TW201415444A - 用於多原色輸出裝置的線性色彩分離 - Google Patents

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Abstract

本案提供了用於在輸出裝置中重現目標色的系統、方法和設備，包括編碼在電腦儲存媒體上的電腦程式。在一個態樣中，該輸出裝置可包括顯示元件和處理器。該處理器可配置成：(a)接收關於要重現的目標色的資料，(b)選擇與最高亮度相關聯的顯示元件，(c)決定目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分，(d)計算目標色的剩餘量，(e)使用具有次高亮度的顯示元件作為(c)中的所選擇的顯示元件，以及(f)反覆運算地重複(c)到(e)，直到已選擇了所有顯示元件或者目標色的剩餘量低於閾值為止。

Description

用於多原色輸出裝置的線性色彩分離
本案係關於在輸出裝置中重現目標色，輸出裝置包括利用機電系統的輸出裝置。
機電系統包括具有電氣及機械元件、致動器、換能器、感測器、光學元件(例如，鏡子)以及電子設備的裝置。機電系統可以在各種尺度上製造，包括但不限於微米尺度和奈米尺度。例如，微機電系統(MEMS)設備可包括具有範圍從大約一微米到數百微米或以上的大小的結構。奈米機電系統(NEMS)設備可包括具有小於一微米的大小(包括，例如小於幾百奈米的大小)的結構。機電子群組件可使用沉積、蝕刻、光刻及/或蝕刻掉基板及/或所沉積材料層的部分或添加層以形成電氣及機電設備的其他微機械加工製程來製作。
一種類型的機電系統設備稱為干涉式調制器(IMOD)。如本文所使用的，術語干涉式調制器或干涉式光調制器是指使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射光的設備。在一些實現中，干涉式調制器可包括一對導電板，此對導電板 中的一者或兩者可以整體或部分地是透明的及/或反射性的，且能夠在施加合適電訊號時進行相對運動。在實現中，一塊板可包括沉積在基板上的靜止層，而另一塊板可包括與該靜止層分隔氣隙的反射膜。一塊板相對於另一塊板的位置可改變入射在該干涉式調制器上的光的光學干涉。干涉式調制器設備具有很廣範圍的應用，且預期將用於改善現有產品以及創造新產品，尤其是具有顯示能力的彼等產品。
例如，配置成顯示圖像的輸出裝置可包括複數個干涉式調制器，以產生該圖像的不同色彩。在某些此種裝置中，紅、綠和藍干涉式調制器可分別反射光的三原色，例如，紅、綠和藍光。在使用多於三個的原色(primary color)時，存在一些優點。例如，與僅使用三原色的顯示設備相比，使用一或多個額外原色的顯示設備能增加該顯示設備的色域(例如，在每個像素內包括反射黃光的額外干涉式調制器的顯示設備，或者在每個像素內包括反射青色(cyan)光的額外干涉式調制器的顯示設備)及/或能增加該顯示設備的亮度(例如，在每個像素內包括反射白光的一或多個額外干涉式調制器的顯示設備)。然而，對於此種輸出裝置，色彩處理可能變得比僅使用三原色的輸出裝置更加複雜。
本案的系統、方法和裝置各自具有若干個創新性態樣，其中並不由任何單個態樣全權負責本文中所揭示的期望屬性。
本案中所描述的標的的一個創新性態樣可實現在配 置成重現目標色的輸出裝置中。該輸出裝置可包括至少四個顯示元件。每個顯示元件可與配置成重現該目標色的至少一部分的原色相關聯。每個顯示元件可具有亮度。該輸出裝置亦可包括與該至少四個顯示元件通訊的處理器。該處理器可配置成：(a)接收關於要重現的目標色的資料，(b)選擇與最高亮度相關聯的顯示元件，(c)決定目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分，(d)計算目標色的剩餘量，(e)使用具有次高亮度的顯示元件作為(c)中的所選擇的顯示元件，以及(f)反覆運算地重複(c)到(e)，直到已選擇了所有顯示元件或者目標色的剩餘量低於閾值為止。
在某些實現中，每個顯示元件可包括至少一個干涉式調制器、液晶或有色光源。該至少四個顯示元件之每一者顯示元件可與非白色原色相關聯。該等顯示元件的原色可形成色域。該色域的至少一部分可以是凹的及/或凸的。在某些實現中，該目標色的剩餘量可低於閾值，此可導致該目標色的低於約1的最小可覺差(JND)。
在各實現中，該處理器可配置成藉由使用線性程式設計求解最短路徑問題來決定該目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分。例如，該處理器可配置成藉由至少部分基於顯示元件的數量、每個顯示元件的排序來嘗試最大化目標函數來求解該最短路徑問題，並且該目標色中要被該顯示元件重現的部分服從約束。該約束可包括目標函數的和小於或等於該目標色以及該目標色的該部分大於或等於0。在一些實現中，該處理器可進一步配置成把針對每個相應顯示元件的 所決定的部分儲存在查閱資料表中。此外，該處理器亦可配置成使用針對每個相應顯示元件的所決定的部分來重現該目標色。
在一些實現中，該輸出裝置可包括顯示器以及記憶體裝置，其中該處理器可配置成與該顯示器通訊，該記憶體裝置可配置成與該處理器通訊。該處理器亦可配置成處理圖像資料，該圖像資料可包括關於要被重現的目標色的資料。該輸出裝置亦可包括配置成將至少一個訊號發送給顯示器的驅動器電路。該輸出裝置亦可包括被配置成將圖像資料的至少一部分發送至驅動器電路的控制器。此外，該輸出裝置亦可包括配置成將圖像資料發送至處理器的圖像源模組。圖像源模組可包括接收器、收發機和發射器中的至少一者。而且，該輸出裝置亦可包括被配置成接收輸入資料並將輸入資料傳遞給處理器的輸入設備。
本案中描述的標的的另一創新性態樣可在配置成重現目標色的輸出裝置中實現，其中該輸出裝置可包括用於顯示原色的至少四個設備手段。每個顯示手段設備可配置成重現該目標色的至少一部分。每個顯示手段設備可具有亮度。該輸出裝置亦可包括處理手段設備。該處理手段設備可配置成：(a)接收關於要被該輸出裝置重現的該目標色的資料，(b)選擇與最高亮度相關聯的顯示手段設備，(c)決定該目標色中要被所選擇的顯示手段設備重現的部分，(d)計算該目標色的剩餘量，(e)使用具有次高亮度的顯示手段設備作為(c)的所選擇的顯示手段設備，以及(f)反覆運算地重複(c)到(e)，直到 所有顯示手段設備均已被選擇或者該目標色的剩餘量低於閾值為止。
在一些實現中，該輸出裝置可包括顯示器，該顯示手段設備可包括顯示元件，或者該處理手段設備可包括處理器。例如，該顯示器可包括反射式顯示器，或該顯示元件可包括干涉式調制器。該至少四個顯示手段設備之每一者顯示手段設備可與非白色原色相關聯。
在一些實現中，該處理設備手段可進一步配置成把針對每個相應顯示設備的所決定的部分儲存在查閱資料表中。而且，該處理手段設備可藉由使用線性程式設計求解最短路徑問題來決定該目標色中要被所選擇的顯示手段設備重現的部分。該處理手段設備亦可配置成使用針對每個相應顯示手段設備的所決定的部分來重現該目標色。
本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可在用於藉由輸出裝置重現目標色的方法中實現。例如，該輸出裝置可包括至少四個顯示元件。每個顯示元件可與配置成重現該目標色的至少一部分的原色相關聯。每個顯示元件可具有亮度。該方法可包括：(a)接收關於要被該輸出裝置重現的目標色的資料，(b)選擇與最高亮度相關聯的顯示元件；(c)決定目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分；(d)計算目標色的剩餘量；(e)使用具有次高亮度的顯示元件作為(c)中的所選擇的顯示元件；及(f)反覆運算地重複(c)到(e)，直到已選擇了所有顯示元件或者目標色的剩餘量低於閾值為止。
在各實現中，該方法可進一步包括把針對每個相應 顯示元件的所決定的部分儲存在查閱資料表中。決定該目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分可包括使用線性程式設計來求解最短路徑問題。該方法亦可包括使用針對每個相應顯示元件的所決定的部分來用該輸出裝置重現該目標色。該至少四個顯示元件之每一者顯示元件可與非白色原色相關聯。
本案中所描述的標的的另一個創新性態樣可在其上儲存有用於藉由輸出裝置重現目標色的指令的非瞬態有形電腦儲存媒體中實現。該輸出裝置可包括至少四個顯示元件。每個顯示元件可與配置成重現該目標色的至少一部分的原色相關聯。每個顯示元件可具有亮度。該指令在被計算系統執行時可致使該計算系統執行操作。該等操作可包括：(a)從電腦可讀取媒體接收要被該輸出裝置重現的目標色，(b)選擇與最高亮度相關聯的顯示元件，(c)決定目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分，(d)計算目標色的剩餘量，(e)使用具有次高亮度的顯示元件作為(c)中的所選擇的顯示元件，以及(f)反覆運算地重複(c)到(e)，直到已選擇了所有顯示元件或者目標色的剩餘量低於閾值為止。
在各實現中，決定該部分可包括使用線性程式設計求解最短路徑問題。在某些實現中，該等操作可進一步包括把針對每個相應顯示元件的所決定的部分儲存在查閱資料表中。該操作亦可包括使用針對每個相應顯示元件的所決定的部分來用該輸出裝置重現該目標色。該至少四個顯示元件之每一者顯示元件可與非白色原色相關聯。
本說明書中所描述的標的的一或多個實現的細節在附圖及以下描述中闡述。其他特徵、態樣和優點將從該描述、附圖和申請專利範圍中變得明瞭。注意，以下附圖的相對尺寸可能並非按比例繪製。
12‧‧‧干涉式調制器
13‧‧‧光
14‧‧‧可移動反射層
15‧‧‧光
16‧‧‧光學堆疊
18‧‧‧柱
19‧‧‧間隙
20‧‧‧基板
21‧‧‧處理器
22‧‧‧陣列驅動器
23‧‧‧黑色遮罩結構
24‧‧‧行驅動器電路
25‧‧‧犧牲層
26‧‧‧列驅動器電路
27‧‧‧網路介面
28‧‧‧訊框緩衝器
29‧‧‧驅動器控制器
30‧‧‧顯示陣列
32‧‧‧系帶
34‧‧‧可形變層
35‧‧‧分隔層
40‧‧‧顯示設備
41‧‧‧外殼
43‧‧‧天線
45‧‧‧揚聲器
46‧‧‧話筒
47‧‧‧收發機
48‧‧‧輸入設備
50‧‧‧電源
52‧‧‧調節硬體
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
80‧‧‧製造程序
82‧‧‧方塊
