用于补偿随视角而变化的色移的方法及装置的制作方法

专利名称：用于补偿随视角而变化的色移的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域涉及微机电系统(MEMS)。
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显示装置，所述显示装置包括至少一个经构造以反射入射光的干涉式调制器。所述至少一个干涉式调制器具有一至少部分地取决于视角及所述入射光的波长的光学响应。所述显示装置进一步包括一位于一至所述至少一个干涉式调制器的光学路径中的漫射体。所述漫射体具有一基本上与所述干涉式调制器的光学响应相匹配的光学响应，以使在不同视角下的颜色成分保持基本相同。
另一实施例是一种制作一显示装置的方法。所述方法包括选择一具有一光学响应的漫射体。所述方法进一步包括将所述漫射体设置在一干涉式调制器阵列前面。所述干涉式调制器阵列具有一取决于视角的光学响应。选择所述漫射体包括使所述漫射体的光学响应与所述干涉式调制器阵列的光学响应基本上相匹配，以减小所述显示装置随视角的角色移。一个实施例是一种通过该方法制成的显示装置。
另一实施例包括一种显示装置，其包括用于调制光的构件及用于漫射光的构件。所述调制构件经构造以反射入射光。所述调制构件具有一至少部分地取决于视角及入射光的波长的光学响应。所述漫射构件位于一至所述调制构件的光学路径中。所述漫射构件具有一基本上与所述调制构件的光学响应相匹配的光学响应，以使在不同视角下的颜色成分基本相同。
另一实施例包括一种显示一图像的方法。所述方法包括自一干涉式调制器反射光，所述干涉式调制器具有一至少部分地取决于视角及光的波长的光学响应。所述方法进一步包括使用一漫射体漫射所述光，所述漫射体具有一基本上与所述干涉式调制器的光学响应相匹配的光学响应以使在不同视角下的颜色成分保持基本相同。
另一实施例是一种显示装置。所述显示装置包括至少一个干涉式调制器，所述至少一个干涉式调制器具有一随视角θ而变化的光谱响应性，以使颜色随视角变化。所述显示装置进一步包括一位于一至所述至少一个干涉式调制器的光学路径中的非朗伯漫射体。所述非朗伯漫射体具有一随视角而变化的光学响应。所述漫射体明显减小随视角的颜色变化。
另一实施例是一种定制一显示装置的光学性质的方法。所述显示装置包含一具有一光谱响应性的干涉式调制器及一具有一光学响应的漫射体。所述方法包括根据所述干涉式调制器的所述光谱响应性来选择所述漫射体的至少一种性质，以减小所述显示器的色移。
另一实施例是一种用于产生一图像的显示系统。所述系统包括至少一个干涉式调制器，所述至少一个干涉式调制器具有一至少部分地取决于所述显示系统的视角的光谱响应性。所述系统进一步包括一位于至少一个穿过所述至少一个干涉式调制器的光学路径中的漫射体。所述干涉式调制器经构造以至少部分地将所述图像加密以便不能观看到。所述漫射体经构造以将所述图像解密。
一个实施例是一种将观看一显示器限制至经授权的观看者的方法，所述方法包括选择至少一个具有一至少部分地取决于所述显示器的视角的光谱响应性的干涉式调制器。所述方法进一步包括自所述至少一个干涉式调制器反射可表示一图像的光。所述干涉式调制器经构造以至少部分地使所述图像模糊不清以便不能观看到。所述方法进一步包括使用一具有一光学响应的漫射体来漫射来自所述至少一个干涉式调制器的所述反射光，其中所述漫射体的光学响应经构造以将所述图像解密。
另一实施例包括一种制作一用于产生一图像的显示系统的方法。所述方法包括提供至少一个具有一至少部分地取决于所述显示系统的视角的光谱响应性的干涉式调制器。所述方法进一步包括将一漫射体定位于至少一个穿过所述至少一个干涉式调制器的光学路径中。所述干涉式调制器经构造以至少部分地将所述图像加密以便观看不到，且所述漫射体经构造以将所述图像解密。
另一实施例也包括一种用于产生一图像的显示系统。所述系统包括用于调制光的构件及一用于漫射光的构件。所述调制构件具有一至少部分地取决于所述显示系统的视角的光谱响应性。所述调制构件经构造以至少部分地将所述图像加密以便观看不到，且其中所述漫射构件经构造以将所述图像解密。
另一实施例包括一种产生一图像的方法。所述方法包括使用一调制器来调制光，所述调制器具有一至少部分地取决于所述显示器的视角的光谱响应性；及漫射所述光。所述图像至少部分地被加密以便观看不到，且漫射所述光会将所述图像解密。
在其他实施例中，可使用其他类型的空间光调制器，尤其是那些表现出随观看位置而变化的色移的空间光调制器。


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为一干涉式调制器显示器的侧视剖面图，其显示通过所述调制器的光学路径。
图8示意性地显示在不同入射角下的实例性光谱响应。
图9为一包括一漫射体的干涉式调制器显示器的侧视剖视图。
图10为一显示各种漫射体的强度-视角关系的实例性曲线图。
图11为图9所示干涉式调制器显示器的剖面图，其还显示漫射体的作用的一实例。
图12A及12B为显示在光以两个不同的角度入射时一实例性漫射体的增益-视角关系曲线图。
图13为反射比-光波长关系的一实例性曲线图，其显示干涉式调制器的光谱响应性随角度的变化及漫射体对光谱响应性变化的影响。
图14为色移-视角关系的曲线图，其显示漫射体的实例性影响。
图15A及15B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
