CN110168426A - 显示设备、自适应调制显示设备的显示对比度的组件以及自适应调制显示设备的显示对比度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备。该显示设备包括：具有多个子像素的显示面板(10)；以及位于显示面板(10)上且构造为自适应地调制显示设备的显示对比度的多个微光调制器(M)的阵列。多个微光调制器(M)中的每一个构造为：基于与所述多个微光调制器(M)中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。

Description

显示设备、自适应调制显示设备的显示对比度的组件以及自 适应调制显示设备的显示对比度的方法
技术领域
本发明涉及显示技术，更具体地，涉及显示设备、自适应调制显示设备的显示对比度的组件以及自适应调制显示设备的显示对比度的方法。
背景技术
诸如液晶显示(LCD)设备和有机发光二极管(OLED)显示设备之类的显示设备已经广泛使用。LCD和OLED显示装置使用薄膜晶体管(TFT)来控制显示面板中的像素。
发明内容
在一方面，本发明提供了一种显示设备，包括：具有多个子像素的显示面板；以及位于显示面板上且构造为自适应地调制显示设备的显示对比度的多个微光调制器的阵列；其中，多个微光调制器中的每一个构造为：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强(light intensity)。
可选地，所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域包括所述多个子像素中的一个或多个。
可选地，显示面板具有远离多个微光调制器的阵列的第一侧以及与第一侧相对且靠近多个微光调制器的阵列的第二侧；并且，多个微光调制器中的每一个构造为：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示面板的第二侧发出的第二光的第二光强，自适应地调制所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示面板的第一侧发出的第一光的第一光强。
可选地，第一光强与第二光强正相关。
可选地，多个微光调制器中的每一个构造为通过向第二侧反射第二光的第一部分来自适应地调制第一光的第一光强,从而增加第一光强。
可选地，多个微光调制器中的每一个构造为沿远离第二侧的方向反射第二光的第二部分。
可选地，显示设备还包括：自适应控制电路，其构造为响应于第二光强的改变来自适应地调整第一部分与第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。
可选地，多个微光调制器中的每一个还包括：光电传感器，其构造为检测第二光的第二部分。
可选地，光电传感器的电阻响应于第二光强的改变而受到改变；并且，自适应控制电路构造为响应于光电传感器的电阻的改变而自适应地调整第一部分与第二部分之比。
可选地，显示设备还包括：多条第一扫描线，所述多条第一扫描线中的每一条与多个微光调制器中的一行微光调制器耦接；多条第二扫描线，所述多条第二扫描线中的每一条与多个微光调制器中的一列微光调制器耦接；以及多个开关晶体管，所述多个开关晶体管中的每一个具有与多条第一扫描线中的一条耦接的源极、与多条第二扫描线中的一条耦接的栅极、以及与多个微光调制器中的一个中的光电传感器耦接的漏极。
可选地，多条第一扫描线是用于驱动显示设备中的多个子像素中的图像显示的多条栅线。
可选地，多条第二扫描线是用于驱动显示设备中的多个子像素中的图像显示的多条栅线。
可选地，自适应控制电路包括差分放大器，其构造为响应于光电传感器的电阻的改变而产生电压控制信号。
可选地，自适应控制电路还包括：第一晶体管，其具有与差分放大器耦接的栅极和构造为供有具有重复频率的斜坡电压的源极；电容器，其具有与第一晶体管的漏极耦接的第一电极；以及第二晶体管，其具有与电容器的第一电极耦接的栅极、构造为供有控制电压的源极；其中，电容器的第一电极处保持的电压电平构造为控制通过第二晶体管的源极和漏极的电流。
可选地，重复频率与显示面板中的图像显示的帧频率基本上相同。
可选地，电压控制信号构造为：当光电传感器的电阻在参考电阻值范围内时，关断第一晶体管，使得斜坡电压停止对电容器进行充电。
可选地，多个微光调制器中的每一个包括微镜；微镜具有相对于显示面板的第二侧的表面呈第一角度的反射表面；反射表面构造为向第二侧反射第二光的第一部分并且沿着远离第二侧的方向反射第二光的第二部分；并且，显示设备还包括：自适应控制电路，其构造为响应于第二光强的改变来控制第一角度以自适应地调整第一部分与第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。
可选地，多个微光调制器中的每一个还包括致动器，其构造为控制反射表面相对于显示面板的第二侧的表面的第一角度。
