经配置以用于模拟控制的数字光调制器制造技术

技术编号:12980373 阅读:64 留言:0更新日期:2016-03-04 01:55
本发明专利技术提供用于对操作像素中的光调制器的状态提供模拟控制的系统、方法和设备。在一个方面中,像素电路可耦合到所述光调制器,且可基于模拟数据电压而控制所述光调制器在打开或关闭状态中操作的持续时间。在某些实施方案中,所述像素电路包含电压控制电流源VCCS,所述电压控制电流源汲取基于所述数据电压的量值的电流。由所述VCCS汲取的所述电流可用于控制耦合到所述光调制器的致动电容器上的电荷和电压。所述致动电容器上的所述电压的改变率和所述光调制器维持处于特定状态的所述持续时间随施加到所述VCCS的所述数据电压而变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请案 本申请案主张2013年7月11日申请且转让给本专利技术的受让人且特此以引用的 方式明确并入本文中的标题为"经配置以用于模拟控制的数字光调制器(DIGITALLIGHT MODULATORC0NFI⑶REDFORANALOGCONTROL)"的第 13/939, 803 号美国技术申请案的 优先权。
本专利技术涉及成像显示器的领域,且特定来说涉及用于显示元件的像素电路。
技术介绍
机电系统(EMS)装置包含具有例如致动器、光学组件(例如镜、快门和/或光学膜 层)和电子装置的电和机械元件的装置。EMS装置可以多种规模制造,包含但不限于微米级 和纳米级。举例来说,微机电系统(MEMS)装置可包含具有介于约一微米到数百微米或更多 的范围的大小的结构。纳米机电系统(NEMS)装置可包含具有小于一微米的大小(包含,举 例来说,小于数百纳米的大小)的结构。机电元件可利用沉积、蚀刻、光刻和/或蚀除所沉 积材料层的若干部分或添加若干层以形成电气和机电装置的其它微机械加工工艺来形成。 已提出包含通过使光阻挡组件穿过经由光阻挡层定义的孔隙选择性地移动到光 学路径中和从其移动出而调制光的显示元件的基于EMS的显示设备。如此做使来自背光的 光选择性通过或反射来自环境或前光的光以形成图像。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法和装置各自具有若干个专利技术性方面,所述方面中的任何单个 方面均不单独地决定本文中所揭示的所要属性。 本专利技术中所阐述的标的物的一个专利技术性方面可实施于一种显示设备中,所述显示 设备包含能够在两个离散状态之间切换的光调制器和耦合到所述光调制器的像素电路。所 述像素电路包含能够存储对应于数据值的数据电压的数据存储元件,致动电荷电容器、耦 合到所述数据存储元件和所述致动电荷电容器的模拟电流源,和耦合到所述致动电荷电容 器的具有电压阈值的切换器。所述模拟电流源能够输出具有基于存储于数据存储元件上的 所述数据电压的量值的电流从而以可变速率变更存储于所述致动电荷电容器上的电荷量 和电压。此外,所述切换器能够响应于由所述模拟电流源输出的所述电流致使存储于所述 致动电荷电容器上的所述电压与所述切换器的所述电压阈值交叉而起始所述光调制器的 状态的改变。 在某些实施方案中,所述光调制器包含第一致动器和第二致动器,且所述切换器 能够控管所述致动器中的一者的致动。在某些实施方案中,所述致动电荷电容器耦合到所 述第一致动器,且存储于所述致动电荷电容器上的所述电压控管所述致动器中的另一者的 致动。在某些实施方案中,所述模拟电流源能够汲取存储于所述致动电荷电容器和所述致 动器中的一者上的电压。在某些实施方案中,所述模拟电流源是晶体管。 在某些实施方案中,所述显示设备进一步包含能够选择性地防止所述模拟电流源 汲取存储于所述致动电荷电容器上的电压的定位于所述模拟电流源与所述致动电荷电容 器之间的负载保护切换器。在某些实施方案中,所述像素电路能够进行模拟操作和数字操 作两者。 在某些实施方案中,所述显示设备进一步包含耦合到所述模拟电流源和所述致动 电荷电容器的阈值电压补偿电路,其中除了所述数据电压外,所述阈值电压补偿电路还能 够在所述数据存储元件上存储实质上等于所述模拟电流源的阈值电压的补偿电压。在某些 实施方案中,所述切换器是电压反相器。 在某些实施方案中,所述显示设备进一步包含显示器,所述显示器包含显示元件 阵列和控制矩阵。所述显示器进一步包含能够与所述显示器通信的处理器,所述处理器能 够处理图像数据,以及能够与所述处理器通信的存储器装置。在某些实施方案中,所述显示 器进一步包含能够将至少一个信号发送到所述显示器的驱动器电路,和能够将所述图像数 据的至少一部分发送到所述驱动器电路的控制器。 