CN104065955B - 图像控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出的图像控制装置的一实施例，可用以耦接显示装置，显示装置可与眼镜搭配使用，其中显示装置可显示连续的第一、第二、第三和第四图像帧，并且眼镜的第一镜片于显示装置显示第一图像帧时的第一时段和显示第三图像帧时的第三时段呈现透光状态，而眼镜的第二镜片于显示装置显示第二图像帧时的第二时段和显示第四图像帧时的第四时段呈现透光状态。图像控制装置包括输入端以接收感测器所传送的光感测信号，以及信号处理装置，用以依据所述多个光感测信号，调整眼镜的第一镜片及/或第二镜片呈现透光状态的时间，使第一时段和第二时段之间的一第一时间间隔、与第二时段和第三时段之间的一第二时间间隔实质上不相同。

Description

图像控制装置

本申请为分案申请，该分案申请的母案申请日为2011年3月17日，申请号为201110065285.3，发明名称为“图像控制装置”。

技术领域

本发明涉及一种图像控制装置，尤其是涉及一种能使图像的亮度更均匀的图像控制装置。

背景技术

三维(three dimensional)显示装置能提供具有立体感的图像和非凡的观赏体验，而已广为使用者所接受。三维显示装置的立体成像技术(stereoscopy)有许多种，其中有采用显示装置搭配特殊设计的眼镜，让使用者的左眼和右眼观看到不同的图像而产生立体感的视觉效果。例如，使用以显示装置配合偏光眼镜(polarized glasses)或快门眼镜(shutter glasses)等方式。

其中，采用显示装置配合快门眼镜以显示立体图像的方式，是在显示装置上交互地显示欲传送至左眼和右眼的图像，而眼镜则对应的屏蔽使用者的右眼和左眼，让使用者可分别以左眼和右眼观看对应的图像。例如，在显示装置显示欲传送至左眼的图像时，将眼镜的左镜片开启而遮蔽右镜片，并且在显示装置显示欲传送至右眼的图像时，将眼镜的右镜片开启而遮蔽左镜片，而让使用者产生看见立体图像的视觉效果。

将快门眼镜的镜片开启和遮蔽有许多实施方式，例如，可以将液晶(liquid crystal)装置设置于眼镜的镜片上，并通过控制液晶的输入电压以控制液晶的透光度，以达到开启和遮蔽镜片的功能。此外，快门眼镜需要与显示装置进行同步，以配合显示装置在显示欲传送至左眼与右眼的画面时，分别开启和遮蔽对应的镜片。

然而，但当使用者通过快门眼镜进行观赏图像时，由于快门眼镜的左镜片和右镜片开启时间不同，所以环境中光源的明暗变化常会让使用者的左眼和右眼的接收到不同的亮度，而影响观赏的质量，甚至于让使用者感觉不适。

发明内容

有鉴于此，如何让使用者观赏图像时，能让左眼和右眼接收到的亮度差异降低，以增进观赏质量，实为业界有待解决的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种图像控制装置的实施例，用以耦接一显示装置，该显示装置可与一眼镜搭配使用，该图像控制装置包括：一第一输入端，用以接收一个或多个感测器所传送的多个光感测信号；一第二输入端，用以耦接一图像帧转换装置；以及一信号处理装置，用以依据该多个光感测信号，控制该图像帧转换装置将以一第一频率显示的多个第一图像数据转换为以一第二频率显示的多个第二图像数据，并控制该显示装置以该第二频率显示该多个第二图像数据的连续的一第一、一第二、一第三和一第四图像帧；其中该眼镜的一第一镜片于该显示装置显示该第一图像帧时的一第一时段和显示该第三图像帧时的一第三时段呈现透光状态，而该眼镜的一第二镜片于该显示装置显示该第二图像帧时的一第二时段和显示该第四图像帧时的一第四时段呈现透光状态。

