CN101496405B - 二维和三维显示器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种控制光线强度的方法和装置，更为特定的在其不同的呈现通道上进行不同光线强度进而不同颜色的光线控制的方法和装置。一种控制一个像素在其不同的呈现通道上呈现出不同颜色，并进一步的通过不同呈现通道形成不同图像的方法和装置。一种通过不同呈现通道同时显示不同图像的新型显示设备和构造这种设备的方法和装置。一种产生图像数据信号以在这种显示设备上通过不同呈现通道构造并渲染不同图像，更为特定的，在屏幕上同时显示2-D和立体3-D图像，的方法和装置。

Description

二维和三维显示器

技术领域

本发明涉及通用显示设备和显示方法和装置，更为具体的，涉及多视觉图像显示设备和方法。它特定地涉及一个使用偏振光的三维(3-D)图像显示设备，并且更为具体的，涉及一种二维(2-D)和三维(3-D)统一的显示方法和设备。

背景技术

通常，电子图像显示是一个将画面分解成多个小单元并在显示器屏幕上分别显示出来的过程。当被分解后的单元足够小时，这些在显示屏幕上分离的单元将无法被人类的眼睛所区隔从而在设备屏幕上形成完整，流畅的画面。这些分解后的画面小单元称为像素，显示屏幕上显示一个像素的独立结构称为一个像素单元，简称单元。

一个像素可以是单色的或有不同的颜色。构建一个有颜色的像素，一个像素将被进一步分解成一组原色成分。原色是一组特定的颜色，在理论上通过混合不同量的原色成分可以产生色彩空间内的任何颜色。存在多组不同的原色。比如红色，绿色，和蓝色是一组常用的原色。

在选定一组原色后，一个像素单元进一步被分割成多个子单元，称为颜色单元，每个子单元代表所选定的原色组中的一个原色。通过控制一个像素单元在每个颜色单元的光的量，一个像素单元可以有许多不同的颜色和亮度等级。

人类通过两个眼睛获得的两个图像观察真实的世界。人类的大脑解析这两幅图像，从中产生空间距离并形成3-D视觉。3-D显示器模拟这一观察过程。观看者的不同眼睛在屏幕上看到两幅象在真实世界观察到的略有不同的图像。被左右眼看到的图像分别被称为左图像和右图像，它们也称为立体图像对。

液晶(LC)是一种具有如下共同特性的材料：其分子在自然状态下以混乱的状态排列并具有按其长轴方向并行排列的倾向；当其接触具有细槽的表面时，分子按细槽方向整齐排列；当电场作用其上时，分子自行从新排列并使其长轴方向沿着电场的方向。

当光线穿过LC时，光线的振动方向跟随LC分子的长轴方向。当LC被夹在两片平面之间并且平面相对的表面具有细槽并且两平面上的细槽成一特定角度时，当光线穿过这样的LC分子时其振动方向改变相同的角度。当电场以光线透过的方向作用其上时，光线的振动方向保持不变。

这种LC特性被用来构建普通液晶显示器(LCD)。图1是现有LCD的屏的功能性结构切面图。第一偏振膜110将来自背光源101的光线转换成偏振光并且其单一振动方向与第一偏振膜110的偏振方向平行。导向层被精细地滚刷在两块板的表面并且它们的方向呈一个特定夹角。第二偏振膜111的偏振方向和第一偏振膜110的偏振方向呈一个特定夹角从而使穿过LC119的偏振光改变其振动方向到与第二偏振膜111的偏振方向正交的方向并被完全阻挡。该两层偏振膜之间的方向夹角的值由所使用的LC材料决定。

举例来说，对于twisted nematic(TN)液晶材料，当导向层117和118的滚刷方向呈正交时，这个角度是90度。电极层115和116提供驱动LC分子扭曲度的电场控制从而使透过的光线强度在全通和全阻之间变化。与滤色片114一起，这种变化在每个颜色单元上提供了不同的颜色和亮度，从而在每个像素单元上提供不同的颜色和亮度，从而在屏幕上形成一幅完整的图像。LCD板102是一种由每一个颜色单元或像素单元上的电子信号控制的、提供光开关功能的、从而当光线穿过它时形成图像的结构。

图2是一个双偏振光过滤器(DPF)的功能剖面图，它被公开于临时美国专利申请60/558,898，和美国专利申请11/092,889，二者均在这里通过参考引入。它包括第一基板123和第二基板122相互隔开，可选择的滤色片124，信号控制电极层125，第一导向层128，液晶层129，第二导向层127和可选择公共电极层126被层置在两层基板之间。构成信号控制电极层的矩阵电路、透明像素电极和开关如TFT或类似者的详细结构没有在图中显示。为保持LC层129的一致性厚度的垫片和其它功能功能性电路层也没有在图中显示。双偏振光过滤器是一个通过每一个颜色单元上的电子信号控制而提供光线扭转功能的一种结构，颜色单元在过去的专利申请中被称为单元。

发明内容

所发明的显示设备可以同时显示2-D和3-D图像。当观看者戴上偏振光眼镜时形成3-D视觉。无论戴上偏振光眼镜与否2-D图像都不受影响。该显示设备也可以同时显示两幅不同的2-D图像，一幅只能通过裸眼被观看而另一幅只能通过偏振光眼镜被观看。

该显示器象普通显示设备一样使用一路普通数据流单纯显示一个2-D图像。代表了所要在屏幕上显示的图像的数据流具有与用于普通2-D显示的数据流同样的格式。

要在屏幕上显示3-D图像或混合的2-D和3-D图像或多个2-D图像，显示器使用两路数据流输入。当显示器通过硬件，软件，或软硬件，提供内部数据信号转换时，这两路数据输入可以是普通2-D数据格式的，并代表了形成立体3-D视觉的立体图像对或代表了多幅2-D图像。当显示器不提供内部数据信号转换时，这两路数据流输入也可以是一种特殊的数据格式，两路数据本身都不能完整地代表屏幕上的2-D或3D图像，但两路数据输入结合在一起代表屏幕上的2-D和3-D图像。这两路特殊的数据流可以通过两路普通格式的2-D图像数据流并使用分离的外部硬件模块或软件模块或软硬件混合模块产生。输入到显示器的数据流可以是并行或串行的。在串行数据模式下，两路数据被混合起来进行传输和储存。显示器在内部将它们分离或由独立的处理器在外部将它们分离。在并行数据模式下，这两路数据被同时输入到显示器。当两路数据流输入到显示器不同步时，它们在显示器内部被暂存并同步或通过一个显示器外部处理流程进行暂存并同步。

显示器包括两个主要部件。一个部件，称之为主屏，可以独立地显示普通2-D图像。另一个部件，是一个双偏振滤光器DPF，也被称为辅屏，可以显示立体图像辅助数据和第二个2-D图像数据。DPF上每个可独立控制的单元与主屏上的每个颜色单元一一对应并对齐。在DPF上渲染的图像数据对裸眼是不可见的并只能通过特别的偏振光眼镜可以看到。渲染在主屏上的图像数据通过裸眼和偏振光眼镜都能看到。

