CN102714021A - 重新排序显示线更新 - Google Patents

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CN102714021A CN2011800054951A CN201180005495A CN102714021A CN 102714021 A CN102714021 A CN 102714021A CN 2011800054951 A CN2011800054951 A CN 2011800054951A CN 201180005495 A CN201180005495 A CN 201180005495A CN 102714021 A CN102714021 A CN 102714021A
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Abstract

本发明揭示一种用于驱动显示器的设备及方法。改变用以更新显示器的线的次序，以便利用所述线的更新数据之间的潜在类似性。根据一个或一个以上共同特性将所述线分组，且循序地更新所述群组中的一个或一个以上群组。

Description

重新排序显示线更新
技术领域
本发明涉及用于显示设备的更新方案。
背景技术
机电系统(EMS)包括机械元件、激活器及电子设备。可使用沉积、蚀刻，及/或蚀刻掉衬底及/或所沉积的材料层的多个部分或添加层以形成电装置及机电装置的其它机械加工工艺来产生机械元件。一种类型的EMS装置被称为干涉式调制器。如本文中所使用，术语“干涉式调制器”或“干涉式光调制器”指代使用光学干涉的原理来选择性地吸收及/或反射光的装置。在某些实施例中，干涉式调制器可包含一对导电板，所述对导电板中的一者或两者可为整体或部分透明及/或反射性的，且能够在施加适当电信号后即进行相对运动。在一特定实施例中，一个板可包含沉积于衬底上的静止层，且另一板可包含通过气隙与所述静止层分开的金属膜。如本文中更详细地描述，一个板相对于另一板的位置可改变入射于干涉式调制器上的光的光学干涉。这些装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中如下做法将为有益的：利用及/或修改这些类型的装置的特性，使得可在改良现有产品及创造尚未开发的新产品时使用所述装置的特征。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干方面，所述方面中的单一者不能单独对其合乎需要的属性负责。在不限制本发明的范畴的情况下，现将简要论述本发明的更显著特征。在考虑此论述之后，且特定地说在阅读了标题为“具体实施方式”的章节之后，将理解本发明的特征提供超过其它显示装置的优点的方式。
本发明的一个方面包括一种更新显示器的方法。所述显示器包含布置为多条线的多个显示元件，每一条线具有一相关联的色彩及极性。所述方法包括更新所述显示器的一个或一个以上更新区。所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线。所述更新区的所述一条或一条以上线经分组为一个或一个以上更新群组。每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集。更新所述更新区包含更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组。更新每一更新群组包含更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线。
本发明的另一方面包括一种显示设备。所述显示设备包括布置为多条线的多个显示元件。所述显示设备还包括耦合到所述多个显示元件的处理器。所述处理器经配置以更新所述显示器的一个或一个以上更新区。所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线。所述更新区的所述一条或一条以上线经分组为一个或一个以上更新群组。每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集。更新所述更新区包含更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组。更新每一更新群组包含更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线。
本发明的另一方面包括一种显示设备。所述显示设备包括用于显示数据的装置。所述显示器还包括用于更新所述显示装置的一个或一个以上更新区的装置。所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线。所述更新区的所述一条或一条以上线经分组为一个或一个以上更新群组。每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集。用于更新所述更新区的所述装置包含用于更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组的装置。用于更新每一更新群组的所述装置包含用于更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线的装置。
本发明的另一方面包括一种计算机可读媒体，其上面存储有在由一设备执行时使所述设备执行一方法的计算机可执行指令。所述方法包括更新显示器的一个或一个以上更新区。所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线。所述更新区的所述一条或一条以上线经分组为一个或一个以上更新群组。每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集。更新所述更新区包含更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组。更新每一更新群组包含更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线。
附图说明
图1为描绘干涉式调制器显示器的一个实施例的一部分的等角视图，其中第一干涉式调制器的可移动反射层处于松弛位置，且第二干涉式调制器的可移动反射层处于激活位置。
