专利名称：一种提高快门式3d眼镜性能的方法及硬件系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方法及硬件系统，特别是一种提高快门式3D眼镜性能方法及硬件系统
背景技术：
目前市面上主流的3D眼镜无外乎采用3种解决方案色差式、偏光式和主动快门式。快门式3D眼镜主要是通过提高画面的刷新率来实现3D效果的，通过把图片按帧一分为二，形成对应左眼和右眼的两组画面，连续交错显示出来，同时红外信号发射器或无线射频发射器将同步快门式3D眼镜的左右镜片开关，使左、右双眼能够在正确的时刻看到相应画面。这项技术能够保持画面的原始分辨率，很轻松地让用户享受到真正的全高清3D效果。不足之处在于目前市场上常用的快门式快门式3D眼镜，大多采用分立的元件来搭建控制系统，实现方案复杂，同步性差，功耗过大。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种低功耗快门式3D眼镜的方法及硬件系统，它可以用较简单的方案实现优化同步效果，提高用户视觉效果，降低系统功耗的目的。本发明的技术方案一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于在工作过程中，利用帧同步过程中的功耗控制的方法来减少3D眼镜的功耗。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法中，在工作过程中，还采用帧同步信号判断的方法来优化同步效果、并采用消除残影的方法和消除重影的方法来提高用户视觉效^ ο前述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法中，所述的帧同步信号判断的方法的步骤是获得同步信号；分析同步信号合法性。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法中，所述的帧同步过程中的功耗控制的方法的方法是3D电视同步信号的周期是T，T1是开启同步通讯模块的缓冲时间，η的一般取值小于Ι/τ ；在帧同步信号处，快门式3D眼镜同步上3D电视的帧播放，那么主芯片将立即关闭通信模块，同时开启微控制器中的定时器，并定时t = (η*Τ-Τ1)的时间，待定时时间到，开启通信模块，至少维持2Τ的宽度，等待接收帧同步信号；若接收到帧同步信号的沿跳变并确认为合法的同步信号，则立即关闭通信模块，完成一次同步操作，此后的η个同步周期内的左右眼镜片切换由主芯片中的微控制器中内部定时器自行完成，直到预估计的下次同步帧信号到来时，再次打开通信模块，确认同步信号合法后再对其进行一次校正；若没接收到帧同步信号，则会在2Τ时间后关闭通信模块，开启定时器定时t= (η*Τ-Τ1)的时间后，再次开启通信模块等待接收帧同步信号，以此类推；若一段时间内没接收到帧同步信号，关闭快门式3D眼镜的DCDC升压系统，再一段时间后仍未接收到同步信号则自行进入休眠模式， 关闭快门式3D眼镜的DCDC升压系统和自行进入休眠模式的等待时间可以根据实际情况进
行调整。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法中，所述的消除残影的方法是镜片上有两输入端分别为，输入端A和输入端B，输入端A的电压为\，输入端B的电压为Vb ；有两种不同方式使得镜片不透光，Va > Vb或Va < Vb ；主芯片控制镜片交替进行两种不同方式的不透光。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法中，所述的消除重影的方法是3D电视同步信号的周期是T，取整数n，以每η个频率为1/Τ的同步信号为间隔进行一次校准操作；主芯片测得实际情况下第η个或第η+1个帧同步信号的定时器计数值，与理论值相比较，取最接近的同步信号个数N，并认为当前接收到的是第N个同步信号，并把这一段时间平均分配到接下来的N次控制单元内。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法中，所述的分析同步信号合法性的方法为当使用红外通信模块时，将帧同步信号的周期T与低电平时间K记录在主芯片中， 获取帧同步信号后，将所测得的时间信息与预设值进行比较，信息一致的就是合法的帧同步信号；或当使用无线射频模块时，无线射频模块基于自身的地址识别机制，无线发射都包括前端码、同步字、用户自定义的数组、CRC校验；发送的和接收的无线模块必须符合在相同的频点信道、相同的发送格式、用户自定义的数组要一致，CRC校准通过才认为是一个合法的同步信号。