CN102340682B - 立体图像显示器及其背光控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种立体图像显示器及其背光控制方法。该立体图像显示设备包括将3D输入数据划分成左眼图像数据和右眼图像数据、将包含黑灰度数据的复位帧数据插入左眼图像数据和右眼图像数据之间、并产生分别包含左眼图像数据、黑灰度数据、右眼图像数据的第(n+1)帧数据至第(n+4)帧数据以及黑灰度数据的帧速率转换单元，存储用于在第(n+2)帧周期和第(n+4)帧周期期间将全部局部调光区控制至最小值的局部调光值和用于在第(n+1)帧周期和第(n+3)周期期间将每个局部调光区控制至目标亮度的查找表，和控制每个局部调光区的背光单元的光源亮度的背光控制器。

Description

立体图像显示器及其背光控制方法
本申请要求于2010年7月14日提交的申请号为10-2010-0067943的韩国专利申请的权益，在此将其全部内容以引用的方式结合进来，如同在此全面阐明一样。
技术领域
本发明涉及一种立体图像显示设备及其背光控制方法。
背景技术
图像显示设备分为立体技术和自动立体技术。
立体技术使用立体效果显著的双眼视差图像，可具有使用眼镜的类型和不使用眼镜的类型。在使用眼镜的类型中，通过改变偏振方向或以时分方式，将双眼视差图像显示在直接观看显示面板或者投影机上，并使用偏振眼镜或液晶快门眼镜实现立体图像。在不使用眼镜的类型中，通过使用设置在显示面板前表面和后表面的光学板例如视差隔栅来划分双眼视差图像的光轴，以实现立体图像。
图1是图示使用快门眼镜的眼镜类型的立体图像显示设备的示意图。快门眼镜的黑色部分是用于阻挡朝向观看者的光的关闭快门，而其中的白色部分是用于透射朝向观看者的光的开启快门。在图1中，如果选择液晶显示器作为显示设备DIS，那么给显示设备DIS提供光的背光单元(BLU)是必要的。
参考图1，在显示设备DIS中对左眼数据RGBL寻址时，将快门眼镜ST的左眼快门STL打开。当在显示设备DIS中对右眼图像数据RGBR寻址时，将右眼快门STR打开。因此，观看者仅仅用左眼看到左眼图像且仅仅用右眼看到右眼图像，从而通过视差获得三维效果。
液晶显示器可包括用于补偿液晶响应速度的过驱动逻辑电路。如果当前帧中的输入图像的像素数据值大于前一帧，则过驱动逻辑电路将当前帧的像素数据值增加至较高的值，而如果当前帧中的输入图像的像素数据值小于前一帧，则过驱动逻辑电路将当前帧的像素数据值降低至较低的值，从而调整施加到液晶单元的数据电压，以补偿液晶的慢响应特性。该过驱动逻辑电路可通过查找表来实现，在查找表中输入用于前一帧和当前帧的像素数据并输出相应的预先存储的调制值。图2A及2B示出过驱动方法的示例。如果如图2A中所示，像素数据值从‘127’增加至‘191’，那么如图2B所示，过驱动逻辑电路将值‘191’增加至更高的值‘223’。另外，如果如图2A所示，将像素数据值从‘191’降低到‘63’，那么如图2B所示，过驱动逻辑电路将值‘63’降低到更低的值‘31’。
在立体图像显示设备中，可通过BDI(黑数据插入)来降低3D串扰和运动模糊以改善图像拖尾。在该方法中，如图3所示，在第(n+1)(其中n是正整数)帧周期Fn+1期间，在显示面板中对左眼(或右眼)图像数据寻址，在第(n+2)帧周期Fn+2期间，在显示面板中对与输入图像无关的黑数据寻址，随后，在第(n+3)帧周期Fn+3期间，在显示面板中对右眼(或左眼)图像数据寻址。根据该方法，左眼图像数据帧和右眼图像数据帧之前的帧是用于寻址黑数据的复位帧，因而当将现有技术中的2D图像驱动方法中使用的过驱动逻辑电路原样不动地用于3D图像显示器中时，很难改善3D串扰。3D串扰表示左眼图像和右眼图像在用户的一只眼睛(左眼或右眼)上彼此重叠的程度，并通过单眼图像的黑灰度亮度与白灰度亮度的比率来定义。例如，当在第(n+1)帧周期Fn+1期间要达到的目标亮度、在第(n+2)帧周期Fn+2期间要达到的目标亮度、在第(n+3)帧周期Fn+3期间要达到的目标亮度分别为“180”、“0”和“150”(如图3的左边部分所示)以及分别为“255”、“0”和“150”(如图3的右边部分所示)时，虽然是将具有相同灰度值的像素数据寻址到显示装置的相同像素中，但是在第(n+3)帧周期Fn+3期间测量到的亮度不同。这是因为，如图3右边部分所示，当在第(n+1)帧周期Fn+1期间要达到的目标亮度为“255”时，由于液晶的响应延迟，在第(n+2)帧周期Fn+2期间的亮度增加至比黑灰度数据的目标亮度更高的亮度Di。因此如图3右边部分所示，在第(n+3)帧周期Fn+3期间的亮度变得高于目标亮度150。
