图像显示设备和图像显示系统的制作方法

专利名称：图像显示设备和图像显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像显示设备和图像显示系统，所述图像显示设备和图像显示系统中 的每一个都属于利用例如快门眼镜(shutter eyeglasses)的时分驱动系统。
背景技术：
近年来，为每个像素配备薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵液晶显示(IXD)设备已经 被普遍用于诸如小型(low profile)电视、便携终端等之类的设备的显示器。在这样的液 晶显示设备中，一般地，从屏幕顶部到屏幕底部向每个像素的辅助电容器和液晶元件按行 序(line-sequentially)写入图像信号来驱动每个像素。取决于应用，一些液晶显示设备执行以下驱动(在下文中可以被称作“时分驱 动”)在所述驱动中将一个帧周期划分为多个时段，并且针对各个被划分的时段显示不同 的图像。利用时分驱动的液晶显示设备的示例包括利用场序(field-sequential)系统的 液晶显示设备、使用所谓的“快门眼镜”的立体图像显示系统等。场序系统是执行彩色显示的驱动系统，其是通过以下步骤来实现的将一个帧周 期划分为三个时段，顺序地写入对应于红(R)、绿(G)和蓝(B)各个颜色的图像，并且与每个 图像的写入同步地从背光发射相应的彩色光R、G和B。一般地，液晶显示设备将一个像素 按空间地划分为多个子像素R、G和B，并且从而具有减少的光的使用效率。然而，采用场序 系统使得可以改善使用效率。利用快门眼镜的立体图像显示系统将一个帧周期划分为两个时段，并且交替地显 示作为左眼图像和右眼图像的、彼此之间具有视差的两个图像。此外，立体图像显示系统使 用快门眼镜，所述快门眼镜与这两个图像的交替显示同步地执行左眼部分和右眼部分的打 开(open)操作和关闭(close)操作之间的切换。在观看者通过佩戴快门眼镜来观看所显 示的图像时，观看者可以将所显示的图像识别为立体图像。附带地，在典型的二维图像显示设备中，可能存在以下情形输入原始图像中的 比特数和可以在显示器上呈现的比特数不同。为了处理这样的情况，例如通常执行抖动 (dithering)处理来作为用于转换(即减少或扩展)图像信号中的比特数的处理。对于抖动 处理，当前已经提出了各种方案，例如诸如在日本未审查专利申请公开第2001-134243号、 第2001-282190号、第2007-94411号、第2006-506664号(PCT申请的公开的日文翻译)以 及第2006-506665号(PCT申请的公开的日文翻译)中所提出那些方案。

发明内容
发明人已经发现了与现有技术相关的以下缺点。也就是说，在扩展或增强输入图 像信号的灰度(gradation)呈现时，事先提供多个抖动掩模(mask)，每一个具有以各种式 样(pattern) 二维排列的多个类型的灰度值，并且将这些抖动掩模从一个抖动掩模向另一 个时分地切换。因此，被布置在抖动掩模上的各个灰度值被按时间地和按空间地进行平均， 并且因而呈现其伪半色调(pseudo halftone)。
3
但是，具体地在向利用时分驱动系统的图像显示系统、或向利用快门眼镜的立体 图像显示系统应用这样的用于二维显示的抖动处理时，出现以下缺点。在立体图像显示系 统中，在显示左眼图像期间将快门眼镜的左眼部分设置为打开状态(将右眼部分设置为关 闭状态)，而在显示右眼图像期间将快门眼镜的右眼部分设置为打开状态(将左眼部分设 置为关闭状态)。因而，当通过与二维显示中的过程相似的过程将抖动掩模从一个掩模向另 一个切换时，抖动掩模的式样的一部分被快门眼镜的关闭操作隔断(interrupt)或阻挡。 因此，抖动掩模的式样未被恰当地进行平均，并且作为结果，在所显示的图像中生成诸如粗 糙和闪烁之类的劣化因素。期望提供一种图像显示设备和一种图像显示系统，其能够在时分驱动系统中抑制 所显示的图像中的劣化的同时增强灰度等级。根据实施例的图像显示设备包括显示部分，循环地切换多个图像流，从而对多个 图像流进行时分地显示，所述多个图像流中的每一个被提供给在彼此不同的定时处执行打 开-关闭操作的多个快门机构中对应的一个；以及抖动处理部分，通过使用多个掩模而在 多个输入图像上执行抖动处理，并且然后向所述显示部分提供通过抖动处理产生的多个作 为结果的图像，所述多个掩模中的每一个具有二维排列的灰度等级值的式样，所述式样与 另一掩模的式样不同，其中所述抖动处理部分以这样的方式控制抖动处理使得与每个快门 机构的快门打开定时同步地，按顺序并循环地切换所述多个掩模。根据实施例的图像显示系统包括多个快门机构，在彼此不同的定时处执行打 开-关闭操作；显示部分，循环地切换多个图像流，从而对多个图像流进行时分地显示，所 述多个图像流中的每一个被提供给多个快门机构中对应的一个；以及抖动处理部分，通过 使用多个掩模而在多个输入图像上执行抖动处理，并且然后向显示部分提供通过抖动处理 产生的多个作为结果的图像，所述多个掩模中的每一个具有二维排列的灰度等级值的式 样，所述式样与另一掩模的式样不同，其中所述抖动处理部分这样控制抖动处理使得与每 个快门机构的快门打开定时同步地，按顺序并循环地切换所述多个掩模。在根据实施例的图像显示设备和图像显示系统中，抖动处理部分这样控制多个掩 模使得与每个快门机构的快门打开定时同步地，按顺序并循环地切换所述多个掩模来执行 抖动处理，其中每个掩模具有二维排列的灰度等级值的式样，并且其中所述式样不同于另 一掩模的式样。因而，每个掩模中的多个灰度等级值被按空间地和按时间地进行平均，并且 从而呈现其半色调。根据实施例的图像显示设备和图像显示系统，抖动处理部分这样控制所述多个掩 模使得与每个快门机构的快门打开定时同步地，按顺序并循环地切换多个掩模来执行抖动 处理，其中每个掩模具有二维排列的灰度等级值的式样，并且其中所述式样不同于另一掩 模的式样，在所述显示部分循环地切换所述多个图像流时，所述多个图像流中的每一个被 提供给所述多个快门机构中对应的一个，以对所述多个图像流进行时分地显示。因此，可以 在时分驱动系统中抑制所显示的图像中的劣化的同时增强灰度呈现。应当理解，以上一般性描述和以下具体描述都是示例性的，并且意图提供对要求 保护的发明的进一步解释。


