KR20030081138A - 능동 디스플레이 시스템과 이미지 디스플레이 방법 및광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템 - Google Patents

능동 디스플레이 시스템과 이미지 디스플레이 방법 및광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템 Download PDF

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KR20030081138A KR10-2003-0022616A KR20030022616A KR20030081138A KR 20030081138 A KR20030081138 A KR 20030081138A KR 20030022616 A KR20030022616 A KR 20030022616A KR 20030081138 A KR20030081138 A KR 20030081138A
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다쿤하존엠
알렌윌리엄제이
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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘 피
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Abstract

능동 디스플레이 상에 이미지를 디스플레이하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 광학 이미지 정보를 투사하도록 구성된 이미지 정보 소스와, 다수의 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자와 연관된 다수의 수신 소자를 포함하는데, 다수의 수신 소자는 이미지 정보 소스로부터 이미지 정보를 수신하도록 구성되고 또한 이미지 정보에 따라 연관된 디스플레이 소자를 활성화시키도록 구성된다.

Description

능동 디스플레이 시스템과 이미지 디스플레이 방법 및 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템{ACTIVE DISPLAY SYSTEM}
이미지를 생성하는 다양한 디스플레이 시스템이 수년동안 사용되어 왔다. 예를 들어, 전면 투사 시스템(front projection system) 및 후면 투사 시스템(rear projection system) 양자가 오늘날 이미지를 디스플레이하는 데 사용된다. 이러한 디스플레이 시스템은 음극선관(CRTs), 액정 디스플레이(LCD) 또는 플라즈마 디스플레이와 같은 전기적으로 어드레싱된 방사 디스플레이(emissive displays) 등의 이미지 장치를 이용할 수 있다. 이 디스플레이 시스템은 수동 디스플레이 스크린 또는 능동 디스플레이 스크린을 더 포함할 수 있다.
각 디스플레이 시스템의 시장성은 다양한 요인에 따라 결정될 수 있다. 특히, 디스플레이 시스템에 의해 생성된 이미지의 품질은 흔히 소비자에게 중요하다. 예를 들어, 소비자는 전형적으로 선명하고, 밝은 이미지를 발생시킬 수 있는 디스플레이 시스템을 선호한다. 그러나, 일부 디스플레이 시스템에 있어서, 이미지 부산물(image artifacts)이 이미지의 품질에 영향을 끼칠 수도 있다. 또한, 일부 시스템은 선명하고, 밝은 이미지를 발생시키기 위해 고가의 투사 장비를 요구한다. 수동 스크린을 이용하는 디스플레이 시스템은 예를 들어 이미지를 디스플레이하기 위해 충분한 광학 에너지를 제공하도록 구성된 고가의 투사 장비를 필요로 할 수 있다. 이에 대응하여, 능동 디스플레이 스크린은 광범위하고 복잡한 어드레싱 기법 및 제어 회로의 사용을 요구할 수도 있다.
능동 디스플레이 상에 이미지를 디스플레이하는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 이미지 정보를 투사하도록 구성된 이미지 정보 소스, 다수의 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자와 연관된 다수의 수신 소자를 포함하는데, 여기서 수신 소자는 이미지 정보 소스로부터 이미지 정보를 수신하고 이미지 정보에 따라 연관된 디스플레이 소자를 활성하도록 구성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 광 엔진이 디스플레이 스크린 상으로 이미지 정보를 투사시키는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템에 관한 개략도,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 디스플레이 스크린의 레이저 스캐닝을 나타내는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템에 관한 개략도,
도 3은 도 2에 예시된 디스플레이 시스템용의 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 스크린의 일부분에 대한 개략도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 광원이 디스플레이 스크린으로 전달되는 다수의 파장을 발생시키는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템에 관한 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 파장 분리기를 통해 생성된 다수의 파장이 디스플레이 스크린 상으로 전달되는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이에 관한 개략도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 파장 분리기를 통해 발생된 다수의 파장이 디스플레이 스크린 상으로 전달되는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이에 관한개략도,
도 7은 대응 수신기를 자극하여 연관된 방출기를 활성화시키는 제 1 파장의 광을 나타내는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 스크린의 일부분에 관한 개략도,
도 8은 대응 수신기를 자극하여 연관된 방출기를 활성화시키는 제 2 파장의 광을 나타내는 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 스크린의 일부분에 관한 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 디스플레이 시스템12 : 투사기
14 : 스크린16 : 이미지
18 : 광 엔진20 : 이미지 정보
22 : 디스플레이 소자24 : 전력
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템이 전반적으로 참조 번호(10)로 도시되어 있다. 특히, 도 1은 투사기(projector)(12) 및 광학적으로 어드레싱된 디스플레이 스크린(14)을 포함하는 디스플레이 시스템을 개략적으로 도시하는데, 이 투사기는 이미지 정보를 디스플레이 스크린 상에 투사하는데 적합하다.
