立體影像顯示系統、顯示器及顯示器的背光模組控制方法

專利名稱：立體影像顯示系統、顯示器及顯示器的背光模組控制方法
技術領域：
本發明關于一種影像顯示系統、該影像顯示系統所包含的顯示器及該顯示器的背 光模組控制方法；特別是一種立體影像顯示系統、用于提供立體影像的顯示器及該顯示器 的背光模組控制方法。
背景技術：
為了提供使用者更真實的影像效果，顯示器產業出現越來越多可提供觀賞者立體 視覺效果的顯示器。在此請參照圖1所示的習知立體影像顯示系統10。如圖1所示，習知 立體影像顯示系統10包含顯示器20、電腦30及液晶快門眼鏡40，其中訊號連接建立于顯 示器20及電腦30之間，以供電腦30將立體影像訊號傳輸至顯示器20。顯示器20將把立 體影像訊號分為左眼影像訊號及右眼影像訊號，其中顯示器將根據立體影像訊號交替產生 左眼影像及右眼影像。如圖1所示，顯示器20及液晶快門眼鏡40分別具有同步訊號發射器21及同步訊 號接收器41，其中同步訊號發射器21根據同步訊號發射紅外線。換言之，同步訊號發射器 21將同步訊號自電訊號轉換成紅外線。同步訊號接收器41用于接收紅外線以得知目前顯 示器20所產生的影像為左眼影像或是右眼影像，以進一步控制液晶快門眼鏡40中左眼快 門42及右眼快門43的開啟及關閉。如此可見，液晶快門眼鏡40將自同步訊號發射器21感應同步訊號并根據同步訊 號來判斷當下顯示器20的影像是左眼影像或是右眼影像。液晶快門眼鏡40將于顯示器20 產生左眼影像時藉由驅動液晶轉向來分別開啟左眼快門42及關閉右眼快門43。同樣地，液 晶快門眼鏡40將于顯示器20產生右眼影像時驅動液晶轉向關閉左眼快門42及開啟右眼 快門43。如此可見，液晶快門眼鏡40藉由開啟關閉快門來使觀賞者的雙眼分別接受左眼影 像及右眼影像，以進一步使觀賞者具有立體視覺效果。為了傳輸同步訊號而加裝同步訊號發射器21及同步訊號接收器41將增加習知立 體影像顯示系統10的成本并減低其市場競爭力。此外，同步訊號發射器21及同步訊號接 收器41的相對位置需固定以確保同步訊號傳輸的穩定性。然而，上述相對位置將因觀賞者 位置的移動而不停改變。因此同步訊號接收器41時常會因紅外線被阻擋或紅外線的強度 不足而無法正確地與顯示器20的同步訊號發射器21進行同步。如此一來，液晶快門眼鏡40將會因同步不正確而錯誤開啟及關閉液晶快門，并使 觀賞者無法進行立體影像的觀賞。

發明內容
本發明之目的在于提供一種具有較低成本的立體影像顯示系統。本發明之另一目的在于提供一種透過背光與立體影像眼鏡進行同步的顯示器及 顯示器的背光模組控制方法。本發明的立體影像顯示系統包含顯示器及具有感測器的立體影像眼鏡。顯示器連接于電腦或其他電子裝置以接收立體影像訊號及左右同步訊號。其中一實施例中，顯示器包含使用者設定電路、背光驅動模組、背光模組。使用者 設定電路用以依據使用者輸入，產生原始背光驅動訊號；背光驅動模組電連接該使用者設 定電路，依據該左右同步訊號來調變該原始背光驅動訊號以產生調變背光驅動訊號；背光 模組電連接該背光驅動模組，于該立體影像訊號對應的顯示時段中，該背光模組依據該調 變背光驅動訊號而輸出背光，該背光明暗度會隨著該調變背光驅動訊號強弱而變化。進一步地，顯示器還包括編碼模組，編碼模組將該左右同步訊號編碼產生編碼同 步訊號，而該背光驅動模組把該編碼同步訊號迭加到該原始背光驅動訊號以產生該調變背 光驅動訊號。進一步地，該編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊號，該短脈沖訊號具有預設寬 度Ws，而對應于該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊號為直流訊號，該直流訊號 具有預設電壓V，該背光驅動模組自該直流訊號減去該短脈沖訊號，使對應于該立體影像訊 號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設 寬度Ws的波谷；或者，編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊號，該短脈沖訊號具有預設寬 度Ws，而在該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊號為長脈沖訊號，該長脈沖訊號 具有預設寬度WL且具有預設電壓V，其中寬度WL大于寬度Ws，該背光驅動模組自該長脈沖 訊號減去該短脈沖訊號，使對應于該立體影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有 至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷。進一步地，該立體影像訊號包含左眼影像訊號與右眼影像訊號，其中對應于該左 眼影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有X個電壓低于該預設電壓V且寬度為該 預設寬度Ws的波谷；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有Y個電 壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷，其中X相異于Y。進一步地，該立體影像訊號還包含左眼影像訊號與右眼影像訊號，其中對應于該 左眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷出現于 Pl相位處；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設 寬度Ws的波谷出現于P2相位處，Pl相位相異于P2相位。