用于带有减少的声发射的MEMS光调制器阵列的系统和方法与流程

一般而言，本申请涉及光调制阵列领域，包括其在成像显示器上的应用。具体而言，本申请涉及被设计成以减少的声发射和可听见噪声进行工作的光调制器阵列。相关技术描述从机械光调制器构建的显示器是基于液晶技术的显示器的有吸引力的替换。机械光调制器足够快地以良好的观看角度以及宽范围的色彩和灰度来显示视频内容。机械光调制器已在投影显示应用中取得成功，并且最近已被提议用于直视应用。概述尽管从机械光调制器构建的数个显示器原型已在近些年被生产，但是这些显示器原型中的许多显示器原型产生不期望的可听见噪声。从机械光调制器阵列构建的显示器可包括成千上万个光调制器，该显示器的每个像素有至少一个光调制器，并且该显示器可包括最多达数百万个光调制器。每个光调制器的运动受通过控制矩阵（有时称为底板电路）引导的命令来控制。对于视频操作，个体光调制器的工作状态可从每秒改变50次到每秒改变50000次。因此，随着数千个遮光器组装件在可听见频率时标特性上移动，显示器能够发射不期望的声学噪声作为副产品。显示器组装件中的个体像素的大小通常只有几十微米到几百微米，而显示器中的普通图像可具有可测量成毫米或甚至厘米的一致色彩或对比度的区划。因此，来自控制矩阵的信号使显示器的相邻区划中的数十或数百个光调制器以相似的运动且以相似的定时信号移动是常见现象。这种相邻像素移动的同步性或相关性对声发射的振幅作出贡献。因此寻求可降低相邻MEMS光调制器的移动方向的相关性、藉此减少声发射振幅的光调制器阵列的设计。根据一个方面，本公开涉及一种显示器，其包括基板、在该基板上形成的窗孔阵列、以及与该窗孔阵列呈空间对应地形成的MEMS光调制器阵列。该MEMS光调制器阵列包括第一组调制器，其配置成通过在第一方向上的移动从挡光状态被驱动到透光状态。该阵列还包括第二组MEMS光调制器，其配置成通过在第二方向上的移动从挡光状态被驱动到透光状态。该第二方向基本上不同于该第一方向。在一个实现中，基板是透明的。在一些实现中，第一方向和第二方向是平面相对方向。在替换实现中，第二方向可相对于第一方向旋转约90、60或45度。该光调制器阵列还布置成降低相邻MEMS光调制器移动方向的相关性。在一实现中，第一组和第二组光调制器布置在交替的列组中，其中每组包括至少一列。在另一实现中，第一组和第二组光调制器布置在交替的行组中，其中每组包括一行或更多行。在又一实现中，第一组和第二组光调制器布置在交替的群集中，其中每个群集包括至少一个调制器。在一些实现中，两组光调制器之间的空间交替周期约小于带有窗孔阵列的基板的厚度。在又一实现中，第一组和第二组光调制器以随机化方式布置。在一些实现中，MEMS光调制器可以是基于遮光器的光调制器。在一些实现中，这些光调制器可包括其中遮光器不完全遮挡来自相应窗孔的光的第三状态。在一些实现中，显示装置包括在第一基板上形成的用于向该阵列传送数据和致动电压的控制矩阵和驱动器芯片。该显示装置还包括控制器，其将第一和第二移动方向中适于为该阵列中的每个光调制器达成透光状态的那个移动方向存储在存储器中。在一些实现中，该控制矩阵配置成具有用于在基本上不同的方向上致动这两个组的相异接线布局。在替换实现中，控制器将该阵列中的第一组和第二组光调制器及其达成活跃状态的相关联移动方向的映射存储在存储器中。控制器在通过控制矩阵发送像素数据之前处理该像素数据以确定每个像素的恰当移动方向。根据另一方面，本公开涉及用于制造显示器的方法。该方法包括在基板上形成窗孔阵列以及在该基板上与该窗孔阵列呈空间对应地制造第一组MEMS光调制器，以使第一组MEMS光调制器中的光调制器配置成通过第一方向上的移动从挡光状态致动到透光状态。该方法还包括在该基板上与该窗孔阵列呈空间对应地制造第二组MEMS光调制器，以使第二组MEMS光调制器中的光调制器配置成通过第二方向上的移动从挡光状态致动到透光状态。该第二方向基本上不同于该第一方向。根据另一方面，本公开涉及用于调制光以在显示器上形成图像的系统。该系统包括基板上的窗孔阵列和与该窗孔阵列呈空间对应地布置的MEMS光调制器阵列。该系统还包括用于通过发起MEMS光调制器在第一方向上的移动来使该MEMS光调制器阵列中的第一组MEMS光调制器从挡光状态致动到透光状态的装置，以及用于通过发起MEMS光调制器在第二方向上的移动来使该MEMS光调制器阵列中的第二组MEMS光调制器从挡光状态致动到透光状态的装置。该第二方向基本上不同于该第一方向。根据另一方面，本公开涉及用于调制光以在显示器上形成图像的方法，该显示器包括基板上的窗孔阵列和与该窗孔阵列呈空间对应地布置的MEMS光调制器阵列。该方法包括通过发起MEMS光调制器在第一方向上的移动来使该MEMS光调制器阵列中的第一组MEMS光调制器从挡光状态致动到透光状态。该方法还包括通过发起MEMS光调制器在第二方向上的移动来使该MEMS光调制器阵列中的第二组MEMS光调制器从挡光状态致动到透光状态。该第二方向基本上不同于该第一方向。附图简述图1A是根据一解说性实现的显示装置的示例；图1B是根据一解说性实现的图1A的显示装置的框图；图2是根据一解说性实现的适于纳入到图1A的基于MEMS的显示器中的解说性基于遮光器的光调制器的示例；图3是根据一解说性实现的适于控制被纳入到图1A的基于MEMS的显示器中的光调制器的控制矩阵的示意图；图4是根据一解说性实现的连接到图3的控制矩阵的基于遮光器的光调制器阵列的示例；图5A是根据一解说性实现的第一基于双致动器遮光器的光调制器的示例；图5B是根据一解说性实现的第二基于双致动器遮光器的光调制器的示例；图6是根据一解说性实现的纳入了基于遮光器的光调制器的显示装置的横截面视图；图7A是根据一解说性实现的解说在遮光器和窗孔之间具有第一可能空间关系的光调制器的示例；图7B是根据一解说性实现的解说在遮光器和窗孔之间具有第二可能空间关系的光调制器的示例；图8A-8C描绘显示器中的像素编组布置示例；图9A-9C描绘阵列中的两组光调制器的特定布置的示例；图10是控制矩阵的示例；以及图11是替换性控制矩阵的示例。详细描述为了提供对用于显示图像的某些装置和方法的总体理解，现在将描述某些解说性实现。然而，本领域普通技术人员将理解，本文中描述的系统和方法可被适配并修改为适于所针对的应用，并且本文中描述的系统和方法可用在其他合适应用中，以及此类其他添加和修改将不脱离本发明的范围。本公开涉及包括MEMS光调制器（诸如MEMS遮光器）阵列的基于MEMS的显示器。这些MEMS光调制器调制穿过相应窗孔的光。如果许多MEMS光调制器在可听见频率时标特性上一致地移动，那么此类显示器可发射不期望的声学噪声作为副产品。部分地为了防止此类噪声发射，本文中公开的显示器包括在基本上不同的方向上从发光状态致动到挡光状态的光调制器。图1A是根据一解说性实现的显示装置100的示例。显示装置100包括排列成行和列的多个光调制器102a-102d（统称为“光调制器102”）。在显示装置100中，光调制器102a和102d处于打开状态，从而允许光穿过。光调制器102b和102c处于关闭状态，从而阻止光穿过。如果显示装置100被一盏或多盏灯105照明，则通过选择性地设置光调制器102a-102d的状态，显示装置100可被用于为背光显示器形成图像104。在以下进一步描述的另一实现中，该装置可通过反射源自该装置前面的环境光来形成图像。在另一实现中，该装置可通过反射来自位于显示器前面的一盏或多盏灯的光（即，通过使用前光）来形成图像。在又一实现中，该装置可以在透反（transflective）模式中工作，从而反射源自该装置前面的环境光和来自背光的光两者。一般而言，在关闭或打开状态中的一者中，光调制器102通过（举例而言，但不作为限定）遮挡、反射、吸收、过滤、偏振、衍射、或另行更改光的性质或路径来干预光学路径中的光。在显示装置100中，每个光调制器102对应于图像104中的像素106。在其他实现中，显示装置100可利用多个光调制器来形成图像104中的像素106。例如，显示装置100可包括三个色彩专用的光调制器102。通过选择性地打开与特定像素106相对应的一个或多个色彩专用的光调制器102，显示装置100可生成图像104中的彩色像素106。在另一示例中，显示装置100对于每一像素106包括两个或更多个光调制器102以提供图像104中的灰度。对于图像，“像素”对应于由图像分辨率所限定的最小图元。对于显示装置100的结构组件，术语“像素”是指用于调制形成图像的单个像素的光的组合式机械和电气组件。显示装置100是直视显示器，因为其不需要成像光学器件。用户通过直接观看显示装置100来看到图像。在替换实现中，显示装置110被纳入到投影显示器中。在此类实现中，显示器通过将光投射到屏幕上或投射到墙上来形成图像。