專利名稱：對立體顯示器中的幻影的光學補償的制作方法
技術領域：
本發明涉及立體顯示器和顯示立體圖像的方法。
背景技術：
假設立體顯示系統向相應觀看者的眼睛傳遞離散的左眼圖像和離散的右眼圖像。 然而，很多諸如視頻監視器或者投影屏幕之類的單個屏幕顯示器在用于立體顯示時展現串擾(crosstalk)，其中每只眼睛不僅僅接收到意圖用于其的圖像，而且接收到減小的強度的意圖用于另ー只眼睛的圖像。這導致“幻影(ghost)”，其中每只眼睛觀看顯示器上的對象與附近的對象的模糊的副本(faint copy)在一起。幻影補償系統可以計算被投影供每只眼睛觀看的ー對補償的圖像。左眼的補償的圖像等于意圖用于左眼的圖像減去意圖用于右眼的圖像的強度縮放的版本，并且反之亦然。強度縮放量近似等于串擾的量。由此，在具有串擾C、左眼圖像L和右眼圖像R的系統中，左眼的補償的圖像L’將等于L-cR，并且右眼的補償的圖像R’將等于R-cL。當存在串擾的情況下，將補償的圖像L’投影供相應眼睛觀看吋，左眼感知到的將是L’ +cR'或者(L-cR)+c (R-cL)，其大約是(l_c2)L。換言之，這是沒有來自右眼圖像幻影的圖像。同樣地，當在存在串擾的情況下，將補償的圖像R’投影供相應的眼睛觀看吋，右眼感知到的將是R’ +cL'或者(R-cL)+c (L-cR)，其大約是(I-C2)R0甫如 Cowan ‘人在名禾爾為 “Ghost-Compensation for Improved Stereoscopic Projection"的美國專利申請公開號20060268104中描述的系統之類的系統，補償的圖像可以被預先計算并且被存儲用于稍后的回放，或者可以在未補償的圖像的回放期間被實時在線(on the fly)計算。預先計算補償的圖像的缺點是不同的立體顯示系統可能展現不同的串擾值，在該情形中，適合于ー個立體顯示器的預先計算的補償的圖像不會很好地適合于另ー個立體顯示器。這產生庫存控制問題，其中顯示系統的操作員必須獲得對于正確的串擾值所準備的呈現版本。雖然實時幻影補償系統對于涉及高分辨率、高幀速率、非線性編碼或者加密中的一個或者多個的系統可以被配置為匹配立體顯示器的串擾，但是解密、變換、幀緩沖器、陣列數學(array math)、逆變換、重新加密等的成本和復雜性是相當大的。這樣的系統的等待時間可能影響呈現的嘴唇同步(lip-sync)。與內容相關聯的安全性要求可能要求必須庫存、跟蹤、并且管理附加的解密和加密密鑰。
由此，存在對作為實時的但是不要求任何附加變換或者加密步驟的幻影-補償系統的顯著需要。還需要該系統補償寬范圍的串擾值。

發明內容
提供ー種用于減少立體顯示器中的串擾的方法，包括以下步驟提供用于顯示的第一幅第一只眼睛圖像、第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像、用于顯示的第一幅另ー只眼睛圖像，以及第一幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像；在第一間隔期間向第一只眼睛顯示第一幅第一只眼睛圖像；在第二間隔期間向另一只眼睛顯示第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像，第二間隔短于第一間隔；在第三間隔期間向另一只眼睛顯示第一幅另ー只眼睛圖像，第三間隔與第一間隔的持續時間相等；以及在第四間隔期間向第一只眼睛顯示第一幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像，第四間隔與第二間隔的持續時間相等。該方法還可以包括以下步驟 在第五間隔期間向第一只眼睛顯示第一幅第一只眼睛圖像，第五間隔與第一間隔的持續時間相等；在第六間隔期間向另一只眼睛顯示第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像，第六間隔短于第一間隔；在第七間隔期間向另一只眼睛顯示第一幅另ー只眼睛圖像，第七間隔與第一間隔的持續時間相等；在第八間隔期間向第一只眼睛顯示第一幅另ー只眼睛的反轉圖像，第八間隔與第二間隔的持續時間相同。該方法還可以包括可以幫助最小化感知到的閃爍的、圖像的附加顯示步驟。還提供ー種可以是數字微鏡顯示器(DMD)的顯示器，包括視頻數據接ロ，適配為接收視頻數據并且形成第一只眼睛圖像數據和第二只眼睛圖像數據的單獨的幀；幀緩沖器部件，適配為接收來自視頻數據接ロ的圖像數據并且將其寫入存儲器中；圖像補償器部件， 適配為生成響應于第二只眼睛圖像數據的、用于向第一只眼睛顯示的補償的第二只眼睛圖像數據，以及響應于第一只眼睛圖像數據的、用于向第二只眼睛顯示的補償的第一只眼睛圖像數據；以及顯示控制器，適配為使第一只眼睛圖像數據和補償的第二只眼睛圖像數據相繼地向第一只眼睛顯示，并且然后使第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據相繼地向第二只眼睛顯示。該顯示器還可以包括控制顯示器像素的移位寄存器。補償的第一只和第二只眼睛圖像數據可以分別是第一只和第二只眼睛圖像數據的反轉強度數據。 在DMD情形中，用以控制第一只眼睛的微鏡的數據輸出可以是第一只眼睛圖像數據的波形圖案以及第ニ只眼睛圖像數據的波形的反轉形式；以及用以控制第二只眼睛的微鏡的數據輸出可以是第二只眼睛圖像數據的波形圖案以及第一只眼睛圖像數據的波形的反轉形式。 