CN101893763B - 一种2d/3d显示切换装置及其驱动装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种2D/3D显示切换装置，包括第一电极、第二电极以及电压输出模块，第一电极与第二电极间隔且相对设置，电压输出模块分别为第一电极和第二电极提供驱动电压。电压输出模块进一步接收电压调整信号，并根据电压调整信号调整输出到第一电极或第二电极的驱动电压。本发明进一步提供了一种2D/3D显示切换装置的驱动装置及驱动方法。通过上述方式，可以利用电压调整信号对电压输出模块输出的驱动电压进行调整，进而满足各种驱动电压调整需求。

Description

一种2D/3D显示切换装置及其驱动装置及方法
【技术领域】
本发明涉及立体显示技术，特别涉及一种2D/3D显示切换装置及其驱动装置及方法。
【背景技术】
2D/3D显示切换技术是立体显示设备的一大趋势，具体是指立体显示设备可在使用者的要求下以2D或3D显示模式显示画面，其中包括在显示屏幕上的不同区域同时显示3D画面和2D画面。2D/3D显示切换技术中的一个重要元件是2D/3D显示切换装置。
图1和图2提供了一种现有技术的2D/3D显示切换装置。如图1和图2所示，该2D/3D显示切换装置包括相对间隔设置的微透镜基板1和平面基板2。微透镜基板1和平面基板2的表面分别设置有相对且交叉设置的第一电极3及第二电极4。微透镜基板1和平面基板2之间设置有液晶层5。如图1所示，当液晶分子的光轴方向平行于平面基板2时，入射偏振光的偏振方向平行于液晶分子的光轴方向，液晶分子对入射偏振光的折射率为ne，且ne不等于微透镜基板1的折射率np，因此入射偏振光在微透镜基板1的表面产生折射。此时，该2D/3D显示切换装置呈现出透镜效果，可用于实现3D显示效果。如图2所示，当液晶分子的光轴方向垂直于平面基板2时，入射偏振光的偏振方向垂直于液晶分子的光轴方向，液晶分子对入射偏振光的折射率为no，且no等于微透镜基板1的折射率np，因此入射偏振光在不发生折射的情况下直接通过微透镜基板1。此时，该2D/3D显示切换装置不呈现出透镜效果，可用于实现2D显示效果。此外，可以通过在2D/3D显示切换装置的不同区域选择性施加或不施加电场来实现在显示屏幕的不同区域同时显示3D画面和2D画面。在现有技术中。存在多种形式的2D/3D显示切换装置。例如，本申请人在之前申请的中国专利申请第200710121811.7号中公开了另外一种2D/3D显示切换装置，其中通过在偏振光转换装置中的相对设置的驱动电极与公共电极之间施加不同的电压来改变光线的偏振方向，再利用由单折射透镜和双折射透镜构成的透镜组件对不同偏振方向的光线进行折射或不折射，来最终实现2D或3D显示效果的切换。
2D/3D显示切换装置的基本原理是利用液晶分子的双折射特性，通过施加电场来改变液晶分子的排列方向，进而对入射光线产生不同程度的折射。
在上述2D/3D显示切换装置中，液晶分子的偏转是由施加在第一电极和第二电极上的驱动电压所产生的电场实现的。第一电极和第二电极上的驱动电压分别由两个不同的电压输出模块(未图示)所提供。然而，在现有技术中，电压输出模块为每一第一电极和第二电极所提供的驱动电压是固定的，因此当某一电压输出模块所提供的驱动电压因设计误差或其它原因产生偏移时，另一电压输出模块无法进行相应调整，因此可能导致误切换现象。此外，由于电压输出模块只能提供固定电压，因此上述2D/3D显示切换装置所提供的3D画面显示区域是固定的，其位置无法根据客户需求进行改变。进一步，在上述2D/3D显示切换装置中，液晶分子的偏转角度只有两种状态，即2D画面显示区域内的液晶分子处于一个偏转角度，3D画面显示区域内的液晶分子处于另一个偏转角度，由此即便在显示不同3D内容时，所产生的立体效果是一致的，在视觉上产生颗粒感。
【发明内容】
本发明解决的技术问题是提供一种输出驱动电压可根据需要进行调整的2D/3D显示切换装置及其驱动装置及方法。
本发明为解决技术问题而采用的技术方案是：提供一种2D/3D显示切换装置，包括第一电极、第二电极以及电压输出模块，第一电极与第二电极间隔且相对设置，电压输出模块分别为第一电极和第二电极提供驱动电压，电压输出模块进一步接收电压调整信号，并根据电压调整信号调整输出到第一电极或第二电极的驱动电压；其中，所述电压输出模块包括为所述第一电极提供第一驱动电压的第一电压输出模块以及为所述第二电极提供第二驱动电压的第二电压输出模块，所述电压调整信号包括输入到所述第一电压输出模块的第一电压调整信号以及输入到所述第二电压输出模块的第二电压调整信号。
根据本发明一优选实施例，电压调整信号根据3D显示区域位置信息生成。