在投影应用中，显示装置100基本上小于所投影图像104。直视显示器可在透射或反射模式中操作。在透射显示器中，光调制器过滤或选择性地阻挡源自位于该显示器后面的一盏或多盏灯的光。来自这些灯的光被可任选地注入到光导或“背光”中。将透射式直视显示器实现构建到塑料或玻璃基板上以促成夹层组装件安排，其中包含光调制器的一个基板直接位于背光顶部。在一些透射式显示器实现中，使用白色灯，并且通过将滤色材料与每个调制器102相关联来创建色彩专用光调制器。在其他透射式显示器实现中，如以下描述的，可使用场序色彩法通过交替具有不同原色的灯的照明来生成色彩。每个光调制器102包括遮光器108和窗孔109。为了照明图像104中的像素106，遮光器108被定位成允许光穿过窗孔109去往观看者。为了保持像素106不点亮，遮光器108被定位成阻止光穿过窗孔109。窗孔109由图案化成穿过反射或吸光材料的开口来限定。在透反式实现中，每个光调制器调制来自背光105的光以及环境光两者。在一个特定实现中，窗孔并未完全清除原本应被蚀刻掉以形成该窗孔的反射性材料。剩余反射性材料将入射光朝着观看者反射回去以形成图像104的一部分。在另一实现中，窗孔被充分清除，并且环境光被位于灯105后方的面朝前的反射层反射。在显示器的反射式实现中，不包括背光105和窗孔109，吸光材料被涂布于基板的顶表面而不是窗孔109，并且反光材料被涂布于光调制器102的顶表面。作为替换，反光材料被涂布于基板的顶表面而不是窗孔109，并且吸光材料被涂布于光调制器102的顶表面。通过选择性地设定光调制器102a-102d的状态，来自环境或前光的入射光可被选择性地反射或吸收以形成图像104。显示装置还包括连接到基板和光调制器的用于控制遮光器的移动的控制矩阵。该控制矩阵包括一系列电互连（例如，互连110、112和114），这些电互连包括每行像素的至少一个写使能互连110（也称为“扫描线互连”）、每列像素的一个数据互连112、以及向显示装置100中的所有像素、或者至少向来自显示装置100中的多列和多行的像素提供共用电压的一个共用互连114。响应于适当电压（“写使能电压Vwe”）的施加，给定像素行的写使能互连110准备该行中的像素以接受新的遮光器移动指令。数据互连112传递数据电压脉冲形式的新移动指令。在一些实现中，施加到数据互连112的数据电压脉冲直接对遮光器的静电移动作出贡献。在其他实现中，该数据电压脉冲控制开关（例如，晶体管、或者其他非线性电路元件），这些开关控制向光调制器102施加幅度通常高于数据电压的单独致动电压。这些致动电压的施加随后导致遮光器108的静电驱动式移动。图1B是根据一个解说性实现的图1A的显示装置100的框图150。参照图1A和1B，除以上描述的显示装置100的元件之外，如在框图150中所描绘的，显示装置100包括多个扫描驱动器152（也称为“写使能电压源”）和多个数据驱动器154（也称为“数据电压源”）。扫描驱动器152向扫描线互连110施加写使能电压。数据驱动器154向数据互连112施加数据电压。在显示装置的一些实现中，数据驱动器154被配置成向光调制器提供模拟数据电压，尤其是在图像104的灰度以模拟方式得出的情况下。在模拟操作中，光调制器102被设计成使得在通过数据互连112施加中间电压范围时，导致遮光器108中的中间打开状态范围、以及因此导致图像104中的中间照明状态或灰度范围。在其他情况下，数据驱动器154被配置成仅向控制矩阵施加2、3或4个数字电压电平的缩减集合。这些电压电平被设计成以数字方式对每一遮光器108设置打开状态或关闭状态。扫描驱动器152和数据驱动器154连接到数字控制器电路156（也称为“控制器156”）。控制器156包括输入处理模块158，其将传入图像信号157处理成适用于显示器100的空间寻址和灰度能力的数字图像格式。每个图像的像素位置和灰度数据存储在帧缓冲器159中，从而可按需将该数据馈送往数据驱动器154。该数据以按行和按图像帧编组的预定序列来组织、以基本串行的方式被发送到数据驱动器154。数据驱动器154可包括串并数据转换器、电平移位、以及对于一些应用包括数模电压转换器。该显示装置100可任选地包括一组共用驱动器153，也称为共用电压源。在一些实现中，共用驱动器153向光调制器阵列103内的所有光调制器提供DC公共电位，例如通过向一系列共用互连114供应电压。在其他实现中，共用驱动器153遵循来自控制器156的命令向光调制器阵列103发出电压脉冲或信号，例如能够驱动和/或发起该阵列103的多行和多列中的所有光调制器的同时致动的全局致动脉冲。用于不同显示功能的所有驱动器（例如，扫描驱动器152、数据驱动器154、以及共用驱动器153）通过控制器156中的定时控制模块160来进行时间同步。来自模块160的定时命令协调经由灯驱动器168对红色、绿色和蓝色以及白色灯（分别为162、164、166和167）的照明、像素阵列103内的特定行的写使能和排序、来自数据驱动器154的电压输出、以及提供光调制器致动的电压输出。控制器156确定排序或寻址方案，藉此阵列103中的每一遮光器108可复位至适合于新图像104的照明水平。合适的寻址、图像形成和灰度技术的详情可在美国专利申请号11/326,696和11/643,042中找到，其通过援引纳入于此。新图像104可以周期性的间隔来设置。例如，对于视频显示器，彩色图像104或视频帧以范围从10到300赫兹的频率进行刷新。在一些实现中，将图像帧设置到该阵列103与灯162、164和166的照明同步，从而交替的图像帧用一系列交替的色彩（诸如红色、绿色和蓝色）来照明。每一相应色彩的图像帧被称为色彩子帧。在被称为场序色彩法的该方法中，如果色彩子帧以超过20Hz的频率交替，则人脑将把交替的帧图像平均化为对具有宽且连续的色彩范围的图像的感知。在替换实现中，可在显示装置100中采用具有原色的四个或更多个灯，这些灯采用除红色、绿色和蓝色以外的原色。在显示装置100被设计用于遮光器108在打开和关闭状态之间的数字切换的一些实现中，控制器156确定寻址序列和/或图像帧之间的时间间隔以产生带有适当灰度的图像104。通过控制遮光器108在特定帧中打开的时间量来生成变化的灰度级的过程被称为时分灰度。在一个时分灰度实现中，控制器156根据像素所期望的亮度水平或灰度来确定遮光器108在每帧内被允许保持在打开状态中的时段或时间片段。在其他实现中，对于每个图像帧，控制器156在阵列103的多个行和列中设定多个子帧图像，并且该控制器使每个子帧图像被照亮的时长与在灰度的编码字内采用的灰度值或有效性值成比例地更改。例如，一系列子帧图像的照亮时间可与二进制编码系列1、2、4、8……成比例地变化。随后根据像素的灰度二进制编码字内的相应位置处的值来在子帧图像内将阵列103中的每个像素的遮光器108设定成打开或关闭状态。在其他实现中，控制器使来自灯162、164和166的光强度与特定子帧图像所期望的灰度值成比例地更改。数种混合技术也可用于从遮光器108阵列形成色彩和灰度。例如，以上描述的时分技术可与每像素使用多个遮光器108相组合，或者特定子帧图像的灰度值可通过对子帧定时和灯强度两者的组合来确立。这些和其他实现的详情可在以上援引的美国专利申请11/643,042中找到。在一些实现中，通过各行（也称为扫描线）的顺序寻址，图像状态104的数据被控制器156加载到调制器阵列103。对于该序列中的每一行或扫描线，扫描驱动器152向该阵列103的该行的写使能互连110施加写使能电压，并且随后数据驱动器154向所选行中的每一列供应与期望遮光器状态相对应的数据电压。该过程重复，直至针对该阵列中的所有行都加载了数据。在一些实现中，用于数据加载的所选行的序列是线性的，从该阵列的顶部向底部行进。在其他实现中，为了使视觉伪象最小化，所选行的序列是伪随机的。并且在其他实现中，排序按块来组织，其中对于一个块，图像状态104的仅特定部分的数据被加载到该阵列，例如通过依次寻址该阵列的仅仅每第五行。在一些实现中，用于将图像数据加载到该阵列103的过程在时间上与致动遮光器108的过程分开。在这些实现中，调制器阵列103可包括用于该阵列103中的每一像素的数据存储元件，并且该控制矩阵可包括全局致动互连，其用于携带来自共用驱动器153的触发信号，从而根据存储在这些存储元件中的数据发起遮光器108的同时致动。各种寻址序列（其中的许多寻址序列在美国专利申请11/643,042中描述）可藉由定时控制模块160来协调。在替换实现中，像素阵列103、以及控制像素的控制矩阵可排列成除长方形的行和列以外的配置。例如，像素可排列成六边形阵列或曲线形的行和列。一般而言，如本文中所使用的，术语扫描线应当指共享写使能互连的任意多个像素。