專利名稱：反射特性控制層和顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借此可以切換反射特性的反射特性控制層和顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
有某些顯示設(shè)備等等，對(duì)屏幕表面進(jìn)行均勻光澤處理，以便改善 顯示圖像內(nèi)對(duì)象的紋理。這利用這樣的優(yōu)點(diǎn)表面使用了光澤鏡面反 射，如此，由于外部光，實(shí)質(zhì)的白電平增大，黑電平降低，因此，與 防眩光相比，；改大了動(dòng)態(tài)范圍。

發(fā)明內(nèi)容
然而，對(duì)于比較大的顯示器，屏幕的均勻性被投射在其上的外部 光損害，導(dǎo)致查看者容易疲勞，如此，在許多情況下，屏幕表面未受 到光澤處理，損害了顯示圖像內(nèi)對(duì)象的光澤外觀和三維外觀。
此外，對(duì)于打印機(jī)設(shè)備，有人提出了這樣的技術(shù)從輸入圖像檢 測(cè)光源的光澤區(qū)域或光源的投射，在輸出打印頁(yè)上表示光澤外觀(眩 光/防眩光)(例如，參見(jiàn)日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)出版物No. 2002-51226)。對(duì)于顯示設(shè)備，沒(méi)有提出根據(jù)輸入圖像動(dòng)態(tài)地切換眩 光/防眩光的纟支術(shù)。
認(rèn)識(shí)到有提供反射特性控制層和顯示設(shè)備，借此可以改善對(duì)象的 光澤外觀和三維外Ji見(jiàn)的需求。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的反射特性控制層布置在顯示屏幕的正面， 從而對(duì)于每一個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域切換反射特性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的反射特性控制層布置在顯示屏幕的正面， 其中，不同的反射特性被均勻地布置在整個(gè)屏幕上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備包括布置在顯示屏幕的正面的 反射特性控制層，從而對(duì)于每一個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域切換反射特性；以 及，被配置為根據(jù)輸入圖像來(lái)切換反射特性控制層的反射特性的控制 單元。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示設(shè)備還包括布置在顯示屏幕 的正面的反射特性控制層，其中，不同的反射特性被均勻地布置在整 個(gè)屏幕上；以及，被配置為通過(guò)使顯示屏幕的像素發(fā)光來(lái)選擇反射特 性控制層的反射特性的控制單元。
根據(jù)上面的配置，布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層的反 射特性隨著輸入圖像的光澤區(qū)域改變，從而能夠改善對(duì)象的光澤外觀 和三維外觀。


圖1是顯示了根據(jù)笫一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的總體配置的圖
形；
圖2是概要顯示了透明薄板和顯示板的配置的圖形； 圖3A和3B是概要顯示了輸入到透明薄板的入射光和反射光 的圖形；
圖4是顯示了光澤處理單元的配置的圖形；
圖5是用于描述光澤處理單元的處理的圖形；
圖6是顯示了邊緣提取單元的配置示例的圖形；
圖7是顯示了邊緣提取單元的另一個(gè)配置示例的圖形；
圖8是顯示了在另一個(gè)組件中處理的邊界圖像的圖形；
圖9是顯示了外部光反射區(qū)域檢測(cè)單元的配置示例的圖形；
圖10是顯示了擴(kuò)展的處理單元的配置示例的圖形；
圖11是顯示了光澤判斷單元的配置示例的圖形；
圖12是光澤區(qū)域的等高線圖13是非光澤區(qū)域的等高線圖；圖14A和14B是顯示了透明薄板的第一具體示例的圖形； 圖15A和15B是顯示了透明薄板的第二具體示例的圖形； 圖16A和16B是顯示了透明薄板的第三具體示例的圖形； 圖17是顯示了其中在透明薄板上提供保護(hù)網(wǎng)的示例的圖形； 圖18是顯示了根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的總體配置的圖
形；
圖19是概要顯示了透明薄板和顯示板的配置的圖形；以及 圖20A到20C是描述了對(duì)透明薄板的表面反射特性的控制的圖形。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例。查看者根據(jù) 鏡面反射光強(qiáng)度(光澤)和圖像清晰度，對(duì)顯示器上顯示的對(duì)象的光 澤外觀進(jìn)行評(píng)估。光澤和圖像清晰度之間的權(quán)重是3:4，如此，圖像 清晰度(銳度)在某種程度上優(yōu)良，但是，鏡面反射光強(qiáng)度(光澤) 也是一個(gè)重要因素(參見(jiàn) FUJI FILM RESEARCH & DEVELOPMENT (No. 51-2006) Development of high image quality ink-jet super-gloss receiver paper Kassai "Photo-finishing Pro")。對(duì) 于本實(shí)施例，控制顯示器中的外部反射(一般等于鏡面反射光強(qiáng)度)， 從而，控制對(duì)象的光澤外觀。