根据本发明一优选实施例，第一电压输出模块和第二电压输出模块分别根据第一电压调整信号和第二电压调整信号控制3D显示区域位置信息对应的3D显示区域外的第一电极和第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第一电压值和第二电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制3D显示区域内的第一电极和第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第三电压值和第四电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制3D显示区域内的第一电极上的第一驱动电压与3D显示区域外的第二电极上的第二驱动电压彼此同相。
根据本发明一优选实施例，第三电压值、第一电压值、第二电压值以及第四电压值之间等差设置。
根据本发明一优选实施例，电压调整信号根据3D显示内容生成。
根据本发明一优选实施例，电压调整信号根据电压输出模块提供的驱动电压相对标准电压的偏移值生成。
本发明为解决技术问题而采用的技术方案是：提供一种2D/3D显示切换装置的驱动装置，所述驱动装置包括电压输出模块，所述电压输出模块分别为间隔且相对设置的第一电极及第二电极提供驱动电压，所述电压输出模块进一步接收电压调整信号，并根据所述电压调整信号调整输出到所述第一电极或所述第二电极的驱动电压；其中，所述电压输出模块包括为所述第一电极提供第一驱动电压的第一电压输出模块以及为所述第二电极提供第二驱动电压的第二电压输出模块，所述电压调整信号包括输入到所述第一电压输出模块的第一电压调整信号以及输入到所述第二电压输出模块的第二电压调整信号。
根据本发明一优选实施例，所述第一电压输出模块和所述第二电压输出模块分别根据所述第一电压调整信号和所述第二电压调整信号控制所述3D显示区域位置信息对应的3D显示区域外的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第一电压值和第二电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第三电压值和第四电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极上的第一驱动电压与所述3D显示区域外的所述第二电极上的第二驱动电压彼此同相。
根据本发明一优选实施例，所述第三电压值、所述第一电压值、所述第二电压值以及所述第四电压之间等差设置。
根据本发明一优选实施例，所述驱动装置进一步包括用于产生所述电压调整信号的处理模块。
本发明为解决技术问题而采用的技术方案是：提供一种2D/3D显示切换装置的驱动方法，所述驱动方法包括：
分别向间隔且相对设置的多个第一电极及多个第二电极提供驱动电压；
接收电压调整信号；
根据所述电压调整信号调整输出到所述第一电极或所述第二电极的驱动电压。
根据本发明一优选实施例，所述电压调整信号根据3D显示区域位置信息生成。
根据本发明一优选实施例，调整输出到所述第一电极或所述第二电极的驱动电压包括：控制所述3D显示区域位置信息对应的3D显示区域外的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第一电压值和第二电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第三电压值和第四电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极上的第一驱动电压与所述3D显示区域外的所述第二电极上的第二驱动电压彼此同相。
通过上述方式，可以利用电压调整信号对电压输出模块输出的驱动电压进行调整，进而满足各种驱动电压调整需求。
【附图说明】
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1和图2是一种现有技术的2D/3D显示切换装置的示意图；
图3是根据本发明一优选实施例的2D/3D显示切换装置的驱动装置的示意框图；
图4是根据本发明一优选实施例的2D/3D显示切换装置的示意框图；
图5是显示图4所示的2D/3D显示切换装置的第一种显示状态的示意图；
图6是显示图4所示的2D/3D显示切换装置的第二种显示状态的示意图；
图7是显示图4所示的2D/3D显示切换装置的第三种显示状态的示意图。
【具体实施方式】
本发明提供了一种2D/3D显示切换装置及其驱动装置及方法，其中利用电压调整信号对电压输出模块输出的驱动电压进行调整，进而满足各种驱动电压调整需求。