顯示器還可以適配為以交替的方式不止一次地向第一只眼睛閃現第一只眼睛圖像數據和補償的第二只眼睛圖像數據的組合并且向第二只眼睛閃現第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據的組合。在DMD的情形中，用以控制第一只眼睛的微鏡的數據輸出可以是第一只眼睛圖像數據的波形圖案以及第ニ只眼睛圖像數據的波形的反轉形式；以及用以控制第二只眼睛的微鏡的數據輸出可以是第二只眼睛圖像數據的波形圖案以及第一只眼睛圖像數據的波形的反轉形式，以及與微鏡相關聯的強度可以響應于波形圖案并且由具有最高有效位、中間位和最低有效位的多比特ニ進制值表達。該顯示器還可以包括均衡部件，該均衡部件建立顯示第一只和第二只眼睛圖像數據的時間或者強度的持續時間分別與補償的第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據的時間或者強度的持續時間的比率，其中，比率可以大于1。


現在將通過參考附圖的示例的方式來描述本發明。圖1是使用向電影院觀眾顯示立體圖像的、具有串擾的數字電影投影系統以及圖像的反轉圖像來消除幻影的本發明的示例性顯示系統；圖2是示出接收立體圖像與對觀察者的左眼和右眼顯示圖像和圖像的反轉圖像之間的優選關系的定時圖；圖3是通過向觀察者顯示立體圖像和圖像的反轉圖像來消除幻影的處理的流程圖；圖4是與單個像素相關聯的、在優選實施例中是數字的信號圖；以及圖5是用于示出立體圖像和圖像的反轉圖像來消除幻影的控制系統和顯示元件的框圖。
具體實施例方式公開的實施例現在將被描述并且應用于具有非零串擾的立體顯示器。一般地，本發明通過以下操作提供減少的幻影感覺對于第一間隔(例如，1/48秒的80% )顯示意圖用于左眼的圖像以及對于第二間隔(例如，1/48秒的20%)顯示意圖用于右眼的圖像的反轉圖像供觀看者的左眼接收；以及對于基本等于第一間隔的第三間隔顯示意圖用于右眼的圖像，以及對于基本等于第二間隔的第四間隔，顯示意圖用于左眼的圖像的反轉圖像供觀看者的右眼接收。第二間隔與第一間隔的比率是優選等于串擾量(即，例如20 80 = 25%串擾)。一般地，本公開可以應用于在左眼圖像和右眼圖像之間具有串擾的電控制的立體顯示器系統。本公開可以用于立體顯示器(例如，具有柱鏡狀屏幕(lenticular screen)的視頻監視器)以及用于要求觀察者在觀察監視器或者投影屏幕的同時佩戴眼鏡的立體顯示系統來工作。在要求眼鏡的系統的情形中，本發明可以用于線性或者圓偏振眼鏡、有源快門眼鏡(active shutter glass)、立體影片(anaglyphic)和梳狀濾波器眼鏡來工作。這樣的顯示系統可以包括視頻監視器或者投影屏幕。在具有投影屏幕的系統的情形中，顯示系統可以包括ー個或者多個投影儀。可以使用發光二極管(LED)陣列、液晶顯示(IXD)面板、等離子顯示器、可變形微鏡器件(DMD)、掃描激光器、陰極射線管(CRT)或者其他這樣的電控制的成像器件來形成圖像。可以通過以下操作來產生彩色圖像對于每種原色(例如，紅色、緑色和藍色)順序產生單色圖像；或者通過提供具有每種原色的像素的集成陣列(例如，具有色彩掩膜的 CRT,或者具有每個原色的単元的等離子顯示器)；或者通過對于每種原色并行產生單色圖像，然后將其疊加用于觀察者觀看(例如，三槍視頻投影儀或者三芯片可變形鏡器件投影儀)。在此處詳細討論的示例性優選實施例中，立體顯示系統是具有単獨的紅色、緑色和藍色DMD成像器(諸如由Dallas TX.的Texas Instruments, Inc.開發并且銷售的基于DLP 技術的成像器)的數字電影投影儀。基于DMD的投影儀利用電可切換的圓偏振器 (諸如Beverly Hills，CA的Real-D Cinema銷售的Ζ-屏幕)增強并且觀眾配備具有可兼容的圓偏振透鏡的眼鏡(諸如，也由Real-D Cinema提供的那些)。實施例特別適用于順序顯示色彩分量的系統(例如，使用色輪來投影每個圖像分量的單個DMD芯片投影儀)以及通過每個具有對應靜態偏振器的獨立投影儀或者用于為觀察者分離左眼和右眼圖像的其他編碼器來顯示左眼和右眼圖像的系統。現在參考圖1，投影系統100為觀眾席110服務。投影系統100優選包括數字電影
服務器102，其通過連接103向數字投影儀104提供包括一系列左眼和右眼圖像的立體節目。在替代實施例中，投影系統100可以包括左眼圖像和右眼圖像的立體視頻的饋送，其可以是例如使用由 Montreal，Quebec, Canada 的 Sensio Technologies, Inc.開發并且銷售的Sensio SD3-l00來實現的實況播送(例如，體育廣播)或者預先錄制(例如，來自立體DVD)，。在投影儀104內，彩色分離器122分離光源120以在對應的DMD成像器124、124’ 和124”上形成紅色、緑色和藍色原色光。來自每個在對應原色中的DMD成像器124、124’和 124”的分量圖像由組合器1 光學組合并且通過透鏡106定向。例如，彩色分離器122將來自光源120的一部分光譜作為主要源(primary source) 123定向到成像器124。成像器 1 施加當前圖像(左眼或者右眼)的對應原色分量，以產生空間編碼光125，組合器126 將空間編碼光125定向到透鏡106，使得當前圖像在屏幕112上形成投影114。注意，彩色分離器122和組合器1 典型實現為棱鏡和彩色分束器的單個配件。