3d显示设备、控制方法和3d显示系统的制作方法
专利名称：3d显示设备、控制方法和3d显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及3D显示领域，更具体的说，是涉及一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统。
背景技术：
随着现代科学技术的不断发展，3D显示技术也随之得到了快速发展。3D显示技术利用人的双眼视差原理，即人左右眼分别接收不同画然后大脑经过对图像信息进行叠加重生，构成一个具有前-后、上-下、左-右、远-近等立体方向效果的影像，使人们在观看影片或视频的时候如身临其境。为了在平面显示器件上实现这种立体效果，需要将左右眼图 像分开。当前，3D显示技术则配合3D眼镜使用。其中，需要配合3D眼镜使用的方案有分色、分光和分时法3种。现在最常用的是分时法，主要是主动快门式3D显示方式，利用左右眼图像以时间为序，交替显现，配合红外同步信号发射器和快门眼镜得到立体图像。采用主动快门式3D显示方式的系统结构如图I所示，主要包括显示设备(主要指TFT-IXD)A、电脑B、红外发射器C、快门眼镜D (包括左眼镜片Dl和右眼镜片D2)。实现方式为显示设备显示帧频120Hz的3D数据。其中，以时间为序使左眼图像60巾贞，右眼图像60帧交替显示，由于在每帧(一帧数据的时间T)中包含数据刷新时间Tl和数据保持时间T2，即图2中的VBI (VerticalBlanking Interval,消隐期)时间，当左眼数据(图2中L1、L2等)刷新完成，即完成左眼每帧图像的扫描后进入数据保持时间(VBI)时，快门眼镜的左眼镜片L打开(打开状态表示可以让光线透过的状态)；同样，当右眼每帧图像(图2中Rl、R2等)扫描完成后，进入数据保持时间(VBI)时，快门眼镜的右眼镜片R打开(如图2所示)；快门眼镜与显示设备时序的同步过程，由红外发射器和集成在快门眼镜上的红外接收器协同完成。通过上述方式，可以将左眼图像分离，实现3D效果。但是，由于快门眼镜的镜片通常由液晶显示器构成，而液晶响应需要时间(ms级)，造成镜片在打开或关闭时都需要一定时间才能完全打开或关闭，并且在上述执行过程中快门眼镜仅在VBI时间打开，留给液晶的响应时间大大缩短，而镜片打开时由于液晶响应需要一定时间Ton而延迟打开会造成亮度的损失，即降低3D系统的显示亮度；镜片关闭时由于液晶响应需要时间Toff而延迟关闭，致使左右眼画面会同时被观察者看到，造成左右眼画面产生较大串扰的问题。此外，由于上述方案必须采用由液晶显示器构成的快门眼镜，其存在以下缺点其一，该眼镜重量大，观察者长时间使用会有不适感，特别是对戴有近视眼镜的人更不方便；其二，该眼镜是一种使用可充电锂电池的电子设备，不仅有电磁辐射，而且电池有爆炸危险；其三，该眼镜采用红外接收器与连在电脑主机上的红外发射器进行讯号同步时，如果红外信号的传播路径遇到遮挡，信号会中断，影响显示效果；其四，该眼镜成本高，寿命短，有辐射，不耐摔易损坏，使用成本高。由于该眼镜的上述缺点，进一步增加了现有技术中必须使用该快门眼镜的3D显示系统的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统，以克服现有技术中3D系统显示亮度低，所采用的液晶响应不利于减少左右眼串扰和残像、以及配合使用的快门眼镜成本高、重量大提高系统成本的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种3D显示设备的控制方法，包括接收显卡输出的3D图像数据信号，进行缩放和频率转换后输出频率一致的左右眼图像；由液晶面板和光阀对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描; 控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转。优选地，在接收显卡输出的3D图像数据信号之前，包括按照同样的方式分别对光阀、具有上偏光板的液晶面板和背光源划分对应的横向行区；所述扫描行区分别于背光源、光阀和具有上偏光板的液晶面板划分的横向行区对应。优选地，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括当先扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。优选地，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括当先扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。优选地，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转过程中，还包括当所述当前扫描行区对应的液晶面板和光阀的液晶分子进行旋转时，控制所述当前扫描行区对应的背光源由打开跳转为关闭，当所述旋转到达预定位置时控制该背光源由关闭跳转为打开。优选地，所述液晶面板和光阀，对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描时所述液晶面板对对应左右眼图像的行区按照像素行进行扫描时，对每一个像素行的所有点同时加电压；所述光阀对对应左右眼图像的按行区进行扫描时，对每个行区内的所有点上下玻璃基板同时加电压。—种3D显不设备,具有背光源、液晶面板和光阀,还包括背光源控制器，用于在液晶面板和光阀进行扫描的过程中，控制对应行区的背光源打开或关闭；液晶面板控制器，用于接收显卡输出的图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出至所述液晶面板；
光阀控制器，用于在所述液晶面板对每个行区进行扫描时，控制对应行区的所述光阀打开或关闭。优选地，所述液晶面板设有上偏光板；所述背光源、光阀和设有上偏光板的液晶面板按照同样方式划分为对应的N个横向行区，所述N的取值大于等于I。优选地，所述背光源控制器，用于当所述液晶面板和光阀对每个行区进行扫描时，控制对应行区的背光源关闭；当所述液晶面板和光阀的液晶分子偏转至预定位置后，控制所述对应行区的背光源打开。优选地，所述背光源为直下式背光源或侧光式背光源。优选地,所述光阀包括中间夹有液晶的两块氧化铟锡导电膜玻璃，所述两块氧化铟锡导电膜玻璃包括上下玻璃基板，位于所述上下玻璃基板之间的二氧化硅层、氧化铟锡电极层和配向层。一种3D显示系统，具有3D图像数据处理设备和偏光眼镜，还包括权利要求7所述的3D显示设备，所述3D显示设备采用权利要求I所述的控制方法进行3D图像处理和显示。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统，通过对背光源分行区进行动态控制，配合偏光光阀分区扫描实现无串扰的3D效果，同时降低系统的能耗，并且采用上述控制，可以配合使用廉价、节能、轻便、环保和耐摔的偏光眼镜，有利于降低整个系统的使用成本和舒适性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I为现有技术主动快门式3D显示系统的结构示意图；图2为现有技术主动快门式3D显示系统的工作原理示意图；图3为本发明实施例公开的一种3D显示设备的结构示意图；图4a-图4c为本发明实施例公开的背光源、LCD面板和光阀所分行区的结构示意图；图5a_图5b为本发明实施例公开光源类型为LED和CCFL灯管阵列的背光源结构示意图；图6a为本发明实施例公开的分行区后的光阀内ITO的电极图形；
图6b为本发明实施例公开的光阀处于打开状态时的结构示意图；图6c为本发明实施例公开的光阀处于关闭状态时的结构示意图；图7为本发明实施例公开的LCD面板、光阀和偏光眼镜的光学工作原理图；图8为本发明实施例公开的一种3D显示设备的控制方法流程图；图9为本发明实施例公开获取左右眼图像的顺序示意图；
图10为本发明实施例公开的LCD面板和光阀扫描控制时序图；图11为本发明实施例公开LCD面板、光阀和背光源扫描控制时序图；图12为本发明实施例公开的一种3D显示系统的结构示意图。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下3D :三维立体；TFT Thin film Transistor,薄膜晶体管；LCD :Liquid Crystal Display,液晶显示器或液晶面板；TFT-LCD :薄膜场效应晶体管LCD ;ITO玻璃氧化铟锡导电膜玻璃TN Twisted Nematic,扭曲向列；VBI Vertical Blanking Interval,消隐期；LED Light Emitting Diode,发光二极管。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明实施例公开了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统。通过对3D显示设备上的背光源、LCD面板和光阀分行区，以及对背光源分行区的动态控制，配合光阀分区扫描实现无串扰的3D效果，同时降低系统的能耗，并配合偏光眼镜使用能够有效的降低系统的使用成本。为使该技术方案更加清楚，下面列举实施例进行详细说明。实施例一请参阅附图3，为本发明实施例公开的一种3D显示设备的结构示意图，主要包括背光源11、背光源控制器12、LCD面板13、LCD控制器14、光阀(液晶光阀)15和光阀控制器16。上述背光源11、IXD面板13和光阀15按照同样的方式划分为N个横向行区，其上的行区一一对应，且划分横向行区时的数目N的取值大于等于I。具体划分后的示意图请参阅附图4a至附图4c。其中，IXD面板13的每个行区的宽度(Y方向)可以与X行上的像素的宽度一致，位于X行上的像素个数大于等于I。需要说明的是，对于LCD面板13的N个行区的划分并不是实际物理结构上的划分，即并未对该LCD面板13做任何改动。对于背光源11的N个行区的划分则结合背光结构的设计，使其可以实现N个行区的背光独立开关控制。在本发明所公开的实施例中，背光源11的结构可以是任意能够形成背光源分行区控制的结构，这些结构包括但不限于为直下式背光源和侧光式背光源，并且，背光源11上的光源类型在本发明所公开的实施例中包括但不限于LED(发光二极管)、CCFL(冷阴极荧光灯)、HCFL(热阴极荧光灯)、EEFL(外置电极荧光灯)和OLED(有机发光
