CN115938304A - 自适应外部显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及“自适应外部显示器。”一种***可具有包括诸如发光二极管的多个光源的显示器。该显示器可是在环境光水平非常高的白天条件下常规操作的外部显示器。为了增加外部显示器中的对比度，该显示器可包括阳光阻挡元件。静态阳光阻挡元件可包括具有非对称光阻挡部分的百叶窗式膜。该***可包括被配置为确定环境光水平的环境光传感器。基于所检测的环境光水平，该***中的控制电路可调节该显示器中的一个或多个可调节部件。该显示器可包括可调节漫射器，该可调节漫射器具有至少两种具备不同雾度水平的状态。该显示器可包括可调节着色层，该可调节着色层具有至少两种具备不同透射水平的状态。

Description

自适应外部显示器

本申请要求2022年12月16日提交的美国专利申请号18/083,314以及2022年2月7日提交的美国临时专利申请号63/307,315的优先权，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。

背景技术

本发明整体涉及***，并且更具体地涉及具有显示器的***。

电子***通常包括显示器。例如，电子设备可具有基于有机发光二极管像素的有机发光二极管(OLED)显示器、或基于液晶显示器像素的液晶显示器(LCD)。

在一些***中，显示器可能会经常暴露于环境阳光。如果不小心，则阳光从显示器的反射会冲掉显示内容。

正是在这种情况下，产生本文的实施方案。

发明内容

***能够具有包括诸如发光二极管的多个光源的显示器。显示器可以是在环境光水平非常高(例如，由于环境阳光)的白天条件下常规操作的外部显示器。外部显示器通常可具有相对于地面的给定定向(例如，垂直于地面)。这导致阳光从已知的角度范围照射显示器。

如果不小心，则明亮的环境光可能降低对比度并冲掉显示内容。为了保持外部显示器中的对比度，显示器可包括阳光阻挡元件。阳光阻挡元件可以是静态的或动态的(可调节的)。静态阳光阻挡元件能够包括具有非对称光阻挡部分的百叶窗式膜。显示器可包括一个或多个附加的可调节部件，以针对实时环境照明条件优化显示器。

该***能够包括被配置为确定环境光水平的环境光传感器。基于所检测的环境光水平，该***中的控制电路能够调节该显示器中的一个或多个可调节部件。

该显示器能够包括可调节漫射器，该可调节漫射器具有至少两种具备不同雾度水平的状态。当检测到的环境光水平低时，该可调节漫射器可被置于具有高漫射的状态以减轻显示器中的纱门效应。当检测到的环境光水平高时，该可调节漫射器可被置于具有低漫射的状态以增加显示器中的对比度。

该显示器能够包括可调节着色层，该可调节着色层具有至少两种具备不同透射水平的状态。当检测到的环境光水平低时，该可调节着色层可被置于具有高透射率的状态以增加显示效率。当检测到的环境光水平高时，该可调节着色层可被置于具有低透射率的状态以增加显示器中的对比度。

附图说明

图1是根据各种实施方案的具有显示器的例示性***的示意图。

图2是根据各种实施方案的具有漫射层的例示性显示器的横截面侧视图。

图3是根据各种实施方案的具有漫射层和静态阳光抑制元件的例示性显示器的横截面侧视图。

图4A和图4B是根据各种实施方案的包括百叶窗式膜的例示性阳光抑制元件的横截面侧视图。

图5是根据各种实施方案的具有可调节漫射器和静态阳光抑制元件的例示性显示器的横截面侧视图。

图6是根据各种实施方案的例示性可调节漫射器(诸如图5中的可调节漫射器)的横截面侧视图。

图7是根据各种实施方案的具有可调节漫射器和静态阳光抑制元件的例示性显示器(诸如图5中的显示器)的示意图。

图8是根据各种实施方案的具有可调节漫射器和可调节阳光抑制元件的例示性显示器的横截面侧视图。

图9是根据各种实施方案的例示性可调节阳光抑制元件(诸如图8中的可调节阳光抑制元件)的横截面侧视图。

图10是根据各种实施方案的具有可调节漫射器和可调节阳光抑制元件的例示性显示器(诸如图8中的显示器)的示意图。

图11是根据各种实施方案的介于阳光抑制元件与覆盖层之间具有可调节层的例示性显示器的示意图。

具体实施方式

图1中示出了可设置有显示器的类型的例示性***。***10可为计算设备诸如膝上型计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或其他手持式或便携式电子设备、较小的设备(诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他装备，或其他可穿戴式或微型设备)、显示器、包含嵌入式计算机的计算机显示器、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式***(诸如其中具有显示器的电子装备被安装在信息亭或汽车中的***)、或其他电子装备。***10可具有一副眼镜(例如，支撑框架)的形状，可形成具有头盔形状的外壳，或者可具有用于帮助将一个或多个显示器的部件安装和固定在用户的头部上或眼睛附近的其他构型。

