使用全色彩立体图的立体双调制器显示装置的制作方法
专利名称：使用全色彩立体图的立体双调制器显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括诸如发光二极管(LED)的固态照明装置的背光显示器。特定实施例提供了用于显示立体或三维(3D)图像的系统和方法。
背景技术：
可通过将不同图像呈现给观看者的左眼和右眼来生成3D视觉效果。左眼图像和右眼图像中的每个表示同一场景或对象的不同透视图。观看者的大脑组合和理解左眼图像和右眼图像，以感知具有立体感效应(illusion of depth)的单个3D图像。在显示器上创建3D视觉效果的一个方法是向观看者提供光谱过滤的光，使得向左眼呈现第一光谱带集合中的光(提供左眼图像)并且向右眼提供互补的第二光谱带集合中的光(提供右眼图像)。观看者佩戴光谱过滤眼镜以观看光谱分离的左眼图像和右眼图像。眼镜具有左眼过滤器，该左眼过滤器允许第一光谱带集合中的光通过，并且基本上阻挡不在第一光谱带集合中的所有光。眼镜还具有右眼滤光器，该右眼滤光器允许第二光谱带集合中的光通过，而基本上阻挡不在第二光谱带中的所有光。显示可在显示左眼图像与右眼图像之间交替，使得左眼图像和右眼图像时间复用。图IA图示可用于显示左眼图像和右眼图像的红、绿和蓝(R、G、B)的两个互补集合。图IA图示根据具有包括光谱带Rl、Gl和 Bl的第一集合11 (其可用作左眼光谱带)的光谱成分的光的波长的强度，以及根据具有包括光谱带R2、G2和B2的第二集合13 (其可用作右眼光谱带)的光谱成分的光的波长的强度。光谱过滤已应用于投影显示器。以下专利申请中描述了使用光谱过滤的投影显示器的一些示例2008年11月20日公布的并且名称为“SPECTRAL SEPARATION FILTERS FOR 3D STEREOSCOPICD-CINEMA PRESENTATION”的美国专利申请公布第 US2008/(^84982 号；以及 2008 年 11 月 13 日公布的并且名称为 “METHOD AND SYSTEM FOR SHAPED GLASSES AND VIEWING 3D GLASSES”的美国专利申请公布第US2008/0278807号。光谱过滤也已应用到背光显示器。以下专利申请中描述了使用光谱过滤的背光显示器的一些示例2007年8月16日公布的并且名称为“MULTI-FUNCTIONAL ACTIVE MATRIX LIQUID CRYSTAL DISPLAYS”的美国专利申请公布第 US2007/0188711 号；2008 年 4 月 M 日公布的并且名称为“LED ILLUMIANTI0N FILTERS”的美国专利申请公布第2008/00945 号； 以及2009年4月 2 日公布的并且名称为“FULL-COLOR ANALYPH THREE-DIMENSION DISPLAY” 的美国专利申请第2009/0085912号。一种双调制显示器具有光源调制层和显示调制层，光源调制层包括光源阵列(例如，固态照明装置，例如LED)，显示调制层包括像素阵列(例如，LCD像素)。光源可被驱动以对导向显示调制层的光的强度进行空间调制。显示调制层像素可被驱动以对穿过像素的光的量进行空间调制。在以下专利中描述了双调制显示器的一些示例2005年5月10日颁发的并且名称为“HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES”的美国专利第6891672号； 2008年7月22日颁发的并且名称为“HIGH DYNAMICRANGE DISPLAY DEVICES”的美国专利第7403332号；以及2008年7月31日公布的并且名称为“RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS”的美国专利申请公布第2008/0180466号，其全部为了所有目的而合并于此。对提供用于显示3D图像的替代的方法和系统存在普遍的期望。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用于显示3D图像数据的显示系统。图像数据包括左眼图像数据和右眼图像数据。显示系统具有如下显示器，该显示器包括光源调制层和显示调制层。光源调制层包括第一组多个光源和第二组多个光源，第一组多个光源能够操作以提供用于显示左眼图像数据的空间调制的光，第二组多个光源能够操作以提供用于显示右眼图像数据的空间调制的光。显示调制层包括多个像素，多个像素能够操作以对从光源调制层接收到的光进行空间调制。第一组多个光源被配置为提供具有第一光谱成分的光， 以及第二组多个光源被配置为提供具有第二光谱成分的光，其中第二光谱成分与第一光谱成分互补。第一组多个光源和第二组多个光源能够操作以按照时间复用的方式依次提供用于显示左眼图像数据的空间调制的光和用于显示右眼图像数据的空间调制的光。显示系统还具有控制器，该控制器被配置成执行本发明的方法。控制器被配置为 确定第一组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据左眼图像数据来驱动第一组多个光源；确定第二组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据右眼图像数据来驱动第二组多个光源；确定第一组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据左眼图像数据来驱动显示调制层像素；以及确定第二组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据右眼图像数据来驱动显示调制层像素。控制器还被配置为至少部分地根据第一组多个光源调制器控制值，来确定在显示调制层上从光源调制层的第一组多个光源接收到的光的第一有效亮度模式；以及至少部分地根据第二组多个光源调制器控制值，来确定在显示调制层上从光源调制层的第二组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式。控制器还被配置为至少部分地根据第一有效亮度模式和左眼图像数据，来确定第一组多个显示调制层控制值；以及至少部分地根据第二有效亮度模式和右眼图像数据，来确定第二组多个显示调制层控制值。通过参考附图以及研究下面的详细描述，除了上述例示性方面和实施例之外，其它方面和实施例也将变得明显。
在图示了非限制性的实施例的附图中图IA是图示用于显示左眼图像和右眼图像的光的互补RGB光谱带的两个集合的图；图IB是图示穿过显示调制层滤色器的宽带光的RGB光谱带的图，其被示出为叠加
6在用于显示左眼图像和右眼图像的光的互补RGB光谱带的两个集合上；图2示意性地图示根据示例实施例的可用来显示3D图像的显示系统；图3是根据一个示例实施例的方法的流程图；图4A和图4B图示对象的左眼图像和右眼图像，其中，图像被示出为叠加在用于显示对象的光源调制层的一部分上；图5是根据另一示例实施例的方法的流程图；图6是根据又一示例实施例的方法的流程图；图7A图示要以3D显示的照明对象；图7B和图7C图示分别由观看者的左眼和右眼看到的图7A的照明对象；图8图示被分割成区间的帧周期，在该区间内，可根据特定的实施例来显示左眼图像和右眼图像；以及图9示意性地示出根据另一示例实施例的可用来显示3D图像的显示系统。
具体实施例方式贯穿下面的说明，提出了具体的细节，以向本领域中的普通技术人员提供更透彻的理解。然而，可能没有详细示出或描述公知的部件，以避免不必要地使本公开模糊。因此， 说明书和附图被视为说明性意义上的，而不是限制性意义上的。图2图示根据特定实施例的双调制显示系统20。显示系统20可被配置为执行本发明的方法。可以以用于根据3D图像数据23A显示3D图像的3D显示模式来操作显示系统20。图像数据23A包括左眼图像数据23Al和右眼图像数据23AK。在一些实施例中，也可以以用于根据2D图像数据2 显示非3D (即2D)图像的二维QD)显示模式来操作显示系统20。显示系统20包括显示器21。显示器21可包括高亮度和/或高动态范围(HDR)显示器。在图示的实施例中，显示器21包括双调制显示器，该双调制显示器具有光源调制层 21A和显示调制层21B。显示系统20包括控制器22，该控制器22可包括中央处理单元(CPU)、一个或更多个微处理器、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或更多个图形处理单元(GPU)、 一个或更多个数字信号处理器(DSP)、或其任意组合、或者包括能够如本文中所描述地起作用的硬件和/或软件的任何其它合适的处理单元(多个处理单元)。控制器22对输入图像数据23A或2 进行处理，以生成用于驱动光源调制层21A的光源调制器控制值25A、和用于驱动显示调制层2IB的显示调制器控制值25B。光源调制层21A包括光源19的矩阵。在图2图示的实施例中，将光源19布置为光源1\、19κ的对17。对17内的光源1\、19κ可接近地间隔开。光源19 (包括光源1\、19κ) 中的每个可包括固态照明装置，例如LED。在这样的实施例中，提供到光源调制层21A的控制值25A包括LED驱动值。控制值25A可为数字LED驱动值或模拟LED驱动值(例如驱动电流)或脉冲宽度调制(PWM)信号等。当显示系统20以3D显示模式操作时，控制值25A 包括 控制值25Al，其用于驱动LEDlA以提供用于显示左眼图像的空间调制的光；以及 控制值25AK，其用于驱动LED19K以提供用于显示右眼图像的空间调制的光。