在一些实现中，调制器阵列可被分成关于其各自相应窗孔具有不同空间取向的两组或更多组。输入处理模块158可另外存储每个像素的空间取向的映射，并且在向控制矩阵发送控制信号之前处理这些控制信号以确定使每个调制器从挡光状态致动到透光状态的运动方向。显示器100包括多个功能块，其包括定时控制模块160、帧缓冲器159、扫描驱动器152、数据驱动器154、以及驱动器153和168。每个块可理解成表示可区分的硬件电路和/或可执行代码模块。在一些实现中，功能块被提供为藉由电路板和/或电缆连接在一起的不同芯片或电路。替换地，这些电路中的许多电路可连同像素阵列103一起制造在同一玻璃或塑料基板上。在其他实现中，来自框图150的多个电路、驱动器、处理器、和/或控制功能可一起集成在在单个硅芯片内，该单个硅芯片随后被直接结合到持有像素阵列103的透明基板。控制器156包括编程链路180，可根据特定应用的需要通过编程链路180来更改在控制器156内实现的寻址、色彩、和/或灰度算法。在一些实现中，编程链路180传达来自环境传感器（诸如环境光或温度传感器）的信息，从而控制器156可与环境条件一致地调节成像模式或背光功率。控制器156还包括提供灯以及光调制器致动所需的功率的电源输入182。驱动器152、153、154和/或168还可包括用于将182处的输入电压变换成足以用于遮光器108的致动或灯（诸如灯162、164、166和167）的照明的各种电压的DC-DC转换器或与其相关联。图2是根据一解说性实现的适于纳入到图1A的基于MEMS的显示装置100中的解说性基于遮光器的光调制器200的立体视图。基于遮光器的光调制器200（也称为遮光器组装件200）包括耦合到致动器204的遮光器202。致动器204由两个分开的顺从性电极梁致动器205（“致动器205”）形成，如在美国专利No.7,271,945中描述的。遮光器202在一侧耦合到致动器205。致动器205使遮光器202在表面203上方在平行于表面203的运动平面中横向地移动。遮光器202的相对侧耦合到弹簧207，该弹簧207提供与致动器204所施加的力相反的复原力。每一致动器205包括将遮光器202连接到承载锚208的顺从性承载梁206。承载锚208与顺从性承载梁206一起用作机械支承件，从而保持遮光器202邻近表面203悬挂。承载锚208将顺从性承载梁206和遮光器202物理连接到表面203，并且将承载梁206电连接到偏置电压（在一些实例中为接地）。每一致动器205还包括定位成毗邻每一承载梁206的顺从性驱动梁216。驱动梁216在一端耦合到在诸驱动梁216之间共享的驱动梁锚218。每一驱动梁216的另一端自由移动。每一驱动梁216弯曲，使其在驱动梁216的自由端和承载梁206的锚定端附近最靠近承载梁206。表面203包括用于允许光穿过的一个或多个窗孔211。如果遮光器组装件200形成在（例如由硅制成的）不透明基板上，那么表面203是该基板的表面，并且窗孔211是通过穿过该基板蚀刻孔阵列来形成的。如果遮光器组装件200形成在（例如由玻璃或塑料制成的）透明基板上，那么表面203是在该基板上沉积的挡光层的表面，并且这些窗孔是通过将表面203蚀刻成孔阵列211来形成的。窗孔211可以大致是圆形、椭圆形、多边形、蜿蜒形、或者不规则形状。在操作中，纳入有光调制器200的显示装置经由驱动梁锚218向驱动梁216施加电位。可向承载梁206施加第二电位。驱动梁216和承载梁206之间的所得电位差将驱动梁216的自由端拉向承载梁206的锚定端，并且将承载梁206的遮光器端拉向驱动梁216的锚定端，由此朝向驱动锚218横向地驱动遮光器202。顺从性构件206用作弹簧，使得在移除跨梁206和216的电压时，承载梁206将遮光器202推回到其初始位置，从而释放存储在承载梁206中的应力。遮光器组装件200（也称为弹性遮光器组装件）纳入有被动复原力（诸如弹簧），用于在已移除电压之后使遮光器返回其休止或松弛位置。可在静电致动器中或协同其设计数种弹性还原机构和各种静电耦合，在遮光器组装件200中解说的顺从性梁仅是一个示例。其他示例在美国专利No.7,271,945和美国专利申请No.11/326,696中描述，其通过援引纳入于此。例如，可提供偏向于在“打开”和“关闭”工作状态之间的突然转换、并且在许多情形中为遮光器组装件提供双稳态或迟滞工作特性的高度非线性电压-位移响应。其他静电致动器可设计成具有更递增的电压-位移响应且具有显著减小的迟滞，例如在模拟灰度操作中。弹性遮光器组装件内的致动器205被认为是在关闭或即致动位置与松弛位置之间工作。然而，设计者可选择将窗孔211放置成使得每当致动器205处于其松弛位置时，遮光器组装件200要么处于“打开”状态（即，使光通过），要么处于“关闭”状态（即，挡光）。在一些实现中，遮光器组装件包括两组“打开”和“关闭”致动器，从而控制电子器件能够将这些遮光器静电地驱动到打开和关闭状态中的每一者中。美国专利No.7,271,945和美国专利申请No.11/326,696已经描述了可用于经由控制矩阵来控制遮光器阵列以产生图像（在许多情形中是具有适当灰度级的移动的图像）的各种各样的方法。在一些情况下，控制是借助于连接到显示器外围的驱动器电路的行和列互连的无源矩阵阵列来完成的。在其他情况下，在该阵列的每一像素内包括开关和/或数据存储元件（所谓的有源矩阵）以提高显示器的速度、灰度和/或功率耗散性能是适当的。图3是根据一解说性实现的适于控制被纳入到图1A的基于MEMS的显示装置100中的光调制器的控制矩阵300的示意图。图4是根据一解说性实现的连接到图3的控制矩阵300的基于遮光器的光调制器阵列320的示例。控制矩阵300可对像素阵列320（“阵列320”）寻址。每个像素301包括由致动器303控制的弹性遮光器组装件302，诸如图2的遮光器组装件200。每个像素还包括具有窗孔324的窗孔层322。遮光器组装件（诸如遮光器组装件302）及其变体的进一部电和机械描述可在美国专利No.7,271,945和美国专利申请No.11/326,696中找到。替换性控制矩阵的描述还可在以下联系图10和11以及在美国专利申请11/607,715中找到。控制矩阵300被制造为基板304的表面上的漫射或薄膜沉积电路，在该表面上形成了遮光器组装件302。控制矩阵300包括用于控制矩阵300中的每一行像素301的扫描线互连306、以及用于控制矩阵300中的每一列像素301的数据互连308。每一扫描线互连306将写使能电压源307电连接到相应像素301行中的像素301。每一数据互连308将数据电压源（“Vd源”）309电连接到相应像素301列中的像素301。在控制矩阵300中，数据电压Vd提供遮光器组装件302的致动能量的绝大部分。由此，该数据电压源309还用作致动电压源。参考图3和4，对于像素阵列320中的每一像素301或每一遮光器组装件302，控制矩阵300包括晶体管310和电容器312。每一晶体管310的栅极电连接到阵列320中像素301所在的行的扫描线互连306。每一晶体管310的源极电连接到其相应的数据互连308。每一遮光器组装件302的致动器303包括两个电极。每一晶体管310的漏极并行地电连接到相应电容器312的一个电极、以及相应致动器303的一个电极。电容器312的另一电极、以及遮光器组装件302中的致动器303的另一电极连接到公共电位或接地电位。在替换实现中，晶体管310可用半导体二极管、或金属-绝缘体-金属夹层型开关元件来替代。在操作中，为了形成图像，控制矩阵300通过依次向每一扫描线互连306施加Vwe来按顺序写使能阵列320中的每一行。对于写使能的行，向该行中的像素301的晶体管310的栅极施加Vwe允许电流经由晶体管310流过数据互连308，从而向遮光器组装件302的致动器303施加电位。在该行被写使能时，选择性地向数据互连308施加数据电压Vd。在提供模拟灰度的实现中，施加到每一数据互连308的数据电压相关于位于写使能扫描线互连306和数据互连308的交点处的像素301的期望亮度而变化。在提供数字控制方案的实现中，数据电压被选择为相对较低幅度的电压（即，接近于接地的电压）、或者满足或超过Vat（致动阈值电压）。响应于向数据互连308施加Vat，相应遮光器组装件302中的致动器303致动，从而打开该遮光器组装件302中的遮光器。即使在控制矩阵300停止向一行施加Vwe之后，施加到数据互连308的电压也仍存储在像素301的电容器312中。因此，电压Vwe无需在一行上等待和保持长达足以使遮光器组装件302致动的时间；这种致动可在已从该行移除写使能电压之后进行。