专利名称：3d显示设备、3d显示设备背光扫描控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种3D显示设备、3D显示设备背光扫描控制方法及装置。
背景技术：
随着高端液晶电视的发展，带有3D功能的电视已经成为一种主流产品，消费者对3D效果的要求也不断提高，就需要响应速度更快的液晶面板(主流240Hz)，从而造成工艺、结构的复杂性和高成本。3D电视主要分为快门式3D和偏光式3D。其中，快门式3D显示的实现原理为人眼观察景物有立体的感觉，主要是因为两只眼睛观察景物的角度不同，如图1，左眼看到物体的左方面较多，右眼看到物体的右方面 较多，左右视网膜上所成的像不同，这两个像经过大脑综合之后就能区分物体的前后、远近，产生立体的感觉。在平面显示器上实现3D效果，需要具备3个条件1.需要左右眼两路图像；2.两路图像不同，具有正确的视差；3.左右眼的图像要完全分离，左图像进入左眼，右图像进入右眼；针对左右两路不同的图像，当前人们通过两台不同角度的摄像机拍摄，或者通过2D转3D技术获得。而要想使左右眼图像分离，快门式3D显示的做法是将左右眼图像交替播放，利用眼镜，在播放左眼图像时将左镜片打开，播放右眼图像时将右镜片打开。由于液晶的scan-and-hold类型的显示特性，如图2，要想使左右图像完全分离，液晶面板必须有较快的响应速度，否则，图像分离不完全造成串扰，影响3D效果。快门式3D画面存在较严重的抖动和串扰，但分辨率不会降低，仍能享受高清的3D画面。抖动问题通过MEMC或N2M处理已经基本解决，因此如何减轻串扰、降低成本成为特别需要关注和解决的问题。为降低串扰通常有两种做法1.采用240Hz液晶面板，通过插入黑帧，将有效图像隔离来降低串扰，而这种面板工艺复杂、资源较少、价格较高；2.采用120Hz液晶面板、直下式调制背光，由于这种方式需要较多的背光灯，模组较厚，无法满足液晶显示器日益超薄化的要求，成本也较高。现有技术中对于3D显示做法存在的串扰问题尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种3D显示设备、3D显示设备背光扫描控制方法及装置，用以解决现有技术中3D显示做法存在的串扰问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种3D显示设备，并采用了以下技术方案一种3D显示设备，包括3D显示屏，包括上部区域和下部区域；第一背光灯条，设置在3D显示屏的上方；第二背光灯条，设置在3D显示屏的下方；第一PWM驱动器，连接第一背光灯条，用于在上部区域被扫描时驱动第一背光灯条点亮；以及第二 PWM驱动器，连接第二背光灯条，用于在下部区域被扫描时驱动第二背光灯条点亮。根据本发明的另外一个方面，提供一种3D显示设备背光扫描控制方法，并通过以下技术方案实现一种3D显示设备背光扫描控制方法，包括确定显示屏上的被扫描区域，其中，被扫描区域包括上部区域和下部区域；在被扫描区域为上部区域时，控制第一背光灯条点亮第一预定时间，其中，第一背光灯条设置于显示屏的上方；以及在被扫描区域为下部区域时，控制第二背光灯条点亮第二预定时间，其中，第二背光灯条设置于显示屏的下方。根据本发明的又一个方面，提供一种3D显示设备背光扫描控制装置，并通过以下技术方案实现一种3D显示设备背光扫描控制装置，包括确认模块，用于确认显示屏上像素被扫描的区域，其中，被扫描的区域包括上部区域和下部区域；第一控制模块，用于在被扫描区域为上部区域时，控制第一背光灯条点亮第一预定时间，其中，第一背光灯条设置于显示屏的上方；以及第二控制模块，用于在被扫描区域为下部区域时，控制第二背光灯条点亮第 二预定时间，其中，第二背光灯条设置于显示屏的下方。