专利名称：一种3d显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种3D显示装置及其驱动方法。
背景技术：
随着科技的发展，三维(3D)立体显示，尤其是裸眼三维立体显示技术已成为显示领域的必然趋势之一。而目前主流的裸眼3D技术主要分为两种视差挡板式和透镜光栅式。视差挡板式和透镜光栅式的原理很相近，以透镜光栅式为例，其原理示意图如图1所示，利用透镜光栅在显示面板的前面形成若干视区，使显示面板上不同亚像素单元发出的光射落在不同的视场内，观看者的双眼落在不同视场内产生3D感觉。在上述结构的3D显示中，在同一时刻，观看者的一只眼睛只能看到显示面板中一半亚像素单元显示的图像，那么在3D显示模式的分辨率就仅是2D显示模式的一半。为了保证3D显示模式的分辨率，可以采取如下方式在第一帧画面，如图2a所示，使显示面板的奇数列亚像素单元显示左眼用图像的内容，偶数列亚像素单元显示右眼用图像的内容，通过视差挡板的遮光条纹和透光条纹，或透镜光栅的透镜单元，使观看者的左眼仅能看到左眼用图像，右眼仅能看到右眼用图像，即左眼看到奇数列亚像素单元，右眼看到偶数列亚像素单元。在第二帧画面，如图2b所示，使显示面板的奇数列亚像素单元显示右眼用图像的内容，偶数列亚像素单元显示左眼用图像的内容，然后改变视差挡板上遮光条纹和透光条纹的位置，或者改变透镜光栅上透镜单元的位置，使观看者的左眼仅能看到左眼用图像，右眼仅能看到右眼用图像，即偶数列亚像素单元发出的光线射入到观看者的右眼，奇数列亚像素单元发出的光射入到观看者左眼。这样，只要两帧间隔足够短，由于人眼的刺激滞留效应，观看者单眼就会近似同时得到来自奇数列亚像素单元和偶数列亚像素单元的刺激，观看者单眼的3D显示分辨率并不会降低。但是，由于现有的显示面板的结构，如图3所示，栅极信号线布置在相邻行亚像素单元之间，而显示面板都是采用逐行扫描的驱动方式，即在某一时刻，只能通过一条栅极信号线对一行亚像素单兀进行扫描充电。以液晶面板为例在一巾贞画面的第一时刻，栅极信号线Gl输入高电压，与其连接的薄膜晶体管(TFT)的栅极打开，各数据信号线Data通过TFT开关的源极或漏极分别向第一行的各亚像素单元的像素电极输入信号电压。各亚像素单元中的像素电极上加载的信号电压与公共电极上加载的公共电压形成像素电场，控制该亚像素单元中的液晶分子偏转，实现显示。而在一帧画面的第二时刻，栅极信号线G2输入高电压，与其连接的第二行亚像素单元进行充电，而栅极信号线Gl输入低电压，关闭第一行亚像素单元的栅极，如此往复，逐行刷新液晶面板中的各行亚像素单元。这样，当透镜光栅由与显示面板第一帧画面对应的状态变为与显示面板第二帧画面对应的状态时，显示面板的画面也正在进行自上而下的图像刷新，这时，就会出现显示面板第一帧图像和第二帧图像同时存在的现象，造成图像串扰，如图4所示，第二帧画面刚刚刷新到第四行时，此时，3D显示装置的上半部分对应第二帧画面的透镜光栅状态与显示面板的第二帧画面匹配，而下半部分对应第二帧画面的透镜光栅状态与显示面板的第一帧画面，会产生图像串扰，影响3D显示效果。
发明内容
本发明实施例提供了一种3D显示装置及其驱动方法，用以解决现有的透镜光栅3D显不的串扰问题。本发明实施例提供了一种3D显示装置，包括显示面板，以及设置在所述显示面板出光侧的液晶透镜，所述显示面板具有呈矩阵排列的多个亚像素单元，且所述显示面板中的各条栅极信号线分别位于相邻列的亚像素单元之间；在3D显示模式时，在一帧画面中相邻列的亚像素单元间隔显示左眼用图像和右眼用图像，在相邻帧画面中各列亚像素单元分别显示左眼用图像和右眼用图像；所述液晶透镜具有多个透镜单元，一个所述透镜单元与所述显示面板中相邻的至少两列亚像素单元对应；在3D显示模式时，所述透镜单元在与各列亚像素单元对应的区域具有与该列亚像素单元当前显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配的透镜结构。