本发明的各实施例说明一种将一漫射体与干涉式调制器装置一起使用以消除或补偿随视角变化的色移的系统及方法。在本发明的一个实施例中，显示器包括复数个表现出色移的干涉式显示元件。所述显示器进一步包括至少一个漫射体。所述漫射体的光学性质经选择以减小在至少一个角度范围情况下显示器的色移。
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(例如测距仪显示器等)、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(例如一件珠宝上的图像显示器)。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色彩下反射，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、PentiumPro、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“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，且可与本发明一起使用。
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。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。
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行设定为所期望状态，将第2列设定为-5伏，将第1列及第3列被设定为+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与本发明一起使用。
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。
图7为一干涉式调制器12的侧视剖面图，其显示穿过调制器12的光学路径。对于如图7所示的不同的入射(及反射)角度，自干涉式调制器12反射的光的颜色可能有所变化。例如，对于图7所示的干涉式调制器12，当光沿路径A1传播时，光以一第一角度入射于干涉式调制器上，在自干涉式调制器发生反射后，传播至观察者。作为在干涉式调制器12中一对镜之间的光学干涉的结果，当光到达观察者时，观察者会感觉到一第一颜色。当观察者移动或改变他/她的位置因而改变观察角度时，由观察者接收到的光沿一对应于一第二不同入射(反射)角的不同路径A2传播。干涉式调制器12中的光学干涉取决于在干涉式调制器内传播的光的光学路径长度。因此，不同光学路径A1及A2的不同光学路径长度会产生干涉式调制器12的不同输出。因此，根据用户的观察角度的不同，他或她会感觉到不同的颜色。此种现象称为“色移”。
色移的量可按在不同入射(及反射光)角度情况下自干涉式调制器发出的光的波长的差来表达，例如以纳米为单位。众所周知，对于镜面反射，入射角等于反射角。用于测量色移的波长可为自干涉式调制器输出的光的光谱分布的峰值波长。本文中所述的光谱分布是指波长分布，例如不同波长的光强。
干涉式调制器12的输出可由光谱响应性函数或光谱响应R(θi，λ)来表征，其中θi为光的入射角且λ为波长。如上文所述，干涉式调制器12的光谱输出随入射角(及反射角度)而变化。图8示意性地显示在不同入射角情况下的实例性光谱响应R(θi，λ)。例如，一第一曲线110显示在一第一入射角情况下的光谱响应(输出-波长的关系)。一第二曲线120显示在一第二入射角情况下的光谱响应。第一及第二曲线分别具有峰值115、125-在本文中有时称作光谱线。这些曲线110、120及对应的峰值相互偏移。不同曲线图中的峰值115、125的偏移显示了色移随视角的变化。
一般来说，对于某些显示器而言，可容忍在显示器中感觉到一定程度的离轴色移。对于某些应用而言，在约40°的视角偏移下出现(例如)约5-30纳米的色移或波长变化是可以接受的。然而，在某些情形中，该色移却过于明显并可被观察者注意到。在此种情形中，可使用在本文中所述的用于校正或补偿此种不可容忍的色移的方法。在实践中，可允许的容限度可取决于各种因素，包括显示器的拟用用途、显示器的质量及/或价格范围。如上文所述，色移的“容限”度可按在一规定范围的视角变化下波长偏移的纳米值来表示。例如，在一实施例中，可表达在一介于约-60°至60°的范围内的容限。在另一实施例中，例如在用作标志牌的一部分的显示器中，可表达在一介于约-80°至80°的范围内的容限。
在某些较佳实施例中，可使用一漫射体来补偿干涉式调制器结构的色移。图9显示包含一漫射体层201的干涉式调制器显示器200的一个实施例。干涉式调制器显示器200包括一透明衬底20(例如，玻璃)，所述透明衬底20具有一附着有漫射体层201的观看表面。例如，在一实施例中，漫射体层201形成于衬底20的顶面上，如图9所示。也可为其他设计。
漫射体可包含体漫射体材料。例如，一漫射体可包含一层或多层某一材料，例如适当的透明或半透明聚合物树脂，如聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、及其共聚物或混合物。也可使用其他材料。在一实施例中，漫射体借助双面胶附着至衬底的表面上。
图10为根据本发明的实施例的漫射体或漫射体材料的实例性光学响应(称作D(θi，θ))的曲线图300。漫射体的输出可取决于入射角θi与透射角或视角θ二者。因此，光学传递函数D(θi，θ)可表示为视角“θ”与光的入射角“θi”(例如，介于0至90°或0至-90°之间)的函数。