디스플레이 시스템(10)은 후면 투사 시스템, 전면 투사 시스템 또는 몇몇 다른 적절한 투사 시스템과 같은 투사 시스템의 형태를 취할 수 있다. 이들 디스플레이 시스템은 상이한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 전면 투사 시스템에 있어서, 보는 이(viewer)는 대개 투사기와 동일한 스크린 측에 위치하고 이 투사기는 스크린으로부터 이격되고 분리된다. 이와 달리, 후면 투사 디스플레이 시스템에 있어서, 이미지는 투사기로부터 스크린 반대쪽에 위치한 보는 이가 보고 이 투사기 및 스크린은 대개 단일 장치 내에 통합된다.
투사기(12)는 대개 광 엔진(light engine)(18)을 포함한다. 광 엔진(18)은 광학 이미지 정보(20)를 스크린(14)으로 조준하고 전송한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 광학 이미지 정보(20)는 이미지를 생성하는 데 적합한 광(light)을 포함하는데, 이 광은 가시 및/또는 비가시 광일 수 있다. 예를 들어, 이하에서 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 광 엔진(18)은 스크린(14)을 광학적으로 어드레싱하는데 적합한 임의의 적절한 조명 소스(illumination source)일 수 있는데, 이들로는 수은 램프, 레이저 등과 같은 단일 광원 및/또는 발광 다이오드(LEDs)와 같은복수의 광원을 포함할 수 있다. 이들 광원에 의해 발생된 광은 스크린(14) 상으로 전송 및/또는 투사될 수 있다. 또한, 투사기(12)는 광학 기기, 공간적 광 변조기, 집속 장치, 컬러 생성 장치, 제어기 등을 포함할 수 있다.
전형적으로, 디스플레이 스크린(14)은 디스플레이 스크린 상에 이미지를 형성하도록 광을 제어할 수 있는 다수의 디스플레이 소자(22)를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이 소자(22)는 활성화되어 이미지(16)를 생성할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 디스플레이 소자는 방출 소자, 반사 소자 또는 전송 소자 등으로 구성된 스크린(14)의 이미지 형성 장치이다. 대개, 디스플레이 소자는 가시 광선 스펙트럼(visible-light spectrum) 내의 광을 생성할 수 있다. 디스플레이 소자는 픽셀들, 픽셀들의 그룹들, 하위 픽셀들, 하위 픽셀들의 그룹들 등을 포함하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 더 나아가, 디스플레이 스크린은 도시된 바와 같이 일반적으로 평면 시트일 수 있지만, 실질적으로 어떠한 형태라도 취할 수 있어서 본 명세서에서 디스플레이 표면으로도 지칭된다.
전력(24)은 스크린(14) 및/또는 디스플레이 소자(22)에 직접 공급될 수 있다. 스크린(14)은 박막 트랜지스터(TFTs)와 같이 디스플레이 소자(22)의 활성을 제어하는 다수의 트랜지스터 및 캐패시터를 구비한 능동 디스플레이 스크린일 수 있다. 이와는 달리, 디스플레이 소자(22)를 포함하는 다른 유형의 디스플레이 스크린이 사용될 수 있다.
일반적으로, 동작시에, 이미지 정보(20)는 스크린(14) 및 연관된 디스플레이 소자(22)로 전달된다. 이미지 정보(20)는 스크린 상에서 제각기의 연관된 디스플레이 소자를 활성화하도록 선택적으로 자극되는 스크린(14) 상의 수신 소자로 전달되어 스크린 상에 이미지를 형성할 수 있다. 투사기(12)는 이미지 정보(20)가 개별 수신 소자에 연속적으로 전달될 수 있도록 스크린(14)을 래스터 스캔(raster scan)하거나 또는 반복적으로 스캔한다는 것을 또한 인지해야 한다. 이와 달리, 디스플레이 시스템의 구성에 따라, 이미지 정보(20)는 다수의 수신 소자에 동시에 보내질 수 있다.
본 발명의 하나의 구체적인 실시예가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 특히, 디스플레이 시스템(30)은 광 엔진(18) 및 디스플레이 스크린(14)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 표시한 바와 같이, 광 엔진(18)은 레이저(32) 또는 다른 적절한 단일 빔 또는 빔 광원을 포함할 수 있다. 레이저(32)는 좁은 광선을 생성할 수 있는 어떠한 유형의 광원이라도 가능하다. 예시된 바와 같이, 레이저(32)는 스크린(14) 상으로 전달되는 레이저 빔(34)(또한 광선 또는 광이라로도 지칭됨)을 방출한다. 레이저 빔(34)은 이미지 정보를 스크린(14) 상의 수신 소자로 전달함으로써 스크린(14)을 어드레싱한다.
위에서 설명한 바와 같이, 스크린(14)은 전형적으로 다수의 디스플레이 소자(22)를 포함하는데, 각각은 연관된 수신 소자를 구비한다. 레이저 빔(34)은 수신 소자를 개별적으로 그리고 선택적으로 자극하고 이에 대응하여 제각기의 연관된 디스플레이 소자를 활성화하도록 스크린(14) 전체에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 예를 들어, 레이저 빔(34)은 참조 번호(36)로 표시된 바와 같이 스크린을 래스터 스캔할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 래스터 스캔은 수평 및 수직 스캐닝을 모두 포함할 수 있다. 그러므로 래스터-스캔은 좌우로 및/또는 상하로 스크린을 광학적으로 어드레싱하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3은 스크린(14)의 어드레싱을 예시한다. 위에서 설명한 바와 같이, 또한 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스크린(14)은 다수의 디스플레이 소자(22)를 포함한다. 디스플레이 소자는 단일 컬러 구성 요소 또는 본 도면에 도시된 바와 같이 다수의 컬러 구성 요소를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이와 유사하게, 다수의 컬러 구성 요소가 사용되든 또는 사용되지 않든, 각 디스플레이 소자는 단일 수신기, 또는 다수의 수신기를 포함할 수 있다.
