专利名称：分时型自动立体显示装置及驱动该显示装置的方法
技术领域：
与本发明一致的装置及方法涉及一种分时型自动立体显示装置及驱动该显示装置的方法，并且更具体地涉及一种使用诸如液晶显示器(LCD)的保持型显示器的分时型自动立体显示装置及驱动该显示装置的方法。
背景技术：
分时型自动立体显示装置是这样的自动立体显示装置，其以非常快的时间期(time period)在整个屏幕上交替地显示用于左眼的图像和用于右眼的图像，并且同时与用于左眼的图像和用于右眼的图像的显示期同步地给左眼和右眼提供分离的图像。例如，在液晶快门眼镜(shutter glasses)分时型自动立体显示装置中，当显示左眼图像时，液晶快门眼镜的左眼单元透射光，并且液晶快门眼镜的右眼单元阻挡光。另外，当显示右眼图像时，液晶快门眼镜的右眼单元透射光，并且其左眼单元阻挡光。然而，液晶快门眼镜分时型自动立体显示装置要求用于使液晶快门眼镜与显示器同步的复杂设备以及用于驱动该设备的电路，并且具有成本非常高的缺点。
美国专利第3858001号公开了一种相关技术的分时型立体显示系统，其具有如下机械结构，其中，线偏振板(plate)12以90度在阴极射线管(CRT)显示器11的整个表面上往复地(reciprocally)旋转，如图1所示。在图1所示的立体显示系统的情况下，使线偏振板12往复地旋转，使得当显示用于左眼(LE)的图像时改变线偏振板12的角度，并且当显示用于右眼(RE)的图像时再次改变线偏振板12的角度。其后，偏振眼镜的两个偏振板13a和13b分别将用于左眼的图像和用于右眼的图像彼此分离。
另外，美国专利第4719507号公开了另一相关技术的分时型立体图像显示系统，其具有电光结构，其中，线偏振板14被固定在CRT显示器11的整个表面上，并且偏振转换器(switch)15被布置在线偏振板14的整个表面上，如图2所示。偏振转换器15特征在于依据所施加的电压改变入射光的偏振方向。因此，在图2的相关技术的立体图像显示系统的情况下，调节施加到偏振转换器15的电压，使得当显示用于左眼的图像时，偏振转换器15将入射光的偏振方向改变到一个方向。然后，当显示用于右眼的图像时，偏振转换器15将入射光的偏振方向改变到另一方向。其后，偏振眼镜的两个偏振板13a和13b分别将用于左眼(LE)的图像和用于右眼(RE)的图像彼此分离。
然而，在相关技术中存在问题，即，在上述技术中出现串扰(cross-talk)。如图3所示，显示系统从屏幕上方到下方依序扫描一帧的图像，并且当在屏幕的下部显示前一帧的图像时，允许在屏幕的上部显示下一帧的图像。例如，当完整地扫描一帧的时间期是T时，在时刻0在整个表面上显示用于右眼的图像，并且在时刻T在整个屏幕上显示用于左眼的图像。然而，由于在时刻0和时刻T之间用于右眼的图像连续地改变为用于左眼的图像，所以在屏幕的上部显示用于左眼的图像，并在屏幕的下部显示用于右眼的图像。结果，存在用于左眼的图像和用于右眼的图像共享屏幕的时刻。因此，如图1和图2所示，如果对于整个显示屏幕上的图像改变偏振方向，则出现串扰，其中，如果用于右眼的图像和用于左眼的图像没有互相完全分离而是互相混合，则出现用于右眼的图像和用于左眼的图像。
为了解决该问题，国际公布第WO 98/44746号提出使用分割型(dividedtype)偏振转换器。该分割型偏振转换器是具有沿纵向分割的多个区段(segment)的偏振转换器，并且与对应于每个区段的CRT的图像扫描时间同步地将电压信号施加到每个区段。传统地，将电压信号施加到一个区段的时间比与该区段相对应的CRT的图像扫描时间要快，这是因为在偏振转换器达到正常状态之前需要短过渡期。
