专利名称：多视图显示系统及其方法
技术领域：
本发明涉及ー种多视图显示系统，并且特别地而非排他地涉及用于显示三维图像的显示系统。
背景技术：
其中可以给用户呈现场景的多个视图的多视图显示系统正受到越来越多的关注，并且在如何提供这样的多视图体验方面正在进行重大研究。多视图显示系统的流行应用是三维(3D)显示器，其通过向观察者的两眼提供正被观看的场景的不同视图来将第三维度添加到观看体验。
3D视频和图像渲染领域目前正在非常迅速地发展。例如，3D电影在电影院中正变得越来越盛行，并且3D内容经由例如蓝光3D标准、支持3D的HDMI1. 4标准、3D使能的游戏控制台、计算机图形卡以及3D电视广播等等开始在家庭中变得可用。事实上，目前大量的3D电视正被引入到一般的消费者市场。这些电视典型地基于带有快门(shutter)眼镜的快速液晶显示(LCD)面板。这次，顺序的主动快门技术具有大量的优点，包括低成本影响、对显示器的ニ维性能没有影响、以及在3D中支持全高清。所感知到的3D质量主要由基本的ニ维图像质量、图像之间的串扰量(即，左图像中有多少是可用右眼看得见的并且反之亦然)、闪烁的量以及光输出的量来驱动。然而，这些需求往往是冲突的需求，并且次优的权衡典型地是需要的。具体地，当前的显示器具有相对慢的响应时间，以及因此图像帧速率必须被保持相对低以确保显示器有时间来调整以适应新的像素值。响应时间典型地是大约4-8毫秒，其导致多数实际的显示器被限制在约120Hz的图像频率。然而，即使以这个速率，响应时间也是很少足够低到避免ニ维图像的ー些失真，并且这可能导致ー些质量降级。此外，对于使针对观察者的两眼的图像进行交替的3D显示器，120Hz的图像频率导致针对每只眼睛60Hz的图像频率。因此，快门眼镜中的每个快门都以60 Hz的频率在透明与不透明之间进行切換。然而，作为结果的60Hz闪烁对典型的观察者而言是明显的，并且可以显著地使感知的质量和用户体验降级。因此，改进的多视图显示系统将是有利的，并且特别地，允许提高的灵活性、需求之间的改进的权衡、減少的闪烁、提高的图像质量、便利的实施方案和/或改进的性能的系统将是有利的。
发明内容
因此，优选地，本发明试图逐一地或以任何组合的形式来缓和、减轻或者消除以上提及的缺点中的ー个或多个。根据本发明的一方面，提供了多视图显示系统，其包括显示控制器，用于控制显示器以重复视图帧的形式来显示多视像的序列，其中，每个视图帧都包括分配给多个视图中的每个视图的视图时隙；快门设备，包括被布置成在打开快门模式与闭合快门模式之间切换的至少两个快门元件，所述打开快门模式比所述闭合快门模式更透明，并且每个快门元件都与所述多个视图中的视图相关联；快门驱动器，用于以具有针对所述至少两个快门元件中的每ー个的快门时隙的重复快门帧来控制所述至少两个快门元件，快门元件在分配的快门时隙期间是在所述打开快门模式中而在其它的快门时隙期间是在在所述闭合快门模式中；其中，所述重复快门帧的快门帧速率比所述重复视图帧的视图帧速率更高。本发明可以提供改进的多视图显示系统。特别地，归因于针对显示器的像素响应时间，本发明在许多实施例中可以允许减少的闪烁和/或减少的降级。本发明可以特别地适用于3D显示系统，并且可以在许多实施例中提供改进的3D体验和增强的质量。特别地，在许多实施例中，減少的闪烁感知可以由于慢的像素响应时间而在没有引入不可接受的降级的情况下被实现。本发明人已经认识到感知到的闪烁往往是由引入到外部光源的闪烁支配的而不是由屏幕闪烁支配的。本发明人此外已经认识到这能够通过在不同的频率操作快门设备和 显示器而被利用，使得高闪烁频率被与较低的图像显示频率组合。这导致了減少的闪烁感知，同时允许显示器充分地安定(settle)在图像之间。所述多个视图可以具体地包括与观察者的一只眼睛相关联的第一视图和与观察者的另ー只眼睛相关联的第二视图。所述多个视图可以具体地被限制于仅两个视图，并且所述重复视图帧可以在不同视图之间并且具体地在与针对每只眼睛的ー个视图相对应的两个视图之间交替。因此，所述视图帧可以具体地包括仅两个视图时隙。所述快门设备可以具体地包括针对观察者的一只眼睛的ー个快门元件和针对观察者的另ー只眼睛的ー个快门元件。所述快门设备可以包含仅两个快门元件。所述快门设备可以具体地是ー副快门眼镜。在许多实施例中，所述快门帧速率可以有利地是至少90 Hz，并且在许多情景中有利地是至少110 Hz0在许多实施例中，所述视图帧速率可以有利地不超过60 Hz，并且在许多情况下有利地不超过50 Hz0在许多实施例中，所述快门帧速率和所述视图帧速率中的至少ー个可以是针对要被显示的视频信号(以及具体地是包括多视像的序列的视频信号)的图像速率的倍数。在许多实施例中，所述快门帧速率和所述视图帧速率中的至少ー个可以是24 Hz的倍数。