如图1所示，***10可包括用于支持***10的操作的控制电路16。控制电路16可包括存储装置，诸如硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等等。控制电路16中的处理电路可用于控制***10的操作。该处理电路可基于一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。

***10中的输入-输出电路诸如输入-输出设备12可用于允许将数据提供至***10，并且允许将数据从***10提供至外部设备。输入-输出设备12可包括显示器、发光二极管和其他发光设备、触觉设备、扬声器和/或用于提供输出的其他设备。输入-输出设备12还可包括输入设备，诸如按钮、传感器和用于收集用户输入、用于收集环境测量和/或用于收集其他信息的其他设备。传感器可包括环境光传感器、触摸传感器、力传感器、近接传感器、例如在可见光、红外和/或紫外波长下操作的摄像机的光学传感器(例如，鱼眼摄像机、二维摄像机、三维摄像机和/或其他摄像机)、电容传感器、电阻传感器、超声波传感器(例如，超声距离传感器)、麦克风、例如雷达传感器的射频传感器、激光雷达(光检测和测距)传感器、用于监测位置、定向和移动的位置传感器、车速里程表、卫星定位***传感器和/或其他传感器。

用户可通过输入-输出设备12的输入资源提供命令来控制***10的操作，并且可使用输入-输出设备12的输出资源来从***10接收状态信息和其他输出。

输入-输出设备12可包括一个或多个显示器，诸如显示器14。显示器14可为包括用于采集来自用户的触摸输入的触摸传感器的触摸屏显示器，或者显示器14可对触摸不敏感。显示器14的触摸传感器可基于电容性触摸传感器电极的阵列、声学触摸传感器结构、电阻性触摸部件、基于力的触摸传感器结构、基于光的触摸传感器，或其他合适的触摸传感器布置。用于显示器14的触摸传感器可由在具有显示器14的显示像素的公共显示器衬底上形成的电极形成，或可由与显示器14的像素重叠的独立触摸传感器面板形成。如果需要，显示器14可对触摸不敏感(即，触摸传感器可被省略)。***10中的显示器14可以是抬头显示器，其可在不需要用户远离典型视点的情况下观看，或者可以是结合到佩戴在用户头部的设备中的头戴式显示器。如果需要，显示器14也可以是用于显示全息图的全息显示器。

可使用控制电路16来在设备10上运行软件，诸如操作***代码和应用程序。在设备10的操作期间，运行在控制电路16上的软件可在显示器14上显示图像。

在一些***中，显示器14可以是在环境光水平非常高(例如，由于环境阳光)的白天条件下常规操作的外部显示器。另外，外部显示器可常规地具有相对于地面的给定定向(例如，垂直于地面)。这导致阳光通常从已知角度范围照射显示器。如果不小心，则明亮的环境光可能降低对比度并冲掉显示内容。为了保持外部显示器中的对比度，显示器可包括阳光阻挡元件。阳光阻挡元件可以是静态的或动态的(可调节的)。显示器可包括一个或多个附加的可调节部件，以针对实时环境照明条件优化显示器。

图2是例示性显示器14的横截面侧视图，示出了环境光的反射可如何降低显示器中的对比度。如图2所示，显示器14可包括基板34上的光源32。光源32可以是发光二极管(LED)，诸如有机发光二极管(OLED)或无机LED、激光器、灯等。基板34可以是印刷电路或其他期望的基板。

光源32可包括单色光源(例如，蓝色LED或白色LED)或多色光源(例如，红色、蓝色和绿色LED)。在其中光源32包括不同颜色光源的布置中，可通过选择性地启用和停用光源32来调节光颜色。

光源32发射沿正X方向行进通过一个或多个光学层(诸如漫射器36(有时称为漫射层36))和覆盖层40的光42。覆盖层40(有时称为显示器覆盖层40、透明覆盖层40等)可由透明材料诸如玻璃、塑料、蓝宝石等形成。覆盖层可具有大于80％、大于90％、大于95％、大于99％等的透明度。

如图2所示，光源32可具有中心至中心间距60(有时称为节距60)。节距60可大于1毫米、大于2毫米、大于3毫米、大于5毫米、介于2毫米与3毫米之间、介于0.1毫米与10毫米之间、小于0.1毫米、小于1毫米、小于2毫米、小于3毫米、小于5毫米等。

当显示器14开启时，漫射层36可帮助减轻纱门效应(介于发光区域之间可见的黑色网格)。另选地，纱门效应可称为网格云纹(因为当观看显示器时黑色网格是可察觉的)。如果省略漫射层36，则观察者48可察觉到具有居间的黑色网格的离散发光区域。漫射层漫射来自显示器的光42，使得观察者48察觉到连续发光区域(减轻纱门效应)。

漫射层36因此减轻了显示器14中的纱门效应。然而，漫射层36可能不期望地导致环境光朝向观察者48反射。如图2所示，环境阳光44可照射显示器14。漫射层36可具有高漫反射并且因此向观察者48反射大量的阳光。所反射的阳光降低了显示器14中的对比度。

