KR20140106629A - 색들을 보간하기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시는, 모색(native color)들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법들, 장치, 및 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램들을 제공한다. 일 양상에서, 방법은, 복수의 디스플레이 디바이스들에 대한 구동 명령들로부터 제 1 색을 생성하는 단계를 포함한다. 몇몇 양상들은, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계를 포함하고, 여기서, 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례한다. 방법은 또한, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키는 단계, 및 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계를 포함한다. 몇몇 양상들은, 하나 또는 그 초과의 모색들과 원하는 색 사이의 에러를 결정한다. 그 다음, 할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 디스플레이함으로써, 최종 색이 전자 디스플레이 상에 디스플레이된다.

Description

색들을 보간하기 위한 방법들 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR INTERPOLATING COLORS}
본 개시는 전기기계적 시스템들에 대한 색 보간 방법들 및 장치와 관련되고, 상세하게는, 아날로그 간섭계 변조기들과 관련된다.
전기기계적 시스템들(EMS)은, 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.
본 개시의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 각각은 몇몇 혁신적인 양상들을 갖고, 이들 중 어떠한 단일한 것도, 본 명세서에서 개시되는 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지는 않는다.
본 개시에서 설명되는 요지의 하나의 혁신적인 양상은, 모색(native color)들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법에서 구현될 수 있고, 이 방법은, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계 ―하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례함―, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키는 단계, 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계, 및 할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 디스플레이함으로써, 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 단계를 포함한다. 몇몇 구현들에서, 전자 디스플레이는 아날로그 IMOD들을 포함한다. 몇몇 구현들에서, 복수의 가중치들은 n개의 가중치들을 포함하고, 여기서, 복수의 가중치들의 각각의 가중치 xi는, xi = x0*(1 - x0)i로서 결정될 수 있고, 여기서 i는 0부터 n-1까지의 정수값이고, 여기서 제 1 가중치는 x0에 의해 표현된다. 몇몇 구현들에서, 복수의 가중치들의 각각의 가중치 xi는 xi = x0*(1 - x0)floor(i/r)로서 결정될 수 있고, 여기서 i는 0부터 n-1까지의 정수값이고, 제 1 가중치는 x0에 의해 표현되고, 여기서 r은, 세트 내의 값이 제 1 가중치에 할당되는 횟수이다. 몇몇 구현들에서, 고유하게 할당된 색들의 수는, 디스플레이에서 픽셀을 디스플레이하는데 이용되는 디스플레이 엘리먼트들의 수와 동등하거나 그보다 작다. 몇몇 구현들에서, 고유하지 않게 할당되는 색들의 수는 프레임 디스플레이 시간 동안 업데이트 기간들의 수와 동등하다. 몇몇 구현들에서, 복수의 가중치들 각각은 시간적 가중에 대응한다. 몇몇 구현들에서, 복수의 가중치들 각각은 공간적 가중에 대응한다.
개시된 다른 양상은 전자 디스플레이를 포함하는 장치이다. 전자 디스플레이는, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 디바이스들을 포함한다. 디스플레이는 또한, 디스플레이와 통신하도록 구성되는 전자 프로세서를 포함하고, 프로세서는 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성된다. 프로세서는 또한, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하고 ―하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례함―, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 선택된 색과 연관시키고, 반복적으로 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 모색들을 선택하고 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들로 할당하고, 그리고 선택된 모색들 각각을 선택된 모색들 각각의 가중치들에 따라 전자 디스플레이 상에 디스플레이하도록 구성된다.
몇몇 구현들에서, 장치는, 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 포함한다. 몇몇 다른 구현들은, 적어도 하나의 신호를 디스플레이에 전송하도록 구성되는 구동기 회로를 포함한다. 몇몇 구현들은, 이미지 데이터의 적어도 일부를 구동기 회로에 전송하도록 구성되는 제어기를 포함한다. 몇몇 구현들은, 이미지 데이터를 프로세서에 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 포함한다.
몇몇 구현들에서, 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버, 및 송신기 중 적어도 하나를 포함한다. 몇몇 구현들에서, 장치는 또한, 입력 데이터를 수신하고 입력 데이터를 프로세서에 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 포함한다. 몇몇 구현들에서, 전자 디바이스는 아날로그 IMOD들을 포함한다.
몇몇 구현들에서, 복수의 가중치들은 n개의 가중치들을 포함하고, 복수의 가중치들의 각각의 가중치 xi는 xi = x0*(1 - x0)i로서 결정될 수 있고, 여기서 i는 0부터 n-1까지의 정수값이고, 여기서 제 1 가중치는 x0에 의해 표현된다. 몇몇 구현들에서, 장치는 또한 무선 전화 핸드셋을 포함한다.
개시된 다른 양상은 적어도 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들을 갖는 디스플레이 장치이다. 장치는, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하기 위한 수단 ―하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례함―, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키기 위한 수단, 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하기 위한 수단, 및 할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 전자 디스플레이의 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들 상에 디스플레이함으로써, 최종 색을 디스플레이하기 위한 수단을 포함한다.
개시된 다른 양상은, 프로세싱 회로로 하여금 방법을 수행하게 하는 명령들이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체이다. 방법은, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례한다. 방법은 또한, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키는 단계, 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계, 및 할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 전자 디스플레이의 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들 상에 디스플레이함으로써, 최종 색을 디스플레이하는 단계를 포함한다.
개시된 다른 양상은, 복수의 가중된 값들을 단위(unit) 합산으로 가산하는 컴포넌트들을 갖는 최종 값을 표현하기 위한 방법이다. 방법은 N개의 값들의 세트를 식별하는 단계를 포함한다. N개의 값들은, 최종 값을 포함하는 N-차원 공간을 정의한다. 방법은 또한, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계를 포함한다. 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례한다. 방법은 또한, 세트 내의 값을 제 1 가중치에 할당하는 단계, 및 세트 내의 하나 또는 그 초과의 값들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계를 포함한다.
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 1a 및 도 1b는, 2개의 상이한 상태들에 있는 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 픽셀을 도시하는 등각도들의 예들을 도시한다.
도 2는, 광학 MEMS 디스플레이 디바이스에 대한 구동 회로 어레이를 예시하는 개략 회로도의 일례를 도시한다.
도 3은, 도 2의 구동 회로 및 연관된 디스플리에의 구조의 일 구현을 예시하는 개략적 부분 단면도의 일례를 도시한다.
도 4는, 내장된 회로를 갖는 백플레이트(backplate) 및 간섭계 변조기 어레이를 갖는 광학 MEMS 디스플레이 디바이스의 분해된 부분 사시도의 일례를 도시한다.
도 5는, 2개의 고정층들 및 이동가능한 제 3 층을 갖는 간섭계 변조기의 단면을 도시한다.
도 6은, 도 5의 구조를 갖는 광학 EMS 디스플레이 디바이스에 대한 구동 회로 어레이를 예시하는 개략적 회로도의 일례를 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는, 재료들의 스택(stack)들을 예시하는 도 5의 간섭계 변조기의 2개의 고정층들 및 이동가능한 층의 단면도들을 도시한다.
도 8은 도 5에 예시된 간섭계 변조기 및 전압원들의 개략적 표현을 도시한다.
도 9a는 아날로그 IMOD(AIMOD)의 단면도의 일례를 도시한다.
도 9b는 다른 구현에 따른 아날로그 IMOD(AIMOD)의 단면도의 일례를 도시한다.
도 10은, RGB 패러럴파이프드(parallelpiped) 및 아날로그 IMOD에 대한 중첩된 색 영역(color gamuts)을 갖는 색 공간을 예시한다.
도 11은, 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법에 대한 하나의 동작가능한 구현을 예시하는 흐름도이고, 여기서, 디스플레이의 각각의 디스플레이 엘리먼트는 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있다.
도 12는, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하기 위한 장치의 일 구현을 예시하는 블록도이다.
도 13은, 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 다른 구현을 예시하는 흐름도이고, 여기서, 디스플레이의 각각의 디스플레이 엘리먼트는 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있다.
도 14는, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 일 구현이 어떻게 동작할 수 있는지를 예시한다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c는, 도 13 및 도 14에서 설명된 방법의 출력 및 Perl 프로그래밍 언어 시뮬레이션의 하나의 예시적인 주입(implantation)을 예시한다.
도 16은, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 다른 구현을 예시하는 흐름도이다.
도 17은, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 다른 구현을 예시하는 흐름도이다.
도 18a는, 서로 인접하게 배치된 상이한 색들을 디스플레이하도록 구성되는 복수의 IMOD들을 활용하는 일 구현을 예시한다.
도 18b는, 3개의 IMOD들을 구동하기 위한 방법의 데이터 흐름도이다.
도 19a는, 연속적인 색 영역을 생성하는 아날로그 IMOD의 일 구현을 예시한다.
도 19b는, 아날로그 변조기, 이를테면, 도 19a에 예시된 아날로그 변조기를 구동하는 방법에 대한 데이터 흐름도이다.
도 20은, 복수의 디스플레이 디바이스들에 대한 구동 명령들을 제 1 디스플레이 디바이스에 대한 구동 명령들로 변환하기 위한 방법의 일 구현을 예시하는 흐름도이다.
도 21은, 에러 분산 프로세스의 일 구현을 예시하는 흐름도이다.
도 22는, 에러 분산 프로세스의 다른 구현을 예시하는 흐름도이다.
도 23a 및 도 23b는, 복수의 간섭계 변조기들을 포함하는 디스플레이 디바이스를 예시하는 시스템 블록도들의 예들을 도시한다.
다양한 도면들에서 유사한 참조 부호들 및 지정들은 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.
하기 상세한 설명은, 혁신적인 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(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 애플리케이션들), 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.
다양한 구현들은, 간섭계 변조기 디바이스들에 의해 통상적으로 생성되는 반사된 색들의 스페트럼에 의해 디스플레이될 수 있는 것보다 더 크게 시각적으로 인지되는 색 영역을 생성하기 위해, 색 보간을 활용하는 방법들 및 장치를 포함한다. 간섭계 변조기 디바이스들에 의해 물리적으로 생성되는 이러한 색들은 물리적 및 광학적 특성들로 인해 또한 모색들로 알려진다. 이러한 방법들 및 장치는, 모색들을 이용하여 통상적으로 생성될 수 없는, 이러한 디스플레이 디바이스들에 의한 사진 품질의 디스플레이를 가능하게 할 수 있다. 게다가, 개시된 방법들은, 사진 품질의 이미지들을 여전히 생성(디스플레이)할 수 있게 하면서, 디스플레이들에 의해 IMOD 모색들의 더 큰 선택이 활용되게 함으로써, 디스플레이 제조 및 부분 선택에서 유연성을 제공한다.
본 개시에서 설명되는 요지의 특정한 구현들은, 다음의 잠재적 이점들 중 하나 또는 그 초과를 실현하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 요지의 특정한 구현들은, 디스플레이가 아날로그 간섭계 변조기들을 이용하고 있는 경우, 인간의 눈에 의해 인지되는 더 큰 색 영역을 갖는 디스플레이를 실현할 수 있다. 다른 구현들은, 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들의 이용과 같은 종래의 기술들에 비해, 특정한 색 영역을 실현하는데 이용되는 디스플레이 엘리먼트들의 수를 감소시킴으로써, 디스플레이의 감소된 비용, 사이즈 또는 중량을 도출할 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 1a 및 도 1b는, 2개의 상이한 상태들에 있는 간섭계 변조기(IMOD) 디스플레이 디바이스의 픽셀을 도시하는 등각도들의 예들을 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 반사층들, 즉, 이동가능한 반사층 및 고정된 부분 반사층을 포함할 수 있고, 이들은 서로 가변적이고 제어가능한 거리에 위치되어 에어 갭(또한 광학 갭 또는 캐비티로 지칭됨)을 형성한다. 이동가능한 반사층은 적어도 2개의 위치들 사이에서 이동될 수 있다. 제 1 위치, 즉, 완화된 위치에서, 이동가능한 반사층은 고정된 부분 반사층으로부터 비교적 먼 거리에 위치될 수 있다. 제 2 위치, 즉, 작동된 위치에서, 이동가능한 반사층은 부분 반사층에 더 근접하게 위치될 수 있다. 2개의 층들로부터 반사되는 입사 광은 이동가능한 반사층의 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, 미작동시에 어두운 상태가 되어 가시 범위 내의 광을 흡수 및/또는 상쇄 간섭할 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 1a 및 도 1b에 도시된 픽셀들은 IMOD(12)의 2개의 상이한 상태들을 도시한다. 도 1a의 IMOD(12)에서, 이동가능한 반사층(14)은, 부분 반사층을 포함하는 광학 스택(16)으로부터 미리 결정된 거리만큼 떨어진 완화된(relaxed) 위치에 있는 것으로 예시된다. 도 1a의 IMOD(12)에 걸쳐 어떠한 전압도 인가되지 않기 때문에, 이동가능한 반사층(14)은 완화된 또는 미작동 상태로 유지된다. 도 1b의 IMOD(12)에서, 이동가능한 반사층(14)은 광학 스택(16)에 인접한 작동 위치에 있는 것으로 예시된다. 도 1b에서 IMOD(12)에 걸쳐 인가된 전압 Vactuate는 이동가능한 반사층(14)을 작동 위치로 작동시키기에 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. 픽셀들(12) 상에 입사하는 광(13)의 대부분은 투명 기판(20)을 통해 투과되어 광학 스택(16)을 향할 것임을 당업자는 쉽게 인식할 것이다. 광학 스택(16) 상에 입사하는 광의 일부는 광학 스택(16)의 부분 반사층을 통해 투과될 것이고, 일부는 투명 기판(20)을 통해 다시(back) 반사될 것이다. 광학 스택(16)을 통해 투과되는 광(13)의 일부는 이동가능한 반사층(14)에서 반사되어, 다시 투명 기판(20)을 향할(그리고 그를 통과할) 것이다. 광학 스택(16)의 부분 반사층으로부터 반사되는 광과 이동가능한 반사층(14)으로부터 반사되는 광 사이의 (보강 또는 상쇄) 간섭은 픽셀들(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 반사층은, 크롬(Cr), 반도체들 및 유전체들과 같은 다양한 금속들과 같은 부분 반사인 다양한 재료들로부터 형성될 수 있다. 부분 반사층은 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, 하부 전극(16)은 각각의 픽셀에 접지된다. 몇몇 구현들에서, 이것은, 연속적인 광학 스택(16)을 기판 상에 증착하고, 증착된 층들 둘레에서 전체 시트를 접지함으로써 달성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 알루미늄(Al)과 같이 매우 전도적이고 반사적인 재료가 이동가능한 반사 층(14)에 이용될 수 있다. 이동가능한 반사 층(14)은 포스트들(18)의 최상부에 증착된 금속 층 또는 층들, 및 포스트들(18) 사이에 증착된 매개(intervening) 희생 재료로서 형성될 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 대략 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(14a)은 도 1a의 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, 이동가능한 반사층(14) 및 광학 스택(16) 중 적어도 하나에 전위차, 예를 들어, 전압이 인가되는 경우, 대응하는 픽셀에 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 1b의 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.
