CN101501745B - 图像处理器、显示设备和图像显示*** - Google Patents

Abstract

本发明要提供一种图像处理器、一种显示设备、和一种图像显示***，能够在不降低公共图像对比度的情况下高效地显示高画面质量的秘密图像和公共图像。包括：存储器101，用于存储输入其中的秘密图像和反转图像的相应的图像数据；数据分配器电路102，用于将具有同一脉宽的脉冲序列分配至存储在存储器101中的秘密图像和反转图像，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度；以及快门控制信号发生器电路103，用于仅在输出与秘密图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号，所述秘密图像和反转图像具有如下关系：当针对每一像素将其相应图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与秘密图像不相关的图像的图像数据。

Description

图像处理器、显示设备和图像显示***

技术领域

本发明涉及一种图像处理器和一种显示设备，具体涉及一种用于向特定用户和得到认证人员呈现其内容的设备和***。

背景技术

在移动设备(例如，移动电话终端)和大尺寸设备(例如，放置在街道上的公共显示器)中广泛采用平板显示器(如，液晶显示器或等离子显示器)。为了开发大多数这样的显示器，将重点放在例如宽视角、高亮度和高画面质量上；需要显示能够很容易地从任意角度观看到的精美图像。

另一方面，显示在显示器上的一些内容包括诸如秘密信息和期望保密的私人数据等内容。因此，当今，随着信息设备的进步，遍在(ubiquitous)环境日益扩大，十分重要的问题是：即使在有未确认身份的人员存在的公共环境中，用户也要使所显示的内容对他人保密。

此外，甚至在办公室中，在一些情况下，用户处理期望对从用户后面经过的那些人保密的秘密信息。

一些移动电话终端包括显示器，在显示器中，通过设置光学遮光板(遮板)，使显示内容仅从特定方向可见。然而，在用户正后方的人可以偷看到显示内容；因此，从安全角度而言，这是不足的。

解决这些问题相关现有技术包括专利文献1所公开的“图像显示设备”。该图像显示设备采用包括图像选择功能的一副眼镜，使该设备仅对佩戴该眼镜的人(用户)呈现特定图像(以下称作秘密图像)并对其他人呈现其他图像(以下称作公共图像)。

特别地，图1中所示的图像显示设备根据帧信号13，在图像信息存储存储器12中存储输入图像信号11的一帧。此后，该设备以帧周期两倍的速度(即，在一帧期间读取两次)从存储器12中读取图像信息；将第一读取信号压缩至原始量的一半作为第一图像信号14输入至混合电路15；将读取图像信号转换成色度和亮度并作为第二图像信号17输入至混合电路15。因此，将第一和第二信号14和17可选地显示在图像显示模块18上。

另一方面，还将帧信号13输入至眼镜快门定时信号发生器电路19。发生器电路19驱动一副眼镜21的快门来控制眼镜快门保持对用户隐藏第二图像信号17的图像。

由于上述配置和操作，没有佩戴眼镜21的人观看到灰度图像或第三图像(公共图像)，第三图像是第一和第二图像信号14和17的混合图像并与第一图像信号14无关，佩戴眼镜21的人观看到期望图像(秘密图像)第一图像信号14。

此外，作为解决上述问题的另一相关技术，专利文献2公开了“method of providing data which can be privately viewed by use of adisplay available for the public”。根据专利文献2所公开的方法，仅授权用户可以对显示器上的私人图像(秘密图像)进行解码，未授权用户仅可以观看到公共图像，该公共图像是包括随机图案、不容易识别的图案、或屏幕保护图像在内的图像。

为了改进上述目的，根据专利文献2所公开的发明，将包括数据隐藏图案和替代图案的图像处理方案与其中合并了由图像处理技术产生的图像的显示器(例如，可佩戴显示器有源眼镜)进行同步。最后，通过人类视觉***的“a known ability to merge unlike images into asingle image”，实现提供可以利用公共可用显示器来秘密观看的数据的功能。

专利文献1：日本专利待审公开序列号Sho 63-312788

专利文献2：日本专利待审公开序列号2001-255844

发明内容

发明所要解决的问题

然而，根据专利文献1和2所公开的发明，公共图像的自由度不高，并且作为公共图像的可呈现图像产生不是特别有意义的图像，例如，灰度和平面图像(flat image)或随机图像。即使期望呈现有意义图像作为公共图像，但由于灰度叠加该图像产生较低的对比度，因此黑度水平变差以致画面质量下降。

此外，由于在秘密图像的显示时段期间不能显示公共图像，公共图像与正常使用的情况相比亮度降低，并且光利用率下降。

此外，在在与秘密图像的显示时段同步的时刻驱动眼镜快门的操作中，如果为了仅使秘密图像安全可见，部署了当快门正在响应时不进行图像显示的(空白)时段，则将光利用率进一步下降。

本发明是考虑到上述问题来进行设计的，本发明的典型目的是提供一种图像处理器、一种显示设备、以及一种图像显示***，能够在不降低公共图像对比度的情况下高效地显示秘密图像和高画面质量的公共图像。