发明内容
本发明实施例提供了一种使用BDI在显示立体图像时能够降低3D串扰的立体图像显示设备。
根据本发明的示范性实施例，提供一种立体图像显示设备，包括：液晶显示面板，其中以第n+1帧数据至第n+4帧数据的顺序寻址帧数据，其中n为正整数；背光单元，其发光表面被划分成亮度可控的局部调光区，并将光提供到液晶显示面板；帧速率转换单元，其将3D输入数据划分成左眼图像数据和右眼图像数据，将包括黑灰度数据的复位帧数据插入到所述左眼图像数据和右眼图像数据之间，从而产生包含左眼图像数据的第n+1帧数据、包含黑灰度数据的第n+2帧数据、包含右眼图像数据的第n+3帧数据以及包含黑灰度数据的第(n+4)帧数据；局部调光数据选择单元，其在第n+2和第n+4帧周期期间选择用于将全部局部调光区的亮度控制至最小值的局部调光值，以及在第n+1和第n+3帧周期期间选择用于将每个局部调光区的亮度控制至左眼图像数据或右眼图像数据的目标亮度的局部调光值；背光控制器，其基于从所述局部调光值选择单元输出的局部调光值，控制用于背光单元的每个局部调光区的背光单元的光源亮度。
根据本发明的示范性实施例，提供一种立体图像显示设备的背光控制方法，该立体图像显示设备具有其中以第n+1帧数据至第n+4帧数据的顺序寻址帧数据的液晶显示面板、以及发光表面被划分成亮度可控的局部调光区并将光提供到液晶显示面板的背光单元，其中n为正整数，该方法包括：将3D输入数据划分成左眼图像数据和右眼图像数据，将包括黑灰度数据的复位帧数据插入到所述左眼图像数据和右眼图像数据之间，从而产生包含左眼图像数据的第n+1帧数据、包含黑灰度数据的第n+2帧数据、包含右眼图像数据的第n+3帧数据以及包含黑灰度数据的第n+4帧数据；在第n+2和第n+4帧周期期间将全部局部调光区的亮度控制至最小值；和在第n+1和第n+3帧周期期间将每个局部调光区的亮度控制至左眼图像数据或右眼图像数据的目标亮度。
附图说明
附图被包括以用于提供对于本发明的进一步理解并被结合进来组成本说明书的一部分，用于图示本发明实施例，并和说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是图示在眼镜类型的立体图像显示设备的左和右图像的时分操作的图表；
图2A和2B是图示在显示2D图像中用于改善液晶响应特性的过驱动方法的图表；
图3是图示当使用BDI显示立体图像时出现3D串扰的原因的图表；
图4是图示根据本发明实施例的立体图像显示设备的图标；
图5是图示根据本发明实施例的立体图像显示设备的3D模式驱动方法的波形图；
图6是图示从背光单元划分出的局部调光区的示范性图表；
图7是图示直接型LED背光单元例子的截面图；
图8是图示场发射背光单元例子的截面图；
图9是图示OLED背光单元例子的等效电路图；
图10是图示根据本发明实施例的背光控制方法的图表；
图11是根据本发明实施例的立体图像显示设备的背光控制方法。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。本说明书始终使用相同的附图标记表示相同的元件。在下面的描述中，当与本发明相关的公知功能或配置的详细描述被认为会不必要地使本发明的要点模糊时，将省略其详细描述。
参考图4和5，根据本发明实施例的立体图像显示设备包括液晶显示面板100、背光单元200、时序控制器101、数据驱动电路102、栅极驱动电路103、主系统110、帧速率转换单元112、局部调光值选择单元113、背光控制器114、光源驱动单元117、查找表118以及快门眼镜130。
液晶显示面板100具有插入两个玻璃基板之间的液晶层。液晶显示面板100包括以矩阵形式布置在数据线105和栅极线(或扫描线)106交叉区域处的液晶单元。