为了在存在环境阳光的情况下改善显示器14中的对比度，可在显示器中包括环境光抑制元件(有时称为阳光抑制元件)。图3是具有阳光抑制元件的例示性显示器的横截面侧视图。如图3所示，阳光抑制元件46可插置在漫射层36与覆盖层40之间。理想地，阳光抑制元件使尽可能多的显示光42通过，同时防止环境光44(有时称为环境阳光)朝向观察者48反射。

有许多可能的方式来实现阳光抑制元件46。在一个可能的布置中，图3中的阳光抑制元件46可以是重度着色层。阳光抑制元件可仅透射入射光的10％并吸收入射光的剩余90％。因为环境阳光44必须穿过阳光抑制元件两次以到达观察者48，所以这种类型的阳光抑制元件将阳光反射的亮度降低到起始阳光亮度的1％。同时，显示光42仅穿过阳光抑制元件一次以到达观察者48，并且因此具有起始亮度的10％。着色层因此增加了显示器14中的对比度。然而，10％的显示光透射率可能导致低于期望的显示效率(因为光源消耗大量功率来实现目标感知亮度)。

图4A和图4B是包括百叶窗式膜的例示性阳光抑制元件的横截面侧视图。百叶窗式膜包括多个规则节距的光阻挡(吸收)元件。选择光阻挡元件的几何形状以控制显示器14的输出视角和/或改善对环境阳光的阻挡。如图4A的示例所示，阳光抑制元件46包括具有多个光阻挡元件54的百叶窗式膜52。光阻挡元件54插置在百叶窗式膜的透明部分56之间。透明部分可由透明聚合物或任何其他所需材料形成。作为一个示例，光阻挡元件54(有时称为光阻挡部分、光吸收元件等)可由黑色树脂形成，而透明部分56可由透明树脂形成。

光阻挡元件54可具有小于30％、小于20％、小于10％、小于5％、小于3％、小于1％等的透射率。透明部分56可具有大于70％、大于80％、大于90％、大于95％、大于97％、大于99％等的透射率。

百叶窗式膜可层压到由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或另一种期望材料形成的透明基板58。光学透光粘合剂层62可将阳光抑制元件46附接至透明覆盖层40。

如图4A所示，如果需要，光阻挡元件54可以是非对称的。光阻挡元件54的非对称布置可导致显示器14的期望视角。如先前所提及的，显示器14在操作期间通常可相对于地面具有相同定向。因此，观察者通常可能出现在目标观察区域中。因此可选择显示器14的视角以包括显示器的目标观察区域。

在图4A中，光阻挡元件具有相应距离D1、D2和D3的三个侧面。这些侧面分开相应的角度A1、A2和A3。光阻挡元件可跨显示器14的宽度平行于Y轴线(例如，进出页面)延伸。一般来讲，可调谐D1至D3和A1至A3的量值以控制显示器14在XZ平面内的视角。

D1可大于10微米、大于20微米、大于30微米、大于100微米、小于5微米、小于20微米、小于30微米、小于100微米、介于20微米与30微米之间等。D2可大于25微米、大于40微米、大于60微米、大于100微米、小于10微米、小于50微米、小于75微米、小于100微米、介于40微米与60微米之间等。D3可大于0.1微米、大于1微米、大于2微米、大于5微米、小于10微米、小于5微米、小于3微米、小于1微米、介于1微米与10微米之间等。作为一个示例，D1介于20微米与30微米之间，D2介于40微米与60微米之间，D3介于1微米与10微米之间。光阻挡元件54在Z方向上的中心到中心间距(节距)可大于25微米、大于40微米、大于60微米、大于100微米、小于10微米、小于50微米、小于75微米、小于100微米、介于40微米与60微米之间等。

A1可大于30度、大于45度、大于60度、大于75度、小于90度、小于75度、小于60度、介于60度与70度之间等。A2可大于45度、大于75度、大于85度、大于90度、小于110度、小于90度、小于75度、小于60度、介于80度与90度之间等。A3可大于5度、大于10度、大于20度、大于30度、大于45度、小于90度、小于45度、小于30度、小于20度、介于20度与30度之间等。作为一个示例，A1介于60度与70度之间，A2介于80度与90度之间，并且A3介于20度与30度之间。

因此，光阻挡元件相对于XY平面和YZ平面是非对称的。如先前所提及的，光阻挡元件可跨显示器14的宽度平行于Y轴线(例如，进出页面)延伸。因此，光阻挡元件可相对于XZ平面是对称的。

在显示器14的操作期间，由于光阻挡元件54的几何形状(例如，光阻挡元件仅阻挡目标视角之外的显示光)，显示器将在显示器的预期观察区域中具有全亮度。由光阻挡元件54提供的XZ平面内的视角可以以从显示器14的表面法线偏移的角度(例如，从表面法线大于10度、从表面法线大于20度、从表面法线大于30度、从表面法线小于45度、从表面法线介于10度与45度之间等)为中心。光阻挡元件还将阻挡从漫射层36反射的大量环境阳光，从而防止环境阳光冲掉显示光。

