CN104662899B - 使用机电显示元件的三维(3d)图像生成 - Google Patents

Abstract

一种用于生成三维图像的显示器包含用于选择性地阻碍相应光圈的光调制器阵列及控制器。所述控制器可控制所述阵列中的一组光调制器以通过致使将所述光调制器驱动到第一组位置中而在第一时间处形成对应于输入数据的第一眼图像，所述第一组位置是基于所述输入数据确定的。所述第一眼图像包含朝向所述显示器的第一侧加权的光的角分布。所述控制器还可控制所述相同组光调制器以通过致使将所述光调制器驱动到第二组位置中而在第二时间处形成对应于输入数据的第二眼图像，所述第二组位置是基于所述输入数据确定的。所述第二眼图像包含朝向所述显示器的相对侧加权的光的角分布。

Description

使用机电显示元件的三维(3D)图像生成

相关申请案

本专利申请案主张2012年8月10日申请的标题为“THREE DIMENSIONAL(3D)IMAGEGENERATION USING ELECTROMECHANICAL DISPLAY ELEMENTS”的第13/571,868号美国实用申请案的优先权，且其受让与本受让人，且特此明确地以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及机电系统(EMS)的领域。确切地说，本发明涉及使用机电显示元件的三维(3D)图像生成。

背景技术

通过形成或加强图像的深度错觉而以三维形式感知图像。上述情形是通过向观看者的左眼及右眼单独呈现两个偏移图像而进行。传统上，已通过为观看者提供透过变化技术使得观看者的眼睛中的每一者能够观看稍微不同图像的眼镜来达成3D观看。举例来说，使用不同偏光性或不同色彩的光及相应地包含偏光滤光器或滤色器的由观看者所佩戴的眼镜来形成用于每一眼睛的图像。两个图像之间的差异导致深度感知，或经感知的第三维度。对无眼镜3D显示的需求正在增加。观看者不再想要必须佩戴专门眼镜来感知3D图像，尤其当使用移动装置时。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有数项创新性方面，所述方面中的任何单一者皆不单独地决定本文中所揭示的所期望属性。

本发明中所阐述的标的物的一项创新性方面可实施于用于显示三维(3D)图像的设备中，所述设备包含显示元件阵列及控制器。所述控制器可控制所述阵列中的一组显示元件以通过致使将所述显示元件驱动到第一组状态中而在第一时间处形成对应于输入数据的第一眼图像。所述第一眼图像包含朝向所述设备的第一侧加权的光的角分布。所述控制器还可控制所述相同组的显示元件以通过致使将所述显示元件驱动到第二组状态中而在第二时间处形成对应于输入数据的第二眼图像。所述第二眼图像包含朝向与所述第一侧相对的所述设备的第二侧加权的光的角分布。在某些实施方案中，所述设备可包含具有后光圈的后光圈层及具有前光圈的前光圈层，其中所述显示元件阵列定位于所述后光圈层与所述前光圈层之间。

在某些实施方案中，所述显示元件中的每一者包含快门且经配置以被驱动到至少三个状态中，所述至少三个状态包含：其中光调制器的快门实质上阻碍对应光圈的不透射状态；其中所述快门在第一侧上部分地阻碍所述对应光圈的第一光透射状态；及其中所述快门在与所述第一侧相对的第二侧上部分地阻碍所述光圈的第二光透射状态。

在某些实施方案中，所述控制器可致使将基于所述输入数据而选择的所述显示元件中的至少某些显示元件驱动到所述第一光透射状态中以形成所述第一眼图像且致使将基于所述输入数据而选择的所述显示元件中的至少某些显示元件驱动到所述第二透射状态中。在某些实施方案中，所述控制器可通过致使将第一电压施加到耦合到显示元件的致动器而致使将所述显示元件驱动到第一光透射状态中，且可通过将第二不同电压施加到所述致动器而致使将所述显示元件驱动到第二光透射状态中。

在某些实施方案中，所述控制器经配置以致使将至少一个显示元件驱动到提供中心光分布的第三透射状态中。在某些实施方案中，所述控制器经配置以通过致使将所述显示元件驱动到所述第三光透射状态中而生成二维图像。

在某些实施方案中，所述设备包含具有多个后光圈的后光圈层及具有多个前光圈的前光圈层。所述显示元件阵列定位于所述后光圈层与所述前光圈层之间。在某些实施方案中，所述前光圈层包含光阻挡材料。在某些实施方案中，所述后光圈层包含接近所述显示元件阵列的第一表面且所述光圈层的所述第一表面包含反射材料及光吸收材料中的至少一者。在某些实施方案中，所述显示元件包括光调制器。在某些实施方案中，所述光调制器包含基于快门的光调制器。在某些实施方案中，所述设备包含并入有所述显示元件阵列及所述控制器的显示模块。经配置以处理图像数据的处理器以及经配置以与所述处理器通信的存储器装置。

在某些实施方案中，所述控制器包含所述处理器及所述存储器装置中的至少一者。在某些实施方案中，所述设备包含经配置以将至少一个信号发送到所述显示模块的驱动器电路且所述处理器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

在某些实施方案中，所述设备包含经配置以将所述图像数据发送到所述处理器的图像源模块。在某些此些实施方案中，所述图像源模块包含接收器、收发器及发射器中的至少一者。在某些实施方案中，所述设备包含经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递到所述处理器的输入装置。

本发明中所阐述的标的物的另一创新性方面可实施于用于生成3D图像的显示设备中，所述显示设备具有包含后光圈的后光圈层、第一组EMS基于快门的显示元件，每一EMS基于快门的显示元件包含具有光阻挡部分及至少一个快门光圈的快门。所述显示元件经配置以在不透射状态(其中所述快门的所述光阻挡部分阻挡通过对应后光圈的实质上所有光)与第一光透射状态之间驱动。在所述第一光透射状态中，所述快门的所述至少一个快门光圈的中心沿第一方向相对于对应后光圈的中心偏移，以使得通过所述至少一个快门光圈的光具有朝向所述第一方向较重加权的角分布。所述显示设备还包含第二组EMS基于快门的显示元件，每一EMS基于快门的显示元件包含具有光阻挡部分及至少一个快门光圈的快门。此些光调制器经配置以在所述不透射状态(其中所述快门的所述光阻挡部分阻挡通过对应后光圈的实质上所有光)与第二光透射状态之间驱动。在所述第二光透射状态中，所述快门的所述至少一个快门光圈的中心沿第二方向相对于对应后光圈的中心偏移，以使得通过所述至少一个快门光圈的光具有朝向所述第二方向较重加权的角分布。在某些实施方案中，所述第一组EMS基于快门的显示元件形成包含朝向所述显示设备的第一侧加权的光的角分布的第一眼图像，且所述第二组EMS基于快门的显示元件形成包含朝向所述显示设备的第二侧加权的光的角分布的第二眼图像。

在某些实施方案中，所述第一组EMS基于快门的显示元件中的所述显示元件包含若干第一光学元件，所述第一光学元件对应于所述第一前光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第一侧引导光。所述第二组EMS基于快门的显示元件中的所述显示元件包含多个第二光学元件，所述第二光学元件对应于所述第二前光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第二侧引导光。在某些实施方案中，所述第一光学元件及所述第二光学元件包含微透镜及棱镜中的至少一者。

在某些实施方案中，所述显示设备包含具有前光圈的前光圈层。第一组MEMS基于快门的显示元件及第二组MEMS基于快门的显示元件定位于所述后光圈层与所述前光圈层之间。在某些实施方案中，所述前光圈层包含第一表面，所述第一表面包含光阻挡材料。在某些实施方案中，所述后光圈层包含第一表面，所述第一表面包含反射材料及光吸收材料中的至少一者。在某些实施方案中，所述EMS基于快门的显示元件包含MEMS装置。

本发明中所阐述的标的物的另一创新性方面可实施于用于生成3D图像的显示设备，所述显示设备包含具有后顾安全的后光圈层、沉积于所述显示设备的前衬底上的前光圈层包含光阻挡材料层及形成于所述光阻挡材料层上的前光圈。所述前光圈相对于所述后光圈定位，以使得所述光阻挡材料与第一组后光圈的第一边缘重叠以使得通过第一组所述后光圈的光射出所述显示设备以形成包含朝向所述显示设备的第一侧加权的光的角分布的第一眼图像。所述前光圈还相对于所述后光圈定位以使得所述光阻挡材料与第二组后光圈的第二边缘(与所述第一边缘相对)重叠，以使得通过所述第二组后光圈的光射出所述显示设备以形成包含朝向所述显示设备的与所述第一侧相对的第二侧加权的光的角分布的第二眼图像。所述显示设备还包含经配置以选择性地控制从所述后光圈通过所述前光圈的光的量的多个显示元件。

在某些实施方案中，所述显示设备包含：多个第一光学元件，其对应于所述第一后光圈，经配置以朝向所述显示设备的所述第一侧引导光；及多个第二光学元件，其对应于所述第二后光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第二侧引导光。在某些实施方案中，所述多个第一光学元件及所述多个第二光学元件包含微透镜及棱镜中的至少一者。

在某些实施方案中，所述前光圈是由光阻挡材料的第一部分及光阻挡材料的第二部分界定。针对所述第一组后光圈中的每一者，光阻挡材料的对应第一部分沿第一方向与相应后光圈的第一边缘重叠。针对所述第二组后光圈中的每一者，光阻挡材料的对应第二部分沿与所述第一方向相反的第二方向与相应后光圈的第二边缘重叠。在某些实施方案中，针对所述第一组后光圈中的每一者，光阻挡材料的第二部分沿所述第一方向与所述对应后光圈的所述第二边缘对准，且针对所述第二前光圈中的每一者，光阻挡材料的所述第一部分沿与所述第一方向相反的所述第二方向与所述对应后光圈的所述第一边缘对准。

在某些实施方案中，所述显示设备包含经配置以将光调制器驱动到选定状态中以形成所述第一眼及第二眼图像的控制器。在某些实施方案中，所述第一组后光圈及所述第二组后光圈相对于彼此所述显示设备的每一行及每一列地交替。在某些实施方案中，所述第一组后光圈及所述第二组后光圈相对于彼此所述显示设备的每一列地交替。

本发明中所阐述的标的物的另一创新方面可实施于用于使用显示器生成3D图像的方法中。所述方法包含：控制显示元件阵列以通过致使将所述显示元件驱动到第一组状态中而在第一时间处形成对应于输入数据的第一眼图像。所述第一眼图像包含朝向所述显示器的第一侧加权的光的角分布。使光源照明以显示所述第一眼图像。所述方法还包含控制所述显示元件阵列以通过致使将所述相同显示元件驱动到第二组状态中而在第二时间处形成对应于输入数据的第二眼图像。所述第二眼图像包含朝向所述显示器的第二侧加权的光的角分布。使所述光源照明以显示所述第二眼图像。在某些实施方案中，所述方法还包含控制所述显示元件阵列以通过致使将所述相同显示元件驱动到第三组状态而形成对应于输入数据的中性图像，其中中性图像包含朝向所述显示器的第一侧及所述显示器的所述第二侧实质上相等加权的光的角分布。使所述光源照明以显示所述中性图像。

在某些实施方案中，可通过将第一电压施加到与所述显示元件相关联的致动器来致使将所述显示元件驱动到所述第一组状态中。可通过将第二不同电压施加到与所述显示元件相关联的所述致动器来致使将所述显示元件驱动到所述第二组状态中。在某些实施方案中，所述显示元件包含快门，所述快门具有当将所述显示元件驱动到所述第一组位置中时与所述相应光圈的第一部分重叠且当将所述显示元件驱动到所述第二组位置中时与所述相应光圈的第二不同部分重叠的光阻挡部分。在某些实施方案中，可根据其中以交替方式显示所述第一眼图像及所述第二眼图像的子帧顺序显示所述第一眼图像及所述第二眼图像。

本发明中所阐述的标的物的另一创新性方面可实施于计算机可读存储媒体中，所述计算机可读存储媒体具有存储于所述存储媒体上的计算机可执行指令。所述计算机可执行指令在由计算机执行时可致使所述计算机控制显示元件阵列以通过致使将显示元件驱动到第一组状态中而在第一时间处形成对应于输入数据的第一眼图像。所述第一眼图像包含朝向所述显示器的第一侧加权的光的角分布。还可致使所述计算机使光源照明以显示所述第一眼图像。还可致使所述计算机控制所述显示元件阵列以通过致使将所述相同显示元件驱动到第二组状态中而在第二时间处形成对应于输入数据的第二眼图像。所述第二眼图像包含朝向所述显示器的第二侧加权的光的角分布。还可导致所述计算机使所述光源照明以显示所述第二眼图像。

在某些实施方案中，可通过将第一电压施加到与所述显示元件相关联的致动器来致使将所述显示元件驱动到所述第一组状态中。还可通过将第二不同电压施加到与所述显示元件相关联的所述致动器来致使将所述显示元件驱动到所述第二组状态中。在某些实施方案中，还可致使所述计算机控制所述显示元件阵列以通过致使将所述相同显示元件驱动到第三组状态中而形成对应于输入数据的中性图像，其中中性图像包含朝向所述显示器的第二侧及所述显示器的所述第二侧实质上相等加权的光的角分布。还可致使所述计算机使所述光源照明以显示所述中性图像。

