使用高维反射式显示器的光谱色彩再现的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年3月14日提交的名称为"Spectral Color Reproduction Using a High-Dimension reflective Display"、并且被转让给本申请的受让人的美国专 利申请No. 13/827890的优先权的权益，并且由此通过引用的方式将该美国专利申请明确 地并入本文。
技术领域
[0003] 本公开内容的方面总体上涉及光谱色彩再现，并且更具体地涉及使用高维反射式 显示器的光谱色彩再现。
【背景技术】
[0004] 干涉调制器显示（HTOD)是用于可以经由反射光的干涉来创建各种色彩的电子视 觉显示器中的技术。利用电切换的光调制器来选择色彩，该电切换的光调制器包括使用与 用于寻址液晶显示器（LCD)中的那些相似的驱动器集成电路来进行开关的微腔。基于頂OD 的反射式平板显示器包括几十万个独立的MOD元件，每个HTOD元件是基于微机电系统 (MEMS)的器件。
[0005] 每个頂OD像素使用光学干涉吸收的原理来选择性地吸收和/或反射光。頂OD显 示器元件可以包括一对导电板，它们的其中之一具有高反射率并且另一个是部分吸收的。 一个板关于另一个板的位置可以改变来自MOD显示器元件的反射光的光谱。两个板之间 的间隙有时被称作气隙。如果每个像素的气隙可以被动态地改变，頂OD显示器就被称作模 拟頂OD显示器或AiMOD (模拟干涉调制）显示器。由为器件配置的可用位置（气隙）来确 定基色的数量。当没有被寻址时，頂OD显示器消耗非常少的功率。不像常规背光液晶显示 器，HTOD在诸如阳光等明亮的环境光下清晰可见。
[0006] 基于AiMOD的显示器的每个基本元件通过改变气隙来独立地改变反射色谱。根据 基色反射和/或吸收的光谱，基色可以是白色、黑色或彩色。白色、黑色或彩色中的每一个 被命名为基色。每个像素能够从一个基色色彩变为另一个，但是其不能改变亮度级。元件 被组织成矩阵列以产生显示屏。
[0007] 由于每个元件只反射特定量的光，因此将相同色彩的几个元件作为子像素而集合 在一起允许基于特定时间处为反射的元件的数量的像素的不同亮度级。通过使用子像素来 创建多个彩色显示器，每个子像素被设计为反射特定的不同色彩。每个色彩的多个元件通 常用于给出可显示的色彩的更多组合（通过混合所反射的色彩）以及平衡像素的整体亮度 这两者。产生亮度的多个级的另一个方法是使用时间调制和/或空间抖动。
[0008] 由于元件只将功率用于在基色状态之间进行切换（在元件正在反射或吸收时，不 需要功率来反射或吸收击中显示器的光），基于頂OD的显示器可能比产生光和/或需要恒 定功率来将像素保持在特定状态的显示器使用更少的功率。正如纸或其它电子纸技术，作 为反射式显示器，其需要外部光源（例如日光或灯）来使其可读。
[0009] 大多数当前显示器使用色度色彩表征，其产生色彩以在色度上匹配原始色彩。被 校准以在照明体下产生色度色彩的这种显示器不适用于光谱再现。在AiMOD显示器的色彩 表征中，显露了照明体依赖。与在自发光显示器（例如，IXD显示器）中相比，该照明体依 赖在反射式显示器中是更严重的问题。
【发明内容】
[0010] 公开了用于使用高维反射式显示器的光谱色彩再现的技术。由于与其它显示器相 比，AiMOD显示器具有更多基色（或更高维），因此开发了用于光谱色彩再现的新的色彩再 现方法。用该新方法，只要色彩在显示器色域内，源光谱色彩的照明体依赖就变得与AiMOD 显示器所产生的相同。因此，真实物体的在不同照明体下改变的色彩将与显示器所产生的 相同。
[0011] 在一方面中，用于显示设备中的色彩再现的方法包括接收将在显示设备上显示的 光谱色彩输入。该方法另外包括从多个可用基色中选择为光谱色彩输入的光谱反射率的最 接近的匹配的基色，其中多个可用基色中的每一个可用基色被分配有与相关联的光谱反射 率的关联。该方法还包括在像素的时间帧的组中的一个时间帧中显示所选择的基色、以及 将剩余光谱误差传送到时间帧的组中的下一个时间帧。该方法还包括：在时间帧的组中的 所有时间帧都被使用后将剩余光谱误差传送到相邻像素，用于每个光谱带处的空间误差扩 散。
