CN201590223U - 一种立体眼镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种立体眼镜，包括立体眼镜包括信号接收模块、主控模块电源和和左右LCD镜片，其中主控模块分别与信号接收模块、电源以及左右LCD镜片连接，主控模块包括：同步控制模块，用于根据信号接收模块所接收的同步信号控制左右LCD镜片交替地打开和闭合；动态功耗控制模块，用于监测同步信号，并根据监测结果对立体眼镜的部分和/或所有单元的供电进行动态控制。本实用新型根据信号状态及信号质量对立体眼镜工作中以及待机时的功耗进行有效的动态控制，相对延长了单位功耗下的工作时间。

Description

一种立体眼镜

技术领域

本实用新型涉及眼镜式视频显示技术领域，具体地说，涉及一种能够进行动态功耗控制的立体眼镜。

背景技术

人类之所以能够看到立体的景物，是因为我们的双眼可以各自独立看东西，也就是左眼只能看到左眼的景物，而右眼只能看到右眼的景物。由于左右两眼有间距，造成两眼的视角有些细微的差别，而这样的差别会让两眼个别看到的景物有一点点的位移，同时，人类的大脑很巧妙地将两眼的图像融合，产生出有空间感的立体视觉效果在大脑中。

由于计算机屏幕只有一个，而我们却有两个眼睛，又必须要让左、右眼所看的图像各自独立分开，才能有立体视觉。这时，就可以通过3D立体眼镜，让这个视差持续在屏幕上表现出来。

现有技术中的立体眼镜很多是利用镜片的反射和折射原理，使得视频图像到达人的左、右眼时有一个空间上的位移，产生视差，从而使普通视频在人脑中产生出有空间感的立体视觉效果，如专利文献1，公开了一种采用半透明半反射镜片与平面镜相配合结构的视频临境眼镜，包括镜框，镜框中间固定有与其成45度的平面镜和半透明半反射镜片，平面镜与半透明半反射镜片互成90度，镜框上半透明半反射镜片的反射面一侧设置有与半透明半反射镜片平行的平面镜，且镜框上与半透明半反射镜片互成90度的平面镜的反射面一侧设置有与该平面镜平行的平面镜。

但上述利用镜片的反射和折射原理实现的立体视觉效果，眼镜本身镜片过多、镜面结构复杂、不易维护，而且与实际视频的同步性以及最终反应到人脑中的视频图像质量都比较差。现在的立体眼镜也有采用以控制左、右液晶镜片开关来交替显示视频图像的立体成像技术，如专利文献2公开的立体眼镜，如图1所示，该立体眼镜包括一眼镜框本体，眼镜框本体内设置有电源，电源经电路与同步信号处理模块连接，同步信号处理模块经电路与控制模块连接，另外还设置有一感应开关，串接于电源与同步信号处理模块之间，通过人体与该感应开关的接触与否来控制***是否进行同步处理工作。但专利文献2的立体眼镜只有有感应开关所确定的工作和关机两种状态，在工作状态下的电源消耗持续维持最大状态，功耗比较高。

专利文献1：中国专利公告第CN2888469号

专利文献2：中国专利公告第CN201348682号

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种同步效果好且功耗低的立体眼镜。

基于上述目的，本实用新型提供的立体眼镜包括信号接收模块、主控模块电源和和左右LCD镜片，其中主控模块分别与信号接收模块、电源以及左右LCD镜片连接，主控模块包括：

同步控制模块，用于根据所述信号接收模块所接收的同步信号控制所述左右LCD镜片交替地打开和闭合；

动态功耗控制模块，用于监测同步信号，并根据监测结果对所述立体眼镜的部分和/或所有单元的供电进行动态控制。

此外，优选的结构是，同步控制模块包括：

升压器，提供LCD镜片驱动电压；

模拟开关，分别与所述升压器和所述左右LCD镜片电连接，用于输出同步控制信号。

另外，优选的结构是，动态功耗控制模块包括信号监测模块，用于监测信号接收模块所接收的信号，并根据信号的状态对信号接收模块、左右LCD镜片进行使能控制。

再者，优选的结构是，信号接收模块包括由红外接收器和调制解调器组成的同步信号接收部分。

本实用新型提供的立体眼镜通过信号监测和信号质量检测，根据信号质量对立体眼镜工作中以及待机时的功耗进行有效的动态控制，相对延长了单位功耗下的工作时间。另外，根据电视的同步信号利用三通道单刀双掷开关来同步控制左、右液晶镜片的切换，使得3D立体成像更加流畅；同时，使用模拟开关的功耗远远低于使用分离器件的功耗，有利于立体眼镜整体的功耗控制。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示现有技术中一种立体眼镜的逻辑结构示意图；

