CN104956432A - 周围光觉知显示设备 - Google Patents

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Abstract

本文中揭示用于基于周围光照条件来调整显示器的操作的系统、设备和方法。一种此类设备包含用于接收指示周围光照条件的传感器数据的传感器输入(713)、输出逻辑(710)和色域校正逻辑(706)。所述输出逻辑经配置以同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者。所述色域校正逻辑经配置以致使所述输出逻辑基于所述所接收周围光传感器数据针对所述至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出，以改变所述至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。

Description

周围光觉知显示设备
相关申请案
本专利申请案主张于2013年1月29日申请的标题为“周围光觉知显示设备(AmbientLight Aware Display Apparatus)”的第13/753,261号美国实用新型申请案的优先权，且所述申请案转让给本案受让人且特此以引用方式明确并入本文中。
技术领域
本发明涉及显示器领域，且特定来说涉及经配置以使其操作适应于周围光照条件的改变的显示器。
背景技术
机电系统(EMS)显示装置(例如纳米机电系统(NEMS)、微机电系统(MEMS))和大规模显示装置可有效地产生较广范围的图像。然而，特定背光照明显示装置可在于各种周围光照背景中使用时遭受降低的图像质量。举例来说，与室外观看相关联的亮周围光条件可导致大量所反射周围光产生不饱和图像。某些周围光条件具有各种色彩的较大相对强度，从而产生不同于所要图像白色点的白色点。两种现象都可阻止显示装置如实地再现图像。
发明内容
本发明的系统、方法和装置各自具有若干创新性方面，所述数项创新性方面中没有一项单独决定本文中所揭示的期望属性。
本发明中所描述的标的物的一个创新性方面可实施于包含传感器输入、输出逻辑和色域校正逻辑的设备中。所述输入逻辑经配置以接收指示周围光照条件的传感器数据。所述输出逻辑经配置以同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者。至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度。色域校正逻辑经配置以响应于检测到所接收的传感器数据中所指示的周围光照条件而致使输出逻辑针对至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出以改变至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。
在一些实施方案中，输出逻辑经配置以针对所产生原色中的第一原色而致使具有类似于第一标称原色的色度的色度的第一光源和具有实质上不同于第一标称原色的色度的第二光源同时照明。在一些实施方案中，色域校正逻辑通过致使输出逻辑变更当形成第一所产生原色时输出逻辑致使第一和第二光源同时照明所处的相对强度而致使输出逻辑响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出。在一些实施方案中，色域校正逻辑通过致使输出逻辑关于当形成第一所产生原色时输出逻辑致使第一光源照明所处的强度而减小当形成第一所产生原色时输出逻辑致使第二光源照明所处的相对强度而致使输出逻辑响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出。色域校正逻辑可致使输出逻辑响应于所检测周围光照条件来调整所产生原色的其余部分的输出，以使得在调整之后显示器的所产生色域的所感知白色点与在调整之前显示器的所产生色域的所感知白色点相同。
在一些实施方案中，色域校正逻辑经配置以致使输出逻辑响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出，以使得在周围光照条件下，可通过使用所产生原色而得到的色域更密切地复制标称色域。色域校正逻辑可经配置以通过致使输出逻辑针对至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出以使得可通过使用所产生原色而得到的色域是标称色域的经缩放版本来进行上述操作。
在一些实施方案中，所述设备还包含存储查找表(LUT)的存储器。LUT存储与对应多个周围光条件相关联的多个光源输出水平。色域校正逻辑可通过将基于周围光条件从LUT获得的光源输出水平转发到输出逻辑而致使输出逻辑响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出。
在一些实施方案中，所产生原色包含红色、绿色和蓝色。在一些实施方案中，标称色域是sRGB和Adobe RGB色域中的任一者。在一些实施方案中，显示光源包含发光二极管(LED)。
在一些实施方案中，所述设备包含：包含机电系统(EMS)光调制器阵列的显示器、经配置以与显示器通信且处理图像数据的处理器和经配置以与处理器通信的存储器装置。在一些实施方案中，处理器包含传感器输入、色域校正逻辑和输出逻辑。在一些其它实施方案中，显示器包含并入有传感器输入、色域校正逻辑和输出逻辑的显示器控制器。所述设备还可包含经配置以将至少一个信号发送到显示器的驱动器电路。在一些此类实施方案中，处理器进一步经配置以将图像数据的至少一部分发送到驱动器电路。
在一些实施方案中，所述设备还可包含经配置以将图像数据发送到处理器的图像源模块。所述图像源模块可为接收器、收发器和发射器中的至少一者。在一些实施方案中，所述设备包含经配置以接收输入数据且将所述输入数据传递到处理器的输入设备。
本发明中所描述的标的物的另一创新性方面可实施于包含用于接收指示周围光条件的传感器数据的装置、输出控制装置和色域校正装置的设备中。所述输出控制装置经配置以同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者。至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度。色域校正装置是经配置以响应于检测到所接收的传感器数据中所指示的周围光照条件而致使输出控制装置针对至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出以改变至少三种所产生原色中的每一者的饱和度的装置。
在一些实施方案中，输出控制装置经配置以针对所产生原色中的第一原色而致使具有类似于第一标称原色的色度的色度的第一光源和具有实质上不同于第一标称原色的色度的第二光源同时照明。在一些实施方案中，色域校正装置通过致使输出控制装置变更当形成第一所产生原色时输出控制装置致使第一和第二光源同时照明所处的相对强度而致使输出控制装置响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出。
在一些实施方案中，色域校正装置致使输出控制装置响应于所检测周围光照条件来调整所产生原色的其余部分的输出，以使得在调整之后显示器的所产生色域的所感知白色点与在调整之前显示器的所产生色域的所感知白色点相同。在一些实施方案中，色域校正装置经配置以致使输出控制装置响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出，以使得在周围光照条件下可通过使用所产生原色而得到的色域更紧密地复制标称色域。在一些实施方案中，色域校正装置经配置以致使输出控制装置针对至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出，以使得可通过使用所产生原色而得到的色域是标称色域的经缩放版本。
在一些实施方案中，所述设备可包含存储LUT的存储装置。LUT包含与对应多个周围光条件相关联的多个光源输出水平。色域校正装置通过将基于周围光条件从LUT获得的光源输出水平转发到输出控制装置而致使输出控制装置响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出。
本发明中所描述的标的物的另一创新性方面可实施于一种用于基于周围光照条件来调整显示器的操作的方法中。所述方法包含接收指示周围光照条件的传感器数据且同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者。至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度。所述方法还包含响应于检测到所接收的传感器数据中所指示的周围光照条件针对至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出以改变至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。
在一些实施方案中，响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出包含变更当形成第一所产生原色时使与不同色彩相关联的至少两个光源同时照明的相对强度。在一些实施方案中，所述方法还包含将与对应多个周围光条件相关联的多个光源输出水平存储于LUT中。在一些此类实施方案中，响应于所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出包含基于从LUT获得的光源输出水平调整第一所产生原色的输出。
本发明中所描述的标的物的另一创新性方面可实施于一种包含传感器输入和色域校正逻辑的设备中。所述传感器输入经配置以用于接收指示与少于三种色彩相关联的周围光照水平的传感器数据。所述色域校正逻辑经配置以基于所接收的传感器数据识别一组周围光照光源中的一者且基于所识别的周围光照光源调整用于显示图像帧的显示器的输出参数。在一些实施方案中，所述组周围光照光源包含直射日光、漫射日光、荧光光照和白炽光照中的至少两者。
在一些实施方案中，所述设备包含背光。在一些实施方案中，调整显示器的输出参数包含调整并入到显示器中的背光的白色点。在一些实施方案中，背光包含多种色彩的光源且经配置以通过使多种色彩中的至少两者的光源同时照明输出一组所产生原色中的每一者。调整背光的白色点可包含调整背光输出所产生原色中的至少一者所处的相对强度。在一些其它实施方案中，调整背光的白色点包含调整所产生原色中的至少一者的色度。在一些实施方案中，由色域校正逻辑调整的输出参数包含背光亮度水平。
在一些实施方案中，所接收的传感器数据包含足以确定周围光照环境的相对红色或橘色内容的数据。在一些此类实施方案中，所接收的传感器数据包含指示周围蓝色光和周围红色或橘色光的水平的数据。在一些其它实施方案中，所接收的传感器数据包含指示周围白色光和周围红色或橘色光的水平的数据。
在一些实施方案中，所述设备包含存储周围光源查找表(LUT)的存储器。所述色域校正逻辑可经配置以使用LUT中的信息和所接收的传感器数据识别周围光源。
本发明中所描述的标的物的另一创新性方面可实施于一种用于基于周围光照条件来调整显示器的操作的方法中。所述方法包含：接收指示与少于三种色彩相关联的周围光照水平的传感器数据；基于所接收的传感器数据识别一组周围光照光源中的一者；及基于所识别的周围光照光源调整用于显示图像帧的显示器的输出参数。在一些实施方案中，调整显示器的输出参数包含调整并入到显示器中的背光的白色点。在一些实施方案中，所述方法进一步包含确定周围光照环境的相对红色或橘色内容。
在一些其它实施方案中，所述方法还包含存储周围光源LUT。周围光源可通过使用LUT中的信息和所接收的传感器数据来识别。
在下文的附图和描述中阐明本说明书中所描述的目标物的一或多个实施方案的细节。尽管主要就基于MEMS的显示器描述本发明内容中所提供的实例，但本文中所提供的概念可适用于其它类型的显示器(例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、电泳显示器和场发射显示器)以及其它非显示MEMS装置(例如MEMS麦克风、传感器和光开关)。将从描述、图式和权利要求书明白其它特征、方面和优点。注意，下图的相对尺寸可不按比例绘制。
