被背光频率调制控制的方法及3d显示器系统与观察装置的制作方法
专利名称：被背光频率调制控制的方法及3d显示器系统与观察装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种被背光频率调制控制的3D显示器。
背景技术：
在3D显示器系统中，显示器用以交替地展示右侧影像及左侧影像，观察装置具有右侧快门及左侧快门，右侧快门及左侧快门交替地开启，以允许观察者通过开启的快门使用右眼来观看右侧影像，及使用左眼来观看左侧影像。观察装置通常被制作成一副眼镜的形状，以供观察者在观察显示器时佩戴。在显示于显示器上的步骤中，必需在正确的时间点上开启及关闭观察装置上的快门。
发明内容
本发明提供一种用于将3D显示器系统以及与此3D显示器系统搭配使用的观察装置上的快门开启及关闭同步化的方法及装置。显示器系统包含一显示器单元，其设置以交替地依序显示右侧影像及左侧影像。显示器单元具有背光单元以照明显示面板。当显示右侧影像时，根据一频率来频率调制来自背光单元的光输出，而当显示左侧影像时，则根据另一频率来对其进行频率调制。观察装置具有光侦测器及频率区分电路，以侦测光输出的调制频率。基于所侦测的调制频率，观察装置上的快门可按一协调方式来开启及关闭。因此，本发明的第一示例为一种用于显示器系统中的方法。此显示器系统包含显示面板、光源及观察装置，其中显示面板设置以显示一序列显示影像，这些显示影像分别包含左视影像及右视影像；光源设置以向显示面板提供照明；及观察装置设置用于观察显示影像。此用于显示器系统中的方法包含以下步骤当显示左视影像的至少一者时，在至少部分的时间期间之中根据第一频率来调制光源输出；当显示右视影像的至少一者时，在至少部分的时间期间中根据第二频率来调制光源输出。根据本发明，前述的观察装置包含侦测器、第一快门和第二快门。侦测器设置以侦测光源的光输出；第一快门为观察左视影像而被设置为开启；第二快门为观察右视影像而被设置为开启。前述的方法更包含在根据第一频率来调制光源输出时开启第一快门；及在根据第二频率来调制光源输出时开启第二快门。根据本发明的一实施例，显示左视影像的前述至少一者时的时间期间包含第一数据载入期间，且显示右视影像的前述至少一者时的时间期间包含第二数据载入期间。前述的方法更包含在第一数据载入期间及第二数据载入期间中根据第三频率来调制光源输出；当根据第三频率来调制光源输出时关闭第一快门及第二快门。根据本发明，显示面板设置以接收包含左视影像数据及右视影像数据的数据串流，此数据串流包含指示左视影像数据及右视影像数据的信息，其中根据第一频率及第二频率对光源输出的调制基于此信息。本发明的第二示例为显示器系统，其包含显示面板、光源及光源驱动器。
显示面板设置以显示一序列的显示影像，这些显示影像分别包含左视影像及右视影像；光源设置以向显示面板提供照明；及 光源驱动器用于向光源提供电力，光源驱动器设置以控制电力，借以当显示左视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间中根据第一频率来调制光源输出，而当显示右视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间中根据第二频率来调制光源输出。根据本发明，前述的系统亦包括观察装置，其包含侦测器、第一快门及第二快门。侦测器设置以侦测光源的光输出；第一快门在根据第一频率来调制光源输出时被设置为开启，以用于观察左视影像；及第二快门在根据第二频率来调制光源输出时被设置为开启，以用于观察右视影像。根据本发明的一实施例，第一快门及第二快门在根据第三频率来调制光源输出时被设置为关闭。显示面板可为液晶显示面板，且光源包含发光二极管阵列。本发明的第三示例为观察装置，其包含侦测器、第一快门及第二快门。侦测器设置以侦测来自光源的光输出；第一快门在根据第一频率来调制光源输出时被设置为开启；及第二快门在根据不同的第二频率来调制光源输出时被设置为开启。根据本发明的一实施例，前述的侦测器包含光电感测器及快门驱动器。光电感测器设置以回应光输出而提供指示光源中的调制频率的电子信号；及快门驱动器，其回应电子信号而被设置以在根据第一频率来调制光源输出时开启第一快门；在根据第二频率来调制光源输出时开启第二快门。
图1为绘示根据本发明的一实施例的3D显示器系统的图形表示；图2A及图2B绘示根据本发明的一实施例的3D显示器系统的原理；图3 (A)绘示按次序显示的一系列的右侧及左侧影像；图3 (B)绘示用以向显示器提供影像数据的数据载入次序；图3(C)绘示与数据载入次序有关的光调制频率；图3 (D)绘示与光调制频率有关的观察装置的状态；图4(A)至图4(D)绘示当依序显示同一观视的两幅影像时的频率调制的时序及观察装置的状态；图5为用于侦测频率调制光束及驱动快门的例示性电路；图6绘示在3D显示器的不同期间中所使用的不同调制频率；图7绘示用于侦测频率调制的光束及驱动快门的另一电路。其中，附图标记1 3D显示器系统10显示器单元
20显示面板30背光单元
33部分的光源35光输出
100显示器控制模块110数据源
112影像数据串流120 数据/栅极驱动器
130 时序控制装置132 电子信号
140 光源驱动器142 电力或驱动电流
200 观察装置210 光侦测器单元
212 光感测器214 电子信号
216 RF放大器218 经放大的电子信号
222 混频器224 混频器
226 混频器232 局部振荡器
234 局部振荡器236 局部振荡器
238 局部振荡器242 IF滤波器
244 IF滤波器246 IF滤波器
248 IF滤波器252 IF放大器
254 IF放大器256 IF放大器
258 IF放大器260 鉴频器或信号侦测器
262 快门驱动器264 快门驱动器
302 左侧快门304 右侧快门
fl第一频率β第二频率
β第三频率f4第四频率
DLR右侧影像的数据载入期间DLL左侧影像的数据载入期间
Lon 左侧快门幵启Loff左侧快门关闭
Ron 右侧快门开启Roff右侧快门关闭