解决问题的技术方案

为了实现示例性目的，根据本发明第一示例性方面的图像处理器是用于顺序输出分别与至少两种图像相对应的图像信号，所述图像处理器包括：存储器，用于存储输入其中的至少两种图像的相应的图像数据，包含在至少两种图像中的第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将其相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像的图像数据；数据分配器装置，用于将具有同一脉宽的脉冲序列分配至存储在存储器中的第一图像的图像数据和第二图像的图像数据，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示与图像数据相对应的图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度；以及快门控制装置，用于仅在输出与第一图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号。

此外，为了实现示例性目的，根据本发明第二示例性方面的图像处理器是用于顺序输出分别与至少两种图像相对应的图像信号的图像处理器，包括：存储器，用于存储输入其中的至少两种图像的相应的图像数据；产生装置，用于基于包含在至少两种图像中并存储在存储器中的第一图像的图像数据，来产生第二图像的图像数据，第一图像和第二图像的图像数据具有如下关系：当针对每一像素将图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像的图像数据；数据分配器装置，用于将具有同一脉宽的脉冲序列分配至第一图像的图像数据和第二图像的图像数据，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度；以及快门控制装置，用于仅在输出与第一图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号。

在本发明的第一或第二示例性方面中，有利的是：数据分配器装置分配数据，使得与第一图像相对应的图像信号在时间上同与第二图像相对应的图像信号不相邻。

在本发明的第一或第二示例性方面的上述配置的任一项中，有利的是：至少两种图像包括第三图像，并且数据分配器装置将具有任意脉宽的脉冲序列分配至第三图像的图像数据，以及在未输出快门控制信号的时段期间输出与第三图像相对应图像信号。

此外，为了实现示例性目的，根据本发明的第三示例性方面的图像处理器是用于顺序输出分别与包括第一图像、第二图像和第三图像的三种图像相对应的图像信号的图像处理器，包括：存储器，用于存储输入其中的三种图像的相应的图像数据，第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将其相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像的图像数据；产生装置，用于基于存储在存储器中的第二图像的图像数据和第三图像的图像数据，来产生合成图像的图像数据；数据分配器装置，用于将具有一脉宽的脉冲序列分配至合成图像的图像数据，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述脉宽等于第一图像的图像数据的脉宽；以及快门控制装置，用于仅在输出与第一图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号。

在本发明的第三示例性方面，有利的是：数据分配器装置分配数据，使得包含在与合成图像相对应的图像信号的脉冲序列中、并且脉宽等于第一图像图像信号脉宽的脉冲在时间上与第一图像相对应的图像信号不相邻。

在本发明的第一、第二或第三示例性方面的上述配置的任一项中，有利的是：数据分配器装置分配空白时段作为至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后的时段。

在本发明的第一、第二、或第三示例性方面的上述配置的任一项中，有利的是：通过针对每一像素将第一和第二图像的相应数据的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

此外，为了实现上述示例性目的，根据本发明第四示例性方面的显示设备是用于以PWM驱动方案顺序显示至少两种图像的显示设备，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述显示设备包括：存储器，用于存储分别与输入其中的至少两种图像相对应的图像信号，包含在至少两种图像中的第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将其相应的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像；数据分配器装置，用于将具有同一脉宽的脉冲序列分配至与第一图像相对应的图像信号和与第二图像相对应的图像信号，作为用于显示与存储在存储器中的图像信号相对应的图像的脉冲序列；以及快门控制装置，用于仅在输出被分配至与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列的时段期间，输出快门控制信号。

此外，为了实现上述示例性目的，根据本发明第五示例性方面的显示设备是用于以PWM驱动方案顺序显示至少两种图像的显示器，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述显示设备包括：存储器，用于存储分别与输入其中的至少两种图像相对应的图像信号；产生装置，用于基于包含于至少两种图像中并存储在存储器中的第一图像来产生第二图像，第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将其相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像是与第一图像不相关的图像；数据分配器装置，用于将具有同一脉宽的脉冲序列分配至与第一图像相对应的图像信号和与第二图像相对应的图像信号，作为用于显示图像的脉冲序列；以及快门控制装置，用于仅在输出被分配至与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列的时段期间输出快门控制信号。

在本发明的第四或第五示例性方面中，有利的是：数据分配器装置分配数据，使得与第一图像相对应图像信号的脉冲序列在时间上同与第二图像相对应的图像信号的脉冲序列不相邻。

在本发明的第四或第五示例性方面的上述配置的任一项中，有利的是：至少两种图像包括第三图像，并且数据分配器装置将具有任意脉宽的脉冲序列分配至与第三图像相对应的图像数据，以及在未输出快门控制信号的时段期间输出与第三图像相对应图像信号。

此外，为了实现上述示例性目的，根据本发明第六示例性方面的显示设备是用于以PWM驱动方案顺序显示包括第一图像、第二图像、第三图像的三种图像的显示器，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述显示设备包括：存储器，用于存储分别与输入其中的三种图像相对应的图像信号，第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像；产生装置，用于基于存储在存储器中的与第二图像相对应的图像信号和与第三图像相对应的图像信号，来产生合成图像的图像信号；数据分配器装置，用于将具有一脉宽的脉冲序列分配至与合成图像相对应的图像信号，作为用于显示图像的脉冲序列，所述脉宽等于与第一图像相对应的图像信号的脉宽；以及快门控制装置，用于仅在输出被分配至与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列的时段期间输出快门控制信号。

