CN102572495B - 具有图案化延迟器的立体显示设备及其驱动方法 - Google Patents

具有图案化延迟器的立体显示设备及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有图案化延迟器的立体显示设备及其驱动方法，其中对左眼图像与右眼图像之间的亮度差进行了补偿，使得能够降低串扰。该立体显示设备包括：3D格式器，其用于按照隔行法排列从所述立体显示设备的外部接收到的左眼图像数据和右眼图像数据，并且传送出去；数据补偿单元，其用于从补偿查询表中选择针对从所述3D格式器接收到的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据的补偿数据，并且对所述左眼图像数据和所述右眼图像数据进行补偿，其中在所述补偿查询表中预先设置有各个灰度级的针对所述左眼图像数据和所述右眼图像数据的补偿数据；以及面板驱动单元，其用于在显示单元上按行交错地显示来自所述数据补偿单元的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据。

Description

具有图案化延迟器的立体显示设备及其驱动方法
技术领域
本发明涉及具有图案化(patterned)延迟器的立体显示设备，更具体地，涉及这样的具有图案化延迟器的立体显示设备：对左眼图像和右眼图像之间的亮度差进行了补偿，使得能够降低串扰，本发明还涉及驱动该立体显示设备的方法。
背景技术
本申请要求2010年12月10日提交的韩国专利申请No.10-2010-0126255的权益，此处以引证的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。
显示3维(3D)图像以具有强烈现实感的立体显示设备已经应用于许多领域，如医学、教育、电影和电视。立体显示设备显示左眼图像和右眼图像，在空间上或者在时间上将左眼图像与右眼图像分离开，由于左右视差图像而使观看者感受到3D感。
在显示立体图像的方法中，存在使用特殊眼镜的眼镜法和不使用特殊眼镜的非眼镜法。在眼镜法中，改变左眼图像和右眼图像的偏振方向而在显示设备上显示左眼图像和右眼图像，或者通过分时法将左眼图像与右眼图像分开，使观看者能够使用偏振眼镜或液晶光闸眼镜来感受到3D效果。在非眼镜法中，使用安装到显示设备的前面或后面的光学板(如微透镜片或视差障板)来显示立体图像。
使用偏振眼镜的眼镜式立体显示设备交错地在水平像素行中以像素矩阵显示左眼图像和右眼图像，并且使用附接到前面的图案化延迟器分别将左眼图像和右眼图像转换成左圆偏振图像和右圆偏振图像。图案化延迟器具有这样的结构：将线偏振光转换成左圆偏振光和右圆偏振光的第一和第二偏振膜与显示设备上交错排列的左眼图像行(奇数行)和右眼图像行(偶数行)相应地沿上/下方向交错设置。偏振眼镜使用分别透过左圆偏振光和右圆偏振光的左眼镜片和右眼镜片，使具有彼此不同的偏振方向的左眼图像和右眼图像空间分离，使用户由于左右视差图像而感受到3D效果。
在以水平像素行交错地显示左眼图像和右眼图像的显示设备中，存在的问题在于数据线和像素之间的重叠差(即，寄生电容差)造成奇数行与偶数行之间的亮度差。在数据线曲折布置的液晶显示设备中，由于曲折数据线与上侧像素之间的重叠区域以及曲折数据线与下侧像素之间的重叠区域之间的差别，产生数据线与像素之间的重叠差。
参照图1，在分别在偶数行和奇数行上显示右眼图像R和左眼图像L的立体显示设备中，在左眼图像的灰度级R191固定而改变偶数图像的灰度级R255、R127、R63和R0的情况下，由于右眼图像行的干扰，左眼图像行的亮度在+3.4～-6.5尼特(nit)的范围中变化，这造成相同灰度级下的亮度差。
奇数行和偶数行之间的亮度差造成左眼图像和右眼图像之间的亮度差，这增加了左眼图像和右眼图像之间的串扰程度。
发明内容
因此，本发明致力于立体显示设备，和用于驱动该立体显示设备的方法。
本发明的目的是提供一种对左眼图像和右眼图像之间的亮度差进行补偿，能够降低串扰的立体显示设备，和用于驱动该立体显示设备的方法。
本发明的其他优点、目的以及特征的一部分将在随后的说明中进行阐述，而一部分在由本领域技术人员研究了下面的内容后会变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的上述目的和其他优点可以由在说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构而实现并获得。
