СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ НИЗКОГО ДИАПАЗОНА ГЛУБИНЫ ЦВЕТА В ДИСПЛЕЯХ НА ОСНОВЕ МИКРОЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ Российский патент 2012 года по МПК G09G3/34 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Микроэлектромеханические системы (МЭМС) содержат микромеханические элементы, исполнительные механизмы-микроактюаторы и электронные схемы. Микромеханические элементы могут быть получены с использованием осаждения, травления и/или других процессов с микрообработкой, посредством которых части подложек и/или слои осажденного материала удаляют травлением или добавляют слои для формирования электрических или электромеханических устройств. Известно устройство на основе МЭМС, такое как интерферометрический модулятор. В настоящем описании терминами «интерферометрический модулятор» или «интерферометрический светомодулятор» обозначено устройство, которое выборочно поглощает и/или отражает свет, используя принципы оптической интерференции. В некоторых вариантах реализации изобретения интерферометрический модулятор может содержать две проводящие пластины, по меньшей мере одна из которых может быть прозрачной и/или отражающей полностью или частично и может совершать относительное перемещение при подаче соответствующего электрического сигнала. В одном конкретном варианте реализации изобретения одна пластина может содержать зафиксированный слой, который осажден на подложку, а другая пластина может содержать металлическую мембрану, которая отделена от зафиксированного слоя воздушным зазором. Как более подробно описано далее, положение одной пластины относительно другой может влиять на оптическую интерференцию света, падающего на интерферометрический модулятор. Такие устройства имеют широкое применение, и использование и/или изменение характеристик устройств таких типов может быть полезным как в известных решениях, так и для усовершенствования существующих изделий и для создания новых изделий, еще не разработанных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Система, способ и устройства в соответствии с изобретением имеют ряд собственных аспектов, ни один из которых в отдельности не обеспечивает требуемых свойств. Далее кратко рассмотрены наиболее характерные особенности настоящего изобретения без ограничения его объема. После этого рассмотрения и, в особенности, после прочтения раздела «Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения» станет понятно, как особенности настоящего изобретения обеспечивают преимущество перед другими дисплейными устройствами.

[0004] В некоторых вариантах реализации изобретения светомодулятор содержит первый электрический провод, второй электрический провод, электрически изолированный от первого провода, первый и второй дисплейные элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

[0005] В некоторых вариантах реализации изобретения светомодулятор содержит первые средства, проводящие электрические сигналы, и вторые средства, проводящие электрические сигналы, а также первые средства для модулирования света, выполненные с возможностью взаимодействия с первыми и вторыми проводящими средствами. Вторые проводящие средства электрически изолированы от первых проводящих средств. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами превышает величину первого напряжения активации, то первые модулирующие средства находятся в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами меньше величины первого выключающего напряжения, то первые модулирующие средства находятся в выключенном состоянии. Вторые модулирующие средства выполнены с возможностью взаимодействия с первыми и вторыми проводящими средствами. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами превышает величину второго напряжения активации, то вторые модулирующие средства находятся в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами меньше величины второго выключающего напряжения, то вторые модулирующие средства находятся в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

[0006] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ модулирования света, согласно которому берут первый дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами, берут второй дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами, и выборочно подают напряжения на первый и второй провода для выборочной активации и выключения первого и второго дисплейных элементов. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент изображения находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

[0007] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ отображения на дисплее, согласно которому берут пикселы, выборочно активируют дисплейные элементы пикселя для обеспечения первой плотности битов для первого диапазона интенсивностей пикселя, и выборочно активируют вторую плотность битов для второго диапазона интенсивностей пикселя. Каждый пиксель содержит дисплейные элементы. Второй диапазон интенсивностей выше первого диапазона интенсивностей. Вторая плотность битов меньше первой плотности битов.

[0008] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ изготовления светомодулятора, согласно которому формируют первый провод, формируют второй провод, электрически изолированный от первого провода, формируют первый и второй дисплейные элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами. Если разность напряжений между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, первый дисплейный элемент переводят в активированное состояние. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо первое напряжение активации по существу равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отличается от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отличается от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение по существу равно второму выключающему напряжению.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] На фиг.1 показано трехмерное изображение участка одного из вариантов реализации интерферометрического модуляционного дисплея, в котором подвижный отражающий слой первого интерферометрического модулятора находится в релаксационном положении, а подвижный отражающий слой второго интерферометрического модулятора находится в активированном положении.

[0010] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта предлагаемого электронного устройства, содержащего интерферометрический модуляционный дисплей с конфигурацией 3×3.

[0011] На фиг.3 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного напряжения в примере реализации интерферометрического модулятора, изображенного на фиг.1.

[0012] Фиг.4 иллюстрирует значения напряжения группы строк и столбцов, которые могут быть использованы для приведения в действие интерферометрического модуляционного дисплея.

[0013] Фиг.5А иллюстрирует пример кадра данных, отображаемых на интерферометрическом модуляционном дисплее с конфигурацией 3×3, изображенном на фиг.2.

[0014] Фиг.5В иллюстрирует пример временной диаграммы сигналов строк и столбцов, которые могут быть использованы для записи кадра, показанного на фиг.5А.

[0015] На фиг.6А и 6В показаны принципиальные схемы варианта предлагаемого устройства визуального представления данных, содержащего интерферометрические модуляторы.

[0016] На фиг.7А показано сечение устройства, изображенного на фиг.1.

[0017] На фиг.7В показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0018] На фиг.7С показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0019] На фиг.7D показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0020] На фиг.7F показано сечение еще одного варианта предлагаемого интерферометрического модулятора.

[0021] На фиг.8 показана принципиальная схема варианта предлагаемого монохромного интерферометрического модулятора.

[0022] На фиг.9 показана принципиальная схема варианта предлагаемого полутонового интерферометрического модулятора.

[0023] На фиг.10 показана принципиальная схема варианта предлагаемого цветового интерферометрического модулятора.

[0024] На фиг.11 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на три подстроки.

[0025] На фиг.12 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на три подстроки, выполненные с возможностью взаимодействия с общим соединительным элементом формирователя строк.

[0026] На фиг.13 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного и отрицательного напряжения в примере реализации трех интерферометрических модуляторов с вложенными областями стабильности.

[0027] Фиг.14 - временная диаграмма сигналов строк и столбцов, которые подают на верхнюю строку варианта матрицы по фиг.12 для получения изображенной дисплейной конфигурации.

[0028] На фиг.15 показана блок-схема одного варианта предлагаемого способа управления матрицей интерферометрического модулятора.

[0029] На фиг.16 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на четыре подстроки, выполненные с возможностью взаимодействия с общим соединительным элементом формирователя строк.

[0030] На фиг.17 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного напряжения в примере реализации двух интерферометрических модуляторов с разными областями стабильности, в которых выключающие напряжения примерно одинаковы, а напряжения активации различны.

[0031] На фиг.18 показан график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного напряжения в примере реализации двух интерферометрических модуляторов с разными областями стабильности, в которых выключающие напряжения различны, а напряжения активации примерно одинаковы.

[0032] На фиг.19 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.10.

[0033] На фиг.20 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.10.

[0034] На фиг.21 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.16.

[0035] На фиг.22 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.16.

[0036] На фиг.23 показана принципиальная схема другого варианта интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на четыре подстроки, две из которых выполнены с возможностью взаимодействия с общим соединительным элементом формирователя строк.

[0037] На фиг.24 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.23.

[0038] На фиг.25 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.23.

[0039] На фиг.26 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на пять подстрок, две из которых выполнены с возможностью взаимодействия с одним общим соединительным элементом формирователя строк, а две другие подстроки выполнены с возможностью взаимодействия с другим общим соединительным элементом формирователя строк.

[0040] На фиг.27 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.26.

[0041] На фиг.28 показан график, который иллюстрирует шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.26.

[0042] На фиг.29 показана принципиальная схема варианта предлагаемого интерферометрического модулятора, в котором строки разделены на шесть подстрок, две из которых выполнены с возможностью взаимодействия с одним общим соединительным элементом формирователя строк, две другие подстроки выполнены с возможностью взаимодействия с другим общим соединительным элементом формирователя строк, а две оставшиеся подстроки выполнены с возможностью взаимодействия с еще одним общим соединительным элементом формирователя строк.

[0043] На фиг.30 схематично показаны шаги квантования и уровни квантования согласно схеме на фиг.29.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0044] Приведенное ниже подробное описание относится к некоторым конкретным вариантам реализации изобретения. Однако имеется множество других способов его реализации. В настоящем описании даются ссылки на чертежи, причем на всех чертежах одинаковые элементы имеют одинаковые обозначения. Из следующего ниже описания следует, что варианты изобретения могут быть реализованы в любом устройстве, выполненном с возможностью вывода на дисплей изображения, движущегося (например, видео) или неподвижного (например, статического) и текстового или графического. В частности, предполагается, что варианты изобретения могут быть реализованы в различных электронных устройствах или объединены с различными электронными устройствами, такими, помимо прочего, как мобильные телефоны, беспроводные устройства, персональные электронные ассистенты (PDA), карманные или портативные компьютеры, GPS-приемники/навигаторы, фотокамеры, МР3-плейеры, видеокамеры, игровые приставки, наручные часы, обычные часы, калькуляторы, телевизионные мониторы, плоские панельные дисплеи, компьютерные мониторы, дисплеи автомобильных приборов (например, дисплей счетчика пробега), приборы управления и/или дисплеи кабины самолета, дисплеи обзорных камер (например, дисплей камеры заднего обзора в транспортном средстве), электронные фотографии, электронные информационные щиты или вывески, проекционные установки, архитектурные конструкции, упаковка, художественные конструкции (например, вывод на дисплей изображений на ювелирных изделиях). Устройства на основе МЭМС со структурой, схожей с описанной здесь, также можно использовать без дисплея, например, в электронных переключающих устройствах.