如图10所示，垂直轴显示通过漫射体观察到的来自光源的光的相对强度。水平轴表示通过漫射体传送的光的视角。可能的视角范围在曲线图的右侧自0度变化至90度、在曲线图300的左侧自0度变化至-90度。
图10中的曲线或轨迹线310、320及330显示当输出随透射角或视角θ变化时，在一给定的入射角θi情况下漫射体的光学响应。对于图10中的曲线310、320、330，该入射角可例如为0°。图10中的曲线310、320及330显示在对应于不同视角θ的不同方向上自漫射体输出的光的多少。例如，D(θi，0°)对应于图10中的值θ＝0°。
如图10所进一步显示，第一轨迹线310显示所感觉到的光强与一特定漫射体的视角(及一特定入射角)之间的关系。在一实施例中，轨迹线310具有一大体钟形的曲线，该曲线在一中心角度处具有一相当陡的尖峰。对于该漫射体实施例而言，该陡的或相当窄的尖峰位于0°处。该窄的尖峰可例如具有在半峰全宽处测量到的约10-30°的宽度。此种类型的轨迹线有时称作高增益曲线。
轨迹线320显示一第二类型漫射体的光学响应。轨迹线320为一大体钟形的曲线，其在其中心处具有一相对小的更宽的尖峰。此种窄的尖峰可例如具有在半峰全宽处测量到的约为60-100°的宽度。轨迹线320-其峰值相对较低因而其响应曲线略显平坦-有时称作低增益曲线。与就轨迹线310及320所示，图中为便于显示，将每一光学响应均显示为以约0°为中心。如下文所将进一步论述，对于不同的漫射体，光学响应可以其他角度为中心。
最终，图10所示的一轨迹线330显示一理想的朗伯漫射体的光学响应。朗伯漫射体是由一基本上平坦的角响应曲线来表征。因而，轨迹线330显示一近似直线响应，其在所有视角下均具有大体固定的强度。相反，非朗伯漫射体不具有基本上平坦的角响应曲线。对应于轨迹线310及320的高增益及低增益漫射体即为非朗伯漫射体的实例。
如上文所述，轨迹线310及320显示各种具有以约零度(0°)为中心的响应的漫射体的光学响应。在其他实施例中，类似形状(或其他形状)的响应曲线可以并非零度的视角为中心，例如以十(10)度、二十(20)度、三十(30)度、四十(40)度、45(四十五)度、50(五十)度、60(六十)度、70(七十)度、80(八十)度、或任何其他视角为中心。
因此，D(θi，θ)可由一在不同的视角情况下具有不同特性的响应曲线来表征。在各种实施例中，例如，漫射体201可为一高增益漫射体、低增益(或极低增益)漫射体、或介于其间的任一其他适当类型的漫射体、或其任一组合。根据下文说明显而易见，使D(θi，θ)以一特定角度为中心适合于计算D(θi，θ)与无漫射体的干涉式调制器的光学响应(其称作R(θi，λ))的卷积。
图11为一剖面图，其显示一包含一漫射体402的干涉式调制器显示器400的一实施例。在一实施例中，显示器400包含一干涉式调制器阵列401。在某些实施例中，漫射体402在实体上耦接至一衬底403。光在干涉式调制器401中受到反射，以便穿过漫射体402向外传播。如下文所将进一步详细说明，漫射体402是根据它的会影响反射光的特性加以选择，以便补偿干涉式调制器401的角色移的至少一部分。此种补偿会减小当调制器401的用户的视角变化时所感觉到的色移。在工作中，来自光源(未图示)的光沿例如实例性路径410、412及414等光学路径入射于调制器401上。实例性光学路径410、412及414上的光以例如20、30及40度的角度入射。应认识到，本文所使用的任何数字值(例如光学路径410、412及414的入射角)仅旨在便于举例说明，未必表示任何实施例。
调制器401进一步沿路径410、412及414反射光。然后，光沿路径410、412及414入射于漫射体402上。漫射体402使反射光的若干部分以取决于漫射体402的增益特性D(θi，θ)的强度沿一光学路径范围改向。来自光学路径410、412及414的光的受到漫射的部分沿光学路径416传播至一观看位置。对于作为一远距离观看位置的该特定的实例性观看位置430而言，这些路径416与漫射体402基本上成相同的角度并基本上平行。
因而漫射体402用于收集以一角度范围并在对应于包括路径410、412及414在内的光学路径上入射至调制器401上的光。该所收集的光被改向。该光的一部分沿光学路径416改向至观看位置。
因而402收集来自调制器401(或调制器阵列401)的处于一波长范围的光，以产生调制器401的经漫射体402修改的净光学响应。该净光学响应与漫射体的光学响应D(θi，θ)与调制器401的光学响应R(θi，λ)在光入射于显示器400上的角度范围内的卷积有关。
通过控制漫射体402的特性(例如D(θi，θ))连同调制器401的光学响应，可由此控制系统400的净光学响应以获得所需的净光学响应。在一实施例中，对漫射体402及干涉式调制器401的特性进行选择，以便基本上补偿干涉式调制器401的角色移。在另一实施例中，对漫射体402及调制器401的特性进行选择，以使仅由调制器阵列自身形成的图像模糊不清或加密因而不可见。然而，可通过穿过漫射体402观看而看到由调制器阵列形成的图像。
可根据调制器401的光学响应(即光谱反射比或传递函数)与漫射体402的光学响应的卷积对调制器401连同漫射体402的总体光学特性进行建模。下文将提出该卷积的一实例性表达式。
如上文所述，调制器401的光学响应R(θi，λ)表示为入射于调制器401上的光的入射角θi及波长的函数。由于对于镜反射而言，入射角等于反射角，因而对调制器的视角θ等于调制器上的入射角θi。因而，R(θi，λ)表征作为视角θ的函数的调制器光学响应。
