CN102497561B - 快门眼镜式3d显示器的工作方法 - Google Patents

快门眼镜式3d显示器的工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种快门眼镜式3D显示器的工作方法，采用左、右眼帧信号交替输出至液晶面板，配合扫描式背光单元的照射加上快门眼镜的时序控制，使左、右眼信号分别刺激左、右眼，从而感受3D图像，其中，在当前帧信号期间，所述背光单元的各区块的工作时间分别介于各区块所对应液晶在当前帧信号驱动下开始反应的时刻与各区块所对应液晶在随后帧信号驱动下开始反应的时刻之间，将所述各区块的工作时间划分为液晶完全反应前工作时间duty1及液晶完全反应后工作时间duty2，分别调整各区块在duty1和duty2时间的辉度，使得各区块各自所对应的液晶在duty1和duty2时间的辉度都等于目标辉度。本发明的工作方法可以减轻左右眼串扰造成的残影现象，无须缩短BLU各区块工作时间。

Description

快门眼镜式3D显示器的工作方法
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种快门眼镜式3D显示器的工作方法。
背景技术
目前眼镜式3D显示技术大多使用左、右眼帧(frame)信号交替输出至液晶面板，驱动液晶面板上分别形成左、右眼图像，配合scanning BLU(扫描式背光单元)的照射加上快门眼镜(shutter glass)的时序控制，使左、右眼信号分别刺激左、右眼，从而使人感受3D图像。由于液晶屏响应速度过慢，所以必须调整BLU(背光单元)开启及快门眼镜开启的时序及duty(工作)时间，以减少左右眼信号串扰(crosstalk)的影响。但也由于时序的控制减少了背光及快门眼镜开启时间，造成辉度下降或闪烁的现象。
如图1所示，其为现有快门眼镜式3D显示器的时序示意图。纵轴代表显示器面板的上下位置，横轴代表时间，一般3D显示器的BLU是以水平区块上下作区隔，因此scanning(扫描)方式是由上往下依序控制背光单元各区块开启及工作时间(如附图1所示，以S1、S2、S3、S4及S5五区块来举例说明)。显示器显示左眼信号及右眼信号时间分别为T1及T2，各代表一个帧的时间。一个帧的时间是由signal(信号)驱动时间(信号由第一列到最后一列)及blanking(消隐)时间所组成。信号依序由上而下给与液晶面板各列所需驱动电压，pixel(像素)在收到驱动电压充电后，液晶才开始反应，由于pixel设计及液晶的粘滞特性，需要一段液晶反应时间L0才能完全达到所需稳定态，也就是左右眼各自的目标辉度信号。此外，快门眼镜式3D显示器另一个重要参数为快门眼镜左右眼开启及关闭时间，快门眼镜时间配合背光单元各区块scanning时间、液晶反应时间及blanking时间作整体调整，才能使得液晶显示器3D效果可以最佳化，左右眼信号才不会重迭产生残影现象。否则就如同图1所示，左眼快门眼镜开启期间，S1区块所对应液晶的信号已经由左眼信号换成了右眼的信号，造成左眼快门眼镜开启期间看到右眼的信号，因此S1区块工作时左眼快门眼镜有一小段时间会看到右眼信号残影。另外，如图1所示，左眼快门眼镜开启时间较早，区块S2、S3、S4及S5工作时给与左眼信号，同时，由于液晶反应缓慢，区块S2、S3、S4及S5工作时会同时存在不同程度前一个右眼画面的影响，也会有残影的情况干扰。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种快门眼镜式3D显示器的工作方法，减轻快门眼镜式式3D显示器的残影现象。
为实现上述目的，本发明提供一种快门眼镜式3D显示器的工作方法，采用左、右眼帧信号交替输出至液晶面板，驱动液晶面板分别形成左、右眼图像，配合扫描式背光单元的照射加上快门眼镜的时序控制，使左、右眼信号分别刺激左、右眼，从而感受3D图像，其中，在当前帧信号期间，所述背光单元的各区块的工作时间分别介于各区块所对应液晶在当前帧信号驱动下开始反应的时刻与各区块所对应液晶在随后帧信号驱动下开始反应的时刻之间，根据液晶在当前帧信号驱动下完全反应的时刻将所述各区块的工作时间划分为液晶完全反应前工作时间duty1及液晶完全反应后工作时间duty2，分别调整各区块在duty1和duty2时间的辉度，使得各区块各自所对应的液晶在duty1和duty2时间的辉度都等于目标辉度。
其中，对于所述背光单元的各区块所对应液晶内的各像素：
在duty1时间，将所述背光单元的各区块所对应液晶的最大信号灰度修正为Max，以T’Max，m来表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶在信号灰度Max下的平均暂态穿透率，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度；
