立体图像显示器及其驱动方法

立体图像显示器及其驱动方法
【专利摘要】本发明提供了一种立体图像显示器及其驱动方法。该立体图像显示器包括：显示面板；偏振控制面板，所述偏振控制面板位于所述显示面板上并控制从所述显示面板入射的光的偏振方向；透镜面板，所述透镜面板位于所述偏振控制面板上并具有多个透镜形部分；用于驱动所述显示面板的第一驱动器；用于向所述偏振控制面板提供驱动电压的第二驱动器；用于控制所述第一驱动器和所述第二驱动器的时序控制器；和感测单元，所述感测单元感测提供给所述偏振控制面板的驱动电压并输出用于判断所感测的驱动电压是处于正常条件还是异常条件的判断信号。
【专利说明】立体图像显示器及其驱动方法
[0001] 本申请要求2013年6月19日提交的韩国专利申请No. 10-2013-0070197的优先 权，为了所有目的在此援引该专利申请作为参考，如同在这里完全阐述一样。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及一种立体图像显示器及其驱动方法。

【背景技术】
[0003] 立体图像显示器可分为立体技术和自动立体技术。
[0004] 立体技术包括眼镜型方式和无眼镜型方式，二者都已投入实际应用。在眼镜型方 式中，左、右眼之间的视差图像通过视差图像的偏振方向变化或以时分方式显示在直视显 示器或投影仪上，因而用户使用偏振眼镜或液晶快门眼镜观看立体图像。在无眼镜型方式 中，一般在显示屏前方或后方安装用于分离左、右眼之间的视差图像光轴的光学板，如视差 栅栏。
[0005] 近年来，立体图像显示器的商业化和各种技术的发展对控制偏振的无眼镜型立体 图像显示器的发展作出了贡献。控制偏振的无眼镜型立体图像显示器通过向位于透镜面板 下面的偏振控制面板提供恒定电平的驱动电压来控制入射光的偏振方向。
[0006] 如果内部结构或电极由于制造中的缺陷(例如外部材料的侵入或电极中的裂纹） 或由于用户疏忽被损坏，偏振控制面板不会正常工作。这降低了提供给偏振控制面板的驱 动电压或使驱动电压不规则，导致平面内延迟的不同，或者由于有缺陷的充电而导致偏振 控制不足，最终导致立体图像的显示质量降低。当出现这些问题时，用户会将其视为画面质 量降低的问题，变得对产品(或装置）不满意，因而产生了改进的需求。


【发明内容】

[0007] 本发明致力于提供一种立体图像显示器，包括：显示面板；偏振控制面板，所述偏 振控制面板位于所述显示面板上并控制从所述显示面板入射的光的偏振方向；透镜面板， 所述透镜面板位于所述偏振控制面板上并具有多个透镜形部分；用于驱动所述显示面板的 第一驱动器；用于向所述偏振控制面板提供驱动电压的第二驱动器；用于控制所述第一驱 动器和所述第二驱动器的时序控制器；和感测单元，所述感测单元感测提供给所述偏振控 制面板的驱动电压并输出用于判断所感测的驱动电压是处于正常条件还是异常条件的判 断信号。
[0008] 在另一个方面中，本发明提供了一种立体图像显示器的驱动方法，所述驱动方法 包括：驱动显示面板；向偏振控制面板提供驱动电压，所述偏振控制面板位于所述显示面 板上并控制从所述显示面板入射的光的偏振方向；感测提供给所述偏振控制面板的驱动电 压并判断所感测的驱动电压是处于正常条件还是异常条件；和如果所述偏振控制面板被检 测为异常，则将所述显示面板的屏幕切换到异常模式。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 给本发明提供进一步理解并且并入本申请组成本申请一部分的附图图解了本发 明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
[0010] 图1是根据本发明一个典型实施方式的立体图像显示器的示意性构造图；
[0011] 图2是图1的面板部分的剖面的示图；
[0012] 图3是提供给偏振控制面板的驱动电压的示图；
[0013] 图4是用于描述提供给偏振控制面板的驱动电压的正常条件和异常条件的波形 图；
