(57)【要約】【課題】干渉要素を使用する光を感知するための方法およびシステム。【解決手段】本発明のある実施形態は、少なくとも１つの波長の光を吸収する少なくとも１つの干渉要素を備える光センサを提供する。この干渉要素は、第１の表面と、この第１の表面に実質的に平行な第２の表面とを備える。第２の表面は、第１の表面に実質的に垂直な方向に、第１の表面からあるギャップ距離だけ間隔をあけている。吸収された光の波長は、このギャップ距離に依存する。干渉要素はさらに、温度センサを備える。この温度センサは、干渉要素による光の吸収に起因する干渉要素の少なくとも一部分の温度変化に応答する。【選択図】      図１
2006091854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第１の表面と、
前記第１の表面に実質的に平行であって前記第１の表面から第１の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の表面と、
前記第１の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記第１の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する温度センサと、を備える少なくとも１つの干渉変調器を有する、光センサ。
【請求項２】
前記温度センサは２進装置を備える、請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
前記２進装置は、温度が所定のレベルより低いとき第１の状態にあり、温度が所定のレベルより高いときに第２の状態にある、請求項２に記載の光センサ。
【請求項４】
前記２進装置は超小型電子機械システム（ＭＥＭＳ）製造技術を使用して形成される、請求項３に記載の光センサ。
【請求項５】
前記温度センサはアナログ装置を備える、請求項１に記載の光センサ。
【請求項６】
前記アナログ装置はバイメタル熱電対を備える、請求項５に記載の光センサ。
【請求項７】
前記アナログ装置は温度の関数として電圧差を生成する、請求項５に記載の光センサ。
【請求項８】
光の少なくとも１つの第２の波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第３の表面と、
前記第３の表面に実質的に平行であって前記第３の表面から第２の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第４の表面と、
前記第３の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの第２の波長の吸収による、前記第３の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する第２の温度センサと、を備える第２の干渉変調器をさらに備える、請求項１に記載の光センサ。
【請求項９】
前記第２の温度センサは第２の２進装置を備える、請求項８に記載の光センサ。
【請求項１０】
前記第２の２進装置は、温度が所定のレベルより低いときに第１の状態にあり、温度が所定のレベルより高いときに第２の状態にある、請求項９に記載の光センサ。
【請求項１１】
前記第２の２進装置は、超小型電子機械システム（ＭＥＭＳ）製造技術を使用して形成される、請求項１０に記載の光センサ。
【請求項１２】
前記第２の温度センサは第２のアナログ装置を備える、請求項８に記載の光センサ。
【請求項１３】
前記第２のアナログ装置はバイメタル熱電対を備える、請求項１２に記載の光センサ。
【請求項１４】
前記第２のアナログ装置は温度の関数として電圧差を生成する、請求項１２に記載の光センサ。
【請求項１５】
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性である程度透過性で、ある程度反射性である第３の表面と、
前記第３の表面に実質的に平行であって前記第３の表面から第１の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第４の表面と、
前記第３の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収による前記第３の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する第２の温度センサと、を備える第２の干渉変調器をさらに備え、前記第２の温度センサの活性化温度は前記温度センサの活性化温度とは異なる、請求項１に記載の光センサ。
【請求項１６】
前記温度センサに連結された基板をさらに備える、請求項１に記載の光センサ。
【請求項１７】
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第１の表面を備えることと、
前記第１の表面に実質的に平行であって前記第１の表面からあるギャップ距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の表面を備えることと、
前記第１の表面上の光の前記少なくとも１つの波長を吸収することと、
前記第１の表面の少なくとも一部分の温度変化を感知することと、を備える、光を感知するための方法。
【請求項１８】
ハウジングと、
前記ハウジング内に干渉変調器と、を備える、光センサを有するカメラであって、
前記干渉変調器は、
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第１の表面と、
前記第１の表面に実質的に平行であって前記第１の表面から第１の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の表面と、
前記第１の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記第１の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する温度センサと、を備える、カメラ。
【請求項１９】
前記温度センサは２進装置を備える、請求項１８に記載のカメラ。
【請求項２０】
前記温度センサはアナログ装置を備える、請求項１８に記載のカメラ。
【請求項２１】
前記温度変化は前記少なくとも１つの波長の光の波長を少なくともある程度示す、請求項１８に記載のカメラ。
【請求項２２】
前記温度変化は前記少なくとも１つの波長の光に関連する強度を少なくともある程度示す、請求項１８に記載のカメラ。
【請求項２３】
ハウジングと、
前記ハウジング内に干渉変調器と、を備える、光センサを有する表示装置であって、
前記干渉変調器は、
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第１の表面と、
前記第１の表面に実質的に平行であって前記第１の表面から第１の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の表面と、
前記第１の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記第１の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する温度センサと、を備える、表示装置。
【請求項２４】
表示装置と、
前記表示装置と電気的に連通しており、画像データを処理するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサと電気的に連通するメモリ装置とをさらに備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記表示装置に少なくとも１つの信号を送るように構成されたドライバ回路をさらに備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記ドライバ回路に前記画像データの少なくとも一部分を送るように構成されたコントローラをさらに備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記プロセッサに前記画像データを送るように構成された画像源モジュールをさらに備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記画像源モジュールは受信器と送受信器と送信器とのうちの少なくとも１つを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
入力データを受信して前記入力データを前記プロセッサに伝達するように構成された入力装置をさらに備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項３０】
前記温度変化は前記少なくとも１つの波長の光の波長を少なくともある程度示す、請求項２３に記載の表示装置。
【請求項３１】
前記温度変化は前記少なくとも１つの波長の光に関連する強度を少なくともある程度示す、請求項２３に記載の表示装置。
【請求項３２】
少なくとも１つの干渉変調器を有する光センサを製造する方法であって、
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第１の表面を形成することと、  前記第１の表面に実質的に平行であって前記第１の表面から第１の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の表面を形成することと、
前記第１の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記第１の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する温度センサを形成することと、を備える、方法。
【請求項３３】