在duty2时间，分别改变各像素的穿透率为Tm，pixel＝Tm，pixel，0×TMax/TM，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，TMax表示信号灰度Max对应的液晶穿透率，m表示像素pixel位于所述背光单元的第m个区块所对应的液晶，M表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶的当前帧原始最大信号灰度，TM表示信号灰度M对应的液晶穿透率，Tm，pixel，0表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶内像素pixel的当前帧原始穿透率；
根据公式：目标辉度＝T’Max，m×B’Max，m＝TMax×BMax，m调整所述背光单元的第m个区块的在duty1时间的辉度B’Max，m和在duty2时间的辉度BMax，m。
其中，对于所述背光单元的各区块所对应液晶内的各像素：
将所述duty1时间划分为n个子时间duty11至duty1n，在每个子时间，将所述背光单元的各区块所对应液晶的最大信号灰度修正为Max，以T’Max，m，n来表示第n个子时间所述背光单元的第m个区块所对应液晶在信号灰度Max下的平均暂态穿透率，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，n为大于等于2的自然数；
在duty2时间，分别改变各像素的穿透率为Tm，pixel＝Tm，pixel，0×TMax/TM，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，TMax表示信号灰度Max对应的液晶穿透率，m表示像素pixel位于所述背光单元的第m个区块所对应的液晶，M表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶的当前帧原始最大信号灰度，TM表示信号灰度M对应的液晶穿透率，Tm，pixel，0表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶内像素pixel的当前帧原始穿透率；
根据公式：目标辉度＝T’Max，m，n×B’Max，m，n＝TMax×BMax，m调整所述背光单元的第m个区块的在duty1n子时间的辉度B’Max，m，n和在duty2时间的辉度BMax，m。
其中，所述目标辉度＝各区块所对应液晶的最大稳态灰度信号穿透率×各区块背光的开启时间×各区块补偿后驱动电流下的背光辉度；其中，各区块所对应液晶的目标辉度为各区块所对应液晶2D最大辉度或各区块所对应液晶3D最大辉度。
所述平均暂态穿透率的计算方法为：测量液晶的灰阶响应曲线(gray togray response curve，从一个灰阶切换到另一个灰阶)，并根据区块时间欲分段数目，将响应曲线(response curve)根据欲分段数目作时间等份，由响应曲线求得各等份区间时间的穿透率。
本发明的快门眼镜式3D显示器的工作方法可以减轻左右眼串扰造成的残影现象，无须缩短BLU各区块工作时间；可以通过计算各区块内各区间补偿信号的动态穿透率，对个别区块内个别区间的LED电流放大信号作补偿，减少背光LED电流过驱动，减少背光LED所需颗数需求并且可以达到节能的目的。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有快门眼镜式3D显示器的时序示意图；
图2为本发明快门眼镜式3D显示器的工作方法第一较佳实施例的时序示意图；
图3为本发明快门眼镜式3D显示器的工作方法第二较佳实施例的时序示意图。
具体实施方式
参见图2，其为本发明快门眼镜式3D显示器的工作方法第一较佳实施例的时序示意图。本发明通过控制背光的S1，S2，S3，S4，S5各区块LED电流power、工作时间及信号作搭配补偿方式让快门眼镜式3D显示器能有最轻微的残影现象发生。各区块背光的LED开启时间无须为液晶反应后才开启，由于背光单元各区块工作时间尽可能加长，但需将各区块duty时间分割为液晶完全反应前duty1及液晶完全反应后duty2。反应前及反应后由于液晶穿透率的差异，必须辅以背光辉度控制，例如通过控制背光LED电流大小，维持整体辉度信号不变，使得各区块各自所对应的液晶在duty1和duty2时间的辉度都等于目标辉度。将液晶完全反应前duty1时间的穿透率称为暂态穿透率，将液晶完全反应后duty2时间的穿透率称为稳态穿透率。在duty1时间暂态穿透率随液晶反应而不断变化，平均暂态穿透率的计算方法为：测量液晶的灰阶响应曲线，并根据时间区块欲分段数目，将响应曲线根据欲分段数目作时间等份，由响应曲线求得各等份区间时间的穿透率。
