CN201718004U - 一种数字化快门式3d眼镜*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D电影，3D电视机，3D游戏机等3D显示设备应用领域，尤其涉及一种数字化快门式3D眼镜***，该3D眼镜***由红外线数字编码发射器和3D眼镜组成。其有益效果是：1)解决了不同3D显示设备间3D眼镜可以相互兼容的问题；2)解决了多台3D显示设备可在同一环境同时使用而不窜扰的问题；3)可以实现设备码的随时更新；4)实现在立体电视与3D眼镜间的红外线同步信号短暂丢失后立体眼镜仍能稳定的和立体电视保持同步，提高了3D眼镜的工作稳定性。

Description

一种数字化快门式3D眼镜***

技术领域

本发明涉及3D电影，3D电视机，3D游戏机等3D显示设备应用领域，尤其涉及一种数字化快门式3D眼镜***。在帧序时分方式实现的3D显示***中，其通过数字化传输的方式实现显示设备的3D图像与快门眼镜的左右液晶光阀开关保持同步，从而实现立体视觉的一种3D眼镜***。

背景技术

随着显示技术的不断发展，特别是阿凡达的热映，带动3D电影，3D电视等市场骤然升温。在各类3D显示技术中，自从1922年Laurens Hammond发明了快门眼镜式3D显示技术，由于以前的显示刷新率低和液晶响应时间过慢，造成闪烁感很强，无法达到实用化。随着液晶材料响应速度的提高(目前液晶显示器已经可以实现120Hz以上的刷新频率)，目前用快门眼镜方式实现3D显示的***逐渐成为了主流。

美国的XPAND，NVIDA，REALD等公司相继推出了红外线快门式3D眼镜，但是由于他们的同步识别通信方式一般都采用类似普通齿形钥匙锁的方式对红外线脉冲的脉宽和脉型进行特别调制，以实现显示设备发射端和快门眼镜接收端的同步识别。这样就造成各种3D显示设备和3D眼镜必须专门配对，无法实现不同型号或者不同品牌间的相互兼容。同时由于同种型号的红外线信号调制是相同的，而且是不能更换的，可以实现一台3D显示设备配多个眼镜，但是不能实现在同一个场所多台相同设备同时使用，否则就会相互窜扰，不能正常使用。

由于3D显示设备间不能兼容互换，这样就使得消费者在需要增加眼镜时，购买很不方便；同时象游戏厅一类公共场所不能同时使用多台3D显示设备，给使用场所带来很大的局限性。所以如何提供一种能够兼容多种3D显示设备，又能多设备同时工作的3D眼镜***就显得尤为重要。

基于现有3D眼镜***的不足之处，本发明人为了解决上述问题，研制了本发明“一种数字化快门式3D眼镜***”。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种数字化的快门式3D眼镜***，可以实现不同3D显示设备的3D眼镜相互兼容，并能够实现在同一场所多台设备同时使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种数字化快门式3D眼镜***由红外线数字编码发射器和快门式3D眼镜组成。

所述的红外线数字编码发射器由同步输入电路、MCU微处理器、总线通信接口和红外线发射电路组成。

所述的同步输入电路是将3D显示设备输出的同步信号转换成MCU能够使用的电压信号，输入到MCU的检测端。

所述的MCU微处理器主要功能是将同步输入电路输入的同步信号，按一定的编码格式对同步信号进行数字编码，并进行载波调制，然后输出至红外线发射电路，实现了同步信号的数字编码化传送。同时3D显示设备通过总线通信接口和MCU进行通信，3D显示设备根据自身的特性需求将本机设备码、开关频率、占空比、相位偏移量等参数以及控制命令等通过总线通信接口传输给MCU。然后MCU将这些参数以一定的通信格式进行数字编码，并进行载波调制，然后输出至红外线发射电路，传送给3D眼镜，实现了3D显示设备和3D眼镜之间的参数共享设置，也就是做到了3D眼镜可以自动适应各种不同规格参数的3D显示设备。

所述的MCU微处理器对同步信号的数字编码方法是：在同步信号的下降沿或上升沿将本机的设备码以二进制行数字化编码，数字编码的码流数据结构由用于启动快门眼镜接收电路的起导码、用于标识立体显示设备与快门眼镜配对的设备码和用于区分同步信号的上升沿和下降沿的属性码组成；起导码由1个2P脉宽的启动脉冲+1个1P脉宽的空白间隔码+1个1P脉宽的引导脉冲组成；设备码由每bit都为1P脉宽的共8个bit组成，用于区分不同的设备；同时为了更好的实现多台设备同时工作，对同步编码进行间隔发射，比如要实现在一个场所同时使用8台设备，那就将同步编码间隔16个同步周期以上。以便在同一环境下可以实现多台3D显示设备配合各自设备码的眼镜同时使用而不相互窜扰；属性码由1个bit组成，用于区分当时同步信号的上升沿或下降沿。