当仅仅显示2-D图像时，单独的普通2-D数据流被渲染在主屏上，显示器象任何普通显示器一样被使用。当显示3-D或多个2-D图像时，两路普通2-D数据流被转换成两路特殊的数据流，一路被称为主数据流，另一路被称为辅数据流，并被分别渲染到主屏和DPF上。这两路普通2-D数据流可以代表立体3-D图像对或代表两个不同的2-D图像。因为2-D图像在任何时候都被渲染到主屏上，所以不需要显示模式开关来对显示2-D图像，3-D图像，2-D和3-D混合图像，或多幅2-D图像来进行区分，通过DPF产生的3-D图像和第二个2-D图像只有通过偏振光眼镜可以被看见。

要获得3-D视觉或看到第二个2-D图像，观看者需要戴上偏振光眼镜。用于获得3-D视觉的偏振光眼镜其左右镜片的偏振轴方向是正交的。用于观看第二个2-D图像的偏振光眼镜其左右镜片的偏振轴方向是平行的。

主屏提供了到达观看者眼睛的全部光能。它可以是偏振光形式或普通光形式。进入DPF的光可以是偏振化的。DPF将透过它的光的偏振方向扭转一个特定的角度θ从而使得只有部分光被过滤透过每个镜片。当使用3-D偏振眼镜时，DPF对偏振方向的扭转为左右眼睛提供了光能的分割。当使用2-D偏振眼镜时，DPF对偏振方向的扭转为两个眼睛提供了光能的过滤。DPF对偏振方向的扭转对到达裸眼的光能不产生影响。

当显示3-D图像或2-D和3-D的混合图像时，主屏可控地在每一个像素单元并且进一步的在每个颜色单元上提供左图像和右图像所需要的总的光能量。主屏及其对应的控制机制也可以被称为光通量控制器。DPF可控地在每一个像素单元并且进一步的在每个颜色单元上为左图像和右图像在两个偏振镜片之间分割总的光能量。通过控制当偏振光通过每个可独立控制的DPF单元时偏振方向的扭转角度θ，3-D偏振眼镜，其两个镜片的偏振光轴成直角，以互不干扰的方式将光分离。即如果一部分光线完全透过一个偏振镜片，这部分光线则同时被另一个偏振镜片完全阻挡，反之亦然。这里θ的值从0度到90度。

当DPF被控制在将每一个像素单元并且进一步的在每个颜色单元上的光能平分到两个镜片时，镜片后的两个眼睛在相同的像素单元上看到相同的颜色和亮度，进而，两个眼睛看到由这些像素单元构成的相同图像，从而形成2-D视觉。当DPF被控制在不将每一个像素单元并且进一步的在每个颜色单元上的光能平分到两个镜片时，镜片后的两个眼睛在相同的像素单元上看到不同的颜色和亮度，进而，两个眼睛看到由这些像素单元构成的不同图像，当左眼和右眼看到的图像是立体图像对时则形成3-D视觉。不戴3-D偏振眼镜，由于不管偏振光是什么方向的，两个裸眼在相同像素点上都看到等量的光能，2-D图像被很清楚地看到，而3-D图像是模糊的。

要显示纯粹的2-D图像并不戴偏振眼镜将显示器当普通2-D显示器使用，DPF可以在非工作状态。即DPF上加载任何控制信号或完全不加控制信号。这也意味着仅需要一路数据流输入。

要在屏幕上同时显示两个2-D图像时，主图像通过裸眼观看而第二个图像通过2-D偏振眼镜观看，2-D偏振眼镜的两个镜片具有相同的偏振轴方向。主屏被控制来显示主图像而DPF被用来对在主屏上形成主图像的每个颜色单元上的光能进行调整而形成第二个图像。通过控制透过DPF的每个单元的偏振光的偏振方向的扭转程度，我们可以调整透过用于观看第二个图像的偏振眼镜的光能，这种偏振眼镜的两个镜片的偏振轴是平行的。这种在每个颜色单元上经过调整后的光能在屏幕上的相同图像单元上在透过偏振镜片和不透过偏振镜片的情况下形成不同的颜色和亮度。更进一步地，这些透过偏振镜片而被看到的不同颜色和亮度形成与主图像不同的第二图像。尽管第二图像的质量受渲染在主屏上的主图像的影响，比如主图像在某个像素单元上很暗会导致该像素单元没有足够的光能提供给DPF对该像素单元进行调整以形成第二个图像在该像素单元的色彩，这种情况可以通过利用其周边像素单元的光能和色彩调和理论来调制出与第二图像所需要的颜色尽量接近的色彩的方式获得某种程度的改进。要形成高质量的第二图像，通常主图像的亮度要比第二图像的亮度高，而第二图像的色彩纯度要比主图像的色彩纯度高。

这种使用多级光控技术进行图像构造的新方法和设备可以应用到现有的不同显示技术上，如LCD，PDP，LED，CRT，和OLED，或它们的相似技术上。这些类型的显示器都可以被用作本发明的显示设备的主屏。如果主屏发出偏振光，DPF可以被贴合在主屏上，并每个像素对齐。当合适的主屏数据流和辅屏数据流被相应地应用到主屏和辅屏上，观看者在同一屏幕上可以同时看到2-D图像和3-D图像或多个2-D图像。如果主屏不发出偏振光，可以在主屏上贴合一片偏振膜后再贴合辅屏。在这种情况下的主屏数据流和辅屏数据流不发生变化。

要形成3-D视觉，观看者的左右眼需要在屏幕上看到略有不同的图像。这意味着屏幕上的每个像素单元必须同时显示左图像和右图像的像点从而使显示的3-D图像具有显示屏幕的物理单元精度可支持的最大的显示精度或图像质量。

人类的眼睛通过图像点的颜色和亮度识别一个图像点。颜色通过一组给定的原色的光强进行构建和体现。每个原色的光强的不同组合定义不同的颜色而每个原色的光强的叠加定义了亮度。构建特定亮度的任何颜色设计上是对某一组选定的原色的成分色的光强进行控制。构建立体3-D图像实际上是独立地控制到达左眼和右眼的光的量，或强度。

使用两级光控制器可以实现这个目标。第一级控制器控制到达两个眼睛的总的光量。第二级控制器控制这个量的光线在左眼和右眼之间的分配比例。

第一级控制器的控制率Rm在零(0)和一(1)之间。当Rm为0时，第一级控制器完全关闭，完全没有光线从第一级控制器输出；当Rm为1时，第一级控制器最大限度打开，因此第一级控制器输出的光量达到最大值M。

第二级控制器的控制率Ra也在零(0)和一(1)之间。当Ra为0时，第二级控制器把来自第一级控制器100％的光导向第一个眼睛并且0％的光导向第二个眼睛；当Ra为1时，第二级控制器把来自第一级控制器0％的光导向第一个眼睛并且100％的光导向第二个眼睛。

假设E1是一个第一个眼睛应该看到的图像的一个像素点的一个原色光成分的单位化光量，E2是一个另一个眼睛应该看到的另一图像的，在相同位置的，一个像素点的一个相同原色光成分的单位化光量，我们有如下的关系等式：Rm＝(E1+E2)/2并且Ra＝E2/(E1+E2)其中E1好E2的取值范围区间都是在零(0)和一(1)之间。