根据本发明进一步改进的技术方案，当对应于该第一、该第二、该第三及/或该第四时段的该多个光感测信号低于一第一预设值时，及/或当对应于该第一、该第二、该第三及/或该第四时段的该多个光感测信号高于一第二预设值时，该信号处理装置调整该发光源对应于该时段的亮度。

根据本发明进一步改进的技术方案，该信号处理装置会依据该多个光感测信号以调整该眼镜的该第一镜片及/或该第二镜片的透光度。

根据本发明进一步改进的技术方案，该信号处理装置会依据该多个光感测信号以调整该第一时段的长度及/或该第二时段的长度。

本说明书另提供了一种图像控制装置的实施例，用以耦接一显示装置，该显示装置可与一眼镜搭配使用，其中该显示装置显示连续的一第一、一第二、一第三和一第四图像帧，并且该眼镜的一第一镜片于该显示装置显示该第一图像帧时的一第一时段和显示该第三图像帧时的一第三时段呈现透光状态，而该眼镜的一第二镜片于该显示装置显示该第二图像帧时的一第二时段和显示该第四图像帧时的一第四时段呈现透光状态，该图像控制装置包括：一输入端，用以接收一个或多个感测器所传送的多个光感测信号；以及一信号处理装置，用以依据该多个光感测信号，调整该眼镜的该第一镜片及/或该第二镜片呈现透光状态的时间，使该第一时段和该第二时段之间的一第一时间间隔、与该第二时段和该第三时段之间的一第二时间间隔实质上不相同。

根据本发明进一步改进的技术方案，当对应于该第一、该第二、该第三及/或该第四时段的该多个光感测信号低于一第一预设值时，及/或当对应于该第一、该第二、该第三及/或该第四时段的该多个光感测信号高于一第二预设值时，该信号处理装置调整该发光源对应于这些时段的亮度。

根据本发明进一步改进的技术方案，该信号处理装置会依据该多个光感测信号以调整该眼镜的该第一镜片及/或该第二镜片的透光度。

根据本发明进一步改进的技术方案，该信号处理装置会依据该多个光感测信号以调整该第一、该第二、该第三及/或该第四时段的长度。

本说明书另提供了一种图像控制装置的实施例，用以耦接一显示装置，该显示装置用以显示连续的一第一图像帧和一第二图像帧，并且与该显示装置搭配使用的一眼镜的一第一镜片于该显示装置显示该第一图像帧时的一第一时段呈现透光状态，而该眼镜的一第二镜片于该显示装置显示该第二图像帧时的一第二时段呈现透光状态，该图像控制装置包括：一第一输入端，用以接收一个或多个感测器所传送的多个光感测信号；以及一信号处理装置，用以依据该多个光感测信号以调整该显示装置的一发光源的亮度，使该发光源对应于该第一时段的亮度与该发光源对应于该第二时段的亮度实质上不相同。

根据本发明进一步改进的技术方案，当对应于该第一时段及/或该第二时段的该多个光感测信号低于一第一预设值时，及/或当对应于该第一时段及/或该第二时段的该多个光感测信号高于一第二预设值时，该信号处理装置调整该发光源对应于该第一时段及/或该第二时段的亮度。

根据本发明进一步改进的技术方案，该信号处理装置会依据该多个光感测信号以调整该眼镜的该第一镜片及/或该第二镜片的透光度。

根据本发明进一步改进的技术方案，该信号处理装置会依据该多个光感测信号以调整该第一时段的长度及/或该第二时段的长度。

上述实施例的优点之一在于能让使用者经由眼镜观赏图像时，能分别在左镜片和右镜片开启的时间内接收到相近的透光量，使左眼和右眼所所接收到的亮度差异降低，而提升观赏质量。

