背景技术
随着科技的日益进步,在显示技术的发展方面,除了追求显示装置的轻薄短小之外,更希望能达成显示立体画面的目标。一般来说,显示立体画面的原理为将两种不同画面分别送入左右眼,进而使大脑建构出一幅三度空间的画面。
图1是一种已知立体显示设备的示意图,而图2为图1的立体显示设备在显示立体画面时的时序图。请参照图1与图2,假设电脑10所传送的画面资料以能驱动液晶显示装置20每8.3毫秒更换一个单眼画面为例,液晶显示装置20的液晶面板22在5.64毫秒内完成左眼画面的更新,如图2中标示为Panel的时序线所示。同时,液晶显示装置20的一背光模块24保持全时开启,如图2中标示为BLU的时序线所示。由于液晶面板22在画面更新过程中所显示的画面并不希望使用者看到,因此眼镜30的右镜片32与左镜片34在这5.64毫秒内都为不透光状态,以避免配戴眼镜30的使用者看到更新中的液晶面板22的画面,如图2中标示为R与L的时序线所示。
在液晶面板22完成左眼画面的更新后,液晶面板22会持续2.66毫秒显示已更新完成的左眼画面。背光模块24依然保持全时开启以提供背光源。此外,眼镜30的左镜片34在这2.66毫秒内切换为透光状态,以使液晶显示装置20所显示的左眼画面可到达使用者的左眼。眼镜30的右镜片32在这2.66毫秒内仍保持不透光状态,以避免液晶显示装置20所显示的左眼画面到达使用者的右眼。
依循相似的程序,液晶面板22会在接着的5.64毫秒完成右眼画面更新,并持续2.66毫秒显示已更新完成的右眼画面。背光模块24依然保持全时开启以提供背光源。眼镜30的右镜片32在接着的5.64毫秒保持不透光状态,并在后续2.66毫秒内切换为透光状态,以使液晶显示装置20所显示的更新完成的右眼画面可到达使用者的右眼。眼镜30的左镜片34在接着的8.3毫秒内都保持不透光状态,以避免液晶显示装置20所显示的右眼画面到达使用者的左眼。
依上述方式,利用视觉暂留的现象,配戴眼镜30的使用者即可观赏到立体画面。
然而,由上述说明可知,右镜片32与左镜片34在每16.6毫秒内都只有2.66毫秒为透光状态而可让画面通过。因此,使用者在观看液晶显示装置20所提供的立体画面时会觉得画面亮度不足,且背光模块24所提供的背光源的利用率也偏低。为了解决画面亮度不足的问题,必须增加背光模块24所提供的背光源的亮度,但却会造成更多的能源耗损而不利于环保。此外,若液晶分子的反应速度较慢,有可能在液晶分子尚未完成画面转换时左右镜片已完成状态切换,如此将让使用者看到前一画面,亦即发生残影现象。
发明内容
本发明提供一种显示设备,可解决已知显示立体画面时画面亮度不足且能源耗损过高的问题。
本发明提供一种显示设备的驱动方法,可解决已知显示立体画面时画面亮度不足且能源耗损过高的问题。
本发明的显示设备包括一背光模块、一液晶面板以及一控制器。背光模块具有独立发光的多个发光区。液晶面板配置于背光模块的一侧。控制器电性连接背光模块与液晶面板。液晶面板沿一行方向由一左眼画面逐列更新为一右眼画面时,控制器沿行方向依序开启与关闭发光区,以使液晶面板被各发光区照亮的区域内全部显示左眼画面或右眼画面。
在本发明的显示设备的一实施例中,显示设备更包括一眼镜,具有一左镜片与一右镜片。当照亮左眼画面的发光区全部关闭时,控制器控制右镜片从不透光状态切换为透光状态,并控制左镜片从透光状态切换为不透光状态。此外,左镜片与右镜片可为液晶光阀。
在本发明的显示设备的一实施例中,背光模块包括一灯箱、一扩散板以及多个发光元件。灯箱具有一底板与位于底板上方的一开口。扩散板配置于灯箱的开口。发光元件配置于底板与扩散板之间。另外,背光模块可更包括至少一隔离件,配置于灯箱内且位于发光区的邻接处,用以隔离不同发光区的发光元件。