所述的参数设置编码的通信协议为：规定一段特殊的设备码为参数设置标识码，当需进行参数设置传输时，发射器在第一个同步沿先发送一个参数设置标识码，接着在下个同步沿发送参数数据和该数据的补码。3D眼镜在接收到第一个同步沿发送过来的参数设置标识码后，将接下来的同步沿发送过来的新的参数数据保存下来，从而实现了3D显示设备和3D眼镜各项参数的同步更新。

所述的总线通信接口，主要是实现3D显示设备与编码发射器之间的数据通信，3D显示设备通过通信总线接口将机器码、开关频率、占空比、偏移量、控制命令等参数传输至MCU的编码器中。

所述的红外线发射电路主要是将MCU送出的载波脉冲进行功率放大，驱动红外线LED发射出红外线信号。

所述的3D眼镜由眼镜框架、快门LCD眼镜片、接收控制电路和电源等组成。

所述的3D眼镜在眼镜框架上设有左右各一片快门LCD眼镜片，并在眼镜框架上设有红外线接收窗口，左右各设有可供佩戴的眼镜腿以及用于放置电路板和电池的内腔体。

所述的接收控制电路由红外线接收解调模块、信号解码器、参数接收与存储模块、数字锁相环频率发生与相位控制模块、LCD时序发生模块、LCD驱动电路组成。红外线接收解调模块将接收到的微弱电信号进行放大并解调还原出数字编码信号，送入信号解码器；信号解码器按照编码发射器的通信协议对接收到的数字编码信号解码出各类操作指令或参数数据，送给参数接收与存储模块；参数接收与存储模块根据接收到的参数对3D眼镜的开关频率和相位值及偏移量等进行修正并将其保存至参数存储器中，以便在丢失信号时可按存储值继续工作；数字锁相环频率发生与相位控制模块根据参数存储器中的参数结合LCD的延时特征，主动发生出与3D显示设备的帧序立体图像的频率和相位一致的波形控制信号，传送给LCD时序发生模块；LCD时序发生模块根据快门LCD的时间和电压特性产生出合适的时序波形，送给快门LCD驱动电路，从而实现快门LCD的开闭与3D显示设备的帧序时分立体图像保持同步的开启和关闭，使人的左右眼看到图像分别和立体图像的左右帧图像同步，使人产生立体感。

本发明一种数字化快门式3D眼镜***的有益效果是：

1)、解决了不同3D显示设备间3D眼镜可以相互兼容的问题；

2)、解决了多台3D显示设备可在同一环境同时使用而不窜扰的问题；

3)、可以实现设备码的随时更新；

4)、实现在立体电视与3D眼镜间的红外线同步信号短暂丢失后立体眼镜仍能稳定的和立体电视保持同步，提高了3D眼镜的工作稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的发射器功能框图；

图2是MCU微处理器对同步信号数字编码间隔传送时序图；

图3是同步信号数字编码的码流数据结构示意图；

图4是参数设置编码的通信协议示意图；

图5是本发明的整体结构示意图；

图6是3D眼镜的接收控制电路功能框图。

具体实施方式

本发明是这样实施的：

在图1至图6中，一种数字化快门式3D眼镜***，由红外线数字编码发射器和3D眼镜组成。红外线数字编码发射器功能框图如图1所示。所述的红外线数字编码发射器由同步输入电路、MCU微处理器、总线通信接口和红外线发射电路组成。

所述的同步输入电路是将3D显示设备输出的同步信号转换成MCU能够使用的电压信号，输入到MCU的检测端。

所述的MCU微处理器主要功能是将同步输入电路输入的同步信号，按一定的编码格式对同步信号进行数字编码，并进行载波调制，一般选用20Khz避开一般遥控器38Kh以减少干扰到显示设备，然后输出至红外线发射电路，实现了同步信号的数字编码化传送。同时3D显示设备通过总线通信接口和MCU进行通信，3D显示设备根据自身的特性需求将本机设备码、开关频率、占空比、相位偏移量等参数以及控制命令等通过总线通信接口传输给MCU。然后MCU将这些参数以一定的通信格式进行数字编码，并进行载波调制，然后输出至红外线发射电路，传送给3D眼镜，实现了3D显示设备和3D眼镜之间的参数共享设置，也就是做到了3D眼镜可以自动适应各种不同规格参数的3D显示设备。

MCU微处理器对同步信号的数字编码间隔传送时序如图2所示：在同步信号的下降沿或上升沿将本机的设备码以二进制行数字化编码，为了更好的实现多台设备同时工作，对同步编码进行间隔发射。这样一来由于每台设备的同步信号的相位是不一样的，使得可以选择错开在不同的同步沿上进行编码发射而不至于重叠在一起。比如要实现在一个场所同时使用8台设备，那就将同步编码间隔控制在16个同步周期以上。以便在同一环境下可以实现多台3D显示设备配合各自设备码的眼镜同时使用而不相互窜扰；