如图3，图3是根据本发明一优选实施例的2D/3D显示切换装置的驱动装置的示意框图。本实施例的2D/3D显示切换装置的驱动装置包括第一电压输出模块13和第二电压输出模块14。第一电压输出模块13可在与立体显示设备相连的控制端口19输入的第一使能控制信号的控制下输出第一驱动电压至第一电极11(如图4所示)。同样的，第二电压输出模块14可在与立体显示设备相连的控制端口19输入的第二使能控制信号的控制下输出第二驱动电压至第二电极12(如图4所示)。如图4所示，图4是一种使用上述驱动装置的2D/3D显示切换装置的示意框图。本实施例的2D/3D显示切换装置包括M个第一电极11与N个第二电极12，第一电极11与第二电极12间隔且相对设置。第一电极11与第二电极12之间设置有液晶层(图未示)。第一电压输出模块13分别为每一第一电极11提供第一驱动电压，第二电压输出模块14分别为每一第二电极12提供第二驱动电压。在本实施例中，第一电极11和第二电极12为交叉设置的条形电极，然而，在其他实施例中，第一电极11和第二电极12可以采用驱动电极及公共电极。第一电极11和第二电极12的作用是通过对液晶层的液晶分子施加不同的电场，使得液晶分子处于不同的偏转角度，进而实现2D或3D显示效果。
在本实施例中，第一电压输出模块13进一步接收第一电压调整信号，并根据第一电压调整信号调整输出的第一驱动电压。此外，第二电压输出模块14进一步接收第二电压调整信号，并根据第二电压调整信号调整输出的第二驱动电压。
在本发明中，可根据不同的情况产生第一电压调整信号和/或第二电压调整信号，来调整第一驱动电压和/或第二驱动电压。
在一实施例中，可根据第一电压输出模块13或第二电压输出模块14输出的第一驱动电压或第二驱动电压相对标准电压的偏移值生成第一电压调整信号或第二电压调整信号。例如，当检测到第一电压输出模块13或第二电压输出模块14输出的第一驱动电压或第二驱动电压的电压值因设计误差或其他原因产生偏移，且其相对标准电压的偏移值已超过允许的范围，因而可能导致误切换时，根据该偏移值产生第一电压调整信号或第二电压调整信号来调整第一电压输出模块13或第二电压输出模块14，以改变其输出的第一驱动电压或第二驱动电压的电压值，使得第一电极和第二电极之间的电压差始终保持在合理的范围内。
此外，在另一实施例中，还可根据立体显示设备所显示的3D显示内容来产生第一电压调整信号和第二电压调整信号。对于不同的3D显示内容，其所需要的3D显示效果也不尽相同。因此，在本实施例中，根据不同的3D显示内容来产生不同的第一电压调整信号或第二电压调整信号来改变第一电极和第二电极之间的电压差，进而实现2D/3D显示切换装置中的液晶分子的偏转角度的动态调整，产生立体效果的强弱对比，并可改善3D画面的清晰度及视觉上的颗粒感。
进一步，在另一实施例中，可根据3D显示区域位置信息来产生第一电压调整信号和第二电压调整信号，进而根据用户需要改变3D显示区域的位置。下面将结合图5-7对本实施例进行更详细的描述。
在本实施例中，第一电压输出模块13和第二电压输出模块14根据2D/3D显示切换需要输出不同的电压值。例如，如图5所示，在整个画面仅显示2D画面的情况下，第一电压输出模块13向每一第一电极11输出幅值在第一电压值(例如，1.6V)与第二电压值(例如，2.8V)之间脉冲变化的第一驱动电压，同时第二电压输出模块14向每一第二电极12输出幅值在第一电压值(例如，1.6V)与第二电压值(例如，2.8V)之间脉冲变化的第二驱动电压，并且第一驱动电压与第二驱动电压彼此反相。也就是说，当第一驱动电压为1.6V时，第二驱动电压为2.8V，当第一驱动电压为2.8V时，第二驱动电压为1.6V，由此确保整个画面对应的全部第一电极11与第二电极12之间的电压差始终保持在±1.2V。此时，2D/3D显示切换装置内的液晶分子均处于第一偏转角度，进而整个画面可用于仅显示2D画面。
如图6所示，在整个画面仅显示3D画面的情况下，第一电压输出模块13向每一第一电极11输出幅值在第三电压值(例如，0.4V)与第四电压值(例如，4.0V)之间脉冲变化的第一驱动电压，同时第二电压输出模块14向每一第二电极12输出幅值在第三电压值(例如，0.4V)与第四电压值(例如，4.0V)之间脉冲变化的第二驱动电压，并且第一驱动电压与第二驱动电压彼此反相。也就是说，当第一驱动电压为0.4V时，第二驱动电压为4.0V，当第一驱动电压为4.0V时，第二驱动电压为0.4V，由此确保整个画面对应的全部第一电极11与全部第二电极12之间的电压差始终保持在±3.6V。此时，2D/3D显示切换装置内的液晶分子均处于第二偏转角度，进而整个画面可用于仅显示3D画面。
如图7所示，当需要同时显示2D和3D画面时，根据3D显示区域位置信息，确定显示2D画面的3D显示区域29以及显示2D画面的2D显示区域21-28，同时确定对应3D显示区域29内的第一电极11和第二电极12，进而生成对应的第一电压调整信号和第二电压调整信号。
