CN106415700A - 具有自适应光谱特征的显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备，该电子设备可包括具有显示器像素阵列并具有用于控制显示器的操作的显示器控制电路的显示器。该显示器控制电路可自适应地调整从显示器发射的显示器光的光谱特征，以实现对人的昼夜节律系统的期望效果。例如，该显示器控制电路可基于当日时间信息来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征，使得用户暴露于显示器光可产生与在自然光下经历的昼夜节律响应类似的昼夜节律响应。可通过调整被提供至显示器中的蓝色像素的相对最高功率水平或者通过使与从显示器发射的蓝光相关联的峰值波长发生偏移来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

Description

具有自适应光谱特征的显示器

本专利申请要求于2014年9月29日提交的美国专利申请No.14/500458以及于2014年6月2日提交的临时专利申请No.62/006781的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

背景技术

本发明总体上涉及具有显示器的电子设备，并且更具体地涉及所具有的显示器具有自适应光谱特征的电子设备。

人的昼夜节律系统可能对光的不同波长以不同形式进行响应。例如，在用户暴露于具有处于特定范围内的峰值波长的蓝光时，用户的昼夜节律系统可被激活，并且可抑制褪黑激素产生。另一方面，在用户暴露于处于该波长范围以外的光或者在蓝光受到抑制(例如，与红光相比)时，可提高用户的褪黑激素产生，从而在夜间向身体发信号进行通知。

常规显示器不考虑人的昼夜节律系统的光谱敏感性。例如，一些显示器发射具有触发昼夜节律系统的光谱特征的光，不管是一天当中的什么时候，这都会对睡眠质量造成不利影响。

因此，希望能够提供利用显示器来显示图像的改进的方式。

发明内容

本发明公开了一种电子设备，该电子设备可包括具有显示器像素阵列并具有用于控制显示器的操作的显示器控制电路的显示器。该显示器控制电路可自适应地调整从显示器发射的显示器光的光谱特征，以实现对人的昼夜节律系统的期望效果。例如，该显示器控制电路可基于当日时间信息来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征，使得用户暴露于显示器光可产生与在自然光下经历的昼夜节律响应类似的昼夜节律响应。

在调整显示器光的光谱特征时可以考虑的其他因素包括地理位置、年度时间、季节、环境光、用户输入、和用户偏好。

可通过调整被提供至显示器中的蓝色像素的相对最高功率水平或者通过使与从显示器发射的蓝光相关联的峰值波长发生偏移来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

根据附图以及以下对优选实施方案的详细描述，本发明的其他特征、本发明的实质以及各种优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的具有显示器的示例性电子设备诸如便携式计算机的透视图。

图2是根据本发明的实施方案的具有显示器的示例性电子设备诸如蜂窝电话或其他手持设备的透视图。

图3是根据本发明的实施方案的具有显示器的示例性电子设备诸如平板电脑的透视图。

图4是根据本发明的实施方案的具有显示器的示例性电子设备诸如具有内置计算机的计算机监视器的透视图。

图5是根据本发明的实施方案的包括电子设备的示例性系统的示意图，该电子设备的类型使得其可被提供有具有自适应色域的显示器。

图6是根据本发明的实施方案的具有显示器和显示器控制电路的示例性电子设备的示意图。

图7是示出根据本发明的实施方案可如何通过使与从显示器发射的蓝光相关联的峰值波长发生偏移来调整显示器光的光谱特征的图示。

图8是示出根据本发明的实施方案可如何通过使与从显示器发射的蓝光相关联的最大亮度发生衰减来调整显示器光的光谱特征的图示。

图9是根据本发明的实施方案的具有用于调整显示器光的光谱特征的一个或多个可切换滤光器的显示器的示例性背光的横截面视图。

图10是根据本发明的实施方案的所具有的光源具有离散光谱特征的显示器的示例性背光的顶视图。

图11是根据本发明的实施方案的调整显示器光的光谱特征以获得对昼夜节律系统的期望效果所涉及的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

电子设备诸如蜂窝电话、媒体播放器、计算机、机顶盒、无线接入点以及其他电子设备可包括显示器。可使用显示器以呈现视觉信息和状态数据，和/或可使用显示来器收集用户输入数据。