本发明实施例还提供了一种本发明实施例提供的上述3D显示装置的驱动方法，包括在显示面板中采用逐列扫描栅极信号线的驱动方式显示每一帧的画面；在3D显示模式，当所述显示面板中的一列像素单元显示的图像发生变化时，在液晶透镜中，控制透镜单元与该列亚像素单元对应的区域变为与该列亚像素单元将要显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配的透镜结构。本发明实施例的有益效果包括本发明实施例提供的一种3D显示装置及其驱动方法，将显示面板上的各像素单元旋转90度，使栅极信号线竖直排列，数据信号线水平排列，从而使得显示面板从逐行扫描驱动方式变为逐列扫描驱动方式。而位于显示面板上的液晶透镜具有多个与相邻的至少两列亚像素单元对应的透镜单元，在3D显示模式时，当显示面板中各列亚像素单元进行刷新时，与其对应的透镜单元中与该列亚像素单元对应的区域同步改变透镜结构，使其透镜结构匹配该列亚像素单元将要显示的相应视图的图像，在二视点中为左眼用图像或右眼用图像，保证该列亚像素单元刷新后显示的图像，在刷新后的液晶透镜作用下能进入合适的视区，从而改善了 3D显示装置的图像串扰问题，提高了 3D显示效果。
图1为透镜光栅式3D显示装置的基本原理示意图；图2a和图2b分别为3D显示装置在显示第一帧画面和第二帧画面时的示意图；图3为现有显示面板的结构示意图；图4为现有3D显不装直广生图像串扰的不意图；图5为本发明实施例提供的3D显示装置中显示面板的结构示意图；图6为本发明实施例提供的3D显示装置中液晶透镜的结构示意图；图7a和图7b分别为本发明实施例提供的3D显示装置在显示第一帧画面和第二帧画面时的结构示意图8为本发明实施例提供的3D显示装置的驱动方法的流程图；图9a-图9c为本发明实施例提供的实施例一中3D显示装置各状态的结构示意图；图10为现有技术中液晶透镜的结构示意图；图1la-图1ld本发明实施例提供的实施例二中3D显示装置各状态的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明实施例提供的3D显示装置及其驱动方法的具体实施方式
进行详细地说明。附图中各层厚度和区域大小形状不反映3D显示装置的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。本发明实施例提供的3D显示装置，具体包括显示面板，以及设置在显示面板出光侧的液晶透镜；如图5所示，显示面板具有呈矩阵排列的多个亚像素单元01，且显示面板中的各条栅极信号线G1、G2、G3、G4、G5、G6分别位于相邻列的亚像素单元01之间；在3D显示模式时，在一帧画面中相邻列的亚像素单元01间隔显示左眼用图像和右眼用图像，在相邻帧画面中各列亚像素单元01分别显示左眼用图像和右眼用图像；如图6所示，液晶透镜具有多个透镜单元02，一个透镜单元02与显示面板中相邻的至少两列亚像素单元01对应；在3D显示模式时，透镜单元02在与各列亚像素单元01对应的区域具有与该列亚像素单元01当前显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配的透镜结构。在本发明实施例提供的上述3D显示装置中，将显示面板上的各像素单元旋转90度，使栅极信号线竖直排列，数据信号线水平排列，从而使得显示面板从逐行扫描驱动方式变为逐列扫描驱动方式。