CN102687195A - 二维/三维图像显示设备及其驱动方法 - Google Patents

二维/三维图像显示设备及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

一种显示二维图像和三维图像的显示设备以及一种驱动所述显示设备的方法。在二维/三维图像显示设备中，图像信号输入单元向显示面板输入左图像信号、左反转图像信号、至少一个二维图像信号、右图像信号和右反转图像信号，快门式眼镜的左快门与左图像信号同步地打开，快门式眼镜的右快门与右图像信号同步地打开，并且快门式眼镜的左快门和右快门与左反转图像信号、所述至少一个二维图像信号和右反转图像信号同步地被关闭。

Description

二维/三维图像显示设备及其驱动方法
技术领域
与示例性实施例相符的设备和方法涉及一种二维/三维图像显示设备以及一种驱动所述二维/三维图像显示设备的方法。
背景技术
通常，三维图像因人眼的立体视觉被形成。由于人眼间大约65毫米的间隔造成的双眼视差被认作三维效果中最重要的要素。可通过向每只眼睛呈现不同的视觉图像来实现三维效果。为此，通过使用以等同于两眼之间的通常距离彼此间隔的两个相机抓取图像，并且将左相机抓取的图像仅呈现给左眼，而将右相机抓取的图像仅呈现给右眼。
三维图像显示设备可使用立体方法或自动立体方法。立体方法可包括偏振玻璃方法、快门式眼镜方法以及其他方法，而自动立体方法可包括视差屏障方法、透镜方法、积分图像方法、全息摄影术方法以及其他方法。
在立体方法当中，快门式眼镜方法可以是通过使用具有液晶快门的眼镜(即液晶快门式眼镜)实现三维图像的液晶快门式眼镜方法。在液晶快门式眼镜方法中，不同的图像以60Hz的频率周期被分别呈现给左右眼。使用液晶快门式眼镜方法的三维图像显示设备交替显示左右图像，并且与显示的左右图像同步地交替开启或关闭左右液晶快门。
发明内容
技术问题
在立体三维显示方法中，仅三维图像被显示，因此佩戴快门式眼镜的观看者可体验三维效果。然而，没有佩戴快门式眼镜的观看者将看到左右眼图像两者，因此为其带来不便。因而，立体三维显示方法的使用有局限性。
问题的解决方案
根据示例性实施例的一方面，提供一种二维/三维显示设备，所述显示设备包括：显示面板，显示图像；图像信号输入单元，向显示面板输入左图像信号、左反转图像信号、第一二维图像信号、右图像信号和右反转图像信号；背光单元，向显示面板发光；和快门控制器，控制快门式眼镜的左快门和右快门，从而左快门与左图像信号同步地打开，右快门与右图像信号同步地打开，并且左快门和右快门与左反转图像信号、第一二维图像信号和右反转图像信号同步地被关闭。
显示面板可显示包括第一图像和第二图像的组合的第一灰度图像，并且显示设备可显示包括第三图像和第四图像的组合的第二灰度图像，第一图像因左图像信号形成，第二图像因左反转图像信号形成，第三图像因右图像信号形成，第四图像因右反转图像信号形成。
在右反转图像信号被输入后，图像信号输入单元可还输入第二二维图像信号。
图像信号输入单元可还输入至少一个黑图像信号。
背光单元可包括在图像信号的扫描方向上排列的多个块当中划分的多个光源，并且在多个块中的所述光源可以块为单位顺序地被开启。
背光单元的总体开启频率可与显示面板的刷新速率相同。
由第一二维图像信号形成的图像可与由左图像信号和右图像信号形成的三维图像相应。
由第一二维图像信号形成的图像可与由左图像信号和右图像信号形成的三维图像不同。
根据本发明的另一方面，提供一种驱动二维图像和三维图像的显示设备的方法，所述方法包括：向显示面板输入左图像信号、左反转图像信号、第一二维图像信号、右图像信号和右反转图像信号；通过背光单元向显示面板发光；在显示面板上显示包括因左图像信号形成的第一图像和因左反转图像信号形成的第二图像的组合的第一灰度图像；在显示面板上显示因第一二维图像信号形成的二维图像；在显示面板上显示包括因右图像信号形成的第三图像和基于右反转图像形成的第四图像的组合的第二灰度图像；和与左图像信号同步地打开快门式眼镜的左快门，与右图像信号同步地打开快门式眼镜的右快门，并且与左反转图像信号、第一二维图像信号和右反转图像信号同步地关闭左快门和右快门。
发明的有益效果
根据示例性实施例，能够同时观看立体三维图像和二维图像。根据示例性实施例，当二维图像和三维图像一同被显示时，一个观看者可通过佩戴快门式眼镜观看三维图像，同时另一个观看者可裸眼观看二维图像。因而，许多观看者在一个显示设备上可同时自由地观看二维图像和三维图像。此外，由于二维图像和三维图像可被显示为独立的图像，因此在一个屏幕上可以显示两个频道。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例，上述和其他方面将会变得更加清楚，其中：