[0045] Предложен набор дисплейных элементов, в котором либо напряжения активации элементов по существу равны, а выключающие напряжения отличаются друг от друга, либо выключающие напряжения элементов по существу равны, а напряжения активации отличаются друг от друга. Рабочий процесс с применением данных гистерезисных областей позволяет уменьшить число электрических проводов, поскольку дисплейные элементы могут совместно использовать общие формирователи строк и столбцов. В некоторых вариантах реализации изобретения оптически активные зоны дисплейных элементов выполнены таким образом, чтобы расширить низкий диапазон глубины цвета. В некоторых вариантах реализации изобретения отношение площадей оптически активных областей дисплейных элементов составляет 3, 7, 15, 31, 127 или 255.

[0046] Один вариант реализации интерферометрического модуляционного дисплея, содержащего интерферометрический дисплейный элемент на основе МЭМС, изображен на фиг.1. В этих устройствах пиксели могут находиться в светлом или темном состоянии. В светлом («включенном», или «открытом» состоянии дисплейный элемент отражает пользователю значительную часть видимого падающего света. В темном («выключенном», или «закрытом») состоянии дисплейный элемент отражает пользователю незначительную часть видимого падающего света. В зависимости от варианта реализации изобретения отражающие свойства «включенного» и «выключенного» состояний могут быть изменены на противоположные. Пиксели на основе МЭМС могут быть выполнены с возможностью преимущественного отражения определенного цветового спектра, благодаря чему возможен вывод на дисплей выбранных цветов помимо черного и белого.

[0047] На фиг.1 представлено трехмерное изображение двух смежных пикселов в ряде пикселов дисплея, каждый из которых содержит интерферометрический модулятор на основе МЭМС. В некоторых вариантах реализации изобретения интерферометрический модуляционный дисплей содержит матрицу из строк и столбцов указанных интерферометрических модуляторов. Каждый интерферометрический модулятор содержит два отражающих слоя, которые расположены на изменяемом и регулируемом расстоянии друг от друга, образуя полость оптического резонатора, выполненную с возможностью изменения по меньшей мере по одной координате. В одном варианте реализации изобретения один из отражающих слоев может быть перемещен в одно из двух положений. В первом положении, релаксационном, подвижный отражающий слой расположен на относительно большом расстоянии от зафиксированного частично отражающего слоя. Во втором положении, активированном, подвижный отражающий слой расположен ближе к частично отражающему слою и является смежным с ним. В зависимости от положения подвижного отражающего слоя падающий свет может подвергаться конструктивной или деструктивной интерференции, в результате чего каждый пиксель может быть в полностью отражающем состоянии или не отражающем состоянии.

[0048] Изображенная на фиг.1 часть матрицы пикселов содержит два смежных интерферометрических модулятора 12а и 12b. Подвижный отражающий слой 14а левого модулятора 12а находится в релаксационном положении и расположен на заданном расстоянии от оптической стопы 16а, которая содержит частично отражающий слой. Подвижный отражающий слой 14b правого модулятора 12b показан в активированном положении и является смежным с оптической стопой 16b.

[0049] Стопы 16а и 16b (именуемые собирательно оптической стопой 16) обычно содержат несколько сплавленных слоев, в число которых могут входить электродный слой, состоящий, например, из смешанного оксида индия и олова (ITO), частично отражающий слой, состоящий, например, из хрома, и прозрачный диэлектрик. Таким образом, стопа 16 является электропроводящей, частично прозрачной и частично отражающей и может быть изготовлена, например, путем осаждения по меньшей мере одного из указанных выше слоев на прозрачную подложку 20. Частично отражающий слой может быть сформирован из различных материалов, являющихся частично отражающими, таких как различные металлы, полупроводники и диэлектрики. Частично отражающий слой может быть сформирован из одного слоя материала или из нескольких слоев, каждый из которых может быть сформирован из однокомпонентного материала или из комбинации материалов.

[0050] В некоторых вариантах реализации изобретения на слоях оптической стопы 16 сформирован рельеф в виде параллельных полос с образованием строковых электродов в дисплейном устройстве, как описано ниже. Подвижные слои 14а, 14b могут быть сформированы в виде ряда параллельных полос по меньшей мере одного металлического слоя (перпендикулярного строковым электродам 16а и 16b), осажденного на верхнюю часть опор 18, с промежуточным временным материалом, осажденным между опорами 18. После удаления травлением временного материала подвижные слои 14а, 14b отделены заданным зазором 19 от стоп 16а, 16b. Для получения отражающих слоев 14 можно использовать материал, обладающий высокими проводящими и отражающими свойствами, например алюминий, а полученные полосы могут образовывать в дисплейном устройстве столбцовые электроды.

[0051] Когда электрическое напряжение не приложено, между слоем 14а и стопой 16а остается зазор 19, причем слой 14а находится в механически релаксационном положении, как показано на примере пикселя 12а (фиг.1). Однако когда к выбранной строке и столбцу приложена разность потенциалов, конденсатор, образующийся в соответствующем пикселе на пересечении электродов строки и столбца, становится заряженным, и электростатические силы сближают эти электроды. Если напряжение достаточно высоко, то слой 14 деформируется и прижимается к стопе 16. Диэлектрический слой (не показан), находящийся внутри стопы 16, может предотвращать закорачивание и контролировать расстояние между слоями 14 и 16, как показано на примере правого пикселя 12b (фиг.1). Описанный характер действий одинаков при любой полярности приложенной разности потенциалов. Таким образом, активация строки/столбца, с помощью которой можно переводить пиксель в отражающее и неотражающее состояние, во многом аналогична соответствующим процессам в жидкокристаллических и других дисплеях.

[0052] На фиг.2-5В показан пример процесса и системы, предназначенной для использования матрицы интерферометрических модуляторов в дисплеях.

[0053] На фиг.2 показана принципиальная схема одного варианта электронного устройства, в котором могут быть реализованы некоторые аспекты изобретения. Предлагаемое электронное устройство содержит процессор 21, который может представлять собой одно- или многокристальный универсальный микропроцессор, такой как ARM, Pentium^®, Pentium II^®, Pentium III^®, Pentium IV^®, Pentium^® Pro, 8051, MIPS^®, Power PC^®, ALPHA^®, или любой микропроцессор специального назначения, такой как цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер или программируемая матрица логических элементов. Как и в известных решениях, процессор 21 может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного модуля. Помимо выполнения операционной системы процессор может быть выполнен с возможностью выполнения по меньшей мере одного программного приложения, включая веб-браузер, телефонное приложение, программу для работы с электронной почтой или любое другое программное приложение.

[0054] В одном варианте реализации изобретения процессор 21 также выполнен с возможностью взаимодействия с матричным формирователем 22. В другом варианте реализации изобретения формирователь 22 содержит схему 24 формирователя строк и схему 26 формирователя столбцов, при этом эти схемы подают сигналы на дисплейную матрицу или панель 30. На фиг.2 линиями 1-1 обозначена линия разреза матрицы, показанной на фиг.1. В протоколе активации строк и столбцов интерферометрических модуляторов на основе МЭМС могут использоваться гистерезисные свойства указанных устройств (фиг.3). В этом случае для деформации подвижного слоя и перевода его из релаксационного состояния в активированное состояние может потребоваться, например, разность потенциалов, равная 10 В. Однако при уменьшении напряжения от этого значения подвижный слой сохраняет свое состояние. В примере реализации изобретения, изображенном на фиг.3, подвижный слой не становится полностью релаксационным до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 2 В. Таким образом, в примере, изображенном на фиг.3, имеется область поданного напряжения (приблизительно от 3 В до 7 В), при котором устройство стабильно в релаксационном или активированном состоянии. В настоящем описании этот диапазон называется «гистерезисной областью» или «областью стабильности». Для дисплейной матрицы, имеющей гистерезисные характеристики, показанные на фиг.3, протокол активации строк и столбцов может быть разработан таким образом, что во время стробирования строки к тем ее пикселям, которые необходимо активировать, подают разность напряжений приблизительно 10 В, а к тем пикселям, которые необходимо перевести в релаксационное состояние, разность напряжений, близкую к нулю. После стробирования к пикселям подают постоянную разность напряжений приблизительно 5 В, так что они остаются в том состоянии, в которое были приведены при стробировании строки. В данном примере после осуществления записи к каждому пикселу прикладывают разность потенциалов, которая находится в «области стабильности» (от 3 В до 7 В). Это позволяет стабилизировать конструкцию пикселов (фиг.1) при условии подачи одного и того же напряжения в существующем перед этим активированном или релаксационном состоянии. Поскольку каждый пиксел интерферометрического модулятора, в активированном или релаксационном состоянии, по существу представляет собой конденсатор, образованный зафиксированным и подвижным отражающими слоями, указанное стабильное состояние может быть сохранено при напряжении, значение которого находится в гистерезисной области, почти без рассеивания мощности. Если поданный потенциал имеет постоянное значение, то в пикселе нет тока.

