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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die Ausführungsformen dieser Offenbarung betreffen eine stereoskopische Bild-Displayvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Displayvorrichtung.
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Verwandte Technik
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Zum Darstellen und Zeigen von 3D Bildern gibt es beispielsweise die Möglichkeit, einen strukturierten Verzögerer zu verwenden. Diese Möglichkeit ist deshalb vorteilhaft, weil sie wenig Übersprechen zwischen dem linken Auge und dem rechten Auge Bild (dem Bild für das linke Auge und dem Bild für das rechte Auge) eines 3D Bildes verursacht und weil sie eine gute Qualität ermöglicht. Jedoch leidet die stereoskopische Bild-Displayvorrichtung, die einen strukturierten Verzögerer verwendet, unter einer geringen Helligkeit, wenn ein 2D Bild dargestellt wird, und einen kleinen oberen und unteren Blickwinkel, wenn ein 3D Bild dargestellt wird, zusammen mit einer um ungefähr 50% reduzierten Auflösung. Beispielsweise lässt der strukturierte Verzögerer nur Licht einer ersten Polarisation des Lichts des linken Auge Bildes durch, das von ungeradzahligen Zeilen eines Display-Panels einfällt, und nur Licht einer zweiten Polarisation des Lichts des rechten Auge Bildes, das von geradzahligen Zeilen des Display-Panels einfällt. Ein Benutzer kann das erste polarisierte Licht durch einen linkes Auge Polarisationsfilter (auch genannt: Polarisationsfilter für das linke Auge) einer Polarisationsbrille sehen und das zweite polarisierte Licht durch einen rechtes Auge Polarisationsfilter (auch genannt: Polarisationsfilter für das rechte Auge) der Polarisationsbrille. Dementsprechend, wie in 1 gezeigt, wenn ein 3D linkes Auge Bild auf ungeradzahligen Displayzeilen LINS#1 und LINS#3 des Display-Panels während einer N-ten Frameperiode (N ist eine positive ganze Zahl) und ein 3D rechtes Auge Bild auf geradzahligen Displayzeilen LINS#2 und LINS#4 des Display-Panels während einer N + 1-ten Frameperiode dargestellt wird, endet es für den Benutzer damit, dass er entweder das 3D linke Auge Bild oder das 3D rechte Auge Bild mit einer Auflösung von 50% relativ zu der Auflösung des Display-Panels sieht.
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DE 10 2009 034 092 A1 zeigt ein Bildanzeigepaneel, das ein 2D- oder ein 3D-Bild anzeigt. Eine Treiberschaltung legt eine Datenspannung in einem 2D-Datenformat für ein 2D-Bild oder eine Datenspannung in einem 3D-Datenformat für ein 3D-Bild an das Bildanzeigepaneel an. Eine Steuerungseinheit steuert die Treiberschaltung entsprechend einem 2D-Modus zum Anzeigen eines 2D-Bilds oder entsprechend einem 3D-Modus zum Anzeigen eines 3D-Bilds. Eine Verzögerungseinrichtung ist vor dem Bildanzeigepaneel angeordnet und teilt im 3D-Modus Licht von dieser in Licht einer ersten Polarisation und Licht einer zweiten Polarisation. Unterpixel für R, G und B des Bildanzeigepaneels enthalten jeweils ein erstes und ein zweites feines Unterpixel, die durch eine Datenleitung und zwei benachbarte Gateleitungen abgeteilt sind. Im 2D-Modus wird dieselbe Datenspannung im 2D-Datenformat an das erste und zweite feine Unterpixel angelegt und im 3D-Modus wird die Datenspannung im 3D-Datenformat an das erste feine Unterpixel und eine Schwarz-Grauspannung an das zweite feine Unterpixel angelegt.
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EP 1 998 573 A2 zeigt eine stereoskopische Anzeige aufweisend einen Bilddarstellungsbereich, die eine rechtes Auge Bild und ein linkes Auge Bild erzeugt, eine Phasen-Differenzierung-Platte, die ausgangseitig des Bilddarstellungsbereichs angeordnet ist und die die Polarisierung des rechtes Auge Bildes und des linkes Auge Bildes zueinander orthogonalisiert, wobei die Phasen-Differenzierung-Platte einen Antireflexfilm aufweist, der auf dem Bilddarstellungsbereich angeordnet ist.
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US 2010/0289884 A1 zeigt eine Bildanzeigevorrichtung mit einem Bildanzeigepaneel, das eine Vielzahl von Pixeln aufweist, zum Darstellen eines 2D-Bildes oder eines 3D-Bildes. Eine Treiberschaltung legt eine Datenspannung in einem 2D-Bildformat oder in einem 3D-Bildformat an das Bildanzeigepaneel an. Eine Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die Treiberschaltung in einem 2D-Modus für die Anzeige des 2D-Bildes oder in einem 3D-Modus für die Anzeige des 3D-Bildes zu steuern. Eine Verzögerungseinrichtung ist dazu ausgebildet, Licht von dem Bildanzeigepaneel abwechselnd gemäß einer ersten Polarisation und einer zweiten Polarisation zu konvertieren. Jedes Pixel umfasst erste bis vierte Teilpixel. In dem 2D-Bildformat wird an den ersten bis dritten Teilpixel die Datenspannung angelegt und an den vierten Teilpixel wird eine Helligkeitskompensationsspannung angelegt. Im 3D-Modus wird die Datenspannung an den ersten bis dritten Teilpixel angelegt und an den vierten Teilpixel wird eine Dunkelgrau-Spannung angelegt.