可选地，致动器是电磁线圈；并且，多个微光调制器中的每一个包括附接至微镜的磁体；其中，电磁线圈与磁体之间的磁力的大小控制第一角度。
可选地，多个微光调制器中的每一个包括与微镜耦接的转轴；并且，微镜构造为响应于磁力的改变而相对于转轴旋转，从而改变第一角度。
可选地，显示面板为透明显示面板。
在另一方面，本发明提供了一种用于自适应调制显示面板的显示对比度的组件，包括：多个微光调制器的阵列；其中，多个微光调制器中的每一个构造为：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。
在另一方面，本发明提供了一种自适应调制显示面板的显示对比度的方法，包括：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。
附图说明
以下附图仅为根据所公开的各种实施例的用于示意性目的的示例，而不旨在限制本发明的范围。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备的结构的示意图。
图2是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的工作原理的示意图。
图3是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的工作原理的示意图。
图4是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的工作原理的示意图。
图5是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器的示意图。
图6是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备的自适应控制电路的结构的示意图。
图7示出了根据本公开的一些实施例中的显示设备的自适应控制电路中涉及的各种信号的波形。
图8是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的示意图。
具体实施方式
现在将参照以下实施例更具体地描述本公开。需注意，以下对一些实施例的描述仅针对示意和描述的目的而呈现于此。其不旨在是穷尽性的或者受限为所公开的确切形式。
在常规显示面板中，特别是在透明显示面板中，当环境光强度相对较高时(例如，在户外环境中或当显示面板是透明显示面板时)，显示对比度劣化。这使得读者难以查看显示的图像。读者可增加户外显示面板的亮度以便更好地查看图像显示。但是，这导致更高的功耗。
因此，本公开特别提供了一种显示设备、自适应调制显示设备的显示对比度的组件以及自适应调制显示设备的显示对比度的方法，其实质上消除了由于现有技术的限制和缺陷而导致的问题中的一个或多个。在一方面，本公开提供了一种显示设备，包括：显示面板，其具有多个子像素；以及位于显示面板上并构造为自适应地调制显示设备的显示对比度的多个微光调制器的阵列。在一些实施例中，多个微光调制器中的每一个构造为：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。
如本文所用，术语“自适应”指的是改变以变得适于一组新条件的能力，例如，动态的、基于来自一个或多个所获取的输入或检测到的条件的反馈而自动改变的调制或调整。在一个示例中，可以基于来自特定区域中显示的当前图像的亮度级的反馈而自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。通过自适应地调制多个区域中的光强，可以自适应地调制显示设备的显示对比度。
图1是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备的结构的示意图。参照图1，一些实施例中的显示设备包括显示面板10和位于显示面板10上的多个微光调制器M的阵列。多个微光调制器M构造为自适应地调制显示设备的显示对比度。多个微光调制器M中的每一个构造为：基于与多个微光调制器M中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板10的发光侧发出的光的光强。可选地，多个区域中的光强是非均匀地调制的。可选地，多个微光调制器M构造为自适应地调制与多个微光调制器M对应的多个区域中显示面板10的发光侧发出的光的光强，以使得与具有较低亮度级的区域中的光强相比，具有较高亮度级的区域中的光强更大程度地增加(例如，增大较大百分比)。通过这种设计，可以显著提高显示面板10中显示的图像的显示对比度。由于调制是自适应地进行的并且是基于所述区域中显示的当前图像的亮度级的，因此光强调制是动态过程。例如，在图像的下一帧，相同区域中的亮度级减小，则该区域中的光强可相应地较小程度地增加或不增加。
各种适当的光调制器可以用于动态地调制显示设备的显示对比度和显示面板10的第一侧S1发出的第一光的第一光强。适当的光调制器的示例包括：微机电***(MEMS)、光电类型的光调制器(例如，液晶)、机电类型的光调制器、电致变色类型的光调制器、反射型光调制器、以及其他类型的光调制器。MEMS的示例包括微镜阵列***，比如数字微镜器件。可选地，如下面的示例所述，多个微光调制器包括多个微镜。