當左眼和右眼圖像通過透鏡106交替投影吋，投影114在到達偏振保持 (polarization-preservation)屏幕112之前由電可切換的圓偏振器108濾波。觀眾成員(諸如觀察者116)被提供有眼鏡117。眼鏡117分別包括左眼透鏡118 和右眼透鏡119，其中每個透鏡具有與電偏振器108所施加的偏振兼容的相反偏振。觀察者 116觀看屏幕112上的投影114。偏振器和/或編碼器108對投影114施加的左眼和右眼圖像的相反偏振必須由屏幕112保持，使得左眼透鏡118和右眼透鏡119可以基本上分離左眼和右眼圖像，使得它們僅僅由觀察者116的對應左眼和右眼觀看。由此，觀眾利用他們的對應左眼和右眼接收離散的左眼和右眼圖像，并且由此接收立體呈現。然而，偏振器108、118、119和屏幕112不是完美的。這造成左眼和右眼圖像泄露到觀察者116的相反的眼睛中。該泄露或者串擾導致觀察者116感知到立體呈現中的幻影。然而，對于關于其目標眼睛產生感知的亮度X的圖像，另ー相反偏振的圖像產生較低感知的亮度c*X，其中‘C’是串擾系數。取決于實施例的技術和當前狀態(例如，屏幕112或者偏振器108是干凈的還是臟的)，‘C’的典型值范圍是5-20%。已經使用的一種用于幻影消除的技術是顯示具有對于特定、期望c值的嵌入補償的預處理立體圖像。在該技術中，通過將原始右眼圖像R的強度值乘以c并且從原始左眼圖像L減去該乘積來計算預處理的左眼圖像L，，即L’ = L-(c*R)。類似地，R’ = R_(c*L)。 Lipcombe和Wooten在1994年光子光學儀器工程師協會(SPffi)學報，卷2177中公開的 "Reducing Crosstalk Between Stereoscopic Views，，4^_帛白勺一禾中$M。Cowan等人在美國專利申請公開號20060268104中教導了用于產生這樣的預處理圖像的各種方法和設備。在當前公開中，立體圖像不一定被預處理。而是，未處理的左眼和右眼圖像對于它們被正常投影期間的一部分時間被正常投影。在它們被正常投影的期間的剩余部分時間， 對應的其他圖像被投影，但是是強度反轉的，即圖像的亮部分是暗的并且圖像的暗部分是亮的。參考圖2，示出優選定時圖，其中，箭頭200指示時間進程。通過連接103對左眼和右眼圖像的傳輸210定期出現，其中連續圖像對的開始在顯示開始時間214、2M和234出現，對應的最后期限(deadline) 213、223和233對其提供對應的建立時間215、225和235。由此，第一左眼圖像211通過連接103在最后期限213之前傳遞到投影儀104并且對應的第一右眼圖像212也通過與控制器130的連接在最后期限213之前傳遞。注意，建立時間215、225和235不是按比例(to scale)并且在很多實際實施例中可能由于圖像處理管線(pipeline)的性質而明顯變大。在這樣的實施例中，延遲開始時間 214,224和234將關于時間線200進ー步向下移動，但是最后期限213、223和233將不太可能。由此，為了清楚，建立時間215、225和235在該圖中被示為小。以同樣的方式，第二左眼圖像221不晚于作為對應第二右眼圖像222的最后期限 223被接收。同樣，第三左眼圖像231不晚于作為對應的第三右眼圖像232的最后期限233 被接收。在該優選實施例中，連接103可以包括雙高清串行數字接ロ(雙HD-SDI)，其中兩個HD-SDI鏈路中的一個專用于左眼圖像而另ー個專用于右眼圖像，并且兩個鏈路基本同步操作、滿足公用最后期限213、223和233。在替代實施例中，對應左眼和右眼圖像可以通過連接103順序傳遞，在該情形中，傳遞最后期限將應用于左眼和右眼圖像對中的后者的傳遞。立體投影定時250將閃現(flash)每個左眼圖像一次或者更多次，優選兩次或者三次來最小化觀察者116對閃爍的感知，并且三次應該用于諸如觀眾席10之類的劇場環境中。與左眼圖像的毎次閃現交替的將是對應的右眼圖像。由此，通過立體投影定時250，第一左眼圖像211的第一閃現251利用編碼器108 通過信號109命令至用于左眼觀看的狀態。這之后是編碼器108由信號109命令至用于右眼觀看的狀態，其后顯示對應的第一右眼圖像212的第一閃現252。遍及圖2，在編碼器108被配置用于左眼的同時出現的那些閃現(諸如，閃現251、 251’、253、253’)被示出具有稍微的左偏移，而在編碼器108被配置用于右眼的同時出現的那些閃現(諸如，閃現252、252’、2M、2M’)被示出具有稍微的右偏移。圖2中的該偏移僅僅是該圖中用以提醒讀者什么時候編碼器108的設置打算選擇左眼以及什么時候選擇右眼的指示。第一左眼圖像211和第一右眼圖像212的第一閃現251和252之后，左圖像211 的第二和第三閃現251’將與右圖像212的第二和第三閃現252’交替，如信號109命令的， 編碼器108改變至適當狀態。編碼器108在每個連續閃現之間改變狀態。該狀態改變優選地完全在切換時間 238期間發生。在切換時間238期間，優選不進行投影，因為切換時間238期間的任何投影將產生不期望的實質上増加的等級的串擾。該切換時間238應當在毎次編碼器108改變狀態時發生。然后，在第二左眼圖像221的第一閃現253之后是第二右眼圖像222的第一閃現 254。接著，左圖像221的第二和第三閃現253，與右圖像222的第二和第三閃現254，交替， 所有的具有居間(intervening)切換時間。對于左眼圖像231和右眼圖像232的第三對繼續交替閃現(未示出)，等等。