包括了附图以提供对本发明的进一步理解，附图被并入并且构成本说明书的一部 分。附示了本发明的实施例，并且与说明书一同用于解释本发明的原理。图1为图示配备了根据本发明的实施例的显示设备的图像显示系统的整体配置 的框图；图2为图示图1中所图示的像素的详细配置的示例的电路图；图3A和3B为用于描述图1中所图示的图像显示系统中的立体图像显示操作的示 意图；图4A和4B为图示图1中所图示的图像显示系统中的立体图像显示操作的概要的 定时图；图5为图示根据比较示例的二维图像显示操作的概要的定时图；图6A和6B为用于描述根据图5中所图示的比较示例的抖动处理的操作的示意图；图7A-7C为用于描述在根据比较示例的抖动处理被应用于立体图像显示时的缺 点的示意图；图8A-8C为用于描述图1中所图示的抖动处理部分中的抖动处理的操作的示意 图；图9图示了各种类型的快门眼镜和色度(以χ和y表示)之间的关系；图10图示了用于色度调节的查找表的示例；图11A-11C为用于描述根据第一修改的抖动处理的操作的示意图；图12A-12B为图示根据第二修改的立体图像显示操作的概要的定时图；图13A-13C为用于描述根据第二修改的抖动处理的操作的示意图；图14A-14C为用于描述根据第三修改的抖动处理的操作的示意图；图15为图示根据第四修改的抖动掩模的式样的示意图；图16A和图16B为用于描述根据第五修改的多视图(multi-view)系统的示意图；
具体实施例方式在下文中，将参考附图详细描述实施例。将按以下顺序给出描述。1.实施例(在立体图像显示(两次写入)中使用抖动处理的示例)2.第一修改(两次写入中的另一抖动处理的示例)3.第二修改(一次写入中的抖动处理的示例)4.第三修改(一次写入中的另一抖动处理的示例)5.第四修改(四乘四掩模式样的示例)6.第五修改(多视图系统的示例)[实施例][图像显示系统的整体配置]图1图示了根据本发明的实施例的图像显示系统的框图配置。该图像显示系统为 利用时分驱动系统的立体图像显示系统，并且包括液晶显示设备1和快门眼镜6。[液晶显示设备1的配置]液晶显示设备1基于输入图像信号Din执行图像显示。输入图像信号Din包括在右和左之间具有视差的右眼图像信号DR和左眼图像信号DL。液晶显示设备1配备液晶显 示面板2、背光3、图像信号处理部分41、抖动处理部分42、快门控制部分43、定时控制部分 45、背光驱动部分50、数据驱动器51、以及栅极驱动器52。背光3是用于向液晶显示面板2照射光的光源。光源3包括例如发光二极管 (LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、或其他合适的光发射器。液晶显示面板2根据从栅极驱动器52提供的驱动信号、基于从数据驱动器51提 供的图像电压来调制从背光3发射的光，以基于输入图像信号Din执行图像显示。更具体 地，如后面将更详细地描述的那样，液晶显示面板2以时分方式交替地显示基于右眼图像 信号DR的右眼图像和基于左眼图像信号DL的左眼图像。液晶显示面板2包括作为整体按 矩阵排列的多个像素20。参考图2，将描述每个像素20的详细配置。图2图示了每个像素20中的像素电路 的电路配置的示例。像素20包括液晶元件22、薄膜晶体管(TFT)元件21以及辅助电容器 23。像素20与用于选择以行序方式驱动的像素20的栅极线G、用于向要驱动的像素20提 供图像电压(即从数据驱动器51提供的图像电压)的数据线D、以及辅助电容器线Cs连接。液晶元件22基于从数据线D经由TFT元件21向液晶元件22的一端提供的图像 电压来执行显示操作。液晶元件22例如包括具有垂直对准(VA)模式、扭曲向列(TN)模式 或其它合适的模式的液晶层(未图示)、以及夹住所述液晶层的一对电极(未图示)。液晶 元件22中的电极中的一个(即第一端)与TFT元件21的漏极以及辅助电容器23的第一 端连接，而液晶元件22的电极中的另一个(即第二端)与地连接。辅助电容器23为用于 使液晶元件22的累积电荷稳定的电容器。辅助电容器23的第一端与液晶元件22的第一 端和TFT元件21的漏极连接，而其第二端与辅助电容器线Cs连接。TFT元件21为用于向 液晶元件22的第一端和辅助电容器23的第一端提供基于图像信号Dl的图像电压的开关 元件，并且例如通过金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)来构成。TFT元件21的栅极 与栅极线G连接，而TFT元件21的源极与数据线D连接。TFT元件21的漏极与液晶元件 22的第一端和辅助电容器23的第一端连接。返回至图1，图像信号控制部分41向输入图像信号Din执行对将右眼图像信号DR 输出为图像流和将左眼图像信号DL输出为图像流的次序(写入次序)的控制，以生成图像 信号D1。更具体地，图像信号控制部分41执行对输出次序的控制，使得连续多次(在本实 施例中为两次)输出右眼图像信号DR和左眼图像信号DL，并且使得在要输出的一个帧周 期内以时分方式顺序地切换这些连续的图像信号。在本实施例中，图像信号控制部分41生 成图像信号D1，使得按左眼图像信号DL、左眼图像信号DL、右眼图像信号DR和右眼图像信 号DR的次序输出图像信号。在该实施例中，在一帧周期中连续两次输出(写入)左眼图像 信号DL的时段被称作“L子帧周期”，而在一帧周期中连续两次输出(写入)右眼图像信号 DR的时段被称作“R子帧周期”。根据由图像信号控制部分41定时的控制，快门控制部分43向后述的快门眼镜6 输出快门的定时控制信号(控制信号CTL)，所述快门的定时控制信号与显示左眼图像和右 眼图像的定时同步。在本实施例中，控制信号CTL为诸如红外信号之类的无线信号。然而， 控制信号CTL可以是有线信号。