相对应的，关系等式：Rm＝(E1+E2)/2并且Ra＝E1/(E1+E2)代表了如下控制情景：当Ra为0时，第二级控制器把来自第一级控制器100％的光导向第二个眼睛并且0％的光导向第一个眼睛；当Ra为1时，第二级控制器把来自第一级控制器0％的光导向第二个眼睛并且100％的光导向第一个眼睛。因此，透过第一镜片的第一部分偏振光的强度值是从双偏振滤光器上的这个独立控制单元射出的偏振光的总强度的cos(θ)*cos(θ)倍，并且透过第二镜片的第二部分偏振光的强度值是从双偏振滤光器上的同一个独立控制单元射出的偏振光的总强度的sin(θ)*sin(θ)倍，并且透过第一镜片的光形成第一图像，并且透过第二镜片的光形成第二图像，这里θ是射入双偏振滤光器上的这个独立控制单元的偏振光和从这个独立控制单元射出的偏振光之间的振动方向差别。

对于数字化图像，图像由像素点来表达而且每个像素点由一组选定的原色的颜色数值来表达。颜色数值的范围在零(0)和一(1)之间。比如，选定红色(r)，绿色(g)，蓝(b)作为原色组，第一个图像A1在位置P(x，y)的某一个像素点p1可以表达为【r1，g1，b1】，同时第二个图像A2在同一位置P(x，y)的像素点p2可以表达为【r2，g2，b2】。这里x和y是在一个给定坐标系下的坐标值，r1，g1，b1，r2，g2，b2是构成图像A1和A2的相应像素点p1和p2的相应颜色值。要使不同的眼睛独立且分别看到p1和p2，第一级控制器表现图像位置P(x，y)的像素单元的光控制率Rm和在第二级控制器表现相同位置P的像素单元的光控制率Ra可以使用p1和p2的颜色值进行计算，而且同样的计算可以独立地应用到选定原色组的每一个原色值上，其对应的值是【(r1+r2)/2，(g1+g2)/2，(b1+b2)/2】和【r2/(r1+r2)，g2/(g1+g2)，b2/(b1+b2)】。在这种控制下，这些被不同眼睛分别看到的像素点构成分离的而且独立的图像。当这两个图像是立体图像对时，它们对观看者形成立体3-D视觉。

由于第二级光控制将全部的光量在两个眼睛之间进行分配，当对两个眼睛构建相同的图像时，到达每个眼睛的光量实际上比没有该特殊的光控制时到达每个眼睛的光量少。要让两个眼睛在这种特殊光控方法和设备的情况下都接收到以普通方式显示的图像A1或A2的相同的光量，从第一级光控制器射出的最大光量要被调整为2M。然而，因为这种新的光控方法和设备是用于对不同的眼睛分别构建图像A1和A2的，从第一级光控制器射出的最大光量可以保持于相同的M。

第一级和第二级控制的控制数据可以通过原始的第一和第二图像数据流构建。如果原始的第一数据流的像素数据D1是R、G、B的串行数值，同时原始的第二数据流的像素数据D2是R、G、B的串行数值，新的控制数据流被构建成与原始的数据流有同样的格式。新构建的控制数据流的控制数据是对应于原始数据流中R、G、B值的一个串行的C1值和一个串行的C2值。这里C1＝(D1+D2)/2同时C2＝T*D2/(D1+D2)，这其中T是原始图像数据的最大值。对于数字化的数据，它由D1和D2的字节长度决定。C2也可以构建为T*D1/(D1+D2)并控制第二级控制将光以另一种方式分配。这些控制数据C1和C2当它们通过第一和第二图像的数据流数据D1和D2被构建出来时构成控制数据流。这两个控制数据流数据C1和C2被分别应用到用作第一级光控制的主屏和用作第二级光控制的DPF上，象图像数据流一样渲染到主屏或DPF上。比如，如果第一个数据流的一个RGB值D1是10，以二进制表示为00001010，其对应的第二个数据流的RGB值D2是34，以二进制表示为00100010，那么新构造的应用于主屏的第一级光控数据流上的数据C1的值是(10+34)/2＝22并且新构造的应用于DPF的第二级光控数据流上的数据C2的值是255*10/(10+34)＝57.955，或大约58，这里255是8比特二进制数的最大值。

这些控制数据值，C1或C2可以预先计算出来并存在一块记忆块中。该记忆块的每一个单元都可以通过图像数据D1和D2进行唯一寻址。要构建该记忆块的地址，D1和D2可以被链接成一个值，D1是高位比特而D2是低位比特，或反过来。由“D1D2”或“D2D1”寻址或指向的记忆单元存放C1或C2的值。C1和C2的值除了包含通过D1和D2构建出的数值部分也可以包含其它的修正值部分，从而使得它们对第一和第二级光控进行更为精确的控制和驱动。由于液晶的扭转反应和所加的电压并非呈完美的线性关系，线性修正值B，它是一个C值的函数，可以被结合到基本控制值C中。两者结合后的最终控制值C可以存储在通过D1和D2寻址的记忆单元中。

比如，由D1值10和D2值34计算出的C1值22可以被存在第一个记忆块的记忆单元上，该单元地址或从地址块首地址的偏移可以构造为“0000101000100010”，其高8比特是D1的二进制值，低8比特是D2的二进制值，这个值指向顺序的第2594个单元。由相同D1和D2值计算出的C2值58可以被存在第二个记忆块的记忆单元上，而该单元地址或从该地址块首地址的偏移值同样是2594。如果对应C1值22的线性修正值B是-1，则第一个记忆块的第2594单元存的是它们的组合值21，即22+(-1)。

为了精确要求，这里所说的记忆单元可以存储任何选定的比特长度的数据。数值B也可以存放在不同的记忆块中并以同样的方式进行寻址，因此数值B可以象未修正的控制数值一样被寻获。从记忆块取出的数值B可以加到未修正的控制数值上，该未修正的控制数值可以来自于记忆块也可以通过动态计算获得。比如B值(-1)可以存在第三块记忆块的第22个单元上。对于给定的图像数据10和34，预存的值22位于第一块记忆块的第2594个单元上，同时预存的值(-1)位于第三块记忆块的第22个单元上，并且最终的控制数据值是22和(-1)的和。

控制数据流的构建可以通过软件或硬件或二者的结合。当通过软件构建时，原始的图像数据可以在被输出到显示设备前可以在内存中暂存，进行处理后，再写回到内存。控制数据象普通图像数据流一样被送到显示设备并且控制数据C1被渲染在主屏上而控制数据C2被渲染在DPF上。当通过硬件构建时，该硬件可以是一个外部设备或是一个作为显示设备一部分的内部芯片和电路组合，两路原始图像数据流可以直接输入到硬件内并由硬件构建渲染到主屏和DPF上的控制数据。

不管是控制数据流还是图像数据流，输入到显示设备的数据流可以通过不同的接口并行输入。它们应该是同步的。否则，它们应该在软件或硬件处理时暂存通过暂存进行同步。数据流也可以通过将它们混合或通过不同的频率或在不同时间段的相同频率上在同一个接口上并行输入。当它们在不同的频率上混合时，这两个频率的差距可以被预先设定。一个可以显示双偏振3-D图像的显示设备可以同时接收这两个输入信号。当锁定一个频率时，另一个对应频率可以通过预定的频率差距锁定。一个只能显示普通2-D图像的显示设备将分别锁定这两个频率并分别显示这两个数据流而不相互影响。当它们通过不同时间段上的相同频率进行混合时，混合的数据流在被处理或渲染到不同屏幕前被分离并暂存到不同的记忆缓存区。当数据流通过不同时间段混合时，它们通过暂存进行同步而实现双偏振显示。

