CN101783968B - 立体显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立体显示器，其包括影像控制器、时序控制器及显示面板。影像控制器接收影像数据致能信号及画面信号，并据此产生水平数据致能信号、左眼背光信号及右眼背光信号。时序控制器依据水平数据致能信号接收左眼画面数据或右眼画面数据，并据此输出多个驱动信号及多个显示数据。显示面板接收这些驱动信号、这些显示数据、左眼背光信号及右眼背光信号，并据此显示左眼画面或右眼画面。其中，画面信号对应时序控制器接收左眼画面数据或右眼画面数据，左眼背光信号控制显示面板的左眼光源，右眼背光信号控制显示面板的右眼光源。本发明可减少储存画面数据所需的容量，并且可降低影像控制器处理画面的频率。

Description

立体显示器

技术领域

本发明是有关于一种显示器，且特别是有关于一种立体显示器。

背景技术

随着科技的进步与发达，人们对于物质生活以及精神层面的享受一向都只有增加而从未减少。以精神层面而言，在这科技日新月异的年代，人们希望能够藉由显示装置来实现天马行空的想象力，以达到身临其境的效果。因此，如何使显示装置呈现立体的图像或画面，便成为现今显示装置技术亟欲达到的目标。

就使用外观而言，立体显示技术可大致分成戴眼镜式(stereoscopic)及裸眼式(auto-stereoscopic)。其中，戴眼镜式立体显示共可分为滤光眼镜(color filter glasses)、偏光眼镜(polarizing glasses)、快门眼镜(shutter glasses)等方式。戴眼镜式立体显示的工作原理主要是利用显示器送出具有特殊讯息的左右眼画面，经由头戴式眼镜的选择，让左右眼分别看到左右眼画面，以形成立体视觉。然而，戴眼镜的不方便与不舒适，使得戴眼镜式立体显示未能普及于一般民生娱乐上。因此，裸眼式立体显示器逐渐发展并成为新潮流。

裸眼式立体显示器的种类约可分成全像式(holographic type)、体积式(volumetric type)、成对立体影像式(parallax images)及观者追迹式(tracking-based type)。其中全像式及体积式的裸眼式立体显示器虽然可达到理想的立体显示效果，但是其技术难度较高，实行不易。相较之下，成对立体影像式比较接近现代平面显示方式，也是目前商业化产品的主流。

依据成像方式来看，成对立体影像式约分为空间多任务式及时间多任务式。空间多任务式为将显示面板的画素分成奇画素及偶画素的影像对，奇画素影像对显示一眼的画面，偶画素影像对则显示另一眼的画面。并且，空间多任务式利用柱状透镜(lenticular lens)或视差光栅(parallax barrier)来进行分光，进而将奇画素与偶画素显示的画面分别投影至左右眼。时间多任务式则是利用背光源做为分光机制，透过具方向性的背光源将左右眼画面交替且分别地传送至左右眼，以达到立体显示效果。

由于空间多任务式使用视差光栅做为分光机制，所以在显示立体画面的亮度会为显示平面画面时的一半，并且立体画面的分辨率亦会为平面画面的一半。此外，柱状透镜与显示面板的对位必须十分精准。相较于空间多任务式，时间多任务式的亮度及分辨率较高，且没有上述对位的问题。由于时间多任务式是利用时间差的方式产生左右眼的画面差，所以画面显示频率为传统显示方式的二倍。

图1为一传统时间多任务式的立体显示器的系统示意图。请参照图1，时间多任务式的立体显示器100会依序分别显示左眼画面及右眼画面，并在画面合成后显示立体画面。依据上述，形成一个立体画面需要左眼画面及右眼画面，因此影像控制器110会依据影像数据致能信号DE1接收具有左眼画面及右眼画面的画面资料FD1，其中画面的组合方式可以为左右接合（side by side）或上下接合（up/down）。接着，影像控制器110会将画面数据FD1分成左眼画面及右眼画面，再由影像控制器110将画面数据FD1储存于画框内存（frame memory）120内。

