CN105431895B - 控制反光式显示器干涉调光器的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开处理标准的视频信号数据和图像数据，并且在广泛的色域内选择色彩并通过明亮的反光式显示平板上显示彩色视频及图像的系统和方法。在一些应用实例中，输入的视频/图像信号首先从RGB编码转换为基于新颜色系统的编码，该系统使用光谱色，黑色和白色分量来编码颜色。反光式显示面板包括像素阵列，每个像素包含一个或多个自平行干涉调光器(“SPIMs”)。每个SPIM包含多个位于底部板的电极，一个固定的顶板和一个可动板，其中顶板和可动板由空腔隔开。在电极上施加适当的电压，可调节SPIM的空腔深度，使得SPIM反射特定波长的颜色或使得SPIM显示黑色或白色。

Description

控制反光式显示器干涉调光器的方法与系统

相关专利的交叉引用

本专利申请要求于2013年7月8日申请的61/843,491临时专利的权利。

技术领域

本发明涉及反光式彩色显示器，尤其是控制反光式显示器中干涉调光器的系统和方法，用于获得高亮度、宽色域的彩色图像。

背景技术

已经有通过研究墨水和纸张的特性的各种显示技术，以及透射式液晶显示器(“LCD显示器”)，反射式液晶显示器，电致发光显示器，有机发光二极管(OLED)，电泳显示器及和许多其他显示技术。反光式显示器是一种最近开发的显示器，在市场上越来越受到重视，已被广泛用于电子图书阅读器。与需要内置光源的常规平板LCD显示器相比，反射式显示器利用环境光来显示图像。反射式显示器可以实现类似于传统油墨印刷在纸上的图像。由于利用环境光显示图像，反光式显示器与传统的显示器相比耗能低很多，并可在明亮的环境中观看图像。目前的反光式显示器显示黑白图像特别有效。然而，现有的反光式彩色显示器图像颜色昏暗，亮度低，且只能显示整个可见颜色，或“色域”中的部分颜色。

发明内容

本发明公开用于处理标准的视频信号数据和图像数据的系统和方法，通过控制反光式显示平板来显示明亮和宽色域的彩色视频及图像。在某些范例中，标准格式的输入视频/图像信号的编码，如基于RGB色彩模型的格式，首先从RGB编码变换成基于新的颜色系统，其编码的颜色使用一个或多个编码光谱色和黑白色作为颜色分量。反光式彩色显示面板由一系列矩阵形状排列的自平行干涉式调光器(“SPIMs”)组成。图像里的每个像素与一个包含多个电极的底板层、固定的顶板层、以及二者之间形成的空腔中可移动的平板所形成的SPIM相关联。给电极施加适当的电压可以改变SPIM的空腔厚度，使得该SIPM反射出特定波长的颜色，黑色、或白色。在一个实例中，时序混色用于按顺序抖动颜色分量，以产生具有所需的饱和度和亮度的期望颜色。

附图说明

图1所示一个典型的数字编码的图像。

图2所示RGB颜色模型的一个版本。

图3所示一个不同的颜色模型，即“色调-饱和度-亮度”(“HSL”)颜色模型。

图4所示红，绿和蓝颜色匹配函数。

图5所示CIE 1931XYZ颜色匹配函数。

图6所示CIE XYZ颜色模型。

图7所示CIE 1931色度图。

图8A所示反光式显示器上通过RGB子像素显示白色的像素。

图8B所示在反光式显示上通过RGB子像素显示饱和红色的像素。

图9A所示反光式显示上利用时间颜色抖动显示白色的像素。

图9B所示反光式显示上利用时间颜色抖动显示饱和红色的像素。

图10所示法布里-珀罗干涉仪的侧视图

图11A所示自平行干涉式调光器的等轴侧室视图(“SPIM”)

图11B所示SPIM的部件分解图。

图11C所示SPIM应用实例中的TFT截面图。

图12A所示可动板未被驱动状态下的SPIM横截面视图。

图12B所示可动版驱动状态下的SPIM横截面视图。

图13A所示像素的24位RGB值和新色彩模型中像素的32位值。

图13B所示完全饱和红色从24位RGB值转换为新色彩模型的32位值。

图14所示一个示意性颜色查询表。

图15A所示以HSL颜色模型为例来描述从RGB系统转换为新的颜色系统。

图15B所示一个示意性波长色调的光谱色查询表。

图15C所示非光谱色调的示意性百分比-色调查找表。

图16所示一个以HSL模型为例的准备颜色查找表的流程图。

图17所示一个像素分成4个子像素的空间抖动方案。

图18所示显示图像帧的示意图。

图19所示反光式显示面板信号处理的电路系统图。

图20所示使用当前专利公开的反光式颜色显示技术处理视频/图像的控制流程图。

具体实施方式

数字编码的图像和颜色模型概述

图1所示一个典型的数码图像。编码图像包括像素102的二维阵列。在图1中，每个小正方形，如正方形104，表示一个像素，通常定义为在数字编码中数值指定的图像中的最小单元。每个像素是一个点，通常为一对数值表示，分别对应于正交的x轴106和y轴108。例如，像素104具有x，y坐标(39，0)，而像素112具有坐标(0，0)。在数字编码中，像素由数值表示，这些数值描述了与像素对应的图片区域如何呈现在画面上，展示在电脑显示屏或者其它显示器上。通常，对于黑白图像，0-255每个数值被用于表示每个像素呈现的相应的灰度等级，“0”表示黑色和“255”表示白色。对于彩色图像，任何数值在不同颜色指定集合都可以使用。在一种常用的颜色模型，如图1中，每个像素与三个值，或者坐标(r，g，b)有关，坐标(r，g，b)分别表示被显示的像素的红，绿和蓝颜色分量。

图2表示RGB颜色模型的一个版本。正如上面讨论的图1一样，颜色的整个光谱由三原色坐标(r，g，b)表示。这个颜色模型由三条正交轴线定义的三维彩色空间组成单位立方体202中的点对应：(1)r204；(2)g206；和(3)b208。因此，各个颜色坐标沿着三条颜色轴从0到1变动。例如，最饱和的纯蓝色对应于b轴的点210，坐标为(0，0，1)。白色对应点512，坐标为(1，1，1)，黑色对应点214，坐标系的原点，坐标为(0，0，0)。