光源调制层21A的光源19可提供如下光，该光具有定义合适色域(colour gamut) 的主颜色集合中的互补光谱带，例如，红、绿和蓝可见光光谱。在图2图示的实施例中，由图 IA和图IB可看出，由LED 19l提供的光的光谱成分可包括光谱带Rl、Gl和Bl的第一集合 11 (左眼光谱带)，而LED 19e提供的光的光谱成分可包括光谱带R2、G2和B2的第二集合 13(右眼光谱带)。可使用其它的光谱带互补集合来提供光谱分离的左眼图像和右眼图像。 例如，在一些实施例中，集合11、13之一或两者可包括红、绿和/或蓝可见光光谱中的多于一个的带。集合11、13中的任一个可被分配为左眼光谱带，而剩余的集合被分配为右眼光谱带。可以以下面方式中的一个或更多个，包括其组合，来提供由光源调制层21A提供的光的互补光谱带 可设置如下光源19 (例如LED 1\、19κ)，其发射具有在期望光谱范围内的不同光波长的光谱成分的光。 可为光源19(例如LED 19LU9E)设置光谱过滤器，以允许期望光谱带的透射并且阻挡其它光谱带的透射。在特定的实施例中，可在光谱过滤器与LED光源之间设置平行光管(collimator)，该平行光管使光平行(collimate)，使得光以垂直于过滤器的角入射在光谱过滤器上。 光源19可包括具有红LED、绿LED和蓝LED的三色LED，其通常封装在单个壳体中。LED 1\、19κ中的每个可包括三色LED。 可取代LED 1\、19κ来设置各种配置的LED。例如，各自发射期望光谱带(例如，如图IA和1BK*&R1、R2、G1、G2、B1*B2)中的光的多个LED可被设置为光源调制层21A的光源19。这样的LED可分开地收纳，或者可以以光谱带的各种排列之一对这样的 LED进行分组和/或将这样的LED封装在LED壳体内。这样的排列例如可包括(a) Rl 禾口 R2 ；Gl 禾口 G2 ；Bl 禾口 B2 ；(b)Rl、Gl 禾口 Bl ;R2、G2 禾口 B2 ；(c)Rl、R2、Bl、B2、Gl 禾口 G2 ；(d)等等 可将驱动信号应用到光源19，以调整和/或移位由光源发射的光的光谱成分。 例如，LED集合可被设置为光源调制层21A的光源19，以及可通过控制应用到LED的驱动信号(例如，通过调节供电电压等)来移位由每个LED提供的光的光谱成分。可以以一种方式驱动LED 19以提供左眼光谱带中的光，而可以以另一种方式驱动LED 19以提供右眼光谱带中的光。在一些实施例中，可以以这样的方式驱动光源，从而将发射的光的光谱成分移位，而也不会显著地改变发射的光的亮度。可通过将不同的控制值应用到每个LED 1 ，来单独地控制由LED 1 中的每个发射的光的强度。同样地，可通过将不同的控制值25AK应用到每个LED 19κ，来单独地控制由LED 19κ中的每个发射的光的强度。在图2示出的实施例中，显示调制层21Β包括像素18的阵列。像素18被控制为对经过显示调制层21Β透射的光的量进行空间调制。在某些实施例中，像素18可包括IXD 像素。在这样的实施例中，提供到显示调制层21Β的控制值25Β可包括对应的IXD像素驱动值。LCD像素驱动值可为数字驱动值或模拟驱动值。
每个像素18可被细分成与不同颜色相关联的多个亚像素。例如，像素18可被细分成分别与集成到显示调制层21B中的红、绿和蓝滤色器相关联的三个红、绿和蓝(R、G、B) 亚像素。根据特定的实施例，显示调制层21B的红、绿和蓝滤色器为足够“宽带的”，以允许左眼光谱带和右眼光谱带中的光的足够部分穿过过滤器，从而为左眼图像和右眼图像提供足够的光。例如，图IB示出了曲线15 (由虚线表示)，该曲线15图示根据已穿过集成到显示调制层21B的红、绿和蓝滤色器的宽带光(例如，具有可见光光谱中的宽范围波长的白光)的光谱成分的波长的强度。曲线15被示出为叠加在可用于显示左眼图像和右眼图像的红、绿和蓝光谱带的两个互补集合11、13(类似于图IA中示出的那些)上。由图IB可看出，穿过显示调制层滤色器的光包括宽带光谱成分R、G、B。宽带光谱成分R、G、B中的每个分别包括左眼光谱带和右眼光谱带中的光谱成分R1、R2 ；G1、G2和B1、B2。同样地，显示调制层滤色器允许用于显示左眼图像和右眼图像的基本上全部R、G、B光谱成分的透射。为了观看光谱分离的左眼图像和右眼图像，观看者佩戴具有左眼过滤器1 和右眼过滤器1 的一副眼镜17 (参见图2)。左眼光谱带中的光穿过左眼过滤器16〃但是被右眼过滤器16κ阻挡。同样地，右眼光谱带中的光穿过右眼过滤器16κ，但是被左眼过滤器风阻挡。因此，光谱分离的左眼图像和右眼图像分别仅被左眼和右眼感知。控制器22可实现根据本发明的实施例的方法。控制器22可对图像数据23执行一系列操作。这样的操作序列例如可由软件、可配置的或硬连线的逻辑电路、或其组合来提供。在图2图示的实施例中，控制器22执行的操作序列可由软件功能27来提供。软件功能27可存储在程序存储器沈中，但是这不是必需的，以及软件功能27可存储在控制器22 之内的或控制器22可访问的其它合适的存储器位置中。图3图示根据一个实施例的处理和显示3D图像数据的方法100。方法100可由用于双调制显示器21的显示的显示系统20来实现(图2)。方法100也可由其它合适的图像处理硬件和/或软件来实现。图示的方法100表示用于处理和显示3D图像数据23Α的单个帧的方法。可重复方法100以处理和/或显示图像数据23Α的多个帧。方法100以接收3D图像数据23Α的帧而开始。图像数据23Α的帧包括在框101从图像数据23Α提取的左眼图像数据和右眼图像数据23AK。在框104A和104B，左眼图像数据和右眼图像数据23AK用来确定用于光源调制层21A的适当的控制值25A(例如， LED驱动值)。根据左眼图像数据23Al，在框104A确定用于驱动光源调制层21A的LED1\ 的控制值25Al。根据右眼图像数据23AK，在框104B确定用于驱动光源调制层21A的LED 19E 的控制值25AK。可使用适合的技术在框104A和104B获得控制值25~、25AK。这样的技术可涉及对图像数据进行下采样、对图像数据进行空间过滤、考虑图像数据的平均或加权平均、最近邻插值等等。这样的技术可基于诸如图像数据23A的强度或颜色的因素。可由控制器22执行根据功能27A的指令来执行框104A和104B (图2)。在框102，可以可选地对控制值25Al、25Ak进行比较。该比较可确定控制值25AL、 25AK2间的差是否在大的阈值以上(如果不相应地调整控制值25Al、25Ar或控制值25&、 25 ，则其可导致图像显示中的伪像)，或者可确定控制值25~、25ΑΚ是否彼此相同或足够接近，使得相同的有效亮度模式24(例如，在框106A、106B针对左眼图像数据或右眼图像数据23AK而确定的有效亮度模式Ml、24k之一)可用于方法100中的后续图像处理步骤。可在框102进行控制值25Al、25Ak的其它比较。
然后，方法100前进到框106A和106B，其涉及确定关于经由光源调制层21A在显示调制层21B接收到的光的有效亮度模式24l、24k的信息。框106A和106B的确定可涉及光场模拟，并且可至少部分地根据在框104A、104B确定的光源调制层控制值25Ap25AK。通过非限制性的示例，PCT公布第W003/077013号、第W02006/010M4号和第W02008/092276 号中描述了用于确定在显示调制层21B接收到的期望亮度的方法，其通过引用合并于此。在两个光源集合以时间复用方式分别为左眼图像和右眼图像提供光的实施例中 (例如，诸如图2的实施例)，可在如下假设下进行框106A、106B的确定假设在任一时刻， 光源调制层21A的全部光源19的一半(即，或者LED 1 或者19κ)可对在显示调制层21Β 接收到的光的有效亮度模式做出贡献。因此，在框106Α确定与控制值相关联的有效亮度模式Ml，以及在框106B确定与控制值25AK相关联的有效亮度模式Μκ。可由控制器22 执行根据功能27B的指令来执行框106A和106B(图2)。在某些实施例中，可在框106A、106B，根据控制值25A，针对每个光谱带(例如，R1、 R2、G1、G2、B1、B2)确定有效亮度模式。因此，如果左眼光谱带和右眼光谱带不是均勻地匹配(例如，其不是将左眼和右眼刺激到相同程度)，则可通过在框108A和108B考虑每个光谱带的有效亮度模式并且调整和/或缩放图像数据来对此进行补偿(如以下所描述的)。在诸如显示系统20的双调制显示系统中(图2)，在显示调制层21B接收到的光由于光源调制层21A而空间地变化。同样地，可在框108A、108B确定显示调制层21B的原始调制数据四^礼，以适应该空间变化的光模式。框108Α、108Β的处理可涉及模拟或建模在显示调制层21Β中的每个像素或像素组接收到的光(给定在框106Α和106Β确定的有效亮度模式中的每个)，以及缩放(或以其它方式调整)与每个像素或像素组对应的左眼图像数据或右眼图像数据23ΑΚ，以导致期望要接收的光的量。例如，在PCT公开第 W003/077013号、第W02006/010244号和第W02008/092276号中，描述了用于确定原始调制数据以适应由光源调制层21Α引入的光的空间变化的各种技术。可针对左眼图像数据
和右眼图像数据23ΑΚ中的每个来进行确定，从而导致与左眼图像数据相关联的原始调制数据和与右眼图像数据23AK相关联的原始调制数据^κ。可由控制器22执行根据功能27C的指令来执行框108Α、108Β (图2)。在一些实施例中，可在框110Α、110Β调整在框108Α、108Β确定的原始调制数据 ，以解决光源调制层21Α和显示调制层21Β中的任一个或两者中出现的诸如非线性、
或其它伪像的问题。例如，可调整原始调制数据^^J9K，以匹配显示调制层21B的伽玛校正曲线31或其它特定属性。可由控制器22执行根据功能27D的指令来执行框110A、1 IOB (图 2)。框110A、1 IOB的处理(或如果未执行框110A、1 IOB的处理，则框108A、108B的处
理)的结果是显示调制器控制值25B的集合，其可用来关于图像数据23A的帧驱动显示调制层21B的像素。控制值25B包括与左眼图像数据相关联的控制值25 、和与右眼图像数据23AK相关联的控制值25 。然后，在显示器21上显示图像数据23A的帧(图2、可涉及将光源调制器控制值 25A(包括光源调制器控制值25Ap25AK)输出到光源调制层21A，以及将光源调制器控制值 25B(包括光源调制器控制值25&、25BK)输出到光源调制层21B。在一些实施例中，用于光源调制层2IB的驱动器可接受控制值25&、25 两者以及用于在控制值25&、25BK之间进行切换的输入。可依次应用控制值25Al、25Ak* 25&、25Bk，以便在显示器21上依次显示左眼图像和右眼图像。例如，可在显示器21上以帧周期的一半显示左眼图像和右眼图像中的每个。在特定的实施例中，为了补偿每只眼的图像检测的延迟效应以及大脑理解图像的方式，可交替地在给定的帧周期内重复地显示相同的左眼图像和右眼图像。相同的左眼图像和右眼图像的重复呈现导致观看者的大脑对左眼图像和右眼图像的更清楚的理解。例如，图8示出了 1/30秒的帧周期T ( S卩，视频帧速率为30帧/秒)。帧周期T被划分成四个连续的区间TA、TB、TC和TD，每个区间持续1/120秒。可在区间Ta和Tc上显示相同的左眼图像(每个区间持续1/120秒，使得显示左眼图像的总时间为1/60秒)。可在区间Tb和Td上显示相同的右眼图像(每个区间持续1/120秒，使得显示右眼图像的总时间为1/60秒)。图示的方法100涉及与左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个相关联的分离的处理(例如，从而确定例如有效亮度模式Ml、24k和原始调制数据^^四》。同样地，与处理和显示非3D (即2D)图像数据23B的方法所需要的处理相比，方法100涉及更多的处理。