在本发明的第四、第五、或第六示例性方面的上述配置的任一项中，有利的是：数据分配器装置分配至少在输出与第一图像相对应的图像信号时段之前或之后的空白时段。

在本发明的第六示例性方面中，有利的是：数据分配器装置为脉冲分配数据，所述脉冲包含于与合成图像相对应的图像信号的脉冲序列中并具有与第一图像图像信号脉宽相等的脉宽，所述脉冲在时间上同与第一图像相对应的脉冲序列不相邻。

在本发明的第四、第五、或第六示例性方面的上述配置的任一项中，有利的是：通过针对每一像素将第一和第二图像的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

此外，为了实现示例性目的，采用根据本发明的第四、第五、或第六示例性方面的配置之一的显示设备的根据本发明第七示例性方面的图像显示设备包括：光学快门，用于获得透光状态和遮光状态中任一状态，当向光学快门输入快门控制信号时，光学快门处于透光状态。本发明的优势

根据本发明，提供了一种图像处理器、一种显示设备、以及一种图像显示***，能够在不降低公共图像对比度的情况下，高效地显示秘密图像和高画面质量的公共图像。

附图说明

图1示出了采用一副快门眼镜的传统显示设备的配置；

图2示出了一显示示例，其中，在一个帧周期期间顺序显示秘密图像、反转图像和公共图像；

图3示出了一显示示例，其中，在一个帧周期期间顺序显示秘密图像、反转图像和公共图像；

图4示出了一显示示例，其中，在PWM驱动方案的显示设备上顺序显示秘密图像、反转图像和公共图像；

图5示出了一显示示例，其中，在PWM驱动方案的显示设备上顺序显示秘密图像、反转图像和公共图像；

图6示出了根据本发明的第一示例性实施例的图像处理器的配置；

图7示出了在根据第一示例性实施例的图像处理器中为秘密图像、反转图像和公共图像分配脉冲序列的示例；

图8示出了在根据第一示例性实施例的图像处理器中为秘密图像、反转图像和公共图像分配脉冲序列的另一示例；

图9示出了根据本发明的第二示例性实施例的图像处理器的配置；

图10示出了根据本发明的第三示例性实施例的图像处理器的配置；

图11示出了在根据第三示例性实施例的图像处理器中为反转图像和秘密图像之间的合成图像、以及公共图像分配脉冲序列的示例；

图12示出了根据本发明的第四示例性实施例的图像处理器的配置；

图13示出了在根据第四示例性实施例的图像处理器中为秘密图像、反转图像和公共图像分配脉冲序列的示例；

图14示出了根据本发明的第五例性实施例的显示设备的配置。

附图标记说明

101存储器

102、102A、102B数据分配器电路

103快门眼镜控制信号发生器电路

104反转图像发生器部分

105显示控制器

106显示部分

111存储器输出信号

112数据分配器电路输出信号

113快门眼镜控制信号发生器电路输出信号

具体实施方式

[本发明的原理]

出现在相关技术中的公共图像的灰色分量归于叠加图像(所产生的用来防止未佩戴专用眼镜的人观看到秘密图像的图像)，所述叠加图像包括：通过针对每一颜色分量将秘密图像的亮度反转而获得的反转亮度图像和秘密图像。因此，为了减少灰色分量以抑制公共图像中的偏黑色级，需要降低秘密图像的亮度。

然而，在传统的方法中，针对每一帧呈现秘密图像、秘密图像的反转图像、以及公共图像，不可能在秘密图像呈现时叠加图像除上述图像以外的图像；因此，秘密图像亮度降低得越多，光利用率下降得越多。

图2示出了根据传统方法顺序显示秘密图像、秘密图像的反转图像、以及公共图像的示例。在图2中，横坐标表示时间，纵坐标表示亮度。如此处所示，将任意时段(一个帧周期)细分成多个子帧以顺序显示秘密图像S、反转图像R、和公共图像P。

反转图像R为设置为，使得针对每一像素的反转图像R和秘密图像S之间相加的结果是与秘密图像S不具有任何相关性的图像。在下面的描述中，采用了秘密图像S和反转图像R之间相加的结果是灰度图像的情况的示例；然而，本发明不限于该示例；还可能的是，秘密图像S和反转图像R之间相加的结果是随机图案图像。

通过设置反转图像，使得针对每一像素的秘密图像S和反转图像R之间相加的结果是灰度图像，一个帧周期的图像的亮度集成是公共图像P和灰度图像的集成图像；因此，没有佩戴快门眼镜的人不能识别秘密图像S，仅观察到公共图像。

另一方面，由于在反转图像R和公共图像P的显示时段期间光被快门阻断，因此佩戴与显示时段同步的快门眼镜的人可以仅观察到秘密图像S。

图3示出了在该方法中将秘密图像S的最大亮度降低一半的示例。通过将秘密图像S的最大亮度降低一半，反转图像所需的最大亮度也变成一半；分别降至0.5S和0.5R。此外，通过将公共图像分配给反转图像显示时段的剩余亮度分量，可以增加公共图像分量的亮度。另一方面，不能将公共图像分配给秘密图像显示时段的剩余亮度分量。这是由于，如果将公共图像分配给秘密图像显示时段的剩余亮度分量，则佩戴快门眼镜的人观察到秘密图像和公共图像的集成图像。