并且，影像控制器110在输出具有左眼画面或右眼画面的画面数据HD1时，会输出水平数据致能信号HDE1以通知时序控制器（timing controller, TCON）130接收画面数据HD1，并在画面数据HD1传送结束时对应的产生左眼背光信号LL或右眼背光信号LR。时序控制器130在接收画面数据HD1后，依据画面数据HD1输出驱动信号SDR及显示数据DS至显示面板140。显示面板140在接收驱动信号SDR、显示数据DS以及左眼背光信号LL或右眼背光信号LR后，据此显示左眼影像或右眼影像。依据上述，由于影像控制器110必须在一个画面周期内处理左眼画面及右眼画面，因此影像控制器110的输出画面数据HD1的频率须为接收画面数据FD1的频率的二倍，并且时序控制器130亦对应影像控制器110的输出频率而调整，才能准确的接收画面数据HD1。

发明内容

本发明提供一种立体显示器，可减少储存画面数据所需的容量，并且可降低影像控制器处理画面的频率。

本发明提出一种立体显示器，其包括影像控制器、时序控制器及显示面板。影像控制器接收影像数据致能信号及画面信号，并据此产生水平数据致能信号、左眼背光信号及右眼背光信号。时序控制器依据水平数据致能信号接收左眼画面数据或右眼画面数据，并据此输出多个驱动信号及多个显示数据。显示面板接收这些驱动信号、这些显示数据、左眼背光信号及右眼背光信号，并据此显示左眼画面或右眼画面。其中，画面信号对应时序控制器接收左眼画面数据或右眼画面数据，左眼背光信号控制显示面板的左眼光源，右眼背光信号控制显示面板的右眼光源。

在本发明的一实施例中，立体显示器更包括画框内存，其耦接时序控制器及影像控制器，用以接收左眼画面数据或右眼画面数据，并依据影像控制器的控制传送左眼画面数据或右眼画面数据至时序控制器。

在本发明的一实施例中，上述的水平数据致能信号、左眼背光信号及右眼背光信号于时序上互不重迭。

在本发明的一实施例中，上述的左眼背光信号与时序控制器接收左眼画面数据的第一期间相距第一时间，左眼背光信号与时序控制器接收右眼画面数据的第二期间相距第二时间，其中第一期间先于左眼背光信号，第二期间晚于左眼背光信号。

在本发明的一实施例中，上述的右眼背光信号与时序控制器接收右眼画面数据的第三期间相距第三时间，右眼背光信号与时序控制器接收左眼画面数据的第四期间相距第四时间，其中第三期间先于右眼背光信号，第四期间晚于右眼背光信号。

本发明另提出一种立体显示器，其包括影像处理单元、画框内存及显示面板。影像处理单元接收影像数据致能信号及画面信号，并据此产生多个驱动信号、左眼背光信号及右眼背光信号。画框内存接收左眼画面数据或右眼画面数据，并依据影像处理单元的控制输出左眼画面数据或右眼画面数据的多个显示数据。显示面板接收这些驱动信号、这些显示数据、左眼背光信号及右眼背光信号，并据此显示左眼画面或右眼画面。其中，画面信号对应画框内存接收左眼画面数据或右眼画面数据，左眼背光信号控制显示面板的左眼光源，右眼背光信号控制显示面板的右眼光源。

在本发明的一实施例中，上述的这些驱动信号、左眼背光信号及右眼背光信号于时序上互不重迭。

在本发明的一实施例中，上述的左眼背光信号与显示面板接收对应左眼画面数据的这些显示数据的第一期间相距第一时间，左眼背光信号与显示面板接收对应右眼画面数据的这些显示数据的第二期间相距第二时间，其中第一期间先于左眼背光信号，第二期间晚于左眼背光信号。

在本发明的一实施例中，上述的右眼背光信号与显示面板接收对应右眼画面数据的这些显示数据的第三期间相距第三时间，右眼背光信号与显示面板接收对应左眼画面数据的这些显示数据的第四期间相距第四时间，其中第三期间先于右眼背光信号，第四期间晚于右眼背光信号。

在本发明的一实施例中，上述的第一时间及第三时间大于等于液晶反应时间。

在本发明的一实施例中，当画面信号表示时序控制器接收平面画面数据时，则时序控制器依据平面画面数据输出这些驱动信号及这些显示数据，并使影像控制器产生的左眼背光信号相同于其产生的右眼背光信号。

基于上述，本发明的立体显示器，由于画框内存储存单眼的画面数据，因此本发明的画框内存为传统的一半。并且，由于接收的画面数据为单眼的画面，因此影像控制器的画面输出频率可相同于画面输入的频率。再者，由于影像控制器未直接处理画面数据，因此可简化影像控制器的设计。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为一传统时间多任务式的立体显示器的系统示意图。