从漫射体402射出的光的强度也通常为视角θ(及入射角θi)的函数。因此，如上文所述，漫射体的光学响应由D(θi，θ)表征。
对于调制器401与漫射体402的组合而言，调制器的视角θ等于漫射体的入射角θi。因而，经漫射体402修改的调制器401的总光学响应或净光学响应(参见图11)可按照以下关系式表达为R′(θ，λ)R′(θ,λ)=ΣθiD(θi,θ)R(θi,λ)]]>使用上式，可计算出包含漫射体402的作用在内的经修改的光谱反射比R′(θ，λ)。在确定响应性R′(θ，λ)时，针对一系列角度θi(即对于θi＝0至90度)进行求和。其结果即为在一给定视角θ情况下显示器的光谱响应。
由此，可针对一特定的视角及对应的观看者位置来计算调制器401及漫射体402的组合的光谱响应。同样，可针对多个视角及观看位置来计算包括调制器401及漫射体402的总的结构的光谱响应，以对因视角变化而引起的色移进行量化。
在一实施例中，希望根据特定的准则(例如，可接受或不可接受的色移度)来界定总的或经校正的反射比(即，R′(θ，λ))的型式。例如，如果在一特定视角(例如，30度)处的色移为100纳米，则可能希望将该色移减小至不大于20纳米。在此种情形中，可使用一适当的漫射体来改善具有不合乎要求的100纳米色移(例如，在30度处)的调制器401的未经补偿的光学响应R(θi，λ)，以便提供一具有可接受的20纳米色移的所得光谱响应R′(θ，λ)。值得注意的是，这些数字只是为便于举例说明而随意选取的，在实践中可使用任何色移容限度。例如，在某些实施例中，色移特性的容限度可取决于拟用用途或所计划的观看条件。
因此，可自未经补偿的光学响应R(θi，λ)导出所需的光学响应R′(θ，λ)。在此种情形中，由于未经补偿的光学响应R(θi，λ)及所需的光学响应R′(θ，λ)为已知函数，因而可根据上式来计算D(θi，θ)情况下的光学响应(即特性)。由于上式仅具有一个未知变量，因而可对D(θi，θ)加以确定，以界定合适的漫射体来提供所需的光谱响应性R′(θ，λ)。D(θi，θ)在求解之后即可(例如)对应于一具有高增益、低增益或极低增益响应、或其他适当特性的漫射体。
在一实施例中，通过求解上式的置换形式(例如，求解去卷积)来确定D(θi，θ)。可使用众所周知的数学及数值方法来实施计算。
在所属技术领域中众所周知，可将漫射体制成提供所需的光学响应。因此，一旦确定D(θi，θ)的特性，即可确定漫射体402的适当的物理构造及材料，以产生所需响应曲线D(θi，θ)的至少一近似值，从而使目标角度下的色移位于所需的容限以内。在各种实施例中，可使用在所属技术领域中已知的技术来确定物理构造。具有所选特性的漫射体可自(例如)日本Osaka的Nitto Denko公司购得。下文将更全面地论述关于根据干涉式调制器的光谱响应来选择漫射体的其他详情。
为举例说明该光学模型的应用，下文提供根据调制器401的已知光谱响应R(θi，λ)及漫射体的已知光学响应D(θi，θ)来确定调制器401与漫射体402的组合的光学响应R′(θ，λ)的计算。
在一实施例中，例如，漫射体402为一具有高增益特性的漫射体，其高增益特性可经过选择以减小或补偿色移。图12A为一显示在入射角为0°时实例性漫射体402的增益与视角的关系的曲线图。图12B为一显示在入射角为10°时实例性漫射体402的增益与视角的关系的曲线图。在该图解说明中，可假定自光学响应曲线(未图示)推导出以下R(θi，λ)值 及 在本实例中，提供在单个波长下仅使用两个入射角进行的计算。具体而言，针对自0至10°且步长为10°的入射角来计算卷积。在实践中，可使用更大的角度范围且步长可有所不同。同样，应了解，可在任一特定入射角(或视角)处-在本实例中仅使用0°及10°，确定在各种波长情况下的值。
此外，在每一视角下还存在许多种不同的波长，然而仅为举例说明起见，仅在0度(入射角θi或视角)处提供波长λ的两个值(0.5及0.9)。同样地，在10度的视角下提供波长λ的两个值(0.6及0.8)。
为验证所选的漫射体402可进行所期望的色移补偿，例如，可使用漫射体402的实际光学响应D(θi，θ)来计算R′(θ，λ)。为确定经过漫射体402修改的调制器401的这种补偿后的光学响应R′(θ，λ)，使用上式计算在一所需视角下的R′(θ，λ)。在本实例中，使用光学响应D(θi，θ)并假定D(0°，10°)＝0.5及D(10°，10°)＝0.2来计算在10°视角下漫射体402的作用。应认识到，这些数字只是随意选取用于举例说明本文所述原理，而不具有限定性。此外，尽管在本数字实例中仅为D(θi，θ)提供在两个θi值处的值，即0.2及0.5，然而如上文所述，可针对更多数量的入射角θi值来实施卷积。
在实施D(θi，θ)与R(θi，λ)的卷积时，可在10°的视角(或以类似方式在任意所需的视角下，例如在0°与90°之间)处计算R′(θ，λ)。在该具体实例中实施卷积时，所使用的每一D(θi，θ)值均是自在视角(在本实例中，θ＝10°)处对应于所有θi值的D(θi，θ)曲线获得。
如上文所述，对于每一视角计算，均通过使θi自0°变化至90°来对卷积进行求和，以计算总的经修改或补偿的光学响应R′(θ，λ)(通过漫射体402校正)。在该数值实例中，该计算可运算如下 =
*0.50.9+
*0.60.8=0.250.45+0.120.16=0.370.61]]>在某些实施例中，漫射体402可包含多于一个漫射体层。在一个这种实施例中，可为每一漫射体层选择相同的漫射体特性。在另一实施例中，可为漫射体402的每一层选择不同的特性。在一实施例中，可通过对每一层的光学响应进行卷积来计算漫射体402的漫射体特性。