[0055] Обычно дисплейный кадр может быть создан путем задания группы столбцовых электродов в соответствии с требуемой группой активированных пикселов в первой строке. После этого к электроду строки 1 подают строковый импульс, который активирует пикселы, соответствующие линиям заданных столбцов. Затем заданную группу столбцовых электродов изменяют, так что они соответствуют требуемой группе активированных пикселов во второй строке. Далее к электроду строки 2 подают импульс, который активирует соответствующие пикселы в строке 2 в соответствии с заданными столбцовыми электродами. Пикселы строки 1 не испытывают влияния импульса строки 2 и остаются в том же состоянии, в которое они были переведены во время импульса строки 1. Для получения кадра описанные действия могут быть выполнены последовательно для всех рядов строк. Обновление и/или коррекция кадра, как правило, осуществляют новыми отображаемыми данными путем непрерывного повторения этого процесса с определенным количеством кадров в секунду. Кроме того, известно большое количество протоколов для управления строковыми и столбцовыми электродами пиксельных матриц с целью получения дисплейных кадров. Все эти протоколы могут быть использованы совместно с настоящим изобретением.

[0056] На фиг.4, 5А и 5В изображен возможный вариант протокола активации для создания дисплейного кадра в матрице 3×3, которая показана на фиг.2. На фиг.4 показаны возможные уровни столбцовых и строковых напряжений, которые могут быть использованы для пикселов, характеризующихся гистерезисными кривыми фиг.3. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.4, для активации пиксела к соответствующему столбцу подают напряжение -V_bias, а к соответствующей строке напряжение +ΔV, которые могут быть равны -5 В и+5 В, соответственно. Релаксация пиксела выполняется подачей к соответствующему столбцу напряжения +V_bias, а к соответствующей строке аналогичного напряжения +ΔV, благодаря чему на концах пиксела создается нулевая разность потенциалов. В тех строках, где сохраняют нулевое напряжение, пиксели находятся в стабильном состоянии независимо от того, в каком состоянии они находились изначально, и независимо от того, какое напряжение подано на столбец: +V_bias или -V_bias. Как показано на фиг.4, также могут быть использованы напряжения, полярность которых противоположна полярности напряжений, указанных выше. Например, для активации пикселя к соответствующему столбцу может быть приложено напряжение +V_bias, а к соответствующей строке напряжение -ΔV. В этом варианте реализации изобретения релаксацию пиксела выполняют подачей на соответствующий столбец напряжения -V_bias, а на соответствующую строку аналогичного напряжения -ΔV, благодаря чему на концах пикселя создается нулевая разность потенциалов.

[0057] На фиг.5В изображена временная диаграмма, показывающая последовательность строковых и столбцовых сигналов, подаваемых на матрицу 3×3 (фиг.2) для получения дисплейной конфигурации, показанной на фиг.5А, в которой активированные пикселы являются неотражающими. Перед записью кадра, показанного на фиг.5А, пикселы могут находиться в любом состоянии, а в данном примере напряжение на всех строках равно нулю, а напряжение на всех столбцах составляет +5 В. При таких напряжениях все пиксели стабильны в имеющихся активированных или релаксационных состояниях.

[0058] В кадре, показанном на фиг.5А, пиксели (1, 1), (1, 2), (2, 2), (3, 2) и (3, 3) активированы. Для этого в течение «времени передачи» для строки 1 на столбцы 1 и 2 подают напряжение -5 В, а на столбец 3 напряжение +5 В. При этом состояние пикселов не изменяется, т.к. напряжение на всех пикселях остается в области стабильности от 3 В до 7 В. Далее выполняют стробирование строки 1 с помощью импульса, который увеличивается от 0 В до 5 В, а затем снова падает до нуля. Это приводит к активации пикселов (1, 1), (1, 2) и релаксации пикселя (1, 3). При этом другие пикселы в матрице не испытывают воздействия. Для приведения строки 2 в необходимое состояние на столбец 2 подают напряжение -5 В, а на столбцы 1 и 3 напряжение +5 В. Посредством аналогичного стробирования строки 2 активируют пиксел (2, 2) и переводят пикселы (2, 1) и (2, 3) в релаксационное состояние. И вновь, другие пикселы не испытывают воздействия. Строку 3 обрабатывают аналогичным образом путем подачи на столбцы 2 и 3 напряжения -5 В, а на столбец 1 напряжения +5 В. Посредством стробирования строки 3 ее пикселы оказываются в состоянии, показанном на фиг.5А. После записи кадра потенциалы строк равны нулю, а потенциалы столбцов могут иметь значения +5 В или -5 В. При этом изображение на дисплее (фиг.5А) остается стабильным. Аналогичный порядок действий может быть использован для матриц, которые состоят из десятков или сотен строк и столбцов. Распределение временных интервалов, последовательность действий и уровни напряжений которые используют для активации строк и столбцов, могут быть любыми в рамках общих принципов, описанных выше. Указанные случаи являются лишь примерами, и в описываемых способах и системах могут быть использованы любые способы активации напряжением.

[0059] На фиг.6А, 6В изображены принципиальные схемы варианта реализации дисплейного устройства 40. Устройство 40 может представлять собой, например, сотовый или мобильный телефон. Однако аналогичные компоненты устройства 40 или их незначительно измененные варианты могут служить примером при описании различных типов дисплейных устройств, таких как телевизионные приемники и портативные медиаплейеры.

[0060] Устройство 40 содержит корпус 41, дисплей 30, антенну 43, динамик 44, устройство 48 ввода данных и микрофон 46. Корпус 41 по существу сформирован по любой из известных технологий, в том числе с помощью литья под давлением и вакуумного формования. Кроме того, корпус 41 может быть выполнен из любого материала, в том числе, помимо прочего, пластмассы, металла, стекла, резины и керамики или их сочетаний. В одном варианте корпус 41 содержит съемные части (не показаны), которые могут быть заменены другими съемными частями, имеющими другой цвет или содержащими другие логотипы, изображения или символы.

[0061] В рассматриваемом примере дисплей 30 устройства 40 может представлять собой любой из дисплеев, в том числе бистабильный дисплей, который описан в тексте настоящей заявки. В других вариантах реализации изобретения понятие дисплей 30 включает плоскопанельный дисплей, например плазменный, электролюминесцентный, светодиодный, жидкокристаллический дисплей с матрицей пассивных скрученных нематических элементов или жидкокристаллический дисплей тонкопленочной технологии, упомянутый выше, или неплоскопанельный дисплей, например, с электронно-лучевой или иной трубкой, известный специалистам. Однако при описании настоящего варианта изобретения понятие дисплей 30 включает интерферометрический модуляционный дисплей.

[0062] На фиг.6В схематически изображены компоненты одного варианта реализации устройства 40, которое содержит корпус 41 и может содержать дополнительные компоненты, которые по меньшей мере частично заключены в корпус. Например, в одном варианте реализации изобретения устройство 40 содержит сетевой интерфейс 27, в состав которого входит антенна 43, соединенная с приемопередатчиком 47. Приемопередатчик 47 соединен с процессором 21, который в свою очередь соединен с преобразующими аппаратными средствами 52. Средства 52 могут быть выполнены с возможностью преобразования сигнала (например, его фильтрации). Средства 52 соединены с динамиком 45 и микрофоном 46. Процессор 21 также соединен с устройством 48 ввода и контроллером 29 формирователя. Контроллер 29 соединен с буфером 28 кадра и с матричным формирователем 22, который, в свою очередь, соединен с дисплейной матрицей 30. Источник 50 питания обеспечивает необходимое питание всех компонентов устройства 40.

[0063] Интерфейс 27 содержит антенну 43 и приемопередатчик 47, благодаря которым устройство 40 может взаимодействовать по меньшей мере с одним устройством в сети. В одном варианте реализации изобретения интерфейс 27 может также иметь технические возможности для облегчения работы процессора 21. Антенна 43 представляет собой любую известную антенну для передачи и приема сигналов. В одном из вариантов реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом IEEE 802.11, в том числе IEEE 802.11 (а), (b) или (g). В другом варианте реализации изобретения антенна передает и принимает радиосигналы в соответствии со стандартом BLUETOOTH. Антенны сотовых телефонов выполнены с возможностью приема сигналов стандартов множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), глобальной системы мобильной связи (GSM), усовершенствованной службы мобильной телефонной связи (AMPS) или других известных сигналов, которые используют для передачи сообщений в беспроводных сотовых телефонных сетях. Приемопередатчик 47 выполняет предварительную обработку сигналов, получаемых от антенны 43. Предварительно обработанные сигналы могут быть приняты процессором 21 для дальнейшей обработки. Приемопередатчик 47 также выполняет обработку сигналов, получаемых от процессора 21, после чего они могут быть переданы от устройства 40 через антенну 43.

[0064] В альтернативном варианте реализации изобретения приемопередатчик 47 может быть заменен приемником. В другом варианте реализации изобретения интерфейс 27 может быть заменен видеоисточником, который может хранить или генерировать видеоданные, предназначенные для отправки процессору 21. Видеоисточником, например, может быть цифровой видеодиск (DVD) или накопитель на жестком диске, который содержит видеоданные, или программный модуль, который генерирует видеоданные.