图4是图示用于驱动使用CRT的相关技术的分时型立体图像显示装置的5分(5-divided)偏振转换器的方法的时序图。例如，假设偏振转换器的每个区段改变入射光的偏振方向，使得当所施加的电压为高时所发射的光的偏振方向可以与偏振眼镜的用于左眼的偏振板相同，并且使得当所施加的电压为低时所发射的光的偏振方向可以与偏振眼镜的用于右眼的偏振板相同。另外，在图4中，T表示刷新屏幕的时间期，B表示直到开始扫描屏幕为止所需要的消隐时间(blank time)，P表示CRT的荧光粉发射光的瞬间(instant)。在使用CRT作为显示器的相关技术的情况下，将偏振转换设置为比开始扫描图像的时刻早时间D开始。这是因为当偏振转换器被激活时需要花费时间来进行过渡。在荧光粉利用脉冲方式瞬时地发射光的CRT的情况下，如图4所示，用于驱动偏振转换器的每个区段的时间与对应于该区段的CRT的用于左眼或右眼的图像显示时间P一致。因此，不出现串扰。
上述相关领域技术涉及使用具有足够高刷新速率的CRT作为显示装置的情况。然而，由于近来已经开发了具有非常高刷新速率的LCD板，所以可以使用LCD替代CRT作为分时型立体图像显示装置的显示板。然而，与瞬时地发射光的CRT不同，作为保持型显示板来驱动LCD，在所述保持型显示板中，当LCD接通时像素被保持在发光状态。此外，LCD的响应速度比CRT的响应速度慢。因此，当使用LCD作为利用上述相关领域技术的显示装置时，不可能降低串扰的影响。
发明内容
本发明提供一种使用诸如液晶显示器(LCD)的保持型显示器的分时型自动立体图像显示装置以及驱动该显示装置的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种分时型自动立体图像显示装置，包括保持型显示板；分割型偏振转换器，其被布置在显示板的前表面，并且被分割成要独立驱动以改变入射光的偏振方向的N个区段；以及控制单元，其控制分割型偏振转换器，使得与对应于每个区段的保持型显示板的图像扫描时间同步地驱动这N个区段中的每一个，其中，控制单元控制分割型偏振转换器，使得相对于在将垂直同步信号施加到保持型显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到分割型偏振转换器的N个区段的起始区段的时刻。
当用D来表示施加到分割型偏振转换器的起始区段的驱动信号的延迟时间并且用S来表示分割型偏振转换器的两个相邻区段之间的驱动时间间隔时，可以满足关系D＝0.8*S毫秒。
当用T表示显示板的一帧的时间期并且用B表示在将垂直同步信号施加到显示板之后直到开始扫描图像为止所需要的消隐时间时，可以满足关系S＝(T-B)/N。
控制单元可以包括延迟单元，其将分割型偏振转换器的转换时间调节0到T。
例如，保持型显示板可以是液晶显示器(LCD)。
可替换地，保持型显示板可以是等离子显示板(PDP)、有机发光设备(OLED)、或场发射设备(FED)，线偏振板可以被布置在保持型显示板和分割型偏振转换器之间。
所述自动立体图像显示装置可以是偏振眼镜类型。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于驱动分时型自动立体图像显示装置的方法，该方法包括控制分时型自动立体图像显示装置，使得相对于在将垂直同步信号施加到分时型自动立体图像显示装置的显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到偏振转换器的起始区段的时刻。
根据本发明的另一方面，提供了一种自动立体图像显示装置，包括背光单元；偏振板，其允许从背光单元发射的光只具有某个偏振方向；偏振转换器，其根据控制信号改变入射光的偏振方向；双折射元件阵列，其中交替布置第一和第二双折射元件，第一和第二双折射元件改变入射到第一和第二双折射元件的光的偏振方向，使得透过第一和第二双折射元件的光的偏振方向彼此垂直；双凸透镜片，其将入射光分离成左眼区域和右眼区域，并且发射入射光；以及液晶显示板，在其上显示图像，其中，偏振转换器被分割成与液晶显示板的图像扫描时间同步地依序转换的N个区段，并且相对于在将垂直同步信号施加到液晶显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到分割型偏振转换器的N个区段的起始区段的时刻。