如上所述，当降低秘密图像的亮度分量时，秘密图像显示时段的剩余亮度分量的比率(不可分配至公共图像的亮度分量)大大提高，这说明光利用率降低。

此外，在与秘密图像显示时段同步地驱动眼镜快门的操作中，为了安全地使秘密图像可见，在眼镜快门正在响应时，设置不进行图像显示的(空白)时段是十分有效的；然而，在传统方法中针对每一帧设置空白时段，光利用率进一步降低。

为了克服上述情况，在本发明的方法中，为了在不降低光利用率的情况下，抑制针对公共图像集成的灰色分量，使用脉宽调制(PWM)来显示秘密图像。

作为显示设备的驱动方法，在二值显示的显示设备中采用被采纳为显示设备驱动方法的利用PWM的驱动(PWM驱动)，对于所述二值显示的显示设备，高速开关控制是可行的。例如，可以引用等离子显示器和使用MEMS开关的显示器。

然而，使用普通PWM驱动的所有显示器是不可直接应用的。这是由于需要将脉宽等于秘密图像脉冲(脉冲S)脉宽的反转图像的脉冲(脉冲R)包括在一个帧周期中。如果不能满足该条件，则会出现没有佩戴快门眼镜的人观察到秘密图像的可能。

考虑一特定示例，其中将一个帧周期细分成63份，以获得包含宽度为16、16、16、8、4、2和1的子域(总共为63个子域)的脉冲序列。为了表示灰度，仅需要任意地将相应的脉冲彼此相加。在这种情况下，如果将宽度为8的脉冲序列分配至秘密图像，则使用剩余脉冲序列来表示反转图像和公共图像。必需的是，如果秘密图像为0则反转图像为8，如果秘密图像为8则反转图像为0；然而没有脉冲序列可以为反转图像表示0和8。即，剩余脉冲不能表示反转图像；因此，近似反转图像和公共图像的灰度表示(例如，利用宽度为4、2和1的脉冲来近似“7”)。这样的近似劣化了公共图像的画面质量，并且不能通过反转图像完全消除秘密图像；因此，没有佩戴快门眼镜的人还可以观察到秘密图像。

另一方面，考虑将脉宽等于秘密图像脉冲脉宽的脉冲序列分配至反转图像的其他示例。类似地，将一帧细分成63份，以获得包含宽度为16、16、8、8、8、4、2和1的子域的脉冲序列。在这种情况下，存在宽度为8的三个脉冲序列；因此，可以将第一序列分配至秘密图像，将第二序列分配至反转图像，并将第三序列分配至公共图像。由于在无需近似公共图像的情况下表示灰度，因此不会劣化公共图像的画面质量。用于反转图像的脉冲也具有等于秘密图像脉冲宽度的宽度；因此，可以完全消除秘密图像，并且没有佩戴快门眼镜的人不能观察到秘密图像。

图4示出了根据本发明的秘密图像和公共图像的顺序显示示例。图4以类似于图3的方式使用PWM驱动来显示秘密图像(0.5S)、反转图像(0.5S)和公共图像(P)。在使用PWM控制和二值驱动的情况下，仅可能存在最大亮度(开状态)或最小亮度(关状态)。此外，在图4中，在显示秘密图像的时段和显示反转图像的时段中存在相同脉宽的脉冲。关于相同脉宽的脉冲，如果秘密图像的脉冲为开，则反转图像的脉冲为关。并且如果秘密图像的脉冲为关，则反转图像的脉冲为开。

通过采用上述配置，消除了存在于传统方法中的“不可用和无用的亮度分量”，并且可以将公共图像分配至全部剩余时段。

顺带一提的是，如图5所示，还可以将反转图像和公共图像之间的集成值分配至反转图像和公共图像的显示时段。在佩戴快门眼镜的用户仅观察到秘密图像的情况下，在反转和公共图像的显示时段期间将光遮住；因此，即使独立显示这些图像(P，0.5R)或将其显示为集成图像(PR1、PR2)，观察到的图像也将保持不变。另一方面，对于没有佩戴快门眼镜的用户，即使独立地显示反转图像和公共图像，这些图像也集成用户的视网膜上；因此，不管是否分离显示时段，所观察的图像都是同一幅(PR1+PR2＝P+0.5R)。如此一来，不管是否分离反转图像和公共图像的显示时段，所观察的图像也不会改变。

通过将上述方法应用到将于以下描述的装置，均可以有效地显示高画面质量的秘密图像和公共图像。

首先，图像处理器将数据分配至与相关的秘密图像和转换图像的相应的亮度值相对应的脉冲序列(秘密图像和反转图像脉宽相同)，并且在后级向PWM驱动方法的显示设备输出数据；这使得可以驱动显示设备，从而以较高的光利用率显示秘密图像和公共图像。

此外，显示设备向PWM驱动电路顺序输入秘密图像、与秘密图像相关的反转图像、公共图像，以分配至PWM驱动的脉冲序列，并顺序地显示相应图像；这使得可以高画面质量、高效率地显示具有秘密图像和公共图像。