液晶显示面板100的下玻璃基板具有多条数据线105和多条栅极线106、TFT(薄膜晶体管)以及存储电容Cst。液晶显示面板100的液晶单元由连接到TFT的像素电极1和施加有公共电压的公共电极2驱动。黑矩阵、滤色器和公共电极形成在液晶显示面板100的上玻璃基板上。偏振器分别贴附到液晶显示面板100的下和上玻璃基板的外表面上，而取向层形成在与液晶层接触的内表面上以设置液晶层的预倾角。在诸如TN(扭曲向列)模式和VA(垂直取向)模式等垂直电场驱动类型中，公共电极设置在上玻璃基板上，而在诸如IPS(共面切换)模式和FFS(边缘电场切换)模式等水平电场类型中，公共电极与像素电极一起设置在下玻璃基板上。液晶显示面板100可由TN模式、VA模式、IPS模式和FFS模式的液晶显示面板以及其他类型的液晶显示面板实现。
背光单元200通过适于局部调光的直接型背光单元实现。直接型背光单元可通过如图7所示的发光二极管(“LED”)背光单元、如图8所示的场发射背光单元以及如图9所示的有机发光二极管(“OLED”)背光单元来实现。这样的直接型背光单元可以控制液晶显示面板的以像素为单位或以块为单位的每个局部调光区的亮度。当局部调光区以块为单位设置时，划分多个块，在各块中，液晶显示面板100的显示表面与背光单元200的发光表面彼此对应。如果假设液晶显示面板100的分辨率为M×N(其中M表示横向布置的像素数量，而N表示纵向布置的像素数量)，块具有i×j的尺寸(其中i是2至M/10范围内的正整数，j是从2至M/10范围内的正整数)。因此，单个块具有大于一个像素且小于液晶显示面板100的显示屏幕的尺寸。如图6所示，例如背光单元200可划分为局部调光区BL11至BL57。
时序控制器101将从帧速率转换单元112输出的数字视频数据RGB提供给数据驱动电路102。另外，时序控制器101经由帧速率转换单元112从主系统110接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE、点时钟CLK等时序信号，并产生用于控制数据驱动电路102和栅极驱动电路103的操作时序的时序控制信号。时序控制信号包括用于控制栅极驱动电路103的操作时序的栅极时序控制信号，以及用于控制数据驱动电路102的操作时序以及数据电压极性的数据时序控制信号。
栅极时序控制信号包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能信号GOE等等。栅极起始脉冲GSP被输入到构成栅极驱动电路103并产生第一栅极脉冲的栅极驱动IC，以控制该栅极驱动IC产生第一栅极脉冲。栅极移位时钟GSC是被共同输入到栅极驱动IC的时钟信号，其用作对栅极起始脉冲GSP进行移位的时钟信号。栅极输出使能信号GOE控制栅极驱动IC的输出时序。
数据时序控制信号包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、极性控制信号POL、源极输出使能信号SOE等等。源极起始脉冲SSP控制数据驱动电路102中的数据采样起始时序。源极采样时钟SSC是在数据驱动电路102中相对于上升沿或下降沿控制数据采样时序的时钟信号。极性控制信号POL控制从数据驱动电路102输出的数据电压的极性。源极输出使能信号SOE控制数据驱动电路102的输出时序。如果待输入到数据驱动电路102的数字视频数据是通过微型LVDS接口规范传输的，则可以省略源极起始脉冲SSP和源极采样时钟SSC。
时序控制器101可基于经由帧速率转换单元112从主系统110输出的模式信号(未示出)，或基于编码在输入图像信号中的模式识别代码，来改变2D模式操作和3D模式操作。时序控制器101可包括过驱动调制电路，并在2D模式中对从帧数率转换单元112输出的2D图像执行对于数字视频数据RGB的过驱动调制，从而将其发送给数据驱动电路102。过驱动调制电路可接收前一帧数据和当前帧数据，并使用输出预置调制值的查找表调制数字视频数据RGB，以用于改善液晶的响应特性。
数据驱动电路102锁存用于2D或3D图像的数字视频数据RGB、RGBL和RGBR以及在复位帧周期中使用的黑灰度数据。数据驱动电路102响应于极性控制信号POL，将用于2D或3D图像的数字视频数据RGB、RGBL和RGBR以及黑灰度数据转换为具有正和负极性的伽马补偿电压。此外，数据驱动电路102还响应于极性控制信号POL对输出给数据线105的数据电压的极性进行反转。
