MXPA06006585A

MXPA06006585A - Modulacion del conjunto de elementos de un area y reduccion de conductores en moduladores interferometricos.

Info

Publication number: MXPA06006585A
Application number: MXPA06006585A
Authority: MX
Inventors: Jeffrey Brian Sampsell
Original assignee: Idc Llc
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-08-31
Also published as: TW200523650A; US7196837B2; US20070291347A1; KR101204730B1; US7782525B2; CA2548400C; EP2221798A3; BRPI0417427A; TWI253041B; HK1097636A1; CA2548400A1; CN1890705B; KR101204731B1; KR20110053287A; EP1692683A1; KR20110086778A; US20090213449A1; JP5203608B2; JP2014238585A; IL191510A0

Abstract

Un modulador de luz se dispone como un conjunto de elementos de filas y columnas de elementos de despliegue interferometricos. Cada elemento se divide en sub-filas y sub-elementos. Las lineas de conexion del conjunto de elementos transmiten senales de operacion a los elementos de despliegue, con una linea de conexion que corresponde a una fila de los elementos de despliegue en el conjunto de elementos. Las lineas de conexion del bus-conjunto de elementos electricamente se conectan a cada linea de conexion del conjunto de elementos. Los conmutadores transmiten las senales de operacion desde cada linea de conexion del conjunto de elementos a las sub-filas para efectuar la modulacion de la escala de grises.

Description

MODULACIÓN DEL CONJUNTO DE ELEMENTOS DE UN ÁREA Y REDUCCIÓN DE CONDUCTORES EN MODULADORES INTERFEROMÉTRICOS Antecedentes de la Invención Los moduladores interferométricos, tales como el iMoD™, modulan la luz al controlar la auto-interferencia de la luz gue incide en la superficie frontal del módulo de recibido. Esos tipos de modulares típicamente emplean una cavidad que tiene al menos una pared movible o desviable. Esta pared desviable se mueve a través de planos paralelos a la pared frontal de la cavidad - la pared que se encuentra primero mediante la incidencia de la superficie frontal del modulador. Conforme la pared movible, que típicamente comprende al menos metal parcialmente y que es altamente reflectiva, se mueve en dirección a la superficie frontal de la cavidad, la auto-interferencia de la luz dentro de la cavidad ocurre, y la distancia variable entre el frente y la pared movible efectúa el color de luz que existe en la cavidad en la superficie frontal . La superficie frontal es típicamente la superficie en donde la imagen vista por el usuario aparece, ya que los moduladores interferométricos son usualmente dispositivos de visión directa. Típicamente, los moduladores interferométricos están construidos de membranas formadas mediante soportes, los soportes definen elementos mecánicos individuales que corresponden a los elementos de imagen (píxeles) de una imagen. En un despliegue monocromo, tal como un despliegue que conmuta entre blanco y negro, un elemento podría corresponder a un píxel. En un despliegue de color, tres elementos conforman cada píxel, uno para el rojo, verde y azul . Los elementos individuales se controlan por separado para producir la reflectividad de píxel deseada. En un ejemplo de operación, se aplica un voltaje a la pared movible de la cavidad, provocando que sea electrostáticamente atraída hacia la superficie frontal la cual a su vez afecta el color del píxel que está siendo visto por el televidente. Existe una dificultad en la producción de moduladores con propiedades mecánicas precisas y repetibles, de modo que los voltajes análogos específicos aplicados producen desplazamientos análogos específicos de la pared movible que actúa como un espejo en la parte posterior de la cavidad interferométrica. Para producir combinaciones de color precisas y repetibles, los moduladores típicos utilizan solamente el desplazamiento binario del espejo movible. En este modo de operación cualquier espejo-pared movible determinado se encontrará en reposo ya sea en su estado inactivo en donde produce uno de los estados de color anteriormente mencionados o está en su estado completamente desviado en donde produce un estado óptico negro. De ese modo, esos moduladores operados en forma binaría son capaces de desplegar solamente dos niveles de gris por píxel, tal como el blanco y el negro en el caso del modulador monocromo, u ocho colores por píxel, tal como el rojo, verde, azul, ciano, amarillo, magenta, negro y blanco por ejemplo, en el caso del modulador de color. Es deseable desplegar todos los adicionales de gris en un despliegue monocromo y color adicionales en el caso del despliegue de color. Dado que controlar la desviación análoga de un solo espejo monocromo por píxel o tres espejos de color por píxel pueden ser irracionalmente difíciles, se vuelve necesario diseñar una arquitectura de modulador con una estructura de píxel más compleja.