도 3에 있어서, 각 디스플레이 소자는 세 개의 상이한 컬러의 컬러 구성 요소를 포함한다. 그러므로, 도 3에 예시된 바와 같이, 스크린(14)은 적색 광 방출기(red light emitter)를 갖는 다수의 적색 구성 요소(40)("R"로 표시됨), 녹색 광 방출기(43)를 갖는 다수의 녹색 구성 요소(42)("G"로 표시됨) 및 청색 광 방출기(45)를 갖는 다수의 청색 구성 요소(44)("B"로 표시됨)를 포함할 수 있다. 황색 구성 요소, 백색 구성 요소 등을 포함하여 연관된 다른 컬러의 광 방출기에 의한 다른 컬러의 컬러 구성 요소가 가능하지만 여기에 제한되는 것은 아니다. 더 나아가, 본 명세서에서는 광 방출기로 지칭되지만, 컬러 구성 요소는 방출 구성 요소, 반사 구성 요소 및/또는 전송 구성 요소일 수 있다.
컬러 구성 요소들은 대개 열과 행으로 배열되는데 여기서 각 컬러 구성 요소는 상이한 컬러의 컬러 구성 요소에 인접해 있다. 그러므로, 청색 구성 요소는 적색 구성 요소과 녹색 구성 요소 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 있어서, 3*4 매트릭스의 중앙에 위치한 푸른색 구성 요소는 양 옆으로 녹색 컬러 구성 요소과 적색 구성 요소에 인접해 있다. 또한, 동일한 청색 구성 요소는 위 아래로 제 2 녹색 구성 요소과 제 2 적색 구성 요소에 인접해 있다. 각 컬러 구성 요소는 대개 디스플레이 스크린(14)의 전체 표면에 걸쳐 다른 구성 요소에 매우 근접하게 배치되어 디스플레이의 선명도 및 밝기를 개선시킨다는 것을 인지해야 한다. 세 개의 단일 컬러의 컬러 구성 요소를 참조하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명이 그렇게 제한되지 않고 컬러 구성 요소의 다른 구성 및 배열이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 각 디스플레이 소자는 광 엔진(18)으로부터 투사된 이미지 정보를 수신하도록 구성된 광학 수신기와 연관되어 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 광학 수신기는 수용체(receptor) 또는 가시 또는 비가시 인입 광(incoming light)을 수신하도록 구성된 기타 장치를 포함하며, 그러한 광에 의해 선택적으로 자극되어 하나 이상의 연관된 디스플레이 소자를 활성화시킨다. 도 3에 있어서, 각 컬러 구성 요소(40, 42, 44)은 방출기(41, 43, 45) 및 연관된 광학 수신기(46)를 포함한다. 그러나, 몇몇 실시예에서는, 단일 수신기가 다수의 컬러 구성 요소 및/또는 다수의 디스플레이 소자와 결합할 수 있다.
수신기(46)는 전형적으로 광 엔진(18)으로부터 광학 이미지 정보를 수신하도록 구성된 광수신기이다. 예를 들어, 수신기(46)는 적외선 LRD 또는 가시 스펙트럼 LRD와 같은 광다이오드 또는 광수신 다이오드(LRD)의 형태를 취할 수 있다. 이와 달리, 수신기(46)는 광트랜지스터 또는 다른 유형의 광전자 장치일 수 있다.도 3의 예시된 실시예에서, 수신기(46)는 레이저(32)로부터 정보를 수신하는 데 적합하다. 수신기(46) 유형은 광원의 유형 및 구성에 따라 결정된다.
수신기의 배열은 디스플레이 시스템의 구성에 따라 결정될 수 있다. 그러므로, 보는 이가 투사기로부터 스크린의 반대편에 존재하는 후면 투사 디스플레이 시스템에 있어서, 수신기(46)도 전형적으로 보는 이로부터 스크린의 후면 상에 존재한다. 이와 유사하게, 투사기 및 보는 이가 스크린의 동일면 상에 존재하는 전면 투사 디스플레이 시스템에 있어서, 수신기는 스크린의 전면 상에 배향될 수 있다. 그러므로, 수신기들은 그들이 광 엔진으로부터 이미지 정보를 수신할 수 있도록 배향된다.
방출기 및/또는 수신기는 전력이 방출기 및/또는 수신기에 공급되도록 전력 공급 장치(48) 및 접지(50)에 결합된다. 이미지 정보 수신에 응답하여, 수신기가 자극되어 활성화될 방출기가 대개 가시 광 스펙트럼 내의 컬러 광을 생성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 적색 구성 요소과 연관된 수신기가 광학 이미지 정보를 수신하는 경우, 적색 방출기 소자는 적색 광을 생성하도록 활성화될 수 있다. 각 방출기에 의해 생성된 광의 양 또는 광의 강도는 수신기(46)의 자극량을 제어함으로서 조절될 수 있다. 그러므로, 수신기(46)의 자극량을 제어함으로써, 디스플레이 소자는 선택적으로 활성화되어 이미지 컬러, 이미지 밝기 등을 변경할 수 있다.
