CN102572476A - 一种消除串扰重影现象的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D液晶电视信号处理领域，尤其是一种3D液晶电视在快闪方式下消除串扰重影现象的装置及方法。本发明针对3D液晶电视在快闪方式下播放图像出现的串扰、重影现象，提供一种消除串扰重影现象的装置及方法，通过提高背光扫描频率，调节背光时序，在左右画面信号切换时产生插黑（背光关闭）的时间区域，提供液晶响应时间泄放的隔离边界，消除液晶反应时间造成的影响，以改善和解决3D液晶电视串扰、重影现象。本发明通过倍频电路、PWM调节电路、背光切换电路、背光显示单元及相应的方法实现本设计。本发明主要应用于3D液晶电视信号处理领域。

Description

一种消除串扰重影现象的装置及方法

技术领域

本发明涉及3D液晶电视信号处理领域，尤其是一种3D液晶电视在快闪方式下消除串扰重影现象的装置及方法。

背景技术

液晶电视中，液晶面板作为目前终端显示的主流部件，具有超薄、轻便、低功耗、高清晰解像度、高可靠性、使用寿命长、无辐射等优点；液晶面板本身是一种不发光的被动显示器件，通过在电场作用下，调制液晶分子发生扭曲排列来控制背光的折射达到显示的目的；但液晶分子的扭曲排列一般需要ms级的时间，定义为液晶的上升时间；当外加电场消失后，液晶分子扭曲排列复位，同样需要ms级的时间，定义为液晶的下降时间，上升与下降时间之和构成其反应时间。此反应时间较慢，是液晶面板作为显示器件的主要缺陷，而其他显示器件PDP、CRT、LED等反应时间一般在us或ns级；

目前主流的3D快闪方式的液晶面板分辨率为1920*1080 或1366*768，场频一般为120hz，为便于描述，以下的参数统一以1920*1080（场频120hz）参与运算，每单帧图像显示时间1/120 = 8.33ms,即左眼或右眼的图像信号显示时间约为8.33ms。由于液晶的反应时间的影响（一般为4-6ms）,不可避免的导致左眼帧/右眼帧影像残留出现在右眼/左眼的图像中，此缺陷由液晶分子材料的物理特性决定，根源上无法消除。在一般2D的电视应用中，导致快速运动的画面易出现拖尾、模糊等现象。而3D图像的播放是采取左眼帧和右眼帧两个信号交替播放的方式，通过佩戴眼镜，人的左、右眼睛可以分别看到左右两个图像信号，但是要确保左眼只看到左眼帧的信号，右眼只看右眼帧的信号，不然的话，两个图像的信号同时进入同一只眼睛，就会出现串扰、重影等现象，呈现不了3D质感的图像。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对3D液晶电视在快闪方式下播放图像出现的串扰、重影现象，提供一种消除串扰重影现象的装置及方法，通过提高背光扫描频率，调节背光时序，在左右画面信号切换时产生插黑（背光关闭，产生重影遮蔽区域）的时间区域，提供液晶响应时间泄放的隔离边界，消除液晶反应时间造成的影响，以改善和解决3D液晶电视串扰、重影现象。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种消除串扰重影现象的装置，包括倍频电路，用于将3D-sync输入信号倍频为3D-BL；PWM调节电路，用于对倍频电路输出信号3D-BL进行调节，形成控制背光开、关时间的PWM控制脉冲信号3D-light；背光显示电路，用于通过PWM控制脉冲信号3D-light驱动背光显示电路发光，使得在ton时间内画面显示，在他8.33-ton时间内背光关闭，产生重影遮蔽区域。

所述倍频电路将3D-sync输入信号工作频率提高一倍。

所述PWM调节电路包括单稳态触发器、延时触发器，3D-BL信号依次经过单稳态触发器、延时触发器出后，产生PWM控制脉冲信号3D-light，调节在一个单眼帧时间内Ton=8.33-t1-t2，其中t1是3D-BL相对3D-sync切换时刻延时时间，t2是3D-BL相对于3D-sync切换时刻超前的时间，Ton为背光开时间；

一种消除串扰重影现象的装置还包括背光切换电路，通过开关信号3D-enable选通输出控制脉冲信号3D-light或者背光信号2D-light，用于驱动背光显示电路显发光，所述开关信号3D-enable。