而位于显示面板上的液晶光栅具有多个与相邻的至少两列亚像素单元对应的透镜单元，在3D显示模式时，当显示面板中各列亚像素单元进行刷新时，与其对应的透镜单元中与该列亚像素单元对应的区域同步改变透镜结构，使其透镜结构匹配该列亚像素单元将要显示的相应视图的图像，在二视点中为左眼用图像或右眼用图像，保证该列亚像素单元刷新后显示的图像，在刷新后的液晶透镜作用下能进入合适的视区，从而改善了 3D显示装置的图像串扰问题，提高了 3D显示效果。具体地，在本发明实施例中不限定显示面板的类型，在具体实施时，显示面板可以为液晶(IXD)显示面板、有机电致发光(OLED)显示面板、等离子体(PDP)显示面板、或场致(FED)发射显示面板等，在此不做限定。在3D显示模式，显示面板在一帧画面中，相邻列的亚像素单元间隔显示左眼用图像和右眼用图像，在相邻帧画面中各列亚像素单元分别显示左眼用图像和右眼用图像。例如图7a所示，在第一帧画面中，显示面板的奇数列亚像素单元显示左眼用图像的内容(在图7a中右眼用图像用向右倾斜的细线表示)，偶数列亚像素单元显示右眼用图像的内容(在图7a中右眼用图像用向右倾斜的细线表示);在第二帧画面中，如图7b所示，显示面板的奇数列亚像素单元显示右眼用图像的内容(在图7b中右眼用图像用向右倾斜的细线表示)，偶数列亚像素单元显示左眼用图像的内容(在图7b中右眼用图像用向右倾斜的细线表示)。这样，只要两帧间隔足够短，由于人眼的刺激滞留效应，观看者单眼就会近似同时得到来自奇数列亚像素单元和偶数列亚像素单元的刺激，观看者单眼的3D显示分辨率并不会降低。而在液晶透镜中，一般各透镜单元对应相同列数的亚像素单元。较佳地，各透镜单元一般与相邻的两列亚像素单元对应，形成两视点，当然各透镜单元也可以与相邻的四列或八列亚像素单元对应，形成四视点或八视点，在此不做限定。下面以各透镜单元与相邻的两列亚像素单元对应为例进行说明。由于在3D显示模式下，各透镜单元的透镜结构需要与对应的每一列像素单元当前显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配，因此，对比显示面板显示的相邻两帧画面时各透镜单元的透镜结构图7a和图7b所示(图中透镜单元用粗线表示)，可以看出，在前后两帧中，各透镜单元相当于沿着显示面板的列扫描方向平移了一列亚像素单元。基于同一发明构思，本发明实施例还提供了上述显示装置的驱动方法，如图8所示，具体包括S101、在显示面板中采用逐列扫描栅极信号线的驱动方式显示每一帧的画面；具体地，逐列扫描栅极信号线的驱动方式，具体包括可以按照从左向右、从右向左、从中间向两边或从两边向中间的顺序，向各条栅极信号线依次施加栅扫描信号。S102、在3D显示模式，当显示面板中的一列像素单元显示的图像发生变化时，在液晶透镜中，控制透镜单元与该列亚像素单元对应的区域变为与该列亚像素单元将要显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配的透镜结构。具体地，一列像素单元显示的图像发生变化，具体包括该列像素单元显示的图像从左眼用图像变为右眼用图像；或者，该列像素单元显示的图像从右眼用图像变为左眼用图像。本发明实施例提供的上述驱动方法中，对显示面板采取逐列扫描的驱动方式，在显示面板逐列扫描的同时，液晶透镜中对应的透镜单元同时变化其透镜结构，保证各列亚像素单元刷新后显示的图像进入合适的视区，从而改善了 3D显示装置的图像串扰问题，提闻了 3D显不效果。实施例一以从图7a所示的第一帧画面到图7b所示的第二帧画面的过程中，液晶透镜的各透镜单元变化为例说明上述驱动方法。在第二帧画面开始扫描的第一时刻，如图9a所示，显示面板左边第一列亚像素单元由左眼用图像(左眼用图像用向左倾斜的细线表示)变为第二帧的右眼用图像(右眼用图像用向右倾斜的细线表示)时，与其对应的透镜单元中的A区域的透镜结构进行重构，变为与右眼用图像相匹配的透镜结构，透镜单元中的其他区域的透镜结构无变化，且其他透镜单元也无变化。