[0065] Процессор 21, как правило, управляет работой всего устройства 40. Процессор 21 принимает данные, такие как сжатые видеоданные от интерфейса 27 или видеоисточника, и выполняет их обработку с получением из них исходных видеоданных или преобразованием их в формат, в котором их несложно обработать для получения исходных видеоданных. После этого процессор 21 отправляет обработанные данные на контроллер 29 или в буфер 28 для хранения. Исходные данные обычно содержат информацию, которая идентифицирует характеристики каждой области изображения. К указанным характеристикам могут относиться, например, цвет, насыщенность и уровень полутонов.

[0066] В одном варианте реализации изобретения процессор 21 содержит микроконтроллер, центральный процессор или логическое устройство для управления работой устройства 40. Средства 52, как правило, содержат усилители и фильтры для передачи сигналов на динамик 45 и для приема сигналов от микрофона 46. Средства 52 могут быть выполнены в форме отдельных компонентов в устройстве 40 или могут быть встроены в процессор 21 или другие компоненты.

[0067] Контроллер 29 принимает исходные видеоданные, генерируемые процессором 21, непосредственно от него или из буфера 28 и соответствующим образом переформатирует исходные видеоданные для их высокоскоростной передачи на формирователь 22. В частности, контроллер 29 переформатирует исходные видеоданные в поток данных, формат которого подобен растровому, при этом скорость переформатирования пригодна для выполнения развертки на матрице 30. После этого контроллер 29 отправляет отформатированную информацию формирователю 22. Несмотря на то, что контроллер 29 (например, контроллер жидкокристаллического дисплея) часто бывает связан с процессором 21 в виде отдельной интегральной схемы, такие контроллеры могут быть выполнены множеством способов. Они могут быть встроены в процессор 21 в форме аппаратных средств, программных средств или могут быть полностью интегрированы в аппаратные средства с формирователем 22.

[0068] Обычно формирователь 22 принимает отформатированную информацию от контроллера 29 и переформатирует видеоданные в параллельный ряд волновых сигналов, которые подаются множество раз в секунду на сотни, а иногда и тысячи проводников, выходящих из матрицы x-у пикселов дисплея.

[0069] В одном варианте реализации изобретения контроллер 29, формирователь 22 и матрица 30 пригодны для любого типа дисплеев, описываемых в настоящей заявке. Например, в одном варианте реализации изобретения контроллер 29 представляет собой контроллер обычного дисплея или контроллер бистабильного дисплея (например, контроллер интерферометрического модулятора). В другом варианте реализации изобретения формирователь 22 представляет собой обычный драйвер или драйвер бистабильного дисплея (например, интерферометрического модуляционного дисплея). В одном варианте реализации изобретения контроллер 29 объединен с формирователем 22. Такой вариант реализации изобретения является типовым для высокоинтегрированных систем, таких как сотовые телефоны, наручные часы и другие устройства с дисплеями небольших размеров. В другом варианте реализации изобретения матрица 30 представляет собой матрицу обычного дисплея или матрицу бистабильного дисплея (например, дисплея, содержащего матрицу интерферометрических модуляторов).

[0070] Устройство 48 позволяет пользователю управлять работой устройства 40. В одном варианте реализации изобретения устройство 48 содержит клавиатуру, такую как клавиатура QWERTY, или телефонную клавиатуру, кнопку, переключатель, сенсорный экран, мембрану, чувствительную к воздействию давления или тепла. В одном варианте реализации изобретения устройством ввода данных устройства 40 является микрофон 46. При использовании микрофона 46 для ввода данных пользователь с помощью голосовых команд может управлять работой устройства 40.

[0071] Источник 50 может содержать различные известные устройства хранения энергии. Например, в одном варианте реализации изобретения источник 50 представляет собой перезаряжаемую батарею, такую как никель-кадмиевая батарея или ионная литиевая батарея. В другом варианте реализации изобретения источник 50 представляет собой возобновляемый источник энергии, конденсатор или солнечную батарею, в том числе пластмассовую солнечную батарею и светочувствительную краску. В еще одном варианте реализации изобретения источник 50 выполнен с возможностью получения энергии из сетевой розетки.

[0072] В некоторых вариантах реализации изобретения возможность изменять управляющую программу реализована, как указывалось выше, в контроллере формирователя, который может быть расположен в нескольких местах электронной дисплейной системы. В некоторых случаях возможность изменять управляющую программу реализована в формирователе 22. Описанная выше оптимизация может быть реализована при любом количестве аппаратных и/или программных компонентов и при различных конфигурациях.

[0073] Элементы конструкции интерферометрических модуляторов, которые работают в соответствии с принципами, описанными выше, могут быть различными. Например, на фиг.7А-7E изображены пять различных вариантов реализации подвижного отражающего слоя 14 и поддерживающих его конструкций. На фиг.7А изображено сечение варианта реализации изобретения, показанного на фиг.1, в котором полоса металлического материала 14 осаждена на проходящие перпендикулярно опоры 18. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7В, подвижный отражающий слой 14 закреплен на опорах лишь по краям и поддерживается с помощью соединительных элементов 32. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7С, слой 14 подвешен к деформируемому слою 34, который может содержать гибкий металл. Слой 34 по периметру соединен, прямо или не прямо, с подложкой 20. Указанные соединения в тексте настоящей заявки называются поддерживающими структурами. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7D, имеются опорные вставки 42, на которых лежит деформируемый слой 34. Подвижный отражающий слой 14 оказывается подвешенным над зазором, как на фиг.7А-7С, однако в этом случае поддерживающие опоры образованы не за счет заполнения деформирующим слоем 34 отверстий между слоем 34 и стопой 16. В этом случае опоры сформированы из материала, подвергшегося планаризации, из которого выполняют вставки 42. Вариант реализации изобретения, изображенный на фиг.7E, основан на варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7D, но он также может быть адаптирован для работы с любым из вариантов реализации изобретения, показанным на фиг.7А-7С, а также с другими, непоказанными вариантами реализации изобретения. В варианте реализации изобретения, изображенном на фиг.7Е, использован дополнительный слой металла или другого проводящего материала для получения шинной структуры 44. Такая структура дает возможность выполнять сигнальную разводку на тыльной стороне интерферометрических модуляторов, при этом исключается необходимость использования нескольких электродов и, следовательно, их формирования на подложке 20.

[0074] В вариантах реализации изобретения, таких как изображенные на фиг.7, интерферометрические модуляторы функционируют как устройства прямого видения, в которых визуальные объекты видны с лицевой стороны прозрачной подложки 20, являющейся стороной, противоположной той, на которой размещен сам модулятор. В этих вариантах реализации изобретения отражающий слой 14 оптически закрывает некоторые участки интерферометрического модулятора своей стороной, которая противоположна подложке 20, включая деформирующий слой 34. Благодаря этому можно конфигурировать и производить действия над закрытыми областями без отрицательного воздействия на качество изображения. Такое закрытие позволяет использовать шинную структуру 44 (фиг.7E), обеспечивающую возможность разделения оптических и электромеханических характеристик модулятора, таких как адресация и перемещения, ей обусловленные. Такая разделенная архитектура позволяет осуществлять выбор конструкции и материалов, используемых для обеспечения необходимых электромеханических и оптических свойств модулятора, и осуществлять их функционирование независимо друг от друга. Кроме того, варианты реализации изобретения, изображенные на фиг.7С-7E, имеют дополнительные преимущества, обусловленные тем, что оптические свойства отражающего слоя 14 не связаны с его механическими свойствами, причем механические функции выполняются деформирующим слоем 34. Благодаря этому имеется возможность оптимизировать конструкцию и материалы слоя 14 в отношении оптических свойств и оптимизировать конструкцию и материалы слоя 34 в отношении требуемых механических свойств.

[0075] Фиг.8 иллюстрирует вариант реализации монохромного дисплея, содержащего по одному интерферометрическому модулятору на пиксел, причем переключение модулятора во "включенное" или "отключенное" состояние зависит от значения одного бита данных на пиксел. Этот пиксел выполнен с возможностью взаимодействия с одним проводом столбца и одним проводом строки. Полутоновое изображение может содержать несколько битов данных на пиксел. Например, "3-битовый" полутоновый дисплей содержит три бита данных на пиксел, что соответствует одному из восьми (2³) оттенков серого, которые могут быть выделены каждому пикселу. Такой пиксел выполнен с возможностью взаимодействия с одним проводом столбца и тремя проводами строки. Фиг.9 иллюстрирует вариант реализации дисплея, отображающего трехбитовое полутоновое изображение, содержащее три интерферометрических модулятора 91, 92, 93 на каждый пиксел 90. Чтобы получить восемь оттенков, эти три модулятора 91, 92, 93 отражают свет согласно своему размеру. В одном варианте реализации каждый из интерферометрических модуляторов 91, 92, 93 содержит зеркала, площадь отражающей поверхности которых меняется согласно отношению 4:2:1. Отражающая часть одного зеркала или модулятора именуется "выделенной" частью пиксела. Например, в варианте реализации с соотношением 4:2:1 отражающая часть зеркала, площадь поверхности которого соответствует 1, занимает ("выделяет) примерно 1/7 пиксела. Определенный оттенок в пикселе получают путем переключения каждого модулятора во включенное или отключенное состояние в зависимости от двоичного значения соответствующего бита из трех битов данных.