抖动处理部分42执行抖动处理，所述抖动处理扩展或增强从图像信号控制部分 41输出的图像信号Dl (即，右眼图像信号DR和左眼图像信号DL)中的灰度呈现，以生成图 像信号D2。更具体地，如后面将更详细地描述的那样，抖动处理部分42通过使用每个具有 m乘η矩阵区域(在本实施例中m乘η是2乘2)的多个抖动掩模(在下文中被简单地称 作“掩模”)、并且通过在预定的定时改变这些多个掩模，来执行抖动处理。每个掩模的m乘 η区域对应于图像中的m乘η像素排列，并且每个掩模具有以下配置在所述配置中以预定 式样排列两种或更多种灰度等级或“灰度值”。对于每个掩模来说，灰度值的排列式样是不 同的。这些使得可以增强灰度呈现。抖动处理部分42还在应用了上述抖动处理的图像信号D2上执行色度调节处理 (白平衡调节处理)。更具体地，抖动处理部分42保持对于各种快门眼镜6互不相同的色 度调节参数，选择对应于由观看者使用的快门眼镜6的种类的色度调节参数，并且基于所 选择的色度调节参数执行色度调节。在执行色度调节时，抖动处理部分42例如利用查找表 (LUT)44等。应当注意，虽然参考其中利用抖动处理来执行色度调节处理的示例而给出描 述，但本发明的实施例中的抖动处理不限于此，而可以针对各种应用而进行利用。定时控制部分45控制驱动背光驱动部分50、栅极驱动器52和数据驱动器51中的 每一个的定时。定时控制部分45还向数据驱动器51提供从抖动处理部分42提供的图像 信号D2。在一个实施例中，定时控制部分45可以基于图像信号D2的灰度等级，在图像信号 D2上执行过驱动(overdrive)处理。栅极驱动器52根据定时控制部分45的定时控制，沿着未图示的扫描线(栅极线 G)行序地驱动液晶显示面板2中的每个像素20。数据驱动器51向液晶显示面板2中的每个像素20提供基于从定时控制部分45 提供的图像信号D2的图像电压。更具体地，数据驱动器51在图像信号D2上执行数字至模 拟(D/A)转换以生成模拟图像信号(即，上述图像电压)，并且向每个像素20输出所述模拟 图像信号。背光驱动部分50驱动背光3。[快门眼镜6的配置]快门眼镜6由观看者使用，从而使得观看者能够观看立体图像。快门眼镜6 包括左眼快门6L和右眼快门6R。左眼快门6L和右眼快门6R中的每一个配备光屏蔽 (light-shielding)快门(未图示)，所述光屏蔽快门例如可以是液晶快门或其他合适的元 件。从快门控制部分43提供的控制信号CTL控制光屏蔽快门的光屏蔽功能的有效状态(即 关闭状态)和无效状态(即打开状态)。更具体地，快门眼镜6与液晶显示设备1中的左眼 图像和右眼图像的显示的改变同步地执行打开-关闭操作。在本实施例中，左眼快门6L和 右眼快门6R每一个对应于“快门机构”的一个例示性示例。[图像显示系统的操作和效果][1.立体图像显示的操作]首先，将参考图1至图4描述根据本实施例的图像显示系统中的立体图像显示的 操作。在液晶显示设备1中，图像信号处理部分41对输入图像信号Din控制右眼图像信号 DR和左眼图像信号DL的输出次序(写入次序)，以生成图像信号D1，所述图像信号Dl然后 被输出至抖动处理部分42。抖动处理部分42向图像信号Dl应用利用预定掩模的抖动处理和色度调节处理，以生成图像信号D2。然后经由定时控制部分45向数据驱动器51提供如 此生成的图像信号D2。数据驱动器51向图像信号D2应用D/A转换，以生成作为模拟信号的图像电压。然 后，基于从栅极驱动器52和数据驱动器51向每个像素20输出的驱动电压来执行行序显示 驱动操作。更具体地，根据从栅极驱动器52经由栅极线G提供的选择信号来导通或关断TFT 元件21。从而，数据线D和液晶显示元件22以及辅助电容器23被选择性地电连接。作为 结果，向液晶元件22提供基于图像信号D2的图像电压，并且从而执行显示驱动操作。也就 是说，在像素20中调制来自背光3的照明(illumination)光，并且被如此调制的照明光作 为显示光而从像素20出射(exit)。以此方式，基于输入图像信号Din的右眼图像和左眼 图像(即右眼图像信号DR和左眼图像信号DL)以时分方式交替地被显示(即，执行时分驱 动)°另一方面，快门控制部分43根据图像信号控制部分41的定时控制而向快门眼镜 6输出与左眼图像和右眼图像的显示定时同步的快门的控制信号CTL。如图3A中所图示，这样控制快门眼镜6使得在执行用于左眼的图像显示时，基于 控制信号CTL，通过允许观看者7使用的快门眼镜6中的左眼快门6L处于打开状态同时允 许右眼快门6R处于关闭状态，基于左眼图像的显示光LL只透射过左眼快门6L。另一方面， 如图3B中所图示，在执行用于右眼的图像显示时，基于控制信号CTL，这样控制快门眼镜6 使得通过允许右眼快门6R处于打开状态同时允许左眼快门6L处于关闭状态，基于右眼图 像的显示光LR只透射过右眼快门6R。