CN102685540A - 一种优化3d显示效果的方法及3d电视机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种优化3D显示效果的方法及3D电视机，在3D模式下，通过调整液晶屏参数，增加屏参中总行数典型值Vtotal的数值来缩短每帧图像的刷新时间，进而使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加，由此不仅可以减小串扰问题，而且可以使得对应区域的每一根LED背光灯条的点亮时间有更大的可调试空间。再进一步通过增加背光灯条的点亮持续时间，实现3D模式下显示亮度的提高，由此来综合达到3D显示效果的最大优化。
Description
技术领域
本发明属于显示设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于优化显示设备的3D显示效果的方法以及应用该优化方法设计的3D电视机。
背景技术
随着信息技术的快速进步，具有立体显示效果的视频节目越来越受到广大消费者的青睐，这也使得可以显示立体图像的3D电视机日趋普遍。3D是three-dimensional的英文缩写，就是三维立体图像。由于人的双眼观察物体的角度略有差异，因此能够辨别物体远近，产生立体的视觉。3D电视正是利用这个原理，把左右眼所看到的影像分离，并最终在人的大脑中合成3D影像。目前的3D电视机主要包括：快门式3D电视机、偏光式3D电视机和裸眼式3D电视机。而快门式3D电视机又以能够保持画面原始分辨率，可以享受到全高清3D显示效果的特点，在市场中占据主流地位。
快门式3D电视机的工作原理是通过提高画面刷新频率，再将一帧图像一分为二形成对应左眼和右眼的两组画面连续交错显示，在电视显示右眼画面时开启右镜片关闭左镜片，确保每一帧画面都能够正确进入人的左右眼并最终在大脑合成3D影像。
观看3D电视时人们最关注的是三维立体显示效果，而目前影响快门式3D电视显示效果的最主要因素是串扰(Crosstalk)和亮度。所谓串扰就是左眼看到右眼的图像，右眼看到左眼的图像。而出现串扰的主要原因是LED背光灯条的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关是否同步。而影响亮度的主要因素是3D模式下背光打开时间的长度。因此，在3D模式下如何让LED背光灯条的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关做到同步，同时又能最大限度的增加背光灯条的点亮时间，是优化快门式3D电视机3D显示效果的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优化3D显示效果的方法，通过调整液晶屏的屏参来达到改善液晶显示设备3D显示效果的设计目的。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种优化3D显示效果的方法，在3D模式下，通过调整液晶屏参数，增加屏参中总行数典型值Vtotal的数值来缩短每帧图像的刷新时间，进而使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加，减小串扰问题。
为了提高显示亮度，以进一步优化3D显示效果，控制每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态时点亮，并增大每根背光灯条的点亮持续时间T2，且T2≤T1。
优选的，所述每根背光灯条的点亮持续时间T2＝T1，通过最大限度的增加背光灯条的点亮时间，来尽量地增强液晶屏的显示亮度，以更好地优化3D显示效果。
进一步的，在调整所述总行数典型值Vtotal时，通过增加3D模式下每帧图像的空行数典型值来使得总行数典型值Vtotal的数值增加。
优选的，所述总行数典型值Vtotal在液晶屏规格书中规定的总行数典型值与最大显示行数之间取值。
为了使3D显示效果优化到最佳状态，在调整所述总行数典型值Vtotal的过程中，调节TP信号与RESET信号的相位关系，当参数trt时间达到液晶驱动芯片所规定的时间时，此时所对应的Vtotal值即达到最大值，修改屏参中Vtotal的值等于所述的最大值；其中，所述TP信号是与液晶屏刷新数据同步的信号，TP信号的每个高电平代表一行图像数据的刷新过程；所述RESET信号是液晶屏时序逻辑板输出的复位信号，RESET信号在液晶屏每刷新一行图像数据时复位一次；所述参数trt时间是TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第n个复位脉冲所在周期内最后一个脉冲信号的下降沿之间的时间。
再进一步的，当所述液晶屏为分辨率是1920*1080的全高清液晶屏时，将所述液晶屏参数中的总行数典型值Vtotal调整为1250。
更进一步的，上述优化3D显示效果的方法应用在快门式3D液晶显示设备中。
