(57)【要約】  本開示は、バックライトにおける光源を個々に制御することによって、バックライトの光出力分解能を向上させるためのシステム、方法、および装置を提供する。光源の照明強度レベルは、すべての光源の全体的な照明強度レベルが所望の全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、個々に制御される。光源または光源のグループの個々の照明レベルは、バックライトが均一に照明されるように制御される。いくつかの実装形態では、照明強度レベルが、照明期間の異なる部分にわたって変化させられて、バックライトの均一な照明が提供される。
2016518614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトと、
第1の色に関連付けられた複数の光源と、
前記複数の光源に結合された照明制御論理であって、
前記光源のある数のグループを独立して制御して、複数の離散出力照明強度レベルを出力すること、
前記バックライトによって出力されるべき前記第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信すること、ならびに
前記入力信号が、前記グループの数の整数倍ではない全バックライト照明強度値を示すことに応答して、前記バックライトの照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、前記光源のグループの総照明強度レベルが、前記受信された入力信号中で示された前記全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、前記グループのうちの少なくとも1つを、前記グループの残りよりも小さい強度レベルで照明されるように制御すること
を行うように構成された照明制御論理と
を含む装置。
【請求項２】
前記より小さい強度レベルが、ただ単一の離散照明強度レベルだけ、前記光源のグループの残りの前記強度レベルよりも小さい、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記照明制御論理が、前記光源の独立して制御されたグループの数の最大1/2を、前記より小さい強度レベルで照明するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記照明制御論理が、前記より小さい強度レベルを出力する前記光源の少なくとも1つのグループを、前記光源の少なくとも1つのグループの第2のセットに切り替えるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記照明制御論理が、前記光源のグループの前記総照明強度レベルを、ある時間期間にわたって、前記全バックライト照明強度値に実質的に等しくなるように維持しながら、前記光源の少なくとも1つのグループを、前記時間期間の全体未満にわたってより小さい照明強度で、および前記時間期間の残りにわたってより大きい強度で、照明されるようにするように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記光源の少なくとも1つのグループが、前記光源のグループのすべてを含む、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
光源の各グループが、ただ1つの光源を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記光源が、発光ダイオード(LED)を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記装置が、
ディスプレイであって、
前記バックライトと、
前記複数の光源と、
前記照明制御論理とを含む、ディスプレイと、
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
をさらに含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイが、
前記ディスプレイに少なくとも1つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、
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るように構成されたコントローラと
をさらに含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイが、
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含み、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、請求項9に記載の装置。
【請求項１２】
前記ディスプレイが、
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイス
をさらに含む、請求項9に記載の装置。
【請求項１３】
第1の色の複数の光源を有するバックライトによって出力されるべき前記第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信するステップと、
前記複数の光源の独立して制御されたグループの数の整数倍ではない前記全バックライト照明強度値を示す前記入力信号を受信することに応答して、前記バックライトの照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、前記数のグループの総照明強度レベルが、前記受信された入力信号中で示された前記全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、前記数のグループのうちの少なくとも1つを、前記グループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように独立して制御するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記より小さい照明強度レベルが、ただ単一の離散照明強度レベルだけ、前記光源のグループの残りの前記照明強度レベルよりも小さい、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記数のグループのうちの前記少なくとも1つが、前記グループの総数の1/2を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１６】
前記光源のグループの前記総照明強度レベルを、前記全バックライト照明強度値に等しくなるように維持しながら、前記より小さい照明強度レベルを出力する前記数のグループのうちの前記少なくとも1つを、前記数のグループのうちの少なくとも1つの第2のセットに切り替えるステップ
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１７】
前記光源のグループの前記総照明強度レベルを、ある時間期間にわたって、前記全バックライト照明強度値に等しくなるように維持するステップと、
前記数のグループのうちの前記少なくとも1つを、前記時間期間の全体未満にわたって前記より小さい照明強度レベルで、および前記時間期間の残りにわたってより大きい強度で、照明されるように制御するステップと
をさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１８】
前記数のグループのうちの前記少なくとも1つが、前記複数の光源のすべてを含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１９】
前記数のグループの各々が、ただ1つの光源を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の光源が、発光ダイオードを含む、請求項13に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本特許出願は、2013年3月6日に出願され、本出願の譲受人に譲渡され、参照により明白に本明細書に組み込まれる、「DISPLAY APPARATUS UTILIZING INDEPENDENT CONTROL OF LIGHT SOURCES FOR UNIFORM BACKLIGHT OUTPUT」と題する米国実用出願(Utility Application)第13/787,016号の優先権を主張する。
【０００２】
本開示は、イメージングディスプレイの分野に関し、詳細には、バックライト制御に関する。
【背景技術】
【０００３】
あるディスプレイ装置は、所望のディスプレイプライマリを生成するために、ディスプレイ装置が組み込む光源の照明強度を正確に制御できることに依拠する。たとえば、ディスプレイにしばしば組み込まれる赤色、緑色、および青色発光ダイオード(LED)の色度は、典型的には、ディスプレイが再生しようとしている、Adobe RGB色域またはsRGB色域などの色域の原色の色度に一致しない。これらの原色を忠実に再生するために、ディスプレイは、そのLEDの各々の正確な混合を出力しなければならない。加えて、いくつかのディスプレイは、同じくディスプレイがその光源の出力強度を調節できることに依拠する、コンテンツ適応型バックライト制御(CABC:content adaptive backlight control)を組み込む。さらに他のディスプレイは、周辺照明環境における差を考慮に入れるために、ならびに、ディスプレイのユーザからの入力に応答するために、それらの光源の出力強度の強度を制御する。
【０００４】
ディスプレイが大きくなるほど、ディスプレイは、典型的には追加の光源を組み込む。いくつかの実装形態では、光源は、ディスプレイの辺の周りに分散して、ディスプレイがその表面全体にわたって均一に照明されることを保証する。ディスプレイが、各光源の出力を制御することができる精度を向上させるために、よりコストがかかるアナログデジタルコンバータをそのディスプレイドライバに組み込まない限り、CABC技法を十分に利用するため、およびその意図された色域を正確に再生するためのディスプレイの能力は、妨げられ得る。
【発明の概要】
【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、バックライトと、第1の色に関連付けられた複数の光源と、複数の光源に結合された照明制御論理とを有する、装置において実施され得る。照明制御論理は、光源のある数のグループを独立して制御して、複数の離散出力照明強度レベルを出力するように構成される。照明制御論理はまた、バックライトによって出力されるべき第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信するようにも構成される。照明制御論理は、入力信号が、グループの数の整数倍ではない全バックライト照明強度値を示すことに応答して、バックライトの照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、光源のグループの総照明強度レベルが、受信された入力信号中で示された全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、グループのうちの少なくとも1つを、グループの残りよりも小さい強度レベルで照明されるように制御するように、さらに構成される。
【０００７】
いくつかの実装形態では、より小さい強度レベルは、ただ単一の離散照明強度レベルだけ、光源のグループの残りの強度レベルよりも小さい。いくつかの実装形態では、照明制御論理は、光源の独立して制御されたグループの数の最大1/2を、より小さい強度レベルで照明するようにさらに構成される。いくつかの実装形態では、照明制御論理は、より小さい強度レベルを出力する光源の少なくとも1つのグループを、光源の少なくとも1つのグループの第2のセットに切り替えるように構成される。
【０００８】
いくつかの他の実装形態では、照明制御論理は、光源のグループの総照明強度レベルを、ある時間期間にわたって、全バックライト照明強度値に実質的に等しくなるように維持しながら、光源の少なくとも1つのグループを、時間期間の全体未満にわたってより小さい照明強度で、および時間期間の残りにわたってより大きい強度で、照明されるようにするように構成される。いくつかの実装形態では、光源の少なくとも1つのグループは、光源のグループのすべてを含む。
【０００９】
いくつかの実装形態では、光源の各グループは、ただ1つの光源を含む。いくつかの実装形態では、光源は、発光ダイオード(LED)を含む。いくつかの実装形態では、装置はまた、バックライト、複数の光源、および照明制御論理を有するディスプレイと、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、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含む。
【００１０】
いくつかの実装形態では、ディスプレイは、ディスプレイに少なくとも1つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、ドライバ回路に画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラとをさらに含む。いくつかの実装形態では、ディスプレイは、プロセッサに画像データを送るように構成された画像ソースモジュールであって、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つを含む画像ソースモジュールと、入力データを受信し、入力データをプロセッサに通信するように構成された入力デバイスとをさらに含む。
【００１１】
本開示で説明する主題の別の発明的態様は、第1の色の複数の光源を有するバックライトによって出力されるべき第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信するステップを含む方法において実施され得る。方法は、複数の光源の独立して制御されたグループの数の整数倍ではない全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信することに応答して、バックライトの照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、その数のグループの総照明強度レベルが、受信された入力信号中で示された全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、その数のグループのうちの少なくとも1つを、グループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように独立して制御するステップを含む。
【００１２】
いくつかの実装形態では、より小さい照明強度レベルは、ただ単一の離散照明強度レベルだけ、光源のグループの残りの照明強度レベルよりも小さい。いくつかの実装形態では、その数のグループのうちの少なくとも1つは、グループの総数の1/2を含む。
【００１３】
いくつかの実装形態では、方法は、光源のグループの総照明強度レベルを、全バックライト照明強度値に等しくなるように維持しながら、より小さい照明強度レベルを出力するその数のグループのうちの少なくとも1つを、その数のグループのうちの少なくとも1つの第2のセットに切り替えるステップをさらに含む。いくつかの他の実装形態では、方法は、光源のグループの総照明強度レベルを、ある時間期間にわたって、全バックライト照明強度値に等しくなるように維持するステップをさらに含む。そのような実装形態では、方法はまた、その数のグループのうちの少なくとも1つを、時間期間の全体未満にわたってより小さい照明強度レベルで、および時間期間の残りにわたってより大きい強度で、照明されるように制御するステップを含む。
【００１４】
いくつかの実装形態では、その数のグループのうちの少なくとも1つは、複数の光源のすべてを含む。いくつかの他の実装形態では、その数のグループの各々は、ただ1つの光源を含む。いくつかの他の実装形態では、複数の光源は、発光ダイオードを含む。
【００１５】