進一步地，還包含左右同步訊號產生器，電連接于該編碼模組，其中當該編碼模組 接收的該左右同步訊號電流大小小于預設值時，該同步訊號產生器將該立體影像訊號分類 為復數個左眼影像訊號及復數個右眼影像訊號，并依該左/右眼影像訊號的時序產生該左 右同步訊號。另一實施例中，顯示器接收立體影像訊號，該顯示器包含使用者設定電路、左右同 步訊號產生器、背光驅動模組以及背光模組。使用者設定電路用以依據使用者輸入，產生原 始背光驅動訊號；左右同步訊號產生器將該立體影像訊號分類為復數個左眼影像訊號及復 數個右眼影像訊號，并依該左/右眼影像訊號的時序產生左右同步訊號；背光驅動模組電 連接該使用者設定電路，依據該左右同步訊號來調變該原始背光驅動訊號以產生調變背光 驅動訊號；背光模組電連接該背光驅動模組，于該立體影像訊號對應的顯示時段中，該背光 模組依據該調變背光驅動訊號而輸出背光，該背光明暗度會隨著該調變背光驅動訊號強弱 而變化。進一步地，還包括編碼模組，編碼模組將該左右同步訊號編碼產生編碼同步訊號，而該背光驅動模組把該編碼同步訊號迭加到該原始背光驅動訊號以產生該調變背光驅動 訊號。進一步地，該編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊號，該短脈沖訊號具有預設寬 度Ws，而對應于該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊號為直流訊號，該直流訊號 具有預設電壓V，該背光驅動模組自該直流訊號減去該短脈沖訊號，使對應于該立體影像訊 號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設 寬度Ws的波谷；或者，該編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊號，該短脈沖訊號具有預設 寬度Ws，而在該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊號為長脈沖訊號，該長脈沖訊 號具有預設寬度WL且具有預設電壓V，其中寬度WL大于寬度Ws，該背光驅動模組自該長脈 沖訊號減去該短脈沖訊號，使對應于該立體影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具 有至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷。進一步地，該立體影像訊號包含左眼影像訊號與右眼影像訊號，其中對應于該左 眼影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有X個電壓低于該預設電壓V且寬度為該 預設寬度Ws的波谷；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有Y個電 壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷，其中X相異于Y。進一步地，該立體影像訊號還包含左眼影像訊號與右眼影像訊號，其中對應于該 左眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷出現于 Pl相位處；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設 寬度Ws的波谷出現于P2相位處，Pl相位相異于P2相位。顯示器的顯示面板將根據立體影像訊號及背光在不同時段交替產生左眼影像及 右眼影像。立體影像眼鏡的感測器將根據上述背光明暗度的變化來判斷顯示器所產生的影 像是左眼影像或是右眼影像，以對應開啟及關閉立體影像眼鏡的左眼快門及右眼快門。本發明還提供一種顯示器的背光模組控制方法，該顯示器包括使用者設定電路、 背光驅動模組及背光模組，該方法包含下列步驟由該顯示器接收立體影像訊號及左右同 步訊號；由該使用者設定電路依據使用者輸入，產生原始背光驅動訊號；由該背光驅動模 組依據該左右同步訊號來調變該原始背光驅動訊號以產生調變背光驅動訊號；以及于該立 體影像訊號對應的顯示時段中，由該背光模組依據該調變背光驅動訊號而輸出背光，該背 光明暗度會隨著該調變背光驅動訊號強弱而變化。進一步地，該顯示器還包括編碼模組，將該左右同步訊號編碼產生具有至少一個 短脈沖訊號的編碼同步訊號，該短脈沖訊號具有預設寬度Ws，而對應于該立體影像訊號顯 示時段內，該原始背光驅動訊號為直流訊號，該直流訊號具有預設電壓V，該方法包括迭 加該編碼同步訊號及該原始背光驅動訊號以產生該調變背光驅動訊號；輸出具有至少一個 電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷的該背光。進一步地，該方法包括計算該波谷數目來判斷目前顯示器輸出該立體影像訊號 的左眼影像訊號或右眼影像訊號。如上所述，本發明的顯示器藉由背光模組所產生的背光來與立體影像眼鏡進行同 步，因此不需要會產生額外硬體成本的同步訊號發射器及接收器。此外，背光模組所產生的 背光相較于紅外線更可與立體影像眼鏡建立穩定的訊號連接，以維持使用者在觀賞立體影 像的視覺品質。
關于本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。


