交叉參考

本專利申請案主張2015年1月20日申請的名為「用于基于環(huán)境光水平的自適性圖像再現(xiàn)的設(shè)備及方法(apparatusandmethodforadaptiveimagerenderingbasedonambientlightlevels)」的第14/601,065號美國非臨時申請案的優(yōu)先權(quán)。上文所提及申請案經(jīng)讓予給本受讓人并特此以引用的方式明確地并入本文中。

本發(fā)明涉及顯示器的領(lǐng)域，且詳言之涉及由顯示器使用的圖像形成過程。

背景技術(shù)：

機(jī)電系統(tǒng)(ems)包含具有電及機(jī)械元件、致動器、換能器、傳感器、光學(xué)組件(例如鏡面及光學(xué)薄膜)及電子設(shè)備的裝置。ems裝置或元件可以多種尺度來制造，包含但不限于微尺度及納米尺度。舉例來說，微機(jī)電系統(tǒng)(microelectromechanicalsystem，mems)裝置可包含具有范圍為約一微米到數(shù)百微米或更大的大小的結(jié)構(gòu)。納米機(jī)電系統(tǒng)(nems)裝置可包含具有小于一微米的大小(包含(例如)小于數(shù)百納米的大小)的結(jié)構(gòu)?？墒褂贸练e、蝕刻、光刻、其它微機(jī)械加工工藝或其組合產(chǎn)生機(jī)電元件。微機(jī)械加工工藝可蝕刻掉襯底或所沉積材料層的部分，或可添加層以形成電及機(jī)電裝置。

顯示裝置可通過控制經(jīng)由顯示面板的每一像素發(fā)射或反射的光來產(chǎn)生圖像。例如基于ems的顯示裝置的透射式顯示裝置包含調(diào)制從背光發(fā)射的光以產(chǎn)生圖像的顯示元件。反射式顯示裝置選擇性地反射來自環(huán)境或前光的光以形成圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置相應(yīng)具有若干創(chuàng)新方面，其中無單一者單獨(dú)負(fù)責(zé)本文中所揭示的所要屬性。

本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的一個創(chuàng)新方面可在包含存儲器組件及控制器的設(shè)備中實(shí)施。存儲器組件可存儲映射數(shù)據(jù)，所述映射數(shù)據(jù)將多個環(huán)境照明范圍映射到用以顯示圖像的多個分量色彩子場中的每一分量色彩子場的相應(yīng)位深度值。映射數(shù)據(jù)包含與分量色彩子場中的第一分量色彩子場相關(guān)聯(lián)并映射到環(huán)境照明范圍的第一位深度值，及不同于第一位深度值的與分量色彩子場中的第二分量色彩子場相關(guān)聯(lián)并映射到那個環(huán)境照明范圍的第二位深度值?？刂破鹘?jīng)配置以獲得環(huán)境照明水平的指示，接收與圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)，并基于用于顯示圖像幀的所接收的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出分量色彩子場的像素強(qiáng)度值?？刂破鬟€經(jīng)配置以使用映射數(shù)據(jù)及所獲得環(huán)境照明水平針對分量色彩子場中的每一者確定待產(chǎn)生的子幀的相應(yīng)數(shù)目?？刂破鬟€可基于子幀的所確定相應(yīng)數(shù)目產(chǎn)生每一色彩分量子場的一組子幀并根據(jù)子幀的所確定數(shù)目顯示圖像幀。

在一些實(shí)施方案中，映射數(shù)據(jù)包含查找表(lut)。在一些其它實(shí)施方案中，映射數(shù)據(jù)包含多個lut，以使得每一lut包含環(huán)境照明范圍到待針對分量色彩子場產(chǎn)生的子幀的相應(yīng)數(shù)目的不同映射?？刂破骺苫谥辽僖粋€準(zhǔn)則選擇多個lut中的一個lut。至少一個準(zhǔn)則可包含與圖像幀相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用類型、電池電力電平、用戶偏好、用戶模式、圖像幀的色彩組成、用于再現(xiàn)圖像幀的復(fù)合色彩的色彩或其組合。

在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境照明范圍內(nèi)，與第一明度系數(shù)相關(guān)聯(lián)的第一分量色彩子場的第一位深度值小于與大于第一明度系數(shù)的第二明度系數(shù)相關(guān)聯(lián)的第二分量色彩子場的第二位深度值。在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境照明范圍內(nèi)，與在相應(yīng)輸入功率與輸出光強(qiáng)度之間具有非線性關(guān)系的第一光源相關(guān)聯(lián)的第一分量色彩子場的第一位深度值大于與在相應(yīng)輸入功率與輸出光強(qiáng)度之間具有線性關(guān)系的第二光源相關(guān)聯(lián)的第二分量色彩子場的第二位深度值。

在一些實(shí)施方案中，控制器可進(jìn)一步將空間遞色過程應(yīng)用于至少一個分量色彩子場。在一些實(shí)施方案中，控制器可進(jìn)一步獲得與所產(chǎn)生子幀相關(guān)聯(lián)的照明持續(xù)時間。在一些實(shí)施方案中，在產(chǎn)生所述數(shù)目個子幀時，控制器經(jīng)進(jìn)一步配置以基于子幀的所確定數(shù)目更新所導(dǎo)出分量色彩子場。

在一些實(shí)施方案中，設(shè)備進(jìn)一步包含具有多個顯示元件的顯示器、處理器及存儲器裝置。處理器能夠與顯示器通信且處理圖像數(shù)據(jù)。存儲器裝置能夠與處理器通信。設(shè)備可進(jìn)一步包含能夠發(fā)送到少一個信號到顯示器的驅(qū)動器電路?？刂破髂軌?qū)D像數(shù)據(jù)的至少一部分發(fā)送到驅(qū)動器電路。所述設(shè)備可進(jìn)一步包含能夠?qū)D像數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器的圖像源模塊。所述圖像源模塊可包含接收器、收發(fā)器及傳輸器中的至少一者。所述設(shè)備可進(jìn)一步包含輸入裝置，其能夠接收輸入數(shù)據(jù)且將輸入數(shù)據(jù)傳達(dá)到處理器。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一創(chuàng)新方面可在存儲有計算機(jī)代碼指令的非暫時性計算機(jī)可讀媒體中實(shí)施。計算機(jī)代碼指令當(dāng)經(jīng)執(zhí)行時使處理器獲得環(huán)境照明水平的指示，接收與圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)并基于用于顯示圖像幀的接收的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出多個分量色彩子場的像素強(qiáng)度值。設(shè)備包含存儲器組件及控制器。計算機(jī)代碼指令也使處理器使用所獲得照明水平及映射數(shù)據(jù)針對分量色彩子場中的每一者確定待產(chǎn)生的子幀的相應(yīng)數(shù)目。映射數(shù)據(jù)將多個環(huán)境照明范圍映射到所述多個分量色彩子場的每一分量色彩子場的相應(yīng)位深度值。映射數(shù)據(jù)包含與分量色彩子場中的第一分量色彩子場相關(guān)聯(lián)并映射到環(huán)境照明范圍的第一位深度值，及不同于第一位深度值的與分量色彩子場中的第二分量色彩子場相關(guān)聯(lián)并映射到那個環(huán)境照明范圍的第二位深度值。計算機(jī)代碼指令還使處理器基于子幀的所確定相應(yīng)數(shù)目產(chǎn)生每一分量色彩子場的一組子幀并根據(jù)子幀的所確定數(shù)目顯示圖像幀。

在一些實(shí)施方案中，映射數(shù)據(jù)包含查找表(lut)。在一些其它實(shí)施方案中，映射數(shù)據(jù)包含多個lut，以使得每一lut包含環(huán)境照明范圍到待針對分量色彩子場產(chǎn)生的子幀的相應(yīng)數(shù)目的不同映射?？刂破骺苫谥辽僖粋€準(zhǔn)則選擇多個lut中的一個lut。至少一個準(zhǔn)則可包含與圖像幀相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用類型、電池電力電平、用戶偏好、用戶模式、圖像幀的色彩組成、用于再現(xiàn)圖像幀的復(fù)合色彩的色彩或其組合。

在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境照明范圍內(nèi)，與第一明度系數(shù)相關(guān)聯(lián)的第一分量色彩子場的第一位深度值小于與大于第一明度系數(shù)的第二明度系數(shù)相關(guān)聯(lián)的第二分量色彩子場的第二位深度值。在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境照明范圍內(nèi)，與在相應(yīng)輸入功率與輸出光強(qiáng)度之間具有非線性關(guān)系的第一光源相關(guān)聯(lián)的第一分量色彩子場的第一位深度值大于與在相應(yīng)輸入功率與輸出光強(qiáng)度之間具有線性關(guān)系的第二光源相關(guān)聯(lián)的第二分量色彩子場的第二位深度值。

在一些實(shí)施方案中，計算機(jī)代碼指令可進(jìn)一步使處理器將空間遞色過程應(yīng)用于至少一個分量色彩子場。在一些實(shí)施方案中，計算機(jī)代碼指令可進(jìn)一步使處理器獲得與所產(chǎn)生子幀相關(guān)聯(lián)的照明持續(xù)時間。在一些實(shí)施方案中，產(chǎn)生所述數(shù)目個子幀包含基于子幀的所確定數(shù)目更新所導(dǎo)出分量色彩子場。

本發(fā)明中描述的標(biāo)的物的另一創(chuàng)新方面可在包含用于存儲映射數(shù)據(jù)的裝置的設(shè)備中實(shí)施，映射數(shù)據(jù)將多個環(huán)境照明范圍映射到用以顯示圖像的多個分量色彩子場中的每一分量色彩子場的相應(yīng)位深度值。映射數(shù)據(jù)包含與分量色彩子場中的第一分量色彩子場相關(guān)聯(lián)并映射到環(huán)境照明范圍的第一位深度值，及不同于第一位深度值的與分量色彩子場中的第二分量色彩子場相關(guān)聯(lián)并映射到那個環(huán)境照明范圍的第二位深度值。設(shè)備還包含用于獲得環(huán)境照明水平的指示的裝置，用于接收與圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)的裝置及用于基于用于顯示圖像幀的所接收圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)出分量色彩子場的像素強(qiáng)度值的裝置。設(shè)備還包含用于使用映射數(shù)據(jù)及所獲得環(huán)境照明水平針對分量色彩子場中的每一者確定待產(chǎn)生的子幀的相應(yīng)數(shù)目的裝置。設(shè)備還包含用于基于子幀的所確定相應(yīng)數(shù)目產(chǎn)生每一分量色彩子場的一組子幀的裝置及用于根據(jù)子幀的所確定數(shù)目顯示圖像幀的裝置。

在一些實(shí)施方案中，映射數(shù)據(jù)包含查找表(lut)。在一些其它實(shí)施方案中，映射數(shù)據(jù)包含多個lut，以使得每一lut包含環(huán)境照明范圍到待針對分量色彩子場產(chǎn)生的子幀的相應(yīng)數(shù)目的不同映射?？刂破骺苫谥辽僖粋€準(zhǔn)則選擇多個lut中的一個lut。至少一個準(zhǔn)則可包含與圖像幀相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用類型、電池電力電平、用戶偏好、用戶模式、圖像幀的色彩組成、用于再現(xiàn)圖像幀的復(fù)合色彩的色彩或其組合。

