輸入分量色到波形的直接映射的製作方法

2023-06-07 21:54:51

專利名稱：：輸入分量色到波形的直接映射的製作方法
技術領域：
：本申請總體上涉及用於驅動雙穩態彩色電光顯示設備的裝置和方法。
背景技術：
：電光材料可以指至少具有第一和第二顯示狀態的材料。可以通過對材料施加電場來改變電光材料的顯示狀態。顯示狀態在至少一個光學特性下彼此不同。光學特性可以是人眼可感知的顏色，或者諸如光透射、反射或發光等光學特性。光學特性可以與人類視覺可感知的光譜部分內部或外部的電磁輻射有關。雙穩態電光顯示器可以指具有顯示元件(也被稱作像素，子像素或「顯示像素」)的顯示器，顯示元件包括電光材料。在現有技術中，術語「雙穩態(bistable)」可以指具有兩個顯示狀態的顯示元件或者具有兩個以上顯示狀態的顯示元件。因此，術語雙穩態可以用於指事實上具有多個穩定狀態的顯示元件。一般而言，如果雙穩態顯示元件的顯示狀態的持續時間是電場(施加電場以將顯示元件置於特定顯示狀態)持續時間的至少若干倍(例如，電場持續時間的至少4倍)，則可以認為雙穩態顯示元件的顯示狀態是穩定的。已知幾種類型的電光顯示器。一種類型的電光顯示器是旋轉雙色度構件類型。旋轉雙色度構件顯示器可以使用具有兩個或多個部分的大量小本體(body)，每個小本體具有不同的光學特性和內部偶極。本體可以在矩陣內充滿液體的泡內懸浮。另一種類型的電光顯示器使用電致變色介質，例如單色薄膜，包括至少一部分根據半導體金屬氧化物形成的電極，以及多個附著至該電極具有可逆顏色改變能力的染色分子(dyemolecules)。另一類型的電光顯示器是電溼潤顯示器。一種類型電光顯示器是基於微粒的電泳顯示器，其中兩個或多個微粒可以懸浮在介質中。微粒會被染色，一些微粒顏色淺，而另一些微粒顏色深。淺色可以是白色，深色可以是黑色，然而，這不是必要的。可以使用任何適合的顏色。微粒可以帶正電也可以帶負電，其中淺色微粒和深色微粒具有相反的電荷極性。當帶電時，染色的微粒可以位於電場中，微粒響應於場、被稱作電泳的現象在介質中移動。介質可以是液體或氣體。介質中懸浮的微粒組可以被封閉在膠囊裡。膠囊可以保持在聚合粘合劑內以形成粘結層，粘結層可以位於兩個電極之間。備選地，可以將懸浮在介質內的微粒引入到聚合材料的連續相中，聚合材料可以被稱作聚合物分散的電泳顯示器。在另一備選中，懸浮在介質中的微粒組可以封閉在載體介質中形成的腔體中，典型地聚合薄膜，聚合薄膜可以被稱作微胞(microcell)電泳顯示器。如所述，與電光顯示元件的顯示狀態相關聯的一個光學特性可以是反射或透射。作為前一種特性的示例，基於微粒的電光顯示元件的顯示狀態可以包括變化的反射程度。作為後一種特性的示例，可以使基於微粒的電光顯示元件的顯示狀態在「快門模式」下操作，在「快門模式」下，一個顯示狀態實質上是不透明的，另一個顯示狀態是透光的。期望儘可能精確地呈現圖像。還期望在呈現圖像時使等待時間和功耗最小化。電光顯示器的外觀主要依賴於其反射率。在一些照明條件下，電光顯示元件反射的光比期望的少，這會降低顏色逼真度。採取措施以改進顏色逼真度會增加改變顯示狀態所需的時間或功率。相應地，需要一種用於驅動雙穩態彩色電光顯示設備的裝置和方法。
