CN103403788B - 3d液晶显示装置的驱动方法、驱动系统和一种3d眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种3D液晶显示装置的驱动方法、驱动系统和一种3D眼镜。所述3D液晶显示装置的驱动方法，包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的步骤，所述单眼频率为62～118HZ。本发明由于将输入画面的更新频率调整到(62～118HZ)×2，通过3D眼镜后的单眼频率为62～118HZ，这样就避开了常见的50HZ(中国大陆的市电频率)和60HZ(台湾的市电频率)的环境光，可以有效改善环境光带来的闪烁感，且只需要修改液晶面板的输出时序即可调节，不需要调整液晶面板的其他电路，升级方便，整改难度小，有利于节约生产和改造成本。
Description
【技术领域】
本发明涉及液晶显示领域，更具体的说，涉及一种3D液晶显示装置的驱动方法、驱动系统和一种3D眼镜。
【背景技术】
液晶显示装置由于其耗能少、体积小等原因，受到广泛消费者的热爱。
现存的3D快门式的面板，通常使用100Hz或是120Hz画面更新率，对应到3D眼镜则分别50Hz或是60Hz的开关频率，但实际使用者会因为环境光同样是50Hz或是60Hz的波动，在环境光的叠加影响下，造成使用者有较强烈的闪烁感产生(如图1中即示出了单眼60Hz的3D显示面板在和60Hz环境光叠加的示意图)。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低串扰的3D液晶显示装置的驱动方法、驱动系统和一种3D眼镜。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种3D液晶显示装置的驱动方法，包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的步骤，所述单眼频率为62～118Hz。
进一步的，所述驱动方法还包括频率调节步骤：将输入画面的更新频率调整为目标频率。可以适用于不同更新频率的输入画面，提高了产品的适用范围。
进一步的，所述液晶显示装置的显示驱动模块直接接收的输入画面的单眼频率为62～118HZ，直接对面板进行驱动。这样显示驱动模块(如时序驱动电路等)不需要再对输入的信号进行频率转换，提高了显示驱动模块的响应速度。
进一步的，所述单眼频率为62Hz-72Hz。在现有技术条件下如果不增加LVDS的数量，其支持的换算画面更新率最高约可达72*2Hz，因此帧速率控制 在(62Hz-72Hz)×2的区间可以在降低串扰的前提下不增加额外的硬件成本。
进一步的，所述单眼频率为65Hz。目标频率优选为65赫兹，是由于现有技术中常用的两种频率制式为50赫兹与60赫兹，50赫兹只需要每3帧补偿1帧画面，而60赫兹只需每11帧后加1帧画面，65赫兹刚好可以以较小的间隔取整，为匹配这两种主流制式需要插入的画面较少，仅采用一种画面补偿模式，设计简单。并且，通过实验数据显示，当目标频率选择在65赫兹时，能够达到更佳的视觉效果，减少用户的闪烁感。
一种3D液晶显示装置的驱动系统，包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的显示驱动模块，所述的单眼频率为62～118HZ。
进一步的，所述的单眼频率为65Hz。目标频率优选为65赫兹，是由于现有技术中常用的两种频率制式为50赫兹与60赫兹，50赫兹只需要每3帧补偿1帧画面，而60赫兹只需每11帧后加1帧画面，65赫兹刚好可以以较小的间隔取整，为匹配这两种主流制式需要插入的画面较少，仅采用一种画面补偿模式，设计简单。并且，通过实验数据显示，当目标频率选择在65赫兹时，能够达到更佳的视觉效果，减少用户的闪烁感。
进一步的，所述显示驱动模块接收的输入画面的单眼频率为62～118HZ，直接对面板进行驱动。这样显示驱动模块(如时序驱动电路等)不需要再对输入的信号进行频率转换，提高了显示驱动模块的响应速度。
进一步的，所述驱动模块还包括将输入画面的更新频率调整为目标频率的转换单元。通过转换单元可以将不同更新频率的输入画面转换成目标频率，提高了产品的适用范围。