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BESCHREIBUNG
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Die Ausführungsformen dieser Offenbarung stellen eine stereoskopische Bild-Displayvorrichtung, die einen strukturierten Verzögerer verwendet, bereit, welche eine Verminderung der Auflösung aufgrund einer Darstellung eines 3D Bildes reduzieren kann und die ein Auftreten von Flackern verhindern kann, wenn sie mit einer niedrigen Frequenz betrieben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung wird eine stereoskopische Bild-Displayvorrichtung bereitgestellt, die ein Display-Panel aufweist, das Pixel aufweist, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind an Kreuzungen von Datenleitungen und Gateleitungen, eine Display-Panel-Steuerung, die eine Auflösung von 3D Eingangs-Bilddaten vergrößert und die 3D Bilddaten auf dem Display-Panel darstellt, einen strukturierten Verzögerer, der einen ersten Verzögerer, der erstes polarisiertes Licht von ungeradzahligen Zeilen des Display-Panels durchlässt, und einen zweiten Verzögerer, der zweites polarisiertes Licht von geradzahligen Zeilen des Display-Panels durchlässt, aufweist, und eine Polarisationsbrille, die einen ersten Polarisationsfilter, der erstes polarisiertes Licht von dem ersten Verzögerer durchlässt, und einen zweiten Polarisationsfilter, der zweites polarisiertes Licht von dem zweiten Verzögerer durchlässt, aufweist.
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Die Display-Panel-Steuerung weist einen Auflösungssteigerer auf, der eine durchschnittliche Helligkeit von ersten linkes Auge Bilddaten (Bilddaten des Bildes für das linke Auge), die in einer n-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind (n ist eine natürliche Zahl), und von zweiten linkes Auge Bilddaten, die in einer n + 2-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind, berechnet, um linkes Auge Durchschnittsdaten zu erhalten, und der eine durchschnittliche Helligkeit von ersten rechtes Auge Bilddaten (Bilddaten des Bildes für das rechte Auge), die in einer n + 1-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind, und von zweiten rechtes Auge Bilddaten, die in einer n + 3-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind, berechnet, um rechtes Auge Durchschnittsdaten zu erhalten, und wandelt die Helligkeit der linkes Auge Durchschnittsdaten und der rechtes Auge Durchschnittsdaten in Grauskalawerte um.
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Gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung wird ein Verfahren zum Steuern einer stereoskopischen Bild-Displayvorrichtung bereitgestellt, welches aufweist Berechnen einer durchschnittlichen Helligkeit von ersten linkes Auge Bilddaten, die in einer n-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind (n ist eine natürliche Zahl), und zweiten linkes Auge Bilddaten, die in einer n + 2-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind, um linkes Auge Durchschnittsdaten zu erhalten, Berechnen einer durchschnittlichen Helligkeit von ersten rechtes Auge Bilddaten, die in einer n + 1-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind, und zweiten rechtes Auge Bilddaten, die in einer n + 3-ten Zeile der 3D Bilddaten enthalten sind, um rechtes Auge Durchschnittsdaten zu erhalten, Umwandeln der Helligkeit der linkes Auge Durchschnittsdaten und der rechtes Auge Durchschnittsdaten in Grauskalawerte und Darstellen der umgewandelten linkes Auge Durchschnittsdaten und der umgewandelten rechtes Auge Durchschnittsdaten auf dem Display-Panel.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, welche eingeschlossen sind, um ein weiteres Verständnis dieser Offenbarung bereitzustellen und welche hierin aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung darstellen, zeigen Ausführungsformen dieser Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien dieser Offenbarung zu erläutern. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Ansicht, die 3D Bilddaten darstellt, die in Pixel einer stereoskopischen Bild-Displayvorrichtung vom Brillentyp eingegeben werden, die einen strukturierten Verzögerer verwendet;
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2 eine Ansicht, die eine Struktur einer stereoskopischen Bild-Displayvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt;
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3 ein Blockdiagramm, das ein Display-Panel und Steuerungen einer stereoskopischen Bild-Displayvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt;
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4 eine Ansicht, die einen Frame der 3D Bilddaten zeigt, die in einen in 3 gezeigten 3D Datenformatierer eingegeben werden;
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5 eine Ansicht, die ein 3D Bilddatenformat zeigt, das von dem 3D Datenformatierer, der in 3 gezeigt ist, umgewandelt ist;
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6 eine Ansicht, die Eingabe- und Ausgabedaten eines in 3 gezeigten 3D Auflösungssteigerers zeigt;
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7 ein Schaltkreisdiagramm, das eine Pixelanordnung eines Display-Panels gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt;
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8A und 8B Ansichten, die 2D Bilddaten bzw. 3D Bilddaten zeigen, welche den Pixeln der Pixelanordnung, die in 7 gezeigt ist, zugeschrieben werden;
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9 ein Schaltkreisdiagramm, das eine Pixelanordnung eines Display-Panels gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt;
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10A und 10B Ansichten, die 2D Bilddaten bzw. 3D Bilddaten zeigen, welche den Pixeln der in 9 gezeigten Pixelanordnung zugeschrieben werden;
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11 eine Ansicht, die den 3D Auflösungssteigerer im Detail zeigt, der in 3 gezeigt ist;
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12 eine Ansicht, die eine 2.2 Gammakurve zeigt;
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13 ein Wellenformdiagramm, das die 3D Bilddaten und Gatepulse gemäß 6 zeigt, wie sie der Pixelanordnung, wie in 7 gezeigt, zugeschrieben werden;
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14 ein Wellenformdiagramm, das die 3D Bilddaten und Gatepulse gemäß 6 zeigt, wie sie zu der in 9 gezeigten Pixelanordnung geschrieben werden;
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15 eine Ansicht, die ein experimentelles Ergebnis für die in 1 gezeigten 3D Bilddaten zeigt; und
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16 eine Ansicht, die ein experimentelles Ergebnis für die 3D Bilddaten, die in 6 gezeigt sind, zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen dieser Offenbarung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche oder im Wesentlichen gleiche Elemente figurenübergreifend und über die Beschreibung hinweg zu beschreiben. Die Beschreibung von wohl bekannten Funktionen oder Strukturen, welche den Geist dieser Offenbarung unnötig unklar oder unbestimmt machen, werden weggelassen.
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Die 2 und 3 sind Ansichten, die eine stereoskopische Bild-Displayvorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigen.