分别以时分方式交替地重复上述在液晶显示设备1中执行的用于右眼和左眼的 图像显示、以及上述在快门眼镜6中执行的打开-关闭操作。观看者7通过佩戴快门眼镜6 观看液晶显示设备1的显示屏幕，而利用左眼7L观看左眼图像并且利用右眼7R观看右眼 图像。由于左眼图像和右眼图像之间存在视差，所以观看者7将这些图像识别为具有深度 的立体图像。现在，将参考图4详细描述上述液晶显示设备1中的图像的写入_显示操作和上 述快门眼镜6的打开-关闭操作之间的时间对应关系。图4的(A)部分图示了图像的写 入-显示操作的定时，而(B)部分图示了快门眼镜6 (即左眼快门6L和右眼快门6R)的打 开状态和关闭状态的定时。在图4的(A)部分中，实线箭头表示右眼图像信号的写入定时 (R-写入)，而虚线箭头表示左眼图像信号的写入定时(L-写入)。在图4的(B)部分中，其 中左眼快门6L关闭的时段和其中右眼快门6R关闭的时段每个用黑色表示。此外，其中左 眼快门6L打开的时段(TonL)和其中右眼快门6R打开的时段(TonR)每个用白色表示。如图4的㈧部分所图示，在液晶显示设备1中，在一个帧周期内的L子帧周期中 连续两次向液晶显示面板2写入相同的左眼图像信号。从而，在从左眼图像信号的第二写 入的完成到后继图像信号的写入(即右眼图像信号的第一写入)的完成的时段(Lla、L2a 等)期间，在整个屏幕上保持期望的灰度等级亮度。也就是说，在时段Lla、L2a等中在显 示屏幕上显示左眼图像Li、L2等。相似地，在一个帧周期内的R子帧周期中写入相同的右 眼图像信号。从而，在从右眼图像信号的第二写入的完成到后继图像信号的写入(即左眼 图像信号的第一写入)的完成的时段(Rla等)期间，在整个屏幕上保持期望的灰度等级亮度。也就是说，在时段Rla等中在显示屏幕上显示右眼图像Rl、R2等。另一方面，如图4的⑶部分中所图示，在快门眼镜6中，将左眼快门6L的打开时 段TonL设置为对应于时段Lla、L2a等，并且将右眼快门6R的打开时段TonR设置为对应于 时段Rla等。[2.抖动处理的操作]现在，将描述抖动处理部分42中的抖动处理和色度调节处理的操作。抖动处理部 分42执行增强用于上述立体图像显示的左眼图像和右眼图像的灰度等级的处理，以生成 图像信号D2。在本实施例中，抖动处理部分42进一步在应用了灰度等级扩展的图像信号 D2上执行色度调节处理。[2-1.比较示例]首先，作为本实施例的比较示例，将参考图5至图7描述二维图像显示的示例中的 抖动处理。图5为用于描述根据比较示例的二维图像显示的操作的概要的定时图。图5中 每个虚线箭头表示图像信号的写入定时。图6为用于描述根据比较示例的抖动处理的定时 图。图7为用于描述在直接向立体图像显示应用根据比较示例的抖动处理时的缺点的解释 图。参考图5，在显示二维图像时，以逐一的方式(Fl写入和F2写入)在一个帧周期中 写入图像信号以在屏幕上显示图像F1、F2等。观看者在不使用快门眼镜的情况下观看如此 显示的图像，则该图像被用户识别为二维图像。如下执行在二维图像显示的示例中的抖动处理。例如，如图6的(A)部分中所图 示，以时分方式切换多个掩模。这里所使用的掩模的每一个具有m乘η矩阵区域中以预定 式样排列的两种或更多种灰度值，诸如上面所描述的那些。更具体地，这里将参考以下示例 来进行描述，在所述示例中，使用2乘2区域中以互不相同的式样排列的每个具有灰度值31 和灰度值32的四个掩模(Pl至Ρ4)。式样Pl至Ρ4中的每一个在2乘2区域的一个区域中 布置灰度值31，而在其他三个区域中布置灰度值32。在这些区域中，对于式样Pl至Ρ4中 的每一个来说，灰度值31的位置是不同的。例如，这样布置灰度值31和灰度值32使得灰 度值31的位置在式样Pl中位于左上、在式样Ρ2中位于右上、在式样Ρ3中位于右下、而在 式样Ρ4中位于左下。在一个帧周期内时分地切换掩模的这些式样Pl至Ρ4。从而，在每个掩模中布置的 两种灰度值被按时间地和按空间地进行平均，并且从而呈现其半色调。在该示例中，在整个 一个帧周期中呈现灰度值31.75 (由图6的(B)部分中的“Al”表示)。例如，这使得可以使 灰度呈现增强2比特。但是，在直接向立体图像显示应用上述利用掩模的抖动处理时，出现以下缺点。在 立体图像显示的操作中，如上所述，只在左眼图像的显示时段(Lla)中允许左眼快门6L处 于打开状态，而只在右眼图像的显示时段(Rla)中允许右眼快门6R处于打开状态，所述两 个显示时段都在一个帧周期内。因而，如在图7的(A)部分至(C)部分中所图示的，当如在 二维图像显示中切换式样Pl至Ρ4时，通过左眼快门6L和右眼快门6R中的关闭操作，隔断 或阻挡了掩模式样的一部分。例如，式样Pl至Ρ4中的式样Pl和式样Ρ3被左眼快门6L或 被右眼快门6R隔断，并且作为结果，式样Ρ2可被左眼直接或“按原样”视觉识别，而式样Ρ4 被右眼按原样视觉识别。这使得布置在掩模上的各个灰度值没有被按时间地以及按空间地进行平均，并且导致在所显示的图像中生成诸如粗糙和闪烁之类的劣化因素。[2-2.本实施例的抖动处理]因此，在本实施例中，执行以下抖动处理。图8为用于描述抖动处理部分42中的 抖动处理的操作的概要的定时图。图8的(A)部分图示了快门眼镜6中的左眼快门6L的 打开-关闭状态和右眼快门6R的打开-关闭状态。图8的⑶部分图示了连续的四个单 元帧(unit-frame)周期(F-1至F-4)中的掩模式样的改变的定时。如上述比较示例中那 样，将参考以下示例来给出描述在所述示例中，使用具有式样Pl至P4的四个掩模，所述四 个掩模以1 3的比率在2乘2区域中布置灰度值31和灰度值32，并且分别在左上、右上、 右下、左下布置灰度值31。参考图8的(B)部分，抖动处理部分42对每个单元帧周期改变掩模的控制。