[0014] 图5是显示偏振控制面板和感测单元的示图；
[0015] 图6是用于描述用于输入驱动电压的输入端的位置和用于感测驱动电压的感测 端的位置的示图；
[0016] 图7是判断信号的示图；
[0017]图8图解了切换到异常模式的显示面板的状态图；
[0018] 图9图解了用于感测驱动电压的感测单元的电路构造；
[0019] 图10是用于感测两个驱动电压的感测单元的框图；
[0020] 图11是根据本发明另一个典型实施方式的立体图像显示器的驱动方法的流程 图；以及
[0021] 图12是显示图11的一些步骤的详细流程图。

【具体实施方式】
[0022] 现在将详细描述本发明的实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。
[0023] 下文，将参照附图详细描述根据本发明的典型实施方式。
[0024] 图1是根据本发明一个典型实施方式的立体图像显示器的示意性构造图。图2是 图1的面板部分的剖面的示图。图3是提供给偏振控制面板的驱动电压的示图。图4是用 于描述提供给偏振控制面板的驱动电压的正常条件和异常条件的波形图。
[0025] 如图1到4中所示，根据本发明一个典型实施方式的立体图像显示器包括图像 供给单元110、时序控制器120、第一驱动器130、第二驱动器140、感测单元145、显示面板 150、偏振控制面板160和透镜面板170。显示面板150、偏振控制面板160和透镜面板170 属于面板部分。
[0026]图像供给单元110在2D模式中产生2D图像帧数据，在3D模式中产生3D图像帧 数据。图像供给单元110向时序控制器120提供图像帧数据和诸如垂直同步信号、水平同 步信号、数据使能信号和主时钟这样的各种时序信号。图像供给单元110可形成在系统板 上。
[0027] 时序控制器120在2D模式中从图像供给单元110接收2D图像帧数据，在3D模式 中从图像供给单元110接收3D图像帧数据。在3D模式中，时序控制器120将从图像供给 单元110输入的图像帧数据转换为（60Xn)Hz(η是大于等于2的正整数)，例如120Hz的 帧频，并将其提供给第一驱动器130。时序控制器120可通过将输入图像的帧频乘以η倍来 增加用于控制第一驱动器130和第二驱动器140之一或二者的操作时序的时序控制信号的 频率。时序控制器120可形成在与系统板电连接的印刷电路板上。
[0028] 第一驱动器包括与显示面板150的数据线连接的数据驱动器和与显示面板150的 栅极线连接的栅极驱动器。数据驱动器在时序控制器120的控制下将从时序控制器120输 入的数字型图像帧数据转换为正/负模拟型图像帧数据，并将正/负模拟型图像帧数据提 供给数据线。栅极驱动器在时序控制器120的控制下依次向栅极线提供扫描信号(或栅极 脉冲)。第一驱动器130可形成在与印刷电路板电连接的柔性电路板上，或第一驱动器130 的一部分(例如栅极驱动器）可形成在显示面板150上。
[0029] 显示面板PNL根据图像帧数据显示二维图像或三维图像。显示面板PNL可由液晶 面板LCD、有机发光二极管显示面板0LED、等离子体显示面板PDP或电泳显示面板实现。然 而，此典型实施方式将液晶面板作为一个例子进行描述。作为液晶面板的显示面板PNL包 括薄膜晶体管(下文称为"TFT"）基板和滤色器基板。下偏振器和上偏振器分别贴附到TFT 基板和滤色器基板。在TFT基板和滤色器基板之间形成有第一液晶层。数据线和栅极线形 成在TFT基板上，且彼此垂直地交叉，在TFT基板上设置由数据线和栅极线限定的子像素。 显示面板PNL，即液晶面板可以以TN模式、VA模式、IPS模式和FFS模式以及任何其他液晶 模式形成。显示面板PNL，即液晶面板发射从背光单元提供的线偏振光或圆偏振光。
[0030] 偏振控制面板160控制从显示面板150入射的光的偏振方向。响应于从第二驱动 器140提供的驱动电压，偏振控制面板160使从显示面板150入射的第一线偏振光?照原 样通过或将其转换为第二线偏振光0 (或圆偏振光等)。第一线偏振光?表不在z轴方向 上振动传播的光，第二线偏振光―^表不在X轴方向上振动传播的光。
