CN101878654B - 立体可视化 - Google Patents

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Abstract

LCD显示系统包含LC面板(1)、用于照射LC面板(1)或者其一部分的背光单元(2)以及控制器(3)。控制器：(i)控制LC面板(1)以显示形成立体对的第一图像(LI)和第二图像(RI)，(ii)控制背光单元(2)，以在LC面板(1)或者其一部分的像素(10)具有根据第一图像(LI)的稳定光学状态之后的第一时间阶段(BLON1；T1)期间，和在LC面板(1)或者其一部分的像素(10)具有根据第二图像(RI)的稳定光学状态之后的第二时间阶段(BLON2；T2)期间，仅照射LC面板(1)或者其一部分，以及(iii)产生控制信号(CSS)，用于控制一副3D快门眼镜(4)的第一快门眼镜(40)处于透射状态，用以使得仅在第一时间阶段(BLON1；T1)期间能够观看到LC面板(1)或者其一部分的像素(10)，以及用于控制该副3D快门眼镜(4)的第二快门眼镜(41)处于透射状态，用以使得仅在第二时间阶段(BLON2；T2)期间能够观看到LC面板(1)或者其一部分的像素(10)。

Description

立体可视化
技术领域
本发明涉及LCD显示系统、显示立体图像的方法、以及包含用于执行该方法的步骤的代码的计算机程序产品。
背景技术
使用一副液晶快门3D眼镜(进一步称为LCS 3D眼镜)观看显示在阴极射线管(进一步称为CRT)上的立体图像是公知的。
澳大利亚西澳珀斯6845，GPO Box U1987科廷科技大学海洋科学技术中心的Andrew J.Woods，Ka Lun Yuen在2006年8月22至25日IMID/IDMC’06Digest第98至102页上的出版物“Compatibility ofLCD Monitors with Frame-Sequential Stereoscopic 3D Visualisation”讨论了用于观看LCD(液晶显示器)监视器上的3D信息的LCS 3D眼镜。此出版物结合图4公开，如果LCD监视器的LCD面板的寻址可以加速，则重像可以被最小化。据说如果整个面板更新将在一个帧的时间阶段的50％之内完成，而不是在一个帧的整个阶段内完成，则在一时间阶段内可在屏幕上独占地看到单一图像。
然而，这种方法具有的缺点为LCS 3D眼镜必须仅短时间阶段地接通(switch on)且因而必须是快速的。
美国专利申请US2007/0035494公开一种用于采用透射有源矩阵液晶显示器阵列的立体显示器的方法和设备，其中在左透视图像显示阶段和右透视图像显示阶段二者期间被加载期望的模拟电压电势信号用于显示之前，液晶显示器阵列的像素被清空，即置于“暗”态。按照这种方式，左和右透视图像之间的跨帧图像干涉得以避免且左和右透视图像显示阶段可以扩展。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过用3D眼镜观看显示在LCD显示器上的立体图像的3D可视化，该3D眼镜无需是快速的。
本发明的第一方面提供如权利要求1所述的LCD显示系统。本发明的第二方面提供如权利要求12所述的在LCD系统上显示立体图像的方法。第三方面提供如权利要求13所述的计算机程序产品。有利实施例在从属权利要求中定义。
依照本发明第一方面的LCD显示系统包含LC面板、用于照射LC面板或者其一部分的背光单元以及控制器(3)。
背光单元可持续地或者脉冲地照射整个LC面板。可替换地，背光单元可产生扫描背光，该扫描背光按序照射LCD显示器的多个部分。这些部分可以是LCD显示器的相邻像素行的群组。
控制器控制LC面板以显示形成立体对的第一图像和第二图像。第一图像可以是意图用于观察者的左眼的左图像，以及第二图像可以是意图用于观察者的右眼的右图像。
控制器控制背光单元，以在LC面板或者其一部分的像素具有根据第一图像的稳定光学状态之后，在第一时间阶段期间仅照射LC面板或者其一部分。因而，首先LC面板或者其一部分的像素被寻址并因此在它们的响应时间之后达到它们的光学状态。随后，背光被接通以照射已经达到它们的稳定光学状态的这些像素。接着，在背光被断开(switchoff)之后，在LC面板或者其一部分的像素被寻址并已经达到根据第二图像的稳定光学状态之后，在第二时间阶段期间背光再次被接通。应当指出，稳定光学状态不是指光学状态根本不再朝最终状态有任何改变。例如，如果达到最终状态的90％，光学状态可以被认为是稳定的。例如，如果像素被过度驱动，则当光学状态在90％和110％之间变化时，该光学状态可以被认为是稳定的。如果在光学状态从90％变化到110％的时间阶段期间背光被接通，平均光学状态为或者接近100％。
