專利名稱：二維和三維顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及通用顯示設(shè)備和顯示方法和裝置，更為具體的，涉及多視覺圖 像顯示設(shè)備和方法。它特定地涉及一個(gè)使用偏振光的三維(3-D)圖像顯示設(shè)備， 并且更為具體的，涉及一種二維(2-D)和三維(3-D)統(tǒng)一的顯示方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
0002通常，電子圖像顯示是一個(gè)將畫面分解成多個(gè)小單元并在顯示器屏幕上分 別顯示出來的過程。當(dāng)被分解后的單元足夠小時(shí)，這些在顯示屏幕上分離的單元將 無法被人類的眼睛所區(qū)隔從而在設(shè)備屏幕上形成完整，流暢的畫面。這些分解后的 畫面小單元稱為像素，顯示屏幕上顯示一個(gè)像素的獨(dú)立結(jié)構(gòu)稱為一個(gè)像素單元，簡 稱單元。
0003
一個(gè)像素可以是單色的或有不同的顏色。構(gòu)建一個(gè)有顏色的像素， 一個(gè)像 素將被進(jìn)一步分解成一組原色成分。原色是一組特定的顏色，在理論上通過混合不 同量的原色成分可以產(chǎn)生色彩空間內(nèi)的任何顏色。存在多組不同的原色。比如紅 色，綠色，和藍(lán)色是一組常用的原色。
0004在選定一組原色后， 一個(gè)像素單元進(jìn)一步被分割成多個(gè)子單元，稱為顏色 單元，每個(gè)子單元代表所選定的原色組中的一個(gè)原色。通過控制一個(gè)像素單元在每 個(gè)顏色單元的光的量， 一個(gè)像素單元可以有許多不同的顏色和亮度等級(jí)。
0005人類通過兩個(gè)眼睛獲得的兩個(gè)圖像觀察真實(shí)的世界。人類的大腦解析這兩 幅圖像，從中產(chǎn)生空間距離并形成3-D視覺。3-D顯示器模擬這一觀察過程。觀看 者的不同眼睛在屏幕上看到兩幅象在真實(shí)世界觀察到的略有不同的圖像。被左右眼 看到的圖像分別被稱為左圖像和右圖像，它們也稱為立體圖像對(duì)。
0006液晶(LC)是一種具有如下共同特性的材料其分子在自然狀態(tài)下以混 亂的狀態(tài)排列并具有按其長軸方向并行排列的傾向；當(dāng)其接觸具有細(xì)槽的表面時(shí)，分子按細(xì)槽方向整齊排列；當(dāng)電場作用其上時(shí)，分子自行從新排列并使其長軸方向 沿著電場的方向。
0007當(dāng)光線穿過LC時(shí)，光線的振動(dòng)方向跟隨LC分子的長軸方向。當(dāng)LC被 夾在兩片平面之間并且平面相對(duì)的表面具有細(xì)槽并且兩平面上的細(xì)槽成一特定角度 時(shí)，當(dāng)光線穿過這樣的LC分子時(shí)其振動(dòng)方向改變相同的角度。當(dāng)電場以光線透過 的方向作用其上時(shí)，光線的振動(dòng)方向保持不變。
0008這種LC特性被用來構(gòu)建普通液晶顯示器(LCD)。圖1是現(xiàn)有LCD的 屏的功能性結(jié)構(gòu)切面圖。第一偏振膜110將來自背光源101的光線轉(zhuǎn)換成偏振光并 且其單一振動(dòng)方向與第一偏振膜110的偏振方向平行。導(dǎo)向?qū)颖痪?xì)地滾刷在兩塊 板的表面并且它們的方向呈一個(gè)特定夾角。第二偏振膜111的偏振方向和第一偏振 膜110的偏振方向呈一個(gè)特定夾角從而使穿過LC119的偏振光改變其振動(dòng)方向到 與第二偏振膜111的偏振方向正交的方向并被完全阻擋。該兩層偏振膜之間的方向 夾角的值由所使用的LC材料決定。
0009舉例來說，對(duì)于twisted nematic (TN)液晶材料，當(dāng)導(dǎo)向?qū)?17和118的 滾刷方向呈正交時(shí)，這個(gè)角度是卯度。電極層115和116提供驅(qū)動(dòng)LC分子扭曲 度的電場控制從而使透過的光線強(qiáng)度在全通和全阻之間變化。與濾色片114 一起， 這種變化在每個(gè)顏色單元上提供了不同的顏色和亮度，從而在每個(gè)像素單元上提供 不同的顏色和亮度，從而在屏幕上形成一幅完整的圖像。LCD板102是一種由每 一個(gè)顏色單元或像素單元上的電子信號(hào)控制的、提供光開關(guān)功能的、從而當(dāng)光線穿 過它時(shí)形成圖像的結(jié)構(gòu)。
0010圖2是一個(gè)雙偏振光過濾器(DPF)的功能剖面圖，它被公開于臨時(shí)美國 專利申請(qǐng)60/558,898，和美國專利申請(qǐng)11/092,889， 二者均在這里通過參考引入。 它包括第一基板123和第二基板122相互隔開，可選擇的濾色片124，信號(hào)控制電 極層125，第一導(dǎo)向?qū)?28，液晶層129，第二導(dǎo)向?qū)?27和可選擇公共電極層126 被層置在兩層基板之間。構(gòu)成信號(hào)控制電極層的矩陣電路、透明像素電極和開關(guān)如 TFT或類似者的詳細(xì)結(jié)構(gòu)沒有在圖中顯示。為保持LC層129的一致性厚度的墊片 和其它功能功能性電路層也沒有在圖中顯示。雙偏振光過濾器是一個(gè)通過每一個(gè)顏 色單元上的電子信號(hào)控制而提供光線扭轉(zhuǎn)功能的一種結(jié)構(gòu)，顏色單元在過去的專利 申請(qǐng)中被稱為單元。

發(fā)明內(nèi)容
0011所發(fā)明的顯示設(shè)備可以同時(shí)顯示2-D和3-D圖像。當(dāng)觀看者戴上偏振光 眼鏡時(shí)形成3-D視覺。無論戴上偏振光眼鏡與否2-D圖像都不受影響。該顯示設(shè) 備也可以同時(shí)顯示兩幅不同的2-D圖像， 一幅只能通過裸眼被觀看而另一幅只能 通過偏振光眼鏡被觀看。
0012該顯示器象普通顯示設(shè)備一樣使用一路普通數(shù)據(jù)流單純顯示一個(gè)2-D圖 像。代表了所要在屏幕上顯示的圖像的數(shù)據(jù)流具有與用于普通2-D顯示的數(shù)據(jù)流 同樣的格式。
0013要在屏幕上顯示3-D圖像或混合的2-D和3-D圖像或多個(gè)2-D圖像，顯 示器使用兩路數(shù)據(jù)流輸入。當(dāng)顯示器通過硬件，軟件，或軟硬件，提供內(nèi)部數(shù)據(jù)信 號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)，這兩路數(shù)據(jù)輸入可以是普通2-D數(shù)據(jù)格式的，并代表了形成立體3-D 視覺的立體圖像對(duì)或代表了多幅2-D圖像。當(dāng)顯示器不提供內(nèi)部數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換 時(shí)，這兩路數(shù)據(jù)流輸入也可以是一種特殊的數(shù)據(jù)格式，兩路數(shù)據(jù)本身都不能完整地 代表屏幕上的2-D或3D圖像，但兩路數(shù)據(jù)輸入結(jié)合在一起代表屏幕上的2-D和3-D圖像。這兩路特殊的數(shù)據(jù)流可以通過兩路普通格式的2-D圖像數(shù)據(jù)流并使用分離 的外部硬件模塊或軟件模塊或軟硬件混合模塊產(chǎn)生。輸入到顯示器的數(shù)據(jù)流可以是 并行或串行的。在串行數(shù)據(jù)模式下，兩路數(shù)據(jù)被混合起來進(jìn)行傳輸和儲(chǔ)存。顯示器 在內(nèi)部將它們分離或由獨(dú)立的處理器在外部將它們分離。在并行數(shù)據(jù)模式下，這兩 路數(shù)據(jù)被同時(shí)輸入到顯示器。當(dāng)兩路數(shù)據(jù)流輸入到顯示器不同步時(shí)，它們?cè)陲@示器 內(nèi)部被暫存并同步或通過一個(gè)顯示器外部處理流程進(jìn)行暫存并同步。
0014顯示器包括兩個(gè)主要部件。 一個(gè)部件，稱之為主屏，可以獨(dú)立地顯示普通 2-D圖像。另一個(gè)部件，是一個(gè)雙偏振濾光器DPF，也被稱為輔屏，可以顯示立體 圖像輔助數(shù)據(jù)和第二個(gè)2-D圖像數(shù)據(jù)。DPF上每個(gè)可獨(dú)立控制的單元與主屏上的 每個(gè)顏色單元一一對(duì)應(yīng)并對(duì)齊。在DPF上渲染的圖像數(shù)據(jù)對(duì)裸眼是不可見的并只 能通過特別的偏振光眼鏡可以看到。渲染在主屏上的圖像數(shù)據(jù)通過裸眼和偏振光眼 鏡都能看到。
0015當(dāng)僅僅顯示2-D圖像時(shí)，單獨(dú)的普通2-D數(shù)據(jù)流被渲染在主屏上，顯示 器象任何普通顯示器一樣被使用。當(dāng)顯示3-D或多個(gè)2-D圖像時(shí)，兩路普通2-D 數(shù)據(jù)流被轉(zhuǎn)換成兩路特殊的數(shù)據(jù)流， 一路被稱為主數(shù)據(jù)流，另一路被稱為輔數(shù)據(jù)
11流，并被分別渲染到主屏和DPF上。這兩路普通2-D數(shù)據(jù)流可以代表立體3-D圖 像對(duì)或代表兩個(gè)不同的2-D圖像。因?yàn)?-D圖像在任何時(shí)候都被渲染到主屏上， 所以不需要顯示模式開關(guān)來對(duì)顯示2-D圖像，3-D圖像，2-D和3-D混合圖像，或 多幅2-D圖像來進(jìn)行區(qū)分，通過DPF產(chǎn)生的3-D圖像和第二個(gè)2-D圖像只有通過 偏振光眼鏡可以被看見。
0016要獲得3-D視覺或看到第二個(gè)2-D圖像，觀看者需要戴上偏振光眼鏡。 用于獲得3-D視覺的偏振光眼鏡其左右鏡片的偏振軸方向是正交的。用于觀看第 二個(gè)2-D圖像的偏振光眼鏡其左右鏡片的偏振軸方向是平行的。