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細は、添付の図面および以下の説明において示す。本概要で提供する例は、主にMEMS方式ディスプレイに関して説明するが、本明細書で提供する概念は、他のタイプのディスプレイ、たとえば、液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、および電界放出ディスプレイ、ならびに他の非ディスプレイMEMSデバイス、たとえば、MEMSマイクロフォン、センサ、および光スイッチに適用することができる。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ろう。以下の図の相対寸法は、一定の縮尺で描かれてはいない場合があることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】直視型マイクロ電気機械システム(MEMS)方式ディスプレイ装置の例示的な概略図である。
【図１Ｂ】ホストデバイスの例示的なブロック図である。
【図２Ａ】例示的なシャッター式光変調器の例示的な透視図である。
【図２Ｂ】例示的な非シャッター式MEMS光変調器の例示的な断面図である。
【図３】シャッター式光変調器を組み込んだディスプレイ装置の例示的な断面図である。
【図４】ディスプレイのMEMSダウン構成において使用するための、例示的な光変調器基板および例示的な開口プレートの断面図である。
【図５】ディスプレイ装置において使用されるバックライトの例示的なブロック図である。
【図６Ａ】例示的なバックライト照明タイミング図である。
【図６Ｂ】例示的なバックライト照明タイミング図である。
【図７Ａ】例示的なバックライト照明タイミング図である。
【図７Ｂ】例示的なバックライト照明タイミング図である。
【図８】例示的なバックライト照明タイミング図である。
【図９】バックライトの光源を照明するためのプロセスの例示的なフロー図である。
【図１０】バックライトの光源を照明するためのプロセスの例示的なフロー図である。
【図１１】バックライトの光源を照明するためのプロセスの例示的なフロー図である。
【図１２Ａ】複数のディスプレイ要素を含む例示的なディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【図１２Ｂ】複数のディスプレイ要素を含む例示的なディスプレイデバイスを示すシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
様々な図面における同じ参照符号および記号は、同じ要素を示している。
【００１８】
以下の説明は、本開示の発明的態様について説明する目的で、いくつかの実装形態を対象とする。ただし、本明細書の教示が多数の異なる方法で適用され得ることは、当業者には容易に認識されよう。説明する実装形態は、動いている(ビデオなど)か、動いていない(静止画像など)かにかかわらず、および、テキストであるか、グラフィックであるか、絵であるかにかかわらず、画像を表示するように構成され得る、任意のデバイス、装置、またはシステムにおいて実施され得る。より詳細には、説明する実装形態は、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、全地球測位システム(GPS)受信機/ナビゲータ、カメラ、デジタルメディアプレーヤ(MP3プレーヤなど)、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算機、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、電子リーダーなど)、コンピュータモニタ、自動ディスプレイ(オドメーターディスプレイ、および速度計ディスプレイなどを含む)、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(車両中のリアビューカメラのディスプレイなど)、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(マイクロ電気機械システム(MEMS)適用例を含む電気機械システム(EMS)適用例、ならびに、非MEMS適用例におけるものなど)、審美構造物(1つの宝飾品または衣類上の画像のディスプレイなど)、ならびに様々なEMSデバイスなど、様々な電子デバイス中に含まれるか、またはそれに関連付けられ得ることが企図される。本明細書の教示はまた、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、加速度計、ジャイロスコープ、動き感知デバイス、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も使用され得る。したがって、本教示は、単に図に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、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。
【００１９】
多重光源バックライトの光出力分解能は、個々の光源または光源のグループの照明強度レベルを独立して制御することができる照明論理を組み込むことによって、向上し得る。そうすることによって、照明論理が、バックライトにおける光源の数の整数倍ではない全バックライト照明強度値を出力するための信号を受信する場合、照明論理は、バックライトによる全体的な照明出力が、受信された照明強度レベルに一致すると同時に、なお実質的に均一な光出力を提供するように、光源のうちの1つまたは複数を、より小さい照明強度レベルで選択的に照明することができる。
【００２０】
いくつかの実装形態では、バックライト出力の均一性は、照明論理が経時的に光源のうちの1つまたは複数の出力を修正することによって、向上する。たとえば、照明論理は、照明期間のある部分から照明期間の別の部分へと、照明強度レベルを変化させることができる。照明論理は、異なる光源を、照明期間の異なる部分中により小さい照明強度レベルで照明されるように制御することができる。いくつかの他の実装形態では、照明論理は、光源の異なるグループを、照明期間の異なる部分中により小さい照明強度レベルで照明されるように制御することができる。いくつかの実装形態では、照明論理は、照明期間の異なる部分中により小さい照明強度レベルで照明されるべき光源または光源のグループを、循環的に変化させ得る。
【００２１】
いくつかの他の実装形態では、照明論理は、照明期間にわたる光源の全体的な強度レベルの平均が、所望の全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、光源の各々を、照明期間の1つまたは複数の部分にわたってより小さい照明強度レベルで、および照明期間の残りにおいてより高い照明強度レベルで、照明されるように制御することができる。
【００２２】
本開示で説明する主題の特定の実装形態は、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ように実装され得る。バックライトにおける光源を個々に制御することで、所与の数の光源で達成され得る離散照明強度レベルの数が増加する。強度レベルの数におけるこの向上は、コストがかかり得る、光源を制御するために使用されるデジタルアナログコンバータ(DAC)の分解能を上げることなしに達成される。強度レベルの数におけるこの向上によって、バックライトが所望の色域の向上した再生を提供することが可能になる。
【００２３】
個々の光源の照明強度レベルは、バックライトの全体的な照明強度が所望の全バックライト照明強度値に実質的に等しいような方法で制御され得る。さらに、照明レベルは、バックライトの表面にわたる照明が実質的に均一である方法で制御され得る。バックライトの均一な照明は、見ている人によるレンダリングされた画像の閲覧を向上させることができる。
【００２４】
いくつかの実装形態では、バックライトの表面にわたる照明の均一性は、照明期間の様々な部分にわたって、様々な光源の照明強度レベルを時間的に切り替えることによって向上する。この切替えは、バックライトの均一性をさらに向上させ、それが次には、見ている人によるレンダリングされた画像の閲覧を向上させる。
【００２５】
図1Aは、例示的な直視型MEMS方式ディスプレイ装置100の概略図を示している。ディスプレイ装置100は、行および列に配列された複数の光変調器102a〜102d(全体として「光変調器102」)を含む。ディスプレイ装置100において、光変調器102aおよび102dは開状態にあり、光を通させる。光変調器102bおよび102cは閉状態にあり、光の通過を妨げる。光変調器102a〜102dの状態を選択的にセットすることによって、ディスプレイ装置100は、1つのランプまたは複数のランプ105で照射された場合、バックライト付きディスプレイ用の画像104を形成するのに利用することができる。別の実装形態では、装置100は、装置の前面から発する周辺光の反射によって、画像を形成することができる。別の実装形態では、装置100は、ディスプレイの前面に配置された1つのランプまたは複数のランプからの光の反射によって、すなわちフロントライトを使用して、画像を形成することができる。
【００２６】
いくつかの実装形態では、各光変調器102は、画像104中の画素106に対応する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置100は、複数の光変調器を利用して、画像104中の画素106を形成することができる。たとえば、ディスプレイ装置100は、3つの色固有の光変調器102を含み得る。特定の画素106に対応する色固有の光変調器102のうちの1つまたは複数を選択的に開くことによって、ディスプレイ装置100は、画像104中のカラー画素106を生成することができる。別の例では、ディスプレイ装置100は、画像104中のルミナンスレベルを提供するために、画素106ごとに2つ以上の光変調器102を含む。画像に関して、「画素」は、画像の解像度によって定義される最も小さいピクチャ要素に対応する。ディスプレイ装置100の構造構成要素に関して、「画素」という用語は、画像の単一画素を形成する光を変調するのに使用される、機械構成要素と電気構成要素との組合せを指す。
【００２７】
ディスプレイ装置100は、投影型アプリケーションで通常見出される結像光学素子を含まなくてよいという点で、直視型ディスプレイである。投影型ディスプレイでは、ディスプレイ装置の表面に形成される画像は、スクリーンまたは壁に投影される。ディスプレイ装置は、投影画像よりもかなり小さい。直視型ディスプレイでは、ユーザは、光変調器を含み、場合によってはディスプレイ上で見られる輝度および/またはコントラストを増強するためのバックライトまたはフロントライトを含むディスプレイ装置を直接見ることによって、画像を見る。
【００２８】
直視型ディスプレイは、透過モードまたは反射モードのいずれかで動作し得る。透過型ディスプレイでは、光変調器は、ディスプレイの後ろに配置された1つのランプまたは複数のランプから発する光をフィルタリングし、または選択的に遮断する。場合によっては、各画素を均一に照明できるように、ランプからの光は、光ガイドまたは「バックライト」に注入される。透過直視型ディスプレイは、光変調器を含む一方の基板がバックライトのすぐ上に配置されるサンドイッチアセンブリ配列を円滑にするように、透明基板またはガラス基板の上に構築されることが多い。
【００２９】
各光変調器102は、シャッター108および開口109を含むことができる。画像104中の画素106を照明するために、シャッター108は、見ている人に向かって光が開口109を通るように配置される。画素106を未点灯のまま保つために、シャッター108は、光が開口109を通過するのを妨げるように配置される。開口109は、各光変調器102中の反射材料または光吸収材料を通じてパターニングされた開口部によって画定される。
【００３０】
ディスプレイ装置は、シャッターの移動を制御するための、基板と、光変調器とに接続された制御マトリクスも含む。制御マトリクスは、画素の行ごとに、少なくとも1つの書込み許可相互接続110(「スキャンライン相互接続」とも呼ばれる)と、各画素列に対する1つのデータ相互接続112と、すべての画素に、または少なくとも、ディスプレイ装置100中の複数の列と複数の行の両方にある画素に共通電圧を与える1つの共通相互接続114とを含む、一連の電気相互接続(相互接続110、112および114など)を含む。適切な電圧(「書込み許可電圧、VWE」)の印加に応じて、所与の画素行に対する書込み許可相互接続110は、行中の画素を、新規シャッター移動命令を受諾するように準備する。データ相互接続112は、新規移動命令を、データ電圧パルスの形で伝達する。データ相互接続112に印加されるデータ電圧パルスは、いくつかの実装形態において、シャッターの静電的な移動に直接寄与する。いくつかの他の実装形態では、データ電圧パルスは、トランジスタ、または、データ電圧よりも通常、規模が高い別個の作動電圧の、光変調器102への印加を制御する他の非線形回路要素などの、スイッチを制御する。次いで、これらの作動電圧を印加した結果、シャッター108の静電駆動移動が生じる。
【００３１】
図1Bは、例示的なホストデバイス120(すなわち、セルフォン、スマートフォン、PDA、MP3プレーヤ、タブレット、電子リーダー、ネットブック、ノートブックなど)のブロック図を示している。ホストデバイス120は、ディスプレイ装置128、ホストプロセッサ122、環境センサ124、ユーザ入力モジュール126、および電源を含む。
【００３２】
ディスプレイ装置128は、複数のスキャンドライバ130(「書込み許可電圧源」とも呼ばれる)、複数のデータドライバ132(「データ電圧源」とも呼ばれる)、コントローラ134、共通ドライバ138、ランプ140〜146、ランプドライバ148、および、図1Aに示す光変調器102などのディスプレイ要素のアレイ150を含む。スキャンドライバ130は、スキャンライン相互接続110に書込み許可電圧を印加する。データドライバ132は、データ相互接続112にデータ電圧を印加する。
【００３３】
ディスプレイ装置のいくつかの実装形態において、データドライバ132は、特に画像104のルミナンスレベルがアナログ方式で導出されるべきである場合、ディスプレイ要素のアレイ150にアナログデータ電圧を提供するように構成される。アナログ動作において、光変調器102は、ある範囲の中間電圧がデータ相互接続112を通して印加されると、シャッター108における、ある範囲の中間開状態が生じ、その結果、画像104におけるある範囲の中間照明状態すなわちルミナンスレベルが生じるように設計される。他の場合には、データドライバ132は、2つ、3つまたは4つのデジタル電圧レベルの縮小セットのみをデータ相互接続112に印加するように構成される。これらの電圧レベルは、デジタル方式で、シャッター108の各々に対して、開状態、閉状態、または他の不連続状態(discrete state)をセットするように設計される。
【００３４】
スキャンドライバ130およびデータドライバ132は、デジタルコントローラ回路134(「コントローラ134」とも呼ばれる)に接続される。コントローラはデータを、いくつかの実装形態では行および画像フレームでグルーピングされてあらかじめ決定され得るシーケンスに編成されて、ほぼ直列方式でデータドライバ132に送る。データドライバ132は、直列並列データコンバータと、レベルシフティングと、一部のアプリケーション向けにはデジタルアナログ電圧コンバータとを含み得る。
【００３５】
ディスプレイ装置は、場合によっては、共通電圧源とも呼ばれる1組の共通ドライバ138を含む。いくつかの実装形態において、共通ドライバ138は、たとえば、一連の共通相互接続114に電圧を供給することによって、ディスプレイ要素のアレイ150内のすべてのディスプレイ要素にDC共通電位を提供する。いくつかの他の実装形態では、共通ドライバ138は、コントローラ134からのコマンドに従って、ディスプレイ要素のアレイ150に対し電圧パルスまたは信号、たとえば、アレイ150の複数の行および列中のすべてのディスプレイ要素の同時作動を駆動および/または開始することが可能であるグローバル作動パルスを出す。
【００３６】