为了以视频帧速率(例如，在某些实施例中，视频帧速率可为M帧/秒、30帧/秒或48帧/秒，或者在48帧/秒与60帧/秒之间)倍数的速率来显示左眼图像数据和右眼图像数据的序列，方法100的实现可要求以下各项中的一个或更多个 快速的硬件 用于并行地处理左眼图像数据和右眼图像数据23AK的硬件部件；和/或·图像数据或图像处理结果的缓冲(例如，可在有效亮度模式或原始调制数据^l、29k被确定时，缓冲有效亮度模式ML、24k或原始调制数据。如下所述，根据其它实施例的处理3D图像数据的方法可减少处理时间和/或促进更快的图像处理。例如，为了减少处理，一个有效亮度模式M可针对图像区域被确定并且用于左眼图像数据和右眼图像数据23AK两者的处理(而不是对于方法100计算上述分离的亮度模式Ml、24k)。这样的有效亮度模式M可根据该图像区域的光源调制层控制值25~、 25Ae的最大值来确定。在其它实施例中，可以以其它某个方式来确定有效亮度模式M (例如，通过对图像区域的光源调制层控制值25~、25AK进行平均，并且使用平均值来确定有效亮度模式)。一个有效亮度模式M的应用可适合于亮度水平变化低的图像区域、或亮度水平的变化在预定阈值量以下的图像区域。这样的图像区域例如可包括显示表面或背景(例如天空、水、墙等等)的图像区域。以下参考图4A、图4B和图5描述确定单个亮度模式M 是否适合于某些图像区域中的图像处理的方法。图4A和图4B分别图示了对象的左眼图像2 和右眼图像^κ。图像2\、2 被示出为叠加在用于显示所图示的对象的光源调制层21Α的一部分上。左眼图像观八图4幻被显示为移动到右眼图像2 的右边(图4B)。当这样的图像被观看者的大脑组合和理解时， 对象被感知为位于显示器前方的一定距离处。在某些图像区域中，可在用于图像数据帧的左眼图像和右眼图像两者的显示调制层21B处接收来自光源调制层21A的光贡献的类似模式。所以，对于这样的图像区域，可以不需要为左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个计算分离的有效亮度模式M。例如，图4A和图4B示出了被分割成图像区域14的图像，其包括感兴趣的样本图像区域14A，对于感兴趣的样本图像区域14A，有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据 23AK两者来说可以是类似的。为了评估有效亮度模式M对于感兴趣的图像区域14A中的左眼图像数据234和右眼图像数据23AK两者来说是否相似的目的，可定义包括感兴趣的图像区域14A的区域12A。在图示的实施例中，区域12A包括区域14A及其九个邻近的图像区域 14B。在图示的实施例中，每个图像区域14与光源调制层21A上的光源的对17相关联。 每个光源对17可包括用于显示左眼图像的光源1 和用于显示右眼图像的光源19κ(参见图2)。用于区域12Α中的每个光源对17中的光源19的控制值25Α可被比较，并且可用来确定感兴趣的图像区域14Α的有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23AK 来说是否相似。例如，如果满足下面条件中的一个或更多个(“相似有效亮度模式条件”)， 则可确定图像区域14A的有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23~来说是相似的 与区域12A的左眼图像数据相关联的控制值中的全部或至少一些(图 4A)相同于(或者没有偏离大于某个量)与区域12A的右眼图像数据23~相关联的对应控制值25Ak (图4B)； 与区域12A的左眼图像数据23Al相关联的控制值25AJ图4A)和与区域12A的右眼图像数据23AK相关联的对应控制值25AK(图4B)之间的任何差的总和在阈值以下； 与区域12A的左眼图像数据23Al相关联的控制值25AJ图4A)和与区域12A的右眼图像数据23AK相关联的对应控制值25AK(图4B)之间的最大差在阈值以下； 与区域12A的左眼图像数据相关联的控制值的平均(图4A)和与区域12A的右眼图像数据23AK相关联的对应控制值25AK的平均(图4B)之间的差在阈值以下；和/或 等等。在其它实施例中，将左眼图像数据和右眼图像数据23AK(取代控制值25~、 25Ae)进行比较以评估有效亮度模式的相似度。因此，可以通过取代控制值25~、25AK而使用左眼图像数据和右眼图像数据23~来进行以上比较中的任一个。如果图像区域14A的有效亮度模式M被确定为对于左眼图像数据和右眼图像数据23AK来说是相似的(例如，通过满足以上相似有效亮度模式条件中的一个或更多个)，则可针对图像区域14A计算有效亮度模式M。这可涉及建立区域12A中的每个图像区域14的光源调制层控制值25A，以及使用这样的控制值25A来确定对图像区域14A的有效亮度贡献。例如可通过以下操作来建立控制值25A 选择区域12A中的每个图像区域14(或光源)的控制值25Al、25Ak的最大值；选择区域12A中的每个图像区域14(或光源)的控制值25~、25ΑΚ之一；或者对区域12A中的每个图像区域14 (或光源)的控制值25~、25~进行平均，以及在某些实施例中，对平均值进行缩放。如果图像区域14A的有效亮度模式M未被确定为对于左眼图像数据和右眼图像数据23~来说是相似的，则可针对这样的图像区域的左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个，分别计算有效亮度模式24 (类似于图3所示的方法100的框106A和 106B的确定)。例如，图4A和图4B示出了感兴趣的图像区域14C，对于感兴趣的图像区域 14C，有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23~两者来说可能不相似。为了评估有效亮度模式M对于感兴趣的图像区域14C中的左眼图像数据和右眼图像数据23AK两者来说是否相似的目的，可以定义包括感兴趣的图像区域14C的区域12B。在图示的实施例中，区域12B包括图像区域14C及其九个邻近的图像区域14D。在左眼图像 (图4A)中，对象显示在四个图像区域14D和图像区域14C处。在右眼图像^k(图4B) 中，对象显示在三个图像区域14D和图像区域14C处。所图示的对象具有与其周围环境不同的亮度水平(例如，诸如在明亮对象对黑暗背景、或黑暗对象对明亮背景的情况下)。由于左眼图像和右眼图像2 中的对象位置的不同，所以图像区域14C的有效亮度模式会在左眼图像数据和右眼图像数据23AK之间显著地变化。同样，可分别针对左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个，分别确定图像区域14C的有效亮度模式Ml、24k。图5图示根据3D图像数据确定图像区域的有效亮度模式的方法200。方法200合并了以上参考图4A和图4B描述的一些步骤。方法200可由用于双调制显示器21上的显示的显示系统20来实现(图2)。方法200可由其它合适的图像处理硬件和/或软件来实现。可取代图3的块104A、104B和块106A、106B的确定而使用图示的方法200，以确定图像数据23A的有效亮度模式。可重复方法200以确定图像数据23A的多个帧的有效亮度模式。方法200以接收图像数据帧的左眼图像数据和右眼图像23~而开始，以及分别在框204A和204B确定与左眼图像数据和右眼图像数据23AK相关联的光源调制器控制值25~、25ΑΚ。图像可被划分成图像区域，每个区域对应于光源调制层21A上的光源中的一个或更多个(参见图4A、4B)。还可定义包括图像区域群集的图像区，其包括感兴趣的图像区域。在每个定义的区域中，可将与每个光源相关联的对应的控制值25~、25AK进行比较。可在块205根据对应的控制值25~、25ΑΚ的比较，来执行感兴趣的图像区域的有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23~来说是否相似的评估。这样的评估可涉及以上参考图4A和图4B描述的上述相似有效亮度模式条件中的一个或更多个。如果在框205确定了感兴趣的图像区域中的左眼图像数据和右眼图像数据 23Ae的相似有效亮度模式，则方法200前进到框212。在框212，建立所定义的区域内的光源的控制值25A(例如通过选择每个光源的控制值25Ap25AK中的最大值，选择每个光源的控制值25~、25AK之一；或者对每个光源的控制值25~、25AK进行平均，以及在一些实施例中，对平均值进行缩放)。在框212建立的控制值25A可在框207被应用于确定可应用于感兴趣的图像区域的左眼图像数据和右眼图像数据23AK两者的有效亮度模式24(例如， 以上参考图4A、4B的图像区域14A所描述的)。如果在框205没有确定相似的有效亮度模式，则方法200前进到框206。在框206， 针对感兴趣的图像区域内的左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个确定有效亮度模式24l、24k(例如，针对图4A、4B的图像区域14C所描述的)。在一些实施例中，可根据接收到的图像数据和/或观看者偏好，以3D显示模式或非3D(即2D)显示模式来操作显示系统20。当以3D显示模式操作时，显示系统20可实现本文中描述的方法之一，以根据3D图像数据23A来显示3D图像。当以2D显示模式操作时，显示系统20可实现其它方法(例如，如下所述的)，以根据2D图像数据2 来显示2D 图像。对于特定的实施例，显示2D图像的方法可导致光源数目是可用于以3D显示模式显示左眼图像或右眼图像的光源数目的两倍一即，因为2D图像显示不需要通过根据不同的左眼图像和右眼图像对来自LED 1 和19κ的光进行时间复用而对光进行光谱分离，所以当显示系统20以2D显示模式操作时，所有的LED 19l和19κ潜在地都可用来提供图像的光。图6图示根据一个实施例的处理2D图像数据的方法300。方法300在一些方面类似于方法100。除了在方法300中用“3”取代“1”作为附图标记的前缀以外，与方法100的方面相同或相似的方法300的方面归属类似的附图标记。方法300可由用于双调制显示器 21上的显示的显示系统20来实现(图2)。方法300可由其它合适的图像处理硬件和/或软件来实现。图示的方法300表示用于处理和显示2D图像数据23Β的单个帧的方法。为了处理和/或显示图像数据23Β的多个帧，可重复方法300。方法300以接收2D图像数据23Β的帧而开始，并且在框304确定用于驱动光源调制层21Α的光源的光源调制器控制值25Α(图2)。在光源调制层21Α包括以对17布置的光源19的实施例中(例如，由图2实施例可看出的LED 19l, 19e的对17)，每对光源可被当作用于确定有效亮度模式的目的的单个光源。同样地，在框303，可将每对光源的光源调制器控制值25A相加或缩放，以提供光源调制层21A的组合控制值25C。根据这些控制值25C， 可在框306确定有效亮度模式M。