任何普通显示设备可以被用作第一级控制器。一个在临时美国专利申请案序列号60/558,898中描述的双偏振光滤光器可以用作第二级控制器。然而，第一级控制器和第二级控制器的实现并不局限于普通显示器和双偏振光滤光器。

本发明揭示了在显示屏幕上构建2-D和立体3-D图像的一种新方法和装置。图像质量很高且色彩丰富。所显示的图像可以达到显示屏物理精度可以支持的最高精度。生产流程简单且经济。它自然地支持所有用于图像和视频的现有数据格式。

所发明的显示方法和设备可以在观看者佩戴3-D偏振光眼镜时同时提供全精度的3-D图像和2-D图像。显示在屏幕上的2-D图像不管观看者佩戴偏振光眼镜与否都是相同的。

该构建2-D和3-D图像的新方法和设备可以被应用于任何自发光的显示设备，不管是发自然光还是偏振光。

所发明的显示方法和设备也可以同时提供全精度的两幅不同的2-D图像。一幅仅能被裸眼看到而另一幅仅能通过与3-D偏振光眼镜不同的2-D偏振光眼镜看到。

所发明的显示方法也提供了一种构建3-D投影仪的新方法。对于基于LCD的投影仪，在LCD显示板和光学聚焦系统之间插入一块DPF，并使用本发明中公开的控制数据信号流，就构建一台在投影屏幕上投射2-D和3D图像的投影仪。从屏幕上反射回来的3-D图像通过偏振光眼镜被看到并形成3-D视觉。当每个LCD显示板上的颜色单元与双偏振滤光器上的每个控制单元对应并对齐，应用控制信号C1和C2产生的出射光是两个偏振方向相互垂直的偏振光的混合。不同的图像可以通过具有不同偏振方向的光来表达。对于基于DLP的投影仪，在DLP芯片和光学聚焦系统之间插入一块DPF，并在面向DLP芯片的DPF的一面贴上一片偏振膜，并使用本发明中公开的控制数据信号流，也能构建一台投射2-D和3D图像的投影仪。被微反射镜反射出来的光在透过双偏振滤光器时成为偏振光并进一步变成两个偏振方向相互垂直的偏振光的混合。

附图说明

图1是以前LCD显示板功能结构的剖面图。

图2是在本申请之前的专利申请60/558,898中被公开的双偏振滤光器功能结构的剖面图。

图3是基于LCD显示器的实施例的功能结构剖面图。

图4是本发明基于任何自发射普通光的显示设备的一个实施例的功能结构剖面图。

图5是本发明另一个使用偏振光的实施例的功能结构剖面图。

图6是本发明另一个光线控制方法和装置的实施例。

图7是一个加到图3的LCD显示板102上的电压和透过它的光线强度的典型反应曲线。

图8是一个产生用于主屏和DPF的数据流以同时形成2-D和3-D图像的数据处理框图。

图9是一个双控制信号转换器900的功能框图，它可以是显示器的一部分，或是一个独立的硬件外设，或是构造在其它设备如电脑显示卡或电视信号台，或与之类似的设备中的一个部件。

图10是一个基于LCD显示器的实施例的功能框图。它包括背光源101，主显示板102，102是一个其详细层结构在图3中的普通LCD显示板，辅屏显示板103，103是一个其详细层结构在图2中的双偏振滤光器。

本发明的详细说明

图3是基于LCD显示器的实施例100的功能结构剖面图。该装置包括背光源101，LCD显示板102，双偏振滤光器103，和3-D偏振光眼镜104。LCD显示板102和双偏振滤光器103的像素单元及其颜色单元按行和列对齐并一一对应。像素单元202包括至少一个颜色单元203。滤色板124可以被省略掉。但如果滤色板114和124同时使用的话，114和124使用同样的原色组和颜色单元尺寸及分布图形。对应的信号控制电极层115和125同样具有相同的颜色单元尺寸及分布图形。换句话说，不管多少个颜色单元组成一个像素，也不管这些颜色单元是如何排列构成一个像素，102和103上的每个对应颜色单元按其相同的颜色按行和列对齐。

图象控制电极层115和125使用透明电极，矩阵电路和TFT开关和其它控制电路(图中未显示)提供每个颜色单元控制。当图像控制电极层115或125使用某种特定类型的电路时公告电极层116和126可以被省略。滤色板114或124可以放置在不同的位置上，比如它可以靠在任何一个基板上。如果两块滤色板114和124都被省略掉，显示器就成为黑白显示器。

第一偏振膜偏振轴方向151和第二偏振膜偏振轴方向152的设置使得加在LCD显示板102的任何颜色单元的LC分子层119上的电压值从V0变化到V1时，自该颜色单元透射出来的来自背光源101的光的量从最大值，即完全透过，到最小值，即完全阻断，并反之亦然。

3-D眼镜的第一镜片偏振轴方向153和第二镜片偏振轴方向154的设置使得对双偏振滤光器103的任何颜色单元，当加在LC分子层129上的电压值从U0变化到U1时，从该颜色单元射出并透过第一镜片的光的量从最大变化到最小。同时从该颜色单元射出并透过第二镜片的光的量相对应地从最小变化到最大，并反之亦然。对任意一个颜色单元在任何一个给定的时间点，透过两个镜片的最大光量是从LCD显示板102射出的全部光量；最小光量是零，即偏振镜片完全阻断从LCD显示板102射出的光。任何时刻来自显示器的任何颜色单元的透过第一镜片和第二镜片的光的量总是相互补充并且它们的和与从LCD显示板102上射出的光的量相等。

由此，通过控制加到LC层119上的电压，我们可以在任何时候控制LCD显示板102上任何像素单元的每个颜色单元射出的光的量。通过控制加到LC层129上的电压，我们可以将任何给定时刻来自LCD显示板102的任何颜色单元的光在两个偏振镜片之间进行分配，从而使该光的一部分透过一个镜片并且余下的部分透过另一个镜片。这使观看者的左眼和右眼在同一时刻在显示屏幕的相同颜色单元上观看到不同的光强。由此左眼和右眼可以在同一时刻在显示屏幕的同一个像素单元上看到不同的颜色和亮度。其结果是左眼和右眼同时在同一个屏幕上独立地看到不同的图像。

当在屏幕上显示2-D图像时，LCD显示板102的每个颜色单元被控制在使来自于背光源的光透过适当的量的状态以形成该颜色单元所在的像素单元的颜色和亮度，从而在LCD显示板102上形成2-D图像。相对应地，双偏振滤光器103的每个颜色单元被控制在分配每个对应的颜色单元射出的光等量地透过偏振眼镜104的两个镜片的状态。从而，当观看者佩戴3-D偏振眼镜104时，观看者的两个眼睛在同一个颜色单元上看到同样量的光，进而在屏幕上的每个像素单元看到同样的颜色，从而形成2-D视觉。当观看者不戴3-D偏振光眼镜104时，由于被双偏振滤光器103改变的光的偏振方向对裸眼不发生影响，两个眼睛总是看到从LCD显示板102上的同一个颜色单元射出的全部光量，进而在同一个屏幕像素单元上看到相同颜色和亮度，从而以普通显示屏幕同样的方式形成2-D图像。