異なるディスプレイ機能のためのドライバ(スキャンドライバ130、データドライバ132、および共通ドライバ138など)はすべて、コントローラ134によって時間同期される。コントローラからのタイミングコマンドが、ランプドライバ148と、ディスプレイ要素のアレイ150内の特定の行の書込み許可およびシーケンシングと、データドライバ132からの電圧の出力と、ディスプレイ要素作動を可能にする電圧の出力とにより、赤、緑および青および白色ランプ(それぞれ140、142、144、および146)の照明を調整する。いくつかの実装形態では、ランプは、発光ダイオード(LED)である。
【００３７】
コントローラ134は、シャッター108の各々が、新規画像104に適した照明レベルにリセットされ得るためのシーケンシングまたはアドレス指定方式を決定する。新規画像104は、周期的間隔でセットされ得る。たとえば、ビデオディスプレイの場合、カラー画像104またはビデオフレームは、10〜300ヘルツ(Hz)の範囲の周波数でリフレッシュされる。いくつかの実装形態において、アレイ150への画像フレームの設定は、交替画像フレームが、赤、緑および青など、交替する一連の色で照射されるように、ランプ140、142、144、および146の照明と同期される。それぞれの色のための画像フレームは、カラーサブフレームと呼ばれる。フィールド順次式カラー方法と呼ばれるこの方法では、カラーサブフレームが、20Hzを超過する周波数で交替される場合、人間の脳は、交替するフレーム画像を、広い連続する範囲の色を有する画像の知覚に平均する。代替実装形態では、原色をもつ4つ以上のランプが、ディスプレイ装置100において利用されてよく、赤、緑、および青以外の原色を利用する。
【００３８】
ディスプレイ装置100が、開状態と閉状態との間のシャッター108のデジタル切替えのために設計されるいくつかの実装形態において、コントローラ134は、前述のように、時分割グレースケールの方法によって画像を形成する。いくつかの他の実装形態では、ディスプレイ装置100は、画素ごとに複数のシャッター108を使用することによって、グレースケールを提供することができる。
【００３９】
いくつかの実装形態において、画像状態104についてのデータは、コントローラ134によって、ディスプレイ要素アレイ150に、スキャンラインとも呼ばれる個々の行の順次アドレス指定によりロードされる。シーケンス中の行すなわちスキャンラインごとに、スキャンドライバ130は、アレイ150のその行について、書込み許可相互接続110に書込み許可電圧を印加し、続いて、データドライバ132が、選択された行中の各列について、所望のシャッター状態に対応するデータ電圧を供給する。このプロセスは、アレイ150中のすべての行についてデータがロードされるまで繰り返す。いくつかの実装形態において、データローディングのための選択された行のシーケンスは、線形であり、アレイ150中の上から下に進む。いくつかの他の実装形態では、選択された行のシーケンスは、視覚的アーティファクトを最小限にするために擬似ランダム化される。また、いくつかの他の実装形態では、シーケンシングはブロックで編成され、この場合、ブロックに対して、画像状態104の特定の一部のみについてのデータが、たとえば、シーケンス中のアレイ150の5行おきにのみアドレス指定することによってアレイ150にロードされる。
【００４０】
いくつかの実装形態において、アレイ150に画像データをロードするためのプロセスは、アレイ150のディスプレイ要素を作動させるプロセスとは、時間的に分離される。これらの実装形態において、ディスプレイ要素アレイ150は、アレイ150中の各ディスプレイ要素に対するデータメモリ要素を含むことができ、制御マトリクスは、メモリ要素に記憶されたデータに従って、シャッター108の同時作動を開始するためのトリガ信号を、共通ドライバ138から搬送するためのグローバル作動相互接続を含み得る。
【００４１】
代替実装形態では、ディスプレイ要素のアレイ150と、ディスプレイ要素を制御する制御マトリクスとが、方形の行および列以外の構成で配列され得る。たとえば、ディスプレイ要素は、六角形アレイまたは曲線をなす行および列で配列され得る。概して、本明細書で使用するスキャンラインという用語は、書込み許可相互接続を共有する、任意の複数のディスプレイ要素を指すものである。
【００４２】
ホストプロセッサ122は全般的に、ホストの動作を制御する。たとえば、ホストプロセッサ122は、ポータブル電子デバイスを制御するための汎用または専用プロセッサであり得る。ホストデバイス120内に含まれるディスプレイ装置128に対して、ホストプロセッサ122は、画像データならびにホストに関する追加データを出力する。そのような情報は、環境センサからのデータ、たとえば周辺光もしくは温度、たとえば、ホストの動作モードもしくはホストの電源に残っている電力量を含むホストに関する情報、画像データの内容に関する情報、画像データのタイプに関する情報、および/または画像モードを選択する際に使用するディスプレイ装置に関する指示を含み得る。
【００４３】
ユーザ入力モジュール126は、ユーザの個人的好みをコントローラ134に直接、またはホストプロセッサ122を介して伝える。いくつかの実装形態では、ユーザ入力モジュール126は、ユーザが「色をより濃く」、「コントラストをより良好に」、「電力をより低く」、「輝度を増して」、「スポーツ」、「ライブアクション」、または「アニメーション」などの個人的好みをプログラムしているソフトウェアによって制御される。いくつかの他の実装形態では、これらの好みは、スイッチまたはダイヤルなどのハードウェアを使用して、ホストに入力される。コントローラ134への複数のデータ入力はコントローラに対し、最適な画像化特性に対応する様々なドライバ130、132、138および148にデータを提供するように指示する。
【００４４】
環境センサモジュール124も、ホストデバイス120の一部として含まれ得る。環境センサモジュール124は、温度および/または周辺照明状態など、周辺環境に関するデータを受信する。センサモジュール124は、デバイスが屋内またはオフィス環境で動作しているのか、明るい昼光の中の屋外環境で動作しているのか、夜間の屋外環境で動作しているのかを区別するようにプログラムされ得る。センサモジュール124は、コントローラ134が周辺環境に応答して表示条件を最適化できるように、この情報をディスプレイコントローラ134に通信する。
【００４５】
図2Aは、例示的なシャッター式光変調器200の透視図を示している。シャッター式光変調器200は、図1Aの直視型MEMS方式ディスプレイ装置100への組込みに適している。光変調器200は、アクチュエータ204に結合されたシャッター202を含む。アクチュエータ204は、2つの別個のコンプライアント電極ビームアクチュエータ(compliant electrode beam actuator)205(「アクチュエータ205」)から形成され得る。シャッター202は、一方では、アクチュエータ205に結合する。アクチュエータ205は、基板203に対して実質的に平行である運動面における基板203の上方で、シャッター202を横方向に移動する。シャッター202の反対側は、アクチュエータ204によって加えられる力に対向する復元力を与えるスプリング207に結合する。
【００４６】
各アクチュエータ205は、シャッター202をロードアンカ208に接続するコンプライアントロードビーム206を含む。ロードアンカ208は、コンプライアントロードビーム206とともに、機械的サポートとして働き、シャッター202を、基板203に近接して懸架されたまま保つ。基板203は、光を通過させるための1つまたは複数の開口穴211を含む。ロードアンカ208は、コンプライアントロードビーム206とシャッター202とを基板203に物理接続し、ロードビーム206を、バイアス電圧、一部の事例ではグランドに電気接続する。
【００４７】
基板がシリコンのような不透過性のものである場合、基板203を通して穴アレイをエッチングすることによって、基板に開口穴211が形成される。基板203がガラスやプラスチックのような透明なものである場合、基板203に堆積された遮光材料の層に開口穴211が形成される。開口穴211は概して、円形、楕円、多角形、蛇行状、または形状が不規則でよい。
【００４８】
各アクチュエータ205は、各ロードビーム206に隣接して配置されたコンプライアント駆動ビーム216も含む。駆動ビーム216は、一方の端部において、駆動ビーム216の間で共有される駆動ビームアンカ218に結合する。各駆動ビーム216の他端は、自由に移動する。各駆動ビーム216は、駆動ビーム216の自由端と、ロードビーム206の固定端との近くのロードビーム206に最接近するように湾曲される。
【００４９】
動作時、光変調器200を組み込むディスプレイ装置は、駆動ビームアンカ218を介して駆動ビーム216に電位を印加する。第2の電位が、ロードビーム206に印加され得る。駆動ビーム216とロードビーム206との間の得られる電位差は、駆動ビーム216の自由端を、ロードビーム206の固定端の方に引き付け、ロードビーム206のシャッター端を、駆動ビーム216の固定端の方に引き付け、そうすることによって、シャッター202を、駆動ビームアンカ218に向かって横に駆動する。コンプライアントロードビーム206は、ビーム206および216の電位にわたる電圧が除去されたとき、ロードビーム206がシャッター202をその初期位置に押し戻すように、スプリングとして働き、ロードビーム206に蓄えられた応力を解放する。
【００５０】
光変調器200などの光変調器は、電圧が除去された後にシャッターをその休止位置に戻すための、スプリングなどの受動復元力を組み込む。他のシャッターアセンブリは、「開」および「閉」アクチュエータの2種セット、ならびにシャッターを開状態または閉状態のいずれかに移動させるための「開」および「閉」電極の別個のセットを組み込むことができる。
【００５１】
制御マトリクスによりシャッターおよび開口のアレイを制御して、画像が生じるようにし、多くの場合、適切なルミナンスレベルで画像を移動させるための様々な方法がある。一部のケースでは、制御は、ディスプレイの周囲にあるドライバ回路に接続された行および列相互接続の受動マトリクスアレイを用いて遂行される。他のケースでは、ディスプレイの速度、ルミナンスレベルおよび/または電力消散性能を向上させるために、切替えおよび/またはデータ記憶要素を、アレイ(いわゆるアクティブマトリクス)の各画素中に含めることが適切である。
【００５２】
図2Bは、例示的な非シャッター式MEMS光変調器270の例示的な断面図を示している。光タップ変調器250は、図1AのMEMS方式ディスプレイ装置100の代替実装形態への組込みに適している。光タップは、減衰全内部反射(TIR)の原理に従って作用する。すなわち、光252が光ガイド254にもたらされると、干渉がない状況において、光252はそのほとんどの部分について、TIRのために光ガイド254の前面または後面を通って光ガイド254を脱出することができない。光タップ250は、十分に高い屈折率を有するタップ要素256を有するので、タップ要素256が光ガイド254と接触したことに応答して、タップ要素256に隣接した光ガイド254の表面に衝突した光252は、光ガイド254を脱出してタップ要素256を通り、見ている人の方に向かい、それにより、画像の形成がもたらされる。
【００５３】
いくつかの実装形態では、タップ要素256は、柔軟な透明材料のビーム258の一部として形成される。電極260は、ビーム258の一方の側の部分をコーティングする。対向する電極262が、光ガイド254上に配設される。電極260および262にわたって電圧を印加することによって、光ガイド254に対するタップ要素256の位置は、光ガイド254から光252を選択的に抽出するように制御され得る。
【００５４】
図3は、シャッター式光変調器(シャッターアセンブリ)502を組み込んだ例示的なディスプレイ装置500の断面図を示している。各シャッターアセンブリ502は、シャッター503とアンカ505とを組み込んでいる。アンカ505とシャッター503との間で接続されると、表面の少し上でシャッター503を懸架するのを助けるコンプライアントビームアクチュエータについては図示していない。シャッターアセンブリ502は、プラスチックまたはガラスで作られた基板など、透明基板504上に配設される。基板504上に配設された後ろ向き反射層、反射膜506が、シャッターアセンブリ502のシャッター503の閉位置の下に置かれた複数の表面開口508を画定する。反射膜506は、表面開口508を通らない光を、ディスプレイ装置500の後ろに向かって逆反射する。反射膜506は、スパッタリング、蒸着、イオンめっき、レーザアブレーション、または化学気相堆積(CVD)を含むいくつかの気相堆積技法によって薄膜方式で形成された含有物をもたない微粒金属膜であり得る。いくつかの他の実装形態では、反射膜506は、誘電鏡などの鏡から形成され得る。誘電鏡は、高および低屈折率の材料を交互に繰り返す誘電薄膜の積層として作製され得る。シャッターが自由に移動する反射膜506からシャッター503を分離する垂直ギャップは、0.5〜10ミクロンの範囲内である。垂直ギャップの規模は、閉状態における、シャッター503の辺と、開口508の辺との間の横の重複よりも小さいことが好ましい。
【００５５】
ディスプレイ装置500は、基板504を平面光ガイド516から分離する随意のディフューザ512および/または随意の輝度増強膜514を含む。光ガイド516は、透明材料、すなわちガラス材料またはプラスチック材料を含む。光ガイド516は、1つまたは複数の光源518によって照射され、バックライトを形成する。光源518は、たとえば、限定はしないが、白熱電球、蛍光灯、レーザ、または発光ダイオード(LED)でよい。反射体519は、ランプ518から光ガイド516に光を向けるのを助ける。前向き反射膜520が、バックライト516の後ろに配設され、シャッターアセンブリ502に向かって光を反射する。シャッターアセンブリ502のうちの1つを通らない、バックライトからの光線521などの光線は、バックライトに戻され、膜520から再度反射される。この方式において、第1のパス上に画像を形成するためにディスプレイ装置500を離れることができない光は、リサイクルし、シャッターアセンブリ502のアレイ中の他の開いた開口の透過のために利用可能にすることができる。そのような光リサイクルは、ディスプレイの照明効率を上げることがわかっている。
【００５６】
光ガイド516は、ランプ518から開口508の方に、したがってディスプレイの前面の方に光を向け直す1組の幾何学的光リダイレクタまたはプリズム517を含む。光リダイレクタ517は、交替で断面が三角形、台形になる、または湾曲することができる形状をもつ光ガイド516のプラスチック本体内に成形することができる。プリズム517の密度は概して、ランプ518からの距離とともに増大する。
【００５７】
いくつかの実装形態では、反射膜506は、光吸収材料で作ることができ、代替実装形態では、シャッター503の表面は、光吸収材料または光反射材料のいずれかでコーティングすることができる。いくつかの他の実装形態では、反射膜506は、光ガイド516の表面に直接堆積され得る。いくつかの実装形態では、反射膜506は、(後で説明するMEMSダウン構成の場合のように)シャッター503およびアンカ505と同じ基板上に配設される必要はない。
【００５８】
いくつかの実装形態では、光源518は、異なる色、たとえば、赤色、緑色、および青色のランプを含み得る。人間の脳が、異なる色の画像を単一の多色画像に平均するのに十分なレートで、異なる色のランプで画像を連続して照明することによって、カラー画像が形成され得る。様々な色固有画像が、シャッターアセンブリ502のアレイを使用して形成される。別の実装形態では、光源518は、4つ以上の異なる色を有するランプを含む。たとえば、光源518は、赤色、緑色、青色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および黄色ランプを有し得る。いくつかの他の実装形態では、光源518は、シアン色、マゼンタ色、黄色および白色ランプ、または赤色、緑色、青色および白色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、追加のランプが光源518に含まれ得る。たとえば、5つの色を使用する場合、光源518は、赤色、緑色、青色、シアン色および黄色ランプを含み得る。いくつかの他の実装形態では、光源518は、白色、オレンジ色、青色、紫色および緑色ランプ、または白色、青色、黄色、赤色およびシアン色ランプを含み得る。6つの色を使用する場合、光源518は、赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色および黄色ランプ、または白色、シアン色、マゼンタ色、黄色、オレンジ色および緑色ランプを含み得る。