图2是表示本实用新型第一实施方式的逻辑结构示意图；

图3是表示电视端发送的同步信号的波形图；

图4是表示本实用新型第二实施方式的逻辑结构示意图；

图5是表示本实用新型第三实施方式的逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述。

第一实施方式

图2是表示本实用新型第一实施方式的逻辑结构示意图，如图2所示，本实用新型的立体眼镜包括：信号接收模块1、主控模块2、电源5和左右LCD镜片602。其中主控模块2分别与信号接收模块1、电源5以及左右LCD镜片602相连接。其中信号接收模块1用于接收同步信号，主控模块2用于根据信号接收模块所接收的同步信号，对信号接收模块1以及左右LCD镜片进行控制，左右LCD镜片602用于观看3D立体图像，电源5用于给立体眼镜供电。

信号接收模块1包括红外接收器(IR RCV)101和调制解调器102。其中，IR RCV101，用于接收同步信号，例如电视端发射的经过调制后的同步信号；信号调制器102，用于对所接收的经过调制后的同步信号进行解调，以获得解调后的同步信号。

主控模块2包括同步控制模块3和动态功耗控制模块4。同步控制模块3与信号接收模块1相连，用于根据信号接收模块1所接收的同步信号控制左右LCD镜片交替地打开和闭合。动态功耗控制模块4用于监测同步信号，并根据监测结果对信号接收模块、同步控制模块的供电进行动态控制，其中，当在特定时间段内没有监测到同步信号时，动态功耗控制模块4使得对立体眼镜的部分和/或所有单元停止供电。

同步控制模块3又包括升压器301和模拟开关302，模拟开关302连接在升压器301和左右LCD镜片602之间。其中，升压器301用于将传输电压提升至左右LCD镜片602所需要的电压；模拟开关302，用于根据从信号接收模块1接收的同步信号输出同步控制信号，控制左右LCD镜片602交替地打开和闭合。

在本实施方式中，采用DC-DC转换器作为立体眼镜的升压器301，将左右LCD镜片的开关电压(LCD驱动电压)提高到10V，同时在保证其立体图像观看效果的前提下，采用交流控制液晶镜片的方式，能够有效提高左右LCD镜片在长时间开关情况下的稳定性，使镜片的可靠性和使用寿命得到提升。

在控制左右LCD镜片交替地打开和闭合方面，本实用新型特别选用更可靠的三通道单刀双掷开关作为模拟开关。此开关的打开时间是100ns，关闭时间仅40ns，从而可以快速地控制左右LCD镜片的打开和闭合，由此使得3D立体成像更加流畅。此外，所选用的模拟开关也可以是常规的三个分离晶体管和FET(场效应晶体管)的组合来实现。但是，使用三通道单刀双掷开关的功耗远远低于使用分离器件(分离晶体管、FET)的功耗，有利于立体眼镜整体的功耗控制。

此外，同步控制模块3还包括信号质量检测模块303，用于检测所接收的信号的质量，并根据检测结果进行信道调整或者信号脉宽补偿。具体的说，当信号质量检测模块402检测出所接收的同步信号质量差时，同步控制模块3会产生同步信号，并利用所产生的同步信号控制立体眼镜的左右LCD镜片602交替地打开和闭合，从而使得通过LCD显示的3D画面无重影、无闪烁，以达到与3D图像同步时相同的视觉效果。

另外，在立体眼镜启动的初始化阶段，信号质量检测模块303还能够自动扫描无线信道，主动避开已被占用的频道和信道质量太差的信道；在工作过程中，当信道质量变差后，信号质量检测模块303还可以主动切换空闲信道或者信道质量好的信道，提高立体眼镜对于信号选择的智能性。

动态功耗控制模块4包括信号监测模块401，用于监测信号接收模块1所接收的信号，并根据信号的状态对所述信号接收模块、信号输出模块进行使能控制。举例来说，如果超过1s没有同步信号，则触发主控模块2关闭DC-DC；如果超过6s没有同步视频信号，则关闭IR RCV(红外接收器)；如果超过30s没有视同步信号，则整个立体眼镜***关机。当然，如果在30s之内接收到了有效信号，则主控模块2会及时开启关闭的IR RCV和DC-DC，保证立体眼镜的正常工作；整个***关机后，信号监测模块也就停止信号的监测，即使有信号传来，主控模块2以及信号监测模块401也不会工作，需要手动按键(开关按键8)才能开启。

