KR20140094561A - 주위 조명 조건들에 기초하여 디스플레이의 밝기를 제어하는 디바이스 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는, 주위 광 조건들에 기초하여, 디스플레이의 밝기를 제어하기 위해, 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램들을 포함하는 시스템들, 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, 디스플레이 디바이스는, 디스플레이에 보충 광을 제공하도록 구성되는 보조 광원 및 반사형 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는, 주위 광의 조도를 결정하도록 구성되는 센서 시스템, 및 결정된 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원을 조정하도록 구성되는 제어기를 더 포함할 수 있다. 일 양상에서, 일정량의 보충 광은, 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 실질적으로 동일하게 유지되거나, 증가하는 조도에 대한 응답으로 실질적으로 증가하고, 조도가, 제 1 임계치보다 크거나 그와 동일한 제 2 임계치 위에 있는 경우 증가하는 조도에 대한 응답으로 실질적으로 감소한다.

Description

주위 조명 조건들에 기초하여 디스플레이의 밝기를 제어하는 디바이스 및 방법{DEVICE AND METHOD OF CONTROLLING BRIGHTNESS OF A DISPLAY BASED ON AMBIENT LIGHTING CONDITIONS}

본 개시는 주위 조명 조건들에 기초하여 디스플레이의 밝기를 제어하는 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다.

전기기계적 시스템들은, 전기 및 기계적 엘리먼트들, 엑츄에이터들, 트랜스듀서들, 센서들, 광학 컴포넌트들(예를 들어, 미러들) 및 일렉트로닉스들을 갖는 디바이스들을 포함한다. 전기기계적 시스템들은 마이크로스케일들 및 나노스케일들을 포함하는(그러나, 이에 한정되는 것은 아님) 다양한 스케일들로 제조될 수 있다. 예를 들어, 마이크로전기기계적 시스템(MEMS) 디바이스들은, 약 일 미크론 내지 수백 미크론 또는 그 초과의 범위의 크기들을 갖는 구조들을 포함할 수 있다. 나노전기기계적 시스템(NEMS) 디바이스들은, 예를 들어, 수백 나노미터보다 더 작은 크기들을 포함하는, 일 미크론보다 더 작은 크기들을 갖는 구조들을 포함할 수 있다. 전기기계적 엘리먼트들은, 증착, 에칭, 리소그래피, 및/또는 기판들 및/또는 증착된 재료층들의 부분들을 에칭하거나, 전기 및 전기기계적 디바이스들을 형성하기 위해 층들을 추가하는 다른 마이크로머시닝 프로세스들을 이용하여 생성될 수 있다.

전기기계적 시스템 디바이스의 일 타입은 간섭계 변조기(IMOD; interferometric modulator)로 지칭된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 간섭계 변조기 또는 간섭계 광 변조기라는 용어는, 광학 간섭의 원리들을 이용하여 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하는 디바이스를 지칭한다. 몇몇 구현들에서, 간섭계 변조기는, 한 쌍의 전도성 플레이트들을 포함할 수 있고, 이들 중 하나 또는 둘 모두는 전체적으로 또는 부분적으로 투명하고 그리고/또는 반사적일 수 있고, 적절한 전기 신호의 인가 시에 상대적으로 움직일 수 있다. 일 구현에서, 하나의 플레이트는 기판 상에 증착된 정지 층을 포함할 수 있고, 다른 플레이트는 에어 갭(air gap)에 의해 상기 정지 층으로부터 분리된 반사적 멤브레인을 포함할 수 있다. 하나의 플레이트의 다른 플레이트에 대한 위치는 간섭계 변조기 상에 입사하는 광의 광학 간섭을 변경할 수 있다. 간섭계 변조기 디바이스들은 광범위한 애플리케이션들을 갖고, 기존의 제품들을 개선하고 새로운 제품들, 특히 디스플레이 능력들을 갖는 제품들을 생산하는데 이용될 것으로 예상된다.

간섭계 변조기들 및 종래의 액정 엘리먼트들은, 주위 광을 광원으로서 이용할 수 있는 반사형 또는 반투과형(transflective) 디스플레이들에 포함될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 센서들은 주위 광의 조도를 검출할 수 있고, 그에 따라 보조 광원을 조정할 수 있다. 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지는 전체 조도 뿐만 아니라 주위 광의 방향에 의해 영향받을 수 있다.

본 개시의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇 획기적인 양상들을 갖고, 이들 중 어떠한 단일한 것도, 본 명세서에서 개시되는 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지는 않는다.

본 개시에서 설명되는 요지의 하나의 혁신적인 양상은 디스플레이 디바이스에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스는 보조 광원, 센서 시스템 및 제어기를 포함할 수 있다. 보조 광원은 반사형 디스플레이에 보충 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 센서 시스템은, 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기는, 센서 시스템과 통신할 수 있고, 반사형 디스플레이에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원을 조정하도록 구성될 수 있다. 보충 광의 양은 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있거나 또는 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 또한, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다.

제 1 임계치 아래의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 예를 들어, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 증가할 수 있다. 또한, 제 2 임계치 위의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 감소할 수 있다.

디스플레이 디바이스의 다양한 구현들에서, 제어기는, 제공될 보충 광의 양을 제공하는 룩업 테이블(LUT) 또는 공식에 액세스하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, LUT 또는 공식은, 주위 광의 조도의 함수로서 보충 광의 양에 대한 비단조적(non-monotonic)인 모델에 기초할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 제 1 임계치는 약 100 lux보다 클 수 있고, 제 2 임계치는 약 500 lux보다 작을 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 1 임계치는 약 150 lux보다 클 수 있고, 제 2 임계치는 약 300 lux보다 작을 수 있다. 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치와 제 2 임계치 사이인 경우, 평균적으로 대략 동일한 양일 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치와 제 2 임계치 사이인 경우, 약 20 nits로부터 약 30 nits까지의 범위일 수 있다.

몇몇 구현들에서, 제 1 임계치는 제 2 임계치와 대략 동일할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 보충 광의 양은, 제 1 임계치보다 위에 있고 제 2 임계치보다 아래에 있는 주위 광의 조도에 대한 피크 값을 가질 수 있다. 보충 광의 피크 값은, 보조 광원에 의해 제공될 수 있는 최대 광에 대응할 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 피크 값은 약 20 nits로부터 약 30 nits까지의 범위일 수 있다.

몇몇 구현들에서, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치보다 작은 제 3 임계치 아래인 경우, 평균적으로 대략 동일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 3 임계치 아래인 경우, 약 5 nits로부터 약 10 nits까지의 범위일 수 있다. 제 3 임계치는 약 50 lux보다 작을 수 있다. 보충 광의 양은 또한, 주위 광의 조도가, 제 2 임계치보다 큰 제 4 임계치 위에 있는 경우, 대략 제로일 수 있다. 제 4 임계치는 약 800 lux보다 클 수 있다.

특정한 구현들에서, 제어기는, 디스플레이되고 있는 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 몇몇 구현들에서, 제어기는, 시청자 선호도들에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 게다가, 제어기는, 산란(diffuse) 조도, 지향된 조도, 지향된 조도에 대한 방향 및 시청자의 위치 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다.

몇몇 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 또한, 예를 들어, 이미지 데이터를 프로세싱하는 프로세서, 및 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 프로세서는 반사형 디스플레이와 통신하도록 구성될 수 있고, 메모리 디바이스는 프로세서와 통신하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 디바이스의 특정한 구현들은, 반사형 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성되는 드라이버 회로를 더 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 또한, 드라이버 회로에 이미지 데이터의 적어도 일부를 전송하도록 구성되는 드라이버 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 디바이스는, 프로세서에 이미지 데이터를 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 포함할 수 있다. 이미지 소스 모듈은, 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 게다가, 디스플레이 디바이스는, 입력 데이터를 수신하고 입력 데이터를 프로세서에 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함할 수 있다.

본 개시에서 설명되는 요지의 다른 혁신적인 양상은, 반사형 디스플레이에 보충 광을 제공하기 위한 수단, 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도를 결정하기 위한 수단, 및 보충 광 수단을 조정하기 위한 수단을 포함하는 디스플레이 디바이스에서 구현될 수 있다. 조정 수단은, 주위 광의 결정된 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있거나 또는 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 보충 광의 양은 또한, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다.

일례로서, 제 1 임계치 아래의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 증가할 수 있다. 다른 예로서, 제 2 임계치 위의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 감소할 수 있다.

디스플레이 디바이스의 다양한 구현들에서, 반사형 디스플레이는 간섭계 변조기들을 포함할 수 있다. 특정한 구현들에서, 보충 광을 제공하기 위한 수단은 전면 광을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 조도를 결정하기 위한 수단은 광 센서를 포함할 수 있다. 게다가, 조정 수단은, 디스플레이되고 있는 컨텐츠, 시청자 선호도들, 산란 조도, 지향된 조도, 지향된 조도에 대한 방향 및 시청자의 위치 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다.

본 개시에서 설명되는 요지의 다른 혁신적인 양상은, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법에서 구현될 수 있다. 일례로서, 방법은, 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도를 광 센서에 의해 결정하는 단계, 및 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 반사형 디스플레이에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원을 자동으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 보조 광원을 조정하는 단계는, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 보충 광의 실질적으로 동일한 양을 유지하거나 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 보충 광의 양을 평균적으로 실질적으로 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 보조 광원을 조정하는 단계는 또한, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 보충 광의 양을 평균적으로 실질적으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 방법은 또한, 제공될 보충 광의 양을 제공하는 LUT 또는 공식에 액세스하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, LUT 또는 공식은, 주위 광의 조도의 함수로서 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델에 기초할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 평균적으로 실질적으로 보충 광의 동일한 양을 유지하거나 평균적으로 실질적으로 증가시키는 단계는, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 보충 광의 조도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 평균적으로 실질적으로 감소시키는 단계는, 주위 광의 조도가 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 보충 광의 양을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 1 임계치는 제 2 임계치와 대략 동일할 수 있다.

본 개시에서 설명되는 요지의 다른 혁신적인 양상은, 디스플레이 디바이스의 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하기 위한 명령들이 저장된 비일시적(non-transitory) 유형의(tangible) 컴퓨터 저장 매체에서 구현될 수 있다. 명령들은, 컴퓨팅 시스템에 의해 실행되는 경우, 컴퓨팅 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 할 수 있다. 일례로서, 동작들은, 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 결정된 조도를 컴퓨터 판독가능 매체로부터 수신하는 동작, 및 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 반사형 디스플레이에 제공할 보충 광의 양을 결정하는 동작을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있거나 또는 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 또한, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다.

제 1 임계치 아래의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 증가할 수 있다. 제 2 임계치 위의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 감소할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 1 임계치는 제 2 임계치와 대략 동일할 수 있다.

비일시적 컴퓨터 저장 매체의 몇몇 구현들에서, 동작들은, 반사형 디스플레이에 광을 제공하도록 구성되는 광원에 보충 조명 조정을 송신하는 동작을 더 포함할 수 있다. 보충 조명 조정은 보충 광의 양에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 동작들은, 제공될 보충 광의 양을 제공하는 LUT 또는 공식에 액세스하는 단계를 더 포함할 수 있다. LUT 또는 공식은, 주위 광의 조도의 함수로서 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델에 기초할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 요지의 하나 또는 그 초과의 구현들의 세부사항들은 첨부된 도면들 및 아래의 설명에서 기술된다. 다른 특징들, 양상들 및 이점들은 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 하기 도면들의 상대적인 치수들은 실제대로 도시되지는 않을 수 있음을 주목한다.

도 1은, 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들에서 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 등각도의 일례를 도시한다.
도 2는, 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 일례를 도시한다.
도 3은, 도 1의 간섭계 변조기에 대한, 이동가능한 반사 층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 도면의 일례를 도시한다.
도 4는, 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가되는 경우, 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 테이블의 일례를 도시한다.
도 5a는, 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이에서 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 도면의 일례를 도시한다.
도 5b는, 도 5a에서 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 이용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 일례를 도시한다.
도 6a는, 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분적 단면의 일례를 도시한다.
도 6b 내지 도 6e는, 간섭계 변조기들의 다양한 구현들의 단면들의 예들을 도시한다.
도 7은, 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스를 예시하는 흐름도의 일례를 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는, 간섭계 변조기를 제조하는 방법에서 다양한 스테이지들의 개략적 단면도들의 예들을 도시한다.
도 9a는, 디스플레이 표면 상의 정반사(specular reflectance)의 일례를 예시한다.
도 9b는, 디스플레이 표면 상의 랑베르 반사(Lambertian reflectance)의 일례를 예시한다.
도 9c는, 산란 조명으로 조명된 반사형 디스플레이 표면의 일례를 예시한다.
도 9d는, 정반사와 랑베르 반사 중간의 반사의 일례를 예시한다.
도 10은, 큰 각도에서 시청자 위에 있는 지향된 조명의 일례를 예시한다.
도 11은, 큰 이득, 작은 이득 및 랑베르 특성들을 갖는 디스플레이들의 예들에 대해 정반사 방향(specular direction)으로부터 시야각의 함수로서의 디스플레이의 밝기의 그래픽 도면이다.
도 12는, 디스플레이 디바이스의 예시적인 구현을 예시한다.
도 13a는, 산란 광 센서 및 지향된 광 센서를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
도 13b는, 예시적인 지향된 광 센서에 대한 허용 각도 θ_acc의 일례를 예시한다.
도 13c는, 복수의 지향된 광 센서들을 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
도 13d는, 단일의 지향된 광 센서를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다.
도 14a는, 예시적인 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조명 모델을 도시한다.
도 14b는, 전면 광원의 이용없이 반사형 디스플레이 디바이스에 비해 비교적 밝게 보이는 예시적인 반사형 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조명 모델을 도시한다.
도 15a는, 디스플레이 디바이스에 추가할 보충 광의 양을 결정하기 위해 몇몇 구현들에서 이용될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 예시한다.
도 15b는 이득을 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 정반사 방향으로부터 시야각의 함수로서의 상대적 강도(임의의 단위들)의 그래픽 도면이다.
도 16은, 발산형 디스플레이 디바이스에 대한 2개의 예시적인 조명 모델들을 예시한다.
도 17a는, 디스플레이의 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다.
도 17b는, 디스플레이의 조명을 제어하는 다른 예시적인 방법을 예시한다.
도 18a는, 반사형 디스플레이에 대한 예시적인 조명 모델을 예시한다.
도 18b는, 다양한 조명 조건들(예를 들어, "어둠", "집", "사무실" 및 "실외") 하에서 다양한 미디어에 대한 허용가능한 편안한 레벨을 갖는 디스플레이를 생성하는 반사형 디스플레이를 위해 보충 광의 양을 결정하도록 요청받은 10명의 시청자들에 대한 연구 결과들을 예시하는 그래프이다.
도 18c는, 반사형 디스플레이에 대한 예시적인 조명 모델을 예시한다.
도 18d는, 반사형 디스플레이에 대한 다른 예시적인 조명 모델을 예시한다.
도 19는, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다.
도 20a 및 도 20b는, 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 부호들 및 지정들은 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.

하기 상세한 설명은, 획기적인 양상들을 설명하기 위한 목적들로 특정한 구현들로 의도된다. 그러나, 본 명세서의 교시들은 다수의 상이한 방법들로 적용될 수 있다. 설명되는 구현들은, 움직이든(예를 들어, 비디오) 또는 정지되든(예를 들어, 스틸 이미지), 그리고 텍스트, 그래픽 또는 사진이든, 이미지를 디스플레이하도록 구성되는 임의의 디바이스에서 구현될 수 있다. 더 구체적으로, 구현들은, 모바일 전화들, 멀티미디어 인터넷 가능 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비젼 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스 디바이스들, 개인 휴대 정보 단말들(PDA들), 무선 전자 메일 수신기들, 핸드헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, 태블릿들, 프린터들, 복사기들, 스캐너들, 팩시밀리 디바이스들, GPS 수신기들/내비게이션들, 카메라들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 텔레비젼 모니터들, 평판 디스플레이들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더들), 컴퓨터 모니터들, 자동 디스플레이들(예를 들어, 오도미터(odometer) 디스플레이 등), 조종실 제어부들 및/또는 디스플레이들, 카메라 뷰 디스플레이들(예를 들어, 차량의 후면 뷰 카메라의 디스플레이), 전자 사진들, 전자 게시판들 또는 사인(sign)들, 프로젝터들, 아키텍쳐 구조들, 마이크로파들, 냉장고들, 스테레오 시스템들, 카세트 레코더들 또는 플레이어들, DVD 플레이어들, CD 플레이어들, VCR들, 라디오들, 휴대용 메모리 칩들, 세탁기들, 건조기들, 세탁기/건조기들, 주차요금 징수기들, 패키징(예를 들어, 전기기계적 시스템들(EMS), MEMS 및 넌-MEMS), 미적 구조물들(aesthetic structures)(예를 들어, 보석 조각 상의 이미지들의 디스플레이) 및 다양한 전기기계적 시스템 디바이스들과 같은(그러나, 이에 한정되는 것은 아님) 다양한 전자 디바이스들에서 구현될 수 있거나 그와 연관될 수 있음이 고려된다. 본 명세서의 교시들은 또한, 전자 스위칭 디바이스들, 라디오 주파수 필터들, 센서들, 가속도계들, 자이로스코프들, 모션-감지 디바이스들, 자력계들, 고객 일렉트로닉스에 대한 관성 컴포넌트들, 고객 일렉트로닉스 제품들의 부품들, 버랙터들(varactors), 액정 디바이스들, 전기영동(electrophoretic) 디바이스들, 구동 방식들, 제조 프로세스들, 및 전자 테스트 장비와 같은(그러나, 이에 한정되는 것은 아님) 비-디스플레이 애플리케이션들에서 이용될 수 있다. 따라서, 교시들은, 오직 도면들에 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 그 대신, 당업자에게 쉽게 명백할 넓은 적용가능성을 가질 수 있다.

몇몇 구현들에서, 디스플레이 디바이스는, 공간 광 변조 엘리먼트들(예를 들어, 간섭계 변조기들)과 같은 디스플레이 엘리먼트들의 세트 및 디스플레이를 이용하여 제조될 수 있다. 디스플레이 디바이스는, 디스플레이 상에 디스플레이되는 이미지가 주위 광의 조도에 의해 영향받을 수 있도록 주위 광을 광원으로서 이용할 수 있다. 다양한 구현들에서, 디스플레이 디바이스는 주위 광의 조도를 결정하기 위해 센서 시스템을 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스는 또한, 디스플레이 엘리먼트들 중 적어도 몇몇에 (예를 들어, 주위 조명 조건들 위의) 추가적인 조명을 제공하도록 보조 광원을 조정하는 제어기를 포함할 수 있다. 보충 광의 양은, 디스플레이될 이미지의 밝기를 제어하기 위해, 결정된 조도에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은 "역 V형(inverted-V)" 조명 모델에 기초할 수 있다. 하나의 역 V형 모델에서, 주위 조도가 통상적인 집의 조명 레벨들까지 증가함에 따라, 보충 광의 양은 증가하고, 그 다음, 보충 광의 양은 더 많은 양의 주위 조도(예를 들어, 사무실 또는 실외 조건들)의 경우 감소한다. 몇몇 구현들에서, 보충 광의 양은 또한, 디스플레이되고 있는 컨텐츠(예를 들어, 텍스트, 이미지 또는 비디오), 시청자 선호도들, 산란 조도, 지향된 조도, 지향된 조도에 대한 방향 또는 시청자의 위치에 적어도 부분적으로 기초한 조명 모델에 기초할 수 있다.

본 개시에서 설명되는 요지의 특정한 구현들은, 다음의 잠재적 이점들 중 하나 또는 그 초과를 실현하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현들은 에너지-효율적 디스플레이 디바이스를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스는, 디스플레이의 시청자들에 대해 허용가능한 편안한 레벨의 밝기를 또한 제공하는 저전력 소모의 디스플레이 디바이스를 제공하기 위해, 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이 디바이스에 (존재하는 경우) 얼마나 많은 추가적인 조명이 추가될 수 있는지를 결정할 수 있다. 이 결정은, 디폴트 "녹색" 모드를 생성하도록 디스플레이의 밝기를 조정하는데 이용될 수 있다. 특정한 구현들은 또한 시청자 선호도에 기초하여 디스플레이의 밝기의 추가적인 조정을 허용한다. 특정한 구현들에서, 디스플레이 디바이스는, 디스플레이 상에 더 밝은 이미지를 제공하기 위해, 주위 광의 측정된 산란 및/또는 지향된 조도, 및/또는 주위 광의 방향, 및/또는 디바이스의 시청자의 측정된, 가정된 또는 추정된 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 디스플레이 디바이스에 (존재하는 경우) 얼마나 많은 추가적인 조명이 추가될 수 있는지를 추가로 결정할 수 있다. 다양한 구현들은 또한, 디스플레이되고 있는 컨텐츠(예를 들어, 컨텐츠가 텍스트인지, 이미지인지 또는 비디오인지 여부)에 적어도 부분적으로 기초하여 개선된 또는 최적화된 시청 경험을 제공할 수 있다.

설명된 구현들이 적용될 수 있는 적절한 EMS 또는 MEMS 디바이스의 일례는 반사 디스플레이 디바이스이다. 반사 디스플레이 디바이스들은, 광학 간섭의 원리들을 이용하여, 그 디바이스 상에 입사하는 광을 선택적으로 흡수 및/또는 반사하기 하기 위해 간섭계 변조기들(IMOS들)을 포함할 수 있다. IMOD들은, 흡수체, 흡수체에 대해 이동가능한 반사체, 및 흡수체와 반사체 사이에서 규정되는 광학 공진 캐비티를 포함할 수 있다. 반사체는 둘 또는 그 초과의 상이한 위치들로 이동될 수 있고, 이것은, 광학 공진 캐비티의 크기를 변경하여 간섭계 변조기의 반사도에 영향을 미칠 수 있다. IMOD들의 반사도 스펙트럼들은, 상이한 색들을 생성하는 가시 파장들에 걸쳐 시프트될 수 있는 상당히 넓은 스펙트럼 대역들을 생성할 수 있다. 스펙트럼 대역의 위치는, 광학 공진 캐비티의 두께를 변경함으로써, 즉, 반사체의 위치를 변경함으로써 조정될 수 있다.