Sumario de la Invención Una modalidad incluye un modulador de luz. El modulador de luz comprende una pluralidad de medios para interferométricamente modular la luz. Los medios para interferométricamente modular la luz están dispuestos en un conjunto de elementos que definen filas y columnas. El modulador de luz además comprende los medios para transmitir una señal de operación. El modulador de luz además comprende los medios para conmutar los medios de transmisión en una de las filas seleccionadas de los medios moduladores de luz. Una modalidad incluye un método para controlar un modulador de luz. El método incluye generar una señal de operación para establecer el estado de una pluralidad de moduladores de luz interferométricos dispuestos en un conjunto de elementos que definen filas y columnas. El método además incluye conmutar la señal de operación en una de las filas del modulador de luz interferométrico. Una modalidad incluye un método para fabricar un modulador de luz interferométrico . El método comprende proporcionar un conjunto de elementos de despliegue interferométricos dispuestos en filas y columnas. Cada elemento de despliegue comprende un número predeterminado de sub-filas y sub-elementos. El número predeterminado de sub-filas depende de la profundidad de bit deseada para un despliegue. Cada elemento de despliegue además comprende un número predeterminado de sub-columnas dentro de cada sub-fila, disponiendo las líneas de conexión del conjunto de elementos para cada fila, de modo que cada línea de conexión corresponde a una fila del conjunto de elementos. El método además comprende proporcionar la conexión eléctrica entre la línea de conexión del conjunto de elementos para cada fila para una de las sub-filas de la fila correspondiente del conjunto de elementos. Una modalidad incluye un modulador de luz. El modulador de luz comprende una pluralidad de medios para interferométricamente modular la luz. El modulador de luz además comprende los medios para transmitir una señal de operación a al menos uno de los medios de modulación de luz. Al menos un medio de modulación de luz está configurado para selectivamente conectar los medios de transmisión a al menos otro medio de modulación de luz. Una modalidad incluye un método para fabricar un modulador de luz . El método comprende proporcionar un conjunto de elementos de los elementos de despliegue ínterferométricos dispuestos en filas y columnas, cada elemento comprende al menos una cascada de sub-elementos de un número predeterminado de sub-elementos, de modo que al menos un sub-elemento se configura para selectivamente formar una conexión eléctrica que conecta la línea de conexión del conjunto de elementos al menos a otro sub-elemento. El método además comprende conectar eléctricamente un primer elemento en cada cascada de sub-elementos en una fila a una línea de conexión correspondiente para esa fila. Otra modalidad incluye un método para controlar un modulador de luz. El método comprende generar una señal de operación que comprende un pulso de voltaje para establecer el estado de una pluralidad de moduladores de luz interferométricos . El método además comprende establecer el estado de una porción de la pluralidad de moduladores interferométricos en respuesta a la señal de operación. La porción se selecciona con base en el ancho del pulso de voltaje.

Breve Descripción de los Dibujos Las modalidades de la invención pueden entenderse mejor al leer la descripción haciendo referencia a los dibujos, en donde: La Figura 1 muestra un ejemplo de un modulador interferométrics . La Figura 2 muestra una ímplementación de la técnica previa de un píxel de modulador LCD controlado por área, que incluye sus conductores de conexión correspondientes . La Figura 3 muestra una modalidad de un modulador interferométrico utilizando una modulación del conjunto de elementos del área que tienen conductores reducidos. La Figura 4 muestra un diagrama de tiempos para un modulador interferométrico multiplexado . La Figura 5 muestra otra modalidad de un modulador interferométrico utilizando modulación del conjunto de elementos de área que tienen conductores reducidos . La Figura 6 muestra un diagrama de tiempos para un modulador interferométrico utilizando regiones ponderadas en forma igual . La Figura 7 muestra otra modalidad de un modulador interferométrico utilizando una modulación del conjunto de elementos de área. Las Figuras 8a-8c muestran una modalidad de los elementos del modulador interferométrico eléctricamente en cascada. La Figura 9 muestra una modalidad de los elementos desviable similares a los elementos del modulador interferométrico utilizados en los conmutadores. La Figura 10 muestra una gráfica que ilustra como pueden abordarse selectivamente los elementos desviables mediante la variación de la amplitud y la duración de los pulsos de voltaje.

