TW201303356A - 成像方法及具有角度鑑別層之系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供用於一成像系統之系統、方法及裝置，該成像系統包含具有光轉向特徵之一光導，該等光轉向特徵經組態以接收入射於該光導上包含自一待成像場景散射之光之周圍光及引導該所接收周圍光朝向一影像感測器。該等光轉向特徵可具有角度鑑別性質，以便某些光轉向特徵擷取以某些入射角而非其他角度入射於該光導上之光。然後，可將自一待成像場景之多個部分散射之光引導至一影像感測器上之相關位置，此提供表示一影像之電子資料。

Description

成像方法及具有角度鑑別層之系統
本發明係關於電子成像系統且係關於機電系統。
機電系統包含具有電氣及機械元件、致動器、轉換器、感測器、光學組件(例如，反射鏡)以及電子器件之器件。機電系統可以各種尺度來製造，包含但不限於微尺度及奈米尺度。舉例而言，微機電系統(MEMS)器件可包含具有介於自約一微米至數百微米或數百微米以上之範圍之大小之結構。奈米機電系統(NEMS)器件可包含具有小於一微米之大小(舉例而言，小於幾百奈米之大小)之結構。機電元件可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕除基板及/或所沈積材料層之若干部分或添加若干層以形成電氣及機電器件之其他微機械加工製程來形成。
一種類型之機電系統器件稱作一干涉式調變器(IMOD)。如本文中所使用，術語干涉式調變器或干涉式光調變器係指一種使用光學干涉原理選擇性地吸收及/或反射光之器件。在某些實施方案中，一干涉式調變器可包含一對導電板，該對導電板中之一者或兩者可係完全或部分透明的及/或反射的且能夠在施加一適當電信號時相對運動。在一實施方案中，一個板可包含沈積於一基板上之一固定層，而另一個板可包含以一氣隙與該固定層分離之一反射膜。一個板相對於另一個板之位置可改變入射於該干涉式調變器上之光的光學干涉。干涉式調變器器件具有 一寬廣範圍之應用，且預期用於改良現有產品並形成新的產品，尤其係具有顯示能力之彼等產品。
諸多器件(包含行動器件)包含顯示器，諸如干涉式調變器顯示器以及相機。通常，顯示器包含一平坦螢幕區且相機包含具有一透鏡之一相對小孔隙，該透鏡將來自一相對寬廣範圍之傳入角度之周圍光聚焦至一影像感測器之一相對小區上。為滿足併入有相機之器件之市場需求及設計準則，正不斷開發新相機系統。
本發明之系統、方法及器件各自具有數項發明態樣，該數項發明態樣中沒有一項單獨決定本文中所揭示之可期望性質。
本發明中所闡述之標的物之一項發明態樣可實施於一種包含一光導、一影像感測器及安置於該光導之一第一表面上之光轉向特徵之成像系統中。該光導具有能夠接收周圍光之一前表面且亦具有一光輸出表面。該影像感測器沿該光導之該光輸出表面而安置。該等光轉向特徵包含安置於該光導之一第一表面上之複數個光轉向像素。該複數個光轉向像素經組態以接收周圍光並引導所接收周圍光朝向該影像感測器。
在另一實施方案中，可藉由提供一光導、提供一影像感測器及提供光轉向特徵來製造一種成像系統。該光導具有能夠接收周圍光之一前表面及一光輸出表面。該影像感測器沿該光導之該光輸出表面而安置。該等光轉向特徵形成 安置於該光導之一第一表面上之複數個光轉向像素。該等光轉向像素經組態以接收周圍光並引導所接收周圍光朝向該影像感測器。
在另一實施方案中，一種成像系統可包含一光導、一影像感測器及用於自不同入射角選擇性地擷取光及引導所擷取光朝向該影像感測器之一角度鑑別構件。該光導具有能夠接收周圍光之一前表面及一光輸出表面。該影像感測器沿該光導之該光輸出表面而安置。
在隨附圖式及下文說明中陳述本說明書中所闡述之標的物之一或多項實施方案之細節。依據說明、圖式及申請專利範圍，其他特徵、態樣及優點將變得顯而易見。注意，以下圖式之相對尺寸可能未按比例繪製。
在各圖式中，相同元件符號及名稱指示相同元件。
以下詳細說明係出於闡述發明態樣之目的而針對某些實施方案。然而，本文中之教示可以多種不同方式應用。所闡述之實施方案可實施於經組態以顯示一影像(無論是運動影像(例如，視訊)還是固定影像(例如，靜態影像)，且無論是文字影像、圖形影像還是圖片影像)之任何器件中。更特定而言，預期該等實施例可實施於以下各種電子器件中或與其相關聯：諸如但不限於行動電話、啟用多媒體網際網路之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧電話、藍芽器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持式或可攜式電腦、小筆電、筆記型電腦、 智慧筆電、平板電腦、印表機、影印機、掃描機、傳真器件、GPS接收器/導航儀、相機、MP3播放器、攝錄影機、遊戲機、手錶、時鐘、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀器件(例如，電子閱讀器)、電腦監視器、汽車顯示器(例如，里程表顯示器等)、駕駛艙控制件及/或顯示器、攝影機景物顯示器(例如，一車輛中之一後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子告示牌或標牌、投影機、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡式記錄器或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、無線電設備、可攜式記憶體晶片、洗衣機、乾衣機、洗衣機/乾衣機、停車計時器、封裝(例如，機電系統(EMS)、MEMS及非MEMS)、美學結構(例如，一件珠寶上之影像顯示器)及各種機電系統器件。本文中之教示亦可用於非顯示應用中，諸如但不限於電子切換器件、射頻濾波器、感測器、加速度計、陀螺儀、運動感測器件、磁力計、用於消費型電子器件之慣性組件、消費型電子器件產品之部件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造製程及電子測試設備。因此，該等教示並非意欲限制於僅在圖中繪示之實施方案，而是具有廣泛應用性，如熟習此項技術者將易於明瞭。
包含顯示器器件之諸多器件包含一相機。該相機可包含一或多個透鏡，其將光聚焦之一影像感測器上以擷取一場景之一影像並形成表示該場景之一影像。該(等)透鏡可經組態以接受自一角度範圍入射於該(等)透鏡上之周圍光及 校準待入射於一影像感測器上之光。該影像感測器可經組態以產生表示場景且可在一顯示器上顯示為一影像或印刷至一薄片上之數位資料。該(等)透鏡可允許一相機在距透鏡之軸大的角位移之情形下擷取包含物件及物件之特徵之一影像，其中該軸通常垂直於透鏡之球形表面且穿過透鏡之中心。相機可難以整合至其中期望一小或薄外觀尺寸之裝置中，此乃因該等相機由於(例如)需要容納光學元件及提供用於將光正確地聚焦於一影像感測器上之一長度而可係相對深及笨重結構。然而，簡單地減小相機之大小可減小相機之孔隙，此可降低光收集效率且使影像品質降級。
在某些實施方案中，一光導可用作用於一成像系統之一「透鏡」，其中該「透鏡」作用極類似一相機之一習用透鏡以擷取光及將光引導至一影像感測器。該光導可提供用於擷取光之一相對大表面積，且在某些實施方案中，提供可整合至裝置中以提供其他功能性之一實質上平坦表面。在某些實施方案中，該成像系統包含處於一光導上之一角度鑑別層，該角度鑑別層與該光導一起作用以將光引導至一影像感測器。在某些實施方案中，角度鑑別層可包含具有多個光轉向像素之一膜，每一像素經組態以使光射線自其入射方向朝向一影像感測器上之一特定位置轉向。每一像素可包含接受來自一特定入射方向或繞一特定入射方向之一小角度範圍之光的光轉向特徵。在某些實施方案中，每一像素接受一受光錐角內之光，其中該受光錐角具有在一固定方向上延伸之一中心軸。不同像素可接受來自不同 入射方向之光，從而允許角度鑑別層藉此接受並重新引導來自各種方向之光以便擷取一場景。像素所接受之入射方向至與每一入射方向(及像素)相關聯之一影像感測器上之位置之一已知映射可然後允許重建或保存及重新顯示所擷取場景。在某些實施方案中，在一像素與影像感測器上之一位置之間存在一個一對一對應。在某些其他實施方案中，一像素可將光引導至影像感測器上之一個以上位置，或一個以上像素可將光引導至相同位置，且已知將光引導至一既定位置之特定像素或特定若干像素。
可實施本發明中所闡述之標的物之特定實施方案以實現以下潛在優點中之一或多者。舉例而言，在某些實施方案中，異常地可形成薄成像系統。在某些其他實施方案中，可減小一電器器件(諸如，一智慧電話或行動計算器件)之組件之數目，其中表面可用於一個以上目的，例如，用於顯示影像及擷取影像兩者。在某些實施方案中，用於包含行動器件之一電腦、蜂巢式電話、智慧電話、個人數位助理或其他行動器件之一顯示器可不僅能夠向一觀眾顯示影像同時亦收集周圍光以用於使處於顯示器前方之物件成像。以此方式，顯示器可服務顯示影像及拍攝影像之目的兩者。在某些實施方案中，例如，在一雙向視訊通信系統中，兩個或兩個以上視訊會議參與者可觀看彼此之現場直播影像。一參與者所使用之顯示螢幕可自身包含一成像系統以拍攝該參與者之一現場直播移動影像以召喚其他參與者來觀看。
可應用所闡述實施方案之一適合之機電系統(EMS)或MEMS器件之一實例係一反射式顯示器器件。反射式顯示器器件可併入干涉式調變器(IMOD)以使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射入射於其上之光。IMOD可包含一吸收體、可相對於該吸收體移動之一反射體及界定於該吸收體與該反射體之間的一光學諧振腔。該反射體可移動至可改變該光學諧振腔之大小且藉此影響該干涉式調變器之反射比之兩個或兩個以上不同位置。IMOD之反射比光譜可形成可跨越可見波長移位以產生不同色彩之相當寬闊光譜帶。可藉由改變該光學諧振腔之厚度(亦即，藉由改變該反射體之位置)來調整該光譜帶之位置。
圖1展示繪示一干涉式調變器(IMOD)顯示器器件之一系列像素中之兩個毗鄰像素之一等角視圖之一實例。該IMOD顯示器器件包含一或多個干涉MEMS顯示器元件。在此等器件中，MEMS顯示器元件之像素可處於一亮狀態或暗狀態中。在亮(「經鬆弛」、「斷開」或「接通」)狀態中，顯示器元件將入射可見光之一大部分反射(例如)至一使用者。相反地，在暗(「經致動」、「閉合」或「關斷」)狀態中，顯示器元件反射極少入射可見光。在某些實施方案中，可將接通狀態及關斷狀態之光反射比性質顛倒。MEMS像素可經組態以主要以特定波長反射，從而允許除黑色及白色之外的一色彩顯示。
IMOD顯示器器件可包含一列/行IMOD陣列。每一IMOD可包含一對反射層，亦即，一可移動反射層及一固定部分 反射層，該等層定位於彼此相距一可變化且可控制距離處以形成一氣隙(亦稱作一光學間隙或腔)。該可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在一第一位置(亦即，一經鬆弛位置)中，該可移動反射層可定位於距該固定部分反射層一相對大距離處。在一第二位置(亦即，一經致動位置)中，該可移動反射層可更接近於該部分反射層而定位。自兩個層反射之入射光可取決於該可移動反射層之位置而相長地或相消地干涉，從而針對每一像素產生一全反射或非反射狀態。在某些實施方案中，IMOD可在不被致動時處於一反射狀態中，從而反射在可見光譜內之光，且可在不被致動時處於一暗狀態中，從而反射在可見範圍之外的光(例如，紅外光)。然而，在某些其他實施方案中，一IMOD可在不被致動時處於一暗狀態中且在被致動時處於一反射狀態中。在某些實施方案中，引入一所施加電壓可驅動像素改變狀態。在某些其他實施方案中，一所施加電荷可驅動像素改變狀態。