도 1은, 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 일련의 픽셀들에서 2개의 인접한 픽셀들을 도시하는 등각도의 일례를 도시한다. IMOD 디스플레이 디바이스는 하나 또는 그 초과의 간섭계 MEMS 디스플레이 엘리먼트들을 포함한다. 이 디바이스들에서, MEMS 디스플레이 엘리먼트들의 픽셀들은 밝은 상태 또는 어두운 상태일 수 있다. 밝은("완화된", "개방된" 또는 "온") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광의 대부분을, 예를 들어, 사용자에게 반사한다. 반대로, 어두운("작동된", "폐쇄된" 또는 "오프") 상태에서, 디스플레이 엘리먼트는 입사 가시 광을 거의 반사하지 않는다. 몇몇 구현들에서, 온 및 오프 상태들의 광 반사 특성들은 반전될 수 있다. MEMS 픽셀들은, 흑색 및 백색에 부가하여 색 디스플레이를 허용하는 특정한 파장들에서 대부분 반사하도록 구성될 수 있다.

IMOD 디스플레이 디바이스는 IMOD들의 행/열 어레이를 포함할 수 있다. 각각의 IMOD는 한 쌍의 반사 층들, 즉, 이동가능한 반사 층 및 고정된 부분 반사 층을 포함할 수 있고, 이들은 서로 가변적이고 제어가능한 거리에 위치되어 에어 갭(또한 광학 갭 또는 캐비티로 지칭됨)을 형성한다. 이동가능한 반사 층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 위치, 즉, 완화된 위치에서, 이동가능한 반사 층은 고정된 부분 반사 층으로부터 비교적 먼 거리에 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉, 작동된 위치에서, 이동가능한 반사 층은 부분 반사 층에 더 근접하게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사되는 입사 광은 이동가능한 반사 층의 위치에 따라 보강(constructively) 간섭 또는 상쇄(destructively) 간섭할 수 있어서, 각각의 셀에 대한 전반사 또는 비반사 상태를 생성한다. 몇몇 구현들에서, IMOD는, 미작동시에 반사 상태가 되어 가시 스펙트럼 내의 광을 반사할 수 있고, 작동시에 어두운 상태가 되어 가시 범위 밖의 광(예를 들어, 적외선 광)을 반사할 수 있다. 그러나, 몇몇 다른 구현들에서, IMOD는 미작동시에 어두운 상태일 수 있고, 작동시에 반사 상태일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 인가된 전압의 도입은, 상태들을 변경하도록 픽셀들을 구동시킬 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 인가된 전하는 상태들을 변경하도록 픽셀들을 구동시킬 수 있다.

도 1의 픽셀 어레이의 도시된 부분은 2개의 인접한 간섭계 변조기들(12)을 포함한다. (도시된 바와 같이) 좌측의 IMOD(12)에서, 이동가능한 반사 층(14)은, 부분 반사 층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 미리 결정된 거리에서 완화된 위치로 도시된다. 좌측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 V₀는 이동가능한 반사 층(14)의 작동을 초래하기에는 불충분하다. 우측의 IMOD(12)에서, 이동가능한 반사 층(14)은 광학 스택(16) 근처에서 또는 그에 인접하여 작동된 위치로 도시된다. 우측의 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 V_bias는 이동가능한 반사 층(14)을 작동된 위치로 유지하기에 충분하다.

도 1에서, 픽셀들(12)의 반사 특성들은 일반적으로, 픽셀들(12) 상에 입사하는 광을 나타내는 화살표들(13) 및 좌측에서 픽셀(12)로부터 반사하는 광(15)으로 예시된다. 상세히 도시되지 않지만, 픽셀들(12) 상에 입사하는 광(13)의 대부분은 투명 기판(20)을 통해 투과되어 광학 스택(16)을 향할 것임을 당업자는 이해할 것이다. 광학 스택(16) 상에 입사하는 광의 일부는 광학 스택(16)의 부분 반사 층을 통해 투과될 것이고, 일부는 투명 기판(20)을 통해 다시(back) 반사될 것이다. 광학 스택(16)을 통해 투과되는 광(13)의 일부는 이동가능한 반사 층(14)에서 반사되어, 다시 투명 기판(20)을 향할(그리고 그를 통과할) 것이다. 광학 스택(16)의 부분 반사 층으로부터 반사되는 광과 이동가능한 반사 층(14)으로부터 반사되는 광 사이의 (보강 또는 상쇄) 간섭은 픽셀(12)로부터 반사되는 광(15)의 파장(들)을 결정할 것이다.

광학 스택(16)은 단일 층 또는 몇몇 층들을 포함할 수 있다. 층(들)은 전극 층, 부분 반사 및 부분 투과 층, 및 투명 유전체 층 중 하나 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 광학 스택(16)은 전기 전도성이고 부분 투명 및 부분 반사이고, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 상기 층들 중 하나 또는 그 초과를 증착함으로써 제작될 수 있다. 전극 층은, 다양한 금속들, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 부분 반사 층은, 다양한 금속들, 예를 들어, 크롬(Cr), 반도체들 및 유전체들과 같은 부분 반사인 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 부분 반사 층은 재료들의 하나 또는 그 초과의 층들로 형성될 수 있고, 층들 각각은 단일 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 광학 스택(16)은 광 흡수체 및 도체 모두로서 기능하는 금속 또는 반도체의 단일 반투명 두께를 포함할 수 있는 한편, (예를 들어, 광학 스택(16)의, 또는 IMOD의 다른 구조들의) 상이한 더 전도성인 층들 또는 일부들은 IMOD 픽셀들 사이에서 신호들을 버싱(bus)하도록 기능할 수 있다. 광학 스택(16)은 또한 하나 또는 그 초과의 전도성 층들 또는 전도성/흡수성 층을 커버하는 하나 또는 그 초과의 절연 또는 유전체 층들을 포함할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 광학 스택(16)의 층(들)은 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 디스플레이 디바이스에서 행 전극들을 형성할 수 있다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, "패터닝된"이란 용어는 본 명세서에서 에칭 프로세스들 뿐만 아니라 마스킹을 지칭하도록 사용된다. 몇몇 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같이 매우 전도적이고 반사적인 재료가 이동가능한 반사 층(14)에 이용될 수 있고, 이 스트립들은 디스플레이 디바이스에서 열 전극들을 형성할 수 있다. 이동가능한 반사 층(14)은 증착된 금속 층 또는 층들의 일련의 병렬 스트립들(광학 스택(16)의 행 전극들에 직교함)로서 형성되어, 포스트들(18)의 최상부 상에 증착된 열들 및 포스트들(18) 사이에 증착된 매개(intervening) 희생 재료를 형성할 수 있다. 희생 재료가 에칭되는 경우, 규정된 갭(19) 또는 광학 캐비티는 이동가능한 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 형성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 포스트들(18) 사이의 간격은 약 1-1000 um일 수 있는 한편, 갭(19)은 10,000 옹스트롬(Å) 미만일 수 있다.

몇몇 구현들에서, IMOD의 각각의 픽셀은, 작동된 상태이든 완화된 상태이든, 본질적으로, 고정된 반사 층과 이동하는 반사 층에 의해 형성되는 커패시터이다. 어떠한 전압도 인가되지 않은 경우, 이동가능한 반사 층(14)은 도 1의 좌측에서 픽셀(12)에 의해 예시된 바와 같이, 이동가능한 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이의 갭(19)을 갖는 기계적으로 완화된 상태로 유지된다. 그러나, 선택된 행 및 열 중 적어도 하나에 전위차, 예를 들어, 전압이 인가되는 경우, 대응하는 픽셀에서 행 및 열 전극들의 교차점에 형성되는 커패시터는 충전(charge)되고, 정전기력들이 전극들을 서로 당긴다. 인가된 전압이 임계치를 초과하면, 이동가능한 반사 층(14)은 변형되고, 광학 스택(16) 근처로 또는 광학 스택(16)에 대항하여 이동할 수 있다. 광학 스택(16) 내의 유전체 층(미도시)은 도 1의 우측에 작동된 픽셀(12)로 예시된 바와 같이, 단락(shorting)을 방지하고 층들(14 및 16) 사이의 분리 거리를 제어할 수 있다. 이 동작은, 인가된 전위차의 극성과 무관하게 동일하다. 어레이의 일련의 픽셀들은 몇몇 예들에서 "행들" 또는 "열들"로서 지칭될지라도, "행"으로서의 일 방향 및 "열"로서의 다른 방향에 대한 지칭은 임의적임을 당업자는 쉽게 이해할 것이다. 다시 말해서, 몇몇 배향들에서, 행들은 열들로 간주될 수 있고, 열들은 행들로 간주될 수 있다. 게다가, 디스플레이 엘리먼트들은 수직하는 행들 및 열들("어레이")로 균등하게 배열될 수 있거나, 예를 들어, 서로에 대해 특정한 위치 오프셋들("모자이크")을 갖는 비선형 구성들로 배열될 수 있다. "어레이" 및 "모자이크"라는 용어들은 어느 하나의 구성을 지칭할 수 있다. 따라서, 디스플레이가 "어레이" 또는 "모자이크"를 포함하는 것으로 지칭될지라도, 어느 예에서든, 엘리먼트들 스스로는 서로 수직하게 배열되거나 균등한 분포로 배치될 필요가 없지만, 비대칭적 형상들 및 균등하지 않게 분포된 엘리먼트들을 갖는 배열들을 포함할 수 있다.

도 2는, 3x3 간섭계 변조기 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스를 예시하는 시스템 블록도의 일례를 도시한다. 전자 디바이스는, 하나 또는 그 초과의 소프트웨어 모듈들을 실행하도록 구성될 수 있는 프로세서(21)를 포함한다. 동작 시스템을 실행하는 것에 부가하여, 프로세서(21)는, 웹 브라우저, 전화 애플리케이션, 이메일 프로그램 또는 임의의 다른 소프트웨어 애플리케이션을 포함하는 하나 또는 그 초과의 소프트웨어 애플리케이션들을 실행하도록 구성될 수 있다.

프로세서(21)는 어레이 드라이버(22)와 통신하도록 구성될 수 있다. 어레이 드라이버(22)는, 예를 들어, 디스플레이 어레이 또는 패널(30)에 신호들을 제공하는, 행 드라이버 회로(24) 및 열 드라이버 회로(26)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 IMOD 디스플레이 디바이스의 단면은 도 2의 라인들 1-1로 도시된다. 명확화를 위해 도 2는 IMOD들의 3x3 어레이를 예시하지만, 디스플레이 어레이(30)는 매우 많은 수의 IMOD들을 포함할 수 있고, 행들에서 열들에서와는 다른 상이한 수의 IMOD들을 가질 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

도 3은 도 1의 간섭계 변조기에 대한, 이동가능한 반사 층 위치 대 인가된 전압을 예시하는 도면의 일례를 도시한다. MEMS 간섭계 변조기들의 경우, 행/열(즉, 공통/세그먼트) 기록 절차는 도 3에 예시된 바와 같이, 이들 디바이스들의 히스테리시스 특성을 이용할 수 있다. 간섭계 변조기는, 이동가능한 반사 층 또는 미러가 완화된 상태로부터 작동된 상태로 변경하도록 하기 위해, 예를 들어, 약 10 볼트의 전위차를 요구할 수 있다. 전압이 그 값으로부터 감소되는 경우, 이동가능한 반사 층은, 전압이 예를 들어 10 볼트 아래로 다시 강하할 때 자신의 상태를 유지하지만, 전압이 2 볼트 아래로 강하할 때까지, 이동가능한 반사 층은 완전히 완화되지 않는다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 완화된 상태이든 또는 작동된 상태이든 디바이스가 안정되는 인가된 전압의 윈도우가 존재하는 약 3 내지 7 볼트의 전압 범위가 존재한다. 이것은 본 명세서에서 "히스테리시스 윈도우" 또는 "안정 윈도우"로 지칭된다. 도 3의 히스테리시스 특성들을 갖는 디스플레이 어레이(30)의 경우, 행/열 기록 절차는 한번에 하나 또는 그 초과의 행들을 어드레스하도록 설계될 수 있어서, 주어진 행의 어드레스 동안, 작동될 어드레스된 행의 픽셀들은 약 10 볼트의 전압 차에 노출되고, 완화될 픽셀들은 거의 제로 볼트의 전압 차에 노출된다. 어드레스 이후, 픽셀들은 정상 상태 또는 약 5 볼트의 바이어스 전압차에 노출되어, 픽셀들은 이전의 스트로빙(strobing) 상태로 유지된다. 이 예에서, 어드레스된 이후, 각각의 픽셀은 약 3 내지 7 볼트의 "안정 윈도우" 내의 전위차를 관측한다. 이 히스테리시스 특성 특징은, 동일한 인가된 전압 조건들 하에서, 작동된 또는 완화된 기존의 상태로 안정하게 유지하는, 예를 들어, 도 1에 예시된 픽셀 설계를 가능하게 한다. 각각의 IMOD 픽셀이 작동된 상태이든 완화된 상태이든, 본질적으로, 고정된 반사 층과 이동하는 반사 층에 의해 형성되는 커패시터이기 때문에, 이 안정된 상태는, 실질적으로 전력을 소모하거나 손실하지 않으면서 히스테리시스 윈도우 내에서 정상 전압으로 유지될 수 있다. 아울러, 인가된 전압 전위가 실질적으로 고정되어 유지되면, 본질적으로 IMOD 픽셀 내로 전류가 거의 흐르지 않거나 전혀 흐르지 않는다.

몇몇 구현들에서, 이미지의 프레임은, 주어진 행의 픽셀들의 상태에 대한 원하는 변경(존재한다면)에 따라, 열 전극들의 세트를 따라 "세그먼트" 전압들의 형태로 데이터 신호들을 인가함으로써 형성될 수 있다. 어레이의 각각의 행은 차례로 어드레스될 수 있어서, 프레임은 한번에 하나의 행에 기록된다. 원하는 데이터를 제 1 행의 픽셀들에 기록하기 위해, 제 1 행의 픽셀들의 원하는 상태에 대응하는 세그먼트 전압들은 열 전극들 상에 인가될 수 있고, 특정한 "공통" 전압 또는 신호의 형태인 제 1 행 펄스가 제 1 행 전극에 인가될 수 있다. 그 다음, 세그먼트 전압들의 세트가 제 2 행의 픽셀들의 상태에 대한 원하는 변경(존재한다면)에 대응하도록 변경될 수 있고, 제 2 공통 전압이 제 2 행 전극에 인가될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 1 행의 픽셀들은 열 전극들을 따라 인가된 세그먼트 전압들에서의 변경에 의해 영향받지 않고, 제 1 공통 전압 행 펄스 동안 그 픽셀들이 세팅된 상태로 유지된다. 이 프로세스는, 이미지 프레임을 생성하기 위해 순차적인 방식으로, 행들 또는 대안적으로 열들 전체(entire series)에 대해 반복될 수 있다. 프레임들은, 몇몇 원하는 초당 프레임들의 수로 이 프로세스를 계속적으로 반복함으로써 새로운 이미지 데이터로 리프레쉬 및/또는 업데이트될 수 있다.

각각의 픽셀에 걸쳐 인가되는 세그먼트 또는 공통 신호들의 조합(즉, 각각의 픽셀에 걸친 전위차)은 각각의 픽셀의 결과적 상태를 결정한다. 도 4는, 다양한 공통 및 세그먼트 전압들이 인가되는 경우 간섭계 변조기의 다양한 상태들을 예시하는 테이블의 일례를 도시한다. 당업자에 의해 쉽게 이해될 바와 같이, "세그먼트" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 하나에 인가될 수 있고, "공통" 전압들은 열 전극들 또는 행 전극들 중 다른 하나에 인가될 수 있다.

도 4에 (뿐만 아니라 도 5b에 도시된 타이밍도에) 예시된 바와 같이, 공통 라인을 따라 릴리스 전압 VC_REL이 인가되는 경우, 공통 라인을 따른 모든 간섭계 변조기 엘리먼트들은, 세그먼트 라인들을 따라 인가된 전압, 즉 높은 세그먼트 전압 VS_H 및 낮은 세그먼트 전압 VS_L과 무관하게, 완화된 상태(대안적으로 릴리스된 또는 미작동된 상태로 지칭됨)로 배치될 것이다. 구체적으로, 릴리스 전압 VC_REL이 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 변조기에 걸친 전위 전압(대안적으로, 픽셀 전압으로 지칭됨)은, 그 픽셀에 대한 대응하는 세그먼트 라인을 따라 높은 세그먼트 전압 VS_H 및 낮은 세그먼트 전압 VS_L이 인가되는 경우의 완화 윈도우(도 3 참조, 릴리스 윈도우로 또한 지칭됨) 모두에 내에 있다.

높은 유지 전압 VC_{HOLD_H} 또는 낮은 유지 전압 VC_{HOLD_L}과 같은 유지 전압이 공통 라인 상에 인가되는 경우, 간섭계 변조기의 상태는 일정하게 유지될 것이다. 예를 들어, 완화된 IMOD는 완화된 위치로 유지될 것이고, 작동된 IMOD는 작동될 위치로 유지될 것이다. 유지 전압들은, 높은 세그먼트 전압 VS_H 및 낮은 세그먼트 전압 VS_L이 대응하는 세그먼트 라인을 따라 인가되는 경우, 픽셀 전압이 안정 윈도우 모두 내에서 유지되도록 선택될 수 있다. 따라서, 세그먼트 전압 스윙, 즉, 높은 VS_H와 낮은 세그먼트 전압 VS_L 사이의 차는 포지티브 또는 네거티브 안정 윈도우 중 하나의 폭 미만이다.

높은 어드레싱 전압 VC_{ADD_H} 또는 낮은 어드레싱 전압 VC_{ADD_L}과 같은 어드레싱 또는 작동 전압이 공통 라인 상에 인가되는 경우, 각각의 세그먼트 라인들을 따른 세그먼트 전압들의 인가에 의해 그 라인을 따라 변조기들에 데이터가 선택적으로 기록될 수 있다. 세그먼트 전압들은, 작동이 그 인가된 세그먼트 전압에 의존하도록 선택될 수 있다. 어드레싱 전압이 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 하나의 세그먼트 전압의 인가는 안정 윈도우 내의 픽셀 전압을 유발시켜 픽셀이 미작동되게 유지되는 것을 초래할 것이다. 반대로, 다른 세그먼트 전압의 인가는 안정 윈도우를 넘은 픽셀 전압을 유발시켜 픽셀의 작동을 유발할 것이다. 작동을 초래하는 특정한 세그먼트 전압은 어느 어드레싱 전압이 이용되는지에 따라 다를 수 있다. 몇몇 구현들에서, 높은 어드레싱 전압 VC_{ADD_H}가 공통 라인을 따라 인가되는 경우, 높은 세그먼트 전압 VS_H의 인가는 변조기가 자신의 현재 위치에서 유지되는 것을 초래할 수 있는 한편, 낮은 세그먼트 전압 VS_L의 인가는 변조기의 작동을 초래할 수 있다. 결과로서, 세그먼트 전압들의 효과는 낮은 어드레싱 전압 VC_{ADD_L}이 인가되는 경우 반대일 수 있어서, 높은 세그먼트 전압 VS_H는 변조기의 작동을 초래하고, 낮은 세그먼트 전압 VS_L은 변조기의 상태에 어떠한 영향을 주지 않는다(즉, 안정되게 유지된다).

몇몇 구현들에서, 변조기들에 걸쳐 동일한 극성의 전위차를 항상 생성하는, 유지 전압들, 어드레스 전압들 및 세그먼트 전압들이 이용될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 변조기들의 전위차의 극성을 변경하는 신호들이 이용될 수 있다. 변조기들에 걸친 극성의 변경(즉, 기록 절차들의 극성의 변경)은, 단일 극성의 반복된 기록 동작들 이후 초래될 수 있는 전하 누적을 감소시키거나 방지할 수 있다.

도 5a는, 도 2의 3x3 간섭계 변조기 디스플레이에서 디스플레이 데이터의 프레임을 예시하는 도면의 일례를 도시한다. 도 5b는, 도 5a에서 예시된 디스플레이 데이터의 프레임을 기록하는데 이용될 수 있는 공통 및 세그먼트 신호들에 대한 타이밍도의 일례를 도시한다. 신호들은, 예를 들어, 도 2의 3x3 어레이에 인가될 수 있고, 이것은 궁극적으로, 도 5a에 예시된 라인 타임(60e)의 디스플레이 배열을 초래할 것이다. 도 5a의 작동된 변조기들은 어두운 상태, 즉, 반사된 광의 상당 부분이 가시 스펙트럼 밖에 있어서, 예를 들어, 관측자에게 어두운 외관을 초래하는 상태이다. 도 5a에 예시된 프레임을 기록하기 전에, 픽셀들은 임의의 상태일 수 있지만, 도 5b의 타이밍도에서 예시되는 기록 절차는, 각각의 변조기가 제 1 라인 타임(60a) 이전에 릴리스되고 미작동 상태에 있는 것을 가정한다.

제 1 라인 타임(60a) 동안: 릴리스 전압(70)이 공통 라인 1 상에 인가되고; 공통 라인 2 상에 인가된 전압은 높은 유지 전압(72)에서 시작하고 릴리스 전압(70)으로 이동하고; 낮은 유지 전압(76)은 공통 라인 3을 따라 인가된다. 따라서, 공통 라인 1을 따른 변조기들(공통 1, 세그먼트 1)(1,2) 및 (1,3)은 제 1 라인 타임(60a)의 지속기간 동안 완화된 또는 미작동된 상태로 유지되고, 공통 라인 2를 따른 변조기들(2,1), (2,2) 및 (2,3)은 완화된 상태로 이동할 것이고, 공통 라인 3을 따른 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은 그들의 이전 상태로 유지될 것이다. 도 4를 참조하면, 공통 라인들 1, 2 또는 3 중 어떠한 라인도, 라인 타임(60a) 동안 작동을 유발시키는 전압 레벨들에 노출되고 있지 않기 때문에, 세그먼트 라인들 1, 2 및 3을 따라 인가된 세그먼트 전압들은, 간섭계 변조기들의 상태에 어떠한 영향을 주지 않을 것이다 (즉, VC_REL - 완화 및 VC_{HOLD_L} - 안정).

