TWI637381B

TWI637381B - 整合動態飽和補償色域映射的顯示器

Info

Publication number: TWI637381B
Application number: TW104143633A
Authority: TW
Inventors: 艾德華布克利; 那桑尼爾史密斯; 布萊恩芬珂; 馬克道格拉斯赫爾夫曼
Original assignee: 美商施耐普特拉克股份有限公司
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2018-10-01
Also published as: TW201724080A

Abstract

本發明提供用於在一顯示器上產生影像之系統、方法及裝置。一多原色顯示器可包括控制邏輯，其藉由根據一色域映射函數而將輸入像素值映射至XYZ色空間中且接著將XYZ三色激勵值分解成與該顯示器之原色相關聯之色彩子域來將輸入影像資料轉換至由該顯示器所使用之多原色空間。舉例而言，此種程序可用於將在一RGB色空間中編碼之影像圖框轉換至一RGBW色空間。在一些實施方案中，該控制邏輯可基於經處理之影像之一飽和度來調適該色域映射及/或該等分解程序。

Description

整合動態飽和補償色域映射的顯示器

本發明係關於成像顯示器之領域，且尤其係關於多原色顯示器之影像形成程序。

機電系統(EMS)包括具有電及機械元件、致動器、轉導器、感測器、光學組件(諸如，鏡面及光學膜)及電子器件之器件。EMS器件或元件可以各種尺度予以製造，該等尺度包括(但不限於)微尺度及奈米尺度。舉例而言，微機電系統(MEMS)器件可包括具有範圍為約一微米至數百微米或更大之大小的結構。奈米機電系統(NEMS)器件可包括具有小於一微米之大小(包括例如，小於數百奈米之大小)之結構。可使用沈積、蝕刻、微影及/或蝕刻掉基板及/或所沈積材料層之若干部分或增加層以形成電及機電器件的其他微機械加工製程來創造機電元件。

已提議基於EMS之顯示裝置，該等顯示裝置包括顯示元件，該等顯示元件藉由選擇性地將光阻擋組件移動至穿過貫穿光阻擋層所界定之孔隙的光學路徑中及移動離開該光學路徑來調變光。如此操作可選擇性地使來自背光之光通過或反射來自環境或前光之光以形成影像。

本發明之系統、方法及器件各自具有若干新穎態樣，該等新穎態樣中無單一者單獨負責引起本文中所揭示之所要屬性。

可在包括顯示元件陣列及控制邏輯之裝置中實施本發明中所描述之標的物之一個新穎態樣。控制邏輯能夠接收輸入影像圖框，對於複數個像素中之每一者，輸入影像圖框包括第一組色彩參數值。對於該複數個像素中之每一者，控制邏輯進一步能夠將內容自適應性色域映射程序應用於與該像素相關聯之第一組色彩參數值。內容自適應性色域映射程序至少部分基於影像圖框之內容且經組態以將第一組色彩參數值映射至第二組色彩參數值。控制邏輯分解與該像素相關聯之第二組色彩參數值以獲得與至少四種不同色彩相關聯之各別色彩子域中之像素強度值，且基於色彩子域產生用於顯示元件之顯示元件狀態資訊。控制邏輯進一步能夠將與至少四個色彩子域相關聯之顯示元件狀態資訊輸出至顯示元件陣列。

在一些實施方案中，第一組色彩參數值包括紅色、綠色及藍色像素強度值且第二組色彩參數值包括XYZ三色激勵值。在一些實施方案中，控制邏輯進一步經組態以判定輸入影像圖框之飽和度參數且基於輸入影像圖框之經判定之色彩飽和參數調適色域映射程序。控制邏輯可藉由產生與影像飽和度相依(image saturation level-dependent)色域映射查找表來調適色域映射程序。在一些實施方案中，控制邏輯可藉由基於經判定之影像飽和參數而在至少兩個經儲存之色域映射查找表之間進行內插來產生與影像飽和度相依色域映射查找表。

在一些實施方案中，控制邏輯進一步經組態以根據內容自適應性影像分解程序來分解與該複數個像素相關聯之第二組色彩參數值以形成各別色彩子域。在一些實施方案中，控制邏輯判定所接收之影像圖框之飽和度參數。內容自適應性影像分解程序可包括應用基於經判定之飽和度參數而經調整之色彩分解矩陣。

在一些實施方案中，裝置進一步包括背光，其包括具有與各別色彩子域中之每一者相關聯之色彩的光源。在輸出與色彩子域相關聯之顯示元件狀態資訊之一部分時，控制邏輯即可照明與該色彩子域相關聯之光源以照明顯示元件陣列。在一些實施方案中，在輸出與色彩子域相關聯之顯示元件狀態資訊之該部分時，控制邏輯即可進一步照明與不同色彩子域相關聯之光源。控制邏輯可部分基於所接收之影像圖框之經判定之飽和度參數之值來控制與色彩子域相關聯之光源及與不同色彩子域相關聯之光源的照明強度。

在一些實施方案中，控制邏輯進一步經組態以使用向量誤差擴散程序對色彩子域進行集體遞色。在一些實施方案中，對於每一像素，內容自適應性色域映射程序進一步至少部分基於電力管理參數而將第一組色彩參數值映射至第二組色彩參數值。電力管理參數可包括非作用中週期計時器值、目標飽和參數值或電池電量。

在一些實施方案中，裝置進一步包括顯示器、處理器及記憶體器件。顯示器包括顯示元件陣列。處理器能夠與顯示器通信且處理影像資料。記憶體器件能夠與處理器通信。在一些實施方案中，顯示器進一步包括能夠將至少一個信號發送至顯示器的驅動器電路及能夠將影像資料之至少一部分發送至驅動器電路的控制器。在一些實施方案中，裝置進一步包括能夠將影像資料發送至處理器之影像源模組。影像源模組包括接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。在一些實施方案中，裝置進一步包括輸入器件，其能夠接收輸入資料及將輸入資料傳達至處理器。

本發明中所描述之標的物之另一新穎態樣可在儲存電腦可執行指令之電腦可讀媒體中實施，該等指令當由處理器執行時致使處理器執行在顯示器上形成影像之方法。該方法包括接收輸入影像圖框。對於複數個像素中之每一者，輸入影像圖框包括第一組色彩參數值。對於該複數個像素中之每一者，該方法亦包括將內容自適應性色域映射程序應用於與該像素相關聯之第一組色彩參數值。內容自適應性色域映射程序至少部分基於影像圖框之內容且經組態以將第一組色彩參數值映射至第二組色彩參數值。該方法進一步包括分解與該像素相關聯之第二組色彩參數值以獲得與至少四種不同色彩相關聯之各別色彩子域中之像素強度值。該方法進一步包括基於色彩子域產生用於顯示元件陣列中之顯示元件之顯示元件狀態資訊，且將與至少四個色彩子域相關聯之顯示元件狀態資訊輸出至顯示元件陣列。

在一些實施方案中，第一組色彩參數值包括紅色、綠色及藍色像素強度值且第二組色彩參數值包括XYZ三色激勵值。在一些實施方案中，該方法進一步包括判定輸入影像圖框之飽和度參數且基於輸入影像圖框之經判定之色彩飽和參數而調適色域映射程序。在一些實施方案中，調適色域映射程序包括產生與影像飽和度相依色域映射查找表。在一些實施方案中，產生與影像飽和度相依色域映射查找表包括基於經判定之影像飽和參數而在至少兩個經儲存之色域映射查找表之間進行內插。

在一些實施方案中，分解與每一像素相關聯之第二組色彩參數值包括根據內容自適應性影像分解程序來分解第二組色彩參數值。在一些實施方案中，該方法進一步包括判定所接收之影像圖框之飽和度參數。內容自適應性影像分解程序包括應用基於經判定之飽和度參數而經調整之色彩分解矩陣。

在一些實施方案中，該方法進一步包括使用向量誤差擴散程序來對色彩子域進行集體遞色。在一些實施方案中，對於每一像素，內容自適應性色域映射程序進一步至少部分基於電力管理參數而將第一組色彩參數值映射至第二組色彩參數值。電力管理參數可包括非作用中週期計時器值、目標飽和參數值或電池電量。

可在包括顯示元件陣列及控制邏輯之裝置中實施本發明中所描述之標的物之另一新穎態樣。控制邏輯經組態以接收在第一色空間中經編碼之輸入影像圖框。對於複數個像素中之每一者，輸入影像圖框包括一組色彩強度值。控制邏輯進一步經組態以判定影像圖框之飽和參數。對於影像圖框中之每一像素，控制邏輯將色域映射程序應用於與該像素相關聯之色彩強度值，以便至少部分基於飽和參數而將色彩強度值轉換成在XYZ色空間中的相對應的三色激勵值。控制邏輯亦分解與該像素相關聯之XYZ三色激勵值以獲得與至少四個不同色彩子域相關聯之像素強度值。控制邏輯進一步經組態以基於色彩子域產生用於顯示元件陣列中之顯示元件之顯示元件狀態資訊，且將與至少四個色彩子域相關聯之顯示元件狀態資訊輸出至顯示元件陣列以形成影像。

在一些實施方案中，控制邏輯進一步經組態以至少部分基於飽和參數而導出分解矩陣且將該分解矩陣應用於分解XYZ三色激勵值。

本發明中所描述之標的物的一或多個實施方案之細節在附圖及下文之描述中闡述。其他特徵、態樣及優點自該描述、該等圖式及申請專利範圍將變得顯而易見。應注意，以下圖式之相對尺寸可不按比例繪製。