84‧‧‧方塊
86‧‧‧方塊
88‧‧‧方塊
90‧‧‧方塊
95‧‧‧端點
97‧‧‧跡線
98‧‧‧封閉的區域
100‧‧‧輸出裝置
121‧‧‧處理器
127‧‧‧圖像源模組
128‧‧‧目標色資料
129‧‧‧目標色資料模組
130‧‧‧顯示元件
500‧‧‧演算法
510‧‧‧方塊
520‧‧‧方塊
530‧‧‧方塊
540‧‧‧方塊
550‧‧‧方塊
601‧‧‧向量
602‧‧‧向量
611‧‧‧原色向量
612‧‧‧原色向量
613‧‧‧原色向量
650‧‧‧目標色
660‧‧‧目標色
14a‧‧‧反射子層
14b‧‧‧支承層
14c‧‧‧導電層
16a‧‧‧吸收體層
16b‧‧‧介電質
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
圖1示出圖示了干涉式調制器(IMOD)顯示設備的一系列像素中的兩個毗鄰像素的等軸視圖的實例。
圖2示出圖示納入了3×3干涉式調制器顯示器的電子裝置的系統方塊圖的實例。
圖3示出圖示圖1的干涉式調制器的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖式的實例。
圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時干涉式調制器的各種狀態的表的實例。
圖5A示出圖示圖2的3×3干涉式調制器顯示器中的一訊框顯示資料的圖式的實例。
圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該訊框顯示資料的共用訊號和分段訊號的時序圖的實例。
圖6A示出圖1的干涉式調制器顯示器的局部橫截面的實例。
圖6B-6E示出干涉式調制器的不同實現的橫截面的實例。
圖7示出圖示干涉式調制器的製造程序的流程圖的實例。
圖8A-8E示出製作干涉式調制器的方法中的各個階 段的橫截面示意圖式的實例。
圖9是圖示能由輸出裝置在二維CIEU’V’空間中使用紅、綠和藍原色重現的色彩的示例色品圖。
圖10A圖示配置成重現目標色的示例輸出裝置。
圖10B圖示該輸出裝置的處理器能用來決定目標色中要被顯示元件中的每一個顯示元件重現的各部分的示例演算法。
圖11A和11B圖示為何某些實例不必然導致最多地使用具有最高亮度的顯示元件。
圖12A和12B示出圖示包括複數個干涉式調制器的顯示設備的系統方塊圖的實例。
各個附圖中相似的元件符號和命名指示相似元素。
以下詳細描述針對意欲用於描述創新性態樣的某些實現。然而，本文的教示可用眾多不同方式來應用。所描述的實現可實現在配置成重現目標色的任何輸出裝置中。例如，所描述的實現可在配置成顯示圖像的任何裝置中實現，無論該圖像是運動的(例如，視訊)還是靜態的(例如，靜止圖像)，且無論其是文字的、圖形的還是繪畫的。更具體地，構想了該等實現可在各種各樣的電子裝置中實現或與各種各樣的電子裝置相關聯，諸如但不限於：行動電話、具有網際網路能力的多媒體蜂巢式電話、行動電視接收器、無線裝置、智慧型電話、藍芽®裝置、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、筆記本、智 慧型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃瞄器、傳真裝置、GPS接收器/導航儀、相機、MP3播放機、攝錄影機、遊戲控制台、手錶、鐘錶、計算器、電視監視器、平板顯示器、電子閱讀裝置(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)、駕駛座艙控制項及/或顯示器、相機取景顯示器(例如，車輛中的後視相機的顯示器)、電子照片、電子告示牌或招牌、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體音響系統、卡式答錄機或播放機、DVD播放機、CD播放機、VCR、無線電、可攜式記憶體晶片、洗衣機、烘乾機、洗衣機/烘乾機、停車計時器、封裝(例如，MEMS和非MEMS)、美學結構(例如，關於一件珠寶的圖像的顯示)以及各種各樣的機電系統裝置。本文的教示亦可用在非顯示器應用中，諸如但不限於：電子交換裝置、射頻濾波器、感測器、加速計、陀螺儀、運動感測裝置、磁力計、用於消費者電子裝置的慣性元件、消費者電子產品的部件、可變電抗器、液晶裝置、電泳裝置、驅動方案、製造製程以及電子測試裝備。因此，該等教示無意被限定於只是在附圖中圖示的實現，而是具有如本領域一般技藝人士將容易明白的廣泛應用性。
某些輸出裝置(例如顯示器和印表機)能夠藉由利用多於三種具有彼此獨立的反射特性的原色來重現目標色。該等裝置通常被稱為多原色輸出裝置(multi-primary output device)。該等裝置可與能藉由可減青色(Cyan，C)、洋紅色(Magenta，M)以及黃色(Yellow，Y)油墨的組合來產生 黑色(Black，K)的傳統CMYK裝置不同。對於此種多原色裝置，色彩處理可變得比僅使用三原色的裝置更加複雜。例如，在每個像素僅有紅(R)、綠(G)和藍(B)原色的顯示設備中，有一種組合來重現具有目標RGB值的色彩。相反，在每個像素具有多於三個原色的顯示設備中，在給定光照下，可能有多於一種的原色(例如，條件等色)組合來重現具有目標RBG值的色彩。一種色彩組合與另一種色彩組合相比可能產生不同的視覺結果，基於設計目標，此可能影響選擇。某些設計目標可包括選擇保留色彩漸變的平滑度及/或保留不同光照下的圖像內容及/或使用儘可能大的最大裝置色域的組合。從而，每個設計目標可能帶來對不同原色組合的選擇。例如，一種組合可能建立在一種光照類型(例如，具有D65的色溫的光照源)下看上去相對平滑並且可接受但在不同光照類型(例如，具有D75的色溫的光照源)下卻顯得不平滑且不可接受的顯示色彩過渡(color ramp)。而且，色彩可隨觀看角度變化。
當前用於具有多於三個原色的裝置的色彩處理方法包括LabPQR演算法、Brill和Larimer方法、Brill Node方法以及白色優先演算法。然而，該等方法中的每一個方法均有其局限。例如，LabPQR具有三個比色維度(colormetric dimension)，例如，國際照明委員會(CIE)L*a*b*，以及用於條件等色黑色的額外維度，例如PQR。LabPQR演算法可在前三個維度(例如，CIE L*a*b*色彩空間)中搜尋匹配目標色的組合。若多於一種組合與目標色匹配，則該演算法隨後可尋找在 殘留(例如，PQR空間)的主要分量中最接近的組合。然而，此演算法不具有良好的平滑漸變，並且假定目標和裝置色彩空間不超過六個維度，例如，三個比色以及最多三個條件等色黑色維度。該演算法亦不區分此三種條件等色黑色的感知。作為另一實例，Brill和Larimer方法可按照非常具體的方式每次僅考慮三個原色，例如，把顯示元件的CIE XYZ色彩空間三角化。對於三角形內部的給定點，僅有一種組合來匹配目標色。然而，此方法假定所有原色均落在色域的凸包邊界(convex hull boundary)上。
如此處述及之，某些實現可提供線性色彩分離演算法的實例，以及利用針對多原色輸出裝置的此種演算法的裝置。在一些實現中，該演算法可首先使用最亮的可用原色(例如，在CIE xyY色彩空間中具有最高CIE Y值的原色)來建立目標色。在決定了目標色中要由最亮的原色重現的部分之後，可計算目標色中要被重構的剩餘量。隨後可決定目標色中要由次亮的可用原色重現的部分，隨後重新計算目標色中要被重構的剩餘量。可重複此一程序，直到決定了用於所有原色的部分或者重構了目標輸入色。
可實現本案中所描述的標的的具體實現以達成以下潛在優點中的一項或更多項。例如，此處描述的某些實現能夠找到多於三個原色的最優組合，此導致更少的條件等色(例如，更少的隨光照變化的色彩變化)以及更少的隨觀看角度變化的色彩偏移。某些裝置能實現如下的色彩分離演算法：該演算法無論色域是凹還是凸均能使用、不必然假定所有 原色落在色域的邊界上、不必然假定目標色彩空間不超過六個維度並且不需要妥協設計目標。此外，與利用諸如Brill和Larimer方法的演算法的實現不同，此處描述的某些實現不限制可用的個別的色彩組合的數量。
可應用所描述實現的合適MEMS裝置的實例是反射式顯示設備。反射式顯示設備可納入干涉式調制器(IMOD)以使用光學干涉原理來選擇性地吸收及/或反射其上所入射的光。IMOD可包括吸收體、可相對於該吸收體移動的反射體以及在該吸收體與反射體之間限定的光學諧振腔。該反射體可被移至兩個或更多個不同位置，此可以改變光學諧振腔的大小並由此影響該干涉式調制器的反射。IMOD的反射譜可建立相當廣的光譜帶，該等光譜帶可跨可見波長移位以產生不同色彩。光譜帶的位置可藉由改變光學諧振腔的厚度(亦即，藉由改變反射體的位置)來調整。
圖1示出圖示了干涉式調制器(IMOD)顯示設備的一系列像素中的兩個毗鄰像素的等軸視圖的實例。該IMOD顯示設備包括一或多個干涉式MEMS顯示元件。在該等裝置中，MEMS顯示元件的像素可處於亮狀態或暗狀態。在亮(「鬆弛」、「打開」或「接通」)狀態，顯示元件將所入射的可見光的很大部分反射掉(例如，去往使用者)。相反，在暗(「致動」、「關閉」或「關斷」)狀態，顯示元件幾乎不反射所入射的可見光。在一些實現中，可顛倒接通和關斷狀態的光反射性質。MEMS像素可配置成主導性地在特定波長上發生反射，從而除了黑白以外亦允許彩色顯示。
IMOD顯示設備可包括IMOD的行/列陣列。每個IMOD可包括一對反射層，亦即，可移動反射層和固定的部分反射層，該等反射層位於彼此相距可變且可控的距離處以形成氣隙(亦稱為光學間隙或腔)。可移動反射層可在至少兩個位置之間移動。在第一位置(亦即，鬆弛位置)，可移動反射層可定位在離該固定的部分反射層有相對較大距離處。在第二位置(亦即，致動位置)，該可移動反射層可定位成更靠近該部分反射層。取決於可移動反射層的位置，從此兩個層反射的入射光可相長地或相消地干涉，從而產生每個像素的整體反射或非反射狀態。在一些實現中，IMOD在未致動時可處於反射狀態，此時反射可見譜內的光，並且在致動時可處於暗狀態，此時反射在可見範圍之外的光(例如，紅外光)。然而，在一些其他實現中，IMOD可在未致動時處於暗狀態，而在致動時處於反射狀態。在一些實現中，引入所施加電壓可驅動像素改變狀態。在一些其他實現中，所施加電荷可驅動像素改變狀態。