图1是根据示例性实施例的二维/三维图像显示设备的示意图；
图2是示出根据示例性实施例的向图1中示出的二维/三维图像显示设备输入的图像信号的示图；
图3是描述根据示例性实施例基于图2中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图；
图4是根据示例性实施例在图1中示出的二维/三维图像显示设备的背光单元的示意图；
图5是描述根据另一示例性实施例基于图2中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图；
图6是示出根据另一示例性实施例的向图1中示出的二维/三维图像显示设备输入的图像信号的示图；
图7是描述根据另一示例性实施例基于图6中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图；和
图8是描述根据另一示例性实施例基于图6中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图。
发明的实施方式
以下，通过参照附图说明示例性实施例来详细描述本发明。
图1是根据示例性实施例的二维/三维图像显示设备的示意图。根据示例性实施例的二维/三维图像显示设备包括用于显示图像的显示面板10、用于向显示面板10发光的背光单元20和用于向显示面板10输入图像信号的图像信号输入单元30。
显示面板10可包括例如液晶面板。液晶面板包括像素单元，每个像素单元包括薄膜晶体管(TFT)和电子管，通过根据自图像信号输入单元30输入的图像信号向液晶面板的像素单元施加电场，以调制从背光单元20的发光，从而显示图像。
背光单元20可包括发光元件22(见图4)和用于控制发光元件22的背光单元控制器35。发光元件22可包括例如，冷阴极荧光灯(CCFL)或发光二极管(LED)。
图像信号输入单元30可输出二维图像信号、三维图像信号和反转图像信号。反转图像信号用于通过与因三维图像信号形成的图像混合而形成预定的灰度图像。例如，三维图像信号可包括左图像信号和右图像信号，并且反转图像信号可包括左反转图像信号和右反转图像信号。
根据此示例性实施例的二维/三维图像显示设备能够使不同的观看者同时观看三维图像和二维图像。例如，可以通过使用快门式眼镜45观看三维图像并且可以使用裸眼50观看二维图像。由于快门控制器40与左图像信号同步地开启快门式眼镜45的左快门45a并关闭快门式眼镜45的右快门45b，而且与右图像信号同步地关闭左快门45a并开启右快门45b，因此三维图像可以被显示给佩戴快门式眼镜45的观看者。同时，不佩戴快门式眼镜45的观看者可观看因二维图像信号显示的二维图像。在这种情况下，由于因三维图像信号形成的图像被与因三维反转图像信号形成的图像混合，因此不佩戴快门式眼镜45的观看者将不会识别三维图像的原始数据。反转图像可包括在其上执行了灰度反转和/或反色的图像。灰度反转可包括例如从亮图像到暗图像的反转。反色可包括图像色彩到互补色的转换。例如，红色可被反转为青色(绿+蓝)，绿色可被反转为品红色(红+蓝)，并且蓝色可被反转为黄色(红+绿)。如果反转图像和原始图像随后被观看，则原始的图像不会优于作为反转图像和原始图像的混合的灰度图像地被识别。
图2是示出根据示例性实施例的向图1中示出的二维/三维图像显示设备输入的图像信号的示图。
参照图2，图像信号输入单元30可输出例如左图像信号L、左反转图像信号L-inv、至少一个二维图像信号2D、右图像信号R和右反转图像信号R-inv。图像信号可与垂直同步信号Vertical Sync同步地被输入给显示面板10。显示面板10可具有例如60Hz或50Hz的帧频率。这里，帧频率可表示一同显示三维图像和二维图像的周期的速度。例如，因左图像和右图像形成的一个三维图像和二维图像可被显示1/60秒或1/50秒。图5示出当例如在一个周期中三维图像、第一二维图像和第二二维图像被显示时的示例。第二二维图像可以与第一二维图像相同。由于在单个周期期间两个二维图像被显示，二维图像的质量可被增强。或者，第二二维图像可不同于第一二维图像。在这种情况下，二维图像的帧频率被提高。
显示面板10对在一个周期期间输入的图像信号进行扫描的速度是刷新速率。例如，当显示面板10具有60Hz或50Hz的帧频率(或帧速率)并且一个周期中的图像信号包括左图像信号、左反转图像信号L-inv、第一二维图像信号2D、右图像信号R、右反转图像信号R-inv和第二二维图像信号2D时，所述图像信号的每个可具有360Hz或300Hz的刷新速率。帧速率和刷新速率不限于这些，并且可考虑期望的图像纹理或类似被进行各种改变。此外，图像信号的输入次序不限于图2中示出的次序。
