CN102385163B - 立体眼镜及其镜片动态控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体眼镜及其控制方法，立体眼镜包括主控模块、电源模块、红外同步信号接收电路和左、右镜片，其中所述主控模块分别与所述电源模块、红外同步信号接收电路以及左、右镜片连接，主控模块包括信号检测模块、同步控制模块和模拟开关，其中，主控模块还包括响应延迟控制模块，用于通过辨识、匹配红外同步信号的频率和左右镜片的工作模式来消除所述左、右镜片的响应延迟。本发明通过红外同步信号监测和控制命令辨识，根据得出的控制命令对立体眼镜工作中镜片的开闭动作进行有效的动态控制，相对准确的确保镜片开闭时间与控制命令期望的镜片打开时间相一致。

Description

立体眼镜及其镜片动态控制方法

技术领域

本发明涉及眼镜式视频显示技术领域，具体地说，涉及一种能够进行镜片动态开关时序控制的立体眼镜及其镜片动态控制方法。

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产生视觉，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。由于左右两眼的自然间距，造成两眼的视角有细微差别，而这种差别会让两眼个别看到的同一景物有细微的位移；同时，人类大脑将两眼的图像很巧妙地融合，在大脑中产生有空间感的立体视觉效果。

为使一副画面产生立体视觉效果，通常的方法是利用人眼的视差，将这幅画面分为左眼视觉和右眼视觉两幅图像，分时呈现给观众。这时，就可以通过3D立体眼镜，让这两幅有视差的图像分别在左、右眼形成视觉，进而在大脑中产生有立体感的图像。

通常的3D视频系统由视频文件播放器、3DTV和立体眼镜构成。工作中，3DTV根据视频文件的内容发送红外同步信号并伴有控制立体眼镜左右镜片开闭的控制命令。立体眼镜接收该同步信号并恢复镜片控制命令来驱动左右镜片的开闭动作，以同步的复现左、右眼视觉图像。一般情况下，立体眼镜控制系统在接收到响应的开关命令后立即驱动相应镜片进行开闭动作。但由于镜片的开响应需要一个相对较长的时间过程，从命令执行到镜片打开(透光率≥90％)约有很小的延迟δ_t，因此造成每一帧左/右眼图像的实际视觉时间小于期望的视觉时间，使得用户产生图像昏暗等不利感受。

因此，需要一种能够消除响应延迟、加强立体眼镜镜片开闭的同步效果的立体眼镜控制技术。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种镜片开闭动作同步效果更好的立体眼镜及其镜片动态控制方法。

基于上述目的，本发明提供的立体眼镜包括主控模块、电源模块、红外同步信号接收电路和左、右镜片，其中所述主控模块分别与所述电源模块、红外同步信号接收电路以及左、右镜片连接，主控模块包括信号检测模块、同步控制模块和模拟开关，其中，主控模块还包括响应延迟控制模块，用于通过辨识、匹配红外同步信号的频率和左右镜片的工作模式来消除所述左、右镜片的响应延迟。

此外，优选的结构是，响应延迟控制模块进一步包括：

频率识别模块，用于从所述红外同步信号接收电路所接收的红外同步信号中识别出当前播放视频文件的刷新频率；

工作模式识别模块，用于识别所述左、右眼镜当前的工作模式；

工作模式匹配模块，用于匹配所述左、右眼镜当前的工作模式；

频率匹配模块，用于根据所述频率识别模块、工作模式识别模块识别出的当前播放视频文件的刷新频率和左、右眼镜当前的工作模式来匹配新的控制模拟开关的控制信号的控制策略。

另一方面，本发明还提供一种立体眼镜的镜片动态控制方法，包括：

辨识出红外同步信号的频率和镜片当前的工作模式；

根据所辨识出的红外同步信号的频率和镜片的工作模式，确定用于设定立体眼镜镜片的自动开闭周期的先验数据；

匹配的立体眼镜左、右镜片当前的工作模式；

根据所述先验数据、所辨识的红外同步信号的频率和左、右镜片当前的工作模式来匹配新的控制信号的控制策略；

根据所述新的控制信号的控制策略控制所述立体眼镜左、右镜片的打开和闭合。

本发明提供的立体眼镜通过红外同步信号监测和控制命令辨识，根据得出的控制命令对立体眼镜工作中镜片的开闭动作进行有效的动态控制，相对准确的确保镜片开闭时间与控制命令期望的镜片打开时间相一致。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明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是表示本发明立体眼镜一个实施方式的逻辑结构示意图；