方法300前进到框308，在框308，至少部分地根据图像数据2 和在框306确定的有效亮度模式，来确定显示调制层21B的原始调制数据四。在框310，可考虑到光源调制层21A和显示调制层21B中的任一个或两者中发生的非线性或其它伪像，来调整原始调制数据29 (例如，通过匹配显示调制层21B的伽玛校正曲线31)。框 310处理(或者框308处理，如果未执行框310处理的话)的结果是显示调制器控制值25B 的集合，其可用来关于图像数据23B的帧驱动显示调制层21B的像素。在特定的实施例中，与3D模式的操作相比，2D模式的操作可用来增加显示或显示区域的亮度。例如，显示系统20可按照帧基础选择性地以2D模式或3D模式对帧进行操作。 可操作显示系统20以按照2D模式或3D模式选择性地显示特定的帧或多个帧的特定图像区。根据一些实施例，以3D显示的对象的亮度可根据对象离图像的照明源的深度和距离而变化。例如，图7A示出由靠近观看者和对象30 —侧放置的照明源32照明的对象30 的图像。与观看者的右眼34κ看到的相比，观看者的左眼3<看到对象30的不同图像。由图 7Α可看出，对象30的最亮点33出现在对象30离照明源32最近的侧，并且位于离右眼34κ 比离左眼34更近的位置。从左眼34的视点来看，对象30的相对更多的表面区域出现在阴影中(参见图7Β)。从右眼34κ的视点来看，对象30的相对更多的表面区域呈现为被明亮地照亮(参见图7C)。如图7Β中的带2、4、6和8以及图7C中的带2、4、6、8和10所示， 在对象30的最亮部分与最暗部分之间，以增加的亮度水平或带来显示对象，其中更高的带号码指示对象的相对更亮的部分。根据特定实施例，光源调制层21Α的光源1 可被驱动以提供用于向左眼34显示左眼图像的空间调制的光。光源调制层21A的光源19κ可被驱动以提供用于向右眼3、显示右眼图像的空间调制的光。可采用光源19L和19R的空间调制，来显示具有不同亮度水平的区域的左眼图像和右眼图像，例如图7Β和图7C中图示的那些图像。这提供更逼真的立体效果。根据一些实施例，可以由以与图2所示的方式不同的方式配置或布置的光源，来提供用于显示左眼图像和右眼图像的空间分离的光。例如，图9示出了根据另一特定示例实施例的双调制显示系统20’。显示系统20’可被配置为执行本发明的方法。可以以用于根据3D图像数据23A显示3D图像的3D显示模式来操作显示系统20，。也可以以根据2D 图像数据2 显示非3D图像的2D显示模式来操作显示系统20’。显示系统20’在一些方面类似于图2的显示系统20。与图2的显示系统20相同或相似的显示系统20’的方面归属相似的附图标记。在图9图示的实施例中，显示系统20’包括显示器21’，该显示器21’具有光源调制层21A’和显示调制层21B。光源调制层21A’包括相间隔的光源19 (包括光源1\、19κ) 的矩阵。在光源19的每行和每列中，所分配的用于提供左眼图像的光的“左眼’’光源1 与所分配的用于提供右眼图像的光的“右眼”光源19κ相交替。光源19可包括固态照明装置，例如LED。尽管以上描述了大量的示例性方面和实施例，但是本领域中的普通技术人员将认识到某些修改、置换、增加及其子组合。所以，意图在于，下面所附的权利要求及此后引入的权利要求被解释为包括在本发明的真实精神和范围以内的、所有这样的修改、置换、增加和组合。
权利要求
1.一种用于显示包括左眼图像数据和右眼图像数据的三维图像数据的显示系统，所述显示系统包括光源调制层，其包括第一组多个光源和第二组多个光源，所述第一组多个光源能够操作以提供用于显示所述左眼图像数据的空间调制的光，所述第二组多个光源能够操作以提供用于显示所述右眼图像数据的空间调制的光；显示调制层，其包括多个像素，所述多个像素能够操作以对从所述光源调制层接收到的光进行空间调制；以及控制器，其被配置为确定第一组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据所述左眼图像数据来驱动所述第一组多个光源；确定第二组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据所述右眼图像数据来驱动所述第二组多个光源；确定第一组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据所述左眼图像数据来驱动所述显示调制层像素；以及确定第二组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据所述右眼图像数据来驱动所述显示调制层像素。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源被配置为提供具有第一光谱成分的光，以及所述第二组多个光源被配置为提供具有第二光谱成分的光，其中所述第二光谱成分与所述第一光谱成分互补。
3.根据权利要求2所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源和所述第二组多个光源能够操作以按照时间复用的方式依次提供用于显示所述左眼图像数据的空间调制的光、 和用于显示所述右眼图像数据的空间调制的光。
4.根据权利要求3所述的显示系统，其中，所述控制器被配置为至少部分地根据所述第一组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第一组多个光源接收到的光的第一有效亮度模式；以及至少部分地根据所述第二组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第二组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式。
5.根据权利要求4所述的显示系统，其中，所述控制器被配置为至少部分地根据所述第一有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及至少部分地根据所述第二有效亮度模式和所述右眼图像数据，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
6.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源和所述第二组多个光源在所述光源调制层上被布置为光源对的阵列，每个对包括所述第一组多个光源之一和所述第二组多个光源之一。
7.根据权利要求6所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源和所述第二组多个光源包括LED。
8.根据权利要求7所述的显示系统，其中，所述LED包括三色LED。
9.一种在显示系统上显示三维图像数据的方法，所述显示系统具有光源调制层和显示调制层，所述方法包括接收包括左眼图像数据和右眼图像数据的图像数据的帧；至少部分地根据所述左眼图像数据，来确定用于驱动所述光源调制层的第一组多个光源的第一组多个光源调制器控制值，以提供具有第一光谱成分的空间调制的光；至少部分地根据所述右眼图像数据，来确定用于驱动所述光源调制层的第二组多个光源的第二组多个光源调制器控制值，以提供具有第二光谱成分的空间调制的光，其中所述第二光谱成分与所述第一光谱成分互补；至少部分地根据所述左眼图像数据，来确定用于驱动所述显示调制层的多个像素的第一组多个显示调制层控制值；至少部分地根据所述右眼图像数据，来确定用于驱动所述显示调制层的所述多个像素的第二组多个显示调制层控制值；将所述第一组多个光源调制器控制值应用到所述光源调制层，以及将所述第一组多个显示调制层控制值应用到所述显示调制层；以及将所述第二组多个光源调制器控制值应用到所述光源调制层，以及将所述第二组多个显示调制层控制值应用到所述显示调制层。
10.根据权利要求9所述的方法，包括至少部分地根据所述第一组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第一组多个光源接收到的光的第一有效亮度模式；以及至少部分地根据所述第二组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第二组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式。
11.根据权利要求10所述的方法，包括根据所述第一有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及根据所述第二有效亮度模式和所述右眼图像数据，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
12.根据权利要求9所述的方法，包括比较图像区域上的所述第一组多个光源调制器控制值和所述第二组多个光源调制器控制值，以确定比较值；以及如果所述比较值在阈值以上或等于所述阈值，则针对所述第一组多个光源调制器控制值和所述第二组多个光源调制器控制值中的相应的每个，选择光源调制器控制值；至少部分地根据所选择的光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层接收到的光的第一有效亮度模式；根据所述第一有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及根据所述第一有效亮度模式和所述右眼图像，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，选择所述光源调制器控制值包括选择所述第一组多个光源调制器控制值和所述第二组多个光源调制器控制值中的相应的那些中的最大值。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，如果所述比较值小于所述阈值，则所述方法包括至少部分地根据所述第一组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第一组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式；至少部分地根据所述第二组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第二组多个光源接收到的光的第三有效亮度模式；根据所述第二有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及根据所述第三有效亮度模式和所述右眼图像数据，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
全文摘要
提供了用于在具有光源调制层和显示调制层的双调制显示器上显示立体图像数据的系统和方法。光源调制层具有光源，该光源用于提供空间调制的、光谱分离的光，该光用于显示时间复用的左眼图像和右眼图像。显示调制层具有对从光源调制层接收到的光的量进行空间调制的像素。