电容器312还用作阵列320内的存储元件，用于存储致动指令长达图像帧照明所需的时段。阵列320中的像素301、以及控制矩阵300形成在基板304上。该阵列包括布置在基板304上的窗孔层322，该窗孔层322包括用于阵列320中的相应像素301的一组窗孔324。窗孔324与每一像素中的遮光器组装件302对准。在一个实现中，基板304由透明材料（诸如玻璃或塑料）制成。在另一其他实现中，基板304由不透明材料制成，但是在该不透明材料中蚀刻出洞以形成窗孔324。遮光器组装件302的组件与控制矩阵300同时被处理或在同一基板上的后续处理步骤中被处理。使用与液晶显示器的薄膜晶体管阵列制造一样的许多薄膜技术来控制矩阵300中的电组件。可用技术在DenBoer所著的ActiveMatrixLiquidCrystalDisplays（有源矩阵液晶显示器）（Elsevier,Amsterdam,2005）中描述，其通过援引纳入于此。使用与微机械加工工艺相似的技术或来自微机械（即，MEMS）器件制造的技术来制造这些遮光器组装件。许多适用的薄膜MEMS技术在Rai-Choudhury编著的HandbookofMicrolithographyMicromachining&Microfabrication（微光刻、微机械加工和微制造手册）（SPIEOpticalEngineeringPress,Bellingham,Wash.1997）中描述，其通过援引纳入于此。专用于在玻璃基板上形成的MEMS光调制器的制造技术可在美国专利号7,405,852和7,675,665中找到，其通过援引纳入于此。例如，如在那些应用中所描述，遮光器组装件302可由通过化学气相沉积工艺沉积的非晶硅薄膜形成。遮光器组装件302连同致动器303可以是双稳态的。即，遮光器可存在于至少两个平衡位置（例如，打开或关闭），使这些遮光器保持在任一位置需要很少的功率或者不需要功率。更具体地，遮光器组装件302可以是机械双稳态的。一旦遮光器组装件302的遮光器设置就位，不需要电能或保持电压就能维持该位置。遮光器组装件302的物理元件上的机械应力可使遮光器保持在原位。遮光器组装件302连同致动器303也可以是电双稳态的。在电双稳态的遮光器组装件中，存在低于遮光器组装件的致动电压的电压范围，如果该电压范围被施加到关闭的致动器（其中遮光器打开或关闭），将使该致动器保持关闭并使遮光器保持原位，即使对遮光器施加相反力亦然。相反力可通过弹簧（诸如基于遮光器的光调制器200中的弹簧207）来施加，或者相反力可通过相反致动器（诸如“打开”或“关闭”致动器）来施加。光调制器阵列320被描绘为每一像素具有单个MEMS光调制器。其他实现是可能的，其中在每一像素中提供多个MEMS光调制器，由此提供每一像素中多于仅二元“开”或“关”光学状态的可能性。特定形式的编码域分灰度是可能的，其中提供该像素中的多个MEMS光调制器，并且与每一光调制器相关联的窗孔324具有不相等的面积。图5A和5B解说根据一解说性实现的基于双致动器遮光器的光调制器500的示例。光调制器500在图5A中被示为处于打开状态中。图5B是处于关闭状态的双致动器遮光器组装件500的视图。遮光器组装件500包括在遮光器506的每侧上的致动器502和504。每个致动器502和504都独立地被控制。第一致动器（遮光器打开致动器502）用来打开遮光器506。第二相反致动器（遮光器关闭致动器504）用来关闭遮光器506。这两个致动器502和504都是顺从性梁电极致动器。致动器502和504通过在平行于窗孔层507（遮光器悬挂在此窗孔层507上方）的平面中驱动遮光器506来打开和关闭遮光器506。遮光器506由附连到致动器502和504的锚508悬挂在窗孔层507上方的短距离处。沿着遮光器506的移动轴包括附连到遮光器506的两端的支承件减少了遮光器406的平面外运动，并且将运动约束于平行于基板的平面。遮光器组装件（诸如遮光器组装件500）通常与控制矩阵被制造在同一基板上。遮光器506包括光可穿过的两个遮光器窗孔512。窗孔层507包括一组三个窗孔509。在图5A中，遮光器组装件500处于打开状态，并且由此遮光器打开致动器502已被致动，遮光器关闭致动器504处于其松弛位置，并且窗孔512与509的中心线重合。在图5B中，遮光器组装件500已移动到关闭状态，并且由此遮光器打开致动器502处于其松弛位置，遮光器关闭致动器504已被致动，并且遮光器506的挡光部分现在就位以阻挡光透过窗孔509（如虚线所示）。每一窗孔绕其外围具有至少一个边缘。例如，矩形窗孔509具有四个边缘。在窗孔层507中形成圆形、椭圆形、卵形、或其他弧形窗孔的替换实现中，每一窗孔可能只有单个边缘。在其他实现中，这些窗孔在数学意义上不必是分开或脱离的，相反可以是连接的。也就是说，虽然窗孔的各部分或成形区段可维持与每一遮光器的对应性，但这些区段中的若干区段可连接，使得窗孔的单个连续周界被多个遮光器共享。为了允许具有各种出射角的光穿过处于打开状态的窗孔512和509，为遮光器窗孔512提供比窗孔层507中的窗孔509的相应宽度或尺寸更大的宽度和尺寸是有利的。为了在关闭状态中有效地阻挡光逃逸，使遮光器506的挡光部分与窗孔509交迭。图1B示出遮光器506中的挡光部分的边缘与形成于窗孔层507中的窗孔509的一个边缘之间的预定义交迭516。静电致动器502和504被设计成使其电压-位移行为向遮光器组装件500提供了双稳定特性。对于遮光器打开和遮光器关闭致动器中的每一个，存在低于致动电压的电压范围，如果该电压范围在该致动器处于关闭状态时施加（其中遮光器打开或关闭），将使该致动器保持关闭并使遮光器保持原位，即使向相反致动器施加致动电压亦然。针对这种相反力维持遮光器位置所需的最小电压被称为维持电压Vm。利用双稳态工作特性的数种控制矩阵在以上援引的美国专利申请No.11/607,715中描述。图6是根据一个解说性实现的纳入基于遮光器的光调制器（遮光器组装件）602的显示装置600的横截面视图。每一遮光器组装件纳入有遮光器603和锚605。未示出顺从性梁致动器，顺从性梁致动器当连接在锚605和遮光器603之间时有助于将这些遮光器悬挂在该表面上方的短距离处。遮光器组装件602布置在透明基板604（其在一些实现中由塑料或玻璃制成）上。布置在基板604上的面朝后的反射层（反射膜606）限定位于遮光器组装件602的遮光器603的关闭位置下方的多个表面窗孔608。反射膜606将未穿过表面窗孔608的光朝着显示装置600后面反射回去。反射窗孔层606可以是通过多种气相沉积技术（包括溅射、蒸镀、离子电镀、激光切除、或化学气相沉积）以薄膜方式形成的无内含物的细粒度金属膜。在另一实现中，面朝后的反射层606可由镜子（诸如介电镜）构成。介电镜被制造为在高折射率和低折射率材料之间交替的介电薄膜的叠层。使遮光器603与反射膜606分开的垂直间隙（在其内遮光器可自由移动）的范围在0.5到10微米。在一些实现中，该垂直间隙的幅值小于遮光器603的边缘和处于关闭状态的窗孔608的边缘之间的横向交迭（诸如图5B中所示的交迭616）。显示装置600包括将基板604与平面光导616分开的可任选的漫射体612和/或可任选的亮度增强膜614。该光导包括透明（即，玻璃或塑料）材料。光导616被一个或多个光源618照明，从而形成背光。光源618举例而言可以是但不限于：白炽灯、荧光灯、激光、或发光二极管（LED）。反射体619有助于将来自灯618的光定向成去往光导616。面朝前的反射膜620布置在背光616后面，从而将光反射成去往遮光器组装件602。来自背光的未穿过遮光器组装件602之一的光线（诸如光线621）将返回到该背光并再次从膜620反射。以此方式，未能在首轮离开显示器以形成图像的光可被回收，并且可用于透过遮光器组装件阵列602中的其他打开的窗孔。已表明这种光回收增加了显示器的照明效率。光导616包括一组几何光重定向器或棱镜617，其将来自灯618的光重定向成去往窗孔608并且因此去往该显示器的前面。可将光重定向器模制成截面形状可替换地为三角形、梯形、或弯曲的光导616的塑料体。棱镜617的密度一般随着离灯618的距离而增大。在替换实现中，窗孔层606可由吸光材料制成，并且在替换实现中，遮光器603的表面可用吸光材料或反光材料来涂敷。在替换实现中，窗孔层606可直接沉积在光导616的表面上。在替换实现中，窗孔层606不必沉积在与遮光器603和锚605相同的基板上（见以下所描述的MEMS向下的配置）。这些和其他用于显示照明系统的实现在美国专利No.7,417,782和美国专利No.7,876,489中详细地描述，其通过援引纳入于此。在一个实现中，光源618可包括不同色彩（例如，红色、绿色和蓝色）的灯。