УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ, УЗЕЛ ДЛЯ АДАПТИВНОГО МОДУЛИРОВАНИЯ КОНТРАСТНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ У УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ АДАПТИВНОГО МОДУЛИРОВАНИЯ КОНТРАСТНОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ У УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ
DISPLAY DEVICE, A NODE FOR ADAPTIVE IMAGE CONTRAST MODULATING IN A DISPLAY DEVICE, AND A METHOD FOR ADAPTIVE IMAGE CONTRAST MODULATING IN A DISPLAY DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к технологии отображения, а конкретнее к устройству отображения, узлу для адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения и способу адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Широко применяются такие устройства отображения, как устройства с жидкокристаллическими дисплеями (LCD) и устройства с органическими светоизлучающими диодами (OLED). Для управления пикселями в панели отображения устройств отображения LCD и OLED используют тонкопленочный транзистор (TFT).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В одном аспекте настоящее изобретение предоставляет устройство отображения, содержащее панель отображения с множеством подпикселей; и массив из множества микромодуляторов света на панели отображения, выполненный с возможностью адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения; где каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области.
[0004] При необходимости область, соответствующая каждому из множества микромодуляторов света, содержит один или более из множества подпикселей.
[0005] При необходимости у панели отображения есть первая сторона, удаленная от массива из множества микромодуляторов света, и вторая сторона, противоположная первой стороне и близкая к массиву из множества микромодуляторов света; и каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции первой силы света у первого света, испущенного первой стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе второй силы света у второго света, испущенного второй стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света.
[0006] При необходимости первая сила света прямо коррелирует со второй силой света.
[0007] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции первой силы света у первого света путем отражения первой части второго света на вторую сторону, посредством этого увеличивая первую силу света.
[0008] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью отражения второй части второго света в направлении от второй стороны.
[0009] При необходимости устройство отображения дополнительно содержит адаптивную схему управления, выполненную с возможностью адаптивного регулирования отношения первой части ко второй части в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулируя первую силу света на основе второй силы света.
[0010] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света дополнительно содержит фотодатчик, выполненный с возможностью обнаружения второй части второго света.
[0011] При необходимости сопротивление фотодатчика меняется в ответ на изменение второй силы света; и адаптивная схема управления выполнена с возможностью адаптивного регулирования отношения первой части ко второй части в ответ на изменение сопротивления фотодатчика.
[0012] При необходимости устройство отображения дополнительно содержит множество первых строк развертки, каждая из которых соединена с рядом микромодуляторов света из множества микромодуляторов света; множество вторых строк развертки, каждая из которых соединена со столбцом микромодуляторов света из множества микромодуляторов света; и множество переключающих транзисторов, каждый из которых содержит исток, соединенный с одной из множества первых строк развертки, затвор, соединенный с одной из множества вторых строк развертки, и сток, соединенный с фотодатчиком в одном из множества микромодуляторов света.
[0013] При необходимости множество первых строк развертки является множеством затворных шин для побуждения отображения изображения на множестве подпикселей в устройстве отображения.
[0014] При необходимости множество вторых строк развертки является множеством затворных шин для побуждения отображения изображения на множестве подпикселей в устройстве отображения.
[0015] При необходимости адаптивная схема управления содержит дифференциальный усилитель, выполненный с возможностью формирования сигнала регулирования напряжения в ответ на изменение сопротивления фотодатчика.
[0016] При необходимости адаптивная схема управления дополнительно содержит первый транзистор с затвором, соединенным с дифференциальным усилителем, и истоком, сконфигурированным для получения пилообразного напряжения, обладающего некой частотой повторения; конденсатор с первым электродом, соединенным со стоком первого транзистора; и второй транзистор с затвором, соединенным с первым электродом конденсатора, и истоком, сконфигурированным для получения управляющего напряжения; где уровень напряжения, поддерживаемый на первом электроде конденсатора, конфигурируется для управления током, проходящим через исток и сток второго транзистора.
[0017] При необходимости частота повторения практически совпадает с частотой кадров отображения изображения на панели отображения.
[0018] При необходимости сигнал регулирования напряжения конфигурируется для выключения первого транзистора, чтобы пилообразное напряжение прекратило заряжать конденсатор, когда сопротивление фотодатчика находится в диапазоне эталонных значений сопротивления.
[0019] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света содержит микрозеркало; микрозеркало обладает отражающей поверхностью под первым углом относительно поверхности второй стороны панели отображения; отражающая поверхность выполнена с возможностью отражения первой части второго света на вторую сторону и второй части второго света в направлении от второй стороны; и устройство отображения дополнительно содержит адаптивную схему управления, выполненную с возможностью управления первым углом для адаптивного регулирования отношения первой части ко второй части в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулируя первую силу света на основе второй силы света.
[0020] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света дополнительно содержит привод, выполненный с возможностью управления первым углом отражающей поверхности относительно поверхности второй стороны панели отображения.
[0021] При необходимости привод представляет собой электромагнитную катушку; и каждый из множества микромодуляторов света включает в себя магнит, прикрепленный к микрозеркалу; где величина магнитной силы между электромагнитной катушкой и магнитом управляет первым углом.
