CN102740087A - 一种有源3d眼镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种有源3D眼镜，包括设置在眼镜框架中的电路板、设置在眼镜片位置的两个微型显示器和对应的两个光学放大模块；电路包括：存储模块，存储固件程序、应用程序及3D视频文件；控制模块，与两个微型显示器、存储模块及电源模块分别相连，从存储模块读取3D视频文件进行视频解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示；电源模块，与两个微型显示器、存储模块和控制模块分别相连，为其供电；所述两个光学放大模块分别设置在两个微型显示器与使用者眼睛之间。本发明的这种有源3D眼镜实现了独立的3D播放，使用者只需佩戴该有源3D眼镜，即可观看3D图像/视频，实现了3D图像与使用者的随动。

Description

一种有源3D眼镜
技术领域
本发明涉及3D图像/视频播放和观看技术，特别涉及一种有源3D眼镜。
背景技术
目前，3D图像/视频播放和观看通常由显示屏幕和3D立体眼镜来实现。具体有两种实现方式：一种是开关式，另一种是偏振式。其中，开关式常用于电视机、电脑的3D图像/视频播放和观看；偏振式常用于3D立体电影的播放和观看。
具体的，开关式采用的是有源3D眼镜，偏振式采用的是无源光学眼镜，以下具体介绍现有技术开关式实现方式。
如图1所示，现有技术实现开关式3D播放的电脑除了基本的电脑主机100、显示器110、键盘120和鼠标130外，还包括一个有源3D眼镜140。其中，显示器110与电脑主机100相连。电脑主机100的显卡(图1中未示出)对用于两个显示器显示的3D数据文件进行计算处理后，通过显示器110分时显示两眼信号。例如：在奇数帧时，显示右眼信号，在偶数帧时，显示左眼信号。电脑主机100在显示图像信号时，通过红外发射器向有源3D眼镜140发射同步信号。其中，对3D数据文件的处理运算量很大，需要有较高性能的显卡来实现。
有源3D眼镜140接收同步信号，并对同步信号进行检测，确定显示的图像的帧数，当检测到奇数帧时，关闭左眼镜片，当检测到偶数帧时，关闭右眼镜片。这样，用户戴着有源3D眼镜140看显示器110时，看到的瞬时信号仅有左眼信号或右眼信号，从而产生立体效果。
具体的，有源3D眼镜140的电路结构如图2所示，包括：红外接收器201、同步信号检测电路202、控制电路203、液晶(LCD)驱动电路204、以及液晶镜片(左)205和液晶镜片(右)206。其中，红外接收器201、同步信号检测电路202、控制电路203和液晶(LCD)驱动电路204设置在一块电路板上，该电路板置于眼镜框架中，例如眼镜的横梁或眼镜腿中。
其工作原理为：红外接收器201接收同步信号发送给同步信号检测电路202。同步信号检测电路202对同步信号进行检测，确定显示的图像的帧数发送给控制电路203。控制电路203按照帧号，通过液晶(LCD)驱动电路204控制在奇数帧时，关闭液晶镜片(左)205，当检测到偶数帧时，关闭右眼信号液晶镜片(右)206。
偏振式是针对电影的大屏幕，在放映时对图像奇偶帧分别加垂直和水平偏振，采用无源偏振眼镜来观看。
可见，现有技术3D图像/视频的播放和观看都必须在固定的场所，使用者必须在电视机、电脑显示器前或电影屏幕前，才能观看到3D效果，无法实现随时随地的观看。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有源3D眼镜，佩戴该眼镜能够实现3D图像与使用者的随动。
为达到上述目的，本发明提供了一种有源3D眼镜，其包括：设置在眼镜框架中的电路板，还包括设置在眼镜片位置的两个微型显示器和对应的两个光学放大模块。
所述电路板上的电路包括：存储模块，存储固件程序、应用程序及3D视频文件；控制模块，与两个微型显示器、存储模块及电源模块分别相连，从存储模块读取3D视频文件进行视频解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示；电源模块，与两个微型显示器、存储模块和控制模块分别相连，为其供电。
所述两个光学放大模块分别设置在两个微型显示器与使用者眼睛之间。