每个视图帧都可以呈现多个视像的序列中的ー个图像。根据本发明的可选特征，所述显示控制器可操作来在图像非显示模式与图像显示模式之间切换所述显示器的显示模式，并且所述多视图显示系统被布置成使所述快门时隙和所述显示模式同歩。这可以提供有利的性能并且可以特别地減少或者最小化串扰。所述显示器的亮度在所述图像显示模式中比在所述图像非显示模式中更高。在许多实施例中，所述显示器在所述图像显示模式中的亮度不少于在所述图像非显示模式中的两倍或者甚至更高达到10倍。在一些实施例中，所述图像显示器在所述图像非显示模式期间可以被完全地关掉。根据本发明的可选特征，所述同步是这样的在与第一视图相关联的视图时隙期间，所述显示器在不与所述第一视图相关联的快门元件的快门时隙期间是在所述图像非显示模式中。这可以提供有利的性能并且可以特别地減少或者最小化串扰。特别地，其可以防止或者缓和由针对所述重复快门帧和所述重复视图帧的不同帧速率造成的串扰。根据本发明的可选特征，所述同步是这样的在与第一视图相关联的视图时隙期间，所述显示器在与所述第一视图相关联的快门元件的至少ー个快门时隙期间是在所述图像显示模式中。这可以提供有利的性能，并且可以特别地确保所述视图时隙的图像可被用户感知至IJ。在一些实施例中，所述同步可以是这样的在与所述第一视图相关联的视图时隙 期间，所述显示器仅在与所述第一视图相关联的所述快门元件的快门时隙的子集期间是在所述图像显示模式中。所述子集可以具体地仅包括单个快门时隙。根据本发明的可选特征，每个视图时隙都包括具有比快门时隙更长的持续时间的至少ー个显示图像帧时隙，所述显示图像帧时隙是与针对显示器的图像帧速率相对应的时隙。这可以允许改进的性能并且尤其可以允许重复快门帧的更高的帧速率，从而減少感知到的闪烁。所述显示图像帧时隙的持续时间可以具体地对应于显示器的图像帧速率的持续时间，并且因此，所述方法可以允许所述重复快门帧的帧速率不被能够由所述显示器实现的所述图像显示帧速率限制。在一些实施例中，改进的性能可以通过不过度地通过所述显示器的特性或属性来限制所述快门设备操作而被实现。所述显示图像帧时隙可以具体地是需要对正被显示的图像的像素进行寻址的图像寻址时隙。根据本发明的可选特征，每个视图时隙都包括具有与快门时隙相对应的持续时间的至少ー个显示图像帧时隙，并且针对连续的显示图像帧时隙的显示图像帧时隙周期超过快门时隙持续时间，所述显示图像帧时隙是与针对所述显示器的图像帧速率相对应的时隙。这在许多情景中可以提供改进的性能，并且可以具体地允许所述显示器的定时被协调或者同歩。例如，其可以允许扫描背光与显示器寻址同歩。在一些实施例中，所述显示图像帧时隙重复可以由与所述快门时隙相对应的图像寻址时间间隔和消隐时间间隔组成。根据本发明的可选特征，所述显示控制器被布置成通过控制所述显示器的背光在所述图像非显示模式中比在所述图像显示模式中具有更低的強度来切換显示模式。这在许多实施例中可以允许改进的性能和/或便利的实施方案或操作。所述背光可以具体地被控制来具有在所述图像非显示模式中的光強度，在所述图像非显示模式中的光強度不超过所述图像显示模式中的光強度的一半或甚至十分之一。在一些实施例中，所述显示控制器可以被布置成使所述背光接通和关掉。根据本发明的可选特征，所述背光是扫描背光，并且所述显示控制器被布置成使背光的扫描和与针对所述显示器的图像帧速率相对应的显示图像帧时隙同歩。这可以允许特别有利的性能和便利的操作。根据本发明的可选特征，每个视图时隙都包括与针对所述显示器的图像帧速率相对应的至少两个显示图像帧时隙，并且所述显示控制器被布置成在所述至少两个显示图像帧时隙中响应于相同的多视像来驱动所述显示器。
这在许多情景中可以提供改进的性能和/或便利的实施方案，并且尤其可以针对较慢的像素响应时间允许改进的图像质量，同时仍然允许高速率的快门帧。根据本发明的可选特征，所述显示控制器可操作来在图像非显示模式中和在图像显示模式中操作所述显示器，并且可操作来在所述至少两个显示图像帧时隙中的至少ー个的期间在所述图像非显示模式中操作所述显示器。这在许多情景中可以允许改进的性能和/或便利的实施方案。特别地，归因于像素响应或安定时间，其可以提供改进的图像质量和減少的降级。所述至少两个显示图像帧时隙中的至少ー个可以具体地是所述视图时隙的所述第一显示图像帧。根据本发明的可选特征，所述快门设备被布置成将针对与第一视图相关联的快门元件的快门时隙同步成与针对所述第一视图的视图帧中至少ー个时间间隔重叠，其中所述 显示器是在所述图像显示模式中。这可以提供改进的性能并且尤其可以确保合理的明亮图像在每个视图时隙中被感知到，而同时允许高的快门帧速率以及因此减少的闪烁。根据本发明的可选特征，所述快门帧速率是所述视图帧速率的至少两倍。