CN105637456B - 集成光收集光导与场序色彩显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于使用场序色彩显示器进行触摸及手势辨识的系统、方法及设备。所述显示器包含处理器、照明系统，及包含光调制器阵列的用于空间光调制的布置。每一光调制器可在准许光从所述照明系统经由相应孔口透射的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换。所述处理器根据第一调制方案切换所述光调制器以显现图像，且根据第二调制方案切换所述光调制器以选择性地使物体照亮光传递通过所述相应孔口中的至少一者。光传感器接收由物体照亮与物体的交互产生的光，且将信号输出到所述处理器。所述处理器从所述光传感器的所述输出辨识所述物体的特性。

Description

集成光收集光导与场序色彩显示器
优先权主张
本申请案主张2013年9月23申请且题为“集成光收集光导与场序色彩显示器(INTEGRATION OF A LIGHT COLLECTION LIGHT-GUIDE WITH A FIELD SEQUENTIAL COLORDISPLAY)”的第14/034,374号美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案特此以引用的方式并入。
技术领域
本发明涉及用于触摸及手势辨识的技术，且更具体来说，涉及提供响应于用户的触摸及/或手势而加以控制的用户输入/输出接口的场序色彩(FSC)显示器。
背景技术
例如智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人计算机等的电子装置愈加以触摸屏用户接口为特征。已知技术并不能很好地实现手持式裝置典型存在的功率、成本及耐久性要求。举例来说，投射式电容触摸(projected capacitance touch，PCT)(当前最常使用的用于手持式装置的技术)通常使用一起堆叠在显示器上的透明氧化铟锡(ITO)或其它透明导体材料层。这降低了显示器的清晰度，添加显著成本，且需要额外控制器电子元件来读出手指位置。此外，显示器电子元件与触摸电子元件之间可能存在交叉干扰及噪声，从而降低两者的性能。
其中具有光转向布置的平面光导大体上安置在显示器背光系统与前表面之间的多点触摸技术为将触摸功能性添加到场序色彩(FSC)的一个解决方案。然而，这一解决方案可能需要添加额外的光导层，其可能增大成本及厚度。
因此，用于提供触摸屏接口的改善的技术是合乎需要的。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责本文所揭示的合乎需要的属性。
本发明中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含：交互式显示器，其具有包含观看区域的前表面，所述交互式显示器包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列，每一光调制器经配置以在准许光从所述显示器照明系统经由相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换。所述设备还包含：透明衬底，其安置于所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表面，且具有至少与所述观看区域同延的外围；至少一个光传感器，其安置在所述透明衬底的所述外围外部；以及处理器。所述光调制器为经安置而接近于所述透明衬底的后表面的微机电(MEM)装置。所述光调制器根据第一调制方案而切换以显现图像。所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的光朝向所述前表面传递且接收来自物体的经由所述前表面反射的光，所述透明衬底包含将所述所接收光的一部分朝向所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置。所述光传感器经配置以将表示所述所接收经重定向光的特性的信号输出到所述处理器。所述处理器经配置以根据第二调制方案切换所述光调制器以选择性地使物体照亮光传递通过所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图像不相关。所述处理器还经配置以从所述光传感器的所述输出辨识所述物体的特性。
在一些实施方案中，所述物体可包含手、手指、手持式物体及在用户的控制下的其它物体中的一或多者。
在一些实施方案中，所述显示器照明系统可包含至少一个红外(IR)光发射器。所述至少一个光传感器可包含IR光传感器。所述透明衬底可经配置以将由所述显示器照明系统发射的IR光朝向所述前表面传递且接收来自所述物体的经由所述显示器前表面散射的IR光。所述第一光转向布置可朝向所述IR光传感器重定向所述所接收IR光的一部分。
本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种方法中，所述方法包含借助处理器切换光调制器阵列的一或多个光调制器。交互式显示器具有包含观看区域的前表面，所述交互式显示器包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列，每一光调制器经配置以在准许光从所述显示器照明系统经由相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换。透明衬底安置于所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表面，且具有至少与所述观看区域同延的外围。至少一个光传感器安置在所述透明衬底的所述外围外部。所述光调制器为经安置而接近于所述透明衬底的后表面的微机电(MEM)装置。所述光调制器根据第一调制方案而切换以显现图像，且根据第二调制方案切换以选择性地使物体照亮光传递通过所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图像不相关。所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的光朝向所述前表面传递且接收从物件经由所述前表面反射的光，所述透明衬底包含将所述所接收光的一部分朝向所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置。所述方法进一步包含：将表示所述所接收经重定向光的特性的信号从所述光传感器输出到所述处理器；以及从所述光传感器的所述输出辨识所述物体的特性。
在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。
附图说明
图1A展示具有电子显示器的电子装置的实例的框图。
图1B及图1C展示包含平面光导及光传感器的布置的实例。
图2说明用于交互式显示器的空间光调制的布置的实例的示意图。
图3为并有光调制阵列的电子显示器的横截面图。
图4说明根据一实施方案的交互式显示器的实例。
图5说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。
图6说明根据一实施方案的交互式显示器的又一实例。
图7说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。
图8说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。
图9说明根据一些实施方案的用于第二调制方案的扫描模式的实例。
图10说明根据一些实施方案的用于第二调制方案的扫描模式的另一实例。
图11展示根据一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
图12展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
图13展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
图14展示根据又一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
图15展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
图16展示其中可调整孔口块的大小的扫描模式的实例。
图17说明根据一实施方案的经配置用于文档扫描的交互式显示器的实例。
图18说明根据另一实施方案的经配置用于文档扫描的交互式显示器的实例。
图19说明根据一实施例的用于借助FSC显示器辨识物体的特性的处理流程的实例。
各个图式中的相同参考标号及名称指示相同元件。
具体实施方式
以下描述针对于用于描述本发明的创新方面的目的的一些实施方案。然而，所属领域的技术人员将容易认识到，可以多种不同方式应用本文中的教示。可在可经配置以显示图像(无论是运动图像(例如，视频)还是静止图像(例如，静态图像)，且无论是文本、图形还是图画图像)的任何装置或系统中实施所描述的实施方案。更特定来说，预期所描述的实施方案可包含于多种电子装置中或与所述电子装置相关联，所述电子装置例如为(但不限于)：移动电话、具备多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电话、装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、上网本、笔记本、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真机装置、GPS接收器/导航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏装置、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电子阅读装置(即，电子阅读器)、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表及速度计显示器等等)、驾驶舱控制及/或显示器、相机取景显示器(例如车辆中的后视相机的显示器)、电子照片、电子广告牌或标志、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、磁带录音机，或者播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干机、停车计时器、包装(例如在机电系统(EMS)、微机电系统(MEMS)及非MEMS应用中)、美学结构(例如，一件首饰上的图像的显示)及各种各样的EMS装置。本文中的教示还可用于非显示器应用中，例如(但不限于)电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、动作感测装置磁力计、用于消费型电子器件的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺及电子测试设备。因此，所述教示无意受限于仅图中所描绘的实施方案，而是具有如所属领域的技术人员将容易明白的较广适用性。
