KR20010032752A

KR20010032752A - 모듈형 디스플레이 시스템

Info

Publication number: KR20010032752A
Application number: KR1020007006043A
Authority: KR
Inventors: 아더 허버트 피레스터; 도날드 배리 카린; 허쉘 클레멘트 버스틴; 데니스 존 베치스; 바와 싱; 조셉 토마스 맥긴
Original assignee: 윌리암 제이. 버크; 사르노프 코포레이션
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2001-04-25
Also published as: US6611241B1; CA2308476A1; AU1619299A; WO1999029117A1; EP1036468A1; JP2001525564A; JP2011221540A

Abstract

본 발명은 모듈형 디스플레이 시스템에 관한 것으로, 대형 시청용 디스플레이는 각각이 디스플레이되는 이미지의 일부를 디스플레이하여 작은 디스플레이 어래이 장치(110, 120, 130, 140, 210, 230, 310, 320, 330, 340, 712, 714)가 함께 와전한 이미지를 디스플레이 하도록 하는 작은 디스플레이 장치 또는 모듈 어래이(110, 120, 130, 140, 210, 230, 310, 320, 330, 340, 712, 714)로 구성된다. 이미지 부분 사이의 "시임" 또는 갭을 최소화하도록 이미지를 디스플레이하지 않는 작은 디스플레이 엘리먼트의 에지 영역을 최소화해야 하는 통상적인 대형 디스레이와는 다르게, 본 발명의 디스플레이 장치(100, 200, 300, 700)는 실질적으로 이미지 부분 사이에 가시적인 "시임" 또는 갭이 없는 평면형 패널(102, 202, 302, 710, 812, 830, 920, 1202)상에 이미지를 형성하는 어래이내에서 작은 디스플레이 장치(110, 120, 130, 140, 210, 230, 310, 320, 330, 340, 712, 714)의 전체 디스플레이 영역보다 작게 주사된 이미지 부분을 투영한다. 따라서, 디스플레이 장치(100, 200, 300, 700)는 좁은 에지를 가지지 않으며 중첩하는 서브-이미지(602, 604, 606, 608)를 발생시키기 위해 연속하지 않는 디스플레이 엘리먼트(110, 120, 130, 140, 210, 230, 310, 320, 330, 340, 712, 714)를 사용한다. "시임" 또는 갭을 가질 수도 있는 이미지 화소가 이미지 데이터로부터 발생되고 중첩하는 서브-이미지(111', 112', 113', 121', 122', 123', 310', 1211', 1213', 716, 602, 604, 606, 608)의 중첩 영역(248, 312, 322, 718)과 같은 디스플레이된 이미지(600)내 적정 위치 및 밝기로 디스플레이된다. 주사빔이 전자빔(424, 426)일 경우, 평면형 패널은 광을 방생시키는 전자빔(424, 426)에 의해 여기된 인광물질(372, 374, 376)을 포함하는 전면판(302)이고, 빔이 광빔(114, 115, 116, 124, 125, 126, 222, 224, 226, 242, 244, 246, 1214, 1216, 822)일 경우에는 평면형 패널은 확산기 패널(102, 202, 710)과 같은 광분배기이다.

Description

모듈형 디스플레이 시스템 {MODULAR DISPLAY SYSTEM}

통상적인 디스플레이에 대한 기준은 텔레비전 수상기, 컴퓨터 디스플레이, 공항과 기차역과 같은 정보 디스플레이 등에서 사용되는 것과 같은 음극선 튜브("CRT")이다. CRT는 면에 대해 벗어난 위치 즉, 중심 축에서 벗어난 위치에서도 시청가능하며 신뢰성 있고 안정성이 있으며 저가인 선명하고 밝은 디스플레이의 바람직한 특성을 가진다. 인광물질-코팅된 전면판에 대해 CRT의 전자빔을 주사하는데 필요한 편향 배치의 구조 및 크기의 결과 , CRT의 깊이는 전형적으로 디스플레이 전면판의 대각선정도로 크다. 이러한 크기는 예를 들면, 대략 35인치 대각선 크기의 보통의 스크린 크기에 대해서는 적용될 수 있지만, 더 큰 스크린 크기에 대해서는 깊이는 더욱 커진다. 25 내지 35인치의 스크린 대각선을 가진 CRT가 작은 방에서 편리한 사용을 위해 더 깊어진다. 대형의 통상적인 광학 투영 디스플레이는 35 내지 45인치 대각선 범위의 이미지를 가지지만, 상당한 깊이를 가지며, 특히 중심에서 벗어난 시청 위치에서는 이미지 밝기를 제공하지 못하고 CRT 안정성도 제공할 수 없다.

통상적인 방법은 여러 소형 디스플레이를 나란히 배치시킴으로써 대형 디스플레이를 형성하는 것이었다. 예를 들면, 12개의 텔레비전 세트 또는 다른 CRT 디스플레이(DD1 내지 DD12)가 높이방향으로 3개 폭방향으로 4개로 적층되어, 이미지의 1/12가 각각의 텔레비전 세트(DD1-DD12)상에 디스플레이 되는 대형 스크린 디스플레이(10)를 형성할 수 있었고, 이는 도 1에 도시된 바와 같다. 하지만, 각각의 텔레비전 세트내 CRT가 자신의 전면판의 에지부에서 모든 방식으로 이미지를 디스플레이하지 않기 때문에, 그리고 전면판의 유리 외피가 정확히 직사각형이 아니기 때문에, 개별 CRT의 에지부 사이에 수평 및 수직 공간(11, 12, 13, 14, 15)이 필요할 것이고 이러한 공간에는 어떠한 이미지도 존재하지 않는다. 이러한 공간은 "시임(seam)" 또는 "갭"이라 불린다. 대형 디스플레이를 설계하는 설계자는 이러한 디스플레이를 포함하는 디스플레이 모듈의 불작동 에지 영역을 최소화하기 위해 노력해 왔고, 이에 따라 이러한 시임 또는 갭을 최소화시킬 수 있었지만, 이들을 제거할 수는 없었고 따라서 이러한 디스플레이에 의해 디스플레이 되는 이미지내에 가시청(visible) 및 불편한 갭이 남아있게 된다.

후면-투영 시스템의 경우에도, 개별 확산기 패널의 멀리언(mullion)이 가시청 이미지-적은 시임을 남긴다. 전면-투영 시스템은 멀링리언 문제를 해결하였지만, 관련된 시간-소모적인 복잡한 세트업 및 정렬 과정에 의해 최소화되어야 하는 시임 영역내에 실제 조합된 이미지를 투영하는데 큰 어려움이 있다. 이상의 어떠한 장치에서도, 대형 디스플레이를 제조하기 위한 여러 디스플레이 유닛에 의해 발생되는 조합된 이미지의 일부 또는 서브-이미지 사이의 분해능, 기하학, 밝기, 강도 및 컬러에 대한 어려움이 디스플레이된 이미징내에 현저한 편차를 발생시킬 수 있다. 이러한 효과는 공지되어 있고, 예를 들면 운동경기장, 콘서트장 및 야외 행사장에서 종종 사용되는 점보 텔레비전 디스플레이내에서 쉽게 찾을 수 있다.

큰 이미지 크기에 대한 요구에 추가하여, 큰 크기에 따른 높은 이미지 분해능 또한 요구된다. 이는 예를 들면, 고품위 텔레비전(HDTV) 및 산업적 디스플레이와 군사적 디스플레이에 대해서도 필요하다. 지도와 차트 또는 감시 이미지의 고품위 디스플레이에 대해, 30×40인치 디스플레이에 대해 인치당 100도트의 분해능을 가진 디스플레이가 필요하다. 이러한 이미지는 디스플레이된 정보의 12메가 화소를 포함한다. 불행하게도, 이러한 능력을 가진 디스플레이는 통상적인 기술로는 존재하지 않는다. 이러한 대형 디스플레이 장치는 쉽게 운반되고 세트업될 수 있어야 하고, 적절한 가격으로 구입할 수 있어야 한다.

따라서, 고분해능을 제공하면서도 상당히 큰 디스플레이 영역에 대해서도 실질적으로 시임이 없는 이미지를 제공할 수 있는 디스플레이 시스템이 필요하다.

이를 위해, 본 발명은 스크린상에 이미지의 인접한 부분을 발생시키는 적어도 2개의 이미지 발생기를 포함하는데, 이미지의 인접 부분은 중첩되며; 및 두 개의 이미지 발생기에 의해 발생된 개별 화소가 특정 화소를 형성하도록 조합되도록 조정된 중첩부분내 특정 화소를 대표하는 화소 데이터를 구비하며 이미지 발생시에 이미지 데이터를 제공하는 이미지 처리기를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 실질적으로 시임없이 화소화된 이미지를 형성하는 방법이 제공되고, 이러한 방법은: 자신들의 공통 에지부에서 중첩 영역을 가진 두 개의 연속 화소화된 서브-이미지를 형성하는 단계; 중첩 영역내 특정 화소의 값을 결정하는 단계; 중첩 영역내 특정 화소의 결정된 값을 주어진 값으로 변화시키는 수정 펑션을 결정하는 단계; 및 중첩 영역내 특정 화소 각각에 대한 화소화된 서브-이미지 각각의 개별 화소값의 수정 펑션을 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명이 이하에서 도면을 참조로 더 잘 이해될 수 있도록 설명된다.

본 발명은 1997년 12월 2일에 출원된 미국 특허출원번호 0/067,248호 및 1998년 11월 25일 출원된 미국 특허출원번호 09/200,081호를 우선권으로 주장한다.

본 발명은 디스플레이 장치 특히, 다수의 디스플레이 엘리먼트를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래 기수의 모듈형 디스플레이 장치의 도면.

도 2는 본 발명에 따른 디스플레이의 실시예의 개략 블록도.

도 3은 도 2의 실시예에서 사용할 수 있는 예시적인 이미지 발생기의 일부의 대표도.

도 4는 도 2의 실시예에서 사용할 수 있는 이미지 발생기의 일부의 예시적인 물리적인 실시예의 조립도.

도 5는 서브-이미지의 크기와 수 및 디스플레이 시스템의 크기 사이의 관계를 도시하는 대표도.

도 6과 도 7은 도 2의 실시예에서 사용할 수 있는 이미지 발생기의 일부의 다른 선택적인 물리적 실시예의 측면도 및 평면도.

도 8a와 도 8b는 도 2의 실시예에서 사용할 수 있는 이미지 발생기의 다른 선택적인 물리적 실시예의 평면도.

도 9는 도 8a의 이미지 발생기의 단면도.

도 10은 도 8b의 이미지 발생기의 단면도.

도 11a, 도 11b, 도 11c 및 도 11d는 도 10의 이미지 발생기내에서 사용할 수 있는 종류의 이미지 발생기의 상세도.

도 12와 도 13은 도 3에 도시된 종류의 이미지 발생기의 선택적인 실시예의 단면도.

도 14a와 도 14b는 도 4와 도 12의 이미지 발생기와 관련된 이미지 및 서브-이미지의 도면.

도 15와 도 16은 본 발명에 따른 모듈형 디스플레이 시스템의 실시예의 대표도.

도 17은 도 15와 도 16의 실시예와 관련된 높은-밝기 이미지 발생기의 단면도.

도 18은 도 15와 도 16의 실시예와 관련된 블록 순서도.

도 19는 도 18의 순서도와 관련된 개략 블록도.

도 20은 도 15와 도 16의 실시예와 관련된 개략 블록도.

