2024年4月21日发(作者：希问玉)
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
文章编号：１００６—６２６８（２０１ １）０８—００１６—０５
快ｆ）ｇＨ镜式３ Ｄ液晶显示３ Ｄ效果
优化方法
杨杰’，刘卫东１Ｉ２。乔明胜。
（１．中国海洋大学电子系，山东青岛２６６１００；２．青岛海信电器股份有限公司，山东青岛２６６０７１）
摘 要：文章研究了快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果的调试原理，提出了一种３Ｄ效果优化的方
法，该方法适用于１２０Ｈｚ及更高帧频的３Ｄ液晶显示。
关键词：快门眼镜式；３Ｄ：串扰
中图分类号：ＴＮ１４１．９ 文献标识码：Ｂ
Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ３Ｄ Ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｈｕｔｔｅｒ Ｇｌａｓｓｅｓ
３Ｄ ＬＣＤ Ｄｉｓｐｌａｙ
ＹＡＮＧ Ｊｉｅ’，ＬＩＵ Ｗｅｉ－ｄｏｎｇ’ ，ＱＩＡＯ Ｍｉｎｇ－ｓｈｅｎｇ。
（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６１ ００，
Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｉｓｅｎｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ３Ｄ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ ｇｌａｓｓｅｓ ３Ｄ
ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ，ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ３Ｄ ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｐｐｌｉｅｓ ｔｏ １ ２０Ｈｚ ａｎｄ
ｈｉｇｈｅｒ ｆｒａｍｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ３Ｄ ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｕｔｔｅｒ ｇｌａｓｓｅｓ；３Ｄ；ｃｒｏｓｓｔａｌｋ
引 言
３Ｄ电视主要分为裸眼式和眼镜式，快门眼镜式
效果。
１ ３Ｄ成像原理
由于人眼有４—６ｃｍ的瞳距，每只眼睛看至０的
３Ｄ技术是目前液晶电视市场上应用比较广泛的一
种眼镜式３Ｄ显示技术。而决定３Ｄ显示效果的主要
因素取决于Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ（串扰）…的大小及３Ｄ显示的
屏幕亮度，如何在兼顾屏幕亮度的情况下尽量减小
内容是有区别的，两个不同视点的图像传递到大脑
形成了图像视差，从而形成图像景深。快门眼镜式
３Ｄ显示 Ｉ就是基于同样的原理，将两幅不同的图像
串扰的影响，实现较好的３Ｄ显示效果，是本文的主
要研究内容。本文提出了一种３Ｄ效果优化的方法，
通过ＬＥＤ背光的点亮时序与液晶显示响应、３Ｄ眼
镜同步配合来减小串扰，达到改善３Ｄ显示性能的
１ ６现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
投射到屏幕上，配合３Ｄ眼镜确保左眼只能看到左
图像，右眼只能看到右图像，左眼和右眼的不同影像
融合在人脑中便实现了３Ｄ效果。
收稿日期：２０ｌ１—０６－０１ Ａｕｇ．２０１１，总第１２７期
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
２ ３Ｄ效果调试原理及优化方法
３Ｄ状态下，３Ｄ显示屏高速交替显示左右眼画
面，眼镜的左右镜片也分别高速切换开关，如图１所
示。显示左眼画面时，左镜片打开，右镜片关闭；显示
右眼画面时，右镜片打开，左镜片关闭。
２．２ 影响３Ｄ效果的因素
３Ｄ模式下，与３Ｄ图像对应的Ｌｖｄｓ信号（低压
差分信号）与Ｖｓｙｎｃ信号（场同步信号：每场对应的
发一个脉冲）分别被送到液晶屏的驱动（Ｔｃｏｎ）和背