貫穿立體投影定時250，如之前描述地，轉換發生在每個切換時間238，編碼器108從左眼到右眼切換編碼并且返回。在立體投影定時250中，使用幻影補償已經要求左眼和右眼圖像對211和212、221 和222、以及231和232包括如上面描述的預先補償圖像，或者傳遞到投影儀104的未補償圖像在建立間隔215、225和235期間被處理，使得補償后的圖像可用于顯示。為了避免對預先補償圖像或者實時執行補償的這種需要，示出具有幻影補償的立體投影定時260。在此，投影第一左眼圖像211的第一閃現沈1。如以前的，在圖2中由第 ー閃現261的左偏移指示編碼器108被配置用于觀察者116的左眼的觀看。在切換時間之后，編碼器108配置用于觀察者116的右眼觀看，并且對于ー個間隔，顯示第一左眼圖像211 的強度反轉的第一閃現271。在不需要編碼器108切換的情況下，對于第二間隔，顯示第一右眼圖像212的第一閃現沈2。在第二間隔之后，將編碼器108切換回左眼狀態，并且在等待切換時間之后，顯示第一右眼圖像212的強度反轉的第一閃現272。如果第一間隔(閃現271的持續時間)與第二間隔(閃現沈2的持續時間)的比率是‘i’，則當由觀察者116的左眼通過眼鏡117集成四個閃現沈1、271、262和272時，觀察者116感知到L+c*R+c*i*(l-L)+i*(l-R)，其中，L是閃現沈1，c*R是閃現沈2的串擾， c*i*(I-L)是閃現271的串擾，并且i*(I-R)是閃現272。如果選擇‘i，等于 c，則這是 L+c*R+c2-c2L+c-c*R。允許取消c*R項并且當c小時考慮忽略C2項，觀察者116的感知接近L+c。由對稱計算和假設，觀察者116通過他的右眼感知到R+C*L+C2(1-R)+C*(1-L)，其中，R是閃現262，c*L是閃現261的串擾，C2^-R)是閃現272的串擾，以及c* (トL)是閃現 271，這接近R+c。這對應于將顯示器的黑色電平相對于圖像的最大亮度升高c的代價的完全幻影補償。優選具有低串擾值的立體系統，因為黑色電平的升高被最小化。如果減小第一間隔與第二間隔的比率，則黑色電平的升高將以近似的比例減小。 在一些情形中，雖然未實現完全消除串擾，但是這可以是優選的。在四個閃現261、262、271和272之后繼續循環。對于左眼編碼的第一左眼圖像 211的第二和第三閃現沈1，之后是對于右眼編碼的第一左眼圖像211的反轉圖像的第二和第三閃現271’。然后，也對于右眼編碼的第一右眼圖像212的第二和第三閃現沈2’之后是對于左眼編碼的第一右眼圖像212的反轉圖像的第二和第三閃現272，。在編碼器108仍處于對于觀察者116的左眼顯示的狀態的同時，顯示第二左眼圖像221的第一閃現沈3。由信號109將編碼器108命令至對于右眼觀看的狀態，然后顯示第 ニ左眼圖像221的反轉圖像的第一閃現273，之后是第二左眼圖像222的第一閃現沈4。信號109指示編碼器回到用于左眼觀看的狀態，并且顯示第二左眼圖像222的反轉圖像的第 ー閃現274。
利用在左眼狀態的編碼器108來顯示第二左眼圖像221的第二和第三閃現沈3’。 利用在右眼狀態的編碼器108來顯示第二左眼圖像221的反轉圖像的第二和第三閃現 273’。利用在右眼狀態的編碼器108來顯示第二右眼圖像222的第二和第三閃現沈4’。利用在左眼狀態的編碼器108來顯示第二右眼圖像222的反轉圖像的第二和第三閃現274，。在另ー實施例中，例如在其中存在兩個投影儀(每個配置為通過左眼透鏡118和右眼透鏡119專門對觀察者116投影)的配置中，可以同時出現第一左眼圖像211和第一右眼圖像212的第一閃現261和沈2。隨后，同時出現反轉圖像的第一閃現271和272的每個。注意對于這種雙投影儀配置，每個投影儀必須接收左眼圖像211和右眼圖像212 —個被正常投影，而另ー個被反轉投影。在相關實施例中，每個投影儀可以通過透鏡118和119的任一個向觀察者116選擇性地投影。在此，每個投影儀僅僅接收圖像211和212中的一個，并且將未反轉圖像投影到觀察者116的一只眼睛并且將反轉圖像投影到另ー只眼睛。在另ー實施例中，單個投影儀可以向每只眼睛同時投影不同的圖像，如利用具有諸如LKRL-A002之類的雙透鏡3D適配器的Sony SRX-R2204K單投影儀系統(二者由San Diego, CA,U. S. Α.的Sony Electronics銷售)，其中，每個成像器的単獨部分專用于向左眼透鏡118和右眼透鏡119中的一個或者另ー個投影。在該情形中，通過左眼透鏡118投影左眼圖像211用于觀察者116觀看的成像器部分還用于投影反轉右眼圖像212。圖3以不同方式描述幻影補償處理300。在本公開中，在顯示器被啟動，例如以燈 120被點亮并且投影儀104被設置為立體操作模式的情況下，幻影補償處理300在步驟302 開始。在第一左圖像獲取步驟304，如準備顯示時必要地，獲取和解碼第一左圖像211。在設置左步驟306，解碼器308被置于用于向觀察者116的左眼顯示的狀態。優選地，在編碼器308處于切換狀態的同時不進行顯示。在顯示左步驟308，對于第一間隔向觀察者116的左眼顯示當前準備好的左眼圖像。在設置右步驟310，編碼器308被置于用于向觀察者116的右眼顯示的狀態。此外，優選在編碼器308處于切換狀態的同時不進行顯示。在顯示反轉左步驟312中，對于第二間隔向觀察者116的右眼顯示當前左眼圖像的反轉強度。在右圖像獲取步驟314，如準備顯示必要的，獲取并且解碼與當前左眼圖像(例如，211)對應的右眼圖像(例如，212)。在顯示右步驟316，對于第三間隔向觀察者116的右眼顯示當前右眼圖像。在設置左步驟318，編碼器308被置于用于向觀察者116的左眼顯示的狀態。優選地，在編碼器308處于切換狀態的同時不進行顯示。在顯示反轉右步驟320中，對于第四間隔，向觀察者116的左眼顯示當前右眼圖像的反轉強度。在判定步驟322中，作出是否存在更多要顯示的立體圖像的確定。假如是這樣，立體顯示處理300在步驟3M繼續，假如不是這樣，處理300在完成步驟3 終止，在完成步驟3 期間，投影儀104可以被設置為非立體模式或者可以被關閉。如果存在更多要顯示的立體圖像，則在下一左圖像獲取步驟324，如準備顯示必要