第一個(gè)實(shí)施例
總體配置
圖1是顯示了根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的總體配置的圖 形。此顯示設(shè)備包括被配置為從輸入圖像信號(hào)中檢測(cè)圖像光澤區(qū)域， 基于檢測(cè)結(jié)果向稍后所描述的透明薄板2輸出光澤控制信號(hào)，并向 稍后所描述的顯示板3輸出"輸出圖像信號(hào)"的光澤處理單元1;在 顯示板3的正面提供的透明薄板2，從而，對(duì)于每一個(gè)預(yù)先確定的 區(qū)域能夠切換反射特性；以及用于顯示圖像的顯示板3。
光澤處理單元1對(duì)于每一個(gè)對(duì)象判斷輸入圖像信號(hào)中包括的圖 像區(qū)域是光澤區(qū)域還是非光澤區(qū)域，并向透明薄板2輸出光澤控制
6信號(hào)，其中，光澤區(qū)域經(jīng)過(guò)鏡面反射(目玄光)，而非光澤區(qū)域經(jīng)過(guò)漫 反射(防眩光)。此外，光澤處理單元1還優(yōu)化輸入圖像信號(hào)的亮 度信息等等，以便清楚區(qū)分光澤區(qū)域和非光澤區(qū)域。
透明薄板2是布置在顯示板3的正面的透明反射特性控制層， 并被以細(xì)微的大小分區(qū)，從而，能夠按分區(qū)增量切換鏡面反射和漫反 射。隨后，按分區(qū)增量控制到透明薄板2的正面外部反射，從而， 控制顯示圖像的每一個(gè)對(duì)象的光澤外觀。
顯示板3相當(dāng)于用于顯示圖像的顯示設(shè)備的液晶板或等離子板。
利用此顯示設(shè)備，透明薄板2構(gòu)成活動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，對(duì)于 每一個(gè)微小的區(qū)域，改變表面反射特性，光澤處理單元1向透明薄 板2提供光澤控制信號(hào)，并向顯示板3提供圖像信號(hào)，該圖像信號(hào) 的亮度與光澤控制信號(hào)同步地校正，如此，隨著兩者的合作，光澤外 觀和三維外觀可以得到改善。
圖2是概要顯示了透明薄板2和顯示板3的配置的圖形。透 明薄板2包括用于切換鏡面反射(眩光)和漫反射(防眩光)的功 能，并布置在顯示板3的正面。對(duì)于若干像素乘以若干像素的每一 塊，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于諸如圖2中的配置示例的每一個(gè)像素，需要設(shè) 置切換鏡面反射或漫反射的表面狀態(tài)的活動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
圖3A和3B是概要顯示了輸入到透明薄板2的入射光和反 射光的圖形。如圖3A所示，在透明薄板2的表面狀態(tài)是平坦的情 況下，入射光經(jīng)過(guò)鏡面反射，從而，圖像的光澤外觀可以得到改善。 另一方面，如圖3B所示，在透明薄板2的表面狀態(tài)不規(guī)則的情況 下，入射光受到不規(guī)則反射，從而，能夠防止外部光的投射。
稍后將描述這樣的方案透明薄板2對(duì)于每一個(gè)區(qū)域動(dòng)態(tài)地變 為眩光/防眩光，但是，例如，可以使用通過(guò)使用物理狀態(tài)隨著電壓的 變化(電場(chǎng))來(lái)控制透明薄板2的方法，或通過(guò)使用熱/化學(xué)狀態(tài)隨 著電流而變化來(lái)控制透明薄板2的方法。
如此，顯示屏幕的正面對(duì)于每一個(gè)區(qū)域動(dòng)態(tài)地變?yōu)檠９?防眩光，圖像的基本動(dòng)態(tài)范圍隨著外部光而放大，并相應(yīng)地，能夠改善圖像(對(duì) 象)的光澤外觀和三維外觀。 光澤處理單元
接下來(lái)，將就用于從輸入圖像中提取光澤區(qū)域的光澤處理單元1 進(jìn)行描述。對(duì)于根據(jù)本實(shí)施例的光澤對(duì)象的提取，不僅可以提取光澤 區(qū)域，而且還可以提取對(duì)象內(nèi)的投射光澤外觀的材料的整個(gè)區(qū)域。例
如，可以使用日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)出版物No. 2002-51226中所 公開(kāi)的技術(shù)作為用于提取光澤對(duì)象的技術(shù)。
圖4是顯示了光澤處理單元1的配置的圖形，而圖5是描述 光澤處理單元1的處理的圖形。光澤處理單元1包括用于控制透明 薄板2的表面反射特性的光澤控制單元4，以及用于根據(jù)透明薄板 2的表面反射而優(yōu)化亮度值的亮度值優(yōu)化單元5。
此外，光澤控制單元4還包括分離器41，用于拆分輸入圖像信 號(hào)的顏色空間，邊緣提取單元42，用于提取對(duì)象的邊緣，外部光反 射區(qū)域檢測(cè)單元43,用于檢測(cè)外部反射區(qū)域，擴(kuò)展處理單元44，用 于將外部反射區(qū)域擴(kuò)展到邊緣，以及光澤確定單元45，用于確定擴(kuò) 展的光澤區(qū)域的光澤。
例如，對(duì)于圖5中的(A)所顯示的原始圖像，在分離器41中， 顏色空間被轉(zhuǎn)換，并被拆分成預(yù)定的組件。邊緣提取單元42從圖5 中的(B)所示的圖像中提取對(duì)象邊緣。外部光反射區(qū)域檢測(cè)單元43 從由預(yù)定組件構(gòu)成的圖像(圖5中的(C))檢測(cè)外部光反射區(qū)域。 基于提取的邊緣，檢測(cè)到的外部反射區(qū)域，擴(kuò)展處理單元44將外部 反射區(qū)域擴(kuò)展到如圖5中的(D)所示的邊緣。光澤判斷單元45判 斷如此擴(kuò)展的光澤區(qū)域的反射是鏡面反射還是不規(guī)則反射，并將光澤 控制信號(hào)輸出到透明薄板2，從而，能夠改善光澤區(qū)域的材料的紋理 (圖5中的(E))。