몇몇 구현들에서, 일련의 또는 일 어레이의 IMOD들에서 광학 스택들(16)은, 디스플레이 디바이스의 IMOD들의 일 측에 공통 전압을 제공하는 공통 전극으로 기능할 수 있다. 이동가능한 반사층들(14)은, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 예를 들어, 매트릭스 형태로 배열되는 별개의 플레이트들의 어레이로서 형성될 수 있다. 별개의 플레이트들에는, IMOD들을 구동하기 위한 전압 신호들이 공급될 수 있다.
앞서 기술된 원리들에 따라 동작하는 간섭계 변조기들의 구조의 세부사항들은 광범위하게 변할 수 있다. 예를 들어, 각각의 IMOD의 이동가능한 반사층들(14)은, 예를 들어, 오직 테더(tether)들 상의 코너들의 지지부들에 부착될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 평탄하고 비교적 단단한 반사층(14)이, 유연한 금속으로부터 형성될 수 있는 변형가능한 금속(14)으로부터 현수될 수 있다. 이러한 아키텍쳐는, 변조기의 전기기계적 양상들 및 광학적 양상들에 대해 이용되는 구조적 설계 및 재료들이 서로 독립적으로 선택되고 기능하도록 허용한다. 따라서, 반사층(14)에 이용되는 구조적 설계 및 재료들은 광학 특성들에 대해 최적화될 수 있고, 변형가능한 층(34)에 대해 이용되는 구조적 설계 및 재료들은 원하는 기계적 특성들에 대해 최적화될 수 있다. 예를 들어, 반사층(14) 부분은 알루미늄일 수 있고, 변형가능한 층(34) 부분은 니켈일 수 있다. 변형가능한 층(34)은, 변형가능한 층(34)의 둘레 주위의 기판(20)에 직접 또는 간접적으로 접속할 수 있다. 이러한 접속들은 지지 포스트들(18)을 형성할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 것들과 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 3에 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.
도 2는, 광학 MEMS 디스플레이 디바이스에 대한 구동 회로 어레이(200)를 예시하는 개략 회로도의 일례를 도시한다. 구동 회로 어레이(200)는, 디스플레이 어레이 어셈블리의 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dmn에 이미지 데이터를 제공하기 위한 액티브 매트릭스 어드레싱 방식을 구현하기 위해 이용될 수 있다.
구동 회로 어레이(200)는, 데이터 구동기(210), 게이트 구동기(220), 제 1 내지 제 m 데이터 라인들 DL1-DLm, 제 1 내지 제 n 게이트 라인들 GL1-GLn, 및 스위치들 또는 스위칭 회로들 S11-Smn의 어레이를 포함한다. 데이터 라인들 DL1-DLm 각각은 데이터 구동기(210)로부터 연장되고, 스위치들 S11-S1n, S21-S2n, ..., Sm1-Smn의 각각의 열(column)에 전기 접속된다. 게이트 라인들 GL1-GLn 각각은 게이트 구동기(220)로부터 연장되고, 스위치들 S11-Sm1, S12-Sm2, ..., S1n-Smn의 각각의 행에 전기 접속된다. 스위치들 S11-Smn은, 데이터 라인들 DL1-DLm 중 하나와 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dmn의 각각의 디스플레이 엘리먼트 사이에 전기 커플링되고, 게이트 라인들 GL1-GLn 중 하나를 통해 게이트 구동기(220)로부터 스위칭 제어 신호를 수신한다. 스위치들 S11-Smn은 단일 FET 트랜지스터들로 예시되지만, (두 방향들 모두에서의 전류 흐름에 대한) 2개의 트랜지스터 송신 게이트들 또는 심지어 기계적 MEMS 스위치들과 같은 다양한 형태들을 가질 수 있다.
데이터 구동기(210)는 디스플레이 외부로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있고, 데이터 라인들 DL1-DLm을 통해 스위치들 S11-Smn에 전압 신호들의 형태로 행 단위로 이미지 데이터를 제공할 수 있다. 게이트 구동기(220)는, 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dm1, D12-Dm2, ..., D1n-Dmn과 연관된 스위치들 S11-Sm1, S12-Sm2, ..., S1n-Smn을 턴온시킴으로써 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dm1, D12-Dm2, ..., D1n-Dmn의 특정한 행을 선택할 수 있다. 선택된 행의 스위치들 S11-Sm1, S12-Sm2, ..., S1n-Smn이 턴온되는 경우, 데이터 구동기(210)로부터의 이미지 데이터는 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dm1, D12-Dm2, ..., D1n-Dmn의 선택된 행에 전달된다.
동작 동안, 게이트 구동기(220)는, 선택된 행에서 게이트 라인들 GL1-GLn 중 하나를 통해 전압 신호를 스위치들 S11-Smn의 게이트들에 제공하여, 스위치들 S11-Smn을 턴온시킬 수 있다. 데이터 구동기(210)가 데이터 라인들 DL1-DLm 모두에 이미지 데이터를 제공한 후, 선택된 행의 스위치들 S11-Smn은 턴온될 수 있어서, 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dm1, D12-Dm2, ..., D1n-Dmn의 선택된 행에 이미지 데이터가 제공되고, 그에 따라 이미지의 일부가 디스플레이된다. 예를 들어, 행에서 작동될 픽셀들과 연관된 데이터 라인들 DL은, 예를 들어, 10-볼트(양수 또는 음수일 수 있음)로 설정될 수 있고, 행에서 릴리스될 픽셀들과 연관된 데이터 라인들 DL은, 예를 들어, 0-볼트로 설정될 수 있다. 그 다음, 주어진 행에 대한 게이트 라인 GL이 어서트되어, 그 행의 스위치들을 턴온시키고, 선택된 데이터 라인 전압을 그 행의 각각의 픽셀에 적용한다. 이것은, 10-볼트가 인가된 픽셀들을 충전 및 작동시키며, 0-볼트가 인가된 픽셀들을 방전 및 릴리스한다. 그 다음, 스위치들 S11-Smn은 턴오프될 수 있다. 디스플레이 엘리먼트들 D11-Dm1, D12-Dm2, ..., D1n-Dmn은 이미지 데이터를 유지할 수 있는데, 이는, 절연체들 및 오프 상태 스위치를 통한 어느 정도의 누설을 제외하고는, 스위치들이 오프인 경우, 작동된 픽셀들 상의 전하가 보유될 것이기 때문이다. 일반적으로, 이러한 누설은, 데이터의 다른 세트가 행에 기록될 때까지 픽셀들 상에 이미지 데이터를 유지하기에 충분할만큼 낮다. 이 단계들은, 모든 행들이 선택되고 그 행들에 이미지 데이터가 제공될 때까지 각각의 연속적인 행에 반복될 수 있다. 도 2의 구현에서, 하부 전극(!6)은 각각의 픽셀에서 접지된다. 몇몇 구현들에서, 이것은, 연속적인 광학 스택(16)을 기판 상에 증착하고, 증착된 층들의 둘레에서 전체 시트를 접지함으로써 달성될 수 있다. 도 3은, 도 2의 구동 회로 및 연관된 디스플레이 엘리먼트의 구조에 대한 일 구현을 예시하는 개략 부분 단면의 일례이다.
도 3은, 도 2의 구동 회로 및 연관된 디스플레이 엘리먼트의 구조에 대한 일 구현을 예시하는 개략 부분 단면의 일례를 도시한다. 구동 회로 어레이(200)의 부분(201)은, 제 2 열 및 제 2 행의 스위치 S22, 및 연관된 디스플레이 엘리먼트 D22를 포함한다. 예시된 구현에서, 스위치 S22는 트랜지스터(80)를 포함한다. 구동 회로 어레이(200)의 다른 스위치들은 스위치 S22와 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 3은 또한, 디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 일부 및 백플레이트(120)의 일부를 포함한다. 디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 일부는 도 2의 디스플레이 엘리먼트 D22를 포함한다. 디스플레이 엘리먼트 D22는, 전면 기판(20)의 일부, 전면 기판(20) 상에 형성된 광학 스택(16)의 일부, 광학 스택(16) 상에 형성된 지지부들(18), 지지부들(18)에 의해 지지된 이동가능한 전극(14/34), 및 이동가능한 전극(14/34)을 백플레이트(120)의 하나 또는 그 초과의 컴포넌트들에 전기 접속시키는 상호접속부(126)를 포함한다.
백플레이트(120)의 일부는 도 2의 제 2 데이터 라인 DL2 및 스위칭 S22를 포함하고, 이들은 백플레이트(120)에 내장된다. 백플레이트(120)의 일부는 또한, 적어도 부분적으로 그에 내장된 제 1 상호접속부(128) 및 제 2 상호접속부(124)를 포함한다. 제 2 데이터 라인 DL2는 백플레이트(120)를 관통하여 실질적으로 수평으로 연장된다. 스위치 S22는, 소스(82), 드레인(84), 소스(82)와 드레인(84) 사이의 채널(86), 및 채널(86) 위에 놓인 게이트(88)를 포함한다. 트랜지스터(80)는 박막 트랜지스터(TFT) 또는 금속 산화물 반도체 필드 효과 트랜지스터(MOSFET)일 수 있다. 트랜지스터(80)의 게이트는, 데이터 라인 DL2에 수직인 백플레이트(120)를 관통하여 연장되는 게이트 라인 GL2에 의해 형성될 수 있다. 제 1 상호접속부(128)는 제 2 데이터 라인 DL2를 트랜지스터(80)의 소스(82)에 전기 커플링시킨다.
트랜지스터(80)는, 백플레이트(120)를 관통하여 하나 또는 그 초과의 비아들(160)을 통해 디스플레이 엘리먼트 D22에 커플링된다. 비아들(160)은, 디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 컴포넌트들(예를 들어, 디스플레이 엘리먼트 D22)과 백플레이트(120)의 컴포넌트들 사이에 전기 접속을 제공하기 위해 도전 재료로 채워진다. 예시된 구현에서, 제 2 상호접속부(124)는 비아(160)를 통해 형성되고, 트랜지스터(80)의 드레인(84)을 디스플레이 어레이 어셈블리(110)에 전기 커플링시킨다. 백플레이트(120)는 또한, 구동 회로 어레이(200)의 전술된 컴포넌트들을 전기 절연시키는 하나 또는 그 초과의 절연층들(129)을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이 엘리먼트 D22는, 트랜지스터(80)에 커플링되는 제 1 단자, 및 광학 스택(16)의 적어도 일부에 의해 형성될 수 있는 공통 전극에 커플링되는 제 2 단자를 갖는 간섭계 변조기일 수 있다. 도 3의 광학 스택(16)은 3개의 층들, 즉, 앞서 설명된 최상부 유전체 층, 또한 앞서 설명된 중간의 (크롬과 같은) 부분 반사 층, 및 투명 도전체를 포함하는 (인듐-주석-산화물(ITO)과 같은) 하부 층으로서 예시된다. 공통 전극은 ITO 층에 의해 형성되고, 디스플레이의 둘레에서 접지에 커플링될 수 있다.
도 4는, 임베딩된 회로를 갖는 백플레이트 및 간섭계 변조기 어레이를 갖는 광학 MEMS 디스플레이 디바이스(30)의 분해된 부분 사시도의 일례를 도시한다. 디스플레이 디바이스(30)는 디스플레이 어레이 어셈블리(110) 및 백플레이트(120)를 포함한다. 몇몇 구현들에서, 디스플레이 어레이 어셈블리(110) 및 백플레이트(120)는 서로 부착되기 전에 별개로 미리 형성될 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 디스플레이 디바이스(30)는, 예를 들어, 증착에 의해 디스플레이 어레이 어셈블리(110) 위에 백플레이트(120)의 컴포넌트들을 형성함으로서 임의의 적절한 방식으로 제조될 수 있다.
디스플레이 어레이 어셈블리(110)는, 전면 기판(20), 광학 스택(16), 지지부들(18), 이동가능한 전극들(14) 및 상호접속부들(126)을 포함할 수 있다. 백플레이트(120)는, 적어도 부분적으로 그에 내장된 백플레이트 컴포넌트들(122) 및 하나 또는 그 초과의 백플레이트 상호접속부들(124)을 포함한다.
디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 광학 스택(16)은, 전면 기판(20)의 적어도 어레이 영역을 커버하는 실질적으로 연속적인 층일 수 있다. 광학 스택(16)은, 접지에 전기 접속되는 실질적으로 투명한 도전층을 포함할 수 있다. 이동가능한 전극들(14/34)은, 예를 들어, 정사각형 또는 직사각형 형상을 갖는 별개의 플레이트들일 수 있다. 이동가능한 전극들(14/34)은, 이동가능한 전극들(14/34) 각각이 디스플레이 엘리먼트의 일부를 형성할 수 있도록 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 도 4의 구현에서, 이동가능한 전극들(14/34)은 4개의 코너들에서 지지부들(18)에 의해 지지된다.