11的，獲取并且解碼下一左圖像(例如，221)。通過循環回到顯示左步驟308來繼續處理300。優選地，第一和第三間隔是相等的長度。優選地，第二和第四間隔是相等的長度。 對于完全幻影補償，第二間隔與第一間隔的比率應該等于或者相當于串擾系數C。同樣，第四間隔與第三間隔的比率應該等于或者相當于串擾系數C。應該指出，關于時間間隔，當它們表達為“相同”時，希望其包括以下場景，其中所述值在持續時間中基本相同以產生期望效果。如果串擾按投影114上的區域而改變，無論是由于編碼器108、屏幕112還是眼鏡 117的物理性質引起的，第一、第二、第三和第四間隔可以按區域改變(未示出)，雖然優選在任何區域第一和第四間隔的和等于第二和第三間隔的和以及編碼器108的轉換的緊接之前(即，切換時間238緊接之前)的間隔結束在所有區域同步發生。類似地，編碼器108 的轉換的緊接之后(即，切換時間238的緊接之后)的間隔開始在所有區域同步發生。注意，對于其中可以同時投影左眼圖像211和右眼圖像212的之前討論的那些實施例，幻影補償處理300的替代版本(未示出)將同時執行步驟310和316并且同時執行步驟312和320。取決于投影儀配置，投影儀眼睛選擇步驟310和318可能不同時發生或者根本不發生(例如，當投影儀或者成像器的一部分專用于單只眼睛的投影時)。圖4示出用于DMD IM的單個像素鏡的控制信號的波形。為了該討論的目的，像素強度被考慮為由4比特二進制值來控制，范圍從表示黑色的OOOOb到表示白色的1111b。 1000b的值將是接近50%灰色。對于DMD 124的各個像素，在當前圖像中，當前值400是十或者表達為4比特二進制值，IOlOb0值400中的四比特中的每個是分別指定為b0、bl、b2和b3，其中b0指代最低有效位(LSB) 404而b3指代最高有效位(MSB) 402。由于DMD鏡是二進制器件(例如，開或關)，為了顯示除了全部開(Illlb)或者完全關(OOOOb)之外的強度。控制波形是占空比(duty cycle)調制的。LSB 404(b0)建立如在間隔410中的最短時間量的鏡狀態。次高有效位(bl)建立是間隔410兩倍的時間量(例如，間隔411)的鏡狀態。再次最高有效位(b2)建立再是bl控制的兩倍長的時間量(例如， 間隔412)的鏡狀態。MSB 402 (b3)建立再是1^2所控制的兩倍的時間量(例如，間隔413) 的鏡狀態。以這種方式，每個比特是下一較低比特的重要性(significance)的兩倍并且是下一較高比特的重要性的一半。由此，在顯示像素值400的同時，單個像素鏡的控制信號將類似波形406，其中控制電平對于與b3 = 1對應的間隔413是高，對于與1^2 = 0對應的間隔412是低，因為bl = 1所以對于間隔411再次是高，并且因為b0 = 0所以對于間隔410再次是低。在某些DMD 實現方式中，在建立間隔418期間，每個鏡的控制信號可以設置為零，從而不影響圖像。只要像素值400合適，就可以重復波形406，如上面所描述的。在某些實施例中，為了避免諸如413之類的長間隔產生能被觀察者116察覺的閃爍，具有更大重要性的各個比特的控制可以分布在多個更短的間隔上。例如，除了是由LSB 404 (b0)控制的間隔410的持續時間的八倍的單個間隔413MSB 402 (b3)來控制鏡之外，MSB 402 (b3)可以替代地在如LSB 404 (b0)控制的間隔410的相同的持續時間的八個間隔(未示出)控制鏡，或者可以在LSB 404(b0)控制的間隔410的持續時間的兩倍的四個間隔(未示出)內控制鏡。可期望用以防止閃爍偽像(scintillation artifact)的這種占空比的重新分配，但是為了簡要未在圖中示出。當有必要顯示圖像的反轉強度時，將像素值反轉以形成反轉像素值420。當顯示反轉像素值420時，MSB 402 (b3)由其反碼(complement)MSB 422 ( 來替代，對于每個比特等等，直至LSB 404(b0)由其反碼LSB 424( b0)替代。結果，控制波形似6幾乎是波形406的反碼，除了在建立間隔438如間隔418為零的地方之外。由此，在顯示反轉像素值 420的同時，單個像素鏡的控制信號將類似波形426，其中控制電平對于與 b3 = 0對應的間隔433是低，對于與 M = 1對應的間隔432是高，因為 bl = 0所以對于間隔431再次是低，并且因為 b0 = 1所以對于間隔430再次是高。如之前，只要反轉像素值420是合適的，波形似6就可以重復，如上面描述的。參考圖5，示出連同DMD顯示器的優選使用的控制元件130的優選實施例。主光線123的射線射在DMD成像器124的各個像素鏡502和512上。