CN102466915A - 三维影像显示器及三维影像显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种三维影像显示器及三维影像显示方法。该三维影像显示器，包括：液晶屏障面板，沿着行方向以既定的间隔水平划分出多个区域，其中多个区域中的至少一者以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区，多个区域中的其它区域皆为不可透光区，且呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域是沿着画面更新方向移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维影像显示器，且特别是涉及使用分区插黑的方式驱动液晶屏障(LC Barrier)面板，以达成维持分辨率、提高亮度且减少干扰的三维影像显示器。
背景技术
现今，三维(3D)影像显示器逐渐风行，为了让使用者获得更好的观看质量，各相关业者皆致力于3D显示技术的研发与改良。其中裸视3D影像显示器更是目前发展研发的重点项目。
图1是现有技术中使用液晶屏障技术的3D影像显示器概略架构图。
图1中的3D影像显示器包括背光单元BL、液晶显示面板LC1、液晶屏障面板LC2。如图1中所示，液晶显示面板LC1以每一像素行为单位交错地显示左眼画面与右眼画面。液晶屏障面板LC2设置于液晶显示面板LC1的前方，同样以行为单位交错地排列不透光区与可透光区。通过这样的结构，3D影像显示器使用者的左眼或右眼通过同一个可透光区会只看到一个像素行所显示的专属的左眼或右眼画面，由此达到3D影像的效果。
上述现有技术中使用液晶屏障面板LC2来获得3D影像的3D影像显示器，可通过将液晶屏障面板LC2全部切换成可透光区且液晶显示面板LC1以一般2D显示方式显示来观看2D画面。因此上述液晶屏障技术有可切换3D与2D模式的优点。然而因左眼与右眼所能接收到的画面仅由面板中一半数量的像素列来显示，导致使用此现有技术的3D显示技术有分辨率下降为原来一半的缺点。
现有技术中为解决上述问题而有以下的技术被提出。图2是现有技术中另一种使用液晶屏障技术的3D影像显示器的驱动方式示意图。图3是表示图2中液晶屏障、液晶显示面板与背光单元之间在两个期间的关系。
为了使左右眼所看到的画面分辨率不下降，此现有技术是将面板以120Hz的画面更新率(frame rate)驱动，也就是每8.33(＝1/120)ms完整更新一次画面。图2A是处于第一张画面更新(frame)期间(以下简称T1期间)；图2B是处于第二张画面更新期间(以下简称T2期间)。以上的T1期间及T2期间皆为8.33ms。如图2A及图2B所示，左眼在T1期间可以获得偶数像素行的所呈现的左眼画面，在T2期间可以获得奇数像素行的所呈现的左眼画面；相同地，右眼在T1期间可以获得奇数像素行的所呈现的右眼画面，在T2期间可以获得偶数像素行的所呈现的右眼画面。因为人眼视觉会累加在1/60秒以下所看到的画面，因此，在两张画面的期间(即T1+T2)，左眼及右眼皆可以获得完整分辨率的画面信息。
由图3中可以清楚看出，T1期间结束时(即画面更新完成时)与T2期间结束时液晶显示面板LC1’中表示左眼画面的像素行会与表示右眼画面的像素行交换。而为了使左右眼跟着看到对应的新的像素行，液晶屏障面板LC2’也会改变不透光区与可透光区的位置，如第2、3图中，液晶屏障面板LC2’的B1区域在T1期间为不透光区，在T2期间为可透光区；而液晶屏障面板LC2’的B2区域在T1期间为可透光区，在T2期间为不透光区。
然而在画面更新期间，以T2期间为例，显示器上方已扫描更新的像素列会显示新的画面，显示器下方还未扫描更新的像素列仍显示旧的画面，此期间对于同一像素行而言，像素行上方若显示左眼画面下方则会显示右眼画面。为了避免画面更新期间上下画面产生干扰(crosstalk)使得人眼无法获得正确的3D影像，此现有技术采用定时点亮的背光单元FBL。如图3所示，背光单元FBL仅在面板上所有显示用像素写入后的垂直遮没期间VBP(Vertical Blanking Period)点亮，在下一张画面要开始更新时熄灭，使得人眼在画面更新期间不会接收到画面信息。
上述现有技术中的方法虽可有效地维持画面分辨率，却因为背光单元的开启期间受限于垂直遮没期间内，使得人眼感受到的亮度下降。另外因为液晶也需要反应时间，在显示器下方的像素可能会因为液晶还未完全旋转至定位，而产生较严重的干扰。