發明內容公開了一種用於驅動雙穩態彩色顯示器的方法、圖像處理設備和圖像顯示系統。該方法包括接收對顯示器的彩色顯示元件加以描述的數據。該數據包括對兩個或多個分量色的描述。該方法還可以包括確定分量色之一與彩色顯示元件的特定子像素之間的對應關係。此外，該方法可以包括將分量色映射到波形，並且利用映射的波形來驅動子像素。映射可以說明(accountfor)特定子像素的特性。在一些實施例中，特定子像素可以包括濾色器，特性可以包括濾色器的特性。濾色器可以包括紅、綠或藍濾色器中的一個。備選地，濾色器可以包括紅、綠、藍或白濾色器中的一個。特性可以包括特定子像素的光學狀態與分量色值之間的關係。在一些實施例中，該方法還可以包括通過修改初始化數據值來產生優化的數據值以補充顯示元件特性。此外，可以使用優化的數據值來選擇波形，可以將選定的波形映射到輸入數據值，並且即將映射記錄在存儲器中。上述分量色到波形的映射可以包括從存儲器中取出映射。一種用於驅動雙穩態彩色顯示器的圖像處理設備可以包括第一、第二、第三和第四單元。第一單元可以接收對顯示器的顏色像素加以描述的數據。針對每個顏色像素該數據可以包括兩個或多個分量色的描述。第二單元可以確定分量色與特定顏色像素的特定子像素之間的對應關係。第三單元可以將分量色映射到波形。映射可以說明與分量色相對應的特定像素的特性。第四單元可以利用映射的波形來驅動子像素。在一些實施例中，特定子像素可以包括濾色器，並且特性包括濾色器的特性。濾色器可以包括紅、綠或藍濾色器中的一個。備選地，濾色器可以包括紅、綠、藍或白濾色器中的一個。特性可以包括特定子像素的光學狀態與分量色值之間的關係。圖像顯示系統可以包括雙穩態彩色顯示器以及第一、第二、第三和第四單元。第一單元可以接收對顯示器的顏色像素加以描述的數據。針對每個顏色像素該數據可以包括兩個或多個分量色的描述。第二單元可以確定分量色與特定顏色像素的特定子像素之間的對應關係。第三單元可以將分量色映射到波形。映射可以說明與分量色相對應的特定像素的特性。第四單元可以利用映射的波形來驅動子像素。在一些實施例中，特定子像素可以包括濾色器，並且特性包括濾色器的特性。濾色器可以包括紅、綠或藍濾色器中的一個。備選地，濾色器可以包括紅、綠、藍或白濾色器中的一個。特性可以包括特定子像素的光學狀態與分量色值之間的關係。圖I示出了示例雙穩態單色電光顯示設備的一部分的簡要截面圖。圖2示出了用於改變示例雙穩態電光顯示元件的顯示狀態的示例波形。圖3不出了不例雙穩態彩色電光顯不設備的一部分的簡要截面圖。圖4示出了用於驅動根據一個實施例的雙穩態彩色電光顯示設備的方法。圖5示出了用於驅動根據一個實施例的雙穩態彩色電光顯示設備示例顯示系統。圖6示出了用於驅動根據一個備選實施例的雙穩態彩色電光顯示設備的示例顯示系統。具體實施例方式圖I示出了根據一個實施例的示例電光顯示器118的一部分的簡要截面圖。顯示器118可以包括夾在透明公共電極120與多個顯示元件電極112之間的電泳介質。顯示元件的一側可以指定為觀看側(例如，透明公共電極120側)，另一側可以是不可觀看側。顯示元件電極122可以駐留在襯底124上。電泳介質可以包括一個或多個微型膠囊126。每個微型膠囊126可以包括懸浮在液體132中帶正電白色微粒128以及帶負電黑色微粒130。備選地，白色微粒可以是帶負電的，黑色微粒可以是帶正電的。此外，微粒並不嚴格地僅是白色和黑色；可以使用其他顏色。在一個實施例中，每個顯示元件134可以與一個顯示元件電極122相對應，然而，這不是必要的。此外，每個顯示元件134可以與一個或多個微型膠囊126相對應。響應於使淺色微粒128向著觀看側移動並且深色微粒130遠離觀看側移動更深。