一種單機雙鏡頭3d投影的製造方法

2023-05-05 05:01:56 1

一種單機雙鏡頭3d投影的製造方法
【專利摘要】本發明是一種單機雙鏡頭3D攝像機，採用了視頻信號分離電路，將同一視頻源根據不同的3D片源進行智能分割，通過雙鏡頭輸出，成為真正意義上的單機雙鏡頭3D投影，和普通2D單臺投影機具有完全相同的視頻連接和電源連接，大大簡化了安裝和接線。本發明採用視頻信號分離電路，可以根據各種視頻源的不同類型，將視頻源分割為兩路視頻信號，再通過兩鏡頭輸出，其最大的特點是支持目前現有的各種3D片源制式。同時，採用像素級整體畫面移位功能，在觀看2D影片時，達到畫面的完全重合，由於採用雙鏡頭，使觀看2D時亮度增加一倍；在觀看3D影片時，消除了遠景處不重合帶來的不適感。
【專利說明】一種單機雙鏡頭3D投影機

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種3D投影機，更具體的說，是一種單機雙鏡頭3D投影機。

【背景技術】
[0002]3D技術根據是否佩戴眼鏡可分為眼鏡式和裸眼式，由於裸眼3D技術目前存在解析度低、觀看視角小等缺點，還沒有得到廣泛應用。因此，主流的3D技術主要有三類:色差式、被動偏光式、主動快門式。色差式是早期出現的3D技術，由於其顏色損失比較嚴重，正逐漸被後兩種3D技術所取代。主動快門式3D技術雖然得到了廣泛的應用，和偏振式3D並肩成為目前主流3D技術，但其由於快門眼鏡帶來不可避免的畫面閃爍，長時間觀看，很容易讓人產生眩暈等強烈的不適。同時，這種3D技術需要一副快門3D眼鏡(即需要佩戴主動式3D眼鏡)，一副眼鏡的價格在500-900元之間(原廠價格)，大大增加了觀看3D的成本。而偏振3D技術，利用光具有偏振的特徵，使不同偏振方向的光同時進入人眼，完全避免了閃爍帶來的眩暈感，同時偏光眼鏡的成本很低，在多人觀看3D電影時大大降低了觀影成本。
[0003]採用偏振3D技術的影院系統，通過特製的播放設備，將左右眼圖畫分別通過兩臺投影機進行透射，可稱為雙機雙鏡頭投影。主要存在以下缺點:首先，需要採用特製的視頻播放設備輸出信號，還需要兩臺投影機，不僅設備之間的連線相當複雜，設備的成本也很高，極大限制了偏振3D技術的廣泛應用。這種特製播放設備+雙投影系統只能在影院等一些特殊場合搭建使用，如果要進行設備的移動和重新布置、安裝都非常不便。其次，這種偏振投影系統在觀看2D影片時，無法將兩幅畫面做到完全重合。因此，觀看2D影片時，必須關掉其中一臺投影機，這樣不僅造成設備浪費，還由於一臺投影機的關閉導致亮度只有雙機的一半。這種雙機偏振3D投影系統在觀看3D影片時雖然有3D效果，但是會因為畫面的完全不重合，在影片中某些遠景時(遠景時由於視差小畫面是重合的)產生重影，讓人感到不適。
[0004]專利CN201110144005.8中涉及的單機雙鏡頭3D投影機，雖為單機，實則和目前影院中的雙機投影並無太大差別，僅僅是將兩臺投影機固定在一體式投影機箱內，共用電源。此投影機雖簡化了安裝和接線的繁瑣，但仍存在問題:通過倒裝其中一臺投影機實現畫面重合會由於投影畫面的大小使得兩臺投影機之間的距離有一個很大的變化範圍，使用和操作很不方便。