图2为依据本发明一实施例的立体显示器的系统示意图。

图3为图2的影像数据致能信号DE2、画面数据FD2及画面信号SI的波形示意图。

图4为图2的水平数据致能信号HDE2、左眼背光信号BL_L及右眼背光信号BL_R的波形示意图。

图5为依据本发明另一实施例的立体显示器的系统示意图。

【主要组件符号说明】

100、200、500：立体显示器

110、210：影像控制器

120、220：画框内存

130、230：时序控制器

140、240：显示面板

301~304、401、411：期间

403、405、413、415：时间

510：影像处理单元

FR1、FR2：画框期间

DE1、DE2：影像数据致能信号

FD1、HD1、FD2、HD2：画面资料

HDE1、HDE2：水平数据致能信号

LL、BL_L：左眼背光信号

LR、BL_R：右眼背光信号

SI：画面信号

SDR：驱动信号

DS：显示数据。

具体实施方式

 图2为依据本发明一实施例的立体显示器的系统示意图。请参照图2，立体显示器200包括影像控制器210，画框内存220、时序控制器230及显示面板240，其中立体显示器200是以时间多任务式来显示立体影像。影像控制器210接收影像数据致能信号DE2及画面信号SI，并据此产生水平数据致能信号HDE2、左眼背光信号BL_L及右眼背光信号BL_R。画框内存接收具有左眼画面数据或右眼画面数据的画面数据FD2，并依据影像控制器210的控制将所储存的画面数据HD2输出至时序控制器230，其中画面数据HD2与画面数据FD2本质上相同，但传输的时间不同。

时序控制器230依据水平数据致能信号HDE2接收画面数据HD2，并据此输出多个驱动信号SDR及多个显示数据DS，其中上述驱动信号包括水平同步信号、启动信号、极性反转信号、栓锁信号、闸极频率信号及输出致能信号。显示面板240接收这些驱动信号SDR、这些显示数据DS、左眼背光信号BL_L及右眼背光信号BL_R，并据此显示左眼画面或右眼画面。其中，显示面板240上可配置画素数组、驱动电路、左眼光源及右眼光源，以透过驱动电路将显示数据写入画素数组中，并且左眼光源受控于左眼背光信号BL_L于写入左眼画面时提供背光，右眼光源受控于右眼背光信号BL_R于写入右眼画面时提供背光。

图3为图2的影像数据致能信号DE2、画面数据FD2及画面信号SI的波形示意图。请参照图2及图3，当影像数据致能信号DE2于期间301致能（在此以高准位为例）时，代表画面数据FD2在传送中（如斜线区域所示），并且画面数据FD2会储存于画框内存220中。并且，在期间301中画面信号SI为高准位，代表画面资料FD2为左眼画面资料。当影像数据致能信号DE2于期间302致能时，代表画面数据FD2在传送中，并且画面数据FD2同样会储存于画框内存220中。但在期间302中画面信号SI为低准位，则代表画面资料FD2为右眼画面资料。依此，期间303所传送的画面数据FD2为左眼画面数据，期间304所传送的画面数据FD2为右眼画面数据。

图4为图2的水平数据致能信号HDE2、左眼背光信号BL_L及右眼背光信号BL_R的波形示意图。请参照图2及图4，此假设画框期间FR1为对应左眼画面，画框期间FR2为对应右眼画面。当画面数据FD2储存于画框内存220中时，影像控制器210会输出水平数据致能信号HDE2，并控制画框内存220输出所储存的画面数据FD2作为画面数据HD2。并且，水平数据致能信号HDE2、左眼背光信号BL_L及右眼背光信号BL_R于时序上互不重迭，代表画面数据HD2传送的时间、左眼光源发光的时间与右眼光源发光的时间互不相同。

在期间401中，影像控制器210会输出水平数据致能信号HDE2，同时画框内存220会输出对应左眼画面的画面数据FD2至时序控制器230。并且，时序控制器230依据水平数据致能信号HDE2及画面数据FD2输出驱动信号SDR及显示数据DS。在画面数据FD2输出结束且经时间403后，影像控制器210输出左眼背光信号BL_L以点亮显示面板240的左眼光源。其中，期间403大于等于一液晶反应时间，以在显示面板240中画素数组的液晶皆转动至定位时才显示画面。藉此，可于画框期间FR1显示左眼画面。