Descripción Detallada de las Modalidades La Figura 1 muestra un ejemplo de un modulador de luz interferométrico. Este ejemplo particular es un iMoD™, pero cualguier modulador interferométrico puede utilizar las modalidades de la invención. No está implícita o se pretende limitación o restricción de los modulares iMoD™. El modulador típicamente comprende un conjunto de elementos individuales dispuestos en filas y columnas. Un elemento mostrado en la Figura 1 tiene una capa 12 de electrodo en un substrato 10 transparente, típicamente cristal . Una superficie 14 de la cavidad interferométrica ópticamente resonante del modulador está fabricada sobre la capa del electrodo y una capa 16 de óxido cubre esta superficie. La superficie paralela de la cavidad, el espejo 20, está suspendida por el encima de la cavidad mediante soportes 18. En operación, cuando el electrodo en el substrato de cristal está activado, el espejo 20 es atraído electrostáticamente en dirección del substrato de cristal. La desviación del espejo 20 cambia las dimensiones de la cavidad y provoca que la luz dentro de la cavidad se module mediante interferencia. El elemento de imagen resultante (píxel) de un despliegue de visión directa estará compuesto de elementos tales como el que se muestra en la Figura 1. Cada uno de estos elementos de modulador con el espejo 20 en un estado no desviado brillará, o "SE ENCIENDE". Cuando el espejo 20 se mueve hacía su profundidad de diseño total dentro de la cavidad en dirección a la superficie frontal de la cavidad, el cambio en la cavidad provoca que el píxel resultante sea ? OSCURO' o l INACTIVO. Para los píxeles de color, el estado ENCENDIDO de los elementos de modulación individuales puede ser blanco, rojo, verde, azul u otros colores dependiendo de la configuración del modulador y del esquema de color del despliegue. Lo más típico es que un solo píxel de color estará compuesto de un número de elementos de modulador que crean la luz azul interferométrica, un número similar de elementos que crean la luz roja interferométrica, y un número similar que crea la luz verde interferométrica. Al mover los espejos de acuerdo con la información del despliegue, el modulador puede producir imágenes a todo color. El despliegue más básico activa simultáneamente todos los elementos de modulador de un color determinado dentro de un píxel con el resultado de que los ocho colores por píxel son posibles . La actual invención prevé la activación dentro de un píxel de algunos elementos de un color determinado en forma separada de otros elementos del mismo color. Debido a que los elementos individuales de los moduladores interferométricos tienden a operar en un modo binario, brillan en un estado inactivo y oscurecen en un estado completamente desviado operación análoga que no está ya disponible. Por lo tanto, los moduladores interferométricos son probablemente para beneficiar desde un método de operación de área controlada. Es un propósito de las modalidades de esta invención proporcionar un método de operación de área controlada que es único que es adecuado para su aplicación a los moduladores interferométricos y que reduce la complejidad requerida en las implementaciones previas. Una modalidad de un modulador interferométrico de arquitectura de área controlada requiere pocos mapas de contacto y aún proporcionando una profundidad de bit más elevada que se muestra en la Figura 3. El dispositivo 50 controlador tiene una fila de despliegue por contacto de salida y una línea de conexión se proporciona entre cada contacto de salida del dispositivo controlador y una fila correspondiente del conjunto de elementos del modulador. La conexión de una sola fila se multiplexa entre los sub-elementos que comprenden las sub-filas del elemento de despliegue. El término elemento de despliegue se ha introducido aquí para especificar una cierta área de toda la superficie del despliegue. El elemento de despliegue es un compendio de sub-elementos que típicamente se resuelve resoluciones en una porción del despliegue presentando un grupo coherente de información de la imagen. El elemento de despliegue más típico correspondería a un solo píxel en la imagen resultante. El elemento 40 de despliegue en la Figura 3 se ha dividido en tres columnas, 42, 44 y 46, típicamente una para cada color tales como rojo, verde y azul, en el caso dónde 40 representa un píxel. Además, cada columna se ha dividido en 4 sub-elementos dispuestos en sub-filas . Para entender cómo funciona el sistema en la Figura 3, considérese que la fila selecciona salidas del dispositivo 50 controlador que típicamente se vuelven activas en un patrón secuencial que inicia con la salida 1, luego procede a la salida 2 y así sucesivamente. Cuando las señales de temporización provocan que la fila 5 se vuelva activa, el conmutador 56 se cierra y el conmutador 58 se abre, provocando que el voltaje del contacto del controlador activo que se va a aplicar a la sub-fila de los sub-elementos 42a, 44a y 46a. Simultáneamente, las línea 43, 45 y 47 de datos, que pueden conectarse a un dispositivo controlador que no se muestran en la Figura 3, están controladas con los voltajes apropiados para provocar que los sub-elementos 42a, 44a y 46a conmuten a los estados apropiados para el contenido de la imagen actual asociado con el elemento 40 de despliegue. Tan pronto como los sub-elementos 42a, 42b y 42c han alcanzado sus recién direccionadas posiciones el conmutador 56 se abre y el conmutador 58 se cierra. Inmediatamente después el conmutador 57 se cierra y el • conmutador 59 se abre y las líneas 43, 45, 47 de datos están controladas en los