CN103051912A - 快门眼镜式3d液晶电视扫描方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，在小于1/(R×F)的时间差内依序打开至少两行相邻液晶分子的驱动，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时输出使能端进入有效电平，液晶驱动单元向上述液晶分子的驱动送入相同的图像数据，其中F为3D液晶电视的频率，R为3D液晶电视的分辨率。本发明公开一种快门眼镜式3D液晶电视扫描系统，包括SOC、液晶屏驱动单元、背光驱动单元、快门眼镜控制单元和液晶屏。液晶屏上的液晶分子驱动装置能在液晶屏驱动单元的控制下在极短的时间差内打开至少两行相邻液晶分子，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时液晶屏驱动单元令输出使能端进入有效电平并向上述液晶分子的驱动送入相同数据。

Description

快门眼镜式3D液晶电视扫描方法及系统

技术领域

本发明涉及一种快门眼镜式3D液晶电视扫描方法及系统。

背景技术

快门眼镜式3D液晶电视通过提高画面刷新率，再将一帧图像一分为二形成对应左右眼的两组画面交错显示，在电视显示右眼画面时开启右镜片关闭左镜片，显示左眼画面时开启左镜片关闭右镜片，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。

目前影响快门眼镜式3D液晶电视显示效果的直接因素是串扰(Crosstalk)和亮度。串扰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背光的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关不同步。

受液晶屏成本的限制，主流的快门眼镜式3D液晶电视中多为120Hz技术。通常是根据液晶分子的扫描时序进行背光扫描控制以优化其3D效果。为了优化2D下画质和3D下的串扰效果现发开出了刷新率为240Hz的液晶屏，在左右眼图像间增加黑色图像(即左、黑、右、黑图像的显示时间均为1/240s)。这种液晶屏的背光控制方式一般是Blinking方式(即LED背光同时开关进行控制)，通过背光及眼镜的开关控制以减小左右眼串扰。但由于黑色图像的插入，大幅地降低了图像的亮度，在一定程度上带来了3D效果的损失。而且由于提高了图像的刷新速度，液晶屏的成本也有所增加。

发明内容

为了克服上述的缺陷，本发明提供一种降低串扰、提高亮度的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法及系统。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，在小于1/(R×F)的时间差内依序打开至少两行相邻液晶分子的驱动，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时输出使能端进入有效电平，液晶驱动单元向上述液晶分子的驱动送入相同的图像数据；其中F为3D液晶电视的频率，R为3D液晶电视的分辨率。

另一方面，本发明提供一种快门眼镜式3D液晶电视扫描系统，所述系统包括能输出3D图像信号的SOC、将所述3D图像信号进行倍频的液晶屏驱动单元、背光驱动单元、快门眼镜控制单元和液晶屏；液晶屏上的液晶分子驱动装置能在液晶屏驱动单元的控制下在极短的时间差内打开至少两行相邻液晶分子，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时液晶屏驱动单元令输出使能端进入有效电平并向上述液晶分子的驱动送入相同数据。

本发明快门眼镜式3D液晶电视扫描方法在极短的时间内打开至少两行相邻液晶分子的驱动，实现了对至少两行液晶画面的同时刷新，提高了每帧图像的刷新频率。本方法有效增加了液晶扫描行间的液晶稳态的重合时间，大大减小了3D画面显示下的串扰，且同时提高了3D画面的亮度以及亮度的均匀性。

本发明快门眼镜式3D液晶电视扫描系统的利用液晶分子驱动装置在极短的时间差内打开至少两行相邻液晶分子、并向上述液晶分子的驱动送入相同数据，实现了本发明快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，减小串扰，提高亮度，令快门眼镜式3D液晶电视的显示效果更好。

