眼镜式3D兼容显示系统的制作方法

本发明涉及立体显示技术领域，尤其是眼镜式3d兼容显示系统。

背景技术：

眼镜式3d显示的技术门槛低、实现简单，同时裸眼3d存在视角问题和成本高昂，使得眼镜式的3d还是当前主流的3d技术。但是当前的戴眼镜的3d技术使用时使得人眼必须戴上眼镜才能看到3d影像，同时不戴上眼镜时存在画面重影到无法看到正常的画面，所以一种能让人戴上眼镜看到3d画面，不戴眼镜看到的是2d画面的显示技术能够满足人们对电视功能的需求。

技术实现要素：

本发明提供的眼镜式3d兼容显示系统，达到佩戴眼镜观看3d画面，不戴眼镜观看2d画面。

本发明具体采用如下技术方案实现：

一种眼镜式3d兼容显示系统，包括主板、图像处理模块、倍频模块、背光控制模块、背光驱动模块、背光源、眼镜同步发射电路、快门眼镜及液晶屏，在3d模式下，片源经过所述主板以行交错方式发送图像，图像数据被处理成左右眼两帧图像，前后两帧图像中分别含有补偿图像，所述图像处理模块将损失的图像数据通过补偿为1920*1080图像，同时借助于所述倍频模块将两幅图像倍频处理为四幅图像，四幅图像按照帧顺序在所述液晶屏显示，所述液晶屏以240hz的刷新频率显示图像，同时向所述背光控制模块发送与图像同步的信号，所述背光控制模块根据同步信号的时序依次输出背光扫描和眼镜同步信号，其中所述背光驱动模块驱动led进行扫描，眼镜同步信号驱动所述快门眼镜镜片进行开合。

作为优选，所述背光源选取led背光源，入光方式为双短边入光，灯条在所述液晶屏背光两个短边侧放置。

作为优选，所述图像处理模块选用由mstar公司的7398r芯片。

作为优选，所述倍频模块选用spartan6，通过捕获7398r芯片的stv信号和cpv信号来“制造”新stv信号和cpv信号强制液晶屏刷新图像。

本发明提供的眼镜式3d兼容显示系统，其有益效果在于：利用图像补偿和倍频控制对3d图像的插帧补偿处理，将原有的3d画面在裸视重影的情况下补偿为2d的画面，实现液晶电视显示模式功能拓展。

附图说明

图1是本发明眼镜式3d兼容显示系统的原理框图；

图2是背光源位置示意图；

图3是背光源主视图；

图4是spartan6与7398r之间的通信关系示意图；

图5是背光控制模块电路原理图；

图6是快门眼镜控制电路图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，本实施例提供的眼镜式3d兼容显示系统，主要包括主板、图像处理模块、倍频模块、背光控制模块、背光驱动模块、背光源、眼镜同步发射电路、快门眼镜及液晶屏。在3d模式下，片源经过主板以行交错方式发送图像，lvds图像数据被处理成左右眼两帧图像，前后两帧图像中分别含有补偿图像，图像处理模块将损失的图像数据通过补偿为1920*1080图像，同时借助于倍频模块将两幅图像倍频处理为四幅图像，四幅图像按照帧顺序在液晶屏显示。液晶屏以240hz的刷新频率显示图像，同时向背光控制模块发送与图像同步的信号，背光控制模块根据同步信号的时序依次输出背光扫描和眼镜同步信号，其中背光驱动模块驱动led进行扫描，眼镜同步信号驱动快门眼镜镜片进行开合。

图1中各信号简写的解释如下：

lvds信号(lowvoltagedifferentialsignal)：低压差分方式传输的信号，图像通过此信号传输方式传输，可降低电磁干扰。

2d-3d信号：当主板发送兼容显示片源数据时，同时发送此信号，图像处理主芯片通过此信号判断是否需要处理片源数据，属于图像处理的开关信号。在2d下，将2d图像数据进行简单的重复以减轻液晶的拖尾，兼容模式下将主板发送的行交错图像奇偶行进行分离，重新补偿成为完整图像在屏端显示。

mini-lvds信号：驱动液晶屏显示的信号，也为低压差分模式。

stv_in：该信号是与mini-lvds信号同步的液晶屏场同步信号，此信号表征图像数据开始从屏端刷新。

cpv_in：该信号是行同步信号，若液晶屏分为1920*1080，则在一场图像时间内，共有1080个该信号脉冲。每行图像数据发送用此信号控制。

cpv_out：该信号为倍频控制模块输出的行同步信号，通过捕捉每个cpv_in信号并倍频输出。

stv_out：此信号是倍频模块通过捕获cpv信号产生的倍频图像刷新信号。当stv_in发送给倍频模块时，经过540个cpv信号，倍频模块发送一个stv_out信号，驱动液晶屏倍频显示。