基于上述优化3D显示效果的方法，本发明又提供了一种采用所述优化3D显示效果的方法所设计的3D电视机，所述3D电视机为快门式3D电视机，包括依次连接的主板、液晶屏时序逻辑板和液晶驱动芯片；在所述液晶屏时序逻辑板的屏参中，其3D模式下的总行数典型值Vtotal的数值大于液晶屏规格书中所规定的总行数典型值，通过增加Vtotal的值来缩短每帧图像的刷新时间，使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加，以减小串扰问题。
进一步的，在所述液晶屏时序逻辑板的屏参中，增大其3D模式下每根背光灯条的点亮持续时间T2，且T2≤T1，进而提高3D模式下的显示亮度，综合达到优化3D显示效果的设计目的。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的3D显示效果优化方法采用调整液晶屏参数的方法，在3D显示模式下通过缩短每帧图像的刷新时间，来增加相邻区域液晶响应曲线稳定状态的重合时间，由此不仅可以减小串扰问题，而且可以使得对应区域的每一根LED背光灯条的点亮时间有更大的可调试空间。通过增加背光灯条的点亮持续时间，实现3D模式下显示亮度的提高，由此来综合达到3D显示效果的最大优化。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1、图2、图3是液晶屏逐行扫描过程中画面变化过程的简略示意图；
图4是液晶寻址与背光灯条点亮的配合时序图；
图5是修改屏参前，背光灯条点亮时间的可调范围曲线图；
图6是修改屏参后，背光灯条点亮时间的可调范围曲线图；
图7是本发明所提出的3D显示效果优化方法的一种实施例的调整过程流程图；
图8是TP信号与RESET信号的对应时序图；
图9是液晶电视机内部电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
本实施例以快门式3D液晶电视机为例进行说明。
对于目前的液晶电视产品来说，液晶扫描都是逐行进行的，并且扫描完一行后要一直保持到下一场信号发送过来时才发生改变，其画面变化过程参见图1至图3所示的简略示意图。
其中，图1表示在一场的时间内，底部的液晶分子首先到达稳定状态，显示这一场的图像，即底部用斜线表示的部分。图2表示在一场的时间内，中间的液晶分子也到达了稳定状态，此时，底部的液晶分子仍保持在这一场的稳定状态。图3表示在一场的时间内，顶部的液晶分子也到达了稳定状态，此时，底部的液晶分子已接收到下一场的信号并到达了稳定状态，即底部用网格线表示的部分。因此，如果对背光灯条的点亮时序不加控制，取某一个时间点，我们看到的图像始终是上一场图像与下一场图像同时看到。而对于3D显示来说，要求在某一个时间点只能看到一场的图像，左眼或者右眼，因此，需要对背光的点亮时序加以控制，通过在某些时间关闭背光，从而使得人眼只能看到一场完整的图像。
由以上可知，所谓的调节3D显示效果，其根本就是根据液晶分子的扫描，取某一些时间点，打开或者关闭背光，进而配合3D眼镜镜片的开关使人眼看到分离的左右眼图像。而这里的液晶分子扫描，即是指液晶分子偏转到稳定状态，显示正确的图像。根据目前模组调试快门式3D显示效果的经验，液晶寻址和背光打开的配合时序应如图4所示。其中，LCRC曲线是液晶响应曲线，液晶的响应时间即灰阶响应时间；PWM曲线是每个区域背光灯条的点亮时间，即背光灯条的点亮时间控制在所照亮区域的液晶分子均处于稳定状态的时间，也就是液晶响应曲线的90％-90％和10％-10％的时间段。
举例来讲，目前1920*1080高清显示是快门式3D电视机的主流显示分辨率。对于刷新频率f＝120Hz的3D液晶电视机来说，在3D模式下单帧图像的刷新时间t＝1/f＝1/120s＝8.3ms，即8.3ms寻址1920*1080个像素数据，则每行的寻址时间为8.3/1080ms。单根背光灯条所照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态的重合时间即是该根背光灯条点亮时间的调整范围，如图5所示。图5中，时间M即为该根背光灯条点亮时间的可调范围。如果增加每帧图像寻址的像素数据量，则寻址有效数据1920*1080的时间将小于8.3ms，即减小了场刷新时间t。这样一来，每根背光灯条照亮区域内的液晶分子处于稳定状态的重合时间将有所增加，由此便可以使得该根背光灯条的点亮持续时间T2的可调空间增大，即T2增大到N，其中N＞M，如图6所示，即PWM曲线的可调范围增大，从而便可以更好地兼顾所照亮区域内的液晶分子，以保证该区域内的液晶分子均处于稳定状态。这样便减小了3D模式下的串扰问题，同时通过增加背光灯条的点亮时间，也使得3D模式下液晶屏的亮度有所提高，进而达到了优化电视机3D显示效果的设计目的。
基于以上设计思想，本实施例采用调整显示屏参数的方法来缩短每场图像的刷新时间t，以增加相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间，使得每根背光灯条的点亮时间的可调范围增大，并通过增大背光灯条的点亮持续时间，来综合实现3D显示效果的最大优化。
