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Ausführungsformen der Erfindung betreffen eine Bildanzeigevorrichtung und ein zugehöriges Ansteuerverfahren zum Verbessern der Bildqualität.
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Mit der Weiterentwicklung von verschiedenen Bildverarbeitungstechniken werden Bildanzeigesysteme entwickelt, die in der Lage sind, wahlweise 2D-Bilder oder 3D-Bilder anzuzeigen.
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Verfahren zum Erzeugen von 3D-Bildern werden unterteilt in Verfahren basierend auf einer stereoskopischen Technik (auch als Stereoskopietechnik bezeichnet) und Verfahren basierend auf einer autostereoskopischen Technik (auch als Autostereoskopietechnik bezeichnet).
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Die stereoskopische Technik verwendet Disparitätsbilder (disparity images) des linken und rechten Auges, welche einen hohen 3D-Effekt haben, und umfasst ein stereoskopisches Verfahren und ein autostereoskopisches Verfahren, welche praktisch verwendet werden. Beim autostereoskopischen Verfahren wird eine optische Platte (optical plate) wie zum Beispiel eine Parallaxenbarriere bereitgestellt, um die optischen Achsen des linken und rechten Disparitätsbildes vor oder hinter einem Anzeigeschirm zu trennen. Beim stereoskopischen Verfahren werden ein linkes und rechtes Disparitätsbild mit unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen auf einem Flüssigkristallanzeigepanel (liquid crystal display panel) angezeigt, und es werden 3D-Bilder unter Verwendung einer Polarisationsbrille oder einer Flüssigkristallverschlussbrille (Flüssigkristall-Shutterbrille) erzeugt.
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Das stereoskopische Verfahren wird weiter unterteilt in ein erstes Polarisationsfilterverfahren, welches einen Musterverzögerungsfilm (pattern retarder film) und eine Polarisationsbrille verwendet, ein zweites Polarisationsfilterverfahren, welches eine Schaltflüssigkristallschicht (switching liquid crystal layer) und eine Polarisationsbrille verwendet, und ein Flüssigkristallverschlussbrille-Verfahren. Bei dem ersten Polarisationsfilterverfahren und dem zweiten Polarisationsfilterverfahren weisen die 3D-Bilder eine geringe Transmissivität auf bedingt durch den Musterverzögerungsfilm beziehungsweise die Schaltflüssigkristallschicht, welche auf einem Flüssigkristallanzeigepanel angeordnet ist, um als Polarisationsfilter zu fungieren.
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Beim stereoskopischen Verfahren, welches eine Flüssigkristallverschlussbrille verwendet, wird abwechselnd ein Linkes-Auge-Bild und ein Rechtes-Auge-Bild auf einer Anzeige (einem Display) Frame für Frame angezeigt, und ein Linkes-Auge-Verschluss und ein Rechtes-Auge-Verschluss der Flüssigkristallverschlussbrille (Flüssigkristall-Shutterbrille) werden in Synchronisation mit der Anzeige-Zeitsteuerung (display timing) geöffnet und geschlossen, um ein 3D-Bild zu erzeugen. Die Flüssigkristallverschlussbrille öffnet in einem n-ten Frame-Zeitintervall, in dem ein Linkes-Auge-Bild angezeigt wird, nur den Linkes-Auge-Verschluss und öffnet in einem (n + 1)-ten Frame-Zeitintervall, in dem ein Rechtes-Auge-Bild angezeigt wird, nur den Rechtes-Auge-Verschluss, um eine binokulare Disparität in einer Zeitteilung-Art-und-Weise (time division manner) zu erzeugen.
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Bei den oben genannten Bildanzeigesystemen wird vielfach eine Flüssigkristallanzeige bzw. ein Flüssigkristalldisplay (Liquid Crystal Display, LCD) als Bildanzeigevorrichtung verwendet. Das LCD, eine Anzeigevorrichtung vom Halte-Typ, behält Daten, die in einem vorausgegangenen Frame geladen wurden, bis unmittelbar vor dem Zeitpunkt, an dem neue Daten geschrieben werden, bei aufgrund der Aufrechterhaltungseigenschaft des Flüssigkristalls. Das Ansprechen (response) des Flüssigkristalls wird verzögert, wenn Daten geschrieben werden. Die Ansprechverzögerung (response delay) des Flüssigkristalls verursacht eine Bewegungsunschärfe (motion blurring), wenn ein Linkes-Auge-Bild zu einem Rechtes-Auge-Bild geändert wird oder wenn ein Rechtes-Auge-Bild zu einem Linkes-Auge-Bild geändert wird, während das LCD ein 3D-Bild erzeugt, was zu 3D-Übersprechen (3D crosstalk) in Form eines Geisterbilds führt.