在期间411中，影像控制器210会输出水平数据致能信号HDE2，同时画框内存220会输出对应右眼画面的画面数据FD2至时序控制器230。并且，时序控制器230依据水平数据致能信号HDE2及画面数据FD2输出驱动信号SDR及显示数据DS。在画面数据FD2输出结束且经时间413后，影像控制器210输出右眼背光信号BL_R以点亮显示面板240的右眼光源。同样，期间413大于等于一液晶反应时间，以在画面就绪时才显示画面。藉此，可于画框期间FR2显示右眼画面。

值得一提的是，左眼背光信号BL_L与画框期间FR2会间隔时间405，以防止在左眼画面切换至右眼画面时，左眼光源的余光造成画面干扰（crosstalk）的现象。而右眼背光信号BL_R与下一个画框期间会间隔时间415，以防止在右眼画面切换至左眼画面时，右眼光源的余光造成画面干扰的现象。

依据上述，由于画框内存220为储存左眼画面数据或右眼画面数据，而非具有左眼画面及右眼画面的画面数据，因此画框内存220可为图1的画框内存120的一半。并且，影像控制器210处理的画面数据为左眼画面数据或右眼画面数据，因此影像控制器210的画面输出频率可与画面输入频率相同。再者，影像控制器210并未直接处理画面数据FD2，因此影像控制器210的设计可以简化。

再看到图3及图4，比较期间301及画框期间FR1，由于画面数据FD2在传送时并未预留光源发光的时间，为了使光源有发光的时间，画面数据HD2传输的时间（即期间401）会短于画面数据FD2的传送时间，亦即画框内存两侧的时序并不同步。此外，若画面数据FD2在传送时预留光源发光的时间，则画面数据FD2可直接传送至时序控制器230，并可省略画框内存220。

图5为依据本发明另一实施例的立体显示器的系统示意图。请参照图2及图5，其不同之处在于影像处理单元510，并且影像处理单元510可视为影像控制器210及时序控制器230的整合。在本实施例中，影像处理单元510会依据影像数据致能信号DE2及画面信号SI产生驱动信号SDR，并且影像处理单元510会控制画框内存220依序输出所储存的画面数据FD2的数据作为显示数据DS。

依据上述实施例，立体显示器500会在画面数据完全写入至显示面240时，才会点亮左眼光源右眼光源。换言之，在显示面板240接收完对应左眼画面数据的显示数据DS且经过大于等于液晶反应时间的一段时间后，影像处理单元510才会输出左眼背光信号BL_L。在显示面板240接收完对应右眼画面数据的显示数据DS且经过大于等于液晶反应时间的一段时间后，影像处理单元510才会输出右眼背光信号BL_R。并且，左眼背光信号BL_L会与下一个画框期间保持一段时间，右眼背光信号BL_R同样会与下一个画框期间保持一段时间。上述可参照图4的说明，以避免画面显示不完全及画面间的干扰。

值得一提的是，本发明实施例的立体显示器200及500若接收到平面画面时，可用以显示平面画面。换言之，若画面信号SI表示画面数据FD2为一平面画面的话，则时序控制器230及影像处理单元510会依据画面数据FD2输出多个驱动信号SDR及多个显示数据DS，以写入平面画面至显示面240。在平面画面写入后，影像控制器210及影像处理单元510所产生的相同的左眼背光信号BL_L及右眼背光信号BL_R，以使左眼光源及右眼光源于同一画框期间同时发光，藉此平面画面同时传送至左右眼，进而达到显示平面画面的效果。其中，显示平面画面的驱动方式与上述相似，在此则不再赘述。

综上所述，本发明实施例的立体显示器，具有下列优点。其一，由于画框内存储存单眼的画面数据，因此本发明的画框内存为传统的一半。其二，由于接收的画面数据为单眼的画面，因此影像控制器的画面输出频率可相同于画面输入的频率。其三，由于影像控制器未直接处理画面数据，因此可简化影像控制器的设计。其四，可将影像控制器及时序控制器整合为一影像处理单元，以简化电路设计。其五，若画面数据的传送时序保留光源发光的时间，则可省略画框内存。其六，本发明可透过传送平面画面的画面资料且同时使左右眼光源发光，以此显示平面画面。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种立体显示器，其特征在于包括：