这可以在针对像素安定/响应的时间与闪烁频率之间，以及因此在图像质量与感知到的闪烁之间提供有利的权衡。在许多情景中，所述快门帧速率可以有利地是所述视图帧速率的整数倍，并且尤其可以N倍高，其中N是大于一的整数。这可以减少闪烁，同时允许可行的响应时间并且可以大大地便于实现操作和同歩。根据本发明的方面，提供了针对包括快门设备的多视图显示系统的操作的方法，所述快门设备包括布置成在打开快门模式与闭合快门模式之间切换的至少两个快门元件，所述打开快门模式比所述闭合快门模式更透明，并且每个快门元件都与所述多个视图中的视图相关联；所述方法包括用于控制显示器以重复视图帧来显示多视像的序列，其中，每个视图帧都包括分配给所述多个视图中的每个视图的视图时隙；以及以具有针对所述至少两个快门元件中的每ー个的快门时隙的重复快门帧来控制所述至少两个快门元件，快门元件在分配的快门时隙期间是在所述打开快门模式中而在其它的快门时隙期间是在所述闭合快门模式中；其中，所述重复快门帧的快门帧速率比所述重复视图帧的视图帧速率更高。本发明的这些和其它方面、特征以及优点从在下文中所描述的(ー个或多个)实施例中将是明显的，并且将參考在下文中所描述的(ー个或多个)实施例而被阐明。
将參考附图仅通过例子对本发明的实施例进行描述，其中
图1是显示系统的例子的图示；
图2是ー种定时结构的例子，所述定时结构用于驱动显示系统的元件；
图3是根据本发明的一些实施例的显示系统的例子的图示；
图4是ー种定时结构的例子，所述定时结构用于驱动根据本发明的一些实施例的显示系统的元件；
图5是ー种定时结构的例子，所述定时结构用于驱动根据本发明的一些实施例的显示系统的元件；图6是ー种定时结构的例子，所述定时结构用于驱动根据本发明的一些实施例的显示系统的元件；以及
图7是ー种定时结构的例子，所述定时结构用于驱动根据本发明的一些实施例的显示系统的元件。
具体实施例方式以下描述着カ于可应用到3D显示系统、并且特别地可应用到使用快门眼镜的3D显示系统的本发明的实施例。然而，应当理解，本发明不限于这种应用，而是可以被应用于许多其它的多视图显示系统。图1图示了针对三维观看体验的设置的例子。显示器101产生时间序列图像。特别地，显示器101在为观察者的右眼与左眼准备的图像之间交替。观察者佩戴一副快门眼镜，其在每只眼睛前面都包括快门元件103。快门元件103被布置成在其中光被允许通过的打开快门模式与其中光被阻止的闭合快门模式之间切換。快门元件103中的每ー个都与显示器101上的图像同步地在打开快门模式与闭合快门模式之间切换，使得右方的快门元件103仅当右眼图像被显示在显示器101上时处于打开快门模式中，而左方的快门元件仅当左眼图像被显示在显示器101上时处于打开快门模式中。因此，观察者的右眼仅呈现有右眼图像的序列，而观察者的左眼仅呈现有左眼图像的序列。因此，単独的图像被呈现给观察者的两眼，从而使能图像的3D渲染。图2图示了针对这样的时间序列多视图显示的定序可以如何被实施的例子。在例子中，显示器对于每只眼睛重复图像两次，仅在第二个重复期间背光接通。因此，在例子中，左眼图像被首先被渲染但背光被关掉使得没有图像被显示。在这个时隙期间，显示器的像素被寻址并且针对图像设置为适当的值。由于显示器的响应时间的原因，IXD像素达到适当级别要花费ー些时间。在例子中，图像速率是240 Hz，对应于大约4毫秒的持续时间。然而，针对典型的IXD像素的响应时间典型地是约3-8毫秒。因此，第一图像间隔被主要用于单独的像素到适当级别的过渡。在下面的左眼图像中，相同的像素值被使用，但是现在假定，归因于在第一图像间隔LI中已经发生的过渡，所以像素接近于正确的级别。因此，在第ニ图像间隔期间，背光被接通并且显示器示出了图像。该过程然后针对右面的图像被重复，第一右眼图像间隔R1，其中背光被关掉以及IXD像素被过渡，跟随其后的是第二右眼图像间隔R2，其中背光被接通并且图像被显示。然后跟随着这个的是序列中的下ー个左眼图像，其以相同的方式被显示。图2进ー步图示了快门眼镜可以如何被操作来提供3D体验的例子。在例子中，快门眼镜的快门元件在左方与右方的、一个被打开的同时另ー个被闭合的快门元件之间交替。快门眼镜被与来自显示器的图像进行同步，使得针对每只眼睛的快门元件在针对该眼睛的图像被显示在显示器上时是打开的。然而，尽管这在许多情景和应用中可以提供可接受的性能，但是相对慢的快门元件切换导致可感知到的闪烁，其往往被观察者认为是恼人的。然而，因为显示像素的响应时间具有持续时间，该持续时间限制了被显示的图像的频率并且因此限制了快门元件能够在图2的例子中被操作的频率，所以该闪烁不能够简单地通过提高显示器的帧速率而被减轻。具体地，240 Hz的图像速率以及作为结果的120 Hz的背光速率已经是如此高以至于它典型地导致像素到背光被接通时未完全地完成过渡。