디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 상호접속부들(126) 각각은 이동가능한 전극들(14/34)의 각각의 전극을 하나 또는 그 초과의 백플레이트 컴포넌트들(122)에 전기 커플링시키도록 기능한다. 예시된 구현에서, 디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 상호접속부들(126)은 이동가능한 전극들(14/34)로부터 연장되고, 백플레이트 상호접속부들(124)에 접촉하도록 위치된다. 다른 구현에서, 디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 상호접속부들(126)은, 지지부들(18)에 적어도 부분적으로 내장될 수 있는 한편 지지부들(18)의 최상부 표면들을 통해 노출된다. 이러한 구현에서, 백플레이트 상호접속부들(124)은 디스플레이 어레이 어셈블리(110)의 상호접속부들(126)의 노출된 부분들에 접촉하도록 위치될 수 있다. 또 다른 구현에서, 백플레이트 상호접속부들(124)은, 도 4의 상호접속부들(126)과 같이, 이동가능한 전극들(14)에 실제 부착없이, 이동가능한 전극들(14)로 연장되고 그에 전기 접속될 수 있다.
완화된 상태 및 작동된 상태를 갖는 앞서 설명된 쌍안정 간섭계 변조기들에 부가하여, 간섭계 변조기들은 복수의 상태들을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 아날로그 간섭계 변조기(AIMOD)는 일정 범위의 색 상태들을 가질 수 있다. 일 AIMOD 구현에서, 단일 간섭계 변조기는, 예를 들어, 적색 상태, 녹색 상태, 청색 상태, 흑색 상태 또는 백색 상태로 작동될 수 있다. 따라서, 단일 간섭계 변조기는, 넓은 범위의 광학 스펙트럼에 걸쳐 상이한 광 반사 특성들을 갖는 다양한 상태들을 갖도록 구성될 수 있다. AIMOD의 과학 스택은 앞서 설명된 쌍안정 디스플레이 엘리먼트들과 상이할 수 있다. 이 차이들은 상이한 광학적 결과들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명된 쌍안정 엘리먼트들에서, 폐쇄된 상태는 쌍안정 엘리먼트에 흑색 반사 상태를 부여한다. 그러나, 아날로그 간섭계 변조기는, 전극들이 쌍안정 엘리먼트의 폐쇄된 상태와 유사한 위치에 있는 경우 백색 반사 상태를 가질 수 있다.
도 5는, 2개의 고정층들 및 이동가능한 제 3 층을 갖는 간섭계 변조기의 단면도를 도시한다. 구체적으로, 도 5는, 고정된 제 1 층(802), 고정된 제 2 층(804), 및 고정된 제 1 층과 제 2 층(802 및 804) 사이에 위치된 이동가능한 제 3 층(806)을 갖는 아날로그 간섭계 변조기의 구현을 도시한다. 층들(802, 804 및 806) 각각은 전극 또는 다른 도전 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 층(802)은 금속으로 이루어진 플레이트를 포함할 수 있다. 층들(802, 804 및 806) 각각은, 반사층 상에 형성되거나 반사층 상에 증착된 보강(stiffening)층을 이용하여 보강될 수 있다. 일 구현에서, 보강층은 유전체를 포함한다. 보강층은, 자신이 부착되는 층을 견고하고 실질적으로 평탄하게 유지하기 위해 이용될 수 있다. 변조기(800)의 몇몇 구현들은 3-단자 간섭계 변조기로 지칭될 수 있다.
3개의 층들(802, 804 및 806)은 절연 포스트들(810)에 의해 전기 절연된다. 이동가능한 제 3 층(806)은 절연 포스트들(810)로부터 현수된다. 이동가능한 제 3 층(806)은, 이동가능한 제 3 층(806)이 일반적으로 제 1 층(802)을 향해 위를 향하는 방향으로 대체될 수 있도록 또는 일반적으로 제 2 층(804)을 향해 아래를 향하는 방향으로 대체될 수 있도록, 변형되도록 구성된다. 몇몇 구현들에서, 제 1 층(802)은 또한 최상부 층 또는 최상부 전극으로 지칭될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 제 2 층(804)은 또한 바닥 층 또는 바닥 전극으로 지칭될 수 있다. 간섭계 변조기(800)는 기판(820)에 의해 지지될 수 있다.
도 5에서, 이동가능한 제 3 층(806)은 실선들에 의한 평형 위치에 있는 것으로 예시된다. 도 5에 예시된 바와 같이, 고정된 전압 차가 제 1 층(802)과 제 2 층(804) 사이에 인가될 수 있다. 이 구현에서, 전압 V0이 층(802)에 인가되고, 층(804)은 접지된다. 가변 전압 Vm이 이동가능한 제 3 층(806)에 인가되면, 그 전압 Vm이 V0에 접근함에 따라, 이동가능한 제 3 층(806)은 접지된 층(804) 쪽으로 정전기적으로 당겨질 것이다. 그 전압 Vm이 접지에 접근함에 따라, 이동가능한 제 3 층(806)은 층(802) 쪽으로 정전기적으로 당겨질 것이다. 이 2개의 전압들의 중간 지점의 전압(이 구현에서는 V0/2)이 이동가능한 제 3 층(806)에 인가되면, 이동가능한 제 3 층(806)은, 도 5의 실선들로 표시된 자신의 평형 위치에서 유지될 것이다. 외측 층들(802 및 804) 상의 전압들 사이의 가변 전압을 이동가능한 제 3 층(806)에 인가함으로써, 이동가능한 제 3 층(806)은 외측 층들(802 및 804) 사이의 원하는 위치에 위치되어, 원하는 광학 응답을 생성할 수 있다. 외측 층들 사이의 전압 차 V0은, 디바이스의 재료들 및 구성에 따라 광범위하게 변할 수 있고, 많은 구현들에서, 약 5-20 볼트의 범위일 수 있다. 또한, 이동가능한 제 3 층(806)이 이 평형 위치로부터 멀리 이동함에 따라, 이동가능한 제 3 층(806)은 변형되거나 구부러질 것임이 주목될 수 있다. 이러한 변형되거나 구부러진 구성에서, 탄성 스프링 힘이 이동가능한 제 3 층(806)을 평형 위치 쪽으로 기계적으로 편향시킨다. 이 기계적 힘은 또한, 이동가능한 제 3 층(806)에 전압 V가 인가되는 경우 이동가능한 제 3 층(806)의 최종 위치에 기여한다.
이동가능한 제 3 층(806)은, 기판(820)을 통해 간섭계 변조기(800)에 진입하는 광을 반사하기 위한 미러를 포함할 수 있다. 미러는 금속 재료를 포함할 수 있다. 제 2 층(804)은, 제 2 층(804)이 흡수 층으로서 동작하도록 하는 부분 흡수 재료를 포함할 수 있다. 미러로부터 반사된 광이 기판(820)의 측면으로부터 관측되는 경우, 관측자는 반사된 광을 특정한 색으로 인지할 수 있다. 이동가능한 제 3 층(806)의 위치를 조정함으로써, 특정한 파장들의 광이 선택적으로 반사될 수 있다.
도 6은, 도 5의 구조를 갖는 광학 EMS 디스플레이 디바이스에 대한 구동 회로 어레이를 예시하는 개략 회로도의 일례를 도시한다. 전반적 장치는, 쌍안정 간섭계 변조기들을 이용하는 도 2의 구조와 많은 유사성들을 공유한다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 추가적인 상부층(802)이 각각의 디스플레이 엘리먼트에 제공된다. 이 상부층(802)은 도 3 및 도 4에 도시된 백플레이트(120)의 하부측면 상에 증착될 수 있고, 그에 인가된 전압 V0을 가질 수 있다. 이 구현들은, 오직 2개의 상이한 전압들 중 하나에서보다는 V0과 접지 사이의 전압들의 범위에 배치될 수 있는 데이터 라인들 DL1-DLn 상에 제공되는 전압들을 제외하면, 도 2를 참조하여 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로 구동된다. 이 방식으로, 행 각각을 따른 디스플레이 엘리먼트들의 이동가능한 제 3 층들(806)은, 특정한 행에 대한 게이트 라인을 어서트함으로써 그 행이 기록되는 경우 상부 층과 하부 층 사이의 임의의 특정한 원하는 위치에 독립적으로 배치될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는, 재료들의 스택들을 예시하는 도 5의 간섭계 변조기의 2개의 고정층들 및 이동가능한 층의 단면도들을 도시한다.
도 7a 및 도 7b에 예시된 구현에서, 이동가능한 제 3 층(806) 및 제 2 층(804) 각각은 재료들의 스택을 포함한다. 예를 들어, 이동가능한 제 3 층(806)은, 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 알루미늄-구리(AlCu), 및 티타늄 디옥사이드(TiO2)를 포함하는 스택을 포함한다. 제 2 층(804)은, 예를 들어, 옥시나이트라이드(SiON), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 몰리브덴-크롬(MoCr) 및 실리콘 디옥사이드(SiO2)를 포함하는 스택을 포함한다.
예시된 구현에서, 이동가능한 제 3 층(806)은 SiON 기판(1002)을 포함하고, 기판 상에 AlCu 층(1004a)이 증착된다. 이 구현에서, AlCu 층(1004a)은 도전성이고, 전극으로서 이용될 수 있다. 몇몇 구현들에서, AlCu 층(1004)은 그 층으로 입사하는 광에 대한 반사를 제공한다. 몇몇 구현들에서, SiON 기판(1002)은 대략 500 nm 두께이고, AlCu 층(1004a)은 대략 50 nm 두께이다. TiO2 층(1006a)은 AlCu 층(1004a) 상에 증착되고, 몇몇 구현들에서, TiO2 층(1006a)은 대략 26 nm 두께이다. SiON 층(1008a)은 TiO2 층(1006a) 상에 증착되고, 몇몇 구현들에서, SiON 층(1008a)은 대략 52 m 두께이다. TiO2 층(1006a)의 굴절률은 SiON 층(1008a)의 굴절률보다 크다. 이러한 방식으로 교번하는 높고 낮은 굴절률들을 갖는 재료들의 스택은, 스택 상으로 입사하는 광이 반사되게 하여, 실질적으로 미러로서 동작하게 할 수 있다.
도 7b에서 볼 수 있는 바와 같이, 이동가능한 제 3 층(806)은, 몇몇 구현들에서, AlCu 층(1004a), TiO2 층(1006a) 및 SiON 층(1008a)의 반대쪽 SiON 기판(1002) 측 상에 형성된 추가적인 AlCu 층(1004b), 추가적인 TiO2 층(1006b), 및 추가적인 SiON 층(1008b)을 포함한다. 층들(1004b, 1006b 및 1008b)을 형성하는 것은, 이동가능한 제 3 층(806)을 SiON 기판(1002)의 각각의 측면 상에 대략 동일하게 가중하여, 이동가능한 제 3 층(806)을 전환할 경우 이동가능한 제 3 층(806)의 위치 정확도 및 안정도를 증가시킬 수 있다. 이러한 구현들에서, 비아(1009) 또는 다른 전기 접속이 AlCu 층들(100a 및 1004b) 사이에 형성될 수 있어서, 2개의 AlCu 층들(1004a 및 1004b)의 전압은 실질적으로 동일하게 유지될 것이다. 이 방식으로, 이러한 2개의 층들 중 하나에 전압이 인가되는 경우, 이러한 2개의 층들 중 다른 하나는 동일한 전압을 수신할 것이다. 추가적인 비아들(미도시)이 AlCu 층들(1004a 및 1004b) 사이에 형성될 수 있다.
도 7a에 예시된 구현에서, 제 2 층(804)은, SiO2 기판(1010)을 포함하고, SiO2 기판(1010) 상에 MoCr 층(1012)이 형성된다. 이 구현에서, MoCr 층(1012)은 방전 층으로서 동작하여 누적된 전하를 방전시킬 수 있고, 방전을 선택적으로 실시하기 위해 트랜지스터에 커플링될 수 있다. MoCr 층(1012)은 또한 광학 흡수체로서 기능할 수 있다. 몇몇 구현들에서, MoCr 층(1012)은 대략 5 nm 두께이다. Al2O3 층(1014)은 MoCr 층(1012) 상에 형성되고, 그에 입사하는 광의 어느 정도의 반사를 제공할 수 있고, 또한 몇몇 구현들에서 버싱(bussing) 층으로서 기능할 수 있다. 몇몇 구현들에서, Al2O3 층(1014)은 대략 9 nm 두께이다. 하나 또는 그 초과의 SiON 스탑들(1016a 및 1016b)이 Al2O3 층(1014)의 표면 상에 형성될 수 있다. 이 스탑들(1016)은, 이동가능한 제 3 층(806)이 제 2 층(804) 쪽으로 완전히 편향된 경우, 이동가능한 제 3 층(806)이 제 2 층(804)의 Al2O3 층(1014)에 접촉하는 것을 기계적으로 방지한다. 이것은, 디바이스의 마찰(stiction) 및 스냅인(snap-in)을 감소시킬 수 있다. 추가로, 전극층(1018)이, 도 7에 도시된 바와 같이, SiO2 기판(101) 상에 형성될 수 있다. 전극층(1018)은, 임의의 수의 실질적으로 투명한 전기 도전 재료들을 포함할 수 있고, 인듐 주석 산화물이 하나의 적절한 재료이다.
도 7c에 예시된 층(802)은, 이 층이 충족해야 하는 몇몇 광학적 및 기계적 요건들을 갖기 때문에 간단한 구조로 제조될 수 있다. 이 층은, AlCu(1030)의 도전층 및 절연 Al2O3 층(1032)을 포함할 수 있다. 층(804)에서와 같이, 하나 또는 그 초과의 SiON 스탑들(1036a 및 1036b)이 Al2O3 층(1032)의 표면 상에 형성될 수 있다.