本文中在下文描述用于具有改善的用户输入/输出功能性的交互式显示器的新技术。在一些实施方案中，提供用于电子装置的手势响应性用户输入/输出(I/O)接口。如本文所使用的“手势”广义地是指用户的手、手指或手持式物体或在用户控制下的其它物体的粗糙运动。可接近于所述电子装置但不一定与所述电子装置直接物理接触来作出所述运动。在一些实施方案中，所述电子装置感测用户的手势且以确定性的方式对其作出反应。在一些实施方案中，提供文档扫描能力。
可实施本发明中描述的标的物的特定实施方案以实现下列潜在优点中的一或多者。本发明所揭示的技术使用交互式场序色彩(FSC)显示器提供触摸及/或手势I/O的显著改善。FSC显示器包含例如玻璃或其它透明材料等透明衬底，其具有在上面安置MEMS显示组件的后表面。交互式显示器经配置以确定用户的接近于显示器的触摸或手势的地点及/或相对运动，及/或寄存物体的图像。
可实施本发明中描述的标的物的特定实施方案以实现下列潜在优点中的一或多者。用户的手势可出现在相对于交互式显示器的“全范围”的视野上。“全范围”意味着可在第一极端处辨识所述手势，甚至在非常靠近所述交互式显示器或与所述交互式显示器物理接触时也可以；换句话说，避免了现有技术相机系统所展现的“盲点”。在第二极端处，可在距所述交互式显示器高达约500mm的相当大的距离处辨识所述手势，这在已知的投影电容性系统的情况下是不可能的。以上功能性可通过为透明衬底配置光转向布置而提供，由此避免与添加额外光导层相关联的成本及厚度。
图1A展示根据一实施方案的具有交互式显示器的电子装置的实例的框图。可为例如个人电子装置(PED)的设备100可包含电子显示器110及处理器104。电子显示器110可为触摸屏显示器，但不一定如此。在一些实施方案中，处理器104可经配置以控制电子显示器110或与设备100通信地耦合的电子装置(未展示)的输出。处理器104可至少部分地响应于用户输入而控制电子显示器110的输出。用户输入可包含触摸或手势，其中用户手势可包含例如用户附属物(例如手或手指，或手持式物体，等等)的粗糙运动。所述手势可相对于电子显示器110位于大范围的距离处。举例来说，可接近于电子显示器110或甚至与所述电子显示器直接物理接触地作出手势。或者，可在达到距电子显示器110约500mm的大距离处作出手势。在一些实施方案中，处理器104可经配置以收集并处理从电子显示器110接收的关于用户输入的数据。所述数据可包含触摸、手势或与用户输入相关的物体的特性。举例来说，所述特性可包含触摸或手势的地点及运动信息，或图像数据。
布置130(其实例在本文中在下文描述且说明)可安置为大体上平行于电子显示器110的前表面。在一个实施方案中，布置130可大体上透明且光学耦合到电子显示器110，使得由电子显示器110的显示器照明系统(未展示)发射的至少大部分光透过布置130。布置130可响应于从显示器照明系统及/或在电子显示器110外部的来源接收的光而输出一或多个信号。在一些实施方案中，举例来说，所述信号可响应于从用户的附属物、物体或文档反射到布置130中的光。
在一些实施方案中，可通过处理器104分析由布置130经由第一信号路径103输出的信号，以便辨识用户输入的个例，例如触摸或手势。处理器104可接着响应于用户输入借助于经由第二信号路径105发送到电子显示器110的信号而控制电子显示器110。在一些实施方案中，可分析由布置130经由第一信号路径103输出的信号以便获得图像数据。
图1B及图1C展示包含透明衬底及光传感器的布置的实例。在所说明的实施方案中，布置130包含透明衬底135及光传感器133。现参考可称为透视图的图1B，布置130说明为安置在电子显示器110的上表面上方且大体上平行于所述上表面。光传感器133展示为经安置而接近于透明衬底135的外围。在所说明的实施方案中，透明衬底135的周界大体上与电子显示器110的周界同延。有利地，透明衬底135的周界与电子显示器110的周界同延或大于且完全包封电子显示器110的周界。
尽管在所说明的实施方案中展示一个光传感器133，但将了解，众多其它配置是可能的。举例来说，可使用任何数目个光传感器，且光传感器可安置在透明衬底135的单个侧或邻近或相对侧或三个或四个侧上或其附近。在一些实施方案中，光传感器133可安置在透明衬底135上方或下方。有利地，光传感器133可安置在透明衬底135的周界附近，在其内或外部。光传感器133可包含一或多个感光元件，例如光电二极管、光晶体管、电荷耦合装置(CCD)阵列、互补金属氧化物半导体(CMOS)阵列或可操作以输出表示所检测可见光的特性的信号的其它合适装置。举例来说，光传感器133可输出表示所检测光的色彩的信号。在一些实施方案中，信号还可表示其它特性，包含强度、偏振方向性、频率、振幅、振幅调制，及/或其它性质。
在所说明的实施方案中，光传感器133安置在透明衬底135的外围处。然而，替代配置在本发明的预期内。举例来说，光传感器133可远离透明衬底135，在此情况下，由光传感器133检测到的光可借助于例如一或多个光纤(未说明)等额外光学元件从透明衬底135接收。
透明衬底135可光学耦合到电子显示器110。透明衬底135可大体上透明，使得来自电子显示器110的至少大部分光143传递通过透明衬底135，且可由用户(未说明)观测。
透明衬底135可包含安置在电子显示器110的前表面上或接近于所述前表面而安置的大体上透明、相对较薄的覆层(overlay)。有利地，在本文中还可称为顶部玻璃或MEMS玻璃的透明衬底135可为具有后表面169的大体上透明材料(例如玻璃)，可接近于所述后表面而安置电子显示器110的组件。举例来说，如下文中更详细描述的薄膜晶体管(TFT)层、光阀及相关联微机电(MEM)组件可安置在后表面169上或其后方。
在一些实施方案中，举例来说，透明衬底135可为约0.5mm厚，同时具有在数十或数百平方厘米的大致范围内的平面区域。透明材料可具有大于1的折射率。举例来说，折射率可在约1.4到1.6的范围内。透明材料的折射率确定相对于材料表面法线的临界角“α”，使得与表面的相交角度小于“α”的光线将传递通过表面，但与表面的相交角度大于“α”的光线将经受全内反射(TIR)。
如图1C中所说明，在物体150与来自电子显示器110的光142(其在本文中可称为“物体照亮光”)交互时，由所述交互产生的散射光144可被引导朝向透明衬底135。物体150可例如为用户的附属物(例如手或手指)，或其可为手持式或以其它方式受用户控制的任何物理物体，包含待成像的文档，但为简单起见在本文中称为“物体”。
透明衬底135可经配置以收集散射光144。有利地，透明衬底135可包含朝向光传感器133重定向散射光144的光转向布置。所述光转向布置可包含在下文中更详细描述的数个光转向元件166。经重定向散射光146可在具有平行于电子显示器110的上表面的实质性分量的方向上转向。更明确地说，经重定向散射光146的至少一部分仅以大于临界角度“α”的与法线的角度与透明衬底135的前表面167及透明衬底135的后表面169相交，且因此经受TIR。结果，此些经重定向散射光146并不传递通过前表面167或后表面169，而替代地到达光传感器133。光传感器133可经配置以检测经重定向散射光146的一或多个特性，且将表示所检测特性的信号输出到处理器104。举例来说，所述特性可包含强度、偏振、方向性、频率、振幅、振幅调制及/或其它性质。
在一些实施方案中，光转向元件166可包含反射式或折射微观结构、全息膜、体积全息图及/或通过衍射使光转向的表面凸纹格柵及/或通过散射使光转向的表面粗糙度。在一些实施方案中，光转向元件166可配置为层压到透明衬底135的膜。在一些实施方案中，光转向元件166可配置为沉积在透明衬底135上的电介质或金属层。举例来说，光转向元件166可为全息、衍射或折射式的。
在所说明的实施方案中，光转向元件166展示为安置在透明衬底135的后表面169附近，但其它实施方案在本发明的预期内。举例来说，光转向元件166可安置在透明衬底135的前表面附近。
再次参考图1A，处理器104可经配置以经由第一信号路径103从光传感器133接收表示所检测特性的信号。处理器104可经配置以从光传感器133的输出信号辨识用户手势的个例。此外，处理器104可控制电子显示器110、设备100的其它元件及/或与设备100通信地耦合的电子装置(未展示)中的一或多者。举例来说，可致使显示在电子显示器110上的图像向上或向下滚动、旋转、放大或以其它方式修改。此外，处理器104可经配置以响应于用户手势而控制设备100的其它方面，例如改变音量设定、关断电源、发起或终止通话、启动或终止软件应用程序，等。
电子显示器110可包含用于空间光调制的布置。图2说明交互式显示器的用于空间光调制的布置的实例的示意图。布置111(其可称为“光调制阵列”)可包含布置成行及列的多个光调制器112a到112d(统称“光调制器112”)。
每一光调制器112可包含对应孔口119。每一光调制器112还可包含对应光阀118或使对应孔口119在打开位置与关闭位置之间切换的另一装置。为了显现图像114，电子显示器110可经配置以根据特定调制方案(“第一调制方案”)在时域中切换光调制器。举例来说，为照亮图像114的像素116，对应于所述像素的光阀118处于打开位置，所述打开位置准许光从显示器照明系统(未说明)经由对应孔口119朝向观看者(未说明)透射。为保持像素116不被照亮，对应光阀118经定位而使得其阻挡经由对应孔口119的光透射。举例来说，每一孔口119可由提供于反射层或光吸收层中的开口界定。