【００５９】
カバープレート522は、ディスプレイ装置500の前面を形成する。カバープレート522の後ろ側は、コントラストを増すために、ブラックマトリクス524でカバーされ得る。代替実装形態では、カバープレートは、カラーフィルタ、たとえば、シャッターアセンブリ502のうちの異なるものに対応する、固有の赤色、緑色、および青色フィルタを含む。カバープレート522は、シャッターアセンブリ502から、いくつかの実装形態ではあらかじめ決定され得る距離だけ離れて支えられ、ギャップ526を形成する。ギャップ526は、機械的サポートもしくはスペーサ527によって、および/またはカバープレート522を基板504に付着させる粘着シール528によって維持される。
【００６０】
粘着シール528は、流体530を封じ込める。流体530は、好ましくは約10センチポアズを下回る粘度、好ましくは約2.0を上回る比誘電率、および約104V/cmを上回る絶縁破壊強度で工作される。流体530は、潤滑剤としても働き得る。いくつかの実装形態では、流体530は、高い表面湿潤性をもつ疎水性液体である。代替実装形態では、流体530は、基板504の屈折率よりも大きい、または小さい屈折率を有する。
【００６１】
機械的光変調器を組み込んだディスプレイは、数百、数千、または場合によっては数百万の可動要素を含み得る。いくつかのデバイスでは、要素が移動するたびに、静止摩擦が要素のうちの1つまたは複数を無効にする可能性がある。この移動は、(流体530とも呼ばれる)流体にすべての部品を浸し、MEMSディスプレイセルの流体空間またはギャップ内に(接着剤でなど)流体を密閉することによって、促進される。流体530は通常、摩擦係数が低く、粘度が低く、長期的に劣化の影響が最小である。MEMS方式ディスプレイアセンブリが流体530用に液体を含むとき、液体は少なくとも部分的に、MEMS方式光変調器の可動部のうちのいくつかを囲む。いくつかの実装形態では、作動電圧を下げるために、液体は、70センチポアズを下回る粘度を有する。いくつかの他の実装形態では、液体は、10センチポアズを下回る粘度を有する。70センチポアズを下回る粘度をもつ液体は、4000グラム/モルを下回るか、または場合によっては400グラム/モルを下回る低分子量を有する材料を含み得る。そのような実装形態にも好適であり得る流体530は、限定はしないが、脱イオン水、メタノール、エタノールおよび他のアルコール、パラフィン、オレフィン、エーテル、シリコーンオイル、フッ化シリコーンオイル、または他の天然もしくは合成の溶剤もしくは潤滑剤を含む。有用な流体は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、たとえば、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサン、またはアルキルメチルシロキサン、たとえば、ヘキシルペンタメチルジシロキサン(hexylpentamethyldisiloxane)であり得る。有用な流体はアルカン、たとえば、オクタンまたはデカンであり得る。有用な流体はニトロアルカン、たとえば、ニトロメタンであり得る。有用な流体は芳香族化合物、たとえば、トルエンまたはジエチルベンゼンであり得る。有用な流体はケトン、たとえば、ブタノンまたはメチルイソブチルケトンであり得る。有用な流体はクロロカーボン、たとえば、クロロベンゼンであり得る。有用な流体はクロロフルオロカーボン、たとえば、ジクロロフルオロエタンまたはクロロトリフルオロエチレンであり得る。これらのディスプレイアセンブリについて考えられる他の流体には、酢酸ブチルおよびジメチルホルムアミドが含まれる。これらのディスプレイについてのさらに他の有用な流体には、ハイドロフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテル、ハイドロフルオロポリエーテル、ペンタノール、およびブタノールが含まれる。例示的な適切なハイドロフルオロエーテルには、エチルノナフルオロブチルエーテルおよび2-トリフルオロメチル-3-エトキシドデカフルオロヘキサン(2-trifluoromethyl-3-ethoxydodecafluorohexane)が含まれる。
【００６２】
板金または成形プラスチックアセンブリブラケット532は、カバープレート522と、基板504と、バックライトと、他の構成要素部とを合わせて、辺の周りに保持する。アセンブリブラケット532は、複合ディスプレイ装置500に剛性を加えるために、ねじまたは刻みタブ(indent tab)で固定される。いくつかの実装形態では、光源518は、エポキシポッティング化合物によって、所定の場所に成形される。反射体536は、光ガイド516の辺から漏れた光を光ガイド516に戻すのを助ける。シャッターアセンブリ502およびランプ518に制御信号ならびに電力を与える電気相互接続は、図5に示していない。
【００６３】
いくつかの他の実装形態では、図2Bに示すように、光タップ250、ならびに他のMEMS方式光変調器が、ディスプレイ装置500内のシャッターアセンブリ502の代わりに用いられ得る。
【００６４】
ディスプレイ装置500は、MEMSアップ構成と呼ばれ、MEMS方式光変調器が、基板504の前面、すなわち見ている人の方を向く表面上に形成される。シャッターアセンブリ502は、反射膜506のすぐ上に構築される。MEMSダウン構成(MEMS-down configuration)と呼ばれる代替実装形態では、シャッターアセンブリは、反射開口層が形成される基板とは別個の基板上に配設される。複数の開口を画定する反射開口層が形成される基板は、本明細書では、開口プレートと呼ばれる。MEMSダウン構成において、MEMS方式光変調器を収容する基板は、ディスプレイ装置500におけるカバープレート522に取って代わり、上部基板の後面、すなわち見ている人に背を向けて、光ガイド516の方を向く表面にMEMS方式光変調器が配置されるように配向される。MEMS方式光変調器は、そうすることによって、反射膜506からのギャップに直接対向して、かつギャップにわたって配置される。ギャップは、開口プレートと、MEMS変調器が形成される基板とを接続する、一連のスペーサポストによって維持され得る。いくつかの実装形態では、スペーサは、アレイ中の各画素内に、または各画素間に配設される。MEMS光変調器を、それらの対応する開口から分離するギャップまたは距離は、好ましくは10ミクロン未満、または重複416など、シャッターと開口との間の重複よりも小さい距離である。
【００６５】
図4は、ディスプレイのMEMSダウン構成において使用するための、例示的な光変調器基板および例示的な開口プレートの断面図を示す。ディスプレイアセンブリ600は、変調器基板602と開口プレート604とを含む。ディスプレイアセンブリ600はまた、シャッターアセンブリ606および反射開口層608のセットを含む。反射開口層608は、開口610を含む。変調器基板602と開口プレート604との間の、いくつかの実装形態ではあらかじめ決定され得るギャップまたは分離は、スペーサ612および614の対向セットによって維持される。スペーサ612は、変調器基板602上に、または変調器基板602の一部として形成される。スペーサ614は、開口プレート604上に、または開口プレート604の一部として形成される。アセンブリ中に、2つの基板602および604は、変調器基板602上のスペーサ612がそれらのそれぞれのスペーサ614と接触するように、整合される。
【００６６】
この例示的な例の分離または距離は、8ミクロンである。この分離を確立するために、スペーサ612は2ミクロンの高さであり、スペーサ614は6ミクロンの高さである。代替的に、スペーサ612と614の両方が、4ミクロンの高さであってもよく、または、スペーサ612が6ミクロンの高さであり得ると同時に、スペーサ614が2ミクロンの高さである。実際は、スペーサの全高が所望の分離H12を確立する限り、スペーサ高さの任意の組合せが用いられ得る。
【００６７】
スペーサを基板602と604の両方の上に設け、次いでアセンブリ中にそれらが整合または嵌合されることは、材料および処理コストに関する利点を有する。8ミクロンよりも大きいスペーサなど、極めて高いスペーサを設けることは、フォトイメージ可能なポリマーの硬化、露光、および現像のために比較的長い時間を必要とし得るので、コストがかかり得る。ディスプレイアセンブリ600の場合のような嵌合するスペーサの使用は、基板の各々上のより薄いポリマーのコーティングの使用を可能にする。
【００６８】
別の実装形態では、変調器基板602上に形成されるスペーサ612は、シャッターアセンブリ606を形成するために使用された同じ材料およびパターニングブロックから形成され得る。たとえば、シャッターアセンブリ606のために用いられたアンカもまた、スペーサ612と同様の機能を実行することができる。この実装形態では、スペーサを形成するためのポリマー材料の別個の塗布は必要とされず、またスペーサのための別個の露光マスクは必要とされない。
【００６９】
いくつかの実装形態では、ディスプレイアセンブリ600はまた、照明を提供するためのバックライトを含み得る。バックライトは、図3に関して上記で説明した光源、反射体519、および光ガイド516と同様の、光源と、反射体と、光ガイドとを含み得る。バックライトは、開口プレート604の後ろに位置し得る。いくつかの実装形態では、ディスプレイアセンブリはまた、図3に関して上記で説明した前向き反射膜520と同様の前向き反射膜を含み得る。
【００７０】
図5は、ディスプレイ装置において使用されるバックライト700の例示的なブロック図を示している。バックライト700は、光ガイド702と、4個の発光ダイオード(LED)のセット704、706、708および710と、バックライトコントローラ712とを含む。4個のLEDのセット704、706、708および710は、光源518と同様であってよく、光ガイド702は、図3に示す光ガイド516と同様であってよい。光ガイド702は、任意の様々なディスプレイ装置において利用される任意のタイプの照明ガイドであり得ることに留意されたい。したがって、4個のLEDのセット704、706、708および710のうちの1つまたは複数によって放出された光は、光ガイド702にガイドされ、それによって、光変調器のアレイの実質的に均一な照明が提供される。ディスプレイ中のLEDのセットの数は、図5に示すような4に限定されず、バックライト700のための特定の光強度を提供するために好適な任意の数であり得ることは、当業者には容易に理解されよう。4個のLEDのセットの使用は、説明のためのものにすぎない。
【００７１】
いくつかの実装形態では、4個のLEDのセット704、706、708および710の各々は、赤色(R)LEDと、緑色(G)LEDと、青色(B)LEDと、白色(W)LEDとを含み得る。たとえば、第1のLEDのセット704は、第1の赤色LED704Rと、第1の緑色LED704Gと、第1の青色LED704Bと、第1の白色LED704Wとを含み、第2のLEDのセット706は、第2の赤色LED706Rと、第2の緑色LED706Gと、第2の青色LED706Bと、第2の白色LED706Wとを含み、第3のLEDのセット708は、第3の赤色LED708Rと、第3の緑色LED708Gと、第3の青色LED708Bと、第3の白色LED708Wとを含み、かつ第4のLEDのセット710は、第4の赤色LED710Rと、第4の緑色LED710Gと、第4の青色LED710Bと、第4の白色LED710Wとを含む。代替的に、必要とされた色域を生じるための他の色もまた使用されてよく、たとえば、限定はしないが、シアン色と、黄色と、マゼンタ色と、赤色、青色、トゥルーグリーン(約520nm)およびパロットグリーン(約550nm)の4色の組合せと、赤色、緑色、青色、シアン色および黄色、または白色、青色、黄色、赤色およびシアン色の5色の組合せと、赤色、緑色、青色、シアン色、マゼンタ色および黄色の6色の組合せとである。
【００７２】
いくつかの実装形態では、LEDの各セット704、706、708および710は、1つまたは複数の色の複数のLEDを含み得る。たとえば、LEDの各セット704、706、708および710は、赤色LED、緑色LED、青色LED、および白色LEDを2つずつ含み得る。各色のLEDの数、ならびにLEDのタイプは、たとえば、各色のための光の特定の最大強度、または他の設計上の考慮すべき事項に基づいて選択され得る。
【００７３】
いくつかの実装形態では、4個のLEDのセット704、706、708および710のうちの1つまたは複数におけるLEDは、いくつかのハウジングおよびデバイスの間で分散され、光ガイド702の周囲の様々なロケーションに配置され得る。たとえば、図5に示すように、4個のLEDのセット704、706、708および710は、光ガイド702の4つの隅の近くに配置され得る。いくつかの他の実装形態では、4個のLEDのセット704、706、708および710のうちの1つまたは複数は、単一のハウジングまたはデバイスに組み合わせられ得る。
【００７４】
バックライトコントローラ712は、4個のLEDのセット704、706、708および710の各々に結合される。バックライトコントローラ712は、入力部714と、照明論理716と、4個のLEDのセット704、706、708および710の各々のためのデジタルアナログコンバータ(DAC)およびドライバ回路とを含む。たとえば、バックライトコントローラ712は、第1のLEDのセット704のための第1のDAC724および第1のドライバ734と、第2のLEDのセット706のための第2のDAC726および第2のドライバ736と、第3のLEDのセット708のための第3のDAC728および第3のドライバ738と、第4のLEDのセット710のための第4のDAC730および第4のドライバ740とを含む。いくつかの実装形態では、バックライトコントローラ712は、4個のLEDのセット704、706、708および710のうちの複数のセットの間で、1つまたは複数のシングルDACと、1つまたは複数のシングルドライバとを共有することができる。
【００７５】
バックライトコントローラ712は、その入力部714で、全バックライト照明強度値を受信するように構成され得る。入力部714は、相互接続、バスインターフェース、シリアルおよび/またはパラレル通信のための通信インターフェースなどであり得る。全バックライト照明強度値は、バックライト700からの所望の光の強度を表す。バックライトコントローラ712は、バックライト700によって提供される照明の各色に対応する全バックライト照明強度値を受信することができる。たとえば、バックライトコントローラ712は、LEDの4色(赤色、青色、緑色、および白色)に対応する4個の全バックライト照明強度値を受信することができる。全バックライト照明強度値は、バックライト700を利用するディスプレイ装置を制御するコントローラ(図1Bに示すコントローラ134など)から受信され得る。いくつかの実装形態では、全バックライト照明強度値はデジタル値であるが、他の実装形態では、全バックライト照明強度値はアナログ値であり得る。
【００７６】