圖1中所圖示的像素陣列部分包括兩個毗鄰的干涉式調制器12。在(如圖所示)左側的IMOD 12中，可移動反射層14被圖示為處於離光學堆疊16有預定距離的鬆弛位置，光學堆疊16包括部分反射層。跨左側的IMOD 12施加的電壓V0不足以引起可移動反射層14的致動。在右側的IMOD 12中，可移動反射層14被圖示為處於靠近或毗鄰光學堆疊16的致動位置。跨右側的IMOD 12施加的電壓Vbias(V偏置)足以將可移動反射層14維持在致動位置。
在圖1中，像素12的反射性質用指示入射在像素12上的光13以及從左側的像素12反射的光15的箭頭來一般化地圖示。儘管沒有詳細圖示，然而本領域的一般技藝人士應當理解，入射在像素12上的光13中的大部分將穿過透明基板20朝光學堆疊16發射。入射在光學堆疊16上的光的一部分將透射穿過光學堆疊16的部分反射層，且一部分將被反射回去穿過透明基板20。光13中透射穿過光學堆疊16的彼部分光將在可移動反射層14處被反射回去，從而去往(並穿過)透明基板20。從光學堆疊16的部分反射層反射的光與從可移動反射層14反射的光之間的干涉(相長的或相消的)將決定從像素12反射的光15的(諸)波長。
光學堆疊16可包括單層或若干層。該(些)層可包括電極層、部分反射且部分透射層以及透明介電層中的一者或多者。在一些實現中，光學堆疊16是導電的、部分透明且部分反射的，並且可例如藉由將上述層中的一者或多者沉積到透明基板20上來製造。電極層可由各種各樣的材料來形成，諸如各種金屬，舉例而言氧化銦錫(ITO)。部分反射層可由各種各樣的部分反射性材料形成，諸如各種金屬(例如鉻(Cr))、半導體以及介電質。部分反射層可由一層或多層材料形成，且每一層可由單種材料或諸材料的組合形成。在一些實現中，光學堆疊16可包括單個半透明的金屬或半導體厚層，金屬或半導體既用作光吸收體又用作導體，而(例如，IMOD的光學堆疊16或其他結構的)不同的、更導電的層或部分可用於在IMOD像素之間匯流訊號。光學堆疊16亦可包括覆 蓋一或多個導電層或導電/吸收層的一或多個絕緣或介電層。
在一些實現中，光學堆疊16的(諸)層可被圖案化成平行條帶，並且可形成顯示設備中的行電極，如下文進一步描述的。如本領域技藝人士將理解的，術語「圖案化」在本文中用於指遮罩以及蝕刻製程。在一些實現中，可將高導電性和高反射性的材料(諸如，鋁(Al))用於可移動反射層14，且該等條帶可形成顯示設備中的列電極。可移動反射層14可形成為一個或數個所沉積金屬層的一系列平行條帶(與光學堆疊16的行電極正交)，以形成沉積在柱18以及各個柱18之間所沉積的介入犧牲材料頂上的諸列。當該犧牲材料被蝕刻掉時，便可在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成所界定的間隙19或即光學腔。在一些實現中，各個柱18之間的間距可近似為1-1000μm，而間隙19可小於10,000埃(Å)。
在一些實現中，IMOD的每個像素(無論處於致動狀態還是鬆弛狀態)實質上是由該固定反射層和移動反射層形成的電容器。在無電壓被施加時，可移動反射層14保持在機械鬆弛狀態，如由圖1中左側的像素12所圖示的，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，當將電位差(例如，電壓)施加到所選行和列中的至少一者時，在相應像素的行電極與列電極交叉處形成的電容器變為帶電的，且靜電力將該等電極拉向一起。若所施加的電壓超過閾值，則可移動反射層14可發生形變並且移動到靠近或靠倚光學堆疊16。光學堆疊16內的介電層(未圖示)可防止短路並控制層14與層16之間的分隔距離，如圖1中右側的致動像素12所圖 示的。不管所施加電位差的極性如何，行為皆是相同的。儘管陣列中的一系列像素在一些實例中可被稱為「行」或「列」，但本領域一般技藝人士將容易理解，將一個方向稱為「行」並將另一方向稱為「列」是任意的。要重申的是，在一些取向中，行可被視為列，而列被視為行。此外，顯示元件可均勻地排列成正交的行和列(「陣列」)，或排列成非線性配置，例如關於彼此具有某些位置偏移(「馬賽克」)。術語「陣列」和「馬賽克」可以指任一種配置。因此，儘管將顯示器稱為包括「陣列」或「馬賽克」，但在任何實例中，該等元件本身不一定要彼此正交地排列或佈置成均勻分佈，而是可包括具有非對稱形狀以及非均勻分佈的元件的佈局。
圖2示出圖示納入了3×3干涉式調制器顯示器的電子裝置的系統方塊圖的實例。該電子裝置包括處理器21，處理器21可配置成執行一或多個軟體模組。除了執行作業系統以外，處理器21亦可配置成執行一或多個軟體應用，包括web瀏覽器、電話應用、電子郵件程式或任何其他軟體應用。
處理器21可配置成與陣列驅動器22通訊。陣列驅動器22可包括例如向顯示陣列或面板30提供訊號的行驅動器電路24和列驅動器電路26。圖1中所圖示的IMOD顯示設備的橫截面由圖2中的線1-1示出。儘管圖2為清晰起見圖示了3×3的IMOD陣列，但顯示陣列30可包含很大數目的IMOD，並且可在行中具有與列中不同的IMOD數目，反之亦然。
圖3示出圖示圖1的干涉式調制器的可移動反射層位置相對於所施加電壓的圖示的實例。對於MEMS干涉式調制器 ，行/列(亦即，共用/分段)寫規程可利用該等設備的如圖3中所圖示的滯後性質。干涉式調制器可需要例如約10伏的電位差以使可移動反射層或鏡從鬆弛狀態改變為致動狀態。當電壓從該值減小時，可移動反射層隨電壓降回至例如10伏以下而維持可移動反射層狀態，然而，可移動反射層直至電壓降至2伏以下才完全鬆弛。因此，如圖3中所示，存在電壓範圍(大約為3至7伏)，在此電壓範圍中存在該設備要麼穩定於鬆弛狀態要麼穩定於致動狀態的所施加電壓訊窗。該訊窗在本文中稱為「滯後訊窗」或「穩定態訊窗」。對於具有圖3的滯後特性的顯示陣列30，行/列寫規程可被設計成一次定址一行或多行，以使得在對給定行定址期間，被定址行中要被致動的像素暴露於約10伏的電壓差，而要被鬆弛的像素暴露於接近0伏的電壓差。在定址之後，該等像素暴露於約5伏的穩態或偏置電壓差，以使得該等像素保持在先前的選通狀態中。在該實例中，在被定址之後，每個像素皆經受落在約3-7伏的「穩定態訊窗」內的電位差。該滯後性質特徵使得(例如圖1中所圖示的)像素設計能夠在相同的所施加電壓條件下保持穩定在要麼致動要麼鬆弛的事先存在的狀態中。由於每個IMOD像素(無論是處於致動狀態還是鬆弛狀態)實質上是由固定反射層和移動反射層形成的電容器，因此該穩定狀態在落在該滯後窗內的平穩電壓處可得以保持，而基本上不消耗或損失功率。此外，若所施加電壓電位保持基本上固定，則實質上很少或沒有電流流入IMOD像素中。
在一些實現中，根據對給定行中像素的狀態的期望 改變(若有)，可藉由沿該組列電極施加「分段」電壓形式的資料訊號來建立圖像訊框。可輪流定址該陣列的每一行，以使得每次一行地寫入該訊框。為了將期望資料寫到第一行中的像素，可在諸列電極上施加與第一行中的像素的期望狀態相對應的分段電壓，並且可向第一行電極施加特定的「共用」電壓或訊號形式的第一行脈衝。該組分段電壓隨後可改變成對應於對第二行中像素的狀態的期望改變(若有)，且可向第二行電極施加第二共用電壓。在一些實現中，第一行中的像素不受沿諸列電極施加的分段電壓變化的影響，而是保持於像素在第一共用電壓行脈衝期間被設定的狀態。可按順序方式對整個行系列(或替換地對整個列系列)重複此程序以產生該圖像訊框。藉由以每秒某個期望訊框數來不斷地重複此程序，便可用新圖像資料來刷新及/或更新該等訊框。
跨每個像素施加的分段訊號和共用訊號的組合(亦即，跨每個像素的電位差)決定每個像素結果所得的狀態。圖4示出圖示在施加各種共用電壓和分段電壓時干涉式調制器的各種狀態的表的實例。如本領域一般技藝人士將容易理解的，可將「分段」電壓施加於列電極或行電極中任一者，並且可將「共用」電壓施加於列電極或行電極中的另一者。
如圖4中(以及圖5B中所示的時序圖中)所圖示的，當沿共用線施加釋放電壓VCREL時，沿該共用線的所有干涉式調制器元件將被置於鬆弛狀態(替換地稱為釋放狀態或未致動狀態)，不管沿各分段線所施加的電壓如何(亦即，高分段電壓VSH和低分段電壓VSL)。具體而言，當沿共用線施加有釋 放電壓VCREL時，在沿該像素的相應分段線施加高分段電壓VSH和低分段電壓VSL此兩種情況下，跨該調制器的電位電壓(替換地稱為像素電壓)皆落在鬆弛訊窗(參見圖3，亦稱為釋放訊窗)內。
當在共用線上施加有保持電壓(諸如高保持電壓VCHOLD_H或低保持電壓VCHOLD_L)時，該干涉式調制器的狀態將保持恆定。例如，鬆弛的IMOD將保持在鬆弛位置，而致動的IMOD將保持在致動位置。保持電壓可被選擇成使得在沿相應的分段線施加高分段電壓VSH和低分段電壓VSL此兩種情況下，像素電壓皆將保持落在穩定態訊窗內。因此，分段電壓擺幅(亦即，高分段電壓VSH與低分段電壓VSL之差)小於正穩定態訊窗或負穩定態訊窗任一者的寬度。
當在共用線上施加有定址或即致動電壓(諸如高定址電壓VCADD_H或低定址電壓VCADD_L)時，藉由沿各自相應的分段線施加分段電壓，就可選擇性地將資料寫到沿該線的各調制器。分段電壓可被選擇成使得致動取決於所施加的分段電壓。當沿共用線施加有定址電壓時，施加一個分段電壓將產生落在穩定態訊窗內的像素電壓，從而使該像素保持未致動。相反，施加另一個分段電壓將產生超出該穩定態訊窗的像素電壓，從而導致該像素的致動。引起致動的特定分段電壓可取決於使用了哪個定址電壓而變化。在一些實現中，當沿共用線施加有高定址電壓VCADD_H時，施加高分段電壓VSH可使調制器保持在調制器當前位置，而施加低分段電壓VSL可引起該調制器的致動。推論可得，當施加有低定址電壓 VCADD_L時，分段電壓的效果可以是相反的，其中高分段電壓VSH引起該調制器的致動，而低分段電壓VSL對該調制器的狀態無影響(亦即，保持穩定)。
在一些實現中，可使用總是跨調制器產生相同極性電位差的保持電壓、定址電壓和分段電壓。在一些其他實現中，可使用使調制器的電位差的極性交變的訊號。跨調制器的極性的交變(亦即，寫規程的極性的交變)可減少或抑制在反覆的單極性寫操作之後可能發生的電荷累積。
圖5A示出圖示圖2的3×3干涉式調制器顯示器中的一訊框顯示資料的圖示的實例。圖5B示出可用於寫圖5A中所圖示的該訊框顯示資料的共用訊號和分段訊號的時序圖的實例。可將該等訊號施加於例如圖2的3×3陣列，此將最終導致圖5A中所圖示的線時間60e的顯示佈局。圖5A中的致動調制器處於暗狀態，亦即，其中所反射光的大體部分在可見譜之外，從而給例如觀看者造成暗觀感。在寫圖5A中所圖示的訊框之前，該等像素可處於任何狀態，但圖5B的時序圖中所圖示的寫規程假設了在第一線時間60a之前，每個調制器皆已被釋放且常駐在未致動狀態中。
