RU2338333C1

RU2338333C1 - Virtual reality system

Info

Publication number: RU2338333C1
Application number: RU2007107516/09A
Authority: RU
Inventors: Борис Иванович Волков (RU); Борис Иванович Волков
Original assignee: Борис Иванович Волков
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-11-10

Abstract

FIELD: computer engineering.

SUBSTANCE: in virtual reality system, the channels of left and right frame of stereo pair are introduced, each one of which includes three identical colour signal channels - R, G, B and flat LED-screen, and each of colour signal channels contains connected in parallel frame codes memory and control signals generating unit which outputs are connected to inputs of its own flat LED-screen.

EFFECT: creating images on screens without horizontal and frame scan, and images highlighting.

9 dwg

Description

Изобретение относился к аппаратным устройствам компьютерного оборудования и используется совместно с персональным компьютером /ПК/ для получения трехмерного изображения. Аналогом является кибершлем V8 фирмы Virtual Research Sistems [1 c.557], содержащий блок управления, два соединительных кабеля и шлем, включающий две ЖК-матрицы с диагональю 1,3″ и разрешением в 307200 элементов /640×480/. В качестве входного сигнала используется выходной сигнал видеоадаптера VGA в режиме 640×480 при построчной развертке и частоте кадров 60 Гц. Блок управления выполняет функции коммутирующего устройства. Стереосигнал поступает в блок управления по двум кабелям, оба видеосигнала поступают в экраны шлема независимо друг от друга. Шлем соединяется с блоком управления с помощью 50-контактного SCSI-разъема. Недостатки аналога: низкое разрешение ЖК-матриц [1, C.558], частота кадров ограничена 60 Гц.The invention relates to hardware devices of computer equipment and is used in conjunction with a personal computer / PC / to obtain a three-dimensional image. An analogue is the V8 cyber helmet of Virtual Research Sistems [1 c.557], which contains a control unit, two connecting cables and a helmet, which includes two 1.3 ″ LCD matrices with a resolution of 307200 elements / 640 × 480 /. As the input signal, the output signal of the VGA video adapter in the 640 × 480 mode is used with progressive scanning and a frame frequency of 60 Hz. The control unit performs the functions of a switching device. The stereo signal enters the control unit via two cables, both video signals enter the helmet screens independently of each other. The helmet is connected to the control unit using a 50-pin SCSI connector. Disadvantages of the analogue: low resolution LCD matrices [1, C.558], the frame rate is limited to 60 Hz.

Прототипом принята Система виртуальной реальности [2], содержащая блок управления, шесть строчных накопителей кодов, шесть блоков импульсных усилителей, блоки строчной и кадровой развертки, два блока модуляции излучений, первый усилитель и первый пьезодефлектор с отражателем на торце, два источника опорных напряжений, второй усилитель и второй пьезодефлектор, третий и четвертый источники опорных напряжений, третий усилитель и третий пьезодефлектор, пятый и шестой источники опорных напряжений, четвертый усилитель и четвертый пьезодефлектор с седьмым и восьмым источниками опорных напряжений и два матовых экрана. Развертка изображения на каждом экране выполняется двумя пьезодефлекторами. Трехмерное изображение воспринимается раздельным наблюдением левого кадра стереопары левым глазом зрителя на левом экране, правого кадра стереопары правым глазом на правом экране. Размер каждого экрана 40×30 мм, по диагонали 50 мм /1,97″/. Разрешение на каждом экране 480000 элементов /800×600/. Частота кадров 85 Гц. Недостатки прототипа: недостаточная яркость изображения из-за развертки изображения на матовом экране, не имеющем послесвечения, электронно-оптическое выполнение развертки строк и кадра на экранах ведет к увеличению размеров, веса шлема и серьезно усложняет всю конструкцию шлема.The prototype adopted a Virtual Reality System [2], containing a control unit, six line codes stores, six pulsed amplifier blocks, horizontal and vertical scanning blocks, two radiation modulation blocks, the first amplifier and the first piezoelectric reflector with an end reflector, two reference voltage sources, and the second an amplifier and a second piezoelectric deflector, a third and fourth sources of reference voltages, a third amplifier and a third piezoelectric deflector, a fifth and sixth sources of reference voltages, a fourth amplifier and a fourth piezoelectric ktor with the seventh and eighth sources of reference voltages and two matte screens. Scanning the image on each screen is performed by two piezoelectric deflectors. The three-dimensional image is perceived by separate observation of the left frame of the stereo pair with the left eye of the viewer on the left screen, the right frame of the stereo pair with the right eye on the right screen. The size of each screen is 40 × 30 mm, along the diagonal of 50 mm / 1.97 ″ /. The resolution on each screen is 480,000 elements / 800 × 600 /. Frame rate 85 Hz. The disadvantages of the prototype: insufficient image brightness due to the image scan on a matte screen that does not have an afterglow, the electron-optical scanning of lines and frames on the screens leads to an increase in the size, weight of the helmet and seriously complicates the entire helmet design.