上述技术方案具有如下有益效果通过本发明的上下两侧背光灯模组交替响应，能在120Hz面板上实现串扰较轻的3D效果，并且液晶模组很薄，能做到超薄的外观，成本也很低。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是根据本发明背景技术的人眼3D立体感示意图；图2是根据本发明背景技术中液晶显示scan-and-hold特性响应曲线；图3是根据本发明实施例的3D显示设备的显示屏上下方设置背光灯条的结构示意图；图4是根据本发明优选实施例的3D显示设备的显示屏上下方设置背光灯条的结构示意图；图5是根据本发明实施例的3D显示设备的导光板具有V型结构的结构示意图；图6是根据本发明实施例的3D显示设备的导光板平行背光灯条的分割示意图；图7是根据本发明实施例的3D显示设备的区域液晶及背光响应曲线示意图；图8是根据本发明实施例的3D显示设备背光扫描控制方法流程图；以及图9是根据本发明实施例的3D显示设备背光扫描控制装置结构示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图3是根据本发明实施例的3D显示设备的屏幕上下方设置背光灯条的结构示意图。参见图3所示,一种3D显示设备包括3D显示屏34,该3D显示屏34包括上部区域和下部区域，即将该3D显示屏34在区域上划分为上下两部分；3D显示设备还包括第一背光灯条30，该第一背光灯条30设置在3D显示屏34的上方，对应3D显示屏34的上部区域；3D显示设备还包括第二背光灯条32，第二背光灯条32设置在3D显示屏34的下方，对应3D显示屏34的下部区域；3D显示设备还包括第一 PWM驱动器(图中未示)，该第一 PWM驱动器连接第一背光灯条30，该第一 PWM驱动器用于在上3D显示屏34的上部区域被扫描时驱动第一背光灯条30点亮；3D显示设备还包括第二 PWM驱动器(图中未示)，第二 PWM驱动器(图中未示)连接第二背光灯条32，第二 PWM驱动器用于在下部区域被扫描时驱动第二背光灯条32点亮。在本实施例的技术方案中，3D显示设备的上下侧背光灯条根据3D显示屏34上像素被扫描的区域不同，交替点亮与被扫描的区域相对应的背光灯条，可以变相的提高3D液晶的响应速度，有效的将左右眼图像分离。优选地，第一背光灯条30和第二背光灯条30均可以包括多段背光灯条。图4是根据本发明优选实施例的3D显示设备的屏幕上下方设置背光灯条的结构示意图。参见图4所示，第一背光灯条30包括背光灯条LI、背光灯条L2、背光灯条L3及背光灯条L4，其中，背光灯条LI与背光灯条L2对应3D显示屏34的上部区域41，背光灯条L3与背光灯条L4对应3D显示屏34的下部区域43，同理，该3D显示设备还包括第一 PWM驱动器(图中未示)，该第一 PWM驱动器连接背光灯条LI与背光灯条L2，用于在上部区域41被扫描时驱动背光灯条LI与背光灯条L2同时点亮；该3D显示设备还包括第二 PWM驱动器(图中未示)，第二 PWM驱动器(图中未示)连接背光灯条L3与背光灯条L4，用于在下部区域43被扫描时驱动背光灯条L3与背光灯条L4同时点亮。在本实施例的技术方案中，将上下侧背光灯条分为多段，相应的增加PWM驱动器的数量，这样驱动路数增多，在实现本发明效果的同时，也可以在样机搭建阶段检测出导光板的光学特性。优选地，背光灯条LI、背光灯条L2、背光灯条L3及背光灯条L4分别连接一个PWM驱动器，而且背光灯条LI与背光灯条L2的PWM驱动器的驱动信号相同，背光灯条L3与背光灯条L4的PWM驱动器的驱动信号相同，用于同时点亮同侧背光灯条。