一影像控制器，接收一影像数据致能信号及一画面信号，并据此产生一水平数据致能信号、一左眼背光信号及一右眼背光信号；

一时序控制器，依据该水平数据致能信号接收一左眼画面数据或一右眼画面数据，并据此输出多个驱动信号及多个显示数据；以及

一显示面板，接收该些驱动信号、该些显示数据、该左眼背光信号及该右眼背光信号，并据此显示一左眼画面或一右眼画面；

其中，该画面信号对应该时序控制器接收该左眼画面数据或该右眼画面数据，该左眼背光信号控制该显示面板的一左眼光源，该右眼背光信号控制该显示面板的一右眼光源；

更包括一画框内存，耦接该时序控制器及该影像控制器，用以接收该左眼画面数据或该右眼画面数据，并依据该影像控制器输出的水平数据致能信号传送该左眼画面数据或该右眼画面数据至该时序控制器；该画面信号为方形波，画面信号高准位时代表画框内存接收的画面资料为左眼画面数据，画面信号为低准位时代表画框内存接收的画面数据为右眼画面数据；当影像数据致能信号致能时，代表所述画面信号在传送中，并且画面信号会存储于所述画框内存中。

2.根据权利要求1所述的立体显示器，其特征在于：其中该水平数据致能信号、该左眼背光信号及该右眼背光信号于时序上互不重迭。

3. 根据权利要求1所述的立体显示器，其特征在于：其中该左眼背光信号与该时序控制器接收该左眼画面数据的一第一期间相距一第一时间，该左眼背光信号与该时序控制器接收该右眼画面数据的一第二期间相距一第二时间，其中该第一期间先于该左眼背光信号，该第二期间晚于该左眼背光信号；其中该第一时间大于等于一液晶反应时间。

4. 根据权利要求1所述的立体显示器，其特征在于：其中该右眼背光信号与该时序控制器接收该右眼画面数据的一第三期间相距一第三时间，该右眼背光信号与该时序控制器接收该左眼画面数据的一第四期间相距一第四时间，其中该第三期间先于该右眼背光信号，该第四期间晚于该右眼背光信号；其中该第三时间大于等于一液晶反应时间。

5.根据权利要求1所述的立体显示器，其特征在于：其中当该画面信号表示该时序控制器接收一平面画面数据时，则该时序控制器依据该平面画面数据输出该些驱动信号及该些显示数据，并使该影像控制器产生的左眼背光信号相同于其产生的该右眼背光信号。

6. 一种立体显示器，其特征在于包括：

一影像处理单元，接收一影像数据致能信号及一画面信号，并据此产生多个驱动信号、一左眼背光信号及一右眼背光信号；

一画框内存，接收一左眼画面数据或一右眼画面数据，并依据该影像处理单元的控制输出该左眼画面数据或该右眼画面数据的多个显示数据；以及

一显示面板，接收该些驱动信号、该些显示数据、该左眼背光信号及该右眼背光信号，并据此显示一左眼画面或一右眼画面；

其中，该画面信号对应该画框内存接收该左眼画面数据或该右眼画面数据，该左眼背光信号控制该显示面板的一左眼光源，该右眼背光信号控制该显示面板的一右眼光源；该画面信号为方形波，画面信号高准位时代表画框内存接收的画面资料为左眼画面数据，画面信号为低准位时代表画框内存接收的画面数据为右眼画面数据；

当影像数据致能信号致能时，代表所述画面信号在传送中，并且画面信号会存储于所述画框内存中；

其中该左眼背光信号与该显示面板接收对应该左眼画面数据的该些显示数据的一第一期间相距一第一时间，该左眼背光信号与该显示面板接收对应该右眼画面数据的该些显示数据的一第二期间相距一第二时间，其中该第一期间先于该左眼背光信号，该第二期间晚于该左眼背光信号；其中该第一时间大于等于一液晶反应时间；

其中该右眼背光信号与该显示面板接收对应该右眼画面数据的该些显示数据的一第三期间相距一第三时间，该右眼背光信号与该显示面板接收对应该左眼画面数据的该些显示数据的一第四期间相距一第四时间，其中该第三期间先于该右眼背光信号，该第四期间晚于该右眼背光信号；其中该第三时间大于等于一液晶反应时间。

7. 根据权利要求6所述的立体显示器，其特征在于：其中该些驱动信号、该左眼背光信号及该右眼背光信号于时序上互不重迭。

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