在第一線時間60a期間：在共用線1上施加有釋放電壓70；在共用線2上施加的電壓始於高保持電壓72且移向釋放電壓70；並且沿共用線3施加有低保持電壓76。因此，沿共用線1的調制器(共用1，分段1)、(1,2)和(1,3)在第一線時間60a的歷時裡保持在鬆弛或即未致動狀態，沿共用線2的調制器(2,1)、(2,2)和(2,3)將移至鬆弛狀態，而沿共用線3的 調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將保持在調制器先前狀態中。參照圖4，沿分段線1、2和3施加的分段電壓將對諸干涉式調制器的狀態沒有影響，此是因為線上時間60a期間，共用線1、2或3皆不暴露於引起致動的電壓位準(亦即，VCREL-鬆弛和VCHOLD_L-穩定)。
在第二線時間60b期間，共用線1上的電壓移至高保持電壓72，並且由於沒有定址或即致動電壓施加在共用線1上，因此沿共用線1的所有調制器皆保持在鬆弛狀態中，不管所施加的分段電壓如何。沿共用線2的諸調制器由於釋放電壓70的施加而保持在鬆弛狀態中，而當沿共用線3的電壓移至釋放電壓70時，沿共用線3的調制器(3,1)、(3,2)和(3,3)將鬆弛。
在第三線時間60c期間，藉由在共用線1上施加高定址電壓74來定址共用線1。由於在該定址電壓的施加期間沿分段線1和2施加了低分段電壓64，因此跨調制器(1,1)和(1,2)的像素電壓大於該等調制器的正穩定態訊窗的高端(亦即，電壓差分超過了預定義閾值)，並且調制器(1,1)和(1,2)被致動。相反，由於沿分段線3施加了高分段電壓62，因此跨調制器(1,3)的像素電壓小於跨調制器(1,1)和(1,2)的像素電壓，並且保持在該調制器的正穩定態訊窗內；調制器(1,3)因此保持鬆弛。同樣線上時間60c期間，沿共用線2的電壓減小至低保持電壓76，且沿共用線3的電壓保持在釋放電壓70，從而讓沿共用線2和3的調制器留在鬆弛位置。
在第四線時間60d期間，共用線1上的電壓返回至高 保持電壓72，從而讓沿共用線1的調制器處於調制器各自相應的被定址狀態中。共用線2上的電壓減小至低定址電壓78。由於沿分段線2施加了高分段電壓62，因此跨調制器(2,2)的像素電壓低於該調制器的負穩定態訊窗的下端，從而導致調制器(2,2)致動。相反，由於沿分段線1和3施加了低分段電壓64，因此調制器(2,1)和(2,3)保持在鬆弛位置。共用線3上的電壓增大至高保持電壓72，從而讓沿共用線3的調制器留在鬆弛狀態中。
最終，在第五線時間60e期間，共用線1上的電壓保持在高保持電壓72，且共用線2上的電壓保持在低保持電壓76，從而使沿共用線1和2的調制器留在調制器各自相應的被定址狀態中。共用線3上的電壓增大至高定址電壓74以定址沿共用線3的調制器。由於在分段線2和3上施加了低分段電壓64，因此調制器(3,2)和(3,3)致動，而沿分段線1施加的高分段電壓62使調制器(3,1)保持在鬆弛位置。因此，在第五線時間60e結束時，該3×3像素陣列處於圖5A中所示的狀態，且只要沿該等共用線施加有保持電壓就將保持在該狀態中，而不管在沿其他共用線(未圖示)的調制器正被定址時可能發生的分段電壓變動。
在圖5B的時序圖中，給定的寫規程(亦即，線時間60a-60e)可包括使用高保持電壓和高定址電壓或者使用低保持電壓和低定址電壓。一旦針對給定的共用線已完成該寫規程(且該共用電壓被設為與致動電壓具有相同極性的保持電壓)，該像素電壓就保持在給定的穩定態訊窗內且不會穿過鬆 弛訊窗，直至在該共用線上施加釋放電壓。此外，由於每個調制器在被定址之前作為寫規程的一部分被釋放，因此調制器的致動時間(而非釋放時間)可決定必需的線時間。具體地，在調制器的釋放時間大於致動時間的實現中，釋放電壓可被施加達長於單個線時間，如圖5B中所圖示的。在一些其他實現中，沿共用線或分段線施加的電壓可變化以考慮到不同調制器(諸如不同色彩的調制器)的致動電壓和釋放電壓的變動。
根據上文闡述的原理來操作的干涉式調制器的結構細節可以寬泛地變化。例如，圖6A-6E示出包括可移動反射層14及可移動反射層14的支承結構的干涉式調制器的不同實現的橫截面的實例。圖6A示出圖1的干涉式調制器顯示器的局部橫截面的實例，其中金屬材料條帶(亦即，可移動反射層14)沉積在從基板20正交延伸出的支承18上。在圖6B中，每個IMOD的可移動反射層14為大體正方形或矩形的形狀，且在隅角處或隅角附近靠系帶32附連到支承。在圖6C中，可移動反射層14為大體正方形或矩形的形狀且懸掛於可形變層34，可形變層34可包括柔性金屬。可形變層34可圍繞可移動反射層14的周界直接或間接地連接到基板20。該等連接在本文中稱為支承柱。圖6C中所示的實現具主動自可移動反射層14的光學功能與可移動反射層14的機械功能(此由可形變層34實施)解耦的額外益處。此種解耦允許用於反射層14的結構設計和材料與用於可形變層34的結構設計和材料彼此獨立地被最佳化。
圖6D示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14包括反射子層14a。可移動反射層14支托在支承結構(諸如，支承柱18)上。支承柱18提供了可移動反射層14與下靜止電極(亦即，所圖示IMOD中的光學堆疊16的部分)的分離，從而使得(例如當可移動反射層14處在鬆弛位置時)在可移動反射層14與光學堆疊16之間形成間隙19。可移動反射層14亦可包括導電層14c和支承層14b，該導電層14c可配置成用作電極。在此實例中，導電層14c佈置在支承層14b的、在基板20遠端的一側上，而反射子層14a佈置在支承層14b的、在基板20近端的另一側上。在一些實現中，反射子層14a可以是導電的並且可佈置在支承層14b與光學堆疊16之間。支承層14b可包括一層或多層介電材料，例如氧氮化矽(SiON)或二氧化矽(SiO2)。在一些實現中，支承層14b可以是多層的堆疊，諸如舉例而言SiO2/SiON/SiO2三層堆疊。反射子層14a和導電層14c中的任一者或兩者可包括例如具有約0.5%銅(Cu)的鋁(Al)合金或其他反射性金屬材料。在介電支承層14b上方和下方採用導電層14a、14c可平衡應力並提供增強的導電性。在一些實現中，反射子層14a和導電層14c可由不同材料形成以用於各種各樣的設計目的，諸如達成可移動反射層14內的特定應力分佈。
如圖6D中所圖示的，一些實現亦可包括黑色遮罩結構23。黑色遮罩結構23可形成於光學非活躍區劃中(例如，在各像素之間或在柱18下方)以吸收環境光或雜散光。黑色遮罩結構23亦可藉由抑制光從顯示器的非活躍部分反射或透 射穿過顯示器的非活躍部分來改善顯示設備的光學性質，由此提高對比率。另外，黑色遮罩結構23可以是導電的並且配置成用作電匯流層。在一些實現中，行電極可連接到黑色遮罩結構23以減小所連接的行電極的電阻。黑色遮罩結構23可使用各種各樣的方法來形成，包括沉積和圖案化技術。黑色遮罩結構23可包括一層或多層。例如，在一些實現中，黑色遮罩結構23包括用作光學吸收體的鉬鉻(MoCr)層、層以及用作反射體和匯流層的鋁合金，以上各者的厚度分別在約30-80Å、500-1000Å和500-6000Å的範圍內。此一層或多層可使用各種各樣的技術來圖案化，包括光刻和幹法蝕刻，包括例如用於MoCr及SiO2層的四氟化碳(CF4)及/或氧氣(O2)，以及用於鋁合金層的氯(Cl2)及/或三氯化硼(BCl3)。在一些實現中，黑色遮罩23可以是標準具(etalon)或干涉式堆疊結構。在此類干涉式堆疊黑色遮罩結構23中，導電吸收體可用於在每行或每列的光學堆疊16中的下靜止電極之間傳送或匯流訊號。在一些實現中，分隔層35可用於將吸收體層16a與黑色遮罩23中的導電層大體上電隔離。
圖6E示出IMOD的另一實例，其中可移動反射層14是自支承的。與圖6D形成對比，圖6E的實現不包括支承柱18。作為代替，可移動反射層14在多個位置接觸底下的光學堆疊16，且可移動反射層14的曲度提供足夠的支承以使得在跨干涉式調制器的電壓不足以引起致動時，可移動反射層14返回至圖6E的未致動位置。為清晰起見，可包含複數個若干不同層的光學堆疊16在此處被示為包括光學吸收體16a和介電 質16b。在一些實現中，光學吸收體16a既可用作固定電極又可用作部分反射層。
在諸實現中，諸如圖6A-6E中所示的彼等實現中，IMOD用作直視裝置，其中是從透明基板20的前側(亦即，與佈置有調制器的一側相對的彼側)來觀看圖像。在該等實現中，可對該裝置的背部(亦即，該顯示設備的在可移動反射層14後面的任何部分，包括例如圖6C中所圖示的可形變層34)進行配置和操作而不會衝突或不利地影響該顯示設備的圖像品質，因為反射層14光學地遮罩了該裝置的彼等部分。例如，在一些實現中，在可移動反射層14後面可包括匯流結構(未圖示)，此提供了將調制器的光學性質與該調制器的機電性質(諸如，電壓定址和由此類定址所導致的移動)分離的能力。另外，圖6A-6E的實現可簡化加工(諸如，舉例而言圖案化)。
圖7示出圖示用於干涉式調制器的製造程序80的流程圖的實例，並且圖8A-8E示出此類製造程序80的相應階段的橫截面示意圖示的實例。在一些實現中，可實現製造程序80加上圖7中未圖示的其他方塊，以製造例如圖1和6中所圖示的一般類型的干涉式調制器。參照圖1、6和7，程序80在方塊82處始於在基板20之上形成光學堆疊16。圖8A圖示了在基板20之上形成的此類光學堆疊16。基板20可以是透明基板(諸如，玻璃或塑膠)，透明基板可以是柔性的或是相對堅硬且不易彎曲的，並且可能已經歷了在先製備製程(例如，清洗)以便於高效地形成光學堆疊16。如上文所論述的，光學堆疊16 可以是導電的、部分透明且部分反射的，並且可以是例如藉由將具有期望性質的一層或多層沉積到透明基板20上來製造的。在圖8A中，光學堆疊16包括具有子層16a和子層16b的多層結構，儘管在一些其他實現中可包括更多或更少的子層。在一些實現中，子層16a、子層16b中的一者可配置成具有光學吸收和導電性質兩者，諸如組合式導體/吸收體子層16a。另外，子層16a、子層16b中的一者或多者可被圖案化成平行條帶，並且可形成顯示設備中的行電極。此類圖案化可藉由遮罩和蝕刻製程或本領域所知的另一合適製程來執行。在一些實現中，子層16a、子層16b中的一者可以是絕緣層或介電層，諸如沉積在一或多個金屬層(例如，一或多個反射及/或導電層)之上的子層16b。另外，光學堆疊16可被圖案化成形成顯示器的諸行的個體的且平行的條帶。