Цель изобретения - упрощение процесса получения изображений на экранах и увеличение их яркости. Техническим результатом являются получение изображения на экранах без строчной и кадровой разверток, достигаемое введением в систему виртуальной реальности накопителей кодов кадра каждого цветового сигнала и блоков формирования управляющих сигналов, и увеличение их яркости введением плоскопанельных светодиодных экранов.The purpose of the invention is to simplify the process of obtaining images on screens and increase their brightness. EFFECT: obtaining images on screens without horizontal and frame scans, achieved by introducing frame codes of each color signal and control signal generating units into the virtual reality system, and increasing their brightness by introducing flat-panel LED screens.

Сущность изобретения в том, что в систему виртуальной реальности, содержащую блок управления, два соединительных кабеля и шлем, введены канал левого кадра стереопары и канал правого кадра стереопары, каждый из которых включает три идентичных канала цветовых сигналов R, G, B и плосокпанельный СД-экран, а каждый канал цветового сигнала содержит последовательно соединенные накопитель кодов кадра и блок формирования управляющих сигналов, выходы которых подключены к входам своего плосокпанельного светодиодного экрана /СД-экрана/.The essence of the invention is that the channel of the left frame of the stereo pair and the channel of the right frame of the stereo pair, each of which includes three identical channels of color signals R, G, B and a flat-panel LED, are introduced into a virtual reality system containing a control unit, two connecting cables and a helmet. screen, and each color signal channel contains a series-connected drive of frame codes and a block for generating control signals, the outputs of which are connected to the inputs of their flat panel LED screen / LED screen /.

Стереокадр формируется видеоадаптером ПК из левого и правого кадров стереопары. Используется видеорежим 800 отсчетов × 600 строк × 100 Гц. С блока управления коды левого и правого кадров раздельно по цветам сигналов R, G, В поступают в накопитель кодов кадра, в котором сосредотачиваются все коды кадра. По окончании периода кадра все коды кадра синхронно и параллельно выдаются в свои блоки формирования отправляющих сигналов, которые запитывают в светодиодных ячейках /СД-ячейках/ светодиоды на длительность, прямо пропорциональную величине каждого кода. Уровень яркости от каждого светодиода формируется из скважности излучения и неизлучения за период кадра: отношение времени, когда светодиод излучает /получает питание/, ко времени, когда он не излучает /не запитывается/. Число элементов матриц в СД-экране соответствует разрешению экрана 480000 /800×600/, а каждый элемент матрицы включает по три светодиода, которые излучением основных цветов R, Q, В формируют один пиксел. Функциональная схема системы показана на фиг.1, накопитель кодов кадра - на фиг.2, блок регистров - на фиг.3 и 4, СД-ячейка - на фиг.5, состав одного элемента матрицы и его форма - на фиг.6, расположение элементов матрицы в экране - на фиг.7, блок формирования управляющих сигналов - на фиг.8.The stereo frame is formed by the PC video adapter from the left and right frames of the stereo pair. The video mode used is 800 samples × 600 lines × 100 Hz. From the control unit, the codes of the left and right frames, separately by the colors of the signals R, G, B, enter the frame code store, in which all frame codes are concentrated. At the end of the frame period, all frame codes are synchronously and parallel issued to their sending signal generating units, which are fed in LED cells / LED cells / LEDs for a duration directly proportional to the value of each code. The brightness level from each LED is formed from the duty cycle of radiation and non-radiation for the frame period: the ratio of the time when the LED emits / receives power / to the time when it does not emit / is not powered /. The number of matrix elements in the LED screen corresponds to a screen resolution of 480000/800 × 600 /, and each matrix element includes three LEDs, which form one pixel by the radiation of the primary colors R, Q, B. The functional diagram of the system is shown in Fig. 1, the frame code storage device in Fig. 2, the register block in Figs. 3 and 4, the SD cell in Fig. 5, the composition of one matrix element and its shape in Fig. 6, the location of the matrix elements in the screen is shown in Fig.7, the block for generating control signals in Fig.8.