光的驱动。Ｌｖｄｓ信号经过Ｔｃｏｎ板转变为Ｍｉｎｉｌｖｄｓ
信号被串行送到Ｓｏｕｒｃｅ板，再经过ＣＯＦ送到液晶
屏相应的ＴＦＴ单元，ＴＦＴ根据Ｔｃｏｎ送来的电压及数
２．１ ３Ｄ效果标准
目前，对于３Ｄ效果的评价没有具体的量化指
标，主要通过主观评价，一般要满足如下要求：
（１）左右眼的图像完全分离，最大限度消除串
扰带来的重影：
据信号使液晶分子翻转到一定的角度：Ｖｓｙｎｃ信号经
过ＦＰＧＡ送到背光的驱动，背光的驱动以Ｖｓｙｎｃ信
号为基准控制背光的开关，由于二者的传输时间有差
距，使得背光的打开与液晶屏显示的图像不再同步。
为确保背光的打开与液晶屏显示的图像同步，需要测
（２）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１ＯＯＨｚ，以减少画面闪烁感：
量Ｖｓｙｎｃ与相应图像的相对时间差，计算背光的打
开时间，进而确定眼镜的开关时间。
人眼观看３Ｄ电视时，影Ⅱ向主观效果的主要因
素有屏的亮度、串扰等，其中屏的亮度主要受ＬＥＤ
背光的打开时间以及ＬＥＤ灯电流的影响，灯条电流
由于受到电源驱动的设计、ＬＥＤ灯的耐电流等限制，
在设计时为了尽可能地提高亮度，一般设计３Ｄ显
示时电流为２Ｄ显示时的２～３倍，这里将灯条电流
默认为设计的最大值，不考虑灯条电流给背光亮度
（３）亮度足够高，以弥补３Ｄ显示时的亮度降
低：
（４）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。
１ Ｆｒａｍｅ［１２０Ｈｚ］ １ Ｆｒａｍｅ［１２０Ｈｚ］ ．１ Ｆｒａｍｅ［１２０Ｈｚ］
高速驱动的屏—◆
左眼画面
舅 ■，嚣
圈一
荔
快门式眼镜—
Ｏ●
仅左眼可以看到画面仅右眼可以看到画面仅左眼可以看到画面
［１２０Ｈｚ］
图１ 快门眼镜式３Ｄ显示原理
Ａｕｇ．２０１１，总第１２７期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ １ ７
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
一
带来的影响。在理论上，背光打开时间持续时间越
长，屏的亮度越高，但是长时间地打开背光会带来严
重的串扰。串扰是由于左右眼图像分离的不完全引
起的双边缘现象 ，即左眼看到了右图像或右眼看到
了左图像，为了在佩戴３Ｄ眼镜时观看３Ｄ图像能够
使左右眼图像完全分离，必须做到背光的点亮时序
与液晶显示响应、３Ｄ眼镜同步配合。
根据以上分析，得知影Ⅱ向３Ｄ效果的参数主要
有：图像与Ｖｓｙｎｃ之间的相对时间差、液晶屏的响应
时间、背光的开关时刻与打开时间、眼镜的开关时刻
与打开时间等。
图３ 左白右黑的图卡（３Ｄ）
２．３ ３Ｄ效果优化方法
液晶显示屏［４ 中，每个ＴＦＴ管的栅极连接至水
ｌ
Ｖｓ
——一— ～一
ｌ ｆ
ｊＬ… Ｌ… ＪＩ…一ｊ ………ｊ 一～
平方向的扫描线，源极连接至垂直方向的数据线，而
漏极连接至液晶像素电极和存储电容。显示屏一次
只启动一条栅极扫描线，以将相应一行的ＴＦＴ管导
通，垂直方向的数据线送入对应的视频信号，对液晶
存储电容充电至适当的电压，液晶分子翻转到一定
５４０“
的角度，显示对应的图像。接着关闭ＴＦＴ管到下次重
１０８０
新写入信号，使得电荷保存在电容上，同时启动下一
条水平扫描线，送入对应的视频信号。依次将整个画
面的视频信号写入，下一幅画面的视频信号到来之
自…… …——一…～ ～ … ……一 ～Ａ
后，再自第一条水平扫描线开始启动。
图４ Ｖｓｙｎｃ与背光的打开时序关系
以１，９２０ Ｘ １，０８０分辨率的１２０Ｈｚ液晶屏为例
（背光模组采用上下灯条入光的方式，且下灯条靠近
Ｔｃｏｎ端），利用如图２所示的图卡（左白右黑），此图
其中， 、 、 分别是测得的液晶第１（靠近
Ｔｃｏｎ，即液晶的第一条水平扫描线）、５４０、１，０８０行
与Ｖｓｙｎｃ的相对延迟时间， 是液晶响应时间（上
为
卡在处理成３Ｄ图像时，为一幅白色图像（左眼图
一／ ， ． 一
升沿时间与下降沿时间之和）的上升沿时间，
一 ．｛／ ～
、 、 分别为左眼图像的下灯条打
像）和一幅中间带有黑色竖条的白色图像（右眼图
下降沿时间。
一
、 、
像），３Ｄ状态下左眼图像和右眼图像交替显示成如
开时刻、上灯条打开时刻、左镜片打开时刻，
ｔ
～
Ｉ
图３所示的图像，而３Ｄ背光常亮状态下各项参数
之间的关系如图４所示。