在本实施例的技术方案中，将上下侧背光灯条驱动路数增多，可以在3D显示设备的上下侧背光灯条根据3D显示屏34上像素被扫描的区域不同，交替点亮与被扫描的区域相对应的背光灯条的同时，在实现本发明效果的同时，也可以在样机搭建阶段检测出导光板的光学特性。优选地,3D显不设备还包括导光板,设置在第一背光灯条和第二背光灯条之间。因为导光板对光线具有良好的约束作用，因此针对本发明技术方案的上下侧导光模组，通过使用导光板，对背光灯条的光线进行约束，以减少背光灯条的光线进入其他区域。图5是根据本发明实施例的3D显示设备的导光板具有V型结构的结构示意图。优选地，导光板的上侧入光面54和下侧入光面52均设计带有连续多个“V”型结 构的凹槽56,参见图5所示。在本实施例的技术方案中通过在导光板的上侧入光面54和下侧入光面52均设计带有连续多个“V”型结构的凹槽56，可以实现在背光灯条点亮的时候，约束同侧的光线尽量少进入异侧的区域。
优选地，导光板的上侧入光面54的多个连续的“V”型结构凹槽56与下侧入光面52的多个连续的“V”型结构凹槽56错位设置。在本实施例的技术方案中，通过将导光板的上侧入光面54的连续多个“V”型结构凹槽56与下侧入光面52的连续多个“V”型结构凹槽56错位设置，加大导光板的光线约束能力，尽量减少两区域的光线干扰。优选地，导光板沿第一背光灯条30与第一背光灯条32的方向在该导光板的中间部位做平行分割，如图3所示。图6是根据本发明实施例的3D显示设备的导光板平行背光灯条的分割示意图。参见图6所示，3D显示设备包括导光板，导光板设置在第一背光灯条和第二背光灯条之间。在导光板的上侧入光面54和下侧入光面52均设计带有连续多个“V”型结构的 凹槽56，参见图5所示。并且导光板的上侧入光面54的连续多个“V”型结构的凹槽与下侧入光面52的连续多个“V”型结构的凹槽错位设置。同时，在导光板的中间部位沿第一背光灯条与第一背光灯条的方向将该导光板做平行分割，该分割所起到的效果同样起到约束光线的作用，在背光灯条点亮的时候，约束同侧的光线尽量少进入异侧的区域。综上，可以有效地结合以上两个实施例的优点，即将导光板在中间部位沿第一背光灯条与第一背光灯条的方向将该导光板做平行分割，又在导光板的上侧入光面54和下侧入光面52均设计带有连续多个“V”型结构凹槽56。以此来加大导光板的光线约束能力，尽量减少两区域的光线干扰。同理，可以有效地结合上述各实施例的优点设计一款3D显示设备，该3D显示设备的背光灯条置于显示屏的上下两侧，并将两侧背光灯条分别分为若干段(也可以不分)，同侧背光灯条共用一路PWM驱动信号或者每一段背光灯条都用单独一路PWM信号，同侧背光灯条的PWM驱动信号相同(即同时开关)，这样驱动路数增多，使样机搭建阶段可以很容易检测出导光板的光学特性，以及在2D状态下做local-dimming。上侧背光灯条对应的屏幕上部区域，下侧背光灯条对应的屏幕下部区域，如图4，t 0对应某一个区域的顶行像素，tl对应同一个区域的底行像素。根据液晶显示原理，在显示图像时总是自顶行像素(T-con输入端为顶)向下逐行扫描，背光灯也上下交替点亮。该3D显示设备包括导光板，导光板设置两侧背光灯条之间。在导光板的上侧入光面54和下侧入光面52均设计带有连续多个“V”型结构凹槽56，参见图5所示。并且导光板的上侧入光面54的连续多个“V”型结构的凹槽与下侧入光面52的连续多个“V”型结构的凹槽错位设置。同时，在导光板的中间部位沿上下背光灯条的方向将该导光板做分割。通过本发明的上下两侧背光灯条模组交替响应，能在120Hz面板上实现串扰较轻的3D效果，并且液晶模组很薄，能做到超薄的外观，成本也很低。图7是根据本发明实施例的3D显示设备的区域液晶及背光响应曲线示意图。参见图7所示，图7以3D显示屏中一个区域为例，a、b为显示黑白交替图像时的液晶响应曲线，a为顶行像素响应曲线，b为底行像素响应曲线,在二者都达到Hold状态时点亮背光，c可以适当缩短背光点亮时间，有利于串扰的减轻，但不能过短而影响整屏亮度。