彩色图像可通过用不同色彩的灯按照足以使人脑将不同色彩的图像平均成单个多色彩图像的速率按顺序照明图像来形成。各种色彩专用的图像使用遮光器组装件阵列602来形成。在另一实现中，光源618包括具有三种以上不同色彩的灯。例如，光源618可具有红色、绿色、蓝色和白色灯，或者红色、绿色、蓝色和黄色灯。盖板622形成显示装置600的前面。盖板622的后侧可用黑色矩阵624覆盖以增加对比度。在替换实现中，盖板包括与不同的遮光器组装件602相对应的滤色片（举例而言，不同的红色、绿色和蓝色过滤片）。盖板622支承在离遮光器组装件602的预定距离处，以形成间隙626。间隙626由机械支承件或间隔物627和/或将盖板622附连到基板604的粘合封条628来维持。粘合封条628在工作流体630中密封。工作流体630设计成具有低于约10厘泊的粘度、高于约2.0的相对介电常数、以及高于约104V/cm的介电击穿强度。工作流体630还可用作润滑剂。在一个实现中，工作流体630是具有高表面润湿能力的疏水液。在替换实现中，工作流体630的折射率大于或小于基板604的折射率。板材金属或模制塑料组装件支架632将盖板622、基板604、背光616以及其他组件部分一起保持在这些边缘周围。组装件支架632用螺杆或锯齿状调整片紧固，从而为组合的显示装置600增加刚性。在一些实现中，光源618通过环氧灌注化合物而模制在适当的位置。反射体636有助于将从光导616的边缘逃逸的光返回到该光导中。在图2中未示出向遮光器组装件602和灯618提供控制信号以及功率的电互连。显示装置600的进一步细节和替换配置（因此包括制造方法）可在美国专利号7,417,782和7,876,489中找到，其通过援引纳入于此。显示装置600被称为MEMS向上的配置，其中基于MEMS的光调制器形成于基板604的前表面上（即，面向观看者的表面）。遮光器组装件602直接构建在反射窗孔层606的顶上。在替换实现中，即称为MEMS向下的配置中，遮光器组装件布置在与在其上形成反射窗孔层的基板分开的基板上。在其上形成反射窗孔层的、限定多个窗孔的基板在本文中被称为窗孔板。在MEMS向下的配置中，承载基于MEMS的光调制器的基板代替显示装置600中的盖板622，并且取向成使得基于MEMS的光调制器位于顶部基板的后表面（即，背对观看者且面向背光616的表面）上。由此，基于MEMS的光调制器定位成直接与反射窗孔层相对并且距该反射窗孔层跨过一间隙。该间隙可由连接窗孔板以及在其上形成MEMS调制器的基板的一系列间隔柱子来维持。在一些实现中，间隔物布置在该阵列中的每一像素内部或之间。在一些实现中，将MEMS光调制器与其相对应的窗孔分开的间隙或距离小于10微米、或是比遮光器和窗孔之间的交迭（诸如交迭516）小的距离。MEMS向下的显示器配置的进一步细节和替换实现可在以上援引的美国专利号7,405,852和7,675,665中找到。从机械光调制器阵列构建的显示器可包括成千上万个光调制器，该显示器的每个像素有至少一个光调制器，并且该显示器可包括最多达数百万个光调制器。每个光调制器的运动受通过控制矩阵（有时称为底板电路）引导的命令来控制。对于视频操作，个体光调制器的工作状态可从每秒改变50次到每秒改变50000次。因此，随着数千个遮光器组装件在可听见频率时标特性上移动，显示器能够发射不期望的声学噪声作为副产品。当显示装置包括工作流体（诸如工作流体603）时，该流体可将相邻光调制器的运动彼此耦合，和/或将光调制器阵列的运动耦合到盖板，诸如盖板622。如果该盖板被移动的流体以声学频率驱动，那么该盖板可作为用于向环境广播可听见噪声的换能器。显示器组装件中的个体像素的大小通常只有几十微米到几百微米，而显示器中的普通图像可具有可测量成毫米或甚至厘米的一致色彩或对比度的区划。因此，来自控制矩阵的信号使显示器的相邻区划中的数十或数百个光调制器以相似的运动且以相似的定时信号移动是常见现象。这种相邻像素移动的同步性或相关性对声发射的振幅作出贡献。因此寻求可降低相邻像素的移动的相关性、藉此减少声发射振幅的光调制器阵列的设计。此类设计的若干个示例在以下描述。图7A是根据一解说性实现的解说在遮光器704和窗孔702之间具有第一空间关系的光调制器700的示例。图7A中的光调制器700处于不活跃状态，既不完全允许光穿过窗孔702也不完全阻挡光的通过。图7A示出遮光器704关于窗孔702处于垂直取向上。在图7A中，遮光器704向上移动以到达第一活跃状态（即，关闭状态），其中遮光器704完全阻隔光穿过窗孔。遮光器704还可通过在相反方向上（或即在向下方向上）的移动来朝着第二活跃状态（即，打开状态）移动。当遮光器704关于窗孔702向下移动且移动到打开位置时，处于第二活跃状态的遮光器704将允许光穿过窗孔702。图7B是根据一解说性实现的解说在遮光器和窗孔之间具有第二空间关系的光调制器700的示例。图7B中的光调制器700处于不活跃状态，既不完全允许光穿过窗孔702也不完全阻挡光的通过。图7B示出遮光器704关于窗孔702处于垂直取向上。在图7B中，遮光器704向下移动以到达第一活跃状态（即，关闭状态），其中遮光器704完全阻隔光穿过窗孔。遮光器704还可通过在相反方向上（在向上方向上）的移动来朝着第二活跃状态（即，打开状态）移动。当遮光器704关于窗孔702向上移动且移动到打开位置时，处于第二活跃状态的遮光器704允许光穿过窗孔702。可领会，图7A和7B可容易地在水平方向上绘制，从而例如遮光器和窗孔之间的第一可能空间关系可以是其中遮光器向左移动以从不活跃状态朝着第一活跃状态（即，关闭状态）移动的空间关系。相反，遮光器和窗孔之间的第二空间关系可以是其中遮光器向右移动以从不活跃状态朝着第一活跃状态（即，关闭状态）移动的空间关系。如果大型阵列中的所有遮光器和窗孔的空间关系是相同的，那么该阵列可在所有遮光器切换到相同活跃状态时产生一些显著的压力波。这些压力波由工作流体放大后转化成从显示器发射的噪声。该问题对于单色或近乎单色图案最为严重，其中可使全部成千上万个光调制器同时在相同方向上、且以500Hz或更高频率移动。为了缓解此问题，光调制器阵列可配置成使光调制器及其相应窗孔之间的空间关系不完全相同。在此类配置中，对于特定单色图案而言，光调制器将不会全体在相同方向上移动。例如，光调制器阵列可包括至少两组光调制器，其中第一组光调制器配置成通过在第一方向上移动而从挡光状态被驱动到透光状态，并且第二组光调制器配置成通过在第二方向上移动而从挡光状态被驱动到透光状态。该第二方向基本上不同于该第一方向。在一些实现中，这两组调制器的第一和第二运动方向将是在平面相反方向上。在其他实现中，第一和第二方向可取向成彼此偏离约90、60或45度。在另外其他实现中，从不活跃状态到第一活跃状态的运动可以是环形运动，例如在光调制器由悬臂梁支承的情况下。在该实现中，第一组光调制器被设置成使这些调制器在顺时针方向上从不活跃状态被驱动到第一活跃状态，而第二组中的光调制器被设置成使朝着第一活跃状态的移动是在逆时针方向上。图8A-8C描绘显示器中的像素编组布置示例。这些像素布置成使整个阵列在遮光器和窗孔之间不具有相同空间关系，并且这些遮光器不在相同方向上移动以达成相同活跃状态。图8A描绘若干个大致为矩形的像素组。图8B描绘大致为六边形的像素组。图8C描绘又一合适的像素编组。图8A的阵列800解说现有技术，其中该阵列中的每个像素布置成具有相同的空间取向，由符号“A”标示。图8A的阵列810表示一个解说性实现，其中该阵列的光调制器包括由符号“A”和“B”标示的具有不同空间关系的两组。组“A”的光调制器在第一方向上移动以达成第一活跃状态，而组“B”的光调制器在第二方向上移动以达成相同的第一活跃状态。组“A”和“B”的光调制器布置在交替的行812和814中。图8A的阵列820表示另一解说性实现，其中该阵列的光调制器包括由符号“A”和“B”标示的具有不同空间关系的相同两组。组“A”的光调制器在第一方向上移动以达成第一活跃状态，而组“B”的光调制器在第二方向上移动以达成相同的第一活跃状态。组“A”和“B”的光调制器布置在交替的列822和824中。行和列的交替可以（但无需）在逐单行或逐单列的基础上发生。替换地，具有相同取向的多行或多列的像素可并排地被编组。在此类配置中，为了限制噪声，使两组光调制器之间的空间交替周期保持在小于约基板的厚度是有用的。例如，127PPI显示器（其具有200um的像素节距）构建在600um厚的玻璃上，各组之间的交替是3个像素宽或更小。图8A的阵列830表示另一解说性实现，其中该阵列的光调制器包括由符号“A”和“B”标示的具有不同空间关系的相同两组。组“A”和“B”的光调制器布置成使其每行且每列地交替，从而组“A”成员不毗邻于组“B”成员。