接着，将基于上述原理给出对本发明的示例性实施例的描述。

[第一示例性实施例]

下面将给出对本发明的第一示例性实施例的描述。图6示出了根据第一示例性实施例的图像处理器的配置。该图像处理器是基于上述本发明的原理来执行处理的装置，并且包括：存储器101、数据分配器电路102、以及快门眼镜控制信号发生器电路103。

存储器101中存储被顺序输入其中的秘密图像、反转图像和公共图像。数据分配器电路102分配数据，从而采用PWM驱动的显示设备可以显示存储器101基于同步信号顺序输出的秘密图像、反转图像、和公共图像。快门眼镜控制信号发生器电路103基于输入的同步信号来控制一副快门眼镜的透光状态和遮光状态。

顺带一提的是，在附图中，用数字111、数字112和数字113分别表示存储器101的输出信号、数据分配器电路102的输出信号、和快门眼镜控制信号发生器电路103的输出信号。

图7是在输出信号111、112和113的一个帧周期期间的时序图的示例。将存储在存储器101中的秘密图像、反转图像和公共图像传送至数据分配器电路102。数据分配器电路102将秘密图像的数据分配至时段T1，并将反转和公共图像的数据分配至时段T2。

在时段T1期间，在数据写时段W期间通知显示设备，屏幕的每一像素是发射和透光状态(开状态)还是非发射和遮光状态(关状态)。

此后，在时段S2期间，保持各像素的发射(针对自发射型显示器，例如，等离子显示器或有机电致发光显示器)和透光状态(针对光控型显示器，例如，使用MEMS开关的显示器或液晶显示器)或非发射和遮光状态。

此后，再次写数据，接着在长度不同于时段S2的时段S 1期间保持像素开/关状态。在时段S2和S1期间通过使用开和关状态的组合来重现秘密图像的灰度。

接着，在时段期间T2，通过类似于秘密图像的创建处理(写数据并保持发光和透光状态)，分配反转图像和公共图像的数据，以重现相应图像的灰度。

对于反转图像，通过使用在长度上等于S2和S1的开/关状态保持时段R1和R2来重现灰度。在这种情况下，存在这样一种关系，其中，对于一像素，如果S2处于开状态则R2处于关状态；并且如果S2处于关状态，则R2处于开状态。该关系还适用于S1和R1。对于公共图像，通过使用P4、P3、P2和P1来重现灰度。

要传送到快门眼镜的输出信号113是在时段T1将眼镜设置为透光状态并在时段T2将眼镜设置为遮光状态的信号。基于图像的同步信号通过快门眼镜控制信号发生器电路103来产生该信号。

顺带一提的是，数据分配器电路102在一个帧周期期间顺序地将数据分配至秘密图像S、反转图像R和公共图像P；然而，该顺序是一个示例，即，基本上，可以任意确定顺序。

例如，如图8所示，即使在图7时序图中的典型示例的时段R2和P2相互交换，佩戴快门眼镜的人和没有佩戴快门眼镜的人所观察到的图像也不改变(佩戴快门眼镜的人观察到的是秘密图像S，没有佩戴快门眼镜的人观察到的是公共和灰色图像的集成图像)。即，如果从快门眼镜控制信号发生器电路103产生输出信号，使得在秘密图像S的显示时段期间快门眼镜处于透光状态，那么基本上能够以任意方式确定秘密图像S、反转图像R、和公共图像P的顺序。

如随后将结合另一示例性实施例所述的那样，为了抑制“运动图像伪轮廓”，将部分地限制秘密、反转、和公共图像顺序的任意度。然而，从最大化光利用率的观点来看，顺序不受限制。

此外，可以在数据分配器电路102中，在秘密图像S和反转图像R或公共图像P和秘密图像S之间为快门眼镜设置空白时段(不显示或显示黑色)。与针对每一子帧设置空白时段的情况相比较，不需要在反转图像R和公共图像P之间设置空白时段，因此能够提高光利用率。

如上所述，将配置设置为，使得数据分配器电路102产生在一个帧周期中包括与秘密图像脉宽相同的反转图像脉冲的信号，作为使用PWM驱动的显示设备所要采用的信号，并且快门眼镜控制信号发生器电路103产生输出信号，针对秘密图像S的显示时段将快门眼镜设置为透光状态；因此，可以去除不可用和无用的亮度分量，因此可以显示具有高画面质量和较高的光利用率的秘密和公共图像。

[第二示例性实施例]

下面将给出对本发明的第二示例性实施例的描述。图9示出了根据第二示例性实施例的图像处理器的配置。根据第二示例性实施例的图像处理器在结构上与第一示例性实施例几乎相同，不同之处在于：布置了反转图像发生器部分104。

反转图像发生器部分104接收来自存储器101的秘密图像作为输入，并向数据分配器电路102输出反转图像。

反转图像发生器部分104使用秘密图像的灰度值来产生消除秘密图像的反转图像。特别地，发生器部分104获得反转图像的亮度，以变为在针对每一像素将反转图像添加至秘密图像时秘密图像“白”表示下的亮度，接着产生与亮度相对应的灰度值。在这点上，由于通常通过考虑显示设备的γ特性来产生图像信号的灰度值并为亮度分配非线性值，因此在相加之前将该值转换成亮度值，然后恢复灰度值(γ校正)。如果在图像处理器中产生该反转图像，不需要在存储器101中存储反转图像，因此可以降低存储容量。