此外，控制器产生控制信号，以控制一副3D快门眼镜的第一快门眼镜处于透射状态，使得仅在第一时间阶段期间能够观看到LC面板或者其一部分的像素。如果第一图像为左图像，则这副3D快门眼镜的第一快门眼镜为左快门眼镜。因而，至少在背光被接通时第一时间阶段的一部分期间，这副3D快门眼镜的第一快门眼镜应被控制处于透射状态(透射光到观察者的眼睛，这个状态也称为导通状态)。由于背光的切换，这副3D快门眼镜的第一快门眼镜可以在背光被断开时处于导通状态(on-state)，而没有引起来自第二图像的串扰的风险。因此，3D快门眼镜无需与第一阶段同步地切换并因而可以缓慢地改变它们的光学状态。
现在3D快门眼镜无需同步地切换，有可能增大快门眼镜处于透射状态的时间阶段的持续时间(duration)。这可增大所显示图像的视亮度。
在一实施例中，这副3D快门眼镜的第一快门眼镜在长于第一时间阶段的时间阶段期间处于导通状态，而整个第一时间阶段被包含在内。按照相同的方式，这幅3D快门眼镜的第二快门眼镜(右快门眼镜，如果这副3D快门眼镜的第一快门眼镜为左眼镜)处于透射状态，用以使得仅在第二图像稳定之后的第二时间阶段期间能够观看到LC面板或者其一部分的像素。
应当指出，US 7,215,356公开一种3D立体显示设备，其中两套快门布置在显示器内。快门彼此互补地交错。两套快门的打开和关闭与所显示的左和右图片同步地受控制，使得左眼和右眼看到由显示器的不同子像素形成的独立图像以为裸眼提供3D显示效果，因而不需要快门眼镜。该现有技术公开了，仅在整个奇数场的像素已经被寻址且LCD像素的状态稳定之后，接通背光。在后续的偶数像素场被寻址之前，背光被断开。该现有技术与本发明是不相关的，因为技术人员没有动机在根本没有公开这种快门眼镜的现有技术中寻找使用快门眼镜的3D系统中的问题的解决方案。
GB2420183公开了使用LCD的液晶快门眼镜的示例。被切换的背光用于最小化来自LCD屏幕以外的对象的眩光。
在一实施例中，LCD显示系统进一步包含这副3D快门眼镜。由控制器产生以控制快门眼镜的光学状态的控制信号可以通过有线或无线方式供应到这副3D快门眼镜。控制信号可包含左和右信号以直接指示左眼镜和右眼镜何时应处于光学导通或截止状态。可替换地，控制信号可以被编码。
在一实施例中，控制器控制LC面板以在整个LC面板上按序显示第一图像和第二图像。因而，首先整个LC面板用第一图像的图像数据通常是逐行地寻址，使得在所有行的寻址之后以及在已经经过最后一个被寻址的像素行的响应时间之后，第一图像完成。寻址一个行所需的时间阶段以及其像素的关联响应时间称为行寻址阶段，在该行寻址阶段结束时，此像素行已经根据第一图像数据达到它们的稳定光学状态。从第一像素行的寻址开始直到已经经过最后一像素行的响应时间的时间阶段称为第一图像寻址阶段。在第一图像寻址阶段之后，LC面板的全部像素已经达到它们的稳定状态。现在，背光单元被激励以在第一时间阶段期间照射整个LC面板，从而在随第一图像寻址阶段之后的第一垂直消隐间隔期间仅照射LC面板。按照相同的方式，在第二图像寻址阶段之后，第二图像用像素的稳定光学状态来显示。背光单元被激励以在第二时间阶段期间仅照射全部的像素，从而在随第二图像寻址阶段之后的第二垂直消隐间隔期间仅照射LC面板。
控制器产生控制信号以控制一副3D快门眼镜的第一快门眼镜在第一透射时间阶段期间处于导通状态，该第一透射时间阶段长于且至少部分交叠第一时间阶段，以及控制这幅3D快门眼镜的第二快门眼镜在第二透射时间阶段期间处于导通状态，该第二透射时间阶段长于且至少部分交叠第二时间阶段。
因而，在根据本发明的此实施例中，首先LC面板被寻址以显示左图像。一旦整个LC面板的像素的光学状态基本上对应于左图像(在已经经过响应时间之后)，背光被接通以照射整个LC面板，LC面板现在示出整个左图像。在一实施例中，左快门眼镜应在背光被接通之前被接通，使得当背光被接通时左快门眼镜的光学状态是导通的。在一实施例中，左快门眼镜应仅在背光被断开之后被断开。右快门眼镜应处于截止状态(off-state)(阻挡光)。在背光被断开之后，LC面板被寻址以显示右图像。一旦整个LC面板的像素的光学状态基本上对应于右图像，背光被接通以照射整个LC面板，LC面板现在示出整个右图像。在一实施例中，右快门眼镜应在背光被接通之前被接通，使得当背光被接通时，右快门眼镜的光学状态是导通的。在一实施例中，右快门眼镜应仅在背光被断开之后被断开。左快门眼镜应处于截止状态。