제 2 라인 타임(60b) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 이동하고, 공통 라인 1을 따른 모든 변조기들은, 공통 라인 1 상에 어떠한 어드레싱 또는 작동 전압도 인가되지 않았기 때문에, 인가된 세그먼트 전압과 무관하게 완화된 상태로 유지된다. 공통 라인 2를 따른 변조기들은 릴리스 전압(70)의 인가에 기인하여 완화된 상태로 유지되고, 공통 라인 3을 따른 변조기들(3,1), (3,2) 및 (3,3)은, 공통 라인 3을 따른 전압이 릴리스 전압(70)으로 이동하는 경우 완화될 것이다.

제 3 라인 타임(60c) 동안, 공통 라인 1은 공통 라인 1 상에 높은 어드레스 전압(74)을 인가함으로써 어드레스된다. 로우 세그먼트 전압(64)은 이 어드레스 전압의 인가 동안 세그먼트 라인들 1 및 2를 따라 인가되기 때문에, 변조기들 (1,1) 및 (1,2)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들의 포지티브 안정 윈도우의 높은 끝보다 더 크고(즉, 미리 정의된 임계치를 초과하는 전압차), 변조기들(1,1) 및 (1,2)이 작동된다. 반대로, 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기(1,3)에 걸친 픽셀 전압은 변조기들(1,1) 및 (1,2)의 전압보다 작고, 변조기의 포지티브 안정 윈도우 내로 유지되고, 따라서 변조기(1,3)는 완화되어 유지된다. 또한 라인 타임(60c) 동안, 공통 라인 2를 따른 전압은 낮은 유지 전압(76)으로 감소되고, 공통 라인 3을 따른 전압은 릴리스 전압(70)으로 유지되어, 공통 라인들 2 및 3을 따른 변조기들을 완화된 위치에 둔다.

제 4 라인 타임(60d) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 리턴하여, 공통 라인 1을 따른 변조기들을 그들 각각의 어드레스된 상태들로 둔다. 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 어드레스 전압(78)으로 감소된다. 높은 세그먼트 전압(62)이 세그먼트 라인 2를 따라 인가되기 때문에, 변조기(2,2)에 걸친 픽셀 전압은 변조기의 네거티브 안정 윈도우의 더 낮은 쪽 끝보다 작아서, 변조기(2,2)를 작동시킨다. 반대로, 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 1 및 3을 따라 인가되기 때문에, 변조기들(2,1) 및 (2,3)은 완화된 위치로 유지된다. 공통 라인 3 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 증가되어, 공통 라인 3을 따른 변조기들을 완화된 상태로 둔다.

마지막으로, 제 5 라인 타임(60e) 동안, 공통 라인 1 상의 전압은 높은 유지 전압(72)으로 유지되고, 공통 라인 2 상의 전압은 낮은 유지 전압(76)으로 유지되어, 공통 라인들 1 및 2를 따른 변조기들을 그들 각각의 어드레스된 상태들로 둔다. 공통 라인 3 상의 전압은 공통 라인 3을 따른 변조기들을 어드레스하기 위해 높은 어드레스 전압(74)으로 증가한다. 낮은 세그먼트 전압(64)이 세그먼트 라인들 2 및 3에 인가되기 때문에, 변조기들(3,2) 및 (3,3)이 작동하는 한편, 세그먼트 라인 1을 따라 인가된 높은 세그먼트 전압(62)은 변조기(3,1)를 완화된 위치에서 유지되게 한다. 따라서, 제 5 라인 타임(60e)의 끝에서, 3x3 픽셀 어레이는 도 5a에 도시된 상태이고, 다른 공통 라인들(미도시)을 따른 변조기들이 어드레스되고 있는 경우 발생할 수 있는 세그먼트 전압에서의 변화들과 무관하게, 공통 라인들을 따라 유지 전압들이 인가되는 한 그 상태에서 유지될 것이다.

도 5b의 타이밍도에서, 주어진 기록 절차(즉, 라인 타임들(60a-60e))는 높은 유지 및 어드레스 전압들 또는 낮은 유지 및 어드레스 전압들 중 하나의 이용을 포함할 수 있다. 주어진 공통 라인에 대해 기록 절차가 완료되면 (그리고, 공통 전압이, 작동 전압과 동일한 극성을 갖는 유지 전압으로 세팅되면), 픽셀 전압은 주어진 안정 윈도우 내로 유지되고, 릴리스 전압이 그 공통 라인에 인가될 때까지 완화 윈도우를 통과하지 않는다. 게다가, 각각의 변조기는 그 변조기에 어드레싱하기 전에 기록 절차의 일부로서 릴리스되기 때문에, 릴리스 시간보다는 변조기의 작동 시간이 필수적 라인 타임을 결정할 수 있다. 구체적으로, 변조기의 릴리스 시간이 작동 시간보다 더 큰 구현들에서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 릴리스 전압은 단일 라인 타임보다 더 오랫동안 인가될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 공통 라인들 또는 세그먼트 라인들을 따라 인가되는 전압들은, 상이한 색들의 변조기들과 같이 상이한 변조기들의 작동 및 릴리스 전압들에서의 변화들을 고려하기 위해 변할 수 있다.

앞서 기술된 원리들에 따라 동작하는 간섭계 변조기들의 구조의 세부사항들은, 광범위하게 변할 수 있다. 예를 들어, 도 6a 내지 도 6e는, 이동가능한 반사 층(14) 및 그의 지지 구조들을 포함하는 간섭계 변조기들의 다양한 구현들의 단면들의 예들을 도시한다. 도 6a는 도 1의 간섭계 변조기 디스플레이의 부분 단면의 일례를 도시하고, 여기서 금속 재료의 스트립, 즉 이동가능한 반사 층(14)은, 기판(20)으로부터 수직으로 연장하는 지지부들(18) 상에 증착된다. 도 6b에서, 각각의 IMOD의 이동가능한 반사 층(14)은 일반적으로 사각형 또는 직사각형 형상이고, 테더(tether)들(32) 상에서 코너들의 또는 코너들 근처의 지지부들에 부착된다. 도 6c에서, 이동가능한 반사 층(14)은 일반적으로 사각형 또는 직사각형 형상이고, 플렉서블 금속을 포함할 수 있는 변형가능한 층(34)으로부터 현수(suspend)된다. 변형가능한 층(34)은 이동가능한 반사층(14)의 둘레 주위에서 기판(20)에 직접적으로 또는 간접적으로 접속할 수 있다. 이 접속들은 본 명세서에서 지지 포스트들로 지칭된다. 도 6c에 도시된 구현은, 이동가능한 반사 층(14)의 광학 기능들을, 변형가능한 층(34)에 의해 수행되는 그의 기계적 기능들로부터 디커플링시키는 것으로부터 유도되는 추가적인 이점들을 갖는다. 이 디커플링은, 반사 층(14)에 대해 이용되는 구조적 설계 및 재료들, 및 변형가능한 층(34)에 대해 이용되는 구조적 설계 및 재료들이 서로 독립적으로 최적화되게 허용한다.

도 6d는 IMOD의 다른 예를 도시하고, 여기서 이동가능한 반사 층(14)은 반사 서브-층(14a)을 포함한다. 이동가능한 반사 층(14)은 지지 포스트들(18)과 같은 지지 구조 상에 안착된다. 지지 포스트들(18)은, 예를 들어, 이동가능한 반사 층(14)이 완화된 위치에 있는 경우, 이동가능한 반사 층(14)과 광학 스택(16) 사이에 갭(19)이 형성되도록, 더 낮은 정지 전극(즉, 예시된 IMOD에서 광학 스택(16)의 일부)로부터 이동가능한 반사 층(14)의 분리를 제공한다. 이동가능한 반사 층(14)은 또한, 전극으로 기능하도록 구성될 수 있는 전도성 층(14c) 및 지지 층(14b)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 전도성 층(14c)은 기판(20)으로부터 멀리 떨어져서 지지 층(14b)의 일 측 상에 배치되고, 반사 서브-층(14a)은 기판(20)에 근접하여 지지 층(14b)의 다른 측 상에 배치된다. 몇몇 구현들에서, 반사 서브-층(14a)은 전도성일 수 있고, 지지 층(14b)과 광학 스택(16) 사이에 배치될 수 있다. 지지 층(14b)은 예를 들어, 실리콘 옥시나이트라이드(SiON) 또는 실리콘 디옥사이드(SiO₂)와 같은 유전체 재료의 하나 또는 그 초과의 층들을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 지지 층(14b)은 예를 들어, SiO₂/SiON/SiO₂ 3-층 스택과 같은 층들의 스택일 수 있다. 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c) 중 하나 또는 둘 모두는, 예를 들어, 약 0.5% 구리(Cu) 또는 다른 반사 금속 재료를 갖는 알루미늄(Al) 합금을 포함할 수 있다. 유전체 지지 층(14b)의 위 및 아래에서 전도성 층들(14a, 14c)을 이용하는 것은 응력들을 밸런싱할 수 있고, 향상된 전도성을 제공할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 반사 서브-층(14a) 및 전도성 층(14c)은, 이동가능한 반사 층(14) 내에 특정한 응력 프로파일들을 달성하는 것과 같은 다양한 설계 목적들을 위해 상이한 재료들로 형성될 수 있다.

도 6d에 예시된 바와 같이, 몇몇 구현들은 또한 흑색 마스크 구조(23)를 포함할 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는, 주위의 또는 빗나간 광을 흡수하기 위해, 광학적으로 비활성 구역들(예를 들어, 픽셀들 사이 또는 포스트들(18) 아래)에 형성될 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는 또한, 광이 디스플레이의 비활성 부분들로부터 반사되거나 그를 통해 투과되는 것을 방지함으로써 콘트라스트비를 증가시켜 디스플레이 디바이스의 광학 특성들을 개선시킬 수 있다. 추가적으로, 흑색 마스크 구조(23)는 전도성일 수 있고, 전기 버싱(bussing) 층으로서 기능하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 행 전극들은, 접속된 행 전극의 저항을 감소시키기 위해 흑색 마스크 구조(23)에 접속될 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는, 증착 및 패터닝 기술들을 포함하는 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 흑색 마스크 구조(23)는 하나 또는 그 초과의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현들에서, 흑색 마스크 구조(23)는, 광학 흡수체로서 기능하는 몰리브덴-크롬(MoCr) 층, 스페이서 층(예를 들어, SiO₂) 및 반사체 및 버싱 층으로서 기능하는 알루미늄 합금을 포함하고, 각각, 약 30 내지 80 Å, 500 내지 1000 Å 및 500 내지 6000 Å 범위의 두께를 갖는다. 하나 또는 그 초과의 층들은, 예를 들어, MoCr 및 SiO₂ 층들에 대한 탄소 테트라플루오로메탄(CF₄) 및/또는 산소(O₂) 및 알루미늄 합금 층에 대한 염소(Cl₂) 및/또는 보론 트리클로라이드(BCl₃)를 포함하는 건식 에칭 및 포토리소그래피를 포함하는 다양한 기술들을 이용하여 패터닝될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 흑색 마스크(23)는 에탈론(etalon) 또는 간섭계 스택 구조일 수 있다. 이러한 간섭계 스택 흑색 마스크 구조들(23)에서, 전도성 흡수체들은, 각각의 행 또는 열의 광학 스택(16)의 더 낮은 정지 전극들 사이에서 신호들을 송신 또는 버싱하도록 이용될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 스페이서 층(35)은 일반적으로, 흡수체 층(16a)을 흑색 마스크(23)의 전도성 층들로부터 전기 절연시키도록 기능할 수 있다.

도 6e는 IMOD의 다른 예를 도시하고, 여기서 이동가능한 반사 층(14)은 스스로 지지된다. 도 6d와는 대조적으로, 도 6e의 구현은 지지 포스트들(18)을 포함하지 않는다. 대신에, 이동가능한 반사 층(14)은 다수의 위치들에서 하부의(underlying) 광학 스택(16)에 접촉하고, 이동가능한 반사 층(14)의 곡선은, 간섭계 변조기에 걸친 전압이 작동을 유발시키기에 불충분한 경우, 이동가능한 반사 층(14)이 도 6e의 미작동된 위치로 리턴하는 충분한 지지를 제공한다. 명확화를 위해, 복수의 몇몇 상이한 층들을 포함할 수 있는 광학 스택(16)이 광학 흡수체(16a) 및 유전체(16b)를 포함하는 것으로 여기에 도시된다. 몇몇 구현들에서, 광학 흡수체(16a)는 고정된 전극 및 부분 반사 층 모두로서 기능할 수 있다.

도 6a 내지 도 6e에 도시된 구현들과 같은 구현들에서, IMOD들은 다이렉트-뷰 디바이스들로서 기능하고, 여기서 이미지들은 투명 기판(20)의 전방, 즉, 변조기가 배열된 측에 대향하는 측으로부터 관측된다. 이 구현들에서, 디바이스의 후면 부분들(즉, 예를 들어, 도 6c에 예시된 변형가능한 층(34)을 포함하는, 이동가능한 반사 층(14) 뒤에 있는 디스플레이 디바이스의 임의의 부분)은, 디스플레이 디바이스의 이미지 품질에 영향을 주거나 부정적으로 영향을 미치지 않도록 구성 및 동작될 수 있는데, 이것은, 반사 층(14)이 디바이스의 이들 부분들을 광학적으로 차단하기 때문이다. 예를 들어, 몇몇 구현들에서, 전압 어드레싱 및 이러한 어드레싱으로부터 유발되는 이동들과 같은 변조기의 전기기계적 특성들로부터 변조기의 광학적 특성들을 분리시키는 능력을 제공하는 버스 구조(미도시)가 이동가능한 반사 층(14) 뒤에 포함될 수 있다. 추가적으로, 도 6a 내지 도 6e의 구현들은, 예를 들어, 패터닝과 같은 프로세싱을 단순화시킬 수 있다.

도 7은, 간섭계 변조기에 대한 제조 프로세스(80)를 예시하는 흐름도의 일례를 도시하고, 도 8a 내지 도 8e는 이러한 제조 프로세스(80)의 대응하는 스테이지들의 개략적 단면도들의 예들을 도시한다. 몇몇 구현들에서, 제조 프로세스(80)는, 도 7에 도시되지 않은 다른 블록들에 부가하여, 예를 들어, 도 1 및 도 6에 예시된 일반적 타입의 간섭계 변조기들을 제조하도록 구현될 수 있다. 도 1, 도 6 및 도 7을 참조하면, 프로세스(80)는, 기판(20) 상의 광학 스택(16) 형성에 의해 블록(82)에서 시작한다. 도 8a는, 기판(20)상에 형성된 이러한 광학 스택(16)을 예시한다. 기판(20)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명 기판일 수 있고, 이것은 플렉서블일 수 있거나 비교적 딱딱하고 구부러지지 않을 수 있고, 광학 스택(16)의 효율적인 형성을 용이하게 하기 위해, 예를 들어 세정과 같은 사전 준비 프로세스들을 겪을 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 광학 스택(16)은 전기 전도성이고, 부분 투명 및 부분 반사일 수 있고, 예를 들어, 투명 기판(20) 상에 원하는 특성들을 갖는 하나 또는 그 초과의 층들을 증착함으로써 제조될 수 있다. 도 8a에서, 광학 스택(16)은 서브-층들(16a 및 16b)을 갖는 다중층 구조를 포함할 수 있지만, 몇몇 다른 구현들에서는 더 많거나 더 적은 서브-층들이 포함될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는, 결합된 도체/흡수체 서브-층(16a)과 같은 광학적으로 흡수적이고 전도적 특성들 모두를 갖도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나 또는 그 초과는 병렬 스트립들로 패터닝될 수 있고, 디스플레이 디바이스에서 행 전극들을 형성할 수 있다. 이러한 패터닝은 마스킹 및 에칭 프로세스 또는 당업계에 공지된 다른 적절한 프로세스에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 서브-층들(16a, 16b) 중 하나는, 하나 또는 그 초과의 금속 층들(예를 들어, 하나 또는 그 초과의 반사 및/또는 전도성 층들) 상에 증착되는 서브-층(16b)과 같은 절연 또는 유전체 층일 수 있다. 또한, 광학 스택(16)은, 디스플레이의 행들을 형성하는 개별적이고 병렬적인 스트립들로 패터닝될 수 있다.

프로세스(80)는, 광학 스택(16) 상에 희생 층(25)의 형성에 의해 블록(84)에서 계속된다. 희생 층(25)은 캐비티(19)를 형성하도록 추후에 (예를 들어, 블록(90)에서) 제거되고, 따라서, 희생 층(25)은 도 1에 예시된 결과적 간섭계 변조기들(12)에는 도시되지 않는다. 도 8b는, 광학 스택(16) 상에 형성된 희생 층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 디바이스를 예시한다. 광학 스택(16) 상의 희생 층(25)의 형성은, 후속적 제거 이후 원하는 설계 크기를 갖는 갭 또는 캐비티(19)(또한 도 1 및 도 8e 참조)를 제공하도록 선택된 두께로, 몰리브덴(Mo) 또는 비정질 실리콘(Si)과 같은 제논 디플루오라이드(XeF₂)-에칭가능한 재료의 증착을 포함할 수 있다. 희생 재료의 증착은, 물리 기상 증착(PVD, 예를 들어, 스퍼터링), 플라즈마-강화 화학 기상 증착(PECVD), 열 화학 기상 증착(열 CVD) 또는 스핀-코팅과 같은 증착 기술들을 이용하여 수행될 수 있다.

프로세스(80)는, 도 1, 도 6 및 도 8c에 예시된 바와 같이, 포스트(18)와 같은 지지 구조의 형성에 의해 블록(86)에서 계속된다. 포스트(18)의 형성은, 지지 구조 애퍼쳐를 형성하기 위해 희생 층(25)을 패터닝하는 것, 그 다음, PVD, PECVD, 열 CVD 또는 스핀-코팅과 같은 증착 방법을 이용하여, 포스트(18)를 형성하기 위해 애퍼쳐에 재료(예를 들어, 폴리머 또는 무기 재료, 이를테면, 실리콘 옥사이드)를 증착하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 희생 층에 형성된 지지 구조 애퍼쳐는 희생 층(25) 및 광학 스택(16) 모두를 통해 하부의 기판(20)으로 연장할 수 있어서, 포스트(18)의 하부 말단은 도 6a에 예시된 바와 같이 기판(20)에 접촉한다. 대안적으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 희생 층(25)에 형성된 애퍼쳐는 희생 층(25)을 통해 연장할 수 있지만, 광학 스택(16)을 통해서는 연장하지 않는다. 예를 들어, 도 8e는 광학 스택(16)의 상부 표면에 접촉하는 지지 포스트들(18)의 하부 말단들을 예시한다. 포스트(18) 또는 다른 지지 구조들은, 희생 층(25) 상에 지지 구조 재료의 층을 증착하고, 희생 층(25)의 애퍼쳐들로부터 멀리 떨어져 위치된 지지 구조 재료의 부분들을 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 도 8c에 예시된 바와 같이, 지지 구조들은 애퍼쳐들 내에 위치될 수 있지만, 또한 적어도 부분적으로 희생 층(25)의 부분 상에 연장할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 희생 층(25) 및/또는 지지 포스트들(18)의 패터닝은 패터닝 및 에칭 프로세스에 의해 수행될 수 있지만, 또한 대안적인 에칭 방법들에 의해 수행될 수 있다.

프로세스(80)는, 도 1, 도 6 및 도 8d에 예시된 이동가능한 반사 층(14)과 같은 이동가능한 반사 층 또는 멤브레인의 형성에 의해 블록(88)에서 계속된다. 이동가능한 반사 층(14)은, 하나 또는 그 초과의 패터닝, 마스킹 및/또는 에칭 단계들과 함께 반사 층(예를 들어, 알루미늄, 알루미늄 합금) 증착과 같은 하나 또는 그 초과의 증착 단계들을 이용함으로써 형성될 수 있다. 이동가능한 반사 층(14)은 전기 전도성일 수 있고, 전기 전도성 층으로 지칭될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 이동가능한 반사 층(14)은 도 8d에 도시된 바와 같이 복수의 서브-층들(14a, 14b, 14c)을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 서브-층들(14a, 14c)과 같은 서브-층들 중 하나 또는 그 초과는 그들의 광학 특성들을 위해 선택되는 매우 반사적인 서브-층들을 포함할 수 있고, 다른 서브-층(14b)은 그의 기계적 특성들을 위해 선택되는 기계적인 서브-층을 포함할 수 있다. 희생 층(25)은 블록(88)에서 형성된 부분적으로 제조된 간섭계 변조기에 여전히 존재하기 때문에, 이동가능한 반사 층(14)은 통상적으로 이 스테이지에서 이동가능하지 않다. 희생 층(25)을 포함하는 부분적으로 제조된 IMOD는 또한 본 명세서에서 "릴리스되지 않은" IMOD로 지칭될 수 있다. 도 1과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 이동가능한 반사 층(14)은, 디스플레이의 열들을 형성하는 개별적이고 병렬적인 스트립들로 패터닝될 수 있다.

프로세스(80)는, 예를 들어, 도 1, 도 6 및 도 8e에 예시된 바와 같이, 캐비티(19)와 같은 캐비티의 형성에 의해 블록(90)에서 계속된다. 캐비티(19)는, (블록(84)에서 증착된) 희생 재료(25)를 에천트에 노출시킴으로써 형성될 수 있다. 예를 들어, Mo 또는 비정질 Si와 같은 에칭가능한 희생 재료는 건식 화학 에칭에 의해, 예를 들어, 캐비티(19)를 둘러싸는 구조들에 대해 통상적으로 선택적으로 제거되는, 원하는 양의 재료를 제거하는데 효과적인 시간 기간 동안 고체 XeF₂로부터 유도된 증기들과 같은 가스상의 또는 증기상의 에천트에 희생 층(25)을 노출시킴으로써 제거될 수 있다. 예를 들어, 습식 에칭 및/또는 플라즈마 에칭과 같은 다른 에칭 방법들이 또한 이용될 수 있다. 희생 층(25)이 블록(90) 동안 제거되기 때문에, 이동가능한 반사 층(14)은 통상적으로 이 스테이지 이후 이동가능하게 된다. 희생 재료(25)의 제거 이후, 결과적인 전체적으로 또는 부분적으로 제조된 IMOD는 본 명세서에서 "릴리스된" IMOD로 지칭될 수 있다.