[0022] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света дополнительно содержит шарнир, соединенный с микрозеркалом; и микрозеркало выполнено с возможностью вращения относительно шарнира в ответ на изменение магнитной силы, посредством этого меняя первый угол.
[0023] При необходимости панель отображения является прозрачной панелью отображения.
[0024] В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет узел для адаптивного модулирования контрастности изображения у панели отображения, содержащей массив из множества микромодуляторов света; где каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области.
[0025] В другом аспекте настоящее изобретение предоставляет способ адаптивного модулирования контрастности изображения у панели отображения, содержащий адаптивное модулирование силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0026] Нижеследующие чертежи являются просто примерами с пояснительными целями в соответствии с различными раскрытыми вариантами осуществления и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.
[0027] Фиг. 1 - схематическое представление, иллюстрирующее структуру устройства отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0028] Фиг. 2 - схематическое представление, иллюстрирующее принцип работы одного из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0029] Фиг. 3 - схематическое представление, иллюстрирующее принцип работы одного из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0030] Фиг. 4 - схематическое представление, иллюстрирующее принцип работы одного из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0031] Фиг. 5 - схематическое представление, иллюстрирующее множество микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0032] Фиг. 6 - схематическое представление, иллюстрирующее структуру адаптивной схемы управления в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0033] Фиг. 7 изображает формы волн у различных сигналов в адаптивной схеме управления устройством отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
[0034] Фиг. 8 - схематическое представление, иллюстрирующее один из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0035] Сейчас будет точнее описываться раскрытие изобретения со ссылкой на следующие варианты осуществления. Нужно отметить, что нижеследующие описания некоторых вариантов осуществления в этом документе представляются только с целью иллюстрации и описания. Они не претендуют на исчерпывающий характер или ограничение точной раскрытой формой.
[0036] В традиционных панелях отображения, в частности, в прозрачных панелях отображения контрастность изображения ухудшается, когда сила общего света довольно большая, например, во внешней среде или когда панель отображения является прозрачной панелью отображения. Это затрудняет просмотр отображаемого изображения для пользователей. Они могут увеличить яркость внешней панели отображения, чтобы лучше видеть отображение изображения. Однако это приводит к большему энергопотреблению.
[0037] Соответственно, настоящее раскрытие изобретения среди прочего предоставляет устройство отображения, узел для адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения и способ адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения, которые устраняют одну или более проблем вследствие ограничений и недостатков предшествующего уровня техники. В одном аспекте настоящее раскрытие изобретения предоставляет устройство отображения, включающее в себя панель отображения с множеством подпикселей, и массив из множества микромодуляторов света на панели отображения, выполненный с возможностью адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения. В некоторых вариантах осуществления каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области.
[0038] При использовании в данном документе термин "адаптивно" относится к способности изменения для соответствия новому набору условий, например, к модуляциям или регулировкам, которые являются динамическими и подлежат автоматическому изменению на основе обратной связи от одного или более полученных входных параметров либо обнаруженных условий. В одном примере силу света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в некоторой области, можно адаптивно модулировать на основе обратной связи от уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области. Путем адаптивного модулирования силы света в множестве областей можно адаптивно модулировать контрастность изображения у устройства отображения.
[0039] Фиг. 1 - схематическое представление, иллюстрирующее структуру устройства отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 1, устройство отображения в некоторых вариантах осуществления включает в себя панель 10 отображения и массив из множества микромодуляторов M света на панели 10 отображения. Множество микромодуляторов M света выполнено с возможностью адаптивной модуляции контрастности изображения у устройства отображения. Каждый из множества микромодуляторов M света выполнен с возможностью адаптивной модуляции силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели 10 отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов M света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области. При необходимости сила света в множестве областей модулируется неравномерно. При необходимости множество микромодуляторов M света выполнено с возможностью адаптивной модуляции силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели 10 отображения в множестве областей, соответствующих множеству микромодуляторов M света, так что сила света в областях с бóльшими уровнями яркости увеличивается в большей степени (например, в большем процентном отношении) по сравнению с силой света в областях с меньшими уровнями яркости. При таком исполнении можно значительно улучшить контрастность изображения у изображения, отображаемого на панели 10 отображения. Поскольку модуляция выполняется адаптивно и основывается на уровне яркости текущего изображения, отображаемого в той области, модуляция силы света является динамическим процессом. Например, в следующем кадре изображения уровень яркости в той же области уменьшается, соответственно, силу света в этой области можно увеличить в меньшей степени либо не увеличивать.
[0040] Для адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения и первой силы света у первого света, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения, можно использовать различные подходящие модуляторы света. Примеры подходящих модуляторов света включают в себя микроэлектромеханическую систему (MEMS), электрооптические модуляторы света (например, жидкий кристалл), электромеханические модуляторы света, электрохромные модуляторы света, отражающие модуляторы света и другие типы модуляторов света. Примеры MEMS включают в себя системы с массивом микрозеркал, например цифровое микрозеркальное устройство. При необходимости, как описано в примерах ниже, множество микромодуляторов света включает в себя множество микрозеркал.