前記温度センサは温度が所定のレベルより低いときに第１の状態にあり、温度が所定のレベルより高いときに第２の状態にある、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記温度センサは熱電対を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
光の少なくとも１つの第２の波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第３の表面を形成することと、
前記第３の表面に実質的に平行であって前記第３の表面から第２の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第４の表面を形成することと、
前記第３の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの第２の波長の吸収による、前記第３の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する第２の温度センサを形成することと、をさらに備え、前記第３、第４の表面と前記第２の温度センサは第２の干渉変調器を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
光の少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第１の表面を形成することと、
前記第１の表面に実質的に平行であって前記第１の表面から第１の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の表面を形成することと、
前記第１の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記第１の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する温度センサを形成することと、を備えるプロセスによって製造される、光センサ。
【請求項３７】
前記プロセスは、温度が所定のレベルより低いときに第１の状態にあり、温度が所定のレベルより高いときに第２の状態にあるような前記温度センサを形成することをさらに備える、請求項３６に記載の光センサ。
【請求項３８】
前記プロセスは熱電対を備えるような前記温度センサを形成することをさらに備える、請求項３６に記載の光センサ。
【請求項３９】
前記プロセスは、
光の少なくとも１つの第２の波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である第３の表面を形成することと、
前記第３の表面に実質的に平行であって前記第３の表面から第２の距離だけ間隔をあけている、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第４の表面を形成することと、
前記第３の表面に連結されており、光の前記少なくとも１つの第２の波長の吸収による前記第３の表面の少なくとも一部分の温度変化に応答する第２の温度センサを形成することと、をさらに備え、
前記第３、第４の表面と前記第２の温度センサは第２の干渉変調器を備える、請求項３６に記載の光センサ。
【請求項４０】
光の少なくとも１つの波長をある程度透過し、ある程度反射するための手段と、
ある程度透過し、ある程度反射する前記手段に連結された、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための手段と、
光の前記少なくとも１つの波長をある程度透過し、ある程度反射するための前記手段に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記手段の温度変化を感知するための手段と、を備える少なくとも１つの干渉変調器を有する、光センサ。
【請求項４１】
ある程度透過し、ある程度反射する前記手段に連結された、光の少なくとも１つの波長をある程度透過し、ある程度透過するための第２の手段と、
反射するための前記手段に連結された、光の前記少なくとも１つの波長の少なくとも一部分を反射するための第２の手段と、
光の前記少なくとも１つの波長をある程度透過し、ある程度反射するための前記手段に連結されており、光の前記少なくとも１つの波長の吸収によって少なくともある程度引き起こされる、前記手段の温度変化を感知するための第２の手段と、をさらに備える、請求項４０に記載の光センサ。
【請求項４２】
温度変化を感知するための前記第１の手段の活性化温度は、温度変化を感知するための前記第２の手段の活性化温度とは異なる、請求項４１に記載の光センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）に関し、より詳細には、ＭＥＭＳ要素のアレイに関する電気接続アーキテクチャに関する。
【背景技術】
【０００２】
超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）は、超小型機械要素とアクチュエータとエレクトロニクスとを含む。超小型機械要素は、堆積、エッチング、および／または、基板および／または堆積材料層の一部をエッチング除去する、または電気装置および電気機械装置を形成するために層を付加する他の微細機械加工プロセスを使用して作成され得る。ＭＥＭＳ装置の１つのタイプは、干渉変調器と呼ばれる。干渉変調器は、１対の導電性プレートを備えていてもよく、それらのうちの一方または両方は、ある程度透明であって、適当な電気信号の印加時に相対的に動くことができる。一方のプレートは基板に堆積された静止層を備えていてもよく、他方のプレートはこの静止層上に吊り下げられた金属膜を備えていてもよい。
【０００３】
ある表示装置構成では表示要素として、独立に作動可能な干渉光変調器のアレイが使用される。この光変調器は、各光変調器を個別に作動させるために使用される制御電圧または信号を供給するように電気的に接続される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシステム、方法および装置は各々、幾つかの態様を持っており、その１つだけではその望ましい属性の責任を果たし得ない。本発明の範囲を限定することなく、これのより卓越した特徴が、ここで簡潔に論じられるであろう。この論議を考察した後に、また特に「発明を実施するための最良の形態」と題するセクションを読めば、本発明の特徴が他の表示装置より優れてどのように利点を与えるかを理解できるであろう。
【０００５】
本発明のある幾つかの実施形態は、少なくとも１つの波長の光を吸収する少なくとも１つの干渉要素を備える光センサを提供する。干渉要素は、第１の表面とこの第１の表面に実質的に平行な第２の表面とを備える。この第２の表面は、第１の表面に実質的に垂直な方向に、あるギャップ距離だけ間隔をあけている。吸収される光の波長は、このギャップ距離に依存する。干渉要素は、温度センサをさらに備える。この温度センサは、干渉要素による光の吸収のために干渉要素の少なくとも一部分の温度変化に応答する。
【０００６】
ある幾つかの実施形態では、光センサは、複数の干渉要素を備える。各干渉要素は、対応するギャップ距離を有し、少なくとも１つの波長の光を吸収する。ある実施形態では、各干渉要素は、その他の干渉要素と実質的に同じギャップ距離を備える。他のある実施形態では、複数の干渉要素が干渉要素の２つ以上のサブセットを備える。１サブセットの各干渉要素は、このサブセットの他の干渉要素と実質的に同じギャップ距離を備える。各サブセットは、異なるギャップ距離を有し、少なくとも１つの異なる波長の光を吸収する。
【０００７】
ある実施形態では、光センサはさらに、カラーフィルタのアレイを備える。各カラーフィルタは、対応する干渉要素に当たる光がこのカラーフィルタを通して伝播するように位置決めされる。各カラーフィルタは、干渉要素に対応する光の少なくとも１つの波長を実質的に透過させる。
【０００８】
ある実施形態では、干渉要素の第１の表面は、固定表面であり、第２の表面は可動表面である。干渉要素の第１の状態で可動表面は、固定表面に実質的に垂直な方向に固定表面から、第１の距離だけ間隔をあけている。第２の状態で可動表面は、固定表面に実質的に垂直な方向に固定表面から、第１の距離とは異なる第２の距離だけ間隔をあけている。ある実施形態では、第１の距離または第２の距離のどちらかは、ほぼゼロである。
【０００９】
ある実施形態では、干渉要素は２色以上のカラーを備える。ある実施形態では、干渉要素は、単色の光（例えば赤色、緑色、青色の光）を備える。
ある実施形態では、光センサとして、少なくとも１つの干渉要素が使用される。ある別の実施形態では、画像捕捉のために複数の干渉要素が使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
少なくとも１つの干渉要素と温度センサとを有する光センサの例示的実施形態が説明される。この干渉要素は、干渉変調器の表面において、ある波長の周囲光を熱の形で吸収する。吸収された熱は温度センサによって感知される。温度センサは、接触型または非接触型センサであり得る。温度センサは、干渉変調器の表面によって吸収された熱に応答する。温度センサは、感知された温度を示すデータ、例えば電圧を出力する。ある実施形態では、出力されたデータは、処理されてディジタル画像として記憶される。ある実施形態では、出力されたデータは、周囲光の中で表示装置をより読み易くするための、表示装置を照明するフロントライトまたはバックライトの量を設定するために利用される。
【００１１】
