专利名称：用于多个3d显示器/设备的快门信号的同步的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种在3D显示系统中使用的用来控制快门眼镜的设备。本发明还涉及一种用来控制快门眼镜的方法以及包括用于控制快门眼镜的设备的用来显示3D内容的显不系统。
背景技术：
3D内容，特别是3D图像的呈现变得越来越普及，因此增加了对采用3D呈现技术的3D显示系统的需求。通常，存在几种用于生成和显示3D运动图像的技木。用来向观众投射立体图像对的一般3D显示技术包括，例如，需要主动式快门眼镜的交替帧序列。该显示技术的核心概念是交替显示左右图像(帧)，与显示器上图像同步地打开和关闭眼镜上的 快门。换句话说，快门眼镜确保观众的右眼只能看到右图像，而左眼只能看到左图像，这整体上给观众三维或立体的印象。这样的3D显示系统正常工作的ー个必要条件是左右图像的呈现与快门眼镜的对应镜片打开和遮住的同歩。通常，该同步通过将同步信号(也经常被称为定时信号；下文中也被称为同步信号)从显示系统发送到快门眼镜来实现。响应于该同步信号，快门眼镜分别打开或关闭(遮住)左右镜片。同步信号自身优选地例如作为红外信号被无线地发送。尽管结合快门眼镜的这样的3D显示系统运行地相当令人满意，但是在两个或更多个3D显示系统位于观众的视野内的情况下观众可能会遇到问题。这些问题的出现是因为几个显示系统没有使用相同的同步信号来控制快门眼镜。
发明内容
鉴于上面所述，本发明的ー个目标在于提供一种用在3D显示系统中的用于控制快门眼镜的设备，其克服了上述缺点。具体地，用于控制快门眼镜的设备应该确保观众可以使用相同的快门眼镜来观看3D内容，例如同时在几个显示器或屏幕上的3D运动图像。根据本发明的ー个方面，提供了用于控制用在3D显示系统中的快门眼镜的设备，包括发生器単元，用来产生用于将快门眼镜和3D显示系统同步的同步信号，所述同步信号具有定时和同步率；发送单元，用于向快门眼镜发送同步信号；以及同步信号调整单元，耦接到发生器单元并适于调整由发生器单元产生的同步信号的定时和/或同步率，其中，所述调整単元包括用来发送调整信号的发送元件，所述调整信号指示所述定时和/或所述同步率并由用来控制快门眼镜的其他设备接收。根据本技术的另ー个方面，提供了用于控制用在3D显示系统中的快门眼镜的设备，包括发生器単元，用来产生用于将快门眼镜和3D显示系统同步的同步信号，所述同步信号具有定时和同步率；发送单元，用于向快门眼镜发送同步信号；以及同步信号调整单元，耦接到发生器单元并适于响应于调整信号调整同步信号的定时和/或同步率，其中，所述调整元件包括用于接收调整信号的接收元件，所述调整信号指示定时和/或同步率并由用来控制快门眼镜的其他设备发送。换句话说，本发明提出了这样ー种同步信号调整单元，其能够响应于由用来控制快门眼镜的另ー设备提供的某ー调整信号调整发送至快门眼镜的同步信号。基于用于控制快门眼镜的这种设备，可以使不同的3D显示系统发送的同步信号同歩。因此，所有设备同时发送同步信号，例如，以打开快门眼镜的左镜片。结果，当在多显示器系统环境下，观众的视线从一个显示器转移到另ー个显示器时，他不会遇到任何问题。在本发明的上下文中，“定时”指的是同步信号被发送时的时间点。表述“同步率”指的是用于周期性地发送同步信号的频率。此外，表述“耦接”指的是在耦接的部件之间有任何信号或通信路径，而不考虑路径是直接还是间接路径，例如，通过另外的元件。在优选实施方式中，发送元件包括用于无线发送所述信号的发射元件。更优选地，发射元件为RF发射元件。无线发送调整信号，优选地作为RF信号的优点在于这种发送不容易受到两个或更多设备之间路径上的障碍。任何无线技术，例如蓝牙，可用于发送调整信号。用于发送的其他方法，例如红外发送或者有线发送也是可以的。具体地，可以通过使用HDMI或以太网来发送同步信号调整信号。在优选实施方式中，所述接收元件包括用于无线接收所述信号的接收单元。优选地，所述接收元件为RF天线元件。在另ー个优选的实施方式中，所述发送元件适于周期性地发送上述调整信号。更优选地，所述调整信号为触发信号，优选为模拟触发信号。换句话说，被发送的信号不包含任何用于调整同步信号的信息。相比之下，信号自身触发发生器単元以产生同步信号。ー个优点在于它是只需要简单电路的简单信号。当然，也可以以模拟或数字形式来发送包含有关定时和/或同步率的信息的信号。然而，这样的信号需要用来从发送的信号中分析和提取信息的电路，其成本较高。在另ー个优选的实施方式中，所述调整元件适于向3D显示系统的图像处理单元提供信号，以将左右图像帧显示的定时同歩。换句话说，调整元件产生并发送用于将图像帧与 发送到快门眼镜的同步信号同步的信号。也就是说，显示系统分别同时显示左右图像。根据本发明的另ー个方面，提供了用来控制用在3D显示系统中的快门眼镜的方法，包括以下步骤产生用于将快门眼镜与3D显示系统同步的同步信号，同步信号具有定时和同步率；发送所述同步信号，使得所述信号被快门眼镜接收；发送指示所产生的同步信号的定时和/或同步率的调整信号。根据本发明的另ー个方面，提供了用来控制用在3D显示系统中的快门眼镜的方法，包括以下步骤产生用于将快门眼镜与3D显示系统同步的同步信号，同步信号具有定时和同步率;