较佳地，所述微型显示器为：数字微型OLED显示器或模拟微型OLED显示器。
较佳地，数字微型OLED显示器是型号为SVGA050V2的数字微型OLED显示器；模拟微型OLED显示器是型号为SVGA-3D的模拟微型OLED显示器。
较佳地，所述电路进一步包括音频解码芯片和音频输出模块；所述存储模块进一步存储3D多媒体文件；所述控制模块进一步从存储模块读取3D多媒体文件，对音频数据和视频数据进行区分，将音频数据输出给音频解码芯片；并对视频文件进行视频解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示。
所述音频解码芯片与控制模块和音频输出模块分别相连，对接收的音频数据进行解码，将解码后的音频信号输出给音频输出模块；音频输出模块将音频信号播放给使用者。
较佳地，所述电路进一步包括音频输入接口、视频输入接口、视频解码芯片和功能切换开关。
所述音频输入接口与所述音频解码芯片和外部音频信号源分别相连，接收外部输入的音频数据发送给所述音频解码芯片；所述视频输入接口与所述视频解码芯片和外部视频信号源分别相连，接收外部输入的视频数据发送给所述视频解码芯片。
所述功能切换开关与控制模块相连；所述控制模块进一步检测功能切换开关的状态，检测到预定状态后，向所述视频解码芯片发送开启指令。
所述视频解码芯片与所述控制模块和视频输入接口分别相连，按照控制模块发送的开启指令，对从视频输入接口接收的外部视频数据进行解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示。
较佳地，所述视频解码芯片通过至少传输第一开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第一微型显示器相连，通过至少传输第二开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第二微型显示器相连。
较佳地，所述音频解码芯片是型号为WM8960的音频解码芯片；所述视频解码芯片是型号为ADV7180的视频解码芯片。
较佳地，所述的音频输出模块为耳机，或者包括音频输出接口和外接耳机。
较佳地，所述控制模块由CPU实现；所述CPU通过至少传输第一开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第一微型显示器相连，通过至少传输第二开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第二微型显示器相连。
所述CPU对从存储模块读取3D视频文件进行视频解码，当检测到场同步信号的下跳沿时，控制第一开关控制信号打开或关闭，第二开关控制信号关闭或打开，将解码后的左眼视频信号通过数据线传输给第一微型显示器，或将解码后的右眼视频信号通过数据线传输给第二微型显示器。
较佳地，所述存储模块包含：SD卡、FLASH存储器；所述SD卡存储3D视频文件；所述FLASH存储器存储固件程序、应用程序和/或3D视频文件。
较佳地，所述光学放大模块包含多个放大透镜。
由上述的技术方案可见，本发明的这种有源3D眼镜，用两个微型显示器替换现有技术的液晶镜片，因此不需要对用于两个显示器显示的3D数据文件进行计算处理，使得3D播放电路结构得以简化并置于眼镜框架中。这样，本发明的这种有源3D眼镜实现了独立的3D播放，不需要连接电视机、显示器。使用者只需佩戴该有源3D眼镜，即可观看3D图像/视频，实现了3D图像与使用者的随动。
附图说明
图1为现有技术实现开关式3D播放的电脑结构示意图；
图2为现有技术有源3D眼镜的电路结构示意图；
图3为本发明第一较佳实施例的有源3D眼镜的电路结构示意图；
图4为本发明第二较佳实施例的有源3D眼镜的电路结构示意图。
具体实施方式
本发明的这种有源3D眼镜，用两个微型显示器替换现有技术的液晶镜片，并将3D播放电路结构简化后置于眼镜框架中，实现了独立的3D播放。使用者只需佩戴该有源3D眼镜，即可观看3D图像/视频，实现了3D图像与使用者的随动。
以下举两个具体实施例，对本发明进行详细说明。
首先说明的是，以下两个实施例使用的微型显示器可以采用现有技术的数字微型OLED显示器，例如：型号为SVGA050V2的数字微型OLED显示器；也可以采用模拟微型OLED显示器，例如：型号为SVGA-3D的模拟微型OLED显示器。