一种用于本发明所述3D液晶显示装置的驱动系统的3D眼镜，所述3D眼镜的开关频率等于所述3D液晶显示装置的面板的单眼频率。
本发明由于将面板驱动的单眼频率调整到62～118HZ，在此更新率下面板的输出是124～236Hz，对应3D眼镜开关频率为62～118HZ。这样就避开了常见的50HZ(中国大陆的市电频率)和60HZ(台湾的市电频率)的环境光的影 响，当输入画面的更新频率超过62HZ以后，环境光的串扰明显减少，这样就可以有效改善环境光带来的闪烁感，从原理上说，画面更新率可以无上限，但考虑到液晶面板所需的充电时间，将面板的单眼频率调节到62Hz-118Hz是比较合适的。
【附图说明】
图1是3D眼镜开关频率与环境光波动结合的波形示意图；
图2是本发明所述3D液晶显示装置驱动方法的原理图；
图3是本发明只用一个过压驱动表的3D液晶显示装置驱动方法的原理图；
图4是本发明只用一个过压驱动表的3D液晶显示装置的驱动系统的组成示意图；
图5是本发明实施例一所述源源图像信号转换及系统结构示意图；
图6是本发明实施例一左眼源图像信号转换示意图；
图7是本发明实施例一右眼源图像信号转换示意图；
图8是本发明实施例一图像信号转换后的信号波动图表；
图9是不同频率信号的视觉感受对比图；
图10是本发明实施例三的3D液晶显示装置的驱动系统组成示意图。
其中：10、显示驱动模块；20、转换单元；30、以及过压驱动模块。21、缓冲处理模块；22、补偿模块。
【具体实施方式】
本发明公开一种3D液晶显示装置的驱动方法，包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的步骤，所述单眼频率为62～118HZ。
如图2所述，为了适用于不同更新频率的输入画面，提高了产品的适用范围，如果输入画面的更新频率不在目标频率的范围内，将输入画面的更新频率调整为目标频率。
当然，液晶显示装置的显示驱动模块直接接收目标频率对面板进行驱动，这样显示驱动模块(如时序驱动电路等)不需要再对输入的信号进行频率转换，提高了显示驱动模块的响应速度。
单眼频率可以进一步优选为62Hz-72Hz。在现有技术条件下如果不增加LVDS的数量，液晶显示装置的显示驱动芯片的极限大约可以做到86MHz。如果以86MHz为上限倒推帧速率(frame rate)，则最高帧速率约为72Hz：86MHz/1050/1125＝72Hz，换算画面更新率约可达72Hz，因此帧速率控制在(62Hz-72Hz)×2的区间可以在降低串扰的前提下不增加额外的硬件成本。
本发明由于将面板驱动的单眼频率调整到62～118HZ，在此更新率下面板的输出是124～236Hz，对应3D眼镜开关频率为62～118HZ。这样就避开了常见的50HZ(中国大陆的市电频率)和60HZ(台湾的市电频率)的环境光的影响，当输入画面的更新频率超过62HZ以后，环境光的串扰明显减少，这样就可以有效改善环境光带来的闪烁感，从原理上说，画面更新率可以无上限，但考虑到液晶面板所需的充电时间，将面板的单眼频率调节到62Hz-118Hz是比较合适的。
现以65hz的单眼频率为例：如图9中即示出了50hz、60hz和65hz的单眼频率和60hz的环境光叠加后的人眼感知频率进行数学模型模拟，即将不同的频率下通过3D眼睛的面板屏幕光+环境光的叠加信号进行傅里叶变换后，与人的闪烁度感知对照的示意图。
从图中可以看出，65hz的单眼频率的面板受60hz的环境光的影响较低，与环境光叠加后，其第一个较低阶的波峰不仅所在频率位置相对于叠加后的60hz与50hz的单眼频率的面板来说更高，且其分布的输出值的峰值也较低；而有更多的频率分布向其他更高阶的波峰移去，对应到人眼闪烁感知曲线来看，当目标频率选择在65赫兹时，能够达到更佳的视觉效果，用户的闪烁感降低。当然，62hz的单眼频率的面板受60hz的环境光的影响较之60hz的面板来说也较低，但其效果稍弱于65hz的单眼频率的面板。
显示画面的数据通过LVDS来传输，一组(one channel)LVDS的实用速度上限为80MHz，
对应解析度与画面更新率，则
HD@60Hz＝1channel LVDS
FHD@60Hz＝2channel LVDS
FHD@120Hz＝4channel LVDS
(1)如果不考虑成本，也就是不限定使用LVDS组数，则画面更新率可以无上限，但考虑到液晶面板所需的充电时间，则480Hz大概是目前的极限。