图2为说明并入有3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一个实施例的系统框图。
图3为图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜面位置对所施加电压的图。
图4为可用以驱动干涉式调制器显示器的一组行电压及列电压的说明。
图5A及5B说明可用以将显示数据的帧写入到图2的3×3干涉式调制器显示器的行信号及列信号的一个示范性时序图。
图6A及图6B为说明包含多个干涉式调制器的视觉显示装置的一实施例的系统框图。
图7A为图1的装置的横截面。
图7B为干涉式调制器的替代实施例的横截面。
图7C为干涉式调制器的另一替代实施例的横截面。
图7D为干涉式调制器的又一替代实施例的横截面。
图7E为干涉式调制器的额外替代实施例的横截面。
图8为说明显示系统的实施例的系统框图。
图9为说明共同线上的电压波形的示范性时序图。
图10为说明图8的显示元件的一部分的系统框图。
图11A及11B说明图8的显示元件的示范性更新调度。
图12A及12B说明图8的显示元件的另一示范性更新调度。
图13A及13B说明图8的显示元件的另一示范性更新调度。
图14为更新图8的显示元件的过程的实施例的流程图。
具体实施方式
以下详细描述是针对某些特定实施例。然而，可以众多不同方式来应用本文中的教示。在此描述中，参看图式，其中相似部分始终用相似数字指明。可在经配置以显示图像(无论是运动图像(例如，视频)还是静止图像(例如，静态图像)，且无论是文字图像还是图片图像)的任何装置中实施所述实施例。更特定地说，预期所述实施例可实施于例如(但不限于)以下各者的多种电子装置中或与所述电子装置相关联：移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持型或便携型计算机、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄录一体机、游戏控制台、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如，里程表显示器等)、驾驶舱控制器及/或显示器、相机视野显示器(例如，车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或电子标志、投影仪、建筑结构、封装，及美学结构(例如，关于一件珠宝的图像显示)。具有类似于本文中所描述的结构的结构的EMS装置也可用于例如电子开关装置的非显示器应用中。
用以减小EMS显示装置中的电力消耗的常规方法已包括各种技术，所述技术各自倾向于通过降低向用户所显示的图像的质量来损害用户体验。这些方法已包括降低所显示图像的分辨率或复杂性、在给定时间周期中减少序列中的图像的数目，及减小图像的灰度或色彩强度深度。已作出其它建议以通过寻址显示器的不同方法来减小电力消耗，然而，所述方法过于复杂，使得其需要比因显示器的寻址所节约的电力多的电力来解决计算。本文中描述方法及装置，其经配置以通过以下操作来减小电力消耗：基于图像数据的属性确定行寻址次序，及减少将图像写入到显示器所必需的列充电过渡的次数。一个实施例提供一种有效地计算用于显示装置的行寻址次序及寻址所述显示器的方法。
在图1中说明包含干涉式EMS显示元件的一个干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮或暗状态。在亮(“松弛”或“敞开”)状态中，显示元件将入射可见光的大部分反射到用户。当处于暗(“激活”或“闭合”)状态中时，显示元件几乎不向用户反射入射可见光。视实施例而定，可颠倒“接通”及“关断”状态的光反射性质。EMS像素可经配置以主要在所选择的色彩下反射，从而允许除了黑色及白色之外的彩色显示。
图1为描绘视觉显示器的一系列像素中的两个邻近像素的等角视图，其中每一像素包含一EMS干涉式调制器。在一些实施例中，干涉式调制器显示器包含这些干涉式调制器的行/列阵列。每一干涉式调制器包括以彼此间可变且可控制的距离定位的一对反射层，以形成具有至少一个可变尺寸的谐振光学间隙。在一个实施例中，所述反射层中的一者可在两个位置之间移动。在第一位置(本文中称为松弛位置)中，可移动反射层定位于与固定的部分反射层相距相对大的距离之处。在第二位置(本文中称为激活位置)中，可移动反射层定位成更紧密邻近于所述部分反射层。从所述两个层反射的入射光视可移动反射层的位置而相长或相消地干涉，从而针对每一像素产生整体反射或非反射状态。
图1中的像素阵列的所描绘部分包括两个邻近的干涉式调制器12a及12b。在左边的干涉式调制器12a中，可移动反射层14a经说明为处于与光学堆叠16a相距预定距离的松弛位置中，光学堆叠16a包括部分反射层。在右边的干涉式调制器12b中，可移动反射层14b经说明为处于邻近于光学堆叠16b的激活位置中。
如本文中所提及的光学堆叠16a及16b(统称为光学堆叠16)通常包含若干融合层，所述融合层可包括例如氧化铟锡(ITO)的电极层、例如铬的部分反射层，及透明电介质。光学堆叠16由此是导电的、部分透明的且部分反射的，且可(例如)通过将上述层中的一者或一者以上沉积到透明衬底20上而得以制造。部分反射层可由例如各种金属、半导体及电介质的部分反射的多种材料形成。部分反射层可由一个或一个以上材料层形成，且所述层中的每一者可由单一材料或材料的组合形成。
在一些实施例中，光学堆叠16的各层经图案化为平行条带，且可形成如下文进一步描述的显示装置中的列电极。可移动反射层14a、14b可形成为经沉积金属层的一系列平行条带(与16a、16b的列电极正交)，以形成沉积于柱18及介入的牺牲材料(沉积于柱18之间)的顶部上的多个行。当蚀刻掉牺牲材料时，可移动反射层14a、14b通过经界定间隙19而与光学堆叠16a、16b分开。例如铝的高导电及反射性材料可用于反射层14，且这些条带可形成显示装置中的行电极。注意，图1可未按比例绘制。在一些实施例中，柱18之间的间距可为约10μm到100μm，而间隙19可为约＜1000埃。