도 8은, 도 5에 예시된 간섭계 변조기 및 전압원들의 개략적 표현을 도시한다. 이 개략도에서, 변조기는 전압원들 V0 및 Vm에 커플링된다. 이 분야의 당업자들은, 제 1 층(802)과 이동가능한 제 3 층(806) 사이의 갭이 가변 커패시턴스를 갖는 커패시터 C1을 형성하는 한편, 이동가능한 제 3 층(806)과 제 2 층(804) 사이의 갭은 또한 가변 커패시턴스를 갖는 커패시터 C2를 형성함을 인식할 것이다. 따라서, 도 8에 예시된 개략적 표현에서, 전압원 V0은 직렬 커플링된 커패시터들 C1 및 C2에 걸쳐 접속되는 한편, 전압원 Vm은 2개의 가변 커패시터들 C1 및 C2 사이에 접속된다.
그러나, 앞서 설명된 바와 같이, 전압원들 V0 및 Vm을 이용하여, 이동가능한 제 3 층(806)을 상이한 위치들에서 정확하게 구동시키는 것은 간섭계 변조기(800)의 많은 구성들에 있어서 곤란할 수 있는데, 이는, 간섭계 변조기(800)에 인가된 전압과 이동가능한 제 3 층(806)의 위치 사이의 관계가 매우 비선형일 수 있기 때문이다. 추가로, 동일한 전압 Vm을 상이한 간섭계 변조기들의 이동가능한 층들에 인가하는 것은, 각각의 이동가능한 층들이 각각의 변조기의 최상부 층 및 바닥 층에 대해 동일한 위치로 이동하게 하지 않을 수 있는데, 이는, 예를 들어, 전체 디스플레이 표면에 대한 중간 층들(806)의 두께 또는 탄성에서의 변동들과 같은 제조 차들에 기인한다. 앞서 논의된 바와 같이, 이동가능한 층의 위치가, 간섭계 변조기로부터 어느 색이 반사되는지를 결정할 것이기 때문에, 이동가능한 층의 위치를 검출하고, 이동가능한 층을 원하는 위치들로 정확하게 구동시킬 수 있는 것이 유리하다.
도 9a 및 도 9b는, 아날로그 IMOD(AIMOD)의 단면의 예들을 도시한다. 도 9a를 참조하면, AIMOD(900)는 기판(912), 및 기판(912) 상에 배치된 광학 스택(904)을 포함한다. AIMOD는 제 1 전극(910) 및 제 2 전극(902)을 포함한다(예시된 바와 같이, 제 1 전극(910)은 하부 전극이고 제 2 전극(902)은 상부 전극이다). AIMOD(900)는 또한, 제 1 전극(910)과 제 2 전극(902) 사이에 배치된 이동가능한 반사층(906)을 포함한다. 몇몇 구현들에서, 광학 스택(904)은 흡수층 및/또는 복수의 다른 층들을 포함한다. 몇몇 구현들에서, 그리고 도 9a에 예시된 예에서, 광학 스택(904)은, 흡수층으로서 구성된 제 1 전극(910)을 포함한다. 이러한 구성에서, 흡수층(제 1 전극(910))은, MoCr을 포함하는 대략 6 nm의 재료층일 수 있다. 몇몇 구현들에서, 흡수층(즉, 제 1 전극(910))은, 대략 2 nm 내지 10 nm의 범위인 두께를 갖는 MoCr을 포함하는 재료층일 수 있다.
또한 도 9a를 참조하면, 반사층(906)에 전하가 제공될 수 있다. 반사층은, 일단 충전되면, 제 1 및 제 2 전극들(910 및 902) 사이에 전압이 인가된 경우 제 1 전극(910) 또는 제 2 전극(902) 쪽으로 이동하도록 구성된다. 이 방식으로, 반사층(906)은, 완화된(미작동된) 상태 위 및 아래를 포함하는, 2개의 전극들(902 및 910) 사이의 일정 범위의 위치들을 통해 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 9a는, 반사층(906)이 제 1 전극(910)과 제 2 전극(902) 사이의 다양한 위치들(930, 932 및 936)로 이동될 수 있음을 예시한다.
AIMOD(900)은, AIMOD의 구성에 따라 광의 특정한 파장들을 선택적으로 반사하도록 구성될 수 있다. 이 구현에서는 흡수층으로 동작하는 제 1 전극(910)과 반사층(906) 사이의 거리는 AIMOD(900)의 반사 특성들을 변경한다. 반사층(906)과 흡수층(제 1 전극(910)) 사이의 거리가, 반사층(906)으로부터 반사되는 광과 입사광 사이의 간섭으로부터 도출되는 정상파들의 최소 광 강도에 흡수층(제 1 전극(910))이 위치되게 하는 경우, 임의의 특정한 파장은 AIMOD(900)로부터 최대로 반사된다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, AIMOD(900)는, AIMOD의 기판(912)측으로부터 (기판(912)을 통해) 관측되도록 설계되는데, 즉, 광은 기판(912)을 통해 AIMOD(900)에 입사한다. 반사층(906)의 위치에 따라, 광의 상이한 파장들이 기판(912)을 통해 다시 반사되고, 이것은 상이한 색들의 외관을 제공한다. 이러한 상이한 색들은 또한 모색들로 공지된다.
특정한 파장 또는 파장들을 반사하는 위치에 있는 디스플레이 엘리먼트(예를 들어, AIMOD)의 이동가능한 층(들)의 위치는, 디스플레이 상태로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 반사층(906)이 위치(930)에 있는 경우, 광의 적색 파장들은 다른 파장들보다 더 비례하여 반사되고, 광의 다른 파장들은 적색보다 더 비례하여 흡수된다. 따라서, AIMOD(900)는 적색으로 보이고, 적색 디스플레이 상태, 또는 단순히 적색 상태에 있는 것으로 지칭된다. 유사하게, 반사층(906)이 위치(932)로 이동하는 경우 AIMOD(900)는 녹색 디스플레이 상태(또는 녹색 상태)에 있고, 여기서, 광의 녹색 파장들은 다른 파장들보다 더 비례하여 반사되고, 광의 다른 파장들은 녹색보다 더 비례하여 흡수된다. 반사층(906)이 위치(934)로 이동하는 경우, AIMOD(900)는 청색 디스플레이 상태(또는 청색 상태)에 있고, 광의 청색 파장은 다른 파장들보다 더 비례하여 반사되고, 광의 다른 파장들은 청색보다 더 비례하여 흡수된다. 반사층(906)이 위치(936)로 이동하는 경우, AIMOD(900)는 백색 디스플레이 상태(또는 백색 상태)에 있고, 가시 스펙트럼 내의 넓은 범위의 파장들의 광이 실질적으로 반사되어, AIMOD(900)는 "회색" 또는 몇몇 경우들에서는 "은색"으로 보이고, 나금속(bare metal) 반사기가 이용되는 경우 낮은 전체 반사도(또는 휘도)를 갖는다. 몇몇 경우들에서, 증가된 전체 반사도(또는 휘도)는 금속 반사기 상에 배치되는 유전체 층들의 추가에 의해 달성될 수 있지만, 반사된 색은 936의 정확한 위치에 따라 청색, 녹색 또는 황색으로 틴트(tint)될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 백색 상태를 생성하도록 구성되는 위치(936)에서, 반사층(906)과 제 1 전극(910) 사이의 거리는 약 0 내지 20 nm이다. AIMOD(900)는, 반사층(906)의 위치에 기초하여, 그리고 AIMOD(900)의 구성에서 이용되는 금속들, 특히 광학 스택(904)의 다양한 층들에 또한 기초하여, 상이한 상태들을 취할 수 있고, 광의 다양한 파장들을 선택적으로 반사할 수 있다는 것을 이 분야의 당업자는 쉽게 인식할 것임을 주목해야 한다.
도 9a의 AIMOD(900)는 2개의 구조적 캐비티들, 즉, 반사층(906)과 광학 스택(904) 사이의 제 1 캐비티(914), 및 반사층(906)과 제 2 전극(902) 사이의 제 2 캐비티(916)를 갖는다. 그러나, 반사층(906)은 투과적이 아니라 반사적이기 때문에, 광은 반사층(906)을 통해 제 2 캐비티(916)로 전파되지 않는다. 또한, AIMOD(900)에 의해 반사되는 광의 색 및/또는 강도는 반사층(906)과 흡수층(제 1 전극(910)) 사이의 거리에 의해 결정된다. 따라서, 도 9a에 예시된 AIMOD(900)는 하나의 간섭계(흡수) 캐비티(914)를 갖는다. 반대로, 제 2 캐비티(916)는 간섭계가 아니다.
도 9b는, 다른 구현에 따른 아날로그 IMOD(AIMOD)의 단면의 일례를 도시한다. AIMOD(950)는, 또한 광학 스택(956)에서 흡수층인 제 1 전극(954) 위에 위치되는 반사층(952)을 포함하고, 광학 스택(956)은 제 1 전극(954)의 위 및 아래에 위치된 유전체층들(958 및 960)을 포함할 수 있다. 958은 하나보다 많은 층을 포함할 수 있고, 960은 또한 하나보다 많은 층을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 그리고 도 9b에 예시된 예에서, 반사층(952)은 제 2 전극으로 기능할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 반사층(952) 아래 또는 위에 별개의 전극 구조가 형성될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 반사층(952)은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 상이한 반사 재료들이 이용될 수 있다. 광학 스택(956)은 또한, 전극이 아닌 흡수층 및/또는 복수의 다른 층들을 포함할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 그리고 도 9b에 예시된 예에서, 제 1 전극(954)은 흡수층으로 구성된다. 흡수층은, 예를 들어, MoCr을 포함하는 재료의 6 nm 층일 수 있다. 반사층(952)은, 반사층(952)과 광학 스택(956) 사이에 위치된 하나 또는 그 초과의 유전체층들(962)로 커버될 수 있다. 유전체층(962)의 기능은, 유전체층(962)의 표면으로부터 약 0-20 nm의 캐비티에 정상파의 제 1 널(null)을 설정하는 것이다. 유전체층(962)은 또한, 백색 상태의 밝기를 개선하기 위해, 상이한 파장들의 제 1 널들의 분리들을 감소시키도록 설계된다. 반사층(952)은 기계적 층(964) 상에 탑재될 수 있고, 그 다음, 기계적 층(964)은 힌지들(968)에 부착된다. 그 다음, 힌지들(968)은 기계적 층(964)의 다른 측의 포스트들(966)에 접속된다. 힌지들(968)은 기계적 층(964), 반사층(952) 및 유전체층(962)에 대한 지지를 제공하는 한편, 제 2 전극(952)으로 기능할 수 있는 반사층(952)과 제 1 전극(954) 사이의 인가된 전압에 대한 응답으로 이 층들의 이동을 여전히 허용한다.
도 9b를 계속 참조하여, 반사층(952)에는 전하가 제공될 수 있다. 반사층은, 충전되면, 접지에 접속된 제 1 전극(954)을 향해 이동하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 반사층(952)은, 제 1 전극(954)에 상대적인 일정 범위의 위치들에 걸쳐 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 9b는, 반사층(952)이, 제 1 전극(954)에 상대적인 다양한 위치들(970, 972, 974, 976 및 978)로 이동될 수 있는 것을 예시한다.
도 9a에 대해 논의된 바와 같이, AIMOD(950)는 AIMOD의 구성에 따라 광의 특정한 파장들을 선택적으로 반사하도록 구성될 수 있다. 이 구현들에서는 흡수층으로 동작하는 제 1 전극(954)과 반사층(952) 사이의 거리는 AIMOD(950)의 반사 특성들을 변경한다. 반사층(952)과 흡수층 제 1 전극(954) 사이의 거리를 제어함으로써 임의의 특정한 파장이 최대로 반사될 수 있다. 이 거리가, 반사층(952)의 최상부 표면으로부터 반사된 광이 반사층(952)과 흡수층 사이의 갭 내에서 보강 간섭하게 하는 경우, 높은 퍼센티지의 반사 또는 최대 반사가 발생할 수 있다. 이 거리에서, 흡수층(제 1 전극(954))은 간섭 정상파들의 최소 광 강도에 위치된다.
예를 들어, 도 9b의 AIMOD(950)는 AIMOD의 기판(980) 측 상에서 관측되도록 설계된다. 광은 기판(980)을 통해 AIMOD(950)에 진입한다. 반사층(952)의 위치에 따라, 광의 상이한 파장들이 기판(980)을 통해 다시 반사되고, 이것은 상이한 색들의 외관을 제공한다. 이 상이한 색들은 또한 모색들로 공지된다. 특정한 파장 또는 파장들을 반사하는 위치에 있는 디스플레이 엘리먼트(예를 들어, AIMOD)의 이동가능한 층의 위치는, 디스플레이 상태로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 반사층(952)이 위치(970)에 있는 경우, 광의 적색 파장들은 실질적으로 반사되고, 광의 다른 파장들은 제 1 전극(954)(흡수층)에 의해 실질적으로 흡수된다. 따라서, AIMOD(950)는 적색으로 보이고, 적색 상태 또는 적색 디스플레이 상태에 있는 것으로 지칭된다. 유사하게, 반사층(952)기 위치(972)로 이동하는 경우 AIMOD(950)는 녹색 디스플레이 상태(또는 녹색 상태)에 있고, 여기서, 광의 녹색 파장들은 실질적으로 반사되고, 광의 다른 파장들은 실질적으로 흡수된다. 반사층(952)이 위치(974)로 이동하는 경우, AIMOD(950)는 청색 디스플레이 상태(또는 청색 상태)에 있고, 광의 청색 파장들은 실질적으로 반사되고, 광의 다른 파장들은 실질적으로 흡수된다. 반사층(952)이 위치(976)로 이동하는 경우, AIMOD(950)는 흑색 디스플레이 상태(또는 흑색 상태)에 있고, 가시 스펙트럼 내의 넓은 범위의 파장들의 광이 실질적으로 흡수되고, 따라서 가시적 반사들이 최소화되어, AIMOD(950)는 "흑색"으로 보인다. 반사층(952)이 위치(978)로 이동하는 경우, AIMOD(950)는 백색 디스플레이 상태(또는 백색 상태)에 있고, 가시 스펙트럼 내의 넓은 범위의 파장들의 광이 실질적으로 반사되어, AIMOD(950)는 "백색"으로 보인다. 몇몇 구현들에서, 백색 상태를 생성하도록 구성된 위치(978)에서, 반사층(952)과 제 1 전극(954) 사이의 거리는 약 0 내지 20 nm이다.