下面將參考圖6到13描述光澤處理單元1的相應(yīng)的組件。 分離器41從具有RGB組件等等的多波道圖像拆分特定波道組件。 具體來(lái)說(shuō)，分離器41將輸入圖像信號(hào)的RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間，并將此拆分為每一個(gè)分量圖像。這里，對(duì)于RGB空 間，顏色用紅色、綠色、以及藍(lán)色三個(gè)軸表示，對(duì)于HSV空間，顏 色用色調(diào)、飽和度，以及值三個(gè)軸來(lái)表示。
圖6是顯示了邊緣提取單元42的配置示例的圖形。邊緣提取 單元42包括邊緣檢測(cè)單元421，用于從在分離器41中拆分的V 圖像(V平面)檢測(cè)邊緣，二進(jìn)制化單元422，用于利用預(yù)定的閾值 二進(jìn)制化由邊緣檢測(cè)單元421檢測(cè)到的邊緣圖像，以及邊界圖像存 儲(chǔ)單元423，用于存儲(chǔ)二進(jìn)制化對(duì)象的邊界圖像。
邊緣檢測(cè)單元421根據(jù)索貝爾算子，對(duì)V平面進(jìn)行過(guò)濾，從 而檢測(cè)邊緣。具體來(lái)說(shuō)，下列表達(dá)式中所顯示的索貝爾濾波器用于對(duì) 輸入圖像進(jìn)行一階求導(dǎo)，從而估計(jì)邊緣。
'-l 0 1、
-2 0 2, =00 0
-1 0 1,、I 21 '
二進(jìn)制化單元422通過(guò)將V平面的邊緣圖像與預(yù)定的閾值進(jìn) 行比較來(lái)使其二進(jìn)制化，并將作為結(jié)果獲得的V平面的二進(jìn)制化圖 像提供到邊界圖像存儲(chǔ)單元423。
此外，不僅使用偏壓到亮度中的V平面，而且還使用許多組件， 從而，能夠改善邊緣提取功能。圖7是顯示了使用HSV的所有組 件的邊緣提取單元的配置示例的圖形。此邊緣提取單元42包括涉及 所有HSV的邊緣檢測(cè)單元421H、 421S，以及421V，以及二進(jìn)制 化單元422H、 422S,以及422V。
也就是說(shuō)，從H、 S，以及V平面獲得的邊緣圖像被從邊緣檢 測(cè)單元421H、 421S，以及421V分別提供到二進(jìn)制化單元422H、 422S，以及422V。二進(jìn)制化單元422H、422S，以及422V通過(guò)將H、 S、以及V平面的邊緣圖像與預(yù)定的閾值進(jìn)行比較來(lái)使其二進(jìn)制化， 并將作為結(jié)果獲得的H， S，以及V平面的二進(jìn)制化的圖像提供到 OR處理單元424。
OR處理單元434對(duì)于H， S，以及V平面的二進(jìn)制化圖像 的每一個(gè)像素計(jì)算邏輯加法(OR),并產(chǎn)生邊界圖像。所產(chǎn)生的邊界存儲(chǔ)在邊界圖像存儲(chǔ)單元423中。
此外，可以從諸如L*a*b* (亮度alpha beta) 、 RGB、 YUV (Y表示亮度、U(Cb)表示藍(lán)色差信號(hào)，V(Cr)表示紅色差信號(hào)) 之類的顏色空間等等中提取邊緣。圖8是顯示了在其他組件中處理 的邊界圖像的圖形。圖8中的(A)是L*a*b*c的邊界圖像，圖8 中的(B)是RGB的邊界圖像，而圖8中的(C)只是V平面的邊 界圖像。
從這些附圖可以理解，使用了許多組件，從而，能夠改善邊緣提 取功能。例如，對(duì)于圖8中的(C)所顯示的V平面，在平坦部分a 產(chǎn)生了噪聲，在外部光反射部分b的邊緣，對(duì)比度惡化，但是，圖8 中的(A)所顯示的L*a*b*邊界圖像或圖8中的(B)所顯示的 RGB邊界圖像一起使用，從而，能夠增強(qiáng)平坦部分a和外部光反射 部分b的對(duì)比度。例如，對(duì)于圖8中的(C)所顯示的外部光反射 部分b，難以提取邊緣，但是，對(duì)于圖8中的(A)所顯示的L*a*b* 邊界圖像的外部光反射部分b,可以提取邊緣。
圖9是顯示了外部光反射區(qū)域檢測(cè)單元43的配置示例的圖 形。外部光反射區(qū)域檢測(cè)單元43包括V平面的改變部分檢測(cè)單元 431，改變部分的高亮度區(qū)域檢測(cè)單元432，以及用于顯露高亮度區(qū) 域的外部光區(qū)域顯露單元433。
改變部分檢測(cè)單元431從V平面檢測(cè)4言號(hào)的急劇變化的部 分，即，亮度高于其周圍環(huán)境的部分。高亮度區(qū)域檢測(cè)單元432基 于外部閾值(亮度)檢測(cè)高亮度區(qū)域。外部光反射區(qū)域顯露單元433 顯露高亮度區(qū)域作為外部光反射區(qū)域。也就是說(shuō)，外部光反射區(qū)域檢 測(cè)單元43從V平面檢測(cè)信號(hào)的急劇變化的部分，從外部向其應(yīng)用 閾值，從而，顯露其亮度等于或高于閾值的高亮度區(qū)域，作為外部光 反射區(qū)域，以將此輸出到后級(jí)的擴(kuò)展處理單元44。
圖10是顯示了擴(kuò)展的處理單元44的配置示例的圖形。擴(kuò)展處 理單元44包括附近像素提取單元441H、 441S，以及441V，用于 提取外部光反射區(qū)域的附近的像素，相似度判斷單元442H, 442S，以及'442V,用于判斷針對(duì)HSV的相應(yīng)的平面，判斷外部光反射區(qū) 域的像素以及其附近的像素之間的相似度。此外，擴(kuò)展處理單元44 還包括OR處理單元，用于根據(jù)相似度判斷單元442H, 442S，以 及442V的判斷結(jié)果，判斷是否執(zhí)行擴(kuò)展，區(qū)域擴(kuò)展處理單元444， 用于根據(jù)OR處理結(jié)杲，擴(kuò)展外部光反射區(qū)域，并確定擴(kuò)展外部光 反射區(qū)域。