附图说明

图1为本发明扫描方法优选实施例原理示意图。

图2为图1所示优选实施例中眼镜与显示画面的对应关系示意图。

图3为图1所示优选实施例背光分区扫描时序图。

图4为图1所示优选实施例背光Blinking扫描时序图。

图5为本发明扫描系统优选实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明做详细描述。

如图1所示，本发明快门眼镜式3D液晶电视扫描方法为在小于1/(R×F)的时间差内依序打开至少两行相邻液晶分子的驱动，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时输出使能端进入有效电平，液晶驱动单元向上述液晶分子的驱动送入相同的图像数据。其中F为3D液晶电视的频率；R为3D液晶电视的分辨率，分辨率包括1080p、720p、2k、4k等。实现了对至少两行液晶画面的同时刷新，提高了每帧图像的刷新频率，增加了液晶扫描行间的液晶稳态的重合时间，在减小3D画面显示下串扰的同时提高了3D画面的亮度以及亮度的均匀性。

考虑到实现成本和技术难度的问题，打开相邻液晶分子驱动的行数优选为两行。即，在小于1/(R×F)的时间差内打开第i行和第i+1行液晶分子驱动，在第i行和第i+1行液晶分子驱动同为有效电平时输出使能端进入有效电平，液晶驱动单元向第i行和第i+1行液晶分子驱动送入相同数据。其中，向第i行和第i+1行液晶分子驱动送入的数据可以是原属于第i行的图像数据也可以是原属于第i+1行的图像数据。利用双行刷新扫描技术提高每帧图像的刷新频率，减小串扰，提高亮度，令3D画面的显示效果更好。

在小于1/(R×F)的时间差内打开第i行和第i+1行液晶分子驱动的具体方法不限，优选的方法为：将CPV信号(控制液晶分子打开的信号，这个信号的上升沿液晶分子开始打开)的频率提高一倍且第奇数个或第偶数个高电平的持续时间短于1/(R×F×2)。CPV信号来自于液晶驱动(TCON)，其频率的改变和控制简单易行。

因为CPV信号的频率提高一倍导致图像的扫描频率提高了一倍，可以将STV信号(场同步信号，即该信号的一个脉冲代表刷新一帧新的图像)的频率也提高一倍。此时接连两次显示同一帧图像，提高了画面的亮度和亮度的稳定性。也可以保持STV信号的频率不变，刷新完每帧图像后添加一帧过渡图像持续到下一帧图像的到来。过渡图像具体内容不限，可以为黑屏、预设灰阶画面或随机灰阶画面。如图2所示，X表示为与前一帧图像相同的画面或者是黑屏、预设灰阶画面或随机灰阶画面等过渡图像。

3D液晶电视的每行液晶分子根据图像内容进行翻转，翻转到确定角度就处于保持状态，一直到下一帧图像到来。由于3D画面下左右眼图像交替显示，而3D画面显示要求左眼只能看到左眼的图像，右眼只能看到有眼的图像。为了实现在单个眼镜镜片打开的时间内只看到一帧图像信息的目的，背光扫描方式可以为分区扫描，即在每个区域液晶分子处于稳态的时间内将相应区域LED背光点亮，而其他时刻该背光关闭。其中分区数n的具体数值不限，优选为2≤n≤18。背光扫描时序如图3所示。

背光扫描方式也可以为Bliking方式，即，在刷新一场图像时取整屏液晶分子的稳态重合时间打开LED背光，同时配合眼镜即可实现出色的效果，配合关系如图4所示。

优选实施例一：如图1和图2所示，频率F为120Hz、分辨率为1080P的液晶屏，STV表示液晶屏驱动IC输出的同步信号，为液晶屏刷新每帧图像信息的场同步信号；CPV为液晶屏驱动板输出的信号，该信号的每个上升沿会打开一行液晶分子；液晶分子在OE信号(数据的使能信号，当该信号为低电平时驱动开始给液晶送数据)为低电平的时间内被送入数据；Gn是第n行的液晶分子的开关信号。

CPV的第n个上升沿到来时Gn信号发生一个上升沿，Gn信号的高电平一般保持CPV信号的两个周期。当Gn信号为高电平时该行液晶分子打开状态，在OE为低电平的时间内被送入数据进行显示图像，该图像会保持到下一帧图像的到来。