具体实施例方式本发明提供一种将3D显示器系统以及与此3D显示器系统搭配使用的观察装置上的快门开启及关闭同步化的方法及装置。此显示器交替地依序显示右侧影像及左侧影像。 如图1所示，3D显示器系统1包含三个主要组件显示器单元10、观察装置200及显示器控制模块100。显示器控制模块100可为显示器单元10的一部分或与显示器单元10分离。显示器单元10包含显示面板 20及背光单元30。举例而言，显示面板20可为需要背光单元提供照明的穿透式或穿透反射式(Transreflective)液晶显示(IXD)面板。背光单元 30可为LED (发光二极管；Light Emitting Diode)背光单元或其他类型的背光单元。若背光单元30为LED背光单元，则背光单元中的光源主要包含LED阵列。对背光单元30的主要要求为来自至少部分的背光单元的光输出可受到频率调制。举例而言，用于频率调制的频率范围较佳地远高于数据速率且不会产生闪烁效应于观察者的眼睛中。举例而言，调制频率范围可为300Hz至IOOkHz，而数据或帧速率(Frame Rate)通常为60Hz_240Hz。就此而论，来自背光单元30并经过显示面板20的光输出35是经频率调制的。观察装置200具有左侧快门302及右侧快门304，以为了观看3D显示器，使观察者的左眼仅经左侧快门302 观看显示器单元10，且其右眼仅经右侧快门304观看显示器单元10。举例而言，观察装置 200可被制作成一副眼镜的形状，通常称为快门眼镜。然而，观察装置200可被设计成一副双目镜或其他形状。观察装置200包含光侦测器单元210，其用以侦测光输出35中的调制频率，且根据所侦测的频率来对快门302、304进行操作。对来自背光单元30的光输出的调制由显示器控制模块100中的时序控制模块或装置130所控制。显示器控制模块100设置以接收来自数据源110的影像数据串流112，借以经数据/栅极驱动器120来向显示面板20提供显示影像数据。数据源110可为如个人电脑、DVD播放器、视频比特流接收器(无线或有线)及类似装置的显示器系统1的一部分或分离的数据输入装置。影像数据串流112可包括针对右侧影像及左侧影像的影像数据， 右侧影像及左侧影像按一时间顺序交替地被提供至显示面板20。影像数据串流112亦可包括指示影像数据针对右侧影像抑或针对左侧影像的信息。基于此信息，时序控制装置130 经光源驱动器140控制背光单元30的光输出的调制频率。举例而言，当时序控制装置130 接收指示右侧或左侧影像的信息时，其判定应使用何种调制频率，并向光源驱动器140发送电子信号132，以改变调制频率。根据时序控制装置130所传送的信号，光源驱动器140 亦改变提供至背光单元30的电力或驱动电流142中的频率，以驱动其中的光源。光源驱动器可包含一或多个电流源，且光源可包含发光二极管(LEDs)阵列或类似物。根据本发明的一实施例，嵌入于像素数据中的旗标可用以指示影像数据针对右侧影像抑或针对左侧影像的信息。举例而言，某一像素可充当旗标。当像素(1，1)被特定为旗标时，有可能使用像素(1，1)的像素值来指示正被传送的帧针对左眼抑或右眼。举例而言，若像素(1，1)的像素值处于奇灰阶值上，则帧针对左眼。若像素(1，1)的像素值处于偶灰阶值上，则帧针对右眼。当像素值处于灰阶值127时，若待传送的帧针对右眼，则像素值将被修改为灰阶值128 (127+1)或灰度阶值(127-1)。当像素值处于灰阶值64时，若待传送的帧用于左眼，则像素值将修改为灰灰度等级65 (64+1)或灰灰度等级63 (64-1)。因为仅稍微修改了一个像素的像素值，所以待显示的影像将实质上保持相同。应理解的是，亦可使用不同的像素为旗标，且亦可使用其他预定像素值来指出左/右指定方式。本发明主要涉及使用来自显示器单元10的光输出35中的调制频率信息来控制观察装置200中的快门。举例而言，如图2A所示，当光输出35带有调制频率fl时，开启右侧快门304且关闭左侧快门302，以使得观察者仅能够经右侧快门304观看显示器10上的显示影像。类似地，如图2B所示，当光输出35带有不同的调制频率f2时，关闭右侧快门304 且开启左侧快门302，以使得观察者仅能够经左侧快门302观看显示器单元10上的显示影像。因此，当显示面板20显示左侧影像 L时，驱动背光单元10中的光源，以使得光输出带有至少部分的帧时间的调制频率fl (例如参见图3(A))。同样地，当显示面板20显示右侧影像R时，驱动背光单元30中的光源，以使得光输出带有至少部分的帧时间的调制频率 f20应注意的是，当显示影像由一个影像帧至另一影像帧改变时，目前帧的显示影像可能仍会显示出前一帧的一些影像数据，此因为载入影像数据至显示器并非瞬间就发生。 举例而言，在LCD显示器中，像素及子像素的每一者会具有储存电容器，以储存提供给像素或子像素的影像数据，使得在像素或子像素上的影像数据，即便在数据载入结束后直至载入新的影像数据前，仍将被显示出。因此，直至完成对影像帧的影像数据的载入前，一个帧的显示影像与前一帧的显示影像混合。在左侧影像帧后以一交替次序显示右侧影像帧的 3D显示器中，所显示的右侧影像部分地与前一左侧影像混合。为了实现更佳的3D效果，较佳在影像数据载入期间关闭观察装置上的两个快门，以使观察者不会观看到混合的左右影像。用于开启或关闭观察装置上的快门的时序绘示于图3(D)中。如图3(A)及图3(B) 所示，从开始载入目前的右侧影像R的影像数据起直至后续的一左侧影像L的影像数据开始载入为止，右侧影像R被显示在显示面板上。同样地，从开始载入目前的左侧影像L的影像起直至后续的一右侧影像R的影像数据开始载入为止，在左侧影像L被显示在显示面板上。在图3(B)中，右侧影像的数据载入期间被表示为DL R，而左侧影像的数据载入期间被表示为DL L。每一期间以s(开始)及e(结束)为标记。较佳的是，在影像数据载入期间中左侧及右侧快门均关闭，如图3(D)所示。因此，右侧快门仅在完成对右侧影像R的影像数据载入后开启，而左侧快门仅在完成对左侧影像L的影像数据载入后开启。在右侧快门开肩R on时，左侧快门关闭L off，且反之亦然。为了在所欲的时序上开启及关闭快门，背光单元30(图1)中的光源的输出被频率调制在一时间期间的一预定频率上，如图3(C)所示。举例而言，当光调制频率为fl时，右侧快门开启且左侧快门关闭。类似地，当光调制频率为f2时，左侧快门开启L on且右侧快门关闭R off。但当想要关闭右侧快门及左侧快门二者时，光输出可不被调制或被调制在又一频率f3上。