KR20120028364A - 에지?리트 로컬 디밍 디스플레이들, 디스플레이 성분들 및 관련된 방법들 - Google Patents

에지?리트 로컬 디밍 디스플레이들, 디스플레이 성분들 및 관련된 방법들 Download PDF

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Abstract

광학 패키지의 상부층에서 전방 변조기를 그리고 상부 및 하부층들 중 적어도 하나에서 추출기를 갖는 에지-리트 디스플레이가 제공된다. 제어 시스템은 전방 변조기 상에 요구된 이미지를 근사시키는 광을 프로젝트하고, 전방 변조기 상에 입사된 광의 패턴을 추정하고, 추정된 패턴에 기초하여 전방 변조기를 제어하기 위해 추출 메커니즘을 제어하도록 접속된다.

Description

에지?리트 로컬 디밍 디스플레이들, 디스플레이 성분들 및 관련된 방법들{EDGE-LIT LOCAL DIMMING DISPLAYS, DISPLAY COMPONENTS AND RELATED METHODS}
본 발명은 전체가 참조문헌으로써 여기에 포함된, 2009년 7월 7일 출원된 미국 임시 특허 출원 제 61/223,675호의 우선권을 청구한다.
본 발명은 에지-리트 디스플레이들(edge-lit displays)에 관한 것이다.
본 발명자에 의해 발명되거나 공동-발명된 디스플레이 기술에 관련되는 다수의 특허들 및 출원들이 공개되었으며, 다음의 것들을 포함한다(각각이 여기에서 모든 제안들을 참조하여 포함됨):
2002년 9월 6일에 공개되었고, 발명의 명칭이 "높은 다이내믹 레인지 디스플레이 디바이스들(High Dynamic Range Display Devices)"인 PCT 공개 공보 WO2002/069030호;
2003년 9월 18일에 공개되었고, 발명의 명칭이 "높은 다이내믹 레인지 디스플레이 디바이스들(High Dynamic Range Display Devices)"인 PCT 공개 공보 WO2003/077013호;
2005년 11월 10일에 공개되었고, 발명의 명칭이 "키 프레임들을 이용하는 듀얼 변조 디스플레이 시스템들에 대한 이미지 프레임들의 효과적인 계산을 위한 방법(Method for Efficient Computation of Image Frames for Dual Modulation Display Systems Using Key Frames)"인 PCT 공개 공보 WO2005/107237호; 및
2006년 2월 2일에 공개되었으며, 발명의 명칭이 "듀얼 변조기 디스플레이들 상에서의 빠른 이미지 렌더링(Rapid Image Rendering on Dual-Modulator Displays)"인 PCT 공개 공보 WO2006/010244호.
에지-리트 디스플레이에 관련되는 다수의 특허들 및 공개특허 출원들이 존재하며, 다음의 것들을 포함한다:
발명의 명칭이 "제어가능한 광-가이드 및 디스플레이 디바이스(Controllable Light-guide and Display Device)"인 PCT 공개 공보 WO2008/125926; 발명의 명칭이 "조명 장치에서 통합된 광학 손실 구조(Optical Loss Structure Integrated in an Illumination Apparatus)"인 PCT 공개 공보 WO2008/045200호; 발명의 명칭이 "에지-리트 디스플레이들을 위한 조명 광 유닛 및 그것을 이용하는 시스템(Illumination Light Unit for Edge-lit Displays and System Using Same)"인 PCT 공개 공보 WO2007/002232호; 발명의 명칭이 "디스플레이 디바이스 및 그것을 위한 조명 시스템(A Display Device and an Illumination System Therefor)"인 PCT 공개 공보 WO2004/079437호; 발명의 명칭이 "연장 특성들의 3 이상의 어레이들을 갖는 광 향상 구조들(Light Enhancing Structures with Three or More Arrays of Elongate Features)"인 미국 특허 제7366393호; 발명의 명칭이 "광 가이드로부터 광 추출을 조작하기 위한 방법들(Methods for Manipulating Light Extraction from a Light Guide)인 미국 특허 제7277609호; 발명의 명칭이 "사이드-조명된 셀을 갖는 디스플레이 디바이스(Display Device with Side-illuminated Cell)"인 미국 특허 제6977766호; 발명의 명칭이 "2개의 액정 패널들 간의 갭의 에지에서 광원을 갖는 다이렉트-비전/프로젝션 유형 액정 디스플레이(Direct-vision/projection Type Liquid-crystal Display Having Light Source at the Edge of a Gap Between Two Liquid Crystal Panels)"인 미국 특허 제5537233호; 발명의 명칭이 "총 내부 반사에 의한 후면 반사기에 광을 반사시키는 에지 리트 광가이드를 갖는 액정 디스플레이 디바이스(Liquid Crystal Display Device with Edge Lit Lightguide Reflecting Light to Back Reflector by Total Internal Reflection)"인 미국 특허 제5341231호; 및 발명의 명칭이 "높은 콘트라스트 에지-리트 사인들 및 이미지들(High Contrast Edge-lit Signs and Images)"인 미국 특허 출원 공개 공보 US2007/0280593호.
발명자는 개선된 에지-리트 디스플레이들에 대한 필요성을 확인하였다.
본 발명의 목적은 개선된 에지-리트 디스플레이들 및 개선된 이미지 디스플레이 방법을 제공하는 것이다.
아래의 실시예들 및 그것의 특징들이 개시되며, 범위를 제한하지 않고 예시 및 설명하는 시스템들, 도구들, 및 방법들과 연계하여 설명 및 도시된다.
본 발명은 다양한 방식들로 구현될 수 있다. 몇몇 특징들은, 예를 들면, 텔레비전, 비디오 모니터들, 컴퓨터 디스플레이들, 홈 시네마 디스플레이들, 디지털 극장 디스플레이들, 의학적인 이미징을 위한 디스플레이들과 같은 특별화된 디스플레이들, 비행 시뮬레이션들과 같은 시뮬레이터들에서의 디스플레이들 등을 포함할 수 있는 디스플레이들을 제공한다. 본 발명의 다른 비제한적인 특징들은 이미지들(정지 및/또는 비디오)을 디스플레이하는 방법들, 디스플레이들을 위한 제어 시스템들, 및 디스플레이 백라이트들을 제공한다.
