专利名称：三维图像显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种三维(3D)图像显示设备及其驱动方法，更具体地，涉及一种包括快门眼镜的3D图像显示设备及其驱动方法。
背景技术：
一般说来，3D图像显示技术允许观看者能够通过使用双目视差(binocularparallax)感受对象的深度(例如,3D效果)。双目视差可以由于人眼彼此间隔预定距离而存在，因而左眼看到的二维(2D)图像不同于右眼看到的图像。因而，人的大脑将两个不同的2D图像混合在一起以产生作为被 观看的对象的透视和逼真表示的3D图像。用于使用双目视差显示3D图像的技术可以包括立体方法和自动立体方法。立体方法使用诸如快门眼镜、偏振眼镜等等之类的眼镜，以及自动立体方法不使用眼镜，但是代之以在显示设备中布置双凸透镜和视差挡板等。在立体快门眼镜方法中，左眼看到的图像和右眼看到的图像从3D图像显示设备分开且连续地输出到一副快门眼镜，以及快门眼镜的左眼快门和右眼快门选择性地打开和关闭，从而显示3D图像。但是，在立体快门眼镜方法中，快门的打开和关闭模式可能引起3D图像显示设备的显示面板周围的光影响3D图像的质量。因此，需要提高通过快门眼镜看到的3D图像的质量。
发明内容
本发明通过控制通过3D图像显示设备的快门部件看到的周围的亮度来提供逼真的三维(3D)图像。根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备包括显示面板组件，包括显示图像的显示面板和定时控制器；集成控制器，向定时控制器发送输入图像信号；快门部件，包括左眼快门和右眼快门；快门定时确定单元，从集成控制器或外部源接收快门部件控制源信号，以产生快门定时信息；和快门定时控制器，接收快门定时信息以产生快门部件控制信号以及向快门部件发送快门部件控制信号，其中对于一帧的左眼快门或右眼快门的打开时间或关闭时间基于该快门定时信息。对于该帧的左眼快门或右眼快门的打开时间随着快门定时信息的值的增大而增大。快门部件控制源信号可以包括输入图像信号，以及快门定时确定单元可以包括图像亮度总和单元，从集成控制器或定时控制器接收输入图像信号并且求来自于输入图像信号的多个像素的灰度的总和以计算和值。快门定时确定单元可以包括查找表，存储具有相应总和值和相应快门定时信息值的图像亮度等级(step);和等级指向单元,从查找表中选择与总和值对应的图像亮度等级和快门定时信息。快门定时确定单元可以包括快门定时计算单元，基于总和值计算快门定时信息。快门部件控制源信号可以包括周围亮度控制信号，以及快门定时确定单元可以根据从集成控制器输入的周围亮度控制信号产生快门定时信息。该3D图像显示设备还可以包括亮度传感器，感测周围亮度以产生检测信号；和模拟-数字(A/D)转换单元，A/D转换检测信号以产生周围亮度信息，其中该快门部件控制源信号可以包括周围亮度信息，以及该快门定时确定单元可以接收周围亮度信息以产生快门定时信息。一种根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的驱动方法，该3D图像显示设备包括包含显示面板和定时控制器的显示面板组件、向定时控制器发送输入图像信号的集成控制器、包含左眼快门和右眼快门的快门部件、和快门定时确定单元，该驱动方法包 括在该快门定时确定单元处从集成控制器或外部源接收快门部件控制源信号以产生快门定时信息；以及利用3D图像显示设备的快门定时控制器根据快门定时信息控制对于帧的左眼快门或右眼快门的打开时间或关闭时间。对于该帧的左眼快门或右眼快门的打开时间随着快门定时信息的值的增大而增大。该快门部件控制源信号包括来自于集成控制器或定时控制器的输入图像信号，以及该方法还可以包括向快门定时确定单元输入输入图像信号；以及在该快门定时确定单元处求来自于输入图像信号的多个像素的灰度的总和以计算总和值。
图I是根据本发明的示范性实施例的三维(3D)图像显示设备的框图。图2(a)和图2(b)是根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的操作的图。图3和图4是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图。图5是示出了根据本发明的示范性实施例的如何确定3D图像显示设备的快门部件的打开和关闭时间的查找表。图6是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图。图7到图10是根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的驱动方法的波形图。图11和图12是根据本发明的示范性实施例的通过3D图像显示设备的快门部件看到的实际图像和它的周围形状的不例。图13和图14是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图。