[0076] Фиг.10 иллюстрирует один вариант реализации цветного дисплея, пиксел 100 которого работает аналогично полутоновому пикселу 90 на фиг.9, за исключением того, что пиксел 100 содержит красные интерферометрические модуляторы 101, 102, 103, зеленые интерферометрические модуляторы 104, 105, 106 и синие интерферометрические модуляторы 107, 108, 109. Например, пиксел 100 реагирует на 9-битовый сигнал, содержащий три группы по 3 бита, соответствующие трем цветам. Другой пример: в 12-битовом цветном дисплее четыре из двенадцати битов соответствуют каждой из шестнадцати интенсивностей красного, зеленого и синего, создаваемых красными, зелеными или синими интерферометрическими модуляторами.

[0077] В таких полутоновых или цветных дисплеях имеются большее количество дисплейных элементов, к которым производится обращение, по сравнению с монохромным дисплеем. Для обеспечения возможности обращения к этим дисплейным элементам в таких вариантах реализации полутоновых или цветных дисплеев обычно увеличивают число проводов (также называемых "соединительными элементами формирователя", "адресными шинами" или "проводниками") к устройству управления дисплеем. Например, на фиг.11 представлен вариант реализации 3-битового полутонового дисплея с конфигурацией пикселов 3×3, каждая из трех строк которого разделена на три подстроки модуляторов. Такой вариант реализации имеет девять соединительных элементов формирователя строк и три соединительных элемента формирователя столбцов, в результате всего имеется двенадцать соединительных элементов формирователя в отличие от монохромного дисплея с конфигурацией 3×3, в котором имеется шесть соединительных элементов формирователя. Один из способов уменьшения числа соединительных элементов формирователя заключается в формировании группы модуляторов таким образом, что они взаимодействовали посредством одного строчного провода, например, (см. фиг.12) трех подстрок в рассмотренной выше трехбитовой полутоновой конструкции, и управлении ею с помощью сигнала, который меняет состояние выбранной подгруппы этой группы.

[0078] В некоторых вариантах осуществления изобретения интерферометрические модуляторы каждой из подстрок могут иметь переменные напряжения активации и выключающие напряжения, что позволяет иметь группу подстрок, выполненных с возможностью взаимодействия с единичным строчным проводом, обеспечивающим индивидуальное обращение к подстрокам. На фиг.13 представлен график зависимости положения подвижного зеркала от поданного положительного и отрицательного напряжения для варианта реализации трех интерферометрических модуляторов с вложенными областями стабильности. Используемый здесь термин "вложенный" относится к пригодным для применения разностям напряжений активации и выключающих напряжений. Внутренняя вложенная гистерезисная область, ограниченная кривыми 802, имеет значения напряжения активации и выключающего напряжения, равные 8 В и 4 В, соответственно. Эта гистерезисная область вложена в гистерезисные области, ограниченные кривыми 804 и кривыми 806. Значения напряжения активации и выключающего напряжения следующей вложенной гистерезисной области, ограниченной кривыми 804, равны 10 В и 2 В, соответственно. Эта гистерезисная область вложена в гистерезисную область, ограниченной кривыми 806. Значения напряжения активации и выключающего напряжения внешней гистерезисной области, ограниченную кривыми 806, равны 12 В и 0 В, соответственно.

[0079] Гистерезисная область модуляторов, объединенных в каждую подстроку, может быть выбрана путем изменения формы и/или материалов модуляторов. В частности, ширина (разность напряжения активации и выключающего напряжения), местоположение (абсолютные значения напряжения активации и выключающего напряжения) и относительные значения напряжения активации и выключающего напряжения могут быть выбраны путем изменения геометрических свойств и свойств материала модуляторов. К изменяемым характеристикам можно отнести, например, расстояние между опорами подвижных зеркал, массу подвижного зеркала относительно пружинной постоянной, толщину, растягивающее усилие или жесткость зеркала и/или слоев или механизма, который перемещает зеркало, а также диэлектрическую постоянную и/или толщину диэлектрического слоя между неподвижным и подвижным электродами. Более подробно выбор гистерезисных свойств интерферометрических модуляторов рассмотрен в заявке на патент США №11/193,012, поданной 27 сентября 2004 г., с названием "Способ и устройство для избирательного регулирования гистерезисной области", которая включена во всей полноте в настоящую заявку.

[0080] В одном из вариантов осуществления изобретения, в котором модуляторы каждой из подстрок имеют вложенные друг в друга гистерезисные области стабильности, интерферометрические модуляторы расположены, как показано на фиг.12. В изображенном примере области стабильности вложены так же, как области, изображенные на фиг.13, от верхней подстроки до нижней подстроки. На фиг.14 показана временная диаграмма, иллюстрирующая последовательность сигналов строк и столбцов, поданных на верхнюю строку (Строку 1) этого варианта реализации изобретения, для формирования дисплейной конфигурации, показанной в Строке 1 на фиг.12. Обычно, режим положительного напряжения и режим отрицательного напряжения эквивалентны друг другу, как показано на фиг.13. Хотя рассмотрен и изображен режим положительного напряжения, в некоторых вариантах реализации изобретения интерферометрическими модуляторами можно аналогично управлять и в режиме отрицательного напряжения. Величина импульсов строк уменьшается по абсолютной величине слева направо, в соответствии с подстроками, от верхних до нижних. Эту убывающую величину импульсов выбирают для обращения только к тем модуляторам в подстроках, которые имеют меньшее напряжение активации и большее выключающее напряжение. Например, в рассматриваемом варианте изобретения напряжения +6 В и -6 В подают на столбцы, а импульсы строк +6 В, +4 В и +2 В подают на строки.

[0081] Импульсы, которые показаны на фиг.14, устанавливают состояние Строки 1 дисплея, показанное на фиг.12, следующим образом. В течение первого времени передачи для Строки 1, Столбца 1, напряжение Столбца 1 величиной -6 В подают вместе с импульсом строк величиной +6 В, создавая разность потенциалов 12 В между модуляторами Строки 1, Столбца 1, для перевода модуляторов каждой подстроки Строки 1, Столбца 1 во включенное положение, как показано в нижней части фиг.14. В течение оставшегося времени передачи для Строки 1 напряжение Столбца 1 остается равным -6 В, чтобы продолжать переводить каждый элемент подстрок Строки 1, Столбца 1 во включенное положение. На Столбец 2 подают напряжение +6 В совместно с импульсом строк +6 В в течение первого времени передачи, создавая тем самым нулевую разность потенциалов между модуляторами Строки 1, Столбца 2, чтобы выключить все модуляторы в подстроках Строки 1, Столбца 2. В течение второго времени передачи для Строки 1, на Столбец 2 подают напряжение -6 В совместно с импульсом строк +4 В, создавая между модуляторами Строки 1, Столбца 2 разность потенциалов величиной 10 В и обеспечивая включение двух нижних подстрок Строки 1, Столбца 2. В течение третьего времени передачи для Строки 1 на Столбец 2 подают потенциал, равный +6 В, совместно с импульсом строк +2 В, создавая между модуляторами Строки 1, Столбца 2 разность потенциалов величиной 4 В, чтобы выключить две нижних подстроки Строки 1, Столбца 2. На Столбец 3 подают напряжение -6 В совместно с импульсом строк +6 В в течение первого времени передачи, создавая между модуляторами Строки 1, Столбца 3 разность потенциалов, равную 12 В, чтобы включить все модуляторы в подстроках Строки 1, Столбца 3. В течение второго времени передачи для Строки 1 на Столбец 3 подают потенциал, равный +6 В, совместно с импульсом строк +4 В, создавая между модуляторами Строки 1, Столбца 3 разность потенциалов, величиной 2 В, для выключения двух нижних подстрок Строки 1, Столбца 3. В течение третьего времени передачи для Строки 1 на Столбец 3 подают потенциал, равный -6 В, совместно с импульсом строк +2 В, создавая между модуляторами Строки 1, Столбца 3 разность потенциалов величиной 8 В для включение модулятора в нижней подстроке Строки 1, Столбца 3.

[0082] На фиг.15 показана блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов реализации способа 850 обновления изображения на варианте конструкции дисплея, такого как на фиг.12. Реализация способа 850 начинается в блоке 852, где формирователь 22, показанный на фиг.2, принимает значение видеоданных для подстроки. В одном из вариантов реализации изобретения, формирователь 22 принимает значение данных из буфера кадра. Затем, в блоке 854 формирователь 22 выполняет стробирование всех подстрок интерферометрических модуляторов, а также подает на столбцы потенциал, который соответствует значению видеоданных. Переходя к блоку 856, формирователь 22 принимает данные для следующей подстроки. Затем, в блоке 860 действия блоков 854 и 856 повторяют для каждой из подстрок. В одном из вариантов реализации изобретения по меньшей мере часть действий блоков 854 и 856 происходит одновременно.