圖1所示為習知立體影像顯示系統的示意圖；圖2A所示為本發明立體影像顯示系統的示意圖；圖2B所示為圖2A所示顯示器的背光模組控制方法；圖3A所示為立體影像顯示系統中原始背光驅動訊號、編碼同步訊號、調變背光驅 動訊號及立體影像顯示時段的時序圖；圖3B、圖4、圖5、圖6、圖7所示為圖3A所示原始背光驅動訊號、編碼同步訊號、調 變背光驅動訊號及立體影像顯示時段的變化實施例；圖8A所示為圖2A所示顯示器的變化實施例；圖8B所示為圖8A所示顯示器的背光模組控制方法；圖9所示為圖8A所示實施例中左右同步訊號產生器產生左右同步訊號的演算 法；圖IOA所示為圖2A所示顯示器的變化實施例；以及圖IOB所示為圖IOA所示顯示器的背光模組控制方法。
具體實施例方式本發明關于一種影像顯示系統、該影像顯示系統所包含的顯示器及該顯示器的背 光模組控制方法；特別是一種立體影像顯示系統、用于提供立體影像的顯示器及該顯示器 的背光模組控制方法。圖2A所示為本發明立體影像顯示系統100的示意圖，其中本實施例的立體影像顯 示系統100包含顯示器200及具有感測器430的立體影像眼鏡400。在本實施例中，顯示 器200自外界接收立體影像訊號D、左右同步訊號L、R及垂直同步訊號Vsync并根據上述 訊號產生立體影像I，其中立體影像I包含不同時段中交替產生的左眼影像及右眼影像。如 圖2A所示，顯示器200較佳電連接于電腦300以自電腦300接收立體影像訊號D、左右同步 訊號L、R及垂直同步訊號Vsync，但不限于此；顯示器200亦可電連接于如藍光光碟機等光 碟機及其他可提供立體影像訊號D、左右同步訊號L、R及垂直同步訊號Vsync的電子裝置。 在不同實施例中，顯示器200本身亦可包含用于儲存立體影像訊號D的硬碟或其他電子儲 存裝置。在圖2A所示的實施例中，立體影像眼鏡400包含左眼快門410及右眼快門420，用 以接收立體影像I。當使用者戴上立體影像眼鏡400時，立體影像眼鏡400需在顯示器200 顯示左眼影像時，關閉右眼快門420而只開啟左眼快門410 ；并于在顯示器200顯示右眼影 像時，關閉左眼快門410而只開啟右眼快門420，以提供使用者視覺上的立體影像效果。本 實施例的顯示器200于產生立體影像I的同時，藉由改變背光模組所產生的背光B明暗度 來與立體影像眼鏡400進行同步。換言之，立體影像眼鏡400的感測器430將根據背光B 明暗度的改變來判斷顯示器200輸出的影像為左眼影像或是右眼影像。在本實施例中，左 眼快門410及右眼快門420包含液晶，以供感測器430于判斷左、右眼影像后控制液晶的轉向來關閉及開啟左、右眼快門410、420。 如圖2A所示，顯示器200包含訊號介面210、使用者設定電路220、編碼模組230、 背光驅動模組240、背光模組250及顯示面板260。本實施例的訊號介面210電連接于電腦 300以接收立體影像訊號D、垂直同步訊號Vsync及左右同步訊號L、R，并將立體影像訊號 D及左右同步訊號L、R分別傳輸至顯示面板260及編碼模組230。垂直同步訊號Vsync通 知顯示器200左眼及右眼影像顯示時段個別的初始端，而左右同步訊號L、R則通知顯示器 200目前輸出的是左眼或右眼影像。顯示面板260將接收背光模組250所產生的背光B并 根據立體影像訊號D于不同時段交替產生左眼影像及右眼影像。 在圖3A-圖5實施例中，使用者設定電路220產生持續電流(continuous current)型態的原始背光驅動訊號500，其中背光模組250所產生背光B的明暗度與原始 背光驅動訊號500的持續電流大小與成正相關。于顯示器200出廠時，原始背光驅動訊號 500具有預設電流大小，但使用者可透過使用者設定電路220來調整原始背光驅動訊號500 的持續電流大小，進而來調整背光B的明暗度。在圖6-圖7實施例中，使用者設定電路220產生脈沖電流(pulse current)型態 的原始背光驅動訊號500，人眼所感受到背光模組250所輸出背光B的平均明暗度(aVerage brightness)與原始背光驅動訊號500的"脈沖電流大小"及"脈沖電流持續時間"成正 相關。于顯示器200出廠時，原始背光驅動訊號500具有預設脈沖持續時間，而使用者可透 過使用者設定電路220來調整原始背光驅動訊號500的"脈沖電流持續時間"長短，進而 改變背光B的明暗度。因此本實施例的原始背光驅動訊號500可為"電流大小可調整"的持續電流訊 號，亦可為"電流大小"固定，但"脈沖電流持續時間"可調整的脈沖電流訊號。圖2A所示的編碼模組230電連接于訊號介面210及背光驅動模組240。編碼模 組230自訊號介面210接受自電腦300所接收的垂直同步訊號Vsync及左右同步訊號L、 R，并根據左右同步訊號L、R分別產生編碼同步訊號600L(對應于左眼影像顯示時段710) 或600R (對應于右眼影像顯示時段720)。本實施例的編碼同步訊號600L或600R為脈沖訊 號；換言之，編碼模組230根據左右同步訊號L、R產生復數直流脈沖訊號，但不限于此。此外，在本實施例中，編碼模組230用于根據左右同步訊號L、R分別產生編碼同步 訊號600L或600R，但不限于此；如圖4、圖7實施例，若電腦300所提供的左右同步訊號L、 R就是合適的脈沖訊號，則立體影像顯示系統100亦可直接將左右同步訊號L、R作為編碼 同步訊號600L或600R使用而省去編碼步驟。在圖3A-圖7實施例中，垂直同步訊號Vsync決定左眼影像顯示時段710及右眼 影像顯示時段720時間軸上起點，而編碼同步訊號600L或600R則決定目前輸出的是左眼 或右眼影像。背光驅動模組240同時接收使用者設定電路220所產生的原始背光驅動訊號500 以及編碼模組230所產生的編碼同步訊號600L或600R 二者之一，并根據原始背光驅動訊 號500及編碼同步訊號600L、600R產生用以驅動背光模組250的調變背光驅動訊號700。