在阵列830的替换实现中，组“A”和“B”可以交替的群集或以棋盘型群集来布置。在一群集内（例如，在2个像素乘2个像素的块中）可有少达4个具有相同空间关系的光调制器，或者在一群集内（例如，在6x6或10x10像素块中）可有多达36个或100个相似的光调制器。在另一实现中，来自组“A”和“B”的光调制器可随机地布置在阵列各处。作为附加益处，如果来自组“A”和“B”的光调制器随机地散布在阵列各处，那么与诸掩模步骤之间的失准、或在模块组装期间的两个基板之间的失准有关的数个视觉伪像可减少或消除。图8A的阵列840表示另一解说性实现，其中该阵列的光调制器包括由符号“A”、“B”、“C”和“D”标示的具有不同空间关系的四个组。组“A”842的光调制器在第一方向上移动以达成第一活跃状态。组“B”844的光调制器在第二方向上移动以达成相同的第一活跃状态。组“C”846的光调制器在第三方向上移动以达成相同的第一活跃状态，而组“D”848的光调制器在第四方向上移动以达成相同的第一活跃状态。作为解说示例，为了达成相同的第一活跃状态（例如，打开），组“A”842中的光调制器向上移动，组“B”844中的光调制器向右移动，组“C”846中的光调制器向下移动，而组“D”848中的光调制器向左移动。在该示例中，组“A”842和“C”846在平面相反方向上致动，而组“B”844和“D”848也在平面相反方向上、但在与组“A”842和“C”846基本上不同的方向上致动。尽管图8A描绘若干种矩形像素编组布置，但是这些像素还可布置成其他几何配置。例如，图8B描绘两种六边形像素组。在第一配置850中，该阵列包括由符号“A”和“B”标示的具有不同空间取向的两组调制器。每组由六边形像素编组形成，包括例如八个像素，其中两个像素在第一行中、四个像素在第二行中、以及两个像素在第三行中。组“A”的光调制器在第一方向上移动以达成第一活跃状态，而组“B”的光调制器在第二方向上移动以达成相同的第一活跃状态。与图8A的阵列820相似，组“A”和“B”的光调制器布置成交替的列852和854。图8B的阵列860表示另一解说性实现，其中六边形像素配置被分成具有基本上不同空间取向的四组，其由符号“A”862、“B”868、“C”866和“D”864标示。与图8A的阵列840相似，这四组的光调制器在四个基本上不同的方向上移动以达成第一活跃状态。作为解说示例，为了达成相同的活跃状态（即，打开），组“A”862中的光调制器向上移动以达成第一活跃状态，组“B”868中的光调制器向右移动，组“C”866中的光调制器向下移动，而组“D”864中的光调制器向左移动。显示区域860中的像素布置成使组“A”862和“C”866在对角行内交替。类似地，组“B”868和“D”864也在与具有组“A”862和“C”866的行相毗邻的对角行内交替。图8C表示另一解说性实现，其中显示区域870中的光调制器布置成外部区划872、中间区划874和内部区划876。在该示例中，中间区划874（由符号“B”标示）中的光调制器在与外部区划872和内部区划876（由符号“A”标示）中的光调制器基本上不同的方向上移动。可领会，可在显示区域中定义其他任意像素区划以分布具有基本上不同的空间取向的调制器。图8A-C仅是作为解说性示例而呈现的，并且可使用不同于以上所示的示例的其他的空间取向和几何配置组合来减小相邻像素移动的相关性，并藉此减小声发射振幅。图9A-C描绘阵列中的两组光调制器910和920的特定布置的示例。图9A-C采用图7A和7B中解说的遮光器运动的垂直取向。对于这些垂直取向，组“A”遮光器910在向上方向上移动以到达第一活跃状态，而组“B”遮光器920在向下方向上移动以到达该第一活跃状态，如图中由箭头所绘出的。图9A中的组“A”910和“B”920布置在交替的行中，与图8A的阵列810相似。作为结果，相邻列中的遮光器在被致动到相同活跃状态时趋向于在相同方向上移动，而相邻行中的遮光器趋向于朝着彼此或背离彼此地移动。相反，图9B中的组“A”910和“B”920布置在交替的列中，与图8A的阵列820相似。作为结果，对于图9B，相邻行中的遮光器在被致动到相同活跃状态时趋向于在相同方向上移动，而相邻列中的遮光器趋向于滑过彼此。图9B中示出的错位运动趋向于减小局部压力并因此减少来自显示器的可听见噪声。在图9B中，组“A”910中的窗孔902不与组“B”920中的窗孔902相对准。该失准可引起所产生图像中的不想要的成像伪像。为了解决这一问题，图9C中的组“A”910和“B”920的像素布置已被偏移以使窗孔对准。以此方式，光调制器仍将从由相邻列滑过彼此所生成的错位效果获益,同时维持了窗孔的严格对准。通过在显示器的设计阶段期间布置遮光器和窗孔的位置来为阵列中的光调制器提供其在遮光器和相应窗孔之间的不同空间关系。空间关系的变体、以及至少两组光调制器的诸像素之间的布置被设计成光刻微制造的光掩模的艺术品。这些光掩模确定机械光调制器和控制矩阵的图案，因为它们在微制造期间被印制在薄膜和厚膜中。在一些实现中，如图7A和7B所示，光调制器被制造成处于与不活跃状态相对应的位置。然而，窗孔关于不活跃状态中的遮光器的空间关系确定适当的运动方向以达成第一活跃状态。如图9A和9B中所解说的，在一个实现中，不活跃状态中的遮光器组装件904的位置在光掩模上看起来可以是相同且对称的，而不管其指派给组“A”910或“B”920中的任一者。然而，取决于特定像素指派给组“A”910或“B”920中的任一者，窗孔902的位置可在像素内具有不同位置。尽管图9A和9B的遮光器组装件可看起来是相同且对称的，但是与这些附图中的调制器阵列相关联的控制矩阵（未示出）配置成取决于遮光器组装件指派给组“A”和“B”之一来为这些遮光器组装件的致动提供不同信号，从而这些遮光器组装件在被驱动到第一活跃状态中时关于其相应窗孔在适当方向上移动。这些适当方向由图9A和9B中的箭头标记。例如，在图9A中，可使同一行中的相邻像素取决于其指派给组“A”或“B”中一者或另一者而向上或向下致动以达成第一活跃状态。图10是控制矩阵1000的示例。基于美国专利申请No.11/811,842的图15中描述的控制矩阵，图10的控制矩阵1000解说根据一实现的一种控制矩阵布局。控制矩阵1000可取决于每个像素的行指派使用两个不同致动方向来驱动朝着第一活跃状态的致动。控制电路1000针对每个像素包括遮光器组装件1001，其中每个遮光器组装件1001包括遮光器打开致动器1002和遮光器关闭致动器1004两者。图10中的控制矩阵的逐行像素布置对应于图8A的阵列810中解说的“A”和“B”组布置。该图使用小写字母来标示两组中的相应元素。例如，为了到达关闭状态，遮光器1001a向下移动以覆盖窗孔1003a，而遮光器1001b向上移动以覆盖窗孔1003b。针对一行像素以及在诸行像素之间共享的一些实现中，控制矩阵1000包括全局驱动互连1006。对于该示例，全局驱动互连1006电连接到每个遮光器组装件的遮光器打开致动器1002。控制矩阵1000还针对一列像素包括列数据互连1008、以及针对每行像素包括扫描线互连1010。控制矩阵1000还包括若干个全局互连1012、1014、1016和1018，这些全局互连在一行内的多个像素之间以及在显示器的毗邻行之间共享。这些全局互连包括预充电互连1012、V高或V-致动互连1014、共源共栅（cascode）互连1016和更新互连1018。控制矩阵1000还针对每个像素包括遮光器充电晶体管1020、充电共源共栅晶体管1022、遮光器放电晶体管1026、放电共源共栅晶体管1024、遮光器写使能晶体管1028和数据存储电容器1030。当等于或大于致动电压的电压差被施加在跨遮光器关闭致动器1004和遮光器1001两端时，遮光器组装件1001被驱动到关闭状态，从而阻挡光穿过窗孔1003。如关于图3所描述的，每个扫描线互连1010将写使能电压源电连接到相应像素行中的像素。列数据互连1008将数据电压源（“Vd源”）电连接到相应像素列中的像素。数据电压源Vd为遮光器组装件1001提供致动能量中的绝大部分。由此，该数据电压源还用作致动电压源。在工作中，为了形成图像，控制矩阵1000通过向每个扫描线互连1010施加写使能电压Vwe来写使能每行。对于写使能的行，向该行中的写使能晶体管1028的栅极施加Vwe允许电流经由晶体管1028流过数据互连1008，从而向数据存储电容器1030施加电位。在该行被写使能时，选择性地向列数据互连1008施加数据电压Vd。甚至在控制矩阵1000停止向行施加Vwe之后，电压Vd仍存储在电容器1030中。因此，电压Vwe无需在一行上等待和保持长达足以使遮光器组装件302致动的时间；这种致动可在已从该行移除写使能电压之后进行。