二极管)等。如图5a和图5b中所示的两种背光源的可行结构，其中，图5a中的结构是采用在Y侧入光式的两根LED灯条或I根LED灯条(为I条LED灯条时，对导光板的要求会更高)，配合导光板网点排布实现分行区动态控制背光，即实现对每个行区对应背光的开和关进行独立控制；图5b所示的结构是采用直下式CCFL灯管，来实现分行区控制背光，实现每个行区的背光可以独立控制开关。光阀15的N个行区的划分则需要结合光阀电极结构的设计实现，在本发明公开的实施例中光阀的结构如图6a所示，光阀15由中间夹有液晶152的两块ITO玻璃151构成； ITO玻璃151包括上玻璃基板1511、下玻璃基板1512、Si02层1513(作用是防止碱性玻璃中的Na离子渗透入液晶层造成腐蚀)、ITO电极层1514和PI配向层。PI配向层配置或涂抹于ITO电极层1514的上面，使上玻璃基板1511和下玻璃基板1512具有一定的摩擦方向，使位于玻璃基板上的液晶分子的方向与上、下玻璃基板的配向膜的摩擦方向一致，若上、下玻璃基板的配向膜的摩擦方向正交，则液晶由下至上旋转90度排列。需要说明的是，在靠近光阀的玻璃基板的液晶分子的沿长轴的方向与光阀的玻璃基板平面形成一定的夹角(即预倾角)。但是，液晶分子长轴在光阀的玻璃基板上的投影，仍然平行于该玻璃基板的配向膜的摩擦方向。需要特别说明的是光阀15的下玻璃基板1512的配向膜的摩擦方向要同LCD面板的上偏光板的透振方向保持一致。此外，在对光阀15进行分行区的过程中，ITO电极层1514是形成行分区的关键，可以将光阀15上基板或下基板的ITO电极层1514采用光刻的方式进行分行区，分区后的电极图形如图6a所示，分区的方式同背光源和LCD面板一样，一共分N个行区，该N的取值为N > I。具体来说，在本发明实施例公开3D显示设备中，背光源控制器12主要用于，控制背光源的开关。在利用本发明实施例公开的3D显示设备进行3D图像显示的过程中，3D显示设备中的各个单元的工作过程具体为背光源控制器12，用于在LCD面板13和光阀15对每个区进行扫描时，控制对应行区的背光源11的打开或关闭。IXD控制器14主要用于，接收显卡输出的3D图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出给L⑶面板13。该IXD控制器14也可以称为信号缩放板(Scalar)。设有上偏光板131的IXD面板13，其上至少设置有一块上偏光板，该IXD面板13可以具体为TFT-IXD面板，该IXD面板主要用于，扫描接收到的分左右眼的图像，并进行显
/Jn o光阀15主要用于,转换入射光的偏振方向,相当于一个偏振旋转器。光阀控制器16主要用于，在LCD面板对每个行区进行扫描时，控制对应行区的光阀15的打开或关闭。
如图6b至图6c所示，光阀15具有两种状态打开(ON)和关断(OFF)状态。如图6b所示，打开状态是指光阀15的两个玻璃基板的ITO电极层1514加有电压的状态，此时液晶分子长轴垂直于上下玻璃基板表面排列；如图6c所示，关闭状态是指光阀15的两个玻璃基板的ITO电极层1514没有加电压的状态，此时液晶由下至上旋转90度排列。如果此时入射光的偏振方向平行或垂直于光阀15的下基板PI配向层的摩擦方向，那么当光阀15处于关闭状态时，由于液晶分子的扭转排列起到的旋光作用，入射光的偏振方向将旋转90度；当光阀15处于打开状态时,液晶分子长轴垂直于上下玻璃基板表面排列，入射光沿液晶分子长轴方向传播，液晶各向异性消失，入射光的偏振态保持不变。上述过程即为光阀15偏振旋转功能的原理。由于，光阀15可以获得两种正交的偏振光，可以将3D影像的左右眼图像分别以这两种偏振态的光显示，因此，配合偏光眼镜即可以观察到相应的3D影像。在本发明实施例公开的3D显示设备工作时，由IXD控制器接收通过显卡(电脑显卡)的端子输出的3D图像数据信号，在接收后对其进行缩放和频率转换形成120Hz的数据 信号(左眼图像和右眼图像各60Hz，以时间为序，交替显示)，然后再将处理后得到的结果输出至IXD面板(该IXD面板具体为TFT-IXD面板)，并经该IXD面板扫描和显示。LCD面板的扫描采用行扫描的方式，从每帧图像第一行的TFT打开开始充电，并在几个微秒内使液晶像素完成充电，同时使液晶分子开始旋转，充电或旋转的时间根据LCD面板灰阶变化的不同而有所不同，所花费的时间一般为ms量级。需要说明的是，可以使用快速响应液晶能大大缩短这一时间。在LCD面板对每帧图像进行行扫描的过程中，光阀同步对对应的行区进行扫描。需要说明的是，光阀在扫描的过程中按“行区”进行扫描，与LCD面板不同，LCD面板按每个“像素行”进行扫描。也就是说，在扫描时，光阀上所划分的每个区内的所有点上下玻璃基板是同时加电压(可忽略电信号传递延迟时间)，而LCD面板只是每一个像素行的所有点同时加电压。LCD面板具体的扫描方式过程为第一行完成充电后，打开第二行的TFT开始充电，依次重复该操作直至扫描至最后一行，当开始扫描下一帧图像时，又重复扫描上一帧图像的整个过程。在LCD面板扫描的同时，光阀同步对其上对应LCD面板扫描行区的行区进行扫描。由于，扫描的过程分别采用左右眼图像交替进行，根据左右眼图像的扫描顺序，以及光阀加电(扫描)或撤电时显示的图像不同，下面配合偏光眼镜举例详细说明。如下公开一示例背光源、IXD面板和光阀分N个横向行区；光阀加电时显示左眼图像，光阀不加电(撤电)时显示右眼图像；偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同LCD面板上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于IXD面板上偏光板透振方向。在进行左右眼图像交替扫描的过程中，先显示左眼图像帧，然后再显示右眼图像帧，左右眼图像帧交替显示，扫描时根据显示的先后顺序进行扫描，亦先显示先扫描。当显示左眼图像帧时(其上一帧是右眼图像，左右眼图像帧交替显示)，IXD面板第一区第一行开始扫描，同时与其对应的光阀第一区加电，在加电的过程中，如图6b和图7所不(图7中131为IXD面板上的偏光板,15为光阀、L为偏光左眼镜片、R为偏光右眼镜片)，当光阀第一区液晶分子偏转到长轴垂直于上下玻璃基板方向，经过光阀的透射光偏振态同LCD上偏光板透振方向，也与偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向相同,此时LCD面板第一区的左眼图像可通过左眼镜片观看。而IXD第二区及以下的区域由于尚未扫描到，仍然保持右眼图像帧的状态可通过右眼镜片观看，使左右眼图像始终保持分离状态，达到观看3D影像的要求。接续对IXD面板第二区第一行开始扫描，光阀第二区加电，使IXD，面板第二区的左眼图像通过左眼镜片观看，依次进行上述扫描，直至IXD面板第N区第一行开始扫描，光阀第N区加电，使IXD面板第N区的左眼图像通过左眼镜片观看。当下一帧交替显示右眼图像时，当IXD面板第一区第一行开始扫描，光阀第一区将电压撤掉，即撤电，如附图6c和图7所示，当光阀第一区液晶分子偏转到原始状态(由下至上扭曲90度)，经过光阀的透射光偏振态同LCD面板上偏光板透振方向正交，也与右眼镜片偏光板透振方向相同，此时LCD面板第一区的右眼图像可通过右眼镜片观看，依次进行上述扫描，直至IXD面板第N区第一行开始扫描，光阀第N区撤电，第N区的右眼图像通过 右眼镜片观看。在进行左右眼图像帧交替扫描时，重复执行上述过程。需要说明的是，以上只是本发明的一示例，在进行扫描的过程中，有关于扫描行区对应的光阀的状态并不仅限于此。在进行左右眼扫描的过程中，无论先扫描左眼图像后扫描右眼图像，还是先扫描右眼图像后扫描左眼图像，扫描时对应的光阀的状态并不固定，可以是由关闭状态跳转为打开状态，也可以是由打开状态跳转为关闭状态，具体为自由组合。通过上述本发明实施例公开的3D显示设备进行3D图像的显示过程中，并不需要利用快门眼镜在VBI时间打开来显示3D图像，只需要通过偏光眼镜也可以观看到亮度得到较大提升的3D图像。基于上述本发明实施例公开的基础上，为避免在上述扫描的过程中，可能出现的LCD面板的液晶响应和光阀的液晶响应两者有一个不够快速，从而造成一定程度串扰的问题，还可以配合该3D显示设备背光源的控制，进一步实现在3D图像显示的过程中完全消除左右眼串扰的目的。在上述IXD面板和光阀进行同步扫描的基础上，配合背光源的工作方式如下当LCD面板和光阀针对每个行区进行扫描时，使背光源上对应行区的背光为关闭状态，直到扫描区的LCD面板和光阀的液晶分子(TFT面板和TN盒液晶分子)都偏转到预定位置后，再打开背光源对应分区的背光。通过上述本发明实施例公开的3D显示设备在提高图像亮度的同时，配合背光控制，基于背光源分行区的动态控制，不仅可以降低背光源和系统的能耗，还可以实现彻底消除左右眼图像的串扰问题。实施例二上述本发明公开的实施例中详细描述了一种3D显示设备，基于该设备，本发明还公开了一种3D显示设备的控制方法，请参阅附图8，为本发明实施例公开的一种3D显示设备的控制方法流程图，主要包括以下步骤步骤S101，按照同样的方式对背光源、LCD面板和光阀进行横向行区的划分预处理，且三者所划分的行区对应。步骤S102，接收显卡输出的3D图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出频率相同的左右眼图像。通过执行步骤S102对接收到的3D图像数据信号进行处理，由于3D数据图像分为左眼图像和右眼图像，因此，实际上的处理分别针对左右眼图像进行，对其分别进行压缩和频率转换后获取到120Hz的数据信号，左右眼图像分别为60Hz。步骤S103，由液晶面板和光阀对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描。步骤S104，控制对应当前扫描行区的光阀 进行打开或关闭状态的跳转。执行步骤S104时，根据步骤S103确定的左右眼图像的顺序控制当前扫描行区的光阀的状态。即第一种顺序，当先扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。