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Bezugnehmend auf die 2 und 3 weist eine stereoskopische Bild-Displayvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ein Display-Panel 100, einen strukturierten Verzögerer 130, eine Polarisationsbrille 140 und Steuerungen 101 bis 106 zum Steuern des Display-Panels 100 auf.
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Das Display-Panel 100 stellt 2D oder 3D Bilddaten dar. Gemäß einer Ausführungsform ist das Display-Panel 100 als Flachbildschirm ausgebildet, wie beispielsweise ein Flüssigkristalldisplay (LCD), ein Feldemissionsdisplay (FED), ein Plasma-Display-Panel (PDP), eine elektrolumineszierende Vorrichtung (EL), aufweisend anorganische oder organische Licht emittierende Dioden, oder ein elektrophoretisches Display (EPD). Nachfolgend wird zum Erleichtern der Beschreibung angenommen, dass das Display-Panel 100 ein LCD-Panel ist.
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Das Display-Panel 100 weist zwei Glassubstrate und eine Flüssigkristallschicht zwischen den Glassubstraten auf. Das Display-Panel 100 weist Flüssigkristallzellen auf, die in einer Matrixstruktur angeordnet sind an Kreuzungen von Datenleitungen DL und Gateleitungen GL.
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Auf einem TFT-(Dünnfilmtransistor)Anordnungssubstrat des Display-Panels 100 sind die Datenleitungen DL, die Gateleitungen GL, die TFTs, Pixelelektroden und Speicherkondensatoren Cst ausgebildet. Eine Pixelanordnung des Display-Panels 100 ist wie in den 7 oder 9 gezeigt, implementiert. Die Flüssigkristallzellen werden durch elektrische Felder gesteuert, die zwischen einer gemeinsamen Elektrode und den Pixelelektroden erzeugt werden, welche mit den TFTs verbunden sind. Auf einem Farbfilter-Anordnungssubstrat des Display-Panels 100 sind schwarze Matrizen ausgebildet, Farbfilter und gemeinsame Elektroden. Polarisationsfilme 10a und 10b sind an dem TFT-Anordnungssubstrat bzw. dem Farbfilter-Anordnungssubstrat befestigt. Das Display-Panel 100 weist ferner einen Ausrichtungsfilm zum Setzen eines Vorneigungswinkels der Flüssigkristallmoleküle auf. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Spaltenabstandshalter zwischen dem TFT-Anordnungssubstrat und dem Farbfilter-Anordnungssubstrat vorgesehen, um eine Zellenlücke der Flüssigkristallzellen zu erhalten. Gemäß Ausführungsformen wird das Display-Panel 100 in einem vertikal elektrischen Feldsteuermodus betrieben, wie beispielsweise einem TN (Twisted Nematic) Modus oder einem VA (Vertical Alginment) Modus, oder in einem horizontalen elektrischen Feldsteuermodus, wie beispielsweise einem IPS (In Plane Switching) Modus oder einem FFS (Fringe Field Switching) Modus.
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Gemäß Ausführungsformen wird das Flüssigkristalldisplay (LCD) als transmittierendes LCD, als transflektierendes LCD oder als refelektierendes LCD implementiert. Das transmittierende oder transflektive LCD erfordert eine Hintergrundlichteinheit, wie beispielsweise eine Hintergrundlichteinheit 20. Gemäß einer Ausführungsform ist die Hintergrundlichteinheit 20 als direktartige Hintergrundlichteinheit oder als kantenartige Hintergrundlichteinheit implementiert.
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Der strukturierte Verzögerer 130 ist an dem oberen Polarisationsfilm 10a des Display-Panels 100 befestigt. Der strukturierte Verzögerer 130 weist einen ersten Verzögerer auf, der an ungeradzahligen Displayzeilen angeordnet ist, und einen zweiten Verzögerer, der an geradzahligen Displayzeilen angeordnet ist. Eine optische Absorptionsachse des ersten Verzögerers unterscheidet sich von einer optischen Absorptionsachse des zweiten Verzögerers. Der erste Verzögerer des strukturierten Verzögerers 130 ist hin zu ungeradzahligen Displayzeilen der Pixelanordnung gerichtet und lässt erstes polarisiertes Licht (zirkular polarisiertes Licht oder linear polarisiertes Licht) des Lichts durch, das von den ungeradzahligen Displayzeilen der Pixelanordnung einfällt. Der zweite Verzögerer des strukturierten Verzögerers 130 ist hin zu geradzahligen Displayzeilen der Displayanordnung gerichtet und lässt zweites polarisiertes Licht (zirkular polarisiertes Licht oder linear polarisiertes Licht) des Lichts durch, das von den geradzahligen Displayzeilen der Displayanordnung einfällt. Gemäß einer Ausführungsform wird der erste Verzögerer als ein Polarisationsfilter implementiert, der links-zirkular polarisiertes Licht durchlässt, und der zweite Verzögerer ist implementiert als ein Polarisationsfilter, der rechts-zirkular polarisiertes Licht durchlässt.
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Die Polarisationsbrille 140 weist einen linkes Auge Polarisationsfilter (auch genannt: Polarisationsfilter für das linke Auge oder erster Polarisationsfilter) auf, der die gleiche optische Absorptionsachse hat wie der erste Verzögerer, und einen rechtes Auge Polarisationsfilter (auch genannt: Polarisationsfilter für das rechte Auge oder zweiter Polarisationsfilter), der die gleiche optische Absorptionsachse wie der zweite Verzögerer hat. Gemäß einer Ausführungsform wird der linkes Auge Polarisationsfilter der Polarisationsbrille 140 als links-zirkular Polarisationsfilter gewählt und der rechtes Auge Polarisationsfilter der Polarisationsbrille 140 wird als rechts-zirkular Polarisationsfilter gewählt. Ein Benutzer kann ein 3D Bild, das auf der stereoskopischen Bild-Displayvorrichtung gezeigt wird, durch die Polarisationsbrille 140 betrachten.