图1示出了可提供有具有自适应色域的显示器的类型的示例性电子设备。电子设备10可以是计算机，诸如集成到显示器(诸如计算机监视器)内的计算机、膝上型计算机、平板电脑、稍小的便携式设备(诸如，腕表设备、挂件设备、或其他可佩戴设备或微型设备)、蜂窝电话、媒体播放器、平板电脑、游戏设备、导航设备、计算机监视器、电视、或其他电子设备。

如图1所示，设备10可包括显示器诸如显示器14。显示器14可以是结合电容式触摸电极或其他触摸传感器部件的触摸屏，或者可以是非触摸敏感的显示器。显示器14可包括由以下各项形成的图像像素：发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、等离子体单元、电泳显示器元件、电润湿显示器元件、液晶显示器(LCD)部件或其他合适的图像像素结构。作为示例，文中有时描述使用有机发光二极管像素来形成显示器14的布置。然而，这仅仅是示例性的。如果需要，可使用任何合适类型的显示器技术来形成显示器14。

设备10可具有外壳诸如外壳12。有时可被称为壳体外壳12可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝等)、其他合适的材料或这些材料的任意两种或更多种的组合形成。

外壳12可使用一体式构造形成，在该一体式构造中，外壳12中的一些或全部外壳被加工或模制成单一结构，或者外壳12可使用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一种或多种结构等)形成。

如图1所示，外壳12可具有多个部分。例如，外壳12可具有上部12A和下部12B。可使用铰链来将上部12A耦合到下部12B，该铰链允许部分12A相对于部分12B围绕旋转轴16旋转。键盘诸如键盘18和触摸板诸如触摸板20可被安装在外壳部分12B中。

在图2的示例中，设备10已使用外壳来实现，该外壳足够小以适合使用者的手(即，图2的设备10可为手持式电子设备诸如蜂窝电话)。如图2所示，设备10可包括显示器诸如被安装在外壳12的正面上的显示器14。显示器14可基本上填充有源显示器像素，或者可具有有源部分和无源部分。显示器14可具有开口(例如，显示器14的无源部分或有源部分中的开口)，诸如用于容纳按钮22的开口和用于容纳扬声器端口24的开口。

图3为处于某种配置的电子设备10的透视图，在该配置中，电子设备10已以平板电脑的形式实现。如图3所示，显示器14可被安装在外壳12的上(前)表面上。可在显示器14中形成开口以容纳按钮22。

图4为处于某种配置的电子设备10的透视图，在该配置中，电子设备10已以集成到计算机监视器中的计算机的形式实现。如图4所示，显示器14可被安装在外壳12的前表面上。支架26可用于支撑外壳12。

图5中示出了设备10的框图。如图5所示，电子设备10可包括控制电路诸如存储和处理电路40。存储和处理电路40可包括一种或多种不同类型的存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(如，闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(如，静态或动态随机存取存储器)，等等。存储和处理电路40中的处理电路可用于控制设备10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路等。

对于一种适当的布置而言，可使用存储和处理电路40来运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能、用于捕获和处理图像的软件、实施与收集和处理传感器数据相关联的功能的软件、对显示器亮度和触摸传感器功能作出调整的软件等。

为了支持与外部设备的交互，存储和处理电路40可用于实施通信协议。可使用存储和处理电路系统40实现的通信协议包括互联网协议、无线局域网协议(例如，IEEE802.11协议——有时被称为)、用于其他短程无线通信链路的协议(例如协议)等等。

可使用输入输出电路32，以允许将输入提供至设备10或外部设备，并且允许将输出从设备10提供至用户或外部设备。

输入输出电路32可包括有线和无线通信电路34。通信电路34可包括由一个或多个集成电路形成的射频(RF)收发器电路、功率放大器电路、低噪声输入放大器、无源RF部件、一个或多个天线、以及用于处理RF无线信号的其他电路。无线信号也可使用光(如，使用红外通信)来发送。

输入输出电路32可包括输入输出设备36，诸如图2的按钮22、操纵杆、点击轮、滚轮、触摸屏(例如，图1、图2、图3或图4的显示器14可以是触摸屏显示器)、其他触摸传感器(诸如跟踪板或基于触摸传感器的按钮)、振动器、音频部件(诸如麦克风和扬声器)、具有图像传感器和对应的镜头系统的图像俘获设备(诸如相机模块)、键盘、状态指示灯、音频发生器、小键盘、以及用于收集来自用户或其他外部来源的输入和/或生成针对用户或外部装置的输出的其他设备。