在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境照明范圍內(nèi)，與第一明度系數(shù)相關(guān)聯(lián)的第一分量色彩子場的第一位深度值小于與大于第一明度系數(shù)的第二明度系數(shù)相關(guān)聯(lián)的第二分量色彩子場的第二位深度值。在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境照明范圍內(nèi)，與在相應(yīng)輸入功率與輸出光強(qiáng)度之間具有非線性關(guān)系的第一光源相關(guān)聯(lián)的第一分量色彩子場的第一位深度值大于與在相應(yīng)輸入功率與輸出光強(qiáng)度之間具有線性關(guān)系的第二光源相關(guān)聯(lián)的第二分量色彩子場的第二位深度值。

在一些實(shí)施方案中，設(shè)備可進(jìn)一步包含用于將空間遞色過程應(yīng)用于至少一個分量色彩子場的裝置。在一些實(shí)施方案中，設(shè)備可進(jìn)一步包含用于獲得與所產(chǎn)生子幀相關(guān)聯(lián)的照明持續(xù)時間的裝置。在一些實(shí)施方案中，用于產(chǎn)生所述數(shù)目個子幀的裝置包含用于基于子幀的所確定數(shù)目更新所導(dǎo)出分量色彩子場的裝置。

本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的一或多個實(shí)施的細(xì)節(jié)在隨附圖式及以下描述中闡述。其它特征、方面及優(yōu)勢從描述、圖式及權(quán)利要求書將變得顯而易見。應(yīng)注意，以下圖的相對尺寸可能未按比例繪制。

附圖說明

圖1a展示實(shí)例直觀式基于微機(jī)電系統(tǒng)(mems)的顯示器設(shè)備的示意圖。

圖1b展示實(shí)例主機(jī)裝置的框圖。

圖2a及2b展示實(shí)例雙致動器快門組合件的視圖。

圖3展示實(shí)例顯示設(shè)備的框圖。

圖4展示適合用于圖3中所展示的顯示設(shè)備的實(shí)例控制邏輯的框圖。

圖5展示顯示圖像幀的實(shí)例過程的流程圖。

圖6展示將環(huán)境光水平范圍映射到多個色彩子場的相應(yīng)位深度值的兩個實(shí)例查找表(lut)。

圖7a及7b展示包含多個顯示元件的實(shí)例顯示裝置的系統(tǒng)框圖。

各種圖式中的類似參考編號及名稱指示類似元件。

具體實(shí)施方式

以下描述是針對出于描述本發(fā)明的創(chuàng)新方面的目的的某些實(shí)施。然而，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將容易認(rèn)識到，本文中的教示可以許多不同方式來應(yīng)用。所描述的實(shí)施可實(shí)施于能夠顯示圖像(無論系運(yùn)動(例如，視頻)抑或固定(例如，靜止圖像)的，且無論為文字、圖形抑或圖像)的任何裝置、設(shè)備或系統(tǒng)。除并有來自一或多個顯示技術(shù)的特征的顯示器以外，本發(fā)明中所提供的概念及實(shí)例可適用于多種顯示器，例如液晶顯示器(lcd)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)顯示器、場發(fā)射顯示器及基于機(jī)電系統(tǒng)(ems)及微機(jī)電(mems)的顯示器。

所描述實(shí)施可包含于例如(但不限于)以下各者的多種電子裝置中或與所述電子裝置相關(guān)聯(lián)：移動電話、具備多媒體因特網(wǎng)能力的蜂窩式電話、移動電視接收器、無線裝置、智能手機(jī)、裝置、個人數(shù)據(jù)助理(pda)、無線電子郵件接收器、手持式或便攜式計算機(jī)、迷你筆記型計算機(jī)、筆記型計算機(jī)、智能筆記型計算機(jī)、平板計算機(jī)、打印機(jī)、影印機(jī)、掃描器、傳真裝置、全球定位系統(tǒng)(gps)接收器/導(dǎo)航器、攝像機(jī)、數(shù)字媒體播放器(例如，mp3播放器)、攝錄影機(jī)、游戲控制臺、腕表、可穿戴裝置、時鐘、計算器、電視監(jiān)視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(例如，電子閱讀器)、計算機(jī)監(jiān)視器、汽車顯示器(例如里程表及速度表顯示器)、座艙控制件及/或顯示器、攝像機(jī)景觀顯示器(例如，車輛中的后視攝像機(jī)的顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標(biāo)識、投影儀、建筑結(jié)構(gòu)、微波爐、冰箱、立體聲系統(tǒng)、卡式錄音機(jī)或播放器、dvd播放器、cd播放器、vcr、收音機(jī)、便攜式存儲器芯片、清洗機(jī)、干燥機(jī)、清洗機(jī)/干燥機(jī)、停車計時器、封裝(例如，在包含微機(jī)電系統(tǒng)(mems)應(yīng)用的機(jī)電系統(tǒng)(ems)應(yīng)用以及非ems應(yīng)用中的封裝)、美學(xué)結(jié)構(gòu)(例如，在一件珠寶或服裝上顯示圖像)及各種ems裝置。

本文的教示也可用于非顯示應(yīng)用中，例如(但不限于)：電子開關(guān)裝置、射頻濾波器、傳感器、加速度計、回轉(zhuǎn)儀、運(yùn)動感應(yīng)裝置、磁力計、用于消費(fèi)型電子裝置的慣性組件、消費(fèi)型電子產(chǎn)品的零件、可變電抗器、液晶裝置、電泳裝置、驅(qū)動方案、制造過程及電子測試設(shè)備。因此，教示并不意欲限于僅在圖式中所描繪的實(shí)施，而實(shí)情為，具有廣泛適用性，如將對所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員顯而易見。

顯示裝置的控制器可從環(huán)境光傳感器或從托管顯示裝置的主機(jī)裝置獲得當(dāng)前環(huán)境狀況的指示?？刂破骺杀O(jiān)視環(huán)境光狀況并相應(yīng)地調(diào)整其操作。在接收到圖像幀數(shù)據(jù)時，控制器可導(dǎo)出多個色彩子場并基于當(dāng)前環(huán)境狀況的所獲得指示確定每一導(dǎo)出色彩子場的位深度值。詳言之，控制器可使用將環(huán)境光水平的范圍映射到所述多個色彩子場的相應(yīng)位深度值的數(shù)據(jù)。對于給定環(huán)境水平范圍，不同位深度值可經(jīng)指派給不同色彩子場。因此，可逐個色彩子場地確定位深度值。數(shù)據(jù)可包含存儲于駐留在控制器中或另外可被控制器存取的存儲器組件中的一或多個查找表(lut)。舉例來說，可使用與不同程度的位深度調(diào)適相關(guān)聯(lián)的多個lut?？刂破骺苫谝换蚨鄠€準(zhǔn)則(例如，用戶偏好、設(shè)定模式、待顯示的圖像的內(nèi)容或在主機(jī)裝置上執(zhí)行的應(yīng)用)從多個lut中選擇一個lut，并從所選擇lut確定位深度值?？刂破骺蓮膶?yīng)于相應(yīng)確定位深度值的每一導(dǎo)出色彩子場產(chǎn)生許多圖像子幀并使所產(chǎn)生圖像子幀顯示?？刂破骺苫谒a(chǎn)生子幀的總數(shù)調(diào)整所產(chǎn)生圖像子幀的照明持續(xù)時間。在一些實(shí)施方案中，控制器也可使用于顯示所產(chǎn)生圖像子幀的背光或前光強(qiáng)度基于環(huán)境光水平而進(jìn)行調(diào)整。

可實(shí)施本發(fā)明中所描述的標(biāo)的物的特定實(shí)施以實(shí)現(xiàn)下列潛在優(yōu)勢中的一或多者。本文所揭示的圖像形成設(shè)備及過程減輕高環(huán)境光對所顯示內(nèi)容的可見度的影響而不需過度增加功率消耗。雖然減少待顯示的子幀的數(shù)目可導(dǎo)致顯示圖像質(zhì)量的降級，但設(shè)備及過程可基于一或多個準(zhǔn)則提供針對環(huán)境狀況的不同程度調(diào)適，因此允許在功率消耗與顯示圖像質(zhì)量之間的平衡。

圖1a展示基于mems的實(shí)例直觀式顯示設(shè)備100的示意圖。顯示設(shè)備100包含布置成行及列的多個光調(diào)制器102a到102d(一般來說，光調(diào)制器102)。在顯示設(shè)備100中，光調(diào)制器102a及102d處于打開狀態(tài)，從而允許光通過。光調(diào)制器102b及102c在關(guān)閉狀態(tài)下，從而阻礙光通過。如果由一或多個燈105照明，則通過選擇性設(shè)定光調(diào)制器102a到102d的狀態(tài)，顯示設(shè)備100可用以形成用于背光顯示的圖像104。在另一實(shí)施方案中，設(shè)備100可通過反射源從設(shè)備的前面的環(huán)境光而形成圖像。在另一實(shí)施方案中，設(shè)備100可通過反射來自定位于顯示器前面的一或多個燈的光(即，通過使用前光)來形成圖像。

在一些實(shí)施方案中，每一光調(diào)制器102對應(yīng)于圖像104中的像素106。在一些其它實(shí)施方案中，顯示設(shè)備100可利用多個光調(diào)制器在圖像104中形成像素106。舉例來說，顯示設(shè)備100可包含三個色彩特定光調(diào)制器102。通過選擇性打開對應(yīng)于特定像素106的色彩特定光調(diào)制器102中的一或多者，顯示設(shè)備100可在圖像104中產(chǎn)生彩色像素106。在另一實(shí)例中，顯示設(shè)備100對每個像素106包含兩個或兩個以上光調(diào)制器102以在圖像104中提供明度水平。關(guān)于圖像，像素對應(yīng)于由圖像的分辨率界定義的最小像元。關(guān)于顯示設(shè)備100的結(jié)構(gòu)組件，術(shù)語像素指用以調(diào)制形成圖像的單一像素的光的組合式機(jī)械與電組件。

顯示設(shè)備100為直觀式顯示器，此是因為其可能不包含通常在投影應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的成像光學(xué)裝置。在投影顯示器中，將形成于顯示設(shè)備的表面上的圖像投影到屏幕上或投影到墻壁上。顯示設(shè)備大體上小于所投影圖像。在直觀式顯示器中，可通過直接查看顯示設(shè)備而看到圖像，所述顯示設(shè)備含有光調(diào)制器及任選地含有用于增強(qiáng)在顯示器上所見的亮度或?qū)Ρ榷鹊谋彻饣蚯肮狻?/p>

直觀式顯示器可以透射或反射模式而操作。在透射式顯示器中，光調(diào)制器過濾或選擇性地阻擋源自定位于顯示器后方的一或多個燈的光。來自燈的光任選地注入到光導(dǎo)或背光中，使得每一像素可得到均勻照明。透射性直觀式顯示器常常建置到透明襯底上以促進(jìn)含有光調(diào)制器的襯底定位于背光之上的夾層組合件布置。在一些實(shí)施方案中，透明襯底可為玻璃襯底(有時被稱作玻璃板或面板)或塑料襯底。玻璃襯底可為或包含(例如)硼硅酸鹽玻璃、紫紅玻璃、熔融二氧化硅、堿石灰玻璃、石英、人造石英、派熱克斯玻璃或其它合適的玻璃材料。