본 발명의 한 가지 특징은 뷰잉 영역(viewing area)쪽으로 향하는 측 상의 상부층(top layer) 및 뷰잉 영역으로부터 벗어나는 쪽으로 향하는 측 상의 하부층(bottom layer)를 갖는 광학 패키지를 포함하는 디스플레이를 제공한다. 상부층는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소들을 갖는 전방 변조기(front modulator)를 포함하고, 개별적으로 제어가능한 요소들 각각은 가변 투과율을 갖는다. 복수의 광원들은 적어도 광학 패키지의 한 에지를 따라 위치된다. 광원들은 광학 패키지에 광을 다이렉트(direct)하도록 구성된다. 상부층 및 하부층 중 적어도 하나에 추출기(extractor)가 제공된다. 추출기는 전방 변조기 쪽으로 변하는 광 레벨들을 다이렉트하도록 구성된 복수의 개별적으로 제어가능한 세그먼트들을 갖는다. 제어 시스템은 전방 변조기 및 추출기를 제어하도록 접속된다. 제어 시스템은 요구된 이미지를 명시하는 이미지 데이터를 수신하고, 전방 변조기 상의 요구된 이미지를 근사시키는(approximate) 광을 프로젝트하도록 추출기를 제어하고, 전방 변조기 상의 광 입사의 패턴을 추정하고, 추정된 패턴에 기초하여 전방 변조기를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징들 및 예시적인 실시예들의 세부사항들이 아래에서 논의된다. 부가적으로, 본 발명의 임의의 실시예들의 다양한 이점들은 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 참조하여 명백해질 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따르는, 에지-리트 디스플레이는 다른 것들 중에서 다음의 이점들, 즉 감소된 수의 광 이미터들(light emitters), 2차원 로컬 디밍(local dimming), 긴 거리를 따르는 균일 광 파이핑 (uniform light piping), 보다 얇은 디스플레이, 및 감소된 에너지 이용 중 하나 이상을 제공할 수 있다.
첨부된 도면들은 비제한적인 예시적 실시예들을 도시한다.
도 1은 일 실시예에 따르는 디스플레이를 도시하는 도면.
도 1a는 도 1의 디스플레이의 상부 및 하부층들의 부분 단면도를 도시하는 도면.
도 2는 도파관 및 도파관 아래의 추출기를 포함하는 또 다른 실시예에 따르는 디스플레이를 도시하는 도면.
도 2a는 도 2의 디스플레이의 상부 및 하부층들의 부분 단면도를 도시하는 도면.
도 3은 도파관 위의 추출기를 갖는 또 다른 실시예에 따르는 디스플레이를 도시하는 도면.
도 3a는 도 3의 디스플레이의 상부 및 하부층들의 부분 단면도를 도시하는 도면.
도 4는 도파관의 상부 및 하부에서 추출기를 갖는 또 다른 실시예에 따르는 디스플레이를 도시하는 도면.
도 4a는 도 4의 디스플레이의 상부 및 하부층들의 부분 단면도를 도시하는 도면.
도 5는 일 실시예에 따르는 제어 시스템을 도시하는 도면.
도 6은 몇몇 실시예들에서 광학 패키지에 포함될 수 있는 반사 벽들을 도시하는 도면.
도 7은, 직사각형 디스플레이가 몇몇 실시예들에서 분리될 수 있는 영역들의 예시적인 패턴을 도시하는 도면.
도 8은 일 실시예에 따르는 방법을 예시하는 흐름도.
아래의 상세한 설명 전반에 걸쳐, 특정한 세부사항들이 기술분야의 당업자들에게 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 하지만, 잘 알려진 요소들은 불필요하게 설명을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 도시되거나 설명되지 않는다. 따라서, 상세한 설명 및 도면들은 제한하기 보다는 예시하는 것으로 고려되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이(100)를 도시한다. 디스플레이(100)는 광학 패키지(101)에 광을 다이렉트하도록 위치된 복수의 광원들(102)을 포함한다. 광학 패키지(101)는, 뷰잉 영역 쪽으로 향하는 제 1 또는 "상부" 층(104)과, 제 2 또는 "하부" 층(106)을 포함한다. 상부 및 하부층들(104, 106)은 그것들 간의 광학 캐비티(optical cavity)(108)를 규정한다. 광학 캐비티(108)는 몇몇 실시예들에서, 약 2mm 내지 약 15mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광학 캐비티(108)는 약 8mm 아래, 또는 약 5mm 아래의 두께를 가질 수 있다.
용어 상부 및 하부, 그리고 관련된 용어들은 여기에서, 적절한 높이들을 나타내기 보다는, 각각 뷰잉 영역 쪽으로 그리고 그것으로부터 벗어나는 방향들을 나타내는데 이용된다. 디스플레이(100)가 이용될 수 있는 많은 상황들에서, 상부 및 하부층들(104, 106)은 일반적으로 수직으로 향하게 된다. 디스플레이(100) 및 여기에서 설명되는 다른 디스플레이들은 예를 들면, 텔레비전들, 컴퓨터 모니터들, 전자 게시판들, 또는 정지 또는 비디오 이미지들이 뷰어들에게 디스플레이되는 다른 콘텍스트들(contexts)에서 이용될 수 있다.
도시된 실시예에서, 광원들(102)은 캐비티(108)의 두 개의 대향하는 측들을 따라 배열된다. 다른 배치들이 또한 가능하다. 예를 들면, 광원들은 캐비티(108)의 한 측만을 따라, 캐비티(108)의 두 개의 인접하는 측들을 따라, 캐비티(108)의 3개의 측들을 따라, 또는 캐비티(108)의 전체 주변에 배열될 수 있다. 또한, 상부 및 하부층들(104, 106)이 일반적으로 직각이고, 도시된 실시예에서 일반적으로 입방체 캐비티(108)를 규정하지만, 상부 및 하부층들(104, 106)이 상이한 모양들을 갖는다는 것이 이해될 것이다.
디스플레이(100)는 또한, 이미지 데이터를 수신하도록 구성된 제어 시스템(110)을 포함한다. 제어 시스템(110)은 밝은 제어 라인들(112)을 따라 광원들(102)을 제어하도록 접속된다. 제어 시스템(110)은 아래에서 설명되는 바와 같이, 이미지 데이터에 응답하여 광원들(102)을 제어하도록 구성될 수 있다. 광원들(102)로부터의 광은 캐비티(108)로 다이렉트되고, 상부층(104)와 하부층(106) 사이에서 반사되고, 궁극적으로는, 아래에서 설명되는 바와 같이, 요구된 이미지를 생성하기 위해 뷰잉 영역 쪽으로 다이렉트된다.