然而，240 Hz的图像速率导致了针对每只眼睛的60 Hz的图像速率，其足够低到引入了明显的闪烁。然而，当前发明的发明人已经认识到闪烁主要是由引入到环境中的环境光和特定光源的闪烁而引起的，并且较少是由于显示器的图像的闪烁而导致的。因此，图3图示了这样ー个例子，其中，闪烁可以通过在維持相同的图像速率的同时提高针对环境光的有效闪烁速率而被減少。在图3的例子中，显示器301包括背光303和可控制的图像面板305，所述可控制的图像面板305能够响应于电カ驱动值针对单独的像素来改变背光的衰减/通过量。在特定例子中，图像面板305是包括IXD像素的IXD层。所述系统包括显示控制器307，其被布置成控制显示器301。在例子中，显示控制器307产生背光驱动信号，所述背光驱动信号可以使背光303接通和关掉。此外，显示控制器307产生显示驱动信号，所述显示驱动信号被馈送到LCD层305并且包括针对单独的像 素的驱动值。因此，显示驱动信号包括了针对要被呈现的图像的像素值。 显示控制器307控制显示器301来显示多视像的序列，并且在特定例子中控制显示器301来显示针对左眼和右眼交替的图像的序列。图像的序列以重复视图帧被显示，其中，每个视图帧都包括分配给多个视图的视图中的每ー个的至少ー个视图时隙。每个视图帧因此包括多个视图时隙，其中的每ー个都被与场景的一个视图相关联并且被使用来呈现与该视图相对应的图像。在其中两个视图(对应于左眼视图和右眼视图)被考虑的例子中，显示驱动信号被划分成视图帧，其包括两个交替视图时隙，即针对左眼视图的ー个和针对右眼视图ー个。图4图示了针对显示驱动信号的显示信号定时结构401。在例子中，显示驱动信号包括视图时隙403、405的序列，其中的每ー个都被分配给ー个视图。两个视图时隙304、405共同形成视图帧407。在例子中，针对左眼的视图时隙403后面跟随的是针对右眼的视图时隙405，并且反之亦然。在例子中，视图时隙403、405中的每ー个都由两个显示图像帧时隙L1、L2、RU R2组成。每个显示图像帧时隙L1、L2、RU R2都对应于分配给由显示器显示的每个图像的时间间隔。因此，显示器将典型地具有固有的图像或帧速率。例如，100 Hz显示面板毎秒将显示100个图像，并且因此将具有10毫秒的显示图像帧时隙持续时间。每个显示图像帧时隙都具体地可以是图像寻址时隙，其中显示器的所有图像像素能够被寻址。因此，典型地，显示面板能够用给定的图像显示帧速率驱动，并且驱动信号被划分成均与图像对应的连续的时隙，即每个显示图像帧时隙可以允许显示器中的所有像素的寻址以便提供针对该图像的适当的像素驱动值。在例子中，两个显示图像帧时隙L1、L2、R1、R2被使用在每个视图时隙403、405中，因为它允许第一显示图像帧时隙L1、Rl将IXD像素设置成适当的值，并且允许它们对于第二显示图像帧时隙L2、R2被及时安定。因此，在例子中，每个视图时隙403、405中的第一显示图像帧时隙L1、Rl被使用来将IXD元件驱动到适当的值，并且第二显示图像帧时隙L2、R2被使用来显示针对适当视图的图像。应当理解，用于在两个显示图像帧时隙L1、L2、R1、R2中驱动IXD像素的任何合适的算法或方法可以被使用。例如，针对第一和第二显示图像帧时隙L1、L2、R1、R2的驱动值对于相同的像素可以是完全相同的，或者例如，夸大的值可以被使用在第一显示图像帧时隙L1、Rl中以迫使朝着所期望的最终值的更快过渡。这例如对于这样的情景可能是期望的，其中像素响应时间比显示图像帧时隙持续时间更长，导致像素在第一显示图像帧时隙L1、Rl中未被完全地安定。在一些实施例中，该方法可以应用黒色图像插入代替图像重复。因此，在图4的例子中，帧重复被使用来提供序列L1、L2、R1、R2等等。然而，在其它实施例中，黒色图像插入可以例如被应用来提供诸如例如B、L、B、R等等这样的序列，其中B指的是黑色图像。在这种情况下，背光能够在B图像的一部分期间被照亮，从而便于实现背光定吋。还应当理解，在其它实施例中，显示图像帧时隙的其它数目可以被用于每个视图帧。例如，在一些实施例中，仅单个显示图像帧时隙可以被使用，而在其它实施例中，三个或更多个可以被使用。图5图示了其中每个视图帧对于每个视图仅包括ー个显示图像帧时隙的例子。图4进ー步图示了对于背光驱动信号的背光信号定时结构409。在例子中，背光仅针对视图时隙403、405的一部分被接通。特别地，背光仅在第二显示图像帧时隙L2、R2期 间被接通，使得仅其中IXD元件被相对地安定的显示图像帧时隙被使用来显示图像。因此，显示器301仅仅在视图时隙的一部分期间并且仅仅在第二显示图像帧时隙L2、R2期间显示图像。图3的显示系统进ー步包括快门控制器309，其被布置成控制快门设备311。