每一光調(diào)制器102可包含快門108及孔隙109。為照明圖像104中的像素106，快門108經(jīng)定位使得其允許光通過孔隙109。為保持像素106未被照明，快門108經(jīng)定位使得其阻礙光通過孔隙109?？紫?09是通過貫穿每一光調(diào)制器102中的反射或光吸收材料而圖案化的開口界定。

顯示設(shè)備還包含耦合到襯底及光調(diào)制器以用于控制快門的移動的控制矩陣。所述控制矩陣包含一系列電互連件(例如互連件110、112及114)，所述電互連件包含：每像素行至少一個寫入啟用互連件110(也稱為掃描線互連件)；用于每一像素列的一個數(shù)據(jù)互連件112；及一個共同互連件114，其將共同電壓提供到所有像素或至少提供到來自顯示設(shè)備100中的多個列及多個行的像素。響應(yīng)于適當(dāng)電壓(寫入啟用電壓vwe)的施加，用于給定像素行的寫入啟用互連件110使所述行中的像素預(yù)備接受新快門移動指令。數(shù)據(jù)互連件112以數(shù)據(jù)電壓脈沖的形式傳達(dá)新移動指令。在一些實(shí)施方案中，施加到數(shù)據(jù)互連件112的數(shù)據(jù)電壓脈沖直接促成快門的靜電移動。在一些其它實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)電壓脈沖控制開關(guān)(例如控制獨(dú)立驅(qū)動電壓的施加到光調(diào)制器102的晶體管或其它非線性電路元件，驅(qū)動電壓量值通常比數(shù)據(jù)電壓高)。這些驅(qū)動電壓的施加導(dǎo)致快門108的靜電驅(qū)動移動。

控制矩陣還可包含(但不限于)電路，例如與每一快門組合件相關(guān)聯(lián)的晶體管及電容器。在一些實(shí)施方案中，每一晶體管的柵極可電連接到掃描線互連件。在一些實(shí)施方案中，每一晶體管的源極可電性連接到相對應(yīng)數(shù)據(jù)互連件。在一些實(shí)施方案中，每一晶體管的漏極可并聯(lián)電連接到對應(yīng)電容器的電極及對應(yīng)致動器的電極。在一些實(shí)施方案中，與每一快門組合件相關(guān)聯(lián)的電容器及致動器的另一電極可連接到共同或地面電位。在一些其它實(shí)施方案中，晶體管可用半導(dǎo)體二極管或金屬-絕緣體-金屬切換元件替換。

圖1b展示實(shí)例主機(jī)裝置120(即，蜂窩式電話、智能手機(jī)、pda、mp3播放器、平板計算機(jī)、電子閱讀器、迷你筆記型計算機(jī)、筆記型計算機(jī)、手表、可穿戴裝置、便攜式計算機(jī)、電視機(jī)或其它電子裝置)的框圖。主機(jī)裝置120包含顯示設(shè)備128(例如圖1a中所示的顯示設(shè)備100)、主機(jī)處理器122、環(huán)境傳感器124、用戶輸入模塊126，及電源。

顯示設(shè)備128包含多個掃描驅(qū)動器130(也稱作寫入啟用電壓源)、多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器132(也稱作數(shù)據(jù)電壓源)、控制器134、共同驅(qū)動器138、燈140到146、燈驅(qū)動器148及顯示元件150(例如圖1a中所示的光調(diào)制器102)的陣列。掃描驅(qū)動器130將寫入啟用電壓施加到掃描線互連件131。數(shù)據(jù)驅(qū)動器132將數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)互連件133。

在顯示設(shè)備的一些實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)驅(qū)動器132能夠?qū)⒛M數(shù)據(jù)電壓提供到顯示元件的陣列150，尤其在圖像的明度水平將以模擬方式導(dǎo)出的情況下。在模擬操作中，顯示元件經(jīng)設(shè)計以使得當(dāng)經(jīng)由數(shù)據(jù)互連件133施加中間電壓范圍時，在所得圖像中產(chǎn)生中間照明狀態(tài)或明度水平范圍。在一些其它實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)驅(qū)動器132能夠?qū)p少數(shù)量的一組數(shù)字電壓電平(例如，2個、3個或4個)施加到數(shù)據(jù)互連件133。在其中顯示元件為基于快門的光調(diào)制器(例如圖1a中所示的光調(diào)制器102)的實(shí)施方案中，這些電壓電平經(jīng)設(shè)計以數(shù)字方式設(shè)定快門108中的每一者的打開狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)或其它離散狀態(tài)。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器能夠在模擬模式與數(shù)字模式之間切換。

掃描驅(qū)動器130及數(shù)據(jù)驅(qū)動器132連接到數(shù)字控制器電路134(也被稱作控制器134)?？刂破?34以主要串行方式將按順序組織的數(shù)據(jù)(在一些實(shí)施方案中，其可經(jīng)預(yù)定、按行及按圖像幀而分組)發(fā)送到數(shù)據(jù)驅(qū)動器132。數(shù)據(jù)驅(qū)動器132可包含串行到并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、電平移位及(對于一些應(yīng)用)數(shù)字到模擬電壓轉(zhuǎn)換器。

顯示設(shè)備任選地包含一組共同驅(qū)動器138，也被稱作共同電壓源。在一些實(shí)施方案中，共同驅(qū)動器138提供dc共同電位到顯示元件的陣列150內(nèi)的所有顯示元件，例如，通過供應(yīng)電壓到一系列共同互連件139。在一些其它實(shí)施方案中，共同驅(qū)動器138按照來自控制器134的命令發(fā)出電壓脈沖或信號到顯示元件的陣列150，所述電壓脈沖或信號為(例如)能夠驅(qū)動或起始陣列的多個行及列中的所有顯示元件的同時致動的全局致動脈沖。

用于不同顯示功能的驅(qū)動器(例如，掃描驅(qū)動器130、數(shù)據(jù)驅(qū)動器132及共同驅(qū)動器138)中的每一者均可通過控制器134而時間同步化。來自控制器134的時序命令協(xié)調(diào)紅色(r)、綠色(g)、藍(lán)色(b)及白色(w)燈(分別為140、142、144及146)經(jīng)由燈驅(qū)動器148的照明、顯示元件陣列150內(nèi)的特定行的寫入啟用及定序、來自數(shù)據(jù)驅(qū)動器132的電壓的輸出，及提供顯示元件致動的電壓的輸出。在一些實(shí)施方案中，燈為發(fā)光二極管(led)。

控制器134確定可供將顯示元件中的每一者重設(shè)到適于新圖像104的照明水平的定序或定址方案。可以周期性時間間隔來設(shè)定新圖像104。舉例來說，對于視頻顯示，按范圍為10赫茲(hz)到300赫茲的頻率再新視頻的彩色圖像或幀。在一些實(shí)施方案中，到顯示元件陣列150的圖像幀的設(shè)定與燈140、142、144及146的照明同步化，使得交替的圖像幀由交替的一系列色彩(例如，r、g、b及w)照明。每一相應(yīng)色彩的圖像幀被稱為色彩子幀。在被稱作場序彩色方法的此方法中，如果色彩子幀以超過20hz的頻率交替，則人類視覺系統(tǒng)(hvs)將交替幀圖像平均化而感知具有廣泛及連續(xù)彩色范圍的圖像。在一些其它實(shí)施方案中，燈可使用除r、g、b及w以外的原色。在一些實(shí)施方案中，少于四個或多于四個的具有原色的燈可用于顯示設(shè)備128中。

在一些實(shí)施方案中，在顯示設(shè)備128經(jīng)設(shè)計用于在打開狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)之間數(shù)字切換快門(例如圖1a中所示的快門108)的情況下，控制器134通過分時灰度的方法形成圖像。在一些其它實(shí)施方案中，顯示設(shè)備128可經(jīng)由每一像素使用多個顯示元件來提供灰度。

在一些實(shí)施方案中，圖像狀態(tài)的數(shù)據(jù)是由控制器134按個別行(也被稱作掃描線)的順序定址而載入到顯示元件陣列150。對于序列中的每一行或掃描線，掃描驅(qū)動器130將寫入啟用電壓施加到用于顯示元件陣列150的那個行的寫入啟用互連件131，且隨后數(shù)據(jù)驅(qū)動器132為陣列的選定行中的每一列供應(yīng)對應(yīng)于所需快門狀態(tài)的數(shù)據(jù)電壓。此定址過程可重復(fù)直至已載入顯示元件陣列150中的所有行的數(shù)據(jù)為止。在一些實(shí)施方案中，被選定進(jìn)行數(shù)據(jù)載入的行的序列為線性的，在顯示元件陣列150中從頂部進(jìn)行到底部。在一些其它實(shí)施方案中，所選定行的序列為偽隨機(jī)的，以減輕潛在的視覺偽影。且在一些其它實(shí)施方案中，定序按塊組織，其中對于塊，將圖像的某一部分的數(shù)據(jù)載入到顯示元件陣列150。舉例來說，序列可經(jīng)實(shí)施以按順序定址顯示元件陣列150的每隔五行。

在一些實(shí)施方案中，用于將圖像數(shù)據(jù)載入到顯示元件陣列150的定址過程與致動顯示元件的過程在時間上為分離的。在此實(shí)施方案中，顯示元件陣列150可包含用于每一顯示元件的數(shù)據(jù)存儲器元件，且控制矩陣可包含用于攜載來自共同驅(qū)動器138的觸發(fā)信號以根據(jù)存儲于存儲器元件中的數(shù)據(jù)起始顯示元件的同時致動的全局致動互連件。

在一些實(shí)施方案中，顯示元件陣列150及控制所述顯示元件的控制矩陣可以除矩形行及列以外的配置來布置。舉例來說，可按六方陣列或曲線行及列來布置顯示元件。

主機(jī)處理器122大體上控制主機(jī)裝置120的操作。舉例來說，主機(jī)處理器122可為用于控制便攜式電子裝置的通用或?qū)Ｓ锰幚砥鳌ｊP(guān)于包含于主機(jī)裝置120內(nèi)的顯示設(shè)備128，主機(jī)處理器122輸出圖像數(shù)據(jù)以及關(guān)于主機(jī)裝置120的額外數(shù)據(jù)。此種信息可包含：來自環(huán)境傳感器124的數(shù)據(jù)，例如環(huán)境光或溫度；關(guān)于主機(jī)裝置120的信息，包含(例如)主機(jī)的操作模式或主機(jī)裝置的電源中剩余的電量；關(guān)于圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容的信息；關(guān)于圖像數(shù)據(jù)的類型的信息；或用于顯示設(shè)備128的供選擇成像模式的指令。

在一些實(shí)施方案中，用戶輸入模塊126使得能夠直接地或經(jīng)由主機(jī)處理器122傳送用戶的個人偏好到控制器134。在一些實(shí)施方案中，用戶輸入模塊126通過軟件控制，在所述軟件中用戶輸入個人偏好，例如，色彩、對比度、功率、亮度、內(nèi)容及其它顯示設(shè)定及參數(shù)偏好。在一些其它實(shí)施方案中，用戶輸入模塊126由用戶在其中輸入個人偏好的硬件控制。在一些實(shí)施方案中，用戶可經(jīng)由語音命令、一或多個按鈕、開關(guān)或撥號盤或利用觸控能力輸入這些偏好。到控制器134的多個數(shù)據(jù)輸入引導(dǎo)控制器將數(shù)據(jù)提供到對應(yīng)于最佳成像特性的各種驅(qū)動器130、132、138及148。