图3示所示一个不同的颜色模型，即“色调-饱和度-亮度”(“HSL”)颜色模型。在这个颜色模型中，颜色包含在一个立体双锥棱镜300中，这个棱镜有一个六边形截面。色调(h)与人眼可感知的光辐射的主波长有关。色调的取值范围是0°到360°，从0°即红色302开始，经过120°即绿色304，240°即蓝色306以及过渡的其他中间颜色，以360°即红色302为终点。饱和度(s)的取值范围是0到1，与黑色、白色和一个特定波长或色调的混合量成反比。例如，纯红色302是完全饱和，饱和度s＝1.0，粉红色的饱和度小于1大于0，白色308则是完全不饱和，饱和度s＝0.0，黑色310也是完全不饱和，s＝0.0。完全饱和的颜色位于中间六边形的边界上，如点302，304和306。灰度从黑色310沿着中心垂直轴线312向白色308延伸，最终达到完全不饱和的颜色，既没有色调，但黑白的比例不同，即亮度的概念。例如，黑色310包含100％的黑，而没有白，白色308包含100％的白而没有黑，原点313黑白各占50％。亮度(l)由中心轴312表示，代表明亮程度，取值范围是0(黑色310，l＝0.0)到1(白色308，l＝1.0)。对任意颜色，如图3中的314，色调为θ316，一个向量是从原点313指向点302，另一个向量是从原点313指向点320，垂线322过点314与平面324相交，原点313，点302，304，306均在平面324上。饱和度为点314到中心轴312的距离d′与过点320的线上从原点313到双椎体棱镜300表面的长度d的比值。亮度是点314到黑色310的垂直距离。在HSL颜色模型中，一个特定颜色的坐标(h，s，l)，可由RGB颜色模型的坐标(r，g，b)转换得到，如下所示：

其中r，g，b分别表示红，绿，蓝的强度变量，取值范围均为[0，1]；C_max表示r，g，b规范化的最大值，C_min表示r，g，b规范化的最小值；Δ为C_max-C_min。

图4所示红，绿和蓝颜色匹配函数。纵坐标408表示三色刺激值，横坐标410表示光谱波长λ，单位为nm。三色刺激值是指匹配一个人眼可感知的光谱色所需要基色的相对强度。众所周知，在一定亮度条件下，特定的RGB组合可以匹配出人眼可见的大多数单色颜色。一个给定颜色C可由三色矢量公式来表示：

分别代表红，绿，蓝三单位矢量，R，G，B主要用于匹配给定的颜色C对应的亮度或相对强度。亮度或相对强度R，G，B是指三色刺激值红，绿，蓝方向的数值。然而，波长在435.8nm-546.1nm范围内的颜色是不能通过RGB叠加来表示的。相反，为了覆盖所有可感知的颜色，需要减去一些红色。

图5所示CIE 1931XYZ颜色匹配函数502-506。纵坐标508表示CIE-1931xyz颜色匹配函数502-506的三色值，横坐标510表示波长λ，单位为nm。“CIE”是“CommissionInternationale de L′Eclairage”首字母的缩写。1931年，CIE定义了基于人眼对颜色的生理感知的颜色表示标准。CIE系统建立在一组3个CIE颜色匹配函数，502，504，506上，统称为“标准观察者”，与人眼的红，绿，蓝视锥细胞相关。与图4所示的RGB颜色匹配函数相似，代表三基元单位矢量，三色刺激值X，Y，Z是给定颜色每个方向上的相对强度。颜色匹配函数504表示颜色的亮度，这个亮度是光源或入射到视网膜，胶卷或电荷耦合器件的光产生的能量。

图6所示CIE XYZ颜色匹配模型。图6所示的CIE XYZ颜色模型是目前使用较多的CIE颜色模型，该模型基于图5所示的502，504，506颜色匹配函数。CIE XYZ颜色模型中的X轴，Y轴，Z轴分别表示上面讨论的X，Y，Z三色刺激值。不同于上述讨论的RGB颜色模型，CIE XYZ颜色模型不依赖于设备，而是适应人类对颜色的感知。原点602表示黑色。锥形CIEXYZ颜色模型的曲线边界604表示饱和单色的三色刺激值。在CIE XYZ颜色模型中，特定颜色的坐标(X，Y，Z)可由RGB颜色模型的坐标(r，g，b)转化得到，如下所示：

X＝0.412453*r+0.35758*g+0.180423*b； (4)

Y＝0.212671*r+0.71516*g+0.072169*b； (5)

Z＝0.019334*r+0.119193*g+0.950227*b； (6)

图7是CIE 1931色度图。色度图700是图6所示的三维CIE XYZ颜色模型的二维投影图。色度图700代表人类可感知颜色的映射，由两个CIE坐标(x，y)表示，坐标(x，y)分别对应于x轴702和y轴704。在CIE 1931色度图中，x，y两个参量同样指代色度值，是X，Y与三色刺激值总和的比值，可由下列公式表示：

其中X，Y，Z是CIE三色刺激值。X，Y，Z的和为1。x和y两个参数指定特定颜色的颜色。

如图7所示，所有的单色光形成马蹄形的外围线，其中包含了人眼可感知的所有颜色。色域的边界曲线706被称为单色轨迹线，与单光谱色一一对应。边界曲线上的每一个点代表一个单一波长可感知的色调，波长以nm为单位，包括540和560。其他非单光谱色或非饱和色落在马蹄形内部。马蹄形区域内的点表达颜色的饱和度，这个饱和度与点到单色轨迹的最短距离成反比。马蹄形下部的直线708是紫红线，表示紫色系不能用单一波长的光谱色来表示。紫色系可由不同的红色和蓝色组合来表示。对于给定的紫色D，蓝色的比值可由紫色线的端点B点到D点的距离与B点到紫色线的另一个端点R点的距离的比值来确定。白色E710位于马蹄形的中间，表示白光的色度坐标。对于一个给定的可感知颜色，例如颜色T712，连接白色E和颜色T的直线与单色轨迹相交于点P和P’。靠近颜色T的P点代表颜色T的主波长，P’则是互补波长。点P和点P’定义一对互补色。两种等量互补色混合后就会形成白色。

一个给定显示面板的色域通过色度图中三原色的位置确定。所有的颜色可由RGB颜色模型中的RGB三原色的组合来表示，这个RGB模型以麦克斯韦三角形为边界，如图7中的三角形714和716，红，绿，蓝为三角形的顶点。在单色轨迹包围的区域内，麦克斯韦三角形之外的颜色不能由RGB颜色模型的三原色的组合来表达。图7中的三角形714中的颜色可由CIERGB组合的颜色模型的三原色来表示，而三角形716中的颜色可由一个sRGB颜色模型的三原色来表示。sRGB颜色模型是标准的RGB颜色模型，由和合作制定，广泛应用于显示器，打印机和互联网。

为了解决视觉感知均匀性问题，由CIE XYZ颜色模型转化得到的两种不同的颜色模型，即LUV和CIE LAB颜色模型。“LUV”代表L＊，u＊，v＊三个维度，用于定义CIE LUV颜色模型，“LAB”代表L＊，a＊，b＊三个维度，用于定义CIE LAB颜色模型。举一个实例，在CIELUV颜色模型中，CIE LUV的坐标L＊，u＊，v＊可用公式(9-14)通过XYZ三色刺激值来计算得到，其中下表n表示白色点对应的值。