换言 之，抖动处理部分42在某个帧周期F-I中连续地使用式样P1，并且与向后继帧周期F-2的 改变的定时同步地执行从式样Pl向式样P2的式样的改变。相似地，抖动处理部分42与向 帧周期F-3的改变的定时同步地执行向式样P3的改变，并且与向帧周期F-4的改变的定时 同步地执行向式样P4的改变。可以在左眼快门6L和右眼快门6R处于关闭状态时执行这 些掩模的改变，或可以在消隐(blanking)时段中执行所述改变。这使得可以允许观看者在 左眼快门6L的打开时段TonL中以及在右眼快门的打开时段TonR中例如按照式样P1、式样 P2、式样P3和式样P4的次序，与掩模的全部式样Pl至P4进行视觉观察。如上所述，对每单元帧周期顺序地切换式样Pl至P4。这使得可以允许观看者即 使在使用被配置为只在一个帧周期内的某个时段中处于打开状态的快门眼镜6时(也就是 说，即使在执行立体图像显示时)仍对于左眼和右眼两者在四个帧周期(这是与掩模式样 的数目相同的数目)中连续地与全部式样进行视觉观察。从而，对于每个掩模布置的两类 灰度值被按时间地和按空间地进行平均，并且从而呈现其伪半色调。换言之，每个掩模的作 为整体的平面(即2乘2区域)的灰度等级以及全部掩模式样中的各个像素的灰度等级 分别被进行平均。在本实施例中，由于按时间地和按空间地以1 3的比率布置灰度值31 和灰度值32，所以可以对于左眼和右眼两者在2乘2像素区域中呈现灰度值31. 75 (由图8 的(C)部分中的AlL和AlR表示)。根据本实施例的这样的抖动处理使得例如在利用256 个灰度等级(8比特)呈现图像信号Dl时能够呈现具有256个灰度等级的伪半色调。作为 结果，在被写入至液晶显示面板2的图像信号D2中，增强了 2比特的具有1024个灰度等级 (10比特)的灰度呈现是可能的。附带地，由于由一个灰度等级(灰度值31. 75)呈现2乘 2像素区域，所以可能担心分辨率的劣化。然而，由于实际上这样执行显示使得对于各个像 素时分地切换各个灰度值，所以观看者几乎识别不出分辨率的劣化。[2-3.色度调节处理]抖动处理部分42还在应用了上述抖动处理的图像信号D2上执行色度调节处理。 也就是说，在本实施例中，抖动处理部分42执行利用上述抖动处理的色度调节处理。图9 图示了快门眼镜(眼镜1至3)和色度坐标(以x，y表示)之间的关系。图9中的坐标PO 为在不使用快门眼镜时在显示屏幕上显示的图像自身的色度坐标。眼镜1至3例如在其各 自的液晶驱动模式方面彼此不同。如可以从图9看到的，在使用快门眼镜时，在色度上出现 平移或“偏移”，并且由于各类快门眼镜之间的特性的不同，色度偏移的程度也取决于快门 眼镜的种类而不同。
据此，抖动处理部分42具有事先准备的并且对于各种快门眼镜来说互不相同的 色度调节参数。进一步地，抖动处理部分42在执行色度调节时选择对应于由观看者使用的 快门眼镜6的种类的色度调节参数，并且利用所选择的色度调节参数来执行调节或呈现。 在执行色度调节时，抖动处理部分42例如利用图10中所图示的色度调节所使用的查找表 (LUT) 44。图10表示了相对于其中不使用眼镜的情况中在液晶显示面板2的显示屏幕上显 示的图像的R、G和B的各个灰度值的、在其中使用眼镜1和3(其中每一个导致图9中所表 示的色度偏移)的各个情况中色度调节之后的各个颜色R、G和B的灰度值。不像二维图像显示那样，在利用快门眼镜6的立体图像显示系统中，经由快门眼 镜6观看的图像中出现色度偏移。因而，优选地，在利用快门眼镜6的立体图像显示系统中 执行色度调节处理。附带地，有时可以通过使用对应于色温的参数在二维图像显示中执行 色度调节。另一方面，在立体图像显示系统中，色度偏移的程度取决于快门眼镜的种类而不 同。因而，更优选地使用对应于快门眼镜的种类的色度调节参数。如上所述，在具有由抖动 处理增强的灰度等级的图像信号D2上执行色度调节处理。因此，可以以高的精度来实现色 度调节。据此，在本发明的本实施例中，抖动处理部分42这样控制四个掩模，其中，例如， 分别按照式样Pl至P4 二维地排列灰度值31和灰度值32，使得在快门眼镜6的左眼快门 6L和右眼快门6R的各自的打开时段中顺序地切换全部这些掩模。换言之，抖动处理部分 42这样控制多个掩模，其中每一个具有二维地排列的灰度等级值31和32的式样，并且其 中所述式样不同于另一掩模的式样，使得与快门眼镜6的左眼快门6L和右眼快门6R中的 每一个的快门打开定时同步地按顺序并循环地切换所述多个掩模，以执行抖动处理。也就 是说，抖动处理部分42对于每个单元帧周期顺序地切换式样Pl至P4，也就是说，抖动处理 部分42以这样的方式控制抖动处理使得在该单元帧周期内不执行掩模的切换而是对于每 个单元帧周期执行掩模的切换。这使得可以对于左眼快门6L的打开时段TonL和右眼快门 6R的打开时段TonR中的每一个对在掩模中布置的各个灰度值按时间地和按空间地进行平 均，并且呈现其半色调(本实施例中为灰度值31. 75)。因此，可以在利用时分驱动系统的立 体图像显示系统中，在抑制所显示的图像中的诸如粗糙和闪烁之类的劣化的同时增强灰度 呈现。在下文中，将描述本发明的实施例的第一至第五修改。应注意，利用相同的参考标 号来表示与根据上述实施例的立体图像显示系统中的元件相同或等效的元件，并且将不再 详细描述这些元件。图11为用于描述根据第一修改的抖动处理的操作概要的定时图。图11的㈧部 分图示了快门眼镜6中的左眼快门6L和右眼快门6R的打开-关闭状态。图11的(B)部 分图示了在连续的四个单元帧周期(F-1至F-4)中改变掩模式样的定时。