下記の詳細説明は、本発明のある幾つかの特定の実施形態に向けられている。しかしながら本発明は、多数の異なる仕方で具体化できる。この説明では全体を通じて同様な部分は同様な数字で示される図面が参照される。下記の説明から明らかになるように、本発明は、動いている（例えばビデオ）か、静止している（例えば静止画）かにかかわらず、またテキストであるか映像であるかにかかわらず、画像を表示するように構成された如何なる装置にも実現できる。特に本発明は、次のものに限定はされないが、携帯電話、無線装置、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、ハンドヘルドまたは携帯型コンピュータ、ＧＰＳ受信器／ナビゲータ、カメラ、ＭＰ３プレーヤー、カムコーダ、ゲーム機、腕時計、時計、計算器、テレビモニタ、平面型表示装置、コンピュータモニタ、自動車の表示装置（例えば走行距離計など）、コックピットの制御盤および／または表示装置、カメラ観察の表示（例えば車両の背後観察カメラの表示）、電子写真、電子掲示板または看板、投影機、建築構造、包装、および美的構造（１個の宝石上の画像の表示）といった種々の電子装置に実現され、あるいは関連付けられ得る。ここに述べたものに類似の構造のＭＥＭＳ装置はまた、電子交換装置といった非表示アプリケーションに使用できる。
【００１２】
干渉ＭＥＭＳ表示要素を含む１つの干渉変調器表示装置の実施形態が図１に示される。これらの装置では画素は、明るい状態または暗い状態どちらかにある。明るい（「オン」または「オープン」）状態では表示要素は、入射可視光の大部分を利用者に反射する。暗い（「オフ」または「クローズ」）状態にあるときに表示要素は、入射可視光を利用者にほとんど反射しない。実施形態によって「オン」、「オフ」状態の光の反射率特性は、逆になり得る。ＭＥＭＳ画素は、選択されたカラーで顕著に反射するように構成でき、白黒に加えてカラー表示を可能にする。
【００１３】
図１は、各画素がＭＥＭＳ干渉変調器を備える、視覚表示装置の一連の画素における２個の隣接画素を描写する等角図である。ある幾つかの実施形態では、干渉変調器表示装置は、これらの干渉変調器の行／列アレイを備える。各干渉変調器は、少なくとも１つの可変寸法を有する共振光学空洞を形成するために、互いから可変の制御可能な距離に位置決めされた１対の反射層を含む。一実施形態では、これらの反射層の１つは、２つの位置の間で動き得る。ここでは解放状態と呼ばれる第１の位置において可動層は、固定されたある程度反射性の層から比較的大きな距離に位置する。第２の位置において可動層は、ある程度反射性の層により近く隣接して位置決めされる。２つの層から反射する入射光は、可動反射層の位置に依存して建設的に、または相殺的に干渉して、各画素に関して全体的に反射性または非反射性いずれかの状態を作り出す。
【００１４】
図１の画素アレイの図示された部分は、２つの隣接する干渉変調器１２ａ、１２ｂを含む。左側の干渉変調器１２ａでは、可動で高い反射性の層１４ａは、固定された、ある程度反射性の層１６ａから所定の距離の解放位置に示されている。右側の干渉変調器１２ｂでは可動で高い反射性の層１４ｂは、固定された、ある程度反射性の層１６ｂに隣接する作動位置に示されている。
【００１５】
固定層１６ａ、１６ｂは、導電性があり、ある程度透明である程度反射性であり、また例えば各々がクロムとインジウム錫酸化物の１つ以上の層を、透明な基板２０に堆積することによって製造できる。これらの層は、平行なストリップにパターン化され、以下さらに説明されるように表示装置における行電極を形成する。可動層１４ａ、１４ｂは、柱１８の最上部に堆積された堆積金属層（単数または複数）の一連の平行なストリップ（行電極１６ａ、１６ｂに直交する）、および柱１８の間に堆積された介在犠牲材料として形成される。この介在犠牲材料がエッチング除去されると、画定された空隙１９によって変形可能な金属層が固定金属層から分離される。これらの変形可能層のためにアルミニウムといった高い導電性で反射性の材料が使用され、これらのストリップは表示装置の列電極を形成することができる。
【００１６】
印加電圧がない状態では空洞１９は、図１の画素１２ａによって示されるように、層１４ａ、１６ａと機械的弛緩状態にある変形可能層との間に留まっている。しかしながら、選択された行と列とに電位差が印加されると、対応する画素における行電極と列電極との交差点に形成されたコンデンサが充電されて、静電気力がこれらの電極を互いに引き寄せる。もし電圧が十分に高ければ、可動層は変形して、図１の右側の画素１２ｂによって示されるように、固定層に押しやられる（短絡を防止して分離距離を制御するために、固定層にはこの図に示されていない誘電体材料が堆積され得る）。この挙動は、印加される電位差の極性とは無関係に同じである。この仕方で、反射性対非反射性画素状態を制御し得る行／列作動は、従来のＬＣＤと他の表示技術とで使用されるものと多くの点で類似している。
【００１７】
図２から図５は、表示アプリケーションにおいて干渉変調器のアレイを使用することに関する一例示的プロセスとシステムとを示す。図２は、本発明の態様を組み込むことのできる電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。この例示的実施形態では、電子装置は、ＡＲＭ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＩＩ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ  ＩＶ（登録商標）、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）Ｐｒｏ、８０５１、ＭＩＰＳ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、ＡＬＰＨＡ（登録商標）、またはディジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラまたはプログラム可能ゲートアレイなどの任意の専用マイクロプロセッサ、といった如何なる汎用シングルチップまたはマルチチップ・マイクロプロセッサでもあり得る、プロセッサ２１を含む。本技術では通常であるように、プロセッサ２１は、１つ以上のソフトウェアモジュールを実行するように構成され得る。オペレーティングシステムを実行することに加えて、このプロセッサは、ウェブブラウザ、電話アプリケーション、Ｅメールプログラム、あるいは他の任意のソフトウェアアプリケーションを含む、１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行するように構成できる。
【００１８】
一実施形態では、プロセッサ２１はまた、アレイコントローラ２２と通信するように構成される。一実施形態では、アレイコントローラ２２は、画素アレイ３０に信号を供給する行ドライバ回路２４と列ドライバ回路２６とを含む。図１に示すアレイの横断面は、図２の線１−１によって示されている。ＭＥＭＳ干渉変調器に関して、行／列作動プロトコルは、図３に示すこれらの装置のヒステリシス特性を利用できる。それは例えば、可動層を解放状態から作動状態に変形させるために１０ボルトの電位差を必要とする可能性がある。しかしながら電圧がその値から下げられるとき、可動層は電圧が１０ボルト未満に下がってもその状態を維持する。図３の例示的実施形態では、可動層は、電圧が２ボルト未満に下がるまで完全には解放されない。このようにして解放状態または作動状態のいずれかで装置が安定している印加電圧の領域が存在する図３に示す例では、約３Ｖから７Ｖの電圧範囲が存在する。これはここでは、「ヒステリシス領域」または「安定領域」と呼ばれる。図３のヒステリシス特性を有する表示アレイに関して、行／列作動プロトコルは、行ストローブのときに、作動されるべきストローブされた行内の画素が約１０ボルトの電圧差に曝され、解放されるべき画素がゼロボルトに近い電圧差に曝されるように設計できる。このストローブの後に画素は、行ストローブが画素をどちらの状態にするにしてもその状態に留まるように、約５ボルトの安定状態電圧差に曝される。書き込まれた後に各画素は、この例では３ボルトから７ボルトの「安定領域」内に電位差を見る。この特徴は、以前から存在する作動状態または解放状態のいずれにせよ、図１に示す画素設計を同じ印加電圧条件下で安定にする。干渉変調器の各画素は本質的に、作動状態または解放状態どちらでも固定反射層と可動反射層とによって形成されるコンデンサであるから、この安定状態は、ほとんど電力消散のないヒステリシス領域内の電圧に保持され得る。もし印加電位が一定であれば、本質的に画素に電流は流れない。
【００１９】
典型的な応用では、表示フレームは、第１行目の所望のセットの作動された画素にしたがって、セットの列電極をアサートすることによって作成できる。それから行１の電極に行パルスが印加され、アサートされた列ラインに対応する画素を作動する。それからアサートされたセットの列電極は、第２行目の所望のセットの作動された画素に対応するように変更される。それから行２の電極にパルスが印加され、アサートされた列電極にしたがって行２の適当な画素を作動する。行１の画素は、行２のパルスによって影響されないで、これらの画素が行１パルスのときにセットされた状態に留まる。これは、フレームを生成するために順次的仕方で全ての一連の行に関して繰り返される。一般にフレームは、１秒ごとのある所望の数のフレームでこのプロセスを連続的に反復することによって、新しい表示データによってリフレッシュおよび／または更新される。表示フレームを生成するために画素アレイの行電極と列電極とを駆動するための多種類のプロトコルがよく知られており、本発明と共同して使用され得る。
【００２０】
図４、図５は、図２の３×３アレイ上に表示フレームを創作するための１つの可能な作動プロトコルを示す。図４は、図３のヒステリシス曲線を示す画素に関して使用され得る可能な１セットの列、行電圧レベルを示す。図４の実施形態では、１画素を作動することは、適切な列を−Ｖｂｉａｓに、適切な行を＋ΔＶに設定することを含み、これらはそれぞれ−５ボルトと＋５ボルトに対応する。この画素を解放することは、適切な列を＋Ｖｂｉａｓに、適切な行を同じく＋ΔＶに設定することによって遂行され、この画素に亘ってゼロボルトの電位差を生成する。行電圧がゼロボルトに保持されるこれらの行ではこれらの画素は、列が＋Ｖｂｉａｓまたは−Ｖｂｉａｓであるかどうかに関係なく、これらの画素が元あったどんな状態においても安定である。