在 圖3A-圖7實施例中，背光驅動模組240將原始背光驅動訊號500減去編碼同步訊號600L、 600R以產生調變背光驅動訊號700 ；換言之，調變背光驅動訊號700的電流大小為原始背光 驅動訊號500及編碼同步訊號600L、600R電流大小之差，但不限于此；在不同實施例中，背光驅動模組240亦可藉由迭加原始背光驅動訊號500及編碼同步訊號600L、600R來產生調 變背光驅動訊號700。在圖2A所示的實施例中，背光模組250將自背光驅動模組240接收調變背光驅動 訊號700并根據該驅動訊號輸出背光B，如圖3A-圖5實施例的背光B明暗度與調變背光驅 動訊號700的電流大小成正相關。立體影像眼鏡400的感測器430將根據背光B明暗度的 改變來判斷編碼同步訊號600L或600R是否出現于特定影像顯示時段內，以判斷顯示面板 260在當下所輸出的影像是左眼影像或右眼影像。圖2B所示為本發明顯示器200的背光模組控制方法的流程圖。如圖2B所示，控制 方法包含步驟S800，接收立體影像訊號D，其中本控制方法包含由顯示器200自電腦300接 收立體影像訊號D及左右同步訊號L、R，但不限于此；顯示器200亦可自其他電子裝置取得 立體影像訊號D及左右同步訊號L、R。顯示器將根據立體影像訊號D產生左眼影像740訊 號及右眼影像訊號，以供顯示器200的顯示面板260在不同時段交替產生左眼影像740及 右眼影像。顯示器200的背光模組250則是根據左右同步訊號L、R改變背光B的明暗度， 以供立體影像眼鏡400根據背光B明暗度判別顯示面板250所產生的影像為左眼影像740 或右眼影像750。本發明背光模組控制方法進一步包含步驟S810，產生原始背光驅動訊號500以驅 動背光模組250來產生具對應明暗度的背光B。在本實施例中，顯示器200包含用以產生原 始背光驅動訊號500的使用者設定電路220，其中使用者設定電路220包含使用者設定值， 用以在顯示器200啟動時產生具有預設電流大小的原始背光驅動訊號500。然而，使用者可 選擇性在顯示器200啟動后調整使用者設定電路220來改變原始背光驅動訊號500的電流 大小及背光B的明暗度。背光模組控制方法另包含步驟S820，將左右同步訊號L、R編碼以產生編碼同步訊 號600L、600R及步驟S830，迭加編碼同步訊號600L、600R及原始背光驅動訊號500以產生 調變背光驅動訊號700。在本實施例中，顯示器200包含編碼模組230及背光驅動模組240， 其中編碼模組230用以在步驟S820中調變自電腦300所接收的左右同步訊號L、R來產生 編碼同步訊號600L、600R。背光驅動模組240則是用于將編碼同步訊號600L、600R迭加于 原始背光驅動訊號500以產生實際用于驅動背光模組250的調變背光驅動訊號700。在本實施例中，編碼模組230于顯示器200產生左眼影像的時段產生具脈沖電流 形態的編碼同步訊號600L、600R。背光驅動模組240則是將編碼同步訊號600L、600R與原 始背光驅動訊號500相減以產生具有波谷620的調變背光驅動訊號700，其中上述波谷620 及編碼同步訊號600L、600R具有相對應的時間位置及時間寬度。此外，在本實施例中，原始 背光驅動訊號500為直流電壓，但不限于此；在不同實施例中，原始背光驅動訊號500亦可 根據背光模組250驅動方式的不同而改變為復數具脈沖形態的電壓。在本實施例中，編碼模組230于左眼影像的時段產生編碼同步訊號600L，但不限 于此。編碼模組230可選擇性于右眼影像的時段產生編碼同步訊號600R或分別在兩時段 產生不同數目的編碼同步訊號600L、600R。在不同實施例中，編碼模組230亦可在上述兩時 段的不同相位處產生編碼同步訊號600L、600R。本發明背光模組控制方法將于步驟S840中將背光驅動模組240所產生的調變背 光驅動訊號700輸入背光模組250以產生背光B，以供顯示器200的顯示面板260根據根據立體影像訊號D產生左眼影像及右眼影像。背光B的明暗度與調變背光驅動訊號700的電 流大小成正相關，因此背光B明暗度將于對應波谷620的位置產生變化。在本實施例中，由 于調變背光驅動訊號700具有波谷620，因此背光B于對應波谷620位置的明暗度將對應地 降低。換言之，背光B明暗度亦具有時間位置及寬度對應于編碼同步訊號600L、600R的波 谷 620。在步驟S850中，本發明立體影像眼鏡400上的感測器430將根據圖3A-圖7所示 方法來感測背光B明暗度變化，進而計算調變背光驅動訊號700中波谷620的數目及位置， 以判斷當時顯示器200所產生的影像為左眼影像或是右眼影像。感測器430之后將控制立 體影像眼鏡的左眼快門410及右眼快門420進行相對應的開啟及關閉。圖3A所示為原始背光驅動訊號500、編碼同步訊號600L、調變背光驅動訊號700 及立體影像顯示時段730的時序圖。如圖3A所示，原始背光驅動訊號500為持續電流訊號， 其中原始背光驅動訊號500為使用者可調整的預設電流510。如圖3A所示，左右同步訊號L、R為脈沖電流，其中左右同步訊號L、R在不同顯示 時段中分別具有不同數目的脈沖電流。在本實施例中，左右同步訊號L、R于左眼影像顯示 時段710及右眼影像顯示時段720中分別具有不同數目脈沖電流，但不限于此；在不同實施 例中，不同實施例的左右同步訊號L、R亦可在左眼影像顯示時段710及右眼影像顯示時段 720中具有相同數目的脈沖電流。