照明論理716は、受信された全バックライト照明強度値を処理し、LEDのセットの各々のための適切な離散照明強度レベルを判断する。照明論理716は、デジタルプロセッサ、マイクロコントローラ、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)、または任意の他のデジタル論理回路であり得る。いくつかの実装形態では、照明論理716は、図1Bに関して上記で説明したコントローラ134によって実装され得る。いくつかの他の実装形態では、照明論理716は、同じく図1Bに関して説明したランプドライバ148に存在し得る。いくつかの他の実装形態では、照明論理716は、図12Bに関して以下で説明するプロセッサ21によって実装され得る。一般に、照明論理716は、ディスプレイに組み込まれた任意の他の論理デバイスもしくはプロセッサにおいて、または別個の独立型論理モジュールとして実装され得る。照明論理716は、受信された全バックライト照明強度値を、たとえば、ルックアップテーブル、公式、またはある他の変換関数に基づいて、適切な照明強度レベルに変換することができる。したがって、いくつかの実装形態では、照明論理はまた、そのような変換のために必要とされるデータを記憶するために、メモリ(揮発性、不揮発性、または両方)を含み得る。
【００７７】
変換後、照明論理716は、4個のLEDのセット704、706、708および710の各々における各色のためのデジタル照明強度レベルを、対応するDACに出力する。たとえば、照明論理716は、第1のLEDのセット704における4個のLED704R、704G、704Bおよび704Wの各々のためのデジタル照明強度を、第1のDAC724に出力する。DAC724、726、728および730は、バイナリ加重DAC、R-2RラダーDAC、逐次近似DAC、または、照明論理716から受信されたデジタル照明強度レベルを、対応するドライバの電流出力を制御するためのアナログ制御信号(電圧または電流)に変換することができる、任意の他のDACであり得る。第1のDAC724は、4個のLED704R、704G、704Bおよび704Wのうちの1つまたは複数のためのアナログ制御信号を生成し、生成された制御信号をドライバ734に供給する。ドライバ734は、4個のLED704R、704G、704Bおよび704Wのうちの1つまたは複数を、受信されたアナログ制御信号に対応する電流で駆動し、それによって、それぞれのLEDを適切な照明強度レベルに照明する。残りのドライバ736、738および740は、同様の方法で動作して、それぞれ、それらの対応するLEDのセット706、708および710におけるLEDを駆動する。いくつかの実装形態では、各ドライバ734、736、738および740は、対応するLEDのセットにおけるLEDの各々のための別個のドライバを含み得る。たとえば、ドライバ734は、4個の別個のドライバを含んでよく、その各々は、第1のLEDのセット704の4個のLED704R、704G、704Bおよび704Wのうちの1つを駆動する。
【００７８】
場合によっては、照明論理716によって受信されたある色のための全バックライト照明強度値は、その色を生じるために利用されるLEDの数の整数倍ではない。たとえば、4個のLEDのセットを制御する照明論理716は、赤色のための15の全バックライト照明強度値を受信することがある。15の全バックライト照明強度値は、明らかに、赤色を生じるために利用されるLED(704R、706R、708Rおよび710R)の総数である4の整数倍ではない。図6A〜図8を参照しながら以下で説明するように、そのような場合、照明論理716は、各色のためのLEDのうちの1つまたは複数の出力を、照明期間の少なくとも1つの部分にわたってより小さい照明レベルで光を出力するように、個々に制御するように構成され得る。ただし、LEDは、バックライト700によって出力される光がなおディスプレイにわたって実質的に均一であるように照明される。
【００７９】
いくつかの実装形態では、照明期間は、画像サブフィールドが表示されるべきである時間に対応し得る。時分割グレースケールを利用するものなど、いくつかの他の実装形態では、照明期間は、サブフレームが照明される時間量に対応し得る。いくつかの他の実装形態では、照明期間は、画像の表示に関連する他の時間期間に対応し得る。
【００８０】
上記で説明したバックライト700の動作は、いくつかの既存のディスプレイにおいて利用される「ローカルディミング」とは異なる。ローカルディミングでは、バックライトが複数の領域に分割され、その各々が1つまたは複数の光源によって照明される。光源の各々の照明強度は、対応する領域中で表示されている画像コンテンツに基づいて判断される。したがって、ローカルディミングを利用するバックライトでは、バックライトは、全体としてのバックライトの総照明レベルを特に顧慮せずに、領域ごとに別個の照明レベル信号(デジタルまたはアナログ)を受信することになる。対照的に、上記で説明したように、バックライト700の照明論理716は、全バックライト照明強度値を受信する。その上、LEDセット704、706、708および710におけるLEDのうちのどれが、異なる強度レベルで照明されるかの選択は、ローカルディミングで行われるように、見ている人がその領域において異なる照明レベルを知覚するような、LEDに隣接したディスプレイの領域に関連付けられた画像コンテンツから独立している。代わりに、LEDは、見ている人がLED出力における差を知覚することができないような、バックライト700の表面にわたる光の実質的に均一な出力を生じる方法で駆動される。
【００８１】
図6Aから図8は、例示的なバックライト照明タイミング図を示している。各図は、図5に示す照明論理716がLEDを制御して、所望の全バックライト照明強度値がバックライト700において独立して制御されたLEDの数の整数倍に等しくないとき、所望の全バックライト照明強度値に等しい総照明強度レベルを生成することができる、異なる方法を示している。
【００８２】
図6Aは、所望の全バックライト照明強度値がある色の独立して制御されたLEDの数の整数倍ではないとき、バックライト700が、その色のための所望の全バックライト照明強度値に等しい総照明強度レベルを生成するための、第1の技法を示す、第1の例示的なタイミング図800を示している。第1の技法では、照明論理716は、照明期間の全体にわたって、LEDの残りよりも低い照明強度レベルで照明するための、1つまたは複数のLEDを選択する。
【００８３】
具体的には、第1の例示的なタイミング図800は、照明論理716が赤色のための15の全バックライト照明強度値を受信することに応答して、4個の赤色LED704R、706R、708Rおよび710Rによって生成された例示的な照明レベルを示している。15の全バックライト照明強度値は一例でしかなく、照明論理716が、9、26、35など、任意の他の値を受信し得ることを理解されたい。図6Aは、赤色LEDのみのためのタイミング図を示しているが、他の色のために受信された全バックライト照明強度値に基づく、それらの色のLEDのための照明レベルが同様に生成され得ることは、当業者には容易に理解されよう。様々な実装形態では、そのような他の色のLEDは、赤色LEDの照明に対して同時または連続的に照明され得る。
【００８４】
図6Aでは、各赤色LED704R、706R、708Rおよび710Rは、8個の離散照明レベルであるレベル0〜7を生成することができると仮定する。ただし、いくつかの他の実装形態では、LEDは、2、4、16、32など、異なる数の照明レベルを生成することができる。LEDによって生成される照明レベルの数は、対応するDACによって出力される離散レベルの数に基づき得る。たとえば、いくつかの実装形態では、nビットDACによって出力される離散レベルの数は、2nに等しく、ただし、nはDACのビット分解能の数に対応する。したがって、1、2、3、4または5ビットDACは、LEDがそれぞれ2、4、8、16または32個の照明レベルを生成することを可能にすることができる。
【００８５】
上述のように、赤色のために受信された全バックライト照明強度値は、15に等しい。これは、すべての4個の赤色LED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和が、15に等しくなるべきであることを意味する。LEDは、8個の前述の離散照明レベル、すなわち、0〜7を達成することしかできないので、すべての4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rが同じ照明レベルを生成することがあった場合、すべての4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、決して15に等しくならない。せいぜい、バックライト700は、12または16の総出力強度レベルを達成することができる程度である。したがって、照明論理716は、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの各々の照明レベルを、それらの照明レベルの和が15の全バックライト照明強度値に等しいように、異なる照明レベルに個々に制御する。
【００８６】
したがって、図6Aに示すように、照明論理716は、1つのLED、この場合は第1の赤色LED704Rを、照明期間の全体にわたって3の照明レベルで照明されるようにし、他の3個のLED706R、708Rおよび710Rを、同じ照明期間にわたって4の照明レベルで照明されるようにする。したがって、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、照明論理716によって受信された所望の全バックライト照明強度値である、15に等しい。このようにして、4個のLEDの照明レベルを個々に制御することによって、照明レベルの所望の和が達成され得る。所望の15の和を達成するための図6Aに示す個々の照明レベルは一例でしかなく、同じ15の和を達成するための他の個々の照明レベルもまた使用され得ることに留意されたい。
【００８７】
図6Bは、別の例示的なバックライト照明タイミング図850を示している。タイミング図850は、所望の全バックライト照明強度値がある色のLEDの数の整数倍ではないとき、バックライト700が、その色のための所望の全バックライト照明強度値に実質的に等しい総照明強度レベルを達成するための、図6Aに示す同じ技法の別の適用例を示している。詳細には、このタイミング図は、18の全バックライト照明強度値に応答した、4個の赤色LED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルを示している。バックライト700における赤色LEDの数の整数倍から1つの離散照明レベルのみである、図6Aに示す15の総照明強度レベルの生成とは対照的に、18の全バックライト照明強度値は、バックライト700における赤色LEDの数の整数倍から2つの離散照明レベルである。したがって、照明論理716は、2個のLED、この場合はLED706Rおよび710Rを、LEDの残りよりも低い照明レベルで照明されるようにする。具体的には、LED706Rおよび710Rは、4の照明レベルに照明され、他の2個のLED704Rおよび708Rは、5の照明レベルに照明される。したがって、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、照明論理716によって受信された所望の全バックライト照明強度値である、18に等しい。照明論理716は、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの中から、2つのLEDの異なるセットを、より低い照明レベルで照明されるように選択することができることに留意されたい。たとえば、照明論理は、(図6Bに示すような)LED706Rおよび710Rではなく、LED704Rおよび710Rを、より低い4の照明レベルで照明されるように選択し得る。残りのLED706Rおよび708Rは、次いで、より高い5の照明レベルで照明されるように選択されることになる。
【００８８】
いくつかの実装形態では、同じ色の任意の2個のLEDの照明レベル間の差は、ある数に制限される。たとえば、図6Aに示すように、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの個々の照明レベルは、それぞれ3、4、4および4である。これは、任意の2つの照明レベル間の差が、わずか1であることを意味する。最大差は、DACの分解能の関数であり得る。より間隔が密な離散照明レベルを生じる、より高い分解能のDACを含むバックライトでは、LED間の照明レベルにおける最大差は、1よりも大きくなり得る。照明レベルにおける大きい差は、見ている人によって知覚可能であり得る、バックライト700にわたる不均一な照明を生じ得る。したがって、適切な照明レベルが、バックライト700の表面にわたる照明の均一性を促進するために選択され得る。
【００８９】
図7Aは、ある色のための全バックライト照明強度値が、その色のための独立して制御されたLEDの数の整数倍ではないときの、バックライト照明の第2の技法を示す、第3の例示的なバックライト照明タイミング図900を示している。図6Aに示す第1の技法と同様に、第2の技法では、照明論理716は、1つまたは複数のLEDを、LEDの残りよりも低い離散照明レベルで照明されるように選択する。ただし、同じLEDが照明期間全体にわたって選択される第1の技法とは異なり、第2技法では、選択されるLEDは、照明期間のある部分から次の部分へと変更される。
【００９０】
図6Aに示す第1の技法と同様に、第2の技法もまた、15の全バックライト照明強度値を仮定する。図7Aに示すように、照明期間は、4個の部分902、904、906、および908に分割される。第1の部分902では、照明論理716は、LED704Rを3の照明レベルに照明し、LED706R、708Rおよび710Rを4の照明レベルに照明する。したがって、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、第1の部分902では15に等しい。後続の第2の部分904では、照明論理716は、LED704Rが4の強度レベルで照明され、LED706Rが低減された3の照明レベルで照明されるように、LED704Rおよび706Rの強度レベルを切り替える。LED708Rおよび710Rの照明レベルは、4のままである。第2の部分904中も同様に、照明レベルの和は、なお15に等しい。しかしながら、より小さい照明レベルで照明されるように選択されるLEDは、第1の赤色LED704Rから第2の赤色LED706Rに変更される。
【００９１】
第3の部分906では、照明論理716は、LED708Rが3の照明レベルで照明されるが、LED704R、706Rおよび710Rが4の照明レベルで照明されるように、LEDの照明レベルを再度切り替える。第4の部分908では、照明論理716は、LED710Rをより小さい3の照明レベルで照明しながら、LED704R、706RおよびLED708Rを4の照明レベルで照明する。ただし、第3の部分906と第4の部分908の両方で、すべてのLEDの照明レベルの和は15に等しい。
【００９２】
このようにして、照明期間のある部分から次の部分へと、照明論理716は、低減された照明レベルで照明されるべきであるLEDの選択を変更する。この変更にもかかわらず、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、各部分において同じであり、したがって、照明期間全体にわたっても同じであることに留意されたい。
【００９３】
図7Aに示す第2の技法など、いくつかの実装形態では、照明論理716は、決定論的な方法で、異なるLEDを、照明期間の異なる部分においてより小さい照明で照明されるように選択する。たとえば、照明論理716は、第1の赤色LED704Rで開始して第4の赤色LED710Rで終了する決定論的なシーケンスにおいて、LEDを、照明期間の4個の連続した部分の各々にわたってより小さい照明レベルで照明されるように選択する。5個以上の照明期間がある、いくつかの実装形態では、照明論理716はまた、より小さい照明レベルで照明されるように選択されたLEDのシーケンスを繰り返し得る。
【００９４】
いくつかの他の実装形態では、照明論理716は、照明期間の各部分においてより小さい照明強度レベルで照明されるべきである、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rのうちの1つを、ランダムに選択し得る。ランダム選択にもかかわらず、照明論理716は、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和が15の全バックライト照明強度値に等しいことを保証する。したがって、たとえば、照明論理716が、第2の赤色LED706Rを、照明期間の特定の部分にわたって低減された3の照明レベルで照明されるように選択する場合、照明論理716は、他の3個のLED704R、708Rおよび710Rがすべて4の照明レベルで照明されることを保証し、それによって、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和が、照明期間のその部分にわたって15に実質的に等しいことを保証する。