一
一
分别为右眼图像的下灯条打开时刻、上灯条打开
时刻、右镜片打开ａ，－ｔ￣０。上述时间均以图４中的时间
轴为准。
为了清晰地分辨每帧图像，需要避免背光在液
晶的翻转过程中打开。因此在３Ｄ状态下显示图像
时，左眼图像（白色图像）在第５４０行上升到９０％至
第１行下降到９０％这段时间内打开下灯条（ ），可
以完整地看到下半部分图像，在第１，０８０行上升到
９０％至第５４０行下降到９Ｏ％这段时间打开上灯条
（ ），可以完整地看到上半部分图像；右眼图像（黑
色图像）在第５４０行下降到１ ０％至第１行上升到
１０％这段时间打开下灯条（ ），可以完整地看到下
半部分图像，在第１．０８０行下降到１０％至第５４０行
图２ 左白右黑的图卡（２Ｄ）
上升到１０％这段时间打开上灯条（ ），可以完整地
Ａｕｇ．２０１１，总第１２７ １ ８现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
看到上半部分图像。同时，在背光打开的时间内打开
眼镜，显示左眼图像时打开左镜片（ ），显示右眼图
像时打开右镜片（ ）。
利用３Ｄ眼镜观看液晶屏上的图像时，需要测
量其液晶镜片的响应时间，以方便根据响应时间来
确定眼镜的打开时刻。镜片的打开时间均以接收到
的经过调制的Ｖｓｙｎｃ信号（Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ信号）为基
准，在延时 后发出。为避免左右镜片打开时序出
现混乱，Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ信号每两场图像发一次脉冲，
每次脉冲发出，便打开眼镜的左镜片。理论上，
Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ与Ｖｓｙｎｃ及左右镜片打开的时序如图
５所示。
ｖ
…
ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ
图６ ＬＣＲＣ、Ｖｓｙｎｃ与背光的打开时序
考虑到屏的亮度均匀性，两个灯条每次打开的
／ ——
仗 一 ，
厂 、 、
ｆ ＼一 Ｌ
时间必须一致，镜片每次打开的时间必须一致，即
一
丁『ｂ＝ 一 ＝丁，△ ＝△ ＝厶 ＝△ ，△ ＝△ＴＲ。
同时，眼镜同步信号Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ与信号Ｖｓｙｎｃ的
图５ Ｖｓｙｎｃ与镜片的打开时序关系
相对延迟时间 ＝ 一 。
以某一上下侧光３Ｄ液晶屏为例，根据上述内
容，经测量，３Ｄ背光常亮状态下液晶屏的ＬＣＲＣ（液
晶响应曲线）、Ｖｓｙｎｃ与背光的打开时序、眼镜的打
开时序如图６、７所示。
其中， 是Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ与Ｖｓｙｎｃ信号的相对
延迟时间，
间，
是镜片液晶分子响应时间的上升沿时
是下降沿时间。
根据前面的分析，为得到良好的３Ｄ效果，背光
及眼镜的打开时序关系如表１所示。
其中，了＿为播放一帧图像的时间，即 １／Ｆ，对于
１２０Ｈｚ屏，Ｔ＝Ｉ门２０ｓ＝８、３ｍｓ。△ 、△ 、厶 分别
以图６中第二个场同步信号的时刻为零时刻，
经测量有： ８．３ｍｓ、丁ｄ７＝Ｏ．９ｍｓ、 ４．５ｍｓ、 ８．３ｍｓ、
Ｔ￣＝３ｍｓ、Ｔｏ￣＝３．６ｍｓ、 ＝３．３６ｍｓ、 １ ｍｓ，则根
≤
据表１中的表达式有：７．５ｍｓ≤Ｔｔｂ￣＜９．２ｍｓ、１ １．３ｍｓ≤
≤１２．７ｍｓ、７．５ｍｓ≤ ≤１２．７ｍｓ、１６．３ｍｓ≤
为左眼图像的下灯条打开时间、上灯条打开时间、左
镜片打开时间长度；△ 、△ 、△ 分别为右眼图
像的下灯条打开时间、上灯条打开时间、右镜片打开
时间长度。
一≮ 一甏 一鬈
１７．５ｍｓ、２０．２ｍｓ≤ ≤２１．１ｍｓ、１６．３ｍｓ≤ ≤
２１．１ｍｓ，调试过程中根据实际观看效果取得了一组
最优数据： ８．３ｍｓ、 １１．３ｍｓ、 ＝１６．６ｍｓ、
表１ 背光及眼镜的打开时序关系
打开时刻 打开时间
下灯条
左眼图像 上灯条
左镜片
下灯条
右眼图像 上灯条
＋ ≤ ≤％＋Ｔ
＋ ≤ ≤ ＋
＋ ≤瓦≤ ＋Ｔ
＋ ≤ ≤ ＋２Ｔ
＋ｎ ≤ ≤ ＋２
Ｏ＜Ａ ≤Ｔｄ，＋ Ｔ —
０＜△ ≤ ＋
Ｏ＜Ａ孔≤
Ｏ＜Ａ ≤ ＋Ｔ－ 一％
Ｏ＜Ａ ≤ ＋ 一
一