像素鏡502 處于關狀態并且產生光線123的反射503，反射503以光束碰撞(beam bump)被定向，由此， 反射503不在屏幕112上產生光。然而，像素鏡512是處于開狀態，并且撞擊處于開狀態的像素鏡的光線123的反射 125通過組合器1 并且最終通過透鏡106被定向并且作為投影圖像114顯示在屏幕112上。微鏡502和512分別被可樞轉地安裝在架504和514上，并且分別在鏡驅動506 和516的控制之下。DMD成像器微鏡的控制通過驅動器電路來執行。在本說明書中，鏡驅動 506由來自成像器行移位寄存器520的輸出508來控制，為了當前圖攜帶控制值零的目的， 使鏡驅動506將對應微鏡502設置為關位置。來自移位寄存器520的輸出518控制鏡驅動 516，并且為了當前圖攜帶控制值1的目的，使鏡驅動516將對應微鏡512設置為開位置。成像器行移位寄存器520具有以下輸入在數據輸入522中呈現的要移位的數據。 時鐘信號5M發信號通知移位寄存器520接受當前數據輸入并且移位整個寄存器520。然而，輸出508和518不被更新，直至數據輸出使能信號5 被發出(assert)。這允許鏡設置的整個行被串行移位進入寄存器520，而不需要修改鏡502和512的當前狀態。當數據輸出使能信號5 被發出時，鏡驅動506和516可以同時更新該行中的所有鏡。當微鏡512表示具有強度值400的像素時，數據輸出518將具有類似波形406的波形。當顯示反轉強度值420時，數據輸出518將具有類似波形426的波形。在這一點上，跳到控制器130管線的另一端來討論如何獲得這些波形是有用的。視頻數據接口 550通過連接103接收視頻信號。視頻數據接口執行為在自然色彩空間(native color space)中形成單獨的幀左眼和右眼圖像數據以及DMD成像器124、 124’、1M”的近似線性響應所需要的對視頻信號的任何操作。在幀緩沖器MO中存儲視頻數據接口 550產生的圖像數據的結果幀。幀緩沖器優選是多端口的，使得在沒有相互干擾的情況下、顯示控制530可以從幀緩沖器540讀取并且視頻數據接口 550可以同時寫入幀緩沖器M0。幀緩沖器540優選是雙緩沖的，使得在視頻數據接口 550當前正在寫入(多個) 圖像還未完成的同時，顯示控制530訪問完成的緊接之前(多個)圖像。這允許在沒有關于如何將(多個)圖像寫入幀緩沖器MO以及何時將(多個)圖像寫入幀緩沖器540的偽像的情況下的圖像的顯示。幀緩沖器540優選是立體的，也就是，能夠同步保持對于左眼和右眼的單獨的圖像，使得當重新閃現圖像對時(例如交替第二和第三閃現251，與第二和第三閃現252，)， 視頻數據接口 550不需要通過重新進行任何圖像操作來重新填充(!^populate)幀緩沖器 540。視頻數據接口 550通過控制線556尋址并且寫幀緩沖器MO中的存儲器，并且通過數據線558向幀緩沖器540發送數據。顯示控制530通過控制線536尋址并且讀幀緩沖器MO中的存儲器，并且通過數據線558從幀緩沖器540接收數據。對于每個原色，對于DMD 124顯示的每行像素(示出行的僅僅一部分)，對于像素值中的每個比特，顯示控制530根據顯示處理300選擇左眼圖像或者右眼圖像進行當前顯示(例如，在步驟308)。例如，在間隔413緊接之前，顯示控制530將在當前左眼圖像中選擇對于移位寄存器520控制的所有像素的MSB(b3)，并且將它們串行輸出到數據輸出端532。 由于左眼圖像要被顯示，所以編碼器108的控制信號109被設置為左眼。由于間隔413不是反轉強度間隔，所以反轉控制線534保持為低。由此，到移位寄存器520的數據輸入522 將遵循來自顯示控制530的數據輸出532，這是因為在反轉控制線534保持為低的同時，異或門(xor gate)將作為非反轉緩沖器。在每個所選比特由顯示控制530選擇并且呈現在數據輸出532之后，并且允許足夠的時間用于異或門535的傳播延遲和移位寄存器520的數據輸入522的建立時間，顯示控制530對線5 計時以引起移位寄存器520吸入(ingest)比特。在當前圖像和行的最終比特已經計時進入移位寄存器520之后，顯示控制530可以發出使能輸出線526，正如間隔413開始，由此所有MSB (b3)被寫入到它們對應的鏡。這可以在DMD IM的所有行上同時進行，如果需要限制瞬間功耗，則可以依序進行。在波形406的每個間隔緊接之前發生類似的過程，諸如間隔412，其中，所有次最高有效位( )被選擇并且計時入移位寄存器520。通過這種機制，每個微鏡由存儲在幀緩沖器540中的對應像素值的比特來控制。當要顯示強度反轉圖像時，根據處理300(例如，在步驟31 使用類似的處理，除了由于要求反碼比特(例如， b3)，將反轉控制線534設置為高。當這為真時，異或門535 將充當反轉緩沖器，并且在不需要改變顯示控制530從幀緩沖器540訪問的任何值的情況下，將反轉被發送到鏡驅動506和516的各個比特。如處理330所調用地更新編碼器108的控制線109。在步驟310的情形中，控制線 109將命令編碼器108向右眼顯示。設想本公開的很多替代實施例。例如，可以由除了異或門535之外的機制執行比特的反轉。例如，幀緩沖器讀取控制線536可以包括反轉控制信號(未示出)，或者顯示控制530可以內部反轉比特。如果顯示系統使用每個像素的模擬電壓來設置其值，模擬反轉緩沖器(未示出)可以被使用，或者數字值的比特可以在由數模轉換器轉換并且提供給模擬像素驅動之前被反轉。