在未施加电压的情形下，间隙19保持于可移动反射层14a与光学堆叠16a之间，其中可移动反射层14a处于机械松弛状态，如图1中的像素12a所说明。然而，当将电位(电压)差施加到所选择的行及列时，在对应像素处的行电极与列电极的相交处所形成的电容器变得带电，且静电力将电极拉在一起。如果电压足够高，则可移动反射层14变形且压抵光学堆叠16。光学堆叠16内的电介质层(此图中未说明)可防止短接，且控制层14与层16之间的分开距离，如图1中右边的激活像素12b所说明。不管所施加电位差的极性如何，行为均为相同的。
图2到5说明用于在显示器应用中使用干涉式调制器阵列的一个示范性过程及系统。
图2为说明可并入有干涉式调制器的电子装置的一个实施例的系统框图。所述电子装置包括处理器21，处理器21可为任何通用单芯片或多芯片微处理器(例如，
Figure BDA00001857933800051
Figure BDA00001857933800052
8051、
Figure BDA00001857933800053
Power
Figure BDA00001857933800054
或
Figure BDA00001857933800055
)，或任何专用微处理器(例如，数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列)。如此项技术中的常规情况，处理器21可经配置以执行一个或一个以上软件模块。除了执行操作系统之外，处理器还可经配置以执行一个或一个以上软件应用程序，包括网页浏览程序、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一个实施例中，处理器21还经配置以与阵列驱动器22通信。在一个实施例中，阵列驱动器22包括将信号提供到显示阵列或面板30的行驱动器电路24及列驱动器电路26。图1中所说明的阵列的横截面由图2中的线1-1展示。注意，尽管为清楚起见图2说明干涉式调制器的3×3阵列，但显示阵列30可含有极大量的干涉式调制器，且行中干涉式调制器的数目可不同于列中干涉式调制器的数目(例如，每行300个像素乘以每列190个像素)。
图3为图1的干涉式调制器的一个示范性实施例的可移动镜面位置对所施加电压的图。对于EMS干涉式调制器来说，行/列激活协议可利用如图3中所说明的这些装置的滞后性质。干涉式调制器可能需要(例如)10伏特的电位差来使可移动层从松弛状态变形到激活状态。然而，当电压从所述值减小时，随着电压下降回10伏特以下，所述可移动层维持其状态。在图3的示范性实施例中，可移动层直到电压下降到2伏特以下才会完全松弛。因此，存在一电压范围(在图3中所说明的实例中为约3V到7V)，其中存在施加电压窗，在所述施加电压窗内，装置稳定于松弛或激活状态。本文中将此窗称为“滞后窗”或“稳定窗”。对于具有图3的滞后特性的显示阵列来说，可设计行/列激活协议，以使得在行选通期间，所选通行中的待激活的像素暴露于约10伏特的电压差，且待松弛的像素暴露于接近零伏特的电压差。在选通之后，像素暴露于约5伏特的稳定状态或偏压电压差，以使得其保持于行选通将其置于的任何状态。在此实例中，在被写入之后，每一像素在“稳定窗”内经历3伏特到7伏特的电位差。此特征使图1中所说明的像素设计在相同的施加电压条件下稳定于激活或松弛的预先存在的状态。由于干涉式调制器的每一像素(无论处于激活状态还是松弛状态)本质上为由固定及移动反射层所形成的电容器，因此可在几乎无功率耗散的情况下在滞后窗内的一电压下保持此稳定状态。如果所施加电位是固定的，则本质上无电流流入所述像素中。
如下文进一步描述，在典型应用中，可通过根据第一行中的所要激活像素集合跨越列电极集合发送数据信号集合(每一数据信号具有某一电压电平)来产生图像的帧。接着将行脉冲施加到第一行电极，从而激活对应于所述数据信号集合的像素。接着改变所述数据信号集合以使其对应于第二行中的所要激活像素集合。接着将脉冲施加到第二行电极，从而根据数据信号激活第二行中的适当像素。第一行像素不受第二行脉冲影响，且保持于其在第一行脉冲期间被设定到的状态。对于整个系列的行，可以顺序方式重复此操作以产生帧。一般来说，通过以每秒某所要数目个帧不断地重复此过程而以新图像数据来更新及/或更新帧。可使用用于驱动像素阵列的行及列电极以产生图像帧的广泛多种协议。
图4及5说明用于驱动机电装置阵列(例如，干涉式调制器阵列)的一种可能激活协议。图4说明可用于展现图3中所说明的滞后性质的调制器的一组可能的列及行电压电平。在图4的实施例中(也参见图5A)，可沿着共同线(在各种实施例中，所述共同线可为行线或列线)施加多达五个或五个以上的可能电压以便寻址特定共同线，且可沿着片段线施加至少两个可能电压以将数据写入到当前所寻址的共同线。
当沿着共同线施加释放电压VCREL时，沿着所述共同线的所有干涉式调制器元件将处于松弛状态(或者称为释放或未激活状态)，而不管沿着片段线所施加的电压如何。相应地选择释放电压VCREL以及高片段电压VSH及低片段电压VSL。确切地说，当沿着共同线施加释放电压VCREL时，跨越调制器的电位电压(或者称为像素电压)在高片段电压VSH及低片段电压VSL均沿着对应片段线施加时在松弛窗(参见图3，其也被称为释放窗)内。高片段电压与低片段电压之间的差(也被称为片段电压摆动)小于松弛窗的宽度。
当在共同线上施加保持电压(例如，高保持电压VCHOLD_H或低保持电压VCHOLD_L)时，干涉式调制器的状态将保持不变。VCHOLD_H及VCHOLD_L也可分别被称为正保持电压及负保持电压。松弛的调制器将保持在松弛位置中，且激活的调制器将保持在激活位置中。选择保持电压，以使得像素电压在高片段电压VSH及低片段电压VSL均沿着对应片段线施加时将保持在干涉式调制器的稳定窗内。片段电压摆动由此小于正或负稳定窗的宽度。
当在共同线上施加寻址电压(例如，高寻址电压VCADD_H或低寻址电压VCADD_L)时，可通过沿着相应片段线施加片段电压而沿着所述线将数据选择性地写入到调制器。VCADD_H及VCADD_L亦可分别被称为正寻址电压及负寻址电压。选择寻址电压，以使得当沿着共同线施加寻址电压时，像素电压在沿着片段线施加片段电压中的一者时将在稳定窗内，但在施加另一片段电压时超出稳定窗，从而引起像素的激活。引起激活的特定片段电压将视所使用的寻址电压而变化。当沿着共同线施加高寻址电压VCADD_H时，高片段电压VSH的施加将使调制器保持在其当前位置中，而低片段电压VSL的施加引起调制器的激活。当施加低寻址电压VCADD_L时，片段电压的效应将相反，其中高片段电压VSH引起调制器的激活，且低片段电压VSL不影响调制器的状态。