当在屏幕上显示3-D图像或3-D和2-D混合的图像时，2-D图像区域的显示与上面描述的相同。对于3-D图像的区域，LCD显示板102上的每个颜色单元被控制在透过构造左图像和右图像对应像素点的颜色所需光的总量的状态。双偏振滤光器103上的每个对齐的颜色单元被控制在将从LCD显示板102的每个对应颜色单元射出的光的总量分配到左偏振镜片和右偏振镜片的状态，从而通过不同的镜片不同的颜色在屏幕的相同像素单元上可以被看到。这些透过不同镜片所看到的不同颜色向左眼和右眼形成不同的图像。当被两个眼睛独立看到的图像是立体图像对时，就形成立体3-D视觉。当观看者不戴眼镜，3-D图像部分是模糊的，因为LCD显示板102上的颜色单元射出的光在3-D图像区域不能正常形成图像。但是2-D图像区域不受影响。

图4是本发明基于发射普通光的任何显示设备的一个实施例200的功能结构剖面图。该系统包括普通2-D显示器201，偏振膜211，双偏振滤光器103，和偏振光眼镜104。普通2-D显示器201有一个显示屏幕210，其像素单元202以某种图案排列并且每个像素单元有以某种图案排列的被称为颜色单元203的多个子单元。每个颜色单元203代表用于像素单元颜色构建所选用的一个原色组的一个原色。这些屏幕210上的颜色单元可以被独立控制地为它们所属的像素单元形成合适的颜色和亮度，并进而在屏幕210上形成图像。偏振膜211将显示屏幕210射出的光转换成具有偏振方向252的偏振光。双偏振滤光器103具有与实施例100使用的双偏振滤光器相同的层结构。双偏振滤光器103上的像素，进而颜色单元与显示屏幕210上的像素或颜色单元具有相同的尺寸和相同的形状并以相同的图案排列。这些像素单元，及每个像素单元中的颜色单元都一一对应并按行和列对齐。

3-D偏振眼镜104的第一个镜片的偏振轴153和第二个镜片的偏振轴154以这种方式设置，即对双偏振滤光器103的任何颜色单元，当加到LC材料层129上的电压值从U0变化到U1时，射出并透过第一个镜片的光的量从最大变化到最小，同时射出并透过第二个镜片的光的量对应地从最小变化到最大，或反之亦然。对于任何颜色单元在任何给定时间点，透过镜片的光的量的最大值是从显示屏幕210和偏振膜252射出的总光量；光的量的最小值是零，即偏振镜片将来自屏幕210和偏振膜252的光完全阻断。在任何时刻，来自显示器上的任何一个颜色单元，透过第一个镜片和第二个镜片的光的量总是互补并且它们的和相等于从屏幕210和偏振膜252射出的光的量。

当显示2-D图像时，普通显示器201在普通控制模式下渲染图像同时双偏振滤光器103被控制在将每个颜色单元射出的光平分到偏振光眼镜104的两个镜片的状态。从而不管是否戴偏振光眼镜，两个眼睛在屏幕上的同一个颜色单元看到相同的光量进而在屏幕的相同像素单元看到相同的颜色和亮度。

当显示3-D图像时，显示器部件201被控制来射出值为左图像和右图像在每个颜色单元所需光量的和的光量。双偏振滤光器103被控制来分配显示器部件屏幕210上的每个颜色单元射出的光到左镜片和右镜片，从而使每个颜色单元上射出的适当量的光通过左镜片和右镜片被看到。透过3-D偏振光眼镜104观看者的左右眼在显示器部件屏幕210的像素单元上看到不同颜色和亮度。这些通过偏振镜片153和154看到的不同颜色和亮度的象点对左右眼形成不同的图像，它们是立体图像对的左图像和右图像，从而为观看者形成立体3-D视觉。

如果显示设备自身发射偏振光，显示屏幕201和双偏振滤光器103之间的偏振膜可以被省略。图5是基于发射偏振光的任何显示设备的一个实施例300的功能结构剖面图。302和303分别是显示器的像素单元和颜色单元，它们分别与图4的202和203等同。屏幕210和双偏振滤光器103的像素单元和它的颜色单元具有同样相同尺寸和形状并按行和列对齐。从屏幕310射出的偏振光方向是352。图4中的偏振膜211将透过它的普通光转换成具有偏振方向252的偏振光，与图5中的具有偏振方向352的偏振光在功能上等价。偏振光从屏幕310直接射出。因此应用到图5中的双偏振滤光器103上的控制方式与应用到图4中的双偏振滤光器103上的控制方式相同。送到显示器部件301的数据信号与送到显示器部件201的数据信号对2-D和3-D显示也都相同。

图6是所展示的光控制方法和设备的另一种实施例。显示设备400向戴2-D偏振光眼镜的观众显示一个图像并向不戴偏振眼镜的观众显示不同的图像。该系统包括在图3，图4，或图5中公开的3-D显示器实施例，和2-D偏振眼镜204。

3-D偏振眼镜与2-D偏振眼镜之间有一个区别。3-D偏振眼镜104的两个镜片的偏振轴是相互正交的。2-D偏振眼镜204具有相同偏振轴方向253的两个偏振镜片。对于给定的偏振膜偏振轴252或给定的从屏幕210射出的偏振光方向252，偏振镜片偏振轴253被设置的方向使得对双偏振滤光器103上的任何颜色单元，当加到LC材料层129的控制电压的值从U0变化到U1时，射出并透过两个镜片的光的量都从最大变化到最小，或反之亦然。对任何颜色单元在任何给定时刻，透过两个镜片的光的最大值是从显示屏幕210和可选择的偏振膜252射出的光的总量，该偏振膜当屏幕210射出偏振光时可省略；光的量的最小值为零，即两个偏振镜片都完全阻断从屏幕210和可选择的偏振膜252射出的光。

不戴眼镜看到的2-D图像渲染在显示屏幕210上。屏幕210上的颜色单元被控制来提供适当量的光从而使每个像素单元显示构成裸眼观看的显示图像的适当颜色和亮度。需要佩戴2-D偏振眼镜204观看的第二组图像裸眼是看不到的。第二组图像的每个像素的颜色值与屏幕210上处于对应位置的每个像素的颜色值进行比较以决定加到双偏振滤光器103的每个颜色单元上的控制电压值从而使透过偏振眼镜204所看到的像素颜色和亮度对比第二组图像的像素颜色和亮度在视觉上尽可能的精确。

加到颜色单元上的控制信号如电压等与颜色单元发出光的量或强度不一定是线性的。比如，加到LC材料上的电压与用来控制光通量的LC扭转状态的关系，可以是一个接近于直线的“S”型曲线。图7是一个加到图3中的LCD显示板102的电压与透过的光强之间的典型反应曲线。当该反应曲线是一条大致的直线或被当做一条直线时，控制方程式Rm＝(E1+E2)/2和Ra＝E2/(E1+E2)被大致成Vm＝(v1+v2)/2和Va＝v2/(v1+v2)。对应的，Rm＝(E1+E2)/2和Ra＝E1/(E1+E2)被大致成Vm＝(v1+v2)/2和Va＝v1/(v1+v2)。这里的Vm和Va分别是加到主屏和辅屏上对齐的对应颜色单元上的电压。v1和v2分别是在主屏上构造裸眼观看的2-D左图像和右图像时在主屏的颜色单元上应该加的电压。一般而言，Rm＝Fm(Vm)并且Ra＝Fa(Va)，这里Fm是主屏的控制信号Vm和光强Rm之间的反应曲线，所说主屏如图3中的部件102，图4中的部件201和图5中的部件301。Fa是双偏振滤光器103的控制信号Va和透过3-D偏振光眼镜104的一个镜片的光强Ra之间的反应曲线。