[0031] 偏振控制面板160包括第一基板161、第二基板168、下电极162、上电极166和第 二液晶层164。第一基板161和第二基板168由玻璃、膜等形成。下电极162形成在第一基 板161的整个表面上，并由透明材料(例如ITO等）形成。上电极166形成在第二基板168 的整个表面上，并由透明材料形成。第二液晶层164形成在下电极162与上电极166之间， 液晶的排列根据下电极162与上电极166之间的电压差变化。偏振控制面板160可贴附或 安装在显示面板150上。
[0032] 第二驱动器140在时序控制器120的控制下输出用于控制偏振控制面板160的驱 动电压。第二驱动器140向偏振控制面板160的下电极162和上电极166提供具有预定差 的第一驱动电压Vl和第二驱动电压V2,从而使偏振控制面板160中包含的第二液晶层164 的偏振特性能够变化。
[0033] 为了防止偏振控制面板160的第二液晶层164被持续驱动，第二驱动器140可以 以下述方式产生第一驱动电压Vl和第二驱动电压V2,即使得正电压和负电压彼此交替。在 这种情形中，第二驱动电压V2的相位与第一驱动电压Vl的相位相反。第二驱动器140可 形成在印刷电路板或柔性电路板上。
[0034] 感测单元145感测提供给偏振控制面板160的驱动电压并输出用于判断感测的驱 动电压是处于正常条件还是异常条件的判断信号。感测单元145与下电极162和上电极 166之一或二者电连接。感测单元145可形成在印刷电路板或柔性电路板上。此外，感测单 元145可与第二驱动器140 -起集成到单个IC(集成电路）中。
[0035] 透镜面板170具有多个透镜形部分LS。透镜面板170具有根据从偏振控制面板 160入射的光的偏振方向而变化的各向异性折射率。如果入射第一线偏振光?，则液晶具 有短轴折射率n。，透镜面板170使入射光照原样通过，如L2所示。如果入射第二线偏振光 则液晶具有长轴折射率Iiei，透镜面板170折射入射光，如Ll所示。
[0036] 透镜面板170包括下基板171、上基板178、透镜形部分LS和第三液晶层173。下 基板171由玻璃、膜等形成。上基板178由树脂等形成，透镜形部分LS具有短轴折射率η。。 可在上基板178上进一步形成保护基板，但在此将其省略。第三液晶层173可由可聚合液晶 形成，可聚合液晶排列在第二线偏振光〇的偏振方向上，然后被硬化并形成在下基板171 与透镜形部分LS之间。
[0037] 同时，在上述现有技术的无眼镜型立体图像显示器中，如果内部结构或电极由于 制造中的缺陷(例如外部材料的侵入或电极中的裂纹）或由于用户疏忽被损坏，偏振控制面 板不会正常工作。这降低了提供给偏振控制面板的驱动电压或使驱动电压不规则，导致平 面内延迟的不同，或者由于有缺陷的充电而导致偏振控制不足，最终导致立体图像的显示 质量降低。当出现这些问题时，用户会将其视为画面质量降低的问题，变得对产品(或装置） 不满意，因而产生了改进的需求。
[0038] 在本发明的典型实施方式中，通过感测单元145检测偏振控制面板160的状态，下 面将具体描述立体图像显示器中包含的装置。
[0039] 图5是显示偏振控制面板和感测单元的示图。图6是用于描述用于输入驱动电压 的输入端的位置和用于感测驱动电压的感测端的位置的示图。图7是判断信号的示图。图 8图解了切换到异常模式的显示面板的状态图。
[0040] 如图1、图5和图8中所示，感测单元145通过偏振控制面板160的下电极162和 上电极166感测提供给下电极162和上电极166的第一驱动电压Vl和第二驱动电压V2。 为此，感测单元145与偏振控制面板160的下电极162和上电极166电连接。