文档编号G09G3/34GK102598675SQ201080048512
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月28日
发明者乔治·贾雷塔, 布拉德·巴斯勒 申请人:杜比实验室特许公司
技术领域：
本发明涉及包括诸如发光二极管(LED)的固态照明装置的背光显示器。特定实施例提供了用于显示立体或三维(3D)图像的系统和方法。
背景技术：
可通过将不同图像呈现给观看者的左眼和右眼来生成3D视觉效果。左眼图像和右眼图像中的每个表示同一场景或对象的不同透视图。观看者的大脑组合和理解左眼图像和右眼图像，以感知具有立体感效应(illusion of depth)的单个3D图像。在显示器上创建3D视觉效果的一个方法是向观看者提供光谱过滤的光，使得向左眼呈现第一光谱带集合中的光(提供左眼图像)并且向右眼提供互补的第二光谱带集合中的光(提供右眼图像)。观看者佩戴光谱过滤眼镜以观看光谱分离的左眼图像和右眼图像。眼镜具有左眼过滤器，该左眼过滤器允许第一光谱带集合中的光通过，并且基本上阻挡不在第一光谱带集合中的所有光。眼镜还具有右眼滤光器，该右眼滤光器允许第二光谱带集合中的光通过，而基本上阻挡不在第二光谱带中的所有光。显示可在显示左眼图像与右眼图像之间交替，使得左眼图像和右眼图像时间复用。图IA图示可用于显示左眼图像和右眼图像的红、绿和蓝(R、G、B)的两个互补集合。图IA图示根据具有包括光谱带Rl、Gl和 Bl的第一集合11 (其可用作左眼光谱带)的光谱成分的光的波长的强度，以及根据具有包括光谱带R2、G2和B2的第二集合13 (其可用作右眼光谱带)的光谱成分的光的波长的强度。光谱过滤已应用于投影显示器。以下专利申请中描述了使用光谱过滤的投影显示器的一些示例2008年11月20日公布的并且名称为“SPECTRAL SEPARATION FILTERS FOR 3D STEREOSCOPICD-CINEMA PRESENTATION”的美国专利申请公布第 US2008/(^84982 号；以及 2008 年 11 月 13 日公布的并且名称为 “METHOD AND SYSTEM FOR SHAPED GLASSES AND VIEWING 3D GLASSES”的美国专利申请公布第US2008/0278807号。光谱过滤也已应用到背光显示器。以下专利申请中描述了使用光谱过滤的背光显示器的一些示例2007年8月16日公布的并且名称为“MULTI-FUNCTIONAL ACTIVE MATRIX LIQUID CRYSTAL DISPLAYS”的美国专利申请公布第 US2007/0188711 号；2008 年 4 月 M 日公布的并且名称为“LED ILLUMIANTI0N FILTERS”的美国专利申请公布第2008/00945 号； 以及2009年4月 2 日公布的并且名称为“FULL-COLOR ANALYPH THREE-DIMENSION DISPLAY” 的美国专利申请第2009/0085912号。一种双调制显示器具有光源调制层和显示调制层，光源调制层包括光源阵列(例如，固态照明装置，例如LED)，显示调制层包括像素阵列(例如，LCD像素)。光源可被驱动以对导向显示调制层的光的强度进行空间调制。显示调制层像素可被驱动以对穿过像素的光的量进行空间调制。在以下专利中描述了双调制显示器的一些示例2005年5月10日颁发的并且名称为“HIGH DYNAMIC RANGE DISPLAY DEVICES”的美国专利第6891672号； 2008年7月22日颁发的并且名称为“HIGH DYNAMICRANGE DISPLAY DEVICES”的美国专利第7403332号；以及2008年7月31日公布的并且名称为“RAPID IMAGE RENDERING ON DUAL-MODULATOR DISPLAYS”的美国专利申请公布第2008/0180466号，其全部为了所有目的而合并于此。对提供用于显示3D图像的替代的方法和系统存在普遍的期望。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用于显示3D图像数据的显示系统。图像数据包括左眼图像数据和右眼图像数据。显示系统具有如下显示器，该显示器包括光源调制层和显示调制层。光源调制层包括第一组多个光源和第二组多个光源，第一组多个光源能够操作以提供用于显示左眼图像数据的空间调制的光，第二组多个光源能够操作以提供用于显示右眼图像数据的空间调制的光。显示调制层包括多个像素，多个像素能够操作以对从光源调制层接收到的光进行空间调制。第一组多个光源被配置为提供具有第一光谱成分的光， 以及第二组多个光源被配置为提供具有第二光谱成分的光，其中第二光谱成分与第一光谱成分互补。第一组多个光源和第二组多个光源能够操作以按照时间复用的方式依次提供用于显示左眼图像数据的空间调制的光和用于显示右眼图像数据的空间调制的光。显示系统还具有控制器，该控制器被配置成执行本发明的方法。控制器被配置为 确定第一组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据左眼图像数据来驱动第一组多个光源；确定第二组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据右眼图像数据来驱动第二组多个光源；确定第一组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据左眼图像数据来驱动显示调制层像素；以及确定第二组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据右眼图像数据来驱动显示调制层像素。控制器还被配置为至少部分地根据第一组多个光源调制器控制值，来确定在显示调制层上从光源调制层的第一组多个光源接收到的光的第一有效亮度模式；以及至少部分地根据第二组多个光源调制器控制值，来确定在显示调制层上从光源调制层的第二组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式。控制器还被配置为至少部分地根据第一有效亮度模式和左眼图像数据，来确定第一组多个显示调制层控制值；以及至少部分地根据第二有效亮度模式和右眼图像数据，来确定第二组多个显示调制层控制值。通过参考附图以及研究下面的详细描述，除了上述例示性方面和实施例之外，其它方面和实施例也将变得明显。
在图示了非限制性的实施例的附图中图IA是图示用于显示左眼图像和右眼图像的光的互补RGB光谱带的两个集合的图；图IB是图示穿过显示调制层滤色器的宽带光的RGB光谱带的图，其被示出为叠加
6在用于显示左眼图像和右眼图像的光的互补RGB光谱带的两个集合上；图2示意性地图示根据示例实施例的可用来显示3D图像的显示系统；图3是根据一个示例实施例的方法的流程图；图4A和图4B图示对象的左眼图像和右眼图像，其中，图像被示出为叠加在用于显示对象的光源调制层的一部分上；图5是根据另一示例实施例的方法的流程图；图6是根据又一示例实施例的方法的流程图；图7A图示要以3D显示的照明对象；图7B和图7C图示分别由观看者的左眼和右眼看到的图7A的照明对象；图8图示被分割成区间的帧周期，在该区间内，可根据特定的实施例来显示左眼图像和右眼图像；以及图9示意性地示出根据另一示例实施例的可用来显示3D图像的显示系统。
具体实施例方式贯穿下面的说明，提出了具体的细节，以向本领域中的普通技术人员提供更透彻的理解。然而，可能没有详细示出或描述公知的部件，以避免不必要地使本公开模糊。因此， 说明书和附图被视为说明性意义上的，而不是限制性意义上的。图2图示根据特定实施例的双调制显示系统20。显示系统20可被配置为执行本发明的方法。可以以用于根据3D图像数据23A显示3D图像的3D显示模式来操作显示系统20。图像数据23A包括左眼图像数据23Al和右眼图像数据23AK。在一些实施例中，也可以以用于根据2D图像数据2 显示非3D (即2D)图像的二维QD)显示模式来操作显示系统20。显示系统20包括显示器21。显示器21可包括高亮度和/或高动态范围(HDR)显示器。在图示的实施例中，显示器21包括双调制显示器，该双调制显示器具有光源调制层 21A和显示调制层21B。显示系统20包括控制器22，该控制器22可包括中央处理单元(CPU)、一个或更多个微处理器、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或更多个图形处理单元(GPU)、 一个或更多个数字信号处理器(DSP)、或其任意组合、或者包括能够如本文中所描述地起作用的硬件和/或软件的任何其它合适的处理单元(多个处理单元)。控制器22对输入图像数据23A或2 进行处理，以生成用于驱动光源调制层21A的光源调制器控制值25A、和用于驱动显示调制层2IB的显示调制器控制值25B。光源调制层21A包括光源19的矩阵。在图2图示的实施例中，将光源19布置为光源1\、19κ的对17。对17内的光源1\、19κ可接近地间隔开。光源19 (包括光源1\、19κ) 中的每个可包括固态照明装置，例如LED。在这样的实施例中，提供到光源调制层21A的控制值25A包括LED驱动值。控制值25A可为数字LED驱动值或模拟LED驱动值(例如驱动电流)或脉冲宽度调制(PWM)信号等。当显示系统20以3D显示模式操作时，控制值25A 包括 控制值25Al，其用于驱动LEDlA以提供用于显示左眼图像的空间调制的光；以及 控制值25AK，其用于驱动LED19K以提供用于显示右眼图像的空间调制的光。
