Procedimientos y aparatos de representación visual.

Un aparato de representación visual que comprende:

un sustrato transparente (A630);

una formación de moduladores (912) de luz de MEMS, formados sobre el sustrato transparente; una matriz (900) de control formada en el sustrato transparente para transmitir datos a la formación; y

un controlador (156) para controlar un estado de cada uno de los moduladores de luz en la formación, incluyendo un controlador (160) de temporización para coordinar la aplicación de voltajes a al menos una lámpara (162, 164, 166), para iluminar los moduladores de luz de MEMS, para exhibir una trama de imagen que incluye:

una primera imagen de subtrama correspondiente a un primer color, de una primera duración, y una segunda imagen de subtrama correspondiente al primer color, de una segunda duración, en el que la primera duración es distinta a la segunda duración.

Procedimientos y aparatos de representación visual Campo de la Invención

La presente invención se refiere, en general, al campo de dispositivos de representación de imágenes y, en particular, la invención se refiere a circuitos para controlar moduladores de luz incorporados en dispositivos de representación de imágenes.

Antecedentes de la Invención

Los dispositivos de representación construidos a partir de moduladores mecánicos de la luz son una alternativa atractiva a los dispositivos de visualización basados en tecnología de cristal líquido. Los moduladores mecánicos de la luz son lo suficientemente rápidos como para representar visualmente contenidos de video con buenos ángulos de visión, y con una amplia gama de color y de escala de grises. Los moduladores mecánicos de la luz han tenido éxito en las aplicaciones de representación visual de proyecciones. Las pantallas retroiluminadas que utilizan moduladores mecánicos de la luz aún no han demostrado unas combinaciones suficientemente atractivas de brillo y baja energía. Existe la necesidad en la técnica de dispositivos de visualización accionados mecánicamente que sean rápidos, brillantes y de baja energía. Específicamente, existe la necesidad de dispositivos de visualización accionados mecánicamente que puedan accionarse a altas velocidades y con bajos voltajes para lograr una calidad de imagen mejorada y un consumo de energía reducido.

Sumario de la invención

Un dispositivo de representación de ese tipo puede ser formado usando una formación de montajes obturadores basados en MEMS (Micro Sistemas ElectroMecánicos), combinada con una matriz de control que incluye conmutadores y electrodos configurados para abrir y cerrar los obturadores incorporados en los montajes obturadores. En un aspecto, la invención se refiere a un aparato de visualización. En una realización, el aparato de visualización incluye una formación de píxeles. La formación de píxeles incluye un sustrato con una pluralidad de aberturas y una pluralidad de obturadores correspondientes a las aberturas. Cada píxel incluye al menos una abertura y un obturador correspondiente a la abertura. El aparato de visualización también incluye una matriz de control conectada con el sustrato. Para un píxel en la formación de píxeles, la matriz de control incluye un conmutador, un electrodo de apertura de obturador y un electrodo de cierre de obturador. El conmutador y los electrodos habilitan el movimiento selectivo del obturador del píxel transversalmente al sustrato, para modular la luz dirigida hacia el píxel para formar una imagen.

El conmutador puede ser, en diversas implementaciones, un transistor, un diodo o un varistor. En una realización, el conmutador está configurado para regular un potencial aplicado a un electrodo de apertura de obturador. En otra realización, el conmutador está configurado para regular un potencial aplicado al electrodo de cierre de obturador. En otra realización más, la matriz de control incluye un segundo conmutador para el píxel, de modo que un conmutador controle un potencial aplicado al electrodo de apertura de obturador y el segundo conmutador controle un potencial aplicado al electrodo de cierre de obturador.

La matriz de control también puede incluir un elemento de memoria para almacenar instrucciones de movimiento de obturador. En una realización, el elemento de memoria incluye un condensador para cada electrodo de apertura de obturador y de cierre de obturador. Los elementos alternativos de memoria incluyen, sin limitación, circuitos de memoria SRAM o DRAM.