此外，應該指出，本發明包括生成不同反轉或者補償圖像的圖像強度反轉設備或者圖像補償設備。另外，反轉圖像可以在裝置的若干點的任一個進行，包括a)當向圖像緩沖器提供數據時(這浪費帶寬)，b)當可以原地(in place)反轉圖像緩沖器中的數據時 (這是對處理的浪費)，c)當將復制的反轉圖像置入第二緩沖器時(這是對硬件的浪費)， d)當數據被讀取時將其反轉(這具有某些優異的精確調諧能力，特別是在圖像數據和光輸出之間存在某些種類的非線性關系的情況下)，e)在成像器處將數據反轉為數據時(這假設圖像數據和光輸出之間的線性關系)，f)當在成像器內反轉數據時(例如通過示出的并且優選的異或門，這是因為硬件和控制是絕對最小的)，或者g)當使用控制信號使得存在對成像器的控制信號的反轉時(即，在DMD成像器內某些抖動算法意義上的翻轉。
此外，雖然通過一系列實施例已經描述本發明，但是應該理解，可以組合、分離或者以不同順序執行特定特征。例如，可以在單個步驟或者由單個部件來執行已經描述的如在多個步驟或者由多個部件執行的特征。
權利要求
1.ー種方法，包括以下步驟提供用于顯示的第一幅第一只眼睛圖像、所述第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像、用于顯示的第一幅另ー只眼睛圖像，以及所述第一幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像； 在第一間隔期間向第一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像； 在第二間隔期間向另一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像，第二間隔短于第一間隔；在第三間隔期間向另一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像，第三間隔與第一間隔的持續時間相同；以及在第四間隔期間向第一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像，第四間隔與第二間隔的持續時間相同。
2.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟在第五間隔期間向第一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像，第五間隔與第一間隔的持續時間相同；在第六間隔期間向另一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像，第六間隔短于第一間隔；在第七間隔期間向另一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像，第七間隔與第一間隔的持續時間相同；以及在第八間隔期間向第一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛的反轉圖像，第八間隔與第 ニ間隔的持續時間相同。
3.如權利要求2所述的方法，還包括以下步驟在第九間隔期間向第一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像，第九間隔與第一間隔的持續時間相同；在第十間隔期間向另一眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像，第十間隔短于第二間隔；在第十一間隔期間向另一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像，第十一間隔與第一間隔的持續時間相同；以及在第十二間隔期間向第一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像，第十二間隔與第二間隔的持續時間相同。
4.如權利要求3所述的方法，還包括以下步驟提供用于顯示的第二幅第一只眼睛圖像、所述第二幅第一只眼睛圖像的反轉圖像、用于顯示的第二幅另ー只眼睛圖像、以及所述第二幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像；在第十三間隔期間向第一只眼睛顯示所述第二幅第一只眼睛圖像，第十三間隔與第一間隔的持續時間相同；在第十四間隔期間向另一只眼睛顯示所述第二幅第一只眼睛圖像的反轉圖像，第十四間隔短于第二間隔；在第十五間隔期間向另一只眼睛顯示所述第二幅另ー只眼睛圖像，第十五間隔與第一間隔的持續時間相同；以及在第十六間隔(274)期間向第一只眼睛顯示所述第二幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像， 第十六間隔與第二間隔的持續時間相同。
5.一種顯示器，包括視頻數據接ロ，適配為接收視頻數據并且形成第一只眼睛圖像數據和第二只眼睛圖像數據的單獨的幀，緩沖器，適配為從視頻數據接ロ接收圖像數據并且將其寫入存儲器中；圖像補償器，適配為生成響應于第二只眼睛圖像數據的、用于向第一只眼睛顯示的補償的第二只眼睛圖像數據，以及生成響應于第一只眼睛圖像數據的、用于向第二只眼睛顯示的補償的第一只眼睛圖像數據；以及顯示控制器，適配為使第一只眼睛圖像數據和補償的第二只眼睛圖像數據相繼地被顯示給第一只眼睛，并且然后使第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據相繼地被顯示給第二只眼睛。