L^*＝116(Y/Y_n)^1/3-16(当Y/Y_n＞0.008856)； (9)

L^*＝903.3(Y/Y_n)(当Y/Y_n＜0.008856)； (10)

u^*＝13L^*·(u′-u′_n)； (11)

v^*＝13L^*·(v′-v′_n)； (12)

颜色模型有很多种，一些适合指定打印图像的颜色，另一些更适合显示在CRT显示屏或LCD显示屏上的图像。在很多情形下，一个颜色模型中用来指定特定颜色的组分或坐标可方便地转换为另一个颜色模型坐标或值，正如上面讨论的例子，RGB颜色坐标转换为HSL颜色坐标的方程和CIE XYZ颜色坐标转化为CIE LUV颜色坐标的方程。其他情况，如RGB颜色转换为CIE LUV颜色，首先将与设备相关的RGB颜色转换为与设备无关的RGB颜色模型，然后将与设备无关的RGB颜色模型转换为CIE LUV颜色模型。

使用RGB原色实现颜色

工程师试图发明一种能够提供类似纸张阅读体验的显示技术，这种技术不仅与外观有关，还需要考虑其成本、能耗及制造方便的因素。通过研究墨水和纸张的特性，已有了各种各样的显示技术，以及透射式液晶显示器(“LCD显示器”)，反射式液晶显示器，电致发光显示器，有机发光二极管(“LED灯”)，以及电泳显示器。透射式LCD由两层透光基板及中间的液晶面板组成。在其中一个透光基板下放置背光源，通过在像素点处的液晶上施加电压，可以调节到达观察者的光通量，使得显示像素显得明亮或黑暗。显示器像素点也可以直接发光，如OLED显示器。在反光式显示器中，反光基板代替透射基板。彩色墨水或颜料置于反光基板顶部，用于调节反射基板反射回来的环境光。环境光越多，显示器越明亮。这种熟悉源自于传统墨水和纸，因此反光式显示器也叫“电子墨水”或“电子纸”。由于反光式显示器不需要背光源，因此，相比于发射/透射显示器，反光式显示器大幅度节省了能量。

传统上，颜色是通过不同比例的三原色组合，通过空间颜色抖动，时间颜色抖动，和二者结合而合成在显示器上的。在空间抖动中，像素的颜色通过控制子像素产生。图8A所示的RGB子像素通过反光式显示器上的子像素来显示白色。像素802由三个并列的彩色滤光片上的子像素(红804，绿806，蓝808)组成。对于一个给定的像素，其三分之一面积分配给一个子像素，每个子像素代表一个原色。每个子像素在黑色和其所代表的颜色之间切换。白色则表示每个子像素均呈激活状态。由于子像素小于人眼可识别的最小尺寸，因此产生了色彩混合效果，因而像素看起来是白色。每个子像素只能反射入射光波长范围内的一部分波长，这部分波长以子像素代表的波长为主。因此，每个像素最多只能反射入射光的三分之一。

图8B所示的RGB子像素代表反光式显示器中显示饱和红色状态的一个子像素。正如图8B所示，对于一个完全饱和的红色像素，红色子像素810表示红色，而绿色子像素812和蓝色子像素814则处于不反光状态。其结果导致了三分之一的饱和红色混合在三分之二的黑色中。

时间颜色抖动则不需要将像素分成子像素来实现颜色混合的效果。而是三原色是在很短的时间，也就是一个“帧”内依次通过像素来产生。为了在帧内显示不同的原色，每一帧又细分为子帧，每一个子帧对应一个原色。这样，每一个帧内含有与原色数目一样多的子帧数。9A表示在反光式显示器中使用时间颜色抖动来显示白色的像素。使用红，绿，蓝三原色的系统中，每一个帧有三个子帧，每个子帧对应一个原色。为了实现白色，每一个子帧内的原色在一个帧周期内依次地反射。红色通过第一个子帧反射，绿色通过第二个子帧反射，蓝色通过第三个子帧反射。帧的速率足够快，使得人眼无法辨别每个子帧产生的不同的原色，而是看到三原色混合后的颜色。一个特定的原色反射可由许多不同的技术来实现，其中一个技术是基于光干涉原理，这将在下面的章节中详细介绍。由于每个子帧只能显示专一的原色，因此在一个子帧周期内，入射光的另外两个原色不被反射。例如，第一个子帧专指红色，绿色和蓝色两个原色在此期间没有被反射。

图9B所示反光式显示中利用时间颜色抖动显示饱和红色的像素。对于一个实现完全饱和红色的像素，红色由分配给红色的子帧内反射得到，专指绿色和蓝色的子帧内不被反射。因此，正如空间颜色抖动一般，只有三分之一的颜色被反射，这导致显示变得昏暗。

RGB三原色适用于发光式显示和透光式显示，但是，由于每一个像素被细分为3个子像素，反射效率低于每个基础像素。低效率在发光式/透射式显示器中并不显著，因为在环境光相对微弱的时，发射光源的强度能够充分增加显示的亮度。然而，由于反光式显示器没有背光源，因此低效率是成为反光式显示器的主要问题。

全光谱干涉调光器

基于反光式显示技术的微机电系统(MEMS)经过十几年的发展，最近开始在市场上获得认可。一些反光式显示技术使用基于Fabry-Perot干涉仪(“FPI”)的干涉调光器。图10是FPI的侧视图。FPI有两块平行的反光镜，顶部反光镜1002和底部反光镜1004。镜子通常是由涂覆一层反光材料的透明或半透明材料103制成。两块平行的镜面由空腔1006分隔开。入射光线1008从入射方进入FPI，透过顶部镜面1002，在两个镜面1002和1004之间经过多次反射，分别以透射光1010和反射光1012从底部镜面和顶部镜面的形式离开空腔。根据空腔的厚度1006和入射角θ1013，光从FPI射出时会产生相长或相消的干涉。

图10所示的示例性FPI中，空腔1006的屈光率小于镜面涂层介质1003。当镜子涂覆金属薄膜或其他涂层时，顶部镜子1002的一次反射光线1009发生相位反转。透过顶部镜子1002的光入射到底部镜子1004，并分成透射光组分1010和反射组分1012。反射光1012包括反射组分从底部镜子1004发生相位反转，穿过空腔1006，最后加入一次反射光线1009。当满足下列公式时，一次反射光1009和反射光1012的相位相同：