光源调制层21A的光源19可提供如下光，该光具有定义合适色域(colour gamut) 的主颜色集合中的互补光谱带，例如，红、绿和蓝可见光光谱。在图2图示的实施例中，由图 IA和图IB可看出，由LED 19l提供的光的光谱成分可包括光谱带Rl、Gl和Bl的第一集合 11 (左眼光谱带)，而LED 19e提供的光的光谱成分可包括光谱带R2、G2和B2的第二集合 13(右眼光谱带)。可使用其它的光谱带互补集合来提供光谱分离的左眼图像和右眼图像。 例如，在一些实施例中，集合11、13之一或两者可包括红、绿和/或蓝可见光光谱中的多于一个的带。集合11、13中的任一个可被分配为左眼光谱带，而剩余的集合被分配为右眼光谱带。可以以下面方式中的一个或更多个，包括其组合，来提供由光源调制层21A提供的光的互补光谱带 可设置如下光源19 (例如LED 1\、19κ)，其发射具有在期望光谱范围内的不同光波长的光谱成分的光。 可为光源19(例如LED 19LU9E)设置光谱过滤器，以允许期望光谱带的透射并且阻挡其它光谱带的透射。在特定的实施例中，可在光谱过滤器与LED光源之间设置平行光管(collimator)，该平行光管使光平行(collimate)，使得光以垂直于过滤器的角入射在光谱过滤器上。 光源19可包括具有红LED、绿LED和蓝LED的三色LED，其通常封装在单个壳体中。LED 1\、19κ中的每个可包括三色LED。 可取代LED 1\、19κ来设置各种配置的LED。例如，各自发射期望光谱带(例如，如图IA和1BK*&R1、R2、G1、G2、B1*B2)中的光的多个LED可被设置为光源调制层21A的光源19。这样的LED可分开地收纳，或者可以以光谱带的各种排列之一对这样的 LED进行分组和/或将这样的LED封装在LED壳体内。这样的排列例如可包括(a) Rl 禾口 R2 ；Gl 禾口 G2 ；Bl 禾口 B2 ；(b)Rl、Gl 禾口 Bl ;R2、G2 禾口 B2 ；(c)Rl、R2、Bl、B2、Gl 禾口 G2 ；(d)等等 可将驱动信号应用到光源19，以调整和/或移位由光源发射的光的光谱成分。 例如，LED集合可被设置为光源调制层21A的光源19，以及可通过控制应用到LED的驱动信号(例如，通过调节供电电压等)来移位由每个LED提供的光的光谱成分。可以以一种方式驱动LED 19以提供左眼光谱带中的光，而可以以另一种方式驱动LED 19以提供右眼光谱带中的光。在一些实施例中，可以以这样的方式驱动光源，从而将发射的光的光谱成分移位，而也不会显著地改变发射的光的亮度。可通过将不同的控制值应用到每个LED 1 ，来单独地控制由LED 1 中的每个发射的光的强度。同样地，可通过将不同的控制值25AK应用到每个LED 19κ，来单独地控制由LED 19κ中的每个发射的光的强度。在图2示出的实施例中，显示调制层21Β包括像素18的阵列。像素18被控制为对经过显示调制层21Β透射的光的量进行空间调制。在某些实施例中，像素18可包括IXD 像素。在这样的实施例中，提供到显示调制层21Β的控制值25Β可包括对应的IXD像素驱动值。LCD像素驱动值可为数字驱动值或模拟驱动值。
每个像素18可被细分成与不同颜色相关联的多个亚像素。例如，像素18可被细分成分别与集成到显示调制层21B中的红、绿和蓝滤色器相关联的三个红、绿和蓝(R、G、B) 亚像素。根据特定的实施例，显示调制层21B的红、绿和蓝滤色器为足够“宽带的”，以允许左眼光谱带和右眼光谱带中的光的足够部分穿过过滤器，从而为左眼图像和右眼图像提供足够的光。例如，图IB示出了曲线15 (由虚线表示)，该曲线15图示根据已穿过集成到显示调制层21B的红、绿和蓝滤色器的宽带光(例如，具有可见光光谱中的宽范围波长的白光)的光谱成分的波长的强度。曲线15被示出为叠加在可用于显示左眼图像和右眼图像的红、绿和蓝光谱带的两个互补集合11、13(类似于图IA中示出的那些)上。由图IB可看出，穿过显示调制层滤色器的光包括宽带光谱成分R、G、B。宽带光谱成分R、G、B中的每个分别包括左眼光谱带和右眼光谱带中的光谱成分R1、R2 ；G1、G2和B1、B2。同样地，显示调制层滤色器允许用于显示左眼图像和右眼图像的基本上全部R、G、B光谱成分的透射。为了观看光谱分离的左眼图像和右眼图像，观看者佩戴具有左眼过滤器1 和右眼过滤器1 的一副眼镜17 (参见图2)。左眼光谱带中的光穿过左眼过滤器16〃但是被右眼过滤器16κ阻挡。同样地，右眼光谱带中的光穿过右眼过滤器16κ，但是被左眼过滤器风阻挡。因此，光谱分离的左眼图像和右眼图像分别仅被左眼和右眼感知。控制器22可实现根据本发明的实施例的方法。控制器22可对图像数据23执行一系列操作。这样的操作序列例如可由软件、可配置的或硬连线的逻辑电路、或其组合来提供。在图2图示的实施例中，控制器22执行的操作序列可由软件功能27来提供。软件功能27可存储在程序存储器沈中，但是这不是必需的，以及软件功能27可存储在控制器22 之内的或控制器22可访问的其它合适的存储器位置中。图3图示根据一个实施例的处理和显示3D图像数据的方法100。方法100可由用于双调制显示器21的显示的显示系统20来实现(图2)。方法100也可由其它合适的图像处理硬件和/或软件来实现。图示的方法100表示用于处理和显示3D图像数据23Α的单个帧的方法。可重复方法100以处理和/或显示图像数据23Α的多个帧。方法100以接收3D图像数据23Α的帧而开始。图像数据23Α的帧包括在框101从图像数据23Α提取的左眼图像数据和右眼图像数据23AK。在框104A和104B，左眼图像数据和右眼图像数据23AK用来确定用于光源调制层21A的适当的控制值25A(例如， LED驱动值)。根据左眼图像数据23Al，在框104A确定用于驱动光源调制层21A的LED1\ 的控制值25Al。根据右眼图像数据23AK，在框104B确定用于驱动光源调制层21A的LED 19E 的控制值25AK。可使用适合的技术在框104A和104B获得控制值25~、25AK。这样的技术可涉及对图像数据进行下采样、对图像数据进行空间过滤、考虑图像数据的平均或加权平均、最近邻插值等等。这样的技术可基于诸如图像数据23A的强度或颜色的因素。可由控制器22执行根据功能27A的指令来执行框104A和104B (图2)。在框102，可以可选地对控制值25Al、25Ak进行比较。该比较可确定控制值25AL、 25AK2间的差是否在大的阈值以上(如果不相应地调整控制值25Al、25Ar或控制值25&、 25 ，则其可导致图像显示中的伪像)，或者可确定控制值25~、25ΑΚ是否彼此相同或足够接近，使得相同的有效亮度模式24(例如，在框106A、106B针对左眼图像数据或右眼图像数据23AK而确定的有效亮度模式Ml、24k之一)可用于方法100中的后续图像处理步骤。可在框102进行控制值25Al、25Ak的其它比较。
然后，方法100前进到框106A和106B，其涉及确定关于经由光源调制层21A在显示调制层21B接收到的光的有效亮度模式24l、24k的信息。框106A和106B的确定可涉及光场模拟，并且可至少部分地根据在框104A、104B确定的光源调制层控制值25Ap25AK。通过非限制性的示例，PCT公布第W003/077013号、第W02006/010M4号和第W02008/092276 号中描述了用于确定在显示调制层21B接收到的期望亮度的方法，其通过引用合并于此。在两个光源集合以时间复用方式分别为左眼图像和右眼图像提供光的实施例中 (例如，诸如图2的实施例)，可在如下假设下进行框106A、106B的确定假设在任一时刻， 光源调制层21A的全部光源19的一半(即，或者LED 1 或者19κ)可对在显示调制层21Β 接收到的光的有效亮度模式做出贡献。因此，在框106Α确定与控制值相关联的有效亮度模式Ml，以及在框106B确定与控制值25AK相关联的有效亮度模式Μκ。可由控制器22 执行根据功能27B的指令来执行框106A和106B(图2)。在某些实施例中，可在框106A、106B，根据控制值25A，针对每个光谱带(例如，R1、 R2、G1、G2、B1、B2)确定有效亮度模式。因此，如果左眼光谱带和右眼光谱带不是均勻地匹配(例如，其不是将左眼和右眼刺激到相同程度)，则可通过在框108A和108B考虑每个光谱带的有效亮度模式并且调整和/或缩放图像数据来对此进行补偿(如以下所描述的)。在诸如显示系统20的双调制显示系统中(图2)，在显示调制层21B接收到的光由于光源调制层21A而空间地变化。同样地，可在框108A、108B确定显示调制层21B的原始调制数据四^礼，以适应该空间变化的光模式。框108Α、108Β的处理可涉及模拟或建模在显示调制层21Β中的每个像素或像素组接收到的光(给定在框106Α和106Β确定的有效亮度模式中的每个)，以及缩放(或以其它方式调整)与每个像素或像素组对应的左眼图像数据或右眼图像数据23ΑΚ，以导致期望要接收的光的量。例如，在PCT公开第 W003/077013号、第W02006/010244号和第W02008/092276号中，描述了用于确定原始调制数据以适应由光源调制层21Α引入的光的空间变化的各种技术。可针对左眼图像数据
和右眼图像数据23ΑΚ中的每个来进行确定，从而导致与左眼图像数据相关联的原始调制数据和与右眼图像数据23AK相关联的原始调制数据^κ。可由控制器22执行根据功能27C的指令来执行框108Α、108Β (图2)。在一些实施例中，可在框110Α、110Β调整在框108Α、108Β确定的原始调制数据 ，以解决光源调制层21Α和显示调制层21Β中的任一个或两者中出现的诸如非线性、
或其它伪像的问题。例如，可调整原始调制数据^^J9K，以匹配显示调制层21B的伽玛校正曲线31或其它特定属性。可由控制器22执行根据功能27D的指令来执行框110A、1 IOB (图 2)。框110A、1 IOB的处理(或如果未执行框110A、1 IOB的处理，则框108A、108B的处
理)的结果是显示调制器控制值25B的集合，其可用来关于图像数据23A的帧驱动显示调制层21B的像素。控制值25B包括与左眼图像数据相关联的控制值25 、和与右眼图像数据23AK相关联的控制值25 。然后，在显示器21上显示图像数据23A的帧(图2、可涉及将光源调制器控制值 25A(包括光源调制器控制值25Ap25AK)输出到光源调制层21A，以及将光源调制器控制值 25B(包括光源调制器控制值25&、25BK)输出到光源调制层21B。在一些实施例中，用于光源调制层2IB的驱动器可接受控制值25&、25 两者以及用于在控制值25&、25BK之间进行切换的输入。可依次应用控制值25Al、25Ak* 25&、25Bk，以便在显示器21上依次显示左眼图像和右眼图像。例如，可在显示器21上以帧周期的一半显示左眼图像和右眼图像中的每个。在特定的实施例中，为了补偿每只眼的图像检测的延迟效应以及大脑理解图像的方式，可交替地在给定的帧周期内重复地显示相同的左眼图像和右眼图像。相同的左眼图像和右眼图像的重复呈现导致观看者的大脑对左眼图像和右眼图像的更清楚的理解。例如，图8示出了 1/30秒的帧周期T ( S卩，视频帧速率为30帧/秒)。帧周期T被划分成四个连续的区间TA、TB、TC和TD，每个区间持续1/120秒。可在区间Ta和Tc上显示相同的左眼图像(每个区间持续1/120秒，使得显示左眼图像的总时间为1/60秒)。可在区间Tb和Td上显示相同的右眼图像(每个区间持续1/120秒，使得显示右眼图像的总时间为1/60秒)。图示的方法100涉及与左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个相关联的分离的处理(例如，从而确定例如有效亮度模式Ml、24k和原始调制数据^^四》。同样地，与处理和显示非3D (即2D)图像数据23B的方法所需要的处理相比，方法100涉及更多的处理。