CN101788718B - 立体影像的显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立体影像的显示方法，该方法提供相关于一右眼影像和一左眼影像的一数据驱动讯号。在复数个图框周期内，每隔m个图框周期切换数据驱动讯号的极性，其中m为大于1的整数。在复数个图框周期的奇数图框周期内依据数据驱动讯号来输出左眼影像，以及在复数个图框周期的偶数图框周期内依据数据驱动讯号来输出右眼影像。在本发明的驱动方法中，正负极性驱动周期内施加于画素的压差可互相补偿，因此不会造成直流残留，可大幅提升时序型3D立体液晶显示装置的显示质量。同时能提升时序型3D立体液晶显示装置的画面均匀感。
Description
技术领域
本发明相关于一种立体影像的显示方法，尤指一种驱动时序型液晶显示装置来显示立体影像的方法。
背景技术
相较于传统2D平面显示技术，3D立体显示技术能提供更生动的立体影像，因此成为现今显示技术发展的重要方向之一。简单来说，3D立体影像的工作原理是将左眼影像和右眼影像分别传送到左眼及右眼，藉由左右眼视角的角度差异，而使得左右眼所接收到的影像在使用者的脑中迭合为具有景深及层次感的3D立体影像。常见的3D立体影像成像方法包含透过偏光眼镜（polarizing glasses）、快门立体显示眼镜（shutter glasses），以及立体显示眼镜（anaglyph）等方式。目前盛行的I-MAX立体电影院和立体剧场多半采用快门立体显示眼镜技术，其工作原理是让左眼镜片和右眼镜片轮流依序开关：当右眼镜片打开时，屏幕上会同时输出给右眼看的影像；当左眼镜片打开时，屏幕上的影像会同时输出给左眼看的影像。不論采用何种3D立体影像成像方法來呈现，其产生左右眼不同的讯息手法都是相似的，因此3D立体影像显示装置需依据影像讯号分别提供左右眼具有不同平移量的影像。
在现今各式显示器的产品中，液晶显示器(liquid crystal display, LCD) 具有外型轻薄、低耗电量和无辐射污染等特性，因此被广泛地应用在各种领域中。液晶显示器是透过改变液晶分子的旋转角度来显示不同灰阶的影像，若以直流方式来驱动，液晶材料内的移动离子在电场的影响下会以同一方向朝着ITO（indium tin oxide）导电玻璃移动，这种极化现象会在面板内产生另一电场而影响液晶分子的转向，此种效应称为直流残留。为了避免直流残留影响显示质量，一般会使用交流方式来驱动液晶显示器，让相邻图框（frame）周期内的数据驱动讯号具相反极性。
图1和图2说明了先前技术中驱动液晶显示装置以显示立体影像的示意图。图1显示了闸极驱动讯号SG、数据驱动讯号SD、极性反转讯号POL、画素电位VPIXEL、左眼镜片开启讯号LON，以及右眼镜片开启讯号RON的波形。当以行反转（column inversion）方式来驱动液晶显示装置以显示立体影像时，图框周期F1～Fn内的资料极性排列如图2所示。
如图1所示，数据驱动讯号SD可在闸极驱动讯号SG具高电位的期间写入一相对应的画素，亦即画素的充电时间由闸极驱动讯号SG的脉冲宽度来决定。以Full HD标准为例，当图框周期的频率为60Hz时，闸极驱动讯号SG的脉冲宽度为14.8us；当图框周期的频率为120Hz时，闸极驱动讯号SG的脉冲宽度则会缩短为7.4us。因此，在高分辨率或高频率图框周期的应用中，画素往往会有充电不足的情形。如图1所示，画素电位VPIXEL并无法在闸极驱动讯号SG开启画素的时间内达到数据驱动讯号的准位。
