专利名称：用于降低显示器中的功率消耗的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明揭示一种用于降低显示器中的功率消耗的方法及系统，其包括驱动一包含复数个由一显示状态表征的显示元件的显示器。在一第一运行模式中，周期性地重新设定基本上所有显示元件的显示状态，以显示一第一系列图像帧。在变至一第二运行模式后，一第二运行模式包括仅重新设定所述显示元件中的仅一部分的显示状态，以便以一显示元件分辨率来显示一第二系列图像帧，所述显示元件分辨率小于用于显示所述第一系列图像帧的所述显示元件分辨率。
背景技术：
微机电系统(MEMS)包括微机械元件、激励器及电子元件。微机械元件可采用沉积、蚀刻或其他可蚀刻掉衬底及/或所沉积材料层的若干部分或可添加若干层以形成电和机电装置的微机械加工工艺制成。一种类型的MEMS装置被称为干涉式调制器。干涉式调制器可包含一对导电板，其中之一或二者均可全部或部分地透明及/或为反射性，且在施加一个适当的电信号时能够相对运动。其中一个板可包含一沉积在一衬底上的静止层，另一个板可包含一通过一空气间隙与该静止层隔开的金属隔板。上述装置具有广泛的应用范围，且在此项技术中，利用及/或修改这些类型装置的特性、以使其性能可用于改善现有产品及制造目前尚未开发的新产品将颇为有益。
发明内容
本发明的系统、方法及装置均具有多个方面，任一单个方面均不能单独决定其所期望特性。现在，对其更主要的特性进行简要论述，此并不限定本发明的范围。在查看这一论述，尤其是在阅读了标题为“具体实施方式
”的部分之后，人们即可理解本发明的特征如何提供优于其他显示装置的优点。
一个实施例包括一种更新一显示器的方法。所述显示器包括复数个由一显示状态表征的显示元件。所述方法包括在一第一运行模式中，以一第一帧更新速率周期性地重新设定基本上所有所述显示元件的所述显示状态，以显示一第一系列图像帧。所述方法还包括变至一第二运行模式。所述第二运行模式以一第二帧更新速率周期性地重新设定所述显示元件的一第一部分的所述显示状态，并以一小于所述第二帧更新速率的第三帧更新速率周期性地重新设定所述显示元件中的其余部分的所述显示状态。在所述第二模式中，以一显示元件分辨率来显示一第二系列图像帧，所述显示元件分辨率小于用于显示所述第一系列图像帧的所述显示元件分辨率。
另一实施例包括一种用于显示图像数据的系统。所述系统包括一具有复数种运行模式的显示器，至少某些所述运行模式中在显示图像数据时对应于降低的显示元件分辨率；及一图像数据源，其配置成以一数据速率向所述显示装置提供图像数据，所述数据速率至少部分地取决于所述显示装置的运行模式。
另一实施例包括一种更新一显示器的方法。所述方法包括在一显示器写入作业期间向一第一组显示元件行施加一系列行电压选通脉冲，以将所述第一组行中的显示元件配置成一所选状态。所述方法还包括在根据所接收的显示数据来设定所述显示器的其余行的后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述第一组行的后续行电压选通脉冲。
另一实施例包括一种更新一显示器的方法。所述方法包括在一显示器写入作业期间向一第一组显示元件列施加一组列电压，以将所述第一组列中的显示元件配置成一所选状态。所述方法进一步包括在根据所接收的显示数据来设定所述显示器的其余列的后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述第一组列的后续列跃迁。
另一实施例包括一种方法。所述方法包括降低一显示装置的显示器分辨率及接收适于显示的视频数据，所述视频数据的分辨率对应于所述显示装置的降低的显示器分辨率。
又一实施例包括一种系统。所述系统包括一具有一显示元件阵列的显示器及一驱动电路，所述驱动电路经配置以在一显示器写入作业期间向所述阵列中的一第一组行或列施加一系列电压选通脉冲。所述驱动电路经配置以在根据所接收的显示数据来设定所述显示器的其余行或列的至少一个后续显示器写入作业期间跳过施加至所述第一组行或列的后续行或列电压选通脉冲。
再一实施例包括一种方法。所述方法包括在一显示器写入作业期间向一显示元件阵列的一第一部分施加一系列电压选通脉冲。所述方法还包括在根据所接收的显示数据来设定所述阵列的其余部分的至少一个后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述第一部分的后续选通脉冲。
还一实施例包括一种系统。所述系统包括用于显示视频数据的构件及用于在一显示器写入作业期间向所述显示构件的某些部分施加一系列电压选通脉冲的构件。所述施加构件经配置以在根据所接收的显示数据来设定所述显示构件的至少一个后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述部分的后续选通脉冲。
又一实施例包括一种用于显示图像数据的系统。所述系统包括用于在一显示器中提供复数种运行模式的第一构件，至少某些所述运行模式在显示图像数据时对应于降低的显示元件分辨率；及用于以一数据速率向所述第一提供构件提供图像数据的第二构件，所述数据速率至少部分地取决于所述显示装置的运行模式。
图1为一等轴图，其显示一干涉式调制器显示器的一实施例的一部分，其中一第一干涉式调制器的一可移动反射层处于一释放位置，且一第二干涉式调制器的一可移动反射层处于一受激励位置。
图2为一系统方框图，其显示一包含一3×3干涉式调制器显示器的电子装置的一实施例。
图3为图1所示干涉式调制器的一实例性实施例的可移动镜位置与所施加电压的关系图。