附图说明
图1A展示实例性直观式基于微机电系统(MEMS)的显示设备的示意图。
图1B展示实例性主机装置的框图。
图2A展示实例性基于快门的光调制器的透视图。
图2B展示实例性基于卷动致动器快门的光调制器的横截面图。
图2C展示实例性非基于快门的MEMS光调制器的横截面图。
图2D展示实例性基于电润湿的光调制阵列的横截面图。
图3A展示实例性控制矩阵的示意图。
图3B展示连接到图3A的控制矩阵的实例性基于快门的光显示元件阵列的透视图。
图4A和4B展示实例性双重致动器快门组合件的视图。
图5展示并入有基于快门的光调制器的实例性显示设备的横截面图。
图6展示供在显示器的MEMS向下配置中使用的实例性光调制器衬底和实例性光圈板的横截面图。
图7展示实例性显示器控制器的框图。
图8展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的实例性过程的流程图。
图9展示图解说明图8中所展示的过程的特征的实例性色彩空间图。
图10展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的另一实例性过程的流程图。
图11展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的另一实例性过程的流程图。
图12展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的另一实例性过程1200的流程图。
图13和14展示包含多个显示元件的实例性显示装置的系统框图。
在各个图式中，相同参考编号和名称指示相同元件。
具体实施方式
以下描述是针对出于描述本发明的创新方面的目的的某些实施方案。然而，所属领域的技术人员将容易认识到，可以许多不同方式应用本文中的教示。所描述的实施方案可在可经配置以显示图像的任何装置、设备或系统中实施，而不论图像是在运动中(例如，视频)还是静止的(例如，静态图像)，且不论图像为文字的、图形的还是图片的。更确切地说，预期所描述的实施方案可包含在例如(但不限于)以下各者等多种电子装置中或与例如(但不限于)以下各者等多种电子装置相关联：移动电话、具多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本计算机、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描器、传真装置、全球定位系统(GPS)接收器/导航仪、相机、数字媒体播放器(例如，MP3播放器)、便携式摄像机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(例如，电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表及速度计显示器等)、驾驶舱控制及/或显示器、摄像机景观显示器(例如，车辆中的后视摄像机的显示器)、电子照片、电子布告板或标牌、投影仪、建筑结构、微波、冰箱、立体声系统、盒式记录器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时器、包装(例如，机电系统(EMS)应用中，包含微机电系统(MEMS)应用以及非EMS应用)、美观性结构(例如，关于一件珠宝或服装的图像的显示)及多种EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中，例如(但不限于)电子切换装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、运动感测装置、磁力计、用于消费型电子装置的惯性组件、消费型电子产品的零件、变容器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺及电子测试装备。因而，所述教示并不希望仅限于图中所描绘的实施方案，而实际上具有广阔的可应用性，如所属领域的技术人员将容易明白的。
如果显示设备考虑周围光照源的整个周围光照水平和/或色彩分布，则可更如实地再现图像。更特定来说，显示器控制器可调整显示器的光源的饱和度以在具有高总体周围光照水平的环境(此往往使所显示图像饱和度减小)中扩展其色域。类似地，控制器可利用区分仅两种不同色彩以识别周围光照源的传感器。可基于周围光照源的白色点调整显示器原色以更如实地再现周围光条件中的图像。在一些实施方案中，色域扩展可与白色点调整组合在一起。
本发明中所描述的标的物的特定实施方案可经实施以实现以下潜在优点中的一或多者。基于所检测周围光条件使显示器的原色动态地再饱和允许显示器更如实地再现多种周围光照条件中的图像内容。此外，通过在不改变显示器的白色点的情况下简单地使原色再饱和，显示器不需要修改其正显示的用以虑及原色的改变的图像数据。此外，显示器原色的适当调整可在于初始校准过程期间凭经验测量之后存储于简单查找表(LUT)中。这些特性既单独地且还共同地允许显示器在没有对显示器控制器的处理要求的任何有意义增加的情况下消除周围光照的有害效应。
上文所描述的两个传感器白色点补偿方法将较低成本、在计算上简练的解决方案提供到可由周围光引起的所感知白色点移位。如同上文所描述的再饱和过程，采用白色点调整过程的显示器不需要调整其正呈现的图像数据。其仅需要调整使其光源(例如发光二极管(LED))照明所处的强度。另外，通过仅需要感测周围光内的两种色彩(其中的一者可为白色)，显示器可获得足够数据以在没有将需要经分配以单独地感测周围光的三种色彩的成本或空间要求的情况下实施所述过程。
图1A展示实例性直观式基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含布置成行和列的多个光调制器102a到102d(统称“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a和102d处于打开状态，从而允许光通过。光调制器102b和102c处于关闭状态，从而阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态，显示设备100可用于形成背光照明显示器(如果由一或多个灯105照明)的图像104。在另一实施方案中，设备100可通过反射源自所述设备前部的周围光而形成图像。在另一实施方案中，设备100可通过反射来自定位于所述显示器前部的一或多个灯的光(即，通过使用前光)而形成图像。
在一些实施方案中，每一光调制器102对应于图像104中的一像素106。在一些其它实施方案中，显示设备100可利用多个光调制器来形成图像104中的像素106。举例来说，显示设备100可包含三个色彩特定光调制器102。通过选择性地打开对应于特定像素106的色彩特定光调制器102中的一或多者，显示设备100可在图像104中生成色彩像素106。在另一实例中，显示设备100包含每像素106两个或更多个光调制器102以在图像104中提供照度水平。关于图像，“像素”对应于由图像的分辨率定义的最小图元。关于显示设备100的结构组件，术语“像素”是指用于调制形成所述图像的单个像素的光的组合式机械与电组件。
显示设备100是直观式显示器，原因在于其可不包含通常在投影应用中发现的成像光学件。在投影显示器中，将形成于所述显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或墙壁上。所述显示设备实质上小于所投影图像。在直观式显示器中，用户通过直接注视所述显示设备来察看所述图像，所述显示设备含有所述光调制器且任选地含有用于增强在所述显示器上所看到的亮度和/或对比度的背光或前光。
直观式显示器可在透射模式或反射模式中操作。在透射显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡源自定位于所述显示器后面的一或多个灯的光。来自所述灯的光任选地注入到光导或“背光”中以使得可均匀地照明每一像素。透射直观式显示器通常构建到透明或玻璃衬底上以促进其中含有光调制器的一个衬底直接定位于背光顶部上的夹层组合件布置。
每一光调制器102可包含快门108和光圈109。为照明图像104中的像素106，快门108经定位以使得其允许光通过光圈109朝向观看者。为保持像素106未被点亮，快门108经定位以使得其阻碍光通过光圈109。光圈109是由穿过每一光调制器102中的反射或吸光材料图案化的开口界定。
所述显示设备还包含连接到所述衬底且连接到所述光调制器以用于控制快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连件(例如，互连件110、112和114)，所述一系列电互连件包含每行像素至少一个写入启用互连件110(还称作“扫描线互连件”)、每一列像素的一个数据互连件112，以及将共同电压提供到所有像素或至少来自显示设备100中的多个列和多个行两者的像素的一个共同互连件114。响应于施加适当电压(“写入启用电压，VWE”)，给定行像素的写入启用互连件110使所述行中的像素准备好接受新快门移动指令。数据互连件112以数据电压脉冲的形式传送新移动指令。在一些实施方案中，施加到数据互连件112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在一些其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关，例如，晶体管或其它非线性电路元件，所述开关控制单独致动电压(其量值通常高于数据电压)到光调制器102的施加。这些致动电压的施加随后导致快门108的静电驱动移动。
图1B展示主机装置120(即，手机、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器、上网本、笔记本计算机等)的实例的框图。主机装置120包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126和电源。
显示设备128包含多个扫描驱动器130(还称作“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132(还称作“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯140到146、灯驱动器148和显示元件阵列150(例如图1A中所示的光调制器102)。扫描驱动器130将写入启用电压施加到扫描线互连件110。数据驱动器132将数据电压施加到数据互连件112。
在所述显示设备的一些实施方案中，数据驱动器132经配置以将模拟数据电压提供到显示元件阵列150，尤其在图像104的照度水平将以模拟方式导出的情形中。在模拟操作中，光调制器102经设计以使得当通过数据互连件112施加一范围的中间电压时，在快门108中产生一范围的中间打开状态且因此在图像104中产生一范围的中间照明状态或照度水平。在其它情形中，数据驱动器132经配置以仅将一组减少的2、3或4个数字电压电平施加到数据互连件112。这些电压电平经设计而以数字方式设定快门108中的每一者的打开状态、关闭状态或其它离散状态。
扫描驱动器130和数据驱动器132连接到数字控制器电路134(还称作“控制器134”)。所述控制器以几乎连续方式将数据发送到数据驱动器132，所述数据以按行且按图像帧分组的预定序列组织。数据驱动器132可包含串行到并行数据转换器、水平移位和用于某些应用的数/模电压转换器。
所述显示设备任选地包含一组共同驱动器138(还称作共同电压源)。在一些实施方案中，共同驱动器138(例如)通过将电压供应到一系列共同互连件114而将DC共同电位提供到显示元件阵列150内的所有显示元件。在一些其它实施方案中，共同驱动器138遵循来自控制器134的命令而将电压脉冲或信号发出到显示元件阵列150，举例来说，能够驱动和/或起始150阵列的多个行和列中的所有显示元件的同时致动的全局致动脉冲。
