(57)【要約】  本開示は、周辺光条件に基づいてディスプレイの照明を制御するための、コンピュータ記憶媒体上に符号化されたコンピュータプログラムを含むシステム、方法、および装置を提供する。一態様では、ディスプレイデバイスは、ディスプレイと、ディスプレイに補助光を与えるように構成された補助光源とを含み得る。ディスプレイデバイスは、広範囲の方向からの周辺光の拡散照度を測定するように構成され、かつ比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度を測定するように構成されたセンサーシステムをさらに含み得る。ディスプレイデバイスは、ある量の補助光をディスプレイに与えるように補助光源を調整するように構成されたコントローラをさらに含み得る。補助光の量は、周辺光の測定された有向照度と測定された拡散照度とに少なくとも部分的に基づくことができる。
2015503113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイと、
前記ディスプレイに補助光を与えるように構成された補助光源と、
広範囲の方向からの周辺光の拡散照度、および
比較的狭い範囲の方向からの前記周辺光の有向照度
を測定するように構成されたセンサーシステムと、
前記周辺光の測定された前記有向照度および測定された前記拡散照度に少なくとも部分的に基づく補助光の量を前記ディスプレイに与えるために、前記補助光源を調整するように構成された、前記センサーシステムと通信しているコントローラと、
を備えることを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記ディスプレイが反射型ディスプレイを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記反射型ディスプレイが干渉変調器を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記センサーシステムが、少なくとも２方向からの周辺光を感知するように構成された少なくとも１つのセンサーを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンサーが、前記拡散照度を測定するように構成された拡散光センサーと、前記有向照度を測定するように構成された有向光センサーとを含むことを特徴とする請求項４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセンサーが複数の有向光センサーを含み、各有向光センサーが、一方向周りの立体角内で受けた前記周辺光の照度を測定するように構成され、前記立体角が、実質的に２πステラジアン未満であることを特徴とする請求項４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記コントローラが、測定された前記拡散照度に対する測定された前記有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記コントローラが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記コントローラが、有向周辺光源への方向に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１０】
前記有向周辺光源への前記方向が、前記センサーシステムによって測定された前記有向照度と前記拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて決定されることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１１】
前記コントローラが、閲覧者のロケーションに少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたドライバコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像ソースモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１５に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１７】
入力データを受信して、前記プロセッサに前記入力データを伝達するように構成された入力デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１８】
ディスプレイと、
補助光源と、
広範囲の方向からの周辺光の拡散照度を測定するように構成され、かつ比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度を測定するように構成された周辺光を感知するための手段と、
前記周辺光の測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成された、周辺光を感知するための前記手段と通信しているコントローラと、
を備えることを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項１９】
前記ディスプレイが反射型ディスプレイを含むことを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２０】
前記反射型ディスプレイが干渉変調器を含むことを特徴とする請求項１９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２１】
前記補助光源がフロントライトを含むことを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２２】
周辺光を感知するための前記手段が、少なくとも２方向からの周辺光を感知するように構成された少なくとも１つのセンサーを含むことを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのセンサーが、前記拡散照度を測定するように構成された拡散光センサーと、前記有向照度を測定するように構成された有向光センサーとを含むことを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのセンサーが複数の有向光センサーを含み、各有向光センサーが、一方向周りの立体角内で受けた前記周辺光の照度を測定するように構成され、前記立体角が、実質的に、２πステラジアン未満であることを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２５】
前記コントローラが、測定された前記拡散照度に対する測定された前記有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２６】
前記コントローラが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２７】
前記コントローラが、有向周辺光源への方向に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２８】
前記コントローラが、閲覧者のロケーションに基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項２７に記載のディスプレイデバイス。
【請求項２９】
ディスプレイに補助光を与えるように構成された補助光源を有し、拡散光センサーと有向光センサーとを有するディスプレイデバイスのディスプレイの照明を制御する方法であって、
広範囲の方向からの周辺光の拡散照度を、前記拡散光センサーを介して測定するステップと、
比較的狭い範囲の方向からの前記周辺光の有向照度を、前記有向光センサーを介して測定するステップと、
前記周辺光の測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて、前記補助光源をハードウェアプロセッサによる命令の実行を介して調整するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記補助光源を調整するステップが、測定された前記拡散照度に対する測定された前記有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するステップを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記補助光源を調整するステップが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するステップを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記補助光源を調整するステップが、有向周辺光源への方向に基づくことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記補助光源を調整するステップが、閲覧者のロケーションに基づくことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
ディスプレイデバイスのディスプレイの照明を制御するための命令を記憶された非一時的有形コンピュータ記憶媒体であって、前記命令が、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムに、
比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度の測定値をコンピュータ可読媒体から受信するステップと、
広範囲の方向からの周辺光の拡散照度の測定値をコンピュータ可読媒体から受信するステップと、
前記周辺光の前記有向照度の前記測定値と前記拡散照度の前記測定値とに少なくとも部分的に基づいて追加の照明条件を決定するステップと、
前記ディスプレイに光を与えるように構成された光源に対する前記追加の照明条件に少なくとも部分的に基づいて照明の調整値を送信するステップと、
を含む動作を実行させることを特徴とする非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項３５】
周辺光の前記拡散照度を受信するステップが、異なる方向に対する複数の有向照度を受信するステップを含むことを特徴とする請求項３４に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項３６】
追加の照明条件を決定するステップが、拡散照度を、前記拡散照度に対する有向照度の比と相関付ける参照用テーブルにアクセスするステップを含むことを特徴とする請求項３４に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項３７】
追加の照明条件を決定するステップが、拡散照度を、前記拡散照度に対する有向照度の比と相関付ける式にアクセスするステップを含むことを特徴とする請求項３４に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項３８】
追加の照明条件を決定するステップが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づく式にアクセスするステップを含むことを特徴とする請求項３４に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、周辺照明条件に基づいてディスプレイの照明を制御するデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機械システムは、電気的および機械的要素と、アクチュエータと、トランスデューサと、センサーと、光学的構成要素（たとえば、ミラー）と、電子回路とを有するデバイスを含む。電気機械システムは、限定はしないが、マイクロスケールおよびナノスケールを含む、様々なスケールで製造され得る。たとえば、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、約１ミクロンから数百ミクロン以上に及ぶサイズを有する構造を含むことができる。ナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ：ｎａｎｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）デバイスは、たとえば、数百ナノメートルよりも小さいサイズを含む、１ミクロンよりも小さいサイズを有する構造を含むことができる。電気および電気機械デバイスを形成するために、堆積、エッチング、リソグラフィを使用して、ならびに／あるいは、基板および／または堆積された材料層の部分をエッチング除去するかまたは層を追加する、他の微細加工プロセスを使用して、電気機械要素が作成され得る。
【０００３】
１つのタイプの電気機械システムデバイスは干渉変調器（ＩＭＯＤ：ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と呼ばれる。本明細書で使用する干渉変調器または干渉光変調器という用語は、光学干渉の原理を使用して光を選択的に吸収および／または反射するデバイスを指す。いくつかの実施態様では、干渉変調器は伝導性プレートのペアを含み得、そのペアの一方または両方は、全体的にまたは部分的に、透明でおよび／または反射性であり、適切な電気信号の印加時の相対運動が可能であり得る。一実施態様では、一方のプレートは、基板上に堆積された固定層を含み得、他方のプレートは、エアギャップによって固定層から分離された反射膜を含み得る。別のプレートに対するあるプレートの位置は、干渉変調器に入射する光の光学干渉を変化させることがある。干渉変調器デバイスは、広範囲の適用例を有しており、特にディスプレイ能力がある製品の場合、既存の製品を改善し、新しい製品を作成する際に使用されることが予期される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
干渉変調器および従来の液晶素子は、光源として周辺光を使用し得る反射型または半透過型ディスプレイに導入され得る。センサーは、周辺光の照度を検出し得、それに応じて補助光源を調整し得る。しかしながら、ディスプレイ上に表示される画像は、全照度によるばかりでなく、周辺光の方向によっても影響を受けることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示のシステム、方法およびデバイスは、それぞれいくつかの発明的態様を有し、それらのうちの単一の態様だけが、本明細書で開示する望ましい属性に関与するとは限らない。
【０００６】
本開示で説明する主題の１つの発明的態様は、ディスプレイデバイスにおいて実施され得る。たとえば、ディスプレイデバイスは、ディスプレイと、補助光源と、センサーシステムと、コントローラとを含み得る。補助光源は、ディスプレイに補助光を与えるように構成され得る。センサーシステムは、広範囲の方向からの周辺光の拡散照度（ｄｉｆｆｕｓｅ  ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を測定するように構成され得る。センサーシステムはまた、比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）を測定するように構成され得る。コントローラは、センサーシステムと通信することができ、ある量の補助光をディスプレイに与えるように補助光源を調整するように構成され得る。補助光の量は、周辺光の測定された有向照度と測定された拡散照度とに少なくとも部分的に基づくことができる。
【０００７】
様々な実装形態では、ディスプレイデバイスは、たとえば、干渉変調器を有する反射型ディスプレイを含み得る。いくつかの実装形態では、センサーシステムは、少なくとも２方向からの周辺光を感知するように構成された少なくとも１つのセンサーを含み得る。たとえば、少なくとも１つのセンサーは、拡散照度を測定するように構成された拡散光センサーと、有向照度を測定するように構成された有向光センサーとを含み得る。別の例として、少なくとも１つのセンサーが、複数の有向光センサーを含み得る。これらのそのような実装形態では、各有向光センサーは、一方向周りの立体角内で受けた周辺光の照度を測定するように構成され得る。立体角は、実質的に、２πステラジアン未満であり得る。
【０００８】
ディスプレイデバイスの様々な実装形態では、コントローラは、測定された拡散照度に対する測定された有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて補助光源を調整するように構成され得る。いくつかの実装形態では、コントローラは、測定された有向照度と測定された拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて補助光源を調整するように構成され得る。さらに、コントローラは、有向周辺光源への方向に基づいて、および／または閲覧者のロケーションに少なくとも部分的に基づいて補助光源を調整するように構成され得る。有向周辺光源への方向は、センサーシステムによって測定された有向照度と拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて決定され得る。
【０００９】
いくつかの実装形態では、ディスプレイデバイスはまた、たとえば、画像データを処理するためのプロセッサと、メモリデバイスとを含み得る。プロセッサはディスプレイと通信するように構成され得、メモリデバイスはプロセッサと通信するように構成され得る。ディスプレイデバイスのいくつかの実装形態は、ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに含み得る。ディスプレイデバイスはまた、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたドライバコントローラを含み得る。加えて、ディスプレイデバイスは、プロセッサに画像データを送信するように構成された画像ソースモジュールを含み得る。画像ソースモジュールは、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含み得る。さらに、ディスプレイデバイスは、入力データを受信し、プロセッサに入力データを伝達するように構成された入力デバイスを含み得る。