第一较佳实施例：
本实施例中，采用两个微型OLED显示器替换现有技术的液晶镜片，其在电路结构和光路结构上都进行了改进，以下分别进行说明。
首先，关于电路结构的改进。
如图3所示，本发明第一较佳实施例的有源3D眼镜的电路包括：CPU300、包含SD卡302和闪烁(FLASH)存储器303的存储模块301、电源模块304、两个微型OLED显示器：OLED(左)305和OLED(右)306、音频解码芯片307和音频输出模块308。
其中，SD卡302与CPU300相连，存储有3D视频和/或多媒体文件。FLASH存储器303与CPU300相连，存储有固件程序和上层应用程序，还可以存储3D视频和/或多媒体文件。
电源模块304与CPU300、存储模块301、OLED(左)305和OLED(右)306、音频解码芯片307和音频输出模块308分别相连，为这些元件供电(为简化图3中仅示出与CPU的连接)，其上设置有电源开关，用于眼镜的开机。
CPU300是主控模块，与存储模块301、电源模块304、OLED(左)305和OLED(右)306分别相连。其在开机后，先读取FLASH存储器303存储的固件程序和上层应用程序存到内存(图3中未示出)中，对系统进行初始化。然后，到SD卡302读取视频或多媒体文件暂存到内存中。接着，对文件类型进行判断，如果仅是视频文件，则CPU300直接对内存中的视频文件进行视频解码，将左眼控制信号和左眼视频信号输出给OLED(左)305，将右眼控制信号和右眼视频信号输出给OLED(右)306。如果是包含音频和视频数据的多媒体文件，则CUP300对内存中多媒体文件的音频数据和视频数据进行区分，将音频数据输出给音频解码芯片307，并对视频数据进行解码，将左眼控制信号和左眼视频信号输出给OLED(左)305，将右眼控制信号和右眼视频信号输出给OLED(右)306。
OLED(左)305和OLED(右)306为相同的微型OLED显示器，其接收CPU300发送的控制信号和视频信号，分别显示左眼视频信号和右眼视频信号。
本实施例中，CPU300通过控制线和数据线与OLED(左)305和OLED(右)306分别相连，其中控制线用于传输控制信号，数据线用于传输视频信号。
具体的，CPU300发送给OLED的控制信号可以包括：开关控制信号、场同步信号、行同步信号和时钟信号。图3中仅示出控制OLED(左)305的开关控制信号k1、控制OLED(右)306的开关控制信号k2及分别输出给OLED(左)305和OLED(右)306的场同步信号c1，其他控制信号及视频信号未示出。
当CPU300开始播放3D视频文件时，检测所述场同步信号c1。通常场同步信号c1是脉冲信号，当检测到脉冲信号的下跳沿时，如果解码出当前是右眼视频信号，则控制OLED(右)306的开关控制信号k2为打开，控制OLED(左)305的开关控制信号k1为关闭，并将右眼视频信号通过数据线输出给OLED(右)306。如果解码出当前是左眼视频信号，则控制OLED(左)305的开关控制信号k1为打开，控制OLED(右)306的开关控制信号k2为关闭，并将右眼视频信号通过数据线输出给OLED(右)306。OLED(左)305和OLED(右)306按照开关控制信号k1和k2接收对应的视频信号。
目前的3D视频文件有左右眼视频信号分开的格式，也有上下视频信号分开的格式，本实施例以左右眼视频信号分开的格式为例，上下视频信号分开的格式处理方式原理相同，这里不再赘述。
音频解码芯片307与CPU300和音频输出模块308分别相连，对接收的音频数据进行解码，将解码后的音频信号输出给音频输出模块308。
音频输出模块308可以仅是一个耳机，也可以通过一个音频输出接口外接一个耳机，将音频信号播放给使用者。
具体应用中，如果仅需要播放3D视频文件，不需要播放多媒体文件。则该有源3D眼镜可以不设置音频解码芯片和音频输出模块。
然后，关于光路结构的改进。
由于微型OLED显示器显示的图像很小，因此，本实施例中在两个微型OLED显示器与使用者眼睛之间设置了光学放大模块，具体可以根据显示图像的放大要求，由多个放大透镜组合来实现。这样，使用者能够通过光学放大模块清晰地观看到两个微型OLED显示器显示的图像。