举例而言，在50%的占空比(Duty Cycle)中，fl、f2及f3可分别为4000Hz、1000Hz及2000Hz。然而，这三个频率可为不同的。 例如，fl、f2及f3可分别为5000Hz、10000Hz及300Hz。又，占空比可为不同的。例如，为了增加亮度，占空比可为60%或更高。根据本发明，调制频率的改变由时序控制装置130(图 1)所控制。时序控制装置130设置以自影像数据串流112侦测如图3(B)所示的每一影像帧的影像数据载入期间的开始(s)及结束(e)。其亦设置以自影像数据认定影像数据用于右侧影像抑或用于左侧影像。基于来自影像数据串流112的信息，时序控制130向光源驱动器140发出指示调制频率的信号132。光源驱动器140设置以向背光单元30提供被频率调制的功率输出。举例而言，调制频率范围可为300Hz至IOOkHz，但可较高或较低，其取决于环境及所使用的显示面板。应注意的是，可不必在每次载入影像数据至显示面板20上时均关闭观察装置上的两个快门。例如，如图4(A)至图4(D)所示，若右侧影像与左侧影像之间的切换发生在显示相同观看的两个或两个以上影像之后，则在第二帧的影像数据载入期间不必关闭两个快门。如图4(A)至图4(D)所示，在第二右侧影像载入期间中右侧快门保持开启R on。此外，在改变为另一眼显示的影像之前连续显示的同一眼的显示影像(R或L)的影像数目则取决于帧速率。 图5绘示光侦测器单元210的例示性电路。如图所示，光侦测器单元210包含光感测器212，其设置以将所侦测的光转换为电信号214。然后，射频(RF)放大器216用以将电信号214放大成被放大的电信号218。为了侦测光输出35(图1)是否带有三个预定频率 Π、f2及f3中的一者，在光侦测器单元210中使用三个频率解调器。举例而言，频率解调器的每一者包含混频器(222、224、226)、局部振荡器(232、234、236)、中频(Intermediate Frequency ；IF)滤波器(242、244、246)及 IF 放大器(252、254、256)。应了解的是，每一局部振荡器的频率及每一 IF滤波器的滤波频率被设定至与预定频率f l、f2及f3中的一不同者相匹配。由IF放大器的输出，鉴频器或信号侦测器260用以查明被放大的电信号218中的调制频率。若调制频率为Π，则鉴频器260将向快门驱动器(R驱动器；右侧驱动器)262 发送信号，以开启右侧快门304(图2A)。若调制频率为f2，则鉴频器260将向快门驱动器 (L驱动器；左侧驱动器)264发送信号，以开启左侧快门302 (图2B)。若调制频率为f3，则左侧及右侧快门二者皆关闭。根据本发明的一实施例，若未对被放大的电信号218进行频率调制或者根据不同于三个预定频率fl、f2及f3中任何一者的频率来对其进行调制，则鉴频器260将向快门驱动器262、264 二者发送信号以便开启右侧快门304及左侧快门302 二者ο图6(A)至图6(C)绘示根据本发明的一实施例的不同频率fl、f2及f3，这些频率 Π、f2及f3正被用以在3D显示器中的不同期间调制背光单元的输出。如图所示，f3使用在数据载入期间中。在任何期间中，来自背光单元的输出的光振幅或强度具有50%的占空比，且被制成方形波的形状。然而，应注意的是，占空比可小于50%或大于50%。再者，光振幅可具有表示为a(COsft/2 π +l)+b或类似形式的波形。应注意的是，根据本发明的各种实施例，3D显示器系统亦可用作2D显示器系统。 在本发明的一实施例中，当2D场景显示在显示面板20上时，光源驱动器140 (参见图1)会提供DC电源至背光单元30，以不调制光输出35。据此，鉴频器260 (参见图5)会向快门驱动器262及快门驱动器264 二者发送信号，以开启右侧快门304及左侧快门302 二者。或者，当显示器系统显示一 2D场景时，根据一不同频率f4来调制光输出35。为了侦测此第四频率，观察装置上的光侦测器单元包含四个频率解调器。如图7所示，光侦测器单元210 具有第四频率解调器，其包含混频器228、局部振荡器238、IF滤波器248及IF放大器258。 局部振荡器238的频率及IF滤波器248的滤波频率被设定至与f4相匹配。在侦测调制频率f4之后，鉴频器260向快门驱动器262及快门驱动器264 二者发送信号，以开启右侧快门304及左侧快门302 二者。综上所述，本发明提供显示器系统。此显示器系统包括显示面板，其设置以显示一序列的显示影像，这些显示影像分别包含多个左视影像及多个右视影像；光源，其设置以提供照明至显示面板；及光源驱动器，用以提供电力(功率)至光源，光源驱动器设置以控制电力，以在显示左视影像的至少一者时在至少部分的一时间期间中根据第一频率来调制光源输出，且在显示右视影像的至少一者时在至少部分的一时间期间中根据第二频率来调制光源输出。此显示器系统亦具有观察装置。观察装置包括侦测器，其设置以侦测光源的光输出；左侧快门，其在根据第一频率来调制光源输出时被设置为开启，以观察左视影像； 及右侧快门，其在根据第二频率来调制光源输出时被设置为开启，以观察右视影像。在每一影像帧的数据载入期间中，较佳是关闭 左侧快门及右侧快门二者。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种方法，其特征在于，用于一显示器系统中，该显示器系统包含一显示面板，设置以显示一序列的多个显示影像，这些显示影像分别包含多个左视影像及多个右视影像； 一光源，设置以提供一光输出来照明该显示面板；以及一观察装置，用以观察这些显示影像，该方法包含当显示这些左视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间，根据一第一频率来调制该光输出；以及当显示这些右视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间，根据不同于该第一频率的一第二频率来调制该光输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该观察装置包含一第一快门，其为观察这些左视影像而被设置为开启；及一第二快门，其为观察这些右视影像而被设置为开启，该方法包含以下步骤当根据该第一频率来调制该光输出时开启该第一快门；及当根据该第二频率来调制该光输出时开启该第二快门。