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Die Steuerungen 101 bis 103 weisen eine Datensteuerung 102, eine Gatesteuerung 103, eine Zeitsteuerung 101, ein Hostsystem 104, einen 3D Datenformatierer 105 und einen 3D Auflösungssteigerer 106 auf.
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Jeder Sourcesteuer IC der Datensteuerung 102 weist ein Verschieberegister, einen Latch (Auffangregister, Puffer), einen Digitalanalogwandler (DAC) und einen Ausgangspuffer auf. Die Datensteuerung 102 latcht (fängt auf, puffert) digitale Videodaten RGB unter Steuerung der Zeitsteuerung 101. In Reaktion auf ein Polarisationssteuersignal POL wandelt die Datensteuerung 102 digitale Videodaten RGB in analoge positive und negative Gammakompensationsspannungen um, um Polaritäten von Datenspannungen zu invertieren. Die Datensteuerung 102 gibt die Datenspannungen über die Datenleitungen DL aus.
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Die Datensteuerung 102 gibt 2D Bilddatenspannungen in dem 2D Modus aus. Die 2D Bilddatenspannungen zeigen keine Unterschiede zwischen linkes Auge Bildern und rechtes Auge Bildern. In dem 3D Modus legt die Datensteuerung 102 die linkes Auge Bilddatenspannungen und die rechtes Auge Bilddatenspannungen (siehe 13 und 14) an die Datenleitungen DL an.
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Die Gatesteuerung 103 weist ein Verschiebungsregister und einen Niveauverschieber auf. Unter Steuerung der Zeitsteuerung 101 legt die Gatesteuerung 103 sequentiell Gatepulse (oder Scanpulse, siehe 13 und 14) an Gateleitungen GL an in Synchronisation mit Datenspannungen, die an die Datenleitungen DL angelegt sind.
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Die Zeitsteuerung 101 empfängt von dem Hostsystem 104 Zeitsignale, wie zum Beispiel ein vertikales Synchronisationssignal Vsync, ein horizontales Synchronisationssignal Hsync, ein Datenfreigabesignal DE und ein Punkttaktsignal CLK, und erzeugt Steuersignale zum Steuern von Betriebszeiten der Datensteuerung 102 und der Gatesteuerung 103. Die Steuersignale weisen ein Gatezeitsteuersignal zum Steuern einer Betriebszeit der Gatesteuerung 103 und ein Datenzeitsteuersignal zum Steuern einer Betriebszeit der Datensteuerung 102 und von Polaritäten der Datenspannungen auf. Die Zeitsteuerung 101 empfängt ein Modussignal von dem Hostsystem 104 zum Ermitteln des 2D oder 3D Modus.
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In dem 2D Modus überträgt die Zeitsteuerung 101 2D Bilddaten zu der Datensteuerung 102 bei einer Eingangsframefrequenz oder bei einer Framefrequenz, die zu einer Eingangsframefrequenz × i (wobei i eine natürliche Zahl ist) Hz korrespondiert. Die Eingangsframefrequenz ist 60 Hz für den NTCS (National Television Standards Committee) Modus und 50 Hz für den PAL (Phase-Alternating Line) Modus. In dem 3D Modus überträgt die Zeitsteuerung 101 Bilddaten zu der Datensteuerung 102 bei einer Framefrequenz, die einer Eingangsframefrequenz × I Hz entspricht. Nachfolgend wird zum einfachen Beschreiben angenommen, dass die Framefrequenz für den 3D Modus 60 Hz ist, jedoch sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht darauf beschränkt.
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Das Gatezeitsteuersignal weist einen Gatestartpuls GSP, ein Gateverschiebungstaktsignal GSC und ein Gateausgangs-Freigabesignal GOE auf. Während einer Frameperiode tritt der Gatestartpuls GSP gleichzeitig mit einem Start der Frameperiode auf und wird dann an einen Gatesteuer IC angelegt, um einen ersten Gatepuls zu erzeugen. Das Gateverschiebungstaktsignal GSC wird zusammen in die Gatesteuer ICs eingegeben und verschiebt den Gatestartpuls GSP. Das Gateausgangs-Freigabesignal GOE steuert den Ausgang der Gatesteuer ICs.
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Das Datenzeitsteuersignal weist einen Sourcestartpuls SSP, ein Sourcesammeltaktsignal SSC, ein Polarisationssteuersignal POL und ein Sourceausgangs-Freigabesignal SOE auf. Der Sourcestartpuls SSP steuert eine Datensammelstartzeit der Datensteuerung 102. Das Sourcesammeltaktsignal SSC steuert eine Datensammelzeit der Datensteuerung 102, basierend auf einer ansteigenden oder abfallenden Flanke. Das Polarisationssteuersignal POL steuert Polaritäten von Datenspannungen, die von der Datensteuerung 102 ausgegeben werden. Das Sourceausgangs-Freigabesignal SOL steuert eine Ausgangszeit der Datensteuerung 102. Wenn die digitalen Videodaten, die in die Datensteuerung 102 eingegeben werden, einen mini LVDS (Low Voltage Differential Signaling) Schnittstellenstandard haben, können der Sourcestartpuls SSP und das Sourcesammeltaktsignal SSC weggelassen werden.
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Das Hostsystem 104 versorgt die Datensteuerung mit den 2D oder 3D Bilddaten und den Zeitsignalen Vsync, Hsync, DE und CLK über eine Schnittstelle, wie beispielsweise eine LVDS (Low Voltage Differential Signaling) Schnittstelle oder eine TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) Schnittstelle. Das Hostsystem 104 versorgt die Zeitsteuerung 101 mit einem Modensignal, das einen 2D Modus oder einen 3D Modus anzeigt. Das Hostsystem 104 versorgt die Zeitsteuerung 101 mit 2D Bilddaten in dem 2D Modus und versorgt den 3D Datenformatierer mit 3D Bilddaten, die in dem 3D Modus linkes Auge Bilder (Bilder für das linke Auge) und rechtes Auge Bilder (Bilder für das rechte Auge) aufweisen.