第二较佳实施例：
本实施例中，同样采用两个微型OLED显示器替换现有技术的液晶镜片，其在电路结构和光路结构上也都进行了改进，以下分别进行说明。
首先，关于电路结构的改进。
如图4所示，本发明第二较佳实施例的有源3D眼镜是在第一较佳实施例的基础上，增加了一个播放外接输入信号的功能。其电路除了第一较佳实施例包括的CPU400、包含SD卡402和FLASH存储器403的存储模块401、电源模块404、两个微型OLED显示器：OLED(左)405和OLED(右)406、音频解码芯片407和音频输出模块408外，还包括：音频输入接口409、视频输入接口410、视频解码芯片411及一个功能切换开关412。
其中，音频输入接口409与音频解码芯片407和外部音频信号源分别相连，用于接收外部输入的音频数据，输出到音频解码芯片407。视频输入接口410与视频解码芯片411和外部视频信号源分别相连，用于接收外部输入的视频数据，输出到视频解码芯片411。
功能切换开关412与CPU相连，用于选择播放SD卡402上的3D视频或多媒体文件，或者播放外接3D视频或多媒体数据。
CPU400开机初始化后，检测功能切换开关412的状态，当检测到预定状态时，执行播放SD卡402上的3D视频或多媒体文件，或者播放外接3D视频或多媒体数据。本实施例中，假设功能切换开关412预设关状态为执行播放SD卡402上的3D视频或多媒体文件，开状态为播放外接3D视频或多媒体数据。
具体的，当检测到功能切换开关412为开状态时，CPU400向视频解码芯片411发送开启指令，控制视频解码芯片411通过视频输入接口410接收外部视频数据，或者，同时控制视频解码芯片411和音频解码芯片407通过视频输入接口410和音频输入接口409接收外部视频数据和音频数据。
视频解码芯片411按照CPU400发送的开启指令，对视频数据进行解码，将左眼控制信号和左眼视频信号输出给OLED(左)305进行显示，将右眼控制信号和右眼视频信号输出给OLED(右)306进行显示。
如图4所示，视频解码芯片411与OLED(左)305及OLED(右)306的连接关系与CPU400与OLED(左)305及OLED(右)306的连接关系完全相同，这里不再重复。
音频解码芯片407对从音频输入接口409接收的外部音频数据进行解码，通过音频输出模块408播放给使用者。
本实施例中，CPU400控制播放SD卡402上的视频或多媒体文件的方式与第一较佳实施例完全相同，这里不再重复。
然后，关于光路结构的改进与第一较佳实施例完全相同，这里也不再重复。
上述两个实施例中的音频解码芯片采用的是型号为WM8960的音频解码芯片，视频解码芯片采用的是型号为ADV7180的视频解码芯片。
另外，在实际应用中，上述两个实施例中的电路与现有技术一样设置在一块电路板上，该电路板置于眼镜框架中，例如眼镜的横梁或眼镜腿中。
由上述的实施例可见，本发明的这种有源3D眼镜，实现了独立的3D播放。使用者只需佩戴该有源3D眼镜，即可观看3D图像/视频，实现了3D图像与使用者的随动。本发明的这种有源3D眼镜，由于显示器设置在眼镜中，离观看者眼睛很近，使得视野开阔、立体效果逼真。因此，具有广阔的应用前景，除了3D图像/视频播放外，还可以应用到计算机游戏及环境仿真，例如飞行员、宇航员仿真训练等技术领域。

Claims (11)

1.一种有源3D眼镜，包括设置在眼镜框架中的电路板，其特征在于：还包括设置在眼镜片位置的两个微型显示器和对应的两个光学放大模块；
所述电路板上的电路包括：
存储模块，存储固件程序、应用程序及3D视频文件；
控制模块，与两个微型显示器、存储模块及电源模块分别相连，从存储模块读取3D视频文件进行视频解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示；
电源模块，与两个微型显示器、存储模块和控制模块分别相连，为其供电；
所述两个光学放大模块分别设置在两个微型显示器与使用者眼睛之间。
2.如权利要求1所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述微型显示器为：数字微型OLED显示器或模拟微型OLED显示器。