반사형 디스플레이들, 이를테면, 간섭계 변조기들을 포함하는 몇몇 디스플레이들은 주위 광을 광원으로서 이용할 수 있기 때문에, 디스플레이되는 이미지들은 주위 광의 조도에 의해 직접적으로 영향받을 수 있다. 예를 들어, 주위 광의 낮은 조도 하에서, 이를테면, 어두운 방에서, 디스플레이는 어둡게 보일 수 있다. 높은 조도의 주위 광으로 조명되는 경우, 이를테면, 밝은 태양광 하에서, 디스플레이는 밝게 보일 수 있다. 또한, 반사형 디스플레이들은 정반사 디스플레이들일 수 있기 때문에, 디스플레이되는 이미지는 또한 주위 광의 방향에 의해 영향받을 수 있다. 따라서, 몇몇 구현들에서, 반사형 디스플레이들의 성능을 향상시키거나 시청자 경험을 개선하기 위해, 반사형 디스플레이들에 보충 조명이 제공될 수 있다. 보충 조명을 제어하는데 이용가능한 조명 모델의 몇몇 예들이 아래에서 상세히 논의되며, 이 예들은, 반사형 디스플레이들의 에너지 효율을 현저히 손상시키지 않으면서 반사형 디스플레이들의 성능을 향상시키기 위해 다양한 주위 조명 조건들 하에서 보충 조명의 최적의 레벨을 제공할 수 있다.

도 9a는, 디스플레이 표면 상의 정반사의 일례를 예시한다. 정반사에서, 지향된 조명(101)으로부터의 입사광(100)(예를 들어, 태양, 실내 광 등과 같은 하나 또는 그 초과의 광원들로부터 입사하는 지향성 광)은 디스플레이 표면(110)으로부터 단일 방향(120)으로 반사된다. 디스플레이 표면(110)으로부터의 반사는 정반사의 방향(120)에서 가장 밝게 보일 수 있다. 입사광(100)은 지향된 조명(101) 하에서 특정한 방향(120)으로 반사되기 때문에, 정반사 디스플레이는 상이한 방향들에서는 상이하게 보일 수 있다. 예를 들어, 시청자가 포인트 A(정반사의 방향(120))로부터 디스플레이 표면(110)을 보는 경우, 디스플레이 표면(110)은 비교적 밝게 보일 수 있다. 그러나, 시청자가 포인트 B(정반사의 방향(120)이 아님)에서 디스플레이 표면(110)을 보는 경우, 디스플레이 표면(110)은 비교적 어둡게 보일 수 있다.

도 9b는, 디스플레이 표면(110) 상의 랑베르 반사의 일례를 예시한다. 랑베르 반사에서, 입사광(100)은 디스플레이 표면(110)으로부터 실질적으로 모든 방향들(121)로 반사되고, 디스플레이 표면(110)의 보이는 밝기는 시야각과 무관하게 실질적으로 동일하게 보인다. 예를 들어, 디스플레이 표면(110)을 포인트 A로부터 또는 포인트 B로부터 관찰하는 경우, 디스플레이 표면(110)은 실질적으로 동일한 밝기를 갖는다.

도 9c는, 산란 조명(102)으로 조명되는 반사형 디스플레이 표면(110)의 일례를 예시한다. 도 9c에 예시된 바와 같이, 반사형 디스플레이 표면(110)이 산란 조명(102)(예를 들어, 표면(110) 위의 실질적으로 모든 방향들로부터 입사하는 광)으로 조명되는 경우, 입사 산란 광(100)은 실질적으로 모든 방향들(121)로 반사되고, 따라서, 디스플레이 표면(110)의 밝기는, 시청자의 위치와 무관하게 (디스플레이 표면(110) 위의) 모든 방향들에서 실질적으로 동일하게 보일 수 있다 (예를 들어, 반사형 디스플레이는 산란 조명 조건들 하에서 랑베르 반사 특성들을 갖는다). 특정한 구현들의 경우, 디스플레이 표면(110) 위의 모든 방향들은, 2π 스테라디안(steradian)(이 값을 포함함)까지의 입체각(solid angle)들의 범위를 포함할 수 있다. 스테라디안은, 단위 구의 표면 상의 단위 면적으로 나눈 단위 구의 중심에 대한 입체각으로 정의될 수 있다. 구는 4π 스테라디안의 입체각에 대응한다. 따라서, 디스플레이 표면(110) 위의 모든 방향들은 구의 약 절반까지, 예를 들어, 2π 스테라디안(이 값을 포함함)까지의 입체각을 가질 수 있다.

반사형 디스플레이들은 또한 정반사와 랑베르 반사 중간의 특성들을 나타낼 수 있다. 도 9d는, 정반사와 랑베르 반사 중간의 반사의 일례를 예시한다. 도 9d에 도시된 바와 같이, 입사광(100)은, 방향(122)(몇몇 구현들에서 정반사 방향일 수 있음)을 중심으로 일정 범위의 각도들에서 산란 또는 반사한다. 표면(110)은 또한, 도 9a 내지 도 9d에 예시된 반사 특성들의 조합, 이를테면, 산란 및 지향된 조명 조건들 하에서 표면(110)으로부터의 반사를 가질 수 있다. 표면(110)의 외관(예를 들어, 밝기)은, 산란 및 지향된 조명의 양(들), 지향된 조명이 표면에 의해 수신되는 각도(들), 표면(110)이 보여지는 방향 등을 포함하는 팩터들에 의존할 수 있다.

"이득을 갖는 디스플레이"는, 정반사, 및 정반사와 랑베르 반사 중간의 특성들, 이를테면, 2π 스테라디안보다 작은 범위의 각도들로 반사되는 광을 나타낼 수 있는 디스플레이일 수 있다. 이러한 디스플레이가 상당히 지향된 성분을 가져서 정반사를 초래하는 경우, 디스플레이가 밝기를 "획득할" 기회가 존재할 수 있다. 광원이 디스플레이 표면의 법선으로부터 어느 정도 각도의 범위 내에 있으면, 사용자가 이득을 이용하는 것이 가능할 수 있다. 도 10은 큰 각도로 시청자(140) 위에 있는 지향된 조명(130)의 일례를 예시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 지향된 조명(130)으로부터의 입사 광(100)은, 입사 광(100)이 디스플레이(210)로부터 방향(122) 쪽으로 반사될 수 있도록 디스플레이(210)를 조명한다. 예를 들어, 셀룰러 전화기들에서와 같은 휴대용 디스플레이들의 경우, 시청자들은, 지향된 광(122)이 자신들의 눈 쪽으로 반사되도록 그리고 디스플레이(210)가 비교적 밝게 보이도록 디스플레이(210)를 자연스럽게 홀딩하는 경향이 있다. 따라서, 이득을 갖는 디스플레이(210)(또는 지향된 조명(130))는, 가장 큰 밝기로 반사된 광의 방향(122)이 시청자(140)의 눈으로 지향되도록 조정될 수 있다.

도 11은, 큰 이득, 작은 이득 및 랑베르 특성들을 갖는 디스플레이들의 예들에 대해 정반사 방향으로부터 시야각의 함수로서의 디스플레이의 밝기의 그래픽 도면이다. 시야각은 법선 방향(325)으로부터 약 -90°내지 약 +90°까지 변할 수 있다. 디스플레이의 밝기는 candela/m²(때때로 "nit"로 지칭됨)의 단위들로 측정되는 휘도로서 표현될 수 있다. 트레이스(310)는 비교적 큰 이득을 갖는 디스플레이를 예시하는 한편, 트레이스(320)는 비교적 작은 이득을 갖는 디스플레이를 예시한다. 이 예들에서, 2개의 트레이스들(310 및 320)은, 벨(bell) 형상이고, 예를 들어, 정반사 방향에서 시야각에서 최대 밝기를 가질 수 있다. 비교적 큰 이득을 예시하는 트레이스(310)는, 비교적 작은 이득을 예시하는 트레이스(320)보다 큰 최대 밝기를 갖는다. 앞서 논의된 바와 같이, 시청자(140)는, 예를 들어, 최대 밝기의 방향(또는 더 밝은 반사의 방향)이 시청자의 눈을 향하도록 디스플레이(210)를 배향시킴으로써, 최대 밝기를 이용하기 위해 이득을 갖도록 디스플레이(210)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(210)는, 광원(100)의 각도 θ_source와 관련하여 시야각 θ_view을 조정하기 위해 (예를 들어, 수직 방향(300)에 대해 측정되는) 각도 θ_display로 조정될 수 있다. 예를 들어, 특정한 구현들에서, 법선 방향(325)으로부터 정반사의 각도 θ_specular는 법선 방향(325)으로부터 광원(100)의 각도 θ_source와 대략 동일할 수 있다. 이러한 구현들에서, 정반사 방향으로부터의 시야각 Δθ는 θ_specular - θ_view로 표현될 수 있다. 디스플레이(210)의 밝기는, 예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 정반사 방향으로부터의 각도 Δθ의 함수일 수 있다.

예를 들어, 밝은 구름낀 날과 같은 산란 조명의 높은 조도 조건들 하에서, 반사형 디스플레이(210)의 특정한 구현들은 비교적 밝게 보일 수 있다. 조도(lux 또는 제곱 미터 당 lumens 단위)는 표면의 단위 면적 상에 입사하는 광속(luminous flux)의 측정치이다. 예를 들어, 어두운 구름낀 날과 같은 산란 조명의 더 낮은 조도 조건들 하에서, 반사형 디스플레이의 특정한 구현들은 비교적 어둡게 보일 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 산란 조명 조건들 하에서 특정한 타입들의 디스플레이들은 랑베르 반사 특성들을 가질 수 있다. 도 11의 트레이스(330)에 도시된 바와 같이, 랑베르 특성들을 갖는 예시적인 디스플레이는 실질적으로 동일하게 보일 수 있는데, 예를 들어, 시야각이 약 -90°로부터 약 +90°까지 변하는 경우에도 실질적으로 동일한 밝기를 갖는다.

조명이 비교적 균일하면, 몇몇 타입들의 디스플레이(210)는 랑베르 디스플레이에 대한 "이득"의 이점을 갖지 않을 수 있다. 또한, 광은 산란 조명 조건들 하에서 넓은 범위의 방향들로 확산되기 때문에, 광의 동일한 조도에 대해, 산란 조명으로 조명된 디스플레이는, 지향된 광으로 조명되는 경우보다 더 어둡게 보일 수 있다. 따라서, 디스플레이 디바이스의 다양한 구현들은, 산란 조명에 의한 조명과 지향된 조명에 의한 조명 사이를 구별하여, 예를 들어, 전면 광 또는 후면 광과 같은 보조 광원을 통해 디스플레이 디바이스에 제공될 수 있는 광의 추가적인 양을 결정 및 제어하기 위해 본원에 설명된 디바이스 및 방법들을 이용할 수 있다.

도 12는 디스플레이 디바이스(200)의 예시적인 구현을 예시한다. 디스플레이 디바이스(200)는, 디스플레이(210), 및 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 하나 또는 그 초과의 조명 모델들에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이(210)에 보충 광을 제공하도록 구성되는 보조 광원(220)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(200)는, 예를 들어, 아래에서 설명되는 도 18a 내지 도 18d와 같은 조명 모델에 적어도 부분적으로 기초하여 반사형 디스플레이에 전면 광 휘도를 제공할 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)는, 디스플레이(210)를 조명하는 주위 광(500)의 조도를 결정하도록, 이를테면, 측정하도록 구성되는 센서 시스템(230)을 더 포함할 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)는 센서 시스템(230)과 통신하는 제어기(240)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 일렉트로닉스를 포함하는 제어기(240)는, 디스플레이(210)에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다. 보충 광의 양은 센서 시스템(230)에 의해 결정되는 조도에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.

특정한 구현들에서, 디스플레이 디바이스(200)는, 셀룰러 전화들, 모바일 텔레비젼 수신기들, 무선 디바이스들, 스마트폰들, 블루투스 디바이스들, 개인 휴대 정보 단말들(PDA들), 무선 전자 메일 수신기들, 핸드-헬드 또는 휴대용 컴퓨터들, 넷북들, 노트북들, 스마트북들, GPS 수신기들/내비게이터들, 카메라들 및 카메라 뷰 디스플레이들, MP3 플레이어들, 캠코더들, 게임 콘솔들, 손목 시계들, 시계들, 계산기들, 전자 판독 디바이스들(예를 들어, e-리더들), DVD 플레이어들, CD 플레이어들, 또는 임의의 전자 디바이스를 포함하는, 본 명세서에서 논의되는 것들과 같은 디스플레이(210)를 포함할 수 있다. 디스플레이(210)의 형상은, 예를 들어, 직사각형일 수 있지만, 다른 형상들, 이를테면, 정사각형 또는 타원형이 또한 이용될 수 있다. 디스플레이(210)는, 유리 또는 플라스틱 또는 다른 재료로 제조될 수 있다. 다양한 구현들에서, 디스플레이(210)는 반사형 디스플레이, 이를테면, 본 명세서에서 논의되는 바와 같은 반사형 간섭계 변조기들 또는 액정 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 포함한다. 몇몇 다른 구현들에서, 디스플레이(210)는 반투과형 디스플레이 또는 발산형 디스플레이를 포함한다.

디스플레이 디바이스(200)는, 디스플레이(210)에 보충 광을 제공하도록 구성되는 보조 광원(220)을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 보조 광원(220)은, 예를 들어, 반사형 디스플레이를 위한 전면 광을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 보조 광원(220)은, 예를 들어, 발산형 또는 반투과형 디스플레이들을 위한 후면 광을 포함할 수 있다. 보조 광원(220)은 임의의 타입의 광원, 이를테면, 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 광원(220)으로부터 광을 수신하고, 광을 디스플레이(210)의 하나 또는 그 초과의 부분들에 안내하는데 광 가이드(미도시)가 이용될 수 있다.

도 12에 도시된 구현에서, 센서 시스템(230)은, 넓은 범위의 방향들로부터 주위 광(500)의 산란 조도를 측정하도록 구성될 수 있고, 그리고/또는 비교적 좁은 범위의 방향들로부터 주위 광(500)의 지향된 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 몇몇 구현들은, 조도, 이를테면, 주위 광(500)의 산란 조도 또는 지향된 조도를 측정하도록 구성되는 센서 시스템(230)을 활용할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 몇몇 다른 구현들은, 주위 광(500)의 산란 조도 및 지향된 조도 모두를 측정하도록 구성되는 센서 시스템(230)을 활용할 수 있다. 산란 조도는, 넓은 범위의 각도들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 주위 광(500), 이를테면, 약 2π 스테라디안까지의 입체각에 대응하는 방향들로부터 디스플레이(210)에 도달하는 광의 조도의 측정일 수 있다. 지향된 조도는, 2π 스테라디안보다 작은 입체각에 대응하는 방향들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 주위 광(500), 이를테면, 아래에서 추가로 설명될 바와 같이 하나 또는 그 초과의 비교적 좁은 각도들의 원뿔들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 광의 조도의 측정일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 지향된 조도는, 약 2π 스테라디안보다 훨씬 작은 입체각에 대응하는 방향들로부터 센서 시스템(230)에 도달하는 주위 광(500)의 조도의 측정일 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현들에서, 원뿔은, 약 5도부터 약 60도까지, 이를테면, 약 5도 내지 약 15도, 약 15도부터 약 30도까지, 약 30도부터 약 45도까지, 약 45도부터 약 60도까지의 범위, 또는 몇몇 다른 범위의 각도 폭들의 각도(전체) 폭을 가질 수 있다.

도 13a는, 산란 광 센서(231) 및 지향된 광 센서(232)를 포함하는 예시적인 센서 시스템(230)을 예시한다. 산란 광 센서(231)는 산란 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 산란 광 센서(231)는 전지향성 광 센서, 이를테면, 넓은 범위의 방향들로부터의 광(예를 들어, 센서에 입사하는 실질적으로 모든 방향들로부터의 광)을 감지하는 인시던스 메타(incidence meter)일 수 있다. 지향된 광 센서(232)는 지향된 조도를 측정하도록 구성될 수 있다. 도 13b는, 예시적인 지향된 광 센서(232)에 대한 허용 각도 θ_acc의 일례를 예시한다. 예를 들어, 지향된 광 센서(232)는, 예를 들어, 약 10도, 약 15도, 약 20도, 약 25도, 약 30도, 약 35도, 약 40도, 약 45도, 약 50도, 약 55도, 약 60도 또는 몇몇 다른 각도의 허용 각도 θ_acc를 갖는 원뿔 내의 방향으로부터 입사하는 광에 대해 민감할 수 있다. 지향된 광 센서(232)는, 약 5도부터 약 15도까지, 약 15도부터 약 30도까지, 약 30도부터 약 45도까지, 약 45도부터 약 60도까지의 범위 또는 몇몇 다른 범위의 각도 폭들의 허용 각도를 갖는 원뿔로부터 수신되는 광을 측정할 수 있다. 센서 시스템(230)은 유기 또는 나노입자 센서들을 포함할 수 있다. 센서 시스템(230)은 또한 포토다이오드들, 포토트랜지스터들, 및/또는 포토레지스터들을 포함할 수 있다.

도 13c는, 복수의 지향된 광 센서들(232)을 포함하는 예시적인 센서 시스템(230)을 예시한다. 지향된 광 센서들(232) 각각은 특정한 방향을 포인팅할 수 있고, 2π 스테라디안보다 작은, 그리고 몇몇 구현들에서는 약 2π 스테라디안보다 훨씬 작은 입체각에 대응하는 원뿔로부터 수신되는 광에 민감할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 지향된 광 센서들(232)의 하나 또는 그 초과의 광 감도의 방향들은 적어도 부분적으로 중첩할 수 있고, 이것은, 센서들(232) 중 하나의 고장의 경우 어느 정도의 리던던시를 제공할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 지향된 광 센서들(232) 중 하나 또는 그 초과의 광 감도의 방향들은 적어도 부분적으로 중첩하여, 지향된 광 센서들(232) 중 둘 또는 그 초과로부터의 측정들의 보간을 통해, 지향된 광원의 각도 위치의 측정을 허용할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 복수의 지향된 광 센서들(232)은, 지향된 광 센서들(232)에 대한 각도들의 비교적 넓은 범위 θ_range(예를 들어, 약 2π 스테라디안까지)에 걸쳐 배치된 지향된 광원들이 측정될 수 있도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 13c에 도시된 선형 어레이의 센서들(232)은, 어레이의 라인을 따라 약 120도까지, 약 140도까지 또는 약 160도까지의 각도들의 범위 θ_range에서 지향된 광원들을 측정할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 지향된 광원들(232)은, 디스플레이 디바이스(200)에 대해 기대되는 또는 예상되는 방향들로부터 입사하는 지향된 광원들에 대해 민감하도록 배열될 수 있다.

몇몇 경우들에서, 지향된 광원들(232) 각각은, 예를 들어, 약 5도, 약 10도, 약 15도, 약 20도, 약 25도, 약 30도, 약 35도, 약 40도, 약 45도, 약 50도, 약 55도, 약 60도 또는 몇몇 다른 각도의 허용 각도를 갖는 원뿔 내의 방향들로부터 입사하는 광에 민감할 수 있다. 다른 경우들에서, 지향된 광 센서들(232)은, 상이한 각도들을 갖는 원뿔 내의 방향들로부터 입사하는 광에 민감할 수 있는데, 예를 들어, 하나의 지향된 광 센서는 약 40도에 민감할 수 있는 한편, 다른 지향된 광 센서는 약 30도에 민감할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 더 좁은 허용 각도를 갖는 지향된 광 센서들(232)은 예상되는 지향된 조도의 위치들에 배열될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 더 좁은 허용 각도를 갖는 지향된 광 센서들(232)은 더 넓은 허용 각도를 갖는 지향된 광 센서들(232)과 중첩하도록 배열되어, 더 좁은 허용 각도를 갖는 지향된 광 센서(232) 및 더 넓은 허용 각도를 갖는 지향된 광 센서(232)로부터의 측정들의 보간을 통해, 지향된 광원의 각도 위치의 측정을 허용할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 복수의 지향된 광 센서들(232)은, 예를 들어, 도 13a에 도시된 바와 같이, 산란 센서(231)와 함께 이용될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 산란 조도는, 복수의 지향된 광 센서들(232)에 의해 측정될 수 있는데, 예를 들어, 지향된 광 센서들(232) 각각에 의해 측정된 조도들의 평균은, 지향된 광 센서들(232) 각각에 대한 각각의 허용 각도에 기초하여 가중된다. 다양한 구현들에서, 복수의 센서들(232)은 도 13c에 도시된 바와 같이 선형 어레이로, 또는 2차원 어레이(예를 들어, 4x4 또는 5x5 어레이)로 배치될 수 있다. 복수의 지향된 광 센서들(232)은 몇몇 구현들에서 다수의 애퍼쳐들(233)로서, 또는 광센서들(235) 또는 광센서 어레이와 결합된 다수의 튜브들(234)로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 애퍼쳐들(233)의 어레이는 디스플레이 디바이스(200)의 커버의 일부에 형성될 수 있고, 광센서(235)는 애퍼쳐들(233) 각각의 아래에 배치될 수 있다. 애퍼쳐(233)는 특정한 방향을 포인팅하는 세장된(elongated) 개구부로서 형성될 수 있고, 애퍼쳐(233)의 사이즈 및/또는 개구 각도는 (광센서(235) 또는 광센서 어레이에 의한) 광의 수신을 특정한 범위의 각도들로 제한하는데 이용될 수 있다. 다양한 구현들은 또한 애퍼쳐(233)의 허용 각도를 제한하기 위한 렌즈를 포함할 수 있다.