21‧‧‧處理器

22‧‧‧陣列驅動器

27‧‧‧網路介面

28‧‧‧圖框緩衝器

29‧‧‧驅動器控制器

30‧‧‧顯示器/顯示器陣列

40‧‧‧顯示器件

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

100‧‧‧顯示裝置

102‧‧‧光調變器

102a~102d‧‧‧光調變器

104‧‧‧影像

105‧‧‧燈

106‧‧‧像素

108‧‧‧快門

109‧‧‧孔隙

110‧‧‧互連件/寫入啟用互連件

112‧‧‧互連件/資料互連件

114‧‧‧互連件/共同互連件

120‧‧‧主機器件

122‧‧‧主機處理器

124‧‧‧環境感測器/環境感測器模組

126‧‧‧使用者輸入模組

128‧‧‧顯示裝置

130‧‧‧掃描驅動器

131‧‧‧掃描線互連件

132‧‧‧資料驅動器

133‧‧‧資料互連件

134‧‧‧控制器/顯示控制器

138‧‧‧共同驅動器

139‧‧‧共同互連件

140‧‧‧燈

142‧‧‧燈

144‧‧‧燈

146‧‧‧燈

148‧‧‧燈驅動器

150‧‧‧顯示元件陣列

200‧‧‧雙致動器快門組合件/快門組合件

202‧‧‧致動器/快門開啟致動器

204‧‧‧致動器/快門關閉致動器

206‧‧‧快門

207‧‧‧孔隙層

208‧‧‧錨定器

209‧‧‧孔隙/孔隙層孔隙/矩形孔隙

212‧‧‧孔隙/快門孔隙

216‧‧‧重疊

300‧‧‧顯示裝置

302‧‧‧主機器件

304‧‧‧顯示模組

306‧‧‧控制邏輯

308‧‧‧圖框緩衝器

310‧‧‧顯示元件

312‧‧‧顯示驅動器

314‧‧‧背光

316‧‧‧微處理器

318‧‧‧介面(I/F)晶片/介面晶片/I/F晶片

400‧‧‧控制邏輯

402‧‧‧輸入邏輯

404‧‧‧子域導出邏輯

406‧‧‧子圖框產生邏輯

408‧‧‧飽和補償邏輯

410‧‧‧輸出邏輯

500‧‧‧在顯示器上產生影像之實例程序

502~516‧‧‧階段

600‧‧‧在顯示器上產生影像之另一實例程序

602~614‧‧‧階段

616‧‧‧Q_min LUT

618‧‧‧Q_max LUT

620‧‧‧第一分解矩陣M_Q-min

622‧‧‧第二分解矩陣M_Q-max

700‧‧‧在顯示器上形成影像之實例程序

702~710‧‧‧階段

800‧‧‧減少顯示器中之電力消耗之實例程序

802~816‧‧‧階段

900‧‧‧減少顯示器中之電力消耗之第二實例程序

902~910‧‧‧階段

1000‧‧‧顯示器使用部分基於所要電力消耗目標而選擇之Q值來輸出影像之實例程序

1002~1014‧‧‧階段

圖1A展示實例直觀式基於微機電系統(MEMS)之顯示裝置的示意圖。

圖1B展示實例主機器件之方塊圖。

圖2A及圖2B展示實例雙致動器快門組合件之視圖。

圖3展示實例顯示裝置之方塊圖。

圖4展示適於用作(例如)圖3中所展示之顯示裝置中之控制邏輯之實例控制邏輯的方塊圖。

圖5展示用於使用圖4中所展示之控制邏輯在顯示器上產生影像之實例程序的流程圖。

圖6展示用於使用圖4中所展示之控制邏輯在顯示器上產生影像之另一實例程序的流程圖。

圖7展示在顯示器上形成影像之實例程序之流程圖。

圖8展示減少顯示器中之電力消耗之實例程序之流程圖。

圖9展示減少顯示器中之電力消耗之第二實例程序之流程圖。

圖10展示顯示器使用部分基於所要電力消耗目標而選擇之Q值來輸出影像之實例程序之流程圖。

圖11A及圖11B展示包括複數個顯示元件之實例顯示器件之系統方塊圖。

各種圖式中之相同參考數字及名稱均指示相同元件。

以下描述係針對出於描述本發明之新穎態樣之目的之某些實施方案。然而，一般熟習此項技術者將容易認識到，可以眾多不同方式來應用本文中之教示。所描述之實施方案可實施於能夠顯示影像的任何器件、裝置或系統中，無論影像為運動的(諸如，視訊)抑或靜止的(諸如，靜態影像)，且無論影像為文字的、圖形的抑或圖像的。本發明中所提供之概念及實例可適用於各種顯示器，諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、場發射顯示器及基於機電系統(EMS)及微機電(MEMS)之顯示器，以及並有來自一或多個顯示技術之特徵的顯示器。

所描述之實施方案可包括於諸如(但不限於)以下各者之各種電子器件中或與該等電子器件相關聯：行動電話、具備多媒體網際網路能力之蜂巢式電話、行動電視接收器、無線器件、智慧型電話、Bluetooth®器件、個人資料助理(PDA)、無線電子郵件接收器、手持型或攜帶型電腦、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、智慧筆記型電腦、平板電腦、印表機、影印機、掃描器、傳真器件、全球定位系統(GPS)接收器/導航器、攝影機、數位媒體播放器(諸如，MP3播放器)、攝錄影機、遊戲主機、腕錶、可穿戴式器件、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(諸如，里程錶及速度計顯示器)、座艙控制件及/或顯示器、攝影機景觀顯示器(諸如，車輛中的後視攝影機之顯示器)、電子相片、電子廣告牌或標識、投影儀、建築結構、微波爐、冰箱、立體聲系統、卡式錄音機或播放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音機、攜帶型記憶體晶片、清洗機、乾燥器、清洗機/乾燥器、停車計時器、封裝(諸如，在包括微機電系統(MEMS)應用之機電系統(EMS)應用以及非EMS應用中之封裝)、美學結構(諸如，在一件珠寶或服裝上之影像的顯示)及各種EMS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、加速計、迴轉儀、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零件、可變電抗器、液晶器件、電泳器件、驅動方案、製造程序及電子測試設備。由此，教示並不意欲限於僅在圖式中描繪之實施方案，而實情為，具有廣泛適用性，如將對一般熟習此項技術者顯而易見。

多原色顯示器可包括控制邏輯，其藉由根據色域映射函數而將輸入像素值映射至XYZ色空間中且接著將XYZ三色激勵值分解成與該顯示器之原色相關聯之色彩子域來將輸入影像資料轉換至由該顯示器所使用之多原色空間。舉例而言，此種程序可用於將在RGB色空間中經編碼之影像圖框轉換至RGBW色空間。

在一些實施方案中，為了維持色彩保真度及改良電力效率，當將輸入影像像素值轉換至XYZ色彩三色激勵空間時，控制邏輯可使用影像飽和相依色域映射。在一些實施方案中，控制邏輯可藉由產生飽和度相依色域映射查找表(LUT)而實施影像飽和相依色域映射。飽和度由參數Q表示。飽和度相依色域映射(LUT)可藉由在至少兩個經儲存之飽和度相依(亦即，Q相依)色域映射(LUT)之間內插值而形成。在一些實施方案中，控制邏輯可使用飽和度相依分解矩陣而將XYZ三色激勵值分解成多原色子域。

在一些實施方案中，基於飽和之色域映射可經調適以控制顯示器之電力消耗。舉例而言，可響應於偵測到非作用中器件或響應於偵測到低電池電量情況而使用較低飽和(亦即，較高Q值)來色域映射影像。類似地，用於色域映射之飽和度可經調整以維持目標電力消耗或電池壽命。

可實施本發明中所描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。藉由使用飽和相依色域映射程序而將輸入像素值轉換至輸出像素值，可達成明顯的電力節省，同時實質上維持色彩保真度。藉由實施色域映射程序使得輸入像素值映射至XYZ色空間中之XYZ三色激勵值，顯示器之控制邏輯在將所得經遞色之像素XYZ三色激勵值分解成RGBW強度值之前可更易於實施向量誤差擴散程序。相對於RGBW色空間中之單色子域遞色，XYZ色空間中之向量誤差擴散可明顯改良影像品質。

在一些實施方案中，色域映射程序可用於控制顯示器消耗電力的速率以維持或延長併有顯示器之器件之電池壽命。亦可基於顯示器之電池電量及/或為顯示影像圖框所選擇之Q值而使用額外電力管理特徵(諸如，子圖框減少)。

圖1A展示實例直觀式基於MEMS之顯示裝置100之示意圖。顯示裝置100包括以列及行配置的複數個光調變器102a至102d(總稱為光調變器102)。在顯示裝置100中，光調變器102a及102d處於開啟狀態下，從而允許光通過。光調變器102b及102c在關閉狀態下，從而阻礙光通過。藉由選擇性地設定光調變器102a至102d之狀態，顯示裝置100可用以在由一或多個燈105照明之情況下形成背光顯示器之影像104。在另一實施方案中，裝置100可藉由反射源自裝置前部之環境光來形成影像。在另一實施方案中，裝置100可藉由反射來自定位於顯示器前部之一或多個燈的光(亦即，藉由使用前光)而形成影像。

在一些實施方案中，每一光調變器102對應於影像104中之像素106。在一些其他實施方案中，顯示裝置100可利用複數個光調變器以形成影像104中之像素106。舉例而言，顯示裝置100可包括三個色彩特定之光調變器102。藉由選擇性地開啟對應於特定像素106之色彩特定光調變器102中之一或多者，顯示裝置100可產生影像104中之色彩像素106。在另一實例中，顯示裝置100對於每像素106包括兩個或兩個以上光調變器102以提供影像104中之明度位準。關於影像，像素對應於由影像之解析度界定的最小像元。關於顯示裝置100之結構組件，術語像素係指用以調變形成影像之單一像素之光的組合式機械及電組件。

顯示裝置100為直觀式顯示器，此係因為其可能不包括通常在投影應用中發現之成像光學器件。在投影顯示器中，形成於顯示裝置之表面上的影像經投影至螢幕上或投影至牆壁上。顯示裝置實質上小於所投影之影像。在直觀式顯示器中，可藉由直接觀看顯示裝置而看到影像，顯示裝置含有光調變器及視情況含有用於增強在顯示器上所見之亮度及/或對比度的背光或前光。

直觀式顯示器可以透射或反射模式來操作。在透射性顯示器中，光調變器過濾或選擇性地阻擋源自定位於顯示器後方之一或多個燈之光。來自燈之光視情況注入至光導或背光中，使得可均勻地照明每一像素。透射性直觀式顯示器常常建構至透明基板上以促進含有光調變器之一個基板定位於背光之上的夾層組合件配置。在一些實施方案中，透明基板可為玻璃基板(有時被稱作玻璃板或面板)或塑膠基板。玻璃基板可為或包括(例如)硼矽酸鹽玻璃、酒杯玻璃、熔融二氧化矽、鹼石灰玻璃、石英、人造石英、派熱克斯玻璃(Pyrex)或其他適合之玻璃材料。

每一光調變器102可包括快門108及孔隙109。為了照明影像104中之像素106，快門108經定位以使得其允許光穿過孔隙109。為了保持像素106未被照亮，快門108經定位以使得其阻礙光通過孔隙109。孔隙109係藉由貫穿每一光調變器102中之反射性或光吸收材料而經圖案化之開口界定。

顯示裝置亦包括耦接至基板及光調變器以用於控制快門之移動的控制矩陣。控制矩陣包括一系列電互連件(諸如，互連件110、112及114)，該等互連件包括每像素列至少一個寫入啟用互連件110(亦被稱作掃描線互連件)、用於每一像素行之一個資料互連件112，及將共同電壓提供至所有像素或至少提供至來自顯示裝置100中之多個行及多個列兩者之像素的一個共同互連件114。響應於適當電壓(寫入啟用電壓V_WE)之施加，用於給定像素列之寫入啟用互連件110使該列中之像素準備好接受新快門移動指令。資料互連件112以資料電壓脈衝之形式傳達新移動指令。在一些實施方案中，施加至資料互連件112之資料電壓脈衝直接促成快門之靜電移動。在一些其他實施方案中，資料電壓脈衝控制開關，諸如控制單獨驅動電壓(其在量值上通常高於資料電壓)至光調變器102之施加的電晶體或其他非線性電路元件。此等驅動電壓之施加導致快門108之靜電驅動移動。

控制矩陣亦可包括(但不限於)電路，諸如與每一快門組合件相關聯之電晶體及電容器。在一些實施方案中，每一電晶體之閘極可電連接至掃描線互連件。在一些實施方案中，每一電晶體之源極可電連接至相對應的資料互連件。在一些實施方案中，每一電晶體之汲極可並聯地電連接至相對應的電容器之電極及相對應的致動器之電極。在一些實施方案中，與每一快門組合件相關聯之電容器及致動器之另一電極可連接至共同或接地電位。在一些其他實施方案中，電晶體可替換為半導體二極體或金屬-絕緣體-金屬切換元件。

圖1B展示實例主機器件120(亦即，蜂巢式電話、智慧型電話、PDA、MP3播放器、平板電腦、電子閱讀器、迷你筆記型電腦、筆記型電腦、手錶、可穿戴式器件、膝上型電腦、電視或其他電子器件)之方塊圖。主機器件120包括顯示裝置128(諸如圖1A中所展示之顯示裝置100)、主機處理器122、環境感測器124、使用者輸入模組126及電源。