도 2의 디스플레이 시스템에서, 예시적인 디스플레이 시스템(100)은 이미지가 디스플레이 되는 디스플레이(102) 및 다수의 이미지 발생 장치 또는 모듈(110, 120, 130, 140)을 포함한다. 이러한 예에서, 4개의 이미지 발생기 또는 모듈(110, 120, 130, 140)의 2×2 어레이(도 2에는 완전히 도시되지는 않음)는 대형 디스플레이 시스템의 일부일 뿐이고 이미지 디스플레이를 발생시킨다. 스크린(102)은 컬러 디스플레이 CRT의 전면판과 같이 스트라이프 또는 "도트"와 같은 인광물질 엘리먼트의 패턴이 배열되는 전면판이고, 전자빔에 의해 조사될 때 광을 방출한다. 각각의 이미지 발생기(110, 120,...)는 이러한 이미지 발생기에 인접하는 스크린(102)의 일부에 대해 주사되는 전자빔을 발생시키고, 이러한 전자빔은 이미지 데이터에 따라 강도가 변조되어 각각의 인광물질 엘리먼트에 의해 발생된 광의 밝기를 변조하고, 이에 따라 디스플레이된 전체 이미지의 일부 또는 서브-이미지를 발생시킨다.

선택적으로, 스크린(102)은 후면-스크린 컬러 투영 디스플레이의 스크린상에서와 같이, 광빔에 의해 조사되는 동안 광을 전달하고 분배시키는 광학(광) 분배기이다. 광학 분배기는 주어진 방향으로부터 입사하는 광빔을 수신하고, 원하는 영역에 대해 고체각과 같이 각지게 출사하는 광빔을 방출시킨다. 예를 들면, 확산기는 입사광을 주사함으로써 동작하는 분배기이다. 이 경우, 각각의 이미지 발생기(110, 120,...)는 이러한 이미지 발생기에 인접한 스크린(102)의 일부를 조사하고, 광빔은 이미지 데이터에 따라 강도가 변조되어 분배기 스크린(102)에 의해 전달된 광의 밝기를 변조시키고, 이에 따라 디스플레이된 전체 이미지의 일부 또는 서브-이미지를 발생시킨다. 이하에서 설명될 바와 같이, 이러한 디스플레이 모듈이 디스플레이 모듈 구조내에 물리적으로 장착되었든지 또는 서로에 대해 접하는 분리 디스플레이 모듈 구조내에 장착되었든 지간에, 각각의 디스플레이 모듈(110, 120,...)에 의해 스크린(102)상에 디스플레이 되는 이미지 부분은 자신의 각각의 에지부를 따라 그곳에 인접한 디스플레이 모듈에 의해 디스플레이된 이미지 부분과 중첩하고, 이에 따라 어떠한 모듈간(inter-module) 갭이 방지된다. 따라서, 중첩 영역이 존재하고 여러 디스플레이 모듈에 의해 발생된 이미지 부분 또는 서브-이미지 사이에 어떠한 시임 또는 갭도 존재하지 않는다. 디스플레이 모듈(110, 120,...)은 랩톱 컴퓨터에서 널리 사용되는 종류의 활성 매트릭스 액정 디스플레이(AMLCD)를 사용한다. 적합한 AMLCD 패널은 대한민국 서울에 소재하는 삼성사로부터 입수할 수 있는 LT-170E101형을 포함한다.

시임없는 방식으로 인접 서브-이미지의 중첩은 자신의 중첩 영역내 각각의 서브-이미지의 화소의 적어도 강도를 수정할 수 있는 능력을 필요로 한다. 이러한 요구는 바람직하게는 화소 행렬(pixel-by-pixel) 베이시스상의 각각의 서브-이미지를 조정 또는 미리 왜곡시키며 이러한 서브-이미지를 포함하는 화소의 강도를 조절하는 이미지 처리를 필요로 한다. 또한 여러 이미지 발생기 사이의 차이를 보상하기 위해 개별 중첩 영역의 외부 영역내 각각의 서브-이미지를 조정 또는 밀 왜곡시키는 이미지 처리가 제공된다.

개별 이미지 처리기(IP1, IP2, IP3, IP4)는 각각의 이미지 발생기(110, 120)와 관련되며, 이미지 서버(106)로부터 수신된 이미지 데이터를 각각 처리하고, 그리고 각각이 관련 이미지 발생기(110, 120,...)에 의해 재생된 각각의 화소에 대한 화소 행렬 베이시스상에 이미지 데이터를 발생시킨다. 통상적으로 입수가능한 펜티엄MMX 프로세서인 이미지 서버(106)는 광원(도시 안됨, 정전 이미지 메모리 혹은 네트워크, 또는 시간적으로 연속하는 다수의 이미지 소소, 비디오 또는 영화 또는 공간, 이미지 모자이크 및 압축된 이미지 데이터, 그래픽 언어 명령, 비트 맵 등과 같은 여러 가지 이미지 데이터중 하나일 수 있음)으로부터 수신된 이미지 데이터를 데이터 버스(104)를 통해 전달시키는 스크린상에 디스플레이된 이미지를 포함하는 모든 부분에 대해 데이터 버스(105)를 통해 각각의 이미지 처리기(IP1, IP2, IP3, IP4)에 제공한다. 이미지 처리기(IP1)는 리포메팅, 디콤프레싱, 렌더링, 디코딩 및 미리 왜곡시키는 것과 같이 이미지 발생기(110)에 의해 발생된 이미지의 일부에 대한 이미지 데이터를 처리하고, 이러한 변조된 이미지 데이터를 화소 행렬 베이시스상의 이미지 데이터에 전달한다. 화소 행렬 베이시스상에 형성되거나 또는 화소로 분해될 수 있는 이미지 및 서브-이미지가 여기서는 일반적으로 화소화된 이미지로서 불린다. 이미지 데이터의 실시간 데이터 수정을 수행하기 위해 이미지 처리기(IP1-IP4)는 개별 다중매체 처리기와 관련된 350 MHZ 펜티엄MMX 프로세서 데스크톱형 컴퓨터(PC)일 수 있다. 각각의 펜티엄MMX 처리기 PC는 세트업, 캘리브레이션, 이미지 획득 및 다중매체 처리기의 제어를 수행하기 위해 128-메가바이트(MB) SDRAM 메모리, 512-킬로바이트(KB) 파이프라인 버스트 SRAM 캐시 메모리 및 하드 드라이브를 포함한다. 이미지 서버(106)는 컴퓨터와 유사하다. 이러한 PC는 IBM, 컴팩, 휴렛 팩커드, 델 및 게이트웨이 등과 같은 다른 많은 제조업자로부터 널리 입수 가능하다.

통상적으로 캐나다 퀘벡의 매트록스 일렉트로닉스 시스템즈 리미티드로부터 입수 가능한 매트록스 제니시스 다중매체 처리기는 설명된 디스플레이 시스템의 이미지 처리기(IP1-IP4)에서 사용하기에 적합하다. 매트록스 제니시스 처리기는 초당 천억회의 동작 속도로 동작할 수 있고, 그 결과 디지털 또는 아날로그 카메라 또는 다른 소스에 의해 제공된 입력 이미지 데이터에 응답하여 1600×1200 24-비트 화소를 가진 디스플레이용 이미지 데이터를 직접 제공할 수 있다. 처리는 포인트-, 인접-, 기하학적- 및 패턴-매칭 동작과 같이 이미지 처리에서 사용되는 동작의 전체 범위를 가속시킬 수 있는 텍사스 인스투르먼트 C80 처리기에 의해 수행된다. 매트록스 제니시스 다중매체 처리기는 컴볼류션, 모포로지, 정규화된 그레이-스케일 상관관계와 같은 이미지 처리 동작을 추가로 가속하며, 또한 JPEG 코더/디코더(코덱)를 포함한다. 예를 들면, 2BOPS로 동작하는 처리기에서도, 다중매체 처리기는 초당 화소당 대략 2000 동작회수를 수행하고, 이는 이미지 발생기의 4×4 어레이를 가진 디스플레이 시스템내 디지털 이미지 수정에 대략 화소당 4백회의 디지털 동작이 필요한 전형적인 조건하에서 이미지 데이터가 초당 3 내지 10배로 업데이트되도록 한다.

세트업 및/또는 캘리브레이션을 위해 스크린(102)상에 디스플레이된 이미지를 감지하도록 일시적으로 배치되는 센서(108)가 도 2에 가상으로 도시된다. 센서(108)는 CCD 텔레비전 카메라 또는 다른 유사 센서일 수 있다. 캘리브레이션 또는 세트업을 윙해, 이미지 서버(0106)는 체커보드, 크로스-해치 또는 다른 테스트 패턴과 같이 미리 설정된 이미지가 스크린(102)상에 디스플레이되도록 한다. 테스트 패턴 이미지는 밝기의 균일성, 에지부의 정렬 및 다른 이미지 특성을 위해 센서(108)를 통해 관찰된다. 밝기의 균일성, 화소 레지스트레이션, 초점 왜곡 및 다른 이미지 특성 및 특정 화소 또는 인접 화소를 위한 적절한 수정 펑션을 발생시키기 위해 특정 시간에서, 센서(108)는 스크린(102)의 전체 이미지 영역을 감지하고, 다른 시간에서 내부의 서브-이미지중 하나를 감지하며, 또다른 시간에는 연속 서브-이미지의 중첩 영역을 감지한다. 이미지 서버(016) 및 이미지 처리기(IP1-IP4)는 스크린(102)상의 디스플레이에 대해 균일한 밝기를 위해 개별 서브-이미지 발생기(110, 120,...)의 상대 밝기를 조정하고, 서브-이미지를 수평 또는 수직으로 시프팅함으로써 에지부 또는 라인의 정렬을 조정하고, 그리고 센서(108)로부터 업데이팅된 데이터를 사용하는 반복 처리에서 비색계와 같은 다른 디스플레이 특성을 조정한다. 뉴저지 배링턴에 소재한 에드먼드 싸이언티픽으로부터 통상적으로 입수 가능한 소니 모델 SSC-C370 CCD 텔레비전 카메라가 이러한 센서(108)에 적합하다.

선택적으로, 서버(106)가 제거되고 이에 따라 수행된 상기 설명과 같은 펑션이 도 2에 가상으로 도시된 데이터 버스(105', 109')에 의해 도시된 바와 같이 에더넷 또는 다른 네트워크와 같은 이미지 소스에 이미지 처리기(IP1,..,IP4)를 직접 결함시킴으로써 수행되고, 모듈형 디스플레이 시스템(100)이 필요한 곳에서 바람직하다. 이러한 실시예에서, 각각의 디스플레이 모듈(이미지 처리기(IP1,...IP4) 및 이미지 발생기(110, 120,...)를 포함)는 수신되어 응답될 이미지 데이터의 부분을 결정한다. 에더넷 또는 네트워크(105')를 통해 수신된 이미지 데이터는 데이터 버스(104)를 통해 이미지 처리기(IP1, IP4,...)에 제공되고, 이들 각각의 처리기는 이러한 이미지의 부분을 선택하고 수신하며, 예를 들면, 헤더 데이터를 판독하고 작용함으로써 서브-이미지의 개별 부분을 발생시키고, 네트워크(104, 105')를 통해 전달된 이미지 데이터를 포함하는 정보 패킷내에 포함된 데이터를 제어하는데 사용된다. 이와 유사하게, 센서(108)에 의해 감지된 디스플레이 스크린(102)으로부터의 이미지 데이터는 데이터 버스(109, 109', 104)를 통해 이미지 처리기(IP1,...IP4)에 직접 제공되고, 각각의 처리기는 이러한 감지된 이미지의 부분을 선택하고 수신하여 서브-이미지의 개별 부분을 수정하는데 사용할 수 있다.

데이터 버스(104, 105, 105', 109, 109')는 예를 들면, 대략 초당 100메가비트(100MBPS)의 데이터 속도로 데이터 통신이 가능한 에더넷 또는 LAN 혹은 통상적으로 입수 가능한 유사 네트워크이다. 만일 이미지 서버(106)내에 저장된 이미지 또는 네트워크(015')를 통해 수신된 이미지는 각각 24비트의 16메가화소를 가진 비트-맵핑된 이미지이고, 이미지는 대략 4초동안 이미지 처리기(IP1,...IP4)로 로딩된다. 이러한 이미지 변환 속도는 필요에 따라 데이터 버스(104, 105, 105')의 데이터 전송 속도를 200MBPS로 증가시킴으로써 또는 전송 이전에 이미지 처리기(IP1,... IP4)에 대해 이미지 데이터를 압축함으로써 증가될 수 있고, 이미지 처리기는 공지된 방식으로 수신 이후 이미지 압축을 푼다.