【００９５】
図7Bは、第4の例示的なバックライト照明タイミング図950を示している。タイミング図950は、所望の全バックライト照明強度値がある色のための独立して制御されたLEDの数の整数倍ではないとき、バックライト700が、その色のための所望の全バックライト照明強度値に実質的に等しい総照明強度レベルを達成するための、図7Aに示す同じ技法の別の適用例を示している。詳細には、このタイミング図は、18の全バックライト照明強度値に応答した、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルを示している。
【００９６】
図7Bに示す技法は、全バックライト照明強度値が同じく18に等しく、すなわち、赤色LEDの数の最も近い整数倍から2つの離散照明レベルであるという点で、図6Bに示す技法と同様である。図7Bに示す技法はまた、照明論理716が、照明期間のある部分から次の部分へと、より小さい照明レベルで照明されるように選択されるLEDを変更するという点で、図7Aに示す第2の技法と同様である。ただし、図7Aに示す第2の技法は、ただ1つのLEDを、より小さい照明レベルで照明されるように選択するが、図7Bに示す技法は、全バックライト照明強度値が、独立して制御されたLEDの数の整数倍から2個の離散照明レベルだけ離れているので、2個のLEDを、照明期間の部分ごとにより小さい照明レベルで照明されるように選択する。
【００９７】
照明期間の第1の部分902では、2個のLED704Rおよび708Rが、両方とも5の照明レベルで照明されるが、LED706Rおよび710Rが、より小さい4の照明レベルで照明される。4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、18の所望の全バックライト照明強度値に等しい。第2の部分904では、照明論理716は、LED704Rおよび708Rがより低い4の照明レベルで照明されるが、LED706Rおよび710Rがより高い5の照明レベルで照明されるように、すべてのLEDの照明レベルを切り替える。照明レベルにおける切替えにもかかわらず、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルの和は、18で維持される。続く第3の部分906では、照明論理716は、LEDの照明レベルが、第1の部分902における対応する照明レベルと同様であるように、すべてのLEDの照明レベルを再度切り替える。最後に、第4の部分908では、照明論理716は、LEDの照明レベルが、第2の部分904における対応する照明レベルと同様であるように、LEDの照明レベルを再度切り替える。
【００９８】
このようにして、第1のLEDのグループは、照明期間のある部分において、第2のLEDのグループのものよりも低い照明レベルで照明される。次いで、異なるLEDのグループが、別の部分においてより低い照明レベルで照明される。このプロセスを繰り返して実行することで、バックライト700(図5)の表面にわたる照明の均一性が促進される。
【００９９】
図8は、ある色のための全バックライト照明強度値が、その色のためのLEDの数の整数倍ではないときの、バックライト照明の第3の技法を示す、第5の例示的なバックライト照明タイミング図1000を示している。図6Bおよび図7Bに示す技法と同様に、第3の技法もまた、18の全バックライト照明強度値を仮定する。しかしながら、図6Bおよび図7Bに示す技法とは対照的に、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明レベルは、照明期間の所与の部分において異ならない。言い換えれば、照明論理716は、所与の時間において、すべての4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rを同じ照明レベルで照明する。ただし、それらの照明レベルは、照明期間全体にわたる4個のLEDの照明レベルの和の平均が、所望の全バックライト照明強度値に等しいように、照明期間のある部分から別の部分へと切り替えられる。たとえば、第1の部分902および第3の部分906では、4個のLEDの照明レベルの和が16に等しいが、第2の部分904および第4の部分908では、4個のLEDの照明レベルの和が20に等しい。したがって、4個の部分にわたって、すなわち、照明期間全体にわたって、4個のLEDの照明レベルの和の平均は、18-所望の全バックライト照明強度値に等しい。
【０１００】
いくつかの実装形態では、より小さい照明レベルで照明されるべきLEDの選択は、バックライト700におけるLEDの相対ロケーションに基づき得る。たとえば、LEDは、互いに隣接しないように選択され得る。非隣接LEDを、より小さい照明レベルで照明されるように選択することで、バックライト700の表面にわたる照明の均一性がさらに向上し得る。
【０１０１】
いくつかの実装形態では、照明論理716は、LEDの総数のわずか1/2を、より小さい照明レベルでの照明のために選択することができる。たとえば、図5を参照すると、照明論理716は、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rのうちの最大2個を、より小さい照明レベルでの照明のために選択することができる。
【０１０２】
図9〜図11は、図5に示すバックライト700など、バックライトの光源を照明するためのプロセスの例示的なフロー図を示している。詳細には、図9は、バックライト700を照明するための例示的なプロセス1100のフロー図を示している。具体的には、プロセス1100は、第1の色の複数の光源を有するバックライト700によって出力されるべき第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信すること(段階1102)と、全バックライト照明強度値が光源の独立して制御されたグループの数の整数倍であるかどうかを判断すること(段階1104)と、全バックライト照明強度値が整数倍である場合、光源のグループを、同じ照明強度レベルで照明されるように制御すること(段階1106)と、全バックライト照明強度値が整数倍ではない場合、バックライト700の照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、光源のグループの総照明強度レベルが、受信された入力信号中で示された全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、その数のグループのうちの少なくとも1つを、グループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように独立して制御すること(段階1108)とを含む。
【０１０３】
図5および図9を参照すると、プロセス1100は、バックライト700によって出力されるべき第1の色の離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信すること(段階1102)から開始する。図5を参照すると、バックライト700によって出力されるべき第1の色の離散全バックライト照明強度値を示す入力信号は、バックライトコントローラ712の入力部714によって受信される入力信号であり得る。
【０１０４】
続いて、全バックライト照明強度値が、バックライト700における光源の独立して制御されたグループの数の整数倍であるかどうかが判断される(段階1104)。この判断は、たとえば、図5の照明論理716によって行われ得る。全バックライト照明強度値が、光源の独立して制御されたグループの数の整数倍であると判断される場合、照明論理716は、光源のグループの総照明強度レベルが、受信された全バックライト照明強度値に等しいように、光源のグループを、同じ照明強度レベルで照明されるように制御する(段階1106)。
【０１０５】
ただし、受信された全バックライト照明強度値が、光源の独立して制御されたグループの数の整数倍ではない場合、プロセス1100は、グループのうちの少なくとも1つを、グループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように制御すること(段階1108)を含む。これは、図6Aで見ることができ、図6Aでは、第1の赤色光源704Rの照明強度レベル(3)は、残りの3個の赤色光源706R、708Rおよび710Rの照明強度レベル(4)未満である。
【０１０６】
バックライト700の出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、その数のグループの総照明強度レベルが、受信された入力信号中で示された全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、光源のグループの照明強度が制御される(段階1108)。再び図6Aを参照すると、第1の赤色光源704Rと残りの赤色光源706R、708Rおよび710Rとの照明強度レベル間の差をわずか1に保つことによって、バックライト700の表面にわたる光の分散は、実質的に均一である。さらに、すべての4個の赤色光源704R、706R、708Rおよび710Rの総照明強度レベルは、バックライトコントローラ712によって受信された全バックライト照明強度値である、15に等しい。
【０１０７】
図10は、図5に示すバックライト700など、バックライトを照明するための例示的なプロセス1200のフロー図を示している。詳細には、プロセス1200は、第1の色の複数の光源を有するバックライト700によって出力されるべき第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信すること(段階1202)と、全バックライト照明強度値が光源の独立して制御されたグループの数の整数倍であるかどうかを判断すること(段階1204)と、全バックライト照明強度値が整数倍である場合、光源のグループを、照明期間のすべての部分にわたって同じ照明強度レベルで照明されるように制御すること(段階1206)と、全バックライト照明強度値が整数倍ではない場合、バックライト700の照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、光源のグループの総照明強度レベルが、受信された入力信号中で示された全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、その数のグループのうちの少なくとも1つを、照明期間の第1の部分にわたってグループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように独立して制御すること(段階1208)と、照明期間の第2の部分にわたって、バックライト700の照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、光源のグループの総照明強度レベルが、全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、その数のグループのうちの異なる少なくとも1つを、グループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように制御すること(段階1210)とを含む。
【０１０８】
図10のプロセス1200は、光源のグループの照明強度レベルが、照明期間内の複数の部分にわたって変化させられることを除いて、図9のプロセス1100と同様である。たとえば、光源のその数のグループのうちの少なくとも1つは、第1の部分にわたって光源のグループの残りのもの未満である照明強度レベルで照明される(段階1208)。これについては、たとえば、図7Bに関して上記で説明しており、図7Bでは、第2のLED706Rおよび第4のLED710Rの照明強度レベルは、第1の部分902にわたって、第1のLED704Rおよび第3のLED708Rの照明強度レベル未満である。照明期間の第2の部分にわたって、総照明レベルを、受信された全バックライト照明強度値に実質的に等しくなるように維持しながら、光源のグループのうちの異なる少なくとも1つが、グループの残りのもの未満である照明レベルで照明されるように、照明レベルが切り替えられる(段階1210)。再び図7Bを参照すると、第1のLED704Rおよび第3のLED708Rの照明レベルは、すべてのLEDの総照明レベルを18の所望の全バックライト照明強度値に等しくなるように維持しながら、部分904にわたって、第2のLED706Rおよび第4のLED710Rの照明レベル未満になるように切り替えられる。
【０１０９】
図11は、バックライト700を照明するための例示的なプロセス1300のフロー図を示している。詳細には、プロセス1300は、第1の色の複数の光源を有するバックライト700によって出力されるべき第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信すること(段階1302)と、全バックライト照明強度値が光源の独立して制御されたグループの数の整数倍であるかどうかを判断すること(段階1304)と、全バックライト照明強度値が整数倍である場合、光源のその数のグループを、照明期間のすべての部分にわたって同じ照明強度レベルで照明されるように制御すること(段階1306)と、全バックライト照明強度値が光源の独立して制御されたグループの数の整数倍ではない場合、照明期間全体にわたって、バックライト700の照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、その数のグループの平均総照明強度レベルが、受信された入力信号中で示された全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、グループを、照明期間の別の部分にわたるよりも、照明期間の少なくとも1つの部分にわたって、より小さい照明強度レベルで照明されるように独立して制御すること(段階1308)とを含む。
【０１１０】
図11のプロセス1300では、光源のすべてのグループの照明強度レベルは、ある部分において、強度レベルが別の部分におけるものよりも小さいように、照明期間のある部分から次の部分へと切り替えられる。たとえば、図8を参照すると、すべての4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rは、第1の部分902および第3の部分906にわたって、4の照明強度レベルである。他の2個の部分904および908では、すべての4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの照明強度レベルは、5の照明強度レベルに切り替えられる。ただし、照明期間全体にわたって、4個のLED704R、706R、708Rおよび710Rの平均総照明強度レベルは、18の所望の全バックライト照明強度値に等しい。
【０１１１】
図6A〜図11を参照しながら上記で説明した技法は、1つまたは複数のLEDをより小さい照明レベルで動作させることに言及するが、同じ技法が、LEDの残りをより高い照明レベルで動作させることであると見なされ得ることを理解されたい。
【０１１２】
図12Aおよび図12Bは、複数のディスプレイ要素を含む例示的なディスプレイデバイス40を示すシステムブロック図である。ディスプレイデバイス40は、たとえば、スマートフォン、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その若干異なる形態はまた、テレビ、コンピュータ、タブレット、電子リーダー、ハンドヘルドデバイス、およびポータブルメディアデバイスなど、様々なタイプのディスプレイデバイスを示す。
【０１１３】