可选地，所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域包括所述多个子像素中的一个或多个。可选地，每个区域包括单个子像素。可选地，显示面板包括多个像素，所述多个像素中的每一个包括多个子像素(例如，红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素)，并且每个区域包括一个或多个像素。可选地，所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域包括1个至1000个子像素，例如，1个至100个子像素、100个至200个子像素、200个至300个子像素、300个至400个子像素、400个至500个子像素、500个至600个子像素、600个至700个子像素、700个至800个子像素、800个至900个子像素、以及900个至1000个子像素。
如图1所示，在一些实施例中，显示面板具有远离多个微光调制器M的阵列的第一侧S1以及与第一侧S1相对且靠近多个微光调制器M的阵列的第二侧S2。多个微光调制器M中的每一个构造为：基于与多个微光调制器M中的每一个对应的区域中显示面板10的第二侧S2发出的第二光L2的第二光强，自适应地调制与多个微光调制器M中的每一个对应的区域中显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强。
在一些实施例中，第一光强与第二光强正相关。可选地，第一光强相比于显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的由当前的图像帧的亮度级限定的原始光强值的增大量与第二光强正相关。可选地，在该区域中显示的当前的图像帧中，该区域中显示面板10的第二侧S2发出的第二光L2的光强越高，同一区域中显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强越大程度地增加。可选地，该区域中显示面板10的第二侧S2发出的第二光L2的光强在最大值和最小值之间的范围内变化，当第二光L2的光强等于最小值时，相同区域中显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强最小地增加或不增加，并且当第二光L2的光强等于最大值时，相同区域中显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强最大地增加。可选地，当该区域中显示面板10的第二侧S2发出的第二光L2的光强等于或小于第一值时，相同区域中显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强不增加。可选地，当该区域中显示面板10的第二侧S2发出的第二光L2的光强等于或大于第二值时，相同区域中显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强增加了最大值。
图2是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的工作原理的示意图。参照图2，多个微光调制器M中的该一个微光调制器包括用于反射显示面板10的第二侧S2发出的第二光L2的装置(例如，微镜20)。如图2所示，多个微光调制器M中的每一个构造为通过向第二侧S2反射第二光L2的第一部分L2-1来自适应地调制第一光L1的第一光强,从而增加第一光L1的第一光强。可选地，第一部分L2-1随后透过显示面板10到达第一侧S1。因此，在本公开上下文中，一些实施例中的第一光L1包括两个分量，第一分量是从显示面板10(例如，从发光层或液晶层)直接发出到显示面板10的第一侧S1的光，第二分量是由多个微光调制器M中的一个向第二侧S2反射并透过显示面板10到达第一侧S1的第二光L2的第一部分L2-1。第一光L1的第一光强是第一分量和第二分量的组合光强。
参照图2，在一些实施例中，多个微光调制器M中的每一个构造为沿远离第二侧S2的方向反射第二光L2的第二部分L2-2。在一个示例中，沿基本上平行于第二侧S2的方向反射第二部分L2-2。在一些实施例中，测量第二部分L2-2的量或强度，并且将测得的第二部分L2-2的量或强度用作用于自适应调制例如当前图像帧中的显示面板10的第一侧S1发出的第一光L1的第一光强的反馈。