擴(kuò)展處理單元44執(zhí)行這樣的處理在外部光反射區(qū)域檢測(cè)單元 43檢測(cè)到的外部光反射區(qū)域被作為中心，外部光反射區(qū)域向其附近 擴(kuò)展直至邊緣。是否進(jìn)行擴(kuò)展取決于在外部光反射區(qū)域的附近的相關(guān) 的像素與外部光反射區(qū)域是否具有相似性。如此，擴(kuò)展了外部光反射 區(qū)域，從而，可以提取對(duì)象內(nèi)的投射光澤外觀的材料的整個(gè)區(qū)域。
圖11是顯示了光澤判斷單元45的配置示例的圖形。光澤判斷 單元45包括區(qū)域顯露單元451R和451B,用于顯露擴(kuò)展外部光反 射區(qū)域，分類單元452R和452B,用于對(duì)于每一個(gè)R和B平面， 將擴(kuò)展外部光反射區(qū)域的反射狀態(tài)分為類，以及光澤判斷單元453， 用于根據(jù)R和B平面的分類結(jié)果，確定擴(kuò)展外部光反射區(qū)域的反 射狀態(tài)。
光澤判斷單元45判斷光澤對(duì)象候選是具有光澤的對(duì)象，還是其 表面受到不規(guī)則反射的對(duì)象，所述光澤對(duì)象候選是擴(kuò)展外部光反射區(qū) 域，其中消耗具有等于或大于某一閾值的亮度值的外部光反射區(qū)域。
對(duì)象表面上的光的不規(guī)則反射具有波長(zhǎng)依賴性，如此，具有長(zhǎng)波 長(zhǎng)的紫外線大多數(shù)受到不規(guī)則反射，也最適合于讀取表面上的不規(guī)則 性。不規(guī)則反射的波長(zhǎng)依賴性影響藍(lán)色、綠色和紅色的可見(jiàn)光區(qū)域， 如此，在R平面的平坦部分的不規(guī)則性的細(xì)微度完全不同于B平 面的情況下，其原因是平坦部分的材料是導(dǎo)致不規(guī)則反射的材料的可 能性非常高。
因此，只使用R和B平面，以將平坦部分的不規(guī)則性縮減到 二維特點(diǎn)，并在分類單元452R和452B中進(jìn)行分類，在R和B平 面之間的不規(guī)則程度大大不同的情況下，即，在B平面的不規(guī)則性明顯比R平面的不規(guī)則性更加細(xì)微的情況下，有不規(guī)則反射，如此， 光澤判斷單元453判斷沒(méi)有光澤，但是，在R和B平面之間的不 規(guī)則程度有某種不同的情況下，判斷沒(méi)有不規(guī)則反射，但是有光澤。 如此確定的光澤區(qū)域被輸出到透明薄板2，作為光澤控制信號(hào)。
圖12中的(A)是光澤區(qū)域的像素位置(x， y) = (565， "0)的 附近的R等高線圖，而圖12中的(B)是光澤區(qū)域的像素位置(x， y)-(565，430)附近的B等高線圖。用R和B平面的輪廓(2比 特ADRC)圖所代表的這些區(qū)域都被確定為光澤區(qū)域，因?yàn)閮烧呔哂?比較小的不規(guī)則程度。
圖13中的(A)是非光澤區(qū)域的像素位置(x， y) == (160, 440) 的附近的R等高線圖，而圖13中的(B)是非光澤區(qū)域的像素位置 (x， y) = (160， 440)附近的B等高線圖。用R和B平面的輪廓(2 比特ADRC )圖代表的這些區(qū)域都被確定為產(chǎn)生了不規(guī)則反射的非光 澤區(qū)域，因?yàn)閮烧呔哂斜容^大的不規(guī)則程度。
如此，根據(jù)其不規(guī)則程度，分類R和B平面的反射強(qiáng)度，確 定光澤或非光澤，從而，可以控制要使用的材料是否是導(dǎo)致鏡面反射 或不規(guī)則反射的材料。具體來(lái)說(shuō)，與紅色和綠色相比，藍(lán)色的波長(zhǎng)較 短，如此，輕松地表示出不規(guī)則反射，從而，通過(guò)檢測(cè)B平面的等 高線圖的不規(guī)則程度，可以判斷，要使用的是否是導(dǎo)致鏡面反射或不 規(guī)則反射的材料。
現(xiàn)在，將參考圖4進(jìn)行描述，將描述亮度值優(yōu)化單元5。亮度 值優(yōu)化單元5輸入原始圖像的RGB圖像，并基于來(lái)自光澤控制單 元4的光澤控制信號(hào)，校正(優(yōu)化)其亮度值。具體來(lái)說(shuō)，亮度值 優(yōu)化單元5調(diào)整關(guān)于在光澤控制單元4提取的光澤區(qū)域的對(duì)比度 和伽馬，并基于其結(jié)果校正亮度值。例如，增大光澤區(qū)域的亮度值， 以輸出圖像信號(hào)，從而，能夠增強(qiáng)光澤外觀。如此，提供這樣的用于 強(qiáng)調(diào)圖像清晰度(銳度)(增強(qiáng)分辨率外觀)的功能，從而，可以利 用外部光反射控制，根據(jù)協(xié)同效應(yīng)，改善用戶感覺(jué)到的對(duì)象的光澤外 觀。如上文所描述的，提取光澤區(qū)域，從而，可以提取適用于表達(dá)材 料的紋理的光澤區(qū)域。此外，還可以對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)對(duì)象控制 表面反射(眩光/防眩光)，并可以通過(guò)利用外部光大大地改善對(duì)象的 光澤外觀。此外，還可以細(xì)微地表達(dá)對(duì)象的光澤外觀，相應(yīng)地，能夠 以更加逼真的方式再現(xiàn)光澤物質(zhì)的三維外觀。