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Für 2D-Bilder sind verschiedene Verfahren zum Verbessern der Ansprechcharakteristik des Flüssigkristalls bekannt. Bei der Übersteuerungs-Steuerung (Over Driving Control, ODC) zum Beispiel werden Daten eines vorausgegangenen Frames und Daten des aktuellen Frames miteinander verglichen, eine Datenabweichung wird entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs detektiert, ein Kompensationswert, der der Datenabweichung entspricht, wird aus einem Speicher ausgelesen, und Eingangsdaten werden mit dem ausgelesenen Kompensationswert moduliert. Wie in 1 gezeigt ist, werden bei der ODC die Daten des aktuellen Frames zu einem Wert „223” moduliert (anders ausgedrückt, angepasst), der größer als „191” ist, wenn die Daten des vorausgegangenen Frames den Wert „127” aufweisen und die Daten des aktuellen Frames den Wert „191” aufweisen, und werden die Daten des aktuellen Frames zu einem Wert „31” moduliert (anders ausgedrückt, angepasst), der kleiner als „63” ist, wenn die Daten des vorausgegangenen Frames den Wert „191” aufweisen und die Daten des aktuellen Frames den Wert „63” aufweisen, wodurch Datenspannungen, die an den Flüssigkristall angelegt werden, derart angepasst werden, dass die Ansprechcharakteristik des Flüssigkristalls verbessert wird. Daneben wird bei der Schwarzdateneinfügung (Black Data Insertion, BDI) ein schwarzer Frame (black frame) zwischen benachbarten Frames eingefügt, um die Bewegungsunschärfe (motion blurring) zu verbessern (bzw. zu verringern) und dadurch die Ansprechcharakteristik des Flüssigkristalls zu verbessern.
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Um das 3D-Übersprechen (3D crosstalk), das auftritt aufgrund des Überlappens von Linkes-Auge-Bildern und Rechtes-Auge-Bildern verursacht durch den Helligkeitsunterschied, zu verbessern (bzw. zu verringern), wird in Betracht gezogen, die oben beschriebenen Verfahren zum Verbessern der Ansprechcharakteristik eines Flüssigkristalls bei Bildanzeigevorrichtungen anzuwenden.
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Es gibt jedoch gewisse Probleme, die eine Luminanzabweichung betreffen, bei Verwendung der existierenden ODC-Logik und Kompensationswerte, wie in 2 gezeigt ist. In 2 stellt ein (n – 2)-ter Frame Fn – 2 einen Linkes-Auge-Datenframe, der ein Linkes-Auge-Bild anzeigt, dar, ein n-ter Frame Fn stellt einen Rechtes-Auge-Datenframe, der ein Rechtes-Auge-Bild anzeigt, dar, und ein (n – 1)-ter Frame Fn – 1 stellt einen Schwarzdatenframe, der ein schwarzes Bild anzeigt, dar. Eine Abweichung in der Luminanz (Helligkeit) des n-ten Frames F(n), auf den die ODC angewendet wird, wird erzeugt zwischen einem Fall (A), bei dem die Zielgraustufenwerte der einzelnen Frames „180”, „0” und „150” entsprechen, und einem Fall (B), bei dem die Zielgraustufenwerte der einzelnen Frames „255”, „0” und „150” entsprechen. Dies liegt daran, dass der Flüssigkristall aufgrund der angelegten Spannung so ansteigt, dass die anfängliche Luminanz Li des n-ten Frames Fn im Fall (A) verschieden ist von der anfänglichen Luminanz Li des n-ten Frames Fn im Fall (B) aufgrund der Ansprechverzögerung des Flüssigkristalls, selbst dann, wenn derselbe Kompensationswert angewendet wird bezogen auf den Zielgraustufenwert „0” des (n – 1)-ter Frames Fn – 1, um den Zielgraustufenwert „150” des n-ten Frames Fn zu erzielen. Das Ansprechen des Flüssigkristalls ist proportional zum Graustufenunterschied zwischen dem (n – 2)-ter Frame Fn – 2 und dem (n – 1)-ten Frame Fn – 1, und daher ist die anfängliche Helligkeit Li im Fall (B) höher als die anfängliche Helligkeit Li im Fall (A). Ein ähnlicher Fall tritt auf, wenn ein Schwarzdatenframe, der ein schwarzes Bild anzeigt, eingefügt wird zwischen einem (n – 2)-Frame Fn – 2, der einen Linkes-Auge-Datenframe darstellt, welcher ein Linkes-Auge-Bild anzeigt, und einem n-ten Frame Fn, der einen Rechtes-Auge-Datenframe darstellt, welcher ein Rechtes-Auge-Bild anzeigt.
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US 7705816 B2 beschreibt ein Ansteuerungsverfahren für ein Flüssigkristall-Anzeigepanel, bei dem die Ansteuerungsspannung eines spezifischen Rahmens angepasst wird, in dem sich die Leuchtstärke ändert, wenn sich die Eingabe-Grauskalendaten ändern, basierend sowohl auf Rahmendaten des spezifischen Rahmens als auch auf Rahmendaten des nächsten Rahmens, um das Problem „doppelter Grenzen” (engl.: „double boundary”) bzw. des Doppelbildes zu lösen und effektiv das Problem verschwommener Grenzen zu reduzieren.