IMOD 디스플레이 엘리먼트에서, 디스플레이 엘리먼트의 반사 색은, 얇은 흡수 금속층과 미러 표면 사이의 갭 간격에 의해 결정된다. 높은 밝기를 갖는 백색 외관을 생성하기 위해, 가시 스펙트럼 내의 모든 파장들의 반사들이 요구된다. 높은 밝기를 달성하기 위해, 금속층(예를 들어, 도 9b의 952) 및 금속층 상에 배치된 하나 또는 그 초과의 유전체층들(예를 들어, 도 9b의 962)을 포함하는 광학 반사기가 이용될 수 있다. 이 방식으로, 간섭 정상파의 제 1 넌이 반사기 표면 근처의 캐비티에서 발견된다. 백색 상태에서, 반사기는, 흡수체가 정상파의 널에 위치되도록, 흡수치에 매우 근접하게 (0-20 nm의 범위로) 이동된다. 그러나, 하나의 문제점은, 상이한 파장들의 널들의 위치들이 정확하게 동일하지 않아서, 최대 반사를 위해 요구되는 간격이 상이한 파장들에 대해 상이하다는 점이다. 짧은 파장(청색) 및 긴 파장(적색) 모두를 반사하는 최적의 간격은 중간 정도의 간격이다. 그 결과, 많은 AIMOD들의 백색 상태는 녹색계열의 틴트를 갖는 백색을 생성할 수 있다. 즉, AIMOD로부터 적색 또는 청색보다 녹색이 더 강하게 반사되어 불완전한 백색 외관을 야기한다. 녹색계열 틴트가 통상적이지만, 다른 구성들은 청색계열 틴트 또는 황색계열 틴트를 갖는 백색 상태를 생성하고, 진정한 백색으로부터의 다른 유사한 편향들이 가능함을 이해할 것이다. 이러한 문제점에 대한 기존의 솔루션들은, 더 진정한 백색을 합성하기 위해, 틴트된 백색을 다른 색들과 혼합하는 픽셀 디더링(dithering) 기술과 관련된다. 그러나, 이러한 접근법은, 휘도를 감소시키고, 공간적 해상도를 희생시키고, 추가적인 프로세싱 및 전기 전력을 소모할 수 있다.
이러한 문제점을 처리하기 위해, 녹색계열 틴트를 최소화하기 위해, AIMOD의 반사된 색을 변형하도록 컬러 노치 필터가 이용될 수 있다. 그 목적은, 백색 상태의 반사된 스펙트럼과, 전자 디스플레이들, 이를테면, LCD 디스플레이에 대한 백색의 산업 표준 전력 스펙트럼인 광원 D65의 스펙트럼 사이의 차를 최소화하는 것이다. 컬러 노치 필터의 임의의 적절한 타입이 이용될 수 있지만, 이러한 필터의 구성은, 구체적으로 필터가 이러한 AIMOD 디스플레이 엘리먼트들에 대한 원하는 파장들을 필터링하게 한다. 노치 필터는, 박막 염료, 금속 나노입자들, 루게이트 필터들(Rugate filters) 홀로그래프 노치 필터들, 또는 선택적인 필터링이 특정한 스펙트럼의 원하는 전력량을 달성하도록 허용하는 임의의 다른 기술을 포함하는 필터를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 IMOD들로 이루어진 디스플레이에서 색의 일관성을 제공하기 위해, 디스플레이되는 각각의 색을 제공하는, 예를 들어, 도 9a의 이동가능한 층(906)의 정확한 포지셔닝이 바람직할 수 있다. 아날로그 IMOD 설계(900)의 제조 프로세스에서의 변동들로 인해, 주어진 전압에서 이동가능한 층(906)의 위치는 복수의 IMOD들에 걸쳐 상이할 수 있다. 예를 들어, 이동가능한 층(906)의 기계적 저항은 각각의 IMOD에 대해 약간 상이할 수 있다. 또한, 도 9a의 이동가능한 층(906)과 제 1 전극(910) 및 제 2 전극(902) 사이의 전압차는 또한, 예를 들어, 전압원으로부터 AIMOD의 거리로 인해 약간 상이할 수 있다. 몇몇 양상들에서, 이 차는, IMOD(900)를 전압원에 접속시키는 전기 리드들(leads)로부터의 전압 손실들에 기인할 수 있다.
도 10은, RGB 패러럴파이프드(1010) 및 아날로그 IMOD(1020)에 대한 중첩된 색 영역을 갖는 색 공간을 예시한다. 몇몇 구현들에서, 아날로그 IMOD(1020)에 대한 색 영역은, 도 9a 또는 도 9b에 예시된 간섭계 변조기에 의해 생성될 수 있다. 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, RGB 패러럴파이프드(1010)는, 예시된 3차원 색 공간 내에서 크고 연속적이다. RGB 색 맵핑에 기초한 색 시스템은 패러럴파이프드(1010) 내에서 가상의 인접한 영역을 재생성할 수 있다. 반대로, 색 공간 내에서 많은 색들의 개별적인 샘플들을 포함하면서 아날로그 IMOD에 의해 생성되는 비인접 나선형 색 영역(1020)은 오직 색의 이산적 포인트들로 이루어진다. 이전에 논의된 바와 같이, 아날로그 IMOD에 의해 생성된 이러한 색의 개별적인 포인트들 각각은, 도 9a에서 설명된 반사층(906) 또는 도 9b의 이동가능한 층(952)의 특정한 위치에서 생성된다. 그러나, 도 10에 예시된 바와 같이, 아날로그 IMOD에 의해 생성된 비인접 색 나선(1020)은 색의 특정한 영역들을 자신의 디스플레이가능한 색 영역으로부터 생략할 수 있다.
이러한 상황을 처리하는 하나의 방법은 디스플레이 내의 서브픽셀들로서 쌍안정 IMOD들을 이용하는 것이다. 그 다음, 각각의 서브픽셀 IMOD는 특정한 색, 이를테면, 적색, 녹색 또는 청색을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 그 다음, 이러한 3개의 서브픽셀들로부터 반사된 색들은, 종래의 RGB 디스플레이에서 행해지는 바와 같이, 착색된 픽셀로 결합된다. 이러한 디스플레이 아키텍쳐에 의해, 도 10의 RGB 패러럴파이프드(1010)로 예시된 바와 같은 RGB 색 영역을 재생성하기 위해 종래의 RGB 색 맵핑이 이용될 수 있다. 그러나, 이러한 디스플레이 아키텍쳐는, 아날로그 IMOD 기술에 의해 생성되는 특정한 특징들을 통합하지 않는다. 예를 들어, 아날로그 IMOD는 2개보다 많은 색들을 생성할 수 있다. 이 능력을 이용함으로서, 색 디스플레이들에서 이용되는 아날로그 IMOD들은, LCD 또는 LED들과 같은 종래의 오직 2색 기술들에 비해, 디스플레이 크기, 비용 및 중량을 감소시킬 잠재력을 갖는다.
도 11은, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법에 대한 하나의 동작가능한 구현을 예시하는 흐름도이다. "최종 색"은, 디스플레이의 시청자가 시각적으로 인지하는 색을 지칭한다. 이 최종 또는 인지되는 색은 하나 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들(예를 들어, 아날로그 IMOD들)에 의해 디스플레이되는 하나 또는 그 초과의 모색들을 포함할 수 있다. 이러한 모색들은, 시청자에 의해 인지되는 최종 색을 생성하도록 시간적으로 변조되거나 공간적으로 변조될 수 있다. 프로세스(1100)는 시작 블록(1110)에서 시작하고, 그 다음, 블록(1120)으로 이동하며, 여기서, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들이 식별된다. 블록(1120)은 몇몇 구현들에서, 도 12에 대해 아래에서 설명되는 운영 시스템(1240), 호스트 소프트웨어(1230) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 수행될 수 있다.
블록(1120)에서 식별된 가중치들은 구현에 의해 상이할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현들은, Wi = 1/Bi에 비례하는 복수의 가중치들을 이용할 수 있고, 여기서 B는 가중 시스템의 베이스이다. 가중 시스템의 베이스는, 예를 들어, 베이스 2(B=2), 베이스 3 또는 베이스 4일 수 있다. "i"는 복수의 가중치들에서 가중치의 순서 위치일 수 있다. "i"는 또한, 가중치들이 블록(1130)(아래에서 논의됨)에서 모색들과 연관되는 순서를 표현할 수 있다. 몇몇 다른 구현들에서, 각각의 가중치는, 가중치들의 시리즈에서 다음 가중치가 색과 연관되기 전에, 그 시리즈에서 하나 또는 그 초과의 횟수만큼 반복될 수 있다.
몇몇 다른 구현들은, Wi = 1/B (1-1/B)i로 정의되는 시리즈에 비례하는 복수의 가중치들을 식별할 수 있고, 여기서, Wi는 가중치이거나 가중치에 비례한다. "B"는 시리즈의 베이스이고, 구현에 의해 상이할 수 있지만, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9일 수 있다. "i"는 이 구현들에서, 0부터 가중치들-1의 수까지의 값들을 포함할 수 있다.
몇몇 다른 구현들은 피보나치 수열에 기초한 복수의 가중치들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 가중치는 수열 34, 21, 13, 8, 5, 3, 2, 1, 1에 비례할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 피보나치 수들의 제곱들이 또한 이용될 수 있다.
프로세스(1100)의 논의를 위해, 예시된 구현은 시리즈 Wi = 1/Bi에 의해 정의되는 복수의 가중치들을 식별하고, 여기서 B=2인 것으로 가정할 것이다. 따라서, 이 예시적인 구현에서, 가중치들은 1/4, 1/8, 1/16 등이다.
그 다음, 프로세스(1100)는 블록(1130)으로 이동하고, 여기서, 제 1 가중치는 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관된다. 일 구현에서, 모색들의 세트는 아날로그 IMOD에 의해 생성될 수 있는 각각의 색을 포함할 것이다. 예를 들어, 도 9a에 예시된 아날로그 IMOD에서, 예시된 위치들(930, 932, 934 및 936)을 포함하는, 전극(906)의 각각의 위치는 하나의 모색을 생성할 수 있다. 따라서, 모색들의 세트는 위치들(930, 932, 934 및 936)에서 생성된 4개의 색들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 이 예에서, 도 9a의 전극 위치(930)에 의해 생성된 색은 .25의 가중치와 연관될 수 있다. 블록(1130)은, 운영 시스템(1240), 호스트 소프트웨어(1230) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 수행될 수 있고, 이들 모두는 도 12에 대해 아래에서 설명된다.
그 다음, 프로세스(1100)는 블록(1140)으로 이동하고, 여기서 하나 또는 그 초과의 색들은 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당된다. 예시된 예에서, 전극 위치(932)와 연관된 색은 다른 가중치, 이를테면, 1/8 즉 0.125의 가중치에 할당될 수 있다. 전극 위치들(934)와 연관된 색은 또한 가중치, 이를테면 1/16 즉 0.0625와 연관될 수 있다. 모색들의 세트의 색들 모두가 반드시 가중치와 연관되는 것은 아님을 주목한다. 추가적으로, 모색들의 세트로부터 동일한 모색이 하나보다 많은 가중치와 연관될 수 있다. 예를 들어, 0.25의 가중치와 연관되면서 전극(906)이 위치(930)에 있는 경우 생성되는 색은 또한 1/8 즉 0.125의 가중치와 연관될 수 있다. 블록(1140)에 의해 설명되는 반복적 연관은 임의의 유한한 수의 가중치들 및 색들에 대해 발생할 수 있다. 예를 들어, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 50 또는 100개의 연관들이 행해질 수 있다. 블록(1140)은, 운영 시스템(1240), 호스트 소프트웨어(1230) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 수행될 수 있고, 이들 모두는 도 12에 대해 아래에서 설명된다.
그 다음, 프로세스(1100)는 블록(1150)으로 이동하고, 여기서, 최종 색은, 할당된 색들 각각을 그의 가중치에 따라 디스플레이함으로써 디스플레이 상에 디스플레이된다. 블록(1150)은, 운영 시스템(1240), 호스트 소프트웨어(1230) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 수행될 수 있고, 이들 모두는 도 12에 대해 아래에서 설명된다.
몇몇 구현들에서, 블록들(1130 및 1140)에서 연관된 색들은 특정한 아날로그 IMOD 상에 디스플레이된다. 예를 들어, 제 1 색은, 그의 가중치에 비례하는 시간 기간 동안 특정한 아날로그 IMOD 상에 디스플레이될 수 있다. 그 시간 기간이 만료된 후, 제 2 모색은, 제 2 색이 할당된 가중치에 비례하는 다른 시간 기간 동안 동일한 아날로그 IMOD 상에서 디스플레이될 수 있다. 이전 예의 색들 및 가중치들을 다시 참조하면, 전극 위치(930)와 연관된 색은 0.25t 동안 디스플레이될 수 있고, 여기서 t는 시간 정량값(quantum)이다. 그 다음, 전극(906) 위치(934)와 연관된 색은 상기 예마다 시간 기간 1/8t 즉 0.125t 동안 디스플레이될 수 있다. 이 디스플레이 방법은 시간적 변조 기술이며, 여기서, 연관된 색들을 변조하기 위해 별개의 이산 시간 기간들이 이용된다.