在一实施例中，控制器产生透射阶段，使得它们具有最长的持续时间而不引起从左图像到右眼以及反过来的显著串扰。由于快门眼镜仅在相对短的时间阶段期间期间是不透射的，平均透射率接近100％。因此，快门眼镜的佩带者能够以高视亮度且无闪烁地看到周围。此外，佩戴快门眼镜的其他观看者不会看上去似乎佩戴了太阳镜，且佩戴快门眼镜的不同观看者之间的正常目光接触是可能的。
应当指出，在当前系统中，左和右快门以百分之50的占空比交替地打开和关闭。基于LCD技术的快门系统平均起来阻挡至少75％的光。因此，观看者看上去佩戴着暗色太阳镜，妨碍他们正常地看到周围或者与其他观看者进行目光接触。特别地，固有的是，观看者的左眼只能够看到佩戴与同一显示器同步的快门眼镜的其他观看者的左眼，且反之亦然。
在一实施例中，控制器产生具有50％占空比的第一透射阶段和第二透射阶段。这具有的优点为，左和右快门眼镜可以以如从现有技术已知的方式被切换以交替地遮挡左眼和右眼。眼镜状态的改变是在背光照射阶段之间发生，该背光照射阶段通常但不一定是垂直消隐间隔。因而，眼镜可以在背光的导通时间期间缓慢地改变它们的光学状态而没有任何负面影响。
在一实施例中，作为LC面板的至少一个像素行的组，控制器寻址LC面板的一部分。例如，LC面板可包含q个行的p个组以及背光的p个相应区段(section)。整数q等于1或者更大；整数p为，如果每组具有相同的行数目，显示器的总行数除以每组的行数q。背光的每个区段仅照射相应的q个行的组。行的组在第一组寻址时间阶段期间根据第一图像的关联部分被寻址。在该组寻址时间阶段期间，实际寻址发生且组的像素被允许达到它们的稳定状态。背光在第一时间阶段期间被激励，该第一时间阶段现在是随第一组寻址时间阶段之后。
现在，显示器被寻址，使得图像数据被按序写到行的组。在数据已经写到其的实际组的像素具有它们的稳定光学状态之后，背光被控制以仅照射这个组的一个或多个行。或者换种说法，仅与该行的组关联的背光区段是导通的，所有其它区段是截止的。在此行的组的照射阶段期间，下一个行的组可以被寻址，而背光的关联的区段是截止的，且因此不产生串扰。
背光区段可包含灯、LED或者其它合适的光源。
在一实施例中，作为LC面板的一个像素行或者至少两个相邻像素行的组，控制器寻址LC面板的一部分。LC面板的一个像素行或者至少两个相邻像素行的组首先在第一组寻址时间阶段期间根据第一图像数据被按序寻址，以及随后在第二组寻址时间阶段期间根据第二图像数据被按序寻址。因而，LC面板的行可以逐一被写入，并且对于每个行，背光被脉冲导通。或者对于至少两个相邻行的组，LC面板的行被逐一写入，并且对于一个组的全部线(line)，背光被脉冲导通。在现在开始假设至少两个相邻行的组是由背光的同一节段照射。
在LC面板相应的行的组的第一组寻址时间阶段和第二组寻址时间阶段之间按序出现的多个第一时间阶段期间，背光被激励。在一简单实施例中，相应的行的组为相同的行的组。
例如，一旦行的组的像素已经达到它们的稳定光学状态，与实际被寻址的行的组相对应的左图像线由该行的组来显示之后，与该行的组关联的背光区段被接通。在此背光区段被断开之后，一旦行的组的像素已经达到它们的稳定光学状态，与该相同的行的组相对应的右图像线由该相同的行的组来显示，且相同的背光区段再次被接通。按照此方式，行的组可以用关联的右图片线来寻址，而另一行的组实际上正显示左图像的一部分，即，关联的背光区段导通的那部分。如上文所说，在任何时间仅一个背光区段是激活的。因此，在左和右图片之间不发生串扰。
在一实施例中，控制器供应控制信号以控制该副3D快门眼镜的第一快门眼镜在第一透射时间阶段期间处于透射状态，该第一透射时间阶段在第一时间阶段的第一个之前开始且在第一时间阶段的最后一个之后结束。该第一透射时间阶段是随第一寻址时间阶段之后，该第一寻址时间阶段包含根据第一图像寻址LC面板的全部的行所需的全部的第一组寻址时间阶段。因而，眼镜的接通或断开可以是缓慢的，因为这些转变是在没有背光区段导通的时间阶段期间发生的。
本发明的这些和其它方面从下文所述实施例变得清楚，并将结合下文所述实施例予以阐明。
附图说明
在附图中：
图1A至1C分别示意性示出对于CRT、无脉冲背光的LCD和具有脉冲背光的LCD的快门计时，
图2A至2C示意性示出对于扫描背光的快门计时和背光脉冲计时，
图3示意性示出用于控制快门和背光计时的电路的框图以及显示面板和背光单元的侧视图，
图4示意性示出显示面板和背光单元的正视图，以及
图5示意性示出具有脉冲背光的LCD的快门计时的实施例。
应当指出，在不同图中具有相同参考符号的项具有相同的结构特征和相同的功能，或者是相同的信号。在已经解释了这一项的功能和/或结构的情况下，在详细描述中则不需要对其重复解释。
具体实施方式
图1A至1C分别示意性示出对于CRT、无脉冲背光的LCD和具有脉冲背光的LCD的快门计时。