用于不同显示功能的所有驱动器(例如，扫描驱动器130、数据驱动器132和共同驱动器138)通过控制器134而时间同步。来自所述控制器的时序命令经由灯驱动器148协调红色、绿色和蓝色以及白色灯(分别为140、142、144和146)的照明、显示元件阵列150内的特定行的写入启用和定序、来自数据驱动器132的电压的输出，以及提供显示元件致动的电压的输出。在一些实施方案中，所述灯是LED。
控制器134确定可借以将快门108中的每一者重设为适于新图像104的照明水平的定序或寻址方案。可以周期性间隔设定新图像104。例如，对于视频显示，以在介于从10赫兹(Hz)到300赫兹的范围的频率刷新彩色图像104或视频帧。在一些实施方案中，图像帧到阵列150的设定与灯140、142、144和146的照明同步，以使得用一系列交替色彩(例如，红色、绿色和蓝色)照明交替图像帧。每一相应色彩的图像帧被称作色彩子帧。在称作场序式色彩(FSC)方法的此方法中，如果色彩子帧以超过20Hz的频率交替，则人类大脑将把交替帧图像平均化为对具有广泛和连续范围的色彩的图像的感知。在替代实施方案中，在显示设备100中可采用具有原色的四个或更多个灯，从而采用原色而不是红色、绿色和蓝色。
在一些实施方案中，在显示设备100经设计以用于快门108在打开与关闭状态之间的数字切换的情形下，控制器134通过时分灰阶的方法形成图像，如先前所描述。在一些其它实施方案中，显示设备100可通过使用每像素多个快门108来提供灰阶。
在一些实施方案中，图像状态104的数据由控制器134通过对个别行(还称作扫描线)的顺序寻址而被加载到显示元件阵列150。对于所述序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器130将写入启用电压施加到阵列150的所述行的写入启用互连件110，且随后数据驱动器132为选定行中的每一列供应对应于所要快门状态的数据电压。重复此过程，直到已针对阵列150中的所有行加载数据为止。在一些实施方案中，用于数据加载的选定行的顺序是线性的，在阵列150中从顶部进行到底部。在一些其它实施方案中，将选定行的顺序伪随机化，以便使视觉假影最小化。且在一些其它实施方案中，按块组织定序，其中针对一块，例如通过仅依序寻址阵列150中的每第5行而将图像状态104的仅某一分数的数据加载到阵列150。
在一些实施方案中，用于将图像数据加载到阵列150的过程与致动阵列150中的显示元件的过程在时间上分开。在这些实施方案中，显示元件阵列150可包含用于阵列150中的每一显示元件的数据存储器元件，且控制矩阵可包含全局致动互连件以用于从共同驱动器138携载触发信号以根据存储器元件中所存储的数据而起始快门108的同时致动。
在替代实施方案中，显示元件阵列150和控制所述显示元件的控制矩阵可布置成除矩形行和列以外的配置。举例来说，所述显示元件可布置成六边形阵列或曲线行和列。通常，如本文中所使用，术语“扫描线”应指共享写入启用互连件的任何多个显示元件。
主机处理器122通常控制主机的操作。举例来说，主机处理器122可用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。关于包含在主机装置120内的显示设备128，主机处理器122输出图像数据以及关于主机的额外数据。此信息可包含：来自环境传感器的数据，例如周围光或温度；关于主机的信息，包含(例如)主机的操作模式或主机的电源中所剩余的电力的量；关于图像数据的内容的信息；关于图像数据的类型的信息；及/或供显示设备在选择成像模式中使用的指令。
用户输入模块126直接或经由主机处理器122将用户的个人偏好传达到控制器134。在一些实施方案中，用户输入模块126由用户借以编程个人偏好(例如“较深色彩”、“较佳对比度”、“较低功率”、“增加的亮度”、“体育”、“现场演出”或“动画片”)的软件控制。在一些其它实施方案中，使用硬件(例如开关或转盘)将这些偏好输入到主机。到控制器134的多个数据输入引导所述控制器将数据提供到对应于最佳成像特性的各种驱动器130、132、138和148。
环境传感器模块124还可作为主机装置120的一部分而被包含。环境传感器模块124接收关于周围环境的数据，例如温度和/或周围照明条件。传感器模块124可经编程以区分所述装置是正在室内或办公室环境还是在明亮白天的室外环境还是在夜间的室外环境中操作。传感器模块124将此信息传送到显示器控制器134，以使得控制器134可响应于周围环境而优化观看条件。
图2A展示实例性基于快门的光调制器200的透视图。基于快门的光调制器200适于并入到图1A的直观式基于MEMS的显示设备100中。光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。致动器204可由两个单独的柔性电极梁致动器205(“致动器205”)形成。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205使快门202沿实质上平行于表面203的运动平面在表面203上方横向移动。快门202的相对侧耦合到弹簧207，弹簧207提供与由致动器204所施加的力相反的恢复力。
每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的柔性负载梁206。负载锚208连同柔性负载梁206一起用作机械支撑件，从而保持快门202接近于表面203而悬置。表面203包含用于容许光通过的一或多个光圈孔211。负载锚208将柔性负载梁206和快门202物理连接到表面203，且将负载梁206电连接到偏压(在某些情况下，接地)。
如果所述衬底是不透明的(例如硅)，则通过穿过衬底204蚀刻孔阵列而在所述衬底中形成光圈孔211。如果衬底204是透明的(例如玻璃或塑料)，则光圈孔211形成于沉积在衬底203上的光阻挡材料层中。光圈孔211可呈大体圆形、椭圆形、多边形、蜿蜒形或不规则形状。
每一致动器205还包含邻近于每一负载梁206而定位的柔性驱动梁216。驱动梁216在一端处耦合到在若干个驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由移动。每一驱动梁216弯曲，以使得其在驱动梁216的自由端和负载梁206的经锚定端附近最靠近负载梁206。
在操作中，并入有光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218将电位施加到驱动梁216。可将第二电位施加到负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差朝向负载梁206的经锚定端牵拉驱动梁216的自由端，且朝向驱动梁216的经锚定端牵拉负载梁206的快门端，借此朝向驱动锚218横向驱动快门202。柔性部件206充当弹簧，以使得当跨越梁206和216电位的电压被移除时，负载梁206将快门202推回到其初始位置中，从而释放存储在负载梁206中的应力。
光调制器(例如，光调制器200)并入有被动恢复力(例如弹簧)以用于在已移除电压之后使快门返回到其静止位置。其它快门组合件可并入有用于将快门移动到打开或关闭状态中的一组双重“打开”和“关闭”致动器和一组单独“打开”和“关闭”电极。
存在可借以经由控制矩阵来控制快门和光圈阵列以产生具有适当照度水平的图像(在许多情形中是移动图像)的各种方法。在某些情形中，控制是借助连接到显示器的周边上的驱动器电路的行和列互连件的无源矩阵阵列来实现。在其它情形中，适当地将切换和/或数据存储元件包含在阵列(所谓的有源矩阵)的每一像素内以改进显示器的速度、照度水平和/或电力耗散性能。
在替代实施方案中，显示设备100包含不同于横向基于快门的光调制器(例如上文所描述的快门组合件200)的显示元件。举例来说，图2B展示实例性基于卷动致动器快门的光调制器220的横截面图。基于卷动致动器快门的光调制器220适于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。基于卷动致动器的光调制器包含与固定电极相对地安置且经偏置以沿特定方向移动以在施加电场时充当快门的可移动电极。在一些实施方案中，光调制器220包含安置于衬底228与绝缘层224之间的平面电极226和具有附接到绝缘层224的固定端230的可移动电极222。在无任何所施加电压的情况下，可移动电极222的可移动端232朝向固定端230自由地卷动以产生卷起状态。在电极222与226之间施加电压致使可移动电极222展开且平放在绝缘层224上，借此其充当阻挡光行进穿过衬底228的快门。可移动电极222在电压移除之后借助于弹性恢复力返回到卷起状态。朝向卷起状态的偏压可通过制造可移动电极222以包含各向异性应力状态来实现。
图2C展示实例性非基于快门的MEMS光调制器250的横截面图。光分接头调制器250适于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。光分接头根据受抑全内反射(TIR)的原理工作。即，将光252引入到光导254中，在所述光导中，在无干涉的情况下，光252由于TIR而基本上不能通过其前表面或后表面逸出光导254。光分接头250包含分接头元件256，所述分接头元件具有足够高折射率以使得响应于分接头元件256接触光导254，照射在邻近分接头元件256的光导254的表面上的光252通过分接头元件256朝向观看者逸出光导254，借此促成图像的形成。
在一些实施方案中，分接头元件256形成为柔性透明材料的横梁258的部分。电极260包覆横梁258的一侧的多个部分。相反的电极262安置于光导254上。通过跨电极260和262施加电压，可控制分接头元件256相对于光导254的位置以从光导254选择性地提取光252。
图2D展示实例性基于电润湿的光调制阵列270的横截面图。基于电润湿的光调制阵列270适于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。光调制阵列270包含形成于光学腔274上的多个基于电润湿的光调制单元272a到272d(统称为“单元272”)。光调制阵列270还包含对应于单元272的一组彩色滤光器276。
每一单元272包含水(或其它透明导电或极性流体)层278、吸光油层280、透明电极282(举例来说，由氧化铟锡(ITO)制成)和定位于吸光油层280与透明电极282之间的绝缘层284。在本文中所描述的实施方案中，所述电极占据单元272的后表面的一部分。
单元272的后表面的其余部分是由形成光学腔274的前表面的反射光圈层286形成。反射光圈层286是由反射材料形成，例如反射金属或形成电介质镜的薄膜堆叠。对于每一单元272，在反射光圈层286中形成光圈以允许光通过。用于所述单元的电极282沉积在所述光圈中且在形成反射光圈层286的材料上方、被另一电介质层分离。
光学腔274的其余部分包含接近反射光圈层286定位的光导288和在光导288的与反射光圈层286相对的一侧上的第二反射层290。一系列光重新引导器291形成在光导的后表面上、接近第二反射层。光重新引导器291可为漫反射器或镜面反射器。一或多个光源292(例如LED)将光294注入到光导288中。
在替代实施方案中，额外透明衬底(未展示)定位于光导288与光调制阵列270之间。在此实施方案中，反射光圈层286形成于额外透明衬底上而非光导288的表面上。
在操作中，将电压施加到单元(举例来说，单元272b或272c)的电极282致使所述单元中的吸光油280聚集于单元272的一个部分中。因此，吸光油280不再阻碍光通过形成于反射光圈层286中的光圈(举例来说，参见单元272b和272c)。在光圈处逸出背光的光接着能够通过所述单元且通过所述组彩色滤光器276中的对应彩色滤光器(举例来说，红色、绿色或蓝色)逸出以在图像中形成彩色像素。当电极282接地时，吸光油280覆盖反射光圈层286中的光圈，从而吸收试图通过其的任何光294。
当将电压施加到单元272时，油280在其下面聚集的区域构成与形成图像相关的浪费空间。无论是否施加电压，此区域都是非透射的。因此，在不包含反射光圈层286的反射部分的情况下，此区域吸收原本可用以促成图像的形成的光。然而，在包含反射光圈层286的情形下，原本已被吸收的此光被反射回到光导290中以进一步通过不同光圈逸出。基于电润湿的光调制阵列270不是适于包含于本文中所描述的显示设备中的非基于快门的MEMS调制器的唯一实例。在不背离本发明的范围的情况下，其它形式的非基于快门的MEMS调制器可同样由本文中所描述的控制器功能中的各种控制器功能控制。