【００２１】
図５Ｂは、結果として図５Ａに示す表示配列になる図２の３×３アレイに印加される一連の行、列信号を示すタイミング図であり、この場合、作動された画素は非反射性である。図５Ａに示すフレームの書込みに先立って、これらの画素は如何なる状態に在ることもでき、この例ではすべての行は０ボルトにあり、すべての列は＋５ボルトにある。これらの印加電圧によってすべての画素は、既存の作動状態または解放状態で安定である。
【００２２】
図５Ａのフレームでは、画素（１，１）、（１，２）、（２，２）、（３，２）、（３，３）が作動されている。これを遂行するために行１のための「ラインタイム」時に、列１、２は−５ボルトにセットされ、列３は＋５ボルトにセットされる。これは、すべての画素が３ボルトから７ボルトの安定領域に留まっているので、如何なる画素の状態も変化させない。それから行１は、０ボルトから５ボルトまで行ってゼロに戻るパルスによってストローブされる。これは、（１，１）、（１，２）画素を作動して（１，３）画素を解放する。このアレイの他の画素は影響されない。所望のように行２をセットするために、列２は−５ボルトにセットされ、列１、３は＋５ボルトにセットされる。それから行２に印加される同じストローブは画素（２，２）を作動して、画素（２，１）と（２，３）とを解放するであろう。再び、このアレイの他の画素は影響されない。同様に行３は、列２、３を−５ボルトにセットし、列１を＋５ボルトにセットすることによってセットされる。行３のストローブは、図５Ａに示すように行３の画素をセットする。このフレームの書込み後に行電位はゼロになり、列電位は＋５ボルトまたは−５ボルトのいずれかに留まることができ、それから表示は図５Ａの配列で安定になる。何１０あるいは何１００という行と列のアレイに関して、同じ手順が使用できることは認められるであろう。行、列の作動を実行するために使用される電圧のタイミングと順序とレベルは、上記に概説した一般原理内で幅広く変えることができ、上記の例は単に例示的なものであって、如何なる作動電圧方法も本発明で使用できることも認められるであろう。
【００２３】
上記の原理にしたがって動作する干渉変調器の構造の詳細は、広く変わり得る。例えば図６Ａから図６Ｃは、可動ミラー構造の３つの異なる実施形態を示す。図６Ａは、金属材料１４のストリップが直交して延びる支持体１８上に堆積される、図１の実施形態の断面図である。図６Ｂでは、可動反射材料１４が連結細片３２上において、角だけで支持体に取り付けられている。図６Ｃでは、可動反射材料１４は変形可能な層３４から吊り下げられている。この実施形態は、反射性材料１４に使用される構造設計と材料とが光学特性に対して最適化でき、また変形可能な層３４に使用される構造設計と材料とが所望の機械特性に対して最適化できるので、有益である。種々のタイプの干渉装置の製造は、例えば米国特許出願公開第２００４／００５１９２９号を含む種々の公表された文書に記載されている。一連の材料堆積、パターン形成、エッチングの工程を含む上記の構造を製造するために、種々のよく知られた技術が使用できる。
【００２４】
ある幾つかの実施形態では、これらの干渉要素は、異なる反射特性と透過特性とを有する少なくとも２つの状態の間で、選択された干渉要素を個別にアドレス指定して切り替える能力を与える。切替え可能でない他の干渉要素も、ここに説明した実施形態に適合可能である。
【００２５】
図７は、温度センサ７０８を有する干渉要素７００を模式的に示す。干渉要素７００の図示された実施形態は、切り替え可能ではなく、したがって上述のように「オフ」状態と「オン」状態との間で切り替わらない。しかしながら干渉要素７００の説明は、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す例示的な切替え可能な実施形態を含む切替え可能実施形態に等しく当てはまる。例えば図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す例示的な切替え可能な実施形態は、温度センサ７０８を含んでもよい。このような実施形態では、干渉要素は、周囲光を感知すると同様に「オン」状態と「オフ」状態との間で切り替わることができる。温度センサ７０８を有する図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す例示的な切替え可能な要素の実施形態は、表示目的ばかりでなく周囲光を感知する能力のために干渉要素を組み込んだ表示電子装置のために有利であり得る。例えば干渉要素によって感知される特性は、光学的補正機構を制御するために利用できる。ある実施形態では、光学的補正機構は、表示電子装置に関連するフロントライト、サイドライト、またはバックライトである。周囲光の検出された強度または明るさは、周囲光の中で表示電子装置が表示電子装置をより読み易くするための照明光の量を設定するために、このような実施形態で有利に使用できる。
【００２６】
干渉要素７００は、周囲光を感知するように構成される。ある実施形態では、温度センサ７０８は、感知された周囲光の１つ以上の特性を電子装置に供給する。周囲光の特性は、波長と強度とを含むが、これらに限定されない。例示的電子装置は、カメラと指紋センサとを含む。ある幾つかの実施形態では、干渉要素７００は、少なくとも１つの波長とこの波長に関連する強度とを有する周囲光を感知する。ある実施形態では、カメラ装置は、これらの特性を受け取って記憶する。映像を形成するためにカメラは、干渉要素のアレイに配置された複数の隣接する干渉要素から特性を受け取ることができる。ある実施形態では、干渉要素のアレイから受け取られた特性は、処理されてディジタル画像として記憶される。カメラまたは他の撮像装置としての干渉要素７００の使用は、図８に関連してより詳細に説明される。
【００２７】
ある幾つかの実施形態では、切替え可能および非切替え可能干渉要素の両者が表示電子装置に利用される。これら切替え可能または非切替え可能の１つ以上は、温度センサ７０８を含み得る。このセンサを有する切替え可能または非切替え可能干渉要素は、切替え干渉要素のアレイの内側または外側に配置され得る。
【００２８】
干渉要素７００は、第１の表面７０２と、この第１の表面７０２に実質的に平行な第２の表面７０４とを備える。この第２の表面７０４は、第１の表面７０２に実質的に垂直な方向に第１の表面７０２から或るギャップ距離ｄ０だけ間隔をあけている。第１の表面７０２は、少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である。第２の表面７０４は、光に対して少なくともある程度反射性である。第１の表面７０２と第２の表面７０４の例示的材料は、クロムまたはチタンを含むが、これらに限定されない。
【００２９】
第１の表面７０２と第２の表面７０４は、光が第１の表面７０２と第２の表面７０４との間で反射しながらそれ自身と干渉する共振空洞（例えばエタロン）を形成する。干渉要素７００は、少なくとも１つの波長を有する光を吸収する。この少なくとも１つの波長は、ギャップ距離ｄ０に依存する。図７によって模式的に図示された実施形態では、干渉要素７００は、この少なくとも１つの波長に対して実質的に透過性である基板７０６をさらに備える。光は、この基板７０６を介して干渉要素７００に入射し、第１の表面７０２と第２の表面７０４との間で反射する。少なくとも１つの波長を有する、干渉要素７００に入射する光の少なくとも一部分は、干渉要素７００によって吸収される。第１の表面７０２において吸収されたこの光に関連するエネルギーは、熱として消散される。図７に模式的に示すように、ある実施形態の第１の表面７０２は基板７０６上に存在するが、他の実施形態では、基板７０６と第１の表面７０２との間には１つ以上の介在層（例えば誘電体層）が存在する。さらに他の実施形態では、干渉要素７００は、第１の表面７０２が１つ以上の層（例えば誘電体層）と基板７０６との間に在るように第１の表面７０２上に存在する、これら１つ以上の層を備える。
【００３０】
干渉要素７００はさらに、温度センサ７０８を備える。温度センサ７０８は、干渉要素７００による光の吸収による干渉要素７００の少なくとも一部分の温度変化に応答する。図７によって模式的に示された実施形態では、温度センサ７０８は、第１の表面７０２上にあって、第１の表面７０２と第２の表面７０４との間に存在する。温度センサ７０８の他の位置も、ここに説明された実施形態に適合する。ある実施形態では、温度センサ７０８は、第１の表面７０２に隣接して、または間隔をあけて配置される。このような実施形態では、温度センサ７０８は、放射、対流、伝導または熱エネルギーを伝達するための１つ以上の物理プロセスの組合せを介して、第１の表面７０２のこの部分の温度変化を感知し得る。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す例示的実施形態では、温度センサ７０８は、光学スタックの近くに、または隣接して配置され得る。ある実施形態では、光学スタックは、固定層１６ａ、１６ｂとこれらの固定層に隣接する層とを含む。これらの隣接層は、誘電体とクロムとインジウム錫酸化物の層と、透明基板２０とを含むことができる。
【００３１】
ある実施形態では、吸収とそれに対応する熱は、波長の関数である。例えば干渉要素７００は、赤色光と緑色光と青色光とに関して異なる吸収係数を持つことができ、それによって入射光のこれら種々の波長に関して異なる量の熱を発生させる。ある実施形態では、干渉要素７００の材料は、選択された範囲の波長に対する感度を与えるように選択される。ここで説明された実施形態に適合する干渉要素７００によって検出できる波長の範囲は、可視波長、赤外波長、紫外波長、無線周波数（ＲＦ）波長、およびＸ線を含むが、これらに限定されない。