在例子中，快门设备311是要被用户佩戴的快门眼镜，但是应当理解，在其它实施例中，快门设备不必是眼镜，而可以是被布置成控制对在显示器301上显示的图像进行时间序列观看的任何快门设备。在例子中，快门眼镜311具有两个快门元件，其能够在(至少)打开快门模式和闭合快门模式中操作。当快门元件是在打开快门模式中时，快门元件的光衰减比当快门元件在闭合快门模式中时要小。因此，打开快门模式比闭合快门模式更透明。典型地，快门元件可以包括IXD层，所述IXD层能够响应于电信号而被从更透明的模式切换到较不透明的模式。快门元件将典型地引入一些光衰減，甚至是在打开快门模式中，其可以由显示器301的正被増加的亮度或光输出来补偿。此外，某些光可以被允许通过快门元件，甚至是在闭合快门模式中。然而，典型地，快门元件在打开和闭合快门模式中的衰减中的差至少是10 dB，或者在许多情况下有利地是20 dB或甚至30 dB。衰减中的差常被称为打开与闭合快门模式中的光通过量之间的对比。典型地，其有利地不小于10:1 ;可是100:1或甚至1000:1。更高的衰减可以在不同图像/视图之间提供减少的串扰。快门控制器309被布置成控制快门眼镜311来在打开与闭合快门模式之间切换每个快门元件。在例子中，快门元件操作互补使得当ー个快门元件是在打开快门模式中时，则另ー个快门元件是在闭合快门模式中。然而，应当理解，在其它实施例中，这可能并不是这种情况，并且在两个快门元件都在打开快门模式中或者两个元件都在闭合快门模式中之间可能存在重叠。例如，两个快门元件在当背光关闭时的时间的期间可能都是打开的，从而允许不断増加到达观察者的环境光的数量。快门元件每个都与一个视图相关联。因此，在例子中，右方的快门元件在使用中被定位在观察者的右眼前面并且与右眼视图相关联。同样地，左方的快门元件在使用中被定位在观察者的左眼前面并且与左眼视图相关联。快门控制器309产生带有结构411的快门驱动信号，结构411具有重复的快门帧413，其中，每个快门帧411都具有针对快门元件中的每ー个的快门时隙L、R。在例子中，每个重复的快门帧被划分成两个时隙，即ー个与右眼快门元件相关联而一个与左眼快门元件相关联。应当理解，在一些实施例中，快门帧413还可以包含其它的时隙，诸如未与快门元件中的任何ー个相关联的时隙。快门驱动信号411被布置成控制快门元件，使得快门元件在分配的快门时隙期间是在打开快门模式中，而在其它的快门时隙期间是在闭合快门模式中。因此，在与左眼相关联的时隙L期间，快门驱动信号411具有导致左眼快门被打开并且右眼快门被闭合的值。相反地，在与右眼相关联的时隙R期间，快门驱动信号411具有导致右眼快门被打开并且左眼快门被闭合的值。快门信号411与驱动信号401同步并且进ー步地与背光驱动信号409同歩。此同步是这样的，给定的快门元件在其中针对对应视图的图像正通过显示器被显示的时间间隔的至少一部分期间将是在打开快门模式中。因此，在背光例子中，用于左眼的快门在针对左眼的第二显示图像帧时隙L2期间将在打开快门模式中达背光开启的时间的至少一部分。 类似地，用于右眼的快门在针对右眼的第二显示图像帧时隙R2期间将在打开快门模式中达背光开启的时间的至少一部分。然而,和图2的例子对比,快门帧和视图帧不具有对应的持续时间。相反,快门帧速率高于视图帧速率。事实上，在许多实施例中，快门帧速率可以不少于视图帧速率的两倍。有利地，快门帧速率是视图帧速率的倍数，因为这便于实现在显示器的操作与快门眼镜的操作之间的操作和同歩。因此，在许多情景中，有利的性能通过是显示器的视图帧速率N倍高的快门信号的帧速率来实现，其中，N=2，3，4 ...等等。在图4的例子中，N=3。此外，同步是这样的，当没有图像被显示时，快门元件仅在针对另ー视图的视图时隙中是打开的。因此，在特定例子中，同步是这样的，当背光关闭时，右方的快门元件仅在第一视图时隙403期间是在打开快门模式中。类似地，同步是这样的，当背光关闭时，左方的快门元件仅在第二视图时隙405期间是在打开快门模式中。快门眼镜与显示器之间的同步因此是这样的，在与给定视图相关联的视图时隙期间，显示器在针对未与视图时隙的视图相关联的快门元件的快门时隙期间是在图像非显示模式中。这个方法确保了图像之间的串扰被维持在低水平并且常常被最小化，尽管快门帧速率是大大地高于视图帧速率。当前发明的发明人已经认识到能够通过使用不同的快门帧速率和视图帧速率来实现很大改进的性能，并且特别地由于LCD像素的响应时间，感知到的闪烁可以在不用将视图帧速率降低到不能接受地使图像降级的水平的情况下被大大地減少。由于认识到多数感知到的闪烁是由于引入到环境光的闪烁而不是由于对显示器的感知而导致的，因此这是特别可行和有利的。例如，在图4的例子中，快门帧速率增加三倍是在没有修改任何显示寻址操作的情况下被获得的。