传感器电路诸如图5的传感器38可包括用于收集有关环境光线水平的信息的环境光传感器、接近传感器部件(例如，基于光的接近传感器和/或基于其他结构的接近传感器)、加速度计、陀螺仪、磁传感器、以及其他传感器结构。例如，图5的传感器38可包括一个或多个微机电系统(MEMS)传感器(例如，加速度计、陀螺仪、麦克风、力传感器、压力传感器、电容传感器、或类型的使用微机电系统器件形成的任何其他合适类型的传感器)。

图6是示出可用于在显示器14的像素阵列92上为设备10的用户显示图像的示例性电路的设备10的图示。如图6所示，显示器14可具有将数据信号(模拟电压)驱动到阵列92的数据线D上的列驱动器电路120。栅极驱动器电路118将栅极线信号驱动到阵列92的栅极线G上。使用数据线和栅极线，显示器像素52可被配置为在显示器14上为用户显示图像。可在显示器基板诸如玻璃或塑料显示器基板上使用薄膜晶体管电路来实施栅极驱动器电路118，或者可使用被安装在显示器基板上的或者通过柔性印刷电路或其他连接层附接至显示器基板的集成电路来实施改栅极驱动器电路118。可使用被安装在显示器基板上的一个或多个列驱动器集成电路或者使用被安装在其他基板上的列驱动器电路来实施列驱动器电路120。

在设备10的操作期间，存储和处理电路40可产生将在显示器14上显示的数据。可使用图形处理单元124来将该显示数据提供至显示器控制电路诸如定时控制器集成电路126。

定时控制器126可使用通路128来将数字显示数据提供至列驱动器电路120。列驱动器电路120可从定时控制器126接收数字显示数据。使用列驱动器电路120内的数模转换器电路，列驱动器电路120可在沿阵列92的显示器像素52的列延伸的数据线D上提供对应的模拟输出信号。

在文中有时可将存储和处理电路40、图形处理单元124和定时控制器126统称为显示器控制电路30。显示器控制电路30可用于控制显示器14的操作。

显示器控制电路30可被配置为自适应地调整从显示器14发射的光的光谱特征，以实现对人的昼夜节律系统的期望效果。例如，人的昼夜节律可能对处于450nm和480nm之间的光波长最为敏感。在用户暴露于该波长范围内的光(例如，具有470nm的波长的蓝光)时，可能将用户的褪黑激素产生抑制到白天的水平。另一方面，在用户暴露于处于该波长范围以外的光(例如，具有不同波长的蓝光)或者在蓝光受到抑制(例如，与红光相比)时，可提高用户的褪黑激素产生，从而在夜间向身体发信号进行通知。显示器控制电路30可自适应调整从显示器14发射的显示器光的光谱特征(例如，通过调整从显示器14发射的光的蓝光光谱)，以实现来自用户的期望昼夜节律响应。

在一种示例性配置当中，显示器控制电路30可基于一天中的时间来调整在显示器14上显示的图像的蓝光内容。例如，显示器控制电路30可以在白天时段期间提高从显示器14发射的蓝光的量(例如，就像日光那样抑制褪黑激素产生)，并且可在夜晚时段期间降低从显示器14发射的蓝光的量(例如，就像黑暗那样促进褪黑激素产生)。

在一种示例性配置当中，显示器控制电路可基于用户输入来调整在显示器14上显示的图像的蓝光内容。例如，用户可调整设备10上的设置，以对显示器14的色谱进行人工控制(例如，提高或者降低从显示器14发射的蓝光的量)。

如果希望，用户可激活“时差辅助”设置，以有助于在旅行时降低时差。在该模式中，当检测到用户正在旅行时(例如，检测到时区变化时)，显示器控制电路30可自动调整显示器14上的图像的蓝光内容。例如，显示器控制电路30可自动调整显示器14上的图像的蓝光内容，以促进褪黑激素产生，由此起到睡眠辅助作用(如果用户希望这样)。