为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在这里实施和广泛描述的，立体显示设备包括：3D格式器，其用于按照隔行法排列从所述立体显示设备的外部接收到的左眼图像数据和右眼图像数据，并且传送出去；数据补偿单元，其用于从补偿查询表中选择针对从所述3D格式器接收到的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据的补偿数据，并且对所述左眼图像数据和所述右眼图像数据进行补偿，其中在所述补偿查询表中预先设置有各个灰度级的针对所述左眼图像数据和所述右眼图像数据的补偿数据；以及面板驱动单元，其用于在显示单元上按行交错地显示来自所述数据补偿单元的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据。
所述数据补偿单元包括：存储器，其用于存储来自所述3D格式器的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据中的第一方数据；所述查询表，其用于选择并传送来自所述存储器的所述第一方数据和针对来自所述3D格式器的另一方即第二方图像数据的补偿数据；以及运算单元，其用于利用来自所述补偿查询表的所述补偿数据来补偿并且传送来自所述3D格式器的所述第二方图像数据。
在本发明的另一方面中，用于驱动立体显示设备的方法包括以下步骤：预先设置各个灰度级的补偿数据并将其存储在补偿查询表中，该补偿数据与左眼图像数据和右眼图像数据相应，用于补偿左眼图像和右眼图像；从所述补偿查询表中选择针对从所述立体显示设备的外部接收到的左眼图像数据和右眼图像数据的补偿数据，以对所接收到的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据进行补偿；以及在显示单元上按行交错地显示补偿后的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据。
选择补偿数据的步骤包括以下步骤：在存储器中存储所接收到的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据中的第一方图像数据；选择并传送来自所述存储器的第一方数据和针对所接收到的另一方即第二方图像数据的补偿数据；以及利用所选择的所述补偿数据来补偿并且传送所接收到的所述第二方图像数据。
应当理解，上文对本发明的概述与下文对本发明的详述都是示例性和解释性的，旨在提供对所要求保护的发明的进一步解释。
附图说明
附图用于帮助进一步理解本发明，其被并入且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理，附图中：
图1示出了在现有技术的立体显示设备中左眼图像的亮度随相同灰度级的左眼图像的变化而变化的图。
图2示出了根据本发明的优选实施方式的立体显示设备的框图。
图3示出了图2中的数据补偿单元的框图。
图4示出了图2中的显示单元的一个示例。
图5A和图5B分别示出了用于比较在现有技术的和本发明的立体显示设备中测量的右眼图像对左眼图像的串扰的比较表。
图6A和图6B分别示出了用于比较在现有技术的和本发明的立体显示设备中测量的右眼图像对左眼图像的串扰的比较图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的具体实施方式，附图中示出了其示例。只要可能，在整个附图中用相同的附图标记来指示相同或类似的部件。
图2示出了根据本发明的优选实施方式的立体显示设备的框图。
参照图2，立体显示设备包括3D格式器10、数据补偿单元20、定时控制器40、具有选通驱动器52和数据驱动器54的面板驱动单元50、以及显示单元60。
3D格式器10按照隔行法对从立体显示设备外部接收的左眼图像数据和右眼图像数据进行排列，并且将其传送给数据补偿单元20。3D格式器10将左眼图像数据和右眼图像数据排列为按照一个水平同步周期1H交错，并且将其传送到数据补偿单元20。
数据补偿单元20对来自3D格式器的左眼图像数据和右眼图像数据进行比较，从预设的补偿查询表中选择补偿数据，参照所选择的补偿数据来对数据进行亮度补偿，并且将其传送到定时控制器40。为此，如图3所示，数据补偿单元20包括存储器22，其用于存储左眼图像数据；补偿查询表24，其用于将来自存储器22的左眼图像数据与所施加的右眼图像数据进行比较，并传送相关的补偿数据；以及运算单元26，其用于利用来自补偿查询表24的补偿数据来计算所施加的左眼或右眼图像数据，以对输入图像数据进行亮度补偿。
存储器22存储来自输入线的左眼或右眼图像数据，并且进行传送。以下，将以存储左眼图像数据的情况作为一个示例，来描述该实施方式。
补偿查询表24与左眼图像数据和右眼图像数据相应地具有由设计者存储的针对各灰度级的预设亮度差补偿数据。设计者使用各灰度级的测量图案来测量由偶数行和奇数行之间的干扰产生的亮度，检测实际测量的亮度和理想亮度之间的亮度差，预先设置并且存储用于补偿亮度差的针对各灰度级的补偿数据。补偿查询表24将来自存储器22的左眼图像数据与来自输入线的右眼图像数据进行比较，并且选择和传送分别与左右眼图像数据相应的补偿数据。