实现前述方法的的一种提高快门式3D眼镜性能的硬件系统，其特征在于，包括 主芯片，主芯片分别连接着通信模块、状态指示灯、锂电池、按键、外部充电接口和眼镜镜片。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的硬件系统中，所述的主芯片内部集成电源管理内核和微控制单元，电源管理内核集成有以下模块，锂电池充电管理模块、LDO电源模块、D⑶C升压模块和H桥开关电路。前述的一种提高快门式3D眼镜性能的硬件系统中，所述的通信模块采用红外通信模块或无线射频模块。与现有技术相比，本发明可以用较简单的方案实现优化同步效果，提高用户视觉效果的目的，在保证优异3D效果的同时降低系统功耗。利用主芯片对由通信模块收到的信号进行帧同步信号判断，可以优化同步效果； 利用主芯片中集成的消除残影的方法和消除重影方法的软件可以提高用户视觉效果、保证优异3D效果；主芯片中集成的帧同步过程中的功耗控制的方法可以在保证优异3D效果的同时降低系统功耗。
图1是本发明的硬件系统的结构示意图；图2是本发明的工作流程图3是本发明的主芯片结构示意图；图4是本发明的实施例信号示意图；图5是本发明的实施例功耗控制时序图；图6是本发明的实施例消除重影方法示意图。附图标记1-主芯片，2-通信模块，3-状态指示灯，4-锂电池，5-按键，6_外部充电接口， 7-眼镜镜片，8-微控制单元，9-电源管理内核，10-锂电池充电管理模块，11-LD0电源模块， 12-DCDC升压模块，13-H桥开关电路。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。实施例一种低功耗快门式3D眼镜的硬件系统，如图1所示，包括主芯片1，主芯片1分别连接着通信模块2、状态指示灯3、锂电池4、按键5、外部充电接口 6和眼镜镜片7。通信模块2可以采用红外通信模块或无线射频模块。主芯片1的型号为TPS65835。TPS65835是一种新型的用于有源快门3D眼镜的 PMU，如图3所示，内部集成电源管理内核9和微控制单元8，其完善的电源管理内核集成有以下模块锂电池充电管理模块10、LD0电源模块11、D⑶C升压模块12和H桥开关电路13。利用该硬件系统的一种提高快门式3D眼镜性能的方法包括帧同步信号判断的方法；帧同步过程中的功耗控制的方法；消除残影的方法；消除重影的方法。帧同步信号判断的方法的步骤是获得同步信号；分析同步信号合法性。帧同步过程中的功耗控制的方法的方法是3D电视同步信号的周期是T，Tl是开启同步模块的缓冲时间，η的取值小于1/Τ ；在帧同步信号处，快门式3D眼镜同步上3D电视的帧播放，那么主芯片将立即关闭通信模块，同时开启微控制器中的定时器，并定时t = (η*Τ-Τ1)的时间，待定时时间到，开启通信模块，至少维持2Τ的宽度，等待接收帧同步信号；若接收到帧同步信号的上升沿并确认为合法的同步信号，则立即关闭通信模块，完成一次同步操作，此后的左右眼镜片切换由主芯片中的微控制器中内部定时器自行完成，直到下次同步帧信号到来时，对其进行一次校正；若没接收到帧同步信号，则会在2Τ时间后关闭通信模块，开启定时器定时t = (η*Τ-Τ1)的时间后，再次开启通信模块等待接收帧同步信号，以此类推；若一段时间内没接收到帧同步信号，关闭DCDC升压系统，再一段时间后仍未接收到同步信号则自行进入休眠模式。消除残影方法的是镜片上有两输入端分别为，输入端A和输入端B，输入端A的电压为VA，输入端B的电压为Vb ；有两种不同方式使得镜片不透光，Va > Vb或Va < Vb ；主芯片控制镜片交替进行两种不同方式的不透光。消除重影的方法的是采用以下补偿算法。3D电视同步信号的周期是T，取整数n， 以每η个频率为1/Τ的同步信号为间隔进行一次校准操作；主芯片测得实际情况下第η个或第η+1个帧同步信号的定时器计数值，与理论值相比较，取最接近的同步信号个数N，并认为当前接收到的是第N个同步信号，并把这一段时间平均分配到接下来的N次控制单元内。识别帧同步信号的方法为帧同步信号中存在低电平，当通信模块获取低电平时， 确认信号为帧同步信号。分析同步信号合法性的方法为当使用红外通信模块时，将帧同步信号的周期T 与低电平时间K记录在主芯片中，获取帧同步信号后，将所测得的时间信息与预设值进行比较，信息一致的就是合法的帧同步信号；或当使用无线射频模块时，无线射频模块基于自身的地址识别机制，能够准确判断3D电视端的发送的是否是合法的帧同步信号。