CN103760675A - 一种三维液晶显示装置及快门眼镜和快门眼镜的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三维液晶显示装置及快门眼镜和快门眼镜的控制方法。其中三维液晶显示装置包括：控制背光源开启并在面板交替输出左眼影像和右眼影像期间保持常亮的背光控制器；输出具有固定频率的画面刷新信号并于背光源开启时输出背光启动信号的发送模块。快门眼镜包括控制器，在所述控制器的作用下，快门眼镜接收所述三维液晶显示装置发出的具有固定频率的画面刷新信号和背光启动信号，以收到背光启动信号的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号的正源触发时重新计时，当计时达到设定的计时时长时，控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间，其中所述计时时长与开启时间之和小于固定频率的倒数，且左右眼眼镜的开启顺序与左右眼影像信号的顺序保持一致。

Description

一种三维液晶显示装置及快门眼镜和快门眼镜的控制方法
技术领域
本发明涉及快门式三维显示技术，特别是关于一种三维液晶显示装置及快门眼镜和快门眼镜的控制方法。
背景技术
随着三维显示技术的飞速发展和逐步成熟，三维立体显示技术成为平面显示装置发展的重要方向之一。目前，市场上主流的三维显示技术有色差式、偏光式、快门眼镜(shutter glass)式以及裸眼式。其中，快门眼镜式技术以其立体效果突出、画面分辨率高和液晶模组成本较低等优势得到了市场的广泛认可。快门眼镜式技术通过把一帧图像拆为分别对应左眼和右眼的两帧图像，将这两帧图像在液晶显示装置上连续交替地显示，并同步地控制快门眼镜的镜片开关，使观看者左右双眼分别在恰当的时间看到相应的左右眼图像，然后在大脑中将左右眼图像综合形成具有立体效果的图像。目前，现有的快门式三维显示系统中，液晶显示装置需要采用背光扫描（BL Scanning）技术或者背光闪烁（BL Blinking）技术，来消除左右眼图像串扰（crosstalk）现象。在这两种工作模式下，液晶显示装置的背光都需要与画面扫描同步，也即背光源需要根据画面刷新信号同步工作。如图1所示，是现有的采用背光扫描技术或者背光闪烁技术的液晶显示装置的背光模组的组成结构示意图。从图1中可知，转换器Convertor包括信号处理模块和电压电流控制模块，其中信号处理模块接收背光控制器CB输出的具有固定频率的画面刷新信号（图示STV），并根据该信号产生相应的时序控制信号提供给电压电流控制模块，电压电流控制模块根据时序控制信号输出脉冲电流，以控制背光源BL工作。对于采用背光扫描技术的液晶显示装置而言，背光扫描通常分为八区，需要背光模组转换器中的信号处理模块根据画面刷新信号STV产生八个不同的控制信号，提供给电压电流控制模块。对于采用背光闪烁技术的液晶显示装置而言，虽然背光闪烁不需分区，但也需要背光模组转换器中的信号处理模块根据画面刷新信号STV产生一个控制信号，提供给电压电流控制模块。由于需要采用例如MCU处理器作为信号处理模块，以控制面板扫描与背光源工作同步，因此液晶显示装置的设计相对复杂且成本较高，导致价格上缺乏市场竞争力。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种新的结构简单且成本较低的三维液晶显示装置，以及与三维液晶显示装置配合以进行三维显示的快门眼镜和快门眼镜的控制方法。
本发明提供一种三维液晶显示装置，其特征在于，包括：
背光控制器，其控制背光源开启并在面板交替输出左眼影像和右眼影像期间保持常亮；
发送模块，其输出具有固定频率的画面刷新信号并于背光源开启时输出背光启动信号给快门眼镜，所述画面刷新信号按照其固定频率交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号。
本发明还提供一种快门眼镜，其特征在于，包括控制器，所述控制器包括：
接收模块，其接收三维液晶显示装置发出的具有固定频率的画面刷新信号和背光启动信号，所述画面刷新信号按照其固定频率交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号；
计时模块，其耦接于所述接收模块，以所述接收模块收到背光启动信号的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号的正源触发时重新计时；
开启模块，其耦接于所述计时模块，当所述计时模块计时达到设定的计时时长时，输出控制信号以控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间，其中所述计时时长与开启时间之和小于所述固定频率的倒数，且左右眼眼镜的开启顺序与左右眼影像信号的顺序保持一致。
进一步地，所述开启时间根据快门眼镜的液晶反应时间进行设置。
又或者，所述开启时间为所述固定频率的倒数的三分之一。
优选地，上述快门眼镜还包括：
镜框、设置在所述镜框内的液晶面板以及第一偏光片和第二偏光片，其特征在于，所述液晶面板包括层叠设置的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，其中，所述常黑型液晶面板的厚度不等于所述常白型液晶面板的厚度，所述第一偏光片设置在所述常白型液晶面板和所述常黑型液晶面板之间，所述常黑型液晶面板的液晶层设置在所述第一偏光片和所述第二偏光片之间，并且在所述第一偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间和/或所述第二偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿所述常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。
此外，本发明还提供一种快门眼镜的控制方法，包括：