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US 2009/0237495 A1 beschreibt eine Technik zum Anzeigen stereoskopischer Bilder für einen Nutzer, in der ein linkes-Auge-Bild und ein rechtes-Auge-Bild in einem ersten Zeitrahmen bzw. in einem zweiten Zeitrahmen abwechselnd angezeigt werden, wobei die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nacheinander in jedem Zeitrahmen für ein linkes-Auge-Bild einen ersten linkes-Auge-Rahmen und einen zweiten linkes-Auge-Rahmen anzeigt, wobei letzterer ein vollständig schwarzes Bild (engl.: „solid black image”) ist, und nacheinander in jedem Zeitrahmen für ein rechtes-Auge-Bild einen ersten rechtes-Auge-Rahmen und einen zweiten rechtes-Auge-Rahmen anzeigt, wobei letzterer ein vollständig schwarzes Bild ist.
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Ein Aspekt dieser Erfindung besteht darin, eine Bildanzeigevorrichtung ein zugehöriges Ansteuerverfahren bereitzustellen zum Entfernen von 3D-Übersprechen (3D crosstalk), ohne dass eine Luminanzabweichung hervorgerufen wird, wenn ein 3D-Bild erzeugt wird.
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Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung besteht darin, eine Bildanzeigevorrichtung ein zugehöriges Ansteuerverfahren bereitzustellen, welche das DC-Bild-Einbrennen (DC image sticking) erheblich reduzieren.
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Ein Verfahren zum Ansteuern einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform weist auf: Einfügen eines Schwarzdatenframes, der Schwarzdaten anzeigt, zwischen benachbarten Frames, die abwechselnd Linkes-Auge-Daten und Rechts-Auge-Daten anzeigen; Vergleichen eines n-ten Frames, der einem aktuellen Frame entspricht, und eines (n – 2)-ten Frames, der einem vorausgegangenen Frame entspricht, miteinander, wenn die Datenframes eingegeben werden, Auslesen eines Kompensationswertes gemäß dem Vergleichsergebnis aus einer Lookup-Tabelle und Modulieren von Eingabedaten des n-ten Frames unter Verwendung des ausgelesenen Kompensationswertes, um modulierte Eingabedaten auszugeben; Vorbeiführen (bypassing) von Daten, die den Schwarzdaten entsprechen, ohne Modulieren der Daten, wenn die Schwarzdaten eingegeben werden, um Vorbeiführungsdaten (anders ausgedrückt, Umgehungsdaten) (bypass data) auszugeben.
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Das Verfahren kann ferner aufweisen das Invertieren der Polaritäten der modulierten Daten und der Umgehungsdaten (Bypass-Daten) gemäß einer N-Frame-Inversion (N ist ein Vielfaches von 4) und das Anlegen der Daten, welche die invertierten Polaritäten aufweisen, an ein Anzeigepanel (display panel).
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Das Verfahren kann ferner aufweisen das Speichern von Eingabedaten der Datenframes für eine Zeitdauer, die zwei Frames entspricht.
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Das Verfahren kann ferner aufweisen das Öffnen eines Linkes-Auge-Verschlusses der Flüssigkristallverschlussbrille in Synchronisation mit der Anzeige-Zeitsteuerung (display timing) der Linkes-Auge-Daten und das Öffnen eines Rechtes-Auge-Verschlusses in Synchronisation mit der Anzeige-Zeitsteuerung (display timing) der Rechtes-Auge-Daten.
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Eine Bildanzeigevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform weist auf: einen 3D-Prozessor, der einen Schwarzdatenframe, welcher Schwarzdaten anzeigt, einfügt zwischen benachbarten Datenframes, die abwechselnd Linkes-Auge-Daten und Rechtes-Auge-Daten anzeigen; einen Datenmodulator, der einen n-ten Frame, der einem aktuellen Frame entspricht, und einen (n – 2)-ten Frame, der einem vorausgegangenen Frame entspricht, miteinander vergleicht, wenn die Datenframes eingegeben werden, einen Kompensationswert gemäß dem Vergleichsergebnis aus einer Lookup-Tabelle ausliest und Eingabedaten des n-ten Frames unter Verwendung des ausgelesenen Kompensationswertes moduliert, um modulierte Daten auszugeben; und eine Vorbeiführungseinheit (anders ausgedrückt, eine Bypass-Einheit) (bypass unit), die Daten, welche den Schwarzdaten entsprechen, ohne Modulieren der Daten vorbeiführt, wenn die Schwarzdaten eingegeben werden, um Vorbeiführungsdaten (anders ausgedrückt, Umgehungsdaten) (bypass data) auszugeben.