(2)考量成本之下不增加LVDS组数，目前IC的极限大约可以到86MHz，换算液晶面板的进行驱动的频率可达(62Hz-72Hz)×2。
(3)液晶面板的时序控制芯片到显示驱动芯片的介面是mini-LVDS，其频率换算是LVDS的四倍，一组的极限为345MHz，所以单纯考量LVDS频率极限就可以。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
如图3所示，本实施方式的频率调节步骤包括：A、当接收到的源图像信号的制式与预设的目标频率不同时，对接收到的源图像信号的制式进行频率转换，将其显示频率转换为目标频率，生成目标图像信号；B、使用与目标图像信号的目标频率配合的过压驱动表进行过压驱动输出。
由于液晶的偏转反应速度不够快，这样造成显示效果不够好，因而出现了过压驱动用以加快液晶的反应速度。在过压驱动中，所加载的额外的电压量由先前的图像状态和当前的图像状态决定。即根据上一帧的图像中最后一个像素以及当前帧的图像的第一个像素来决定所述过压驱动的电压量。由于不同画面的灰阶不同，过压驱动所需要的电压值也不同，因此需要在液晶显示装置中设置一个过压驱动表，以符合相应的过压输出，得到预期的画面灰阶。
本发明同时公开一种3D液晶显示装置的驱动系统：该3D液晶显示装置的驱动系统包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的显示驱动模块 10，单眼频率为62～118HZ。
如图4所示，显示驱动模块10的输入信号的更新频率等于所述目标频率。这样显示驱动模块10(如时序驱动电路等)不需要再对输入的信号进行频率转换，提高了显示驱动模块10的响应速度。
当然，为了将不同更新频率的输入画面转换成目标频率，提高了产品的适用范围，驱动模块还可以包括将输入画面的更新频率调整为目标频率的转换单元。
本发明还公开了本发明3D液晶显示装置的驱动系统的3D眼镜，该3D眼镜的开关频率等于所述单眼频率，即所述面板的目标频率的一半。
包括用于将输入画面的更新频率调整为(62～118HZ)×2的转换单元20。还可以在转换单元20后面耦合过压驱动模块30，该过压驱动模块30仅使用一组与所述目标频率配合使用的过压驱动表。
本技术方案通过将频率与目标频率不同的源图像信号转换成具有目标频率的图像信号，这样，液晶显示装置只需要使用一组过压驱动表就可以针对不同频率的图像信号进行显示而不会导致灰阶亮度曲线不佳，节省了大量的记忆体进而节省了成本。对于3D显示装置来说，不同频率左右眼图像信号的可以通过转换成目标频率而共用一组过压驱动表，降低闪烁感以及串扰。而对于2D显示来说，可以适应其它的频率的图像输入，并使显示达到更优的显示效果。
对于步骤A，若源图像信号的频率小于目标频率，则还执行步骤：S1：通过生成新的帧画面，并插入到源图像信号中使图像信号的频率与目标频率相同。
对于步骤A，若源图像信号的频率大于目标频率，则还执行步骤：S2：从源图像信号中选择部分画面，丢弃所选择的部分画面。
根据该上述驱动方法，本发明通过一个具体的3D液晶显示装置的驱动系统的实施例来进行进一步描述。
实施例一
如图4、5所示，液晶显示装置的驱动系统包括：转换单元20以及过压驱 动模块30。转换单元20包括：缓冲处理模块21以及补偿模块22。所述缓冲处理模块21内设置有：两个画面的缓冲控制器、与所述缓冲控制器连接的缓冲记忆体以及固定频率时钟；所述补偿模块22包括：补偿器、静态缓冲记忆体、缓冲器、X帧画面计数器以及数据输出端口。
本实施例以60赫兹的3D快门式显示装置的左眼源图像信号数据转换成目标频率为65赫兹的目标图像信号进行说明，当左眼数据进入缓冲处理模块21的两个画面的缓冲控制区，利用固定频率时钟同时将第N个画面与第N+1个画面动作侦测并存储于缓冲记忆体内。之后同时将第N个画面以及第N+1个画面输入补偿模块22中的补偿器以及缓冲器内，并在补偿模块22内生成补偿画面X同时存储于静态缓冲记忆体内，缓冲器内的画面正常输出，此时利用X帧画面计数器控制数据输出端口以控制补偿画面在恰当的时机输出(即插入源图像信号中，在适当的时机(即计算得到的插入补偿画面X的时机)将补偿画面X插入到第N帧画面及第N+1画面之间，与之同时输出。输出的各帧画面经过过压驱动模块10存储于画面记忆体内并通过与过压驱动表对比进行输出控制。