Система виртуальной реальности включает /фиг.1/ блок 1 управления, канал левого кадра стереопары, включающий канал цветового сигнала R_Л из последовательно соединенных накопителя 2 кодов кадра и блока 8 формирования управляющих сигналов, канал цветового сигнала G_Л из последовательно соединенных накопителя 3 кодов кадра и блока 9 формирования управляющих сигналов, канал цветового сигнала В_Л из последовательно соединенных накопителя 4 кодов кадра и блока 10 формирования управляющих сигналов, выходы блоков 8, 9, 10 подключены к соответствующим входам первого плоскопанельного светодиодного экрана 14, система включает канал правого кадра стереопары, включающий канал цветового сигнала R_П из последовательно соединенных накопителя 5 кодов кадра и блока 11 формирования управляющих сигналов, канал цветового сигнала G_П из последовательно соединенных накопителя 6 кодов кадра и блока 12 формирования управляющих сигналов, канал цветвого сигнала В_П из последовательно соединенных накопителя 7 кодов кадра и блока 13 формирования управляющих сигналов, выходы блоков 11, 12, 13 подключены к соответствующим входам второго плоскопанельного СД-экрана 15.The virtual reality system includes (Fig. 1) a control unit 1, a channel of the left frame of a stereo pair, including a channel of a color signal R _L from a series-connected drive 2 frame codes and a block 8 for generating control signals, a channel of a color signal G _L from a series-connected drive 3 frame codes and block 9 of the formation of control signals, the color signal channel V _L from the series-connected drive 4 frame codes and block 10 of the formation of control signals, the outputs of blocks 8, 9, 10 are connected to the corresponding the first flat-panel LED screen 14, the system includes a channel of the right frame of the stereo pair, including the channel of the color signal R _P from the sequentially connected drive 5 frame codes and block 11 generating control signals, the channel of the color signal G _P from series-connected drive 6 frame codes and block 12 forming control signals, the color signal channel V _P from the sequentially connected drive 7 frame codes and block 13 forming control signals, the outputs of blocks 11, 12, 13 are connected to the corresponding the inputs of the second flat panel LED screen 15.

На 1-6 информационные входы блока 1 /фиг.1/ с соответствующих выходов видеоадаптера ПК /поддерживающего выход на два дисплея/ поступают два цифровых видеосигнала: левого и правого кадров, представляемые 8-разрядными кодами цветовых сигналов R, G, В. На управляющие 1-3 входы блока 1 с видеоадаптера ПК при видеорежиме 800×600×100 Гц поступают: частота дискретизации 48 МГц, строчные 60 кГц и кадровые 100 Гц синхроимпульсы. Частота дискретизации кодов цветовых сигналов составляет:For 1-6 information inputs of block 1 / Fig. 1/ from the corresponding outputs of the PC video adapter / supporting the output to two displays /, two digital video signals are received: left and right frames, represented by 8-bit color codes R, G, B. The control 1-3 inputs of block 1 from a PC video adapter with a video mode of 800 × 600 × 100 Hz receive: sampling frequency of 48 MHz, lowercase 60 kHz and frame 100 Hz clock pulses. The sampling rate of color codes is:

600 строк × 100 Гц × 800 отчетов = 48 МГц.600 lines × 100 Hz × 800 reports = 48 MHz.

Частота строчных синхроимпульсов: 600×100 Гц=60 кГц.Frequency of horizontal sync pulses: 600 × 100 Hz = 60 kHz.