【００１０】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、画像を表示するための手段と、画像を表示するための手段に補助光を与えるための手段と、周辺光を感知するための手段と、補助光を与えるための手段を制御するための手段とを含むディスプレイデバイス内に実装され得る。周辺光を感知するための手段は、広範囲の方向からの周辺光の拡散照度を測定するように構成され得、かつ比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度を測定するように構成され得る。補助光を与えるための手段を制御するための手段は、周辺光の測定された有向照度と測定された拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて、補助光を与えるための手段を調整するように構成され得る。
【００１１】
ディスプレイデバイスの様々な実装形態では、画像を表示するための手段は、反射型ディスプレイを含む。反射型ディスプレイは、干渉変調器を含み得る。いくつかの実施態様では、補助光を与えるための手段は、フロントライトを含み得る。いくつかの実装形態では、周辺光を感知するための手段は、少なくとも２方向からの周辺光を感知するように構成された少なくとも１つのセンサーを含み得る。たとえば、少なくとも１つのセンサーは、拡散照度を測定するように構成された拡散光センサーと、有向照度を測定するように構成された有向光センサーとを含み得る。別の例として、少なくとも１つのセンサーが、複数の有向光センサーを含み得る。これらの例における各有向光センサーは、一方向周りの立体角内で受けた周辺光の照度を測定するように構成され得る。立体角は、実質的に、２πステラジアン未満であり得る。
【００１２】
いくつかの実装形態では、補助光を与えるための手段を制御するための手段は、測定された拡散照度に対する測定された有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて、補助光を与えるための手段を調整するように構成され得る。いくつかの実装形態では、補助光を与えるための手段を制御するための手段は、測定された有向照度と測定された拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて、補助光を与えるための手段を調整するように構成され得る。補助光を与えるための手段を制御するための手段は、さらに、有向周辺光源への方向に基づいて、および／または閲覧者のロケーションに基づいて、補助光を与えるための手段を調整するように構成され得る。
【００１３】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、ディスプレイデバイスのディスプレイの照明を制御する方法において実施され得る。ディスプレイデバイスは、ディスプレイに補助光を与えるように構成された補助光源を有し得る。ディスプレイデバイスは、拡散光センサーと有向光センサーとを有し得る。一例として、方法は、広範囲の方向からの周辺光の拡散照度を測定するステップと、比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度を測定するステップと、周辺光の測定された有向照度と測定された拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて補助光源を調整するステップとを含み得る。広範囲の方向からの拡散照度を測定するステップは、たとえば、拡散光センサーによるものであってよい。比較的狭い範囲の方向からの有向照度を測定するステップは、たとえば、有向光センサーによるものであってよい。調整するステップは、たとえば、ハードウェアプロセッサによる命令の実行によるものであってよい。いくつかの実装形態では、補助光源を調整するステップは、測定された拡散照度に対する測定された有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて補助光源を調整するステップを含み得る。いくつかの実装形態では、補助光源を調整するステップは、測定された有向照度と測定された拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて補助光源を調整するステップを含み得る。いくつかの実装形態では、補助光源を調整するステップは、有向周辺光源への方向に基づくもの、および／または閲覧者のロケーションに基づくものであってよい。
【００１４】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、ディスプレイデバイスの照明を制御するための命令を記憶された非一時的有形コンピュータ記憶媒体の中で実施され得る。この命令は、コンピューティングシステムによって実行されると、コンピューティングシステムに動作を実行させ得る。一例として、動作は、比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度の測定値をコンピュータ可読媒体から受信するステップと、広範囲の方向からの周辺光の拡散照度の測定値をコンピュータ可読媒体から受信するステップと、周辺光の有向照度の測定値と拡散照度の測定値とに少なくとも部分的に基づいて追加の照明条件を決定するステップとを含み得る。動作は、さらに、ディスプレイに光を与えるように構成された光源に対する追加の照明条件に少なくとも部分的に基づいて、照明の調整値を送信するステップを含み得る。
【００１５】
非一時的有形コンピュータ記憶媒体のいくつかの実装形態では、周辺光の拡散照度を受信するステップは、異なる方向に対する複数の有向照度を受信するステップを含み得る。また、いくつかの実装形態では、追加の照明条件を決定するステップは、拡散照度を、拡散照度に対する有向照度の比と相関付ける参照用テーブルにアクセスするステップを含み得る。いくつかの他の実装形態では、追加の照明条件を決定するステップは、拡散照度を、拡散照度に対する有向照度の比と相関付ける式にアクセスするステップを含み得る。追加として、いくつかの実装形態では、追加の照明条件を決定するステップは、測定された有向照度と測定された拡散照度との和に少なくとも部分的に基づく式にアクセスするステップを含み得る。
【００１６】
本明細書で説明する主題の１つまたは複数の実施態様の詳細が、添付の図面および以下の説明において示されている。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す図である。
【図２】３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示す図である。
【図３】図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す図である。
【図４】様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例を示す図である。
【図５Ａ】図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示す図である。
【図６Ａ】図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例を示す図である。
【図６Ｂ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図である。
【図６Ｃ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図である。
【図６Ｄ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図である。
【図６Ｅ】干渉変調器の異なる実施態様の断面図の一例を示す図である。
【図７】干渉変調器のための製造プロセスを示す流れ図の一例を示す図である。
【図８Ａ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図である。
【図８Ｂ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図である。
【図８Ｃ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図である。
【図８Ｄ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図である。
【図８Ｅ】干渉変調器を製作する方法における様々な段階の断面概略図の一例を示す図である。
【図９Ａ】ディスプレイ面上の鏡面反射の一例を示す図である。
【図９Ｂ】ディスプレイ面上のランバート反射の一例を示す図である。
【図９Ｃ】拡散照明で照明された反射型ディスプレイ面の一例を示す図である。
【図９Ｄ】鏡面反射とランバート反射との中間の反射の一例を示す図である。
【図１０】閲覧者の上の高角度における有向照明（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ）の一例を示す図である。
【図１１】たとえば、高ゲイン、低ゲイン、およびランバート特性を有するディスプレイの、鏡面反射方向からのビューアングルの関数としての、ディスプレイの明るさのグラフ図である。
【図１２】ディスプレイデバイスの例示的な実装形態を示す図である。
【図１３Ａ】拡散光センサーと有向光センサーとを含む例示的なセンサーシステムを示す図である。
【図１３Ｂ】例示的な有向光センサーに対する受光角θａｃｃの一例を示す図である。
【図１３Ｃ】複数の有向光センサーを含む例示的なセンサーシステムを示す図である。
【図１３Ｄ】単一の有向光センサーを含む例示的なセンサーシステムを示す図である。
【図１４Ａ】例示的なディスプレイデバイスに対する例示的な実験結果と例示的な照明モデルとを示す図である。
【図１４Ｂ】フロントライト源を使用しない反射型ディスプレイデバイスと比較して、比較的明るく見える例示的な反射型ディスプレイデバイスに対する例示的な実験結果と例示的な照明モデルとを示す図である。
【図１５Ａ】ディスプレイデバイスに追加するための補助光の量を決定するために、いくつかの実装形態で使用され得る例示的な参照用テーブルを示す図である。
【図１５Ｂ】ゲインを有するディスプレイデバイスに対する鏡面反射方向からのビューアングルの関数として、（任意単位における）相対強度のグラフ図である。
【図１６】発光型（ｅｍｉｓｓｉｖｅ）ディスプレイデバイスに対する２つの例示的な照明モデルを示す図である。
【図１７Ａ】ディスプレイの照明を制御する例示的な方法を示す図である。
【図１７Ｂ】ディスプレイの照明を制御する別の例示的な方法を示す図である。
【図１８Ａ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の例を示す図である。
【図１８Ｂ】複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイスを示すシステムブロック図の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
様々な図面中の同様の参照番号および名称は同様の要素を示す。
【００１９】
以下の詳細な説明は、発明的態様について説明する目的で、いくつかの実施態様を対象とする。しかしながら、本明細書の教示は、多数の異なる方法で適用され得る。説明する実施態様は、動いていようと（たとえば、ビデオ）、静止していようと（たとえば、静止画像）、およびテキストであろうと、グラフィックであろうと、絵であろうと、画像を表示するように構成された任意のデバイスにおいて実施され得る。より具体的には、実施態様は、限定はしないが、携帯電話、マルチメディアインターネット対応セルラー電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、タブレット、プリンタ、コピー機、スキャナ、ファクシミリデバイス、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算器、テレビジョンモニタ、フラットパネルディスプレイ、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、コンピュータモニタ、自動車ディスプレイ（たとえば、オドメータディスプレイなど）、コックピットコントロールおよび／またはディスプレイ、カメラビューディスプレイ（たとえば、車両における後部ビューカメラのディスプレイ）、電子写真、電子ビルボードまたは標示、プロジェクタ、アーキテクチャ構造物、電子レンジ、冷蔵庫、ステレオシステム、カセットレコーダーまたはプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ＶＣＲ、ラジオ、ポータブルメモリチップ、洗濯機、乾燥機、洗濯機／乾燥機、パーキングメーター、パッケージング（たとえば、電気機械システム（ＥＭＳ）、ＭＥＭＳおよび非ＭＥＭＳ）、審美構造物（たとえば、１つの宝飾品上の画像のディスプレイ）、ならびに様々な電気機械システムデバイスなど、様々な電子デバイス中に実施されるかまたはそれらに関連付けられ得ると考えられる。また、本明細書の教示は、限定はしないが、電子スイッチングデバイス、無線周波フィルタ、センサー、加速度計、ジャイロスコープ、運動感知デバイス、磁力計、コンシューマーエレクトロニクスのための慣性構成要素、コンシューマーエレクトロニクス製品の部品、バラクタ、液晶デバイス、電気泳動デバイス、駆動方式、製造プロセス、および電子テスト機器など、非ディスプレイ適用例において使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実施態様に限定されるものではなく、代わりに、当業者に直ちに明らかになるであろう広い適用性を有する。
【００２０】
いくつかの実装形態では、ディスプレイデバイスは、空間光変調要素（たとえば、干渉変調器）など、ディスプレイと複数のディスプレイ要素とを使用して製作され得る。ディスプレイデバイスは、ディスプレイ上に表示される画像が周辺光の方向および／または照度による影響を受け得るように、光源として周辺光を使用し得る。ディスプレイ要素のうちの少なくとも一部分に照明を与えるために補助光源を使用することによって、表示される画像は、いくつかの照明条件のもとでより明るくなり得る。様々な実施態様のディスプレイデバイスは、広範囲の方向からの周辺光の拡散照度を測定するため、および／または比較的狭い範囲の方向からの周辺光の有向照度を測定するためのセンサーシステムを含み得る。ディスプレイデバイスのコントローラは、測定された有向照度および／または拡散照度に少なくとも部分的に基づいて、ディスプレイ要素のうちの少なくとも一部分に（たとえば、周辺光条件を超える）追加の照明を与えるために、補助光源を調節し得る。
【００２１】
本開示で説明する主題の特定の実施態様は、以下の潜在的な利点のうちの１つまたは複数を実現するために使用され得る。たとえば、様々な実装形態は、ディスプレイ上により明るい画像を与えるように構成される。ディスプレイデバイスは、周辺光の拡散照度および／または有向照度に少なくとも部分的に基づいて、もしあれば、どれだけの追加の照明がディスプレイデバイスに追加され得るかを判断することができる。様々な実装形態では、ディスプレイデバイスはまた、周辺光の方向に基づいて、どれだけの追加の照明が追加され得るかを判断することができる。さらなる実装形態では、ディスプレイデバイスは、デバイスの閲覧者の測定、仮定、または推定されたロケーションに基づいて、どれだけの追加の照明が追加され得るかを判断することができる。様々な実装形態はまた、ディスプレイデバイスの電力使用および明るさの最適化を可能にし得、エネルギー効率が高いデバイスを提供することができる。
【００２２】
説明する実施態様が適用され得る好適なＥＭＳまたはＭＥＭＳデバイスの一例は、反射型ディスプレイデバイスである。反射型ディスプレイデバイスは、光学干渉の原理を使用してそれに入射する光を選択的に吸収および／または反射するために干渉変調器（ＩＭＯＤ）を組み込むことができる。ＩＭＯＤは、吸収器、吸収器に対して可動である反射体、ならびに吸収器と反射体との間に画定された光共振キャビティを含むことができる。反射体は、２つ以上の異なる位置に移動され得、これは、光共振キャビティのサイズを変化させ、それにより干渉変調器の反射率に影響を及ぼすことがある。ＩＭＯＤの反射スペクトルは、かなり広いスペクトルバンドをもたらすことができ、そのスペクトルバンドは、異なる色を生成するために可視波長にわたってシフトされ得る。スペクトルバンドの位置は、光共振キャビティの厚さを変更することによって、すなわち、反射体の位置を変更することによって調節され得る。
【００２３】
図１は、干渉変調器（ＩＭＯＤ）ディスプレイデバイスの一連のピクセル中の２つの隣接ピクセルを示す等角図の一例を示す。ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、１つまたは複数の干渉ＭＥＭＳディスプレイ要素を含む。これらのデバイスでは、ＭＥＭＳディスプレイ要素のピクセルが、明状態または暗状態のいずれかにあることがある。明（「緩和」、「開」または「オン」）状態では、ディスプレイ要素は、たとえば、ユーザに、入射可視光の大部分を反射する。逆に、暗（「作動」、「閉」または「オフ」）状態では、ディスプレイ要素は入射可視光をほとんど反射しない。いくつかの実施態様では、オン状態の光反射特性とオフ状態の光反射特性は逆にされ得る。ＭＥＭＳピクセルは、黒および白に加えて、主に、カラーディスプレイを可能にする特定の波長において、反射するように構成され得る。
【００２４】