3.如权利要求2所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述数字微型OLED显示器是型号为SVGA050V2的数字微型OLED显示器；
所述模拟微型OLED显示器是型号为SVGA-3D的模拟微型OLED显示器。
4.如权利要求2所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述电路进一步包括音频解码芯片和音频输出模块；
所述存储模块进一步存储3D多媒体文件；
所述控制模块进一步从存储模块读取3D多媒体文件，对音频数据和视频数据进行区分，将音频数据输出给音频解码芯片；并对视频文件进行视频解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示；
所述音频解码芯片与控制模块和音频输出模块分别相连，对接收的音频数据进行解码，将解码后的音频信号输出给音频输出模块；
音频输出模块将音频信号播放给使用者。
5.如权利要求4所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述电路进一步包括音频输入接口、视频输入接口、视频解码芯片和功能切换开关；
所述音频输入接口与所述音频解码芯片和外部音频信号源分别相连，接收外部输入的音频数据发送给所述音频解码芯片；
所述视频输入接口与所述视频解码芯片和外部视频信号源分别相连，接收外部输入的视频数据发送给所述视频解码芯片；
所述功能切换开关与控制模块相连；
所述控制模块进一步检测功能切换开关的状态，检测到预定状态后，向所述视频解码芯片发送开启指令；
所述视频解码芯片与所述控制模块和视频输入接口分别相连，按照控制模块发送的开启指令，对从视频输入接口接收的外部视频数据进行解码，将左眼视频信号输出给第一微型显示器显示，将右眼视频信号输出给第二微型显示器显示。
6.如权利要求5所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述视频解码芯片通过至少传输第一开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第一微型显示器相连，通过至少传输第二开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第二微型显示器相连。
7.如权利要求5或6所述的有源3D眼镜，其特征在于：
所述音频解码芯片是型号为WM8960的音频解码芯片；
所述视频解码芯片是型号为ADV7180的视频解码芯片。
8.如权利要求4或5所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述的音频输出模块为耳机，或者包括音频输出接口和外接耳机。
9.如权利要求1-6任一项权利要求所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述控制模块由CPU实现；
所述CPU通过至少传输第一开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第一微型显示器相连，通过至少传输第二开关控制信号和场同步信号的控制线和数据线与第二微型显示器相连；
所述CPU对从存储模块读取3D视频文件进行视频解码，当检测到场同步信号的下跳沿时，控制第一开关控制信号打开或关闭，第二开关控制信号关闭或打开，将解码后的左眼视频信号通过数据线传输给第一微型显示器，或将解码后的右眼视频信号通过数据线传输给第二微型显示器。
10.如权利要求1-6任一项权利要求所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述存储模块包含：SD卡、FLASH存储器；
所述SD卡存储3D视频文件；
所述FLASH存储器存储固件程序、应用程序和/或3D视频文件。
11.如权利要求1-6任一项权利要求所述的有源3D眼镜，其特征在于：所述光学放大模块包含多个放大透镜。
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