右镜片 ＋ｎ ≤ ≤ ＋２Ｔ Ｏ＜Ａ ≤
Ａｕｇ．２８１１，总第１２７期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ １ ９
作流程如图８所示。
的安全性能、抗恶劣气候性能和耐磨性，利用多点触
当手指按下时，首先判断按下点的坐标是否在
控技术将开辟一个全新的、广阔的市场。
设定的有效区域内，再判断抬起点的坐标是否在设
定的有效区域内。当手指按下点和抬起点都在有效 参考文献
范围内时，计算滑动距离，若滑动距离小于设定阈
【１】李兵兵，黄子强．电容式多点触摸屏的器件设计及算法实
值，当作是无效触摸，不做任何处理。滑动距离大于
现【Ｊ】．液晶与显示，２０１１．０４．
设定的阈值且向左滑动，切换为上一张图片；滑动距
【２】爱特梅尔公司．投射电容式触控技术建构更出色触摸屏
离大于设定的阈值且向右滑动，切换为下一张图片。
【Ｊ】．中国电子商情，２０１０．０６．
【３】李攀．触摸屏手机的目标提取方法研究与实现【Ｄ】．湖南
大学，２０１０．０４．
４ 结 论
作者简介：闰瑞瑞（１ ９７５一），女，山西人，毕业于西南
从显示器、手机，到ＧＰＳ、办公设备、医疗监控 科技大学，硕士研究生，现就职于广州航海高等专科
等各种设备，触摸屏都正在快速地应用到各个领域。 学校，研究方向为信息系统、通信工程，Ｅ—ｍａｉｌ：
触摸屏具有极好的外观，触控效率高，还提供了较高 ｒｕ＿ｒｕｉ ｖａｎ＠ｌ２６．ｃｏｒｎ。
（上接第１９页）
对应区域的背光打开时序及眼镜的打开时序。
３ 结 论
本文研究了快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果
的调试原理，将ＬＥＤ背光的点亮时序与液晶显示响
应、３Ｄ眼镜同步配合，达到了改善３Ｄ显示性能的
效果。同时提出了一种３Ｄ效果优化的方法，通过实
例分析验证了该方法的正确性，这种方法目前已成
功实现批量应用，后续研究工作将侧重于提高液晶
响应速度，以进一步优化３Ｄ效果等。
参考文献
【１】Ｐ．Ｊ．Ｈ．Ｓｅｕｎｔｉｅｎｓ，Ｌ．Ｍ．Ｊ．Ｍｅｅｓｔｅｒｓ，Ｗ．Ａ．Ｉ．Ｊｓｓｅｌ－
ｓｔｅｉｊｎ．ＰｅｒｃｅｐｔｕａＩ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ ｏｆ ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｉｎ ３Ｄ ｉｍａｇｅｓ
【Ｊ】．ＤＩＳＰ Ｓ，２００５．
图７ ３Ｄ眼镜的打开时序
【２】刘玲，孙信中．浅析３Ｄ显示技术在ＬＥＤ显示屏上的应
用【Ｊ】．现代显示，２０１０年第５期：９５—９８．
＝
１９．６ｍｓ，厶 ＝△ ＝△ ＝△ ＝１５ｍｓ，ＴＬ＝ａ４ｍｓ，
【３】Ｃｈｉｅｈ－Ｙａｏ Ｃｈｉａｎｇ，Ｋｕｏ－Ｔｓｕｎｇ Ｃｈｅｎ，Ｙｕ－Ｃｈｅｎｇ Ｃｈａｎｇ，
ＴＲ＝Ｉ６．７ｍｓ、 ５ｍｓ、厶ＴＬ＝厶ＴＲ＝７．９６ｍｓ，均满足表１
Ｙｉ—Ｐａｉ Ｈｕａｎｇ．Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｆｏｒ Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ
中各项参数的要求。此组参数使背光的点亮时序与液
３Ｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｏｖｉｎｇ Ｉｍａｇｅｓ［Ｍ］．Ｓｃｉｔａｔｉｏｎ一４０（１）．
晶显示响应、３Ｄ眼镜同步配合，减小了串扰，达到了
【４】黄子强．液晶显示原理【Ｍ】．北京：国防工业出版社，２００６．
改善３Ｄ显示性能的效果。
此外，对于背光模组采用直下式或者左右入光
作者简介：杨杰（１ ９８６一），女，山东济宁人，中国海
方式的快门眼镜式液晶屏，３Ｄ效果优化原理与上述 洋大学电子系在读硕士研究生，研究方向为图像处
原理相同，只是在测量液晶响应曲线时，会根据背光
理与模式识别，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｉｅ２＠ｈｉｓｅｎｓｅ．ｃｏｍ；
的分区测量多个区域的液晶响应曲线，进而计算出
ｙａｎｇｊｉｅ０８２９＠１ ６３．ｃｏｍ。
Ａｕｇ．２０１１，总第１２７期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ５１