顯示裝置128包括複數個掃描驅動器130(亦被稱作寫入啟用電壓源)、複數個資料驅動器132(亦被稱作資料電壓源)、控制器134、共同驅動器138、燈140至146、燈驅動器148及顯示元件(諸如圖1A中所展示之光調變器102)之陣列150。掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至掃描線互連件131。資料驅動器132將資料電壓施加至資料互連件133。

在顯示裝置之一些實施方案中，資料驅動器132能夠將類比資料電壓提供至顯示元件陣列150，尤其在影像之明度位準將以類比方式導出之情況下。在類比操作中，顯示元件經設計以使得當經由資料互連件133施加一系列中間電壓時，在所得影像中產生一系列中間照明狀態或明度位準。在一些其他實施方案中，資料驅動器132能夠將經減少之數位電壓位準之集合(諸如，2個、3個或4個數位電壓位準)施加至資料互連件133。在顯示元件為基於快門之光調變器(諸如，圖1A中所展示之光調變器102)的實施方案中，此等電壓位準經設計以按數位方式設定快門108中之每一者之開啟狀態、關閉狀態或其他離散狀態。在一些實施方案中，驅動器能夠在類比模式與數位模式之間切換。

掃描驅動器130及資料驅動器132連接至數位控制器電路134(亦被稱作控制器134)。控制器134以主要串列方式將依序組織之資料(在一些實施方案中，其可被預定、按列分組及按影像圖框分組)發送至資料驅動器132。資料驅動器132可包括串列/並列資料轉換器、位準移位及(對於一些應用)數位/類比電壓轉換器。

顯示裝置視情況包括一組共同驅動器138，亦被稱作共同電壓源。在一些實施方案中，共同驅動器138(例如)藉由將電壓供應至一系列共同互連件139而將DC共同電位提供至顯示元件陣列150內之所有顯示元件。在一些其他實施方案中，遵循來自控制器134之命令，共同驅動器138向顯示元件陣列150發出電壓脈衝或信號，例如，能夠驅動及/或起始陣列之多個列及行中的所有顯示元件之同時致動的全域致動脈衝。

用於不同顯示功能之驅動器(諸如，掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138)中之每一者均可由控制器134時間同步。來自控制器134之時序命令協調經由燈驅動器148之紅色、綠色、藍色及白色燈(分別為140、142、144及146)之照明；顯示元件陣列150內之特定列的寫入啟用及定序；來自資料驅動器132之電壓的輸出；及用於顯示元件致動之電壓的輸出。在一些實施方案中，該等燈為發光二極體(LED)。

控制器134判定可藉以將顯示元件中之每一者重新設定成適於新影像104之照明位準的定序或定址方案。可按週期性間隔來設定新影像104。舉例而言，對於視訊顯示，以範圍為10赫茲至300赫茲(Hz)之頻率再新視訊之色彩影像或圖框。在一些實施方案中，影像圖框至顯示元件陣列150之設定與燈140、142、144及146之照明同步，使得交替影像圖框由交替的一系列色彩(諸如，紅色、綠色、藍色及白色)照明。每一各別色彩之影像圖框被稱作色彩子圖框。在此方法(被稱作場序色彩方法)中，若色彩子圖框以超過20Hz之頻率交替，則人類視覺系統(HVS)將平均化交替圖框影像而感知具有廣泛且連續之色彩範圍之影像。在一些其他實施方案中，燈可使用除紅色、綠色、藍色及白色以外的原色。在一些實施方案中，少於四個或多於四個具有原色之燈可用於顯示裝置128中。

在一些實施方案中，在顯示裝置128經設計以用於進行快門(諸如圖1A中所展示之快門108)在開啟狀態與關閉狀態之間的數位切換的情況下，控制器134藉由分時灰階之方法形成影像。在一些其他實施方案中，顯示裝置128可經由每像素使用多個顯示元件來提供灰階。

在一些實施方案中，影像狀態之資料由控制器134藉由個別列(亦被稱作掃描線)之依序定址而載入至顯示元件陣列150。對於序列中之每一列或掃描線，掃描驅動器130將寫入啟用電壓施加至寫入啟用互連件131以用於顯示元件陣列150之彼列，且隨後資料驅動器132為陣列之選定列中的每一行供應對應於所要快門狀態之資料電壓。此定址程序可重複，直至已為顯示元件陣列150中之所有列載入資料。在一些實施方案中，供資料載入之選定列的序列為線性的，自顯示元件陣列150中之頂部進行至底部。在一些其他實施方案中，選定列之序列為偽隨機的，以便減少潛在視覺假影。且在一些其他實施方案中，定序係按區塊組織，其中對於一區塊，用於影像之某一部分的資料經載入至顯示元件陣列150。舉例而言，可實施序列以依序地定址顯示元件陣列150之每第五列。

在一些實施方案中，用於將影像資料載入至顯示元件陣列150之定址程序在時間上與致動顯示元件之程序分離。在此實施方案中，顯示元件陣列150可包括用於每一顯示元件之資料記憶體元件，且控制矩陣可包括用於攜載來自共同驅動器138之觸發信號以根據儲存於記憶體元件中之資料來起始顯示元件之同時致動的全域致動互連件。

在一些實施方案中，可以除矩形列及行以外的組態來配置顯示元件陣列150及控制該等顯示元件之控制矩陣。舉例而言，可按六邊形陣列或曲線列及行來配置顯示元件。

主機處理器122通常控制主機器件120之操作。舉例而言，主機處理器122可為用於控制攜帶型電子器件之通用或專用處理器。關於包括於主機器件120內之顯示器裝置128，主機處理器122輸出影像資料以及關於主機器件120之額外資料。此類資訊可包括：來自環境感測器124之資料，諸如環境光或溫度；關於主機器件120之資訊，包括(例如)主機之操作模式或主機器件之電源中剩餘的電量；關於影像資料之內容的資訊；關於影像資料之類型的資訊；及/或供顯示裝置128用於選擇成像模式之指令。

在一些實施方案中，使用者輸入模組126使得能夠直接地或經由主機處理器122將使用者個人偏好傳送至控制器134。在一些實施方案中，使用者輸入模組126由軟體控制，使用者在該軟體中輸入個人偏好(例如，色彩、對比度、功率、亮度、內容及其他顯示設定及參數偏好)。在一些其他實施方案中，由硬體控制使用者輸入模組126，使用者在該硬體中輸入個人偏好。在一些實施方案中，使用者可經由話音命令、一或多個按鈕、開關或撥號盤或藉由觸控能力輸入此等偏好。至控制器134之複數個資料輸入引導控制器將資料提供至對應於最佳成像特性之各種驅動器130、132、138及148。

亦可包括環境感測器模組124以作為主機器件120之部分。環境感測器模組124可能夠接收關於周圍環境之資料，諸如溫度及/或環境照明條件。感測器模組124可經程式化以(例如)區分器件在室內或辦公室環境中、在明亮日光中之室外環境還是在夜間室外環境中操作。感測器模組124將此資訊傳達至顯示控制器134，使得控制器134可響應於周圍環境而使觀看條件最佳化。

圖2A及圖2B展示實例雙致動器快門組合件200之視圖。如圖2A中所描繪，雙致動器快門組合件200處於開啟狀態。圖2B展示處於關閉狀態之雙致動器快門組合件200。快門組合件200包括位於快門206之任一側上的致動器202及204。每一致動器202及204受獨立控制。第一致動器(快門開啟致動器202)用以開啟快門206。第二對置致動器(快門關閉致動器204)用以關閉快門206。致動器202及204中之每一者可實施為柔性樑電極致動器。致動器202及204藉由實質上在平行於孔隙層207(快門懸置於其上方)之平面中驅動快門206來開啟及關閉快門206。快門206藉由附接至致動器202及204之錨定器208而懸置於孔隙層207上方的短距離處。使致動器202及204沿快門206之移動軸線附接至快門206之對置末端減少了快門206之平面外運動，且將運動實質上限於平行於基板(未描繪)之平面。

在所描繪之實施方案中，快門206包括光可穿過之兩個快門孔隙212。孔隙層207包括一組三個孔隙209。在圖2A中，快門組合件200處於開啟狀態下，且因而快門開啟致動器202已經致動，快門關閉致動器204處於其鬆弛位置中，且快門孔隙212之中心線與兩個孔隙層孔隙209之中心線一致。在圖2B中，快門組合件200已移動至閉合狀態，且因而快門開啟致動器202處於其鬆弛位置中，快門關閉致動器204已經致動，且快門206之光阻擋部分現處於適當位置中以阻擋光透射穿過孔隙209(描繪為虛線)。

每一孔隙具有圍繞其周邊之至少一個邊緣。舉例而言，矩形孔隙209具有四個邊緣。在圓形、橢圓形、卵形或其他曲線孔隙形成於孔隙層207中之一些實施方案中，每一孔隙可具有單一邊緣。在一些其他實施方案中，孔隙無需分離或在數學意義上不相交，而為可連接的。換言之，雖然孔隙之部分或成形區段可維持與每一快門之對應性，但此等區段中之若干者可經連接以使得孔隙之單一連續周邊由多個快門共用。

為了允許光以各種出射角穿過處於開啟狀態之孔隙212及209，快門孔隙212之寬度或大小可經設計為大於孔隙層207中之孔隙209之相對應的寬度或大小。為了在關閉狀態下有效地阻擋光逸出，快門206之光阻擋部分可經設計以與孔隙209之邊緣重疊。圖2B展示重疊216，該重疊在一些實施方案中可為預定義的、在快門206中之光阻擋部分的邊緣與形成於孔隙層207中之孔隙209的一個邊緣之間。

靜電致動器202及204經設計以使得其電壓位移行為將雙穩態特性提供至快門組合件200。對於快門開啟致動器及快門關閉致動器中之每一者，存在低於致動電壓之一系列電壓，若在致動器處於關閉狀態下(快門開啟或關閉)時施加該等電壓，則即使在將驅動電壓施加至對置致動器之後，該等電壓仍將使致動器保持關閉且將快門保持在適當位置。與此反作用力相抵而維持快門之位置所需的最小電壓被稱作維持電壓V_m。

圖3展示實例顯示裝置300之方塊圖。顯示裝置300包括主機器件302及顯示模組304。主機器件302可為主機器件120之實例且顯示模組304可為顯示裝置128之實例，主機器件120及顯示裝置128兩者均展示於圖1B中。主機器件302可為數個電子器件中之任一者，諸如攜帶型電話、智慧型電話、手錶、平板電腦、膝上型電腦、桌上型電腦、電視機、機上盒、DVD或其他媒體播放器，或將圖形輸出提供至顯示器(類似於下文圖11A及圖11B中所展示之顯示器件40)之任何其他器件。一般而言，主機器件302充當待顯示於顯示模組304上之影像資料之來源。

顯示模組304進一步包括控制邏輯306、圖框緩衝器308、顯示元件310的陣列、顯示驅動器312及背光314。一般而言，控制邏輯306用以處理自主機器件302接收之影像資料，且控制顯示驅動器312、顯示元件310的陣列及背光314以一起產生影像資料中經編碼之影像。在一些實施方案中，圖3中所展示之控制邏輯306、圖框緩衝器308、顯示元件310的陣列及顯示驅動器312可類似於下文在圖11A及圖11B中所展示之驅動器控制器29、圖框緩衝器28、顯示陣列30及陣列驅動器22。下文參考圖5至圖10進一步描述控制邏輯306之功能性。