제어 시스템(110)은 또한, 송신 제어 라인들(114)에 의해 상부층(104) 내의 전방 변조기를 제어하고, 추출 제어 라인들(116)에 의해 하부층(106) 내의 추출기를 제어하도록 접속된다. 전방 변조기는 각각은 가변 투과율을 갖는 개별적으로 제어가능한 요소들을 포함할 수 있다. 추출기는 몇몇 실시예들에서 변조가능한 반사층(reflective layer)를 포함할 수 있다. 하부층(106) 내의 변조가능한 반사층의 선택된 세그먼트들의 반사율은 광학 패키지(101) 내에서 로컬 디밍을 달성하고, 아래에서 설명되는 바와 같이, 상부층(104) 내의 전방 변조기에 광의 패턴을 제공하기 위해 제어기 시스템(110)에 의해 변경될 수 있다.
예를 들면, 도 1a에 도시된 바와 같이, 상부층(104)는 전방 변조기로서 기능하는 송신-유형 액정 디스플레이(LCD)(120) 및 확산기(124)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 마이크로 구조화된 광학 필름(들)(122)은 LCD(120) 위 및/또는 아래에 제공될 수 있다. 상부층(104)에 대한 다른 배치들이 또한 가능하다. LCD(120)는, 각각이 아래에서 설명되는 바와 같이, 제어 시스템(110)에 의해 제어될 수 있는 가변 투과율을 갖는, 복수의 개별적으로 제어가능한 요소들을 포함할 수 있다.
광학 필름(들)(122)은 예를 들면, 3MTM에 의해 제조되는 바이퀴티(VikuitiTM)와 같은 하나 이상의 BEF(Brightness Enhancing Films) 또는 DBEF(Dual Brightness Enhancing Films), 또는 (예를 들면, 기둥모양 마루들(prismatic ridges) 대신에 원통 범프들(cylindrical bumps)과 같은) 상이한 구조들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광학 필름(들)(122)은 홀로그래픽 디퓨저들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 밝기를 다소 희생하여, 증가된 뷰잉 각(viewing angle)을 제공할 수 있는 광학 필름(들)(122)은 생략될 수 있다.
하부층(106)는 기판(132) 상에 실장된 변조가능한 반사층(130)를 포함할 수 있다. 변조가능한 반사층(130)는, 각각이 아래에서 설명되는 바와 같이, 제어 시스템(110)에 의해 제어될 수 있는 반사율을 갖는 복수의 개별적으로 제어가능한 세그먼트들을 포함한다.
변조가능한 반사층(130)의 공간 해상도(spatial resolution)(즉, 개별적으로 제어가능한 세그먼트들의 수)는 LCD(120)의 공간 해상도보다 낮을 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, LCD(120)의 공간 해상도는 변조가능한 반사층(130)의 공간 해상도보다 약 100 내지 20,000 배 클 수 있다.
변조가능한 반사층(130)는 비교적 낮은 콘트라스트 비를 가질 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)의 세그먼트들을 제어함으로써 달성가능한 콘트라스트 비는 5:1만큼 낮을 수 있다.
변조가능한 반사층(130)는 반사된 광의 다소 흐릿한 패턴을 생성할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)로부터 반사된 광의 세기는 상이한 반사 특성들을 갖도록 제어되는 인접한 세그먼트들 사이에서 부드럽게 변할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)는 예를 들면, (E InkTM 코포레이션 및 다른 회사들에 의해 제조되는 것들과 같은) 전자 종이 디스플레이, 전기영동 디스플레이, 전기 습윤 디스플레이(electro-wetting display), 반사 LCD, 콜레스테롤 LCD 등을 포함할 수 있다. 변조가능한 반사층(130)는 적어도 약 5:1의 콘트라스트 범위에 대해 제어가능하게 반사적이도록 구성될 수 있다. 변조가능한 반사층(130)는 LCD(120)의 리프레시 레이트(refresh rate)에 비교가능한 응답 시간을 갖도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)는 LCD(120) 상에 입사된 광의 패턴의 대응하는 영역에서 어두워진 영역들을 생성하도록 복수의 세그먼트들 각각에서 변화하는 정도에 대해 광을 선택적으로 거울 반사(specularly reflect) 또는 흡수할 수 있다. 다른 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)는 LCD(120) 상에 입사된 광의 패턴의 대응하는 영역에서 밝게 된 영역들을 생성하기 위해 복수의 세그먼트들 각각에서 변화하는 정도에 대해 광을 선택적으로 거울 반사 또는 스캐터(scatter)할 수 있다. 스캐터링 및 흡수는 또한, 몇몇 실시예들에서 조합될 수 있고, 여기에서, 변조된 반사층(130)의 각각의 세그먼트는 스캐터링 및 흡수의 다양한 정도들과 실질적으로 거울 반사하는 것 사이에서 변경될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)는, 변조가능한 반사층(130)의 각 픽셀이 컬러된 유체(fluid) 및 전극(electrode)의 하나 이상의 작은 드롭들(drops)을 포함하는, 거울 반사 백킹(specularly reflective backing)을 갖는 전기 습윤 디스플레이를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)는 임의의 세그먼트들에 의해 추출된 광을 제한하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 변조가능한 반사층(130)의 상이한 세그먼트들은 상이한 추출 효과들(즉, 그 위치에서 제공된 광의 총 양에 대한 전방 변조기 쪽으로 다이렉트될 수 있는 광의 최대 양들의 비들)을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 변조가능한 반사층(130)는 광원들 근처의 세그먼트들에서 비교적 낮은 추출 효율 및 광원들로부터 이격한 세그먼트들에서 비교적 높은 추출 효율을 갖도록 구성될 수 있다. 광원들(102)이 디스플레이(100)의 두 개의 대향하는 측들을 따라 위치되는 도 1에서 도시된 예와 같은 실시예들에서, 변조가능한 반사층(130)는 (광원(102)으로부터 가장 먼 세그먼트들에서) 디스플레이(100)의 중간에서 최대를 가지며, 디스플레이(100)의 에지들 쪽으로 감소하는, 추출 효율 프로파일을 갖도록 구성될 수 있다.
도 2, 도 3, 도 4는 도 1의 디스플레이(100)에 유사한 디스플레이들(200, 300, 400)을 도시한다. 도 1 디스플레이의 디스플레이(100)의 요소들에 대응하는 도 2에서의 디스플레이(200/300/400)의 적용가능한 요소들은, 대응하는 기준 캐릭터들(reference characters)(예를 들면, 1xx 대신에 2xx/3xx/4xx)을 이용하여 나타내지고, 반복을 회피하기 위해 상세히 설명되지는 않는다.