注意，這樣的圖像處理也可以應(yīng)用于打印機(jī)設(shè)備。例如，對(duì)于每 一個(gè)對(duì)象，判斷表面反射是鏡面反射還是漫反射，根據(jù)判斷結(jié)果，使 用粒度不同的墨水，從而，能夠在紙上表達(dá)材料的紋理。此外，也可
以通過(guò)使CPU (中央處理單元)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理。
在此情況下，計(jì)算枳i程序也可以記錄在記錄介質(zhì)中，或者，也可以通 過(guò)因特網(wǎng)或其他傳輸介質(zhì)來(lái)進(jìn)行傳輸。 透明薄板
接下來(lái)，將描述透明薄板2的具體示例。被布置在顯示設(shè)備的 正面的透明薄板2具有這樣的功能透明薄板2被以二維陣列的方 式按細(xì)微的大小分區(qū)，從而，能夠按分區(qū)增量，就表面反射是鏡面反 射(眩光)還是漫反射(防眩光)進(jìn)行切換，并通過(guò)控制視聽(tīng)環(huán)境中 的外部光反射，來(lái)控制顯示設(shè)備的顯示圖像的光澤外觀。具體來(lái)說(shuō)， 對(duì)于預(yù)先確定的區(qū)域，改變透明薄板2的表面粗糙度?，F(xiàn)在，優(yōu)選 情況下，透明薄板2是孔徑比達(dá)75%或更高的透射類型。此外， 還需要能夠?qū)τ诿恳粋€(gè)像素(微小的區(qū)域)進(jìn)行鏡面反射和不規(guī)則反 射的主動(dòng)控制的類型，還需要能夠進(jìn)行8毫秒(rns)或更少的高速 響應(yīng)的類型。
此外，優(yōu)選情況下，透明薄板2的防眩光表面的不規(guī)則性的算 術(shù)平均粗糙度Ra為0.05到0.25 pm。根據(jù)此范圍內(nèi)的算術(shù)平均粗 糙度Ra，可以獲得預(yù)期的不規(guī)則反射。注意，不規(guī)則性的算術(shù)平均 粗糙度Ra，如下列表達(dá)式所示，通過(guò)從其中線的方向的粗糙度曲線 中提取引用長(zhǎng)度i的部分，將此提取的部分與中線的偏差的絕對(duì)值總 計(jì)為測(cè)量的曲線，并對(duì)此進(jìn)行平均，所獲得的值。
13此外，優(yōu)選情況下，透明薄板2的防眩光表面的不規(guī)則性的平 均間隔Sm大約為30到60pm。根據(jù)此范圍內(nèi)的平均間隔Sm，能 夠防止由于與像素的干涉而導(dǎo)致的分辨率的惡化，以及表面的粗糙 化。注意，不規(guī)則性的平均間隔，如下列表達(dá)式所示，表示通過(guò)從其 中線的方向的粗糙度曲線中提取引用長(zhǎng)度l的部分，獲得對(duì)應(yīng)于一個(gè) 峰值以及與其相鄰的一個(gè)槽的平均棉絨(lint)的長(zhǎng)度的總和，并對(duì) 此進(jìn)行平均，所獲得的以毫米(mm)為單位的平均值。
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圖14A和14B是顯示了透明薄板2的第一具體示例的圖形。 第一個(gè)具體示例是使用MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)制造的透明 薄板2。關(guān)于使用MEMS技術(shù)的顯示設(shè)備，可以參考由Yasui和 Higo 所著的文章"Transmissive Color Display Employing ■ Plastic MEMS Technology" (Institute of Electrical Engineers Micromachine Sensor System Workshop, May, 2006, MSS誦06畫(huà)27 )。
對(duì)于透明薄板2，按順序?qū)盈B了透明襯底211、下部透明電極 212、透明墊圏213,以及上部透明電極214，以及透明薄膜215。
透明襯底211由玻璃村底等等制成。下部透明電極212是由 ITO (銦氧化錫)等等制成的，被分成多個(gè)對(duì)應(yīng)于像素的區(qū)域，可以 獨(dú)立地進(jìn)行控制。透明墊圏213是由在對(duì)應(yīng)于像素的光柵中形成的 二氧化硅薄膜，以及每一個(gè)光柵內(nèi)形成的空氣層構(gòu)成的。透明薄膜
215是具有諸如SiN、 SiC、菱形、透明多聚物等等之類的靈活性的 薄膜，并根據(jù)電壓為ON的狀態(tài)，以及電壓為OFF的狀態(tài)，切換 包括空氣層的狀態(tài)，以及不包括空氣層的狀態(tài)，從而，能夠改變表面 粗糙度。
關(guān)于透明薄板2的制造方法，首先，例如，充當(dāng)下部透明電極 212的In-Zn-O金屬在透明襯底211上進(jìn)行真空沉積。例如，通過(guò) 濺射形成作為絕緣膜的二氧化硅薄膜。此外，通過(guò)旋涂，形成用于形 成空氣層的透明墊圈213，并根據(jù)像素大小形成圖案。上部電極214 是，例如，在基于聚2，卜萘二酸乙二醇酯(PEN)薄膜(這是通過(guò)真空沉積法形成的多聚物薄膜)上形成的薄膜，最后，與下部襯底粘接。
圖14A是顯示了透明薄板2的電壓-OFF狀態(tài)的剖面圖，而圖 14B是顯示了透明薄板2的電壓ON狀態(tài)的剖面圖。在電壓OFF 狀態(tài)下，由于粘接了透明薄膜215，因此，表面反射是眩光(鏡面反 射)。另一方面，在電壓ON狀態(tài)下，靜電引力導(dǎo)致透明薄膜215彎 曲，形成不規(guī)則性，因此，會(huì)發(fā)生漫反射，導(dǎo)致表面反射變?yōu)榉姥９狻?br> 如此，通過(guò)向透明薄板2應(yīng)用MEMS技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)液晶的 數(shù)千倍的高速響應(yīng)(lpm)，可以對(duì)于輸入圖像的每一個(gè)對(duì)象，控制 表面反射(眩光/防眩光)。