다른 구현들에서, 모색들의 세트의 색들은, 별개의 디스플레이 엘리먼트들, 이를테면, 아날로그 IMOD 디바이스들 상에서 디스플레이될 수 있다. 이러한 구현들에서, 연관된 색들은 적어도 어느 정도의 시간 기간 동안 동시에 디스플레이될 수 있다. 대안적으로, 일정 수의 연관된 색들은 물리적 IMOD 디바이스들의 더 작은 세트를 공유할 수 있다. 예를 들어, 4개의 연관된 색들이 2개의 물리적 IMOD 디바이스들에 걸쳐 디스플레이될 수 있다. 이러한 타입의 구현은, 연관된 색들이, 별개의 IMOD 디바이스들에 의해 점유되는 시각적 공각에 걸쳐 변조된다는 점에서 공간적 변조 기술의 타입이다. 연관된 색들이 디스플레이된 후, 프로세스(1100)는 종료 상태(1160)로 이동한다.
도 12는, 최종 색을 전자 디스플레이 상에 디스플레이하기 위한 장치의 일 구현을 예시하는 블록도이고, 여기서, 디스플레이의 각각의 디스플레이 엘리먼트는 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있다. 장치는 메모리(1250)와 통신하는 프로세서(56)를 포함한다. 메모리(1250)는 호스트 소프트웨어(1230) 및 운영 시스템(1240)을 포함한다. 프로세서(56)는 또한 디스플레이 제어기(60)와 통신한다. 디스플레이 제어기(60)는 프레임 버퍼(64) 및 메모리(1210)와 통신한다. 메모리(1210)는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)를 포함한다.
몇몇 구현들에서, 운영 시스템(1240)은 장치 기능들을 달성하기 위해 장치의 자원들을 관리한다. 예를 들어, 운영 시스템(1240)은, 안테나(43) 및 트랜시버(47) 뿐만 아니라 스피커(45) 및 마이크로폰(46)과 같은 자원들을 관리할 수 있다. 운영 시스템(1240)은 또한, 디스플레이 제어기(60)에 의해 제어되는 디스플레이와 같은 전자 디스플레이를 관리하는 디스플레이 구동기들을 포함할 수 있다. 운영 시스템(1240) 내의 디스플레이 디바이스 구동기는, 원하는 색을 생성하기 위해 아날로그 IMOD의 모색들을 통합하는 명령들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 복수의 디스플레이 디바이스들에 대한 구동 명령들로부터 제 1 색을 생성하도록 프로세서(56)를 구성할 수 있다. 운영 시스템(1240)은, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하도록 프로세서(56)를 추가로 구성할 수 있다. 따라서, 운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 복수의 디스플레이 디바이스들에 대한 구동 명령들로부터 제 1 색을 생성하기 위한 하나의 수단, 및 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하기 위한 수단을 표현할 수 있다.
운영 시스템(1240) 내의 명령들은 또한, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키도록 프로세서(56)를 구성할 수 있다. 따라서, 운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키기 위한 하나의 수단을 표현한다. 운영 시스템(1240) 내의 명령들은 또한, 제 1 색과 원하는 또는 타겟 색 사이의 에러를 결정하도록 프로세서(56)를 구성할 수 있다. 따라서, 운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 제 1 색과 원하는 또는 타겟 색 사이의 에러를 결정하기 위한 하나의 수단을 표현한다. 운영 시스템(1240) 내의 명령들은 또한, 적어도 다른 색을 복수의 디스플레이 디바이스들 중 적어도 일부 상에 디스플레이함으로써 에러를 분산시키기 위한 수단일 수 있다.
운영 시스템(1240) 내의 명령들은 또한, 모색들의 세트로부터 하나 또는 그 초과의 색들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하도록 프로세서(56)를 구성할 수 있다. 명령들은, 이전에 할당된 가중치들에 의해 정규화된 에러 및 디스플레이된 색들에 기초하여 색들을 할당하도록 프로세서를 추가로 구성할 수 있다. 따라서, 운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 모색들의 세트로부터 하나 또는 그 초과의 색들을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하기 위한 하나의 수단을 표현할 수 있다. 이들은, 이전에 할당된 가중치들에 의해 정규화된 에러 및 디스플레이된 색들에 기초하여 각각의 후속 색이 할당되는 경우 하나 또는 그 초과의 색들을 반복적으로 할당하기 위한 수단을 더 표현할 수 있다.
운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 할당된 색들 각각을 그의 가중치에 따라 디스플레이함으로써 최종 색을 전자 디스플레이 상에 디스플레이하도록 프로세서(56)를 구성할 수 있다. 따라서, 운영 시스템(1240) 내의 명령들은, 할당된 색들 각각을 그의 가중치에 따라 디스플레이함으로써 최종 색을 전자 디스플레이 상에 디스플레이하기 위한 하나의 수단을 표현할 수 있다.
다른 구현들에서, 운영 시스템(1240)에 포함되는 것으로 앞서 설명된 기능들은 그 대신, 도 12에 예시된 호스트 소프트웨어(1230)에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이러한 기능들은 그 대신, 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 구현될 수 있다. 이 분야의 당업자는, 개시된 방법들의 사상을 벗어남이 없이 도 12의 블록도와는 상이할 수 있음을 인식할 것이다.
도 13은, 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 다른 구현을 예시하는 흐름도이고, 여기서, 디스플레이의 각각의 디스플레이 엘리먼트는 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있다. 프로세스(1300)는, 도 12의 운영 시스템(1240), 호스트 프로그램(1230) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 구현될 수 있다. 프로세스(1300)는 시작 블록(1305)에서 시작하고, 그 다음, 블록(1310)으로 이동하며, 여기서, 원하는 색의 모색 성분들이 식별된다. 몇몇 구현들에서, 원하는 색은, 모색들의 세트 내의 모색들 각각에 대응하는, 색 영역의 축들을 갖는 색 영역 좌표계에 맵핑될 수 있다. 추가적으로, 좌표계의 각각의 포인트의 좌표들의 합은 1일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 원하는 색을 합성하기 위해 선택된 각각의 이용가능한 색은 공간을 형성하는 것으로 고려된다. 그 다음, 이 색들은 이 공간의 단위 벡터들로서 표현될 수 있다. 색들의 표현이 일반적으로 단위 벡터들이 아닐 수 있지만, 이들은 일반화의 손실없이 (전체 공간과 함께) 1의 값으로 스케일링될 수 있다. 이것이 주어지면, 원하는 색이, 파레트(각각의 색이 단위 벡터들에 의해 표현됨)의 2개의 이용가능한 색들이 합쳐진 라인 상에 놓이고, 이용가능한 색들의 가중된 합이 원하는 색에 매칭하도록 가중치들이 계산되면, 가중치들의 합은 1이다. 유사하게, 원하는 색이, 3개의 이용가능한 색들이 합쳐진 평면 상에 놓이면, 3개의 가중치들의 합이 1이다.
몇몇 실시예들에서, 가중치들의 합은 1과 동일하지 않을 수 있다. 그 대신, 더 완화된 조건은, 가중치들의 합이 1과 동일하거나 그보다 작은 것이다. 예를 들어, 시그마[wi] ≤ 1이다. 이 실시예에서, "완벽한 흑색"이 추가적인 색들 중 하나인 것으로 가정될 수 있고, 가중치 "1-시그마[wi]"가 이 흑색에 할당될 수 있다. 이 실시예에서, 새로운 흑색을 포함하는 모든 색들에 걸쳐 합산이 수행되는 경우, 합산이 1이 될 것이다. 선택된 여분의 색은 완벽한 흑색이었기 때문에, 원하는 색은 이 완벽한 흑색에 의해 영향받지 않는다.
상기 내용은, 새로 추가된 색이 흑색이 아니라 몇몇 다른 색, 즉 C(여기서 C는 벡터로 표현됨)인 경우에 대한 다른 실시예에서 추가로 일반화될 수 있다. 이것은, 프로세싱 이전에 전체 공간의 모든 색들로부터 C를 감산하고, 프로세싱 이후 C를 다시 가산함으로써 수행될 수 있다. 그 다음, 프로세싱 동안, C 자체는, 자체로부터 감산된 후 완벽하게 흑색이 된다.
일 실시예에서, 종래의 RGB 색 방식을 활용하는 색 맵이 이용되는 경우, 좌표계는 3개의 축들(x, y, z)을 포함할 수 있고, 축 각각은 적색, 녹색 및 청색에 대한 것이다. 원하는 색을 표현하는 포인트의 N-튜플(tuple) 좌표들의 각각의 값은, 원하는 색 내의 그 모색의 총 가중치를 표현할 수 있고, 모든 모색들의 총 가중치들은 1의 값으로 합산된다. 모색들이 그들의 총 가중치들에 따라 함께 합산되는 경우, N-튜플에 의해 표현되는 색이 생성된다.
원하는 색이 모색들에 의해 정의되는 좌표계에 맵핑되면, 프로세스(1300)는 블록(1315)으로 이동하고, 여기서 초기 가중치가 선택된다. 그 다음, 프로세스(1300)는 블록(1325)으로 이동한다. 프로세스(1300)의 일 구현은, 아직 디스플레이되지 않은, 원하는 색의 나머지 성분들을 파악함으로써 동작할 수 있다. 프로세스(1300)가 시작하는 경우, 나머지 색 성분들은 원하는 색 자체와 동등한데, 이는, 어떠한 색들도 디스플레이되지 않았기 때문이다. 그러나, 프로세스(1300)가 모색들을 디스플레이함에 따라, 원하는 색의 나머지 성분들은 감소된다. 블록(1325)에서, 원하는 색을 형성하기 위해 남은 최대 성분을 갖는 모색이 선택될 수 있다. 예를 들어, 좌표들(0.4, 0.3, 0.3)에 맵핑된 원하는 색을 갖는 RGB(R, G, B) 시스템과 같은 3축 좌표 시스템에서, 블록(1325)에서 (이 튜플의 최대 "0.4" 컴포넌트에 대응하는) 적색이 선택될 수 있다. 그 다음, 프로세스(1300)는 블록(1330)으로 이동하고, 여기서, 선택된 색이 현재의 가중치에서 디스플레이된다. 이전의 예에 따르면, 적색은 0.3의 가중치에서 디스플레이될 것이다. 더 앞서 설명된 바와 같이, 특정한 가중치에서 색을 디스플레이하는데 활용되는 방법을 상이할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현들은 특정한 가중치에서 색을 디스플레이하는 시간적 변조 기술을 이용할 수 있는 한편, 다른 구현들은 앞서 설명된 바와 같이 공간적 변조 기술을 이용할 수 있다.
선택된 색이 디스플레이된 후, 프로세스(1300)는 블록(1332)으로 이동한다. 블록(1332)에서, 현재의 가중치는, 원하는 색의 최근에 디스플레이된 모색 성분으로부터 감산된다. 현재의 예에서, (0.4, 0.3, 0.3)의 원하는 색의 성분들 중 적색 성분으로부터 1/3이 감산되어 ~(.067, 0.3, 0.3)이 도출될 것이다. 이 새로운 튜플은 원하는 색 자체를 표현하지는 않지만, 그 대신, 디스플레이될 나머지 원하는 색의 색 성분들을 표현한다.
그 다음, 프로세스(1300)는 판정 블록(1335)으로 이동하고, 여기서, 나머지 원하는 색 성분들은 허용가능한 에러 임계치에 대해 비교된다. 원하는 색의 나머지 색 성분들이 에러 임계치보다 작으면, 프로세스(1300)는 종료 블록(1390)으로 이동한다. 원하는 색의 나머지 색 성분들이 에러 임계치 위에 있으면, 프로세스(1300)는 블록(1345)으로 이동하고, 여기서 다음 가중치가 결정된다. 몇몇 구현들에서, 다음 가중치는 아래의 수식 1에 의해 결정될 수 있다.
xi = x0*(1 - x0)floor(i/r) (1)
여기서,
제 1 가중치는 x0으로 표현되고,
i는 0부터 n-1까지의 정수값이고,
n은 가중치들의 수이고,
r은, 세트 내의 값이 제 1 가중치에 할당되는 횟수이다.
그 다음, 프로세스(1300)는 블록(1325)으로 리턴하고 반복된다. 블록(1335)에서, 원하는 색의 근사치가 허용가능한 에러 제한 내에 있는 것으로 결정되면, 프로세스(1300)는 종료된다.
도 14는, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 일 구현이 어떻게 동작할 수 있는지를 예시한다. 예시된 예에서, 원하는 색은은 최상부 행에 리스트되고, 성분들 α=0.6, β=0.1 및 γ=0.3이다. 이 예에서, 0.25의 초기 가중치가 선택된다. α 성분이 최대이므로, 이 가중치가 초기에 이로부터 감산된다. 이 예에서, 각각의 가중치는 또한 2회 반복되고 있다. 초기 반복 이후, α 성분은 0.6-0.25=0.35이고, 이는 여전히 나머지 최대 성분이다. 따라서, α는 다시 디스플레이될 것이고, 가중치는 α 성분으로부터 다시 감산되어, 나머지 0.1α의 성분을 도출한다. (상기) 수식 1에 대해, 이 예시적인 구현은 0.125의 다음 가중치를 선택하고, 나머지 최대 색 성분을 갖는 색, 즉 이 경우에는 γ를 선택한다. 그 다음, γ에 대응하는 색이 디스플레이된다. 각각의 가중치는 예시적인 구현에서 2회 반복되고 있기 때문에, 0.125의 가중치가 γ 성분에 다시 적용되어, 0.05의 나머지 γ 성분을 도출한다. 다음 반복에서, (상기) 수식 1에 기초하여 다음 가중치가 결정된다. α 및 β 모두가 나머지 최대 성분들을 갖고, 새로운 가중치는 0.1α 및 0.1β 성분들로부터 감산된다. 마지막으로 예시된 반복에서, 다음 가중치가 선택되고 γ 및 α 성분들로부터 감산된다.