相應地，通過在元件兩端引入電場，電光顯示元件134可以置於特定顯示狀態下。可以以任何適合的方式來控制將電光顯示元件的一個或多個膠囊的組分開的電極對。在一個實施例中，電光顯示元件134可以使用有源電極矩陣來形成。在備選實施例中，電光顯示元件134可以使用無源電極矩陣來形成。在一個實施例中，電光顯示器可以包括顯示元件134矩陣,每個顯示元件包括一個或多個膠囊,一個或多個膠囊包含在介質中懸浮的多個微粒。膠囊組置於公共電極與顯示元件電極之間。建立公共電極與顯示元件電極之間電壓差創建了顯示元件134上的電場，引起微粒上的電動勢。電動勢繼而改變介質內微粒的位置分布，繼而可以改變電光顯示元件134的顯示狀態。膠囊中電場移動微粒的距離是時間以及電壓幅度和極性的函數。此外，微粒位移是微粒的初始位置的函數。微粒位移也可以取決於其他因素，例如介質的粘性和環境溫度。在數學上，可以將電場規定為施加至電極的電壓相對於時間的積分。相應地，假定電壓的時間積分相同，在短時間內施加大電壓可以產生與在長時間內施加較小電壓相同的位移。類似地，仍然假定數個電壓的時間積分相同，長時間內施加單個電壓會產生與較短時間內施加兩個或更多電壓相同的位移。如該示例所指示的，沒有必要在特定時間周期內連續施加電壓。可以在顯示元件兩端施加時間上以一定距離間隔的一系列電壓。此外，一系列電壓中的每個電壓沒有必要具有相同幅度或者甚至具有相同極性。事實上，期望在顯示元件兩端建立一系列幅度和極性變化的電壓(可以或者不必在時間上以一定距離間隔)。例如，期望持續時間、幅度和極性變化的電壓，以提供微粒的初始「搖動」以提高DC平衡、保存能量或者滿足其他需要。本領域技術人員應當認識到，可以通過電壓和時間的多種組合來產生電壓的特定時間積分。在本說明書中，術語「波形」或「驅動波形」指電壓和關聯時間周期的特定組合，採用這種特定組合使顯示元件過渡到新的顯示狀態。在本說明書中，針對某時間周期的單個連續電壓可以被稱作「電壓脈衝」或「脈衝」。使用這些定義，驅動波形可以包括一個或多個電壓脈衝。在一個實施例中，波形包括兩個或多個電壓脈衝。應當理解的是，多個不同波形可以用於使顯示元件過渡到一個特定顯示狀態。圖2示出了示例波形202和204。斷言單個脈衝的時間周期可以被稱作幀周期。與整個脈衝序列相關聯的時間連同任何其餘周期可以被稱作波形周期。波形202和204具有不同的波形周期。如所述，微粒位移依賴於介質中微粒的初始位置。相應地，為每個可能的顯示狀態提供單個波形是不夠的。相反，對於每個可能的最終顯示狀態，每個可能初始顯示狀態需要唯一波形。換言之，從初始顯示狀態到最終顯示狀態的每種可能過渡需要不同波形。在一個實施例中，可以向每種可能顯示狀態過渡提供驅動波形。在特定條件下，針對所有可能顯示狀態過渡的驅動波形集合可以被稱作「驅動方案」。對於特定電光顯示設備而言，可以提供不同的驅動方案(即，驅動波形集合)以補償不同的溫度條件或其它因素。對顯示元件134施加波形通常使染色的微粒重新分布。各種顯示狀態可以與著色的微粒在介質中如何分布相對應。然而，應當認識到，可能地一個特定顯示狀態可以與微粒的一個或多個分布相對應。電光顯示元件134的顯示狀態可以對應於光電元件134反射多少光，出現黑、白或中間灰色調的像素取決於反射的光量。相應地，特定灰度級可以通過對顯示元件134施加波形來產生。參照圖3，彩色電光顯示元件318可以包括置於顯示元件的觀看側上的濾色器。