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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der 3D-(dreidimensionalen)Anzeige, und insbesondere ein Betriebsverfahren für eine 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille.
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2. Relevanter Stand der Technik
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Bei den herkömmlichen 3D-Anzeigetechniken auf Brillen-Basis werden generell Signale für die Einzelbilder des linken Auges und des rechten Auges alternierend an eine Flüssigkristallanzeige übermittelt, um die Flüssigkristallanzeige derart zu steuern, dass auf ihr Bilder für das rechte Auge bzw. das linke Auge erzeugt werden, die derart mit der Beleuchtungsstärke einer Scanning-Backlighteinheit (BLU) und der Zeitsteuerung einer Shutter-Brille zusammenwirken, dass das linke und das rechte Auge mittels der Signale für das linke bzw. rechte Auge stimuliert werden, um dadurch den Benutzer ein 3D-Bild wahrnehmen zu lassen. Da die Reaktionsgeschwindigkeit einer Flüssigkristallanzeige übermäßig langsam ist, muss die Zeitsteuerung der Aktivierung der BLU und des Öffnens der Shutter-Brille sowie deren Betriebszeit derart eingestellt werden, dass der Einfluss eines Übersprechens zwischen dem linken und dem rechten Auge reduziert wird. Aufgrund einer derartigen Kontrolle der Zeitsteuerung wird jedoch die Aktivierungszeit der Hintergrundbeleuchtung und der Shutter-Brille reduziert, was eine Verschlechterung der Luminanz oder ein Flimmern verursacht.
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In 1 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm einer herkömmlichen 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille gezeigt. Entlang der vertikalen Achse sind die vertikalen Positionen auf einem Bildschirm der Anzeigevorrichtung gezeigt, und die horizontale Achse gibt die Zeit an. Die BLU einer regulären 3D-Anzeigevorrichtung ist in vertikale Blöcke unterteilt, und somit wird eine Abtastoperation durchgeführt, indem die Aktivierungs- und die Betriebszeit sämtlicher Blöcke der Backlighteinheit (z. B. wie in 1 fünf Blöcke S1, S2, S3, S4, S5) sequentiell von oben nach unten gesteuert werden. Die Zeitperioden der für das linke Auge und das rechte Auge vorgesehenen Signale der Anzeigevorrichtung sind T1 bzw. T2, die jeweils die Zeitperiode eines Einzelbilds repräsentiert. Eine Einzelbild-Zeit setzt sich zusammen aus der Steuerzeit eines Signals (wobei das Signal von der ersten Zeile zu der letzen Zeile verläuft) und der Ausblend-Zeit. Das Signal liefert für jede Zeile der Flüssigkristallanzeige sequentiell von oben nach unten die erforderliche Steuerspannung. Nachdem ein Pixel die Steuerspannung empfangen hat und geladen ist, beginnt der Flüssigkristall zu reagieren. Aufgrund der Anordnung der Pixel und der Viskosität des Flüssigkristalls besteht eine Reaktionszeit L0, die der Flüssigkristall bis zum vollständigen Erreichen eines gewünschten stabilen Zustands benötigt, bei dem es sich um das Ziel-Luminanzsignal für jedes der linken und rechten Augen handelt. Ferner besteht ein weiterer wichtiger Parameter der 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille in der Öffnungs- und Schließzeit der linken und rechten Augen der Shutter-Brille. Es muss eine übergreifende Anpassung an der Zeitsteuerung der Shutter-Brille in Kombination mit der Abtastzeit jedes Blocks der Backlighteinheit, der Reaktionszeit des Flüssigkristalls und der Ausblendzeit vorgenommen werden, um eine Optimierung des 3D-Effekts der Flüssigkristallanzeige zu realisieren, damit das linke Auge und das rechte Auge einander nicht überlappen und ein Nachbild verursachen. Andernfalls ist, wie in 1 dargestellt ist, während der Öffnungszeitperiode des linken Auges der Shutter-Brille das Signal für den Flüssigkristall, der dem Block S1 zugeordnet ist, bereits von einem Signal für das linke Auge auf ein Signal für das rechte Auge umgeschaltet worden, und dies hat zur Folge, dass während der Öffnungszeitperiode des linken Auges der Shutter-Brille das Signal für das rechte Auge wahrgenommen wird. Folglich sieht, während der Block S1 in Betrieb ist, das linke Auge der Shutter-Brille während einer kurzen Zeitperiode ein Nachbild des Signals für das rechte Auge. Ferner hat, wie in 1 dargestellt ist, das linke Auge der Shutter-Brille eine frühe Öffnungszeit, und die Blöcke S2, S3, S4 und S5 geben, während sie in Betrieb sind, Signale für das linke Auge aus. Währenddessen sind aufgrund der langsamen Reaktion des Flüssigkristalls die Blöcke S2, S3, S4 und S5 während ihres Betriebs in unterschiedlichem Ausmaß dem Einfluss des vorherigen Bildes für das rechte Auge ausgesetzt, was zu einer Interferenz in Form eines Nachbilds führt.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Betriebsverfahren für eine 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille zu schaffen, bei dem das Nachbild-Phänomen der 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille beseitigt wird.