[0041] 感测单元145与距被提供第一和第二驱动电压Vl和V2的区域最远的区域电连 接，从而通过考虑RC延迟值（R为电阻分量，C是电容分量）感测电压。因此，感测单元145 通过偏振控制面板160的电极162或166的第二点VSP(其为距被提供第一和第二驱动电 压Vl和V2的偏振控制面板160的电极162或166的第一点VP最远的点)，感测第一和第 二驱动电压Vl和V2。
[0042] 感测单元145感测提供给偏振控制面板160的下电极162和上电极166的第一和 第二驱动电压Vl和V2,并输出用于判断感测的驱动电压VSl和VS2是处于正常条件还是异 常条件的判断信号Vout。
[0043] 感测单元145可将从自身输出的判断信号Vout提供给时序控制器120。如果从 感测单元145提供的判断信号Vout为逻辑高（H)，则就检测为正常(或正常驱动电压范围）。 另一方面，如果判断信号Vout为逻辑低（L)，则就检测为异常(或异常驱动电压范围)。结合 这样的例子：如果判断信号Vout为逻辑高（H)，则就检测为正常；如果判断信号Vout为逻 辑低（L)，则就检测为异常，描述了本发明的典型实施方式，但反之亦然。
[0044] 时序控制器120分析判断信号Vout并检测偏振控制面板160为异常，其可将显示 面板150的屏幕切换到异常模式。
[0045] 在一个例子中，时序控制器120如果分析判断信号Vout并检测偏振控制面板160 为异常，则可控制显示面板150显示黑色图像，即关闭0FF，如图8的（a)中所示。在这种情 形中，感测单元145的输出端和时序控制器120的输入端通过一条配线电连接在一起，时序 控制器120可根据判断信号Vout的逻辑状态激活或去激活显示面板150的屏幕。
[0046] 在另一个例子中，时序控制器120如果分析判断信号Vout并检测偏振控制面板 160为异常，则可控制显示面板150显示黑色图像和警报Alarm，如图8的（b)中所示。在 这种情形中，时序控制器120可被实施为从内部存储器提取与警报对应的警报数据信号， 并通过数据驱动器将提取的警报数据信号提供给显示面板150。警报可固定在具体位置，如 屏幕的底部、中部、顶部、左侧或右侧，以进行闪烁，从而用户能够很容易识别到偏振控制面 板160的异常条件。
[0047] 在又一个例子中，时序控制器120如果分析判断信号Vout并检测偏振控制面板 160为异常，则可控制显示面板150显示初始图像和警报Alarm，如图8的（c)中所示。警 报可从屏幕上的第一位置持续移动到第二位置、从第三位置持续移动到第四位置等，从而 用户能够很容易识别到偏振控制面板160的异常条件。
[0048] 如果通过时序控制器120分析判断信号Vout且偏振控制面板160被检测为异常， 则时序控制器120可控制显示面板150,以使适于驱动偏振控制面板160的第二驱动器140 以及显示面板160去激活。尽管结合时序控制器120分析判断信号Vout的例子描述了本 发明，但图像供给单元110或其他装置可分析判断信号Vout。此外，上面描述了当发生异常 模式时让用户知道偏振控制面板160处于异常条件的几个例子，然而本发明并不限于此。
[0049] 下文，将描述感测单元的电路构造的例子。
[0050] 图9图解了用于感测一个驱动电压的感测单元的电路构造。图10是用于感测两 个驱动电压的感测单元的框图。
[0051] 如图9中所示，感测单元145被配置成仅感测一个驱动电压，然后根据此驱动电压 输出判断信号Vout。
[0052] 感测单元145可根据感测的驱动电压VSl与内部参考电压Vref之间的比较结果 输出判断信号Vout。感测单元145可包括：使感测的驱动电压VSl变平稳，以接近DC电 平的滤波器；以及比较器0P，比较器OP比较从滤波器输出的滤波电压Vol与内部参考电压 Vref并输出判断信号Vout。内部参考电压Vref用作与内部阈值电压相比判断感测的驱动 电压VS1是具有高电平还是低电平的标准。
[0053] 滤波器包括由电阻Rl和R2以及电容Cl组成的RC集成电路。第一电阻Rl的一 端与偏振控制面板的电极连接，另一端与比较器OP的非反相端INl( + )连接。第二电阻R2 的一端与第一电阻Rl的另一端连接，另一端与地线GND连接。第一电容Cl的一端与第一 电阻Rl的另一端连接，另一端与地线GND连接。滤波器通过RC时间常数将感测的驱动电 压滤波，以使其平稳从而接近DC电平，然后输出滤波电压Vol。
