一种在平板显示器上显示立体图像的方法及平板显示器的制作方法
专利名称：一种在平板显示器上显示立体图像的方法及平板显示器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及显示器领域，更具体来讲，涉及显示立体图像的方法及平板液晶显不器。
背景技术：
当前，液晶显示器是容易获得的。液晶显示器为一些复杂应用(如，立体或自动立体应用)提供高质量图像的能力受显示器在非常短的时间内向像素提供数据的能力限制。 当前可获得的显示器通常都不具有在立体应用中提供高质量图像所需的响应时间，而结果是图像看起来并不理想，尤其是当从暗色(例如，黑色)转变成亮色(例如，白色)时，并且反之亦然。液晶显示器的快速响应时间是非常可取的。因此，所需的将是提供一种液晶显示器，这种显示器具有优于之前可获得的设计的改进的功能，包括(但不限于)为高质量图像(如，立体或自动立体图像)的显示器提供较快响应时间的液晶显示器。
发明内容
根据本设计的一个方面，提供了一种液晶显示装置，其被构造来显示立体图像，并且包括IXD面板和控制电子器件，这些控制电子器件被构造来将IXD面板驱动成所需的立体显示状态。这些控制电子器件被构造来采用瞬时相位切换，并且将LCD面板过驱动成所需状态，以使得能够相对快速地显示立体图像。根据本公开的另一个方面，提供了一种可操作来显示立体图像的平板显示器。该显示器包括空间上可控的背光源，该背光源具有可操作来选择性地提供光的多个照明部分。该显示器还包括具有调制区域的液晶(LC)调制面板。该显示器还包括偏振控制面板 (PCP)，该PCP具有与调制区域相关联的多个偏振控制片段。偏振控制片段可以选择性地转换从调制区域入射的调制光的偏振态(SOP)。用左眼图像数据对选定调制区域进行寻址，并且向与选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令。偏振控制指令控制偏振控制片段，以当选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作。当选定调制区域已稳定并且正呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据时， 光从选定照明部分被提供到选定调制区域。根据本发明的又一个方面，提供了一种在立体平板显示器上显示立体图像的方法。所述显示器具有空间上可控的背光源、液晶(LC)调制面板和偏振控制面板(PCP)，所述背光源具有多个照明部分，所述LC调制面板具有调制区域，所述偏振控制面板具有与所述调制区域相关联的多个偏振控制片段。所述背光源可操作来向LC调制面板选择性地提供光。所述偏振控制片段可操作来选择性地转换从所述调制区域入射的调制光的偏振态 (SOP)。所述方法包括用左眼图像数据，对所述LC调制面板上的选定调制区域中的数据线进行寻址。所述方法还包括向与所述选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令。所述偏振控制指令控制偏振控制片段，使其当所述选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作。所述方法还包括从一个或更多个选定的照明部分向所述选定调制区域提供光。所述选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域。根据以下的具体实施方式
和附图，对于本领域的技术人员，本公开的这些和其他优点将变得清楚。
在附图的图中，以实施例的方式而非限制的方式说明本发明，在附图中图1是完美显示器的理想表征；图2说明IXD显示器像素强度没有即刻出现变化；图3示出比图2所示的IXD更快的IXD中的像素强度变化；图4表示显示器中过驱动的概念，其中，在显示器的初始状态和最终状态之间不存在居间的感知像素强度；图5说明无论是从高值开始还是从低值开始，在一帧或一场的持续时间内，液晶将达到目标值；图6示出以立体模式操作的显示器的理想表征；图7说明左眼视图和右眼视图之间的转变，从而向观众示出从左眼视图转变到右眼视图的感知强度；图8示出液晶响应的曲线；图9A示出显示器和感知强度的相对操作；图9B说明对于过驱动的需要；图10示出针对左眼和右眼示出的不同值；图11说明过驱动依赖于得知液晶的起始状态和这帧所需的感知像素强度；图12是该设计的一个实际实现方式的原理图；图13A和图13B示出IXD显示器被扫描的基本特征；图14A和图14B说明分片段的背光源，其中每个片段都是可控的；图15A和图15B表示分片段的聚亚酰胺单元(PI cell)，其中每个片段都是可控的；图16说明处理电子器件的功能关系；图17示出视频处理电子器件的功能图；图18A示出说明立体平板显示系统的寻址周期的示意图；以及图18B是说明图18A所示出的显示系统的简化时序序列的示意性时序图。
具体实施例方式图1表示完美显示器的理想表征。在这个图中所示的是表示像素强度的轴101和表示时间的轴102。在这个图中，可以看到虚线106和107。这些虚线描述了帧更新间隔。 也就是说，每16毫秒的间隔(如104所示)，显示器进行更新，以显示新的像素值。在该图 (即图1)中，在由103标记的间隔期间，像素具有一个值，并且当在时间位置107显示器进行更新时，像素将呈现由间隔105所示的新的值。在理想情况下，如108处的垂直坡度所示，像素将立即发生变化。这是一种理想的情况，在这种情况下，在理想的“完美世界”显示器中，像素将固定一个值，并且只要像素一更新，就立即变成其新的值并且保持这个值。图2示出液晶显示装置的实际世界实现方式，像素强度没有即刻出现变化。与图1 类似，提供两个轴，其中，在201上表示像素强度并且在202上表示时间轴线。如204所指示的，每个显示场的间隔为16毫秒。虚线206和207以及所有其他虚线指示显示器刷新的各时刻。这个实施例示出由间隔203标记的两个帧内的一组像素值。在时间207，更新显示器以尝试使像素具有新的值，即由间隔205标记的稳定状态(steady state)。与图1不同，在图1中用符号108表示像素响应是即刻的，而在图2中，在点208，液晶到达最终像素值的响应慢得多；并且在这种情况下，用图2示出相当慢的面板，像素花费超过一帧的时间段来到达最终稳定状态值。图3与图2类似，但是表示更快的液晶装置。在图3中，再一次示出轴301和302， 其中轴301指示像素强度并且轴302指示时间。场间隔是如点304所指示的16毫秒，并且再一次通过垂直虚线(例如，点306和307)标记帧更新。图3示出在由间隔303所示的最开始的两帧内，像素是稳定值，并且然后最终将被更新至由间隔305所示的稳定状态值。开始于时间位置307并且由间隔308表示的转变时间段示出液晶强度响应于时间307出现的更新而发生变化这一过程在一帧的时间段内完成。该图中所示的是一种液晶显示器的表征，该液晶显示器可以按低于一帧频的速度来改变像素值并稳定(settle)于稳定状态值。然而，图3还示出一系列影线309、310和311，这些影线表示在场持续时间内的液晶的平均值。在稳定状态间隔303内，液晶的强度是平坦的，所以在这段时间内在相同位置看像素时的平均感知强度(即，影线309以及显示或稳定状态间隔30 表现出好像具有由影线311标记的近似水平的像素强度。但是，在这帧期间，从时间307开始，当液晶经历如间隔308所指示的转变时，像素强度的平均值在起始值和终止值之间的某处，由影线310表示。图3示出通常被视为8毫秒面板的实施例。在某些应用中，转变值(即感知像素强度310)在初始强度309和最终强度311之间。一些观众认为“居间”值在视觉上是令人不悦的。图4表示显示器看起来以快得多的速度操作，使得在显示器的初始状态和最终状态之间没有居间的感知像素强度。在图4 中，示出了轴401和402，其中轴401表示强度并且轴402表示时间。图4使用标号404所标记的16毫秒帧间隔。说明间隔403内的初始像素强度，并且用影线409标记对应的感知像素强度。垂直线407A、407B和407C表示场被更新的时间，并且影线411表示显示器的最终值。如果需要首先显示强度由一个值表示的像素(如标号409所示)，则显示器好像是即刻变成由影线411所标记的新显示器，时间位置407A和407B之间的场内的液晶响应以这样的方式从低值变为高值，即使得该场的平均强度基本上匹配由标号411所示的期望的感知像素强度。所以，在407A和407B之间的第一转变过程中，液晶经历由间隔408A标记的变化持续时间。然后，液晶在由点405A标记的第一场的最后部分达到稳定状态。然而，此时，液晶产生的像素强度高于由411标记的所需的感知强度，所以对于时间407B和407C之间的下一场，为了再次呈现匹配影线411的像素强度，现在将像素驱动为新的值，使得该帧内的像素强度的平均值匹配点411所示的像素强度。液晶进行更新，并且液晶曲线在间隔408B 处于转变过程中，并且达到稳定状态405B。该帧内的平均值将仍然匹配影线411处的感知强度目标。此时，在该帧结束时，液晶的即刻强度略低于所需的感知强度，所以使用另一个值驱动液晶来重复这一过程。液晶再次经历由间隔408C指示的转变，并且然后到达由点405C 指示的稳定状态。图4因此示出过驱动技术，在这种过驱动技术中，通过慎重控制液晶使其值超过或高于实际所需的目标强度值，形成响应显示快得多的错觉。出现快速响应的结果是因为由影线411指示的平均强度值表示目标值并且看上去没有产生图3中由影线310所示的居间值。图5详述了在场频为16毫秒的情况下过驱动的操作。示出轴501和502，轴501 表示由液晶产生的像素强度并且轴502是时间标度。间隔504是16毫秒的帧间隔。图5 示出显示器可以从高强度值或低强度值开始。如果像素之前处于高强度值，则液晶处于位置506。从低强度值开始的过程开始于位置509。如果在由505标记的稳定状态间隔中需要的是处于由507所标记水平的中度水平值，则系统更新显示器，使得如果系统从高值506开始并且尝试达到中度水平值507，则装置命令显示器进行更新，使得液晶严格遵循曲线508A。该帧间隔内的液晶达到稳定状态值， 使得在该帧结束时，液晶达到间隔505指示的稳定状态。在液晶从低值进行驱动从而从值509开始并且力求到达507的目标值的情况下， 系统用适于达到由值507标记的稳定状态值的值来更新显示器。液晶响应严格遵循曲线 508B并且达到稳定状态505。在任一种情况下，无论是从高值开始还是从低值开始，在一帧或一场504的持续时间中，液晶达到目标值507。迄今讨论的所有设计方面已描述了以平面模式使用的液晶显示器的像素响应。本设计显著解决了立体显示的问题，并且图6示出以立体模式操作的显示器的理想表征。在上下文中的立体显示器需要除了平面应用之外的额外考虑因素。轴601表示强度并且轴 602表示时间。在图6中，每隔一场或帧表示左眼和右眼之间的切换，并且图6中的帧间隔是由点604所示的8毫秒。提供8毫秒的帧间隔以减少闪烁的出现，并且可以使用足够高的刷新率或足够短的场时间来减少闪烁。在本表征中，左眼值和右眼值不同，所以存在高像素值和低像素值。例如，较低的值可以是左眼而较高的值可以是右眼。点609表示像素值，其中，仍然较高的值是右眼而较低的值是左眼。在理想情形下，在点603A、60;3B和603C示出左眼所需的像素强度的表征， 而由点605A、605B和605C表示右眼像素的表征。在这种理想情形下，像素即刻发生变化，如由点608A、608B和608C所标注的。如所讨论的，液晶响应时间不是即刻的。事实上，对于液晶存在某一转变时间量。图7示出如果将呈现左眼视图和右眼视图之间的转变，则LC显示器为观众呈现从左眼视图转至右眼视图的感知强度，并且由影线709A、711A、709B和711B标记感知强度。