将CPV信号的频率提高为现有频率的一倍，即，在原始一个信号周期内发生两次上升沿，而且第一个高电平的时间极短，这样就使得G1、G2的打开时间差极短。控制OE信号在G1、G2同时为高电平的过程中将OE信号置低，使得G1、G2两行液晶分子被同时送入第一行图像。此时G1、G2所对应的两行液晶分子的图像信息是相同的，即刷新一帧图像的时间减短为1/120s的一半，液晶屏在刷新到A图像的1079行图像信息就会停止，等待下一帧B图像的到来。

将STV信号的频率也提高一倍，则图像的刷新频率也提高一倍到240Hz，这样就会将A图像分别重复为两幅画面进行显示，L图像后显示图像仍然为L图像，R图像后显示图像仍然为R图像。

液晶屏刷新一帧图像的时间为1/120s＝8.3ms，而刷新每行图像信息的时间为8.3/1080s。该液晶屏的STV信号频率为240Hz，每隔8.3ms有两个脉冲信号，每两个脉冲对应液晶屏上的一场图像。以时间轴为基准，该液晶屏在0-8.3ms的时间内显示A图像，8.3-16.6ms的时间内显示B图像，C、D图像也依次显示。

A图像和C图像为左眼图像，B图像和D图像为右眼图像。在液晶屏上连续交替的显示左右眼图像，显示左眼图像时，打开左镜片关闭右镜片，显示右眼图像时打开右镜片关闭左镜片。这样保证左右眼分别看到不同的图像，即左眼只看到左图像，右眼只看到右图像，从而在人脑中形成立体影像。即，快门眼镜式3D显示技术是在时间上实现的立体效果。

本优选实施例中通过对CPV信号、STV信号和OE信号做的相应处理，令120Hz液晶屏上的图像刷新速度得到了提高。图像最终在液晶屏端显示均是8.3ms的L，8.3ms的R，由于是在1/240s的时间内刷新完一帧图像，因此每两行液晶分子的重合时间较普通120Hz有很大增加。增加了液晶扫描行间的液晶稳态的重合时间，从而减小3D画面显示下串扰，同时提高了3D画面的亮度以及亮度的均匀性。

优选实施例二：如图1和图2所示，频率F为120Hz、分辨率为1080P的液晶屏。将CPV信号的频率提高为现有频率的一倍，即，在原始一个信号周期内发生两次上升沿，而且第一个高电平的时间极短，这样就使得G1、G2的打开时间差极短。控制OE信号在G1、G2同时为高电平的过程中将OE信号置低，使得G1、G2两行液晶分子被同时送入第二行图像。此时G1、G2所对应的两行液晶分子的图像信息是相同的，即刷新一帧图像的时间减短为1/120s的一半，液晶屏在刷新到A图像的1079行图像信息就会停止，等待下一帧B图像的到来。

STV信号的频率保持120Hz不变，则刷新完每场图像后将保持到下一场图像的到来，即每行图像从刷新到结束是1/120s。显示完图像A的第1079行图像信息后插入一设定灰阶图像。即，L图像后显示一帧灰阶图像，R图像后显示一帧灰阶图像。

液晶屏刷新一帧图像的时间为1/120s＝8.3ms，而刷新每行图像信息的时间为8.3/1080s。该液晶屏的STV信号频率为240Hz，每隔8.3ms有两个脉冲信号，每两个脉冲对应液晶屏上的一场图像。以时间轴为基准，该液晶屏在0-8.3ms的时间内显示A图像，8.3-16.6ms的时间内显示B图像，C、D图像也依次显示。

A图像和C图像为左眼图像，B图像和D图像为右眼图像。在液晶屏上连续交替的显示左右眼图像，显示左眼图像时，打开左镜片关闭右镜片，显示右眼图像时打开右镜片关闭左镜片。这样保证左右眼分别看到不同的图像，即左眼只看到左图像，右眼只看到右图像，从而在人脑中形成立体影像。