在某些实施方案中，可通过将第一电压施加到与所述显示元件相关联的致动器来致使将所述显示元件驱动到所述第一组状态中。可通过将第二电压施加到与所述显示元件相关联的致动器来致使将所述显示元件驱动到所述第二组状态中。在某些实施方案中，所述显示元件包含快门，所述快门具有当将所述显示元件驱动到所述第一组位置中时与所述相应光圈的第一部分重叠且当将所述显示元件驱动到所述第二组位置中时与所述相应光圈的第二不同部分重叠的光阻挡部分。在某些实施方案中，可根据其中以交替方式显示所述第一眼图像及所述第二眼图像的子帧顺序显示所述第一眼图像及所述第二眼图像。

附图及下文的说明中陈述本说明书中所阐述的标的物的一或多个实施方案的细节。尽管主要就基于MEMS的显示器阐述本发明内容中所提供的实例，但本文中所提供的概念可适用于其它类型的显示器(例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、电泳及场发射显示器)以及其它非显示MEMS装置(例如MEMS麦克风、传感器及光开关)。根据说明、图式及权利要求书，将明了其它特征、方面及优点。应注意，以下图的相对尺寸可能并非按比例绘制。

附图说明

图1A展示直观式基于MEMS的显示设备的实例示意图。

图1B展示主机装置的实例框图。

图2A展示说明性基于快门的光调制器的实例透视图。

图2B展示基于滚动致动器快门的光调制器的剖面图。

图2C展示说明性非基于快门的微机电系统(MEMS)光调制器的剖面图。

图2D展示基于电润湿的光调制阵列的剖面图。

图3A展示控制矩阵的实例示意图。

图3B展示连接到图3A的控制矩阵的基于快门的光调制器阵列的透视图。

图4A及4B展示双重致动器快门总成的实例视图。

图5展示并入有基于快门的光调制器的显示设备的实例剖面图。

图6展示供用于显示器的MEMS朝下配置中的光调制器衬底及光圈板的剖面图。

图7A展示生成供用于由观看者观看的左眼图像及右眼图像的实例显示设备。

图7B展示指示在图7A中所绘示的显示设备中形成左眼图像及右眼图像的光的角分布的两个曲线的实例图。

图8A展示显示器的实例部分。

图8B展示显示器的另一实例部分。

图8C展示在两个时间点处的显示器的实例部分。

图9到12展示包含两个像素的实例显示设备。

图13展示用以形成3D图像的包含两个像素的实例显示设备。

图14展示通过其控制器可显示3D图像的时间多路复用显示过程的实例流程图。

图15展示用于显示图像的显示过程的实例流程图。

图16A及16B是图解说明包含多个显示元件的显示装置的系统框图。

各种图式中的相同元件符号及名称指示相同元件。

具体实施方式

本发明涉及使用显示元件生成三维(3D)图像的系统及方法。确切地说，包含显示元件的某些显示设备可用于在观看者不需要佩戴眼镜的情况下达成3D图像生成。为生成3D图像，可致使显示设备形成右眼图像及左眼图像。右眼图像是由具有朝向观看者的右眼较重加权的角分布的光形成的图像，左眼图像是由具有朝向所述观看者的左眼较重加权的角分布的光形成的图像。

可采用数个架构来使用显示元件生成3D图像。在某些实施方案中，所述显示元件可为机电系统(EMS)显示元件或微机电系统(MEMS)显示元件。在某些实施方案中，所述显示元件可为光调制器。某些架构依赖于两组光调制器的空间多路复用。在使用此架构的某些实施方案中，显示器依赖于光阻挡层的光阻挡部分相对于形成于下伏光圈层中的光圈的相对定位以生成不同左眼图像及右眼图像。在其它实施方案中，光学元件用于通过重新引导光以使得由像素所透射的光具有相对于显示设备的一侧朝向相对侧较重加权的角分布来生成左眼图像及右眼图像。在某些其它实施方案中，显示器依赖于在快门处于敞开位置中时快门的光阻挡部分与形成于下伏光圈层中的对应光圈之间存在的重叠的程度。在此些实施方案中，某些显示器可经由光调制器的时间多路复用而非依赖于两组光调制器的空间多路复用来形成3D图像。即，在某些实施方案中，此些显示器可经配置以交替地使用相同组的光调制器来产生左眼图像及右眼图像两者。

可实施本发明中所阐述的标的物的特定实施方案以实现以下潜在优点中的一或多者。具有朝向左眼较重加权的角分布的左眼图像及具有朝向观看者的右眼较重加权的角分布的右眼图像可形成3D的感知。使用本文中所阐述的技术，显示设备可生成左眼图像及右眼图像以形成可在非必须使用专门眼镜的情况下由观看者感知的3D图像。在某些实施方案中，可甚至在不需要减少屏幕分辨率的情况下通过左眼图像与右眼图像之间的时间多路复用来形成3D图像。本文中所揭示的显示设备可在二维(2D)图像显示与3D图像显示之间动态切换。在专门眼镜可不容易获得的情形下，此尤其有用于移动装置中的显示器。

图1A展示直观式基于MEMS的显示设备100的示意图。显示设备100包含布置成行及列的多个光调制器102a到102d(通常为“光调制器102”)。在显示设备100中，光调制器102a及102d处于敞开状态，从而允许光通过。光调制器102b及102c处于关闭状态，从而阻碍光通过。通过选择性地设定光调制器102a到102d的状态，显示设备100可用于形成背照显示器(如果由一或多个灯105照明)的图像104。在另一实施方案中，设备100可通过反射源自所述设备前面的周围光来形成图像。在另一实施方案中，设备100可通过反射来自定位于所述显示器前面的一或多个灯的光(即，通过使用前光)来形成图像。

在某些实施方案中，每一光调制器102对应于图像104中的像素106。在某些其它实施方案中，显示设备100可利用多个光调制器来形成图像104中的像素106。举例来说，显示设备100可包含三个色彩特定光调制器102。通过选择性地敞开对应于特定像素106的色彩特定光调制器102中的一或多者，显示设备100可在图像104中生成色彩像素106。在另一实例中，显示设备100包含每像素106两个或两个以上光调制器102以在图像104中提供照度水平。关于图像，“像素”对应于由图像的分辨率定义的最小图素。关于显示设备100的结构组件，术语“像素”是指用于调制形成所述图像的单个像素的光的组合式机械与电组件。

显示设备100为直观式显示器，此乃因其可不包含通常在投影应用中发现的成像光学件。在投影显示器中，将形成于所述显示设备的表面上的图像投影到屏幕上或到墙壁上。所述显示设备实质上小于所投影图像。在直观式显示器中，用户通过直接注视所述显示设备来察看所述图像，所述显示设备含有所述光调制器及视情况用于增强在所述显示器上所察看到的亮度及/或对比度的背光或前光。

直观式显示器可以透射模式或反射模式操作。在透射显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡源自定位于所述显示器后面的一或多个灯的光。来自所述灯的光视情况注入到光导或“背光”中以使得可均匀地照明每一像素。透射直观式显示器通常构建到透明或玻璃衬底上以促进其中含有光调制器的一个衬底直接定位于背光顶部上的夹层总成布置。

每一光调制器102可包含快门108及光圈109。为照明图像104中的像素106，快门108经定位以使得其允许光通过光圈109朝向观看者。为保持像素106未被照亮，快门108经定位以使得其阻碍光通过光圈109。光圈109是由穿过每一光调制器102中的反射或光吸收材料图案化的开口界定。

所述显示设备还包含连接到所述衬底且连接到所述光调制器以用于控制快门的移动的控制矩阵。所述控制矩阵包含一系列电互连线(例如，互连线110、112及114)，所述一系列电互连线包含每行像素至少一个写入启用互连线110(还称作“扫描线互连线”)、每一列像素的一个数据互连线112及提供共同电压到所有像素或至少到来自显示设备100中的多个列及多个行两者的像素的一个共同互连线114。响应于施加适当电压(“写入启用电压，V_WE”)，给定行像素的写入启用互连线110使所述行中的像素准备好接受新快门移动指令。数据互连线112以数据电压脉冲的形式传递新移动指令。在某些实施方案中，施加到数据互连线112的数据电压脉冲直接促成快门的静电移动。在某些其它实施方案中，数据电压脉冲控制开关，例如，晶体管或其它非线性电路元件，所述开关控制单独致动电压(其量值通常高于数据电压)到光调制器102的施加。此些致动电压的施加然后导致快门108的静电驱动移动。

图1B展示主机装置(即，移动电话、智能电话、PDA、MP3播放器、平板计算机、电子阅读器等)的框图120的实例。所述主机装置包含显示设备128、主机处理器122、环境传感器124、用户输入模块126及电源。

显示设备128包含多个扫描驱动器130(还称作“写入启用电压源”)、多个数据驱动器132(还称作“数据电压源”)、控制器134、共同驱动器138、灯140到146、灯驱动器148及光调制器150。扫描驱动器130施加写入启用电压到扫描线互连线110。数据驱动器132施加数据电压到数据互连线112。

在所述显示设备的某些实施方案中，数据驱动器132经配置以提供模拟数据电压到所述光调制器，尤其在图像104的照度水平欲以模拟方式导出的情形中。在模拟操作中，光调制器102经设计以使得当透过数据互连线112施加一范围的中间电压时，在快门108中产生一范围的中间敞开状态且因此在图像104中产生一范围的中间照明状态或照度水平。在其它情形中，数据驱动器132经配置以仅施加一组减少的2、3或4个数字电压电平到数据互连线112。此些电压电平经设计而以数字方式为快门108中的每一者设定敞开状态、关闭状态或其它离散状态。

扫描驱动器130及数据驱动器132连接到数字控制器电路134(还称作“控制器134”)。所述控制器以主要串列方式将数据发送到数据驱动器132，所述数据组织成按行且按图像帧分组的预定序列。数据驱动器132可包含串列到平行数据转换器、电平移位及在某些应用情形中数字转模拟电压转换器。

所述显示设备视情况包含一组共同驱动器138(还称作共同电压源)。在某些实施方案中，共同驱动器138(举例来说)通过将电压供应到一系列共同互连线114而提供DC共同电位到所述光调制器阵列内的所有光调制器。在某些其它实施方案中，共同驱动器138遵循来自控制器134的命令而发布电压脉冲或信号到所述光调制器阵列，举例来说，能够驱动及/或起始所述阵列的多个行及列中的所有光调制器的同时致动的全局致动脉冲。

用于不同显示功能的所有驱动器(例如，扫描驱动器130、数据驱动器132及共同驱动器138)由控制器134而时间同步。来自所述控制器的时序命令协调经由灯驱动器148的红色、绿色及蓝色以及白色灯(分别为140、142、144及146)的照明、像素阵列内的特定行的写入启用及定序、来自数据驱动器132的电压的输出及提供光调制器致动的电压的输出。

控制器134确定可借以将快门108中的每一者复位为适于新图像104的照明水平的定序或寻址方案。可以周期性间隔设定新图像104。举例来说，对于视频显示，以介于从10赫兹(Hz)到300赫兹的范围的频率刷新彩色图像104或视频帧。在某些实施方案中，图像帧到所述阵列的设定与灯140、142、144及146的照明同步以使得用一系列交替色彩(例如，红色、绿色及蓝色)照明交替图像帧。每一相应色彩的图像帧称作色彩子帧。在称作场色序方法的此方法中，如果色彩子帧以超过20Hz的频率交替，那么人类大脑将把交替帧图像平均化为对具有广泛及连续范围的色彩的图像的感知。在替代实施方案中，在显示设备100中可采用具有原色的四个或四个以上灯，从而采用除红色、绿色及蓝色以外的原色。

在某些实施方案中，在显示设备100经设计用于快门108在敞开与关闭状态之间的数字切换的情形下，控制器134通过时分灰阶的方法形成图像，如先前所阐述。在某些其它实施方案中，显示设备100可透过使用每像素多个快门108来提供灰阶。

在某些实施方案中，图像状态104的数据由控制器134通过对个别行(还称作扫描线)的顺序寻址而载入到所述调制器阵列。对于所述序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器130将写入启用电压施加到所述阵列的所述行的写入启用互连线110，且随后数据驱动器132为所述选定行中的每一列供应对应于所期望快门状态的数据电压。重复此过程直到已针对所述阵列中的所有行载入数据为止。在某些实施方案中，用于数据载入的选定行的顺序是线性的，在所述阵列中从顶部进行到底部。在某些其它实施方案中，将选定行的顺序是伪随机化，以变使视觉假影最小化。且在某些其它实施方案中，按块组织定序，其中针对块，将图像状态104的仅某一分率的数据载入到所述阵列，举例来说通过仅依次寻址所述阵列中的每第5行。

在某些实施方案中，将图像数据载入到所述阵列的过程与致动快门108的过程在时间上分离。在此些实施方案中，所述调制器阵列可包含用于所述阵列中的每一像素的数据存储器元件，且所述控制矩阵可包含全局致动互连线以用于从共同驱动器138载送触发信号以根据存储器元件中所存储的数据而起始快门108的同时致动。

在替代实施方案中，所述像素阵列及控制所述像素的控制矩阵可布置成除矩形行及列以外的配置。举例来说，所述像素可布置成六边形阵列或曲线行及列。通常，如本文中所使用，术语“扫描线”应指代共享写入启用互连线的任何多个像素。