发送所述同步信号，从而使得所述信号被快门眼镜接收；接收指示所产生的同步信号的定时和/或同步率的调整信号；响应于调整信号调整所产生的同步信号的定时和/或同步率。在优选实施方式中，所述方法还包括几个參与的3D显示系统之间的仲裁步骤，用于寻找和确定适合于所有參与的3D显示系统的定时和/或同步率。在存在几个显示系统的环境中，很有可能显示系统在不同帧重复率下工作。結果，发送到快门眼镜的同步信号的同步率也是不同的。为了在该环境中将快门眼镜同步，有必要遵守可以由所有显示系统采用的同一个同步率。仲裁步骤用于找出此共同的同步率。
在正常条件下，仲裁步骤寻找所述环境中每个显示系统所使用的最快的同步率。根据另ー个方面，提供了ー种用于显示3D内容，优选运动图像的显示系统，包括根据本发明的用于控制快门眼镜的设备。此外，还提供了包括至少两个这样的显示系统的系统。如前面提到的，本发明的优选实施方式在从属权利要求中被限定，应该理解的是，所要求的方法具有与在从属权利要求中所限定的所要求的设备相似的和/或相同的优选实施方式。本发明是基于以下思想，使由不同显示系统发送的同步信号互相同步，意味着用在这种环境的几个显示系统中的所有快门眼镜分别同时遮住和打开左右镜片。
參考下文中描述的实施方式，本发明的这些和其他方面将显而易见并在下面被更详细地说明。在下面的图中图1示出了具有快门眼镜的显示系统的示意图；图2示出了用于控制快门眼镜的两个相同设备的方框图；以及图3示出了包含几个显示系统的系统，每个显示系统包括根据本发明的用于控制快门眼镜的设备。
具体实施例方式在图1中，示出了显示系统的示意图并且用參考标号10来表示显示系统。显示系统10优选地被设置为电视机11。所述显示系统适于处理和显示3D运动图像，这意味着左右图像(帧)被交替显示。为了获得所显示的图像的立体印象，观众必须戴上快门眼镜，其在图1中也被示意性地示出并且用參考标号12来表示。一般的快门眼镜包括左右镜片22、24，其可以在透光和遮光状态之间切換。优选地，两个镜片都使用LCD技术通过施加驱动电压来提供遮光状态。通过向左右镜片交替施加所述驱动电压，左右镜片也交替地改变它们的状态。也就是说，在工作中，两个镜片中只有一个是透光的，而另ー个处于遮光状态。当然，所提到的LCD技术仅仅是ー个实例，也可以使用其他技木。为了产生立体印象，观众必须用他的左眼只看到显示器上的左图像并且用他的右眼只看到右图像。因此，显示系统10和快门眼镜12之间的同步是必须的。在现有技术中，已知几种方法，它们可以与本发明结合使用。仅作为实例，红外信号被用来提供所述同歩。具体地，显示系统10包括优选地为红外发光二极管形式的发送单元，所述红外发光二极管适于向快门眼镜发送同步(也被称为sync)信号。快门眼镜12相应地包括优选地为红外光电晶体管19形式的接收单元18，所述红外光电晶体管适于接收所发送的同步信号。响应于所接收的同步信号，所述眼镜在透光和遮光状态之间切換。换句话说，显示系统发送用于切换处于遮光状态的左镜片和处于透光状态的右镜片的信号，然后发送用于切换处于透光状态的左镜片和处于遮光状态的右镜片的另ー个信号。在图2中，示出了快门眼镜控制设备的示意性方框图并用參考标号30来表示快门眼镜控制设备。该快门眼镜控制设备在第一个实例中适于产生前面提到的同步信号。因此它包含电耦接至发送单元14的同步信号发生器単元32，所述发送单元优选为红外LED。同步信号发生器32产生使得红外LED15导通和截止的电信号。由參考标号47表示的各个光束被快门眼镜12的接收单元18所接收。 因为同步信号的产生取决于各个左右图像(帧)的显示，所以同步信号产生器単元32也优选地经由形成快门眼镜控制设备30的一部分的接ロ 46与图像处理单元50电耦接。快门眼镜控制设备30也包含同步信号调整单元36，其与发送元件38和接收单元42电稱接。发送元件38优选地被设置为RF发射元件(RF radiating element),并且接收単元42优选地被设置为与RF发射元件39的频率相匹配的RF天线元件。