具体实施例方式下面将参考附图更完全地描述本发明的示范性实施例。但是，本发明可以被实施为各种不同的方式，并且不应当被理解为限于这里描述的示范性实施例。
在附图中，为了清楚，层、薄膜、面板、区域等等的厚度可以被放大。贯穿说明书和附图，相似的参考数字可以指定相似的元素。首先，将参考图I到图3描述根据本发明的示范性实施例的三维(3D)图像显示设备。图I是根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的框图，图2是根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的操作的图，以及图3是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图。参考图I和图3，根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备包括集成控制器650、用于显示图像的显示面板组件100、背光控制器950、快门部件60、快门定时控制器700和快门定时确定单元710。 根据本发明的示范性实施例的集成控制器650从外部接收图像信息DATA以产生输入图像信号IDAT、3D使能信号3D_EN、3D定时信号3D_TM和输入控制信号CONTl，其中输入控制信号CONTl控制输入图像信号IDAT的显示。集成控制器650可以向显示面板组件100的定时控制器600发送输入图像信号IDAT、3D使能信号3D_EN和输入控制信号CONTl，以及向背光控制器950发送3D使能信号3D_EN和3D定时信号3D_TM。输入图像信号IDAT包含亮度信息，以及该亮度具有预定数目的灰度，诸如1024 = 21(1、256 = 28或64 = 26。3D使能信号3D_EN指示显示面板组件100进入3D模式，以及3D定时信号3D_TM可以包括3D模式的定时信息。输入控制信号CONTI可以包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE等等。显示面板组件100可以是包括等离子体显示板(rop)、液晶显示器(IXD)、和有机发光二极管显示器(OLED)设备的几个显示设备当中的一个。但是，本发明不限于此，因为所有显示设备可以被用作显示面板组件100。根据本发明的示范性实施例的显示面板组件100包括用于显示图像的显示面板300、连接到其的栅极驱动器400和数据驱动器500、用于控制栅极驱动器400和数据驱动器500的定时控制器600、和用于向显示面板300提供光的背光单元900。在等效电路中，显示面板300包括多条显示信号线和相应连接到显示信号线且基本上以矩阵形式布置的多个像素PX。显示信号线包括发送栅极信号(还被称为“扫描信号”)的多条栅极线GLl到GLn以及发送数据信号的数据线DLl到DLm。每个像素PX包括诸如薄膜晶体管之类的开关元件(未示出)和连接到其的像素电极(未示出)，开关元件连接到相应栅极线GL1，…，GLn和相应数据线DLl，…，DLm。定时控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500的操作。定时控制器600从集成控制器650接收输入图像信号IDAT、3D使能信号3D_EN和输入控制信号CONTl。定时控制器600基于输入图像信号IDAT和输入控制信号CONTl处理输入图像信号IDAT以适合于显示面板300的工作条件，以及响应于其产生栅极控制信号C0NT2、数据控制信号C0NT3和处理后的图像信号DAT(还被称为“数字图像信号DAT”)。定时控制器600向栅极驱动器400输出栅极控制信号C0NT2，并向数据驱动器500输出数据控制信号C0NT3和处理后的图像信号DAT。数据驱动器500连接到显示面板300的数据线DLl-DLm，以及将从灰度电压发生器(未示出)发送的灰度参考电压分压以产生用于所有灰度的灰度电压。另一方面，数据驱动器500可以从外部接收多个灰度电压。数据驱动器500根据数据控制信号CONT3接收一行的像素PX的数字图像信号DAT，以及从灰度电压中选择与每个数字图像信号DAT对应的灰度电压，以将数字图像信号DAT转换为数据电压Vd并且向相应数据线DLl-DLm发送数据电压Vd。数据电压Vd可以包括左眼数据电压和右眼数据电压。栅极驱动器400连接到栅极线GLl-GLn，以及向栅极线GLl-GLn施加包括栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff的组合的栅极信号。栅极驱动器400根据来自于定时控制器600的栅极控制信号C0NT2向栅极线GLl-GLn施加栅极导通电压Von以导通连接到栅极线GLl-GLn的开关元件。