附图说明

图1为本发明图像系统的一实施例简化后的示意图；

图2为图1的图像系统显示图像时，亮度的量测值对时间的示意图；

图3为图1的图像系统显示图像时，亮度的量测值对时间的另一示意图；以及

图4为图1的图像系统显示图像时，亮度的量测值对时间的另一示意图。

主要元件符号说明

100图像系统 110显示装置

112发光源 114光感测器

116干扰信号感测器 118图像控制装置

190眼镜 192左镜片

194右镜片

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或流程步骤。

在说明书及后续的权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，可能会有不同的名词用以称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的基准。在通篇说明书及后续的权利要求中所提及的“包括…”为开放式的用语，应解释为“包括但不限定于…”。另外，“耦接”一词包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接连接(包括通过电性连接、有线/无线传输、或光学传输等信号连接方式)于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接的电性或信号连接至第二装置。

图1为本发明一实施例的图像系统100简化后的示意图，图像系统100包括显示装置110和眼镜190。显示装置110包括发光源112、光感测器114、干扰信号感测器116和图像控制装置118；眼镜190包括左镜片192和右镜片194。

显示装置110用以提供图像给使用者观赏，显示装置110可以采用阴极射线管显示装置、投影装置、各种平面显示装置或者其它类型的显示装置。当显示装置110提供立体图像时，显示装置110可于不同的时段分别提供欲传送至使用者左眼和右眼的图像帧(为简化说明，以下称左眼图像帧和右眼图像帧)，而眼镜190于适当的时段分别开启和遮蔽的左镜片192和右镜片194，让镜片分别呈现实质上透光状态和实质上非透光状态，以让使用者产生能观赏立体图像的效果。

显示装置110的发光源112用以产生显示装置110所需要的亮度，以让使用者观看显示装置110所显示的画面。例如，发光源112可以是投影机的灯泡、平面显示装置的背光源、有机发光装置或者其它可提供显示装置所需要的亮度的装置。图1中仅使用一个发光源112以简化说明，在另一实施例中，可以采用一个或多个发光源，并且发光源可设置于显示装置110的内部或外部。

光感测器114用以感测显示装置110周遭环境的光线亮度，光感测器114可以采用各种光敏(photosensitive)元件，例如，光敏电阻或光敏二极管等元件。光感测器114感测显示装置110周遭环境的光线亮度并转换成对应的输出信号，可直接采用光感测器114的输出信号或将光感测器114的输出信号经过信号处理装置(例如，整流器电路等，图1中未示)处理后的信号，作为显示装置110周遭环境的光线亮度的量测值。

对于其它可能对显示装置110周遭环境的光线亮度造成影响的干扰源，可采用各种干扰信号感测器116用以感测。例如，交流供电系统会以一定输出频率(例如，50赫兹或60赫兹等)供给电力，因此，显示装置110周遭的灯具(图1中未示)会随着交流供电系统的输出频率产生周期性的明暗变化，造成显示装置110周遭环境的亮度也会随之产生明暗变化。因此，本实施例借由干扰信号感测器116感测交流供电系统所供给的电力信号，作为显示装置110周遭环境的光线亮度的量测值。

在本实施例中，光感测器114及/或干扰信号感测器116持续的对显示装置110周遭环境的光线亮度进行感测。在另一实施例中，光感测器114及/或干扰信号感测器116仅于特定的时段进行感测。

在本实施例中，显示装置110同时包括光感测器114和干扰信号感测器116。在另一实施例中，显示装置110仅包括光感测器114或仅包括干扰信号感测器116。在另一实施例中，可以仅采用光感测器114所感测的亮度量测值、仅采用干扰信号感测器116所感测的亮度量测值、或将光感测器114及干扰信号感测器116所感测的亮度量测值以各种权重方式进行合并，以提供图像控制装置118进行运算。

图像控制装置118用以接收光感测器114所感测的光线亮度的量测值及/或干扰信号感测器116所感测的光线亮度的量测值，并依据这些光线亮度的量测值，判断显示装置110显示左眼图像帧及/或右眼图像帧时，周遭环境的光线亮度是否差异太大，而需要进行调整。此外，图像控制装置118也可使用光感测器114及/或干扰信号感测器116所感测的光线亮度的量测值，以各种信号处理机制追踪或预测光线亮度的变化，并作为调整发光源112和眼镜190等元件时的依据。例如，图像控制装置118可耦接或内建可适性滤波器(adaptive filter)或锁相回路(phase-locked loop)等方式，以光感测器114及/或干扰信号感测器116所感测的光线亮度的量测值作为输入，而追踪或预测光线亮度的变化。