[0041] Область, соответствующая каждому из множества микромодуляторов света, включает в себя один или более из множества подпикселей. Каждая область при необходимости включает в себя один подпиксель. При необходимости панель отображения включает в себя множество пикселей, каждый из которых включает в себя несколько подпикселей (например, подпиксель красного, подпиксель зеленого и подпиксель синего цвета), и каждая область включает в себя один или более пикселей. Каждая область, соответствующая каждому из множества микромодуляторов света, при необходимости включает в себя от 1 до 1000 подпикселей, например, от 1 до 100 подпикселей, от 100 до 200 подпикселей, от 200 до 300 подпикселей, от 300 до 400 подпикселей, от 400 до 500 подпикселей, от 500 до 600 подпикселей, от 600 до 700 подпикселей, от 700 до 800 подпикселей, от 800 до 800 подпикселей и от 900 до 1000 подпикселей.
[0042] Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления у панели отображения есть первая сторона S1, удаленная от массива из множества микромодуляторов M света, и вторая сторона S2, противоположная первой стороне S1 и близкая к массиву из множества микромодуляторов M света. Каждый из множества микромодуляторов M света выполнен с возможностью адаптивной модуляции первой силы света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов M света, на основе второй силы света у второго света L2, испущенного второй стороной S2 панели 10 отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов M света.
[0043] Первая сила света в некоторых вариантах осуществления прямо коррелирует со второй силой света. Прирост первой силы света по сравнению с исходным значением силы света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения, которое задано уровнем яркости в текущем кадре изображения, при необходимости прямо коррелирует со второй силой света. При необходимости, чем больше сила света у второго света L2, испущенного второй стороной S2 панели 10 отображения в области в текущем кадре изображения, отображаемого в той области, тем больше увеличивается первая сила света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения в той же области. Сила света у второго света L2, испущенного второй стороной S2 панели 10 отображения в области, при необходимости меняется в диапазоне между максимальным значением и минимальным значением, первая сила света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения в той же области, увеличивается минимально или не увеличивается, когда сила света у второго света L2 равна минимальному значению, и первая сила света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения в той же области, увеличивается максимально, когда сила света у второго света L2 равна максимальному значению. При необходимости, когда сила света у второго света L2, испущенного второй стороной S2 панели 10 отображения в области, меньше либо равна первому значению, первая сила света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения в той же области, не увеличивается. При необходимости, когда сила света у второго света L2, испущенного второй стороной S2 панели 10 отображения в области, больше либо равна второму значению, первая сила света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения в той же области, увеличивается на максимальное значение.
[0044] Фиг. 2 - схематическое представление, иллюстрирующее принцип работы одного из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 2, один из множества микромодуляторов M света включает в себя средство (например, микрозеркало 20) для отражения второго света L2, испущенного второй стороной S2 панели 10 отображения. Как показано на фиг. 2, каждый из множества микромодуляторов M света выполнен с возможностью адаптивной модуляции первой силы света у первого света L1 путем отражения первой части L2-1 второго света L2 на вторую сторону S2, посредством этого увеличивая первую силу света у первого света L1. Первая часть L2-1 при необходимости впоследствии проходит через панель 10 отображения к первой стороне S1. Таким образом, применительно к настоящему раскрытию изобретения первый свет L1 в некоторых вариантах осуществления включает в себя два компонента, при этом первый компонент является светом, испущенным непосредственно панелью 10 отображения (например, светоизлучающим слоем или жидкокристаллическим слоем) к первой стороне S1 панели 10 отображения, второй компонент является первой частью L2-1 второго света L2, отраженной одним из множества микромодуляторов M света на вторую сторону S2 и прошедшей через панель 10 отображения к первой стороне S1. Первая сила света у первого света L1 является объединенной силой света первого компонента и второго компонента.
[0045] Ссылаясь на фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления каждый из множества микромодуляторов M света выполнен с возможностью отражения второй части L2-2 второго света L2 в направлении от второй стороны S2. В одном примере вторая часть L2-2 отражается в направлении, практически параллельном второй стороне S2. В некоторых вариантах осуществления измеряется величина или сила второй части L2-2, и измеренная величина или сила второй части L2-2 используется в качестве обратной связи для адаптивного модулирования первой силы света у первого света L1, испущенного первой стороной S1 панели 10 отображения, например, в текущем кадре изображения.
[0046] Для адаптивной модуляции первой силы света могут использоваться различные подходящие механизмы адаптивной обратной связи. Для иллюстрации в некоторых вариантах осуществления устройство отображения включает в себя адаптивную схему управления, выполненную с возможностью адаптивного регулирования отношения первой части L2-1 ко второй части L2-2 в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулируя первую силу света на основе второй силы света. Например, в первый момент времени в текущем кадре изображения измеренная величина или сила у второй части L2-2 больше эталонного значения, адаптивная схема управления выполнена с возможностью управления одним из множества микромодуляторов M света так, что отношение первой части L2-1 ко второй части L2-2 регулируется для понижения измеренной величины или силы второй части L2-2. В другом примере во второй момент времени в текущем кадре изображения измеренная величина или сила у второй части L2-2 меньше эталонного значения, адаптивная схема управления выполнена с возможностью управления одним из множества микромодуляторов M света так, что отношение первой части L2-1 ко второй части L2-2 регулируется для повышения измеренной величины или силы второй части L2-2. Адаптивный процесс можно продолжать до тех пор, пока в третий момент времени измеренная величина или сила второй части L2-2 не будет практически такой же, как эталонное значение (или находится в пределах эталонного диапазона). В другом примере адаптивная схема управления выполнена с возможностью управления одним из множества микромодуляторов M света путем регулирования первого угла α между отражающей поверхностью микрозеркала 20 и поверхностью второй стороны S2 панели 10 отображения.