在所说明配置中，光调制器112a及112d切换到打开位置，而光调制器112b及112c切换到关闭位置。由于根据第一调制方案选择性地切换光调制器112a到112d的位置，电子显示器110可显现图像114，如本文中在下文更详细描述的。在一些实施方案中，第一调制方案可由计算机处理布置控制，所述计算机处理布置可为处理器104的部分或可与处理器104通信地耦合。
图3为并有光调制阵列的交互式显示器的横截面图。电子显示器110包含光调制阵列111、光学腔113及显示器照明系统115。光调制阵列111可包含任何数目个光调制器112，如上文所描述及在图2中所说明。如在图3中所说明的实施方案中所示，每一光调制器可包含对应光阀118，且经配置以在打开位置与关闭位置之间切换。在所说明的实施方案中，举例来说，光阀118(a)及118(c)描绘为处于打开位置，而光阀118(b)描绘为处于关闭位置。有利地，光调制器可安置在透明衬底135的后表面169上或接近于所述后表面。
在一些实施方案中，光学腔113可由光导形成，其例如可为约300微米到约2mm厚。显示器照明系统115可经配置以将光343发射到光学腔113中。有利地，光343的至少一部分可经受TIR，且由于光散射元件(未说明)在封闭光学腔113的一或多个表面上的审慎放置而大体上均一地分布在整个光学腔113中。举例来说，一些光散射元件可形成于光学腔113的后封闭体中或其上以辅助使光343重定向穿过孔口119。
电子显示器110可称为场序色彩(FSC)显示器，因为在一些实施方案中，通过操作显示器照明系统115以便依序地替代由显示器照明系统115发射的可见光的色彩而显现图像。举例来说，显示器照明系统115可发射单独的红色、绿色及蓝色光的闪光序列。与所述闪光序列同步，可通过根据第一调制方案将光调制阵列111中的光调制器112适当地切换到相应打开或关闭位置而显现相应红色、绿色及蓝色图像的序列。
由于视觉现象的持续性，快速改变的图像(例如，以大于20Hz的频率改变的图像)的观看者可察觉到为在特定周期内显示的图像的组合或大致平均的图像。在一些实施方案中，第一调制方案可适于利用此现象以便显现彩色图像，同时对于显示器的每一像素使用少达单个光调制器。
举例来说，在色彩FSC显示器中，第一调制方案可包含将待显示的图像帧划分成数个子帧图像，每一子帧图像对应于原始图像帧的特定色彩分量(例如，红色、绿色或蓝色)。对于每一子帧图像，将显示器的光调制器设定为对应于色彩分量对图像的贡献的状态。接着通过对应色彩的光发射器照亮光调制器。以足以使大脑将子帧图像系列察觉为单个图像的频率(例如，大于60Hz)按顺序显示所述子图像。
结果，FSC显示器每像素可能仅需要单个光调制器，而非一像素需要用于三个或三个以上彩色滤光片中的每一者的空间光调制器。有利地，FSC显示器可能不遭受归因于彩色滤光片中的吸收的功率效率损失，且可最大限度地使用得自现代发光二极管(LED)的色彩纯度，由此提供超过得自彩色滤光片的色彩范围的色彩范围，即较宽色域。
图4说明根据一实施方案的交互式显示器的实例。在所说明的实施方案中，交互式FSC显示器400包含前表面401、透明衬底135、光传感器133、光调制阵列111、光学腔113及显示器照明系统415。交互式FSC显示器400可经配置以通过使显示器照明系统415的一或多个波长特定光发射器依序闪光到光学腔113中同时根据第一调制方案同步地执行空间光调制而显现用户经由前表面401可见的彩色图像。在所说明的实施方案中，显示器照明系统415包含指定为R(红色)、B(蓝色)及G(绿色)的三个波长特定光发射器。然而，将了解，波长特定光发射器的其它布置是可能的。举例来说，作为RGB光发射器中的一或多者的补充或替代，白色、黄色或青色色彩的光发射器可包含于显示器照明系统415中。
在所说明的实施方案中，显示器照明系统415为背光，然而，仅包含前光或前光及背光两者的实施方案在本发明的预期内。
光调制阵列111可包含如上文所描述的光调制器阵列。如所说明实施方案中所示，每一光调制器可包含对应光阀118，且经配置以在打开位置与关闭位置之间切换。举例来说，在所说明的实施方案中，光阀118(a)及118(c)各自处于打开位置，且光阀118(b)处于关闭位置。有利地，光调制器可安置在透明衬底135的后表面169上或接近于后表面169。
在一些实施方案中，透明衬底135可安置于显示器照明系统415与前表面401之间。透明衬底135可大体上平行于前表面401，且具有至少与交互式FSC显示器400的观看区域同延的外围。
如图4中所说明，在物体150与物体照亮光442交互时，由所述交互产生的散射光444可被引导朝向透明衬底135。物体150可例如为用户的附属物(例如手或手指)，或其可为手持式或以其它方式受用户控制的任何物理物体，包含待成像的文档，但为简单起见在本文中称为“物体”。
透明衬底135可经配置以收集散射光444。有利地，透明衬底135可包含将散射光444朝向光传感器133重定向的光转向布置(未说明)。经重定向散射光446可在具有平行于前表面401的实质性分量的方向上转向。更明确地说，经重定向的所收集散射光446的至少一部分可以大于临界角度“α”的与法线的角度重定向，且因此，可能经受TIR，直到到达光传感器133。光传感器133可经配置以检测经重定向散射光446的一或多个特性，且将表示所检测特性的信号输出到处理器(未说明)。举例来说，所述特性可包含强度、偏振、方向性、频率、振幅、振幅调制、及/或其它性质。
尽管图4中说明单个光传感器133，但将了解，任何数目个光传感器133可安置在透明衬底135的外围周围或附近。在本发明所涵盖的各种实施方案中，举例来说，光传感器的数目可在约四个光传感器到几千个光传感器的范围内。
在一些实施方案中，可能存在安置于透明衬底135与光传感器133之间的一或多个光学组件。举例来说，可提供孔口阵列、掩模、透镜、透镜阵列或使光集中、增大效率或更好地鉴别用于经重定向散射光446的角度与空间信息的另一方法。
可通过根据第一调制方案将光阀118的所选子集切换到打开位置而执行空间光调制以产生所显现图像。在一些实施方案中，可与显示器照明系统415的一或多个波长特定光发射器的依序闪光同步地执行光阀118的切换。
举例来说，显示器照明系统415的绿色波长特定光发射器可经配置以将光443(“图像显现光”)发射到光学腔113中。有利地，图像显现光443的至少一部分可经受TIR，且大体上均一地分布在整个光学腔113中。图像显现光443的一部分可透射通过孔口119中的一或多者且贡献于所显现图像。
在所说明的实施方案中，显示器照明系统415的绿色光发射器也经配置以将物体照亮光442发射到光学腔113中。物体照亮光442的至少一部分可经受TIR，且大体上均一地分布在整个光学腔113中。
应注意，在所说明的实施方案中，物体照亮光442及图像显现光443仅为了说明的清楚起见而描绘为几何形状不同的射线轨迹，且物体照亮光442与图像显现光443之间的主要相异为时间及/或频谱，而非空间。在所说明的实施方案中，举例来说，在图像显现光443与物体照亮光442可具有相同波长的情况下，图像显现光443与物体照亮光442可由显示器照明系统415在不同时间发射以例如作为不同子帧的部分。作为另一个实例，物体照亮光442可为在文档扫描操作期间发射的可见光，在此期间，显示器观看区域通常不可由用户观测。
在一些实施方案中，物体照亮光442可为波长与图像显现光443不同的光。举例来说，物体照亮光442可具有不可见波长，例如红外(IR)或近IR。在此些实施方案中，还可或可不提供物体照亮光442与图像显现光443之间的时间分离。
本案发明人已了解，可通过使用物体照亮光442来提供光学触摸及手势辨识功能性以及文档扫描能力。更明确地说，可根据第二调制方案切换光调制器以选择性地将物体照亮光442传递通过相应孔口中的至少一者，物体照亮光442至少部分地与所显现图像不相关。在一些实施方案中，还可通过大体上类似的硬件提供文档扫描能力。
有利地，第二调制方案可使得仅在相对于图像显现光443存在时间分离及频谱分离中的一或两者时才传递物体照亮光442。在一些实施方案中，第二调制方案可提供传递物体照亮光442期间的子帧与传递图像显现光443期间的子帧的散置。举例来说，在物体照亮光442处于IR波长且图像显现光443在可见红色、绿色及蓝色图像模式的一系列子帧群组中传递的情况下，第二调制方案可使得IR发射器在每一子帧群组之间闪光。在一些实施方案中，举例来说，子帧群组可包含各自具有可见红色、绿色及蓝色图像模式的十个子帧。
在一些实施方案中，第二调制方案可周期性地提供“空白”子帧，在此期间，致使显示器照明系统关断所有光源。举例来说，在此空白子帧期间，可确定接近于交互式FSC显示器400的环境光水平。
图5说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。在所说明的实施方案中，交互式FSC显示器500包含可经配置以将IR光发射到光学腔113中的IR发射器575。所发射IR光542可照射物体150，且朝向前表面401散射回来。物体可在前表面401上或上方。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与透明衬底135内的光转向布置(未展示)交互以便朝向IR传感器533转向(“重定向”)。IR传感器533可经配置以将表示经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从IR传感器533的输出辨识物体150的特性。
在一些实施方案中，IR光的波长可在低廉的硅检测器可检测的范围内(例如，700nm到1000nm波长)。
光转向布置可经配置以俘获经由交互式显示器的前表面401进入透明衬底135的光，且使所俘获光朝向透明衬底135的外围转向。更明确地说，散射光544可重定向到大于玻璃或可构成透明衬底135的其它透明材料的临界角度的角度。经重定向散射光546可通过在透明衬底135内的全内反射(TIR)而导引到透明衬底135的边缘。光转向布置可包含安置在第一光导透明衬底135的上表面及下表面中的任一者或两者上的元件，且可包含全息、衍射、折射及/或反射元件。
在一些实施方案中，光转向元件可选择性地位于不在像素孔口正上方的区域中，例如位于透明衬底135的区域“A”中。有利地，因为FSC显示器的光阀孔口区域为交互式FSC显示器500的总观看区域的相对较小部分(例如，十分之一到二分之一)，因此透明衬底135的大部分可由光转向元件占用而没有所显示图像的任何看得出的质量降级。