为了以视频帧速率(例如，在某些实施例中，视频帧速率可为M帧/秒、30帧/秒或48帧/秒，或者在48帧/秒与60帧/秒之间)倍数的速率来显示左眼图像数据和右眼图像数据的序列，方法100的实现可要求以下各项中的一个或更多个 快速的硬件 用于并行地处理左眼图像数据和右眼图像数据23AK的硬件部件；和/或·图像数据或图像处理结果的缓冲(例如，可在有效亮度模式或原始调制数据^l、29k被确定时，缓冲有效亮度模式ML、24k或原始调制数据。如下所述，根据其它实施例的处理3D图像数据的方法可减少处理时间和/或促进更快的图像处理。例如，为了减少处理，一个有效亮度模式M可针对图像区域被确定并且用于左眼图像数据和右眼图像数据23AK两者的处理(而不是对于方法100计算上述分离的亮度模式Ml、24k)。这样的有效亮度模式M可根据该图像区域的光源调制层控制值25~、 25Ae的最大值来确定。在其它实施例中，可以以其它某个方式来确定有效亮度模式M (例如，通过对图像区域的光源调制层控制值25~、25AK进行平均，并且使用平均值来确定有效亮度模式)。一个有效亮度模式M的应用可适合于亮度水平变化低的图像区域、或亮度水平的变化在预定阈值量以下的图像区域。这样的图像区域例如可包括显示表面或背景(例如天空、水、墙等等)的图像区域。以下参考图4A、图4B和图5描述确定单个亮度模式M 是否适合于某些图像区域中的图像处理的方法。图4A和图4B分别图示了对象的左眼图像2 和右眼图像^κ。图像2\、2 被示出为叠加在用于显示所图示的对象的光源调制层21Α的一部分上。左眼图像观八图4幻被显示为移动到右眼图像2 的右边(图4B)。当这样的图像被观看者的大脑组合和理解时， 对象被感知为位于显示器前方的一定距离处。在某些图像区域中，可在用于图像数据帧的左眼图像和右眼图像两者的显示调制层21B处接收来自光源调制层21A的光贡献的类似模式。所以，对于这样的图像区域，可以不需要为左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个计算分离的有效亮度模式M。例如，图4A和图4B示出了被分割成图像区域14的图像，其包括感兴趣的样本图像区域14A，对于感兴趣的样本图像区域14A，有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据 23AK两者来说可以是类似的。为了评估有效亮度模式M对于感兴趣的图像区域14A中的左眼图像数据234和右眼图像数据23AK两者来说是否相似的目的，可定义包括感兴趣的图像区域14A的区域12A。在图示的实施例中，区域12A包括区域14A及其九个邻近的图像区域 14B。在图示的实施例中，每个图像区域14与光源调制层21A上的光源的对17相关联。 每个光源对17可包括用于显示左眼图像的光源1 和用于显示右眼图像的光源19κ(参见图2)。用于区域12Α中的每个光源对17中的光源19的控制值25Α可被比较，并且可用来确定感兴趣的图像区域14Α的有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23AK 来说是否相似。例如，如果满足下面条件中的一个或更多个(“相似有效亮度模式条件”)， 则可确定图像区域14A的有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23~来说是相似的 与区域12A的左眼图像数据相关联的控制值中的全部或至少一些(图 4A)相同于(或者没有偏离大于某个量)与区域12A的右眼图像数据23~相关联的对应控制值25Ak (图4B)； 与区域12A的左眼图像数据23Al相关联的控制值25AJ图4A)和与区域12A的右眼图像数据23AK相关联的对应控制值25AK(图4B)之间的任何差的总和在阈值以下； 与区域12A的左眼图像数据23Al相关联的控制值25AJ图4A)和与区域12A的右眼图像数据23AK相关联的对应控制值25AK(图4B)之间的最大差在阈值以下； 与区域12A的左眼图像数据相关联的控制值的平均(图4A)和与区域12A的右眼图像数据23AK相关联的对应控制值25AK的平均(图4B)之间的差在阈值以下；和/或 等等。在其它实施例中，将左眼图像数据和右眼图像数据23AK(取代控制值25~、 25Ae)进行比较以评估有效亮度模式的相似度。因此，可以通过取代控制值25~、25AK而使用左眼图像数据和右眼图像数据23~来进行以上比较中的任一个。如果图像区域14A的有效亮度模式M被确定为对于左眼图像数据和右眼图像数据23AK来说是相似的(例如，通过满足以上相似有效亮度模式条件中的一个或更多个)，则可针对图像区域14A计算有效亮度模式M。这可涉及建立区域12A中的每个图像区域14的光源调制层控制值25A，以及使用这样的控制值25A来确定对图像区域14A的有效亮度贡献。例如可通过以下操作来建立控制值25A 选择区域12A中的每个图像区域14(或光源)的控制值25Al、25Ak的最大值；选择区域12A中的每个图像区域14(或光源)的控制值25~、25ΑΚ之一；或者对区域12A中的每个图像区域14 (或光源)的控制值25~、25~进行平均，以及在某些实施例中，对平均值进行缩放。如果图像区域14A的有效亮度模式M未被确定为对于左眼图像数据和右眼图像数据23~来说是相似的，则可针对这样的图像区域的左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个，分别计算有效亮度模式24 (类似于图3所示的方法100的框106A和 106B的确定)。例如，图4A和图4B示出了感兴趣的图像区域14C，对于感兴趣的图像区域 14C，有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23~两者来说可能不相似。为了评估有效亮度模式M对于感兴趣的图像区域14C中的左眼图像数据和右眼图像数据23AK两者来说是否相似的目的，可以定义包括感兴趣的图像区域14C的区域12B。在图示的实施例中，区域12B包括图像区域14C及其九个邻近的图像区域14D。在左眼图像 (图4A)中，对象显示在四个图像区域14D和图像区域14C处。在右眼图像^k(图4B) 中，对象显示在三个图像区域14D和图像区域14C处。所图示的对象具有与其周围环境不同的亮度水平(例如，诸如在明亮对象对黑暗背景、或黑暗对象对明亮背景的情况下)。由于左眼图像和右眼图像2 中的对象位置的不同，所以图像区域14C的有效亮度模式会在左眼图像数据和右眼图像数据23AK之间显著地变化。同样，可分别针对左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个，分别确定图像区域14C的有效亮度模式Ml、24k。图5图示根据3D图像数据确定图像区域的有效亮度模式的方法200。方法200合并了以上参考图4A和图4B描述的一些步骤。方法200可由用于双调制显示器21上的显示的显示系统20来实现(图2)。方法200可由其它合适的图像处理硬件和/或软件来实现。可取代图3的块104A、104B和块106A、106B的确定而使用图示的方法200，以确定图像数据23A的有效亮度模式。可重复方法200以确定图像数据23A的多个帧的有效亮度模式。方法200以接收图像数据帧的左眼图像数据和右眼图像23~而开始，以及分别在框204A和204B确定与左眼图像数据和右眼图像数据23AK相关联的光源调制器控制值25~、25ΑΚ。图像可被划分成图像区域，每个区域对应于光源调制层21A上的光源中的一个或更多个(参见图4A、4B)。还可定义包括图像区域群集的图像区，其包括感兴趣的图像区域。在每个定义的区域中，可将与每个光源相关联的对应的控制值25~、25AK进行比较。可在块205根据对应的控制值25~、25ΑΚ的比较，来执行感兴趣的图像区域的有效亮度模式M对于左眼图像数据和右眼图像数据23~来说是否相似的评估。这样的评估可涉及以上参考图4A和图4B描述的上述相似有效亮度模式条件中的一个或更多个。如果在框205确定了感兴趣的图像区域中的左眼图像数据和右眼图像数据 23Ae的相似有效亮度模式，则方法200前进到框212。在框212，建立所定义的区域内的光源的控制值25A(例如通过选择每个光源的控制值25Ap25AK中的最大值，选择每个光源的控制值25~、25AK之一；或者对每个光源的控制值25~、25AK进行平均，以及在一些实施例中，对平均值进行缩放)。在框212建立的控制值25A可在框207被应用于确定可应用于感兴趣的图像区域的左眼图像数据和右眼图像数据23AK两者的有效亮度模式24(例如， 以上参考图4A、4B的图像区域14A所描述的)。如果在框205没有确定相似的有效亮度模式，则方法200前进到框206。在框206， 针对感兴趣的图像区域内的左眼图像数据和右眼图像数据23AK中的每个确定有效亮度模式24l、24k(例如，针对图4A、4B的图像区域14C所描述的)。在一些实施例中，可根据接收到的图像数据和/或观看者偏好，以3D显示模式或非3D(即2D)显示模式来操作显示系统20。当以3D显示模式操作时，显示系统20可实现本文中描述的方法之一，以根据3D图像数据23A来显示3D图像。当以2D显示模式操作时，显示系统20可实现其它方法(例如，如下所述的)，以根据2D图像数据2 来显示2D 图像。对于特定的实施例，显示2D图像的方法可导致光源数目是可用于以3D显示模式显示左眼图像或右眼图像的光源数目的两倍一即，因为2D图像显示不需要通过根据不同的左眼图像和右眼图像对来自LED 1 和19κ的光进行时间复用而对光进行光谱分离，所以当显示系统20以2D显示模式操作时，所有的LED 19l和19κ潜在地都可用来提供图像的光。图6图示根据一个实施例的处理2D图像数据的方法300。方法300在一些方面类似于方法100。除了在方法300中用“3”取代“1”作为附图标记的前缀以外，与方法100的方面相同或相似的方法300的方面归属类似的附图标记。方法300可由用于双调制显示器 21上的显示的显示系统20来实现(图2)。方法300可由其它合适的图像处理硬件和/或软件来实现。图示的方法300表示用于处理和显示2D图像数据23Β的单个帧的方法。为了处理和/或显示图像数据23Β的多个帧，可重复方法300。方法300以接收2D图像数据23Β的帧而开始，并且在框304确定用于驱动光源调制层21Α的光源的光源调制器控制值25Α(图2)。在光源调制层21Α包括以对17布置的光源19的实施例中(例如，由图2实施例可看出的LED 19l, 19e的对17)，每对光源可被当作用于确定有效亮度模式的目的的单个光源。同样地，在框303，可将每对光源的光源调制器控制值25A相加或缩放，以提供光源调制层21A的组合控制值25C。根据这些控制值25C， 可在框306确定有效亮度模式M。