通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的上述和其它方面将变得更加清楚，在附图中图1和图2分别图示使用阴极射线管(CRT)的相关技术的分时型立体图像显示系统；图3图示在显示装置中扫描用于左眼或右眼的图像的操作；图4是图示用于驱动使用CRT的相关技术的分时型立体图像显示系统中的分割型偏振转换器的方法的时序图；图5是图示将用于驱动图4所示的分割型偏振转换器的方法应用于使用LCD的分时型自动立体图像显示装置的情况的时序图；图6图示根据本发明示范性实施例的使用LCD的眼镜分时型自动立体图像显示装置；图7和图8分别是图示用于驱动图6所示的使用LCD的分时型自动立体图像显示装置中的分割型偏振转换器的方法的时序图；图9图示当使用图7和图8所示的用于驱动分割型偏振转换器的方法时使分割型偏振转换器的转换操作与LCD板的图像扫描操作同步的情况；图10A和图10B分别是图示当将图4所示的用于驱动分割型偏振转换器的方法应用于使用LCD的分时型自动立体图像显示装置时出现的串扰的曲线图；图11A和图11B分别是图示当将图7和图8所示的用于驱动分割型偏振转换器的方法应用于使用LCD的分时型自动立体图像显示装置时出现的串扰的曲线图；图12是图示根据本发明另一示范性实施例的使用LCD的非眼镜分时型自动立体图像显示装置的结构的横截面图；以及图13是图示图12所示的非眼镜分时型自动立体图像显示装置的操作的透视图。
具体实施例方式
图6示意性地图示了根据本发明示范性实施例的使用保持型显示板的分时型自动立体图像显示装置。参考图6，根据本发明示范性实施例的分时型自动立体图像显示装置包括保持型显示板21、线偏振板22、分割型偏振转换器23、以及控制单元24。
如先前所述，保持型显示板21在其被接通时保持发光状态。例如，液晶显示器(LCD)是保持型显示板21的代表。除了LCD之外，可以使用等离子显示板(PDP)、有机发光设备(OLED)、场发射设备(FED)等作为保持型显示板。
线偏振板22只透射在从保持型显示板21发射的光中沿某个偏振方向的光，使得入射到偏振转换器23上的光具有相同的偏振方向。可以预先确定所述某个偏振方向。然而，当使用LCD作为保持型显示板21时，由于已经将线偏振板附加到LCD的整个表面，所以不需要额外的线偏振板22。在诸如PDP、OLED或FED的以非偏振状态发射光的保持型显示板时使用线偏振板22。
偏振转换器23响应电驱动信号而将入射光的方向改变到某个方向。可以预先确定所述某个方向。偏振转换器23是具有沿纵向分割的多个水平区段的分割型偏振转换器。每个分割的区段可被独立驱动。如先前所述，显示板21从屏幕的上方到下方，即从顶部到底部，依序扫描一帧的图像，并且当在屏幕的下部显示前一帧的图像时，在屏幕的上部显示下一帧的图像。因此，由控制器24控制分割型偏振转换器23的每个区段，使得可以与对应于每个区段的显示板21的图像扫描时间同步地驱动每个区段。
例如，当在显示板21上显示用于左眼的图像时，控制偏振转换器23的相应区段，从而可以使所发射的光的偏振方向指向-45°的角度。当在显示板21上显示下一帧的用于右眼的图像时，控制偏振转换器的相应区段，从而可以使所发射的光的偏振方向指向+45°的角度。然后，具有朝向-45°的角度的偏振方向的用于左眼的图像被透射到偏振眼镜25的用于左眼的偏振板上，并且具有朝向+45°的角度的偏振方向的用于右眼的图像被透射到偏振眼镜25的用于右眼的偏振板上。因此，观察者可以观看自动立体立体图像。
在这种情况下，为了防止串扰，控制单元24控制偏振转换器23，使得偏振转换器23的偏振转换操作在相对于在显示板21上开始扫描图像的时刻而被延迟了一时间量的时候开始。所述时间量可以预先确定。如先前所述，在使用CRT作为显示板的相关领域技术中，将偏振转换设置为比开始扫描图像的时刻更早地开始。然而，当不加改变地使用相关技术驱动方法时，显示板21和偏振转换器23没有被彼此精确地同步，如图5所示。结果，用于左眼的图像L的一部分具有用于右眼的图像R的偏振状态，或者用于右眼的图像R的一部分具有用于左眼的图像L的偏振状态。因此，出现严重的串扰，其中用于左眼的图像L和用于右眼的图像R被混合在通过偏振眼镜25的图像中。串扰的起因在于与瞬时地发射光的脉冲型CRT不同，当保持型显示板被接通时，像素保持处于发光状态，并且其响应速度也比CRT要慢。为了解决该问题，本发明的示范性实施例允许比在显示板上开始扫描图像的时刻更晚地开始的偏振转换器23的转换操作。