图1A示出已知的对于CRT的快门眼镜的计时。顶部的图在风格上示出左图像LI被写在CRT上的时间阶段和右图像RI被显示在CRT上的时间阶段。介于左图像LI和右图像RI之间的垂直消隐间隔用VBI指示。中间的图示出左快门SHL的光学状态。左快门SHL在左图像LI被显示时处于透射状态LSO(左快门打开或导通)以及在右图像RI被显示时处于阻挡状态LSC(左快门关闭或截止)。底部的图示出右快门SHR的光学状态。右快门SHR在左图像LI显示期间处于关闭状态RSC以及在右图像RI显示期间处于打开状态RSO。
因而，现有技术的帧序立体显示方法在CRT的显示屏幕上显示左和右透视图像LI、RI的交替序列。观察者佩戴一副3D眼镜，这幅3D眼镜交替地遮挡左眼和右眼，使得左眼仅看到显示在CRT的显示屏幕上的左透视图像LI以及右眼仅看到显示在CRT的显示屏幕上的右透视图像RI。该3D眼镜可以是液晶快门。
图1B示出对于具有持续背光的LCD(液晶显示器)的快门眼镜的计时。顶部的图在风格上示出左图像LI被写到LCD的时间阶段和右图像RI被写到LCD的时间阶段。图像被写到LCD的这些时间意味着LCD的行被寻址，以及像素在它们的响应时间期间有时间达到它们的稳定光学状态。介于左和右图像之间的垂直消隐间隔用VBI指示。在LCD中，如同在CRT中那样，图像的线被按序地写入，不过现在是写入LCD的像素行内而不是写在磷光体上。与CRT相反，LCD一像素行保持它们的光学状态，直到一个帧阶段之后在同一行的下一次寻址期间才改变。因而，仅在所有的行已经被寻址以显示左图像之后，所有的行仍不显示右图像且有可能仅看到左图像。因此，在随左图像LI写入之后的垂直消隐间隔VBI期间，左快门SHL可仅仅处于打开状态LSO。类似地，在随右图像RI写入之后的垂直消隐间隔VBI期间，右快门SHR可仅仅处于打开状态RSO。这种方法得到左和右快门SHL、SHR的相对短的打开阶段且因而需要相对快地响应的快门。
图1C示出对于依照本发明的具有脉冲背光的LCD的快门眼镜的计时。顶部的图示出左图像LI被写入的时间阶段TR1和右图像RI被写入的时间阶段TR2(寻址和响应时间)，接着的两幅图分别示出左快门眼镜SHL和右快门眼镜SHR的光学状态，以及底部的图示出背光控制BLC。
现在，在随左图像LI写入之后的垂直消隐间隔VBI1附近，左快门SHL处于打开状态LSO，以及在随右图像RI写入之后的垂直消隐间隔VBI2附近，右快门SHR处于打开状态RSO。在一实施例中，左快门SHL和右快门SHR均以50％占空比操作，使得当左快门SHL改变到打开状态时，右快门改变到关闭状态。对快门的这种控制与CRT相似，仅关于垂直消隐间隔VBI的计时不同。然而，50％占空比对于本发明不是必不可少的。如果快门SHL、SHR的导通转变和截止转变都是缓慢的，则唯一重要的是，快门导通时间LSO、RSO的持续时间分别显著地长于在垂直消隐间隔VBI1和VBI2期间背光的导通时间BLON1、BLON2，使得这些转变不干扰系统的操作。如果背光被接通时快门仍是打开的，或者背光仍导通时快门开始闭合，图像的视亮度将低于可能的值。当改变到打开状态时或者当改变到关闭状态时，快门材料可具有不同的速度。例如当改变到打开状态的速度相对快时，快门可以在背光被接通的同一时刻或者甚至之后被切换到打开状态。类似地，如果改变到关闭状态的速度相对快时，快门可以在背光被断开的同一时刻或者甚至之前被切换到关闭状态。
背光控制BLC控制背光当左图像LI和右图像RI被写入时在截止阶段BLOF期间是截止的，以及控制背光分别在垂直消隐间隔VBI1、VBI2期间处于导通状态BLON1、BLON2。在随左图像LI写入之后的垂直消隐间隔VBI1期间背光的脉冲引起观看者用他的左眼看到左图像LI，由右图像RI引起的串扰是最小的，因为右快门在垂直消隐间隔VBI1期间关闭。尽管右快门SHR在左图像的行被写入时是打开的，左图像LI的这些行是不可见的，因为背光不照射LCD。因而，由光学快门的截止状态下的光泄漏引起的串扰也减小，因为在此状态下背光是截止的。在随右图像RI写入之后的垂直消隐阶段VBI2期间背光的脉冲引起观看者用他的右眼看到右图像RI，由左图像LI引起的串扰是最小的。
脉冲背光使得能够使用具有缓慢响应时间的快门，因为快门SHL和SHR的光学状态的转变是在背光的导通时间BLON1、BLON2之前和之后发生的。
在一实施例中，背光导通阶段BLON1、BLON2可以长于垂直消隐阶段VBI，其代价为在显示器的顶部和/或底部行具有一些串扰但是其优点为视亮度变得更高。
图2A至2C示意性示出对于扫描背光的快门计时和背光脉冲计时。图2A示出用于写入左图像LI和右图像RI以及用于激励扫描背光的计时方案。图2B示出左快门SHL的光学状态以及图2C示出右快门SHR的光学状态。