圖1中所繪示的像素陣列之部分包含兩個毗鄰干涉式調變器12。在左側之IMOD 12(如所圖解說明)中，將一可移動反射層14圖解說明為處於距一光學堆疊16一預定距離處之一鬆弛位置中，光學堆疊16包含一部分反射層。跨越左側之IMOD 12施加之電壓V0不足以致使可移動反射層14之致動。在右側之IMOD 12中，將可移動反射層14圖解說明為處於接近或毗鄰光學堆疊16之一經致動位置中。跨越右側之IMOD 12施加之電壓Vbias足以將可移動反射層14維持 在該經致動位置中。
在圖1中，大體上在左側用指示入射於像素12上之光的箭頭13及自IMOD 12反射之光15圖解說明像素12之反射性質。儘管未詳細地圖解說明，但熟習此項技術者將理解，入射於像素12上之光13之大部分將透射穿過透明基板20朝向光學堆疊16。入射於光學堆疊16上之光之一部分將透射穿過光學堆疊16之部分反射層，且一部分將向回反射穿過透明基板20。光13之透射穿過光學堆疊16之部分將在可移動反射層14處向回反射朝向(且穿過)透明基板20。自光學堆疊16之部分反射層反射之光與自可移動反射層14反射之光之間的干涉(相長性的或相消性的)將判定自像素12反射之光15之波長。
光學堆疊16可包含一單個層或數個層。該(等)層可包含一電極層、一部分反射且部分透射層及一透明介電層中之一或多者。在某些實施方案中，光學堆疊16導電、部分透明且部分反射，且可(舉例而言)藉由將上述層中之一或多者沈積至一透明基板20上來製作。該電極層可由各種材料形成，諸如各種金屬(舉例而言，氧化銦錫(ITO))。該部分反射層可由部分反射之各種材料(諸如，(例如)鉻(Cr)、半導體及介電質之各種金屬)形成。該部分反射層可由一個或多個材料層形成，且該等層中之每一者可由一單個材料或一材料組合形成。在某些實施方案中，光學堆疊16可包含充當一光學吸收體及導體兩者之一單個半透明厚度之金屬或半導體，同時(例如，光學堆疊16或IMOD其他結構 之)不同更多導電層或部分可用於在IMOD像素之間用匯流排傳送信號。光學堆疊16亦可包含覆蓋一或多個導電層或一導電/吸收層之一或多個絕緣或介電層。
在某些實施方案中，可將光學堆疊16之該(等)層圖案化成若干平行條帶，且如下文進一步闡述可在一顯示器器件中形成列電極。如熟習此項技術者將理解，術語「圖案化」在本文中係指遮蔽以及蝕刻製程。在某些實施方案中，一高度導電及反射材料(諸如鋁(Al))可用於可移動反射層14，且此等條帶可形成一顯示器器件中之行電極。可移動反射層14可形成為一所沈積金屬層或若干所沈積金屬層(正交於光學堆疊16之列電極)之一系列平行條帶以形成沈積於柱18之頂部上之行及沈積於柱18之間的一介入犧牲材料。當蝕除該犧牲材料時，可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成一經界定間隙19或光學腔。在某些實施方案中，柱18之間的間隔可係大約1微米至1000微米，而間隙19可小於10,000埃(Å)。
在某些實施方案中，該IMOD之每一像素(無論是處於經致動狀態中還是處於經鬆弛狀態中)基本上係由該等固定及移動反射層形成之一電容器。當不施加電壓時，可移動反射層14保持處於一機械鬆弛狀態中，如圖1中左側之像素12所圖解說明，其中在可移動反射層14與光學堆疊16之間存在間隙19。然而，當將一電位差(例如，電壓)施加至一選定列及行中之至少一者時，在對應像素處形成於列電極與行電極之交叉處之電容器變為帶電，且靜電力將該等 電極拉到一起。若所施加之電壓超過一臨限值，則可移動反射層14可變形且移動而接近或緊靠著光學堆疊16。光學堆疊16內之一介電層(未展示)可防止短路且控制層14與層16之間的分離距離，如圖1中右側之致動像素12所圖解說明。不管所施加電位差之極性如何，行為皆相同。儘管在某些例項中可將一陣列中之一系列像素稱作「列」或「行」，但熟習此項技術者將易於理解，將一個方向稱作一「列」且將另一方向稱作一「行」係任意的。重申，在某些定向中，可將列視為行，且將行視為列。此外，該等顯示元件可均勻地配置成正交之列與行(一「陣列」)，或配置成非線性組態(舉例而言)從而相對於彼此具有一定的位置偏移(一「馬賽克」)。術語「陣列」及「馬賽克」可係指任何組態。因此，儘管將顯示器稱作包含一「陣列」或「馬賽克」，但在任何例項中，元件本身無需彼此正交地配置或安置成一均勻分佈，而是可包含具有不對稱形狀及不均勻分佈式元件之配置。
圖2展示圖解說明併入有一3×3干涉式調變器顯示器之一電子器件之一系統方塊圖之一實例。該電子器件包含可經組態以執行一或多個軟體模組之一處理器21。除執行一作業系統之外，處理器21亦可經組態以執行一或多個軟體應用程式，包含一網頁瀏覽器、一電話應用程式、一電子郵件程式或任一其他軟體應用程式。
處理器21可經組態以與一陣列驅動器22連通。陣列驅動器22可包含將信號提供至(例如)一顯示器陣列或面板30之 一列驅動器電路24及一行驅動器電路26。圖1中所圖解說明之IMOD顯示器器件之剖面係由圖2中之線1-1展示。儘管為清晰起見，圖2圖解說明一3×3 IMOD陣列，但顯示器陣列30可含有極大數目個IMOD，且可具有在列中與在行中不同之數目個IMOD，且反之亦然。
圖3展示圖解說明圖1之干涉式調變器之可移動反射層位置對所施加電壓之一圖式之一實例。對於MEMS干涉式調變器，列/行(亦即，共同/分段)寫入程序可利用如圖3中所圖解說明之此等器件之一磁滯性質。一干涉式調變器可需要(舉例而言)約一10伏電位差以致使可移動反射層(或鏡)自經鬆弛狀態改變為經致動狀態。當電壓自彼值減小時，該可移動反射層在該電壓降回至低於(例如)10伏特時維持其狀態，然而，該可移動反射層在該電壓降至低於2伏特之前不完全鬆弛。因此，如圖3中所展示，存在大約3伏特至7伏特之一電壓範圍，在該電壓範圍內存在一施加電壓窗，在該窗內該器件穩定地處於經鬆弛狀態或經致動狀態中。此窗在本文中稱作「磁滯窗」或「穩定窗」。對於具有圖3之磁滯特性之一顯示器陣列30，列/行寫入程序可經設計以一次定址一或多個列，以使得在對一既定列之定址期間，所定址列中待致動之像素曝露於約10伏特之一電壓差，且待鬆弛之像素曝露於接近零伏特之一電壓差。在定址之後，該等像素曝露於大約5伏特之一穩定狀態或偏壓電壓差以使得其保持在先前選通狀態中。在此實例中，在被定址之後，每一像素經受在約3伏特至7伏特之「穩定 窗」內之一電位差。此磁滯性質特徵使得(例如)圖1中所圖解說明之像素設計能夠在相同所施加電壓條件下保持穩定在一致動狀態或鬆弛預先存在狀態中。由於每一IMOD像素(無論是處於經致動狀態中還是處於經鬆弛狀態中)基本上係由該等固定及移動反射層形成之一電容器，因此可在該磁滯窗內之一穩定電壓下保持此穩定狀態而實質上不消耗或損失電力。此外，若所施加電壓電位保持實質固定，則基本上極小或沒有電流流動至該IMOD像素中。
在某些實施方案中，可藉由根據一既定列中之像素之狀態之期望之改變(若存在)，沿該組行電極以「分段」電壓之形式施加資料信號來形成一影像之一圖框。可依次定址該陣列之每一列，以使得一次一列地寫入該圖框。為將期望之資料寫入至一第一列中之像素，可將對應於該第一列中像素之期望之狀態之分段電壓施加於行電極上，且可將呈一特定「共同」電壓或信號之形式之一第一列脈衝施加至第一列電極。然後該組分段電壓可經改變以對應於第二列中之像素之狀態之期望之改變(若存在)，且可將一第二共同電壓施加至第二列電極。在某些實施方案中，第一列中之像素不受沿行電極施加之分段電壓之改變影響，且在第一共同電壓列脈衝期間保持處於其已被設定之狀態中。可以一順序方式對整個列系列或另一選擇係對整個行系列重複此製程以產生影像圖框。可藉由以某一所期望數目個圖框/秒之速度連續地重複此製程來用新影像資料再新及/或更新該等圖框。
跨越每一像素施加之分段信號及共同信號之組合(亦即，跨越每一像素之電位差)判定每一像素之所得狀態。圖4展示圖解說明當施加各種共同電壓及分段電壓時一干涉式調變器之各種狀態之一表之一實例。如熟習此項技術者將易於理解，可將「分段」電壓施加至行電極或列電極，且可將「共同」電壓施加至行電極或列電極中之另一者。
如圖4中(以及圖5B中所展示之時序圖中)所圖解說明，當沿一共同線施加一釋放電壓VCREL時，不管沿分段線施加之電壓(亦即，高分段電壓VSH及低分段電壓VSL)如何，沿該共同線之所有干涉式調變器元件皆將被置於一經鬆弛狀態(另一選擇係，稱作一經釋放或不經致動狀態)中。特定而言，當沿一共同線施加釋放電壓VCREL時，在沿彼像素之對應分段線施加高分段電壓VSH及低分段電壓VSL之兩種情況下，跨越該調變器之電位電壓(另一選擇係，稱作一像素電壓)皆處於鬆弛窗(參照圖3，亦稱作一釋放窗)內。
當將一保持電壓(諸如，一高保持電壓VCHOLD_H或一低保持電壓VCHOLD_L)施加於一共同線上時，干涉式調變器之狀態將保持恆定。舉例而言，一經鬆弛IMOD將保持在一經鬆弛位置中，且一經致動IMOD將保持在一經致動位置中。可選擇該等保持電壓以使得在沿對應分段線施加高分段電壓VSH及低分段電壓VSL之兩種情況下，該像素電壓皆將保持在一穩定窗內。因此，分段電壓擺動(亦即， 高VSH與低分段電壓VSL之間的差)小於正穩定窗或負穩定窗之寬度。
當將一定址電壓或致動電壓(諸如，一高定址電壓VCADD_H或一低定址電壓VCADD_L)施加於一共同線上時，可藉由沿各別分段線施加分段電壓而將資料選擇性地寫入至沿彼線之調變器。可選擇分段電壓以使得致動取決於所施加之分段電壓。當沿一共同線施加一定址電壓時，施加一個分段電壓將導致一像素電壓處於一穩定窗內，從而致使該像素保持不被致動。相比而言，施加另一分段電壓將導致一像素電壓超出該穩定窗，從而導致該像素致動。致使致動之特定分段電壓可取決於使用哪一定址電壓而變化。在某些實施方案中，當沿共同線施加高定址電壓VCADD_H時，高分段電壓VSH之施加可致使一調變器保持在其當前位置中，而低分段電壓VSL之施加可致使該調變器致動。作為一推論，當施加一低定址電壓VCADD_L時，分段電壓之效應可係相反的，其中高分段電壓VSH致使該調變器致動且低分段電壓VSL對該調變器之狀態無影響(亦即，保持穩定)。
在某些實施方案中，可使用跨越該等調變器始終產生相同極性電位差之保持電壓、定址電壓及分段電壓。在某些其他實施方案中，可使用使調變器之電位差之極性交替之信號。跨越調變器之極性之交替(亦即，寫入程序之極性之交替)可減小或抑制在一單個極性之重複寫入操作之後可能發生之電荷累積。
圖5A展示圖解說明圖2之3×3干涉式調變器顯示器中之一顯示資料圖框之一圖式之一實例。圖5B展示可用於寫入圖5A中所圖解說明之顯示資料圖框之共同信號及分段信號之一時序圖之一實例。可將該等信號施加至(例如)圖2之3×3陣列，此將最終導致圖5A中所圖解說明之線時間60e顯示配置。圖5A中之經致動調變器係處於一暗狀態中，亦即，其中所反射光之一大部分係在可見光譜之外，從而導致呈現給(例如)一觀看者之一暗外觀。雖然在寫入圖5A中所圖解說明之圖框之前，像素可處於任一狀態中，但圖5B之時序圖中所圖解說明之寫入程序假定在第一線時間60a之前每一調變器已被釋放且駐留於一未經致動狀態中。