도 15a, 도 15b 및 도 15c는, 도 13 및 도 14에서 설명된 방법의 출력 및 Perl 프로그래밍 언어 시뮬레이션의 하나의 예시적인 구현을 예시한다. 도 15a는, 도 15b에 도시된 메인 바디를 지원하는데 이용되는 부수적인 서브루틴들을 주로 포함한다. 초기화들 이후, 메인 바디는, 디스플레이된 색과 원하는 색 사이의 차가 에러 허용오차(tolerance) 내에 있게 될 때까지 반복하는 do/until 루프에 진입한다. 라인 49에서 도 15b의 코드 세그먼트의 바닥에 있는 until 조건은 몇몇 구현들에서 도 13의 판정 블록(1335)에 대응할 수 있다. 각각의 반복에 대해 이용되는 가중치는 도 15b의 라인 12 상에서 초기화된다. 가중치는 차원들의 수의 역수로 초기화되지만, 이것은, 가중치가 어떻게 초기화될 수 있는지에 대한 단지 일례이다. 다른 구현들은, 모색들의 수와 가중치들 사이에 어떠한 관계도 제공하지 않을 수 있다. 라인 12 상의 초기 가중치의 초기화는 몇몇 구현들에서 도 13의 블록(1315)에 대응할 수 있다. 도 13의 블록(1325)에 의해 설명된 바와 같이, 원하는 색에 대해 나머지 최대 성분을 갖는 모색을 선택하는 것은 도 15b의 라인 23 상에서 예시된다. 도 13의 블록(1332)은 도 15b의 라인 31에 의해 구현될 수 있다. 현재의 가중치가 반복되어야 하는지를 결정하고, 반복되어야 하지 않으면 다음 가중치를 결정하는, 도 13의 블록들(1340 및 1345)의 일 구현은, 도 15b의 라인들 46-48에 의해 예시된다. 예시된 Perl 구현에서, 다음 가중치는, 도 13에 대해 앞서 설명된 수식 1에 의해 결정된다.
도 15a 및 도 15b의 Perl 코드에 의해 구현되는 방법의 출력은 도 15c에 도시된다. 예시된 특정한 방법은, 각각의 가중치가 1회 반복될 것으로 결정하였다. 이 정보는 프로그램 출력에서 먼저 나타난다. 다음으로, 도 15b의 do/until 루프의 연속적인 반복들과 관련된 통계들이 수평 라인들에 의해 분리되어 도시된다. 프로그램의 메인 바디는 초기에 "printStats()" 서브루틴을 호출하기 때문에, 초기 시작 조건들은 통계 엔트리 #1에 도시된다. 현재의 그리고 초기의 가중치는 1/3에서 시작한다. "colorLeft" 변수는 (0.3, 0.4, 0.3)의 몇몇 임의의 하드코딩된 상수들로 초기화된다. 이 수들은 오직 예시로서의 의미를 갖는다. 통계 엔트리 #1에서 어떠한 색도 디스플레이되지(시뮬레이션되지) 않았기 때문에, "colorDisplayed" 어레이는 제로로 유지된다. 통계 엔트리 #2는 새로운 가중치를 예시하고, ("ColorLeft"로 표시된) 나머지 색 성분들은 감소되었다. 엔트리 #1로부터의 "ColorLeft"의 최대 성분(.4)은 엔트리 #1의 이전의 가중치(1/3)만큼 감소되었음을 주목한다. 엔트리 #2의 디스플레이된 색은, 이 색이 엔트리 #1의 가중치만큼 증분된 것을 나타냄을 또한 주목한다. 통계는, ("ColorLeft"의) 나머지 색 성분들 각각이 이 특정한 구현에서 설정된 0.01의 에러 허용오차 아래로 내려갈 때까지 계속되고, (도 15a의 Perl MINIMAL_COLOR 상수 참조), 이 포인트에서, do/until 루프? 종료되고, 통계들의 마지막 세트는 엔트리 #11에서 프린트된다. 원하는 색을 표현하는, 엔트리 #1의 "ColorLeft"의 초기 값과, 엔트리 #11의 "ColorDisplayed"의 마지막 값에 의해 표현되는 최종 색 사이의 에러를 주목한다. 방법은 몇몇 구현들에서, 초기 가중치, repeatCount, 각각의 연속적인 가중치가 계산되는 방법, 또는 MINIMAL_COLOR 상수를 변경함으로써, 원하는 색과 최종 색 사이의 에러를 감소시키도록 조정될 수 있다.
도 16은, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 다른 구현을 예시하는 흐름도이다. 프로세스(1600)는, 도 12에 예시된 운영 시스템(1240), 호스트 프로그램(1230) 또는 디스플레이 제어기 펌웨어(1220) 컴포넌트들 중 임의의 것에 포함된 명령들에 의해 구현될 수 있다.
프로세스(1600)는 블록(1610)에서 시작하고, 그 다음, 블록(1620)으로 전이하며, 여기서, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들이 식별된다. 그 다음, 프로세스(1600)는 블록(1630)으로 이동하고, 여기서, 원하는 색과 가장 근접한 모색들의 세트로부터 제 1 색이 선택되고, 그 다음 제 1 가중치에 할당된다. 그 다음, 프로세스(1600)는 블록(1640)으로 이동하고, 여기서, 제 1 색과 원하는 색 사이의 에러가 결정된다. 그 다음, 프로세스(1600)는 블록(1650)으로 이동하고, 여기서, 명령들은 모색들의 세트로부터의 후속 색을 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하고, 각각의 후속 색은 이전에 할당된 가중치들에 의해 정규화된 에러 및 원하는 색에 기초하여 할당된다. 그 다음, 프로세스(1600)는 블록(1660)으로 이동하고, 여기서, 각각의 할당된 색은 그의 가중치에 따라 전자 디스플레이 상에 디스플레이된다. 이전에 논의된 바와 같이, 몇몇 구현들은, 색들의 가중치들에 따라 색들을 디스플레이하기 위해 시간적 변조를 이용할 수 있는 한편, 몇몇 다른 구현들은, 색들의 가중치들에 따라 색들을 디스플레이하기 위해 공간적 변조를 이용할 수 있다. 그 다음, 프로세스(1600)는 종료 상태(1670)로 이동한다.
도 17은, 모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 방법의 다른 구현을 예시하는 흐름도이다. 프로세스(1700)는, 도 12의 운영 시스템(1240), 호스트 프로그램(1230) 또는 디스플레이 제어기 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 구현될 수 있다.
도 17은, 시작 블록(1705)에서 시작하고, 그 다음, 블록(1710)으로 전이하며, 여기서, 적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들이 식별된다. 구현이 가중치들을 선택하는 방법은, 그 특정한 구현의 고려사항들에 기초하여 상이할 수 있다. 예를 들어, 비교적 더 큰 초기 가중치를 선택하는 것은, 프로세스(1700)가 수행하는 반복들의 수를 최소화시킬 수 있다. 이것은, 프로세스(1700)의 실행 시간을 단축시킬 수 있다. 그러나, 더 큰 가중치들은, 원하는 색과 이 방법으로부터 도출되는 실제/최종 색 사이에 더 큰 에러들을 초래할 수 있다. 이것은, 몇몇 구현들에서 더 많은 반복들을 초래할 수 있다.
그 다음, 프로세스(1700)는 블록(1712)으로 이동하고, 여기서, 블록(1710)으로부터의 식별된 가중치들의 합산에 의해 "totalWeights" 변수가 초기화된다. 그 다음, 프로세스(1700)는 블록(1715)으로 이동하고, 여기서, 현재의 타겟 색과 가장 가까운 모색이 선택된다. 프로세스(1700)가 처음 시작하는 경우, 현재의 타겟 색은 원하는 색으로 초기화된다. 더 앞서 설명된 바와 같이, 아날로그 IMODS를 이용하는 구현들에서, 도 10에 예시된 것과 같은 3차원 색 공간에 맵핑되는 모색들의 세트는 비인접 나선으로 설명될 수 있다. 원하는 색은 또한, 예를 들어, 도 10의 3차원 색 공간과 같은 유사한 색 공간에 맵핑될 수 있다. 일 구현에서, 원하는 색으로부터 IMOD 비인접 나선 상의 가장 가까운 색까지의 거리가 결정될 수 있고, 그 색이 블록(1715)에서 선택된다. 유사하게, 프로세스(1700)의 설명에서, "현재의 타겟 색"으로 표현되는 다른 색이 또한, 앞서 설명된 바와 같이 IMOD 색 공간에 맵핑될 수 있다. 프로세스(1700)에서 "현재의 타겟 색"이 원하는 색으로 초기화되는 동안, "현재의 타겟 색"으로 표현된 색은 방법이 진행함에 따라 변할 것임을 주목한다.
원하는 색 및 최종 색 또는 실제 색은 반드시 동일한 색일 필요가 없음을 또한 주목해야 한다. 개시된 방법은 원하는 색을 근사화하려 시도하지만, 이 방법이 완료된 경우, 시각적 관측자에 의해 인지되는 최종 또는 실제 색과 원하는 색 사이에 에러가 남을 수 있다. 게다가, 이 방법이 완료된 경우, 실제 색은 최종 색과 동등할 수 있다. 그러나, "실제 색"은, 이 방법이 진행함에 따라 다수의 중간 값들을 가질 수 있다.
그 다음, 프로세스(1700)는 블록(1720)으로 이동하고, 여기서, 선택된 색은 현재의 가중치에서 디스플레이된다. 더 앞서 설명된 바와 같이, 몇몇 구현들에서, 특정한 색을 특정한 가중치에서 디스플레이하기 위해 시간적 또는 공간적 변조가 이용될 수 있다. 그 다음, 프로세스(1700)는 블록(1725)으로 이동하고, 여기서, "totalColorDisplayed" 변수에, 현재의 가중치가 곱해진, 이전에 선택 및 디스플레이된 색을 가산함으로써, 이 변수가 업데이트된다. 현재의 가중치를, 디스플레이되는 총 가중치에 가산함으로써, 블록(1720)에서 현재의 가중치에서 디스플레이되는 색이 파악된다. 프로세스(1700)는 블록(1712)에서 총 가중치를 계산했기 때문에, 이제, 디스플레이될 나머지 가중치의 양을 결정할 수 있다.
그 다음, 프로세스(1700)는 블록(1740)으로 이동하고, 여기서, 디스플레이된 색과 현재의 타겟 색 사이의 에러가 결정된다. 에러를 표현하기 위해 에러 변수 "Ei-begin"가 계산된다."Ei-begin"는, 지금까지 디스플레이된 색의 가중된 합산을 지금까지 디스플레이된 색들과 연관된 총 가중치로 나눈 것을, 원하는 색으로부터 감산함으로써 계산된다. 프로세스(1700)의 반복적 성질 및 블록(1740)에서의 Ei-begin의 계산에 기초하여, 예시된 구현은 Ei-begin을 아래의 수식 2에서와 같이 계산한다.
Figure pct00001
여기서,
CDesired는 원하는 색이고,
Ck는 특정한 반복 k에서 디스플레이되는 색이고,
Wk는 특정한 반복 k에서의 가중치이다.
그 다음, 프로세스(1700)는 판정 블록(1745)으로 진행하고, 에러가 허용가능한 제한 이내인지 여부를 결정한다. 에러가 제한 이내이면, 프로세스(1700)는 종료 상태(1795)로 이동한다. 에러가 여전히 임계 에러 제한보다 위에 있으면, 프로세스(1700)는 판정 블록(1745)으로부터 블록(1750)으로 이동하고, 여기서, 다음 가중치가 결정된다. 몇몇 구현들에서, 가중치는, 앞서 설명된 수식 1에 의해 결정될 수 있다. 몇몇 구현들에서, 가중치들은 또한 반복될 수 있다.
그 다음, 프로세스(1700)는 판정 블록(1755)으로 이동하고, 구현이 공격적인 색 선택 알고리즘을 이용하고 있는지 여부를 결정한다. 공격적인 알고리즘이 선택되면, 프로세스(1700)는 블록(1760)으로 이동한다. 블록(1760)은, 다음 색이 모색이면, 다음 "현재의 타겟 색"을, 원하는 색을 즉시 달성할 색인 것으로 설정하려 시도한다. 다음 색을 결정하는 방법의 일 구현은 아래의 수식 3에 의해 예시된다.
Figure pct00002
(3)
여기서,
Ci는 디스플레이될 다음 색이고,
CDesired는 원하는 색이고,
Ck는 특정한 반복 k에서 디스플레이되는 색이고,
Wk는 특정한 반복 k에서의 가중치이다.
상기 수식 3을 구현하기 위해, 블록(1760)은 다음 색 비율 변수를, 지금까지의 총 WeightDisplayed를 현재의 가중치로 나눈 값으로 설정한다. 현재의 가중치는 블록(1750)에서 업데이트되었고, 따라서 수식 3의 "Wi" 항에 의해 정의되는 바와 같이 다음 반복의 가중치를 반영함을 주목한다. "nextColorProportion" 변수는 상기 수식 3의 최우측 항을 반영한다.
그러나, 판정 블록(1755)에서, 덜 공격적인 색 선택 알고리즘이 이용되어야 하는 것으로 결정되면, 프로세스(1700)는 블록(1770)으로 이동한다. 블록(1770)은, 모든 나머지 가중치들에 할당되면 원하는 색을 달성할 타겟 색을 설정한다. 이것은 또한, 새로운 타겟 색이 모색으로 이용가능함을 가정한다. 다음 색을 결정하는 이러한 방법은 아래의 수식 4에 의해 예시될 수 있다
Figure pct00003
(4)
여기서,
Ci는 디스플레이될 다음 색이고,
CDesired는 원하는 색이고,
Ck는 특정한 반복 k에서 디스플레이되는 색이고,
Wk는 특정한 반복 k에서의 가중치이다.
수식 4를 구현하기 위해, 블록(1770)은, "nextColorProportion"을, 지금까지 디스플레이된 총 가중치를 나머지 총 가중치로 나눈 값으로 설정한다. 이것은 상기 수식 4의 최우측 항을 표현한다.