在一些實施方案中，如圖3中所示，控制邏輯306之功能性係在微處理器316與介面(I/F)晶片318之間劃分。在一些實施方案中，介面晶片318實施於積體電路邏輯器件(諸如特殊應用積體電路(ASIC))中。在一些實施方案中，微處理器316經組態以執行控制邏輯306之所有或實質上所有影像處理功能性。另外，微處理器316可經組態以判定供顯示模組304用以產生所接收影像的適當輸出序列。舉例而言，微處理器316可經組態以將包括於所接收影像資料中之影像圖框轉換為一組影像子圖框。每一影像子圖框可與色彩及權重相關聯，且包括顯示元件310的陣列中之顯示元件中之每一者的所要狀態。微處理器316亦可經組態以判定待顯示以產生給定影像圖框之影像子圖框之數目、顯示影像子圖框之次序、與定址每一子圖框中之顯示元件相關聯之時序參數，及與實施影像子圖框中之每一者之適當權重相關聯的參數。在各種實施方案中，此等參數可包括各別影像子圖框中之每一者將被照明之持續時間及此照明之強度。此等參數之集合(亦即，子圖框之數目、每一子圖框之輸出次序及時序，及每一子圖框之權重實施參數)可被稱作「輸出序列」。

介面晶片318可能夠進行顯示模組304之更常規操作。該等操作可包括自圖框緩衝器308擷取影像子圖框，及響應於所擷取之影像子圖框及由微處理器316判定之輸出序列而將控制信號輸出至顯示驅動器312及背光314。在一些其他實施方案中，將微處理器316及介面晶片318之功能性組合至單一邏輯器件中，該單一邏輯器件可呈微處理器、ASIC、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯器件之形式。舉例而言，微處理器316及介面晶片318之功能性可由圖11B中所展示之處理器21來實施。在一些其他實施方案中，微處理器316及介面晶片318之功能性可在多個邏輯器件之間以其他方式劃分，該等邏輯器件包括一或多個微處理器、ASIC、FPGA、數位信號處理器(DSP)或其他邏輯器件。

圖框緩衝器308可為任何揮發性或非揮發性積體電路記憶體，諸如DRAM、高速快取記憶體或快閃記憶體(例如，圖框緩衝器308可類似於圖11B中所展示之圖框緩衝器28)。在一些其他實施方案中，介面晶片318致使圖框緩衝器308直接將資料信號輸出至顯示驅動器312。圖框緩衝器308具有用以儲存與至少一個影像圖框相關聯之色彩子域資料及子圖框資料之充足容量。在一些實施方案中，圖框緩衝器308具有用以儲存與單一影像圖框相關聯之色彩子域資料及子圖框資料之充足容量。在一些其他實施方案中，圖框緩衝器308具有用以儲存與至少兩個影像圖框相關聯之色彩子域資料及子圖框資料之充足容量。此額外記憶體容量允許藉由微處理器316對與較近接收之影像圖框相關聯之影像資料進行額外處理，同時先前所接收之影像圖框經由顯示元件310的陣列顯示。

在一些實施方案中，顯示模組304包括多個記憶體器件。舉例而言，顯示模組304可包括一個用於儲存子域資料之記憶體器件，諸如直接與微處理器316相關聯之記憶體，且保留圖框緩衝器308以用於儲存子圖框資料。

顯示元件310的陣列可包括可用於影像形成之任何類型之顯示元件之陣列。在一些實施方案中，顯示元件可為EMS光調變器。在一些此等實施方案中，顯示元件可為類似於圖2A或圖2B中所展示之彼等光調變器的基於MEMS快門之光調變器。在一些其他實施方案中，顯示元件可為其他形式之光調變器，包括液晶光調變器、其他類型之基於EMS或MEMS之光調變器，或經組態以與分時灰階影像形成程序一起使用之光發射器，諸如OLED發射器。

顯示驅動器312可包括各種驅動器，其取決於用以控制顯示元件310的陣列中之顯示元件之特定控制矩陣。在一些實施方案中，顯示驅動器312包括類似於掃描驅動器130之複數個掃描驅動器、類似於資料驅動器132之複數個資料驅動器，及類似於共同驅動器138之一組共同驅動器，掃描驅動器130、資料驅動器132及共同驅動器138如圖1B中所展示。如上文所描述，掃描驅動器將寫入啟用電壓輸出至若干列顯示元件，而資料驅動器沿若干行顯示元件輸出資料信號。共同驅動器將信號輸出至多個列及多個行之顯示元件中之顯示元件。

在一些實施方案中，尤其對於較大顯示模組304，將用以控制顯示元件310的陣列中之顯示元件之控制矩陣分段為多個區域。舉例而言，圖3中所展示之顯示元件310的陣列經分段為四個象限。單獨的一組顯示驅動器312耦接至每一象限。以此方式將顯示器劃分成片段可減少由顯示驅動器輸出之信號到達耦接至給定驅動器之最遠顯示元件所需的傳播時間，藉此減少定址顯示器所需之時間。此分段亦可降低所使用之驅動器之功率要求。

在一些實施方案中，可在直觀透射式顯示器中利用顯示元件陣列中之顯示元件。在直觀透射式顯示器中，諸如EMS光調變器之顯示元件選擇性地阻擋源自由一或多個燈照明之背光(諸如，背光314)的光。此等顯示元件可在例如由玻璃製成的透明基板上製造。在一些實施方案中，顯示驅動器312直接耦接至玻璃基板(顯示元件形成於其上)。在此等實施方案中，驅動器係使用玻璃上晶片組態建置。在一些其他實施方案中，驅動器建置於單獨電路板上，且驅動器之輸出係使用(例如)撓曲電纜或其他佈線而耦接至基板。

背光314可包括光導、一或多個光源(諸如，LED)及光源驅動器。光源可包括多種色彩(諸如紅色、綠色、藍色，且在一些實施方案中為白色)之光源。光源驅動器能夠個別地將光源驅動至複數個離散光位準以允許實現背光中之照明灰階及/或內容自適應性背光控制(CABC)。另外，可按各種強度位準同時照明多種色彩之光以調整由顯示器使用之分量色彩的色度，(例如)以匹配所要色域。亦可照明多種色彩之光以形成複合色彩。對於使用紅色、綠色及藍色分量色彩之顯示器，該顯示器可利用複合色彩白色、黃色、青色、洋紅色或由分量色彩中之兩者或兩者以上之組合形成的任何其他色彩。

光導將由光源輸出之光實質上均勻地分佈於顯示元件310的陣列下方。在一些其他實施方案中，(例如)對於包括反射式顯示元件之顯示器，顯示裝置300可包括前光或其他形式之照明而非背光。同樣可根據併入有內容自適應性控制特徵之照明灰階程序來控制此等替代光源之照明。為了易於解釋，關於背光之使用而描述本文中所論述之顯示程序。然而，一般熟習此項技術者將理解，此等程序亦可經調適以與前光或其他類似形式之顯示器照明一起使用。

圖4展示適於用作(例如)圖3中所展示之顯示裝置300中之控制邏輯306之實例控制邏輯400的方塊圖。更特定而言，圖4展示由微處理器316及I/F晶片318或由形成控制邏輯400或包括於控制邏輯400中之其他積體電路邏輯執行的功能模組之方塊圖。每一功能模組可實施為呈儲存於有形電腦可讀媒體上之電腦可執行指令之形式的軟體，該等指令可由微處理器316執行，及/或實施為併入至I/F晶片318中之邏輯電路。在一些實施方案中，下文所描述之每一模組之功能性經設計以增大可實施於諸如ASIC之積體電路邏輯中之功能性的量，從而在一些狀況下實質上排除或完全排除對微處理器316之需求。

控制邏輯400包括輸入邏輯402、子域導出邏輯404、子圖框產生邏輯406、飽和補償邏輯408，及輸出邏輯410。一般而言，輸入邏輯402接收供顯示之輸入影像。子域導出邏輯404將所接收之影像圖框轉換至色彩子域。子圖框產生邏輯406將色彩子域轉換至一系列子圖框，該系列子圖框可直接載入至諸如圖3中所展示之顯示元件310的顯示元件陣列中。飽和補償邏輯408評估所接收影像圖框之內容且將基於影像飽和之轉換參數提供至子域導出邏輯404及子域產生邏輯406(如進一步參考圖6所論述)。輸出邏輯410控制所產生之子圖框至諸如圖3中所展示之顯示元件310的顯示元件陣列中的載入，且控制諸如亦在圖3中所展示之背光314的背光之照明，從而照明且顯示子圖框。雖然在圖4中展示為單獨功能模組，但在一些實施方案中，模組中之兩者或兩者以上的功能性可組合為一或多個更大、更綜合的模組，或被劃分成更小、更離散的模組。控制邏輯400之組件一同用以執行在顯示器上產生影像之方法。

圖5展示用於使用圖4中所展示之控制邏輯400而在顯示器上產生影像之實例程序500的流程圖。程序500包括接收影像圖框(階段502)；將所接收影像圖框映射至XYZ色空間(階段504)；將來自XYZ色空間之影像圖框分解成紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)色彩子域(階段506)；對影像圖框進行遞色(階段508)；產生用於色彩子域中之每一者的子圖框(階段510)；及顯示子圖框以輸出影像(階段512)。在一些實施方案中，程序500在不使用飽和補償邏輯408之情況下顯示影像。使用飽和補償邏輯408之程序展示在圖6中。

參看圖4及圖5，程序500包括輸入邏輯402接收與影像圖框相關聯之資料(階段502)。通常，此類影像資料係作為影像圖框中之每一像素之紅色、綠色及藍色分量之強度值的串流獲得。該等強度值通常作為二進位數接收。所接收之資料儲存為RGB色彩子域之輸入集合。每一色彩子域包括顯示器中之每一像素之強度值，該強度值指示為了形成影像圖框，彼像素將針對彼色彩傳輸的光之量。在一些實施方案中，輸入邏輯402及/或子域導出邏輯404藉由將用於表示於所接收影像資料中之每一原色(通常為紅色、綠色及藍色)的像素強度值分成各別子域來導出分量色彩子域的輸入集合。在一些實施方案中，亦可由輸入邏輯402及/或子域導出邏輯404在導出色彩子域的輸入集合之前或在其過程中執行諸如伽瑪校正及遞色之一或多個影像預處理操作。

子域導出邏輯404將色彩子域的輸入集合轉換至XYZ色空間(階段504)。為了加快轉換過程，子域導出邏輯可使用三維LUT，其中各別輸入色彩子域之強度值充當LUT之索引。{R,G,B}強度值之每一三重組被映射至XYZ色空間中之相對應的向量。LUT被稱作RGB→XYZ LUT 514。RGB→XYZ LUT 514可儲存於併入至控制邏輯400中之記憶體中，或其可儲存於位於控制邏輯400外部但可由該控制邏輯存取之記憶體中。在一些實施方案中，子域導出邏輯404可使用與用以編碼影像圖框之色域匹配的轉換矩陣單獨計算每一像素之XYZ三色激勵值。

子域導出邏輯404將XYZ三色激勵色空間中之像素值轉換至紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)子域(或RGBW子域)(階段506)。子域導出邏輯應用分解矩陣M，該分解矩陣M經定義如下：其中及對應於用於照明與紅色子域相關聯之子圖框的光之色彩之XYZ三色激勵值；及對應於用於照明與綠色子域相關聯之子圖框的光之色彩之XYZ三色激勵值；及對應於用於照明與藍色子域相關聯之子圖框的光之色彩之XYZ三色激勵值；且及對應於用於照明與白色子域相關聯之子圖框的光之色彩之XYZ三色激勵值。RGBW空間中之每一像素值等於：其中f為涉及分解矩陣M及所要三色激勵值XYZ的某種分解程序。