更进一步的，当假设图像信号值与加到屏幕颜色单元上的电压值的反应函数是线性的时，输入到主屏的数据信号则为Sm＝(s1+s2)/2而且输入到双偏振滤光器的数据信号为Sa＝T*s2/(s1+s2)或Sa＝T*s1/(s1+s2)。这里s1和s2分别是2-D左图像和右图像的数据信号流。T是s1和s2的最大信号值。这个公式提供了一种产生3-D数据流的信号处理方法和设备。图8是一个为主屏和辅屏同时产生形成2-D和3-D图像的数据流的数据处理框图。

一个Q行乘P列像素的2-D图像801由一个Q行乘P列的数据矩阵A[p，q]表达，其中数据矩阵的每个单元和图像的像素一一对应。一个J行乘I列像素的3-D图像对802和803，其中802为左图像，803为右图像，由两个J行乘I列的数据矩阵L[i，j]和R[i，j]表达。数据矩阵L和R的每个单元分别和左图像802和右图像803的像素一一对应。要形成3-D视觉，802和803必须在每个坐标点[i，j]上重叠并对齐。

观看者的观看区域804是观看者所看的实际显示器屏幕区域，包括Y行乘X列的像素单元。观看者的左眼和右眼分别看到逻辑显示器屏幕区域810和811。要在同一个显示器屏幕上同时形成2-D和3-D视觉，2-D图像801要被同时显示在逻辑左屏幕810和右屏幕811上，而且左立体图像802要被显示在逻辑左屏幕810上，右立体图像803要被显示在逻辑右屏幕811上。逻辑左屏幕810和逻辑右屏幕811分别是左眼和右眼所看到的实际显示屏幕804。

820和821是代表数据矩阵Sm[x，y]和Sa[x，y]并据此组织的数据暂存器，它们分别与主屏像素单元和双偏振滤光器像素单元对应，主屏和双偏振滤光器都有Y行乘X列的像素单元按行和列对齐。数据暂存器820和821或数据矩阵Sm和Sa可以有多种形式，如电脑虚拟内存和实际的记忆芯片或类似物。Sm[x，y]是一一对应的渲染到主屏的实际图像数据信号。Sa[x，y]是一一对应的渲染到双偏振滤光器的实际图像数据信号。825和824是观看者看到2-D图像801的区域分别在主屏和辅屏对应区域的子数据块。Sm[p，q]和Sa[p，q]分别是表达在825和824区域的数据的子数据矩阵。822和823是观看者看到由802和803共同形成的3-D图像的区域分别在主屏和辅屏对应区域的子数据块。Sm[i，j]和Sa[i，j]分别是代表822和823区域的数据的对应的子数据矩阵。

数据Sm[p，q]的值是A[p，q]。Sa[p，q]的值是归一化的值0.5。如果矩阵A，L，R的最大可能值是M，Sa[p，q]的值就是常数值M/2。Sm[i，j]的值是L[i，j]和R[i，j]值之和的归一化值，其值为(L[i，j]+R[i，j])/2。如果3-D眼镜104的偏振轴方向153被安排成当数据值零被渲染到辅屏时完全阻断进入左眼的光的话，Sa[i，j]的值为M*L[i，j]/(L[i，j]+R[i，j])，如果3-D眼镜104的偏振轴方向153被安排成当数据值零被渲染到辅屏时完全导通进入左眼的光的话，Sa[i，j]的值为M*R[i，j]/(L[i，j]+R[i，j])。

Sm[x，y]和Sa[x，y]是没有被825，822，823和824覆盖的区域的数据。如果数据值零被渲染到主屏，主屏不射出任何光的话，Sm[x，y]的值是0并且Sa[x，y]的值无定义或可以是任何值。如果数据值零被渲染到主屏，主屏射出最大量的光的话，Sm[x，y]的值是可能的最大值M并且Sa[x，y]的值无定义或可以是任何值。

在上面公开的数据处理中，被矩阵的一个单元代表的一个像素的图像数据实际上包括了在选定的一个原色组中的每个颜色成分的组合值。比如如果颜色红，绿，蓝被选定为原色组，一个矩阵的单元值包含三个子数据单元r，g，和b，它们分别代表定义该单元值所对应的像素颜色的颜色成分红，绿，蓝的值。更进一步的，矩阵数据单元值的设置和计算是基于各颜色成分的。比如如果L[i，j]被扩展表达为(r1，g1，b1)，同时R[i，j]被扩展表达为(r2，g2，b2)，则值(L[i，j]+R[i，j])/2可以相应地扩展表达为((r1+r2)/2，(g1+g2)/2，(b1+b2)/2)。

用于本发明的显示器的扩展信号可以在异地生成也可以在本地生成。在异地模式下，显示器同时接受用于主屏和双偏振滤光器的两路图像数据流。数据流内的信号数据是已经通过软件或分离的硬件对普通2-D图像数据流进行了预处理后的数据，所以显示器简单地将它们分别渲染到主屏和双偏振滤光器上。对于纯粹的2-D图像显示，只需要主屏数据流并进行其渲染。在本地模式下，显示器接受两路普通2-D图像数据流。数据流内的信号数据分别代表了普通的左图像和右图像。显示器以实时模式将输入的两路数据根据所公开的控制信号等式转换成两路控制信号流并将它们相应地渲染到主屏和辅屏。对于纯粹的2-D图像显示，只有一路2-D图像数据流被送入显示器。

图9是双控制信号转换器900的功能框图，它可以是显示器的一部分，或是一个独立的硬件配件，或是构造在其它设备中的一个部件，如电脑显示卡或电视发射机或与之类似的设备。910和911是两路最大信号值为M的普通2-D图像数据流输入。915和914是最大信号值同样为M的控制信号数据流输出。主屏数据流915输入到主屏且辅屏数据流914输入到双偏振滤光器。显示器将它们当做普通2-D数据流并将它们象普通2-D图像一样渲染到两块显示屏上。单元900把901和902作为它的输入A和B，同时当A和B同时存在时，它的输出信号915的值是(A+B)/2，它的输出信号914的值是M*B/(A+B)或M*A/(A+B)；同时当仅有A或B存在时，它的输出信号915的值是(A+B)，它的输出信号914的值可以是从0到M的任意值。输出914取M/2常数值是最好的取值从而屏幕上的2-D图像无论佩戴3-D偏振光眼镜与否都可以被两个眼睛看到。