0017主屏提供了到達(dá)觀看者眼睛的全部光能。它可以是偏振光形式或普通光形 式。進(jìn)入DPF的光可以是偏振化的。DPF將透過它的光的偏振方向扭轉(zhuǎn)一個(gè)特定 的角度從而使得只有部分光被過濾透過每個(gè)鏡片。當(dāng)使用3-D偏振眼鏡時(shí)，DPF 對(duì)偏振方向的扭轉(zhuǎn)為左右眼睛提供了光能的分割。當(dāng)使用2-D偏振眼鏡時(shí)，DPF 對(duì)偏振方向的扭轉(zhuǎn)為兩個(gè)眼睛提供了光能的過濾。DPF對(duì)偏振方向的扭轉(zhuǎn)對(duì)到達(dá) 裸眼的光能不產(chǎn)生影響。
0018當(dāng)顯示3-D圖像或2-D和3-D的混合圖像時(shí)，主屏可控地在每一個(gè)像素 單元并且進(jìn)一步的在每個(gè)顏色單元上提供左圖像和右圖像所需要的總的光能量。主 屏及其對(duì)應(yīng)的控制機(jī)制也可以被稱為光通量控制器。DPF可控地在每一個(gè)像素單
元并且進(jìn)一步的在每個(gè)顏色單元上為左圖像和右圖像在兩個(gè)偏振鏡片之間分割總的 光能量。通過控制當(dāng)偏振光通過每個(gè)可獨(dú)立控制的DPF單元時(shí)偏振方向的扭轉(zhuǎn)角 度，3-D偏振眼鏡，其兩個(gè)鏡片的偏振光軸成直角，以互不干擾的方式將光分離。 即如果一部分光線完全透過一個(gè)偏振鏡片，這部分光線則同時(shí)被另一個(gè)偏振鏡片完 全阻擋，反之亦然。
0019當(dāng)DPF被控制在將每一個(gè)像素單元并且進(jìn)一步的在每個(gè)顏色單元上的光 能平分到兩個(gè)鏡片時(shí)，鏡片后的兩個(gè)眼睛在相同的像素單元上看到相同的顏色和亮 度，進(jìn)而，兩個(gè)眼睛看到由這些像素單元構(gòu)成的相同圖像，從而形成2-D視覺。 當(dāng)DPF被控制在不將每一個(gè)像素單元并且進(jìn)一步的在每個(gè)顏色單元上的光能平分 到兩個(gè)鏡片時(shí)，鏡片后的兩個(gè)眼睛在相同的像素單元上看到不同的顏色和亮度，進(jìn) 而，兩個(gè)眼睛看到由這些像素單元構(gòu)成的不同圖像，當(dāng)左眼和右眼看到的圖像是立 體圖像對(duì)時(shí)則形成3-D視覺。不戴3-D偏振眼鏡，由于不管偏振光是什么方向的，兩個(gè)裸眼在相同像素點(diǎn)上都看到等量的光能，2-D圖像被很清楚地看到，而3-D圖像是模糊的。
0020要顯示純粹的2-D圖像并不戴偏振眼鏡將顯示器當(dāng)普通2-D顯示器使 用，DPF可以在非工作狀態(tài)。即DPF上加載任何控制信號(hào)或完全不加控制信號(hào)。 這也意味著僅需要一路數(shù)據(jù)流輸入。
0021要在屏幕上同時(shí)顯示兩個(gè)2-D圖像時(shí)，主圖像通過裸眼觀看而第二個(gè)圖 像通過2-D偏振眼鏡觀看，2-D偏振眼鏡的兩個(gè)鏡片具有相同的偏振軸方向。主屏 被控制來顯示主圖像而DPF被用來對(duì)在主屏上形成主圖像的每個(gè)顏色單元上的光 能進(jìn)行調(diào)整而形成第二個(gè)圖像。通過控制透過DPF的每個(gè)單元的偏振光的偏振方 向的扭轉(zhuǎn)程度，我們可以調(diào)整透過用于觀看第二個(gè)圖像的偏振眼鏡的光能，這種偏 振眼鏡的兩個(gè)鏡片的偏振軸是平行的。這種在每個(gè)顏色單元上經(jīng)過調(diào)整后的光能在 屏幕上的相同圖像單元上在透過偏振鏡片和不透過偏振鏡片的情況下形成不同的顏 色和亮度。更進(jìn)一步地，這些透過偏振鏡片而被看到的不同顏色和亮度形成與主圖 像不同的第二圖像。盡管第二圖像的質(zhì)量受渲染在主屏上的主圖像的影響，比如主 圖像在某個(gè)像素單元上很暗會(huì)導(dǎo)致該像素單元沒有足夠的光能提供給DPF對(duì)該像 素單元進(jìn)行調(diào)整以形成第二個(gè)圖像在該像素單元的色彩，這種情況可以通過利用其 周邊像素單元的光能和色彩調(diào)和理論來調(diào)制出與第二圖像所需要的顏色盡量接近的 色彩的方式獲得某種程度的改進(jìn)。要形成高質(zhì)量的第二圖像，通常主圖像的亮度要 比第二圖像的亮度高，而第二圖像的色彩純度要比主圖像的色彩純度高。
0022這種使用多級(jí)光控技術(shù)進(jìn)行圖像構(gòu)造的新方法和設(shè)備可以應(yīng)用到現(xiàn)有的不 同顯示技術(shù)上，如LCD， PDP, LED, CRT,禾B OLED，或它們的相似技術(shù)上。這 些類型的顯示器都可以被用作本發(fā)明的顯示設(shè)備的主屏。如果主屏發(fā)出偏振光， DPF可以被貼合在主屏上，并每個(gè)像素對(duì)齊。當(dāng)合適的主屏數(shù)據(jù)流和輔屏數(shù)據(jù)流 被相應(yīng)地應(yīng)用到主屏和輔屏上，觀看者在同一屏幕上可以同時(shí)看到2-D圖像和3-D 圖像或多個(gè)2-D圖像。如果主屏不發(fā)出偏振光，可以在主屏上貼合一片偏振膜后 再貼合輔屏。在這種情況下的主屏數(shù)據(jù)流和輔屏數(shù)據(jù)流不發(fā)生變化。
0023要形成3-D視覺，觀看者的左右眼需要在屏幕上看到略有不同的圖像。 這意味著屏幕上的每個(gè)像素單元必須同時(shí)顯示左圖像和右圖像的像點(diǎn)從而使顯示的 3-D圖像具有顯示屏幕的物理單元精度可支持的最大的顯示精度或圖像質(zhì)量。0024人類的眼睛通過圖像點(diǎn)的顏色和亮度識(shí)別一個(gè)圖像點(diǎn)。顏色通過一組給定 的原色的光強(qiáng)進(jìn)行構(gòu)建和體現(xiàn)。每個(gè)原色的光強(qiáng)的不同組合定義不同的顏色而每個(gè) 原色的光強(qiáng)的疊加定義了亮度。構(gòu)建特定亮度的任何顏色設(shè)計(jì)上是對(duì)某一組選定的 原色的成分色的光強(qiáng)進(jìn)行控制。構(gòu)建立體3-D圖像實(shí)際上是獨(dú)立地控制到達(dá)左眼 和右眼的光的量，或強(qiáng)度。
0025使用兩級(jí)光控制器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。第一級(jí)控制器控制到達(dá)兩個(gè)眼睛的 總的光量。第二級(jí)控制器控制這個(gè)量的光線在左眼和右眼之間的分配比例。
0026第一級(jí)控制器的控制率Rm在零(0)和一 (1)之間。當(dāng)Rm為0時(shí)，第
一級(jí)控制器完全關(guān)閉，完全沒有光線從第一級(jí)控制器輸出；當(dāng)Rm為l時(shí)，第一級(jí) 控制器最大限度打開，因此第一級(jí)控制器輸出的光量達(dá)到最大值M。
0027第二級(jí)控制器的控制率Ra也在零(0)和一 (1)之間。當(dāng)Ra為O時(shí)，
第二級(jí)控制器把來自第一級(jí)控制器100%的光導(dǎo)向第一個(gè)眼睛并且0%的光導(dǎo)向第 二個(gè)眼睛；當(dāng)Ra為l時(shí)，第二級(jí)控制器把來自第一級(jí)控制器0%的光導(dǎo)向第一個(gè) 眼睛并且100%的光導(dǎo)向第二個(gè)眼睛。
0028假設(shè)E1是一個(gè)第一個(gè)眼睛應(yīng)該看到的圖像的一個(gè)像素點(diǎn)的一個(gè)原色光成 分的單位化光量，E2是一個(gè)另一個(gè)眼睛應(yīng)該看到的另一圖像的，在相同位置的， 一個(gè)像素點(diǎn)的一個(gè)相同原色光成分的單位化光量，我們有如下的關(guān)系等式
Rm= (El +E2) /2并且
Ra =E2/ (El +E2)
其中E1好E2的取值范圍區(qū)間都是在零(0)和一 (1)之間。
0029相對(duì)應(yīng)的，關(guān)系等式
Rm= (El +E2) /2并且
Ra =E1 / (El +E2) 代表了如下控制情景當(dāng)Ra為0時(shí)，第二級(jí)控制器把來自第一級(jí)控制器100%的 光導(dǎo)向第二個(gè)眼睛并且0%的光導(dǎo)向第一個(gè)眼睛；當(dāng)Ra為l時(shí)，第二級(jí)控制器把 來自第一級(jí)控制器0%的光導(dǎo)向第二個(gè)眼睛并且100%的光導(dǎo)向第一個(gè)眼睛。
0030對(duì)于數(shù)字化圖像，圖像由像素點(diǎn)來表達(dá)而且每個(gè)像素點(diǎn)由一組選定的原色 的顏色數(shù)值來表達(dá)。顏色數(shù)值的范圍在零(0)和一 (1)之間。比如，選定紅色(r)，綠色(g)，藍(lán)(b)作為原色組，第一個(gè)圖像A1在位置P (x， y)的某一個(gè)像素點(diǎn)pl可以表達(dá)為rl， gl， bl，同時(shí)第二個(gè)圖像A2在同一位置P (x，y)的像素點(diǎn)p2可以表達(dá)為r2， g2， b2。這里x和y是在一個(gè)給定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，rl， gl， bl， r2， g2， b2是構(gòu)成圖像Al和A2的相應(yīng)像素點(diǎn)pl和p2的相應(yīng)顏色值。要使不同的眼睛獨(dú)立且分別看到pl和p2，第一級(jí)控制器表現(xiàn)圖像位置P (x, y)的像素單元的光控制率Rm和在第二級(jí)控制器表現(xiàn)相同位置P的像素單元的光控制率Ra可以使用pl和p2的顏色值進(jìn)行計(jì)算，而且同樣的計(jì)算可以獨(dú)立地應(yīng)用到選定原色組的每一個(gè)原色值上，其對(duì)應(yīng)的值是(rl+r2) /2，
(gl+g2) /2, (bl+b2) /2和r2/ (rl+r2) ， g2/ (gl+g2) ,b2/ (bl+b2)。在這種控制下，這些被不同眼睛分別看到的像素點(diǎn)構(gòu)成分離的而且獨(dú)立的圖像。當(dāng)這兩個(gè)圖像是立體圖像對(duì)時(shí)，它們對(duì)觀看者形成立體3-D視覺。