在一些實施方案中，子域導出邏輯404利用XYZ→RGBW LUT 516，而非應用分解矩陣，該XYZ→RGBW LUT由子域導出邏輯404儲存或可由該子域導出邏輯存取。XYZ→RGBW LUT 516將每一XYZ三色激勵值三重組映射至一組RGBW像素強度值。

在一些實施方案中，控制邏輯400使用所謂的多原色顯示程序顯示影像。多原色顯示程序利用三個以上原色形成影像，且該等原色之XYZ三色激勵的總和等於色域白點之顯示XYZ三色激勵值。此與原色總和並不等於白點的利用三個以上原色之一些其他顯示程序形成對比。舉例而言，在使用紅色、綠色、藍色及白色色彩子域之一些顯示程序中，紅色、綠色及藍色原色共計為色域之顯示器白點，且經由白色子域提供之明度係除彼組合明度以外的。亦即，若所有RGBW原色在全強度下進行照明，則總照明將為色域白點之明度的兩倍。因而，在一些實施方案中，上文針對顯示器原色(紅色、綠色、藍色及白色)中之每一者而參考的XYZ值共計為所顯示色域之白點的XYZ三色激勵值。

在一些實施方案中，顯示器針對每一子域使用不同數目之子圖框來輸出影像(階段512)。因而，RGBW子域內的像素強度值經調整使得可藉由各別的針對每一子域而分配之數目之子圖框來顯示該等值。此等調整可引入量化誤差，該等量化誤差可降低影像品質。子域導出邏輯404執行遞色程序以減少此等量化誤差(階段508)。

在一些實施方案中，在RGBW色空間中單獨對每一RGBW子域進行遞色。在一些其他實施方案中，藉由基於向量誤差擴散之遞色演算法集體地處理RGBW子域。在一些其他實施方案中，在XYZ色空間中執行此基於向量誤差擴散之遞色。因此，在一些實施方案中，在將XYZ像素值轉換至RGBW子域之前執行該遞色。在向量誤差擴散中，由於誤差在XYZ空間中擴散，因此關於任一個色彩之誤差可經由直接調整像素之色度或明度值而跨越所有色彩擴散。相比而言，RGB或RGBW色空間中之遞色使色彩誤差跨越相同色彩子域內之其他像素擴散。在一些實施方案中，遞色(階段508)及將影像圖框轉換至RGBW子域(階段506)可組合成統一程序。

返回參看圖4及圖5，子圖框產生邏輯406處理RGBW子域以產生若干組子圖框(階段510)。每一子圖框對應於分時灰階影像輸出序列中之特定時槽。子圖框包括針對彼時槽的顯示器中之每一顯示元件之所要狀態。在每一時槽中，顯示元件可呈非透射狀態或允許不同程度光透射之一或多個狀態。在一些實施方案中，所產生之子圖框包括圖3中所展示之顯示元件310的陣列中之每一顯示元件的不同狀態值。

在一些實施方案中，子圖框產生邏輯406使用碼字LUT以產生子圖框(階段510)。在一些實施方案中，碼字LUT儲存被稱作碼字之一系列二進位值，該等值指示導致給定像素強度值之一系列相對應的顯示元件狀態。碼字中之每一數位的值指示顯示元件狀態(例如，亮或暗，或開啟或關閉)，且碼字中之數位的位置表示將歸因於該狀態之權重。在一些實施方案中，將權重指派給碼字中之每一數位，以使得每一數位被指派為前一數位之權重之兩倍的權重。在一些其他實施方案中，碼字之多個數位可被指派同一權重。在一些其他實施方案中，每一數位被指派不同權重，但權重可能並非皆根據固定型樣逐個數位地增加。

為了產生一組子圖框(階段510)，子圖框產生邏輯406獲得色彩子域中之所有像素的碼字。子圖框產生邏輯406可將子域中之該組像素之碼字中的各別位置中之每一位置中的數位一起彙集至子圖框中。舉例而言，將每一像素之每一碼字之第一位置中的數位彙集至第一子圖框中。每一像素之每一碼字之第二位置中的數位被彙集至第二子圖框中，等等。子圖框一旦產生，就被儲存於圖3中所展示之圖框緩衝器308中。

在一些其他實施方案中，(例如)在使用能夠達成一或多個部分透射狀態之光調變器的實施方案中，碼字LUT可使用底數3、底數4、底數10或一些其他底數方案來儲存碼字。

控制邏輯400之輸出邏輯410(圖4中所示)可輸出所產生之子圖框以顯示所接收之影像圖框(階段512)。類似於如上文參考圖3關於I/F晶片318所描述的，輸出邏輯410致使每一子圖框被載入至顯示元件310的陣列(圖3中所示)中且根據輸出序列進行照明。在一些實施方案中，輸出序列能夠經組態，且可基於使用者偏好、正顯示之影像資料之內容、外部環境因素等來修改。

藉由經由白色子域顯示一定量的影像明度，白色子域可由諸如白色LED(該等白色LED傾向於相比紅色、綠色或藍色LED更具功率效率)之更高效率的白色光源照明，程序500可改良顯示器之能效。考慮到程序500將單一組之三色激勵值用於正顯示之子域中之每一者，該程序在計算上係高效的，但在再生某些影像時影像品質可能降低。在一些實施方案中，能效亦可受損。舉例而言，假設影像明度之非可忽略部分被推至白色子域，具有高度飽和色彩之影像可呈現為刷淡的(washed out)。

圖6展示用於使用圖4中所展示之控制邏輯400在顯示器上產生影像之另一實例程序600的流程圖。程序600利用飽和補償邏輯408以減少圖5中所描繪之顯示程序500可產生的影像品質問題。更特定而言，程序600基於飽和度量Q調整將輸入像素值轉換至XYZ色空間的方式及將XYZ色空間中之像素值轉換成RGBW子域中之像素值的方式，在一些實施方案中可針對每一影像圖框而判定該飽和度量。在一些實施方案中，諸如對於視訊影像，可基於場景中之第一影像圖框判定單一Q值，且該Q值可用於後續影像圖框，直至偵測到場景改變為止。程序600包括：接收RGB色空間中之影像圖框(階段602)；判定影像圖框的飽和因子Q(階段604)；基於Q將影像圖框中之像素值映射至XYZ色空間(階段606)；將XYZ色空間中之影像圖框分解成RGBW子域(階段608)；對影像圖框進行遞色(階段610)；產生RGBW子圖框(階段612)；及輸出子圖框以顯示影像(階段614)。

程序600包括接收呈如上文關於圖5中所展示之階段502所描述的RGB像素值之串流的形式的RGB色空間中之影像圖框(階段602)。如關於階段502所描述的，階段602可包括預處理像素值且將結果儲存於一組輸入RGB色彩子域中。

圖4中所展示之飽和補償邏輯408處理影像圖框以判定影像圖框的飽和因子Q(階段604)。Q參數對應於輸出色域相對於輸入色域的相對大小。換言之，Q表示影像之明度將由顯示器經由白色子域(相對於紅色、綠色及藍色子域)輸出的程度。一般而言，隨著Q值增大，由顯示器輸出之色域的大小縮小。該縮小可為子域色彩的強度減小而其色度保持固定的結果。舉例而言，由於所有顯示明度於白色子域中輸出，因此Q值1.0對應於黑白影像。Q值0.0對應於純粹由紅色、綠色及藍色色彩域形成之完全飽和色域，而無任何明度被轉移至白色子域。可藉由低Q值更真實地表示包括高度飽和色彩之影像，而可藉由較高 Q值顯示具有大量白色內容之影像(舉例而言，文書處理文件及許多網頁頁面)，而品質在感知上並未顯著降低且同時獲得顯著電力節省。因此，針對包括很大程度上不飽和色彩的影像，將Q選擇為大的，而針對包括高度飽和色彩的影像，選擇低Q值。在一些實施方案中，可藉由取得與輸入像素值相關聯之直方圖資料且將一些或所有直方圖資料用作Q值LUT之索引來獲得Q值。在一些實施方案中，分析輸入RGB色彩子域的集合以判定在不引入色彩誤差的情況下可自影像圖框中之所有像素擷取的最大白色強度值。在一些此等實施方案中，如下計算Q：其中MaxIntensity對應於子域中可能存在的最大強度值(諸如，8位元子域中的255)。

在一些其他實施方案中，可在XYZ色空間中計算Q。在此等實施方案中，可藉由識別最小限界六邊形之大小來判定Q_s，該限界六邊形可圍封所有包括於被投影至共同平面之輸入影像中的XYZ像素值，其中該共同平面正交於連接黑色(在原點處)之XYZ值及純白色之XYZ值(諸如，XYZ值0.9502,1.0,1.0884)的XYZ色空間中心軸線。Q經設定為等於1.0與限界六邊形對將由俘獲全顯示器色域(諸如，sRGB、Adobe RGB色域，或rec.2020色域)而產生之六邊形之大小比率之間的差。

基於所判定之Q值，將儲存於RGB色彩子域之輸入集合中的像素值映射至XYZ色空間(階段606)。如上文所指示，由於隨著Q增大而經由白色子域(而非經由紅色、綠色及藍色子域)輸出更大影像明度，因此輸出影像之色域減少。為了在所選擇之飽和度下維持影像品質，亦即，維持適當的色彩平衡，使用根據減少的輸出色域所定製之色域映射演算法將像素值轉換至XYZ色空間。

在一些實施方案中，可藉由將一組RGB像素值乘以Q相依色彩變換矩陣而將RGB值轉換至XYZ色空間。在一些其他實施方案中，為了增大轉換速度，三維的Q相依RGB→XYZ LUT可由飽和補償邏輯408儲存(或可由該飽和補償邏輯408存取)，其以{R,G,B}三重組值為索引。對於一些實施方案，自記憶體容量看來，儲存大量此等LUT可能為不切實可行的。為了改善與儲存大量Q相依RGB→XYZ LUT相關聯之記憶體容量問題，飽和補償邏輯408可儲存相對較小數目之Q相依RGB→XYZ LUT，且使用在LUT之間的內插來獲得除彼等與所儲存LUT相關聯之Q值之外的Q值。

圖6展示一個此類實施方案。圖6中所展示之程序600利用兩個Q相依RGB→XYZ LUT，亦即Q_min LUT 616及Q_max LUT 618。Q_min LUT 616為基於控制邏輯400所使用之最低Q值的RGB→XYZ LUT。Q_max LUT 618為基於控制邏輯400所使用之最高Q值的RGB→XYZ LUT。在一些實施方案中，最小Q值範圍為自約0.01至約0.2，且最大Q值範圍為自約0.4至約0.8。在一些實施方案中，最大Q值可高達1.0。在一些實施方案中，為了更準確之內插，可使用兩個以上Q相依RGB→XYZ LUT。舉例而言，在一些實施方案中，程序600可使用針對Q值0.0、0.5及1.0的RGB→XYZ LUT。

為了執行內插，飽和補償邏輯408可計算縮放因子α，如下：

由於XYZ色空間為線性的，因此具有介於Q_min與Q_max之間的任何Q值的任何RGB輸入像素值之XYZ三色激勵值可經計算為等於：αLUT _Q-min(RGB)+(1-α)LUT _Q-max(RGB)，其中LUT(RGB)表示LUT針對給定RGB輸入像素值之輸出。在一些實施方案中，作為對每一像素值執行兩個查詢函數的代替，飽和補償邏輯408針對每一影像圖框(或每次在影像圖框之間發生Q改變時)產生新的RGB→XYZ LUT，從而根據類似方程式組合Q_min LUT與Q_max LUT以判定給定RGB輸入像素值之XYZ三色激勵值。亦即：LUT _Q=αLUT _Q-min+(1-α)LUT _Qmax。

