有关于快门快门眼镜式双视角显示系统实现策略如何

摘 要：文章研究了快门眼镜式双视角显示原理，提出了一种适用于240Hz的快门式双视角液晶显示系统。
关键词：快门眼镜式；双视角；双行扫描
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引 言
双视角显示技术是当前显示领域一项全新的技术，该技术可实现多个观看者在显示屏幕前方不同位置看到完全不同的两幅画面。该技术应用在液晶电视显示系统上的意义在于，多人可以在观看电视节目时同时看到自己喜欢的节目而互不影响。双视角显示系统在眼镜式3D技术的基础上分为快门眼镜式和偏光眼镜式显示系统。本文提出一种双视角显示系统的实现方法，该方法采用液晶双行刷新技术，配合液晶电视背光和快门眼镜的两种控制方式，使双视角显示技术更加灵活多变，同时补偿了偏光眼镜式双视角显示方法的视角过小问题。

1 双视角系统实现原理

双视角显示系统的目的在于多个观看者同时看到两种不同的显示内容，本文介绍的双视角显示系统是多名观看者佩戴眼镜后看到两种不同的显示内容。这种系统的电路控制框图如图1所示，主板发送行交错图像数据到液晶驱动电路，液晶驱动电路模块将接收到的图像数据进行分离插帧倍频处理和清晰度补偿后输出，同时控制液晶屏列驱动电路进行双行扫描数据以显示处理后的数据，同步控制LED驱动电路实现背光扫描，并输出眼镜的驱动信号以达到镜片的分时开关，每个镜片看到不同的内容以实现双视角显示。

2 双视角系统实现方式

基于双视角系统的显示原理，分别从图像处理方式、背光控制方式、快门眼镜开关方式等方面介绍该系统的实现方法。

2.1 图像处理方式

液晶屏根据图像刷新频率主要有60Hz、120Hz和240Hz三种，其中240Hz液晶屏响应相对较快，液晶场刷新时间为4.16ms左右。而普通120Hz液晶面板的液晶响应速度受制于液晶本身的特性，以某厂商120Hz液晶屏为例，其液晶响应上升时间为5.1ms左右，下降时间为6.6ms左右，响应较慢。为实现双视角显示系统，液晶刷新频率至少为120Hz，同时考虑成本，本系统利用普通的120Hz液晶屏实现240Hz刷新频率，达到出色的双视角效果。
主板发送60Hz的行交错格式的图像信号，其中奇数行数据为A图像的内容，偶数行数据为B图像的内容，如图2所示。
以分辨率为1，920×1，080的液晶屏为例，液晶驱动电路主芯片在处理行交错格式图像时，将奇数行和偶数行的数据进行分离，于是A画面偶数行像素的数据和B画面奇数行像素的数据都处于缺失状态，主芯片通过读取A画面以及B画面相邻两行的图像数据内容进行算法补偿，将图像数据补偿到两画面的缺失行中，形成一帧完整的1，080行画面。图3所示为A画面经算法补偿C后分辨率为1，920×1，080的画面。
普通120Hz液晶屏1/120s内只能刷新一场图像，为提高刷新频率，对液晶屏驱动方式做一改变，实行液晶双行扫描，即液晶屏行驱动模块根据液晶驱动主芯片输出的扫描使能信号，同时打开两行GATE电路，将以Minilvds信号形式发送的一行数据通过数据驱动器发送到TFT-LCD驱动电路扫描线上，使得液晶屏在1/240s时间内完成对一场图像的显示。图4所示为A画面在一场图像中的显示机理，通过这种方式使得原本120Hz刷新频率的液晶屏改变为240Hz刷新频率。