主机处理器122通常控制主机的操作。举例来说，主机处理器可为用于控制便携式电子装置的通用或专用处理器。关于包含在主机装置120内的显示设备128，主机处理器输出图像数据以及关于主机的额外数据。此种信息可包含来自环境传感器的数据，例如周围光或温度；关于主机的信息，包含(举例来说)主机的操作模式或主机的电源中所剩余的电力的量；关于图像数据的内容的信息；关于图像数据类型的信息；及/或用于显示设备在选择成像模式中使用的指令。

用户输入模块126直接或经由主机处理器122将用户的个人偏好传送到控制器134。在某些实施方案中，所述用户输入模块由用户借以编程个人偏好(例如“较深色彩”、“较佳对比度”、“较低电力”、“增强的亮度”、“运动”、“现场动作”或“动画”)的软件控制。在某些其它实施方案中，使用硬件(例如开关或调拨转盘)来将此些偏好输入到主机。到控制器134的多个数据输入引导所述控制器将数据提供到对应于最佳成像特性的各种驱动器130、132、138及148。

环境传感器模块124还可作为所述主机装置的一部分而被包含。所述环境传感器模块接收关于周围环境的数据，例如温度及/或周围照明条件。传感器模块124可经编程以相对于在明亮白天的室外环境及在夜间的室外环境区分所述装置是正在室内环境中操作还是正在办公环境中操作。所述传感器模块将此信息传递到显示器控制器134，以使得所述控制器可响应于周围环境而最佳化观看条件。

图2A展示说明性基于快门的光调制器200的透视图。所述基于快门的光调制器适于并入到图1A的直观式基于MEMS的显示设备100中。光调制器200包含耦合到致动器204的快门202。致动器204可由两个单独的顺应性电极梁致动器205(“致动器205”)形成。快门202在一侧上耦合到致动器205。致动器205沿实质平行于表面203的运动平面在表面203上方横向移动快门202。快门202的相对侧耦合到提供与由致动器204所施加的力相反的恢复力的弹簧207。

每一致动器205包含将快门202连接到负载锚208的顺应性负载梁206。负载锚208连同顺应性负载梁206一起用作机械支撑件，从而保持快门202接近于表面203悬置。所述表面包含用于容许光通过的一或多个光圈孔211。负载锚208将顺应性负载梁206及快门202物理地连接到表面203，且将负载梁206电连接到偏压电压(在某些例项中，接地)。

如果所述衬底是不透明的(例如硅)，那么通过穿过衬底204蚀刻孔阵列来在所述衬底中形成光圈孔211。如果衬底204是透明的(例如玻璃或塑料)，那么光圈孔211形成于沉积于衬底203上的光阻挡材料层中。光圈孔211可呈大体圆形、椭圆形、多边形、蛇形或不规则形状。

每一致动器205还包含毗邻每一负载梁206定位的顺应性驱动梁216。驱动梁216在一端处耦合到在驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由地移动。每一驱动梁216弯曲以使得其在驱动梁216的自由端及负载梁206的经锚定端附近最靠近负载梁206。

在操作中，并入有光调制器200的显示设备经由驱动梁锚218将电位施加到驱动梁216。可将第二电位施加到负载梁206。驱动梁216与负载梁206之间的所得电位差朝向负载梁206的经锚定端牵拉驱动梁216的自由端，且朝向驱动梁216的经锚定端牵拉负载梁206的快门端，借此朝向驱动锚218横向驱动快门202。顺应性构件206充当弹簧，以使得当跨越梁206及216电位的电压被移除时，负载梁206将快门202推回到其初始位置中，从而释放存储在负载梁206中的应力。

光调制器(例如光调制器200)并入有用于在电压已经移除之后使快门返回到其静止位置的被动恢复力，例如弹簧。其它快门总成可并入有用于将快门移动到敞开或关闭状态中的一组双重“敞开”及“关闭”致动器及一组单独“敞开”及“关闭”电极。

存在可借以经由控制矩阵来控制快门及光圈阵列以产生具有适当照度水平的图像(在诸多情形中，移动图像)的各种方法。在某些情形中，控制是借助于连接到所述显示器的周边上的驱动器电路的行及列互连线的被动矩阵阵列来实现。在其它情形中，适当地将切换及/或数据存储元件包含在所述阵列(所谓主动矩阵)的每一像素内以改进显示器的速度、照度水平及/或电力耗散性能。

在替代实施方案中，显示设备100包含除了横向基于快门的光调制器(例如上文所阐述的快门总成200)之外的光调制器。举例来说，图2B展示基于滚动致动器快门的光调制器220的剖面图。基于滚动致动器快门的光调制器220适于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。基于滚动致动器的光调制器包含安置于固定电极对面且经加偏压以沿特定方向移动以在施加电场时充当快门的可移动电极。在某些实施方案中，光调制器220包含安置于衬底228与绝缘层224之间的平面电极226及具有附接到绝缘层224的固定端230的可移动电极222。在不存在任何所施加电压的情况下，可移动电极222的可移动端232自由地朝向固定端230滚动以产生卷起状态。在电极222与226之间施加电压致使可移动电极222展开且抵靠绝缘层224平坦放置，借此其充当阻挡光行进穿过衬底228的快门。可移动电极222在所述电压经移除之后借助于弹性恢复力返回到所述卷起状态。朝向卷起状态的偏压可通过制造可移动电极222以包含各向异性应力状态来达成。

图2C展示说明性非基于快门的MEMS光调制器250的剖面图。光分接头调制器250适于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。光分接头根据受挫式全内反射(TIR)的原理工作。即，将光252引入到光导254中，在所述光导中，在无干涉的情况下，光252由于TIR而绝大多数情况下不能透过其前表面或后表面逸出光导254。光分接头250包含分接头元件256，所述分接头元件具有足够高的折射率以致响应于分接头元件256接触光导254，照射于毗邻分接头元件256的光导254的表面上的光252透过分接头元件256朝向观看者逸出光导254，借此促成图像的形成。

在某些实施方案中，分接头元件256形成为柔性透明材料的梁258的一部分。电极260涂布梁258的一侧的部分。相反电极262安置于光导254上。通过跨越电极260及262施加电压，可控制分接头元件256相对于光导254的位置以选择性地从光导254提取光252。

图2D展示基于电润湿的光调制阵列270的实例剖面图。基于电润湿的光调制阵列270适于并入到图1A的基于MEMS的显示设备100的替代实施方案中。光调制阵列270包含形成于光学腔274上的多个基于电润湿的光调制单元272a到272d(通常为“单元272”)。光调制阵列270还包含对应于单元272的一组滤色器276。

每一单元272包含水(或其它透明导电或极性流体)层278、光吸收油层280、透明电极282(举例来说，由氧化铟锡(ITO)制成)及定位于光吸收油层280与透明电极282之间的绝缘层284。在本文中所阐述的实施方案中，所述电极占据单元272的后表面的一部分。

单元272的后表面的其余部分是由形成光学腔274的前表面的反射光圈层286形成。反射光圈层286是由反射材料(例如反射金属或形成介电反射镜的薄膜堆叠)形成。对于每一单元272，在反射光圈层286中形成光圈以允许光通过。用于所述单元的电极282沉积在所述光圈中且在形成反射光圈层286的材料上方，通过另一介电层与其分离。

光学腔274的其余部分包含接近反射光圈层286定位的光导288及在与反射光圈层286相对的光导288的一侧上的第二反射层290。一系列光重定向器291形成于所述光导的后表面上接近第二反射层。光重定向器291可为漫反射器或镜面反射器。一或多个光源292(例如LED)将光294注入到光导288中。

在一替代实施方案中，额外透明衬底(未展示)定位于光导288与光调制阵列270之间。在此实施方案中，反射光圈层286形成于所述额外透明衬底上而非光导288的表面上。

在操作中，施加电压到单元(举例来说，单元272b或272c)的电极282致使所述单元中的光吸收油280聚集于单元272的一个部分中。因此，光吸收油280不再阻碍光通过形成于反射光圈层286中的光圈(举例来说，参见单元272b及272c)。在光圈处逸出背光的光然后能够透过所述单元且透过所述组滤色器276中的对应滤色器(举例来说，红色、绿色或蓝色)逸出以在图像中形成色彩像素。当电极282接地时，光吸收油280覆盖反射光圈层286中的光圈，从而吸收试图通过其的任何光294。

在施加电压到单元272时，油280聚集于其下方的区域构成与形成图像有关的浪费空间。无论施加电压与否，所述区域皆是非透射的。因此，在不包含反射光圈层286的反射部分的情况下，此区域吸收原本可用于促成图像的形成的光。然而，在包含反射光圈层286的情形下，原本已被吸收的此光被反射回到光导290中以用于未来透过不同光圈逸出。基于电润湿的光调制阵列270并非是适于包含于本文中所阐述的显示设备中的非基于快门的MEMS调制器的唯一实例。其它形式的非基于快门的MEMS调制器可同样由本文中所阐述的控制器功能中的各种功能控制，此并不背离本发明的范围。

图3A展示控制矩阵300的实例示意图。控制矩阵300适于控制并入到图1A的基于MEMS的显示设备100中的光调制器。图3B展示连接到图3A的控制矩阵300的基于快门的光调制器的阵列320的透视图。控制矩阵300可寻址像素阵列320(“阵列320”)。每一像素301可包含由致动器303控制的例如图2A的快门总成200等弹性快门总成302。每一像素还可包含光圈层322，所述光圈层包含光圈324。

控制矩阵300制作为快门总成302形成于其上的衬底304的表面上的扩散或薄膜沉积电路。控制矩阵300针对控制矩阵300中的每一行像素301包含扫描线互连线306且针对控制矩阵300的每一列像素301包含数据互连线308。每一扫描线互连线306将写入启用电压源307电连接到像素301的对应行中的像素301。每一数据互连线308将数据电压源309(“V_d源”)电连接到像素的对应列中的像素301。在控制矩阵300中，V_d源309提供欲用于致动快门总成302的能量的大部分。因此，数据电压源(V_d源309)还用作致动电压源。

参见图3A及3B，针对每一像素301或针对像素阵列320中的每一快门总成302，控制矩阵300包含晶体管310及电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到像素301位于其中的阵列320中的行的扫描线互连线306。每一晶体管310的源极电连接到其对应数据互连线308。每一快门总成302的致动器303包含两个电极。每一晶体管310的漏极并联电连接到对应电容器312的一个电极及对应致动器303的电极中的一者。电容器312的另一电极及快门总成302中的致动器303的另一电极连接到共同或接地电位。在替代实施方案中，可用半导体二极管或金属绝缘体金属夹层型开关元件来替换晶体管310。

在操作中，为形成图像，控制矩阵300通过轮流施加V_we到每一扫描线互连线306来依次写入启用阵列320中的每一行。对于经写入启用行，施加V_we到所述行中的像素301的晶体管310的栅极允许电流透过晶体管310流动穿过数据互连线308以施加电位到快门总成302的致动器303。虽然写入启用所述行，但将数据电压V_d选择性地施加到数据互连线308。在提供模拟灰阶的实施方案中，施加到每一数据互连线308的数据电压相对于位于经写入启用扫描线互连线306与数据互连线308的相交处的像素301的所期望亮度而改变。在提供数字控制方案中的实施方案中，将数据电压选择为相对较低量值电压(即，接近于接地的电压)或者满足或超过V_at(致动阈值电压)。响应于V_at施加到数据互连线308，对应快门总成中的致动器303致动，从而敞开所述快门总成302中的快门。施加到数据互连线308的电压甚至在控制矩阵300停止施加V_we到一行之后仍保持存储于像素301的电容器312中。因此，电压V_we不必在一行上等待并保持足够长以便快门总成302致动的时间；此致动可在已从所述行移除所述写入启用电压之后进行。电容器312还充当阵列320内的存储器元件，从而存储用于照明图像帧的致动指令。

像素301以及阵列320的控制矩阵300形成于衬底304上。所述阵列包含安置于衬底304上的光圈层322，所述光圈层包含一组用于阵列320中的相应像素301的光圈324。光圈324与每一像素中的快门总成302对准。在某些实施方案中，衬底304是由例如玻璃或塑料等透明材料制成。在某些其它实施方案中，衬底304是由不透明材料制成，但在所述不透明材料中蚀刻孔以形成光圈324。

快门总成302连同致动器303可制成为双稳态的。即，所述快门存在于至少两个平衡位置(例如，敞开或关闭)中而几乎不需要电力来使其保持处于任一位置中。更确切地说，快门总成302可为机械双稳态的。一旦将快门总成302的快门设定处于适当位置，那么不需要电能或保持电压来保持所述位置。快门总成302的物理元件上的机械应力可使所述快门保持于适当位置中。

快门总成302连同致动器303还可制成为电双稳态的。在电双稳态快门总成中，存在低于所述快门总成的致动电压的电压范围，所述电压范围如果施加到关闭的致动器(同时所述快门敞开或关闭)则使所述致动器保持关闭并使所述快门保持处于适当位置中，即使对所述快门施加反作用力。所述反作用力可由弹簧(例如图2A中所绘示的基于快门的光调制器200中的弹簧207)施加，或者所述反作用力可由例如“敞开”或“关闭”的致动器等相反致动器施加。