发明内容
本发明的目的在于提出一种3D影像显示器，以分区插黑的方式来驱动液晶屏障面板，以达成维持分辨率、提高亮度且减少干扰。
为达上述目的，本发明提出一种3D影像显示器，其包括：液晶显示面板，具备多个像素，以行与列配置为矩阵状，该液晶显示面板分别以像素行为单位交错地排列左眼画面与右眼画面；以及液晶屏障面板，配置于该液晶显示面板的前方，沿着行方向以既定的间隔水平划分出多个区域，其中该多个区域中的至少一者以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区，该多个区域中的其它区域皆为不可透光区，使得左眼只能通过该可透光区接收左眼画面，右眼只能通过该可透光区接收右眼画面。
在本发明的3D影像显示器中，该液晶屏障面板的该多个区域中的任一区域在一个画面更新期间(frame)内，会呈现至少一次以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态。
在本发明的3D影像显示器中，该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域是沿着画面更新方向移动。
在本发明的3D影像显示器中，当该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域从画面底部移动至在画面顶部时，该可透光区与该不可透光区的排列顺序交换。
在本发明的3D影像显示器中，该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域会对应该液晶显示面板中至少一已画面更新完成的区域。
在本发明的3D影像显示器中，液晶显示面板中画面更新还未完成的区域会被该液晶屏障面板中仅呈现不可透光区的状态的多个区域中的至少一者所遮蔽。
本发明的3D影像显示器，更包括：场域可编程逻辑数组(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)，用以根据控制该液晶显示面板的时序控制信号，调整该液晶屏障面板的屏障时序信号。
在本发明的3D影像显示器中，经过一个画面更新期间，显示左眼画面的像素行更新为右眼画面，显示右眼画面的像素行更新为左眼画面。
在本发明的3D影像显示器中，该一个画面更新期间为1/120秒。
本发明的3D影像显示器，还包括：背光单元，使用此3D影像显示器时，该背光单元会维持恒亮的状态。
根据本发明另一个观点，提出一种3D影像显示方法，其包括：提供一液晶显示面板；提供一液晶屏障面板，配置于该液晶显示面板前方；提供一影像信号至该液晶显示面板，使该液晶显示面板的奇数像素行呈现左眼画面及右眼画面之一者，该液晶显示面板的偶数像素行呈现左眼画面及右眼画面的另一者；以及提供一控制信号至该液晶屏障面板，使该液晶屏障面板中沿着行方向以既定的间隔水平划分出的多个区域中的至少一区域呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态，使该多个区域中的其它区域呈现不可透光区的状态。
在本发明的3D影像显示方法中，该控制信号使该液晶屏障面板的该多个区域中的任一区域在一个画面更新期间内，呈现至少一次以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态。
在本发明的3D影像显示方法中，该控制信号使该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域是沿着画面更新方向移动。
在本发明的3D影像显示方法中，该控制信号使该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域从画面底部移动至在画面顶部时，该可透光区与该不可透光区的排列顺序交换。
在本发明的3D影像显示方法中，该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域会对应该液晶显示面板中至少一已画面更新完成的区域。
在本发明的3D影像显示方法中，液晶显示面板中画面更新还未完成的区域会被该液晶屏障面板中仅呈现不可透光区的状态的多个区域中的至少一者所遮蔽。
本发明的3D影像显示方法，还包括：提供一场域可编程逻辑数组，用以根据控制该液晶显示面板的时序控制信号，调整该液晶屏障面板的该控制信号。