在第一線時間60a期間：將一釋放電壓70施加於共同線1上；施加於共同線2上之電壓以一高保持電壓72開始且移動至一釋放電壓70；且沿共同線3施加一低保持電壓76。因此，沿共同線1之調變器(共同1，分段1)、(1,2)及(1,3)保持處於一經鬆弛或未經致動狀態中達第一線時間60a之持續時間，沿共同線2之調變器(2,1)、(2,2)及(2,3)將移動至一經鬆弛狀態，且沿共同線3之調變器(3,1)、(3,2)及(3,3)將保持處於其先前狀態中。參照圖4，沿分段線1、2及3施加之分段電壓將對該等干涉式調變器之狀態無影響，此乃因在線時間60a期間共同線1、2或3皆不曝露於致使致動之電壓位準(亦即，VCREL-鬆弛與VCHOLD_L-穩定)。
在第二線時間60b期間，共同線1上之電壓移動至一高保持電壓72，且由於無定址電壓或致動電壓施加於共同線1 上，因此不管所施加之分段電壓如何，沿共同線1之所有調變器皆保持處於一經鬆弛狀態中。沿共同線2之調變器因施加釋放電壓70而保持處於一經鬆弛狀態中，且沿共同線3之調變器(3,1)、(3,2)及(3,3)將在沿共同線3之電壓移動至一釋放電壓70時鬆弛。
在第三線時間60c期間，藉由將一高定址電壓74施加於共同線1上來定址共同線1。由於在施加此定址電壓期間沿分段線1及2施加一低分段電壓64，因此跨越調變器(1,1)及(1,2)之像素電壓大於調變器之正穩定窗之高端(亦即，電壓差超過一預定義臨限值)，且致動調變器(1,1)及(1,2)。相反地，因沿分段線3施加一高分段電壓62，因此跨越調變器(1,3)之像素電壓小於調變器(1,1)及(1,2)之像素電壓，且保持在調變器之正穩定窗內；調變器(1,3)因此保持經鬆弛。亦在線時間60c期間，沿共同線2之電壓降低至一低保持電壓76，且沿共同線3之電壓保持處於一釋放電壓70，從而使沿共同線2及3之調變器處於一經鬆弛位置中。
在第四線時間60d期間，共同線1上之電壓返回至一高保持電壓72，從而使沿共同線1之調變器處於其各別經定址狀態中。共同線2上之電壓降低至一低定址電壓78。由於沿分段線2施加一高分段電壓62，因此跨越調變器(2,2)之像素電壓低於該調變器之負穩定窗之下端，從而致使調變器(2,2)致動。相反地，由於沿分段線1及3施加一低分段電壓64，因此調變器(2,1)及(2,3)保持在一經鬆弛位置中。共同線3上之電壓增加至一高保持電壓72，從而使沿共同線3 之調變器處於一經鬆弛狀態中。
最後，在第五線時間60e期間，共同線1上之電壓保持處於高保持電壓72，且共同線2上之電壓保持處於一低保持電壓76，從而使沿共同線1及2之調變器處於其各別經定址狀態中。共同線3上之電壓增大至一高定址電壓74以定址沿共同線3之調變器。當在分段線2及3上施加一低分段電壓64時，調變器(3,2)及(3,3)致動，而沿分段線1施加之高分段電壓62致使調變器(3,1)保持在一經鬆弛位置中。因此，在第五線時間60e結束時，3×3像素陣列處於圖5A中所展示之狀態中，且只要沿該等共同線施加保持電壓，該像素陣列即將保持處於彼狀態中，而不管在正定址沿其他共同線(未展示)之調變器時可發生之分段電壓之變化如何。
在圖5B之時序圖中，一既定寫入程序(亦即，線時間60a至60e)可包含對高保持電壓及定址電壓或低保持電壓及定址電壓之使用。一旦已針對一既定共同線完成該寫入程序(且將該共同電壓設定至具有與致動電壓相同之極性之保持電壓)，該像素電壓即保持在一既定穩定窗內，而不穿過鬆弛窗直至將一釋放電壓施加於彼共同線上為止。此外，由於每一調變器係作為該寫入程序之在定址調變器之前的一部分而被釋放，因此一調變器之致動時間而非釋放時間可判定所需線時間。具體而言，在其中一調變器之釋放時間大於致動時間之實施方案中，可施加該釋放電壓達長於一單個線時間，如圖5B中所繪示。在某些其他實施方案中，沿共同線或分段線施加之電壓可變化以計及不同調 變器(諸如不同色彩之調變器)之致動及釋放電壓之變化。
根據上述原理操作之干涉式調變器之結構之細節可廣泛地變化。舉例而言，圖6A至圖6E展示包含可移動反射層14及其支撐結構之干涉式調變器之不同實施方案之剖面圖之實例。圖6A展示圖1之干涉式調變器顯示器之一部分剖面圖之一實例，其中一金屬材料條帶(亦即，可移動反射層14)沈積於自基板20正交延伸之支撐件18上。在圖6B中，每一IMOD之可移動反射層14在形狀上大體係方形或矩形且於拐角處或接近拐角處在繋鏈32上附接至支撐件。在圖6C中，可移動反射層14在形狀上大體係方形或矩形且懸掛在一可變形層34上，可變形層34可包含一撓性金屬。可變形層34可在可移動反射層14之周邊周圍直接或間接連接至基板20。此等連接在本文中稱作支撐柱。圖6C中所展示之實施方案具有自將可移動反射層14之光學功能與其機械功能(由可變形層34實施)解耦導出之額外益處。此解耦允許用於反射層14之結構設計及材料與用於可變形層34之彼等結構設計及材料彼此獨立地最佳化。
圖6D展示一IMOD之另一實例，其中可移動反射層14包含一反射子層14a。可移動反射層14擱置於一支撐結構(諸如，支撐柱18)上。支撐柱18提供可移動反射層14與下部固定電極(亦即，所圖解說明IMOD中之光學堆疊16之部分)之分離，以使得(舉例而言)當可移動反射層14處於一經鬆弛位置中時，在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成一間隙19。可移動反射層14亦可包含可經組態以充當一電 極之一導電層14c及一支撐層14b。在此實例中，導電層14c安置於支撐層14b之遠離基板20之一側上，且反射子層14a安置於支撐層14b之接近於基板20之另一側上。在某些實施方案中，反射子層14a可導電且可安置於支撐層14b與光學堆疊16之間。支撐層14b可包含一介電材料(舉例而言，氧氮化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2))之一或多個層。在某些實施方案中，支撐層14b可係一層堆疊，諸如(舉例而言)一SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。反射子層14a及導電層14c中之任一者或兩者可包含(例如)具有約0.5%銅(Cu)之一鋁(Al)合金或另一反射金屬材料。在介電支撐層14b上方及下方採用導電層14a、14c可平衡應力且提供經增強之導電性。在某些實施方案中，反射子層14a及導電層14c可出於各種設計目的(諸如，達成可移動反射層14內之特定應力分佈)而由不同材料形成。
如圖6D中所圖解說明，某些實施方案亦可包含一黑色遮罩結構23。黑色遮罩結構23可形成於光學非作用區域(例如，在像素之間或在柱18下方)中以吸收周圍光或雜散光。黑色遮罩結構23亦可藉由禁止光自一顯示器器件之非作用部分反射或透射穿過一顯示器器件之非作用部分來改良該顯示器器件之光學性質，從而增加對比度比率。另外，黑色遮罩結構23可導電且經組態以用作一電匯流排層。在某些實施方案中，該等列電極可連接至黑色遮罩結構23以減小所連接之列電極之電阻。黑色遮罩結構23可使用各種方法(包含沈積及圖案化技術)來形成。黑色遮罩結 構23可包含一或多個層。舉例而言，在某些實施方案中，黑色遮罩結構23包含充當一光學吸收體之一鉻鉬(MoCr)層、一SiO2層及充當一反射體及一匯流排層之一鋁合金，其分別具有介於約30 Å至80 Å、500 Å至1000 Å及500 Å至6000 Å之範圍內之一厚度。可使用各種技術(包含光微影及乾式蝕刻)來圖案化該一或多個層，包含(舉例而言)MoCr及SiO2層之四氟化碳(CF4)及/或氧氣(O2)及鋁合金層之氯氣(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3)。在某些實施方案中，黑色遮罩23可係一標準具或干涉堆疊結構。在此干涉堆疊黑色遮罩結構23中，導電吸收體可用於在每一列或行之光學堆疊16中之下部固定電極之間傳輸或用匯流排傳送信號。在某些實施方案中，一間隔物層35可用來將吸收體層16a與黑色遮罩23中之導電層大體電隔離。
圖6E展示一IMOD之另一實例，其中可移動反射層14係自支撐的。與圖6D相比，圖6E之實施方案不包含支撐柱18。而是，可移動反射層14在多個位置處接觸下伏光學堆疊16，且可移動反射層14之曲率提供當跨越該干涉式調變器之電壓不足以致使致動時可移動反射層14返回至圖6E之未經致動位置之足夠支撐。為清楚起見，此處展示可含有複數個數種不同層之光學堆疊16，其包含一光學吸收體16a及一介電質16b。在某些實施方案中，光學吸收體16a既可充當一固定電極且亦可充當一部分反射層。
在諸如圖6A至圖6E中所展示之彼等實施方案之實施方案中，該等IMOD用作直觀器件，其中自透明基板20之前 側(亦即，與其上配置有調變器之彼側相對之側)觀看影像。在此等實施方案中，可對該器件之後部分(亦即，該顯示器器件之處於可移動反射層14後面之任一部分，包含(舉例而言)圖6C中所圖解說明之可變形層34)進行組態及操作而不對顯示器器件之影像品質造成衝擊或負面影響，此乃因反射層14光學地遮擋該器件之彼等部分。舉例而言，在某些實施方案中，可在可移動反射層14後面包含一匯流排結構(未圖解說明)，該匯流排結構提供將調變器之光學性質與調變器之機電性質(諸如電壓定址及由此定址導致之移動)分離之能力。另外，圖6A至圖6E之實施方案可簡化諸如(例如)圖案化之處理。
圖7展示圖解說明一干涉式調變器之一製造製程80之一流程圖之一實例，且圖8A至圖8E展示此一製造製程80之對應階段之剖面示意性圖解之實例。在某些實施方案中，除圖7中未展示之其他方塊之外，製造製程80亦可經實施以製造(例如)圖1及圖6中所圖解說明之一般類型之干涉式調變器。參照圖1、圖6及圖7，製程80在方塊82處開始以在基板20上方形成光學堆疊16。圖8A圖解說明在基板20上方形成之此一光學堆疊16。基板20可係一透明基板(諸如，玻璃或塑膠)，其可係撓性的或相對堅硬且不易彎曲的，且可已經受先前製備製程(例如，清潔)以促進光學堆疊16之有效形成。如上文所論述，光學堆疊16可導電、部分透明及部分反射且可(舉例而言)藉由將具有期望之性質之一或多個層沈積至透明基板20上來製作。在圖8A中，光 學堆疊16包含具有子層16a及16b之一多層結構，但在某些其他實施方案中可包含更多或更少個子層。在某些實施方案中，子層16a、16b中之一者可組態有光學吸收性質及導電性質兩者，諸如經組合導體/吸收體子層16a。另外，子層16a、16b中之一或多者可圖案化成平行條帶，且可形成一顯示器器件中之列電極。此圖案化可藉由一遮蔽及蝕刻製程或此項技術中已知之另一合適製程來執行。在某些實施方案中，子層16a、16b中之一者可係一絕緣或介電層，諸如沈積於一或多個金屬層(例如，一或多個反射層及/或導電層)上方之子層16b。另外，可將光學堆疊16圖案化成形成該顯示器之列之個別且平行條帶。