例如，在本实施例中，3D显示区域位置信息可以是3D显示区域29的四个角落的坐标值(或者，还可以是3D显示区域29边缘的坐标值)。此时，M个第一电极11中的第a至第b个第一电极11处于3D显示区域29内，同时N个第二电极12中的第c至第d个第二电极12处于3D显示区域29内。
第一电压输出模块13根据第一电压调整信号向处于3D显示区域29内的第a至b个第一电极11输出幅值在第三电压值(例如，0.4V)与第四电压值(例如，4V)之间脉冲变化的第一驱动电压，同时向3D显示区域29外的第一电极11(第1至第a-1个第一电极11以及第b+1至第M个第一电极11)输出在第一电压值(例如，1.6V)与第二电压值(例如，2.8V)之间脉冲变化的第一驱动电压。
第二电压输出模块14根据第二电压值调整信号向处于3D显示区域29内的第c至第d个第二电极12输出幅值在第三电压值(例如，0.4V)与第四电压值(例如，4V)之间脉冲变化的第二驱动电压，同时向3D显示区域29外的第二电极12(第1至第c-1个第二电极12以及第d+1至第N个第二电极12)输出在第一电压值(例如，1.6V)与第二电压值(例如，2.8V)之间脉冲变化的第二驱动电压。
此时，控制3D显示区域29外的第一电极11与第二电极12上第一驱动电压与第二驱动电压彼此反相，因此在3D显示区域29外的第一电极11与第二电极12之间的电压差仍保持在±1.2V。也就是说，2D显示区域21、23、25、27内的第一电极11与第二电极12之间的电压差保持在±1.2V。
控制3D显示区域29内的第一电极11(第a至第b个第一电极11)上的第一驱动电压与3D显示区域29外的第二电极12(第1至第c-1个第二电极12以及第d+1至第N个第二电极12)上的第二驱动电压彼此同相，同时3D显示区域29内的第二电极12(第c至第d个第二电极12)上的第二驱动电压与3D显示区域29外的第一电极11(第1至a-1个第一电极11以及第b+1至第M个第一电极11)上的第一驱动电压彼此同相。也就是说，当第一驱动电压为0.4V时，第二驱动电压为1.6V，当第一驱动电压为4V时，第二驱动电压为2.8V，由此确保3D显示区域29内的第一电极11或第二电极12与3D显示区域29外的第二电极12或第一电极11之间的电压差也保持为±1.2V。也就是说，2D显示区域22、23、24、28内的第一电极11与第二电极12之间的电压差保持在±1.2V。
同时，3D显示区域29内的第一电极11(第a至第b个第一电极11)上的第一驱动电压和3D显示区域29内的第二电极12(第c至第d个第二电极12)上的第二驱动电压彼此反相。也就是，当第一驱动电压为4V时，第二驱动电压为0.4V，当第一驱动电压为0.4V时，第二驱动电压为4V，由此确保3D显示区域29内的第一电极11与第二电极12之间的电压差保持为±3.6V。
通过这种方式，可以使得2D/3D显示切换装置中的2D显示区域21-28内的液晶分子均处于±1.2V的电压差下，进而处于第一偏转角度，例如图2所示的方向，进而可用于仅显示2D画面。同时，2D/3D显示切换装置中的3D显示区域29内的液晶分子均处于±3.6V的电压差下，进而处于第二偏转角度，例如图1所示的方向，进而可用于显示3D画面。
如果用户改变图7中3D显示区域29的位置，例如往左移，仍然可以使用上述方法，使得3D显示区域与2D显示区域发生变化，仍然能良好地显示3D画面和2D画面。
如果用户改变图7中3D显示区域29的大小，例如缩小或扩大3D显示区域29，仍然可以使用上述方法，使得3D显示区域与2D显示区域发生变化，仍然能良好地显示3D画面和2D画面。
通过上述方式，根据用户的需要来改变3D显示区域的位置，同时解决了2D显示区域和3D显示区域之间的串扰。
当然，在本实施例中的电压值仅为示例，并非用以限制本发明，本领域技术人员完全可以根据实际需要设计出各种电压值。在本发明中，第三电压值、第一电压值、第二电压值以及第四电压之间优选采取等差设置，以保持良好的切换效果及响应时间。
此外，如图3所示，本发明的电压调整信号可由控制端口19直接输入，也可以由处理模块20产生。当由处理模块20产生时，3D显示区域位置信息、3D显示内容或电压偏移值经控制端口19输入到处理模块20，再由处理模块20执行预定的处理逻辑来产生相应的电压调整信号。
在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (13)

1.一种2D/3D显示切换装置，所述2D/3D显示切换装置包括第一电极、第二电极以及电压输出模块，所述第一电极与所述第二电极间隔且相对设置，所述电压输出模块分别为所述第一电极和所述第二电极提供驱动电压，其特征在于，所述电压输出模块进一步接收电压调整信号，并根据所述电压调整信号调整输出到所述第一电极或所述第二电极的驱动电压；
