专利名称：一种优化3d显示效果的方法及3d电视机的制作方法
技术领域：
本发明属于显示设备技术领域，具体地说，是涉及一种用于优化显示设备的3D显示效果的方法以及应用该优化方法设计的3D电视机。
背景技术：
随着信息技术的快速进步，具有立体显示效果的视频节目越来越受到广大消费者的青睐，这也使得可以显示立体图像的3D电视机日趋普遍。3D是three-dimensional的英文縮写，就是三维立体图像。由于人的双眼观察物体的角度略有差异，因此能够辨别物体远近，产生立体的视觉。3D电视正是利用这个原理，把左右眼所看到的影像分离，并最終在人
的大脑中合成3D影像。目前的3D电视机主要包括快门式3D电视机、偏光式3D电视机和裸眼式3D电视机。而快门式3D电视机又以能够保持画面原始分辨率，可以享受到全高清3D显示效果的特点，在市场中占据主流地位。快门式3D电视机的工作原理是通过提高画面刷新频率，再将ー帧图像一分为ニ形成对应左眼和右眼的两组画面连续交错显示，在电视显示右眼画面时开启右镜片关闭左镜片，确保每ー帧画面都能够正确进入人的左右眼并最终在大脑合成3D影像。观看3D电视时人们最关注的是三维立体显示效果，而目前影响快门式3D电视显示效果的最主要因素是串扰(Crosstalk)和亮度。所谓串扰就是左眼看到右眼的图像，右眼看到左眼的图像。而出现串扰的主要原因是LED背光灯条的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关是否同歩。而影响亮度的主要因素是3D模式下背光打开时间的长度。因此，在3D模式下如何让LED背光灯条的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关做到同歩，同时又能最大限度的増加背光灯条的点亮时间，是优化快门式3D电视机3D显示效果的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优化3D显示效果的方法，通过调整液晶屏的屏參来达到改善液晶显示设备3D显示效果的设计目的。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现一种优化3D显示效果的方法，在3D模式下，通过调整液晶屏參数，增加屏參中总行数典型值Vtotal的数值来缩短每帧图像的刷新时间，进而使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl增加，减小串扰问题。为了提高显示亮度，以进ー步优化3D显示效果，控制每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态时点亮，并增大每根背光灯条的点亮持续时间T2，且T2 く Tl。优选的，所述每根背光灯条的点亮持续时间T2 = Tl，通过最大限度的増加背光灯条的点亮时间，来尽量地增强液晶屏的显示亮度，以更好地优化3D显示效果。进ー步的，在调整所述总行数典型值Vtotal时，通过增加3D模式下每帧图像的空行数典型值来使得总行数典型值Vtotal的数值增加。
优选的，所述总行数典型值Vtotal在液晶屏规格书中规定的总行数典型值与最大显示行数之间取值。为了使3D显示效果优化到最佳状态，在调整所述总行数典型值Vtotal的过程中，调节TP信号与RESET信号的相位关系，当參数trt时间达到液晶驱动芯片所规定的时间时，此时所对应的Vtotal值即达到最大值，修改屏參中Vtotal的值等于所述的最大值；其中，所述TP信号是与液晶屏刷新数据同步的信号，TP信号的每个高电平代表一行图像数据的刷新过程；所述RESET信号是液晶屏时序逻辑板输出的复位信号，RESET信号在液晶屏每刷新一行图像数据时复位一次；所述參数trt时间是TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第η个复位脉冲所在周期内最后ー个脉冲信号的下降沿之间的时间。再进ー步的，当所述液晶屏为分辨率是1920*1080的全高清液晶屏时，将所述液晶屏參数中的总行数典型值Vtotal调整为1250。 更进一歩的，上述优化3D显示效果的方法应用在快门式3D液晶显示设备中。基于上述优化3D显示效果的方法，本发明又提供了一种采用所述优化3D显示效果的方法所设计的3D电视机，所述3D电视机为快门式3D电视机，包括依次连接的主板、液晶屏时序逻辑板和液晶驱动芯片；在所述液晶屏时序逻辑板的屏參中，其3D模式下的总行数典型值Vtotal的数值大于液晶屏规格书中所规定的总行数典型值，通过增加Vtotal的值来缩短每帧图像的刷新时间，使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl増加，以减小串扰问题。进ー步的，在所述液晶屏时序逻辑板的屏參中，増大其3D模式下每根背光灯条的点亮持续时间Τ2，且Τ2 ^ Tl，进而提高3D模式下的显示亮度，综合达到优化3D显示效果的设计目的。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明的3D显示效果优化方法采用调整液晶屏參数的方法，在3D显示模式下通过缩短每帧图像的刷新时间，来増加相邻区域液晶响应曲线稳定状态的重合时间，由此不仅可以减小串扰问题，而且可以使得对应区域的每ー根LED背光灯条的点亮时间有更大的可调试空间。通过增加背光灯条的点亮持续时间，实现3D模式下显示亮度的提高，由此来综合达到3D显示效果的最大优化。结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