[0047] Фиг. 3 - схематическое представление, иллюстрирующее принцип работы одного из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 3, в некоторых вариантах осуществления каждый из множества микромодуляторов M света дополнительно включает в себя фотодатчик 30, выполненный с возможностью обнаружения второй части L2-2 второго света L2. Фиг. 3 иллюстрирует пример, в котором вторая сила света у второго света L2 сравнительно небольшая. Адаптивный процесс может выполняться (например, посредством адаптивной схемы управления) для достижения состояния, в котором измеренная величина или сила у второй части L2-2 практически совпадает с эталонным значением (или находится в пределах эталонного диапазона). Поскольку вторая сила света у второго света L2 сравнительно небольшая, то для достижения этого состояния первый угол α нужно довести до достаточно большого значения.
[0048] Фиг. 4 - схематическое представление, иллюстрирующее принцип работы одного из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Фиг. 4 иллюстрирует пример, в котором вторая сила света у второго света L2 достаточно большая. Адаптивный процесс может выполняться (например, посредством адаптивной схемы управления) для достижения состояния, в котором измеренная величина или сила у второй части L2-2 практически совпадает с эталонным значением (или находится в пределах эталонного диапазона). Поскольку вторая сила света у второго света L2 достаточно большая, то для достижения этого состояния первый угол α нужно довести лишь до сравнительно небольшого значения.
[0049] Для измерения величины или силы у второй части L2-2 можно использовать различные подходящие способы и устройства. В одном примере величина или сила у второй части L2-2 измеряется фотодатчиком 30, как показано на фиг. 3 и фиг. 4. При необходимости фотодатчик 30 обладает сопротивлением RL. В ответ на изменение второй силы света у второго света L2 (например, из показанного на фиг. 3 состояния в показанное на фиг. 4 состояние, или наоборот) также меняется величина света, воспринятого фотодатчиком 30, что приводит к изменению сопротивления RL фотодатчика 30.
[0050] В одном примере область, соответствующая одному из множества микромодуляторов M света, переходит из показанного на фиг. 3 состояния в показанное на фиг. 4 состояние, например, из первого состояния, соответствующего меньшему уровню яркости в области, во второе состояние, соответствующее большему уровню яркости. В первый момент времени, как показано на фиг. 3, вторая сила света у второго света L2 практически такая же, как эталонная сила света, и сопротивление RL фотодатчика 30 практически такое же, как эталонное сопротивление. Когда увеличивается уровень яркости в области, вторая сила света у второго света L2 соответственно увеличивается, а сопротивление RL фотодатчика 30 соответственно уменьшается. Адаптивная схема управления выполнена с возможностью адаптивного управления микрозеркалом 20, чтобы первый угол α между отражающей поверхностью микрозеркала 20 и поверхностью второй стороны S2 панели 10 отображения уменьшился (например, до состояния, которое показано на фиг. 4). Так как первый угол α уменьшается, отношение первой части L2-1 ко второй части L2-2 увеличивается, например, уменьшается площадь фотодатчика 30, освещаемая второй частью L2-2, и уменьшается величина света у второй части L2-2. Так как величина света у второй части L2-2 уменьшается, сопротивление RL фотодатчика 30 увеличивается. Адаптивный процесс продолжается до тех пор, пока сопротивление RL у фотодатчика 30 не увеличится до уровня, практически совпадающего с эталонным сопротивлением.
[0051] В другом примере область, соответствующая одному из множества микромодуляторов M света, переходит из показанного на фиг. 4 состояния в показанное на фиг. 3 состояние, например, из первого состояния, соответствующего большему уровню яркости в области, во второе состояние, соответствующее меньшему уровню яркости. В первый момент времени, как показано на фиг. 4, вторая сила света у второго света L2 практически такая же, как эталонная сила света, и сопротивление RL фотодатчика 30 практически такое же, как эталонное сопротивление. Когда уменьшается уровень яркости в области, вторая сила света у второго света L2 соответственно уменьшается, а сопротивление RL фотодатчика 30 соответственно увеличивается. Адаптивная схема управления выполнена с возможностью адаптивного управления микрозеркалом 20, чтобы первый угол α между отражающей поверхностью микрозеркала 20 и поверхностью второй стороны S2 панели 10 отображения увеличился (например, до состояния, которое показано на фиг. 3). Так как первый угол α увеличивается, отношение первой части L2-1 ко второй части L2-2 уменьшается, например, увеличивается площадь фотодатчика 30, освещаемая второй частью L2-2, и увеличивается величина света у второй части L2-2. Так как величина света у второй части L2-2 увеличивается, сопротивление RL фотодатчика 30 уменьшается. Адаптивный процесс продолжается до тех пор, пока сопротивление RL у фотодатчика 30 не уменьшится до уровня, практически совпадающего с эталонным сопротивлением.