6.如權利要求5所述的顯示器，還包括控制顯示器像素的移位寄存器。
7.如權利要求5所述的顯示器，其中，補償的第一只和第二只眼睛圖像數據分別是第一只和第二只眼睛圖像數據的反轉強度數據。
8.如權利要求5所述的顯示器，其中，顯示器是數字微鏡器件。
9.如權利要求8所述的顯示器，其中，用以控制第一只眼睛的微鏡的數據輸出是第一只眼睛圖像數據的波形圖案以及第ニ 只眼睛圖像數據的波形的反轉形式；以及用以控制第二只眼睛的微鏡的數據輸出是第二只眼睛圖像數據的波形圖案以及第一只眼睛圖像數據的波形的反轉形式。
10.如權利要求5所述的顯示器，其中，顯示器適配為以交替的方式不止一次地向第一只眼睛閃現第一只眼睛圖像數據和補償的第二只眼睛圖像數據的組合并且向第二只眼睛閃現第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據的組合。
11.如權利要求5所述的顯示器，其中，顯示器適配為以交替的方式不止一次地向第一只眼睛閃現第一只眼睛圖像數據和補償的第二只眼睛圖像數據的組合并且向第二只眼睛閃現第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據的組合，其中，補償的第一只和第 ニ只眼睛圖像數據分別是第一只和第二只眼睛圖像數據的反轉強度數據。
12.如權利要求9所述的顯示器，其中顯示器適配為以交替的方式不止一次地向第一只眼睛閃現第一只眼睛圖像數據和補償的第二只眼睛圖像數據的組合并且向第二只眼睛閃現第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據的組合；以及補償的第一只和第二只眼睛圖像數據分別是第一只和第二只眼睛圖像數據的反轉強度數據。
13.如權利要求8所述的顯示器，其中用以控制第一只眼睛的微鏡的數據輸出是第一只眼睛圖像數據的波形圖案以及第ニ 只眼睛圖像數據的波形的反轉形式；以及用以控制第二只眼睛的微鏡的數據輸出是第二只眼睛圖像數據的波形圖案以及第一只眼睛圖像數據的波形的反轉形式，以及與微鏡相關聯的強度響應于波形圖案并且通過具有最高有效比特、中間比特和最低有效比特的多比特ニ進制值表達。
14.如權利要求5所述的顯示器，還包括均衡部件，該均衡部件建立顯示第一只和第二只眼睛圖像數據的時間或者強度的持續時間分別與補償的第二只眼睛圖像數據和補償的第一只眼睛圖像數據的時間或者強度的持續時間的比率。
15.ー種方法，包括以下步驟提供第一幅第一只眼睛圖像、所述第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像、第一幅另ー只眼睛圖像，以及所述第一幅另ー只眼睛圖像的反轉圖像；在單個幀閃現序列期間顯示每個圖像至少一次，其中，向第一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像，向另ー只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像的反轉圖像、向所述另ー 只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像，以及向所述第一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛的反轉圖像；由此通過反轉圖像之一來減少ー只眼睛感知到的來自另ー只眼睛圖像的串擾。
16.如權利要求15所述的方法，包括以下步驟同時顯示反轉圖像。
17.如權利要求15所述的方法，包括以下步驟在單個幀閃現序列期間不止一次地顯示反轉圖像或者眼睛圖像的至少ー個。
18.ー種方法，包括以下步驟提供第一幅第一只眼睛圖像、所述第一幅第一只眼睛圖像的補償圖像、第一幅另ー只眼睛圖像，以及所述第一幅另ー只眼睛圖像的補償圖像；在單個幀閃現序列期間顯示每個圖像至少一次，其中，向第一只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像，向另ー只眼睛顯示所述第一幅第一只眼睛圖像的補償圖像、向所述另ー 只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛圖像，以及向所述第一只眼睛顯示所述第一幅另ー只眼睛的補償圖像；由此通過補償圖像之一來減少ー只眼睛感知到的來自另ー只眼睛圖像的串擾。
19.如權利要求18所述的方法，包括以下步驟同時顯示補償圖像。
20.如權利要求18所述的方法，包括以下步驟在單個幀閃現序列期間不止一次地顯示補償圖像或者眼睛圖像的至少ー個。
全文摘要
一種用于減少立體顯示器中串擾的方法包括，提供第一幅第一只眼睛圖像、第一幅第一只眼睛圖像的補償的圖像、第一幅另一只眼睛圖像，以及第一幅另一只眼睛圖像的補償的圖像；在單個幀閃現序列期間顯示每個圖像至少一次，其中，向第一只眼睛顯示第一幅第一只眼睛圖像，向另一只眼睛顯示第一幅第一只眼睛圖像的補償圖像，向另一只眼睛顯示第一幅另一只眼睛圖像，以及向第一只眼睛顯示第一幅另一只眼睛圖像的補償圖像；其中，可以同時顯示補償圖像和/或可以在單個幀閃現序列期間不止一次地顯示補償圖像或者眼睛圖像中的至少一個。
文檔編號H04N13/00GK102550032SQ201080044637
公開日2012年7月4日 申請日期2010年7月29日 優先權日2009年8月5日
發明者W.雷德曼 申請人:湯姆森特許公司