由于上述配置的缘故，可以降低昂贵的存储器101的容量，还可以实现类似于第一示例性实施例的优点。

[第三示例性实施例]

下面将给出对本发明的第三示例性实施例的描述。图10示出了根据第三示例性实施例的图像处理器的配置。该图像处理器与第一示例性实施例的图像处理器几乎相同，不同之处在于：在数据分配器电路102A中的处理内容。在第三示例性实施例中，不能清晰地区分公共图像和反转图像，而其合成图像被视为数据分配的一副图像。

图11示出了一幅时序图，包括示例性实施例的数据分配器电路102A的输出信号112A。

与根据第一示例性实施例的不同(关于图7中所示的时序图的不同)之处在于，使用时段PR4、PR3、PR2和PR1来显示通过向公共图像P添加反转图像R而产生的合成图像PR。这里，时段PR2和PR1分别等于时段S2和S1。

通过运算PR＝R+P来获得时段PR4、PR3、PR2和PR1的值。例如，在秘密图像可以取从0至3的亮度值并且合成图像可以取从0至15的亮度值的情况下，如果输入的秘密图像的亮度值为1，则反转图像的亮度值(秘密图像的最大亮度值减去输入的秘密图像的亮度值)为2(3减1)，并且公共图像的亮度值为10，合成图像的亮度值为PR＝R+P＝2+10＝12。

此外，如果PR4、PR3、PR2和PR1之间的时段比为8∶4∶2∶1，S2和S1之间的时段比为2∶1；S2处在关状态，S1处在开状态，PR4处在开状态、PR3处在开状态，PR2处在关状态，PR1处在关状态。

以这种方式，示例性实施例的S2和PR2以及S1和PR1并非始终存在互斥的开/关状态关系，而第一示例性实施例的S2和R2以及S1和R1具有互斥的开/关状态。

顺带一提的是，由于需要将反转图像添加至公共图像，数据分配器电路102A当然包括加法器。

其他操作类似于第一示例性实施例，因此将省略重复说明。顺带一提的是，由于根据示例性实施例的图像处理器是根据第一示例性实施例的图像处理器的等价***，当然可以获得类似的优点。

如上所述，数据分配器电路102A基于反转和公共图像的合成图像来进行数据分配；因此，可以减少PWM驱动的子域数。

此外，在数据分配器电路102A中，可以在秘密图像S和合成图像PR之间设置快门眼镜的空白时段(不显示或显示黑色)，由于在合成图像PR中不需要空闲时段，因此可以提高光利用率。

[第四示例性实施例]

下面将给出对本发明的第四示例性实施例的描述。图12示出了根据第四示例性实施例的图像处理器的配置。根据第四示例性实施例的图像处理器在结构上第一示例性实施例几乎相同，不同之处在于：数据分配器电路102B中的数据分配。

图13是一幅时序图，包括示例性实施例的数据分配器电路102B的输出信号112B。与根据第一示例性实施例的图像处理器的不同(关于图7中所示的时序图的不同)之处在于，显示秘密图像的时段S2和S1和显示反转图像的时段R2和R1互不相邻。

在秘密图像S和反转图像R之间存在一种相关性；为了使添加后的图像呈现灰色，S2和R2以及S1和R1存在互斥的开/关状态关系。因此，如果秘密图像是黑色或白色，反转图像就是白色或黑色。如果具有这种关系的时段彼此相邻，在开状态持续固定的时段之后，关状态持续固定的时段，反之亦然。

在开状态持续固定时段之后关状态持续固定时段的情况下，如果眼睛静止，那么平稳地执行集成并且观察到灰色；然而，如果眼睛正在移动，则无法适当地进行集成，在一些情况下将观察到包括在秘密图像中的轮廓(“白色”显示和“黑色”显示间的轮廓)。这已经通过被称为“运动画面伪轮廓”的视网膜上的集成在理论上得到了解释。

以这种方式检测到秘密图像的轮廓表明，没有佩戴快门眼镜的人也可以观察到秘密图像，尽管只是略微观察到秘密图像但这也会导致问题。为了解决该问题，使秘密图像S的显示时段与反转图像R的显示时段不相邻是十分有利的。

顺带一提的是，甚至在如在第三示例性实施例中使用通过向公共图像P添加反转图像R来产生合成图像的情况下，S2和S1与在长度上等于S2和S1的时段R2和PR1不相邻也是十分有利的。这是由于当公共图像处于“黑色”显示时，S2和PR2以及S1和PR1存在互斥关系。

如上所述，由于显示秘密图像的时段S2和S1与显示反转图像的时段R2和R1不相邻，因此即使眼睛移动，也不容易检测到秘密图像的轮廓，并可以实现更安全的显示。

顺带一提的是，如在上述相应示例性实施例中那样，当然，可以获得提高光利用率的优点。

[第五示例性实施例]

下面将给出对本发明的第五示例性实施例的描述。图14示出了根据第五示例性实施例的显示设备的配置。根据第五示例性实施例的显示设备是可能采用PWM驱动的显示器。例如，该显示设备是等离子显示器、采用MEMS开关的显示器、有机电致发光显示器、或快速响应液晶显示器。