图4为一组可用于驱动干涉式调制器显示器的行和列电压的示意图。
图5A显示在图2所示的3×3干涉式调制器显示器中的一个实例性显示数据帧。
图5B显示可用于写入图5A所示帧的行信号及列信号的一个实例性时序图。
图6A为一图1所示装置的剖面图。
图6B为一干涉式调制器的一替代实施例的一剖面图。
图6C为一干涉式调制器的另一替代实施例的一剖面图。
图7为一类似于图2所示的实例性干涉式调制器显示器的一局部系统方块图。
图8A及8B为系统方块图，其显示一包含复数个干涉式调制器的视觉显示装置的一实施例。
具体实施例方式
本发明的一个实施例是一种驱动一显示器以降低包含复数个显示元件的显示器的功率消耗的方法。在一第一运行模式中，周期性地重新设定基本上所有显示元件的显示状态，以便显示一第一系列图像帧。在变至一第二运行模式后，一第二运行模式包括重新设定所述显示元件中的仅一第一部分的显示状态，以便以一显示元件分辨率来显示一第二系列图像帧，所述显示元件分辨率小于用于显示所述第一系列图像帧的所述显示元件分辨率。显示元件分辨率的降低可减小显示器的色域。在一实施例中，以一慢于重新设定所述第一部分的速率的速率重新设定所述显示元件中的其余部分的显示状态。
下文说明是针对本发明的某些具体实施例。不过，本发明可通过许多种不同的方式实施。在本说明中，会参照附图，在附图中，相同的部件自始至终使用相同的编号标识。根据以下说明容易看出，本发明可在任一构造用于显示图像-无论是动态图像(例如视频)还是静态图像(例如静止图像)，无论是文字图像还是图片图像-的装置中实施。更具体而言，本发明可在例如(但不限于)以下等众多种电子装置中实施或与这些电子装置相关联移动电话、无线装置、个人数据助理(PDA)、手持式计算机或便携式计算机、GPS接收器/导航器、照像机、MP3播放器、摄录机、游戏机、手表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、计算机监视器、汽车显示器(例如里程表显示器等)、驾驶舱控制装置及/或显示器、照像机景物显示器(例如车辆的后视照像机显示器)、电子照片、电子告示牌或标牌、投影仪、建筑结构、包装及美学结构(例如一件珠宝的图像显示器)。与本文所述MEMS装置具有类似结构的MEMS装置也可用于非显示应用，例如用于电子切换装置。
图1中显示一个含有一干涉式MEMS显示元件的干涉式调制器显示器实施例。在这些装置中，像素处于亮状态或暗状态。在亮(开(on)或打开(open))状态下，显示元件将入射可见光的一大部分反射至用户。在处于暗(关(off)或关闭(closed))状态下时，显示元件几乎不向用户反射入射可见光。视不同的实施例而定，可颠倒“开”与“关”状态的光反射性质。MEMS像素可构造成主要在所选颜色下反射，以除黑色和白色之外还可实现彩色显示。
图1为一等轴图，其显示一视觉显示器的一系列像素中的两相邻像素，其中每一像素包含一MEMS干涉式调制器。在某些实施例中，一干涉式调制器显示器包含一由这些干涉式调制器构成的行/列阵列。每一干涉式调制器包括一对反射层，该对反射层定位成彼此相距一可变且可控的距离，以形成一至少具有一个可变尺寸的光学谐振空腔。在一实施例中，其中一个反射层可在两个位置之间移动。在本文中称为释放状态的第一位置上，该可移动层的位置距离一固定的局部反射层相对远。在第二位置上，该可移动层的位置更近地靠近该局部反射层。根据可移动反射层的位置而定，从这两个层反射的入射光会以相长或相消方式干涉，从而形成各像素的总体反射或非反射状态。
在图1中显示的像素阵列部分包括两个相邻的干涉式调制器12a和12b。在左侧的干涉式调制器12a中，显示一可移动的高度反射层14a处于一释放位置，该释放位置距一固定的局部反射层16a一预定距离。在右侧的干涉式调制器12b中，显示一可移动的高度反射层14b处于一受激励位置处，该受激励位置靠近固定的局部反射层16b。
固定层16a、16b导电、局部透明且局部为反射性，并可通过例如在一透明衬底20上沉积将一个或多个各自为铬及氧化铟锡的层而制成。所述各层被图案化成平行条带，且可形成一显示装置中的行电极，如将在下文中所进一步说明。可移动层14a、14b可形成为由沉积在支柱18顶部的一或多个沉积金属层(与行电极16a、16b正交)及一沉积在支柱18之间的中间牺牲材料构成的一系列平行条带。在牺牲材料被蚀刻掉以后，这些可变形的金属层与固定的金属层通过一规定的气隙19隔开。这些可变形层可使用一具有高度导电性及反射性的材料(例如铝)，且该些条带可形成一显示装置中的列电极。
在未施加电压时，空腔19保持位于层14a、16a之间，且可变形层处于如图1中像素12a所示的一机械弛豫状态。然而，在向一所选行和列施加电位差之后，在所述行和列电极相交处的对应像素处形成的电容器被充电，且静电力将这些电极拉向一起。如果电压足够高，则可移动层发生形变，并被压到固定层上(可在固定层上沉积一介电材料(在该图中未示出)，以防止短路，并控制分隔距离)，如图1中右侧的像素12b所示。无论所施加的电位差极性如何，该行为均相同。由此可见，可控制反射与非反射像素状态的行/列激励与传统的LCD及其他显示技术中所用的行/列激励在许多方面相似。
图2至图5B显示一个在一显示应用中使用一干涉式调制器阵列的实例性过程及系统。图2为一系统方框图，该图显示一可体现本发明各方面的电子装置的一个实施例。在该实例性实施例中，所述电子装置包括一处理器21-其可为任何通用单芯片或多芯片微处理器，例如ARM、Pentium、Pentium II、PentiumIII、Pentium IV、PentiumPro、8051、MIPS、Power PC、ALPHA，或任何专用微处理器，例如数字信号处理器、微控制器或可编程门阵列。按照业内惯例，可将处理器21配置成执行一个或多个软件模块。除执行一个操作系统外，还可将该处理器配置成执行一个或多个软件应用程序，包括网页浏览器、电话应用程序、电子邮件程序或任何其它软件应用程序。