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当显示这些左视影像的该至少一者时，该时间期间包含一第一数据载入期间；当显示这些右视影像的该至少一者时，该时间期间包含一第二数据载入期间，该方法更包含在该第一数据载入期间及该第二数据载入期间中，根据一第三频率来调制该光输出；以及当根据该第三频率来调制该光输出时关闭该第一快门及该第二快门，其中该第三频率不同于该第一频率及该第二频率。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该观察装置更包含一侦测器，设置以侦测该光源的该光输出，以提供一被侦测到的调制频率的一信号指示；以及一快门驱动器，用以根据该被侦测到的调制频率来控制该第一快门及该第二快门。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该侦测器被设置以侦测经过该至少部分的显示面板的该光源的该光输出。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该显示面板被设置以接收包含有一左视影像数据及一右视影像数据的一数据串流，该数据串流包含指示该左视影像数据及该右视影像数据的一信息，且其中该以该第一频率及该第二频率来对该光输出调制的步骤基于该 fn息ο
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该显示面板包含一液晶显示面板，该光源包含一背光单元。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该显示面板被设置以显示一二维场景，其中这些左视影像与该右视影像实质上相同，该方法更包含当该显示面板显示该二维场景时，根据不同于该第一频率及该第二频率的一第三频率来调制该光输出；以及当根据该第三频率来调制该光输出时，开启该第一快门及该第二快门。
9.一种显示器系统，其特征在于，包含一显示面板，设置以显示一序列的多个显示影像，这些显示影像分别包含多个左视影像及多个右视影像；一光源，设置以提供一光输出来照明该显示面板；以及一光源驱动器，用以向该光源提供电力，该光源驱动器被设置以控制该电力，以在显示这些左视影像的至少一者时，于至少部分的一时间期间期间，根据一第一频率来调制该光输出，且在显示这些右视影像的至少一者时，于至少部分的一时间期间期间，根据一第二频率来调制该光输出。
10.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，更包含一观察装置，该观察装置包含一侦测器，设置以侦测该光源的该光输出；一第一快门，其在根据该第一频率来调制该光输出时被设置为开启，以观察这些左视影像；及一第二快门，其在根据该第二频率来调制该光输出时被设置为开启以观察这些右视影像。
11.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，显示这些左视影像的该至少一者时的该时间期间包含一第一数据载入期间，而显示这些右视影像的该至少一者时的该时间期间包含一第二数据载入期间，其中该光源驱动单元更被设置来控制该电力，以便在该第一数据载入期间中及该第二数据载入期间中以一第三频率调制该光输出。
12.根据权利要求11所述的显示器系统，其特征在于，该显示器系统进一步包含一观察装置，该观察装置包含一侦测器，设置以侦测该光源的该光输出；一第一快门，其在根据该第一频率来调制该光输出时被设置为开启，以观察这些左视影像；及一第二快门，其在根据该第二频率来调制该光输出时被设置为开启，以观察这些右视影像，其中当根据该第三频率来调制该光输出时，该第一快门及该第二快门被设置为关闭。
13.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，该显示面板包含一液晶显示面板。
14.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，该光源包含一发光二极管阵列。
15.根据权利要求14所述的显示器系统，其特征在于，该显示面板包含一液晶显示面板。
16.根据权利要求12所述的显示器系统，其特征在于，该第一频率、该第二频率及该第三频率为一频率范围中的不同频率；当该光输出的变异超出该频带范围时，该第一快门及该第二快门被设置以同时开启。
17.一种观察装置，其特征在于，其包含一侦测器，设置以侦测来自一光源的光输出；一第一快门，其中在根据一第一频率来调制该光输出时，该第一快门被设置为开启；及一第二快门，其中在根据一第二频率来调制该光输出时，该第二快门被设置为开启。
18.根据权利要求17所述的观察装置，其特征在于，该侦测器包含 一光电感测器，设置以回应于该光输出而提供一电信号；及一快门驱动器，其回应该电信号，并被设置，借以在根据一第一频率来调制该光输出时仅开启该第一快门；在根据该第二频率来调制该光输出时仅开启该第二快门。
19.根据权利要求18所述的观察装置，其特征在于，该快门驱动器被设置，借以在根据一第三频率来调制该光输出时关闭该第一快门及该第二快门二者。
20.根据权利要求19所述的观察装置，其特征在于，该快门驱动器被设置，借以在根据一第四频率来调制该光输出时开启该第一快门及该第二快门二者。
全文摘要
本发明公开一种被背光频率调制控制的方法及3D显示器系统与观察装置，3D显示器系统具有一时序控制装置，用以同步化一观察装置上的快门的开启及关闭。此显示器系统包含一显示器单元，其被设置以交替地依序显示右侧影像及左侧影像。此显示器单元具有一背光单元，用以照明一显示面板。在显示右侧影像时，来自背光单元的光输出根据一频率被频率调制，而在显示左侧影像时，则根据另一频率被频率调制。此观察装置具有一光侦测器及一频率区分电路，用以侦测光输出中的调制频率。基于所侦测的调制频率，观察装置上的快门可按一协调方式开启及关闭。
文档编号G09G3/34GK102223558SQ20111015983
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月30日