圖3示出了根據一個實施例的示例電光顯示器318的一部分的簡要截面圖。顯示器318可以包括夾在透明公共電極320與多個顯示元件電極322之間的電光介質,顯示元件電極322駐留在襯底324上。電光介質可以是以上關於電光顯不器118描述的相同介質。電光介質可以包括微型膠囊326，微型膠囊具有在流體332中懸浮的淺色微粒328和深色微粒330。此外，每個顯示元件334可以包括濾波器336、338、340或342。濾波器可以置於透明公共電極320與電光介質之間。濾波器可以被置於，使得與濾波器相關聯的特定顯示元件上入射的光通過濾波器。濾波器可以設置在鄰近與特定顯示元件相關聯的微型膠囊326的位置。濾波器可以設置在與顯示元件電極322相對的位置。在一個備選方案中，透明公共電極320可以置於濾波器336、338、340或342與關聯於特定子像素的微型膠囊326之間。可以按照各種顏色組合(例如，紅、綠和藍三原色)提供濾波器336、338、340或342。在一個實施例中，濾波器336可以是藍濾色器，濾波器338可以是綠濾色器，濾波器340可以是白濾色器，濾波器342可以是紅濾色器。可以以各種馬賽克圖案(例如，Bayer圖案)提供濾色器。當在電光顯示元件陣列上放置濾色器陣列(「CFA」)時，在本說明書中，各個單獨元件可以被稱作「子像素」，並且按照圖案分量基本單元的不同染色的子像素組可以被稱作「超級像素」。例如，濾色器圖案的基本單元可以是2X2子像素陣列(包括一個紅子像素、一個藍子像素以及兩個綠子像素)。作為第二示例，濾色器圖案的基本單元可以是2X2子像素陣列(包括一個紅色子像素、一個藍色子像素、一個綠色子像素以及一個白色子像素)。在這些示例中的每個示例中，超級像素與四個像素相對應。子像素通常小到人類視覺系統將子像素的混合感知為單個顏色。可以選擇濾波器的顏色，使得這些顏色被加到一起以產生期望的顏色，例如，RGB、RGBW，或者從白光中減去以產生期望顏色，例如，CMY或CMYK。可以使用任何期望的濾色器集合，例如RGB、CMY、RGBY、CMYB或CMYK。白濾波器340可以是透明結構；備選地，可以從與特定子像素相關聯的微型膠囊326和公共電極320之間的位置中省略或去除白色濾波器。超級像素並不嚴格地精確包括四個子像素；在備選實施例中，超級像素可以包括期望數目的子像素。此外，沒有必要特定顏色僅在超級像素中出現一次；超級像素可以包括兩個或多個相同顏色的子像素。作為示例，超級像素可以包括兩個或多個綠色子像素，或者兩個或多個白色子像素。期望顯示設備儘可能精確地再現顏色。單色電光顯示元件134可以通過反射不同的光量呈現不同的灰度級。如上所述，可以通過對顯示元件134應用來自驅動方案的適當波形來產生特定灰度級。類似地，染色的子像素334可以通過反射不同的光量，以不同明度(lightness)級別呈現顏色。然而，當使用適合於驅動單色顯示元件134的灰度級的波形產生顏色時會遇到一些問題。一個問題是適合於呈現單色顯示元件134的特定灰度級的波形在用於對染色的子像素334的明度進行調製時可能是不精確的。首先，染色的像素可以包括濾色器。當濾色器置於電光顯示元件前面時，入射光必須兩次通過濾波器傳播，第一次去往元件，第二次去往觀看者的眼睛。由於兩次通過濾色器，因此與灰度級電光顯示元件134相比，彩色光電顯示元件334反射的光量減少。適合於呈現單色顯示元件134的特定灰度級的波形不能說明染色的子像素334的反射率級別降低。