2024年4月21日发(作者：希问玉)
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
文章编号：１００６—６２６８（２０１ １）０８—００１６—０５
快ｆ）ｇＨ镜式３ Ｄ液晶显示３ Ｄ效果
优化方法
杨杰’，刘卫东１Ｉ２。乔明胜。
（１．中国海洋大学电子系，山东青岛２６６１００；２．青岛海信电器股份有限公司，山东青岛２６６０７１）
摘 要：文章研究了快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果的调试原理，提出了一种３Ｄ效果优化的方
法，该方法适用于１２０Ｈｚ及更高帧频的３Ｄ液晶显示。
关键词：快门眼镜式；３Ｄ：串扰
中图分类号：ＴＮ１４１．９ 文献标识码：Ｂ
Ｔｈｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ３Ｄ Ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｈｕｔｔｅｒ Ｇｌａｓｓｅｓ
３Ｄ ＬＣＤ Ｄｉｓｐｌａｙ
ＹＡＮＧ Ｊｉｅ’，ＬＩＵ Ｗｅｉ－ｄｏｎｇ’ ，ＱＩＡＯ Ｍｉｎｇ－ｓｈｅｎｇ。
（１．Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６１ ００，
Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｉｓｅｎｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ３Ｄ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ ｇｌａｓｓｅｓ ３Ｄ
ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ，ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ３Ｄ ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｐｐｌｉｅｓ ｔｏ １ ２０Ｈｚ ａｎｄ
ｈｉｇｈｅｒ ｆｒａｍｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ３Ｄ ＬＣＤ ｄｉｓｐｌａｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｕｔｔｅｒ ｇｌａｓｓｅｓ；３Ｄ；ｃｒｏｓｓｔａｌｋ
引 言
３Ｄ电视主要分为裸眼式和眼镜式，快门眼镜式
效果。
１ ３Ｄ成像原理
由于人眼有４—６ｃｍ的瞳距，每只眼睛看至０的
３Ｄ技术是目前液晶电视市场上应用比较广泛的一
种眼镜式３Ｄ显示技术。而决定３Ｄ显示效果的主要
因素取决于Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ（串扰）…的大小及３Ｄ显示的
屏幕亮度，如何在兼顾屏幕亮度的情况下尽量减小
内容是有区别的，两个不同视点的图像传递到大脑
形成了图像视差，从而形成图像景深。快门眼镜式
３Ｄ显示 Ｉ就是基于同样的原理，将两幅不同的图像
串扰的影响，实现较好的３Ｄ显示效果，是本文的主
要研究内容。本文提出了一种３Ｄ效果优化的方法，
通过ＬＥＤ背光的点亮时序与液晶显示响应、３Ｄ眼
镜同步配合来减小串扰，达到改善３Ｄ显示性能的
１ ６现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
投射到屏幕上，配合３Ｄ眼镜确保左眼只能看到左
图像，右眼只能看到右图像，左眼和右眼的不同影像
融合在人脑中便实现了３Ｄ效果。
收稿日期：２０ｌ１—０６－０１ Ａｕｇ．２０１１，总第１２７期
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
２ ３Ｄ效果调试原理及优化方法
３Ｄ状态下，３Ｄ显示屏高速交替显示左右眼画
面，眼镜的左右镜片也分别高速切换开关，如图１所
示。显示左眼画面时，左镜片打开，右镜片关闭；显示
右眼画面时，右镜片打开，左镜片关闭。
２．２ 影响３Ｄ效果的因素
３Ｄ模式下，与３Ｄ图像对应的Ｌｖｄｓ信号（低压
差分信号）与Ｖｓｙｎｃ信号（场同步信号：每场对应的
发一个脉冲）分别被送到液晶屏的驱动（Ｔｃｏｎ）和背