此外，同步信号调整单元36与接ロ 46电耦接。该连接允许在同步信号调整单元36和图像处理单元50之间建立通信。此外，图2中示出了在同步信号调整单元36和同步信号产生器単元32之间也存在电连接。同步信号调整单元可以修改同步信号产生器単元32使用的定时和同步率(syncrate),以产生同步信号。例如，通过向同步信号产生器単元32发送相应的信号，同步信号调整单元例如能够改变所发送的同步信号的定时和/或同步信号的同步率。下面将详细说明各个行为。快门眼镜控制设备30和图像处理单元50形成了第一显示系统10的一部分，其中，快门眼镜控制设备可以被设置为显示系统10的内置设备或者可以与显示系统10电耦接的独立设备。当然还可以想象的是，同步信号产生器単元32和发送单元14是显示系统的一部分，而同步信号调整单元36与发送元件和接收单元38、42 —起被设置为独立设备，例如，如图1的虚线所示，并且用參考标号60来表示。在图2中，示出了另ー个相同的快门眼镜控制设备30。然而，此控制设备和耦接的图像处理单元50是第二显示系统的一部分。在正常情况下，第一显示系统的快门眼镜控制设备30可以以第一定时和同步率向快门眼镜12a发送同步信号，而第二显示系统的快门眼镜控制设备30可以以第二定时和同步率向快门眼镜12b发送同步信号。很有可能的是，两个显示系统的定时和同步率不同，结果观众不能正确观看同时由两个显示系统显示的运动图像。为了克服此缺点并使由两个快门眼镜控制设备发送的同步信号同步，两个控制设备30的ー个(在该实例中第一显示系统的控制设备)经由RF发射元件39发送调整信号48。该调整信号指示发送控制设备30的定时和/或同步率。调整信号被第二显示系统的控制设备30的RF天线元件43所接收。该调整信号由同步信号调整单元36处理为提供用于同步信号产生器単元的信号。该信号使得发生器元件32产生具有与第一显示系统的同步信号相同的定时的同步信号。当然，第二显示系统的发生器単元36所使用的同步率也应该与第一显示系统中的相同。正如前面已经提到的，同步信号指示左或右图像是否被显示在显示器上。结果，例如，当调整第二显示系统中的定时时，也有必要调整左右图像的相应显示的定时。因此，同步信号调整单元36也向图像处理单元50发送信号，也来调整左右图像显示的定时。在图3中，系统环境被示意性地示出，包含三个显示系统10a、10b和10c。显示系统10a、10b、10c被设置为电视机并且被用于显示三个不同的3D运动图像。此外，在该环境内，两个分别使用眼镜12a和12b的观众，正在观看运动图像。在通常情况下，由每个电视机发送的同步信号47没有被同步，从而使得观众可能·遇到问题，因为他的快门眼镜从不同的电视机接收到不同的同步信号。本发明现在通过采用快门眼镜控制设备30而避免了这样的问题。在本实例中，第一显示系统IOa产生调整信号48，其通过快门眼镜控制设备30的发送元件38被发送。调整信号48被第二和第三显示系统IOb和IOc经由接收元件42所接收。所接收的调整信号48然后被用于调整由第二和第三显示系统IObUOc发送的同步信号的定时。在该调整步骤之后，所有三个电视机以相同的定时和同步率同时发送同步信号47。在该实例中，第一个显不系统IOa像主机ー样工作(相对于同步信号)，其他显不系统操作为从系统(slave)，也就是说，它们根据第一显示系统来调整同步信号的定时。当然，也可以想象的是，仅包含用于控制快门眼镜的设备的独立単元，在多显示系统环境中像主机一祥工作。此外，在某些情况下，操作为从系统的显示系统可以配备有只有用于接收调整信号的接收单元的控制设备。正如前面已经提到的，调整同步信号的定时还需要调整左右图像的显示的定时。作为调整步骤的结果，所有的显示系统(这里为电视机)同时分别显示左右图像。因此观众是佩戴快门眼镜12a还是佩戴12b，从第一、第二或第三显示系统接收同步信号47是无关紧要的。因此，无论观众是否将视线朝向三个显示系统中的任何ー个，他的快门眼镜总是接收正确的同步信号，从而使得避免了由干扰同步信号引起的问题。此外，观众可以观看所有三个运动图像而没有任何问题，因为左右图像的显示在几个显示系统10a、b、c之间也被同步。在图3所示系统环境的至少ー个显示系统以不同的同步率(意味着图像或帧重复率不同)操作的情况下，在调整步骤之前执行仲裁步骤。通过仲裁步骤，所有三个显示系统相互通信，以寻找可以被每个显示系统采用的共同同步率。例如，如果显示系统中的ー个的中贞重复率是60Hz,而其他显不系统的是120Hz,仲裁步骤使得后面的显不系统切换到巾贞重复率为60Hz。尽管上面详细说明的控制设备30使用无线接收在几个显示系统之间发送调整信号，但也可以通过电缆来发送这些信号。HDMI接ロ例如可以，被用于显示系统的相互连接，以发送调整信号，当然，其他接ロ，如以太网等，也是可以的。此外，已经结合电视机描述了本发明。然而，根据本发明的控制设备也可以被用在蓝光播放机、视频游戏机、个人计算机等。