在本发明的3D影像显示方法中，该影像信号使该液晶显示面板经过一个画面更新期间，显示左眼画面的像素行更新为右眼画面，显示右眼画面的像素行更新为左眼画面。
本发明的3D影像显示方法，更包括：提供一背光单元，该背光单元会维持恒亮的状态。
另外，根据本发明的另一个观点，提出一种3D影像显示器，其包括：液晶屏障面板，沿着行方向以既定的间隔水平划分出多个区域，其中该多个区域中的至少一者以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区，该多个区域中的其它区域皆为不可透光区，且呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的该区域是沿着画面更新方向移动。
为使本发明的上述及其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一具体的较佳实施例，并配合所附附图第做详细说明。
附图说明
图1是现有技术中使用液晶屏障技术的3D影像显示器概略架构图；
图2A是现有技术中另一种使用液晶屏障技术的3D影像显示器的驱动方式于第一张画面更新期间的示意图；
图2B是现有技术中另一种使用液晶屏障技术的3D影像显示器的驱动方式于第二张画面更新期间的示意图；
图3是表示图2中液晶屏障、液晶显示面板与背光单元之间在两个期间的关系；
图4是显示使用根据本发明实施例的液晶屏障技术的3D影像显示器概略架构图；
图5是表示根据本发明实施例在第1画面更新期间内，液晶显示面板的更新情形与液晶屏障面板的状态；
图6是表示根据本发明实施例在第2画面更新期间内，液晶显示面板的更新情形与液晶屏障面板的状态。
主要组件符号说明
BL、FBL～背光单元；
LC1、LC1’～液晶显示面板；
LC2、LC2’、LC2”～液晶屏障面板；
B1、B2～区域；
VBP～垂直遮没期间；
T1、T2～画面更新期间；
a、b、c～区域；
A、B、C～区域。
具体实施方式
本实施例中具有与现有技术相同标号的组件(如LC1’与BL)，代表该组件的特性与现有技术相同，在此不重复叙述其特性。
图4是显示使用根据本发明实施例的液晶屏障技术的3D影像显示器概略架构图。
如图4所示，本发明实施例的架构包括背光单元BL、液晶显示面板LC1’及液晶屏障面板LC2”。在一个画面更新期间内(即8.33ms)，液晶屏障基板LC2”轮流使面板上的一部分区域做为可透光区与不可透光区交错的区域，其余区域则全为不可透光区。以图4的实施例来说，液晶屏障基板LC2”由上至下分为三个区域a、b、c，而在一个画面更新期间内，呈现可透光区与不可透光区交错状态的区域会按照区域b、区域c、区域a的顺序移动。值得注意的是在此实施例中的背光单元BL会维持恒亮。以下将配合图5及图6来更详细说明本发明。
图5是表示根据本发明实施例在第1画面更新期间内，液晶显示面板的更新情形与液晶屏障面板的状态。
在图5中，第1画面更新期间(8.33ms)内，液晶显示面板LC1’由上而下更新数据，将原本用以表示左眼画面的像素行更新为右眼画面，原本用以表示右眼画面的像素行更新为左眼画面。在此将一个画面更新期间再平均细分为三个期间0ms～2.78ms、2.78ms～5.55ms及5.55ms～8.33ms，且将液晶显示面板LC1’由上而下平均分为三个区域A、B、C。
在0ms～2.78ms期间内，液晶显示面板LC1’开始画面更新，并在此期间结束时区域A更新完成。此期间内液晶屏障基板LC2”的区域a为不可透光区域、区域b为可透光区与不可透光区交错的区域、区域c为不可透光区域。因此在这个期间内使用者仅能通过液晶屏障基板LC2”上的区域b看到液晶显示面板LC1’区域B的画面信息，而不会看到更新中的区域A的画面信息。另外，区域C虽已更新完成，但考虑画面信息写入像素后液晶仍需要一段反应时间才能显示出正确的画面，因此为了使区域C的液晶有足够的反应时间，区域C的画面信息在这个期间内也被液晶屏障基板LC2”的区域c所遮蔽。值得一提的是，使用者在这个期间内所观看到的区域B的画面信息是属于前一张画面的画面信息。