栅极驱动电路103响应于栅极时序控制信号，将栅极脉冲(或扫描脉冲)顺序施加给栅极线106。
主系统110通过接口，比如LVDS(低电压差分信令)接口或TMDS(跃变最小化差分信令)接口，将2D图像或3D图像的数据和时序信号Vsync、Hsync、DE和CLK提供给时序控制器101。主系统110在2D模式中将2D图像提供给时序控制器101，并在3D模式中将由左眼图像和右眼图像构成的3D图像的数字视频数据RGBL和RGBR提供给时序控制器101。主系统110分析该图像数据，根据分析的结果计算全局调光值，从而产生调光信号以用于提高所显示图像的对比度特性。经过对输入图像的分析，全局调光值用于通过在整体明亮图像中提高背光调光率而在相对暗的图像中降低背光调光率，来增加在液晶显示面板100中显示的2D图像或3D图像的动态对比度。该全局调光值是在不执行局部调光时的默认调光值。
在3D模式时，主系统110选择左眼图像数据作为一帧的前一部分数据，并选择右眼图像数据作为一帧的后一部分数据，以构成一帧3D图像数据。
主系统110可响应于经由用户输入设备111(如图4所示)输入的用户数据，改变2D模式操作和3D模式操作。用户输入设备111包括附装到液晶显示面板100上或嵌入在液晶显示面板中的触摸屏、屏上显示(OSD)、键盘、鼠标、遥控器等。替代地，主系统110可通过编码在输入图像数据中的2D和3D识别代码，改变2D模式操作和3D模式操作。替代地，主系统110可产生用于识别当前驱动模式是2D模式或3D模式的模式信号，并将其发送给帧速率转换单元112。
在3D模式时，帧速率转换单元112将一帧3D图像数据划分为左眼图像数据和右眼图像数据，并将左眼图像数据和右眼图像数据的每一个都扩展成一帧数据。帧速率转换单元112读取在内部寄存器中存储的黑灰度数据，以产生复位帧，并将复位帧插入到左眼帧和右眼帧之间。复位帧的所有数据都是黑灰度数据，该黑灰度数据是与输入的左眼和右眼图像数据无关地预先设定的，并被存储在帧速率转换单元112的内部寄存器中。当以8位数字数据表示时，黑灰度数据为“000000002”。如图5所示，数据驱动电路102和栅极驱动电路103在第(n+1)帧周期Fn+1期间在液晶显示面板100中寻址左眼图像数据RGBL，在第(n+3)帧周期Fn+3期间在液晶显示面板100中寻址右眼图像数据RBGR。在第(n+2)帧周期期间和第(n+4)帧周期期间在液晶显示面板100中寻址黑灰度数据。
在3D模式时，帧速率转换单元112通过将在3D模式输入的左眼图像数据与右眼图像数据分开并在左眼图像数据与右眼图像数据之间插入复位帧的黑数据来产生3D图像数据，并以四倍于输入帧频率的帧频率将3D图像数据发送给时序控制器101和局部调光值选择单元113。如果输入到帧速率转换单元112的帧频率为50HZ，那么从帧速率转换单元112输出的帧频率为200HZ，而如果输入到帧速率转换单元112的帧频率为60HZ，那么从帧速率转换单元112输出的帧频率为240HZ。PAL(逐行倒相)制式中的输入帧频率为50HZ，而NTSC(国家电视标准委员会)制式中的输入帧频率为60HZ。
在2D模式时，帧速率转换单元112通过诸如MEMC(运动估计运动补偿)等数据帧插值方法，将两段帧数据插入到相邻的两段2D图像帧数据之间。从而，帧速率转换单元112以四倍于输入帧频率的帧频率，发送在2D模式输入的数据。
局部调光值选择单元113为每个局部调光区选择局部调光值。局部调光值可以是用于2D图像的局部调光值和用于3D图像的局部调光值。在3D模式时，局部调光值选择单元113将用于如图6所示的局部调光区BL11至BL57的前前帧数据和当前帧数据发送给查找表118。通过比较将要在如图6所示的相同局部调光区中显示的前前帧数据和当前帧数据，查找表118输出在由前前帧数据和当前帧数据表示的地址中存储的用于3D图像的局部调光值。该用于3D图像的局部调光值是在考虑到前前帧数据和当前帧数据之间的差异的情况下通过试验确定的，并且该局部调光值是用于在当前帧期间调整背光开启与背光关闭之间的比率以达到当前帧的像素数据的目标亮度的局部调光比率。