디스플레이(200)는 오픈 광학 캐비티(open optical civity) 대신에 광학 도파관(209)을 포함한다. 도파관(209)은 도파관(209)의 에지들에 들어가는 광원들(202)로부터의 광의 대부분이 총 내부 반사(total internal reflection: TIR)를 겪도록, 상부 및 하부 표면들에 인접한 매체들보다 큰 굴절률을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 도파관(209)의 물질은 적어도 2의 굴절률을 갖는다. 도파관(209)은 TIR 효율 및/또는 추출 효율을 개선하기 위해 구성된 상부 및/또는 하부 표면들을 가질 수 있다. 도파관(209)은 부가적으로 또는 대안으로, TIR 효율 및/또는 추출 효율을 개선하기 위해 상부 및/또는 하부 표면들에 적용된 코팅들(coatings)을 가질 수 있다. 도파관(209)에 대한 많은 유형들의 구조화된 표면들은 가능하게는, 예를 들면, 그리고 제한 없이, 마이프로프리즘, 반구형들, 다른 부분 구형들, 원통 렌즈들, 및 다른 모양들을 포함한다. 도파관(209)에 대한 코팅들은 예를 들면, 그리고 제한 없이, 확산 도트 패턴들(diffuse dot patterns), 작은 금속 반사기들과 같은 반사 요소들, 및 다른 코팅들을 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 도파관(209)은 상부 및 하부 표면들 상의 마이크로-구조화된 기둥모양 마루들을 포함한다. 프리즘들은, 제한된 범위의 각도들에서 입사된 광 레이들(light rays)이 TIR를 겪고, 반면에, 그 각도들 범위 외부의 입사 광이 프리즘들로부터 통과하고 도파관(209)을 떠나도록, 디자인될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 도파관(209)은 상부 및 하부 표면들 상에서 반사 편광자(reflective polarizers)를 갖는다. 반사 편광자들은 예를 들면, DBEF 또는 유사한 제품들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 광원들(202)로부터의 광은, 그것이 반사 편광자들에 의해 실질적으로 전체적으로 반사되도록 편광될 수 있다. 확산식으로 반사하는 입자들은, 그러한 영역들에서 랜덤화된 반사 레이들의 일부가 그러한 영역들에서 도파관(209)을 탈출하도록 편광을 랜덤화하도록 몇몇 영역들에서 제공될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 도파관(209)은 요구된 추출 효율 프로파일을 생성하도록 구성된 구조화된 상부 및 하부 표면들을 갖는다. 예를 들면, 몇몇 실시예들에서, 도파관(209)은, 광원들(202)이 광원들(202)로부터 벗어나는 영역들에 비해 위치되는 에지들 근처 영역들에서 비교적 낮은 추출 효율을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 광원들(202)은 도파관(209)의 에지들 주변에 배열되고, 도파관(209)의 에지들 주변의 영역들은 도파관(209)의 중앙부에서의 영역들에 비해 광의 작은 비율의 추출을 허용하도록 구성될 수 있다. 광원들(202)이 디스플레이(200)의 두 개의 대향하는 측들을 따라 위치되는 도 2에 도시된 예와 같은 실시예들에서, 도파관(209)은, 광원들(202)의 로우들(rows) 둘 모두로부터 등거리 중간에서 라인을 따라 최대를 가지며, 도파관(209)의 에지들 쪽으로 감소하는 추출 효율 프로파일을 갖도록 구성될 수 있다.
도파관(209)은 몇몇 실시예들에서 도파관(209)의 상이한 영역들로부터 출력된 잠재적인 광(potential light)을 등화(equalize)하도록 구성된 구조화된 상부 및 하부 표면들을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 도파관(209)은 의도적으로 울퉁불퉁한 광 출력들을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 도파관(209)은, 다이렉트-리트(direct-lit) LED 백라이트에서 LED들의 어레이의 광 출력을 가깝게 근사하는 방식으로 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 도파관(209)의 특성들은 LED들의 어레이의 기간과 동일한 공간 기간으로 변할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 전방 변조기는, 그것이 마치 LED 백라이트에 의해 다이렉트-리트인 듯이 실질적으로 동일한 방식으로 제어될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 디스플레이(200)의 상부층(204)는 디스플레이(100)의 상부층(104)에 유사할 수 있다. 에어 갭(air gap)일 수 있는 갭(207)은 TIR 효율을 개선하기 위해 상부층(204)와 도파관(209) 사이에 제공될 수 있다.
하부층(206)는 도파관(209)과 적절한 기판(242) 사이에 전기영동 매체(240)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 전기영동 매체(240)는, 예를 들면, 불화계 탄화수소 액체(fluorinated hydrocarbon liquid)와 같은, 비교적 낮은 굴절률을 갖는 액체를 포함할 수 있다. 비교적 낮은 굴절률 액체들의 다른 유형들이 또한 전기영동 매체(240)로서 이용된다. 복수의 충전된 입자들(244)은 전기영동 매체(240)에 떠있다.
복수의 전극들(246)은 기판(242) 상에 실장되고, 추출 제어 라인들(216)을 통해 제어 시스템(210)에 의해 인가된 전압들을 갖도록 구성된다. 전극들(246)은 인가된 전압의 극성에 의존하여, 각각의 전극(246) 근처 영역에서 도파관(209)로부터 떨어지거나 그것 쪽으로, 전기영동 매체(240)에 떠있는 전기적으로 충전된 입자들(244)을 이동시킨다. 영역 내의 입자들(244)이 도파관(209)의 하부 표면에 가깝게(즉, 도파관(209) 내의 광의 파장의 약 절반보다 작은 내에) 이동될 때, TIR는 그 영역에서 금지되거나 "방해된다". (2004년 11월, 제이. 디스플레이들 25(5)(J. Displays 25(5))에서, 엠. 모스맨(M. Mossman)과 엘. 화이트헤드(L. Whitehead)의 "총 내부 반사를 이용하는 진보한 반사 이미지 디스플레이(A novel reflective image display using total internal reflection)" 및 이 현상에 대한 2005년 3월. 어플. 옵트. 44(9)(Appl. Opt. 44(9)), 엠. 모스맨과 엘. 화이트헤드의 "안료 입자들의 전기영동에 의한 TIR의 제어된 방해(Controlled frustration of TIR by electrophoresis of pigment particles)"를 참조하자. 각각의 논문은 모든 목적들을 위한 참조문헌으로서 여기에 포함된다.)