发明者林智伟 申请人:友达光电股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种被背光频率调制控制的3D显示器。
背景技术：
在3D显示器系统中，显示器用以交替地展示右侧影像及左侧影像，观察装置具有右侧快门及左侧快门，右侧快门及左侧快门交替地开启，以允许观察者通过开启的快门使用右眼来观看右侧影像，及使用左眼来观看左侧影像。观察装置通常被制作成一副眼镜的形状，以供观察者在观察显示器时佩戴。在显示于显示器上的步骤中，必需在正确的时间点上开启及关闭观察装置上的快门。
发明内容
本发明提供一种用于将3D显示器系统以及与此3D显示器系统搭配使用的观察装置上的快门开启及关闭同步化的方法及装置。显示器系统包含一显示器单元，其设置以交替地依序显示右侧影像及左侧影像。显示器单元具有背光单元以照明显示面板。当显示右侧影像时，根据一频率来频率调制来自背光单元的光输出，而当显示左侧影像时，则根据另一频率来对其进行频率调制。观察装置具有光侦测器及频率区分电路，以侦测光输出的调制频率。基于所侦测的调制频率，观察装置上的快门可按一协调方式来开启及关闭。因此，本发明的第一示例为一种用于显示器系统中的方法。此显示器系统包含显示面板、光源及观察装置，其中显示面板设置以显示一序列显示影像，这些显示影像分别包含左视影像及右视影像；光源设置以向显示面板提供照明；及观察装置设置用于观察显示影像。此用于显示器系统中的方法包含以下步骤当显示左视影像的至少一者时，在至少部分的时间期间之中根据第一频率来调制光源输出；当显示右视影像的至少一者时，在至少部分的时间期间中根据第二频率来调制光源输出。根据本发明，前述的观察装置包含侦测器、第一快门和第二快门。侦测器设置以侦测光源的光输出；第一快门为观察左视影像而被设置为开启；第二快门为观察右视影像而被设置为开启。前述的方法更包含在根据第一频率来调制光源输出时开启第一快门；及在根据第二频率来调制光源输出时开启第二快门。根据本发明的一实施例，显示左视影像的前述至少一者时的时间期间包含第一数据载入期间，且显示右视影像的前述至少一者时的时间期间包含第二数据载入期间。前述的方法更包含在第一数据载入期间及第二数据载入期间中根据第三频率来调制光源输出；当根据第三频率来调制光源输出时关闭第一快门及第二快门。根据本发明，显示面板设置以接收包含左视影像数据及右视影像数据的数据串流，此数据串流包含指示左视影像数据及右视影像数据的信息，其中根据第一频率及第二频率对光源输出的调制基于此信息。本发明的第二示例为显示器系统，其包含显示面板、光源及光源驱动器。
显示面板设置以显示一序列的显示影像，这些显示影像分别包含左视影像及右视影像；光源设置以向显示面板提供照明；及 光源驱动器用于向光源提供电力，光源驱动器设置以控制电力，借以当显示左视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间中根据第一频率来调制光源输出，而当显示右视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间中根据第二频率来调制光源输出。根据本发明，前述的系统亦包括观察装置，其包含侦测器、第一快门及第二快门。侦测器设置以侦测光源的光输出；第一快门在根据第一频率来调制光源输出时被设置为开启，以用于观察左视影像；及第二快门在根据第二频率来调制光源输出时被设置为开启，以用于观察右视影像。根据本发明的一实施例，第一快门及第二快门在根据第三频率来调制光源输出时被设置为关闭。显示面板可为液晶显示面板，且光源包含发光二极管阵列。本发明的第三示例为观察装置，其包含侦测器、第一快门及第二快门。侦测器设置以侦测来自光源的光输出；第一快门在根据第一频率来调制光源输出时被设置为开启；及第二快门在根据不同的第二频率来调制光源输出时被设置为开启。根据本发明的一实施例，前述的侦测器包含光电感测器及快门驱动器。光电感测器设置以回应光输出而提供指示光源中的调制频率的电子信号；及快门驱动器，其回应电子信号而被设置以在根据第一频率来调制光源输出时开启第一快门；在根据第二频率来调制光源输出时开启第二快门。
图1为绘示根据本发明的一实施例的3D显示器系统的图形表示；图2A及图2B绘示根据本发明的一实施例的3D显示器系统的原理；图3 (A)绘示按次序显示的一系列的右侧及左侧影像；图3 (B)绘示用以向显示器提供影像数据的数据载入次序；图3(C)绘示与数据载入次序有关的光调制频率；图3 (D)绘示与光调制频率有关的观察装置的状态；图4(A)至图4(D)绘示当依序显示同一观视的两幅影像时的频率调制的时序及观察装置的状态；图5为用于侦测频率调制光束及驱动快门的例示性电路；图6绘示在3D显示器的不同期间中所使用的不同调制频率；图7绘示用于侦测频率调制的光束及驱动快门的另一电路。其中，附图标记1 3D显示器系统10显示器单元
20显示面板30背光单元
33部分的光源35光输出
100显示器控制模块110数据源
112影像数据串流120 数据/栅极驱动器
130 时序控制装置132 电子信号
140 光源驱动器142 电力或驱动电流
200 观察装置210 光侦测器单元
212 光感测器214 电子信号
216 RF放大器218 经放大的电子信号
222 混频器224 混频器
226 混频器232 局部振荡器
234 局部振荡器236 局部振荡器
238 局部振荡器242 IF滤波器
244 IF滤波器246 IF滤波器
248 IF滤波器252 IF放大器
254 IF放大器256 IF放大器
258 IF放大器260 鉴频器或信号侦测器
262 快门驱动器264 快门驱动器
302 左侧快门304 右侧快门
fl第一频率β第二频率
β第三频率f4第四频率
DLR右侧影像的数据载入期间DLL左侧影像的数据载入期间
Lon 左侧快门幵启Loff左侧快门关闭
Ron 右侧快门开启Roff右侧快门关闭