따라서, 본 발명의 디스플레이 시스템은 리던던시 화소와 서브-이미지의 중첩부를 형성하고, 다음으로 실시간 디지털 신호 처리를 수행하여 중첩 영역내 전체 분해능을 유지하며, 또한 중첩 영역내 화소 및 서브-이미지의 중첩 영역의 외부에 위치하는 화소에 대해 이미지 발생기 편차, 물리적 공차, 광학적 불일치, 왜곡, 세트업 에러 및 드리프트를 보상한다. 중첩 이미지는 이미지 중첩, 개별 이미지 왜곡, 화소 위치 에러 및 서브-이미지와 서브-이미지의 매칭을 보상하는 PC-기초 시스템에 의해 실시간으로 재포멧되어, 디스플레이된 이미지를 포함하는 어떠한 가시적인 시임 및 서브-이미지 사이의 가시적인 손실도 존재하지 않도록 한다.

이를 위해, 센서(108)는 특히 인접 서브-이미지 사이의 중첩 영역에 인도된다. 예를 들면, 수정 없이, 중첩 영역은 주위의 서브-이미지보다 더 밝을 수 있는데, 그 이유는 하나 이상의 이미지 발생기(110, 120)가 이러한 화소를 발생시키기 때문이다. 센서(108)로부터의 데이터에 응답하여, 이미지 서버(106)는 이미지 처리기(IP1, IP2,...)를 제어하여 자신들의 개별 에지-영역 화소의 밝기를 감소시켜 조합된 이미지가 수정된 밝기 레벨을 가지도록 한다. 다시 말해, 이러한 증가된 밝기를 보상하기 위해, 이미지 발생기(110, 120,...)중 하나에 전달된 각각의 화소는 소스 이미지내 로컬 인접 화소 예를 들면, 2×2 화소내의 화소의 가중된 선형 조합으로 구성된다. 서브-이미지의 중첩 영역내 화소에 대해, 원인이 된 각각의 이미지내 화소값은 가중되어 각각의 화소에 대한 조합된 전체값이 예를 들면, 비례 가중에 의해 소스 이미지내 화소의 값에 해당하도록 한다. 따라서, 이미지 강도는 중첩 영역내 간단히 패더링되지만, 서브-이미지의 중첩 영역 및 나머지내에서 사용된 처리기(110, 120)의 처리 가능성에 의해 제한되는 원하는 정도로 수정될 수 있다.

화소 강도가 중첩 영역내 이미지를 혼합하고 이미지 발생기의 강도 변환 특성의 차이를 보상하기 위해 디지털적으로 조정되는 것에 추가하여, 각각의 서브-이미지내 화소는 이미지 발생기(110, 12)의 광학 또는 주사 구조내 기하학적 및 다른 왜곡을 보상하도록 미리 왜곡 또는 "뒤틀릴" 수 있다. 더욱이, 색수차가 컬러-의존 기하학적 보상에 의해 수정될 수 있다: 바늘꽂이 및 통모양 왜곡 또한 이미지 처리기(110, 120,...)내 이미지 변환에 의해 수정될 수 있다.

예를 들어, 만일 두개의 이미지 발생기(110, 120)가 주어진 화소에 기여한다면, 각각의 이미지 발생기의 밝기는 비례하여 감소되어 대략 전체 밝기의 1/2 정도가 된다. 따라서, 8비트 화소값 디스플레이에서, 2-서브-이미지-중첩 영역내 화소가 소스 이미지내 (256중) 162의 값을 가진다면, 두 기여 서브-이미지 화소값의 합은 162일 것이다. 따라서, 각각은 81의 값 도는 선택적으로 하나는 102의 값을 가지고 다른 하나는 60을 가지거나 또는 합이 162가 되는 다른 조합 또한 가능하다. 이와 유사하게, 4개의 이미지 발생기(110, 120)가 주어진 화소에 기여한다면, 4개의 서브-이미지 중첩의 서브-이미지 코너의 경우와 같이 각각의 이미지 발생기의 밝기는 비례하여 감소되어 전체 밝기의 대략 1/4를 발생시킨다. 따라서, 만일 4개의 서브-이미지 중첩 영역이 소스 이미지내에서 (256중) 184의 값을 가진다면, 4개의 기여 서브-이미지 화소 값의 합은 184가 될 것이다. 따라서, 각각은 46을 가지거나 선택적으로 하나가 각각 36, 42, 50 및 56을 가지거나 또는 합이 194가 되는 다른 조합의 값을 가질 수 있다. 따라서, 이미지 처리기(IP1, IP2,...)는 각각의 중첩 영역내 각각의 화소의 밝기를 조정하여, 특정 화소에 기여하는 모든 이미지 발생기로부터의 조합된 전체 밝기가 예를 들면, 비례 가중 수정 요인을 적용함으로써 디스플레이된 이미지내 화소에 대한 수정 화소 밝기이다. 추가로, 이미지 발생기(IP1, IP2,...)는 각각의 서브-이미지내 각각의 화소의 밝기를 조정하여 각각의 이미지 발생기에 의해 발생된 전체 밝기 레벨이 디스플레이된 이미지내 특정 화소에 기여하는 서브-이미지 화소 값을 조정하는 것과 관련하여 전체 디스플레이된 이미지에 대해 균일하게 되도록 하고, 이에 따라 각각의 화소는 디스플레이된 이미지내 화소에 대한 수정 소스-이미지 밝기를 가진다.

화소값의 수정 또는 조정이 개별 화소의 특성 또는 화소의 인접부내 화소의 특성에 기초한다는 것과 이러한 특성이 화소 강도 또는 밝기 및/또는 화소 위치를 포함한다는 것을 주목한다. 결과적으로, 전체 디지털 처리 및 디스플레이 패널 드라이브가 수정된 이미지 정보가 서브-이미지 화소내 수정 컬러 화소 위치에서 정확히 위치하도록 하고, 각각의 서브-이미지가 수정 강도를 가진 완전한 이미지내 수정 컬러 화소 위치에 정확하게 위치하도록 한다.

언급된 이미지 데이터는 이미지 서버(106) 또는 네트워크(105, 105')중 어느 것으로부터 특정 입력 소스 이미지 데이터 정보에 적절한 방식으로 이미지 처리기(IP1,...IP4)의해 구성된다. 도 3은 도 2에 도시된 이미지 발생기(110, 120)과 같은 두 개의 인접한 예시적인 이미지 발생기를 도시하는 확대도이다. 이미지 발생기(110, 120)는 바람직하게는 다수의 이미지 부분 또는 서브-이미지가 발생되는 랩톱 휴대용 컴퓨터내에서 일반적으로 볼 수 있는 종류의 활성 매트릭스 액정 디스플레이(AMLCD)이다. 이미지 발생기(110)는 렌즈(117, 118, 119)(각각은 다수의 광학 엘리먼트 또는 렌즈를 포함한다)에 의해 약간 확장 또는 확대되는 디스플레이 영역(111, 112, 113)내 이미지 부분 또는 서브-이미지를 발생시켜, 스크린(102)상에 중첩하는 서브-이미지(111', 112', 113')를 발생시킨다. 유사한 방식으로, 이미지 발생기(120)는 렌즈(127, 128, 129)에 의해 확장 또는 확대되는 디스플레이 영역(121, 122, 123)내 이미지 부분 또는 서브-이미지를 발생시켜, 스크린(102)상에 중첩하는 서브-이미지(121', 122', 123')를 발생시킨다. 도 3에서, 각각의 서브-이미지의 광빔의 극단부가 빔(114, 115, 116, 124, 125, 126)으로 대표되고, 곡선진 화살표는 이들과 관련된다. 인접 디스플레이 영역(111, 112, 113, 121, 122, 123)이 갭에 의해 분리되더라도 즉, 이들이 연속적이지 않더라도, 스크린(102)상의 해당 서브-이미지(111', 112', 113', 121', 122', 123')는 중첩하고, 어떠한 시임 또는 갭도 가지지 않는다. 이는 이격하는 이미지 발생기(110, 120)에 대해서도 동일하고, 어떠한 이미지도 발생하지 않는 에지 영역 또는 갭을 가지지만, 인접 서브-이미지 디스플레이 영역(113, 121)에 의해 각각 발생된 인접 서브-이미지(113', 121')는 자신들의 인접 에지부를 따라 중첩 영역을 가진다. 따라서, 자신의 에지에 대해 어떠한 방식으로도 이미지를 발생시키는 이미지 발생기를 형성한다는 이제까지 실질적으로 해결되지 않았던 문제점이 제거되고, 또한 시임 및 갭도 해결된다.

도 4는 도 3의 이미지 발생기(110)와 관련 엘리먼트의 예시적인 확대도이다. AMLCD 이미지 발생기(110)는 이미지 데이터에 응답하여 다수의 인접한 불연속 서브-이미지(111, 112)를 디스플레이하도록 국부적으로 구획화되는 즉, 모든 사용 가능한 디스플레이 영역이 서브-이미지를 발생시키는데 사용되지는 않는 투과 액정 패널(50)을 포함한다. 특히, 각각의 서브-이미지(111, 112)를 디스플레이하는 이미지 발생기(110)의 특정 화소는 미리 설정된 중첩(점선으로 둘러싸인 크린상(102)의 영역으로 도시됨)을 가진 스크린(102)상의 인접 서브-이미지(111', 112')의 적정 레지스트레이션에 대해 선택되고, 이미지 발생기(110)의 다른 영역은 전기적으로 블랭크된다. AMLCD 패널(50)은 램프광 및 시준기(54)에 의해 발생된 광으로 후면-조사되고, 이러한 광은 프레넬 시준기 어래이(52)에 의해 추가로 시준된다. 예를 들어 서브-이미지가 발생됨에 따라. 광빔(114)은 렌즈(117)를 통과하고 스크린(102)상의 서브-이미지(111')를 조사한다. 렌즈(117, 118...)는 행렬층으로 제조되고 단위 배율보다 약간 더 큰 배율을 가진다. 높은 스크린 화소 밀도가 이러한 배치로부터 얻어질 수 있다. 예를 들어, 13.3인치 대각선의 1600×1200 화소 AMLCD 패널(110)의 사용 가능 선형 크기의 75% 또는 사용 가능 영역의 75%×75%=56%가 스크린(102)상에 14인치 대각선 서브-이미지를 발생시키는데 사용된다면, 결과적인 서브-이미지는 대략 1200×800 화소 또는 대략 제곱피트당 1.6 메가-화소의 분해능을 가진다.

도 5는 도 2-4와 관련하여 설명된 종류의 예시적인 모듈형 디스플레이 시스템의 3개의 대표부를 도시하고, 디스플레이된 이미지의 특정 크기 "I"에 대한 사용된 서브-이미지의 크기와 수 사이의 관계 및 모듈형 디스플레이 시스템의 깊이 크기 "D"를 도시한다. 상부의 대표부에서, 하나의 비교적 큰 이미지(150)가 디스플레이된 이미지를 발생시키도록 하고, 결과적인 디스플레이 시스템 깊이는 비교적 크다. 중간부 대표부에서, 두 개의 비교적 작은 서브-이미지(152A, 152B)가 디스플레이된 이미지를 함께 발생시키도록 하고, 결과적인 깊이 D는 실질적으로 하나-이미지 예에서보다 실질적으로 작다. 하부 대표부에서, 4개의 비교적 작은 서브-이미지(154A, 154B, 154C, 154D)가 디스플레이된 이미지를 발생시키도록 하고, 결과적인 깊이 D는 비교적 작다. 이러한 장치의 하나의 장점은 인접한 이미지 발생기로부터의 빔은 확산 스크린상의 이미지 편차를 감소시키는 바람직한 동일한 입사각으로 스크린을 조사하고, 특히 이는 디스플레이의 중심축으로부터 벗어난 위치에서 시청하는 시청자에게 유용하다. 상술된 바와 같이, 인접 서브-이미지 발생기는 시임 없는 디스플레이 이미지를 개선하기 위해 연속적일 필요는 없다. 렌즈가 단위보다 큰 배율을 가지고 디스플레이된 서브-이미지가 중첩하기 때문에, 서브-이미지의 수의 이중화로부터 야기된 깊이 D의 감소는 깊이의 1/2 보다 작다.