图7和图8是图示根据本发明示范性实施例的用于驱动分割型偏振转换器23的方法的时序图。图7图示了使用准静态(quasi-static)驱动信号作为要施加到偏振转换器23的驱动信号的情况，图8图示了使用载波驱动信号作为要施加到偏振转换器23的驱动信号的情况。在图7和图8中，例如，将分割型偏振转换器23分割成5个区段S1到S5。然而，可以想到其它数目的区段。另外，例如，偏振转换器23改变入射光的偏振方向，使得当驱动信号的绝对值高时，所发射的光的偏振方向可以与偏振眼镜25的用于左眼的偏振板一致；并且当驱动信号的绝对值低时，所发射的光的偏振方向可以与偏振眼镜25的用于右眼的偏振板一致。在图7和图8中，T表示显示板21的一帧的时间期，B表示在将垂直同步信号施加到显示板21之后直到开始扫描图像为止出现的消隐时间。
根据本发明的示范性实施例，如图7和图8所示，与在将垂直同步信号施加到显示板之后直到开始扫描图像为止出现的消隐时间B相比，驱动信号被施加到分割型偏振转换器23的起始区段S1的时刻被延迟了时间D(毫秒)。此后，如图7和图8所示，在当前区段中，将驱动信号施加到分割型偏振转换器23的下一区段的时刻延迟时间S，使得将驱动信号施加到分割型偏振转换器23的下一区段。当偏振转换器23的区段数目是N时，使用下面的公式1得到S。根据本发明的示范性实施例，控制单元24可以包括延迟单元(未示出)，其将偏振转换器23的转换时间调节0到T，使得可以适当地调节延迟时间D和S。
S＝(T-B)/N …(1)如果偏振转换器23的转换延迟时间是最佳的，如图9所示，则分割型偏振转换器23的每个区段被驱动的时刻与对应于每个区段而在分时型显示板21上扫描图像的时刻几乎一致。因此，出现非常小的串扰。表1示出了根据偏振转换器23的操作时间的变化的串扰的改变量的仿真结果，以便确定最佳的延迟时间D。这里，假设将偏振转换器23分割成5个区段，消隐时间B是0毫秒。串扰量被定义为当将用于左眼的图像显示为全白图像并且将用于右眼的图像显示为全黑图像时，白色图像的浓度(intensity)和与用于左眼的图像混合的黑色图像的浓度的比率。如表1所示，与LCD的刷新速率(FR)无关，当时间D的值为0.8*S毫秒时，串扰最小。另外，当时间D的值是负整数时(即，当偏振转换器23比消隐时间B更早地开始操作时)出现的串扰量比时间D的值是正整数时出现的串扰量大的多。然而，当时间D的值过分增大时，串扰量再次增大。
表1
图10A到图11B是图示表1中的仿真结果的曲线图。在图10A中，当LCD的再现速度是75Hz且D的值是-0.8*S毫秒(即，-0.8*2.66毫秒＝-2.13毫秒)时，按照时间将偏振转换器的每个区段中的偏振转换操作与对应于每个区段的LCD的图像扫描操作相比较。如图10A所示，当时间D的值是-0.8*S毫秒时，偏振转换和LCD不是彼此精确地同步。另外，图10B图示了在与图10A的条件相同的条件下，在一帧期间从白色信道(channel)检测的按照时间的白色图像W和黑色图像B的值的变化。如图10B所示，从白色信道检测到大量不希望有的黑色图像B。根据表1，这种情况下的串扰量是5 1％。
在图11A中，当LCD的再现速度是75Hz且D的值是0.8*S毫秒(即，0.8*2.66毫秒＝2.13毫秒)时，按照时间将偏振转换器的每个区段的偏振转换操作与对应于每个区段的LCD的图像扫描操作相比较。如图11A所示，当时间D的值是0.8*S毫秒时，偏振转换器和LCD彼此精确地同步。另外，图11B图示了在与图11A的条件相同的条件下，在一帧期间从白色信道检测的按照时间的白色图像W和黑色图像B的值的变化。如图11B所示，从白色信道检测到了少量的不希望有的黑色图像B。根据表1，这种情况下的串扰量是6.6％。