如图6所示，显示器控制电路30可收集来自输入输出电路32的信息，以自适应地确定用于实现期望昼夜节律响应的最佳光谱特征。例如，显示器控制电路30可收集来自一个或多个光传感器(例如，环境光传感器、测光计、色度计、色温计和/或其他光传感器)的光信息、来自时钟、日历和/或其他时间源的时间信息、来自位置检测电路(例如，全球定位系统接收器电路、IEEE 802.11收发器电路或其他位置检测电路)的位置信息、来自用户输入设备诸如触摸屏(例如，触摸屏显示器14)或键盘的用户输入信息等等。显示器控制电路30可基于来自输入输出电路32的信息来调整从显示器14发射的显示器光的光谱特征(例如，可调整从显示器14发射的蓝光的峰值波长或峰值亮度)。

图7和图8示出了用于例示可调整从显示器14发射的蓝光的光谱特征的方式的图示。在图7的示例中，第一色域可通过在λ1处具有峰值的光谱分布曲线84来定义，而第二色域可通过在λ2处具有峰值的光谱分布曲线86来定义。具有第一色域的蓝光可以例如具有处于450nm和480nm之间、440nm和480nm之间、460nm和490nm之间、或者465和485之间的波长λ1，或者可具有其他合适的波长。具有第二色域的蓝光可具有处于400nm和420nm之间、400nm和430nm之间、或者400和450之间的波长λ2，或者可具有其他合适的波长。波长λ1可大于波长λ2。

例如，波长λ1可对应于昼夜节律响应的峰值光谱敏感度。因此，暴露于具有λ1处的峰值波长的蓝光可能导致夜间褪黑激素受到抑制。另一方面，波长λ2可与昼夜节律响应的光谱敏感度错开，并且因而可产生不受影响的、正常的或提高的褪黑激素水平。

显示器控制电路30可在根据由光谱分布曲线84定义的色域来显示图像的第一显示模式和根据由光谱分布曲线86定义的色域来显示图像的第二显示模式之间进行切换。在第一模式中，图像中的蓝光内容可与昼夜节律响应的峰值光谱敏感度一致。在第二模式中，图像中的蓝光内容可与昼夜节律响应的峰值光谱敏感度错开。

如果希望，可通过调整蓝光的峰值亮度(例如，而无需使峰值波长发生偏移)来调整在显示器14上显示的图像的蓝光内容。在图8中示出了这种类型的调整。在图8的示例中，可通过蓝色光谱分布曲线88(具有λ1处的峰值波长)、绿色光谱分布曲线94和红色光谱分布曲线96来定义第一色域。蓝色光谱分布曲线88的峰值亮度可对应于亮度L1。可通过蓝光光谱分布曲线90来定义第二色域。蓝色光谱分布曲线90的峰值亮度可对应于亮度L2(例如，低于L1的亮度)。

例如，波长λ1可对应于昼夜节律响应的峰值光谱敏感度。因此，暴露于具有λ1处的峰值波长的明亮蓝光(例如，具有亮度L1的蓝光)可能导致夜间褪黑激素受到抑制。另一方面，较低亮度的蓝光(例如，处于亮度L2下的蓝光)可产生不受影响的、正常的或者提高的褪黑激素水平。如果希望，亮度L1可低于与红光96相关联的峰值亮度。

就这种类型的光谱调整而言，显示器控制电路30可在根据由蓝色光谱分布曲线88定义的色域来显示图像的第一显示模式和根据由蓝色光谱分布曲线90定义的色域来显示图像的第二显示模式之间进行切换。在第一模式中，图像中的蓝光内容可与昼夜节律响应的峰值光谱敏感度一致，并且可亮到足以触发响应。在第二模式中，蓝光仍然与昼夜节律响应的峰值光谱敏感度对准(如果希望)，只是足够暗淡以避免对夜间褪黑激素产生进行抑制。

为了根据联系图8描述的方法来调整从显示器14发射的显示器光的光谱特征，显示器控制电路30可调整显示器控制电路30递送至像素52的相对最大功率水平。例如，可通过降低针对颜色的像素的最大可能数字显示控制值(例如，从最大值255降至最大值251)来降低给定颜色的像素52的最大功率水平。在通过这种方式使显示器14的蓝色信道衰减时，可调整其他颜色信道(例如，显示器14的红色和蓝色信道)，以保持显示器14的期望颜色特征(例如，以保持期望的白点)。如果希望，在使蓝色信道衰减时，可使用查找表格(LUT)诸如γLUT来确定用于显示器像素52的合适的数字显示控制值。