图4A中的百叶窗式膜52的布置仅为例示性的。在图4A中，百叶窗式膜插置在基板58与覆盖层40之间。在如图4B所示的另一个可能的实施方案中，基板58插置在百叶窗式膜52与覆盖层40之间。在图4B中，D1至D3和A1至A3的量值与以上结合图4A所讨论的相同。换句话讲，图4B中的光阻挡元件54的形状与图4A中的相同。然而，图4B中的光阻挡元件54的定向与图4A中的不同。在图4A中，光阻挡元件的侧面D3面向光源(例如，面向负X方向)，光阻挡元件的侧面D2面向负Z方向，并且光阻挡元件的侧面D1面向观察者(例如，正X方向)。在图4B中，光阻挡元件的侧面D1面向光源(例如，面向负X方向)，光阻挡元件的侧面D2面向正Z方向，并且光阻挡元件的侧面D3面向观察者(例如，正X方向)。

如果不小心，则光阻挡部分54与百叶窗式膜52的透明部分56之间的界面可能引起显示光的全内反射，这导致观察者48感知到重影图像。为了减轻这种类型的重影图像，光阻挡部分54和透明部分56可由具有类似折射率的材料形成。例如，光阻挡部分54和透明部分56的折射率的差可小于0.1、小于0.05、小于0.03、小于0.01等。

减轻由光阻挡部分54与透明部分56之间的界面处的全内反射引起的重影图像的另一选项是在光阻挡部分54与透明部分56之间的界面处包括一个或多个可选的光散射特征64。光散射特征64(有时称为光散射元件64)可包括在每个界面或一些但不是所有界面(例如，一半界面)处。光散射元件可与光阻挡部分54和透明部分56(例如，包括在界面处的棱镜或透镜)分开形成，或者可与光阻挡部分54和/或透明部分56一体形成(例如，光阻挡部分54可在界面处设置有纹理化表面以散射光)。如果需要，光散射元件可包括在图4A或图4B的百叶窗式膜中。

减轻由光阻挡部分54与透明部分56之间的界面处的全内反射引起的重影图像的又一选项是使光源32与百叶窗式膜52之间的距离最小化。光源32与百叶窗式膜52之间的距离可小于10毫米、小于8毫米、小于6毫米、小于4毫米、小于2毫米、小于1毫米、小于0.1毫米等。如果需要，可在单个显示器中使用一种或多种上述减轻重影图像的技术。

图4A或图4B的具有百叶窗式膜的阳光抑制元件可用于图3的显示器中。如果需要，图3中的漫射层36可以是非对称漫射器。作为一个示例，非对称漫射器可导致显示光和/或环境阳光的反射在XY平面内具有与在XZ平面内不同的视角。以此方式，非对称漫射器可帮助在水平方向(例如，在XY平面内)和竖直方向(例如，在XZ平面内)两者上调谐显示器14的视角。

如先前所提及的，当显示器14开启时，显示器14中的漫射层36可帮助减轻纱门效应(介于发光区域之间可见的黑色网格)。然而，漫射层36可能导致环境光的高反射，从而不期望地降低显示器14中的对比度。

在高环境光条件下，纱门效应对于观察者来说可能不太明显。因此，显示光的漫射在高环境光条件下不太重要(因为纱门效应在高环境光条件下不会引起可见伪影)。因此，显示器可包括可切换漫射器，以针对实时环境光条件优化显示器。

在高环境光条件下，可切换漫射器可切换到其中漫射为低的第一模式。在这种状态下，显示器在纱门效应方面具有令人满意的性能(因为在高环境光条件下纱门效应不太明显)。另外，环境光的反射被减轻，从而增加显示器的对比度。

在低环境光条件下，可切换漫射器可切换到其中漫射为高的第二模式。在这种状态下，可切换漫射器漫射显示光以减轻由纱门效应引起的可见伪影。另外，因为环境光水平低，所以漫射器不反射大量的环境光并且显示器的对比度保持足够高。

图5是具有可切换漫射器的例示性显示器的横截面侧视图。如图5所示，可切换漫射器70(有时称为可调节漫射器70)插置在阳光抑制元件46与光源32之间。在该示例中，阳光抑制元件46包括百叶窗式膜52。图5示出了图4B所示的布置的阳光抑制元件。然而，也可在图5的显示器中使用图4A所示的布置的阳光抑制元件。