程序80在方塊84處繼續以在光學堆疊16之上形成犧牲層25。犧牲層25稍後(例如，在方塊90處)被移除以形成腔19，且因此在圖1中所圖示的結果所得的干涉式調制器12中未圖示犧牲層25。圖8B圖示包括在光學堆疊16之上形成的犧牲層25的經部分製造的設備。在光學堆疊16之上形成犧牲層25可包括以所選厚度來沉積二氟化氙(XeF2)可蝕刻材料(諸如，鉬(Mo)或非晶矽(a-Si))，該厚度被選擇成在後續移除之後提供具有期望設計大小的間隙或腔19(亦參見圖1和8E)。沉積犧牲材料可使用沉積技術來實施，諸如物理氣相沉積(PVD，例如濺鍍)、電漿增強型化學氣相沉積(PECVD)、熱化學氣相沉積(熱CVD)或旋塗等。
程序80在方塊86處繼續以形成支承結構(例如，圖1、6和8C中所圖示的柱18)。柱18的形成可包括：圖案化犧牲層25以形成支承結構孔，隨後使用沉積方法(諸如PVD、PECVD、熱CVD或旋塗)將材料(例如，聚合物或無機材料，例如氧化矽)沉積至該孔中以形成柱18。在一些實現中，在犧牲層中形成的支承結構孔可延伸穿過犧牲層25和光學堆疊16兩者到達底下的基板20，從而柱18的下端接觸基板20，如圖6A中所圖示的。替換地，如圖8C中所圖示的，在犧牲層25中形成的孔可延伸穿過犧牲層25，但不穿過光學堆疊16。例如，圖8E圖示了支承柱18的下端與光學堆疊16的上表面接觸。可藉由在犧牲層25之上沉積支承結構材料層並將遠離犧牲層25中的孔的支承結構材料部分圖案化來形成柱18或其他支承結構。該等支承結構可位於該等孔內(如圖8C中所圖示的)，但是亦可至少部分地在犧牲層25的一部分之上延伸。如上所述，對犧牲層25及/或支承柱18的圖案化可藉由圖案化和蝕刻製程來執行，但亦可藉由替換的蝕刻方法來執行。
程序80在方塊88處繼續以形成可移動反射層或膜，諸如圖1、6和8D中所圖示的可移動反射層14。可移動反射層14可藉由採用一或多個沉積步驟(例如反射層(例如，鋁、鋁合金)沉積)連同一或多個圖案化、遮罩及/或蝕刻步驟來形成。可移動反射層14可以是導電的，且被稱為導電層。在一些實現中，可移動反射層14可包括如圖8D中所示的複數個子層14a、14b、14c。在一些實現中，該等子層中的一者或多者(諸如子層14a、14c)可包括為其光學性質所選擇的高反 射性子層，且另一子層14b可包括為其機械性質所選擇的機械子層。由於犧牲層25仍存在於在方塊88處形成的經部分製造的干涉式調制器中，因此可移動反射層14在此階段通常是不可移動的。包含犧牲層25的經部分製造的IMOD在本文亦可稱為「未脫模」IMOD。如上文結合圖1所描述的，可移動反射層14可被圖案化成形成顯示器的諸列的個體的且平行的條帶。
程序80在方塊90處繼續以形成腔，例如圖1、6和8E中所圖示的腔19。腔19可藉由將(在方塊84處沉積的)犧牲材料25暴露於蝕刻劑來形成。例如，可蝕刻的犧牲材料(諸如Mo或a-Si)可藉由幹法化學蝕刻來移除，例如藉由將犧牲層25暴露於氣態或蒸汽蝕刻劑(諸如，由固態XeF2得到的蒸汽)長達能有效地移除期望量的材料(材料通常是相對於圍繞腔19的結構被選擇性地移除的)的一段時間來移除。亦可使用其他蝕刻方法，例如濕法蝕刻及/或等離子蝕刻。由於在方塊90期間移除了犧牲層25，因此可移動反射層14在此階段之後通常是可移動的。在移除了犧牲材料25之後，結果所得的已完全或部分製造的IMOD在本文中可稱為「已脫模」IMOD。
圖9是圖示能由輸出裝置在二維CIEU’V’空間中使用紅、綠和藍原色重現的色彩的示例色品圖。例如，該輸出裝置可以是包括產生紅色、綠色和藍色的顯示元件的顯示設備或印表機。此處所使用的顯示元件可包括輸出裝置中能夠產生至少一種原色(例如，紅、綠、藍、青、黃、洋紅、白 或黑)的任何元件。該顯示元件亦可產生非傳統原色(該非傳統原色在與一或多個其他非傳統原色組合時產生表現為基本中性(例如，灰、白或黑)的色彩)，諸如紫藍和綠黃。該顯示元件亦可產生一或多個其他原色，例如，桔紅色或紫羅蘭色。此處使用的術語「原色(primary color)」或「原色(primary)」可以是指輸出裝置中能夠被組合(以增加或減少的方式)來產生該輸出裝置的色彩範圍(或色域)的色彩集合中的色彩。例如，顯示設備的某些實現中的原色可以是像素的子像素所產生的色彩的集合。
如圖9中所示，特定色彩的色品座標可以由該色品圖的橫軸和縱軸(u’,v’)定義。u’,v’值被設計成度量色彩的色品(chromaticity)。該等座標可以由各種色彩空間模型來表示，例如，國際照明委員會(CIE)L*u’v’中的(u’,v’)、CIE L*a*b*色彩空間中的(a*,b*)、CIE XYZ色彩空間中的(X,Z)或CIE xyY色彩空間中的(x,y)，其中二維座標(例如(x,y))可表示色彩的色品，而第三維(例如(Y))可度量色彩的亮度(brightness)(或輝度(luminance)或強度)。亦可使用其他色彩空間模型來定義特定色彩的色品座標，該等色彩空間模型可以不分離出色品，例如，RGB色彩模型、標準RGB色彩模型(例如，sRGB)中的三維座標或von Kries色彩模型中的LMS座標，該模型可使用長、中和短波長值。
在圖9中，跡線97的端點95可定義二維空間中由紅、綠和藍顯示元件所產生的色彩。跡線97的至少一部分可以是凹的、凸的或直的。跡線97內封閉的區域98可對應於能夠藉 由混合在端點95處產生的色彩來產生的色彩的範圍。此一色彩範圍可被稱為該輸出裝置的色域。在操作中，可以控制紅、綠和藍色顯示元件(例如，顯示器的像素中的子像素)中的每一個顯示元件來產生紅色、綠色和藍色的不同混合，該等不同混合組合起來形成該色域內的每種色彩。從而，為了產生具有紅色、綠色、藍色色域內的目標色色品值的色彩，在僅具有紅、綠和藍色顯示元件的輸出裝置中僅有一種組合。換言之，對於僅具有三原色顯示元件的輸出裝置，一般只存在一種原色組合來重現目標色。
輸出裝置的色域可由多於三個原色的顯示元件來定義。例如，輸出裝置可包括紅、綠、藍以及白色顯示元件(RBGW)，青、黃、洋紅和黑色顯示元件(CYMK)，紅、綠、藍、青、黃和品紅色顯示元件(RGBCYM)，或傳統及/或非傳統原色的某種其他組合(例如，RGBY、RGBC、RBGYC、RGBWK等)。在具有多於三個原色的顯示元件的輸出裝置中，可以有多於一種組合來重現具有目標色色品值的色彩。在各種實現中，輸出裝置中所使用的原色的數量可以是4、5、6、7、8或更多個。
此外，一種色彩組合可建立在一種光照類型下顯得相對平滑且可接受但在一不同光照類型下不平滑又不可接受的色彩。例如，光源的色溫一般可被解釋為黑體輻射器所發射的光的溫度。黑體輻射器可被稱為一種理想化物體，該物體吸收所有入射到該物體上的光，並且能重新發射出具有取決於該黑體輻射器的溫度的頻譜的光。較低的色溫(例如， 低於5,500K)可被認為是暖的並且可看上去更黃。較高的色溫(例如，高於7,500K)可被認為是冷的並且可看上去更藍。顯示器的色溫一般可被稱為從顯示器發射、產生或反射的光的色溫。
光源的白點可被認為是通常為中性(例如，灰色或非彩色)的色調(hue)。國際照明委員會(CIE)頒佈了光源的標準化白點。例如，光源標示「D」是指日光。具體而言，標準白點D55、D65和D75(標準白點D55、D65和D75分別與5,500K、6,500K和7,500K的色溫相關)是標準日光白點。具有較低色溫(例如5,500K)的光源的白點可被感知為具有發黃的白色，而具有較高色溫(例如7,500K)的光源可被感知為具有發藍的白色。
從而，當在具有一種色溫(例如，D65)的照明源下觀看時輸出裝置所產生的色彩可以與在具有不同色溫(例如，D75)的不同照明源下時表現得不同。此外，色彩可隨著觀看角度而改變。
圖10A圖示配置成重現目標色的示例輸出裝置。輸出裝置100可以是配置成重現目標色的任何輸出裝置。例如，輸出裝置100可以是顯示器(反射式、透射式或透反式)、投影儀、印表機或任何其他輸出裝置，例如本文列舉的彼等中的任一個。輸出裝置100可包括複數個顯示元件130和處理器121。如本文將描述的，處理器121可配置成決定目標色彩中要被複數個顯示元件130之每一者顯示元件重現的部分。例如，處理器121可(a)接收關於要重現的目標色的資料，(b)選擇 與最高亮度相關聯的顯示元件，(c)決定目標色中要被所選擇的顯示元件重現的部分，(d)計算目標色的剩餘量，(e)使用具有次高亮度的顯示元件作為(c)中的所選擇的顯示元件，以及(f)反覆運算地重複(c)到(e)，直到已選擇了所有顯示元件或者目標色的剩餘量低於閾值為止。
在某些實現中，輸出裝置可以是反射式顯示器，例如，包括複數個反射式干涉式調制器的顯示器。與相對較亮的原色相關聯的干涉式調試器通常具有相對較寬的反射特性。跟與相對較窄的反射特性相關聯的色彩相比，與寬反射特性相關聯的色彩通常在光照和觀看角度變化時更穩定。從而，藉由按照亮度順序來決定目標色中要被每個原色產生的部分，某些實現可以向相對較寬的原色賦予更多的權重，而向相對較窄並且通常更暗的原色賦予更小的權重。從而，與由顯示設備利用其他演算法重現的圖像相比，此處述及之某些顯示設備可重現具有更少的條件等色和更少的觀看角度色彩偏移的圖像。此外，在某些實現中，相鄰的重構色可具有類似的原色組合，此亦可以減少條件等色。
此處所使用的顯示元件130可包括輸出裝置中能夠產生原色(例如，紅、綠、藍、青、黃、洋紅、白、黑或任何非傳統原色)的元件。在某些實現中，顯示元件130可包括兩個或更多個顯示元件，例如，2、3、4或更多個顯示元件。例如，在某些實現中，輸出裝置100可包括至少三個顯示元件130。在其他實現中，輸出裝置100可包括至少四個顯示元件130。顯示元件130中的每一個顯示元件可與配置成重現目標 色的至少一部分的至少一個原色相關聯。在某些實現中，原色可與非白色原色相關聯。在其他實現中，原色可與白色原色相關聯。顯示元件的原色可形成輸出裝置的色域。在某些實例中，色域的至少一部分可以是凹的、凸的或凹凸兼有。顯示元件130中的每一個顯示元件可具有色品值和亮度。