第一修改具有与 上述实施例的各部分和操作等相同的各部分的结构和操作，仅仅除了抖动处理部分42中 的抖动处理的操作与上述实施例的图像显示系统不同。更具体地，根据本修改的抖动处理的操作在改变掩模式样的定时方面不同于上述 实施例。也就是说，在本修改中，抖动处理部分42执行控制使得例如在单元帧周期中顺序 切换式样Pl至P4并且切换的次序对于每个单元帧周期不同。例如，如图11的(B)部分中 所图示，抖动处理部分42在某个帧周期F-I中按照式样P1、式样P2、式样P3和式样P4的次序切换掩模式样，并且在后继帧周期F-2中按照式样P2、式样P3、式样P4和式样Pl的次 序切换掩模式样。相似地，抖动处理部分42在后继帧周期F-3中按照式样P3、式样P4、式 样Pl和式样P2的次序切换掩模式样，并且在后继帧周期F-4中按照式样P4、式样P1、式样 P2和式样P3的次序切换掩模式样。这使得可以允许观看者例如在左眼快门6L的打开时段TonL中按照式样P2、式样 P3、式样P4和式样Pl的次序与掩模的全部式样Pl至P4进行视觉观察，并且允许观看者例 如在右眼快门6L的打开时段TonR中按照式样P4、式样P1、式样P2和式样P3的次序与掩 模的全部式样Pl至P4进行视觉观察。在本修改中对于每个单元帧周期按照不同的次序顺序地切换式样Pl至P4。这使 得可以允许观看者即使在执行立体图像显示时仍对于左眼和右眼两者在四个帧周期(这 是与掩模式样的数目相同的数目)中连续地与全部式样进行视觉观察。从而，如上述实施 例中那样，对于每个掩模布置的两类灰度值被按时间地和按空间地进行平均，并且从而呈 现其伪半色调(在本实施例中为如图11的(C)部分中的AlL和AlR所表示灰度值31. 75)。 因此，可以获得与上述实施例等效的效果。在上述实施例和第一修改中，虽然抖动处理部分42在执行两次写入时，贯穿整个 一个帧周期而使用掩模(也就是说，抖动处理部分42即使在右眼快门6R和左眼快门6L处 于关闭状态时仍使用掩模)，但抖动处理部分42可以执行控制使得只在右眼快门6R和左眼 快门6L的打开时段中的每一个中使用掩模。[第二修改]图12为图示根据第二修改的立体图像显示系统的立体图像显示操作的概要的定 时图。图12的(A)部分图示了图像的写入-显示操作的定时，而(B)部分图示了快门眼镜 6(即，左眼快门6L和右眼快门6R)的打开状态和关闭状态的定时。在图12的㈧部分中， 实线箭头表示右眼图像信号的写入定时(R写入)，而虚线箭头表示左眼图像信号的写入定 时(L写入)。在图12的(B)部分中，其中左眼快门6L关闭的时段和右眼快门6R关闭的时 段每一个用黑色表示。此外，其中左眼快门6L打开的时段(TonL)和其中右眼快门(TonR) 打开的时段每一个用白色表示。在本修改中，如图12的㈧部分所图示，在液晶显示设备1中，在一个帧周期内的 L子帧周期中向液晶显示面板2写入左眼图像信号一次，并且在一个帧周期内的R子帧周期 中向液晶显示面板2写入右眼图像信号一次(在本实施例中，在一个帧周期中输出(写入) 左眼图像信号DL—次的时段被称作“L子帧周期”，在一个帧周期中输出(写入)右眼图像 信号DR—次的时段被称作“R子帧周期”)。另一方面，如图12的(B)部分所图示，在快门 眼镜6中，在从L写入完成到R写入完成的时段期间设置左眼快门6L的打开时段TonL，而 在从R写入完成到L写入完成的时段期间设置右眼快门6R的打开时段TonR。在执行上述基于一次写入的立体图像显示时，如下执行抖动处理部分42中的抖 动处理的操作。图13为用于描述根据第二修改的抖动处理操作的概要的定时图。图13的
(A)部分图示了快门眼镜6中的左眼快门6L和右眼快门6R的打开-关闭状态。图13的
(B)部分图示在连续的四个单元帧周期(F-1至F-4)中改变掩模式样的定时。如在上述实 施例中那样，将参考以下示例给出描述在所述示例中，使用具有式样Pl至P4的四个掩模， 所述四个式样以1 3的比率在2乘2区域中布置灰度值31和灰度值32，并且分别在左
12上、右上、右下、左下布置灰度值31。参考图13的(B)部分，如在上述实施例中那样，对于每个单元帧周期，抖动处理部 分42执行改变掩模的控制。换言之，抖动处理部分42在某个帧周期F-I中连续地使用式 样P1，并且与向后继帧周期F-2的改变的定时同步地执行从式样Pl向式样P2的式样的改 变。相似地，抖动处理部分42与向帧周期F-3的改变的定时同步地执行向式样P3的改变， 并且与向帧周期F-4的改变的定时同步地执行向式样P4的改变。这使得可以允许观看者在 左眼快门6L的打开时段TonL中以及在右眼快门6R的打开时段TonR中例如按照式样Pl、 式样P2、式样P3和式样P4的次序与掩模的全部式样Pl至P4进行视觉观察。据此，可以允许观看者即使在执行如本修改中那样的基于一次写入的立体图像显 示时仍对于左眼和右眼两者在四个帧周期(这是与掩模式样的数目相同的数目)中连续地 与全部式样进行视觉观察。从而，如上述实施例那样，对于每个掩模布置的两类灰度值被按 时间地和按空间地进行平均，并且从而呈现其伪半色调(在本实施例中，为由图13的(C) 部分中的AlL和AlR表示的灰度值31. 75)。因此，可以获得与上述实施例的效果等效的效^ ο[第三修改]图14为用于描述根据第三修改的抖动处理的操作的概要的定时图。图14的㈧ 部分图示了快门眼镜6中的左眼快门6L和右眼快门6R的打开-关闭状态。图14的⑶ 部分图示了在连续的四个单元帧周期(F-1至F-4)中改变掩模式样的定时。第三修改具有 与上述实施例的各部分等的结构和操作相同的结构和操作，仅仅除了抖动处理部分42中 的抖动处理的操作与上述实施例的图像显示系统不同。根据本修改的抖动处理的操作在改变掩模式样的定时方面与上述第二修改不同。 