在一实施例中，处理器21还配置成与一阵列控制器22进行通信。在一实施例中，该阵列控制器22包括向一像素阵列30提供信号的一行驱动电路24及一列驱动电路26。图1中所示的阵列剖面图在图2中以线1-1示出。对于MEMS干涉式调制器，所述行/列激励协议可利用图3所示的这些装置的滞后性质。其可能需要例如一10伏的电位差来使一可移动层自释放状态变形至受激励状态。然而，当所述电压自该值降低时，在所述电压降低回至10伏以下时，所述可移动层将保持其状态。在图3的实例性实施例中，在电压降低至2伏以下之前，可移动层不会完全释放。因此，在图3所示的实例中，存在一大约为3-7伏的电压范围，在该电压范围内存在一施加电压窗口，在该窗口内所述装置稳定在释放或受激励状态。在本文中将其称为“滞后窗口”或“稳定窗口”。对于一具有图3所示滞后特性的显示阵列而言，行/列激励协议可设计成在行选通期间，向所选通行中将被激励的像素施加一约10伏的电压差，并向将被释放的像素施加一接近0伏的电压差。在选通之后，向像素施加一约5伏的稳态电压差，以使其保持在行选通使其所处的任何状态。在被写入之后，在该实例中，每一像素均承受一处于3-7伏的“稳定窗口”内的电位差。该特性使图1所示的像素设计在相同的所施加电压条件下稳定在一既有的激励状态或释放状态。由于干涉式调制器的每一像素，无论处于激励状态还是释放状态，实质上均是一由所述固定反射层及移动反射层所构成的电容器，因此，该稳定状态可在一滞后窗口内的电压下得以保持而几乎不消耗功率。如果所施加的电位恒定，则基本上没有电流流入像素。
在典型应用中，可通过根据第一行中所期望的一组受激励像素确定一组列电极而形成一显示帧。此后，将一行脉冲施加于第1行的电极，从而激励与所确定的列线对应的像素。此后，将所确定的一组列电极变成与第二行中所期望的一组受激励像素对应。此后，将一脉冲施加于第2行的电极，从而根据所确定的列电极来激励第2行中的相应像素。第1行的像素不受第2行的脉冲的影响，因而保持其在第1行的脉冲期间所设定到的状态。可按顺序性方式对全部系列的行重复上述步骤，以形成所述的帧。通常，通过以某一所期望帧数/秒的速度连续重复该过程来用新显示数据刷新及/或更新这些帧。还有很多种用于驱动像素阵列的行及列电极以形成显示帧的协议亦为人们所熟知，且可用于本发明。
图4、5A及图5B显示一种用于在图2所示的3×3阵列上形成一显示帧的可能的激励协议。图4显示一组可用于具有图3所示滞后曲线的像素的可能的行及列电压电平。在图4的实施例中，激励一像素可包括将相应的列设定至-Vbias，并将相应的行设定至+ΔV-其可分别对应于-5伏及+5伏。释放像素则可通过将相应的列设定至+Vbias并将相应的行设定至相同的+ΔV、由此在所述像素两端形成一0伏的电位差来实现。在那些其中行电压保持0伏的行中，像素稳定于其最初所处的状态，而与该列处于+Vbias还是-Vbias无关。同样如在图4中所示，应了解，可使用极性与上述极性相反的电压，例如激励一像素可包括将相应的列设定至+Vbias并将相应的行设定至-ΔV。在该实施例中，释放像素是通过将相应的列设定至-Vbias并将相应的行设定至相同的-ΔV、由此在所述像素两端形成一0伏的电位差来实现。
图5B为一显示一系列行及列信号的时序图，该些信号施加于图2所示的3×3阵列，其将形成图5A所示的显示布置，其中受激励像素为非反射性。在写入图5A所示的帧之前，像素可处于任何状态，在该实例中，所有的行均处于0伏，且所有的列均处于+5伏。在这些所施加电压下，所有的像素稳定于其现有的受激励状态或释放状态。
在图5A所示的帧中，像素(1，1)、(1，2)、(2，2)、(3，2)及(3，3)受到激励。为实现这一效果，在第1行的一“行时间”期间，将第1列及第2列设定为-5伏，将第3列设定为+5伏。此不会改变任何像素的状态，因为所有像素均保持处于3-7伏的稳定窗口内。此后，通过一自0伏上升至5伏然后又下降回至0伏的脉冲来选通第1行。由此激励像素(1，1)和(1，2)并释放像素(1，3)。阵列中的其它像素均不受影响。为将第2行配置成所期望状态，将第2列设定为-5伏，将第1列及第3列设定为+5伏。此后，向第2行施加相同的选通脉冲将激励像素(2，2)并释放像素(2，1)和(2，3)。同样，阵列中的其它像素均不受影响。类似地，通过将第2列和第3列设定为-5伏，并将第1列设定为+5伏对第3行进行设定。第3行的选通脉冲将第3行像素设定为图5A所示的状态。在写入帧之后，行电位为0，而列电位可保持在+5或-5伏，且此后显示将稳定于图5A所示的布置。应了解，可对由数十或数百个行和列构成的阵列使用相同的程序。还应了解，用于实施行和列激励的电压的时序、顺序及电平可在以上所述的一般原理内变化很大，且上述实例仅为实例性，任何激励电压方法均可用于本发明。
按照上述原理运行的干涉式调制器的详细结构可千变万化。例如，图6A-6C显示移动镜结构的三种不同实施例。图6A为图1所示实施例的剖面图，其中在正交延伸的支撑件18上沉积一金属材料条带14。在图6B中，可移动的反射材料14仅在隅角处在系链32上附接至支撑件。在图6C中，可移动的反射材料14悬吊在一可变形层34上。由于反射材料14的结构设计及所用材料可在光学特性方面得到优化，且可变形层34的结构设计和所用材料可在所期望机械特性方面得到优化，因此该实施例具有若干优点。在许多公开文件中，包括例如第2004/0051929号美国公开申请案中，描述了各种不同类型干涉装置的生产。可使用很多种人们所熟知的技术来制成上述结构，包括一系列材料沉积、图案化及蚀刻步骤。