[0054] 比较器OP的非反相端INl( + )与第一电阻Rl的另一端连接，比较器OP的反相 端IN2 (-)与提供内部参考电压Vref的参考电压线连接，且比较器OP通过输出端OUT输 出判断信号Vout。比较器OP比较提供给非反相端INl( + )的滤波电压Vol与提供给反相 端IN2 (-)的参考电压Vref，并且如果Vref>Vol，则输出对应于L的判断信号Vout;如果 Vref〈Vol，则输出对应于H的判断信号Vout。
[0055] 如图10中所示，感测单元145被配置成感测两个驱动电压，然后根据这些驱动电 压输出判断信号。
[0056] 感测单元145包括第一感测单元145a、第二感测单元145b和信号输出单元148。 第一感测单兀145a感测来自偏振控制面板的下电极的第一驱动电压VSl并输出第一结果 值Vout1。第二感测单元145b感测来自偏振控制面板的上电极的第二驱动电压VS2并输出 第二结果值Vout2。组成第一和第二感测单元145a和145b的电路的构造如图9中所示，将 省略其描述。信号输出单元148接收第一结果值Voutl和第二结果值Vout2,且如果第一和 第二驱动电压中的任意一个处于异常条件，则输出判断信号Vout。如果第一和第二驱动电 压处于正常条件，则感测单元145可输出逻辑高（H)判断信号Vout;如果第一和第二驱动电 压中的任意一个处于异常条件，则输出逻辑低（L)判断信号Vout。
[0057] 从上面的描述可以看出，结合感测单元145包括滤波器和比较器OP或者感测单元 145包括滤波器、比较器OP和信号输出单元148的例子描述了本发明的典型实施方式，但本 发明并不限于此，感测单元145可进一步包括其他电路。
[0058] 下文，将描述根据本发明另一个典型实施方式的立体图像显示器的驱动方法。
[0059] 图11是根据本发明另一个典型实施方式的立体图像显示器的驱动方法的流程 图。图12是显示图11的一些步骤的详细流程图。
[0060] 根据本发明另一个典型实施方式的立体图像显示器的驱动方法包括下述处理：向 偏振控制面板提供驱动电压，其中偏振控制面板用于驱动显示面板、位于显示面板与透镜 面板之间且控制从显示面板入射的光的偏振方向；感测提供给偏振控制面板的驱动电压。 下面将首先描述感测提供给偏振控制面板的驱动电压的处理。
[0061] 如图11中所示，感测提供给偏振控制面板的驱动电压(步骤S110)。可通过如参照 图5所述的感测单元145进行感测提供给偏振控制面板的驱动电压的处理。
[0062] 感测的驱动电压被低通滤波(步骤S120)。可通过如参照图9所述的感测单元145 中包括的滤波器进行将感测的驱动电压低通滤波的处理。
[0063] 在比较滤波电压与内部参考电压之后产生判断信号(步骤S130 )。可通过如参照图 10所述的感测单元145中包括的信号输出单元148进行产生判断信号的步骤。
[0064] 根据判断信号控制显示面板(步骤S140)。当如参照图1、7和8所述的时序控制器 120和感测单元145协同操作时，可进行根据结果值控制显示面板的处理。
[0065]如图12中所示，根据判断信号控制显示面板的处理将在下文更详细地描述。
[0066] 对判断信号是逻辑高还是逻辑低进行判断(步骤S141)。如果判断信号为逻辑高 (Y)，则来自偏振控制面板的感测的驱动电压被检测为正常，且显示面板以正常模式驱动 (步骤S143)。另一方面，如果判断信号为逻辑低（N)，则来自偏振控制面板的感测的驱动电 压被检测为异常，且显示面板以异常模式驱动(步骤S145)。
[0067] 因此，在本发明的另一个典型实施方式中，如果通过分析判断信号，偏振控制面板 被检测为异常，则显示面板的屏幕切换到异常模式；如果通过分析判断信号，偏振控制面板 被检测为正常，则显示面板的屏幕保持在与之前相同的正常模式。