【發明內容】

[0005]本發明的目的是簡化安裝和接線、方便使用和操作、支持目前現有的各種3D片源制式，而且在觀看2D影片時，達到畫面的完全重合，使觀看2D時亮度增加一倍，在觀看3D影片時，消除了遠景處不重合帶來的不適感。
[0006]本發明所述單機雙鏡頭3D投影機，其由視頻信號轉換電路、視頻信號分離電路、視頻信號處理電路1、視頻信號處理電路2、LED驅動電路1、LED驅動電路2、圖像顯示晶片1、圖像顯示晶片2、R/G/B LED燈組1、R/G/B LED燈組2、光學引擎1、光學引擎2、水平偏振片、垂直偏振片、偏振立體專用幕組成。
[0007]1.視頻信號轉換電路
因為圖像顯示晶片1、圖像顯示晶片2是純數字顯示設備，轉換電路的作用是為了提供適合圖像顯示晶片的純數字高清信號，使圖像顯示晶片充分發揮出高解析度的優勢。轉換輸出的信號包括視頻數據處理與圖像顯示晶片所需的行、場同步脈衝和數據時鐘等視頻同步信號。
[0008]2.視頻信號分離電路
視頻信號分離電路主要由視頻分離晶片和一些外圍電路構成。視頻分離晶片具有以下功能:
(1)將視頻信號轉換電路輸出的視頻信號同時給視頻信號處理電路I和視頻信號處理電路2 ;
(2)將視頻信號轉換電路輸出的視頻信號按奇數幀畫面、偶數幀畫面分離，將奇數幀畫面(偶數幀畫面)輸出至視頻信號處理電路1，偶數幀畫面(奇數幀畫面)輸出至視頻信號處理電路2 ;
(3)根據視頻信號轉換電路輸出信號，控制LED驅動電路I和LED驅動電路2，完成R、G、B三色LED燈的互補色顯示，例如:通過控制LED驅動電路I只點亮R燈，通過控制LED驅動電路2點亮G和B燈；
(4)將視頻信號轉換電路輸出的一幀畫面的上(下)半幅畫面向下(上)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路I ;下(上)半幅畫面向上(下)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路2 ;
(5)將視頻信號轉換電路輸出的一幀畫面的左(右)半幅畫面向右(左)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路I ;右(左)半幅畫面向左(右)拉伸為整幅畫面輸出至視頻信號處理電路2 ；
(6)分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面整體進行向左、向右、向上、向下的像素級移動。基本原理是:首先，投影機遙控設備發送指令選擇視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2 ;遙控設備再發送像素移位指令並通過方向鍵進行畫面的像素級移動，每觸發一次移位指令，畫面整體移動I個像素或N個像素(此處N參數可設置)；
(7)畫面旋轉功能:分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面以畫面中心點進行順時針或逆時針旋轉,在旋轉過程中保證畫面的像素總數不發生變化。基本原理是:首先，投影機遙控設備發送指令選擇視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2 ;遙控設備再發送畫面旋轉指令並通過順時針旋轉鍵或逆時針旋轉鍵進行畫面的旋轉，每觸發一次畫面旋轉指令，畫面整體旋轉一定角度(此角度值可設置)；
(8)梯形變換功能:分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面以畫面下(上)邊為參考水平線進行正(負)梯形變換。基本原理是:首先，投影機遙控設備發送指令選擇視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2 ;遙控設備再發送梯形變換指令並通過正梯形變換鍵或負梯形變換鍵進行畫面的梯形變換。每觸發一次正梯形變換指令，以畫面下邊為參考水平線，畫面高度降低一個像素或N個像素(此處N參數可設置)；每觸發一次負梯形變換指令，以畫面上邊為參考水平線，畫面高度降低一個像素或N個像素(此處N參數可設置)。
[0009]3.視頻信號處理電路1、視頻信號處理電路2
視頻數據處理電路將視頻信號分離電路的一幀數字視頻圖像數據，調整為圖像顯示晶片所需的數據。
[0010]4.LED驅動電路1、LED驅動電路2
LED驅動電路不僅產生LED的開關脈衝、控制LED的發光時間和發光強度，還提供驅動電流實現對R、G、B LED的正常驅動。
[0011]5.圖像顯示晶片1、圖像顯示晶片2
圖像顯示晶片是將數字格式的圖像信號轉換為對應灰度的光信號。
[0012]6.R/G/B LED 燈組 1、R/G/B LED 燈組 2
R/G/B LED燈組使用單顆或多顆大功率LED為3D投影機提供壽命長、色域廣、快速開關的穩定光源。
[0013]7.光學引擎1、光學引擎2
光學引擎使用各種光學元件將LED的光進行勻光，合色等處理後投射到圖像顯示晶片上，通過投影鏡頭將經過投影晶片反射後的光投射到屏幕，完成最終顯示成像。
[0014]8.垂直偏振片、水平偏振片
在光學引擎I輸出端放置水平(垂直)方向的偏振片，使其投射水平(垂直)偏振光，在光學引擎2輸出端放置垂直(水平)方向的偏振片，使其投射垂直(水平)偏振光。
[0015]9.偏振立體專用幕
當兩個鏡頭同時投射到金屬屏幕上，發生偏振方向不變的反射。佩戴具有水平方向(左目艮)和垂直方向(右眼)的偏振眼鏡觀看投射到屏幕上的影片時，由於偏振眼鏡的每隻鏡片只能接收一個偏振方向的畫面，因此，左右眼就能接收相互垂直偏振特性的兩幅畫面，再經過大腦合成立體影像。
[0016]本發明採用了視頻信號分離電路，將同一視頻源根據不同的3D片源進行智能分害I]，通過雙鏡頭輸出，成為真正意義上的單機雙鏡頭3D投影，和普通2D單臺投影機具有完全相同的視頻連接和電源連接，大大簡化了安裝和接線。本發明採用視頻信號分離電路，可以根據各種視頻源的不同類型，將視頻源分割為兩路視頻信號，再通過兩鏡頭輸出，其最大的特點是支持目前現有的各種3D片源制式。同時，採用像素級整體畫面移位功能，在觀看2D影片時，達到畫面的完全重合，由於採用雙鏡頭，使觀看2D時亮度增加一倍；在觀看3D影片時，消除了遠景處不重合帶來的不適感。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的系統組成示意圖。