为了在每个帧间隔 (这里，帧间隔为由704所示的8毫秒)内达到感知值，液晶经过708A和708B标记的转变时间段，使得每帧的平均值产生影线709A和711A。图8示出液晶响应的曲线。轴801是强度并且轴802是时间。场的长度是由间隔804所示的8毫秒。图8说明从高值806或从低值809开始直到目标值807。在图3中，在点308处标记液晶从低转变成高的时间段。在图8中由点808B标记类似的转变。图8说明从低值到目标值或者从值809(低开始点)到目标点807的转变。通过从高值806开始转变到目标值807，导致液晶基本上遵循曲线808A。在场间隔为16毫秒的情况下，如图3中一样，无论LC是从高值开始还是从低值开始，由间隔805标记的液晶在一帧或16毫秒内达到稳定状态值807。在图8中，如果场或帧频使得场的持续时间仅为8毫秒，则通过从点809 (低值) 开始并且尝试达到目标值807，在该帧结束时，液晶将不会达到目标值或稳定状态，并且事实上将只达到中间值811。如果液晶已从806的高值开始并且尝试命令显示器达到目标值 807，则在该第一帧结束时，将会只达到中间值812。图9具有表示强度的轴901和表示时间的轴902。点904表示场频或者帧持续时间(这里是8毫秒)。影线911表示一帧所需的感知强度。通过使帧从低值909开始，系统将会需要将液晶驱动成高于所需感知强度的目标值(如较高值907B所示)。通过将液晶从909驱动成目标值907B，液晶将基本上遵循曲线 908B。如果系统不具有8毫秒的间隔而是替代地使液晶继续下去，则液晶最终将会遵循虚线905A并且达到稳定状态。通过使帧从高值906开始并且需要平均强度911，系统将会必须用目标值907A驱动液晶，从而使得在第一帧间隔内液晶遵循曲线908A。通过允许操作继续进行，液晶将会遵循达到稳定状态905B的虚线。图9A示出为了表现由影线911所示的感知像素强度，根据液晶的实际状态是较高还是较低，系统需要将不同的目标值发送到显示器。在第一帧的持续时间内所遵循的不同曲线(908B或908A)的平均值用于表示所需感知强度911。图9B详述图9A(以及图4)，其想法是如果需要显示某一像素强度(其中，如图9B 中所示，与影线911交叉的像素强度)，系统将会需要采用一系列过驱动曲线。轴901表示强度并且轴902表示时间。图9B示出从低值开始第一帧内的液晶遵循曲线908A。如果允许液晶遵循曲线，则液晶将会达到虚线905A所示的稳定状态。然而，在第一次更新之后，液晶需要遵循新的曲线908B，该曲线908B是预计实现曲线905B的稳定状态的曲线。在第二帧结束时，系统再次更新显示器，使得液晶遵循曲线 908B。曲线908C是转变曲线，其用于将液晶驱动成预计为在点905C处的稳定状态。在图8、图9A和图9B中，液晶经过曲线还没有达到平衡状态的转变状态。在每帧更新中，液晶变到新曲线，并且液晶永远没有机会到达稳定状态。图10回到左眼和右眼必须显示不同值的构思。在图10中，轴1001是强度并且轴 1002是时间。图10表示立体静止图像，其中左眼显示一个像素值而右眼显示不同的像素值。左眼值永远不会变化并且右眼值不发生变化。在静止图像中，右眼值由影线1009A表示，并且左眼由影线1011A和1011B示出。 液晶从强度1014开始。对于帧看上去好像感知强度是由影线1009A所示强度的情况，液晶需要严格遵循曲线1008A。为了使液晶遵循曲线1008A，系统命令显示器到达目标值1014， 使得在这帧结束时液晶达到强度1013。对于左眼值，所需的感知像素强度如由影线1011A所示或者为1012处的强度。为了实现这个水平，液晶必须被过驱动以遵循曲线1008B。这需要系统命令显示器将液晶向着最终值1015驱动，并且在第二帧结束时，液晶达到强度值1014。然后返回右眼图像，其需要液晶基本上遵循曲线1008C，这可以通过命令显示器成为目标值1014来完成。通过以此方式命令显示器，使得液晶遵循曲线1009B，并且在该帧结束时，液晶达到强度值1003。重复这个过程，使得对于右眼，感知强度由影线1009A所示，并且对于左眼，感知强度是影线1011A和101IB。在图11中，用轴1101表示强度，用1102表示时间。在图11中，对于非静止(运动)图像，示出了间隔1103内的左像素值和右像素值的一种组合。然而，因为在间隔1104 内图像发生变化，所以可以得到不同组的像素值。一个实施例是由影线1109A、1109B、1109C 和1109D(左眼)指示的感知像素强度以及由IlllA和IlllB以及1112A和1112B(右眼) 指示的影线感知像素强度值。在间隔1103内，右眼处于由影线IlllA和IlllB指示的像素强度，并且在间隔1104内，感知像素强度由1112A和1112B指示。与图10类似，在间隔1103内，液晶被过驱动，使得液晶遵循曲线1108A、1108B、 1108CU108D和1108E。以此方式，平均值再次遵循影线1109A、1111A、1109B、IlllB和 1109C。当示出间隔1104内的新右眼感知像素强度时，应该被遵循以实现新平均值的曲线由影线1112A指示。为了看到该水平的像素强度，液晶必须按新曲线1108F驱动，该曲线 1108F不同于曲线1108D和1108B。这种新的过驱动导致显示新的像素强度。由于是过驱动，通过遵循曲线1108F并实现感知像素强度1112A，为了再次显示左眼像素值，下一帧需要严格遵循曲线1108G。该曲线不同于用于实现近似平均强度的曲线1108E、1108C或1108A。即使影线1109D处于与 1109A、1109B和1109C相同的感知像素强度，用于实现点1109D的曲线(曲线1108G)不同于用于实现点1109AU109B和1109C的感知强度的曲线，S卩，曲线1108A、1108C和1108E。最终，即使点1112B处的感知像素强度与点1112A处的相同，液晶也处于不同的开始点，所以曲线1108H不同于曲线1112A。这再次表示，过驱动依赖于得知液晶的开始状态和该帧所需的感知像素强度。在该帧结束时，液晶处于不同的强度水平。图12示出本设计实际实现方式的原理图。三维(3D)图像由外部源1201提供。外部源1201可以具有多种不同的3D格式，包括顺序帧格式和逐帧格式(canister format)。 该外部源被供给到处理模块1202。可以设置不止一个处理模块。在处理模块中，图像被顺序地排列，使得左眼图像和右眼图像交替出现。这些图像被顺序提供到TFT面板1204，在 TFT面板1204中，通过点亮背光源1203通过TFT面板1204显示这些图像。为了将左眼帧和右眼帧分开，左眼帧和右眼帧被顺序地显示(以高帧频)并且由PI单元1205动态改变偏振态，从而对左帧和右帧提供相反的圆形偏振。偏振态由偏振眼镜1206来检偏，从而将左图像和右图像顺序地导向对应或合适的眼睛。图16提供了对处理电子器件的功能关系的描述。处理模块由控制电子器件组成， 这些电子器件是翻译和管理输入图像并且控制和管理显示器的操作所必须的。图16中的方框图提供了对处理电子器件的功能关系的描述。图16示出图像输入1601和可选的立体图像同步输入1602，这些输入可以向视频处理器主板1603提供对左帧和右帧的辨识。在图17中更充分地描述了视频处理器块内的功能。控制器1604提供对显示器的管理功能，响应于用户界面请求并且将背光源驱动器1607和PI单元驱动器1608与图像同步。背光源驱动器1607控制切换背光源片段的时序 (参见图14A和图14B)。显示堆叠(display stack)由显示器的视觉元件组成。受背光源驱动器1607控制的LED背光源1609向显示器提供照明，具体来讲是采用了允许显示器的某些行被照明而其他行没有被照明的方式。可以由多个白色LED(发光二极管)、RGB LED的三组件或热阴极荧光灯提供背光源。背光漫射器1610用于向显示面板1611提供均勻的照明。显示面板通常是从视频处理器接收视频信号的有源矩阵LCD型面板。PI单元1612用于将偏振态在左右圆形偏振之间进行切换。在优选的实施方案中，LED背光源模块1609是PCB，其尺寸大致为12. 5英寸X 15. 5英寸，其中120个LED被布置成10行X 12列的栅格。LED的中心相隔大致1. 1 英寸。每行的LED串联布线连接并且独立于其他行作为一组被打开或关闭。顺序照亮这些行，使得照明带从顶部扫描至底部。照明带由一行或更多行构成。漫射器置于显示面板和背光源LED之间，将来源于背光源的照明密度“平坦化”。 漫射器还管理来自背光源各行的光，以使溢出到相邻行上的光最少化。PI-单元或PI单元类似于美国专利No. 4，792，850中所描述的，并且以两种偏振态中的一种对显示图像进行编码。在一个方面，PI单元具有16个片段(图15说明这些片段)。通过采用正确的偏压和驱动电压，每个PI单元片段是1/2波长延迟器或是各向同性的。PI单元具有快轴，该快轴被选定为与TFT面板的线性偏振角度成45度。存在与PI单元层合的1/4波长延迟片。1/4波片被这样取向，使得其快轴与PI单元成90度。可选地，将另外的抗反射涂层层合到PI单元组件。独立地通过与PI单元驱动器的连接对每个PI单元片段进行寻址。图17示出视频处理电子器件的功能图。将要显示的图像经输入线缆进入快速IXD 监视器，该线缆将图像源连接到监视器。这些图像可以是顺序帧或组合的“逐帧”格式的立体图像，并且还可以是同时的双输入立体图像。这些图像还可以是用于非立体观看的非立体图像。另外，可以是来自视频源的立体图像同步信号，用于指示当前从视频源正被输出的图像的“眼睛”。系统分析视频信号，以确定其分辨率和视频时序。如果分辨率匹配图像显示面板原本的分辨率，则视频时序与图像显示面板兼容，格式是顺序的L-R图像(翻页)并且刷新率对于舒适的立体图像观看而言是足够高的，图像信号绕过点1701处所示的输入缓冲。然而，如果没有满足以上任一条件，则输入的视频在输入缓冲器1702中被缓冲， 并且然后以正确的序列和时序读取出，以匹配所需的图像显示面板的操作并且匹配舒适的立体图像观看所需的输出帧频。输入缓冲的过程使得较低分辨率图像能够集中于监视器的图像显示面板原本的分辨率。例如，如果输入视频为10MX768的分辨率，则监视器将会用额外像素“填充 (pad) ”顶部、底部、左边和右边，以适应监视器原本1280X10M的分辨率的图像，并且将会根据需要从输入缓冲器读取出输入图像，以在中心区域绘制图像。输入缓冲的过程还使得能够对输入图像进行双闪或三闪处理。例如，顺序帧立体图像视频可以以60Hz出现，左眼30Hz，右眼30Hz。如果这对左眼图像和右眼图像以初始帧频显示，则观众将会看到令人不悦的闪烁，这是因为对每只眼呈现的是30Hz图像。为了减少闪烁，通过以原始图像对的时间段的一半显示这对图像，并且然后再次重复这对图像，使帧频加倍。对于三闪处理，以原始图像对的时间的三分之一显示这对图像，并且然后将这对图像再重复两次。输入缓冲的处理还使得能够以单个“逐帧”帧接收立体图像，并且然后将立体图像分成分开的左帧和右帧，以供后续阶段处理。从输入缓冲阶段(无论是通过绕过输入缓冲处理，还是通过执行填充、双/三闪、 或逐帧分开中的一种或更多种)得到的视频数据现在以适于图像显示面板的分辨率和时序被格式化，并且具有适于正确立体图像观看的时序。“输出帧选择” 1703根据所选择的格式来选择要显示的正确帧。缩放图像的强度1704，以准备供进一步处理的图像。来自视频源的图像数据使用 0至255的值来表示其从黑色到全强度的像素强度，其中，0表示黑色，255表示全强度，并且居间的值表示居间的各个色度。TFT面板接收像素强度由8位值表示的图像数据，其中，0表示黑色，255表示全强度，并且居间的值表示居间的各个色度。在标准的非立体操作过程中，面板能够如实地显示由值0至255所表示的强度范围。当面板以高帧频立体模式操作时，所显示强度的可用范围可能受到面板的性能局限的限制。