具体来讲，查找表118存储用于在复位帧周期(例如，如图5所示的第(n+2)和第(n+4)帧周期)期间将全部局部调光区的亮度控制到最小值的局部调光值，以及用于在左眼图像帧周期和右眼图像帧周期(例如，如图5所示的第(n+1)和第(n+3)帧周期)期间将每个局部调光区的亮度控制到左眼图像数据或右眼图像数据的目标亮度的局部调光值。将从查找表118输出的局部调光值加到全局调光值上，以发送给背光控制器114。这样，在左眼图像帧周期和右眼图像帧周期(例如，如图5所示的第(n+1)和第(n+3)帧周期)期间，对于每一局部调光区，局部调光值选择单元113从查找表118中选择用于左眼图像数据或右眼图像数据的局部调光值，并将它们发送给背光控制器114。此外，在复位帧周期(例如，如图5所示的第(n+2)和第(n+4)帧周期)期间，局部调光值选择单元113从查找表118中选择最小局部调光值，并将其发送给背光控制器114。当每个局部调光区BL11至BL57被选择为具有等于或大于一个像素的尺寸时，局部调光值选择单元113将每个块中的像素数据的平均值作为前前帧数据和当前帧数据，输入到查找表118。当每个局部调光区BL11至BL57被选择为以像素为单位，具有一个像素的尺寸时，局部调光值选择单元113将像素数据自身作为前前帧数据和当前帧数据，输入到查找表118中。
查找表118可分为设置2D图像的局部调光值的2D查找表，和设置3D图像的局部调光值的3D查找表。2D查找表存储现有2D图像的局部调光值。3D查找表在复位帧周期期间接收黑数据作为当前帧数据，并通过接收前前帧数据的黑数据，存储用于在复位帧周期期间将背光亮度控制至最小值的最小局部调光值。
背光控制器114将背光控制数据提供给光源驱动单元117，该背光控制数据用于基于从局部调光值选择单元113输出的局部调光值来调整每个局部调光区的光源的开启时间。可以以包括PWM(脉宽调制)占空比信息、PWM上升时序信息和PWM下降时序信息的SPI(串行外围接口)数据的形式，将该背光控制数据提供给光源驱动单元117。光源驱动单元117响应于背光控制数据，为每个局部调光区BL11至BL57调整背光单元200的光源驱动信号。由于在一帧周期期间，具有高局部调光值的局部调光区在背光单元200的光源开启比率方面高于具有低局部调光值的局部调光区，因此具有高局部调光值的局部调光区的亮度高于具有低局部调光值的局部调光区的亮度。光源驱动单元117可由图7中所示的直接型LED背光单元200中的LED驱动单元、由图8中所示的场发射背光单元200中的栅极驱动单元、以及由图9中所示的OLED背光单元中的列驱动单元117a和行驱动单元117b来实现。
在3D模式中，背光单元200的开启时间包括在液晶显示面板100中寻址左眼(或右眼)图像数据RGBL和RGBR的左眼和右眼帧周期Fn+1和Fn+3。背光开启时间是基于由局部调光值选择单元113选择的局部调光值(或PWM占空比)来调整的。背光单元200的开启时间被控制为在3D模式中比2D模式中更长。例如，由于在2D模式中没有复位帧，因此以全局调光值为基础，在所有帧周期期间基于局部调光值开启背光单元200，而不对帧进行区分。在3D模式中，在复位帧周期Fn+2和Fn+4期间，基于由局部调光值选择单元113选择的最小局部调光值而关闭背光单元200。背光单元200在一帧周期期间开启与关闭的比率是在全局调光值的基础上，基于由局部调光值选择单元113选择的每个局部调光区的局部调光值来调整的。例如，当在3D模式中液晶显示面板100的局部调光区的目标亮度(透射率)由于前前帧数据的影响而进一步增大时，相关局部调光区的背光亮度由于局部调光值而进一步减小。相反，当在3D模式中液晶显示面板100的局部调光区的目标亮度(透射率)由于前前帧数据的影响而进一步减小时，相关局部调光区的背光亮度由于局部调光值而进一步增大。
快门眼镜130包括相互独立电控制的左眼快门STL和右眼快门STR。每个左眼快门STL和右眼快门STR包括第一透明基板、形成在第一透明基板上的第一透明电极、第二透明基板、形成在第二透明基板上的第二透明电极、以及插入在第一和第二透明基板之间的液晶层。向第一透明电极施加参考电压，向第二透明电极施加ON和OFF电压。当ON电压被施加到第二透明电极时，左眼快门STL和右眼快门STR中的每个透射来自液晶显示面板100的光，而当OFF电压被施加到第二透明电极时，左眼快门STL和右眼快门STR中的每个阻挡来自液晶显示面板100的光。为了在3D模式中交替打开和关闭左眼快门STL和右眼快门STR，主系统110经由快门控制信号发送器120(如图4所示)输出快门控制信号。快门控制信号发送器120经由有线或无线接口将快门控制信号发送给快门控制信号接收器121(如图4所示)。快门控制信号接收器121可以内嵌在快门眼镜130中，或者通过制造成一个独立模块而附装到快门眼镜130上。