光调制器阵列320经绘示为每像素具有单个MEMS光调制器。其中在每一像素中提供多个MEMS光调制器，借此在每一像素中提供不只是二元式“接通”或“关断”光学状态的可能性的其它实施方案是可能的。其中提供像素中的多个MEMS光调制器且其中与所述光调制器中的每一者相关联的光圈324具有不等区域的某些形式的编码区域划分灰阶是可能的。

在某些其它实施方案中，可用基于卷轮的光调制器220、光分接头250或基于电润湿的光调制器阵列270以及其它基于MEMS的光调制器代替光调制器阵列320内的快门总成302。

图4A及4B展示双重致动器快门总成400的实例视图。如图4A中所绘示，所述双重致动器快门总成处于敞开状态。图4B展示处于关闭状态的双重致动器快门总成400。与快门总成200对比，快门总成400在快门406的两侧上包含致动器402及404。独立控制每一致动器402及404。第一致动器(快门敞开致动器402)用来敞开快门406。第二相反致动器(快门关闭致动器404)用来关闭快门406。致动器402及404两者皆为顺应性梁电极致动器。致动器402及404通过实质沿平行于快门406悬置于其上方的光圈层407的平面而驱动快门406来敞开并关闭所述快门。快门406通过附接到致动器402及404的锚408悬置于光圈层407上方的短距离处。包含沿着其移动轴线附接到快门406的两端的支撑件减少快门406的脱离平面运动且限制实质到平行于所述衬底的平面的运动。照图3A的控制矩阵300类推，适于与快门总成400一起使用的控制矩阵可包含用于相反的快门敞开致动器402及快门关闭致动器404中的每一者的一个晶体管及一个电容器。

快门406包含光可从中通过的两个快门光圈412。光圈层407包含一组三个光圈409。在图4A中，快门总成400处于敞开状态，且，如此，快门敞开致动器402已致动，快门关闭致动器404处于其松弛位置中，且快门光圈412的中心线与光圈层光圈409中的两者的中心线重合。在图4B中，快门总成400已移动到关闭状态，且，如此，快门敞开致动器402处于其松驰位置中，快门关闭致动器404已致动，且快门406的光阻挡部分此刻处于适当位置中以阻挡光透射穿过光圈409(绘示为虚线)。

每一光圈具有环绕其周边的至少一个边缘。举例来说，矩形光圈409具有四个边缘。在其中于光圈层407中形成圆形、椭圆形、卵形或其它曲线状光圈的替代实施方案中，每一光圈可具有仅单个边缘。在某些其它实施方案中，所述光圈在机械意义上无需分离或分开，而是可连接。即，虽然所述光圈的部分或塑形区段可维持与每一快门的对应，但可连接此些区段中的数者以使得所述光圈的单个连续周界由多个快门共享。

为了允许光以各种射出角度通过处于敞开状态的光圈412及409，为快门光圈412提供大于光圈层407中的光圈409的对应宽度或大小的宽度或大小是有利的。为了在关闭状态下有效地阻挡光逸出，快门406的光阻挡部分与光圈409重叠是较佳的。图4B展示快门406中的光阻挡部分的边缘与形成于光圈层407中的光圈409的一个边缘之间的预定义重叠416。

静电致动器402及404经设计以使得其电压位移行为给快门总成400提供双稳态特性。针对快门敞开致动器及快门关闭致动器中的每一者，存在低于所述致动电压的电压范围，所述电压范围如果在所述致动器处于关闭状态(同时所述快门敞开或关闭)时施加则将使所述致动器保持关闭且使所述快门保持处于适当位置，甚至在施加致动电压到所述相反致动器之后。克服此反作用力来维持快门的位置所需的最小电压称作维持电压V_m。

图5展示并入有基于快门的光调制器(快门总成)502的显示设备500的实例剖面图。每一快门总成并入有快门503及锚505。未展示顺应性梁致动器，所述顺应性梁致动器当在锚505与快门503之间连接时有助于将快门悬置于表面上面的短距离处。快门总成502安置于透明衬底504(较佳地由塑料或玻璃制成)上。安置于衬底504上的后向式反射层(反射膜)506界定位于快门总成502的快门503的关闭位置下方的多个表面光圈508。反射膜506将未通过表面光圈508的光往后朝向显示设备500的后部反射。反射光圈层506可是通过若干种气相沉积技术(包含溅镀、蒸镀、离子电镀、激光剥镀或化学气相沉积)以薄膜方式形成的无夹杂物的细粒金属膜。在另一实施方案中，后向式反射层506可由反射镜(例如介电反射镜)形成。介电反射镜可制作为在高折射率材料与低折射率材料之间交替的介电薄膜堆叠。将快门503与反射膜506分离的垂直间隙(在其被快门自由地移动)介于0.5微米到10微米的范围中。垂直间隙的量值较佳地小于快门503的边缘与处于关闭状态的光圈508的边缘之间的横向重叠，例如图4B中所绘示的重叠416。

显示设备500包含将衬底504与平面光导516分离的可选漫射体512及/或可选亮度增强膜514。所述光导包含透明(即，玻璃或塑料)材料。光导516通过一或多个光源518照明，形成背光。举例来说且无限制，光源518可是白炽灯、荧光灯、激光或发光二极管(LED)。反射器519有助于从灯518朝向光导516引导光。前向式反射膜520安置于背光516之后，从而朝向快门总成502反射光。来自并未通过快门总成502中的一者的背光的例如射线521等光射线将返回的背光且再次从膜520反射。以此方式，未能在第一遍次使显示器形成图像的光可经回收且可用于透射穿过快门总成502的阵列中的其它敞开光圈。此光回收已经展示以增加显示器的照明效率。

光导516包含一组几何光重定向器或棱镜517，将光从灯518朝向光圈508且因此朝向显示器的前部重新定向。光重定向器可以在剖面上可替代地为三角形、梯形或曲线状的形状经模制到光导516的塑料主体中。棱镜517的密度通常随距灯518的距离而增加。

在某些实施方案中，光圈层506可是由光吸收材料制成，且在替代实施方案中，快门503的表面可涂布有光吸收或光反射材料。在某些其它实施方案中，光圈层506可直接沉积于光导516的表面上。在某些实施方案中，光圈层506不必安置于与快门503及锚505相同的衬底上(例如在下文所阐述的MEMS朝下配置中)。

在某些实施方案中，光源518可包含不同色彩(举例来说，红色、绿色及蓝色)的灯。可通过用不同色彩的灯以足以使人类大脑将不同色彩图像平均分配到单个多色彩图像中的速率来依序照明图像而形成彩色图像。使用快门总成502的阵列来形成各种色彩特定图像。在另一实施方案中，光源518包含具有三种以上不同色彩的灯。举例来说，光源518可具有红色、绿色、蓝色及白色等，或红色、绿色、蓝色及黄色灯。

盖板522形成显示设备500的前部。盖板522的后侧可覆盖有光阻挡层524以增加对比度。在替代实施方案中，盖板包含滤色器，举例来说，对应于快门总成502的不同者的不同红色、绿色及蓝色滤光器。盖板522经支撑于远距快门总成502的预定距离处，形成间隙526。间隙526是通过机械支撑件或间隔件527及/或通过将盖板522附接到衬底504的粘着密封件528来维持。

粘着密封件528密封流体530。流体530经设计具有较佳地低于约10厘泊的粘度且具有较佳地高于约2.0的相对介电常量以及超过约10⁴V/cm的介电崩溃强度。流体530还可用作润滑剂。在某些实施方案中，流体530是具有高表面润湿能力的疏水性液体。在替代实施方案中，流体530具有高于或低于衬底504的折射率的折射率。

并入有机械光调制器的显示器可包含数百、数千或在某些情形中数百万活动元件。在某些装置中，元件的每一活动给使元件中的一或多者停用的静摩擦力提供机会。通过将所有部件浸入流体(还称为流体)中且(例如，借助粘着剂)将所述流体密封于MEMS显示器单元中的流体空间或间隙内来促进此活动。流体通常是在长期内具有低摩擦系数、低粘度及最小降级效果的流体。当基于MEMS的显示器总成包含用于流体530的液体时，所述流体至少部分地环绕基于MEMS的光调制器的活动部件的某些部件。为减小激励电压，所述流体具有较佳地低于70厘泊的粘度，更较佳地低于10厘泊。具有低于70厘泊的粘度的液体可包含具有低分子量的材料：低于4000克/摩尔，或在某些情形中低于400克/摩尔。适合流体530包含(但不限于)去离子水、甲醇、乙醇及其它醇、石蜡、烯烃、乙醚、聚硅氧油、氟化聚硅氧油或其它自然或合成溶剂或润滑剂。有用流体可为聚二甲基硅氧烷(PDMS)(例如六甲基二硅氧烷及八甲基三硅氧烷)，或烷基甲基硅氧烷(例如己基五甲基二硅氧烷)。有用流体可为烷烃、例如辛烷或癸烷。有用流体可为硝基烷烃，例如硝基甲烷。有用流体可为芳香族化合物，例如甲苯或邻二乙苯。有用流体可为酮，例如丁酮或甲基异丁基酮。有用流体可为氯碳化物，例如氯苯。有用流体可为氟氯碳化物，例如二氯氟乙烷或三氟氯乙烯。此外，针对此些显示器总成考量的其它流体包含醋酸丁酯、二甲基甲酰胺。用于此些显示器的其它有用流体包含氢氟醚、氢氟聚醚、戊醇及丁醇。实例适合的氢氟醚包含乙基九氟丁基醚以及2-(三氟甲基)-3-乙氧基十二氟己烷。

金属片或经模制塑料总成支架532在边缘周围将盖板522、衬底504、背光516及其它组件部件固持在一起。用螺丝或凹进接头片紧固总成支架532以给组合式显示设备500添加刚性。在某些实施方案中，通过一种环氧封装化合物将光源518模制于适当位置中。反射器536有助于将从光导516的边缘溢出的光返回到光导中。图5中未绘示给快门总成502及灯518提供控制信号以及电力的电互连线。

在某些其它实施方案中，可用基于卷轮的光调制器220、光分接头250或基于电润湿的光调制器阵列270(如图2A到2D中所绘示)以及其它基于MEMS的光调制器代替显示设备500内的快门总成502。

显示设备500称为MEMS朝上配置，其中基于MEMS的光调制器形成于衬底504的前表面(即，面朝向观看者的表面)上。快门总成502直接构建于反射光圈层506的顶部上。在替代实施方案(称为MEMS朝下配置)中，快门总成安置于与其上形成有反射光圈层的衬底分离的衬底上。其上形成有反射光圈层的界定多个光圈的衬底在本文中称为光圈板。在MEMS朝下的配置中，承载基于MEMS的光调制器的衬底替代显示设备500中的盖板522且经定向以使得基于MEMS的光调制器定位于顶部衬底的后表面(即，背对观看者且朝向背光516的表面)上。基于MEMS的光调制器借此直接定位而与反射光圈层的间隙相对且跨越所述间隙。间隙可通过连接光圈板与其上形成有MEMS调制器的一系列间隔柱维持。在某些实施方案中，间隔件安置于阵列中的每一像素内或其之间。将MEMS光调制器与其对应光圈分离的间隙或距离较佳地低于10微米，或小于快门与光圈之间的重叠(例如重叠416)的距离。

图6展示供用于显示器的MEMS朝下配置中的光调制器衬底及光圈板的剖面图。显示总成600包含调制器衬底602及光圈板604。显示总成600还包含一组快门总成606及反射光圈层608。反射光圈层605包含光圈610。衬底602与604之间的预定间隙或间隔是通过相对组的间隔件612及614维持。

包含MEMS基于快门的光调制器的显示设备可用于在无需观看者佩戴眼镜的情况下达成3D图像生成。为生成3D图像，可致使显示设备形成左眼图像及不同右眼图像。左眼图像是由具有朝向显示器的右侧且因此朝向观看者的左眼较重加权的角分布的光形成的图像。相反地，右眼图像是由具有朝向显示器的左侧且因此朝向观看者的右眼较重加权的角分布的光形成的图像。如本文中所使用，右眼图像或左眼图像可指代作为时分多路复用显示过程的一部分输出的全图像帧或图像子帧。

图7A展示生成供由观看者704观看的左眼图像及右眼图像的实例显示设备700。显示设备700包含具有右侧722及左侧724的显示表面702。显示表面702包含朝向观看者704引导光穿过其的光圈。朝向显示器的右侧722且因此观看者704的左眼706引导的光形成左眼图像(“左眼图像光711”)。经引导朝向显示器的左侧724且因此观看者704的右眼708的光形成右眼图像(“右眼图像光713”)。射出显示器的光相对于从右侧722延伸到显示设备700的第二侧724的显示表面702的轴725形成角714。较佳地朝向平行于显示表面702的右侧722引导的光与轴725形成零度角。较佳地朝向平行于显示表面702的左侧724引导的光与轴725形成180度角。如图7A中所绘示，通过对应于左眼图像光711的平均强度角的光射线712，左眼图像光711相对于轴725形成小于90度的平均角714。如由对应于右眼图像光713的平均强度角的光射线716所绘示，右眼图像光713相对于显示表面702的相同轴形成大于90度的平均角718。