各种适当的自适应反馈机制可以用于第一光强的自适应调制。出于说明目的，在一些实施例中，显示设备还包括：自适应控制电路，其构造为响应于第二光强的改变来自适应地调整第一部分L2-1与第二部分L2-2之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。例如，在当前图像帧的第一时间点，第二部分L2-2的测得量或强度大于参考值，则自适应控制电路构造为控制多个微光调制器M中的该一个微光调制器以使得第一部分L2-1与第二部分L2-2之比被调整以降低第二部分L2-2的测得量或强度。在另一示例中，在当前图像帧的第二时间点，第二部分L2-2的测得量或强度小于参考值，则自适应控制电路构造为控制多个微光调制器M中的该一个微光调制器以使得第一部分L2-1与第二部分L2-2之比被调整以增加第二部分L2-2的测得量或强度。该自适应过程可以持续，直到在第三时间点第二部分L2-2的测得量或强度基本上与参考值相同(或位于参考范围内)。在另一示例中，自适应控制电路构造为通过调整微镜20的反射表面和显示面板10的第二侧S2的表面之间的第一角度α来控制多个微光调制器M中的该一个微光调制器。
图3是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的工作原理的示意图。参照图3，在一些实施例中，多个微光调制器M中的每一个还包括：光电传感器30，其构造为检测第二光L2的第二部分L2-2。图3示出了第二光L2的第二光强相对较小的示例。可执行(例如，通过自适应控制电路执行)自适应过程以达到第二部分L2-2的测得量或强度与参考值基本相同(或在参考范围内)的状态。由于第二光L2的第二光强相对较小，因此第一角度α需要被调整为相对较大的值以实现该状态。
图4是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的工作原理的示意图。图4示出了第二光L2的第二光强相对较大的示例。可执行(例如，通过自适应控制电路执行)自适应过程以达到第二部分L2-2的测得量或强度与参考值基本上相同(或在参考范围内)的状态。由于第二光L2的第二光强相对较大，因此第一角度α需要被调整为相对较小的值以实现该状态。
各种适当方法和装置可用于测量第二部分L2-2的量或强度。在一个示例中，可通过如图3和图4所示的光电传感器30测量第二部分L2-2的量或强度。可选地，光电传感器30具有电阻RL。响应于第二光L2的第二光强的改变(例如，从图3所示的状态改变为图4所示的状态，或反之)，光电传感器30接收到的光的量也经受改变，这导致光电传感器30的电阻RL的改变。
在一个示例中，与多个微光调制器M中的该一个微光传感器对应的区域经受从图3所示的状态到图4所示的状态的改变，例如，从与该区域中较低亮度级对应的第一状态到与较高亮度级对应的第二状态的改变。在如图3所示的第一时间点，第二光L2的第二光强与参考光强基本上相同，并且光电传感器30的电阻RL与参考电阻基本上相同。当该区域中的亮度级增加时，第二光L2的第二光强相应地增加，并且光电传感器30的电阻RL相应地减小。自适应控制电路构造为自适应地控制微镜20，使得微镜20的反射表面与显示面板10的第二侧S2的表面之间的第一角度α减小(例如，减小至图4所示的状态)。由于第一角度α减小，第一部分L2-1与第二部分L2-2之比增大，例如，光电传感器30受第二部分L2-2照射的区域减小并且第二部分L2-2的光的量减少。由于第二部分L2-2的光的量减少，光电传感器30的电阻RL增大。该自适应过程持续，直到光电传感器30的电阻RL增大至与参考电阻基本上相同的水平。
在另一个示例中，与多个微光调制器M中的该一个微光传感器对应的区域经受从图4所示的状态到图3所示的状态的改变，例如，从与该区域中较高亮度级对应的第一状态到与较低亮度级对应的第二状态的改变。在如图4所示的第一时间点，第二光L2的第二光强与参考光强度基本上相同，并且光电传感器30的电阻RL与参考电阻基本上相同。当该区域中的亮度级减小时，第二光L2的第二光强相应地减小，并且光电传感器30的电阻RL相应地增大。自适应控制电路构造为自适应地控制微镜20，使得微镜20的反射表面与显示面板10的第二侧S2的表面之间的第一角度α增大(例如，增大至图3所示的状态)。由于第一角度α增大，第一部分L2-1与第二部分L2-2之比减小，例如，光电传感器30受第二部分L2-2照射的区域增大并且第二部分L2-2的光的量增大。由于第二部分L2-2的光的量增大，光电传感器30的电阻RL减小。该自适应过程持续，直到光电传感器30的电阻RL减小至与参考电阻基本上相同的水平。
图5是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器的示意图。参照图5，一些实施例中的显示设备包括多个微光调制器M，所述多个微光调制器M中的每一个包括光电传感器30。光电传感器30具有电阻RL。显示设备还包括多条第一扫描线SL1，所述多条第一扫描线SL1中的每一条与所述多个微光调制器M中的一行微光调制器耦接。显示设备还包括多条第二扫描线SL2，所述多条第二扫描线SL2中的每一条与所述多个微光调制器M中的一列微光调制器耦接。显示设备还包括多个开关晶体管T1(例如，薄膜晶体管)，所述多个开关晶体管T1中的每一个具有与多条第一扫描线SL1中的一条耦接的源极、与多条第二扫描线SL2中的一条耦接的栅极、以及与多个微光调制器M中的一个中的光电传感器30耦接的漏极。在工作时，逐行地向多个开关晶体管T1提供第一扫描信号，该第一扫描信号被提供至所述多个微光调制器M中的一行微光调制器的多个开关晶体管T1的源极。逐列地向多个开关晶体管T1提供第二扫描信号，该第二扫描信号被提供至所述多个微光调制器M中的一列微光调制器的多个开关晶体管T1的栅极。当多个开关晶体管T1中的一个被第一扫描信号和第二扫描信号导通时，可测量光电传感器30的电阻RL(例如，可测量照射在光电传感器30上的第二部分L2-2的光的量)。可选地，多条第一扫描线SL1与用于驱动显示设备中的多个子像素中的图像显示的多条栅线相同。可选地，多条第二扫描线SL2与用于驱动显示设备中的多个子像素中的图像显示的多条栅线相同。