因而，施加于数据线DLl-DLm的数据电压Vd可以通过导通的开关元件施加于相应像素PX。背光单元900可以位于显示面板300的背面并且包括光源。光源的示例可以是诸如冷阴极荧光灯(CCFL)之类的荧光灯和发光二极管(LED)。此外，背光单元900还可以包括反射镜、光导和亮度增强膜。显示面板组件100在I个水平周期(也被称为“1H”，其等于水平同步信号Hsync·和数据使能信号DE的一个周期)期间依次为作为一个单位的所有栅极线GLl-GLn施加栅极导通电压Von，以及向所有像素PX施加数据电压Vd，从而显示一个帧的图像。背光控制器950从集成控制器650接收3D定时信号3D_TM和3D使能信号3D_EN以基于其产生背光控制信号C0NT4，并且向背光单元900发送背光控制信号C0NT4。与此不同，背光控制器950可以从定时控制器600接收背光控制信号C0NT4。背光单元900可以根据背光控制信号C0NT4的控制在预定时间期间导通或截止。 快门定时确定单元710从集成控制器650接收快门定时使能信号ST_EN，从而确定3D模式是否工作。例如，当快门定时使能信号ST_EN具有高电平时，快门定时确定单元710可以工作，以及当快门定时使能信号ST_EN具有低电平时，快门定时确定单元710可以不工作。以下假定快门定时使能信号ST_EN具有高电平。快门定时确定单元710从外部接收快门部件控制源信号以产生用于快门部件60的打开和关闭定时的信号TIM(以下此信号可以被称为“快门定时信息TIM”)，以及向快门定时控制器700发送信号TIM。用于快门部件60的打开和关闭定时的信号 Μ可以包括用于快门部件60的左眼快门和右眼快门的打开或关闭保持时间的信息。作为用于确定快门部件60的快门的打开和关闭定时的基础的快门部件控制源信号可以是从集成控制器650或定时控制器600提供的输入图像信号IDAT、与输入图像信号IDAT同步的附加的控制信号、用于控制快门部件60的快门的打开和关闭定时的外部信号、或关于外部亮度的信息(例如，关于周围的亮度的信息)。快门定时确定单元710可以根据本发明的示范性实施例位于集成控制器650或显示面板组件100中。当快门定时确定单元710位于显示面板组件100中时，它可以位于定时控制器600中。参考图3，根据本发明的示范性实施例的快门定时确定单元710从集成控制器650或定时控制器600接收作为快门部件控制源信号的输入图像信号IDAT，以基于其产生快门定时信息TIM。现在描述快门定时确定单元710的详细结构和操作。快门定时控制器700从快门定时确定单元710接收快门定时信息 Μ以产生快门部件控制信号C0NT5。与快门定时确定单元710类似，快门定时控制器700可以位于集成控制器650或显示面板组件100中。当快门定时控制器700位于显示面板组件100中时，它可以位于定时控制器600中。快门部件60从快门定时控制器700接收快门部件控制信号C0NT5，以及打开或关闭快门。快门部件60可以与显示面板组件100同步。由于快门部件60的快门的打开和关闭，用户可以观看由显示面板组件100显示的作为3D图像的图像。根据本发明的示范性实施例的快门部件60可以是一副镜片形状的快门眼镜，包括如图2所示的左眼快门61和61’以及右眼快门62和62’。但是，快门部件60不限于此，以及它可以代之以是一副机械快门眼镜(例如，护目镜)、头戴式单元、或由使用微型机电系统(MEMS)的快门构成的快门眼镜。接着，将参考图I和图2描述用户如何可以通过3D图像显示设备和快门部件60识别3D图像。 参考图2,显示面板组件100所示的箭头方向表示栅极导通电压Von施加于在近似行方向上延伸的多条栅极线GLl-GLn的顺序。换句话说，栅极导通电压Von可以被依次从显示面板组件100的第一栅极线GLl (例如，上方栅极线)施加到最后的栅极线GLn (例如，下方栅极线)。根据本发明的此示范性实施例的快门部件60是一对快门眼镜，包括左眼快门61和61’以及右眼快门62和62’。如果显示面板组件100交替显示左眼图像101和102以及右眼图像101，和102’，则快门部件60的右眼快门62和62’以及左眼快门61和61，与显示面板组件100同步，从而右眼快门62和62’以及左眼快门61和61’交替阻断光。左眼快门61和61’可以是打开状态的左眼快门61或关闭状态的左眼快门61’，以及右眼快门62和62’可以是关闭状态的右眼快门62或打开状态的右眼快门62’。例如，在右眼快门62’处于打开状态的时间期间，左眼快门61’可以在关闭状态，相反在左眼快门61处于打开状态的时间期间，右眼快门62可以在关闭状态。但是，左眼快门和右眼快门可以根据显示模式在打开状态或关闭状态。