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Die Bildanzeigevorrichtung kann ferner eine Datenansteuereinrichtung (anders ausgedrückt, einen Datentreiber) (data driver) aufweisen, der die Polaritäten der modulierten Daten und der Vorbeiführungsdaten gemäß einer N-Frame-Inversion (N ist ein Vielfaches von 4) invertiert und die Daten, welche die invertierten Polaritäten aufweisen, an einem Anzeigepanel (display panel) anlegt.
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Die Bildanzeigevorrichtung kann ferner einen Frame-Speicher aufweisen, der Eingabedaten der Datenframes für eine Zeitdauer, die zwei Frames entspricht, speichert.
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Die Bildanzeigevorrichtung kann ferner eine Flüssigkristallverschlussbrille aufweisen, die einen Linkes-Auge-Verschluss, der in Synchronisation mit der Anzeigesteuerung (display timing) der Linkes-Auge-Daten geöffnet wird, und einen Rechtes-Auge-Verschluss, der in Synchronisation mit der Anzeigesteuerung (display timing) der Rechtes-Auge-Daten geöffnet wird, aufweist.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen.
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1 ist eine Ansicht zum Erläutern eines herkömmlichen Übersteuerungs-Steuerung(Over Driving Control, ODC)-Verfahrens;
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2 veranschaulicht eine Luminanzabweichung, die hervorgerufen wird, wenn ein 3D-Bild dargestellt wird;
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3 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausgestaltung eines Verfahrens zum Ansteuern einer Bildanzeigevorrichtung zeigt;
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4 veranschaulicht das Einfügen eines Schwarzdatenframes zwischen Datenframes;
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5 veranschaulicht eine beispielhafte Lookup-Tabelle zum Vergleichen von Daten eines n-ten Frames und Daten eines (n – 2)-ten Frames miteinander;
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6 ist eine Ansicht zum Erläutern des Effekts einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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7 ist ein Blockdiagramm einer Ausgestaltung einer Bildanzeigevorrichtung; und
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8 veranschaulicht eine Steuerung der Datenpolarität gemäß einer 4-Frame-Inversion.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben unter Bezugnahme auf 3 bis 8.
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3 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausgestaltung eines Verfahrens zum Ansteuern einer Bildanzeigevorrichtung zeigt, 4 veranschaulicht das Einfügen eines Schwarzdatenframes zwischen Datenframes, und 5 veranschaulicht eine beispielhafte Lookup-Tabelle zum Vergleichen von Daten eines n-ten Frames und Daten eines (n – 2)-ten Frames miteinander.
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Wie in 3 gezeigt ist, wird in den Vorgängen S10 und S20 ermittelt, ob der aktuelle Ansteuermodus (driving mode) ein 3D-Modus ist unter Bezug auf ein eingegebenes Daten- und Modus-Signal.
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Wenn im Vorgang S20 ermittelt wird, dass der aktuelle Ansteuermodus der 3D-Modus ist, werden im Vorgang S30 3D-Eingabeframes (3D input frames), die aus 3D-Daten zusammengesetzt sind, die von einer externen Videoquelle zugeführt werden, aufgeteilt in Linkes-Auge-Datenframes L zum Anzeigen von Linkes-Auge-Bildern und Rechtes-Auge-Datenframes R zum Anzeigen von Rechtes-Auge-Bildern. Im Vorgang S40 wird ein Schwarzdatenframe zum Anzeigen eines schwarzen Bildes zwischen benachbarten Datenframes L und R eingefügt, wie in 4 gezeigt ist. Eine Eingabeframefrequenz (input frame frequency) wird somit mittels der vorgenannten Datenaufteil- und Einfügevorgänge mit vier multipliziert. Zum Beispiel wird eine Framefrequenz von 50 Hz auf 200 Hz multipliziert, und eine Framefrequenz von 60 Hz wird auf 240 Hz multipliziert. Ebenso kann eine Eingabeframefrequenz in gleicher Weise mit 4n multipliziert werden.
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Im Vorgang S50 wird ermittelt, ob bezogen auf ein eingegebenes vertikales Synchronisationssignal ein n-ter Frame Fn, der einem aktuellen Frame entspricht, der Datenframe L oder R oder der Schwarzdatenframe B ist.
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Wenn im Vorgang S50 ermittelt wird, dass der n-te Frame dem Datenframe L oder R entspricht, werden im Vorgang S60 Eingabedaten des Datenframes L oder R unter Verwendung von Kompensationswerten, die in der ersten Lookup-Tabelle LUT1 enthalten sind, ODC-moduliert und ausgegeben. In der in 5 gezeigten ersten Lookup-Tabelle LUT1 ist ein bezüglich des n-ten Frames Fn vorhergehender Frame als der (n – 2)-te Frame Fn – 2 festgelegt. Der (n – 2)-te Frame Fn – 2 entspricht dem Rechtes-Auge-Datenframe R, wenn der n-te Frame Fn der Linkes-Auge-Datenframe L ist, oder der (n – 2)-te Frame Fn – 2 entspricht dem Linkes-Auge-Datenframe L, wenn der n-te Frame Fn der Rechtes-Auge-Datenframe R ist, und somit werden benachbarte (anders ausgedrückt, aufeinander folgende) Datenframes L und R, die zwischen sich den Schwarzdatenframe B angeordnet haben, miteinander verglichen, wenn ODC angewendet wird. Folglich wird eine durch eine Ansprechverzögerung des Flüssigkristalls bedingte Luminanzabweichung deutlich reduziert verglichen mit einem herkömmlichen Verfahren zum Ansteuern einer Bildanzeigevorrichtung.