如图5所示，一些实施例中的自适应控制电路包括差分放大器80，其构造为响应于光电传感器30的电阻RL的改变而产生电压控制信号V1。当参考电压信号REF与电压信号Rx基本上相同时，电压控制信号V1基本上为0。在一个示例中，当RL/R3基本上与R1/R2相同时，电压控制信号V1基本上为0。当参考电压信号REF不同于电压信号Rx时，电压控制信号V1不为0，并且被配置为自适应地控制第一部分L2-1与第二部分L2-2之比，进而改变电阻RL。
图6是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备的自适应控制电路的结构的示意图。参照图6，一些实施例中的自适应控制电路还包括：第一晶体管M1，其具有与差分放大器80耦接的栅极和构造为供有具有重复频率的斜坡电压V-Ramp的源极；电容器C1，其具有与第一晶体管M1的漏极耦接的第一电极；以及第二晶体管M2，其具有与电容器C1的第一电极耦接的栅极、构造为供有控制电压VDD的源极。电容器C1的第一电极处保持的电压电平构造为控制通过第二晶体管M2的源极和漏极的电流。
在一些实施例中，光电传感器30被构造为(例如，通过如上所述的检测第二光的第二部分L2-2的第二光强)检测与所述多个微光调制器M中的一个对应的区域中的亮度级的改变。差分放大器80构造为基于光电传感器30检测到的亮度级的改变来向第一晶体管提供反馈。在一个示例中，差分放大器80向第一晶体管M1的栅极输出控制电压信号V1。第一晶体管M1的源极供有斜坡电压V-Ramp。在一个示例中，控制电压信号V1的电压电平大于参考电压电平，以导通第一晶体管M1。斜坡电压V-Ramp通过第一晶体管M1对电容器C1的第一电极进行充电。可选地，电容器的第二电极供有接地电压。电容器C1的第一电极处保持的电压电平控制第二晶体管M2的源漏电阻，例如，控制通过第二晶体管M2的源极和漏极的电流。第二晶体管M2的漏电极与致动器100耦接。在一个示例中，致动器100构造为控制微镜20的反射表面相对于显示面板10的第二侧的表面的第一角度α，进而决定光电传感器30的电阻。因此，通过第二晶体管M2的源极和漏极的电流水平决定了第一角度α的度数。
在一些实施例中，斜坡电压V-Ramp持续对电容器C1的第一电极进行充电，因此通过第二晶体管M2的源极和漏极的电流持续上升。结果，微镜20的反射表面相对于显示面板10的第二侧的表面的第一角度α持续改变，导致光电传感器30的电阻的改变。光电传感器30的电阻的改变转而改变(例如，减小)差分放大器80输出的控制电压信号V1。当光电传感器30的电阻在参考电阻值的范围内(例如，与参考电阻基本上相同)时，控制电压信号V1构造为(例如，当控制电压信号V1的电压电平小于阈值电压电平时)关断第一晶体管M1，使得斜坡电压V-Ramp停止对电容器C1充电。
可选地，斜坡电压V-Ramp具有重复频率。可选地，重复频率与显示面板中的图像显示的帧频率基本上相同。
图7示出了根据本公开的一些实施例中的显示设备的自适应控制电路中涉及的各种信号的波形。参照图7，以实线示出了控制电压信号V1，以长虚线示出了斜坡电压V-Ramp，并且以小点虚线示出了电容器C1的第一电极处保持的电压。如图7所示，在斜坡电压V-Ramp的每个重复周期中，斜坡电压V-Ramp持续上升。在每个周期的开始处，控制电压信号V1处于高电平以导通第一晶体管M1，使得V-Ramp持续对电容器C1的第一电极进行充电，并且电容器C1的第一电极处的电压电平持续上升。如上所述，当电容器C1的第一电极处的电压电平增大时，通过第二晶体管M2的源极和漏极的电流持续上升，导致光电传感器30的电阻的改变。当光电传感器30的电阻在参考电阻值的范围内时(例如，与参考值基本上相同时)，控制电压信号V1变得低于阈值电压(例如，基本上为0，如图7所示)。在该时间点，第一晶体管M1关断，电容器C1的第一电极处的电压电平保持为稳定电平。微镜20的反射表面相对于显示面板10的第二侧的表面的第一角度α保持在固定角度，直到下一周期。
参照图3和图4，在一些实施例中，致动器100是电磁线圈40，并且多个微光调制器M中的每一个包括附接至微镜20的磁体50。电磁线圈40与磁体50之间的磁力的大小控制第一角度α。
在一些实施例中，参照图3和图4，多个微光调制器M中的每一个还包括与微镜20耦接的转轴60。微镜20构造为响应于磁力的改变而相对于转轴60旋转，从而改变第一角度α。