以上是本实施例中60赫兹左眼源图像信号数据处理后进入过压驱动输出的举例，而若以50赫兹的右眼信号来说，其补偿方式也与之相同。当然，左右眼信号的频率并不限于本实施例所举的数值。
本实施例中，所述插入到源图像信号中的新的帧画面即补偿画面X为全黑、或全白、或计算生成的动作侦测补偿画面、或上一帧画面、或下一帧画面。若需要插入的画面数量较少，则可选择简单的如全黑、全白或上一帧或下一帧画面，若需要插入数量较多，则可选择计算生成的动作侦测补偿画面，以使有较好的显示。
本实施例中，插入补偿画面X的数量根据源图像信号的频率与目标频率的差值来选择，而其插入时机可以是平均的插入，也可以是随机的插入，或者在特定的点进行插入。如图6所示，左眼60赫兹的源图像信号要转换成65赫兹的目标频率需要插入5帧补偿画面X，本实施例采用在一个频率周期内，将新 的帧画面平均的插入到所述源图像信号中的帧画面间方式，即在每11帧画面后插入一补偿画面X。如图7所示，右眼50赫兹的源图像信号转换成65赫兹的目标频率需要插入15帧画面，因此，每10帧中，在每3帧画面后插入一补偿画面X。平均插入的方式可以使画面显示更显流畅。如图8所示，补偿后的运动曲线会产生些微小的抖动，但在3D观看下，并不明显。由于本实施例选择的是常用的两种频率制式的信号，分别为50赫兹和60赫兹，而50与60正好为5的公约数，为了更好的进行匹配补偿画面的平均插入，目标频率最好也为5的公约数，本实施例所选择65赫兹正好是5的公约数。或者，目标频率还可以选择55赫兹，但是需要两种模式将源图像信号改变至该目标频率，即一种模式是补偿画面模式，另一种模式是丢弃画面模式，这样即增大了设计难度和成本。而以65赫兹刚好可以以较小的间隔取整，且只用补偿画面模式即可，且为匹配这两种主流制式需要插入的画面较少。
本发明由于将输入画面的更新频率调整到(62～118HZ)×2，利用简易的动画侦测与补偿，将原本单眼的输入画面的更新率为50祯每秒或60祯每秒均转换为固定的62～118HZ祯每秒作输出，在此更新率下面板的输出是(62～118HZ)×2＝124～236Hz，对应3D眼镜开关频率为62～118HZ。这样就避开了常见的50HZ(中国大陆的市电频率)和60HZ(台湾的市电频率)的环境光的影响，当输入画面的更新频率超过60HZ以后，环境光的叠加串扰明显减少，这样就可以有效改善环境光带来的闪烁感，且只需要修改液晶面板的输出时序即可调节，不需要调整液晶面板的其他电路，升级方便，整改难度小，有利于节约生产和改造成本。按理说，画面更新率可以无上限，但考虑到液晶面板所需的充电时间，又由于3D显示中，一幅画面分左眼、右眼两帧显示，因此输入画面的更新频率调节到62Hz-118Hz是比较合适的。
本实施例中，通过在源图像信号进行补偿帧画面使之达到与过压驱动模块30相对应的目标频率，以使过压驱动模块30能够正确的进行过压驱动。而对于目标频率的选择应当大于45赫兹以上，以使人眼不能感知到闪烁，当然，最好 大于60赫兹，以使人眼观看时有较好的效果。
实施例二：
作为发明实施例二，与实施例一的区别在于，左眼源图像信号为60帧，而目标频率为55赫兹，因此，源图像信号的处理方式是丢弃5帧画面，从而使其与目标频率一致。此时，通过补偿模块将源图像信号中的5帧画面进行去除，当然，其去除方式也是通过从原图像信号中一个频率周期内即60个帧画面中进行平均抽取的，也就是说，按照画面显示的时间轴，平均每隔几个画面就从中抽取一帧丢弃。对于右眼信号的处理方式也是相同，即或增或减掉相应的帧画面即可。
实施例三：
实施例一及实施例二中的源图像信号制式以及目标图像信号的频率都是确定的，因此不需要进行信号的判断。
而对于本实施例来说，增加了图像信号的判断模块，以便针对不同的源图像信号实现一个过压驱动表进行驱动输出。如图10所示，液晶显示装置的驱动系统包括：判断模块10、转换单元20以及过压驱动模块30。其驱动过程可表示如下：
A：判断接收到的源图像信号的制式是否需要进行频率转换，若是，将其显示频率转换为目标频率，生成目标图像信号；若否，则源图像信号即为目标图像信号；
B：使用与目标图像信号的目标频率配合的一个过压驱动表进行过压驱动输出。
实施例四
本发明提高目标频率后通过插补画面的形式来平衡显示效果，为了达到比较理想的显示效果，还可以有其他频率取值，具体分析如下：