图3A展示实例性控制矩阵300的示意图。控制矩阵300适于控制并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器。图3B展示连接到图3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的实例性阵列320的透视图。控制矩阵300可寻址像素阵列320(“阵列320”)。每一像素301可包含由致动器303控制的例如图2A的快门组合件200等弹性快门组合件302。每一像素还可包含光圈层322，所述光圈层322包含光圈324。
控制矩阵300被制成快门组合件302形成于其上的衬底304的表面上的扩散或薄膜沉积电路。控制矩阵300针对控制矩阵300中的每一行像素301包含扫描线互连件306且针对控制矩阵300的每一列像素301包含数据互连件308。每一扫描线互连件306将写入启用电压源307电连接到一行对应像素301中的像素301。每一数据互连件308将数据电压源309(“Vd源”)电连接到一列对应像素中的像素301。在控制矩阵300中，Vd源309提供将用于致动快门组合件302的能量的大部分。因此，数据电压源(Vd源309)还用作致动电压源。
参见图3A和3B，针对每一像素301或针对像素阵列320中的每一快门组合件302，控制矩阵300包含一晶体管310和一电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到像素301位于其中的阵列320中的行的扫描线互连件306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连件308。每一快门组合件302的致动器303包含两个电极。每一晶体管310的漏极并联电连接到对应电容器312的一个电极和对应致动器303的电极中的一者。电容器312的另一电极和快门组合件302中的致动器303的另一电极连接到共同或接地电位。在替代实施方案中，可用半导体二极管和/或金属绝缘体金属夹层型开关元件来取代晶体管310。
在操作中，为形成图像，控制矩阵300通过依次将Vwe施加到每一扫描线互连件306而依序写入启用阵列320中的每一行。对于经写入启用行，将Vwe施加到所述行中的像素301的晶体管310的栅极允许电流能够通过晶体管310流动穿过数据互连件308以将一电位施加到快门组合件302的致动器303。在所述行经写入启用时，将数据电压Vd选择性地施加到数据互连件308。在提供模拟灰阶的实施方案中，施加到每一数据互连件308的数据电压相对于位于经写入启用扫描线互连件306与数据互连件308的相交处的像素301的所要亮度而改变。在提供数字控制方案中的实施方案中，将数据电压选择为相对低量值的电压(即，接近于接地的电压)或者满足或超过Vat(致动阈值电压)。响应于将Vat施加到数据互连件308，对应快门组合件中的致动器303致动，从而打开所述快门组合件302中的快门。施加到数据互连件308的电压甚至在控制矩阵300停止将Vwe施加到一行之后仍保持存储于像素301的电容器312中。因此，电压Vwe不必在一行上等待并保持足够长以让快门组合件302致动的时间；此致动可在已从所述行移除所述写入启用电压之后进行。电容器312还充当阵列320内的存储器元件，从而存储用于照明图像帧的致动指令。
阵列320的像素301以及控制矩阵300形成于衬底304上。阵列320包含安置于衬底304上的光圈层322，所述光圈层包含用于阵列320中的相应像素301的一组光圈324。光圈324与每一像素中的快门组合件302对准。在一些实施方案中，衬底304由例如玻璃或塑料等透明材料制成。在一些其它实施方案中，衬底304由不透明材料制成，但在所述不透明材料中蚀刻孔以形成光圈324。
快门组合件302连同致动器303可制成双稳态。即，所述快门可存在于至少两个平衡位置(例如，打开或关闭)中，其中几乎不需要电力来使其保持处于任一位置中。更具体来说，快门组合件302可为机械双稳态的。一旦将快门组合件302的快门设定处于适当位置中，则不需要电能或保持电压来维持所述位置。快门组合件302的物理元件上的机械应力可使所述快门保持于适当位置中。
快门组合件302连同致动器303还可制成电双稳态。在电双稳态快门组合件中，存在低于所述快门组合件的致动电压的电压范围，所述电压范围如果施加到关闭的致动器(其中所述快门打开或关闭)就会使所述致动器保持关闭并使所述快门保持处于适当位置中，即使对所述快门施加反作用力也如此。所述反作用力可由弹簧(例如图2A中所描绘的基于快门的光调制器200中的弹簧207)施加，或者所述反作用力可由例如“打开”或“关闭”的致动器等相反致动器施加。
光调制器阵列320经描绘为每像素具有单个MEMS光调制器。其它实施方案是可能的，其中在每一像素中提供多个MEMS光调制器，借此在每一像素中提供不只是二元“接通”或“关断”光学状态的可能性。其中提供像素中的多个MEMS光调制器且其中与所述光调制器中的每一者相关联的光圈324具有不等区域的某些形式的编码区域分割灰阶是可能的。
在一些其它实施方案中，可用光调制器阵列320内的快门组合件302代替基于辊的光调制器220、光分接头250或基于电润湿的光调制阵列270以及其它基于MEMS的光调制器。
图4A和4B展示实例性双重致动器快门组合件400的视图。如图4A中所描绘，双重致动器快门组合件400处于打开状态。图4B展示处于关闭状态的双重致动器快门组合件400。与快门组合件200对比，快门组合件400包含快门406的任一侧上的致动器402和404。独立地控制每一致动器402和404。第一致动器(快门打开致动器402)用来打开快门406。第二相反致动器(快门关闭致动器404)用来关闭快门406。致动器402和404两者都是柔性梁电极致动器。致动器402和404通过实质上在平行于快门406悬置于其上方的光圈层407的平面中驱动快门406来打开和关闭所述快门。快门406通过附接到致动器402和404的锚408悬置于光圈层407上方的短距离处。包含沿着其移动轴附接到快门406的两端的支撑件会减少快门406的平面外运动且将运动实质上限制于平行于所述衬底的平面。与图3A的控制矩阵300类似，适于与快门组合件400一起使用的控制矩阵可能包含用于相反的快门打开致动器402和快门关闭致动器404中的每一者的一个晶体管和一个电容器。
快门406包含光可通过其的两个快门光圈412。光圈层407包含一组三个光圈409。在图4A中，快门组合件400处于打开状态，且如此，快门打开致动器402已致动，快门关闭致动器404处于其松弛位置中，且快门光圈412的中心线与光圈层光圈409中的两者的中心线重合。在图4B中，快门组合件400已移动到关闭状态，且如此，快门打开致动器402处于其松弛位置中，快门关闭致动器404已致动，且快门406的光阻挡部分现在处于适当位置中以阻挡光透射过光圈409(描绘为虚线)。
每一光圈具有在其周边周围的至少一个边缘。举例来说，矩形光圈409具有四个边缘。在其中在光圈层407中形成圆形、椭圆形、卵形或其它曲线状光圈的替代实施方案中，每一光圈可具有仅单个边缘。在一些其它实施方案中，所述光圈在数学意义上无需分开或不相交，而是可连接。即，虽然所述光圈的部分或塑形区段可维持与每一快门的对应，但可连接这些区段中的若干者以使得所述光圈的单个连续周边由多个快门共享。
为了允许光以多种射出角度通过处于打开状态的光圈412和409，为快门光圈412提供大于光圈层407中的光圈409的对应宽度或大小的宽度或大小是有利的。为了在关闭状态下有效地阻挡光逸出，快门406的光阻挡部分与光圈409重叠是优选的。图4B展示快门406中的光阻挡部分的边缘与形成于光圈层407中的光圈409的一个边缘之间的预定义重叠416。
静电致动器402和404经设计以使得其电压位移行为向快门组合件400提供双稳态特性。针对快门打开致动器和快门关闭致动器中的每一者，存在低于所述致动电压的电压范围，所述电压范围如果在所述致动器处于关闭状态(其中所述快门打开或关闭)时施加就将使所述致动器保持关闭且使所述快门保持处于适当位置中，甚至在将致动电压施加到所述相反致动器之后也如此。克服此反作用力来维持快门的位置所需的最小电压称作维持电压Vm。
图5展示并入有基于快门的光调制器(快门组合件)502的实例性显示设备500的横截面图。每一快门组合件502并入有快门503和锚505。未展示柔性梁致动器，所述柔性梁致动器当在锚505与快门503之间连接时有助于将快门503悬置于表面上方的短距离处。快门组合件502安置于透明衬底504(例如由塑料或玻璃制成的衬底)上。安置于衬底504上的后向式反射层(反射膜)506界定位于快门组合件502的快门503的关闭位置下方的多个表面光圈508。反射膜506将未通过表面光圈508的光向后朝向显示设备500的后部反射。反射光圈层506可为通过若干种气相沉积技术(包含溅镀、蒸镀、离子电镀、激光烧蚀或化学气相沉积(CVD))以薄膜方式形成的无夹杂物的细粒金属膜。在一些其它实施方案中，后向式反射层506可由反射镜(例如电介质反射镜)形成。电介质反射镜可制成在高折射率材料与低折射率材料之间交替的电介质薄膜堆叠。将快门503与反射膜506分离的垂直间隙(快门在其内自由地移动)介于0.5微米到10微米的范围中。垂直间隙的量值优选小于快门503的边缘与处于关闭状态的光圈508的边缘之间的横向重叠，例如图4B中所描绘的重叠416。
显示设备500包含将衬底504与平面光导516分离的任选的漫射体512和/或任选的亮度增强膜514。光导516包含透明(即，玻璃或塑料)材料。光导516通过一或多个光源518照明，从而形成背光。举例来说且无限制，光源518可为白炽灯、荧光灯、激光或LED。反射体519有助于从灯518朝向光导516引导光。前向式反射膜520安置于背光516之后，从而朝向快门组合件502反射光。来自并未通过快门组合件502中的一者的背光的例如射线521等光射线将返回到背光且再次从膜520反射。以此方式，未能在第一遍次离开显示设备500以形成图像的光可被回收且可用于透射穿过快门组合件502的阵列中的其它打开光圈。已经展示此光回收会增加显示器的照明效率。
光导516包含一组几何光转向器或棱镜517，其将光从灯518朝向光圈508且因此朝向显示器的前部重新引导。光转向器517可以在横截面上可替代地为三角形、梯形或曲线状的形状被模制到光导516的塑料主体中。棱镜517的密度通常随距灯518的距离而增加。
在一些实施方案中，光圈层506可由光吸收材料制成，且在替代实施方案中，快门503的表面可涂布有光吸收或光反射材料。在一些其它实施方案中，光圈层506可直接沉积于光导516的表面上。在一些实施方案中，光圈层506不需要安置于与快门503和锚505相同的衬底上(例如在下文所描述的MEMS向下配置中)。
在一些实施方案中，光源518可包含不同色彩(举例来说，红色、绿色和蓝色)的灯。可通过用不同色彩的灯以足以使人类大脑将不同色彩的图像平均化为单个多色彩图像的速率来依序照明图像而形成彩色图像。使用快门组合件502的阵列来形成各种色彩特定图像。在另一实施方案中，光源518包含具有三种以上不同色彩的灯。举例来说，光源518可具有红色、绿色、蓝色和白色灯，或红色、绿色、蓝色和黄色灯。在一些其它实施方案中，光源518可包含青色、洋红色、黄色和白色灯，红色、绿色、蓝色和白色灯。在一些其它实施方案中，光源518中可包含额外灯。举例来说，如果使用五种色彩，光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色和黄色灯。在一些其它实施方案中，光源518可包含白色、橙色、蓝色、紫色和绿色灯或白色、蓝色、黄色、红色和青色灯。如果使用六种色彩，则光源518可包含红色、绿色、蓝色、青色、洋红色和黄色灯，或白色、青色、洋红色、黄色、橙色和绿色灯。
盖板522形成显示设备500的前部。盖板522的后侧可覆盖有黑矩阵524以增加对比度。在替代实施方案中，盖板包含彩色滤光器，例如，对应于快门组合件502中的不同者的不同红色、绿色和蓝色滤光器。盖板522被支撑在远离快门组合件502预定距离处，从而形成间隙526。间隙526通过机械支撑件或间隔件527和/或通过将盖板522附接到衬底504的粘附性密封件528来维持。