在一些实施例中，显示面板10为透明显示面板。本文使用的术语“透明显示面板”指的是能够在显示图形图像的同时允许入射光从显示面板的背侧通过的显示面板。可选地，本公开上下文中的透明显示面板具有至少20％或更高的透光率。根据本公开的透明显示面板包括透明液晶显示面板和透明有机发光二极管显示面板。透明显示面板的示例包括房间、建筑物、家用电器、汽车挡风玻璃、汽车抬头显示、眼镜、双筒望远镜、护目镜、头盔等中的窗形式的透明显示面板。
在一些实施例中，参照图3和图4，多个微光调制器M中的每一个还包括在与微镜20的反射表面相对的一侧上附接至微镜20的遮光件70。如上所述，图4示出了第二光L2的第二光强相对较大的示例。在如图4示出的状态中，当显示面板10是透明显示面板时，遮光件70可遮挡来自显示面板10的背侧的大部分环境光。图3示出了第二光L2的第二光强相对较小的示例。在如图3所示的状态中，环境光被遮光件70遮挡至较小程度。通过这种设计，可以进一步增强显示对比度。
可选地，所述显示设备为液晶显示设备。可选地，所述显示设备为有机发光二极管显示设备。适当显示设备的示例包括但不限于：电子纸、移动电话、平板计算机、电视、监视器、笔记本计算机、数字相框、GPS等。
可实践本公开的各种替代实施方式。在一个示例中，如图3和图4所示，电磁线圈40附接至用于保持微镜20的支架。图8是示出根据本公开的一些实施例中的显示设备中的多个微光调制器之一的示意图。参照图8，电磁线圈40未附接至用于保持微镜20的支架，例如，电磁线圈40为独立单元。可选地，电磁线圈40布置在与磁体50大致相同水平处。类似地，光电传感器30可布置在显示设备中的任何适当位置处。在一个示例中，光电传感器30布置在显示设备的子像素间区域中，例如，布置在与显示设备的黑矩阵对应的区域中。
在另一方面，本公开提供了用于自适应调制显示面板的显示对比度的组件。在一些实施例中，显示设备包括多个微光调制器的阵列。可选地，多个微光调制器中的每一个构造为：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。例如，所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域包括显示面板中的多个子像素中的一个或多个。
在一些实施例中，显示面板具有远离多个微光调制器的阵列的第一侧以及与第一侧相对且靠近多个微光调制器的阵列的第二侧。可选地，多个微光调制器中的每一个构造为：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示面板的第二侧发出的第二光的第二光强，自适应地调制所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示面板的第一侧发出的第一光的第一光强。可选地，第一光强与第二光强正相关。可选地，多个微光调制器中的每一个构造为通过向第二侧反射第二光的第一部分来自适应地调制第一光的第一光强,从而增加第一光强。可选地，多个微光调制器中的每一个构造为沿远离第二侧的方向反射第二光的第二部分。
在一些实施例中，用于自适应调制显示面板的显示对比度的组件还包括：自适应控制电路，其构造为响应于第二光强的改变来自适应地调整第一部分与第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。可选地，多个微光调制器中的每一个还包括：光电传感器，其构造为检测第二光的第二部分。光电传感器的电阻响应于第二光强的改变而受到改变。可选地，自适应控制电路构造为响应于光电传感器的电阻的改变而自适应地调整第一部分与第二部分之比。
在一些实施例中，用于自适应调制显示面板的显示对比度的组件还包括：多条第一扫描线，所述多条第一扫描线中的每一条与多个微光调制器中的一行微光调制器耦接；多条第二扫描线，所述多条第二扫描线中的每一条与多个微光调制器中的一列微光调制器耦接；以及多个第三薄膜晶体管，所述多个第三薄膜晶体管中的每一个具有与多条第一扫描线中的一条耦接的源极、与多条第二扫描线中的一条耦接的栅极、以及与多个微光调制器中的一个中的光电传感器耦接的漏极。可选地，多条第一扫描线与用于驱动显示面板中的多个子像素中的图像显示的多条栅线相同。可选地，多条第二扫描线与用于驱动显示面板中的多个子像素中的图像显示的多条栅线相同。
可选地，自适应控制电路包括差分放大器，其构造为响应于光电传感器的电阻的改变而产生电压控制信号。
可选地，自适应控制电路包括：第一晶体管，其具有与差分放大器耦接的栅极和构造为供有具有重复频率的重复的斜坡电压的源极；电容器，其具有与第一晶体管的漏极耦接的第一节点；以及第二晶体管，其具有与电容器的第一节点耦接的栅极、构造为供有控制电压的源极。可选地，电容器的第一节点处保持的电压电平构造为控制通过第二晶体管的源极和漏极的电流。可选地，重复频率与显示面板的图像显示的帧频率基本上相同。可选地，电压控制信号构造为：当光电传感器的电阻在参考电阻值范围内时，关断第一晶体管，使得斜坡电压停止对电容器进行充电。