图7B展示指示在图7A中所绘示的显示设备700中形成左眼图像及右眼图像的光的角分布的两条曲线的实例图750。参考图7A及7B，第一曲线752绘示左眼图像光711的实例角分布。第二曲线754绘示右眼图像光713的实例角分布。由于朝向左眼大体引导的光相对于显示表面702的轴725具有小于90度的角714，因此左眼图像光711的角分布以小于90度的角较重加权，如由曲线752所指示；由于朝向右眼大体引导的光相对于显示表面702的轴725具有大于90度的角718，因此右眼图像光713的角分布以大于90度的角较重加权，如由曲线754所指示。加权不必过度大量即可达成其效应。约1度的左眼图像光711与右眼图像光713之间的峰值强度角的差足以引起观看者的某些3D感知。换句话说，如果左眼图像的峰值强度角从右眼图像的峰值强度角偏移约1度，那么观看者可将图像感知为3D图像。因此，在某些实施方案中，所述显示器生成具有带有从右眼图像的峰值强度角偏移约至少1度的峰值强度角的角强度分布的左眼图像。在某些实施方案中，左眼图像与右眼图像的峰值强度角之间的偏移介于约1度与约5度之间。在某些其它实施方案中，由显示器所生成的左眼图像与右眼图像的峰值强度角之间的偏移大于约5度。在某些其它实施方案中，显示器生成具有带有沿第一方向远离显示器法线至少1度的峰值强度的角强度分布的左眼图像且生成具有带有沿第二方向(相反方向)远离显示器法线至少1度的峰值强度的角强度分布的左眼图像。在某些实施方案中，右眼图像与左眼图像的峰值强度的角介于沿相反方向远离显示器法线约1度与约5度之间。在某些其它实施方案中，左眼图像与右眼图像的峰值强度角远离显示器法线大于约5度。

可采用数个架构来使用MEMS光调制器生成三维(3D)图像。某些架构依赖于两组光调制器的空间多路复用。在使用此架构的某些实施方案中，显示器依赖于光阻挡层的光阻挡部分相对于形成于下伏光圈层中的光圈的相对定位以生成不同左眼图像及右眼图像。在一项此类实施方案中，第一组像素经建构以使得光阻挡层的光阻挡部分与形成于光圈层的对应光圈的相应第一侧重叠。行进穿过此些光圈及其对应光圈的光产生第一眼图像。第二组像素经建构以使得光阻挡层的部分与形成于光圈层中的对应光圈的第一侧相对的相应第二侧重叠。行进穿过此些光圈及其对应光圈的光产生第二眼图像。下文关于图9及10进一步阐述此些实施方案的实例。

根据空间多路复用架构构造的第二组实施方案依赖于使用光学元件来生成不同左眼图像及右眼图像。在一项此类实施方案中，第一组像素包含光学元件，光学元件经配置以重新引导光以使得由像素透射的光具有朝向显示设备的第一侧且借此观看者的第一眼较重加权的角分布。第二组像素包含光学元件，所述光学元件经配置以重新引导光以使得由像素透射的光具有朝向显示设备的第二侧且借此观看者的第二眼较重加权的角分布。关于图11及12进一步阐述此些实施方案的实例。

遵守空间多路复用架构的第三组实施方案依赖于快门的光阻挡部分与在快门处于敞开位置中时形成于下伏光圈层中的对应光圈之间存在的重叠的程度。在一项此类实施方案中，第一组MEMS基于快门的像素的快门经配置以通过在进入敞开状态时经驱动到其中每一快门的光阻挡部分与形成于光圈层中的对应光圈的第一侧部分地重叠的位置而产生第一眼图像。第二组MEMS基于快门的像素的快门经配置以通过在进入敞开状态时被驱动到其中快门的光阻挡部分与形成于光圈层中的对应光圈的第二侧部分地重叠的位置而产生第二眼图像。下文关于图13阐述此实施方案的实例。

上文所阐述的第一组及第二组实施方案中的显示器基于两组像素(举例来说，包含MEMS基于快门的像素)之间的固定结构差异而形成所述组像素的空间多路复用。相比来说，第三组实施方案中的显示器可通过装置的动态操作而形成。即，快门可经配置以被驱动到多个位置，形成不同重叠或根本不形成重叠。因此，此些显示器还可经由MEMS基于快门的像素的时间多路复用形成3D图像。即，在某些实施方案中，上文所提及的第三组实施方案中的显示器可经配置以交替地使用相同组的像素来产生第一眼图像及第二眼图像两者。

图8A展示显示器802的实例部分。显示器802包含布置成空间多路复用布置的像素阵列。所述布置针对每一像素识别所述像素促成两个图像(左眼图像(展示为L)或右眼图像(展示为R))中的哪一者。在显示器802中，左眼图像像素及右眼图像像素经以“棋盘”方式(即，每一列及行地交替)布置。在某些实施方案中，经指派以生成左眼图像的像素可颠倒以生成右眼图像而经指派以生成右眼图像的像素可颠倒以在每一图像帧之后生成左眼图像。

图8B展示显示器852的另一实例部分。显示器852包含以另一空间多路复用布置而布置的像素阵列。所述布置针对每一像素识别所述像素促成两个图像(左眼图像(经展示为L)或右眼图像(经展示为R))中的哪一者。在显示器852中，左眼图像像素及右眼眼图像像素以“条带”方式(即，每一列地交替)布置。类似地，像素可每一行地交替。在某些实施方案中，经指派以生成左眼图像的像素可颠倒以生成右眼图像而经指派以生成右眼图像的像素可颠倒以在每一图像帧之后生成左眼图像。

图8C展示两个时间点处的显示器862的实例部分。显示器862根据时间多路复用过程操作以形成3D图像。如同图8A及8B，图8C中的每一像素以指示像素是否促成左眼图像或右眼图像的L或R标记。如所示，在时间t＝1处，显示器862的部分中的所有像素经指派以显示左眼图像。在时间t＝2处，显示器862b的部分中的相同像素经指派以显示右眼图像。在某些实施方案中，像素可经指派以在每一帧显示左眼图像L与右眼图像R之间交替。以此方式，控制器可使用显示器的相同像素来时间多路复用显示器上的左眼图像及右眼图像。在某些实施方案中，所述像素可根据子帧顺序显示左眼图像及右眼图像。子帧顺序可经布置以使得以交替方式显示左眼图像及右眼图像。

图9展示包含两个像素900a及900b的实例显示设备950。显示设备950通过变化在光阻挡层的光阻挡部分与形成于下伏光圈层中的对应光圈层光圈之间的重叠而形成像素之间的空间多路复用。

显示设备950包含：沉积于包含具有光阻挡材料的光阻挡层902的显示设备950的前衬底上的前光圈层、包含反射及光吸收材料的层的光圈层906以及背光940。像素900a及900b两者包含：形成于光阻挡层902中的对应前光圈904a及904b、形成于光圈层906中的光圈层光圈908a及908b以及定位于光阻挡层902与光圈层906之间的快门910a以及910b。平行于光阻挡层902及光圈层906从左到右或从右到左地驱动快门910a及910b，以选择性地阻挡光圈层光圈908a及908b，借此调制来自背光940的光以形成图像。

每一光圈层光圈是由第一边缘及与所述第一边缘相对的第二边缘界定。举例来说，光圈层光圈908a是由第一左边缘909a及第二右边缘911a界定。类似地，光圈层光圈908b是由光圈层906的第二左边缘909b及第二右边缘911b界定。同样地，每一前光圈904a及904b是由第一边缘及与所述第一边缘的第二边缘界定。举例来说，前光圈904a是由第一左边缘905a及第一右边缘907a界定。类似地，前光圈904b是由第二左边缘905b及第二右边缘907b界定。一般来说，前光圈904a及904b以及光圈层光圈908a及908b具有长于左侧与右侧之间其对应宽度的相应顶部侧与底部侧之间的长度。

前光圈904a及904b中的每一者是分别相对于其对应光圈层光圈908及908b定位，以使得光阻挡材料的一部分与对应光圈层光圈908a及908b重叠。具体来说，前光圈904a的左边缘905a沿第一方向相对于光圈层光圈908a的左边缘909a偏移，以使得光阻挡材料与光圈层光圈908a的最左部分重叠。前光圈904a的右边缘907a沿相同方向相对于光圈层光圈908a的右边缘911a偏移，借此致使前光圈904a相对于光圈层光圈908a朝向第一方向误对准。针对意欲提供左眼图像的像素，例如像素900a，光阻挡层902相对于光圈层光圈908a的部分重叠变更通过对应光圈904a及908a朝向左眼或显示设备950的右侧(图的右侧)的光的角分布。实质上远离左眼成角度的光920a由前光圈904a的左边缘905a旁边的光阻挡材料阻挡。然而，朝向左眼成角度的光922a可通过光圈层光圈908a及前光圈904a而无阻碍。

类似地，前光圈904b的右边缘907b沿与第一方向相反的第二方向相对于光圈层光圈的右边缘911b偏移，以使得光阻挡材料与光圈层光圈908b的最右部分重叠。前光圈904b的左边缘905b还沿第二方向相对于光圈层光圈908b的左边缘909b偏移，借此致使前光圈904a相对于光圈层光圈908a朝向第二方向误对准。针对意欲提供右眼图像的像素，例如像素900b，光阻挡层902相对于光圈层光圈908b的部分重叠变更通过对应光圈904b及908b朝向右眼或显示设备950的左侧(图的左侧)的光的角分布。实质上远离右眼成角度的光920b由前光圈904b的右边缘907b旁边的光阻挡层阻挡。然而，朝向右眼成角度的光922b可通过光圈层光圈908b及前光圈904b而无阻碍。

图10展示包含两个像素1000a及1000b的实例显示设备1050。类似有图9中的显示设备950，显示设备1050通过使光阻挡层的光阻挡部分与形成于下伏光圈层中的对应光圈层光圈之间的重叠变化而形成像素之间的空间多路复用。

显示设备1050包含：沉积于包含具有光阻挡材料的光阻挡层1002的显示设备1050的前衬底上的前光圈层、包含反射及光吸收材料的层的光圈层1006以及背光1040。像素1000a及1000b两者包含：形成于光阻挡层1002中的对应前光圈1004a及1004b、形成于光圈层1006中的光圈层光圈1008a及1008b以及定位于光阻挡层1002及光圈层1006的快门1010a及1010b。平行于光阻挡层1002及光圈层1006从左到右或从右到左地驱动快门1010a及1010b，以选择性地阻挡光圈层光圈1008a及1008b，借此调制来自背光1040的光以形成图像。

每一光圈层光圈1008a及1008b是由第一边缘及与所述第一边缘相对的第二边缘界定。举例来说，光圈层光圈1008a是由第一左边缘1009a及第二右边缘1011a界定。类似地，光圈层光圈1008b是由第二左边缘1009b及第二右边缘1011b界定。同样地，每一前光圈1004a及1004b是由第一边缘及与所述第一边缘相对的第二边缘界定。举例来说，前光圈1004a是由第一左边缘1005a及第一右边缘1007a界定。类似地，前光圈1004b是由第二左边缘1005b及第二右边缘1007b界定。

前光圈1004a及1004b中的每一者分别相对于其对应光圈层光圈1008a及1008b定位，以使得光阻挡层的一部分与对应光圈层光圈1008a及1008b重叠。具体来说，前光圈1004a的左边缘1005a沿第一方向相对于光圈层光圈1008a的左边缘1009a偏移，以使得光阻挡层与光圈层光圈1008a的最左部分重叠。前光圈1004a的右边缘1007a与光圈层光圈1008a的右边缘1011a实质上对准。因此，前光圈1004a小于光圈层光圈1008a。在像素1000a中，前光圈1004a的中心沿一方向朝向显示器的右侧或观看者的左眼相对于光圈层光圈1008a的中心偏移。针对意欲提供左眼图像的像素，例如像素1000a，光阻挡层1002相对于光圈层光圈1008a的部分重叠变更通过对应光圈1004a及1008a朝向左眼或显示设备1050的右侧的光的角分布。实质上远离左眼成角度的光1020a由前光圈1004a的左边缘1005a旁边的光阻挡层阻挡。然而，朝向左眼成角度的光1022a可通过光圈层光圈1008a及前光圈1004a而具有较少阻碍。

类似地，针对意欲生成右眼图像的像素，例如像素1000b，前光圈1004b的右边缘1007b沿与第一方向相反的第二方向相对于光圈层光圈1008b的右边缘1011b偏移，以使得光阻挡层与光圈层光圈1008b的最右部分重叠。前光圈1004b的左边缘1005b与光圈层光圈1008b的右边缘1009b实质上对准。因此，前光圈1004b小于光圈层光圈1008b。在像素1000b中，前光圈1004b的中心沿一方向朝向显示器的左侧或观看者的右眼相对于光圈层光圈1008b的中心偏移。光阻挡层1002相对于光圈层光圈1008b的部分重叠变更通过对应光圈1004b及1008b朝向右眼或显示设备1050的左侧的光的角分布。实质上远离右眼成角度的光1020b由前光圈1004b的右边缘1007b旁边的光阻挡层阻挡。然而，朝向右眼成角度的光1022b可通过光圈层光圈1008b及前光圈1004b而具有较少阻碍。如同图9的像素900a及900b中所使用的部分重叠，结果是通过右眼像素对左眼像素的光的角分布的微分加权，此乃因具有实质上远离意欲眼的角度的光被光阻挡层1004的重叠部分吸收。