在2.78ms～5.55ms期间内，液晶显示面板LC1’开始更新画面中央的区域B，并在此期间结束时更新完成。此期间内液晶屏障基板LC2”的区域a为不可透光区域、区域b为不可透光区域、区域c为可透光区与不可透光区交错的区域。因此在这个期间内使用者仅能通过液晶屏障基板LC2”上的区域c看到液晶显示面板LC1’区域C的画面信息，而不会看到更新中的区域B的画面信息。同样地，为了使区域A的液晶在画面更新后有足够的反应时间，区域A的画面信息在这个期间内也被液晶屏障基板LC2”的区域a所遮蔽。同样地，使用者在这个期间内所观看到的区域C的画面信息仍是属于前一张画面的画面信息。
在5.55ms～8.33ms期间内，液晶显示面板LC1’开始更新画面下方的区域C，并在此期间结束时更新完成。此期间内液晶屏障基板LC2”的区域a为可透光区与不可透光区交错的区域、区域b为不可透光区域、区域c为不可透光区域。因此在这个期间内使用者仅能通过液晶屏障基板LC2”上的区域a看到液晶显示面板LC1’区域A的画面信息，而不会看到更新中的区域C的画面信息以及为了确保足够的液晶反应时间而被遮蔽的区域B的画面信息。在此必须要注意的是，为了让使用者正确地看到更新过后的画面信息，液晶屏障基板LC2”必须配合液晶显示面板LC1’将区域a的可透光区与不可透光区交错的顺序对调。
图5下方表示有左眼与右眼在这整个画面更新期间所各别看到的影像。图6是表示根据本发明实施例在第2画面更新期间内，液晶显示面板的更新情形与液晶屏障面板的状态。图6的动作原理与图5完全相同，在此不重复说明，其中图6下方同样表示有左眼与右眼在整个画面更新期间所各别看到的影像。人眼视觉将以上的图5及图6累加，使得左眼或右眼能在两个画面更新期间看到完整分辨率的影像。
根据本案实施例的发明，通过120Hz的画面更新率来驱动液晶显示面板，以两张画面(frame)来表示左眼或右眼所看到的画面信息，可维持分辨率；因为背光单元保持开启状态，而不受限于特定时间点亮，可提高亮度；通过液晶屏障面板的分区插黑的方式，能够减少更新前画面与更新后画面互相干扰。
然而本案不只限于上述实施例的架构，更进一步地说，在熟悉该领域技术人士不脱离本发明的概念与同等范畴之下，权利要求必须广泛地解释以包括本发明实施例及其它变形。例如：液晶屏障面板的可以分为更多的区域、以及除了数据写入液晶显示面板的时间外，若同时考虑液晶显示面板与液晶屏障面板两者的液晶的反应时间，液晶屏障面板开启可透光区与不可透光区交错的区域的位置可再做适当地调整。而本发明可利用场域可编程逻辑数组(Field Programmable Gate Array，FPGA)，用以根据控制液晶显示面板的时序控制信号，再适当地调整液晶屏障面板的屏障时序信号。
Claims (20)
1.一种三维影像显示器，包括：
液晶显示面板，具备多个像素，以行与列配置为矩阵状，该液晶显示面板分别以像素行为单位交错地排列左眼画面与右眼画面；以及
液晶屏障面板，配置于该液晶显示面板的前方，沿着行方向以既定的间隔水平划分出多个区域，
其中该多个区域中的至少一者以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区，该多个区域中的其它区域皆为不可透光区，使得左眼只能通过该可透光区接收左眼画面，右眼只能通过该可透光区接收右眼画面。
2.如权利要求1所述的三维影像显示器，其中该液晶屏障面板的该多个区域中的任一区域在一个画面更新期间(frame)内，会呈现至少一次以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态。
3.如权利要求2所述的三维影像显示器，其中该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域是沿着画面更新方向移动。
4.如权利要求3所述的三维影像显示器，其中当该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域从画面底部移动至在画面顶部时，该可透光区与该不可透光区的排列顺序交换。
5.如权利要求2所述的三维影像显示器，其中该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域会对应该液晶显示面板中至少一已画面更新完成的区域。
6.如权利要求5所述的三维影像显示器，其中液晶显示面板中画面更新还未完成的区域会被该液晶屏障面板中仅呈现不可透光区的状态的多个区域中的至少一者所遮蔽。
7.如权利要求5所述的三维影像显示器，还包括：
场域可编程逻辑数组(Field Programmable Gate Array，FPGA)，用以根据控制该液晶显示面板的时序控制信号，调整该液晶屏障面板的屏障时序信号。