描述一单色显示图像的数据可包含一位数据/像素。单色显示器的一个实施例包含一个干涉式调制器/像素，其中根据所述一位数据/像素的值来设定调制器的接通或断开状态。一灰度图像可包含数位数据/像素。例如，“3位”灰度显示器包含3位数据/像素，这3位数据对应于可分配给每一像素的八种灰色度之一。一用于显示一实例性的3位灰度图像的显示器的一实施例是每一像素包含三个干涉式调制器。为获得八种色度，这三个调制器按照1∶2∶4的比率反射光。在一个这种实施例中，每一干涉式调制器均包含若干镜，这些镜具有按照1∶2∶4的比率变化的反射表面积。在这种实施例中，通过根据这3位数据中对应一位数据的二进制值将每一调制器设定至接通或断开状态，而在像素中获得一特定色度。彩色显示器的一个实施例的工作方式与此相似，只是彩色显示器包含一组红色、绿色及蓝色干涉式调制器。例如，在一12位彩色显示器中，这12位中有4位对应于由红色、绿色或蓝色干涉式调制器所产生的红色、绿色及蓝色的16种强度中的每一种强度。因而，这些灰度显示器或彩色显示器中需要寻址的显示元件多于单色显示器。
如上文所简要说明，干涉式调制器显示器中的功率消耗随显示器中干涉式调制器显示元件的状态的变化而变化。因此，通过改变显示元件的更新频率，即可改变这种显示器的功率消耗。此外，与单色显示器相比，其中将像素或像素行细分成若干组干涉式调制器的彩色或灰度干涉式调制器显示器的功率消耗往往增加，这是因为此种显示器中干涉式调制器的数量增多。
一种降低干涉式显示器中的功率消耗的方法是降低显示器中显示元件的更新频率。具体而言，人们已发现，在灰度显示器或彩色显示器中，可使对应于灰度或色差数据的最低有效位的显示元件以一低于其余显示元件的速率进行更新，以降低显示器的功率消耗。
图7为一类似于图2所示的实例性干涉式调制器显示器的一局部示意图。在图7所示的实施例中，像素阵列30的每一行均细分成三个子行A、B及C。每一子行均在每一列处界定一干涉式调制器显示元件100。子行各自连接至行驱动器24。因此，与图2相比，行驱动器24包含连接至各子行的额外连接线来驱动彩色或灰度像素阵列30。在图7中，将显示元件100各自显示为处于实例性的反射(白色)状态或吸收(散列)状态。
在图7所示的实施例中，处理器21与一网络接口102进行通信，网络接口102则通过网络104与内容服务器106进行通信。网络接口102可支持通过任意适当的数据通信网络进行通信。在一实施例中，网络接口102为一蜂窝式无线电收发器，其支持码分多址(CDMA)、或其他无线语音及/或数据通信协议，例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、或全球移动通信系统(GSM)。在其他实施例中，网络接口102可支持一种或多种其他或替代的无线电接口协议，例如蓝牙、IEEE 802.11、或其他无线协议。在一实施例中，网络接口102支持有线数据接口，例如以太网、串行端口、通用串行总线(USB)端口、Firewire、IEEE 1394、一耦接至网络或其他计算装置的同步架、或一与GPS接收器的接口。
网络104可包含因特网协议(IP)网络、或者任何其他适当的数据通信网络。内容服务器106可包含任何适当的计算机系统，其配置成以任何适于通过网络106传输的格式传输图像数据，包括动画数据。
在一实施例中，阵列控制器22控制显示元件100的更新速率。处理器21可对阵列控制器22的刷新速率进行配置。在一实施例中，将阵列控制器配置成以两种或多种更新模式工作。在一种模式中，使用一种例如上文参照图5B所述的方法对显示阵列30的每一行进行更新。在一第二模式中，以一变低的速率对至少一个子行进行更新。例如，在一实施例中，在第二模式中，子行A及B每秒更新30次，而其余行(例如子行C)每秒仅更新一次。因此，在第二模式中，功率消耗得到降低，但牺牲是颜色分辨率降低、因而色域降低。在另一实施例中，对其余行(例如行C)进行更新的频率非常低，例如仅在显示器初始化时或在模式出现变化时进行更新。
在一实施例中，将阵列控制器22配置成通过向每一子行施加一系列行电压选通脉冲以配置该子行的状态来更新各行或子行的显示元件100。在一实施例中，在第二模式中，将阵列控制器22配置成跳过某些子行的行电压选通脉冲。例如，在一实施例中，在第一模式中，阵列控制器22向每一行的每一子行A、B及C施加一系列行电压选通脉冲。当切换至第二模式时，阵列控制器22向每一行的子行A及B施加行电压选通脉冲，但跳过子行C。在一实施例中，由于可用的电池功率变低，因而阵列控制器22例如通过向每一行的子行A施加行电压选通脉冲但跳过子行B及C来跳过更多的子行。在一实施例中，在进入第二模式后，阵列控制器22施加一系列行电压选通脉冲将未更新的子行的状态配置至所选状态，例如非反射状态。在一实施例中，阵列控制器22通过在未更新的子行的显示元件100的两端施加偏置电压而使未更新的子行保持所选状态。在另一实施例中，阵列控制器22在第二模式中向原本未更新的子行施加行电压选通脉冲，以将这些子行中的显示元件100的状态配置成一新的所选状态。例如，阵列控制器22周期性地不跳过子行C并将子行C中的显示元件100更新至一新的所选状态。如此向原本未更新的子行周期性地施加行电压选通脉冲的频率可远低于向其他子行施加行电压选通脉冲的频率。在一实施例中，该较低的频率周期是不恒定的。在一实施例中，该较低的频率周期是基于图像数据并根据图像数据而变化。