参考图2(a)，当左眼图像101和102由显示面板组件100显示时，快门部件60的左眼快门61进入打开状态以使得左眼图像101和102被传送到左眼，以及快门部件60的右眼快门62进入关闭状态以使得左眼图像101和102与右眼阻断。参考图2 (b)，如果右眼图像101’和102’由显示面板组件100显示，则快门部件60的右眼快门62’进入打开状态以使得右眼图像101’和102’被传送到右眼，以及快门部件60的左眼快门61’进入关闭状态以使得右眼图像101’和102’与左眼阻断。因此，左眼图像可以在预定时间期间仅仅由左眼看到，然后右眼图像可以在预定时间期间仅仅由右眼看到。因此，由于左眼图像和右眼图像之间的差异，可以看到具有深度感的图像(例如，3D图像)。在第N帧F(N)期间由左眼看到的图像是其中左眼图像101的四边形和左眼图像102的三角形分开距离α的图像。另一方面，在第Ν+1帧F(N+1)期间由右眼看到的图像是其中右眼图像101’的四边形和右眼图像102’的三角形分开距离β的图像。这里，α和β可以具有不同的值。如上所述，如果左眼和右眼看到的图像之间的距离不同，则四边形可能显得更接近快门部件60的佩带者，并且三角形对快门部件60的佩带者来说可能显得在四边形的后面，从而给与这些对象以深度。可以通过调节四边形和三角形之间的距离α和β来调节彼此隔开的两个对象之间的距离(以及因此而感知的深度)。接着，将参考图4到图6以及图I到图3描述根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的快门定时确定单元的结构。对于指定图I和图3中的相似元件的图4和图6中的参考数字，将省略相同的描述。图4是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图，图5是示出了根据本发明的示范性实施例的如何确定3D图像显示设备的快门部件的打开和关闭定时的查找表，以及图6是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图。首先，如图I、图3和图4所示，具体地参考图4，根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备包括快门部件60、用于控制快门部件60的快门的打开和关闭定时的快门定时控制器700、和用于向快门定时控制器700提供快门定时信息TIM的快门定时确定单元710。根据本发明的示范性实施例的快门定时确定单元710包括图像亮度总和单元720、等级(step)指向单元730和查找表(LUT) 740。 图像亮度总和单元720从集成控制器650或定时控制器600接收输入图像信号IDAT以求多个像素PX的灰度的总和。例如，图像亮度总和单元720可以求来自于一帧的输入图像信号IDAT的所有像素PX的灰度的总和。参考图5的查找表，像素PX包括红(R)、绿(G)、蓝(B)像素，每个像素PX显示的灰度是从O灰度到255灰度，以及当显示面板300的分辨率(Res)是1920X1080时，可以如图5的查找表的第二列(即，“RGB总和”)所示的那样计算一帧的所有像素PX的灰度的总和。这里，为了计算方便，O灰度被称为I灰度，255灰度被称为256灰度，以及所有R、G、B像素PX的灰度彼此相等，但是本发明不限于此。查找表740将所有像素PX的灰度的总和划分为η个等级(η是大于2的自然数)。最后的等级是第η等级，可以对应于所有像素PX的灰度值是最高值的情况。参考图5所示的查找表，所有像素PX的灰度的总和可以被划分为从第O等级到第10等级。例如，当所有像素PX的灰度值是25. 6灰度时，所有像素PX的灰度的总和是159，252，480，以及图像亮度的总和可以被指定为第I等级。当所有像素PX的灰度的总和大于与查找表740中的第(η-I)等级对应的所有像素PX的灰度的总和且小于与查找表740中的第η等级对应的所有像素PX的灰度的总和时，可以认为所有像素PX的灰度的总和被包括在第η等级中。相反，当所有像素PX的灰度的总和大于第η-I等级的所有像素PX的灰度的总和且小于第η等级的所有像素PX的灰度的总和时，可以认为所有像素PX的灰度的总和被包括在查找表740中的第η-I等级中。例如，当所有像素PX的灰度的总和在6，220，800和159，252，480之间时，图像亮度的总和可以被指定为第O等级或第I等级。图像亮度的总和的等级的数目η不局限于图5所示的查找表并且可以是无穷大。当数目η是无穷大时，所有像素PX的灰度的总和和图像亮度等级具有一一对应关系，以使得与所有像素PX的灰度的总和对应的图像亮度等级可以通过诸如线性函数之类的函数方程被确定为连续的值。等级指向单元730从图像亮度总和单元720接收所有像素PX的灰度的总和，从而在查找表740中指定或选择与所有像素PX的灰度的总和对应的等级。根据等级的选择，等级指向单元730向快门定时控制器700发送用于快门部件60的快门定时信息TIM。如图5所示，快门定时信息TM可以具有快门部件60打开的时间的比(％)的值，并且随着所有像素PX的灰度的总和增大，快门定时信息TIM的值可以变得更大。此外，快门定时信息TIM还可以包括诸如当快门部件60打开时的开始点和当快门部件60打开时的时间段的分布之