快门控制信号接收器121经由有线或无线接口接收快门控制信号，并基于快门控制信号交替打开和关闭左眼快门STL和右眼快门STR。当具有第一逻辑值的快门控制信号输入至快门控制信号接收器121时，将ON电压施加给左眼快门STL的第二透明电极，而将OFF电压施加给右眼快门STR的第二透明电极。当具有第二逻辑值的快门控制信号输入至快门控制信号接收器121时，将OFF电压施加给左眼快门STL的第二透明电极，而将ON电压施加给右眼快门STR的第二透明电极。这样，当产生具有第一逻辑值的快门控制信号时，快门眼镜130的左眼快门STL打开，而当产生具有第二逻辑值的快门控制信号时，快门眼镜130的右眼快门STR打开。
快门眼镜130的左眼快门STL在左眼帧周期Fn+1期间和之后的复位帧周期Fn+2期间打开以透射用于左眼图像的光，并在右眼帧周期Fn+3期间和之后的复位帧周期Fn+4期间关闭以阻挡用于左眼图像的光。快门眼镜130的右眼快门STR在右眼帧周期Fn+3期间和之后的复位帧周期Fn+4期间打开以透射用于右眼图像的光，并在左眼帧周期Fn+1期间和之后的复位帧周期Fn+2期间关闭以阻挡用于右眼图像的光。
图7是图示背光单元200的第一实施例的图表。
在图7中，背光单元200可由直接型LED背光单元实现。直接型LED背光单元包括布置在液晶显示面板100下方的多个LED 201，布置在液晶显示面板100和LED 201之间的漫射板204以及光学片205。每个LED 201可以是白光LED。白光LED可以由红光LED、绿光LED和蓝光LED三种颜色的组合来实现。由一块或更多的棱镜片、一块或更多的漫射片等等构成的光学片205漫射来自漫射板204的光，并沿着与液晶显示面板100的光入射面基本垂直的方向折射该光。导板206覆盖液晶显示面板100和直接型背光单元的侧边，并在液晶显示面板100和光学片205之间支撑液晶显示面板100。底盖203覆盖直接型背光单元的底面并支撑LED 201。反射片202布置在底盖203的布置有LED 201的内侧。顶壳207覆盖液晶显示面板100和导板206的侧边。
图8是图示背光单元200的第二实施例的图表。
在图8中，背光单元200可由场发射背光单元实现。场发射背光单元包括具有阳极电极211和白色荧光体213的上透明基板210、以及具有形成在阴极电极上的碳纳米管(CNT)217和栅极电极215的下透明基板218。上透明基板210和下透明基板218通过熔料密封而彼此贴附在一起，其内部空间是气密的，具有大概10-5Torr的真空度并以该真空状态密封。将高电压施加给阳极电极211和阴极电极。光源驱动单元117将驱动电压施加到栅极电极215以使得从碳纳米管217发射电子。栅极电极215形成在绝缘图案216上。白色荧光体213被电子激活并跃迁，以发射光。
图9是图示背光单元200的第三实施例的图表。
在图9中，背光单元200可由OLED背光单元实现。OLED背光单元包括以矩阵形式相互交叉的列线221和行线222，和在列线221和行线222之间布置的OLED 223。每个OLED 223都由连接到列线221的阳极电极、连接到行线222的阴极电极以及布置在阳极电极和阴极电极之间的包括多层有机化合物层的白光OLED构成。有机化合物层包括空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)以及电子注入层(EIL)。列驱动单元117a将由来自局部调光值选择单元113的调光值决定的背光控制数据电压提供给列线221，而行驱动单元117b将与背光控制数据电压同步的扫描脉冲顺序地提供给行线222。OLED背光单元可由如图9中所示的无源型或有源型(未示出)实现。有源型OLED背光单元可具有在列线和行线之间布置的开关TFT以及基于在开关TFT处的电压调整流经OLED的电流的驱动TFT。