製程80在方塊84處繼續以在光學堆疊16上方形成一犧牲層25。稍後移除犧牲層25(例如，在方塊90處)以形成腔19且因此在圖1中所圖解說明之所得干涉式調變器12中未展示犧牲層25。圖8B圖解說明包含形成於光學堆疊16上方之一犧牲層25之一經部分製作之器件。在光學堆疊16上方形成犧牲層25可包含以一選定厚度沈積二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料(諸如，鉬(Mo)或非晶矽(Si)))以在後續移除之後提供具有一期望之設計大小之一間隙或腔19(亦參見圖1及圖8E)。可使用諸如物理汽相沈積(PVD，例如，濺鍍)、電漿增強型化學汽相沈積(PECVD)、熱化學汽相沈積(熱CVD)或旋塗等沈積技術來實施犧牲材料之沈積。
製程80在方塊86處繼續，其中形成一支撐結構，例如，如圖1、圖6及圖8C中所圖解說明之一柱18。形成柱18可包 含以下操作：圖案化犧牲層25以形成一支撐結構孔隙，然後使用諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗之一沈積方法將一材料(例如，一聚合物或一無機材料，例如，氧化矽)沈積至該孔隙中以形成柱18。在某些實施方案中，形成於該犧牲層中之支撐結構孔隙可延伸穿過犧牲層25及光學堆疊16兩者至下伏基板20，以便柱18之下端接觸基板20，如圖6A中所圖解說明。另一選擇係，如圖8C中所繪示，形成於犧牲層25中之孔隙可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學堆疊16。舉例而言，圖8E圖解說明與光學堆疊16之上表面接觸之支撐柱18之下端。可藉由將一支撐結構材料層沈積於犧牲層25上方並圖案化支撐結構材料之位於遠離犧牲層25中之孔隙處之部分來形成柱18或其他支撐結構。該等支撐結構可位於該等孔隙內(如圖8C中所圖解說明)，但亦可至少部分地延伸於犧牲層25之一部分上方。如上文所述，對犧牲層25及/或支撐柱18之圖案化可藉由一圖案化及蝕刻製程來執行，但亦可藉由替代蝕刻方法來執行。
製程80在方塊88處繼續，其中形成一可移動反射層或膜片，諸如圖1、圖6及圖8D中所圖解說明之可移動反射層14。可藉由採用(例如)反射層(例如，鋁、鋁合金)沈積之一或多個沈積步驟連同一或多個圖案化、遮蔽及/或蝕刻步驟一起來形成可移動反射層14。可移動反射層14可導電，且稱作一導電層。在某些實施方案中，可移動反射層14可包含如圖8D中所展示之複數個子層14a、14b、14c。在某些實施方案中，諸如子層14a、14c之子層中之一或多 者可包含針對其光學性質而選擇之高度反射子層，且另一子層14b可包含針對其機械性質而選擇之一機械子層。由於犧牲層25仍存在於方塊88處所形成之部分製成之干涉式調變器中，因此可移動反射層14在此階段通常不可移動。含有一犧牲層25之一部分製成IMOD在本文中亦可稱作一「未釋放」IMOD。如上文與圖1一起所闡述，可將可移動反射層14圖案化成形成該顯示器之行之個別且平行條帶。
製程80在方塊90處繼續，其中形成一腔，例如，如圖1、圖6及圖8E中所圖解說明之腔19。可藉由將犧牲材料25(在方塊84處所沈積)曝露於一蝕刻劑來形成腔19。舉例而言，可藉由乾式化學蝕刻(例如，藉由將犧牲層25曝露於一氣態或汽相蝕刻劑(諸如，自固態XeF2得到之蒸汽)達有效地移除期望之材料量之一段時間)來移除一可蝕刻犧牲材料(諸如，Mo或非晶Si)，通常係相對於環繞腔19之結構而選擇性地移除。亦可使用其他蝕刻方法，例如，濕式蝕刻及/或電漿蝕刻。由於在方塊90期間移除犧牲層25，因此可移動反射層14通常在此階段之後可移動。在移除犧牲材料25之後，所得完全或部分製成IMOD在本文中可稱作一「經釋放」IMOD。
包含顯示器器件之各種電子器件可包含成像系統。在某些實施方案中，成像系統可包含處於一光導之一表面上之一角度鑑別層以將光引導至一影像感測器。該角度鑑別層可包含複數個像素以將光引導至影像感測器上之不同位置。
現在參考圖9A，其展示安置於一光導之表面上之複數個光轉向像素之一透視圖之一實例。如圖9A之實施方案中所圖解說明，一成像系統900可包含具有一角度鑑別層之一光導910(圖解說明為整合至光導910之主體中)。光導910可包含能夠接收由光射線r1、r2、r3、...rm表示周圍光之一前表面911。光射線r1、r2、r3、...rm可係來自周圍環境中之一物件之周圍光射線。舉例而言，射線r1、r2、r3、...rm可係自光導910前方之一人物之面部散射之周圍光。光導910亦可包含一光輸出表面913。雖然光輸出表面913係圖解說明為光導910之邊緣中之一者，但在各種實施方案中，光輸出表面可能係前表面911、後表面915及圍繞前表面911及後表面915而安置的光導之邊緣中之一或多者中之一或多者(例如，邊緣915、916、917及918)。成像系統900亦可包含沿光導之光輸出表面913安置之一影像感測器920。
在某些實施方案中，影像感測器920可能夠感測包含在可見光譜之外的波長之光，且可毗鄰光導910而提供用於發射彼等波長之光之一光源(未展示)。適合之波長包含UV及紅外線以及可見範圍內之波長。此等實施方案可具備使處於可見光譜之外的波長之光轉向之轉向特徵，藉此最小化可見光譜中之光之不期望轉向。例如，對其中光導910用作用以照明一顯示器之一正面光及/或其中光導910安置於一顯示器之前面且允許來自顯示器元件之光穿過其至一觀眾之應用而言，可此防止或最小化彼等轉向特徵對穿過 光導910之可見光之衝擊。在某些實施方案之操作中，由一光源(未展示)發射處於可見光譜之外的波長之光且該光被一待成像物件反射掉，其中該光隨後由光導910擷取且被引導至影像感測器920。
繼續參考圖9A，具有角度鑑別層之光導910可進一步包含形成至光導910之表面中之一者(舉例而言，光導910之一第一表面)上之光轉向特徵。如所圖解說明，該第一表面係前表面911，然而，在某些實施方案中，該第一表面可係光導910之後表面915。在各種實施方案中，角度鑑別層之光轉向特徵可形成於前表面911、後表面915中之一者或兩個表面上。如本文中所使用，前表面911係指光導910面向一力圖成像物件之表面。後表面91可係指與前表面911相對的光導910之一表面。形成於第一表面上之光轉向特徵可包含全像圖、衍射光柵、微結構或能夠對在一入射角範圍內入射於光轉向特徵上之光起作用且致使入射光進入光導910並引導所接受入射光朝向影像感測器920之其他光學特徵。光轉向特徵可形成安置於光導之第一表面上之複數個光轉向像素P1、P2、P3、...Pm，其中複數個光轉向像素P1、P2、P3、...Pm經組態以接收周圍光(例如，射線r1、r2、r3、...rm)並引導所接收周圍光朝向影像感測器920。複數個光轉向像素P1、P2、P3、...Pm中之每一者可係選擇性的且可僅接受在以中心極入射角及中心方位入射角為中心之一立體角Ω1、Ω2、Ω3、...Ωm內入射於像素上之光。如本文中所使用，「立體角」意欲係指表示一單位球 面之一分段之區之一個二維角，與一平面角(以弧度為單位)等於一單位圓之一弧之長度一樣。因此，中心極入射角及中心方位入射角表示自一光轉向像素P1、P2、P3、...Pm延伸之精確射線，而一立體角表示自像素延伸之一錐角。立體角愈大，愈多具有不同的極入射角及方位入射角之射線將由像素接受。在某些實施方案中，對一像素而言，立體角對應於受光角之錐角。中心極入射角及中心方位入射角中之至少某些角可彼此不同。在某些實施方案中，立體角Ω1、Ω2、Ω3、...Ωm亦可不同。因此，可將來自視域中不同方向或區之樣本引導至影像感測器920上之相關位置。在某些實施方案中，由於由光轉向像素P1、P2、P3、...Pm擷取或接受之光可包含在可見光譜之外的波長，因此像素可經組態以對在可見光光譜外部之光(諸如UV或紅外光)起作用。在某些實施方案中，像素對約390 nm至約750 nm之間的可見光起作用。
繼續參考圖9A，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm可形成於一經像素化光轉向層中。雖然在圖9A中具有角度鑑別層之光導910係展示為一單個整體層，光導910可包含用於導引光之一或多個層以及用於角度鑑別層之一或多個層或膜，該角度鑑別層可包含如本文中所論述之光轉向特徵。該角度鑑別層可係與光導910分離之一層。圖9B展示安置於安置於一光導表面上方之一層上之複數個光轉向像素之一透視圖之一實例。圖9B之實施方案亦包含用於將光注射至光導910中之一光源。此一光源可用於其中光導910充當用於 一顯示器之一正面光之應用中。
參考圖9A及圖9B，在某些實施方案中，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm可包含全像像素。在某些實施方案中，可在一全像轉向膜中或該全像轉向膜上形成全像像素，該全像轉向膜安置於光導910之前表面911上。在某些實施方案中，可將全像轉向膜層壓至光導910上，或可直接在光導910上形成全像像素。在某些實施方案中，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm不係全像的。舉例而言，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm可包含光轉向微結構、光轉向小面、衍射光柵或其他光轉向特徵。
成像系統900之某些實施方案可視情況包含下伏於光導910之一顯示器930。在某些實施方案中，顯示器930係一反射式顯示器。在某些實施方案中，顯示器930係一機電系統顯示器或一反射機電系統顯示器。在某些實施方案中，顯示器930係具備干涉式調變器12作為顯示元件(圖1)之一干涉式調變器反射式顯示器。在其中一反射式顯示器下伏於光導910之實施方案中，光導910可形成用於照明反射式顯示器930之一正面光之一部分。在此一實施方案中，成像系統900可進一步包含與光導910或正面光光學通信之一光源(未圖解說明)。
繼續參考圖9A及圖9B，包含下伏於光導910之顯示器930之成像系統900之某些實施方案進一步包含經組態以與顯示器930連通並處理用於在顯示器上顯示影像之影像資料之一或多個處理器(諸如，圖2及圖14B之處理器21)。該 處理器亦可包含經組態以與該處理器連通之一記憶體器件。舉例而言，可在一行動計算器件或智慧電話中使用成像系統900之此一實施方案。成像系統900亦可進一步包含：一驅動器電路(諸如，圖2及圖14B之陣列驅動器22)，其經組態以將至少一個信號發送至顯示器930；一驅動器控制器29(參見圖14B)，其經組態以將影像資料之至少一部分發送至驅動器電路；一影像源模組，其經組態以將影像資料發送至處理器；及一輸入器件48(參見圖14B)，其經組態以接收輸入資料並將該輸入資料傳遞至處理器。該影像源模組可包含一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