圖15A和15B是顯示了透明薄板2的第二具體示例的圖形。 第二具體示例是通過(guò)電場(chǎng)操縱其表面凸出物質(zhì)(立起的毛狀物)的透
明薄板2。作為通過(guò)電壓(電場(chǎng))操縱凸出物質(zhì)的方法，可以參考日 本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)出版物No. 2007-511669。
對(duì)于此透明薄;板2,按順序?qū)盈B透明導(dǎo)電板221,以及立起的毛 狀物222。透明導(dǎo)電玲反221是由ITO等等制成的，；陂分成多個(gè)對(duì)應(yīng) 于像素的區(qū)域，可以獨(dú)立地進(jìn)行控制。立起的毛狀物222是由諸如聚 酯之類的透明多聚物等等制成的，并帶有正電荷或負(fù)電荷。
圖15A是顯示了透明薄壽反2的電壓-OFF狀態(tài)的剖面圖，而圖 15B是顯示了透明薄板2的電壓ON狀態(tài)的剖面圖。在電壓OFF 狀態(tài)，立起的毛狀物222在透明薄^L 2的垂直方向被植入，如此， 入射光被立起的毛狀物222進(jìn)行了漫反射。另一方面，在電壓ON狀 態(tài)下，產(chǎn)生電場(chǎng)，如此，立起的毛狀物222倒下，導(dǎo)致表面反射變?yōu)?眩光(鏡面反射)。
如此，通過(guò)電場(chǎng)操縱帶有正電荷或負(fù)電荷的立起的毛狀物，從而， 可以控制表面反射。注意，可以通過(guò)顛倒電源的極性來(lái)操縱立起的毛 狀物。
圖16A和16B是顯示了透明薄板2的第三具體示例的圖形。 對(duì)于第三個(gè)具體示例，使用其狀態(tài)隨著溫度改變的物質(zhì)作為透明薄板 2，以通過(guò)溫度控制表面反射。對(duì)于此透明薄板2，按順序?qū)盈B透明物質(zhì)231，以及加熱元件232。此外，其兩側(cè)的透明薄板2,以及顯 示板2，利用冷卻元件.233粘接在一起。
可以使用可逆地變化為流體(凝膠)或固體(溶膠)的透明多聚 物作為透明物質(zhì)231。這樣的多聚物的示例包括疏水性聚乙二醇。加 熱元件232被分成多個(gè)對(duì)應(yīng)于像素的元件，可以獨(dú)立地進(jìn)行控制。 例如，可以使用其ITO的阻抗值已經(jīng)被調(diào)整的元件作為加熱元件 232。冷卻元件233是由，例如，peltiert元件等等制成的，被分成 多個(gè)對(duì)應(yīng)于像素的區(qū)域，可以獨(dú)立地進(jìn)行控制。注意，在難以對(duì)于每 一個(gè)微小的區(qū)域放置冷卻元件的情況下，可以進(jìn)行這樣的安排在屏 幕的整個(gè)面上放置冷卻元件，然后，在非顯示時(shí)間段(垂直消隱期) 被冷卻。
圖16A是顯示了透明薄板2的冷卻狀態(tài)的剖面圖，而圖16B 是顯示了透明薄板2的加熱狀態(tài)的剖面圖。在冷卻狀態(tài)下，透明物 質(zhì)231處于固體(或溶膠)狀態(tài)，如此，入射光被透明物質(zhì)231進(jìn) 行了漫反射。另一方面，透明物質(zhì)231處于流體(或凝膠)狀態(tài)， 如此，入射光被透明物質(zhì)231進(jìn)4亍了鏡面反射。
如此，使用了其狀態(tài)隨溫度變化而變化的物質(zhì)，從而，可以控制 表面反射。對(duì)于不依賴于響應(yīng)速度的比較大的電子廣告板等等，可以 使用這樣的設(shè)備。
此外，對(duì)于上文所提及的第一到第三具體示例，透明薄板2的 表面狀態(tài)在物理上發(fā)生變化，因此，需要在透明薄板2上提供保護(hù) 網(wǎng)21，如圖17所示，以防止手指或灰塵接觸透明薄板2的表面。
如上文所描述的，透明薄板2對(duì)于顯示設(shè)備的屏幕上的非常細(xì) 微的區(qū)域，控制眩光/防眩光，從而，與相關(guān)技術(shù)相比，可以改善光澤 外觀的存在/不存在的表達(dá)。此外，透明薄板2必須添加到顯示設(shè)備 的表面，也可以最近添加，相應(yīng)地，應(yīng)用的范圍非常廣，不管顯示設(shè) 備的類型如何。
第二個(gè)實(shí)施例
圖18是顯示了根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備的總體配置的圖形。對(duì)于本第二個(gè)實(shí)施例，使用了其表面反射特性被固定的透明薄板
6，代替其表面反射特性積極地變化的透明薄板2，如第一個(gè)實(shí)施例， 以控制其反射特性不同的像素的發(fā)光。例如，在其中對(duì)象是光澤物質(zhì) 的情況下，通過(guò)使對(duì)應(yīng)于表面粗糙度比較小的區(qū)域的像素發(fā)光來(lái)顯示 該對(duì)象。注意，與第一個(gè)實(shí)施例中相同的組件用相同附圖標(biāo)記來(lái)表示， 并省略其描述。
根據(jù)第二個(gè)實(shí)施例的顯示設(shè)備包括用于從輸入圖像信號(hào)中檢測(cè) 圖像光澤區(qū)域，基于檢測(cè)結(jié)果向透明薄板2輸出光澤控制信號(hào)，并 輸出"輸出圖像信號(hào)，，的光澤處理單元1，在顯示板3的正面提供的 透明薄板6,對(duì)于每一個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域，其反射特性是固定的，區(qū) 域選擇單元7，用于基于光澤控制信號(hào)，選擇反射特性是固定的預(yù)先 確定的區(qū)域，以及顯示板3，用于使選定的反射特性的像素發(fā)光，并 顯示圖像。