此外，左右同步訊號L、R亦可選擇性具有相同或相異的 電流大小及脈沖寬度。編碼同步訊號600L為脈沖訊號且具有預設寬度610的脈沖電流。在本實施例中， 預設電流510的電流大小相同于編碼同步訊號600L的脈沖電流大小，但不限于此；編碼同 步訊號600L脈沖電流大小只要足以能產生讓感測器430偵測得到波谷620即可。本實施例的調變背光驅動訊號700為原始背光驅動訊號500及編碼同步訊號600L 之差，因此調變背光驅動訊號700在對應于編碼同步訊號600L的時間位置將有波谷620，其 中波谷620的電流小于預設電流510且寬度為預設寬度610。如圖3A所示，依據垂直同步訊號Vsync，左眼影像顯示時段710及右眼影像顯示時 段720于時間軸上交替排列且組成立體影像顯示時段730。在本實施例中，預設編碼同步訊 號600L于時間軸上對應于左眼影像顯示時段710初始端的位置。如此于左眼影像顯示時 段710的初始端，調變背光驅動訊號700有對應的波谷620變化，亦即編碼同步訊號600L， 而右眼影像顯示時段720內并不具有任何波谷620。如此一來，當感測器430偵測到背光具有時間寬度接近預設寬度610且波形接近 脈沖的明暗變化時，即可判斷當時顯示器200所產生的影像是左眼影像。立體影像眼鏡400 對應地先開啟左眼快門及關閉右眼快門，并計時等到左眼影像顯示時段710結束時，立體 影像眼鏡400再開啟右眼快門及關閉左眼快門，直到下個編碼同步訊號600L被偵測到。圖3B為圖3A所示原始背光驅動訊號500、編碼同步訊號600L、調變背光驅動訊號 700在另一實施例的時序圖。在本實施例中，左右同步訊號L、R分別由電腦300自不同線 路傳輸至顯示器300。此外，左右同步訊號L、R為分別產生于不同顯示時段710、720初始 端的脈沖電流，其中編碼模組230將根據左右同步訊號L產生編碼同步訊號600L，以供背光 驅動模組240產生調變背光驅動訊號700。此外，在圖3B所示的實施例中，左右同步訊號L及編碼同步訊號600L具有相異的電流大小及時序位置，但不限于此；在不同實施例中，左右同步訊號L及編碼同步訊號600L 亦可選擇性具有相同的電流大小及時序位置。圖4所示為原始背光驅動訊號500、編碼同步訊號600L、600R、調變背光驅動訊號 700在不同實施例的時序圖。在本實施例中，顯示器200的編碼模組230于左、右眼影像顯 示時段710、720分別產生不同數目的脈沖電流以使調變背光驅動訊號700在不同顯示時段 具有相異數目的波谷620，如此分別作為編碼同步訊號600L與600R。如圖4所示，編碼同步訊號600L對應左眼影像顯示時段710初始端并具有單一脈 沖電流，而編碼同步訊號600R于對應右眼影像顯示時段720初始端并具有二個相鄰的脈沖 電流。因此調變背光驅動訊號700于左、右眼影像顯示時段710、720初始端處將分別具有 一個波谷620及二個相鄰的波谷620。如此感測器在感測背光明暗度時僅需判斷左眼影像 顯示時段710、右眼影像顯示時段720初始端處波谷620的數目，即可判斷顯示器200目前 所輸出的影像是左眼影像或是右眼影像，立體影像眼鏡400便對應地開啟或關閉左眼快門 或右眼快門。圖5所示為原始背光驅動訊號500、編碼同步訊號600L、600R、調變背光驅動訊號 700在另一實施例的時序圖。在本實施例中，左、右眼影像顯示時段710、720實質上具有相 同的時間長度。此外，本實施例的顯示器200藉由改變脈沖電流(編碼同步訊號600L、600R) 相對于左、右眼影像顯示時段710、720的時間位置(相位)，以供感測器區分左、右眼影像的 顯示時段。如圖5所示，編碼同步訊號600L、600R在左眼影像顯示時段710內及右眼影像顯 示時段720內皆只具有單一脈沖電流。然而，上述兩個脈沖電流分別對應于左眼影像顯示 時段710的初始端及右眼影像顯示時段720的結束端，故編碼同步訊號600L至編碼同步訊 號600R間隔時段較長，而編碼同步訊號600R至編碼同步訊號600L間隔時段較短。如此當 感測器偵測到兩個脈沖電流且間隔時段低于臨界值時，即可判定第2個脈沖電流為編碼同 步訊號600L，對應于左眼影像顯示時段710的初始端，而當時顯示器所輸出的影像為左眼 影像。立體影像眼鏡400便對應地先開啟左眼快門410及關閉右眼快門420，并計時等到左 眼影像顯示時段710結束時，立體影像眼鏡400再開啟右眼快門420及關閉左眼快門410， 直到下個編碼同步訊號600L被偵測到。圖6-圖7所示為圖3A所示原始背光驅動訊號500、編碼同步訊號600L、600R、調 變背光驅動訊號700的變化實施例。在本實施例中，使用者設定電路220根據使用者輸入 產生復數脈沖電流形態的原始背光驅動訊號500，以供背光驅動模組240產生調變背光驅 動訊號700來驅動背光模組250產生背光B，于左眼影像顯示時段710及右眼影像顯示時段 720中，原始背光驅動訊號500的脈沖訊號均具有90%負載循環。換言之，本實施例的顯示 器200使用脈沖寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)來驅動背光模組250，而使用者 設定電路220仍可透過使用者設定電路220來調整脈沖電流的負載循環，進而改變背光B 的明亮度。如圖6所示，編碼同步訊號600L具有預設寬度610，且預設編碼同步訊號600L發 生在左眼影像顯示時段710初始端的位置；因此調變背光驅動訊號700在左眼影像顯示時 段710初始端具有波谷620，而在右眼影像顯示時段720內不具任何波谷620。如此一來，感 測器430如偵測到背光B明暗度具有波谷620般變化時，即可判斷顯示器200當時所輸出的影像為左眼影像。