【００３２】
ある実施形態では、温度センサ７０８は、温度が所定のレベルより低いときには第１の状態にあり、温度が所定のレベルより高いときには第２の状態にある、２進装置（例えばスイッチ）を備える。このようなスイッチは、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）製造技術を使用して形成される。ある幾つかの他の実施形態では、温度センサ７０８は、アナログ装置を備える。
【００３３】
例えば温度センサ７０８は、接触型または非接触型センサであり得る。ここに説明された実施形態で使用できる例示的な接触型温度センサは、熱電対、サーミスタ、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、フィルドシステム温度計、バイメタル温度計、および半導体温度センサを含む。例えば、バイメタル熱電対は、温度の関数として電圧差を生成するために使用できる。ここで説明された実施形態で使用できる例示的な非接触型温度センサは、放射温度計（例えばパイロメータ（高温計））、熱画像形成装置、電波温度計、光高温計および光ファイバ温度センサを含む。他の温度センサ７０８もここに説明された実施形態に適合する。
【００３４】
ある実施形態では、温度センサ７０８の表面領域が多かれ少なかれ、第１の表面７０２に接触する。温度センサ７０８と第１の表面７０２との間の接触表面積を増やすことは、好都合にも、温度センサ７０８によって測定される特性の感度を向上させることができる。
【００３５】
少なくとも１つの波長を有する光を吸収することによって干渉要素７００の温度は上昇し、また温度センサ７０８はこの温度上昇に応答する。ある実施形態では、温度センサ７０８の応答は、温度センサ７０８の電圧変化を測定することによって決定される。図示の実施形態では、温度センサ７０８は、電圧（Ｖ０−Ｖ１）を測定する。Ｖ０とＶ１との間の電圧変化は、第１の表面７０２のこの部分の温度変化に対応する。ある他の実施形態では、温度センサ７０８は、温度センサ７０８の選択されたタイプに依存して、例えば電流、抵抗および／または偏位を測定する。
【００３６】
ある実施形態では、温度の上昇は、干渉要素７００によって吸収された少なくとも１つの波長の光の強度に依存する。したがって干渉要素７００は、少なくとも１つの波長に感度を有する光センサとして役立つ。
干渉要素７００のサイズは、微細加工設計基準の関数である。半導体製造において、ほぼ１平方ミクロン以下の面積を有する干渉要素７００を持つ、ある幾つかの実施形態が可能である。他のある実施形態は、ほぼ１／２平方ミクロン以下の面積を有する干渉要素７００を与える。干渉要素７００の他のサイズも、ここに説明された実施形態に適合する。
【００３７】
図８は、３セットの干渉要素７００を備える複数の干渉要素７００を模式的に示す。干渉要素７００の第１のセット８００は、第１の範囲の波長に対して実質的に反射性であって、他の波長に対して少なくともある程度吸収性であることに対応する、ギャップ距離ｄ１を持っている。干渉要素７００の第２のセット８０２は、第２の範囲の波長に対して実質的に反射性であって、他の波長に対して少なくともある程度吸収性であることに対応する、第２のギャップ距離ｄ２を持っている。干渉要素７００の第３のセット８０４は、第３の範囲の波長に対して実質的に反射性であって、他の波長に対して少なくともある程度吸収性であることに対応する、第３のギャップ距離ｄ３を持っている。温度センサ７０８は、３つの異なるギャップがこれらの感度を最適化するために、異なる材料で作ることができ、および／または異なるアーキテクチャ（ＭＥＭＳ／バイメタルなど）を持つことができる。
【００３８】
ある実施形態では、各範囲の波長は、ある範囲のカラーを備える。ある実施形態では、各範囲の波長は、２色以上のカラーを備える。ある実施形態では、第１、第２、第３の範囲の波長は、赤、緑、青に対応するが、他の実施形態では、第１、第２、第３のカラーは、シアン、マゼンタ、イエローに対応する。このような実施形態は、好都合にも各スペクトル成分の強度の測定値を与える。他の範囲の波長も、ここに説明された実施形態に適合する。
【００３９】
異なる範囲の波長に対して吸収性である干渉要素７００を使用することによって、ある幾つかの実施形態は、波長間を弁別できる光センサを与える。例えば赤、青、緑に対して吸収性である図８の干渉要素７００を持つことによって、光画像形成センサが構築できる。光画像形成センサの各画素は、それぞれの温度変化によって、赤、緑、青に関して光の強度を測定する干渉要素７００からなる。ＣＣＤと同様に、カラーは赤、青、緑の３原色に関する異なる温度上昇によって検出される。このような実施形態は画像捕捉のために使用できるが、他のある実施形態は周囲光の明るさを監視するために使用できる。周囲光の検出された明るさは好都合にも、周囲光の中で表示装置をより読み易くするための表示装置を照明するフロントライトまたはバックライトの量を設定するために、ある幾つかの実施形態で使用できる。
【００４０】
ある実施形態では、ＣＣＤカメラは、到来する光を受け取るために１片のシリコンの代わりに温度センサ７０８を有する、干渉要素７００のアレイを使用する。干渉要素の各々は、図６から図１０を参照しながら説明されたように、到来する光を感知する。このカメラはまた、感知された画像を表示するための表示装置を含んでもよい。さらに一実施形態では、表示装置は前述のＣＣＤカメラを含むことができる。光は、この光が消されるまで干渉センサに当たることが可能である。光源が消される（例えばシャッターが閉じられる）と、干渉センサをアンロードし、各センサにおける電圧変化を測定し、ビデオモニタまたは他の出力媒体上で結果として得られたデータを画像に処理するために、簡単な電子回路とマイクロプロセッサまたはコンピュータが使用される。
【００４１】
図９は、３セットの干渉要素７００を備える複数の干渉要素７００を模式的に示す。干渉要素７００の各々は、ほぼ同じギャップ距離ｄ０を持っているので、干渉要素７００は同じ少なくとも１つの波長に対して吸収性である。干渉要素７００の第１のセット９００は、ある周囲光強度または入射光強度に関連する第１の範囲の温度に応答する、第１の温度センサ７０８ａを有する。干渉要素７００の第２のセット９０２は、ある範囲の周囲光強度または入射光強度に関連する第２の範囲の温度に応答する第２の温度センサ７０８ｂを有する。干渉要素７００の第３のセット９０４は、ある範囲の周囲光強度または入射光強度に関連する第３の範囲の温度に応答する第３の温度センサ７０８ｃを有する。ある実施形態では、温度の第１の範囲、第２の範囲、第３の範囲の１つ以上は互いにオーバーラップする。
【００４２】
異なる範囲の温度に応答する干渉要素７００を使用することによって、ある幾つかの実施形態は好都合にも、単一の範囲の温度に応答する温度センサ７０８を使用することによって達成されるよりも、干渉要素７００によって吸収される少なくとも１つの波長の光強度のより正確な決定を与える。例えばある実施形態では、第１の温度センサ７０８ａは、第１の温度Ｔ１において２つの状態間で切り替わる２進装置であり、第２の温度センサ７０８ｂは、Ｔ１より高い第２の温度Ｔ２において２つの状態間で切り替わる２進装置であり、第３の温度センサ７０８ｃは、Ｔ２より高い第３の温度Ｔ３において２つの状態間で切り替わる２進装置である。３個の温度センサ７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃの状態を検出することによって、ある実施形態は、干渉要素７００の温度がＴ１より低いか、Ｔ１とＴ２との間にあるか、Ｔ２とＴ３との間にあるか、あるいはＴ３より高いかを決定できる。ある実施形態では、単一の干渉要素７００は、同様の能力を備えるために２個以上の温度センサ７０８を備える。
【００４３】
ある実施形態は、選択された干渉要素７００を個別にアドレス指定して、これら選択された干渉要素７００を異なる反射特性と透過特性とを有する少なくとも２つの状態間で切り替える能力を備えた干渉要素７００を有する。このような実施形態では、干渉要素７００は、干渉要素７００が吸収する波長の範囲を変えるために２つ以上の状態間で切り替わることができる。こうしてある実施形態は好都合にも、干渉要素７００の応答を随意に修正する能力を与える。
【００４４】
図１０Ａ、１０Ｂは、干渉要素１００２のアレイとカラーフィルタ１００４のアレイとを備える光センサ１０００の例示的実施形態を模式的に示す。各干渉要素１００２は、少なくとも１つの波長に対して実質的に反射性であり、他の波長において少なくともある程度吸収性である。図１０Ａ、図１０Ｂによって模式的に示された実施形態では、干渉要素１００２の各々は、他の干渉要素１００２が吸収するのと同じ少なくとも１つの波長を各干渉要素１００２が吸収するように、同じギャップ距離ｄ０を有する。
【００４５】
各カラーフィルタ１００４は、対応する干渉要素１００２から反射された光がカラーフィルタ１００４を通って伝播するように位置決めされる。図１０Ａによって模式的に示された実施形態では、カラーフィルタ１００４は、光センサ１０００の基板１００８の外側表面１００６の外側に配置されている。図１０Ｂによって模式的に示された実施形態では、カラーフィルタ１００４は、外側表面１００６の内側に配置されており、干渉要素１００２のアレイと一体化されている。
【００４６】