在一些实施例中，多个微光调制器中的每一个包括微镜。可选的，微镜具有相对于显示面板的第二侧的表面呈第一角度的反射表面。可选地，反射表面构造为向第二侧反射第二光的第一部分并且沿着远离第二侧的方向反射第二光的第二部分；并且，自适应控制电路构造为响应于第二光强的改变来控制第一角度以自适应地调整第一部分与第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。
在一些实施例中，多个微光调制器中的每一个包括致动器，其构造为控制反射表面相对于显示面板的第二侧的表面的第一角度。可选地，致动器与第二晶体管的漏极耦接。可选地，致动器为电磁线圈，并且多个微光调制器中的每一个包括附接至微镜的磁体。可选地，电磁线圈与磁体之间的磁力的大小控制第一角度。
可选地，多个微光调制器中的每一个包括与微镜耦接的转轴。可选的，微镜构造为响应于磁力的改变而相对于转轴旋转，从而改变第一角度。
在另一方面，本公开提供了自适应调制显示面板的显示对比度的方法。在一些实施例中，所述方法包括：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中显示面板的发光侧发出的光的光强。
在一些实施例中，显示面板具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，第一侧为显示面板的发光侧。可选地，所述方法包括：基于限定区域中显示面板的第二侧发出的第二光的第二光强，自适应地调制该限定区域中显示面板的第一侧发出的第一光的第一光强。可选地，作为自适应调制的结果，第一光强与第二光强正相关。
可选地，所述方法包括：通过向第二侧反射第二光的第一部分来自适应地调制第一光的第一光强,从而增加第一光强。可选地，所述方法还包括：沿远离第二侧的方向反射第二光的第二部分。
在一些实施例中，所述方法还包括：响应于第二光强的改变来自适应地调整第一部分与第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。可选地，所述方法还包括：利用光电传感器检测第二光的第二部分。光电传感器的电阻响应于第二光强的改变而受到改变。可选地，所述方法包括：响应于光电传感器的电阻的改变而自适应地调整第一部分与第二部分之比。可选地，所述方法还包括：利用差分放大器，响应于光电传感器的电阻的改变而产生电压控制信号。
可选地，所述方法还包括：响应于第二光强的改变来自适应地调整第一部分与第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。
出于示意和描述目的已示出对本发明实施例的上述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式或示例性实施例。因此，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变形对于本领域技术人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例是为了解释本发明的原理和其最佳方式的实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明适用于特定用途或所构思的实施方式的各种实施例及各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中除非另有说明，否则所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用跟随有名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外，本公开中没有元件和组件是意在贡献给公众的，无论该元件或组件是否明确地记载在随附权利要求中。

Claims (23)

1.一种显示设备，包括：
显示面板，其具有多个子像素；和
位于所述显示面板上且构造为自适应地调制所述显示设备的显示对比度的多个微光调制器的阵列；
其中，所述多个微光调制器中的每一个构造为：基于与所述多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中所述显示面板的发光侧发出的光的光强。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域包括所述多个子像素中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述显示面板具有远离多个微光调制器的所述阵列的第一侧以及与第一侧相对且靠近多个微光调制器的所述阵列的第二侧；并且
所述多个微光调制器中的每一个构造为：基于与所述多个微光调制器中的每一个对应的区域中所述显示面板的第二侧发出的第二光的第二光强，自适应地调制所述与多个微光调制器中的每一个对应的区域中所述显示面板的第一侧发出的第一光的第一光强。