ＩＭＯＤディスプレイデバイスは、ＩＭＯＤの行／列アレイを含むことができる。各ＩＭＯＤは、（光ギャップまたはキャビティとも呼ばれる）エアギャップを形成するように互いから可変で制御可能な距離をおいて配置された反射層のペア、すなわち、可動反射層と固定部分反射層とを含むことができる。可動反射層は、少なくとも２つの位置の間で移動され得る。第１の位置、すなわち、緩和位置では、可動反射層は、固定部分反射層から比較的大きい距離をおいて配置され得る。第２の位置、すなわち、作動位置では、可動反射層は、部分反射層により近接して配置され得る。それら２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に応じて、強め合うようにまたは弱め合うように干渉し、各ピクセルについて全反射状態または無反射状態のいずれかを引き起こすことがある。いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに反射状態にあり、可視スペクトル内の光を反射し得、また、作動していないときに暗状態にあり、可視範囲外の光（たとえば、赤外光）を反射し得る。ただし、いくつかの他の実施態様では、ＩＭＯＤは、作動していないときに暗状態にあり、作動しているときに反射状態にあり得る。いくつかの実施態様では、印加電圧の導入が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。いくつかの他の実施態様では、印加電荷が、状態を変更するようにピクセルを駆動することができる。
【００２５】
図１中のピクセルアレイの図示の部分は、２つの隣接する干渉変調器１２を含む。（図示のような）左側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４が、部分反射層を含む光学スタック１６からの所定の距離における緩和位置に示されている。左側のＩＭＯＤ１２の両端間に印加された電圧Ｖ０は、可動反射層１４の作動を引き起こすには不十分である。右側のＩＭＯＤ１２では、可動反射層１４は、光学スタック１６の近くの、またはそれに隣接する作動位置に示されている。右側のＩＭＯＤ１２の両端間に印加された電圧Ｖｂｉａｓは、可動反射層１４を作動位置に維持するのに十分である。
【００２６】
図１では、ピクセル１２の反射特性が、概して、ピクセル１２に入射する光を示す矢印１３と、左側のピクセル１２から反射する光１５とを用いて示されている。詳細に示していないが、ピクセル１２に入射する光１３の大部分は透明基板２０を透過され、光学スタック１６に向かうことになることを、当業者なら理解されよう。光学スタック１６に入射する光の一部分は光学スタック１６の部分反射層を透過されることになり、一部分は反射され、透明基板２０を通って戻ることになる。光学スタック１６を透過された光１３の部分は、可動反射層１４において反射され、透明基板２０に向かって（およびそれを通って）戻ることになる。光学スタック１６の部分反射層から反射された光と可動反射層１４から反射された光との間の（強め合うまたは弱め合う）干渉が、ピクセル１２から反射される光１５の（１つまたは複数の）波長を決定することになる。
【００２７】
光学スタック１６は、単一の層またはいくつかの層を含むことができる。その（１つまたは複数の）層は、電極層と、部分反射および部分透過層と、透明な誘電体層とのうちの１つまたは複数を含むことができる。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であり、たとえば、透明基板２０上に上記の層のうちの１つまたは複数を堆積させることによって、作製され得る。電極層は、様々な金属、たとえば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など、様々な材料から形成され得る。部分反射層は、様々な金属、たとえば、クロム（Ｃｒ）、半導体、および誘電体など、部分的に反射性である様々な材料から形成され得る。部分反射層は、材料の１つまたは複数の層から形成され得、それらの層の各々は、単一の材料または材料の組合せから形成され得る。いくつかの実施態様では、光学スタック１６は、光吸収体と導体の両方として働く、金属または半導体の単一の半透明の膜（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）を含むことができるが、（たとえば、光学スタック１６の、またはＩＭＯＤの他の構造の）異なる、より伝導性の高い層または部分が、ＩＭＯＤピクセル間で信号をバスで運ぶ（ｂｕｓ）ように働くことができる。光学スタック１６は、１つまたは複数の伝導性層または伝導性／吸収層をカバーする、１つまたは複数の絶縁層または誘電体層をも含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施態様では、光学スタック１６の（１つまたは複数の）層は、以下でさらに説明するように、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。当業者によって理解されるように、「パターニング」という用語は、本明細書では、マスキングプロセスならびにエッチングプロセスを指すために使用される。いくつかの実施態様では、アルミニウム（Ａｌ）などの高伝導性および反射性材料が可動反射層１４のために使用され得、これらのストリップはディスプレイデバイスにおける列電極を形成し得る。可動反射層１４は、（光学スタック１６の行電極に直交する）１つまたは複数の堆積された金属層の一連の平行ストリップとして形成されて、ポスト１８の上に堆積された列とポスト１８間に堆積された介在する犠牲材料とを形成し得る。犠牲材料がエッチング除去されると、画定されたギャップ１９または光キャビティが可動反射層１４と光学スタック１６との間に形成され得る。いくつかの実施態様では、ポスト１８間の間隔は約１〜１０００μｍであり得、ギャップ１９は１０，０００オングストローム（Å）未満であり得る。
【００２９】
いくつかの実施態様では、ＩＭＯＤの各ピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタである。電圧が印加されないとき、可動反射層１４は、図１中の左側のピクセル１２によって示されるように、機械的に緩和した状態にとどまり、可動反射層１４と光学スタック１６との間のギャップ１９がある。しかしながら、電位差、たとえば、電圧が、選択された行および列のうちの少なくとも１つに印加されたとき、対応するピクセルにおける行電極と列電極との交差部に形成されたキャパシタは帯電し、静電力がそれらの電極を引き合わせる。印加された電圧がしきい値を超える場合、可動反射層１４は、変形し、光学スタック１６の近くにまたはそれに対して移動することができる。光学スタック１６内の誘電体層（図示せず）が、図１中の右側の作動ピクセル１２によって示されるように、短絡を防ぎ、層１４と層１６との間の分離距離を制御し得る。その挙動は、印加電位差の極性にかかわらず同じである。いくつかの事例ではアレイ中の一連のピクセルが「行」または「列」と呼ばれることがあるが、ある方向を「行」と呼び、別の方向を「列」と呼ぶことは恣意的であることを、当業者は容易に理解されよう。言い換えれば、いくつかの配向では、行は列と見なされ得、列は行であると見なされ得る。さらに、ディスプレイ要素は、直交する行および列に一様に配置されるか（「アレイ」）、または、たとえば、互いに対して一定の位置オフセットを有する、非線形構成で配置され得る（「モザイク」）。「アレイ」および「モザイク」という用語は、いずれかの構成を指し得る。したがって、ディスプレイは、「アレイ」または「モザイク」を含むものとして言及されるが、その要素自体は、いかなる事例においても、互いに直交して配置される必要がなく、または一様な分布で配設される必要がなく、非対称形状および不均等に分布された要素を有する配置を含み得る。
【００３０】
図２は、３×３干渉変調器ディスプレイを組み込んだ電子デバイスを示すシステムブロック図の一例を示す。電子デバイスは、１つまたは複数のソフトウェアモジュールを実行するように構成され得るプロセッサ２１を含む。オペレーティングシステムを実行することに加えて、プロセッサ２１は、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、電子メールプログラム、または任意の他のソフトウェアアプリケーションを含む、１つまたは複数のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成され得る。
【００３１】
プロセッサ２１は、アレイドライバ２２と通信するように構成され得る。アレイドライバ２２は、たとえば、ディスプレイアレイまたはパネル３０に、信号を与える行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含むことができる。図２には、図１に示したＩＭＯＤディスプレイデバイスの断面が線１−１によって示されている。図２は明快のためにＩＭＯＤの３×３アレイを示しているが、ディスプレイアレイ３０は、極めて多数のＩＭＯＤを含んでいることがあり、列におけるＩＭＯＤの数とは異なる数のＩＭＯＤを行において有し得、その逆も同様である。
【００３２】
図３は、図１の干渉変調器についての可動反射層位置対印加電圧を示す図の一例を示す。ＭＥＭＳ干渉変調器の場合、行／列（すなわち、コモン／セグメント）書込みプロシージャが、図３に示すこれらのデバイスのヒステリシス特性を利用し得る。干渉変調器は、可動反射層またはミラーに緩和状態から作動状態に変更させるために、たとえば、約１０ボルトの電位差を必要とし得る。電圧がその値から低減されると、電圧が低下して、たとえば、１０ボルトより下に戻ったとき、可動反射層はそれの状態を維持するが、電圧が２ボルトより下に低下するまで、可動反射層は完全には緩和しない。したがって、図３に示すように、印加電圧のウィンドウがある電圧の範囲、約３〜７ボルトが存在し、そのウィンドウ内でデバイスは緩和状態または作動状態のいずれかで安定している。これは、本明細書では「ヒステリシスウィンドウ」または「安定性ウィンドウ」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有するディスプレイアレイ３０の場合、行／列書込みプロシージャは、一度に１つまたは複数の行をアドレス指定するように設計され得、その結果、所与の行のアドレス指定中に、作動されるべきアドレス指定された行におけるピクセルは、約１０ボルトの電圧差にさらされ、緩和されるべきピクセルは、ほぼ０ボルトの電圧差にさらされる。アドレス指定後に、それらのピクセルは、それらが前のストローブ状態にとどまるような、約５ボルトの定常状態またはバイアス電圧差にさらされる。この例では、アドレス指定された後に、各ピクセルは、約３〜７ボルトの「安定性ウィンドウ」内の電位差を経験する。このヒステリシス特性の特徴は、たとえば、図１に示した、ピクセル設計が、同じ印加電圧条件下で作動または緩和のいずれかの既存の状態で安定したままであることを可能にする。各ＩＭＯＤピクセルは、作動状態にあろうと緩和状態にあろうと、本質的に、固定反射層および可動反射層によって形成されるキャパシタであるので、この安定状態は、電力を実質的に消費するかまたは失うことなしに、ヒステリシスウィンドウ内の定常電圧において保持され得る。その上、印加電圧電位が実質的に固定のままである場合、電流は本質的にほとんどまたはまったくＩＭＯＤピクセルに流れ込まない。
【００３３】
いくつかの実施態様では、所与の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に従って、列電極のセットに沿って「セグメント」電圧の形態のデータ信号を印加することによって、画像のフレームが作成され得る。次に、フレームが一度に１行書き込まれるように、アレイの各行がアドレス指定され得る。第１の行におけるピクセルに所望のデータを書き込むために、第１の行におけるピクセルの所望の状態に対応するセグメント電圧が列電極上に印加され得、特定の「コモン」電圧または信号の形態の第１の行パルスが第１の行電極に印加され得る。次いで、セグメント電圧のセットは、第２の行におけるピクセルの状態の所望の変化（もしあれば）に対応するように変更され得、第２のコモン電圧が第２の行電極に印加され得る。いくつかの実施態様では、第１の行におけるピクセルは、列電極に沿って印加されたセグメント電圧の変化による影響を受けず、第１のコモン電圧行パルス中にそれらのピクセルが設定された状態にとどまる。このプロセスは、画像フレームを生成するために、一連の行全体、または代替的に、一連の列全体について、連続方式で繰り返され得る。フレームは、何らかの所望の数のフレーム毎秒でこのプロセスを断続的に反復することによって、新しい画像データでリフレッシュおよび／または更新され得る。
【００３４】
各ピクセルの両端間に印加されるセグメント信号とコモン信号の組合せ（すなわち、各ピクセルの両端間の電位差）は、各ピクセルの得られる状態を決定する。図４は、様々なコモン電圧およびセグメント電圧が印加されたときの干渉変調器の様々な状態を示す表の一例を示している。当業者によって容易に理解されるように、「セグメント」電圧は、列電極または行電極のいずれかに印加され得、「コモン」電圧は、列電極または行電極のうちの他方に印加され得る。
【００３５】
図４に（ならびに図５Ｂに示すタイミング図に）示すように、開放電圧（ｒｅｌｅａｓｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されたとき、コモンラインに沿ったすべての干渉変調器要素は、セグメントラインに沿って印加された電圧、すなわち、高いセグメント電圧ＶＳＨおよび低いセグメント電圧ＶＳＬにかかわらず、代替的に開放または非作動状態と呼ばれる、緩和状態に入れられることになる。特に、開放電圧ＶＣＲＥＬがコモンラインに沿って印加されると、そのピクセルのための対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、変調器の両端間の潜在的な電圧（代替的にピクセル電圧と呼ばれる）は緩和ウィンドウ（図３参照。開放ウィンドウとも呼ばれる）内にある。
【００３６】
高い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｈまたは低い保持電圧ＶＣＨＯＬＤ＿Ｌなどの保持電圧がコモンライン上に印加されたとき、干渉変調器の状態は一定のままであることになる。たとえば、緩和ＩＭＯＤは緩和位置にとどまることになり、作動ＩＭＯＤは作動位置にとどまることになる。保持電圧は、対応するセグメントラインに沿って高いセグメント電圧ＶＳＨが印加されたときも、低いセグメント電圧ＶＳＬが印加されたときも、ピクセル電圧が安定性ウィンドウ内にとどまることになるように、選択され得る。したがって、セグメント電圧スイング（ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｗｉｎｇ）、すなわち、高いＶＳＨと低いセグメント電圧ＶＳＬとの間の差は、正または負のいずれかの安定性ウィンドウの幅よりも小さい。
【００３７】
高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈまたは低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌなどのアドレス指定または作動電圧がコモンライン上に印加されたとき、それぞれのセグメントラインに沿ったセグメント電圧の印加によって、データがそのコモンラインに沿った変調器に選択的に書き込まれ得る。セグメント電圧は、作動が印加されたセグメント電圧に依存するように選択され得る。アドレス指定電圧がコモンラインに沿って印加されたとき、一方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウ内のピクセル電圧をもたらし、ピクセルが非作動のままであることを引き起こすことになる。対照的に、他方のセグメント電圧の印加は、安定性ウィンドウを越えるピクセル電圧をもたらし、ピクセルの作動をもたらすことになる。作動を引き起こす特定のセグメント電圧は、どのアドレス指定電圧が使用されるかに応じて変動することができる。いくつかの実施態様では、高いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｈがコモンラインに沿って印加されたとき、高いセグメント電圧ＶＳＨの印加は、変調器がそれの現在位置にとどまることを引き起こすことがあり、低いセグメント電圧ＶＳＬの印加は、変調器の作動を引き起こすことがある。当然の結果として、低いアドレス指定電圧ＶＣＡＤＤ＿Ｌが印加されたとき、セグメント電圧の影響は反対であり、高いセグメント電圧ＶＳＨは変調器の作動を引き起こし、低いセグメント電圧ＶＳＬは変調器の状態に影響しない（すなわち、安定したままである）ことがある。
【００３８】
いくつかの実施態様では、常に変調器の両端間で同じ極性電位差を引き起こす保持電圧、アドレス電圧、およびセグメント電圧が使用され得る。いくつかの他の実施態様では、変調器の電位差の極性を交番する信号が使用され得る。変調器の両端間の極性の交番（すなわち、書込みプロシージャの極性の交番）は、単一の極性の反復書込み動作後に起こることがある電荷蓄積を低減または抑止し得る。
【００３９】
図５Ａは、図２の３×３干渉変調器ディスプレイにおけるディスプレイデータのフレームを示す図の一例を示す。図５Ｂは、図５Ａに示すディスプレイデータのフレームを書き込むために使用され得るコモン信号およびセグメント信号についてのタイミング図の一例を示す。それらの信号は、たとえば、図２の３×３アレイに印加され得、これは、図５Ａに示すライン時間６０ｅディスプレイ配置を最終的にもたらすことになる。図５Ａ中の作動変調器は暗状態にあり、すなわち、その状態では、反射光の実質的部分が、たとえば、閲覧者に、暗いアピアランスをもたらすように可視スペクトルの外にある。図５Ａに示すフレームを書き込むより前に、ピクセルは任意の状態にあることがあるが、図５Ｂのタイミング図に示す書込みプロシージャは、各変調器が、第１のライン時間６０ａの前に、開放されており、非作動状態に属すると仮定する。
【００４０】
第１のライン時間６０ａ中に、開放電圧７０がコモンライン１上に印加され、コモンライン２上に印加される電圧が、高い保持電圧７２において始まり、開放電圧７０に移動し、低い保持電圧７６がコモンライン３に沿って印加される。したがって、コモンライン１に沿った変調器（コモン１，セグメント１）、（１，２）および（１，３）は、第１のライン時間６０ａの持続時間の間、緩和または非作動状態にとどまり、コモンライン２に沿った変調器（２，１）、（２，２）および（２，３）は、緩和状態に移動することになり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、それらの前の状態にとどまることになる。図４を参照すると、コモンライン１、２または３のいずれも、ライン時間６０ａ中に作動を引き起こす電圧レベルにさらされていないので（すなわち、ＶＣＲＥＬ−緩和、およびＶＣＨＯＬＤ＿Ｌ−安定）、セグメントライン１、２および３に沿って印加されたセグメント電圧は、干渉変調器の状態に影響しないことになる。