接收步骤，接收具有固定频率的画面刷新信号和背光启动信号，所述画面刷新信号按照其固定频率交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号；
计时步骤，以收到背光启动信号的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号的正源触发时重新计时；
开启步骤，当计时达到设定的计时时长时，控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间，其中所述计时时长与开启时间之和小于固定频率的倒数，且左右眼眼镜的开启顺序与左右眼影像信号的顺序保持一致。
进一步地，上述开启步骤中，所述开启时间根据快门眼镜的液晶反应时间进行设置。
又或者，上述开启步骤中，所述开启时间为所述固定频率的倒数的三分之一。
与现有技术相比，本发明提出的三维液晶显示面板和快门眼镜一起构架成一种新的三维显示系统，三维液晶显示面板中的背光模组由于去除背光控制器CB与转换器Convertor之间的通信连接，且简化了转换器Convertor的设计，从而能够达到面板和背光的独立设计并由此降低系统成本的目的。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有的液晶显示装置的背光模组的组成示意图；
图2是本发明一实施例的三维显示系统的组成示意图；
图3是图2所示系统中快门眼镜的时序控制局部示意图。
具体实施方式
如图2所示，针对前述问题，本发明提出了一种新的三维显示系统100，其中：
三维液晶显示装置200中的背光源只需在面板交替输出左眼影像和右眼影像期间保持常亮，并且三维液晶显示装置输出具有固定频率的画面刷新信号（图示STV）给快门眼镜300，以及在背光源开启时输出背光启动信号（图示En）给快门眼镜300。所述画面刷新信号按照其固定频率f交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号。
快门眼镜300接收三维液晶显示装置200输出的画面刷新信号STV和背光启动信号En，并以收到背光启动信号En的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号STV的正源触发时重新计时，当计时达到设定的计时时长Tcount时，控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间Topen。其中，计时时长Tcount与开启时间Topen之和小于画面刷新信号STV的固定频率f的倒数，且左右眼眼镜的开启顺序与左右眼影像信号的顺序保持一致。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明的三维液晶显示装置和快门眼镜及其相互作用关系做进一步描述。
如图2所示，是根据本发明一实施例的三维液晶显示装置200的背光模组210的组成结构示意图。由于本发明三维液晶显示装置200中的背光源只需在面板交替输出左眼影像和右眼影像期间保持常亮，因此背光模组210的转换器Convertor中无需再设置信号处理模块，转换器Convertor只需通过电压电流控制模块输出合适的电压电流，以控制背光源（例如LED灯）持续开启，内部结构得以大幅度地简化。同时，由于转换器Convertor无需再与输出画面刷新信号STV的背光控制器CB通信连接，因此面板和背光模组可以独立设计，从而能够达到降低设计难度和制造成本的目的。此外，本发明的三维液晶显示装置200还设置有一发送模块220，该发送模块220用于将背光控制器CB输出的画面刷新信号STV发送给快门眼镜300，以及在背光源开启时输出背光启动信号En给快门眼镜300。如前所述，画面刷新信号STV按照其固定频率f交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号。
如图2所示，是根据本发明一实施例的快门眼镜300的控制器310的组成结构示意图。从图2中可知，该控制器310包括接收模块311、计时模块312和开启模块313。整个控制器310可以优选FPGA芯片来实现，设置于快门眼镜300的框架中。其中：
接收模块311，其接收三维液晶显示装置200发出的具有固定频率f的画面刷新信号STV和背光启动信号En。
计时模块312，其耦接于接收模块311，以接收模块311收到背光启动信号En的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号STV的正源触发时重新计时。
开启模块313，其耦接于计时模块312，当计时模块312计时达到设定的计时时长Tcount时，输出控制信号，即左眼眼镜控制信号(图示Left glass)或者右眼眼镜控制信号(图示Right glass)，以控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间Topen。
优选地，上述控制器可以用于并设置在一种双层快门眼镜上，例如设置在中国专利文献（申请公开号CN103033987A）中公开的双层快门眼镜上。该快门眼镜包括镜框、设置在所述镜框内的液晶面板以及第一偏光片和第二偏光片，其特征在于，所述液晶面板包括层叠设置的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，其中，所述常黑型液晶面板的厚度不等于所述常白型液晶面板的厚度，所述第一偏光片设置在所述常白型液晶面板和所述常黑型液晶面板之间，所述常黑型液晶面板的液晶层设置在所述第一偏光片和所述第二偏光片之间，并且在所述第一偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间和/或所述第二偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿所述常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。