图10是基于LCD的实施例的功能框图。它包括背光源101，主屏显示板102，它是一个普通LCD显示板，其详细层结构在图3中，辅屏显示板103，它是一个双偏振滤光器，其详细层结构在图2中。主屏显示板102和辅屏显示板103都有它们各自的独立列驱动器1001，1002和独立行驱动器1003，1004。列驱动器1001在时序控制器1008的控制下将图9的主屏数据流加到主屏显示板102上，并且列驱动器1002在时序控制器1011的控制下将图9的辅屏数据流914加到辅屏显示板103上。行驱动器1003和1004在时钟控制器1006的控制下向主屏显示板102和辅屏显示板103提供扫描信号。时钟控制器1006也通过时序控制器1008和1011对扫描信号和数据信号进行同步，以完成在主屏显示板102和辅屏显示板103的图像渲染。除此之外，显示器1000包括多个支持单元。电源单元1005提供多种电源，公共电压单元1007向图3中主显示板102和辅显示板103的公共电极层116和126提供公共电压。Gamma产生器1009将数字数据信号翻译成显示板上线性的光输出，在某些情况下可以由一简单电阻丝替代。背光源驱动1010和光传感器1012提供背光控制。当显示器1000接收图9中的普通2-D数据流910和/或911作为输入时，双控制信号转换器900可以是显示器1000的一部分，它的详细功能结构公开在图9中。当显示器1000接收预处理后的图9的主屏数据流915和辅屏数据流914作为直接输入信号流时，它也可以与显示器1000分立存在。

实施例也可以使用完全分离的控制单元进行构建。看图10，除了独立的列和行驱动器，一个实施例也可以包括分立的时钟驱动器1006，分立的公共电压单元1007，甚至分立的电压单元1005。这种修改不会影响显示器的功能。

尽管在此公开并详细描述了本发明优选的实施例和多个可选的实施例，在不偏离本发明的精神及范围的情况下可以对它们进行形式上和细节上的各种更改，这对于本领域的技术人员是显而易见的。

Claims (26)

1.一种用于产生图像的显示装置，包括：

一个包括多个像素单元的光通量控制器，其多个像素单元包括至少一个子像素单元；

一个双偏振滤光器，包括多个像素单元并且包括至少一个独立控制单元，光通量控制器上的至少一个子像素单元和双偏振滤光器上的至少一个独立控制单元被一一对应并对齐，每个光通量控制器上的至少一个的子像素单元输出的全部光量透过对应的双偏振滤光器上的至少一个的独立控制单元，每个双偏振滤光器上的独立控制单元在光线通过它时改变偏振光的状态；并且

一个偏振膜，用于将从光通量控制器射出的光，如果不是偏振光的话，在进入双偏振滤光器之前转换成偏振光；

偏振光眼镜，用于将从双偏振滤光器上的每个独立控制单元射出的光过滤成两部分，从双偏振滤光器上的每个独立控制单元射出的光的一部分形成第一图像，并且光的另一部分形成第二图像。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中表达第一图像的第一图像数据包括至少一个子区域，并且表达第二图像的第二图像数据包括至少一个子区域，并且至少一个第一图像数据的子区域和至少一个第二图像数据的子区域分别表达了一个具有相同几何形状并在第一和第二图像上具有相同的对应位置坐标的图像区域，该至少一个第一图像数据的子区域和至少一个第二图像数据的子区域被相应地相互对应起来，从而当第一和第二图像被逻辑地相互覆盖时，当对应的第一图像数据的子区域和第二图像数据的子区域具有相同数据时，在所说的图像区域形成2D视觉，当对应的第一图像数据的子区域和第二图像数据的子区域具有立体图像对数据时，在所说的图像区域形成3D视觉。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中双偏振滤光器上的至少一个的独立控制单元选择性地将偏振光的原始振动方向改变θ角，这里θ的值从0度到90度。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中光通量控制器包括以下之一，LCD显示器，PDP显示器，0LED显示器，LCD投影仪中的LCD显示板，和DLP投影仪中的DLP芯片。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其中偏振光眼镜有两个镜片，该偏振光眼镜的两个镜片具有正交的偏振轴，并且一个偏振轴与射入双偏振滤光器的偏振光的偏振振动方向平行，并且从双偏振滤光器上的一个独立控制单元射出的偏振光的第一部分透过第一镜片，同时从双偏振滤光器上的同一个独立控制单元射出的偏振光的第二部分透过第二镜片，双偏振滤光器上的这一个独立控制单元射出的透过第一镜片的第一部分光能量为E1/(E1+E2)，同时双偏振滤光器上的这一个独立控制单元射出的透过第二镜片的第二部分光能量为E2/(E1+E2)，E1是第一个眼睛在该独立控制单元上应该看到的图像的像素点的原色子像素的光量，E2是第二个眼睛在该独立控制单元上应该看到的图像的像素点的原色子像素的光量，并且透过第一镜片的第一部分偏振光的强度值是从双偏振滤光器上的这个独立控制单元射出的偏振光的总强度的cos(θ)*cos(θ)倍，并且透过第二镜片的第二部分偏振光的强度值是从双偏振滤光器上的同一个独立控制单元射出的偏振光的总强度的sin(θ)*sin(θ)倍，并且透过第一镜片的光形成第一图像，并且透过第二镜片的光形成第二图像，这里θ是射入双偏振滤光器上的这个独立控制单元的偏振光和从这个独立控制单元射出的偏振光之间的振动方向差别。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中通过第一和第二图像数据构造的第一基本控制数据C1被应用在光通量控制器上，这里用于光通量控制器的每个子像素单元的控制数据C1是(D1+D2)/2，这里D1是表达第一图像的第一图像数据被渲染在那个子像素单元上的子像素数据值，并且D2是表达第二图像的第二图像数据被渲染在同一个子像素单元上的子像素数据值；其中通过第一和第二图像数据构造的第二基本控制数据C2被应用在双偏振滤光器上，这里用于双偏振滤光器的每个独立控制单元的控制数据C2是T*D1/(D1+D2)和T*D2/(D1+D2)之一，这里T是D1或D2的逻辑最大值。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其中控制数据C1和C2通过使用同步了的图像数据D1和D2，当它们被输入到显示装置进行渲染时，被动态地计算出来。

8.根据权利要求6所述的显示装置，其中控制数据C1和C2被预先计算出来，并被存储到一块记忆块内，并在运行时当D1和D2被输入到显示装置进行第一和第二图像渲染时，被D1和D2映射出来分别渲染到相应的光通量控制器上的子像素单元或双偏振滤光器上的独立控制单元。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中至少一个被预先计算出来的基本控制数据值C1和C2被暂存在一个记忆单元上，对应的图像数据值D1和D2构造出存取地址或存取索引，D1和D2中的一个构成存取地址或存取索引的高位并且D1和D2中的另一个构成存取地址或存取索引的低位。

10.根据权利要求8所述的显示装置，其中一个液晶线性纠正值B被定义成本身为D1和D2函数的C1和C2中至少之一的函数，并进一步该液晶线性纠正值B是D1和D2的函数，该液晶线性纠正值B与基本控制值C1或C2结合以进行修正，并且液晶线性纠正值B与基本控制值C1或基本控制值C2的结合后的值被存储在所说的记忆块中。

11.根据权利要求6所述的显示装置，其中一个液晶线性纠正值B被存储在分立的被基本控制数据C1或C1寻址或索引的记忆块内，并且B的值被分别加到C1或C2上，并且其总值被分别应用到光通量控制器上的子像素单元或双偏振滤光器上的独立控制单元上。

12.根据权利要求1所述的显示装置，其中显示装置接收并行的第一和第二图像数据流，第一和第二图像数据流对应地包括一系列具有幁同步和行同步信号的图像数据D1和D2，显示装置产生两路控制数据流C1和C2，像渲染图像数据流一样，以相同的比特率渲染到光通量控制器和双偏振滤光器。