第二种顺序，当先扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。由上可知，在进行扫描的过程中，无论先扫描左眼图像后扫描右眼图像，还是先扫描右眼图像后扫描左眼图像，控制对应的当前扫描行区的光阀的状态时，并不限定，也就是说，可以从关闭跳转为打开，也可以从打开跳转为关闭。步骤S105，依次由上至下直至完成对左眼图像或右眼图像的分行区扫描后，循环交替扫描下一左眼或右眼图像。在执行步骤S103至步骤S106进行扫描的过程中，根据确定的左右眼输出顺序交替完成对左右眼图像的行区扫描。如下公开一示例如附图9和附图10所示，当确定的左右眼图像的输出顺序为L1图像帧、Rl图像中贞、L2图像巾贞、R2图像帧后，此时光阀处于关闭状态，由IXD面板13对该LI图像帧的第一行区开始进行扫描，同时，控制该第一行区(I区)对应的光阀15打开(ON);当LCD面板完成该LI图像帧第一区扫完，依次开始对LI图像帧的第二行区(2区)进行扫描，此时第二行区对应的光阀打开(ON)，依次由上至下进行行扫描(图10中为I至8区)，直至完成该LI图像帧的行扫描，此时各区光阀处于打开状态。依据左右眼图像的输出顺序，交替进入对Rl图像帧的扫描。此时，IXD面板对Rl图像帧第一行区进行扫描，控制第一行区对应的光阀关闭(0FF)，即在扫描LI图像帧第一行区打开的光阀持续至此才关闭(0FF)，而该关闭的光阀同样一直持续到下一帧(L2图像帧)面板第一行区开始扫描时；iLCD面板Rl图像帧第一区扫完，第二行区开始扫描，第二行区光阀关闭，一直持续到下一帧(L2图像帧)面板第二行区开始扫描时打开；依次由上至下进行行扫描，直至完成该Rl图像帧的行扫描，此时各区光阀处于关闭状态。依据左右眼图像的输出顺序，在Rl图像帧扫描结束后，交替进入对L2图像帧，以及之后的R2图像帧的扫描，按照上述过程进行循环控制，可以实现结合LCD面板扫描和光阀开关控制对左右眼图像进行交替行扫描，进而提高图像的亮度。
需要说明的是，上述公开的一示例所确定的左右眼图像输出顺序为先左眼后右目艮，交替左右眼进行扫描。上述公开的该控制方法页同样适用于左右眼图像输出顺序为先右眼后左眼，然后交替左右眼进行扫描的状态。具体的执行过程中对光阀开关的控制与上述一致，这里不再赘述，不同之处在于，是从右眼图像开始扫描。此外，在执行步骤S104和步骤S105的行扫描时，还可以结合对背光源分行区的动态控制，请参阅附图9和附图11，具体为在执行步骤S104当左眼图像先扫描时，控制对应当前扫描行区的光阀由关闭跳转为打开时，以及在执行步骤S105，当右眼图像先扫描时，控制对应当前行区的光阀由打开跳转为关闭时，还包括当前扫描行区对应的LCD面板13和光阀15的液晶分子进行旋转时，控制当前扫描行区对应的背光源11由打开跳转为关闭，当旋转至预定位置时控制该背光源由关闭跳转为打开。
基于上述本发明实施例公开的3D显示设备中，在扫描的过程中结合背光源的控制，实际上与LCD面板和光阀对应扫描区上的液晶分子是否偏转至预定位置有关，在对每个分区进行扫描时，使背光源上对应分区的背光为关闭状态，直到扫描区的LCD面板和光阀液晶分子都偏转到预定位置后，才使背光源打开对应分区关闭的背光，从而完成在图像扫描过程中对背光源的开关控制。在本实施例中公开的LCD面板和光阀的第N (N > I)区的液晶的响应速度均能满足在LCD面板开始扫描第N+2行区时旋转到位。具体的执行过程为控制当前扫描行对应的背光源在扫描当前行区和其下一行区时，由打开跳转为关闭，当其下一行扫描结束后由关闭跳转为打开。通过上述本发明实施例公开的3D显示设备控制方法，采用背光源分行区的动态控制，结合LCD面板和光阀的扫描控制，不仅有利于降低系统的能耗，提高图像的显示亮度，而且进一步实现无串扰的3D显示效果。在上述本发明实施例中详细描述的一种3D显示设备和其控制方法的基础上，本发明还公开了一种3D显示系统。该3D显示系统主要包括3D图像数据处理设备、偏光眼镜和上述实施例中所公开的3D显示设备，该3D显示设备采用上述本发明实施例公开的3D显示设备控制方法实现3D图像的处理和显示。为使该说明更加详细，根据以下实施例中3D显示设备采用不同的控制方法进行说明。如下公开一种示例如图12所示，在本发明该实施例公开的3D显示系统中主要包括3D显示设备I、电脑2和偏光眼镜3。该电脑2即属于3D图像数据处理设备，但本发明并不仅限于此，还可以为其他现有技术中可以进行3D图像数据处理的设备。该3D显示设备I为上述实施例一中公开的设备，如图3所示，主要包括背光源11、背光源控制器12、设有偏光板的IXD面板13 (具体可为TFT-IXD面板)、IXD控制器14、光阀15和光阀控制器16。在本示例中，如图4a至图4c所示，背光源11、IXD面板13和光阀15按同样方式划分为8个行区。其中，如图6a和图6b所示，光阀15上的ITO电极层1514上的图形是行分区图形，分区方式同LCD面板13—样，分为八个行区。
在本示例中，偏光眼镜3的左眼镜片L和右眼镜片R分别由一块偏光板构成。其中，左右眼镜片偏光板的透振方向正交，并且，左眼或右眼偏光板的透振方向同LCD面板的上偏光的透振方向相同。由于，扫描的过程分别采用左右眼图像交替进行，根据左右眼图像的扫描顺序，以及光阀加电(扫描)或撤电时显示的图像不同。即先开始扫描左眼图像或右眼图像都是可以的。在本示例中3D图像数据先显示左眼图像，后显示右眼图像，依次交替循环。按照本示例中将背光源、LCD面板和光阀分八个分区。当光阀加电时，IXD面板显示左眼图像，此时经过光阀透射的光的偏振态与IXD面板上的偏光板的透振方向相同，偏光眼镜左眼镜片的偏光板的透振方向也与上述方向相同，可以通过左眼镜片观看到左眼图像；当光阀不加电(撤电)时，IXD面板显示右眼图像，此时经过光阀透射的光的偏振态与LCD面板上的偏光板的透振方向正交,偏光眼镜左眼镜 片的偏光板的透振方向也与LCD面板上的偏光板透振方向正交，可通过右眼镜片观看到右眼图像。并且在本不例中，偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同IXD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。具体的工作过程如图9和图10所示，先扫描左眼图像LI，然后是，右眼图像R1，左眼图像L2，右眼图像R2依次循环进行扫描，使左右眼图像以时间为序交替循环显示。从IXD面板13的LI图像第一行区(I区)扫描开始，第一行区光阀15打开，该行区光阀一直持续到下一巾贞(Rl图像)第一行区开始扫描时关闭。当IXD面板的LI图像第一行区扫描完成后，第二行区(2区)开始扫描，第二行区光阀打开，该行区光阀一直持续到下一帧(Rl图像)第二行区开始扫描时关闭。由IXD面板从上至下依次扫描该LI图像的行区(图10中为I至8区)，并对应打开各行区的光阀，直到LI图像第八行区扫描开始，第八行区光阀打开，该行区光阀一直持续到下一帧(Rl图像)第八行区开始扫描时关闭。LI图像第八行区扫描完成后，LI图像扫描结束，可能会进入短暂的消隐期(VBI，该时间通常为一帧周期的3%左右)。消隐期结束后，以及交替顺序，LCD面板开始扫描Rl图像。当IXD面板从Rl图像第一行区开始扫描，第一行区光阀关闭，该行区光阀一直持续到下一帧(L2图像)第一行区开始扫描时打开。当IXD面板的Rl图像第一区扫描完成，第二行区开始扫描，第二行区光阀关闭，该行区光阀一直持续到下一帧(L2图像)第二行区开始扫描时打开。由IXD面板从上至下依次扫描该Rl图像的行区，并对应关闭各行区的光阀，直到Rl图像第八行区扫描开始，第八行区光阀关闭，该行区光阀一直持续到下一帧(L2图像)第八行区开始扫描时打开。Rl图像第八行区扫描完成后，Rl图像扫描结束，同样可能会进入短暂的消隐期。消隐期结束后，以及交替顺序，LCD面板开始扫描L2图像。在本发明实施例公开的系统中，光阀可以在每一巾贞图像扫描时一直处于透光状态，只是针对左眼图像和右眼图像的透射光的偏光方向不一样，通过配合偏光眼镜实现3D图像数据的显示，该偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同IXD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。通过上述本发明实施例公开的系统不仅可以提高3D图像数据的显示亮度，又可以使用轻薄无辐射耐摔的偏光眼镜，即节约了系统的成本，又提升了用户观影的舒适度和用户体验。进一步根据上述实施例3D显示设备中结合背光源完全消除左右眼串扰的方法，对该系统的工作过程进行详细说明。如下公开另一示例该系统结构与上一不例中的系统结构以及背光源11、IXD面板13和光阀15的分行区基本相同，请参见附图12。不同之处在于该系统中的光源11采用LED背光源的结构，基于在Y侧入光式的两根LED灯条，配合导光板网点排布实现分行区控制背光，实现每个行区的背光可以独立控制开关。在本示例中3D图像数据先显示左眼图像，后显示右眼图像，依次交替循环。按照本示例中将背光源11、IXD面板13和光阀15分八个分区(I至8区)。 当光阀加电时，IXD面板显示左眼图像；当光阀不加电(撤电)时，IXD面板显示右眼图像；偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同LCD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。具体的工作过程如图9和图12所示，先扫描左眼图像LI，然后是，右眼图像R1，左眼图像L2，右眼图像R2依次循环进行扫描，使左右眼图像以时间为序交替循环显示。由于，控制每个行区背光打开的具体时间，与LCD面板该区的液晶分子和光阀该区的液晶分子何时旋转到预定位置相关，在本示例中公开LCD面板和光阀的第N(N >= I)区的液晶的响应速度均能满足在LCD面板开始扫描第N+2行区时旋转到位。当IXD面板从LI图像第一行区开始扫描，第一行区光阀打开，且打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第一行区开始扫描时关闭；该第一行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第三行区时打开，直到下一帧(Rl图像)第一行区开始扫描时关闭。