如图3所示，是上述快门眼镜300在接收到三维液晶显示装置200发出的画面刷新信号STV和背光启动信号En后，按照左右眼影像信号顺序开启左右眼眼镜的时序控制局部示意图。在此实施例中，画面刷新信号STV的固定频率f=120Hz，即每隔8.3ms三维液晶显示面板交替输出一帧左眼影像和一帧右眼影像。背光启动信号En为一高电平电压信号。当接收模块311收到高电平的背光启动信号En时，计时模块312开始启动侦听画面刷新信号STV，每侦测到一画面刷新信号STV的正源触发时重新计时。如图3所示，第一次计时是从背光启动信号En的高电平所对应的箭头后的第一个画面刷新信号STV的正源触发点开始，并且在之后每一个画面刷新信号STV的正源触发点都开始重新计时。在此实施例中，计时模块312输出计时脉冲信号，其脉冲宽度为设定的计时时长Tcount，约为8.3ms／3=2.77ms。当计时时间达到设定的计时时长Tcount，也即在计时脉冲信号的下降沿，开启模块313输出左眼眼镜控制信号或者右眼眼镜控制信号，控制相应的左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间Topen，约为8.3ms／3=2.77ms。
具体实施时，左眼眼镜和右眼眼镜的开启时间Topen需要根据液晶的反应时间决定。不同液晶的反应时间不同，开启时间Topen也不同。这是因为施加电压后液晶无法马上转动到预期的位置，一般将液晶反应过程中的中间一段时间作为反应时间。如果液晶反应时间快，则相应地可以将开启时间Topen设置较长，从而使亮度变大。但在相同的液晶反应条件下，增加开启时间Topen会使三维效果变差，因此，考虑到需要满足计时时长Tcount与开启时间Topen之和小于画面刷新信号STV的固定频率f的倒数的前提条件，本发明优选地将开启时间Topen设定为固定频率f的倒数的三分之一。
如图3所示，当液晶显示面板根据画面刷新信号STV交替输出左眼影像和右眼影像期间（一般先左后右），背光开启并保持常亮。相应地，快门眼镜按照相同的顺序交替地开启左眼眼镜右眼眼镜，且在液晶显示面板输出的每一帧影像期间，对应的眼镜开启，使得影像画面和眼镜开启情况相匹配，而且能够避免左右眼错位现象，进而避免使用者产生昏眩及不适的情况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，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的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种三维液晶显示装置，其特征在于，包括：
背光控制器，其控制背光源开启并在面板交替输出左眼影像和右眼影像期间保持常亮；
发送模块，其输出具有固定频率的画面刷新信号并于背光源开启时输出背光启动信号给快门眼镜，所述画面刷新信号按照其固定频率交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号。
2.一种快门眼镜，其特征在于，包括控制器，所述控制器包括：
接收模块，其接收三维液晶显示装置发出的具有固定频率的画面刷新信号和背光启动信号，所述画面刷新信号按照其固定频率交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号；
计时模块，其耦接于所述接收模块，以所述接收模块收到背光启动信号的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号的正源触发时重新计时；
开启模块，其耦接于所述计时模块，当所述计时模块计时达到设定的计时时长时，输出控制信号以控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间，其中所述计时时长与开启时间之和小于所述固定频率的倒数，且左右眼眼镜的开启顺序与左右眼影像信号的顺序保持一致。
3.如权利要求2所述的快门眼镜，其特征在于：
所述开启时间根据快门眼镜的液晶反应时间进行设置。
4.如权利要求2所述的快门眼镜，其特征在于：
所述开启时间为所述固定频率的倒数的三分之一。
5.如权利要求2～4任意一项所述的快门眼镜，其特征在于，还包括：
镜框、设置在所述镜框内的液晶面板以及第一偏光片和第二偏光片，其特征在于，所述液晶面板包括层叠设置的常白型液晶面板和常黑型液晶面板，其中，所述常黑型液晶面板的厚度不等于所述常白型液晶面板的厚度，所述第一偏光片设置在所述常白型液晶面板和所述常黑型液晶面板之间，所述常黑型液晶面板的液晶层设置在所述第一偏光片和所述第二偏光片之间，并且在所述第一偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间和/或所述第二偏光片与所述常黑型液晶面板的液晶层之间设置有光学补偿膜，以补偿所述常黑型液晶面板的液晶层在暗态时的色散。
6.一种快门眼镜的控制方法，包括：
接收步骤，接收具有固定频率的画面刷新信号和背光启动信号，所述画面刷新信号按照其固定频率交替对应于一左眼影像信号和一右眼影像信号；
计时步骤，以收到背光启动信号的时刻为起点，每侦测到一画面刷新信号的正源触发时重新计时；
开启步骤，当计时达到设定的计时时长时，控制左眼眼镜或者右眼眼镜开启并持续设定的开启时间，其中所述计时时长与开启时间之和小于固定频率的倒数，且左右眼眼镜的开启顺序与左右眼影像信号的顺序保持一致。
7.如权利要求6所述的快门眼镜的控制方法，其特征在于：
所述开启步骤中，所述开启时间根据快门眼镜的液晶反应时间进行设置。
8.如权利要求6所述的快门眼镜的控制方法，其特征在于：
所述开启步骤中，所述开启时间为所述固定频率的倒数的三分之一。
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