这时该区域液晶相应曲线可近似等效为图d，由此可见背光这样交替点亮，可变相的提高液晶的响应速度。由于本实施例针对侧导光模组，导光板的设计也是很重要的，技术关键在于上下两侧背光交替点亮时，导光板对光束有良好的约束力，尽量减少两区域光线的干扰。这时可以在背光点亮时，适当可以提高光源亮度，来补偿背光熄灭时的亮度损失。因此，可以发现，使用本实施例提出的侧导光3D模组，可以有效的将左右眼图像分离，能在120Hz面板上实现画质较高的3D效果，很大程度降低成本，且能做到超薄的外观，使液晶模组的结构设计更容易，应用更简便化、人性化。图8是根据本发明实施例的3D显示设备背光扫描控制方法流程图。参见图8所示，一种3D显示设备背光扫描控制方法，包括确定显示屏上的被扫描区域，其中，被扫描区域包括上部区域和下部区域；在被扫描区域为上部区域时，控制第一背光灯条点亮第一预定时间，其中，第一背光灯条设置于显不屏的上方；以及在被扫描区域为下部区域时，控制第二背光灯条点亮第二预定时间，其中，第二背光灯条设置于显示屏的下方。其中，第一预定时间参照上部区域的扫描时间设置，同理，第二预定时间参照下部区域的扫描时间设置，也可以适当缩短背光点亮时间，这样有利于串扰的减轻。但是缩短后的时间不能过短而影响整屏的亮度。第一预定时间与第二预定时间可以相同，也可以不同，具体根据上部区域和下部区域的划分情况。如果上部区域大于下部区域，则上部区域的扫描时间要长于下部区域的扫描时间，那么第一背光灯条的点亮时间就长于第二背光灯条的点亮时间，则第一预定时间大于第二预定时间，反之，第一预定时间则小于第二预定时间。优选地，确定显示屏上的被扫描区域包括判断显示屏上预定区域的顶行像素和底行像素的状态；在顶行像素和底行像素都为Hold状态时,确定预定区域为被扫描区域。具体的，根据液晶显示原理，在显示图像时总是自顶行像素(T-con输入端为顶)向下逐行扫描，首先确定是上部分区域被扫描还是下部分区域被扫描，根据确定的被扫描区域，控制上下侧背光灯也上下交替点亮。而且，同侧灯条共用一路PWM驱动信号或者每一 段灯条都用单独一路PWM信号，同侧灯条其PWM驱动信号相同(即同时开关)，这样保证，同侧背光灯条同时被点亮。如图4，t0对应某一个区域的顶行像素，tl对应同一个区域的底行像素，当to和tl同时被点亮时，确定to和tl之间的区域被扫描，点亮对应该区域的背光灯条。图9是根据本发明实施例的3D显示设备背光扫描控制装置结构示意图。参见图9所示，一种3D显示设备背光扫描控制装置，该3D显示设备背光扫描控制装置包括确认模块92，该确认模块92用于确认显示屏上像素被扫描的区域，其中，显示屏上像素被扫描的区域包括上部区域和下部区域；该3D显示设备背光扫描控制装置还第一控制模块94，第一控制模块94用于在被扫描区域为上部区域时，控制第一背光灯条点亮第一预定时间，其中，第一背光灯条设置于显示屏的上方；该3D显示设备背光扫描控制装置还包括第二控制模块96，用于在被扫描区域为下部区域时，第二控制模块96控制第二背光灯条点亮第二预定时间，其中，第二背光灯条设置于显示屏的下方。其中，第一预定时间参照上部区域的扫描时间设置，同理，第二预定时间参照下部区域的扫描时间设置，也可以适当缩短背光点亮时间，这样有利于串扰的减轻。但是缩短后的时间不能过短而影响整屏的亮度。进一步地，确认模块92包括判断子模块(图中未示)，用于判断被扫描的区域的顶行像素和底行像素的状态。确认模块92还包括确认子模块，在所述顶行像素和所述底行像素都为Hold状态时，确定所述预定区域为被扫描区域。