图像控制装置118除了以显示图像时感测器所感测的亮度量测值作为判断，也可将各个感测器所感测的亮度量测值先进行信号处理后再进行判断，或者以其它信号处理装置或图像控制装置118依据各个感测器所感测的亮度量测值进行运算后的预估值进行判断。

图像控制装置118可以采用一种或多种的调整的方式。例如，在一实施例中，图像控制装置118可以调整发光源112的亮度、调整显示装置110的显示图像的频率、调整眼镜190的镜片192及/或194的透光度、及/或调整眼镜190的镜片192及/或194开启时段的长度等方式，让使用者于观看左眼图像帧和右眼图像帧时亮度的差距能够降低。此外，图像控制装置118可以内建或耦接各种信号处理装置以进行上述的调整，例如，图像控制装置118可内建或耦接于图像帧转换装置、可适性滤波器、或者逻辑电路等各种信号处理装置，使图像控制装置118可以进行判断和调整的动作。

眼镜190包括左镜片192和右镜片194，左镜片192和右镜片194可以采用液晶装置、光学式、电子式或机械式等装置，配合图像控制装置118所发送的控制信号，而开启或遮蔽左镜片192和右镜片194，并且可调整呈现透光状态的时段长度等参数。当采用某些装置实施镜片192和194时(例如，液晶装置)，还能够近一步调整左镜片192和右镜片194的透光度。

以下将使用图1搭配图2至图4，进一步说明图像控制系统100的运作方式。图2为显示装置110的光感测器114及/或干扰信号感测器116所感测的光线亮度的量测值对时间的示意图。图2中的亮度曲线，代表光感测器114及/或干扰信号感测器116在对应于横轴的时间点时，所感测到的光线亮度。

在图2中，显示装置110分别于T(1)、T(3)…T(2n+1)的时段内显示左眼图像帧，而于T(2)、T(4)…T(2n)的时段内显示右眼图像帧。使用者的左眼可于tL(1)、tL(3)…tL(2n+1)的时段通过眼镜190的左镜片192观看到左眼图像帧，并且右镜片194此时遮蔽使用者的右眼。使用者的右眼可于tR(1)、tR(3)…tR(2n+1)的时段通过眼镜190的右镜片194观看到右眼图像帧，并且左镜片192此时遮蔽使用者的左眼。。如图2所示，若各个时段tL(n)和tR(n)所对应的亮度不相同时，会影响使用者观赏图像的质量。图2至图4中，时段tL(n)和tR(n)仅以点状绘示以简化说明，实际上时段tL(n)和tR(n)具有适当的时间长度。

在本实施例中，将显示装置110的显示图像的时段T(n)设置为固定，将使用者观赏左眼图像帧的时段tL(n)以及各个tL(n)之间的时间间隔设置为固定(以下称tL(n)的周期，周期可以定义为时段tL(n)与tL(n+1)的起始时间或结束时间等的时间间隔)，并且将使用者观赏右眼图像帧的时段tR(n)以及各个tR(n)之间的时间间隔都设置为固定(以下称tR(n)的周期)。例如，当显示装置110以120赫兹的频率显示图像时，显示图像的时段T(n)可以设置为1/120秒，而tL(n)的周期和tR(n)的周期可以设置为1/60秒。