[0068] 尽管可如图8中所示进行切换显示面板的屏幕的步骤，例如在显示面板上显示黑 色图像或警报信号，但本发明并不限于此。
[0069] 从上面的描述可以看出，本发明可通过检测偏振控制面板的状态避免用户观看不 稳定图像的问题或者使用户知道不稳定的装置状态，并且如果偏振控制面板被检测为异 常，则去激活显示面板的屏幕或在显示面板的屏幕上显示警报。此外，本发明可通过使用能 检测偏振控制面板的状态的装置防止偏振控制面板以异常条件操作。此外，本发明可通过 使用能检测偏振控制面板的状态的装置实现用于在出货之前检查产品的检测电路。
【权利要求】
1. 一种立体图像显示器，包括： 显示面板； 偏振控制面板，所述偏振控制面板位于所述显示面板上并控制从所述显示面板入射的 光的偏振方向； 透镜面板，所述透镜面板位于所述偏振控制面板上并具有多个透镜形部分； 用于驱动所述显示面板的第一驱动器； 用于向所述偏振控制面板提供驱动电压的第二驱动器； 用于控制所述第一驱动器和所述第二驱动器的时序控制器；和 感测单元，所述感测单元感测提供给所述偏振控制面板的驱动电压并输出用于判断所 感测的驱动电压是处于正常条件还是异常条件的判断信号。
2. 根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述时序控制器从所述感测单元接收 所述判断信号，分析所述判断信号，且如果所述偏振控制面板被检测为异常，则控制所述显 示面板显示黑色图像。
3. 根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述时序控制器从所述感测单元接收 所述判断信号，分析所述判断信号，且如果所述偏振控制面板被检测为异常，则控制所述显 示面板显示警报。
4. 根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述感测单元与所述偏振控制面板的 上、下电极之一或二者电连接。
5. 根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述感测单元感测来自所述偏振控制 面板的下电极的第一驱动电压和来自所述偏振控制面板的上电极的第二驱动电压，且如果 所述第一驱动电压和第二驱动电压中的任意一个处于异常条件，则输出所述判断信号。
6. 根据权利要求5所述的立体图像显示器，其中所述感测单元通过所述偏振控制面板 的电极的第二点感测所述驱动电压，其中所述第二点是距被提供所述驱动电压的偏振控制 面板的电极的第一点最远的点。
7. 根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述感测单元根据所感测的驱动电压 与内部参考电压之间的比较结果输出所述判断信号。
8. 根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中所述感测单元包括： 使所感测的驱动电压变平稳以接近DC电平的滤波器；和 比较器，所述比较器比较从所述滤波器输出的滤波电压与内部参考电压并输出所述判 断信号。
9. 一种立体图像显示器的驱动方法，所述驱动方法包括如下步骤： 驱动显示面板； 向偏振控制面板提供驱动电压，所述偏振控制面板位于所述显示面板上并控制从所述 显不面板入射的光的偏振方向； 感测提供给所述偏振控制面板的驱动电压并判断所感测的驱动电压是处于正常条件 还是异常条件；和 如果所述偏振控制面板被检测为异常，则将所述显示面板的屏幕切换到异常模式。
10. 根据权利要求9所述的驱动方法，其中在将所述显示面板的屏幕切换到异常模式 的步骤中，在所述显示面板上显示黑色图像或警报。
【文档编号】G09G3/20GK104238132SQ201310692729
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年6月19日
【发明者】李昌昊, 白承皓, 金周娥 申请人:乐金显示有限公司