몇몇 실시예들에서, 입자들(244)은 예를 들면, 안료 입자들 또는 염료 분자들(dye molecules)과 같은 흡수 입자들(absorptive particles)을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 도파관(209) 내의 광은, 입자들(244)이 도파관(209)에 가깝게 이동되는 영역들에서 흡수되어, LCD(220) 상에 입사된 광의 패턴 대응하는 어둡게 된 영역들을 얻는다.
다른 실시예들에서, 입자들(244)은 예를 들면, 흰색 안료된 입자들과 같은 반사 입자들을 포함할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 도파관(209) 내의 광은, 입자들(244)이 도파관(209)에 아깝게 이동되어, LCD(220) 상에 입사된 광의 패턴의 대응하는 밝게 된 영역들을 얻는, 영역에서 스캐터된다. 그러한 실시예들은, 입자들(244)이 흡수형인 실시예들에 비해서 증가된 효율을 제공할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 상이한 광학 특성들 및 반대 전기 전하들을 갖는 두 가지 유형들의 입자들은 전기영동 매체(240)에 떠있을 수 있다. 예를 들면, 매체(240) 내의 입자의 제 1 유형은 반사형일 수 있고, 음의 전하를 가지며, 매체(240) 내의 입자의 제 2 유형은 투명일 수 있고, 양의 전하를 가질 수 있다. 전극들(246) 중 하나가 여기에 인가된 양의 전압을 가질 때, 음으로 충전된 반사 입자들은 그 전극으로 끌리고, 양으로 충전된 투명 입자들은, 양으로 충전된 투명 입자들이 그 전극의 영역에서 도파관(209)의 하부 표면에 가깝게 이동되도록, 그 전극에 의해 반발된다(repelled). 반대로, 전극들(246) 중 하나가 여기에 인가된 음의 전압을 가질 때, 음으로 충전된 반사 입자들은 그 전극에 의해 반발되고, 양으로 충전된 투명 입자들은, 음으로 충전된 반사 입자들이 그 전극의 영역에서 도파관(209)의 하부 표면에 가깝게 이동되도록, 그 전극에 끌리게 된다. 기술분야의 당업자가 이해하는 바와 같이, 투명 입자들은, 매체(240)가 투명인 실시예들에서 불필요할 수 있다. 하지만, 그러한 실시예들에서도, 투명 입자들은, 매체(240)가 비도전(non-conducting)하고 있으면, 충전-밸런싱(charge-balancing)을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 3 및 도 3a는 또 다른 실시예에 따르는 디스플레이(300)를 도시한다. 디스플레이(300)에서, 추출기는 광학 패키지(301)의 상부층(304)에서 제공된다. 추출 제어 라인들(316)은 상부층(304)에서 전극들(352)에 접속된다. 전극들(352)은 전극들(352)의 광학 임팩트(optical impact)를 감소시키기 위해, 예를 들면, 인듐 틴 산화물(TIO)과 같은 투명 물질로부터 구성될 수 있다. 전기영동 층(350)은 또한, 투명일 수 있고, 또는 약간 작은 정도의 확산을 제공할 수 있다. 전극들(352)에 인가된 전압을 변경시킴으로써, 전기영동 층(350)에 떠있는 입자들(354)은 도파관(309)의 상부 표면 쪽으로 그리고 그로부터 떨어져 이동될 수 있다. 입자들(354)은 몇몇 실시예들에서 확산식으로 반사하는 것일 수 있다. 다른 실시예들에서, 입자들(354)은 도파관(309)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 투명 물질을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 전기영동 층(350)의 부분들은 예를 들면, 층(350)에 비-변조된 높은 굴절률 물질의 피스들(pieces)을 삽입함으로써, 또는 그들 입자들(354)이 정지상태로 남아 있는 그러한 부분들에서 전극들을 포함하지 않음으로써, "항상 반사형"으로 만들어질 수 있다. 마찬가지로, 전기영동 층(350)의 부분들은 확산기의 고정된 피스로부터 그것들을 만듦으로써 "항상 확산형"으로 만들어질 수 있다. 그러한 구성은 예를 들면, 위에서 논의된 바와 같이, 인가될 수 있는 불균일 추출 패턴을 제공할 수 있다. 예를 들면, 광원들(302) 근처에서, 전기영동 층(350)의 표면 영역의 약 25%만이 제어가능하거나 "활성"일 수 있고, 나머지 75%는 TIR를 달성하기 위해 영구적으로 반사하는 것일 수 있다. 이것은, 일부 광이 광원들(320)로부터 벗어나는 다른 위치들에서 또는 디스플레이의 중간 근처에서 추출을 위해 이용가능한 것임을 보장한다. 활성 영역의 비율은 그러한 위치들에서 보다 클 수 있다.
도 4 및 도 4a는 또 다른 실시예에 따르는 디스플레이(400)를 도시한다. 디스플레이(400)에서, 추출기들은 광학 패키지(401)의 상부 및 하부층들(404, 406) 둘 모두에서 제공된다. 추출 제어 라인들(416)은 상부층(404)에서의 전극들(452) 및 하부층(406)에서의 전극들(446)에 접속된다. 전극들(452)은 투명 물질로부터 구성될 수 있다. 전극들(446)은 투명 또는 불투명 물질로부터 구성될 수 있다.
상부 및 하부층들(404, 406)은 동일한 신호들에 의해 필연적으로 제어되지는 않는다. 몇몇 실시예들에서, 상이한 신호들이 상부 및 하부층들(404, 406)을 제어하도록 공급된다. 상부 및 하부층들(404, 406)의 제어가능한 세그먼트들의 영역들 및 위치들은, 그것들이 존재하지만 필연적으로 동일하지는 않다. 몇몇 실시예들에서, 도파관(409)으로부터 출력된 광이 디스플레이될 이미지의 부드럽게 변하는 근사(smoothly-varying approximation)를 제공하도록 제어가능한 것이 바람직하다. 그러한 실시예들에서, 도파관(409) 상에 상이하게 정렬되거나, 그리고/또는 상이한 사이즈들인 상부 및 하부층들(404, 406) 상에 세그먼트들을 제공하는 것이, 요구된 이미지의 그러한 부드럽게 변하는 근사를 얻기에 용이할 수 있다.
도 5는 또 다른 실시예에 따르는 제어 시스템(500)을 도시한다. 제어 시스템(500)은 상술한 것들과 유사한 디스플레이에서 또는 그것과 함께 이용될 수 있다. 제어 시스템(500)은 이미지 데이터를 수신하기 위한 입력부(502)를 갖는다. 이미지 데이터는 예를 들면, 비디오 데이터의 일련의 프레임들 중 하나를 포함할 수 있다. 입력부(502)는 밝기 제어기(504), 추출 제어기(506), 송신 제어기(508)에 이미지 데이터를 제공하도록 접속된다.