도 13d는, 단일의 지향된 광 센서(232)를 포함하는 예시적인 센서 시스템을 예시한다. 도 13d의 좌측에 도시된 바와 같이, 지향된 광 센서(232)는 지향된 조도를 제 1 위치에서 측정할 수 있다. 지향된 광 센서(232)는 다수의 방향들로부터의 광을 수집하기 위해 기울어질 수 있다. 예를 들어, 도 13d의 우측에 도시된 바와 같이, 지향된 광 센서(232)는 지향된 조도를 제 2 위치에서 측정하기 위해 기울어질 수 있다. 다양한 구현들에서, 지향된 광 센서(232)는 법선 방향(325)으로부터의 약 ±90도로부터 일정 각도 θ_tilt로 기울어질 수 있다. 지향된 조도는 상이한 기울어진 각도들 θ_tilt에서 지향된 광 센서(232)에 의해 측정될 수 있다. 산란 조도는 또한 지향된 광 센서(232)에 의해 결정될 수 있는데, 예를 들어, 측정된 조도들 모두에 대해 지향된 광 센서(232)에 의해 측정된 조도들의 평균은 상이한 기울어진 각도들 θ_tilt 각각에 대한 각각의 허용 각도에 기초하여 가중된다. 디스플레이 디바이스(200)는, 센서(232)를 자동으로 기울일 수 있는 액츄에이터(미도시)를 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스(200)는, 센서 시스템(230)과 통신하는 제어기(240)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 일렉트로닉스를 포함하는 제어기(240)는, 결정된 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이(210)에 (존재한다면) 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다. 특정한 구현들에서, 주위 광(500)의 결정된 조도는 산란 조도를 포함할 수 있다. 다른 구현들에서, 결정된 조도는 또한 지향된 조도를 포함할 수 있다.

제어기(240)는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 제어기(240)와 통신하는 메모리 디바이스)로부터 조도의 결정을 수신할 수 있다. 제어기(240)는, 디스플레이(210)에 추가할 보충 조명 조정을 광원(220)에 송신할 수 있다. 조명 조정은, 제어기(240)에 의해 결정되는 보충 광의 양에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 추가로 설명될 바와 같이, 보충 광의 양은, 주위 광(500)의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있거나 또는 주위 광(500)의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 또한 본 명세서에서 설명될 바와 같이, 보충 광의 양은, 주위 광(500)의 조도가, 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광(500)의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 제공될 보충 광의 양을 제공하는 룩업 테이블(LUT) 또는 공식에 액세스하도록 구성될 수 있다. LUT 또는 공식은, 주위 광(500)의 조도의 함수로서 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델(예를 들어, 도 18b 내지 도 18d에 도시된 예시적인 조도 모델들 참조)에 기초할 수 있다. LUT 또는 공식은 또한, 디스플레이되고 있는 컨텐츠(예를 들어, 텍스트, 이미지 또는 비디오)에 적어도 부분적으로 기초하는 모델에 기초할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 광원(220)을 조정하도록 구성되는 조명 제어기에 보충 조명 조정을 송신할 수 있다.

특정 구현들에서, 조명 모델은, 시청자 선호도들에 기초하여 조정될 수 있는 디폴트 조명 모델을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명될 바와 같이, 조명 모델들은 대다수의 시청자들에 대한 평균에 기초할 수 있다. 시청자 선호도들에서의 차이들을 수용하기 위해, 디스플레이 디바이스(200)의 몇몇 구현들은 사용자 인터페이스를 더 포함할 수 있고, 사용자 인터페이스로, 시청자는, 보조 광원(220)에 의해 반사형 디스플레이(210)에 제공되는 보충 광의 양을 조정할 수 있다. 사용자 인터페이스는, 예를 들어, 노브(knob), 키패드, 버튼, 스위치, 로커(rocker), 터치 감응 스크린, 압력- 또는 열-감응 멤브레인 또는 마이크로폰과 같이, 도 20b를 참조하여 아래에서 설명되는 입력 디바이스(48)와 유사하게 다양한 형태들일 수 있다. 몇몇 이러한 구현들에서, 시청자는, 보조 광원(220)에 의해 반사형 디스플레이(210)에 제공되는 보충 조명의 양을 조정하도록 사용자 인터페이스를 동작시킬 수 있다.

또한, 디스플레이 디바이스(200)의 특정한 구현들은, 주위 조명 조건에 대한 시청자 조정된 선호도를 (예를 들어, 제어기(240)와 통신하는 메모리 디바이스에) 저장할 수 있다. 조명 조건에 대한 시청자 선호도는, 시청자 조명 모델을 제공하도록 디폴트 조명 모델을 조정하는데 이용될 수 있다. 상이한 또는 동일한 주위 조명 조건에서 디스플레이 디바이스(200)의 이용시에, 특정한 구현들은 시청자 선호도 모델을 업데이트할 수 있다. 따라서, 이러한 구현들에서, 제어기(240)는, 선택적으로, 제공될 보충 광의 양을 제공하는 시청자 선호도 모델에 액세스하도록 구성될 수 있다. 또한, 몇몇 구현들에서, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 조명 모델은, 지향된 조도 및/또는 산란 조도, 및/또는 지향된 주위 광원에 대한 방향, 및/또는 시청자의 위치에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 또한, 몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 디폴트 조명 모델을 오버라이드할 수 있고, 주위 광(500)에 실질적으로 매칭하도록 보조 광원(220)을 조정할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 센서 시스템(230)에 기초한 폐쇄 루프 동작이 보조 광원(220)을 추가로 조정하게 할 수 있다.

주위 광(500)의 측정된 지향된 조도 및 측정된 산란 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 조명 조건을 결정하는 예시적인 방법은, 측정된 지향된 광 대 측정된 산란 광의 비 및 주위 광의 측정된 조도(예를 들어, lux로 측정되는 주위 조도)에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 제어기(240)는, (존재한다면) 얼마나 많은 추가적인 조명이 요구되는지를 결정할 수 있고, 보조 광원(220)을 그 결정된 추가적인 조명량으로 설정할 수 있다.

도 14a는, 예시적인 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조명 모델을 도시한다. 수직 축은 디스플레이의 (제곱 미터 당 candela 또는 "nits" 단위로 측정된) 밝기이고, 수평 축은 주위 조명의 조건들을 (lux 또는 제곱 미터 당 lumens 단위로) 도시한다. 트레이스(400)는, 예시적인 디스플레이 디바이스(200)에 대한 최적의 가독성의 추정치, 예를 들어, 최적의 시력(visual acuity)을 예시한다. 트레이스(410)는, 보조 광원이 제로로 설정된 예시적인 디스플레이 디바이스(200)를 예시한다. 트레이스(420)는, 보조 광원이 40 nits로 설정된 예시적인 디스플레이 디바이스(200)를 예시한다. 높은 조도의 조건들, 이를테면, 화창한 및/또는 밝은 구름낀 조건들 하에서, 어떠한 추가적인 조명도 요구되지 않을 수 있어서, 보조 광원(220)은 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정될 수 있다. 더 작은 산란 조도의 조건들, 이를테면, 어두운 구름낀 조건들의 경우, 추가적인 조명이 요구될 수 있어서, 보조 광원(220)은, 광원(220)에 의해 생성될 수 있는 광의 최대량까지의 또는 그와 동일한 값으로 설정될 수 있다. 매우 지향된 조도의 조건들, 이를테면 사무실 환경의 경우, 어떠한 추가적인 조명도 요구되지 않을 수 있어서, 보조 광원(220)은 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정될 수 있다. 덜 지향된 조도의 조건들, 이를테면, 집 환경의 경우, 추가적인 조명이 요구될 수 있어서, 보조 광원(220)은, 주위 조명 조건들 하에서 쉽게 시청가능한 디스플레이를 제공하기에 충분한 값으로 설정될 수 있다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스(200)의 몇몇 구현들에 일정량의 보충 광을 제공함으로써, 디스플레이 디바이스(200)의 밝기는 최적의 가독성의 조건, 이를테면, 트레이스(400)에 접근할 수 있다. 도 14a에 도시된 예시적인 조명 모델에서, 보충 조명의 이러한 값은 40 nits이다. 도 14a에 도시된 예시적인 보충 조명 모델은 에너지를 절약할 수 있는데, 이는, 이 모델이 밝기와 전력 이용량 사이에서 최적화할 수 있기 때문이다. 따라서, 특정한 구현들은, 넓은 범위의 주위 조명 조건들 하에서 충분히 밝은 디스플레이를 제공할 수 있다. 또한, 배터리-전력공급되는 디스플레이 디바이스들(200)에 대한 배터리 수명은 연장될 수 있다.

도 14b는, 전면 광원의 이용없이 반사형 디스플레이 디바이스에 비해 비교적 밝게 보이는 예시적인 반사형 디스플레이 디바이스에 대한 예시적인 실험 결과들 및 예시적인 조명 모델을 도시한다. 도 14a를 참조하여 논의된 예와 유사하게, 높은 조도의 조건들, 이를테면, 화창한 및/또는 밝은 구름낀 조건들 하에서, 추가적인 조명이 거의 또는 전혀 요구되지 않을 수 있기 때문에 보조 광원(220)은 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정될 수 있다. 또한, 도 14a에 도시된 예와 유사하게, 더 적은 산란 조도의 조건들, 이를테면, 어두운 구름낀 조건들 하에서, 보조 광원(220)은, 광원(220)에 의해 생성될 수 있는 광의 최대량까지의 또는 그와 동일한 값으로 설정될 수 있다. 매우 지향된 조도의 조건들, 이를테면 사무실 환경들의 경우, 밝은 디스플레이를 위해 추가적인 조명이 요구될 수 있어서, 보조 광원(220)은, 광원(220)에 의해 생성될 수 있는 광의 최대량까지의 또는 그와 동일한 값으로 설정될 수 있다. 덜 지향된 조도의 조건들, 이를테면, 집 환경들의 경우, 더 추가적인 조명이 또한 요구될 수 있어서, 보조 광원(220)은, 도 14a의 디스플레이에 대해 결정된 것보다 더 높은 값, 이를테면, 60 nits로 설정될 수 있다. 도 14b의 디스플레이 디바이스가 도 14a의 디스플레이 디바이스보다 더 많은 보충 광을 이용할 수 있기 때문에, 도 14b의 디스플레이 디바이스는 도 14a의 디스플레이 디바이스보다 더 밝게 보일 수 있다. 그러나, 더 적은 보충 광을 이용함으로써, 도 14a의 디스플레이 디바이스는 도 14b의 디스플레이 디바이스에 비해 더 적은 전력을 소모할 수 있고, 에너지를 절약할 수 있고, 연장된 배터리 수명을 가질 수 있다. 도 14a 및 도 14b를 참조하여 설명된 예시적인 보조 조명 모델들은 예시적인 것으로 의도되며 제한적인 것이 아니다. 디스플레이 디바이스(200)의 몇몇 다른 구현들에서, 다른 보조 조명 모델들이 이용될 수 있다.

도 15a는, 디스플레이 디바이스(200)에 추가할 보충 광의 양을 결정하기 위해 몇몇 구현들에서 이용될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 예시한다. 예를 들어, 도 15a의 예시적인 룩업 테이블은, 주위 광(50)의 산란 조도 및 지향된 조도 모두를 결정할 수 있는 센서 시스템(230)을 활용하는 특정한 구현들에서 이용될 수 있다. 룩업 테이블은, 예를 들어, 도 14a 및 도 14b와 같은 실험 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 몇몇 구현들에서 생성될 수 있다. 룩업 테이블의 x-좌표는 주위 광의 조도(예를 들어, 주위 광의 산란 성분의 조도)를 나타낼 수 있다. y-좌표는 지향된 광의 양 대 산란 광의 양의 비를 나타낼 수 있다. 임의의 x-y 좌표에서 예시적인 룩업 테이블의 값은 디스플레이에 추가될 보조 광의 양(nits 단위)이다. 이 예에서, 매우 낮은 조도(룩업 테이블 내에서 "40"으로 표현됨, 예를 들어, 집 환경들)의 주위 광에 대해 추가적 조명이 요구될 수 있는 한편, 매우 높은 조도의 주위 광에 대해서는 지향된 광 대 산란 광의 비와 무관하게, 추가적 조명이 요구되지 않을 수 있다 (룩업 테이블 내에서 "0"으로 표현됨, 예를 들어, 효율적인 디스플레이를 위한 화창한 조건들 또는 사무실 환경들). 이 2개의 극단적 조건들 중간으로, 주위 광의 동일한 조도 조건들(예를 들어, lux)에 대해, 디스플레이 디바이스(200)가 지향된 광 대 산란 광의 더 높은 비에 의한 것보다 지향된 광 대 산란 광의 더 낮은 비로 조명되는 경우, 더 추가적인 광을 갖는 것이 요구될 수 있다 (예를 들어, 집 환경들과 같이 테이블의 최상부의 더 낮은 값들에 비해, 예를 들어, 어두운 구름낀 조건들과 같이, 테이블의 바닥에서 더 높은 값들로 표현됨).

특정한 구현들에서, 산란 센서(231)가 산란 조도, 이를테면, x-좌표를 측정할 수 있다. 지향된 센서(232)가 지향된 조도를 측정할 수 있다. 측정된 산란 조도 및 측정된 지향된 조도를 이용하면, 제어기(240)는, 측정된 지향된 조도 대 측정된 산란 조도의 비, 이를테면, y-좌표를 결정할 수 있다. 그 다음, 제어기(240)는, 주위 광의 양(예를 들어, 산란 조도), 및 지향된 광 대 산란 주위 광의 비(예를 들어, 지향된 조도 대 산란 조도의 비율)에 적어도 부분적으로 기초하여, 얼마나 많은 보조 광을 디스플레이 디바이스(200)에 추가할지를 결정하기 위해, 일반적으로 앞서 설명된 룩업 테이블과 유사할 수 있는 룩업 테이블을 이용할 수 있다.

몇몇 다른 구현들에서, 제어기(240)는, 디스플레이 디바이스(200)의 보조 광원(220)을 어떻게 조정할지를 결정하기 위해, 공식(또는 알고리즘)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 산란 광의 양 및 지향된 광의 양은, 공식에 대한 입력들의 일부일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 공식은 또한, 지향된 광원(들) 중 일부 또는 전부의 측정된 (또는 추정된 또는 가정된) 위치(들)에 의존할 수 있다. 공식은, 도 15a에 예시된 레벨들과 매우 유사하거나 동일한 또는 상이한 조정된 보조 광 레벨들을 도출할 수 있다.

도 15b는 이득을 갖는 디스플레이 디바이스에 대한 정반사 방향으로부터 시야각의 함수로서의 상대적 강도(임의의 단위들)의 그래픽 도면이다. 앞서 설명된 바와 같이, 정반사 방향으로부터의 각도 Δθ는 θ_specular - θ_view로 표현될 수 있다. 이득을 갖는 몇몇 디스플레이들에서, 정반사 방향으로부터 더 큰 각도에 위치된(예를 들어, 더 큰 Δθ를 갖는) 지향된 광원은, 정반사 방향으로부터 더 작은 각도에 위치된(예를 들어, 더 작은 Δθ를 갖는) 지향된 광원보다 시청자에게 더 작은 상대적 강도를 부여하는 경향이 있을 수 있다. 도 15b는, 2개의 지향된 광원들(502 및 504)이 존재하는 예를 예시한다. 다른 예들에서, 예를 들어, 0개, 1개, 3개 또는 그 초과와 같은 상이한 수의 지향된 광원들이 존재할 수 있다. 정반사 방향으로부터 Δθ₁에 위치된 지향된 광원(502)은 I₁의 강도를 갖고, 정반사 방향으로부터 Δθ₂에 위치된 지향된 광원(504)은 I₂의 강도를 갖고, 이 예에서 Δθ₂ < Δθ₁이기 때문에, I₂는 I₁보다 크다. 도 15b에 도시된 예에서, 시청자에 의해 관측되는 디스플레이 디바이스(200)의 강도 I는 I₁, I₂ 및 I_diffuse의 합으로서 표현될 수 있고, 여기서, I_diffuse는 산란 조도의 강도이다.

몇몇 구현들에서, Ns개의 지향된 광원들을 갖는 디스플레이 디바이스(200)의 강도 I를 결정하기 위한 일반적인 공식은,

로서 표현될 수 있고, 여기서, I_k(Δθ_k)는 각도들 Δθ_k에 위치된 Ns개의 지향된 광원들 각각으로부터의 강도이다. 강도 I_k는 다양한 구현들에서, 도 11 및 도 15b에 도시된 예시적인 강도 곡선들과 일반적으로 유사할 수 있다. 이 수식의 우측의 합산은 총 지향된 조명 I_directed의 추정치일 수 있다. 디스플레이 디바이스(200)가 얼마나 밝게 보이는지(예를 들어, 강도 I)를 결정함으로써, 다양한 구현들에서, I, I_directed, I_diffuse, I_directed/I_diffuse 등 중 하나 또는 그 초과에 적어도 부분적으로 기초하여, 원하는 보충 광의 량이 결정될 수 있다.

상기 예들은 반사형 디스플레이의 일례(예를 들어, 낮은 조도를 갖는 주위 광에 대한 추가적 조명)에 대한 룩업 테이블 및 공식을 제공하지만, 룩업 테이블 및/또는 공식은 발산형 또는 반투과형 디스플레이들에 제공될 수 있다. 예를 들어, 발산형 LCD가 광원으로서 후면 광을 이용할 수 있지만, 주위 광이 시청자의 눈에 반사되면, 룩업 테이블 또는 공식은, 후면 광을 일정하게 낮게 유지하기 위해 어떻게 조정해야 하는지, 예를 들어, 주위 광이 높은 조도를 갖는 경우 디스플레이에 대해 얼마나 많은 추가적인 광을 증가시킬지, 또는 주위 광이 낮은 조도를 갖는 경우 디스플레이로부터 얼마나 많은 광을 감소시킬지를 제공할 수 있다. 예를 들어, 발산형 디스플레이들, 이를테면, 후면 광 또는 직접 발산(direct-emission) 유기 발광 다이오드(OLED) 타입을 갖는 투과형 액정 디스플레이는 주위 광의 조도에 의해 영향받을 수 있다. 후면 광의 밝기가 실질적으로 일정하면, 디스플레이의 발기는 또한 실질적으로 일정할 수 있다. 그러나, 주위 광이 낮은 조도, 이를테면, 후면 광의 밝기보다 낮은 강도를 갖는 환경에서 이용되는 경우, 주위 광과 후면 광 출력 사이의 차는 크고, 디스플레이의 이미지는 너무 밝게 보일 수 있다. 반대로, 주위 광이 높은 조도, 이를테면, 후면 광의 밝기보다 높은 강도를 갖는 환경에서 이용되는 경우, 주위 광과 후면 광 출력 사이의 차는 작고, 디스플레이 상의 이미지는 너무 어둡게 보일 수 있다. 또한, 디스플레이된 이미지의 어두운 영역과 밝은 영역 사이의 콘트라스트는, 전체 디스플레이 표면으로부터 반사되는 주위 광의 영향(contribution)으로 인해 악화될 수 있다. 이러한 경우 후면 광 강도를 증가시키는 것은, 이미지의 더 밝은 영역들의 강도를 선택적으로 신장(boost)시키고, 허용가능한 콘트라스트를 유지하도록 기능한다.

따라서, 발산형 또는 반투과형 디스플레이를 통합하는 특정한 구현들의 경우, 본 명세서에서 설명되는 센서 시스템(230)은 주위 광(500)의 조도를 검출할 수 있다. 이러한 구현들에서, 후면 광의 강도는, 주위 광(500)의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 자동으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 주위 광(500)의 조도가 낮은 경우 (예를 들어, lux 또는 제곱 미터 당 lumens 단위로 측정됨), 후면 광의 밝기(예를 들어, nits 또는 제곱 미터 당 candelas 단위로 측정됨)는 더 낮은 양으로 조정되어, 앞서 논의된 차를 감소시키고 전력을 보존할 수 있다. 한편, 주위 광(500)의 조도가 높으면, 후면광의 밝기는 더 높은 양으로 조정되어, 앞서 논의된 허용가능한 콘트라스트를 유지할 수 있다.

도 16은, 발산형 디스플레이 디바이스에 대한 2개의 예시적인 조명 모델들을 예시한다. 트레이스(510) 및 트레이스(520)는, 발산형 디스플레이 디바이스에 대한 주위 조명(lux로 측정됨)의 함수로서 총 후면 광 강도의 2개의 응답들(임의의 단위들)을 나타낸다. 이 예들에서, 주위 조명이 증가함에 따라, 후면 광의 강도는, 후면 광의 최대값이 도달될 때까지 디스플레이의 강도를 증가시키도록 조정될 수 있다. 트레이스(510)는, 트레이스(520)에 의해 표현되는 글레어(glare) 상황보다 콘트라스트가 더 높은 상황인 더 높은 글레어 상황을 표현한다. 더 높은 글레어를 극복하기 위해, 발산형 디스플레이의 후면 광은, 더 낮은 글레어 상황(예를 들어, 트레이스(520)를 따름)보다 더 빠른 레이트(예를 들어, 트레이스(510)를 따름)로 증가될 수 있다. 디스플레이 디바이스가 얼마나 밝게 보이는지 결정함으로써, 후면 광은 디스플레이로의 광을 증가시키거나 디스플레이로부터의 광을 감소시키도록 조정될 수 있다. 도 16의 트레이스들(510 및 520)은 선형이지만, 다른 실질적으로 증가하는 곡선들, 이를테면, 지수 또는 로그(logarithmic) 곡선들이 또한 몇몇 구현들에서 이용될 수 있다.

지향된 주위 광원이 디스플레이 디바이스(200) 근처에 있는 경우, 다양한 구현들은, 지향된 광의 가장 밝은 광원의 방향을 발견 또는 추정함으로써 주위 광원의 방향을 위치확인(locate)할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(200)는, 상이한 방향들로부터 입사하는, 지향된 광 센서(232)에 의해 검출된 광의 조도들을 가중함으로써 주위 광원의 방향을 위치확인할 수 있다. 예를 들어, 방향은, 지향된 광원(예를 들어, 도 13c에 도시된 예시적인 선형 어레이를 통해 측정됨)에 대한 추정된 각도로서 또는 추정된 각도들의 쌍(예를 들어, 2-D 센서 어레이에 대한 고도 각도 및 방위각 각도)으로서 결정될 수 있다. 지향된 광 대 산란 광의 비, 주위 광의 조도, 및 지향된 광원의 방향에 적어도 부분적으로 기초하여, 제어기(240)는 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다.