[0052] Фиг. 5 - схематическое представление, иллюстрирующее множество микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 5, устройство отображения в некоторых вариантах осуществления включает в себя множество микромодуляторов M света, каждый из которых включает в себя фотодатчик 30. Фотодатчик 30 обладает сопротивлением RL. Устройство отображения дополнительно включает в себя множество первых строк SL1 развертки, каждая из которых соединяется с рядом микромодуляторов света из множества микромодуляторов M света. Устройство отображения дополнительно включает в себя множество вторых строк SL2 развертки, каждая из которых соединяется со столбцом микромодуляторов света из множества микромодуляторов M света. Устройство отображения дополнительно включает в себя множество переключающих транзисторов T1 (например, тонкопленочных транзисторов), каждый из которых содержит исток, соединенный с одной из множества первых строк SL1 развертки, затвор, соединенный с одной из множества вторых строк SL2 развертки, и сток, соединенный с фотодатчиком 30 в одном из множества микромодуляторов M света. При работе первый сигнал развертки предоставляется построчно множеству переключающих транзисторов T1, при этом первый сигнал развертки предоставляется электродам истока у множества переключающих транзисторов T1 в одном ряду микромодуляторов света из множества микромодуляторов M света. Второй сигнал развертки предоставляется по столбцам множеству переключающих транзисторов T1, при этом второй сигнал развертки предоставляется электродам затвора у множества переключающих транзисторов T1 в одном столбце микромодуляторов света из множества микромодуляторов M света. Когда один из множества переключающих транзисторов T1 включается первым сигналом развертки и вторым сигналом развертки, можно измерить сопротивление RL фотодатчика 30 (например, можно измерить величину света у второй части L2-2, испущенного на фотодатчик 30). При необходимости множество первых строк SL1 развертки является таким же, как множество затворных шин для побуждения отображения изображения на множестве подпикселей в устройстве отображения. При необходимости множество вторых строк SL2 развертки является таким же, как множество затворных шин для побуждения отображения изображения на множестве подпикселей в устройстве отображения.
[0053] Как показано на фиг. 5, адаптивная схема управления в некоторых вариантах осуществления включает в себя дифференциальный усилитель 80, выполненный с возможностью формирования сигнала V1 регулирования напряжения в ответ на изменение сопротивления RL фотодатчика 30. Когда эталонный сигнал REF напряжения практически совпадает с сигналом Rx напряжения, сигнал V1 регулирования напряжения практически равен нулю. В одном примере, когда RL/R3 практически равно R1/R2, сигнал V1 регулирования напряжения практически равен нулю. Когда эталонный сигнал REF напряжения отличается от сигнала Rx напряжения, сигнал V1 регулирования напряжения не равен нулю и конфигурируется для адаптивного управления отношением первой части L2-1 ко второй части L2-2, которое, в свою очередь, меняет сопротивление RL.
[0054] Фиг. 6 - схематическое представление, иллюстрирующее структуру адаптивной схемы управления в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 6, адаптивная схема управления в некоторых вариантах осуществления дополнительно включает в себя первый транзистор M1 с затвором, соединенным с дифференциальным усилителем 80, и истоком, сконфигурированным для получения пилообразного напряжения V-Ramp, обладающего некой частотой повторения; конденсатор C1 с первым электродом, соединенным со стоком первого транзистора M1; и второй транзистор M2 с затвором, соединенным с первым электродом конденсатора C1, и истоком, сконфигурированным для получения управляющего напряжения VDD. Уровень напряжения, поддерживаемый на первом электроде конденсатора C1, конфигурируется для управления током, проходящим через исток и сток второго транзистора M2.
[0055] В некоторых вариантах осуществления фотодатчик 30 выполнен с возможностью обнаружения изменения уровня яркости в области, соответствующей одному из множества микромодуляторов M света, например, путем обнаружения второй силы света у второй части L2-2 второго света, как описано выше. Дифференциальный усилитель 80 выполнен с возможностью предоставления обратной связи первому транзистору на основе изменения уровня яркости, обнаруженного фотодатчиком 30. В одном примере дифференциальный усилитель 80 выводит управляющий сигнал V1 напряжения в затвор первого транзистора M1. На исток первого транзистора M1 подается пилообразное напряжение VRamp. В одном примере управляющий сигнал V1 напряжения обладает уровнем напряжения больше эталонного уровня напряжения для включения первого транзистора M1. Пилообразное напряжение V-Ramp проходит через первый транзистор M1 для заряда первого электрода конденсатора C1. На второй электрод конденсатора при необходимости подается напряжение земли. Уровень напряжения, поддерживаемый на первом электроде конденсатора C1, управляет сопротивлением исток-сток у второго транзистора M2, например, током, проходящим через исток и сток второго транзистора M2. Электрод стока второго транзистора M2 соединяется с приводом 100. В одном примере привод 100 выполнен с возможностью управления первым углом α отражающей поверхности микрозеркала 20 относительно поверхности второй стороны панели 10 отображения, что, в свою очередь, определяет сопротивление фотодатчика 30. Таким образом, уровень тока, проходящего через исток и сток второго транзистора M2, определяет количество градусов первого угла α.