50Hz和60Hz用“因数分解”得：
50＝2×52
60-22×3×5
公因数为2、5，所以只要含有公因数的画面更新率都可以用插补画面的方式产生，例如：62Hz、64Hz、65Hz、66Hz、68Hz、70Hz、72Hz。
以70Hz为计算范例：
50＝10×5
60＝10×6
70＝10×7
则对应输入50Hz，每5祯唯一个单位，需插入两祯画面达成70Hz。
对应输入60Hz，每6祯唯一个单位，需插入一祯画面达成70Hz。
当然，如果显示驱动模块接收的输入画面的单眼频率为62～118HZ，则可不需要做频率调整的步骤，而直接对面板进行驱动。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，比如，若源图像画面的频率与目标频率一致，则在补偿模块中将不做处理。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种3D液晶显示装置的驱动方法，包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的步骤，其特征在于，所述单眼频率为62～118HZ,所述驱动方法还包括频率调节步骤：将输入画面的更新频率调整为目标频率,当左眼数据进入缓冲处理模块的两个画面缓冲控制区，利用固定频率时钟同时将第N个画面与第N+1个画面动作侦测并存储于缓冲记忆体内，之后同时将第N个画面以及第N+1个画面输入补偿模块中的补偿器以及缓冲器内，并在补偿模块内生成补偿画面，同时存储于静态缓冲记忆体内，缓冲器内的画面正常输出，此时利用X帧画面计算器控制数据输出端口以控制补偿画面在恰当的时机输出，将补偿画面插入到第N帧画面及第N+1画面之间，与之同时输出，输出的各帧画面经过过压驱动模块存储于画面记忆体内并通过与过压驱动表对比进行输出控制。
2.如权利要求1所述的3D液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，所述液晶显示装置的显示驱动模块直接接收的输入画面的单眼频率为62～118HZ，直接对面板进行驱动。
3.如权利要求1～2任一所述的3D液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，所述单眼频率为62Hz-72Hz。
4.如权利要求1～2任一所述的3D液晶显示装置的驱动方法，其特征在于，所述单眼频率为65Hz。
5.一种3D液晶显示装置的驱动系统，包括使用(单眼频率×2)的目标频率对面板进行驱动的显示驱动模块，其特征在于，所述的单眼频率为62～118HZ；3D液晶显示装置的驱动系统还包括转换单元以及过压驱动模块，所述转换单元包括：缓冲处理模块以及补偿模块，所述缓冲处理模块内设置有两个画面的缓冲控制器与所述缓冲控制器连接的缓冲记忆体以及固定频率时钟；所述补偿模块包括：补偿器、静态缓冲记忆体、缓冲器、X帧画面计算器以及数据传输端口；将输入画面的更新频率调整为目标频率,当左眼数据进入缓冲处理模块的两个画面缓冲控制区，利用固定频率时钟同时将第N个画面与第N+1个画面动作侦测并存储于缓冲记忆体内，之后同时将第N个画面以及第N+1个画面输入补偿模块中的补偿器以及缓冲器内，并在补偿模块内生成补偿画面，同时存储于静态缓冲记忆体内，缓冲器内的画面正常输出，此时利用X帧画面计算器控制数据输出端口以控制补偿画面在恰当的时机输出，将补偿画面插入到第N帧画面及第N+1画面之间，与之同时输出，输出的各帧画面经过过压驱动模块存储于画面记忆体内并通过与过压驱动表对比进行输出控制。
6.如权利要求5所述的3D液晶显示装置的驱动系统，其特征在于，所述的单眼频率为65Hz。
7.如权利要求5所述的3D液晶显示装置的驱动系统，其特征在于，所述显示驱动模块接收的输入画面的单眼频率为62～118HZ，直接对面板进行驱动。
8.如权利要求5所述的3D液晶显示装置的驱动系统，其特征在于，所述驱动模块还包括将输入画面的更新频率调整为目标频率的转换单元。
9.一种用于权利要求6～8任一所述3D液晶显示装置的驱动系统的3D眼镜，其特征在于，所述3D眼镜的开关频率等于所述3D液晶显示装置的面板的单眼频率。
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