上面已经描述了分时型自动立体图像显示装置是偏振眼镜类型的情况。然而，本发明的发明构思可以应用于不使用偏振眼镜的非眼镜型分时型自动立体图像显示装置。
图12是图示根据本发明另一示范性实施例的使用LCD的非眼镜分时型自动立体图像显示装置的结构的横截面图。参考图12，分时型自动立体图像显示装置30包括背光单元31；偏振板32，其只透射在从背光单元31发射的光中沿某个偏振方向的光，所述某个偏振方向可以是预先确定的；偏振转换器33，其根据控制信号改变入射光的偏振方向；双折射元件阵列34，在其中交替布置分别用于改变入射光的偏振方向的第一和第二双折射元件34a和34b；双凸透镜片35，其将入射光分离为左眼区域和右眼区域，并发射入射光；以及液晶显示板37，在其上显示图像。另外，液晶显示板37包括分别布置在其入射侧和发射侧的偏振表面38a和38b。
与在前一示范性实施例中相同，将偏振转换器33分割成多个水平区段，所述水平区段与液晶显示板37的图像扫描时间同步，并且被依序转换。另外，根据这个当前的示范性实施例，除了偏振转换器33之外，还可以将背光单元31分割成可被独立转换的多个水平区段。在这种情况下，控制偏振转换器33和背光单元31的相应区段同时被转换。
同时，根据当前示范性实施例，分割型偏振转换器33的每个区段可以在第一状态到第三状态之间转换，在所述状态中，用于透过每个区段的光的偏振方向被依序改变45°。例如，偏振转换器33可以具有不改变入射光的偏振方向的第一状态、将入射光的偏振方向改变45°的第二状态、以及将入射光的偏振方向改变90°的第三状态。偏振转换器33包括根据所施加的电压而具有三个各向异性状态的电可控元件。例如，电可控液晶延迟器可以用作偏振转换器33。当偏振转换器33是液晶延迟器时，例如，偏振转换器33在第一状态中不延迟入射光，在第二状态中将第二状态中的入射光相位延迟1/4波长(λ/4)，并且在第三状态中将入射光相位延迟1/2波长(λ/2)。
另外，如图12所示，当沿水平方向交替布置第一和第二双折射元件34a和34b时形成双折射元件阵列34。第一和第二双折射元件34a和34b分别在自动立体图像显示装置30的纵向上被形成得较长，并且在水平方向上交替排列。根据本发明的示范性实施例，双折射元件阵列34改变入射光的偏振方向，使得各自透过第一和第二双折射元件34a和34b的光的偏振方向可彼此垂直。
例如，第一和第二双折射元件34a和34b可分别包括具有沿某个方向的偏振面的偏振器。所述某个方向可以预先确定。在这种情况下，第一双折射元件34a的偏振器的偏振面与第二双折射元件34b的偏振器的偏振面垂直。另外，第一和第二双折射元件34a和34b还可以分别包括用于将入射光延迟某个相位的延迟器。所述某个相位可以预先确定。在这种情况下，在第一双折射元件34a的延迟器和第二双折射元件34b的延迟器之间的相位延迟差是λ/2。例如，第一双折射元件34a可以不延迟相位，而第二双折射元件34b可以将相位延迟λ/2，或者，第一双折射元件34a可以将相位延迟-λ/4，而第二双折射元件34b可以将相位延迟+λ/4。另外，第一和第二双折射元件34a和34b还可以包括用于将入射光旋转某个角度的旋转器。所述某个角度可以预先确定。在这种情况下，在第一双折射元件34a的旋转器和第二双折射元件34b的旋转器之间的旋转角度差是90°。例如，第一双折射元件34a可以不旋转入射光，而第二双折射元件34b可以以90°的角度旋转入射光，或者，第一双折射元件34a可以以-45°的角度旋转入射光，而第二双折射元件34b可以以+45°的角度旋转入射光。
因此，根据偏振转换器33的状态，透过偏振转换器33和双折射元件阵列34的光可以具有以下偏振方向之一，即(1)透过第一双折射元件34a的光与液晶显示板37的入射侧偏振面38a垂直并且透过第二双折射元件34b的光与液晶显示板37的入射侧偏振面38a平行的偏振方向，(2)透过第一双折射元件34a的光与液晶显示板37的入射侧偏振面38a平行并且透过第二双折射元件34b的光与液晶显示板37的入射侧偏振面38a垂直的偏振方向，或者(3)透过第一和第二双折射元件34a和34b的光是相对于液晶显示板37的入射侧偏振面38a倾斜45°的圆偏振光或线偏振光的偏振方向。