在一实施例中，将以变低的频率进行更新的子行(例如，在该实例性实施例中为行C)的显示元件100均设定至同一状态。在一个这种实施例中，将不太频繁更新的子行的显示元件设定至非反射状态。在另一实施例中，将不太频繁更新的子行设定成显示一总体平均视觉灰色度或颜色，该总体平均视觉灰色度或颜色可(例如)基于在一个或多个图像帧或帧部分上计算出的某些或所有显示元件100的平均亮度或颜色。
在另一实施例中，不太频繁更新的显示元件子行的显示状态基于图像数据流的特定部分。例如，动态视频数据(例如，MPEG数据)包含参照帧，所述参照帧描述所有相对不频繁发送的像素并在视频图像中插入仅更新像素的一部分的数据帧。在一实施例中，不太频繁更新的子行可仅在显示参照帧时进行更新，并可保持处于一特定状态直至接收到下一参照帧。该特定状态可如上文所述为一计算出的状态，或者为不太频繁更新的显示元件100在参照状态中的实际状态。
在一实施例中，其他模式可包括以不同的频率来更新不同数量个子行。例如，在一实施例中，在一第一模式中，以一第一速率更新每一子行A、B及C；在一第二模式中，以一第一速率更新子行A及B，并以一较低的速率或以不同的速率(例如，如上文所述根据接收到的视频参照数据帧)更新子行C；且在一第三模式中，以一第一速率更新子行A，以一第二速率更新子行B，并以一第三速率更新子行C。应认识到，在具有更多子行的实施例中，可将其他运行模式界定为具有不同的功率消耗性质。
在一实施例中，当来自(例如)为阵列30供电的电池(未图示)的可用功率电平条件降至低于一阈值水平、或者满足其他预定条件时，阵列控制器22会改变显示模式。在一实施例中，处理器21决定何时改变显示模式并向阵列控制器22发出改变运行模式的信号。在另一实施例中，包含像素阵列30的电子装置的用户可手动触发不同模式的变换，或者可将该装置配置成在预定条件下在各模式之间切换。
应认识到，尽管本文是关于通过跳过行选通脉冲降低显示器分辨率来论述某些实施例，然而在其他实施例中，也可跳过对特定列的更新来降低功率消耗。例如，在一个这种实施例中，并非使列电压随一既定列的图像数据在各行间的变化而跃迁，而是可使施加至某些列的电压保持于一可使所跳过的列的显示元件维持受激励或释放状态的电位。例如，在图5所示的实施例中，可使其中列跃迁被跳过的列保持处于恒定的0V-5V以在帧更新期间保持释放，或者可保持处于恒定的10V-15V以在帧更新期间保持被激活。
在一实施例中，显示阵列30所显示的图像数据包括通过网络104自内容服务器106接收到的数据。在一实施例中，处理器21将描述阵列控制器当前所用显示模式的数据传送至内容服务器106。因此，内容服务器106可对图像数据进行过滤，以便不发送未更新显示元件的图像数据。因此，所传送的数据信号所消耗的总带宽与未以最快显示速率进行更新的显示元件的数量成比例地减小。数据速率的这种降低可进一步降低与显示器相关的功率消耗，这是因为网络接口102及处理器21需处理的数据减少。在一实施例中，内容服务器106可决定不太频繁地更新的子行在各次更新之间显示的状态、阴影、或颜色，并将该状态传送至处理器21。
除根据显示器的运行模式改变数据速率以外，内容服务器106还可控制或选择阵列30的运行模式。例如，根据内容服务器106可得到的信息-例如与显示阵列30或控制器22相关的运行数据或功率数据，内容服务器106可向处理器21发送控制数据以便选择阵列30的运行模式。内容服务器106还可根据例如以下等其他数据来选择运行模式所存储的用户偏好，与内容相关的规则，或者所期望的在网络104上传输数据的速率。
图8A及8B为显示一显示装置2040的一实施例的系统方块图。显示装置2040例如可为蜂窝式电话或移动电话。然而，显示装置2040的相同组件及其稍作变化的形式也可作为例如电视及便携式媒体播放器等各种类型显示装置的例证。
显示装置2040包括一外壳2041、一显示器2030、一天线2043、一扬声器2045、一输入装置2048及一麦克风2046。外壳2041通常由所属领域的技术人员所熟知的众多种制造工艺中的任一种工艺制成，包括注射成型及真空成形。此外，外壳2041可由众多种材料中的任一种材料制成，包括但不限于塑料、金属、玻璃、橡胶及陶瓷、或其一组合。在一实施例中，外壳2041包括可拆式部分(未图示)，这些可拆式部分可与其他具有不同颜色的、或包含不同标识、图片或符号的可拆式部分换用。
实例性显示装置2040的显示器2030可为众多种显示器中的任一种，包括本文所述的双稳显示器。在其他实施例中，显示器2030包括例如上文所述的等离子体显示器、EL、OLED、STN LCD或TFT LCD等平板显示器、或例如CRT或其他管式装置等非平板显示器，这些显示器为所属领域的技术人员所熟知。然而，为便于说明本实施例，显示器2030包括一如本文所述的干涉式调制器显示器。
在图8B中示意性地显示实例性显示装置2040的一实施例的组件。所示实例性显示装置2040包括一外壳2041，并可包括其他至少部分地封闭于其中的组件。例如，在一实施例中，实例性显示装置2040包括一网络接口2027，该网络接口2027包括一耦接至一收发器2047的天线2043。收发器2047连接至处理器2021，处理器2021又连接至调节硬件2052。调节硬件2052可配置成对一信号进行调节(例如对一信号进行滤波)。调节硬件2052连接至一扬声器2045及一麦克风2046。处理器2021还连接至一输入装置2048及一驱动控制器2029。驱动控制器2029耦接至一帧缓冲器2028并耦接至阵列驱动器2022，阵列驱动器2022又耦接至一显示阵列2030。一电源2050根据具体实例性显示装置2040的设计的要求为所有组件供电。