ディスプレイデバイス40は、ハウジング41、ディスプレイ30、アンテナ43、スピーカ45、入力デバイス48およびマイクロフォン46を含む。ハウジング41は、射出成形および真空成形など、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形成され得る。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む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)を含み得る。
【０１１４】
ディスプレイ30は、本明細書で説明したように、双安定ディスプレイまたはアナログディスプレイを含む様々なデバイス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、エレクトロルミネセント(EL)ディスプレイ、OLED、超ねじれネマチック(STN)ディスプレイ、LCDもしくは薄膜トランジスタ(TFT)LCDなどのフラットパネルディスプレイ、またはブラウン管(CRT)もしくは他のチューブデバイスなどの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。加えて、ディスプレイ30は、本明細書で説明するように、機械的光変調器方式ディスプレイを含み得る。
【０１１５】
ディスプレイデバイス40の構成要素は、図12B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を含んでおり、その中に少なくとも部分的に包囲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はネットワークインターフェース27を含んでおり、ネットワークインターフェース27はアンテナ43を含んでおり、アンテナ43はトランシーバ47に結合され得る。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に表示されることのある画像データのソースであり得る。したがって、ネットワークインターフェース27は、画像ソースモジュールの一例であるが、プロセッサ21および入力デバイス48も、画像ソースモジュールの働きをすることができる。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。調整ハードウェア52は、(信号をフィルタリングするか、または別の方法で操作するなど)信号を調整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45およびマイクロフォン46に接続され得る。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にも接続され得る。ドライバコントローラ29は、フレームバッファ28およびアレイドライバ22に結合されてよく、アレイドライバ22は、次いでディスプレイアレイ30に結合され得る。図12Aに明示されていない要素を含む、ディスプレイデバイス40における1つまたは複数の要素は、メモリデバイスとして機能するように構成され、プロセッサ21と通信するように構成され得る。いくつかの実装形態では、電源50は、特定のディスプレイデバイス40の設計における実質的にすべての構成要素に電力を提供することができる。
【０１１６】
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できるように、アンテナ43およびトランシーバ47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緩和するためのいくつ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。いくつかの実装形態では、アンテナ43は、IEEE 16.11規格、たとえばIEEE 16.11(a)、(b)、もしくは(g)、またはIEEE 802.11規格、たとえばIEEE 802.11a、b、g、n、およびそのさらなる実装形態に従って、RF信号を送信および受信する。いくつかの他の実装形態では、アンテナ43は、Bluetooth(登録商標)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、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(登録商標)/汎用パケット無線サービス(GPRS:General Packet Radio Service)、拡張データGSM(登録商標)環境(EDGE:Enhanced Data GSM(登録商標) Environment)、地上基盤無線(TETRA:Terrestrial Trunked Radio)、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+:Evolved High Speed Packet Access)、Long Term Evolution(LTE)、AMPS、または3G、4Gもしくは5G技術を利用するシステムなど、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他の既知の信号を受信するように設計され得る。トランシーバ47は、アンテナ43から受信された信号を、プロセッサ21によって受信でき、さらにプロセッサ21によって操作できるように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を、アンテナ43を介してディスプレイデバイス40から送信できるように処理することができる。
【０１１７】
いくつかの実装形態では、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、いくつかの実装形態では、ネットワークインターフェース27は、プロセッサ21に送られることになる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の動作全体を制御することができる。プロセッサ21は、圧縮された画像データなどのデータを、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受信し、そのデータを生の画像データへ、または生の画像データに素早く変換できるフォーマットへと処理する。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。生データは通常、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、飽和度およびグレースケールレベルを含み得る。
【０１１８】
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、CPUまたは論理ユニットを含み得る。調整ハードウェア52は、スピーカ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40内の個別構成要素であってよく、またはプロセッサ21もしくは他の構成要素に組み込まれてもよい。
【０１１９】
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、直接プロセッサ21から、またはフレームバッファ28から取得でき、かつ生画像データをアレイドライバ22への高速送信に向けて適切に再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29は、生画像データを、ディスプレイアレイ30でスキャンするのに適した時間的順序を有するように、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る。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、独立型集積回路(IC)としてシステムプロセッサ21に関連付けられることが多いが、そのようなコントローラは、多くの方法で実装され得る。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中に埋め込まれること、ソフトウェアとしてプロセッサ21中に埋め込まれること、またはアレイドライバ22とハードウェアで完全に統合されることがある。
【０１２０】
アレイドライバ22は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ29から受信することができ、ビデオデータを、ディスプレイ要素のディスプレイのx-yマトリクスから来る数百、場合によっては数千(またはそれよりも多く)のリード線(lead)に1秒当たり多数回適用される波形の並列セットに再フォーマットすることができる。いくつかの実装形態では、アレイドライバ22、およびディスプレイアレイ30は、ディスプレイモジュールの一部である。いくつかの実装形態では、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、ディスプレイモジュールの一部である。
【０１２１】
いくつかの実装形態では、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タイプのデバイス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、従来型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(機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど)であり得る。さらに、アレイドライバ22は、従来型のドライバまたは双安定ディスプレイドライバ(機械的光変調器ディスプレイ要素コントローラなど)であり得る。その上、ディスプレイアレイ30は、従来型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(機械的光変調器ディスプレイ要素のアレイを含むディスプレイなど)であり得る。いくつかの実装形態では、ドライバコントローラ29は、アレイドライバ22と統合され得る。そのような実装形態は、高集積システム、たとえば、携帯電話、ポータブル電子デバイス、ウォッチまたは小型ディスプレイ(small-area display)において有用であり得る。
【０１２２】
いくつかの実装形態では、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キーパッドもしく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、ディスプレイアレイ30と統合されたタッチセンシティブスクリーン、または感圧性もしくは感熱性の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の入力デバイスとして構成され得る。いくつかの実装形態では、マイクロフォン46を介したボイスコマンドが、ディスプレイデバイス40の動作を制御するために使用され得る。
【０１２３】
電源50は、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。充電式バッテリーを使用した実装形態では、充電式バッテリーは、たとえば、壁コンセントまたは光起電デバイスもしくはアレイから来る電力を使用して充電可能であり得る。代替的に、充電式バッテリーはワイヤレス充電可能であり得る。電源50は、再生可能エネルギー源、キャパシタ、またはプラスチック太陽電池もしくは太陽電池塗料を含む太陽電池であってもよい。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。
【０１２４】
いくつかの実装形態では、電子ディスプレイシステム内のいくつかの場所に位置し得るドライバコントローラ29に制御プログラマビリティが存在する。いくつかの他の実装形態では、アレイドライバ22に制御プログラマビリティが存在する。上述の最適化は、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、および様々な構成で実施され得る。
【０１２５】
本明細書で開示した実装形態に関連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のプロセスは、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装され得る。ハードウェアとソフトウェアの互換性は、全体的にそれらの機能に関して説明し、上述の様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびプロセスにおいて示してきた。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、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。
【０１２６】
本明細書で開示した態様に関連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装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プロセッサもしくは汎用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)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、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で、実装または実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサ、また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、もしくは状態機械であり得る。プロセッサはまた、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つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。いくつかの実装形態では、特定のプロセスおよび方法は、所与の機能に固有の回路によって実行され得る。
【０１２７】
1つまたは複数の態様では、説明した機能は、本明細書で開示した構造およびそれらの構造の同等物を含む、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、ファームウェアにおいて、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。本明細書で説明した対象の実装形態はまた、1つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、データ処理装置による実行のために、またはデータ処理装置の動作を制御するために、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命令の1つまたは複数のモジュールとして実装され得る。
【０１２８】
ソフトウェアで実装される場合、機能を1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶すること、またはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。本明細書で開示した方法またはアルゴリズムのプロセスは、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、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含み、これらは、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にし得る任意の媒体を含む。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ってよい。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、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を含むことができる。また、あらゆる接続が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)、デジタル多目的ディスク(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)はレーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。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に1つまたは任意の組合せまたはセットのコードおよび命令として存在し得る。