图2A示出沿着水平轴的进度时间t和沿着垂直轴的帧高度FH。在所示出的实施例中，待显示在LCD上的左图像LI或右图像RI按照这样的方式从顶部到底部被写入，即，图像的第一线被显示在第一行R1上以及图像的最后一个线被写在显示器的最后一行Rn上。然而，将图像的线写到像素行的顺序可以不同。
在时刻t01，第一像素行R1被寻址且左图像LI的第一线的数据被写到这些像素。在像素的光学状态对应于所应用的数据之前，像素需要一些时间，该时间称为响应时间TR。在现代LCD中，响应时间为约5ms。因而，第一像素行R1的最终光学状态在时刻t01’达到。接着，第二像素行被寻址且左图像LI的第二线的数据被写到该行。按照此方式，q个行R1至Rq的组G1被寻址以根据左图像LI的相应线来改变关联像素的光学状态。行Rq的像素就在时刻t02之前被寻址且在时刻t11达到它们的稳定状态。
现在，在时刻t11，行R1至Rq的组G1的所有像素已经达到它们的稳定状态且恰当的背光区段被接通以照射这一组G1的像素。右快门SHR在时刻t11之前应关闭，且左快门SHL在时刻t11或在时刻t11之前应打开。背光在直至时刻t21的预定时间阶段T1期间照射组G1。在此时刻t21，第一行R1直到第q行Rq再次被寻址且右图像RI的第一线直到第q线的数据被写到与组G1关联的像素。这些像素在时刻t31已经根据右图像RI而稳定它们的光学状态稳定。现在，用于照射组G1的背光在时间阶段T2期间被接通，而右快门SHR打开且左快门SHL关闭。在时刻t41，当用于照射行的组G1的背光被断开时，第一行R1直到行Rq再次被寻址且下一个左图像LI的第一线直到第q线的数据被写到与组G1关联的像素，诸如此类。
现在再次考虑第一左图像LI。第一左图像的线被划分为连续线的p个组G1至Gp。如已经所讨论，行的第一组G1的像素在时刻t01和t02之间被寻址并分别在时刻t01’和t11之间达到它们的稳定光学状态。行的第二组G2在时刻t02和t03之间被寻址且关联的像素在时刻t11和t12之间根据左图像LI的关联线达到它们的稳定光学状态。背光现在被控制以在时刻t12开始直至时刻t22照射像素的第二组G2。像素的最后一组Gp在时刻t0p和t11之间被寻址且关联的像素在时刻t1p-1和t1p之间根据左图像LI的相应线达到它们的稳定光学状态。
换言之，LCD的像素行被划分成相邻行Ri的组Gi。在组Gi的行Ri被寻址以根据待显示左图像LI的相应线改变它们的光学状态之后，这些像素在达到它们的稳定光学状态之前要花费该响应时间。一旦组Gi的像素已经达到它们的稳定光学状态，背光被接通以仅照射行Ri的这一组Gi。至少在背光的导通时间期间，3D眼镜的左眼镜应打开且右眼镜应关闭。在背光被断开之后，对于右图像RI相同的行再次被寻址。在根据右图像RI的相应线的光学状态稳定之后，背光再次被接通，而左眼镜关闭且右眼镜打开。在此实施例中，左和右图像之间的串扰几乎不存在。如果背光缓慢地断开，会存在一些串扰。
此外，由于半透明光学快门在其截止状态期间引起的串扰也被最小化。
在另一实施例中，可以允许一些串扰。例如，在左图像的组Gi的并非所有像素已经稳定它们的光学状态时，背光可被接通，并且/或者在右图像RI的组Gi的一些像素已经被寻址之后，背光可被断开。例如，照射组G1的行的背光可在时刻t01’被接通且可在时刻t22被断开。按照相似的方式，其它组G2至Gp的照射可与左图像LI和右图像RI的寻址阶段具有交叠。可以以更多串扰为代价，选择照射一组的背光的导通时间的更长交叠。应当指出，照射一组的背光的导通时间是指在该导通时间期间，该背光能够选择性地照射行的不同组G1至Gp。像这样的这一扫描背光从现有技术是公知的且可包含LED行。每个LED行照射组G1至Gp之一的像素行。可替换地，若干LED行可被用于照射组G1至Gp之一的行。
每个行Ri的组Gi的背光的导通时间可以是固定的或者可依赖于将由这些行Ri显示的图像部分的平均视亮度。
图3示意性示出用于控制快门和背光计时的电路的框图以及显示面板和背光单元的侧视图。
背光单元2包含光源20的p个区段。每一个区段的一个或多个光源20可以用由背光控制单元31产生的光源驱动信号LS1至LSp来单独地接通和断开。区段S1至Sp示于图4。背光区段S1至Sp照射LC面板1的关联的行的组。这些组G1至Gp示于图4。观察者观看到如箭头所指示的离开LC面板1的光。仅观察者的左眼LE以及左快门眼镜40被示出。
控制器3包含视频处理器30、背光控制器31和护目镜(goggle)控制器32。视频处理器30接收将显示在LC面板1上的立体视频输入数据VI。立体视频输入数据VI包含左图像LI和右图像RI的序列。视频处理器30将公知的水平同步信号HS和垂直同步信号VS与视频输入数据VI分离并供应这些同步信号HS、VS到背光控制器31和护目镜控制器32二者。同步信号HS、VS可能在视频数据VI中已经是分离地可获得的，特别是如果视频数据VI是以数字格式接收和/或从计算机接收。视频处理器30提供显示视频数据DV到LC面板1以控制LC面板1的像素的光学状态。