【００４１】
第２のライン時間６０ｂ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２に移動し、コモンライン１に沿ったすべての変調器は、アドレス指定または作動電圧がコモンライン１上に印加されなかったので、印加されたセグメント電圧にかかわらず、緩和状態にとどまる。コモンライン２に沿った変調器は、開放電圧７０の印加により、緩和状態にとどまり、コモンライン３に沿った変調器（３，１）、（３，２）および（３，３）は、コモンライン３に沿った電圧が開放電圧７０に移動するとき、緩和することになる。
【００４２】
第３のライン時間６０ｃ中に、コモンライン１は、コモンライン１上に高いアドレス電圧７４を印加することによってアドレス指定される。このアドレス電圧の印加中に低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および２に沿って印加されるので、変調器（１，１）および（１，２）の両端間のピクセル電圧は変調器の正の安定性ウィンドウの上端よりも大きく（すなわち、電圧差は、あらかじめ定義されたしきい値を超えた）、変調器（１，１）および（１，２）は作動される。逆に、高いセグメント電圧６２がセグメントライン３に沿って印加されるので、変調器（１，３）の両端間のピクセル電圧は、変調器（１，１）および（１，２）のピクセル電圧よりも小さく、変調器の正の安定性ウィンドウ内にとどまり、したがって変調器（１，３）は緩和したままである。また、ライン時間６０ｃ中に、コモンライン２に沿った電圧は低い保持電圧７６に減少し、コモンライン３に沿った電圧は開放電圧７０にとどまり、コモンライン２および３に沿った変調器を緩和位置のままにする。
【００４３】
第４のライン時間６０ｄ中に、コモンライン１上の電圧は、高い保持電圧７２に戻り、コモンライン１に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン２上の電圧は低いアドレス電圧７８に減少される。高いセグメント電圧６２がセグメントライン２に沿って印加されるので、変調器（２，２）の両端間のピクセル電圧は、変調器の負の安定性ウィンドウの下側端部（ｌｏｗｅｒ  ｅｎｄ）を下回り、変調器（２，２）が作動することを引き起こす。逆に、低いセグメント電圧６４がセグメントライン１および３に沿って印加されるので、変調器（２，１）および（２，３）は緩和位置にとどまる。コモンライン３上の電圧は、高い保持電圧７２に増加し、コモンライン３に沿った変調器を緩和状態のままにする。
【００４４】
最後に、第５のライン時間６０ｅ中に、コモンライン１上の電圧は高い保持電圧７２にとどまり、コモンライン２上の電圧は低い保持電圧７６にとどまり、コモンライン１および２に沿った変調器を、それらのそれぞれのアドレス指定された状態のままにする。コモンライン３上の電圧は、コモンライン３に沿った変調器をアドレス指定するために、高いアドレス電圧７４に増加する。低いセグメント電圧６４がセグメントライン２および３上に印加されるので、変調器（３，２）および（３，３）は作動するが、セグメントライン１に沿って印加された高いセグメント電圧６２は、変調器（３，１）が緩和位置にとどまることを引き起こす。したがって、第５のライン時間６０ｅの終わりに、３×３ピクセルアレイは、図５Ａに示す状態にあり、他のコモンライン（図示せず）に沿った変調器がアドレス指定されているときに起こり得るセグメント電圧の変動にかかわらず、保持電圧がコモンラインに沿って印加される限り、その状態にとどまることになる。
【００４５】
図５Ｂのタイミング図では、所与の書込みプロシージャ（すなわち、ライン時間６０ａ〜６０ｅ）は、高い保持およびアドレス電圧、または低い保持およびアドレス電圧のいずれかの使用を含むことができる。書込みプロシージャが所与のコモンラインについて完了されると（また、コモン電圧が、作動電圧と同じ極性を有する保持電圧に設定されると）、ピクセル電圧は、所与の安定性ウィンドウ内にとどまり、開放電圧がそのコモンライン上に印加されるまで、緩和ウィンドウを通過しない。さらに、各変調器が、変調器をアドレス指定するより前に書込みプロシージャの一部として開放されるので、開放時間ではなく変調器の作動時間が、必要なライン時間を決定し得る。詳細には、変調器の開放時間が作動時間よりも大きい実施態様では、開放電圧は、図５Ｂに示すように、単一のライン時間よりも長く印加され得る。いくつかの他の実施態様では、コモンラインまたはセグメントラインに沿って印加される電圧が、異なる色の変調器など、異なる変調器の作動電圧および開放電圧の変動を相殺するように変動し得る。
【００４６】
上記に記載した原理に従って動作する干渉変調器の構造の詳細は大きく異なり得る。たとえば、図６Ａ〜図６Ｅは、可動反射層１４とそれの支持構造とを含む、干渉変調器の異なる実施態様の断面図の例を示している。図６Ａは、金属材料のストリップ、すなわち、可動反射層１４が、基板２０から直角に延在する支持体１８上に堆積される、図１の干渉変調器ディスプレイの部分断面図の一例を示している。図６Ｂでは、各ＩＭＯＤの可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、コーナーにおいてまたはその近くでテザー３２に接して支持体に取り付けられる。図６Ｃでは、可動反射層１４は、概して形状が正方形または長方形であり、フレキシブルな金属を含み得る変形可能層３４から吊るされる。変形可能層３４は、可動反射層１４の外周の周りで基板２０に直接または間接的に接続することがある。これらの接続は、本明細書では支持ポストと呼ばれる。図６Ｃに示す実施態様は、変形可能層３４によって行われる可動反射層１４の機械的機能からのそれの光学的機能の分離から派生する追加の利益を有する。この分離は、反射層１４のために使用される構造設計および材料と、変形可能層３４のために使用される構造設計および材料とが、互いとは無関係に最適化されることを可能にする。
【００４７】
図６Ｄは、可動反射層１４が反射副層（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｓｕｂ−ｌａｙｅｒ）１４ａを含む、ＩＭＯＤの別の例を示している。可動反射層１４は、支持ポスト１８などの支持構造上に載る。支持ポスト１８は、たとえば、可動反射層１４が緩和位置にあるとき、可動反射層１４と光学スタック１６との間にギャップ１９が形成されるように、下側静止電極（すなわち、図示のＩＭＯＤにおける光学スタック１６の一部）からの可動反射層１４の分離を可能にする。可動反射層１４は、電極として働くように構成され得る伝導性層１４ｃと、支持層１４ｂとをも含むことができる。この例では、伝導性層１４ｃは、基板２０から遠位にある支持層１４ｂの一方の面に配設され、反射副層１４ａは、基板２０の近位にある支持層１４ｂの他方の面に配設される。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａは、伝導性であることがあり、支持層１４ｂと光学スタック１６との間に配設され得る。支持層１４ｂは、誘電材料、たとえば、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の、１つまたは複数の層を含むことができる。いくつかの実施態様では、支持層１４ｂは、たとえば、ＳｉＯ２／ＳｉＯＮ／ＳｉＯ２３層スタックなど、複数の層のスタックであり得る。反射副層１４ａと伝導性層１４ｃのいずれかまたは両方は、たとえば、約０．５％の銅（Ｃｕ）または別の反射金属材料を用いた、アルミニウム（Ａｌ）合金を含むことができる。誘電支持層１４ｂの上および下で伝導性層１４ａ、１４ｃを採用することは、応力のバランスをとり、伝導の向上を与えることができる。いくつかの実施態様では、反射副層１４ａおよび伝導性層１４ｃは、可動反射層１４内の特定の応力プロファイルを達成することなど、様々な設計目的で、異なる材料から形成され得る。
【００４８】
図６Ｄに示すように、いくつかの実施態様はブラックマスク構造２３をも含むことができる。ブラックマスク構造２３は、周辺光または迷光を吸収するために、光学不活性領域において（たとえば、ピクセル間にまたはポスト１８の下に）形成され得る。ブラックマスク構造２３はまた、光がディスプレイの不活性部分から反射されることまたはそれを透過されることを抑止し、それによりコントラスト比を増加させることによって、ディスプレイデバイスの光学的特性を改善することができる。さらに、ブラックマスク構造２３は、伝導性であり、電気的バス層として機能するように構成され得る。いくつかの実施態様では、行電極は、接続された行電極の抵抗を低減するために、ブラックマスク構造２３に接続され得る。ブラックマスク構造２３は、堆積およびパターニング技法を含む様々な方法を使用して形成され得る。ブラックマスク構造２３は１つまたは複数の層を含むことができる。たとえば、いくつかの実施態様では、ブラックマスク構造２３は、光吸収器として働くモリブデンクロム（ＭｏＣｒ）層と、スペーサ層（たとえば、ＳｉＯ２）と、反射体およびバス層として働く、アルミニウム合金とを含み、それぞれ、約３０〜８０Å、５００〜１０００Å、および５００〜６０００Åの範囲内の厚さである。１つまたは複数の層は、たとえば、ＭｏＣｒ層およびＳｉＯ２層の場合は、カーボンテトラフルオロメタン（ＣＦ４）および／または酸素（Ｏ２）、ならびにアルミニウム合金層の場合は、塩素（Ｃｌ２）および／または三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）を含む、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを含む、様々な技法を使用してパターニングされ得る。いくつかの実施態様では、ブラックマスク２３はエタロンまたは干渉スタック構造であり得る。そのような干渉スタックブラックマスク構造２３では、伝導性吸収体は、各行または列の光学スタック１６における下側静止電極間で信号を送信するかまたは信号をバスで運ぶために使用され得る。いくつかの実施態様では、スペーサ層３５が、ブラックマスク２３中の伝導性層から吸収層１６ａを概して電気的に絶縁するのに、役立つことができる。
【００４９】
図６Ｅは、可動反射層１４が自立している、ＩＭＯＤの別の例を示している。図６Ｄとは対照的に、図６Ｅの実施態様は支持ポスト１８を含まない。代わりに、可動反射層１４は、複数のロケーションにおいて、下にある光学スタック１６に接触し、可動反射層１４の湾曲は、干渉変調器の両端間の電圧が作動を引き起こすには不十分であるとき、可動反射層１４が図６Ｅの非作動位置に戻るという、十分な支持を与える。複数のいくつかの異なる層を含んでいることがある光学スタック１６は、ここでは明快のために、光吸収体１６ａと誘電体１６ｂとを含む状態で示されている。いくつかの実施態様では、光吸収体１６ａは、固定電極としても、部分反射層としても働き得る。
【００５０】
図６Ａ〜図６Ｅに示す実施態様などの実施態様では、ＩＭＯＤは直視型デバイスとして機能し、直視型デバイスでは、画像が、透明基板２０の正面、すなわち、変調器が配置された面の反対の面から、閲覧される。これらの実施態様では、デバイスの背面部分（すなわち、たとえば、図６Ｃに示す変形可能層３４を含む、可動反射層１４の背後のディスプレイデバイスの任意の部分）は、反射層１４がデバイスのそれらの部分を光学的に遮蔽するので、ディスプレイデバイスの画質に影響を及ぼすことまたは悪影響を及ぼすことなしに、構成され、作用され得る。たとえば、いくつかの実施態様では、バス構造（図示せず）が可動反射層１４の背後に含まれ得、これは、電圧アドレス指定およびそのようなアドレス指定に起因する移動など、変調器の電気機械的特性から変調器の光学的特性を分離する能力を与える。さらに、図６Ａ〜図６Ｅの実施態様は、たとえば、パターニングなどの処理を簡略化することができる。
【００５１】
図７は、干渉変調器のための製造プロセス８０を示す流れ図の一例を示しており、図８Ａ〜図８Ｅは、そのような製造プロセス８０の対応する段階の断面概略図の例を示している。いくつかの実施態様では、製造プロセス８０は、図７に示されていない他のブロックに加えて、たとえば、図１および図６に示す一般的なタイプの干渉変調器を製造するために実施され得る。図１、図６および図７を参照すると、プロセス８０はブロック８２において開始し、基板２０上への光学スタック１６の形成を伴う。図８Ａは、基板２０上で形成されたそのような光学スタック１６を示している。基板２０は、ガラスまたはプラスチックなどの透明基板であり得、それは、フレキシブルであるかまたは比較的固く曲がらないことがあり、光学スタック１６の効率的な形成を可能にするために、事前準備プロセス、たとえば、洗浄にかけられていることがある。上記で説明したように、光学スタック１６は、電気伝導性であり、部分的に透明で、部分的に反射性であることがあり、たとえば、透明基板２０上に、所望の特性を有する１つまたは複数の層を堆積させることによって、作製され得る。図８Ａでは、光学スタック１６は、副層１６ａおよび１６ｂを有する多層構造を含むが、いくつかの他の実施態様では、より多いまたはより少ない副層が含まれ得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、組み合わせられた導体／吸収体副層１６ａなど、光吸収特性と伝導特性の両方で構成され得る。さらに、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つまたは複数は、平行ストリップにパターニングされ得、ディスプレイデバイスにおける行電極を形成し得る。そのようなパターニングは、当技術分野で知られているマスキングおよびエッチングプロセスまたは別の好適なプロセスによって実行され得る。いくつかの実施態様では、副層１６ａ、１６ｂのうちの１つは、１つまたは複数の金属層（たとえば、１つまたは複数の反射層および／または伝導性層）上に堆積された副層１６ｂなど、絶縁層または誘電体層であり得る。さらに、光学スタック１６は、ディスプレイの行を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００５２】
プロセス８０はブロック８４において続き、光学スタック１６上への犠牲層２５の形成を伴う。犠牲層２５は、キャビティ１９を形成するために後で（たとえば、ブロック９０において）除去され、したがって、犠牲層２５は、図１に示した得られた干渉変調器１２には示されていない。図８Ｂは、光学スタック１６上で形成された犠牲層２５を含む、部分的に作製されたデバイスを示している。光学スタック１６上での犠牲層２５の形成は、後続の除去後に、所望の設計サイズを有するギャップまたはキャビティ１９（図１および図８Ｅも参照）を与えるように選択された厚さの、モリブデン（Ｍｏ）またはアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）など、フッ化キセノン（ＸｅＦ２）エッチング可能材料の堆積を含み得る。犠牲材料の堆積は、物理堆積（ＰＶＤ、たとえば、スパッタリング）、プラズマ強化化学堆積（ＰＥＣＶＤ）、熱化学堆積（熱ＣＶＤ）、またはスピンコーティングなど、堆積技法を使用して行われ得る。
【００５３】
プロセス８０はブロック８６において続き、支持構造、たとえば、図１、図６および図８Ｃに示すポスト１８の形成を伴う。ポスト１８の形成は、支持構造開口を形成するために犠牲層２５をパターニングすることと、次いで、ＰＶＤ、ＰＥＣＶＤ、熱ＣＶＤ、またはスピンコーティングなど、堆積方法を使用して、ポスト１８を形成するために開口中に材料（たとえば、ポリマーまたは無機材料、たとえば、酸化ケイ素）を堆積させることとを含み得る。いくつかの実施態様では、犠牲層中に形成された支持構造開口は、ポスト１８の下側端部が図６Ａに示すように基板２０に接触するように、犠牲層２５と光学スタック１６の両方を通って、下にある基板２０まで延在することがある。代替的に、図８Ｃに示すように、犠牲層２５中に形成された開口は、犠牲層２５は通るが、光学スタック１６は通らないで、延在することがある。たとえば、図８Ｅは、光学スタック１６の上側表面（ｕｐｐｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅ）と接触している支持ポスト１８の下側端部を示している。ポスト１８、または他の支持構造は、犠牲層２５上に支持構造材料の層を堆積させることと、犠牲層２５中の開口から離れて配置された支持構造材料の部分をパターニングすることとによって形成され得る。支持構造は、図８Ｃに示すように開口内に配置され得るが、少なくとも部分的に、犠牲層２５の一部分の上で延在することもある。上述のように、犠牲層２５および／または支持ポスト１８のパターニングは、パターニングおよびエッチングプロセスによって実行され得るが、代替エッチング方法によっても実行され得る。
【００５４】
プロセス８０はブロック８８において続き、図１、図６および図８Ｄに示す可動反射層１４などの可動反射層または膜の形成を伴う。可動反射層１４は、１つまたは複数のパターニング、マスキング、および／またはエッチングステップとともに、１つまたは複数の堆積ステップ、たとえば、反射層（たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金）堆積を採用することによって、形成され得る。可動反射層１４は、電気伝導性であり、電気伝導性層（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）と呼ばれることがある。いくつかの実施態様では、可動反射層１４は、図８Ｄに示すように複数の副層１４ａ、１４ｂ、１４ｃを含み得る。いくつかの実施態様では、副層１４ａ、１４ｃなど、副層のうちの１つまたは複数は、それらの光学的特性のために選択された高反射性副層を含み得、別の副層１４ｂは、それの機械的特性のために選択された機械的副層を含み得る。犠牲層２５は、ブロック８８において形成された部分的に作製された干渉変調器中に依然として存在するので、可動反射層１４は、一般にこの段階では可動でない。犠牲層２５を含んでいる部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「非開放（ｕｎｒｅｌｅａｓｅｄ）」ＩＭＯＤと呼ばれることもある。図１に関して上記で説明したように、可動反射層１４は、ディスプレイの列を形成する個々の平行ストリップにパターニングされ得る。