具体实施例方式本发明提供一种将3D显示器系统以及与此3D显示器系统搭配使用的观察装置上的快门开启及关闭同步化的方法及装置。此显示器交替地依序显示右侧影像及左侧影像。 如图1所示，3D显示器系统1包含三个主要组件显示器单元10、观察装置200及显示器控制模块100。显示器控制模块100可为显示器单元10的一部分或与显示器单元10分离。显示器单元10包含显示面板 20及背光单元30。举例而言，显示面板20可为需要背光单元提供照明的穿透式或穿透反射式(Transreflective)液晶显示(IXD)面板。背光单元 30可为LED (发光二极管；Light Emitting Diode)背光单元或其他类型的背光单元。若背光单元30为LED背光单元，则背光单元中的光源主要包含LED阵列。对背光单元30的主要要求为来自至少部分的背光单元的光输出可受到频率调制。举例而言，用于频率调制的频率范围较佳地远高于数据速率且不会产生闪烁效应于观察者的眼睛中。举例而言，调制频率范围可为300Hz至IOOkHz，而数据或帧速率(Frame Rate)通常为60Hz_240Hz。就此而论，来自背光单元30并经过显示面板20的光输出35是经频率调制的。观察装置200具有左侧快门302及右侧快门304，以为了观看3D显示器，使观察者的左眼仅经左侧快门302 观看显示器单元10，且其右眼仅经右侧快门304观看显示器单元10。举例而言，观察装置 200可被制作成一副眼镜的形状，通常称为快门眼镜。然而，观察装置200可被设计成一副双目镜或其他形状。观察装置200包含光侦测器单元210，其用以侦测光输出35中的调制频率，且根据所侦测的频率来对快门302、304进行操作。对来自背光单元30的光输出的调制由显示器控制模块100中的时序控制模块或装置130所控制。显示器控制模块100设置以接收来自数据源110的影像数据串流112，借以经数据/栅极驱动器120来向显示面板20提供显示影像数据。数据源110可为如个人电脑、DVD播放器、视频比特流接收器(无线或有线)及类似装置的显示器系统1的一部分或分离的数据输入装置。影像数据串流112可包括针对右侧影像及左侧影像的影像数据， 右侧影像及左侧影像按一时间顺序交替地被提供至显示面板20。影像数据串流112亦可包括指示影像数据针对右侧影像抑或针对左侧影像的信息。基于此信息，时序控制装置130 经光源驱动器140控制背光单元30的光输出的调制频率。举例而言，当时序控制装置130 接收指示右侧或左侧影像的信息时，其判定应使用何种调制频率，并向光源驱动器140发送电子信号132，以改变调制频率。根据时序控制装置130所传送的信号，光源驱动器140 亦改变提供至背光单元30的电力或驱动电流142中的频率，以驱动其中的光源。光源驱动器可包含一或多个电流源，且光源可包含发光二极管(LEDs)阵列或类似物。根据本发明的一实施例，嵌入于像素数据中的旗标可用以指示影像数据针对右侧影像抑或针对左侧影像的信息。举例而言，某一像素可充当旗标。当像素(1，1)被特定为旗标时，有可能使用像素(1，1)的像素值来指示正被传送的帧针对左眼抑或右眼。举例而言，若像素(1，1)的像素值处于奇灰阶值上，则帧针对左眼。若像素(1，1)的像素值处于偶灰阶值上，则帧针对右眼。当像素值处于灰阶值127时，若待传送的帧针对右眼，则像素值将被修改为灰阶值128 (127+1)或灰度阶值(127-1)。当像素值处于灰阶值64时，若待传送的帧用于左眼，则像素值将修改为灰灰度等级65 (64+1)或灰灰度等级63 (64-1)。因为仅稍微修改了一个像素的像素值，所以待显示的影像将实质上保持相同。应理解的是，亦可使用不同的像素为旗标，且亦可使用其他预定像素值来指出左/右指定方式。本发明主要涉及使用来自显示器单元10的光输出35中的调制频率信息来控制观察装置200中的快门。举例而言，如图2A所示，当光输出35带有调制频率fl时，开启右侧快门304且关闭左侧快门302，以使得观察者仅能够经右侧快门304观看显示器10上的显示影像。类似地，如图2B所示，当光输出35带有不同的调制频率f2时，关闭右侧快门304 且开启左侧快门302，以使得观察者仅能够经左侧快门302观看显示器单元10上的显示影像。因此，当显示面板20显示左侧影像 L时，驱动背光单元10中的光源，以使得光输出带有至少部分的帧时间的调制频率fl (例如参见图3(A))。同样地，当显示面板20显示右侧影像R时，驱动背光单元30中的光源，以使得光输出带有至少部分的帧时间的调制频率 f20应注意的是，当显示影像由一个影像帧至另一影像帧改变时，目前帧的显示影像可能仍会显示出前一帧的一些影像数据，此因为载入影像数据至显示器并非瞬间就发生。 举例而言，在LCD显示器中，像素及子像素的每一者会具有储存电容器，以储存提供给像素或子像素的影像数据，使得在像素或子像素上的影像数据，即便在数据载入结束后直至载入新的影像数据前，仍将被显示出。因此，直至完成对影像帧的影像数据的载入前，一个帧的显示影像与前一帧的显示影像混合。在左侧影像帧后以一交替次序显示右侧影像帧的 3D显示器中，所显示的右侧影像部分地与前一左侧影像混合。为了实现更佳的3D效果，较佳在影像数据载入期间关闭观察装置上的两个快门，以使观察者不会观看到混合的左右影像。用于开启或关闭观察装置上的快门的时序绘示于图3(D)中。如图3(A)及图3(B) 所示，从开始载入目前的右侧影像R的影像数据起直至后续的一左侧影像L的影像数据开始载入为止，右侧影像R被显示在显示面板上。同样地，从开始载入目前的左侧影像L的影像起直至后续的一右侧影像R的影像数据开始载入为止，在左侧影像L被显示在显示面板上。在图3(B)中，右侧影像的数据载入期间被表示为DL R，而左侧影像的数据载入期间被表示为DL L。每一期间以s(开始)及e(结束)为标记。较佳的是，在影像数据载入期间中左侧及右侧快门均关闭，如图3(D)所示。因此，右侧快门仅在完成对右侧影像R的影像数据载入后开启，而左侧快门仅在完成对左侧影像L的影像数据载入后开启。在右侧快门开肩R on时，左侧快门关闭L off，且反之亦然。为了在所欲的时序上开启及关闭快门，背光单元30(图1)中的光源的输出被频率调制在一时间期间的一预定频率上，如图3(C)所示。举例而言，当光调制频率为fl时，右侧快门开启且左侧快门关闭。类似地，当光调制频率为f2时，左侧快门开启L on且右侧快门关闭R off。但当想要关闭右侧快门及左侧快门二者时，光输出可不被调制或被调制在又一频率f3上。