背光控制器31使用计数器按公知方式计算输入视频数据VI的线的数目，用于寻址LC面板1的像素的线所需的公知寻址信号，以及LC面板1的响应时间以如图2A所示在在恰当时间时刻接通和断开背光的节段。线的数目由水平同步信号HS指示。在显示面板上在垂直方向上的位置由垂直同步信号VS定义。在文献中，水平同步信号HS也称为线同步信号，以及垂直同步信号VS也称为帧同步信号。
护目镜控制器32供应控制信号CSS，该控制信号CSS控制快门眼镜。根据图1C或者图2B和2C通过结合垂直同步信号VS计算线的数目，护目镜控制器32确定左和右快门眼镜40、41的接通和断开时刻。
LC面板1的像素的响应时间以及背光区段导通时间的持续时间可以是预定的或者可以是可调节的。如果是预定的，则涵盖所有或大多数LC面板1的固定值可被使用，或者值可以依赖于所使用的LC面板的实际类型。
在图2A所示的实例中，第一像素行R1的写阶段(寻址阶段加响应时间)在时刻t01结束，而最后一行Rn的写阶段就在时刻t11之前开始。这两个时刻t01和t11之间的时间差异依赖于像素的实际响应时间且因而可与所示的不同。如果响应时间相对短，时刻t11可在时刻t01之前出现。
图4示意性示出显示面板和背光单元的正视图。尽管LC面板1应定位在背光单元2的顶部上从而不遮掩背光单元2，LC面板1被示为位于背光单元2的左手边。
同样，控制器3接收输入视频数据VI并供应驱动信号DV和LS1至LSp以分别控制LC面板1和背光单元2。控制器3供应控制信号CSS到具有左快门眼镜40和右快门眼镜41的一副3D快门眼镜4。在文献中，这副3D快门眼镜也称为3D护目镜或者只是称为护目镜。
图5示意性示出对于具有脉冲背光的LCD的快门计时的实施例。该图是基于图1C。差别在于，现在快门眼镜的导通时间被最大化。左快门眼镜尽可能长地是透射的，但是不具有与时间阶段BLON2的显著交叠，其中在时间阶段BLON2期间背光导通以显示右图像。该交叠被最小化以防止串扰。然而，一些交叠是可接受的。按照相同的方式，右快门眼镜尽可能长地是透射的，但是不具有与时间阶段BLON1的显著交叠，其中在时间阶段BLON1期间背光导通以显示左图像。同样，该交叠被最小化以防止串扰，不过一些交叠是可接受的。快门眼镜的相对长的导通时间具有的优点是眼镜看上去不是暗色的。因此，佩带者对周围具有明亮视野，以及他的眼睛或者佩戴快门眼镜的其它观看者的眼睛的可见性得到改善。
图6示意性示出控制快门眼镜的快门计时的电路的实施例。
接收器REC接收由LCD发射的光DLI并供应信号SIB，该信号SIB指示所接收的光的属性。接收器REC可包含光敏感元件，该光敏感元件布置在快门眼镜的前端处，例如位于佩带者鼻子前方或附近介于眼睛之间。该属性可以是光的亮度。
猝发探测器BUD接收信号SIB并探测由脉冲背光引起的光猝发或脉冲的计时。猝发探测器BUD可包含对信号SIB微分的微分级，以及将具有正水平的微分信号的上升沿与具有负水平的下降沿比较的比较器。可替换地或附加地，猝发探测器BUD可包含PLL(锁相环路，如所公知的)，PLL能够抑制信号SIB中的不规则。例如，PLL使用信号SIB中的脉冲序列来获得脉冲的平均计时，由此减少噪声的影响或者不是源于3D显示面板的干扰光事件。
驱动器LRD接收所探测到的光猝发的计时并确定哪个光猝发与哪个眼镜关联以使左光猝发与左眼镜以及右光猝发与右眼镜同步。驱动器LRD供应控制左眼镜的透射状态的信号CLS以及控制右眼镜的透射状态的信号CRS。在一实施例中，背光被控制以调制在左和右图像的各自导通阶段期间产生的光，使得有可能探测哪个所接收到的光猝发与左和右图像的哪一个关联。
例如，通过临时改变强度或者光的诸如颜色的另一属性，该调制可引入一代码。例如，对于左图像在三个非常短时间阶段期间以及对于右图像在五个非常短时间阶段期间，该强度可以减少特定百分比。这些阶段应足够短且该百分比应选择为不引入闪烁。对于左和右图像，这些短阶段的总持续时间可以相同，且百分比可以不同，使得对平均亮度的影响是相同的。可替换地，这些短阶段的持续时间可以不同以获得相同的平均亮度。替代使用不同数目的短阶段，其中在短阶段内光的属性被改变。可替换地，可以使用对光的属性的任何其它调制，例如根据正弦波、方波或者对于与左和右图像关联的光脉冲具有不同频率的任何其它反复性信号来调制强度。