网络接口2027包括天线2043及收发器2047，以使实例性显示装置2040可通过网络与一个或多个装置进行通信。在一实施例中，网络接口2027还可具有某些处理功能，以降低对处理器2021的要求。天线2043是所属领域的技术人员所知的用于发射及接收信号的任一种天线。在一实施例中，该天线根据IEEE802.11标准(包括IEEE 802.11(a)，(b)，或(g))来发射及接收RF信号。在另一实施例中，该天线根据蓝牙(BLUETOOTH)标准来发射及接收RF信号。倘若为蜂窝式电话，则该天线被设计成接收CDMA、GSM、AMPS或其他用于在无线移动电话网络中进行通信的已知信号。收发器2047对自天线2043接收的信号进行预处理，以使其可由处理器2021接收及进一步处理。收发器2047还处理自处理器2021接收到的信号，以使其可通过天线2043自实例性显示装置2040发射。
在一替代实施例中，可由一接收器取代收发器2047。在又一替代实施例中，可由一图像源取代网络接口2027，该图像源可存储或产生拟发送至处理器2021的图像数据。例如，该图像源可为一含有图像数据的数字视频光盘(DVD)或硬盘驱动器、或一产生图像数据的软件模块。
处理器2021通常控制实例性显示装置2040的总体运行。处理器2021自网络接口2027或一图像源接收数据(例如压缩的图像数据)，并将该数据处理成原始图像数据或处理成一种易于处理成原始图像数据的格式。然后，处理器2021将处理后的数据发送至驱动控制器2029或发送至帧缓冲器2028进行存储。原始数据通常是指可识别一图像内每一位置处的图像特性的信息。例如，所述图像特性可包括颜色、饱和度及灰度级。
在一实施例中，处理器2021包括一微控制器、CPU、或用于控制实例性显示装置2040的运行的逻辑单元。调节硬件2052通常包括用于向扬声器2045发送信号及用于自麦克风2046接收信号的放大器及滤波器。调节硬件2052可为实例性显示装置2040内的离散组件，或者可并入处理器2021或其他组件内。
驱动控制器2029直接自处理器2021或自帧缓冲器2028接收由处理器2021产生的原始图像数据，并适当地将原始图像数据重新格式化以便高速传输至阵列驱动器2022。具体而言，驱动控制器2029将原始图像数据重新格式化成一具有光栅状格式的数据流，以使其具有一适合于扫描显示阵列2030的时间次序。然后，驱动控制器2029将格式化后的信息发送至阵列驱动器2022。尽管驱动控制器2029(例如LCD控制器)通常是作为一独立的集成电路(IC)与系统处理器2021相关联，然而这些控制器也可按许多种方式进行构建。其可作为硬件嵌入于处理器2021中、作为软件嵌入于处理器2021中、或以硬件形式与阵列驱动器2022完全集成在一起。
通常，阵列驱动器2022自驱动控制器2029接收格式化后的信息并将视频数据重新格式化成一组平行的波形，该组平行的波形每秒许多次地施加至来自显示器的x-y像素矩阵的数百条、有时数千条引线。
在一实施例中，驱动控制器2029、阵列驱动器2022、及显示阵列2030适用于本文所述的任一类型的显示器。举例而言，在一实施例中，驱动控制器2029是一传统的显示控制器或一双稳显示控制器(例如一干涉式调制器控制器)。在另一实施例中，阵列驱动器2022是一传统驱动器或一双稳显示驱动器(例如一干涉式调制器显示器)。在一实施例中，一驱动控制器2029与阵列驱动器2022集成在一起。这种实施例在例如蜂窝式电话、手表及其他小面积显示器等高度集成的系统中很常见。在又一实施例中，显示阵列2030是一典型的显示阵列或一双稳显示阵列(例如一包含一干涉式调制器阵列的显示器)。
输入装置2048使用户能够控制实例性显示装置2040的运行。在一实施例中，输入装置2048包括一小键盘(例如QWERTY键盘或电话小键盘)、一按钮、一开关、一触敏屏幕、一压敏或热敏薄膜。在一实施例中，麦克风2046是实例性显示装置2040的输入装置。当使用麦克风2046向该装置输入数据时，可由用户提供语音命令来控制实例性显示装置2040的运行。
电源2050可包括所属技术领域中众所周知的各种各样的能量存储装置，例如，在一实施例中，电源2050为一可再充电的电池，例如镍-镉电池或锂离子电池。在另一实施例中，电源2050是一可再生能源、电容器或太阳能电池，包括塑料太阳能电池及太阳能电池漆。在另一实施例中，电源2050构造成自墙上的插座接收电力。
在某些实施方案中，控制可编程性如上文所述存在于一驱动控制器中，该驱动控制器可位于电子显示系统中的数个位置上。在某些情形中，控制可编程性存在于阵列驱动器2022中。所属领域的技术人员将知，可在任意数量的硬件及/或软件组件中及在不同的构造中实施上述优化。
尽管上文详细说明是显示、说明及指出本发明的适用于各种实施例的新颖特征，然而应了解，所属领域的技术人员可在形式及细节上对所示装置或工艺的作出各种省略、替代及改变，此并不背离本发明的精神。应知道，由于某些特征可与其他特征相独立地使用或付诸实践，因而可在一并不提供本文所述的所有特征及优点的形式内实施本发明。本发明的范畴是由随附权利要求书而非由上文说明来指示。所有仍归属于权利要求书的等价意义及范围内的修改均将涵盖在权利要求书的范畴内。
权利要求