图6说明根据一实施方案的交互式显示器的又一实例。在所说明实施方案中，交互式FSC显示器600包含经安置而接近于透明衬底135的上表面的光转向元件666。光转向元件666可用来经由例如折射或衍射来重定向散射光544，以使得经重定向散射光546在透明衬底135内经受TIR。在一些实施方案中，光转向元件666可配置为层压到透明衬底135的膜。在一些实施方案中，光转向元件666可配置为沉积在透明衬底135上的电介质或金属层。举例来说，光转向元件666可为全息、衍射或折射式的。
图7说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。在所说明实施方案中，交互式FSC显示器700包含经安置而接近于透明衬底135的下表面的光转向元件766。光转向元件766可用来经由例如反射或折射来重定向散射光544，以使得经重定向散射光546在透明衬底140内经受TIR。在一些实施方案中，光转向元件766可在将TFT层781制造到透明衬底135上之前沉积及/或图案化到透明衬底140上。在一些实施方案中，举例来说，光转向元件766可配置为几何折射或反射特征，例如圆锥或角锥。
图8说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。在所说明实施方案中，交互式FSC显示器800包含安置在TFT层781内、可用作光转向元件的微结构866。微结构866可包含TFT电路及/或与光阀118(图3)的支撑及控制相关联的结构。在图8中所说明的实施方案中，微结构866可用来将散射IR光544重定向到透明衬底135中。在一些实施方案中，涂布材料的部分层891或掩模可经安置而接近于透明衬底135的背表面。在一些实施方案中，部分层891可对可见光不透明，但对IR光大体上透明。有利地，部分层891可选择性地位于透明衬底135的在空间上从对应孔口119移除的区域中。
微结构866可经安置以便选择性地重定向特定波长的散射光544。举例来说，在散射光544为IR光的情况下，微结构866的布局可经配置以具有类似于针对IR光优化的光学光栅的沟槽间隔的线间隔。
如上文所指示，IR传感器533的输出可指示物体150的一或多个特性。此些特性包含物体150的地点、运动及图像特性。下文中描述获得地点及运动特性的特定实施方案，其可与包含触摸或手势的用户输入有关。在此些实施方案中，第二调制方案可包含根据一或多个扫描模式选择性地打开光调制器。可鉴于一或多个光传感器与光转向布置的各种配置的组合来选择扫描模式。为了提供对本发明所揭示的技术的特征及益处的更好理解，现将描述扫描模式的说明性实例。
在一些实施方案中，扫描模式可类似于光栅扫描。图9说明根据一些实施方案的用于第二调制方案的扫描模式的实例。在所说明的布置900中，第二调制方案包含根据扫描模式901以时间顺序将光调制器选择性地切换到打开位置。结果，物体照亮光可根据扫描模式901而依序传递通过一系列孔口，或阻挡孔口，其中每一孔口与相应像素相关联。结果，可通过扫描模式901涵盖电子显示器110的基本上所有的观看区域。
在一些实施方案中，光栅扫描线可由一系列邻近孔口组成。然而，考虑到孔口的大小通常比物体150小得多，扫描孔口块可为有利的。举例来说，参考细节A，每一像素块可包含多个孔口，且大小大致为1到25平方毫米。一系列连续孔口块中的两个或两个以上块可能包含至少一些共同孔口。即，在一些实施方案中，在第一孔口块与第二随后或先前像素块之间可能存在孔口重叠。
将了解，所说明扫描模式901仅为第二调制方案的特征的说明性方面。其它扫描模式在本发明的预期内。举例来说，可实施螺旋形扫描模式。
图10说明根据一些实施方案的用于第二调制方案的扫描模式的另一实例。在此实施方案中，电子显示器110的总观看区域视为单独区域，其中单独地扫描每一单独区域。在所说明实施方案1000中，例如，电子显示器110的总观看区域视为四个单独象限。可有利地并行地执行借助于扫描模式1001对每一区域的扫描。结果，在经由打开的孔口发射物体照亮光的每一子帧中，每一象限中的相应扫描模式的至少一个孔口可切换到打开位置。尽管在所说明的实施方案中，在四个大小类似的象限中执行类似扫描模式1001，但将了解，其它布置在本发明的预期内。举例来说，单独区域中的一或多者可具有不同大小。作为另一个实例，用于任何区域的扫描模式可不同于用于另一区域的扫描模式区域。
将了解，可与显示器照明系统415的一或多个波长特定光发射器的闪光同步地执行光调制器根据如上文所描述的扫描模式以时间顺序到打开位置的选择性切换。再次参考图5，举例来说，可与IR发射器575的闪光同步地根据扫描来依序将光调制器块切换到打开位置。在所说明实施方案中，显示器照明系统515包含IR发射器575，但不一定如此。在物体150大致处于切换到打开位置的光调制器块上方时，物体150将与所发射IR光542交互。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与透明衬底135内的光转向布置(未展示)交互，以便朝向IR传感器533转向(“重定向”)。IR传感器533可经配置以将表示所接收的经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从IR传感器533的输出辨识物体150的特性，例如地点及相对运动。
如上文所指出，可鉴于一或多个光传感器与光转向布置的各种配置的组合来选择扫描模式。为了提供对本发明所揭示的技术的特征及益处的更好理解，现将描述光传感器及光转向布置的各种配置的说明性实例。
图11展示根据一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。所说明的实施方案包含单个IR光传感器533及包含光转向布置的透明衬底1135，所述光转向布置包含光转向元件1166，所述光转向元件至少总体上使散射光544以大体上全向方式转向。光转向元件1166可包含微结构，例如反射或折射圆锥、丝网印刷散射点、气泡、全息图、衍射特征，等等。由透明衬底1135接收的与此些光转向元件交互的散射光544可通过光转向布置在x-z平面上全向地转向。经重定向散射光546可在具有平行于上表面x-z平面的实质性分量的方向上转向，且经受TIR。由于使散射光544全向地转向，因此经重定向散射光546的一部分将到达光传感器533。
光调制器可与显示器照明系统的一或多个IR光发射器的闪光同步地根据扫描模式以时间顺序选择性地切换到打开位置。在物体150大致处于切换到打开位置的光调制器或光调制器块上方时，物体150可与所发射IR光542交互。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与光转向布置交互，如上文所描述，且经重定向散射光546的部分可到达IR光传感器533。IR光传感器533可经配置以将表示所接收的经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从IR传感器533的输出辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
图12展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。所说明实施方案包含单个IR光传感器533及包含光转向布置的透明衬底1235，所述光转向布置包含光转向元件1266，所述光转向元件至少总体上使散射光544朝向焦点转向。光转向元件1266可配置有方向转向特征，例如弧形凹槽或隆脊、全息或衍射特征。
有利地，由透明衬底1235接收的与此些光转向元件交互的散射光544可在方向上朝向IR光传感器533转向。经重定向散射光546可在具有平行于上表面x-z平面的实质性分量的方向上转向，且经受TIR。由于使散射光544在方向上转向，因此经重定向散射光546的至少大部分可到达IR光传感器533。
光调制器可与显示器照明系统的一或多个IR光发射器的闪光同步地根据扫描模式以时间顺序选择性地切换到打开位置。在物体150大致处于切换到打开位置的光调制器或光调制器块上方时，物体150可与所发射IR光542交互。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与光转向布置交互，如上文所描述，且经重定向散射光546的部分可到达IR光传感器533。IR光传感器533可经配置以将表示经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从IR传感器533的输出辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
图13展示根据又一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。所说明实施方案包含四个IR光传感器533及一透明衬底1335。透明衬底1335包含包括四个区域的光转向布置，每一区域包含光转向元件1366，所述光转向元件至少总体上使散射光544朝向相应焦点转向。光转向元件1366可配置有方向转向特征，例如弧形凹槽或隆脊、全息或衍射特征。
有利地，由透明衬底1335接收的与此些光转向元件交互的散射光544可在方向上朝向相应IR光传感器533转向。经重定向散射光546可在具有平行于上表面x-z平面的实质性分量的方向上转向，且经受TIR。由于使散射光544在方向上转向，因此经重定向散射光546的至少大部分可到达相应IR光传感器533。
光调制器可与显示器照明系统的一或多个IR光发射器的闪光同步地根据扫描模式以时间顺序选择性地切换到打开位置。在物体150大致处于切换到打开位置的光调制器或光调制器块上方时，物体150可与所发射IR光542交互。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与光转向布置交互，如上文所描述，且经重定向散射光546的大部分可到达相应IR光传感器533。每一IR光传感器533可经配置以将表示经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从每一IR传感器533的输出辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
将了解，可有利地与图13中所说明的实施方案组合地使用并行地扫描多个区域的扫描模式(例如上文结合图13所描述的扫描模式)。举例来说，此组合可增大扫描速度，或增大给定扫描速度下可实现的分辨率。