0031由于第二級(jí)光控制將全部的光量在兩個(gè)眼睛之間進(jìn)行分配，當(dāng)對(duì)兩個(gè)眼睛構(gòu)建相同的圖像時(shí)，到達(dá)每個(gè)眼睛的光量實(shí)際上比沒有該特殊的光控制時(shí)到達(dá)每個(gè)眼睛的光量少。要讓兩個(gè)眼睛在這種特殊光控方法和設(shè)備的情況下都接收到以普通方式顯示的圖像A1或A2的相同的光量，從第一級(jí)光控制器射出的最大光量要被調(diào)整為2M。然而，因?yàn)檫@種新的光控方法和設(shè)備是用于對(duì)不同的眼睛分別構(gòu)建圖像Al和A2的，從第一級(jí)光控制器射出的最大光量可以保持于相同的M。
0032第一級(jí)和第二級(jí)控制的控制數(shù)據(jù)可以通過原始的第一和第二圖像數(shù)據(jù)流構(gòu)建。如果原始的第一數(shù)據(jù)流的像素?cái)?shù)據(jù)D1是R、 G、 B的串行數(shù)值，同時(shí)原始的第二數(shù)據(jù)流的像素?cái)?shù)據(jù)D2是R、 G、 B的串行數(shù)值，新的控制數(shù)據(jù)流被構(gòu)建成與原始的數(shù)據(jù)流有同樣的格式。新構(gòu)建的控制數(shù)據(jù)流的控制數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于原始數(shù)據(jù)流中R、 G、 B值的一個(gè)串行的C1值和一個(gè)串行的C2值。這里O (Dl+D2) /2同時(shí)C24+D2/ (Dl+D2)，這其中T是原始圖像數(shù)據(jù)的最大值。對(duì)于數(shù)字化的數(shù)據(jù)，它由D1和D2的字節(jié)長度決定。C2也可以構(gòu)建為PD1/ (Dl+D2)并控制第二級(jí)控制將光以另一種方式分配。這些控制數(shù)據(jù)Cl和C2當(dāng)它們通過第一和第二圖像的數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)Dl和D2被構(gòu)建出來時(shí)構(gòu)成控制數(shù)據(jù)流。這兩個(gè)控制數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)Cl和C2被分別應(yīng)用到用作第一級(jí)光控制的主屏和用作第二級(jí)光控制的DPF上，象圖像數(shù)據(jù)流一樣渲染到主屏或DPF上。比如，如果第一個(gè)數(shù)據(jù)流的一個(gè)RGB值Dl是10，以二進(jìn)制表示為00001010，其對(duì)應(yīng)的第二個(gè)數(shù)據(jù)流的RGB值D2是34，以二進(jìn)制表示為00100010，那么新構(gòu)造的應(yīng)用于主屏的第一級(jí)光控?cái)?shù)據(jù)流上的數(shù)據(jù)C1的值是(10+34) /2-22并且新構(gòu)造的應(yīng)用于DPF的第二級(jí)光控?cái)?shù)據(jù)流上的數(shù)據(jù)C2的值是255*10/ (10+34) =57.955，或大約58，這里255是8比
特二進(jìn)制數(shù)的最大值。
0033這些控制數(shù)據(jù)值，C1或C2可以預(yù)先計(jì)算出來并存在一塊記憶塊中。該記憶塊的每一個(gè)單元都可以通過圖像數(shù)據(jù)Dl和D2進(jìn)行唯一尋址。要構(gòu)建該記憶塊的地址，D1和D2可以被鏈接成一個(gè)值，D1是高位比特而D2是低位比特，或反過來。由"D1D2"或"D2D1"尋址或指向的記憶單元存放C1或C2的值。Cl禾口C2的值除了包含通過Dl和D2構(gòu)建出的數(shù)值部分也可以包含其它的修正值部分，從而使得它們對(duì)第一和第二級(jí)光控進(jìn)行更為精確的控制和驅(qū)動(dòng)。由于液晶的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)和所加的電壓并非呈完美的線性關(guān)系，線性修正值B，它是一個(gè)C值的函數(shù)，可以被結(jié)合到基本控制值C中。兩者結(jié)合后的最終控制值C可以存儲(chǔ)在通過Dl和D2尋址的記憶單元中。
0034比如，由D1值10和D2值34計(jì)算出的C1值22可以被存在第一個(gè)記憶塊的記憶單元上，該單元地址或從地址塊首地址的偏移可以構(gòu)造為
"0000101000100010"，其高8比特是D1的二進(jìn)制值，低8比特是D2的二進(jìn)制值，這個(gè)值指向順序的第2594個(gè)單元。由相同D1和D2值計(jì)算出的C2值58可以被存在第二個(gè)記憶塊的記憶單元上，而該單元地址或從該地址塊首地址的偏移值同樣是2594。如果對(duì)應(yīng)C1值22的線性修正值B是-1，則第一個(gè)記憶塊的第2594單元存的是它們的組合值21，即22+ (-1)。
0035為了精確要求，這里所說的記憶單元可以存儲(chǔ)任何選定的比特長度的數(shù)據(jù)。數(shù)值B也可以存放在不同的記憶塊中并以同樣的方式進(jìn)行尋址，因此數(shù)值B可以象未修正的控制數(shù)值一樣被尋獲。從記憶塊取出的數(shù)值B可以加到未修正的控制數(shù)值上，該未修正的控制數(shù)值可以來自于記憶塊也可以通過動(dòng)態(tài)計(jì)算獲得。比如B值(-1)可以存在第三塊記憶塊的第22個(gè)單元上。對(duì)于給定的圖像數(shù)據(jù)10和34，預(yù)存的值22位于第一塊記憶塊的第2594個(gè)單元上，同時(shí)預(yù)存的值(-1)位于第三塊記憶塊的第22個(gè)單元上，并且最終的控制數(shù)據(jù)值是22和(-1)的和。
0036控制數(shù)據(jù)流的構(gòu)建可以通過軟件或硬件或二者的結(jié)合。當(dāng)通過軟件構(gòu)建時(shí)，原始的圖像數(shù)據(jù)可以在被輸出到顯示設(shè)備前可以在內(nèi)存中暫存，進(jìn)行處理后，再寫回到內(nèi)存?？刂茢?shù)據(jù)象普通圖像數(shù)據(jù)流一樣被送到顯示設(shè)備并且控制數(shù)據(jù)Cl被渲染在主屏上而控制數(shù)據(jù)C2被渲染在DPF上。當(dāng)通過硬件構(gòu)建時(shí)，該硬件可以
16是一個(gè)外部設(shè)備或是一個(gè)作為顯示設(shè)備一部分的內(nèi)部芯片和電路組合，兩路原始圖像數(shù)據(jù)流可以直接輸入到硬件內(nèi)并由硬件構(gòu)建渲染到主屏和DPF上的控制數(shù)據(jù)。
0037不管是控制數(shù)據(jù)流還是圖像數(shù)據(jù)流，輸入到顯示設(shè)備的數(shù)據(jù)流可以通過不同的接口并行輸入。它們應(yīng)該是同步的。否則，它們應(yīng)該在軟件或硬件處理時(shí)暫存通過暫存進(jìn)行同步。數(shù)據(jù)流也可以通過將它們混合或通過不同的頻率或在不同時(shí)間段的相同頻率上在同一個(gè)接口上并行輸入。當(dāng)它們?cè)诓煌念l率上混合時(shí)，這兩個(gè)頻率的差距可以被預(yù)先設(shè)定。 一個(gè)可以顯示雙偏振3-D圖像的顯示設(shè)備可以同時(shí)接收這兩個(gè)輸入信號(hào)。當(dāng)鎖定一個(gè)頻率時(shí)，另一個(gè)對(duì)應(yīng)頻率可以通過預(yù)定的頻率差距鎖定。 一個(gè)只能顯示普通2-D圖像的顯示設(shè)備將分別鎖定這兩個(gè)頻率并分別顯示這兩個(gè)數(shù)據(jù)流而不相互影響。當(dāng)它們通過不同時(shí)間段上的相同頻率進(jìn)行混合時(shí)，混合的數(shù)據(jù)流在被處理或渲染到不同屏幕前被分離并暫存到不同的記憶緩存區(qū)。當(dāng)數(shù)據(jù)流通過不同時(shí)間段混合時(shí)，它們通過暫存進(jìn)行同步而實(shí)現(xiàn)雙偏振顯示。
0038任何普通顯示設(shè)備可以被用作第一級(jí)控制器。 一個(gè)在臨時(shí)美國專利申請(qǐng)案序列號(hào)60/558,898中描述的雙偏振光濾光器可以用作第二級(jí)控制器。然而，第一級(jí)控制器和第二級(jí)控制器的實(shí)現(xiàn)并不局限于普通顯示器和雙偏振光濾光器。
0039本發(fā)明揭示了在顯示屏幕上構(gòu)建2-D和立體3-D圖像的一種新方法和裝置。圖像質(zhì)量很高且色彩豐富。所顯示的圖像可以達(dá)到顯示屏物理精度可以支持的最高精度。生產(chǎn)流程簡單且經(jīng)濟(jì)。它自然地支持所有用于圖像和視頻的現(xiàn)有數(shù)據(jù)格式。
0040所發(fā)明的顯示方法和設(shè)備可以在觀看者佩戴3-D偏振光眼鏡時(shí)同時(shí)提供全精度的3-D圖像和2-D圖像。顯示在屏幕上的2-D圖像不管觀看者佩戴偏振光眼鏡與否都是相同的。
0041該構(gòu)建2-D和3-D圖像的新方法和設(shè)備可以被應(yīng)用于任何自發(fā)光的顯示設(shè)備，不管是發(fā)自然光還是偏振光。