电容器312还用作阵列320内的存储元件，用于存储致动指令长达图像帧照明所需的时段。尽管存在双致动器遮光器组装件1001，但控制矩阵1000针对控制矩阵1000中的每列像素仅包括单个列数据互连1008。共源共栅互连1016连接到晶体管1022和1024中的每一者的栅极。可在阵列中的多行和多列中的诸像素之间共享预充电互连1012、更新互连1018、遮光器共用互连1032、V高互连1014和共源共栅互连1016。在一个实现中，在控制矩阵1000中的所有像素之间共享互连1012、1018、1032、1014和1016。对于控制矩阵1000中的每个像素，插入了充电共源共栅晶体管1022，其源极和漏极连接在遮光器充电晶体管1020和遮光器关闭致动器1004之间。还插入了放电共源共栅晶体管1024，其源极和漏极连接在遮光器关闭致动器1004和遮光器放电晶体管1026之间。控制矩阵1000使用两种互补型晶体管：p沟道和n沟道晶体管两者。控制矩阵1000因此被称为互补MOS控制矩阵或CMOS控制矩阵。尽管充电晶体管1020和1022由pMOS型制成，但是放电晶体管1024和1026由nMOS型晶体管制成。在其他实现中，可颠倒晶体管类型，例如nMOS晶体管可用于充电晶体管1020和1022，而pMOS晶体管可用于放电晶体管1024和1026。预充电互连1012连同CMOS电路的使用有助于减小达成遮光器致动所需的电压变化集合。遮光器充电晶体管1020的源极电连接到V高互连1014，而栅极连接到预充电互连1012。贯穿工作始终，V高互连1014维持在等于致动电压Vat的恒定电压上。在替换实现中，V高互连1014连接到显示器外围的电压源或电流源，或更一般的能源。每当遮光器充电晶体管1020要保持在关状态时，预充电互连1012维持在与V高互连1014相同的致动电压Vat上。为了开启遮光器充电晶体管1020，预充电互连1012上的电压被减小，以使V高互连1014和预充电互连1012之间的电压差大于遮光器充电晶体管1020的阈值电压。在一些实现中，阈值电压可在从2到8伏的范围中变化。在其中遮光器充电晶体管是pMOS晶体管的一个实现中，当遮光器充电晶体管1020关时，V高互连1014和预充电互连1012两者保持在40伏的Vat上。为了开启遮光器充电晶体管1020，V高互连1014上的电压将保持在40伏上，而预充电互连1012上的电压被临时减小到35伏。如果nMOS晶体管被用于遮光器充电晶体管1020，那么Vat将是-40伏，并且-35伏的预充电互连电压将足以开启该晶体管。充电共源共栅晶体管1022的添加有助于减小跨遮光器充电晶体管1020或充电共源共栅晶体管1022中任一者的源极和漏极两端或栅极和漏极两端所经历的电压降。放电共源共栅晶体管1024的添加有助于减小跨遮光器放电晶体管1026或放电共源共栅晶体管1024中任一者的源极和漏极两端或栅极和漏极两端所经历的电压降。向共源共栅互连1016施加的恰当电压确保充电晶体管1020和1024两者基本上同时开启。该相同电压有助于确保放电晶体管1024和1026两者基本上同时开启。在工作中，共源共栅互连1016保持在致动电压Vat的约一半的恒定电压处。在充电操作期间，即，当预充电互连1012的电压减小到Vat以下以使遮光器充电晶体管1020开启时，随后将在充电共源共栅晶体管1022的栅极和漏极之间出现电压，从而晶体管1022也将开启。如果晶体管1022的栅极保持在致动电压Vat的约一半处，那么晶体管1022的源漏电压不太可能超过Vat的一半加约阈值电压，尽管施加在V高互连1014上的电压保持在Vat（例如，40伏）。遮光器充电晶体管1020的源漏电压随后经历Vat和跨充电共源共栅晶体管1022的电压之间的差。结果是，尽管大电压Vat被施加在V高互连1014上（即，大到足以引起晶体管中任一者的严重击穿的电压），但控制矩阵1000被设计成使得只有Vat的一小部分出现在跨任何单个晶体管两端，藉此保护该电路。类似地，在放电操作期间，即，当电荷存储在数据存储电容器1030上并且更新互连1018被带到零伏时，随后在放电共源共栅晶体管1024的栅极和漏极之间将出现电压，从而除晶体管遮光器放电晶体管1026之外，晶体管1024也将开启。如果放电共源共栅晶体管1024的栅极保持在致动电压Vat的约一半处，那么放电共源共栅晶体管1024的源漏电压不太可能超过Vat的一半加约阈值电压，尽管遮光器关闭致动器1004和更新互连之间的电压差可以高达Vat（例如，40伏）。遮光器放电晶体管1026的源漏电压随后经历Vat和跨放电共源共栅晶体管1024的电压之间的差。结果是，尽管大电压Vat降在遮光器关闭致动器1006和遮光器共用互连1032之间（即，大到足以引起晶体管中任一者的严重击穿的电压），但控制矩阵1000被设计成使得只有Vat的一小部分出现在跨任何单个晶体管两端，藉此保护该电路。根据对图10中的电路布局的检视，具有两种不同行进方向的像素控制是明显的。尽管像素A和像素B的电路布局是相似的，但是遮光器1001关于窗孔1003的空间取向在两行中是颠倒的。相应地，像素A的遮光器关闭致动器1004a连接成使得在该像素的控制矩阵从其相应数据互连1010a接收到遮光器关闭信号之后，遮光器1001a将向下并朝着其相应窗孔1003a移动。相反，像素B的遮光器关闭致动器1004b连接成使得在该像素的控制矩阵接收到遮光器关闭信号之后，遮光器1001b将向上并朝着其相应窗孔1003b移动。以此方式，相同的遮光器关闭命令可使遮光器1001根据像素属于组“A”还是“B”来在不同方向上移动。图10中的控制矩阵1000的电路布置以空间高效方式设计，因为同一行中的所有遮光器组装件、或共享共用扫描线互连1010的所有遮光器组装件设计成用于一旦接收到朝着相同活跃状态（“关闭”或“开启”状态）移动的命令时在相同方向（“向上”或“向下”方向）上的遮光器运动。毗邻行（例如共享某些全局共用互连的行）中的遮光器组装件可设计成在交替方向上移动。在控制电路的替换实现中，阵列中的每行被指派其自己的一组全局互连，诸如全局驱动互连1006、预充电互连1012、V高或V-致动互连1014、共源共栅互连1016和更新互连1018。然而，为了达成遮光器组装件的交替运动方向布置，取决于像素所期望的运动方向，将全局驱动信号从遮光器组装件的一侧路由到另一侧。例如，到遮光器共源共栅晶体管1022和1024的电路连接也将必须从遮光器组装件的一侧路由到另一侧。这些额外电路路由线可绘制到光掩模中，但以像素内的窗孔区域的空间为代价。图11是替换性控制矩阵1100的示例。与美国专利申请No.12/652,477的图5A中描述的控制矩阵相似，图11的控制矩阵1100解说一控制矩阵，其取决于每个像素的行或列指派使用两个不同致动方向来驱动朝着相同的第一活跃状态的致动。控制矩阵1100针对每个像素包括遮光器组装件1101，其中每个遮光器组装件包括遮光器打开致动器1102和遮光器关闭致动器1104两者。如图10中一样，图11中的控制矩阵的逐行像素布置对应于图8的阵列810中解说的“A”和“B”组布置。例如，为了到达关闭状态，遮光器1101a向下移动以覆盖窗孔1103a，而遮光器1101b向上移动以覆盖窗孔1103b。图11中解说的控制矩阵不包括更新互连，但替代地提供控制每个像素的遮光器打开致动器1102和遮光器关闭致动器1104两者的晶体管触发器或锁存器布置。控制矩阵1100还针对一列像素包括列数据互连1108、以及针对每行像素包括扫描线互连1110。控制矩阵1100还包括可在显示器的多个像素和多行之间共享的若干个全局互连。这些全局互连包括BCOM互连1112、致动或V-致动互连1114和更新互连1116。图11中解说的控制矩阵还针对每个像素包括遮光器打开充电晶体管1124、遮光器打开放电晶体管1126、遮光器关闭充电晶体管1120和遮光器关闭放电晶体管1122、遮光器写使能晶体管1128、遮光器触发器使能晶体管1130和数据存储电容器1132。当等于或大于致动电压Vat的电压差被施加在跨遮光器关闭致动器1104和遮光器1101两端时，遮光器组装件1101被驱动到关闭状态中，从而阻挡光穿过窗孔1103。控制矩阵1100使用两种互补型晶体管：p沟道和n沟道晶体管两者。控制矩阵1000因此被称为互补MOS控制矩阵或CMOS控制矩阵。尽管写使能晶体管1128、遮光器触发器晶体管1130和放电晶体管1122和1126由nMOS型制成，但充电晶体管1120和1124由pMOS型晶体管制成。本领域普通技术人员将认识到，在其他实现中，CMOS晶体管的类型可颠倒（即，pMOS与nMOS交换），或者可使用其他类型的晶体管（即，BJT、JFET或任何其他合适的晶体管类型）。