其中，所述电压输出模块包括为所述第一电极提供第一驱动电压的第一电压输出模块以及为所述第二电极提供第二驱动电压的第二电压输出模块，所述电压调整信号包括输入到所述第一电压输出模块的第一电压调整信号以及输入到所述第二电压输出模块的第二电压调整信号。
2.根据权利要求1所述的2D/3D显示切换装置，其特征在于，所述电压调整信号根据3D显示区域位置信息生成。
3.根据权利要求2所述的2D/3D显示切换装置，其特征在于，所述第一电压输出模块和所述第二电压输出模块分别根据所述第一电压调整信号和所述第二电压调整信号控制所述3D显示区域位置信息对应的3D显示区域外的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第一电压值和第二电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第三电压值和第四电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极上的第一驱动电压与所述3D显示区域外的所述第二电极上的第二驱动电压彼此同相。
4.根据权利要求3所述的2D/3D显示切换装置，其特征在于，所述第三电压值、所述第一电压值、所述第二电压值以及所述第四电压值之间等差设置。
5.根据权利要求1所述的2D/3D显示切换装置，其特征在于，所述电压调整信号根据3D显示内容生成。
6.根据权利要求1所述的2D/3D显示切换装置，其特征在于，所述电压调整信号根据所述电压输出模块提供的驱动电压相对标准电压的偏移值生成。
7.一种2D/3D显示切换装置的驱动装置，所述驱动装置包括电压输出模块，所述电压输出模块分别为间隔且相对设置的第一电极及第二电极提供驱动电压，其特征在于，所述电压输出模块进一步接收电压调整信号，并根据所述电压调整信号调整输出到所述第一电极或所述第二电极的驱动电压；
其中，所述电压输出模块包括为所述第一电极提供第一驱动电压的第一电压输出模块以及为所述第二电极提供第二驱动电压的第二电压输出模块，所述电压调整信号包括输入到所述第一电压输出模块的第一电压调整信号以及输入到所述第二电压输出模块的第二电压调整信号。
8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述第一电压输出模块和所述第二电压输出模块分别根据所述第一电压调整信号和所述第二电压调整信号控制所述3D显示区域位置信息对应的3D显示区域外的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第一电压值和第二电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第三电压值和第四电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极上的第一驱动电压与所述3D显示区域外的所述第二电极上的第二驱动电压彼此同相。
9.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，所述第三电压值、所述第一电压值、所述第二电压值以及所述第四电压之间等差设置。
10.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置进一步包括用于产生所述电压调整信号的处理模块。
11.一种2D/3D显示切换装置的驱动方法，其特征在于，所述驱动方法包括：
第一电压输出模块分别为每一第一电极提供第一驱动电压，第二电压输出模块分别为每一第二电极提供第二驱动电压；
第一电压输出模块接收第一电压调整信号，并根据第一电压调整信号调整输出的第一驱动电压；第二电压输出模块接收第二电压调整信号，并根据第二电压调整信号调整输出的第二驱动电压。
12.根据权利要求11所述的驱动方法，其特征在于，所述电压调整信号根据3D显示区域位置信息生成。
13.根据权利要求12所述的驱动方法，其特征在于，调整输出到所述第一电极或所述第二电极的驱动电压包括：控制所述3D显示区域位置信息对应的3D显示区域外的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第一电压值和第二电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极和所述第二电极上的第一驱动电压和第二驱动电压在第三电压值和第四电压值之间脉冲变化且彼此反相，并控制所述3D显示区域内的所述第一电极上的第一驱动电压与所述3D显示区域外的所述第二电极上的第二驱动电压彼此同相。
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