0042所發(fā)明的顯示方法和設(shè)備也可以同時(shí)提供全精度的兩幅不同的2-D圖像。 一幅僅能被裸眼看到而另一幅僅能通過與3-D偏振光眼鏡不同的2-D偏振光眼鏡看到。0043所發(fā)明的顯示方法也提供了一種構(gòu)建3-D投影儀的新方法。對(duì)于基于LCD的投影儀，在LCD顯示板和光學(xué)聚焦系統(tǒng)之間插入一塊DPF，并使用本發(fā)明中公開的控制數(shù)據(jù)信號(hào)流，就構(gòu)建一臺(tái)在投影屏幕上投射2-D和3D圖像的投影儀。從屏幕上反射回來的3-D圖像通過偏振光眼鏡被看到并形成3-D視覺。當(dāng)每個(gè)LCD顯示板上的顏色單元與雙偏振濾光器上的每個(gè)控制單元對(duì)應(yīng)并對(duì)齊，應(yīng)用控制信號(hào)Cl和C2產(chǎn)生的出射光是兩個(gè)偏振方向相互垂直的偏振光的混合。不同的圖像可以通過具有不同偏振方向的光來表達(dá)。對(duì)于基于DLP的投影儀，在DLP芯片和光學(xué)聚焦系統(tǒng)之間插入一塊DPF，并在面向DLP芯片的DPF的一面貼上一片偏振膜，并使用本發(fā)明中公開的控制數(shù)據(jù)信號(hào)流，也能構(gòu)建一臺(tái)投射2-D和3D圖像的投影儀。被微反射鏡反射出來的光在透過雙偏振濾光器時(shí)成為偏振光并進(jìn)一步變成兩個(gè)偏振方向相互垂直的偏振光的混合。


0044圖1是以前LCD顯示板功能結(jié)構(gòu)的剖面圖。
0045圖2是在本申請(qǐng)之前的專利申請(qǐng)60/558,398中被公開的雙偏振濾光器功能結(jié)構(gòu)的剖面圖。
0046圖3是基于LCD顯示器的實(shí)施例的功能結(jié)構(gòu)剖面圖。
0047圖4是本發(fā)明基于任何自發(fā)射普通光的顯示設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的功能結(jié)構(gòu)剖面圖。
0048圖5是本發(fā)明另一個(gè)使用偏振光的實(shí)施例的功能結(jié)構(gòu)剖面圖。
0049圖6是本發(fā)明另一個(gè)光線控制方法和裝置的實(shí)施例。
0050圖7是一個(gè)加到圖3的LCD顯示板102上的電壓和透過它的光線強(qiáng)度的典型反應(yīng)曲線。
0051圖8是一個(gè)產(chǎn)生用于主屏和DPF的數(shù)據(jù)流以同時(shí)形成2-D和3-D圖像的數(shù)據(jù)處理框圖。
180052圖9是一個(gè)雙控制信號(hào)轉(zhuǎn)換器900的功能框圖，它可以是顯示器的一部分，或是一個(gè)獨(dú)立的硬件外設(shè)，或是構(gòu)造在其它設(shè)備如電腦顯示卡或電視信號(hào)臺(tái)，或與之類似的設(shè)備中的一個(gè)部件。
0053圖IO是一個(gè)基于LCD顯示器的實(shí)施例的功能框圖。它包括背光源IOI，主顯示板102， 102是一個(gè)其詳細(xì)層結(jié)構(gòu)在圖3中的普通LCD顯示板，輔屏顯示板103， 103是一個(gè)其詳細(xì)層結(jié)構(gòu)在圖2中的雙偏振濾光器。
本發(fā)明的詳細(xì)說明
0054圖3是基于LCD顯示器的實(shí)施例100的功能結(jié)構(gòu)剖面圖。該裝置包括背光源IOI， LCD顯示板102，雙偏振濾光器103，和3-D偏振光眼鏡104。 LCD顯示板102和雙偏振濾光器103的像素單元及其顏色單元按行和列對(duì)齊并一一對(duì)應(yīng)。像素單元202包括至少一個(gè)顏色單元203。濾色板124可以被省略掉。但如果濾色板114和124同時(shí)使用的話，114和124使用同樣的原色組和顏色單元尺寸及分布圖形。對(duì)應(yīng)的信號(hào)控制電極層115和125同樣具有相同的顏色單元尺寸及分布圖形。換句話說，不管多少個(gè)顏色單元組成一個(gè)像素，也不管這些顏色單元是如何排列構(gòu)成一個(gè)像素，102和103上的每個(gè)對(duì)應(yīng)顏色單元按其相同的顏色按行和列對(duì)齊。
0055圖象控制電極層115和125使用透明電極，矩陣電路和TFT開關(guān)和其它控制電路(圖中未顯示)提供每個(gè)顏色單元控制。當(dāng)圖像控制電極層115或125使用某種特定類型的電路時(shí)公告電極層116和126可以被省略。濾色板114或124可以放置在不同的位置上，比如它可以靠在任何一個(gè)基板上。如果兩塊濾色板114和124都被省略掉，顯示器就成為黑白顯示器。
0056第一偏振膜偏振軸方向151和第二偏振膜偏振軸方向152的設(shè)置使得加在LCD顯示板102的任何顏色單元的LC分子層119上的電壓值從VO變化到VI時(shí)，自該顏色單元透射出來的來自背光源IOI的光的量從最大值，即完全透過，到最小值，即完全阻斷，并反之亦然。
00573-D眼鏡的第一鏡片偏振軸方向153和第二鏡片偏振軸方向154的設(shè)置使得對(duì)雙偏振濾光器103的任何顏色單元，當(dāng)加在LC分子層129上的電壓值從UO變化到U1時(shí)，從該顏色單元射出并透過第一鏡片的光的量從最大變化到最小。同時(shí)從該顏色單元射出并透過第二鏡片的光的量相對(duì)應(yīng)地從最小變化到最大，并反之亦然。對(duì)任意一個(gè)顏色單元在任何一個(gè)給定的時(shí)間點(diǎn)，透過兩個(gè)鏡片的最大光量是從LCD顯示板102射出的全部光量；最小光量是零，即偏振鏡片完全阻斷從LCD顯示板102射出的光。任何時(shí)刻來自顯示器的任何顏色單元的透過第一鏡片和第二鏡片的光的量總是相互補(bǔ)充并且它們的和與從LCD顯示板102上射出的光的量相等。
0058由此，通過控制加到LC層119上的電壓，我們可以在任何時(shí)候控制LCD顯示板102上任何像素單元的每個(gè)顏色單元射出的光的量。通過控制加到LC層129上的電壓，我們可以將任何給定時(shí)刻來自LCD顯示板102的任何顏色單元的光在兩個(gè)偏振鏡片之間進(jìn)行分配，從而使該光的一部分透過一個(gè)鏡片并且余下的部分透過另一個(gè)鏡片。這使觀看者的左眼和右眼在同一時(shí)刻在顯示屏幕的相同顏色單元上觀看到不同的光強(qiáng)。由此左眼和右眼可以在同一時(shí)刻在顯示屏幕的同一個(gè)像素單元上看到不同的顏色和亮度。其結(jié)果是左眼和右眼同時(shí)在同一個(gè)屏幕上獨(dú)立地看到不同的圖像。
0059當(dāng)在屏幕上顯示2-D圖像時(shí)，LCD顯示板102的每個(gè)顏色單元被控制在使來自于背光源的光透過適當(dāng)?shù)牧康臓顟B(tài)以形成該顏色單元所在的像素單元的顏色和亮度，從而在LCD顯示板102上形成2-D圖像。相對(duì)應(yīng)地，雙偏振濾光器103的每個(gè)顏色單元被控制在分配每個(gè)對(duì)應(yīng)的顏色單元射出的光等量地透過偏振眼鏡104的兩個(gè)鏡片的狀態(tài)。從而，當(dāng)觀看者佩戴3-D偏振眼鏡104時(shí)，觀看者的兩個(gè)眼睛在同一個(gè)顏色單元上看到同樣量的光，進(jìn)而在屏幕上的每個(gè)像素單元看到同樣的顏色，從而形成2-D視覺。當(dāng)觀看者不戴3-D偏振光眼鏡104時(shí)，由于被雙偏振濾光器103改變的光的偏振方向?qū)β阊鄄话l(fā)生影響，兩個(gè)眼睛總是看到從LCD顯示板102上的同一個(gè)顏色單元射出的全部光量，進(jìn)而在同一個(gè)屏幕像素單元上看到相同顏色和亮度，從而以普通顯示屏幕同樣的方式形成2-D圖像。
0060當(dāng)在屏幕上顯示3-D圖像或3-D和2-D混合的圖像時(shí)，2-D圖像區(qū)域的顯示與上面描述的相同。對(duì)于3-D圖像的區(qū)域，LCD顯示板102上的每個(gè)顏色單元被控制在透過構(gòu)造左圖像和右圖像對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的顏色所需光的總量的狀態(tài)。雙偏振濾光器103上的每個(gè)對(duì)齊的顏色單元被控制在將從LCD顯示板102的每個(gè)對(duì)應(yīng)顏色單元射出的光的總量分配到左偏振鏡片和右偏振鏡片的狀態(tài)，從而通過不同的鏡片不同的顏色在屏幕的相同像素單元上可以被看到。這些透過不同鏡片所看到的不同顏色向左眼和右眼形成不同的圖像。當(dāng)被兩個(gè)眼睛獨(dú)立看到的圖像是立體圖像對(duì)時(shí)，就形成立體3-D視覺。當(dāng)觀看者不戴眼鏡，3-D圖像部分是模糊的，因?yàn)長CD顯示板102上的顏色單元射出的光在3-D圖像區(qū)域不能正常形成圖像。但是2-D圖像區(qū)域不受影響。
0061圖4是本發(fā)明基于發(fā)射普通光的任何顯示設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例200的功能結(jié)構(gòu)剖面圖。該系統(tǒng)包括普通2-D顯示器201，偏振膜211，雙偏振濾光器103，和偏振光眼鏡104。普通2-D顯示器201有一個(gè)顯示屏幕210，其像素單元202以某種圖案排列并且每個(gè)像素單元有以某種圖案排列的被稱為顏色單元203的多個(gè)子單元。每個(gè)顏色單元203代表用于像素單元顏色構(gòu)建所選用的一個(gè)原色組的一個(gè)原
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的顏色和亮度，并進(jìn)而在屏幕210上形成圖像。偏振膜211將顯示屏幕210射出的光轉(zhuǎn)換成具有偏振方向252的偏振光。雙偏振濾光器103具有與實(shí)施例100使用的雙偏振濾光器相同的層結(jié)構(gòu)。雙偏振濾光器103上的像素，進(jìn)而顏色單元與顯示屏幕210上的像素或顏色單元具有相同的尺寸和相同的形狀并以相同的圖案排列。這些像素單元，及每個(gè)像素單元中的顏色單元都一一對(duì)應(yīng)并按行和列對(duì)齊。