也可包含環(huán)境傳感器模塊124來作為主機(jī)裝置120的部分。環(huán)境傳感器模塊124可能夠接收關(guān)于周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)，例如溫度及/或周圍照明狀況。傳感器模塊124可經(jīng)程式設(shè)計以(例如)區(qū)分裝置在室內(nèi)或辦公室環(huán)境中抑或在明亮日光中的戶外環(huán)境抑或在夜間室外環(huán)境操作。傳感器模塊124將此信息傳達(dá)到顯示器控制器134，使得控制器134可響應(yīng)于周圍環(huán)境而使檢視狀況最佳化。

圖2a及2b展示實(shí)例雙致動器快門組合件200的視圖。如描繪于圖2a中的雙致動器快門組合件200在打開狀態(tài)中。圖2b展示處于關(guān)閉狀態(tài)下的雙致動器快門組合件200?？扉T組合件200包含快門206的任一側(cè)上的致動器202及204。每一致動器202及204受獨(dú)立控制。第一致動器(快門打開致動器202)用以打開快門206。第二對置致動器(快門關(guān)閉致動器204)用以關(guān)閉快門206。致動器202及204中的每一者可實(shí)施為柔性梁電極致動器。致動器202及204通過大體上在平行于孔隙層207(快門懸浮于孔隙層之上)的平面中驅(qū)動快門206來打開及關(guān)閉快門206。通過附接于致動器202及204的錨定器208將快門206懸置于孔隙層207上方的短距離處。使致動器202及204沿快門的移動軸線附接于快門206的相對末端減少了快門206的平面外運(yùn)動，且將運(yùn)動大體上限制到平行于襯底(未描述)的平面。

在所描繪的實(shí)施方案中，快門206包含光可通過的兩個快門孔隙212?？紫秾?07包含一組三個孔隙209。在圖2a中，快門組合件200處于打開狀態(tài)中，且因而，快門打開致動器202已致動，快門關(guān)閉致動器204處于其松弛位置中，且快門孔隙212的中心線與孔隙層孔隙209中的兩個的中心線重合一致。在圖2b中，快門組合件200已移動到關(guān)閉狀態(tài)，且因而快門打開致動器202處于其松弛位置中，快門關(guān)閉致動器204已致動，且快門206的光阻擋部分現(xiàn)處于適當(dāng)位置中以阻擋光透射穿過孔隙209(描繪為點(diǎn)線)。

每一孔隙具有在其周邊周圍的至少一個邊緣。舉例來說，矩形孔隙209具有四個邊緣。在圓形、橢圓形、卵形或其它曲形孔隙形成于孔隙層207中的一些實(shí)施方案中，每一孔隙可具有單一邊緣。在一些其它實(shí)施方案中，孔隙不需要分開或在數(shù)學(xué)意義上不相交，而取而代之，可經(jīng)連接。即，雖然孔隙的部分或成形區(qū)段可維持與每一快門的對應(yīng)性，但這些區(qū)段中的若干者可經(jīng)連接以使得孔隙的單一連續(xù)周界由多個快門共享。

為了允許具有多種出射角的光通過處于打開狀態(tài)中的孔隙212及209，快門孔隙212的寬度或大小可經(jīng)設(shè)計成大于孔隙層207中的孔隙209的對應(yīng)寬度或大小。為了有效阻擋光在關(guān)閉狀態(tài)中逸出，快門206的光阻擋部分可經(jīng)設(shè)計以與孔隙209的邊緣重迭。圖2b展示在快門206中的光阻擋部分的邊緣與形成于孔隙層207中的孔隙209的邊緣之間的重迭部216，所述重迭部在一些實(shí)施方案中可經(jīng)預(yù)定義。

靜電致動器202及204經(jīng)設(shè)計使得其電壓位移行為對快門組合件200提供雙穩(wěn)態(tài)特性。對于快門打開及快門關(guān)閉致動器中的每一者，存在低于致動電壓的一系列電壓，其如果在那個致動器處于關(guān)閉狀態(tài)中(其中快門打開或關(guān)閉)時施加，則將保持致動器關(guān)閉及快門在適當(dāng)位置，甚至在將驅(qū)動電壓施加到對置致動器后亦然。與此反作用力相抵維持快門的位置所需的最小電壓被稱作維持電壓vm。

圖3展示實(shí)例顯示設(shè)備300的框圖。顯示設(shè)備300包含主機(jī)裝置302及顯示模塊304。主機(jī)裝置可為許多電子裝置(例如，便攜式電話、智能電話、手表、平板計算機(jī)、便攜式計算機(jī)、臺式計算機(jī)、電視、機(jī)頂盒、dvd或其它媒體播放器，或提供圖形輸出到顯示器的任何其它裝置)中的任一者。一般來說，主機(jī)裝置302充當(dāng)待顯示于顯示模塊304上的圖像數(shù)據(jù)的來源。

顯示模塊304進(jìn)一步包含控制邏輯306、幀緩沖器308、顯示元件陣列310、顯示驅(qū)動器312、背光314，及環(huán)境光傳感器350。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光傳感器可駐留在主機(jī)裝置302中。環(huán)境光傳感器可用以測量環(huán)境光水平并報告所測量環(huán)境光水平到控制邏輯306、主機(jī)裝置302或兩者。一般來說，控制邏輯306用以處理從主機(jī)裝置302接收的圖像數(shù)據(jù)，且控制顯示驅(qū)動器312、顯示元件陣列310及背光314以一起產(chǎn)生在圖像數(shù)據(jù)中編碼的圖像。下文關(guān)于圖4及5進(jìn)一步描述控制邏輯306的功能性。

在一些實(shí)施方案中，如圖3中所示，控制邏輯306的功能性在微處理器316與接口(i/f)芯片318之間劃分。在一些實(shí)施方案中，接口芯片318在集成電路邏輯裝置(例如特殊應(yīng)用集成電路(asic))中實(shí)施。在一些實(shí)施方案中，微處理器316經(jīng)配置以執(zhí)行控制邏輯306的圖像處理功能性中的所有或大體上所有。另外，微處理器316可經(jīng)配置以確定顯示模塊304的合適輸出序列以用以產(chǎn)生所接收圖像。舉例來說，微處理器316可經(jīng)配置以將包含于接收的圖像數(shù)據(jù)中的圖像幀轉(zhuǎn)換成一組圖像子幀，例如位平面。每一圖像子幀可與色彩及權(quán)重相關(guān)聯(lián)，并包含顯示元件陣列310中的顯示元件中的每一者的所要狀態(tài)?？刂七壿嬁山?jīng)配置以確定待顯示以產(chǎn)生給定圖像幀的圖像子幀的數(shù)目。微處理器316也可經(jīng)配置以確定顯示圖像子幀所按的次序及與實(shí)施圖像子幀中的每一者的適當(dāng)權(quán)重相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。在各種實(shí)施方案中，這些參數(shù)可包含每一相應(yīng)圖像子幀將被照明的持續(xù)時間及此照明的強(qiáng)度。這些參數(shù)(即，子幀的數(shù)目、其輸出的次序及時序，以及其針對每一子幀的權(quán)重實(shí)施參數(shù))可統(tǒng)稱為“輸出序列”。

在一些實(shí)施方案中，控制邏輯306可經(jīng)配置以從環(huán)境光傳感器350、主機(jī)裝置302或從兩者獲得環(huán)境光水平的指示，并調(diào)整用以顯示圖像幀的圖像子幀的數(shù)目。響應(yīng)于接收與相應(yīng)圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)，控制邏輯306可基于環(huán)境光水平的所獲得指示確定與圖像幀相關(guān)聯(lián)的每一色彩子場的單獨(dú)位深度值。控制邏輯306可經(jīng)配置以使用將環(huán)境光水平的范圍映射到多個色彩子場中的每一色彩子場的單獨(dú)位深度值的數(shù)據(jù)并基于所使用數(shù)據(jù)確定位深度值。每一色彩子場的所確定位深度值表示待產(chǎn)生用于那個色彩子場的圖像子幀的數(shù)目?？刂七壿?06可經(jīng)配置以產(chǎn)生等于相應(yīng)確定位深度值的每一色彩子場的圖像子幀的數(shù)目?；谒a(chǎn)生圖像子幀的總數(shù)，控制邏輯306可調(diào)整所產(chǎn)生圖像子幀的照明持續(xù)時間?？刂七壿?06可接著使所產(chǎn)生子幀根據(jù)相應(yīng)經(jīng)調(diào)整照明持續(xù)時間進(jìn)行顯示。在一些實(shí)施方案中，控制邏輯306可進(jìn)一步調(diào)整背光或前光強(qiáng)度以用于顯示所產(chǎn)生圖像子幀。

接口芯片318可經(jīng)配置以執(zhí)行顯示模塊304的更常規(guī)操作。所述操作可包含從幀緩沖器308檢索圖像子幀且響應(yīng)于所檢索圖像子幀及由微處理器316所確定的輸出序列而輸出控制信號到顯示驅(qū)動器312及背光314。幀緩沖器308可為例如dram、高速快取存儲器或快閃存儲器的任何易失性或非易失性集成電路存儲器(例如，幀緩沖器308可類似于圖7b中所示的幀緩沖器28)。在一些其它實(shí)施方案中，接口芯片318使幀緩沖器308將數(shù)據(jù)信號直接輸出到顯示驅(qū)動器312。

在一些其它實(shí)施方案中，將微處理器316及接口芯片318的功能性組合到單一邏輯裝置中，所述單一邏輯裝置可呈微處理器、asic、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯裝置的形式。舉例來說，微處理器316及接口芯片318的功能性可由圖7b中所示的處理器21來實(shí)施。在一些其它實(shí)施方案中，微處理器316及接口芯片318的功能性可以其它方式劃分在多個邏輯裝置之間，所述邏輯裝置包含一或多個微處理器、asic、fpga、數(shù)字信號處理器(dsp)或其它邏輯裝置。

顯示元件陣列310可包含可用于圖像形成的任何類型的顯示元件的陣列。在一些實(shí)施方案中，顯示元件可為ems光調(diào)制器。在一些這些實(shí)施方案中，顯示元件可為類似于圖2a或2b中所展示的那些光調(diào)制器的基于mems快門的光調(diào)制器。在一些其它實(shí)施方案中，顯示元件可為其它形式的光調(diào)制器，包含液晶光調(diào)制器、其它類型的基于ems的光調(diào)制器，或光發(fā)射器，例如oled發(fā)射器，其經(jīng)配置用于分時灰度圖像形成過程。

取決于用以控制顯示元件陣列310中的顯示元件的特定控制矩陣，顯示驅(qū)動器312可包含多種驅(qū)動器。在一些實(shí)施方案中，顯示驅(qū)動器312包含類似于掃描驅(qū)動器130的多個掃描驅(qū)動器、類似于數(shù)據(jù)驅(qū)動器132的多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器及類似于共同驅(qū)動器138的一組共同驅(qū)動器，以上所有皆展示于圖1b中。如上文所描述，掃描驅(qū)動器將寫入啟用電壓輸出到顯示元件的行，而數(shù)據(jù)驅(qū)動器沿顯示元件的列輸出數(shù)據(jù)信號。共同驅(qū)動器將信號輸出到多個行及多個列顯示元件中的顯示元件。