锂电池充电过程可分为三个阶段预充电、快速充电和充电终止；LDO电源模块11 为微控制单元8提供电源；D⑶C升压12模块可调输出电压8V至16V，为全H桥模拟开关 13提供电源；全H桥模拟13开关由微控制单元8进行内部控制以实现系统功能。方案中的各个模块通过电源管理内核实现了整个过程功耗可控，从而使得产品功耗大大降低。不仅如此，采用此方案使得电路板面积减小，重量明显减轻，同时节省了生产成本。本发明提供简便智能且高效的电池管理方案——电池电量检测和智能高效的充电过程。电池电量检测能够告知当前电量的状况，从而避免了微控制单元8不断检测电量而产生的功耗。智能高效的充电过程分为三步预充电、快速充电和充电终止，缩短了充电时间，有效避免电池过充等现象，保证了电池的安全，延长了电池使用寿命。LDOll提供两种规格的电源电压，使其具有很强的兼容性。LDOll在休眠模式下关闭，活跃模式下开启。微控制单元8及其部分外围器件可由LDOll供电，能有效降低系统待机功耗。D⑶C12升压模块的输出可由外围器件进行配置，输出范围8V至16V，更具兼容性和实用性，符合本发明全H桥开关的电源要求。同时DCDC12模块的开启和关闭是可控的， 能够有效降低系统功耗。使用时，如图2所示，通信模块接收帧同步信号，并传送给TPS65835中的微控制单元8，TPS65835确认是帧同步信号后，校正左右眼的切换偏差，然后将开关时序输出到眼镜片上，实现左右眼切换。不仅如此，外部充电接口的设计，为用户提供了简便的充电方式，用户无需因快门式3D眼镜电池没电而经常更换电池。？本实施例中，帧同步信号判断的方法具体是同步信号频率为60Hz，如图4所示，S卩16. 66ms为一个周期，该周期内包含左眼帧图片和右眼帧图片各占一半时间即8. 33ms。T= 16.66ms，K= 100 200us ；视K信号作为左眼帧或右眼帧的同步信息；快门式3D眼镜晶振频率为32. 768KHz。快门式3D眼镜捕获低电平时间K和周期时间T，对所测得的时间信息进行分析，判断该帧同步信号是否合法。确认接收的是帧同步信号后，主控芯片校正左右镜片切换的偏差，完成与3D电视播放帧的一次同步工作，优化同步效果。本实施例中，帧同步过程中的功耗控制的方法具体是，如图5所示3D电视同步信号频率为60Hz，即T = 16. 66ms。Tl是开启同步模块的缓冲时间， 比如红外通讯模块电源稳定时间，RF模块从睡眠到进入接收状态的反应时间。η的取值小于60，与3D电视刷新频率有关。在序号为1的帧同步信号处，快门式3D眼镜同步上3D电视的帧播放，那么主芯片将立即关闭通信模块，同时开启定时器，并定时t = (n*T-Tl)ms的
7时间，待定时时间到，开启通信模块，至少维持2T的宽度，等待接收帧同步信号。若接收到帧同步信号的上升沿并确认为合法的同步信号，则立即关闭通信模块，完成一次同步操作， 此后的左右眼镜片切换由主芯片内部定时器自行完成，直到下次同步帧信号到来时，对其进行一次校正；若没接收到帧同步信号，则会在2T时间后关闭通信模块，开启定时器定时t =(η*Τ-Τ1)的时间后，再次开启通信模块等待接收帧同步信号，以此类推；若30秒内没接收到帧同步信号，关闭DCDC升压系统，1分钟后仍未接收到同步信号自行进入休眠模式，降低了系统功耗。本实施例中，消除残影方法具体是镜片上有两输入端分别为，输入端A和输入端 B，输入端A的电压为VA，输入端B的电压为Vb ；有两种不同方式使得镜片不透光，Va > Vb或 Va < Vb ；主芯片控制镜片交替进行两种不同方式的不透光，提高用户视觉效果。本实施例中，消除重影方法具体是，如图6所示采用以下补偿算法。3D电视同步信号的周期是60Hz，取整数32，以每32个频率为 60Hz的同步信号为间隔进行一次校准操作；主芯片测得实际情况下第32个或第33个帧同步信号的定时器计数值，与理论值相比较，取最接近的同步信号个数32，并认为当前接收到的是第32个同步信号，并把这一段时间平均分配到接下来的32次控制单元内，以补偿低功耗运行下出现的控制时序和同步信号产生相位偏移，提高用户视觉效果。。本实施例基于TPS65835实现了低电压检测、充电端电源检测和智能充电控制。休眠状态下全H桥模拟开关，DCDC升压模块和LDO模块的电源控制。工作模式下，能够有效与 3D电视实现同步，消除残影，闪烁和重影等现象，为用户提供良好的视觉享受。红外通信: 休眠模式功耗为10uA，工作模式功耗为< 700uA。无线射频通信休眠模式功耗为10uA，工作模式功耗为< 700uA。
权利要求
1.一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于在工作过程中，利用帧同步过程中的功耗控制的方法来减少3D眼镜的功耗。