3d_en：兼容显示模式下，同时发送此信号驱动背光扫描，此信号为背光扫描的标志性信号，兼容显示下，扫描背光；2d模式下，背光全亮。

3d_vsync：背光控制模块的场同步信号，stv_in发送时，捕获每个stv信号改变一次电平状态，形成高低电平方波，此信号为眼镜信号的驱动信号。

pwm：脉宽调制信号(pulsewidthmodulation)，该信号作用是通过计算液晶屏某一路背光区域的场刷新时间和液晶响应曲线的关系，给出一定占空比的信号，在此兼容显示系统中共6个，背光扫描通过该信号驱动。

3d_enable信号：该信号是led驱动电流倍增信号，因兼容显示模式下背光的占空比较2d模式下下降，会引起整屏亮度下降，故需要通过提高led电流来补偿亮度的损失，该信号控制电流提高或保持不变。

glass_vsync：此信号是眼镜同步信号，驱动眼镜镜片开合。背光控制模块在进行背光扫描的同时，计算背光时间发出眼镜同步信号，保证镜片开合与背光开启时间达到最佳配合。

本实施例的背光源选取led背光源，入光方式为双短边入光，灯条在液晶屏背光两个短边侧放置，如图2所示。其中每根灯条由若干led灯排列组成，每个led之间正负相连，由于兼容显示系统要求扫描式背光，所以在led灯条要求分段对led进行控制。在分段机理上，一般要注意到总led灯数是否能达到亮度要求，每段led灯颗数是否能达到亮度和扫描要求，灯的间距是否满足布线要求等。以图3示例的形式表示led灯在灯条的排布和正负极。

本实施例的图像处理模块选用由mstar公司的7398r芯片，芯片主要功能是将主板输出的60hz图像提高为120hz，其中60hz的图像信号包括2d图像和3d图像两种。2d模式下，主芯片将图卡或视频以帧为单位进行倍频处理，这种倍频是简单的重复处理，将输入的a画面处理成aa输出。3d模式下，针对输入的2d图像，该模块将图像进行景深和相位的分析，处理成含视差信息的数据；针对输入的3d画面，该模块根据图像的格式(上下、左右、交错等)将图像拆分为视差图像。

由于7398r芯片无法独自完成倍频，本实施例的倍频模块选用spartan6，通过捕获7398r芯片的stv信号和cpv信号来“制造”新stv信号和cpv信号强制液晶屏刷新图像。spartan6与7398r之间的通信关系如图4所示。

背光控制模块通过单颗美国德州仪器公司的msp430系列单片机芯片实现，msp430系列单片机(microcontrolunit，简称mcu)是一种有精简指令集(risc)、16位超低功耗的混合式信号处理器(mixedsignalprocessor)，并具有运算速度快、处理能力强、片内资源丰富、方便高效的开发环境等特点。利用msp430系列单片机强大的功能，权衡成本和功能方面，选取了20个管脚的mcu，利用它的内部定时器功能在时序上对六段背光进行控制，图5所示是mcu和其外围原理图。该mcu使用3.3v供电，其工作原理是当在2d状态下时，mcu判断第6脚pwm-s的电平，电平为高或者有一定占空比，则第4、9、10、12、13、19脚均复制第7脚的信号状态，当第7脚电平为低时，此六脚输出为低，led灯关闭。当图像处理芯片发送3d_en为高电平到第5脚时，进入兼容显示模式，此时mcu开始判断第3和8脚的stv_out信号以及第7脚3d_vsync的信号状态，pwm输出的6个管脚进入边沿触发模式，在stv_out上升沿进行输出，相互之间的时序和占空比可调。同时mcu判断stv_out和3d_vsync信号的上升沿输出眼镜同步信号glass_vsync。在兼容显示模式下，mcu第18脚3d_enable_high将拉高，控制led驱动电路电流增加，补偿由于背光占空比的减少带来的亮度损失。第16和17脚是测试和复位管脚。

快门眼镜控制电路接收到红外模式或者射频模式的信号后还原成38k载波的信号，在眼镜工作电路中也有一颗类似mcu的单片机，接收38k载波，输出眼镜镜片控制信号，眼镜控制信号幅值为3.3v，不满足镜片开关电压，需要进行升压处理(10v)，驱动眼镜镜片开合，下图6所示的是红外信号发射电路，其中vd1和vd2是眼镜发射管，眼镜同步信号(glass_vsync)输入后经过两级放大电路，将放大后的眼镜信号输出，保证眼镜工作电路能正常接收并启动。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。