例如，对于当前可用的由LG电子制造的一种面板而言，使用的是10至236的范围，这意味着显示器上可用的最黑的黑色具有10的代码值。这种范围限制使得信号内构建的过冲(overshoot)提供更快的响应。应该注意，值0至255的范围针对的是8位的图像数据表示；可以存在其他范围——例如，6位视频表示使用0至63 ； 12位视频使用0至4095，诸如此类。显示器就其本质而言具有从一个眼视图到另一个眼视图的泄露。这种串扰导致出现“重影”，而重影对于提供令人满意的显示性能而言是不利的。这种重影是可以预测到的并且可以进行补偿以使其影响最小化。这是在抑制重影块1705中执行的。一般而言，抑制重影技术同时评估立体图像对中的左图像和右图像，以生成将由显示器输出的经过重影补偿的一对新图像。例如，系统评估原始左图像，以基于预测模型来确定图像将会引入右视图的重影量。然后，使用该“重影”量来计算出包括适当“抗重影”值的经调节的右眼图像。对于右眼，当显示这种经调节的图像时，抗重影值抵消在输出左眼图像期间产生的重影值。通过进行这种抵消，观众的右眼看到最初期望的右眼视图。使用相同的过程来产生经调节的左眼图像，以呈现最初期望的左眼视图。上述“抑制重影”方案同时对成对的一组原始输入图像进行操作，以计算出成对的一组经补偿的输出图像。当立体图像对中的两个图像可以同时被接收时，这种同时成对补偿方法有效，但是当处理顺序帧的立体图像输入时，这种方法则会表现出多处不足。第一，在输入和输出之间存在至少一帧时间的流水线延时(pipeline delay)。出现这个现象的原因在于，在可以计算出每只眼的经补偿图像之前，同时需要这两只眼的图像数据。对于各图像对，在来自图像对中的第二图像的信息变得可用之前，必须一直保存第一图像。当接收到第二图像时，计算可以随后进行，以产生经补偿的第一图像。
第二，成对抑制重影的过程需要至少两个图像缓冲器来处理各顺序帧立体图像对。这是因为在第二图像的数据到达之前，第一图像必须一直保持在缓冲器中，并且在输出经补偿的第一图像之前，必须延迟经补偿的第二图像的输出。第三，因为是以成对方式执行重影补偿，所以必须以成对方式显示所得的经补偿图像。(通过定义)计算出所得的经补偿图像，以使当两个图像都被输出到显示器时出现
的重影最少化。立体IXD使用重影补偿的益处，但是更适于顺序帧立体图像输入的过程。在执行成对方法以将各立体图像对内的重影最少化的同时，执行顺序帧方法以将从一个输出帧到下一个输出帧的重影最少化。顺序帧抑制重影方案消除了流水线延时，减少了执行减少重影所需的图像缓冲， 并且在不需要显示器一直以成对方式输出立体图像的情况下减少重影。当输出被双闪或三闪时，成对地输出经补偿的图像。顺序帧抑制重影的过程如下操作。历史缓冲器(环形缓冲器/FIFO(先进先出) 缓冲器)包含前一帧的输出图像。在当前帧的像素数据到达时，从历史缓冲器读取出前一帧的对应像素的数据。将补偿前一帧造成的重影所需的抗重影值加上当前帧的像素值，以生成经补偿的图像值。将经补偿的图像值输出到显示器。经补偿的图像值也被写入历史缓冲器，使得可以确定当前帧对于下一帧的重影贡献。抗重影计算可以通过显式计算来执行， 或者可以用查询表实现，或者通过这两者的组合来实现。顺序帧抑制重影方法提供了众多益处。第一，处理流水线不需要在输入和输出之间存在一帧的流水线延时。第二，只需要一个图像缓冲器来执行补偿计算。第三，因为出现重影的主要机制是由前一帧的残像造成的，所以这种方法更适于重影预补偿。如参照图1至图8所讨论的，IXD显示器经历长的切换时间(相对于顺序3D所需的短帧时间而言)。为了协助切换时间，像素驱动信号可以被过驱动，以在较短的时间段内达到正确的光水平。用于特征化显示器的切换速度的模型是复杂的，并且需要使每个可能的切换转变被特征化。为了实现这种方法的益处，在所开发的方案中，预测所需的驱动值以在给定时间实现正确的像素亮度。预测模型以算法或查询表(或一系列表)实现并且被标识为图17中的“抑制像素” 1706。像素抑制和重影抑制可以被合并成单个功能块，其中查询表涵盖这两个功能。图13A和图1 说明IXD显示器被扫描的基本特征。如下刷新显示器上的图像以各行或各行组成的小组，首先扫描显示器顶部，并且然后顺序地向下扫描至显示器的底部。 激活显示器的行的时间和帧时间上的点之间的关系由线1303示出。图14A、图14B、图15A和图15B说明背光源1401和PI单元1501被分片段，其中， 每个片段是可控的。这种布置能够对像素进行照明，并且为了最佳性能而为像素偏振态安排时间。如参照图1至图8所描述的，显示器中的各个单独像素花费了一定时间来在所需的最终驱动状态下实现均衡。这个时间受前一帧的亮度水平、所需的亮度水平和所施加的过驱动量限制。通过得知达到正确亮度值的时间，此时可以点亮与该像素对应的背光源。预测模型为给定的所需亮度值提供正确亮度。模型考虑到了对像素进行寻址的时间点，前一帧的像素值、所需的像素值和显示器响应特性。可以以设定时间照亮与该像素对应的背光源，并且可以在此时激活Mreen快门。因为给定区域中的所有像素受给定背光源片段以及相应的^^㈤！!片段的影响，所以该模型确定在照亮背光源时出现正确的亮度值。图14A和图14B说明五片段背光源的简化情况，而图15A和图15B说明五片段PI 单元。注意的是，实际上，在背光源和PI单元中都可以使用许多片段，并且背光源和PI单元不一定需要相同数量的片段。在一个实施方案中，PI单元具有16个片段并且背光源具有10个片段。图15B示出给定像素的时序关系。该图线在χ轴1508上示出时间并且在y轴1509 上示出系统中各元件的激活。用预定的电压电平对像素进行寻址，并且像素在帧持续时间内得以保持，如点 1510所示。由使用前一帧的值、所需的输出亮度值作为输入的模型预定这个电平。在点 1511示出对像素的实际亮度响应。这种像素响应说明达到均衡状态可能花费很长的时间， 但是所需的亮度水平可能在给定的合适驱动电平下更早到达。在像素的亮度水平正确时， 在点1512处，背光源被照亮。照亮的时间段是表示总帧时间的一部分的设定值。像素的亮度值在这个时间内变化，如点1514所示，但是合并成所需的亮度水平。显示处理的最后一步是赋予像素正确的偏振态，以确保其可以被所需的眼睛看到。这是通过PI单元1513的响应所说明的。在示出帧1515的感知平均亮度水平的曲线图中，示出这只眼看到的所得亮度。LED背光源、IXD单元上的染料、ZSreen和观众所佩戴的眼镜的组合引入某种色移。可以通过简单的校准过程来校正颜色，这是通过测量多个测试屏幕上的输出颜色来实现的，并且将这些值输入“抑制像素”算法，其中，将校正因子应用到该算法来提供正确颜色。这可能是左眼图像和右眼图像的颜色由于偏振态的略微缺陷而有所不同的情况。校正机制将支持针对左眼和右眼的不同校准因子。因此，本设计包括被构造来显示立体图像的液晶显示装置。该液晶显示装置可以包括LCD面板、位于LCD面板后面的背光源和控制电子器件，并且控制电子器件被构造来将 LCD面板驱动成所需的显示状态。控制电子器件被构造来采用瞬时相位切换将LCD面板过驱动成所需状态，并且有助于相对快速地显示立体图像。在某些情况下，瞬时相位切换的过程采用了查询表，并且可以采用查询表将LCD面板驱动或过驱动成所需状态。图18A是说明立体平板显示系统的寻址周期1800的示意图。在这个示例性实施方案中，背光源1802在空间上受控制，并且PCP 1806被分片段，并且它们可以以滚动地方式操作，与LC调制面板1804的更新同步。背光源1802、LC调制面板1804和PCP 1806被示出为分开的层，其中用四个示意图(a、b、c和d)表示连续寻址周期的四个不同时间对应的系统。一个周期显示单个左眼图像和单个右眼图像。该图示出其中从顶部到底部逐行地对LC调制面板1804进行寻址的寻址周期。当在LC调制面板1804上寻址行向下进行时， 已稳定的液晶区域看上去是遵循连续滚动的方式。通过切换LC调制面板1804所显示的混合的稳定数据区域1859的物理尺寸是通过材料的稳定速度和帧寻址速率来确定的。如上所述，切换到黑色所花费的时间段是重要的，因为如Chiu等人所讨论的可以适应黑色-灰色以及灰色-灰色的转变。对于商购的快速扭曲向列型面板，白色-黑色的稳定时间大约为ans，从而使图18A中的LC切换带的物理宽度有点理想地以120Hz进行帧更新。这个示例性系统包括滚动分片段的PCP 1806和空间上受控制的背光源1802 二者，如图18中所示的不同的在空间上分开的部分所指示的。PCP 1806片段和背光源1802在空间上受控制的部分的物理尺寸可能会影响系统的性能和时序，但是当与未稳定的LC 1859的宽度相比这些片段和部分足够小时，其作用与连续装置非常近似。在示例性实施方案中，平板显示器可以包括空间上可控的背光源1802，其多个照明部分可操作来选择性地提供光；LC调制面板1804，其具有多个调制区域；以及PCP 1806。空间上可控的背光源1802可能具有可操作来选择性地提供光的多个照明部分。PCP 1806可以具有与这些调制区域相关联的多个偏振控制片段，使得这些偏振控制片段可以选择性地转换从调制区域入射的调制光的偏振态(SOP)。另外，用左眼图像数据对选定调制区域进行寻址，并且可以向与选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以在所选择调制区域中的一部分数据行显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式进行操作。此外，当选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域时，可以从一个或更多个选定照明部分将光提供到选定调制区域。上述实施方案可以具有许多变形形式。例如，在一些实施方案中，PCP可以是PI 单元。在一些实施方案中，在选定调制区域中的一部分数据线可以包括选定调制区域中的基本上一半的数据线。在一些实施方案中，可以在对选定调制区域的第一数据线进行寻址之后，提供偏振控制指令。在一些实施方案中，可以切换偏振控制片段以在左眼偏振显示模式下操作，并且在偏振控制片段被切换到右眼偏振显示模式之前，一直保持该偏振控制片段的SOP转换(而对于以右眼偏振显示模式切换，情况相反)。在一些实施方案中，可以在 1/120秒内对整个左眼图像帧或右眼图像帧进行寻址。在一些实施方案中，当通过左眼检偏器和右眼检偏器观看立体图像时，可以针对可忽略的左眼和右眼串扰，将针对选定调制区域的中间数据线的LC调制面板的稳定时间和针对相关联偏振控制片段的PCP的第二稳定时间最优化。在一些实施方案中，各偏振控制片段可包括相对于输出偏振方向以45度取向的零扭曲LC零至半波长延迟调制器以及相对于零扭曲LC调制器成45度取向的四分之一波长延迟器。在一些实施方案中，左眼偏振控制指令的操作可以使得零扭曲LC调制器将 LC调制面板所调制的光延迟半个波长，而右眼偏振控制指令操作来使得零扭曲LC调制器没有延迟LC调制面板所调制的光。在一些实施方案中，右眼指令可以操作来使得零扭曲LC 将LC调制面板所调制的光延迟半个波长，而左眼指令可以操作来使得零扭曲LC没有延迟 LC调制面板所调制的光。在一些实施方案中，相邻的分片段的偏振控制片段可以顺序地在 PCP上滚动。在一些实施方案中，PCP可以包括偏振开关的带，其可操作来将输入光输出，使其根据偏振控制指令在正交的偏振态之间进行切换。图18B是说明图18A所示的显示系统的简化时序序列的示意性时序图1850。在该实施方案中，假定使用多于四个的PCP和/或背光源片段进行120Hz的LC寻址。在这些假定前提下，可以推导出时序图1850，其示出针对选定显示行的不同分量状态的时间段、状态和开始时间。每行意味着表示LC调制面板数据线，并且第一行和最后一行分别表示LC调制面板1804的顶行和底行。