동작시에, 레이저(32)는 레이저 빔(34)을 디스플레이 스크린(14) 쪽으로 향하게 한다. 레이저 빔(34)은 전형적으로 각 수신기 상에 개별적으로 충돌(impinge)할 수 있을 만큼 충분히 좁다. 예를 들어, 도 3에 있어서, 레이저빔(34)은 하나의 수신기 상에 충돌하는 것으로 개략적으로 도시되어 있다. 레이저 빔(34)이 디스플레이 스크린을 스캐닝하는 경우, 레이저 빔은 선택적으로 변조될 수 있다. 변조된 신호가 수신기(46)에 부딪치는 경우, 수신기는 대응 디스플레이 소자 방출기를 활성화하도록(예를 들어, 빔의 주파수 또는 강도에 기초하여) 선택적으로 자극될 수 있다.
어떤 실시예에서, 위에서 설명한 바와 같이 레이저는 레이저 빔을 급속하게 턴온 및 턴오프시킴으로써 변조될 수 있다. 이러한 방식으로 레이저를 펄싱함으로써, 수신기는 선택적으로 자극되어 개개의 디스플레이 소자의 방출기가 이미지 정보에 따라 활성 및 비활성되도록 야기한다. 그러므로, 레이저를 펄싱함으로써, 디스플레이 소자의 컬러 및/또는 광 강도를 변경하여 스크린(14)의 이미지를 변경할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원은 두 가지의 상이한 주파수의 레이저 광을 사용할 수 있는데, 광선은 제 1 주파수 및 제 2 주파수 사이에서 간헐적으로 변경된다.
레이저 및/또는 다른 광원은 전형적으로 스크린(14) 상에 직접 집속될 수 있다. 그러므로 액정 디스플레이 이미지기(imager) 또는 디지털 마이크로미러 장치(DMD: digital micromirror device)와 같은 이미징 장치는 이 디스플레이 시스템에는 필요하지 않다. 스크린 상에 레이저 빔을 직접 집속함으로써, 이미지 정보는 스크린(14)으로 직접 전송될 수 있고 각기 개개의 디스플레이 소자는 스크린을 스캐닝하는 경우 레이저를 변조함으로써 제어될 수 있다.
도 4 내지 도 8은 스크린(14)을 광학적으로 어드레싱하는 다양한 시스템 및 방법을 도시한다. 먼저 도 4를 참조하면, 전반적으로 다수 파장 디스플레이 시스템이 참조 번호(52)로 도시되어 있다. 다수 파장 디스플레이 시스템(52)은 다수 파장을 생성하는 광원(53) 형태의 광 엔진(18), 공간적 광 변조기(SLM)(54), 광학 기기(56) 및 디스플레이 스크린(14)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 광원(53)는 다수의 상이한 파장의 광을 생성하는 데 적합할 수 있다. 특히, 광원(53)는 다수의 램프, 레이저 등을 포함하는 다수의 광선 생성기를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 광원(53)는 참조 번호(58)로 표시되고 실선으로 도시되는 제 1 파장의 광(λ1), 참조 번호(60)로 표시되고 파선으로 도시되는 제 2 파장의 광(λ2), 참조 번호(62)로 표시되고 파점선(dash-dot line)으로 도시되는 제 3 파장의 광(λ3)을 생성하도록 구성된다. 세 가지의 파장만이 설명되고 도시되었지만, 어떠한 수의 파장이라도 광원(53)에 의해 생성될 수 있다.
각 파장의 광은 시스템(52)을 통해 스크린(14) 상으로 전달된다. 예시적인 시스템(52)에 있어서, 각 파장(58,60 및 62)은 공간적 광 변조기(54)로 순차적으로 전달될 수 있다. 이와 달리, 각 파장은 공간적 광 변조기(54)로 동시에 전달될 수 있다. 공간적 광 변조기(spatial light modulator; SLM)는 마이크로미러 어레이(예로, 디지털 마이크로미러 장치(DMD) 등)와 같은 임의의 적절한 광 변조 장치일 수 있다. 각각의 변조된 파장은 광학 기기(56)를 통해 전달된다. 전형적으로, 광학 기기(56)는 각 파장을 디스플레이 스크린(14) 상으로 집속시키는 데 적합한 투사 렌즈를 포함한다.
각 파장의 광은 디스플레이 스크린 상의 수신 소자의 배열에 따라 임의의 개수의 수신 소자를 자극하도록 디스플레이 스크린(14) 상으로 집속될 수 있다. 각수신 소자는 광원(53)에 의해 생성된 특정 파장에 의해 자극될 수 있음을 인지해야한다. 그러므로, 개개의 디스플레이 소자는 다른 디스플레이 소자와 무관하게 활성화될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 공간적 광 변조기 및 광학 기기의 사용을 도시하고 있지만, 다른 투사 장치가 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 각 파장은 레이저 또는 다른 광원을 통해 생성될 수 있고 그런 다음 스크린(14) 전체에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 환언하면, 광원은 스크린(14) 상으로 직접 광을 투사할 수 있다. 그러므로, 각 파장은 상이한 디스플레이 소자가 각 순간마다 어드레싱될 수 있도록 스크린(14) 전체에 걸쳐 스캐닝될 수 있다. 이와는 달리, 다수의 디스플레이 소자가 단일 파장 또는 다수의 파장에 의해 동시에 어드레싱될 수 있다.