λ＝2d cosθ

λ是入射光波长，d是空腔厚度，θ是入射角。因此，具有特定波长的光经反射而获得完全相长干涉时通过空腔的往返路径长度等于波长的整数倍。然而，当上述公式成立时，在透射边，相同波长的光束的透射光1010(由透射成分组成)则发生完全相消干涉。因此，镜子和空腔作为过滤器，反射通过该设备具有特定波长的光，透射其他波长的光。通过控制空腔1006的厚度和入射角，可以改变干涉状态，每一个干涉状态对应一种不同的反射颜色。为简单起见，下面的讨论假定入射光垂直顶部的镜子。例如，当空腔厚度等于红色光波长的一半且入射光与顶部镜子垂直时，FPI反射红色光，透射蓝绿光。同样，当空腔厚度等于225nm，即蓝色光波长的一半，且入射光与顶部的镜子垂直时，FPI反射蓝色光，透射黄色光。当空腔厚度大于或等于第一临界值且低于190nm，即紫光波长的一半时，大多数可见光发生相消干涉，导致没有可见光反射，因此显示黑色。也可以通过控制FPI，使其反射人眼不可见的红外光来产生黑色。当空腔厚度小于或等于第二临界值(第二临界值小于第一临界值)时，显示白色。当两块镜子的距离大于可见光波长，如1500nm时，也显示白色。当空腔厚度大于第二临界值且低于第一临界值时，可能会产生灰色。不同的FPI，入射角或其他因素会导致第一临界值和第二临界值发生变化。

基于RGB子像素的干涉调光器已经被市场广泛知晓。但是如同其他基于RGB的反光式彩色显示器，低反射率是上述基于RGB三原色的干涉调光器的主要问题。

反光式显示的另一种方法可用光谱色或单色光来替代RGB三原色。使用单个全光谱像素的干涉调光器可以反射出任一光谱色，并且不需要子像素，因此提高反射效率。全光谱干涉调光器空腔的厚度可根据期望颜色的主波长度来调节。干涉调光器的全光谱像素的所有面积均可用来反射与主波相关的光谱色。因此，像素反射效率可达100％，亮度是RGB三原色混合产生的等效颜色像素的3倍。

由于制造精度要求十分严格，因此能够反射光谱色的干涉调光器的制作比较困难。当调节器驱动或者未被驱动时，调节器中的两个反光板要保持严格的平行。镜面的任何倾斜将会导致调节器出现彩虹条纹和灰色的外观。

最近已经研发出可维持镜面平行的干涉调光器。这种新型干涉调光器被称作自平行干涉调光器(“SPIM”)。虽然本例描述的像素是方形的，它也可以是其他形状，如圆形，六边形，三角形。图11A是一个SPIM的等距视图，图11B是一个SPIM的部件分解图。SPIM 1100由透明的固定板1102，可动板1104和底部控制板1106组成。固定板1102一侧面向全光谱入射光1108，另一面涂覆半反射镜面涂层。可动板1104涂覆导电薄膜，其顶部是一个镜面。固定板1102与可动板1104的距离是空腔1110的厚度，用于调制透射入空腔中的光。位于可动板1104下方的底部控制板1106表面有一个朝上的电极，控制板的大多数区域制备图案化的电极，可独立地在不同的电极上施加不同的电压，来补偿可动板产生的偏差。弹簧梁1112和1114固定在支撑柱1116和1118处。当可动板1104被驱动时，支撑柱通过弹簧梁为可动板1104提供支撑力，使其处于某一特定的垂直位置。

通过给底板上的电极和导电的可动反光板之间施加电压可以驱动可动板1104。通过导体或驱动电路可将可控电压源提供的电压施加在底板的电极和可动板上，这样就可给每一个电极施加预定的电压。如图11B所示，在一个应用实例中，底部控制板1106包含3个互相绝缘的电极1120，1122，1124。当给电极1120-1124施加电压来驱动可动板1104时，可动板会向下移动，从而增加空腔1110的厚度。当弹簧梁1112和1114的弹性力与施加到电极1120，1122，1124的静电力完全平衡时，可动板1104与固定板1102保持平行。任何倾斜均可通过给电极施加不同的电压来消除，借以补偿机械的不平衡。这些补偿电压可以在调光器被制作出来并成为显示器的一部分之后再确定，随后可以用于驱动显示器。

如图11B所示，当三个电极位于底部控制板上时，3个薄膜晶体管(“TFTs”)1126，1128和1130可用于有源矩阵寻址来驱动SPIM。1120，1122，1124三个电极通过1126，1128，1130三个薄膜晶体管与三条数据线1132，1134和1136及一条栅极线1138相连。图11C所示SPIM应用实例中的一个TFT的截面图。TFT包括一个栅极1140，栅极绝缘层1142，半导体层1144，源极1146和漏极1148。通过栅极连线施加电压到1138的栅极1140来开启TFT。一旦TFT被开启，数据电压施加到源极1146，并通过通过TFT漏极1148从1132，1134，1136三条数据线中的某一条数据线转移到1114，1116，1118三个电极中的某一个电极。合适的预定电压施加到与1114，1116，1118三个电极中的每一个电极相连的1132，1134，1136三条数据线中的每一条数据线，可产生静电吸引力，使得可动板1104垂直运动，从而改变空腔1110的厚度。

图12A所示可动板未被驱动时SPIM的横截面图。图12B表示可动板处于驱动状态下的SPIM的横截面图。如图12A所示，当SPIM未被驱动时，固定板1102与可动板1104互相接触，因此调光器不反射可见光。当调光器被驱动时，如图12B所示，两块板形成空腔1110，空腔的厚度决定调光器反射的光波长。调光器的反光板通过连接固定板和底部控制板1106的两个支撑柱1116和1118悬空。可动板1104与固定板1102保持平行。给位于底部控制板1106和可动板1104上的电极施加电压1202时，产生的静电力吸引可动板1104远离固定板1102，向底部控制板1106移动。空腔的厚度1110由施加的电压及可动板上的弹簧梁1112和1114提供的回复力来确定。当撤销施加到电极上的电压时，弹簧梁则将可动板1104拉回其未被驱动的状态。

由于每个调制器都是一个全光谱像素，像素的整个面积均可用来反射一种颜色，从而极大地提高了反射效率。图7所示的色度图边缘上的单色线上的颜色可通过控制SPIM的可动板反射特定波长的颜色来实现。紫红线上的颜色则可通过混合反射的蓝色和红色来形成。通过混合一定量分量黑色和白色的光谱色可以实现低亮度和低饱和度的颜色。这样，不同比例的光谱色和黑白色组合可形成色度图中的全波段光谱颜色。用一套新的颜色模型组成成分，即单色轨迹上的光谱色，黑色，白色，来替代RGB三原色来驱动SPIM，不仅反射效率大大提高，同时色域也扩展到色度图中使用任何RGB颜色模型无法实现的范围。