【００５５】
プロセス８０はブロック９０において続き、キャビティ、たとえば、図１、図６および図８Ｅに示すキャビティ１９の形成を伴う。キャビティ１９は、（ブロック８４において堆積された）犠牲材料２５をエッチャントにさらすことによって形成され得る。たとえば、ＭｏまたはアモルファスＳｉなどのエッチング可能犠牲材料が、ドライ化学エッチングによって、たとえば、一般に、キャビティ１９を囲む構造に対して選択的に除去される、所望の量の材料を除去するのに有効である期間の間、固体ＸｅＦ２から派生した蒸気などの気体または蒸気エッチャントに犠牲層２５をさらすことによって、除去され得る。他のエッチング方法、たとえば、ウェットエッチングおよび／またはプラズマエッチングも使用され得る。犠牲層２５がブロック９０中に除去されるので、可動反射層１４は、一般に、この段階後に可動となる。犠牲材料２５の除去後に、得られた完全にまたは部分的に作製されたＩＭＯＤは、本明細書では「開放」ＩＭＯＤと呼ばれることがある。
【００５６】
反射型ディスプレイ、たとえば干渉変調器を含むいくつかのディスプレイは、鏡面反射ディスプレイであってよく、光源として周辺光を使用し得るので、表示される画像は、周辺光の方向および／または照度による影響を受けることがある。図９Ａは、ディスプレイ面上の鏡面反射の一例を示す。鏡面反射では、有向照明１０１からの到来光１００（たとえば、太陽、室内照明器具などの１つまたは複数の光源から到来する有向光）は、ディスプレイ面１１０から単一の方向１２０に反射する。ディスプレイ面１１０からの反射は、鏡面反射の方向１２０において最も明るく見え得る。到来光１００は有向照明１０１の下で一定方向１２０に反射するので、鏡面反射ディスプレイは、異なる方向においては異なって見えることがある。たとえば、閲覧者が、点Ａ（鏡面反射の方向１２０）からディスプレイ面１１０を見る場合、ディスプレイ面１１０は、比較的明るく見え得る。しかしながら、閲覧者が、点Ｂ（鏡面反射の方向１２０ではない）においてディスプレイ面１１０を見る場合、ディスプレイ面１１０は、比較的薄暗く見えることがある。
【００５７】
図９Ｂは、ディスプレイ面１１０上のランバート反射の一例を示す。ランバート反射では、到来光１００は、ディスプレイ面１１０から実質的にすべての方向１２１に反射し、ディスプレイ面１１０の見かけの明るさは、ビューアングルにかかわらずに実質的に同じに見える。たとえば、ディスプレイ面１１０は、点Ａからまたは点Ｂからディスプレイ面１１０を観察するとき、実質的に同じ明るさを有する。
【００５８】
図９Ｃは、拡散照明１０２で照明された反射型ディスプレイ面１１０の一例を示す。図９Ｃに示すように、反射型ディスプレイ面１１０が拡散照明１０２（たとえば、表面１１０上の実質的にすべての方向から到来する光）を用いて照明される場合、到来する拡散光１００は、実質的にすべての方向１２１に反射し、したがって、ディスプレイ面１１０の明るさは、閲覧者のロケーションにかかわらず、（ディスプレイ面１１０上の）すべての方向において実質的に同じように見え得る（たとえば、反射型ディスプレイは、拡散照明条件の下でランバート反射特性を有する）。いくつかの実装形態では、ディスプレイ面１１０上のすべての方向は、最大で２πステラジアンを含む立体角の範囲を含み得る。ステラジアンは、単位球体の表面上の単位面積によって単位球体の中心において張る立体角として定義され得る。球体は、４πステラジアンの立体角を張る。したがって、ディスプレイ面１１０上のすべての方向は、最大で半球の約半分の立体角、たとえば最大で２πステラジアンを含む立体角を有し得る。
【００５９】
反射型ディスプレイはまた、鏡面反射とランバート反射との中間の特性を示し得る。図９Ｄは、鏡面反射とランバート反射との中間の反射の一例を示す。図９Ｄに示すように、到来光１００は、方向１２２（いくつかの実装形態では鏡面反射方向であってよい）周りの角度の範囲で散乱または反射する。表面１１０はまた、図９Ａ〜図９Ｄに示す反射特性の組合せ、たとえば拡散照明および有向照明の条件下の表面１１０からの反射を有し得る。表面１１０の外観（たとえば、明るさ）は、拡散照明および有向照明の量、有向照明を表面で受ける角度、表面１１０を見る方向、などを含む要因に左右され得る。
【００６０】
「ゲインを有するディスプレイ」は、鏡面反射と、鏡面反射とランバート反射との中間の特性、たとえば２πステラジアン未満の角度の範囲内に反射する光、とを示し得るディスプレイであり得る。そのようなディスプレイが、鏡面反射に起因する実質的な有向成分を有する場合、ディスプレイが明るさを「得る」機会が存在することがある。光源が、ディスプレイ面への垂線からいくらかの角度範囲内にあるならば、ユーザは、そのゲインを利用し得ることがある。図１０は、閲覧者１４０の上の高角度における有向照明１３０の一例を示す。図１０に示すように、有向照明１３０からの到来光１００は、ディスプレイ２１０から方向１２２に向けて反射し得るように、ディスプレイ２１０を照明する。たとえば携帯電話などにおける携帯型ディスプレイに対して、閲覧者は、自然に、有向光１２２が彼らの目に向かって反射し、ディスプレイ２１０が比較的明るく見えるように、ディスプレイ２１０を保持する傾向がある。したがって、ゲイン（または有向照明１３０）を有するディスプレイ２１０は、最高の明るさを有する反射光の方向１２２が、閲覧者１４０の目に向けられるように調整され得る。
【００６１】
図１１は、たとえば、高ゲイン、低ゲイン、およびランバート特性を有するディスプレイの、鏡面反射方向からのビューアングルの関数としての、ディスプレイの明るさのグラフ図である。ビューアングルは、垂線方向３２５から、約−９０度から約＋９０度まで変化することができる。ディスプレイの明るさは、カンデラ／ｍ２（「ニット（ｎｉｔ）」と呼ばれることがある）の単位で測定された照度として表現され得る。トレース３１０は比較的高いゲインのディスプレイを示し、トレース３２０は比較的低いゲインのディスプレイを示す。これらの例では、２つのトレース３１０および３２０は釣鐘状であり、ビューアングルにおいて、たとえば鏡面反射の方向において最大の明るさを有し得る。比較的高いゲインを示すトレース３１０は、比較的低いゲインを示すトレース３２０より大きい最大の明るさを有する。上記で説明したように、閲覧者１４０は、たとえば、最大の明るさの方向（またはより明るい反射の方向）が閲覧者の目の方を指すようにディスプレイ２１０を配向することによって最大の明るさを利用するように、ゲインを有するディスプレイ２１０を調整し得る。たとえば、ディスプレイ２１０は、光源１００の角度θｓｏｕｒｃｅに対してビューアングルθｖｉｅｗを調整するために、（たとえば、垂直方向３００に対して測定された）角度θｄｉｓｐｌａｙにおいて調節され得る。たとえば、いくつかの実装形態では、垂線方向３２５からの鏡面反射の角度θｓｐｅｃｕｌａｒは、垂線方向３２５からの光源１００の角度θｓｏｕｒｃｅに実質的に等しい。これらの実装形態では、鏡面反射方向からのビューアングルΔθは、θｓｐｅｃｕｌａ−θｖｉｅｗとして表現され得る。ディスプレイ２１０の明るさは、たとえば図１１に示すように、鏡面反射方向からの角度Δθの関数であり得る。
【００６２】
高照度の拡散照明の条件、たとえば明るい曇りの日の下で、反射型ディスプレイ２１０のいくつかの実装形態は、比較的明るく見えることがある。照度（１平方メートル当たりのルクスまたはルーメンの単位において）は、表面の単位面積上に入射する光束の測度である。低照度の拡散照明の条件、たとえば暗い曇りの日の下で、反射型ディスプレイのいくつかの実装形態は、比較的薄暗く見えることがある。上記で説明したように、拡散照明条件の下でいくつかのタイプのディスプレイは、ランバート反射特性を有し得る。図１１のトレース３３０に示すように、ランバート特性を有する例示的なディスプレイは、たとえ、ビューアングルが約−９０度から約＋９０度まで変化するときでも、実質的に同じように見え得、たとえば、実質的に同じ明るさを有し得る。
【００６３】
照明が比較的均一であるならば、いくつかのタイプのディスプレイ２１０は、ランバートディスプレイを超える「ゲイン」の利点を有し得ない。加えて、光は、拡散照明条件の下で広範囲の方向に拡散するので、同じ照度の光に対して、拡散照明で照明されたディスプレイは、有向照明で照明されたときより薄暗く見えることがある。したがって、ディスプレイデバイスの様々な実装形態は、補助光源、たとえばフロントライトまたはバックライトなどを介してディスプレイデバイスに与えられ得る追加の光の量を決定し、制御するために、拡散照明による照明と有向照明による照明との間を区別するために、本明細書で説明するデバイスおよび方法を使用することができる。
【００６４】
図１２は、ディスプレイデバイス２００の例示的な実装を示す。ディスプレイデバイスは、ディスプレイ２１０と、ディスプレイ２１０に補助光を与えるように構成された補助光源２２０とを含み得る。ディスプレイデバイス２００は、さらに、周辺光５００の照度を測定するように構成されたセンサーシステム２３０を含み得る。ディスプレイデバイス２００は、さらに、センサーシステム２３０と通信しているコントローラ２４０を含み得る。たとえば制御用電子回路を含むコントローラ２４０は、ある量の補助光をディスプレイ２１０に与えるために補助光源２２０を調整するように構成され得る。補助光の量は、センサーシステム２３０からの測定値に少なくとも部分的に基づくことができる。
【００６５】
いくつかの実装形態では、ディスプレイデバイス２００は、携帯電話、モバイルテレビジョン受信機、ワイヤレスデバイス、スマートフォン、ブルートゥースデバイス、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス電子メール受信機、ハンドヘルドコンピュータまたはポータブルコンピュータ、ネットブック、ノートブック、スマートブック、ＧＰＳ受信機／ナビゲータ、カメラおよびカメラビューディスプレイ、ＭＰ３プレーヤ、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、クロック、計算器、電子リーディングデバイス（たとえば、電子リーダー）、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、または任意の電子デバイスのためのディスプレイを含む、本明細書で説明するようなディスプレイ２１０を含み得る。ディスプレイ２１０の形状は、たとえば、長方形であってよいが、正方形または楕円形などの他の形状が使用されてもよい。ディスプレイ２１０は、ガラス、またはプラスチック、または他の材料から作製され得る。様々な実装形態では、ディスプレイ２１０は、反射型ディスプレイ、たとえば、本明細書で説明する反射型干渉変調器または液晶素子を含むディスプレイを含む。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ２１０は、半透過型ディスプレイまたは発光型ディスプレイを含む。
【００６６】
ディスプレイデバイス２００は、ディスプレイ２１０に補助光を与えるように構成された補助光源２２０を含み得る。いくつかの実装形態では、補助光源２２０は、たとえば、反射型ディスプレイ用のフロントライトを含み得る。いくつかの他の実装形態では、補助光源２２０は、たとえば、発光型または半透過型ディスプレイ用のバックライトを含み得る。補助光源２２０は、任意のタイプの光源、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。いくつかの実装形態では、光ガイド（図示せず）が、光源２２０から光を受けて、ディスプレイ２１０の１つまたは複数の部分に光を案内するために使用され得る。
【００６７】
図１２に示す実装形態では、センサーシステム２３０は、広範囲の方向からの周辺光５００の拡散照度を測定するように構成され得、および／または、比較的狭い範囲の方向からの周辺光５００の有向照度を測定するように構成され得る。拡散照度は、広範囲の角度からセンサーシステム２３０に到達する周辺光５００、たとえば、最大で約２πステラジアンの立体角を張る方向からディスプレイ２１０に到達する光、の照度の測度であり得る。有向照度は、２πステラジアン未満の立体角を張る方向からセンサーシステム２３０に到達する周辺光５００、たとえば、以下でより詳細に説明する、１つまたは複数の比較的狭い円錐角からセンサーシステム２３０に到達する光、の照度の測度であり得る。いくつかの実装形態では、有向照度は、約２πステラジアンより十分に小さい立体角を張る方向からセンサーシステム２３０に到達する周辺光５００の照度の測度であり得る。たとえば、様々な実装形態では、円錐は、約５度〜約６０度、たとえば、約５度〜約１５度、約１５度〜約３０度、約３０度〜約４５度、約４５度〜約６０度の範囲内の角度幅（全幅）、またはいくつかの他の範囲の角度幅を有し得る。
【００６８】
図１３Ａは、拡散光センサー２３１と有向光センサー２３２とを含む例示的なセンサーシステム２３０を示す。拡散光センサー２３１は、拡散照度を測定するように構成され得る。いくつかの実装形態では、拡散光センサー２３１は、全方向性光センサー、たとえば、広範囲の方向からの光（たとえば、実質的にすべての方向からセンサーに入射する光）を感知するインシデンスメーター（ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ｍｅｔｅｒ）であってよい。有向光センサー２３２は、有向照度を測定するように構成され得る。図１３Ｂは、例示的な有向光センサー２３２に対する受光角θａｃｃの一例を示す。たとえば、有向光センサー２３２は、たとえば、約１０度、約１５度、約２０度、約２５度、約３０度、約３５度、約４０度、約４５度、約５０度、約５５度、約６０度、またはいくつかの他の角度の受光角θａｃｃを有する円錐内の方向から到来する光に反応し得る。有向光センサー２３２は、約５度〜約１５度、約１５度〜約３０度、約３０度〜約４５度、約４５度〜約６０度の範囲内、またはいくつかの他の範囲の角度幅の受光角を有する円錐から受ける光を測定し得る。センサーシステム２３０は、有機センサーまたはナノ粒子センサーを含み得る。センサーシステム２３０はまた、フォトダイオード、フォトトランジスタ、および／またはフォト抵抗器を含み得る。
【００６９】
図１３Ｃは、複数の有向光センサー２３２を含む例示的なセンサーシステム２３０を示す。有向光センサー２３２のそれぞれは、特定の方向を指すことができ、２πステラジアン未満の、いくつかの実装形態では約２πステラジアンより十分に小さい立体角を張る円錐から受ける光に反応し得る。いくつかの実装形態では、有向光センサー２３２のうちの１つまたは複数の光感受性の方向は、少なくとも部分的にオーバーラップすることができ、そのことで、センサー２３２のうちの１つが故障した場合にある程度の冗長性が提供され得る。いくつかの他の実装形態では、有向光センサー２３２のうちの１つまたは複数の光感受性の方向は、２つ以上の有向光センサー２３２からの測定値の補間を介して有向光源の角位置の測定値を可能にするために、少なくとも部分的にオーバーラップすることができる。いくつかの実装形態では、複数の有向光センサー２３２が配列されてよく、それにより、複数の有向光センサー２３２に対する比較的広範囲の角度θｒａｎｇｅ（たとえば、最大で約２πステラジアン）にわたって配設される有向光源が測定され得る。たとえば、図１３Ｃに示すセンサー２３２の直線的配列は、配列の線に沿って最大で約１２０度、最大で約１４０度、最大で約１６０度の角度の範囲θｒａｎｇｅ内の有向光源を測定し得る。いくつかの他の実装形態では、有向光センサー２３２は、ディスプレイデバイス２００に対して期待または予想される方向から到来する有向光源に反応するように配列され得る。
【００７０】
場合によっては、有向光センサー２３２のそれぞれは、たとえば、約５度、約１０度、約１５度、約２０度、約２５度、約３０度、約３５度、約４０度、約４５度、約５０度、約５５度、約６０度、またはいくつかの他の角度の受光角を有する円錐内の方向から到来する光に反応することができる。他の場合には、有向光センサー２３２は、異なる角度を有する円錐内の方向から到来する光に反応し得、たとえば、１つの有向光センサーは約４０度に対して反応し得、一方で別の有向光センサーは、約３０度に対して反応し得る。いくつかの実装形態では、より狭い受光角を有する有向光センサー２３２が、予想される有向照度のロケーションにおいて配列され得る。いくつかの他の実装形態では、より狭い受光角を有する有向光センサー２３２およびより広い受光角を有する有向光センサー２３２からの測定値の補間を介して、有向光源の角位置の測定を可能にするために、より狭い受光角を有する有向光センサー２３２が、より広い受光角を有する有向光センサー２３２とオーバーラップするように配列され得る。いくつかの実装形態では、複数の有向光センサー２３２が、たとえば、図１３Ａに示す拡散光センサー２３１とともに使用され得る。いくつかの他の実装形態では、拡散照度は、複数の有向光センサー２３２によって測定され得、たとえば、有向光センサー２３２のそれぞれによって測定された照度の平均値が、有向光センサー２３２のそれぞれに対するそれぞれの受光角に基づいて重み付けされる。様々な実装形態では、複数のセンサー２３２は、図１３Ｃに示すように直線的配列で、または２次元配列（たとえば、４×４または５×５配列）で、配設され得る。複数の有向光センサー２３２は、いくつかの実装形態では、フォトセンサー２３５またはフォトセンサー配列と組み合わされたいくつかの開口２３３またはいくつかの管２３４として形成され得る。たとえば、開口２３３の配列は、ディスプレイデバイス２００のカバーの一部分に形成されてよく、フォトセンサー２３５は開口２３３のそれぞれの下に配設されてよい。開口２３３は、特定の方向を指す細長い開口部として形成されてよく、開口２３３のサイズおよび／または開口角は、（フォトセンサー２３５またはフォトセンサー配列による）光の受容を特定の角度範囲に制限するために使用され得る。様々な実装形態はまた、開口２３３の受光角を制限するためにレンズを含み得る。