13.根据权利要求1所述的显示装置，其中偏振光眼镜有两个镜片，偏振光眼镜的两个镜片具有相同的偏振轴方向，一个渲染在双偏振滤光器上的图像可以通过偏振光眼镜被看到，另一个渲染在光通量控制器上的图像可以不使用偏振光眼镜被看到，并且这两个图像可以是不同的。

14.一种产生图像的方法，其组成步骤是：

通过一个包括多个像素单元的光通量控制器控制一个图像的至少一部分，该多个像素单元包括至少一个子像素单元，

使用包括多个像素单元并至少一个独立控制单元的双偏振滤光器选择性地改变一个图像的至少一部分的偏振光状态，光通量控制器上的至少一个子像素单元和双偏振滤光器上的至少一个独立控制单元被一一对应并对齐，每个光通量控制器上的至少一个的子像素单元输出的全部光量透过对应的双偏振滤光器上的至少一个的独立控制单元，每个双偏振滤光器上的独立控制单元在光线通过它时改变偏振光的状态；并且

使用一个偏振膜，将光通量控制器射出的光，如果不是偏振光的话，在进入双偏振滤光器之前转换成偏振光；

使用偏振光眼镜，将从双偏振滤光器上的每个独立控制单元射出的光过滤成两部分，从双偏振滤光器上的每个独立控制单元射出的光的一部分形成第一图像，并且光的另一部分形成第二图像。

15.根据权利要求14所述的方法，其中表达第一图像的第一图像数据包括至少一个子区域，并且表达第二图像的第二图像数据包括至少一个子区域，并且至少一个第一图像数据的子区域和至少一个第二图像数据的子区域分别表达了一个具有相同几何形状并在第一和第二图像上具有相同的对应位置坐标的图像区域，该方法进一步包括的步骤是：

将该至少一个第一图像数据的子区域和至少一个第二图像数据的子区域被相应地相互对应起来，从而当第一和第二图像被逻辑地相互覆盖时，当对应的第一图像数据的子区域和第二图像数据的子区域具有相同数据时，在所说的图像区域形成2D视觉，当对应的第一图像数据的子区域和第二图像数据的子区域具有立体图像对数据时，在所说的图像区域形成3D视觉。

16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括的步骤是：

选择性地将双偏振滤光器上的至少一个的独立控制单元的偏振光原始振动方向改变θ角，这里θ的值从0度到90度。

17.根据权利要求14所述的方法，其中光通量控制器包括以下之一，LCD显示器，PDP显示器，0LED显示器，LCD投影仪中的LCD显示板，和DLP投影仪中的DLP芯片。

18.根据权利要求14所述的方法，其中偏振光眼镜有两个镜片，该偏振光眼镜的两个镜片具有正交的偏振轴，并且一个偏振轴与射入双偏振滤光器的偏振光的偏振振动方向平行，该方法进一步包括的步骤是：

从双偏振滤光器上的一个独立控制单元射出的偏振光的第一部分透过第一镜片，

从双偏振滤光器上的同一个独立控制单元射出的偏振光的第二部分透过第二镜片，

将双偏振滤光器上的这一个独立控制单元射出的透过第一镜片的第一部分光能量控制为E1/(E1+E2)，

或将双偏振滤光器上的这一个独立控制单元射出的透过第二镜片的第二部分光能量控制为E2/(E1+E2)，E1是第一个眼睛在该独立控制单元上应该看到的图像的像素点的原色子像素的光量，E2是第二个眼睛在该独立控制单元上应该看到的图像的像素点的原色子像素的光量，

这里透过第一镜片的第一部分偏振光的强度值是从双偏振滤光器上的这个独立控制单元射出的偏振光的总强度的cos(θ)*cos(θ)倍，

透过第二镜片的第二部分偏振光的强度值是从双偏振滤光器上的同一个独立控制单元射出的偏振光的总强度的sin(θ)*sin(θ)倍，

透过第一镜片的光形成第一图像，

透过第二镜片的光形成第二图像，

这里θ是射入双偏振滤光器上的这个独立控制单元的偏振光和从这个独立控制单元射出的偏振光之间的振动方向差别。

19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括的步骤是：

将通过第一和第二图像数据构造的第一基本控制数据C1应用在光通量控制器上，这里用于光通量控制器的每个子像素单元的控制数据C1是(D1+D2)/2，这里D1是表达第一图像的第一图像数据被渲染在那个子像素单元上的子像素数据值，并且D2是表达第二图像的第二图像数据被渲染在同一个子像素单元上的子像素数据值；并且

将通过第一和第二图像数据构造的第二基本控制数据C2应用在双偏振滤光器上，这里用于双偏振滤光器的每个独立控制单元的控制数据C2是T*D1/(D1+D2)和T*D2/(D1+D2)之一，这里T是D1或D2的逻辑最大值。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括的步骤是：

通过使用同步了的图像数据D1和D2，当它们被输入到显示装置进行渲染时，动态地计算控制数据C1和C2。

21.根据权利要求19所述的方法，进一步包括的步骤是：

预计算控制数据C1或C2，

把控制数据C1或C2存储到记忆块内，并且

当D1和D2被输入到显示装置进行第一和第二图像渲染时，在运行时通过D1和D2映射出控制数据C1或C2，分别渲染到相应的光通量控制器上的子像素单元或双偏振滤光器上的独立控制单元上。

22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括的步骤是：

将至少一个被预先计算出来的基本控制数据值C1和C2暂存在一个记忆单元上，并且

通过对应的图像数据值D1和D2构造存取地址或存取索引，

这里D1和D2中的一个构成存取地址或存取索引的高位并且D1和D2中的另一个构成存取地址或存取索引的低位。

23.根据权利要求21所述的方法，进一步包括的步骤是：

将一个液晶线性纠正值B定义成本身为D1和D2函数的C1和C2中至少之一的函数，并进一步该液晶线性纠正值B是D1和D2的函数，并且

将该液晶线性纠正值B与基本控制值C1或C2结合以进行修正，并且

将液晶线性纠正值B与基本控制值C1或基本控制值C2的结合后的值存储在所说的记忆块中。

24.根据权利要求19所述的方法，进一步包括的步骤是：

将一个液晶线性纠正值B存储在分立的被基本控制数据C1或C1寻址或索引的记忆块内，

将B的值分别加到C1或C2上，并且

将其总值分别应用到光通量控制器上的子像素单元或双偏振滤光器上的独立控制单元上。

25.根据权利要求14所述的方法，进一步包括的步骤是：

接收并行的第一和第二图像数据流，第一和第二图像数据流对应地包括一系列具有幁同步和行同步信号的图像数据D1和D2，并且

产生两路控制数据流C1和C2，像渲染图像数据流一样，以相同的比特率渲染到光通量控制器和双偏振滤光器。

26.根据权利要求14所述的方法，其中偏振光眼镜有两个镜片，偏振光眼镜的两个镜片具有相同的偏振轴方向，方法进一步包括的步骤是：

通过偏振光眼镜观看一个渲染在双偏振滤光器上的图像，并且，不使用偏振光眼镜观看另一个渲染在光通量控制器上的图像，这两个图像可以是不同的。

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