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Ein Benutzer wählt den 2D Modus oder 3D Modus über eine Benutzereingabevorrichtung 110 aus. Die Benutzereingabevorrichtung 110 weist einen berührungsempfindlichen Bildschirm (Touchscreen Bildschirm) auf, der an dem Display-Panel 100 befestigt ist oder darin eingebettet ist, oder ein Aufbildschirmdisplay (OSD), eine Tastatur, eine Maus oder eine Fernsteuerung.
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In Reaktion auf eine Eingabe von Benutzerdaten über die Benutzereingabevorrichtung 110 schaltet das Hostsystem 104 zwischen einem 2D Modus Betrieb und einem 3D Modus Betrieb um. Das Hostsystem 104 detektiert einen 2D/3D Identifikationscode, der in den Eingabebilddaten codiert ist, beispielsweise einen 2D/3D Identifikationscode, der mit einem EPG (Electronic Program Guide; Elektronischer Programm-Führer) oder einem ESG (Electronic Service Guide; Elektronischer Dienste-Führer) eines digitalen Übertragungsstandards codiert ist, um den 2D Modus und den 3D Modus zu unterscheiden.
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Der 3D Datenformatierer 105, wie in 4 gezeigt, empfängt 3D Bilddaten, trennt linkes Auge Bilddaten RGBL und rechtes Auge Bilddaten RGBR der 3D Bilddaten und ordnet die linkes Auge und die rechtes Auge Bilddaten RGBL und RGBR jeder Zeile, wie in 5 gezeigt, neu an. Die 3D Bilddaten, die mit dem 3D Datenformatierer 105 neu angeordnet werden, werden in den 3D Auflösungssteigerer 106 eingegeben. 4 zeigt ein beispielhaftes Frameformat (auch bezeichnet als Rahmenformat) der 3D Bilddaten, die in den 3D Datenformatierer 105 eingegeben sind. Wie in 4 gezeigt, weist ein Frame (auch bezeichnet als Rahmen) der 3D Bilddaten die linkes Auge Bilddaten RGBL in einem linken Halbabschnitt und die rechtes Auge Bilddaten RGBR in einem rechten Halbabschnitt auf. 5 zeigt ein Beispiel, bei dem die linkes Auge Bilddaten RGBL ungeradzahligen Zeilen zugeordnet sind und die rechtes Auge Bilddaten RGBR geradzahligen Zeilen zugeordnet sind.
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Wie in 5 gezeigt, berechnet nach dem Empfangen der 3D Bilddaten der 3D Auflösungssteigerer 106 eine durchschnittliche Helligkeit für linkes Auge Bilddaten RGBL auf benachbarten Zeilen und eine durchschnittliche Helligkeit für rechtes Auge Bilddaten RGBR auf benachbarten Zeilen. Beispielsweise berechnet der 3D Auflösungssteigerer 106 eine durchschnittliche Helligkeit für erste linkes Auge Bilddaten einer n-ten Zeile und zweite linkes Auge Bilddaten einer n + 2-ten Zeile und erhält Helligkeitsdurchschnittsdaten RGB'L für das linke Auge Bild, wobei n eine natürliche Zahl ist. Der 3D Auflösungssteigerer 106 berechnet eine durchschnittliche Helligkeit für erste rechtes Auge Bilddaten einer n + 1-ten Zeile und zweite rechtes Auge Bilddaten einer n + 3-ten Zeile und erhält Helligkeitsdurchschnittsdaten RGB'R für das rechte Auge Bild, wobei n eine natürliche Zahl ist. Dann wandelt der 3D Auflösungssteigerer die Helligkeitsdurchschnittsdaten RGB'L und RGB'R in Grauskalenwerte um, wodurch eine Auflösung der 3D Bilddaten erhöht wird. Nachfolgend werden die Helligkeitsdurchschnittsdaten RGB'L auch als „linkes Auge Durchschnittsdaten” bezeichnet und die Helligkeitsdurchschnittsdaten RGB'R werden auch als „rechtes Auge Durchschnittsdaten” bezeichnet.
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6 zeigt Eingabe- und Ausgabedaten des 3D Auflösungssteigerers 106, der in 3 gezeigt ist.
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Bezugnehmend auf 6 haben die ersten linkes Auge Durchschnittsdaten RGB'L (1) einen Durchschnittswert von ersten linkes Auge Bilddaten RGBL (1), die in einer ersten Zeile eines 3D Bildes angeordnet sind, welches in den 3D Datenformatierer 105 eingegeben ist, und zweiten linkes Auge Bilddaten RGBL (2), die in einer dritten Zeile des 3D Bildes angeordnet sind. Die ersten linkes Auge Durchschnittsdaten RGB'L (1) werden einem R, G oder B Unterpixel eines Pixels zugeschrieben, der in einer ersten Zeile des Display-Panels 100 angeordnet ist (LINS#1 aus den 7 und 9).
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Die ersten rechtes Auge Durchschnittsdaten RGB'R (2) haben einen Durchschnittswert von ersten rechtes Auge Bilddaten RGBR (1), die auf einer zweiten Zeile des 3D Bildes angeordnet sind, welches in den 3D Datenformatierer 105 eingegeben ist, und zweiten rechtes Auge Bilddaten RGBR (2), die auf einer vierten Zeile des 3D Bildes angeordnet sind. Die ersten rechtes Auge Durchschnittsdaten RGB'R (2) werden einem R, G oder B Unterpixel eines Pixels zugeschrieben, der in einer zweiten Zeile des Display-Panels 100 angeordnet ist (LINS#2 aus den 7 und 9).