도 6과 도 7은 본 발명에 따른 디스플레이 시스템의 일부의 선택저인 실시예의 측면도 및 평면도이고, 이는 도 2의 이미지 발생기(110, 120,...)와 같이 다수의 광역 광학 투영기(210, 230,...)를 사용한다. 액정 패널에 의해 변조된 투영 렌즈(220)를 통해 투영된 광을 가진 투영기(210)는 최초 거울(212), 중간 거울(214) 및 최종 거울(216)을 구비하는 3-단계 접힌-거울 광학계를 통해 광학 분배기 스크린(202)상에 서브-이미징를 투영한다. 거울(212, 214, 216)은 바람직하게는 평면이지만 추가의 배율을 제공하기 위해 볼록할 수도 있다. 투영기(210)에 의해 투영된 서브-이미지의 중심선은 광선(224)으로 대표되고, 이들의 상부 및 하부 에지는 각각 광선(222, 226)으로 대표된다. 이와 유사하게, 액정 패널에 의해 변조된 투영 렌즈(240)를 통해 투영된 광을 가지는 투영기(230)는 최초 거울(232), 중간 거울(234) 및 최종 거울(236)을 구비하는 접힌-거울 광학계를 통해 스크린(202)상에 서브-이미지를 투영한다. 거울(232, 234, 236)은 바람직하게는 평면이지만 추가의 배율을 제공하기 위해 볼록할 수도 있다. 투영기(230)에 의해 투영된 서브-이미지의 중심선은 광선(244)으로 대표되고, 이들의 상부 및 하부 에지는 각각 광선(242, 246)으로 대표된다. 투영기(210, 230)에 의해 투영된 인접 서브-이미지는 자신들의 개별 에지부를 따른 영역(248)에서 중첩하고, 이는 스크린(202)상에 조사되기 이전에 광선(226, 242)이 교차하는 것으로 도시된 바와 같다.

도 6의 디스플레이 시스템의 일부의 평면도인 도 7에서, 4개의 광학 투영기(210, 230, 280, 290)가 직사각형 어래이를 형성하는 어두운 수직 및 수평 밴드에 의해 도시된 바와 같이 자신들의 외주를 따라 수평 및 수직 영역(248)에서 중첩하는 인접 서브-이미지를 투영하도록 배열된다. 중첩 영역(248)의 교차부는 참조부호(252, 256, 260, 264, 268)로 나타내진다. 이러한 배치의 장점은 디스플레이된 이미지의 중첩 영역(248)내 화소를 감지하는 센서가 스크린의 정면(도 2의 센서(108)에 대해 도시된 바와 같이)보다는 스크린(202)의 후면에 위치할 수 있다는 것이고, 이에 따라 세트업 및 캘리브레이션 동작동안만일 경우보다 디스플레이 시스템이 이미지를 디스플레이하는 동안에 제자리를 유지하고 동작하는 것이 더 우수하게 된다. 이를 위해, CCD 카메라(250, 254, 258, 262, 266)와 같은 다수의 센서가 이미지 서버(106)에 의해 처리되기 위한 중첩 영역(248)과 상술된 바와 같은 이미지 처리기(IP1-IP4)의 교차부(252, 256, 260, 264, 268)내 화소를 감지하기 위해 위치한다. 이는 상호 관련하여 발생되는 인접 이미지 발생기(210, 230, 280, 290)에 의해 발생된 화소와 실제 화소를 조합함으로써 중첩 영역내 화소를 발생시키고, 그 결과 조합된 화소는 이미지의 조합이 디스플레이되도록 한다. M×N 서브-이미지 발생기내 어래이내의 중첩 교차 영역을 감지하기 위해 필요한 센서의 수는 도 7에 도시된 배치의 경우 (M+1)(N+1)=MN+M+N+1로 주어진다. 추가로, 하나의 센서가 휘도 데이터의 디지털 아포다이제이션에 의한 것과 같이 전체 이미지의 강도 패턴을 균일하게 하기 위해 이미지 서버(106)와 이미지 처리기(IP1-IP4)에 의해 디지털적으로 처리되는 각각의 서브-이미지 디스플레이의 이미지 강도 형상을 감시 및 맵핑하기 위한 각각의 광학 투영기에 사용된다. 화소값의 수정이 개별 화소의 특성 또는 하나의 화소에 인접하는 다른 화소의 특성에 기초하고, 이러한 특성은 화소 강도 또는 밝기 및/또는 화소 위치를 포함한다는 것을 주목한다.

18인치 높이와 24.5인치 폭을 가지며 인접 서브-이미지와 2인치 중첩하는 서브-이미지를 투영하는 각각의 투영기(210, 230)가 도시된 도 6과 도 7에 도시된 종류의 전형적인 투영 디스플레이 배치(200)에서, 접힌-거울 광학계를 통한 56.5인치 광학길이가 대략 36인치의 물리적인 깊이에서 얻어질 수 있다. 적합한 광학 투영기는 캘리포니아 쇼레스에 소재하는 미쯔비시로부터 통상적으로 입수 가능한 X-200형을 구비하고, 적합한 CCD 카메라는 뉴저지의 배링턴에 소재하는 에디먼드 싸이언티픽으로부터 입수 가능한 통상적인 파나소닉 GP-US502을 구비한다.

도 8-10은 도 8a에 도시된 다수의 중첩하는 서브-이미지(310, 320, 330, 340, 350,...360)가 큰 단일형 유리-전면 진공 하우징(300)의 전면판(302)상에 제조되는 디스플레이 시스템을 도시한다. 서브 이미지(310-360)의 다수의 서브-이미지 발생기가 하우징(300)내에 위치하고 열이온 캐소드, 반도체 전계방출기 또는 전면판(302)상에 점 또는 선과 같이 컬러(적색, 녹색, 청색) 인광물질 엘리먼트상에 많은 수의 동기화-주사 변조된 전자빔을 투영하는 다른 전자 소스를 포함한다. 점선 사이의 영역(312, 322, 332, 342)에 의해 도시된 서브-이미지(310, 320, 330, 340)의 개별 외부 주위의 중첩 영역은 상술된 바와 같이 실상 이미지 화소를 함께 발생시키도록 디지털적으로 처리된 인접 서브-이미지 발생기에 의해 발생된 개별 화소의 조합인 화소를 포함한다. 예시적인 서브-이미지(260)가 도 8b에 확대되어 있고, 예시적인 자외선광 발생 인광물질 엘리먼트의 상태 위치를 도시하며, 참조부호(362, 364, 366)와 같이 작은 검은 정사각형으로 도시된다. 자외선 점(362, 364, 366...)는 개별 서브-이미지의 레지스트레이션과 초점을 설정하고 주사하도록 인접 서브-이미지의 중첩 영역내 화소를 모니터링하기 위해, 그리고 개별 서브-이미지 발생기의 주사를 동기화하기 위해 센서로서 사용된다. 레지스트레이션과 주사가 조정된 면, 자외선 점(362, 364, 366...)는 각각의 서브-이미지의 밝기 또는 화소 강도 및 이에 따른 완전하게 디스플레이된 이미지에 대한 밝기 및 화소 강도의 균일성을 설정하고 조정하도록 인접 서브-이미지의 중첩 영역내 화소를 모니터링하기 위한 센서로서 사용된다. 전면판(302)상의 예시적인 영역(370)은 상부의 컬러 인광물질 스트라이프 특히, 적색 스트라이프(372), 녹색 스트라이프(374) 및 청색 스트라이프(376)의 예시적인 패턴을 도시하도록 확대되고, 이들 각각은 콘트라스트 개선을 위해 검은 스트라이프(즉, "블랙 매트릭스" 패턴)에 의해 인접 스트라이프으로부터 분리된다.

도 9는 도 8a의 진공 밀폐 하우징(300)의 단면도를 도시하고, 프릿 진공 시일(303)에 의해 자신의 외주를 따라 구조상 후면판(304)에 부착된 광역 인광물질-스트라이프핑된 유리 CRT 면판(302)을 구비하고, 이에 따라 제곱 피트당 13메가화소의 분해능 및 대략 10인치 정도의 두께를 가진 45인치 대각선 디스플레이가 제공된다. 이와 유사하게, 작은 디스플레이 및 낮은 화소 분해능 디스플레이 또한 제공되고, 큰 스크린 크기에 대해 유리 스크린의 내부 표면을 위해 지지부를 필요로 한다. 전기 리드(305)가 통상적인 방식으로 프릿 시일(303)을 통해 진공 밀폐부(300)로부터 나온다. 하우징(300)은 구조상 후면(304)을 통과하는 배출 포트(306)상에 진공을 형성함으로써 비워진다. 하우징(300)이 비워진 후, 배출 포트(306)는 밀봉되고 어떠한 남겨진 기체 분자도 공지된 방식으로 게터(308)에 의해 흡수된다. 다수의 이미지 발생기가 후술될 바와 같이 하우징(300)내에서 이미지 발생기 어셈블리(400)상에 장착된다.

도 10에서, 이미지 발생기 어셈블리(400)는 개별 반도체 칩상에 형성된 전계 방출기 엘리먼트(404, 406)와 같은 다수의 전자 소스가 장착된 세라믹 지지 레일(402)을 포함한다. 각각의 전계 방출기 엘리먼트(404, 406)는 개별 전계 방출기(404, 406)에 의해 수평으로 발생된 전자빔(424, 426)을 개별적으로 편향시키는 개별 정전 수평 초점/편향 플레이트(410, 412, 414)에 의해 좌우에 위치한다(즉, 24도 10의 좌우). 플레이트(416)와 같은 정전 수직 초점/편향 플레이트는 수평 초점/편향 플레이트에 수직인 방향이고, 전계 방출기 엘리먼트(404, 406)의 측면에 위치하며(예를 들면, 플레이트(416)는 도 10의 지면 하부에 있고 다른 수직 플레이트(도시 안됨)는 이러한 지면 상부에 있다), 전계 방출 엘리먼트(404, 406)에 의해 발생된 전자빔을 수직으로 즉, 지면의 평면 상부 및 하부로 편향시킨다. 개별 초점/편향 플레이트(410, 412, 414, 416...)에 제공된 편향 신호에 추가하여, 개별 초점 신호가 각각의 전계 방출기 엘리먼트(404, 406)에 의해 발생된 전자빔(424, 426)의 초점을 조정하도록 제공되고, 그 결과 전자빔은 각각 스크린(302)의 내부 표면상의 개별 스폿으로 수렴하고, 수렴된 전자빔(424, 426)에 의해 도시된 바와 같다.

모든 전자빔은 각각의 개별 주사된 전자빔에 의해 덮인 개별 영역의 외주 주위로 인접한 주사된 전자빔으로 주사된 중첩 영역을 가지며, 바람직하게는 동시에 주사된다. 수평 및 수직 초점/편향 플레이트(410, 412, 416)의 전계 방출기 엘리먼트(404)의 조합된 작용은 인접하지만 연속하지는 않는 전계 벙출기 엘리먼트(406)에 의해 발생된 서브-이미지를 중첩하는 확대된 서브-이미지를 스크린(302)상에 발생시키는 전계 방출기 엘리먼트(404)에 의해 발생된 서브-이미지를 확대시키는 렌즈와 같은 역할을 한다는 것을 주목한다. 또한 각각의 전계 방출기 엘리먼트와 이들의 관련된 수평 및 수직 편향 플레이트뿐만 아니라 디스플레이(300)의 서브-이미지(310, 320..)에 대해서도 동일하게 적용된다.