4.根据权利要求3所述的显示设备，其中，所述第一光强与所述第二光强正相关。
5.根据权利要求3所述的显示设备，其中，所述多个微光调制器中的每一个构造为通过向第二侧反射第二光的第一部分来自适应地调制第一光的第一光强,从而增加第一光强。
6.根据权利要求5所述的显示设备，其中，所述多个微光调制器中的每一个构造为沿远离第二侧的方向反射第二光的第二部分。
7.根据权利要求6所述的显示设备，还包括：自适应控制电路，其构造为响应于第二光强的改变来自适应地调整所述第一部分与所述第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述多个微光调制器中的每一个还包括：光电传感器，其构造为检测第二光的第二部分。
9.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述光电传感器的电阻响应于第二光强的改变而受到改变；并且
所述自适应控制电路构造为响应于所述光电传感器的电阻的改变而自适应地调整所述第一部分与所述第二部分之比。
10.根据权利要求8所述的显示设备，还包括：多条第一扫描线，所述多条第一扫描线中的每一条与所述多个微光调制器中的一行微光调制器耦接；
多条第二扫描线，所述多条第二扫描线中的每一条与所述多个微光调制器中的一列微光调制器耦接；和
多个开关晶体管，所述多个开关晶体管中的每一个具有与所述多条第一扫描线中的一条耦接的源极、与所述多条第二扫描线中的一条耦接的栅极、以及与所述多个微光调制器中的一个中的光电传感器耦接的漏极。
11.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述多条第一扫描线是用于驱动显示设备中的多个子像素中的图像显示的多条栅线。
12.根据权利要求10所述的显示设备，其中，所述多条第二扫描线是用于驱动显示设备中的多个子像素中的图像显示的多条栅线。
13.根据权利要求8所述的显示设备，其中，所述自适应控制电路包括差分放大器，其构造为响应于所述光电传感器的电阻的改变而产生电压控制信号。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，所述自适应控制电路还包括：
第一晶体管，其具有与所述差分放大器耦接的栅极和构造为供有具有重复频率的斜坡电压的源极；
电容器，其具有与第一晶体管的漏极耦接的第一电极；和
第二晶体管，其具有与所述电容器的第一电极耦接的栅极、构造为供有控制电压的源极；
其中，所述电容器的第一电极处保持的电压电平构造为控制通过第二晶体管的源极和漏极的电流。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述重复频率与所述显示面板中的图像显示的帧频率实质上相同。
16.根据权利要求14所述的显示设备，其中，所述电压控制信号构造为：当所述光电传感器的电阻在参考电阻值范围内时，关断第一晶体管，使得所述斜坡电压停止对所述电容器进行充电。
17.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个微光调制器中的每一个包括微镜；
所述微镜具有相对于所述显示面板的第二侧的表面呈第一角度的反射表面；
所述反射表面构造为向第二侧反射第二光的第一部分并且沿着远离第二侧的方向反射第二光的第二部分；并且
所述显示设备还包括：自适应控制电路，其构造为响应于第二光强的改变来控制第一角度以自适应地调整所述第一部分与所述第二部分之比，从而基于第二光强自适应地调制第一光强。
18.根据权利要求17所述的显示设备，其中，所述多个微光调制器中的每一个还包括致动器，其构造为控制所述反射表面相对于所述显示面板的第二侧的表面的所述第一角度。
19.根据权利要求18所述的显示设备，其中，所述致动器是电磁线圈：并且
所述多个微光调制器中的每一个包括附接至所述微镜的磁体；
其中，所述电磁线圈与所述磁体之间的磁力的大小控制所述第一角度。
20.根据权利要求19所述的显示设备，其中，所述多个微光调制器中的每一个还包括与所述微镜耦接的转轴；并且
所述微镜构造为响应于磁力的改变而相对于所述转轴旋转，从而改变所述第一角度。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的显示设备，其中，所述显示面板是透明显示面板。
22.一种用于自适应调制显示面板的显示对比度的组件，包括：多个微光调制器的阵列；
其中，所述多个微光调制器中的每一个构造为：基于与所述多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中所述显示面板的发光侧发出的光的光强。
23.一种自适应调制显示面板的显示对比度的方法，包括：基于与多个微光调制器中的每一个对应的区域中显示的当前图像的亮度级，自适应地调制该区域中所述显示面板的发光侧发出的光的光强。
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