左右LCD镜片602与同步控制模块3相连，用于通过交替控制立体眼镜的左右LCD镜片602的打开和闭合，观看立体图像。具体地，同步控制模块3根据来自信号接收模块1的同步信号，同步控制立体眼镜的左右LCD镜片的模拟开关，使得左右LCD镜片的打开和闭合的交替切换频率与视频源图场的交错显示频率一致，从而使得在人们戴上立体眼镜后能够观看到立体图像。

下面以一个例子来说明如何进行同步和切换。

例如，电视端所发射的信号60Hz同步信号，经过红外线调制后，发送给眼镜。在信号接收模块1的红外接收器(IR RCV)101接收到电视端所发射的信号后，进行解调后得到60Hz的同步信号。图3示出了电视端发射的同步信号的波形图。如图3所示，在一个周期内，高电平的持续时间为16.4ms，低电平的持续时间约为0.2ms。立体眼镜的同步控制单元240根据所获得的信号(即，IR同步信号)，控制立体眼镜的左右LCD镜片L、R交替地打开和闭合，从而使得所述立体眼镜的左右LCD镜片的交替打开和闭合的切换频率与所接收的同步信号同步。根据立体图像的成像方式，对于第一个信号，通常需要左同步，也就是要求在开始时左侧的LCD镜片先关闭，右侧的LCD镜片打开；然后再关闭右侧的LCD镜片，同时打开左侧的LCD镜片，依次交替显示单图场和偶图场，从而使得在通过立体眼镜观看时能够观看到立体图像。

本实施方式通过信号动态功耗控制模块的控制，在合理的等待时间内尽可能的降低立体眼镜内部部件的能源消耗，实现了立体眼镜的低功耗控制。实验证明，本实用新型的***平均电流消耗仅为1.7mA左右，可以保证连续观看45小时电视而不需要更换电池，大大节省了能源，降低了立体眼镜的后期使用成本。

电源5包括电池501、充电控制器503和低电检测器504。

其中，电池501分别与充电控制器503和低电检测器504电连接。

低电检测器504，用于检测电源的电压是否足够支持立体眼镜的运作，如果电量过低，则产生低电报警，将示警信号传输给主控模块2，通过主控模块2控制充电控制器504为电池501充电。

充电控制器503，用于响应低电检测器的低电报警而为电源充电，并在充电完毕后自动断开充电电路。在本实施方式中，该充电控制器上设置有用于外接充电的通用USB接口。

此外，本实施方式中，电池501采用可充电的锂电池。当然也可以采用普通一次性锂电池或者经过调压的外部电源。

此外，在主控模块2上还设置有立体眼镜的开关按键8，用于控制整个立体眼镜的电源开启与关闭。

第二实施方式

图4是本实用新型第二实施方式的逻辑结构示意图。与第一实施方式不同的是，在本实施方式中，分别增加了用于同步接收电视伴音音频信号的FM接收器103和用于输出电视伴音音频信号的音频输出器604。

其中，音频输出器604为辅助以功放的耳机。

与第一实施方式中对接收的同步信号的处理过程相同，对于电视伴音音频信号，如果信号监测模块401长时间没有监测到电视伴音信号的存在，则自动关闭FM发射，进入FM的待机模式；有电视伴音时主控模块2打开FM功能，进入FM的工作模式，经由同步控制模块3同步输出与同步信号对应的电视伴音音频信号。

在现有的立体眼镜工作模式中，只有对同步信号的处理，而未见对相应音频的处理。本实施方式一方面扩展了立体眼镜的工作模式，另一方面也满足了用户对多媒体信息的多方面需求。

同样，对于所增加的电视伴音工作模式，通过动态功耗控制模块4的监测以及动态功耗的控制，在合理的等待时间内尽可能的降低FM接收器14和音频输出器604的功耗，从而使立体眼镜内部部件的整体能源消耗降低，实现了本实用新型的低功耗动态控制目的。

更进一步，本第二实施方式中还增加了一个用来手工切换立体眼镜工作模式的按键9。通过该按键，用户可以分别选择仅3D功能、仅电视伴音功能，或者同时选用3D和电视伴音功能。本实施方式将开机默认为3D+电视伴音功能。