在一些實(shí)施方案中，尤其對于較大顯示模塊304，將用以控制顯示元件陣列310中的顯示元件的控制矩陣分為多個區(qū)域。舉例來說，將圖3中所示的顯示元件陣列310分段成四個象限。一組單獨(dú)的顯示驅(qū)動器312耦合到每一象限。以此方式將顯示器劃分成多個片段減少由顯示驅(qū)動器輸出的信號到達(dá)耦合到給定驅(qū)動器的最遠(yuǎn)顯示元件所需的傳播時間，藉此減少定址顯示器所需的時間。此分段還可降低所使用的驅(qū)動器的電力需求。其還可允許施加到顯示元件的致動電壓的單獨(dú)變化，例如以單獨(dú)地對抗由出現(xiàn)在那些象限中的相對運(yùn)動事件產(chǎn)生的在每一象限中經(jīng)歷的基于流體壓力變化的力。

在一些實(shí)施方案中，可在直觀透射式顯示器中利用顯示元件陣列中的顯示元件。在直觀透射式顯示器中，顯示元件(例如ems光調(diào)制器)選擇性地阻擋源自背光的光，所述背光由一或多個燈照明。這些顯示元件可在由(例如)玻璃制成的透明襯底上制造。在一些實(shí)施方案中，顯示驅(qū)動器312直接耦合到其上形成顯示元件的玻璃襯底。在這些實(shí)施方案中，驅(qū)動器是使用玻璃上芯片配置建置而成。在一些其它實(shí)施方案中，驅(qū)動器建置于單獨(dú)電路板上且驅(qū)動器的輸出是使用(例如)柔性電纜或其它布線而耦合到襯底。

背光314可包含光導(dǎo)、一或多個光源(例如，led)及光源驅(qū)動器。光源可包含多個原色(例如，紅色(r)、綠色(g)、藍(lán)色(b)，及在一些實(shí)施方案中白色(w))的光源。光源驅(qū)動器經(jīng)配置以將光源個別地驅(qū)動到多個離散光水平以允許實(shí)現(xiàn)背光中的照明灰度或內(nèi)容自適性背光控制(cabc)。光導(dǎo)將由光源輸出的光大體上均勻地在顯示元件陣列310下方分布。在一些其它實(shí)施方案中，例如，對于包含反射式顯示元件的顯示器，顯示設(shè)備300可包含前光或其它形式的光照，而非背光。這些替代光源的照明同樣可根據(jù)并入有內(nèi)容自適性控制特征的照明灰度過程來控制。為易于解釋，關(guān)于背光的使用描述本文中論述的顯示過程。然而，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將理解，這些過程也可經(jīng)調(diào)適用于前光或其它類似形式的顯示照明。

圖4展示適于用作(例如)圖3中所展示的顯示設(shè)備300中的控制邏輯306的實(shí)例控制邏輯400的框圖。更明確來說，圖4展示功能模塊的框圖，所述功能模塊在一些實(shí)施方案中是通過微處理器316執(zhí)行。每一功能模塊可被實(shí)施為呈存儲于有形計算機(jī)可讀媒體上的計算機(jī)可執(zhí)行指令形式的軟件，其可由微處理器316執(zhí)行。在一些實(shí)施方案中，功能模塊中的一或多者(或其部分)經(jīng)實(shí)施于集成電路邏輯(例如，asic或fpga)中。控制邏輯400包含輸入邏輯402、子場導(dǎo)出邏輯404、位深度選擇邏輯406、子幀產(chǎn)生邏輯408及輸出邏輯410。盡管在圖4中展示為獨(dú)立功能模塊，但在一些實(shí)施方案中，模塊中的兩者或兩者以上的功能性可組合為一或多個較大較全面的模塊或分解成較小較離散模塊。

輸入邏輯402經(jīng)配置以接收作為一串像素強(qiáng)度值的輸入圖像數(shù)據(jù)，且向控制邏輯400內(nèi)的其它模塊提供像素強(qiáng)度值。子場導(dǎo)出邏輯404可基于像素強(qiáng)度值導(dǎo)出色彩子場(例如紅色(r)、綠色(g)、藍(lán)色(b)、白色(w)、黃色(y)、青色(c)、洋紅色(m)或顯示模塊304的色域中的任何其它色彩)。位深度選擇邏輯406可基于環(huán)境光水平的指示確定色彩子場中的每一者的單獨(dú)位深度值。子幀產(chǎn)生邏輯408可基于相應(yīng)位深度值、輸出序列及像素強(qiáng)度值產(chǎn)生色彩子場中的每一者的子幀。輸出邏輯410可與其它邏輯組件中的一或多者協(xié)調(diào)以確定適合的輸出序列，且接著使用輸出序列來將子幀顯示在顯示器上。

位深度選擇邏輯406經(jīng)配置以使用環(huán)境光水平的指示作為輸入并提供多個色彩子場的位深度值作為輸出。在一些實(shí)施方案中，位深度選擇邏輯406可被實(shí)施為集成電路邏輯。在一些實(shí)施方案中，將環(huán)境光水平的范圍映射到每一色彩子場的單獨(dú)位深度值的數(shù)據(jù)可嵌入于集成電路邏輯內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，位深度值可存儲于集成電路邏輯的存儲器緩沖器內(nèi)。可使用一或多個比較器或其它邏輯運(yùn)算子實(shí)施環(huán)境光水平的范圍與相應(yīng)位深度值之間的映射。在一些實(shí)施方案中，位深度選擇邏輯406可被實(shí)施為包含可由微處理器316(圖3中展示)執(zhí)行的計算機(jī)可讀指令的軟件。將環(huán)境光水平的范圍映射到每一分量色彩子場的單獨(dú)位深度值的數(shù)據(jù)可存儲在微處理器316的快取存儲器中或與控制邏輯306相關(guān)聯(lián)的任何存儲器組件中。

在一些實(shí)施方案中，將環(huán)境光水平的范圍映射到每一色彩子場的單獨(dú)位深度值的數(shù)據(jù)包含單一查找表(lut)。在一些實(shí)施方案中，將環(huán)境光水平的范圍映射到每一色彩子場的單獨(dú)位深度值的數(shù)據(jù)包含多個lut且控制邏輯306經(jīng)配置以從多個lut中選擇lut以用于確定所述多個色彩子場的位深度值。在一些實(shí)施方案中，每一lut與位深度調(diào)適的水平相關(guān)聯(lián)。位深度調(diào)適的水平可有關(guān)于在lut之間的基于環(huán)境光狀況的變化減少位深度的積極性。在一些實(shí)施方案中，將環(huán)境光水平的范圍映射到每一色彩子場的單獨(dú)位深度值的數(shù)據(jù)可使用其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(除表以外)(例如樹、連結(jié)列表、其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其組合)來實(shí)施。

在一些實(shí)施方案中，當(dāng)由微處理器316執(zhí)行時，控制邏輯400的組件連同接口芯片318、顯示驅(qū)動器312及背光314(例如圖3中所展示的那些)一起用來實(shí)施用于在顯示器上產(chǎn)生圖像的方法，例如圖5中所展示的過程500。進(jìn)一步關(guān)于實(shí)施為過程500的部分的各種操作描述控制邏輯400的組件的功能性。

在一些實(shí)施方案中，控制邏輯400可基于環(huán)境光水平的指示確定用于產(chǎn)生圖像的圖像子幀的數(shù)目并使得顯示所述數(shù)目的圖像子幀。關(guān)于圖3、4及5描述用于確定并顯示與圖像幀相關(guān)聯(lián)的每一色彩子場的一數(shù)目個圖像子幀的過程的實(shí)施。

圖5展示顯示圖像幀的實(shí)例過程500的流程圖。在一些實(shí)施方案中，可通過控制邏輯400(圖4中所展示)執(zhí)行過程500。在一些實(shí)施方案中，過程500包含獲得環(huán)境光水平的指示(階段510)，獲得與圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)(階段520)，導(dǎo)出多個色彩子場(階段530)，選擇查找(lut)表(階段540)，基于環(huán)境光水平的所獲得指示及所選擇lut確定每一色彩子場的位深度值(階段550)，更新所導(dǎo)出色彩子場(階段560)，基于相應(yīng)位深度值產(chǎn)生每一經(jīng)更新色彩子場的一組圖像子幀(階段570)，及使所產(chǎn)生子幀被顯示(階段580)。

參看圖3、4及5，過程500包含獲得環(huán)境光水平的指示(階段510)。指示可由位深度選擇邏輯406從環(huán)境光傳感器350、主機(jī)裝置302或從兩者獲得。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光傳感器350可檢測環(huán)境光水平并報告所檢測環(huán)境光水平到位深度選擇邏輯406。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光傳感器350可周期性地報告所檢測環(huán)境光水平的指示。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光傳感器350可在檢測到環(huán)境狀況的實(shí)質(zhì)性改變后報告環(huán)境光水平的指示。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光傳感器350可經(jīng)配置以當(dāng)顯示裝置304或主機(jī)裝置302在給定設(shè)定模式中操作時報告環(huán)境光水平的指示到位深度選擇邏輯406。位深度選擇邏輯406可經(jīng)配置以存儲并使用環(huán)境光水平的所獲得指示直到獲得新的指示為止。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光水平的指示包含環(huán)境光水平值或環(huán)境光水平的范圍的指示。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光水平的指示包含周圍狀況模式(例如“戶外”、“室內(nèi)”、“明亮”、“正常”、“暗淡”其類似者或其組合)的指示。在一些實(shí)施方案中，周圍狀況模式可經(jīng)提供(例如，在設(shè)定的選項內(nèi))給操作主機(jī)裝置302的用戶以從其中選擇。在用戶選擇之后，選擇的指示可報告到位深度選擇邏輯406。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光傳感器350可經(jīng)配置以基于所檢測環(huán)境光水平而選擇周圍狀況模式，并發(fā)送所選擇模式的指示到位深度選擇邏輯406。

過程500包含獲得與圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像數(shù)據(jù)(階段520)。圖像數(shù)據(jù)可由輸入邏輯402獲得。通常，此圖像數(shù)據(jù)是由輸入邏輯402作為圖像幀中的每一像素的r、g及b分量的一串強(qiáng)度值而獲得。所述強(qiáng)度值通常作為二進(jìn)制數(shù)接收?？芍苯訌膱D像源(例如，從并入到顯示設(shè)備300中的電子存儲媒體)接收圖像數(shù)據(jù)。替代地，可從其中建置顯示設(shè)備300的主機(jī)裝置302接收圖像數(shù)據(jù)。

子場導(dǎo)出邏輯404可經(jīng)配置以導(dǎo)出用于顯示圖像幀的一組色彩子場(階段530)。在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)出的色彩子場可包含幀分量色彩(也稱作原色)，例如色彩r、g或b?？瑟?dú)立于與圖像幀相關(guān)聯(lián)的圖像內(nèi)容或數(shù)據(jù)而選擇分量色彩。在一些實(shí)施方案中，子場導(dǎo)出邏輯404可選擇額外子場色彩，其色彩為與其它色彩子場中的至少兩者相關(guān)聯(lián)的至少兩個色彩的復(fù)合。可基于待顯示的圖像幀或一或多個先前圖像幀的內(nèi)容而選擇復(fù)合色彩。舉例來說，子場產(chǎn)生邏輯504可選擇色彩(例如但不限于)：白色、黃色、青色、洋紅色，或顯示器色域內(nèi)的任何其它色彩作為復(fù)合色彩。在一些實(shí)施方案中，可獨(dú)立于圖像幀的內(nèi)容而選擇復(fù)合色彩。