作為實例，輸出裝置100可包括顯示設備，該顯示設備包括複數個像素。顯示元件130中的每一個顯示元件均可包括子像素，子像素可被用來重現目標色的至少一部分。例如，每一子像素可包括至少一個如本文述及之干涉式調制器。在某些實現中，可使用在雙穩態模式下工作的干涉式調制器(例如，具有固定腔高度的干涉式調制器)。在某些其他實現中，可使用在多狀態模式下工作的干涉式調制器(例如，對於每種工作狀態均具有固定腔高度的干涉式調制器)。在另外一些實現中，可使用在類比模式下工作的干涉式調制器(例如，具有可變腔高度的干涉式調制器)。不管是雙穩態、多狀態還是類比，每個干涉式調制器可具有干涉式腔並可配置成反射環境光。如此處所論述的，干涉式腔的間隔可影響干涉式調制器的反射，此又能進一步產生不同的色彩。在輸出裝置的其他實現中，顯示元件130中的每一個顯示元件均可包括液晶、有色光源或者有色油墨/色素/染料的源。例如，輸出裝置可以是液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)顯示器、投影儀、印表機等。
顯示設備100亦可包括與顯示元件130通訊的處理器121。處理器121可配置成接收目標色彩資料128並決定目標色 中要被顯示元件130之每一者顯示元件重現的部分。例如，處理器121可包括目標色資料模組129，該模組可從圖像源模組127接收圖像資料(例如，目標色資料128)。
在某些實現中，處理器121可以是圖2或圖12B的處理器21。處理器121可包括微控制器、中央處理單元(CPU)或用於控制顯示設備100的操作的邏輯單元。處理器121可配置成接收要由該組顯示元件130顯示為圖像的圖像資料。例如，處理器121可從網路介面或圖像源模組127接收圖像資料，諸如經壓縮的圖像資料。處理器121可把圖像資料處理成原始圖像資料或者處理成易於被處理成原始圖像資料的格式。圖像資料可包括標識圖像特性的資訊，例如圖像內的每個位置處的色彩、色調、飽和度、亮度以及灰階等級。例如，圖像資料可包括要被輸出裝置100重現的目標色資料128。目標色資料128可包括立體色彩色品座標，例如，xyY、L*u’v’、L*a*b*、XYZ、RGB、sRGB、LMS或其他色彩空間模型。
處理器121可決定目標色中要被顯示元件130中的每一個顯示元件重現的部分(若有的話)。圖10B圖示了示例演算法500，輸出裝置100的處理器121能夠使用該示例演算法來決定目標色中要被顯示元件130中的每一個顯示元件重現的部分。例如，如所論述並且如在方塊510中所示的，處理器121可配置成接收關於要被輸出裝置100的顯示元件130重現的目標色的資料。如方塊520中所示，處理器121能選擇與最高亮度相關聯的顯示元件。在此程序中，具有最亮色彩的顯示元件130將藉由索引i被表示為顯示元件130i。索引i在1和原色顯 示元件的數量之間移動。例如，若目標色資料128是在CIE xyY色彩空間中提供的，則亮度可被定義為Y座標，其中Y值越高，亮度越高。作為另一實例，若目標色資料128是在CIE L*a*b*中提供的，則亮度可被定義為L*座標，其中L*值越高，亮度越高。
如方塊530中所示，處理器121可決定目標色中要被所選擇的顯示元件130i重現的部分。例如，處理器121可藉由使用線性程式設計求解最短路徑問題來決定目標色的該部分。在其他實現中，處理器121可藉由求解其他類型的演算法(例如，修改版貪婪演算法或修改版白色優先演算法)來決定目標色的該部分。在某些實現中，線性程式設計可包括動態程式設計，例如，求解子問題並使用其結果來求解總問題。在決定目標色中要被所選擇的顯示元件130i重現的部分之後，如方塊540中所示，處理器121可計算目標色的剩餘量。目標色的剩餘量可藉由在應用該演算法的空間中從目標色資料中減去目標色的所決定的部分來決定。如在方塊550中所示，處理器121可使用具有次高亮度的顯示元件作為所選擇的顯示元件。例如，次高亮度的顯示元件可藉由索引j來表示，其中j≠i，而所選擇的顯示元件為130j。處理器121可反覆運算地重複方塊530、540和550，直到所有顯示元件130(或原色)已經被選擇為止，或者直到目標色被重現為止。例如，在某些實現中，當目標色中針對所有顯示元件(或原色)的部分已被決定時，所有顯示元件130(或原色)已被選擇。而且，如在方塊540中所示，當所計算的目標色的剩餘量低於某個 閾值時，可以認為目標色被重現。例如，當閾值近似可忽略時(例如，目標色的最小可覺差(JND)小於約1、小於約2、小於約3、小於約4或小於約5)或者當色彩不能再被改善時，可以認為目標色被重現。
在某些實現中，為了決定目標色中要被所選擇的顯示元件130i重現的部分，處理器121可提供初始估計(例如，在目標色的該部分的約15%和約25%之間)。例如，初始估計可以是約18%、約18.5%、約19%、約19.5%、約20%、約20.5%、約21%、約21.5%或約22%。從初始估計開始，處理器121可使用反覆運算搜尋程序(例如，線性程式設計或某種其他組合最佳化演算法)來自動調整該估計以決定目標色中要被所選擇的顯示元件130i重現的最優部分。
在某些實現中，目標色的所決定的部分可導致最多地使用具有最高亮度的顯示元件，而在其他實現中，所決定的部分可能不必然地最多地使用具有最高亮度的顯示元件。圖11A和11B圖示了為何某些實例不必然地導致最多地使用具有最高亮度的顯示元件。例如，在圖11A中，向量601和602表示色彩空間中線性獨立但不正交的兩個原色。藉由經由該等向量的直接投影來決定要使用多少原色向量601、602中的每一個原色向量可重現目標色650。因為原色向量601、602彼此線性獨立但不正交，所以每個原色向量601和602到目標色650的直接投影不必然地導致最多地使用向量601或602之一。例如，圖11A示出，藉由使用兩個二維向量601和602，最多地使用向量601或602之一可能無法投影到目標色650。圖11B 圖示了比空間維度數(例如，在此實例中為2)更多的原色向量611、612和613(例如，3個)。在此種實現中，可以在以下約束下用可用原色向量611、612和613的多於一種組合來建立目標色660：每個原色可被使用不超過100%且不小於0%(非負約束)。然而，若存在多於一種與目標色660相匹配的組合，則某些實現可提供滿足排序要求的一種組合，例如，首先針對最亮原色決定目標色的最優部分，隨後次亮原色，以此類推。
在某些實現中，處理器121可被進一步配置成使用反覆運算搜尋程序(諸如線性程式設計)並在LUT中填充來儲存要被所選擇的顯示元件130i重現的原色的所決定的部分。在某些實現中，LUT亦可儲存所計算的剩餘目標色的量。
如此處所述，反覆運算搜尋程序可包括使用線性程式設計來求解最短路徑問題。例如，被稱為所有原色的目標函數的線性函數可以被提供為：目標所有_原色=(數量_原色-原色_順序i)*權重_原色i(Objectiveall_primaries=(num_primary-primary_orderi)* weight_primaryi) (1)其中數量_原色=原色顯示元件的數量n，原色_順序i=每個顯示元件130i的排序，權重_原色i=目標色中要被顯示元件130i重現的部分，且i=1,2,...,n。
在某些實現中，輸出裝置100可包括至少四個原色顯 示元件130。從而，在具有四個原色顯示元件130的輸出裝置100中，數量_原色為4。具有最高亮度的顯示元件130i可具有等於1的原色_順序，而具有次高亮度的顯示元件130j可具有等於2的原色_順序，以此類推。在某些實現中，處理器121可配置成決定能夠最大化目標函數的每個顯示元件130i的權重_原色。在某些實現中，處理器121可決定能夠在某些約束下最大化目標函數的每個顯示元件130i的權重_原色。例如，一個約束可被提供為：Σ j =1 n (數量_原色-原色_順序i)*權重_原色i≦目標色(Σj=1 n (num_primary-primary_orderi)*weight_primaryi≦target color) (2)其中目標函數的和小於或等於目標色。在一些實現中的另一約束可被提供為：權重 i ≧0 對於i=1,2,...,n.(非負) (3)其中對於每個顯示元件130i，權重_原色i大於或等於0。若權重_原色i為0，則顯示元件130i可不被用來重現目標色。
存在許多能用來求解線性目標函數的工具。例如，一個工具可包括開源最佳化框架，諸如可從烏克蘭國家科學院的控制學研究所獲得的OpenOpt。此外，在某些實現中，顯示元件可與一個以上的原色相關聯，例如，顯示元件可包括三態干涉式調制器。在某些此種實現中，決定每個顯示元件所輸出的原色的最優部分可涉及比等式(1)到(3)中額外的反覆運算及/或函數及/或約束。例如，在某些實現中，顯示元件可在每個像素中不同地使用，例如，顯示元件可在第一像素 中顯示第一原色，而在第二像素中顯示不同的第二原色。作為另一實例，在某些實現中，顯示元件可顯示第一原色持續第一時間量，並顯示不同的第二原色持續第二時間量。各種設計選擇是可能的。
在某些實現中，處理器121可配置成使用每個相應顯示元件130i所輸出的目標色的所決定的部分來重現目標色。例如，在包括顯示元件130的輸出裝置100中，處理器121能將所決定的部分傳遞到電子設備或驅動器控制器(參見，例如圖12B中示出的驅動器控制器29)來調整顯示元件130中的一或多個顯示元件。例如，在包括至少一個干涉式調制器的顯示元件中，該電子設備或驅動器控制器能調整一或多個干涉式調制器的干涉式腔間隔，及/或調整光可被一或多個干涉式調制器反射時的時間量，及/或調整用於由一或多個干涉式調制器反射光的區域，及/或調整用於由多於一個干涉式調制器反射光的不同色彩的相應區域的比。
某些實現亦可包括藉由輸出裝置100(諸如此處描述的輸出裝置100)重現目標色的方法。例如，輸出裝置100可以是配置成重現目標色的任何裝置。例如，輸出裝置100可以是顯示器(反射式、透射式或透反式)、投影儀、印表機或任何其他輸出裝置，例如本文列舉的彼等中的任一個。輸出裝置100可包括兩個或更多個顯示元件130。例如，輸出裝置100可包括至少三個顯示元件130，或輸出裝置100可包括至少四個顯示元件130。顯示元件130中的每一個顯示元件可與非白色或白色原色相關聯。
如聯絡圖10B中示出的演算法500所論述的，該方法可包括接收關於要被輸出裝置100的顯示元件130重現的目標色的資料，如在方塊510中所示。如方塊520中所示，該方法可包括選擇與最高亮度相關聯的顯示元件130i。如方塊530中所示，該方法可包括決定目標色中要被所選擇的顯示元件130i重現的部分。例如，該方法可藉由使用線性程式設計求解最短路徑問題來決定目標色的該部分。在其他實現中，該方法可藉由求解其他類型的演算法(例如，修改版貪婪演算法或修改版白色優先演算法)來決定該部分。在決定目標色中要被所選擇的顯示元件130i重現的部分之後，如方塊540中所示，該方法可包括計算目標色的剩餘量。如在方塊550中所示，該方法可包括使用具有次高亮度的顯示元件作為所選擇的顯示元件130i。該方法可反覆運算地重複方塊530、540和550，直到所有顯示元件130(或原色)已經被選擇為止，或者直到目標色被重現為止。