【００７１】
図１３Ｄは、単一の有向光センサー２３２を含む例示的なセンサーシステムを示す。図１３Ｄの左に示すように、有向光センサー２３２は、第１の位置において有向照度を測定し得る。有向光センサー２３２は、複数の方向から光を集めるために傾斜し得る。たとえば、図１３Ｄの右に示すように、有向光センサー２３２は、第２の位置において有向照度を測定するために傾斜し得る。様々な実装形態では、有向光センサー２３２は、垂線方向３２５から約±９０度からの角度θｔｉｌｔで傾斜し得る。有向照度は、異なる傾斜角θｔｉｌｔにおいて有向光センサー２３２によって測定され得る。拡散照度もまた、有向光センサー２３２によって求めることができ、たとえば、測定された照度のすべてに対して有向光センサー２３２によって測定された照度の平均値が、異なる傾斜角θｔｉｌｔのそれぞれに対するそれぞれの受光角に基づいて重み付けされる。ディスプレイデバイス２００は、センサー２３２を自動的に傾斜させ得るアクチュエータ（図示せず）を含むことがある。
【００７２】
図１２に示すように、ディスプレイデバイス２００は、さらに、センサーシステム２３０と通信しているコントローラ２４０を含むことがある。たとえば制御用電子回路を含むコントローラ２４０が、周辺光５００の測定された有向照度および／または測定された拡散照度に少なくとも部分的に基づいて、補助光源２２０を調整するように構成され得る。いくつかの実装形態では、コントローラ２４０は、周辺光５００に実質的に適合するように補助光源２２０を調整し得る。いくつかの実装形態におけるコントローラ２４０は、補助光源２２０をさらに調整するために、センサーシステム２３０に基づく閉ループ挙動を可能にすることがある。
【００７３】
周辺光５００の測定された有向照度および測定された拡散照度に少なくとも部分的に基づいて照明条件を決定するための例示的な方法は、測定された拡散光に対する測定された有向光の比、および周辺光の測定された照度（たとえば、ルクスで測定された周辺照度）に少なくとも部分的に基づくことができる。コントローラ２４０は、もしあれば、どれだけの追加の照明が望ましいかを求め、求められた追加の照明量に対して補助光源２２０を設定することができる。
【００７４】
図１４Ａは、例示的なディスプレイデバイスに対する例示的な実験結果と例示的な照明モデルとを示す。垂直軸は、（１平方メートル当たりのカンデラまたは「ニット」の単位で測定された）ディスプレイの明るさであり、水平軸は、（１平方メートル当たりのルクスまたはルーメンの単位の）周辺照明の条件を示す。トレース４００は、例示的なディスプレイデバイス２００に対する最適可読性、たとえば、最適視力の推定値を示す。トレース４１０は、補助光源がゼロに設定された例示的なディスプレイデバイス２００を示す。トレース４２０は、補助光源が４０ニットに設定された例示的なディスプレイデバイス２００を示す。高照度の条件、たとえば、晴れおよび／または明るい曇りの条件の下では、追加の照明は要望されず、それにより、補助光源２２０は、ゼロ（または十分に小さい値）に設定され得る。拡散照度がほとんどない条件、たとえば、暗い曇りの条件に対しては、追加の照明が要望され、それにより、補助光源２２０は、光源２２０によって生成され得る最大の光量に一致するかまたは等しい値に設定され得る。高い有向照度の条件、たとえば、オフィス環境に対しては、追加の照明は要望されず、それにより、補助光源２２０は、ゼロ（または十分に小さい値）に設定され得る。有向照度がほとんどない条件、たとえば、家庭環境に対しては、追加の照明が要望され、それにより、補助光源２２０は、周辺照明条件の下で容易に閲覧可能なディスプレイに供給するのに十分な値に設定され得る。図１４Ａに示すように、ディスプレイデバイス２００のいくつかの実装形態に、ある量の補助光を与えることによって、ディスプレイデバイス２００の明るさは、最適可読性の条件、たとえばトレース４００に近づくことができる。図１４Ａに示す例示的な照明モデルでは、補助照明のこの値は４０ニットである。図１４Ａに示す例示的な補助照明モデルは、明るさと電力使用との間を最適化し得るので、エネルギーを節約できる。したがって、いくつかの実装形態は、広範囲の周辺照明条件の下で十分に明るいディスプレイを提供し得る。加えて、バッテリー電源式ディスプレイデバイス２００に対するバッテリー寿命が、延長され得る。
【００７５】
図１４Ｂは、フロントライト源を使用しない反射型ディスプレイデバイスと比較して、比較的明るく見える例示的な反射型ディスプレイデバイスに対する例示的な実験結果と例示的な照明モデルとを示す。図１４Ａを参照しながら説明した例と同様に、高照度の条件、たとえば、晴れおよび／または明るい曇りの条件の下では、追加の照明はほとんどまたはまったく要望されないので、補助光源２２０はゼロ（または十分に小さい値）に設定され得る。また、図１４Ａに示す例と同様に、拡散照度がほとんどない条件、たとえば、暗い曇りの条件の下では、補助光源２２０は、光源２２０によって生成され得る最大の光の量に一致するかまたは等しい値に設定され得る。高い有向照度の条件、たとえば、オフィス環境に対しては、明るいディスプレイのために追加の照明が要望され、それにより、補助光源２２０は、光源２２０によって生成され得る最大の光の量に一致するかまたは等しい値に設定され得る。有向照度がほとんどない条件、たとえば、家庭環境に対しては、より多くの追加の照明が同様に要望され、それにより、補助光源２２０は、図１４Ａのディスプレイに対して決定されたものよりたとえば６０ニット高い値に設定され得る。図１４Ｂのディスプレイデバイスは、図１４Ａのディスプレイデバイスより多くの補助光を使用し得るので、図１４Ｂのディスプレイデバイスは、図１４Ａのディスプレイデバイスより明るく見え得る。しかしながら、補助光をほとんど使用しないことによって、図１４Ａのディスプレイデバイスは、図１４Ｂのディスプレイデバイスと比較して、電力をあまり消費せず、エネルギーを節約し、延長されたバッテリー寿命を有する。図１４Ａおよび図１４Ｂを参照しながら説明した例示的な補助照明モデルは、例示を目的としており、制限するものではない。ディスプレイデバイス２００のいくつかの他の実装形態では、他の補助照明モデルが使用され得る。
【００７６】
図１５Ａは、ディスプレイデバイス２００に追加するための補助光の量を決定するために、いくつかの実装形態で使用され得る例示的な参照用テーブルを示す。参照用テーブルは、いくつかの実装形態では、たとえば、図１４Ａおよび図１４Ｂの実験データに少なくとも部分的に基づいて生成され得る。参照用テーブルのｘ座標は、周辺光の照度（たとえば、周辺光の拡散成分の照度）を表し得る。ｙ座標は、拡散光の量に対する有向光の量の比を表し得る。任意のｘ−ｙ座標における例示的な参照用テーブル内の値は、ディスプレイに追加される補助光の量（単位ニット）である。この例では、非常に低照度の周辺光（参照用テーブル内で「４０」で表される、たとえば、家庭環境）に対して、追加の照明が要望される一方で、拡散光に対する有向光の比にかかわらず、非常に高い照度の周辺光に対しては、要望されない（参照用テーブル内で「０」で表される、たとえば、効率のよいディスプレイに対する晴れの条件またはオフィス環境）。これらの両極端の間では、周辺光の同じ照度条件（たとえば、ルクス）に対して、より高い、拡散光に対する有向光の比によるよりも、より低い、拡散光に対する有向光の比によって、ディスプレイデバイス２００が照明されるとき、より多くの追加の光を有することが要望され得る（テーブルの上部におけるより低い値、たとえば家庭環境と比較して、テーブルの下部におけるより高い値、たとえば暗い曇りの条件によって表される）。
【００７７】
いくつかの実装形態では、拡散光センサー２３１は、拡散照度、たとえばｘ座標を測定し得る。有向光センサー２３２は、有向照度を測定し得る。測定された拡散照度および測定された有向照度を使用して、コントローラ２４０は、測定された拡散照度に対する測定された有向照度の比、たとえばｙ座標を決定し得る。次いで、コントローラ２４０は、周辺光の量（たとえば、拡散照度）と、拡散周辺光に対する有向光の比（たとえば、拡散照度に対する有向照度の比率）とに少なくとも部分的に基づいて、どれだけの補助光をディスプレイデバイス２００に追加するかを決定するために、上記で説明した参照用テーブルに概して類似し得る参照用テーブルを使用し得る。
【００７８】
いくつかの他の実装形態では、コントローラ２４０は、ディスプレイデバイス２００の補助光源２２０をいかにして調整するかを決定するために、式（またはアルゴリズム）を使用し得る。たとえば、拡散光の量および有向光の量は、式への入力の一部であり得る。いくつかの実装形態では、式はまた、有向光源の一部または全部の測定された（または推定もしくは仮定された）位置に依存することがある。式は、図１５Ａに示すものと非常に類似するかまたは同一の、あるいは異なる、調整された補助光のレベルを生じることがある。
【００７９】
図１５Ｂは、ゲインを有するディスプレイデバイスに対する鏡面反射方向からのビューアングルの関数として、（任意単位における）相対強度のグラフ図である。上記で説明したように、鏡面反射方向からの角度Δθは、θｓｐｅｃｕｌａｒ−θｖｉｅｗとして表現され得る。ゲインを有するいくつかのディスプレイでは、鏡面からのより大きな角度において（たとえば、より大きなΔθを有して）配置された有向光源は、鏡面からのより小さな角度において（たとえば、より小さなΔθを有して）配置された有向光源より、閲覧者に対してより小さい相対強度を与える傾向がある。図１５Ｂは、２つの有向光源５０２および５０４が存在する一例を示す。他の例では、たとえば、ゼロ、１、３、またはそれ以上など、異なる数の有向光源が存在することがある。鏡面反射方向からΔθ１において配置された有向光源５０２は、Ｉ１の強度を有し、鏡面反射方向からΔθ２において配置された有向光源５０４は、この例ではΔθ２＜Δθ１であるので、Ｉ１より大きいＩ２の強度を有する。図１５Ｂに示す例では、閲覧者によって観察されるディスプレイデバイス２００の強度Ｉは、Ｉ１、Ｉ２、およびＩｄｉｆｆｕｓｅの和として表現され得、ここで、Ｉｄｉｆｆｕｓｅは拡散照度の強度である。
【００８０】
いくつかの実装形態では、Ｎｓ個の有向光源を有するディスプレイデバイス２００の強度Ｉを決定するための一般的な式は、
【００８１】
【数１】
2015503113.tif 000003
【００８２】
として表現され得る。
ここで、Ｉｋ（Δθｋ）は、角度Δθｋにおいて設置されたＮｓ個の有向光源のそれぞれからの強度である。強度Ｉｋは、概して、様々な実装形態において、図１１および図１５Ｂに示す例示的な強度曲線に類似し得る。この方程式の右辺の加算は、全有向照明Ｉｄｉｒｅｃｔｅｄの推定であり得る。ディスプレイデバイス２００がどれだけ明るく見えるか（たとえば、強度Ｉ）を決定することによって、所望の補助光の量が、様々な実装形態において、Ｉ、Ｉｄｉｒｅｃｔｅｄ、Ｉｄｉｆｆｕｓｅ、Ｉｄｉｒｅｃｔｅｄ／Ｉｄｉｆｆｕｓｅ、などのうちの１つまたは複数に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。
【００８３】
上記の例は、反射型ディスプレイの一例に対する参照用テーブルおよび式（たとえば、低照度を有する周辺光に対する追加の照明）を提供するが、参照用テーブルおよび／または式は、発光型または半透過型ディスプレイに対して提供され得る。たとえば、発光型ＬＣＤは、光源としてバックライトを使用することがあるが、周辺光が反射して閲覧者の目に入るならば、参照用テーブルまたは式は、コントラストを低く保つためにバックライトをどれだけ調整するか、たとえば、周辺光が高照度であるとき、ディスプレイに対して追加の光をどれだけ増加させるか、または周辺光が低照度であるとき、ディスプレイから光をどれだけ減少させるか、を提供することができる。図１６は、発光型ディスプレイデバイスに対する２つの例示的な照明モデルを示す。トレース５１０およびトレース５２０は、（任意単位における）全バックライト強度の２つの応答を、発光型ディスプレイデバイスに対する周辺照明（ルクスで測定される）の関数として表す。この例では、周辺照明が増加するのにつれて、バックライトの強度は、バックライトが最大値に到達するまで、ディスプレイの強度が増加するように調節され得る。トレース５１０は、コントラストが、トレース５２０によって表されるグレア状態より高い場合の、より高いグレア状態を表す。より高いグレアを克服するために、発光型ディスプレイのバックライトは、より低いグレア状態（たとえば、トレース５２０に追従）より速い速度（たとえば、トレース５１０に追従）で増加され得る。ディスプレイデバイスがどれほど明るく見えるかを判断することによって、バックライトは、ディスプレイに対して光を増加させるかまたはディスプレイから光を減少させるように調整され得る。
【００８４】
有向周辺光源がディスプレイデバイス２００に近いとき、様々な実施態様は、有向光の最も明るい源の方向を発見または推定することによって周辺光源の方向を突き止めることができる。たとえば、ディスプレイデバイス２００は、有向光センサー２３２によって検出された、異なる方向から到来する光の照度を重み付けすることによって、周辺光源の方向を突き止めることができる。たとえば、方向は、有向光源への推定角度（たとえば、図１３Ｃに示す例示的な直線的配列を介して測定される）として、または推定角度のペア（たとえば、２次元センサー配列に対する高度角と方位角）として決定され得る。拡散光に対する有向光の比と、周辺光の照度と、有向光源の方向とに少なくとも部分的に基づいて、コントローラ２４０は、補助光源２２０を調整するように構成され得る。
【００８５】
さらに別の実装形態では、ディスプレイデバイス２２０は、有向光源が存在するときに、推測される閲覧者のロケーションを決定できる。この実装形態は、閲覧者のロケーションを決定するために、後ろ向きの低解像度カメラ（たとえば、低解像度の画像センサーアレイ上の光を撮像するように構成された広角レンズ）を含むことがある。図１３Ｃに示す有向光センサー２３２の２次元配列（低解像度カメラのように働き得る）はまた、閲覧者の方向を検出するために使用され得る。たとえば、いくつかの実装形態では、閲覧者は、ディスプレイに対して垂線から数度外れ、少し後方に傾いているものと推定され得る。いくつかの実装形態では、低解像度カメラは、閲覧者が、その方向からの周辺光の一部を阻止することによって生じる、ディスプレイの前の「暗領域（ｄａｒｋ  ｓｐｏｔ）」の位置を特定することによって、閲覧者の位置を特定できる。
【００８６】
場合によっては、コントローラ２４０は、（たとえば、閲覧者の手中のディスプレイを手動で方向付けることによって）有向光源が閲覧者の目に向かって反射するように、閲覧者が、ディスプレイデバイス２００を最適（またはほぼ最適）な位置に動的に調整したものと仮定できる。図１１および図１５Ｂに示すように、ディスプレイデバイス２００は、光源１００の角度に対してビューアングルθｖｉｅｗを調整するために、（たとえば、垂直方向３００に対して測定された）角度θｄｉｓｐｌａｙにおいて調節され得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイ２００の角度θｄｉｓｐｌａｙは、垂直位置３００から約４５度、または約４３度と約４７度との間、または約４０度と約５０度との間、または約３５度と約５５度との間にあるものと仮定され得る。屋内で使用される場合、最も明るいビューアングルは、垂線方向３２５から約１５度と約３０度との間、または約１７度と約２８度との間、または約２０度と約２５度との間であるものと仮定され得る。屋外で使用される場合、最も明るいビューアングルは、垂線方向３２５から約３０度と約４５度との間、または約３３度と約４３度との間、または約３５度と約４０度との間であるものと仮定され得る。図１３Ｂに示すように、例示的なセンサーシステム２３０に対する受光角θａｃｃは、ディスプレイデバイス２００の方向に基づいて変化することがある。たとえば、ディスプレイデバイス２００の角度θｄｉｓｐｌａｙが、垂直位置３００から約４５度にある場合、センサーシステムに対する受光角θａｃｃは、約４０度であり得る。
【００８７】
拡散光に対する有向光の比と、周辺光の照度と、有向光源への方向と、有向光源のロケーションに対して推測、推定、または測定された閲覧者のロケーションとに少なくとも部分的に基づいて、コントローラ２４０は、補助光源２２０をそれに応じて調整するように構成され得る。たとえば、上記で説明したように、いくつかの実装形態は、全強度、有向強度、および拡散強度を決定するために、式（１）を使用できる。
【００８８】
図１７Ａは、ディスプレイの照明を制御する例示的な方法を示す。図１７Ａでは、方法１０００は、本明細書で説明するディスプレイデバイス２００の様々な実装形態に適合する。たとえば、方法１０００は、コントローラ２４０によって実装され得る。方法１０００は、ブロック１０１０で示すように、広範囲の方向からの周辺光５００の拡散照度を測定するステップを含む。たとえば、拡散光センサー２３１は、ブロック１０１０で説明する測定を行うために使用され得る。方法１０００は、ブロック１０２０で示すように、比較的狭い範囲の方向からの周辺光５００の有向照度を測定するステップをさらに含む。たとえば、有向光センサー２３２は、ブロック１０２０で説明する測定を行うために使用され得る。ブロック１０３０で示すように、方法１０００は、照度条件（たとえば、周辺光５００の測定された有向照度および／または測定された拡散照度）に少なくとも部分的に基づいて補助光源２２０を調整するステップをさらに含む。たとえば、いくつかの実装形態では、コントローラ２４０は、周辺光の有向照度の測定値と拡散照度の測定値とに少なくとも部分的に基づいて、追加の照明条件を決定できる。コントローラ２４０は、コンピュータ可読記憶媒体（たとえば、コントローラと通信しているメモリデバイス）から有向照度および拡散照度の測定値を受信できる。コントローラ２４０は、光をディスプレイ２１０に与えるように構成された光源２２０に、照明の調整値を送信できる。照明の調整値は、コントローラ２４０によって決定された追加の照明条件に少なくとも部分的に基づくことができる。たとえば、照明の調整値は、光源２２０によって与えられる照明が増加または減少されるべき量を含み得る。いくつかの実装形態では、コントローラ２４０は、光源２２０を調整するように構成された照明コントローラに追加の照明条件を送信できる。