当IXD面板的LI图像第一行区扫描完成，LI图像第二行区开始扫描，第二行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第二行区开始扫描时关闭；第二行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第四行区时打开，直到下一帧(Rl图像)第二行区开始扫描时，关闭该第二行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第二行区扫描完成，LI图像第三行区开始扫描，第三行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第三行区开始扫描时关闭；第三行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第五行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第三行区开始扫描时，关闭该第三行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第三行区扫描完成，LI图像第四行区开始扫描，第四行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第四行区开始扫描时关闭；第四行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第六行区时打开,该打开状态一直持续到下一巾贞(Rl图像)第四行区开始扫描时，关闭该第四行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第四行区扫描完成，LI图像第五行区开始扫描，第五行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第五行区开始扫描时关闭；第五行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第七行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第五行区开始扫描时，关闭该第五行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第五行区扫描完成，LI图像第六行区开始扫描，第六行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第六行区开始扫描时关闭；第六行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第八行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第六行区开始扫描时，关闭该第六行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第六行区扫描完成，LI图像第七行区开始扫描，第七行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第七行区开始扫描时关闭；第七行区对应的背光源在LCD面板开始扫描Rl图像第一行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第七行区开始扫描时，关闭该第七行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第七行区扫描完成，LI图像第八行区开始扫描，第八行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第八行区开始扫描时关闭；第八行区对应 的背光源在LCD面板开始扫描Rl图像第二行区时打开，该打开状态一直持续到下一巾贞(Rl图像)第八行区开始扫描时，关闭该第八行区对应的背光。LI图像第八行区扫描完成，LI图像帧结束，进入消隐期，在消隐期结束后，依据交替的顺序开始扫描Rl图像帧。扫描Rl图像的过程中，背光源的控制过程一致，对于光阀的控制为对Rl图像的第n(n大于等于I)行区进行扫描，关闭该行区对应的光阀，使该关闭状态一直持续到下一帧(L2图像)第n行区开始扫描时打开。依次类推对Rl图像进行行区的扫描。按照上述过程依次交替左右眼图像进行循环扫描，配合偏光眼镜实现3D图像数据的显不，该偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同IXD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。通过上述方法在LCD面板和光阀对每个行区进行扫描时，控制该区背光为关闭状态，直到该区LCD面板和光阀液晶分子都偏转到预定位置，再打开该区背光。本发明实施例公开的系统通过该种方式，能够进一步的彻底消除左右眼图像的串扰。综上所述基于上述本发明实施例公开的3D显示设备、控制方法及3D显示系统，能够实现在提供图像显示亮度的目的，并配套使用成本较低的偏光眼镜，而且偏光眼镜具有节能、环保、轻便、耐摔等快门眼镜所不能比拟的等性，进一步使系统使用成本降低，还提升了用户的观影舒适度和观影体验。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种3D显示设备的控制方法，其特征在于，包括 接收显卡输出的3D图像数据信号，进行缩放和频率转换后输出频率一致的左右眼图像； 由液晶面板和光阀对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描； 控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在接收显卡输出的3D图像数据信号之前，包括 按照同样的方式分别对光阀、具有上偏光板的液晶面板和背光源划分对应的横向行区； 所述扫描行区分别于背光源、光阀和具有上偏光板的液晶面板划分的横向行区对应。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括 当先扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态； 后扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。
4.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括 当先扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态； 后扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。
5.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转过程中，还包括 当所述当前扫描行区对应的液晶面板和光阀的液晶分子进行旋转时，控制所述当前扫描行区对应的背光源由打开跳转为关闭，当所述旋转到达预定位置时控制该背光源由关闭跳转为打开。
6.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述液晶面板和光阀，对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描时 所述液晶面板对对应左右眼图像的行区按照像素行进行扫描时，对每一个像素行的所有点同时加电压； 所述光阀对对应左右眼图像的按行区进行扫描时，对每个行区内的所有点上下玻璃基板同时加电压。
7.—种3D显示设备，具有背光源、液晶面板和光阀，其特征在于，还包括 背光源控制器，用于在液晶面板和光阀进行扫描的过程中，控制对应行区的背光源打开或关闭； 液晶面板控制器，用于接收显卡输出的图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出至所述液晶面板； 光阀控制器，用于在所述液晶面板对每个行区进行扫描时，控制对应行区的所述光阀打开或关闭。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述液晶面板设有上偏光板； 所述背光源、光阀和设有上偏光板的液晶面板按照同样方式划分为对应的N个横向行区，所述N的取值大于等于I。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述背光源控制器，用于当所述液晶面板和光阀对每个行区进行扫描时，控制对应行区的背光源关闭；当所述液晶面板和光阀的液晶分子偏转至预定位置后，控制所述对应行区的背光源打开。
10.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述背光源为直下式背光源或侧光式背光源。
11.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述光阀包括 中间夹有液晶的两块氧化铟锡导电膜玻璃，所述两块氧化铟锡导电膜玻璃包括上下玻璃基板，位于所述上下玻璃基板之间的二氧化硅层、氧化铟锡电极层和配向层。
12.—种3D显示系统，具有3D图像数据处理设备和偏光眼镜，其特征在于，还包括权利要求7所述的3D显示设备， 所述3D显示设备采用权利要求I所述的控制方法进行3D图像处理和显示。
全文摘要
本发明公开了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统，其方法为采用同样方式对背光源、液晶面板和光阀划分行区；接收显卡输出的3D图像数据信号，进行缩放和频率转换后输出频率一致的左右眼图像；依次由液晶面板和光阀，对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描；控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转。通过本发明公开的设备、系统和控制方法，能够实现提高图像显示亮度的目的，并配套使用成本较低、环保、轻便、耐摔的偏光眼镜，进一步使系统使用成本降低，还提升了用户的观影舒适度和观影体验。