如上文所阐述，图9及10展示依赖于光阻挡层相对于形成于光圈层的光圈的相对定位以生成3D图像的显示设备。如下文将所阐述，图11及12展示依赖于光学元件的使用来生成3D图像的显示设备。

图11展示包含两个像素1100a及1100b的实例显示设备1150。显示设备1150通过使用光学元件来将光重新定向以通过形成于显示设备的像素中的对应光圈来形成像素之间的空间多路复用。

显示设备1150包含：沉积于包含具有光阻挡材料的光阻挡层1102的显示设备1150的前衬底上的前光圈层、包含反射及光吸收材料的层的光圈层1106以及背光1140。像素1100a及1100b两者包含：形成于光阻挡层1102中的对应前光圈1104a及1104b、形成于光圈层1106中的光圈层光圈1108a及1108b以及定位于光阻挡层1102及光圈层1106之间的快门1110a及1110b。平行于光阻挡层1102及光圈层1106从左到右或从右到左地驱动快门1110a及1110b，以选择性地阻挡光圈层光圈1108a及1108b，借此调制来自背光1140的光以形成图像。与图9的像素900a及900b以及图10的像素1000a及1000b相比来说，形成于光圈层1108中的光圈层光圈1108a及1108b与形成于光阻挡层1104中的前光圈1104a及1104b可在两侧上实质上对准。

另外，像素1100a及1100b包含可分别定位于光圈层1106与背光1140之间以用于形成左眼图像及右眼图像的相应偏轴光学元件1130a及1130b。偏轴光学元件1130a及1130b经配置以提供来自左眼及右眼像素的光的类似微分角分布，如上文关于图9及10所阐述。与使用如那些图中所详述的前光圈与光圈层光圈之间的部分重叠相比来说，显示设备1150可增加朝向所期望方向成角度且通过相应光圈层光圈1108a及1108b以及前光圈1104a及1104b的光的量。在某些实施方案中，偏轴光学元件定位于光圈层1106与背光1140之间。在此些实施方案中，未以所期望角度范围重新定向穿过对应光圈层光圈1108a及1108b的光的某些光可经重新定向朝向毗邻于背光1140的光圈层1106的光反射底部表面。以此方式，此光可经反射回到背光中且由背光回收。此允许更多光最终逸出显示设备1150以形成较亮图像或消耗较少电力。

针对意欲生成左眼图像的像素，例如像素1100a，像素1100a包含定位于背光1140与光圈层光圈1108a之间的偏轴光学元件1130a。偏轴光学元件1130a可基于光欲重新定向的方向而经定位相对于光圈层光圈1108a的一个边缘较靠近光圈层光圈1108a的相对边缘。在此情形中，与光圈层光圈1108a的第二边缘1109a相比，偏轴光学元件1130a经定位较靠近于光圈层光圈1108a的第一边缘1111a。来自背光1140的光通过偏轴光学元件1130a且经重新定向以使得通过光圈层光圈1108a及前光圈1104a的光1120a具有朝向观看者的左眼或显示设备1150的右侧较重加权的角分布。

相反地，针对意欲生成右眼图像的像素，例如像素1100b，偏轴光学元件1130b定位于背光1140与光圈层光圈1108b之间。偏轴光学元件1130b可基于光意欲重新定向的方向而经定位相对于光圈层光圈1108b的一个边缘较靠近朝向光圈层光圈1108b的相对边缘。在此情形中，与光圈层光圈1108b的第二边缘1111b相比，偏轴光学元件1130b经定位较靠近于光圈层光圈1108b的第一边缘1109b。来自背光1140的刚通过偏轴光学元件1130b且经重新定向以使得通过光圈层光圈1108b及前光圈1104b的光1120b具有朝向观看者的右眼或显示设备1150的左侧较重加权的角分布。

在某些实施方案中，偏轴光学元件1130a及1130b包含偏轴透镜、棱镜或调整通过对应光圈的光的角分布的其它光学元件中的一或多者。在使用偏轴光学元件的某些此些实施方案中，前光圈1104a及1104b可分别类似于图9及10中所示的显示设备950及1050的配置而相对于光圈层光圈1108a及1108b偏移。

图12展示包含两个像素1200a及1200b的实例显示设备1250。类似于图11的显示设备1150，显示设备1250通过使用光学元件来重新定向光以通过形成于显示设备的像素中的对应光圈来形成像素之间的空间多路复用。

显示设备1250包含沉积于包含具有光阻挡材料的光阻挡层1202的显示设备1250的前衬底上的前光圈层、包含反射及光吸收材料的层的光圈层1206以及背光1240。像素1200a及1200b两者包含形成于光阻挡层1202中的对应前光圈1204a及1204b以及定位于光阻挡层1202与光圈层1206之间的快门1210a及1210b。像素1200a及1200b还包含定位于形成于光圈层1206中的光圈层光圈(未展示)内的相应光学元件1230a及1230b。相应光学元件1230a及1230b经配置以为像素1200a及1200b提供光的微分角分布。在某些实施方案中，光学元件1230a及1230b可包含实质上填充光圈层光圈1208a及1208b的并入到光圈层1206中的一或多个微透镜。光学元件1230a及1230b取决于光学元件的形状或定向而朝向右眼或左眼引导光。

针对意欲生成左眼图像的像素，例如像素1200a，光学元件1230a配合到光圈层1206。来自背光1240的光1220a通过光学元件1230a且经重新定向以使得光1220a具有朝向观看者的左眼或显示设备1250的右侧较重加权的角分布。相反地，针对意欲生成右眼图像的像素，例如像素1200b，光学元件1230b配合到光圈层1206。来自背光1240的光1220b通过光学元件1230b且经重新定向以使得光1220b具有朝向观看者的右眼或显示设备1250的左侧较重加权的角分布。

图13展示用以形成3D图像的包含两个像素1300a及1300b的实例显示设备1350。显示设备1350(类似于关于图9到12所示的显示设备)可依赖于两组像素的空间多路复用。确切地说，在某些实施方案中，显示设备1350依赖于MEMS基于快门的光调制器的空间多路复用。然而，与图9到12中所绘示的显示设备相比来说，显示设备1350依赖于在快门处于敞开位置中时快门的光阻挡部分与形成于下伏光圈层中的对应光圈之间的重叠程度来生成3D图像。

显示设备1350包含：沉积于包含具有光阻挡材料的光阻挡层1302的显示设备1350的前衬底上的前光圈层、包含反射及光吸收材料的层的光圈层1306以及背光1340。像素1300a及1300b两者包含形成于光阻挡层1302中的对应前光圈1304a及1304b以及形成于光圈层1306中的对应光圈层光圈1308a及1308b。

像素中的每一者还包含对应快门1310a或1310b。如图13中所绘示，类似于图2中所示的快门202，快门1310a及1310b是缝隙式。快门1310a及1310b包含分别由快门光圈1314a及1314b分离的第一光阻挡部分1312a及1312b以及第二光阻挡部分1313a及1313b。快门1310a及1310b经配置以由显示控制器(例如图1中所绘示的显示控制器134)驱动。

为给通过像素的对应光圈的光的角分布提供微分加权，将第一光阻挡部分1312a及1312b以及第二光阻挡部分1314a及1314b驱动到不同位置。为生成左眼图像，将快门1310a驱动到敞开位置以使得第一光阻挡部分1312a与对应光圈层光圈1308a的一部分重叠。为生成右眼图像，将快门1310b驱动到敞开位置以使得第二光阻挡部分1313b与对应光圈层光圈1308b的不同部分重叠。

具体来说，针对经配置以生成左眼图像的左眼像素1300a，快门1310a在关闭位置与左眼敞开位置之间移动。在关闭位置中，光阻挡部分1313a与整个光圈层光圈1308a重叠。在左眼敞开位置中，光阻挡部分1313a不与光圈层部分1308a的任何部分重叠，但光阻挡部分1312a与光圈层光圈1308a的最左部分重叠，以使得远离左眼成角度的光由光阻挡部分1312a阻挡。假定快门1310a通过从显示设备1350的左侧驱动到显示设备1350的右侧而敞开，可将快门1310a视为处于“过驱动”位置，即，其经驱动超过中性敞开位置。

针对经配置以生成右眼图像的右眼像素1300b，快门1310b在关闭位置与右眼敞开位置之间移动。在关闭位置中，光阻挡部分1312b与整个光圈层光圈1308b重叠。在右眼敞开位置中，光阻挡部分1312b不与光圈层部分1308b的任何部分重叠但光阻挡部分1313b与光圈层光圈1308b的最右部分重叠。以此方式，远离右眼成角度的光由光阻挡部分1312b阻挡。假定快门1310b通过从显示设备1350的左侧驱动到显示设备1350的右侧而敞开，可将快门1310b视为处于“驱动不足”位置中，即，其未经驱动足够远以达到中性敞开位置。

为使用显示设备1350来生成3D图像，基于快门的显示设备1350的显示器控制器经配置以致使包含像素1300a的第一组MEMS基于快门的像素形成左眼图像及包含像素1300b的第二组MEMS基于快门的像素形成右眼图像。在依赖于两组的MEMS基于快门的像素的空间多路复用的实施方案中，显示器控制器可在关闭位置与左眼敞开位置之间驱动第一组像素且在关闭位置与右眼敞开位置之间驱动第二组像素。确切地说，为生成左眼图像，将第一组MEMS基于快门的像素的快门(例如，快门1310a)驱动到左眼敞开位置，所述左眼敞开位置不成比例地允许朝向观看者的左眼或显示设备1350的右侧成角度的光通过光圈(即，光圈层光圈、快门光圈及前光圈)同时不成比例地阻挡远离观看者的左眼成角度的光。类似地，为生成右眼图像，将第二组MEMS基于快门的像素的快门(例如，快门1310b)驱动到右眼敞开位置，所述右眼敞开位置不成比例地允许朝向观看者的右眼或显示设备1350的左侧成角度的光通过显示设备的对应光圈同时不成比例地阻挡远离观看者的右眼成角度的光。在某些实施方案中，像素1300a及1300b包含类似于图11中所绘示的光学元件1130a及1130b或图12中所绘示的光学元件1230a及1230b的光学元件。此些光学元件促进通过光圈层光圈1308a及1308b的光具有较可能通过快门光圈1314a及1314b的角度。

尽管上文关于图9及10所阐述的第一组实施方案及上文关于图11及12所阐述的第二组实施方案涉及依赖于两组像素的空间多路复用以生成3D图像的架构，但上文关于图13所阐述的第三组此些实施方案可交替地经配置以实施一或多个组MEMS基于快门的像素或其它光调制器的时间多路复用以形成3D图像。

确切地说，显示设备1350的MEMS基于快门的像素中的每一者可经配置以在第一时间处产生右眼图像及在第二时间处产生左眼图像。上述情形是可能的，此乃因像素1300a及1300b可是相同的。在此些实施方案中，控制器经配置以在至少三个位置(即，关闭位置、左眼敞开位置及右眼敞开位置)之间驱动像素(例如，像素1300a及1300b)的快门(例如快门1310a及1310b)。上述情形可通过变更施加到控制快门的位置的致动器的电压而实现。举例来说，在某些实施方案中，通过将递增较低驱动电压(例如23伏特)施加到控制快门1310a的致动器，快门1310a从关闭位置移动到右眼敞开位置，即，驱动不足位置。将递增较高电压(例如27伏特)施加到相同致动器使快门1310a从关闭位置移动到左眼敞开位置，即，过驱动位置。

在某些实施方案中，图9到13的显示设备950、1050、1150、1250及1350中的每一者可经配置以形成2D图像及3D图像两者。针对实施空间多路复用以形成3D图像的显示设备，此显示设备通过使左眼像素及右眼线速输出相同图像来生成2D图像。在图13中所绘示的显示设备1350的某些实施方案中，基于快门的光调制器(快门1310a及1310b)可经驱动到至少四个不同位置中，即，关闭位置、左眼敞开位置、右眼敞开位置及中性敞开位置。在中性敞开位置中，快门光圈(举例来说，快门光圈1314a)与光圈层光圈1308a完全对准以使得快门光圈1314a集中于光圈层光圈1308a上。以此方式，快门1310a允许均匀角分布的光通过光圈层光圈1308a、快门光圈1312a及前光圈1304a。遵循上文所阐述的实例，通过施加介于递增较低电压与递增较高电压之间的电压，例如25伏特，快门1310a可从关闭位置移动到中性敞开位置。

应了解，上文关于图9到13所阐述的实施方案展示如关于图6所阐述的MEMS朝下配置中的显示设备的部分。本文中所阐述的实施方案还可实施于关于图5进一步详细阐述的MEMS朝上配置中。一般来说，在MEMS朝上显示设备中，光阻挡层与背平面分离且替代地施加于盖板上。背平面形成于在盖板之后的MEMS衬底上，且光圈层放置于MEMS衬底与背光之间。