在某些实施例中，可仅使用高或低的保持电压及寻址电压。然而，使用正及负的保持电压及寻址电压两者允许写入程序的极性交替，从而抑制可在仅单一极性的写入操作之后出现的电荷聚积。
图5B为展示施加到图2的3×3阵列的一系列共同及片段电压信号的时序图，其将产生图5A中所说明的显示布置(其中激活调制器为非反射性的且说明为暗的)。在写入图5A中所说明的帧之前，像素可处于任何状态，但图5B的时序图中所说明的写入程序在寻址给定共同线之前释放所述共同线中的每一调制器。
在第一线时间60a期间，未寻址共同线1、2或3中的任一者。在共同线1上施加释放电压70。施加于共同线2上的电压以高保持电压72开始且移动到释放电压70。沿着共同线3施加低保持电压76。因此，沿着共同线1的调制器(1，1)、(1，2)及(1，3)保持在松弛状态历时第一线时间60a的持续时间，沿着共同线2的调制器(2，1)、(2，2)及(2，3)将移动到松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，1)、(3，2)及(3，3)将保持于其先前状态。沿着片段线1、2及3所施加的片段电压将不影响干涉式调制器的状态，因为在线时间60a期间未寻址共同线1、2或3中的任一者。
在第二线时间60b期间，共同线1上的电压移动到高保持电压72，且沿着共同线1的所有调制器保持在松弛状态，而不管所施加的片段电压如何。沿着共同线2的调制器保持在松弛状态，且沿着共同线3的调制器(3，1)、(3，2)及(3，3)在沿着共同线3的电压移动到释放电压70时将松弛。
在第三线时间60c期间，通过在共同线1上施加高寻址电压74来寻址共同线1。因为在此寻址电压的施加期间沿着片段线1及2施加低片段电压64，所以跨越调制器(1，1)及(1，2)的像素电压大于调制器的正稳定窗，且调制器(1，1)及(1，2)经激活。因为沿着片段线3施加高片段电压62，所以跨越调制器(1，3)的像素电压小于调制器(1，1)及(1，2)的像素电压，且在调制器的正稳定窗内。调制器(1，3)由此保持松弛。同样在线时间60c期间，沿着共同线2的电压降低到低保持电压76，且沿着共同线3的电压保持于释放电压，从而使沿着共同线2及3的调制器维持在松弛位置中。
在第四线时间60d期间，共同线1上的电压处于高保持电压72，从而使沿着共同线1的调制器处于其相应寻址状态。现通过将共同线2上的电压降低到低寻址电压78来寻址共同线2。因为沿着片段线2施加高片段电压62，所以跨越调制器(2，2)的像素电压在调制器的负稳定窗以下，从而使调制器(2，2)激活。因为沿着片段线1及3施加低片段电压64，所以调制器(2，1)及(2，3)保持在松弛位置中。共同线3上的电压增加到高保持电压72，从而使沿着共同线3的调制器处于松弛状态。
最后，在第五线时间60e期间，共同线1上的电压保持于高保持电压72，且共同线2上的电压保持于低保持电压，从而使沿着共同线1及2的调制器处于其相应寻址状态。共同线3上的电压增加到高寻址电压以寻址沿着共同线3的调制器。由于在片段线2及3上施加低片段电压64，因此调制器(3，2)及(3，3)激活，而沿着片段线1所施加的高片段电压62使调制器(3，1)保持在松弛位置中。因此，在第五保持时间60e的末尾，3×3像素阵列处于图5A中所示的状态，且将保持在所述状态，只要保持电压是沿着共同线施加即可，不管可能在正寻址沿着其它共同线的调制器(未图示)时出现的片段电压的变化。
在图5B的时序图中，可见，给定写入程序包括高保持电压及寻址电压或低保持电压及寻址电压的使用。一旦施加了高或低保持电压，则像素电压保持在给定稳定窗内或超过所述给定稳定窗，且直到施加释放电压才通过松弛窗。此外，由于在寻址每一调制器之前将所述调制器释放以作为写入程序的部分，因此调制器的激活时间(而非释放时间)确定必需的线时间。在调制器的释放时间大于激活时间的实施例中，可施加释放电压历时比单一线时间长，如图5B中所描绘。在其它实施例中，沿着共同线或片段线所施加的电压可变化，以考虑到不同调制器(例如，不同色彩的调制器)的激活电压及释放电压的变化。
图6A及6B为说明显示装置40的实施例的系统框图。显示装置40可为(例如)蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其轻微变化也说明各种类型的显示装置，例如电视及便携型媒体播放器。
显示装置40包括外壳41、显示器30、天线43、扬声器45、输入装置48及麦克风46。外壳41一般由多种制造过程(包括射出成形及真空形成)中的任一者形成。另外，外壳41可由多种材料中的任一者(包括(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶，及陶瓷，或其组合)制成。在一个实施例中，外壳41包括可与具有不同色彩或含有不同标识、图片或符号的其它可移除部分互换的可移除部分(未图示)。
示范性显示装置40的显示器30可为多种显示器中的任一者，包括如本文中所描述的双稳态显示器。在其它实施例中，显示器30包括：如上文所述的平板显示器，例如等离子、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD；或非平板显示器，例如CRT或其它管装置。然而，出于描述本实施例的目的，显示器30包括如本文中所描述的干涉式调制器显示器。
示范性显示装置40的一个实施例的组件示意性地说明于图6B中。所说明的示范性显示装置40包括外壳41，且可包括至少部分封闭于其中的额外组件。举例来说，在一个实施例中，示范性显示装置40包括网络接口27，所述网络接口27包括耦合到收发器47的天线43。收发器47连接到处理器21，所述处理器21连接到调节硬件52。调节硬件52可经配置以调节信号(例如，对信号滤波)。调节硬件52连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，阵列驱动器22又耦合到显示阵列30。电源50按特定示范性显示装置40设计的要求将电力提供到所有组件。