文档编号G09G3/34GK102769762SQ20111011461
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者徐丽华, 徐伟, 王徐鹏, 蒋顺, 邢亮 申请人:上海中航光电子有限公司
技术领域：
本发明涉及3D显示领域，更具体的说，是涉及一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统。
背景技术：
随着现代科学技术的不断发展，3D显示技术也随之得到了快速发展。3D显示技术利用人的双眼视差原理，即人左右眼分别接收不同画然后大脑经过对图像信息进行叠加重生，构成一个具有前-后、上-下、左-右、远-近等立体方向效果的影像，使人们在观看影片或视频的时候如身临其境。为了在平面显示器件上实现这种立体效果，需要将左右眼图 像分开。当前，3D显示技术则配合3D眼镜使用。其中，需要配合3D眼镜使用的方案有分色、分光和分时法3种。现在最常用的是分时法，主要是主动快门式3D显示方式，利用左右眼图像以时间为序，交替显现，配合红外同步信号发射器和快门眼镜得到立体图像。采用主动快门式3D显示方式的系统结构如图I所示，主要包括显示设备(主要指TFT-IXD)A、电脑B、红外发射器C、快门眼镜D (包括左眼镜片Dl和右眼镜片D2)。实现方式为显示设备显示帧频120Hz的3D数据。其中，以时间为序使左眼图像60巾贞，右眼图像60帧交替显示，由于在每帧(一帧数据的时间T)中包含数据刷新时间Tl和数据保持时间T2，即图2中的VBI (VerticalBlanking Interval,消隐期)时间，当左眼数据(图2中L1、L2等)刷新完成，即完成左眼每帧图像的扫描后进入数据保持时间(VBI)时，快门眼镜的左眼镜片L打开(打开状态表示可以让光线透过的状态)；同样，当右眼每帧图像(图2中Rl、R2等)扫描完成后，进入数据保持时间(VBI)时，快门眼镜的右眼镜片R打开(如图2所示)；快门眼镜与显示设备时序的同步过程，由红外发射器和集成在快门眼镜上的红外接收器协同完成。通过上述方式，可以将左眼图像分离，实现3D效果。但是，由于快门眼镜的镜片通常由液晶显示器构成，而液晶响应需要时间(ms级)，造成镜片在打开或关闭时都需要一定时间才能完全打开或关闭，并且在上述执行过程中快门眼镜仅在VBI时间打开，留给液晶的响应时间大大缩短，而镜片打开时由于液晶响应需要一定时间Ton而延迟打开会造成亮度的损失，即降低3D系统的显示亮度；镜片关闭时由于液晶响应需要时间Toff而延迟关闭，致使左右眼画面会同时被观察者看到，造成左右眼画面产生较大串扰的问题。此外，由于上述方案必须采用由液晶显示器构成的快门眼镜，其存在以下缺点其一，该眼镜重量大，观察者长时间使用会有不适感，特别是对戴有近视眼镜的人更不方便；其二，该眼镜是一种使用可充电锂电池的电子设备，不仅有电磁辐射，而且电池有爆炸危险；其三，该眼镜采用红外接收器与连在电脑主机上的红外发射器进行讯号同步时，如果红外信号的传播路径遇到遮挡，信号会中断，影响显示效果；其四，该眼镜成本高，寿命短，有辐射，不耐摔易损坏，使用成本高。由于该眼镜的上述缺点，进一步增加了现有技术中必须使用该快门眼镜的3D显示系统的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统，以克服现有技术中3D系统显示亮度低，所采用的液晶响应不利于减少左右眼串扰和残像、以及配合使用的快门眼镜成本高、重量大提高系统成本的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种3D显示设备的控制方法，包括接收显卡输出的3D图像数据信号，进行缩放和频率转换后输出频率一致的左右眼图像；由液晶面板和光阀对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描; 控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转。优选地，在接收显卡输出的3D图像数据信号之前，包括按照同样的方式分别对光阀、具有上偏光板的液晶面板和背光源划分对应的横向行区；所述扫描行区分别于背光源、光阀和具有上偏光板的液晶面板划分的横向行区对应。优选地，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括当先扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。优选地，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括当先扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。优选地，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转过程中，还包括当所述当前扫描行区对应的液晶面板和光阀的液晶分子进行旋转时，控制所述当前扫描行区对应的背光源由打开跳转为关闭，当所述旋转到达预定位置时控制该背光源由关闭跳转为打开。优选地，所述液晶面板和光阀，对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描时所述液晶面板对对应左右眼图像的行区按照像素行进行扫描时，对每一个像素行的所有点同时加电压；所述光阀对对应左右眼图像的按行区进行扫描时，对每个行区内的所有点上下玻璃基板同时加电压。—种3D显不设备,具有背光源、液晶面板和光阀,还包括背光源控制器，用于在液晶面板和光阀进行扫描的过程中，控制对应行区的背光源打开或关闭；液晶面板控制器，用于接收显卡输出的图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出至所述液晶面板；
光阀控制器，用于在所述液晶面板对每个行区进行扫描时，控制对应行区的所述光阀打开或关闭。优选地，所述液晶面板设有上偏光板；所述背光源、光阀和设有上偏光板的液晶面板按照同样方式划分为对应的N个横向行区，所述N的取值大于等于I。优选地，所述背光源控制器，用于当所述液晶面板和光阀对每个行区进行扫描时，控制对应行区的背光源关闭；当所述液晶面板和光阀的液晶分子偏转至预定位置后，控制所述对应行区的背光源打开。优选地，所述背光源为直下式背光源或侧光式背光源。优选地,所述光阀包括中间夹有液晶的两块氧化铟锡导电膜玻璃，所述两块氧化铟锡导电膜玻璃包括上下玻璃基板，位于所述上下玻璃基板之间的二氧化硅层、氧化铟锡电极层和配向层。一种3D显示系统，具有3D图像数据处理设备和偏光眼镜，还包括权利要求7所述的3D显示设备，所述3D显示设备采用权利要求I所述的控制方法进行3D图像处理和显示。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统，通过对背光源分行区进行动态控制，配合偏光光阀分区扫描实现无串扰的3D效果，同时降低系统的能耗，并且采用上述控制，可以配合使用廉价、节能、轻便、环保和耐摔的偏光眼镜，有利于降低整个系统的使用成本和舒适性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I为现有技术主动快门式3D显示系统的结构示意图；图2为现有技术主动快门式3D显示系统的工作原理示意图；图3为本发明实施例公开的一种3D显示设备的结构示意图；图4a-图4c为本发明实施例公开的背光源、LCD面板和光阀所分行区的结构示意图；图5a_图5b为本发明实施例公开光源类型为LED和CCFL灯管阵列的背光源结构示意图；图6a为本发明实施例公开的分行区后的光阀内ITO的电极图形；
图6b为本发明实施例公开的光阀处于打开状态时的结构示意图；图6c为本发明实施例公开的光阀处于关闭状态时的结构示意图；图7为本发明实施例公开的LCD面板、光阀和偏光眼镜的光学工作原理图；图8为本发明实施例公开的一种3D显示设备的控制方法流程图；图9为本发明实施例公开获取左右眼图像的顺序示意图；
图10为本发明实施例公开的LCD面板和光阀扫描控制时序图；图11为本发明实施例公开LCD面板、光阀和背光源扫描控制时序图；图12为本发明实施例公开的一种3D显示系统的结构示意图。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下3D :三维立体；TFT Thin film Transistor,薄膜晶体管；LCD :Liquid Crystal Display,液晶显示器或液晶面板；TFT-LCD :薄膜场效应晶体管LCD ;ITO玻璃氧化铟锡导电膜玻璃TN Twisted Nematic,扭曲向列；VBI Vertical Blanking Interval,消隐期；LED Light Emitting Diode,发光二极管。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明实施例公开了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统。通过对3D显示设备上的背光源、LCD面板和光阀分行区，以及对背光源分行区的动态控制，配合光阀分区扫描实现无串扰的3D效果，同时降低系统的能耗，并配合偏光眼镜使用能够有效的降低系统的使用成本。为使该技术方案更加清楚，下面列举实施例进行详细说明。实施例一请参阅附图3，为本发明实施例公开的一种3D显示设备的结构示意图，主要包括背光源11、背光源控制器12、LCD面板13、LCD控制器14、光阀(液晶光阀)15和光阀控制器16。上述背光源11、IXD面板13和光阀15按照同样的方式划分为N个横向行区，其上的行区一一对应，且划分横向行区时的数目N的取值大于等于I。具体划分后的示意图请参阅附图4a至附图4c。其中，IXD面板13的每个行区的宽度(Y方向)可以与X行上的像素的宽度一致，位于X行上的像素个数大于等于I。需要说明的是，对于LCD面板13的N个行区的划分并不是实际物理结构上的划分，即并未对该LCD面板13做任何改动。对于背光源11的N个行区的划分则结合背光结构的设计，使其可以实现N个行区的背光独立开关控制。在本发明所公开的实施例中，背光源11的结构可以是任意能够形成背光源分行区控制的结构，这些结构包括但不限于为直下式背光源和侧光式背光源，并且，背光源11上的光源类型在本发明所公开的实施例中包括但不限于LED(发光二极管)、CCFL(冷阴极荧光灯)、HCFL(热阴极荧光灯)、EEFL(外置电极荧光灯)和OLED(有机发光