下面结合图7所示的显示屏参数调整流程，来对本实施例所提出的3D显示效果的优化方法进行具体阐述。
屏参的调整范围一般是根据液晶屏的规格书选定的，规格书中规定了屏参的调整范围，如表1所示。
表1
表1为全高清液晶屏规格书中规定的部分内容，列出了液晶屏垂直方向的最大显示行数1395、最小显示行数1090和总行数典型值1125。当选择该规格的全高清液晶屏进行电视产品的整机设计时，在设置液晶屏参数时，传统的设置方式就是按照规格书的规定进行配置。而本实施例为了达到优化3D显示效果的设计目的，采用调整液晶屏参数的方法，通过增大总行数典型值Vtotal的数值(即大于1125)来缩短每场图像的刷新时间，以增加相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间，达到减少串扰的设计目的。
屏参的具体调整过程如下：
S701、增大屏参中，3D模式下的总行数典型值Vtotal的数值；
在本实施例中，采用增加3D模式下空白行的数值来增大总行数典型值Vtotal的数值，使修改后的总行数典型值Vtotal的数值在液晶屏规格书中所规定的典型值与最大显示行数之间取值。以表1所规定的全高清液晶屏为例进行说明，可以将其空白行数的典型值修改为170，显示行数的典型值仍保持1080，则总行数的典型值Vtotal即为1250，小于最大显示行数1395，可以满足液晶屏的工作要求。
总行数典型值Vtotal的提高，相当于增加了每帧图像寻址的像素数据量，这使得寻址有效数据1920*1080的时间减小，即缩短了每场图像的刷新时间，进而使得相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加，对比图5、图6所示，T1可以从M时间段增大到N时间段，由此便可以更好地保证背光灯条的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关同步，以减小串扰问题。
在本实施例中，所述相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1可以定义为相邻区域的每条液晶响应曲线均处于上升沿的90％至下降沿的90％之间时，各条液晶响应曲线相重合部分所对应的时间段，如图5所示的M时间段和图6所示的N时间段。
S702、通过调试确定总行数典型值Vtotal的最优值；
在本实施例的调试过程中，主要是根据图8中TP信号与RESET信号的相位关系判断是否将Vtotal的数值设置到最佳。其中，TP信号是与液晶屏刷新数据同步的信号，TP信号的每个高电平代表一行图像数据的刷新过程。RESET信号是液晶屏时序逻辑板TCON输出的MINILVDS信号中的复位信号，该RESET信号在液晶屏每刷新一行图像数据时复位一次。在液晶电视机的电路设计中，液晶屏时序逻辑板TCON连接电视机主板，接收主板处理输出的LVDS格式的视频信号，传输至时序逻辑板TCON结合屏参设置情况处理成MINILVDS信号后，输出至液晶驱动芯片COF IC进行信号格式的变换处理后，输出用于驱动LED屏显示的各路驱动信号传输至LED屏，以驱动LED屏显示每帧图像，参见图9所示。所述RESET信号即是通过时序逻辑板TCON输出的MINILVDS信号中，用于在一行图像数据刷新结束时进行复位的控制信号。
在液晶驱动芯片COF IC中会对trt时间作出规定，即必须使trt时间达到液晶驱动芯片COF IC中所规定的时间T。所述trt时间即TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第n个复位脉冲所在周期内最后一个脉冲信号的下降沿之间的时间，如图8所示。在RESET信号的每一个周期内，均包括一个高电平短脉冲和一个高电平宽脉冲，所述trt时间即是TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第n个高电平宽脉冲的下降沿之间的时间段。在增大总行数典型值Vtotal时，TP信号的周期变小，使得trt时间变小，当该trt时间达到COF IC中的规定时间T时，Vtotal达到了最大值，也使得3D效果优化到了最佳状态，通过主观评价3D片源和测量串扰值可以得出优化后的效果。
以分辨率为1920*1080的高清液晶屏为例，通过调试修改Vtotal的数值等于1250时，trt＝T，此时3D效果优化到了最佳状态。对于其它规格的液晶屏，可以仿照上述方法确定出Vtotal的最优值。
S703、增大每根背光灯条的点亮持续时间T2；
随着Vtotal数值的增大，相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1将随之增加，这也使得照亮该区域的背光灯条的点亮时间的可调范围增大，即PWM曲线的脉宽(即控制背光灯条点亮，且维持点亮状态的持续时间T2)可以在T1的范围内取值。控制每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态时点亮，并增大每根背光灯条的点亮持续时间T2，所述T2≤T1，以提高液晶屏的显示亮度，进一步优化3D显示效果。