如图5所示，环境光传感器74也可包括在显示器14中或邻近于该显示器。环境光传感器可包括测量环境光的亮度的一个或多个光敏元件。环境光传感器74可感测用于确定可切换漫射器70的最佳状态的环境光水平。一般来讲，环境光传感器74可定位在***10内的任何期望位置处。环境光传感器74可与显示器14紧密物理接近以确定显示器14的相关环境照明条件。然而，情况不一定是如此。如果需要，环境光传感器74可定位在***10的不邻近显示器14的不同部分中。在图5中，环境光传感器74感测穿过显示器14的覆盖层40的光。该示例仅仅是例示性的。环境光传感器可被***10中的任何期望层覆盖，或者可在没有覆盖层的情况下暴露于***10的外部。

图6是可用作图5中的可切换漫射器的例示性可切换漫射器的横截面侧视图。可切换漫射器70可具有液晶层。如图6所示，作为一个可能的布置，液晶液滴92可分散在透明基板80和82之间的宿主层90(例如，聚合物)中。基板80和82可由玻璃、塑料、或其他透明基板材料形成。诸如氧化铟锡(ITO)层84和86的透明导电材料可形成在基板80和82中的每个基板上以控制液晶液滴92的行为。在图6的示例中，电压源88可用于将一定量的电压施加到层84和86上以控制液滴92中的液晶材料的定向。例如，当没有施加电压时，可切换漫射器70可被置于第一状态，并且液晶具有随机定向并且因此是漫射的。当施加标称电压电平，可切换漫射器70可被置于第二状态，并且液晶被对准并且因此是透光的。如果需要，可施加介于零伏特与标称高电压电平之间的中间电压电平，以微调可调节漫射器70的光学行为。

可调节漫射器70可使用聚合物分散液晶(PDLC)、聚合物网络液晶(PNLC)材料、聚合物稳定胆甾型织构(PSCT)材料、近晶A(SmA)相液晶、这些材料的组合和/或其他合适的可调节光漫射材料来实现。

可调节漫射器70可在第二状态下具有最小雾度并且在第一状态下具有最大雾度。雾度可被测量为通过可调节漫射器散射超过2.5度的入射光的百分比。漫射层70的最小雾度(即，在第二状态下的雾度)可小于20％、小于10％、小于5％、小于3％、小于1％等。漫射层70的最大雾度(即，在第一状态下的雾度)可大于20％、大于30％、大于40％、大于50％、大于60％等。可调节漫射器70的最大雾度与最小雾度的比率可大于2、大于3、大于5、大于10、大于20、大于40、大于60等。如先前所提及的，如果需要，电压源88可将可调节漫射器设定为具有介于最小雾度与最大雾度之间的中间雾度。

图7是图5的***的示意图。如图所示，环境光传感器74可接收环境光44并且确定环境光44的亮度。来自环境光传感器的数据被提供给控制电路16。控制电路16可控制光源32(例如，以控制显示器14上的内容)。另外，控制电路16可基于所接收的环境光传感器数据来控制可切换漫射器70。控制电路可控制调节可切换漫射器70的漫射特性的电压源88。

一般来讲，控制电路16将调节可切换漫射器70以随着环境光增加而具有较低雾度。这样，在低环境光水平下，控制电路16将控制可切换漫射器70以具有高雾度(并且提供大量的漫射)。这将减轻显示器中的纱门效应，同时维持令人满意的对比度。在高环境光水平下，控制电路16将控制可切换漫射器70以具有低雾度(并且提供少量的漫射)。这将改善显示器14的对比度(通过减轻环境阳光的反射)而不导致可见的纱门效应。

如果需要，控制电路16可存储一个或多个环境光水平阈值。控制电路16可基于环境光传感器数据与阈值的比较来设定可切换漫射器。例如，考虑存储一个阈值的示例。控制电路可将环境光水平(来自传感器数据)与阈值进行比较。如果环境光水平低于阈值，则控制电路可将可调节漫射器设定为具有第一雾度，并且如果环境光水平高于阈值，则控制电路可将可调节漫射器设定为具有低于第一雾度的第二雾度。考虑存储两个阈值的另一个示例。控制电路可将环境光水平(来自传感器数据)与两个阈值进行比较。如果环境光水平低于两个阈值，则控制电路可将可调节漫射器设定为具有第一雾度，如果环境光水平介于两个阈值之间，则控制电路可将可调节漫射器设定为具有低于第一雾度的第二雾度，并且如果环境光水平高于两个阈值，则控制电路可将可调节漫射器设定为具有低于第一雾度和第二雾度的第三雾度。作为另一个示例，控制电路16可存储将所检测的环境光水平映射到对应的雾度水平的线性或非线性函数。控制电路16使用该函数来基于来自环境光传感器的实时环境光水平确定可切换漫射器70的适当雾度。

除了可调节漫射器之外，显示器14还可包括可调节阳光抑制元件。图8是这种类型的显示器的横截面侧视图。在图5中，阳光抑制元件46是静态的(例如，在***10的操作期间不被调节)。在图8中，阳光抑制元件94是可调节的(例如，在***10的操作期间被调节)。

在高环境光条件下，可调节阳光抑制元件94可被切换到其中透射率为低的第一模式。在这种状态下，减少了环境阳光的反射，并且改善了显示器的对比度。然而，当可调节阳光抑制元件94具有低透射率时，显示光也被衰减，因此降低了显示器的效率。