二极管)等。如图5a和图5b中所示的两种背光源的可行结构，其中，图5a中的结构是采用在Y侧入光式的两根LED灯条或I根LED灯条(为I条LED灯条时，对导光板的要求会更高)，配合导光板网点排布实现分行区动态控制背光，即实现对每个行区对应背光的开和关进行独立控制；图5b所示的结构是采用直下式CCFL灯管，来实现分行区控制背光，实现每个行区的背光可以独立控制开关。光阀15的N个行区的划分则需要结合光阀电极结构的设计实现，在本发明公开的实施例中光阀的结构如图6a所示，光阀15由中间夹有液晶152的两块ITO玻璃151构成； ITO玻璃151包括上玻璃基板1511、下玻璃基板1512、Si02层1513(作用是防止碱性玻璃中的Na离子渗透入液晶层造成腐蚀)、ITO电极层1514和PI配向层。PI配向层配置或涂抹于ITO电极层1514的上面，使上玻璃基板1511和下玻璃基板1512具有一定的摩擦方向，使位于玻璃基板上的液晶分子的方向与上、下玻璃基板的配向膜的摩擦方向一致，若上、下玻璃基板的配向膜的摩擦方向正交，则液晶由下至上旋转90度排列。需要说明的是，在靠近光阀的玻璃基板的液晶分子的沿长轴的方向与光阀的玻璃基板平面形成一定的夹角(即预倾角)。但是，液晶分子长轴在光阀的玻璃基板上的投影，仍然平行于该玻璃基板的配向膜的摩擦方向。需要特别说明的是光阀15的下玻璃基板1512的配向膜的摩擦方向要同LCD面板的上偏光板的透振方向保持一致。此外，在对光阀15进行分行区的过程中，ITO电极层1514是形成行分区的关键，可以将光阀15上基板或下基板的ITO电极层1514采用光刻的方式进行分行区，分区后的电极图形如图6a所示，分区的方式同背光源和LCD面板一样，一共分N个行区，该N的取值为N > I。具体来说，在本发明实施例公开3D显示设备中，背光源控制器12主要用于，控制背光源的开关。在利用本发明实施例公开的3D显示设备进行3D图像显示的过程中，3D显示设备中的各个单元的工作过程具体为背光源控制器12，用于在LCD面板13和光阀15对每个区进行扫描时，控制对应行区的背光源11的打开或关闭。IXD控制器14主要用于，接收显卡输出的3D图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出给L⑶面板13。该IXD控制器14也可以称为信号缩放板(Scalar)。设有上偏光板131的IXD面板13，其上至少设置有一块上偏光板，该IXD面板13可以具体为TFT-IXD面板，该IXD面板主要用于，扫描接收到的分左右眼的图像，并进行显
/Jn o光阀15主要用于,转换入射光的偏振方向,相当于一个偏振旋转器。光阀控制器16主要用于，在LCD面板对每个行区进行扫描时，控制对应行区的光阀15的打开或关闭。
如图6b至图6c所示，光阀15具有两种状态打开(ON)和关断(OFF)状态。如图6b所示，打开状态是指光阀15的两个玻璃基板的ITO电极层1514加有电压的状态，此时液晶分子长轴垂直于上下玻璃基板表面排列；如图6c所示，关闭状态是指光阀15的两个玻璃基板的ITO电极层1514没有加电压的状态，此时液晶由下至上旋转90度排列。如果此时入射光的偏振方向平行或垂直于光阀15的下基板PI配向层的摩擦方向，那么当光阀15处于关闭状态时，由于液晶分子的扭转排列起到的旋光作用，入射光的偏振方向将旋转90度；当光阀15处于打开状态时,液晶分子长轴垂直于上下玻璃基板表面排列，入射光沿液晶分子长轴方向传播，液晶各向异性消失，入射光的偏振态保持不变。上述过程即为光阀15偏振旋转功能的原理。由于，光阀15可以获得两种正交的偏振光，可以将3D影像的左右眼图像分别以这两种偏振态的光显示，因此，配合偏光眼镜即可以观察到相应的3D影像。在本发明实施例公开的3D显示设备工作时，由IXD控制器接收通过显卡(电脑显卡)的端子输出的3D图像数据信号，在接收后对其进行缩放和频率转换形成120Hz的数据 信号(左眼图像和右眼图像各60Hz，以时间为序，交替显示)，然后再将处理后得到的结果输出至IXD面板(该IXD面板具体为TFT-IXD面板)，并经该IXD面板扫描和显示。LCD面板的扫描采用行扫描的方式，从每帧图像第一行的TFT打开开始充电，并在几个微秒内使液晶像素完成充电，同时使液晶分子开始旋转，充电或旋转的时间根据LCD面板灰阶变化的不同而有所不同，所花费的时间一般为ms量级。需要说明的是，可以使用快速响应液晶能大大缩短这一时间。在LCD面板对每帧图像进行行扫描的过程中，光阀同步对对应的行区进行扫描。需要说明的是，光阀在扫描的过程中按“行区”进行扫描，与LCD面板不同，LCD面板按每个“像素行”进行扫描。也就是说，在扫描时，光阀上所划分的每个区内的所有点上下玻璃基板是同时加电压(可忽略电信号传递延迟时间)，而LCD面板只是每一个像素行的所有点同时加电压。LCD面板具体的扫描方式过程为第一行完成充电后，打开第二行的TFT开始充电，依次重复该操作直至扫描至最后一行，当开始扫描下一帧图像时，又重复扫描上一帧图像的整个过程。在LCD面板扫描的同时，光阀同步对其上对应LCD面板扫描行区的行区进行扫描。由于，扫描的过程分别采用左右眼图像交替进行，根据左右眼图像的扫描顺序，以及光阀加电(扫描)或撤电时显示的图像不同，下面配合偏光眼镜举例详细说明。如下公开一示例背光源、IXD面板和光阀分N个横向行区；光阀加电时显示左眼图像，光阀不加电(撤电)时显示右眼图像；偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同LCD面板上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于IXD面板上偏光板透振方向。在进行左右眼图像交替扫描的过程中，先显示左眼图像帧，然后再显示右眼图像帧，左右眼图像帧交替显示，扫描时根据显示的先后顺序进行扫描，亦先显示先扫描。当显示左眼图像帧时(其上一帧是右眼图像，左右眼图像帧交替显示)，IXD面板第一区第一行开始扫描，同时与其对应的光阀第一区加电，在加电的过程中，如图6b和图7所不(图7中131为IXD面板上的偏光板,15为光阀、L为偏光左眼镜片、R为偏光右眼镜片)，当光阀第一区液晶分子偏转到长轴垂直于上下玻璃基板方向，经过光阀的透射光偏振态同LCD上偏光板透振方向，也与偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向相同,此时LCD面板第一区的左眼图像可通过左眼镜片观看。而IXD第二区及以下的区域由于尚未扫描到，仍然保持右眼图像帧的状态可通过右眼镜片观看，使左右眼图像始终保持分离状态，达到观看3D影像的要求。接续对IXD面板第二区第一行开始扫描，光阀第二区加电，使IXD，面板第二区的左眼图像通过左眼镜片观看，依次进行上述扫描，直至IXD面板第N区第一行开始扫描，光阀第N区加电，使IXD面板第N区的左眼图像通过左眼镜片观看。当下一帧交替显示右眼图像时，当IXD面板第一区第一行开始扫描，光阀第一区将电压撤掉，即撤电，如附图6c和图7所示，当光阀第一区液晶分子偏转到原始状态(由下至上扭曲90度)，经过光阀的透射光偏振态同LCD面板上偏光板透振方向正交，也与右眼镜片偏光板透振方向相同，此时LCD面板第一区的右眼图像可通过右眼镜片观看，依次进行上述扫描，直至IXD面板第N区第一行开始扫描，光阀第N区撤电，第N区的右眼图像通过 右眼镜片观看。在进行左右眼图像帧交替扫描时，重复执行上述过程。需要说明的是，以上只是本发明的一示例，在进行扫描的过程中，有关于扫描行区对应的光阀的状态并不仅限于此。在进行左右眼扫描的过程中，无论先扫描左眼图像后扫描右眼图像，还是先扫描右眼图像后扫描左眼图像，扫描时对应的光阀的状态并不固定，可以是由关闭状态跳转为打开状态，也可以是由打开状态跳转为关闭状态，具体为自由组合。通过上述本发明实施例公开的3D显示设备进行3D图像的显示过程中，并不需要利用快门眼镜在VBI时间打开来显示3D图像，只需要通过偏光眼镜也可以观看到亮度得到较大提升的3D图像。基于上述本发明实施例公开的基础上，为避免在上述扫描的过程中，可能出现的LCD面板的液晶响应和光阀的液晶响应两者有一个不够快速，从而造成一定程度串扰的问题，还可以配合该3D显示设备背光源的控制，进一步实现在3D图像显示的过程中完全消除左右眼串扰的目的。在上述IXD面板和光阀进行同步扫描的基础上，配合背光源的工作方式如下当LCD面板和光阀针对每个行区进行扫描时，使背光源上对应行区的背光为关闭状态，直到扫描区的LCD面板和光阀的液晶分子(TFT面板和TN盒液晶分子)都偏转到预定位置后，再打开背光源对应分区的背光。通过上述本发明实施例公开的3D显示设备在提高图像亮度的同时，配合背光控制，基于背光源分行区的动态控制，不仅可以降低背光源和系统的能耗，还可以实现彻底消除左右眼图像的串扰问题。实施例二上述本发明公开的实施例中详细描述了一种3D显示设备，基于该设备，本发明还公开了一种3D显示设备的控制方法，请参阅附图8，为本发明实施例公开的一种3D显示设备的控制方法流程图，主要包括以下步骤步骤S101，按照同样的方式对背光源、LCD面板和光阀进行横向行区的划分预处理，且三者所划分的行区对应。步骤S102，接收显卡输出的3D图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出频率相同的左右眼图像。通过执行步骤S102对接收到的3D图像数据信号进行处理，由于3D数据图像分为左眼图像和右眼图像，因此，实际上的处理分别针对左右眼图像进行，对其分别进行压缩和频率转换后获取到120Hz的数据信号，左右眼图像分别为60Hz。步骤S103，由液晶面板和光阀对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描。步骤S104，控制对应当前扫描行区的光阀 进行打开或关闭状态的跳转。执行步骤S104时，根据步骤S103确定的左右眼图像的顺序控制当前扫描行区的光阀的状态。