光的驱动。Ｌｖｄｓ信号经过Ｔｃｏｎ板转变为Ｍｉｎｉｌｖｄｓ
信号被串行送到Ｓｏｕｒｃｅ板，再经过ＣＯＦ送到液晶
屏相应的ＴＦＴ单元，ＴＦＴ根据Ｔｃｏｎ送来的电压及数
２．１ ３Ｄ效果标准
目前，对于３Ｄ效果的评价没有具体的量化指
标，主要通过主观评价，一般要满足如下要求：
（１）左右眼的图像完全分离，最大限度消除串
扰带来的重影：
据信号使液晶分子翻转到一定的角度：Ｖｓｙｎｃ信号经
过ＦＰＧＡ送到背光的驱动，背光的驱动以Ｖｓｙｎｃ信
号为基准控制背光的开关，由于二者的传输时间有差
距，使得背光的打开与液晶屏显示的图像不再同步。
为确保背光的打开与液晶屏显示的图像同步，需要测
（２）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１ＯＯＨｚ，以减少画面闪烁感：
量Ｖｓｙｎｃ与相应图像的相对时间差，计算背光的打
开时间，进而确定眼镜的开关时间。
人眼观看３Ｄ电视时，影Ⅱ向主观效果的主要因
素有屏的亮度、串扰等，其中屏的亮度主要受ＬＥＤ
背光的打开时间以及ＬＥＤ灯电流的影响，灯条电流
由于受到电源驱动的设计、ＬＥＤ灯的耐电流等限制，
在设计时为了尽可能地提高亮度，一般设计３Ｄ显
示时电流为２Ｄ显示时的２～３倍，这里将灯条电流
默认为设计的最大值，不考虑灯条电流给背光亮度
（３）亮度足够高，以弥补３Ｄ显示时的亮度降
低：
（４）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。
１ Ｆｒａｍｅ［１２０Ｈｚ］ １ Ｆｒａｍｅ［１２０Ｈｚ］ ．１ Ｆｒａｍｅ［１２０Ｈｚ］
高速驱动的屏—◆
左眼画面
舅 ■，嚣
圈一
荔
快门式眼镜—
Ｏ●
仅左眼可以看到画面仅右眼可以看到画面仅左眼可以看到画面
［１２０Ｈｚ］
图１ 快门眼镜式３Ｄ显示原理
Ａｕｇ．２０１１，总第１２７期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ １ ７
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
一
带来的影响。在理论上，背光打开时间持续时间越
长，屏的亮度越高，但是长时间地打开背光会带来严
重的串扰。串扰是由于左右眼图像分离的不完全引
起的双边缘现象 ，即左眼看到了右图像或右眼看到
了左图像，为了在佩戴３Ｄ眼镜时观看３Ｄ图像能够
使左右眼图像完全分离，必须做到背光的点亮时序
与液晶显示响应、３Ｄ眼镜同步配合。
根据以上分析，得知影Ⅱ向３Ｄ效果的参数主要
有：图像与Ｖｓｙｎｃ之间的相对时间差、液晶屏的响应
时间、背光的开关时刻与打开时间、眼镜的开关时刻
与打开时间等。
图３ 左白右黑的图卡（３Ｄ）
２．３ ３Ｄ效果优化方法
液晶显示屏［４ 中，每个ＴＦＴ管的栅极连接至水
ｌ
Ｖｓ
——一— ～一
ｌ ｆ
ｊＬ… Ｌ… ＪＩ…一ｊ ………ｊ 一～
平方向的扫描线，源极连接至垂直方向的数据线，而
漏极连接至液晶像素电极和存储电容。显示屏一次
只启动一条栅极扫描线，以将相应一行的ＴＦＴ管导
通，垂直方向的数据线送入对应的视频信号，对液晶
存储电容充电至适当的电压，液晶分子翻转到一定
５４０“
的角度，显示对应的图像。接着关闭ＴＦＴ管到下次重
１０８０
新写入信号，使得电荷保存在电容上，同时启动下一
条水平扫描线，送入对应的视频信号。依次将整个画
面的视频信号写入，下一幅画面的视频信号到来之
自…… …——一…～ ～ … ……一 ～Ａ
后，再自第一条水平扫描线开始启动。
图４ Ｖｓｙｎｃ与背光的打开时序关系
以１，９２０ Ｘ １，０８０分辨率的１２０Ｈｚ液晶屏为例
（背光模组采用上下灯条入光的方式，且下灯条靠近
Ｔｃｏｎ端），利用如图２所示的图卡（左白右黑），此图
其中， 、 、 分别是测得的液晶第１（靠近
Ｔｃｏｎ，即液晶的第一条水平扫描线）、５４０、１，０８０行
与Ｖｓｙｎｃ的相对延迟时间， 是液晶响应时间（上
为
卡在处理成３Ｄ图像时，为一幅白色图像（左眼图
一／ ， ． 一
升沿时间与下降沿时间之和）的上升沿时间，
一 ．｛／ ～
、 、 分别为左眼图像的下灯条打
像）和一幅中间带有黑色竖条的白色图像（右眼图
下降沿时间。
一
、 、
像），３Ｄ状态下左眼图像和右眼图像交替显示成如
开时刻、上灯条打开时刻、左镜片打开时刻，
ｔ
～
Ｉ
图３所示的图像，而３Ｄ背光常亮状态下各项参数