时间从左到右。图18B中的时序图的每行示出对数据线进行寻址1邪4的时刻，在此时刻后基本上紧接着稳定时间段1859。然后，在再次对数据线进行寻址1邪4之前，存在一段正确显示图像数据的时间段(例如，1857和185 。在稳定1859之后并且在下一寻址时刻1邪4之前， 出现局部照明1852。数据线的交错指示系统的滚动基本特征。任一个区域可以不被照亮大致25%的时间(即，大致75%的照明占空比)。在25%的未照明占空比内，局部切换PCP1856。尽管系统组件可能具有高成本和高度复杂性，但是这种系统的优点源于最新型的 120Hz寻址频率和大的照明占空比。通过实现全局寻址的未分片段的组件实现的如以下图 18A至图18B所讨论的简化结构可以降低系统成本和复杂性。回头参照图18B，时序图1850还表现了左眼图像和右眼图像与传统LC寻址在时间上的重叠。在任一时刻，都没有只经过右眼数据或左眼数据的垂直线，从而不需要使用全部背光源和PCP组件。幸好，通过操纵LC寻址和/或使用分片段的背光源和/或PCP，其他系统也是可行的。根据图18A和图18B说明的实施方案，在平板显示器上显示立体图像的方法可以包括用左眼图像数据对LC调制面板1804上选定调制区域中的数据线进行寻址。该方法还可以包括向与选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以当选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作。另外，该方法还可以包括从一个或更多个选定的照明部分向选定调制区域提供光，其中，选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的稳定调制区域。反之，可以使用类似方法来呈现与右眼偏振控制指令对应的右眼图像数据。本申请是要求2007年6月8日提交的美国临时专利申请No. 60/933，776的权益的Jowph Chiu等人的2008年6月4日提交、标题为“Display Device (显示装置)”的美国专利申请No. 12/156，683的部分继续案并要求其权益；本申请还要求2009年8月7日提交、标题为“Liquid crystal three dimensional display (液晶三维显示器)”的美国临时专利申请No. 61/232，346的权益，上述专利申请的全文以引用方式被并入本文。应该注意，按照MPEP §710. 05，本申请提交于2010年8月9日周一，即2009年8月7日一年之后的第一个工作日。本文呈现的设计和说明的具体方面不意味着是限制性的，而是可以在仍然合并本发明的教导和益处的同时包括替代组件。虽然已经因此结合本发明的具体实施方案描述了本发明，但是应该理解，本发明能够进行进一步修改。本申请意图涵盖本发明的任何变形形式、使用或改变，这些变形形式、使用或改变总体上遵循本发明的原理并且包括本公开内容之外的诸如本发明所属领域中公知和常规的做法。以上对具体实施方案的描述充分揭示了本公开的总基本特征，使得其他人可以通过应用当前知识在不脱离总体构思的情况下容易针对各种应用对系统和方法进行修改和/ 或改变。因此，这种改变和修改落入所公开的实施方案的等同的含义和范围内。本文采用的措辞或术语是出于描述而非限制的目的。
权利要求
1.一种在平板显示器上显示立体图像的方法，所述显示器具有空间上可控的背光源和偏振控制面板(PCP)，所述背光源具有可操作来选择性地向具有调制区域的液晶(LC)调制面板提供光的多个照明部分，所述偏振控制面板具有与所述调制区域相关联的多个偏振控制片段，所述偏振控制片段可操作来选择性地转换从所述调制区域入射的调制光的偏振态 (SOP)，所述方法包括用左眼图像数据，对所述LC调制面板上的选定调制区域中的数据线进行寻址； 向与所述选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以当所述选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作；以及从一个或更多个选定的照明部分向所述选定调制区域提供光，其中，所述选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述调制区域中的所述数据线的预定部分包括所述已稳定调制区域中的所述数据线的40%至60%范围的量。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述选定调制区域中的所述一部分数据线包括所述选定调制区域中的基本上一半的所述数据线。
4.如权利要求1所述的方法，其中，提供所述偏振控制指令的步骤发生在对所述选定调制区域中的第一数据线进行寻址之后。
5.如权利要求1所述的方法，还包括切换所述偏振控制片段，以在所述左眼偏振显示模式下操作；以及在所述偏振控制片段被切换到右眼偏振显示模式之前，保持所述偏振控制片段的SOP转换。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在1/120秒内对整个左眼图像帧或右眼图像帧进行寻址。
7.如权利要求1所述的方法，其中，当通过左眼检偏器和右眼检偏器观看所述立体图像时，针对可忽略的左眼和右眼串扰，将针对所述选定调制区域的中间数据线的所述LC调制面板的稳定时间和针对相关联的所述偏振控制片段的所述PCP的第二稳定时间最优化。
8.如权利要求1所述的方法，其中，各偏振控制片段包括相对于输出偏振方向以45度取向的零扭曲LC零至半波长延迟调制器；以及相对于所述零扭曲LC调制器的取向成45度取向的四分之一波长延迟器。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述左眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC 调制器将所述LC调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，右眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC调制器没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
10.如权利要求8所述的方法，其中，右眼指令操作来使得所述零扭曲LC将所述LC调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，所述左眼指令操作来使得所述零扭曲LC没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
11.如权利要求1所述的方法，其中，相邻的分片段的所述偏振控制片段在所述PCP上顺序地滚动。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述PCP包括偏振开关的带，所述偏振开关的带可操作来将输入光输出，以根据所述偏振控制指令在正交的偏振态之间切换。
13.一种可操作来显示立体图像的平板显示器，所述平板显示器包括空间上可控的背光源，所述空间上可控的背光源具有可操作来选择性地提供光的多个照明部分；液晶(LC)调制面板，所述液晶调制面板具有调制区域；以及偏振控制面板(PCP)，所述偏振控制面板具有与所述调制区域相关联的多个偏振控制片段，所述偏振控制片段可操作来选择性地转换从所述调制区域入射的调制光的偏振态 (SOP)；其中，用左眼图像数据对选定调制区域进行寻址，并且其中，向与所述选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以当所述选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作，并且其中，当所述选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域时，从一个或更多个选定的照明部分向所述选定调制区域提供光。
14.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述PCP包括聚酰亚胺单元。
15.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述调制区域中的所述数据线的预定部分包括所述已稳定调制区域中的所述数据线的40%至60%范围的量。
16.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述选定调制区域中的所述一部分数据线包括所述选定调制区域中的基本上一半的所述数据线。
17.如权利要求13所述的平板显示器，其中，在对所述选定调制区域中的第一数据线进行寻址之后提供所述偏振控制指令。
18.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述偏振控制片段被切换，以在所述左眼偏振显示模式下操作，并且在所述偏振控制片段被切换到右眼偏振显示模式之前，保持所述偏振控制片段的SOP转换。
19.如权利要求13所述的平板显示器，其中，在1/120秒内对整个左眼图像帧或右眼图像帧进行寻址。
20.如权利要求13所述的平板显示器，其中，当通过左眼检偏器和右眼检偏器观看所述立体图像时，针对可忽略的左眼和右眼串扰，将针对所述选定调制区域的中间数据线的所述LC调制面板的稳定时间和针对相关联的所述偏振控制片段的所述PCP的第二稳定时间最优化。
21.如权利要求13所述的平板显示器，其中，各偏振控制片段包括相对于输出偏振方向以45度取向的零扭曲LC零至半波长延迟调制器；以及相对于所述零扭曲LC调制器的取向成45度取向的四分之一波长延迟器。
22.如权利要求20所述的平板显示器，其中，所述左眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC调制器将所述LC调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，右眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC调制器没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
23.如权利要求20所述的平板显示器，其中，右眼指令操作来使得零扭曲LC将所述LC 调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，所述左眼指令操作来使得所述零扭曲LC没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
24.如权利要求13所述的平板显示器，其中，相邻的分片段的所述偏振控制片段在所述PCP上顺序地滚动。
25.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述PCP包括偏振开关的带，所述偏振开关的带可操作来将输入光输出，以根据所述偏振控制指令在正交的偏振态之间切换。
全文摘要
本发明涉及一种在平板显示器上显示立体图像的方法及平板显示器。提供了一种增强型液晶显示器设计，其具有相对快的响应时间，特别可用于高速或高强度应用，例如立体或自动立体图像显示。该液晶显示装置被构造来显示立体图像，并且包括LCD面板和控制电子器件，这些控制电子器件被构造来将LCD面板驱动成所需的10立体显示状态。这些控制电子器件被构造来采用瞬时相位切换，并且将LCD面板过驱动成所需状态，以使得能够相对快速地显示立体图像。
文档编号G09G3/36GK102436795SQ20111022674