[0083] По меньшей мере одна из особенностей настоящего изобретения состоит в понимании факта того, что дефекты изображения при квантовании более видимы пользователю в малоинтенсивных областях по сравнению с высокоинтенсивными, поскольку относительное изменение между уровнями квантования больше при малых интенсивностях. Например, в 7-битной системе (2⁷=128 уровней квантования) изменение интенсивности от 100 уровня до 101 уровня составляет 1%. Большинство пользователей не различают изменения интенсивностей ниже примерно 4%, поэтому переходы в этот уровень квантования или ниже кажутся плавными. Тем не менее, изменение при переходе с 10 уровня на 11 уровень составляет 10%, т.е. такое изменение интенсивности легко заметно для большинства пользователей. Поэтому при малоинтенсивных уровнях квантования результат преобразования аналоговых данных в дискретные цифровые шаги квантования четко виден как дефект изображения. Наиболее простой подход к этой проблеме состоит в том, чтобы проводить преобразование в цифровую форму при более высоких плотностях битов. Например, вместо того, чтобы преобразовывать в цифровую форму, имеющую 7 битов в пределах диапазона интенсивности, данный сигнал преобразуют в форму, имеющую 10 битов (2¹⁰=1024 уровней квантования) в диапазоне интенсивности так, чтобы аналоговые уровни квантования, которые понижались в районе 10 уровня в 128-уровневой конфигурации, понижались бы в районе 80 уровня в 1024-уровневой конфигурации. Поскольку изменение при переходе с 80 уровня на 81 уровень составляет примерно 1,2%, то он был бы тогда неразличим для пользователя. Однако такие увеличения плотности битов в устройстве могут привести к усложнению его конструкции и повышению стоимости (например, число соединительных элементов формирователя возрастет примерно на 38%, с 24 в 7-битовом полутоновом дисплее с конфигурацией 3×3 до 33 в 10-битовом полутоновом дисплее с конфигурацией 3×3).

[0084] В устройствах на основе интерференционных модуляторов эта проблема влияет на стоимость и степень сложности микросхем формирователя, а также на стоимость и степень сложности самих устройств. Предложен ряд способов изготовления схем формирователей для комплексных дисплеев с интерферометрическими модуляторами, которые позволяют уменьшить степень сложности и стоимость формирователя за счет введения больших функциональных ограничений и более строгих производственных допусков в устройствах с интерферометрическими модуляторами. Многие из этих схем формирователя включают в себя также введение дополнительных циклов адресации к интерферометрическому модулятору. Эти дополнительные циклы стремятся уменьшить максимальную высоту кадра и показатели интерферометрического модулятора, либо требуют дальнейшего технического усовершенствования интерферометрического модулятора, позволяющего сохранить частоту кадров на предыдущем уровне. Многие из этих решений и усовершенствований являются чрезмерными в том смысле, что они уменьшают размер шага квантования по всему диапазону оцифрованного сигнала, хотя нет необходимости уменьшать размер шага в высокоинтенсивной части диапазона сигнала (например, как минимум выше шагов квантования, приблизительно от 30 до 31, что составляет только 3,3%).

[0085] На фиг.16 схематически представлена принципиальная схема варианта цветного интерферометрического модулятора, представляющего собой пиксел 160. В варианте, представленном на фиг.16, интерферометрический модулятор 101, изображенный на фиг.10, разделен или заменен двумя интерферометрическими модуляторами 161, 162 (или "дисплейными элементами"), расположенными в двух подстроках, которые связаны с общим проводом строки. Модулятор 101, изображенный на фиг.10, занимает примерно 4/7 площади первого столбца. При разделении, показанном на фиг.16, модулятор 161 занимает примерно половину (7/14) первого столбца, а модулятор 162 занимает примерно 1/14 первого столбца. Первый дисплейный элемент 161 содержит первую оптически активную область, а второй дисплейный элемент 162 содержит вторую оптически активную область. В некоторых вариантах реализации изобретения отношение площадей первой оптически активной области и второй оптически активной области приблизительно равно отношению некоторого целого числа к единице (например, 7 к 1, 7:1, 7/1). В некоторых вариантах реализации изобретения, в качестве целых чисел выбирают 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10. В некоторых вариантах реализации изобретения, в качестве целых чисел выбирают 3, 7, 15, 31, 63, 127, 255 или любое число 2ⁿ-1, где n - целое число, большее или равное 2.

[0086] При совместном управлении модуляторами 161, 162 работа пиксела 160 не отличается от работы пиксела 100, схематично представленного на фиг.10. Хотя на фиг.16 показан вариант разбиения модуляторов 101, 104 и 107, изображенных на фиг.10, такое разбиение может оказаться приемлемым и для полутоновых дисплеев (например, при разбиении модулятора 91, изображенного на фиг.9).

[0087] Используемые здесь выражения "разделенные", "с разбиением" и "замененные" относятся к интерферометрическим модуляторам или зеркалам различных вариантов конструкции и не подразумевают создание интерферометрических модуляторов или зеркал больших размеров с последующим их разбиением на более мелкие интерферометрические модуляторы или зеркала. Эти выражения используют для сравнения соответствующих структур с рассмотренными ранее конфигурациями. Например, модуляторы 161 и 162, изображенные на фиг.16, обычно формируют независимо друг от друга, а не таким образом, что формируется отдельный модулятор 101, изображенный на фиг.10, и разбивается на более мелкие модуляторы. Кроме того, в некоторых вариантах конструкции независимое формирование более предпочтительно, поскольку обеспечивает раздельную регулировку гистерезисных кривых модуляторов 161, 162, как описано ранее.

[0088] На фиг.17 показан график зависимости положения модулятора от поданного положительного напряжения для одного примера реализации двух интерферометрических модуляторов (например, двух модуляторов 161, 162, изображенных на фиг.16), в областях стабильности гистерезисных кривых которых напряжения активации различны, а выключающие напряжения примерно одинаковы. Кривые 810 представляют петлю гистерезиса модулятора 161, а кривые 808 - петлю гистерезиса модулятора 162. В некоторых примерах осуществления изобретения выключающие напряжения двух модуляторов 161, 162 считаются по существу равными между собой при условии, что любую из разностей между соответствующими выключающими напряжениями не используют для выборочного выключения только одного из модуляторов. Напряжение активации петли гистерезиса, характеризуемой кривыми 808, приблизительно равно 9 В, а выключающее напряжение - приблизительно 1 В. Напряжение активации петли гистерезиса, характеризуемой кривыми 810, приблизительно равно 15 В, а выключающее напряжение - приблизительно 1 В. Поскольку выключающие напряжения петель гистерезиса, изображенных на фиг.17, на практике не отличаются друг от друга (т.е. нет напряжений, которые можно подать для надежного выключения только одного модулятора, а не другого), петли гистерезиса, изображенные на фиг.17, не могут считаться "вложенными".

[0089] На фиг.18 показан график зависимости положения модулятора от поданного положительного напряжения для другого примера реализации двух интерферометрических модуляторов (например, двух модуляторов 161, 162, изображенных на фиг.16) с различными областями стабильности, в которых выключающие напряжения различны, а напряжения активации примерно одинаковы. Кривые 814 характеризуют петлю гистерезиса модулятора 161, а кривые 812 - петлю гистерезиса модулятора 162. В некоторых вариантах реализации изобретения, напряжения активации двух модуляторов 161, 162 считают практически равными друг другу, при условии, что любую из разностей между соответствующими напряжениями активации не используют для выборочного включения только из модуляторов. Напряжение активации петли гистерезиса, характеризуемой кривыми 812, приблизительно равно 15 В, а выключающее напряжение - приблизительно 6 В. Напряжение активации петли гистерезиса, характеризуемой кривыми 814, приблизительно равно 15 В, а выключающее напряжение - приблизительно 1 В. Поскольку напряжения активации петель гистерезиса, характеризуемых на фиг.18, на практике не отличаются друг от друга (то есть нет напряжений, которые можно подать для надежного включения только одного модулятора, а не другого), эти петли гистерезиса не могут считаться "вложенными".

В отличие от описанного ранее варианта реализации изобретения, в котором вложенные гистерезисные области используют для выборочного включения и отключения модуляторов при различных напряжениях, варианты реализации, изображенные на фиг.16-18, обеспечивают дополнительные преимущества. Напряжения активации и выключающие напряжения каждой из вложенных петель гистерезиса, изображенных на фиг.13, приближены друг к другу. Например, выключающее напряжение для петли 804 составляет приблизительно 2 В, а выключающее напряжение для петли 802 - приблизительно 4 В. Таким образом, для того, чтобы избирательно выключить модулятор, характеризуемый петлей 802, не выключив при этом модулятор, характеризуемый петлей 804, поданное напряжение должно составлять от 2 до 4 В, предпочтительно порядка 3 В. Такая точность в значении напряжения может вызывать затруднения при условии недостаточной точности производственных допусков модуляторов, которые выключаются при 2 В и 4 В. Например, если модулятор, характеризуемый петлей 802, изготовлен таким образом, что его выключающее напряжение составляет 3, 5 В, а модулятор, представленный петлей 804, изготовлен так, что его выключающее напряжение равно 2, 5 В, то область допуска поданного напряжения значительно уменьшится. Приложенное напряжение может меняться в зависимости от производственных допусков, так что при подаче на модулятор напряжения, равного 3 В, на модуляторе может возникнуть разность напряжений со значением, близким 2, 5 В. Таким образом, напряжение, поданное на модуляторы для выключения модулятора, характеризуемого петлей 802, может также непреднамеренно выключить модулятор, характеризуемый петлей 804. Производственные допуски для каждой из трех подстрок, представленных на фиг.13, должны обладать высокой точностью, поскольку для точного дифференцированного включения и выключения каждого из трех модуляторов имеется шесть определенных значений напряжений активации и выключающих напряжений. В противоположность, для дифференцированного включения и выключения двух модуляторов, характеризуемых на фиг.17 или фиг.18 петлями гистерезиса, необходимо только три напряжения, представленные линиями А, В, и С. Кроме того, благодаря большой разнице в размерах модулятора 161 и модулятора 162 значения напряжений активации и/или выключения могут быть менее точными, чем напряжения для конфигурации, изображенной на фиг.13.