作为本实施例的一种优选设计方案，所述背光灯条的点亮持续时间T2优选等于T1，即每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态的整个过程中均保持点亮状态，以最大限度的增强显示亮度，使3D效果优化到最佳状态。
本实施例从增加屏参Vtotal的数值和延长每根背光灯条的点亮持续时间两个方面来减小串扰，提高亮度，以实现3D显示效果的最大优化。
由于屏参的修改是在时序逻辑板TCON中进行的，因此，目前只能应用于自制时序逻辑板TCON的3D液晶屏中。在调试中，假设针对一个42寸的自制TCON的3D液晶屏，根据屏的规格书描述：垂直方向的最大可显示行数为1395行，显示行数的典型值为1080行，空行Blank为315行，如表1所示。在保证正常显示的情况下，将屏参修改为1250行，即总行数典型值Vtotal＝1250行，则在3D模式下8.3ms的时间内寻址1250行数据，这样每行数据的寻址时间即为8.3/1250ms，这样行与行之间的稳定状态重合时间较之前有所增加，则对应的背光灯条的点亮时间也可以做相应调整，即增大背光灯条的点亮持续时间T2，最终经实验证明：3D串扰由之前的13％减小为9％，即较修改屏参前减小了30％；亮度由36nit增加到38nit，也较屏参修改之前增加了5.6％，因此大幅优化了3D显示效果。
当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种优化3D显示效果的方法，其特征在于：在3D模式下，通过调整液晶屏参数，增加屏参中总行数典型值Vtotal的数值来缩短每帧图像的刷新时间，进而使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加。
2.根据权利要求1所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：控制每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态时点亮，并增大每根背光灯条的点亮持续时间T2，且T2≤T1。
3.根据权利要求2所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：所述每根背光灯条的点亮持续时间T2=T1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：在调整所述总行数典型值Vtotal时，通过增加3D模式下每帧图像的空行数典型值来使得总行数典型值Vtotal的数值增加。
5.根据权利要求4所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：所述总行数典型值Vtotal在液晶屏规格书中规定的总行数典型值与最大显示行数之间取值。
6.根据权利要求5所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：在调整所述总行数典型值Vtotal的过程中，调节TP信号与RESET信号的相位关系，当参数trt时间达到液晶驱动芯片所规定的时间时，此时所对应的Vtotal值即达到最大值，修改屏参中Vtotal的值等于所述的最大值；其中，所述TP信号是与液晶屏刷新数据同步的信号，TP信号的每个高电平代表一行图像数据的刷新过程；所述RESET信号是液晶屏时序逻辑板输出的复位信号，RESET信号在液晶屏每刷新一行图像数据时复位一次；所述参数trt时间是TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第n个复位脉冲所在周期内最后一个脉冲信号的下降沿之间的时间。
7.根据权利要求4所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：所述液晶屏是分辨率为1920*1080的全高清液晶屏，将所述液晶屏参数中的总行数典型值Vtotal调整为1250。
8.根据权利要求4所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于：所述优化3D显示效果的方法应用在快门式3D液晶显示设备中。
9.一种3D电视机，所述3D电视机为快门式3D电视机，包括依次连接的主板、液晶屏时序逻辑板和液晶驱动芯片；其特征在于：在所述液晶屏时序逻辑板的屏参中，其3D模式下的总行数典型值Vtotal的数值大于液晶屏规格书中所规定的总行数典型值，通过增加Vtotal的值来缩短每帧图像的刷新时间，使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加。
10.根据权利要求9所述的3D电视机，其特征在于：在所述液晶屏时序逻辑板的屏参中，增大其3D模式下每根背光灯条的点亮持续时间T2，且T2≤T1。
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