[发明专利]直视MEMS显示装置以及在其上生成图像的方法

说明书

本申请是申请日为2006年12月19日、名称为“直视MEMS显示装置以及在其上生成图像的方法”的第200680047724.5号发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求对2005年12月19日提交的、名称为“用于彩色显示器背光的方法和装置”的美国临时专利申请序列号60/751,909的优先权以及权益。

本申请要求对2006年2月24日提交的、名称为“用于彩色显示器背光的方法和装置”的美国临时专利申请序列号60/776,367的优先权以及权益。

本申请还是于2006年2月23日提交的、名称为“具有MEMS显示器的设备”的美国专利序列号11/361,294、并于2006年9月21日公开的美国专利申请公开号20060209012A1的部分继续申请、并要求其利益，该申请要求对2005年2月23日提交的美国临时专利申请序列号60/655,827，以及2005年4月29日提交的美国临时专利申请序列号60/676,053的优先权以及利益。

上述每一申请中披露内容均通过引用结合在此。

发明领域

总的来说，本发明涉及成像显示器领域，具体地说，本发明涉及用于控制结合到成像显示器内的光调制器的控制器电路和方法。

发明背景

由机械式光调制器构成的显示器是基于液晶技术的显示器的一种有吸引力的替代品。机械式光调制器以足够快的速度显示视频内容，并具有良好的视角和宽广的颜色和灰度范围。机械式光调制器在投影显示器应用中已导出成功。采用机械式光调制器的直视显示器尚未展示亮度和低功率的有充分吸引力的组合。

与投影显示器相比，在投影显示器内的切换电路和光调制器可以构建在相对较小的硅衬底模切片上，绝大多数直视显示器要求在大得多的基片上制造光调制器。此外，在许多情况下，特别是对于背光的直视显示器，控制电路和光调制器均优选形成在透明基片上。其结果是，许多典型的半导体制造工艺都不能应用，并因此经常需要重新设计切换电路。对于将显示器生产过程与切换电路结合起来以产生细节丰富的图像以及丰富的灰度和对比度等级的MEMS直视显示器，仍然存在需要。

概述

本领域中对于快速、明亮、低功率的机械驱动的直视显示器存在一种需求。确切地说，对于构建在透明基片上的直视显示器存在需求，它们可以在高速和低电压下驱动以导出改进的图像质量和减小的功率消耗。

在本发明的一个方面，一种直视显示器包括一个MEMS光调制器阵列和一个控制矩阵，两者均形成在一个透明基片上，其中每个光调制器可以被驱动进入至少两种状态。控制矩阵向阵列传送数据和启动电压，并且对于每个光调制器，可以包括一个晶体管和一个电容。该直视显示器还包括一个控制器，用于控制阵列中每个光调制器的状态。该控制器包括一个输入端、一个处理器、一个存储器和一个输出端。该输入端接收图像数据，它们对一个图像帧进行编码用于在该直视显示器上显示。该处理器从图像数据中推导出多个子帧数据集。每个子帧数据集表明在阵列的多行和多列内光调制器所希望的状态。该存储器储存多个子帧数据集。输出端根据一个输出序列输出多个子帧数据集，以驱动光调制器进入在这些子帧数据集中表明的状态。多个子帧数据集可以包括用于该图像帧的至少三个颜色分量中的至少两个、或用于该图像帧的四个颜色分量的独特的子帧数据集，其中这四个颜色分量可以由红、绿、蓝和白组成。

在一个实施方案中，输出序列包括与这些子帧数据集对应的多个事件。该控制器存储与对应至少两个子帧数据集的事件相关联的独特的时间值。这些时间值可以被选择为用于在这些调制器改变状态时防止阵列的照明，并可以与该多个子帧数据集的一个子帧数据集的输出所产生的一幅子帧图像的亮度有关。该直视显示器可以包括多个灯，在这种情况下该控制器可以储存包括在该输出序列中的与灯照明事件和/或灯熄灭事件相关联的多个时间值。该输出序列可以包括多个寻址事件，其中该控制器存储与这些寻址事件相关联的多个时间值。

在另一个实施方案中，该输出序列至少部分地存储在存储器中。该直视显示器可以包括到一个外部处理器的一个数据链接，用于接收该输出序列的变更。该直视显示器可以包括多个灯，其中该输出序列包括一个灯照明序列。该灯照明序列可以包括与输出序列内的子帧数据集输出相关联的、与这些灯照明的时间长度和/或强度相对应的数据。在该灯照明序列中每个子帧数据集的一个灯被点亮的时间长度优选为小于或等于4毫秒。