[0056] В некоторых вариантах осуществления пилообразное напряжение V-Ramp продолжает заряжать первый электрод конденсатора C1, продолжает расти ток, проходящий через исток и сток второго транзистора M2. Следовательно, продолжает меняться первый угол α отражающей поверхности микрозеркала 20 относительно поверхности второй стороны панели 10 отображения, что приводит к изменению сопротивления фотодатчика 30. В свою очередь, изменение сопротивления фотодатчика 30 изменяет (например, уменьшает) управляющий сигнал V1 напряжения из дифференциального усилителя 80. Когда сопротивление фотодатчика 30 находится в диапазоне эталонных значений сопротивления (например, практически совпадает с эталонным значением), управляющий сигнал V1 напряжения конфигурируется для выключения первого транзистора M1, чтобы пилообразное напряжение V-Ramp прекратило заряжать конденсатор C1 (например, когда уровень напряжения управляющего сигнала V1 напряжения меньше порогового уровня напряжения).
[0057] Пилообразное напряжение V-Ramp при необходимости обладает некой частотой повторения. При необходимости частота повторения практически совпадает с частотой кадров отображения изображения на панели отображения.
[0058] Фиг. 7 изображает формы волн у различных сигналов в адаптивной схеме управления устройством отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 7, управляющий сигнал V1 напряжения показан сплошными линиями, пилообразное напряжение V-Ramp показано длинными пунктирными линиями, а напряжение, поддерживаемое на первом электроде конденсатора C1, показано короткими пунктирными линиями. Как показано на фиг. 7, пилообразное напряжение V-Ramp продолжает расти в каждом цикле повторения пилообразного напряжения V-Ramp. Управляющий сигнал V1 напряжения в начале каждого цикла имеет высокий уровень для включения первого транзистора M1, чтобы V-Ramp продолжало заряжать первый электрод конденсатора C1, и уровень напряжения на первом электроде конденсатора C1 продолжает расти. Как обсуждалось выше, когда увеличивается уровень напряжения на первом электроде конденсатора C1, ток, проходящий через исток и сток второго транзистора M2, продолжает расти, что приводит к изменению сопротивления фотодатчика 30. Когда сопротивление фотодатчика 30 находится в диапазоне эталонных значений сопротивления (например, практически такое же, как эталонное значение), управляющий сигнал V1 напряжения становится меньше порогового напряжения (например, практически равен нулю, как показано на фиг. 7). В этот момент времени первый транзистор M1 выключен, и уровень напряжения на первом электроде конденсатора C1 поддерживается на устойчивом уровне. Первый угол α отражающей поверхности микрозеркала 20 относительно поверхности второй стороны панели 10 отображения поддерживается неизменным до следующего цикла.
[0059] Ссылаясь на фиг. 3 и фиг. 4, в некоторых вариантах осуществления привод 100 является электромагнитной катушкой 40, и каждый из множества микромодуляторов M света включает в себя магнит 50, прикрепленный к микрозеркалу 20. Величина магнитной силы между электромагнитной катушкой 40 и магнитом 50 управляет первым углом α.
[0060] В некоторых вариантах осуществления, ссылаясь на фиг. 3 и фиг. 4, каждый из множества микромодуляторов M света дополнительно включает в себя шарнир 60, соединенный с микрозеркалом 20. Микрозеркало 20 выполнено с возможностью вращения относительно шарнира 60 в ответ на изменение магнитной силы, посредством этого меняя первый угол α.
[0061] В некоторых вариантах осуществления панель 10 отображения является прозрачной панелью отображения. При использовании в данном документе термин "прозрачная панель отображения" относится к панели отображения, допускающей прохождение света, падающего с обратной стороны панели отображения, отображая при этом графическое изображение. Прозрачная панель отображения применительно к настоящему раскрытию изобретения при необходимости обладает коэффициентом пропускания по меньшей мере в 20% или больше. Прозрачная панель отображения в соответствии с настоящим раскрытием изобретения включает в себя прозрачные жидкокристаллические панели отображения и прозрачные органические светодиодные панели отображения. Примеры прозрачных панелей отображения включают в себя прозрачные панели отображения в виде окна в комнате, здании, прибора, ветровых стекол автомобилей, проекционного дисплея в транспортном средстве, очков, бинокля, масок, шлемов и так далее.
[0062] В некоторых вариантах осуществления, ссылаясь на фиг. 3 и фиг. 4, каждый из множества микромодуляторов M света дополнительно включает в себя защитный экран 70, прикрепленный к микрозеркалу 20 на стороне, противоположной отражающей поверхности микрозеркала 20. Как обсуждалось выше, фиг. 4 иллюстрирует пример, в котором вторая сила света у второго света L2 достаточно большая. В состоянии, изображенном на фиг. 4, защитный экран 70 может экранировать бóльшую часть общего света с обратной стороны панели 10 отображения, когда панель 10 отображения является прозрачной панелью отображения. Фиг. 3 иллюстрирует пример, в котором вторая сила света у второго света L2 сравнительно небольшая. В состоянии, изображенном на фиг. 3, общий свет экранируется защитным экраном 70 в меньшей степени. При таком исполнении можно дополнительно улучшить контрастность изображения.