同时，当沿水平方向排列多个双凸透镜元件时，形成双凸透镜片35。因此，在要平行于双折射元件阵列34的第一和第二双折射元件34a和34b的自动立体图像显示装置30的纵向上，将每个双凸透镜元件形成得较长。双凸透镜片35将入射光分离成左眼区域和右眼区域，并发射入射光。即，根据入射位置，透过双凸透镜片35的光分别被分离成左眼区域和右眼区域，并且分别被成像在左眼区域和右眼区域中。例如，分别地，从第一双折射元件34a发射的光可以通过双凸透镜片35而被引导到左眼区域，并且从第二双折射元件34b发射的光可以通过双凸透镜片35而被引导到右眼区域。
如众所周知的那样，根据可视距离的左眼区域和右眼区域之间的间隔可以是大约65mm。为此，双凸透镜片35的双凸透镜元件之间的间距可以与双折射元件阵列34的第一和第二双折射元件34a和34b的对之间的间距相同，或者有利地可以稍微小于双折射元件阵列34的第一和第二双折射元件34a和34b的对之间的间距。另外，双凸透镜片35和双折射元件阵列34之间的距离可以与双凸透镜元件的焦距相同，或者有利地可以稍微大于双凸透镜元件的焦距。如图12所示，为了固定双凸透镜片35和双折射元件阵列34之间的位置，可以在双凸透镜片35和双折射元件阵列34之间布置透明基板36。
现在将参考图13来详细描述图12所示的自动立体图像显示装置30的操作。在下文中，仅为了说明方便，假设偏振板32具有水平偏振方向，液晶显示板37的入射侧偏振表面38a具有垂直偏振方向。另外，还假设分割型偏振转换器33的每个区段具有不改变入射光的偏振方向的第一状态、将入射光的偏振方向改变45°的第二状态、以及将入射光的偏振方向改变90°的第三状态。另外，还假设第一双折射元件34a是不执行相位延迟的延迟器，第二双折射元件34b是将相位延迟半波长(λ/2)的延迟器。
首先，液晶显示板37开始显示用于左眼或右眼的图像。然后，与液晶显示板37的图像扫描时间同步地转换偏振转换器33和背光单元31的每个区段。此时，为了防止串扰，控制偏振转换器33的每个区段，使得与在对应于所述区段的液晶显示板37上开始扫描图像的时刻相比，将偏振转换器33的偏振转换操作延迟一时间量。如先前所述，当D表示延迟时间并且S表示相邻区段之间的时间间隔时，最佳延迟时间是0.8*S毫秒。
同时，转换偏振转换器33的每个区段，使得根据对应于该段的液晶显示板37上显示的图像是用于左眼的还是用于右眼的来改变偏振状态。例如，当偏振转换器33的一个区段处于第一状态下时，透过偏振板32并且入射到该区段上的光的偏振方向不改变。因此，透过该区段的光具有水平偏振方向。此后，光分别透过第一和第二双折射元件34a和34b。此时，透过第一双折射元件34a的光具有未经改变的水平偏振方向，但是透过第二双折射元件34b的光的偏振方向被改变90°并且具有垂直偏振方向。以这种方式透过第一和第二双折射元件34a和34b的光被双凸透镜片35分别分离成左眼区域和右眼区域，并且分别被引导到左眼区域和右眼区域。此后，透过第一双折射元件34a的光具有与液晶显示板37的入射侧偏振面38a垂直的偏振，因此被阻挡。透过第二双折射元件34b的光与液晶显示板37的入射侧偏振面38a平行，因此可以通过液晶显示板37并且可以被成像在右眼区域R中。因此，如果对应于第一状态中的偏振转换器33的每个区段的液晶显示板37显示用于右眼的图像，则用户通过他/她自己的右眼而只感知到用于右眼的图像。
另外，当偏振转换器33的一个区段处于第三状态下时，透过该区段的光的偏振方向被改变90°。因此，透过该区段的光具有垂直偏振方向。此后，所述光分别透过第一和第二双折射元件34a和34b。此时，透过第一双折射元件34a的光具有未经改变的垂直偏振方向，但是透过第二双折射元件34b的光的偏振方向再次被改变90°并且具有水平偏振方向。此后，光被双凸透镜片35分别分离成左眼区域和右眼区域，并且分别被引导到左眼区域和右眼区域。此时，透过第二双折射元件34b的光具有与液晶显示板37的入射侧偏振面38a垂直的偏振，因此被阻挡。另一方面，透过第一双折射元件34a的光与液晶显示板37的入射侧偏振面38a平行，因此可以通过液晶显示板37并且可以被成像在左眼区域L中。因此，如果对应于第三状态中的偏振转换器33的每个区段的液晶显示板37显示用于左眼的图像，则用户通过他/她自己的左眼而只感知到用于左眼的图像。