运算单元26对从补偿查询表24选择的补偿数据与来自输入线的右眼图像数据或左眼图像数据进行相加或想减，以补偿左眼图像和右眼图像之间的亮度差。
定时控制器40将来自数据补偿单元20的图像数据进行排列，以适合于数据驱动器54的驱动，并且将其传送到数据驱动器54。并且，定时控制器40使用多个同步信号(即，与图像数据一起从数据补偿单元20提供的垂直同步信号、水平同步信号、数据使能信号和点时钟信号)，来生成用于控制数据驱动器54的驱动定时的数据控制信号，和用于控制选通驱动器52的驱动定时的选通控制信号，并且分别将数据控制信号和选通控制信号传送到数据驱动器54和选通驱动器52。
如果显示单元60是液晶面板，则定时控制器40可以包括图像质量提高单元，如过驱动电路，用于根据相邻帧之间的数据差对数据添加过冲值或下冲值，以调节数据而提高液晶的响应速度。
面板驱动单元50包括用于驱动显示面板60的选通线GL的选通驱动器52和用于驱动显示面板60的数据线的数据驱动器54。
选通驱动器52响应于来自定时控制器40的选通控制信号连续地驱动显示单元60的选通线。
数据驱动器54响应于来自定时控制器40的数据控制信号，使用伽马电压将来自定时控制器40的数字图像数据转换成模拟图像信号，并且将其传送到显示单元60的数据线。
显示单元60在显示面板上显示左眼图像和右眼图像，并且使用附接到显示面板前面的图案化延迟器将左眼图像和右眼图像转换成彼此不同的第一和第二圆偏振图像，并且将其传送出去。为此，如图4所示，显示面板60包括显示面板62，以及附接到显示面板62的前面的上偏振板64和图案化延迟器66。
作为显示面板62，可以应用多种显示面板中的一种，如液晶显示面板、有机发光二极管显示面板和等离子显示面板。例如，如果应用液晶显示面板，则显示面板62具有封在上下基板之间的液晶层。上基板具有在其上形成的滤色器阵列，并且下基板具有在其上形成的薄膜晶体管。滤色器阵列包括黑底(black matrix)和滤色器。薄膜晶体管阵列包括各连接到选通线和数据线的多个薄膜晶体管，以及连接到薄膜晶体管的像素电极。在滤色器阵列或薄膜晶体管阵列上还形成有用于与像素电极形成电场的公共电极。利用像素电极与公共电极之间的电压差驱动液晶层来调节透光率，从而各个红、绿和蓝子像素产生灰度级。并且，显示面板62具有分别附接到上基板和下基板外侧的上偏振板64和下偏振板(未示出)，还具有设置在液晶面板62后侧的背光单元(未示出)。上偏振板和下偏振板具有彼此垂直的偏振轴。
显示面板62按照水平行交错地显示左眼图像数据L和右眼图像数据R。即，显示面板62在奇数行上显示左眼图像数据L，并且在偶数行上显示右眼图像数据R。
上偏振板64将显示面板62上显示的左眼图像数据和右眼图像数据转换成线偏振图像，并且传送出去。
图案化延迟器66是具有附接有偏振膜的玻璃基板的玻璃图案化延迟器GPR，或者是具有附接有偏振膜的树脂膜的膜图案化延迟器。图案化延迟器66具有这样的结构：具有彼此不同的偏振轴的第一和第二偏振膜与左眼图像行(奇数行)和右眼图像行(偶数行)相应地交替设置在显示面板62上。第一和第二偏振膜的偏振轴相对于上偏振板的偏振轴分别为±45°的关系，由此第一和第二偏振膜使来自上偏振板62的线偏振光的相位延迟1/4波长，将线偏振光转换成左圆偏振光和右圆偏振光。例如，在图案化延迟器66中，与显示面板62的左眼图像行(奇数行)相应的第一偏振膜将左眼图像的线偏振光转换成左圆偏振光，并且与显示面板62的右眼图像行(偶数行)相应的第二偏振膜将右眼图像的线偏振光转换成右圆偏振光。
观看者佩戴的偏振眼镜70具有左眼镜片和右眼镜片，它们具有彼此不同的偏振轴。例如，左眼镜片透过由图案化延迟器66转换成左圆偏振光的左眼图像，并且右眼镜片透过由图案化延迟器66转换成右圆偏振光的右眼图像，所以偏振眼镜70将左眼图像和右眼图像空间分离。由此，观看者由于被分离到左空间和右空间的左右视差图像而感受到立体图像。
由此，通过上述数据补偿单元20的数据(亮度差)补偿，减小左眼图像与右眼图像之间的亮度差，本发明的立体显示设备可以降低左眼图像与右眼图像之间的串扰程度。
图5A和图5B以及图6A和图6B分别示出了用于比较在现有技术的和本发明的立体显示设备中右眼图像对左眼图像的串扰的比较表和比较图。
图5A的表示出了在现有技术的立体显示设备上利用具有5个灰度级(0、63、127、191和255)的测量图案显示各灰度级的左眼图像和右眼图像时，通过左侧眼镜得到的亮度和串扰的测量值，并且图5B的表示出了在本发明的立体显示设备上利用具有5个灰度级(0、63、127、191和255)的测量图案显示各灰度级的左眼图像和右眼图像时，通过左侧眼镜得到的亮度和串扰的测量值。