一旦影像像素值位於XYZ三色激勵空間中，子域導出邏輯404便將像素值分解成一組RGBW色彩子域(階段608)。類似於圖5中所展示之像素分解階段(階段506)，在階段608中，子域導出邏輯404使用分解矩陣分解每一像素值。然而，在階段608中，子域導出邏輯404使用Q相依分解矩陣M_Q。除了與每一子域相關聯之XYZ值基於所選擇之Q值而改變以外，該Q相依分解矩陣M_Q與分解矩陣M具有相同形式。

在一些實施方案中，飽和補償邏輯408儲存針對大範圍Q值之一組分解矩陣或可存取該組分解矩陣。在一些其他實施方案中，為了節省記憶體，如同RGB→XYZ LUT，控制邏輯400可儲存或存取更有限的一組分解矩陣M_Q，同時經由內插計算其他值的矩陣。舉例而言，控制邏輯可儲存或存取第一分解矩陣M_Q-min 620及第二分解矩陣M_Q-max 622。介於Q_min與Q_max之間的Q值的分解矩陣可計算如下：M _Q=αM _Q-min+(1-α)M _Q-max。

在一些其他實施方案中，作為在階段608中使用Q相依分解矩陣的代替，子域導出邏輯404替代地利用Q相依XYZ→RGBW LUT。如同Q相依RGB→XYZ LUT，子域導出邏輯404可儲存或存取有限數目之Q相依XYZ→RGBW LUT。子域導出邏輯404可接著基於影像圖框之相對應的Q值經由用以產生Q特定RGB→XYZ LUT之類似內插程序而產生該影像圖框之圖框特定XYZ→RGBW LUT。

在一些其他實施方案中，可完全不使用LUT，且首先將XYZ像素值乘以矩陣M'以獲得圍封所有Q之顯示器色域的虛擬原色R'G'B'而直接導出XYZ至RGBW分解。由於Q=0之色域圍封針對所有Q>0所獲得之色域，因此此矩陣M'對應於M_Q=0。R,G,B及W之強度值接著藉由如下計算獲得：，且

顯示程序對像素分解階段之結果進行遞色(階段610)且自遞色之結果產生一組RGBW子圖框(階段612)。遞色階段(階段610)及子圖框產生階段(階段612)可等同於參考圖5所論述之程序500中的相對應的處理階段(階段508及510)。

輸出所產生之RGBW子圖框以顯示影像(階段614)。與圖5中所展示之輸出階段512相比，子圖框輸出階段(階段614)包括光源強度計算程序，該光源強度計算程序用以基於經選擇用於影像圖框之Q值而調整光源之強度。如上文所指示，Q之選擇導致對顯示器色域的修改，因而RGB子域中之每一者的光源強度被調整為隨著Q增大而飽和程度減少，且白色子域之白色光源的強度隨著Q增大而增大。在一些實施方案中，基於Q值線性地縮放光源強度。舉例而言，在Q為0.5之情況下，每一非白色子域之光源強度值乘以0.5。若Q為0.2，則每一非白色子域之光源強度值將乘以0.8，等等。在一些實施方案中，可在程序600中較早執行光源強度計算。

圖7展示在顯示器上形成影像之實例程序700之流程圖。程序700包括接收在第一色空間中經編碼之輸入影像圖框，其中，對於複數個像素中之每一者，輸入影像圖框包括一組色彩強度值(階段702)。分別在上文圖5及圖6中所展示之階段502及602中論述此類處理階段之實例。程序700包括將色域映射程序應用於與所接收之輸入影像圖框中之複數個像素相關聯之色彩強度值以將與各別像素相關聯之該等色彩強度值轉換至XYZ色空間中相對應的三色激勵值(階段704)。在上文亦展示於圖5及圖6中之階段504及606中論述此處理階段之實例。程序700進一步包括分解與複數個像素相關聯之XYZ三色激勵值以形成與至少四種不同色彩相關聯之各別色彩子域(階段706)。每一色彩子域包括來自輸入影像之各別像素之相對應的色彩之強度值。上文參考圖5及圖6中所展示之階段506及608而論述處理階段706之實例。基於色彩子域產生用於顯示元件陣列中之顯示元件之顯示元件狀態資訊(階段708)。在一些實施方案中，顯示元件狀態資訊可包括子圖框。參考階段510及612論述產生子圖框之實例。程序700進一步包括將與至少四個色彩子域相關聯之顯示元件狀態資訊輸出至顯示元件陣列以形成影像(階段710)。上文分別參考圖5及圖6中所展示之階段512及614而描述處理階段710之實例。

上文關於處理整個影像圖框描述了程序700。對於分段顯示，可實施類似程序。在分段顯示中，將背光劃分成一組獨立受控之片段。因而，可將影像圖框分解成影像圖框片段。可將對應於不同片段之影像資料分解成不同色度及/或亮度位準之子域。在一些實施方案中，對於分段顯示，圖7中所展示之程序700經調適使得影像圖框之每一片段皆根據其自身Q值而受到處理。在一些實施方案中，片段之Q值係使用參考圖6中所展示之階段604而論述於上文中之程序獨立於任何其他片段之Q值而經計算，從而將與彼片段相關聯之資料當作不同影像圖框。在一些其他實施方案中，集體地判定該等片段之Q值以確保兩個相鄰片段之Q值相互並不相差太大，由此避免可由兩個相鄰片段之間的色彩飽和之快速改變產生之影像偽影。可使用對於一般熟習此項技術者而言已知的各種基於約束之最佳化演算法來實施該等片段之集體Q值判定。

如上文所描述在藉由將影像資料轉移至白色色彩子域中而形成影像時改變所使用之飽和度的顯示器可實施幫助延長電池壽命之電力管理特徵。對於任何給定影像，存在「無損」或實質上無損之Q值Q_opt，其對應於可轉移至白色子域而不會過度地影響色彩保真度之影像資料之位準。在一些實施方案中，Q_opt對應於將大致等於臨限色彩誤差之平均色彩誤差量引入至輸出影像中的Q值，超出該臨限色彩誤差，色彩誤差對於人類視覺系統將變得可辨(亦即，可接受地低損耗)。由於更多資料經由白色色彩子域(其由較高效率之白色光源照明)呈現，因此顯示器之電力消耗降低。極端地，輸出具有1.0之Q值的黑白影像節省最多電量，此係由於根本無需照明非白色光源。亦可藉由放棄用對應於非白色子域之子圖框定址顯示器來節省電力。

圖8展示減少顯示器中之電力消耗之實例程序800之流程圖。在程序800中，可能透過改變飽和度(藉由改變用於顯示影像之Q值)獲得的電力節省可用以提供顯示器之基於去飽和之暫停功能。即，代替顯示器在非作用中時段之後調暗且接著關閉(如許多現用之智慧型電話及平板電腦顯示器經組態以執行的)，顯示器可響應於此種非作用中狀態而逐漸地降低其飽和度(藉由增大Q值)。

程序可包括使用Q_opt顯示影像(階段802)。當偵測到活動，諸如與顯示器件或併有顯示器件之主機器件的互動時(決策區塊804)，顯示器件重設非作用中週期計時器(階段806)且使用Q_opt顯示影像(階段802)。若未偵測到活動(決策區塊804)，則使非作用中週期計時器遞增(階段808)。若非作用中週期計時器保持低於第一臨限值T1(決策區塊810)，則程序800繼續使用Q_opt顯示影像(階段802)。若非作用中週期計時器超出T1但保持低於第二臨限值T2(決策區塊812)，則顯示器件以經增大之Q值Q_high顯示影像(階段814)。Q_high可為Q_opt之函數，諸如，Q_opt之倍數；或其可為固定的較高Q值，諸如約0.6與約0.8之間的值。若非作用中週期計時器超出T1，則顯示器使用1.0之Q值輸出黑白影像(階段816)。在一些實施方案中，顯示器件直接轉變至使用1.0 Q值顯示影像。在一些實施方案中，顯示器件經由一系列圖框而自使用Q_high值平穩地轉變至使用1.0之Q值。顯示器繼續使用1.0之Q值輸出影像直至在決策區塊804處偵測到活動。即，在使用者重新著手於併有顯示器之器件時，可重設非作用中週期(階段806)且顯示器可返回至使用無損(或可接受地低損耗)Q值，亦即Q_opt輸出影像(階段802)。

圖9展示減少顯示器中之電力消耗之第二實例程序900之流程圖。程序900基於包括有顯示器之主機器件之剩餘電池電量而調整用於顯示影像之Q值。程序900包括使用Q_opt顯示影像(階段902)。程序900檢查主機器件電池電量(904)且將電池電量與第一臨限值P1(諸如，25%之剩餘電池壽命)比較(決策區塊906)。若電池電量大於P1，則顯示器件繼續使用Q_opt顯示影像(階段902)。若電池電量在P1與第二臨限值P2之間(決策區塊907)，諸如約5%之剩餘電池壽命，則顯示器使用相對於剩餘電池壽命而縮放之Q值(稱為Q_scaled)來顯示影像(階段908)。舉例而言，當電池的剩餘電池壽命在約25%與約5%之間時，顯示器件可使用經由在兩個Q值(諸如，約0.25與約1.0)之間的線性內插(或其他適合之斜坡函數)而判定之Q值來輸出影像。若電池壽命降低至低於P2(決策區塊909)，則顯示器使用1.0之Q值輸出黑白影像(階段910)。在以上實例中，臨限百分比在本質上僅為說明性的且其他百分比臨限值可用於其他實施方案中。

圖10展示顯示器使用部分基於所要電力消耗目標而選擇之Q值來輸出影像之實例程序1000之流程圖。對於一些電子器件，需要能夠識別包括於該器件中之顯示器之平均電力消耗位準以使得可保證給定電池壽命。對於電力消耗很大程度上取決於正顯示之影像之內容的顯示器，提供準確的電力消耗位準可為具有挑戰性的。圖10中所展示之程序1000允許顯示器件調整其用以顯示影像之Q值(且因此調整其電力消耗)以便符合所要或所指定之電力消耗目標。

程序1000包括接收影像圖框(階段1002)及判定Q_opt(階段1004)。顯示器件比較其在過去用於顯示影像之平均Q值Q_avg與對應於所指定之電力消耗目標之Q值Q_target之間的差。若彼差之絕對值降低至低於臨限值(決策區塊1006)，則顯示器件使用針對影像而判定之Q_opt值輸出影像(階段1008)；更新Q_avg(階段1010)；及處理下一個影像圖框。若該差之絕對值超出臨限值(決策區塊1006)，則顯示器件判定Q_avg是否大於Q_target(決策區塊1012)。若Q_avg小於Q_target，則藉由經增大之Q值顯示影像(階段1014)；更新Q_avg(階段1010)；及接收下一個影像圖框(階段1002)。在一些實施方案中，經增大之Q值被選擇成大於Q_target以開始使得Q_avg更接近於Q_target。在一些實施方案中，對量Q增加超過Q_opt的量附加限制以避免影像保真度之過度劣化。若Q_avg大於Q_target，則可藉由Q_opt顯示影像。顯示器更新Q_avg(階段1010)且在接收到時即處理下一個影像圖框(階段1002)。

在程序1000之一些實施方案中，可基於除正顯示之影像之色彩內容以外的資料而選擇Q_opt。舉例而言，可基於與影像相關聯之應用程式或內容類型結合所選擇之電池壽命設定而選擇Q_opt。舉例而言，一般而言，由文書處理或電子閱讀器應用程式輸出之影像可使用相對高Q值顯示而不會過多地劣化影像保真度，而由攝影或視訊應用程式產生之影像在以較高Q值輸出時常常遭受影像劣化。舉例而言，可藉由由顯示器件提供之圖形使用者介面或藉由併有顯示器件之主機器件調整電池壽命設定。