在本发明的显示设备的一实施例中,背光模块包括多个导光板以及多个发光元件。多个导光板相邻并列,而各导光板对应一个发光区且具有至少一入光侧。发光元件配置入光侧。此外,背光模块可更包括至少一遮光件,配置于相邻的两个导光板之间。
本发明的显示设备的驱动方法包括下列步骤。沿一行方向驱动一液晶面板由一左眼画面逐列更新为一右眼画面。沿行方向依序开启与关闭一背光模块的多个发光区,以使液晶面板被各发光区照亮的区域内全部显示左眼画面或右眼画面。
在本发明的显示设备的驱动方法的一实施例中,照亮左眼画面的发光区全部关闭时,右镜片从不透光状态切换为透光状态,左镜片从透光状态切换为不透光状态。
在本发明的显示设备的驱动方法的一实施例中,左眼画面完全更新为右眼画面后,更包括在一预设时间内持续显示右眼画面。
在本发明的显示设备的驱动方法的一实施例中,发光区的数量为n,液晶面板的一个帧时间为T,液晶面板的一显示区在一个帧时间内所占的时间为Ta,等待液晶稳定到位的时间为Tc,各发光区每次的开启时间长度为Tt,相邻发光区皆处于开启状态的重叠时间为To,n、T、Ta、Tc与Tt为正整数,Tt=T-(n-1)×(Ta/n)-Tc,而To=Tt-(Ta/n)。
此外,第x个发光区例如在液晶面板开始更新为右眼画面起第Txs条扫描线信号更新后开启,第x个发光区在液晶面板开始更新为右眼画面起第Txe条扫描线信号更新后关闭,各发光区开启时液晶面板被照亮的区域涵盖任一相邻的发光区的面积的比例为m%,Txs、Txe与m为正整数,x为1至n的正整数。Txs=[(x+m%)×(Ta/n)]+Tc,而Txe=Txs+Tt。
在本发明的显示设备的驱动方法的一实施例中,显示设备的驱动方法更包括下列步骤。关闭最后一个发光区,同时将显示设备的一眼镜的一右镜片从不透光状态切换为透光状态,并将眼镜的一左镜片从透光状态切换为不透光状态。关闭最后一个发光区一预定时间后开启第一个发光区。
基于上述,本发明的显示设备及其驱动方法可增加背光模块的开启时间,以提高画面亮度并降低能源耗损。
具体实施方式
图3为本发明一实施例的显示设备的示意图。请参照图3,本实施例的显示设备100包括一背光模块110、一液晶面板120以及一控制器130。背光模块110具有独立发光的多个发光区R10、R12、R14与R16。亦即当一个发光区R12被开启而提供光线时,另一个发光区R14可同样处于开启状态或处于关闭状态,各发光区R10、R12、R14与R16的开启与否都是可以被独立控制。液晶面板120配置于背光模块110的一侧。控制器130电性连接背光模块110与液晶面板120。在此所述的控制器130可以是与背光模块110及液晶面板120组装在一起的控制电路,而控制器130也可以是一台电脑或其他信号源的控制电路。
本实施例的显示设备100可更包括一眼镜140,具有一左镜片144与一右镜片142。此外,本实施例的左镜片144与右镜片142都是以液晶光阀为例,可利用电子控制的方式决定左镜片144与右镜片142透光与否。然而,眼镜140也可采用其它设计而达成相同效果。。
图4为本发明一实施例的显示设备的驱动方法的时序图。本实施例的驱动方法是以应用于图3的显示设备为例。但是,本发明的驱动方法不局限于应用在图3的显示设备,图3的显示设备也不限定由图4的驱动方法驱动。请参照图3与图4,控制器130沿一行方向D10驱动液晶面板120由左眼画面逐列更新为右眼画面。在此,假设液晶面板120每8.3毫秒更换一个左/右眼画面,亦即一个帧时间为8.3毫秒。液晶面板120共有1050行的像素,且液晶面板120在画面更新完成后会持续2.66毫秒(约为494条扫描线信号更新所需的时间)显示更新完成的画面,亦即,空白时间(Blanking Time)为494条扫描线信号更新所需的时间,因此,一帧时间为1544条扫描线信号更新所需的时间。但是,本发明并不限定液晶面板120在画面更新完成后需在一预设时间内持续显示更新完成的画面。