Накопители с 2 по 7 кодов кадра идентичны /фиг.2/, каждый включает блоки 16 регистров по числу строк в кадре 16_1-600. Информационным входом накопителя кодов кадра являются поразрядно объединенные с первого по восьмой входы блоков 16 регистров. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_К /100 Гц/ блока 16₁, вторым - объединенные вторые управляющие входы U_выд/60 кГц/ блоков 16_1-600, третьим - объединенные третьи управляющие входы U_д /48 МГц/ блоков 16_1-600. Каждый управляющий выход предыдущего блока 16 регистров является первым управляющим входом каждого последующего блока 16 регистров. Управляющий выход последнего блока 16₆₀₀ регистров подключен параллельно к четвертым управляющим входам всех блоков 16_1-600. Выходами накопителя кодов кадра являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров всех блоков 16_1-600 регистров, всего выходов 3840000 /800×8×600/. Блоки 16 регистров идентичны /фиг.3, 4/, каждый включает первый 17 и второй 18 ключи, распределитель 19 импульсов и восемь регистров 20_1-8. Информационным входом блока 16 являются поразрядно объединенные третья входы разрядов восьми регистров 20. Выходами блока 16 регистров являются параллельные выходы всех разрядов восьми регистров 20. С каждого блока 16 регистров 6400 выходов, 800×8. Управляющими входами являются: первым - первый управляющий вход U_к /100 Гц/ первого ключа 17, вторым - сигнальным вход U_выш /60 кГц/ второго ключа 18, третьим - сигнальный вход U_д/48 МГц/ первого ключа 17, четвертым - первый управляющий вход второго ключа 18, подключенный к управляющему выходу последнего 16₆₀₀ блока регистров. Последний выход распределителя 19 импульсов подключен к второму управляющему входу первого ключа 17 и является управляющим выходом блока 16₁в следующий блок 16₂, где подключен к первому управляющему входу первого ключа 17. Выход первого ключа 17 подключен к входу распределителя 19 импульсов, выходы которого последовательно с первого по последний 800-й подключены к первым управляющим входам разрядов параллельно восьми регистрам 20_1-8. Выход второго ключа 18 подключен параллельно к вторым управляющим входам всех разрядов восьми регистров 20. Блоки с 8 по 13 идентичны и предназначены для формирования длительности излучения каждого светодиода 21 /фиг.8/, т.е. для запитывания светодиодов на длительность прямо пропорционально величине кода цветового сигнала. Плосокпанельные светодиодные экраны 14 и 15 /СД-экраны/ идентичны, каждый представляет совокупность элементов матрицы, которых при разрешении /800×600/ 480000 штук, каждый элемент матрицы содержит три светодиодные ячейки /СД-ячейки/, включающие три микросветодиода, излучающих три основных цвета R, G, В. СД-ячека включает /фиг.5/ последовательно расположенные микросветодиод 21 белого свечения и цветной светофильтр 22 одного из основных цветов СД-ячеек 1440000 /300×600×3/. Три СД-ячейки составляют один элемент матрицы /фиг.6/, формирующий один пиксел на экране. Расположение элементов матрицы в экране на фиг.7. В качестве светодиодов применяются сверхьяркие светодиоды белого свечения, например, фирм "Nichia", "Ledtronics", "Kingbright" [3, c.47], которые выполняются методом микроэлектронной технологии микросветодиодами без корпусов непосредственно в материале экрана 14 /15/. Размер отдельного микросветодиода 0,025×0,625 мм, размер элемента матрицы 0,05×0,05 мм /фиг.6/. При разрешении 800×600 размеры экрана 14 /15/ составляют:Drives 2 through 7 frame codes are identical / Fig.2/, each includes blocks of 16 registers by the number of lines in the frame 16 _1-600 . The information input of the frame code storage device is bitwise integrated from the first to the eighth inputs of the blocks of 16 registers. The control inputs are: the first is the first control input U _K / 100 Hz / block 16 ₁ , the second is the combined second control inputs U _vyd / 60 kHz / blocks 16 _1-600 , the third is the combined third control inputs U _d / 48 MHz / blocks 16 _1-600 . Each control output of the previous block of 16 registers is the first control input of each subsequent block of 16 registers. The control output of the last block _16,600 registers is connected in parallel to the fourth control inputs of all blocks 16 _1-600 . The outputs of the frame code storage device are the parallel outputs of all bits of eight registers of all blocks 16 _1-600 registers, total outputs 3840000/800 × 8 × 600 /. Blocks 16 registers are identical / 3, 4 /, each includes the first 17 and second 18 keys, a distributor of 19 pulses and eight registers 20 _1-8 . The information input of block 16 is the bitwise combined third inputs of the bits of eight registers 20. The outputs of the block of 16 registers are the parallel outputs of all bits of the eight registers 20. From each block of 16 registers there are 6400 outputs, 800 × 8. The control inputs are: the first is the first control input U _to / 100 Hz / first key 17, the second is the signal input U _higher / 60 kHz / second key 18, the third is the signal input U _d / 48 MHz / first key 17, the fourth is the first the control input of the second key 18, connected to the control output of the last 16 ₆₀₀ block of registers. The last output of the pulse distributor 19 is connected to the second control input of the first key 17 and is the control output of block 16 ₁ to the next block 16 ₂ , where it is connected to the first control input of the first key 17. The output of the first key 17 is connected to the input of the pulse distributor 19, the outputs of which are sequentially from the first to the last 800th connected to the first control inputs of the bits in parallel with eight registers 20 _1-8 . The output of the second key 18 is connected in parallel to the second control inputs of all the bits of the eight registers 20. Blocks 8 to 13 are identical and are designed to form the duration of the radiation of each LED 21 / Fig. 8/, i.e. to power the LEDs for the duration is directly proportional to the value of the color signal code. Flat panel LED screens 14 and 15 / LED screens / are identical, each represents a set of matrix elements, which, at a resolution of / 800 × 600/480000 pieces, each matrix element contains three LED cells / LED cells /, including three micro LEDs emitting three main colors R, G, B. The LED cell includes / Fig. 5/ sequentially arranged white LED 21 and a color filter 22 of one of the primary colors of the LED cells 1440000/300 × 600 × 3 /. Three LED cells make up one element of the matrix (Fig. 6/), which forms one pixel on the screen. The location of the matrix elements in the screen of Fig.7. As light emitting diodes, superbright white LEDs are used, for example, Nichia, Ledtronics, Kingbright companies [3, p. 47], which are made by microelectronic technology using micro-LEDs without housings directly in the screen material 14/15 /. The size of a single micro-LED is 0.025 × 0.625 mm, the size of the matrix element is 0.05 × 0.05 mm / Fig. 6/. With a resolution of 800 × 600, the screen sizes 14/15 / are:

по горизонтали 800×0,05 мм = 40 мм,horizontal 800 × 0.05 mm = 40 mm,

по вертикали 600×0,05 мм = 30 мм, по диагонали 50 мм, 1,97″.vertical 600 × 0.05 mm = 30 mm, diagonal 50 mm, 1.97 ″.

Уровень яркости СД-ячейки в периоде кадра определяется величиной кода. своего цветового сигнала: чем больше код, тем дольше излучает микросветодиод ячейки за период кадра, тем ярче воспринимается зрением зрителя уровень яркости. А яркость и цветовой тон пиксела определяются скважностью излучений трех микросветодиодов в элементе каждой матрицы. А длительность излучения микросветодиода определяется длительностью его запитывания от источника 28 /фиг.8/ питания, формируемого соответствующим преобразователем "код - длительность излучения" /в блоках 8-13 формирования управляющих сигналов/.The brightness level of the SD cell in the frame period is determined by the code value. its color signal: the larger the code, the longer the cell micro-LED emits during the frame period, the brighter the brightness level is perceived by the viewer's vision. And the brightness and color tone of a pixel are determined by the duty cycle of the radiation of three micro-LEDs in the element of each matrix. And the duration of the emission of the micro-LED is determined by the duration of its power supply from the power source 28 / Fig. 8/ generated by the corresponding code-to-radiation duration converter / in control signal generation blocks 8-13 /.