图2是常用立体眼镜镜片的典型开关响应波形图；

图3是表示本发明立体眼镜另一个实施方式的逻辑结构示意图；

图4是表示本发明立体眼镜中响应延迟控制模块的逻辑结构示意图；

图5是表示本发明为解决镜片敞开时间低于期望值问题所采用的软件流程图；

图6是加入本发明前后立体眼镜镜片敞开时间的对比效果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

图1是表示本发明的逻辑结构示意图。如图1所示，本发明的立体眼镜包括：主控模块1、电源模块2、红外同步信号接收电路3和左、右镜片4。其中主控模块1分别与电源模块2、红外同步信号接收电路3以及左、右镜片4相连接。其中红外同步信号接收电路3用于接收同步信号，主控模块1中的信号检测模块110用于从红外同步信号接收电路3所接收的同步信号中检测出的合法同步信号，并获得其中的控制时序；同步控制模块120根据信号检测模块110获得的控制时序，生成控制模拟开关130的控制信号；模拟开关130根据上述控制信号对左、右镜片进行控制，以驱动其产生交替的打开和闭合的动作，左、右镜片4用于根据模拟开关130的控制信号交替地打开和闭合，以便用户观看3D立体图像，电源模块2用于给立体眼镜供电。

图2是表示现有技术中立体眼镜的镜片的开闭响应时序示意图。如图2所示，模拟开关103在接收到同步控制信号模块102发出的同步控制信号后立即输出对左、右镜片的控制信号，但镜片的响应有固定延迟，不会立即开始“打开”动作。因此左、右镜片接收到打开控制信号后并不会立即响应，从接收到打开命令到镜片打开结束的时间为t_d，也就是说镜片对于同步控制信号的响应延迟为t_d，而真正的镜片打开时间为To，模拟开关从接收到同步控制模块120根据信号检测模块110提供的同步信号所发出的打开镜片的控制信号后要经过一段时间的响应延迟(t_d-To)后才进入真正的打开左、右镜片的动作，然后镜片处于敞开状态(透光度＞90％)，Tc为镜片的关闭时间。从图2可以看出，实际的镜片敞开时间要短于同步控制模块120所发出的控制信号期望的镜片敞开时间。

本发明提供的立体眼镜为了能够相对准确地确保左、右镜片的开闭时间与控制命令期望的镜片打开时间相一致，该立体眼镜还包括响应延迟控制模块140，用于在信号检测模块110给出合法的同步信号之后，通过对红外同步信号的监测和辨识、匹配红外同步信号的频率和左右镜片的工作模式来对立体眼镜工作中左、右镜片的开闭动作进行有效的动态控制，从而消除所述左、右镜片的响应延迟。

从具体的硬件实现角度来说，主控模块实际上对应于立体眼镜中的单片机，因此，响应延迟控制模块140不仅可以如上所述与主控模块1并列设置在主控模块1的外部，也可以集成设置于主控模块1的内部，由单片机片内的集成设备和响应的软件构成。图1所示的立体眼镜的逻辑结构示意图是响应延迟控制模块设置在主控模块内部的示意图，图3所示立体眼镜的逻辑结构示意图是响应延迟控制模块与主控模块并列设置的示意图。

更具体的，响应延迟控制模块140进一步包括频率识别模块141、工作模式识别模块142、频率匹配模块143和工作模式匹配模块144。

其中，频率识别模块141用于从红外同步接收电路3所接收的红外同步信号中识别出当前播放视频文件的刷新频率，即用于控制左、右镜片切换的频率，并将其提交给频率匹配模块143；工作模式识别模块142用于通过所接收的红外同步信号识别出立体眼镜左、右镜片当前的工作模式，并将其提交给工作模式匹配模块144处理；频率匹配模块143和工作模式匹配模块144则分别根据所识别的红外同步信号中的频率和立体眼镜当前的工作模式对同步控制模块102输出的同步控制信息进行调整。即工作模式匹配模块144匹配左、右镜片当前的工作模式，频率匹配模块143匹配新的控制模拟开关130的控制信号的控制策略，以保证经过调整后的同步控制信息能够在显示后续的若干帧图像时，镜片的敞开时间与图像的显示时间相对一致。

需要说明的是，由于立体眼镜需要普适于各种电视厂商的产品，因此要使立体眼镜能够分别以多种工作模式工作，不同的工作模式下立体眼镜的打开时间和左、右镜片的开闭顺序均有区别。上述工作模式识别模块142所要识别的立体眼镜当前的工作模式即为立体眼镜当前的打开时间和左、右镜片的开闭顺序。立体眼镜的工作原理即为从外界红外同步信号中获取当前的工作频率和打开顺序，然后在后续的各个视频时刻按照所获取的频率和顺序输出对应时间点的控制模式。

图4是本发明立体眼镜中响应延迟控制模块的逻辑结构示意图。如图4所示，在本发明的一个优选实施方式中，响应延迟控制模块140进一步包括响应延迟确定模块145，用于在频率识别模块141和工作模式识别模块142分别获得红外同步信号的频率和镜片的工作模式(打开或者闭合)之后，根据红外同步信号的频率和镜片的工作模式确定消弱上述镜片响应延迟的提前时间，也就是图2中所示的打开时间参数t_d，并将镜片打开时间参数t_d作为先验数据δt来设定立体眼镜的自动开闭周期。然后根据工作模式匹配模块所匹配的立体眼镜左、右镜片当前的工作模式，由频率匹配模块以先验数据、原同步信号的频率和当前的工作模式来匹配新的控制模拟开关的控制信号的频率，即以将控制模拟开关打开左、右镜片的时间提前δt的方式消除模拟开关的响应延迟，从而保证在在显示后续的若干帧图像时，镜片的敞开时间与图像的显示时间相对一致。