之间的关系如图４所示。
一
一
分别为右眼图像的下灯条打开时刻、上灯条打开
时刻、右镜片打开ａ，－ｔ￣０。上述时间均以图４中的时间
轴为准。
为了清晰地分辨每帧图像，需要避免背光在液
晶的翻转过程中打开。因此在３Ｄ状态下显示图像
时，左眼图像（白色图像）在第５４０行上升到９０％至
第１行下降到９０％这段时间内打开下灯条（ ），可
以完整地看到下半部分图像，在第１，０８０行上升到
９０％至第５４０行下降到９Ｏ％这段时间打开上灯条
（ ），可以完整地看到上半部分图像；右眼图像（黑
色图像）在第５４０行下降到１ ０％至第１行上升到
１０％这段时间打开下灯条（ ），可以完整地看到下
半部分图像，在第１．０８０行下降到１０％至第５４０行
图２ 左白右黑的图卡（２Ｄ）
上升到１０％这段时间打开上灯条（ ），可以完整地
Ａｕｇ．２０１１，总第１２７ １ ８现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
杨杰等：快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果优化方法
看到上半部分图像。同时，在背光打开的时间内打开
眼镜，显示左眼图像时打开左镜片（ ），显示右眼图
像时打开右镜片（ ）。
利用３Ｄ眼镜观看液晶屏上的图像时，需要测
量其液晶镜片的响应时间，以方便根据响应时间来
确定眼镜的打开时刻。镜片的打开时间均以接收到
的经过调制的Ｖｓｙｎｃ信号（Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ信号）为基
准，在延时 后发出。为避免左右镜片打开时序出
现混乱，Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ信号每两场图像发一次脉冲，
每次脉冲发出，便打开眼镜的左镜片。理论上，
Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ与Ｖｓｙｎｃ及左右镜片打开的时序如图
５所示。
ｖ
…
ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ｌ
图６ ＬＣＲＣ、Ｖｓｙｎｃ与背光的打开时序
考虑到屏的亮度均匀性，两个灯条每次打开的
／ ——
仗 一 ，
厂 、 、
ｆ ＼一 Ｌ
时间必须一致，镜片每次打开的时间必须一致，即
一
丁『ｂ＝ 一 ＝丁，△ ＝△ ＝厶 ＝△ ，△ ＝△ＴＲ。
同时，眼镜同步信号Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ与信号Ｖｓｙｎｃ的
图５ Ｖｓｙｎｃ与镜片的打开时序关系
相对延迟时间 ＝ 一 。
以某一上下侧光３Ｄ液晶屏为例，根据上述内
容，经测量，３Ｄ背光常亮状态下液晶屏的ＬＣＲＣ（液
晶响应曲线）、Ｖｓｙｎｃ与背光的打开时序、眼镜的打
开时序如图６、７所示。
其中， 是Ｇｌａｓｓ—ｓｙｎｃ与Ｖｓｙｎｃ信号的相对
延迟时间，
间，
是镜片液晶分子响应时间的上升沿时
是下降沿时间。
根据前面的分析，为得到良好的３Ｄ效果，背光
及眼镜的打开时序关系如表１所示。
其中，了＿为播放一帧图像的时间，即 １／Ｆ，对于
１２０Ｈｚ屏，Ｔ＝Ｉ门２０ｓ＝８、３ｍｓ。△ 、△ 、厶 分别
以图６中第二个场同步信号的时刻为零时刻，
经测量有： ８．３ｍｓ、丁ｄ７＝Ｏ．９ｍｓ、 ４．５ｍｓ、 ８．３ｍｓ、
Ｔ￣＝３ｍｓ、Ｔｏ￣＝３．６ｍｓ、 ＝３．３６ｍｓ、 １ ｍｓ，则根
≤
据表１中的表达式有：７．５ｍｓ≤Ｔｔｂ￣＜９．２ｍｓ、１ １．３ｍｓ≤
≤１２．７ｍｓ、７．５ｍｓ≤ ≤１２．７ｍｓ、１６．３ｍｓ≤
为左眼图像的下灯条打开时间、上灯条打开时间、左
镜片打开时间长度；△ 、△ 、△ 分别为右眼图
像的下灯条打开时间、上灯条打开时间、右镜片打开
时间长度。
一≮ 一甏 一鬈
１７．５ｍｓ、２０．２ｍｓ≤ ≤２１．１ｍｓ、１６．３ｍｓ≤ ≤
２１．１ｍｓ，调试过程中根据实际观看效果取得了一组
最优数据： ８．３ｍｓ、 １１．３ｍｓ、 ＝１６．６ｍｓ、
表１ 背光及眼镜的打开时序关系
打开时刻 打开时间
下灯条
左眼图像 上灯条
左镜片
下灯条
右眼图像 上灯条
＋ ≤ ≤％＋Ｔ
＋ ≤ ≤ ＋
＋ ≤瓦≤ ＋Ｔ
＋ ≤ ≤ ＋２Ｔ
＋ｎ ≤ ≤ ＋２
Ｏ＜Ａ ≤Ｔｄ，＋ Ｔ —
０＜△ ≤ ＋