其次，用於不同染色子像素334的濾波器的光學特性可以是不同的，例如，在光透射和反射方面不同，例如，紅色濾波器可以具有與綠色濾波器不同的特性。適合於呈現特定灰度級的波形不能說明不同顏色濾波器的光學特性不同。另一問題涉及電光顯示元件的反射屬性。在一些環境照明條件下，電光顯示元件可以反射比期望少的光。在不夠理想的照明條件下使用電光顯示元件呈現RGB值會導致色表(colorappearance)缺乏RGB值所指定的明度、色調或飽和度。在使用輸入數據值選擇適合波形之前，通過修改輸入數據值(例如，輸入RGB數據值)，能夠補償彩色電光顯示元件334相比於灰度級電光顯示元件134降低的反射率。還能夠在使用數據值來選擇適合波形之前，通過修改輸入數據值來補償缺少顏色精確度(在不夠理想的照明條件下發生)。可以使用顏色處理算法來修改輸入數據值，使得選擇改變感知到的彩色電光顯示元件的明度、色調或飽和度的波形。唯一顏色處理算法或者具有唯一參數的顏色處理算法需要變換應用於具有不同顏色濾波器的顯示元件的輸入數據值。例如，用於變換R顏色數據值的顏色處理算法可以不同於用於變換B顏色數據值的顏色處理算法。在使用數據選擇用於驅動到新顯示狀態的過渡的波形之前，修改輸入數據值可以包括變換數據，使得相同的輸入步長(step)與顯示狀態的相同改變量成比例，過程有時被稱作「線性化」或「伽馬校正」。此外，將輸入數據從線性輸入值變換到針對特定電光顯示設備優化的值。變換輸入數據可以包括說明特定電光顯示設備中使用的特定CFA。此外，輸入數據的變換可以包括改變輸入數據的彩色空間。作為一個示例，產生白色子像素並且將該白色子像素與每個RGB輸入像素相加，以創建RGBW像素。根據元件否則會以何種方式出現，利用優化值選擇的波形可以使電光顯示元件的明度、飽和度或色調改變。例如，由於優化變換，顯示元件顏色的外觀明度或飽和度可以增大。利用優化值選擇的波形可以使電光顯示設備以更精確地呈現顏色。可以提供用於選擇波形的裝置，波形用於驅動到新顯示狀態的過渡。該裝置可以接收輸入RGB值，並且從適合於在單色電光顯示元件中產生灰度級的驅動方案中選擇適當波形。可以逐像素地處理RGB值。然而，該裝置可以在選擇波形之前對輸入數據執行一個或多個顏色處理算法。在接收RGB輸入值之後，該裝置可以對輸入值線性化。接著，該裝置可以通過對線性化的數據執行一個或多個變換來優化線性化的輸入值。例如，該裝置可以修改RGB輸入數據值的亮度。可以通過以下操作來修改亮度將RGB值變換到YCrCb彩色空間，對Y分量進行縮放，然後將YCrCb值變換回到RGB彩色空間中。作為另一示例，該裝置可以偏移輸入顏色值，以改變色調、飽和度或兩個描述符的規定。該裝置可以將輸入值變換到另一彩色空間(例如，YCrCb)，然後在新彩色空間中偏移顏色，或者可以在輸入彩色空間(例如RGB)中偏移顏色。可以通過用RGB輸入向量乘以3X3核矩陣來偏移輸入數據的顏色值。具體地，該裝置可以使用實現以下表達式的硬體或軟體來偏移顏色值權利要求1.一種用於驅動雙穩態彩色顯不器的方法，包括接收對顯示器的彩色顯示元件加以描述的數據，所述數據包括對兩個或多個分量色的描述；確定分量色之一與彩色顯示元件的特定子像素之間的對應關係；將分量色映射到波形，其中，映射說明特定子像素的特性；以及利用映射的波形來驅動子像素。2.根據權利要求I所述的方法，其中，特定子像素包括濾色器，特性包括濾色器的特性。3.