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Die zweiten linkes Auge Durchschnittsdaten RGBL (3) haben einen Durchschnittswert von dritten linkes Auge Bilddaten RGBL (3), die in einer fünften Zeile des 3D Bildes angeordnet sind, welches in den 3D Datenformatierer 105 eingegeben ist, und vierten linkes Auge Bilddaten RGBL (4), die in einer siebten Zeile des 3D Bildes angeordnet sind. Die zweiten linkes Auge Durchschnittsdaten RGBL (3) werden einem R, G und/oder B Unterpixel eines Pixels zugeschrieben, der in einer dritten Zeile des Displaypanels angeordnet ist.
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Die zweiten rechtes Auge Durchschnittsdaten RGBR (4) haben einen Durchschnittswert von dritten rechtes Auge Bilddaten RGBR (3), die in einer sechsten Zeile des 3D Bildes angeordnet sind, welches in den 3D Datenformatierer 105 eingegeben ist, und vierten rechtes Auge Bilddaten RGBR (4), die auf einer achten Zeile des 3D Bildes angeordnet sind. Die zweiten rechtes Auge Durchschnittsdaten RGB'R (4) werden einem R, G und/oder B Unterpixel eines Pixels zugeschrieben, der in einer vierten Zeile des Display-Panels 100 angeordnet ist.
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Ein Benutzer kann die linkes Auge Durchschnittsdaten RGBL (1), RGB'L (3), ... RGB'L (N – 1), die auf ungeradzahligen Displayzeilen LINS#1, LINS#3 .... LINS#N – 1 des Display-Panels 100 dargestellt sind, durch den linkes Auge Filter der Polarisationsbrille 140 und die rechtes Auge Durchschnittsdaten RGBR (2), RGB'R (4), ... RGB'R (N), die auf geradzahligen Displayzeilen LINS#2, LINS#4 ... LINE#N des Display-Panels 100 dargestellt sind, durch den rechtes Auge Filter der Polarisationsbrille 140 sehen. Dementsprechend kann der Benutzer bei jedem Frame eine zweifach erhöhte Auflösung empfinden gegenüber der in 1 gezeigten, wenn er die 3D Bilddaten wie in 6 gezeigt sieht. Ferner, da die linkes Auge und die rechtes Auge Durchschnittsdaten in jeden Frame auf dem Display-Panel 100 als durchschnittliche Helligkeitsdaten dargestellt werden, auch wenn die 3D Bilddaten bei einer niedrigen Frequenz dargestellt werden, wie beispielsweise bei 60 Hz, wie in den 13 und 14 gezeigt, kann der Benutzer sich an den 3D Bildern erfreuen, ohne Flackern oder wenig Flackern zu empfinden.
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7 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Pixelanordnung eines Display-Panels gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt. Die 8A und 8B sind Ansichten, die 2D Bilddaten bzw. 3D Bilddaten zeigen, die den in 7 gezeigten Pixeln zugeschrieben sind.
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Bezugnehmend auf 7 weist die Pixelanordnung des Display-Panels 100 M×N Pixel auf (M und N sind positive ganze Zahlen). Jedes Pixel weist eine Flüssigkristallzelle für ein rotes Unterpixel R, eine Flüssigkristallzelle für ein grünes Unterpixel G und eine Flüssigkristallzelle für ein blaues Unterpixel B auf.
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Die Unterpixel weisen entsprechend korrespondierende Pixelelektroden PIX1 bis PIX3 auf und entsprechend korrespondierende TFTs TFT1. Die TFTs TFT1 versorgen die Pixelelektroden PIX1 bis PIX3 mit Datenspannungen von den Datenleitungen D1 bis D6 in Reaktion auf Gatepulse von den Gateleitungen G1 und G2. Die Gateelektroden der TFTs TFT1 sind mit den Gateleitungen G1 und G2 verbunden. Die Drainelektroden der TFTs TFT1 sind mit den Datenleitungen D1 bis D6 verbunden und die Sourceelektroden der TFTs TFT1 sind mit den Pixelelektroden PIX1 bis PIX3 verbunden.
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2D Bilddaten werden, wie in 8A gezeigt, und 3D Bilddaten werden, wie in 8B gezeigt, den Pixeln der Pixelanordnung, wie in 7 gezeigt, zugeschrieben.
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9 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine Pixelanordnung eines Display-Panels gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung zeigt. Die 10A und 10B zeigen 2D Bilddaten bzw. 3D Bilddaten, welche den Pixeln der in 9 gezeigten Pixelanordnung zugeschrieben sind.
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Bezugnehmend auf 9 weist die Pixelanordnung M×N Pixel auf. Jeder Pixel weist eine Flüssigkristallzelle für einen roten Unterpixel, eine Flüssigkristallzelle für einen grünen Unterpixel und eine Flüssigkristallzelle für einen blauen Unterpixel auf. Jeder Unterpixel weist einen Hauptunterpixel und einen Hilfsunterpixel auf.
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Die Hauptunterpixel weisen entsprechend korrespondierende Hauptpixelelektroden PIX1 bis PIX3 und entsprechend korrespondierende erste TFTs TFT1 auf. Die ersten TFTs TFT1 versorgen die Hauptpixelelektroden PIX1 bis PIX3 mit Datenspannungen von den Datenleitungen D1 bis D6 in Reaktion auf Gatepulse von ungeradzahligen Gateleitungen G1 und G3. Die Gateelektroden der ersten TFTs TFT1 sind mit den ungeradzahligen Gateleitungen G1 und G3 verbunden. Die Drainelektroden der ersten TFTs TFT1 sind mit den Datenleitungen D1 bis D6 verbunden und die Sourceelektroden der ersten TFTs TFT1 sind mit den Hauptpixelelektroden PIX1 bis PIX3 verbunden.
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Die Hilfsunterpixel weisen entsprechend korrespondierende Hilfspixelelektroden PIX1' bis PIX3' und entsprechend korrespondierende zweite TFTs TFT2 auf. Die zweiten TFTs TFT2 versorgen die Hilfspixelelektroden PIX1' bis PIX3' mit Datenspannungen von den Datenleitungen D1 bis D6 in Reaktion auf Gatepulse von geradzahligen Gateleitungen G2 und G4. Die Gateelektroden der zweiten TFTs TFT2 sind mit den geradzahligen Gateleitungen G2 und G4 verbunden. Die Drainelektroden der zweiten TFTs TFT2 sind mit den Datenleitungen D1 bis D6 verbunden und die Sourceelektroden der zweiten TFTs TFT2 sind mit den Hilfspixelelektroden PIX1' bis PIX3' verbunden.