2.根据要求要求1所述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于在工作过程中，还采用帧同步信号判断的方法来优化同步效果，并采用消除残影的方法和消除重影的方法，提高用户视觉效果。
3.根据要求要求1所述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于，所述的帧同步信号判断的方法的步骤是获得同步信号；分析同步信号合法性。
4.根据要求要求1所述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于，所述的帧同步过程中的功耗控制的方法是3D电视同步信号的周期是T，Tl是开启同步通讯模块的缓冲时间，η的一般取值小于 1/Τ ；在帧同步信号处，快门式3D眼镜同步上3D电视的帧播放，那么主芯片将立即关闭通信模块，同时开启微控制器中的定时器，并定时t= (η*Τ-Τ1)的时间，待定时时间到，开启通信模块，至少维持2Τ的宽度，等待接收帧同步信号；若接收到帧同步信号的沿跳变并确认为合法的同步信号，则立即关闭通信模块，完成一次同步操作，此后的η个同步周期内的左右眼镜片切换由主芯片中的微控制器中内部定时器自行完成，直到预估计的下次同步帧信号到来时，再次打开通信模块，确认同步信号合法后再对其进行一次校正；若没接收到帧同步信号，则会在2Τ时间后关闭通信模块，开启定时器定时t = (η*Τ-Τ1)的时间后，再次开启通信模块等待接收帧同步信号，以此类推；若一段时间内没接收到帧同步信号，关闭快门式3D眼镜的DCDC升压系统，再一段时间后仍未接收到同步信号则自行进入休眠模式。
5.根据要求要求2所述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于，所述的消除残影的方法是镜片上有两输入端分别为，输入端A和输入端B，输入端A的电压为VA，输入端B的电压为Vb ；有两种不同方式使得镜片不透光，Va > Vb或Va < Vb ；主芯片控制镜片交替进行两种不同方式的不透光。
6.根据要求要求2所述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于，所述的消除重影的方法是3D电视同步信号的周期是T，取整数n，以每η个频率为1/Τ的同步信号为间隔进行一次校准操作；主芯片测得实际情况下第η个或第η+1个帧同步信号的定时器计数值，与理论值相比较，取最接近的同步信号个数N，并认为当前接收到的是第N个同步信号，并把这一段时间平均分配到接下来的N次控制单元内。
7.根据要求要求3所述的一种提高快门式3D眼镜性能的方法，其特征在于，所述的分析同步信号合法性的方法为当使用红外通信模块时，将帧同步信号的周期T与低电平时间K记录在主芯片中，获取帧同步信号后，将所测得的时间信息与预设值进行比较，信息一致的就是合法的帧同步信号；或当使用无线射频模块时，无线射频模块基于自身的地址识别机制，无线发射都包括前端码、同步字、用户自定义的数组、CRC校验；发送的和接收的无线模块必须符合在相同的频点信道、相同的发送格式、用户自定义的数组要一致，CRC校准通过才认为是一个合法的同步信号。
8.实现权利要求1 7任一权利要求所述方法的一种提高快门式3D眼镜性能的硬件系统，其特征在于，所述的低功耗快门式3D眼镜的硬件系统包括主芯片(1)，主芯片(1) 分别连接着通信模块O)、状态指示灯(3)、锂电池、按键(5)、外部充电接口(6)和眼镜镜片(7)。
9.根据要求要求8所述的一种提高快门式3D眼镜性能的硬件系统，其特征在于所述的主芯片(1)内部集成电源管理内核(9)和微控制单元(8)，电源管理内核(9)集成有以下模块，锂电池充电管理模块(10)、LD0电源模块(11)、DCDC升压模块(12)和H桥开关电路 (13)。
10.根据要求要求9所述的一种提高快门式3D眼镜性能的硬件系统，其特征在于所述的通信模块( 采用红外通信模块或无线射频模块。
全文摘要
本发明公开了一种提高快门式3D眼镜性能方法及硬件系统，所述的方法包括帧同步信号判断的方法；帧同步过程中的功耗控制的方法；消除残影的方法；消除重影的方法。本发明可以用较简单的方案实现优化同步效果，提高用户视觉效果的目的，在保证优异3D效果的同时降低系统功耗。
文档编号H04N13/00GK102271274SQ20111026705
公开日2011年12月7日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者郝强, 陈冰 申请人:利尔达科技有限公司