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Wenn im Vorgang S50 ermittelt wird, dass der n-te Frame Fn der Schwarzdatenframe B ist, werden im Vorgang S70 Daten des Schwarzdatenframes B ausgegeben, ohne dass diese ODC-moduliert werden.
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Wenn andererseits im Vorgang S20 ermittelt wird, dass der aktuelle Ansteuermodus (driving mode) ein 2D-Modus ist, wird im Vorgang S80 die Frame-Rate von 2D-Eingabeframes (2D input frames), die aus 2D-Daten zusammengesetzt sind, die von einer externen Videoquelle zugeführt werden, mittels eines Dateninterpolationsverfahrens wie zum Beispiel Motion Estimation Motion Compensation (MEMC) (Bewegungsabschätzung – Bewegungskompensation) gesteuert. Die Eingabeframefrequenz wird entsprechend der Frame-Raten-Steuerung (Frame Rate Control, FRC) mit vier oder mehr multipliziert.
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Im Vorgang S90 werden die frame-raten-gesteuerten 2D-Daten (mit anderen Worten, die 2D-Daten, bei denen die Frame-Rate gesteuert wird) unter Verwendung von Kompensationswerten, die in einer zweiten Lookup-Tabelle LUT2 enthalten sind, ODC-moduliert. Das ODC-Modulationsverfahren ist identisch zu den Modulationsverfahren, die in den koreanischen Patenten mit den Patentnummern
KR 10 2003 0 024 116 A und
10 2002 0 094 109 A , die von der Anmelderin angemeldet wurden, offenbart sind.
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Im Vorgang S100 wird die Polarität der Datenausgabe in den Vorgängen S60, S70 and S90 wird invertiert mittels N-Frame-Inversion (N ist ein Vielfaches von 4), wie in 8 gezeigt ist, und die polaritätsinvertierten Daten (anders ausgedrückt, die Daten mit invertierter Polarität) werden an ein Flüssigkristallanzeigepanel (Liquid Crystal Display(LCD)-Panel) angelegt beziehungsweise diesem zugeführt.
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6 zeigt den Effekt des Ansteuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 6 gezeigt ist, erreicht, wenn der (n – 2)-te Frame Fn – 2 und der n-te Frame Fn, welche dem Linkes-Auge-Datenframe und dem Rechtes-Auge-Datenframe (oder umgekehrt) entsprechen, so angeordnet sind, dass sich der (n – 1)-te Frame Fn – 1, welcher dem Schwarzdatenframe entspricht, dazwischen befindet, die Luminanz in dem n-ten Frame Fn, auf den die ODC-Modulation angewendet wird gemäß der vorliegenden Erfindung den Wert „150” sowohl in einem Fall (A), bei dem die Zielgraustufenwerte der einzelnen Frames „180”, „0” und „150” entsprechen, als auch einem Fall (B), bei dem die Zielgraustufenwerte der einzelnen Frames „255”, „0” und „150” entsprechen. In den beiden Fällen (A) und (B) wird dieselbe Luminanz erzielt, da die Daten des n-ten Frames Fn ODC-moduliert werden mittels Vergleichs des n-ten Frames Fn mit dem (n – 2)-ten Frame Fn – 2 und Modulation mit unterschiedlichen Kompensationswerten basierend auf dem Vergleichsergebnis. Das Ansprechen des Flüssigkristalls auf den (n – 1)-ten Frame Fn – 1 im Fall (B), bei dem der Graustufenwert des (n – 2)-ten Frames Fn – 2 relativ groß ist, ist verzögert verglichen mit dem Fall (A). Daher kann ein ODC-Kompensationswert ermittelt werden entsprechend dem Graustufenwert des (n – 2)-ten Frames Fn – 2, falls die Daten des n-ten Frames Fn ODC-moduliert werden mittels Vergleichs des n-ten Frames mit dem (n – 2)-ten Frame Fn – 2. In 6 wird der Kompensationswert im Fall (B) so ermittelt, dass er kleiner ist als der Kompensationswert im Fall (A), um eine Luminanzabweichung zu beseitigen.
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7 veranschaulicht eine Ausgestaltung einer Bildanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 7 gezeigt ist, weist die Bildanzeigevorrichtung einen 3D-Prozessor 10, einen 2D-Prozessor 20, eine Takt-Steuereinrichtung (timing controller) 30, eine Datenansteuereinrichtung (data driver) 40, eine Gate-Ansteuereinrichtung (gate driver) 50, ein Flüssigkristallanzeige(Liquid Crystal Display, LCD)-Panel 60, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit 70 und eine Flüssigkristallverschlussbrille (liquid crystal shutter glasses) 80 auf.
