使用高維反射式顯示器的光譜色彩再現(xiàn)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年3月14日提交的名稱為"Spectral Color Reproduction Using a High-Dimension reflective Display"、并且被轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國專 利申請(qǐng)No. 13/827890的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，并且由此通過引用的方式將該美國專利申請(qǐng)明確 地并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開內(nèi)容的方面總體上涉及光譜色彩再現(xiàn)，并且更具體地涉及使用高維反射式 顯示器的光譜色彩再現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0004] 干涉調(diào)制器顯示（HTOD)是用于可以經(jīng)由反射光的干涉來創(chuàng)建各種色彩的電子視 覺顯示器中的技術(shù)。利用電切換的光調(diào)制器來選擇色彩，該電切換的光調(diào)制器包括使用與 用于尋址液晶顯示器（LCD)中的那些相似的驅(qū)動(dòng)器集成電路來進(jìn)行開關(guān)的微腔?；陧擮D 的反射式平板顯示器包括幾十萬個(gè)獨(dú)立的MOD元件，每個(gè)HTOD元件是基于微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)的器件。
[0005] 每個(gè)頂OD像素使用光學(xué)干涉吸收的原理來選擇性地吸收和/或反射光。頂OD顯 示器元件可以包括一對(duì)導(dǎo)電板，它們的其中之一具有高反射率并且另一個(gè)是部分吸收的。 一個(gè)板關(guān)于另一個(gè)板的位置可以改變來自MOD顯示器元件的反射光的光譜。兩個(gè)板之間 的間隙有時(shí)被稱作氣隙。如果每個(gè)像素的氣隙可以被動(dòng)態(tài)地改變，頂OD顯示器就被稱作模 擬頂OD顯示器或AiMOD (模擬干涉調(diào)制）顯示器。由為器件配置的可用位置（氣隙）來確 定基色的數(shù)量。當(dāng)沒有被尋址時(shí)，頂OD顯示器消耗非常少的功率。不像常規(guī)背光液晶顯示 器，HTOD在諸如陽光等明亮的環(huán)境光下清晰可見。
[0006] 基于AiMOD的顯示器的每個(gè)基本元件通過改變氣隙來獨(dú)立地改變反射色譜。根據(jù) 基色反射和/或吸收的光譜，基色可以是白色、黑色或彩色。白色、黑色或彩色中的每一個(gè) 被命名為基色。每個(gè)像素能夠從一個(gè)基色色彩變?yōu)榱硪粋€(gè)，但是其不能改變亮度級(jí)。元件 被組織成矩陣列以產(chǎn)生顯示屏。
[0007] 由于每個(gè)元件只反射特定量的光，因此將相同色彩的幾個(gè)元件作為子像素而集合 在一起允許基于特定時(shí)間處為反射的元件的數(shù)量的像素的不同亮度級(jí)。通過使用子像素來 創(chuàng)建多個(gè)彩色顯示器，每個(gè)子像素被設(shè)計(jì)為反射特定的不同色彩。每個(gè)色彩的多個(gè)元件通 常用于給出可顯示的色彩的更多組合（通過混合所反射的色彩）以及平衡像素的整體亮度 這兩者。產(chǎn)生亮度的多個(gè)級(jí)的另一個(gè)方法是使用時(shí)間調(diào)制和/或空間抖動(dòng)。
[0008] 由于元件只將功率用于在基色狀態(tài)之間進(jìn)行切換（在元件正在反射或吸收時(shí)，不 需要功率來反射或吸收擊中顯示器的光），基于頂OD的顯示器可能比產(chǎn)生光和/或需要恒 定功率來將像素保持在特定狀態(tài)的顯示器使用更少的功率。正如紙或其它電子紙技術(shù)，作 為反射式顯示器，其需要外部光源（例如日光或燈）來使其可讀。
[0009] 大多數(shù)當(dāng)前顯示器使用色度色彩表征，其產(chǎn)生色彩以在色度上匹配原始色彩。被 校準(zhǔn)以在照明體下產(chǎn)生色度色彩的這種顯示器不適用于光譜再現(xiàn)。在AiMOD顯示器的色彩 表征中，顯露了照明體依賴。與在自發(fā)光顯示器（例如，IXD顯示器）中相比，該照明體依 賴在反射式顯示器中是更嚴(yán)重的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 公開了用于使用高維反射式顯示器的光譜色彩再現(xiàn)的技術(shù)。由于與其它顯示器相 比，AiMOD顯示器具有更多基色（或更高維），因此開發(fā)了用于光譜色彩再現(xiàn)的新的色彩再 現(xiàn)方法。用該新方法，只要色彩在顯示器色域內(nèi)，源光譜色彩的照明體依賴就變得與AiMOD 顯示器所產(chǎn)生的相同。因此，真實(shí)物體的在不同照明體下改變的色彩將與顯示器所產(chǎn)生的 相同。
[0011] 在一方面中，用于顯示設(shè)備中的色彩再現(xiàn)的方法包括接收將在顯示設(shè)備上顯示的 光譜色彩輸入。該方法另外包括從多個(gè)可用基色中選擇為光譜色彩輸入的光譜反射率的最 接近的匹配的基色，其中多個(gè)可用基色中的每一個(gè)可用基色被分配有與相關(guān)聯(lián)的光譜反射 率的關(guān)聯(lián)。該方法還包括在像素的時(shí)間幀的組中的一個(gè)時(shí)間幀中顯示所選擇的基色、以及 將剩余光譜誤差傳送到時(shí)間幀的組中的下一個(gè)時(shí)間幀。該方法還包括：在時(shí)間幀的組中的 所有時(shí)間幀都被使用后將剩余光譜誤差傳送到相鄰像素，用于每個(gè)光譜帶處的空間誤差擴(kuò) 散。