类的信息。快门定时控制器700根据快门定时信息TIM产生用于控制快门部件60的快门的打开和关闭的快门部件控制信号C0NT5。根据本发明的示范性实施例的快门部件控制信号C0NT5可以根据输入图像信号IDAT的所有像素PX的灰度的总和，换言之由显示面板300显示的图像的亮度的总和，来控制快门部件60的快门被打开的时间。参考图6，根据本发明的示范性实施例的快门定时确定单元710包括图像亮度总和单元720和快门定时计算单元750。根据本示范性实施例的图像亮度总和单元720和快门定时控制器700可以与图4所示的示范性实施例中的相同，因此省略详细描述。如上对于图4所示的示范性实施例所述，当查找表740的等级的数目无穷大时，快门定时计算单元750可以通过使用函数方程来计算与所有像素PX的灰度的总和对应的快门定时信息TIM。例如，快门定时计算单元750 可以根据诸如线性函数方程之类的函数方程来计算与所有像素PX的灰度的总和对应的快门定时信息TIM。因此，随着所有像素PX的灰度的总和变大，快门定时信息TIM的值可以变得更大。接着，将参考图7至图12与上述附图一起描述3D图像显示设备的驱动方法。图7到图10是根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备的驱动方法的图，以及图11和图12是根据本发明的示范性实施例的通过3D图像显示设备的快门部件看到的实际图像和它的周围的示例。参考图I以及图7到图10，如果栅极驱动器400向栅极线GLl-GLn依次施加栅极导通电压Von以及向数据线DLl-DLm施加数据电压Vd，则相应的数据电压Vd施加于显示面板300的像素PX，从而显示相应灰度的图像。包括在数据电压Vd中的右眼数据电压Rl和左眼数据电压LI及L2可以每帧被交替地输入一个。垂直空白时间段VB位于右眼数据电压Rl的输入时间段和左眼数据电压LI及L2的输入时间段之间，以及在垂直空白时间段VB中不输入数据电压Vd。垂直空白时间段VB
可以每帧存在一次。在垂直空白时间段VB的时间的至少一部分期间，快门部件60的左眼快门和右眼快门的一个可以在关闭状态而另一个可以在打开状态。此外，背光单元900可以根据来自于背光控制器950的背光控制信号C0NT4在垂直空白时间段VB的至少一部分期间发光。例如，如果左眼数据电压LI及L2 二者都输入到显示面板300，则右眼快门在紧接在左眼数据电压LI及L2的输入之后的垂直空白时间段VB期间处于关闭状态，以及左眼快门在紧接在左眼数据电压LI及L2的输入之后的垂直空白时间段VB的大部分或全部期间处于打开状态。背光单元900在紧接在左眼数据电压LI及L2的输入之后的垂直空白时间段VB的至少一部分期间发光，以使得在显示面板300上显示的左眼图像通过左眼快门显示。如果右眼数据电Rl输入到显示面板300，则左眼快门在紧接在右眼数据电压Rl的输入之后的垂直空白时间段VB期间处于关闭状态，以及右眼快门在紧接在右眼数据电压Rl的输入之后的垂直空白时间段VB的大部分或全部期间处于打开状态。背光单元900在紧接在右眼数据电压Rl的输入之后的垂直空白时间段VB的至少一部分期间发光，以使得在显示面板300上显示的右眼图像通过右眼快门显示。
背光单元900可以在预定的第一时间tl之后导通，其中第一时间tl在垂直空白时间段VB中从左眼数据电压LI及L2或右眼数据电压Rl的输入完成时的时间开始以及在背光单元900导通时结束。第一时间tl可以是左眼快门或右眼快门已被关闭足够长的时间。换句话说，当应当在垂直空白时间段VB中处于关闭状态的快门在相应的垂直空白时间段VB的开始点关闭时，背光单元900不发光，直到在那之后快门完全地关闭，以使得可以防止其中左眼图像和右眼图像看起来重叠的串扰。第一时间tl可以根据快门部件60的响应速度自动或手动被控制，或可以是O秒。例如，当应当在垂直空白时间段VB中处于关闭状态的快门在相应的垂直空白时间段VB的开始点之前已经关闭时，第一时间tl可以是O秒。此外，背光单元900可以在第二时间t2期间保持发光状态，其中第二时间t2在相应的垂直空白时间段VB已经过去时且在左眼数据电压LI及L2或右眼数据电压Rl的任何一个已经开始被输入到显示面板300时开始，以及在此后不久的某时结束，同时相应的数据电压仍然被输入。例如，像液晶显示器，虽然数据电压Vd被输入到显示面板300，但是当由于液晶分子的响应速度而导致对应图像被显示在显示面板300上晚时，即使背光单元900继续在第二时间t2期间发光，串扰也可以不出现。第二时间t2可以根据显示面板300的显示响应速度被控制，以及可以是O秒。 