通过控制SPIM的可动板的位置可以产生连续波长的光谱颜色。可见光谱的范围400nm-700nm可以划分为N个等级，也叫做色调等级。分割点可以均匀或不均匀地散布在波长范围中。另外，颜色也可被数字化成多个离散的等级。选择光谱颜色的离散等级的数量需要通过优化反光式显示器颜色显示效果，同时使得信号处理的成本最小化。理想级别数要将颜色的范围尽可能扩大，同时还要最大限度地减少代表每种颜色所需的位数。在某些实例中，用一个5位的数字编码来表达400nm-700nm的模拟波长段。将连续的模拟波长转化为5位的数字编码，波长范围[400，700]被划分为2⁵或32个离散等级，以步长或分辨率r＝700-400/2⁵表达，用来定义数字编码中的某一位变化导致的模拟量变化的最小量。在另外的一些实例中，用1个10位的数字编码来代表模拟400nm-700nm的波长段，这样就有2¹⁰或1024个离散等级，分辨率为r＝700-400/2¹⁰。

用一种或多种光谱色和黑白色实现颜色

本节介绍一种新的颜色模型，作为驱动前面章节介绍的SPIM的原理。在这个颜色模型中，非紫色由三种成分组成：光谱色、黑色和白色。非紫色在这个新的颜色模型中有四个坐标值：光谱色的波长λ，光谱色的百分比Ps，黑色的百分比P_k，白色的百分比P_w。由于3个百分比的和为1，因此三个百分比中某一个百分数可以省略。除紫色系外，色度图中其他的光谱颜色均可用适当比例的光谱色，黑色和白色来表示。紫色区域可由蓝色，红色，黑色和白色四种颜色的组合来表示。在这个新的颜色模型中，紫色区域也可由四个坐标值来表示：蓝色的百分比P_b，红色的百分比P_r，黑色的百分比P_k和白色的百分比P_w，其中P_b，P_r，P_k与Pw之和为1。

将图像和视频信号输入到基于SPIM的反光式显示板中，需要把RGB编码转换为新颜色模型中颜色坐标的编码。举例来说，编码将把像素色彩值编译为四个值：光谱色波长，光谱色百分比，黑色百分比，和白色百分比。CRT，等离子体，LCD和其他的发光及透射显示器经过多年的发展，视频和图像数据在电子显示器中通常编译为RGB颜色模型，在打印设备中通常编译为CMY颜色模型。因此，为了驱动基于SPIM的显示器，通常需要将输入数据从与设备相关的颜色模型的原色分量，如RGB，转化至新的颜色模型。

图13A所示24位RGB表示的像素和32位新颜色模型表示的像素。这里的32位是为了便于说明，为了平衡色彩分辨率和性能，比特数应该最小化。编码1302的上部分用24个比特来表示一个像素，其中分为3个部分：低8位1304，中8位1306和高8位1308。每个8位表示红，绿，蓝的分量，合在一起则表示颜色的像素。以完全饱和的红色为例，代表红色的高8位全是1，而代表绿色的中8位和代表蓝色的低8位则全是0。编码1310的下部分是新颜色模型中用32个比特来表示的一个像素。这个32位编码由3个7位区，即1312，1314和1316，1个10位区1318和1个1位区1320组成。为了实现颜色的足够亮度阶梯，每个7位区表示新颜色模型坐标里的百分比的坐标。第一个7位区1312表示黑色P_k的百分比，第二个7位区1314表示白色P_w的百分比。1位区1320是一个标记位，用来表示像素是否对应紫色。当这个像素不对应紫色区域时，第三个7位区1316从14位到20位表示光谱色的百分比，10位区1318从21位到30位则表示光谱色的波长。当这个像素代表紫色区域时，第三个7位区1316从14位到20位则表示红色的百分比，10位区中的另一个7位区从21位到27位则表示蓝色的百分比。10位区中的高3位，从28位到30位全部用0填充。

图13B所示完全饱和红色从24位RGB值转换为新色彩模型的32位值。图中24位的像素1322表示饱和的红色，在这个编码中，代表红色的高8位区1324全部为1，而代表绿色的中8位区1326和代表蓝色的低8位区1328全部为0。将这个红色像素从24位的RGB编码转化为32位的新模型编码，红色像素的波长值定位650nm。由于这个红色是完全饱和的，因此光谱色红色的百分比为100％，黑色和白色的百分比均为0。通过将模拟量转化为数字量，24位完全饱和的红色可以转化为32位的像素1330，在这个32位编码中，第一个7位和第二个7位均为0，第三个7位则是1，10位区的编码值为“1101010101”，表示波长的数字量，数位31为0，代表这个颜色像素在非紫色区域。波长的10位数字量可通过下面的公式计算得到：

DV＝(λ_AV-λ_min)/r

DV表示波长的数字量，λ_AV是波长的模拟量，即650nm，λ_min是波长的最小值，即400nm，分辨率r＝700-400/2¹⁰。

不同的RGB编码有不同的比特数。一些设备可能被配置为产生24位的颜色，而其他的设备可能被配置为产生多于或少于24位的颜色。对于一个24位的RGB编码，有256种深浅不同的红色，绿色，和蓝色，一共有16777216种颜色都需要转化为新的颜色模型。对于一个8位的RGB编码，共有256种颜色需要被转换位新颜色模型。转化需要基于数学表达式来进行分析。另外，转化可通过颜色匹配实验或凭经验调整数学表达式中的值来进行分析。当显示面板运作时，转换输出的值被储存在颜色查找表中。输入的编码被用作访问颜色查找表中新模型等效编码的索引或地址。当输入变量等于该地址值时，储存在查找表每个地址中的数据是坐标变换的输出值。

图14是颜色查找表的示意图。颜色查找表1400包含一列1402，代表了一组32位的新颜色模型坐标编码。列1402中每一个条目对应于RGB颜色模型中的一种颜色。例如，索引为5的颜色像素的24位RGB格式中代表红色分量的代码为11111111，绿色分量的代码为00000000，蓝色分量的代码为00000000，对应于表格单元1404中的32位新颜色模型转化编码。颜色查找表中的条目数取决于输入颜色模型的位深度。

图15A所示以HSL(色调，饱和度，亮度)颜色模型为例来描述从RGB系统转换为新的颜色系统。下面将详细介绍如何通过24位RGB编码来确定一个给定颜色的光谱色的波长和各种颜色成分的比例，参考图15。本文以图3所示的HSL模型为例，来演示坐标转换。然而，许多其他颜色模型也可以用于坐标变换，包括CIE XYZ颜色模型或CIE LUV颜色模型。通过前面提到的公式1-3，可以将特定颜色的24位RGB坐标(r，g，b)转换为HSL模型的坐标(h，s，l)。例如，HSL颜色模型300中的颜色C1502的坐标为(h_c，s_c，l_c)，对应于RGB颜色模型1506中的颜色C′1504。色调的百分比定义如下：

P_s＝0，d′＝0

其中d′是点C到中央垂直轴312的垂直距离，d″是过点C，从中央垂直轴312到双三棱锥棱镜300表面的线段的长度，x是点C到面324的垂直距离，其中原点313，完全饱和的颜色点302，304和306均在面324上。白色的百分比定义如下：