또 다른 구현에서, 디스플레이 디바이스(220)는, 지향된 광원이 존재하는 경우 가정된(presumed) 시청자의 위치를 결정할 수 있다. 이 구현은, 시청자의 위치를 결정하기 위해 후방 저해상도 카메라(예를 들어, 저해상도 이미지 센서 어레이 상으로 이미지를 촬상하도록 구성되는 광각 렌즈)를 포함할 수 있다. 도 13c에 도시된 바와 같은 지향된 광 센서들(232)의 2-차원 어레이(저해상도 카메라와 같이 동작할 수 있음)는 또한 시청자 방향을 검출하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현들에서, 시청자는, 디스플레이에 대한 법선으로부터 몇 도 정도를 이루고 약간 뒤쪽으로 기울어져 있다고 가정될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 저해상도 카메라는, 그 방향으로부터의 주위 광의 일부를 차단하는 시청자에 의해 야기되는, 디스플레이 앞의 "어두운 지점"을 위치확인함으로써 시청자를 위치확인할 수 있다.

몇몇 경우들에서, 제어기(240)는, 지향된 광원(들)이 (예를 들어, 디스플레이를 시청자의 손으로 수동으로 배향시킴으로써) 시청자의 눈 쪽으로 반사하도록 시청자가 디스플레이 디바이스(200)를 최적의(또는 최적에 가까운) 위치로 동적으로 조정했다고 가정할 수 있다. 도 11 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스(200)는, 광원(100)의 각도에 대한 시야각 θ_view을 조정하기 위해 각도 θ_display(예를 들어, 수직 방향(300)에 대해 측정됨)로 조정될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 디스플레이(200)의 각도 θ_display는, 수직 위치(300)로부터 약 45도, 또는 약 43도 내지 약 47도, 또는 약 40도 내지 약 50도, 또는 약 35도 내지 약 55도로 가정될 수 있다. 실내에서 이용되는 경우, 가장 밝은 시야각은, 법선 방향(325)으로부터 약 15도 내지 약 30도, 또는 약 17도 내지 약 28도, 또는 약 20도 내지 약 25도로 가정될 수 있다. 실외에서 이용되는 경우, 가장 밝은 시야각은, 법선 방향(325)으로부터 약 30도 내지 약 45도, 또는 약 33도 내지 약 43도, 또는 약 35도 내지 약 40도로 가정될 수 있다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 예시적인 센서 시스템(230)에 대한 허용 각도 θ_acc는 디스플레이 디바이스(200)의 방향에 기초하여 변할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(200)의 각도 θ_display가 수직 위치(300)로부터 약 45°각도이면, 센서 시스템에 대한 허용 각도 θ_acc는 약 40°일 수 있다.

지향된 광 대 산란 광의 비, 주위 광의 조도, 지향된 광원(들)에 대한 방향(들), 및 지향된 광원(들)의 위치에 대한 시청자의 가정된, 추정된 또는 측정된 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 제어기(240)는 그에 따라 보조 광원(220)을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이, 몇몇 구현들은, 전체, 지향된 및 산란 강도들을 결정하기 위해 공식 (1)을 이용할 수 있다.

도 17a는 디스플레이의 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다. 도 17a에서, 방법(1000)은, 예를 들어, 주위 광(500)의 지향된 조도 및 산란 조도를 결정할 수 있는 센서 시스템(230)을 활용할 수 있는, 본 명세서에서 설명된 디스플레이 디바이스(200)의 다양한 구현들과 양립가능하다. 예를 들어, 방법(1000)은 제어기(240)에 의해 구현될 수 있다. 방법(1000)은, 블록(1010)에 도시된 바와 같이, 넓은 범위의 방향들로부터 주위 광(500)의 산란 조도를 측정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 블록(1010)에 설명된 측정을 행하기 위해 산란 광 센서(231)가 이용될 수 있다. 방법(1000)은, 블록(1020)에 도시된 바와 같이 비교적 좁은 범위의 방향들로부터 주위 광(500)의 지향된 조도를 측정하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 블록(1020)에 설명된 측정을 행하기 위해 지향된 광 센서(232)가 이용될 수 있다. 블록(1030)에 도시된 바와 같이, 방법(1000)은, 조명 조건들(예를 들어, 주위 광(500)의 측정된 지향된 조도 및/또는 측정된 산란 조도)에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원(220)을 조정하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 주위 광의 지향된 조도의 측정 및 산란 조도의 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 추가적인 조명 조건들을 결정할 수 있다. 제어기(240)는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 제어기와 통신하는 메모리 디바이스)로부터 지향된 및 산란 조도들의 측정들을 수신할 수 있다. 제어기(240)는, 디스플레이(210)에 광을 제공하도록 구성되는 광원(220)에 조명 조정을 송신할 수 있다. 조명 조정은, 제어기(240)에 의해 결정되는 추가적인 조명 조건들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 조명 조정은, 광원(220)에 의해 제공되는 조명이 증가 또는 감소될 양을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 광원(220)을 조정하도록 구성되는 조명 제어기에 추가적인 조명 조건들을 송신할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 보조 광원(220)을 조정하는 것은, 측정된 지향된 조도 대 측정된 산란 조도의 비에 적어도 부분적으로 기초한다. 도 17a에 도시된 바와 같이, 방법(1000)은 또한, 선택적인 블록(1022)에 도시된 바와 같이 주위 광(500)의 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또한 도 17a에 도시된 바와 같이, 방법(1000)은 또한, 선택적인 블록(1023)에 도시된 바와 같이 디스플레이(210)의 시청자의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 블록(1030)에 도시된 바와 같이 보조 광원(220)을 조정하는 단계는 지향된 주위 광원에 대한 방향 및/또는 시청자의 위치에 기초할 수 있다.

도 17b는 디스플레이의 조명을 제어하는 다른 예시적인 방법을 예시한다. 예시적인 방법(2000)은 제어기(240)에 의해 실행될 수 있다. 블록(2010)에 도시된 바와 같이, 방법(2000)은 주위 광(500)에 대한 방향 및 강도 정보를 수집하는 단계를 포함할 수 있다. 주위 광(500)에 대한 방향 및 강도 정보를 수집하는 단계는, 예를 들어, 도 17a의 블록(1010)에 설명된 바와 같이, 넓은 범위의 방향들로부터 주위 광(500)의 측정된 산란 조도를 수집하는 단계를 포함할 수 있다. 주위 광(500)에 대한 방향 및 강도 정보의 수집은 또한, 예를 들어, 도 17a의 블록(1020)에 설명된 바와 같이, 비교적 좁은 범위의 방향들에서 주위 광(500)의 측정된 지향된 조도를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 주위 광(500)의 조도가 실질적으로 산란이면, 디스플레이 표면의 밝기는, 디스플레이 표면 위의 모든 방향들에서 실질적으로 동일하게 보일 수 있다 (예를 들어, 디스플레이 랑베르 반사 특성들). 보충 광이 요구되면, 본 방법의 몇몇 구현들은, 블록(2040)에 도시된 바와 같이 산란 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원(220)을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법(2000)의 특정한 구현들은, 아래에서 추가로 논의될 바와 같이, 비단조적인 조명 모델에 기초하여 반사형 디스플레이에 대한 전면 광원을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 또한 아래에서 추가로 논의될 바와 같이, 방법(2000)의 특정한 구현들은 조명 모델에 기초하여 전면 광원을 조정하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지되거나 또는 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가한다. 이러한 예에서, 전면 광원을 조정하는 단계는 또한 조명 모델에 기초할 수 있고, 여기서, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소한다. 한편, 보충 광이 요구되지 않으면, 몇몇 구현들은 블록(2050)에 도시된 바와 같이, 보조 광원을 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

주위 광(500)의 조명이 지향된 성분을 가지면, 디스플레이는, 정반사, 및 정반사와 랑베르 반사 중간의 특성들, 이를테면, 이득을 갖는 디스플레이를 나타낼 수 있다. 보충 광이 요구되면, 이 방법의 몇몇 구현들은, 블록(2030)에 도시된 바와 같이 주위 광의 지향된 조도 및/또는 산란 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보조 광원(220)을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 한편, 보충 광이 요구되지 않으면, 몇몇 구현들은, 블록(2050)에 도시된 바와 같이, 보조 광원(220)을 제로(또는 충분히 작은 값)로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 방법(2000)은 또한, 선택적인 블록(2022)에 도시된 바와 같이 주위 광(500)의 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이 구현들에서, 블록(2030)의 보조 광원(220)을 조정하는 단계는 또한 주위 광(500)의 방향에 기초할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 방법(2000)은 선택적인 블록(2023)에 도시된 바와 같이 시청자의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 이 구현들에서, 블록(203)에서 보조 광원(220)을 조정하는 단계는 또한 시청자의 가정된, 추정된 또는 측정된 위치에 기초할 수 있다.

특정한 구현들은, 디스플레이의 시청자들을 위해 허용가능한 편안한 레벨의 밝기를 또한 제공하는 에너지-효율적 디스플레이 디바이스들, 이를테면, 저전력 소모의 "녹색" 품질들을 제공하는 하나 또는 그 초과의 조명 모델들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 특정한 구현들은, 반사형 디스플레이에 보충 광을 제공하기 위해 전면 광을 포함할 수 있다. 이 구현들은 또한, 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도(예를 들어, 산란 조도, 지향된 조도, 또는 산란 조도 및 지향된 조도 모두)를 결정하기 위한 센서 시스템을 포함할 수 있다. 도 18a는 반사형 디스플레이에 대한 예시적인 조명 모델을 예시한다. 도 18a에 도시된 바와 같이, 예시적인 조명 모델은, 주위 조명(예를 들어, lux 단위로 측정되는 주위 조명의 양)의 함수로서 전면 광 휘도(예를 들어, 전면 광에 의해 디스플레이 휘도에 추가되는 nits 단위로 측정되는 보충 광의 양)로서 표현될 수 있다. 도 18a의 트레이스(540)에 의해 도시된 바와 같이, 반사형 디스플레이에 대한 단순한 조명 모델은, 주위 조명이 증가함에 따라 단조적으로 감소하는 보충 광을 제공하는 것일 수 있다. 예를 들어, 비교적 주위 조명이 거의 없는 어두운 조건들 하에서, 보충 광의 양은, 디스플레이에 충돌하는 많은 주위 광의 부족을 보상하기 위해 비교적 클 수 있다. 추가적인 주위 광이 이용가능해짐에 따라, 보충 광의 양은 전면 광으로부터 단조적으로 감소될 수 있다.

도 18b는, 다양한 조명 조건들(예를 들어, "어둠", "집", "사무실" 및 "실외") 하에서 다양한 미디어에 대한 허용가능한 편안한 레벨을 갖는 디스플레이를 생성하는 반사형 디스플레이를 위해 보충 광의 양을 결정하도록 요청받은 10명의 시청자들에 대한 연구 결과들을 예시하는 그래프이다. 이 예시적인 연구를 위해, 0.5 mm 두께의 전면 광을 갖는 5.7" 대각 XGA(Extended Graphics Array) 반사형 디스플레이가 이용되었다. 디스플레이의 전면은, 반사방지 및 안티-글레어(AR/AG) 코팅들을 갖는 라미네이트된 1.1 mm 두께의 커버 글래스를 포함하였다. 주위 조명(lux 단위)은 도 18b에 도시된 예시적인 조명 조건들에 대응할 수 있다. 예를 들어, 대략 0 lux는 예시적인 "어두운" 조명 조건에 대응할 수 있고, 약 177 lux는 예시적인 "집" 조명 조건에 대응할 수 있고, 약 393 lux는 예시적인 "사무실" 조명 조건에 대응할 수 있고, 약 977 lux는 예시적인 "실외" 조명 조건에 대응할 수 있다. 도 18b는, 전면 광 휘도(예를 들어, nits 단위로 10명의 시청자들 각각에 의해 선택된 보충 광의 양)를 주위 조명(예를 들어, 상이한 조명 조건들)의 함수로서 예시한다. 10명의 시청자들 각각에 대한 응답들은 다양한 심볼들에 의해 표현될 수 있다. 컬러 사진, 텍스트 및 비디오를 포함하는 다양한 미디어가 시청자들에게 보여졌다.

아래의 표 1은, 도 18b에 도시된 예시적인 연구 결과들에 대한 최소값들, 최대값들 및 변위치들(quantiles)을 나타낸다. 표 2는, 동일한 결과들에 대한 통계적 파라미터들(평균 및 표준 편차를 포함함)을 나타낸다.

예시적인 결과들은 도 18b에 예시된 박스 플롯들로 제시된다. 제시의 용이함을 위해, 도 18b의 박스 플롯들의 다양한 특징들은, "집" 조명 조건들에 대한 박스 플롯에 대해서만 도시된 참조 부호들을 이용하여 설명될 것임을 주목한다. "어둠", "사무실" 및 "실외" 조명 조건들에 대한 박스 플롯들에 대한 대응하는 특징들은 도 18b로부터 명백할 것이다. 도 18b의 박스 플롯들은, 조명 조건들 각각에 대한 원하는 보충 조명의 양에 대한 하위 라인(600) 및 상위 라인(700)을 포함한다. 라인들(600 및 700)은, 인접한 값들, 이를테면, 하위 내부 펜스(fence) 위의 데이터 세트에서 최소값 및 상위 내부 펜스 아래의 데이터 세트에서 최대값을 각각 표현할 수 있다. 펜스는, 데이터의 확산을 한 단계 넘은 값, 예를 들어, 박스의 엣지들(625 및 675)(또는 "힌지들")을 한 단계 넘은 값으로서 정의될 수 있다. 단계는, 예를 들어, 이 예에서 이용되는 바와 같이, 박스의 엣지들(625 및 675) 사이의 차의 1.5배일 수 있다 (예를 들어, 상위 힌지와 하위 힌지 사이의 차일 수 있는 H-확산의 1.5배). 라인들(600 및 700)은 데이터에서 아웃라이너들(outliners)을 식별하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 이 연구에서, "집" 및 "실외" 조건들의 경우, 상위 인접 값들보다 큰 포인트들, 이를테면, 상위 라인(700) 위에 놓인 포인트들은 아웃라이너들로 고려될 수 있다. 이 연구에서 "어둠" 및 "사무실" 조건들의 경우, 어떠한 아웃라이너들도 없는 것으로 보이는데, 예를 들어, 데이터는 라인들(600 및 700)에 의해 표현되는 인접한 값들 내에 속한다. 다른 예시적인 연구들에서, 결과들은, 데이터의 통계적 제시를 위한 히스토그램 또는 다른 툴로 제시 또는 분석될 수 있다.

하위 라인(600) 및 상위 라인(700) 내에 배치되는 박스는, 데이터의 25 퍼센타일(percentile) 및 75 퍼센타일에서 보충 조명의 양을 나타내고, 박스의 바닥 엣지(625)는 25 퍼센타일을 표현하고, 박스의 최상부 엣지(675)는 75 퍼센타일을 표현한다. 예를 들어, "집" 조건들에서, 이 연구에서의 시청자들 중 25%는 약 12.6 nits의 보충 조명을 원하는 한편, 75%는 약 20.1 nits의 보충 조명을 원했다. 박스의 수평 라인(650)은 50 퍼센타일(중간값)을 표현한다. 예를 들어, "집" 조명 조건들에서 보충 조명의 중간값 양은 약 15.6 nits였다. 많은 시청자들은 "실외" 조명 조건들, 예를 들어, 약 800 lux보다 큰 조건들 하에서 보충 광을 원하지 않았다. 예를 들어, 오직 십분의 일의 시청자들(예를 들어, 심볼 "-"로 표현된 시청자 8)이 "실외" 조명 조건들에서 보충 조명을 원하였다. 몇몇 시청자들, 예를 들어, 시청자들 중 25% 내지 약 절반은 "사무실" 조명 조건들, 예를 들어, 약 250 lux보다 큰 조건들 하에서 보충 광을 원하지 않았다. 본 명세서에서 설명될 바와 같이, 시청자 선호도들은, 하나 또는 그 초과의 조명 모델들에 기초한 디스플레이 디바이스들의 특정한 구현들에서 수용될 수 있다.

상기 결과들에 기초하여, 도 18a에 예시된 단순한 모델보다 더 양호한 조명 모델들이 개발된다. 이러한 조명 모델들의 일례는 도 18b의 트레이스(550)로 도시된다. 트레이스(550)의 일반적인 형상은, 평균(평균값)에서 연구 데이터를 연결하는 트레이스 세그먼트들(550a 및 550b)에 기초한 "역 V형" 형상이다. 도 18a에 도시된 예시적인 조명 모델과는 반대로, 도 18b를 참조하여 설명된 연구 결과들은, 평균적인 시청자들에 의해 선호되는 보충 광의 양이 비단조적이고, 어두운 조건들(예를 들어, 이 연구의 경우 약 0 lux)에서가 아니라 오히려 집 조건들(예를 들어, 이 연구의 경우 약 177 lux)에서 피크 값을 갖는다는 예상치 못한 결과를 나타낸다. 이 연구의 피크 값은 집 조건들에서 약 17 nits(예를 들어, "역 V형"의 최상부의 값)인 한편, 어두운 조건들에서의 평균은 약 13 nits였다.

이 예시적인 조명 모델에서, 트레이스(550)의 트레이스 세그먼트(550a)로 도시된 바와 같이, 보충 광의 양은, "어두운" 그리고 "집" 조명 조건들(예를 들어, 약 177 lux 아래)에 대한 더 낮은 범위의 조도들에서 조도의 증가하는 레벨들에 대해 증가하였다. 언급된 바와 같이, 보충 광의 양은, (예를 들어, 약 177 lux의 주위 조명에 있는) 집 조건들에 대해 보충 광의 약 17 nits의 피크 값까지 증가하였다. (예를 들어, 약 177 lux보다 위의) "사무실" 및 "실외" 조명 조건들에 대한 조도들의 더 높은 범위에서, 보충 광의 양은, 트레이스(550)의 트레이스 세그먼트(550b)로 도시된 바와 같이, 주위 조도의 증가하는 레벨들에 따라 감소하였다. 이 연구에서, 앞서 설명된 바와 같이, 많은 시청자들은, 실외 조명 조건들에 대해 임의의 보충 조명을 선택하지 않았다. 따라서, 몇몇 조명 모델들에서, 보충 광의 양은, 상위 조도 임계치(예를 들어, 동일한 경우들에서 약 500 lux)보다 위에서 제로로 설정될 수 있다.

도 18c는 반사형 디스플레이에 대한 예시적인 조명 모델을 예시한다. 도 18c의 예시적인 조명 모델은, 특정한 "역 V형" 조명 모델들의 일반적인 특성들 중 일부를 도시한다. 트레이스(570)는, 전면 광 휘도(예를 들어, 반사형 디스플레이에 제공할 nits 단위의 보충 광의 양)를 주위 조명(예를 들어, lux 단위의 주위 조명의 양)의 함수로서 예시한다. 트레이스(570)의 트레이스 세그먼트(570a)로 도시된 바와 같이, 주위 조명의 제 1 임계치 T₁ 아래의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 보충 광의 양은, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, L₁은, 주위 조명이 제 1 임계치 T₁에 있는 경우, 디스플레이에 추가할 보충 광의 양을 표현한다. L₀(이 예에서는 0 nits)은, 주위 조명이 약 0 lux인 경우 디스플레이에 추가할 보충 광의 양을 표현한다. 도 18c의 L₀이 0 nits로 도시되어 있지만, L₀은 L₁보다 작은 임의의 값, 이를테면, 약 0 nits로부터 L₁까지일 수 있다.

이 예시적인 조명 모델에서, 보충 광의 양은, 약 0으로부터 T₁까지 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 L₀으로부터 L₁의 피크 값까지 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 평균적으로 실질적으로 증가하는 것은, 일정 범위의 값들에 걸쳐, 그 범위 중 일부에 대해서는 보충 광의 양이 감소할 수 있지만, 보충 광의 양은 평균적으로 그 범위에 걸쳐 증가하는 것을 의미할 수 있다 (예를 들어, 양은 범위에 걸쳐 평균적으로 증가하고, 전체 범위에 걸쳐 단조적으로 증가할 수 있지만 반드시 단조적인 것은 아닐 수 있다). 몇몇 구현들에서, 제 1 임계치 T₁은 약 100 lux 내지 약 300 lux, 이를테면, 약 100 lux, 약 200 lux 또는 약 300 lux일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 1 임계치 T₁은 약 100 lux 내지 약 200 lux, 이를테면, 약 125 lux, 약 150 lux, 또는 약 175 lux일 수 있다. 또한, 몇몇 구현들에서, 제 1 임계치 T₁은 약 200 lux 내지 약 300 lux, 이를테면, 약 225 lux, 약 250 lux 또는 약 275 lux일 수 있다. T₁에서 L₁의 피크 값 또는 보충 광의 양은 약 15 nits 내지 약 35 nits, 이를테면, 약 15 nits, 약 20 nits, 약 25 nits, 약 30 nits, 약 35 nits, 또는 전면 광에 의해 제공될 수 있는 최대 광일 수 있다.

몇몇 구현들의 경우 0으로부터 T₁까지 증가하는 주위 조도들에 의한 보충 광의 증가 레이트는 약 0 nit/lux 내지 약 0.05 nit/lux, 이를테면, 약 0.01 nit/lux, 약 0.013 nit/lux, 약 0.02 nit/lux, 약 0.023 nit/lux, 약 0.03 nit/lux, 약 0.033 nit/lux, 약 0.04 nit/lux, 약 0.043 nit/lux 또는 약 0.05 nit/lux일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 0으로부터 T₁까지 증가하는 주위 조도들에 의한 보충 광의 증가 레이트는 약 0 nit/lux 내지 약 1 nit/lux, 이를테면, 약 0.06 nit/lux, 약 0.07 nit/lux, 약 0.08 nit/lux, 약 0.09 nit/lux 또는 약 1 nit/lux일 수 있다. 특정한 구현들에서, 트레이스 세그먼트(570a)는 도 18c에 도시된 바와 같이 실질적으로 선형일 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 트레이스 세그먼트(570a)는 임의의 다른 실질적으로 증가하는 형상, 예를 들어, 지수 또는 로그 곡선들일 수 있다. 트레이스 세그먼트(570a)는 단조적으로 증가하는 것일 수 있지만 반드시 단조적은 아닐 수 있다.

다양한 구현들에서, 피크 값 L₁에서 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 T₁ 내지 제 2 임계치 T₂인 경우, 트레이스(570)의 트레이스 세그먼트(570p)로 도시된 바와 같이 평균적으로 대략 동일할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 평균적으로 대략 동일한 것은, 일정 범위의 값들에 걸쳐, 그 범위 중 일부에 대해서는 보충 광의 양이 증가 또는 감소할 수 있지만, 평균적으로 보충 광의 양은 그 범위에 걸쳐 대략 동일함을 의미할 수 있다.