在此等實施方案中，顯示裝置可維持二維LUT。LUT基於影像之應用程式或內容類型及可能之電池壽命設定。LUT儲存每一應用程式/內容類型-電池壽命設定之相對應的Q值。在下文如表1展示此種LUT之實例。

如表1中所示，每一應用程式之Q值通常隨著所要電池壽命設定之增大而增大。在一些實施方案中，Q_target亦可基於電池壽命設定而改變。在一些此類實施方案中，上述表中之Q值可對於所有電池壽命設定為恆定的。

在圖8至圖10中所展示之程序800、900及1000之一些實施方案中，可實施一或多個額外電力管理特徵。舉例而言，在一些實施方案中，隨著顯示裝置之電池電量隨時間推移而降低，除上文所論述之飽和度改變之外，顯示裝置之控制邏輯(諸如，圖3中所展示之控制邏輯306)亦可減少顯示裝置用於輸出每一影像圖框之子圖框之數目。減少子圖框之數目藉由減少了在將不再顯示之子圖框的資料載入至顯示器中時所耗費的電量而減少所消耗之電量。其亦允許在較低強度下更長時間地照明所顯示之剩餘子圖框，從而允許顯示器光源更高效地操作。

舉例而言，在全電力時，顯示裝置可對於紅色、綠色及藍色色彩子域中之每一者使用四個至八個子圖框及對於白色色彩子域使用三個至五個子圖框來顯示影像圖框。隨著電池電量降低，顯示裝置可將所使用之紅色、綠色及藍色子域之數目減少至三個與五個之間；除非顯示器切換至單色模式，如參考圖8及圖9中之階段816及910所論述，在此情況下，顯示器根本不輸出任何紅色、綠色或藍色子圖框。在一些實施方案中，可不管電池電量而顯示相同數目之白色子圖框。在一些實施方案中，用於顯示白色色彩子域之子圖框之數目可隨著Q增大而增加。在一些實施方案中，用於顯示紅色、綠色及藍色子域之子圖框之數目可與用於顯示影像圖框之Q值大體上成反比，與顯示裝置之電池電量無關。

在一些實施方案中，當用於顯示影像圖框之子圖框之數目減少時，控制邏輯致使顯示器在省略較高權重之子圖框之前省略較低權重之子圖框之顯示。在一些其他實施方案中，控制邏輯可取決於用於顯示色彩子域之子圖框之數目而對於色彩子域實施不同子圖框加權方案。另外，控制邏輯可響應於用於顯示色彩子域之子圖框之數目的減少而實施額外或不同遞色操作以考慮到該減少可能引入之量化誤差。

在響應於顯示裝置電池電量降低而顯示較少子圖框之一些實施方案中，可藉由當使用較少子圖框時選擇性地對顯示裝置之圖框緩衝器之若干部分斷電(由於需要儲存較少影像資料)而獲得額外電力節省。當顯示器以單色模式操作時，額外顯示硬體可經斷電以節省額外電力。舉例而言，與紅色、綠色及藍色光源相關聯之驅動器及邏輯(若其將不用於給定影像圖框)可經斷電。

在一些實施方案中，控制邏輯可能夠基於顯示裝置之電池電量而調整其執行之影像處理操作之複雜度。舉例而言，控制邏輯可在其遞色操作期間改變影像圖框中其考慮之像素之數目。為了判定像素之值，遞色演算法將在所討論之像素周圍可組態距離內之像素之值考慮在內。舉例而言，遞色演算法可僅考慮緊鄰像素之值，或其可考慮相距兩個、三個、四個或更多像素的所有像素之值。相較於考慮較少像素之程序，考慮較大數目之像素之遞色程序需要花費更多處理器循環來執行。因而，控制邏輯可經組態以響應於電池電量之降低而減少在其遞色操作中考慮之像素之數目，從而減少完成操作所需要之處理器循環之數目，由此節省電力。

雖然上述電力管理技術在上文中被描述為結合圖8至圖10中所展示之程序800、900及1000使用，但在一些實施方案中，顯示控制器可獨立於此類程序而使用此等技術。

圖11A及圖11B展示包括複數個顯示元件之實例顯示器件40之系統方塊圖。顯示器件40可為(例如)智慧型電話、蜂巢式或行動電話。然而，顯示器件40之相同組件或其輕微變化亦說明各種類型之顯示器件，諸如，電視、電腦、平板電腦、電子閱讀器、手持型器件及攜帶型媒體器件。

顯示器件40包括外殼41、顯示器30、天線43、揚聲器45、輸入器件48及麥克風46。外殼41可自各種製造程序(包括射出模製及真空成形)中之任一者形成。另外，外殼41可由包括(但不限於)以下各者之各種材料中之任一者製成：塑膠、金屬、玻璃、橡膠及陶瓷或其組合。外殼41可包括可與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的可移除部分(圖中未展示)。

顯示器30可為如本文所描述之各種顯示器中之任一者，包括雙穩態或類比顯示器。顯示器30亦可能能夠包括平板顯示器(諸如，電漿、電致發光(EL)顯示器、OLED、超扭轉向列(STN)顯示器、LCD或薄膜電晶體(TFT)LCD)，或非平板顯示器(諸如，陰極射線管(CRT)或其他管式器件)。另外，顯示器30可包括基於機械光調變器之顯示器，如本文中所描述。

圖11B中示意性地說明顯示器件40之組件。顯示器件40包括外殼41且可包括至少部分圍封於其中之額外組件。舉例而言，顯示器件40包括網路介面27，該網路介面包括可耦接至收發器47之天線43。網路介面27可為可顯示於顯示器件40上之影像資料的來源。因此，網路介面27為影像源模組之一個實例，但處理器21及輸入器件48亦可充當影像源模組。收發器47連接至處理器21，該處理器21連接至調節硬體52。調節硬體52可經組態以調節信號(諸如，對信號進行濾波或以其他方式操縱信號)。調節硬體52可連接至揚聲器45及麥克風46。處理器21亦可連接至輸入器件48及驅動器控制器29。驅動器控制器29可耦接至圖框緩衝器28且耦接至陣列驅動器22，陣列驅動器22又可耦接至顯示器陣列30。顯示器件40中之一或多個元件(包括在圖11A中未特定描繪之元件)可能夠充當記憶體器件且能夠與處理器21通信。在一些實施方案中，電源供應器50可將電力提供至特定顯示器件40設計中之實質上所有組件。

網路介面27包括天線43及收發器47以使得顯示器件40可經由網路與一或多個器件通信。網路介面27亦可具有降低(例如)處理器21之資料處理要求的一些處理能力。天線43可傳輸且接收信號。在一些實施方案中，天線43根據IEEE 16.11標準中之任一者或IEEE 802.11標準中之任一者傳輸及接收RF信號。在一些其他實施方案中，天線43根據Bluetooth®標準而傳輸及接收RF信號。在蜂巢式電話之狀況下，天線43可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)、陸上集群無線電(TETRA)、寬頻CDMA(W-CDMA)、演進資料最佳化(EV-DO)、1xEV-DO、EV-DO Rev A、EV-DO Rev 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)、演進型高速封包存取(HSPA+)、長期演進(LTE)、AMPS或用以在無線網路(諸如，利用3G、4G或5G技術或其另外的實施方案之系統)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，以使得該等信號可由處理器21接收及進一步操縱。收發器47亦可處理自處理器21接收之信號以使得該等信號可經由天線43自顯示器件40傳輸。

在一些實施方案中，可由接收器替換收發器47。此外，在一些實施方案中，可用可儲存或產生待發送至處理器21之影像資料的影像源替換網路介面27。處理器21可控制顯示器件40之總體操作。處理器21自網路接口27或影像源接收資料(諸如，經壓縮之影像資料)，且將資料處理成原始影像資料或處理成可易於處理成原始影像資料之格式。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。原始資料通常指代識別影像內每一部位處之影像特性的資訊。舉例而言，此等影像特性可包括色彩、飽和度及灰度階。

處理器21可包括控制顯示器件40之操作的微控制器、CPU或邏輯單元。調節硬體52可包括用於將信號傳輸至揚聲器45且用於自麥克風46接收信號之放大器及濾波器。調節硬體52可為顯示器件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取得由處理器21產生之原始影像資料且可適當地重新格式化該等原始影像資料以高速傳輸至陣列驅動器22。在一些實施方案中，驅動器控制器29可將原始影像資料重新格式化成具有光柵狀格式之資料流，以使得該資料流具有適合於跨越顯示器陣列30掃描之時間次序。接著驅動器控制器29將經格式化之資訊發送至陣列驅動器22。雖然驅動器控制器29常常作為獨立積體電路(IC)與系統處理器21相關聯，但此等控制器可以許多方式實施。舉例而言，控制器可作為硬體嵌入處理器21中、作為軟體嵌入處理器21中，或與陣列驅動器22完全整合於硬體中。

陣列驅動器22可自驅動器控制器29接收經格式化之資訊，且可將視訊資料重新格式化為一組平行波形，該組波形被每秒許多次地施加至來自顯示器之x-y顯示元件矩陣之數百且有時數千個(或更多)引線。在一些實施方案中，陣列驅動器22及顯示器陣列30為顯示模組之一部分。在一些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列30為顯示模組之一部分。

在一些實施方案中，驅動器控制器29、陣列驅動器22及顯示器陣列30適用於本文中所描述之類型之顯示器中之任一者。舉例而言，驅動器控制器29可為習知顯示器控制器、或雙穩態顯示器控制器(諸如，機械光調變器顯示元件控制器)。另外，陣列驅動器22可為習知驅動器或雙穩態顯示驅動器(諸如，機械光調變器顯示元件驅動器)。此外，顯示器陣列30可為習知顯示器陣列或雙穩態顯示器陣列(諸如，包括機械光調變器顯示元件之陣列的顯示器)。在一些實施方案中，驅動器控制器29可與陣列驅動器22整合。此實施方案可用於(例如)行動電話、攜帶型電子器件、手錶或小面積顯示器之高度整合系統中。

在一些實施方案中，輸入器件48可經組態以允許(例如)使用者控制顯示器件40之操作。輸入器件48可包括小鍵盤(諸如，QWERTY鍵盤或電話小鍵盤)、按鈕、開關、搖桿、觸敏式螢幕、與顯示器陣列30整合之觸敏式螢幕，或壓敏或熱敏膜。麥克風46可經組態為顯示器件40之輸入器件。在一些實施方案中，經由麥克風46之話音命令可用於控制顯示器件40之操作。另外，在一些實施方案中，話音命令可用於控制顯示參數及設定。

電源供應器50可包括各種能量儲存器件。舉例而言，電源供應器50可為可再充電電池(諸如，鎳鎘電池或鋰離子電池)。在使用可再充電電池之實施方案中，可再充電電池可使用來自(例如)壁式插座或光伏打器件或陣列之電力來充電。或者，可再充電電池可以無線方式充電。電源供應器50亦可為可再生能源、電容器或太陽能電池(包括塑膠太陽能電池或太陽能電池漆)。電源供應器50亦可經組態以自壁式插座接收電力。

在一些實施方案中，控制可程式化性存在於可位於電子顯示系統中之若干處的驅動器控制器29中。在一些其他實施方案中，控制可程式化性存在於陣列驅動器22中。上述最佳化可在任何數目之硬體及/或軟體組件中且以各種組態實施。