图14展示根据又一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。所说明实施方案包含沿着透明衬底1435的第一侧安置的数个IR光传感器533。透明衬底1435包含包括光转向元件1466的光转向布置，所述光转向元件至少总体上使散射光544朝向透明衬底1435的第一侧转向。光转向元件1466可配置有方向转向特征，例如线性凹槽或隆脊、全息或衍射特征。
有利地，由透明衬底1435接收的与此些光转向元件交互的散射光544可在方向上朝向相应IR光传感器533转向。经重定向散射光546可在具有平行于上表面x-z平面的实质性分量的方向上转向，且经受TIR。由于使散射光544在方向上转向，因此经重定向散射光546的至少大部分可到达IR光传感器533中的一或多者。
光调制器可与显示器照明系统的一或多个IR光发射器的闪光同步地根据扫描模式以时间顺序选择性地切换到打开位置。在物体150大致处于切换到打开位置的光调制器或光调制器块上方时，物体150可与所发射IR光542交互。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与光转向布置交互，如上文所描述，且经重定向散射光546的大部分可到达IR光传感器533中的一或多者。每一IR光传感器533可经配置以将表示所接收的经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从每一IR传感器533的输出辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
重定向散射光546可到达两个或两个以上IR光传感器533，且每一IR光传感器533可经配置以将表示分别接收的经重定向散射光546的特性的相应信号输出到处理器(未展示)。在一些实施方案中，所述处理器可经配置以对从所述两个或两个以上IR光传感器533接收的信号进行加权，以便从每一IR传感器533的输出更精确地辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
图15展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。所说明实施方案包含沿着透明衬底1535的两个相邻侧中的每一者安置的数个IR光传感器533。透明衬底1535包含包括光转向元件1566的光转向布置，所述光转向元件至少总体上使散射光544朝向透明衬底1535的第一侧及透明衬底1535的第二相邻侧转向。光转向元件1566可包含例如反射或折射角锥或圆锥等微结构，或配置有例如全息或衍射特征。有利地，由透明衬底1535接收的与此些光转向元件交互的散射光544可在方向上朝向安置在第一侧及/或第二侧上的IR光传感器533转向。经重定向散射光546可在具有平行于上表面x-z平面的实质性分量的方向上转向，且经受TIR。由于使散射光544在方向上转向，因此经重定向散射光546的至少大部分可到达IR光传感器533中的一或多者。
光调制器可与显示器照明系统的一或多个IR光发射器的闪光同步地根据扫描模式以时间顺序选择性地切换到打开位置。在物体150大致处于切换到打开位置的光调制器或光调制器块上方时，物体150可与所发射IR光542交互。由所发射IR光542与物体150的交互产生的散射光544可与光转向布置交互，如上文所描述，且经重定向散射光546的大部分可到达IR光传感器533中的一或多者。每一IR光传感器533可经配置以将表示经重定向散射光546的特性的信号输出到处理器(未展示)。所述处理器可经配置以从每一IR传感器533的输出辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
重定向散射光546可到达两个或两个以上IR光传感器533，且每一IR光传感器533可经配置以将表示分别接收的经重定向光546的特性的相应信号输出到处理器(未展示)。在一些实施方案中，所述处理器可经配置以对从所述两个或两个以上IR光传感器533接收的信号进行加权，以便从每一IR传感器533的输出更精确地辨识例如物体150的地点及/或相对运动。
无关于光转向布置及光传感器的配置，第二调制方案可包含包括可选择地调整的大小的孔口块的扫描模式。图16展示其中可调整孔口块的大小的扫描模式。在此些实施方案中，可以相对较大块起始扫描模式，直到辨识出物体150的相对粗略地点。随后，可减小孔口块大小，且继续在接近于所述相对粗略地点的较小区域中进行扫描。必要时，可重复此序列一或多次。有利地，上述实施方案可减小必需子帧的数目、增大扫描速度，或增大利用相同数目子帧可实现的分辨率。
在一些实施方案中，可使用可见光扫描接近于显示器的文档或物体。图17说明根据一实施方案的经配置用于文档扫描的交互式显示器的实例。在所说明的实施方案中，展示可如何对接近于前表面401的物体或文档1750执行彩色扫描。可通过使显示器照明系统415的RGB光发射器依序闪光且使用可见(白色)光传感器1733取得每一照亮子帧的单独光传感器读数来扫描物体或文档1750。
举例来说，仍参考图17，显示器照明系统415的绿色光发射器可经配置以将物体照亮光442发射到光学腔113中。物体照亮光442的至少一部分可经受TIR，且大体上均一地分布在整个光学腔113中。
物体照亮光442的至少一部分可透射通过切换到打开位置的光调制器，且与物体或文档1750交互。由所述交互产生的散射光可由透明衬底135经由前表面401接收。更明确地说，所接收光可重定向到大于玻璃或可构成透明衬底135的其它透明材料的临界角度的角度。经重定向散射光446可通过在透明衬底135内的全内反射(TIR)而导引到透明衬底135的边缘，且由光传感器1733接收。
为了说明的清楚起见，图17仅展示经由单个孔口发射的单一色彩光。然而，根据上文揭示的技术，可通过例如显示器照明系统415的RGB光发射器中的每一者来使光发射的时间序列依序闪光。此外，可结合执行第二调制方案(其包含根据一或多个扫描模式选择性地打开光调制器)来执行本发明所揭示的文档扫描技术。
在一些实施方案中，可同时照亮显示器光系统415的RGB光发射器。图18说明根据另一实施方案的经配置用于文档扫描的交互式显示器的实例。在所说明的实施方案中，展示可如何对接近于前表面401的物体或文档1750执行彩色扫描。可通过显示器照明系统415的同时闪光的RGB光发射器来扫描物体或文档1750。在所说明的实施方案中，光传感器1833包含多个感光元件，各自借助于例如相应滤波器而对个别色彩敏感。每一个别感光元件(例如，1833R、1833G及1833B)可针对每一照亮子帧输出单独的信号读数。
物体照亮光442R、442G及442B的至少一部分可透射通过切换到打开位置的光调制器，且与物体或文档1750交互。由所述交互产生的散射光可由透明衬底135经由前表面401接收。更明确地说，所接收光可重定向到大于玻璃或可构成透明衬底135的其它透明材料的临界角度的角度。经重定向散射光446R、446G及446B可通过在透明衬底135内的全内反射(TIR)而导引到透明衬底135的边缘，且由包含个别感光元件1833R、1833G及1833B的光传感器1833接收。
为了说明的清楚起见，图18展示仅经由单个孔口发射光。然而，根据上文揭示的技术，可结合执行第二调制方案(其包含根据一或多个扫描模式选择性地打开光调制器)而执行本发明所揭示的文档扫描技术。
图19说明根据一实施例的用于借助FSC显示器辨识物体的特性的处理流程的实例。在处理1900的框1910处，光调制器阵列的一或多个光调制器可根据第一调制方案而切换以显现图像，且根据第二调制方案而切换以选择性地将物体照亮光传递通过相应孔口中的至少一者。有利地，物体照亮光可至少部分地与图像不相关。在一些实施方案中，光调制器可通过经配置以控制交互式显示器的处理器来进行切换。如上文所描述，交互式显示器可具有包含观看区域的前表面。交互式显示器可包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列。每一光调制器可经配置以在准许光从显示器照明系统经由相应孔口透射到前表面的打开位置与阻挡经由相应孔口的光透射的关闭位置之间切换。透明衬底可安置于显示器照明系统与前表面之间且大体上平行于前表面，且具有至少与观看区域同延的外围。至少一个光传感器可安置在透明衬底的外围外部。所述光调制器可为经安置而接近于透明衬底的后表面的微机电(MEM)装置。透明衬底可经配置以将由显示器照明系统发射的光朝向前表面传递且接收来自物体的经由前表面反射的光，所述透明衬底包含将所接收光的一部分朝向光传感器重定向的第一光转向布置。
在框1920处，所述光传感器可将表示所接收经重定向光的特性的信号输出到处理器。
在框1930处，所述处理器可从光传感器的输出辨识物体的特性。所述特性可包含物体的地点或运动或图像数据中的一或多者。有利地，所述处理器可响应于所述特性而控制所述显示器。
因此，已揭示与交互式FSC显示器有关的改善的实施方案。在上述实施方案中的一些中，显示器照明系统可包含经配置以完全或部分地以某一频率或信号模式调制的光源。在此些实施方案中，处理器可包含光传感器读出电路及/或与其耦合，所述光传感器读出电路包含有源或无源电带通频率滤波器或其它装置以使调制器信号模式相关。除了调制之外，光源的强度也可缩放到(可能低于或高于)用于扫描而非显示信息的光的适当量。
可将结合本文中所揭示的实施方案而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。硬件与软件的此互换性已大致关于其功能性而描述，且在上文所描述的各种说明性组件、块、模块、电路及步骤中进行说明。所述功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。
可用通用单芯片或多芯片处理器、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，或其经设计以执行本文所描述的功能的任何组合来实施或执行用于实施结合本文中所揭示的方面而描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理设备。通用处理器可为微处理器，或任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此配置。在一些实施方案中，可由专用于给定功能的电路来执行特定步骤及方法。