因此，本发明的技术方案可以有效的将左右眼图像分离，能在120Hz面板上实现画质较高的3D效果，很大程度降低成本，且能做到超薄的外观，使液晶模组的结构设计更容易，应用更简便化、人性化。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种3D显示设备，其特征在于，包括 3D显示屏，包括上部区域和下部区域； 第一背光灯条，设置在所述3D显示屏的上方； 第二背光灯条，设置在所述3D显示屏的下方； 第一 PWM驱动器，连接所述第一背光灯条，用于在所述上部区域被扫描时驱动所述第一背光灯条点亮；以及 第二 PWM驱动器，连接所述第二背光灯条，用于在所述下部区域被扫描时驱动所述第二背光灯条点亮。
2.根据权利要求I所述的3D显示设备，其特征在于，所述第一背光灯条和所述第二背光灯条均包括多段背光灯条。
3.根据权利要求I所述的3D显示设备，其特征在于，还包括 导光板，设置在所述第一背光灯条和所述第二背光灯条之间。
4.根据权利要求3所述的3D显示设备，其特征在于，所述导光板的上侧入光面和下侧入光面均具有连续多个“V”型结构凹槽。
5.根据权利要求3所述的3D显示设备，其特征在于，所述上侧入光面的连续多个“V”型结构凹槽与所述下侧入光面的连续多个“V”型结构凹槽错位设置。
6.根据权利要求3、4或5所述的3D显示设备，其特征在于，所述导光板沿所述第一背光灯条方向在中间部位做平行分割。
7.—种3D显不设备背光扫描控制方法,其特征在于,包括 确定所述显示屏上的被扫描区域，其中，所述被扫描区域包括上部区域和下部区域； 在所述被扫描区域为所述上部区域时，控制第一背光灯条点亮第一预定时间，其中，所述第一背光灯条设置于所述显示屏的上方；以及 在所述被扫描区域为所述下部区域时，控制第二背光灯条点亮第二预定时间，其中，所述第二背光灯条设置于所述显示屏的下方。
8.根据权利要求7所述的背光扫描控制方法，其特征在于，确定所述显示屏上的被扫描区域包括 判断所述显示屏上预定区域的顶行像素和底行像素的状态； 在所述顶行像素和所述底行像素都为Hold状态时，确定所述预定区域为被扫描区域。
9.一种3D显示设备背光扫描控制装置，其特征在于，包括 确认模块，用于确认显示屏上像素被扫描的区域，其中，所述被扫描的区域包括上部区域和下部区域； 第一控制模块，用于在所述被扫描区域为所述上部区域时，控制第一背光灯条点亮第一预定时间，其中，所述第一背光灯条设置于所述显示屏的上方；以及 第二控制模块，用于在所述被扫描区域为所述下部区域时，控制第二背光灯条点亮第二预定时间，其中，所述第二背光灯条设置于所述显示屏的下方。
10.根据权利要求9所述的背光扫描控制装置，其特征在于，所述确认模块包括 判断子模块，用于判断所述被扫描的区域的顶行像素和底行像素的状态； 确认子模块，在所述顶行像素和所述底行像素都为Hold状态时，确定所述预定区域为被扫描区域。
全文摘要
本发明提供了一种3D显示设备、3D显示设备背光扫描控制方法及装置，该3D显示设备包括3D显示屏，包括上部区域和下部区域；第一背光灯条，设置在3D显示屏的上方；第二背光灯条，设置在3D显示屏的下方；第一PWM驱动器，连接第一背光灯条，用于在上部区域被扫描时驱动第一背光灯条点亮；以及第二PWM驱动器，连接第二背光灯条，用于在下部区域被扫描时驱动第二背光灯条点亮。与现有技术相比，本发明的有益效果是能在120Hz(甚至更低)刷新频率的液晶面板上实现良好的3D效果，降低了成本；且在导光模组厚度大大降低的情况下，仍能做到超薄的外观。
文档编号H04N13/00GK102740089SQ20111009112
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者孙宁波, 张连峰, 张钰枫, 杨杰 申请人:青岛海信电器股份有限公司