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Der 3D-Prozessor 10 teilt 3D-Eingabeframes, die aus 3D-Daten zusammengesetzt sind, welche von einer externen Videoquelle zugeführt werden, auf in Linkes-Auge-Datenframes L zum Anzeigen von Linkes-Auge-Bildern und Rechtes-Auge-Datenframes R zum Anzeigen von Rechtes-Auge-Bildern und fügt einen Schwarzdatenframe zum Anzeigen eines schwarzen Bildes, d. h. einen Schwarzdatenframe B, zwischen benachbarten Datenframes ein, um eine Eingabeframefrequenz zu multiplizieren.
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Der 2D-Prozessor 20 steuert die Frame-Rate von 2D-Eingabeframes, die aus 2D-Daten, welche von einer externen Videoquelle zugeführt werden, zusammengesetzt sind, mittels Datenkompensation wie zum Beispiel MEMC, um eine Eingabeframefrequenz zu multiplizieren.
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Die Takt-Steuereinrichtung 30 ODC-moduliert die eingegebenen 2D/3D-Daten und stellt die modulierten Daten an der Daten-Ansteuereinrichtung 40 bereit in Synchronisation mit der multiplizierten Eingabeframefrequenz. Die Takt-Steuereinrichtung 30 erzeugt Taktsteuersignale DDC und GDC zum Steuern des Betriebstaktes (operation timing) der Daten-Ansteuereinrichtung 40 und der Gate-Ansteuereinrichtung 50 basierend auf Taktsignalen (vertikales Synchronisationssignal, horizontales Synchronisationssignal, Datenaktiviersignal (data enable signal), Pixeltaktsignal (dot clock signal), etc.), die von einer externen Systembaugruppe (system board) eingegeben beziehungsweise zugeführt werden. Die Takt-Steuereinrichtung 30 multipliziert das Datentaktsteuersignal DDC und das Gate-Taktsteuersignal GDC, um das Datentaktsteuersignal DDC und das Gate-Taktsteuersignal GDC mit der multiplizierten Eingabeframefrequenz zu synchronisieren. Die Taktsteuereinrichtung 30 erzeugt ein Hintergrundbeleuchtungssteuersignal CBL zum Steuern des Einstellens der Ein-/Aus-Steuerung (on/off timing) der Hintergrundbeleuchtungseinheit 70 basierend auf der multiplizierten Eingabeframefrequenz. Die Taktsteuereinrichtung 30 erzeugt ein Verschlusssteuersignal CST zum Steuern des Betriebs der Flüssigkristallverschlussbrille 80 basierend auf der multiplizierten Eingabeframefrequenz.
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Die Taktsteuereinrichtung 30 weist eine Auswähleinrichtung (selector) 31 auf zum selektiven Ausgeben der zugeführten 2D-Daten und 3D-Daten, einen Frame-Speicher 32, einen Datenmodulator 33, eine erste Lookup-Tabelle 34A und eine zweite Lookup-Tabelle 34B, und eine Schwarzdaten-Vorbeiführungseinheit (black data bypass unit) 35. Die Auswähleinrichtung 31 gibt selektiv die 2D-Daten, die von dem 2D-Prozessor 20 zugeführt werden, und die 3D-Daten, die von dem 3D-Prozessor 10 zugeführt werden, aus entsprechend einem externen Modus-Signal. Der Frame-Speicher 32 speichert im 3D-Modus die 3D-Daten, die von der Auswähleinrichtung 31 empfangen werden, für eine Dauer, die zwei Frames entspricht. Der Frame-Speicher 32 speichert im 3D-Modus nur Daten von Datenframes L und R. Der Frame-Speicher 32 speichert im 2D-Modus die 2D-Daten, die von der Auswähleinrichtung 31 empfangen werden, für die Dauer eines Frames. Die erste Lookup-Tabelle 34A speichert Kompensationswerte, die ausgewählt werden mittels Vergleichs des n-ten Frames Fn und des (n – 2)-ten Frames Fn – 2. Die zweite Lookup-Tabelle 34B speichert Kompensationswerte, die ausgewählt werden mittels Vergleichs des n-ten Frames Fn und des (n – 1)-ten Frames Fn – 1. Die Kompensationswerte der ersten Lookup-Tabelle 34A und der zweiten Lookup-Tabelle 34B werden immer dann aus einem externen EEPROM geladen, wenn die Bildanzeigevorrichtung mit Energie versorgt wird. Die in dem EEPROM gespeicherten Kompensationswerte können von einem Benutzer aktualisiert werden. Der Datenmodulator 33 empfängt von der Auswähleinrichtung 31 die 3D-Daten, welche die Datenframes L und R enthalten, und die frame-raten-gesteuerten 2D-Daten. Im 3D-Modus vergleicht der Datenmodulator 33 den n-ten Frame Fn und den (n – 2)-ten Frame Fn – 2 miteinander, liest Kompensationswerte gemäß dem Vergleichsergebnis aus der ersten Lookup-Tabelle 34A aus und ODC-moduliert Daten, die den Datenframes L und R entsprechen, unter Verwendung der Kompensationswerte. Im 2D-Modus ODC-moduliert der Datenmodulator 33 die frame-raten-gesteuerten 2D-Daten unter Verwendung der Kompensationswerte, die in der zweiten Lookup-Tabelle 34B enthalten sind. Die Schwarzdaten-Vorbeiführungseinheit 35 führt den Schwarzdatenframe B, der von der Auswähleinrichtung 31 empfangen wird, vorbei zu der Datenansteuereinrichtung 40.