粘附性密封件528密封流体530。流体530经设计成具有优选低于约10厘泊的粘度且具有优选高于约2.0的相对介电常数以及超过约104V/cm的电介质击穿强度。流体530还可用作润滑剂。在一些实施方案中，流体530是具有高表面润湿能力的疏水性液体。在替代实施方案中，流体530具有大于或小于衬底504的折射率的折射率。
并入有机械光调制器的显示器可包含数百、数千或在某些情形中包含数百万移动元件。在某些装置中，元件的每一移动提供使静摩擦力停用元件中的一或多者的机会。通过将所有部件浸入流体(还称为流体530)中且(例如，使用粘附剂)将所述流体密封于MEMS显示器单元中的流体空间或间隙内来促进此移动。流体530通常是长期具有低摩擦系数、低粘度和最小降级效应的流体。当基于MEMS的显示器组合件包含用于流体530的液体时，所述液体至少部分环绕基于MEMS的光调制器的移动部件中的某些移动部件。在一些实施方案中，为减小致动电压，所述液体具有低于70厘泊的粘度。在一些其它实施方案中，所述液体具有低于10厘泊的粘度。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料：低于4000克/莫耳，或在某些情形中，低于400克/莫耳。还可适合于此些实施方案的流体530包含(不限于)去离子水、甲醇、乙醇和其它醇、石蜡、烯烃、乙醚、硅酮油、氟化硅酮油或其它天然或合成溶剂或润滑剂。有用的流体可为聚二甲基硅氧烷(PDMS)(例如六甲基二硅氧烷和八甲基三硅氧烷)，或烷基甲基硅氧烷(例如己基五甲基二硅氧烷)。有用的流体可为烷类、例如辛烷或癸烷。有用的流体可为硝基烷类，例如硝基甲烷。有用的流体可为芳香族化合物，例如甲苯或邻二乙苯。有用的流体可为酮，例如丁酮或甲基异丁基酮。有用的流体可为氯碳化物，例如氯苯。有用的流体可为氟氯碳化物，例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯。针对这些显示器组合件考虑的其它流体包含醋酸丁酯和二甲基甲酰胺。用于这些显示器的其它有用流体包含氢氟醚、全氟聚醚、氢氟聚醚、戊醇和丁醇。实例性合适的氢氟醚包含乙基九氟丁基醚以及2-(三氟甲基)-3-乙氧基十二氟己烷。
金属片或经模制塑料组合件固持器532在边缘周围将盖板522、衬底504、背光和其它组件部件固持在一起。用螺丝或凹进接头片紧固组合件固持器532以给组合式显示设备500添加刚性。在一些实施方案中，通过环氧封装化合物将光源518模制于适当位置中。反射体536有助于将从光导516的边缘溢出的光返回到光导516中。图5中未描绘向快门组合件502和灯518提供控制信号以及电力的电互连件。
在一些其它实施方案中，可用基于辊的光调制器220、光分接头250或基于电润湿的光调制器阵列270(如图2A到2D中所描绘)以及其它基于MEMS的光调制器代替显示设备500内的快门组合件502。
显示设备500被称作MEMS向上配置，其中基于MEMS的光调制器形成于衬底504的前表面(即，面朝向观看者的表面)上。快门组合件502直接构建于反射光圈层506的顶部上。在替代实施方案(称为MEMS向下配置)中，快门组合件安置于与其上形成有反射光圈层的衬底分离的衬底上。其上形成有反射光圈层的界定多个光圈的衬底在本文中称为光圈板。在MEMS向下的配置中，承载基于MEMS的光调制器的衬底替代显示设备500中的盖板522且经定向以使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的后表面(即，背对观看者且朝向光导516的表面)上。基于MEMS的光调制器借此直接定位成与反射光圈层506相对且跨越间隙。间隙可通过连接光圈板与其上形成有MEMS调制器的衬底的一系列间隔柱维持。在一些实施方案中，间隔件安置于阵列中的每一像素内或其之间。将MEMS光调制器与其对应光圈分离的间隙或距离优选小于10微米，或小于快门与光圈之间的重叠(例如重叠416)的距离。
图6展示供在显示器的MEMS向下配置中使用的实例性光调制器衬底和实例性光圈板的横截面图。显示器组合件600包含调制器衬底602和光圈板604。显示器组合件600还包含一组快门组合件606和反射光圈层608。反射光圈层608包含光圈610。调制器衬底602与光圈板604之间的预定间隙或间隔是由相对组的间隔件612和614维持。间隔件612形成于调制器衬底602上或作为调制器衬底602的部分。间隔件614形成于光圈板604上或作为光圈板604的部分。在组装期间，两个衬底602和604经对准以使得调制器衬底602上的间隔件612与其相应间隔件614接触。
此说明性实例的间隔或距离是8微米。为建立此间隔，间隔件612是2微米高且间隔件614是6微米高。替代地，间隔件612和614两者可为4微米高或间隔件612可为6微米高而同时间隔件614是2微米高。事实上，可采用间隔件高度的任何组合，只要其总高度建立所要的间隔H12即可。
在衬底602和604两者上提供接着在组装期间经对准或配对的间隔件具有在材料和处理成本方面的优点。提供非常高(例如大于8微米)的间隔件可为昂贵的，这是因为其可针对可光成像聚合物的固化、曝光和开发需要相对长时间。如显示器组合件600中的配对间隔件的使用允许衬底中的每一者上的聚合物薄涂层的使用。
在另一实施方案中，形成于调制器衬底602上的间隔件612可由用以形成快门组合件606的相同材料和图案化块形成。例如，针对快门组合件606采用的锚还可执行类似于间隔件612的功能。在此实施方案中，将不需要单独施加用以形成间隔件的聚合物材料且将不需要用于间隔件的单独曝光掩模。
图7展示实例性显示器控制器700的框图。在一些实施方案中，显示器控制器700经配置以用作图1B中所展示的控制器134。显示器控制器700经配置以基于由其控制的显示器经历的周围光照条件使图像的显示变化。显示器控制器700包含图像输入702、传感器输入704、色域校正逻辑706、子场产生逻辑708、输出逻辑710和存储LUT 714的存储器。这些组件共同实施过程，例如用于响应于图8中所展示的周围光数据800而控制显示器背光的过程。因此，下文关于图8进一步描述逻辑组件中的每一者的功能。
显示器控制器700可以各种架构实施。在一些实施方案中，显示器控制器700包含可编程微处理器，所述可编程微处理器经配置以执行在并入到微处理器中或耦合到微处理器的计算机可读媒体上存储的计算机可执行指令。当执行时，计算机可执行指令致使微处理器实施本文中关于显示器控制器700的各种逻辑组件描述的过程。在一些其它实施方案中，显示器控制器700的逻辑组件中的某些组件或所有组件实施为集成电路，举例来说，作为专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的部分。类似地，显示器控制器700的逻辑组件中的一些组件可通过数字信号处理器(DSP)来实施。在一些实施方案中，显示器实施为微处理器，所述微处理器经配置以将指令发布到ASIC、FPGA、DSP或到另一微处理器。
图像输入702可为任何类型的电子输入。在一些实施方案中，图像输入702是用于从外侧装置接收图像数据的外部数据端口，例如HDMI端口、VGA端口、DVI端口、微型显示器端口、同轴电缆端口或一组组件或复合视频电缆端口。图像输入702还可包含用于以无线方式接收图像数据的收发器。在一些其它实施方案中，图像输入702包含一或多个内部数据端口。此些数据端口可经配置以经由数据总线或专用电缆从存储器装置、主机处理器、收发器或上文所描述的外部数据端口中的任一者接收显示器数据。
传感器输入704可同样在各种实施方案中采取多种配置。在一些实施方案中，传感器输入704可为外部数据端口，例如通用串行总线(USB)、小型USB、微型USB、FIREWIRETM或LIGHTNINGTM端口。在一些实施方案中，传感器输入704采取内部数据端口的形式，举例来说，耦合到数据总线(其进一步耦合到主机处理器、收发器)的柔性电缆连接器或数据端口或其它数据端口。
图8展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的实例性过程800的流程图。如上文所陈述，过程800可通过图7中所展示的显示器控制器700来实施。过程800包含接收图像帧(阶段802)、接收周围光传感器数据(阶段804)、获得色域校正数据(阶段806)和基于所获得色域校正数据使显示器LED照明(阶段808)。
参考图7和8，在一些实施方案中，过程800通过接收图像帧而开始(阶段802)。图像帧由显示器控制器700的图像输入702接收。图像输入702可从例如其中并入有显示器的主机装置的存储器的图像源712或从经配置以经由有线或无线连接接收图像数据的收发器接收图像。图像数据针对显示器的每一像素指示一组原色(例如红色、绿色和蓝色)强度值，所述强度值当经组合时形成相应像素的所要色彩。图像数据假定且在某些情形中明确地识别将以其显示图像的色域。合适的色域包含(不限于)sRGB和Adobe RGB色域。此色域通常小于显示器的原生色域，尤其在显示器包含高度饱和光源(例如彩色LED)时。显示器的原生色域是在显示器使用不具有任何色彩混合的其光源的全饱和色彩(作为显示器原色)的情况下将会产生的色域。
过程800还包含显示器控制器700的传感器输入704接收周围光传感器数据(阶段804)。传感器输入704可在图像输入702接收图像数据(阶段802)之前、同时或之后接收传感器数据。直接或间接地从周围光传感器713接收传感器数据。在一个实施方案中，周围光传感器713检测且输出指示周围光的总体水平的单个照度值。在一些其它实施方案中，传感器数据包含对应于周围光内的两种或两种以上不同色彩的照度的两个或两个以上值。
在接收周围光传感器数据(阶段804)之后，过程800继续获得色域校正数据(阶段806)且基于所获得的色域校正数据使LED照明(阶段808)。过程800的这些剩余阶段可在图9的视图中更容易地了解。
图9展示图解说明图8中所展示的过程的特征的实例性色彩空间图900。参考图7到9，色彩空间图900是与CIE 1931(国际照明委员会)XYZ色彩相关联的xy色度图。其包含与相应色域相关联的三个三角形。标记为LED GAMUT的最大三角形902表示显示器的原生色域，包含显示器可在其使用由显示器中所使用的一组实例性典型红色、绿色和蓝色LED输出的全饱和色彩的情况下所产生的色彩范围。分别在色彩空间图900中将每一这些LED的色度标记为RLED 904、GLED 906和BLED 908。
然而，基于更受限的色域(举例来说，sRGB或Adobe RGB)编码大多数图像。大多数显示器试图再现此更受限的色域。既定由显示器再现的色域在本文中称为显示器的“标称色域”。与标称色域相关联的原色在本文中称为“标称原色”或“标称基元”。色彩空间图900以标记为NOMINAL GAMUT 910的中间大小的三角形表示显示器的标称色域。
具有较大原生色域的显示器通过使多种色彩的LED同时照明而产生标称原色，但在一些实施方案中，可采用其它类型的光源。多个LED色彩输出的此混合会产生标称原色的较不饱和色彩。在图9中通过从LED原色RLED 904、GLED 906和BLED 908导向标称原色RNOMINAL 914、GNOMINAL 916和BNOMINAL 918的箭头912描绘此不饱和度，从而产生从与LED GAMUT三角形902相关联的色域到与NOMINAL GAMUT三角形910相关联的色域的移位。
周围光用以进一步使由显示设备发射的光饱和度减小，从而产生由最小的三角形(标记为AMBIENT GAMUT 920)描绘的更小的色域。因此，通常白色周围光反射离开显示器的表面、与显示器的标称色域的原色混合且使显示器的标称色域的原色饱和度减小。此导致观看者将标称原色感知为较接近于色域的白色点922且将总体色域感知为更受限。在图9中通过从标称原色RNOMINAL 914、GNOMINAL 916和BNOMINAL 918导向原色RAMB926、GAMB 928和BAMB 930的箭头924描绘此不饱和度，所述原色对应于在给定周围环境下所感知的原色，其被称为“所感知基元”。