网络接口27包括天线43及收发器47，以使得示范性显示装置40可经由网络与一个或一个以上装置通信。在一个实施例中，网络接口27还可具有减轻处理器21的要求的一些处理能力。天线43为用于发射及接收信号的任何天线。在一个实施例中，所述天线根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11(a)、(b)或(g))来发射及接收RF信号。在另一实施例中，所述天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情况下，天线经设计以接收CDMA、GSM、AMPS、W-CDMA，或用以在无线手机网络内通信的其它已知信号。收发器47预处理从天线43接收的信号，以使得所述信号可由处理器21接收且进一步操纵。收发器47还处理从处理器21接收的信号，以使得所述信号可经由天线43而从示范性显示装置40发射。
在替代实施例中，收发器47可由接收器替换。在又一替代实施例中，网络接口27可由图像源替换，所述图像源可存储或产生待发送到处理器21的图像数据。举例来说，图像源可为含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器，或产生图像数据的软件模块。
处理器21大体上控制示范性显示装置40的总体操作。处理器21从网络接口27或图像源接收数据(例如，压缩图像数据)，且将所述数据处理为原始图像数据或易于处理为原始图像数据的格式。处理器21接着将经处理的数据发送到驱动器控制器29或发送到帧缓冲器28以供存储。原始数据通常指代识别图像内的每一位置处的图像特性的信息。举例来说，这些图像特性可包括色彩、饱和度及灰度级。
在一个实施例中，处理器21包括微控制器、CPU或逻辑单元以控制示范性显示装置40的操作。调节硬件52一般包括用于将信号发射到扬声器45及用于从麦克风46接收信号的放大器及滤波器。调节硬件52可为示范性显示装置40内的离散组件，或可并入于处理器21或其它组件内。
驱动器控制器29直接从处理器21或从帧缓冲器28取得由处理器21产生的原始图像数据，且适当地重新格式化所述原始图像数据以用于高速发射到阵列驱动器22。确切地说，驱动器控制器29将原始图像数据重新格式化为具有光栅状格式的数据流，以使得其具有适合于跨越显示阵列30扫描的时间次序。接着，驱动器控制器29将经格式化的信息发送到阵列驱动器22。尽管例如LCD控制器的驱动器控制器29常常作为独立集成电路(IC)而与系统处理器21相关联，但可以许多方式实施这些控制器。其可作为硬件嵌入于处理器21中、作为软件嵌入于处理器21中，或以硬件形式与阵列驱动器22完全集成。
通常，阵列驱动器22从驱动器控制器29接收经格式化的信息，且将视频数据重新格式化为一组平行波形，所述组波形每秒许多次地被施加到来自显示器的x-y像素矩阵的数百且有时数千条引线。
在一个实施例中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示阵列30适合于本文中所描述的任何类型的显示器。举例来说，在一个实施例中，驱动器控制器29为常规显示控制器或双稳态显示控制器(例如，干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器22为常规驱动器或双稳态显示驱动器(例如，干涉式调制器显示器)。在一个实施例中，驱动器控制器29与阵列驱动器22集成。此实施例在例如蜂窝式电话、腕表及其它小面积显示器的高度集成系统中是常见的。在又一实施例中，显示阵列30为典型显示阵列或双稳态显示阵列(例如，包括干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置48允许用户控制示范性显示装置40的操作。在一个实施例中，输入装置48包括小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、触敏屏幕、压敏或热敏膜。在一个实施例中，麦克风46为示范性显示装置40的输入装置。当使用麦克风46将数据输入到装置时，可由用户提供用于控制示范性显示装置40的操作的语音命令。
电源50可包括如此项技术中所众所周知的多种能量存储装置。举例来说，在一个实施例中，电源50为可再充电电池，例如镍镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源50为可再生能源、电容器，或太阳能电池(包括塑料太阳能电池及太阳能电池漆)。在另一实施例中，电源50经配置以从壁式插座接收电力。
如上文所描述，在一些实施方案中，控制可编程性驻留于可位于电子显示系统中的若干处的驱动器控制器中。在一些状况下，控制可编程性驻留于阵列驱动器22中。可以任何数目个硬件及/或软件组件及以各种配置实施上述最佳化。
根据上文所阐述的原理而操作的干涉式调制器的结构细节可广泛地变化。举例来说，图7A到7E说明可移动反射层14及其支撑结构的五个不同的实施例。图7A为图1的实施例的横截面，其中金属材料条带14沉积于正交延伸的支撑件18上。在图7B中，每一干涉式调制器的可移动反射层14在形状上为正方形或矩形，且在系栓32上仅于拐角处附着到支撑件。在图7C中，可移动反射层14在形状上为正方形或矩形，且从可包含柔性金属的可变形层34悬置。可变形层34在可变形层34的周边周围直接或间接连接到衬底20。这些连接件在本文中被称为支撑柱。图7D中所说明的实施例具有支撑柱插塞42，可变形层34搁置于所述支撑柱插塞42上。可移动反射层14保持悬置于间隙上(如在图7A到7C中)，但可变形层34并不通过填充可变形层34与光学堆叠16之间的孔洞而形成支撑柱。实情为，支撑柱由平坦化材料形成，所述平坦化材料用以形成支撑柱插塞42。图7E中所说明的实施例是基于图7D中所展示的实施例，但也可适于与图7A到7C中所说明的实施例中的任一者以及未图示的额外实施例一起起作用。在图7E中所展示的实施例中，已使用金属或其它导电材料的附加层来形成总线结构44。此情形允许沿着干涉式调制器的背部路由信号，从而消除可能原本必须形成于衬底20上的多个电极。