在本修改中，在执行基于图像的一次写入的立体图像显示时，抖动处理部分42执行控制， 使得例如按照对于每个单元帧周期不同的次序切换式样Pl至P4。例如，如图14的(B)部 分中所图示，抖动处理部分42在某个帧周期F-I中按照式样P1、式样P2的次序切换掩模式 样，而在后继帧周期F-2中按照式样P2、式样P3的次序切换掩模式样。相似地，抖动处理部 分42在后继帧周期F-3中按照式样P3、式样P4的次序切换掩模式样，而在后继帧周期F-4 中按照式样P4、式样Pl的次序切换掩模式样。这使得可以允许观看者例如在左眼快门6L 的打开时段TonL中按照式样P1、式样P2、式样P3和式样P4的次序与掩模的全部式样Pl 至P4进行视觉观察，并且允许观看者例如在右眼快门6R的打开时段TonR中按照式样P2、 式样P3、式样P4和式样Pl的次序与掩模的全部式样Pl至P4进行视觉观察。据此，按照对于每个单元帧周期不同的次序来切换式样Pl至P4。这使得可以允 许观看者即使在一次写入的示例中仍对于左眼和右眼两者在四个帧周期(这是与掩模式 样的数目相同的数目)中连续地与全部式样进行视觉观察。从而，如上述实施例中那样，对 于每个掩模布置的两类灰度值被按时间地和按空间地进行平均，并且从而呈现其伪半色调 (在本实施例中，为如图14的(C)部分中的AlL和AlR所表示的灰度值31. 75)。因此，可 以获得与上述实施例的效果等效的效果。[第四修改]图15图示了根据第四修改的掩模的式样P5至P8。在根据上述实施例的图像显 示系统的抖动处理部分42中使用式样P5至P8。如在上述实施例中的掩模的式样Pl至P4中那样，各个式样P5至P8以互不相同的式样以1 3的比率布置灰度值31和灰度值32。 然而，在本修改中，式样P5至P8中的每一个具有4乘4矩阵区域，并且利用灰度值31或灰 度值32布置这些区域中的每一个。也就是说，在本修改中，在图像中的4乘4像素区域上 执行抖动处理，并且对于4乘4像素区域对灰度值按时间地和按空间地进行平均。据此，用于抖动处理的每个掩模也可以具有如本修改中那样的4乘4矩阵，并且即 使利用本修改，也可以获得与上述实施例的效果等效的效果。换言之，掩模式样不限于前面 所描述的2乘2式样。在上述实施例和修改中，通过使用每一个具有以1 3的比率排列的灰度值31和 灰度值32的四个掩模来执行抖动处理。然而，在抖动处理中所使用的掩模的数目、灰度值 的种类、灰度值的数值等不限于此。此外，在上述实施例和修改中，在m乘η掩模式样中，“m” 的数目与“η”的数目彼此相等(即2乘2或4乘4)。然而，只要“m”乘“η”等于或大于2， “m”和“η”中每一个可以是彼此不同的整数，在该情况中，这样设置式样使得每个掩模作为 整体的平面(即m乘η像素区域)的灰度等级的平均值以及全部掩模式样中的各个像素的 灰度等级的平均值中每一个建立其期望的半色调。此外，优选地，这样合适地设置每个式样 使得在各个掩模式样被时分地显示时，每个掩模的式样变得不明显，或通过改变掩模而使 式样的运动不可见。[第五修改]图16Α和图16Β为用于描述根据第五修改的图像显示系统(多视图系统)的图像 显示操作的概要的示意图。在本修改中，替代前述的立体图像显示操作。而执行能够对多 个观看者(在本修改中为两个观看者)独立地显示互不相同的图像(在本修改中为两个图 像)的多图像显示操作。根据本修改的多视图系统以时分方式交替地显示基于与第一观看者对应的第一 图像信号的第一图像、以及基于与第二观看者对应的第二图像信号的第二图像。也就是说， 在上述实施例和修改中，分别显示快门眼镜6中对应于左眼快门6L和右眼快门6R的左眼 图像和右眼图像。而在本修改中，显示多个图像，其中的每一个图像与观看者(即，用户) 中的对应的一个相对应。更具体地，如图16Α中所图示，在显示第一图像Vl时，通过控制信号CTLl，观看者 71使用的快门眼镜61中的右眼快门6R和左眼快门6L两者处于打开状态。此外，在显示第 一图像Vl时，通过控制信号CTL2，观看者72使用的快门眼镜62中的右眼快门6R和左眼快 门6L两者处于关闭状态。也就是说，允许基于第一图像Vl的显示光LVl透射过观看者71 的快门眼镜61，而显示光LVl在观看者72的快门眼镜62中被隔断。另一方面，如图16Β中所图示，在显示第二图像V2时，通过控制信号CTL2，观看者 72使用的快门眼镜62中的右眼快门6R和左眼快门6L两者处于打开状态，而通过控制信号 CTL1，观看者71使用的快门眼镜61中的右眼快门6R和左眼快门6L两者处于关闭状态。也 就是说，允许基于第二图像V2的显示光LV2透射过观看者72的快门眼镜62，而显示光LV2 在观看者71的快门眼镜61中被隔断。以时分方式交替地重复这些状态，使得两个观看者71和72中的每一个可以独立 地观看互不相同的图像(即，图像Vl和V2)。在本修改中，快门眼镜61和快门眼镜62中每 一个对应于“快门机构”的一个例示性示例。
14
据此，在实施例中和修改中所描述的每个抖动处理甚至适用于其中执行多图像显 示操作的示例。因此，可以通过与上述实施例和修改相似的操作获得与其等效的效果。在本修改中，由两个观看者独立地观看互不相同的两个图像中的每一个。然而，上 述实施例和修改中的每一个适用于由三个或更多的观看者独立地观看互不相同的三个或 更多的图像中的每一个的示例。此外，图像的数目和快门眼镜的数目可以不一定相同。也 就是说，可以配备多个快门眼镜，所述多个快门眼镜中的每一个执行与某个单一图像对应 的打开_关闭操作，并且多个观看者可以观看该单一图像。虽然在前面参考实施例和修改以示例的方式描述了本发明，但本发明不限于此， 而是可以以广泛的各种方式被修改。例如，在上述实施例和修改中，在执行立体图像显示 时，左眼图像的写入和右眼图像的写入中的每一个被执行两次(或一次)。然而，图像的写 入的次数不限于此。左眼图像的写入和右眼图像的写入中的每一个可以被执行三次或更