在一些实现中，致动互连1114连接到维持在等于或大于致动电压Vat的电压源。遮光器互连118维持在接地电位附近。在一些实现中，遮光器极性可维持在全致动电压处（例如，近似25伏）。在某些实现中，遮光器互连1118的极性可在一个或更多个电位之间周期性地交替。例如，遮光器互连1118可在每个全视频帧之后、或在其他情形中更频繁地或更不频繁地在25伏和0伏之间交替。可通过向遮光器互连1118施加恰当电压来控制遮光器极性。在一些实现中，还与正交替的遮光器电位相对应地交替数据的极性。每个遮光器致动器1102和1104取决于其各自相应的充电晶体管1124和1120的“开/关”状态来连接到致动互连1114。例如，当连接到遮光器打开致动器1102的遮光器打开充电晶体管1124处于“开”状态时，电荷被允许从致动互连1114流向遮光器打开致动器1102。随后，近似为Vat的电压将被施加在遮光器打开致动器1102和遮光器互连1118之间（假设遮光器互连1118是公共电位），并且遮光器将被驱动到打开状态中。当遮光器打开充电晶体管1124处于“关”状态且遮光器关闭充电晶体管1120处于“开”状态时，发生类似过程，导致将遮光器驱动到相反状态中。在一些实现中，近似为Vat的电压将被施加到遮光器打开致动器1102，并且相似电压将被施加到遮光器1101，藉此在遮光器1101和致动器1102之间产生0伏电位。控制矩阵1100包括数据存储电容器1132。如上所描述的，作为数据加载或写操作的一部分，数据存储电容器1132藉由所存储着的电荷来存储由控制器（诸如控制器156）发送到像素的“数据”指令（例如，打开或关闭）。存储在电容器1132上的电压部分地确定控制矩阵1100中的晶体管1120、1122、1124和1126的锁存状态。在数据加载操作期间，在寻址序列中写使能该阵列的每行。控制矩阵1100中的电压源（未示出）向对应于所选行的行互连1110施加写使能电压。向写使能的行的行互连1110的施加电压会开启相应行线中的像素的写使能晶体管1128，藉此写使能这些像素。在所选像素行被写使能的同时，数据电压源向与控制矩阵1100中的每列像素相对应的列互连1108施加适当数据电压。向列互连1108施加的电压藉此存储在各个相应像素的数据存储电容器1132上。在某些实现中，向列互连1108施加的电压可以是负的或正的（例如，范围从-5到5伏）。在下一状态的所有数据已在数据加载步骤中存储在所选行中的电容器1132上之后，控制矩阵1100随后行进至将像素的诸部分或诸排、或整个显示器更新到下一保持状态。更新锁存序列始于将致动互连1114上的电压向下拉到或接近于BCOM互连1112上的电压。这使得遮光器打开和遮光器关闭致动器1102和1104上的电压接近于与BCOM互连1112相同的电压。接着，更新互连1116被带到致动电压Vat，藉此将遮光器触发器晶体管1130切换到传导性“开”状态并允许存储着的数据从数据存储电容器1132传递给交叉耦合的反相器锁存器的晶体管1120-1126。如果更新互连1116在致动互连1114电压被带到BCOM互连1112电压之后被过早激活，那么存储着的下一状态数据的下一状态可被锁存器的尚不具有足够时间彻底衰退的现有状态数据损坏。该非交迭定时可以是电路寄生效应、晶体管阈值电压、电容器大小和存储着的数据电压电平的函数。例如，所需延迟可以约为10μs。然而，该延迟时间取决于显示器可以显著更长或更短。刚好高到足以使锁存器晶体管1120-1126工作的中间电压（例如，近似等于反相器晶体管1124和1126或者1120和1122的阈值电压的和。该电平可以显著更小，由所需定时、寄生电荷注入、详细的晶体管特性等的细节限制）被施加到致动互连1114。向致动互连1114施加的该中间电压用以最小化用来锁存到下一状态的功率。在某些实现中，交叉耦合的反相器锁存器被锁存在能被可靠地执行那么低的中间电压电平上以减小总体瞬态切换功率。存储在数据存储电容器538上的数据锁存在交叉耦合的包括晶体管1120-1126的反相器锁存器中。施加中间电压可与激活更新互连1116同时、在其之前或在其之后执行。例如，在某些实现中，向致动互连1114施加中间电压可全部在更新脉冲之后进行，或者中间电压脉冲可与该更新电压脉冲部分地或完全交迭。在一些实现中，尤其在数据锁存器的寄生电容为低时，对交叉耦合的反相器锁存器的下一状态的控制通过两个状态的交迭来执行。最后，更新互连1116被带到接近于接地电位，藉此将遮光器触发器晶体管1130切换到非传导性“关”状态并使数据存储电容器1132与像素504的交叉耦合的反相器锁存器隔离。通过在将致动互连1114升到全电压之前停用更新互连1116，通过不允许将数据存储电容器1132充电到全致动电压来节省显著功率。在一些实现中，完全不具有遮光器触发器晶体管1130是可行的。在此情形中，随着逐行加载，数据加载操作将直接改变锁存器状态。这可通过也在逐行的基础上同时使致动互连1114降低至适当中间电平、或者降低至近似接地电位随后至该中间电平以允许较低的数据电压确定锁存器状态来发生，或者通过在整个数据加载操作期间使整个显示器的致动互连1114降低至适当中间电平来发生。替换地，如果功率不是考虑因素，或者致动电压低到足以使功率成为次要考虑因素，那么数据电压可以处于全致动电压电平或更高（其中致动互连1114维持在全Vat）以将锁存器强制在期望状态。而且，通过消除遮光器触发器晶体管1130，可节省布局面积。一旦数据已被传输且锁存器状态已被更新，控制矩阵1100就行进至使遮光器1101致动到其下一状态。首先，致动互连1114被带到全致动电压Vat。全致动电压可以是使遮光器致动到一侧或另一侧并将该遮光器保持在该位置直至下一帧寻址循环所需的电压。因为锁存器状态在较早前设定，所以没有从致动互连1114通过每个反相器中的两个串联晶体管（1124和1126或者1120和1122）的导电路径。由此，只有意在对遮光器电容和各种寄生电容的致动进行充电的电流被允许流通，导致最小功率耗散。藉由检视图11将明显的是，最接近于两个像素中的锁存器电路的致动器1104a和1102b不同地接线到锁存器电路中的晶体管。像素A的底部致动器1104a连接到遮光器关闭充电晶体管1120a和遮光器关闭放电晶体管1122a，并因此接线成响应于锁存器电路的遮光器关闭状态。相比之下，像素B的底部致动器1102b连接到遮光器打开充电晶体管1124b和遮光器打开放电晶体管1126b，并由此接线成响应于锁存器电路的遮光器打开状态。以此方式，明显的是，像素A中的控制电路配置成一旦从相应数据互连1114a接收到遮光器关闭命令就向下且朝着窗孔1103a驱动遮光器1101a，而像素B中的控制电路配置成一旦从相应数据互连1114b接收到遮光器关闭命令就向上且朝着窗孔1103b驱动遮光器1101b。以此方式，相同的遮光器关闭命令可使遮光器1101根据像素属于组“A”还是“B”来在不同方向上移动。图11中的控制电路可配置成用于许多替换性像素布置，每个替换性像素布置包括通过一旦接收到朝着相同活跃状态（“关闭”或“打开”状态）移动的命令就在两个不同方向上移动来响应的两组像素。“A”和“B”这两组像素可布置在交替的行、交替的列、交替的调制器群集中，或甚至随机布置在像素阵列各处。一旦接收到遮光器关闭致动信号，要指定特定遮光器的运动方向只需将该遮光器的致动器的接线布置成锁存器电路中的两种数据状态中的一者或另一者。在替换性实现中，控制电路无需针对两组像素（“A”和“B”）中的每一者的不同布局或接线图案来实现两种不同的运动方向。对像素运动的预先指定且交替的布置的控制可通过在向控制矩阵发送像素数据之前对该像素数据进行在先处理来实现。在该实现中，像素的两种不同空间关系仍以预定方式布局在光掩模上，例如如图9A或9B中解说的交替像素中的窗孔的位置。像素中的遮光器和窗孔之间的空间关系确定响应于朝着第一活跃状态移动的命令所需的预设运动方向。然而，在该实现中，数据处理器为阵列中的每个像素存储预设运动方向的映射。一旦接收到要将像素设定成第一活跃状态的命令，数据处理器就从存储器确定需要哪个运动方向以达成阵列中的每个像素的第一活跃状态。取决于该信息，数据处理器随后取决于哪个运动方向被预设成与每个像素的第一活跃状态相对应来向该像素发送“向上移动”或“向下移动”命令。在替换实现中，数据处理器确定与用于致动该阵列中的像素的2个预设方向相对应的其他运动类型，其可以是“向左移动”和“向右移动”方向，或者可以是“顺时针移动”和“逆时针移动”方向。本文中公开的装置和方法可以其他具体形式来实施而不背离其精神或实质特性。前述实现因此在所有方面被认为是解说性而非限定性的。