2.2 背光控制方式

在实现240Hz刷新频率的基础上，对背光进行分段扫描或者闪烁控制方式，以减小双视角图像之间的串扰。由于液晶的扫描为双行进行，双行之间有时间间隔，第一行液晶开始翻转到最后一行液晶翻转的时间差为4ms左右，液晶稳态时间为3.8ms左右。以侧光6路LED背光驱动为例，将双行扫描的液晶屏分为7个测试点，用光电探头测量液晶响应曲线，由于扫描频率的提高，液晶面板的液晶响应曲线稳定区域重合时间较120Hz液晶屏会增加，相邻两个测试点液晶响应曲线的共同稳定区域时间即为该区域的背光打开时间。如图5和图6所示，分别为普通液晶屏液晶稳定区域与变频后图像稳定区域。
（1） 若测得7个测试点的液晶响应曲线之间稳定区域重合时间较大（如1.4ms），则可以实现6区背光在1/240s时间内同时打开（1.4ms），即闪烁式背光；
（2） 若测得N（N<7）个测试点的液晶响应曲线之间稳定区域重合时间较大（如1.4ms），则可以实现N-1区的背光在1/240s时间内打开，其它分区根据重合时间打开，即分段扫描背光控制方式。

2.3 快门眼镜控制方式

快门眼镜的工作原理是左右镜片分时的开关来分离左右眼看到的显示内容，在240Hz图像刷新及背光控制的基础上，通过眼镜的分时开关可实现出色的双视角显示技术。
（1） 双视角2D显示系统：以主板发送的一帧图像数据为单位，主板以60Hz频率发送行交错格式2D图像信号给液晶驱动电路，通过对图像的处理方式实现屏端交替地显示两帧图像A画面、两帧图像B画面，显示图像A的时间内打开观看者a的左右镜片，显示图像B的时间内打开观看者b的左右镜片，观看者a和b可分别看到A、B画面，实现了2D图像的双视角显示，其中眼镜的控制方式可分为如图7和图8所示的两种方式。
（2） 双视角3D显示系统：以主板发送的一帧图像数据为单位，主板以60Hz频率发送行交错格式发送包含A、B两种画面的3D图像信号给液晶驱动电路，液晶驱动主芯片仍以上述图像处理方式实现在屏端显示的四帧图像，分别为画面A左眼、画面B左眼、画面A右眼、画面B右眼，眼镜A和B的左右眼镜片分别在显示相应画面的时间内打开，观看者a佩戴眼镜A观看到A画面的立体效果，观看者b体验到B画面的立体效果，实现了3D效果的双视角显示。
目前，对于双视角显示系统的显示效果没有具体的量化指标，在3D显示系统评价方法的基础上，需要满足：
· 左右眼的图像完全分离，最大限度消除串扰带来的干扰；
· 快门眼镜式液晶屏的响应时间要足够快，以减轻运动图像的拖尾现象，并减小串扰，刷新频率不低于100Hz，以减少画面闪烁感；
· 亮度足够高，以弥补显示时的亮度降低；
· 快门式眼镜有严格的同步要求以及快速的响应速度，以减小左右眼的串扰，并在眼镜的同步信号丢失的情况下保持一段时间的控制功能。
根据目前快门眼镜式3D电视测量方法和测量指标标准，针对双视角2D显示系统测试的客观指标数据如表1所示，指标均满足3D指标要求。

3 结 论

本文研究了快门眼镜式双视角液晶的显示原理，提出了一种双视角显示方法。通过对液晶

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屏图像的处理，配合LED背光和快门眼镜的分时开关控制，实现了双视角2D和3D显示，效果良好。基于双视角显示系统独特的技术优势，该技术将会广泛应用在车载显示、家用显示等领域。
参考文献
P. J. H. Seunti？ns， L. M. J. Meesters， W. A. I. Jsselsteijn. Perceptual attributes of crosstalk in 3D images[J]. DISPLAYS， 2005.
杨 杰 . 快门眼镜式3D液晶显示3D效果优化方法[J]. 现代显示，2011年第8期：16-19.
[3] Chieh-Yao Chiang， Kuo-Tsung Chen， Yu-Cheng Chang， Yi-Pai Huang. The Effect of Crosstalk for Stereoscopic 3D Dynamic Moving Images[J]. Scitation， 40（1）.
[4] 毛学军. 液晶显示技术[M]. 北京：电子工业出版社，2008，9.
作者简介：孙 明（1988-），男，山东淄博人，中国海洋大学电子系在读硕士研究生，研究方向为智能测控技术，E-mail：sunming1@hisense.com。