valores apropiados para los sub-píxeles 42b, 44b y 46b. Esta secuencia continúa hasta que las tres líneas de datos se han controlado con los cuatro conjuntos de datos diferentes para actualizar los doce sub-píxeles en el elemento 40 de despliegue. Después, esta secuencia se repite para las filas 6, 7 y así sucesivamente . Como se muestra en la Figura 3 las señales de temporización/activación de conmutador se comparten con todas las otras filas a través de todo el despliegue, de modo que los conmutadores para la primer sub-fila de cada fila alterna cuando la primer sub-fila de cualquier fila está activa, y así sucesivamente para la segunda, tercera, y cuarta sub-filas. Sin embargo, solamente el contacto de salida del controlador para la fila activa está energizado con el nivel de voltaje de dirección activo. Todas las filas no activas se mantienen en un voltaje de polarización no seleccionado mientras que la fila activa se eleva a un voltaje de selección de datos. De esta manera, los elementos en todas las sub-filas excepto la sub-fila activa ven el mismo voltaje no seleccionado independientemente del estado de las señales de temporización y consecuentemente no depende de las posiciones de los conmutadores dentro de la sub-fila. Debe observarse que la conmutación de los conmutadores no no-activos, que seleccionan filas podría evitarse con circuitos de enmascaramiento en los casos en lo que al final se desea un consumo bajo de energía eléctrica. Como puede verse a partir de la Figura 3, los conmutadores 56 y 58 así como los otros conmutadores conectados a las líneas de señal de temporización, se fabrican para que sean dispositivos microelectromecánicos similares a los elementos interferométricos, tales como el que se muestra en la Figura 1. Debido a que el conjunto de elementos está experimentando un procesamiento microelectromecánico para crear los elementos de despliegue interferométricos, fabricar esos elementos ? extra' en el área que rodea el conjunto de al menos no crearía una complejidad extra o necesariamente elevaría el consto del dispositivo. Es posible que la multiplexación de las sub-filas pudiera hacerse con otros tipos de conmutadores, incluyendo aunque sin limitarse a conmutadores microelectromecánicos, fabricados en una manera no similar a la fabricación de los elementos interferométricos y a los conmutadores electrónicos más convencionales fabricados utilizando películas de silicio delgadas depositadas en el substrato de cristal del modulador. El término "similar a' se utiliza aquí y significa que los dispositivos tienen la misma estructura básica de un electrodo, una cavidad y un espejo suspendido sobre la cavidad. Cuando se construye un conmutador eléctrico, la funcionalidad óptica fabricada cerca del sustrato de cristal en un elemento de modulación interferométrico no se requiere, y puede ser deseable eliminar esta funcionalidad óptica. Sólo se requiere que en una desviación total el espejo entre en contacto con (y en lo sucesivo se conecte eléctricamente) dos áreas conductivas, que muy probablemente se fabrican de capas de película delgada utilizadas para fabricar los electrodos de direccionamiento y/o una capa conductiva utilizada para formar la pared frontal de la cavidad ópticamente resonante. Esto es diferente de la forma en el que el elemento interferométrico puede operar, lo cual es la razón por la cual la estructura de conmutación es "similar a" más que la misma que la del elemento de despliegue. En la Figura 4 se muestra un diagrama de temporización para una operación posible de la fila 5. En t0, las señales para la filas 4 son elevadas, como se ve a partir del modulador. En ti, la señal para la fila 4 se baja y la fila 5 se vuelve activa. De modo similar, la línea para la fila 5A se vuelve activa. En t2, la fila 5A se baja y la fila 5B se vuelve activa. Esto continúa en la series para las filas 5C y 5D. Esta modalidad da por resultado un número reducido de conexiones entre el conjunto de elementos y el controlador. Las conexiones necesarias para controlar los sub-elementos individuales en las sub-filas están hechas en el área circundante al conjunto de elementos del modulador, poniéndolos ?en el chip' con el conjunto de elementos, en vez de que se requiera que el dispositivo del controlador proporcione contactos de salida por separado para cada sub-elemento . Los sub-elementos mostrados en la Figura 3 se han diseñado para que sean de áreas aproximadamente iguales. Otra geometría útil utiliza sub-elementos con una ponderación 'física' binaria una con relación a la otra. Como puede verse en el elemento 70 de despliegue de la Figura 7 , se proporciona una profundidad de bit de 4 utilizando sólo 4 de esos sub-elementos. Por ejemplo, el área 78 tiene un tamaño aproximadamente igual a la mitad del tamaño total del elemento 70 de despliegue. El sub-elemento 74 tiene un tamaño aproximadamente igual a la mitad del tamaño del siguiente sub-elemento más grande, en este caso, el sub-elemento 78, que le da al sub-elemento 74 un tamaño de un cuarto del tamaño total del elemento de despliegue. Cada elemento subsecuente tiene un tamaño aproximadamente igual a la mitad del tamaño del siguiente sub-elemento más grande. El sub-elemento 72 es la mitad del 74, o un octavo del 70. El sub-elemento 71 es la mitad del 72, o un dieciseisavo del 70. Los elementos que tienen tamaños físicos diferentes se activan según se a necesario para alcanzar un despliegue de píxel global con una intensidad de color determinada. La tabla a continuación muestra los sub-elementos ACTIVOS, mediante el número de referencia para cada nivel de intensidad de color.