另一方面，正负极性驱动周期由极性反转讯号POL来控制：在正极性驱动周期内，数据驱动讯号SD的电位由VH来表示；在负极性驱动周期内，数据驱动讯号SD的电位由VL来表示。画素欲显示影像的灰阶值是由数据驱动讯号SD的电位和一共同电压VCOM之间的差值ΔV来决定，其中ΔV=（VH-VCOM）或（VCOM-VL）。以NW（normally white）液晶材质为例，其在呈现透光的亮画面（例如255阶的白画面）时是施加较小压差ΔV，而在呈现不透光的暗画面（例如0阶的黑画面）时是施加较大压差ΔV。若共同电压VCOM电压为6伏特，白画面的正负极性驱动电压VH和VL分别为7和5伏特，黑画面的正负极性驱动电压VH和VL分别为11和1伏特。先前技术在驱动3D立体液晶显示装置以显示立体影像时，若奇数图框周期F1、F3、…、Fn-1中显示左眼影像的每一行画素依序以正极性、负极性、…、正极性、负极性来驱动，而偶数图框周期F2、F4、…、Fn中显示右眼影像的每一行画素依序以负极性、正极性、…、负极性、正极性来驱动（假设n为偶数），斜线部分内的画素显示灰阶0的黑画面，而其它空白部分内的画素显示灰阶255的白画面。由于在奇数图框周期F1内提供的左眼影像和在偶数图框周期F2内提供的右眼影像视角不同，因此使用者左右眼所接收到的影像会在脑中迭合为具有景深及层次感的3D立体影像。
以图2中标示为P(2,2)的画素来作说明，在图框周期F1内数据驱动讯号SD的电位为黑画面的负极性驱动电压VL（1伏特），在图框周期F2内数据驱动讯号SD的电位为白画面的正极性驱动电压VH（7伏特），在图框周期F3内数据驱动讯号SD的电位为黑画面的负极性驱动电压VL（1伏特），…，依此类推。换而言之，数据驱动讯号SD的电位会在1伏特和7伏特之间切换，因此和共同电压VCOM之间的差值ΔV会在1伏特和5伏特之间变化。由于在正负极性驱动周期内施加于画素的压差相差太大，因此会造成直流残留而影响显示质量。
另一方面，先前技术在驱动液晶显示装置以显示3D立体影像时，数据驱动讯号SD的极性切换和左右眼镜片开关切换的频率相同，亦即同一画素于同一眼所看到的极性并不会转换。如第2图所示，若在奇数图框周期F1、F3、…、Fn-1内开启右眼镜片并关闭左眼镜片，并在偶数图框周期F2、F4、…、Fn内开启左眼镜片并关闭右眼镜片，如此左眼或右眼镜片接收到的画面是以相同极性来呈现。若正负极性的辉度有所差异时，会使面板呈现不均匀感。
发明内容
鉴于上述技术的不足，本发明目的是提供一种立体影像的显示方法，其包含提供相关于一右眼影像和一左眼影像的一数据驱动讯号；在复数个图框周期内每隔m个图框周期切换该数据驱动讯号的极性，其中m为大于1的整数；在该复数个图框周期的奇数图框周期内依据该数据驱动讯号来输出该左眼影像；以及在该复数个图框周期的偶数图框周期内依据该数据驱动讯号来输出该右眼影像。
在本发明的驱动方法中，正负极性驱动周期内施加于画素的压差可互相补偿，因此不会造成直流残留，可大幅提升时序型3D立体液晶显示装置的显示质量。同时，本发明的驱动方法亦能让单眼画面中相邻图框周期内的数据具相反极性，进而提升时序型3D立体液晶显示装置的画面均匀感。
附图说明
图1和图2为先前技术中驱动液晶显示装置以显示立体影像的示意图。
图3至图6为本发明中驱动液晶显示装置以显示立体影像的示意图。
【主要组件符号说明】
SG 闸极驱动讯号 SD 数据驱动讯号
POL 极性反转讯号 VPIXEL 画素电位
LON 左眼镜片开启讯号 RON 右眼镜片开启讯号
F1～Fn 图框周期
VH、VL、VCOM 电压。
具体实施方式