在第263条扫描线信号更新后(如图4中标示为SL的时序线所示),发光区R10正上方的液晶面板120会由左眼画面逐列更新为右眼画面。若发光区R10仅照亮发光区R10正上方的液晶面板120,则此时即可开启发光区R10。然而,本实施例假设发光区R10将照亮相邻的发光区R12正上方的液晶面板120的约3/4的面积。因此,发光区R10必须在第459个扫描线信号更新后方可开启,此时液晶面板120被发光区R10照亮的第1-459行的像素都已更新为右眼画面。同时,照亮液晶面板120仍显示左眼画面的区域的发光区R16也关闭。另外,此时控制器130控制右镜片142从不透光状态切换为透光状态,并控制左镜片144从透光状态切换为不透光状态。借由上述动作,使用者的右眼可透过右镜片142看到液晶面板120被发光区R10照亮的区域所显示的更新后的右眼画面,而使用者的左眼则暂时看不到任何画面。
此外,若液晶分子的反应速度较慢,当发光区R10在第459条扫描线信号更新后立即开启时,接近第459行的像素可能尚未更新为右眼画面,导致使用者的右眼看到左眼画面的残影。当上述情形发生时,可先以高于每个像素欲显示的灰度值所对应的电压差驱动像素,再以每个像素欲显示的灰度值所对应的电压差驱动像素。举例而言,若某个像素欲显示的灰度值所对应的电压差为1伏特,可先以3伏特的电压差驱动像素,以使液晶分子快速开始转动。在液晶分子开始转动后,改以1伏特的电压差驱动像素以显示正确的灰度值。如此,可提升液晶分子的反应速度,以避免使用者看到残影。
相似地,若左镜片144与右镜片142以液晶光阀为例,则同样存在因为液晶分子的反应速度较慢而让使用者看到残影的问题。为了解决此问题,可在关闭背光模块110的最后一个发光区R16时,就将右镜片142从不透光状态切换为透光状态,并将左镜片144从透光状态切换为不透光状态。然而,此时并不开启第一个发光区R10,以避免使用者的左眼因为液晶分子的反应速度较慢而仍可看到发光区R10所照亮的右眼画面,也避免使用者的右眼因为液晶分子的反应速度较慢而无法正确地看到发光区R10所照亮的右眼画面。接着,维持所有发光区R10、R12、R14与R16在关闭状态一预定时间,以确保右镜片142已从不透光状态切换为透光状态,而左镜片144已从透光状态切换为不透光状态。此预定时间的长短取决于左镜片144与右镜片142的液晶分子所需的反应时间的长短。在预定时间过后,开启第一个发光区R10,以确定使用者的左眼不会看到发光区R10所照亮的右眼画面,也确定使用者的右眼正确地看到发光区R10所照亮的右眼画面。
在第525条扫描线信号更新后,发光区R12正上方的液晶面板120也由左眼画面更新完成为右眼画面。然而,本实施例假设发光区R12将照亮相邻的发光区R10与R14正上方的液晶面板120的约3/4的面积。因此,发光区R12必须在第722条扫描线信号更新后方可开启,此时液晶面板120被发光区R12照亮的区域都已更新为右眼画面。使用者的右眼可透过右镜片142看到液晶面板120被发光区R10与R12照亮的区域所显示的更新后的右眼画面,而使用者的左眼仍看不到任何画面。
在第984条扫描线信号更新后,发光区R14被开启,此时液晶面板120被发光区R14照亮的区域都已更新为右眼画面。使用者的右眼可透过右镜片142看到液晶面板120被发光区R10、R12与R14照亮的区域所显示的更新后的右眼画面,而使用者的左眼仍看不到任何画面。