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Zur Lösung der Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung ein Betriebsverfahren für eine 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille geschaffen, bei dem Einzelbild-Signale für das linke Auge und für das rechte Auge alternierend einer Flüssigkristallanzeige zugeführt werden, um die Flüssigkristallanzeige derart zu steuern, dass Bilder für das linke Auge bzw. für das rechte Auge gebildet werden, die derart mit der Beleuchtungsstärke einer Scanning-Backlighteinheit und der Zeitsteuerung der Shutter-Brille zusammenwirken, dass das linke und das rechte Auge mittels Signalen für das linke bzw. rechte Auge stimuliert werden, um die Wahrnehmung eines 3D-Bilds zu bewirken, wobei in einer Periode eines aktuellen Einzelbild-Signals die Betriebszeit eines jeden Blocks der Backlighteinheit zwischen der Zeit, zu welcher der dem Block entsprechende Flüssigkristall vollständig reagiert, nachdem er von dem aktuellen Einzelbild-Signal angesteuert worden ist, und der Zeit liegt, zu welcher der dem Block entsprechende Flüssigkristall zu reagieren beginnt, wenn von einem nachfolgenden Einzelbild-Signal angesteuert wird.
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Es kann jeder der Blöcke der Backlighteinheit die gleiche Betriebszeit haben.
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Es kann jedes der Pixel, die in dem Flüssigkristall angeordnet sind, einem betreffenden der Blöcke der Backlighteinheit entsprechen und die Durchlässigkeit des Pixels individuell zu Tm,pixel = Tm,pixel,0 × TMax/TM geändert werden, wobei Max den maximalen Signal-Graupegel der Flüssigkristallanzeige bezeichnet, TMax die dem maximalen Signal-Graupegel Max entsprechende Flüssigkristall-Durchlässigkeit bezeichnet, m den Flüssigkristall bezeichnet, der einem m-ten Block der Backlighteinheit entspricht, in dem das Pixel angeordnet ist, M den ursprünglichen maximalen Signal-Graupegel des aktuellen Einzelbilds für den Flüssigkristall bezeichnet, der einem m-ten Block der Backlighteinheit entspricht, TM die dem Signal-Graupegel M entsprechende Flüssigkristall-Durchlässigkeit bezeichnet, und Tm,pixel,0 die ursprüngliche Durchlässigkeit des Pixels bezeichnet, der in dem Flüssigkristall angeordnet ist, welcher dem m-ten Block der Backlighteinheit für das aktuelle Einzelbild entspricht.
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Es kann basierend darauf, dass die Durchlässigkeit jedes der Pixel individuell geändert wird, die folgende Formel verwendet werden, um den Kompensationswert für einen Steuerstrom jedes der Blöcke der Backlighteinheit zu berechnen:
Ziel-Luminanz des dem Block entsprechenden Flüssigkristalls = TMax × Betriebszeit der Hintergrundbeleuchtung des Blocks × Hintergrundbeleuchtungs-Luminanz des kompensierten Steuerstroms des Blocks,
wobei die Ziel-Luminanz des einem jeden der Blöcke entsprechenden Flüssigkristalls die maximale 2D-Luminanz des dem Block entsprechenden Flüssigkristalls oder die maximale 3D-Luminanz des dem Block entsprechenden Flüssigkristalls ist.
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Durch das gemäß der Erfindung vorgesehene Betriebsverfahren für eine 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille werden das durch Übersprechen zwischen dem linken und dem rechten Auge verursachte Nachbild beseitigt und die durch die Verkürzung der Betriebszeit jedes Blocks der Backlighteinheit verursachte Reduzierung der Luminanz ausgeglichen, und somit wird der Zweck der Energieersparnis erfüllt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die technische Lösung sowie zweckdienliche Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
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1 ein Zeitsteuerungsdiagramm einer herkömmlichen 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille; und
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2 ein Zeitsteuerungsdiagramm eines Betriebsverfahrens einer erfindungsgemäßen 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In 2 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm eines Betriebsverfahrens einer 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Bei dem Betriebsverfahren einer 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird ein grundlegender Vorgang verwendet, der identisch mit demjenigen bei einer herkömmlichen 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille ist und bei dem Signale für das Einzelbild des linken Auges und das Einzelbild des rechten Auges alternierend einer Flüssigkristallanzeige zugeführt werden, um die Flüssigkristallanzeige derart zu steuern, dass Einzelbilder für das linke Auge und für das des rechte Auge separat gebildet werden, und zwar unter derartiger Zusammenwirkung mit der Beleuchtungsstärke einer Backlighteinheit und der Zeitsteuerung der Shutter-Brille, dass das linke Auge und das rechte Auge mit Signalen für das linke Auge bzw. das rechte Auge stimuliert werden und so die Wahrnehmung eines 3D-Bildes bewirkt wird.