同步信号数字编码的码流数据结构如图3所示：由用于启动快门眼镜接收电路的起导码、用于标识立体显示设备与快门眼镜配对的设备码和用于区分同步信号的上升沿和下降沿的属性码组成；起导码由1个2P脉宽的启动脉冲+1个1P脉宽的空白间隔码+1个1P脉宽的引导脉冲组成；设备码由每bit都为1P脉宽的共8个bit组成，用于区分不同的设备；属性码由1个bit组成，用于区分当时同步信号的上升沿或下降沿。

参数设置编码的通讯协议如图4所示：规定一段特殊的设备码为参数设置标识码(例如0x05表示设备码设置；0x06表示开关频率设置；0x07表示占空比设置等)，当需进行参数设置传输时，发射器在第一个同步沿先发送一个参数设置标识码，接着在下个同步沿发送参数数据和该数据的补码，通过验证前后这两个数据是否互补关系，就可以验证接收到的参数数据是否有效，保证了接收数据的正确性。3D眼镜在接收到第一个同步沿发送过来的参数设置标识码后，将接下来的同步沿发送过来的新的参数数据保存下来，从而实现了3D显示设备和3D眼镜各项参数的同步更新。

所述的总线通信接口，主要是实现3D显示设备与编码发射器之间的数据通信，3D显示设备通过通信总线接口将机器码、开关频率、占空比、偏移量、控制命令等参数传输至MCU的编码器中。具体实施时总线接口可以根据具体情况采用目前常用的I2总线、三总线接口、USB接口等。

所述的红外线发射电路主要是将MCU送出的载波脉冲进行功率放大，驱动红外线LED发射出红外线信号。

所述的3D眼镜如图5所示：由眼镜框架，快门LCD眼镜片，接收控制电路和电源等组成。

所述的3D眼镜在眼镜框架上设有左右各一片快门LCD眼镜片，并在框架上设有红外线接收窗口，左右各设有可供佩戴的眼镜腿，及用于放置电路板及电池的内腔体。

所述的接收控制电路功能框图如图6所示：由红外线接收解调模块、信号解码器、参数接收与存储模块、数字锁相环频率发生与相位控制模块、LCD时序发生模块、LCD驱动电路组成。

红外线接收解调模块将接收到的微弱电信号进行放大并解调还原出数字编码信号，送入信号解码器；信号解码器按照编码发射器的通信协议对接收到的数字编码信号解码出各类操作指令或参数数据，送给参数接收与存储模块；参数接收与存储模块根据接收到的参数对3D眼镜的开关频率和相位值及偏移量等进行修正并将其保存至参数存储器中，以便在丢失信号时可按存储值继续工作；数字锁相环频率发生与相位控制模块根据参数存储器中的参数结合LCD的延时特征，主动发生出与3D显示设备的帧序立体图像的频率和相位一致的波形控制信号，传送给LCD时序发生模块；LCD时序发生模块根据快门LCD的时间和电压特性产生出合适的时序波形，送给快门LCD驱动电路，从而实现快门LCD的开闭与3D显示设备的帧序时分立体图像保持同步的开启和关闭，使人的左右眼看到图像分别和立体图像的左右帧图像同步，使人产生立体感。

以上所述，仅是本发明一种数字化快门式3D眼镜***的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种数字化快门式3D眼镜***，其特征在于：该3D眼镜***由红外线数字编码发射器和3D眼镜组成。

2.根据权利要求1所述的一种数字化快门式3D眼镜***，其特征在于：所述的红外线数字编码发射器由同步输入电路、MCU微处理器、实现3D显示设备与编码发射器之间数据通信的总线通信接口、将MCU送出的载波脉冲进行功率放大并驱动红外线LED发射出红外线信号的红外线发射电路组成。

3.根据权利要求1所述的一种数字化快门式3D眼镜***，其特征在于所述的3D眼镜由眼镜框架、快门LCD眼镜片、接收控制电路和电源组成。

4.根据权利要求3所述的一种数字化快门式3D眼镜***，其特征在于所述的3D眼镜在眼镜框架上设有左右各一片快门LCD眼镜片，并在眼镜框架上设有红外线接收窗口，左右各设有可供佩戴的眼镜腿以及用于放置电路板和电池的内腔体。

5.根据权利要求3所述的一种数字化快门式3D眼镜***，其特征在于所述的接收控制电路由红外线接收解调模块、信号解码器、参数接收与存储模块、数字锁相环频率发生与相位控制模块、LCD时序发生模块、LCD驱动电路组成。

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