도 18c에 도시된 바와 같이, 제 2 임계치 T₂는 제 1 임계치 T₁보다 크다. 예를 들어, 제 1 임계치 T₁은 약 100 lux보다 클 수 있고, 제 2 임계치 T₂는 약 500 lux보다 작을 수 있다. 일례로서, T₁은 약 150 lux일 수 있고, 제 2 임계치 T₂는 약 300 lux일 수 있다. 다른 예로, 제 1 임계치 T₁은 약 150 lux보다 클 수 있고, 제 2 임계치 T₂는 약 300 lux보다 작을 수 있다. 일례로서, T₁은 약 175 lux일 수 있고, 제 2 임계치 T₂는 약 225 lux일 수 있다. 이 구현들에서, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 T₁과 제 2 임계치 T₂ 사이인 경우, 평균적으로 대략 동일한 양일 수 있다. 예를 들어, 제 1 임계치 T₁과 제 2 임계치 T₂ 사이의 보충 광(570p)의 양은, 약 15 nits 내지 약 35 nits 사이에서, 이를테면, 약 15 nits, 약 20 nits, 약 25 nits, 약 30 nits, 약 35 nits 또는 전면 광원에 의해 제공될 수 있는 최대 광에서 대략 동일하게 유지될 수 있다.

몇몇 다른 구현들에서, 제 1 임계치 T₁과 제 2 임계치 T₂ 사이의 보충 광(570p)의 양은 L₁에서 단일의 피크 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 임계치 T₂는 제 1 임계치 T₁과 동일할 수 있다. 몇몇 이러한 조명 모델들에서, 피크의 위치 T₁ = T₂는 약 100 lux 내지 약 300 lux일 수 있다. 예를 들어, 제 1 임계치 T₁ 및 제 2 임계치 T₂는 약 100 lux, 약 125 lux, 약 150 lux, 약 175 lux, 약 200 lux, 약 225 lux, 약 250 lux, 약 275 lux 또는 약 300 lux일 수 있다. 이 구현들에서, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도에 대한 피크 값 L₁에 도달할 수 있다. 예를 들어, 피크 값 L₁은 약 20 nits 내지 약 40 nits, 이를테면, 약 20 nits, 약 25 nits, 약 30 nits, 약 35 nits 또는 약 40 nits일 수 있다. 보충 광의 양의 피크 값 L₁은 몇몇 예들에서, 전면 광원에 의해 제공될 수 있는 최대 광에 대응할 수 있다.

또한, 트레이스(570)의 트레이스 세그먼트(570b)로 도 18c에 도시된 바와 같이, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 2 임계치 T₂보다 위에 있는 경우, 적어도 몇몇 조도들에 대해 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다. 예를 들어, L₁은, 주위 조도가 T₂에 있는 경우, 디스플레이에 추가할 보충 광의 양을 표현한다 (이 예에서, 보충 광의 양은 T₁에 대한 것과 동일하다). L₀은, 주위의 조명이, T₂보다 큰 T_U에 있는 경우, 디스플레이에 추가할 보충 광의 양을 표현한다 (이 예에서 보충 광의 양은 약 0 nits이다). 보충 광의 양은, T₂로부터 T_U로의 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로, L₁로부터 L₀으로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 평균적으로 실질적으로 감소하는 것은, 일정 범위의 값들에 걸쳐, 그 범위 중 일부에 대해서는 보충 광의 양이 증가할 수 있지만, 보충 광의 양은 평균적으로 그 범위에 걸쳐 감소하는 것을 의미할 수 있다 (예를 들어, 양은 범위에 걸쳐 평균적으로 감소하고, 전체 범위에 걸쳐 단조적으로 감소할 수 있지만 반드시 단조적인 것은 아닐 수 있다).

몇몇 구현들에서, 제 2 임계치 T₂는 약 100 lux 내지 약 500 lux, 이를테면, 약 100 lux, 약 150 lux, 약 200 lux, 약 250 lux, 약 300 lux, 약 350 lux, 약 400 lux 또는 약 500 lux일 수 있다. T₂에서 보충 광의 양 L₁은 약 15 nits 내지 약 35 nits, 예를 들어, 약 15 nits, 약 20 nits, 약 25 nits, 약 30 nits, 약 35 nits일 수 있거나 또는 전면 광에 의해 제공될 수 있는 최대 광일 수 있다. T_U는 T₂보다 큰 임의의 값일 수 있다.

특정한 구현들에 대한 감소의 레이트는, 약 0.01 nit/lux 내지 약 0.05 nit/lux, 이를테면, 약 0.01 nit/lux, 약 0.02 nit/lux, 약 0.03 nit/lux, 약 0.04 nit/lux, 또는 약 0.05 nit/lux일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 2 임계치 T₂보다 위의 감소 레이트는 제 1 임계치 T₁ 아래의 증가 레이트와 동일할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 제 2 임계치 T₂보다 위의 감소 레이트는 제 1 임계치 T₁ 아래의 증가 레이트와 상이할 수 있다. 특정한 구현들에서, 트레이스 세그먼트(570b)는 도 18c에 도시된 바와 같이 실질적으로 선형일 수 있다. 특정한 다른 구현들에서, 트레이스 세그먼트(570b)는, 실질적으로 감소하고 있는 임의의 다른 형상일 수 있다. 트레이스 세그먼트(570b)는 단조적으로 감소하는 것일 수 있지만, 반드시 단조적은 아닐 수 있다. 도 18c에 도시된 바와 같이, 몇몇 조명 모델들에서 보충 조명의 양은 T_U에서 L₀에 대해 약 0 nits까지 감소할 수 있다. T_U에서 L₀은 0 nits일 수 있지만, L₀은 L₁보다 작은, 예를 들어, 0 nits로부터 L₁까지의 임의의 값일 수 있다. 예를 들어, 트레이스(570)로 도시된 바와 같은 특정한 모델들은, 주위 광의 조도의 함수로서 보충 광의 양에 대해 형상에서 비단조적일 수 있다. 예를 들어, 도 18c에 도시된 모델에서, 보충 광의 양은 약 0 내지 T₁의 주위 조명의 증가하는 레벨들에 대해 증가하고, 보충 광의 양은 약 T₂ 내지 T_U의 주위 조명의 증가하는 레벨들에 대해 감소한다.

몇몇 구현들에서, 도 18c에 도시된 바와 같이, 조명 모델(570)의 T_U는 제 2 임계치 T₂보다 큰 상위 임계치를 표현할 수 있다. 상위 임계치 T_U는 약 600 nits 내지 약 1000 nits, 이를테면, 약 600 nits, 약 650 nits, 약 700 nits, 약 750 nits, 약 800 nits, 약 850 nits 또는 그 초과일 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, 특정한 시청자들은, 반사형 디스플레이가 높은 조도들에서 보충 광의 추가적인 양을 필요로 하지 않을 수 있음을 발견할 수 있기 때문에, 조명 모델은 상위 임계치 T_U를 포함할 수 있고, T_U 위에서 디스플레이(210)에 제공되는 보충 광의 양은 트레이스 세그먼트(570c)로 도시된 바와 같이 약 0 nits에서 평균적으로 대략 동일하게 유지된다. 다른 구현들에서, 주위 광의 조도가 상위 임계치 T_U보다 큰 경우 보충 광의 양은 넌-제로, 예를 들어, 약 0 nits 내지 약 5 nits일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현들에서, 주위 광의 조도가 상위 임계치 T_U보다 큰 경우 보충 광의 양은 약 1 nit, 약 1.5 nits, 약 2 nits, 약 2.5 nits, 약 3 nits, 약 3.5 nits, 약 4 nits, 약 4.5 nits 또는 약 5 nits일 수 있다.

몇몇 구현들에서, 도 18c의 파선 트레이스 세그먼트(570L)로 도시된 바와 같이, 조명 모델은 낮은 조명 레벨들에서 비교적 평탄한 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 모델은 제 1 임계치 T₁보다 작은 하위 임계치 T_L을 포함할 수 있다. 하위 임계치 T_L을 갖는 구현들에서, 디스플레이에 제공할 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 하위 임계치 T_L보다 아래인 경우 파선 트레이스 세그먼트(570L)로 도시된 바와 같이 휘도 L_L에서 평균적으로 실질적으로 동일할 수 있다. 휘도 L_L은 약 0 nits 내지 L₁일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 조명 모델들에서, L_L은 L₁과 동일하고, 디스플레이에 추가되는 보충 광의 양은 임계치 T₂ 아래의 조도들에 대해 일반적으로 일정하고, 보충 광의 양은 임계치 T₂ 위의 조도들에 대해 감소한다. 몇몇 구현들에서, 어떠한 하위 임계치 T_L도 없을 수 있다. 즉, T_L은 약 0 lux일 수 있고, L_L은 약 0 nits일 수 있다. 따라서, L_L은 도 18c에서 보충 광의 포지티브 양으로 도시되지만, 또한 제로일 수 있다. 다양한 구현들에서, L_L은 약 0 nits 내지 약 30 nits, 예를 들어, 약 0 nits, 약 5 nits, 약 10 nits, 약 15 nits, 약 20 nits, 약 25 nits 또는 약 30 nits일 수 있다.

도 18d는, 반사형 디스플레이에 대한 다른 예시적인 조명 모델을 예시한다. 이 예시적인 조명 모델은 또한 일반적으로 "역 V형" 모델을 나타낸다. 예를 들어, 트레이스(580)는, 반사형 디스플레이에 추가할 보충 광의 양을 예시한다. 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 T₁ 아래인 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 도 18d에 도시된 바와 같이, 제 1 임계치는 약 200 lux일 수 있다. 0으로부터 약 200 lux까지의 범위는 완전한 어둠 또는 매우 낮은 주위 조도를 표현할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 단일의 낮은 와트의 소스, 이를테면, 60 와트 또는 75 와트로부터의 광을 표현하는 집 조명은 이 범위에 속할 수 있다. 트레이스 세그먼트(580a)로 도시된 바와 같이, 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가, 예를 들어, 200 lux 아래인 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 의해 평균적으로 실질적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 트레이스 세그먼트(580a)는 주위 광의 0 lux 내지 약 200 lux에서 약 10 nits로부터 약 20 nits까지, 즉, 약 0.05 nit/lux 증가 레이트로 증가한다. 도 18c에 대해 앞서 논의된 바와 같이, 보충 광의 양은 또한, 주위 광의 조도가 제 2 임계치 T₂보다 큰 경우, 주위 광의 증가하는 조도들에 대한 응답으로 감소할 수 있다.

도 18d는, 제 2 임계치 T₂가 예를 들어, 약 200 lux에서 제 1 임계치 T₁와 대략 동일한 예이다. T₁ = T₂에서 보충 광의 양은 이 예에서 약 20 nits일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 이러한 보충 광의 양은 피크 값일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 이 피크 값은, 전면 광원에 의해 제공될 수 있는 최대 광에 대응할 수 있다.

도 18d는, 어떠한 하위 임계치 T_L도 존재하지 않는 예를 예시하며, 예를 들어, T_L은 0 lux와 실질적으로 동일하다. 주위 조명의 0 lux에서, 이 예의 보충 조명의 양은 0 nits가 아니라 넌-제로 값, 예를 들어, 약 10 nits이다. 또한, 도 18d의 예에 도시된 바와 같이, 조명 모델(580)은, 예를 들어, 대략 800 lux에서 상위 임계치 T_U를 가질 수 있다. 약 200 lux로부터 약 800 lux까지의 범위는 사무실 조명 조건들을 포함할 수 있고, 이것은 통상적으로 다수의 광원들(예를 들어, CFL(compact fluorescent lamp) 픽스쳐들), 및 몇몇 실외 조명 조건들을 포함한다. 트레이스 세그먼트(580b)로 도시된 바와 같이, 보충 광의 양은, 주위 조명의 약 200 lux 내지 약 800 lux에 대해 약 20 nits로부터 약 0 nits까지, 즉, 약 0.033 nit/lux 감소 레이트로 평균적으로 실질적으로 감소할 수 있다. 800 lux보다 큰 범위는 실외 조명, 이를테면, 밝은 구름낀 및/또는 화창한 환경을 포함할 수 있다. 이 범위의 보충 광의 양은, 주위 광의 조도가 이 상위 임계치 T_U보다 위에 있는 경우 대략 제로일 수 있다.

도 18d의 트레이스(580)로 도시된 바와 같이, 특정한 구현들은, 주위 광의 조도의 함수로서 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델을 활용할 수 있다. 예를 들어, 도 18d에 도시된 모델에서, 보충 광의 양은 약 200 lux 아래의 주위 조명의 증가하는 레벨들에 대해 증가하고, 약 200 lux에서 피크 값에 도달하고, 약 200 lux 위의 주위 조명의 증가하는 레벨에 대해 감소한다.

도 18d의 점선 트레이스 세그먼트(580c)로 도시된 바와 같이, 특정한 구현들에서, 보충 광의 양은, 주위 조명의 약 0 lux로부터 제 1 임계치 T₁까지, 예를 들어, 이 예에서는 20 nits에서 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 다른 예들에서, 보충 광의 양은, 예를 들어, 약 10 nits 내지 약 30 nits로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 보충 광의 양은, 주위 조명이 제 1 임계치 T₁ 아래인 경우 약 10 nits, 약 15 nits, 약 25 nits 또는 약 30 nits에서 실질적으로 유지될 수 있다. 다른 예시적인 조명 모델은 도 18d와 형상에서 실질적으로 유사하게 보일 수 있지만, 약 0 lux의 주위 조명에서 20 nits에서 시작하고, 예를 들어, 주위 조명에 대해 약 30 nits에 대한 주위 조도의 낮은 범위를 약 200 lux까지 신장시키는 보충 광의 양을 갖는다. 몇몇 다른 예시적인 조명 모델들에서, 보충 광의 양은, 약 0 lux의 주위 조명에서 약 50 nits에서 시작할 수 있고, 예를 들어, 주위 조명에 대한 약 65 nits 내지 약 70 nits에 대한 주위 조도의 낮은 범위를 약 175 내지 약 200 lux까지 신장시킬 수 있다. 이러한 예들에서, 보충 광의 양은 주위 조명에 대한 약 60 nits에서 약 400 lux 및 그 초과로 실질적으로 감소되어 유지될 수 있다. 이러한 구현들 중 몇몇은 전력 소모에서의 증가로 더 최적의 편안한 레벨을 제공할 수 있다.

컨텐츠는 보충 광의 양에 상당히 영향을 미치지 않을 수 있지만, 적어도 몇몇 시청자들에 대해서는 사진들보다 텍스트 및 비디오에 대해 더 많은 보충 광을 갖는 것이 요구될 수 있다. 따라서, 몇몇 구현들에서, 제어기(240)는, 디스플레이되고 있는 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사진 이미지가 디스플레이되고 있는 경우, 제어기(240)는, 디스플레이되고 있는 이미지에 대한 허용가능한 편안한 레벨을 갖는 디스플레이를 제공하는 조명 모델에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정할 수 있다. 텍스트가 디스플레이되고 있는 경우, 제어기(240)는 또한, 디스플레이되고 있는 텍스트에 대해 허용가능한 편안한 레벨을 갖는 디스플레이를 제공하는 조명 모델에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정할 수 있다. 게다가, 비디오가 디스플레이되고 있는 경우, 제어기(240)는, 디스플레이되고 있는 비디오에 대한 허용가능한 편안한 레벨을 갖는 디스플레이를 제공하는 조명 모델에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 텍스트 컨텐츠 및/또는 비디오 컨텐츠에 대한 조명 모델들은 사진 이미지에 대한 조명 모델보다 더 많은 보충 광을 제공할 수 있다. 게다가, 몇몇 구현들의 제어기(240)는, 시청자 선호도들 및/또는 지향된 조도 및/또는 산란 조도 및/또는 지향된 주위 광원에 대한 방향 및/또는 시청자의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성될 수 있다.

도 18a 내지 도 18d는, 디스플레이 디바이스들의 다양한 구현들과 함께 이용될 수 있는 조명 모델들의 예들을 개략적으로 도시한다. 이 예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 예를 들어, 트레이스들, 수치 값들, 범위들 및 조건들은 이 예시적인 조명 모델들을 나타내고, 다른 조명 모델들에서, 트레이스들, 수치 값들, 범위들 및 조건들은 상이할 수 있다.

도 19는, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 예시적인 방법을 예시한다. 도 19에서, 방법(3000)은, 본 명세서에서 설명되는 디스플레이 디바이스(200)의 다양한 구현들과 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 방법(3000)은, 제어기(240)에 의해 반사형 디스플레이(210)에 대해 구현될 수 있다. 블록(3010)에 도시된 바와 같이, 방법(3000)은, 반사형 디스플레이(210)를 조명하는 주위 광(500)의 조도를 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 블록(3010)에 설명된 결정을 행하기 위해 센서 시스템(230)이 이용될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 센서 시스템(230)은 주위 광(500)의 산란 조도를 결정할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 센서 시스템(230)은 주위 광(500)의 지향된 조도를 결정할 수 있다. 게다가, 몇몇 구현들에서, 센서 시스템(230)은 주위 광(500)의 산란 조도 및 지향된 조도 모두를 결정할 수 있다. 블록(3020)에 도시된 바와 같이, 방법(3000)은, 주위 광(500)의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 디스플레이(210)에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원(220)을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다 (예를 들어, 도 18a 내지 도 18d 참조).

일례로서, 몇몇 구현들에서, 조정은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 T₁ 아래인 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 보충 광의 양을 평균적으로 실질적으로 증가시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예로, 몇몇 다른 구현들에서의 조정은, 주위 광의 조도가 제 1 임계치 T₁ 아래인 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 보충 광의 양이 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지되는 단계를 포함할 수 있다. 조정은 또한, 주위 광의 조도가, 제 1 임계치 T₁과 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 T₂ 위에 있는 경우, 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 보충 광의 양을 평균적으로 실질적으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 블록(3020)에 도시된 바와 같이, 디스플레이(210)에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원(220)을 조정하는 단계는 또한, 디스플레이될 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 텍스트가 디스플레이되고 있는 경우, 보조 광원(220)을 조정하는 단계는, 텍스트 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초하여 조명 모델을 이용함으로써 보충 광의 양을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 이미지(또는 비디오)가 디스플레이되고 있는 경우, 보조 광원(220)을 조정하는 단계는, 이미지(또는 비디오) 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초하여 조명 모델을 이용함으로써 보충 광의 양을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 블록(3020)에 도시된 바와 같이, 디스플레이(210)에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원(220)을 조정하는 단계는 또한, 시청자 선호도들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 보조 광원(220)을 조정하는 단계는, 보조 광원(220)에 의해 일정량의 보충 광을 제공하도록 시청자에 의해 사용자 인터페이스를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 선택적인 블록(3030)에 도시된 바와 같이, 방법(3000)은 시청자 조명 모델을 제공하기 위해 시청자 선호도들을 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다. 시청자 조명 모델은 (예를 들어, 제어기(240)와 연관된 메모리에) 저장될 수 있고, 주위 조명 조건들에 기초하여 디스플레이에 추가할 보충 광의 양을 제공하도록 액세스될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 디스플레이 디바이스는, 시청자에 의해 업데이트될 수 있는 디폴트 조명 모델을 포함할 수 있다. 일례로서, 디폴트 조명은 "역 V형" 모델일 수 있다 (예를 들어, 도 18b 내지 도 18d 참조). 특정한 시청자(예를 들어, 도 18b에서 심볼 "-"로 표현된 시청자 8)는, (예를 들어, 도 18b의 트레이스(550)에 의해 도시된 바와 같이) 디폴트 조명 모델에 의해 제공되는 것보다 특정한 조건들(예를 들어, 실외 조건들)에서의 더 많은 보충 광을 원할 수 있다. 시청자는 시청자 선호도들을 입력할 수 있고, 제어기(240)는 장래의 이용을 위해 조명 모델에 이러한 업데이트들을 저장할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 예를 들어, 디스플레이의 조명을 제어하기 위한 도 17a 및 도 17b의 모델들에 도시된 바와 같이, 보조 광원(220)을 조정하는 단계는 또한, 측정된 지향된 조도 및/또는 측정된 산란 조도, 및/또는 지향된 주위 광원에 대한 방향 및/또는 시청자의 위치에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.

도 20a 및 도 20b는, 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스(40)를 예시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다. 디스플레이 디바이스(40)는, 예를 들어, 셀룰러 또는 모바일 전화일 수 있다. 그러나, 디스플레이 디바이스(40)의 동일한 컴포넌트들 또는 이들의 약간의 변화들은 또한, 텔레비젼들, e-리더들 및 휴대용 미디어 플레이어들과 같은 다양한 타입들의 디스플레이 디바이스들의 예이다. 도 12를 참조하여 설명된 디스플레이 디바이스(200)(및 이들의 컴포넌트들)는 일반적으로 디스플레이 디바이스(40)와 유사할 수 있다.

디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48) 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 디스플레이(30)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 디스플레이(210)의 다양한 예들을 포함할 수 있다. 하우징(41)은, 주입 몰딩 및 진공 형성을 포함하는 다양한 제조 프로세스들 중 임의의 프로세스로부터 형성될 수 있다. 또한, 하우징(41)은, 플라스틱, 금속, 유리, 고무 및 세라믹 또는 이들의 조합을 포함하는(그러나 이에 한정되는 것은 아님) 다양한 재료들 중 임의의 재료로부터 형성될 수 있다. 하우징(41)은, 상이한 색의 다른 제거가능한 부분들과 상호교환될 수 있는 또는 상이한 로고들, 사진들 또는 심볼들을 포함하는 제거가능한 부분들(미도시)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 하우징(41)은, 지향된 광 센서를 형성하기 위해 광센서와 결합된 적어도 하나의 애퍼쳐 또는 튜브를 포함할 수 있다. 하우징(410)은 또한 복수의 지향된 광 센서들을 형성하기 위해 광센서들과 결합된 복수의 애퍼쳐들 또는 튜브들을 포함할 수 있다.