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Gemäß 2 ist in der Periode eines aktuellen Einzelbildsignals (T1 als Zeit des Signals für das linke Auge oder T2 als Zeit des Signals für das rechte Auge) die Betriebszeit eines jeden der Blöcke der Backlighteinheit (eines jeden der Blöcke S1, S2, S3, S4, S5) zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der dem Block entsprechende Flüssigkristall reagiert, nachdem er von dem aktuellen Einzelbildsignal angesteuert worden ist, und dem Zeitpunkt angeordnet, zu dem der dem Block entsprechende Flüssigkristall zu reagieren beginnt, wenn er von einem nachfolgenden Einzelbildsignal angesteuert wird. Anders ausgedrückt wird die Aktivierungszeit der LED jedes Blocks der Backlighteinheit derart gesteuert, dass die Aktivierung erfolgt, nachdem der Flüssigkristall reagiert, und die Betriebszeit jedes Blocks erfolgt, nachdem der Flüssigkristall vollständig reagiert hat und bevor der dem Block entsprechende Flüssigkristall durch das nächste Einzelbildsignal geladen wird (Umschalten von dem Signal für das linke Auge auf das Signal für das rechte Auge). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Betriebszeiten sämtlicher Blöcke der Backlighteinheit gleich eingestellt. Um dem durch Übersprechen zwischen dem linken und dem rechten Auge verursachten Nachbild entgegenzuwirken, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Betriebszeit der LED jedes Blocks der BLU (Backlighteinheit) verkürzt.
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Ferner nimmt, da die Aktivierungszeit jedes Blocks der Backlighteinheit verkürzt wird, die Gesamt-Luminanz ab. Somit muss die Luminanz des Bildsignals auf der Flüssigkristallanzeige verstärkt werden.
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Aus diesem Grund wird gemäß der vorliegenden Erfindung die folgende Lösung praktiziert. Für jedes der Pixel, die in dem Flüssigkristall angeordnet sind, welcher einem betreffenden der Blöcke der Backlighteinheit entspricht, wird die Durchlässigkeit des Pixels individuell zu Tm,pixel = Tm,pixel,0 × TMax/TM geändert, wobei Max den maximalen Signal-Graupegel der Flüssigkristallanzeige bezeichnet, TMax die dem maximalen Signal-Graupegel Max entsprechende Flüssigkristall-Durchlässigkeit bezeichnet, m den Flüssigkristall bezeichnet, der dem m-ten Block der Backlighteinheit entspricht, in dem das Pixel angeordnet ist, M den ursprünglichen maximalen Signal-Graupegel des aktuellen Einzelbilds für den Flüssigkristall bezeichnet, der einem m-ten Block der Backlighteinheit entspricht, TM die dem Signal-Graupegel M entsprechende Flüssigkristall-Durchlässigkeit bezeichnet, und Tm,pixel,0 die ursprüngliche Durchlässigkeit des Pixels bezeichnet, der in dem Flüssigkristall angeordnet ist, welcher dem m-ten Block der Backlighteinheit für das aktuelle Einzelbild entspricht.
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Insbesondere ergibt sich, wenn als Beispiel eine Flüssigkristallanzeige mit 8-Bit-Farbpegel herangezogen wird, ein maximaler Graupegel von 255. Wenn der maximale Signal-Graupegel des dem Block S1 entsprechenden Flüssigkristalls mit N bezeichnet ist, und der maximale ursprüngliche Signal-Graupegel des dem Block S2 entsprechenden Flüssigkristalls mit M bezeichnet ist, dann wird abgesehen von der Durchlässigkeit des Pixels des dem Block S1 entsprechenden Flüssigkristalls, der den auf T255 gesetzten maximalen Signal-Graupegel N hat, die Durchlässigkeit der übrigen Pixel in diesem Block in einem Verhältnis von T255/TN, vergrößert. In ähnlicher Weise wird in dem Block S2 mit Ausnahme des Pixels mit dem maximalen Signal-Graupegel M, dessen Durchlässigkeit auf T255 vergrößert ist, die Durchlässigkeit der übrigen Pixel in diesem Block in einem Verhältnis von T255/TM vergrößert. Durch Vergrößerung der Durchlässigkeit des Flüssigkristalls kann die Luminanz der Flüssigkristallanzeige entsprechend erhöht werden.