在低环境光条件下，可调节阳光抑制元件94可被切换到其中透射率为低的第二模式。在这种状态下，因为显示光没有衰减，所以提高了显示器的效率。因为环境光水平低，所以可调节阳光抑制元件94的高透射率不会导致过多的环境光反射。

可调阳光抑制元件94(有时称为可调节着色层、电可调节光调制器、可调节环境光抑制元件或电可调节光调制器层)可由有机或无机电致变色光调制器层或宾主型液晶光调制器层形成。图9是例示性可调节着色层的横截面侧视图。可调节着色层94可具有电可调节着色材料层110。可调节着色材料110可包括电致变色(EC)材料(例如，有机电致变色材料或无机电致变色材料)。作为另一个示例，可调节着色材料可包括宾主型液晶层。如图9所示，着色材料110插置在透明基板100和102之间。基板100和102可由玻璃、塑料、或其他透明基板材料形成。诸如氧化铟锡(ITO)层104和106的透明导电材料(电极)可形成在基板100和102中的每个基板上以控制着色材料110的行为。在图9的示例中，电压源108可用于将一定量的电压施加到层104和106上以控制着色材料110。

控制电路16可调节电压源108以改变由电极施加到着色材料层的电场，从而调节由着色材料层呈现的光透射量。在一个例示性构型中，着色材料层可呈现出介于最小TMIN水平与最大TMAX水平之间连续变化的可变光透射量。TMIN的值可以是5％、10％、15％、20％、2％-15％、3％-25％、5％-40％、10％-30％、10％-25％、至少3％、至少6％、至少15％、至少20％、小于35％、小于25％、小于15％或其他期望的最低水平。TMAX的值可以是至少50％、至少60％、60％-99％、40％-99.9％、80％-99％、70％-99％、80％-97％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、小于99.99％、小于99％或其他期望的最大水平。如果需要，电压源108将可调节着色层设定为具有介于最小透射率与最大透射率之间的中间透射率。

图10是图8的***的示意图。如图所示，环境光传感器74可接收环境光44并且确定环境光44的亮度。来自环境光传感器的数据被提供给控制电路16。控制电路16可控制光源32(例如，以控制显示器14上的内容)。另外，控制电路16可基于所接收的环境光传感器数据来控制可切换漫射器70和可切换阳光抑制元件94。控制电路可控制调节可切换漫射器70的漫射特性的电压源88并且可控制调节可调节着色层94的透射特性的电压源108。

如先前结合图5至图7所述，控制电路16可调节可切换漫射器70以随着环境光增加而具有较低雾度。类似地，控制电路16可调节可切换阳光抑制元件94以随着环境光的增加而具有较低透射率。这样，在低环境光水平下，控制电路16将控制可调节着色层94以具有高透射率。这将提高显示效率，同时维持令人满意的对比度。在高环境光水平下，控制电路16将控制可调节着色层94以具有低透射率。这将改善显示器14的对比度。

如果需要，控制电路16可存储一个或多个环境光水平阈值。控制电路16可基于环境光传感器数据与阈值的比较来设定可调节着色层。例如，考虑存储一个阈值的示例。控制电路可将环境光水平(来自传感器数据)与阈值进行比较。如果环境光水平低于阈值，则控制电路可将可调节着色层设定为具有第一透射率，并且如果环境光水平高于阈值，则控制电路可将可调节着色层设定为具有低于第一透射率的第二透射率。考虑存储两个阈值的另一个示例。控制电路可将环境光水平(来自传感器数据)与两个阈值进行比较。如果环境光水平低于两个阈值，则控制电路可将可调节着色层设定为具有第一透射率，如果环境光水平介于两个阈值之间，则控制电路可将可调节着色层设定为具有低于第一透射率的第二透射率，并且如果环境光水平高于两个阈值，则控制电路可将可调节着色层设定为具有低于第一透射率水平和第二透射率水平的第三透射率。作为另一个示例，控制电路16可存储将所检测的环境光水平映射到对应的透射率水平的线性或非线性函数。控制电路16使用该函数来基于来自环境光传感器的实时环境光水平来确定可调节着色层94的适当透射率。

在显示器14中包括可调节漫射器和可调节阳光抑制元件的图8至图10中的示例仅仅是例示性的。如果需要，显示器可包括静态的阳光抑制元件和可调节漫射器(例如，如图5至图7所示)，显示器可包括静态漫射器和可调节阳光抑制元件，或者显示器可包括可调节阳光抑制元件而不包括附加漫射器。