在例如图7中所展示的实施例的实施例中，干涉式调制器充当直视装置，其中从透明衬底20的前侧检视图像，所述侧与上面布置有调制器的侧相对。在这些实施例中，反射层14光学遮蔽反射层的与衬底20相对的侧上的干涉式调制器的多个部分(包括可变形层34)。此情形允许在不会不利地影响图像质量的情况下配置及操作所遮蔽的区域。举例来说，此遮蔽允许提供图7E中的总线结构44，所述结构提供使调制器的光学性质与调制器的机电性质(例如，寻址及由所述寻址所引起的移动)分开的能力。此可分开的调制器架构允许用于调制器的机电方面及光学方面的结构设计及材料彼此独立地选择及起作用。此外，图7C到7E中所展示的实施例具有得自反射层14的光学性质与其机械性质解耦的额外益处，所述益处由可变形层34执行。此情形允许用于反射层14的结构设计及材料关于光学性质而最佳化，且用于可变形层34的结构设计及材料关于所要机械性质而最佳化。
本发明的实施例中的一些实施例涉及用于为共同线选择更新调度或次序的设备及方法。当更新显示器时，所消耗的电力的大部分可能花费在改变片段线上的电压电平上。因此，为了减小电力消耗，可能需要减少片段线上的电压切换的量。如下文所描述，通过操纵共同线的更新次序，可减小片段线上的电压切换的量。
图8为说明显示设备800的实施例的系统框图。图8的某些元件类似于图6B的对应元件。确切地说，主机810可包括处理器21、驱动器控制器29及调节硬件52的功能性。此外，在功能性上，缓冲器820类似于帧缓冲器28，驱动器830类似于阵列驱动器22，且显示元件870类似于显示阵列30。在功能上，主机810接收显示数据且将所述显示数据传送到缓冲器820。缓冲器820存储来自主机810的显示数据，直到驱动器830已准备好显示所述显示数据为止。驱动器830从缓冲器820检索所述显示数据且使显示元件870显示所述显示数据。在一个实施例中，显示元件870为组织成行及列的多个EMS装置。此布置类似于图2及其随附文字中所说明的行及列。如上文所述，可将行称为共同线，且可将列称为片段线。驱动器830包含处理器840、存储器850及更新调度器860。在一个实施例中，更新调度器860与处理器840及存储器850结合操作，以从缓冲器820检索显示数据且使得用所述显示数据更新显示元件870。如下文所描述，更新调度器860可重新布置用以更新显示元件870的行的次序。举例来说，尽管主机810可以特定次序(例如，从显示器的第一行循序到显示数据的最后一行)将显示数据放置于缓冲器820中，但更新调度器860可更改用以将显示数据显示于显示元件870上的次序。在一个实施例中，所述更新调度器可以动态方式重新排序显示数据的更新调度。在另一实施例中，所述更新次序可为预定的，且可用于所述显示设备的多个或所有更新。有利地，选择性的重新排序可产生显示设备800的减少的电力消耗。
尽管已将显示设备800的构成元件说明为功能上分开的，但主机810、缓冲器820及驱动器830中的一者或一者以上可共享共同物理资源，例如处理或存储器能力。此外，尽管已将更新调度器860说明为驱动器830的一组件，但更新调度器的功能性也可在主机810中实施。举例来说，并非通过驱动器830对从缓冲器820所检索的显示数据执行重新排序，而是主机810可在将显示数据存储于缓冲器820中之前对显示数据重新排序。
图9为说明随着波形910随时间变化在共同线上的电压波形910的示范性时序图。所述共同线可对应于图8的显示元件870的一行。如上文关于图5B所描述，所述共同线上的电压电平可在多个电压电平之间变化。这些电压可包括负寻址电压、负保持电压、接地电压、正保持电压及正寻址电压。可将时间T1与时间T2(波形910在所述时间在电压电平之间变化)之间的时间周期称为第一更新周期911。类似地，可将时间T3与T4(波形在所述时间在电压电平之间变化)之间的时间周期称为第二更新周期912。在第一更新周期911期间，波形910在如波形段914所指示的负保持电压下开始。然而，在第一更新周期911期间所使用的寻址电压电平为如波形段915中所示的正寻址电压。可将每一共同线称为在更新周期期间具有某一极性。如果在更新周期期间在共同线上使用正寻址电压，则共同线的极性在本文中将被描述为正。此外，如果在更新周期期间在共同线上使用负寻址电压电平，则共同线的极性在本文中将被描述为负。因此，在第一更新周期911期间，可将所述共同线描述为具有正极性。类似地，在第二更新周期912期间，波形910在如波形段916所示的正保持电压电平开始。在所述第二更新期间，使用如波形段917所示的负寻址电压电平。因此，在第二更新周期912期间，可将所述共同线称为具有负极性。除了极性之外，每一共同线还可与例如红、绿或蓝的色彩相关联。举例来说，可建构且控制特定行中的干涉式调制器，以便使其反射或吸收特定波长(例如，对应于红色的波长)的光。在一个实施例中，如下文所描述，可基于显示设备中的共同线的特性(例如，极性及色彩)来确定用以更新显示设备的行的次序。有利地，经修改的更新次序可通过减少片段线上的电压改变的量来减小电力消耗。
图10为说明图8的显示元件的一部分的系统框图1000。如本文中所描述，改良的更新次序可利用更新区及更新区内的更新群组。图10说明更新区。图11到13说明更新区内的更新群组。更新区在限制视觉假影的量及严重性的同时帮助促进改良的更新次序。如上文关于图8所描述，待显示的显示数据在其写入到显示元件870之前存储到缓冲器820中。缓冲器820具有有限容量，且可能不会将更新所需的所有数据同时存储于存储器中。实情为，在任何给定时间，在缓冲器820中仅可获得有限量的显示数据。因此，即使将数据循序写入到特定对的共同线为有益的，但如果所述特定对中的每一共同线的数据不在缓冲器820中，则循序写入数据仍可导致视觉假影或撕裂。实际上，如果在驱动器830转到从缓冲器820提取显示数据时不可获得共同线的经更新的显示数据，则可能检索并在共同线上显示不正确的显示数据。视觉上，此情形可向观察者表现为所显示的图像的撕裂。有利地，如下文所描述，可使用更新区，以便避免例如撕裂的视觉假影。图1000说明多条片段线1005。如椭圆弧所指示，片段线1005可仅构成整个显示设备的片段线的一小部分。图1000还说明多条共同线，例如共同线1030、1035、1040、1045、1050及1055。如所示，每一共同线可与色彩及极性相关联。举例来说，共同线1030在特定更新周期期间可与红色及正极性相关联。类似地，共同线1035在同一更新周期期间可与绿色及正极性相关联。共同线当中的其它极性模式是可能的。举例来说，并非每三条共同线切换极性(即，线1030、1035及1040正极性，而线1045、150及155负极性)，而是共同线的极性可每一条共同线切换、每隔一条共同线切换、在线之间随机地切换，或根据某一其它方案切换。