以8bit液晶为例，目标辉度＝各区块最大稳态灰度信号穿透率×2D背光辉度＝各区块所对应液晶duty1时间放大成255灰度信号的平均暂态穿透率×各区块duty1时间的背光辉度＝各区块所对应液晶duty2时间放大成255灰度的稳态穿透率×各区块duty2时间的背光辉度。各区块所对应液晶的目标辉度为各区块所对应液晶2D最大辉度或各区块所对应液晶3D最大辉度。根据图2具体来说，各区块(S1，S2，S3，S4，S5)对应液晶的2D最大辉度或各区块(S1，S2，S3，S4，S5)对应液晶的3D最大辉度＝最大穿透率(以8bit液晶为例，为灰度255的穿透率)×各区块背光的工作时间×各区块补偿后驱动电流下的背光辉度。通过调整提高各区块的LED电流可使得液晶面板辉度可以维持2D的辉度水准，或者满足3D所需辉度水准。
此一作法有一个好处，可以在不需液晶反应完全后再开启背光单元的LED，避免了因为缩短了LED的开启时间降低了辉度而需要再通过放大的LED驱动电流来维持3D辉度的需求。在液晶未完全反应的区间duty1时间内，先通过放大信号增加等效穿透率或者缩小信号减少等效穿透率的方式，补偿因响应速度过慢造成的串扰现象。等到液晶反应完全后的duty2时间，先前因为使用信号补偿先通过放大信号增加平均穿透率或者缩小信号减少平均穿透率，稳定时的信号水准势必已经超过原始画面信号的要求，此时要再辅以LED驱动电流的放大或减小让整体辉度信号维持不变。
对于背光单元的各区块所对应液晶内的各像素：
在duty1时间，将所述背光单元的各区块所对应液晶的最大信号灰度修正为Max，以T’Max，m来表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶在信号灰度Max下的平均暂态穿透率，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度；
在duty2时间，分别改变各像素的穿透率为Tm，pixel＝Tm，pixel，0×TMax/TM，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，TMax表示信号灰度Max对应的液晶穿透率，m表示像素pixel位于所述背光单元的第m个区块所对应的液晶，M表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶的当前帧原始最大信号灰度，TM表示信号灰度M对应的液晶穿透率，Tm，pixel，0表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶内像素pixel的当前帧原始穿透率；
根据公式：目标辉度＝T’Max，m×B’Max，m＝TMax×BMax，m调整所述背光单元的第m个区块的在duty1时间的辉度B’Max，m和在duty2时间的辉度BMax，m。
以图2中S1区块为例加以说明，原始左眼或右眼S1区块对应液晶最大信号为灰度N，液晶穿透率TN，液晶辉度为LN，通过BLU电流控制背光辉度BN，根据公式LN＝TN×BN，对于8bit液晶，在duty1时，将最大信号修正为255灰度，此时255灰度液晶的暂态穿透率为T’255，此时调整BLU电流来调整背光辉度B’255，使得液晶整体辉度满足LN＝TN×BN＝T’255×B’255，接下来当时间达duty2时，此时255灰度液晶的稳态穿透率表示为T255，调整BLU电流来调整背光辉度B255，使得LN＝TN×BN＝T’255×B’255＝T255×B255，如果T’255＜T255则B’255＞B255。
此时，S1区块所对应的液晶除最大信号灰度N的像素放大为255灰度外，此一区块内其余pixel穿透率依T255/TN的倍率放大至所需信号。
参见图3，其为本发明快门眼镜式3D显示器的工作方法第二较佳实施例的时序示意图。该第二实施例为对第一实施例的经一步改进。由于duty1内的暂态辉度变化不确定，实施例1在duty1的平均穿透率可以再多分割成几个子工作时间(duty11，duty12，duty13，duty14)，并给予不同的暂态穿透率估算，增加duty1内辉度表示的准确度。
将所述duty1时间划分为n个子时间duty11、duty12、duty13……duty1n，在每个子时间，将所述背光单元的各区块所对应液晶的最大信号灰度修正为Max，以T’Max，m，n来表示第n个子时间所述背光单元的第m个区块所对应液晶在信号灰度Max下的平均暂态穿透率，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，n为大于等于2的自然数；
根据公式：目标辉度＝T’Max，m，n×B’Max，m，n＝TMax×BMax，m调整所述背光单元的第m个区块的在duty1n子时间的辉度B’Max，m，n和在duty2时间的辉度BMax，m。
因此根据S1区块具体来说，duty1时间内的暂态穿透率可以为duty11暂态穿透率T’255，duty12暂态穿透率T”255，duty13暂态穿透率T”’255，duty14暂态穿透率T”” 255。