显示设备是基于本发明的原理来执行处理的装置，并且包括：存储器101、快门眼镜控制信号发生器电路103、显示控制器105、和显示部分106。

存储器101中存储被顺序输入其中的秘密图像、反转图像和公共图像。显示控制器105分配数据，从而采用PWM驱动的显示设备可以显示存储器101基于同步信号顺序输出的秘密图像、反转图像和公共图像，继而产生控制信号和图像信号来驱动显示设备。快门眼镜控制信号发生器电路103基于输入的同步信号来控制一副快门眼镜的透光状态和遮光状态。

如在示例性实施例中那样，通过将第一示例性实施例的数据分配器电路102的功能分配给显示控制器，可以使显示设备执行数据分配处理。

如上所述，根据本发明的显示设备能够以高画面质量、高效率地显示秘密和公共图像。

在此处的示例配置中，用显示控制器代替根据第一示例性实施例的图像处理器的数据分配器电路，并且将显示部分配置为显示控制器的后级；然而，根据第二、第三或第四示例性实施例的图像处理器的数据分配器电路自然可以用显示控制器来代替。

此外，尽管这里的示例是将本发明实现为显示设备的情况，自然地可以将本发明实现为包括显示设备和快门眼镜在内的图像显示***。

顺带一提的是，每个示例性实施例是本发明的优选示例性实施例的示例，本发明不局限于这些示例性实施例。

例如，示例性实施例的示例是单色图像应用的情况；然而，还可以通过针对每一RGB信号分量部署类似于的上述示例性实施例的配置来将本发明应用于彩色图像的图像处理器和显示设备。

然而，光栅图像不需要包括多种颜色的图像信号在内的颜色信号，而可以是单色图像。即，不需要以并行的方式针对每一颜色设置上述示例性实施例中所示的配置。

此外，尽管已经给出了对于采用快门眼镜来观察秘密图像的配置示例的描述，但该配置不限于眼镜。只要在显示部分和眼睛之间设置快门，任何配置都是可能的。

此外，如果不显示秘密图像，则可以利用分配至秘密图像的脉冲序列来显示公共图像。通过部署这样的转换装置，只有当需要图像时，也可以显示秘密图像；因此，可以最大化光利用率。

如上所述，对本发明的各种改变是可能的。

本应用基于并要求于2006年8月2日提交的日本专利申请2006-211169的优先权，其全部内容合并于此以作参考。

Claims (31)

1.一种用于顺序输出分别与至少两种图像相对应的图像信号的图像处理器，包括：

存储器，用于存储输入其中的至少两种图像的相应的图像数据，包含在至少两种图像中的第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像的图像数据；

数据分配器电路，将具有同一脉宽的脉冲序列分配至存储在存储器中的第一图像的图像数据和第二图像的图像数据，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示与图像数据相对应的图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度；以及

快门眼镜控制信号发生器电路，仅在输出与第一图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号。

2.一种用于顺序输出分别与至少两种图像相对应的图像信号的图像处理器，包括：

存储器，用于存储输入其中的至少两种图像的相应的图像数据；

反转图像发生器部分，基于包含在至少两种图像中并存储在存储器中的第一图像的图像数据，来产生第二图像的图像数据，第一图像和第二图像的图像数据具有如下关系：当针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像的图像数据；

数据分配器电路，将具有同一脉宽的脉冲序列分配至第一图像的图像数据和第二图像的图像数据，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度；以及

快门眼镜控制信号发生器电路，仅在输出与第一图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号。

3.根据权利要求1所述的图像处理器，其中，所述数据分配器电路分配数据，使与第一图像相对应的图像信号在时间上同与第二图像相对应的图像信号不相邻。

4.根据权利要求1所述的图像处理器，其中

所述至少两种图像包括第三图像，并且

所述数据分配器电路将具有任意脉宽的脉冲序列分配至第三图像的图像数据，并且

在未输出快门控制信号的时段期间输出与第三图像相对应的图像信号。

5.一种用于顺序输出分别与包括第一图像、第二图像和第三图像的三种图像相对应的图像信号的图像处理器，包括：

存储器，用于存储输入其中的三种图像的相应的图像数据，所述第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像的图像数据；

反转图像发生器部分，基于存储在存储器中的第二图像的图像数据和第三图像的图像数据，来产生合成图像的图像数据；

数据分配器电路，将具有一脉宽的脉冲序列分配至合成图像的图像数据，作为包括用于在PWM驱动方案的显示设备上显示图像的脉冲序列的图像信号，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述脉宽等于第一图像的图像数据的脉宽；以及

快门眼镜控制信号发生器电路，仅在输出与第一图像相对应的图像信号的时段期间输出快门控制信号。

6.根据权利要求5所述的图像处理器，其中，所述数据分配器电路分配数据，使得包含在与合成图像相对应的图像数据的脉冲序列中、并且脉宽与第一图像的图像数据的脉宽相等的脉冲在时间上同与第一图像相对应的图像信号不相邻。

7.根据权利要求1所述的图像处理器，其中，所述数据分配器电路至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后分配空白时段。

8.根据权利要求1所述的图像处理器，其中，通过针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

9.一种用于以PWM驱动方案顺序显示至少两种图像的显示设备，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述显示设备包括：