00623-D偏振眼鏡104的第一個(gè)鏡片的偏振軸153和第二個(gè)鏡片的偏振軸154以這種方式設(shè)置，即對(duì)雙偏振濾光器103的任何顏色單元，當(dāng)加到LC材料層129上的電壓值從U0變化到U1時(shí)，射出并透過第一個(gè)鏡片的光的量從最大變化到最小，同時(shí)射出并透過第二個(gè)鏡片的光的量對(duì)應(yīng)地從最小變化到最大，或反之亦然。對(duì)于任何顏色單元在任何給定時(shí)間點(diǎn)，透過鏡片的光的量的最大值是從顯示屏幕210和偏振膜252射出的總光量；光的量的最小值是零，即偏振鏡片將來自屏幕210和偏振膜252的光完全阻斷。在任何時(shí)刻，來自顯示器上的任何一個(gè)顏色單元，透過第一個(gè)鏡片和第二個(gè)鏡片的光的量總是互補(bǔ)并且它們的和相等于從屏幕210和偏振膜252射出的光的量。
0063當(dāng)顯示2-D圖像時(shí)，普通顯示器201在普通控制模式下渲染圖像同時(shí)雙偏振濾光器103被控制在將每個(gè)顏色單元射出的光平分到偏振光眼鏡104的兩個(gè)鏡片的狀態(tài)。從而不管是否戴偏振光眼鏡，兩個(gè)眼睛在屏幕上的同一個(gè)顏色單元看到相同的光量進(jìn)而在屏幕的相同像素單元看到相同的顏色和亮度。
0064當(dāng)顯示3-D圖像時(shí)，顯示器部件201被控制來射出值為左圖像和右圖像在每個(gè)顏色單元所需光量的和的光量。雙偏振濾光器103被控制來分配顯示器部件屏幕210上的每個(gè)顏色單元射出的光到左鏡片和右鏡片，從而使每個(gè)顏色單元上射出的適當(dāng)量的光通過左鏡片和右鏡片被看到。透過3-D偏振光眼鏡104觀看者的左右眼在顯示器部件屏幕210的像素單元上看到不同顏色和亮度。這些通過偏振鏡片153和154看到的不同顏色和亮度的象點(diǎn)對(duì)左右眼形成不同的圖像，它們是立體圖像對(duì)的左圖像和右圖像，從而為觀看者形成立體3-D視覺。
0065如果顯示設(shè)備自身發(fā)射偏振光，顯示屏幕201和雙偏振濾光器103之間的偏振膜可以被省略。圖5是基于發(fā)射偏振光的任何顯示設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例300的功能結(jié)構(gòu)剖面圖。302和303分別是顯示器的像素單元和顏色單元，它們分別與圖4的202和203等同。屏幕210和雙偏振濾光器103的像素單元和它的顏色單元具有同樣相同尺寸和形狀并按行和列對(duì)齊。從屏幕310射出的偏振光方向是352。圖4中的偏振膜211將透過它的普通光轉(zhuǎn)換成具有偏振方向252的偏振光，與圖5中的具有偏振方向352的偏振光在功能上等價(jià)。偏振光從屏幕310直接射出。因此應(yīng)用到圖5中的雙偏振濾光器103上的控制方式與應(yīng)用到圖4中的雙偏振濾光器103上的控制方式相同。送到顯示器部件301的數(shù)據(jù)信號(hào)與送到顯示器部件201的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)2-D和3-D顯示也都相同。
0066圖6是所展示的光控制方法和設(shè)備的另一種實(shí)施例。顯示設(shè)備400向戴2-D偏振光眼鏡的觀眾顯示一個(gè)圖像并向不戴偏振眼鏡的觀眾顯示不同的圖像。該系統(tǒng)包括在圖3，圖4，或圖5中公開的3-D顯示器實(shí)施例，和2-D偏振眼鏡204。
00673-D偏振眼鏡與2-D偏振眼鏡之間有一個(gè)區(qū)別。3-D偏振眼鏡104的兩個(gè)鏡片的偏振軸是相互正交的。2-D偏振眼鏡204具有相同偏振軸方向253的兩個(gè)偏振鏡片。對(duì)于給定的偏振膜偏振軸252或給定的從屏幕210射出的偏振光方向252，偏振鏡片偏振軸253被設(shè)置的方向使得對(duì)雙偏振濾光器103上的任何顏色單元，當(dāng)加到LC材料層129的控制電壓的值從UO變化到Ul時(shí)，射出并透過兩個(gè)鏡片的光的量都從最大變化到最小，或反之亦然。對(duì)任何顏色單元在任何給定時(shí)刻，透過兩個(gè)鏡片的光的最大值是從顯示屏幕210和可選擇的偏振膜252射出的光的總量，該偏振膜當(dāng)屏幕210射出偏振光時(shí)可省略；光的量的最小值為零，即兩個(gè)偏振鏡片都完全阻斷從屏幕210和可選擇的偏振膜252射出的光。
20068不戴眼鏡看到的2-D圖像渲染在顯示屏幕210上。屏幕210上的顏色單元被控制來提供適當(dāng)量的光從而使每個(gè)像素單元顯示構(gòu)成裸眼觀看的顯示圖像的適當(dāng)顏色和亮度。需要佩戴2-D偏振眼鏡204觀看的第二組圖像裸眼是看不到的。第二組圖像的每個(gè)像素的顏色值與屏幕210上處于對(duì)應(yīng)位置的每個(gè)像素的顏色值進(jìn)行比較以決定加到雙偏振濾光器103的每個(gè)顏色單元上的控制電壓值從而使透過偏振眼鏡204所看到的像素顏色和亮度對(duì)比第二組圖像的像素顏色和亮度在視覺上盡可能的精確。
0069加到顏色單元上的控制信號(hào)如電壓等與顏色單元發(fā)出光的量或強(qiáng)度不一定是線性的。比如，加到LC材料上的電壓與用來控制光通量的LC扭轉(zhuǎn)狀態(tài)的關(guān)系，可以是一個(gè)接近于直線的"S"型曲線。圖7是一個(gè)加到圖3中的LCD顯示板102的電壓與透過的光強(qiáng)之間的典型反應(yīng)曲線。當(dāng)該反應(yīng)曲線是一條大致的直線或被當(dāng)做一條直線時(shí)，控制方程式Rm = (El + E2) / 2和Ra = E2 / (El + E2)被大致成Vm = (vl + v2) / 2和Va = v2 / (vl + v2)。對(duì)應(yīng)的，Rm = (El +E2) / 2禾口 Ra = El / (El + E2)辛皮大致成Vm = (vl + v2) / 2禾口 Va = vl / (vl + v2)。這里的Vm和Va分別是加到主屏和輔屏上對(duì)齊的對(duì)應(yīng)顏色單元上的電壓。vl和v2分別是在主屏上構(gòu)造裸眼觀看的2-D左圖像和右圖像時(shí)在主屏的顏色單元上應(yīng)該加的電壓。 一般而言，Rm=Fm (Vm)并且Ra=Fa (Va)，這里Fm是主屏的控制信號(hào)Vm和光強(qiáng)Rm之間的反應(yīng)曲線，所說主屏如圖3中的部件102，圖4中的部件201和圖5中的部件301。 Fa是雙偏振濾光器103的控制信號(hào)Va和透過3-D偏振光眼鏡104的一個(gè)鏡片的光強(qiáng)Ra之間的反應(yīng)曲線。
0070更進(jìn)一步的，當(dāng)假設(shè)圖像信號(hào)值與加到屏幕顏色單元上的電壓值的反應(yīng)函數(shù)是線性的時(shí)，輸入到主屏的數(shù)據(jù)信號(hào)則為Sm= (sl+s2) /2而且輸入到雙偏振濾光器的數(shù)據(jù)信號(hào)為Sa=T*s2/ (sl+s2)或Sa=T*sl/ (sl+s2)。這里sl和s2分別是2-D左圖像和右圖像的數(shù)據(jù)信號(hào)流。T是sl和s2的最大信號(hào)值。這個(gè)公式提供了一種產(chǎn)生3-D數(shù)據(jù)流的信號(hào)處理方法和設(shè)備。圖8是一個(gè)為主屏和輔屏同時(shí)產(chǎn)生形成2-D和3-D圖像的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)處理框圖。
0071
一個(gè)Q行乘P列像素的2-D圖像801由一個(gè)Q行乘P列的數(shù)據(jù)矩陣A[p， q]表達(dá)，其中數(shù)據(jù)矩陣的每個(gè)單元和圖像的像素一一對(duì)應(yīng)。 一個(gè)J行乘I列像素的3-D圖像對(duì)802和803，其中802為左圖像，803為右圖像，由兩個(gè)J行乘I列的數(shù)據(jù)矩陣L[i， j]和R[i， j]表達(dá)。數(shù)據(jù)矩陣L和R的每個(gè)單元分別和左圖像802和右圖像803的像素——對(duì)應(yīng)。要形成3-D視覺，802和803必須在每個(gè)坐標(biāo) 點(diǎn)[i， j]上重疊并對(duì)齊。
0072觀看者的觀看區(qū)域804是觀看者所看的實(shí)際顯示器屏幕區(qū)域，包括Y行 乘X列的像素單元。觀看者的左眼和右眼分別看到邏輯顯示器屏幕區(qū)域810和 811。要在同一個(gè)顯示器屏幕上同時(shí)形成2-D和3-D視覺，2-D圖像801要被同時(shí) 顯示在邏輯左屏幕810和右屏幕811上，而且左立體圖像802要被顯示在邏輯左屏 幕810上，右立體圖像803要被顯示在邏輯右屏幕811上。邏輯左屏幕810和邏輯 右屏幕811分別是左眼和右眼所看到的實(shí)際顯示屏幕804。
0073820和821是代表數(shù)據(jù)矩陣Sm[x, y]和Sa[x, y]并據(jù)此組織的數(shù)據(jù)暫存器， 它們分別與主屏像素單元和雙偏振濾光器像素單元對(duì)應(yīng)，主屏和雙偏振濾光器都有 Y行乘X列的像素單元按行和列對(duì)齊。數(shù)據(jù)暫存器820和821或數(shù)據(jù)矩陣Sm和 Sa可以有多種形式，如電腦虛擬內(nèi)存和實(shí)際的記憶芯片或類似物。Sm[x,y]是一一 對(duì)應(yīng)的渲染到主屏的實(shí)際圖像數(shù)據(jù)信號(hào)。Sa[x， y]是一一對(duì)應(yīng)的渲染到雙偏振濾光 器的實(shí)際圖像數(shù)據(jù)信號(hào)。825和824是觀看者看到2-D圖像801的區(qū)域分別在主屏 和輔屏對(duì)應(yīng)區(qū)域的子數(shù)據(jù)塊。Sm[p， q]和Sa[p， q]分別是表達(dá)在825和824區(qū)域的 數(shù)據(jù)的子數(shù)據(jù)矩陣。822和823是觀看者看到由802和803共同形成的3-D圖像的 區(qū)域分別在主屏和輔屏對(duì)應(yīng)區(qū)域的子數(shù)據(jù)塊。Sm[i，j]和Sa[i,j]分別是代表822和 823區(qū)域的數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)的子數(shù)據(jù)矩陣。