可将共同线分组成多个更新区，例如第一更新区1010及第二更新区1015。每一更新区可包括多条共同线。在一个实施例中，每一更新区包含大约三十条共同线。在另一实施例中，每一更新区包含多条共同线，共同线的数目为可与共同线相关联的色彩(例如，三种色彩红、绿及蓝)的数目的倍数。在另一实施例中，更新区中的共同线的数目可为可与共同线相关联的极性(例如，上述的两种极性正及负)的数目的倍数。在另一实施例中，更新区中的共同线的数目可为色彩的数目及极性的数目两者的倍数。在另一实施例中，可选择更新区中的共同线的数目，以使得所述区中的共同线的所述数目与线(其经更新的显示数据可在缓冲器中获得)的数目成比例。
在一个实施例中，更新区中的共同线可为顺序的。举例来说，如所说明，更新区可包含共同线1030、1035、1040等，直到最后顺序的共同线。在替代实施例中，更新区可包含非顺序的共同线。举例来说，更新可包含显示设备中的共同线的给定部分的每隔一条共同线。其它分组也是可能的。然而，为了解释，将把更新区描述为包含顺序的共同线。如下文所描述，在一个实施例中，布置共同线的重新排序，以使得一个更新区中的共同线中的每一者在另一更新区中的共同线之前得到更新。举例来说，第一更新区1010中的共同线中的每一者(例如，1030、1035、1040等)可在第二更新区1015的共同线中的任一者得到更新之前得到更新。有利地，通过将重新排序限于当前更新区内的共同线及通过选取适当的更新区大小，检索旧的及不正确的显示数据的问题可减少。举例来说，如果经更新的显示数据的30条以上的线保存在缓冲器中，则由于更新区包含约30条线，因此可更新所述更新区中的任何对的共同线而无撕裂或其它假影。在更新第一更新区1010中的每一共同线之后，后续更新区(例如，第二更新区1015)中的每一共同线可得到更新。以此方式，可逐更新区地更新整个显示设备。
图11A及11B说明用于图8的显示元件的一部分的示范性更新调度。图11A及11B说明具有多条共同线的更新区1110。还展示多条片段线1115。如上文所述，显示元件设备的共同线可在逻辑上分成多个更新区，例如更新区1110。所述更新区中的每一者可进一步在逻辑上分成多个更新群组。更新群组包含更新区中的具有类似特性的共同线中的一者或一者以上。在图11A中，说明第一更新群组1125。如所示，第一更新群组1125包含更新区1110中的具有相同正极性的所有共同线。在图11B中，说明第二更新群组1135。第二更新群组1135包含所述更新区中的具有相同负极性的所有共同线。在一个实施例中，布置用于更新区1110中的共同线的更新次序，以使得第一更新群组1125中的共同线中的每一者在第二更新群组1135中的共同线中的任一者之前得到更新。如上文所述，在切换施加到片段线1115的电压时花费大量能量。因此，以使在共同线更新之间在片段线上所进行的电压切换的量最小的次序更新共同线为有利的。确切地说，选择增加如下可能性的用于更新共同线的次序为有利的：上一共同线更新将使用与下一共同线更新类似的片段线电压。在一个实施例中，可通过将共同线分组成共享本文中所描述的类型的特性的更新群组来实现此选择。举例来说，在两条共同线在更新期间共享相同极性的情况下，存在增加的可能性：当连续地更新所述两条共同线中的每一者时，用于特定片段线的电压将无需改变。因此，在更新期间所消耗的电力可减少。可循序地、以随机次序或根据某一其它次序来更新每一更新群组内的共同线。举例来说，可能有可能分析更新群组中的共同线，且确定所述群组内的使片段电压改变的次数最少的更新次序。此操作可通过更新调度器执行。
图12A及12B说明用于图8的显示元件的一部分的另一示范性更新调度。图12A及12B说明具有多条共同线的更新区1210。还展示多条片段线1215。在图12A中，说明第一更新群组1225。如所示，第一更新群组1225包含更新区1210中的具有相同红色的所有共同线。在图12B中，说明第二更新群组1235。第二更新群组1235包含所述更新区中的具有相同绿色的所有共同线。尽管未展示，但更新区1210还可包括第三更新群组，所述第三更新群组包含更新区1210中的具有相同蓝色的所有共同线。如上文所述，用以选择更新群组的次序及用以更新更新群组内的共同线的次序可相对于本文中所展示及描述的次序改变。如同上文所描述的极性的实例，在两条共同线共享相同色彩的情况下，存在增加的可能性：当连续地更新所述两条共同线时，用于特定片段线的电压将保持相同。因此，在所述更新期间所消耗的电力可减少。
图13A及13B说明用于图8的显示元件的一部分的另一示范性更新调度。图13A及13B说明具有多条共同线的更新区1310。还展示多条片段线1315。在图13A中，说明第一更新群组1325。如所示，第一更新群组1325包含更新区1310中的具有相同红色及正极性的所有共同线。在图13B中，说明第二更新群组1335。第二更新群组1335包含更新区1310中的具有相同绿色及正极性的所有共同线。尽管未展示，但更新区1310还可包括更新群组，所述更新群组包含色彩及极性的剩余组合(红色负极性、绿色负极性，及蓝色正极性及负极性)。如上文所述，用以选择更新群组的次序及用以更新更新群组内的共同线的次序可相对于本文中所展示及描述的次序改变。如同上文所描述的仅极性及仅色彩的实例，在两条共同线共享相同色彩及极性的情况下，存在增加的可能性：当连续地更新所述两条共同线时，用于特定片段线的电压将保持相同。因此，在所述更新期间所消耗的电力可减少。
图14为更新图8的显示元件的过程1400的实施例的流程图。首先，如步骤1405中所示，选择一更新区以用于更新。可将所述所选择的更新区称为当前更新区。如上文所述，可预定义更新区(例如，大约三十条共同线的集合)，或可基于主机及驱动器的处理能力或保存显示数据的缓冲器的大小及状态而以动态方式确定更新区。在选择一更新区之后，如步骤1410中所示，选择当前更新区内的一更新群组。也可将所选择的更新群组称为当前更新群组。如上文所述，更新群组可包含当前更新区中的具有一个或一个以上类似特性的一条或一条以上共同线。举例来说，具有相同极性、色彩或两者的每一共同线可形成一更新群组。在选择当前更新群组之后，如步骤1415中所示，更新所述更新群组中的每一共同线。如上文所述，可循序地、以随机次序、以经选择以减少电力消耗的次序，或以某一其它次序来更新每一更新群组内的共同线。在一些驱动方案中，甚至可跳过某些共同线而非加以更新。在当前更新群组中的共同线已得到更新之后，如步骤1420中所示，确定当前更新区中是否存在任何要更新的额外更新群组。如果存在，则过程1400返回到步骤1410，且选择当前更新区中的一新的更新群组。如果不存在，则过程1400继续到步骤1425，且关于是否有任何额外更新区留待更新进行确定。如果是，则过程1400返回到步骤1405，且选择新的更新区。如果否，则已更新了整个显示器，且过程1400停止，如所示。有利地，过程1400增加如下可能性：将以减小更新之间的片段线上的电压切换的量且由此减小更新过程中的电力消耗的次序来更新共同线。