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者J·邱, K·齐特洛, L·利普顿, M·G·鲁宾逊, M·考恩, R·阿彻 申请人:瑞尔D股份有限公司
技术领域：
本发明总体上涉及显示器领域，更具体来讲，涉及显示立体图像的方法及平板液晶显不器。
背景技术：
当前，液晶显示器是容易获得的。液晶显示器为一些复杂应用(如，立体或自动立体应用)提供高质量图像的能力受显示器在非常短的时间内向像素提供数据的能力限制。 当前可获得的显示器通常都不具有在立体应用中提供高质量图像所需的响应时间，而结果是图像看起来并不理想，尤其是当从暗色(例如，黑色)转变成亮色(例如，白色)时，并且反之亦然。液晶显示器的快速响应时间是非常可取的。因此，所需的将是提供一种液晶显示器，这种显示器具有优于之前可获得的设计的改进的功能，包括(但不限于)为高质量图像(如，立体或自动立体图像)的显示器提供较快响应时间的液晶显示器。
发明内容
根据本设计的一个方面，提供了一种液晶显示装置，其被构造来显示立体图像，并且包括IXD面板和控制电子器件，这些控制电子器件被构造来将IXD面板驱动成所需的立体显示状态。这些控制电子器件被构造来采用瞬时相位切换，并且将LCD面板过驱动成所需状态，以使得能够相对快速地显示立体图像。根据本公开的另一个方面，提供了一种可操作来显示立体图像的平板显示器。该显示器包括空间上可控的背光源，该背光源具有可操作来选择性地提供光的多个照明部分。该显示器还包括具有调制区域的液晶(LC)调制面板。该显示器还包括偏振控制面板 (PCP)，该PCP具有与调制区域相关联的多个偏振控制片段。偏振控制片段可以选择性地转换从调制区域入射的调制光的偏振态(SOP)。用左眼图像数据对选定调制区域进行寻址，并且向与选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令。偏振控制指令控制偏振控制片段，以当选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作。当选定调制区域已稳定并且正呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据时， 光从选定照明部分被提供到选定调制区域。根据本发明的又一个方面，提供了一种在立体平板显示器上显示立体图像的方法。所述显示器具有空间上可控的背光源、液晶(LC)调制面板和偏振控制面板(PCP)，所述背光源具有多个照明部分，所述LC调制面板具有调制区域，所述偏振控制面板具有与所述调制区域相关联的多个偏振控制片段。所述背光源可操作来向LC调制面板选择性地提供光。所述偏振控制片段可操作来选择性地转换从所述调制区域入射的调制光的偏振态 (SOP)。所述方法包括用左眼图像数据，对所述LC调制面板上的选定调制区域中的数据线进行寻址。所述方法还包括向与所述选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令。所述偏振控制指令控制偏振控制片段，使其当所述选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作。所述方法还包括从一个或更多个选定的照明部分向所述选定调制区域提供光。所述选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域。根据以下的具体实施方式
和附图，对于本领域的技术人员，本公开的这些和其他优点将变得清楚。
在附图的图中，以实施例的方式而非限制的方式说明本发明，在附图中图1是完美显示器的理想表征；图2说明IXD显示器像素强度没有即刻出现变化；图3示出比图2所示的IXD更快的IXD中的像素强度变化；图4表示显示器中过驱动的概念，其中，在显示器的初始状态和最终状态之间不存在居间的感知像素强度；图5说明无论是从高值开始还是从低值开始，在一帧或一场的持续时间内，液晶将达到目标值；图6示出以立体模式操作的显示器的理想表征；图7说明左眼视图和右眼视图之间的转变，从而向观众示出从左眼视图转变到右眼视图的感知强度；图8示出液晶响应的曲线；图9A示出显示器和感知强度的相对操作；图9B说明对于过驱动的需要；图10示出针对左眼和右眼示出的不同值；图11说明过驱动依赖于得知液晶的起始状态和这帧所需的感知像素强度；图12是该设计的一个实际实现方式的原理图；图13A和图13B示出IXD显示器被扫描的基本特征；图14A和图14B说明分片段的背光源，其中每个片段都是可控的；图15A和图15B表示分片段的聚亚酰胺单元(PI cell)，其中每个片段都是可控的；图16说明处理电子器件的功能关系；图17示出视频处理电子器件的功能图；图18A示出说明立体平板显示系统的寻址周期的示意图；以及图18B是说明图18A所示出的显示系统的简化时序序列的示意性时序图。
具体实施例方式图1表示完美显示器的理想表征。在这个图中所示的是表示像素强度的轴101和表示时间的轴102。在这个图中，可以看到虚线106和107。这些虚线描述了帧更新间隔。 也就是说，每16毫秒的间隔(如104所示)，显示器进行更新，以显示新的像素值。在该图 (即图1)中，在由103标记的间隔期间，像素具有一个值，并且当在时间位置107显示器进行更新时，像素将呈现由间隔105所示的新的值。在理想情况下，如108处的垂直坡度所示，像素将立即发生变化。这是一种理想的情况，在这种情况下，在理想的“完美世界”显示器中，像素将固定一个值，并且只要像素一更新，就立即变成其新的值并且保持这个值。图2示出液晶显示装置的实际世界实现方式，像素强度没有即刻出现变化。与图1 类似，提供两个轴，其中，在201上表示像素强度并且在202上表示时间轴线。如204所指示的，每个显示场的间隔为16毫秒。虚线206和207以及所有其他虚线指示显示器刷新的各时刻。这个实施例示出由间隔203标记的两个帧内的一组像素值。在时间207，更新显示器以尝试使像素具有新的值，即由间隔205标记的稳定状态(steady state)。与图1不同，在图1中用符号108表示像素响应是即刻的，而在图2中，在点208，液晶到达最终像素值的响应慢得多；并且在这种情况下，用图2示出相当慢的面板，像素花费超过一帧的时间段来到达最终稳定状态值。图3与图2类似，但是表示更快的液晶装置。在图3中，再一次示出轴301和302， 其中轴301指示像素强度并且轴302指示时间。场间隔是如点304所指示的16毫秒，并且再一次通过垂直虚线(例如，点306和307)标记帧更新。图3示出在由间隔303所示的最开始的两帧内，像素是稳定值，并且然后最终将被更新至由间隔305所示的稳定状态值。开始于时间位置307并且由间隔308表示的转变时间段示出液晶强度响应于时间307出现的更新而发生变化这一过程在一帧的时间段内完成。该图中所示的是一种液晶显示器的表征，该液晶显示器可以按低于一帧频的速度来改变像素值并稳定(settle)于稳定状态值。然而，图3还示出一系列影线309、310和311，这些影线表示在场持续时间内的液晶的平均值。在稳定状态间隔303内，液晶的强度是平坦的，所以在这段时间内在相同位置看像素时的平均感知强度(即，影线309以及显示或稳定状态间隔30 表现出好像具有由影线311标记的近似水平的像素强度。但是，在这帧期间，从时间307开始，当液晶经历如间隔308所指示的转变时，像素强度的平均值在起始值和终止值之间的某处，由影线310表示。图3示出通常被视为8毫秒面板的实施例。在某些应用中，转变值(即感知像素强度310)在初始强度309和最终强度311之间。一些观众认为“居间”值在视觉上是令人不悦的。图4表示显示器看起来以快得多的速度操作，使得在显示器的初始状态和最终状态之间没有居间的感知像素强度。在图4 中，示出了轴401和402，其中轴401表示强度并且轴402表示时间。图4使用标号404所标记的16毫秒帧间隔。说明间隔403内的初始像素强度，并且用影线409标记对应的感知像素强度。垂直线407A、407B和407C表示场被更新的时间，并且影线411表示显示器的最终值。如果需要首先显示强度由一个值表示的像素(如标号409所示)，则显示器好像是即刻变成由影线411所标记的新显示器，时间位置407A和407B之间的场内的液晶响应以这样的方式从低值变为高值，即使得该场的平均强度基本上匹配由标号411所示的期望的感知像素强度。所以，在407A和407B之间的第一转变过程中，液晶经历由间隔408A标记的变化持续时间。然后，液晶在由点405A标记的第一场的最后部分达到稳定状态。然而，此时，液晶产生的像素强度高于由411标记的所需的感知强度，所以对于时间407B和407C之间的下一场，为了再次呈现匹配影线411的像素强度，现在将像素驱动为新的值，使得该帧内的像素强度的平均值匹配点411所示的像素强度。液晶进行更新，并且液晶曲线在间隔408B 处于转变过程中，并且达到稳定状态405B。该帧内的平均值将仍然匹配影线411处的感知强度目标。此时，在该帧结束时，液晶的即刻强度略低于所需的感知强度，所以使用另一个值驱动液晶来重复这一过程。液晶再次经历由间隔408C指示的转变，并且然后到达由点405C 指示的稳定状态。图4因此示出过驱动技术，在这种过驱动技术中，通过慎重控制液晶使其值超过或高于实际所需的目标强度值，形成响应显示快得多的错觉。出现快速响应的结果是因为由影线411指示的平均强度值表示目标值并且看上去没有产生图3中由影线310所示的居间值。图5详述了在场频为16毫秒的情况下过驱动的操作。示出轴501和502，轴501 表示由液晶产生的像素强度并且轴502是时间标度。间隔504是16毫秒的帧间隔。图5 示出显示器可以从高强度值或低强度值开始。如果像素之前处于高强度值，则液晶处于位置506。从低强度值开始的过程开始于位置509。如果在由505标记的稳定状态间隔中需要的是处于由507所标记水平的中度水平值，则系统更新显示器，使得如果系统从高值506开始并且尝试达到中度水平值507，则装置命令显示器进行更新，使得液晶严格遵循曲线508A。该帧间隔内的液晶达到稳定状态值， 使得在该帧结束时，液晶达到间隔505指示的稳定状态。在液晶从低值进行驱动从而从值509开始并且力求到达507的目标值的情况下， 系统用适于达到由值507标记的稳定状态值的值来更新显示器。液晶响应严格遵循曲线 508B并且达到稳定状态505。在任一种情况下，无论是从高值开始还是从低值开始，在一帧或一场504的持续时间中，液晶达到目标值507。迄今讨论的所有设计方面已描述了以平面模式使用的液晶显示器的像素响应。本设计显著解决了立体显示的问题，并且图6示出以立体模式操作的显示器的理想表征。在上下文中的立体显示器需要除了平面应用之外的额外考虑因素。轴601表示强度并且轴 602表示时间。在图6中，每隔一场或帧表示左眼和右眼之间的切换，并且图6中的帧间隔是由点604所示的8毫秒。提供8毫秒的帧间隔以减少闪烁的出现，并且可以使用足够高的刷新率或足够短的场时间来减少闪烁。在本表征中，左眼值和右眼值不同，所以存在高像素值和低像素值。例如，较低的值可以是左眼而较高的值可以是右眼。点609表示像素值，其中，仍然较高的值是右眼而较低的值是左眼。在理想情形下，在点603A、60;3B和603C示出左眼所需的像素强度的表征， 而由点605A、605B和605C表示右眼像素的表征。在这种理想情形下，像素即刻发生变化，如由点608A、608B和608C所标注的。如所讨论的，液晶响应时间不是即刻的。事实上，对于液晶存在某一转变时间量。图7示出如果将呈现左眼视图和右眼视图之间的转变，则LC显示器为观众呈现从左眼视图转至右眼视图的感知强度，并且由影线709A、711A、709B和711B标记感知强度。