【０１２９】
本開示で説明した実装形態の様々な修正形態が当業者にはすぐに理解でき、本明細書に定める一般的原理は、本開示の趣旨または範囲から離れることなく他の実装形態に適用できる。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示す実装形態に限定されることを意図しておらず、本開示、この原理および本明細書で開示する新規の特徴と合致する最大の範囲を認めるものである。
【０１３０】
さらに、当業者は、「上側」および「下側」という用語が、図の説明を簡単にするために使用されることがあり、適切に配向されたページ上の図の方位に対応する相対位置を示しており、実装される任意のデバイスの適切な方位を反映していない場合があることを容易に諒解する。
【０１３１】
個別の実装形態との関連で本明細書で説明しているいくつかの特徴は、単一の実装形態において組合せで実装されてもよい。反対に、単一の実装形態との関連で説明している様々な特徴は、複数の実装形態で個別に、または任意の適切な副組合せで実装されてもよい。さらに、特徴は一定の組合せで機能するものとして上述され、当初はそういうものとして特許請求されることもあるが、特許請求される組合せによる1つまたは複数の特徴は、場合によっては、当該組合せにより実施可能であり、特許請求される組合せは、副組合せまたは副組合せの変形を対象にし得る。
【０１３２】
同様に、動作は特定の順序で図面に示されているが、これについては、所望の結果を達成するために、そのような動作を示された特定の順序でもしくは順次に実行すること、またはすべての示された動作を実行することを要求するものとして理解すべきではない。さらに、図面は、1つまたは複数の例示的なプロセスをフロー図の形式で概略的に示し得る。しかしながら、図示されていない他の動作を、概略的に示す例示的なプロセスに組み込むことができる。たとえば、1つまたは複数の追加の動作は、示された動作のいずれかの前、示された動作のいずれかの後、示された動作のいずれかと同時に、または示された動作のいずれかの間に実行され得る。いくつかの状況において、マルチタスキングおよび並列処理は有利であり得る。また、上述の実装形態における様々なシステム構成要素の分離については、すべての実装形態でかかる分離を要求するものとして理解すべきではなく、説明されるプログラム構成要素およびシステムは一般に単一のソフトウェア製品への統合、または複数のソフトウェア製品へのパッケージ化が可能であると理解されたい。さらに、他の実装形態も、以下の特許請求の範囲内に入る。場合によっては、請求項に記載のアクションは、異なる順序で実行されながらもなお、望ましい結果を達成することが可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
21  プロセッサ、システムプロセッサ
22  アレイドライバ
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、ディスプレイ
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
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
100  直視型MEMS方式ディスプレイ装置、ディスプレイ装置、装置
102  光変調器、色固有光変調器
102a、102b、102c、102d  光変調器
104  画像、新規画像、カラー画像、画像状態
105、140、142、144、146  ランプ
106  画素、カラー画素
108、202、406、503  シャッター
109、324、610  開口
110  書込み許可相互接続、相互接続、スキャンライン相互接続
112  データ相互接続、相互接続
114  共通相互接続、相互接続
120  ホストデバイス
122  ホストプロセッサ
124  環境センサ、環境センサモジュール、センサモジュール
126  ユーザ入力モジュール
128  ディスプレイ装置
130  スキャンドライバ、ドライバ
132  データドライバ、ドライバ
134  コントローラ、デジタルコントローラ回路、ディスプレイコントローラ
138  共通ドライバ、ドライバ
148  ランプドライバ、ドライバ
150  アレイ、ディスプレイ要素アレイ
200  シャッター式光変調器、光変調器、シャッターアセンブリ
203  基板
204  アクチュエータ、基板
205  コンプライアント電極ビームアクチュエータ、アクチュエータ
206  コンプライアントロードビーム、ロードビーム、ビーム
207  スプリング
208  ロードアンカ
211  開口穴
216  コンプライアント駆動ビーム、駆動ビーム、ビーム
218  駆動ビームアンカ、駆動アンカ
250  光タップ変調器、光タップ
252  光
254  光ガイド
256  タップ要素
258  ビーム
260、262  電極
416  重複
500  ディスプレイ装置、複合ディスプレイ装置
502  シャッター式光変調器、シャッターアセンブリ
504  透明基板、基板
505  アンカ
506  反射膜
508  表面開口、開口
512  ディフューザ
514  輝度増強膜
516  平面光ガイド、光ガイド、バックライト
517  幾何学的光リダイレクタ、プリズム、光リダイレクタ
518  光源、ランプ
519、536  反射体
520  前向き反射膜、膜
521  光線
522  カバープレート
524  ブラックマトリクス
526  ギャップ
527  機械的サポートまたはスペーサ
528  粘着シール
530  流体
532  板金または成形プラスチックアセンブリブラケット、アセンブリブラケット
600  ディスプレイアセンブリ
602  変調器基板、基板
604  開口プレート、基板
606  シャッターアセンブリ
608  反射開口層
612、614  スペーサ
700  バックライト
702  光ガイド
704  発光ダイオード(LED)のセット、第1のLEDのセット、LEDセット
704R  第1の赤色LED、LED、赤色LED、第1の赤色光源、赤色光源、第1のLED
704G  第1の緑色LED、LED
704B  第1の青色LED、LED
704W  第1の白色LED、LED
706  発光ダイオード(LED)のセット、第2のLEDのセット、LEDセット
706R  第2の赤色LED、赤色LED、LED、赤色光源、第2のLED
706G  第2の緑色LED
706B  第2の青色LED
706W  第2の白色LED
708  発光ダイオード(LED)のセット、第3のLEDのセット、LEDセット
708R  第3の赤色LED、赤色LED、LED、赤色光源、第3のLED
708G  第3の緑色LED
708B  第3の青色LED
708W  第3の白色LED
710  発光ダイオード(LED)のセット、第4のLEDのセット、LEDセット
710R  第4の赤色LED、赤色LED、LED、赤色光源、第4のLED
710G  第4の緑色LED
710B  第4の青色LED
710W  第4の白色LED
712  バックライトコントローラ
714  入力部
716  照明論理
724  第1のDAC、DAC
726  第2のDAC、DAC
728  第3のDAC、DAC
730  第4のDAC、DAC
734  第1のドライバ、ドライバ
736  第2のドライバ、ドライバ
738  第3のドライバ、ドライバ
740  第4のドライバ、ドライバ
902  部分、第1の部分
904  部分、第2の部分
906  部分、第3の部分
908  部分、第4の部分
【図１Ａ】
2016518614.tif 000003
【図１Ｂ】
2016518614.tif 000004
【図２Ａ】
2016518614.tif 000005
【図２Ｂ】
2016518614.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016518614.tif 000009
【図６Ａ】
2016518614.tif 000010
【図６Ｂ】
2016518614.tif 000011
【図７Ａ】
2016518614.tif 000012
【図７Ｂ】
2016518614.tif 000013
【図８】
2016518614.tif 000014
【図９】
2016518614.tif 000015
【図１０】
2016518614.tif 000016
【図１１】
2016518614.tif 000017
【図１２Ａ】
2016518614.tif 000018
【図１２Ｂ】
2016518614.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月6日(2015.1.6)
【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】
バックライトと、
第1の色に関連付けられた複数の光源と、
前記複数の光源に結合された照明制御論理であって、
前記光源のある数のグループを独立して制御して、複数の離散出力照明強度レベルを出力すること、
前記バックライトによって出力されるべき前記第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信すること、
前記入力信号が、前記グループの数の整数倍ではない全バックライト照明強度値を示すことに応答して、前記バックライトの照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、前記光源のグループの総照明強度レベルが、前記受信された入力信号中で示された前記全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、前記グループのうちの少なくとも1つを、前記グループの残りよりも小さい強度レベルで照明されるように制御すること、ならびに
前記光源のグループの前記総照明強度レベルを、ある時間期間にわたって、前記全バックライト照明強度値に実質的に等しくなるように維持しながら、前記光源の少なくとも1つのグループを、前記時間期間の全体未満にわたってより小さい照明強度で、および前記時間期間の残りにわたってより大きい強度で、照明されるようにすること
を行うように構成された照明制御論理と
を含む装置。
【請求項２】
前記より小さい強度レベルが、ただ単一の離散照明強度レベルだけ、前記光源のグループの残りの前記強度レベルよりも小さい、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記照明制御論理が、前記光源の独立して制御されたグループの数の最大1/2を、前記より小さい強度レベルで照明するようにさらに構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記照明制御論理が、前記より小さい強度レベルを出力する前記光源の少なくとも1つのグループを、前記光源の少なくとも1つのグループの第2のセットに切り替えるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記光源の少なくとも1つのグループが、前記光源のグループのすべてを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
光源の各グループが、ただ1つの光源を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記光源が、発光ダイオード(LED)を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記装置が、
ディスプレイであって、
前記バックライトと、
前記複数の光源と、
前記照明制御論理とを含む、ディスプレイと、
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
をさらに含む、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記ディスプレイが、
前記ディスプレイに少なくとも1つの信号を送るように構成されたドライバ回路と、
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るように構成されたコントローラと
をさらに含む、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイが、
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像ソースモジュールをさらに含み、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、請求項8に記載の装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイが、
入力データを受信し、前記入力データを前記プロセッサに通信するように構成された入力デバイス
をさらに含む、請求項8に記載の装置。
【請求項１２】
第1の色の複数の光源を有するバックライトによって出力されるべき前記第1の色のための離散全バックライト照明強度値を示す入力信号を受信するステップと、
前記複数の光源の独立して制御されたグループの数の整数倍ではない前記全バックライト照明強度値を示す前記入力信号を受信することに応答して、前記バックライトの照明出力が、その表面にわたって実質的に均一であるように、および、前記数のグループの総照明強度レベルが、前記受信された入力信号中で示された前記全バックライト照明強度値に実質的に等しいように、前記数のグループのうちの少なくとも1つを、前記グループの残りのものよりも小さい照明強度レベルで照明されるように独立して制御するステップと、
前記光源のグループの前記総照明強度レベルを、ある時間期間にわたって、前記全バックライト照明強度値に等しくなるように維持するステップと、
前記数のグループのうちの前記少なくとも1つを、前記時間期間の全体未満にわたって前記より小さい照明強度レベルで、および前記時間期間の残りにわたってより大きい強度で、照明されるように制御するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
前記より小さい照明強度レベルが、ただ単一の離散照明強度レベルだけ、前記光源のグループの残りの前記照明強度レベルよりも小さい、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記数のグループのうちの前記少なくとも1つが、前記グループの総数の1/2を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１５】
前記光源のグループの前記総照明強度レベルを、前記全バックライト照明強度値に等しくなるように維持しながら、前記より小さい照明強度レベルを出力する前記数のグループのうちの前記少なくとも1つを、前記数のグループのうちの少なくとも1つの第2のセットに切り替えるステップ
をさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１６】
前記数のグループのうちの前記少なくとも1つが、前記複数の光源のすべてを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１７】
前記数のグループの各々が、ただ1つの光源を含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の光源が、発光ダイオードを含む、請求項12に記載の方法。
【国際調査報告】
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