밝기 제어기(504)는 이미지 데이터의 픽셀들의 축정된 휘도를 측정하고, 밝기 제어 신호를 광원 구동기(510)에 제공한다. 밝기 제어기(504)는 또한, 밝기 제어 신호를 추출 제어기(506)에 제공하고, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 패턴 추정기(pattern estimator: 512)에 제공하도록 접속된다.
몇몇 실시예들에서, 밝기 제어기(504)는 생략되거나 통과될 수 있고, 광원들은 이미지 데이터의 휘도에 무관하게 일정한 레벨로 구동될 수 있다. 그러한 실시예들은, 낮은 휘도 이미지들을 위해 요구되는 것보다 많은 광이 생성될 수 있기 때문에, 약간의 효율 및/또는 콘트라스트 비를 희생하여, 보다 큰 단순성의 이점을 갖는다.
몇몇 실시예들에서, 밝기 제어기(504)는 이미지 데이터의 가장 밝은 픽셀(들)을 위해 요구된 최대 휘도를 측정할 수 있고, 그러한 최대치가 달성가능함을 보장하기 위해 광원들을 구동하기 위한 레벨을 설정할 수 있다. 다른 실시예들에서, 밝기 제어기(504)는 이미지 데이터의 픽셀들 모두의 축적된 휘도를 측정할 수 있고, 광원 구동기(510)로 하여금 총 전체 휘도에 기초하여 단일 레벨에서 광원들 모두를 구동시키게 한다. 밝기 제어기(504)는 또한, 이미지의 픽셀들의 휘도들의 평균 또는 가중 평균을 측정하고, 평균 또는 가중 평균 휘도에 기초하여 광원들을 구동할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제어 시스템(500)은, 이미지가 광의 비교적 작은 부분으로 하여금 뷰잉 영역들에 도달하는 것을 차단하도록 전방 변조기의 픽셀들의 투과율들을 제어함으로써 이미지 데이터를 매칭시기 위해 만들어질 수 있도록, 송신 제어기(508)에 의해 구동된 전방 변조기의 각 픽셀이 이미지 데이터에 의해 공급되는 것보다 다소 많은 광을 수신하도록 도파관으로부터 광을 추출하는 세그먼트들 및 광원들을 구동시키도록 구성된다. 밝기 제어기(504)는 예를 들면, 프레임이 디스플레이되기 전에 그때 그때 이미지 데이터의 전체 프레임을 분석할 수 있다. 그러한 분석은 약간의 프레임 지연을 야기할 수 있다. 임의의 그러한 프레임 지연은 얻어진 비디오 품질에 악 영향을 미치지 않고 보상될 수 있다.
다른 실시예들에서, 밝기 제어기(504)는 이미지 데이터의 복수의 영역들 각각에 대한 축적된 휘도를 측정하고, 이미지 데이터의 영역들에 대응하는 광원들의 복수의 그룹들을 구동시키기 위한 개별 레벨들을 제공할 수 있다. 밝기 제어기(504)는 또한, 몇몇 실시예들에서 개별적으로 각각의 광원을 제어할 수 있다.
디스플레이는 광학 패키지의 하나의 에지 또는 두 개의 대향하는 에지들을 따라 광원들을 포함하고, 그 영역들은 광원들로부터 광의 방향(들)에 대해 일반적으로 평행하게 되는 스트립들(strips)일 수 있다. 밝기 제어기(504)는 또한, 각각의 스트립에서 가장 밝은 픽셀(들)에 대해 요구되는 최대 휘도를 측정하고, 그러한 최대치들이 도달가능한 것임을 보장하기 위해 광원들을 구동시키기 위한 레벨들을 설정할 수 있다.
디스플레이가 광학 패키지의 한 에지 또는 두 개의 대향하는 에지들을 따라 광원들을 포함하는, 몇몇 실시예들에서, 광원 패키지는 광원 패키지에 설치된 반사 벽들에 의해 광원들로부터의 광의 방향(들)에 대해 일반적으로 평행하게 되는 스트립들로 물리적으로 나눠질 수 있다. 예를 들면, 도 6은 위쪽으로 연장하는 반사 벽들(605)을 갖는 예시적인 하부층(606)를 도시한다. 벽들(605)은 광원들(602)로부터의 광의 방향에 일반적으로 평행하게 방위된다(oriented). 벽들(605) 간의 공간들은 복수의 광학 캐비티들을 제공하기 위해 비어 있는 상태로 남겨질 수 있고, 또는 도파관 무질로 채워질 수 있다.
디스플레이가 4개의 에지들 주변에 광원들을 포함하고, 그 영역들은 에지로부터 디스플레이에 대해 근사적으로 동일한 거리를 연장하고, 대략 동일한 크기로 선택될 수 있다. 예를 들면, 도 7은 모두 4개의 측들 주변의 광원들(도시되지 않음)에 의한 에지-리트인 직사각형 디스플레이(700)가 밝기 제어기(504)에 의해 처리하기 위해 나눠질 수 있는 영역들의 예시적인 패턴을 도시한다.
추출 제어기(506)는 입력(502)로부터 이미지 데이터를 그리고 밝기 제어기(504)로부터 밝기 제어 신호를 수신하고, 이미지 데이터에 의해 정의되는 요구된 이미지를 근사하도록 광학 패키지로부터 광의 추출을 제어하기 위해 추출 제어 신호를 생성한다. 그러므로, 광의 낮은 공간 해상도 패턴이 전방 변조기 쪽으로 방출된다. 방출 제어기(506)는 또한, 패턴 추정기(512)에 추출 제어 신호를 제공한다.
추출 제어기(506)는 변조가능한 반사층의 각 세그먼트 또는 광학 패키지로부터 광을 추출하기 위한 다른 시스템에 대한 추출 값을 개별적으로 계산할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 추출 제어기(506)는 우선 광원에 가장 가까운 세그먼트들에 대한 추출 값들을 계산하고, 광원들에 다음으로 가장 가까운 세그먼트들에 대한 추출 값들을 계산할 때 그러한 추출(추출을 위해 이용가능한 총 광 에너지에서 수반되는 드롭(drop))을 고려하도록 구성된다. 그러한 실시예들에서, 추출 제어기(506)는 도파관 및 그것의 세그먼트들의 특성의 수학적인 모델을 포함할 수 있다. 추출 제어기(506)는 세그먼트에서 이용가능한 광 양 및 각 세그먼트를 여기시키는 광 양을 추정하기 위해 수학적인 모델을 적용할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 추출 제어기(506)는, 충분한 광이 디스플레이의 중간에 가까운 세그먼트들에서 추출을 위해 이용가능함을 보장하기 위해 광원들이 위치되는, 디스플레이의 에지들 근처 세그먼트들에서 추출을 제한하도록 구성될 수 있다.