1.一种更新一显示器的方法，所述显示器包括复数个由一显示状态表征的显示元件，所述方法包括在一第一运行模式中，以一第一帧更新速率周期性地重新设定基本上所有所述显示元件的所述显示状态，以显示一第一系列图像帧；及变至一第二运行模式，其中所述第二运行模式包括以一第二帧更新速率周期性地重新设定所述显示元件的一第一部分的所述显示状态，并以一小于所述第二帧更新速率的第三帧更新速率周期性地重新设定所述显示元件中的一其余部分的所述显示状态，其中在所述第二模式中，以一显示元件分辨率来显示一第二系列图像帧，所述显示元件分辨率小于用于显示所述第一系列图像帧的所述显示元件分辨率。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一帧更新速率与所述第二帧更新速率相同。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第三帧更新速率随时间变化。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第三帧更新速率至少部分地根据所述第二系列图像帧而变化。
5.如权利要求1所述的方法，其中周期性地重新设定所述显示元件的所述其余部分的所述显示状态包括至少部分地根据所述第二系列图像帧中的至少一个图像帧来确定所述显示状态。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述变至所述第二运行模式包括重新设定所述显示元件的所述其余部分的所述显示状态。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述第二运行模式消耗的功率小于所述第一模式。
8.如权利要求1所述的方法，其中在低电池状态下利用所述第二运行模式。
9.如权利要求1所述的方法，其中利用所述第二运行模式来显示动画数据。
10.如权利要求1所述的方法，其中与所述第一运行模式相比，所述第二运行模式显示一减小的色域。
11.如权利要求1所述的方法，其中与所述第一运行模式相比，所述第二运行模式显示一减小的灰度。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述复数个显示元件包括一布置成行及列的MEMS阵列，且其中所述其余部分包括所述列的一所选的子集。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述复数个显示元件包括一由行及列构成的MEMS阵列，且其中所述其余部分包括所述行的一所选的子集。
14.如权利要求1所述的方法，其进一步包括根据预定准则在所述第一运行模式与所述第二运行模式之间进行选择。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述预定准则包括功率使用数据。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述预定准则包括电池状态数据。
17.如权利要求14所述的方法，其中所述预定准则包括一用户选择。
18.如权利要求14所述的方法，其中所述预定准则包括所述图像帧的分类。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述分类包括将所述图像帧分类为动画数据。
20.一种用于显示图像数据的系统，所述系统包括一具有复数种运行模式的显示器，所述运行模式中的至少某些运行模式在显示图像数据时对应于降低的显示元件分辨率；及一图像数据源，其配置成以一数据速率向所述显示装置提供图像数据，所述数据速率至少部分地取决于所述显示装置的运行模式。
21.如权利要求20所述的系统，其进一步包括一与所述显示器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理所述所提供的图像数据；及一与所述处理器电连通的存储装置。
22.如权利要求21所述的系统，其进一步包括一驱动电路，所述驱动电路经配置以向所述显示器发送至少一个信号。
23.如权利要求22所述的系统，其进一步包括一控制器，所述控制器经配置以向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
24.如权利要求21所述的系统，其中所述图像数据源经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
25.如权利要求24所述的系统，其中所述图像数据源包括一接收器、收发器及发射器中的至少一个。
26.如权利要求21所述的系统，其进一步包括一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
27.如权利要求20所述的系统，其中在所述运行模式中的至少一种运行模式中，与所述第一运行模式相比，所述显示装置显示一减小的色域。
28.如权利要求20所述的系统，其进一步包括一通信网络，其中所述图像数据源经配置以通过所述通信网络提供所述图像数据。
29.如权利要求28所述的系统，其中所述图像数据源经配置以控制所述运行模式。
30.如权利要求28所述的系统，其中所述运行模式至少部分地根据所述通信网络的一数据速率来选择。
31.如权利要求30所述的系统，其中所述运行模式至少部分地根据所述通信网络所利用的一数据速率来选择。
32.如权利要求20所述的系统，其中在所述运行模式中的至少一种运行模式中，与所述第一运行模式相比，所述显示装置显示一减小的灰度。