为虑及此不饱和，过程800包含获得根据周围光条件而裁定的色域校正数据(阶段806)。在一些实施方案中通过显示器控制器700的色域校正逻辑706实施此过程阶段。更特定来说，基于由一或多个周围光传感器713(图7中所展示)检测的周围光照水平，色域校正逻辑706输出供在所检测周围光条件中使用的新原色混合参数。随着周围光增加，色彩混合参数要求较少的色彩混合，从而产生具有较接近于相应显示器LED的完全饱和色度的色度的原色，从而使由周围光引起的饱和度减小至少部分地偏移。此“再饱和”在图9中通过从所感知原色926、928和930朝向标称原色914、916和918指向外的箭头932描绘，从而产生从与AMBIENT GAMUT三角形920相关联的所感知色域回到或至少朝向与NOMINAL GAMUT三角形910相关联的色域的位移。
在一些实施方案中，色域校正逻辑706基于检测到的当前周围光照水平动态地计算再饱和程度。在一些其它实施方案中，色域校正逻辑706存储填充有周围光照水平范围和对应的相对LED强度水平的配对的色域校正查找表(LUT)714。在制造期间，可在针对显示器的校准过程期间填充色域校正LUT 714，其中显示器暴露于各种周围光照条件且以实验方式确定再饱和度的所要水平。
在一些实施方案中，显示器控制器700经配置以使用三种以上原色产生图像。举例来说，在一些实施方案中，显示器控制器经配置以使用额外的白色或黄色子场产生图像。在这些实施方案中，色域校正逻辑706基于检测到的周围光条件输出与第四原色的产生相关联的额外色彩混合参数。
表1展示适于用作色域校正LUT 714的实例性LUT。其包含对应于相应周围光水平的一系列条目。周围光水平可为特定光水平或非重迭的光水平范围。与每一周围光水平条目相关联，LUT存储由显示器产生的每一原色的强度值元组。每一元组包含由显示器在产生相应原色时使用的每一光源的强度值。
表1：实例性色域校正LUT
在一些实施方案中，色域校正逻辑706输出既定实现显示器的标称色域的经缩放版本的色彩混合参数。即，由色域校正逻辑706输出的色彩混合参数在被利用时产生具有与标称色域实质上相同的形状和白色点的色域。此外，在一些此类实施方案中，在调整一或多种色彩LED的输出强度时，色彩混合参数既定不增加任何特定原色相对于其它原色的相对强度或亮度。在一些实施方案中，新混合参数仅产生不同原色色度，从而增加显示器的所感知色域。在一些实施方案中，色彩混合参数还按比例调整所有所产生原色的亮度，从而在不进一步影响原色的色度或显示器的所感知色域的形状的情况下增加显示器的总体亮度。亮度调整数据可存储于单独的LUT中或其可整合到色域校正LUT714中。因此，在此些实施方案中以新色彩混合参数照明显示器不会变更显示器的色域的白色点。
在一些实施方案中，其中所接收周围光传感器数据包含关于周围光的色度的信息，色域校正逻辑706可输出帮助补偿所检测周围环境中的任何色彩不平衡的新色彩混合参数。在一些此类实施方案中，除改变其所感知色域的大小之外，色彩混合参数还可产生显示器的白色点的位移。
以上过程是针对使高周围光环境中的显示器的色域再饱和。响应于减小的周围光水平的稍后检测，可采用对应过程以使所产生显示器原色饱和度减小。
使用新色彩混合参数，显示器控制器700的输出逻辑710使显示器LED照明以再现图像帧(阶段808)。在一些实施方案中，输出逻辑710致使根据FSC色彩形成过程使LED照明，在所述过程中与每一所产生原色(即，由色域校正逻辑706输出的色彩混合参数产生的色彩)相关联的子场根据输出序列依序显示。基于所接收的图像数据通过显示器控制器700的子场产生逻辑708导出色彩子场。在一些实施方案中，子场产生逻辑708进一步经配置以针对色彩子场中的每一者产生多个子帧以实施时分灰度方案。在一些实施方案中，新色彩混合参数被选择成使得不需要基于所产生基元的改变来修改图像数据。
在一些实施方案中，显示器控制器700的输出逻辑710基于由子场产生逻辑708产生的色彩子场实施内容自适应背光控制(CABC)。CABC包含识别比显示器的标称色域甚至进一步受限的色域。CABC经修改色域通常受显示输入图像帧中所指示的色彩所需的最大饱和程度限制。因此，在一些实施方案中且尤其针对利用CABC的实施方案有用的是，色域校正逻辑706可输出相对原色调整值来代替绝对色彩混合参数。举例来说，色域校正逻辑706可基于所检测周围光水平引导输出逻辑以将其色彩混合减小一百分比值。
在一些实施方案中，输出逻辑710可基于所检测周围光水平以额外方式调整显示器数据的输出。举例来说，在较高周围光环境中，其对于人类视觉系统(HVS)而言变得更难以检测色彩的小渐变。因此，在实施时分灰度方案的显示器控制器700的实施方案中，输出逻辑710可调整用以基于当前周围光条件再现每一色彩子场的子帧的数目。一般而言，输出逻辑710在周围光水平增加时减小子帧的数目且在周围光水平减小时增加子帧的数目。
图10展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的另一实例性过程1000的流程图。过程1000类似于图8中所展示的过程800。过程1000包含接收指示周围光照条件的传感器数据(阶段1002)。在一些实施方案中，在不在周围光的色彩分量之间进行区别的情况下，指示周围光照条件的数据包含总体照度水平。在一些其它实施方案中，所接收的传感器数据还包含指示周围光的分量色彩的相对强度的数据。
接下来，使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者(阶段1004)。至少三种所产生原色可包含(不限于)红色、绿色和蓝色；红色、绿色、蓝色和白色；红色、绿色、蓝色和黄色；青色、黄色和品红色；或青色、黄色、品红色和白色。至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度。
响应于检测到所接收的传感器数据中所指示的周围光照条件，针对至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出(阶段1006)。如此会增加至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。因此，显示设备的所感知色域在周围光照条件下更紧密地类似于标称色域。
图11展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的另一实例性过程1100的流程图。过程1100基于两种不同特定色彩的所检测照度(代替基于总体照度值)来修改图像的显示。更特定来说，所述过程包含：接收图像帧(阶段1102)；接收针对少于三种色彩的周围光传感器数据(阶段1104)；基于传感器数据识别周围光源(阶段1106)；及基于所识别周围光源调整图像帧的显示器(阶段1108)。
大多与在过程800的阶段802中一样，过程1100以控制器获得图像数据开始(阶段1102)。控制器接着仅针对两种色彩的光获得周围光传感器数据(阶段1104)。大多数周围光源的色度在CIE色彩空间图的在“黑体”曲线上或附近的不同点处下降。黑体曲线通常跨越从蓝色到橘色伸展的CIE色彩空间沿着一轴存在。如此，可通过确定周围光由红色或橘色构成的程度来识别不同周围光源。此确定可由与仅两种色彩的周围光相关联的数据制成。
因此，在一些实施方案中，显示器控制器700从红色或橘色周围光传感器和蓝色周围光传感器获得周围光数据。在一些其它实施方案中，控制器从白色周围光传感器和红色或橘色周围光传感器获得周围光数据。出于此应用的目的，在不于其组成色彩分量之间进行区别的情况下检测白色光的周围光传感器仅被视为检测一种色彩的光。
来自此些周围光传感器对的数据可与各种周围光源相关，所述周围光源具有足够准确度以允许显示器控制器700识别决定给定周围光环境的光源的类型。即，举例来说，基于红色和白色周围光数据、橘色和白色周围光数据、蓝色和橘色的组合或基于蓝色和红色周围光数据的组合，显示器控制器700可在例如直射日光或散射日光、荧光光照和白炽光照等各种日光照明条件之间进行区分。在另一实例中，显示器控制器700可从确定周围光大致沿着橘色-蓝色轴存在于何处来推断周围光源的类型。为此，在显示器的校准期间，装置可暴露于各种真实和/或模拟周围光条件且相关联的传感器读数可存储于控制器的存储器中以供以LUT(例如色域校正LUT 714)形式在稍后进行比较。
在操作中，通过使用传感器数据和色域校正LUT 714，显示器控制器700识别当前周围光照源(阶段1106)。不同光源之间的一个显著差异是常常与所要的色域白色点不同的其白色点。因此，为适应这些差异，色域校正LUT 714存储用以应用于显示设备的LED照明强度以调整由显示器使用的基元的强度的校正值。与上文所描述的过程800相比，关于过程1100实施的原色调整是针对调整个别原色的强度(与调整其色度相对)或总体上调整所感知色域的大小，两种调整都可保持相同。
在一些实施方案中，两个过程800和1100可一起用以实施基于总体周围光水平的总体色域大小校正以及基于周围光源识别的白色点调谐两者。在一些实施方案中，如上文所描述，周围光照数据可用以调整其它显示器参数，包含用以显示图像的子帧的数目或背光的总体亮度。在此些实施方案中，子帧的数目与周围光照水平成反比，而亮度与周围光水平成正比。
图12展示用于响应于周围光数据来控制显示器背光的另一实例性过程1200的流程图。过程1200可被认为是图11中所展示的过程1100的另一表示。过程1200包含接收指示与少于三种色彩相关联的周围光照水平的传感器数据(阶段1202)。举例来说，传感器数据可指示蓝色或者白色周围光以及红色或者橘色周围光的水平。所接收的传感器数据接着用以识别周围光照光源(阶段1204)。光源识别阶段可如上文关于过程1100的阶段1106所描述而实施。在识别周围光源(阶段1204)之后，基于所识别的周围光照光源调整显示器的输出参数以显示图像帧(阶段1206)。输出参数调整阶段可包含上文关于过程1100的阶段1108所描述的调整中的任一者。
图13及14是说明包含多个显示元件的实例性显示装置40的系统框图。显示装置40可为(例如)智能手机、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化还说明各种类型的显示装置，例如电视机、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置及便携式媒体装置。
显示装置40包含外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48和麦克风46。外壳41可由多种制造工艺中的任一者形成，所述制造工艺包含注射模制和真空成形。另外，外壳41可由多种材料中的任一者制成，所述材料包含(但不限于)：塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可与不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换的可移除部分(未展示)。
如本文中描述，显示器30可为多种显示器(包含双稳态或模拟显示器)中的任一者。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如等离子、电致发光(EL)显示器、OLED、超扭曲向列(STN)显示器、LCD或薄膜晶体管(TFT)LCD)或非平板显示器(例如阴极射线管(CRT)或其它显像管装置)。另外，显示器30可包含基于机械光调制器的显示器，如本文中所描述。
图13中示意性地说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41，且可包含至少部分地封围在其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口27，网络接口27包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为可显示于显示装置40上的图像数据的源。因此，网络接口27为图像源模块的一个实例，但处理器21及输入装置48也可充当图像源模块。收发器47连接到处理器21，处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号进行滤波或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还可连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28，且耦合到阵列驱动器22，阵列驱动器22又可耦合到显示器阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含并未在图13特定描绘的元件)可经配置以充当存储器装置，且经配置以与处理器21通信。在一些实施方案中，电源供应器50可将电力提供到特定显示装置40设计中的实质上所有组件。