[0012] 在另一个方面中，用于显示设备中的色彩再现的装置包括用于接收将在显示设备 上显示的光谱色彩输入的单元。该装置还包括用于从多个可用基色中选择为光谱色彩输入 的光谱反射率的最接近的匹配的基色的单元，其中多个可用基色中的每一个可用基色被分 配有与相关联的光谱反射率的关联。该装置另外包括用于在像素的时间帧的组中的一个时 间帧中显示所选择的基色并且将剩余光谱误差传送到时间帧的组中的下一个时间帧的单 元。该装置还包括用于在时间帧的组中的所有时间帧都被使用后将剩余光谱误差传送到相 邻像素以用于每个光谱带处的空间误差扩散的单元。
[0013] 在另外的方面中，计算机程序产品包括计算机可读介质。计算机可读介质包括用 于接收将在显示设备上显示的光谱色彩输入的代码。计算机可读介质另外包括用于从多个 可用基色中选择为光谱色彩输入的光谱反射率的最接近的匹配的基色的代码，其中多个可 用基色中的每一个可用基色被分配有与相关联的光谱反射率的关联。计算机可读介质还包 括用于在像素的时间帧的组中的一个时间帧中显示所选择的基色并且将剩余光谱误差传 送到时间帧的组中的下一个时间帧的代码。计算机可读介质还包括用于在时间帧的组中的 所有时间帧都被使用后将剩余光谱误差传送到相邻像素以用于每个光谱带处的空间误差 扩散的代码。
[0014] 在又一方面中，显示设备包括至少一个处理器和耦合到至少一个处理器的存储 器。至少一个处理器被配置为接收将在显示设备上显示的光谱色彩输入。至少一个处理器 被另外配置为从多个可用基色中选择为光谱色彩输入的光谱反射率的最接近的匹配的基 色，其中多个可用基色中的每一个可用基色被分配有与相关联的光谱反射率的关联。至少 一个处理器还被配置为在像素的时间帧的组中的一个时间帧中显示所选择的基色并且将 剩余光谱误差传送到时间帧的组中的下一个时间帧。至少一个处理器还被配置为在时间帧 的组中的所有时间帧都被使用后将剩余光谱误差传送到相邻像素以用于每个光谱带处的 空间误差扩散。
[0015] 下文更详细地描述了本公开内容的各种方面和特征。
【附图说明】
[0016] 图1是概念地示出根据本公开内容的方面的实施光谱再现过程的图像显示装置 的示例的框图；
[0017] 包括图2A-2F的图2提供了示出根据本公开内容的方面的基色的示例性组的一组 图形表示；
[0018] 图3示出了根据本公开内容的方面的光谱再现过程的示例性框；以及
[0019] 图4示出了根据本公开内容的方面的用于AiMOD显示器的光谱再现过程的示例性 框。
【具体实施方式】
[0020] 下文结合附图所阐述的【具体实施方式】旨在作为对各种构造的描述，而不旨在代表 其中可以实践本文所描述的构思的唯一构造。【具体实施方式】包括用于提供对各种构思的透 彻理解的目的的具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细 节的情况下实践这些构思。在一些实例中，以框图的形式示出了公知的结构和部件，以避免 使这种构思难以理解。
[0021] 本公开内容提供了对反射式显示器的照明体依赖的问题的解决方案。该解决方案 利用反射式显示器的比自发光显示器使用更多基色的能力，并且该解决方案优选采用六个 或更多基色的组来实施再现（多个）原始成像物体的光谱曲线的新的色彩再现过程。如上 所述，利用该新的方法，源光谱色彩的照明体依赖与反射式显示器所产生的相同，达到色彩 在显示器色域内的程度。因此，真实物体的在不同照明体下改变的色彩与显示器所产生的 相同。
[0022] 可以设想，例如，可以在诸如博物馆质量画作等艺术作品的再现中实施该过程。在 这种应用中，可以使用例如光谱扫描仪来创建艺术作品的光谱图像。然后，根据当前公开的 过程，反射式显示器可以使用该光谱图像数据来提供艺术作品的再现，艺术品的再现将在 任何当前环境光照条件下复制艺术作品的外表。由于反射式显示器再现成像物体的光谱曲 线，所以显示器将在变化的光照条件下以与原始物体的外表在这些条件下进行改变的方式 相同或相似的方式来在外表上