在第二帧画面开始扫描的第二时刻，如图9b所示，显示面板左边第二列亚像素单元由右眼用图像(右眼用图像用向右倾斜的细线表示)变为第二帧的左眼用图像(左眼用图像用向左倾斜的细线表示)时，与其对应的透镜单元中的B区域的透镜结构进行重构，变为与左眼用图像相匹配的透镜结构，而其他透镜单元无变化。在第二帧画面开始扫描的第三时刻，如图9c所示，显示面板左边第三列亚像素单元由左眼用图像(左眼用图像用向左倾斜的细线表示)变为第二帧的右眼用图像(右眼用图像用向右倾斜的细线表示)时，与其对应的透镜单元中的C区域的透镜结构进行重构，变为与右眼用图像相匹配的透镜结构，透镜单元中的其他区域的透镜结构无变化，且其他透镜单元也无变化。以此类推，完成显示第二帧画面的刷新。具体地，液晶透镜的具体结构如图10所示，一般是由上基板、下基板、以及在两个基板之间的液晶层组成的，上基板和下基板分别具有条状电极和面电极；在3D显示模式时，通过对不同位置的条状电极通入不同的电压，产生不同的电场强度，使对应的液晶分子发生不同程度的偏转，从而使液晶层产生透镜的效果。由于液晶透镜中的液晶分子一般响应时间比较长，因此难于将重构各透镜单元的透镜结构和刷新显示面板画面同步。因此，进一步地，可以在显示面板显示两帧画面之间采用逐列扫描栅极信号线的驱动方式插入一黑帧图像。这样，在一列像素单元显示的图像发生变化时，还具体包括该列像素单元显示的图像从左眼用图像变为黑帧图像；或者，该列像素单元显示的图像从右眼用图像变为黑帧图像。在显示面板逐列扫描黑帧画面时，液晶透镜中的各透镜单元进行透镜结构重构，这样，在显示面板显示第二帧画面时，液晶透镜中的各透镜单元已经完成了重构，能更加有效地避免显示面板显示画面和液晶透镜的透镜结构不匹配带来的3D显示图像串扰问题。实施例二 在从图7a所示的第一帧画面到图7b所示的第二帧画面的过程中插入黑帧图像，液晶透镜中各透镜单元的变化如下在黑帧图像开始扫描的第一时刻，如图1la所示，显示面板左边第一列亚像素单元由左眼用图像(左眼用图像用向左倾斜的细线表示)变为黑帧图像(黑帧图像用横线表示)时，与其对应的透镜单元中的A区域的透镜结构进行重构，变为与第二帧将要显示的右眼用图像相匹配的透镜结构，透镜单元中的其他区域的透镜结构无变化，且其他透镜单元也无变化。在黑帧图像开始扫描的第二时刻，如图1lb所示，显示面板左边第二列亚像素单元由右眼用图像(右眼用图像用向右倾斜的细线表示)变为黑帧图像(黑帧图像用横线表示)时，与其对应的透镜单元中的B区域的透镜结构进行重构，变为与第二帧将要显示的左眼用图像相匹配的透镜结构，而其他透镜单元无变化。以此类推，完成黑帧图像显示画面的刷新后，如图1lc所示，显示面板全部列亚像素单元显示黑帧图像(黑帧图像用横线表示)，各透镜单元的透镜结构完成重构，分别变为了与将要显示的第二帧图像相匹配的透镜结构。在第二帧画面开始扫描时的第一时刻，如图1ld所示，显示面板左边第一列亚像素单元由黑帧图像(黑帧图像用横线表示)变为第二帧的右眼用图像(右眼用图像用向右倾斜的细线表示)时，与其对应的透镜单元中的A区域的透镜结构已经完成重构，将右眼用图像射入观看者的右眼。后面依次类推，完成第二帧的扫描。本发明实施例提供的一种3D显示装置及其驱动方法，将显示面板上的各像素单元旋转90度，使栅极信号线竖直排列，数据信号线水平排列，从而使得显示面板从逐行扫描驱动方式变为逐列扫描驱动方式。而位于显示面板上的液晶透镜具有多个与相邻的至少两列亚像素单元对应的透镜单元，在3D显示模式时，当显示面板中各列亚像素单元进行刷新时，与其对应的透镜单元中与该列亚像素单元对应的区域同步改变透镜结构，使其透镜结构匹配该列亚像素单元将要显示的相应视图的图像，在二视点中为左眼用图像或右眼用图像，保证该列亚像素单元刷新后显示的图像，在刷新后的液晶透镜作用下能进入合适的视区，从而改善了 3D显示装置的图像串扰问题，提高了 3D显示效果。