图14展示借以控制器可显示3D图像的时间多路复用显示过程1400的实例流程图。显示过程1400以控制第一组像素以形成第一图像(方框1402)开始。使光源照明以显示第一图像(方框1404)。控制相同组的像素以形成第二图像(方框1406)，及使光源照明以显示第二图像(方框1408)。在某些实施方案中，可使光源照明以同时形成第一图像及第二图像。

如上文所阐述，显示过程1400以控制一组像素(方框1402)以选择性阻碍多个相应光圈以形成第一图像而开始。第一图像具有朝向观看者的第一眼加权的光的角分布。控制器可致使将像素驱动到基于与第一图像相关联的输入数据所确定的第一组状态中。在某些实施方案中，像素由基于快门的MEMS光调制器形成。

在控制像素阵列到其所期望状态(方框1402)之后，控制器旋即使一或多个光源照明以显示第一图像(方框1404)。来自光源的光(例如背光)通过对应像素的相应光圈以显示第一图像。形成第一图像的光具有朝向观看者的第一眼的方向较重加权的角分布。

控制器还控制相同组的像素以形成第二图像(方框1406)。第二图像具有朝向观看者的第二眼较重加权的光的角分布。控制器指示将像素驱动到基于与第二图像相关联的输入数据所确定的第二组状态中。

在控制相同组的像素到其所期望状态中(方框1406)之后，控制器旋即可使一或多个光源照明以显示第二图像(方框1408)。来自光源的光通过对应像素的相应光圈以显示第二图像。形成第二图像的光具有朝向观看者的第二眼的方向较重加权的角分布。使用此过程1400，控制器可在具有MEMS基于快门的像素的阵列的显示设备上生成3D图像。

图15展示用于显示图像的显示过程1500的实例流程图。显示过程1500以接收图像数据(方框1502)开始。作出图像数据是否为3D图像数据的确定(方框1504)。如果图像数据为3D图像数据，那么输出第一眼图像(方框1508)及输出第二眼图像(方框1510)。针对可使用空间多路复用或时间多路复用生成3D图像的某一显示设备，在生成第一眼图像(方框1508)及第二眼图像(1510)之前，显示设备作出是使用空间多路复用还是时间多路复用的确定(方框1506)。如果图像数据为非3D图像数据，通过显示设备的像素输出2D图像(方框1512)。

如上文所阐述，显示过程1500以显示设备接收图像数据(方框1500)以显示而开始。显示设备确定图像数据是否为3D(方框1504)。图像数据可对应于2D图像或3D图像。在某些实施方案中，图像数据可包含元数据或将图像数据识别为2D或3D的某一其它形式的识别。显示设备可通过评估此元数据而确定图像数据为3D。

某一显示设备可使用空间多路复用或时间多路复用生成3D图像。此显示设备的实例为图13的显示设备1350。因此，如果在1504处确定所接收图像为3D图像，那么此显示设备确定是使用空间多路复用还是时间多路复用(方框1506)来生成3D图像。可影响使用的多路复用的类型的一个实例因素包含与并入有正显示图像的视频相关联的帧速率。具有较高帧速率的视频中的图像可更适于使用空间多路复用来显示。具有较低帧速率的视频的图像可更适于使用时间多路复用来显示。可考量的另一因素为图像的复杂性的水平。如果图像具有高水平的变化或细节，那么时间多路复用可更适合。针对利用时分灰阶以生成不同色彩的显示器，第三因素可为图像中的色彩的变化的量。具有诸多类似色彩的图像可更适合使用空间多路复用而非时间多路复用来显示。在此些情形中，时间较佳花费于用递增数目个位平面呈现图像以适当显示不同色彩。在某些实施方案中，显示设备可确定使用空间多路复用或时间多路复用，举例来说，基于逐帧或针对单件媒体一次。

在某些实施方案中，图像帧可以介于从约24Hz到240Hz的范围的帧速率显示。在某些实施方案中，图像帧可以约60Hz的帧速率显示。在此些实施方案中，每一图像帧具有约16.6ms的帧时间。因此，以对应于约16.6ms的帧速率的60Hz的帧速率，照明时间可为约8.3ms。在利用时间多路复用的实施方案中，举例来说，其中像素以交替方式显示左眼图像及右眼图像，左眼图像及右眼图像显示的帧速率可为总帧速率的两倍。如此，为达成约60Hz的总帧速率，显示左眼图像及右眼图像的帧速率可为约120Hz。尽管帧速率可低于60Hz，但在某些实施方案中，帧速率大于60Hz以减轻图像假影(例如，闪烁)的发生。

在利用空间多路复用的某些实施方案中，其中同时显示左眼图像及右眼图像，显示左眼图像及右眼图像的帧速率可与总帧速率实质上相同。举例来说，如果图像帧欲以60Hz的帧速率显示，那么左眼图像帧及右眼图像帧可以60Hz的帧速率显示。

假定图像为3D图像，显示设备输出第一眼图像(方框1508)及第二眼图像(方框1510)。如上文所阐述，第一眼图像可通过显示朝向显示设备的第一侧成角度的光而形成，且第二眼图像可通过显示朝向与第一侧相对的显示设备的第二侧成角度的光而形成。在经设计(或已选择)以使用空间多路复用来生成3D图像的显示设备中，将第一组光调制器致动到适于形成第一眼图像的状态中。将第二组光调制器致动到适于第二眼图像的状态中。在空间多路复用布置中，第一眼图像及第二眼图像通常同时显示，尽管在某些实施方案中，其还可顺序显示。在时间多路复用布置中，第一眼图像及第二眼图像为顺序显示，此乃因使用相同光调制器来显示第一眼图像及第二眼图像两者。

如果图像数据为非3D图像数据(方框1504)，那么显示设备以2D形式输出图像(方框1512)。如果由观看者的左眼及右眼感知的图像针对具有专用第一眼像素及第二眼像素的显示设备(例如图9中所绘示的显示设备950)、透过两组像素输出相同图像的显示设备相同，那么图像以2D形式感知。针对能够生成中性图像的显示设备(举例来说，图13中所绘示的显示设备1350)，此显示设备输出利用此能力以生成2D图像。为生成2D图像，通过如此做，由观看者的左眼及右眼感知的图像非彼此偏移且深度未被感知。

图16A及16B是图解说明包含多个显示元件的显示装置40的系统方框图。举例来说，显示装置40可为智能电话、蜂窝式或移动电话。然而，显示装置40的相同组件或其稍微变化形式还图解说明各种类型的显示装置，例如电视、计算机、平板计算机、电子阅读器、手持式装置及便携式媒体装置。

显示装置40包含外壳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可由各种制造过程(包含注入模制及真空成形)中的任一者形成。另外，外壳41可是由各种材料中的任一者制成，其包含(但不限于)塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷或其组合。外壳41可包含可移除部分(未展示)，所述可移除部分可与具有不同色彩或含有不同标志、图片或符号的其它可移除部分互换。

显示器30可为各种显示器中的任一者，包含双稳态显示器或模拟显示器，如本文中所阐述。显示器30还可经配置以包含平板显示器(例如，等离子体显示器、EL、OLED、STNLCD或TFT LCD)或非平板显示器(例如，CRT或其它电子管装置)。

在图16A中示意性地图解说明显示装置40的组件。显示装置40包含外壳41且可包含至少部分地封围于其中的额外组件。举例来说，显示装置40包含网络接口27，网络接口27包含可耦合到收发器47的天线43。网络接口27可为可在显示装置40上显示的图像数据的源。因此，网络接口27为图像源模块的一项实例，但处理器21及输入装置48还可用作图像源模块。收发器47连接到处理器21，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，过滤或以其它方式操纵信号)。调节硬件52可连接到扬声器45及麦克风46。处理器21还可连接到输入装置48及驱动器控制器29。驱动器控制器29可耦合到帧缓冲器28且耦合到阵列驱动器22，所述阵列驱动器又可耦合到显示器阵列30。显示装置40中的一或多个元件(包含图16A中未具体绘示的元件)可经配置以充当存储器状态且经配置以与处理器21通信。在某些实施方案中，电力供应器50可为特定显示装置40设计中的实质上所有组件提供电力。

网络接口27包含天线43及收发器47以使得显示装置40可经由网络与一或多个装置通信。网络接口27还可具有某些处理能力以减轻(举例来说)处理器21的数据处理要求。天线43可发射及接收信号。在某些实施方案中，天线43根据IEEE 16.11标准(包含IEEE16.11(a)，(b)，或(g))或IEEE 802.11标准(包含IEEE 802.11a，b，g，n，)及所述标准的进一步实施方案来发射及接收RF信号。在某些其它实施方案中，天线43根据标准发射及接收RF信号。在蜂窝式电话的情形中，天线43可经设计以接收码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM/通用包无线电服务(GPRS)、增强型数据GSM环境(EDGE)、陆地中继式无线电(TETRA)、宽带-CDMA(W-CDMA)、演进数据最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修订版A、EV-DO修订版B、高速包存取(HSPA)、高速下行链路包存取(HSDPA)、高速上行链路包存取(HSUPA)、演进式高速包存取(HSPA+)、长期演进(LTE)、AMPS或用于在无线网络(例如利用3G、4G或5G技术的系统)内通信的其它已知信号。收发器47可预处理从天线43接收的信号，以使得其可由处理器21接收并由其进一步操纵。收发器47还可处理从处理器21接收的信号，以使得可经由天线43从显示装置40发射所述信号。

在某些实施方案中，可由接收器替换收发器47。另外，在某些实施方案中，可由图像源来替换网络接口27，所述图像源可存储或生成待发送到处理器21的图像数据。处理器21可控制显示装置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，经压缩图像数据)，及将所述数据处理成原始图像数据或处理成容易被处理成原始图像数据的格式。处理器21可将经处理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每一位置处的图像特性的信息。举例来说，此些图像特性可包含色彩、饱和度及灰度阶。

处理器21可包含微控制器、CPU或逻辑单元以控制显示装置40的操作。调节硬件52可包含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可直接从处理器21或从帧缓冲器28获取由处理器21生成的原始图像数据，且可适当地将原始图像数据重新格式化以供高速发射到阵列驱动器22。在某些实施方案中，驱动器控制器29可将原始图像数据重新格式化成具有光栅状格式的数据流，以使得其具有适合于跨越显示器阵列30进行扫描的时间次序。然后，驱动器控制器29将经格式化信息发送到阵列驱动器22。尽管驱动器控制器29(例如，LCD控制器)常常作为独立集成电路(IC)与系统处理器21相关联，但此些控制器可以诸多方式实施。举例来说，控制器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。

阵列驱动器22可从驱动器控制器29接收经格式化信息且可将视频数据重新格式化成一组平行波形，所述组平行波形每秒多次地施加到来自显示元件的显示器的x-y矩阵的数百条且有时数千条(或更多)引线。在某些实施方案中，阵列驱动器22及显示器阵列30为显示模块的一部分。在某些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示器阵列30为显示模块的一部分。

在某些实施方案中，驱动器控制器29、阵列驱动器22及显示器阵列30适用于本文中所阐述的显示器类型中的任一者。举例来说，驱动器控制器29可为常规显示器控制器或双稳态显示器控制器(例如上文关于图1所阐述的控制器134)。另外，阵列驱动器22可为常规驱动器或双稳态显示器驱动器。此外，显示器阵列30可为常规显示器阵列或双稳态显示器阵列(例如包含显示元件阵列(例如图3中所绘示的光调制器阵列320)的显示器)。在某些实施方案中，驱动器控制器29可与阵列驱动器22集成。此实施方案在高度集成系统(举例来说，移动电话、便携式电子装置、手表或小面积显示器)中可是有用的。

在某些实施方案中，输入装置48可经配置以允许(举例来说)用户控制显示装置40的操作。输入装置48可包含小键盘(例如，QWERTY键盘或电话小键盘)、按钮、开关、摇杆、触敏式屏幕、与显示器阵列30集成的触敏式屏幕或压敏或热敏隔膜。麦克风46可配置为显示装置40的输入装置。在某些实施方案中，可使用透过麦克风46的语音命令来控制显示装置40的操作。

电力供应器50可包含各种能量存储装置。举例来说，电力供应器50可为可再充电式蓄电池，例如镍-镉蓄电池或锂离子蓄电池。在使用可再充电蓄电池的实施方案中，可使用来自(举例来说)壁式插座或者光伏打装置或阵列的电力给所述可再充电蓄电池充电。另一选择为，可再充电蓄电池可以无线方式充电。电力供应器50还可为可再生能源、电容器或太阳能电池(包含塑料太阳能电池或太阳能电池涂料)。电力供应器50还可经配置以从壁式插座接收电力。

在某些实施方案中，控制可编程性驻存于驱动器控制器29中，所述驱动器控制器可位于电子显示器系统中的数个地方中。在某些其它实施方案中，控制可编程性驻存于阵列驱动器22中。上文所阐述的最佳化可以任何数目个硬件及/或软件组件实施且可以各种配置实施。

可将结合本文中所揭示的实施方案阐述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路及算法过程实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。已就功能性大体阐述了硬件与软件的可互换性且在上文所阐述的各种说明性组件、块、模块、电路及过程中加以说明。此功能性是以硬件还是以软件实施取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。