0074數(shù)據(jù)Sm[p，q]的值是A[p,q]。 Sa[p， q]的值是歸一化的值0.5。如果矩陣 A， L， R的最大可能值是M， Sa[p,q]的值就是常數(shù)值M/2。 Sm[i, j]的值是L[i, j] 和R[i,j]值之和的歸一化值，其值為(L[i，j]+R[i,j])/2。如果3-D眼鏡104的偏振軸 方向153被安排成當(dāng)數(shù)據(jù)值零被渲染到輔屏?xí)r完全阻斷進(jìn)入左眼的光的話，Sa[i，j] 的值為M*L[i, j]/(L[i, j]+R[i, j])，如果3-D眼鏡104的偏振軸方向153被安排成當(dāng) 數(shù)據(jù)值零被渲染到輔屏?xí)r完全導(dǎo)通進(jìn)入左眼的光的話，Sa[i， j]的值為M*R[i，j]/(L[i, 脾[i，j])。
0075Sm[x， y]和Sa[x, y]是沒有被825， 822， 823和824覆蓋的區(qū)域的數(shù)據(jù)。 如果數(shù)據(jù)值零被渲染到主屏，主屏不射出任何光的話，Sm[x，y]的值是O并且Sa[x, y]的值無定義或可以是任何值。如果數(shù)據(jù)值零被渲染到主屏，主屏射出最大量的光 的話，Sm[x,y]的值是可能的最大值M并且Sa[x,y]的值無定義或可以是任何值。0076在上面公開的數(shù)據(jù)處理中，被矩陣的一個(gè)單元代表的一個(gè)像素的圖像數(shù)據(jù) 實(shí)際上包括了在選定的一個(gè)原色組中的每個(gè)顏色成分的組合值。比如如果顏色紅， 綠，藍(lán)被選定為原色組， 一個(gè)矩陣的單元值包含三個(gè)子數(shù)據(jù)單元r， g，和b，它們 分別代表定義該單元值所對(duì)應(yīng)的像素顏色的顏色成分紅，綠，藍(lán)的值。更進(jìn)一步 的，矩陣數(shù)據(jù)單元值的設(shè)置和計(jì)算是基于各顏色成分的。比如如果L[i，j]被擴(kuò)展表 達(dá)為(rl,gl,bl)，同時(shí)R[i,j]被擴(kuò)展表達(dá)為(r2,g2,b2),則值(L[i, j]+R[i， j])/2可以相 應(yīng)地?cái)U(kuò)展表達(dá)為((rl+r2)/2, (gl+g2)/2, (bl+b2)/2)。
0077用于本發(fā)明的顯示器的擴(kuò)展信號(hào)可以在異地生成也可以在本地生成。在異 地模式下，顯示器同時(shí)接受用于主屏和雙偏振濾光器的兩路圖像數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流內(nèi) 的信號(hào)數(shù)據(jù)是已經(jīng)通過軟件或分離的硬件對(duì)普通2-D圖像數(shù)據(jù)流進(jìn)行了預(yù)處理后 的數(shù)據(jù)，所以顯示器簡單地將它們分別渲染到主屏和雙偏振濾光器上。對(duì)于純粹的
2- D圖像顯示，只需要主屏數(shù)據(jù)流并進(jìn)行其渲染。在本地模式下，顯示器接受兩路 普通2-D圖像數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流內(nèi)的信號(hào)數(shù)據(jù)分別代表了普通的左圖像和右圖像。 顯示器以實(shí)時(shí)模式將輸入的兩路數(shù)據(jù)根據(jù)所公開的控制信號(hào)等式轉(zhuǎn)換成兩路控制信 號(hào)流并將它們相應(yīng)地渲染到主屏和輔屏。對(duì)于純粹的2-D圖像顯示，只有一路2-D 圖像數(shù)據(jù)流被送入顯示器。
0078圖9是雙控制信號(hào)轉(zhuǎn)換器卯0的功能框圖，它可以是顯示器的一部分，或 是一個(gè)獨(dú)立的硬件配件，或是構(gòu)造在其它設(shè)備中的一個(gè)部件，如電腦顯示卡或電視 發(fā)射機(jī)或與之類似的設(shè)備。910和911是兩路最大信號(hào)值為M的普通2-D圖像數(shù)據(jù) 流輸入。915和914是最大信號(hào)值同樣為M的控制信號(hào)數(shù)據(jù)流輸出。主屏數(shù)據(jù)流 915輸入到主屏且輔屏數(shù)據(jù)流914輸入到雙偏振濾光器。顯示器將它們當(dāng)做普通2-D數(shù)據(jù)流并將它們象普通2-D圖像一樣渲染到兩塊顯示屏上。單元900把901和 902作為它的輸入A和B，同時(shí)當(dāng)A和B同時(shí)存在時(shí)，它的輸出信號(hào)915的值是 (A+B)/2，它的輸出信號(hào)914的值是M*B/(A+B)或M*A/(A+B);同時(shí)當(dāng)僅有A或 B存在時(shí)，它的輸出信號(hào)915的值是(A+B)，它的輸出信號(hào)914的值可以是從0到 M的任意值。輸出914取M/2常數(shù)值是最好的取值從而屏幕上的2-D圖像無論佩戴
3- D偏振光眼鏡與否都可以被兩個(gè)眼睛看到。
0079圖IO是基于LCD的實(shí)施例的功能框圖。它包括背光源IOI，主屏顯示板 102，它是一個(gè)普通LCD顯示板，其詳細(xì)層結(jié)構(gòu)在圖3中，輔屏顯示板103，它是 一個(gè)雙偏振濾光器，其詳細(xì)層結(jié)構(gòu)在圖2中。主屏顯示板102和輔屏顯示板103都
25有它們各自的獨(dú)立列驅(qū)動(dòng)器1001， 1002和獨(dú)立行驅(qū)動(dòng)器1003， 1004。列驅(qū)動(dòng)器 1001在時(shí)序控制器1008的控制下將圖9的主屏數(shù)據(jù)流加到主屏顯示板102上，并 且列驅(qū)動(dòng)器1002在時(shí)序控制器1011的控制下將圖9的輔屏數(shù)據(jù)流914加到輔屏顯 示板103上。行驅(qū)動(dòng)器1003和1004在時(shí)鐘控制器1006的控制下向主屏顯示板 102和輔屏顯示板103提供掃描信號(hào)。時(shí)鐘控制器1006也通過時(shí)序控制器1008和 1011對(duì)掃描信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行同步，以完成在主屏顯示板102和輔屏顯示板103 的圖像渲染。除此之外，顯示器1000包括多個(gè)支持單元。電源單元1005提供多種 電源，公共電壓單元1007向圖3中主顯示板102和輔顯示板103的公共電極層 116和126提供公共電壓。Gamma產(chǎn)生器1009將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)翻譯成顯示板上線性 的光輸出，在某些情況下可以由一簡單電阻絲替代。背光源驅(qū)動(dòng)IOIO和光傳感器 1012提供背光控制。當(dāng)顯示器1000接收?qǐng)D9中的普通2-D數(shù)據(jù)流910和/或911 作為輸入時(shí)，雙控制信號(hào)轉(zhuǎn)換器900可以是顯示器1000的一部分，它的詳細(xì)功能 結(jié)構(gòu)公開在圖9中。當(dāng)顯示器1000接收預(yù)處理后的圖9的主屏數(shù)據(jù)流915和輔屏 數(shù)據(jù)流914作為直接輸入信號(hào)流時(shí)，它也可以與顯示器1000分立存在。
0080實(shí)施例也可以使用完全分離的控制單元進(jìn)行構(gòu)建。看圖10，除了獨(dú)立的 列和行驅(qū)動(dòng)器， 一個(gè)實(shí)施例也可以包括分立的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器1006，分立的公共電壓 單元1007，甚至分立的電壓單元1005。這種修改不會(huì)影響顯示器的功能。
0081盡管在此公開并詳細(xì)描述了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例和多個(gè)可選的實(shí)施例，在 不偏離本發(fā)明的精神及范圍的情況下可以對(duì)它們進(jìn)行形式上和細(xì)節(jié)上的各種更改， 這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生圖像的顯示裝置，包括一個(gè)包括多個(gè)像素單元的光通量控制器，其多個(gè)像素單元包括至少一個(gè)子像素單元；一個(gè)雙偏振濾光器包括多個(gè)像素單元并且包括至少一個(gè)獨(dú)立控制單元，光通量控制器上的至少一個(gè)子像素單元和雙偏振濾光器上的至少一個(gè)獨(dú)立控制單元被一一對(duì)應(yīng)并對(duì)齊，每個(gè)光通量控制器上的至少一個(gè)的子像素單元輸出透過對(duì)應(yīng)的雙偏振濾光器上的至少一個(gè)的獨(dú)立控制單元的總光量，每個(gè)雙偏振濾光器上的獨(dú)立控制單元在光線通過它時(shí)改變偏振光的狀態(tài)；并且一個(gè)偏振膜，用于將從光通量控制器射出的光，如果不是偏振光的話，在進(jìn)入雙偏振濾光器之前轉(zhuǎn)換成偏振光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯示裝置，進(jìn)一步包括偏振光眼鏡，用于將從雙偏振濾光器上的每個(gè)獨(dú)立控制單元射出的光過濾成 兩部分，從雙偏振濾光器上的每個(gè)獨(dú)立控制單元射出的光的一部分形成第一圖像， 并且光的另一部分形成第二圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中表達(dá)第一圖像的第一圖像數(shù)據(jù)包括至 