各カラーフィルタ１００４は、選択された範囲の波長がこのカラーフィルタ１００４を実質的に透過するが、他の波長はこのカラーフィルタ１００４によって実質的に透過されない（例えば反射されるか吸収される）、特徴的な透過率スペクトルを持っている。ある実施形態では、カラーフィルタ１００４のアレイは、カラーフィルタ１００４の３個のサブセットを備える。第１のサブセットの各カラーフィルタ１００４は第１の透過率スペクトルを有し、第２のサブセットの各カラーフィルタ１００４は第２の透過率スペクトルを有し、第３のサブセットの各カラーフィルタ１００４は第３の透過率スペクトルを有する。ある実施形態では、カラーフィルタ１００４の第１、第２、第３のサブセットはそれぞれ、赤色光、緑色光、青色光の実質的な透過率に対応する透過率スペクトルを有する。他のある実施形態では、カラーフィルタ１００４の第１、第２、第３のサブセットはそれぞれ、シアン光、マゼンタ光、イエロー光の実質的な透過率に対応する透過率スペクトルを有する。他の透過率スペクトルを有する他のカラーフィルタ１００４も、ここに述べた実施形態に適合する。
【００４７】
図１１は、ここに述べた実施形態に適合する３つの例示的カラーフィルタ材料の１セットに関する、波長（λ）の関数としての透過率（Ｔ）のグラフである。図１１の例示的カラーフィルタ材料は、ミズーリ州、ロルラのブリューワーサイエンススペシャルティマテリアルス（Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｏｆ  Ｒｏｌｌａ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）から入手可能な着色感光性カラーフィルタ樹脂である。図１１の実線はＰＳＣＢｌｕｅ（登録商標）の１．２ミクロン厚フィルムの透過スペクトルに対応し、図１１の破線はＰＳＣＧｒｅｅｎ（登録商標）の１．５ミクロン厚フィルムの透過スペクトルに対応し、図１１の鎖線はＰＳＣＲｅｄ（登録商標）の１．５ミクロン厚フィルムの透過スペクトルに対応する。
【００４８】
図１２Ａから図１２Ｂは、バックライト光源からの放射スペクトルにオーバーレイされた図１１のカラーフィルタ材料の透過率スペクトルの３つのグラフである。各カラーフィルタ材料の透過スペクトルの畳込みは、バックライト光源の放射スペクトルの対応部分を選択する。各カラーフィルタ１００４の透過率スペクトルの帯域透過特性は、干渉要素１００２が光センサ１０００の画素への別々のカラー寄与として使用されることを可能にする。
【００４９】
顔料系のカラーフィルタ材料の厚さは、所望の透過率を与えるように選択される。ここに説明された実施形態に適合する他のカラーフィルタ材料は、干渉ベースの多層誘電体構造を含むが、これに限定されない。
３色のカラー（例えば赤／緑／青またはシアン／マゼンタ／イエロー）に対応するカラーフィルタ１００４を、実質的に等しいギャップ距離を有する干渉要素１００２と組み合わせることによって、このような実施形態は好都合にも、干渉要素１００２の構造をパターン化することなしに３色のカラーラインに対する感度を与える。
【００５０】
ある実施形態では、カラーフィルタ１００４は、異なるギャップ距離を有する干渉要素１００２の２つ以上のセットと組み合わされる。干渉要素１００２の各セットは、異なる範囲の波長を吸収する。このような実施形態では、カラーフィルタ１００４は、干渉要素／カラーフィルタ組合せの吸収スペクトルを、特殊要件に適合させることに役立つ（例えば干渉要素１００２に到達する波長の範囲を狭めることによって）。
【００５１】
図１３は、サイドライト光源１３００での使用のための温度センサを有する干渉要素７００を組み込んだ、電子装置１３０２の一実施形態を示すシステムブロック図である。干渉要素７００は、切替え可能でも非切替え可能でもよい。この干渉要素７００は、少なくとも１つの波長を有する光を吸収する。この少なくとも１つの波長は、ギャップ距離ｄ０（図７参照）に依存する。図１３によって模式的に示された実施形態では、光は図の面に垂直に干渉要素７００に入射し、第１の表面７０２と第２の表面７０４との間で反射する（図７を参照）。少なくとも１つの波長を有する、干渉要素７００に入射する光の少なくとも一部分は、干渉要素７００によって吸収される。この吸収された光に関連するエネルギーは、熱として消散する。温度センサ７０８は、光の吸収による干渉要素７００の少なくとも一部分の温度変化に応答する。温度センサ７０８は、放射、対流、伝導または熱エネルギーを伝達するための１つ以上の物理プロセスの組合せによって干渉要素７００のこの部分の温度変化を感知できる。感知された温度変化は、サイドライト光源１３００によって受け取られる。サイドライト光源１３００は、光学的補正機構を制御するために感知された特徴を利用する。図１３に示された例示的実施形態では、光学的補正機構はサイドライトである。ある実施形態では、周囲光の検出された強度または明るさは、表示電子装置が周囲光の中で表示装置をより読み易くするための照明光の量を設定または調整するために使用される。
【００５２】
図１４は、バックライト光源１４０２での使用のための温度センサを有する干渉要素７００を組み込んだ、電子装置１４００の一実施形態を示すシステムブロック図である。図１４に示された電子装置１４００は、液晶表示装置である。干渉要素７００は、切替え可能でも非切替え可能でもよい。この干渉要素７００は、少なくとも１つの波長を有する光を吸収する。この少なくとも１つの波長は、ギャップ距離ｄ０（図７参照）に依存する。図１４によって模式的に示された実施形態では、光は矢印１４０４に実質的に並行に干渉要素７００に入射し、第１の表面７０２と第２の表面７０４との間で反射する（図７を参照）。少なくとも１つの波長を有する、干渉要素７００に入射する光の少なくとも一部分は、干渉要素７００によって吸収される。この吸収された光に関連するエネルギーは、熱として消散する。温度センサ７０８は、光の吸収による干渉要素７００の少なくとも一部分の温度変化に応答する。温度センサ７０８は、放射、対流、伝導または熱エネルギーを伝達するための１つ以上の物理プロセスの組合せによって干渉要素７００のこの部分の温度変化を感知できる。感知された温度変化は、バックライト光源１４０２によって受け取られる。バックライト光源１４０２は、光学的補正機構を制御するために感知された特徴を利用する。図１４に示された例示的実施形態では、光学的補正機構はバックライトである。ある実施形態では、周囲光の検出された強度または明るさは、ＬＣＤ表示電子装置が周囲光の中で表示装置をより読み易くするために、照明光の量を設定または調整するために使用される。
【００５３】
図１５は、上述のような干渉要素７００と温度センサ７０８との実施形態を有する電子装置によって光を感知するための、一連の例示的ステップを示す。このプロセスは、温度センサ７０８を有する干渉要素７００が、光の少なくとも１つの波長を吸収する状態１５００から始まる。ある実施形態では、干渉要素７００は、第１の表面７０２と、この第１の表面７０２に実質的に平行な第２の表面７０４とを備える。第２の表面７０４は、第１の表面７０２に実質的に垂直な方向に、第１の表面７０２からギャップ距離ｄ０だけ間隔をあけている。第１の表面７０２は、少なくとも１つの波長に対してある程度透過性で、ある程度反射性である。第２の表面７０４は、光に対して少なくともある程度反射性である。第１の表面７０２と第２の表面７０４の例示的材料は、クロムまたはチタンを含むが、これらに限定されない。
【００５４】
第１の表面７０２と第２の表面７０４は、光が第１の表面７０２と第２の表面７０４との間で反射するときに光がそれ自身と干渉する、共振空洞（例えばエタロン）を形成する。干渉要素７００は、少なくとも１つの波長を有する光を吸収する。第１の表面７０２におけるこの吸収された光に関連するエネルギーは、熱として消散する。種々の実施形態では、第１の表面７０２は、図７に模式的に示されたように基板７０６上に在る。さらに他の実施形態では、干渉要素７００は、第１の表面７０２が１つ以上の層（例えば誘電体層）と基板７０６との間に在るように第１の表面７０２上に存在する、これら１つ以上の層を備える。
【００５５】
干渉要素７００のサイズは、微細加工設計基準の関数である。半導体製造において、ほぼ１平方ミクロン以下の面積を有する干渉要素７００を持つある実施形態が可能である。他のある実施形態は、ほぼ１／２平方ミクロン以下の面積を有する干渉要素７００を与える。干渉要素７００の他のサイズも、ここに説明された実施形態に適合する。
【００５６】
次に状態１５０２において、温度センサ７０８は、干渉要素７００の少なくとも一部分の温度変化を感知する。温度センサ７０８は、干渉要素７００による光の吸収による干渉要素７００の少なくとも一部分の温度変化に応答する。図７によって模式的に示された実施形態では、温度センサ７０８は、第１の表面７０２上に在り、第１の表面７０２と第２の表面７０４との間に在る。温度センサ７０８の他の位置も、ここに説明された実施形態に適合する。ある実施形態では、温度センサ７０８は、第１の表面７０２に隣接して、または間隔をあけて配置される。このような実施形態では、温度センサ７０８は、放射、対流、伝導または熱エネルギーを伝達するための１つ以上の物理プロセスの組合せによって、第１の表面７０２のこの部分の温度変化を感知できる。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す例示的実施形態では、温度センサ７０８は、光学スタックの近くに、または隣接して配置され得る。ある実施形態では、この光学スタックは、固定層１６ａ、１６ｂとこれらの固定層に隣接する層とを含む。これらの隣接層は、誘電体、クロム、インジウム錫酸化物の層と、透明基板２０とを含むことができる。
【００５７】
ある実施形態では、吸収とそれに対応する熱は、波長の関数である。例えば干渉要素７００は、赤色光と緑色光と青色光とに関して異なる吸収係数を持つことができ、それによって入射光のこれら種々の波長に関して異なる量の熱を発生させる。ある実施形態では、干渉要素７００の材料は、選択された範囲の波長に対する感度を与えるように選択される。ここで説明された実施形態に適合する干渉要素７００によって検出され得る波長の範囲は、可視波長、赤外波長、紫外波長、無線周波数（ＲＦ）波長、およびＸ線を含むが、これらに限定されない。