本发明例如被用在有多个电视机放在ー个位置并显示不同的节目的展会中。使用来自所有显示设备的用于快门眼镜的同步信号，可以观看每个电视机上的节目而不需要改变用于每个电视的快门眼镜。另ー个实例为LAN-游戏-派对。使用所有不同的计算机/电子游戏机同步的同步信号，可以从玩家走到玩家并观看所有不同的画面。此外，在不同的设备之间将不会有信号干扰，从而避免不同的玩家/旁观者的不同组眼镜引起的问题。如上所述的调整步骤可以开始，例如通过按下显示系统上的“同歩”按钮。更优选地，控制设备适于自动检测它们的周围的同步信号以将它们自动与现有的同步信号同歩。在附图和前面的描述中详细地示出和描述了本发明，但是这种示出和描述被认为是说明性的或示例性的，而非限制性的。本发明并不限于公开的实施方式。从附图、本公开和所附权利要求书的研究中，在实施所要求的发明时，本领域的技术人员可以理解并进行 对所披露的实施方式的其他变形。在权利要求中，单词“包含”没有排除其他要素或步骤，并且不定冠词“ー个(a)”或“ー个(an)”没有排除多个。单个元件或其他単元板可以满足权利要求中列举的几项的功能。某些措施被记录在相互不同的从属权利要求中这一事实并不表示这些措施的组合不能被有效利用。在权利要求中的任何參考标号不应该被解释为限制所述范围。
权利要求
1.一种用于控制用在3D显示系统(10)中的快门眼镜的设备，包括发生器单元(32)，用来产生用于将快门眼镜(12)和3D显示系统(10)同步的同步信号 (47)，所述同步信号(47)具有定时和同步率；发送单元(14)，用于向所述快门眼镜(12)发送所述同步信号(47);以及同步信号调整单元(36)，耦接到所述发生器单元(32)并适于调整由所述发生器单元 (32)产生的所述同步信号(47)的所述定时和/或所述同步率，其中，所述调整单元(36)包括用于发送调整信号(48)的发送元件(38)，所述调整信号指示所述定时和/或同步率并由用于控制快门眼镜(12)的其他设备接收。
2.一种用于控制用在3D显示系统(10)中的快门眼镜的设备，包括发生器单元(32)，用来产生用于将快门眼镜(12)和3D显示系统(10)同步的同步信号 (47)，所述同步信号(47)具有定时和同步率；发送单元(14)，用于向所述快门眼镜(12)发送所述同步信号(47);以及同步信号调整单元(36)，耦接到所述发生器单元(32)并适于响应调整信号(48)调整所述同步信号(47)的所述定时和/或所述同步率，其中，所述调整单元(36)包括用于接收所述调整信号(48)的接收元件(42)，所述调整信号指示所述定时和/或同步率并由用来控制快门眼镜(12)的任何其他设备发送。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述调整单元(36)包含用于接收同步信号调整信号(48)的接收元件(42)，所述调整信号指示所述定时和/或所述同步率并被用于控制快门眼镜(12)的任何其他设备发送，并且所述调整单元(36)适于响应于所述调整信号(48) 调整所述同步信号(47)的所述定时和/或所述同步率。
4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述调整元件(36)包含用于发送同步信号调整信号(48)的发送元件(38)，所述调整信号指示所述定时和/或所述同步率并被用于控制快门眼镜(12)的其他设备接收。
5.根据权利要求1或3所述的设备，其中，所述发送元件(38)包含用于无线发送所述信号的发射元件(38)。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述发射元件(38)为RF发射元件(39)。