如果需要，显示器14可包括介于阳光抑制元件与覆盖层之间的附加可调节层。图11是在阳光抑制元件94与覆盖层40之间具有可调节层112的示例性显示器的横截面侧视图。当显示器14关闭时，可调节层112可用于为显示器14提供期望的美学外观。换句话讲，可调节层112可在两个状态之间切换。在第一状态下(例如，当没有电压施加到可调节层时)，可调节层可具有白色外观。因此，当显示器关闭时(并且因此没有电压施加到可调节层)，可调节层具有白色外观。在第二状态下(例如，当电压被施加到可调整层时)，可调节层可以是透光的。当显示器开启时，可调节层可被置于第二状态。理想地，可调节层在第二状态下具有低雾度(例如，小于20％、小于10％、小于5％、小于3％、小于1％等)，以防止在显示器开启时影响下面的显示器光学器件。可调节层112在第一状态下(当显示器关闭时)可具有任何期望的外观(颜色)以在显示器14关闭时控制显示器14的美学外观。例如，可调节层112在第一状态下可以是白色、灰色、黑色或任何其他期望的颜色。

可调节层112可由可调节漫射器(例如，使用结合图5到图7描述的技术中的任一者)、由可调节着色层(例如，使用结合图8到图10描述的技术中的任一者)或由其他类型的可调节部件形成。在图11中，可调节层112包括在显示器中，该显示器还包括可调节漫射器70和可调节着色层94。该示例仅仅是例示性的。如果需要，可调节层112可包括在显示器中，该显示器包括静态漫射器(例如，图3中的漫射器36)和/或静态阳光抑制元件(例如，图3中的阳光抑制元件46)。可调节层112可由控制电路16控制。

控制电路16(其可调节可调节漫射器70、可调节阳光抑制元件94和可调节层112中的一个或多个)可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，闪存或被配置为形成固态驱动器的其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)、一个或多个微处理器、一个或多个微控制器、一个或多个数字信号处理器、一个或多个基带处理器、一个或多个电源管理单元、一个或多个音频芯片、一个或多个专用集成电路和/或其他期望的部件。

根据一个实施方案，提供了一种显示器，该显示器包括：多个光源；可调节漫射器，该可调节漫射器形成在多个光源上方；以及控制电路，该控制电路被配置为基于从环境光传感器接收到的环境光传感器数据来调节可调节漫射器。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为当环境光水平具有第一量值时将可调节漫射器调节为具有第一雾度，控制电路被配置为当环境光水平具有第二量值时将可调节漫射器调节为具有第二雾度，第二量值大于第一量值，并且其中第二雾度小于第一雾度。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为将可调节漫射器调节为在第一环境光水平下比在较高的第二环境光水平下更具漫射性。

根据另一个实施方案，可调节漫射器包含聚合物稳定胆甾型织构材料。

根据另一个实施方案，可调节漫射器包含聚合物分散液晶材料。

根据另一个实施方案，显示器包括透明覆盖层，可调节漫射器插置在多个光源与透明覆盖层之间。

根据另一个实施方案，显示器包括插置在可调节漫射器与透明覆盖层之间的百叶窗式膜。

根据另一个实施方案，百叶窗式膜具有交替的光阻挡部分和透明部分，并且其中光阻挡部分中的每个光阻挡部分是非对称的。

根据另一个实施方案，显示器包括插置在可调节漫射器与透明覆盖层之间的可调节着色层。

根据另一实施方案，控制电路被配置为当环境光水平具有第一量值时，将可调节漫射器调节为具有第一雾度并且将可调节着色层调节为具有第一透射率，并且当环境光水平具有第二量值时，将可调节漫射器调节为具有第二雾度并且将可调节着色层调节为具有第二透射率，第二量值大于第一量值，第二雾度小于第一雾度并且第二透射率小于第一透射率。

根据另一个实施方案，显示器包括插置在可调节漫射器与透明覆盖层之间的阳光抑制元件以及插置在阳光抑制元件与透明覆盖层之间的附加可调节层。

根据另一个实施方案，附加可调节层是附加可调节漫射器。

根据另一个实施方案，附加可调节层是可调节电致变色层。

根据一个实施方案，提供一种***，该***包括：环境光传感器，该环境光传感器被配置为生成环境光传感器数据；以及显示器，其中显示器包括：光源；漫射器，该漫射器接收来自光源的光；可调节着色层，其中漫射器插置在光源与可调节着色层之间；以及控制电路，该控制电路被配置为基于环境光传感器数据来调节可调节着色层。

根据另一个实施方案，控制电路被配置为当环境光水平具有第一量值时，将可调节着色层调节为具有第一透射率，并且当环境光水平具有第二量值时，将可调节着色层调节为具有第二透射率，第二量值大于第一量值并且第二透射率小于第一透射率。

根据另一个实施方案，可调节着色层包括电致变色材料。

根据另一个实施方案，漫射器是可调节漫射器，并且控制电路被配置为基于环境光传感器数据来调节可调节漫射器。

根据一个实施方案，提供了一种显示器，该显示器包括多个光源；漫射器，该漫射器接收来自多个光源的光；以及百叶窗式膜，漫射器插置在多个光源与百叶窗式膜之间，百叶窗式膜具有交替的光阻挡部分和透明部分，并且光阻挡部分中的每个光阻挡部分是非对称的。