【００５８】
ある実施形態では、温度センサ７０８は、温度が所定のレベルより低いときには第１の状態にあり、温度が所定のレベルより高いときには第２の状態にある、２進装置（例えばスイッチ）を備える。このようなスイッチは、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）製造技術を使用して形成される。ある幾つかの他の実施形態では、温度センサ７０８は、アナログ装置を備える。
【００５９】
例えば、温度センサ７０８は、接触型または非接触型センサであり得る。ここに説明された実施形態で使用できる例示的な接触型温度センサは、熱電対、サーミスタ、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）、フィルドシステム温度計、バイメタル温度計、および半導体温度センサを含む。例えば、バイメタル熱電対は、温度の関数としての電圧差を生成するために使用できる。ここで説明された実施形態で使用できる例示的な非接触型温度センサは、放射温度計（例えばパイロメータ）、熱画像形成装置、電波温度計、光高温計および光ファイバ温度センサを含む。他の温度センサ７０８も、ここに説明された実施形態に適合する。
【００６０】
少なくとも１つの波長を有する光を吸収することによって干渉要素７００の温度は上昇し、また温度センサ７０８はこの温度上昇に応答する。ある実施形態では、温度センサ７０８の応答は、温度センサ７０８の電圧変化を測定することによって決定される。例えば、Ｖ０とＶ１との間の電圧変化は、第１の表面７０２のこの部分の温度変化に対応する。ある実施形態では、温度の上昇は、干渉要素７００によって吸収された少なくとも１つの波長における光の強度に依存する。
【００６１】
状態１５０４に移ると、感知された温度変化を示すデータは、電子装置に供給される。電子装置の実施形態は、カメラまたは指紋センサを含む。ある実施形態では、温度変化は、処理されてディジタル画像として記憶される。他のある実施形態では、温度変化は、周囲光の中で表示装置をより読み易くするための表示装置を照明する、フロントライトまたはバックライトの量を設定するために利用される。
【００６２】
図１６Ａ、図１６Ｂは、表示装置２０４０の実施形態を示すシステムブロック図である。表示装置２０４０は、例えば、セルラーまたは携帯電話であり得る。しかしながら、表示装置２０４０の、またはその僅かに異なる変形版の同じコンポーネントもまた、テレビおよび携帯型メディアプレーヤーといった種々のタイプの表示装置の実例となっている。
【００６３】
表示装置２０４０は、ハウジング２０４１と、表示部２０３０と、アンテナ２０４３と、スピーカ２０４５と、入力装置２０４８と、マイクロフォン２０４６とを含む。ハウジング２０４１は一般に、射出成形と真空成形とを含む、当業者にはよく知られた種々の製造プロセスのうちの、任意のプロセスによって形成される。さらにハウジング２０４１は、プラスチック、金属、ガラス、ゴム、セラミック、またはそれらの組合せを含む、しかしこれらに限定されない、種々の材料のどれからでも作ることができる。一実施形態では、ハウジング２０４１は、異なるカラーの、または異なるロゴ、絵柄、または記号を含む、他の除去可能な部分と交換可能である除去可能部分（図示せず）を含む。
【００６４】
例示的な表示装置２０４０の表示部２０３０は、ここに説明されたような双安定表示装置を含む種々の表示装置のうちの任意のものであり得る。他の実施形態では、表示部２０３０は、前述のようなプラズマ、ＥＬ、ＯＬＥＤ、ＳＴＮ  ＬＣＤ、またはＴＦＴ  ＬＣＤといった平面型表示装置、またはＣＲＴまたは当業者にはよく知られた他のブラウン管装置といった非平面型表示装置を含む。しかしながら、本実施形態を説明する目的のために、表示部２０３０は、ここに説明されたような干渉変調器表示装置を含む。
【００６５】
例示的な表示装置２０４０の一実施形態のコンポーネントは、図１６Ｂに模式的に図示されている。図示の例示的な表示装置２０４０は、ハウジング２０４１を含んでおり、少なくともある程度その中に囲い込まれた更なるコンポーネントを含むことができる。例えば、一実施形態では、例示的な表示装置２０４０は、送受信器２０４７に連結されたアンテナ２０４３を含むネットワークインタフェース２０２７を含む。送受信器２０４７は、調整ハードウエア２０５２に接続されたプロセッサ２０２１に接続される。この調整ハードウエア２０５２は、信号を調整する（例えば信号をフィルタリングする）ように構成され得る。調整ハードウエア２０５２は、スピーカ２０４５とマイクロフォン２０４６とに接続される。プロセッサ２０２１はまた、入力装置２０４８とドライバコントローラ２０２９とに接続される。ドライバコントローラ２０２９は、フレームバッファ２０２８と、表示アレイ２０３０に連結されたアレイドライバ２０２２とに連結される。電源２０５０は、特定の例示的な表示装置２０４０設計によって必要とされる、すべてのコンポーネントに電力を供給する。
【００６６】
ネットワークインタフェース２０２７は、例示的な表示装置２０４０がネットワーク上の１つ以上の装置と通信できるようにアンテナ２０４３と送受信器２０４７とを含む。一実施形態では、ネットワークインタフェース２０２７はまた、プロセッサ２０２１の要件を軽減するために幾らかの処理能力を持つこともできる。アンテナ２０４３は、信号を送受信するための、当業者には知られた如何なるアンテナでもよい。一実施形態では、このアンテナは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、（ｂ）または（ｇ）を含むＩＥＥＥ８０２．１１規格に従うＲＦ信号を送受信する。もう１つの実施形態では、アンテナは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ規格に従うＲＦ信号を送受信する。セルラー電話の場合、アンテナはＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＡＭＰＳ、または無線セル電話ネットワーク内で通信するために使用される他の既知の信号を受信するように設計される。送受信器２０４７は、信号がプロセッサ２０２１によって受信され、さらに処理され得るように、アンテナ２０４３から受信された信号を前処理する。送受信器２０４７はまた、信号がアンテナ２０４３を介して例示的な表示装置２０４０から送信され得るように、プロセッサ２０２１から受信された信号を処理する。
【００６７】
代替の実施形態では、送受信器２０４７は、受信器によって置き換えることができる。さらに他の実施形態では、ネットワークインタフェース２０２７は、プロセッサ２０２１に送られるべき画像データを、記憶または生成できる画像源によって置き換えることができる。例えば画像源は、ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または画像データを含むハードディスクドライブ、または画像データを生成するソフトウェアモジュールであり得る。
【００６８】
プロセッサ２０２１は一般に、例示的な表示装置２０４０の全体的動作を制御する。プロセッサ２０２１は、ネットワークインタフェース２０２７または画像源から圧縮画像データのようなデータを受信し、このデータを未加工画像データに、または未加工画像データに直ぐに処理されるフォーマットに処理する。それからプロセッサ２０２１は、この処理されたデータをドライバコントローラ２０２９に、または記憶のためにフレームバッファ２０２８に送る。未加工データは典型的には、画像内の各位置における画像特性を識別する情報を指す。例えばこのような画像特性は、色彩と彩度とグレイスケールレベルとを含むことができる。
【００６９】
一実施形態では、プロセッサ２０２１は、例示的な表示装置２０４０の動作を制御するための、マイクロコントローラ、ＣＰＵ、または論理ユニットを含む。調整ハードウエア２０５２は一般に、スピーカ２０４５に信号を送信し、マイクロフォン２０４６から信号を受信するための増幅器とフィルタとを含む。調整ハードウエア２０５２は、例示的な表示装置２０４０内の個別のコンポーネントであってよく、あるいはプロセッサ２０２１または他のコンポーネント内に組み込まれてもよい。
【００７０】
ドライバコントローラ２０２９は、プロセッサ２０２１によって生成された未加工画像データをプロセッサ２０２１から直接に、またはフレームバッファ２０２８から取得して、アレイドライバ２０２２への高速伝送のために、未加工画像データを適当に再フォーマットする。特にドライバコントローラ２０２９は、画像データが表示アレイ２０３０全面に亘る走査のために適した時間順序を持つように、未加工画像データをラスタ状のフォーマットを有するデータフローに再フォーマットする。それからドライバコントローラ２０２９は、このフォーマットされた情報をアレイドライバ２０２２に送る。ＬＣＤコントローラといったドライバコントローラ２０２９は、独立型集積回路（ＩＣ）としてしばしばシステムプロセッサ２０２１と関連するが、このようなコントローラは多くの仕方で実現できる。これらは、ハードウエアとしてプロセッサ２０２１内に埋め込まれ、またはソフトウェアとしてプロセッサ２０２１内に埋め込まれ、またはアレイドライバ２０２２と共にハードウエアに完全に一体化され得る。
【００７１】
典型的にはアレイドライバ２０２２は、フォーマットされた情報をドライバコントローラ２０２９から受け取って、このビデオデータを表示の画素のｘ−ｙ行列から到来する何百、時には何千のリードに毎秒多数回加えられる平行な１セットの波形に再フォーマットする。
【００７２】