如果希望在保持相同数量的数字显示控制值的同时来使从显示器14发射的蓝光衰减，则可通过降低借以对显示器14中的像素52进行驱动的最高容许电压来降低显示器控制电路30递送至像素52的相对最高功率水平。该操作可包括例如通过寄存器设置(例如，使用重置寄存器)来调整蓝色像素的最高容许驱动电压。

为了避免在调整显示器14上的图像的蓝光内容时发生不希望出现的色彩平衡的偏移，可采取步骤以确保显示器白点不发生可觉察的偏移。例如，在通过降低蓝色像素的最大可能数字显示控制值来使蓝光发生衰减时，可相应地调整红色信道和绿色信道，以将显示器白点保持在黑体曲线上。使白点保持沿着黑体曲线可使可觉察的色移最小化。如果希望，显示器控制电路30可基于环境照明条件(例如，基于来自环境光传感器、相机等的传感器数据)来管理显示器14的色彩平衡和白点。

设备10的显示器14(例如，图1、图2、图3、图4中的设备或其他合适的电子设备的显示器14)的示例性构型的横截面侧视图在图9中示出。如图9所示，显示器14包括背光源结构，诸如用于产生背光44的背光源单元42。在操作期间，背光44向外传播(在图9的取向上在Z维度上竖直向上)并且穿过显示层46中的显示器像素结构。这照亮了由该显示器像素所产生的用于供用户观看的任何图像。例如，背光44照亮显示层46上的由观看者48在方向50上正在观看的图像。

显示层46可被安装在底架结构诸如塑料底架结构和/或金属底架结构中以形成用于安装在外壳12中的显示模块，或者显示层46可直接被安装在外壳12中(例如，通过将显示层46堆叠到外壳12的凹入部分中)。显示层46形成液晶显示器或者可用于形成其他类型的显示器。

在使用显示层46来形成液晶显示器的配置中，显示层46包括液晶层诸如液晶层68。液晶层68被夹在显示层诸如显示层58和56显示层之间。层56和层58被插入在下偏振层60和上偏振层54之间。

层58和层56可由透明基板层诸如透光玻璃层或塑料层形成。层56和层58是层诸如薄膜晶体管层(例如，薄膜晶体管基板，诸如包覆有一层薄膜晶体管电路的玻璃层)和/或滤色器层(滤色器层基板，诸如具有一层滤色器元件98诸如具有按照阵列布置的红色、蓝色和绿色滤色器元件的玻璃层)。将导电迹线、滤色器元件、晶体管和其他电路和结构形成在层58和56的基板上(例如，以形成薄膜晶体管层和/或滤色器层)。还可将触摸式传感器电极结合到层诸如层58和层56中，和/或可将触摸式传感器电极形成在其他基板上。

就一种示例性构造而言，层58可为薄膜晶体管层，该薄膜晶体管层包括用于对液晶层68施加电场并且从而将图像显示在显示器14上的薄膜晶体管和相关联的电极(显示器像素电极)的阵列。层56为滤色器层，该滤色器层包括用于为显示器14提供显示彩色图像的能力的滤色器元件98的阵列。如果需要，层58可为滤色器层并且层56可为薄膜晶体管层。

在设备10中的显示器14的操作期间，使用控制电路(例如，图6的显示器控制电路30)来生成将要在显示器14上显示的信息(例如，显示数据)。使用信号路径诸如由柔性印刷电路64中的导电金属迹线形成的信号路径来将待被显示的信息从控制电路传送至显示驱动器集成电路62(作为示例)。

显示驱动器电路诸如图9的显示驱动器集成电路62被安装在薄膜晶体管层驱动器凸部82上或者被安装在设备10中的其他地方。使用柔性印刷电路缆线诸如柔性印刷电路64来对至和来自薄膜晶体管层58的信号进行路由。如果希望，显示驱动器集成电路62可被安装在柔性印刷电路64上。

背光源结构42可包括导光板诸如导光板78。导光板78由透明材料诸如透光玻璃或塑料形成。在背光源结构42的操作期间，光源诸如光源72可生成光74。例如，光源72可为发光二极管阵列。

来自一个或多个光源诸如光源72的光74被耦合到一个或多个对应的边缘表面诸如导光板78的边缘表面76中，并由于全反射原理而在维度X和维度Y中遍及整个导光板78而分布。导光板78包括光散射特征部诸如凹坑或凸起。该光散射特征被可位于导光板78的上表面和/或相对的下表面上。