参照图5A和图5B，在针对左眼图像的191灰度级分别显示右眼图像的255灰度级和0灰度级的情况下，可以知道在本发明的立体显示设备中测量到的灰度级亮度差Δ4.2小于在现有技术的立体显示设备中测量到的灰度级亮度差Δ9.8。最后，可以知道在本发明的液晶显示面板中测量到的右眼图像对左眼图像的串扰小于在现有技术的立体显示设备中测量到的串扰。
参照图6A和图6B，可以知道在本发明的液晶显示面板中测量到的串扰的平均值2.37％小于在现有技术的立体显示设备中测量到的串扰。
如上所述，本发明的立体显示设备和用于控制该立体显示设备的方法具有以下优点。
由此，通过比较左眼图像数据和右眼图像数据，从预设的补偿查询表中选择相关的补偿数据，并且利用所选择的补偿数据来补偿左眼图像数据或右眼图像数据，本发明的立体显示设备和用于控制该立体显示设备的方法可以补偿左眼图像和右眼图像的灰度级之间的亮度差，使得能够降低左眼图像和右眼图像之间的串扰。
对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明希望覆盖本发明的落入所附权利要求书和它们的等同物的范围之内的修改例和变型例。

Claims (4)

1.一种立体显示设备，该立体显示设备包括：
3D格式器，其用于按照隔行法排列从所述立体显示设备的外部接收到的左眼图像数据和右眼图像数据，并且将其传送出去；
数据补偿单元，其用于从补偿查询表中选择与从所述3D格式器接收到的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据相对应的补偿数据，并且对所述左眼图像数据或所述右眼图像数据进行补偿，其中在所述补偿查询表中预先设置有各个灰度级的针对所述左眼图像数据和所述右眼图像数据的补偿数据；以及
面板驱动单元，其用于在显示单元上按行交错地显示来自所述数据补偿单元的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据，
其中，所述补偿数据被用来补偿由于将显示在左眼行上的左眼图像和将显示在右眼行上的右眼图像之间的干扰引起的每个灰度级下的亮度差，所述左眼行和所述右眼行被交错地布置在所述显示单元上，并且
所述数据补偿单元对来自所述补偿查询表的所述补偿数据与来自所述3D格式器的所述左眼图像数据或所述右眼图像数据进行相加或相减，以补偿所述亮度差。
2.根据权利要求1所述的立体显示设备，其中，所述数据补偿单元包括：
存储器，其用于存储来自所述3D格式器的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据中的第一方数据；
所述查询表，其用于选择与来自所述存储器的所述第一方数据和来自所述3D格式器的另一方即第二方图像数据匹配的所述补偿数据，并且传送所选择的补偿数据；以及
运算单元，其用于通过对来自所述补偿查询表的所述补偿数据与来自所述3D格式器的所述第二方图像数据进行相加或相减来补偿来自所述3D格式器的所述第二方图像数据，并且传送补偿后的所述第二方图像数据。
3.一种驱动立体显示设备的方法，该方法包括以下步骤：
预先设置各个灰度级的补偿数据并将其存储在补偿查询表中，该补偿数据与左眼图像数据和右眼图像数据相应，用于补偿左眼图像和右眼图像；
从所述补偿查询表中选择与从所述立体显示设备的外部接收到的左眼图像数据和右眼图像数据相对应的补偿数据，以对所接收到的所述左眼图像数据或所述右眼图像数据进行补偿；以及
在显示单元上按行交错地显示补偿后的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据，
其中，所述补偿数据被用来补偿由于将显示在左眼行上的左眼图像和将显示在右眼行上的右眼图像之间的干扰引起的每个灰度级下的亮度差，所述左眼行和所述右眼行被交错地布置在所述显示单元上，并且
来自所述补偿查询表的所述补偿数据与所述左眼图像数据或所述右眼图像数据被相加或相减，以补偿所述亮度差。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，选择补偿数据的步骤包括以下步骤：
在存储器中存储所接收到的所述左眼图像数据和所述右眼图像数据中的第一方图像数据；
选择与来自所述存储器的所述第一方数据和来自3D格式器的另一方即第二方图像数据匹配的所述补偿数据，并且传送所选择的补偿数据；以及
通过对来自所述补偿查询表的所述补偿数据与来自所述3D格式器的所述第二方图像数据进行相加或相减来补偿来自所述3D格式器的所述第二方图像数据，并且传送补偿后的所述第二方图像数据。
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