少一個(gè)子區(qū)域，并且表達(dá)第二圖像的第二圖像數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)子區(qū)域，并且至少 一個(gè)第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和至少一個(gè)第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域分別表達(dá)了一個(gè)具有 相同幾何形狀并在第一和第二圖像上具有相同的對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)的圖像區(qū)域，該至少 一個(gè)第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和至少一個(gè)第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域被相應(yīng)地相互對(duì)應(yīng)起 來，從而當(dāng)?shù)谝缓偷诙D像被邏輯地相互覆蓋時(shí)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域 和第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域具有相同數(shù)據(jù)時(shí)，在所說的圖像區(qū)域形成2D視覺，當(dāng)對(duì)應(yīng)的第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域具有立體圖像對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)，在所說 的圖像區(qū)域形成3D視覺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中雙偏振濾光器上的至少一個(gè)的獨(dú)立控制單元選擇性地將偏振光的原始振動(dòng)方向改變e角，這里e的值從o度到90度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中光通量控制器包括以下之一，LCD顯 示器，PDP顯示器，0LED顯示器，LCD投影儀中的LCD顯示板，和DLP投影儀中的 DLP芯片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中偏振光眼鏡有兩個(gè)鏡片，該偏振光眼 鏡的兩個(gè)鏡片具有正交的偏振軸，并且一個(gè)偏振軸與射入雙偏振濾光器的偏振光的 偏振振動(dòng)方向平行，并且從雙偏振濾光器上的一個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光的第 一部分透過第一鏡片，同時(shí)從雙偏振濾光器上的同一個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光 的第二部分透過第二鏡片，并且透過第一鏡片的第一部分偏振光的強(qiáng)度值是從雙偏 振濾光器上的這個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光的總強(qiáng)度的cos(e)化os(e)倍，并且透 過第二鏡片的第二部分偏振光的強(qiáng)度值是從雙偏振濾光器上的同一個(gè)獨(dú)立控制單元 射出的偏振光的總強(qiáng)度的sin(e)枯in(e)倍，并且透過第一鏡片的光形成第一圖像，并且透過第二鏡片的光形成第二圖像，這里e是射入雙偏振濾光器上的這個(gè)獨(dú)立控制單元的偏振光和從這個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光之間的振動(dòng)方向差別。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中通過第一和第二圖像數(shù)據(jù)構(gòu)造的第一 基本控制數(shù)據(jù)Cl被應(yīng)用在光通量控制器上，這里用于光通量控制器的每個(gè)子像素單 元的控制數(shù)據(jù)C1是(D1+D2)/2，這里D1是當(dāng)表達(dá)第一圖像的第一圖像數(shù)據(jù)被渲染在 那個(gè)子像素單元上的子像素?cái)?shù)據(jù)值，并且D2是當(dāng)表達(dá)第二圖像的第二圖像數(shù)據(jù)被渲 染在同一個(gè)子像素單元上的子像素?cái)?shù)據(jù)值；其中通過第一和第二圖像數(shù)據(jù)構(gòu)造的第 二基本控制數(shù)據(jù)C2被應(yīng)用在雙偏振濾光器上，這里用于雙偏振濾光器的每個(gè)獨(dú)立控制單元的控制數(shù)據(jù)C2是T承D1/(D1+D2)和TM)2/(D1+D2)之一，這里T是Dl或D2 的邏輯最大值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中控制數(shù)據(jù)Cl和C2通過使用同步了的 圖像數(shù)據(jù)D1和D2，當(dāng)它們被輸入到顯示裝置進(jìn)行渲染時(shí)，被動(dòng)態(tài)地計(jì)算出來。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中控制數(shù)據(jù)Cl和C2被預(yù)先計(jì)算出來并 被存儲(chǔ)到一塊記憶塊內(nèi)并在運(yùn)行時(shí)當(dāng)Dl和D2被輸入到顯示裝置進(jìn)行第一和第二圖 像渲染時(shí)被Dl和D2映射出來分別渲染到相應(yīng)的光通量控制器上的子像素單元或雙 偏振濾光器上的獨(dú)立控制單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其中至少一個(gè)被預(yù)先計(jì)算出來的基本控制 數(shù)據(jù)值Cl和C2被暫存在一個(gè)記憶單元上，對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)值Dl和D2構(gòu)造出存取 地址或存取索引，Dl和D2中的一個(gè)構(gòu)成存取地址或存取索引的高位并且D1和D2 中的另 一個(gè)構(gòu)成存取地址或存取索引的低位。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其中一個(gè)液晶線性糾正值B被定義成本身 為Dl和D2函數(shù)的Cl和C2中至少之一的函數(shù)，并進(jìn)一步該液晶線性糾正值B是Dl 和D2的函數(shù)，該液晶線性糾正值B與基本控制值Cl或C2結(jié)合以進(jìn)行修正，并且液 晶線性糾正值B與基本控制值Cl或基本控制值C2的結(jié)合后的值被存儲(chǔ)在所說的記 憶塊中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中一個(gè)液晶線性糾正值B被存儲(chǔ)在分立 的被基本控制數(shù)據(jù)Cl或Cl尋址或索引的記憶塊內(nèi)，并且B的值被分別加到Cl或 C2上，并且其總值被分別應(yīng)用到光通量控制器上的子像素單元或雙偏振濾光器上的 獨(dú)立控制單元上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中顯示裝置接收并行的第一和第二圖像 數(shù)據(jù)流，第一和第二圖像數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)地包括一系列伴同頓同步和行同步信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)Dl和D2，顯示裝置產(chǎn)生兩路控制數(shù)據(jù)流Cl和C2作為第一和第二圖像數(shù)據(jù)流， 以相同的比特率渲染到光通量控制器和雙偏振濾光器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中偏振光眼鏡有兩個(gè)鏡片，偏振眼鏡的 兩個(gè)鏡片具有相同的偏振軸方向， 一個(gè)渲染在雙偏振濾光器上的圖像可以通過偏振 光眼鏡被看到，另一個(gè)渲染在光通量控制器上的圖像可以不使用偏振光眼鏡被看到， 并且這兩個(gè)圖像可以是不同的。