На фиг.19 схематически изображены уровни квантования, установленные схемным решением, представленным на фиг.10. На уровне 0 ни один из модуляторов не находится во "включенном" состоянии, тогда как на уровне 7 все модуляторы "включены". Некоторые из модуляторов находятся во "включенном" состоянии на уровнях 1-6, обеспечивая переменные значения интенсивности. Плотность битов в диапазонах малой интенсивности аналогична плотности битов в диапазонах высокой интенсивности. Например, как показано на фиг.20, для пиксела 100, изображенного на фиг.10, разность интенсивности между последовательными шагами квантования при интенсивностях ниже уровня 4 (равная, например, единице) совпадает с разностью интенсивности между последовательными шагами квантования при интенсивности выше уровня 4 (равной, например, единице).

В некоторых вариантах реализации изобретения два модулятора 161, 162, изображенные на фиг.16, гистерезисные кривые 810, 808 которых приведены на фиг.17, используют для получения более высокой плотности битов в диапазонах малой интенсивности по сравнению с плотностью битов в диапазонах более высокой интенсивности. Например, в ряду уровней от 0 до 7, который может быть обеспечен каждым столбцом (например, как показано на фиг.20), модулятор 161 активируют или переводят во "включенное" состояние только на уровнях 4 и выше. Таким образом, для всех шагов квантования ниже уровня 4, напряжение активации формирователя на модуляторах 161, 162 можно снизить так, чтобы выборочно был включен только модулятор 162. Так как этот модулятор 162 имеет зеркало, оптическая плотность которого равна половине оптической плотности зеркала модулятора 164, то модуляторы 162, 164 и 163 имеют плотности в отношении 1:2:4, соответственно, и могут быть использованы для формирования восьми шагов квантования ниже уровня квантования 4, как показано на фиг.21. На фиг.22 показаны шаги квантования ниже уровня 4. Аналогично в некоторых вариантах реализации изобретения два модулятора 161, 162, изображенные на фиг.16, гистерезисные кривые 814, 812 которых приведены на фиг.18, используют для получения более высокой плотности битов в диапазонах малой интенсивности по сравнению с плотностью битов в диапазонах более высокой интенсивности.

Если зеркала 164, 163, 162, 161 (фиг.16) делят пиксел в отношении 2:4:1:7, соответственно, то число последовательных шагов квантования более чем в 2 раза увеличено в нижней части диапазона интенсивности дисплея. Для этой части диапазона квантования необходимо проводить квантование с большим количеством шагов. Например, при сравнении фиг.20 и 22 видно, что число последовательных шагов квантования интенсивностей ниже уровня 4 (равное 8) на фиг.22 более чем в два раза превышает число последовательных шагов квантования интенсивностей выше уровня 4 (равное 3) как на фиг.20, так и на фиг.22. Другими словами, вместо того, чтобы включать и выключать три модулятора для получения семи шагов квантования, четыре из которых ниже четвертого уровня квантования, как показано на фиг.19 и 20, включают и выключают четыре модулятора для получения одиннадцати шагов квантования, восемь из которых ниже четвертого уровня квантования, как показано на фиг.21 и 22. В настоящем описании термином "шаг квантования" обозначен переход от одной величины интенсивности к следующей величине интенсивности, а термином "уровень квантования" - переход от одной глубины цвета к следующей глубине цвета. Например, переход от интенсивности одного модулятора к интенсивности следующего в верхней строке на фиг.21 - есть шаг квантования, а не уровень квантования, в то время как переход от интенсивности одного модулятора к интенсивности следующего модулятора в нижней строке на фиг.21 представляет собой как шаг квантования, так и уровень квантования. Очевидно, этот эффект наиболее четко выражен при глубинах цвета более 3 битов.

На фиг.23 схематически представлен вариант пиксела 230 на основе цветного интерферометрического модулятора. Хотя на фиг.23 показан вариант разбиения модуляторов 102, 105 и 108, изображенных на фиг.10, такое разбиение может оказаться приемлемым и для полутоновых дисплеев (например, при разбиении модулятора 92, изображенного на фиг.9). В варианте реализации изобретения, представленном на фиг.23, модулятор 104 разделен на два модулятора 232, 233 (или "дисплейные элементы"), расположенные в подстроках, которые выполнены с возможностью взаимодействия с общим проводом строки. Модулятор 102, изображенный на фиг.10, занимает примерно 2/7 площади первого столбца. При разбиении, показанном на фиг.23, модулятор 232 занимает примерно 3/14 первого столбца, а модулятор 233 занимает примерно 1/14 первого столбца. При совместном управлении модуляторами 232, 233 работа пиксела 200 не отличается от работы пиксела 100, представленного схематично на фиг.10. Петли гистерезиса модуляторов 232, 233 могут иметь общее напряжение активации или общее выключающее напряжение (см. фиг.17 и 18).

Если модуляторы 234, 233, 232, 231 делят пиксел в отношении 2:1:3:8, соответственно, то число последовательных шагов квантования (например, 2) удваивается при уровне диапазона квантования дисплея ниже 2. Для этой части диапазона квантования необходимо проводить квантование с большим количеством шагов. Вместо того, чтобы включать и выключать четыре модулятора для получения одиннадцати шагов квантования, восемь из которых ниже четвертого уровня квантования, как показано на фиг.21 и 22, включают и выключают четыре модулятора для получения одиннадцати шагов квантования, шесть из которых ниже четвертого уровня квантования, как показано на фиг.24 и 25. Поскольку схемное решение, представленное на фиг.16, обеспечивает меньшие шаги квантования между уровнями 2 и 4, то разделение зеркала 101 более предпочтительно, чем разделение зеркала 104 (см. фиг.10).

Еще более точное квантование можно получить путем разделения зеркал 101 и 104, изображенных на фиг.10, как показано на схематическом чертеже на фиг.26. Как видно из фиг.27 и 28, такое схемное решение позволяет получить 17 шагов квантования, 12 из которых находятся ниже четвертого уровня квантования. В качестве другого примера различия между "шагом квантования" и "уровнем квантования" можно привести следующее. Изменение интенсивности от второго модулятора слева на верхней строке до третьего модулятора слева на верхней строке (см. фиг.27) - шаг квантования, а изменение интенсивности от первого модулятора слева на верхней строке до пятого модулятора слева на верхней строке (см. фиг.27) - уровень квантования.

Еще более точное квантование может быть достигнуто путем разделения всех трех зеркал 101, 104 и 107 (см. фиг.10), как показано на схематическом чертеже на фиг.29. Как видно из фиг.30, такая конфигурация позволяет получить 26 шагов квантования, 18 из которых ниже четвертого уровня квантования. Таким образом, эксплуатация только шести проводников для цветного пиксела позволяет увеличить число шагов квантования с 7 до 26, большая часть из которых приходится на область малой интенсивности, для которой необходимо проводить квантование с большим количеством шагов. Такая конфигурация позволяет значительно сократить интервалы между уровнями квантования при малых интенсивностях, т.е. в диапазоне изображения, где это наиболее необходимо, без увеличения числа адресных шин от интегральной схемы формирователя.

Выше были рассмотрены различные конкретные примеры реализации изобретения. Хотя описание изобретения приведено со ссылкой на эти определенные примеры реализации изобретения, тем не менее, оно носит иллюстративный, а не ограничительный характер. Возможны различные изменения и дополнения со стороны специалистов в данной области без выхода за пределы объема изобретения, определенного формулой изобретения.

Настоящее изобретение относится к микроэлектромеханическим системам (МЭМС). Технический результат - предложение ряда способов изготовления схем формирователей для комплексных дисплеев с интерферометрическими модуляторами, которые позволяют уменьшить степень сложности и стоимость формирователя за счет введения больших функциональных ограничений и более строгих производственных допусков в устройствах с интерферометрическими модуляторами. Светомодулятор содержит первый электрический провод, второй электрический провод, электрически изолированный от первого провода, первый и второй дисплейные элементы. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если эта разность потенциалов меньше первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если эта разность потенциалов меньше второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии. Либо напряжения активации равны, а выключающие напряжения различны, либо напряжения активации различны, а выключающие напряжения равны. 6 н. и 34 з.п. ф-лы, 36 ил.

1. Светомодулятор, содержащий первый электрический провод, второй электрический провод, электрически изолированный от первого электрического провода, первый дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым электрическими проводами, причем если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии, и второй дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым электрическими проводами, причем если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии; при этом либо первое напряжение активации, по существу, равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отлично от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отлично от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение, по существу, равно второму выключающему напряжению.