为了在每个帧间隔 (这里，帧间隔为由704所示的8毫秒)内达到感知值，液晶经过708A和708B标记的转变时间段，使得每帧的平均值产生影线709A和711A。图8示出液晶响应的曲线。轴801是强度并且轴802是时间。场的长度是由间隔804所示的8毫秒。图8说明从高值806或从低值809开始直到目标值807。在图3中，在点308处标记液晶从低转变成高的时间段。在图8中由点808B标记类似的转变。图8说明从低值到目标值或者从值809(低开始点)到目标点807的转变。通过从高值806开始转变到目标值807，导致液晶基本上遵循曲线808A。在场间隔为16毫秒的情况下，如图3中一样，无论LC是从高值开始还是从低值开始，由间隔805标记的液晶在一帧或16毫秒内达到稳定状态值807。在图8中，如果场或帧频使得场的持续时间仅为8毫秒，则通过从点809 (低值) 开始并且尝试达到目标值807，在该帧结束时，液晶将不会达到目标值或稳定状态，并且事实上将只达到中间值811。如果液晶已从806的高值开始并且尝试命令显示器达到目标值 807，则在该第一帧结束时，将会只达到中间值812。图9具有表示强度的轴901和表示时间的轴902。点904表示场频或者帧持续时间(这里是8毫秒)。影线911表示一帧所需的感知强度。通过使帧从低值909开始，系统将会需要将液晶驱动成高于所需感知强度的目标值(如较高值907B所示)。通过将液晶从909驱动成目标值907B，液晶将基本上遵循曲线 908B。如果系统不具有8毫秒的间隔而是替代地使液晶继续下去，则液晶最终将会遵循虚线905A并且达到稳定状态。通过使帧从高值906开始并且需要平均强度911，系统将会必须用目标值907A驱动液晶，从而使得在第一帧间隔内液晶遵循曲线908A。通过允许操作继续进行，液晶将会遵循达到稳定状态905B的虚线。图9A示出为了表现由影线911所示的感知像素强度，根据液晶的实际状态是较高还是较低，系统需要将不同的目标值发送到显示器。在第一帧的持续时间内所遵循的不同曲线(908B或908A)的平均值用于表示所需感知强度911。图9B详述图9A(以及图4)，其想法是如果需要显示某一像素强度(其中，如图9B 中所示，与影线911交叉的像素强度)，系统将会需要采用一系列过驱动曲线。轴901表示强度并且轴902表示时间。图9B示出从低值开始第一帧内的液晶遵循曲线908A。如果允许液晶遵循曲线，则液晶将会达到虚线905A所示的稳定状态。然而，在第一次更新之后，液晶需要遵循新的曲线908B，该曲线908B是预计实现曲线905B的稳定状态的曲线。在第二帧结束时，系统再次更新显示器，使得液晶遵循曲线 908B。曲线908C是转变曲线，其用于将液晶驱动成预计为在点905C处的稳定状态。在图8、图9A和图9B中，液晶经过曲线还没有达到平衡状态的转变状态。在每帧更新中，液晶变到新曲线，并且液晶永远没有机会到达稳定状态。图10回到左眼和右眼必须显示不同值的构思。在图10中，轴1001是强度并且轴 1002是时间。图10表示立体静止图像，其中左眼显示一个像素值而右眼显示不同的像素值。左眼值永远不会变化并且右眼值不发生变化。在静止图像中，右眼值由影线1009A表示，并且左眼由影线1011A和1011B示出。 液晶从强度1014开始。对于帧看上去好像感知强度是由影线1009A所示强度的情况，液晶需要严格遵循曲线1008A。为了使液晶遵循曲线1008A，系统命令显示器到达目标值1014， 使得在这帧结束时液晶达到强度1013。对于左眼值，所需的感知像素强度如由影线1011A所示或者为1012处的强度。为了实现这个水平，液晶必须被过驱动以遵循曲线1008B。这需要系统命令显示器将液晶向着最终值1015驱动，并且在第二帧结束时，液晶达到强度值1014。然后返回右眼图像，其需要液晶基本上遵循曲线1008C，这可以通过命令显示器成为目标值1014来完成。通过以此方式命令显示器，使得液晶遵循曲线1009B，并且在该帧结束时，液晶达到强度值1003。重复这个过程，使得对于右眼，感知强度由影线1009A所示，并且对于左眼，感知强度是影线1011A和101IB。在图11中，用轴1101表示强度，用1102表示时间。在图11中，对于非静止(运动)图像，示出了间隔1103内的左像素值和右像素值的一种组合。然而，因为在间隔1104 内图像发生变化，所以可以得到不同组的像素值。一个实施例是由影线1109A、1109B、1109C 和1109D(左眼)指示的感知像素强度以及由IlllA和IlllB以及1112A和1112B(右眼) 指示的影线感知像素强度值。在间隔1103内，右眼处于由影线IlllA和IlllB指示的像素强度，并且在间隔1104内，感知像素强度由1112A和1112B指示。与图10类似，在间隔1103内，液晶被过驱动，使得液晶遵循曲线1108A、1108B、 1108CU108D和1108E。以此方式，平均值再次遵循影线1109A、1111A、1109B、IlllB和 1109C。当示出间隔1104内的新右眼感知像素强度时，应该被遵循以实现新平均值的曲线由影线1112A指示。为了看到该水平的像素强度，液晶必须按新曲线1108F驱动，该曲线 1108F不同于曲线1108D和1108B。这种新的过驱动导致显示新的像素强度。由于是过驱动，通过遵循曲线1108F并实现感知像素强度1112A，为了再次显示左眼像素值，下一帧需要严格遵循曲线1108G。该曲线不同于用于实现近似平均强度的曲线1108E、1108C或1108A。即使影线1109D处于与 1109A、1109B和1109C相同的感知像素强度，用于实现点1109D的曲线(曲线1108G)不同于用于实现点1109AU109B和1109C的感知强度的曲线，S卩，曲线1108A、1108C和1108E。最终，即使点1112B处的感知像素强度与点1112A处的相同，液晶也处于不同的开始点，所以曲线1108H不同于曲线1112A。这再次表示，过驱动依赖于得知液晶的开始状态和该帧所需的感知像素强度。在该帧结束时，液晶处于不同的强度水平。图12示出本设计实际实现方式的原理图。三维(3D)图像由外部源1201提供。外部源1201可以具有多种不同的3D格式，包括顺序帧格式和逐帧格式(canister format)。 该外部源被供给到处理模块1202。可以设置不止一个处理模块。在处理模块中，图像被顺序地排列，使得左眼图像和右眼图像交替出现。这些图像被顺序提供到TFT面板1204，在 TFT面板1204中，通过点亮背光源1203通过TFT面板1204显示这些图像。为了将左眼帧和右眼帧分开，左眼帧和右眼帧被顺序地显示(以高帧频)并且由PI单元1205动态改变偏振态，从而对左帧和右帧提供相反的圆形偏振。偏振态由偏振眼镜1206来检偏，从而将左图像和右图像顺序地导向对应或合适的眼睛。图16提供了对处理电子器件的功能关系的描述。处理模块由控制电子器件组成， 这些电子器件是翻译和管理输入图像并且控制和管理显示器的操作所必须的。图16中的方框图提供了对处理电子器件的功能关系的描述。图16示出图像输入1601和可选的立体图像同步输入1602，这些输入可以向视频处理器主板1603提供对左帧和右帧的辨识。在图17中更充分地描述了视频处理器块内的功能。控制器1604提供对显示器的管理功能，响应于用户界面请求并且将背光源驱动器1607和PI单元驱动器1608与图像同步。背光源驱动器1607控制切换背光源片段的时序 (参见图14A和图14B)。显示堆叠(display stack)由显示器的视觉元件组成。受背光源驱动器1607控制的LED背光源1609向显示器提供照明，具体来讲是采用了允许显示器的某些行被照明而其他行没有被照明的方式。可以由多个白色LED(发光二极管)、RGB LED的三组件或热阴极荧光灯提供背光源。背光漫射器1610用于向显示面板1611提供均勻的照明。显示面板通常是从视频处理器接收视频信号的有源矩阵LCD型面板。PI单元1612用于将偏振态在左右圆形偏振之间进行切换。在优选的实施方案中，LED背光源模块1609是PCB，其尺寸大致为12. 5英寸X 15. 5英寸，其中120个LED被布置成10行X 12列的栅格。LED的中心相隔大致1. 1 英寸。每行的LED串联布线连接并且独立于其他行作为一组被打开或关闭。顺序照亮这些行，使得照明带从顶部扫描至底部。照明带由一行或更多行构成。漫射器置于显示面板和背光源LED之间，将来源于背光源的照明密度“平坦化”。 漫射器还管理来自背光源各行的光，以使溢出到相邻行上的光最少化。PI-单元或PI单元类似于美国专利No. 4，792，850中所描述的，并且以两种偏振态中的一种对显示图像进行编码。在一个方面，PI单元具有16个片段(图15说明这些片段)。通过采用正确的偏压和驱动电压，每个PI单元片段是1/2波长延迟器或是各向同性的。PI单元具有快轴，该快轴被选定为与TFT面板的线性偏振角度成45度。存在与PI单元层合的1/4波长延迟片。1/4波片被这样取向，使得其快轴与PI单元成90度。可选地，将另外的抗反射涂层层合到PI单元组件。独立地通过与PI单元驱动器的连接对每个PI单元片段进行寻址。图17示出视频处理电子器件的功能图。将要显示的图像经输入线缆进入快速IXD 监视器，该线缆将图像源连接到监视器。这些图像可以是顺序帧或组合的“逐帧”格式的立体图像，并且还可以是同时的双输入立体图像。这些图像还可以是用于非立体观看的非立体图像。另外，可以是来自视频源的立体图像同步信号，用于指示当前从视频源正被输出的图像的“眼睛”。系统分析视频信号，以确定其分辨率和视频时序。如果分辨率匹配图像显示面板原本的分辨率，则视频时序与图像显示面板兼容，格式是顺序的L-R图像(翻页)并且刷新率对于舒适的立体图像观看而言是足够高的，图像信号绕过点1701处所示的输入缓冲。然而，如果没有满足以上任一条件，则输入的视频在输入缓冲器1702中被缓冲， 并且然后以正确的序列和时序读取出，以匹配所需的图像显示面板的操作并且匹配舒适的立体图像观看所需的输出帧频。输入缓冲的过程使得较低分辨率图像能够集中于监视器的图像显示面板原本的分辨率。例如，如果输入视频为10MX768的分辨率，则监视器将会用额外像素“填充 (pad) ”顶部、底部、左边和右边，以适应监视器原本1280X10M的分辨率的图像，并且将会根据需要从输入缓冲器读取出输入图像，以在中心区域绘制图像。输入缓冲的过程还使得能够对输入图像进行双闪或三闪处理。例如，顺序帧立体图像视频可以以60Hz出现，左眼30Hz，右眼30Hz。如果这对左眼图像和右眼图像以初始帧频显示，则观众将会看到令人不悦的闪烁，这是因为对每只眼呈现的是30Hz图像。为了减少闪烁，通过以原始图像对的时间段的一半显示这对图像，并且然后再次重复这对图像，使帧频加倍。对于三闪处理，以原始图像对的时间的三分之一显示这对图像，并且然后将这对图像再重复两次。输入缓冲的处理还使得能够以单个“逐帧”帧接收立体图像，并且然后将立体图像分成分开的左帧和右帧，以供后续阶段处理。从输入缓冲阶段(无论是通过绕过输入缓冲处理，还是通过执行填充、双/三闪、 或逐帧分开中的一种或更多种)得到的视频数据现在以适于图像显示面板的分辨率和时序被格式化，并且具有适于正确立体图像观看的时序。“输出帧选择” 1703根据所选择的格式来选择要显示的正确帧。缩放图像的强度1704，以准备供进一步处理的图像。来自视频源的图像数据使用 0至255的值来表示其从黑色到全强度的像素强度，其中，0表示黑色，255表示全强度，并且居间的值表示居间的各个色度。TFT面板接收像素强度由8位值表示的图像数据，其中，0表示黑色，255表示全强度，并且居间的值表示居间的各个色度。在标准的非立体操作过程中，面板能够如实地显示由值0至255所表示的强度范围。