Aunque aquí se describe como si se direccionara mediante la técnica de multiplexación de la Figura 3, esta implementación de la ponderación de área puede utilizarse en forma separada a partir de la técnica de multiplexación anteriormente descrita. Dará por resultado una complejidad de interconexión cada vez mayor, aunque este nivel relativamente bajo de complejidad será aceptable en muchos sistemas . En una modalidad alternativa, la profundidad de bit de 4 se alcanza al dividir cada sub-columna para un elemento de despliegue entre 16 (24) sub-elementos. Cada grupo de 16 sub-elementos en cada sub-columna se conectan entre si a manera de cascada y por lo tanto se hace referencia a éstas como las 'cascadas de sub-elemento' . Los sub-elementos en cascada individuales pueden fabricarse para que sirvan tanto como elementos de modulación interferométricos como conmutadores eléctricos tales como los que se muestran en la Figura 3. Alternativamente, cada sub-elemento interferométrico individual puede tener un conmutador eléctrico fabricado inmediatamente adyacente. Un ejemplo de un elemento 60 de despliegue que tiene cascadas de sub-elemento para 4 bits de profundidad se muestra en la Figura 5. Las líneas de la columna tres se conectan al primer elemento en una cascada de sub-elemento; el sub-elemento 61r es el primer elemento en la cascada roja, 61g en la cascada verde y 61b en la cascada azul, los últimos elementos son 615r y 616r para la cascada roja. El control de la intensidad de color lo proporciona el ancho de un pulso de direccionamiento aplicado a la línea de la columna. Esto puede entenderse mejor al mirar las dos configuraciones de sub-elemento posibles mostradas en la Figura 8 y la Figura 9. En la Figura 8a los miembros del sub-elemento de una sub-columna, tales como los sub-elementos 61r, 62r, y 63r mostrados en la Figura 5, se muestran en sección transversal. La cavidad interferométrica se define mediante los elementos de espejos suspendidos, movibles tales como 82 y las pilas de película óptica de la superficie frontal tales como 84. En este caso el elemento movible suspendido también funciona como el elemento de contacto de un conmutador como en los conmutadores mostrados en la Figura 3. Dispuestos dentro de cada sub-elemento, adyacentes a la pila de película óptica se encuentran los elementos 86a-86e conductivos. Cuando el espejo 82 movible entra en contacto con la pila 84 de película óptica el sub-elemento se ha conmutado de un estado óptico a un segundo estado óptico. Adicionalmente, se completa un circuito, dado que el espejo movible conecta ahora el conductor 86a al conductor 86b. La cascada de sub-elemento se direcciona mediante la aplicación de una polaridad de una dirección de voltaje para el espejo 84 en movimiento y al contacto 86a fijo. La segunda polaridad del voltaje de direccionamiento se aplica a un electrodo dentro de o debajo de la pila 84 de película óptica. La diferencia potencial resultante provoca que el espejo 82 se desvíe, completando la conexión entre el conductor 86a y 86b como se muestra en la Figura 8b. Con la primera polaridad de voltaje ahora aplicada al conductor 86b (a través del espejo 82) , el espejo 92 finalmente se desviará como se muestra en la Figura 8c. Este proceso continuará hasta que todos los espejos en cascada se hayan colapsado o hasta que se retire el pulso de dirección. De este modo, la intensidad reflectiva del elemento de despliegue se controla al controlar la duración de tiempo (o ancho de pulso) del pulso de dirección. La Figura 6 muestras un diagrama de tiempos para tres secuencias de direccionamiento sucesivas de una cascada de sub-elemento con valores de color de 12 , 13 y 3 respectivamente. Un valor de color de 0 es 'negro' o INACTIVO, y un valor de color de 16representaría todos los sub-elementos de la cascada estando encendidos. El pulso de direccionamiento se muestra en la línea superior. Como puede verse, conforme la duración de tiempo del pulso de dirección se incrementa se activan más elementos del espejo, moviéndose hacia el estado negro' o INACTIVO. Durante el primer pulso de dirección, cuatro elementos se mueven al estado 'negro' , y un valor de color de 12 se alcanza; 12 elementos quedan fuera en el estado de brillo. Tomado en vista de la Figura 5, esto podría corresponder a conmutar los sub-elementos 61r, 62r, 63r y 64r sucesivamente hacia el estado 'negro' . Durante el segundo direccionamiento, el pulso de dirección es más corto, y sólo tres elementos conmutan al estado 'negro' . En el último direccionamiento, 13 elementos conmutan al estado 'negro' dejando a penas un valor de color de reflectancia oscura de tres. La discontinuidad en el diagrama de tiempos representa el período relativamente largo (típicamente un 'tiempo de cuadro' en los términos de vídeo) que los espejos permanecen en sus estados direccionados . Es durante este tiempo de integración que el ojo del espectador queda impresionado con el valor de intensidad ponderado del área. Al final de cada tiempo de cuadro, la Figura 6 muestra que todos los espejos se restablecen a su posición inactiva antes de que se direccionen de nuevo. Es posible direccionar el dispositivo