【００８９】
いくつかの実装形態では、補助光源２２０を調整するステップは、測定された拡散照度に対する測定された有向照度の比に少なくとも部分的に基づく。図１７Ａに示すように、方法１０００はまた、随意のブロック１０２２で示す、周辺光５００の方向を決定するステップを含み得る。同じく図１７Ａに示すように、方法１０００はまた、随意のブロック１０２３で示す、ディスプレイ２１０の閲覧者のロケーションを決定するステップを含み得る。したがって、ブロック１０３０で示す補助光源２２０を調整するステップは、有向周辺光源への方向および／または閲覧者のロケーションに基づくものであってよい。
【００９０】
図１７Ｂは、ディスプレイの照明を制御する別の例示的な方法を示す。例示的な方法２０００は、コントローラ２４０によって実行され得る。ブロック２０１０で示すように、方法２０００は、周辺光５００についての方向および強度の情報を集めるステップを含み得る。周辺光５００についての方向および強度の情報を集めるステップは、たとえば、図１７Ａのブロック１０１０で説明したように、広範囲の方向からの周辺光５００の測定された拡散照度を集めるステップを含み得る。周辺光５００についての方向および強度の情報を集めるステップはまた、たとえば、図１７Ａのブロック１０２０で説明したように、比較的狭い範囲の方向における周辺光５００の測定された有向照度を集めるステップを含み得る。周辺光５００の照明が実質的に拡散である場合、ディスプレイ面の明るさは、（たとえば、ランバート反射特性を表示して）ディスプレイ面上の全方向において実質的に同じように見える。補助光が要望される場合、方法のいくつかの実装形態は、ブロック２０４０で示すように、拡散照度に少なくとも部分的に基づいて補助光源２２０を調整するステップを含み得る。一方、補助光が要望されない場合、いくつかの実装形態は、ブロック２０５０で示すように、補助光源をゼロ（または十分に小さい値）に設定するステップを含み得る。
【００９１】
周辺光５００の照明が有向成分を有する場合、ディスプレイは、鏡面反射と、鏡面反射とランバート反射との中間の特性とを示し、たとえば、ゲインを有するディスプレイを示すことができる。補助光が要望される場合、方法のいくつかの実装形態は、ブロック２０３０で示すように、周辺光の有向照度および／または拡散照度に少なくとも部分的に基づいて補助光源２２０を調整するステップを含み得る。一方、補助光が要望されない場合、いくつかの実装形態は、ブロック２０５０で示すように、補助光源２２０をゼロ（または十分に小さい値）に設定するステップを含み得る。いくつかの実装形態では、方法２０００はまた、随意のブロック２０２２で示す、周辺光５００の方向を決定するステップを含み得る。これらの実装形態では、ブロック２０３０で補助光源２２０を調整するステップはまた、周辺光５００の方向に基づくことができる。いくつかの実装形態では、方法２０００は、随意のブロック２０２３で示す、閲覧者のロケーションを決定するステップを含み得る。これらの実装形態では、ブロック２０３０で補助光源２２０を調整するステップはまた、仮定、推定、または測定された閲覧者のロケーションに基づくことができる。
【００９２】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、複数の干渉変調器を含むディスプレイデバイス４０を示すシステムブロック図の例を示す。ディスプレイデバイス４０は、たとえば、セルラー電話または携帯電話であり得る。ただし、ディスプレイデバイス４０の同じ構成要素またはディスプレイデバイス４０の軽微な変形はまた、テレビジョン、電子リーダーおよびポータブルメディアプレーヤなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。図１２を参照しながら説明したディスプレイデバイス２００（およびそれらの構成要素）は、概して、ディスプレイデバイス４０に類似することができる。
【００９３】
ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１と、ディスプレイ３０と、アンテナ４３と、スピーカー４５と、入力デバイス４８と、マイクロフォン４６とを含む。ディスプレイ３０は、本明細書で説明するディスプレイ２１０の様々な例を含み得る。ハウジング４１は、射出成形および真空成形を含む様々な製造プロセスのうちのいずれかから形成され得る。さらに、ハウジング４１は、限定はしないが、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、およびセラミック、またはそれらの組合せを含む、様々な材料のうちのいずれかから製作され得る。ハウジング４１は、異なる色の、または異なるロゴ、ピクチャ、もしくはシンボルを含んでいる、他の取外し可能な部分と交換され得る、取外し可能な部分（図示せず）を含むことができる。本明細書で説明するように、ハウジング４１は、有向光センサーを形成するためにフォトセンサーと組み合わされた少なくとも１つの開口または管を含み得る。ハウジング４１はまた、複数の有向光センサーを形成するためにフォトセンサーと組み合わされた複数の開口または管を含み得る。
【００９４】
ディスプレイ３０は、本明細書で説明する、双安定またはアナログディスプレイを含む様々なディスプレイのうちのいずれかであり得る。ディスプレイ３０はまた、プラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤなど、フラットパネルディスプレイ、あるいはＣＲＴまたは他の管デバイスなど、非フラットパネルディスプレイを含むように構成され得る。さらに、ディスプレイ３０は、本明細書で説明する干渉変調器ディスプレイを含むことができる。
【００９５】
ディスプレイデバイス４０の構成要素は図１８Ｂに概略的に示されている。ディスプレイデバイス４０は、ハウジング４１を含み、それの中に少なくとも部分的に密閉された追加の構成要素を含むことができる。たとえば、ディスプレイデバイス４０は、トランシーバ４７に結合されたアンテナ４３を含むネットワークインターフェース２７を含む。トランシーバ４７はプロセッサ２１に接続され、プロセッサ２１は調整ハードウェア５２に接続される。いくつかの実装形態では、プロセッサ２１は、コントローラ２４０を含み得、または本明細書で説明するコントローラ２４０として機能することができる。本明細書で説明する方法、たとえば方法１０００および２０００は、プロセッサ２１によって命令を介して実行され得る。調整ハードウェア５２は、信号を調整する（たとえば、信号をフィルタリングする）ように構成され得る。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５およびマイクロフォン４６に接続される。プロセッサ２１は、入力デバイス４８およびドライバコントローラ２９にも接続される。ドライバコントローラ２９は、フレームバッファ２８に、およびアレイドライバ２２に結合され、アレイドライバ２２は次にディスプレイアレイ３０に結合される。電源５０が、特定のディスプレイデバイス４０設計によって必要とされるすべての構成要素に電力を与えることができる。
【００９６】
ネットワークインターフェース２７は、ディスプレイデバイス４０がネットワークを介して１つまたは複数のデバイスと通信することができるように、アンテナ４３とトランシーバ４７とを含む。ネットワークインターフェース２７はまた、たとえば、プロセッサ２１のデータ処理要件を軽減するための、何らかの処理能力を有し得る。アンテナ４３は信号を送信および受信することができる。いくつかの実施態様では、アンテナ４３は、ＩＥＥＥ１６．１１（ａ）、（ｂ）、または（ｇ）を含むＩＥＥＥ１６．１１規格、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇまたはｎを含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従って、ＲＦ信号を送信および受信する。いくつかの他の実施態様では、アンテナ４３は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従ってＲＦ信号を送信および受信する。セルラー電話の場合、アンテナ４３は、３Ｇまたは４Ｇ技術を利用するシステムなどのワイヤレスネットワーク内で通信するために使用される、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭ／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＥＤＧＥ）、Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｔｒｕｎｋｅｄ  Ｒａｄｉｏ（ＴＥＴＲＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標））、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  Ｄａｔａ  Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶ−ＤＯ）、１ｘＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ａ、ＥＶ−ＤＯ  Ｒｅｖ  Ｂ、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）、発展型高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、ＡＭＰＳ、または他の知られている信号を受信するように設計される。トランシーバ４７は、アンテナ４３から受信された信号がプロセッサ２１によって受信され、プロセッサ２１によってさらに操作され得るように、その信号を前処理することができる。トランシーバ４７はまた、プロセッサ２１から受信された信号がアンテナ４３を介してディスプレイデバイス４０から送信され得るように、その信号を処理することができる。
【００９７】
いくつかの実施態様では、トランシーバ４７は受信機によって置き換えられ得る。さらに、ネットワークインターフェース２７は、プロセッサ２１に送られるべき画像データを記憶または生成することができる画像ソースによって置き換えられ得る。プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の全体的な動作を制御することができる。プロセッサ２１は、ネットワークインターフェース２７または画像ソースから圧縮された画像データなどのデータを受信し、そのデータを生画像データに、または生画像データに容易に処理されるフォーマットに、処理する。プロセッサ２１は、処理されたデータをドライバコントローラ２９に、または記憶のためにフレームバッファ２８に送ることができる。生データは、一般に、画像内の各ロケーションにおける画像特性を識別する情報を指す。たとえば、そのような画像特性は、色、飽和、およびグレースケールレベルを含むことができる。
【００９８】
プロセッサ２１は、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するためのマイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、または論理ユニットを含むことができる。調整ハードウェア５２は、スピーカー４５に信号を送信するための、およびマイクロフォン４６から信号を受信するための、増幅器およびフィルタを含み得る。調整ハードウェア５２は、ディスプレイデバイス４０内の個別構成要素であり得、あるいはプロセッサ２１または他の構成要素内に組み込まれ得る。
【００９９】
ドライバコントローラ２９は、プロセッサ２１によって生成された生画像データをプロセッサ２１から直接、またはフレームバッファ２８から取ることができ、アレイドライバ２２への高速送信のために適宜に生画像データを再フォーマットすることができる。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９は、生画像データを、ラスタ様フォーマットを有するデータフローに再フォーマットすることができ、その結果、そのデータフローは、ディスプレイアレイ３０にわたって走査するのに好適な時間順序を有する。次いで、ドライバコントローラ２９は、フォーマットされた情報をアレイドライバ２２に送る。ＬＣＤコントローラなどのドライバコントローラ２９は、しばしば、スタンドアロン集積回路（ＩＣ）としてシステムプロセッサ２１に関連付けられるが、そのようなコントローラは多くの方法で実施され得る。たとえば、コントローラは、ハードウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、ソフトウェアとしてプロセッサ２１中に埋め込まれるか、またはハードウェアにおいてアレイドライバ２２と完全に一体化され得る。
【０１００】
アレイドライバ２２は、ドライバコントローラ２９からフォーマットされた情報を受信することができ、ビデオデータを波形の並列セットに再フォーマットすることができ、波形の並列セットは、ディスプレイのピクセルのｘ−ｙ行列から来る、数百の、および時には数千の（またはより多くの）リード線に毎秒何回も適用される。
【０１０１】
いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９、アレイドライバ２２、およびディスプレイアレイ３０は、本明細書で説明するディスプレイのタイプのうちのいずれにも適している。たとえば、ドライバコントローラ２９は、従来のディスプレイコントローラまたは双安定ディスプレイコントローラ（たとえば、ＩＭＯＤコントローラ）であり得る。さらに、アレイドライバ２２は、従来のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ（たとえば、ＩＭＯＤディスプレイドライバ）であり得る。その上、ディスプレイアレイ３０は、従来のディスプレイアレイまたは双安定ディスプレイアレイ（たとえば、ＩＭＯＤのアレイを含むディスプレイ）であり得る。いくつかの実施態様では、ドライバコントローラ２９はアレイドライバ２２と一体化され得る。そのような実施態様は、セルラーフォン、ウォッチおよび他の小面積ディスプレイなどの高集積システムでは一般的である。
【０１０２】
いくつかの実施態様では、入力デバイス４８は、たとえば、ユーザがディスプレイデバイス４０の動作を制御することを可能にするように、構成され得る。入力デバイス４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボードまたは電話キーパッドなどのキーパッド、ボタン、スイッチ、ロッカー、タッチセンシティブスクリーン、あるいは感圧膜または感熱膜を含むことができる。マイクロフォン４６は、ディスプレイデバイス４０のための入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実施態様では、ディスプレイデバイス４０の動作を制御するために、マイクロフォン４６を介したボイスコマンドが使用され得る。
【０１０３】
電源５０は、当技術分野でよく知られている様々なエネルギー蓄積デバイスを含むことができる。たとえば、電源５０は、ニッケルカドミウムバッテリーまたはリチウムイオンバッテリーなどの充電式バッテリーであり得る。電源５０はまた、再生可能エネルギー源、キャパシタ、あるいはプラスチック太陽電池または太陽電池塗料を含む太陽電池であり得る。電源５０はまた、壁コンセントから電力を受け取るように構成され得る。
【０１０４】
いくつかの実施態様では、制御プログラマビリティがドライバコントローラ２９中に存在し、これは電子ディスプレイシステム中のいくつかの場所に配置され得る。いくつかの他の実施態様では、制御プログラマビリティがアレイドライバ２２中に存在する。上記で説明した最適化は、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェア構成要素において、ならびに様々な構成において実施され得る。
【０１０５】
本明細書で開示する実施態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性が、概して機能に関して説明され、上記で説明した様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップにおいて示された。そのような機能がハードウェアで実施されるか、ソフトウェアで実施されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。
【０１０６】
本明細書で開示する態様に関して説明した様々な例示的な論理、論理ブロック、モジュール、および回路を実施するために使用される、ハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用シングルチップまたはマルチチッププロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、あるいは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実施することもできる。いくつかの実施態様では、特定のステップおよび方法が、所与の機能に固有である回路によって実行され得る。
【０１０７】
１つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示する構造を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータソフトウェア、ファームウェア、およびそれらの上記構造の構造的等価物において、またはそれらの任意の組合せにおいて実施され得る。また、本明細書で説明した主題の実施態様は、１つまたは複数のコンピュータプログラムとして、すなわち、データ処理装置が実行するためにコンピュータ記憶媒体上に符号化された、またはデータ処理装置の動作を制御するための、コンピュータプログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実施され得る。