通过按键9的设置，用户可以根据使用环境和个人需求自主选择立体眼睛的工作方式，不仅使立体眼镜的使用更灵活多变，还在一定程度上避免了不必要的能耗浪费。

另外，该按键9可以单独设置，也可以与立体眼镜的开关按键8合并设置，利用按键的当前状态和按压时长来控制开/关机或者工作方式切换。

第三实施方式

图5是本实用新型第三实施方式的逻辑结构示意图。如图5所示，与第二实施方式不同的是，在本实施方式中，增加了一个信道记录、预测模块7，用于在监测到同步信号和/或电视伴音的音频信号后，记录当前同步信号和/或电视伴音的音频信号的信道，以便在信号变化后调整信道或者重新扫描信道时，根据当前记录的信道信息自动预测可能的有效、优质信道，进行小范围的信道调整或者扫描。

如果在工作过程中3D同步信号因为某种原因被中断，信道记录、预测模块7根据之前的控制记录自动预测3D同步时间。同样，如果工作过程中电视伴音频道同步信号中断，信道记录、预测模块7也会根据之前的控制记录自动预测频道号，缩短IR RCV和FM的搜索时间，不仅能提高立体眼镜在音频、同步上的连续性，同时也在一定程度上减少了电源的消耗。

本实施方式较之于第一、第二实施方式，缩短了信号扫描的时间，在功耗控制方面更进一步。

通过本实用新型提供的立体眼镜，在开机后以固定时间为周期持续扫描待接收的信号，在信号中断、信号恢复或者信号质量变差时，能够动态调整相应功耗器件的工作状态，实现立体眼镜的动态功耗控制，从而在立体眼镜的各个运行环节尽可能的降低功耗、提高单位电量的使用率。

在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，都落在本实用新型的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种立体眼镜，包括信号接收模块(1)、主控模块(2)、电源(5)和左右LCD镜片(602)，其中所述主控模块(2)分别与所述信号接收模块(1)、电源(5)以及左右LCD镜片(602)连接，其特征在于，主控模块(2)包括：

同步控制模块(3)，用于根据所述信号接收模块所接收的同步信号控制所述左右LCD镜片交替地打开和闭合；

动态功耗控制模块(4)，用于监测同步信号，并根据监测结果对所述立体眼镜的部分和/或所有单元的供电进行动态控制。

2.按照权利要求1所述的立体眼镜，其特征在于，所述同步控制模块(3)包括：

升压器(301)，提供LCD镜片驱动电压；

模拟开关(302)，分别与所述升压器和所述左右LCD镜片电连接，用于输出同步控制信号。

3.按照权利要求1或2所述的立体眼镜，其特征在于，

所述动态功耗控制模块(4)包括信号监测模块(401)；

其中，所述信号监测模块(401)用于监测信号接收模块所接收的信号，并根据信号的状态对所述信号接收模块、左右LCD镜片进行使能控制。

4.按照权利要求3所述的立体眼镜，其特征在于，所述同步控制模块(3)还包括：

信号质量检测模块(303)，用于检测所接收的信号的质量，并根据检测结果进行信道调整或者信号脉宽补偿。

5.按照权利要求1或2或4所述的立体眼镜，其特征在于，

所述信号接收模块(1)包括由红外接收器(101)和调制解调器(102)组成的同步信号接收部分。

6.按照权利要求5所述的立体眼镜，其特征在于，

还包括音频输出器(604)；并且

所述信号接收模块(1)还包括由FM调频(103)实现的音频接收部分。

7.按照权利要求1或2或6所述的立体眼镜，其特征在于，所述电源(5)包括：

电池(501)、充电控制器(503)和低电检测器(504)，其中，

充电控制器(503)，与电池(501)连接，用于电力不足时向电池(501)充电；该充电控制器(503)具有外接充电源的USB接口；

低电检测器(504)与所述电池(501)电连接。

8.按照权利要求7所述的立体眼镜，其特征在于，

所述音频输出器(604)为耳机；

所述电池(501)为可充电的锂电池。

9.按照权利要求4所述的立体眼镜，其特征在于，

所述升压器(301)采用DC-DC升压器，所述模拟开关(302)采用三通道单刀双掷模拟开关。

10.按照权利要求4所述的立体眼镜，其特征在于，该立体眼镜还包括：

开关按键(8)，与主控模块(2)相连，用于控制整个立体眼镜的电源开启与关闭。

11.按照权利要求4所述的立体眼镜，其特征在于，所述立体眼镜还包括：

按键(9)，与所述主控模块(2)电连接，用于手工切换立体眼镜的工作模式。

12.按照权利要求6所述的立体眼镜，其特征在于，所述立体眼镜还包括：

信道记录、预测模块(7)，与所述主控模块(2)电连接，用于记录当前同步信号和/或音频信号的信道和预测目标信道。

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