인광물질 패턴(370)은 유리 스크린(302)의 내부 표면상에 위치하고, 예를 들면, 적색 스트라이프(372), 녹색 스트라이프(374) 및 청색 스트라이프(376)와 같은 컬러 인광물질 스트라이프의 반복 연속물을 구비하고, 이들 각각은 콘트라스트의 개선을 위해 검은 스트라이프(즉, "블랙 매트릭스" 패턴)에 의해 인접 스트라이프로부터 분리된다. 전자빔(424, 426)이 인광물질 패턴(370)의 컬러 인광물질 스트라이프(372, 374, 376)에 대해 주사되는 동안, 이들은 상부에 이러한 이미지를 발생시키는 스크린(320)상에 디스플레이된 이미지를 포함하는 개별 화소를 대표하는 휘도 및 색차 정보로 변조된다. 전자빔(424, 426)은 바람직하게는 도 10에 실선과 점선으로 각각 도시된 바와 같이 이들이 발생시키는 개별 이미지의 에지부 사이에 동시에 래스터-주사되고, 각각 곡선진 화살표에 의해 대표되는 빔의 주사의 시작과 끝을 대표한다.

점(362, 368)과 같은 자외선 방출 인광물질 점이 조사를 위해 그리고 이들이(및 이들이 발생시킨 개별 서브-이미지) 중첩되는 스크린(302) 영역내 전자빔(424, 426)중 하나를 설정하고 모니터링하기 위해 인광물질 패턴의 검은 스트라이프상에 위치한다. 300×120 화소 서브-이미지를 디스플레이하는 스크린(302)에 대해, 스크린(302) 영역에 대해 분포된 100 UV 이하의 인광물질 점(362, 368)이 여러 전자빔의 수평 및 수직 랜딩 위치 데이터를 충분히 측정하기 위해 필요하다. 바람직하게는, UV 인광물질 점(362, 368)은 개별 검은 스트라이프상에 위치하고, 예를 들어, 이들은 적색 인광물질 스트라이프(374)로부터 적색 인광물질 스트라이프(372)를 분리시킨다. 전자빔(424, 426)에 의해 조사될 때, UV 인광물질 점(362, 368)은 전자빔(424, 426)에 응답하여 UV 인광물질 점(368, 362)에 의해 방출된 UV 광빔(428, 429)과 같은 UV광을 방출하고, 이러한 UV광빔(428, 429)은 다시 UV 센서 칩(384, 386)을 조사한다. 유사한 방식으로, 주사의 끝부분에, 예시적인 전자빔(424)이 UV 센서 칩(386)상에 조사되는 UV광(429)을 방출하는 UV 인광물질 점(362)을 조사한다.

전자빔(424, 426)의 랜딩 위치(레지스트레이션), 초점 및 강도의 편차는 예를 들면, 전계 방출기 엘리먼트내 칩간 차이, 전계 방출기 엘리먼트에 대한 물리적 위치 공차 및 수평 수직 편향 플레이트(410, 412, 414, 416)로부터 발생된다. UV 인광물질 점(368, 362)상에 조사되는 전자빔의 검출은 UV 센서 칩(384, 386)이 각각 시간을 시그널링하여 이미지 처리기(IP1-IP4)와 같은 적절한 처리기가 모든 전자빔이 주사 및 타이밍을 동시에 수행할 수 있도록 하고 각각의 전자빔의 주사의 폭과 길이 뿐만 아니라 레지스트레이션, 초점 및 강도를 조절하고, 이에 따라 수정된 레지스트레이션과 강도를 가진 중첩 영역내 다수의 이미지 발생기에 의해 발생된 서브-이미지 화소를 조합함으로써 발생된 이러한 화소를 포함하는 디스플레이된 이미지의 각각의 화소를 형성할 수 있도록 한다.

UV 센서 칩(384, 386) 및/또는 전계 방출 칩(404, 406)은 이미지 발생기의 동작 동안 각각의 전계 방출기 엘리먼트에 의해 발생된 서브-이미지의 특성을 미리 설정된 표준으로 조정 또는 수정하도록 후술되는 빔 정렬뿐만 아니라 상술된 처리 및 수정을 수행하는 처리기 및 메모리 장치를 포함하거나 관련되는 것이 바람직하다. UV 센서 칩(384, 386) 및/또는 전계 방출기 칩(404, 406)은 하나 이상의 반도체 칩상에 처리기 또는 어드레싱 가능 메모리를 포함하도록 제조된다. 정보를 랜딩하고 타이밍하는 특정된 빔으로부터 처리기에 의해 계산된 수정치는 참조표와 같이 어드레싱 가능한 메모리내에 저장되고, 이로부터 디스플레이된 이미지의 개별 서브-이미지의 발생을 제어하도록 검색된다. 이러한 어드레싱 가능한 메모리내에 저장된 수정 정보는 각각의 전계 방출기 엘리먼트에 대해 적절한 (즉, 미리 설정된 표준) 강도 특성을 위해 제공되는 전압, 적절한 수평 빔 위치에 대해 활성화되는 전계 방출기 어래이의 칼럼, 열내 적절한 수직 빔 위치에 대한 칼럼 인에이블링 펄스의 촉진(advancement) 또는 지연 및 적절한 주사 동기화 및 적절한 빔 초점을 위해 수직 및 수평 편향 플레이트에 제공되는 전압을 포함한다.

개별 전자빔의 타이밍 및 랜딩 정확성(레지스트레이션)이 제어되는 하나의 예시적인 방법이 도 11a, 11b, 11c, 및 11d에 도시된다. 컬러 인광물질 스트라이프 패턴의 부분(570)은 자신들 사이에 검은 비-인광물질 스트라이프(578)를 가진 적색 스트라이프(572), 녹색 스트라이프(574) 및 청색 스트라이프(576)를 포함한다. 일반적으로 직사각형 형상을 가진 예시적인 UV-인광물질 점(568)은 검은 스트라이프(578)중 하나상에 위치한다. 10mil×10mil(0.25×0.25mm) 정사각 화소 예를 들면 통상적인 고성능 CRT 모니터에 대해, 각각의 컬러 인광물질 스트라이프 및 각각의 검은 스트라이프 매트릭스 스트라이프는 1.67mil 폭을 가지고 이에 따라 대략 2.5±0.5mil의 빔 폭이 각각의 전자빔에 대해 필요하다. 반도체 전계 방출기 칩(504)의 형태인 예시적인 전계 방출기 엘리먼트는 예를 들면, 개별 전계 방출기 위치의 중심간 이격에 대략 5im을 가진 20×20 어래이내 열과 행으로 배치된 어드레이싱 가능한 전계 방출 위치의 어래이(506)를 구비한다. 편향 시스템내 두 배의 배율 가질 때, 대략 10im 이격을 가진 어드레싱 가능한 칼럼의 이미지는 1.67mil(42im) 스트라이프에 대해 발생된다. 이러한 실시예에서, 전계 방출 칩(508)의 칼럼은 방출될 칼럼 방출기 위치를 선택하도록 어드레싱되고, 모든 열은 이러한 방출기 발생되는 시간 간격에 대한 타이밍 펄스에 의해 동시에 인에이블링(즉, 어드레싱)된다. 도 11a에서, 4개의 인접 칼럼(508)내 전계 방출기 위치는 어드레싱되고 따라서 이들이 UV 인광물질 점(568)상에 조사되어 UV광을 방출하도록 할 때 4개의 선(518)을 따라 인광물질 패턴(570)을 조사하는 개별 전자빔 선을 방출한다. 방출된 UV광 강도의 배율은 인광물질 점(468)을 조사하는 전자빔의 강도 즉, 전자빔의 강도에 비례하고, 인광물질 점(468)을 조사 또는 비껴 가는 정도에 비례한다. 따라서, 도 11a의 실시예에서, 4개의 선(518)은 UV 인광물질 점(568)상에 정면으로 조사되고, 그 결과 발생된 UV광은 높다.

(예를 들면, 스트라이프 방향에 대한) 전자 빔 랜딩의 수평 수정 또는 조정은 전자를 방출하도록 하는 전계 방출 칩(504)의 칼럼을 선택함으로써 제어된다. 따라서 도 11a로부터 도 11b로 이동하는 동안, 4개의 선(518)이 4개의 선(518')으로 도시된 바와 같이 우측으로 수평 이동하는 동안, 수평 이동은 가장 먼저 어드레싱된 전계 방출기의 4개의 칼럼(508)을 선택하지 않고 대신에 좌측의 4개의 칼럼(510)을 어드레싱하는 어드레스에 의해 영향을 받는다. 선택된 칼럼은 하나 이상의 분해능으로 변하는데, 그 이유는 전자빔의 랜딩부의 원하는 수평 이동에 적절하기 때문이다. UV 인광물질 점(568)의 조사가 조사의 강도, 스폿의 크기에 비례하는 UV광을 발생시키기 때문에, 전자빔의 초점은 이미지 처리기(IP1-IP4)에 의해 측정 및 조정되어 스폿 크기가 하나의 화소 또는 컬러 인광물질 스트라이프(572, 574, 576)에 상응하여 감소되도록 한다.

전자빔 렌딘의 수평 수정 또는 조정(예를 들면, 스트라이프 방향을 따라)은 전계 방출기 칩(504)이 방출하도록 하는 타이밍 펄스 신호의 타이밍 변화에 의해 전계 방출기 칩(504)을 어드레싱함으로써 제어된다. 도 11c와 도 11d에서, 수평선(520)은 시스템 클록 신호의 싸이클내 시간을 나타내고, 여기서 시간 "n"은 전계 방출기 칩(504)의 열이 일반적으로 방출할 수 있도록 되는 공칭 시간이다. "n+x"라는 표시는 시간 "n" 이후의 "x" 클록 싸이클을 나타내고, "n-x"는 "x" 클록 싸이클 이전의 타이밍을 나타낸다. 따라서, 도 11a의 조건으로부터 도 11b로의 이동시 4개의 방출선(518)이 4개의 선(518')으로 도시된 바와 같이 수직으로 상하로 이동되고, 이러한 이동은 시간 "n+1"로부터 이전 시간 "n-1"로 열 타이밍 펄스의 시작 시간을 변화시킴으로써 영향을 받는다. 도 11d내 방출선(518')은 시간 "n-3"에서 시작하여 기간 "n+1"에서 종료되고, 도 11c로부터 수직으로 상하 이동된다. 이러한 각각의 예에서, 열 타이밍 펄스는 지속시간 동안 4개의 클록 싸이클이고, 테스트 측정은 바람직하게는 디스플레이된 체커-보드 테스트 패턴으로 구성된다. 75Hz에서 리프레싱된 300×120 화소 서브-이미지에 대해, 화소 주파수는 3MHz가 적절하고, 18MHz 이사의 클록 주파수가 대략 0.167화소 이하의 국부화된 정확 및 스크린(320) 디스플레이 영역에 대해 대략 0.25의 정확도를 얻기에 충분하다.

추가로, 도 10의 인접 전계 방출 엘리먼트로부터의 전자빔(424, 426)이 자신들의 개별 주사 동안 동일한 UV 인광물질 점을 조사하기 때문에, UV 센서(386)는 이미지 서버(106)와 개별 이미지 처리기(IP1-IP4)에 의해 조정 및 수정될 수 있는 인접 빔의 레지스트레이션 및 강도를 측정할 수 있다. 더욱이, 자신의 개별 코너에서 중첩 영역내 4개의 서브-이미지의 각각의 교차부에서, 4개의 전자빔의 레지스트레이션 및 강도는 측정 및 조정될 수 있어서 어떠한 가시적인 시임도 존재하지 않도록 한다. 이러한 관점에서, 이미지 서버(106) 및 개별 이미지 처리기(IP-IP4)는 추가로 각각의 전자빔에 필요한 비례하여 감소된 강도를 계산하여, 중첩 영역내 개별 전자빔의 강도의 조합이 실질적으로 서브-이미지 영역내 어떠한 포인트에서도 각각의 전자빔에 대해 동일하도록 한다. 다시 말해, 빔 강도는 조정되어 디스플레이된 이미지내 각각의 화소가, 하나의 이미지 발생기에 의해 발생된 서브-이미지의 화소로서 발생되었는가 또는 다수의 이미지 발생기의 중첩 영역내 조합된 화소로서 발생되었는가에 따라, 디스플레이된 이미지의 전체 영역에 대해 균일한 강도를 제공하도록 한다.