因此，如果视图帧速率被維持在与240 Hz的寻址时隙速率和针对每只眼睛的60Hz的图像频率相对应的120 Hz，则快门帧速率可以被从每只眼60 Hz提高到每只眼180 Hz0因此，在不影响显示器的动态性能或需求的情况下，针对环境光的三倍高的闪烁速率被实现。这导致大大减少的闪烁感知并且将典型地导致没有闪烁被感知到。提高的快门帧速率可以提供附加的设计自由度，并且事实上可以被使用来不仅改进闪烁性能，而且替换地或附加地用来改进图像质量本身。特别地，所述方法可以被使用来将图像帧速率降低到较低的值。作为特定例子，针对每只眼睛的48 Hz的图像速率通常是可接受的并且将被感知为平滑和流畅的视频序列。然而，针对环境光的48Hz的闪烁速率典型地是不可接受的并且是清楚地可感知到的。然而，在图4的显示系统中，图像显示速率可以被降低到96Hz，导致针对每只眼睛的48Hz的图像显示速率。这能够在使快门帧速率维持在144Hz的同时被实现，并且因此，针对每只眼睛的144 Hz的环境光闪烁频率确保了此环境光闪烁是不可感知到的。以这种方式，高的快门频率可以减少不利的环境光闪烁和干扰，而因为显示器的有限的光输出，48Hz面板/图像闪烁可能是可接受的。事实上，本发明人已经认识到这样的方法在许多情景中是有利的。所述方法可以利用提高的亮度导致更显著的闪烁并且人类对在眼睛周边或角落中的闪烁更敏感，以及利用在典型的观看情景中显示器正常地是在中心，环境光是在角落中。所述方法在例子中可能导致显示图像帧时隙速率被从240 Hz降低到192Hz的，从而将显示图像帧时隙持续时间从约4毫秒提高到约5毫秒。因此，可用于过渡IXD像素的时间可以被提高，同时仍然維持有利的闪烁性能。事实上，所述方法在许多实施例中可以允许显示器定时是仅基于直接地与显示器而不是与快门元件相关联的权衡(诸如期望 的图像速率与用于过渡LCD元件的时间相対)。在许多实施例中，视图帧速率可以有利地被保持在120Hz或甚至IOOHz(分别与针对每只眼睛的60Hz和50Hz的图像速率相对应)以下。这提供了适合于多数实际显示器的显示图像帧时隙持续时间。事实上，IXD显示器常常具有在3-8毫秒左右的响应时间，并且降低的视图帧速率因此将提供图像质量上的大大改迸。此外，快门帧速率可以有利地被保持在针对典型地不可被用户感知到的环境光的闪烁而提供的90Hz以上。在图4的例子中，与其中背光开启的时间间隔相对应的图像显不间隔是与快门时隙相对应的并且基本上是相同的(以持续时间偏离少于例如5%来说)。然而，在快门帧速率是视图帧速率三倍高的例子中，将视图帧划分成视图时隙的持续时间的一半的两个显示图像帧时隙导致快门时隙具有比显示图像帧时隙更短的持续时间。在特定例子中，快门时隙的持续时间是显示图像帧时隙的持续时间的2/3。为了确保图像串扰被減少，显示时间间隔(即显示器在背光开启情况下处于图像显示模式中的时间)被设置成对应于快门时隙，而不是对应于显示图像帧时隙。因此，在这个例子中，显示图像帧时隙和背光时隙具有相同的重复频率但是不同的持续时间。具体地，显示器的图像显示图像帧时隙持续时间比快门时隙的持续时间更长。在一些实施例中，显不器可以部署扫描背光。因此,在一些实施例中，背光可以不针对整个显示器被同步地接通，但是可以被扫描。例如在时间序列3D LCD显示器应用中的扫描背光可以以这样的方式使用垂直扫描，即像素的安定的串扰水平或量在垂向上是差不多一祥的。因此，作为结果，在屏幕的顶部、底部或中间的串扰将是基本上相同的，从而提供了垂向统一的3D质量。因此，在一些实施例中，背光可以是扫描背光(如由图4中的箭头所指示的那样)。此外，単独的像素在显示图像帧时隙中的寻址也是顺序的，并且因此图像更新还展示了扫描特性。在其中图像显示时隙和快门时隙具有不同持续时间的图4的例子中，这些扫描操作将不直接地对应于彼此，即扫描操作本身将不被同歩。
然而，在一些实施例中，显示控制器被布置成通过与快门时隙持续时间对应的图像寻址时隙来操作显示器，同时仍然具有比快门时隙持续时间更高的图像寻址时隙重复周期。这样的例子被图示在图6中。在例子中，显示图像帧时隙被减少到具有与快门时隙相同的持续时间。因此，在快门速率(例如288Hz)是视图帧速率(例如96Hz)三倍高的例子中，每个显示图像帧时隙仅是针对该视图帧速率的视图时隙的持续时间的三分之一。然而，显示图像帧时隙的数量在每个视图时隙内仍然被維持为两个，并且因此，显示图像帧时隙之间的周期仍然等于视图时隙的持续时间的一半。在例子中，減少的持续时间显示图像帧时隙因此穿插有其中没有进行显示器的寻址的消隐时间间隔。这个方法可以因此引入消隐并且使得显示图像帧时隙持续时间与快门时隙持续时间和(扫描)背光持续时间相同。減少的寻址时隙被与快门时隙和显示时隙同步，并且因此有效地提供了与图4的例子中相同的特性。