現在參考圖9C，其展示圖解說明光導910之表面上之不同位置處之不同的中心極受光角及中心方位受光角之一光導910之一透視圖之一實例。如圖9C中所展示，該等位置中之某些位置處之光轉向特徵(諸如光轉向像素P1、P2、P3、...Pm)可經組態以選擇性地擷取圍繞一中心極受光角及一中心方位受光角在一極受光角範圍及一方位受光角範圍內入射於該等像素上之周圍光。在某些實施方案中，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm可經組態以接受以一中心極受光角及中心方位受光角入射之光射線以及在距受光角小於約10°、約5°、約2°或約1°內之射線。因此，受光角範圍可小於1°。為便於圖解說明，圖9C中未展示光導910之表面上之光轉向像素P1、P2、P3、...Pm之輪廓。可自一法線至光導910之前表面911量測極角。此外，可自光導910之前表 面911之平面中之一任意射線量測方位角。在其中前表面911不係平面之實施方案中，可自在特定位置處與前表面911相切之一切平面之平面中之一任意射線量測前表面911上之任一特定位置處之方位角。
舉例而言，如圖9C中所圖解說明，自一待成像場景(諸如，包含一人物面部之一場景或包含多個物件之一場景)接收之周圍光-圖解說明為射線r1、r2、r3、...rm-可以各種極入射角及方位入射角入射於光導910上。以各種入射角入射之此等光射線攜載來自正成像之物件或場景之不同部分之色彩及/或光強度資訊。光轉向像素P1、P2、P3、...Pm之每一像素可經組態以接受自一待成像場景接收之以某一中心極入射角(展示為角θ1、θ2、θ3、...θm)及某一中心方位入射角(展示為φ1、φ2、φ3、...φm)入射於像素上之周圍光。在某些實施方案中，光導910中或光導910上之光轉向像素P1、P2、P3、...Pm亦可接受以接近於中心極入射角或方位入射角之角入射於像素上之光射線及/或對該等光射線起作用。在某些實施方案中，來自光轉向像素P1、P2、P3、...Pm之不同光轉向像素可接受或接收以不同的中心極受光角及中心方位受光角入射於其上之光。換言之，光轉向像素P1可經組態以接受以中心極角θ1及中心方位角φ1以及接近於此等角(亦即，在一受光角範圍內)之角入射於像素上之周圍光。類似地，光轉向像素P2可經組態以接受以中心極角θ2及中心方位角φ2以及接近於此等角之角入射於像素上之周圍光，剩餘像素P3、...Pm同樣如此。極角θ1、 θ2、θ3、...θm及方位角φ1、φ2、φ3、...φm中之至少某些角可彼此不同。因此，在某些實施方案中，不同光轉向像素P1、P2、P3、...Pm具有不同的中心極θ1、θ2、θ3、...θm及中心方位受光角φ1、φ2、φ3、...φm。對一像素而言，在受光角之外的光將不被引導至光導910中及朝向影像感測器920。
一旦由光轉向像素P1、P2、P3、...Pm接受或接收，光射線r1、r2、r3、...rm即可被引導朝向影像感測器920上的一相關位置i1、i2、i3、...in。舉例而言，每一像素可經組態以將光引導至光導910中以使得彼像素擷取之光重複地照射於影像感測器上之一單個位置上。以此方式，角度鑑別層可有助於藉由針對每一像素擷取在一窄入射角範圍內之周圍光(該周圍光接著被引導至影像感測器920上之一相關位置)而擷取一影像。給出經散射周圍光之入射角(θ1、θ2、θ3、...θm；φ1、φ2、φ3、...φm)至影像感測器920位置一已知映射，一處理器可能夠產生包含在一顯示器中正確地相關及配置之像素之一數位像素化影像以顯示一個二維影像。在某些實施方案中，每一像素經組態以擷取來自一特定受光角範圍之光，藉此將所擷取光限制於一場景之一特定部分，且像素經組態以將所擷取光僅引導至影像感測器920上之其特定相關位置。因此，每一像素重複地擷取一場景之一特定部分並將光自此部分引導至影像感測器上之一已知位置。因此，應理解，影像感測器上之一特定位置處之光資訊對應於一場景之一特定部分且因此可重建該場 景，此乃因由與影像感測器上之不同位置相關之像素提供針對該場景之每一部分之光學資訊(諸如色彩及/或強度)。
繼續參考圖9C，在如上文所述之某些實施方案中，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm可經組態以對不同的中心極入射角及中心方位入射角(θ1、θ2、θ3、...θm；φ1、φ2、φ3、...φm)起作用。在各種實施方案中，中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm可介於自一法線至光導910之前表面911量測之自約-90°至約+90°之範圍內。在其他實施方案中，中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm可具有一較小範圍以便成像系統900可經設計以擷取法向於或接近法向於光導910之前表面911之影像。舉例而言，在某些實施方案中，中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm可係±約15、±約30或±約40。與一較廣範圍相比，較窄範圍可用於某些情形中以擷取一遠物件之一較高解析度影像，此乃因遠物件可僅佔據一場景之一小部分。另一選擇係，成像系統900可經設計以擷取進一步遠離法線之影像。類似地，在某些實施方案中，中心方位入射角φ1、φ2、φ3、...φm可介於自約0°至約360°之範圍內。因此，在其中中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm介於自-90°至+90°之範圍內且中心方位入射角φ1、φ2、φ3、...φm介於自0°至360°範圍內之實施方案中，成像系統900可能夠擷取在光導910之前表面911之前方之一整個半球之影像。取決於其中成像系統900經設計以擷取一特定象限或半-半球中之一影像之應用，其他範圍亦可係可能的。在某些實施方案中，可能中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm之範圍取 決於中心方位入射角φ1、φ2、φ3、...φm之特定值。舉例而言，成像系統900可經組態以模擬擷取一場景之一矩形部分之一標準35 mm相機之能力。一35 mm相機之角度範圍可由矩形所擷取影像之一對角線之角度範圍來闡述。另一選擇係，角度範圍可由沿矩形影像之水平方向之角度範圍及沿矩形影像之垂直方向之角度範圍來闡述。在某些實施方案中，就水平及垂直範圍而言，對於一第一既定中心方位入射角，中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm可具有自前表面911之一法線在0°至約±20°之一範圍內之值，且對於垂直於第一既定中心方位入射角之一第二既定中心方位入射角，中心極入射角θ1、θ2、θ3、...θm可具有自前表面911之一法線在0°至約±14°之一範圍內之值。
參考圖9D，其展示安置於一光導之表面上之複數個光轉向像素之一透視圖之一實例，其中每一像素接受在以一中心極受光角及方位受光角為中心之一受光錐角內之周圍光。圖9D中所圖解說明之光轉向像素P1、P2、P3、...Pm可類似於圖9C之像素，惟圖9D中所展示之像素係展示為可形成一像素網格之矩形像素除外。然而，應理解，像素可取決於製造製程之應用而視需要具有其他形狀，諸如圓形、六邊形或其他任意形狀。類似地，像素可具有彼此不同之形狀或大小。圖9D之實施方案亦圖解說明具有以不同的中心極入射角及中心方位入射角為中心之受光錐角C1、C2、C3、...Cm之光轉向像素P1、P2、P3、...Pm。該等錐角各自具有與光轉向像素P1、P2、P3、...Pm中之一者大概對 應之一頂點。雖然受光錐角C1、C2、C3、...Cm中之每一者接受自以一不同入射角入射於前表面911上之一待成像物件散射之周圍光，但受光錐角C1、C2、C3、...Cm係圖解說明為對著相同大小之一立體角Ω1、Ω2、Ω3、...Ωm。
參考圖9E，其展示複數個光轉向像素之一透視圖之一實例，其中不同像素具有不同大小之受光錐角。舉例而言，像素P1經展示具有一相對大受光錐角(及一相對大立體角Ω1)，而像素P2及P3經圖解說明具有相對小受光錐角(及相對小立體角Ω2及Ω3)。在某些實施方案中，一特定像素之受光錐角C1、C2、C3、...Cm之大小可取決於像素經組態以接受之中心極入射角及中心方位入射角。舉例而言，某些像素可經組態以接受在接近法向於光導910之前表面911內之周圍光之入射射線。以另一方式而言，某些像素可經組態以接受在視域之中心附近之入射射線。與經組態以接受視域之一周邊上之入射射線之像素相比，此等像素可經組態以具有一相對小受光錐角，其中此等周邊像素可具有相對大受光錐角。具有不同大小受光錐角之不同光轉向像素P1、P2、P3、...Pm暗示不同光轉向像素P1、P2、P3、...Pm具有不同極受光角範圍及不同方位受光角範圍。
現在參考圖10A至圖10C，其展示圖解說明光轉向像素與一影像感測器上之位置之間的各種相關方式之光轉向像素之俯視圖之實例。在某些實施方案中，對於一待擷取影像，及對於待保存為數位資料以稍後顯示於一顯示器上之所擷取影像，可擷取來自影像之各種部分之散射光並將其 引導至一影像感測器上之各種位置。為稍後產生影像，影像之各種部分之二維位置至一影像感測器上之特定位置之一映射可係有用的。在諸多標準數位相機中，影像感測器上之位置可大概對應於一個二維影像中之位置。舉例而言，在諸多標準數位相機中，由一相機透鏡聚焦於影像感測器之右上角上之所散射周圍光可大概對應於或相關於稍後顯示於一顯示器上之所產生影像之右上角中之像素。
在成像系統900中，此一對應可或並不存在。在某些實施方案中，此一對應可係有用的以便稍後藉由提供光轉向像素P1、P2、P3、...Pm至位置i1、i2、i3、...in之一已知映射而產生可顯示於一顯示螢幕上之一影像，該映射遵循與像素P1、P2、P3、...Pm相同之序列及彼此相對之空間定向且至由該等像素中之每一者擷取之一場景之部分。
在某些其他實施方案中，像素P1、P2、P3、...Pm經組態以擷取並引導所擷取光至相關位置i1、i2、i3、...in中之每一者，且像素P1、P2、P3、...Pm與位置i1、i2、i3、...in之間的相關性可不匹配一稍後產生之影像中之像素實際實體位置與影像感測器中之像素之實際實體位置。舉例而言，在圖10A之實施方案中，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm經組態以將像素所接受之周圍光引導至影像感測器上之一相關位置i1、i2、i3、...in，其中影像感測器包含沿光導910之邊緣913及917安置之兩個影像感測器920a及920b。然而，光導910中之像素之相對位置可不匹配影像感測器920a及920b中之相關位置之相對位置。此外，影像感測器上之位 置i1、i2、i3、...in之相對位置可不匹配一最後產生之影像1010中之像素之相對位置。
繼續參考圖10A，若已知光轉向像素P1、P2、P3、...Pm分別至影像感測器920a及920b上之相關位置i1、i2、i3、...in之映射，且已知光轉向像素P1、P2、P3、...Pm之角度鑑別性質(亦即，哪些像素經組態以擷取來自哪些極入射角及方位入射角之光)，則可保存表示所擷取影像之資料且稍後將其顯示於一顯示螢幕上。圖10A中藉由自像素P1、P2、P3、...Pm至影像感測器920a及920b上之相關位置i1、i2、i3、...in之箭頭以及自影像感測器920a及920b上之相關位置i1、i2、i3、...in至一最後產生之影像1010上之位置(像素，圖解說明為方形D1、D2、D3、...Dp)之箭頭來圖解說明映射或相關性。