如本文中所使用，提及項目清單「中之至少一者」的片語係指彼等項目之任何組合，包括單一成員。作為實例，「a、b或c中之至少一者」意欲涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c及a-b-c。

結合本文中所揭示之實施方案所描述之各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路及演算法程序可實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。硬體與軟體之互換性已經大體就功能性而言進行描述，且說明於上文所描述之各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟中。將此功能性實施於硬體還是軟體中取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束。

用以實施結合本文中所揭示之態樣而描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組及電路之硬體及資料處理裝置可藉由通用單晶片或多晶片處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、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、離散硬體組件或其經設計以執行本文中所描述之功能的任何組合來實施或執行。通用處理器可為微處理器、或任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可實施為計算器件之組合，例如，DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核心，或任何其他此組態。在一些實施方案中，特定程序及方法可由特定針對給定功能之電路來執行。

在一或多個態樣中，所描述之功能可實施於硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體(包括在此說明書中所揭示之結構及其結構等效物)或其任何組合中。本說明書中所描述之標的物的實施方案亦可實施為編碼於電腦儲存媒體上的一或多個電腦程式(亦即，電腦程式指令之一或多個模組)以供資料處理裝置執行或控制資料處理裝置之操作。

若實施於軟體中，則可將該等功能作為一或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體來傳輸。本文中所揭示之方法或演算法之程序可實施於可駐存於電腦可讀媒體上之處理器可執行軟體模組中。電腦可讀媒體包括電腦儲存媒體及通信媒體(包括可經啟用以將電腦程式自一處轉移至另一處的任何媒體)兩者。儲存媒體可為可由電腦存取之任何可用媒體。藉助於實例而非限制，此類電腦可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件或可用以按指令或資料結構之形式儲存所要程式碼且可由電腦存取的任何其他媒體。此外，可將任何連接適當地稱為電腦可讀媒體。如本文中所使用之磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟及blu-ray光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟用雷射以光學方式再生資料。以上各者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範圍內。另外，方法或演算法之操作可作為程式碼及指令中之一者或任何組合或集合而駐存於機器可讀媒體及電腦可讀媒體上，該等媒體可併入至電腦程式產品中。

熟習此項技術者可易於顯而易見對本發明中所描述之實施方案的各種修改，及在不脫離本發明之精神或範疇的情況下，本文中所界定之一般原理可應用於其他實施方案。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，但應符合與本文中所揭示之本發明、原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。

另外，一般熟習此項技術者將易於瞭解，有時使用術語「上部」及「下部」以易於描述諸圖，且該等術語指示對應於在經適當定向之頁面上的圖之定向的相對位置，且可能不反映任何器件之實施時的適當定向。

在單獨實施方案之內容脈絡中描述於此說明書中之某些特徵亦可在單一實施方案中以組合形式實施。相反地，在單一實施方案之內容脈絡中所描述之各種特徵亦可分別在多個實施方案中或以任何適合之子組合而實施。此外，儘管上文可能將特徵描述為在某些組合中起作用且甚至最初按此來主張，但來自所主張之組合之一或多個特徵在一些狀況下可自該組合刪除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。

類似地，儘管在圖式中以特定次序來描繪操作，但不應將此理解為為了達成合乎需要之結果，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說明之操作。另外，圖式可以流程圖之形式示意性地描繪一或多個實例程序。然而，未描繪之其他操作可併入於示意性說明之實例程序中。舉例而言，可在所說明之操作中之任何者之前、之後、同時或之間執行一或多個額外操作。在某些情形下，多任務及並行處理可為有利的。此外，不應將上文所描述之實施方案中之各種系統組件之分離理解為需要所有實施方案中之此分離，且應理解，所描述之程式組件及系統通常可一同整合在單一軟體產品中或封裝至多個軟體產品中。另外，其他實施方案係在以下申請專利範圍之範疇內。在一些狀況下，申請專利範圍中所敍述之動作可以不同次序執行且仍可達成所要結果。

Claims

一種裝置，其包含：一顯示元件陣列；控制邏輯，其經組態以：接收一輸入影像圖框，其中對於複數個像素中之每一者，該輸入影像圖框包括第一組色彩參數值；將一內容自適應性色域映射程序應用於與該像素相關聯之該第一組色彩參數值以將該第一組色彩參數值映射至第二組色彩參數值，其中該內容自適應性色域映射程序至少部分基於該影像圖框之內容；判定該輸入影像圖框之一飽和度參數(saturation level parameter)且基於該輸入影像圖框之該經判定之飽和度參數而調適該內容自適應性色域映射程序，其中該控制邏輯進一步經組態以藉由基於該經判定之飽和度參數而在至少兩個經儲存之色域映射查找表之間進行內插來產生一影像飽和度相依色域映射查找表而調適該內容自適應性色域映射程序；分解與該像素相關聯之該第二組色彩參數值以獲得與至少四種不同色彩相關聯之各別色彩子域中之像素強度值；基於該等色彩子域產生用於該等顯示元件之顯示元件狀態資訊；及將與該等至少四個色彩子域相關聯之該顯示元件狀態資訊輸出至該顯示元件陣列。
如請求項1之裝置，其中該第一組色彩參數值包括紅色、綠色及藍色像素強度值，該第二組色彩參數值包括XYZ三色激勵值，且與至少四種不同色彩相關聯之該等色彩子域包括紅色、綠色、藍色及白色子域。
如請求項1之裝置，其中該控制邏輯進一步經組態以根據一內容自適應性影像分解程序來分解與該複數個像素相關聯之該第二組色彩參數值以形成各別色彩子域。
如請求項3之裝置，其中：該控制邏輯進一步經組態以判定該所接收之影像圖框之一飽和度參數；及該內容自適應性影像分解程序包括應用基於該經判定之飽和度參數而經調整之一色彩分解矩陣。
如請求項1之裝置，其進一步包含一背光，該背光包括具有與該等各別色彩子域中之每一者相關聯之色彩之光源，且其中該控制邏輯經組態以在輸出與一色彩子域相關聯之該顯示元件狀態資訊之一部分時即照明與該色彩子域相關聯之一光源，從而照明該顯示元件陣列。
如請求項5之裝置，其中該控制邏輯經組態以在輸出與該色彩子域相關聯之該顯示元件狀態資訊之該部分時即照明與一不同色彩子域相關聯之一光源，且其中該控制邏輯經組態以部分基於該所接收之影像圖框之一經判定之飽和度參數之一值而控制與該色彩子域相關聯之該光源及與該不同色彩子域相關聯之該光源的照明強度。
如請求項1之裝置，其中該控制邏輯進一步經組態以使用一向量誤差擴散程序對該等色彩子域進行集體遞色。
如請求項1之裝置，其中對於每一像素，該內容自適應性色域映射程序進一步至少部分基於一電力管理參數而將該第一組色彩參數值映射至該第二組色彩參數值。
如請求項8之裝置，其中該電力管理參數包含一非作用中週期計時器值、一目標飽和參數值及一電池電量中之一者。
如請求項1之裝置，其進一步包含：一顯示器，其包括：該顯示元件陣列，一處理器，其能夠與該顯示器通信，該處理器能夠處理影像資料；及一記憶體器件，其能夠與該處理器通信。
如請求項10之裝置，該顯示器進一步包括：一驅動器電路，其能夠將至少一信號發送至該顯示器；及一控制器，其能夠將該影像資料之至少一部分發送至該驅動器電路。
如請求項10之裝置，其進一步包括：一影像源模組，其能夠將該影像資料發送至該處理器，其中該影像源模組包括一接收器、收發器及傳輸器中之至少一者。
如請求項10之裝置，其進一步包括：一輸入器件，其能夠接收輸入資料並將該輸入資料傳達至該處理器。
一種非暫時性之電腦可讀媒體，其儲存電腦可執行指令，該等指令當由一處理器執行時致使該處理器執行在一顯示器上形成一影像之一方法，該方法包含：接收一輸入影像圖框，其中對於複數個像素中之每一者，該輸入影像圖框包括第一組色彩參數值；將一內容自適應性色域映射程序應用於與該像素相關聯之該第一組色彩參數值以將與該像素相關聯之該第一組色彩參數值映射至第二組色彩參數值，其中該內容自適應性色域映射程序至少部分基於該影像圖框之該內容；判定該輸入影像圖框之一飽和度參數且基於該輸入影像圖框之該經判定之飽和度參數而調適該內容自適應性色域映射程序，其中藉由產生一影像飽和度相依色域映射查找表而調適該內容自適應性色域映射程序進一步包含基於該經判定之飽和度參數而在至少兩個經儲存之色域映射查找表之間進行內插；及分解與該像素相關聯之該第二組色彩參數值以獲得與至少四種不同色彩相關聯之各別色彩子域中之像素強度值；基於該等色彩子域產生用於一顯示元件陣列中之顯示元件之顯示元件狀態資訊；及將與該等至少四個色彩子域相關聯之該顯示元件狀態資訊輸出至該顯示元件陣列。
如請求項14之非暫時性之電腦可讀媒體，其中該第一組色彩參數值包括紅色、綠色及藍色像素強度值，該第二組色彩參數值包括XYZ三色激勵值，且與至少四種不同色彩相關聯之該等色彩子域包括紅色、綠色、藍色及白色子域。
如請求項14之非暫時性之電腦可讀媒體，其中分解與該每一像素相關聯之該第二組色彩參數值包括根據一內容自適應性影像分解程序而分解該第二組色彩參數值。
如請求項16之非暫時性之電腦可讀媒體，其中該方法進一步包含判定該所接收之影像圖框之一飽和度參數，且其中該內容自適應性影像分解程序包含應用基於該經判定之飽和度參數而經調整之一色彩分解矩陣。
如請求項14之非暫時性之電腦可讀媒體，其中該方法進一步包含使用一向量誤差擴散程序而對該等色彩子域進行集體遞色。
如請求項14之非暫時性之電腦可讀媒體，其中對於每一像素，該內容自適應性色域映射程序進一步至少部分基於一電力管理參數而將該第一組色彩參數值映射至該第二組色彩參數值。
如請求項19之非暫時性之電腦可讀媒體，其中該電力管理參數包括一非作用中週期計時器值、目標飽和參數值及一電池電量中之至少一者。
一種裝置，其包含：一顯示元件陣列；控制邏輯，其經組態以：接收在一第一色空間中經編碼之一輸入影像圖框，其中對於複數個像素中之每一者，該輸入影像圖框包括一組色彩強度值；判定該輸入影像圖框之一飽和度參數；對於該所接收之影像圖框中之每一像素：將一色域映射程序應用於與該像素相關聯之該等色彩強度值以便至少部分基於飽和度參數而將該等色彩強度值轉換成在XYZ色空間中的相對應的三色激勵值；基於該輸入影像圖框之該經判定之飽和度參數而調適該色域映射程序，其中該控制邏輯進一步經組態以藉由基於該經判定之飽和度參數而在至少兩個經儲存之色域映射查找表之間進行內插來產生一影像飽和度相依色域映射查找表而調適該色域映射程序；及分解與該像素相關聯之該等XYZ三色激勵值以獲得與至少四個不同色彩子域相關聯之像素強度值；基於該等色彩子域產生用於該顯示元件陣列中之該等顯示元件之顯示元件狀態資訊；及將與該等至少四個色彩子域相關聯之該顯示元件狀態資訊輸出至該顯示元件陣列以形成一影像。
如請求項21之裝置，其中該控制邏輯進一步經組態以至少部分基於該飽和度參數而導出一分解矩陣且分解該等XYZ三色激勵值包含應用該分解矩陣。