可借助通用单芯片处理器或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文中所阐述的功能的其任一组合来实施或执行用于实施结合本文中所揭示的方面所阐述的相应说明性逻辑、逻辑块、模块及电路的硬件及数据处理设备。通用处理器可为微处理器或任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。还可将处理器实施为计算装置的组合(例如，DSP与微处理器的组合)、多个微处理器、一或多个微处理器连同DSP核心或任一其它此类配置。在某些实施方案中，可通过特定于既定功能的电路来执行特定过程及方法。

在一或多个方面中，可以硬件、数字电子电路、计算机软件、固件(包含本说明书中所揭示的结构及其结构等效物)或其任何组合来实施所阐述的功能。还可将本说明书中所阐述的标的物的实施方案实施为一或多个计算机程序，即，编码于计算机存储媒体上以供数据处理设备执行或用以控制数据处理设备的操作的一或多个计算机程序指令模块。

如果以软件实施，那么所述功能可存储于计算机可读媒体上或作为计算机可读媒体上的一或多个指令或代码进行发射。本文中所揭示的方法或算法的过程可实施于可驻存于计算机可读媒体上的处理器可执行软件模块中。计算机可读媒体包含计算机存储媒体及通信媒体两者，包含可经启用以将计算机程序从一地方传送到另一地方的任一媒体。存储媒体可为任何可由计算机存取的可用媒体。以实例方式，而非限制方式，此些计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、或可用于存储呈指令或数据结构形式的所期望程序代码且可由计算机存取的任一其它媒体。此外，可将任一连接适当地称作计算机可读媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式复制数据，而光盘使用激光以光学方式复制数据。上述的组合还应包含于计算机可读媒体的范围内。另外，方法或算法的操作可以一个或任何代码及指令组合或集合形式驻存于可并入到计算机程序产品中的机器可读媒体及计算机可读媒体上。

所属领域的技术人员可易于明了对本发明中所阐述的实施方案的各种修改，且本文中所定义的一般原理可适用于其它实施方案而不背离本发明的精神或范围。因此，权利要求书并不意欲限于本文中所展示的实施方案，而被授予与本文中所揭示的本发明、原理及新颖特征相一致的最宽广范围。

另外，所属领域的技术人员应易于了解，术语“上部”及“下部”有时是为了便于阐述图而使用，且指示对应于图于适当定向页面上的定向的相对位置，且可不反映如所实施的任何装置的适当定向。

还可将本说明书中在单独实施方案的上下文下阐述的某些特征以组合形式实施于单项实施方案中。相反地，还可将在单项实施方案的上下文下阐述的各种特征单独地或以任何适合子组合的形式实施于多项实施方案中。此外，尽管上文可将特征阐述为以某些组合形式起作用且甚至最初是如此主张的，但在某些情形中，可从所主张的组合去除来自所述组合的一或多个特征，且所主张的组合可针对子组合或子组合的变化形式。

类似地，虽然在所述图式中以特定次序绘示操作，但不应将此理解为要求以所展示的特定次序或以顺序次序执行此些操作或执行所有所图解说明的操作以达成期望结果。此外，图式可以流程图的形式示意性地绘示一或多个实例过程。然而，未绘示的其它操作可并入于示意性图解说明的实例过程中。举例来说，可在所图解说明操作中的任一者之前、之后、与其同时或在其之间执行一或多个额外操作。在某些情形下，多任务及并行处理可是有利的。此外，上文所阐述的实施方案中的各种系统组件的分离不应被理解为要求在所有实施方案中进行此分离，而应理解为所阐述的程序组件及系统通常可一起集成于单个软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案还属于以下权利要求书的范围内。在某些情形中，权利要求书中所引述的动作可以不同次序执行且仍达成期望结果。

Claims (32)

1.一种用于显示三维3D图像的设备，其包括：

基于快门的显示元件阵列，每一显示元件经配置以驱动相对于对应光圈的至少三个位置之间的快门，所述至少三个位置包含关闭位置、第一眼敞开位置及第二眼敞开位置，且其中在所述第一眼敞开位置中，由所述显示元件发射的光包含朝向所述设备的第一侧加权的光的角分布，且在所述第二眼敞开位置中，由所述显示元件发射的光包含朝向与所述第一侧相对的所述设备的第二侧加权的光的角分布；及

控制器，其经配置以：

控制所述阵列中的一组显示元件以通过致使所述显示元件中的每一者基于输入数据将其对应快门驱动到所述关闭位置或所述第一眼敞开位置中而在第一时间处形成对应于所述输入数据的第一眼图像，其中所述第一眼图像包含朝向所述设备的所述第一侧加权的光的角分布；及

控制所述阵列中的相同组的显示元件以通过致使所述显示元件中的每一者基于输入数据将其对应快门驱动到所述关闭位置或所述第二眼敞开位置中而在第二时间处形成对应于所述输入数据的第二眼图像，其中所述第二眼图像包含朝向与所述第一侧相对的所述设备的所述第二侧加权的光的角分布。

2.根据权利要求1所述的设备，其中在所述第一眼敞开位置中，所述快门部分地阻碍所述对应光圈的第一部分，且在所述第二眼敞开位置中，所述快门部分地阻碍与所述光圈的所述第一部分相对的所述光圈的第二部分。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述显示元件经配置以致使其相应快门：通过致使将第一电压施加到耦合到所述快门的致动器而驱动到所述第一眼敞开位置中；且通过致使将第二不同电压施加到所述致动器而驱动到所述第二眼敞开位置中。

4.根据权利要求2所述的设备，其中所述显示元件经配置以将其相应快门驱动到提供中性光分布的第三敞开位置中。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述控制器经配置以通过致使所述显示元件基于所述输入数据将其相应快门驱动到所述关闭位置或所述第三敞开位置中而生成二维图像。

6.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

后光圈层，其包括多个后光圈；及

前光圈层，其包括多个前光圈，其中所述显示元件阵列定位于所述后光圈层与所述前光圈层之间。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述前光圈层包含光阻挡材料。

8.根据权利要求6所述的设备，其中所述后光圈层包含接近所述显示元件阵列的第一表面，所述光圈层的所述第一表面包含反射材料及光吸收材料中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述快门包含机电系统EMS装置及微机电系统MEMS装置中的至少一者。

10.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：

显示模块，其并入有所述显示元件阵列及所述控制器；

处理器，其经配置以处理图像数据；及

存储器装置，其经配置以与所述处理器通信。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述控制器包括所述处理器及所述存储器装置中的至少一者。

12.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括：

驱动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示模块；且其中

所述处理器进一步经配置以将所述图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。

13.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括：

图像源模块，其经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包括接收器、收发器及发射器中的至少一者。

14.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括：

输入装置，其经配置以接收输入数据并将所述输入数据传递到所述处理器。

15.一种用于生成三维3D图像的显示设备，其包括：

后光圈层，其包含多个后光圈；

第一组机电系统EMS基于快门的显示元件，每一显示元件包含其中形成有多个光阻挡部分及至少一个快门光圈的快门，所述显示元件经配置以在其中所述快门的所述光阻挡部分阻挡通过对应后光圈的实质上所有光的不透射状态与其中所述快门的所述至少一个快门光圈的中心沿第一方向相对于对应后光圈的中心偏移的第一光透射状态之间驱动，以使得通过所述至少一个快门光圈的光具有朝向所述第一方向较重加权的角分布；及

第二组EMS基于快门的显示元件，每一显示元件包含其中形成有多个光阻挡部分及至少一个快门光圈的快门，所述显示元件经配置以在其中所述快门的所述光阻挡部分阻挡通过对应后光圈的实质上所有光的所述不透射状态与其中所述快门的所述至少一个快门光圈的中心沿第二方向相对于对应后光圈的中心偏移的第二光透射状态之间驱动，以使得通过所述至少一个快门光圈的光具有朝向所述第二方向较重加权的角分布。

16.根据权利要求15所述的显示设备，其中所述第一组EMS基于快门的显示元件形成包含朝向所述显示设备的第一侧加权的光的角分布的第一眼图像，且所述第二组EMS基于快门的显示元件形成包含朝向所述显示设备的第二侧加权的光的角分布的第二眼图像。

17.根据权利要求16所述的显示设备，其中：

所述第一组基于快门的显示元件包含多个第一光学元件，所述第一光学元件对应于所述对应后光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第一侧引导光；且

所述第二组基于快门的显示元件包含多个第二光学元件，所述第二光学元件对应于所述对应后光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第二侧引导光。

18.根据权利要求17所述的显示设备，其中所述第一光学元件及所述第二光学元件包含微透镜及棱镜中的至少一者。

19.根据权利要求15所述的显示设备，其进一步包括：

前光圈层，其包括多个前光圈，其中所述第一组EMS基于快门的显示元件及所述第二组EMS基于快门的显示元件定位于所述后光圈层与所述前光圈层之间。

20.根据权利要求19所述的显示设备，其中所述前光圈层包含含有光阻挡材料的第一表面。

21.根据权利要求20所述的显示设备，其中所述后光圈层包含含有反射材料及光吸收材料中的至少一者的第一表面。

22.一种用于生成三维3D图像的显示设备，其包括：

后光圈层，其包含多个后光圈；

前光圈层，其沉积于所述显示设备的前衬底上，包含光阻挡材料层及形成于其中的多个前光圈，其中所述前光圈相对于所述后光圈定位，以使得，

所述光阻挡材料与第一组后光圈的第一边缘重叠以使得通过第一组所述后光圈的光射出所述显示设备以形成包含朝向所述显示设备的第一侧加权的光的角分布的第一眼图像，且

所述光阻挡材料与第二组后光圈的与所述第一边缘相对的第二边缘重叠，以使得通过所述第二组后光圈的光射出所述显示设备以形成包含朝向与所述第一侧相对的所述显示设备的第二侧加权的光的角分布的第二眼图像；

多个显示元件，其经配置以选择性地控制从所述后光圈通过所述前光圈的光的量；

多个第一光学元件，其对应于所述第一组后光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第一侧引导光；及

多个第二光学元件，其对应于所述第二组后光圈且经配置以朝向所述显示设备的所述第二侧引导光。

23.根据权利要求22所述的显示设备，其中所述多个第一光学元件及所述多个第二光学元件包含微透镜及棱镜中的至少一者。

24.根据权利要求22所述的显示设备，其中所述前光圈是由光阻挡材料的第一部分及光阻挡材料的第二部分界定，且

针对所述第一组后光圈中的每一者，光阻挡材料的对应第一部分沿第一方向与相应后光圈的所述第一边缘重叠；且

针对所述第二组后光圈中的每一者，光阻挡材料的对应第二部分沿与所述第一方向相反的第二方向与相应后光圈的所述第二边缘重叠。

25.根据权利要求24所述的显示设备，其中：

针对所述第一组后光圈中的每一者，光阻挡材料的所述第二部分沿所述第一方向与相应后光圈的所述第二边缘对准；且

针对所述第二组后光圈中的每一者，光阻挡材料的所述第一部分沿与所述第一方向相反的所述第二方向与相应后光圈的所述第一边缘对准。

26.根据权利要求22所述的显示设备，其进一步包括经配置以致使将所述显示元件驱动到选定状态中以形成所述第一眼及第二眼图像的控制器。

27.根据权利要求22所述的显示设备，其中所述显示元件经配置以通过选择性地阻碍通过所述后光圈的光而选择性地控制从所述后光圈通过所述前光圈的光的所述量。

28.一种用于使用显示器来生成三维3D图像的方法，所述方法包括：

控制各自包含快门的基于快门的显示元件阵列以通过致使所述显示元件中的每一者基于输入数据将其对应快门驱动到关闭位置或第一眼敞开位置中而在第一时间处形成对应于所述输入数据的第一眼图像，其中所述第一眼图像包含朝向所述显示器的第一侧加权的光的角分布；

使光源照明以显示所述第一眼图像；

控制所述显示元件阵列以通过致使相同显示元件中的每一者基于输入数据将其对应快门驱动到所述关闭位置或第二眼敞开位置中而在第二时间处形成对应于所述输入数据的第二眼图像，其中所述第二眼图像包含朝向所述显示器的第二侧加权的光的角分布；及

使所述光源照明以显示所述第二眼图像，

其中在所述第一眼敞开位置中，由显示元件发射的光包含朝向设备的所述第一侧加权的光的角分布，且在所述第二眼敞开位置中，由显示元件发射的光包含朝向所述设备的所述第二侧加权的角分布。

29.根据权利要求28所述的方法，其中通过将第一电压施加到与所述快门相关联的致动器来将所述快门驱动到所述第一眼敞开位置中，且其中通过将第二不同电压施加到与所述快门相关联的所述致动器来致使将所述快门驱动到所述第二眼敞开位置中。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述快门具有当将所述快门驱动到所述第一眼敞开位置中时与其对应光圈的第一部分重叠且当将所述快门驱动到所述第二眼敞开位置中时与所述对应光圈的第二不同部分重叠的光阻挡部分。

31.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括：

控制所述显示元件阵列以通过致使相同显示元件将其相应快门驱动到第三敞开位置中而形成对应于输入数据的中性图像，其中中性图像包含朝向所述显示器的第一侧及所述显示器的所述第二侧实质上相等加权的光的角分布；及

使所述光源照明以显示所述中性图像。

32.根据权利要求28所述的方法，其中根据其中以交替方式显示所述第一眼图像及所述第二眼图像的子帧顺序显示所述第一眼图像及所述第二眼图像。