举例而言，在50%的占空比(Duty Cycle)中，fl、f2及f3可分别为4000Hz、1000Hz及2000Hz。然而，这三个频率可为不同的。 例如，fl、f2及f3可分别为5000Hz、10000Hz及300Hz。又，占空比可为不同的。例如，为了增加亮度，占空比可为60%或更高。根据本发明，调制频率的改变由时序控制装置130(图 1)所控制。时序控制装置130设置以自影像数据串流112侦测如图3(B)所示的每一影像帧的影像数据载入期间的开始(s)及结束(e)。其亦设置以自影像数据认定影像数据用于右侧影像抑或用于左侧影像。基于来自影像数据串流112的信息，时序控制130向光源驱动器140发出指示调制频率的信号132。光源驱动器140设置以向背光单元30提供被频率调制的功率输出。举例而言，调制频率范围可为300Hz至IOOkHz，但可较高或较低，其取决于环境及所使用的显示面板。应注意的是，可不必在每次载入影像数据至显示面板20上时均关闭观察装置上的两个快门。例如，如图4(A)至图4(D)所示，若右侧影像与左侧影像之间的切换发生在显示相同观看的两个或两个以上影像之后，则在第二帧的影像数据载入期间不必关闭两个快门。如图4(A)至图4(D)所示，在第二右侧影像载入期间中右侧快门保持开启R on。此外，在改变为另一眼显示的影像之前连续显示的同一眼的显示影像(R或L)的影像数目则取决于帧速率。 图5绘示光侦测器单元210的例示性电路。如图所示，光侦测器单元210包含光感测器212，其设置以将所侦测的光转换为电信号214。然后，射频(RF)放大器216用以将电信号214放大成被放大的电信号218。为了侦测光输出35(图1)是否带有三个预定频率 Π、f2及f3中的一者，在光侦测器单元210中使用三个频率解调器。举例而言，频率解调器的每一者包含混频器(222、224、226)、局部振荡器(232、234、236)、中频(Intermediate Frequency ；IF)滤波器(242、244、246)及 IF 放大器(252、254、256)。应了解的是，每一局部振荡器的频率及每一 IF滤波器的滤波频率被设定至与预定频率f l、f2及f3中的一不同者相匹配。由IF放大器的输出，鉴频器或信号侦测器260用以查明被放大的电信号218中的调制频率。若调制频率为Π，则鉴频器260将向快门驱动器(R驱动器；右侧驱动器)262 发送信号，以开启右侧快门304(图2A)。若调制频率为f2，则鉴频器260将向快门驱动器 (L驱动器；左侧驱动器)264发送信号，以开启左侧快门302 (图2B)。若调制频率为f3，则左侧及右侧快门二者皆关闭。根据本发明的一实施例，若未对被放大的电信号218进行频率调制或者根据不同于三个预定频率fl、f2及f3中任何一者的频率来对其进行调制，则鉴频器260将向快门驱动器262、264 二者发送信号以便开启右侧快门304及左侧快门302 二者ο图6(A)至图6(C)绘示根据本发明的一实施例的不同频率fl、f2及f3，这些频率 Π、f2及f3正被用以在3D显示器中的不同期间调制背光单元的输出。如图所示，f3使用在数据载入期间中。在任何期间中，来自背光单元的输出的光振幅或强度具有50%的占空比，且被制成方形波的形状。然而，应注意的是，占空比可小于50%或大于50%。再者，光振幅可具有表示为a(COsft/2 π +l)+b或类似形式的波形。应注意的是，根据本发明的各种实施例，3D显示器系统亦可用作2D显示器系统。 在本发明的一实施例中，当2D场景显示在显示面板20上时，光源驱动器140 (参见图1)会提供DC电源至背光单元30，以不调制光输出35。据此，鉴频器260 (参见图5)会向快门驱动器262及快门驱动器264 二者发送信号，以开启右侧快门304及左侧快门302 二者。或者，当显示器系统显示一 2D场景时，根据一不同频率f4来调制光输出35。为了侦测此第四频率，观察装置上的光侦测器单元包含四个频率解调器。如图7所示，光侦测器单元210 具有第四频率解调器，其包含混频器228、局部振荡器238、IF滤波器248及IF放大器258。 局部振荡器238的频率及IF滤波器248的滤波频率被设定至与f4相匹配。在侦测调制频率f4之后，鉴频器260向快门驱动器262及快门驱动器264 二者发送信号，以开启右侧快门304及左侧快门302 二者。综上所述，本发明提供显示器系统。此显示器系统包括显示面板，其设置以显示一序列的显示影像，这些显示影像分别包含多个左视影像及多个右视影像；光源，其设置以提供照明至显示面板；及光源驱动器，用以提供电力(功率)至光源，光源驱动器设置以控制电力，以在显示左视影像的至少一者时在至少部分的一时间期间中根据第一频率来调制光源输出，且在显示右视影像的至少一者时在至少部分的一时间期间中根据第二频率来调制光源输出。此显示器系统亦具有观察装置。观察装置包括侦测器，其设置以侦测光源的光输出；左侧快门，其在根据第一频率来调制光源输出时被设置为开启，以观察左视影像； 及右侧快门，其在根据第二频率来调制光源输出时被设置为开启，以观察右视影像。在每一影像帧的数据载入期间中，较佳是关闭 左侧快门及右侧快门二者。 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种方法，其特征在于，用于一显示器系统中，该显示器系统包含一显示面板，设置以显示一序列的多个显示影像，这些显示影像分别包含多个左视影像及多个右视影像； 一光源，设置以提供一光输出来照明该显示面板；以及一观察装置，用以观察这些显示影像，该方法包含当显示这些左视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间，根据一第一频率来调制该光输出；以及当显示这些右视影像的至少一者时，在至少部分的一时间期间，根据不同于该第一频率的一第二频率来调制该光输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该观察装置包含一第一快门，其为观察这些左视影像而被设置为开启；及一第二快门，其为观察这些右视影像而被设置为开启，该方法包含以下步骤当根据该第一频率来调制该光输出时开启该第一快门；及当根据该第二频率来调制该光输出时开启该第二快门。