디스플레이(30)는, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 쌍안정 또는 아날로그 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이들 중 임의의 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(30)는 또한, 플라즈마, EL, OLED, STN LCD 또는 TFT LCD와 같은 평판 디스플레이, 또는 CRT 또는 다른 튜브 디바이스와 같은 비-평판 디스플레이를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이(30)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 간섭계 변조기 디스플레이를 포함할 수 있다.

디스플레이 디바이스(40)의 컴포넌트들은 도 20b에 개략적으로 예시된다. 디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41)을 포함하고, 본 명세서에서 적어도 부분적으로 포함된 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스(40)는, 트랜시버(47)에 커플링된 안테나(43)를 포함하는 네트워크 인터페이스(27)를 포함한다. 트랜시버(47)는, 컨디셔닝 하드웨어(52)에 접속되는 프로세서(21)에 접속된다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 신호를 컨디셔닝(예를 들어, 신호를 필터링)하도록 구성될 수 있다. 특정한 구현들에서, 프로세서(21)는, 제어기(240)를 포함할 수 있고, 본 명세서에서 설명된 제어기(240)로서 기능할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 방법들, 이를테면, 방법들(1000, 2000 및 3000)은 프로세서(210)에 의한 명령들을 통해 실행될 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 접속된다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 드라이버 제어기(29)에 접속된다. 드라이버 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 드라이버(22)에 커플링되고, 어레이 드라이버(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링된다. 전원(50)이, 특정한 디스플레이 디바이스(40) 설계에 의해 요구되는 바와 같이 모든 컴포넌트들에 전력을 제공할 수 있다.

네트워크 인터페이스(27)는, 디스플레이 디바이스(40)가 네트워크를 통해 하나 또는 그 초과의 디바이스들과 통신할 수 있도록 안테나(43) 및 트랜시버(47)를 포함한다. 네트워크 인터페이스(27)는 또한, 예를 들어, 프로세서(21)의 데이터 프로세싱 요건들을 경감시키기 위해 몇몇 프로세싱 능력들을 가질 수 있다. 안테나(43)는 신호들을 송신 및 수신할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 안테나(43)는, IEEE 16.11(a), (b) 또는 (g)를 포함하는 IEEE 16.11 표준, 또는 IEEE 802.11a, b, g 또는 n을 포함하는 IEEE 802.11 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 몇몇 다른 구현들에서, 안테나(43)는 블루투스 표준에 따라 RF 신호들을 송신 및 수신한다. 셀룰러 전화의 경우, 안테나(43)는, 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 모바일 통신용 범용 시스템(GSM), GSM/범용 패킷 라디오 서비스(GPRS), 향상된 데이터 GSM 환경(EDGE), 지상 트렁키드 라디오(TETRA), 광대역-CDMA(W-CDMA), 에볼루션 데이터 최적화(EV-DO), 1xEV-DO, EV-DO Rev A, EV-DO Rev B, 고속 패킷 액세스(HSPA), 고속 다운링크 패킷 액세스(HSDPA), 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA), 이볼브드 고속 패킷 액세스(HSPA+), 롱 텀 에볼루션(LTE), AMPS, 또는 3G 또는 4G 기술을 활용하는 시스템과 같은 무선 네트워크 내에서 통신하는데 이용되는 다른 공지된 신호들을 수신하도록 설계된다. 트랜시버(47)는, 안테나(43)로부터 수신된 신호들이 프로세서(21)에 의해 수신되고 프로세서(21)에 의해 추가로 조작될 수 있도록 그 신호들을 프리프로세싱할 수 있다. 트랜시버(47)는 또한, 프로세서(21)로부터 수신된 신호들이 안테나(43)를 통해 디스플레이 디바이스(40)로부터 송신될 수 있도록 그 신호들을 프로세싱할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 트랜시버(47)는 수신기로 대체될 수 있다. 또한, 네트워크 인터페이스(27)는, 프로세서(21)로 전송될 이미지 데이터를 저장 또는 생성할 수 있는 이미지 소스로 대체될 수 있다. 프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 전반적 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(21)는, 네트워크 인터페이스(27) 또는 이미지 소스로부터의 압축된 이미지 데이터와 같은 데이터를 수신하고, 이 데이터를 미처리 이미지 데이터, 또는 미처리 이미지 데이터로 쉽게 프로세싱되는 포맷으로 프로세싱한다. 프로세서(21)는 프로세싱된 데이터를 드라이버 제어기(29)에 또는 저장을 위해 프레임 버퍼(28)에 전송할 수 있다. 미처리 데이터는 통상적으로, 이미지 내의 각각의 위치에서 이미지 특성들을 식별하는 정보를 지칭한다. 예를 들어, 이러한 이미지 특성들은 색, 포화도 및 그레이-스케일 레벨을 포함할 수 있다.

프로세서(21)는 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하기 위해, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 로직 유닛을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는, 스피커(45)에 신호들을 송신하기 위한 그리고 마이크로폰(46)으로부터 신호들을 수신하기 위한 증폭기들 및 필터들을 포함할 수 있다. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 디스플레이 디바이스(40) 내의 이산 컴포넌트들일 수 있거나 또는 프로세서(21) 또는 다른 컴포넌트들 내에서 통합될 수 있다.

드라이버 제어기(29)는 프로세서(21)에 의해 생성되는 미처리 이미지 데이터를 프로세서(21)로부터 직접 또는 프레임 버퍼(28)로부터 얻을 수 있고, 그 미처리 이미지 데이터를 어레이 드라이버(22)로의 고속 송신을 위해 적절히 리포맷할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는, 미처리 이미지 데이터가 디스플레이 어레이(30)에 걸친 스캐닝에 적절한 시간 순서를 갖도록, 미처리 이미지 데이터를 래스터(raster)형 포맷을 갖는 데이터 플로우로 리포맷할 수 있다. 그 다음, 드라이버 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 드라이버(22)에 전송한다. LCD 제어기와 같은 드라이버 제어기(29)가 독립형 집적 회로(IC)로서 시스템 프로세서(21)와 종종 연관될지라도, 이러한 제어기들은 많은 방법들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 하드웨어로서 프로세서(21)에 구현될 수 있거나, 소프트웨어로서 프로세서(21)에 구현될 수 있거나, 또는 어레이 드라이버(22)를 갖는 하드웨어에 완전히 통합될 수 있다.

어레이 드라이버(22)는 드라이버 제어기(29)로부터 포맷된 정보를 수신할 수 있고, 비디오 데이터를, 디스플레이의 픽셀들의 x-y 행렬로부터 입력되는 수백, 및 때때로 수천개의(또는 그 초과의) 리드들(leads)에 초당 여러번 인가되는 파형들의 병렬적 세트로 리포맷할 수 있다.

몇몇 구현들에서, 드라이버 제어기(29), 어레이 드라이버(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 본 명세서에서 설명되는 임의의 타입의 디스플레이들에 대해 적합하다. 예를 들어, 드라이버 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, IMOD 제어기)일 수 있다. 추가적으로, 어레이 드라이버(22)는 종래의 드라이버 또는 쌍안정 디스플레이 드라이버(예를 들어, IMOD 디스플레이 드라이버)일 수 있다. 아울러, 디스플레이 어레이(30)는 종래의 디스플레이 어레이 또는 쌍안정 디스플레이 어레이(예를 들어, IMOD들의 어레이를 포함하는 디스플레이)일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 드라이버 제어기(29)는 어레이 드라이버(22)와 통합될 수 있다. 이러한 구현은, 셀룰러 폰들, 시계들 및 다른 작은 영역 디스플레이들과 같은 매우 집적된 시스템들에서 통상적이다.

몇몇 구현들에서, 입력 디바이스(48)는, 예를 들어, 사용자가 디스플레이 디바이스(40)의 동작을 제어하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 입력 디바이스(48)는, QWERTY 키보드 또는 전화기 키패드와 같은 키패드, 버튼, 스위치, 로커, 터치-감응 스크린 또는 압력- 또는 열-감응 멤브레인을 포함할 수 있다. 마이크로폰(46)은 디스플레이 디바이스(40)에 대한 입력 디바이스로서 구성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 마이크로폰(46)을 통한 음성 커맨드들은 디스플레이 디바이스(40)의 동작들을 제어하기 위해 이용될 수 있다.

전원(50)은, 당업계에 주지된 바와 같은 다양한 에너지 저장 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전원(50)은 니켈-카드뮴 배터리 또는 리튬-이온 배터리와 같은 재충전가능한 배터리일 수 있다. 전원(50)은 또한, 재생가능한 에너지원, 커패시터, 또는 플라스틱 태양 전지 또는 태양 전지 페인트를 포함하는 태양 전지일 수 있다. 전원(50)은 또한 월 아울렛(wall outlet)으로부터 전력을 수신하도록 구성될 수 있다.

몇몇 구현들에서, 제어 프로그래밍가능성은, 전자 디스플레이 시스템에서 여러 장소들에 위치될 수 있는 드라이버 제어기(29)에 상주한다. 몇몇 다른 구현들에서, 제어 프로그래밍가능성은 어레이 드라이버(22)에 상주한다. 앞서 설명된 최적화는 임의의 수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 그리고 다양한 구성들로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 개시되는 구현들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 둘 모두의 조합들로서 구현될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 상호교환가능성은 일반적으로 기능의 관점에서 설명되었고, 앞서 설명된 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들에서 예시되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는, 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들 및 특정한 애플리케이션에 의존한다.

본 명세서에서 개시되는 양상들과 관련하여 설명되는 다양한 예시적인 로직들, 로직 블록들, 모듈들 및 회로들을 구현하는데 이용되는 하드웨어 및 데이터 프로세싱 장치는, 범용 단일- 또는 다중-칩 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합에 의해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서 또는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 머신일 수 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 초과의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 특정한 단계들 및 방법들은, 주어진 기능에 특정된 회로에 의해 수행될 수 있다.

하나 또는 그 초과의 양상들에서, 설명된 기능들은, 본 명세서에서 개시된 구조들 및 이들의 구조적 등가물들 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 하드웨어, 디지털 전자 회로, 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 요지의 구현들은 또한 하나 또는 그 초과의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령들의 하나 또는 그 초과의 모듈들로서 구현될 수 있다.

소프트웨어로 구현되면, 룩업 테이블, 기능들 또는 룩업 테이블을 생성하거나 이용하기 위해 또는 보조 광의 양에 대한 값들을 생성하기 위해 이용되는 공식들은, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 또는 그 초과의 데이터 구조들 또는 명령들 또는 코드로서 저장되거나 이를 통해 송신될 수 있다. 본 명세서에서 개시되는 방법 또는 알고리즘 단계들은, 컴퓨터 판독가능 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서 실행가능 소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체, 및 일 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 가능하게 할 수 있는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 둘 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 요구되는 프로그램 코드를 저장하는데 이용될 수 있고, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 임의의 접속수단(connection)이 컴퓨터 판독가능 매체로 적절히 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 디스크(disk 및 disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광학 디스크(disc), 디지털 다기능 디스크(DVD), 플로피 디스크(disk), 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크(disc)들은 데이터를 레이저들로 광학적으로 재생한다. 상기한 것의 조합들 또한 컴퓨터 판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다. 추가적으로, 방법 또는 알고리즘의 동작들은, 컴퓨터 프로그램 물건에 통합될 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체 및 머신 판독가능 매체 상의 코드들 및 명령들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합 또는 이들의 세트로서 상주할 수 있다.

본 개시에서 설명되는 구현들에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 쉽게 명백할 수 있고, 본 명세서에서 정의되는 일반적 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어남이 없이 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에서 도시된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 개시와 일치하는 최광의 범위, 본 명세서에서 개시된 원리들 및 신규한 특징들에 부합하도록 의도된다. 용어 "예시적인"은 본 명세서에서 "예, 예시 또는 예증으로 기능하는"을 의미하도록 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명되는 임의의 구현은 반드시 다른 구현들에 비해 선호되거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 추가적으로, 용어들 "상부" 및 "하부"는 때때로 도면들의 설명의 용이함을 위해 사용되고, 적절히 배향된 페이지 상에서 도면의 배향에 대응하는 상대적인 위치들을 나타내며, 구현되는 IMOD의 적절한 배향을 반영하지 않을 수 있음을 당업자는 쉽게 인식할 것이다.

개별적인 구현들의 상황에서 본 명세서에서 설명되는 특정한 특징들은 또한 결합되어 단일 구현으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 상황에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 개별적으로 다수의 구현으로 또는 임의의 적절한 서브-조합으로 구현될 수 있다. 아울러, 특징들이 특정한 조합들로 동작하는 것으로 앞서 설명되거나 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 몇몇 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 또는 그 초과의 특징들은 그 조합으로부터 분리될 수 있고, 청구된 조합은 서브-조합 또는 서브-조합의 변화로 의도될 수 있다.

유사하게, 동작들은 도면들에서 특정한 순서로 도시되지만, 이것은, 바람직한 결과들을 달성하기 위해, 이러한 동작들이 도시된 특정한 순서 또는 순차적 순서로 수행되어야 하거나 모든 예시된 동작들이 수행되어야 하는 것을 요구하는 것으로 이해되어서는 안된다. 추가로, 도면들은 하나 또는 그 초과의 예시적인 프로세스들을 흐름도의 형태로 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 또는 그 초과의 추가적인 동작들이, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그들 사이에서 수행될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬적 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 앞서 설명된 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로 단일 소프트웨어 물건에서 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 물건들로 패키지될 수 있음이 이해되어야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 하기 청구항들의 범위 내에 있다. 몇몇 경우들에서, 청구항들에서 나열되는 동작들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 바람직한 결과들을 여전히 달성할 수 있다.

Claims (40)

1. 디스플레이 디바이스로서,
   반사형 디스플레이에 보충 광을 제공하도록 구성되는 보조 광원;
   상기 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도를 결정하도록 구성되는 센서 시스템; 및
   상기 센서 시스템과 통신하는 제어기를 포함하고,
   상기 제어기는, 상기 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 반사형 디스플레이에 일정량의 보충 광을 제공하도록 상기 보조 광원을 조정하도록 구성되고,
   상기 일정량의 보충 광은,
   상기 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지되거나, 또는 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가하고, 그리고
   상기 주위 광의 조도가, 상기 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소하는,
   디스플레이 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는, 제공될 상기 보충 광의 양을 제공하는 룩업 테이블(LUT) 또는 공식에 액세스하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 LUT 또는 상기 공식은, 상기 주위 광의 조도의 함수로서 상기 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델에 기초하는, 디스플레이 디바이스.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 임계치는 상기 제 2 임계치와 대략 동일한, 디스플레이 디바이스.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 임계치는 약 100 lux보다 크고, 상기 제 2 임계치는 약 500 lux보다 작은, 디스플레이 디바이스.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 주위 광의 조도가 상기 제 1 임계치와 상기 제 2 임계치 사이인 경우, 상기 보충 광의 양은 평균적으로 대략 동일한 양인, 디스플레이 디바이스.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 주위 광의 조도가 상기 제 1 임계치와 상기 제 2 임계치 사이인 경우, 상기 보충 광의 양은 약 20 nits로부터 약 30 nits까지의 범위인, 디스플레이 디바이스.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 주위 광의 조도가, 상기 제 1 임계치보다 작은 제 3 임계치 아래인 경우, 상기 보충 광의 양은 평균적으로 대략 동일하게 유지되는, 디스플레이 디바이스.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 주위 광의 조도가 상기 제 3 임계치 아래인 경우, 상기 보충 광의 양은 약 5 nits로부터 약 10 nits까지의 범위인, 디스플레이 디바이스.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 임계치는 약 50 lux보다 작은, 디스플레이 디바이스.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 보충 광의 양은, 상기 제 1 임계치보다 위에 있고 상기 제 2 임계치보다 아래인 상기 주위 광의 조도에 대한 피크 값을 갖는, 디스플레이 디바이스.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보충 광의 피크 값은, 상기 보조 광원에 의해 제공될 수 있는 최대 광에 대응하는, 디스플레이 디바이스.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 보충 광의 피크 값은 약 20 nits로부터 약 30 nits까지의 범위인, 디스플레이 디바이스.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 주위 광의 조도가, 상기 제 2 임계치보다 큰 제 4 임계치 위에 있는 경우, 상기 보충 광의 양은 대략 제로인, 디스플레이 디바이스.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 4 임계치는 약 800 lux보다 큰, 디스플레이 디바이스.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치 아래의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 상기 보충 광의 양은, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 증가하는, 디스플레이 디바이스.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 임계치 위에 있는 적어도 몇몇 조도들의 경우, 상기 보충 광의 양은, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 감소하는, 디스플레이 디바이스.
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 디스플레이되고 있는 컨텐츠에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보충 광의 양을 결정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 시청자 선호도들에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보충 광의 양을 결정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 산란 조도, 지향된 조도, 지향된 조도에 대한 방향 및 시청자의 위치 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보충 광의 양을 결정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
21. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사형 디스플레이와 통신하도록 구성되고 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 반사형 디스플레이에 적어도 하나의 신호를 전송하도록 구성되는 드라이버 회로; 및
    상기 드라이버 회로에 상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 전송하도록 구성되는 드라이버 회로를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스.
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로세서에 상기 이미지 데이터를 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 더 포함하는, 디스플레이 디바이스.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈은, 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
25. 제 21 항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는, 디스플레이 디바이스.
26. 디스플레이 디바이스로서,
    반사형 디스플레이에 보충 광을 제공하기 위한 수단;
    상기 반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도를 결정하기 위한 수단; 및
    보충 광 수단을 조정하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 조정하기 위한 수단은, 상기 주위 광의 결정된 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 보충 광의 양을 결정하도록 구성되고,
    상기 보충 광의 양은,
    상기 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지되거나, 또는 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가하고, 그리고
    상기 주위 광의 조도가, 상기 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소하는,
    디스플레이 디바이스.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 반사형 디스플레이는 간섭계 변조기들을 포함하거나, 또는 보충 광을 제공하기 위한 수단은 전면 광을 포함하거나, 또는 조도를 결정하기 위한 수단은 광 센서를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
28. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치 아래의 적어도 몇몇 조도들의 경우, 상기 보충 광의 양은, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 증가하는, 디스플레이 디바이스.
29. 제 26 항에 있어서,
    상기 제 2 임계치 위에 있는 적어도 몇몇 조도들의 경우, 상기 보충 광의 양은, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 감소하는, 디스플레이 디바이스.
30. 제 26 항에 있어서,
    상기 조정하기 위한 수단은, 디스플레이되고 있는 컨텐츠, 시청자 선호도들, 산란 조도, 지향된 조도, 지향된 조도에 대한 방향 및 시청자의 위치 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 보충 광의 양을 결정하도록 구성되는, 디스플레이 디바이스.
31. 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법으로서,
    반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 조도를 광 센서에 의해 결정하는 단계; 및
    상기 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 반사형 디스플레이에 일정량의 보충 광을 제공하도록 보조 광원을 자동으로 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 조정하는 단계는,
    상기 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일한 양의 보충 광을 유지하거나, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 상기 보충 광의 양을 평균적으로 실질적으로 증가시키는 단계; 및
    상기 주위 광의 조도가, 상기 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 상기 보충 광의 양을 평균적으로 실질적으로 감소시키는 단계를 포함하는,
    반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법.
32. 제 31 항에 있어서,
    제공될 상기 보충 광의 양을 제공하는 룩업 테이블(LUT) 또는 공식에 액세스하는 단계를 더 포함하고,
    상기 LUT 또는 상기 공식은, 상기 주위 광의 조도의 함수로서 상기 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델에 기초하는, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법.
33. 제 31 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치는 상기 제 2 임계치와 대략 동일한, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법.
34. 제 31 항에 있어서,
    평균적으로 상기 보충 광의 실질적으로 동일한 양을 유지하거나 평균적으로 실질적으로 증가시키는 단계는, 상기 주위 광의 조도가 상기 제 1 임계치 아래인 경우, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 상기 보충 광의 양을 증가시키는 단계를 포함하는, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법.
35. 제 31 항에 있어서,
    상기 평균적으로 실질적으로 감소시키는 단계는, 상기 주위 광의 조도가 상기 제 2 임계치 위에 있는 경우, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 상기 보충 광의 양을 감소시키는 단계를 포함하는, 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하는 방법.
36. 디스플레이 디바이스의 반사형 디스플레이의 보충 조명을 제어하기 위한 명령들이 저장된 비일시적 유형의(tangible) 컴퓨터 저장 매체로서,
    상기 명령들은 컴퓨팅 시스템에 의해 실행되는 경우, 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금 동작들을 수행하게 하고,
    상기 동작들은,
    반사형 디스플레이를 조명하는 주위 광의 결정된 조도를 컴퓨터 판독가능 매체로부터 수신하는 동작;
    상기 주위 광의 조도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 반사형 디스플레이에 제공할 보충 광의 양을 결정하는 동작 ― 상기 보충 광의 양은, 상기 주위 광의 조도가 제 1 임계치 아래인 경우, 평균적으로 실질적으로 동일하게 유지될 수 있거나 또는 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 증가하고, 그리고 상기 주위 광의 조도가, 상기 제 1 임계치와 동일하거나 그보다 큰 제 2 임계치 위에 있는 경우, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 대한 응답으로 평균적으로 실질적으로 감소함―; 및
    상기 보충 광의 양에 적어도 부분적으로 기초하여, 보충 조명 조정을, 상기 반사형 디스플레이에 광을 제공하도록 구성된 광원에 송신하는 동작을 포함하는,
    비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체.
37. 제 36 항에 있어서,
    상기 동작들은, 제공될 상기 보충 광의 양을 제공하는 룩업 테이블(LUT) 또는 공식에 액세스하는 동작을 더 포함하고,
    상기 LUT 또는 상기 공식은, 상기 주위 광의 조도의 함수로서 상기 보충 광의 양에 대한 비단조적인 모델에 기초하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체.
38. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치는 상기 제 2 임계치와 대략 동일한, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체.
39. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 1 임계치 아래의 적어도 몇몇 조도들에 대해, 상기 보충 광의 양은 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 증가하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체.
40. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 2 임계치 위의 적어도 몇몇 조도들에 대해, 상기 일정량의 보충 광은, 상기 주위 광의 증가하는 조도에 의해, 약 0.01 nit/lux로부터 약 0.05 nit/lux까지의 범위의 레이트로 감소하는, 비일시적 유형의 컴퓨터 저장 매체.

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