由于各个时段tL(n)和tR(n)显示图像时所对应的亮度不同，因此，图像控制装置118可以调整发光源112的亮度，以让使用者能在观看左眼图像帧或右眼图像帧时皆能有实质上相同的亮度。图像控制装置118调整发光源112的亮度有多种实施方式，例如，在一实施例中，当显示图像时感测器所感测的亮度低于预设值时，图像控制装置118将发光源112的亮度提高，及/或当显示图像时感测器所感测的亮度高于预设值时，图像控制装置118将发光源112的亮度降低。在另一实施例中，当显示图像时感测器所感测的亮度低于预设值时，图像控制装置118将发光源112的亮度降低，及/或当显示图像时感测器所感测的亮度高于预设值时，图像控制装置118将发光源112的亮度提高。上述的实施例中，图像控制装置118可以采用一个或多个相同数值或不同数值的预设值与光感测器114及/或干扰信号感测器116所感测的光线亮度进行比较，以作为调整发光源112的依据。

在另一实施例中，将显示装置110的显示图像的时段T(n)、时段tL(n)、tL(n)的周期、时段tR(n)、以及tR(n)的周期都设置为固定。当各个时段tL(n)和tR(n)显示图像时所对应的亮度不同时，图像控制装置118可以调整眼镜190的左镜片192和右镜片194的透光度，让使用者能在观看左眼图像帧或右眼图像帧时皆能有实质上相同的亮度。例如，当显示图像时感测器所感测的亮度高于预设值时，图像控制装置118将左镜片192及/或右镜片194的透光度降低，及/或当显示图像时感测器所感测的亮度低于预设值时，图像控制装置118将左镜片192及/或右镜片194的透光度提高。在另一实施例中，图像控制装置118可以搭配着调整发光源112的亮度和眼镜190的镜片的透光度。例如，当显示装置110显示图像时感测器所感测的亮度高于预设值时，图像控制装置118将发光源112的亮度提高，并且将镜片的透光度降低，或者以各种调整发光源112的亮度和眼镜190的镜片的透光度的组合方式，让使用者观看图像时的亮度能够实质上相同。

如图3所示，在另一实施例中，将显示装置110的显示图像的时段T(n)设置为固定，此时图像控制装置118将使用者观赏左眼图像帧的时段调整为tL1(n)，并将使用者观赏右眼图像帧的时段调整为tR1(n)，让使用者观赏左眼图像帧和右眼图像帧时的亮度能够实质上相同。例如，图像控制装置118可以选择当亮度为一预设值时作为使用者观赏图像的镜片开启的时段tL1(n)和tR1(n)，以于时段tL1(n)时开启眼镜190的左镜片192和遮蔽右镜片194，并于时段tR1(n)时开启眼镜190的右镜片194和遮蔽左镜片192。在另一实施例中，图像控制装置118仅将左眼图像帧的时段调整为tL1(n)，或仅将使用者观赏右眼图像帧的时段调整为tR1(n)。在另一实施例中，图像控制装置118可以调整使用者观赏图像的时段，并且搭配着调整发光源112的亮度及/或眼镜190的镜片的透光度，以让使用者观看图像时的亮度能够实质上相同。在图3的实施例中，时段tL1(n)和tR1(n)的周期并未设置为固定。在另一实施例中，可将时段tL1(n)及/或tR1(n)的周期设置为固定。

当镜片的开启时段越长时，使用者所观看的亮度越高。在另一实施例中，图像控制装置118可以分别的调整眼镜190的左镜片192和右镜片194的开启时段，让使用者观看图像时的亮度能够实质上相同。例如，当显示图像时所对应的亮度低于预设值时，将眼镜190的镜片的开启时段延长，及/或当显示图像时所对应的亮度高于预设值时，将眼镜190的镜片的开启时段缩短。在另一实施例中，图像控制装置118调整眼镜190的镜片的开启时段，并且搭配上述的一个或多个调整方法，让使用者观看图像时的亮度能够实质上相同。