图3至图5为本发明中驱动液晶显示装置以显示立体影像的示意图。图3显示了闸极驱动讯号SG、数据驱动讯号SD、极性反转讯号POL、画素电位VPIXEL、左眼镜片开启讯号LON，以及右眼镜片开启讯号RON的波形。当本发明以行反转方式来驱动液晶显示装置以显示立体影像时，图框周期F1～Fn内的资料极性排列如图4所示；当本发明以点反转（dot inversion）方式来驱动液晶显示装置以显示立体影像时，图框周期F1～Fn内的资料极性排列如第5图所示。
如图3所示，在闸极驱动讯号SG具高电位的期间，数据驱动讯号SD可写入一相对应的画素，亦即画素的充电时间由闸极驱动讯号SG的脉冲宽度来决定。正负极性驱动周期由极性反转讯号POL来控制：在正极性驱动周期内，数据驱动讯号SD的电位由VH来表示；在负极性驱动周期内，数据驱动讯号SD的电位由VL来表示。本发明在驱动液晶显示装置以显示3D立体影像时，极性反转讯号POL每隔两个图框周期才会切换极性，因此能有较充裕时间将画素充电到预定电位VH或VL。如前所述，画素欲显示影像的灰阶值是由数据驱动讯号SD的电位和一共同电压VCOM之间的差值ΔV来决定，其中ΔV=（VH-VCOM）或（VCOM-VL）。同样以NW液晶材质为例，若共同电压VCOM电压为6伏特，白画面的正负极性驱动电压VH和VL分别为7和5伏特，黑画面的正负极性驱动电压VH和VL分别为11和1伏特。本发明在驱动3D立体液晶显示装置以显示立体影像时，奇数图框周期F1内显示左眼影像和偶数图框周期F2内显示右眼影像的每一行画素皆依序以正极性、负极性、…、正极性、负极性来驱动，奇数图框周期F3内显示左眼影像和偶数图框周期F4内显示右眼影像的每一行画素皆依序以负极性、正极性、…、负极性、正极性来驱动，依此类推。斜线部分内的画素显示灰阶0的黑画面，而其它空白部分内的画素显示灰阶255的白画面。。
以图4中标示为P(2,2)的画素来作说明，在图框周期F1内数据驱动讯号SD的电位为黑画面的负极性驱动电压VL（1伏特），在图框周期F2内数据驱动讯号SD的电位为白画面的负极性驱动电压VL（5伏特），在图框周期F3内数据驱动讯号SD的电位为黑画面的正极性驱动电压VH（11伏特），在图框周期F4内数据驱动讯号SD的电位为白画面的正极性驱动电压VH（7伏特），…，依此类推。换而言之，数据驱动讯号SD的电位会以1伏特→5伏特→11伏特→7伏特的循环作切换，因此和共同电压VCOM之间的差值ΔV会以-5伏特→-1伏特→5伏特→1伏特的循环作变化。由于在正负极性驱动周期内施加于画素的压差可互相补偿，因此不会造成直流残留，可大幅提升3D立体液晶显示装置的显示质量。
以图5中标示为P(2,2)的画素来作说明，在图框周期F1内数据驱动讯号SD的电位为黑画面的正极性驱动电压VH（11伏特），在图框周期F2内数据驱动讯号SD的电位为白画面的正极性驱动电压VH（7伏特），在图框周期F3内数据驱动讯号SD的电位为黑画面的负极性驱动电压VL（1伏特），在图框周期F4内数据驱动讯号SD的电位为白画面的负极性驱动电压VL（5伏特），…，依此类推。换而言之，数据驱动讯号SD的电位会以11伏特→7伏特→1伏特→5伏特的循环作切换，因此和共同电压VCOM之间的差值ΔV会以5伏特→1伏特→-5伏特→-1伏特的循环作变化。由于在正负极性驱动周期内施加于画素的压差可互相补偿，因此不会造成直流残留，可大幅提升3D立体液晶显示装置的显示质量。