在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)出所述組色彩子場可包含預(yù)處理所獲得圖像幀。舉例來說，在一些實(shí)施方案中，圖像數(shù)據(jù)包含多于或少于包含于顯示設(shè)備300中的像素的像素的色彩強(qiáng)度值。在這些情況下，輸入邏輯402、子場導(dǎo)出邏輯404，或并入到控制邏輯400中的其它邏輯可適當(dāng)將圖像數(shù)據(jù)按比例縮放到包含于顯示設(shè)備300中的像素數(shù)目。在一些實(shí)施方案中，接收在假定給定顯示器伽瑪?shù)那闆r下經(jīng)編碼的圖像幀數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方案中，如果檢測到此伽瑪編碼，則控制邏輯400內(nèi)的邏輯應(yīng)用伽瑪校正過程以調(diào)整像素強(qiáng)度值使其適合于顯示設(shè)備300的伽瑪。舉例來說，常?；诘湫鸵壕?lcd)顯示器的伽瑪編碼圖像數(shù)據(jù)。為了解決此常見伽瑪編碼，控制邏輯400可存儲伽瑪校正查找表(lut)，在給定一組lcd伽瑪編碼像素值時，控制邏輯可從所述表快速地檢索適當(dāng)強(qiáng)度值。在一些實(shí)施方案中，伽瑪校正lut包含具有每色彩16位分辨率的對應(yīng)rgb強(qiáng)度值，但可在其它實(shí)施方案中使用其它色彩分辨率。

在一些實(shí)施方案中，圖像幀預(yù)處理包含遞色階段。在一些實(shí)施方案中，去伽瑪(de-gamma)編碼圖像的過程產(chǎn)生每色彩16位的像素值，即使顯示設(shè)備300可能未針對顯示此大數(shù)目每色彩位而配置。遞色過程可幫助分布與將這些像素值向下轉(zhuǎn)換到顯示器可用的色彩分辨率(例如，每色彩4個、5個、6個或8個位)相關(guān)聯(lián)的任何量化誤差。

一旦選擇色彩子場，則子場產(chǎn)生邏輯404可為所有像素產(chǎn)生每一選定子場色彩的最初像素強(qiáng)度值。舉例來說，子場產(chǎn)生邏輯404可基于為x通道選定的像素強(qiáng)度值調(diào)整r、g及b子場色彩的像素強(qiáng)度值。舉例來說，如果選定的x通道色彩為白色，則子場產(chǎn)生邏輯404可選擇可同等地從r、g及b色彩像素強(qiáng)度值中的每一者減去的像素強(qiáng)度值，且將所述值指派為x通道像素強(qiáng)度值。舉例來說，如果像素的像素強(qiáng)度值為：r＝100，g＝200，且b＝155，則子場產(chǎn)生邏輯404可從每一色彩的像素強(qiáng)度值減去100，且將100指派為x通道的像素強(qiáng)度值。r、g及b色彩的所得經(jīng)調(diào)整的像素強(qiáng)度值將分別為0、100及55。在一些實(shí)施方案中，子場產(chǎn)生邏輯404可減去最高像素強(qiáng)度值的一分?jǐn)?shù)，所述分?jǐn)?shù)可同等地從r、g及b像素強(qiáng)度值中的每一者減去。舉例來說，繼續(xù)上文的實(shí)例，子場產(chǎn)生邏輯404可從每一色彩的像素強(qiáng)度值減去50(最高可能值的0.5倍)，從而導(dǎo)致像素強(qiáng)度值r＝50，g＝150，b＝105，且白色＝50。

位深度選擇邏輯406可基于用于確定所導(dǎo)出色彩子場中的每一者的位深度值的一或多個準(zhǔn)則從多個位深度lut中選擇位深度查找表(lut)(階段540)。位深度lut表示環(huán)境光水平范圍與色彩子場的相應(yīng)位深度值之間的映射。對于給定環(huán)境光水平范圍，單獨(dú)位深度值與每一色彩子場相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施方案中，位深度lut的選擇可是基于一或多個準(zhǔn)則，例如顯示裝置300或主機(jī)裝置302的電池電平、在主機(jī)裝置302上執(zhí)行的應(yīng)用、主機(jī)裝置302處的中央處理單元(cpu)性能的指示、用戶偏好、用戶模式、其類似者或其組合。在一些實(shí)施方案中，控制邏輯400使用單一位深度lut。在這些實(shí)施方案中，過程500不包含位深度lut選擇階段(階段540)。

位深度選擇邏輯406可基于環(huán)境光水平的所獲得指示及所選擇位深度lut針對每一色彩子場確定位深度值，或圖像子幀的數(shù)目(階段550)。詳言之，位深度選擇邏輯406可將環(huán)境光水平的所獲得指示映射到所選擇位深度lut中的環(huán)境光水平的相應(yīng)范圍。位深度選擇邏輯406可接著使用位深度lut中的用于環(huán)境光水平的相應(yīng)范圍的與每一色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值作為待針對那個色彩子場產(chǎn)生的圖像子幀的數(shù)目。關(guān)于圖6進(jìn)一步論述過程500的階段540及階段550。

圖6展示兩個實(shí)例位深度查找表(lut)610及620。在一些實(shí)施方案中，位深度lut610及620兩者包含五列。位深度lut610及620中的第一列包含多個環(huán)境光水平范圍，每一范圍對應(yīng)于環(huán)境光水平值(以勒克司計)的相應(yīng)數(shù)字區(qū)間。第二列包含針對每一環(huán)境光水平范圍的與r分量色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值。第三列包含針對每一環(huán)境光水平范圍的與g分量色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值。第四列包含針對每一環(huán)境光水平范圍的與b分量色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值。如本文中所提及的分量色彩子場可為與原色(例如r、g或b)相關(guān)聯(lián)的色彩子場。第五列包含針對每一環(huán)境光水平范圍的與復(fù)合色彩子場(在本文中也被稱作x通道)相關(guān)聯(lián)的位深度值。如表610及620中所說明，針對給定環(huán)境光范圍的與色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值可在色彩子場間不同。舉例來說，在表610的對應(yīng)于環(huán)境光水平范圍1000到9999勒克司的第三行中，色彩子場r、g、b及x通道分別經(jīng)指派位深度值6、7、5及4。

在一些實(shí)施方案中，跨環(huán)境光水平范圍的與每一分量色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值取決于與不同色彩(例如r、g或b)相關(guān)聯(lián)的相對明度系數(shù)。舉例來說，對于一些色域，與r、g及b色彩相關(guān)聯(lián)的相對明度系數(shù)分別為0.2126、0.7152及0.0722。根據(jù)位深度lut610及620，與r或g色彩子場相比，在b色彩子場(與最小相對明度系數(shù)相關(guān)聯(lián))中響應(yīng)于環(huán)境光水平的增加的位深度值的減少更積極。又，與g色彩子場相比，在r色彩子場(與第二小相對明度系數(shù)相關(guān)聯(lián))中響應(yīng)于環(huán)境光水平的增加的位深度值的減少更積極。通常，給定色彩子場的相對明度系數(shù)愈小，人類視覺系統(tǒng)(hvs)對與彼色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值的減少愈不敏感。如果權(quán)重例如由于內(nèi)容自適性背光控制(cabc)而指派給色彩子場，則相同權(quán)重可應(yīng)用于相應(yīng)相對明度系數(shù)且經(jīng)加權(quán)相對明度系數(shù)可接著用于產(chǎn)生位深度lut。

在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光范圍與多個分量色彩子場的相應(yīng)位深度值之間的映射取決于與分量色彩子場中的至少一些相關(guān)聯(lián)的光源的特性。舉例來說，就輸出光強(qiáng)度來說，不同色彩led對輸入電流的變化的響應(yīng)可在色彩led之間不同。對于rled，此響應(yīng)通常比g或bled的響應(yīng)更線性。因此，可通過減少rled的工作循環(huán)及將所減少時間(來自rled的工作循環(huán))指派到g或bled的工作循環(huán)而實(shí)現(xiàn)更多功率消耗減少。在位深度lut的一些實(shí)施方案中，與其它色彩子場相比，響應(yīng)于環(huán)境光水平的增加的位深度值的減少在r色彩子場中更顯著。

在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光范圍與多個色彩子場的相應(yīng)位深度值之間的映射取決于x通道的色彩及亮度。舉例來說，與當(dāng)x通道相對暗淡時相比，當(dāng)x通道為白色時，可對于r、g及b色彩子場使用位深度水平的更積極減少。

比較表610及620中的位深度值的類似行，可見到與表610相比，表620表示相對環(huán)境光水平的更積極位深度調(diào)適。即，與表610相比，表620說明響應(yīng)于高環(huán)境光水平的位深度值的更大減少。舉例來說，比較表610及620兩者中的第二行，lut620中的針對環(huán)境光水平范圍100到999勒克司的與r及b色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值小于位深度lut610中的相應(yīng)位深度值(針對環(huán)境光水平范圍100到999勒克司、與r及g色彩子場相關(guān)聯(lián))。又，在位深度lut620中，第三及第四行中的與r、g及b色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值與位深度lut610中的相應(yīng)位深度值相比較小。

在一些實(shí)施方案中，位深度lut中的值可經(jīng)選擇以對應(yīng)于欲響應(yīng)于環(huán)境狀況變化而實(shí)施的位深度調(diào)適的不同水平。舉例來說，不同位深度lut可適合于可于主機(jī)裝置302(圖3中展示)上執(zhí)行的不同類型應(yīng)用。舉例來說，與視頻或照片圖像應(yīng)用相比，對于文字應(yīng)用，可需要更積極的位深度調(diào)適。在一些實(shí)施方案中，可基于圖像幀色彩含量、主機(jī)裝置302的不同用戶模式、設(shè)定模式或電池電平而使用不同lut。舉例來說，當(dāng)顯示裝置300(圖3中展示)的電池的電量相對低時可使用位深度值的更積極減少。又，當(dāng)主機(jī)裝置302的用戶模式指示低功率模式時，可使用位深度值的更積極減少。然而，當(dāng)用戶偏好指示高色彩保真度偏好時，可使用位深度值的較不積極減少。在過程500的階段540(圖5中所展示)處，位深度選擇邏輯406可從主機(jī)裝置302獲得用戶模式、用戶偏好、電池電平、應(yīng)用類型、其類似者或其組合的一或多個指示，并基于所獲得指示選擇位深度lut。在一些實(shí)施方案中，減少位深度水平的積極性可取決于圖像幀的色彩組成。舉例來說，在主要具有r色彩的圖像幀中，更積極的位深度減少可應(yīng)用于g或b子場色彩。

在一些實(shí)施方案中，位深度lut選擇取決于復(fù)合色彩的色彩及亮度。舉例來說，與當(dāng)復(fù)合色彩為更飽和色彩時相比，當(dāng)復(fù)合色彩為白色時，可將位深度水平的更積極減少用于r、g及b分量色彩子場。相應(yīng)地，位深度選擇邏輯406(圖4中展示)可基于用以顯示圖像幀的x通道從多個lut中選擇一個lut。