本优选实施例与优选实施例一的区别是STV信号的频率保持不变，通过插入灰阶图像来填满显示时间。这种方法使用方便，成本低，3D图像显示效果好。

优选实施例三：如图1至图3所示，频率F为120Hz、分辨率为1080P的液晶屏。将CPV信号的频率提高为现有频率的一倍，即，在原始一个信号周期内发生两次上升沿，而且第一个高电平的时间极短，这样就使得G1、G2的打开时间差极短。控制OE信号在G1、G2同时为高电平的过程中将O E信号置低，使得G1、G2两行液晶分子被同时送入第一行图像。此时G1、G2所对应的两行液晶分子的图像信息是相同的，即刷新一帧图像的时间减短为1/120s的一半，液晶屏在刷新到A图像的1079行图像信息就会停止，等待下一帧B图像的到来。

STV信号的频率保持120Hz不变，则刷新完每场图像后将保持到下一场图像的到来，即每行图像从刷新到结束是1/120s。显示完图像A的第1079行图像信息后插入一设定灰阶图像。即，L图像后显示一帧灰阶图像，R图像后显示一帧灰阶图像。

A图像和C图像为左眼图像，B图像和D图像为右眼图像。在液晶屏上连续交替的显示左右眼图像，显示左眼图像时，打开左镜片关闭右镜片，显示右眼图像时打开右镜片关闭左镜片。这样保证左右眼分别看到不同的图像，即左眼只看到左图像，右眼只看到右图像，从而在人脑中形成立体影像。

背光扫描采用的是分区扫描方法，LED背光共分为6区。LCx是第x行液晶响应曲线，S2为液晶屏从第一行开始刷新数据到最后一行所用的时间，该时间接近于8.3ms，N为每段背光的打开时间，该时间是由每个区内液晶分子的稳态重合时间决定的。

本优选实施例中，每段背光的打开时间比现有技术长，液晶屏从第一行开始刷新数据到最后一行所用的时间比现有技术短，即，液晶稳态重合时间较现有技术增加了。使得背光的调试范围大大增加，背光的打开时间也相应增加。因此采用本发明扫描方法的3D屏亮度较普通120Hz的3D屏有明显增加。由于液晶的刷新时间缩短了一半，使得背光的打开时间总和较之前也有明显减少，保证了背光的打开时间均处于眼镜的镜片响应时间的稳定状态，提高了3D下的亮度均匀性。

优选实施例四：如图1、图2和图4所示，频率F为120Hz、分辨率为1080P的液晶屏。将CPV信号的频率提高为现有频率的一倍，即，在原始一个信号周期内发生两次上升沿，而且第一个高电平的时间极短，这样就使得G1、G2的打开时间差极短。控制OE信号在G1、G2同时为高电平的过程中将OE信号置低，使得G1、G2两行液晶分子被同时送入第一行图像。此时G1、G2所对应的两行液晶分子的图像信息是相同的，即刷新一帧图像的时间减短为1/120s的一半，液晶屏在刷新到A图像的1079行图像信息就会停止，等待下一帧B图像的到来。将STV信号的频率也提高一倍，则图像的刷新频率也提高一倍到240Hz，这样就会将A图像分别重复为两幅画面进行显示，L图像后显示图像仍然为L图像，R图像后显示图像仍然为R图像。

背光扫描采用的是用Bliking方式，即，在刷新一场图像时取整屏液晶分子的稳态重合时间打开LED背光。

本优选实施例与优选实施例四的不同在于背光扫描采用的是用Bliking方式，因为采用本扫描方法令液晶稳态重合时间增加，令Bliking方式的背光扫描时间加长。保证了背光的打开时间均处于眼镜的镜片响应时间的稳定状态，所以在避免串扰的情况下提高了3D下的亮度均匀性。