来自导光板78的在Z方向上向上散射的光74用作显示器14的背光44。向下散射的光74通过反射器80被反射回到向上方向。发射器80由反射材料诸如白色塑料层或其他有光泽材料层形成。

为了提高背光源结构42的背光性能，背光源结构42包括光学膜70。光学膜70包括有助于使背光44均匀化并由此减少热点的扩散层、用于优化偏轴观看的补偿膜、以及用于校准背光44的增亮膜(有时也被称为转向膜)。光学膜70可与背光源单元42中的其他结构诸如导光板78和反射器80重叠。例如，如果导光板78在图9的X-Y平面中具有矩形占有区域，则光学膜70和反射器80优选具有匹配的矩形占有区域。

为了根据联系图7描述的方法来调整从显示器14发射的显示器光的光谱特，显示器14可包括一个或多个可切换滤色器。例如，背光源结构42可包括可在第一滤波状态和第二滤波状态下操作的可切换滤光器102。在第一状态下，滤光器102可通过与第一色调的蓝光对应的第一波长范围(例如，以图7的λ1为中心的范围)，同时阻挡与第二色调的蓝光对应的第二波长范围(例如，以图7的λ2为中心的范围)。在第二状态下，滤光器102可通过与第二色调的蓝光对应的第二波长范围(例如，以图7的λ2为中心的范围)，同时阻挡与第一色调的蓝光对应的第一波长范围(例如，以图7的λ1为中心的范围)。

滤光器102可以是由微机电系统设备、胆甾相液晶、可调谐光子晶体、宾主型液晶膜、聚合物分散液晶和/或其他结构形成的可调谐滤光器。

在另一种适当的方案中，可在滤色器层56内实施可切换滤色器。例如，蓝色滤色器元件98B可以是可在第一滤波状态和第二滤波状态下操作的可切换滤色器元件。在第一状态下，滤光器98B可通过与第一色调的蓝光B1对应的第一波长范围(例如，以图7的λ1为中心的范围)，同时阻挡与第二色调的蓝光B2对应的第二波长范围(例如，以图7的λ2为中心的范围)。在第二状态下，滤光器98B可以使对应于第二色调的蓝光的第二范围(例如，以图7的λ2为中心的范围)的波长通过，同时阻挡对应于第一色调的蓝光的第一范围(例如，以图7的λ1为中心的范围)的波长。

在另一种适当的方案当中，光源72可包括具有离散光谱特征的光源。图10示出了这种示例。如图10所示，背光源结构42可包括发光二极管72的阵列。背光源42中的发光二极管72B1可具有第一发射光谱，而背光源42中的发光二极管72B1可具有第二发射光谱。由发光二极管72B1发射的光的蓝色光谱可对应于第一色调的蓝光B1(例如，以图7的λ1为中心的范围)，而由发光二极管72B2发射的光的蓝色光谱可对应于第二色调的蓝光B2(例如，以图7的λ2为中心的范围)。

如果希望，可使用滤光器诸如滤光器104(例如，带通滤光器、陷波滤光器或其他合适的滤光器)来调整由发光二极管72发射的光的光谱特征。

可以任何合适的方式来布置发光二极管72B1和72B2。例如，向边缘76A中发射光的发光二极管72可发射具有第一色调的蓝光B1，而向边缘76B中发射光的发光二极管72可发射具有第二色调的蓝光B2。如果希望，可使发光二极管72B1和72B2沿导光板78的一个或多个边缘彼此交错，和/或可将发光二极管72B1和72B2一起安装在单个半导体封装中。

背光可切换滤光器102、可切换滤色器98B和分立蓝光源72B1和72B2是可用于调整从显示器14发射的光的光谱特征的结构的示例性示例。可使这些结构一起实施、单独实施或者按照任何组合来实施，或者可使用其他合适的结构以类似的方式来调整显示器光的光谱特征。

图11示出了调整从显示器14发射的显示器光的光谱特征以获得对昼夜节律的期望效果所涉及的示例性步骤的流程图。

在步骤200处，显示器控制电路30可收集来自设备10中的各种来源的用户上下文信息。例如，显示器控制电路30可收集来自设备10上的时钟应用程序或日历应用程序的时间、日期和/或季节信息、来自一个或多个光传感器的光信息(例如，环境光传感器、测光计、色度计、色温计和/或其他光传感器)、来自全球定位系统接收器电路、IEEE 802.11收发器电路或者设备10中的其他位置检测电路的位置信息、来自用户输入设备诸如触摸屏(例如，触摸屏显示器14)或键盘的用户输入信息等等。