图I、图2、图3是液晶屏逐行扫描过程中画面变化过程的简略示意图；图4是液晶寻址与背光灯条点亮的配合时序图；图5是修改屏參前，背光灯条点亮时间的可调范围曲线图；图6是修改屏參后，背光灯条点亮时间的可调范围曲线图；图7是本发明所提出的3D显示效果优化方法的一种实施例的调整过程流程图；图8是TP信号与RESET信号的对应时序图；图9是液晶电视机内部电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细地描述。本实施例以快门式3D液晶电视机为例进行说明。对于目前的液晶电视产品来说，液晶扫描都是逐行进行的，并且扫描完一行后要一直保持到下ー场信号发送过来时才发生改变，其画面变化过程參见图I至图3所示的简略示意图。其中，图I表示在ー场的时间内，底部的液晶分子首先到达稳定状态，显示这ー场的图像，即底部用斜线表示的部分。图2表示在ー场的时间内，中间的液晶分子也到达了稳定状态，此时，底部的液晶分子仍保持在这ー场的稳定状态。图3表示在ー场的时间内，顶部的液晶分子也到达了稳定状态，此时，底部的液晶分子已接收到下ー场的信号并到达了稳定状态，即底部用网格线表示的部分。因此，如果对背光灯条的点亮时序不加控制，取某 一个时间点，我们看到的图像始终是上一场图像与下一场图像同时看到。而对于3D显示来说，要求在某一个时间点只能看到一场的图像，左眼或者右眼，因此，需要对背光的点亮时序加以控制，通过在某些时间关闭背光，从而使得人眼只能看到ー场完整的图像。由以上可知，所谓的调节3D显示效果，其根本就是根据液晶分子的扫描，取某一些时间点，打开或者关闭背光，进而配合3D眼镜镜片的开关使人眼看到分离的左右眼图像。而这里的液晶分子扫描，即是指液晶分子偏转到稳定状态，显示正确的图像。根据目前模组调试快门式3D显示效果的经验，液晶寻址和背光打开的配合时序应如图4所示。其中，LCRC曲线是液晶响应曲线，液晶的响应时间即灰阶响应时间；PWM曲线是每个区域背光灯条的点亮时间，即背光灯条的点亮时间控制在所照亮区域的液晶分子均处于稳定状态的时间，也就是液晶响应曲线的90% -90%和10% -10%的时间段。举例来讲，目前1920*1080高清显示是快门式3D电视机的主流显示分辨率。对于刷新频率f = 120Hz的3D液晶电视机来说,在3D模式下单巾贞图像的刷新时间t = Ι/f =l/120s = 8. 3ms,即8. 3ms寻址1920*1080个像素数据，则每行的寻址时间为8. 3/1080ms。单根背光灯条所照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态的重合时间即是该根背光灯条点亮时间的调整范围，如图5所示。图5中，时间M即为该根背光灯条点亮时间的可调范围。如果增加每帧图像寻址的像素数据量，则寻址有效数据1920*1080的时间将小于8. 3ms,即减小了场刷新时间t。这样ー来，每根背光灯条照亮区域内的液晶分子处于稳定状态的重合时间将有所増加，由此便可以使得该根背光灯条的点亮持续时间T2的可调空间増大，即T2増大到N，其中N > M，如图6所示，即PWM曲线的可调范围増大，从而便可以更好地兼顾所照亮区域内的液晶分子，以保证该区域内的液晶分子均处于稳定状态。这样便减小了 3D模式下的串扰问题，同时通过増加背光灯条的点亮时间，也使得3D模式下液晶屏的亮度有所提高，进而达到了优化电视机3D显示效果的设计目的。基于以上设计思想，本实施例采用调整显示屏參数的方法来缩短每场图像的刷新时间t，以增加相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间，使得每根背光灯条的点亮时间的可调范围増大，并通过増大背光灯条的点亮持续时间，来综合实现3D显示效果的最大优化。下面结合图7所示的显示屏參数调整流程，来对本实施例所提出的3D显示效果的优化方法进行具体阐述。屏參的调整范围一般是根据液晶屏的规格书选定的，规格书中规定了屏參的调整范围，如表I所示。
信号￥1符号最小值典型值最大值^
2D 模式Fr6 114 120 126 Hz (赫兹)
帧频______
3D 模式Fr6 120 120 120 Hz (赫兹)
「总行数 Tv 1090 1125 1395 Th (行)
2D模式显示行数 Tvd 1080 1080 1080 Th (行)
垂直______ 空白行数 Tvb 1045 315 Th (行)
活动_______
总行数 Tv1125Th (行)
显示____
3D模式显示行数 Tvd1080Th (行)