根据该原理，如果与在其上显示用于右眼的图像的液晶显示板37的像素部分相对应的偏振转换器33的区段被转换到第一状态，并且与在其上显示用于左眼的图像的液晶显示板37的像素部分相对应的偏振转换器33的区段被转换到第三状态，则用户可以观看自动立体图像。在这种情况下，如先前所述，为了防止串扰，控制偏振转换器33的每个区段，使得偏振转换器33的偏振转换操作在相对于在与该区段相对应的液晶显示板37上开始扫描图像的时刻被延迟了一时间量的时候开始。所述时间量可以预先确定。
同时，当偏振转换器33处于第二状态下时，透过偏振板32且入射到偏振转换器33上的光的偏振方向被改变45°。因此，透过偏振转换器33的光具有指向45°角度的偏振方向。此后，光分别透过第一和第二双折射元件34a和34b。此时，透过第一双折射元件34a的光具有未经改变的指向45°角度的偏振方向，而透过第二双折射元件34b的光的偏振被改变90°并且具有指向135°角度的偏振方向。结果，透过第一和第二双折射元件34a和34b的光通过液晶显示板37，并且被成像在左眼区域和右眼区域中。因此，如果液晶显示板37显示二维(2D)图像，则用户可以通过他/她自己的左眼和右眼观看到2D图像。根据当前示范性实施例，当显示图像时不会担心串扰。因此，即使将偏振转换器33的所有区段同时保持在第二状态中，也没有问题。
如上所述，根据本发明的示范性实施例，可以提供一种分时型自动立体图像显示装置，其中即使当使用诸如LCD的保持型显示器时也很少出现串扰。
尽管已经参考本发明的示范性实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该懂得在不偏离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种形式和细节上的改变。
权利要求
1.一种分时型自动立体图像显示装置，包括保持型显示板；分割型偏振转换器，其被布置在所述显示板的前表面上，并且被分割成要被独立驱动以改变入射光的偏振方向的N个区段；以及控制单元，其控制所述分割型偏振转换器，使得与对应于每个区段的所述保持型显示板的图像扫描时间同步地驱动N个区段中的每个区段，其中，该控制单元控制所述分割型偏振转换器，使得相对于在将垂直同步信号施加到所述保持型显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到所述分割型偏振转换器的N个区段的起始区段的时刻。
2.如权利要求1所述的装置，其中，满足关系D＝0.8*S毫秒，其中D表示施加到所述初始区段的驱动信号的延迟时间，S表示N个区段的两个相邻区段之间的驱动时间间隔。
3.如权利要求2所述的装置，其中，满足关系S＝(T-B)/N，其中T表示所述保持型显示板的一帧的时间期，B表示将垂直同步信号施加到所述显示板之后直到开始扫描图像为止的消隐时间。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述控制单元包括延迟单元，其将所述分割型偏振转换器的转换时间调节0到T。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述保持型显示板是液晶显示器LCD。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述保持型显示板是等离子显示板PDP、有机发光设备OLED、或场发射设备FED，并且将线偏振板布置在所述保持型显示板和所述分割型偏振转换器之间。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述分时型自动立体图像显示装置是偏振眼镜类型。
