专利名称：立体显示器、立体显示器的显示方法及立体画面显示方法
技术领域：
本发明关于一种立体显示装置及其显示方法，尤指一种配合偏光眼镜达到立体显
示效果的立体显示器、立体显示器的显示方法及立体画面显示方法。
背景技术：
立体显示技术由于可提供观看者生动的立体图像，已成为现今显示技术发展的重 要方向之一。已知技术中包括空间式立体显示技术，其原理是使显示面板同时显示出两组 分别供左眼及右眼观看的画面，并使观看者的左眼仅接收左眼画面，右眼仅接收右眼画面。 然而，由于显示面板必须同时显示出两组画面，因此在有些情况下解析度会下降50%，所以 具有低解析度的缺点。 随之出现了相差扫描式立体显示(Scanning retarder type 3D)技术，其是利用 时间上来区分两眼的独立图像，通过偏光眼镜配上一片偏光面板来达到选择两眼图像的机 制。具体而言，如图l所示，为已知的立体显示装置的运作示意图。已知的立体显示装置主 要包括背光模块10、显示面板12及偏光面板14。于显示画面时，显示面板12会以扫描方式 显示所需要的画面。偏光面板14与显示面板12同步扫描此画面并改变画面的偏光角度， 以交替显示供左眼观看的左眼画面18及供右眼观看的右眼画面19。于观看画面时，观看者 配戴一副偏光眼镜20，分别接收供左眼观看的左眼画面18及供右眼观看的右眼画面19。
如图1所示，显示面板12依圆形箭号的方向依序显示出一个完整图框的流程，其 中完整图框包括左眼画面图框与右眼画面图框。图1的上半部绘示了由显示面板12开始 连续且渐进地进行左眼画面18的扫描，而偏光面板14与显示面板12作同步扫描，因此偏 光面板14的一个特定偏光模式一直与左眼画面18对应，而另一偏光模式则一直与右眼画 面19对应。图1的下半部则绘示了显示面板12开始连续且渐进地进行右眼画面19的扫 描，同样地通过偏光面板14与显示面板12的同步扫描。 然而，由于偏光面板14是用以对画面做偏振态的调整，左眼画面和右眼画面分别 对应不同的两种偏光模式，该偏光面板14切换该两种偏光模式以提供左右眼画面，其操作 状态为在打开与关闭之间做切换，以交替显示左右眼观看的画面。因偏光面板打开与关闭 时的反应速度不同，即液晶分子在打开(Ton)和关闭(Toff)时的反应速度不同，从而左眼 与右眼所看到的正确信号与漏光状况不同，这会造成左眼和右眼的串扰(X-talk)程度不 同，使左右眼画面不平衡，而影响到立体图像的品质。 如图2所示，为已知技术中偏光面板扫描左眼画面时的波形示意图，在此以左眼 对应的偏光模式为偏光面板14开启时的偏光角度为例。图中波形A代表显示面板12显示 的图像信号。波形B代表偏光面板14对左眼信号的反应曲线。波形C代表通过偏光面板 14后显示的正确信号。波形D代表通过偏光面板14后显示的错误信号，即漏光状况。在 图2中，以显示面板12的打开(Ton)和关闭(Toff)速度均较快于偏光面板14为例。图2 中，从上至下四个帧的时序图依次为显示面板12显示左眼信号为白(亮)光、右眼信号暗 (黑)光及偏光面板14为先开后关时的帧时序图、显示面板12显示左眼信号为暗(黑)光、右眼信号白(亮)光及偏光面板14为先开后关时的帧时序图、通过偏光面板14后正确 信号的时序图及通过偏光面板14后错误信号的帧时序图。图中，每个帧时序图均以两帧信 号为一个周期。 如图3所示，为已知技术中偏光面板扫描右眼画面时的波形示意图，在此以右眼 对应的偏光模式为偏光面板14关闭时的偏光角度为例。图中波形A代表显示面板12显示 的图像信号。波形E代表偏光面板14对右眼信号的反应曲线。波形F代表通过偏光面板 14后显示的正确信号。