图3是描述根据示例性实施例基于图2中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图。在图3中，背光单元20和快门式眼镜45基于图像信号被驱动。当左图像信号L被输入给显示面板10时，背光单元20被全部接通，快门式眼镜45的左快门45a开启，并且快门式眼镜45的右快门45b被关闭。例如，当液晶面板被用作显示面板10时，液晶操作时间可包括根据输入信号开启液晶面板花费的升起时间(rising time)、保持液晶面板的开启状态花费的时间以及完全关掉液晶面板花费的落降时间(falling time)。当液晶面板被保持在开启状态时，背光单元20可以仅阶段地发光。相应地，背光单元20在数据信号被输入后的升起时间期间可被关掉，当液晶面板被保持在开启状态时可被开启，并且在落降时间期间可被关掉。背光单元20可由背光单元控制器35控制。
然后，当左反转图像信号L-inv被输入给显示面板10时，背光单元20被全部接通，并且快门式眼镜45的左快门45a和右快门45b被关闭。当二维图像信号2D被输入给显示面板10时，背光单元20被全部接通，并且快门式眼镜45的左快门45a和右快门45b被关闭。当右图像信号R被输入给显示面板10时，背光单元20被全部接通，快门式眼镜45的左快门45a被关闭，并且快门式眼镜45的右快门45b打开。当右反转图像信号R-inv被输入给显示面板10时，背光单元20被全部接通，快门式眼镜45的快门式眼镜45的左快门45a和右快门45b被关闭。当最后的二维图像信号2D被输入给显示面板10时，如上所述，背光单元20被全部接通，并且快门式眼镜45的左快门45a和右快门45b被关闭。
观看者不独立地识别在一个例如1/60秒或1/50秒的周期中显示的每个图像，而是将所述多个图像作为一个混合图像观看。佩戴快门式眼镜45的观看者可将立体图像看作左图像和右图像，所述左图像和右图像根据快门式眼镜45的打开和关闭被分开地、分别被左右眼观看，并且只要帧速率在预定范围内，则观看者不识别其他图像的截止。不佩戴快门式眼镜45的观看者能够观看平面(monoscopic)图像，在所述平面图像中，二维图像与灰度背景混合，所述灰度背景在左图像和左反转图像被混合并且右图像和右反转图像被混合时形成。这样，根据当前示例性实施例的二维/三维图像显示设备可使得不同的观看者同时观看二维图像和三维图像。不佩戴快门式眼镜45的观看者也可观看二维图像，而不体验眼部疲劳。因而，体验眼部疲劳或者在观看三维图像许久后想要观看二维图像的观看者可摘下快门式眼镜45并可观看二维图像。也就是说，观看者可选择二维图像和三维图像之一，并且多个观看者根据他们自己的选择可一同观看二维图像和三维图像。
二维图像信号2D可包括与由于左图像信号L和右图像信号R而形成的三维图像没有差别的图像信号。在这种情况下，同一图像可被视为三维图像或二维图像。
或者，二维图像信号2D可包括独立于因左图像信号L和右图像信号而形成的三维图像的图像信号。在这种情况下，所述三维图像和二维图像彼此不同，并且两个不同的频道可被显示在一个屏幕上。
此外，背光单元20可被划分为多个块，并且所述块的光源可以块为单位顺序地被驱动，而不是背光单元20被全部开启或关掉。例如，背光单元20可被划分为显示面板10的扫描方向上的N个块，并且背光单元20的N个块可与图像寻址同步、顺序地被开启。背光单元20的块可表示多个光源一同被控制的区域。例如，参照图4，背光单元20可包括多个光源22以及第一背光块至第三背光块20a至20c。当背光单元20的光源22被开启时，第一背光块20a中的光源22可被开启，第二背光块20b中的光源22可被开启，然后第三背光块20c中的光源22可被开启。当第二背光块20b的光源22被开启时，第一背光块20a的光源22不需要被关掉。可考虑例如显示面板10的响应速度或帧速率对在第一背光块20a至第三背光块20c的每个中的光源22的开启保持时间进行各种调整。由于多个背光块20a至20c中的光源22可顺序地被驱动，因此可增加用于向显示面板10发光的时间以提高亮度，并且可降低由显示面板10的低响应速度造成的串扰。
图5是描述根据另一示例性实施例基于图2中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图。在图5中，在第一背光块至第N背光块中的光源顺序地被开启。
图6是示出根据另一示例性实施例的向图1中示出的二维/三维图像显示设备输入的图像信号的示图.