在步骤202处，显示器控制电路30可基于在步骤200中收集到的用户上下文信息来确定显示器光的最佳光谱特征。例如，显示器控制电路30可确定应当将由显示器14发射的光的蓝色光谱调整为抑制夜间褪黑激素产生(例如，根据谱分布曲线84或88)，或者显示器控制电路30可确定应当将由显示器14发射的光的蓝色光谱调整为促进夜间褪黑激素产生(例如，根据谱分布曲线86或90)。

在步骤204处，显示器控制电路30可基于在步骤202中所确定的最佳光谱特征来调整显示器设置。该操作可包括例如调整显示器控制电路30递送至像素52的相对最高功率水平(例如，通过调整被递送至像素52的最大可能数字显示控制值或者通过利用寄存器设置来降低最大容许像素驱动电压)。如果使用硬件根据图7来调整显示器光的光谱分布，步骤204可包括调整显示器14中的可切换滤光器(例如，滤光器102或滤光器98B)，或者可包括调整背光源42，以激活一组发光二极管(例如，发光二极管72B1)，并且激活另一组发光二极管(例如，发光二极管72B2)。

在步骤204处，显示器14可显示具有最佳光谱特征(例如，由用户上下文信息所确定的用于实现对昼夜节律的期望效果的最佳光谱特征)的颜色。

根据实施方案，提供了一种用于在显示器中的显示器像素阵列上显示图像的方法，该方法包括利用显示器控制电路来收集来自时间源的当日时间信息，以及基于该当日时间信息来调整从显示器发射的显示器光的光谱特征。

根据另一实施方案，调整显示器光的光谱特征包括基于当日时间信息来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

根据另一实施方案，该方法包括基于当日时间信息来确定日光水平，以及基于日光水平来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

根据另一实施方案，调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括基于当日时间信息来使从显示器发射的蓝光衰减。

根据另一实施方案，显示器像素包括蓝色显示器像素，并且调整显示器光的光谱特征包括基于当日时间信息来调整被递送至蓝色显示器像素的相对最高功率水平。

根据另一实施方案，调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括基于当日时间信息来使从显示器发射的蓝光的峰值波长发生偏移。

根据另一实施方案，该显示器包括可切换滤光器，并且调整显示器光的光谱特征包括调整可切换滤光器。

根据另一实施方案，该显示器包括为显示器提供背光的第一光源和第二光源，该第一光源发射与第一峰值波长相关联的蓝光，该第二光源发射与第二峰值波长相关联的蓝光，并且调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括在第一光源和第二光源之间进行切换。

根据另一实施方案，基于当日时间信息来调整显示器光的光谱特征包括确定当日时间信息是与白天时段相关联还是与夜间时段相关联，并且响应于确定当日时间信息与夜间时段相关联，将蓝光的最大亮度设置在比在白天时段期间使用的最大亮度低的水平下。

根据实施方案，提供了一种用于在显示器中的显示器像素阵列上显示图像的方法，该方法包括利用位置检测电路来收集地理位置信息，利用光传感器来收集环境照明信息，以及基于地理位置信息和环境照明信息来调整从显示器发射的显示器光的光谱特征。

根据另一实施方案，调整显示器光的光谱特征包括基于地理位置信息和环境照明信息来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

根据另一实施方案，该方法包括基于地理位置信息和环境照明信息来确定日光水平，以及基于日光水平来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

根据另一实施方案，调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括基于日光水平来使从显示器发射的蓝光衰减。

根据另一实施方案，显示器像素包括蓝色显示器像素，并且调整显示器光的光谱特征包括基于日光水平来调整被递送至蓝色显示器像素的相对最高功率水平。

根据另一实施方案，调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括基于日光水平来使从显示器发射的蓝光的峰值波长发生偏移。

根据实施方案，提供了一种用于在显示器中的显示器像素阵列上显示图像的方法，该方法包括利用控制电路来确定日光水平，以及基于日光水平来调整从显示器发射的蓝光的光谱特征。