波形G代表通过偏光面板14后显示的错误信号，即漏光状况。在 图3中，以显示面板12的打开(Ton)和关闭(Toff)速度均较快于偏光面板14为例。图3 中，从上至下四个帧时序图依次为显示面板12显示右眼信号为白(亮)光、左眼信号为暗 (黑)光及偏光面板14为先关后开时的帧时序图、显示面板12显示右眼信号为暗(黑) 光、左眼信号为白(亮)光及偏光面板14为先关后开时的帧时序图、通过偏光面板14后正 确信号的时序图及通过偏光面板14后错误信号的帧时序图。图中，每个帧时序图均以两帧 信号为一个周期。 串扰(X-talk)程度的定义为错误信号亮度与正确信号亮度之比。由图2和图3 所示波形可以得出，图3中所示的眼镜20所接收的右眼信号的串扰度明显大于左眼信号的 串扰度，如此，左右两眼看到的图像容易出现重影、晕轮效应等不良现象，从而影响立体画 面的图像效果。
发明内容
本发明的目的就是在于提供一种立体显示器，以平衡左眼信号与右眼信号的串扰 程度，提高图像质量。 本发明的再一 目的是提供一种上述立体显示器的显示方法。 本发明的又一目的是提供一种立体画面显示方法，其可平衡左眼信号与右眼信号 的串扰程度，提高图像质量。 本发明提出一种立体显示器，其包括背光模块、显示面板及偏光面板。背光模块提 供光源供该立体显示器使用。显示面板用于显示所接收的图像信号。偏光面板包括多个偏 光元件并通过开/关操作改变该些偏光元件的状态来改变偏光角度。其中，偏光面板的开 /关操作包括了一个开启时段及一个关闭时段。偏光面板中的该些偏光元件在开启时段及 关闭时段内分别提供不同的偏光角度，且开启时段及关闭时段的时间长度并不相同。
上述的立体显示器还包括有控制切换模块，其提供切换信号至偏光面板以控制偏 光面板的该开/关操作。 本发明再提供一种立体显示器的显示方法，此立体显示器包括显示面板、偏光面 板及控制切换模块。偏光面板包括多个偏光元件，并通过开/关操作改变该些偏光元件的 状态来改变偏光角度，其中，上述的开/关操作包括了一段开启时段及一段关闭时段。此显 示方法包括如下步骤使显示面板显示所接收到的图像信号；以及使控制切换模块提供切 换信号以控制偏光面板的开/关操作。其中，开/关操作中的开启时段与关闭时段的时间 长度不同。 本发明还提供一种立体画面显示方法，其包括如下步骤在显示面板上交替提供 多个画面；以及周期性改变此显示面板所提供的画面的偏光角度。其中，偏光角度每一次的
5周期性改变包括由第一预设偏光角度转换至第二预设偏光角度，再从第二预设偏光角度转 换至第一预设偏光角度的过程，且偏光角度每一次的周期性改变所使用的时间长度为显示 面板提供这些画面之一所使用的时间长度的整数倍。此外，从准备将偏光角度自第一预设 偏光角度转换至第二预设偏光角度时开始，至准备将偏光角度自第二预设偏光角度转换至 第一预设偏光角度时为止，共持续一第一时段；而从准备将偏光角度自第二预设偏光角度 转换至第一预设偏光角度时开始，至准备将偏光角度自第一预设偏光角度转换至第二预设 偏光角度时为止，共持续一第二时段；且第一时段与第二时段的时间长度不同。 本发明所述立体显示器及其显示方法通过调整偏光面板奇、偶帧的时间比例， 来调整两眼的正确信号与错误信号。即，利用不对称的操作时间来达到使两眼的串扰
(X-talk)更为接近。如此，左右两眼看到的图像比较平衡，从而可以改善已知技术中的重 影、晕轮效应等不良现象，提高立体画面的图像效果。