优选实施例五：频率F为120Hz、分辨率为720P的液晶屏。将CPV信号的频率提高为现有频率的一倍，即，在原始一个信号周期内发生两次上升沿，而且第一个高电平的时间极短，这样就使得G1、G2的打开时间差极短。控制OE信号在G1、G2同时为高电平的过程中将OE信号置低，使得G1、G2两行液晶分子被同时送入第一行图像。此时G1、G2所对应的两行液晶分子的图像信息是相同的，即刷新一帧图像的时间减短为1/120s的一半，液晶屏在刷新到A图像的719行图像信息就会停止，等待下一帧B图像的到来。将STV信号的频率也提高一倍，则图像的刷新频率也提高一倍到240Hz，这样就会将A图像分别重复为两幅画面进行显示，L图像后显示图像仍然为L图像，R图像后显示图像仍然为R图像。

背光扫描采用的是用Bliking方式，即，在刷新一场图像时取整屏液晶分子的稳态重合时间打开LED背光。

本优选实施例中液晶屏的分辨率为720P，对CPV信号、STV信号和OE信号做的相应处理，增加了液晶扫描行间的液晶稳态的重合时间，从而减小3D画面显示下串扰，同时提高了3D画面的亮度以及亮度的均匀性。

如图5所示，本发明快门眼镜式3D液晶电视扫描系统包括能输出3D图像信号的SOC、将3D图像信号进行倍频的液晶屏驱动单元、背光驱动单元、快门眼镜控制单元和液晶屏。液晶屏上的液晶分子驱动装置能在液晶屏驱动单元的控制下在极短的时间差内打开至少两行相邻液晶分子，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时液晶屏驱动单元令输出使能端进入有效电平并向上述液晶分子的驱动送入相同数据。实现了上述快门眼镜式3D液晶电视扫描方法。

优选地，SOC输出的信号为60Hz，经过液晶屏驱动单元倍频后信号为120Hz。

本发明快门眼镜式3D液晶电视扫描系统在低成本的120Hz液晶屏上利用双行刷新图像技术成功实现了240Hz图像刷新的方式。通过控制液晶屏的驱动控制信号，进行控制显示的图像内容，将3D图像在液晶屏上分别显示LLRR或LXRX。本系统结构合理，成本低，串扰小，亮度高，3D显示效果好。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于：在小于1/(R×F)的时间差内依序打开至少两行相邻液晶分子的驱动，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时输出使能端进入有效电平，液晶驱动单元向上述液晶分子的驱动送入相同的图像数据；其中F为3D液晶电视的频率，R为3D液晶电视的分辨率。

2.根据权利要求1所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，在小于1/(R×F)的时间差内打开第i行和第i+1行液晶分子驱动，在第i行和第i+1行液晶分子驱动同为有效电平时输出使能端进入有效电平，液晶驱动单元向第i行和第i+1行液晶分子驱动送入相同数据。

3.根据权利要求2所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，在小于1/(R×F)的时间差内打开第i行和第i+1行液晶分子驱动的方法为：将CPV信号的频率提高一倍且第奇数个或第偶数个高电平的持续时间短于1/(R×F×2)。

4.根据权利要求1所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，将STV信号的频率提高一倍，接连两次显示同一帧图像。

5.根据权利要求1所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，保持STV信号的频率不变，刷新完每帧图像后添加一帧过渡图像持续到下一帧图像的到来。

6.根据权利要求5所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，所述过渡图像为黑屏、预设灰阶画面或随机灰阶画面。

7.根据权利要求1所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，背光扫描方式为分区扫描，分区数≥2且≤18。

8.根据权利要求1所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描方法，其特征在于，背光扫描方式为Bliking方式。

9.一种快门眼镜式3D液晶电视扫描系统，其特征在于，所述系统包括能输出3D图像信号的SOC、将所述3D图像信号进行倍频的液晶屏驱动单元、背光驱动单元、快门眼镜控制单元和液晶屏；液晶屏上的液晶分子驱动装置能在液晶屏驱动单元的控制下在极短的时间差内打开至少两行相邻液晶分子，在上述液晶分子的驱动同为有效电平时液晶屏驱动单元令输出使能端进入有效电平并向上述液晶分子的驱动送入相同数据。

10.根据权利要求9所述的快门眼镜式3D液晶电视扫描系统，其特征在于，所述SOC输出的信号为60Hz，经过液晶屏驱动单元倍频后信号为120Hz。

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