在第1050条扫描线信号更新后,液晶面板120的所有区域都已更新为右眼画面。然而,为了平衡各发光区R10、R12、R14与R16的开启时间长度,发光区R10会在第1216条扫描线信号更新后被关闭,而发光区R16会在第1247条扫描线信号更新后被开启。换言之,各发光区R10、R12、R14与R16的开启时间长度约为757条扫描线信号更新所需的时间。如此,发光区R14将可在下个左眼画面开始更新后的第196条扫描线信号更新后被关闭,而发光区R16将在下个左眼画面开始更新后的第459条扫描线信号更新后被关闭,以开启发光区R10而照亮下个左眼画面,并使左镜片144从不透光状态切换为透光状态,而右镜片142从透光状态切换为不透光状态。重复进行上述步骤,利用视觉暂留的现象,配戴眼镜140的使用者即可观赏到立体画面。
由上述内容可得知,在本实施例的显示设备100及本实施例的驱动方法中,由于背光模块110具有独立发光的多个发光区R10、R12、R14与R16,故可依序开启可照亮画面更新完成区域的发光区,而不需等待所有画面都更新完成后才使眼镜140的对应的镜片呈透光状态而让画面通过。因此,眼镜140的切换频率可降低,进而减少眼镜140的损耗。而且,眼镜140的镜片保持在透光状态的时间大大地增加了,使用者所看到的画面的亮度也会因此大幅提高,背光模块110的光利用率也同时大幅提高。
以下举例说明上述驱动方法中每个驱动步骤的时间点的决定方式。假设发光区的数量为n,液晶面板一个帧时间为T,液晶面板的一显示区在一个帧时间内所占的时间为Ta,等待液晶稳定到位的时间为Tc,各发光区每次的开启时间长度为Tt,相邻发光区皆处于开启状态的重叠时间为To,第x个发光区在液晶面板120开始更新为右眼画面起第Txs条扫描线信号更新后开启,第x个发光区在液晶面板120开始更新为右眼画面起第Txe条扫描线信号更新后关闭,各发光区开启时液晶面板被照亮的区域涵盖任一相邻的发光区的面积的比例为m%,n、Ta、Tt、Txs、Txe与m为正整数,x为1至n的正整数。
Tt=T-(n-1)×(Ta/n)-Tc,以及To=Tt-(Ta/n)。
在本实施例中,Txs=[(x+m%)×(Ta/n)]+Tc,而Txe=Txs+Tt。
此外,n=4,T=8.3毫秒,Tc=0毫秒,Ta=5.64毫秒,故可得Tt=4.07毫秒,约为757条扫描线更新所需时间,To=2.66毫秒。本实施例中,m=75,可得T1s=2.47毫秒,约为459条扫描线更新所需时间,T2s=3.88毫秒,约为722条扫描线更新所需时间,T3s=5.29毫秒,约为984条扫描线更新所需时间,T4s=6.70毫秒,约为1247条扫描线更新所需时间。T1e=6.54毫秒,约为1216条扫描线更新所需时间,T2e=7.95毫秒,约为1479条扫描线更新所需时间,T3e=9.36毫秒,约为1741条扫描线更新所需时间,T4e=10.77毫秒,约为2004条扫描线更新所需时间。在此所述的Txe对应的扫描线数,皆以液晶面板120开始更新为右眼画面起算,但图4中的T3e与T4e所标示的扫描线则是以液晶面板120开始更新为下个左眼画面起算。
请再参照图3,本实施例的背光模块110包括一灯箱112、一个扩散板114以及多个发光元件116。灯箱112具有一底板112a与位于底板112a上方的一开口P10。扩散板114配置于灯箱112的开口P10。发光元件116配置于底板112a与扩散板114之间。本实施例的发光元件116是以冷阴极萤光灯管为例,但发光元件116也可以是发光二极管或其他发光元件。另外,每个发光区R10、R12、R14与R16内的发光元件116的数量可以是一或多个。
另外,背光模块110可更包括至少一个隔离件118b(在此为多个)隔离件118b,配置于灯箱112内且位于发光区R10、R12、R14与R16的邻接处下方,用以隔离不同发光区R10、R12、R14与R16的发光元件116。由于光线无法通过隔离件118b,因此每个发光区R10、R12、R14与R16内的发光元件116发光时,光线将大致被限制为仅由各发光区R10、R12、R14与R16正上方的扩散板114射出。可利用调整隔离件118b的高度来控制各发光区开启时照亮相邻发光区的比例。