[0012] 在另一個(gè)方面中，用于顯示設(shè)備中的色彩再現(xiàn)的裝置包括用于接收將在顯示設(shè)備 上顯示的光譜色彩輸入的單元。該裝置還包括用于從多個(gè)可用基色中選擇為光譜色彩輸入 的光譜反射率的最接近的匹配的基色的單元，其中多個(gè)可用基色中的每一個(gè)可用基色被分 配有與相關(guān)聯(lián)的光譜反射率的關(guān)聯(lián)。該裝置另外包括用于在像素的時(shí)間幀的組中的一個(gè)時(shí) 間幀中顯示所選擇的基色并且將剩余光譜誤差傳送到時(shí)間幀的組中的下一個(gè)時(shí)間幀的單 元。該裝置還包括用于在時(shí)間幀的組中的所有時(shí)間幀都被使用后將剩余光譜誤差傳送到相 鄰像素以用于每個(gè)光譜帶處的空間誤差擴(kuò)散的單元。
[0013] 在另外的方面中，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用 于接收將在顯示設(shè)備上顯示的光譜色彩輸入的代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)另外包括用于從多個(gè) 可用基色中選擇為光譜色彩輸入的光譜反射率的最接近的匹配的基色的代碼，其中多個(gè)可 用基色中的每一個(gè)可用基色被分配有與相關(guān)聯(lián)的光譜反射率的關(guān)聯(lián)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還包 括用于在像素的時(shí)間幀的組中的一個(gè)時(shí)間幀中顯示所選擇的基色并且將剩余光譜誤差傳 送到時(shí)間幀的組中的下一個(gè)時(shí)間幀的代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還包括用于在時(shí)間幀的組中的 所有時(shí)間幀都被使用后將剩余光譜誤差傳送到相鄰像素以用于每個(gè)光譜帶處的空間誤差 擴(kuò)散的代碼。
[0014] 在又一方面中，顯示設(shè)備包括至少一個(gè)處理器和耦合到至少一個(gè)處理器的存儲(chǔ) 器。至少一個(gè)處理器被配置為接收將在顯示設(shè)備上顯示的光譜色彩輸入。至少一個(gè)處理器 被另外配置為從多個(gè)可用基色中選擇為光譜色彩輸入的光譜反射率的最接近的匹配的基 色，其中多個(gè)可用基色中的每一個(gè)可用基色被分配有與相關(guān)聯(lián)的光譜反射率的關(guān)聯(lián)。至少 一個(gè)處理器還被配置為在像素的時(shí)間幀的組中的一個(gè)時(shí)間幀中顯示所選擇的基色并且將 剩余光譜誤差傳送到時(shí)間幀的組中的下一個(gè)時(shí)間幀。至少一個(gè)處理器還被配置為在時(shí)間幀 的組中的所有時(shí)間幀都被使用后將剩余光譜誤差傳送到相鄰像素以用于每個(gè)光譜帶處的 空間誤差擴(kuò)散。
[0015] 下文更詳細(xì)地描述了本公開內(nèi)容的各種方面和特征。
【附圖說明】
[0016] 圖1是概念地示出根據(jù)本公開內(nèi)容的方面的實(shí)施光譜再現(xiàn)過程的圖像顯示裝置 的示例的框圖；
[0017] 包括圖2A-2F的圖2提供了示出根據(jù)本公開內(nèi)容的方面的基色的示例性組的一組 圖形表示；
[0018] 圖3示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的方面的光譜再現(xiàn)過程的示例性框；以及
[0019] 圖4示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的方面的用于AiMOD顯示器的光譜再現(xiàn)過程的示例性 框。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下文結(jié)合附圖所闡述的【具體實(shí)施方式】旨在作為對(duì)各種構(gòu)造的描述，而不旨在代表 其中可以實(shí)踐本文所描述的構(gòu)思的唯一構(gòu)造?！揪唧w實(shí)施方式】包括用于提供對(duì)各種構(gòu)思的透 徹理解的目的的具體細(xì)節(jié)。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì) 節(jié)的情況下實(shí)踐這些構(gòu)思。在一些實(shí)例中，以框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和部件，以避免 使這種構(gòu)思難以理解。
[0021] 本公開內(nèi)容提供了對(duì)反射式顯示器的照明體依賴的問題的解決方案。該解決方案 利用反射式顯示器的比自發(fā)光顯示器使用更多基色的能力，并且該解決方案優(yōu)選采用六個(gè) 或更多基色的組來實(shí)施再現(xiàn)（多個(gè)）原始成像物體的光譜曲線的新的色彩再現(xiàn)過程。如上 所述，利用該新的方法，源光譜色彩的照明體依賴與反射式顯示器所產(chǎn)生的相同，達(dá)到色彩 在顯示器色域內(nèi)的程度。因此，真實(shí)物體的在不同照明體下改變的色彩與顯示器所產(chǎn)生的 相同。
[0022] 可以設(shè)想，例如，可以在諸如博物館質(zhì)量畫作等藝術(shù)作品的再現(xiàn)中實(shí)施該過程。在 這種應(yīng)用中，可以使用例如光譜掃描儀來創(chuàng)建藝術(shù)作品的光譜圖像。然后，根據(jù)當(dāng)前公開的 過程，反射式顯示器可以使用該光譜圖像數(shù)據(jù)來提供藝術(shù)作品的再現(xiàn)，藝術(shù)品的再現(xiàn)將在 任何當(dāng)前環(huán)境光照條件下復(fù)制藝術(shù)作品的外表。由于反射式顯示器再現(xiàn)成像物體的光譜曲 線，所以顯示器將在變化的光照條件下以與原始物體的外表在這些條件下進(jìn)行改變的方式 相同或相似的方式來在外表上