立體影像眼鏡400便對應地先開啟左眼快門410及關閉右眼快門420， 并計時等到左眼影像顯示時段710結束時，立體影像眼鏡400再開啟右眼快門420及關閉 左眼快門410，直到下個編碼同步訊號600L及對應波谷620被偵測到。圖7所示為原始背光驅動訊號500、編碼同步訊號600L、600R、調變背光驅動訊號 700在不同實施例的時序圖。如圖7所示，顯示器200的編碼模組230于左、右眼影像顯示 時段710、720分別產生不同數目的脈沖電流。如此一來，調變背光驅動訊號700將于左、右 眼影像顯示時段710、720中具有相異的波谷620，分別作為編碼同步訊號600L與600R。在本實施例中，調變背光驅動訊號700于左、右眼影像顯示時段710、720初始端分 別具有一個波谷620以及二個波谷620。如此感測器430僅需偵測左眼影像顯示時段710、 右眼影像顯示時段720初始端波谷620的數目，即可判斷顯示器200目前所輸出的影像是 左眼影像或是右眼影像，立體影像眼鏡400便對應地開啟或關閉左眼快門410或右眼快門 420。在圖3A、圖3B、圖4、圖5、圖6、圖7所示的實施例中，編碼同步訊號600L、600R為 脈沖電流，但不限于此；在不同實施例中，編碼同步訊號600L、600R亦可具有如正弦波、方 波、三角形波與鋸齒波等型態。如此一來，編碼背光驅動訊號的波谷620亦將具有相對應的 型態。圖8A所示為圖2A所示立體影像顯示系統100的變化實施例。在本實施例中，左 右同步訊號的電流大小等于0，亦即左右同步訊號不存在；換言之，訊號介面210僅自外界 接收立體影像訊號D和垂直同步訊號Vsync。如圖8A所示，顯示器200包含左右同步訊號產生器270，用于接受立體影像訊號 D并根據該訊號所包含的左眼影像訊號及右眼影像訊號來產生左右同步訊號L、R0如此一 來，顯示器200可在僅有立體影像訊號D和垂直同步訊號Vsync的情況下與立體影像眼鏡 400進行同步。圖8B所示為圖8A所示顯示器的背光模組控制方法。如圖8B所示，背光模組控制 方法包含步驟S860，依據立體影像訊號產生左右同步訊號L、R并將其編碼以產生編碼同步 訊號600L、600R。在本實施例中，顯示器200僅自電腦300接收立體影像訊號D及垂直同步 訊號Vsync。因此為了與立體影像眼鏡400同步，左右同步訊號產生器270將根據立體影 像訊號D產生左右同步訊號L、R，以供后端模組產生調變背光驅動訊號700。除了根據立體 影像訊號D產生左右同步訊號L、R之外，圖2B及圖8B所示的背光模組控制方法實質上相 等，故在此不加贅述。圖9所示為圖8A所示實施例中左右同步訊號產生器產生左右同步訊號L、R的演 算法。在本實施例中，左右同步訊號產生器270接受到立體影像訊號D所包含的左眼影像 訊號740及右眼影像訊號750時，并不確定何者是左眼影像740及何者是右眼影像750。需 依據下列步驟才能區分出左眼影像740及右眼影像750。左右同步訊號產生器270分別對左眼影像740及右眼影像750進行邊緣偵測 (Edge Detection) 0首先左右同步訊號產生器270將定義邊緣門檻，其中邊緣門檻為相鄰 兩點間發光強度(Luminous Intensity)的差距。左右同步訊號產生器270將根據上述邊 緣門檻自左、右影像740、750中央水平線的兩端向正中央的方向進行邊緣偵測。如圖9所 示，左右同步訊號產生器270將于左眼影像740的兩側分別取得兩個第一邊緣點760。左右同步訊號產生器270將根據兩個第一邊緣點760的位置計算出第一中央點780。同樣地，在 圖9所示的實施例中，左右同步訊號產生器270將于右眼影像750的兩側分別取得兩個第 二邊緣點770，并根據第二邊緣點770各別的位置計算出第二中央點790。在計算出第一中央點780及第二中央點790之后，左右同步訊號產生器270將 比較兩個中央位置的位置并判斷該些中央位置所對應的影像是左眼影像740或右眼影像 750。在本實施例中，定義靠近圖9右方的第一中央點780所對應影像為左眼影像740，且定 義靠近圖9左方的第二中央點790所對應影像為右眼影像750。左右同步訊號產生器270 之后將根據上述判斷的結果判斷左眼影像訊號及右眼影像訊號的時序排列以及產生相對 應的左右同步訊號L、R，以供編碼模組230進行編碼的動作；在不同實施例中，左右同步訊 號產生器270可采用其他影像處理方法來分辨兩個用于產生立體視覺效果的影像訊號。此外，在圖9所示實施例中，左右同步訊號產生器270將第一中央點780定義為第 一邊緣點760之間的中央位置，但不限于此；在不同實施例中，左右同步訊號產生器270可 平均第一邊緣點760的發光強度以取得平均值并根據該平均值來定義第一中央點780的位 置。同樣地，左右同步訊號產生器270亦可根據第二邊緣點770發光強度的平均值來定義 第二中央點790的位置。圖IOA所示為圖2A所示顯示器200的變化實施例。在本實施例中，顯示器200的 左右同步訊號產生器270設有預設臨界值，用于判斷是否有根據立體影像訊號D產生左右 同步訊號L、R的需要。換言之，左右同步訊號產生器270可根據訊號源的不同及左右同步 訊號L、R的電流大小而選擇性自行產生左右同步訊號L、R。當左右同步訊號L、R大于預設臨界值時，左右同步訊號產生器270將把左右同步 訊號L、R傳輸至后方的編碼模組230及背光驅動模組240以供產生驅動背光模組250的調 變背光驅動訊號700。然而，當左右同步訊號L、R小于預設臨界值時，左右同步訊號產生器 270將以圖9所述的方法根據立體影像訊號D產生左右同步訊號L、R0圖IOB所示為圖2B所示背光模組控制方法的變化實施例。