根据权利要求1所述的一种消除串扰重影现象方法，包括步骤：

步骤S1：通过倍频电路将3D-sync处理为倍频信号3D-BL；

步骤S2：通过倍频信号3D-BL信号输入到PWM调节电路，调节在一个单眼帧时间内Ton=8.33-t1-t2，其中t1是3D-BL相对3D-sync切换时刻延时时间，t2是3D-BL相对于3D-sync切换时刻超前的时间，Ton为背光开时间；

步骤S3：通过背光切换电路对背光信号2D-light或者控制脉冲信号3D-light进行选通输出；

步骤S4：通过背光切换电路输出信号驱动背光显示电路显示。

所述单眼帧是左眼帧或右眼帧。

所述PWM调节电路包括单稳态触发器、延时触发器， 通过单稳态触发器的R1、C1参数的选择，使得背光开时间Ton=1.1*R1*C1，t1；通过延时触发器使得调节t2。

从上述本发明的结构特征可以看出，其优点是

针对3D液晶电视在快闪方式下播放图像出现的串扰、重影现象，提供一种消除串扰重影现象的装置及方法，通过提高背光扫描频率，调节背光时序，在左右画面信号切换时产生插黑（背光关闭）的时间区域，提供液晶响应时间泄放的隔离边界，消除液晶反应时间造成的影响，以改善和解决3D液晶电视串扰、重影现象。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1 是本发明设计原理图；

图2是本发明电路原理框图：

图3是倍频电路原理图；

图4是PWM调节电路原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明工作原理：3D-sync来至3D信源通过电视主处理器进行左、右画面解调后送出的与左、右画面同步的控制信号，其作用是控制左眼镜、右眼镜的打开与关闭与左、右画面同步，通过人的大脑合成实现3D效果；本发明利用3D-sync信号经过倍频电路和PWM调节电路时序控制（在一个左眼帧或右眼帧的画面期间，背光需要各打开和关闭一次，因此需先进行倍频处理），产生背光显示电路（液晶面板）背光控制的PWM调光信号；在左、右画面切换的交替处控制背光开启和关闭的时间；当检测到左眼帧或右眼帧的3D-sync的上升沿出现时，根据液晶面板提供的反应时间（一般为4-6ms）,延时t1(1-1.5ms)的时间再开启背光，使右眼帧的画面由于液晶响应时间影响在左眼产生的重影得到泄放（提供液晶分子响应的泄放时间缓冲区域）；开启ton(4.5-5.5ms) 时间后，在左眼帧或右眼帧3D-sync下降沿结束时提前t2(3ms左右)的时间关闭背光，直到右眼帧或左眼帧的3D-sync出现并延时t1(1-1.5ms)的时间后再打开背光；使t1+t2大于液晶的响应时间，提供液晶响应时间泄放的隔离边界；形成倍频于3D-sync的背光调节周期性PWM扫描脉冲信号，完成3D状态下左、右眼帧周期的背光扫描控制。

在一个左眼帧或右眼帧的画面期间，背光开关需各打开和关闭一次，因此需先进行倍频处理，将上述3D-sync信号送倍频电路，产生背光扫描的倍频控制脉冲3D-BL信号；再根据液晶显示器的响应时间(此参数由液晶面板制造厂商提供，也可按行业标准进行实测)设计在一个单帧画面（左眼帧或右眼帧期间）控制背光扫描的开启、关闭时间；其中关闭时间由t1和t2构成，t1是3D-BL相对3D-sync延时时间，t2是3D-BL相对于3D-sync超前的时间，t1+t2时间由于背光的关闭(提供液晶分子反应时间的缓冲区域)，使液晶反应时间造成的左、右画面串扰带来的重影被遮蔽(发生串扰期间因背光关闭，不能被看到)从而改善3D下的重影现象；将3D-BL倍频控制脉冲输入到调节背光时序控制电路单元，产生在3D状态下的背光扫描控制信号；通过背光切换电路，完成在3D-light或2D-light各自状态下不同的扫描背光信号，送背光显示电路实现背光信号显示。

如图2所示，一种消除串扰重影现象的装置包括倍频电路，用于将3D-sync输入信号倍频为3D-BL；PWM调节电路，用于对倍频电路输出信号3D-BL进行调节，形成控制背光开、关时间的PWM控制脉冲信号3D-light；背光显示电路，用于重影改善，通过PWM控制脉冲信号3D-light驱动背光显示电路发光，使得在ton时间内画面显示，在8.33-ton时间内背光关闭，产生重影遮蔽区域。