网络接口27包含天线43和收发器47以使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有一些处理能力以减轻(例如)处理器21的数据处理需求。天线43可发射及接收信号。在一些实施方案中，天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a、b、g、n及其进一步的实施方案)来发射和接收RF信号。在一些其它实施方案中，所述天线43根据标准来发射和接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线43可经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)，GSM/通用分组无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地集群无线电(TETRA)、宽带-CDMA(W-CDMA)、演进数据优化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO版本A、EV-DO版本B、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、演进型高速分组接入(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS，或用于在无线网络(例如利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收到的信号，使得处理器21可接收所述信号并进一步对所述信号进行操纵。收发器47还可处理从处理器21接收到的信号，使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。
在一些实施方案中，收发器47可由接收器取代。另外，在一些实施方案中，网络接口27可由可存储或产生待发送到处理器21的图像数据的图像源取代。处理器21可控制显示装置40的整个操作。处理器21接收例如来自网络接口27或图像源的压缩图像数据的数据，并将所述数据处理成原始图像数据或处理成可容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将已处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常是指识别图像内每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包含颜色、饱和度和灰度级。
处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含放大器及滤波器以将信号发射到扬声器45及从麦克风46接收信号。调节硬件52可为显示装置40内的离散组件，或可并入于处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器21产生的原始图像数据，且可适当地重新格式化原始图像数据以将其高速发射到阵列驱动器22。在一些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有类光栅格式的数据流，使得其具有适合于跨越显示阵列30而扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将已格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如LCD控制器)通常与系统处理器21相关联以作为独立的集成电路(IC)，但可以许多方式实施这些控制器。举例来说，控制器可作为硬件嵌入处理器21中、作为软件嵌入处理器21中或与阵列驱动器22完全集成于硬件中。
阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息且可将视频数据重新格式化成一组平行波形，所述组平行波形每秒多次地施加到来自显示器的x-y显示元件矩阵的数百条且有时数千条(或更多)引线。在一些实施方案中，阵列驱动器22和显示器阵列30是显示器模块的一部分。在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30是显示器模块的一部分。
在一些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22和显示器阵列30适用于本文中所描述的显示器类型中的任一者。举例来说，驱动器控制器29可为常规的显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如，机械光调制器显示元件控制器)。另外，阵列驱动器22可为常规的驱动器或双稳态显示器驱动器(例如机械光调制器显示元件控制器)。此外，显示器阵列30可为常规的显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如包含机械光调制器显示元件阵列的显示器)。在一些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成在一起。此实施方案可在高度集成系统(举例来说，移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中是有用的。
在一些实施方案中，输入装置48可经配置以允许(例如)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含例如QWERTY键盘或电话小键盘的小键盘、按钮、开关、摇杆、触敏屏幕、集成有显示阵列30的触敏屏幕或者压敏或热敏薄膜。麦克风46可配置为显示装置40的输入装置。在一些实施方案中，通过麦克风46的话音命令可用于控制显示装置40的操作。
电源供应器50可包含多种能量存储装置。举例来说，电源供应器50可为可再充电电池，例如，镍镉电池或锂离子电池。在使用可再充电电池的实施方案中，可再充电电池可使用来自(例如)壁式插座或光伏装置或阵列的电力来充电。替代地，可再充电电池可无线地来充电。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池，包含塑料太阳能电池或太阳能电池涂料。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。
在一些实施方案中，控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干位置中的驱动器控制器29中。在一些其它实施方案中，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。上述优化可实施在任何数目的硬件和/或软件组件中且可以各种配置实施。
如本文所使用，涉及项目列表中的“至少一者”的短语指代那些项目的任何组合，包含单一成员。作为实例，“以下各者中的至少一者：a、b或c”意在涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。
可将结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法过程实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的此互换性已大致关于其功能性而描述，且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及过程中进行说明。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。
可用通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文所描述的功能的任何组合来实施或执行用于实施结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备。通用处理器可为微处理器，或任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。在一些实施方案中，可由专用于给定功能的电路来执行特定过程及方法。
在一或多个方面中，可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或以其任何组合来实施所描述的功能。本说明书中所述的标的物的实施方案还可实施为一或多个计算机程序(即，计算机程序指令的一或多个模块)，其在计算机存储媒体上被编码以由数据处理设备执行或用以控制数据处理设备的操作。
如果以软件实施，则功能可作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由所述计算机可读媒体进行传输。本文中揭示的方法或算法的步骤可实施于可驻留在计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体和通信媒体两者，通信媒体包含可经启用以将计算机程序从一个位置传送到另一位置的任何媒体。存储媒体可为可通过计算机存取的任何可用媒体。例如(且不限于)，此计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或可用以存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。而且，任何连接可适当地称为计算机可读媒体。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地重现数据，光盘使用激光光学地重现数据。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范围内。此外，方法或算法的操作可作为代码与指令的一个或任何组合或代码与指令的集合而驻留在机器可读媒体和计算机可读媒体上，所述机器可读媒体和计算机可读媒体可并入到计算机程序产品中。
所属领域的技术人员将易于明白本发明中所描述的实施方案的各种修改，且可在不背离本发明的精神或范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它实施方案。因此，本发明无意限于本文中所展示的实施方案，而是将赋予本发明与本文中所揭示的此揭示内容、原理和新颖特征相一致的最广范围。
另外，所属领域的技术人员将易于了解，术语“上部”及“下部”有时用以使图式描述简易，且指示与适当定向页上的图式的定向对应的相对位置，且可能不反映所实施的任何装置的适当定向。
在单独实施方案的背景下描述于本说明书中的某些特征还可组合地实施于单一实施方案中。相反，还可在多个实施方案中单独地或以任何适合子组合实施在单一实施方案的背景下所描述的各种特征。再者，虽然特征可在上文中被描述为以某些组合作用且甚至最初被如此主张，但在一些情况下，可从所述组合删除来自所主张的组合的一或多个特征，且所述所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