[0063] Устройство отображения при необходимости является жидкокристаллическим устройством отображения. Устройство отображения при необходимости является органическим светодиодным устройством отображения. Примеры подходящих устройств отображения включают в себя, но не ограничиваются, электронную бумагу, мобильный телефон, планшетный компьютер, телевизор, монитор, блокнотный компьютер, цифровой альбом, GPS и т. п.
[0064] На практике можно применять различные альтернативные реализации настоящего раскрытия изобретения. В одном примере, как показано на фиг. 3 и фиг. 4, электромагнитная катушка 40 прикрепляется к стойке для удержания микрозеркала 20. Фиг. 8 - схематическое представление, иллюстрирующее один из множества микромодуляторов света в устройстве отображения в некоторых вариантах осуществления в соответствии с настоящим раскрытием изобретения. Ссылаясь на фиг. 8, электромагнитная катушка 40 не прикрепляется к стойке для удержания микрозеркала 20, а выполнена, например, в виде автономной единицы. Электромагнитная катушка 40 при необходимости располагается приблизительно на том же уровне, что и магнит 50. Аналогичным образом фотодатчик 30 может располагаться в любом подходящем положении в устройстве отображения. В одном примере фотодатчик 30 располагается в области между подпикселями устройства отображения, например в области, соответствующей черной матрице в устройстве отображения.
[0065] В другом аспекте настоящее раскрытие изобретения предоставляет узел для адаптивного модулирования контрастности изображения у панели отображения. В некоторых вариантах осуществления устройство включает в себя массив из множества микромодуляторов света. При необходимости каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области. Например, область, соответствующая каждому из множества микромодуляторов света, включает в себя один или более из множества подпикселей на панели отображения.
[0066] В некоторых вариантах осуществления у панели отображения есть первая сторона, удаленная от массива из множества микромодуляторов света, и вторая сторона, противоположная первой стороне и близкая к массиву из множества микромодуляторов света. При необходимости каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции первой силы света у первого света, испущенного первой стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе второй силы света у второго света, испущенного второй стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света. При необходимости первая сила света прямо коррелирует со второй силой света. При необходимости каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью адаптивной модуляции первой силы света у первого света путем отражения первой части второго света на вторую сторону, посредством этого увеличивая первую силу света. При необходимости каждый из множества микромодуляторов света выполнен с возможностью отражения второй части второго света в направлении от второй стороны.
[0067] В некоторых вариантах осуществления узел для адаптивного модулирования контрастности изображения у устройства отображения дополнительно включает в себя адаптивную схему управления, выполненную с возможностью адаптивного регулирования отношения первой части ко второй части в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулирующую первую силу света на основе второй силы света. При необходимости каждый из множества микромодуляторов света дополнительно включает в себя фотодатчик, выполненный с возможностью обнаружения второй части второго света. Сопротивление фотодатчика меняется в ответ на изменение второй силы света. Адаптивная схема управления при необходимости выполнена с возможностью адаптивного регулирования отношения первой части ко второй части в ответ на изменение сопротивления фотодатчика.
[0068] В некоторых вариантах осуществления узел для адаптивного модулирования контрастности изображения у панели отображения дополнительно включает в себя множество первых строк развертки, каждая из которых соединена с рядом микромодуляторов света из множества микромодуляторов света; множество вторых строк развертки, каждая из которых соединена со столбцом микромодуляторов света из множества микромодуляторов света; и множество третьих тонкопленочных транзисторов, каждый из которых содержит исток, соединенный с одной из множества первых строк развертки, затвор, соединенный с одной из множества вторых строк развертки, и сток, соединенный с фотодатчиком в одном из множества микромодуляторов света. При необходимости множество первых строк развертки является таким же, как множество затворных шин для побуждения отображения изображения на множестве подпикселей в панели отображения. При необходимости множество вторых строк развертки является таким же, как множество затворных шин для побуждения отображения изображения на множестве подпикселей в панели отображения.
[0069] При необходимости адаптивная схема управления включает в себя дифференциальный усилитель, выполненный с возможностью формирования сигнала регулирования напряжения в ответ на изменение сопротивления фотодатчика.
[0070] При необходимости адаптивная схема управления включает в себя первый транзистор с затвором, соединенным с дифференциальным усилителем, и истоком, сконфигурированным для получения повторяющегося пилообразного напряжения, обладающего некой частотой повторения; конденсатор с первым выводом, соединенным со стоком первого транзистора; и второй транзистор с затвором, соединенным с первым выводом конденсатора, и истоком, сконфигурированным для получения управляющего напряжения. Уровень напряжения, поддерживаемый на первом выводе конденсатора, при необходимости конфигурируется для управления током, проходящим через исток и сток второго транзистора. При необходимости частота повторения практически совпадает с частотой кадров отображения изображения на панели отображения. При необходимости сигнал регулирования напряжения конфигурируется для выключения первого транзистора, чтобы пилообразное напряжение прекратило заряжать конденсатор, когда сопротивление фотодатчика находится в диапазоне эталонных значений сопротивления.