根据另一个实施方案，光阻挡部分的第一折射率与透明部分的第二折射率之间的差值小于0.05。

根据另一个实施方案，每个光阻挡部分具有第一侧、第二侧和第三侧，第一侧和第二侧分开第一角度，第二侧和第三侧分开第二角度，第一角度介于六十度与七十度之间，并且第二角度介于八十度与九十度之间。

前文仅为例示性的，并且在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下，本领域的技术人员可作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种显示器，包括：

多个光源；

可调节漫射器，所述可调节漫射器形成在所述多个光源上方；和

控制电路，所述控制电路被配置为基于从环境光传感器接收到的环境光传感器数据来调节所述可调节漫射器。

2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述控制电路被配置为当环境光水平具有第一量值时将所述可调节漫射器调节为具有第一雾度，其中所述控制电路被配置为当所述环境光水平具有第二量值时将所述可调节漫射器调节为具有第二雾度，其中所述第二量值大于所述第一量值，并且其中所述第二雾度小于所述第一雾度。

3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述控制电路被配置为将所述可调节漫射器调节为在第一环境光水平下比在较高的第二环境光水平下更具漫射性。

4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述可调节漫射器包含聚合物稳定胆甾型织构材料。

5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述可调节漫射器包含聚合物分散液晶材料。

6.根据权利要求1所述的显示器，还包括：

透明覆盖层，其中所述可调节漫射器插置在所述多个光源与所述透明覆盖层之间。

7.根据权利要求6所述的显示器，还包括：

百叶窗式膜，所述百叶窗式膜插置在所述可调节漫射器与所述透明覆盖层之间。

8.根据权利要求7所述的显示器，其中所述百叶窗式膜具有交替的光阻挡部分和透明部分，并且其中所述光阻挡部分中的每个光阻挡部分是非对称的。

9.根据权利要求6所述的显示器，还包括：

可调节着色层，所述可调节着色层插置在所述可调节漫射器与所述透明覆盖层之间。

10.根据权利要求9所述的显示器，其中所述控制电路被配置为：

当环境光水平具有第一量值时，将所述可调节漫射器调节为具有第一雾度并且将所述可调节着色层调节为具有第一透射率；以及

当所述环境光水平具有第二量值时，将所述可调节漫射器调节为具有第二雾度并且将所述可调节着色层调节为具有第二透射率，

其中所述第二量值大于所述第一量值，其中所述第二雾度小于所述第一雾度，并且其中所述第二透射率小于所述第一透射率。

11.根据权利要求6所述的显示器，还包括：

阳光抑制元件，所述阳光抑制元件插置在所述可调节漫射器与所述透明覆盖层之间；和

附加可调节层，所述附加可调节层插置在所述阳光抑制元件与所述透明覆盖层之间。

12.根据权利要求11所述的显示器，其中所述附加可调节层是附加可调节漫射器。

13.根据权利要求11所述的显示器，其中所述附加可调节层是可调节电致变色层。

14.一种***，包括：

环境光传感器，所述环境光传感器被配置为生成环境光传感器数据；和

显示器，其中所述显示器包括：

光源；

漫射器，所述漫射器接收来自所述光源的光；

可调节着色层，其中所述漫射器插置在所述光源与所述可调节着色层之间；和

控制电路，所述控制电路被配置为基于所述环境光传感器数据来调节所述可调节着色层。

15.根据权利要求14所述的***，其中所述控制电路被配置为：

当环境光水平具有第一量值时，将所述可调节着色层调节为具有第一透射率；以及

当所述环境光水平具有第二量值时，将所述可调节着色层调节为具有第二透射率，其中所述第二量值大于所述第一量值，并且其中所述第二透射率小于所述第一透射率。

16.根据权利要求14所述的***，其中所述可调节着色层包括电致变色材料。

17.根据权利要求14所述的***，其中所述漫射器是可调节漫射器，并且其中所述控制电路被配置为基于所述环境光传感器数据来调节所述可调节漫射器。

18.一种显示器，包括：

多个光源；

漫射器，所述漫射器接收来自所述多个光源的光；和

百叶窗式膜，其中所述漫射器插置在所述多个光源与所述百叶窗式膜之间，其中所述百叶窗式膜具有交替的光阻挡部分和透明部分，并且其中所述光阻挡部分中的每个光阻挡部分是非对称的。

19.根据权利要求18所述的显示器，其中所述光阻挡部分的第一折射率与所述透明部分的第二折射率之间的差值小于0.05。

20.根据权利要求18所述的显示器，其中每个光阻挡部分具有第一侧、第二侧和第三侧，其中所述第一侧和所述第二侧分开第一角度，其中所述第二侧和所述第三侧分开第二角度，其中所述第一角度介于六十度与七十度之间，并且其中所述第二角度介于八十度与九十度之间。

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