如图4所示，在另一实施例中，图像控制装置118调整显示装置110显示图像的频率，以让使用者观看图像时的亮度能够实质上相同。例如，图像控制装置118将原来以120赫兹的频率显示的图像进行转换，或者使用图像帧转换装置(图1中未示)将该图像进行转换，以使显示装置110能以较低的频率显示转换后的图像(例如，100赫兹的频率)。此时，显示图像的时段T1(n)可以设置为1/100秒，而tL2(n)的周期和tR2(n)的周期可以设置为1/50秒。在另一实施例中，图像控制装置118也可将图像转换为以较高的频率显示，并搭配的调整其他的元件。在另一实施例中，图像控制装置118调整显示装置110显示图像的频率，并且搭配上述的一个或多个调整方法，让使用者观看左眼图像帧和右眼图像帧时的亮度能够实质上相同。

在另一实施例中，图像控制装置118可调整一个或多个设置于显示装置外部的光线调节装置，或者图像控制装置118可调整显示装置外部光线调节装置并搭配上述的一个或多个调整方法，以让使用者观看左眼图像帧和右眼图像帧时的亮度能够实质上相同。

以上所述的元件，如发光源112、光感测器114、干扰信号感测器116、和图像控制装置118等，可以分别设置于显示装置内部或外部，并可以采用离散电路(discretecircuit)、集成电路、处理器、其它合适的硬件、软件或者采用软件搭配硬件等方式实现。各个元件间可以使用有线或无线的方式耦接。图中的元件的数量、位置和连接关系仅为示意性，可依设计考虑整合为一个元件，或者以多个元件的方式来实现。例如，在一实施例中，光感测器114可设置于眼镜190的左镜片192和右镜片194后方，而更精确的感测使用者所观看到的图像亮度。其它的元件，如图像控制装置118等，也依照不同的设计考虑而可设置于显示装置110的外部或设置于眼镜190等，或者将显示装置110与眼镜190进行结合等方式加以变化，而皆能达成本发明的功效。

在本说明书和权利要求中所述的提供立体图像，可以是应用任何的立体成像技术而让使用者获得观赏立体图像效果的方式，并非指立体图像一定需要占有实体空间等限制。此外，本说明书虽以提供立体图像的显示装置为例，但本发明也可适用于此类使用者左眼和右眼因为观看图像的时间不同，而需要调整图像亮度或周围光线亮度的应用。

本说明书的附图仅为示意性的绘制，为简洁起见，附图中省略了其它的电路、元件和连接关系。此外，以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化、修饰与组合，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种图像控制装置，用以耦接一显示装置，所述显示装置可与一眼镜搭配使用，其中所述显示装置显示连续的一第一、一第二、一第三和一第四图像帧，并且所述眼镜的一第一镜片于所述显示装置显示所述第一图像帧时的一第一时段和显示所述第三图像帧时的一第三时段呈现透光状态，而所述眼镜的一第二镜片于所述显示装置显示所述第二图像帧时的一第二时段和显示所述第四图像帧时的一第四时段呈现透光状态，所述图像控制装置包括：

一输入端，用以接收一个或多个感测器所传送的多个光感测信号；以及

一信号处理装置，用以依据所述多个光感测信号，调整所述眼镜的所述第一镜片及/或所述第二镜片呈现透光状态的时间，使所述第一时段和所述第二时段之间的一第一时间间隔、与所述第二时段和所述第三时段之间的一第二时间间隔实质上不相同。

2.根据权利要求1所述的图像控制装置，其中：

当对应于所述第一、所述第二、所述第三及/或所述第四时段的所述多个光感测信号低于一第一预设值时，及/或当对应于所述第一、所述第二、所述第三及/或所述第四时段的所述多个光感测信号高于一第二预设值时，所述信号处理装置调整向所述显示装置提供需要的亮度的发光源对应于这些时段的亮度。

3.根据权利要求1或2所述的图像控制装置，其中：

所述信号处理装置会依据所述多个光感测信号以调整所述眼镜的所述第一镜片及/或所述第二镜片的透光度。

4.根据权利要求1或2所述的图像控制装置，其中：

所述信号处理装置会依据所述多个光感测信号以调整所述第一、所述第二、所述第三及/或所述第四时段的长度。