【０１０８】
ソフトウェアで実装される場合、参照用テーブルを作成または使用するため、あるいは周辺光の量に対する値を作成するために使用される参照用テーブル、関数、または式は、コンピュータ可読媒体上の１つまたは複数のデータ構造または命令またはコードとして、記憶または送信され得る。本明細書で開示された方法またはアルゴリズムのステップは、コンピュータ可読媒体上に存在し得る、プロセッサ実行可能ソフトウェアモジュールで実施され得る。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所にコンピュータプログラムを転送することを可能にされ得る任意の媒体を含む、コンピュータ記憶媒体とコンピュータ通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または、命令もしくはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。さらに、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータプログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上のコードおよび命令の、１つまたは任意の組合せまたはセットとして存在し得る。
【０１０９】
本開示で説明した実施態様への様々な修正は当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書で示した実施態様に限定されるものではなく、本開示と、本明細書で開示する原理および新規の特徴とに一致する、最も広い範囲を与られるべきである。「例示的」という単語は、本明細書ではもっぱら「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。本明細書に「例示的」と記載されたいかなる実施態様も、必ずしも他の実施態様よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。さらに、「上側」および「下側」という用語は、図の説明を簡単にするために時々使用され、適切に配向されたページ上の図の配向に対応する相対位置を示すが、実施されたＩＭＯＤの適切な配向を反映しないことがあることを、当業者は容易に諒解されよう。
【０１１０】
また、別個の実施態様に関して本明細書で説明されたいくつかの特徴は、単一の実施態様において組合せで実施され得る。また、逆に、単一の実施態様に関して説明した様々な特徴は、複数の実施態様において別個に、あるいは任意の好適な部分組合せで実施され得る。その上、特徴は、いくつかの組合せで働くものとして上記で説明され、初めにそのように請求されることさえあるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってはその組合せから削除され得、請求される組合せは、部分組合せ、または部分組合せの変形形態を対象とし得る。
【０１１１】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序でまたは順番に実行されることを、あるいはすべての図示の動作が実行されることを必要とするものとして理解されるべきでない。さらに、図面は、流れ図の形態でもう１つの例示的なプロセスを概略的に示し得る。ただし、図示されていない他の動作が、概略的に示される例示的なプロセスに組み込まれ得る。たとえば、１つまたは複数の追加の動作が、図示の動作のうちのいずれかの前に、後に、同時に、またはそれの間で、実行され得る。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。その上、上記で説明した実施態様における様々なシステム構成要素の分離は、すべての実施態様においてそのような分離を必要とするものとして理解されるべきでなく、説明するプログラム構成要素およびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品において互いに一体化されるか、または複数のソフトウェア製品にパッケージングされ得ることを理解されたい。さらに、他の実施態様が以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、特許請求の範囲に記載の行為は、異なる順序で実行され、依然として望ましい結果を達成することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１２  干渉変調器、ＩＭＯＤ、ピクセル
１３、１５  光
１４  可動反射層、層、反射層
１４ａ  反射副層、伝導性層、副層
１４ｂ  支持層、誘電支持層、副層
１４ｃ  伝導性層、副層
１６  光学スタック、層
１６ａ  吸収層、光吸収体、副層、導体／吸収体副層
１６ｂ  誘電体、副層
１８  ポスト、支持体、支持ポスト
１９  ギャップ、キャビティ
２０  透明基板、基板
２１  プロセッサ、システムプロセッサ
２２  アレイドライバ
２３  ブラックマスク構造
２４  行ドライバ回路
２５  犠牲層、犠牲材料
２６  列ドライバ回路
２７  ネットワークインターフェース
２８  フレームバッファ
２９  ドライバコントローラ
３０  ディスプレイアレイ、パネル、ディスプレイ
３２  テザー
３４  変形可能層
３５  スペーサ層
４０  ディスプレイデバイス
４１  ハウジング
４３  アンテナ
４５  スピーカー
４６  マイクロフォン
４７  トランシーバ
４８  入力デバイス
５０  電源
５２  調整ハードウェア
６０ａ  第１のライン時間、ライン時間
６０ｂ  第２のライン時間、ライン時間
６０ｃ  第３のライン時間、ライン時間
６０ｄ  第４のライン時間、ライン時間
６０ｅ  ライン時間、第５のライン時間
６２  高いセグメント電圧
６４  低いセグメント電圧
７０  開放電圧
７２  高い保持電圧
７４  高いアドレス電圧
７６  低い保持電圧
７８  低いアドレス電圧
１００  光源
１０１  有向照明
１０２  拡散照明
１１０  ディスプレイ面
１２０  鏡面反射の方向
１２１  すべての方向
１２２  方向、有向光
１３０  有向照明
１４０  閲覧者
２００  ディスプレイデバイス
２１０  ディスプレイ
２２０  補助光源
２３０  センサーシステム
２３１  拡散光センサー
２３２  有向光センサー
２３３  開口
２３４  管
２３５  フォトセンサー
２４０  コントローラ
３００  垂直方向
３１０  トレース
３２０  トレース
３２５  垂線方向
３３０  トレース
４００  トレース
４１０  トレース
４２０  トレース
５００  周辺光
５０２  有向光源
５０４  有向光源
５１０  トレース
５２０  トレース
【図１】
2015503113.tif 000004
【図２】
2015503113.tif 000005
【図３】
2015503113.tif 000006
【図４】
2015503113.tif 000007
【図５Ａ】
2015503113.tif 000008
【図５Ｂ】
2015503113.tif 000009
【図６Ａ】
2015503113.tif 000010
【図６Ｂ】
2015503113.tif 000011
【図６Ｃ】
2015503113.tif 000012
【図６Ｄ】
2015503113.tif 000013
【図６Ｅ】
2015503113.tif 000014
【図７】
2015503113.tif 000015
【図８Ａ】
2015503113.tif 000016
【図８Ｂ】
2015503113.tif 000017
【図８Ｃ】
2015503113.tif 000018
【図８Ｄ】
2015503113.tif 000019
【図８Ｅ】
2015503113.tif 000020
【図９Ａ】
2015503113.tif 000021
【図９Ｂ】
2015503113.tif 000022
【図９Ｃ】
2015503113.tif 000023
【図９Ｄ】
2015503113.tif 000024
【図１０】
2015503113.tif 000025
【図１１】
2015503113.tif 000026
【図１２】
2015503113.tif 000027
【図１３Ａ】
2015503113.tif 000028
【図１３Ｂ】
2015503113.tif 000029
【図１３Ｃ】
2015503113.tif 000030
【図１３Ｄ】
2015503113.tif 000031
【図１５Ｂ】
2015503113.tif 000032
【図１６】
2015503113.tif 000033
【図１７Ａ】
2015503113.tif 000034
【図１７Ｂ】
2015503113.tif 000035
【図１８Ａ】
2015503113.tif 000036
【図１８Ｂ】
2015503113.tif 000037
【図１４Ａ】
2015503113.tif 000038
【図１４Ｂ】
2015503113.tif 000039
【図１５Ａ】
2015503113.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月13日(2013.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイと、
前記ディスプレイに補助光を与えるように構成された補助光源と、
センサーシステムにおいて、複数の有向光センサーであって、前記有向光センサーは２πステラジアンまでの立体角である方向の範囲からの方向を有する周辺光の有向照度を測定するように構成され、有向照度それぞれは５°〜６０°の範囲内の受光角を有する円錐内で測定される、複数の有向光センサーを備え、該センサーシステムは２πステラジアンまでの立体角である範囲の方向からの周辺光の拡散照度を測定するように構成されたセンサーシステムと、
前記周辺光の測定された前記有向照度および測定された前記拡散照度に少なくとも部分的に基づく補助光の量を前記ディスプレイに与えるために、前記補助光源を調整するように構成された、前記センサーシステムと通信しているコントローラと、
を備えることを特徴とするディスプレイデバイス。
【請求項２】
前記ディスプレイが反射型ディスプレイを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項３】
前記反射型ディスプレイが干渉変調器を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項４】
前記センサーシステムが、少なくとも２方向からの周辺光を感知するように構成された少なくとも１つのセンサーを含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項５】
前記少なくとも１つのセンサーが、前記拡散照度を測定するように構成された拡散光センサーと、前記有向照度を測定するように構成された前記複数の有向光センサーと、を含むことを特徴とする請求項４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項６】
前記コントローラが、測定された前記拡散照度に対する測定された前記有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項７】
前記コントローラが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項８】
前記コントローラが、前記有向照度の方向に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項９】
前記有向照度の方向が、前記センサーシステムによって測定された前記有向照度と前記拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて決定されることを特徴とする請求項８に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１０】
前記コントローラが、閲覧者のロケーションに少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１１】
前記ディスプレイと通信するように構成され、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと通信するように構成されたメモリデバイスと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記ディスプレイに少なくとも１つの信号を送信するように構成されたドライバ回路をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送信するように構成されたドライバコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１４】
前記プロセッサに前記画像データを送信するように構成された画像ソースモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記画像ソースモジュールが、受信機、トランシーバ、および送信機のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載のディスプレイデバイス。
【請求項１６】
入力データを受信して、前記プロセッサに前記入力データを伝達するように構成された入力デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１７】
ディスプレイに補助光を与えるように構成された補助光源を有し、拡散光センサーと複数の有向光センサーとを有するディスプレイデバイスのディスプレイの照明を制御する方法であって、
２πステラジアンまでの立体角である範囲の方向からの周辺光の拡散照度を、前記拡散光センサーを介して測定するステップと、
２πステラジアンまでの立体角である範囲の方向からの前記周辺光の有向照度を、前記複数の有向光センサーを介して測定するステップであって、前記有向照度は５°〜６０°の範囲内の受光角を有する円錐内で測定される、ステップと、
前記周辺光の測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度とに少なくとも部分的に基づいて、前記補助光源をハードウェアプロセッサによる命令の実行を介して調整するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記補助光源を調整するステップが、測定された前記拡散照度に対する測定された前記有向照度の比に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記補助光源を調整するステップが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づいて前記補助光源を調整するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記補助光源を調整するステップが、前記有向照度の方向に基づくことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記補助光源を調整するステップが、閲覧者のロケーションに基づくことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ディスプレイデバイスのディスプレイの照明を制御するための命令を記憶された非一時的有形コンピュータ記憶媒体であって、前記命令が、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムに、
２πステラジアンまでの立体角である方向の範囲からの方向を有する周辺光の有向照度の測定値をコンピュータ可読媒体から受信するステップであって、前記有向照度は複数の有向光センサーから測定され、有向光センサーそれぞれは５°〜６０°の範囲内の受光角を有する円錐内で測定する、ステップと、
２πステラジアンまでの立体角である方向の範囲からの周辺光の拡散照度の測定値をコンピュータ可読媒体から受信するステップと、
前記周辺光の前記有向照度の前記測定値と前記拡散照度の前記測定値とに少なくとも部分的に基づいて追加の照明条件を決定するステップと、
前記ディスプレイに光を与えるように構成された光源に対する前記追加の照明条件に少なくとも部分的に基づいて照明の調整値を送信するステップと、
を含む動作を実行させることを特徴とする非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項２３】
周辺光の前記拡散照度を受信するステップが、異なる方向に対する複数の有向照度を受信するステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項２４】
追加の照明条件を決定するステップが、拡散照度を、前記拡散照度に対する有向照度の比と相関付ける参照用テーブルにアクセスするステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項２５】
追加の照明条件を決定するステップが、拡散照度を、前記拡散照度に対する有向照度の比と相関付ける式にアクセスするステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【請求項２６】
追加の照明条件を決定するステップが、測定された前記有向照度と測定された前記拡散照度との和に少なくとも部分的に基づく式にアクセスするステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の非一時的有形コンピュータ記憶媒体。
【国際調査報告】
2015503113.tif 000041
2015503113.tif 000042
2015503113.tif 000043