光澤處理單元1與第一個(gè)實(shí)施例中的相同，它根據(jù)輸入圖像信 號(hào)，對(duì)于每一個(gè)對(duì)象，判斷待處理的區(qū)域是光澤區(qū)域還是非光澤區(qū)域， 并輸出光澤控制信號(hào)，該光澤控制信號(hào)使得光澤區(qū)域接受鏡面反射 (險(xiǎn)光)，并使非光澤區(qū)域接受漫反射到區(qū)域選擇單元7 (防眩光)。 此外，光澤處理單元1還優(yōu)化輸入圖像信號(hào)的亮度信息等等，以便 光澤區(qū)域和非光澤區(qū)域區(qū)分明顯。
區(qū)域選擇單元7向顯示板3輸出"輸出圖像信號(hào)，，，以便透明薄 板6上的至少某些眩光區(qū)域和防眩光區(qū)域基于光澤控制信號(hào)。此外， 區(qū)域選擇單元7將透明薄板6的按微小部分的增量的眩光/防眩光 的位置和顯示板3的像素位置(x， y)存儲(chǔ)在ROM等等中。
對(duì)于透明薄板6,如圖19所示，表面被分區(qū)為每一個(gè)眩光(鏡 面反射)和防眩光(漫反射)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域都非常微小。例如， 在顯示板31是眩光的情況下，在防眩光薄板61中提供孔a,提供 孔a的區(qū)域變?yōu)檠９獗砻鏍顟B(tài)(與透明薄板6相反的反射特性)， 從而，可以提供兩種反射特性提供孔a的區(qū)域，以及沒(méi)有提供孔a 的區(qū)域。如此，眩光(或防眩光)薄板經(jīng)過(guò)微小的鉆孔過(guò)程，從而可以輕 松地分出眩光/防眩光區(qū)域。注意，在此鉆孔方法的情況下，有一種可
能性孑L a的橫斷面會(huì)折射光，因此，需要在孔a的橫斷面屏蔽光。 此外，優(yōu)選情況下，透明薄板6的防眩光表面的不規(guī)則性的算 術(shù)平均粗糙度Ra為0.05到0.25 jim。 #4居此范圍內(nèi)的算術(shù)平均粗 糙度Ra，可以獲得預(yù)期的不規(guī)則反射。注意，不規(guī)則性的算術(shù)平均 粗糙度Ra，如上文所提及的表達(dá)式(1)所示，是通過(guò)從其中線的方 向的粗糙度曲線中提取引用長(zhǎng)度i的部分，將此提取的部分與中線的 偏差的絕對(duì)值總計(jì)為測(cè)量的曲線，并對(duì)此進(jìn)行平均所獲得的值。
此外，優(yōu)選情況下，透明薄板6的防眩光表面的不規(guī)則性的平 均間隔Sm大約為30到60 jim。根據(jù)此范圍內(nèi)的平均間隔Sm， 可以防止由于與像素的干涉而導(dǎo)致的分辨率的惡化，以及表面的粗糙 化。注意，不規(guī)則性的平均間隔，如上文所提及的表達(dá)式(2)所示， 通過(guò)從其中線的方向的粗糙度曲線中提取引用長(zhǎng)度i的部分，獲得對(duì) 應(yīng)于一個(gè)峰值以及與其相鄰的一個(gè)槽的平均棉絨(lint)的長(zhǎng)度的總
和，并對(duì)此進(jìn)行平均，所獲得的以毫米(mm)為單位的平均值。
此外，還希望透明薄板6的眩光/防眩光區(qū)域均勻地布置在整個(gè) 屏幕上。例如，希望相應(yīng)的區(qū)域以棋盤形圖案、波爾卡-點(diǎn)圖案、柵格 圖案，斑紋圖案等等形式分布。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于每一個(gè)像素，眩光/ 防眩光區(qū)域以棋盤形圖案分布，從而，可以改善分辨率。
可以，例如，通過(guò)以棋盤形圖案遮蓋眩光表面，施加防眩光材料， 然后，去除掩蓋，來(lái)制造這樣的透明薄板6。防眩光材料的示例包括 LUCIFRAL(注冊(cè)商標(biāo))NAG(由NIPPON PAINT Co. Ltd.制造)。 圖20A到20C是描述了對(duì)透明薄板6的表面反射特性的控 制的圖形。利用此透明薄板6，眩光面和防眩光面呈矩陣狀，對(duì)應(yīng)于 像素。具體來(lái)說(shuō)，在顯示板31是眩光的情況下，控制對(duì)應(yīng)于防眩光 薄板61的防眩光像素31a和對(duì)應(yīng)于孔a的眩光像素31b的發(fā) 光。
例如，如圖20A所示，在使眩光像素31b發(fā)光的情況下，入
18射光經(jīng)過(guò)鏡面反射，從而，可以向利用眩光像素31b顯示的對(duì)象應(yīng) 用光澤外觀。此外，如圖20B所示，在使眩光像素31a發(fā)光的情況 下，入射光經(jīng)過(guò)漫反射，從而，可以防止利用眩光像素31a顯示的 對(duì)象的光澤。此外，如圖20C所示，在使防眩光Y象素31a和眩光像 素31b發(fā)光的情況下，入射光經(jīng)過(guò)鏡面反射和漫反射，從而，可以
給予對(duì)象中間光澤外觀。