图13显示对应于干涉式调制器显示器装置的不同构造的几条光谱反射比轨迹线的曲线图500。如图13所示，垂直轴代表对观看者的反射比，其以百分比(自0至90％)形式表达。水平轴代表干涉式调制器所反射的光的波长。该反射比对应于上文所述的光谱响应性，例如R(θi，λ)、R′(θ，λ)。
如图13所进一步显示，曲线510显示一略呈钟形的曲线，该曲线代表在与法向成0度处从由一个或多个干涉式调制器构成的显示器(不存在漫射体层)进行观看时的反射比。曲线510的尖峰处于约80％反射比处并以约820nm(其位于光谱的红外部分中)为中心。
图13进一步显示一曲线520，该曲线代表在与法向成50度处观看时该同一显示器的反射比。曲线520的形状与曲线510类似，但具有一位于约690nm处的近似为84％的反射比峰值。
图13还显示一略呈钟形的曲线530，该曲线代表在与法向成0度处自一包含一漫射体层的显示器观看时的反射比。曲线530具有一位于约750nm处的约64％的峰值增益。图13显示一曲线540，该曲线代表在与法向成50度处观看时所述具有漫射体层的显示器的反射比。曲线540所遵循的路径与曲线530的路径基本相同，并具有一等于62％的略微变小的峰值反射比值。
图13使用输入至干涉式调制器的处于电磁波谱的红外部分中的光(峰值波长约为810纳米(nm))来显示来自调制器的反射比。通过对曲线510与530进行相互比较可见，50度的视角偏移会在所观看到的响应曲线中引起一大约120nm的色移。曲线530及540显示在通过一半峰全宽介于120°与180°之间的极低增益漫射体302进行观看时调制器的光谱反射比。从数学上讲，曲线530及540代表该极低增益漫射体的响应与干涉式调制器的响应的卷积。如图13所示，曲线530与540二者均在大约相同或相似的波长处达到峰值，该大约相同或相似的波长在水平方向上介于曲线510与520的峰值之间。因此，当在本实例中视角改变五十度(50°)时，这些曲线表现出非常小的所感觉到的色移(例如介于约10nm至20nm范围内)。
因而，与在无漫射体层情况下在50°处观看到的120nm的调制器色移相比，漫射体层已基本上对视角偏移进行了补偿。曲线530及540的峰值不会随视角的变化而出现明显的色移。
此外，在具有低增益漫射体情况下，在无漫射体时调制器的原来处于光谱的红外部分中的曲线峰值现在处于光谱的红色部分中。因此，漫射体已使一在红外部分中具有峰值响应的干涉式调制器的光谱响应性偏移成一在可见光波长中具有峰值的装置。漫射体的作用的另一特性在于，所卷积的(例如感觉到的)光信号的峰值光谱反射比减小并在整个光谱中更均匀地分布。
通过为漫射体曲线的峰值选择所需的波长及角度，可控制色移及峰值反射比的降低量。在一实施例中，所选的漫射体的响应可以约0°为中心。在其他实施例中，所选漫射体的响应可以一并非0°的角度为中心，例如以十度(10°)、二十度(20°)、三十度(30°)、四十度(40°)、45°(四十五度)、50°(五十度)、60°(六十度)、70°(七十度)、80°(八十度)、或以任意其他视角为中心。
图14为一CIE 1976色度图600，其例示一系列显示色移与视角关系的数据点，以进一步例示图13所示漫射体401的实施例的作用。水平轴及垂直轴界定一上面可绘示光谱三刺激值的色度座标系。在该图的色域色空间上沿一轨迹线605显示一无漫射体的干涉式调制器显示器的一系列数据点。轨迹线605的曲线表明在视角变化情况下存在相当大的色移。对于具有极低增益响应(例如在图13的轨迹线530及540中所示)的干涉式调制器显示器，在图401上仅显示单个数据点610，这是因为已借助漫射体层基本消除了色移。
更一般地说，可将漫射体选择成具有特定的性质以产生所需的光谱响应性R′(θ，λ)。可改变的性质的实例包括光学响应D(θi，θ)的形状。如上文所述，漫射体可包括例如非朗伯漫射体，例如高增益漫射体、低增益漫射体或极低增益漫射体。倘若光学响应D(θi，θ)包含一尖峰，则可选择该尖峰的宽度。例如，在半峰全宽处测量的尖峰的宽度在某些实施例中可介于约2°至20°之间，或者可介于约20°至120°之间或者更大或更小。尖峰宽度也可位于这些范围之外。此外，可对该尖峰的位置进行控制。尽管图10中所示的高增益及低增益响应是以约0°为中心，然而在某些实施例中，也可使用具有在并非0°位置处达到峰值的带峰值光学响应的漫射体。也可改变漫射体的其他性质。
例如，图10所绘示的光学响应是针对一特定的入射角，然而，D(θi，θ)还是θi的函数。因此，在各种实施例中，可将漫射体构造成在光以不同入射角θi入射的情况下提供不同的光学响应D(θ)。例如，可将漫射体设计成使光学响应的尖峰的宽度及位置随入射角的不同而异。例如，尖峰可位于一与入射角相等(但相对置)的视角。或者，尖峰的视角的大小可不同于入射角。
由于干涉式调制器的光谱响应性随角度而异，因而可利用在不同入射角情况下具有不同的响应对光线进行重新分布，以实现颜色对视角的所需的依赖性。因此，通过使以不同的角度入射于漫射体上的光正确分布，可实现色移的减小。
因此，通过选择光学响应D(θi，θ)的不同特征，可获得所需的光谱响应性R′(θ，λ)。在确定这样一个适当漫射体的性质时，可使用对干涉式调制器的光谱响应性R(θi，λ)所作的考虑。因此，可选择一与干涉式调制器正确匹配的漫射体以便例如减小色移。