如圖10B及圖10C之實例中所圖解說明，光轉向像素P1、P2、P3、...Pm分別至影像感測器920上之位置i1、i2、i3、...in之相關性可係(舉例而言)二或二以上對一(例如，三對一)且不必係一對一。舉例而言，如圖10B中所圖解說明，光轉向像素P1、P2及P3皆相關於影像感測器920上之位置i1。影像感測器920上之位置i1可然後映射至或相關於一單個像素，諸如一最後產生之影像1010上之像素D1。
在此一實施方案中，對像素P1、P2、P3、...Pm中之某些(例如，兩個或兩個以上)像素而言，具有相同或類似受光錐角或類似中心極受光角及中心方位受光角可係有用的。此一實施方案可用於在鑑別層中創建冗餘以便若光導910 上之鑑別層之表面在繞一個像素(例如，像素P1)之一區中損壞或損害，則可替代地由(例如)像素P2及P3擷取來自適當入射方向之周圍光以提供一準確影像。另一選擇係，如圖10C中所展示，光轉向像素P1、P2及P3可各自相關於影像感測器920上之位置i1、i2及i3，然而，影像感測器920上之位置i1、i2及i3可映射至或相關於一最後產生之影像1010之同一像素D1。因此，如圖10B及圖10C中所展示，光轉向像素中之一者以上可經組態以引導所擷取周圍光朝向影像感測器920中之一共同相關位置或朝向影像感測器920上之多個位置，該多個位置隨後映射至一最後產生之影像1010之一單個像素或位置。
現在參考圖11A至圖11E，其展示一影像感測器相對於具有複數個光轉向像素之一光導放置之不同位置。圖11A至圖11D展示類似於圖9A之成像系統900之一成像系統900之一x-z平面中之剖面圖，而圖11E展示一透視圖。舉例而言，圖11A圖解說明具有一光導910之一成像系統900之一實施方案，光導910包含形成於一基板1120上之一經像素化光轉向層1110。在所圖解說明之實施方案中，經像素化光轉向層1110形成於基板1120之一前表面1125上。亦在圖11A中展示，像素P1經組態以擷取以一入射極角θ1入射於像素上之周圍光並選擇性地引導所擷取光射線朝向影像感測器920上之位置i1。如圖11A中所圖解說明，影像感測器920沿光導910之一邊緣918而安置。
現在參考圖11B，在某些實施方案中，影像感測器920可 係一個二維感測器。如圖11B中所展示，影像感測器920包含沿z軸之多個位置或單元i1、i2、i3。然而，由於圖11B係x-z平面中之一剖面，因此影像感測器920亦可包含沿y軸之單元，且因此，影像感測器920可係具有沿一y-z平面在y軸及z軸兩者上之單獨單元之一個二維感測器。此外，圖11B之實施方案圖解說明安置於光輸出表面(此處圖解說明為邊緣918)與影像感測器920之間的一透鏡1130。如所圖解說明，透鏡1130與光輸出表面形成整體。然而，在某些實施方案中，透鏡1130可能單獨地形成且然後稍後附接至或以其他方式安置於邊緣918與影像感測器920之間。透鏡1130可藉由擴散開來自不同像素之光來改良像素與影像感測器920之對應，以便可以其他方式撞擊一影像感測器920上之相同位置之光擴散開以便撞擊影像感測器920之不同位置i1、i2、i3。雖然此處與透鏡1130一起圖解說明二維影像感測器920，但光導910之其他實施方案(包含不具有一整體透鏡之光導910)可包含一個二維影像感測器920。然而，在某些實施方案中，透鏡1130可用於引導光朝向二維影像感測器920上之一適當相關位置。
現在參考圖11C至圖11E，影像感測器920可以各種方式相對於光導910而安置。舉例而言，雖然圖11C之實施方案圖解說明安置於光導910之邊緣918(邊緣918安置於光導910之前表面911與後表面915之間)上之影像感測器920，但圖11D圖解說明面向光導910之前表面911之一部分安置之影像感測器920。另一選擇係，圖11E圖解說明面向與其 上安置有光轉向像素之前表面911相對的光導910之一後表面915安置之影像感測器920。因此，在各種實施方案中，光導910之光輸出表面918可包含光導910之一或多個邊緣之若干部分、光導910之前表面911及與前表面911相對的光導911之後表面915。雖然為便於圖解說明，圖11A至圖11E展示形成於光導920之一個光輸出表面上之僅一個影像感測器，但在某些實施方案中，成像系統900包含沿光導910之一或多個額外光輸出表面安置之一或多個額外影像感測器。因此，以實例方式參考圖11E，除所展示面向光導910之後表面915之影像感測器920之外，一額外影像感測器(未圖解說明)亦可面向前表面911及/或邊緣916、917、918及919中之一者中之一或多者而安置。在某些實施方案中，一個以上影像感測器920可面向同一表面而安置。在此等實施方案中，舉例而言，圖11E可包含安置於後表面915之另一部分而非已面向所圖解說明之影像感測器920之部分上之一額外影像感測器(未圖解說明)。
簡單地返回至圖11C及圖11D，成像系統900之某些實施方案可包含形成於基板1120之一後表面1130上之一角度鑑別層，該角度鑑別層在圖11C及圖11D中圖解說明為一經像素化光轉向層1110。
現在參考圖12，其展示具有沿一光導之一周邊安置之複數個光轉向像素之該光導之一俯視圖之一實例，其中該光導之一中心不包含光轉向像素。在某些實施方案中，光導910可僅包含沿光導910之第一表面(舉例而言，一前表面 或一後表面)之一周邊之光轉向像素，其中表面之中心沒有光轉向像素。此一實施方案可降低在一像素與自像素接收光之一影像感測器之間行進之光之路徑長度。如圖12中所圖解說明，成像系統900包含面向光導910之邊緣916至919中之每一者之影像感測器920a至920d。如較早所論述，光轉向像素可相關於影像感測器920a至920d上之特定位置，然而，光轉向像素之位置、影像感測器上之位置及/或一最後產生之影像中之一像素之位置之間的關係或相關性可係任意的且可不係實體的。若已知光轉向像素之角度鑑別性質，連同像素與影像感測器上之位置之相關性之一映射，則可準確地擷取一影像。
現在參考圖13，其展示圖解說明用於包含角度鑑別一光導及一影像感測器中之像素之一成像系統之一製造製程之一流程圖之一實例。製造製程1300可在方塊1320處開始。方塊1320包含提供一光導，舉例而言，類似於圖9A至圖12中所圖解說明之光導910之一光導。該光導可包含能夠接收周圍光之一前表面及一光輸出表面。該光輸出表面可包含一前表面、一後表面或安置於該前表面與該後表面之間的一或多個邊緣中之一或多者。在某些實施方案中，提供一光導可包含形成光導。形成一光導可包含將多個層層壓在一起或可包含注射模製以形成一光導。在某些實施方案中，形成一光導包含在光導之光輸出表面上形成一透鏡。此一透鏡可與光導形成整體或可單獨地構成且稍後附接至該光導。
製程1300移動至方塊1330以包含提供一影像感測器，諸如一個一維感測器或二維感測器。該影像感測器可沿該光導之該光輸出表面而安置。此可包含在光導之前表面、與該前表面相對的光導之後表面及安置於前表面與後表面之間的光導之一或多個邊緣中之一或多者上安置影像感測器。在某些實施方案中，影像感測器可面向光輸出表面。當面向光輸出表面時，影像感測器可或並不觸碰光輸出表面。在某些實施方案中，多個影像感測器可放置或安置於一個以上光輸出表面或同一光輸出表面上。
製程1300移動至方塊1340以包含在方塊1320之光導之一第一表面上提供角度鑑別像素。該第一表面可係面向一待成像物件之一前表面或與前表面相對之一後表面。提供角度鑑別像素可包含層壓、附接或形成包含安置於該光導之一第一表面上之複數個光轉向像素之光轉向特徵。該等角度鑑別像素可經組態以接收周圍光並引導所接收周圍光朝向影像感測器上相關於每一像素之位置。該等角度鑑別像素可在入射光射線當中鑑別且僅對以特定入射角(例如，中心極入射角及中心方位入射角)以及接近於入射角之角入射於像素上之周圍光起作用。在某些實施方案中，該等角度鑑別像素接受一既定受光錐角內之入射光射線並對其起作用。不同像素之不同之處可在於特定入射角或像素對其作用之既定受光錐角。
在某些實施方案中，在光導之表面上提供光轉向特徵包含在第一表面上方安置一轉向膜。在光導之第一表面上方 安置一轉向膜可包含在一全像轉向膜上或該全像轉向膜中記錄一全像圖，該全像轉向膜將全像膜附接至光導。該全像轉向膜可藉由一步驟及重複製程形成以藉此個別地形成多個全像像素。可將每一像素記錄於具有不同角度鑑別性質之層壓層。記錄全像轉向膜可因此包含形成光轉向像素，該等光轉向像素經組態以選擇性地擷取圍繞一中心極受光角及一中心方位受光角在一極受光角範圍及一方位受光角範圍內入射於像素上之周圍光，其中不同像素具有不同的中心極受光角及方位受光角及/或不同的極受光角範圍及方位受光角範圍。方塊1340之該等角度鑑別像素藉由記錄全像圖來組態以選擇性地將所擷取周圍光引導至影像感測器中與不同光轉向像素相關之位置。
圖14A及圖14B展示圖解說明包含複數個干涉式調變器之一顯示器器件40之系統方塊圖之實例。顯示器器件40可係(舉例而言)一蜂巢式電話或行動電話。然而，顯示器器件40之相同組件或其輕微變化亦說明諸如電視機、電子閱讀器及可攜式媒體播放器等各種類型之顯示器器件。
顯示器器件40包含一外殼41、一顯示器30、一天線43、一揚聲器45、一輸入器件48及一麥克風46。外殼41可由各種製造製程(包含注射模製及真空成形)中之任一者形成。另外，外殼41可由各種材料中之任一者製成，該等材料包含但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其一組合。外殼41可包含可移除部分(未展示)，該等可移除部分可與具有不同色彩或含有不同標誌、圖片或符號之其他可 移除部分互換。
顯示器30可係各種顯示器中之任一者，包含一雙穩態顯示器或類比顯示器，如本文中所闡述。顯示器30亦可經組態以包含一平板顯示器(諸如，電漿顯示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD)或一非平板顯示器(諸如，一CRT或其他電子管器件)。另外，顯示器30可包含一干涉式調變器顯示器，如本文中所闡述。
在圖14B中示意性地圖解說明顯示器器件40之組件。顯示器器件40包含一外殼41且可包含至少部分地包封於其中之額外組件。舉例而言，顯示器器件40包含一網路介面27，網路介面27包含耦合至一收發器47之一天線43。收發器47連接至一處理器21，處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節一信號(例如，過濾一信號)。調節硬體52連接至一揚聲器45及一麥克風46。處理器21亦連接至一輸入器件48及一驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合至一圖框緩衝器28且耦合至一陣列驅動器22，該陣列驅動器又耦合至一顯示器陣列30。一電源供應器50可按照特定顯示器器件40設計之需要將電力提供至所有組件。