La matriz de control, en una implementación, también incluye una interconexión de habilitación de escritura para el píxel. La interconexión de habilitación de escritura está configurada para recibir y comunicar un potencial de habilitación de escritura, el cual, si se aplica a un píxel, permite que se escriban datos en ese píxel. En una realización ejemplar, una pluralidad de píxeles está dispuesta en una línea de escaneo. Los píxeles en una línea de escaneo comparten una interconexión común de línea de escaneo.

La matriz de control, en una realización, también incluye una interconexión de voltaje de activación. La interconexión de voltaje de activación recibe, y comunica a un píxel, un potencial de una magnitud suficiente para activar un obturador. En otras implementaciones, la matriz de control también incluye una interconexión de datos que es independiente de la interconexión del voltaje de activación. Una tal interconexión distinta de datos comunica instrucciones de movimientos al píxel, las cuales, a su vez, regulan la aplicación del voltaje de activación al obturador. La matriz de control, en una realización, incluye dos interconexiones de datos, una interconexión de apertura de obturador y una interconexión de cierre de obturador.

El aparato de visualización puede incluir fuentes distintas de voltaje de datos y de voltaje de activación. En una realización que incluye ambas fuentes de voltaje, la fuente del voltaje de activación emite un voltaje con una

magnitud mayor que la fuente del voltaje de datos. Por ejemplo, la magnitud de la salida de la fuente del voltaje de activación puede ser al menos dos veces, cuatro veces o cinco veces la salida de la fuente del voltaje de datos.

Más específicamente, en una realización de dos conmutadores por píxel, tal como la mencionada anteriormente, en un píxel, el primer conmutador está eléctricamente conectado con la interconexión de apertura de obturador, un primer condensador y la línea del voltaje de activación. El segundo conmutador en el píxel está eléctricamente conectado con la interconexión de cierre de obturador, el segundo condensador y la interconexión del voltaje de activación. En respuesta a la aplicación de un voltaje al conmutador por la interconexión de apertura de obturador, el primer conmutador facilita la descarga del primer condensador, activando así el correspondiente obturador. En respuesta a la aplicación de un voltaje al segundo conmutador por la interconexión de cierre de obturador, el segundo conmutador facilita la descarga del segundo condensador, activando así el correspondiente obturador. En una realización alternativa, en respuesta a la aplicación de un voltaje al conmutador por la interconexión de apertura de obturador, el primer conmutador facilita cargar el primer condensador, activando así el correspondiente obturador. En respuesta a la aplicación de un voltaje al segundo conmutador por la interconexión de cierre de obturador, el segundo conmutador facilita cargar el segundo condensador, activando así el correspondiente obturador.

En diversas realizaciones, la matriz de control incluye una interconexión común global. La interconexión común global se conecta con píxeles en al menos dos filas y dos columnas de la formación de píxeles. La interconexión común global puede servir como una interconexión de activación global que permite la activación casi simultánea de múltiples filas de píxeles. La interconexión común global también puede servir para prestar soporte a la provisión de un voltaje de corriente continua de 0V en promedio entre los obturadores en la formación de píxeles.

En un segundo aspecto, la invención se refiere a un aparato de visualización que incluye una formación de píxeles y una matriz de control. La formación de píxeles incluye un sustrato con una pluralidad de aberturas y una pluralidad de obturadores. Cada píxel incluye al menos una abertura y al menos un obturador correspondiente a la abertura. Cada obturador tiene al menos un soporte mecánico que limita esencialmente el movimiento del obturador a un plano que es paralelo a un plano definido por el sustrato. La matriz de control está conectada con el sustrato para modular la luz dirigida hacia el sustrato para formar una imagen. La matriz de control incluye, para un píxel, un electrodo de apertura de obturador, un electrodo de cierre de obturador y un conmutador para controlar selectivamente la aplicación de un voltaje a uno entre el electrodo de apertura de obturador y el electrodo de cierre de obturador, para generar un campo eléctrico entre el obturador correspondiente al píxel y a dicho electrodo, entre el electrodo de apertura de obturador y el electrodo de cierre de obturador, conduciendo electroestáticamente así el correspondiente obturador esencialmente dentro del plano de movimiento transversal al sustrato.