根據權利要求2所述的方法，其中，濾色器包括紅、綠或藍濾色器中的一個。4.根據權利要求3所述的方法，其中，濾色器包括紅、綠、藍或白濾色器中的一個。5.根據權利要求I所述的方法，其中，特性包括特定子像素的光學狀態與分量色值之間的關係。6.根據權利要求I所述的方法,其中,還包括通過修改初始化數據值來產生優化的數據值以補充顯示元件特性；使用優化的數據值來選擇波形；將選定的波形映射到輸入數據值；以及將映射記錄在存儲器中。7.根據權利要求6所述的方法，其中，上述分量色到波形的映射包括從存儲器中取出映射。8.一種用於驅動雙穩態彩色顯示器的圖像處理設備，包括第一單元，接收對顯示器的顏色像素加以描述的數據，針對每個顏色像素，所述數據包括兩個或多個分量色的描述；第二單元，確定分量色與特定顏色像素的特定子像素之間的對應關係；第三單元，將分量色映射到波形，其中，映射說明與分量色相對應的特定像素的特性；以及第四單元，利用映射的波形來驅動子像素。9.根據權利要求8所述的設備，其中，特定子像素包括濾色器，並且特性包括濾色器的特性。10.根據權利要求9所述的設備，其中，濾色器包括紅、綠或藍濾色器中的一個。11.根據權利要求9所述的設備，其中，濾色器包括紅、綠、藍或白濾色器中的一個。12.根據權利要求8所述的設備，其中，特性包括特定子像素的光學狀態與分量色值之間的關係。13.根據權利要求8所述的設備，其中，第二單元對分量色與特定顏色像素的特定子像素之間的對應關係的確定考慮了子像素在濾色器陣列中的空間位置。14.一種圖像顯不系統，包括雙穩態彩色顯不器；第一單元，接收對顯示器的顏色像素加以描述的數據，針對每個顏色像素，所述數據包括兩個或多個分量色的描述；第二單元，確定分量色與特定顏色像素的特定子像素之間的對應關係；第三單元，將分量色映射到波形，其中，映射說明與分量色相對應的特定像素的特性；以及第四單元，利用映射的波形來驅動子像素。15.根據權利要求14所述的系統，其中，特定子像素包括濾色器，並且特性包括濾色器的特性。16.根據權利要求14所述的系統，其中，濾色器包括紅、綠或藍濾色器中的一個。17.根據權利要求14所述的系統，其中，濾色器包括紅、綠、藍或白濾色器中的一個。18.根據權利要求14所述的系統，其中，特性包括特定子像素的光學狀態與分量色值之間的關係。19.根據權利要求14所述的系統，其中，第二單元對分量色與特定顏色像素的特定子像素之間的對應關係的確定考慮了子像素在濾色器陣列中的空間位置。全文摘要公開了一種用於驅動雙穩態彩色顯示器的方法、圖像處理設備和圖像顯示系統。該圖像處理設備可以包括第一、第二、第三和第四單元。該方法可以包括接收對顯示器的彩色顯示元件加以描述的數據，並且第一單元可以接收對顯示器的彩色顯示元件加以描述的數據，該數據包括對兩個或多個分量色的描述。該方法可以包括確定分量色之一與彩色顯示元件的特定子像素之間的對應關係，並且第二單元可以確定分量色之一與彩色顯示元件的特定子像素之間的對應關係。此外，該方法可以包括將分量色映射到波形，並且利用映射的波形來驅動子像素。第三單元可以將分量色映射到波形，並且利用映射的波形來驅動子像素。映射可以說明與分量色相對應的特定子像素的特性。文檔編號G09G3/34GK102750908SQ20121008362公開日2012年10月24日申請日期2012年3月27日優先權日2011年4月18日發明者傑爾澤·維斯洛·斯維克申請人:精工愛普生株式會社