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Nimmt man an, dass T255 > TM > TM, dann wird, wenn der der maximale Signal-Graupegel des dem Block S1 entsprechenden Flüssigkristalls auf 255 geändert wird, die Durchlässigkeit des Flüssigkristalls um T255/TN vergrößert, und, wenn der der maximale Signal-Graupegel des dem Block S2 entsprechenden Flüssigkristalls auf 255 geändert wird, wird die Durchlässigkeit um T255/TM vergrößert, und es ist T255/TM < T255/TN, so dass das Verändern des Flüssigkristall-Graupegels dazu führt, dass die Signalvergrößerung des Blocks S2 kleiner als diejenige von S1 ist. Somit muss, um die relative Konsistenz der maximalen Luminanz der Flüssigkristallanzeige aufrechtzuerhalten, die Luminanz des entsprechenden Blocks der Backlighteinheit vergrößert werden, und dementsprechend muss die Vergrößerung TM/T255 für den LED-Strom in dem Block S2 größer sein als die Vergrößerung TN/T255 für den LED-Strom in dem Block S1. Basierend darauf, dass die Durchlässigkeit jedes Pixels individuell verändert wird, ermöglicht die folgende Formel das Berechnen des Kompensationswerts für das Steuern des Stroms jedes Blocks der Backlighteinheit.
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Ziel-Luminanz des jedem Block entsprechenden Flüssigkristalls = TMax × Betriebszeit der Hintergrundbeleuchtung des Blocks × Hintergrundbeleuchtungs-Luminanz des kompensierten Steuerstroms des Blocks, wobei die Ziel-Luminanz des einem jeden der Blöcke entsprechenden Flüssigkristalls die maximale 2D-Luminanz des dem Block entsprechenden Flüssigkristalls oder die maximale 3D-Luminanz des dem Block entsprechenden Flüssigkristalls ist. Insbesondere gilt gemäß 2, dass die maximale 2D-Luminanz des jedem Block (S1, S2, S3, S4, S5) entsprechenden Flüssigkristalls = maximale Durchlässigkeit (welche die Durchlässigkeit für den Graupegel 255 bei einem Beispiel eines 8-Bit-Flüssigkristalls ist) × Betriebszeit jedes Hintergrundbeleuchtungs-Blocks × Hintergrundbeleuchtungs-Luminanz des kompensierten Steuerstroms des Blocks ist. Durch Einstellen des LED-Stroms jedes Blocks kann die Luminanz der Flüssigkristallanzeige auf dem 2D-Luminanzniveau gehalten werden. Die Reduzierung der Luminanz, die durch die vorliegende Erfindung verursacht wird, bei der die Betriebszeit der LED-Aktivierung jedes Blocks verkürzt wird, kann kompensiert werden, indem die Vergrößerung des maximalen Signals jedes Blocks berechnet wird, so dass die Kompensation des Vergrößerungssignals des LED-Stroms jedes Blocks realisiert und dadurch der Zweck der Energieersparnis erfüllt wird.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass die 3D-Anzeigevorrichtung auf Basis einer Shutter-Brille nur ein minimales Nachbild zeigt, indem eine Steuerung der LED-Strom-Energie, der Betriebszeit und des Signals jedes Blocks (S1, S2, S3, S4, S5) in Kombination mit Kompensation durchgeführt wird. Ein Vorteil dieser Betriebsweise besteht darin, dass, da die Betriebszeit sämtlicher Blöcke identisch ist, das aktuelle maximale Signal jedes Blocks von dem maximalen Graupegel-Signal n und der Durchlässigkeit Tn, die der Block ursprünglich hatte, zu dem Graupegel-Signal 255 und der Durchlässigkeit T255 verstärkt wird, wobei die Durchlässigkeit um das Verhältnis T255/Tn vergrößert wird, so dass entsprechend die Verstärkung des Steuerstroms für jeden Block, die durch die Verkürzung der Betriebszeit jedes Blocks und die Reduzierung des Übersprech-Phänomen verursacht wird, anders ausfallen kann, wodurch der Zweck der Energieersparnis erzielt wird.
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Zusammengefasst betrachtet wird durch das gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehene Betriebsverfahren für eine 3D-Anzeigevorrichtung aus Basis einer Shutter-Brille das Nachbild-Phänomen beseitigt, das durch Übersprechen zwischen dem linken und dem rechten Auge verursacht wird, und die Reduzierung der Luminanz, die aufgrund der Verkürzung der Betriebszeit jedes Blocks der Backlighteinheit entsteht, wird kompensiert, und somit wird der Zweck der Energieersparnis erreicht.
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Anhand der vorstehenden Beschreibung können Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet problemlos verschiedenartige Änderungen und Modifikationen konzipieren, die an der technischen Lösung und den technischen Ideen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, und sämtliche dieser Änderungen und Modifikationen fallen unter den rechtlichen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.