Блоки с 8 по 13 идентичны, каждый включает /фиг.8/ генератор 23 импульсов и с первого по 480000-й преобразователи "код - длительность излучения", которые идентичны и каждый включает последовательно соединенные первый ключ 24, вычитающий счетчик 25 импульсов, дешифратор 26 и второй ключ 27, и источник 28 питания. Генератор 23 является умножителем частоты, при частоте кадров 100 Гц выполняет умножение 100 Гц × 270=27 кГц, которые выдает на сигнальные входы первых ключей 24_1-480000. Сигнал U_к /100 Гц/ открывает все ключи 24, 27 и поступает на вход генератора 23 импульсов. Коды цветового сигнала параллельно поступают на 1-8 входы вычитающих счетчиков 25 импульсов. Напряжение /3 В/ с источника 28 питания через открытый ключ 27 запитывает свой микросветодиод 21, а на счетный вход вычитающего счетчика 25 через открытый ключ 24 поступают импульсы 27 кГц с генератора 23. Пока длится процесс вычитания, в счетчике 25 длится и излучение микпосветодиода 21. Процесс вычитания длится до появления в счетчике 25 кода 00000000, с приходом которого в дешифратор 26 он выдает сигнал U_з, закрывающий ключи 24, 27. Питание микросветодиода 21 прекращается, излучение его заканчивается. При длительности кадра 10 мс /100 Гц/ коду 00000001 соответствует длительность излучения в один импульс 37 мкс /

/, коду 00000010 соответствует длительность в два импульса 74 мкс, коду 00000011 - три импульса 111 мкс и т.д, коду 11111110 - 254 импульсов 9,398 мс, коду 11111111 - 255 импульсов 9,435 мс. Инерционность срабатывания микросветодиода менее 1 мкс. Излучения трех цветов R, G, В от трех микросветодиодов /три субпиксела/, составляющих один элемент матрицы экрана, формируют изображение /яркость и цветовой тон/ пиксела. Синхронное высвечивание всеми элементами матрицы всех пикселов кадра /1440000/ в совокупности составляет изображение кадра. Из процесса получения изображения на экране исключаются строчная и кадровая развертки. Процесс упрощается, при инерцицонности срабатывания микросветодиодов в 1 мкс частота кадров может быть повышена до 1000 Гц. Однотипность применяемых в блоках 2-7 и в блоках 8-13 электронных схем позволяет каждий из них выполнить в одной микросхеме.Blocks 8 through 13 are identical, each includes a / FIG. 8/ pulse generator 23 and from the first to the 480000th code-to-radiation duration converters, which are identical and each includes a first key 24 connected in series, subtracting a pulse counter 25, a decoder 26 and a second key 27, and a power source 28. The generator 23 is a frequency multiplier; at a frame frequency of 100 Hz, it performs a multiplication of 100 Hz × 270 = 27 kHz, which it outputs to the signal inputs of the first keys 24 _1-480000 . The signal U _to / 100 Hz / opens all the

keys

24, 27 and is fed to the input of the 23 pulse generator. Codes of a color signal are simultaneously sent to 1-8 inputs of subtracting counters 25 pulses. The voltage / 3 V / s of the power source 28 through the public key 27 energizes its micro-LED 21, and 27 kHz pulses from the generator 23 are fed to the counting input of the subtracting counter 25 through the public key 24. As long as the subtraction process lasts, the radiation of the microprobe LED 21 The subtraction process lasts until the code 00000000 appears in counter 25, when it arrives at the decoder 26 and gives a signal U _s that closes the

keys

24, 27. The power supply of the micro-LED 21 is stopped, and its radiation ends. At a frame duration of 10 ms / 100 Hz / code 00000001 corresponds to a radiation duration of one pulse of 37 μs /

/, code 00000010 corresponds to a duration of two pulses of 74 μs, code 00000011 - three pulses of 111 μs, etc., code 11111110 - 254 pulses of 9.398 ms, code 11111111 - 255 pulses of 9.435 ms. The inertia of operation of the micro-LED is less than 1 μs. Radiations of three colors R, G, B from three micro-LEDs / three subpixels /, constituting one element of the screen matrix, form an image / brightness and color tone / pixel. Synchronous flashing by all matrix elements of all pixels of the frame / 1440000 / in the aggregate constitutes a frame image. Horizontal and frame scans are excluded from the process of obtaining an image on the screen. The process is simplified, when the micro-LEDs are inertically triggered at 1 μs, the frame rate can be increased to 1000 Hz. The uniformity of the electronic circuits used in blocks 2–7 and in blocks 8–13 allows each of them to be executed in one chip.

Работа системы.System operation.