在本實施例中，背光 模組控制方法進一步包含步驟S910，判斷左右同步訊號L、R的電流大小是否小于預設臨界 值，亦即判斷左右同步訊號L、R是否存在；換言之，步驟S910旨在判斷顯示器200是否僅自 電腦300接收到立體影像訊號D和垂直同步訊號Vsync。如左右同步訊號L、R的電流存在 且大于預設臨界值，本控制方法將直接進行步驟S810的步驟。相反地，若判斷左右同步訊 號L、R電流小于預設臨界值后，則判定左右同步訊號L、R不存在，啟動左右同步訊號產生器 270依據左眼與右眼影像訊號產生左右同步訊號L、R。在圖IOB所示的實施例中，步驟S920根據上方所述及圖9所示的邊緣偵測來判斷 斷左眼影像訊號及右眼影像訊號的時序排列并對應地產生左右同步訊號L、R，以供編碼模 組230進行編碼的動作，但不限于此；在不同實施例中，左右同步訊號產生器270可采用其 他影像處理方法來分辨兩個用于產生立體視覺效果的影像訊號。除了根據立體影像訊號D 產生左右同步訊號之外，圖2B及圖IOB所示的背光模組控制方法實質上相等，故在此不加 贅述。雖然前述的描述及圖示已揭示本發明的較佳實施例，必須了解到各種增添、許多 修改和取代可能使用于本發明較佳實施例，而不會脫離如權利要求所界定的本發明原理的 精神及范圍。熟悉該技藝者將可體會本發明可能使用于很多形式、結構、布置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文于此所揭示的實施例于所有觀點，應被視為用以說明本發 明，而非用以限制本發明。本發明的范圍應由權利要求所界定，并涵蓋其合法均等物，并不 限于先前的描述。
權利要求
一種顯示器，接收立體影像訊號及對應該立體影像訊號顯示時段的左右同步訊號，其特征在于該顯示器包含使用者設定電路，用以依據使用者輸入，產生原始背光驅動訊號；背光驅動模組，電連接該使用者設定電路，依據該左右同步訊號來調變該原始背光驅動訊號以產生調變背光驅動訊號；以及背光模組，電連接該背光驅動模組，于該立體影像訊號對應的顯示時段中，該背光模組依據該調變背光驅動訊號而輸出背光，該背光明暗度會隨著該調變背光驅動訊號強弱而變化。
2.如權利要求1所述的顯示器，其特征在于還包括編碼模組，該編碼模組將該左右同 步訊號編碼產生編碼同步訊號，而該背光驅動模組把該編碼同步訊號迭加到該原始背光驅 動訊號以產生該調變背光驅動訊號。
3.如權利要求2所述的顯示器，其特征在于該編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊 號，該短脈沖訊號具有預設寬度Ws，而對應于該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動 訊號為直流訊號，該直流訊號具有預設電壓V，該背光驅動模組自該直流訊號減去該短脈沖 訊號，使對應于該立體影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有至少一個電壓低于 該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷；或者，編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊 號，該短脈沖訊號具有預設寬度Ws，而在該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊號 為長脈沖訊號，該長脈沖訊號具有預設寬度WL且具有預設電壓V，其中寬度WL大于寬度 Ws,該背光驅動模組自該長脈沖訊號減去該短脈沖訊號，使對應于該立體影像訊號顯示時 段內，該調變背光驅動訊號具有至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的 波谷。
4.如權利要求3所述的顯示器，其特征在于該立體影像訊號包含左眼影像訊號與右眼 影像訊號，其中對應于該左眼影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有X個電壓低 于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該調 變背光驅動訊號具有Y個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷，其中X相 異于Y。
5.如權利要求3所述的顯示器，其特征在于該立體影像訊號還包含左眼影像訊號與右 眼影像訊號，其中對應于該左眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該預設電壓V且寬度為 該預設寬度Ws的波谷出現于Pl相位處；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該 預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷出現于P2相位處，Pl相位相異于P2相位。
6.如權利要求1所述的顯示器，其特征在于進一步包含左右同步訊號產生器，電連接 于該編碼模組，其中當該編碼模組接收的該左右同步訊號電流大小小于預設值時，該同步 訊號產生器將該立體影像訊號分類為復數個左眼影像訊號及復數個右眼影像訊號，并依該 左/右眼影像訊號的時序產生該左右同步訊號。
7.一種立體影像顯示系統，其特征在于該立體影像顯示系統包括如權利要求1至6中任意一項所述的顯示器；以及立體影像眼鏡，具有感測器，該感測器偵測該背光明暗度變化，并判斷該顯示器輸出該 立體影像訊號的左眼影像訊號或右眼影像訊號。