然而，图6的方法的优点是它对齐了背光时间间隔和显示图像帧时隙的持续时间，并且因此允许针对扫描背光和显示面板的扫描操作被对齐和同歩。这尤其可 以允许背光的扫描具有与像素的寻址相同的垂直速度，确保了统ー的3D质量和尤其是垂向统ー的串扰。先前的例子已经着力于其中不同的时隙具有相同的持续时间的实施例。然而，应当理解，所描述的原理同样适用于其中可以使用不规则的时隙的情景。例如，图7图示了其中护目镜时隙持续时间变化的例子。尽管先前的描述着カ于LCD显示器，但是应当理解，所述方法可以与许多其它的显示器类型(包括例如其它背光显示器类型、反射光显示器类型或有源像素元件(activepixel element)显示器类型)一起使用。还应当了解，所描述的例子着力于其中显示器能够通过使背光接通而被置入图像显示模式中以及通过使背光关掉而被置入图像非显示模式中的操作，然而使显示器进入图像显示模式或图像非显示模式中的许多其它方式能够被使用。还应当理解，图像在图像非显示模式期间可以不被完全地关掉，但是相对于在图像显示模式中时呈现的图像，在显示器上呈现的图像可以刚好具有降低的強度。还应当理解，已经參考针对背光、显示器以及快门设备的驱动信号对图4至图7进行了描述，但是它们可以被更一般地视为描述了显示器和快门设备本身的操作。即，它们可以被视为与正被显示的图像和快门元件的操作直接相关。应当理解，为了清楚起见，上述描述已经參考不同的功能电路、単元和处理器对本发明的实施例进行了描述。然而，将明显的是，在不偏离本发明的情况下，功能性在不同的功能电路、単元或处理器之间的任何合适的分布可以被使用。例如，图示为由単独的处理器或控制器执行的功能性可以由相同的处理器或控制器执行。因此，对特定的功能単元或电路的參考仅被视为对用于提供所描述的功能性的合适的装置的參考，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。本发明能够以任何合适的形式被实施，所述任何合适的形式包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。本发明可选地可以至少部分地被实施为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的实施例的単元和构件可以以任何合适的方式在物理上、功能上以及逻辑上被实施。事实上，功能性可以在单个单元中、在多个单元中或作为其它功能单元的一部分被实施。同样地，本发明可以被实施在单个单元中，或者可以在物理上和功能上被分布在不同的単元、电路以及处理器之间。尽管已经结合一些实施例对本发明进行了描述，但是本发明不g在被限制于本文所阐述的特定的形式。相反，本发明的范围仅由所附的权利要求限制。附加地，尽管特征可能看起来是结合特定实施例描述的，但是本领域的技术人员将认识到所描述的实施例的各种特征可以根据本发明而被组合。在权利要求中，术语包括并不排除其它单元或步骤的存在。此外，尽管被単独地列举，但是多个装置、元件、电路或方法步骤可以通过例如单个电路、単元或处理器而被实施。附加地，尽管单独的特征可以被包括在不同的权利要求中，但是这些可能被有利地组合，并且包括在不同权利要求中不暗示特征的组合不是可行的和/或有利的。同样地，将特征包括在一类权利要求中不暗示对此类别的限制，而是指示特征视情况同样可适用于其它权利要求类别。此外，特征在权利要求中的次序不暗示特征必须以其工作的任何特定的次序，并且特别地，単独的步骤在方法权利要求中的次序不暗 示所述步骤必须以此次序来被执行。相反，所述步骤可以以任何合适的次序被执行。此外，単数引用不排除多个。因此，对“一”、“ー个”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。权利要求中的附图标记仅作为澄清例子而被提供，不应该被解释为以任何方式限制权利要求的范围。
权利要求
1.一种多视图显不系统,包括 显示控制器(307)，用于控制显示器(301)以重复视图帧来显示多视像的序列，其中，每个视图帧都包括分配给多个视图中的每个视图的视图时隙(403，405)； 快门设备(311)，其包括至少两个快门元件，所述至少两个快门元件被布置成在打开快门模式与闭合快门模式之间切换，所述打开快门模式比所述闭合快门模式更透明，并且每个快门元件都与所述多个视图中的视图相关联； 快门驱动器(309)，用于以重复快门帧(413)来控制所述至少两个快门元件，所述重复快门帧具有针对所述至少两个快门元件中的每一个的快门时隙，快门元件在分配的快门时隙期间是在所述打开快门模式中而在其它的快门时隙期间是在所述闭合快门模式中； 其中，所述重复快门帧的快门帧速率比所述重复视图帧的视图帧速率更高。