Блок 1 управления подключается к двум соответствующим выходам видеоадаптера ПК. На 1-/3 информационные входы блока 1 управления поступают коды цветовых сигналов левого кадра стереопары, на 4-6 информационные входы поступают коды цветовых сигналов правого кадра стереопары, на 1 и 2 управляющие входы поступают кадровые и строчные синхроимпульсы, на третий управляющий вход поступают импульсы дискретизации 48 МГц. Блок 1 управления распределяет выдачу кодов цветовых сигналов стереопары на входы накопителей 2-7 кодов кадра. За время первого кадра регистры 16 в накопителях 2-7 кодов кадра заполняются /фиг.2/ кодами левого и правого кадров стереопары. За период кадра в каждом из накопителей 2-7 кодов сосредотачиваются по 480000 кодов одного из цветовых сигналов. По окончании первого периода кадра сигнал U_выд / при открытии вторых ключей в блоках 16_1-600 /фиг.3, 4/ синхронно и параллельно выдает коды кадра в параллельном виде в соответствущие блоки 8-13 формирования управляющих сигналов. Преобразователи "код - длительность излучения" преобразуют величины кодов в интервалы запитывания микросветодиодов 21 /фиг.8/, излучения которых /1440000/ в совокупности составляют изображение левого и правого кадров стереопары. Одновременное получение изображений всех пикселов кадра на экранах 14 и 15 исключает необходимость в строчной и кадровой развертках.The control unit 1 is connected to two corresponding outputs of the PC video adapter. Codes of color signals of the left frame of the stereo pair are received at 1- / 3 information inputs of the control unit 1, codes for color signals of the right frame of the stereo pair are received at 4-6 information inputs, frame and horizontal sync pulses are received at 1 and 2 control inputs, pulses are received at the third control input 48 MHz sampling. The control unit 1 distributes the output of color codes of the stereo pair to the inputs of the drives 2-7 frame codes. During the first frame, registers 16 in the drives 2-7 frame codes are filled (Fig. 2/) with the codes of the left and right frames of the stereo pair. During the frame period, each of the 2-7 code drives concentrates 480000 codes of one of the color signals. At the end of the first frame period, the signal U _iss / when opening the second keys in blocks 16 _1-600 / _Fig. 3, 4 / synchronously and parallelly outputs the frame codes in parallel form to the corresponding control signal generation blocks 8-13. The code-to-radiation-time converters convert the code values into the feeding intervals of the micro-LEDs 21 / Fig. 8/, the radiation of which / 1440000 / together constitute the image of the left and right frames of the stereo pair. The simultaneous receipt of images of all the pixels on the screens 14 and 15 eliminates the need for line and frame scans.

Ввиду большого числа соединений для надежной и длительной работы микросхемы накопителей 2-4 кодов кадра и блоков 8-10 формирования управляющих сигналов со своим СД-экраном 14, а также микросхемы накопителей 5-7 кодов кадра и блоков 11-13 со своим СД-экраном 15 выполняются каждые в одной неразъемной конструкции и размещаются соответствующем образом в шлеме 29 /фиг.9/. Для восприятия трехмерного пространства зритель надевает шлем на голову и наблюдает левым глазом левый экран 14, правым глазом - правый экран 15. Входы накопителей 2, 3, 4 кодов кадра 48 /24×2/, входы накопителей 5, 6, 7 кодов кадра 48 /24×2/ и 1-3 управляющие входы 6 штук /3×2/ соединяются с выходами блока 1 управления многожильным кабелем. Размер каждого экрана 40×30 мм, диагональ 50 мм /1,97″/. Разрешение кадра 480000 элементов, частота кадров 100 Гц.Due to the large number of connections for reliable and long-term operation of the drive chip 2-4 frame codes and blocks 8-10 generating control signals with its own LED screen 14, as well as drive chip 5-7 frame codes and blocks 11-13 with its own LED screen 15 are carried out each in one integral structure and are placed accordingly in the helmet 29 / Fig. 9/. To perceive three-dimensional space, the viewer puts a helmet on his head and watches the left screen 14 with his left eye, the right screen 15. The inputs of drives 2, 3, 4 frame codes 48/24 × 2 /, the inputs of drives 5, 6, 7 frame codes 48 / 24 × 2 / and 1-3 control inputs of 6 pieces / 3 × 2 / are connected to the outputs of the multicore cable control unit 1. The size of each screen is 40 × 30 mm, the diagonal is 50 mm / 1.97 ″ /. Frame resolution 480000 elements, frame rate 100 Hz.