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)或以其任何组合来实施所描述的功能。本说明书中所述的标的物的实施方案还可实施为一或多个计算机程序(即，计算机程序指令的一或多个模块)，其在计算机存储媒体上被编码以由数据处理设备执行或用以控制数据处理设备的操作。
如果以软件实施，则可将功能作为计算机可读媒体上的一或多个指令或代码而加以存储或传输。本文中所揭示的方法或算法的步骤可实施于可驻留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与包含可经启用以将计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体的通信媒体两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。举例来说而非限制，此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，或可用以存储呈指令或数据结构形式的所要程序代码且可通过计算机存取的任何其它媒体。而且，可将任何连接适当地称为计算机可读媒体。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，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘使用激光光学地再现数据。以上各者的组合也可包含在计算机可读媒体的范围内。另外，方法或算法的操作可作为代码和指令中的一者或任何组合或集合而驻留于机器可读媒体和计算机可读媒体上，其可并入到计算机程序产品中。
所属领域的技术人员将易于明白本发明中所描述的实施方案的各种修改，且可在不背离本发明的精神或范围的情况下将本文中所界定的一般原理应用于其它实施方案。因此，本发明无意限于本文中所展示的实施方案，而是将赋予本发明与本文中所揭示的此揭示内容、原理和新颖特征相一致的最广范围。词语“示范性”在本文中专门用于表示“充当实例、例子或说明”。在本文中描述为“示范性”的实施方案不一定解释为比其它实施方案优选或有利。另外，所属领域的技术人员将易于了解，术语“上部”及“下部”有时用以使图式描述简易，且指示与适当定向页上的图式的定向对应的相对位置，且可能不反映如所实施的设备的适当定向。
在单独实施方案的背景下描述于本说明书中的某些特征还可组合地实施于单一实施方案中。相反，还可在多个实施方案中单独地或以任何适合子组合实施在单一实施方案的背景下所描述的各种特征。再者，虽然特征可在上文中被描述为以某些组合作用且甚至最初被如此主张，但在一些情况下，可从所述组合删除来自所主张的组合的一或多个特征，且所述所主张的组合可针对子组合或子组合的变化。
类似地，虽然图式中以特定次序描绘操作，但所属领域的技术人员将容易认识到，此些操作不需要以所展示的特定次序或以连续次序执行，或执行全部所说明的操作以实现合意的结果。此外，图式可以流程图的形式示意性地描绘一个以上实例过程。然而，未描绘的其它操作可并入于示意性地说明的实例过程中。举例来说，可在所说明的操作中的任一者之前、之后、同时地或在其之间执行一或多个额外的操作。在某些状况中，多任务处理及并行处理可为有利的。再者，上述实施方案中的各种系统组件的分离不应被理解为全部实施方案中需要此分离，且应了解，所描述的程序组件及系统可一般一起集成在单一软件产品中或封装到多个软件产品中。另外，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，权利要求书中所叙述的动作可以不同次序执行且仍实现合意的结果。

Claims (20)

1.一种显示设备，其包括：
交互式场序色彩FSC显示器，其具有包含观看区域的前表面，所述FSC显示器包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列和孔口，每一光调制器经配置以在准许光从所述显示器照明系统经由所述孔口中的一个相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换；
透明衬底，其安置于所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表面，且具有至少与所述观看区域同延的外围，所述透明衬底包含多个光转向元件，所述多个光转向元件选择性地位于不在所述孔口正上方的区域中；
至少一个光传感器，其安置在所述透明衬底的所述外围外部；以及
处理器；其中：
所述光调制器根据第一调制方案而切换以显现图像，所述第一调制方案适于通过依序地替代由所述显示器照明系统发射的可见光的色彩而利用视觉现象的持续性以显现彩色图像；
所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的光朝向所述前表面传递且接收来自物体的经由所述前表面反射的光，所述透明衬底包含将所述所接收光的一部分朝向所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置；
所述光传感器经配置以将表示所述所接收经重定向光的特性的信号输出到所述处理器；且
所述处理器经配置以：
根据第二调制方案切换所述光调制器以选择性地使物体照亮光从所述显示器照明系统传递通过所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图像不相关；以及
从所述光传感器的所述输出辨识所述物体的特性。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中：
所述显示器照明系统包含至少一个红外IR光发射器；
所述至少一个光传感器包含IR光传感器；
所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的IR光朝向所述前表面传递且接收来自所述物体的经由所述显示器前表面散射的IR光；且
所述第一光转向布置朝向所述IR光传感器重定向所述所接收IR光的一部分。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述透明衬底包含涂布材料的部分层，所述涂布材料对可见光不透明且大体上对IR光透明。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中所述部分层选择性地位于所述透明衬底的在空间上从对应孔口移除的区域中。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第二调制方案包含散置在可见图像模式之间的感测模式。
6.根据权利要求5所述的显示设备，其中所述感测模式包含光栅扫描。
7.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述光调制器阵列包含安置在所述透明衬底的后表面上的层。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一光转向布置接近于所述透明衬底的前表面。
9.根据权利要求2所述的显示设备，其中所述处理器经配置以从所述IR光传感器的输出辨识所述物体的地点。
10.根据权利要求9所述的显示设备，其中所述显示器照明系统在第一数目个子帧期间发射可见光，且在第二数目个子帧期间发射IR光。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中所述第一数目与所述第二数目的比率为10:1。
12.根据权利要求10所述的显示设备，其中所述IR光发射器在正显示图像数据的子帧期间闪光。
13.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述处理器响应于所述特性而控制所述显示器。
14.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述特性为所述物体的地点或运动中的一或多者。
15.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述第一光转向布置包含衍射、折射或全息元件中的一或多者。
16.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述物体包含手、手指、手持式物体及在用户的控制下的其它物体中的一或多者。
17.一种显示设备，其包括：
交互式场序色彩FSC显示器，其具有包含观看区域的前表面，所述FSC显示器包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列和孔口，每一光调制器经配置以在准许光从所述显示器照明系统经由所述孔口中的一个相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换；
透明衬底，其安置于所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表面，且具有至少与所述观看区域同延的外围，所述透明衬底包含多个光转向元件，所述多个光转向元件选择性地位于不在所述孔口正上方的区域中；
至少一个光传感器，其安置在所述透明衬底的所述外围外部；以及
用于从所述光传感器的输出辨识物体的特性的装置；以及
用于切换所述光调制器的装置，其中：
所述光调制器根据第一调制方案而切换以显现图像，且根据第二调制方案切换以选择性地使物体照亮光从所述显示器照明系统传递通过所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图像不相关，所述第一调制方案适于通过依序地替代由所述显示器照明系统发射的可见光的色彩而利用视觉现象的持续性以显现彩色图像；
所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的光朝向所述前表面传递且接收来自所述物体的经由所述前表面反射的光，所述透明衬底包含将所述所接收光的一部分朝向所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置；
所述光传感器经配置以将表示所述所接收经重定向光的特性的信号输出到处理器。
18.根据权利要求17所述的显示设备，其中所述第二调制方案包含散置在可见图像模式之间的感测模式。