图1为已知的立体显示装置的运作示意图。图2为已知的偏光面板扫描左眼画面时的波形示意图。图3为已知的偏光面板扫描右眼画面时的波形示意图。图4为本发明较佳实施方式的立体显示装置的运作示意图。图5为本发明较佳实施方式的偏光面板扫描左眼画面时的波形示意图。图6为本发明较佳实施方式的偏光面板扫描右眼画面时的波形示意图。图7为本发明较佳实施方式的立体显示器的显示方法的流程图。图8为本发明较佳实施方式的立体画面显示方法。附图标号10 :背光模块12 :显示面板14 :偏光面板16 :控制切换模块18 :左眼画面19 :右眼画面20 :偏光眼镜21 :左眼偏光镜片22 :右眼偏光镜片S701 S702 :本发明一实施例的施行步骤S801 S802 :本发明另一实施例的施行步骤
具体实施例方式
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附附图，作详细说明如下。 为使所属技术领域的技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的多个 较佳实施例，并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
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请参考图4，其为本发明较佳实施例的立体显示装置的运作示意图。本发明的立体 显示装置主要包括背光模块10、显示面板12、偏光面板14及控制切换模块16。
在本实施例中，显示面板12选用液晶显示面板，而立体显示装置则另包括背光模 块10以提供显示面板12所需的光源。此背光模块10设置于显示面板12 —侧。背光模 块10可选用一般永久开启式背光模块或扫描式(scanning)背光模块。本发明的显示面板 12并不限于使用液晶显示面板，而可为其它各式以扫描方式更新画面的显示面板，例如等 离子显示面板、电激发光显示面板、阴极射线管显示面板等。显示面板12是由一对相对应 的透明基板(未绘示)及夹设于该对相对应的透明基板(未绘示)之间的显示介质(未绘 示)所构成。 在本实施例中，此对相对应的透明基板其中之一的表面上具有主动层，此主动层 包含矩阵排列的像素区，每个像素区具有薄膜晶体管与其电连接的信号线及像素电极；显
示介质的材料包含液晶材料或其它合适的材料。再者，此对相对应的透明基板其中的另一 的表面上具有覆盖层，此覆盖层的材料包含彩色滤光层、透明电极层、其它合适的材料、或 上述的至少二材料的堆迭层。 显示面板12与图像处理器(图未示)电性相连接，显示从图像处理器接收的图像 信号。偏光面板14设置于显示面板12相对于背光面板10的另一侧。偏光面板14包括多 个偏光元件，并通过开/关操作以改变该些偏光元件的状态来改变偏光角度。本实施例中， 偏光面板14为液晶偏光面板，且所使用的偏光元件为液晶分子。 控制切换模块16提供切换信号至偏光面板14以控制偏光面板14的开/关操作。 其中，偏光面板14的开/关操作包括了一段开启时段及一段关闭时段。偏光面板14中的 偏光元件在开启时段及关闭时段内分别提供不同的偏光角度，且开启时段及关闭时段的时 间长度不相同。偏光面板14的开启时段提供一个第一偏光角度以显示左眼画面18，关闭时 段提供一个第二偏光角度以显示右眼画面19，从而交替显示供左眼观看的左眼画面18及 供右眼观看的右眼画面19。控制切换模块16通过调整切换信号以调整开启时段及关闭时 段的长度，藉此改变通过偏光面板14后的正确信号与漏光状况。 另外，本实施例中更包括一副偏光眼镜20，观看者于观看立体显示装置时一般需 搭配此偏光眼镜20，藉此分别使左眼与右眼接收到对应于不同偏光角度的画面，以达到立 体显示的效果。偏光眼镜20具有两个偏光镜片，其中本实施例的左眼偏光镜片21可容许 具有第一偏光角度的显示信息的通过并阻挡具有第二偏光角度的显示信息，而右眼偏光镜 片22容许具有第二偏光角度的显示信息的通过并阻挡具有第一偏光角度的显示信息。控 制切换模块16调整切换信号以使立体显示装置提供的画面在经由搭配的眼镜20而被人眼 接收时，对于左、右眼所产生的串扰程度接近。 图4的上半部绘示了由显示面板12开始连续且渐进地进行左眼画面18的扫描，