interferométrico de manera que no sea necesario este restablecimiento. Aquí se incluye enfatizar que las operaciones de conmutación toman lugar durante cada 'tiempo de línea' del direccionamiento. Debe hacerse notar que el pulso de dirección debe exceder una cierta duración de tiempo mínima para provocar que el primer elemento en una cascada de sub-elemento se vuelva ACTIVO. Un pulso de direccionamiento muy corto, tal como una señal transitoria, que es más corta que el tiempo de respuesta de los sub-elementos, no provocará que el primer sub-elemento conmute. Una vez que el pulso de dirección ha estado activo lo suficiente para que el primer sub-elemento conmute, la señal de direccionamiento se 'pase' al siguiente elemento en el conjunto de elementos. De nuevo, el pulso de dirección debe estar lo suficientemente activo después de la conmutación del primer elemento para provocar que el segundo elemento conmute. Conforme los tiempos de respuesta de los sub-elementos se considera que son aproximadamente los mismos, la cascada de sub-elemento debiera controlarse para proporcionar un número deseado de sub-elementos para ACTIVARSE mientras que se proporciona una inmunidad relativamente alta a las señales falsas. El efecto cumulativo es provocar que el elemento de despliegue forme la intensidad de color apropiada en el píxel resultante. De esta manera, un elemento de despliegue con una densidad de bit de 4 se hizo posible sin ninguna línea de conexión extra o conexiones extra de dispositivo controlador. El efecto de cascada descrito anteriormente se basa en elementos de espejo movibles que proporcionan tanto una función óptica de despliegue como una cascada de conmutación eléctrica propiamente. Una alternativa, mostrada en la Figura 9, es proporcionar adyacente a cada sub-elemento interferométrico tal como el 100 un conmutador eléctrico separado tal como el 102 que alterna simultáneamente con el elemento óptico. La modalidad de la Figura 9 muestra un conmutador micromecánico, aunque pueden utilizarse también otros tipos de conmutadores, tales como conmutadores de silicio u otro transistor semiconductor. De esta manera los parámetros del elemento óptico y los parámetros del elemento eléctrico pueden optimizarse por separado. Los resultados de las formas de onda de direccionamiento y el valor de color del sistema de la Figura 9 son idénticos a los que se proporcionan mediante el sistema de la Figura 8. Los sistemas de las Figuras 8 y 9 son ejemplos para obtener niveles diferentes de profundidad de bit mediante el control del comportamiento del modulador a través del tiempo. En la Figura 10 se proporciona una gráfica para ilustrar que al variar la duración de tiempo de los pulsos de direccionamiento así como los niveles de voltaje de esos pulsos puede implementarse un control más refinado del direccionamiento de espejo movible para la conmutación de profundidad de bit. La Figura 10 se aplica a un elemento de despliegue que consiste en diversos espejos de movimiento individual. Los espejos se denotan por los nombres ba, b2, b3, etc. La estructura de soporte mecánico de los espejos así como el elemento de espejo de los mismos pueden fabricarse utilizando un número de técnicas diferentes, tales como variar el grosor de la película y la tensión residual dentro de la película, para permitir a los espejos individuales desviarse a velocidades diferentes contra el tiempo y a desplazamientos diferentes contra el voltaje aplicado . Como se muestra en la Figura 10 el elemento movible bx SE desvía después de una aplicación corta deL voltaje Vi . El espejo b2 responde más lentamente y se activará después de una aplicación más larga del Vx. Ambos espejos b y b3 responderán a una breve aplicación de V2 y el espejo b es capaz de responder a una aplicación muy rápida de V2 para el cual ninguno de los otros espejos puede responder. De esta manera, pueden desviarse varias combinaciones de espejos al darle forma a los pulsos de dirección en el espacio tiempo/voltaje, en donde el término 'combinación' incluye la conmutación de un solo elemento. Si estos espejos tienen áreas diferentes, tales como las áreas mostradas en Figura 7, entonces pueden alcanzarse los niveles de brillo múltiple al direccionar un elemento de despliegue de multi-segmento con un solo par de conexiones eléctricas . En todas estas maneras, los métodos alternativos para proporcionar la intensidad de las profundidades de bit más allá de un solo bit pueden lograrse para elementos interferométricos . Aunque las implementaciones anteriores se discutieron con respecto a una profundidad de bit de 4, que tienen 16 niveles de intensidad de color, estas modalidades pueden emplearse para cualquier profundidad de bit mayor a 1. De este modo, aunque se han descrito hasta este punto modalidades particulares para un método y aparato para modulación del conjunto de elementos de un área y un conteo de conductores reducido en moduladores interferométricos, no se pretende que tales referencias específicas se consideren como limitaciones del alcance de esta invención excepto hasta donde se establece en las reivindicaciones anexas.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones.