方法300前进到框308，在框308，至少部分地根据图像数据2 和在框306确定的有效亮度模式，来确定显示调制层21B的原始调制数据四。在框310，可考虑到光源调制层21A和显示调制层21B中的任一个或两者中发生的非线性或其它伪像，来调整原始调制数据29 (例如，通过匹配显示调制层21B的伽玛校正曲线31)。框 310处理(或者框308处理，如果未执行框310处理的话)的结果是显示调制器控制值25B 的集合，其可用来关于图像数据23B的帧驱动显示调制层21B的像素。在特定的实施例中，与3D模式的操作相比，2D模式的操作可用来增加显示或显示区域的亮度。例如，显示系统20可按照帧基础选择性地以2D模式或3D模式对帧进行操作。 可操作显示系统20以按照2D模式或3D模式选择性地显示特定的帧或多个帧的特定图像区。根据一些实施例，以3D显示的对象的亮度可根据对象离图像的照明源的深度和距离而变化。例如，图7A示出由靠近观看者和对象30 —侧放置的照明源32照明的对象30 的图像。与观看者的右眼34κ看到的相比，观看者的左眼3<看到对象30的不同图像。由图 7Α可看出，对象30的最亮点33出现在对象30离照明源32最近的侧，并且位于离右眼34κ 比离左眼34更近的位置。从左眼34的视点来看，对象30的相对更多的表面区域出现在阴影中(参见图7Β)。从右眼34κ的视点来看，对象30的相对更多的表面区域呈现为被明亮地照亮(参见图7C)。如图7Β中的带2、4、6和8以及图7C中的带2、4、6、8和10所示， 在对象30的最亮部分与最暗部分之间，以增加的亮度水平或带来显示对象，其中更高的带号码指示对象的相对更亮的部分。根据特定实施例，光源调制层21Α的光源1 可被驱动以提供用于向左眼34显示左眼图像的空间调制的光。光源调制层21A的光源19κ可被驱动以提供用于向右眼3、显示右眼图像的空间调制的光。可采用光源19L和19R的空间调制，来显示具有不同亮度水平的区域的左眼图像和右眼图像，例如图7Β和图7C中图示的那些图像。这提供更逼真的立体效果。根据一些实施例，可以由以与图2所示的方式不同的方式配置或布置的光源，来提供用于显示左眼图像和右眼图像的空间分离的光。例如，图9示出了根据另一特定示例实施例的双调制显示系统20’。显示系统20’可被配置为执行本发明的方法。可以以用于根据3D图像数据23A显示3D图像的3D显示模式来操作显示系统20，。也可以以根据2D 图像数据2 显示非3D图像的2D显示模式来操作显示系统20’。显示系统20’在一些方面类似于图2的显示系统20。与图2的显示系统20相同或相似的显示系统20’的方面归属相似的附图标记。在图9图示的实施例中，显示系统20’包括显示器21’，该显示器21’具有光源调制层21A’和显示调制层21B。光源调制层21A’包括相间隔的光源19 (包括光源1\、19κ) 的矩阵。在光源19的每行和每列中，所分配的用于提供左眼图像的光的“左眼’’光源1 与所分配的用于提供右眼图像的光的“右眼”光源19κ相交替。光源19可包括固态照明装置，例如LED。尽管以上描述了大量的示例性方面和实施例，但是本领域中的普通技术人员将认识到某些修改、置换、增加及其子组合。所以，意图在于，下面所附的权利要求及此后引入的权利要求被解释为包括在本发明的真实精神和范围以内的、所有这样的修改、置换、增加和组合。
权利要求
1.一种用于显示包括左眼图像数据和右眼图像数据的三维图像数据的显示系统，所述显示系统包括光源调制层，其包括第一组多个光源和第二组多个光源，所述第一组多个光源能够操作以提供用于显示所述左眼图像数据的空间调制的光，所述第二组多个光源能够操作以提供用于显示所述右眼图像数据的空间调制的光；显示调制层，其包括多个像素，所述多个像素能够操作以对从所述光源调制层接收到的光进行空间调制；以及控制器，其被配置为确定第一组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据所述左眼图像数据来驱动所述第一组多个光源；确定第二组多个光源调制器控制值，其用于至少部分地根据所述右眼图像数据来驱动所述第二组多个光源；确定第一组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据所述左眼图像数据来驱动所述显示调制层像素；以及确定第二组多个显示调制层控制值，其用于至少部分地根据所述右眼图像数据来驱动所述显示调制层像素。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源被配置为提供具有第一光谱成分的光，以及所述第二组多个光源被配置为提供具有第二光谱成分的光，其中所述第二光谱成分与所述第一光谱成分互补。
3.根据权利要求2所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源和所述第二组多个光源能够操作以按照时间复用的方式依次提供用于显示所述左眼图像数据的空间调制的光、 和用于显示所述右眼图像数据的空间调制的光。
4.根据权利要求3所述的显示系统，其中，所述控制器被配置为至少部分地根据所述第一组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第一组多个光源接收到的光的第一有效亮度模式；以及至少部分地根据所述第二组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第二组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式。
5.根据权利要求4所述的显示系统，其中，所述控制器被配置为至少部分地根据所述第一有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及至少部分地根据所述第二有效亮度模式和所述右眼图像数据，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
6.根据权利要求1所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源和所述第二组多个光源在所述光源调制层上被布置为光源对的阵列，每个对包括所述第一组多个光源之一和所述第二组多个光源之一。
7.根据权利要求6所述的显示系统，其中，所述第一组多个光源和所述第二组多个光源包括LED。
8.根据权利要求7所述的显示系统，其中，所述LED包括三色LED。
9.一种在显示系统上显示三维图像数据的方法，所述显示系统具有光源调制层和显示调制层，所述方法包括接收包括左眼图像数据和右眼图像数据的图像数据的帧；至少部分地根据所述左眼图像数据，来确定用于驱动所述光源调制层的第一组多个光源的第一组多个光源调制器控制值，以提供具有第一光谱成分的空间调制的光；至少部分地根据所述右眼图像数据，来确定用于驱动所述光源调制层的第二组多个光源的第二组多个光源调制器控制值，以提供具有第二光谱成分的空间调制的光，其中所述第二光谱成分与所述第一光谱成分互补；至少部分地根据所述左眼图像数据，来确定用于驱动所述显示调制层的多个像素的第一组多个显示调制层控制值；至少部分地根据所述右眼图像数据，来确定用于驱动所述显示调制层的所述多个像素的第二组多个显示调制层控制值；将所述第一组多个光源调制器控制值应用到所述光源调制层，以及将所述第一组多个显示调制层控制值应用到所述显示调制层；以及将所述第二组多个光源调制器控制值应用到所述光源调制层，以及将所述第二组多个显示调制层控制值应用到所述显示调制层。
10.根据权利要求9所述的方法，包括至少部分地根据所述第一组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第一组多个光源接收到的光的第一有效亮度模式；以及至少部分地根据所述第二组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第二组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式。
11.根据权利要求10所述的方法，包括根据所述第一有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及根据所述第二有效亮度模式和所述右眼图像数据，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
12.根据权利要求9所述的方法，包括比较图像区域上的所述第一组多个光源调制器控制值和所述第二组多个光源调制器控制值，以确定比较值；以及如果所述比较值在阈值以上或等于所述阈值，则针对所述第一组多个光源调制器控制值和所述第二组多个光源调制器控制值中的相应的每个，选择光源调制器控制值；至少部分地根据所选择的光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层接收到的光的第一有效亮度模式；根据所述第一有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及根据所述第一有效亮度模式和所述右眼图像，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，选择所述光源调制器控制值包括选择所述第一组多个光源调制器控制值和所述第二组多个光源调制器控制值中的相应的那些中的最大值。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，如果所述比较值小于所述阈值，则所述方法包括至少部分地根据所述第一组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第一组多个光源接收到的光的第二有效亮度模式；至少部分地根据所述第二组多个光源调制器控制值，来确定在所述显示调制层上从所述光源调制层的所述第二组多个光源接收到的光的第三有效亮度模式；根据所述第二有效亮度模式和所述左眼图像数据，来确定所述第一组多个显示调制层控制值；以及根据所述第三有效亮度模式和所述右眼图像数据，来确定所述第二组多个显示调制层控制值。
全文摘要
提供了用于在具有光源调制层和显示调制层的双调制显示器上显示立体图像数据的系统和方法。光源调制层具有光源，该光源用于提供空间调制的、光谱分离的光，该光用于显示时间复用的左眼图像和右眼图像。显示调制层具有对从光源调制层接收到的光的量进行空间调制的像素。
文档编号G09G3/34GK102598675SQ201080048512
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年10月28日
发明者乔治·贾雷塔, 布拉德·巴斯勒 申请人:杜比实验室特许公司
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