图5为本发明另一实施例的显示设备的驱动方法的时序图。图5中仅绘示液晶面板与背光模块的驱动时序,而眼镜的驱动方法则与图4的驱动方法相似,都随着第一个发光区的开启而切换左右镜片的透光状态。在此,仅介绍本实施例与前一实施例的差异。在本实施例中,Txs=[(x+m%)×(Ta/n)]+Tc,而Txe=Txs+Tt。n=4,T=8.3毫秒,Tc=2毫秒,Ta=5.64毫秒,m=100,故可得Tt=2.07毫秒,约为385条扫描线更新所需时间,To=0.66毫秒。可得T1s=4.82毫秒,约为897条扫描线更新所需时间,T2s=6.23毫秒,约为1159条扫描线更新所需时间,T3s=7.64毫秒,约为1422条扫描线更新所需时间,T4s=9.05毫秒,约为1685条扫描线更新所需时间,亦即为液晶面板120开始更新为下个左眼画面起算约141条扫描线更新所需时间。T1e=6.89毫秒,约为1282条扫描线更新所需时间,T2e=8.3毫秒,约为1544条扫描线更新所需时间,T3e=9.71毫秒,约为1807条扫描线更新所需时间,亦即为液晶面板120开始更新为下个左眼画面起算约263条扫描线更新所需时间,T4e=11.12毫秒,约为2070条扫描线更新所需时间,亦即为液晶面板120开始更新为下个左眼画面起算约526条扫描线更新所需时间。
此外,由图5中也可发现,由第1条扫瞄线被驱动至发光区R10开启共历时约4.82毫秒,而发光区R10会照亮的最右边的第525条扫瞄线被驱动至发光区R10开启共历时约2.82毫秒,而等待液晶稳定到位的时间为2毫秒。由于不同位置的扫瞄线所驱动的液晶分子所需的反应时间不同。因此,可根据扫瞄线的位置而输入不同大小的较高驱动电压。所需反应时间越短的像素所对应的扫瞄线就输入较大的较高驱动电压,所需反应时间越长的像素所对应的扫瞄线则可输入较小的较高驱动电压。如此,可加快液晶反应速度,进而可减少等待液晶稳定到位的时间。另外,还可将扫瞄线依位置不同而分成多组,各组输入相同的较高驱动电压,不需每一条扫瞄线都输入不同的较高驱动电压。
图6为本发明另一实施例的显示设备的背光模块的示意图。请参照图6,本实施例的背光模块200包括多个导光板210以及多个发光元件220。这些导光板210相邻地并列在一起。本实施例的背光模块200应用于图3的显示设备时,每个导光板210即对应一个发光区。换言之,本发明的显示设备的背光模块的发光区的数量不限定为四个,也可以是两个、三个或其他大于一个的数量。每个导光板210具有至少一个入光侧212,本实施例中以两个入光侧212为例。发光元件220配置入光侧212,而发光元件220是以发光二极管为例,但发光元件116也可以是冷阴极萤光灯管或其他发光元件。此外,背光模块200可更包括至少一遮光件230,配置于相邻的两个导光板210之间。
图7为本发明再一实施例的显示设备的背光模块的导光板的局部剖面图。请参照图7,本实施例的导光板310可用于取代图6的多个导光板210。导光板310与图6的多个导光板210的差异在于导光板310为单一元件,而在导光板310的其中一个面上形成有一缝隙312。缝隙312可阻止在其两边的导光板310内传递的光线进到另一边的导光板310内,因此缝隙312的作用相当于图6的多个导光板210之间的邻接处。此外,缝隙312内也可配置遮光件320。另外,相似的设计也可用以取代图3的多个扩散板114。
综上所述,在本发明的显示设备及其驱动方法中,背光模块可分区开启。因此,使用者所配戴的眼镜的各镜片的开启时间可增加,进而提高使用者最终所看到的立体画面的亮度。同时,背光模块所提供的背光源的利用率可提升而不需增加背光源的亮度,以降低能源耗损而有利于环保。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。