8.一种用于驱动分时型自动立体图像显示装置的方法，该方法包括控制所述分时型自动立体图像显示装置，使得相对于在将垂直同步信号施加到分时型自动立体图像显示装置的显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到偏振转换器的初始区段的时刻。
9.如权利要求8所述的方法，其中，满足关系D＝0.8*S毫秒，其中D表示施加到所述初始区段的驱动信号的延迟时间，S表示所述偏振转换器的两个相邻区段之间的驱动时间间隔。
10.如权利要求9所述的方法，其中，满足关系S＝(T-B)/N，其中T表示一帧的时间期，B表示在将垂直同步信号施加到所述显示板之后直到开始扫描图像为止的消隐时间。
11.如权利要求8所述的方法，其中，所述显示板是液晶显示器LCD。
12.一种自动立体图像显示装置，包括背光单元；偏振板，其允许从背光单元发射的光只具有某个偏振方向；偏振转换器，其根据控制信号改变入射光的偏振方向；双折射元件阵列，其中交替地布置第一和第二双折射元件，所述第一和第二双折射元件改变入射到所述第一和第二双折射元件的光的偏振方向，使得透过所述第一和第二双折射元件的光的偏振方向彼此垂直；双凸透镜片，其将入射光分离成左眼区域和右眼区域，并发射所述入射光；以及液晶显示板，在其上显示图像，其中，所述偏振转换器被分割成与液晶显示板的图像扫描时间同步地依序转换的N个区段，并且相对于在将垂直同步信号施加到所述液晶显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到所述偏振转换器的N个区段的起始区段的时刻。
13.如权利要求12所述的装置，其中，满足D＝0.8*S毫秒，其中D表示施加到所述初始区段的驱动信号的延迟时间，S表示所述偏振转换器的两个相邻区段之间的驱动时间间隔。
14.如权利要求13所述的装置，其中，满足关系S＝(T-B)/N，其中T表示一帧的时间期，B表示在将垂直同步信号施加到所述液晶显示板之后直到开始扫描图像为止的消隐时间。
15.如权利要求12所述的装置，其中，所述偏振转换器的N个区段的每个区段在第一状态到第三状态中转换，在所述状态中，透射光的偏振方向彼此不同。
16.如权利要求15所述的装置，其中，在第一状态中，不改变入射光的偏振方向，在第二状态中，将入射光的偏振方向改变45°，以及在第三状态中，将入射光的偏振方向改变90°。
17.如权利要求12所述的装置，其中，通过沿着水平方向交替排列所述第一和第二垂直的双折射元件来形成所述双折射元件阵列。
18.如权利要求17所述的装置，其中，通过沿着水平方向交替排列平行于所述双折射元件阵列的第一和第二双折射元件的多个垂直的双凸透镜元件，来形成所述双凸透镜片。
19.如权利要求12所述的装置，其中，所述背光单元被分割成与所述液晶显示板的图像扫描时间同步地依序转换的N个区段。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述背光单元的N个区段和所述偏振转换器的N个区段的相应区段被同时转换。
全文摘要
提供了一种分时型自动立体显示装置及驱动该显示装置的方法。该显示装置包括保持型显示板；分割型偏振转换器；以及控制单元，其控制分割型偏振转换器，使得与对应于每个区段的显示板的图像扫描时间同步地驱动分割型偏振转换器的N个区段中的每个区段，并且控制分割型偏振转换器，使得相对于在将垂直同步信号施加到保持型显示板之后开始扫描图像的时刻，延迟将驱动信号施加到起始区段的时刻。该方法包括控制显示装置，使得相对于开始扫描图像的时刻延迟将驱动信号施加到起始区段的时刻。
文档编号G09G3/00GK101052134SQ200710091619
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月3日 优先权日2006年4月3日
发明者丁晟用, 瑟奇·谢斯塔克, 金大式 申请人:三星电子株式会社