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Die Hilfsunterpixel werden mit roten, grünen und blauen Datenspannungen der 2D Bilder in dem 2D Modus aufgeladen, wie in 10A gezeigt, wodurch eine Helligkeit und Chromatizität des 2D Bildes erhöht wird, um eine Displayqualität der 2D Bilder zu verbessern. Die Hilfsunterpixel werden in dem 3D Modus mit schwarzen Datenspannungen aufgeladen, wie in 10B gezeigt, wodurch ein oberer und unterer Blickwinkel der stereoskopischen Bild-Displayvorrichtung vergrößert wird. Beispielsweise wirken die Hilfsunterpixel als aktive schwarze Streifen, um den oberen und unteren Blickwinkel zu vergrößern.
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Während der obere und der untere Blickwinkel des 3D Bildes proportional sind zu einem Verhältnis eines vertikalen Abstands (Länge, pitch) P1 eines Hauptunterpixel und eines vertikalen Abstands (Länge, pitch) P2 eines Hilfsunterpixels {(P2·100)/P1}, ist die Helligkeit des 3D Bildes invers proportional zu dem Verhältnis {(P2·100)/P1}. Dementsprechend müssen der vertikale Abstand P1 des Hauptunterpixels und der vertikale Abstand P2 des Hilfsunterpixels geeignet ausgestaltet sein unter Berücksichtigung des oberen und unteren Blickwinkels und der Helligkeit des 3D Bildes. Der vertikale Abstand P2 des Hilfsunterpixels ist so ausgebildet, dass er kleiner ist als der vertikale Abstand P1 des Hauptunterpixels.
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11 ist eine Ansicht, die den 3D Auflösungssteigerer 106 weiter im Detail zeigt.
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Bezugnehmend auf 11 weist der 3D Auflösungssteigerer 106 Gamma-Kalibrierungseinheiten 81 und 82, eine Auflösungskompensationseinheit 83 und eine de-Gamma-Kalibrierungseinheit 84 auf.
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N-te Einzelaugen (linkes Auge oder rechtes Auge) Bilddaten RGBL/R(n) und n + 1-te Einzelaugen Bilddaten RGBL/R(n + 1) werden in den 3D Auflösungssteigerer 106 eingegeben.
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Die Gamma-Kalibrierungseinheiten
81 und
82 weisen eine erste Gamma-Kalibrierungseinheit
81 zum Gamma-Kalibrieren der n-ten Einzelauge Bilddaten RGB
L/R(n) und eine zweite Gamma-Kalibrierungseinheit
82 zum Gamma-Kalibrieren der n + 1-ten Einzelauge Bilddaten RGB
L/R(n + 1) auf. Die erste und die zweite Gamma-Kalibrierungseinheit
81 und
82 setzen 8 Bit Eingabedaten in Gleichung 1 ein, um die Helligkeit Y der Eingabedaten zu berechnen, wie es von einem Benutzer bei einer 2.2 Gamma-Charakteristik empfunden wird. Die erste und zweite Gamma-Kalibrierungseinheit
81 und
82 versorgen die Auflösungskompensationseinheit
83 mit Helligkeitswerten Y der Eingabedaten. [Gleichung 1]
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Wie in Gleichung 2 teilt die Auflösungskompensationseinheit 83 die Helligkeitswerte G2Y(n) und G2Y(n + 1), die von den ersten und zweiten Gamma-Kalibrierungseinheiten 81 und 82 eingegeben werden, durch zwei, um einen Durchschnittshelligkeitswert L(n) zu kalibrieren, und versorgt die de-Gamma-Kalibrierungseinheit 84 mit einem Ergebnis.
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Hier ist YL/R(n) ein Helligkeitswert der n-ten Einzelauge Bilddaten RGBL/R(n) und YL/R(n + 1) ist ein Helligkeitswert von n + 1-ten Einzelauge Bilddaten RGBL/R(n + 1).
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Die de-Gamma-Kalibrierungseinheit 84 wandelt den Helligkeitsdurchschnittswert L(n), der von der Auflösungskompensationseinheit 83 eingegeben wird, in einen Grauskalenwert RGB'L/R(n) um.
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Wenn n-te linkes Auge Bilddaten RGBL(n), deren Grauskalenwert „255” ist, und die n + 1-ten linkes Auge Bilddaten RGBL (n + 1), deren Grauskalenwert „0” ist, in den 3D Auflösungssteigerer 106 eingegeben werden, setzen die Kalibrierungseinheiten 81 und 82 die Grauskalenwerte in Gleichung 1 ein, wodurch sie ausgeben (255/255)2.2 = 1 und (0/255)2.2 = 0. Die Auflösungskompensationseinheit 83 setzt die Helligkeitswerte 1 und 0 in Gleichung 2 ein, um zu berechnen: (1 + 0)/2 = 0.5 als der Helligkeitsdurchschnittswert und die de-Gamma-Kalibrierungseinheit 84 setzt den Helligkeitsdurchschnittswert von 0,5 in Gleichung 3 ein, um zu rechnen 255 × (0,5)1/2.2 = 186 als der Grauskalenwert. Ein Grauskalenwert korrespondierend zu 50% des maximalen Helligkeitswerts über der 2.2 Gammakurve, die in 12 gezeigt ist, ist ,191'. Der Grauskalenwert von 50%, der in dem vorstehenden Beispiel berechnet wird, ist 186, welcher einem Grauskalenwert von idealen 50% Helligkeit ähnlich ist; beispielsweise ,191'. Dementsprechend erzielt der 3D Auflösungssteigerer 106 den Helligkeitsdurchschnittswert der n-ten und n + 1-ten Einzelauge Bilddaten als im Wesentlichen den gleichen Wert wie der der aktuellen Helligkeit, die von einem Benutzer über der 2.2 Gammakurve empfunden wird.