도 5는 전반적으로 참로 번호(64)로 표시된, 다수 파장 디스플레이 시스템의 또 다른 실시예를 예시한다. 도시된 시스템(64)에 있어서, 광 엔진(18)은 광 선(66)을 생성하도록 구성된 단일 광원(65)으로서 도시되어 있다. 빔(66)은 SLM(68) 상으로 전달된다. 변조된 빔(66)은 광학 기기(70)를 통해 전달된다. 광학 기기(70)는 빔(66)을 다수의 파장으로 분할하는 데 적합한 파장 분리기(72)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 도시된 바와 같이, 파장 분리기(72)는 빔(66)을 세 개의 상이한 파장(58,60,62)으로 분할한다. 그런 다음 각 파장은 스크린(14)으로 전달된다. 세 개의 파장의 광만이 예시되었지만, 파장 분리기(72)는 빔(66)을 임의의 수의 상이한 파장으로 분할할 수 있다는 것을 인지해야 한다. 또한, 파장 분리기(72)는 단일 광선을 상이한 파장의 광을 갖는 다수의 빔으로 분리할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구성에 있어서, 파장 분리기(72)는 빔 분할기, 흡수 휠(absorption wheel) 등을 포함할 수 있다.
다수 파장 디스플레이 시스템의 또 다른 실시예가 도 6에서 참조 번호(74)로 예시되어 있다. 특히, 도 6에 있어서, 광 엔진(18)은 파장 분할기(78)를 통해 전달되는 광선(76)을 생성하도록 구성된 단일 광선 소스(75)로서 예시되어 있다. 도 5와 관련하여 위에서 설명한 파장 분할기와 같이, 도 6의 파장 분할기(78)는 광선(76)을 다수의 파장의 광(58,60,62)으로 분할하는 데 적합할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 파장 분할기(78)를 통해 생성된 각 파장의 광은 SLM(80)으로 전달되고 광학 기기(82)를 통해 스크린(14)으로 전달된다. 세 개의 파장의 광이 도시되어 있지만, 파장 분할기(78)는 빔(76)을 임의의 수의 상이한 파장으로 분할할 수 있다.
도 4에 예시된 시스템(52)에서와 같이, 도 5의 시스템(64) 또는 도 6의 시스템(74)을 통해 생성된 상이한 파장의 광 각각은 하나 이상의 디스플레이 소자(22)와 연관된 하나 이상의 수신기에 대응할 수 있다. 그러므로, 각각의 상이한 파장은 상이한 세트의 수신 소자를 자극하여 상이한 디스플레이 소자를 활성화시킬 수 있다. 각각의 수신 소자에 충돌하는 상이한 파장의 광을 선택적을 변조함으로써, 컬러 이미지가 스크린(14) 상에 디스플레이될 수 있다.
디스플레이 시스템(52, 64 및 74)에서 생성된 상이한 파장들은 디스플레이 소자에 연관된 수신기에 따라 결정될 수 있다는 것을 인지해야 한다. 각 수신기는 임의의 수의 특정 파장 또는 파장 범위에 의해 자극될 수 있도록 구성될 수 있다는것도 인지해야 한다. 예를 들어, 어떤 실시예에 있어서, 수신기는 광 스펙트럼의 가시 영역(대략 400 내지 700 나노미터)에 존재하지 않는 파장에 의해 자극되도록 구성될 수 있다. 대개 이러한 수신기들은 광 스펙트럼의 자외선 또는 적외선 영역의 광을 수신하도록 구성된다. 이러한 실시예에 있어서, 광원(18)로부터 스크린(14)으로 투사된 파장의 광은 보는 이에게 비가시적일 수 있다.
도 4 내지 도 6에 예시되고 위에서 설명한 바와 같이, 시스템의 동작은 도 7 내지 도 8에서 더 예시되어 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 디스플레이 스크린(14)은 다수의 디스플레이 소자를 포함한다. 각 디스플레이 소자는 단일 컬러 구성 요소 또는 다수의 컬러 구성 요소일 수 있는데, 여기에는 적색 구성 요소, 녹색 구성 요소, 청색 구성 요소, 황색 구성 요소, 백색 구성 요소를 포함하되 여기에 제한되지 않는다. 각 컬러 구성 요소는 컬러 광 생성 소자를 포함한다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 있어서, 스크린(14)은 다수의 적색 방출기(85)를 갖는 적색 구성 요소(84), 녹색 방출기(87)를 갖는 녹색 구성 요소(86) 및 청색 방출기(89)를 갖는 청색 구성 요소(88)을 포함한다. 다른 실시예는 반사 컬러 구성 요소 또는 전송 컬러 구성 요소를 이용할 수 있다.