当面板以高帧频立体模式操作时，所显示强度的可用范围可能受到面板的性能局限的限制。例如，对于当前可用的由LG电子制造的一种面板而言，使用的是10至236的范围，这意味着显示器上可用的最黑的黑色具有10的代码值。这种范围限制使得信号内构建的过冲(overshoot)提供更快的响应。应该注意，值0至255的范围针对的是8位的图像数据表示；可以存在其他范围——例如，6位视频表示使用0至63 ； 12位视频使用0至4095，诸如此类。显示器就其本质而言具有从一个眼视图到另一个眼视图的泄露。这种串扰导致出现“重影”，而重影对于提供令人满意的显示性能而言是不利的。这种重影是可以预测到的并且可以进行补偿以使其影响最小化。这是在抑制重影块1705中执行的。一般而言，抑制重影技术同时评估立体图像对中的左图像和右图像，以生成将由显示器输出的经过重影补偿的一对新图像。例如，系统评估原始左图像，以基于预测模型来确定图像将会引入右视图的重影量。然后，使用该“重影”量来计算出包括适当“抗重影”值的经调节的右眼图像。对于右眼，当显示这种经调节的图像时，抗重影值抵消在输出左眼图像期间产生的重影值。通过进行这种抵消，观众的右眼看到最初期望的右眼视图。使用相同的过程来产生经调节的左眼图像，以呈现最初期望的左眼视图。上述“抑制重影”方案同时对成对的一组原始输入图像进行操作，以计算出成对的一组经补偿的输出图像。当立体图像对中的两个图像可以同时被接收时，这种同时成对补偿方法有效，但是当处理顺序帧的立体图像输入时，这种方法则会表现出多处不足。第一，在输入和输出之间存在至少一帧时间的流水线延时(pipeline delay)。出现这个现象的原因在于，在可以计算出每只眼的经补偿图像之前，同时需要这两只眼的图像数据。对于各图像对，在来自图像对中的第二图像的信息变得可用之前，必须一直保存第一图像。当接收到第二图像时，计算可以随后进行，以产生经补偿的第一图像。
第二，成对抑制重影的过程需要至少两个图像缓冲器来处理各顺序帧立体图像对。这是因为在第二图像的数据到达之前，第一图像必须一直保持在缓冲器中，并且在输出经补偿的第一图像之前，必须延迟经补偿的第二图像的输出。第三，因为是以成对方式执行重影补偿，所以必须以成对方式显示所得的经补偿图像。(通过定义)计算出所得的经补偿图像，以使当两个图像都被输出到显示器时出现
的重影最少化。立体IXD使用重影补偿的益处，但是更适于顺序帧立体图像输入的过程。在执行成对方法以将各立体图像对内的重影最少化的同时，执行顺序帧方法以将从一个输出帧到下一个输出帧的重影最少化。顺序帧抑制重影方案消除了流水线延时，减少了执行减少重影所需的图像缓冲， 并且在不需要显示器一直以成对方式输出立体图像的情况下减少重影。当输出被双闪或三闪时，成对地输出经补偿的图像。顺序帧抑制重影的过程如下操作。历史缓冲器(环形缓冲器/FIFO(先进先出) 缓冲器)包含前一帧的输出图像。在当前帧的像素数据到达时，从历史缓冲器读取出前一帧的对应像素的数据。将补偿前一帧造成的重影所需的抗重影值加上当前帧的像素值，以生成经补偿的图像值。将经补偿的图像值输出到显示器。经补偿的图像值也被写入历史缓冲器，使得可以确定当前帧对于下一帧的重影贡献。抗重影计算可以通过显式计算来执行， 或者可以用查询表实现，或者通过这两者的组合来实现。顺序帧抑制重影方法提供了众多益处。第一，处理流水线不需要在输入和输出之间存在一帧的流水线延时。第二，只需要一个图像缓冲器来执行补偿计算。第三，因为出现重影的主要机制是由前一帧的残像造成的，所以这种方法更适于重影预补偿。如参照图1至图8所讨论的，IXD显示器经历长的切换时间(相对于顺序3D所需的短帧时间而言)。为了协助切换时间，像素驱动信号可以被过驱动，以在较短的时间段内达到正确的光水平。用于特征化显示器的切换速度的模型是复杂的，并且需要使每个可能的切换转变被特征化。为了实现这种方法的益处，在所开发的方案中，预测所需的驱动值以在给定时间实现正确的像素亮度。预测模型以算法或查询表(或一系列表)实现并且被标识为图17中的“抑制像素” 1706。像素抑制和重影抑制可以被合并成单个功能块，其中查询表涵盖这两个功能。图13A和图1 说明IXD显示器被扫描的基本特征。如下刷新显示器上的图像以各行或各行组成的小组，首先扫描显示器顶部，并且然后顺序地向下扫描至显示器的底部。 激活显示器的行的时间和帧时间上的点之间的关系由线1303示出。图14A、图14B、图15A和图15B说明背光源1401和PI单元1501被分片段，其中， 每个片段是可控的。这种布置能够对像素进行照明，并且为了最佳性能而为像素偏振态安排时间。如参照图1至图8所描述的，显示器中的各个单独像素花费了一定时间来在所需的最终驱动状态下实现均衡。这个时间受前一帧的亮度水平、所需的亮度水平和所施加的过驱动量限制。通过得知达到正确亮度值的时间，此时可以点亮与该像素对应的背光源。预测模型为给定的所需亮度值提供正确亮度。模型考虑到了对像素进行寻址的时间点，前一帧的像素值、所需的像素值和显示器响应特性。可以以设定时间照亮与该像素对应的背光源，并且可以在此时激活Mreen快门。因为给定区域中的所有像素受给定背光源片段以及相应的^^㈤！!片段的影响，所以该模型确定在照亮背光源时出现正确的亮度值。图14A和图14B说明五片段背光源的简化情况，而图15A和图15B说明五片段PI 单元。注意的是，实际上，在背光源和PI单元中都可以使用许多片段，并且背光源和PI单元不一定需要相同数量的片段。在一个实施方案中，PI单元具有16个片段并且背光源具有10个片段。图15B示出给定像素的时序关系。该图线在χ轴1508上示出时间并且在y轴1509 上示出系统中各元件的激活。用预定的电压电平对像素进行寻址，并且像素在帧持续时间内得以保持，如点 1510所示。由使用前一帧的值、所需的输出亮度值作为输入的模型预定这个电平。在点 1511示出对像素的实际亮度响应。这种像素响应说明达到均衡状态可能花费很长的时间， 但是所需的亮度水平可能在给定的合适驱动电平下更早到达。在像素的亮度水平正确时， 在点1512处，背光源被照亮。照亮的时间段是表示总帧时间的一部分的设定值。像素的亮度值在这个时间内变化，如点1514所示，但是合并成所需的亮度水平。显示处理的最后一步是赋予像素正确的偏振态，以确保其可以被所需的眼睛看到。这是通过PI单元1513的响应所说明的。在示出帧1515的感知平均亮度水平的曲线图中，示出这只眼看到的所得亮度。LED背光源、IXD单元上的染料、ZSreen和观众所佩戴的眼镜的组合引入某种色移。可以通过简单的校准过程来校正颜色，这是通过测量多个测试屏幕上的输出颜色来实现的，并且将这些值输入“抑制像素”算法，其中，将校正因子应用到该算法来提供正确颜色。这可能是左眼图像和右眼图像的颜色由于偏振态的略微缺陷而有所不同的情况。校正机制将支持针对左眼和右眼的不同校准因子。因此，本设计包括被构造来显示立体图像的液晶显示装置。该液晶显示装置可以包括LCD面板、位于LCD面板后面的背光源和控制电子器件，并且控制电子器件被构造来将 LCD面板驱动成所需的显示状态。控制电子器件被构造来采用瞬时相位切换将LCD面板过驱动成所需状态，并且有助于相对快速地显示立体图像。在某些情况下，瞬时相位切换的过程采用了查询表，并且可以采用查询表将LCD面板驱动或过驱动成所需状态。图18A是说明立体平板显示系统的寻址周期1800的示意图。在这个示例性实施方案中，背光源1802在空间上受控制，并且PCP 1806被分片段，并且它们可以以滚动地方式操作，与LC调制面板1804的更新同步。背光源1802、LC调制面板1804和PCP 1806被示出为分开的层，其中用四个示意图(a、b、c和d)表示连续寻址周期的四个不同时间对应的系统。一个周期显示单个左眼图像和单个右眼图像。该图示出其中从顶部到底部逐行地对LC调制面板1804进行寻址的寻址周期。当在LC调制面板1804上寻址行向下进行时， 已稳定的液晶区域看上去是遵循连续滚动的方式。通过切换LC调制面板1804所显示的混合的稳定数据区域1859的物理尺寸是通过材料的稳定速度和帧寻址速率来确定的。如上所述，切换到黑色所花费的时间段是重要的，因为如Chiu等人所讨论的可以适应黑色-灰色以及灰色-灰色的转变。对于商购的快速扭曲向列型面板，白色-黑色的稳定时间大约为ans，从而使图18A中的LC切换带的物理宽度有点理想地以120Hz进行帧更新。这个示例性系统包括滚动分片段的PCP 1806和空间上受控制的背光源1802 二者，如图18中所示的不同的在空间上分开的部分所指示的。PCP 1806片段和背光源1802在空间上受控制的部分的物理尺寸可能会影响系统的性能和时序，但是当与未稳定的LC 1859的宽度相比这些片段和部分足够小时，其作用与连续装置非常近似。在示例性实施方案中，平板显示器可以包括空间上可控的背光源1802，其多个照明部分可操作来选择性地提供光；LC调制面板1804，其具有多个调制区域；以及PCP 1806。空间上可控的背光源1802可能具有可操作来选择性地提供光的多个照明部分。PCP 1806可以具有与这些调制区域相关联的多个偏振控制片段，使得这些偏振控制片段可以选择性地转换从调制区域入射的调制光的偏振态(SOP)。另外，用左眼图像数据对选定调制区域进行寻址，并且可以向与选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以在所选择调制区域中的一部分数据行显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式进行操作。此外，当选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域时，可以从一个或更多个选定照明部分将光提供到选定调制区域。上述实施方案可以具有许多变形形式。例如，在一些实施方案中，PCP可以是PI 单元。在一些实施方案中，在选定调制区域中的一部分数据线可以包括选定调制区域中的基本上一半的数据线。在一些实施方案中，可以在对选定调制区域的第一数据线进行寻址之后，提供偏振控制指令。在一些实施方案中，可以切换偏振控制片段以在左眼偏振显示模式下操作，并且在偏振控制片段被切换到右眼偏振显示模式之前，一直保持该偏振控制片段的SOP转换(而对于以右眼偏振显示模式切换，情况相反)。在一些实施方案中，可以在 1/120秒内对整个左眼图像帧或右眼图像帧进行寻址。在一些实施方案中，当通过左眼检偏器和右眼检偏器观看立体图像时，可以针对可忽略的左眼和右眼串扰，将针对选定调制区域的中间数据线的LC调制面板的稳定时间和针对相关联偏振控制片段的PCP的第二稳定时间最优化。在一些实施方案中，各偏振控制片段可包括相对于输出偏振方向以45度取向的零扭曲LC零至半波长延迟调制器以及相对于零扭曲LC调制器成45度取向的四分之一波长延迟器。在一些实施方案中，左眼偏振控制指令的操作可以使得零扭曲LC调制器将 LC调制面板所调制的光延迟半个波长，而右眼偏振控制指令操作来使得零扭曲LC调制器没有延迟LC调制面板所调制的光。在一些实施方案中，右眼指令可以操作来使得零扭曲LC 将LC调制面板所调制的光延迟半个波长，而左眼指令可以操作来使得零扭曲LC没有延迟 LC调制面板所调制的光。在一些实施方案中，相邻的分片段的偏振控制片段可以顺序地在 PCP上滚动。在一些实施方案中，PCP可以包括偏振开关的带，其可操作来将输入光输出，使其根据偏振控制指令在正交的偏振态之间进行切换。图18B是说明图18A所示的显示系统的简化时序序列的示意性时序图1850。在该实施方案中，假定使用多于四个的PCP和/或背光源片段进行120Hz的LC寻址。在这些假定前提下，可以推导出时序图1850，其示出针对选定显示行的不同分量状态的时间段、状态和开始时间。