8.如权利要求1所述的三维影像显示器，其中经过一个画面更新期间，显示左眼画面的像素行更新为右眼画面，显示右眼画面的像素行更新为左眼画面。
9.如权利要求2或8所述的三维影像显示器，其中该一个画面更新期间为1/120秒。
10.如权利要求1所述的三维影像显示器，还包括：
背光单元，使用此三维影像显示器时，该背光单元会维持恒亮的状态。
11.一种三维影像显示方法，包括：
提供一液晶显示面板；
提供一液晶屏障面板，配置于该液晶显示面板前方；
提供一影像信号至该液晶显示面板，使该液晶显示面板的奇数像素行呈现左眼画面及右眼画面之一者，该液晶显示面板的偶数像素行呈现左眼画面及右眼画面的另一者；以及
提供一控制信号至该液晶屏障面板，使该液晶屏障面板中沿着行方向以既定的间隔水平划分出的多个区域中的至少一区域呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态，使该多个区域中的其它区域呈现不可透光区的状态。
12.如权利要求11所述的三维影像显示方法，其中该控制信号使该液晶屏障面板的该多个区域中的任一区域在一个画面更新期间内，呈现至少一次以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态。
13.如权利要求12所述的三维影像显示方法，其中该控制信号使该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域是沿着画面更新方向移动。
14.如权利要求13所述的三维影像显示方法，其中该控制信号使该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域从画面底部移动至在画面顶部时，该可透光区与该不可透光区的排列顺序交换。
15.如权利要求12所述的三维影像显示方法，其中该液晶屏障面板中呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的区域会对应该液晶显示面板中至少一已画面更新完成的区域。
16.如权利要求15所述的三维影像显示方法，其中液晶显示面板中画面更新还未完成的区域会被该液晶屏障面板中仅呈现不可透光区的状态的多个区域中的至少一者所遮蔽。
17.如权利要求15所述的三维影像显示方法，还包括：
提供一场域可编程逻辑数组，用以根据控制该液晶显示面板的时序控制信号，调整该液晶屏障面板的该控制信号。
18.如权利要求11所述的三维影像显示方法，其中该影像信号使该液晶显示面板经过一个画面更新期间，显示左眼画面的像素行更新为右眼画面，显示右眼画面的像素行更新为左眼画面。
19.如权利要求11所述的三维影像显示方法，还包括：
提供一背光单元，该背光单元会维持恒亮的状态。
20.一种三维影像显示器，包括：
液晶屏障面板，沿着行方向以既定的间隔水平划分出多个区域，
其中该多个区域中的至少一者以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区，该多个区域中的其它区域皆为不可透光区，且呈现以行为单位交错地排列可透光区与不可透光区的状态的该区域是沿着画面更新方向移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Hsinchu Science Park, Taiwan, China Applicant after: Innolux Display Group Applicant after: Qunkang Technology (Shenzhen) Co., Ltd. Address before: Miaoli County, Taiwan, China Applicant before: Chimei Optoelectronics Co., Ltd. Applicant before: Qunkang Technology (Shenzhen) Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: QIMEI ELECTRONIC CO LTD TO: INNOLUX DISPLAY CORPORATION |
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| GR01 | Patent grant |