其中l_c是亮度。黑色的百分比定义如下：

P_s，P_w与P_k三者之和等于1.0。

当色调P_s不为0时，C点的色调用角θ316定义，θ的取值范围是[0°，240°]，可确定色调中主导的单色波长，且对应于光谱色的波长。有很多方法来确定HSL颜色模型中的颜色C或RGB颜色模型中的颜色C′中主导的单色波长λ。在实施方式中，HSL颜色模型中的颜色C的主导单色波长可通过点C的角θ来得到。主波长λ的取值范围是光谱色的波长范围，即450nm-700nm，与色调的范围[0°，240°]一一映射。颜色映射可以使用一个或多个波长的色调查找表进行。图15B所示一个示意性的波长-色调查找表，色调的范围是[0°，240°]。色调用作查找表的索引，存储在表中每个索引的数据是相应色调的波长值。例如，索引0对应于波长700nm，索引120对应于波长550nm，索引240对应于波长450nm。波长-色调查找表中的波长可由适用于色调的分析颜色运算公式f(θ)来确定，或者通过经验/半经验来确定。

对于[241°，359°]内的非光谱色调不能由单一的波长来表示，而是由蓝色和绿色的混合色来表示，蓝色的比值f由每一个非光谱色调确定，且一一对应。蓝色的比值f定义如下：

图15C所示非光谱色调的示意性比例-色调查找表。同样，色调用作查找表中的索引，储存在表中每个索引的值是相应色调蓝色的比值f。查找表由色调范围[241°，359°]来索引。例如，索引241对应于蓝色比值0.99，索引359对应于蓝色比值0.01。蓝色的百分比P_b和红色的百分比P_r可通过蓝色比值计算得到，如下所示：

P_b＝f*P_s

P_r＝(1-f)P_S

与波长类似，蓝色比值可由适用于色调的分析颜色运算公式f′(θ)S来确定，或者通过经验/半经验来确定。

在另一个应用实例中，图7所示的色度图可用来确定色调的主波长。利用前面提到的公式4-8，可将RGB颜色模型中的颜色C′的坐标(r，g，b)转换为CIE色度图中相应的点C″的坐标(x，y)。当交点位于单色轨迹上时，根据图7描述的方法，给定颜色C′的主波长是单色轨迹上的交点的波长。当交点位于紫红线上时，紫色的蓝色比值可通过计算得到。

图16所示一个以HSL模型为例的准备颜色查找表的流程图。在步骤1602中，程序接收RGB颜色模型(如24位RGB颜色模型)的指令。在步骤1604中，查找表的x条目被分配并初始化。在循环1606-1628中，i的取值从0到x。r，g，b值在步骤1608中从i的当前值提取，且在步骤1610中转换为HSL颜色模型的h，s，l值。在步骤1612中，计算色调的百分比P_s，黑色百分比P_k和白色百分比P_w。判断框1614确定色调i是否在[0，240]范围内。当色调i在[0，240]范围内时，控制流程到达步骤1616，在该步骤中，若P_s不等于0，或者P_s等于0，则主波长λ也为0时，色调的主波长λ从一个或多个波长-色调查找表中取值。在步骤1618中，将波长λ和三个百分量P_s，P_k及P_w组成的程序包置入一个32位的整数t中，将t存储在表格条目i中。当色调i不在[0，240]范围内时，控制流程到达步骤1620，在该步骤中，色调的蓝色比值f从一个或多个比值-色调查找表中提取。蓝色的百分比P_b和红色的百分比P_r在步骤1622中计算。在步骤1624中，将四个百分量P_b，P_r，P_k和P_w组成的程序包置入一个32位的整数t中，将t存储在表格条目i中。判断框1626决定i是否等于x。当i＝x时，程序终止。否则，控制流程到达步骤1608进行下一个颜色点(i＝i+1)。

各种各样的颜色抖动，如空间抖动，时间抖动或二者的结合，可用来产生混合颜色，即用一个或多个光谱色和黑白色可形成任何想要获得的颜色。在一个应用实例中，采用时间抖动，想要获得的非紫色可由占主要地位的光谱色，黑色和白色，在帧周期T内按一定顺序抖动得到。光谱色黑白色的持续时间分别由每个颜色分量的百分比来决定。例如，光谱色的持续时间t_c可由光谱色的百分比P_s乘以帧周期T计算得到。黑色的持续时间t_k可由黑色的百分比P_b乘以帧周期T计算得到。同样，白色的持续时间t_k可由白色的百分比P_w乘以帧周期T计算得到。黑色与白色的持续时间决定颜色的饱和度和亮度，光谱色决定色调。在颜色的实现过程中，像素首先切换并驻留在特定时间的第一个颜色状态，然后切换并驻留在特定时间的第二个颜色状态，最后切换并驻留在第三个颜色状态，直至帧周期结束。为了减少任何可能的动态色分离问题，三种颜色分量的顺序会随着帧周期的变化而改变。为了反射出光谱色，黑色和白色，每个像素的颜色状态受到SPIM空腔的深度控制，反过来，空腔深度由施加的电压来控制。由于颜色分量需要被组合来产生所需的颜色，因此调制器通常具有非常高的响应速度，以便从一种颜色状态切换到另一个颜色状态。当所需颜色为纯白色时，在帧周期内像素将反射所有的入射光。在整个帧周期内连续反射光谱色的主波长，可形成100％的饱和度。

在另一个应用实例中，采用空间抖动来混合光谱色和黑白色。空间抖动将一个像素分成多个可寻址的子像素，分别驱动每个子像素可获得特定颜色灰度等级。每一个子像素就是一个离散的SPIM，通过改变SPIM的空腔深度可将一个颜色分量切换到另一个颜色分量，以便反射光谱色，黑色或白色。所需颜色的多个灰度等级可通过改变3个颜色分量的百分比来显示。

图17所示一个空间抖动实例，将像素分为4个子像素。像素可被细分为许多个子像素将像素1702细分为4个子像素，1704，1706，1708和1710，每个像素1702可为光谱颜色产生10个灰度等级。例如，像素1712的光谱色为100％，而黑色和白色均为0，可产生颜色的最大强度，而像素1714光谱色仅为25％，黑色为75％，白色为0％，可产生颜色的最小强度。一个像素所包含的子像素的个数(如4位)被称为颜色的灰度分辨率。

在另一个应用实例中，可利用时间抖动和空间抖动的组合来实现混合颜色抖动方法。以图17所示的空间抖动方案为例，像素中的每一个空间混合的子像素可以被再次分为子帧，每一个子帧对应于组成颜色的分量。要形成灰度光谱，需要改变帧周期中每个子帧的持续时间。混合颜色抖动显示器可以被设计成增加灰度级的数量并使颜色深度最大化，同时保持令人满意的颜色和空间分辨率。此外，SPIM在时间抖动中的响应速度并不像空间抖动那么高。通过结合空间抖动和时间抖动，显示器不像单独使用时间抖动那样需要经常刷新。