如上文所述，借助所属技术领域中所知的技术，可根据漫射体材料及架构的已知的光谱光学响应及角度光学响应来选择及/或设计漫射体。具体而言，将漫射体选择或设计成使漫射体的光学响应与干涉式调制器401的光学响应的卷积产生一可降低色移的光学响应。由此，可将自至少一个目标角度观看时的色移减小至处于一特定视角及特定干涉式调制器构造401情况下的预定容限以内。该预定容限可表示为色移的纳米数值形式。
可使用全息或衍射性光学元件作为漫射体。也可用电脑产生漫射体。在一实施例中，通过选择漫射体的材料、厚度及材料布置来形成漫射体的所需的光学响应。
在某些实施例中，干涉式调制器具有一以红外波长或其他不可见光波长为中心的光谱响应(例如，对于法向入射处的视角)。这种具有大多不可见成份的光谱响应可有助于减小色移。在一延伸入可见光中的中心尖峰之下的波长中，例如50％、60％、70％或以上可为不可见光波长。漫射体可将该尖峰移至可见光内。
在某些实施例中，漫射体可表现出一为波长的函数的响应D(θi，θ，λ)。在一实施例中，漫射体包括一全息光学元件。也可利用其他类型的对波长敏感的漫射体。
此外，在其中希望偏移至光谱的蓝色端的实施例中，可增设一背光灯或前光灯来以所需波长提供额外的强度。通过使用此种与频率相关的漫射体构造及光源，可在选择一可在一所选角度处观看的具有预定的色移容限的构造时提供额外的灵活性。
在一实施例中，显示器400可包括具有变化的光学响应的干涉式调制器401。例如，在一实施例中，显示器400包括三组干涉式调制器401，在调制器401与本文所揭示的漫射体402相匹配时，这三组干涉式调制器401具有对应于红色、绿色及蓝色的光学响应以形成一彩色显示器。在一个这种实施例中，漫射体402的光学响应可取决于穿过漫射体402的光的波长λ。在一个这种实施例中，漫射体402包括一全息光学元件。
显示器的设计也可具有各种变化形式。例如，在某些实施例中，可使用几个漫射体的一组合来提供一在所选角度处的角度色移处于一预定容限以内的显示器。在另一实施例中，可使用一个或多个漫射体来使在两个角度、三个角度或一角度范围情况下的色移处于一预定容限以内。还可具有其他构造。
在一实施例中，具有漫射体的干涉式调制器的一应用是能够使显示器的图像加密或模糊不清，以防止在未经授权的情况下观看图像。在一实施例中，漫射体将数据自光谱的一不可见部分(例如红外部分)移至光谱的一可见部分。漫射体相对于干涉式调制器阵列定位的方式可使经授权的观看者通过漫射体自显示器接收到光。
因此，在这样一个实施例中，干涉式调制器产生加密的图像，而漫射体则构造成将图像解密。在另一实施例中，显示器的干涉式调制器阵列的光学响应被选择成接收输入图像数据并产生一使人眼难以感觉出的输出图像，例如使输出图像出现色移以使该图像模糊不清。漫射体则被选择成引起色移以产生一具有可表示输入图像数据的颜色的图像。
图15A及15B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。
图15B示意性地显示实例性显示装置2040的一实施例中的组件。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可包括各种各样的能量存储装置，此在所属技术领域中众所周知。例如，在一实施例中，电源2050为可再充电的蓄电池，例如镍-镉蓄电池或锂离子蓄电池。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。
尽管上文详细说明已显示、说明及指出本发明的适用于各种实施例的基本的新颖特征，然而应了解，所属技术领域的技术人员可在形式及细节上对所示系统作出各种省略、替代及改变，此并不背离本发明的意图。上文说明详述了本发明的某些实施例。然而应了解，无论上文说明看起来如何详细，本发明仍可按其他具体形式实施，此并不背离其精神或实质特征。所述实施例在每一方面上均应视为仅为例示性而无限定性。
权利要求
1.一种显示装置，其包括至少一个经构造以反射入射光的干涉式调制器，所述至少一个干涉式调制器具有一至少部分地依赖于视角及所述入射光的波长的光学响应；及一位于一至所述至少一个干涉式调制器的光学路径中的漫射体，所述漫射体具有一基本上与所述干涉式调制器的所述光学响应相匹配的光学响应，以使在不同视角下的颜色成分保持基本相同。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中所述漫射体的所述光学响应至少部分地取决于视角。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中所述漫射体包括一非朗伯漫射体。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中所述漫射体的所述光学响应随视角而衰落。
5.如权利要求1所述的显示装置，其中所述漫射体包括一高增益漫射体。
6.如权利要求5所述的显示装置，其中所述高增益漫射体具有一介于约10°与30°之间的半峰全宽。
7.如权利要求1所述的显示装置，其中所述漫射体包括一低增益漫射体。
8.如权利要求7所述的显示装置，其中所述低增益漫射体具有一介于约60°与100°之间的半峰全宽。
9.如权利要求1所述的显示装置，其中所述漫射体及干涉式调制器经构造以产生一组合光学响应，所述组合光学响应将在一约50度的视角变化下的角色移降至小于约10至20纳米。
10.如权利要求1所述的显示装置，其进一步包括一与所述至少一个干涉式调制器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；及一与所述处理器电连通的存储装置。