考慮位深度lut610及620，位深度選擇邏輯406(圖4中展示)識別所選擇位深度lut610或620中對應(yīng)于環(huán)境光水平的所獲得指示的項(圖5中的過程500的階段550)。位深度選擇邏輯406可接著使用針對所確定范圍的與每一色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度值作為待針對那個色彩子場產(chǎn)生的圖像子幀的數(shù)目。舉例來說，如果在過程500的階段540處選擇位深度lut610且環(huán)境光水平的所獲得指示經(jīng)映射到位深度lut610的第三行中所展示的范圍1000到9999勒克司，則待針對色彩子場r、g、b及x通道產(chǎn)生的子幀的數(shù)目分別為6、7、5及4。

所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)了解位深度lut可以與圖6中所展示的實(shí)施不同的許多其它方式來實(shí)施。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光范圍可指環(huán)境水平值(例如以每平方公尺的流明(勒克司)計)的數(shù)字區(qū)間。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境水平范圍可指環(huán)境狀況，例如“戶外”、“室內(nèi)”、“暗淡”、“正?！?、“明亮”其類似者或其組合。由位深度選擇邏輯406(圖4中展示)使用的位深度lut的數(shù)目可為大于零的任何整數(shù)。色彩子場的數(shù)目可少于或大于四。又，環(huán)境水平的范圍的數(shù)目可少于或大于四。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光水平的范圍與與每一色彩子場相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)位深度值之間的映射可使用一或多個樹、連結(jié)列表或任何其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)施。在一些實(shí)施方案中，環(huán)境光水平的范圍與與每一色彩子場相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)位深度值之間的映射可使用集成電路來實(shí)施，所述集成電路響應(yīng)于指示環(huán)境光水平、環(huán)境水平范圍或環(huán)境狀況的輸入值產(chǎn)生與相應(yīng)組色彩子場相關(guān)聯(lián)的一組位深度值。

返回參看圖3、4、5及6，子幀產(chǎn)生邏輯408、子場導(dǎo)出邏輯404或控制邏輯400的任何其它邏輯組件可更新所導(dǎo)出色彩子場(階段560)。當(dāng)在階段550處確定的位深度值小于在階段530處導(dǎo)出的子場的那些位深度值時，在不進(jìn)行用于減少量化效果的任何其它處理情況下基于所確定位深度值顯示圖像可導(dǎo)致圖像偽影，例如條紋、平淡(flatness)或假輪廓現(xiàn)象。為減小由與一或多個色彩子場相關(guān)聯(lián)的子幀的數(shù)目減少產(chǎn)生的圖像質(zhì)量降級的可能，子場導(dǎo)出邏輯404及子幀產(chǎn)生邏輯406可重新計算圖像幀的色彩子場，應(yīng)用適合于每一色彩子場的剩余數(shù)目的子幀的遞色操作?？衫缤ㄟ^使用向量誤差擴(kuò)散在每一色彩子場內(nèi)或跨越多個色彩子場實(shí)行遞色。

在一些實(shí)施方案中，子場導(dǎo)出邏輯404可在遞色之前或之后實(shí)施內(nèi)容自適性背光控制(cabc)過程。cabc過程按比例縮小每一子場的光源輸出強(qiáng)度，同時基于子場中發(fā)現(xiàn)的最大強(qiáng)度值將像素強(qiáng)度值增加對應(yīng)數(shù)量。cabc過程可為無損或有損過程。

子幀產(chǎn)生邏輯408處理經(jīng)更新色彩子場以產(chǎn)生等于在階段550處針對那個相同色彩子場確定的相應(yīng)位深度值的每一色彩子場的一數(shù)目的圖像子幀(階段570)。每一子幀對應(yīng)于分時灰度圖像輸出序列中的特定時槽。子幀包含顯示器中的每一顯示元件針對那個時槽的所需狀態(tài)。在每一時槽中，顯示元件可采取非透射狀態(tài)或容許不同程度的光透射的一或多個狀態(tài)。在一些實(shí)施方案中，所產(chǎn)生的子幀包含圖3中所示的顯示元件陣列310中的每一顯示元件的不同狀態(tài)值。

在一些實(shí)施方案中，子幀產(chǎn)生邏輯408使用碼字查找表(lut)以產(chǎn)生子幀。在一些實(shí)施方案中，碼字lut存儲稱作碼字的二進(jìn)制值系列，所述二進(jìn)制值系列指示產(chǎn)生給定像素強(qiáng)度值的對應(yīng)顯示元件狀態(tài)系列。碼字中的每一數(shù)字的值指示顯示元件狀態(tài)(例如，亮或暗)且碼字中的數(shù)字的位置表示狀態(tài)所具有的權(quán)重。在一些實(shí)施方案中，將權(quán)重指派給碼字中的每一數(shù)字，以使得每一數(shù)字被指派了為前一數(shù)字的權(quán)重兩倍的權(quán)重。在一些其它實(shí)施方案中，可為碼字的多個數(shù)字指派同一權(quán)重。在一些其它實(shí)施方案中，每一數(shù)字被指派不同權(quán)重，但權(quán)重可能并非全部在數(shù)字間根據(jù)固定型樣增加。

為產(chǎn)生一組子幀，子幀產(chǎn)生邏輯408獲得用于色彩子場中的所有像素的碼字。子幀產(chǎn)生邏輯408可將用于子場中的一組像素的碼字中的相應(yīng)位置中的每一者中的數(shù)字一起聚集到子幀中。舉例來說，將每一像素的每一碼字的第一位置中的數(shù)字聚集到第一子幀中。將每一像素的每一碼字的第二位置中的數(shù)字聚集到第二子幀中，等等。子幀在產(chǎn)生后可存儲于圖3中所展示的幀緩沖器308中或發(fā)送到輸出邏輯410。

輸出邏輯410使所產(chǎn)生的子幀組被顯示(階段580)。輸出邏輯410可經(jīng)配置以控制到顯示設(shè)備300的組件的剩余部分的輸出信號以使得所產(chǎn)生圖像子幀被顯示。輸出信號包含指示顯示元件310的狀態(tài)值、用于驅(qū)動光源的電流或電壓值、用于驅(qū)動顯示元件的機(jī)電組件的電流或電壓值的信號，或其它信號?？紤]到所產(chǎn)生子幀組在數(shù)目方面少于在預(yù)處理之后(在減少位深度水平之前)與色彩子場相關(guān)聯(lián)的位深度水平，更多時間可用于顯示剩余子幀。相應(yīng)地，輸出邏輯410可增加剩余圖像子幀的照明持續(xù)時間以允許背光以較低強(qiáng)度照明。舉例來說，原本被分配以定址并照明被丟棄的圖像子幀的時間可經(jīng)分配到剩余圖像子幀的照明。時間可在相同色彩、所有色彩或可獲得最大效率(例如，具有最陡功率曲線的光源)的色彩的子幀當(dāng)中分布。此允許光源在相應(yīng)功率曲線上的更具功率效率的點(diǎn)處照明，從而減少電力消耗?？上鄬τ谑褂萌孔訋@示圖像的情況進(jìn)一步降低電力消耗，因為顯示器無需針對同樣多的子幀來花費(fèi)電力定址或啟動顯示器的顯示元件。

每一色彩子場的光源的照明強(qiáng)度可依據(jù)所檢測環(huán)境光水平而變。通常，所檢測環(huán)境光的更高水平使控制邏輯400控制光源以更高強(qiáng)度照明。然而，此強(qiáng)度可基于cabc過程的結(jié)果以及在階段550處確定的任何位深度減少的結(jié)果而降低。

圖7a及7b展示包含多個顯示元件的實(shí)例顯示裝置40的系統(tǒng)框圖。顯示裝置40可為(例如)智能手機(jī)、蜂窩式或移動電話。然而，顯示裝置40的相同組件或其輕微變化也說明各種類型的顯示裝置(例如，電視、計算機(jī)、平板計算機(jī)、電子閱讀器、手持型裝置及便攜式媒體裝置)。

顯示裝置40包含外殼41、顯示器30、天線43、揚(yáng)聲器45、輸入裝置48及麥克風(fēng)46。外殼41可由包含射出模制及真空成型的多種工藝中的任一者形成。另外，外殼41可由包含(但不限于)以下各者的多種材料中的任何者制成：塑料、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包含可移除部分(圖中未示)，其可與不同色彩或含有不同標(biāo)志、圖片或符號的其它可移除部分互換。

顯示器30可為如本文所描述的多種顯示器中的任一者，包含雙穩(wěn)態(tài)或模擬顯示器。顯示器30也可能能夠包含平板顯示器(例如，等離子、電致發(fā)光(el)顯示器、oled、超扭轉(zhuǎn)向列(stn)顯示器、lcd或薄膜晶體管(tft)lcd)，或非平板顯示器(例如，陰極射線管(crt)或其它管式裝置)。另外，如本文所描述的，顯示器30可包含基于機(jī)械光調(diào)制器的顯示器。

圖7b中示意性地說明顯示裝置40的組件。顯示裝置40包含外殼41，且可包含至少部分地圍封于其中的額外組件。舉例來說，顯示裝置40包含網(wǎng)絡(luò)接口27，所述網(wǎng)絡(luò)接口包含可耦合到收發(fā)器47的天線43。網(wǎng)絡(luò)接口27可為可顯示于顯示裝置40上的圖像數(shù)據(jù)的源。因此，網(wǎng)絡(luò)接口27為圖像源模塊的實(shí)例，但處理器21及輸入裝置48也可充當(dāng)圖像源模塊。收發(fā)器47連接到處理器21，處理器21連接到調(diào)節(jié)硬件52。調(diào)節(jié)硬件52可經(jīng)配置以調(diào)節(jié)信號(例如，濾波或以另外方式操縱信號)。調(diào)節(jié)硬件52可連接到揚(yáng)聲器45及麥克風(fēng)46。處理器21還可連接到輸入裝置48及驅(qū)動器控制器29。驅(qū)動器控制器29可耦合到幀緩沖器28，且耦合到陣列驅(qū)動器22，陣列驅(qū)動器22又可耦合到顯示陣列30。顯示裝置40中的一或多個元件(包含在圖7a中未特定描繪的元件)可能夠充當(dāng)存儲器裝置且能夠與處理器21通信。在一些實(shí)施方案中，電力供應(yīng)器50可將電力提供到特定顯示裝置40設(shè)計中的大體上所有組件。

網(wǎng)絡(luò)接口27包含天線43及收發(fā)器47以使得顯示裝置40可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與一或多個裝置通信。網(wǎng)絡(luò)接口27還可具有降低(例如)處理器21的數(shù)據(jù)處理要求的一些處理能力。天線43可傳輸及接收信號。在一些實(shí)施方案中，天線43根據(jù)ieee16.11標(biāo)準(zhǔn)中的任一者或ieee802.11標(biāo)準(zhǔn)中的任一者傳輸且接收rf信號。在一些其它實(shí)施方案中，天線43根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)傳輸并接收rf信號。在蜂窩式電話的情況下，天線43可經(jīng)設(shè)計以接收碼分多址接入(cdma)、頻分多址接入(fdma)、時分多址接入(tdma)、全球移動通信系統(tǒng)(gsm)、gsm/通用包無線電服務(wù)(gprs)、增強(qiáng)型數(shù)據(jù)gsm環(huán)境(edge)、陸上集群無線電(tetra)、寬帶cdma(w-cdma)、演進(jìn)數(shù)據(jù)最佳化(ev-do)、1xev-do、ev-do修訂a、ev-do修訂b、高速包存取(hspa)、高速下行鏈路包存取(hsdpa)、高速上行鏈路包存取(hsupa)、演進(jìn)型高速包存取(hspa+)、長期演進(jìn)(lte)、amps或用以在無線網(wǎng)絡(luò)(例如，利用3g、4g或5g技術(shù)或其進(jìn)一步實(shí)施的系統(tǒng))內(nèi)通信的其它已知信號。收發(fā)器47可預(yù)處理從天線43接收的信號，以使得所述信號可由處理器21接收及進(jìn)一步操縱。收發(fā)器47也可處理從處理器21接收的信號以使得所述信號可經(jīng)由天線43從顯示裝置40傳輸。