在某些實現中，該方法可包括把目標色中針對每個相應顯示元件130i所決定的部分及/或所計算的剩餘目標色的量儲存在查閱資料表(LUT)中。該方法亦可包括使用目標色中針對每個相應顯示元件130i所決定的部分來用輸出裝置100重現該目標色。
圖12A和12B示出圖示包括複數個干涉式調制器的顯示設備40的系統方塊圖的實例。顯示設備40可以是例如蜂巢或行動電話。然而，顯示設備40的相同元件或顯示設備40稍有變動的變體亦說明各種類型的輸出裝置，例如諸如電視 、電子閱讀器和可攜式媒體播放機等顯示設備。
顯示設備40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入設備48以及話筒46。外殼41可由各種各樣的製造製程(包括注模和真空成形)中的任何製造製程來形成。另外，外殼41可由各種各樣的材料中的任何材料製成，包括但不限於：塑膠、金屬、玻璃、橡膠和陶瓷或以上各者的組合。外殼41可包括可拆卸部分(未圖示)，可拆卸部分可與具有不同色彩或包含不同徽標、圖片或符號的其他可拆卸部分互換。
顯示器30可以是各種各樣的顯示器中的任何顯示器，包括雙穩態顯示器、多狀態顯示器或類比顯示器，如本文中所描述的。顯示器30亦可配置成包括平板顯示器(諸如，電漿、EL、LED、OLED、STN LCD或TFT LCD)或非平板顯示器(諸如，CRT或其他電子管裝置)。另外，顯示器30可包括干涉式調制器顯示器，如本文中所描述的。在某些實現中，與其他顯示器相比，顯示器30可提供更少的條件等色和更少的隨觀看角度變化的角度偏移。
顯示設備40的組件在圖12B中示意性地圖示。顯示設備40包括外殼41，並且可包括被至少部分地包封於其中的額外元件。例如，顯示設備40包括網路介面27，該網路介面27包括耦合至收發機47的天線43。收發機47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。在某些實現中，處理器21可包括此處述及之處理器121或可起到處理器121的作用。此處描述的演算法(例如，演算法500)可經由藉由處理器21執行 指令來實現。調節硬體52可配置成調節訊號(例如，對訊號濾波)。調節硬體52連接到揚聲器45和話筒46。處理器21亦連接到輸入設備48和驅動器控制器29。驅動器控制器29耦合至訊框緩衝器28並且耦合至陣列驅動器22，該陣列驅動器22進而耦合至顯示陣列30。電源50可如該特定顯示設備40設計所要求地向所有元件供電。
網路介面27包括天線43和收發機47，從而顯示設備40可在網路上與一或多個裝置通訊。網路介面27亦可具有一些處理能力以減輕例如對處理器21的資料處理要求。天線43可發射和接收訊號。在一些實現中，天線43根據IEEE 16.11標準(包括IEEE 16.11(a)、(b)或(g))或IEEE 802.11標準(包括IEEE 802.11a、b、g或n)來發射和接收RF訊號。在一些其他實現中，天線43根據藍芽標準來發射和接收RF訊號。在蜂巢式電話的情形中，天線43被設計成接收分碼多工存取(CDMA)、分頻多工存取(FDMA)、分時多工存取(TDMA)、行動通訊全球系統(GSM)、GSM/通用封包無線電服務(GPRS)、增強型資料GSM環境(EDGE)、地面集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、進化資料最佳化(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)、進化高速封包存取(HSPA+)、長期進化(LTE)、AMPS或用於在無線網路(諸如，利用3G或4G技術的系統)內通訊的其他已知訊號。收發機47可預處理從天線43接收到的訊號，以使得該等訊號可由處理器21接收並 進一步操縱。收發機47亦可處理從處理器21接收到的訊號，以使得可從顯示設備40經由天線43發射該等訊號。
在一些實現中，收發機47可由接收器代替。另外，網路介面27可由圖像源代替，該圖像源可儲存或產生要發送給處理器21的圖像資料。處理器21可控制顯示設備40的整體操作。處理器21接收資料(諸如來自網路介面27或圖像源(例如，如圖10A中所示的圖像源模組127)的經壓縮圖像資料)，並將該資料處理成原始圖像資料或處理成易於被處理成原始圖像資料的格式。處理器21可被程式設計以實現圖10B中所示的方法500及/或求解上面論述的等式(1)到(3)。處理器21可將經處理資料發送給驅動器控制器29或發送給訊框緩衝器28以進行儲存。原始資料通常是指標識圖像內每個位置處的圖像特性的資訊。例如，此類圖像特性可包括色彩、色調、飽和度、亮度和灰階等級。該圖像資料可包括關於要被顯示設備30重現的目標色的資料。
處理器21可包括微控制器、CPU或用於控制顯示設備40的操作的邏輯單元。調節硬體52可包括用於將訊號傳送至揚聲器45以及用於從話筒46接收訊號的放大器和濾波器。調節硬體52可以是顯示設備40內的個別元件，或者可被納入在處理器21或其他組件內。
驅動器控制器29可直接從處理器21或者可從訊框緩衝器28獲取由處理器21產生的原始圖像資料，並且可適當地重新格式化該原始圖像資料以用於高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實現中，驅動器控制器29可將原始圖像資料重新格 式化成具有類光柵格式的資料流，以使得原始圖像資料具有適合跨顯示陣列30進行掃瞄的時間次序。隨後，驅動器控制器29將經格式化的資訊發送至陣列驅動器22。儘管驅動器控制器29(諸如，LCD控制器)往往作為自立的積體電路(IC)來與系統處理器21相關聯，但此類控制器可用許多方式來實現。例如，控制器可作為硬體嵌入在處理器21中、作為軟體嵌入在處理器21中或以硬體形式完全與陣列驅動器22整合在一起。
陣列驅動器22可從驅動器控制器29接收經格式化的資訊並且可將視訊資料重新格式化成一組並行波形，該等波形被每秒許多次地施加至來自顯示器的x-y像素矩陣的數百條且有時是數千條(或更多條)引線。
在一些實現中，驅動器控制器29、陣列驅動器22以及顯示陣列30適用於本文所描述的任何類型的顯示器。例如，驅動器控制器29可以是習知顯示器控制器或雙穩態顯示器控制器(例如，IMOD控制器)。另外，陣列驅動器22可以是習知驅動器或雙穩態顯示器驅動器(例如，IMOD顯示器驅動器)。此外，顯示陣列30可以是習知顯示陣列或雙穩態顯示陣列(例如，包括IMOD陣列的顯示器)。在一些實現中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合在一起。此類實現在諸如蜂巢式電話、手錶和其他小面積顯示器等高度整合系統中是常見的。
在一些實現中，輸入設備48可配置成允許例如使用者控制顯示設備40的操作。輸入設備48可包括按鍵板(諸如 ，QWERTY鍵盤或電話按鍵板)、按鈕、開關、搖桿、觸敏螢幕或壓敏或熱敏膜。話筒46可配置成作為顯示設備40的輸入設備。在一些實現中，可使用經由話筒46的語音命令來控制顯示設備40的操作。
電源50可包括本領域公知的各種各樣的能量儲存裝置。例如，電源50可以是可再充電電池，諸如鎳鎘電池或鋰離子電池。電源50亦可以是可再生能源、電容器或太陽能電池，包括塑膠太陽能電池或太陽能電池塗料。電源50亦可配置成從牆上插座接收電力。
在一些實現中，控制可程式設計性常駐在驅動器控制器29中，驅動器控制器29可位於電子顯示系統中的若干個地方。在一些其他實現中，控制可程式設計性常駐在陣列驅動器22中。上述最佳化可以用任何數目的硬體及/或軟體元件並在各種配置中實現。
結合本文中所揭示的實現來描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可實現為電子硬體、電腦軟體或此兩者的組合。硬體與軟體的此種可互換性已以其功能性的形式作了一般化描述，並在上文描述的各種說明性元件、方塊、模組、電路和步驟中作了說明。此類功能性是以硬體還是軟體來實現取決於具體應用和加諸於整體系統的設計約束。
用於實現結合本文中所揭示的態樣來描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組和電路的硬體和資料處理設備可用一般目的單晶片或多晶片處理器、數位訊號處理器(DSP) 、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其他可程式設計邏輯設備、個別閘門或電晶體邏輯、個別的硬體元件或其設計成執行本文中描述的功能的任何組合來實現或執行。一般目的處理器可以是微處理器，或者是任何一般的處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可以被實現為計算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合、複數個微處理器、與DSP核心協調的一或多個微處理器或任何其他此類配置。在一些實現中，特定步驟和方法可由專門針對給定功能的電路系統來執行。
在一或多個態樣，所描述的功能可以在硬體、數位電子電路系統、電腦軟體、韌體(包括本說明書中所揭示的結構及其結構等效)中或其任何組合中實現。本說明書中所描述的標的的實現亦可實施為一或多個電腦程式，亦即，編碼在電腦儲存媒體上以供資料處理設備執行或用於控制資料處理設備的操作的電腦程式指令的一或多個模組。