7.根据权利要求2或3所述的设备，其中，所述接收元件(42)包含用于无线接收所述信号的接收元件(42)。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述接收元件(42)为RF天线元件(43)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述发送元件(38)适于周期性地发送所述调整信号(48)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述调整信号(48)为触发信号，优选地为模拟触发信号。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述调整信号(48)为包含有关所述定时和/或所述同步率的信息的数字信号。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中，所述调整单元(36)适于向3D显示系统(10)的图像处理单元(50)提供信号，以将左右图像帧显示的定时同步。
13.一种用来控制用在3D显示系统中的快门眼镜的方法，包括产生用于将快门眼镜与3D显示系统同步的同步信号，所述同步信号具有定时和同步率；发送所述同步信号，使得所述信号被快门眼镜接收；发送指示所产生的同步信号的所述定时和/或所述同步率的调整信号。
14.根据权利要求13所述的方法，包括接收指示所述定时和/或所述同步率的调整信号，并且响应于所述调整信号调整所产生的同步信号的所述定时和/或所述同步率。
15.一种用来控制用在3D显示系统中的快门眼镜的方法，包括产生用于将快门眼镜与3D显示系统同步的同步信号，所述同步信号具有定时和同步率；发送所述同步信号，使得所述信号被快门眼镜接收；接收指示所述定时和/或所述同步率的调整信号；以及响应于所述调整信号调整所产生的同步信号的所述定时和/或所述同步率。
16.根据权利要求15所述的方法，包括发送指示所产生的同步信号的所述定时和/或所述同步率的调整信号。
17.根据权利要求13、14或16所述的方法，其中，所述调整信号被无线发送。
18.根据权利要求13、14或16所述的方法，其中，所述调整信号被有线发送。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述调整信号经由HDMI连接发送。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的方法，其中，所述调整信号作为触发信号被发送。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的方法，其中，所述调整信号作为包含有关所述定时和/或所述同步率的信息的数字信号被发送。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的方法，其中，所述调整信号被周期性地发送。
23.根据权利要求13至22中任一项所述的方法，包括多个参与的3D显示系统之间的仲裁步骤，用于寻找和确定适合于所有参与的3D显示系统的定时和/或同步率。
24.—种用于显示优选为运动图像的3D内容的显示系统(10)，包括如权利要求1至12 中任一项中限定的用于控制快门眼镜的设备(30 )。
25.根据权利要求24所述的显示系统(10)，其中，所述系统(10)包括电视机(11)。
26.根据权利要求24所述的显示系统(10)，其中，所述系统(10)包括蓝光播放机。
27.根据权利要求24所述的显示系统(10)，其中，所述系统(10)包括计算机。
28.根据权利要求24所述的显示系统(10)，其中，所述系统(10)包括视频游戏机。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的显示系统(10)，其中，用于控制快门眼镜的所述设备(30)被设置为包括用于与显示系统(10)耦接的接口的独立元件(60)。
30.一种系统，包括至少两个根据权利要求24至29中任一项所述的显示系统(10a， 10b,10c)。
全文摘要
本发明涉及用于控制用在3D显示系统(10)中的快门眼镜的设备，包括发生器单元(32)，用来产生用于将快门眼镜(12)和3D显示系统(10)同步的同步信号(47)，所述同步信号(47)具有定时和同步率；发送单元(14)，用于向快门眼镜(12)发送同步信号(47)，以及同步信号调整单元(36)，耦接到发生器单元(32)并适于调整由发生器元件(32)产生的同步信号(47)的定时和/或同步率，其中，所述调整单元(36)包括用于发送调整信号(48)的发送元件(38)，所述调整信号调整所述定时和/或同步率并由用来控制快门眼镜(12)的其他设备接收。
文档编号H04N13/04GK103026718SQ201180035738
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月14日 优先权日2010年7月21日
发明者勒内·维尔茨 申请人:索尼公司