图5是表示本发明中响应延迟控制模块在解决镜片敞开时间低于期望值问题过程的处理流程。如图5所示，立体眼镜在接收到3DTV的红外同步信号后通过模拟开关启动左、右镜片连续的打开和闭合，从而为用户提供3D效果的视觉感受，其中的响应延迟控制模块在检测到红外同步信号和模拟开关的工作信号后，辨识出红外同步信号的频率和镜片当前的工作模式(步骤S401)，然后根据所辨识出的红外同步信号的频率和镜片的工作模式，确定镜片打开时间参数td，并将其作为用于设定立体眼镜镜片的自动开闭周期的先验数据δt(步骤S402)，然后由工作模式匹配模块匹配的立体眼镜左、右镜片当前的工作模式(步骤S403)，最后由频率匹配模块根据先验数据、原同步信号的频率和由工作模式匹配模块所匹配的左、右镜片当前的工作模式来匹配新的控制模拟开关的控制信号的控制策略(S404)，最后以该新控制策略来控制模拟开关连续地打开或者闭合左、右眼镜，就能够达到本发明消除响应延迟的目的，使镜片的敞开时间与图像的显示时间相对一致。

图6是表示使用本发明与未使用该种调整手段的立体眼镜在镜片敞开效果的对比。如图6所示，根据红外同步信号的频率，所期望的镜片敞开时间为Te，左、右镜片响应控制信号的响应延迟为δt，如果没有对模拟开关的响应延迟进行控制，则实际的镜片敞开时间为T1＝Te-δt，即T1前沿滞后Te前沿δt；而经过本发明对响应延迟的控制之后，将控制模拟开关的控制信号提前δt发出，弥补了由于左、右镜片的响应延迟所造成的镜片敞开时间滞后的缺陷，使得实际的镜片敞开时间T2与期望的镜片敞开时间Te一致。

在本发明的上述教导下，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，都落在本发明的保护范围内，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发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种立体眼镜，包括主控模块、电源模块、红外同步信号接收电路和左、右镜片，其中所述主控模块分别与所述电源模块、红外同步信号接收电路以及左、右镜片连接，所述主控模块包括信号检测模块、同步控制模块和模拟开关，其中，所述主控模块还包括：

响应延迟控制模块，用于在所述信号检测模块给出合法的同步信号之后，通过辨识、匹配红外同步信号的频率和左右镜片的工作模式来对所述模拟开关发出的打开镜片控制信号进行动态控制，以延长左、右镜片每一帧左/右眼图像的实际视觉时间，稳定输出立体图像；其中，

所述响应延迟控制模块进一步包括：

频率识别模块，用于从所述红外同步信号接收电路所接收的红外同步信号中识别出当前播放视频文件的刷新频率；

工作模式识别模块，用于识别所述左、右镜片当前的工作模式；

工作模式匹配模块，用于匹配所述左、右镜片当前的工作模式；

频率匹配模块，用于根据所述频率识别模块、工作模式识别模块识别出的当前播放视频文件的刷新频率和左、右镜片当前的工作模式来匹配新的控制模拟开关的控制信号的控制策略；

响应延迟确定模块，用于根据红外同步信号的频率和左、右镜片的工作模式确定模拟开关发出打开镜片控制信号的提前时间，以形成所述新的控制信号的控制策略。

2.按照权利要求1所述的立体眼镜，其特征在于，

所述频率匹配模块根据所述左、右镜片的响应延迟时间、当前同步信号的频率和当前的工作模式来匹配新的控制模拟开关的控制信号的策略。

3.根据权利要求2所述的立体眼镜，其特征在于，

如果所述响应延迟时间为δt，则所述频率匹配模块在原同步信号的频率的基础上将模拟开关的打开镜片控制信号提前δt发出。

4.一种立体眼镜的镜片动态控制方法，包括：

从红外同步信号接收电路所接收的红外同步信号中识别出当前播放视频文件的刷新频率和左、右镜片当前的工作模式；

根据所辨识出的红外同步信号的频率和镜片的工作模式，确定用于设定立体眼镜镜片的自动开闭周期的先验数据；

匹配的立体眼镜左、右镜片当前的工作模式；

根据所述先验数据、所辨识的红外同步信号的频率和左、右镜片当前的工作模式来匹配新的控制信号的控制策略；

根据红外同步信号的频率和左、右镜片的工作模式确定模拟开关发出打开镜片控制信号的提前时间，以形成所述新的控制信号的控制策略；

根据所述新的控制信号的控制策略控制所述立体眼镜左、右镜片的打开和闭合。

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