若在軟體中實現，則各功能可以作為一或多數指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或藉電腦可讀取媒體進行傳送。此處所揭示的方法或演算法(例如，在圖10B中示出的方法500)可以用處理器可執行軟體模組來實現，該模組可常駐於電腦可讀取媒體中。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體兩者，通訊媒體包括可被賦予將電腦程式從一地轉移到另一地的能力的任何媒體。儲存媒體可以是能被電腦存取的任何可用媒體。作為示例而非限定，此類電腦可讀取媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存 、磁碟儲存或其他磁儲存設備或能被用來儲存指令或資料結構形式的期望程式碼且能被電腦存取的任何其他媒體。任何連接亦可被恰當地稱為電腦可讀取媒體。如本文中所使用的盤和碟包括壓縮光碟(CD)、鐳射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現資料而碟(disc)利用鐳射以光學方式再現資料。上述的組合亦應被包括在電腦可讀取媒體的範圍內。另外，方法或演算法的操作可作為代碼和指令之一或者代碼和指令的任何組合或集合而常駐在可被納入電腦程式產品中的機器可讀取媒體和電腦可讀取媒體上。
對本案中描述的實現的各種改動對於本領域技藝人士可能是明顯的，並且本文中所定義的普適原理可應用於其他實現而不會脫離本案的精神或範圍。由此，申請專利範圍並非意慾被限定於本文中示出的實現，而是應被授予與本案、本文中所揭示的原理和新穎性特徵一致的最廣範圍。本文中專門使用詞語「示例性」來表示用作「示例、實例或說明」。本文中描述為「示例性」的任何實現不必然被解釋為優於或勝過其他實現。另外，本領域一般技藝人士將容易領會，術語「上/高」和「下/低」有時是為了便於描述附圖而使用的，且指示與取向正確的頁面上的附圖取向相對應的相對位置，且可能並不反映如所實現的IMOD的正當取向。
本說明書中在分開實現的上下文中描述的某些特徵亦可組合地實現在單個實現中。相反，在單個實現的上下文中描述的各種特徵亦可分開地或以任何合適的子群組合實現 在多個實現中。此外，儘管諸特徵在上文可能被描述為以某些組合的方式起作用且甚至最初是如此要求保護的，但來自所要求保護的組合的一或多個特徵在一些情形中可從該組合中去掉，且所要求保護的組合可以針對子群組合或子群組合的變體。
類似地，儘管在附圖中以特定次序圖示了諸操作，但此不應當被理解為要求此類操作以所示的特定次序或按順序次序來執行或要執行所有所圖示的操作才能達成期望的結果。此外，附圖可能以流程圖的形式示意性地圖示一或多個示例程序。然而，未圖示的其他操作可被納入示意性地圖示的示例程序中。例如，可在任何所圖示的操作之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些環境中，多工處理和並行處理可能是有利的。此外，上文所描述的實現中的各種系統元件的分開不應被理解為在所有實現中皆要求此類分開，並且應當理解，所描述的程式元件和系統一般可以一起整合在單個軟體產品中或封裝成多個軟體產品。另外，其他實現亦落在所附申請專利範圍的範圍內。在一些情形中，申請專利範圍中敘述的動作可按不同次序來執行並且仍達成期望的結果。此外，在決定目標色中要被顯示元件重現的部分時，其他參數(諸如功耗的降低、亮度的增加或顯示器效能的改善)可作為最佳化參數添加到某些演算法中。
500‧‧‧演算法
510‧‧‧方塊
520‧‧‧方塊
530‧‧‧方塊
540‧‧‧方塊
550‧‧‧方塊

Claims (35)

  1. 一種配置成重現一目標色的輸出裝置，該輸出裝置包含：至少四個顯示元件，每個顯示元件與配置成重現該目標色的至少一部分的一原色相關聯，每個顯示元件具有一亮度；及與該至少四個顯示元件通訊的一處理器，該處理器配置成：a)接收關於要被重現的該目標色的資料，b)選擇與該最高亮度相關聯的該顯示元件，c)決定該目標色中要被該所選擇的顯示元件重現的一部分，d)計算該目標色的一剩餘量，e)使用具有次高亮度的顯示元件作為c)的該所選擇的顯示元件，以及f)反覆運算地重複c)到e)，直到所有顯示元件均已被選擇或者該目標色的該剩餘量低於一閾值為止。
  2. 如請求項1述及之輸出裝置，其中該至少四個顯示元件之每一者顯示元件均與一非白色原色相關聯。
  3. 如請求項1述及之輸出裝置，其中該處理器進一步配置成把針對每個相應顯示元件的該所決定的部分儲存在一查 閱資料表中。
  4. 如請求項1述及之輸出裝置，其中該處理器配置成藉由使用線性程式設計求解一最短路徑問題來決定該部分。
  5. 如請求項4述及之輸出裝置，其中該處理器配置成藉由至少部分基於顯示元件的該數量、每個顯示元件的一排序來嘗試最大化一目標函數來求解該最短路徑問題，並且該目標色中要被該等顯示元件重現的該等部分服從一約束。
  6. 如請求項5述及之輸出裝置，其中該約束包括該目標函數的一和小於或等於該目標色以及該目標色的該等部分大於或等於0。
  7. 如請求項1述及之輸出裝置，其中該處理器進一步配置成使用針對每個相應顯示元件的該等所決定的部分來重現該目標色。
  8. 如請求項1-7中任一項述及之輸出裝置，其中該等顯示元件的該等原色形成一色域，並且該色域的至少一部分是凹的。
  9. 如請求項1-7中任一項述及之輸出裝置，其中該等顯示元件的該等原色形成一色域，並且該色域的至少一部分是 凸的。
  10. 如請求項1-7中任一項述及之輸出裝置，其中該等閾值導致該目標色的小於約1的一最小可覺差(JND)。
  11. 如請求項1-7中任一項述及之輸出裝置，其中每個顯示元件包括至少一個干涉式調制器。
  12. 如請求項1-7中任一項述及之輸出裝置，其中每個顯示元件包括液晶或一有色光的源。
  13. 如請求項1-7中任一項述及之輸出裝置，該輸出裝置亦包含：一顯示器，其中該處理器配置成與該顯示器通訊，該處理器配置成處理圖像資料；及一記憶體裝置，該記憶體裝置配置成與該處理器通訊，其中該圖像資料包括關於要被重現的該目標色的該資料。
  14. 如請求項13述及之輸出裝置，該輸出裝置亦包含：一驅動器電路，該驅動器電路配置成將至少一個訊號發送給該顯示器。
  15. 如請求項14述及之輸出裝置，該輸出裝置亦包含：一控制器，該控制器配置成向該驅動器電路發送該圖像資料的至少一部分。
  16. 如請求項13述及之輸出裝置，該輸出裝置亦包含：一圖像源模組，該圖像源模組配置成將該圖像資料發送給該處理器。
  17. 如請求項16述及之輸出裝置，其中該圖像源模組包括一接收器、收發機和發射器中的至少一者。
  18. 如請求項13述及之輸出裝置，該輸出裝置亦包含：一輸入設備，該輸入設備配置成接收輸入資料並將該輸入資料傳達給該處理器。
  19. 一種配置成重現一目標色的輸出裝置，該輸出裝置包含：至少四個用於一顯示原色的設備手段，每個顯示設備手段配置成重現該目標色的至少一部分，每個顯示設備手段具有一亮度；及處理設備手段，該處理手段配置成：a)接收關於要被該輸出裝置重現的該目標色的資料，b)選擇與該最高亮度相關聯的該顯示設備手段 ，c)決定該目標色中要被該所選擇的顯示設備手段重現的一部分，d)計算該目標色的一剩餘量，e)使用具有該次高亮度的該顯示設備手段作為c)的該所選擇的顯示設備手段，以及f)反覆運算地重複c)到e)，直到該等所有顯示設備手段均已被選擇或者該目標色的該剩餘量低於一閾值為止。
  20. 如請求項19述及之輸出裝置，其中該輸出裝置包括一顯示器，或者該顯示設備手段包括一顯示元件，或者該處理手段設備包括一處理器。
  21. 如請求項20述及之輸出裝置，其中該顯示器包括一反射式顯示器，或該顯示元件包括一干涉式調制器。
  22. 如請求項19述及之輸出裝置，其中該至少四個顯示設備手段之每一者顯示設備手段均與一非白色原色相關聯。
  23. 如請求項19-22中任一項述及之輸出裝置，其中該處理手段設備進一步配置成把針對每個相應顯示設備手段的該等所決定的部分儲存在一查閱資料表中。
  24. 如請求項19-22中任一項述及之輸出裝置，其中該處理設備手段藉由使用線性程式設計求解一最短路徑問題來決定該部分。
  25. 如請求項19-22中任一項述及之輸出裝置，其中該處理手段設備進一步配置成使用針對每個相應顯示手段設備的所決定的部分來重現該目標色。
  26. 一種藉由一輸出裝置重現一目標色的方法，該方法包含以下步驟：a)接收關於要被該輸出裝置重現的一目標色的資料，該輸出裝置包括至少四個顯示元件，每個顯示元件與配置成重現該目標色的至少一部分的一原色相關聯，每個顯示元件具有一亮度；b)選擇與該最高亮度相關聯的該顯示元件；c)決定該目標色中要被該所選擇的顯示元件重現的一部分；d)計算該目標色的一剩餘量；e)使用具有該次高亮度的該顯示元件作為c)的該所選擇的顯示元件；及f)反覆運算地重複c)到e)，直到所有顯示元件均已被選擇或者該目標色的該剩餘量低於一閾值為止。
  27. 如請求項26述及之方法，其中該至少四個顯示元件 之每一者顯示元件均與一非白色原色相關聯。
  28. 如請求項26或請求項27述及之方法，該方法亦包含以下步驟：把針對每個相應顯示元件的該等所決定的部分儲存在一查閱資料表中。
  29. 如請求項26或請求項27述及之方法，其中決定該部分包括使用線性程式設計求解一最短路徑問題。
  30. 如請求項26或請求項27述及之方法，該方法亦包含以下步驟：使用針對每個相應顯示元件的該等所決定的部分來用該輸出裝置重現該目標色。
  31. 一種其上儲存有用於藉由一輸出裝置重現一目標色的指令的非瞬態有形電腦儲存媒體，該等指令在被一計算系統執行時致使該計算系統執行操作，該等操作包含以下步驟：a)從一電腦可讀取媒體接收要被該輸出裝置重現的該目標色，該輸出裝置包括至少四個顯示元件，每個顯示元件與配置成重現該目標色的至少一部分的一原色相關聯，每個顯示元件具有一亮度；b)選擇與該最高亮度相關聯的該顯示元件； c)決定該目標色中要被該所選擇的顯示元件重現的一部分；d)計算該目標色的一剩餘量；e)使用具有該次高亮度的該顯示元件作為c)的該所選擇的顯示元件；及f)反覆運算地重複c)到e)，直到所有顯示元件均已被選擇或者該目標色的該剩餘量低於一閾值為止。
  32. 如請求項31述及之非瞬態有形電腦儲存媒體，其中該至少四個顯示元件之每一者顯示元件均與一非白色原色相關聯。
  33. 如請求項31或請求項32述及之非瞬態有形電腦儲存媒體，其中該等操作亦包含以下步驟：把針對每個相應顯示元件的該等所決定的部分儲存在一查閱資料表中。
  34. 如請求項31或請求項32述及之非瞬態有形電腦儲存媒體，其中決定該部分包括使用線性程式設計求解一最短路徑問題。
  35. 如請求項31或請求項32述及之非瞬態有形電腦儲存媒體，其中該等操作亦包含以下步驟：使用針對每個相應顯示元件的該等所決定的部分來 用該輸出裝置重現該目標色。
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