在可以包括在左眼数据电压LI及L2或右眼数据电压Rl被输入时的时间段以及后续的垂直空白时间段VB的整个周期中，快门部件60的左眼快门和右眼快门的打开或关闭状态(因此的打开或关闭时间)可以根据快门部件控制信号C0NT5，或更具体地用于产生快门部件控制信号C0NT5的快门定时信息TIM改变。将参考图7到图10描述此。图7示范性示出了在所有像素PX的灰度的总和，换言之图像亮度的总和对应于图5所示的查找表中的第O等级时，换言之在快门定时信息TIM为O %时，右眼快门和左眼快门的打开或关闭状态。在这种情况下，右眼快门可以在右眼数据电压Rl输入之后的垂直空白时间段VB的至少一部分期间处于打开状态，以及左眼快门可以在左眼数据电压LI及L2输入之后的垂直空白时间段VB的至少一部分期间处于打开状态。如果垂直空白时间段VB开始且第三时间t3已经过去，则右眼快门和左眼快门可以打开，以及可以在背光单元900在相应的垂直空白时间段VB中导通之前或与背光单元900的导通同时打开。此外，右眼快门和左眼快门可以在相应的垂直空白时间段VB之后的背光单元900截止之后的第四时间t4已经过去之后关闭。第三时间t3和第四时间t4中的至少一个可以是O秒。与图7所示的不同，右眼快门和左眼快门可以在垂直空白时间段VB已经开始且背光单元900截止之前关闭。在第O等级中与一个垂直空白时间段VB对应的右眼快门或左眼快门打开的时间被称为参考打开时间Τορ_0。在这种情况下，快门定时信息TIM的值可以是0%。接着，图8示范性示出了在所有像素PX的灰度的总和(或图像亮度的总和)对应于图5所示的查找表的第I等级时，换言之在快门定时信息 Μ为10%时右眼快门和左眼快门的打开或关闭状态。在这种情况下，右眼快门和左眼快门在比与一个垂直空白时间段VB对应的参考打开时间Τορ_0长的第一打开时间Τορ_1期间处于打开状态。在这种情况下，左眼快门和右眼快门打开时的时间段可以包括与在左眼快门和右眼快门在第O等级中打开时的参考打开时间Τορ_0对应的时间段。换句话说，第一打开时间Τορ_1可以包括参考打开时间Τορ_0。
接着，图9示范性示出了在图像亮度的总和对应于图5所示的查找表的第I等级时(像图8)，换言之在快门定时信息TM为10%时右眼快门和左眼快门的打开或关闭状态。但是，在图9所示的示范性实施例中，与一个垂直空白时间段VB对应的左眼快门和右眼快门打开时的时间段可以包括至少两个时间段。换句话说，与图5所示的查找表的第I等级对应的左眼快门和右眼快门的第一打开时间Top_l包括参考打开时间Τορ_0和附加打开时间Top_a。形成第一打开时间Top_l的参考打开时间Τορ_0和附加打开时间Top_a可以分开预定时间，诸如快门短暂关闭的第三时间，以及附加打开时间Top_a可以位于参考打开时间Τορ_0之前或之后。附加打开时间Top_a可以位于相应的垂直空白时间段VB之前或相应的垂直空白时间段VB之后。附加打开时间Top_a的长度可以根据诸如图5所示的查找表的图像亮度的总和的等级的数目之类的各种设置而不同并确定 。在图9所示的示范性实施例中，第一打开时间Top_l分为两个时间段，但是本发明不限于此，以及附加打开时间1'0 _&可以分为多个时间段。接着，图10示范性示出了在所有像素PX的灰度的总和对应于作为图5所示的查找表中的最后等级的第10等级时，换言之在快门定时信息 Μ为100%时右眼快门和左眼快门的打开或关闭状态。右眼快门和左眼快门可以在第十打开时间Τορ_10期间处于与一个垂直空白时间段VB对应的打开状态。第十打开时间Τορ_10是所有等级的打开时间当中最长的。例如，第十打开时间Τορ_10可以是图7所示的参考打开时间Τορ_0的时间加上十倍于图9所示的附加打开时间Top_a。第十打开时间Top_10可以分为分开多个时间段，像根据图9所示的示范性实施例的第一打开时间Τορ_1那样。如图10所示，在第十打开时间Τορ_10完成时的点可以刚好在如第五时间t5所示的下一个垂直空白时间段VB之前或在其开始点，以及第十打开时间Top_10的开始点可以在如第六时间t6所示的前一垂直空白时间段VB的完成时或在其之后不久。第五时间t5和第六时间t6中的至少一个可以是O秒。如上所述,根据图5以及图7到图10所示的示范性实施例，当输入图像信号IDAT的所有像素PX的灰度的总和分为η个等级时，快门定时信息TIM可以具有根据划分的等级成比例的值。快门部件60的左眼快门或右眼快门可以具有随着对于一个帧的一个垂直空白时间段VB的快门定时信息TIM的增大而增大的快门打开时间。此时，快门部件60的左眼快门或右眼快门的一个帧的打开时间可以与快门定时信息TIM的值成比例。如图9所示，快门打开时间可以分成多个时间段。根据与第η等级对应的快门定时信息TIM的快门的打开时间(例如，第η打开时间)可以比根据与第η-I等级对应的快门定时信息TIM的快门打开时间(例如，第η-I打开时间)长。