Claims (22)

1.一种更新显示器的方法，所述显示器包含布置为多条线的多个显示元件，每一条线具有一相关联的色彩及极性，所述方法包含：
更新所述显示器的一个或一个以上更新区，所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线，其中所述更新区的所述一条或一条以上线被分组为一个或一个以上更新群组，每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集；
其中更新所述更新区包含更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组；
其中更新每一更新群组包含更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或一个以上共同特性包含相关联色彩。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或一个以上共同特性包含相关联极性。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述更新区包含大约30条线。
5.根据权利要求1所述的方法，其中每一更新群组包含大约5条线。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述更新区中的所述一条或一条以上线是邻近的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中每一更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集至少部分地非相邻。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多条线中的每一条线包含行或列。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示元件包含双稳态装置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示元件包含干涉式调制器。
11.一种显示设备，其包含：
布置为多条线的多个显示元件；及，
耦合到所述多个显示元件的处理器，其中所述处理器经配置以更新所述多个显示元件的一个或一个以上更新区，所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线，其中所述更新区的所述一条或一条以上线被分组为一个或一个以上更新群组，每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集；
其中更新所述更新区包含更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组；
其中更新每一更新群组包含更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述一个或一个以上共同特性包含相关联色彩。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述一个或一个以上共同特性包含相关联极性。
14.根据权利要求11所述的设备，其中所述更新区包含大约30条线。
15.根据权利要求11所述的设备，其中每一更新群组包含大约5条线。
16.根据权利要求11所述的设备，其中所述更新区中的所述一条或一条以上线是邻近的。
17.根据权利要求11所述的设备，其中每一更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集至少部分地非相邻。
18.根据权利要求11所述的设备，其中所述多条线中的每一条线包含行或列。
19.根据权利要求11所述的设备，其中所述显示元件包含双稳态装置。
20.根据权利要求11所述的设备，其中所述显示元件包含干涉式调制器。
21.一种显示设备，其包含：
用于显示数据的装置；及
用于更新所述显示装置的一个或一个以上更新区的装置，所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线，其中所述更新区的所述一条或一条以上线被分组为一个或一个以上更新群组，每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集；
其中所述用于更新所述更新区的装置包含用于更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组的装置；
其中所述用于更新每一更新群组的装置包含用于更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线的装置。
22.一种计算机可读媒体，其上面存储有在由设备执行时致使所述设备执行一方法的计算机可执行指令，所述方法包含：
更新显示器的一个或一个以上更新区，所述一个或一个以上更新区的一更新区包含一条或一条以上线，其中所述更新区的所述一条或一条以上线被分组为一个或一个以上更新群组，每一更新群组包含所述一条或一条以上线的具有一个或一个以上共同特性的子集；
其中更新所述更新区包含更新所述更新区中的所述一个或一个以上更新群组的每一更新群组；
其中更新每一更新群组包含更新所述更新群组中的所述一条或一条以上线的所述子集中的每一条线。
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