19.一种用于显示的方法，其包括：
借助处理器切换光调制器阵列的一或多个光调制器，其中：
场序色彩FSC显示器具有包含观看区域的前表面，所述FSC显示器包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列和孔口，每一光调制器经配置以在准许光从所述显示器照明系统经由所述孔口中的一个相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换，透明衬底包含多个光转向元件，所述多个光转向元件选择性地位于不在所述孔口正上方的区域中；
所述透明衬底安置于所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表面，且具有至少与所述观看区域同延的外围；
至少一个光传感器安置在所述透明衬底的所述外围外部；
所述光调制器根据第一调制方案而切换以显现图像，且根据第二调制方案切换以选择性地使物体照亮光从所述显示器照明系统传递通过所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图像不相关，所述第一调制方案适于通过依序地替代由所述显示器照明系统发射的可见光的色彩而利用视觉现象的持续性以显现彩色图像；且
所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的光朝向所述前表面传递且接收来自物体的经由所述前表面反射的光，所述透明衬底包含将所述所接收光的一部分朝向所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置；
将表示所述所接收经重定向光的特性的信号从所述光传感器输出到所述处理器；以及
从所述光传感器的所述输出辨识所述物体的特性。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述特性为所述物体的地点或运动中的一或多者。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9454265B2 (en) 2013-09-23 2016-09-27 Qualcomm Incorporated Integration of a light collection light-guide with a field sequential color display
TWI494767B (zh) * 2013-12-27 2015-08-01 Quanta Comp Inc 通訊之方法、通訊系統、電子裝置以及周邊裝置
FR3040577B1 (fr) * 2015-08-28 2019-05-24 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif de prise d'image a eclairage integre
GB2573123A (en) * 2018-04-24 2019-10-30 Kino Mo Ltd Persistence of vision (POV) display panels and systems
JP7108820B2 (ja) * 2018-04-27 2022-07-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 加熱調理器
US11088171B2 (en) * 2018-07-16 2021-08-10 HKC Corporation Limited Array substrate, display panel and method of manufacturing the same
US11063645B2 (en) 2018-12-18 2021-07-13 XCOM Labs, Inc. Methods of wirelessly communicating with a group of devices
US10756795B2 (en) 2018-12-18 2020-08-25 XCOM Labs, Inc. User equipment with cellular link and peer-to-peer link
US11330649B2 (en) 2019-01-25 2022-05-10 XCOM Labs, Inc. Methods and systems of multi-link peer-to-peer communications
US10756767B1 (en) 2019-02-05 2020-08-25 XCOM Labs, Inc. User equipment for wirelessly communicating cellular signal with another user equipment
CN109656421B (zh) 2019-03-05 2021-04-06 京东方科技集团股份有限公司 显示装置
WO2023197760A1 (zh) * 2022-04-11 2023-10-19 深圳市洲明科技股份有限公司 集成模块、显示模组、感光触控交互系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102138118A (zh) * 2008-08-29 2011-07-27 夏普株式会社 坐标传感器、电子设备、显示装置和光接收单元
CN102597860A (zh) * 2009-11-17 2012-07-18 微软公司 具有液晶显示设备的红外线视觉
CN102693046A (zh) * 2011-02-23 2012-09-26 微软公司 互动显示设备中的悬停检测

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020000967A1 (en) * 2000-04-14 2002-01-03 Huston James R. System and method for digitally controlled waveform drive methods for graphical displays
US20030111588A1 (en) 2001-12-18 2003-06-19 Pao-Jung Chen Near-contact optical touch-screen sensor module
US8456447B2 (en) 2003-02-14 2013-06-04 Next Holdings Limited Touch screen signal processing
US7417782B2 (en) * 2005-02-23 2008-08-26 Pixtronix, Incorporated Methods and apparatus for spatial light modulation
US20060001914A1 (en) 2004-06-30 2006-01-05 Mesmer Ralph M Color scanner display
US20060209012A1 (en) * 2005-02-23 2006-09-21 Pixtronix, Incorporated Devices having MEMS displays
US9229222B2 (en) * 2005-02-23 2016-01-05 Pixtronix, Inc. Alignment methods in fluid-filled MEMS displays
US20070205969A1 (en) 2005-02-23 2007-09-06 Pixtronix, Incorporated Direct-view MEMS display devices and methods for generating images thereon
US7525538B2 (en) 2005-06-28 2009-04-28 Microsoft Corporation Using same optics to image, illuminate, and project
CN103000139B (zh) 2005-12-19 2015-09-02 皮克斯特隆尼斯有限公司 直视mems显示装置以及在其上生成图像的方法
JP4899149B2 (ja) 2006-02-13 2012-03-21 株式会社ジェイエイアイコーポレーション 面順次方式カラーカメラシステム
US7843516B2 (en) 2006-09-05 2010-11-30 Honeywell International Inc. LCD touchscreen panel with scanning backlight
US20080055495A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Honeywell International Inc. LCD panel with synchronized integral touchscreen
US7751663B2 (en) 2006-09-21 2010-07-06 Uni-Pixel Displays, Inc. Backside reflection optical display
JP4567028B2 (ja) * 2006-09-26 2010-10-20 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド マルチタッチ感知機能を有する液晶表示装置とその駆動方法
US8094129B2 (en) * 2006-11-27 2012-01-10 Microsoft Corporation Touch sensing using shadow and reflective modes
US7924272B2 (en) 2006-11-27 2011-04-12 Microsoft Corporation Infrared sensor integrated in a touch panel
US20100188443A1 (en) * 2007-01-19 2010-07-29 Pixtronix, Inc Sensor-based feedback for display apparatus