一実施形態では、ドライバコントローラ２０２９と、アレイドライバ２０２２と、表示アレイ２０３０は、ここに説明された表示装置のタイプの如何なるものにも適している。例えば一実施形態では、ドライバコントローラ２０２９は、従来の表示コントローラまたは双安定表示コントローラ（例えば干渉変調器コントローラ）である。もう１つの実施形態では、アレイドライバ２０２２は、従来のドライバまたは双安定表示ドライバ（例えば干渉変調器表示装置）である。一実施形態では、ドライバコントローラ２０２９は、アレイドライバ２０２２と一体化される。このような実施形態は、携帯電話、腕時計、その他の小面積表示装置といった、高度に集積されたシステムに共通している。さらに他の実施形態では、表示アレイ２０３０は、典型的な表示アレイまたは双安定表示アレイ（例えば干渉変調器のアレイを含む表示装置）である。
【００７３】
入力装置２０４８は、利用者が例示的な表示装置２０４０の動作を制御することを可能にする。一実施形態では、入力装置２０４８は、ＱＷＥＲＴＹキーボード、または電話キーパッドのようなキーパッド、ボタン、スイッチ、タッチスクリーン、感圧膜または感熱膜を含む。一実施形態では、マイクロフォン２０４６は、例示的な表示装置２０４０のための入力装置である。マイクロフォン２０４６がデータをこの装置に入力するために使用されるとき、例示的な表示装置２０４０の動作を制御するための音声コマンドが、利用者によって与えられることができる。
【００７４】
電源２０５０は、本技術でよく知られているような種々のエネルギー貯蔵装置を含むことができる。例えば一実施形態では、電源２０５０は、ニッケルカドミウム電池またはリチウムイオン電池といった再充電可能電池である。もう１つの実施形態では、電源２０５０は、再生可能エネルギー源、コンデンサ、またはプラスチック太陽電池と太陽電池ペンキとを含む太陽電池である。もう１つの実施形態では、電源２０５０は、壁のコンセントから電力を受けるように構成される。
【００７５】
ある幾つかの実施形態では、制御プログラム可能性は、前述のように、電子表示システム内の数箇所に配置され得るドライバコントローラに常駐する。ある幾つかの場合には、制御プログラム可能性は、アレイドライバ２０２２に常駐する。当業者は、前述の最適化が任意数のハードウエアおよび／またはソフトウェアコンポーネントに、また種々の構成に実現可能であることを認めるであろう。
【００７６】
上記の詳細な説明は、種々の実施形態に適用されるように、本発明の新規な特徴を示し説明し指摘したが、例示された装置またはプロセスの形式と細部とにおける種々の省略、代用および変更が、本発明の精神から逸脱せずに当業者によってなされ得ることは理解されるであろう。前述の特徴を干渉変調器に組み入れるための方法は、本技術に通常のスキルを有する人には直ちに明らかになるであろう。さらにこれらの特徴の１つ以上は、干渉変調器の他の構成と同様にこれらの実施形態の如何なるものとも共に機能するように適応できる。認められるように、本発明は、一部の特徴が他の特徴とは別に使用され実施され得るので、ここに述べた特徴と利点のすべてを与えるものではない一形式内で具体化されることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】第１の干渉変調器の可動反射層が解放位置にあり、第２の干渉変調器の可動反射層が作動位置にある干渉変調器表示装置の、一実施形態の一部分を示す等角図である。
【図２】３×３干渉変調器表示装置を組み込んだ電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図３】図１の干渉変調器の一例示的実施形態に関する、可動ミラー位置対印加電圧の図である。
【図４】干渉変調器表示装置を作動するために使用できる、１セットの行電圧と列電圧の説明図である。
【図５Ａ】図３の３×３干渉変調器表示装置に１フレームの表示データを書き込むために使用できる、行信号と列信号に関する一例示的タイミング図である。
【図５Ｂ】図３の３×３干渉変調器表示装置に１フレームの表示データを書き込むために使用できる、行信号と列信号に関する一例示的タイミング図である。
【図６Ａ】図１の装置の断面図である。
【図６Ｂ】干渉変調器の代替実施形態の断面図である。
【図６Ｃ】干渉変調器のもう１つの代替実施形態の断面図である。
【図７】ここに説明された実施形態に適合する干渉要素を模式的に示す図である。
【図８】各々の要素が異なるギャップ距離を有する複数の干渉要素を模式的に示す図である。
【図９】各々が異なる温度範囲に応答する温度センサを有する、複数の干渉要素を模式的に示す図である。
【図１０Ａ】実質的に等しいギャップ距離と複数のカラーフィルタとを持つ、複数の干渉要素を有する光センサの実施形態を模式的に示す図である。
【図１０Ｂ】実質的に等しいギャップ距離と複数のカラーフィルタとを持つ、複数の干渉要素を有する光センサの実施形態を模式的に示す図である。
【図１１】ここに説明された実施形態に適合する３つの例示的カラーフィルタ材料の１セットに関する透過率スペクトルのグラフである。
【図１２Ａ】バックライト光源からの放射スペクトルをオーバーレイされた、図１１のカラーフィルタ材料の透過率スペクトルのグラフである。
【図１２Ｂ】バックライト光源からの放射スペクトルをオーバーレイされた、図１１のカラーフィルタ材料の透過率スペクトルのグラフである。
【図１２Ｃ】バックライト光源からの放射スペクトルをオーバーレイされた、図１１のカラーフィルタ材料の透過率スペクトルのグラフである。
【図１３】サイドライト光源での使用のための温度センサを有する干渉要素を組み込んだ、電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図１４】バックライト光源での使用のための温度センサを有する干渉要素を組み込んだ、電子装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図１５】干渉要素と温度センサとを有する電子装置によって光を感知するための、一連の例示的ステップを示す図である。
【図１６Ａ】複数の干渉変調器を備える視覚表示装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【図１６Ｂ】複数の干渉変調器を備える視覚表示装置の一実施形態を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１２ａ、１２ｂ  …  干渉変調器、  １４  …  金属の反射層、  １４ａ、１４ｂ  …  高度に反射性の層、  １６ａ、１６ｂ  …  固定されたある程度反射性の層、  １８  …  柱、  １９  …  共振空洞  ２０  …  透明基板、  ２１、２０２１  …  プロセッサ、  ２２  …  アレイコントローラ、  ２４  …  行ドライバ回路、  ２６  …  列ドライバ回路、  ３０  …  画素アレイ、  ３２  …  連結細片、  ３４  …  変形可能層、  ７００  …  干渉要素、  ７０２  …  第１の表面、  ７０４  …  第２の表面、  ７０６  …  基板、  ７０８、７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃ  …  温度センサ、  ８００  …  干渉要素７００の第１のセット、  ８０２  …  干渉要素７００の第２のセット、  ８０４  …  干渉要素７００の第３のセット、  ９００  …  干渉要素７００の第１のセット、  ９０２  …  干渉要素７００の第２のセット、  ９０４  …  干渉要素７００の第３のセット、  １０００  …  光センサ、  １００２  …  干渉要素、  １００４  …  カラーフィルタ、  １００６  …  外側表面、  １００８  …  基板、  １３００  …  サイドライト光源、  １３０２、１４００  …  電子装置、  １４０２  …  バックライト光源、  １４０４  …  矢印、  ２０２２  …  アレイドライバ、  ２０２７  …  ネットワークインタフェース、  ２０２８  …  フレームバッファ、  ２０２９  …  ドライバコントローラ、  ２０３０  …  表示部、  ２０４０  …  表示装置、  ２０４１  …  ハウジング、  ２０４３  …  アンテナ、  ２０４５  …  スピーカ、  ２０４６  …  マイクロフォン  ２０４７  …  送受信器、  ２０４８  …  入力装置、  ２０５０  …  電源、  ２０５２  …  調整ハードウエア
【図１】
2006091854.tif 000003
【図２】
2006091854.tif 000004
【図３】
2006091854.tif 000005
【図４】
2006091854.tif 000006
【図５Ａ】
2006091854.tif 000007
【図５Ｂ】
2006091854.tif 000008
【図６Ａ】
2006091854.tif 000009
【図６Ｂ】
2006091854.tif 000010
【図６Ｃ】
2006091854.tif 000011
【図７】
2006091854.tif 000012
【図８】
2006091854.tif 000013
【図９】
2006091854.tif 000014
【図１０Ａ】
2006091854.tif 000015
【図１０Ｂ】
2006091854.tif 000016
【図１１】
2006091854.tif 000017
【図１２Ａ】
2006091854.tif 000018
【図１２Ｂ】
2006091854.tif 000019
【図１２Ｃ】
2006091854.tif 000020
【図１３】
2006091854.tif 000021
【図１４】
2006091854.tif 000022
【図１５】
2006091854.tif 000023
【図１６Ａ】
2006091854.tif 000024
【図１６Ｂ】
2006091854.tif 000025
【外国語明細書】
2006091854000001.pdf