图11是根据本发明实施例的立体图像显示设备的背光控制方法的流程图。将连同图4中所示的电路框图一起描述图11中的驱动方法。
参考图11，在步骤S1，确定当前驱动模式是3D模式还是2D模式。当确定当前驱动模式对应3D模式时，在步骤S2至S3，帧速率转换单元112将3D图像的输入数据划分成左眼帧数据和右眼帧数据，并在左眼帧数据和右眼帧数据之间插入包括黑灰度数据的复位帧数据。
在步骤S4，确定当前帧是否对应左眼帧数据或右眼帧数据。如果当前帧对应左眼帧数据或右眼帧数据，则在步骤S5，局部调光值选择单元113从查找表118接收基于当前帧的左眼或右眼图像数据的局部调光值，并基于该局部调光值将每个局部调光区的背光亮度控制至左眼图像数据或右眼图像数据的目标亮度。另一方面，当当前帧对应复位帧时，在步骤S6，局部调光值选择单元114从查找表118接收最小局部调光值，并根据该最小局部调光值将全部局部调光区的背光亮度控制至最小值。
当确定当前驱动模式对应2D模式时，在步骤S7和S8，帧速率转换单元112将输入2D图像数据的帧频率增大为四倍，且时序控制器101将2D图像数据转换成过驱动调制值。接着，在步骤S9，局部调光值选择单元113使用现有的全局调光和局部调光方法选择调光值，并基于该调光值控制每个局部调光区的背光亮度。
现在，将参考图3、10来描述该背光控制方法所达到的技术效果。在现有技术中，如图3右边部分所示，由于前前帧的影响，在复位帧期间Fn+2期间的亮度增大至高于黑灰度数据目标亮度的Di，从而在当前帧Fn+3期间的亮度增大为高于目标亮度TB＝150。相反，根据本发明，即使如图10右边部分所示，在第(n+1)帧周期Fn+1期间要达到的目标亮度是“255”的情况下，通过在复位帧周期Fn+2期间使亮度最小化，仍能够与前前帧数据无关地将复位帧周期Fn+2期间的亮度控制至最小值，并能够在当前帧周期Fn+3期间，通过减少局部调光区的背光亮度将相关局部调光区的亮度调整至目标亮度TB＝150。以相同的方式，根据本发明，在图10的左边部分的情况下，通过在复位帧周期期间使亮度最小化，能够与前前帧数据无关地将复位帧周期Fn+2期间的亮度控制至最小值，并且能够在当前帧周期Fn+3期间通过减少局部调光区的背光亮度，将相关局部调光区的亮度调整至目标亮度TB＝150。图10中的两种情况下的当前帧周期Fn+3期间的亮度可以达到相同的目标亮度TB＝150。从而，根据当前发明，能够通过在前前帧周期期间或复位帧周期期间与液晶响应延迟特性无关地将背光亮度控制至局部调光区的背光亮度，使3D图像中的3D串扰最小化。
根据本发明，如上所述，通过在复位帧周期期间使亮度最小化，能够与前前帧的数据无关地将复位帧周期期间的亮度控制至最小值，并且能够通过在当前帧周期期间减少局部调光区的背光亮度，将相关局部调光区的亮度调整至目标亮度。从而，根据本发明，能够通过在前前帧周期期间或复位帧周期期间与液晶响应延迟特性无关地将背光亮度控制至局部调光区的背光亮度，使3D图像中的3D串扰最小化。
尽管已经参考多个示例性实施例描述了各实施例，然而应当理解的是，本领域技术人员可以设计出众多其他修改方案和实施例，它们也会落入本公开内容的原理范围内。更特别地，可以对属于本说明书、附图以及所附权利要求的范围内的主题组合排列的各组成部分和/或结构作出多种变型和修改。除了组成部分和/或结构的变型和修改，替代使用对于本领域技术人员来说也是显而易见的。

Claims (14)

1.一种立体图像显示设备，包括：
液晶显示面板，其中以第n+1帧数据至第n+4帧数据的顺序寻址帧数据，其中n为正整数；
背光单元，其发光表面被划分成亮度可控的局部调光区，并将光提供到液晶显示面板；
帧速率转换单元，其将3D输入数据划分成左眼图像数据和右眼图像数据，将包括黑灰度数据的复位帧数据插入到所述左眼图像数据和右眼图像数据之间，从而产生包含左眼图像数据的第n+1帧数据、包含黑灰度数据的第n+2帧数据、包含右眼图像数据的第n+3帧数据以及包含黑灰度数据的第(n+4)帧数据；