参照图6，图像信号输入单元30可包括黑图像信号Black、左图像信号L、左反转图像信号L-inv、二维图像信号2D、黑图像信号Black、右图像信号、右反转图像信号R-inv和二维图像信号2D。在图6中，由于黑图像Black也被包括，所以可降低由显示面板10的低响应速度造成的串扰。将一个周期中的图像称为一个帧，并且将包括在一个帧中的每个图像称为子图像帧，并且将与每个子图像帧相应的扫描速度称为刷新速率。例如，当一个帧的频率是60Hz或50Hz，并且一个帧包括八个子图像帧时，每个子图像帧的刷新速率可以是470Hz或400Hz。
图7是描述根据另一示例性实施例基于图6中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图。
参照图7，与左图像信号L同步，快门式眼镜45的左快门45a打开并且快门式眼镜45的右快门45b被关闭；与右图像信号R同步，左快门45a被关闭并且右快门45b打开；与其他图像信号同步，快门式眼镜45被关闭。这样，佩戴快门式眼镜45的观看者可观看因左图像和右图像而形成的三维图像。不佩戴快门式眼镜45的观看者可观看黑图像和因左图像信号L和左反转图像信号L-inv形成的灰度背景上的第一二维图像，并且还可观看黑图像和因右图像信号R和右反转图像信号R-inv形成的灰度背景上的第二二维图像。第二二维图像可与第一二维图像相同。由于通过重复地显示同一图像提高二维图像的帧频率，可降低串扰。第一二维图像和第二二维图像可包括与因左图像信号L和右图像信号R形成的三维图像相应的图像。或者，第一二维图像和第二二维图像可包括独立于因左图像信号L和右图像信号R形成的三维图像的图像。
图8是描述根据另一示例性实施例基于图6中示出的图像信号驱动图1中示出的二维/三维图像显示设备的方法的示图。
在图8中，当一个帧包括如图7中示出的八个子帧时，将背光单元20划分为N个块，并且在所述N个块中的光源22(见图4)顺序地被启动。背光单元控制器35可控制N个块的每个的光源的开启和关闭周期。这里，背光单元20的总体开启频率可与显示面板10的刷新速率相同。
在根据当前示例性实施例的方法中，图像信号输入单元30向显示面板10输入二维图像信号、三维图像信号和三维反转信号中的至少一个。图像信号输入单元30可向显示面板10顺序地输入左图像信号L、左反转图像信号L-inv、二维图像信号2D、右图像信号R和右反转图像信号R-inv。背光单元20向显示面板10发光。因左图像信号L形成的第一图像和因左反转图像信号L-inv形成的第二图像被显示，然后因二维图像信号2D形成的二维图像被显示。然后，因右图像信号R形成的第三图像和因右反转图像信号R-inv形成的第四图像被显示。可混合第一图像和第二图像以显示灰度图像，可混合第三图像和第四图像以显示灰度图像。以此，不佩戴快门式眼镜45的观看者使用裸眼50可观看二维图像。
此外，快门式眼镜45的左快门45a与左图像信号L同步地打开，快门式眼镜45的右快门45b与右图像信号R同步地打开，并且快门式眼镜45与其他图像信号同步地被关闭，从而显示三维图像。
可将示例性实施例实施为存储于计算机可读介质上并由通用数字计算机执行的计算机程序。计算机可读介质的示例包括磁存储介质(如ROM、软盘、硬盘等)、光记录介质(如CD-ROM或DVD)等。
如上所述，根据示例性实施例，可同时观看立体三维图像和二维图像。根据示例性实施例，由于二维图像和三维图像被一同显示，一个观看者可通过佩戴快门式眼镜观看三维图像，而另一观看者可使用裸眼观看二维图像。因而，许多观看者可在一个显示设备上同时自由地观看二维图像和三维图像。此外，由于二维图像和三维图像可被显示为独立的图像，因此可在一个屏幕上显示两个频道。