[0071] В некоторых вариантах осуществления каждый из множества микромодуляторов света включает в себя микрозеркало. Микрозеркало при необходимости обладает отражающей поверхностью под первым углом относительно поверхности второй стороны панели отображения. Отражающая поверхность при необходимости выполнена с возможностью отражения первой части второго света на вторую сторону и второй части второго света в направлении от второй стороны; и адаптивная схема управления выполнена с возможностью управления первым углом для адаптивного регулирования отношения первой части ко второй части в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулируя первую силу света на основе второй силы света.
[0072] В некоторых вариантах осуществления каждый из множества микромодуляторов света дополнительно включает в себя привод, выполненный с возможностью управления первым углом отражающей поверхности относительно поверхности второй стороны панели отображения. Привод при необходимости соединяется со стоком второго транзистора. Привод при необходимости представляет собой электромагнитную катушку, и каждый из множества микромодуляторов M света включает в себя магнит, прикрепленный к микрозеркалу. Величина магнитной силы между электромагнитной катушкой и магнитом при необходимости управляет первым углом.
[0073] При необходимости каждый из множества микромодуляторов света дополнительно включает в себя шарнир, соединенный с микрозеркалом. Микрозеркало при необходимости выполнено с возможностью вращения относительно шарнира в ответ на изменение магнитной силы, посредством этого меняя первый угол.
[0074] В другом аспекте настоящее раскрытие изобретения предоставляет способ адаптивного модулирования контрастности изображения у панели отображения. В некоторых вариантах осуществления способ включает в себя адаптивное модулирование силы света у света, испущенного светоизлучающей стороной панели отображения в области, соответствующей каждому из множества микромодуляторов света, на основе уровня яркости текущего изображения, отображаемого в той области.
[0075] В некоторых вариантах осуществления у панели отображения есть первая сторона и вторая сторона, противоположная первой стороне, при этом первая сторона является светоизлучающей стороной панели отображения. При необходимости способ включает в себя адаптивное модулирование первой силы света у первого света, испущенного первой стороной панели отображения в заданной области, на основе второй силы света у второго света, испущенного второй стороной панели отображения в заданной области. Первая сила света при необходимости прямо коррелирует со второй силой света в результате адаптивной модуляции.
[0076] При необходимости способ включает в себя адаптивное модулирование первой силы света у первого света путем отражения первой части второго света на вторую сторону, посредством этого увеличивая первую силу света. При необходимости способ дополнительно включает в себя отражение второй части второго света в направлении от второй стороны.
[0077] В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя адаптивное регулирование отношения первой части ко второй части в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулируя первую силу света на основе второй силы света. При необходимости способ дополнительно включает в себя обнаружение второй части второго света с использованием фотодатчика. Сопротивление фотодатчика меняется в ответ на изменение второй силы света. Способ при необходимости включает в себя адаптивное регулирование отношения первой части ко второй части в ответ на изменение сопротивления фотодатчика. При необходимости способ дополнительно включает в себя формирование сигнала регулирования напряжения в ответ на изменение сопротивления фотодатчика с использованием дифференциального усилителя.
[0078] При необходимости способ дополнительно включает в себя адаптивное регулирование отношения первой части ко второй части в ответ на изменение второй силы света, посредством этого адаптивно модулируя первую силу света на основе второй силы света.
[0079] Предшествующее описание вариантов осуществления изобретения представлено с целью иллюстрации и описания. Оно не претендуют на исчерпывающий характер или ограничение изобретения точной формой либо раскрытыми примерными вариантами осуществления. Соответственно, предшествующее описание следует рассматривать как пояснительное, а не ограничивающее. Специалистам в данной области техники будут очевидны многие модификации и изменения. Варианты осуществления выбираются и описываются для того, чтобы объяснить принципы изобретения и лучший вариант его практического применения, чтобы тем самым дать специалистам в данной области возможность понять изобретение в различных вариантах осуществления и с различными модификациями как подходящие к конкретному предполагаемому использованию либо реализации. Подразумевается, что объем изобретения задается прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами, где все термины понимаются в их самом широком здравом смысле, пока не указано иное. Поэтому термин "изобретение", "настоящее изобретение" или т. п. не обязательно ограничивает объем формулы изобретения характерным вариантом осуществления, а ссылка на примерные варианты осуществления изобретения не подразумевает ограничение изобретения, и не нужно подразумевать никакое такое ограничение. Изобретение ограничивается только сущностью и объемом прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, эта формула изобретения может использовать "первый", "второй" и т. д. с последующим существительным либо элементом. Такие термины следует понимать как перечень и не следует толковать как задание ограничения количества элементов, изменяемого таким перечнем, пока не задано конкретное их число. Любые описанные преимущества и выгоды могут применяться не ко всем вариантам осуществления изобретения. Следует принять во внимание, что специалисты в данной области техники могут вносить изменения в описанные варианты осуществления без отклонения от объема настоящего изобретения, который задан нижеследующей формулой изобретения. Кроме того, никакой элемент и компонент в настоящем раскрытии изобретения не имеет целью стать всеобщим достоянием независимо от того, перечисляется ли элемент или компонент явно в нижеследующей формуле изобретения.