패턴 추정기(512)는 추출 제어기(506)로부터 추출 제어 신호를 그리고 밝기 제어기(504)로부터 밝기 제어 신호를 수신한다. 패턴 추정기(512)는, 밝기 및 추출 제어 신호들 및 광학 패키지와 전방 변조기 사이의 경로에서 임의의 특징들(features)을 광학적 특성들(optical characteristics)에 기초하여, 전방 변조기 상에 입사된 광의 추정된 패턴을 생성하다. 패턴 추정기(512) 및/또는 추정 제어기(506)는 예를 들면, 변조가능한 반사층로부터 반사되거나 그렇지 않으면 광학 패키지로부터 추출되는 광의 세기들 및 포인트 스프레드 펑션들(point spread functions)에 기초하여, 추정된 패턴을 계산할 수 있다. 패턴 추정기(512)는 예를 들면, 적어도 패턴 추정기(512)에 의해 액세스가능한 메모리에 저장된 광학 패키지의 광학적 특성들의 모델에 부분적으로 기초하여, 추정된 패턴들을 계산할 수 있다.
패턴 추정기(512)는 추정된 패턴을 송신 제어기(508)에 제공한다. 송신 제어기(508)는 입력(502)으로부터 이미지 데이터를 수신하고, 요구된 이미지를 생성하기 위해 전방 변조기의 요소들 각각의 투과율들을 제어한다. 송신 제어기(508)는 예를 들면, 전방 변조기의 요소들의 투과율들을 결정할 수 있지만, 추정된 패턴에 의해 요구된 이미지를 나눠지고, 또는 추정된 패턴의 역(inverse)에 의해 요구된 이미지를 등가적으로 승산한다(multiplying).
도 8은 일 실시예에 따라 이미지를 디스플레이하는 예시적인 방법(800)을 도시하는 흐름도이다. 방법(800)은 상술한 디스플레이들(100, 200, 300, 또는 400) 중 허나 또는 그것과 유사한 디스플레이들과 같은 디스플레이의 제어 시스템에 의해 실행될 수 있다.
블록(802)에서, 요구된 이미지를 명시하는 이미지 데이터가 수신된다. 블록(804)에서, 광원들은 광학 통로(optical passage)에 광을 다이렉트하도록 구동된다. 위에서 언급된 바와 같이, 광원들은 광의 일정한 레벨을 프로젝트하도록 제어될 수 있고, 또는 그룹으로 또는 개별적으로 광의 변하는 레벨을 프로젝트하기 위해 이미지 데이터에 기초하여 제어될 수 있다. 블록(806)에서, 추출기는 전방 변조기 상에 요구된 이미지를 근사시키는 광을 프로젝트하도록 제어된다. 블록(808)에서, 패턴 추출기는 전방 변조기 상에 입사된 광의 패턴을 추정한다. 블록(808)은 미리 실행될 수 있다. 블록(810)에서, 송신 제어기는 요구된 이미지를 생성하기 위해 추정된 패턴 및 이미지 데이터에 기초하여 전방 변조기를 제어한다.
본 발명의 특징들은 프로그램 제품의 형태로 제공될 수 있다. 프로그램 제품은, 데이터 프로세서에 의해 실행될 때, 데이터 프로세서로 하여금 본 발명의 방법을 실행하게 하는 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 정보의 세트를 전달하는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 프로그램 제품들은 다양한 형태들 중 어느 하나일 수 있다. 프로그램 제품은 예를 들면, 플로피 디스켓들 및 하드디스크 드라이브들을 포함하는 자기 데이터 저장 매체, CD ROM들 및 DVD들을 포함하는 광학 데이터 저장 매체, ROM들을 포함하는 전자 데이터 저장 매체, 플래시 RAM 등을 포함하는 물리적인 매체를 포함할 수 있다. 프로그램 제품 상의 컴퓨터-판독가능한 정보는 선택적으로 압축되거나 암호화될 수 있다.
제어 시스템(500)과 같은 제어 시스템은, 마이크로프로세서들, 이미지 프로세서들, 그래픽 프로세서들, 디지털 신호 프로세서들, CPU들 등과 같은 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서들; 하드-배선 논리 회로(hard-wired logic circuit) 또는 그것과 같은 것의 논리 파이프라인들; 적절히 구성된 필드-프로그래밍가능한 게이트 어레이들(field-programmable gate arrays: FPGA들)과 같은 구성가능한 논리 회로들; 위의 것 또는 그것과 같은 것의 조합들을 포함할 수 있다. 성분(예를 들면, 디바이스, 제어기, 강원 변조층, 디스플레이 변조층, 광원, LED, LCD 픽셀 등)이 위에서 언급되고, 그렇지 않으면, 나타내지며, 그 성분("수단"에 대한 언급을 포함함)에 대한 언급은, 설명된 성분(즉, 기능적으로 등가임)의 기능을 실행하는 임의의 성분을 그 성분의 등가물들로서 포함하고, 본 발명의 도시된 예시적인 실시예들에서 기능을 실행하는 개시된 구조에 대한 구조적으로 등가인 성분들을 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.
앞의 개시에서 기술분야의 당업자들에게 명백한 바와 같이, 많은 대안들 및 변형들이 본 발명의 사상 또는 범위에서 벗어남이 없이 본 발명의 실행에 있어 가능하다. 다수의 예시적인 특징들 및 실시예들이 위에서 논의되었지만, 기술분야의 당업자들은 임의 변형들, 교체들, 부가들, 및 그것들의 보조-조합들을 인식할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구범위 및 이하에서 소개되는 청구범위들이 그것의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 모든 그러한 변형들, 교체들, 부가들 및 보조-조합들을 포함하도록 해석되는 것이 의도된다.