도 12의 선택적인 이미지 발생기 모듈(1200)에서, AMLCD 패널 이미지 발생기(1210)는 렌즈(1217,...1219)와 관련하여 디스플레이 스크린(1202)상에 다수의 중첩하는 서브-이미지를 발생시키는 다수의 인접하는 불연속 서브-이미지 발생기(1211,...1213)로서 디스플레이의 일부를 사용한다. 이미지 발생기 모듈(1200)은 도 3에 도시되고 상술된 이미지 발생기(110, 120)와 유사하고 유사한 방식으로 동작한다. 이미지 발생기 모듈(1200)은 자신의 개별 서브-이미지를 가진 조사 스크린(1202)을 통과하는 광빔(1214,..1216)을 통해 두꺼운 광학 구조물(1230)을 포함한다는 점에서 다르다. 이미지 발생기 모듈(1200)은 여러 장점 및 특성을 가지고, 이둘중 어느 것도 시임없는 이미지를 디스플레이하도록 공장 또는 서비스센터에서 도 13에 도시된 바와 같이 다른 모듈(1200)과 나란히 조립될 수 있는 실제 모듈형 이미지 발생기가 아니다. 추가로, 모듈(120)0의 배치는 스크린용 지지부가 이미지로부터 저하되지 않도록 위치하고 후면으로부터 디스플레이된 이미지 화소의 감지를 용이하게 한다.

이를 위해, 광학 구조물(1230)은 상당한 두께를 가지며, 어떠한 보이드도 채우는 광학적 젤 또는 부착물질로 유사 모듈과 나란히 인접하게 위치될 때, 인접 모듈로부터의 광빔이 별 의미없는 반사, 회절 또는 왜곡으로 표면(1232)에 의해 형성된 광학 계면을 통과하여, 인접하는 모듈(1200)에 대해 중첩하는 서브-이미지 배치를 유지하도록 스크린(1202) 평면에 수직인 광학 표면(1232)을 자신의 각각의 에지부에 가진다.

편리하게, 광빔(1214,...1216)이 통과하지 않은 광학 구조물(1230)의 기저 표면의 일부는 스크린(1202)에 평해한 하나 이상의 평면내에 위치하는 평면형 광학 표면(1240)으로서 형성된 적어도 일부이다. 광학 표면(1240)은 디스플레이된 화소가 모니터링되는 스크린(1202)에 대한 "윈도우"를 제공하고, 모듈(1200)내에 삽입되는 것으로 도시된 바와 같이 모듈(1200) 후면에 위치하는 센서(1250)에 의해 제공된다. 특히, 인접 서브-이미지의 중첩 영역내 화소(인접 이미지 발생기 모듈(1200)에 의해 발생되느냐 또는 단일 모듈(1200)상의 인접 서브-이미지 발생기에 의해 발생되느냐에 따라)는 이미지 발생기 모듈의 후면으로부터 감지되고, 이에 따라 다중-모듈 디스플레이의 세트업과 캘리브레이션 및 동작 조정을 허용하여 청취자에게 이미지의 디스플레이를 중단함없이 후면으로부터 형성할 수 있다. 모듈(1200)의 에지부를 따라 평면형 표면(1240)은 다중-모듈 디스플레이로의 인접 모듈(1200)의 정렬 및/또는 부착을 용이하게 하기 위해 탭 및 슬롯(1242) 또는 다른 정력 및/또는 부착 형상부를 가진다. 추가로, 스크린(1202)상에 발생된 화소를 감지하기 위한 윈도우로서 사용되지 않는 표면(1240)은 스크린(1202)과 패턴(1210)상에 위치하는 지지부재에 대한 베어링 위치를 위해 사용되고, 예를 들면, 임의의 에지부를 따라 4피트를 초과하는 큰 디스플레이 스크린에 바람직하다.

여러 서브-이미지의 중첩 영역내 화소를 감지 또는 모니터링을 위해, 상술된 바와 같은 CCD 카메라 또는 간단히 CCD 센서인 센서(1250)가 예를 들면, 서브-이미지(1211', 1213') 중첩부의 선택된 영역에 이미지 발생기 모듈(1200)의 스크린(1202) 후면에 위치한다. 센서(1250)는 상술된 바와 같은 방식으로 이미지 발생기 모듈(1200)을 제어하는 이미지 처리기(IP1-IP4)에 결합되어, 스크린(1202)상에 시임없는 이미지를 생성한다. 센서(1250)는 모듈(1200)내에 형성되거나 분리 소자로서 형성된다. 하나 이상의 센서(1250)가 생성된 중첩하는 서브-이미지의 여러 영역내의 화소를 감지하기 위해 각각의 임지 발생기 모듈(1200)내에 결합되는 것이 바람직하고, 더불어 하나 이상의 센서(1250)가 중첩하는 서브-이미지의 영역을 제외한 발생된 서브-이미지의 여러 영역내 화소를 감지하기 위해 각각의 이미지 발생기 모듈(1200)내에 결합된다. 각각의 모듈(1200)은 비휘발성 메모리와 같은 전자회로를 포함하는 것이 추가로 바람직하고, 전자회로내에 세트업 및 캘리브레이션 파리미터가 저장되며, 전자회로로부터 이러한 파라미터가 시임없는 이미지를 디스플레이하는 다중-모듈 디스플레이로 모듈을 결합시키는 것을 용이하게 하도록 적절하게 이미지 처리기(IP1-IP4)에 의해 쉽게 액세스된다. 이러한 메모리내에 저장된 파라미터는 예를 들면, 이미지 발생기(1200)에 제공되는 이미지 데이터에 제공되는 수정 용인을 포함하고, 이러한 모듈(1200)을 포함하는 엘리먼트의 물리적 공차 및 전기적 공차를 제외한 미리 설정된 표준에 응답하도록 한다. 추가로, 표면(1240)은 표면(1240)과 패널(1210) 사이 및 이들에게 부착되는 부재에 의해서와 같이 지지되는 스크린(1202)에 위치를 제공한다. 표면(1240)이 이미지 발생기(1211, 1212,...)의 시야에 없기 때문에, 이러한 부재를 지지하는 것에 대한 추가는 이미지 품질에 영향을 미치기 아니한다.

바람직하게는, 광학 구조물(1230)은 후면상에 광빔(1214...1216)이 입사하는 광학 구조물(1230)을 통해 아치형 계면 표면(1234)을 포함한다. 아치형 표면(1234)은 바람직하게는 일반적으로 구면형으로 형성되어 광빔(1214,...,1216)이 표면(1234)에 실질적으로 수직으로 통과하도록 하여 별 의미없는 반사, 회절 또는 왜곡을 가지고 광학 구조물(1234)에 입사한다. 아치형 표면(1234)은 단위 배율 또는 더 큰 배율을 제공하도록 형상을 가진다.

도 4에서와 같이 도 12로부터 도시된 종류의 이미지 발생기가 디스플레이 스크린으로부터 자신들의 개별 렌즈의 동작의 결과 디스플레이 스크린에 이미지를 전환한다. 도 14a는 디스플레이 스크린(102 또는 1202)과 같은 디스플레이 스크린상에 생성된 이미지(600)이고, 이러한 이미지는 예를 들면, 도 14b에 도시된 바와 같은 4개의 서브-이미지(602, 604, 606, 608)의 2×2 어래이로 구성된다. 렌즈(117, 118, 119 또는 1217, 1218, 1219)과 같은 렌즈에 의해 발생된 전환 때문에, 각각의 서브-이미지는 생성된 곳에서 자체적으로 전화되거나 또는 "플립핑"된다. 각각의 전화된 서브-이미지(602, 604, 606, 608)는 렌즈에 의해 상부에서 기저부로 그리고 우측에서 좌측으로 전환된다. 예를 들면, 상부 좌측 서브-이미지(602)의 기저부와 우측 에지는 각각 이미지의 상부 에지단부의 좌측 1/2 및 좌측 에지의 상부 1/2가 된다. 서브-이미지(602)의 상부 에지는 이미지(600)의 상부 및 기저 에지부와 자신의 좌측 1/2 사이에서 중간에 위치한 직사각형 영역내 서브-이미지(606)의 기저 에지부를 중첩한다. 서브-이미지 중첩이 문자 "A"의 가로줄 및 문자 "B"의 첨단(cusp)을 포함한다. 서브-이미지 데이터 전환은 어드레싱 가능 임의 액세스 메모리 내부로 각각의 서브-이미지의 화소 데이터를 비트맵핑하는 변형 필터와 같은 이미지 처리기(IP1-IP4)내에서 수행되고, 다음으로 수평 및 수직으로 역순으로 화소 데이터를 판독한다. 중첩 영역에 대한 화소 데이터의 조합은 이러한 영역이 적절한 가중 또는 수정 요인과 서브-이미지를 조합하는 것과 같이 변형 필터로부터 생성되도록 화소 데이터로서 수행된다. 비례 가중이 사용되고, 개별 화소 또는 화소의 인접부내 화소에 따라 개별 화소의 강도 특성 및/또는 위치에 기초하여 가중된다.

도 15는 본 발명에 따른 모듈형 디스플레이 시스템(700)을 도시하고, 디스플레이 스크린(710)상에 디스플레이된 이미지의 정보를 도시하도록 여러 각도로 확대한 도면이다. 디스플레이 시스템(700)은 예를 들면 3.5 피트 높이와 7피트 폭을 인 디스플레이 장치 또는 스크린(710)을 구비하고, 연속하는 에지 배치내에 배열된 6개의 디스플레이 모듈에 의해 구성된다. 디스플레이 모듈(712)은 참조부호(DM1, DM2, DM3,..,DM6)로 표시된다. 각각의 디스플레이 모듈은 예를 들면, 참조부호(IG1, IG2, IG3, IG4)로 표시된 4개의 이미지 발생기를 구비하고, 이들 각각은 예를 들면, 인접 이미지 발생기와 연속할 필요가 없이 인접하는 활성 매트릭스 액정 디스플레이(AMLCD)를 포함한다. 투영 이미지(715)는 이미지 발생기(714)의 AMLCD 패널의 여러 일부분에 의해 형성된 조합 서브-이미지를 도시하고, 이러한 부분은 연속할 필요가 없이 인접한다. 투영된 이미지(715)의 확대된 부분(715')은 다수의 중첩하는 서브-이미지(716) 및 이들의 중첩 영역(718)을 도시하고, 예를 들면, 도 4, 도 8a 및 도 8b와 관련하여 상술된 방식으로 중첩한다.

각각의 디스플레이 모듈(712)은 도 16에 도시된 바와 같이 디스플레이 컴퓨터(720)와 같은 관련 이미지 처리기를 포함한다. 여기서, 디스플레이되는 이미지 즉, "소스 이미지"는 응용 컴퓨터(750)와 같은 이미지 서버로부터 데이터 버스(752) 바람직하게는 디지털 데이터 버스를 통해 6개의 디스플레이 모듈(DM1, DM2,...,DM6) 각각과 관련된 6개의 개별 이미지 처리기(720)에 제공된다. 각각의 디스플레이 컴퓨터는 이미지의 일부를 위한 임지 데이터를 수신 및 처리하고, 개별 이미지 발생기(IG1, IG2)에 처리된 서브-이미지 데이터를 제공한다.