而偏光面板14与显示面板12作类同步扫描并改变画面的偏光角度。偏光面板14的开启
时段提供一个第一偏光角度以显示左眼画面18，关闭时段提供一个第二偏光角度以显示右
眼画面19，从而交替显示供左眼观看的左眼画面18及供右眼观看的右眼画面19。相似地，
图1的下半部则绘示了显示面板12开始连续且渐进地进行右眼画面19的扫描，同样地通
过偏光面板14与显示面板12作类同步扫描来改变所产生的画面的偏光角度。 请参考图5及图6，图5为本发明较佳实施例的偏光面板扫描左眼画面时的波形示意图，在此以左眼对应的偏光模式为偏光面板14开启时的偏光角度为例。图中波形A代 表显示面板12显示的图像信号。波形B'代表偏光面板14对于切换信号的反应曲线。波 形C'代表波形A经过偏光面板14后所产生的正确信号。波形D'代表波形A经过偏光面 板14后所产生的错误信号，亦即漏光状况。必须注意的是，在本实施例中，偏光面板14的 开启状态是将画面的偏光角度调整至前述的第一偏光角度以便画面能通过眼镜20的左边 镜片而进入人眼；相对的，偏光面板14的关闭状态则是将画面的偏光角度调整至前述的第 二偏光角度以便画面能通过眼镜20的右边镜片而进入人眼。 如图5所示，从上至下四个帧的时序图依次为显示面板12显示左眼信号为白 (亮)光、右眼信号为暗(黑)光及偏光面板14为先开后关时的帧时序图、显示面板12显 示左眼信号为暗(黑)光、右眼信号为白(亮)光及偏光面板14为先开后关时的帧时序图、 通过偏光面板14后正确信号的时序图及通过偏光面板14后错误信号的帧时序图。图中， 每个帧时序图均以两帧信号为一个周期。其中，在本实施例中是以一个周期内的奇数帧信 号为偏光面板14的开启状态，偶数帧信号为偏光面板14的关闭状态。图5与图2的区别 在于，偏光面板14的开启状态较图2中的开启状态延时长度为A t的时长，相应地，图5中 偏光面板14的关闭状态较图2中的关闭状态縮短长度为At的时长。
如图6所示，其为本发明另一较佳实施的偏光面板扫描右眼画面时的波形示意 图，在此以右眼对应的偏光模式为偏光面板14关闭时的偏光角度为例。图中波形A代表显 示面板12显示的图像信号。波形E'代表偏光面板14对切换信号的反应曲线。波形F'代 表波形A经过偏光面板14后所产生的正确信号。波形G'代表波形A经过偏光面板14后 所产生的错误信号，即漏光状况。必须注意的是，在本实施例中，偏光面板14的关闭状态是 将画面的偏光角度调整至前述的第二偏光角度以便画面能通过眼镜20的右边镜片而进入 人眼；相对的，偏光面板14的开启状态则是将画面的偏光角度调整至前述的第一偏光角度 以便画面能通过眼镜20的左边镜片而进入人眼。 从上至下四个帧的时序图依次为显示面板12显示右眼信号为白(亮)光、左眼信 号为暗(黑)光及偏光面板14为先关后开时的帧时序图、显示面板12显示右眼信号为暗 (黑)光、左眼信号为白(亮)光及偏光面板14为先关后开时的帧时序图、通过偏光面板 14后正确信号的时序图及通过偏光面板14后错误信号的帧时序图。类似的，本实施例中的 每个帧时序图均以两帧信号为一个周期，其中，一个周期内的奇数帧信号为偏光面板14的 关闭状态，偶数帧信号为偏光面板14的开启状态。图6与图3的区别在于，偏光面板14的 关闭状态(奇数帧)较图3中的关闭状态(奇数帧)縮短长度为At的时长，相应地，图6 中偏光面板14的开启状态(偶数帧)较图3中的开启状态(偶数帧)延时长度为At的 时长。 