局部调光数据选择单元，其在第n+2和第n+4帧周期期间选择用于将全部局部调光区的亮度控制至最小值的局部调光值，以及在第n+1和第n+3帧周期期间基于前前帧数据和当前帧数据的比较，选择用于将每个局部调光区的亮度控制至左眼图像数据或右眼图像数据的目标亮度的局部调光值，其中，在局部调光区的当前帧数据的亮度由于前前帧数据的影响而大于目标亮度时，所述局部调光数据选择单元在第n+1和第n+3帧周期期间选择相关局部调光区的局部调光值来减小该局部调光区的亮度，在局部调光区的当前帧数据的亮度由于前前帧数据的影响而小于目标亮度时，所述局部调光数据选择单元在第n+1和第n+3帧周期期间选择相关局部调光区的局部调光值来增大该局部调光区的亮度；
背光控制器，其基于从所述局部调光值选择单元输出的局部调光值，控制用于背光单元的每个局部调光区的背光单元的光源亮度。
2.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述局部调光区具有液晶显示面板的一个像素的尺寸。
3.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述局部调光区具有大于液晶显示面板的一个像素而小于液晶显示面板的显示屏幕的块尺寸。
4.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，进一步包括存储所述局部调光值的查找表。
5.根据权利要求4所述的立体图像显示设备，其中所述查找表在由前前帧数据和当前帧数据表示的地址中存储局部调光值，并且所述查找表通过比较从所述局部调光值选择单元输入的前前帧数据和当前帧数据来输出局部调光值。
6.根据权利要求5所述的立体图像显示设备，其中所述局部调光值选择单元将每个块中的像素数据的平均值作为前前帧数据和当前帧数据，输入到查找表中。
7.根据权利要求4所述的立体图像显示设备，其中所述查找表分为用于存储2D图像的局部调光值的2D查找表以及用于存储3D图像的局部调光值的3D查找表。
8.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，其中基于由所述局部调光值选择单元选择的局部调光值，来调整在一帧周期期间背光单元开启与关闭的比率。
9.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，其中在第n+2和第n+4帧周期期间，基于由所述局部调光值选择单元选择的局部调光值，将背光单元关闭。
10.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，其中所述背光单元是直接型LED背光单元、场发射背光单元以及OLED背光单元中的一种。
11.根据权利要求1所述的立体图像显示设备，进一步包括快门眼镜，该快门眼镜具有透射来自液晶显示面板的左眼图像的光的左眼快门和透射来自液晶显示面板的右眼图像的光的右眼快门。
12.一种立体图像显示设备的背光控制方法，该立体图像显示设备具有其中以第n+1帧数据至第n+4帧数据的顺序寻址帧数据的液晶显示面板、以及发光表面被划分成亮度可控的局部调光区并将光提供到液晶显示面板的背光单元，其中n为正整数，该方法包括：
将3D输入数据划分成左眼图像数据和右眼图像数据，将包括黑灰度数据的复位帧数据插入到所述左眼图像数据和右眼图像数据之间，从而产生包含左眼图像数据的第n+1帧数据、包含黑灰度数据的第n+2帧数据、包含右眼图像数据的第n+3帧数据以及包含黑灰度数据的第n+4帧数据；
在第n+2和第n+4帧周期期间将全部局部调光区的亮度控制至最小值；
在第n+1和第n+3帧周期期间，基于前前帧数据和当前帧数据的比较，将每个局部调光区的亮度控制至左眼图像数据或右眼图像数据的目标亮度，其中，在局部调光区的当前帧数据的亮度由于前前帧数据的影响而大于目标亮度时，在第n+1和第n+3帧周期期间选择相关局部调光区的局部调光值来减小该局部调光区的亮度，在局部调光区的当前帧数据的亮度由于前前帧数据的影响而小于目标亮度时，在第n+1和第n+3帧周期期间选择相关局部调光区的局部调光值来增大该局部调光区的亮度。
13.如权利要求12所述的背光控制方法，其中所述局部调光区具有液晶显示面板的一个像素的尺寸。
14.如权利要求12所述的背光控制方法，其中所述局部调光区具有大于液晶显示面板的一个像素而小于液晶显示面板的显示屏幕的块尺寸。
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