另一方面，本发明在驱动液晶显示装置以显示3D立体影像时，数据驱动讯号SD的极性切换和左右眼镜片开关切换的频率不同，亦即左眼镜片开启讯号LON和右眼镜片开启讯号RON每隔一个图框周期就会转换极性，而极性反转讯号POL每隔两个图框周期才会转换极性。如图4和图5所示，若在奇数图框周期F1、F3、…、Fn-1内开启右眼镜片并关闭左眼镜片，并在偶数图框周期F2、F4、…、Fn内开启左眼镜片并关闭右眼镜片，此时在奇数图框周期中相邻奇数图框周期内数据驱动讯号SD的极性彼此相反，而在偶数图框周期中相邻偶数图框周期内数据驱动讯号SD的极性亦会彼此相反。如此一来，若正负极性的辉度有所差异时，本发明可提升3D立体液晶显示装置的画面均匀感。
本发明在驱动3D立体液晶显示装置时，若左眼镜片开启讯号LON和右眼镜片开启讯号RON每隔一个图框周期就会切换极性，极性反转讯号POL可每隔m图框周期才转换极性。前述图3所示为m=2时的实施例，而图6所示为m=3时的实施例。图3和图6所示仅为本发明的实施例，并不限定本发明的范畴。凡是以数据驱动讯号的极性切换频率小于左右眼画面切换频率的方式来驱动3D立体液晶显示装置，皆属本发明的范畴。
本发明可采用行反转方式来驱动液晶显示装置以显示3D立体影像（如图4所示），或是采用点反转方式来驱动液晶显示装置以显示3D立体影像（如图5所示）。然而，单一图框周期内的不同数据极性排列皆可为本发明的实施例，图4和图5所示并不限定本发明的范畴。
在本发明的驱动方法中，正负极性驱动周期内施加于画素的压差可互相补偿，因此不会造成直流残留，可大幅提升时序型3D立体液晶显示装置的显示质量。同时，本发明的驱动方法亦能让单眼画面中相邻图框周期内的数据具相反极性，进而提升时序型3D立体液晶显示装置的画面均匀感。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种立体影像的显示方法，其特征在于包含：
提供相关于一右眼影像和一左眼影像的一数据驱动讯号；
在复数个图框周期内，每隔m个图框周期切换该数据驱动讯号的极性，其中m为大于1的整数；
在该复数个图框周期的奇数图框周期内，依据该数据驱动讯号来输出该左眼影像；以及
在该复数个图框周期的偶数图框周期内，依据该数据驱动讯号来输出该右眼影像。
2.根据权利要求1所述的立体影像的显示方法，其特征在于其另包含：
依据该数据驱动讯号来驱动一液晶显示装置以在该复数个图框周期的奇数图框周期内显示该左眼影像；以及
依据该数据驱动讯号来驱动该液晶显示装置以在该复数个图框周期的偶数图框周期内显示该右眼影像。
3. 根据权利要求1所述的立体影像的显示方法，其特征在于其另包含：
在该复数个图框周期的奇数图框周期内开启一快门立体显示眼镜的一右眼镜片以接收该右眼影像；以及
在该复数个图框周期的偶数图框周期内开启该快门立体显示眼镜的一左眼镜片以接收该左眼影像。
4. 根据权利要求3所述的立体影像的显示方法，其特征在于其另包含：
在该复数个图框周期的偶数图框周期内关闭该右眼镜片；以及
在该复数个图框周期的奇数图框周期内关闭该左眼镜片。
5. 根据权利要求1所述的立体影像的显示方法，其特征在于其另包含：在每一图框周期内以行反转方式来输出该右眼影像或该左眼影像。
6. 根据权利要求1所述的立体影像的显示方法，其特征在于其另包含：在每一图框周期内以点反转方式来输出该右眼影像或该左眼影像。
7. 根据权利要求1所述的立体影像的显示方法，其特征在于其中另包含：在该复数个图框周期的两相邻图框周期内，依据同一极性的该数据驱动讯号来分别输出该左眼影像和该右眼影像。
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