在另一实施例中，可以调制这些脉冲之一或二者的计时。例如，左图像的背光导通阶段被提前且右图像的背光导通阶段被推迟相同的时间量，使得平均计时不改变。通过将信号SIB中的光猝发的实际计时与PLL的输出信号的计时比较，可以容易地确定这些时间偏移。一副3D快门眼镜包含：接收器(REC)，用于接收被引向3D快门眼镜的光；猝发探测器(BUD)，用于探测所接收的光猝发以及用于探测光猝发的调制，其中该调制指示这副眼镜的哪个眼镜需要变为透射的；以及驱动器(LRD)，用于如该调制所指示地控制这副眼镜的透射状态。
应当指出，在前述实例中左和右可以互换。通过针对左和右图像调适待显示的视频信息，可以补偿由背光产生的光的属性的变动。
控制快门眼镜的电路可以与快门眼镜机械地组合。
应当指出，上述实施例说明而非限制本发明，且本领域技术人员将能够设计许多可替换的实施例而不背离所附权利要求的范围。
尽管结合图2A至2C所述的显示系统的操作已经结合图3和4予以讨论。通过理解背光单元2现在仅具有照射整个显示面板1的单一节段，可以容易地演绎结合图1C所述的显示系统的操作。
如果垂直消隐间隔VBI的持续时间增加，脉冲背光的导通时间可以增加。然而，这减小帧率。
在权利要求中，任何置于括号之间的参考符号不应解读为限制权利要求。使用动词“包含”及其变形不排除存在在权利要求列出的元件或步骤之外的元件或步骤。元件之前的冠词“一”或“一个”并不排除存在多个这样的元件。本发明可借助包括若干不同元件的硬件并且借助合适编程的计算机来实现。在枚举若干装置的设备权利要求中，若干这些装置可由一个并且相同项的硬件来实施。在互不相同的从属权利要求中列举了某些措施的纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (11)

1.一种LCD显示系统，包含：
LC面板(1)，
用于照射该LC面板(1)或者其一部分的背光单元(2)，
控制器(3)，用于：
(i)控制该LC面板(1)，以显示形成立体对的第一图像(LI)和第二图像(RI)，
(ii)控制该背光单元(2)，以在该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)具有根据该第一图像(LI)的稳定光学状态之后的第一时间阶段(BLON1；T1)期间，和在该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)具有根据该第二图像(RI)的稳定光学状态之后的第二时间阶段(BLON2；T2)期间，仅照射该LC面板(1)或者其一部分，以及
(iii)产生控制信号(CSS)，用于控制一副3D快门眼镜(4)的第一快门眼镜(40)处于透射状态，用以使得至少在该第一时间阶段(BLON1；T1)的一部分期间能够观看到该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)，以及用于控制该副3D快门眼镜(4)的第二快门眼镜(41)处于透射状态，用以使得至少在该第二时间阶段(BLON2；T2)的一部分期间能够观看到该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)。
2.如权利要求1所述的LCD显示系统，其中
该控制器(3)构造成用于：
(i)在整个LC面板(1)上按序显示该第一图像(LI)和第二图像(RI)，
(ii)在该第一时间阶段(BLON1)期间激励该背光单元(2)，以在随第一图像寻址阶段(TR1)之后的第一垂直消隐间隔(VBI1)期间仅照射该LC面板(1)，并且在第二时间阶段(BLON2)期间激励该背光单元(2)，以在随第二图像寻址阶段(TR2)之后的第二垂直消隐间隔(VBI2)期间仅照射该LC面板(1)，其中在该第一图像寻址阶段(TR1)期间该LC面板(1)的像素(10)首先被寻址且接着已经根据该第一图像(LI)达到它们的稳定光学状态，且在该第二图像寻址阶段(TR2)期间该LC面板(1)的像素(10)首先被寻址且接着已经根据该第二图像(RI)达到它们的稳定光学状态，以及
(iii)产生该控制信号(CSS)，用于控制该副3D快门眼镜(4)的第一快门眼镜(40)在第一透射时间阶段(LSO)期间处于透射状态，以及用于控制该副3D快门眼镜(4)的第二快门眼镜(41)在第二透射时间阶段(RSO)期间处于透射状态，其中该第一透射时间阶段(LSO)长于且至少部分地交叠该第一时间阶段(BLON1)，且该第二透射时间阶段(RSO)长于且至少部分地交叠该第二时间阶段(BLON2)。
3.如权利要求2所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于产生具有50％占空比的该第一透射阶段(LSO)和第二透射阶段(RSO)。