一种反光式显示面板的控制系统

图18是显示一帧图像的示意图。例如一幅需要处理的图像1800，例如BMP图像文件，表示为一个m×n维数组，每个点代表一个像素。像素1802的显示坐标是(1，1)，像素1806的显示坐标是(n，m)。每个像素都有一对坐标(i，j)，其中i和j分别表示m×n阵列中的行和列。图中的每个像素都有四个因素，例如，非紫色的颜色有光谱色的波长、光谱色的百分比、黑色的百分比和白色的百分比四个因素，紫色有蓝色的百分比、红色的百分比、黑色的百分比和白色的百分比四个因素。即一个非紫色像素1802的四个因素为另一个非紫色像素1804的四个因素为而紫色像素1806的四个因素为当采用时间抖动方法来混合颜色分量时，与像素相关的颜色的百分比坐标可转换为帧周期内的持续时间。例如，像素1802的颜色坐标为 像素1806的颜色坐标为图中的每一个像素可能是一个SPIM，如图11所示。当使用空间抖动时，每一个像素被分为多个子像素1808，例如4个子像素，其中每一个子像素都是一个SPIM。一个完整的图像显示是由装配在基板的SPIMs阵列来呈现的，每一个SPIM反射一种特定的颜色。在每个SPIM的电极按照一定顺序施加适当的预定的电压就可以改变SPIM空腔的深度，这样可以显示某一波长的光谱色。

要保证色域的一致性，对于反光式显示面板来说，标准和颜色校正过程是必须的。可以通过对反射色域进行采样和分析，来确定施加到每个像素电极的电压，以实现期望颜色。图11所示的SPIM为例，要显示一种特定的颜色，有可能需要给底部控制板上的3个电极施加不同的电压。通过给每个SPIM施加电压组合与该SPIM反射波长的对应，可形成该SPIM的电压组-波长关系。由于显示面板上的SPIMs有相似的生产加工条件，因此可用公共电压-波长关系来代表一组SPIMS。每组不同的SPIMs的电压-波长关系可能由一个或多个驱动电路，控制单元或主机的存储器中的电压-波长查找表储存且索引，用来驱动显示面板。存储的电压用来实现各种颜色以及倾斜校正。

图19所示反光式显示面板信号处理的电路系统图。在一个应用实例中，图19所示的反光式显示面板的信号处理电路图由控制单元1904，电压发生器1906，行驱动器1908，列驱动器1910和像素矩阵1912组成。为了简化说明，像素矩阵1912只包含三个相邻的SPIMs行和三个相邻SPIMS列，即九个像素单元。一个单位像素对应一个像素或一个子像素(像素被细分为子像素时)。信号处理电路接收一个电子的视频/图像的标准格式信号，如一个24位的RGB格式。接收的信号传输到控制单元1904中，并将24位RGB坐标转换为新颜色模型中的32位坐标。转换由一个或多个颜色查找表1914来完成。控制单元1904确定抖动和显示器中每个单像素所需的颜色坐标，并生成时间和电压信号，来控制电压发生器1906。电压发生器1906由控制单元1904根据预定的电压-波长关系表1916来控制，给显示器的行驱动器1908和列驱动器1910施加适当的电压。行驱动器和列驱动器通过驱动显示面板来显示图像。像素矩阵1912通过数据线水平地连接到行驱动器1908，且通过栅极线垂直地连接到列驱动器1910。在像素矩阵中，每个像素单元由一个SPIM控制，SPIM包含多个通过一个或多个TFTs连接到栅极线和至少一条数据线的电极。在某个应用实例中，正如前面讨论的，为了消除SPIM的可动板的倾斜，保证可动板与顶部板平行，需要三条数据线。例如，像素矩阵中的单位像素1918由一个SPIM控制，该SPIM包含三个通过3个TFTs 1920连接到栅极线G1和三条数据线D11，D12和D13的电极。行驱动器1908，也叫做栅极驱动，用于生成沿栅极线的栅极脉冲，控制一排单位像素，使得每个单位像素的TFT开关在某一时刻切换“ON”或“OFF”。例如，当行1922被选择，行1922的TFT开关被接通，列驱动器1910，也被称为数据驱动器，通过数据线D11，D12，D13，D21，D22，D23，D31，D32和D33传输电压信号，同时给所有列施加电压，来给行1922的每个单位像素充电，以期达到预定的电压。接下来，断开行1922的TFT开关，随后行1924被选择，行1924的TFT开关接通。列驱动器1910通过数据线传送另一组电压信号，并给行1924的单位像素施加数据电压。与有源地址液晶显示器相似，对反射型显示器的单位象素逐行扫描。通过顺序扫描栅极线和按一定顺序给数据线施加数据电压，反光式显示面板的每个单位像素可被寻址，并获得期望的电压。

当选用时间抖动来混合3个颜色分量时，一个帧周期被分为多个时间片，与水平扫描速率同步，且允许用变化的强度或灰度级产生一个彩色图像。时间片段的数量取决于不同的应用。例如，一个帧周期被分为2ⁿ-1个时间片，一个SPIM可为每个像素产生多达2ⁿ个灰度等级，对应于特定颜色的2ⁿ个不同强度或明亮等级。

图20所示使用本专利公开的反光式颜色显示技术处理视频/图像的控制流程图。该控制流程图以时间抖动技术为例，描述了一个帧周期内图像处理的步骤。在一个应用实例中，步骤2002接收一种或多种视频/图像输入信号的标准编码，如复合编码，S-Video编码，HDMI编码或者其他的编码，然后在步骤2004中，通过显示设备的信号处理电路系统进行译码和初步处理，将输入信号转换为一种常见的信号编码，如24位RGB编码。在步骤2006中，输入信号进一步被处理，通过信号处理电路将24位RGB坐标转换为32位新颜色模型的坐标，随后在某一帧周期内持续一定时间。在步骤2008中，信号处理电路的控制单元将颜色坐标(λ，t_s，t_w，t_k)或(t_b，t_r，t_w，t_k)分配给每个像素。如上所述，控制单元可以用不同的颜色抖动的方法，如空间抖动，时间抖动，或两者的组合，在每个像素上产生任何要实现的颜色。该控制流程图以时间抖动技术为例。在步骤2010中，当控制单元为每个像素指定一种颜色时，电压发生器或该控制单元从一个或多个预先设定的电压-波长查找表获取电压数据，在步骤2012中，电压发生器将获得的电压数据应用到显示设备的行/列驱动。在步骤2014-2024的for循环中，对于每行像素，在步骤2016中打开选中行的行驱动TFT开关。在步骤2018中，列驱动器将从电压-波长关系表中获得的数据电压应用到当前选中行的像素。与施加的电压相应，当前选中行每个像素的SPIM的空腔深度会调整到相应的值，来反射特定的颜色。接下来，行驱动器在步骤2020中停止激活当前选择的行，同时在步骤2022中激活下一行。判断框2024决定像素矩阵中是否有更多的行可用于扫描。当有更多行适合扫描时，控制流程回到步骤2014。否则，控制流程到判断框2026，来判断当前帧周期是否结束。若当前帧周期结束，则该流程终止。否则，控制流程到达步骤2028，在该步骤中，行和列驱动器返回驱动像素矩阵中的第一行。控制流程回到步骤2012，开始当前帧周期的一个新的时间片段。