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13 ist ein Wellenformdiagramm, das die 3D Bilddaten und Gatepulse aus 6 zeigt, wie sie zu der Pixelanordnung, wie in 7 gezeigt, geschrieben werden. Bezugnehmend auf 13 bezieht sich GSP auf einen Gatestartpuls, D1 bis D3 beziehen sich auf Datenspannungen, die an den ersten bis dritten Datenleitungen angelegt werden, und G1 bis Gn beziehen sich auf Gatepulse, die sequentiell an die ersten bis n-ten Gateleitungen in Synchronisation mit den Datenspannungen angelegt werden.
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Bezugnehmend auf 13 legt die Datensteuerung 102 alternierend die Datenspannungen der linkes Auge Durchschnittsdaten RGB'L (1), RGB'L (3) ... RGB'L (n – 1) und die Datenspannungen der rechtes Auge Durchschnittsdaten RGB'R (2), RGB'R (4) ... RGB'R (N) an die Datenleitungen DL an. Die Gatesteuerung 103 legt sequentiell die Gatepulse an die Gateleitungen GL an in Synchronisation mit den Datenspannungen, die an die Datenleitungen angelegt werden.
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14 ist ein Wellenformdiagramm, das die 3D Bilddaten und Gatepulse aus 6 zeigt, wie sie zu einer Pixelanordnung, wie in 9 gezeigt, geschrieben werden. Bezugnehmend auf 14 bezieht sich GSP auf einen Gatestartpuls, D1 bis D3 beziehen sich auf Datenspannungen, die an die ersten bis dritten Datenleitungen angelegt werden, und G1 bis G2n beziehen sich auf Gatepulse, die sequentiell an die ersten bis 2n-ten Gateleitungen angelegt werden in Synchronisation mit den Datenspannungen.
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Bezugnehmend auf 14 legt die Datensteuerung 102 sequentiell die Datenspannungen der linkes Auge Durchschnittsdaten RGB'L (1), RGB'L (3) ... RGB'L (N – 1), die Datenspannungen der schwarzen Daten, die Datenspannungen der rechtes Auge Durchschnittsdaten RGB'R (2), RGB'R (4) ... RGB'R (N) und die Datenspannungen der schwarzen Daten an die Datenleitungen DL an. Die Gatesteuerung 103 legt sequentiell die Gatepulse an die Gateleitungen GL an in Synchronisation mit den Datenspannungen, die an die Datenleitungen angelegt sind.
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Die schwarzen Daten werden erzeugt von der Zeitsteuerung 101 und werden in die Datensteuerung 102 eingegeben. Die schwarzen Daten werden in einem Register der Zeitsteuerung 101 vorgespeichert als Daten 000000002 der Graustufe ,0'. Die Zeitsteuerung 101 fügt die schwarzen Daten zwischen den linkes Auge Durchschnittsdaten RGB'L (1), RGB'L (3) ... RGB'L (N – 1) und den rechtes Auge Durchschnittsdaten RGB'R (2), RGB'R (4) ... RGB'R (N) ein und versorgt die Datensteuerung 102 mit den resultierenden Daten.
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Um einen Vergleich zwischen einer Auflösung der in 1 gezeigten 3D Bilddaten und der in 6 gezeigten 3D Bilddaten zu ziehen, haben die Erfinder visuell experimentelle Ergebnisse erzielt durch 140, mit den Testbildern von den 15 und 16, die auf dem gleichen LCD Panel dargestellt sind. Im Ergebnis zeigt, im Kontrast zu dem experimentellen Ergebnis, das in 15 gezeigt ist, bei dem es schwierig ist, die Buchstaben aufgrund der niedrigen Auflösung zu identifizieren, das in 16 gezeigte experimentelle Ergebnis, eine Verbesserung der Auflösung, bei der die Buchstaben klarer zu identifizieren sind. Die stereoskopische Bild-Displayvorrichtung, die in den Experimenten verwendet wird, entspricht dem Flüssigkristallmodul, wie in 2 gezeigt, welches eine Auflösung von 1920 × 1080 mit 47'' Größe hat.
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Gemäß Ausführungsformen kann die stereoskopische Bild-Displayvorrichtung als anderer Flachbildschirm implementiert sein als als LCD. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform das Display-Panel 100 und die Hintergrundlichteinheit ersetzt werden durch einen FED, einen PDP, einen EL Display, der ein Display mit anorganischen Licht emittierenden Dioden oder ein Display mit organischen Licht emittierenden Dioden aufweist, oder einen EPD.
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Wie vorstehend beschrieben, berechnen die Ausführungen dieser Offenbarung durchschnittliche Helligkeiten von linkes Auge und rechtes Auge Bilddaten, die in benachbarten Zeilen enthalten sind, und stellt die Helligkeitsdurchschnittsdaten auf allen Zeilen des Display-Panels dar, wodurch eine Auflösung vergrößert wird und ein Auftreten von Flackern verhindert wird, wenn es mit einer niedrigen Frequenz betrieben wird.
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Obwohl die Ausführungsformen mit Bezug auf eine Anzahl von darstellenden Ausführungsformen derer beschrieben wurden, ist es zu verstehen, dass zahlreiche andere Modifikationen und Ausführungsformen von den Fachmännern auf dem Gebiet durchgeführt werden können, die innerhalb den Umfang der Prinzipien dieser Offenbarung fallen werden. Insbesondere sind unterschiedliche Variationen und Modifikationen von Komponententeilen und/oder Anordnungen der gegenständlichen Kombinationsanordnungen innerhalb des Umfangs der Offenbarung, der Zeichnungen und der angehängten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu den Variationen und Modifikationen der Komponententeile und/oder Anordnungen werden den Fachmännern auf dem Gebiet alternative Verwendungen offensichtlich.