1、倍频电路：由鉴相器PD、环路滤波器LF、压控振荡器VCO和2分频器组成，构成一个锁相环的倍频电路单元(参见图三)；输入PD的3D-sync和经2分频器过来的PLLin经鉴相器鉴别出两者的相位差，输出误差电压Ud，Ud的噪声和干扰成分被LF环路滤波器滤除，形成VCO的控制电压Uc，作用于VCO的结果是输出振荡的频率信号3D-BL拉向环路的输入信号频率fi,当两者相等时，环路被锁定；通过锁相环电路实现背光扫描的频率提升，产生的控制背光的倍频信号3D-BL；

2、PWM调节电路(参见图四)：由单稳态触发器A1和延时触发器A2组成，3D-BL输入到单稳态触发器A1，作为触发端信号，通过对单稳态触发器A1的R1、C1参数的选择，使ton=1.1*R1*C1；调节在一个单眼帧8.33ms时间内背光打开的时间ton=8.33-t2-t1。单稳态触发器A1触发输出A2延时触发器，使延时的时间为t1,t2=8.33-t1-ton；延时触发器A2输出的信号为频率和占宽比符合要求的PWM控制脉冲信号3D-light,形成控制背光开、关时间的PWM控制脉冲信号3D-light；

3、背光切换电路：由2选1多路选择器A3组成，两个输入端分别接3D-LIGHT和背光信号2D-light,通道控制端接机芯主处理器的3D-enable信号，在其控制下进行切换，高电平时2选1多路选择器A3输出PWM控制脉冲信号3D-light，低电平信号时通道集成电路A3输出2D-light；两种背光的区别是：背光信号2D-light主要调节背光的亮度，与显示的画面信号无特定相位关系；而PWM控制脉冲信号3D-light除调节背光的亮度外，与输入画面的同步信号存在特定的相位关系，以改善液晶响应时间产生的重影现象。

4、背光显示电路：由逆变器和LED灯板组成，将输入的背光信号2D-light或3D-light信号进行放大，控制和驱动LED板发光。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

Claims (7)

1.一种消除串扰重影现象的装置，其特征在于包括

倍频电路，用于将3D-sync输入信号倍频为3D-BL；

PWM调节电路，用于对倍频电路输出信号3D-BL进行调节，形成控制背光开、关时间的PWM控制脉冲信号3D-light；

背光显示电路，用于通过PWM控制脉冲信号3D-light驱动背光显示电路发光，使得在ton时间内画面显示，在8.33-ton时间内背光关闭，产生重影遮蔽区域。

2.根据权利要求1所述的一种消除串扰重影现象的装置，其特征在于所述倍频电路将3D-sync输入信号工作频率提高一倍。

3.根据权利要求1所述的一种消除串扰重影现象的装置，其特征在于所述PWM调节电路包括单稳态触发器、延时触发器，3D-BL信号依次经过单稳态触发器、延时触发器出后，产生PWM控制脉冲信号3D-light，调节在一个单眼帧时间内Ton=8.33-t1-t2，其中t1是3D-BL相对3D-sync切换时刻延时时间，t2是3D-BL相对于3D-sync切换时刻超前的时间，Ton为背光开时间。

4.根据权利要求1所述的一种消除串扰重影现象的装置，其特征在于还包括背光切换电路，通过开关信号3D-enable选通输出控制脉冲信号3D-light或者背光信号2D-light，用于驱动背光显示电路显发光，所述开关信号3D-enable。

5.根据权利要求1所述的一种消除串扰重影现象方法，其特征在于包括步骤：

步骤S1：通过倍频电路将3D-sync处理为倍频信号3D-BL；

步骤S2：通过倍频信号3D-BL信号输入到PWM调节电路，调节在一个单眼帧时间内Ton=8.33-t1-t2，其中t1是3D-BL相对3D-sync切换时刻延时时间，t2是3D-BL相对于3D-sync切换时刻超前的时间，Ton为背光开时间；

步骤S3：通过背光切换电路对背光信号2D-light或者控制脉冲信号3D-light进行选通输出；

步骤S4：通过背光切换电路输出信号驱动背光显示电路显示。

6.根据权利要求5所述的一种消除串扰重影现象方法，其特征在于所述单眼帧是左眼帧或右眼帧。

7.根据权利要求5所述的一种消除串扰重影现象方法，其特征在于所述PWM调节电路包括单稳态触发器、延时触发器， 通过单稳态触发器的R1、C1参数的选择，使得背光开时间Ton=1.1*R1*C1，t1；通过延时触发器使得调节t2。

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