尽管在此披露的概念已经通过备选的应用实例进行明确的描述，但并不意味着本发明仅局限于这些应用实例。行业类熟悉工艺技能的人将会依据对本专利的理解做出修改。例如，本专利公开的应用实例采用RGB和CIE颜色模型作为例子来说明坐标轴如何转换到新颜色模型中。其他设备相关或设备无关的颜色模型均可用作颜色-坐标转换的输入模型。它并不旨在以任何方式将这些概念的范围限制在输入颜色模型的选择中。一些应用实例使用时间抖动技术来描述如何实现颜色混合，然而，其他的抖动算法也可以用来混合颜色分量，从而获得任何期望的颜色。本专利公开的上述具体的应用实例的描述的目的是为了说明和描述。

可以理解的是，本专利公开的应用实例的描述是为了使所属领域的技术人员能够制作或使用本专利。这些应用实例的任何修改对于那些本领域内技术熟练的人是显而易见的，且在本专利定义的一般原理可应用于其他应用实例而不脱离本专利公开的精神或范围。因此，本专利并非旨在被限定于本文所示的应用实例，而是应被赋予与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (18)

1.一种用于控制反光式显示设备的干涉式调光器来显示信息的系统，该系统包括：

一个包括像素阵列的显示器，每个像素包含一个或多个自平行干涉调光器；和

一个控制单元，

接收每个像素的第一类型的颜色代码，

将所述第一类型颜色编码转换为第二类型颜色编码，所述第二类型颜色编码用于确定目标颜色中指定的光谱色，黑色和白色分量，和

控制每个像素的自平行干涉调光器，来显示由对应于所述像素的第二类型的颜色编码来编码的目标颜色；

所述自平行干涉调光器包括：

一个固定的顶部板和一个可移动板，两块板由一个可调节深度的空腔隔开；和多个电极；

所述空腔深度是通过施加到多个电极的电压来控制。

2.根据权利要求1所述的自平行干涉调光器，当空腔深度为以下某一个值时，自平行干涉调光器反射黑色；

大于或等于第一临界值，且低于或等于190nm；和

1 360nm。

3.根据权利要求1所述的自平行干涉调光器，当空腔深度在200nm和350nm之间时，自平行干涉调光器反射某种颜色。

4.根据权利要求1所述的自平行干涉调光器，当空腔深度为以下某一个值时，自平行干涉调光器反射白色；

大于1500nm；和

低于或等于小于100nm的第二临界值。

5.根据权利要求1所述的系统，第一类型的颜色编码选自以下类型：

RGB编码；

CMY编码；

HSL编码；

HSV编码；

CIE XYZ编码；

CIE LUV编码；和

CIE LAB编码。

6.根据权利要求5，当选择RGB编码为第一类型的颜色编码时，RGB编码首先转换为HSL编码，然后从HSL颜色编码转换为第二类型颜色编码。

7.根据权利要求1所述的系统，其中每个像素的第二类型颜色编码包括四个值：

光谱色的波长；

第一个百分比表达光谱色；

第二个百分比表达黑色；和

第三个百分比表达白色。

8.根据权利要求1所述的系统，其中每个像素的第二类型颜色编码包括四个值：

第一个百分比表达蓝色；

第二个百分比表达红色；

第三个百分比表达黑色；和

第四个百分比表达白色。

9.根据权利要求1所述的系统，其中控制单元控制每个像素来显示目标颜色，使用的抖动方法选自以下方法：

空间抖动；

时间抖动；和

空间抖动与时间抖动的组合。

10.根据权利要求9所述的抖动方法，当选用时间抖动时，控制单元在每个像素的帧周期内计算光谱色，黑色和白色分量的持续时间。

11.根据权利要求9所述的抖动方法，当选用空间抖动时，每个像素被细分为多个子像素，每个子像素对应一个自平行干涉调光器。

12.一种用于控制反光式显示设备的干涉式调光器来显示信息的系统，该系统包括：

一个包括像素阵列的显示器，每个像素包含一个或多个自平行干涉调光器；

一个颜色查找表，存储第一类型颜色编码，每个所述第一类型颜色编码指代目标颜色的光谱色，黑色和白色分量；和

一个控制单元

接收每个像素的第二类型的颜色代码，

转换所述第二类型颜色编码为颜色查找表中的第一类型颜色编码，和

控制每个像素的自平行干涉调光器，来显示由对应于所述像素的第一类型的颜色编码来编码的目标颜色；

所述自平行干涉调光器包括：

一个固定的顶部板和一个可移动板，两块板由一个可调节深度的空腔隔开；和多个电极；

所述空腔深度是通过施加到多个电极的电压来控制。

13.根据权利要求12所述的系统，其中第二类型颜色编码选自一下类型：

RGB编码；

CMY编码；

HSL编码；

HSV编码；

CIE XYZ编码；

CIE LUV编码；和

CIE LAB编码。

14.根据权利要求13所述的颜色编码，当选择RGB编码为第二类型的颜色编码时，RGB编码首先转换为HSL编码，然后从HSL颜色编码转换为第二类型颜色编码。

15.一种控制反光式显示设备的干涉调节器来显示信息的方法，包括：

提供像素阵列，每个像素包括一个或多个自并行干涉调光器；

接收每个像素的第一类型颜色编码；

转换所述第一类型颜色编码为第二类型颜色编码，所述第二类型颜色编码用于确定目标颜色中指定的光谱色，黑色和白色分量；和

控制每个像素的自平行干涉调光器，来显示由对应于所述像素的第二类型的颜色编码来编码的目标颜色；

所述自平行干涉调光器包括：

一个固定的顶部板和一个可移动板，两块板由一个可调节深度的空腔隔开；和多个电极；

所述空腔深度是通过施加到多个电极的电压来控制的。

16.根据权利要求15所述的方法，其中自平行干涉调光器空腔深度在200nm-350nm之间。

17.根据权利要求15所述的方法，其中每个像素的第二类型颜色编码包括四个值：

光谱色的波长；

第一个百分比表达光谱色；

第二个百分比表达黑色；和

第三个百分比表达白色。

18.根据权利要求15所述的方法，其中每个像素的第二类型颜色编码包括四个值：

第一个百分比表达蓝色；

第二个百分比表达红色；

第三个百分比表达黑色；和

第四个百分比表达白色。