存储器，用于存储分别与输入其中的至少两种图像相对应的图像信号，包含在至少两种图像中的第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像；

数据分配器电路，将具有同一脉宽的脉冲序列分配至与第一图像相对应的图像信号和与第二图像相对应的图像信号，作为用于显示与存储在存储器中的图像信号相对应的图像的脉冲序列；以及

快门眼镜控制信号发生器电路，仅在输出被分配至与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列的时段期间输出快门控制信号。

10.一种用于以PWM驱动方案顺序显示至少两种图像的显示设备，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述显示设备包括：

存储器，用于存储分别与输入其中的至少两种图像相对应的图像信号；

反转图像发生器部分，基于包含在至少两种图像中、并存储在存储器中的第一图像的图像数据来产生第二图像，第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像是与第一图像不相关的图像的图像；

数据分配器电路，将具有同一脉宽的脉冲序列分配至与第一图像相对应的图像信号和与第二图像相对应的图像信号，作为用于显示图像的脉冲序列；以及

快门眼镜控制信号发生器电路，仅在输出被分配至与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列的时段期间输出快门控制信号。

11.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述数据分配器电路分配数据，使得与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列在时间上同与第二图像相对应的图像信号的脉冲序列不相邻。

12.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述至少两种图像包括第三图像，并且

所述数据分配器电路将具有任意脉宽的脉冲序列分配至与第三图像相对应的图像信号，并且

在未输出快门控制信号的时段期间输出被分配至与第三图像相对应的图像信号的脉冲序列。

13.一种用于以PWM驱动方案顺序显示包括第一图像、第二图像、第三图像的三种图像的显示设备，所述PWM驱动方案通过将一帧细分成多个子域来表示亮度灰度，所述显示设备包括：

存储器，用于存储分别与输入其中的三种图像相对应的图像信号，所述第一图像和第二图像具有如下关系：当针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加时，产生的图像数据是与第一图像不相关的图像；

反转图像发生器部分，基于存储在存储器中的与第二图像相对应的图像信号和与第三图像相对应的图像信号，来产生合成图像的图像信号；

数据分配器电路，将具有一脉宽的脉冲序列分配至与合成图像相对应的图像信号，作为用于显示图像的脉冲序列，所述脉宽等于与第一图像相对应的图像信号的脉宽；以及

快门眼镜控制信号发生器电路，仅在输出被分配至与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列的时段期间输出快门控制信号。

14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述数据分配器电路分配数据，使得包含在与合成图像相对应的图像信号的脉冲序列中、并且脉宽与第一图像的图像信号脉宽相等的脉冲在时间上同与第一图像相对应的脉冲序列不相邻。

15.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述数据分配器电路至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后分配空白时段。

16.根据权利要求9所述的显示设备，其中，通过将第一和第二图像的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

17.一种采用根据权利要求9所述的显示设备的图像显示***，包括：

光学快门，用于采取透光状态或遮光状态，当将快门控制信号输入至所述光学快门时，所述光学快门处于透光状态。

18.根据权利要求2所述的图像处理器，其中，所述数据分配器电路分配数据，使得与第一图像相对应的图像信号在时间上同与第二图像相对应的图像信号不相邻。

19.根据权利要求2所述的图像处理器，其中

所述至少两种图像包括第三图像，并且

所述数据分配器电路将具有任意脉宽的脉冲序列分配至第三图像的图像数据，并且

在未输出快门控制信号的时段期间输出与第三图像相对应的图像信号。

20.根据权利要求2所述的图像处理器，其中，所述数据分配器电路至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后分配空白时段。

21.根据权利要求5所述的图像处理器，其中，所述数据分配器电路至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后分配空白时段。

22.根据权利要求2所述的图像处理器，其中，通过针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

23.根据权利要求5所述的图像处理器，其中，通过针对每一像素将第一和第二图像的相应的图像数据的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

24.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述数据分配器电路分配数据，使得与第一图像相对应的图像信号的脉冲序列在时间上同与第二图像相对应的图像信号的脉冲序列不相邻。

25.根据权利要求10所述的显示设备，其中

所述至少两种图像包括第三图像，并且

数据分配器电路将具有任意脉宽的脉冲序列分配至与第三图像相对应的图像信号，并且

在未输出快门控制信号的时段期间输出被分配至与第三图像相对应的图像信号的脉冲序列。

26.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述数据分配器电路至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后分配空白时段。

27.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述数据分配器电路至少在输出与第一图像相对应的图像信号的时段之前或之后，分配空白时段。

28.根据权利要求10所述的显示设备，其中，通过将第一和第二图像的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

29.根据权利要求13所述的显示设备，其中，通过将第一和第二图像的亮度值彼此相加而获得的图像是灰度、平面图像。

30.一种采用根据权利要求10所述的显示设备的图像显示***，包括：

光学快门，用于采取透光状态和遮光状态，当将快门控制信号输入至所述光学快门时，所述光学快门处于透光状态。

31.一种采用根据权利要求13所述的显示设备的图像显示***，包括：

光学快门，用于采取透光状态和遮光状态，当将快门控制信号输入至所述光学快门时，所述光学快门处于透光状态。

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