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当显示这些左视影像的该至少一者时，该时间期间包含一第一数据载入期间；当显示这些右视影像的该至少一者时，该时间期间包含一第二数据载入期间，该方法更包含在该第一数据载入期间及该第二数据载入期间中，根据一第三频率来调制该光输出；以及当根据该第三频率来调制该光输出时关闭该第一快门及该第二快门，其中该第三频率不同于该第一频率及该第二频率。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该观察装置更包含一侦测器，设置以侦测该光源的该光输出，以提供一被侦测到的调制频率的一信号指示；以及一快门驱动器，用以根据该被侦测到的调制频率来控制该第一快门及该第二快门。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该侦测器被设置以侦测经过该至少部分的显示面板的该光源的该光输出。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该显示面板被设置以接收包含有一左视影像数据及一右视影像数据的一数据串流，该数据串流包含指示该左视影像数据及该右视影像数据的一信息，且其中该以该第一频率及该第二频率来对该光输出调制的步骤基于该 fn息ο
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该显示面板包含一液晶显示面板，该光源包含一背光单元。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该显示面板被设置以显示一二维场景，其中这些左视影像与该右视影像实质上相同，该方法更包含当该显示面板显示该二维场景时，根据不同于该第一频率及该第二频率的一第三频率来调制该光输出；以及当根据该第三频率来调制该光输出时，开启该第一快门及该第二快门。
9.一种显示器系统，其特征在于，包含一显示面板，设置以显示一序列的多个显示影像，这些显示影像分别包含多个左视影像及多个右视影像；一光源，设置以提供一光输出来照明该显示面板；以及一光源驱动器，用以向该光源提供电力，该光源驱动器被设置以控制该电力，以在显示这些左视影像的至少一者时，于至少部分的一时间期间期间，根据一第一频率来调制该光输出，且在显示这些右视影像的至少一者时，于至少部分的一时间期间期间，根据一第二频率来调制该光输出。
10.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，更包含一观察装置，该观察装置包含一侦测器，设置以侦测该光源的该光输出；一第一快门，其在根据该第一频率来调制该光输出时被设置为开启，以观察这些左视影像；及一第二快门，其在根据该第二频率来调制该光输出时被设置为开启以观察这些右视影像。
11.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，显示这些左视影像的该至少一者时的该时间期间包含一第一数据载入期间，而显示这些右视影像的该至少一者时的该时间期间包含一第二数据载入期间，其中该光源驱动单元更被设置来控制该电力，以便在该第一数据载入期间中及该第二数据载入期间中以一第三频率调制该光输出。
12.根据权利要求11所述的显示器系统，其特征在于，该显示器系统进一步包含一观察装置，该观察装置包含一侦测器，设置以侦测该光源的该光输出；一第一快门，其在根据该第一频率来调制该光输出时被设置为开启，以观察这些左视影像；及一第二快门，其在根据该第二频率来调制该光输出时被设置为开启，以观察这些右视影像，其中当根据该第三频率来调制该光输出时，该第一快门及该第二快门被设置为关闭。
13.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，该显示面板包含一液晶显示面板。
14.根据权利要求9所述的显示器系统，其特征在于，该光源包含一发光二极管阵列。
15.根据权利要求14所述的显示器系统，其特征在于，该显示面板包含一液晶显示面板。
16.根据权利要求12所述的显示器系统，其特征在于，该第一频率、该第二频率及该第三频率为一频率范围中的不同频率；当该光输出的变异超出该频带范围时，该第一快门及该第二快门被设置以同时开启。
17.一种观察装置，其特征在于，其包含一侦测器，设置以侦测来自一光源的光输出；一第一快门，其中在根据一第一频率来调制该光输出时，该第一快门被设置为开启；及一第二快门，其中在根据一第二频率来调制该光输出时，该第二快门被设置为开启。
18.根据权利要求17所述的观察装置，其特征在于，该侦测器包含 一光电感测器，设置以回应于该光输出而提供一电信号；及一快门驱动器，其回应该电信号，并被设置，借以在根据一第一频率来调制该光输出时仅开启该第一快门；在根据该第二频率来调制该光输出时仅开启该第二快门。
19.根据权利要求18所述的观察装置，其特征在于，该快门驱动器被设置，借以在根据一第三频率来调制该光输出时关闭该第一快门及该第二快门二者。
20.根据权利要求19所述的观察装置，其特征在于，该快门驱动器被设置，借以在根据一第四频率来调制该光输出时开启该第一快门及该第二快门二者。
全文摘要
本发明公开一种被背光频率调制控制的方法及3D显示器系统与观察装置，3D显示器系统具有一时序控制装置，用以同步化一观察装置上的快门的开启及关闭。此显示器系统包含一显示器单元，其被设置以交替地依序显示右侧影像及左侧影像。此显示器单元具有一背光单元，用以照明一显示面板。在显示右侧影像时，来自背光单元的光输出根据一频率被频率调制，而在显示左侧影像时，则根据另一频率被频率调制。此观察装置具有一光侦测器及一频率区分电路，用以侦测光输出中的调制频率。基于所侦测的调制频率，观察装置上的快门可按一协调方式开启及关闭。
文档编号G09G3/34GK102223558SQ20111015983
公开日2011年10月19日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月30日
发明者林智伟 申请人:友达光电股份有限公司
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