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Die Datenansteuereinrichtung 40 wandelt die modulierten 3D-Daten oder 2D-Daten, welche sie von der Taktsteuereinrichtung 30 empfängt, in ein Analogsignal um als Antwort auf das Datensteuersignal DDC, invertiert die Polarität der modulierten 3D-Daten oder 2D-Daten mittels der in 8 gezeigten N-Frame-Inversion (N ist ein Vielfaches von 4) und stellt die 3D-Daten oder 2D-Daten, welche die invertierte Polarität aufweisen, an Datenleitungen des LCD-Panels 60 bereit. Die Polarität der Daten wird gemäß der N-Frame-Inversion invertiert, um DC-Bild-Einbrennen (DC image sticking) zu verhindern. Wenn an ein LCD eine DC-Spannung für längere Zeit angelegt wird, werden negativ geladene Ionen in derselben Bewegungsvektorrichtung bewegt, und positiv geladene Ionen werden in einer Bewegungsvektorrichtung bewegt, die der Bewegungsrichtung der negativ geladen Ionen entgegengesetzt ist, so dass der Flüssigkristall entsprechend der Polarität eines an den Flüssigkristall angelegten Feldes polarisiert wird. Die Menge an akkumulierten negativ geladenen Ionen und die Menge an akkumulierten positiv geladenen Ionen nimmt im Verlaufe der Zeit zu. Da die Mengen an akkumulierten Ionen zunimmt, wird eine Ausrichtungsschicht (alignment film) geschwächt (degraded), so dass sich die Ausrichtungseigenschaft des Flüssigkristalls verschlechtert. Folglich wird, wenn die DC-Spannung für längere Zeit an das LCD angelegt wird, ein Bild-Einbrennen (image sticking) auf einem angezeigten Bild erzeugt und nimmt mit dem Verlaufe der Zeit ein beträchtliches Ausmaß an. Das Bild-Einbrennen (image sticking) wird schnell erzeugt und wird zu einem ernsten Problem, wenn die Temperatur hoch ist oder die DC-Spannung für lange Zeit an eine Flüssigkristallschicht angelegt wird. Das DC-Bild-Einbrennen wird gravierend, wenn im 3D-Modus die Polarität der Daten in jedem Frame oder alle zwei Frames invertiert wird, solange BDI auf die Daten angewendet wird. Wie aus 8 ersichtlich ist, werden, wenn die Polarität der Daten gemäß einer 1-Frame-Inversion invertiert wird, die Datenpolarität, welche den Linkes-Auge-Datenframes L entspricht, und die Datenpolarität, welche den Rechtes-Auge-Datenframes R entspricht, durchgehend so beibehalten, dass sie positiv (+) sind, so dass das DC-Bild-Einbrennen (DC image sticking) erhöht wird. Weiterhin wird, wenn die Polarität der Daten gemäß einer 2-Frame-Inversion invertiert wird, die Datenpolarität, welche den Linkes-Auge-Datenframes L entspricht, so beibehalten, dass sie positiv (+) ist, und die Datenpolarität, welche den Rechtes-Auge-Datenframes R entspricht, wird so beibehalten, dass sie negativ (–) ist, so dass das DC-Bild-Einbrennen (DC image sticking) erhöht wird. Wenn jedoch die Polarität der Daten gemäß einer 4-Frame-Inversion invertiert wird, werden die Datenpolarität, welche den Linkes-Auge-Datenframes L entspricht, und die Datenpolarität, welche den Rechtes-Auge-Datenframes R entspricht, alle 4 Frames invertiert, und auf diese Weise wird das DC-Bild-Einbrennen erheblich reduziert.
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Die Gate-Ansteuereinrichtung 50 erzeugt ein Scan-Puls-Signal als Antwort auf das Gate-Steuersignal GDC und stellt das Scan-Puls-Signal sequentiell an Gate-Leitungen des LCD-Panels 60 bereit.