11.如权利要求10所述的显示装置，其进一步包括一驱动电路，其经配置以向所述至少一个干涉式调制器发送至少一个信号。
12.如权利要求11所述的显示装置，其进一步包括一控制器，所述控制器经配置以将所述图像数据的至少一部分发送至所述驱动电路。
13.如权利要求10所述的显示装置，其进一步包括一图像源模块，所述图像源模块经配置以将所述图像数据发送至所述处理器。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器及发射器中的至少一个。
15.如权利要求10所述的显示装置，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。
16.一种制作一显示装置的方法，其包括选择一具有一光学响应的漫射体；及将所述漫射体设置在一干涉式调制器阵列前面，所述干涉式调制器阵列具有一取决于视角的光学响应，其中选择所述漫射体包括使所述漫射体的所述光学响应与所述干涉式调制器阵列的所述光学响应基本上相匹配，以减小所述显示装置随视角的角色移。
17.如权利要求16所述的方法，其中使所述漫射体的所述光学响应与所述干涉式调制器阵列的所述光学响应基本上相匹配包括确定所述漫射体的所述光学响应，以使其与所述干涉式调制器的所述光学响应一起产生一组合光学响应，所述组合光学响应将所述显示器的随视角的角色移降至小于一预定容限。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述预定容限包括一在一预定视角范围内的任两个视角下所产生的组合光学响应的峰值强度的波长之间的差值。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述至少一个干涉式调制器的所述光学响应具有一至少部分地取决于视角及入射光的波长的强度。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述漫射体的所述光学响应具有一至少部分地取决于光的入射角及视角的强度。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述漫射体的所述光学响应进一步至少部分地取决于光的波长。
22.一种通过如权利要求16所述的方法制成的显示装置。
23.一种显示装置，其包括用于调制光的构件，所述调制构件经构造以反射入射光，所述调制构件具有一至少部分地取决于视角及所述入射光的波长的光学响应；及用于漫射光的构件，其位于一至所述调制构件的光学路径中，所述漫射构件具有一基本上与所述调制构件的所述光学响应相匹配的光学响应，以使在不同视角下的颜色成分保持基本相同。
24.如权利要求23所述的显示装置，其中所述调制构件包括一干涉式调制器。
25.如权利要求24所述的显示装置，其中所述调制器包括一局部反射表面及一可移动的反射表面，所述局部反射表面及所述可移动的反射表面构成一光学空腔。
26.如权利要求23所述的显示装置，其中所述漫射构件包括一漫射体。
27.如权利要求26所述的显示装置，其中所述漫射体包括一衍射性光学元件或一全息光学元件。
28.一种显示一图像的方法，其包括自一干涉式调制器反射光，所述干涉式调制器具有一至少部分地取决于视角及所述光的波长的光学响应；及使用一漫射体来漫射所述光，所述漫射体具有一基本上与所述干涉式调制器的所述光学响应相匹配的光学响应，以使在不同视角下的颜色成分保持基本相同。
29.一种显示装置，其包括至少一个干涉式调制器，其具有一随视角θ而变化的光谱响应性，以使颜色随视角变化；及一非朗伯漫射体，其位于一至所述至少一个干涉式调制器的光学路径中，所述非朗伯漫射体具有一随视角而变化的光学响应，所述漫射体明显减小随视角的颜色变化。
30.如权利要求29所述的显示装置，其中所述干涉式调制器在0°的法向视角下的光谱响应性包含一以一不可见光波长为中心并延伸入可见光波长内的光谱线。
31.如权利要求30所述的显示装置，其中所述光谱线以红外线为中心。
32.如权利要求30所述的显示装置，其中所述光谱线以一介于约700至约1000纳米之间的波长为中心。
33.如权利要求30所述的显示装置，其中所述干涉式调制器连同所述漫射体一起具有一光谱响应性，所述光谱响应性在所述法向视角下具有一以所述可见光波长范围为中心的光谱线。
34.如权利要求29所述的显示装置，其中所述漫射体包括一高增益漫射体。
35.如权利要求29所述的显示装置，其中所述漫射体包括一低增益漫射体。
36.如权利要求29所述的显示装置，其中对于一法向入射角，所述漫射体的所述光学响应在一非零视角下具有一峰值。
37.如权利要求36所述的显示装置，其中对于以一约0°的入射角θi入射于所述漫射体上的光，所述漫射体的所述光学响应在一大于约5度的视角下具有一峰值。
38.如权利要求29所述的显示装置，其中所述漫射体的所述光学响应取决于光在所述漫射体上的入射角。
39.如权利要求29所述的显示装置，其中所述漫射体的所述光学响应在一不等于所述光在所述漫射体上的所述入射角的视角下达到峰值。
40.如权利要求39所述的显示装置，其中对于不同的入射角，所述峰值视角各异。
41.如权利要求29所述的显示装置，其中所述漫射体的所述光学响应进一步取决于光的波长。
42.一种定制一显示装置的光学性质的方法，所述显示装置包含一具有一光谱响应性的干涉式调制器及一具有一光学响应的漫射体，所述方法包括根据所述干涉式调制器的所述光谱响应性来选择所述漫射体的至少一种性质，以减小所述显示器的色移。