由图5和图6所示波形可以得出，与图2和图3所示波形相比，图5和图6所示的 眼镜20所接收的左眼信号的串扰度与右眼信号的串扰度明显相接近，如此，左右两眼看到 的图像比较平衡，从而可以改善已知技术中的重影、晕轮效应等不良现象，提高立体画面的 图像效果。 可以理解，上述实施方式仅以显示面板12的开启和关闭速度均较快于偏光面板 14(图5及图6)为例。同理可知，当显示面板12的开启与关闭速度均较慢于偏光面板14 时，同样可以控制偏光面板14的开启或关闭状态进行相应的延时或縮短，以减少偏光面板
814的漏光状况。 简单来说，如图7所示，本发明进一步提供一种上述立体显示器的显示方法，其使 显示面板14显示所接收到的图像信号(步骤S701)，并使控制切换模块16提供切换信号以 控制偏光面板14的开/关操作(步骤S702)，而且开/关操作中的开启时段与关闭时段的 时间长度不同。 从另一个角度来看，如图8所示，前述的立体显示器的显示方法是 在显示面板12上交替提供多个画面(步骤S801)，并且周期性地改变显示面板12
所提供的画面的偏光角度(步骤S802)。 其中，偏光角度每一次的周期性改变包括由前述的第一预设偏光角度转换至第二 预设偏光角度，再从第二预设偏光角度转换至第一预设偏光角度的过程，且偏光角度每一 次的周期性改变所使用的时间长度为显示面板12提供一个画面所使用的时间长度的整数 倍。再者，从准备将偏光角度自第一预设偏光角度转换至第二预设偏光角度时开始，至准备 将偏光角度自第二预设偏光角度转换至第一预设偏光角度时为止，共持续了一个第一时段 (对应于前述的开启/关闭时段)；而从准备将偏光角度自第二预设偏光角度转换至第一预 设偏光角度时开始，至准备将偏光角度自第一预设偏光角度转换至第二预设偏光角度时为 止，则共持续了一个第二时段(对应于前述的关闭/开启时段)。其中，第一时段与第二时 段的时间长度不同，且第一时段与第二时段的时间长度可被调整。 综上所述，本发明利用偏光面板14与显示面板12以类同步方式扫描，并交替提供 开启模式与关闭模式，以提供对应于左右眼的图像信号。其中，更通过调整偏光面板14的 奇、偶帧扫描时间比例来调整两眼的正确信号与错误信号。亦即，利用不对称的操作时间来 达到使两眼的串扰(X-talk)更为接近，如此，左右两眼看到的图像比较平衡，从而改善已 知技术中的重影、晕轮效应等不良现象，提高立体画面的图像效果。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属领域 的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保 护范围当视以权利要求所界定范围为准。
权利要求
一种立体显示器，其特征在于，所述立体显示器包括一背光模块，提供光源供所述立体显示器使用；一显示面板，显示所接收的一图像信号；一偏光面板，包括多个偏光元件并通过一开/关操作以改变所述这些偏光元件的状态来改变偏光角度；以及其中，所述偏光面板的所述开/关操作包括了一开启时段及一关闭时段，所述偏光面板中的所述这些偏光元件在所述开启时段及所述关闭时段内分别提供不同的偏光角度，且所述开启时段及所述关闭时段的时间长度并不相同。
2. 如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述立体显示器还包括一控制切换 模块，所述控制切换模块提供一切换信号至所述偏光面板以控制所述偏光面板的所述开/ 关操作。