도 17은 도 15와 도 16의 디스플레이 시스템(700)의 디스플레이 모듈(712)내 이미지 발생기(714)와 같이 사용될 수 있는 종류의 예시적인 이미지 발생기(800)이다. 인접하지만 연속하지는 않는 서브-이미지가 AMLCD 패널과 같은 디스플레이 패널(820)상에 형성되고, 모듈 스크린(830)상에 투영된다. 이를 위해, 고강도 금속 할로겐화물 램프와 같은 광 소스(830)가 광분배기(812, 814)에 의해 인도되고 분배되며 시준되는 광을 제공하여 AMLCD 패널(820)의 후면상에 조사되도록 한다. 상부에 형성된 서브-이미지에 따라 AMLCD 패널(820)을 통과한 광(점선으로 도시됨)은 관련 이미지 처리기(720)로부터 서브-이미지 데이터에 응답하고, 인접하는 디스플레이 모듈(800)의 스크린과 함께 디스플레이 스크린(710)을 형성하는 모듈 스크린(830)상에 개별 렌즈(822)를 통해 투영된다. 각각의 렌즈(722)는 단위보다 큰 배율을 가진 3-렌즈 조합이고 패널(820)상에 형성된 인접하는 불연속 서브-이미지가 연속하는 중첩 서브-이미지로서 스크린(830)상에 투영되도록 한다. 렌즈(822)는 지지 배플(824)에 의해 지지되고, 이러한 배플은 다른 서브-이미지의 반사 또는 산란으로부터 주어진 서브-이미지로부터의 광을 배플하는 역할을 한다. 지지 배플(824)은 바람직하게는 "계란-포장지" 형태로 배치된다.

대형 스크린 디스플레이(700)는 제곱 피트당 470,000 분해능을 가진 M×N 디스플레이 모듈로 구성된다. 각각의 4개의 이미지 발생기(714)는 바람직하게는 컴퓨터 디스플레이내에서 사용되는 종류의 17-인치 대각선 XGA AMLCD 패널을 사용하여 대략 450 제곱 미크론인 디스플레이 화소를 발생시키며, 각각의 AMLCD 패널의 사용 가능한 분해능은 대략 SVGA 시스템내에서 800×600 화소이다. 각각의 이미지 발생기(714)의 투영 렌즈 시스템은 각각의 AMLCD 패널에 대해 12×16 어래이의 렌즈를 사용하고(렌즈 어셈블리), 각각의 렌즈 어셈블리는 3개의 플라스틱 또는 프레넬 렌즈를 사용하여 대략 29도의 시야 및 적은 왜곡 즉, ＜13%를 가진다. 50와트 금속 할로겐화물 후면광 소스는 편광 회복없이 스크린에서 대략 50fL 레벨의 밝기를 제공할 것이고 편광 회복이 있는 상태에서는 대략 80fL을 제공할 것이다. 각각의 디스플레이 모듈은 28인치 폭, 21인치 높이 및 대략 11인치의 두께를 가진 스크린 크기를 가진다. 따라서, 6개의 모듈(712)의 2×3 어래이는 대략 3.5인치 높이 ×7 피트 폭을 가진 디스플레이 스크린을 제공한다. 17-인치 LCD 패널형 LM18X94가 일본에 소재하는 샤프사로부터 입수 가능하다.

추가로, 각각의 이미지 발생기(800)는 디스플레이 모듈로서 사용될 수 있다. 이를 위해, 이미지 발생기 모듈(800)은 모듈 스크린(830)을 감싸는 자신의 에지부를 주위에 스크린(830)에 수직인 평면형 광학 표면(840)을 구비한다. 이미지 발생 모듈(800)이 다른 유사한 모듈과 인접하게 접하게 배치되어 각각의 스크린(830)이 동일면에 배치될 때, 광은 각각의 인접한 광학 표면(840)을 통과한다. 바람직하게, 뉴저지 세더 글로브에 소재하는 카길사의 카길 #5040광학 접착제 또는 뉴저지 배링통에 소재하는 에머드 사이언티픽사의 모랜드#61과 같은 광 충전 물질은 인접 광학 표면(840)사이의 모든 보이드를 충전하여 낮은 반사손실 및 작은 굴절왜곡을 가진 인접 모듈(800)사이의 광학 계면을 형성하도록 한다. 이 방식에서, 인접한 비연속 AMLCD 패널(820)과 같은 각각의 인접한 비연속 이미지 발생기의 인접한 비연속 부분상에 형성된 서브 이미지는 중첩된 서브 이미지로서 스크린(710)상에 투사된다.

도 18은 도 15 및 16에 도시된 디스플레이 시스템(700)에 관련된 이미지 서버(750) 및 이미지 프로세서(720)의 블록 흐름도이다. 디스플레이 시스템(700)용 인터페이스 컴퓨터 또는 이미지 서버(750)는 디스플레이 시스템(700)내에 네트워크 연결된 모든 이미지 프로세서 컴퓨터(단지 하나만 도시됨)에게 디지털 데이터 버스(752)를 통하여 소스 이미지 데이터 및 조작자 그래픽 명령을 보내지만, 각각의 컴퓨터는 관련된 이미지 발생 패널(714)상에 디스플레이된 특정 서브 이미지와 관련된 데이터 서브세트만을 처리할 것이다. 프로세서(720)는 각각의 서브 이미지 또는 관련 디스플레이 패널(714)이 발생시킨 이미지의 일부에 대하여만 그래픽 명령을 해석하고 서브 이미지 데이터를 처리하기 위하여 병렬로 처리한다. 프로세서(720)는 그래픽 및 서브 이미지 데이터를 해석하기 위하여 병렬로 (722a, 722b, ...722n)를 처리하고, 도 14와 관련하여 설명된 사전 왜곡 및 플립핑을 포함하여, 이미지 발생기사이 및 이미지 발생기 내부의 밝기 레벨차, 정합 및 초점 차를 보상하도록 서브 이미지 데이터에 적당한 보정 함수 기능을 제공하기 위하여 병렬로 (724a, 724b, ...724n)를 처리한다. 처리된 서브 이미지 데이터는 각각의 AMLCD 디스플레이 패널(714)에 제공된다.

선택적으로, 애플리케이션 컴퓨터(750)는 이더넷 또는 다른 네트워크(751)에 대한 직접 연결로 대체되거나, 전술한 애플리케이션 컴퓨터(750)에 의하여 수행되는 기능은 동일한 모듈(DM1...DM6)을 가진 모듈형 디스플레이 시스템(700)이 요구되는 도 16의 가상선으로 도시된 데이터 버스(752)에 연결된 네트워크 데이터 버스(751')로 설명된 각각의 디스플레이 컴퓨터(720)에 의하여 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 디스플레이 모듈(디스플레이 컴퓨터(720) 및 이미지 발생기(IG1...IG4)를 포함하여)은 허용되고 응답되는 이미지 데이터 부분을 결정한다. 이더넷 또는 다른 네트워크(751)를 통하여 수신된 이미지 데이터는 데이터 버스(752)를 통하여 디스플레이 프로세서(720)로 공급되며, 각각의 디스플레이 프로세서는 예를 들어 네트워크(751, 752)를 통하여 전송된 이미지 데이터를 포함하는 정보 패킷에 포함된 헤더 및 제어 데이터를 판독하고 작용함으로써 서브 이미지의 각각의 부분을 발생시키도록 이용될 수 있는 이미지의 일부를 선택하고 허용한다.

도 19는 도 18의 흐름도와 관련된 각각의 디스플레이 패널과 관련된 컴퓨팅 하드웨어의 개략도이다. 소스 이미지 데이터는 디지털 데이터 버스(752)를 통하여 디지털 그래픽 데이터로서 네트워크 인터페이스(728)에 수신되며, 이는 바람직하게 이더넷, LAN 또는 유사한 네트워크 데이터 시스템이다. 바람직하게 서브 이미지 데이터는 매사추세츠 캠브리지에 소재하는 X-컨솔티엄사로부터 구입할 수 있고 ANSI-C 및 POSIX 컴플라이언트 시스템과 호환되고 따라서 컴퓨팅 및 그래픽 머신 및 그 외의 플렛폼 범위 상에서 실행되는 산업 표준X-윈도우 시스템 소프트웨어를 이용하여 네트워크(752)를 통하여 디스플레이 프로세서(720)에 전달된다. 각각의 프로세서(720)는 서브 이미지 데이터를 해석하여 개별 디스플레이 패널(714)에 대한 디스플레이 비트맵을 형성하도록 한다. X-윈도우 디스크립션과 같은 디스플레이된 이미지의 고레벨 디스크립션을 이용함으로써, 이미지 서버(750) 및 디스플레이 프로세서(720)사이의 데이터 네트워크의 요구 대역폭은 표준 이더넷 및 이와 유사한 네트워크와 데이터 속도가 대응하도록 유지하고 단색 및 컬러 디스플레이 상에 중첩된 계층적 서브윈도우 및 혼합된 텍스트 및 그래픽 동작을 포함하여 높은 업데이트 레이트 및 다중 메가픽셀 디스플레이 상에 디스플레이된 이미지의 다중 윈도우를 지원한다. X-윈도우 시스템의 다른 특징은 조작자가 개별 이미지 발생기(714) 또는 모듈(712)중에 이미지 및 프로세서를 물리적으로 분할하지 않고도 디스플레이된 이미지 또는 윈도우 이미지의 논리적 사이즈 측면에서 디스플레이 시스템(700)과 통신할 수 있도록 한다는 것이다.

네트워크(752) 및 네트워크 인터페이스(728)를 통하여 수신된 X-윈도우 시스템 그래픽 명령 및 이미지 데이터는 X-서버 CPU(732)에서 해석되며, 상기 CPU는 서브 이미지 데이터 비트맵을 이미지 프레임 버퍼(738)에 기록한다. 또한, 네트워크(752)를 통하여 수신된 압축된 비디오는 특수 MPEG-2에서 디코딩되고, 상기 디코더는 서브 이미지 데이터 비트맵을 이미지 프레임 버퍼(738)에 기록한다. 이미지 프로세서 CPU(734)는 이미지 프레임 버퍼(738)로부터 서브 이미지 데이터 비트맵을 판독하고, 패널 디스플레이 카드(740)에 저장하는 LCD 패널 호환가능 서브 이미지 데이터 비트맵을 발생시키며, 따라서 LCD 패널(820)은 디스플레이 스크린(710)상에 중첩된 서브 이미지를 정확하게 재생하기 위하여 요구되는 서브 이미지 광학 입력을 발생시킨다. 각각의 서브 이미지 픽셀에 대하여, 이미지 프로세서 CPU(734)는 이미지 프레임 버퍼(738)로부터 이미지 픽셀에 관련된 값을 패치하고 이에 대한 가중 평균을 계산한다. 이용되는 가중치는 서브 이미지의 픽셀 위치 및 디스플레이 패널(714)상의 서브 이미지의 위치에 의존하며 CPU(734)의 메모리의 룩업 테이블에 미리 저장된 디스플레이 모듈 계수로부터 발생된다. 서브 이미지 데이터 비트맵에서 서브 이미지 그리고 디스플레이 패널에서 디스플레이 패널의 변화를 보정하기 위한 계수는 디스플레이 모듈 및/또는 이미지 발생기의 제조 및 교정 중에 또는 다음의 현장에서의 재교정 또는 조절 중에 미리 설정된 표준화된 이미지 특성을 얻을 수 있도록 설정될 수 있다. 이미지 프로세서(720)내에서, 서브 이미지 데이터 비트맵, 제어 신호 등은 디지털 데이터 버스(730)를 통하여 전송되고 수신된다.