即第一种顺序，当先扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。第二种顺序，当先扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态；后扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。由上可知，在进行扫描的过程中，无论先扫描左眼图像后扫描右眼图像，还是先扫描右眼图像后扫描左眼图像，控制对应的当前扫描行区的光阀的状态时，并不限定，也就是说，可以从关闭跳转为打开，也可以从打开跳转为关闭。步骤S105，依次由上至下直至完成对左眼图像或右眼图像的分行区扫描后，循环交替扫描下一左眼或右眼图像。在执行步骤S103至步骤S106进行扫描的过程中，根据确定的左右眼输出顺序交替完成对左右眼图像的行区扫描。如下公开一示例如附图9和附图10所示，当确定的左右眼图像的输出顺序为L1图像帧、Rl图像中贞、L2图像巾贞、R2图像帧后，此时光阀处于关闭状态，由IXD面板13对该LI图像帧的第一行区开始进行扫描，同时，控制该第一行区(I区)对应的光阀15打开(ON);当LCD面板完成该LI图像帧第一区扫完，依次开始对LI图像帧的第二行区(2区)进行扫描，此时第二行区对应的光阀打开(ON)，依次由上至下进行行扫描(图10中为I至8区)，直至完成该LI图像帧的行扫描，此时各区光阀处于打开状态。依据左右眼图像的输出顺序，交替进入对Rl图像帧的扫描。此时，IXD面板对Rl图像帧第一行区进行扫描，控制第一行区对应的光阀关闭(0FF)，即在扫描LI图像帧第一行区打开的光阀持续至此才关闭(0FF)，而该关闭的光阀同样一直持续到下一帧(L2图像帧)面板第一行区开始扫描时；iLCD面板Rl图像帧第一区扫完，第二行区开始扫描，第二行区光阀关闭，一直持续到下一帧(L2图像帧)面板第二行区开始扫描时打开；依次由上至下进行行扫描，直至完成该Rl图像帧的行扫描，此时各区光阀处于关闭状态。依据左右眼图像的输出顺序，在Rl图像帧扫描结束后，交替进入对L2图像帧，以及之后的R2图像帧的扫描，按照上述过程进行循环控制，可以实现结合LCD面板扫描和光阀开关控制对左右眼图像进行交替行扫描，进而提高图像的亮度。
需要说明的是，上述公开的一示例所确定的左右眼图像输出顺序为先左眼后右目艮，交替左右眼进行扫描。上述公开的该控制方法页同样适用于左右眼图像输出顺序为先右眼后左眼，然后交替左右眼进行扫描的状态。具体的执行过程中对光阀开关的控制与上述一致，这里不再赘述，不同之处在于，是从右眼图像开始扫描。此外，在执行步骤S104和步骤S105的行扫描时，还可以结合对背光源分行区的动态控制，请参阅附图9和附图11，具体为在执行步骤S104当左眼图像先扫描时，控制对应当前扫描行区的光阀由关闭跳转为打开时，以及在执行步骤S105，当右眼图像先扫描时，控制对应当前行区的光阀由打开跳转为关闭时，还包括当前扫描行区对应的LCD面板13和光阀15的液晶分子进行旋转时，控制当前扫描行区对应的背光源11由打开跳转为关闭，当旋转至预定位置时控制该背光源由关闭跳转为打开。
基于上述本发明实施例公开的3D显示设备中，在扫描的过程中结合背光源的控制，实际上与LCD面板和光阀对应扫描区上的液晶分子是否偏转至预定位置有关，在对每个分区进行扫描时，使背光源上对应分区的背光为关闭状态，直到扫描区的LCD面板和光阀液晶分子都偏转到预定位置后，才使背光源打开对应分区关闭的背光，从而完成在图像扫描过程中对背光源的开关控制。在本实施例中公开的LCD面板和光阀的第N (N > I)区的液晶的响应速度均能满足在LCD面板开始扫描第N+2行区时旋转到位。具体的执行过程为控制当前扫描行对应的背光源在扫描当前行区和其下一行区时，由打开跳转为关闭，当其下一行扫描结束后由关闭跳转为打开。通过上述本发明实施例公开的3D显示设备控制方法，采用背光源分行区的动态控制，结合LCD面板和光阀的扫描控制，不仅有利于降低系统的能耗，提高图像的显示亮度，而且进一步实现无串扰的3D显示效果。在上述本发明实施例中详细描述的一种3D显示设备和其控制方法的基础上，本发明还公开了一种3D显示系统。该3D显示系统主要包括3D图像数据处理设备、偏光眼镜和上述实施例中所公开的3D显示设备，该3D显示设备采用上述本发明实施例公开的3D显示设备控制方法实现3D图像的处理和显示。为使该说明更加详细，根据以下实施例中3D显示设备采用不同的控制方法进行说明。如下公开一种示例如图12所示，在本发明该实施例公开的3D显示系统中主要包括3D显示设备I、电脑2和偏光眼镜3。该电脑2即属于3D图像数据处理设备，但本发明并不仅限于此，还可以为其他现有技术中可以进行3D图像数据处理的设备。该3D显示设备I为上述实施例一中公开的设备，如图3所示，主要包括背光源11、背光源控制器12、设有偏光板的IXD面板13 (具体可为TFT-IXD面板)、IXD控制器14、光阀15和光阀控制器16。在本示例中，如图4a至图4c所示，背光源11、IXD面板13和光阀15按同样方式划分为8个行区。其中，如图6a和图6b所示，光阀15上的ITO电极层1514上的图形是行分区图形，分区方式同LCD面板13—样，分为八个行区。
在本示例中，偏光眼镜3的左眼镜片L和右眼镜片R分别由一块偏光板构成。其中，左右眼镜片偏光板的透振方向正交，并且，左眼或右眼偏光板的透振方向同LCD面板的上偏光的透振方向相同。由于，扫描的过程分别采用左右眼图像交替进行，根据左右眼图像的扫描顺序，以及光阀加电(扫描)或撤电时显示的图像不同。即先开始扫描左眼图像或右眼图像都是可以的。在本示例中3D图像数据先显示左眼图像，后显示右眼图像，依次交替循环。按照本示例中将背光源、LCD面板和光阀分八个分区。当光阀加电时，IXD面板显示左眼图像，此时经过光阀透射的光的偏振态与IXD面板上的偏光板的透振方向相同，偏光眼镜左眼镜片的偏光板的透振方向也与上述方向相同，可以通过左眼镜片观看到左眼图像；当光阀不加电(撤电)时，IXD面板显示右眼图像，此时经过光阀透射的光的偏振态与LCD面板上的偏光板的透振方向正交,偏光眼镜左眼镜 片的偏光板的透振方向也与LCD面板上的偏光板透振方向正交，可通过右眼镜片观看到右眼图像。并且在本不例中，偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同IXD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。具体的工作过程如图9和图10所示，先扫描左眼图像LI，然后是，右眼图像R1，左眼图像L2，右眼图像R2依次循环进行扫描，使左右眼图像以时间为序交替循环显示。从IXD面板13的LI图像第一行区(I区)扫描开始，第一行区光阀15打开，该行区光阀一直持续到下一巾贞(Rl图像)第一行区开始扫描时关闭。当IXD面板的LI图像第一行区扫描完成后，第二行区(2区)开始扫描，第二行区光阀打开，该行区光阀一直持续到下一帧(Rl图像)第二行区开始扫描时关闭。由IXD面板从上至下依次扫描该LI图像的行区(图10中为I至8区)，并对应打开各行区的光阀，直到LI图像第八行区扫描开始，第八行区光阀打开，该行区光阀一直持续到下一帧(Rl图像)第八行区开始扫描时关闭。LI图像第八行区扫描完成后，LI图像扫描结束，可能会进入短暂的消隐期(VBI，该时间通常为一帧周期的3%左右)。消隐期结束后，以及交替顺序，LCD面板开始扫描Rl图像。当IXD面板从Rl图像第一行区开始扫描，第一行区光阀关闭，该行区光阀一直持续到下一帧(L2图像)第一行区开始扫描时打开。当IXD面板的Rl图像第一区扫描完成，第二行区开始扫描，第二行区光阀关闭，该行区光阀一直持续到下一帧(L2图像)第二行区开始扫描时打开。由IXD面板从上至下依次扫描该Rl图像的行区，并对应关闭各行区的光阀，直到Rl图像第八行区扫描开始，第八行区光阀关闭，该行区光阀一直持续到下一帧(L2图像)第八行区开始扫描时打开。Rl图像第八行区扫描完成后，Rl图像扫描结束，同样可能会进入短暂的消隐期。消隐期结束后，以及交替顺序，LCD面板开始扫描L2图像。在本发明实施例公开的系统中，光阀可以在每一巾贞图像扫描时一直处于透光状态，只是针对左眼图像和右眼图像的透射光的偏光方向不一样，通过配合偏光眼镜实现3D图像数据的显示，该偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同IXD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。通过上述本发明实施例公开的系统不仅可以提高3D图像数据的显示亮度，又可以使用轻薄无辐射耐摔的偏光眼镜，即节约了系统的成本，又提升了用户观影的舒适度和用户体验。进一步根据上述实施例3D显示设备中结合背光源完全消除左右眼串扰的方法，对该系统的工作过程进行详细说明。如下公开另一示例该系统结构与上一不例中的系统结构以及背光源11、IXD面板13和光阀15的分行区基本相同，请参见附图12。不同之处在于该系统中的光源11采用LED背光源的结构，基于在Y侧入光式的两根LED灯条，配合导光板网点排布实现分行区控制背光，实现每个行区的背光可以独立控制开关。在本示例中3D图像数据先显示左眼图像，后显示右眼图像，依次交替循环。按照本示例中将背光源11、IXD面板13和光阀15分八个分区(I至8区)。 当光阀加电时，IXD面板显示左眼图像；当光阀不加电(撤电)时，IXD面板显示右眼图像；偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同LCD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。具体的工作过程如图9和图12所示，先扫描左眼图像LI，然后是，右眼图像R1，左眼图像L2，右眼图像R2依次循环进行扫描，使左右眼图像以时间为序交替循环显示。由于，控制每个行区背光打开的具体时间，与LCD面板该区的液晶分子和光阀该区的液晶分子何时旋转到预定位置相关，在本示例中公开LCD面板和光阀的第N(N >= I)区的液晶的响应速度均能满足在LCD面板开始扫描第N+2行区时旋转到位。