【具體實施方式】
[0018]結合說明附圖1，本發明所述單機雙鏡頭3D投影機，其由視頻信號轉換電路、視頻信號分離電路、視頻信號處理電路1、視頻信號處理電路2、LED驅動電路1、LED驅動電路2、圖像顯示晶片1、圖像顯示晶片2、R/G/B LED燈組1、R/G/B LED燈組2、光學引擎1、光學引擎2、水平偏振片、垂直偏振片、偏振立體專用幕組成。
[0019]首先由視頻信號轉換電路轉換輸出包括視頻數據處理與圖像顯示晶片所需的行、場同步脈衝和數據時鐘等視頻同步信號。
[0020]再由視頻信號分離電路作出如下處理:(1)將視頻信號轉換電路輸出的視頻信號按奇數幀畫面、偶數幀畫面分離，將奇數幀畫面(偶數幀畫面)輸出至視頻信號處理電路1，偶數幀畫面(奇數幀畫面)輸出至視頻信號處理電路2。(2)根據視頻信號轉換電路輸出信號，控制LED驅動電路I和LED驅動電路2，完成R、G、B三色LED燈的互補色顯示，例如:通過控制LED驅動電路I只點亮R燈，通過控制LED驅動電路2點亮G和B燈。(3)將視頻信號轉換電路輸出的一幀畫面的上(下)半幅畫面向下(上)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路I ;下(上)半幅畫面向上(下)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路2。
(4)將視頻信號轉換電路輸出的一幀畫面的左(右)半幅畫面向右(左)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路I ;右(左)半幅畫面向左(右)拉伸為整幅畫面輸出至視頻信號處理電路2。(5)分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面整體進行向左、向右、向上、向下的像素級移動。(6)畫面旋轉功能:分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面以畫面中心點進行順時針或逆時針旋轉，在旋轉過程中保證畫面的像素總數不發生變化。(7)梯形變換功能:分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面以畫面下(上)邊為參考水平線進行正(負)梯形變換。
[0021]再由視頻數據處理電路將視頻信號分離電路的一幀數字視頻圖像數據，調整為圖像顯示晶片所需的數據。
[0022]LED驅動電路不僅產生LED的開關脈衝、控制LED的發光時間和發光強度，還提供驅動電流實現對R、G、B LED的正常驅動。
[0023]圖像顯示晶片是將數字格式的圖像信號轉換為對應灰度的光信號。
[0024]R/G/B LED燈組使用單顆或多顆大功率LED為3D投影機提供壽命長、色域廣、快速開關的穩定光源。
[0025]光學引擎使用各種光學元件將LED的光進行勻光，合色等處理後投射到圖像顯示晶片上，通過投影鏡頭將經過投影晶片反射後的光投射到屏幕，完成最終顯示成像。
[0026]在光學引擎I輸出端放置水平(垂直)方向的偏振片，使其投射水平(垂直)偏振光，在光學引擎2輸出端放置垂直(水平)方向的偏振片，使其投射垂直(水平)偏振光。
[0027]當兩個鏡頭同時投射到金屬屏幕上，發生偏振方向不變的反射。佩戴具有水平方向(左眼)和垂直方向(右眼)的偏振眼鏡觀看投射到屏幕上的影片時，由於偏振眼鏡的每隻鏡片只能接收一個偏振方向的畫面，因此，左右眼就能接收相互垂直偏振特性的兩幅畫面，再經過大腦合成立體影像。