类似地，虽然图式中以特定次序描绘操作，但此不应被理解为需要以所展示的特定次序或以连续次序执行此类操作或需要执行全部所说明的操作以实现合意的结果。此外，图式可以流程图的形式示意性地描绘一个以上实例过程。然而，未描绘的其它操作可并入于示意性地说明的实例过程中。举例来说，可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同时地或在其之间执行一或多个额外的操作。在某些状况中，多任务处理及并行处理可为有利的。再者，上述实施方案中的各种系统组件的分离不应被理解为全部实施方案中需要此分离，且应了解，所描述的程序组件及系统可一般一起集成在单一软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，权利要求书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍实现合意的结果。

Claims (42)

1.一种设备，其包括：
传感器输入，其用于接收指示周围光照条件的传感器数据；
输出逻辑，其经配置以同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者，其中所述至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度；及
色域校正逻辑，其经配置以响应于检测到所述所接收传感器数据中所指示的所述周围光照条件而致使所述输出逻辑针对所述至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出，以改变所述至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述输出逻辑经配置以针对所述所产生原色中的第一所产生原色而致使具有类似于第一标称原色的色度的色度的第一光源和具有实质上不同于所述第一标称原色的色度的第二光源同时照明。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述色域校正逻辑通过致使所述输出逻辑变更当形成所述第一所产生原色时所述输出逻辑致使所述第一和第二光源同时照明所处的相对强度而致使所述输出逻辑响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的输出。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述色域校正逻辑通过致使所述输出逻辑关于当形成所述第一所产生原色时所述输出逻辑致使所述第一光源照明所处的所述强度来减小当形成所述第一所产生原色时所述输出逻辑致使所述第二光源照明所处的所述相对强度，而致使所述输出逻辑响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的所述输出。
5.根据权利要求2所述的设备，其中所述色域校正逻辑致使所述输出逻辑响应于所述所检测周围光照条件来调整所述所产生原色的其余部分的输出，以使得在所述调整之后显示器的所产生色域的所感知白色点与在所述调整之前所述显示器的所述所产生色域的所感知白色点相同。
6.根据权利要求2所述的设备，其中所述色域校正逻辑经配置以致使所述输出逻辑响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的所述输出，以使得在所述周围光照条件下，可通过使用所述所产生原色而得到的所述色域更紧密地复制所述标称色域。
7.根据权利要求2所述的设备，其中所述色域校正逻辑经配置以致使所述输出逻辑针对所述至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的所述输出，以使得可通过使用所述所产生原色而得到的所述色域是所述标称色域的经缩放版本。
8.根据权利要求2所述的设备，其进一步包括存储查找表LUT的存储器，所述查找表存储与对应多个周围光条件相关联的多个光源输出水平，且其中所述色域校正逻辑通过将基于所述周围光条件从所述LUT获得的光源输出水平转发到所述输出逻辑而致使所述输出逻辑响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的所述输出。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述所产生原色包含红色、绿色和蓝色。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述标称色域包含sRGB和Adobe RGB色域中的一者。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个显示光源包含发光二极管。
12.根据权利要求1所述的设备，其包括：
显示器，其包含机电系统EMS光调制器阵列；
处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；及
存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述处理器包含所述传感器输入、所述色域校正逻辑和所述输出逻辑。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述显示器包含并入有所述传感器输入、所述色域校正逻辑和所述输出逻辑的显示器控制器。
15.根据权利要求12所述的设备，其进一步包括：
驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器；且其中
所述处理器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。
16.根据权利要求12所述的设备，其进一步包括：
图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器和发射器中的至少一者。
17.根据权利要求12所述的设备，其进一步包括：
输入装置，其经配置以接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处理器。
18.一种设备，其包括：
用于接收指示周围光照条件的传感器数据的装置；
输出控制装置，其经配置以同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者，其中所述至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度；及
色域校正装置，其经配置以响应于检测到所述所接收传感器数据中所指示的所述周围光照条件而致使所述输出控制装置针对所述至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出以改变所述至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述输出控制装置经配置以针对所述所产生原色中的第一所产生原色而致使具有类似于第一标称原色的色度的色度的第一光源和具有实质上不同于所述第一标称原色的色度的第二光源同时照明。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述色域校正装置通过致使所述输出控制装置变更当形成所述第一所产生原色时所述输出控制装置致使所述第一和第二光源同时照明所处的相对强度而致使所述输出控制装置响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的输出。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述色域校正装置致使所述输出控制装置响应于所述所检测周围光照条件来调整所述所产生原色的其余部分的输出，以使得在所述调整之后显示器的所产生色域的所感知白色点与在所述调整之前所述显示器的所述所产生色域的所感知白色点相同。
22.根据权利要求19所述的设备，其中所述色域校正装置经配置以致使所述输出控制装置响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的所述输出，以使得在所述周围光照条件下，可通过使用所述所产生原色而得到的所述色域更紧密地复制所述标称色域。
23.根据权利要求19所述的设备，其中所述色域校正装置经配置以致使所述输出控制装置针对所述至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的所述输出，以使得可通过使用所述所产生原色而得到的所述色域是所述标称色域的经缩放版本。
24.根据权利要求19所述的设备，其包括进一步包括存储查找表LUT的存储装置，所述查找表包含与对应多个周围光条件相关联的多个光源输出水平，且其中所述色域校正装置通过将基于所述周围光条件从所述LUT获得的光源输出水平转发到所述输出控制装置而致使所述输出控制装置响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的所述输出。
25.一种用于基于周围光照条件来调整显示器的操作的方法，其包括：
接收指示周围光照条件的传感器数据；
同时致使至少两种色彩的光源照明以形成至少三种所产生原色中的每一者，其中所述至少三种所产生原色中的每一者对应于标称色域的标称原色且具有不如对应光源的色度饱和的色度；及
响应于检测到所述所接收传感器数据中所指示的所述周围光照条件，针对所述至少三种所产生原色中的每一者调整至少一个显示光源的输出以改变所述至少三种所产生原色中的每一者的饱和度。
26.根据权利要求25所述的方法，其中响应于所述所检测周围光照条件来调整第一所产生原色的输出包含：变更当形成所述第一所产生原色时使与不同色彩相关联的至少两个光源同时照明所处的相对强度。
27.根据权利要求25所述的方法，其进一步包括将与对应多个周围光条件相关联的多个光源输出水平存储于查找表LUT中，且响应于所述所检测周围光照条件来调整所述第一所产生原色的所述输出包含：基于从所述LUT获得的光源输出水平来调整所述第一所产生原色的所述输出。
28.一种设备，其包括：
传感器输入，其用于接收指示与少于三种色彩相关联的周围光照水平的传感器数据；
色域校正逻辑，其经配置以：
基于所述所接收传感器数据而识别一组周围光照光源中的一者；及
基于所述所识别周围光照光源来调整用于显示图像帧的显示器的输出参数。
29.根据权利要求28所述的设备，其进一步包括背光，其中调整所述显示器的所述输出参数包含调整并入到所述显示器中的所述背光的白色点。
30.根据权利要求29所述的设备，其中所述背光包含多种色彩的光源且经配置以通过使所述多种色彩中的至少两者的光源同时照明而输出一组所产生原色中的每一者。
31.根据权利要求29所述的设备，其中调整所述背光的所述白色点包含调整所述背光输出所述所产生原色中的至少一者所处的相对强度。
32.根据权利要求29所述的设备，其中调整所述背光的所述白色点包含调整所述所产生原色中的至少一者的色度。
33.根据权利要求28所述的设备，其中所述所接收传感器数据包含足以确定周围光照环境的相对红色或橘色内容的数据。
34.根据权利要求33所述的设备，其中所述所接收传感器数据包含指示周围蓝色光和周围红色或橘色光的水平的数据。
35.根据权利要求33所述的设备，其中所述所接收传感器数据包含指示周围白色光和周围红色或橘色光的水平的数据。
36.根据权利要求29所述的设备，其中由所述色域校正逻辑调整的所述输出参数进一步包含背光亮度水平。
37.根据权利要求28所述的设备，其进一步包括存储周围光源查找表LUT的存储器，且所述色域校正逻辑经配置以使用所述LUT中的信息和所述所接收传感器数据来识别所述周围光源。
38.根据权利要求28所述的设备，其中所述组周围光照光源包括直射日光、散射日光、荧光光照和白炽光照中的至少两者。
39.一种用于基于周围光照条件来调整显示器的操作的方法，其包括：
接收指示与少于三种色彩相关联的周围光照水平的传感器数据；
基于所述所接收传感器数据而识别一组周围光照光源中的一者；及
基于所述所识别周围光照光源来调整用于显示图像帧的显示器的输出参数。
40.根据权利要求39所述的方法，其中调整所述显示器的所述输出参数包含调整并入到所述显示器中的背光的白色点。
41.根据权利要求39所述的方法，其进一步包括确定周围光照环境的相对红色或橘色内容。
42.根据权利要求39所述的方法，其进一步包括：
存储周围光源查找表LUT；及
通过使用所述LUT中的信息和所述所接收传感器数据来识别所述周围光源。
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