도시된 실시예에서, 각 컬러 구성 요소는 세분화된 자극 광(specified stimulating light)을 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다. 지적한 바와 같이, 각 수신기는 대응 방출기와 연관되어 컬러 구성 요소를 구성할 수 있다. 그러므로, 예시된 바와 같이, 각 적색 방출기(84)는 대응 수신기(90)와 연관되고, 각 녹색 방출기(86)는 대응 수신기(92)와 연관되며, 각 청색 방출기(88)는 대응수신기(94)와 연관된다.
비제한적 예로서, 수신기(90)는 1000 내지 1100 나노미터 사이의 파장을 수신하도록 구성될 수 있고, 수신기(92)는 1150 내지 1250 나노미터 사이의 파장을 수신하도록 구성될 수 있으며, 수신기(94)는 1300 내지 1400 나노미터 사이의 파장을 수신하도록 구성될 수 있다. 그런 다음 각각은 자극되어 이에 대응하는 적색, 녹색 및 청색 방출기를 각각 활성화시킨다. 또 다른 비제한적 예로서, 수신기(90)는 대략 350 나노미터의 파장에 의해 자극될 수 있고, 한편 수신기(92)는 약 300 나노미터의 파장에 의해 자극될 수 있고, 수신기(94)는 약 250 나노미터의 파장에 의해 자극될 수 있다. 각 파장 및/또는 파장 범위는 단지 예시적이고 어떠한 식으로도 본 발명을 제한하려하지 않는다. 예시적인 파장 범위는 광 스펙트럼의 자외선 및 적외선 범위에 존재하지만, 수신기는 광 스펙트럼의 가시 영역을 포함하는 광 스펙트럼의 다른 영역의 파장을 수신하도록 구성될 수 있다.
동작시에, 스크린(14) 상으로 전달되는 상이한 파장의 광은 상이한 수신기를 자극하고, 그런 다음 대응 디스플레이 소자를 활성화시킨다. 디스플레이 소자의 각 컬러 구성 요소는 디스플레이의 특정 부분으로 전달된 광의 파장을 변경시킴으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 있어서, 제 1 파장(λ1)의 광(58)은 디스플레이 스크린(14)의 일부분(96) 상으로 전달된다. 본 예시에 있어서, 광(58)은 λ1수신기(90)를 자극하는 수신가능 범위의 파장에 대응한다. 그러므로, 광(58)은 제 1 세트의 수신기, 즉 필드(96) 내에 있는 각각의 λ1수신기를 자극한다. 각 수신기의 자극은 위에서 설명한 바와 같이 대응 디스플레이 소자의 활성화를 야기한다. 그러므로, 도 7에 있어서, 광(58)이 스크린(14) 상으로 전달되는 경우, 필드(96) 내에 있는 각 λ1수신기는 자극되고, 제각기의 적색 방출기(85)를 활성화시킨다. 활성화된 디스플레이 소자는 해시 마크(hash mark)로 표시된다. 하나의 디스플레이 소자만이 활성화된 것으로 도시되어 있지만, 자극된 수신기와 결합한 임의의 수의 디스플레이 소자가 활성화될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 광(58)은 하나 이상의 수신기를 자극할 수 있고, 각 수신기는 하나 이상의 디스플레이 소자를 활성화시킬 수 있다.
이와 유사하게, 도 8에 있어서, (제 1 파장(λ1)과는 다른 파장을 갖는) 제 2 파장(λ2)의 광(60)은 스크린(14) 쪽으로 전달될 수 있다. 이것은 광(58)을 디스플레이 스크린(14)에 전달하는 과정과 연속적으로 또는 동시에 일어날 수 있다. 광(60)은 수신기(92)를 자극하는 수신가능 범위의 파장에 대응한다. 그러므로, 광(60)은 제 2 세트의 수신기, 즉 필드(98) 내에 있는 각각의 λ2수신기(92)를 자극한다. 따라서, 대응 녹색 방출기(87)가 광(60)에 의해 활성화된다. 필드(98) 내의 다른 디스플레이 소자는 활성화되지 않는데 그 이유는 필드(98) 내의 다른 수신기가 광(60)에 의해 자극되지 않기 때문이다.
위에서 설명한 바와 같이, 각각의 파장은 디스플레이 시스템의 구성에 따라 스크린(14) 상으로 연속적으로 및/또는 동시에 전달될 수 있다. 특히, 공간적 광 변조기는 다수의 광선을 스크린 쪽으로 동시에 전달할 수 있어서, 한번에 전체 스크린을 어드레싱할 수 있다. 예를 들어, 전체 스크린은 제 1 파장의 다수의 광선을 전체 스크린 상에 전달하고, 그런 다음 제 2 파장의 다수의 광선을 전달하는 등 계속해서 이러한 방식으로 전달함으로써 동시에 어드레싱될 수 있다. 이와는 달리, 스크린의 일부분만이 임의의 한 순간에 어드레싱될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 각 파장의 광은 스크린 전체에 걸쳐 스캐닝될 수 있어서 전체 스크린이 순차적으로 어드레싱된다.