8.—種顯示器的背光模組控制方法，該顯示器包括使用者設定電路、背光驅動模組及背光模組，其特征在于該方法包含下列步驟由該顯示器接收立體影像訊號及左右同步訊號； 由該使用者設定電路依據使用者輸入，產生原始背光驅動訊號； 由該背光驅動模組依據該左右同步訊號來調變該原始背光驅動訊號以產生調變背光 驅動訊號；以及于該立體影像訊號對應的顯示時段中，由該背光模組依據該調變背光驅動訊號而輸出 背光，該背光明暗度會隨著該調變背光驅動訊號強弱而變化。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于該顯示器還包括編碼模組，該編碼模組將該 左右同步訊號編碼產生具有至少一個短脈沖訊號的編碼同步訊號，該短脈沖訊號具有預設 寬度Ws，而對應于該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊號為直流訊號，該直流訊 號具有預設電壓V，該方法包括迭加該編碼同步訊號及該原始背光驅動訊號以產生該調變背光驅動訊號； 輸出具有至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷的該背光。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于該方法包括計算該波谷數目來判斷目前顯示器輸出該立體影像訊號的左眼影像訊號或右眼影像 訊號。
11.一種顯示器，接收立體影像訊號，其特征在于該顯示器包含 使用者設定電路，用以依據使用者輸入，產生原始背光驅動訊號；左右同步訊號產生器，將該立體影像訊號分類為復數個左眼影像訊號及復數個右眼影 像訊號，并依該左/右眼影像訊號的時序產生左右同步訊號；背光驅動模組，電連接該使用者設定電路，依據該左右同步訊號來調變該原始背光驅 動訊號以產生調變背光驅動訊號；以及背光模組，電連接該背光驅動模組，于該立體影像訊號對應的顯示時段中，該背光模組 依據該調變背光驅動訊號而輸出背光，該背光明暗度會隨著該調變背光驅動訊號強弱而變 化。
12.如權利要求11所述的顯示器，其特征在于還包括編碼模組，該編碼模組將該左右 同步訊號編碼產生編碼同步訊號，而該背光驅動模組把該編碼同步訊號迭加到該原始背光 驅動訊號以產生該調變背光驅動訊號。
13.如權利要求12所述的顯示器，其特征在于該編碼同步訊號具有至少一個短脈沖訊 號，該短脈沖訊號具有預設寬度Ws，而對應于該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動 訊號為直流訊號，該直流訊號具有預設電壓V，該背光驅動模組自該直流訊號減去該短脈沖 訊號，使對應于該立體影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有至少一個電壓低于 該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷；或者，該編碼同步訊號具有至少一個短脈沖 訊號，該短脈沖訊號具有預設寬度Ws，而在該立體影像訊號顯示時段內，該原始背光驅動訊 號為長脈沖訊號，該長脈沖訊號具有預設寬度WL且具有預設電壓V，其中寬度WL大于寬度 Ws,該背光驅動模組自該長脈沖訊號減去該短脈沖訊號，使對應于該立體影像訊號顯示時 段內，該調變背光驅動訊號具有至少一個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的 波谷。
14.如權利要求13所述的顯示器，其特征在于該立體影像訊號包含左眼影像訊號與右眼影像訊號，其中對應于該左眼影像訊號顯示時段內，該調變背光驅動訊號具有X個電壓 低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該 調變背光驅動訊號具有Y個電壓低于該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷，其中X 相異于Y。
15.如權利要求13所述的顯示器，其特征在于該立體影像訊號還包含左眼影像訊號與 右眼影像訊號，其中對應于該左眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于該預設電壓V且寬度 為該預設寬度Ws的波谷出現于Pl相位處；對應于該右眼影像訊號顯示時段內，該電壓低于 該預設電壓V且寬度為該預設寬度Ws的波谷出現于P2相位處，Pl相位相異于P2相位。
16.一種立體影像顯示系統，其特征在于該立體影像顯示系統包括如權利要求11-15中任意一項所述的顯示器；以及立體影像眼鏡，具有感測器，該感測器偵測該背光明暗度變化，并判斷該顯示器輸出該 立體影像訊號的左眼影像訊號或右眼影像訊號。
全文摘要
本發明關于一種立體影像顯示系統、顯示器及顯示器的背光模組控制方法，立體影像顯示系統包含顯示器及具有感測器的立體影像眼鏡。顯示器包含背光驅動模組及背光模組，其中背光驅動模組調變原始背光驅動訊號產生調變背光驅動訊號，以供驅動背光模組以輸出背光。顯示器同時根據立體影像訊號交替產生左眼影像及右眼影像。立體影像眼鏡的感測器將根據背光明暗度變化來判斷顯示器的輸出為左眼影像或右眼影像。
文檔編號H04N13/04GK101909220SQ20101023318
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者陳世賓, 高思豪 申請人:明基電通有限公司;明基電通股份有限公司