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Das LCD-Panel 60 weist zwei Glassubstrate und eine zwischen den beiden Glassubstraten ausgebildete Flüssigkristallschicht auf. Die Datenleitungen und die Gate-Leitungen, welche die Datenleitungen kreuzen, sind auf dem unteren Glassubstrat des LCD-Panels 60 ausgebildet. Flüssigkristallzellen sind in Matrixform in dem LCD-Panel 60 angeordnet entsprechend der Überkreuzungsstruktur der Datenleitungen und der Gate-Leitungen. Eine Schwarzmatrix (black matrix), ein Farbfilter und eine gemeinsame Elektrode (common electrode) der Flüssigkristallzellen sind auf dem oberen Glassubstrat des LCD-Panels 60 ausgebildet. Die gemeinsame Elektrode ist auf dem oberen Glassubstrat ausgebildet bei einem Vertikalfeldansteuermodus (vertical field driving mode) wie zum Beispiel Twisted Nematic(TN)-Modus und Vertical Alignment(VA)-Modus und ist zusammen mit Pixelelektroden auf dem unteren Glassubstrat ausgebildet bei einem Horizontalfeldansteuermodus (horizontal field driving mode) wie zum Beispiel In-Plane Switching(IPS)-Modus und Fringe Field Switching(FFS)-Modus. Polarisatoren sind jeweils an dem oberen Glassubstrat und an dem unteren Glassubstrat des LCD-Panels 60 angebracht, und eine Ausrichtungsschicht (alignment film) zum Einstellen eines Vorneigungswinkel (pretilt angle) des Flüssigkristalls ist zwischen den Innenseiten des unteren Glassubstrates und des oberen Glassubstrates, welche mit dem Flüssigkristall in Kontakt kommen, ausgebildet.
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Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 70 weist Lichtquellen auf, die entsprechend Ansteuerenergie, die von einer Lichtquellenansteuereinrichtung (nicht gezeigt) bereit gestellt wird, eingeschaltet werden, einen Lichtleiter (light guide) (oder Diffusor (diffuser)), und optische Platten (optical sheets). Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 70 kann vom Direkttyp oder vom Rand-Typ (Edge-Typ) sein. Die Lichtquellen können eine oder mehrere (zum Beispiel mehr als zwei) der folgenden aufweisen oder sein: eine Heißkathodenfluoreszenzlampe (hot cathode fluorescence lamp, HCFL), eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe (cold cathode fluorescence lamp, CCFL), eine Externe-Elektrode-Fluoreszenzlampe (external electrode fluorescence lamp, EEFL) und/oder eine Leuchtdiode (light emitting diode, LED). Die Hintergrundbeleuchtungseinheit 70 kann weggelassen werden, wenn die Bildanzeigevorrichtung ein reflektives LCD ist.
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Die Flüssigkristallverschlussbrille 80 arbeitet im 3D-Modus und weist einen Linkes-Auge-Verschluss STL und einen Rechtes-Auge-Verschluss STR auf, welche einzeln elektrisch gesteuert werden. Sowohl der Linkes-Auge-Verschluss STL als auch der rechtes Auge-Verschluss STR weisen ein erstes transparentes Substrat, eine erste transparente Elektrode, die auf dem ersten transparenten Substrat ausgebildet ist, ein zweites transparentes Substrat, eine zweite transparente Elektrode, die auf dem zweiten transparenten Substrat ausgebildet ist, und eine Flüssigkristallschicht, die zwischen dem ersten transparenten Substrat und dem zweiten transparenten Substrat eingefügt ist, auf. An der ersten transparenten Elektrode wird eine Referenzspannung (auch als Bezugsspannung bezeichnet) bereit gestellt, und an der zweiten transparenten Elektrode wird eine EIN/AUS-Spannung bereitgestellt. Der Linkes-Auge-Verschluss STL und der Rechtes-Auge-Verschluss STR transmittieren Licht des LCD-Panels 60, wenn die EIN-Spannung der zweiten transparenten Elektrode zugeführt wird, und blockieren das Licht des LCD-Panels 60, wenn die AUS-Spannung an der zweiten transparenten Elektrode angelegt wird.
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Wie oben beschrieben worden ist, können die Bildanzeigevorrichtung und das zugehörige Ansteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung Daten des n-ten Frames (Linkes-Auge-/Rechtes-Auge-Datenframe) unter Bezugnahme auf Daten des (n – 2)-ten Frames (Rechtes-Auge-/Linkes-Auge-Datenframe) derart ODC-modulieren, dass der ODC-Kompensationswert des n-ten Frames auf einfache Weise gesteuert werden kann entsprechend dem Graustufenwert des (n – 2)-ten Frames. Folglich kann ein 3D-Übersprechen (3D crosstalk) effektiv beseitigt werden, ohne eine Luminanzabweichung zu verursachen, wenn ein 3D-Bild erzeugt wird.
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Weiterhin können die Bildanzeigevorrichtung und das zugehörige Ansteuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein DC-Bild-Einbrennen (DC image sticking) erheblich reduzieren, wenn BDI auf 3D-Bilder angewendet wird, indem die Polarität der Daten gemäß einer N-Frame-Inversion (N ist ein Vielfaches von 4) invertiert wird.