프로세서(720)의 요구되는 이미지 처리의 복잡성은 다음과 같이 추정될 수 있다. 각각의 컬러에 대하여 그리고 각각의 이미지 발생기에 대한 비트맵의 각각의 픽셀에 대하여 이미지 비트맵의 픽셀의 2X2 픽셀 "인접부"로부터의 입력이 요구된다고 가정한다. 디스플레이 패널의 특정 픽셀의 위치를 기초로, 프로세서는 서브 이미지 픽셀 블록의 코너에 대한 어드레스를 찾아보아야 하며 인접 픽셀의 값과 자신의 값을 패치하여야 한다. 가중치는 메모리에 미리 계산되어 저장된 룩업 테이블로부터 패치되며 가중된 이미지 픽셀 값의 합은 인접한 픽셀에 대하여 계산된다. 약 30클록 사이클이 각각의 픽셀에 대하여 각각의 컬러에 대한 값을 결정하기 위하여 평가되며, 약 100사이클이 소정 픽셀의 RGB값 세트에 대하여 요구된다. 각각의 AMLCD 디스플레이 패널이 800X600픽셀의 약 90%를 이용한다면, 약 43밀리온 클록 사이클이 각각의 디스플레이 패널 업데이트를 위하여 요구된다. 따라서, 300MHZ 팬티엄 프로세서는 완전한 임지에 대하여 7Hz의 업데이트 레이트를 지원할 것으로 예상될 수 있다. 이러한 레이트는 고해상도 맵과 지형 데이터, 텍스트 윈도우 또는 비디오 회의에 대하여 만족스럽지만, 예를 들어 30Hz의 업데이트 레이트는 비디오 이미지를 디스플레이함에 있어서 너무 느리다. 따라서, 비디오에 대하여, 650MHZ 팬티엄 프로세서 및 RGB 픽셀 세트 알고리듬당 50클록 사이클텍스트가 요구되거나 또는 선택적으로 4개의 300-400MHZ 팬티엄 프로세서를 병렬로 동작시킬 것이 요구된다. 네트워크(752)의 데이터 레이트는 감소될 수 있으며 이미지 프로세서에 대한 처리력은 프로세서를 분할함으로써 감소될 수 있어, 더 많은 수의 프로세서가 이용되고 각각의 프로세서는 더 적은 수의 서브 이미지와 관련되도록 한다. 이미지 왜곡을 보정하기 위하여 그리고 서브 이미지 셀의 중첩 영역에서 픽셀 값을 결정하기 위하여 필요한 요구조건은 레드몬드 워싱톤에 소재하는 애피안 그래픽스사로부터 구입할 수 있는 제로니모J3와 같은 멀티미디어 그래픽 카드 또는 칩 세트에 의하여 만족될 수 있다. 유사하게, 686MBDK 시리즈의 이중 팬티엄Ⅱ프로세서 주문 ATX 컴퓨터 마더보드상의 400MHZ 마이크로프로세서는 샌디에고 캘리포니아에 소재한 인더스트리얼 컴퓨터 소스사로부터 구입할 수 있다.

도 20은 도 15 및 16에 도시된 디스플레이 시스템(700)의 실시예의 셋업 및 교정에 대한 흐름도이다. 조작자 또는 자동 제어부는 제어 셋업(910)에게 정렬을 수행하라고 명령하고 얻을 수 있는 미리 설정된 표준 성능을 지정함으로써 정렬 동작을 시작한다. 제어 셋업(910)은 테스트 패턴을 나타내는 디지털 이미지 데이터인 테스트 이미지 및 스크린(920)사이에 디스플레이될 테스트 패턴 시퀀스를 발생하도록 한다. 발생기(912)는 (1) 상기 테스트 이미지를 발생시키는 이미지 프로세서(914)에 테스트 이미지 데이터를 인가하고 (2) 초기 또는 평가된 보정 팩터값을 파라미터 조절기(934)에 공급함으로써 이를 시작한다. 테스트 이미지는 CCD 카메라 또는 그 외의 센서에 의하여 감지되고(930) 에러를 결정하기 위하여 발생된 테스트 이미지(912)를 기초로 분석된다(932). 에러는 이미지 프로세서(914)에 제공된 파라미터(934)를 조절하기 위하여 이용되어 디스플레이된 테스트 이미지를 조절하도록 한다. 프로세스는 보정 또는 적당한 가중 팩터가 각각의 픽셀에 대하여 결정되고 이미지 프로세서(914) 및 제어 셋업(910)에 전달될 때까지 반복된다. 정렬 프로세스 중에, 이미지 프로세서(914)는 조작자가 주관적인 평가로서 디스플레이된 소스 이미지를 관측하지 않을 경우에는 디스플레이된 이미지(920)를 발생하기 위하여 소스 이미지 데이터가 이용되는 것을 방지한다.

본 발명이 바람직한 실시예를 기초로 설명되었지만, 본 발명의 범위 및 사상내에서의 변형은 당업자에게 명백하다. 예를 들어, 실시예에 도시된 것 보다 더많거나 적은 수의 디스플레이 모듈 또는 이미지 발생기를 가진 디스플레이 시스템이 본 발명의 원리에 따라 구성될 수 있다.

또한, 도 8(a)의 디스플레이 모듈(300)이 다수의 서브 이미지(310, 320,...)가 발생되는 단일 유리 밀봉부로서 설명되었지만, 캐소드 발광 이미지 발생기가 별도의 유지 밀봉된 모듈(310, 320..)로서 패킹되며, 상기 유리 밀봉된 모듈은 서브 이미지를 발생시키고 서로 인접하게 적층되어 큰 디스플레이 시스템의 중첩 서브 이미지의 이미지를 형성하도록 한다.

또한, 평면형 유리 스크린(302)이 도 9에 도시되었지만, 스크린(302)의 과도한 내측 편향 또는 파손 가능성을 방지하는데 필요한 유리 두께는 예를 들어 거주지의 벽에 걸릴 수 있는 소정 적용 분야에 대하여 그의 하중을 과도하게 한다. 이 경우, 평면 스크린에 대한 스크린 대각선은 45인치가 아닌 32-35인치로 제한되지만, 그러나, 35-45인치 및 그보다 큰 직경의 디스플레이는 내부의 에미터 엘리먼트 어래이 및 수평과 수직 편향/포커스 플레이트 및 백플레이트를 적당히 조절하여 곡선형 유리 스크린을 이용할 수 있다. 예를 들어, 곡선형 편향/포커스 플레이트 및 곡선형 필드 에미터 엘리먼트 어래이를 포함하는 곡선형 마운팅 어셈블리가 이용될 수 있다. 실린더형 곡선 스크린이 도 15-17에 도시된 종류의 디스플레이 시스템에 요구될 경우, 예를 들어 렌즈 매트릭스(822)는 AMLCD 패널(820)의 서브 이미지 발생 부분과 실린더형 스크린(830) 표면사이의 거리차를 보상하기 위하여 상이한 포커스 길이를 가진다.

또한, 열전자 소스가 필드 방출 어래이(404, 406)대신 이용되어 도 9 및 10의 이미지 발생기(300)에서 전자 빔(424, 426)을 발생시키도록 할 수 있다. 이 경우, 전자 빔(424, 426)의 수평 랜딩 부분(정합부분)은 각각의 작은 오프셋 전압을 수평 편향 플레이트(410, 412, 414) 또는 추가의 이차 제어 그리드 전극에 인가함으로써 제어 및 조절될 수 있다. 또한, 발광 다이오드와 이의 어래이, 필드방출 디스플레이와 이의 어래이, 음극선관 및 전자 발광 디스플레이와 같은 다른 이미지 발생기가 본 발명에 따라 이용될 수 있다.

선택적으로, 도 12 및 13의 광학 구조(1230)의 후면은 평면일 수 있으며 아치형 표면(1234)을 포함하지 않을 수 있지만, 광학 구조(1230)의지지 또는 스크린(1202)상의 픽셀 감지 또는 이들 둘 다를 위하여 배치되는 평면 표면(1240)을 여전히 제공할 수 있다. 도 12 및 13의 렌즈(1217,...1219), 도 3 및 4의 렌즈(117,..119) 및 도 17의 렌즈(822)는 단순 렌즈 또는 다수의 렌즈 어셈블리 및 다른 광학 엘리먼트일 수 있다.

Claims

디스플레이 시스템(100, 200, 300, 700)에 있어서,

스크린(102, 202, 302, 710, 712, 830, 920, 1202);

상기 스크린(102, 202, 302, 710, 712, 830, 920, 1202)상에 이미지의 인접부를 발생시키는 적어도 두개의 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)를 포함하는데, 상기 이미지의 인접부는 중첩(248, 312, 322, 718)하고; 및

조정되어 적어도 중첩부(248, 312, 322, 718)내에서 특정 화소를 대표하는 화소 데이터를 구비하는 상기 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)에 이미지 데이터를 제공하여, 상기 두 개의 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)에 의해 내부에서 발생된 개별 화소가 조합하여 특정 화소를 형성하는 이미지 처리기(IP1, IP2, IP3, IP4, 720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)는 광학 투영기(210, 230, 280, 290), 광 소스(54, 810)를 가진 액정 디스플레이(110, 120, 130, 140, 820, 1210), 다수의 전계 방출 엘리먼트(400, 404, 406) 및 다수의 열이온 전자 소스(404, 406)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)는 상기 각각의 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)로부터 발생된 개별 화소에 특정 화소의 적어도 주어진 특성을 할당함으로써 화소 데이터를 조정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 처리기(IP1, IP2, IP3, IP4, 720)는 상기 이미지 중첩부가 아닌 상기 두 개의 이미지 발생기(110, 120, 130, 140, 210, 230, 280, 290, 310, 330, 340, 712, 714)에 의해 발생된 특정 화소의 화소 데이터를 조정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 디스플레이 시스템은 상기 이미지 중첩부(248, 312, 322, 718)내 적어도 하나의 화소를 감지하도록 위치하는 센서(108, 250, 254, 262, 266, 270, 272, 362, 364, 366, 368, 384, 386, 1250, 930)를 더 포함하며, 상기 이미지 처리기(IP1, IP2, IP3, IP4, 720)는 상기 이미지 중첩부(248, 312, 322, 718)내 적어도 특정 화소를 대표하는 화소 데이터를 조정하기 위해 상기 센서(108, 250, 254, 262, 266, 270, 272, 362, 364, 366, 368, 384, 386, 1250, 930)에 응답하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이미지 처리기(IP1, IP2, IP3, IP4, 720)는 상기 특정 화소의 인접하는 특정 화소의 적어도 주어진 특성을 가중함으로써 이미지 데이터를 가중하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
제 3 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 특정 화소의 주어진 특성은 화소 밝기 및 화소 위치중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
시임 없는 화소화된 이미지를 형성하는 방법에 있어서,

자신들의 공통 에지에서 중첩하는 영역을 가진 두 개의 연속 화소화된 서브-이미지를 형성하는 단계;

상기 중첩 영역내에서 적어도 특정 화소값을 결정하는 단계;

상기 중첩 영역내 적어도 특정 화소의 결정된 값을 주어진 값으로 변화시키기 위한 수정 함수를 결정하는 단계; 및

상기 중첩 영역내 상기 특정 화소의 각각에 대한 상기 화소화된 서브-이미지 각각의 개별 화소값에 상기 수정 함수를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 중첩 영역내 적어도 특정 화소의 값을 결정하는 단계는 조합된 값을 결정하는 단계를 구비하고, 상기 수정 함수를 결정하는 단계는 상기 특정 화소의 결정 조합된 값을 주어진 값으로 변화시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 수정 함수를 결정하는 단계는 상기 결정된 조합 값에 기여하는 다수의 화소에 따라 가중하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 방법은 상기 특정 화소의 밝기 및 위치중 적어도 하나를 감지하는 단계를 더 포함하고, 상기 특정 화소값은 감지된 밝기 및 위치중 적어도 하나로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 방법은 상기 수정 함수를 상기 중첩 영역내 다른 화소에 대해 상기 화소된 서브-이미지 각각의 값을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 방법은

상기 중첩 영역 제외한 상기 적어도 두 연속 서브-이미지의 개별 영역내 특정 화소의 값을 결정하는 단계;

상기 두 연속 서브-이미지의 상기 개별 영역내 특정 화소의 결정된 값을 제 2의 주어진 값을 변화시키기 위해 제 2의 수정 함수를 결정하는 단계; 및

상기 중첩 영역을 제외한 상기 두 연속 서브-이미지의 상기 개별 영역내 상기 특정 화소 각각의 상기 화소화된 서브-이미지 각각의 개별 화소값에 상기 제 2의 수정 함수를 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.