;该信号识别的处理,还为在一同步信号周期中,其信号极性转态若为正极性转态、负极性转态与正极性转态的连续交替变化时,则测量所得的同步信号为正确的信号;该信号识别的处理,还为在一同步信号周期中,其信号极性转态若为负极性转态、正极性转态与负极性状态的连续交替变化时,则测量所得的同步信号为正确的信号。
5、如权利要求4所述的信号自动识别跟踪软件***,其特征在于,在所述信号识别的处理中,该测量半周期的时间间隔,必须强制使其略小于实际同步信号半周期的间隔。
6、如权利要求3所述的信号自动识别跟踪软件***,其特征在于,该同步触发的处理,在信号识别处理之后,侦测出下一个信号极性转态的发生时间。
7、如权利要求3所述的信号自动识别跟踪软件***,其特征在于,该自动同步的处理,在同步触发处理之后,令微处理器输出一无线信号接收关闭的信号至无线信号接收器电子开关,以关闭该无线信号接收电路的电源,同时令微处理器进入待机的状态,但每隔该测量半周期的时间间隔,以中断方式自动产生及输出一左液晶快门驱动信号及一右液晶快门驱动信号。
8、如权利要求3所述的信号自动识别跟踪软件***,其特征在于,该信号自动识别跟踪软件***设定有一可容许自动同步的最大时间范围,令该信号识别的处理、同步触发的处理及自动同步的处理的重复执行的间隔,必须小于该可容许自动同步的最大时间范围,并于重复执行之前,令微处理器输出一无线信号接收开启的信号至无线信号接收器电子开关,以输出该无线信号接收电路所使用的电源。
9、如权利要求3所述的信号自动识别跟踪软件***,其特征在于,该信号自动识别跟踪软件***设定有一暂时停止左右液晶快门动作的时间范围,即在该时间范围内如果该信号识别的处理,无法识别出正确的同步信号时,令微处理器输出一电压为零的左液晶快门驱动信号及输出一电压为零的一右液晶快门驱动信号,以停止左右液晶快门的动作。
10、如权利要求3所述的信号自动识别跟踪软件***中,该信号自动识别跟踪软件***设定有一自动关闭硬件***的时间范围,令在该时间范围内如果该信号识别的处理,无法识别出正确的同步信号时,令微处理器输出一无线信号接收关闭的信号至该无线信号接收器电子开关,以关闭该无线信号接收电路所使用的电源,同时令微处理也输出一升压电路关闭的信号至该升压电路电子开关,以关闭该升压电路及液晶快门驱动电路所使用的电源,最后令处理器进入待机状态。
11、如权利要求1所述的无线3维眼睛用信号自动跟踪***,其特征在于,该重新启动开关为一开关,通过一重新启动的动作可重新启动该微处理器,使该微处理器由待机状态进入运作的状态,并令该微处理器输出一无线信号接收开启的信号至该无线信号接收器电子开关,以输出该无线信号接收电路所使用的电源,同时令微处理器也输出一升压电路开启的信号至该升压电路电子开关,以输出该升压电路及液晶快门驱动电路所使用的电源,并令该微处理器开始重复执行信号自动识别跟踪软件***。
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