2.根据权利要求1所述的多视图显示系统，其中，所述显示控制器(307)可操作来在图像非显示模式与图像显示模式之间切换所述显示器(301)的显示模式，并且所述多视图显示系统被布置成使所述快门时隙和所述显示模式同步。
3.根据权利要求2所述的多视图显示系统，其中，所述同步是这样的在与第一视图相关联的视图时隙期间，所述显示器(301)在不与所述第一视图相关联的快门元件的快门时隙期间是在所述图像非显示模式中。
4.根据权利要求2或3所述的多视图显示系统，其中，所述同步是这样的在与第一视图相关联的视图时隙期间，所述显示器(301)在与所述第一视图相关联的快门元件的至少一个快门时隙期间是在所述图像显示模式中。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的多视图显示系统，其中，每个视图时隙(403，405)都包括具有比快门时隙更长的持续时间的至少一个显示图像帧时隙，所述显示图像帧时隙是与针对所述显示器(301)的图像帧速率相对应的时隙。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的多视图显示系统，其中，每个视图时隙(403，405)都包括具有与快门时隙相对应的持续时间的至少一个显示图像帧时隙，并且针对连续的显示图像帧时隙的显示图像帧时隙周期超过快门时隙持续时间，所述显示图像帧时隙是与针对所述显示器(301)的图像帧速率相对应的时隙。
7.根据权利要求2所述的多视图显示系统，其中，所述显示控制器(307)被布置成通过控制所述显示器(301)的背光在所述图像非显示模式中具有比在所述图像显示模式中更低的强度来切换显示模式。
8.根据权利要求7所述的多视图显示系统，其中，所述背光是扫描背光，并且所述显示控制器(307)被布置成使背光的扫描和与针对所述显示器(301)的图像帧速率相对应的显示图像帧时隙同步。
9.根据权利要求1所述的多视图显示系统，其中，每个视图时隙(403，405)都包括与针对所述显示器(301)的图像帧速率相对应的至少两个显示图像帧时隙，并且所述显示控制器(307)被布置成在所述至少两个显示图像帧时隙中响应于相同的多视像来驱动所述显示器(301)。
10.根据权利要求9所述的多视图显示系统，其中，所述显示控制器(307)可操作来在图像非显示模式中和在图像显示模式中操作所述显示器(301)，并且可操作来在所述至少两个显示图像帧时隙中的至少一个的期间在所述图像非显示模式中操作所述显示器(301)。
11.根据权利要求1所述的多视图显示系统，其中，所述快门设备(311)被布置成将针对与第一视图相关联的快门元件的快门时隙同步成与在针对所述第一视图的视图帧中的至少一个时间间隔重叠，其中所述显示器(301)是在所述图像显示模式中。
12.根据权利要求1所述的多视图显示系统，其中，所述快门帧速率是所述视图帧速率的至少两倍。
13.根据权利要求1所述的多视图显示系统，其中，所述快门设备(311)是一副快门眼镜。
14.根据权利要求1所述的多视图显示系统，其中，所述快门设备(311)被布置成使所述重复快门帧同步于所述重复视图帧。
15.一种针对多视图显示系统的操作的方法，所述系统包括快门设备(311)，所述快门设备(311)包括布置成在打开快门模式与闭合快门模式之间切换的至少两个快门元件，所述打开快门模式比所述闭合快门模式更透明，并且每个快门元件都与多个视图中的视图相关联；所述方法包括 用于控制显示器(301)以重复视图帧来显示多视像的序列，其中，每个视图帧都包括分配给多个视图中的每个视图的视图时隙(403，405);以及 以重复快门帧(413)来控制所述至少两个快门元件，所述重复快门帧具有针对所述至少两个快门元件中的每一个的快门时隙，快门元件在分配的快门时隙期间是在所述打开快门模式中而在其它的快门时隙期间是在所述闭合快门模式中； 其中，所述重复快门帧的快门帧速率比所述重复视图帧的视图帧速率更高。
全文摘要
一种多视图显示系统，其包括显示控制器(307)，所述显示控制器控制显示器(301)以重复视图帧来显示多视像的序列。诸如快门眼镜这样的快门设备(311)包括至少两个快门元件，所述至少两个快门元件被布置成在打开快门模式与较不透明的闭合快门模式之间切换。每个快门元件都与所述多个视图中的视图相关联。重复快门帧的快门帧速率比所述重复视图帧的视图帧速率更高，并且所述显示控制器控制背光开启和关闭以避免串扰。例如对于3D显示器，本发明可以减少由于环境光引起的闪烁，同时维持低的帧速率。
文档编号H04N13/04GK103026717SQ201180032484
公开日2013年4月3日 申请日期2011年6月28日 优先权日2010年6月30日
发明者R.F.E.戈里斯 申请人:Tp视觉控股有限公司