2. Светомодулятор по п.1, отличающийся тем, что первое напряжение активации, по существу, равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отлично от второго выключающего напряжения.

3. Светомодулятор по п.1, отличающийся тем, что первое выключающее напряжение, по существу, равно второму выключающему напряжению, а первое напряжение активации отлично от второго напряжения активации.

4. Светомодулятор по п.1, отличающийся тем, что первый дисплейный элемент имеет первую оптически активную область, а второй дисплейный элемент имеет вторую оптически активную область, причем отношение площадей первой оптически активной области и второй оптически активной области приблизительно соответствует отношению некоторого целого числа к единице.

5. Светомодулятор по п.4, отличающийся тем, что указанным целым числом является 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10.

6. Светомодулятор по п.4, отличающийся тем, что целым числом является 3, 7, 15, 31, 63, 127 или 255.

7. Светомодулятор по п.1, отличающийся тем, что первый и второй дисплейные элементы являются интерференционными дисплейными элементами.

8. Светомодулятор по п.1, отличающийся тем, что он содержит матрицу пикселов, причем первый дисплейный элемент и второй дисплейный элемент расположены в одном и том же пикселе.

9. Светомодулятор по п.1, отличающийся тем, что величина первого выключающего напряжения меньше величины первого напряжения активации.

10. Светомодулятор по п.9, отличающийся тем, что величина второго напряжения активации больше величины второго выключающего напряжения.

11. Дисплей со светомодулятором по п.1, содержащий процессор, выполненный с возможностью взаимодействия с указанным дисплеем, а также с возможностью обработки видеоданных, и запоминающее устройство, выполненное с возможностью взаимодействия с указанным процессором.

12. Дисплей по п.11, дополнительно содержащий схему формирователя, выполненную с возможностью отправки по меньшей мере одного сигнала на указанный дисплей.

13. Дисплей по п.12, дополнительно содержащий контроллер, выполненный с возможностью отправки по меньшей мере части указанных видеоданных на указанную схему формирователя.

14. Дисплей по п.11, дополнительно содержащий модуль видеоисточника, выполненный с возможностью отправки указанных видеоданных на указанный процессор.

15. Дисплей по п.14, отличающийся тем, что указанный модуль видеоисточника содержит по меньшей мере один из следующих компонентов:
приемник, приемопередатчик и передатчик.

16. Дисплей по п.11, дополнительно содержащий устройство ввода, выполненное с возможностью приема входных данных и передачи их на указанный процессор.

17. Светомодулятор, содержащий первые средства, проводящие электрические сигналы, вторые средства, проводящие электрические сигналы, электрически изолированные от первых проводящих средств, первые средства для модулирования света, выполненные с возможностью взаимодействия с первыми и вторыми проводящими средствами, причем если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами превышает величину первого напряжения активации, то первые модулирующие средства находятся в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами меньше первого выключающего напряжения, то первые модулирующие средства находятся в выключенном состоянии, и вторые средства для модулирования света, выполненные с возможностью взаимодействия с первыми и вторыми проводящими средствами, причем если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами превышает величину второго напряжения активации, то вторые модулирующие средства находятся в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первыми и вторыми проводящими средствами меньше второго выключающего напряжения, то вторые модулирующие средства находятся в выключенном состоянии; при этом либо первое напряжение активации, по существу, равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отлично от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отлично от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение, по существу, равно второму выключающему напряжению.

18. Светомодулятор по п.17, отличающийся тем, что первые пропускающие средства содержат электрический провод.

19. Светомодулятор по п.17, отличающийся тем, что вторые пропускающие средства содержат электрический провод.

20. Светомодулятор по п.17, отличающийся тем, что первые модулирующие средства содержат интерферометрический модулятор.

21. Светомодулятор по п.17, отличающийся тем, что вторые модулирующие средства содержат интерферометрический модулятор.

22. Способ модулирования света, согласно которому берут первый дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым электрическими проводами, причем если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии, берут второй дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым электрическими проводами, причем если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии; при этом либо первое напряжение активации, по существу, равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отлично от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отлично от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение, по существу, равно второму выключающему напряжению, и выборочно подают напряжения на первый и второй электрические провода для выборочной активации или выключения первого и второго дисплейных элементов.

23. Способ по п.22, при котором первое напряжение активации, по существу, равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отлично от второго выключающего напряжения.

24. Способ по п.23, согласно которому при выборочной подаче напряжений переводят первый и второй дисплейные элементы в активированное состояние путем подачи первой разности потенциалов между первым и вторым проводами, причем величина первой разности потенциалов больше первого напряжения активации.

25. Способ по п.24, согласно которому при выборочной подаче напряжений дополнительно переводят в выключенное состояние только один из указанных дисплейных элементов путем подачи второй разности потенциалов между первым и вторым проводами после подачи первой разности потенциалов, причем величина второй разности потенциалов находится между значениями первого и второго выключающих напряжений.

26. Способ по п.25, согласно которому при выборочной подаче напряжений дополнительно переводят первый и второй дисплейные элементы в выключенное состояние путем подачи третьей разности потенциалов между первым и вторым проводами после подачи второй разности потенциалов, причем величина третьей разности потенциалов меньше первого и второго выключающих напряжений.

27. Способ по п.22, согласно которому первое напряжение активации отлично от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение, по существу, равно второму выключающему напряжению.

28. Способ по п.27, согласно которому при выборочной подаче напряжений переводят только один из указанных дисплейных элементов в активированное состояние путем подачи первой разности потенциалов между первым и вторым проводами, причем величина первой разности потенциалов находится между значениями первого и второго напряжений активации.

29. Способ по п.28, согласно которому при выборочной подаче напряжений дополнительно переводят первый и второй дисплейные элементы в активированное состояние путем подачи второй разности потенциалов между первым и вторым проводами после подачи первой разности потенциалов, причем величина второй разности потенциалов больше первого и второго напряжений активации.

30. Способ по п.29, согласно которому при выборочной подаче напряжений дополнительно переводят первый и второй дисплейные элементы в выключенное состояние путем подачи третьей разности потенциалов между первым и вторым проводами после подачи второй разности потенциалов, причем величина третьей разности потенциалов меньше первого выключающего напряжения.

31. Способ по п.22, согласно которому при выборочной подаче напряжений выборочно активируют дисплейные элементы пиксела, обеспечивая первую плотность битов для первого диапазона интенсивностей пиксела, и выборочно активируют дисплейные элементы указанного пиксела, обеспечивая вторую плотность битов для второго диапазона интенсивностей, при этом второй диапазон интенсивностей выше первого диапазона интенсивностей, а вторая плотность битов меньше первой плотности битов.

32. Способ по п.1, согласно которому первая плотность битов содержит по меньшей мере два шага квантования на уровень квантования, а вторая плотность битов содержит по меньшей мере один шаг квантования на уровень квантования.

33. Способ по п.31, согласно которому при взятии пикселов дополнительно берут третий дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым электрическим проводом и третьим электрическим проводом, электрически изолированным от первого провода, и берут четвертый дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым электрическим проводом и четвертым электрическим проводом, электрически изолированным от первого провода.

34. Способ по п.33, согласно которому при выборочной активации дисплейных элементов, обеспечивающей первую плотность битов, выборочно активируют и выключают первый и второй дисплейные элементы, а при выборочной активации дисплейных элементов, обеспечивающей вторую плотность битов, выборочно активируют и выключают первый, второй, третий и четвертый дисплейные элементы.

35. Способ по п.31, согласно которому первый дисплейный элемент имеет первую оптически активную область, а второй дисплейный элемент имеет вторую оптически активную область, причем отношение площадей первой оптически активной области и второй оптически активной области приблизительно равно отношению некоторого целого числа к единице.

36. Способ по п.35, согласно которому в качестве целого числа выбирают 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10.

37. Способ по п.35, согласно которому в качестве целого числа выбирают 3, 7, 15, 31, 63, 127 или 255.

38. Способ по п.33, согласно которому первый дисплейный элемент имеет первую оптическую активную область, второй дисплейный элемент имеет вторую оптически активную область, третий дисплейный элемент имеет третью оптически активную область, а четвертый дисплейный элемент имеет четвертую оптически активную область, причем отношение площадей первой, второй, третьей и четвертой оптически активных областей приблизительно равно 1:7:2:4.

39. Способ изготовления светомодулятора, согласно которому формируют первый электрический провод, формируют второй электрический провод, электрически изолированный от первого провода, формируют первый дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами, причем если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину первого напряжения активации, то первый дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины первого выключающего напряжения, то первый дисплейный элемент находится в выключенном состоянии, и формируют второй дисплейный элемент, выполненный с возможностью взаимодействия с первым и вторым проводами, причем если разность потенциалов между первым и вторым проводами превышает величину второго напряжения активации, то второй дисплейный элемент находится в активированном состоянии, а если разность потенциалов между первым и вторым проводами меньше величины второго выключающего напряжения, то второй дисплейный элемент находится в выключенном состоянии; при этом либо первое напряжение активации, по существу, равно второму напряжению активации, а первое выключающее напряжение отлично от второго выключающего напряжения, либо первое напряжение активации отлично от второго напряжения активации, а первое выключающее напряжение, по существу, равно второму выключающему напряжению.

40. Светомодулятор, изготовленный способом по п.39.