用于驱动显示设备的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种实现在显示设备中减少余晖和/或减少延迟的棋盘渲染和锯齿渲染系统和方法。在操作中，处理器执行用于在显示器上显示图像的指令。该操作包括：利用脉宽调制(PWM)方法驱动显示器的一组像素，该PWM方法产生由PWM引起的多个脉冲；在预定时段内使用第一脉冲激励与第一帧相关联的第一像素；在激励第一脉冲的时段内对第二脉冲进行锯齿化。

System and method for driving display device

The invention discloses a chessboard rendering and sawtooth rendering system and method for reducing afterglow and / or delay in a display device. In operation, the processor executes instructions for displaying images on the display. The operation includes: driving a group of pixels of the display by a pulse width modulation (PWM) method, which generates multiple pulses caused by PWM; using the first pulse to excite the first pixel associated with the first frame within a predetermined period of time; and sawtooth the second pulse within a period of time to excite the first pulse.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于驱动显示设备的系统和方法对相关申请的引用本申请要求于2017年6月22日提交的美国专利申请62/523,717的优先权。
本专利技术涉及一种显示设备。更具体地说，本专利技术涉及一种用于驱动显示设备的系统和方法。
技术介绍
头戴式显示器用于渲染图像，以显示映射到观看者的透视坐标系的物体，例如在使用虚拟、增强和混合现实系统的情况中。例如，这样的系统要求头部的运动不会引起伪影，例如模糊、色乱(例如明亮物体与暗色背景对比的红、绿、蓝彩虹色晕)、立体深度调制(例如物体相对于距观看者的距离似乎不稳定)、以及相关的时空问题。这些问题是由在显示器上渲染物体的方式不能将光正确地整合在观看者的相应眼睛的视网膜上引起的。可能出现在图像中的伪影的例子例如包括模糊和色晕伪影。当观看者的头部移动时，模糊伪影可能使置于诸如虚拟现实等应用中的图像的一部分或整个图像变得模糊。在头部运动期间，必须在显示器上沿相反方向移动静止的虚拟物体，以使其看起来是静止的。例如，在观看者在头部运动期间跟踪虚拟静止物体的情况下，在观看者的跟踪物体的能力范围之内，虚拟静止物体聚焦在观看者的视网膜上。在完美系统中，随着时间的推移，物体在每个视网膜上变得静止。若图像的显示发生在视频帧时间的很大部分期间，对于现有技术系统的典型帧速率来说，在头部移动时虚拟静止物体在该时间内会在显示器上保持静止，导致物体移过观看者的视网膜。在每帧内移过观看者的视网膜并在多帧内如此重复的物体会被感知为模糊的(例如表现为每个物体在不同位置随时间的积分)。例如，在颜色顺序成像系统中渲染的图像中可能出现色晕伪影。例如，可使用单个成像器(例如单个装置)按时间分别渲染红色、绿色和蓝色。这称为颜色顺序渲染。在头戴式应用中，由于头部的运动，红、绿、蓝图像通常在观看者的视网膜上以不同的配准方式呈现。因此能够看到这些单独的颜色，尤其是沿着白色和黑色的边界。因此，图像中的物体的余晖很长，并且具有位置误差的物体在视网膜上的叠加可能导致色晕伪影。硅基液晶(LCoS)器件具有较长的液晶上升和下降时间，因此难以产生具有短余晖的图像。此外，对于需要成本足够低的高对比度器件的AR、VR、MR应用，LCoS器件通常太慢。一部分速度问题与液晶上升和下降时间过长有关。另一部分速度问题与设备的电子驱动装置以及将所有像素电极的驱动电压从一个电压改变到另一个电压所需的时间有关。此外，在传统上，还存在着缩短渲染时间与成像器位深之间的权衡。而且，若在头部运动、物体操控或其他观看者的动作、以及与这些动作对应的显示结果之间存在滞后，则这种滞后会变得明显，并且通常是令人反感的。由于跟踪观看者和其他物体、更新真实和虚拟物体的内部模型、对立体或三维(3D)全息数字视频数据进行渲染，以及将视频数据发送到显示器所需的处理，可能会出现这种滞后。当发送视频数据的带宽和帧速率不够时，可能会观察到运动伪影。系统的带宽还可能受成本和系统考虑因素的限制，例如，系绳系统的庞大电缆等。带宽问题可能导致与显示设备或系统相关的延迟问题。
技术实现思路
本专利技术涉及图像数据处理、棋盘渲染(checkerboarding)和/或锯齿渲染(serration)系统和/或用于驱动显示设备的方法等，目的是实现减少延迟、余晖和/或带宽。本专利技术的棋盘渲染和/或锯齿渲染系统和/或方法实现了可在需要短余晖和/或短延迟的系统(例如头戴式显示系统和/或方法)中使用的输出。应理解，上文的总体说明和下文的详细说明都仅是示例性和说明性的，仅用于提供由所附权利要求限定的本专利技术的进一步解释。附图说明本文所包含的附图是为了进一步理解本专利技术，并构成本说明书的一部分。这些附图示出了本专利技术的一个实施例，并与说明文字一起用于解释本专利技术的原理。图1A是本专利技术的一个实施例的框图；图1A是本专利技术的一个替代实施例的框图；图2是图1A中的图形处理装置的控制系统的框图；图3是图1A中的数字驱动装置的控制系统的框图；图4是示出图2的控制系统的棋盘序列的流程图；图5示出了在2个帧上在两个互补棋盘图案之间交替进行的棋盘渲染处理；图6示出了因棋盘渲染处理而引起的颜色子帧的空间和时间分离；图7示出了图6的放大图，以表明渗色；图8示出了两个水平的渗色；图9示出了红色与绿色之间的渗色；图10对红色与绿色之间的渗色进行了比较；图11示出了短余晖颜色顺序数据传输的时序图；图12是示出图2的控制系统的锯齿序列的流程图；图13示出了用于短余晖驱动装置的锯齿化PWM的原型位序列矩阵；图14是示出图13的锯齿化PWM的位移的示意图；图15是示出图13的锯齿化PWM的第二位移的示意图；图16示出了本专利技术的锯齿渲染方法。具体实施方式在本文中根据需要公开了本专利技术的一些详细实施例。所公开的实施例仅是一些示例，这些示例可体现为各种形式、替代形式、以及它们的组合。在本文中所用的示例性、说明性和类似术语泛指用作图示、样本、模型或模式的实施例。应在说明书的精神之内宽泛地考虑说明内容。例如，在本文中对任何两个部分之间的连接的引用旨在涵盖彼此直接或间接连接的两个部分。作为另一个示例，在本文中所述的单个部件(例如结合一个或多个功能)应理解为涵盖其中使用不止一个部件来执行功能的实施例。反之亦然——即，在本文中结合一个或多个功能描述的多个部件的说明应理解为涵盖其中使用单个部件来执行功能的实施例。在一些情况下，没有详细说明公知的部件、系统、材料或方法，以避免使本公开变得模糊。因此，不应将在此公开的具体结构和功能细节理解为限定性的，而应仅作为权利要求的基础，并作为用于教导本领域技术人员实施本公开的典型基础。应理解，上文的总体说明和下文的详细说明都仅是示例性和说明性的，仅用于提供由所附权利要求限定的本专利技术的进一步解释。虽然本技术在本文中是利用针对特定应用的示例性实施例说明的，但是应理解，本技术不限于此。获得了本文所提供的教导的本领域技术人员应认识到，在本技术范围内能够做出其他修改、应用和实施例，并且本技术还在其他领域内具有重要效用。本专利技术涉及一种用于处理图像数据和/或驱动显示设备的方法，该方法涉及棋盘渲染方法和/或锯齿渲染方法，以实现减少延迟、余晖和/或带宽。本专利技术的棋盘渲染和/或锯齿渲染方法实现了可在需要短余晖和/或短延迟的系统中使用的输出，例如在图像系统或设备、显示和投影系统中使用(例如头戴式显示系统和/或方法)。出于示例性目的，本专利技术的实施例主要是结合增强现实(AG)和/或虚拟现实(VR)来说明的。但是，本专利技术的实施例也可应用于其他混合、混合现实(MR)、扩展现实(XR)或其他替代现实系统、设备或方法，或者可在其他设备或系统中使用(例如其他图像显示和/或投影系统、显示器、和/或图像显示方法，和/或光调制设备、系统和/或方法)。棋盘渲染和锯齿渲染(例如使用GPU进行驱动电路处理)可应用于任何显示应用、以及用于可编程光学设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含指令的计算机可读存储装置，当由处理器执行时，所述指令使所述处理器执行操作，以在显示器上显示图像，所述操作包括：/n利用脉宽调制PWM方法驱动所述显示器的一组像素，所述PWM方法产生由PWM引起的多个脉冲；/n在预定时段内使用所述PWM的第一脉冲激励与第一帧相关联的第一像素；/n在激励所述第一像素的时段内对第二脉冲进行锯齿化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170622 US 62/523,7171.一种包含指令的计算机可读存储装置，当由处理器执行时，所述指令使所述处理器执行操作，以在显示器上显示图像，所述操作包括：
利用脉宽调制PWM方法驱动所述显示器的一组像素，所述PWM方法产生由PWM引起的多个脉冲；
在预定时段内使用所述PWM的第一脉冲激励与第一帧相关联的第一像素；
在激励所述第一像素的时段内对第二脉冲进行锯齿化。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述操作还包括：
产生用于与所述显示器的驱动装置通信的图像数据包，所述图像数据包包括具有由所述一组像素形成的位阵列的位平面；和
将用于在所述显示器上呈现所述图像的所述图像数据包传送至所述显示器的所述驱动装置。