在一些實(shí)施方案中，收發(fā)器47可由接收器代替。此外，在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口27可由圖像源替換，圖像源可存儲或產(chǎn)生待發(fā)送到處理器21的圖像數(shù)據(jù)。處理器21可控制顯示裝置40的總體操作。處理器21接收來自網(wǎng)絡(luò)接口27或圖像源的數(shù)據(jù)，例如，經(jīng)壓縮的圖像數(shù)據(jù)，且將數(shù)據(jù)處理成原始圖像數(shù)據(jù)或處理成可易于處理成原始圖像數(shù)據(jù)的格式。處理器21可將經(jīng)處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動器控制器29或發(fā)送到幀緩沖器28以供存儲。原始數(shù)據(jù)通常指識別圖像內(nèi)的每一位置處的圖像特性的信息。舉例來說，這些圖像特性可包含色彩、飽和度及灰度階。

處理器21可包含微控制器、cpu或邏輯單元以控制顯示裝置40的操作。調(diào)節(jié)硬件52可包含用于將信號傳輸?shù)綋P(yáng)聲器45且用于從麥克風(fēng)46接收信號的放大器及濾波器。調(diào)節(jié)硬件52可為顯示裝置40內(nèi)的離散組件，或可并入于處理器21或其它組件內(nèi)。

驅(qū)動器控制器29可直接從處理器21抑或從幀緩沖器28處獲取由處理器21產(chǎn)生的原始圖像數(shù)據(jù)，且可適當(dāng)?shù)刂匦赂袷交鲈紙D像數(shù)據(jù)以用于高速傳輸?shù)疥嚵序?qū)動器22。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29可將原始圖像數(shù)據(jù)重新格式化為具有光柵狀格式的數(shù)據(jù)流，以使得其具有適合于跨越顯示陣列30掃描的時間次序。接著驅(qū)動控制器29將經(jīng)格式化的信息發(fā)送到陣列驅(qū)動器22。盡管驅(qū)動器控制器29常常作為獨(dú)立集成電路(ic)而與系統(tǒng)處理器21相關(guān)聯(lián)，但這些控制器可以許多方式來實(shí)施。舉例來說，控制器可作為硬件嵌入處理器21中、作為軟件嵌入處理器21中，或與陣列驅(qū)動器22一起完全整合于硬件中。

陣列驅(qū)動器22可從驅(qū)動器控制器29接收經(jīng)格式化的信息，且可將視頻數(shù)據(jù)重新格式化為一組平行的波形，所述組波形被每秒許多次地施加到來自顯示器的x-y顯示元件矩陣的數(shù)百且有時數(shù)千個(或更多)導(dǎo)線。在一些實(shí)施方案中，陣列驅(qū)動器22及顯示陣列30為顯示模塊的一部分。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22及顯示陣列30為顯示模塊的一部分。

在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29、陣列驅(qū)動器22及顯示陣列30適用于本文所描述的任何類型的顯示器。舉例來說，驅(qū)動器控制器29可為常規(guī)的顯示器控制器、雙穩(wěn)態(tài)顯示器控制器(例如機(jī)械光調(diào)制器顯示元件控制器)。另外，陣列驅(qū)動器22可為常規(guī)的驅(qū)動器或雙穩(wěn)態(tài)顯示驅(qū)動器(例如，機(jī)械光調(diào)制器顯示元件控制器)。此外，顯示陣列30可為常規(guī)顯示陣列或雙穩(wěn)態(tài)顯示陣列(例如，包含機(jī)械光調(diào)制器顯示元件陣列的顯示器)。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動器控制器29可與陣列驅(qū)動器22整合。此實(shí)施可適用于高度整合系統(tǒng)(例如，移動電話、便攜式電子裝置、手表或小面積顯示器)中。

在一些實(shí)施方案中，輸入裝置48可經(jīng)配置以允許(例如)用戶控制顯示裝置40的操作。輸入裝置48可包含小鍵盤(例如，qwerty鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關(guān)、搖臂、觸敏式屏幕、與顯示陣列30整合的觸敏式屏幕或壓敏或熱敏式膜。麥克風(fēng)46可經(jīng)配置作為用于顯示裝置40的輸入裝置。在一些實(shí)施方案中，經(jīng)由麥克風(fēng)46的話音命令可用于控制顯示裝置40的操作。此外，在一些實(shí)施方案中，話音命令可用于控制顯示器參數(shù)及設(shè)置。

電力供應(yīng)器50可包含各種能量存儲裝置。舉例來說，電力供應(yīng)器50可為可再充電電池，例如鎳鎘電池或鋰離子電池。在使用可再充電電池的實(shí)施方案中，可再充電電池可為可使用來自(例如)壁式插座或光伏打裝置或陣列的電力充電的?；蛘撸稍俪潆婋姵乜蔀榭蔁o線充電式。電力供應(yīng)器50也可為可再生能源、電容器或太陽能電池(包含塑料太陽能電池或太陽能電池漆)。電力供應(yīng)器50還可經(jīng)配置以從壁式插座接收電力。

在一些實(shí)施例中，控制可編程性駐留于可位于電子顯示系統(tǒng)中的若干處的驅(qū)動器控制器29中。在一些其它實(shí)施方案中，控制可編程性駐留于陣列驅(qū)動器22中。以上所描述的最佳化可實(shí)施于任何數(shù)目個硬件或軟件組件中且以各種配置來實(shí)施。

如本文中所使用，涉及項目的列表“中的至少一者”的片語指那些項目的任何組合，包含單一成員。作為實(shí)例，“a、b或c中的至少一者”意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。

結(jié)合本文所揭示的實(shí)施所描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊、電路及算法過程可實(shí)施為電子硬件、計算機(jī)軟件或兩者的組合。硬件與軟件的互換性已大體按功能性加以描述，且于上文所描述的各種說明性組件、塊、模塊、電路及過程中加以說明。以硬件抑或軟件實(shí)施此功能性取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束。

用于實(shí)施結(jié)合本文中所揭示的方面而描述的各種說明性邏輯、邏輯塊、模塊及電路的硬件及數(shù)據(jù)處理設(shè)備可通過通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、特殊應(yīng)用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或經(jīng)設(shè)計以執(zhí)行本文中所描述的功能的其任何組合來實(shí)施或執(zhí)行。通用處理器可為微處理器或任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器也可經(jīng)實(shí)施為計算裝置的組合，例如dsp與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合dsp核心的一或多個微處理器，或任何其它此配置。在一些實(shí)施方案中，特定過程及方法可由特定于給定功能的電路來執(zhí)行。

在一或多個方面中，所描述的功能可以硬件、數(shù)字電子電路、計算機(jī)軟件、固件(包含在此說明書中揭示的結(jié)構(gòu)及其結(jié)構(gòu)等效物)或其任何組合來實(shí)施。本說明書中所描述的標(biāo)的物的實(shí)施還可實(shí)施為編碼于計算機(jī)存儲媒體上的一或多個計算機(jī)程序(即，計算機(jī)程序指令的一或多個模塊)以供數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理設(shè)備的操作。

如果以軟件實(shí)施，則可將所述功能作為一或多個指令或代碼而存儲于計算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由計算機(jī)可讀媒體傳輸。本文中揭示的方法或算法的過程可實(shí)施于可駐留于計算機(jī)可讀媒體上的處理器可執(zhí)行軟件模塊中。計算機(jī)可讀媒體包含計算機(jī)存儲媒體及通信媒體(包含可經(jīng)啟用以將計算機(jī)程序從一處轉(zhuǎn)移到另一處的任何媒體)兩者。存儲媒體可為可由計算機(jī)存取的任何可用媒體。作為實(shí)例而非限制，此類計算機(jī)可讀媒體可包含ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盤存儲器、磁盤存儲器或其它磁性存儲裝置或可用以按指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式存儲所要代碼且可由計算機(jī)存取的任何其它媒體。此外，可將任何連接恰當(dāng)?shù)胤Q為計算機(jī)可讀媒體。如本文中所使用的磁盤及光盤包含緊密光盤(cd)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(dvd)、軟盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再生數(shù)據(jù)，而光盤用雷射以光學(xué)方式再生數(shù)據(jù)。以上的組合也應(yīng)包含于計算機(jī)可讀媒體的范疇內(nèi)。另外，方法或算法的操作可作為代碼及指令的一個或任何組合或集合存在于機(jī)器可讀媒體及計算機(jī)可讀媒體上，所述媒體可并入到計算機(jī)程序產(chǎn)品中。

本發(fā)明中所描述的實(shí)施的各種修改對于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說可為顯而易見的，且本文中所定義的一般原理可在不脫離本發(fā)明的精神或范疇的情況下應(yīng)用于其它實(shí)施。因此，權(quán)利要求書并不意欲限于本文中所展示的實(shí)施，而應(yīng)符合與本文所揭示的本發(fā)明、原理及新穎特征相一致的最廣泛范疇。

另外，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將易于了解，術(shù)語“上部”及“下部”有時用于易于描述諸圖，且指示對應(yīng)于在適當(dāng)定向的頁面上的圖的定向的相對位置，且可能不反映如所實(shí)施的任何裝置的適當(dāng)定向。

在單獨(dú)實(shí)施的情況下描述于本說明書中的某些特征還可在單一實(shí)施方案中以組合形式實(shí)施。相反，在單一實(shí)施的情況下所描述的各種特征還可分別在多個實(shí)施方案中或在任何合適的子組合中實(shí)施。此外，盡管上文可將特征描述為以某些組合起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張組合的一或多個特征在一些情況下可從所述組合刪除，且所主張組合可針對子組合或子組合的變化。

同樣，盡管在圖式中以特定次序來描繪操作，但不應(yīng)將此理解為需要以所展示的特定次序或以順序次序執(zhí)行這些操作，或執(zhí)行所有所說明操作以達(dá)成合乎需要的結(jié)果。此外，圖式可按流程圖的形式示意性地描繪一或多個實(shí)例過程。然而，未描繪的其它操作可并入于示意性說明的實(shí)例過程中。舉例來說，可在說明的操作中的任何者前、后、同時或之間執(zhí)行一或多個額外操作。在某些情形下，多任務(wù)及并行處理可為有利的。此外，不應(yīng)將在上文所描述的實(shí)施方案中的各種系統(tǒng)組件的分離理解為在所有實(shí)施方案中要求此分離，且應(yīng)理解，所描述程式組件及系統(tǒng)可大體上一起整合于單一軟件產(chǎn)品中或經(jīng)封裝到多個軟件產(chǎn)品中。另外，其它實(shí)施是在以下權(quán)利要求書的范疇內(nèi)。在一些情況下，權(quán)利要求書中所敘述的動作可以不同次序執(zhí)行且仍達(dá)成合乎需要的結(jié)果。