立体眼镜设计原理.doc

所以得到立体眼镜设计原理如下：左眼图像右眼图像左眼图像屏幕液晶立体眼镜图（1）立体眼镜是一个穿透液晶镜片，通过电路对液晶片开、关的控制，开可以控制眼镜镜片全黑，以便遮住一眼图像；关可以控制眼镜镜片为透明的，以便另一眼看到另一眼该看到的图像。立体电视模仿真实的状况，使左、右眼画面连续互相交替显示在屏幕上，并同步配合立体眼镜，加上人眼视觉暂留的生理特性，就可以看到较为真实的立体图像。方案论证根据任务和测量控制对象以及现有的条件，我们将系统分为几个局部方面进行方案设计和论证。1.红外接收电路的实现 方案一：红外探测器外接一放大器将立体电视机发出的红外信号传送到下一级电路。方案二：使用ERM38A红外遥控接收放大器该器件直接将红外探测器与前置放大器封装成一体（外形如图（1）所示），以实现红外遥控接收放大信号的功能。其特性如下： 小型设计，光检测器与前置放大器一体化封装。 改进型内外屏蔽罩及抗光干扰剂，有效抵抗电磁波干扰。 内置脉冲编码调制过滤器。 适用于TTL与CMOS。 可连续数据传输（1500bit/s）。另外，从空间方面考虑，我们选择了体积较小的集成红外遥控接收放大器ERM38A。而且ERM38A的工作电压与CPLD工作平台的工作电压相同，都是5V，方便对其进行供电。综上所述，我们选择方案二来实现电视红外信号的接收。2.液晶片驱动电压5 V的实现由于液晶显示片的驱动电压为5V，CPLD芯片的输出电压为3.3V，故需要设计一小电路将3.3V提升到5V，在此我们小组提出了两种方案。方案一：利用三极管提升电平在三个输出端各加一电阻和三极管，如图（2）所示，集电极接5v电压（由CPLD工作电压提供），当基极输入3.3v电压时由三极管的参数和特性知三极管处于饱和状态,UCE=UCE(Sat)=0；当基极输入0v时，三极管处于截止状态，ic=ie=0；UCE=5v。又将三个输出信号都取反，则对原有的时序没有影响。 图（2）方案二：使用驱动芯片经过实际测试知74HC04默认3.3V电压为高电平。所以当输入的脉冲信号3.3V时，经反相器后输出为0V；当输入信号为低电平0V时，经反相器输出为5V，此时便可驱动液晶片。74HC04是六反相器，但若将三个输出信号都取反，则对原有的时序关系是没有影响的。通过分析得，这两种方案都很简单方便，但考虑到稳定性，我们选择后者。硬件设计1.硬件框图EPM1270T144C5 红外线信号接收电路开关液晶片图（3）电平拉升CPLD开发平台LED指示8位拨动开关控制信号产生单元时钟2.各模块功能及实现（1）红外接收电路为了使系统更加稳定地接收和传送信号，实际的电路中我们又外加了一系列保护措施，具体电路如下图（4）所示。+5VOUT（sClk）GND电视ERM38A图（4）ERM38A的最大接收距离约为15m，受控范围-40+40deg。（2）控制信号产生电路控制信号产生电路是本系统的核心电路，图（3）已经大体描述了它的硬件组成。立体电视的50Hz的同步信号通过红外接收电路传送至此单元后，要求本部分电路将其作为同步触发信号（sClk）的同时，利用EPM1270T144C5芯片和其外部50MHz有源晶振（MinClk）产生三个控制信号，即左眼控制信号（lCtrl）、右眼控制信号（rCtrl）和公共端控制信号（comCtrl）。其中的8位拨动开关用于改变延时时间和开关频率，LED显示则用于信号的输出指示。具体定义和用途在程序设计中会做进一步的阐述。（3）电平拉升具体电路如下图（5）所示：图（5） 图（6） （4）开关液晶片 本次设计所用的液晶片是TN（扭曲向列型）液晶片，它的电光特性曲线如上图（6）所示。该类液晶片在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。若外加电场高于2V时，则构成常黑模式。 开关液晶片在这两种模式之间的转换是需要时间的，转换为了不影响观看时的效果这就体现在后面的延时程序中。3.硬件设计图图（7）软件设计1.程序功能经过上述分析，要使得眼镜佩戴后有立体效果，则CPLD输入和输出之间的脉冲时序关系大致如下图（8）所示：lCtrlrCtrlcomCtrl同步信号sClk（50Hz）左眼图像右眼图像左眼图像延时时（可调）com提前翻转图（8）2.模块划分根据以上分析，程序主体可以划分成两部分，即分频模块和延时模块。在Quartus 7.2中分别新建VHDL文件，编辑输入程序，经编译仿真无误后，利用其生成图形元件。图（9） 图（10）上图中：Clk400Hz为分频元件（其中的400Hz只是标识符，没有实际意义），其输出频率可通过四位标准逻辑矢量D【30】调节；ClkDelay元件则将clockin端接收的信号作为计数脉冲，对Recevice端信号进