3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一脉冲与所述第一帧中的所述第一像素的照射相对应，并且所述第二脉冲与第二像素内的电流和/或电压平衡相对应，从而减少或消除所述第一像素内的离子漂移。


4.根据权利要求1所述的装置，其中对所述第二脉冲进行锯齿化减少用户在所述显示器上所感知的延迟。


5.根据权利要求1所述的装置，其中对所述第二脉冲进行锯齿化减少所述显示器的用户所感知的余晖。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一像素与第一颜色序列相关联，并且所述第二像素与第二颜色序列相关联。


7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一颜色序列包括红色序列和蓝色序列，并且所述第二颜色序列包括绿色序列。


8.根据权利要求7所述的装置，其中对所述第二脉冲进行锯齿化减少所述第一帧中的所述第一颜色序列向所述第二帧中的所述第一颜色序列的渗色。


9.根据权利要求7所述的装置，其中：
所述第一颜色序列在第一预定时段内执行；
所述第二颜色序列在第二预定时段内执行；并且
所述第二颜色序列的执行在结束所述第一颜色序列的执行之前开始，从而导致所述第一颜色序列和所述第二颜色序列的执行重叠。


10.一种用于在显示器上显示图像的系统，包括：
处理器；和
包含指令的计算机可读存储装置，当由处理器执行时，所述指令使所述处理器执行操作，所述操作包括：
利用脉宽调制PWM方法驱动所述显示器的一组像素，所述PWM方法产生由PWM引起的多个脉冲；
在预定时段...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·M·弗格森，
申请(专利权)人：复合光子美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US