^^ ο此外，在上述实施例和修改中，虽然参考作为显示设备的示例、配备了包括液晶显 示元件的液晶显示部分的液晶显示设备进行了描述，但本发明适用于任何其他类型的显示 设备，所述任何其他类型的显示设备例如可以是等离子体显示面板(PDP)、有机电光(EL) 或其他合适的显示设备。进一步地，可以通过硬件或通过软件来执行上述实施例和修改中的处理过程。在 通过软件执行处理过程时，例如将用于配置所述软件的程序安装到通用计算机中。这样的 程序可以事先记录在计算机中所配备的记录介质中。另外，在上述实施例和修改中，在利用快门眼镜的立体图像显示系统和多视图系 统中执行抖动处理。然而，实施例和修改适用于采用了利用快门眼镜的立体图像显示系统 或多视图系统的图像显示设备、以及例如利用场序(FS)系统来执行彩色显示的图像显示 设备。本发明包含于2009年7月3日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-159043中公开的内容相关的主题，通过引用在此并入其整个内容。虽然在示例的实施例方面描述了本发明，但本发明不限于此。应当理解，本领域技 术人员可以在所描述的实施例中进行变化，而不脱离如权利要求所限定的本发明的范围。 权利要求中的限制应当基于权利要求所采用的语言而被宽泛地解释，并且不应被限制为本 说明书中或在本申请的审查期间所描述的示例，并且所述示例应当被解释为非排他性的。 例如，在本公开中，术语“优选地”、“优选的”等是非排他性的，并且意味着“优选地”，但不限 于此。术语“第一”、“第二”等的使用不表示任何次序或重要程度，而术语“第一”、“第二”等 被用于将元件进行彼此区分。此外，本公开中没有元件或组件意图对于公众是专用的，无论 该组件或元件是否在权利要求中被显式地列举。
权利要求
一种图像显示设备，包括显示部分，循环地切换多个图像流，从而对所述多个图像流进行时分地显示，所述多个图像流中的每一个被提供给在彼此不同的定时处执行打开 关闭操作的多个快门机构中对应的一个；以及抖动处理部分，通过使用多个掩模而在多个输入图像上执行抖动处理，并且然后向所述显示部分提供通过抖动处理产生的多个作为结果的图像，所述多个掩模中的每一个具有二维排列的灰度等级值的式样，所述式样与另一掩模的式样不同，其中所述抖动处理部分以这样的方式控制抖动处理使得与每个快门机构的快门打开定时同步地，按顺序并循环地切换所述多个掩模。
2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述多个快门机构包括在单元帧周期中交替地打开和交替地关闭的左眼快门和右眼 快门，所述多个图像流包括之间具有视差的左眼图像流和右眼图像流，并且所述显示部分执行用于连续η次写入用于显示的左眼图像的第一写入操作和用于连 续η次写入用于显示的右眼图像的第二写入操作，以使得在单元帧周期内完成所述第一和 第二写入操作，其中η为等于或大于一的整数。
3.根据权利要求2所述的图像显示设备，其中所述抖动处理部分以这样的方式控制 抖动处理以使得在单元帧周期内不执行掩模的切换，而对于每个单元帧周期执行掩模的切 换。
4.根据权利要求2所述的图像显示设备，其中所述抖动处理部分以这样的方式控制抖 动处理以使得在单元帧周期内执行掩模的切换，并且对于每个单元帧周期改变切换掩模的 次序。
5.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中所述抖动处理部分执行抖动处理以增强 灰度呈现，并且然后在通过抖动处理产生的多个作为结果的图像上执行色度调节处理。
6.根据权利要求5所述的图像显示设备，其中所述抖动处理部分使用色度调节参数来 执行色度调节处理，所述色度调节参数是对应于所述快门机构的类型而提供的。
7.一种图像显示系统，包括多个快门机构，在彼此不同的定时处执行打开-关闭操作；显示部分，循环地切换多个图像流，从而对所述多个图像流进行时分地显示，所述多个 图像流中的每一个被提供给所述多个快门机构中对应的一个；以及抖动处理部分，通过使用多个掩模而在多个输入图像上执行抖动处理，并且然后向所 述显示部分提供通过抖动处理产生的多个作为结果的图像，所述多个掩模中的每一个具有 二维排列的灰度等级值的式样，所述式样与另一掩模的式样不同，其中所述抖动处理部分这样控制抖动处理以使得与每个快门机构的快门打开定时同 步地，按顺序并循环地切换所述多个掩模。
全文摘要
图像显示设备和图像显示系统，所述图像显示设备包括显示部分，循环地切换多个图像流，从而对所述多个图像流进行时分地显示，所述多个图像流中的每一个被提供给在彼此不同的定时处执行打开-关闭操作的多个快门机构中对应的一个；以及抖动处理部分，通过使用多个掩模而在多个输入图像上执行抖动处理，并且然后向显示部分提供通过抖动处理产生的多个作为结果的图像，所述多个掩模中的每一个具有二维排列的灰度值的式样，所述式样与另一掩模的式样不同。所述抖动处理部分以这样方式控制抖动处理使得与每个快门机构的快门打开定时同步地，按顺序并循环地切换所述多个掩模。
文档编号G03B27/22GK101944338SQ201010218389
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月28日 优先权日2009年7月3日
发明者中畑佑治, 铃木俊明 申请人:索尼公司