Ｏ＜Ａ孔≤
Ｏ＜Ａ ≤ ＋Ｔ－ 一％
Ｏ＜Ａ ≤ ＋ 一
一
右镜片 ＋ｎ ≤ ≤ ＋２Ｔ Ｏ＜Ａ ≤
Ａｕｇ．２８１１，总第１２７期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ １ ９
作流程如图８所示。
的安全性能、抗恶劣气候性能和耐磨性，利用多点触
当手指按下时，首先判断按下点的坐标是否在
控技术将开辟一个全新的、广阔的市场。
设定的有效区域内，再判断抬起点的坐标是否在设
定的有效区域内。当手指按下点和抬起点都在有效 参考文献
范围内时，计算滑动距离，若滑动距离小于设定阈
【１】李兵兵，黄子强．电容式多点触摸屏的器件设计及算法实
值，当作是无效触摸，不做任何处理。滑动距离大于
现【Ｊ】．液晶与显示，２０１１．０４．
设定的阈值且向左滑动，切换为上一张图片；滑动距
【２】爱特梅尔公司．投射电容式触控技术建构更出色触摸屏
离大于设定的阈值且向右滑动，切换为下一张图片。
【Ｊ】．中国电子商情，２０１０．０６．
【３】李攀．触摸屏手机的目标提取方法研究与实现【Ｄ】．湖南
大学，２０１０．０４．
４ 结 论
作者简介：闰瑞瑞（１ ９７５一），女，山西人，毕业于西南
从显示器、手机，到ＧＰＳ、办公设备、医疗监控 科技大学，硕士研究生，现就职于广州航海高等专科
等各种设备，触摸屏都正在快速地应用到各个领域。 学校，研究方向为信息系统、通信工程，Ｅ—ｍａｉｌ：
触摸屏具有极好的外观，触控效率高，还提供了较高 ｒｕ＿ｒｕｉ ｖａｎ＠ｌ２６．ｃｏｒｎ。
（上接第１９页）
对应区域的背光打开时序及眼镜的打开时序。
３ 结 论
本文研究了快门眼镜式３Ｄ液晶显示３Ｄ效果
的调试原理，将ＬＥＤ背光的点亮时序与液晶显示响
应、３Ｄ眼镜同步配合，达到了改善３Ｄ显示性能的
效果。同时提出了一种３Ｄ效果优化的方法，通过实
例分析验证了该方法的正确性，这种方法目前已成
功实现批量应用，后续研究工作将侧重于提高液晶
响应速度，以进一步优化３Ｄ效果等。
参考文献
【１】Ｐ．Ｊ．Ｈ．Ｓｅｕｎｔｉｅｎｓ，Ｌ．Ｍ．Ｊ．Ｍｅｅｓｔｅｒｓ，Ｗ．Ａ．Ｉ．Ｊｓｓｅｌ－
ｓｔｅｉｊｎ．ＰｅｒｃｅｐｔｕａＩ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ ｏｆ ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｉｎ ３Ｄ ｉｍａｇｅｓ
【Ｊ】．ＤＩＳＰ Ｓ，２００５．
图７ ３Ｄ眼镜的打开时序
【２】刘玲，孙信中．浅析３Ｄ显示技术在ＬＥＤ显示屏上的应
用【Ｊ】．现代显示，２０１０年第５期：９５—９８．
＝
１９．６ｍｓ，厶 ＝△ ＝△ ＝△ ＝１５ｍｓ，ＴＬ＝ａ４ｍｓ，
【３】Ｃｈｉｅｈ－Ｙａｏ Ｃｈｉａｎｇ，Ｋｕｏ－Ｔｓｕｎｇ Ｃｈｅｎ，Ｙｕ－Ｃｈｅｎｇ Ｃｈａｎｇ，
ＴＲ＝Ｉ６．７ｍｓ、 ５ｍｓ、厶ＴＬ＝厶ＴＲ＝７．９６ｍｓ，均满足表１
Ｙｉ—Ｐａｉ Ｈｕａｎｇ．Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｆｏｒ Ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ
中各项参数的要求。此组参数使背光的点亮时序与液
３Ｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｏｖｉｎｇ Ｉｍａｇｅｓ［Ｍ］．Ｓｃｉｔａｔｉｏｎ一４０（１）．
晶显示响应、３Ｄ眼镜同步配合，减小了串扰，达到了
【４】黄子强．液晶显示原理【Ｍ】．北京：国防工业出版社，２００６．
改善３Ｄ显示性能的效果。
此外，对于背光模组采用直下式或者左右入光
作者简介：杨杰（１ ９８６一），女，山东济宁人，中国海
方式的快门眼镜式液晶屏，３Ｄ效果优化原理与上述 洋大学电子系在读硕士研究生，研究方向为图像处
原理相同，只是在测量液晶响应曲线时，会根据背光
理与模式识别，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｉｅ２＠ｈｉｓｅｎｓｅ．ｃｏｍ；
的分区测量多个区域的液晶响应曲线，进而计算出
ｙａｎｇｊｉｅ０８２９＠１ ６３．ｃｏｍ。
Ａｕｇ．２０１１，总第１２７期 现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ ５１