根据另一实施方案，显示器像素包括蓝色显示器像素，并且调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括基于日光水平来调整被递送至蓝色显示器像素的相对最高功率水平。

根据另一实施方案，调整从显示器发射的蓝光的光谱特征包括基于日光水平来使从显示器发射的蓝光的峰值波长发生偏移。

根据另一实施方案，确定日光水平包括收集来自光传感器的环境照明信息，以及基于该环境照明信息来确定日光水平。

根据另一实施方案，确定日光水平包括收集来自时间源的当日时间信息，收集来自位置检测电路的地理位置信息，并基于当日时间信息和地理位置信息来确定日光水平。

上文所述内容只是对本发明的原理的举例说明，并且在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。上述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种用于在显示器中的显示器像素阵列上显示图像的方法，包括：

利用显示器控制电路来收集来自时间源的当日时间信息；以及

基于所述当日时间信息来调整从所述显示器发射的显示器光的光谱特征。

2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述显示器光的所述光谱特征包括基于所述当日时间信息来调整从所述显示器发射的蓝光的所述光谱特征。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

基于所述当日时间信息来确定日光水平；以及

基于所述日光水平来调整从所述显示器发射的蓝光的所述光谱特征。

4.根据权利要求3所述的方法，其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括基于所述当日时间信息来使从所述显示器发射的所述蓝光衰减。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述显示器像素包括蓝色显示器像素，并且其中调整所述显示器光的所述光谱特征包括基于所述当日时间信息来调整被递送至所述蓝色显示器像素的相对最高功率水平。

6.根据权利要求3所述的方法，其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括基于所述当日时间信息来使从所述显示器发射的所述蓝光的峰值波长发生偏移。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述显示器包括可切换滤光器，并且其中调整所述显示器光的所述光谱特征包括调整所述可切换滤光器。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述显示器包括为所述显示器提供背光的第一光源和第二光源，其中所述第一光源发射与第一峰值波长相关联的蓝光，其中所述第二光源发射与第二峰值波长相关联的蓝光，并且其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括在所述第一光源和所述第二光源之间进行切换。

9.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述当日时间信息来调整所述显示器光的所述光谱特征包括：

确定所述当日时间信息是与白天时段相关联还是与夜间时段相关联；以及

响应于确定所述当日时间信息与所述夜间时段相关联，将蓝光的最大亮度设置在比在所述白天时段期间使用的最大亮度低的水平。

10.一种用于在显示器中的显示器像素阵列上显示图像的方法，包括：

利用位置检测电路来收集地理位置信息；

利用光传感器来收集环境照明信息；以及

基于所述地理位置信息和所述环境照明信息来调整从所述显示器发射的显示器光的光谱特征。

11.根据权利要求10所述的方法，其中调整所述显示器光的所述光谱特征包括基于所述地理位置信息和所述环境照明信息来调整从所述显示器发射的蓝光的光谱特征。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

基于所述地理位置信息和所述环境照明信息来确定日光水平；以及

基于所述日光水平来调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征。

13.根据权利要求12所述的方法，其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括基于所述日光水平来使从所述显示器发射的所述蓝光衰减。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述显示器像素包括蓝色显示器像素，并且其中调整所述显示器光的所述光谱特征包括基于所述日光水平来调整被递送至所述蓝色显示器像素的相对最高功率水平。

15.根据权利要求12所述的方法，其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括基于所述日光水平来使从所述显示器发射的所述蓝光的峰值波长发生偏移。

16.一种用于在显示器中的显示器像素阵列上显示图像的方法，包括：

利用控制电路来确定日光水平；以及

基于所述日光水平来调整从所述显示器发射的蓝光的光谱特征。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述显示器像素包括蓝色显示器像素，并且其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括基于所述日光水平来调整被递送至所述蓝色显示器像素的相对最高功率水平。

18.根据权利要求16所述的方法，其中调整从所述显示器发射的所述蓝光的所述光谱特征包括基于所述日光水平来使从所述显示器发射的所述蓝光的峰值波长发生偏移。

19.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述日光水平包括：

收集来自光传感器的环境照明信息；以及

基于所述环境照明信息来确定所述日光水平。

20.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述日光水平包括：

收集来自时间源的当日时间信息；

收集来自位置检测电路的地理位置信息；以及

基于所述当日时间信息和所述地理位置信息来确定所述日光水平。