100: 디스플레이 102: 광원
104: 상부층 106: 하부층
108: 광학 캐비티 110: 제어 시스템
114: 송신 제어 라인
116: 추출 제어 라인
120: 송신-유형 액정 디스플레이 122: 광학 필름
130: 반사층 132: 기판
209: 도파관 244: 입자
246: 전극

Claims (24)

  1. 뷰잉 영역(viewing area) 쪽으로 향하는 측 상의 상부층(top layer) 및 상기 뷰잉 영역으로부터 벗어나는 쪽으로 향하는 측 상의 하부층(bottom layer)를 갖는 광학 패키지로서, 상기 상부층는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소들을 갖는 전방 변조기를 포함하고, 상기 개별적으로 제어가능한 요소들 각각은 가변 투과율을 갖는, 상기 광학 패키지;
    광학 패키지의 적어도 하나의 에지를 따라 위치되는 복수의 광원들로서, 상기 광학 패키지에 광을 다이렉트(direct)하도록 구성되는, 상기 복수의 광원들;
    상기 상부층 및 상기 하부층 중 적어도 하나에서의 추출기로서, 상기 전방 변조기(front modulator)쪽으로 변하는 레벨들의 광을 다이렉트하도록 구성되는 복수의 개별적으로 제어가능한 세그먼트들을 갖는, 상기 추출기; 및
    상기 전방 변조기 및 상기 추출기를 제어하도록 접속된 제어 시스템으로서, 요구된 이미지를 명시하는 이미지 데이터를 수신하고, 상기 전방 변조기 상에 상기 요구된 이미지를 근사(approximate)시키는 광을 프로젝트(project)하도록 상기 추출기를 제어하고, 상기 전방 변조기 상에 입사된 광의 패턴을 추정하고, 상기 추정된 패턴에 기초하여 상기 전방 변조기를 제어하도록 구성되는, 상기 제어 시스템을 포함하는, 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 이미지 데이터에 기초하여 상기 광원들을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 이미지 데이터의 각각의 픽셀의 휘도를 측정하고, 상기 측정된 휘도들에 기초하여 상기 광원들에 제공되는 신호들의 구동 레벨들을 조정하도록 구성되는 밝기 제어기를 포함하는, 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 밝기 제어기는 광원들의 복수의 그룹들을 개별적으로 제어하도록 구성되고, 각각의 그룹은 상기 디스플레이의 영역과 연관되는, 디스플레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    각각의 영역은 광원들의 연관된 그룹으로부터의 광의 방향에 대해 평행한 방향으로 제공되는 스트립(strip)을 포함하는, 디스플레이.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 밝기 제어기는 밝기 픽셀의 최대 휘도에 기초하여 상기 광원들을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 밝기 제어기는 상기 픽셀들의 평균 휘도에 기초하여 상기 광원들을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 밝기 제어기는 상기 픽셀들의 가중 평균 휘도에 기초하여 상기 광원들을 제어하도록 구성되는, 디스플레이.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 밝기 제어기는 밝기 제어 신호를 추출 제어기 및 패턴 추정기에 제공하도록 접속되는, 디스플레이.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 추출 제어기는 상기 이미지 데이터 및 상기 밝기 제어 신호에 기초하여 상기 추출기를 제어하도록 구성되고, 추출 제어 신호를 상기 패턴 추정기에 제공하도록 접속되는, 디스플레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 패턴 추정기는 상기 이미지 데이터, 상기 밝기 제어 신호 및 상기 추출 제어 신호에 기초하여 상기 전방 변조기 상에 입사된 광의 패턴을 추정하도록 구성되는, 디스플레이.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 패턴 추정기는 상기 전방 변조기의 상기 개별적으로 제어가능한 요소들의 투과율들을 제어하도록 구성되는 송신 제어기에 상기 추정된 패턴을 제공하도록 접속되는, 디스플레이.
  13. 제 1 항에 있어서,
    광학 패키지는 광학 캐비티(optical cavity)를 포함하고, 상기 추출기는 상기 광학 패키지의 하부층에서 변조가능한 반사층을 포함하는, 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 변조가능한 반사층은 반사 유형 LCD를 포함하는, 디스플레이.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 변조가능한 반사층은 전기습윤 디스플레이(electrowetting display)를 포함하는, 디스플레이.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 변조가능한 반사층은 전기영동 디스플레이(electrophoretic display)를 포함하는, 디스플레이.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 변조가능한 반사층은 전자 종이(electronic paper)를 포함하는, 디스플레이.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 변조가능한 반사층은 적어도 5:1의 콘트라스트 비(contrast ratio)를 제공하도록 구성되는, 디스플레이.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 변조가능한 반사층은 인접한 개별적으로 제어가능한 세그먼트들 사이에서 부드럽게 변하는 광의 패턴을 생성하도록 구성되는, 디스플레이.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 패키지는 도파관을 포함하고, 상기 추출기는 상기 도파관의 상부 표면에 인접한 전기영동 층을 포함하는, 디스플레이.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 패키지는 도파관을 포함하고, 상기 추출기는 상기 도파관의 하부 표면에 인접한 전기영동 층을 포함하는, 디스플레이.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 패키지는 요구된 추출 프로파일을 생성하도록 구성되는 구조화된 상부 및 하부 표면들을 갖는 도파관을 포함하는, 디스플레이.
  23. 이미지를 디스플레이하는 방법에 있어서:
    뷰잉 영역(viewing area) 쪽으로 향하는 측 상의 상부층(top layer) 및 상기 뷰잉 영역으로부터 벗어나는 쪽으로 향하는 측 상의 하부층(bottom layer)를 갖는 광학 패키지로서, 상기 상부층는 복수의 개별적으로 제어가능한 요소들을 갖는 전방 변조기를 포함하고, 상기 개별적으로 제어가능한 요소들 각각은 가변 투과율을 갖는, 상기 광학 패키지; 광학 패키지의 적어도 하나의 에지를 따라 위치되는 복수의 광원들로서, 상기 광학 패키지에 광을 다이렉트(direct)하도록 구성되는, 상기 복수의 광원들; 및 상기 상부층 및 상기 하부층 중 적어도 하나에서의 추출기로서, 전방 변조기(front modulator)쪽으로 변하는 레벨들의 광을 다이렉트하도록 구성되는 복수의 개별적으로 제어가능한 세그먼트들을 갖는, 상기 추출기를 포함하는 디스플레이를 제공하는 단계;
    요구된 이미지를 명시하는 이미지 데이터를 수신하는 단계;
    상기 요구된 이미지를 상기 전방 변조기 상에 근사시키는 광을 프로젝트하도록 상기 추출기를 제어하는 단계;
    상기 전방 변조기 상에 입사된 광의 패턴을 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 패턴에 기초하여 상기 전방 변조기를 제어하는 단계를 포함하는, 이미지 디스플레이 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터에 기초하여 상기 광원들을 제어하는 단계를 포함하는, 이미지 디스플레이 방법.
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