空白行数 Tvb45Th (行)表I表I为全高清液晶屏规格书中规定的部分内容，列出了液晶屏垂直方向的最大显示行数1395、最小显示行数1090和总行数典型值1125。当选择该规格的全高清液晶屏进行电视产品的整机设计时，在设置液晶屏參数时，传统的设置方式就是按照规格书的规定进行配置。而本实施例为了达到优化3D显示效果的设计目的，采用调整液晶屏參数的方法，通过增大总行数典型值Vtotal的数值(即大于1125)来缩短每场图像的刷新时间，以增加相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间，达到減少串扰的设计目的。屏參的具体调整过程如下S701、增大屏參中，3D模式下的总行数典型值Vtotal的数值；在本实施例中，采用增加3D模式下空白行的数值来增大总行数典型值Vtotal的数值，使修改后的总行数典型值Vtotal的数值在液晶屏规格书中所规定的典型值与最大显示行数之间取值。以表I所规定的全高清液晶屏为例进行说明，可以将其空白行数的典型值修改为170，显示行数的典型值仍保持1080，则总行数的典型值Vtotal即为1250，小于最大显示行数1395，可以满足液晶屏的工作要求。总行数典型值Vtotal的提高，相当于增加了每帧图像寻址的像素数据量，这使得寻址有效数据1920*1080的时间减小，即缩短了每场图像的刷新时间，进而使得相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl增加，对比图5、图6所示，Tl可以从M时间段增大到N时间段，由此便可以更好地保证背光灯条的点亮时序与液晶显示响应、3D眼镜的开关同歩，以减小串扰问题。在本实施例中，所述相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl可以定义为相邻区域的每条液晶响应曲线均处于上升沿的90%至下降沿的90%之间时，各条液晶响应曲线相重合部分所对应的时间段，如图5所示的M时间段和图6所示的N时间段。S702、通过调试确定总行数典型值Vtotal的最优值；在本实施例的调试过程中，主要是根据图8中TP信号与RESET信号的相位关系判断是否将Vtotal的数值设置到最佳。其中，TP信号是与液晶屏刷新数据同步的信号，TP信号的每个高电平代表一行图像数据的刷新过程。RESET信号是液晶屏时序逻辑板TCON输出的MINILVDS信号中的复位信号，该RESET信号在液晶屏每刷新一行图像数据时复位一次。在液晶电视机的电路设计中，液晶屏时序逻辑板TCON连接电视机主板，接收主板处理输出的LVDS格式的视频信号，传输至时序逻辑板TCON结合屏參设置情况处理成MINILVDS信号后，输出至液晶驱动芯片COF IC进行信号格式的变换处理后，输出用于驱动LED屏显示的各路驱动信号传输至LED屏，以驱动LED屏显示姆巾贞图像,參见图9所示。所述RESET信号即是通过时序逻辑板TCON输出的MINILVDS信号中，用于在一行图像数据刷新结束时进行复位的控制信号。在液晶驱动芯片COF IC中会对trt时间作出規定，即必须使trt时间达到液晶驱动芯片COF IC中所规定的时间T。所述ん时间即TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第η个复位脉冲所在周期内最后ー个脉冲信号的下降沿之间的时间，如图8所示。在RESET信号的每ー个周期内，均包括ー个高电平短脉冲和ー个高电平宽脉冲，所述trt时间即是TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第η个高电平宽脉冲的下降 沿之间的时间段。在增大总行数典型值Vtotal吋，TP信号的周期变小，使得trt时间变小，当该trt时间达到COF IC中的规定时间T时，Vtotal达到了最大值，也使得3D效果优化到了最佳状态，通过主观评价3D片源和測量串扰值可以得出优化后的效果。以分辨率为1920*1080的高清液晶屏为例，通过调试修改Vtotal的数值等于1250吋，trt = T，此时3D效果优化到了最佳状态。对于其它规格的液晶屏，可以仿照上述方法确定出Vtotal的最优值。S703、增大每根背光灯条的点亮持续时间T2 ；随着Vtotal数值的増大，相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl将随之增加，这也使得照亮该区域的背光灯条的点亮时间的可调范围増大，即PWM曲线的脉宽(即控制背光灯条点亮，且维持点亮状态的持续时间T2)可以在Tl的范围内取值。控制每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态时点亮，并增大每根背光灯条的点亮持续时间T2，所述T2 < Tl，以提高液晶屏的显示亮度，进ー步优化3D显示效果。作为本实施例的一种优选设计方案，所述背光灯条的点亮持续时间T2优选等于Tl，即每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态的整个过程中均保持点亮状态，以最大限度的增强显示亮度，使3D效果优化到最佳状态。本实施例从增加屏參Vtotal的数值和延长每根背光灯条的点亮持续时间两个方面来减小串扰，提高亮度，以实现3D显示效果的最大优化。