3 如权利要求2所述的立体显示器，其特征在于，所述控制切换模块通过调整所述切 换信号以调整开启时段及所述关闭时段的长度，藉此改变偏光面板的正确信号与漏光状 况。
4. 如权利要求3所述的立体显示器，其特征在于，所述控制切换模块调整所述切换信 号以使所述立体显示器提供至与所述立体显示器搭配的眼镜的左眼信号和右眼信号的串 扰程度接近。
5. 如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述偏光面板与所述背光模块设置 于所述显示面板的两侧。
6. 如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板。
7. 如权利要求1所述的立体显示器，其特征在于，所述偏光面板为液晶偏光面板，且所 述这些偏光元件为液晶分子。
8. —种立体显示器的显示方法，其特征在于，所述立体显示器包括一显示面板、一偏光 面板及一控制切换模块，所述偏光面板包括多个偏光元件，并通过一开/关操作以改变所 述这些偏光元件的状态来改变偏光角度，其中，所述开/关操作包括了一开启时段及一关 闭时段，所述显示方法包括如下步骤使所述显示面板显示所接收到的一图像信号；以及使所述控制切换模块提供一切换信号以控制所述偏光面板的所述开/关操作； 其中，所述开/关操作中的所述开启时段与所述关闭时段的时间长度不同。
9. 如权利要求8所述的立体显示器的显示方法，其特征在于，使所述控制切换模块提 供所述切换信号以控制所述偏光面板的所述开/关操作的步骤，包括调整所述开启时段与所述关闭时段的时间长度以使所述立体显示器提供至与所述立 体显示器搭配的眼镜的左眼信号和右眼信号的串扰程度接近。
10. 如权利要求8所述的立体显示器的显示方法，其特征在于，所述方法更包括提供一 光源至所述显示面板。
11. 一种立体画面显示方法，其特征在于，所述方法包括 在一显示面板上交替提供多个画面；以及周期性改变所述显示面板所提供的所述这些画面的偏光角度；其中，偏光角度每一次的周期性改变包括由一第一预设偏光角度转换至一第二预设偏光角度，再从所述第二预设偏光角度转换至所述第一预设偏光角度的过程，且偏光角度每 一次的周期性改变所使用的时间长度为所述显示面板提供所述这些画面之一所使用的时 间长度的整数倍；从偏光角度准备自所述第一预设偏光角度转换至所述第二预设偏光角度开$ 光角度准备自所述第二预设偏光角度转换至所述第一预设偏光角度为止，共持续一 段，而从偏光角度准备自所述第二预设偏光角度转换至所述第一预设偏光角度开々 光角度准备自所述第一预设偏光角度转换至所述第二预设偏光角度为止，共持续 段，且所述第一时段与所述第二时段的时间长度不同。
12.如权利要求11所述的立体画面显示方法，其特征在于，所述第一时段与所述第二 时段的时间长度可被调整。偏时偏时至 一 至二厶i第厶i第
全文摘要
本发明提供一种立体显示器、立体显示器的显示方法及立体画面显示方法。所述的立体显示器包括背光模块、显示面板及偏光面板。背光模块提供光源供该立体显示器使用。显示面板显示所接收的一图像信号。偏光面板包括多个偏光元件，并通过一开/关操作以改变该些偏光元件的状态来改变偏光角度。其中，该偏光面板的该开/关操作包括了一开启时段及一关闭时段，该偏光面板中的该些偏光元件在该开启时段及该关闭时段内分别提供不同的偏光角度，且该开启时段及该关闭时段的时间长度并不相同。
文档编号H04N13/04GK101776802SQ201010002239
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者刘耿瑜, 吴政龙, 苏振嘉, 陈昭远 申请人:友达光电股份有限公司