컬러 구성 요소의 배열은 디스플레이의 품질에 영향을 끼칠 수 있다. 디스플레이 상의 광선의 크기 및 위치 설정에 따라, 상이한 세트의 수신기가 작극될 수 있고, 상이한 그룹의 컬러 구성 요소가 활성화될 수 있다. 컬러 구성 요소를 파상 배치(staggering)함으로써, 각 컬러 구성 요소는 상이한 컬러의 컬러 구성 요소에 인접하고, 디스플레이의 보다 정확한 제어가 가능할 수 있다. 도 7의 예를 들면, 광선이 적색 구성 요소(84) 넘어 연장하지만, 단지 수신기(90)만을 자극하여 적색 구성 요소(84)만을 활성화시킨다. 디스플레이 소자의 이러한 배열은 보다 큰 광선이 사용되도록 하고 개개의 수신기에 대해 광을 정확하게 배열하지 않아도 되도록 한다.
따라서, 위에서 설명한 바와 같이, 스크린 상에 이미지를 디스플레이하는 방법이 제공되며 이 방법은 스크린 상에 다수의 수신 소자와 디스플레이 소자를 제공하되 각 디스플레이 소자가 적어도 하나의 수신 소자와 연관되는 단계와, 광학 이미지 정보를 수신 소자 상으로 투사하도록 구성된 이미지 정보 소스를 제공하는 단계와, 광학적 이미지 정보를 이미지 정보 소스에서부터 수신 소자로 투사하도록 유도하여 이 광학 이미지 정보에 기초하여 수신 소자를 선택적으로 자극하는 단계 및 광학 이미지 정보에 따라 자극된 수신 소자에 대응하는 디스플레이 소자의 활성화를 유도하여 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 이해되는 바와 같이, 광학 이미지 정보의 투사를 유도하는 단계는 대개 변조된 광선으로 스크린을 스캐닝함으로써 변조된 광선을 스크린 상으로 유도하는 단계를 포함할 수 있다. 이와는 달리, 광학 이미지 정보의 투사를 유도하는 단계는 다수의 상이한 파장의 광을 스크린 상으로 선택적으로 투사하는 단계를 포함하되, 상이한 파장의 광은 상이한 세트의 수신 소자를 자극하는 데 효과적이다.
일 실시예에서, 다수의 컬러 구성 요소를 갖는 스크린이 제공되는데, 각 컬러 구성 요소는 적어도 하나의 수신기와 결합된다. 그러므로 레이저 빔 또는 몇몇 다른 광선이 스크린 전체에 걸쳐 스캐닝되어 스크린 상의 수신기를 선택적으로 자극함으로써, 스크리 상의 대응 컬러 구성 요소를 활성화시켜 이미지를 생성할 수 있다. 레이저 빔은 다수의 수신기의 동시 자극을 피하도록 정렬(align)될 수 있고, 또한 개개의 수신기를 선택적으로 자극하도록 변조될 수 있다. 레이저 빔의 스캐닝은 행, 열 또는 다른 규칙에 따라 일어날 수 있다.
다수의 디스플레이 소자를 구비한 디스플레이가 제공될 수 있는데, 이 디스플레이 소자는 제 1 세트의 수신 소자와 결합된 제 1 세트의 디스플레이 소자, 제 2 세트의 수신 소자와 결합된 제 2 세트의 디스플레이 소자, 제 3 세트의 수신 소자와 결합된 제 3 세트의 디스플레이 소자를 포함한다. 이러한 능동 디스플레이는 다수의 상이한 파장의 광 생성에 의해 광학적으로 어드레싱될 수 있는데, 다수의상이한 파장의 광은 제 1 파장의 광, 제 2 파장의 광 및 제 3 파장의 광을 포함하며 이들 각각은 디스플레이 상으로 전달된다. 그러므로 제 1 파장의 광은 제 1 세트의 수신 소자의 선택된 자극을 초래하도록 선택적으로 변조되어, 제 1 파장의 광에 의해 대응 제 1 수신 소자가 자극되면 제 1 세트의 디스플레이 소자의 디스플레이 소자를 활성화시킨다. 제 2 파장의 광은 제 2 세트의 수신 소자의 선택된 자극을 초래하도록 선택적으로 변조되어, 제 2 파장의 광에 의해 대응 제 2 수신 소자가 자극되면 제 2 세트의 디스플레이 소자의 디스플레이 소자를 활성화시킨다. 제 3 파장의 광은 제 3 세트의 수신 소자의 선택된 자극을 초래하도록 선택적으로 변조되어, 제 3 파장의 광에 의해 대응 제 3 수신 소자가 자극되면 제 3 세트의 디스플레이 소자의 디스플레이 소자를 활성화시킨다. 다수의 파장의 광은 디스플레이 상에 연속적으로 또는 동시에 전달될 수 있다.