由于屏參的修改是在时序逻辑板TCON中进行的，因此，目前只能应用于自制时序逻辑板TCON的3D液晶屏中。在调试中，假设针对ー个42寸的自制TCON的3D液晶屏，根据屏的规格书描述垂直方向的最大可显示行数为1395行，显示行数的典型值为1080行，空行Blank为315行，如表I所示。在保证正常显示的情况下，将屏參修改为1250行，即总行数典型值Vtotal = 1250行，则在3D模式下8. 3ms的时间内寻址1250行数据，这样每行数据的寻址时间即为8. 3/1250ms，这样行与行之间的稳定状态重合时间较之前有所増加，则对应的背光灯条的点亮时间也可以做相应调整，即增大背光灯条的点亮持续时间T2，最終经实验证明3D串扰由之前的13%减小为9%，即较修改屏參前减小了 30%;亮度由36nit增加到38nit，也较屏參修改之前增加了 5. 6%，因此大幅优化了 3D显示效果。当然，以上所述仅是本发明的ー种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提 下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种优化3D显示效果的方法，其特征在于在3D模式下，通过调整液晶屏參数，增加屏參中总行数典型值Vtotal的数值来缩短每帧图像的刷新时间，进而使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl增加。
2.根据权利要求I所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于控制每根背光灯条在其所能照亮区域内的液晶分子均处于稳定状态时点亮，并增大每根背光灯条的点亮持续时间 T2，且 T2 ^ Tl。
3.根据权利要求2所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于所述每根背光灯条的点亮持续时间T2=T1。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于在调整所述总行数典型值Vtotal时，通过增加3D模式下每帧图像的空行数典型值来使得总行数典型值Vtotal的数值增加。
5.根据权利要求4所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于所述总行数典型值Vtotal在液晶屏规格书中规定的总行数典型值与最大显示行数之间取值。
6.根据权利要求5所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于在调整所述总行数典型值Vtotal的过程中，调节TP信号与RESET信号的相位关系，当參数trt时间达到液晶驱动芯片所规定的时间时，此时所对应的Vtotal值即达到最大值，修改屏參中Vtotal的值等于所述的最大值；其中，所述TP信号是与液晶屏刷新数据同步的信号，TP信号的每个高电平代表一行图像数据的刷新过程；所述RESET信号是液晶屏时序逻辑板输出的复位信号，RESET信号在液晶屏每刷新一行图像数据时复位一次；所述參数trt时间是TP信号中第n+1个高电平的上升沿与RESET信号中第η个复位脉冲所在周期内最后ー个脉冲信号的下降沿之间的时间。
7.根据权利要求4所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于所述液晶屏是分辨率为1920*1080的全高清液晶屏，将所述液晶屏參数中的总行数典型值Vtotal调整为1250。
8.根据权利要求4所述的优化3D显示效果的方法，其特征在于所述优化3D显示效果的方法应用在快门式3D液晶显示设备中。
9.ー种3D电视机，所述3D电视机为快门式3D电视机，包括依次连接的主板、液晶屏时序逻辑板和液晶驱动芯片；其特征在于在所述液晶屏时序逻辑板的屏參中，其3D模式下的总行数典型值Vtotal的数值大于液晶屏规格书中所规定的总行数典型值，通过增加Vtotal的值来缩短每帧图像的刷新时间，使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间Tl增カロ。
10.根据权利要求9所述的3D电视机，其特征在于在所述液晶屏时序逻辑板的屏參中，増大其3D模式下每根背光灯条的点亮持续时间Τ2，且Τ2 ^ Tl。
全文摘要
本发明公开了一种优化3D显示效果的方法及3D电视机，在3D模式下，通过调整液晶屏参数，增加屏参中总行数典型值Vtotal的数值来缩短每帧图像的刷新时间，进而使相邻区域液晶响应曲线的稳定重合时间T1增加，由此不仅可以减小串扰问题，而且可以使得对应区域的每一根LED背光灯条的点亮时间有更大的可调试空间。再进一步通过增加背光灯条的点亮持续时间，实现3D模式下显示亮度的提高，由此来综合达到3D显示效果的最大优化。
文档编号G09G3/36GK102685540SQ20121012615
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者张钰枫, 徐爱臣, 杨杰, 赵彩霞 申请人:贵阳海信电子有限公司, 青岛海信电器股份有限公司