網路介面27包含天線43及收發器47，以便顯示器器件40可經由一網路與一或多個器件連通。網路介面27亦可具有某些處理能力以減輕(例如)處理器21之資料處理要求。天線43可傳輸及接收信號。在某些實施方案中，天線43根據包含IEEE 16.11(a)、(b)或(g)之IEEE 16.11標準或包含IEEE 802.11a、b、g或n之IEEE 802.11標準傳輸及接收RF信號。 在某些其他實施方案中，天線43根據藍芽標準傳輸及接收RF信號。在一蜂巢式電話之情形中，天線43經設計以接收分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(FDMA)、分時多重存取(TDMA)、全球行動通信系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面中繼式無線電(TETRA)、寬頻-CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO修訂版A、EV-DO修訂版B、高速封包存取(HSPA)、高速下行鏈路封包存取(HSDPA)、高速上行鏈路封包存取(HSUPA)、演進式高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用於在一無線網路(諸如，利用3G或4G技術之一系統)內通信之其他已知信號。收發器47可預處理自天線43接收之信號，以使得其可由處理器21接收並由其進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號，以使得可經由天線43自顯示器器件40傳輸該等信號。
在某些實施方案中，可由一接收器來替換收發器47。另外，可由一影像源來替換網路介面27，該影像源可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料。處理器21可控制顯示器器件40之總體操作。處理器21自網路介面27或一影像源接收資料(諸如，經壓縮影像資料)，及將該資料處理成原始影像資料或處理成容易被處理成原始影像資料之一格式。處理器21可將經處理之資料發送至驅動器控制器29或發送至圖框緩衝器28以供儲存。原始資料通常係指識別一影像內之每一位置處之影像特性之資訊。舉例而言，此等 影像特性可包含色彩、飽和度及灰度階。
處理器21可包含一微控制器、CPU或邏輯單元以控制顯示器器件40之操作。調節硬體52可包含用於將信號傳輸至揚聲器45及用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可係顯示器器件40內之離散組件，或可併入於處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接自處理器21或自圖框緩衝器28獲取由處理器21產生之原始影像資料，且可適當地將原始影像資料重新格式化以供高速傳輸至陣列驅動器22。在某些實施方案中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有一光柵樣格式之一資料流，以使得其具有適合於跨越顯示器陣列30進行掃描之一時間次序。然後，驅動器控制器29將經格式化資訊發送至陣列驅動器22。儘管一驅動器控制器29(諸如，一LCD控制器)常常作為一獨立積體電路(IC)與系統處理器21相關聯，但此等控制器可以諸多方式實施。舉例而言，控制器可作為硬體嵌入於處理器21中、作為軟體嵌入於處理器21中或以硬體形式與陣列驅動器22完全整合在一起。
陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化資訊且可將視訊資料重新格式化成一組平行波形，該組平行波形每秒多次地施加至來自顯示器之x-y像素矩陣之數百條且有時數千條(或更多)引線。
在某些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列30適用於本文中所闡述之顯示器類型中之任一 者。舉例而言，驅動器控制器29可係一習用顯示器控制器或一雙穩態顯示器控制器(例如，一IMOD控制器)。另外，陣列驅動器22可係一習用驅動器或一雙穩態顯示器驅動器(例如，一IMOD顯示器驅動器)。此外，顯示器陣列30可係一習用顯示器陣列或一雙穩態顯示器陣列(例如，包含一IMOD陣列之一顯示器)。在某些實施方案中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此一實施方案在諸如蜂巢式電話、手錶及其他小面積顯示器等高度整合系統中係常見的。
在某些實施方案中，輸入器件48可經組態以允許(例如)一使用者控制顯示器器件40之操作。輸入器件48可包含一小鍵盤(諸如，一QWERTY鍵盤或一電話小鍵盤)、一按鈕、一切換器、一搖桿、一觸敏螢幕或一壓敏或熱敏膜片。麥克風46可組態為顯示器器件40之一輸入器件。在某些實施方案中，可使用透過麥克風46之語音命令來控制顯示器器件40之操作。
電源供應器50可包含此項技術中習知之各種能量儲存器件。舉例而言，電源供應器50可係一可再充電式蓄電池，諸如，一鎳-鎘蓄電池或一鋰離子蓄電池。電源供應器50亦可係一可再生能源、一電容器或一太陽能電池，包含一塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源供應器50亦可經組態以自一壁式插座接收電力。
在某些實施方案中，控制可程式化性駐留於驅動器控制器29中，該驅動器控制器可位於電子顯示器系統中之若干 個地方中。在某些其他實施方案中，控制可程式化性駐留於陣列驅動器22中。上文所闡述之最佳化可以任何數目個硬體及/或軟體組件實施且可以各種組態實施。
與本文中所揭示之實施方案一起闡述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。已就功能性大體闡述了硬體與軟體之可互換性且在上文所闡述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟中圖解說明瞭硬體與軟體之可互換性。此功能性是以硬體還是軟體来實施取決於特定應用及強加於總體系統之設計約束。
用於實施與本文中所揭示之態樣一起闡述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可藉助一通用單晶片或多晶片處理器、一數位信號處理器(DSP)、一特殊應用積體電路(ASIC)、一場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文中所闡述之功能之其任一組合來實施或執行。一通用處理器可係一微處理器或任一習用處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算器件之一組合，例如，一DSP與一微處理器、複數個微處理器、與一DSP核心一起之一或多個微處理器或任何其他此組態之一組合。在某些實施方案中，可藉由一既定功能所特有之電路來執行特定步驟及方法。
在一或多項態樣中，可以硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包含本說明書中所揭示之結構及其結構等效物) 或其任一組合來實施所闡述之功能。亦可將本說明書中所闡述之標的物之實施方案實施為一或多個電腦程式，亦即，編碼於一電腦儲存媒體上以供資料處理裝置執行或用以控制資料處理裝置之操作之一或多個電腦程式指令模組。
熟習此項技術者可易於明瞭對本發明中所闡述之實施方案之各種修改，且本文中所定義之一般原理可適用於其他實施方案而不背離本發明之精神或範疇。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所展示之實施方案，而是被授予與本發明、本文中所揭示之原理及新穎特徵相一致之最寬廣範疇。措辭「例示性」在本文中專用於指「充當一實例、例項或例示」。在本文中闡述為「例示性」之任一實施方案未必解釋為比其他實施方案更佳或更有利。另外，熟習此項技術者將易於瞭解，為便於闡述圖，有時使用術語「上部」及「下部」，且其指示對應於圖在一正確定向之頁面上之定向之相對位置，且可不反映如所實施之IMOD之正確定向。
亦可將本說明書中在單獨實施方案之背景下闡述之某些特徵以組合形式實施於一單項實施方案中。相反地，亦可將在一單項實施方案之背景下闡述之各種特徵單獨地或以任一適合子組合之形式實施於多項實施方案中。此外，儘管上文可將特徵闡述為以某些組合之形式起作用，且甚至最初係如此主張的，但在某些情形中，可自一所主張組合去除來自該組合之一或多個特徵，且所主張之組合可係關 於一子組合或一子組合之變化形式。
類似地，雖然在該等圖式中以一特定次序繪示操作，但不應將此理解為需要以所展示之特定次序或以順序次序執行此等操作或執行所有所圖解說明之操作以達成可期望結果。此外，該等圖式可以一流程圖之形式示意性地繪示一或多個實例性製程。然而，可將未繪示之其他操作併入於示意性地圖解說明之實例性製程中。舉例而言，可在所圖解說明操作中之任一者之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情況下，多任務及平行處理可係有利的。此外，上文所闡述之實施方案中之各種系統組件之分離不應被理解為需要在所有實施方案中進行此分離，而應理解為所闡述之程式組件及系統通常可一起整合於一單個軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施方案亦在以下申請專利範圍之範疇內。在某些情形下，申請專利範圍中所陳述之動作可以一不同次序執行且仍達成可期望結果。
1-1‧‧‧線
12‧‧‧干涉式調變器/像素/致動像素
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層/反射層
14a‧‧‧反射子層/導電層/子層
14b‧‧‧支撐層/介電支撐層/子層
14c‧‧‧導電層/子層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊/下伏光學堆疊/層
16a‧‧‧吸收體層/光學吸收體/子層/經組合導體/經組合吸收體子層
16b‧‧‧介電質/子層
18‧‧‧柱/支撐件/支撐柱
19‧‧‧間隙/腔/經界定間隙
20‧‧‧基板/透明基板/下伏基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色遮罩結構/黑色遮罩
24‧‧‧列驅動器電路
25‧‧‧犧牲層/犧牲材料
26‧‧‧行驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧圖框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示器陣列/面板/顯示器
32‧‧‧繋鏈
34‧‧‧可變形層
35‧‧‧間隔物層
40‧‧‧顯示器器件
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧麥克風
47‧‧‧收發器
48‧‧‧輸入器件
50‧‧‧電源供應器
52‧‧‧調節硬體
60a‧‧‧第一線時間
60b‧‧‧第二線時間
60c‧‧‧第三線時間
60d‧‧‧第四線時間
60e‧‧‧第五線時間
62‧‧‧高分段電壓
64‧‧‧低分段電壓
70‧‧‧釋放電壓
72‧‧‧高保持電壓
74‧‧‧高定址電壓
76‧‧‧低保持電壓
78‧‧‧低定址電壓
900‧‧‧成像系統