如此，只選擇眩光區(qū)域的下部的像素且必須關(guān)于光澤對(duì)象發(fā)光， 以及只選擇防眩光區(qū)域的下部的像素且必須關(guān)于非光澤對(duì)象發(fā)光，從 而，可以增強(qiáng)圖像(對(duì)象)的光澤外觀和三維外觀。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求及其他因素，可以 進(jìn)行各種修改、組合、子組合和更改，至于它們?cè)谒降臋?quán)利要求或 其等效內(nèi)容的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中對(duì)于每一個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域切換反射特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反射特性控制層，其中，對(duì)于每一 個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域，改變表面粗糙度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射特性控制層，其中，按下部透 明電極、透明墊圏以及上部透明電極的順序進(jìn)行層疊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射特性控制層，其中，帶有負(fù)電 荷或正電荷的立起的毛狀物被植入在透明電極板上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的反射特性控制層，包括 力口熱元件；冷卻元件；以及物質(zhì)狀態(tài)根據(jù)溫度而變化的透明物質(zhì)。
6. —種布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中，不同 的反射特性被均勻地布置在整個(gè)屏幕上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的反射特性控制層，其中，光澤區(qū)域 和非光澤區(qū)域按棋盤形圖案布置，每一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)于每一個(gè)像素。
8. —種顯示設(shè)備，包括布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中對(duì)于每一個(gè)預(yù)先 確定的區(qū)域切換反射特性；以及被配置為根據(jù)輸入圖像來(lái)切換所述反射特性控制層的反射特性 的控制裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示設(shè)備，其中，所述控制裝置檢 測(cè)所述輸入圖像的光澤區(qū)域，并根據(jù)相關(guān)光澤區(qū)域降低所述反射特性 控制層的表面粗糙度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示設(shè)備，其中，所述控制裝置檢 測(cè)輸入圖像的每一個(gè)對(duì)象的光澤區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示設(shè)備，其中，所述控制裝置調(diào)整所述光澤區(qū)域的亮度值而輸出圖像信號(hào)。
12. —種顯示"i殳備，包括一種布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中，不同的反 射特性被均勻地布置在整個(gè)屏幕上；以及被配置為通過(guò)使所述顯示屏幕的像素發(fā)光來(lái)根據(jù)輸入圖像選擇 所述反射特性控制層的反射特性的控制裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示設(shè)備，其中，所述控制裝置 檢測(cè)所述輸入圖像的光澤區(qū)域，并根據(jù)相關(guān)光澤區(qū)域，使對(duì)應(yīng)于其中 所述反射特性控制層的表面粗糙度比較小的區(qū)域的像素發(fā)光。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示設(shè)備，其中，所述控制裝置 檢測(cè)輸入圖像的每一個(gè)對(duì)象的光澤區(qū)域。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示設(shè)備，其中，所述控制裝置 調(diào)整所述光澤區(qū)域的亮度值而輸出圖像信號(hào)。
16. —種顯示i殳備，包括布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中對(duì)于每一個(gè)預(yù)先 確定的區(qū)域切換反射特性；以及被配置為根據(jù)輸入圖像來(lái)切換所述反射特性控制層的反射特性 的控制單元。
17. —種顯示設(shè)備，包括布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中，不同的反射特 性被均勻地布置在整個(gè)屏幕上；以及被配置為通過(guò)使所述顯示屏幕的像素發(fā)光來(lái)選擇所述反射特性 控制層的反射特性的控制單元。
全文摘要
一種顯示設(shè)備，包括布置在顯示屏幕的正面的反射特性控制層，其中對(duì)于每一個(gè)預(yù)先確定的區(qū)域切換反射特性；以及，被配置為根據(jù)輸入圖像來(lái)切換反射特性控制層的反射特性的控制單元，控制裝置從輸入圖像檢測(cè)光澤區(qū)域，以及，根據(jù)相關(guān)檢測(cè)結(jié)果，切換預(yù)先確定的區(qū)域的反射特性。
文檔編號(hào)G02B1/10GK101470215SQ200810190680
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者井上孝夫, 內(nèi)田真史, 近藤哲二郎 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社