능동 스크린을 광학적으로 어드레싱하는 방법 및 시스템에 대한 다양한 실시예 및 구성이 위에서 도시되고 설명되었지만, 당업자라면 본 발명의 범주 내에서 다수의 다른 실시예, 구성 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 즉 다시 말해, 당업자라면 후속하는 청구항에서 정의된 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남 없이 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 설명은 본 명세서에서 설명한 모든 새롭고 자명하지 않은 소자의 결합을 포함한다고 이해되어야 하며, 청구항은 이들 소자들의 임의의 새롭고 자명하지 않은 결합에 대한 본 출원 또는 이후의 출원에 제시될 수 있다. 앞선 실시예들은 예시적이고, 본 출원 또는 이후의 출원에 청구될 수 있는 모든 가능한 조합에 대해 단일 피쳐 또는소자가 필수적인 것은 아니다. 청구항이 "단수" 또는 "제 1"의 소자 또는 그들의 등가물을 인용하는 경우, 그러한 청구항은 둘 이상의 그러한 소자를 요구하거나 배제하지도 않고도 하나 이상의 그러한 소자를 통합한다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따르면, 이미지 정보를 투사하도록 구성된 이미지 정보 소스, 다수의 디스플레이 소자 및 디스플레이 소자와 연관된 다수의 수신 소자를 포함하며, 여기서 수신 소자는 이미지 정보 소스로부터 이미지 정보를 수신하고 이미지 정보에 따라 연관된 디스플레이 소자를 활성하도록 구성된 능동 디스플레이 상에 이미지를 디스플레이하는 시스템을 제공하여 보다 선명하고 밝은 이미지를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 디스플레이(14) 상으로 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)를 투사하도록 구성된 이미지 정보 소스(18)와,
    다수의 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)와,
    상기 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)와 연관된 다수의 수신 소자(46,90,92,94)를
    포함하되,
    상기 수신 소자(46,90,92,94)는 상기 이미지 정보 소스(18)로부터 상기 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)를 수신하도록 구성되고 또한 상기 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)에 따라 상기 연관된 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)를 활성화하도록 구성되는
    능동 디스플레이 시스템(10,30,52,64,74).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 정보 소스(18)는 상기 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)를 상기 수신 소자(46,90,92,94)에 전달하는 데 적합한 레이저 빔(34)을 구비한 레이저(32)이고,
    상기 레이저 빔(34)이 상기 디스플레이(14)를 스캐닝하여 상기디스플레이(14) 상의 상기 수신 소자(46,90,92,94)를 선택적으로 자극하는 경우 상기 레이저(32)는 상기 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)에 따라 상기 레이저 빔(34)을 변조하도록 구성되어, 상기 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)에 따라 상기 연관된 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)를 활성화 및 비활성화시키는
    능동 디스플레이 시스템(10,30,52,64,74).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 정보 소스(18)는 적어도 제 1 파장의 광(58) 및 제 2 파장의 광(60)을 상기 디스플레이(14) 상에 전달하도록 구성되고,
    제 1 세트(90)의 수신 소자는 상기 제 1 파장의 광(58)에 의해 자극되고 제 2 세트(92)의 수신 소자는 상기 제 2 파장의 광(60)에 의해 자극되는
    능동 디스플레이 시스템(10,30,52,64,74).
  4. 스크린(14) 상에 이미지(16)를 디스플레이하는 방법에 있어서,
    다수의 수신 소자(46,90,92,94) 및 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)를 스크린 상에 제공하는 단계- 각각의 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)는 적어도 하나의 수신 소자(46,90,92,94)와 연관됨 -와,
    상기 수신 소자(46,90,92,94) 상으로 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)를투사하도록 구성된 이미지 정보 소스(18)를 제공하는 단계와,
    상기 광학 이미지 정보(20.34.58,60,62)를 상기 이미지 정보 소스(18)에서 상기 수신 소자(46,90,92,94)로 투사하여 상기 수신 소자(46,90,92,94)를 상기 광학 이미지 정보(18)에 기초하여 선택적으로 자극하는 단계와,
    상기 광학 이미지 정보(20,34,58,60,62)에 따라 상기 자극된 수신 소자(46,90,92,94)에 대응하는 상기 디스플레이 소자(22,40,42,44,84,86,88)의 활성화를 유도하여 이미지(16)를 생성하는 단계
    를 포함하는 이미지(16) 디스플레이 방법.
  5. 다수의 수신기(46) 및 다수의 방출기(41,43,45)를 구비한 디스플레이 스크린(14)- 각 방출기(41,43,45)는 적어도 하나의 수신기(46)와 연관됨 -과,
    이미지 정보(20)에 따라 변조된 빔(34)을 생성하도록 구성된 레이저(32)- 상기 레이저(32)는 상기 디스플레이(14)를 스캐닝하고 그러한 이미지 정보(20)에 따라 상기 수신기(46)를 선택적으로 자극하여, 대응 방출기(41,43,45)를 활성화함으로써 상기 디스플레이 스크린(14) 상에 이미지(16)를 생성함 -를
    포함하는 디스플레이 시스템(30).
  6. 다수의 광 방출기(85,87,89)를 포함하는 디스플레이 스크린(14)- 각 광 방출기(85,87,89)는 광 수신기(90,92,94)와 연관됨 -과,
    상기 광 수신기(90,92,94) 상에 활성 광(58,60,62)을 선택적으로 유도하도록 구성된 투사기(12)를
    포함하되,
    제 1 그룹의 광 방출기(85,87,89)는 연관된 광 수신기(90,92,94)가 제 1 파장의 활성 광(58,60,62)을 수신하면 광을 방출하도록 구성되고
    제 2 그룹의 광 방출기(85,87,89)는 연관된 광 수신기(90,92,94)가 제 1 파장과는 다른 제 2 파장의 활성 광(58,60,62)을 수신하면 광을 방출하도록 구성되는
    광학적으로 어드레싱된 디스플레이 시스템(52,64,74).
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