Источники информацииInformation sources

1. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. 5-е издание, СПб., 2004, с.557, 558.1. Kolesnichenko OV, Shishigin IV PC hardware. 5th edition, St. Petersburg, 2004, p. 557, 558.

2. Патент №2281615, кл. Н04N 15/00, Бюл. №22 от 10.08.06, прототип.2. Patent No. 2281615, cl. H04N 15/00, Bull. No. 22 dated 08/10/06, prototype.

3. "Радио" №9, 2004, с.47.3. "Radio" No. 9, 2004, p. 47.

Claims

A virtual reality system containing a control unit, two connecting cables and a helmet, characterized in that the channel of the left frame of the stereo pair and the channel of the right frame of the stereo pair are introduced into it, each of which includes three identical channels of color signals R, G, B and a flat-panel LED screen , each channel of the color signal contains a series-connected drive of frame codes and a block for generating control signals, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of its flat-panel LED screen ( SD-screen), frame code drives are identical, each includes register blocks by the number of lines in the frame, the information input of the frame code drive is bitwise combined from the first to eighth inputs of all register blocks, the outputs of the frame code drive are the parallel outputs of all the bits of the registers of all register blocks , the control inputs are: the first is the first control input of the first block of registers, the second is the combined second control inputs of all block of registers, the third is the combined third control in odes of all register blocks, each control output of the previous register block is the first control input of each subsequent register block, the control output of the last register block is connected in parallel to the fourth control inputs of all register blocks, the register blocks are identical, each includes the first and second keys, pulse distributor and eight registers, the information input of the register block is the bitwise combined third inputs of the bits of eight registers, the outputs of the register block are a pair allelic outputs of all bits of eight registers, the control inputs are: the first is the first control input of the first key, the second is the signal input of the second key, the third is the signal input of the first key, the fourth is the first control input of the second key, the output of the first key is connected to the input of the pulse distributor, whose outputs are connected in series from the first to the last to the first control inputs of the bits in parallel to eight registers, the last output of the pulse distributor is also connected to the second control input the first key is the control output of the block of registers to the next block of registers, the output of the second key is connected in parallel to the second control inputs of all bits of the eight registers and to the second control input of the second key, the control signal generation blocks are identical, each includes a pulse generator and converters "code - radiation duration "according to the resolution of the frame (800 × 600), code-to-radiation duration converters are identical, each includes a first key sequentially connected, subtracting a pulse counter, a decoder and a second key, and a power source whose output is connected to the signal input of the second key, the signal inputs of the first keys are connected in parallel to the output of the pulse generator, the output of the first key is connected to the counting input of the subtracting pulse counter, the decoder output is connected to the second control inputs of the first and second keys, the output of the second key is the output of the code-to-radiation duration converter, the information inputs of which are the first through eighth inputs of the subtracting count pulse detector, the information inputs of the control signal generation block are the inputs of all subtracting pulse counters, the outputs are the outputs of the code-radiation duration converters that are connected to the corresponding inputs of their LED screen, the control input of the control signal generation block are the combined first control inputs of all the first and the second keys of the code-to-radiation duration converters and the pulse generator input, the control inputs of all control formation blocks signals are combined and connected to the first control inputs of the frame code storage devices, flat-panel LED screens (LED screens) are identical, each includes matrix elements in terms of frame resolution (800 × 600), and each matrix element contains three LED cells (LED cells), each of which includes a sequentially located white micro-LED and a color filter of one of the primary colors R, G, B, LED cells in the matrix element form a triangle and are made by microelectronic micro-LED technology with the corresponding color filters R, G, B directly in the material of the LED screen, the input of each LED cell is connected to the corresponding output in the corresponding block for generating control signals, frame code storage devices and blocks for generating control signals of the channel of the left frame of the stereo pair with its own LED screen and the drive codes of the frame and the blocks of the formation of the control signals of the channel, the right frame of the stereo pair with its own LED screen, each is made of one integral structure and are located accordingly in the helmet Combined with the same name first, second, third control inputs of the drives of the left and right frames of the stereopair frame channel codes and the first to the sixth information inputs drives the same code channel frame connected to respective outputs of control unit multicore cable.