LN＝TN×BN＝T’255×B’255＝T”255×B”255＝T”’255×B”’255＝T””255×B”” 255＝T255×B255。
综上所述，本发明的快门眼镜式3D显示器的工作方法可以减轻左右眼串扰造成的残影现象，无须缩短BLU各区块工作时间；可以通过计算各区块内各区间补偿信号的动态穿透率，对个别区块内个别区间的LED电流放大信号作补偿，减少背光LED电流过驱动，减少背光LED所需颗数需求并且可以达到节能的目的。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种快门眼镜式3D显示器的工作方法，采用左、右眼帧信号交替输出至液晶面板，驱动液晶面板分别形成左、右眼图像，配合扫描式背光单元的照射加上快门眼镜的时序控制，使左、右眼信号分别刺激左、右眼，从而感受3D图像，其特征在于，在当前帧信号期间，所述背光单元的各区块的工作时间分别介于各区块所对应液晶在当前帧信号驱动下开始反应的时刻与各区块所对应液晶在随后帧信号驱动下开始反应的时刻之间，根据液晶在当前帧信号驱动下完全反应的时刻将所述各区块的工作时间划分为液晶完全反应前工作时间duty1及液晶完全反应后工作时间duty2，分别调整各区块在duty1和duty2时间的辉度，使得各区块各自所对应的液晶在duty1和duty2时间的辉度都等于目标辉度；
对于所述背光单元的各区块所对应液晶内的各像素：
在duty1时间，将所述背光单元的各区块所对应液晶的最大信号灰度修正为Max，以T’Max，m来表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶在信号灰度Max下的平均暂态穿透率，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度；
在duty2时间，分别改变各像素的穿透率为Tm，pixel＝Tm，pixel，0×TMax/TM，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，TMax表示信号灰度Max对应的液晶穿透率，m表示像素pixel位于所述背光单元的第m个区块所对应的液晶，M表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶的当前帧原始最大信号灰度，TM表示信号灰度M对应的液晶穿透率，Tm，pixel，0表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶内像素pixel的当前帧原始穿透率；
根据公式：目标辉度＝T’Max，m×B’Max，m＝TMax×BMax，m调整所述背光单元的第m个区块的在duty1时间的辉度B’Max，m和在duty2时间的辉度BMax，m。
2.如权利要求1所述的快门眼镜式3D显示器的工作方法，其特征在于，对于所述背光单元的各区块所对应液晶内的各像素：
在duty1时间，将所述duty1时间划分为n个子时间duty11至duty1n，在每个子时间，将所述背光单元的各区块所对应液晶的最大信号灰度修正为Max，以T’Max，m，n来表示第n个子时间所述背光单元的第m个区块所对应液晶在信号灰度Max下的平均暂态穿透率，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，n为大于等于2的自然数；
在duty2时间，分别改变各像素的穿透率为Tm，pixel＝Tm，pixel，0×TMax/TM，其中，Max表示所述液晶面板的最大信号灰度，TMax表示信号灰度Max对应的液晶穿透率，m表示像素pixel位于所述背光单元的第m个区块所对应的液晶，M表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶的当前帧原始最大信号灰度，TM表示信号灰度M对应的液晶穿透率，Tm，pixel，0表示所述背光单元的第m个区块所对应液晶内像素pixel的当前帧原始穿透率；
根据公式：目标辉度＝T’Max，m，n×B’Max，m，n＝TMax×BMax，m调整所述背光单元的第m个区块的在第n个子时间的辉度B’Max，m，n和在duty2时间的辉度BMax，m。
3.如权利要求2所述的快门眼镜式3D显示器的工作方法，其特征在于，所述目标辉度＝各区块所对应液晶的最大稳态灰度信号穿透率×各区块背光的工作时间×各区块补偿后驱动电流下的背光辉度；其中，各区块所对应液晶的目标辉度为各区块所对应液晶2D最大辉度或各区块所对应液晶3D最大辉度，所述各区块背光的工作时间为duty1时间或duty2时间。
4.如权利要求2所述的快门眼镜式3D显示器的工作方法，其特征在于，所述平均暂态穿透率的计算方法为：测量液晶的灰阶响应曲线，并根据时间区块欲分段数目，将响应曲线根据欲分段数目作时间等份，由响应曲线求得各等份区间时间的穿透率。
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