虽然已具体示出并描述了示例性实施例，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。

Claims (15)

1.一种显示二维图像和三维图形的显示设备，所述显示设备包括：
显示面板，显示图像；
图像信号输入单元，向显示面板输入左图像信号、左反转图像信号、第一二维图像信号、右图像信号和右反转图像信号；和
快门控制器，控制快门式眼镜的左快门和右快门，从而左快门与左图像信号同步地打开，右快门与右图像信号同步地打开，并且左快门和右快门与左反转图像信号、第一二维图像信号和右反转图像信号同步地被关闭。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，显示面板显示包括第一图像和第二图像的组合的第一灰度图像，并且显示设备显示包括第三图像和第四图像的组合的第二灰度图像，其中，第一图像因左图像信号形成，第二图像因左反转图像信号形成，第三图像因右图像信号形成，并且第四图像因右反转图像信号形成。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中，在右反转图像信号被输入后，图像信号输入单元还向显示面板输入第二二维图像信号。
4.如权利要求1所述的显示设备，其中，图像信号输入单元还向显示面板输入至少一个黑图像信号。
5.如权利要求1所述的显示设备，还包括：背光单元，向显示面板发光，并且包括在图像信号的扫描方向上排列的多个块当中划分的多个光源，并且其中，所述光源以块为单位顺序地被开启。
6.如权利要求5所述的显示设备，其中，背光单元的开启频率与显示面板的刷新速率相同。
7.如权利要求1所述的显示设备，其中，由第一二维图像信号形成的图像与由左图像信号和右图像信号形成的三维图像相应。
8.如权利要求1所述的显示设备，其中，由第一二维图像信号形成的图像与由左图像信号和右图像信号形成的三维图像不同。
9.一种驱动显示二维图像和三维图像的显示设备的方法，所述方法包括：
向显示面板输入左图像信号、左反转图像信号、第一二维图像信号、右图像信号和右反转图像信号；
在显示面板上显示包括基于左图像信号的第一图像和基于左反转图像信号的第二图像的组合的图像；
在显示面板上显示基于第一二维图像信号形成的二维图像；
在显示面板上显示包括基于右图像信号形成的第三图像和基于右反转图像形成的第四图像的组合的图像；和
与左图像信号同步地打开快门式眼镜的左快门，与右图像信号同步地打开快门式眼镜的右快门，并且与左反转图像信号、第一二维图像信号和右反转图像信号同步地关闭左快门和右快门。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述包括第一图像和第二图像的组合的图像包括通过混合第一图像和第二图像而显示的第一灰度图像，并且所述包括第三图像和第四图像的组合的图像包括通过混合第三图像和第四图像而显示的第二灰度图像。
11.如权利要求9所述的方法，还包括：在右反转图像信号被输入后，向显示面板输入第二二维图像信号。
12.如权利要求9所述的方法，还包括：向显示面板输入至少一个黑图像信号。
13.如权利要求9所述的方法，其中，
显示设备包括背光，所述背光包括在图像信号的扫描方向上排列的多个块当中划分的多个光源；并且
所述向显示面板发光包括以块为单位顺序地开启多个块中的多个光源。
14.如权利要求9所述的方法，其中，显示面板的帧频率是50Hz或60Hz。
15.如权利要求9所述的方法，其中，由第一二维图像信号形成的图像与由左图像信号和右图像信号形成的三维图像相应。
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