33.如权利要求20所述的系统，其中所述显示装置包括复数个显示元件，且所述运行模式中的至少一种运行模式包括重新设定少于所有所述显示元件的显示状态。
34.如权利要求33所述的系统，其中所述图像数据源进一步配置成提供一显示状态以重新设定所述显示元件的一其余部分。
35.如权利要求33所述的系统，其中所述少于所有的所述显示元件包括一第一组行。
36.如权利要求20所述的系统，其中所述图像数据包括动画数据。
37.一种更新一显示器的方法，所述方法包括在一显示器写入作业期间，向一第一组显示元件行施加一系列行电压选通脉冲，以将所述第一组行中的显示元件配置成一所选状态；及在根据所接收的显示数据来设定所述显示器的其余行的后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述第一组行的后续行电压选通脉冲。
38.如权利要求37所述的方法，其中跳过所述后续行电压选通脉冲是在低电池状态下实施。
39.如权利要求37所述的方法，其中跳过所述后续行电压选通脉冲包括显示一减小的色域。
40.如权利要求37所述的方法，其中跳过所述后续行电压选通脉冲包括显示一与所述第一运行模式相比减小的灰度。
41.如权利要求37所述的方法，其进一步包括至少部分地根据图像数据来确定所述所选状态。
42.一种更新一显示器的方法，所述方法包括在一显示器写入作业期间，向一第一组显示元件列施加一组列电压，以将所述第一组列中的显示元件配置成一所选状态；及在根据所接收的显示数据来设定所述显示器的其余列的后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述第一组列的后续列跃迁。
43.如权利要求42所述的方法，其中跳过所述后续列跃迁是在低电池状态下实施。
44.如权利要求42所述的方法，其中跳过所述后续列跃迁包括显示一减小的色域。
45.如权利要求42所述的方法，其中跳过所述后续列跃迁包括显示一与所述第一运行模式相比减小的灰度。
46.如权利要求42所述的方法，其进一步包括至少部分地根据图像数据来确定所述所选状态。
47.一种方法，其包括降低一显示装置的显示器分辨率；及接收适于显示的视频数据，所述视频数据具有一对应于所述显示装置的所述降低的显示器分辨率的分辨率。
48.一种系统，其包括一具有一显示元件阵列的显示器；及一驱动电路，其经配置以在一显示器写入作业期间向所述阵列中的一第一组行或列施加一系列电压选通脉冲，所述驱动电路经配置以在根据所接收的显示数据来设定所述显示器的其余行或列的至少一个后续显示器写入作业期间跳过施加至所述第一组行或列的后续行或列电压选通脉冲。
49.如权利要求48所述的系统，其进一步包括一与所述显示器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理所述所提供的图像数据；一与所述处理器电连通的存储装置。
50.如权利要求49所述的系统，其进一步包括一控制器，所述控制器经配置以向所述驱动电路发送所述图像数据的至少一部分。
51.如权利要求49所述的系统，其进一步包括一图像源，所述图像源经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
52.如权利要求51所述的系统，其中所述图像源包括一接收器、收发器及发射器中的至少一个。
53.如权利要求49所述的系统，其进一步包括一输入装置，所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传送至所述处理器。
54.一种方法，其包括在一显示器写入作业期间，向一显示元件阵列的一第一部分施加一系列电压选通脉冲；及在根据所接收的显示数据来设定所述阵列的其余部分的至少一个后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述第一部分的后续选通脉冲。
55.一种系统，其包括用于显示视频数据的构件；及用于在一显示器写入作业期间向所述显示构件的数个部分施加一系列电压选通脉冲的构件，所述施加构件经配置以在根据所接收的显示数据来设定所述显示构件的至少一个后续显示器写入作业期间，跳过施加至所述部分的后续选通脉冲。
56.如权利要求55所述的系统，其中所述显示构件包括一显示元件。
57.如权利要求55所述的系统，其中所述施加构件包括一驱动电路。
58.一种用于显示图像数据的系统，所述系统包括用于在一显示器中提供复数种运行模式的第一构件，所述运行模式中的至少某些运行模式在显示图像数据时对应于降低的显示元件分辨率；及用于以一数据速率向所述第一提供构件提供图像数据的第二构件，所述数据速率至少部分地取决于所述显示装置的运行模式。
59.如权利要求58所述的系统，其中所述第一提供构件包括一驱动电路。
60.如权利要求58所述的系统，其中所述第二提供构件包括一服务器。
全文摘要
本发明揭示一种用于降低显示器中的功率消耗的方法及系统，其包括驱动一包含复数个由一显示状态表征的显示元件的显示器。在一第一运行模式中，周期性地重新设定基本上所有显示元件的显示状态，以显示一第一系列图像帧。在变至一第二运行模式后，一第二运行模式包括重新设定所述显示元件中的仅一部分的显示状态，以便以一显示元件分辨率来显示一第二系列图像帧，所述显示元件分辨率小于用于显示所述第一系列图像帧的所述显示元件分辨率。
文档编号G09G3/20GK1760970SQ2005101050
公开日2006年4月19日 申请日期2005年9月26日 优先权日2004年9月27日
发明者杰弗里·B·桑普塞尔 申请人:Idc公司