REIVINDICACIONES 1. Un modulador de luz, caracterizado porque comprende : una pluralidad de medios para interferométricamente modular la luz, en donde los medios para interferométricamente modular la luz se disponen en un conjunto de elementos que definen filas y columnas; medios para transmitir una señal de operación; y medios para conmutar los medios de transmisión en uno seleccionado de las filas de los medios de modulación de luz . 2. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios para interferométricamente modular la luz comprenden al menos un modulador de luz interferométríco .
3. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 1 a 2, caracterizado porque los medios para transmitir una señal de operación comprenden una línea de conexión del conjunto de elementos configurada para transmitir la señal de operación a los medios para su conmutación .
4. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios para conmutar comprenden: una pluralidad de conmutadores; y una pluralidad de líneas de conexión configuradas para controlar los conmutadores.
5. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la fila de los medios de modulación de luz interferométricos comprende medios de modulación de luz interferométricos configurados para producir luz roja, verde y azul .
6. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios de conmutación comprenden conmutadores microelectromecánícos .
7. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios de conmutación comprenden conmutadores de una configuración similar como la de los medios de modulación de luz interferométricos .
8. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los medios de conmutación comprenden medios de modulación de luz de modo que cuando un medio de modulación de luz seleccionado se desvía, el medio de modulación de luz seleccionado provoca que la señal de operación se conecte desde el medio de modulación de luz seleccionado al medio de modulación de luz adyacente.
9. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los conmutadores además comprenden conmutadores de transistor semiconductor.
10. Un método de control de un modulador de luz, caracterizado porque comprende: generar una señal de operación para establecer el estado de una pluralidad de moduladores de luz interferométricos dispuestos en un conjunto de elementos que definen filas y columnas; y conmutar la señal de operación para una de las filas de luz seleccionada del modulador de luz interferométrico .
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la conmutación comprende controlar el estado de al menos un conmutador microelectromecánico .
12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado porque la conmutación comprende proporcionar una señal de control para controlar el estado de al menos un conmutador.
13. Un método para fabricar un modulador de luz interferométrico, el método está caracterizado porque comprende : proporcionar un conjunto de elementos de despliegue interferométricos dispuestos en filas y columnas, cada elemento de despliegue comprende: un número predeterminado de sub-filas y sub-elementos, en donde el número predeterminado de sub-filas depende de la profundidad de bit deseada para un despliegue; y un número predeterminado de sub-columnas dentro de cada sub-fila, disponiendo las líneas de conexión del conjunto de elementos para cada fila, de modo que cada línea de conexión corresponde a una fila del conjunto de elementos; proporcionar la conexión eléctrica entre la línea de conexión del conjunto de elementos para cada fila para una de las sub-filas de la fila correspondiente del conjunto de elementos.
14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el número predeterminado de sub-columnas corresponde a un número deseado de colores para el despliegue.
15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 14, caracterizado porque disponer las líneas de conexión del conjunto de elementos para cada fila además comprende disponer líneas de conexión del conjunto de elementos entre el conjunto de elementos y un dispositivo controlador.
16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque proporcionar la conexión eléctrica entre la línea de conexión del conjunto de elementos además comprende proporcionar la conexión a un grupo de conmutadores microelectromecánicos .
17. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque proporcionar la conexión eléctrica entre la línea de conexión del conjunto de elementos además comprende proporcionar la conexión a un grupo de conmutadores de semiconductor .
18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los conmutadores microelectromecánicos además comprenden conmutadores de una configuración similar a la de los elementos de despliegue interferométricos .
19. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque proporcionar la conexión eléctrica además comprende desviar un sub-elemento de una sub-fila, formando de esa manera una conexión entre el sub-elemento y un sub-elemento adyacente.
20. Un modulador de luz hecho mediante el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 19.
21. Un modulador de luz, caracterizado porque comprende : una pluralidad de medios para interferométricamente modular la luz; y medios para transmitir una señal de operación a al menos uno de los medios de modulación de luz, en donde al menos uno de los medios de modulación de luz está configurado para selectivamente conectar los medios de transmisión a al menos uno de los otros medios de modulación de luz.
22. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la pluralidad para interferométricamente modular la luz comprende un conjunto de elementos de despliegue dispuestos en filas y columnas cada elemento comprende un número predeterminado de medios de modulación de luz interferométricos, en donde el número de medios de modulación de luz interferométricos se determina mediante una profundidad de bit deseada y cada elemento es aproximadamente del mismo tamaño.
23. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los medios para transmitir comprenden una línea de conexión del conjunto de elementos que corresponde a cada fila de los elementos de despliegue, en donde cada línea de conexión del conjunto de elementos se conecta eléctricamente a un medio de modulación de luz en cada elemento de despliegue.
24. El modulador de luz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizado además porque comprende : medios para eléctricamente conectar uno de uno o más medios para interferométricamente modular la luz con al menos otro de uno o más medios para interferométricamente modular la luz .
25. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque los medios para conectar eléctricamente comprenden: conexiones eléctricas entre los medios de modulación de luz interferométricos de modo que las conexiones eléctricas forman una cascada de sub-elemento.
26. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque cada elemento comprende un número predeterminado de cascadas de sub-elemento, y el número predeterminado de cascadas corresponde al número de colores en el elemento.
27. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende: circuitos de direccionamiento para proporcionar un pulso de direccionamiento para cada cascada de sub-elemento, en donde un número de sub-elementos en la cascada que se vuelven activos dependen de una longitud del pulso de direccionamiento.
28. El modulador de luz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende: un grupo de conmutadores eléctricamente conectados entre el elemento de despliegue y los sub-elementos, en donde uno o más de los sub-elementos son de un tamaño diferente que corresponde a un peso binario diferente de la información de despliegue, en donde el número de sub-elementos depende de una profundidad de bit deseada; y en donde la línea de conexión del conjunto de elementos comprende una línea de conexión para cada elemento de despliegue, y en donde el modulador de luz se configura de modo que los sub-elementos necesarios para crear una ponderación de un píxel se activan de acuerdo con una información del despliegue .
29. Un método para fabricar un modulador de luz, caracterizado porque comprende: proporcionar un conjunto de elementos de despliegue interferométricos dispuestos en filas y columnas, cada elemento de despliegue comprende al menos una cascada de sub-elemento de un número predeterminado de sub-elementos, de modo que al menos un sub-elemento se configura para formar selectivamente una conexión eléctrica que conecta la línea de conexión del conjunto de elementos a al menos otro sub-elemento; y eléctricamente conectar un primer elemento en cada cascada de sub-elemento en una fila a una línea de conexión correspondiente para esa fila.
30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque al menos una cascada de sub-elemento comprende al menos una cascada de sub-elemento para cada color deseado.
31. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 30, caracterizado además porque comprende conectar eléctricamente las líneas de conexión para cada fila a un dispositivo controlador.
32. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 31, caracterizado porque cada sub-elemento comprende una sola capa movible que tiene un área de superficie, en donde el área de superficie corresponde a un peso binario de la información del despliegue, y en donde el número de sub-elementos depende de una profundidad de bit deseada .
33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque al menos un elemento interferométrico comprende cuatro sub-elementos, un primer sub-elemento de un tamaño aproximadamente de la mitad del tamaño de al menos un elemento, un segundo sub-elemento de un tamaño aproximadamente de un cuarto del tamaño de al menos un elemento y un tercer sub-elemento de un tamaño aproximadamente de un octavo del tamaño de al menos un elemento y un cuarto sub-elemento de un tamaño de aproximadamente un dieciseisavo del tamaño de al menos un elemento .
34. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porgue comprende: formar sub-elementos dentro de cada elemento de un tamaño aproximadamente igual a la mitad del elemento; y formar sub-elementos adicionales según se desee, cada sub-elemento adicional tiene una capa movible que tiene un área de superficie aproximadamente igual a la mitad del área de superficie de la siguiente capa movible más grande de otro sub-elemento.
35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porgue comprende formar una línea de conexión para cada elemento de despliegue y proporcionar conmutadores de multiplexación en la conexión eléctrica entre la línea de conexión y los sub-elementos .
36. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la capa movible comprende un espejo.
37. Un modulador de luz hecho mediante el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 29 a 36.
38. Un método para controlar un modulador de luz, caracterizado porque comprende: generar una señal de operación que comprende un pulso de voltaje para establecer el estado de una pluralidad de moduladores de luz interferométricos; y establecer el estado de una porción de la pluralidad de moduladores interferométricos en respuesta a la señal de operación, en donde la porción se selecciona con base en el ancho del pulso de voltaje.
39. El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque establecer el estado de la porción de los moduladores interferométricos comprende conmutar la señal de operación a una primera porción de los moduladores interferométricos utilizando una segunda porción de los moduladores interferométricos .
40. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 39, caracterizado porque la conmutación comprende proporcionar una señal de control para controlar el estado de al menos un conmutador.