当IXD面板从LI图像第一行区开始扫描，第一行区光阀打开，且打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第一行区开始扫描时关闭；该第一行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第三行区时打开，直到下一帧(Rl图像)第一行区开始扫描时关闭。当IXD面板的LI图像第一行区扫描完成，LI图像第二行区开始扫描，第二行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第二行区开始扫描时关闭；第二行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第四行区时打开，直到下一帧(Rl图像)第二行区开始扫描时，关闭该第二行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第二行区扫描完成，LI图像第三行区开始扫描，第三行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第三行区开始扫描时关闭；第三行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第五行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第三行区开始扫描时，关闭该第三行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第三行区扫描完成，LI图像第四行区开始扫描，第四行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第四行区开始扫描时关闭；第四行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第六行区时打开,该打开状态一直持续到下一巾贞(Rl图像)第四行区开始扫描时，关闭该第四行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第四行区扫描完成，LI图像第五行区开始扫描，第五行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第五行区开始扫描时关闭；第五行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第七行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第五行区开始扫描时，关闭该第五行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第五行区扫描完成，LI图像第六行区开始扫描，第六行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第六行区开始扫描时关闭；第六行区对应的背光源在LCD面板开始扫描LI图像第八行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第六行区开始扫描时，关闭该第六行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第六行区扫描完成，LI图像第七行区开始扫描，第七行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第七行区开始扫描时关闭；第七行区对应的背光源在LCD面板开始扫描Rl图像第一行区时打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第七行区开始扫描时，关闭该第七行区对应的背光。当IXD面板的LI图像第七行区扫描完成，LI图像第八行区开始扫描，第八行区光阀打开，该打开状态一直持续到下一帧(Rl图像)第八行区开始扫描时关闭；第八行区对应 的背光源在LCD面板开始扫描Rl图像第二行区时打开，该打开状态一直持续到下一巾贞(Rl图像)第八行区开始扫描时，关闭该第八行区对应的背光。LI图像第八行区扫描完成，LI图像帧结束，进入消隐期，在消隐期结束后，依据交替的顺序开始扫描Rl图像帧。扫描Rl图像的过程中，背光源的控制过程一致，对于光阀的控制为对Rl图像的第n(n大于等于I)行区进行扫描，关闭该行区对应的光阀，使该关闭状态一直持续到下一帧(L2图像)第n行区开始扫描时打开。依次类推对Rl图像进行行区的扫描。按照上述过程依次交替左右眼图像进行循环扫描，配合偏光眼镜实现3D图像数据的显不，该偏光眼镜左眼镜片偏光板透振方向同IXD上偏光板透振方向，右眼镜片偏光板透振方向垂直于LCD上偏光板透振方向。通过上述方法在LCD面板和光阀对每个行区进行扫描时，控制该区背光为关闭状态，直到该区LCD面板和光阀液晶分子都偏转到预定位置，再打开该区背光。本发明实施例公开的系统通过该种方式，能够进一步的彻底消除左右眼图像的串扰。综上所述基于上述本发明实施例公开的3D显示设备、控制方法及3D显示系统，能够实现在提供图像显示亮度的目的，并配套使用成本较低的偏光眼镜，而且偏光眼镜具有节能、环保、轻便、耐摔等快门眼镜所不能比拟的等性，进一步使系统使用成本降低，还提升了用户的观影舒适度和观影体验。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种3D显示设备的控制方法，其特征在于，包括 接收显卡输出的3D图像数据信号，进行缩放和频率转换后输出频率一致的左右眼图像； 由液晶面板和光阀对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描； 控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在接收显卡输出的3D图像数据信号之前，包括 按照同样的方式分别对光阀、具有上偏光板的液晶面板和背光源划分对应的横向行区； 所述扫描行区分别于背光源、光阀和具有上偏光板的液晶面板划分的横向行区对应。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括 当先扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态； 后扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。
4.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转，具体包括 当先扫描右眼图像时，控制对应右眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态； 后扫描左眼图像时，控制对应左眼图像的当前扫描行区的光阀由打开状态跳转为关闭状态，或由打开跳转为关闭状态。
5.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转过程中，还包括 当所述当前扫描行区对应的液晶面板和光阀的液晶分子进行旋转时，控制所述当前扫描行区对应的背光源由打开跳转为关闭，当所述旋转到达预定位置时控制该背光源由关闭跳转为打开。
6.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述液晶面板和光阀，对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描时 所述液晶面板对对应左右眼图像的行区按照像素行进行扫描时，对每一个像素行的所有点同时加电压； 所述光阀对对应左右眼图像的按行区进行扫描时，对每个行区内的所有点上下玻璃基板同时加电压。
7.—种3D显示设备，具有背光源、液晶面板和光阀，其特征在于，还包括 背光源控制器，用于在液晶面板和光阀进行扫描的过程中，控制对应行区的背光源打开或关闭； 液晶面板控制器，用于接收显卡输出的图像数据信号，并进行缩放和频率转换后输出至所述液晶面板； 光阀控制器，用于在所述液晶面板对每个行区进行扫描时，控制对应行区的所述光阀打开或关闭。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述液晶面板设有上偏光板； 所述背光源、光阀和设有上偏光板的液晶面板按照同样方式划分为对应的N个横向行区，所述N的取值大于等于I。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述背光源控制器，用于当所述液晶面板和光阀对每个行区进行扫描时，控制对应行区的背光源关闭；当所述液晶面板和光阀的液晶分子偏转至预定位置后，控制所述对应行区的背光源打开。
10.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述背光源为直下式背光源或侧光式背光源。
11.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述光阀包括 中间夹有液晶的两块氧化铟锡导电膜玻璃，所述两块氧化铟锡导电膜玻璃包括上下玻璃基板，位于所述上下玻璃基板之间的二氧化硅层、氧化铟锡电极层和配向层。
12.—种3D显示系统，具有3D图像数据处理设备和偏光眼镜，其特征在于，还包括权利要求7所述的3D显示设备， 所述3D显示设备采用权利要求I所述的控制方法进行3D图像处理和显示。
全文摘要
本发明公开了一种3D显示设备、控制方法和3D显示系统，其方法为采用同样方式对背光源、液晶面板和光阀划分行区；接收显卡输出的3D图像数据信号，进行缩放和频率转换后输出频率一致的左右眼图像；依次由液晶面板和光阀，对确定输出顺序的左眼图像和右眼图像按行区进行交替扫描；控制对应当前扫描行区的光阀进行打开或关闭状态的跳转。通过本发明公开的设备、系统和控制方法，能够实现提高图像显示亮度的目的，并配套使用成本较低、环保、轻便、耐摔的偏光眼镜，进一步使系统使用成本降低，还提升了用户的观影舒适度和观影体验。
文档编号G09G3/34GK102769762SQ20111011461
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者徐丽华, 徐伟, 王徐鹏, 蒋顺, 邢亮 申请人:上海中航光电子有限公司
最新回复(0)