910‧‧‧光導/具有角度鑑別層之光導
911‧‧‧前表面
913‧‧‧光輸出表面/邊緣
915‧‧‧後表面
916‧‧‧邊緣
917‧‧‧邊緣
918‧‧‧邊緣
919‧‧‧邊緣
920‧‧‧影像感測器/二維影像感測器
920a‧‧‧影像感測器
920b‧‧‧影像感測器
920c‧‧‧影像感測器
920d‧‧‧影像感測器
930‧‧‧顯示器/反射式顯示器
1010‧‧‧最後產生之影像
1110‧‧‧經像素化光轉向層
1120‧‧‧基板
1125‧‧‧前表面
1130‧‧‧透鏡/後表面
C1‧‧‧受光錐角
C2‧‧‧受光錐角
C3‧‧‧受光錐角
Cm‧‧‧受光錐角
D1‧‧‧方形/位置/像素
D2‧‧‧方形/位置
D3‧‧‧方形/位置
Dp‧‧‧方形/位置
i1‧‧‧相關位置/位置/單元
i2‧‧‧相關位置/位置/單元
i3‧‧‧相關位置/位置/單元
i4‧‧‧相關位置/位置
i5‧‧‧位置
i6‧‧‧位置
in‧‧‧相關位置/位置
P1‧‧‧光轉向像素/像素
P2‧‧‧光轉向像素/像素
P3‧‧‧光轉向像素/像素
P4‧‧‧光轉向像素/像素
P5‧‧‧光轉向像素/像素
P6‧‧‧光轉向像素/像素
Pm‧‧‧光轉向像素/像素
r1‧‧‧光射線/射線
r2‧‧‧光射線/射線
r3‧‧‧光射線/射線
rm‧‧‧光射線/射線
VCADD_H‧‧‧高定址電壓
VCADD_L‧‧‧低定址電壓
VCHOLD_H‧‧‧高保持電壓
VCHOLD_L‧‧‧低保持電壓
VCREL‧‧‧釋放電壓
VSH‧‧‧高分段電壓
VSL‧‧‧低分段電壓
V0‧‧‧跨越左側之干涉式調變器施加之電壓
Vbias‧‧‧跨越右側之干涉式調變器施加之電壓
Ω1‧‧‧立體角
Ω2‧‧‧立體角
Ω3‧‧‧立體角
Ωm‧‧‧立體角
θ1‧‧‧中心極入射角/角/中心極角/入射極角/入射角
θ2‧‧‧中心極入射角/角/中心極角/入射極角/入射角
θ3‧‧‧中心極入射角/角/中心極/極角/入射角
θm‧‧‧中心極入射角/角/中心極/極角/入射角
φ1‧‧‧中心方位入射角/中心方位受光角/方位角/入射角/中心方位角
φ2‧‧‧中心方位入射角/中心方位受光角/方位角/入射角/中心方位角
φ3‧‧‧中心方位入射角/中心方位受光角/方位角/入射角
φm‧‧‧中心方位入射角/中心方位受光角/方位角/入射角
圖1展示繪示一干涉式調變器(IMOD)顯示器器件之一系列像素中之兩個毗鄰像素之一等角視圖之一實例。
圖2展示圖解說明併入有一3×3干涉式調變器顯示器之一電子器件之一系統方塊圖之一實例。
圖3展示圖解說明圖1之干涉式調變器之可移動反射層位置對所施加電壓之一圖式之一實例。
圖4展示圖解說明當施加各種共同電壓及分段電壓時一 干涉式調變器之各種狀態之一表之一實例。
圖5A展示圖解說明圖2之3×3干涉式調變器顯示器中之一顯示資料圖框之一圖式之一實例。
圖5B展示可用於寫入圖5A中所圖解說明之顯示資料圖框之共同信號及分段信號之一時序圖之一實例。
圖6A展示圖1之干涉式調變器顯示器之一部分剖面圖之一實例。
圖6B至圖6E展示干涉式調變器之不同實施方案之剖面圖之實例。
圖7展示圖解說明一干涉式調變器之一製造製程之一流程圖之一實例。
圖8A至圖8E展示製作一干涉式調變器之一方法中之各個階段之剖面示意性圖解之實例。
圖9A展示安置於一光導之表面上之複數個光轉向像素之一透視圖之一實例。
圖9B展示安置於一光導之表面上方之一層上之複數個光轉向像素之一透視圖之一實例。
圖9C展示圖解說明光導之表面上之不同位置處之不同的中心極受光角及中心方位受光角之一光導之一透視圖之一實例。
圖9D展示安置於一光導之表面上之複數個光轉向像素之一透視圖之一實例，其中每一像素接受以一中心極受光角及方位受光角為中心之一受光錐角內之周圍光。
圖9E展示複數個光轉向像素之一透視圖之一實例，其中 不同像素具有不同大小之受光錐角。
圖10A至圖10C展示圖解說明使光轉向像素與一影像感測器上之位置相關之各種方式之光轉向像素之俯視圖之實例。
圖11A至圖11E展示一影像感測器相對於具有複數個光轉向像素之一光導之放置之不同位置。
圖12展示具有複數個光轉向像素之一光導之一俯視圖之一實例，該複數個光轉向像素沿光導之一周邊而安置，其中光導之一中心不包含光轉向像素。
圖13展示圖解說明用於包含角度鑑別一光導及一影像感測器中之像素之一成像系統之一製造製程之一流程圖之一實例。
圖14A及圖14B展示圖解說明包含複數個干涉式調變器之一顯示器器件之系統方塊圖之實例。
900‧‧‧成像系統
911‧‧‧前表面
913‧‧‧光輸出表面/邊緣
916‧‧‧邊緣
917‧‧‧邊緣
919‧‧‧邊緣
920‧‧‧影像感測器/二維影像感測器
930‧‧‧顯示器/反射式顯示器
i1‧‧‧相關位置/位置/單元
i2‧‧‧相關位置/位置/單元
i3‧‧‧相關位置/位置/單元
i4‧‧‧相關位置/位置
in‧‧‧相關位置/位置
P1‧‧‧光轉向像素/像素
P2‧‧‧光轉向像素/像素
P3‧‧‧光轉向像素/像素
Pm‧‧‧光轉向像素/像素
r1‧‧‧光射線/射線
r2‧‧‧光射線/射線
r3‧‧‧光射線/射線
rm‧‧‧光射線/射線
Ω1‧‧‧立體角
Ω2‧‧‧立體角
Ω3‧‧‧立體角
Ωm‧‧‧立體角

Claims (38)

  1. 一種成像系統，其包括：一光導，其具有：一第一表面，其能夠接收周圍光；及一光輸出表面；一影像感測器，其沿該光導之該光輸出表面而安置；及若干光轉向特徵，其形成安置於該光導之一第一表面上之複數個光轉向像素，其中該複數個光轉向像素經組態以接收該周圍光及引導該所接收周圍光朝向該影像感測器。
  2. 如請求項1之成像系統，其中該等光轉向像素包含形成於一全像轉向膜上或該全像轉向膜中之全像像素，該全像轉向膜安置於該光導之該第一表面上。
  3. 如請求項1之成像系統，其中該等光轉向像素中之至少某些光轉向像素選擇性地擷取圍繞一中心極受光角及一中心方位受光角在一極受光角範圍及一方位受光角範圍內入射於該等像素上之該周圍光。
  4. 如請求項3之成像系統，其中來自該複數個光轉向像素之不同光轉向像素具有不同的中心極受光角及中心方位受光角。
  5. 如請求項4之成像系統，其中該等不同光轉向像素中之每一者將該周圍光引導至該影像感測器中與該等不同光轉向像素相關之位置。
  6. 如請求項5之成像系統，其中該等不同光轉向像素中之 一個以上光轉向像素引導該周圍光朝向該影像感測器中之一共同相關位置。
  7. 如請求項3之成像系統，其中不同光轉向像素具有不同的極受光角範圍及不同的方位受光角範圍。
  8. 如請求項1之成像系統，其進一步包括安置於該光輸出表面與該影像感測器之間的一透鏡。
  9. 如請求項8之成像系統，其中該透鏡與該光輸出表面形成整體。
  10. 如請求項1之成像系統，其中該影像感測器係一個二維感測器。
  11. 如請求項1之成像系統，其中該等光轉向像素經組態以引導該周圍光朝向該影像感測器，該光包含在可見光譜之外的波長。
  12. 如請求項1之成像系統，其進一步包括下伏於該光導之一顯示器器件。
  13. 如請求項12之成像系統，其中該顯示器器件係一反射式顯示器。
  14. 如請求項13之成像系統，其中該光導形成該反射式顯示器之一正面光之部分。
  15. 如請求項1之成像系統，其進一步包括沿該光導之一或多個額外光輸出表面安置之一或多個額外影像感測器。
  16. 如請求項1之成像系統，其中該光輸出表面包含該光導之一或多個邊緣中之一或多者之若干部分。
  17. 如請求項1之成像系統，其中該光輸出表面包含該光導 之該前表面之若干部分。
  18. 如請求項1之成像系統，其中該光輸出表面包含與該前表面相對的該光導之一後表面之若干部分。
  19. 如請求項1之成像系統，其中該等光轉向像素沿該光導之該第一表面之一周邊而安置。
  20. 如請求項1之成像系統，其中該等光轉向像素形成於一經像素化光轉向層中。
  21. 如請求項1之成像系統，其進一步包括：一顯示器，其下伏於該光導；一處理器，其經組態以與該顯示器連通，該處理器經組態以處理影像資料；及一記憶體器件，其經組態以與該處理器連通。
  22. 如請求項21之成像系統，其進一步包括：一驅動器電路，其經組態以將至少一個信號發送至該顯示器。
  23. 如請求項22之成像系統，其進一步包括：一控制器，其經組態以將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
  24. 如請求項21之成像系統，其進一步包括：一影像源模組，其經組態以將該影像資料發送至該處理器。
  25. 如請求項24之成像系統，其中該影像源模組包含一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
  26. 如請求項21之成像系統，其進一步包括： 一輸入器件，其經組態以接收輸入資料及將該輸入資料傳遞至該處理器。
  27. 一種製造一成像系統之方法，其包括：提供一光導，該光導具有：一前表面，其能夠接收周圍光；及一光輸出表面；提供沿該光導之該光輸出表面安置之一影像感測器；及提供形成複數個光轉向像素之光轉向特徵，該複數個光轉向像素安置於該光導之一第一表面上，其中該等光轉向像素經組態以接收周圍光及引導該所接收周圍光朝向該影像感測器。
  28. 如請求項27之方法，其中在該光導之該表面上提供光轉向特徵包含：在該第一表面上方安置一轉向膜。
  29. 如請求項28之方法，其中在該光導之該第一表面上方安置該轉向膜包含：記錄一全像轉向膜及將該全像轉向膜附接於該光導上方。
  30. 如請求項29之方法，其中記錄該全像轉向膜包含：形成光轉向像素，該等光轉向像素經組態以選擇性地擷取圍繞一中心極受光角及一中心方位受光角在一極受光角範圍及一方位受光角範圍內入射於該等像素上之該周圍光。
  31. 如請求項30之方法，其中不同光轉向像素具有不同的中心極受光角及中心方位受光角。
  32. 如請求項31之方法，其中該等不同光轉向像素中之每一 者經組態以將該周圍光引導至該影像感測器中與該等不同光轉向像素相關之位置。
  33. 如請求項27之方法，其中提供該光導包含：在該光導之該光輸出表面上形成一透鏡。
  34. 如請求項27之方法，其中提供該影像感測器包含：在該光導之該一或多個邊緣中之一或多者、該光導之該前表面及與前側相對的該光導之一後表面上安置該影像感測器。
  35. 一種成像系統，其包括：一光導，其具有：一前表面，其能夠接收周圍光；及一光輸出表面；一影像感測器，其沿該光導之該光輸出表面而安置；及一角度鑑別構件，其用於自不同入射角選擇性地擷取光及引導該所擷取光朝向該影像感測器。
  36. 如請求項35之成像系統，其中該角度鑑別構件包含安置於光導引構件之一表面上之複數個光轉向像素。
  37. 如請求項36之成像系統，其中該複數個光轉向像素包含形成於一全像轉向膜上或該全像轉向膜中之全像像素，該全像轉向膜安置於該光導引構件之該表面上。
  38. 如請求項37之成像系統，其中該表面係該前表面。
TW101121954A 2011-06-21 2012-06-19 成像方法及具有角度鑑別層之系統 TW201303356A (zh)

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