US8434909B2 (en) 2007-10-09 2013-05-07 Flex Lighting Ii, Llc Light emitting display with light mixing within a film
JP4745317B2 (ja) 2007-11-07 2011-08-10 シャープ株式会社 表示システムおよび指示位置の検出方法
EP2071441A1 (en) 2007-12-03 2009-06-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Mobile phone
JP4924393B2 (ja) 2007-12-05 2012-04-25 ソニー株式会社 ディスプレイ装置
EP2249201A4 (en) 2008-03-03 2011-08-10 Sharp Kk DISPLAY DEVICE WITH LIGHT SENSOR
JP2009265512A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Sony Corp 液晶表示装置
US8736587B2 (en) 2008-07-10 2014-05-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
JP5100670B2 (ja) 2009-01-21 2012-12-19 株式会社半導体エネルギー研究所 タッチパネル、電子機器
US20130181896A1 (en) 2009-01-23 2013-07-18 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Integrated light emitting and light detecting device
US20100321339A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Nokia Corporation Diffractive optical touch input
TWI410703B (zh) * 2009-06-18 2013-10-01 Au Optronics Corp 光學感測元件、其製作方法及光學式觸控裝置
JP5528739B2 (ja) 2009-08-12 2014-06-25 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置、表示装置、および物体の近接距離測定方法
US8605015B2 (en) 2009-12-23 2013-12-10 Syndiant, Inc. Spatial light modulator with masking-comparators
TWI442286B (zh) 2010-02-01 2014-06-21 Acer Inc 觸控式輸入方法及其裝置
US8467133B2 (en) 2010-02-28 2013-06-18 Osterhout Group, Inc. See-through display with an optical assembly including a wedge-shaped illumination system
BR112012022900A2 (pt) 2010-03-11 2018-06-05 Pixtronix Inc modos de operação transflexivos e refletivos para um dispositivo de exibição
KR101065408B1 (ko) 2010-03-17 2011-09-16 삼성모바일디스플레이주식회사 터치 표시 장치
WO2011129441A1 (ja) 2010-04-16 2011-10-20 シャープ株式会社 半導体装置
US9286848B2 (en) 2010-07-01 2016-03-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving liquid crystal display device
US8780085B2 (en) 2010-08-03 2014-07-15 Microsoft Corporation Resolution enhancement
US8682030B2 (en) 2010-09-24 2014-03-25 Microsoft Corporation Interactive display
US8514190B2 (en) * 2010-10-06 2013-08-20 Sony Corporation Displays for electronic devices that detect and respond to the contour and/or height profile of user input objects
US8891051B2 (en) 2010-10-25 2014-11-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Backlight and display device
KR101719587B1 (ko) 2010-10-29 2017-03-27 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 기능을 구비한 유기전계발광 표시장치
US20120127140A1 (en) 2010-11-19 2012-05-24 John Ryan Multi-mode liquid crystal display with auxiliary non-display components
US8770813B2 (en) 2010-12-23 2014-07-08 Microsoft Corporation Transparent display backlight assembly
GB2489657A (en) 2010-12-31 2012-10-10 Barco Nv A display device and sensor arrangement
KR101759928B1 (ko) 2011-01-17 2017-07-21 삼성디스플레이 주식회사 표시패널
US9317158B2 (en) * 2011-03-08 2016-04-19 Synaptics Incorporated Baseline management for input devices
US20120320308A1 (en) 2011-06-20 2012-12-20 Jong-Souk Yeo Transflective displays
US20130027444A1 (en) 2011-07-25 2013-01-31 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Field-sequential color architecture of reflective mode modulator
US9019240B2 (en) 2011-09-29 2015-04-28 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Optical touch device with pixilated light-turning features
US8730210B2 (en) 2011-10-19 2014-05-20 Microvision, Inc. Multipoint source detection in a scanned beam display
CN104160366A (zh) 2011-11-28 2014-11-19 康宁股份有限公司 使用平面透明薄板的稳固的光学触摸屏系统和方法
US20130135188A1 (en) 2011-11-30 2013-05-30 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Gesture-responsive user interface for an electronic device
US20150083917A1 (en) 2013-09-23 2015-03-26 Qualcomm Incorporated Infrared light director for gesture or scene sensing fsc display
US9454265B2 (en) 2013-09-23 2016-09-27 Qualcomm Incorporated Integration of a light collection light-guide with a field sequential color display
US20150084994A1 (en) 2013-09-23 2015-03-26 Qualcomm Incorporated Touch-enabled field-sequential color (fsc) display using a light guide with light turning features
US20150084928A1 (en) 2013-09-23 2015-03-26 Qualcomm Incorporated Touch-enabled field sequential color display using in-cell light sensors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102138118A (zh) * 2008-08-29 2011-07-27 夏普株式会社 坐标传感器、电子设备、显示装置和光接收单元
CN102597860A (zh) * 2009-11-17 2012-07-18 微软公司 具有液晶显示设备的红外线视觉
CN102693046A (zh) * 2011-02-23 2012-09-26 微软公司 互动显示设备中的悬停检测

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