与第η打开时间对应的时间段可以包括与参考打开时间Τορ_0对应的时间段，以及第η打开时间相对于参考打开时间Τορ_0扩展的方向及其长度可以被自由地确定。此外，相邻等级的快门打开时间之间的差被称为附加打开时间，以及附加打开时间可以贯穿所有等级是恒定的。当η是无穷大时，快门定时信息TIM可以具有与所有像素PX的灰度的总和成比例的值，以及在快门部件60的快门在一个垂直空白时间段VB内打开时的快门打开时间可以与快门定时信息 Μ的值成比例。如上所述，快门部件60的快门的打开时间根据显示面板300的所有像素PX的灰度的总和被控制。以这种方式，通过使用由显示面板300显示的图像的亮度的总和，在通过快门部件60观看显示面板300时看到的显示面板300的周围亮度可以改变，从而提供逼真的3D图像。参考图11，当在显示面板300上显示的图像具有较暗的亮度，诸如洞穴或夜晚的图像时，快门定时信息TIM具有与图像的亮度成比例的小的值，以及快门部件60的快门打开的时间被控制为与快门定时信息TIM成比例的短。因此，快门的打开时间可以被控制为具有参考打开时间Τορ_0或类似的短时间，因而通过快门部件60看到的显示面板300的周围亮度几乎不可能被识别到。因而，可以提高3D图像显示设备的用户实际上处于洞穴的感觉或它实际上是夜晚的感觉，以使得可以增大3D图像的真实感。参考图12，当在显示面板300上显示的图像具有较亮的亮度，诸如白天图像时，快门定时信息TIM具有与图像的亮度成比例的高的值，以及快门部件60的快门被打开的时间被控制为与快门定时信息TIM成比例的长。例如，快门的打开时间可以被控制具有第十打开时间Τορ_10。因而，通过快门部件60看到的显示面板300的周围亮度可以很高。因此，3D图像显示设备的用户可以具有它们实际上处于亮的位置的感觉。 如上所述，当在显示面板300上显示的图像的亮度高时，通过快门部件60看到的显示面板300的周围亮度高，以及当在显示面板300上显示的图像的亮度低时，通过快门部件60看到的显示面板300的周围亮度低，以使得可以提高3D图像的显示效果并且可以增强3D图像的真实感。在本发明的示范性实施例中，背光单元900主要在垂直空白时间段VB的时间的至少一部分期间发光并且在数据电压Vd输入的时间的大部分期间截止，以使得可以降低功耗。在上述示范性实施例中，在快门定时确定单元710中将输入图像信号IDAT的所有像素PX的灰度求和以产生快门定时信息TIM。换句话说,基于所有像素的灰度的总和来控制快门部件60的快门的打开和关闭定时。但是，本发明不限于此。例如，可以基于一些像素PX的灰度的总和来控制快门部件60的快门的打开和关闭定时。这里，该一些像素PX可以是位于显示面板300的中央处的多个像素PX。接着，将分别参考图13和图14描述根据本发明的示范性实施例的3D图像显示设备。对于指定图13和图14中的相似元件的前述图的参考数字，将省略相同的描述。图13和图14是根据本发明的示范性实施例的用于控制3D图像显示设备的快门部件的控制器的框图。根据图13所示的示范性实施例，快门定时确定单元710从集成控制器650接收周围亮度控制信号AL_DAT以产生快门定时信息TIM。作为关于显示面板300的周围亮度的信息的周围亮度控制信号AL_DAT可以由图像制作者或用户选择，并且可以不考虑输入图像信号IDAT的灰度而被选择。换句话说，周围亮度控制信号AL_DAT可以是关于根据图像改变的周围亮度的信息，该图像根据输入图像信号IDAT或图像制作者的意图改变。周围亮度控制信号AL_DAT可以被分配具有用于每个帧的输入图像信号IDAT的附加位，或可以是与输入图像信号IDAT的每个帧同步的单独的信号。快门定时确定单元710可以选择与周围亮度控制信号AL_DAT对应的图像亮度等级和相应的快门定时信息TIM，并且可以向快门定时控制器700输出快门定时信息TIM。例如，快门定时确定单元710可以通过使用查找表741来选择快门定时信息 Μ，以及可以通过使用线性函数方程来计算快门定时信息TIM。查找表741可以位于快门定时确定单元710的内部或快门定时确定单元710的外部。根据图13所示的示范性实施例，3D图像显示设备的用户以及图像制作者可以通过周围亮度控制信号AL_DAT直接控制显示面板300的周围亮度，从而使得能够根据用户的偏好或图像制作者的最佳设置来调节3D图像。根据图14所示的示范性实施例的3D图像显示设备还包括亮度传感器30和将来自于亮度传感器30的模拟信号转换为数字信号的模拟-数字(A/D)转换单元32。位于集成控制器650处的亮度传感器30感测周围亮度以基于该感测产生检测信号并将检测信号输出到A/D转换单元32。A/D转换单元32 A/D转换关于周围亮度的检测信号以产生作为数字信号的周围亮度信息并将数字信号输出到快门定时确定单元710。快门定时确定单元710接收周围亮度信息以产生快门定时信息 Μ。此时，快门定时确定单元710可以在查找表742中选择与周围亮度信息对应的快门定时信息TIM，以及可以通过使用具有周围亮度信息作为变量的函数方程来计算快门定时信息TIM。查找表742可以位于快门定时确定单元710的内部或快门定时确定单元710的外部。