4.如权利要求2所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于产生具有最大持续时间而基本上不交叠该第二时间阶段(BLON2)的该第一透射阶段(LSO)，以及用于产生具有最大持续时间而基本上不交叠该第一时间阶段(BLON1)的该第二透射阶段(RSO)。
5.如权利要求1所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于：
(i)作为该LC面板(1)的像素(10)的至少一个行(R1，...，Rq)的组(G1)来寻址该LC面板(1)的一部分，该行的组(G1)在第一组寻址时间阶段(TG1)期间根据该第一图像(LI)的关联部分被寻址，以根据该第一图像(LI)的关联部分获得该组的一个或多个行的像素的光学状态，以及
(ii)在随该第一组寻址时间阶段(TG1)之后的该第一时间阶段(T1)期间激励该背光。
6.如权利要求1所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于：
(i)作为该LC面板(1)的像素(10)的一个行或者至少两个相邻行(R1，...，Rq)的组(G1)来寻址该LC面板(1)的一部分，
(ii)在第一组寻址时间阶段(TG1，...，TG1p)期间根据该第一图像(LI)按序寻址该LC面板(1)的一个行或者至少两个相邻行的组(G1，...，Gp)，以及在第二组寻址时间阶段(TG2，...，TG2p)期间根据该第二图像(RI)按序寻址该LC面板(1)的一个行或者至少两个相邻行的组(G1，...，Gp)，
(iii)在该LC面板(1)相应的行的组的第一组寻址时间阶段(TG1，...，TG1p)和第二组寻址时间阶段(TG2，...，TG2p)之间按序出现的多个第一时间阶段(T1，...，T1p)期间，激励该背光(2)。
7.如权利要求6所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于供应该控制信号(CSS)用以控制该副3D快门眼镜(4)的第一快门眼镜(40)在第一透射时间阶段(LSO)期间处于透射状态，该第一透射时间阶段(LSO)在该第一时间阶段的第一个(T1)之前开始且在该第一时间阶段的最后一个(T1p)之后结束，该第一透射时间阶段(LSO)是随第一寻址时间阶段(TG1)之后，该第一寻址时间阶段(TG1)包含根据该第一图像(LI)寻址该LC面板(1)的全部的行(R1，...，Rp)所需的全部的第一组寻址时间阶段(TG1，...，TG1p)。
8.如权利要求1所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于控制该背光单元(2)以分别在该第一时间阶段(BLON1)和第二时间阶段(BLON2)期间不同地调制照射该LC面板(1)的光的属性。
9.如权利要求1所述的LCD显示系统，其中该控制器(3)构造成用于控制该背光单元(2)以调制该第一时间阶段(BLON1)和第二时间阶段(BLON2)的计时，其中该第一时间阶段或第二时间阶段其中一个被提前而另一个被推迟。
10.如前述权利要求任意一项所述的LCD显示系统，进一步包含该副3D快门眼镜。
11.一种在LCD系统上显示立体图像的方法，该LCD系统包含LC面板(1)和用于照射该LC面板(1)或者其一部分的背光单元(2)，该方法包含：
(i)在该LC面板(1)上显示形成立体对的第一图像(LI)和第二图像(RI)，
(ii)在该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)具有根据该第一图像(LI)的稳定光学状态之后的第一时间阶段(BLON1；T1)期间，和在该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)具有根据该第二图像(RI)的稳定光学状态之后的第二时间阶段(BLON2；T2)期间，用该背光单元(2)仅照射该LC面板(1)或者其一部分，以及
(iii)产生控制信号(CSS)，用于控制一副3D快门眼镜(4)的第一快门眼镜(40)处于透射状态，用以使得仅在该第一时间阶段(BLON1；T1)期间能够观看到该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)，以及用于控制该副3D快门眼镜(4)的第二快门眼镜(41)处于透射状态，用以使得仅在该第二时间阶段(BLON2；T2)期间能够观看到该LC面板(1)或者其一部分的像素(10)。
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