En un tercer aspecto, la invención se refiere a un procedimiento de formación de una imagen en una pantalla. En una realización, el procedimiento incluye seleccionar una línea de escaneo de la pantalla. La línea de escaneo incluye una pluralidad de píxeles. El procedimiento también... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de representación visual que comprende:

un sustrato transparente (A630);

una formación de moduladores (912) de luz de MEMS, formados sobre el sustrato transparente;

una matriz (900) de control formada en el sustrato transparente para transmitir datos a la formación; y

un controlador (156) para controlar un estado de cada uno de los moduladores de luz en la formación, incluyendo un controlador (160) de temporización para coordinar la aplicación de voltajes a al menos una lámpara (162, 164, 166), para iluminar los moduladores de luz de MEMS, para exhibir una trama de imagen que incluye:

una primera imagen de subtrama correspondiente a un primer color, de una primera duración, y

una segunda imagen de subtrama correspondiente al primer color, de una segunda duración, en el que la primera duración es distinta a la segunda duración.

2. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual el controlador controla la Intensidad con la cual dicha al menos una lámpara ilumina la formación.

3. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual la matriz de control comprende una pluralidad de elementos de memoria correspondientes a los respectivos moduladores de luz de MEMS.

4. El aparato de representación visual de la reivindicación 3, en el cual el controlador de temporización coordina la aplicación de voltajes de modo que dicha al menos una lámpara permanezca encendida hasta que los datos de direccionamiento estén almacenados en los elementos de memoria correspondientes a cada uno de los respectivos moduladores de luz de MEMS en la formación.

5. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual el controlador de temporización coordina la aplicación de voltajes de modo que dicha al menos una lámpara permanezca apagada durante la activación de los moduladores de luz de MEMS.

6. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual el controlador de temporización coordina la aplicación de voltajes de modo que las imágenes de subtramas sean exhibidas de acuerdo a una secuencia predeterminada.

7. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, que comprende un controlador de activación global en comunicación con el controlador para aplicar de manera esencialmente simultánea un voltaje de activación global a moduladores de luz de MEMS en múltiples filas y múltiples columnas de la formación.

8. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual el controlador de temporización varía la duración durante la cual las imágenes de subtrama primera y segunda están iluminadas, en base a respectivas significancias asociadas a las imágenes de subtrama primera y segunda.

9. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual el controlador de temporización coordina una secuencia de direccionamiento de filas que gobierna el orden en el cual son direccionadas las filas en la formación, y en el cual la secuencia de direccionamiento de filas incluye direccionar filas en la formación de manera secuencial.

10. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, que comprende una interfaz de representación visual para procesar una señal de imagen entrante como datos de direccionamiento, en base a un proceso de escala de grises ejecutado por la pantalla de representación visual de visión directa.

11. El aparato de representación visual de la reivindicación 10, en el cual la interfaz de representación visual procesa una señal de imagen entrante como datos de direccionamiento, en base a un proceso codificado binario ponderado de escala de grises por división del tiempo.

12. El aparato de representación visual de la reivindicación 10, en el cual la interfaz de representación visual procesa una señal de imagen entrante como datos de direccionamiento en base a un proceso de escala de grises de iluminación.

13. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual la interfaz de representación visual obtiene una pluralidad de imágenes de subtrama, incluyendo las imágenes de subtrama primera y segunda, en base a la

señal de imagen.

14. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, en el cual el controlador de tempoñzación coordina la aplicación de voltajes de datos a la matriz de control con la aplicación de voltajes a dicha al menos una lámpara.

15. El aparato de representación visual de la reivindicación 1, que comprende un controlador de activación en 5 comunicación con el controlador para aplicar voltajes de activación a una pluralidad de moduladores de luz de

MEMS en la formación, en el que el controlador de activación aplica de manera esencialmente simultánea voltajes de activación a los moduladores de luz de MEMS en múltiples columnas y múltiples filas de la formación.