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根据图14所示的示范性实施例，快门部件60的快门的打开和关闭定时根据3D图像显示设备的显示面板300的周围亮度被主动地控制，以使得可以控制通过快门部件60看到的周围亮度的影响。例如，当周围亮度非常高时，可以通过降低快门部件60的快门的打开时间来控制通过快门部件60看到的周围亮度。根据上述示范性实施例，在包括快门部件的3D图像显示设备中，快门部件的快门被打开的时间被主动地控制以控制显示图像周围的区域的亮度，以使得可以增强图像的3D显示效果和真实感。尽管已经参考本发明的示范性实施例对本发明进行了具体图示和描述，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出形式和细节上的各种修改。
权利要求
1.一种三维(3D)图像显示设备，包括 显示面板组件，包括显示图像的显示面板和定时控制器； 集成控制器，向该定时控制器发送输入图像信号； 快门部件，包括左眼快门和右眼快门； 快门定时确定单元，从集成控制器或外部源接收快门部件控制源信号以产生快门定时信息；和 快门定时控制器，接收快门定时信息以产生快门部件控制信号并且向快门部件发送快门部件控制信号， 其中，对于一帧的左眼快门或右眼快门的打开时间或关闭时间基于该快门定时信息。
2.如权利要求I所述的3D图像显示设备，其中，对于该帧的左眼快门或右眼快门的打开时间随着快门定时信息的值的增大而增大。
3.如权利要求2所述的3D图像显示设备，其中，该快门部件控制源信号包括输入图像信号，以及 该快门定时确定单元包括图像亮度总和单元，从集成控制器或定时控制器接收输入图像信号并且求来自于输入图像信号的多个像素的灰度的总和以计算总和值。
4.如权利要求3所述的3D图像显示设备，其中，该快门定时确定单元包括 查找表，存储具有相应的总和值和相应的快门定时信息值的图像亮度等级；和 等级指向单元，从该查找表中选择与该总和值对应的图像亮度等级和快门定时信息。
5.如权利要求3所述的3D图像显示设备，其中，该快门定时确定单元包括快门定时计算单元，基于该总和值计算快门定时信息。
6.如权利要求2所述的3D图像显示设备，其中，该快门部件控制源信号包括周围亮度控制信号，以及 该快门定时确定单元根据从集成控制器输入的周围亮度控制信号产生该快门定时信肩、O
7.如权利要求2所述的3D图像显示设备，还包括 亮度传感器，感测周围亮度以产生检测信号；和 模拟-数字(A/D)转换单元，A/D转换该检测信号以产生周围亮度信息， 其中，该快门部件控制源信号包括该周围亮度信息，以及 该快门定时确定单元接收该周围亮度信息以产生快门定时信息。
8.一种用于驱动三维(3D)图像显示设备的方法，该3D图像显示设备包括包含显示面板和定时控制器的显示面板组件、向定时控制器发送输入图像信号的集成控制器、包括左眼快门和右眼快门的快门部件、和快门定时确定单元，该方法包括 在快门定时确定单元处从集成控制器或外部源接收快门部件控制源信号以产生快门定时信息；以及 利用该3D图像显示设备的快门定时控制器根据该快门定时信息控制对于一帧的左眼快门或右眼快门的打开时间或关闭时间。
9.如权利要求8所述的方法，其中，对于该帧的左眼快门或右眼快门的打开时间随着快门定时信息的值的增大而增大。
10.如权利要求9所述的方法，其中，该快门部件控制源信号包括来自于集成控制器或定时控制器的输入图像信号，以及 该方法还包括 向该快门定时确定单元输入该输入图像信号；以及 在该快门定时确定单元处求来自于输入图像信号的多个像素的灰度的总和以计算总和值。
全文摘要
一种三维(3D)图像显示设备及其驱动方法，所述3D图像显示设备包括显示面板组件，包括显示图像的显示面板和定时控制器；集成控制器，向该定时控制器发送输入图像信号；快门部件，包括左眼快门和右眼快门；快门定时确定单元，从集成控制器或外部源接收快门部件控制源信号以产生快门定时信息；和快门定时控制器，接收快门定时信息以产生快门部件控制信号并且向快门部件发送快门部件控制信号，其中对于一帧的左眼快门或右眼快门的打开时间或关闭时间基于该快门定时信息。
文档编号H04N13/00GK102892013SQ20121001195
公开日2013年1月23日 申请日期2012年1月16日 优先权日2011年7月22日
发明者金宝滥, 金明铁, 文胜焕, 李炳俊, 金润载, 具南希, 李钟仑 申请人:三星显示有限公司