在某些实施方案中,所述显示设备进一步包含能够将所述图像数据发送到所述处 理器的图像源模块,其中所述图像源模块包含接收器、收发器和发射器中的至少一者。在某 些实施方案中,所述显示器进一步包含能够接收输入数据且将所述输入数据传送到所述处 理器的输入装置。 本专利技术中所阐述的标的物的另一专利技术性方面可实施于一种用于使用耦合到能够 在两个离散状态之间切换的光调制器的像素电路来致动所述光调制器的方法。所述方法包 含:将对应于像素强度的数据电压存储于数据存储元件中,将致动电容器充电到致动电压, 以基于存储于所述数据存储元件上的所述数据电压的量值的速率使所述致动电容器选择 性地放电,和响应于所述致动电压与电压阈值交叉而起始所述光调制器的状态的改变。 在某些实施方案中,使所述致动电容器选择性地放电包含:经由电压控制电流源 使所述致动电容器放电,其中由所述电压控制电流源汲取的所述电流基于施加到所述电压 控制电流源的所述数据电压的所述量值。在某些其它实施例中,使所述致动电容器选择性 地放电包含:防止在将所述数据电压存储于所述数据存储元件中时使所述致动电容器放 电。 在某些实施方案中,所述方法进一步包含:将额外补偿电压施加到所述电压控制 电流源,其中所述补偿电压等于所述电压控制电流源的阈值电压。在某些实施方案中,所述 方法进一步包含:在所述致动电容器经充电到所述致动电压时将所述光调制器切换到打开 状态。 本专利技术中所阐述的标的物的另一专利技术性方面可实施于一种其上编码有指令的非 暂时性计算机可读存储媒体中,所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行用于显示 图像的方法。在某些实施方案中,用于显示所述图像的所述方法包含:致使将对应于像素强 度的数据电压存储于数据存储元件中,起始将致动电容器充电到致动电压,致使所述致动 电容器以基于存储于所述数据存储元件上的所述数据电压的量值的速率选择性放电,和响 应于致动电压与电压阈值交叉而起始所述光调制器的状态的改变。 在某些实施方案中,致使所述致动电容器选择性放电包含:经由电压控制电流源 致使所述致动电容器放电,其中由所述电压控制电流源汲取的所述电流基于施加到所述电 压控制电流源的所述数据电压的量值。 下文的附图和描述内容中阐明本说明书中所阐述的标的物的一或多个实施方案 的细节。尽管本
技术实现思路
中所提供的实例主要就基于机电系统(EMS)的显示器方面加以阐 述,但本文中所提供的概念可适用于其它类型的显示器(例如液晶显示器(LCD)、有机发光 二极管(0LED)显示器、电泳显示器和场发射显示器)以及其它非显示器的EMS装置(例如 EMS麦克风、传感器和光学切换器)。根据描述内容、图式和权利要求书将明了其它特征、方 面和优点。注意,以下图的相对尺寸可并不按比例绘制。【附图说明】 图1A展不实例性直观式基于微机电系统(MEMS)的显不设备的不意图。 图1B展示实例性主机装置的框图。 图2A和2B展示实例性双重致动器快门组合件的视图。 图3展示可经实施用于控制光调制器的第一实例性像素电路。 图4展示图3中所展示的像素电路的实例性时序图。 图5展示可经实施用于控制光调制器的第二实例性像素电路。 图6展示可经实施用于控制光调制器的第三实例性像素电路。 图7展示图6中所展示的像素电路的实例性时序图。 图8展示实例性控制矩阵的示意性图。 图9展示用于使用像素电路来操作双层致动器光调制器的过程的实例性流程图。 图10A到10D展示本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种显示设备,其包括:光调制器,其能够在两个离散状态之间切换;以及像素电路,其耦合到所述光调制器,所述像素电路包含:数据存储元件,其能够存储对应于数据值的数据电压;致动电荷电容器;模拟电流源,其耦合到所述数据存储元件和所述致动电荷电容器,其中所述模拟电流源能够输出具有基于存储于所述数据存储元件上的所述数据电压的量值的电流从而以可变速率变更存储于所述致动电荷电容器上的电荷量和电压;以及切换器,其具有电压阈值,耦合到所述致动电荷电容器,能够响应于由所述模拟电流源输出的所述电流致使存储于所述致动电荷电容器上的所述电压与所述切换器的所述电压阈值交叉而起始所述光调制器的状态的改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:E·巴克利F·亚拉斯I·帕帕斯
申请(专利权)人:皮克斯特隆尼斯有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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