每行意味着表示LC调制面板数据线，并且第一行和最后一行分别表示LC调制面板1804的顶行和底行。时间从左到右。图18B中的时序图的每行示出对数据线进行寻址1邪4的时刻，在此时刻后基本上紧接着稳定时间段1859。然后，在再次对数据线进行寻址1邪4之前，存在一段正确显示图像数据的时间段(例如，1857和185 。在稳定1859之后并且在下一寻址时刻1邪4之前， 出现局部照明1852。数据线的交错指示系统的滚动基本特征。任一个区域可以不被照亮大致25%的时间(即，大致75%的照明占空比)。在25%的未照明占空比内，局部切换PCP1856。尽管系统组件可能具有高成本和高度复杂性，但是这种系统的优点源于最新型的 120Hz寻址频率和大的照明占空比。通过实现全局寻址的未分片段的组件实现的如以下图 18A至图18B所讨论的简化结构可以降低系统成本和复杂性。回头参照图18B，时序图1850还表现了左眼图像和右眼图像与传统LC寻址在时间上的重叠。在任一时刻，都没有只经过右眼数据或左眼数据的垂直线，从而不需要使用全部背光源和PCP组件。幸好，通过操纵LC寻址和/或使用分片段的背光源和/或PCP，其他系统也是可行的。根据图18A和图18B说明的实施方案，在平板显示器上显示立体图像的方法可以包括用左眼图像数据对LC调制面板1804上选定调制区域中的数据线进行寻址。该方法还可以包括向与选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以当选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作。另外，该方法还可以包括从一个或更多个选定的照明部分向选定调制区域提供光，其中，选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的稳定调制区域。反之，可以使用类似方法来呈现与右眼偏振控制指令对应的右眼图像数据。本申请是要求2007年6月8日提交的美国临时专利申请No. 60/933，776的权益的Jowph Chiu等人的2008年6月4日提交、标题为“Display Device (显示装置)”的美国专利申请No. 12/156，683的部分继续案并要求其权益；本申请还要求2009年8月7日提交、标题为“Liquid crystal three dimensional display (液晶三维显示器)”的美国临时专利申请No. 61/232，346的权益，上述专利申请的全文以引用方式被并入本文。应该注意，按照MPEP §710. 05，本申请提交于2010年8月9日周一，即2009年8月7日一年之后的第一个工作日。本文呈现的设计和说明的具体方面不意味着是限制性的，而是可以在仍然合并本发明的教导和益处的同时包括替代组件。虽然已经因此结合本发明的具体实施方案描述了本发明，但是应该理解，本发明能够进行进一步修改。本申请意图涵盖本发明的任何变形形式、使用或改变，这些变形形式、使用或改变总体上遵循本发明的原理并且包括本公开内容之外的诸如本发明所属领域中公知和常规的做法。以上对具体实施方案的描述充分揭示了本公开的总基本特征，使得其他人可以通过应用当前知识在不脱离总体构思的情况下容易针对各种应用对系统和方法进行修改和/ 或改变。因此，这种改变和修改落入所公开的实施方案的等同的含义和范围内。本文采用的措辞或术语是出于描述而非限制的目的。
权利要求
1.一种在平板显示器上显示立体图像的方法，所述显示器具有空间上可控的背光源和偏振控制面板(PCP)，所述背光源具有可操作来选择性地向具有调制区域的液晶(LC)调制面板提供光的多个照明部分，所述偏振控制面板具有与所述调制区域相关联的多个偏振控制片段，所述偏振控制片段可操作来选择性地转换从所述调制区域入射的调制光的偏振态 (SOP)，所述方法包括用左眼图像数据，对所述LC调制面板上的选定调制区域中的数据线进行寻址； 向与所述选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以当所述选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作；以及从一个或更多个选定的照明部分向所述选定调制区域提供光，其中，所述选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述调制区域中的所述数据线的预定部分包括所述已稳定调制区域中的所述数据线的40%至60%范围的量。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述选定调制区域中的所述一部分数据线包括所述选定调制区域中的基本上一半的所述数据线。
4.如权利要求1所述的方法，其中，提供所述偏振控制指令的步骤发生在对所述选定调制区域中的第一数据线进行寻址之后。
5.如权利要求1所述的方法，还包括切换所述偏振控制片段，以在所述左眼偏振显示模式下操作；以及在所述偏振控制片段被切换到右眼偏振显示模式之前，保持所述偏振控制片段的SOP转换。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在1/120秒内对整个左眼图像帧或右眼图像帧进行寻址。
7.如权利要求1所述的方法，其中，当通过左眼检偏器和右眼检偏器观看所述立体图像时，针对可忽略的左眼和右眼串扰，将针对所述选定调制区域的中间数据线的所述LC调制面板的稳定时间和针对相关联的所述偏振控制片段的所述PCP的第二稳定时间最优化。
8.如权利要求1所述的方法，其中，各偏振控制片段包括相对于输出偏振方向以45度取向的零扭曲LC零至半波长延迟调制器；以及相对于所述零扭曲LC调制器的取向成45度取向的四分之一波长延迟器。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述左眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC 调制器将所述LC调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，右眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC调制器没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
10.如权利要求8所述的方法，其中，右眼指令操作来使得所述零扭曲LC将所述LC调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，所述左眼指令操作来使得所述零扭曲LC没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
11.如权利要求1所述的方法，其中，相邻的分片段的所述偏振控制片段在所述PCP上顺序地滚动。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述PCP包括偏振开关的带，所述偏振开关的带可操作来将输入光输出，以根据所述偏振控制指令在正交的偏振态之间切换。
13.一种可操作来显示立体图像的平板显示器，所述平板显示器包括空间上可控的背光源，所述空间上可控的背光源具有可操作来选择性地提供光的多个照明部分；液晶(LC)调制面板，所述液晶调制面板具有调制区域；以及偏振控制面板(PCP)，所述偏振控制面板具有与所述调制区域相关联的多个偏振控制片段，所述偏振控制片段可操作来选择性地转换从所述调制区域入射的调制光的偏振态 (SOP)；其中，用左眼图像数据对选定调制区域进行寻址，并且其中，向与所述选定调制区域相关联的偏振控制片段提供偏振控制指令，以当所述选定调制区域中的一部分数据线显示左眼图像帧的预定部分时以左眼偏振显示模式操作，并且其中，当所述选定调制区域包括呈现与左眼偏振控制指令对应的图像数据的已稳定调制区域时，从一个或更多个选定的照明部分向所述选定调制区域提供光。
14.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述PCP包括聚酰亚胺单元。
15.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述调制区域中的所述数据线的预定部分包括所述已稳定调制区域中的所述数据线的40%至60%范围的量。
16.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述选定调制区域中的所述一部分数据线包括所述选定调制区域中的基本上一半的所述数据线。
17.如权利要求13所述的平板显示器，其中，在对所述选定调制区域中的第一数据线进行寻址之后提供所述偏振控制指令。
18.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述偏振控制片段被切换，以在所述左眼偏振显示模式下操作，并且在所述偏振控制片段被切换到右眼偏振显示模式之前，保持所述偏振控制片段的SOP转换。
19.如权利要求13所述的平板显示器，其中，在1/120秒内对整个左眼图像帧或右眼图像帧进行寻址。
20.如权利要求13所述的平板显示器，其中，当通过左眼检偏器和右眼检偏器观看所述立体图像时，针对可忽略的左眼和右眼串扰，将针对所述选定调制区域的中间数据线的所述LC调制面板的稳定时间和针对相关联的所述偏振控制片段的所述PCP的第二稳定时间最优化。
21.如权利要求13所述的平板显示器，其中，各偏振控制片段包括相对于输出偏振方向以45度取向的零扭曲LC零至半波长延迟调制器；以及相对于所述零扭曲LC调制器的取向成45度取向的四分之一波长延迟器。
22.如权利要求20所述的平板显示器，其中，所述左眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC调制器将所述LC调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，右眼偏振控制指令操作来使得所述零扭曲LC调制器没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
23.如权利要求20所述的平板显示器，其中，右眼指令操作来使得零扭曲LC将所述LC 调制面板所调制的光延迟半个波长，并且其中，所述左眼指令操作来使得所述零扭曲LC没有延迟所述LC调制面板所调制的光。
24.如权利要求13所述的平板显示器，其中，相邻的分片段的所述偏振控制片段在所述PCP上顺序地滚动。
25.如权利要求13所述的平板显示器，其中，所述PCP包括偏振开关的带，所述偏振开关的带可操作来将输入光输出，以根据所述偏振控制指令在正交的偏振态之间切换。
全文摘要
本发明涉及一种在平板显示器上显示立体图像的方法及平板显示器。提供了一种增强型液晶显示器设计，其具有相对快的响应时间，特别可用于高速或高强度应用，例如立体或自动立体图像显示。该液晶显示装置被构造来显示立体图像，并且包括LCD面板和控制电子器件，这些控制电子器件被构造来将LCD面板驱动成所需的10立体显示状态。这些控制电子器件被构造来采用瞬时相位切换，并且将LCD面板过驱动成所需状态，以使得能够相对快速地显示立体图像。
文档编号G09G3/36GK102436795SQ20111022674
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年8月9日
发明者J·邱, K·齐特洛, L·利普顿, M·G·鲁宾逊, M·考恩, R·阿彻 申请人:瑞尔D股份有限公司
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