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种3D显示装置，包括显示面板，以及设置在所述显示面板出光侧的液晶透镜，其特征在于，所述显示面板具有呈矩阵排列的多个亚像素单元，且所述显示面板中的各条栅极信号线分别位于相邻列的亚像素单元之间；在3D显示模式时，在一帧画面中相邻列的亚像素单元间隔显示左眼用图像和右眼用图像，在相邻帧画面中各列亚像素单元分别显示左眼用图像和右眼用图像；所述液晶透镜具有多个透镜单元，一个所述透镜单元与所述显示面板中相邻的至少两列亚像素单元对应；在3D显示模式时，所述透镜单元在与各列亚像素单元对应的区域具有与该列亚像素单元当前显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配的透镜结构。
2.如权利要求1所述的3D显示装置，其特征在于，各所述透镜单元对应相同列数的亚像素单元。
3.如权利要求2所述的3D显示装置，其特征在于，各透镜单元与相邻的两列亚像素单元对应。
4.如权利要求1-3任一项所述的3D显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶IXD 显示面板、有机电致发光OLED显示面板、等离子体PDP显示面板或场致FED发射显示面板。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的3D显示装置的驱动方法，其特征在于，包括在显示面板中采用逐列扫描栅极信号线的驱动方式显示每一帧的画面；在3D显示模式，当所述显示面板中的一列像素单元显示的图像发生变化时，在液晶透镜中，控制透镜单元与该列亚像素单元对应的区域变为与该列亚像素单元将要显示的左眼用图像或右眼用图像相匹配的透镜结构。
6.如权利要求5所述的驱动方法，其特征在于，在3D显示模式时，所述显示面板在显示每一帧的画面时，还包括在所述显示面板显示两帧画面之间采用逐列扫描栅极信号线的驱动方式插入一黑帧图像。
7.如权利要求6所述的驱动方法，其特征在于，一列像素单元显示的图像发生变化，具体包括该列像素单元显示的图像从左眼用图像变为右眼用图像；该列像素单元显示的图像从右眼用图像变为左眼用图像；该列像素单元显示的图像从左眼用图像变为黑帧图像；或，该列像素单元显示的图像从右眼用图像变为黑帧图像。
8.如权利要求5-7任一项所述的驱动方法，其特征在于，所述逐列扫描栅极信号线的驱动方式，具体包括按照从左向右、从右向左、从中间向两边或从两边向中间的顺序，向各条栅极信号线依次施加栅扫描信号。
全文摘要
本发明公开了一种3D显示装置及其驱动方法，将显示面板上的各像素单元旋转90度，使栅极信号线竖直排列，数据信号线水平排列，从而使得显示面板从逐行扫描驱动方式变为逐列扫描驱动方式。而位于显示面板上的液晶透镜具有多个与相邻的至少两列亚像素单元对应的透镜单元，在3D显示模式时，当显示面板中各列亚像素单元进行刷新时，与其对应的透镜单元中与该列亚像素单元对应的区域同步改变透镜结构，使其透镜结构匹配该列亚像素单元将要显示的相应视图的图像，在二视点中为左眼用图像或右眼用图像，保证该列亚像素单元刷新后显示的图像，在刷新后的液晶透镜作用下能进入合适的视区，从而改善了3D显示装置的图像串扰问题，提高了3D显示效果。
文档编号G02F1/29GK103018996SQ20121049319
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者武延兵 申请人:京东方科技集团股份有限公司