15. —種產(chǎn)生圖像的方法，其組成步驟是通過一個(gè)包括多個(gè)像素單元的光通量控制器控制一個(gè)圖像的至少一部分，該多個(gè)像素單元 包括至少一個(gè)子像素單元，使用包括多個(gè)像素單元并至少一個(gè)獨(dú)立控制單元的雙偏振濾光器選擇性地改變一個(gè)圖像的至少一部分的偏振光狀態(tài)，光通量控制器上的至少一個(gè)子像素單元和雙偏振濾光器上的至少一個(gè)獨(dú)立控制單元被一一對(duì)應(yīng)并對(duì)齊，每個(gè)光通量控制器上 的至少一個(gè)的子像素單元輸出透過對(duì)應(yīng)的雙偏振濾光器上的至少一個(gè)的獨(dú)立控制單元的總光量，每個(gè)雙偏振濾光器上的獨(dú)立控制單元在光線通過它時(shí)改變偏振光的狀 態(tài)；并且使用一個(gè)偏振膜，將光通量控制器射出的光，如果不是偏振光的話，在進(jìn)入 雙偏振濾光器之前轉(zhuǎn)換成偏振光。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是 使用偏振光眼鏡，將從雙偏振濾光器上的每個(gè)獨(dú)立控制單元射出的光過濾成兩部分，從雙偏振濾光器上的每個(gè)獨(dú)立控制單元射出的光的一部分形成第一圖像， 并且光的另一部分形成第二圖像。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中表達(dá)第一圖像的第一圖像數(shù)據(jù)包括至少 一個(gè)子區(qū)域，并且表達(dá)第二圖像的第二圖像數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)子區(qū)域，并且至少一 個(gè)第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和至少一個(gè)第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域分別表達(dá)了一個(gè)具有相同幾何形狀并在第一和第二圖像上具有相同的對(duì)應(yīng)位置坐標(biāo)的圖像區(qū)域，該方法進(jìn) 一步包括的步驟是將該至少一個(gè)第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和至少一個(gè)第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域被相 應(yīng)地相互對(duì)應(yīng)起來，從而當(dāng)?shù)谝缓偷诙D像被邏輯地相互覆蓋時(shí)，當(dāng)對(duì)應(yīng)的第一圖 像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域具有相同數(shù)據(jù)時(shí)，在所說的圖像區(qū)域形成 2D視覺，當(dāng)對(duì)應(yīng)的第一圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域和第二圖像數(shù)據(jù)的子區(qū)域具有立體圖像對(duì) 數(shù)據(jù)時(shí)，在所說的圖像區(qū)域形成3D視覺。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是 選擇性地將雙偏振濾光器上的至少一個(gè)的獨(dú)立控制單元的偏振光原始振動(dòng)方向改變e角，這里e的值從o度到90度。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中光通量控制器包括以下之一，LCD顯示 器，PDP顯示器，OLED顯示器，LCD投影儀中的LCD顯示板，和DLP投影儀中的DLP心片。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中偏振光眼鏡有兩個(gè)鏡片，該偏振光眼鏡 的兩個(gè)鏡片具有正交的偏振軸，并且一個(gè)偏振軸與射入雙偏振濾光器的偏振光的偏 振振動(dòng)方向平行，該方法進(jìn)一步包括的步驟是從雙偏振濾光器上的一個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光的第一部分透過第一鏡片，從雙偏振濾光器上的同一個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光的第二部分透過第二鏡片，這里透過第一鏡片的第一部分偏振光的強(qiáng)度值是從雙偏振濾光器上的這個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光的總強(qiáng)度的cos (e) *cos (e)倍，透過第二鏡片的第二部分偏振光的強(qiáng)度值是從雙偏振濾光器上的同一個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光的總強(qiáng)度的sin(e)化in(e)倍，透過第一鏡片的光形成第一 圖像， 透過第二鏡片的光形成第二圖像，這里e是射入雙偏振濾光器上的這個(gè)獨(dú)立控制單元的偏振光和從這個(gè)獨(dú)立控制單元射出的偏振光之間的振動(dòng)方向差別。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是-將通過第一和第二圖像數(shù)據(jù)構(gòu)造的第一基本控制數(shù)據(jù)Cl應(yīng)用在光通量控制器上，這里用于光通量控制器的每個(gè)子像素單元的控制數(shù)據(jù)C1是(D1+D2)/2，這里 Dl是當(dāng)表達(dá)第一圖像的第一圖像數(shù)據(jù)被渲染在那個(gè)子像素單元上的子像素?cái)?shù)據(jù)值， 并且D2是當(dāng)表達(dá)第二圖像的第二圖像數(shù)據(jù)被渲染在同一個(gè)子像素單元上的子像素 數(shù)據(jù)值；并且將通過第一和第二圖像數(shù)據(jù)構(gòu)造的第二基本控制數(shù)據(jù)C2應(yīng)用在雙偏振濾光 器上，這里用于雙偏振濾光器的每個(gè)獨(dú)立控制單元的控制數(shù)據(jù)C2是T*D1/(Dl+D2)和 TM)2/(D1+D2)之一，這里T是D1或D2的邏輯最大值。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是-通過使用同步了的圖像數(shù)據(jù)Dl和D2，當(dāng)它們被輸入到顯示裝置進(jìn)行渲染時(shí)，動(dòng)態(tài)地計(jì)算控制數(shù)據(jù)Cl和C2。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是 預(yù)計(jì)算控制數(shù)據(jù)C1或C2，把控制數(shù)據(jù)Cl或C2存儲(chǔ)到記憶塊內(nèi)，并且當(dāng)Dl和D2被輸入到顯示裝置進(jìn)行第一和第二圖像渲染時(shí)，在運(yùn)行時(shí)通過Dl 和D2映射出控制數(shù)據(jù)Cl或C2，分別渲染到相應(yīng)的光通量控制器上的子像素單元或 雙偏振濾光器上的獨(dú)立控制單元上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是 將至少一個(gè)被預(yù)先計(jì)算出來的基本控制數(shù)據(jù)值Cl和C2暫存在一個(gè)記憶單元上，并且通過對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)值D1和D2構(gòu)造存取地址或存取索引， 這里Dl和D2中的一個(gè)構(gòu)成存取地址或存取索引的高位并且Dl和D2中的另 一個(gè)構(gòu)成存取地址或存取索弓I的低位。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是 將一個(gè)液晶線性糾正值B定義成本身為Dl和D2函數(shù)的Cl和C2中至少之一的函數(shù)，并進(jìn)一步該液晶線性糾正值B是D1和D2的函數(shù)，并且將該液晶線性糾正值B與基本控制值Cl或C2結(jié)合以進(jìn)行修正，并且 將液晶線性糾正值B與基本控制值Cl或基本控制值C2的結(jié)合后的值存儲(chǔ)在所說的記憶塊中。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是 將一個(gè)液晶線性糾正值B存儲(chǔ)在分立的被基本控制數(shù)據(jù)Cl或Cl尋址或索引的記憶塊內(nèi)，將B的值分別加到C1或C2上，并且將其總值分別應(yīng)用到光通量控制器上的子像素單元或雙偏振濾光器上的獨(dú)立控制單元上。
27. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括的步驟是-接收并行的第一和第二圖像數(shù)據(jù)流，第一和第二圖像數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)地包括一系 列伴同帳同步和行同步信號(hào)的圖像數(shù)據(jù)D1和D2，并且產(chǎn)生兩路控制數(shù)據(jù)流Cl和C2作為第一和第二圖像數(shù)據(jù)流，以相同的比特率 渲染到光通量控制器和雙偏振濾光器。
28. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中偏振光眼鏡有兩個(gè)鏡片，偏振眼鏡的兩 個(gè)鏡片具有相同的偏振軸方向，方法進(jìn)一步包括的步驟是通過偏振光眼鏡觀看一個(gè)渲染在雙偏振濾光器上的圖像，并且，不使用偏振光 眼鏡觀看另一個(gè)渲染在光通量控制器上的圖像，這兩個(gè)圖像可以是不同的。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種控制光線強(qiáng)度的方法和裝置，更為特定的在其不同的呈現(xiàn)通道上進(jìn)行不同光線強(qiáng)度進(jìn)而不同顏色的光線控制的方法和裝置。一種控制一個(gè)像素在其不同的呈現(xiàn)通道上呈現(xiàn)出不同顏色，并進(jìn)一步的通過不同呈現(xiàn)通道形成不同圖像的方法和裝置。一種通過不同呈現(xiàn)通道同時(shí)顯示不同圖像的新型顯示設(shè)備和構(gòu)造這種設(shè)備的方法和裝置。一種產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)信號(hào)以在這種顯示設(shè)備上通過不同呈現(xiàn)通道構(gòu)造并渲染不同圖像，更為特定的，在屏幕上同時(shí)顯示2-D和立體3-D圖像的方法和裝置。
文檔編號(hào)H04N7/18GK101496405SQ200780027872
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2007年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
發(fā)明者犁 孫 申請(qǐng)人:犁 孫