43.如权利要求42所述的方法，其中选择所述漫射体的至少一种性质包括根据所述干涉式调制器的所述光谱响应性及所述显示装置的一所需光谱响应性来确定所述漫射体的所述光学响应。
44.如权利要求43所述的方法，其中确定所述漫射体的所述光学响应包括通过求解式R′(θ,λ)=ΣθiD(θi,θ)R(θi,λ)]]>来计算D(θi，θ)。
45.如权利要求42所述的方法，其中选择所述漫射体的至少一种性质包括将漫射体响应随视角的变化选择成在一不同于光入射于所述漫射体上的入射角的角度下达到峰值。
46.如权利要求42所述的方法，其中选择所述漫射体的至少一种性质包括将响应随视角的变化选择成在一不同于θ＝0°的角度下达到峰值。
47.如权利要求42所述的方法，其进一步包括选择所述干涉式调制器的至少一种会影响所述光谱响应性的性质。
48.如权利要求47所述的方法，其中选择所述漫射体的所述至少一种性质包括根据所述干涉式调制器的所述光谱响应性来选择所述漫射体的所述至少一种性质，以使所述显示器的色移减小至小于一预定的目标值。
49.如权利要求42所述的方法，其中选择所述漫射体的至少一种性质包括选择所述漫射体的材料性质。
50.如权利要求42所述的方法，其中所述色移是当自一角度范围中的任两个角度观看时，所述显示装置的一光谱响应性中的光谱线之间的波长差。
51.如权利要求50所述的方法，其中所述角度范围关于一通过所述显示装置的光轴而介于约-40度与40度之间，且对于所述角度范围而言，所述色移减小至介于约5与30nm之间。
52.一种用于产生一图像的显示系统，所述系统包括至少一个干涉式调制器，所述至少一个干涉式调制器具有一至少部分地取决于所述显示系统的视角的光谱响应性；及一漫射体，所述漫射体位于至少一穿过所述至少一个干涉式调制器的光学路径中，其中所述干涉式调制器经构造以至少部分地将所述图像加密以便观看不到，且其中所述漫射体经构造以将所述图像解密。
53.如权利要求52所述的系统，其中所述漫射体具有一至少部分地取决于光的波长的光学响应。
54.如权利要求52所述的系统，其进一步包括一与所述至少一个干涉式调制器电连通的处理器，所述处理器经配置以处理图像数据；及一与所述处理器电连通的存储装置。
55.如权利要求54所述的系统，其进一步包括一驱动电路，其经配置以向所述至少一个干涉式调制器发送至少一个信号。
56.如权利要求55所述的系统，其进一步包括一控制器，其经配置以将所述图像数据的至少一部分发送至所述驱动电路。
57.如权利要求54所述的系统，其进一步包括一图像源模块，其经配置以向所述处理器发送所述图像数据。
58.如权利要求57所述的系统，其中所述图像源模块包括一接收器、收发器、及发射器中的至少一个。
59.如权利要求54所述的系统，其进一步包括一输入装置，其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。
60.一种用于产生一图像的显示系统，所述系统包括用于调制光的构件，所述调制构件具有一至少部分地取决于所述显示系统的视角的光谱响应性；及一用于漫射所述光的构件，其中所述调制构件经构造以至少部分地将所述图像加密以便观看不到，且其中所述漫射构件经构造以将所述图像解密。
61.如权利要求60所述的显示系统，其中所述调制构件包括一干涉式调制器。
62.如权利要求61所述的显示系统，其中所述调制器包括一局部反射表面及一可移动的反射表面，所述局部反射表面及所述可移动的反射表面形成一光学空腔。
63.如权利要求62所述的显示系统，其中漫射构件包括一漫射体。
64.如权利要求63所述的显示系统，其中所述漫射体包括一衍射性光学元件或一全息光学元件。
65.一种将观看一显示器限制在经授权的观看者的方法，所述方法包括选择至少一个干涉式调制器，所述干涉式调制器具有一至少部分地取决于所述显示器的视角的光谱响应性；自所述至少一个干涉式调制器反射可表示一图像的光，所述干涉式调制器经构造以至少部分地使所述图像模糊不清以便观看不到；及使用一具有一光学响应的漫射体来漫射所述自所述至少一个干涉式调制器反射的光，其中所述漫射体的所述光学响应经构造以将所述图像解密。
66.如权利要求65所述的方法，其中形成所述显示器的一光谱响应性，所述光谱响应性比所述干涉式调制器的所述光谱响应性更朝可见光波长偏移。
67.一种制作一用于产生一图像的显示系统的方法，所述方法包括提供至少一个干涉式调制器，所述干涉式调制器具有一至少部分地取决于所述显示系统的视角的光谱响应性；及将一漫射体定位于至少一个穿过所述至少一个干涉式调制器的光学路径中，其中所述干涉式调制器经构造以至少部分地将所述图像加密以便观看不到，且其中所述漫射体经构造以将所述图像解密。
68.一种通过如权利要求67所述的方法制成的显示系统。
69.一种产生一图像的方法，所述方法包括使用一调制器来调制光，所述调制器具有一至少部分地取决于所述显示器的视角的光谱响应性；及漫射所述光，其中所述图像至少部分地被加密以便观看不到，且漫射所述光会将所述图像解密。
全文摘要
在本发明的一实施例中，提供一种显示器，所述显示器包括复数个干涉式显示元件。所述显示器进一步包括至少一个漫射体。所述漫射体的光学性质经选择以减小在自至少一个角度观看时所述显示器的色移。
文档编号G09G3/34GK1755500SQ2005101050
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月26日 优先权日2004年9月27日
发明者马尼什·科塔里 申请人:Idc公司