【權利要求】
1.一種單機雙鏡頭3D投影機；包括:視頻信號轉換電路、視頻信號分離電路、視頻信號處理電路1、視頻信號處理電路2、LED驅動電路1、LED驅動電路2、圖像顯示晶片1、圖像顯示晶片2、R/G/B LED燈組1、R/G/B LED燈組2、光學引擎1、光學引擎2、水平偏振片、垂直偏振片、偏振立體專用幕。
2.如權利要求1所述，其特徵在於:(1)視頻信號轉換電路將接收到的信號轉換輸出為包括視頻數據處理與圖像顯示晶片所需的行、場同步脈衝和數據時鐘等視頻同步信號，(2)再由視頻信號分離電路將視頻信號轉換電路輸出的視頻信號同時給視頻信號處理電路I和視頻信號處理電路2，(3)視頻數據處理電路再將視頻信號分離電路的一幀數字視頻圖像數據，調整為圖像顯示晶片所需的數據，(4)由LED驅動電路作用R、G、B LED燈組運作，(5)圖像顯示晶片將數字格式的圖像信號轉換為對應灰度的光信號，(6)R/G/B LED燈組3D投影機提供穩定光源，(7)通過光學引擎完成最終顯示成像，(8)在光學引擎I和光學引擎2輸出端分別放置水平或垂直方向的偏振片，使其投射水平或垂直偏振光，(9)當兩個鏡頭同時投射到金屬屏幕上時偏振立體專用幕發生偏振方向不變的反射。
3.如權利要求2所述，視頻信號分離電路主要由視頻分離晶片和一些外圍電路構成，其特徵在於:(I)將視頻信號轉換電路輸出的視頻信號同時給視頻信號處理電路I和視頻信號處理電路2，(2)將視頻信號轉換電路輸出的視頻信號按奇、偶數幀畫面、分離，將奇數幀畫面(偶數幀畫面)輸出至視頻信號處理電路I (視頻信號處理電路2)，(3)根據視頻信號轉換電路輸出信號，控制LED驅動電路I和LED驅動電路2，完成R、G、B三色LED燈的互補色顯示，例如:通過控制LED驅動電路I只點亮R燈，通過控制LED驅動電路2點亮G和B燈，(4)將視頻信號轉換電路輸出的一幀畫面的上(下)半幅畫面向下(上)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路I (視頻信號處理電路2)，(5)將視頻信號轉換電路輸出的一幀畫面的左(右)半幅畫面向右(左)拉伸為整幅畫面，輸出至視頻信號處理電路I (視頻信號處理電路2)，(6)分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面整體進行向左、向右、向上、向下的像素級移動，(7)畫面旋轉，分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面以畫面中心點進行順時針或逆時針旋轉，在旋轉過程中保證畫面的像素總數不發生變化，(8)梯形變換，分別控制視頻信號處理電路I或視頻信號處理電路2，使得圖像顯示晶片I或圖像顯示晶片2中的顯示畫面以畫面下(上)邊為參考水平線進行正(負)梯形變換。
4.如權利要求2所述，LED驅動電路產生LED的開關脈衝、控制LED的發光時間和發光強度，並提供驅動電流實現對R、G、B LED的正常驅動。
5.如權利要求2所述，光學引擎使用各種光學元件將LED的光進行勻光，合色等處理後投射到圖像顯示晶片上，通過投影鏡頭將經過投影晶片反射後的光投射到屏幕，完成最終顯示成像。
【文檔編號】H04N9/31GK104243945SQ201410480239
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】張鐳, 王朝林, 趙洪信 申請人:西安中科晶像光電科技有限公司