그 다음, 프로세스(1700)는, 블록(1780)으로 이동하고, 여기서, currentTargetColor는, 상기 수식 3 및 수식 4에 의해 정의된 바와 같이, 블록(1760) 또는 블록(1770)에서 계산된 비율을 곱한 에러 "Ei-begin" + 원하는 색으로 리셋된다. 그 다음, 프로세스(1700)는 블록(1712)으로 리턴하고, 프로세스(1700)는 반복된다.
도 18a는, 서로 인접하게 배치된 상이한 색들을 디스플레이하도록 구성되는 복수의 IMOD들을 활용하는 일 구현을 예시한다. 이 구현은, 몇몇 구현들에서, 종래의 RGB 디스플레이를 모방할 수 있다.
도 18b는, 도 18a의 3개의 IMOD들을 구동하기 위한 방법의 데이터 흐름도이다. 도면 좌측의 3개의 RGB 입력 값들은 쌍안정 IMOD 색 프로세싱 모듈에 의해 수신된다. 그 다음, 임의의 색 보간을 포함하는 색 프로세싱이 수행되고, 출력 값들이 생성된다. 예를 들어, RGB 입력 값들은 몇몇 구현들에서 각각 4, 5, 16, 24 또는 32 비트들일 수 있다. 그 다음, 쌍안정 색 프로세싱 모듈은 이 N 비트 값들을, 쌍안정 IMOD들에 호환가능한 일 비트 값들로 변환할 수 있다. 그 다음, 이 일 비트 값들은 색 프로세싱 모듈의 우측에서 출력된다.
3개의 쌍안정 IMOD들 각각은, 색 프로세싱 모듈로부터 3개의 별개의 전압들이, 그 다음, R/G/B IMOD들에 전송된다는 점에서 독립적으로 처리된다. 각각의 전압은 2개의 값들 중 하나를 가질 수 있다. 이 3개의 전압들의 조합들은, 3개의 쌍안정 IMOD들을 포함하는 RGB 픽셀에서 8개의 가능한 색 조합들 중 하나를 생성한다.
도 19a는, 더 연속적인 색 영역을 생성하는 아날로그 IMOD의 일 구현을 예시한다. 도 18a 및 도 18b의 쌍안정 IMOD들과는 반대로, 도 19a의 아날로그 IMOD는 2개의 정적 미러들 사이에 배치된 이동가능한 미러를 포함한다. 아날로그 IMOD는, 이동가능한 미러의 위치에 따라 복수의 상이한 색들을 디스플레이할 수 있다. 이것은, 상기 도 9a 또는 도 9b에 예시된 아날로그 IMOD들과 유사하다. 이전에 언급된 바와 같이, 아날로그 IMOD에 의해 생성된 색들은 구분될 수 있고, 색 공간 내에서 분리될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 예시된 IMOD 색 영역(1020)을 참조한다.
몇몇 구현들에서, 이미지를 컬러 렌더링하기 위한 구동 전압들 또는 명령들은 쌍안정 IMOD들 및 아날로그 IMOD들 모두에 대해 유사하게 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 또는 펌웨어 모듈들, 이를테면, 호스트 프로그램(1230), 운영 시스템(1240) 또는 디스플레이 제어기 펌웨어(1220)에 포함된 몇몇 프로세서 명령들을 표준화하여, 쌍안정 IMOD가 활용되든 아날로그 IMOD가 활용되든지와 무관하게, 표준화된 명령들은 동일하거나 유사하게 유지되는 것이 유리할 수 있다. 그 다음, 특정한 IMOD 구현의 특징들을 구현하기 위해, 아날로그 IMOD 또는 쌍안정 IMOD들에 대해 특정된 명령들의 더 작은 부분이 유지될 수 있다. 명령들의 IMOD 타입 특정 부분의 크기를 감소시킴으로써, 라이프 사이클 비용들, 품질 및 시장 진입 시기에서 효율들이 획득될 수 있다.
예를 들어, 몇몇 구현들은, 도 18b에 예시된 바와 같이 8개의 상이한 상태들 중 하나가 생성되도록, 3개의 쌍안정 IMOD들의 세트에 대한 프로세싱 명령들을 표준화할 수 있다. 그러나, 아날로그 IMOD의 물리적 특성들로 인해, 3개의 쌍안정 IMOD들에 의해 디스플레이가능한 8개의 색들 각각을 포괄적으로 디스플레이하는 것은 불가능할 수 있다.
도 19b는, 아날로그 변조기, 이를테면, 도 9a, 도 9b 또는 도 19a에 예시된 아날로그 변조기를 구동하는 방법의 일 구현에 대한 데이터 흐름도이다. 도 19b에서, 도 18b를 참조하여 설명된 바와 같이, 쌍안정 IMOD 색 프로세싱을 활용하여 3개의 RGB 값들(1910)이 먼저 프로세싱된다. 예시된 구현은, 쌍안정 IMOD 색 프로세싱을 담당하는 명령들의 일부를 표준화할 수 있다. 쌍안정 IMOD 프로세싱 이후, 채널 RGB 데이터(1930) 당 일 비트가 아날로그 IMOD 특정 전압 변환기(1940)에 전달된다. 아날로그 IMOD 전압 변환기(1940)는 3개의 RGB 입력 비트들(1930)을 8개의 전압 레벨들 중 하나로 변환한다. 전압 레벨들은, 도 10의 색 패러럴파이프드(1010)의 8개의 코너들에 대응하도록 선택될 수 있다. 이 전압 레벨들은, 아날로그 IMOD 내의 미러가 IMOD 인클로져 내의 특정한 레벨에 위치되게 할 수 있다. 예를 들어, 미러는 도 9a에 예시된 전극(906)에 대응할 수 있고, 도 9a의 위치들(930-936)에 또한 위치될 수 있다. 대응하는 위치에서 디스플레이되는 IMOD 모색과 입력들(1930 또는 1910)에 의해 표현되는 색 사이의 임의의 에러는 공간적으로 또는 시간적으로 분산될 수 있다. 이 방법을 이용하면, 도 10의 RGB 패러럴파이프드(1010)와 같은 종래의 RGB 색 공간을 이용하여 색을 디스플레이하도록 구성되는, 예를 들어, 도 12의 호스트 소프트웨어(1230), 운영 시스템(1240) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 종래의 색 프로세싱 소프트웨어 또는 펌웨어의 일 구현은 변함없이 유지될 수 있다. 그러나, 예를 들어, 아날로그 IMOD 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있는 색들에 RGB 색들을 맵핑하기 위해, 도 12의 디바이스에에 추가적인 색 프로세싱 소프트웨어 또는 펌웨어 명령들이 포함될 수 있다.
도 20은, 복수의 디스플레이 디바이스들에 대한 구동 명령들을 제 1 디스플레이 디바이스에 대한 구동 명령들로 변환하기 위한 방법의 일 구현을 예시하는 흐름도이다. 프로세스(2000)는, 도 12의 호스트 소프트웨어(1230), 운영 시스템(1240) 또는 구동기 제어기 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 구현될 수 있다.
프로세스(2000)는 시작 블록(2005)에서 사작하고, 그 다음 블록(2010)으로 이동하고, 여기서, 복수의 디스플레이 디바이스들에 대한 구동 명령들로부터 제 1 색이 생성된다. 예를 들어, 블록(2010)은 도 19b의 R, G, B 값들(1930)을 입력으로서 수신할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2000)는 블록(2020)으로 이동하고, 여기서, 생성된 제 1 색을 근사화하는 제 1 디스플레이 디바이스에 대한 색이 선택된다. 블록(2020)은, 도 19b의 R G B 값들(1930)의 8개의 가능한 조합들을 아날로그 IMOD, 이를테면, 도 9a, 도 9b 또는 도 19a에 예시된 아날로그 IMOD들의 모색에 맵핑할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2000)는 블록(2030)으로 이동하고, 여기서, 선택된 색이 제 1 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이된다. 예를 들어, 블록(2030)은 도 9a, 도 9b 또는 도 19a에 예시된 바와 같이 아날로그 IMOD 상에 그 선택된 색을 디스플레이할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2000)는 블록(2040)으로 이동하고, 여기서, 선택된 색과 생성된 제 1 색 사이의 에러가 결정된다. 예를 들어, 블록(2040)은, 예를 들어, 도 10에 예시된 RGB 패러럴파이프드(1010)와 같은 색 맵 내의 생성된 색과, 몇몇 구현들에서는, 도 10에 또한 예시된 비인접 IMOD 색 나선(1020) 상에 위치될 수 있는 디스플레이된 색 사이의 거리를 계산할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2000)는 블록(2050)으로 이동하고, 여기서, 복수의 디스플레이 디바이스들 중 적어도 일부 상이 적어도 하나의 다른 색을 디스플레이함으로써 에러가 분산된다. 블록(2050)은, 에러를 분산시키기 위해 시간적 또는 공간적 변조를 활용할 수 있다. 게다가, 에러를 분산시키기 위해, 블록(2050)의 일 구현은, 앞서 설명되고 도 16에 예시된 프로세스(1600)의 변화예를 구현할 수 있다.
도 21은, 에러 분산 프로세스의 일 구현을 예시하는 흐름도이다. 도 21의 프로세스(2100)는, 예를 들어, 도 20의 블록(2040)에서 결정된 에러를 몇몇 픽셀들에 걸쳐 분산시키기 위해 활용될 수 있다. 프로세스(2100)가 시작하기 전에, 원하는 색을 근사화하는 아날로그 IMOD 상에 제 1 색이 디스플레이될 수 있다. 그 다음, 프로세스(2100)는 제 1 색과 원하는 색 사이의 에러를 분산시킬 수 있다. 프로세스(2100)는 공간적 변조를 이용하여 에러를 분산시킬 수 있다. 일련의 색들이, 제 1 색을 디스플레이한 픽셀에 근접한 픽셀들의 그룹 상에 디스플레이될 수 있다. 이 일련의 색들의 디스플레이는 원하는 색을 시각적으로 시뮬레이션한다. 프로세스(2100)는, 도 12의 운영 시스템(1240), 호스트 프로그램(1230) 또는 디스플레이 제어 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에서 구현될 수 있다.
프로세스(2100)는 시작 블록(2105)에서 시작하고, 그 다음, 블록(2110)으로 이동하고, 여기서, 인터벌들의 길이의 감소시에, 색들을 디스플레이하는 시간 인터벌들이 선택된다. 몇몇 구현들에서, 이 타임슬롯들의 길이는, 도 11의 프로세스(1100), 도 13의 프로세스(1300) 또는 도 16의 프로세스(1600)에 대해 설명된 가중치들에 비례할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2100)는 블록(2120)으로 이동하고, 여기서, 디스플레이 패널은 래스터 모드로 스캐닝될 수 있거나, 또는 몇몇 이미지들은 스캐닝될 수 있고, 디스플레이 또는 이미지 데이터의 특정 픽셀은 에러를 분산시키기 위해 선택된다. 그 다음, 프로세스(2100)는 블록(2130)으로 이동하고, 여기서, 색이 선택된다. 몇몇 구현들에서, 색은 아날로그 IMOD 모색 파레트로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 블록(2230)의 몇몇 구현들은, 주어진 시간 인터벌 동안 색을 선택하기 위해, 앞서 설명된 바와 같은 수식 3 또는 수식 4를 활용할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2100)는 블록(2140)으로 이동하고, 여기서, 블록(2130)에서 에러를 분산시키기 위해 선택되는 색들 및 제 1 색의 변조를 통해 디스플레이되는 색은 원하는 색과 비교된다. 이 비교는, 원하는 색과 디스플레이되는 색 사이의 에러 값을 결정한다. 몇몇 구현들은 에러를 계산하기 위해, 상기 수식 2를 활용할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2100)는 판정 블록(2150)으로 이동하고, 판정 블록(2150)에서, 에러를 분산시키기 위해 이용가능한 더 많은 픽셀들이 존재하는지 여부가 결정된다. 더 많은 픽셀들이 존재하면, 프로세스(2100)는 블록(2120)으로 리턴하고, 프로세스(2100)는 반복된다. 더 이상 픽셀들이 존재하지 않으면, 프로세스(2100)는 판정 블록(2160)으로 이동하고, 판정 블록(2160)에서, 에러 분산을 위해 이용가능한 더 많은 시간 인터벌들이 존재하는지 여부가 결정된다. 더 많은 시간 인터벌들이 이용가능하면, 프로세스(2100)는 블록(2110)으로 리턴되고, 에러 분산을 위해 새로운 시간 인터벌이 선택되고, 프로세스(2100)는 반복된다. 그렇지 않으면, 프로세스(2100)는 종료 블록(2170)으로 이동한다.
도 22는, 에러 분산 프로세스의 일 구현을 예시하는 흐름도이다. 예를 들어, 도 22의 프로세스(2200)는, 특정한 픽셀을 활용하여 도 20의 블록(2040)에서 결정된 에러를 분산시킬 수 있다. 프로세스(2200)가 시작하기 전에, 원하는 색을 근사화하는 아날로그 IMOD 상에 제 1 색이 디스플레이될 수 있다. 그 다음, 프로세스(2200)는 제 1 색과 원하는 색 사이의 에러를 분산시킬 수 있다. 프로세스(2200)는 시간적 변조를 이용하여 에러를 분산시킬 수 있다. 원하는 색을 시각적으로 시뮬레이션하기 위해, 일련의 색들이 상이한 시간 인터벌들 내에 특정한 픽셀 상에 디스플레이될 수 있다. 프로세스(2200)는, 도 12의 호스트 프로그램(1230), 운영 시스템(1240) 또는 디스플레이 구동 펌웨어(1220)에 포함된 명령들에 의해 구현될 수 있다.
프로세스(2200)는 블록(2205)에서 시작하고, 그 다음, 블록(2210)으로 이동하고, 여기서, 디스플레이 패널 또는 이미지가 스캐닝되고, 에러 분산 프로세스에서 이용하기 위한 픽셀이 선택된다. 이 픽셀은, 제 1 색을 디스플레이한 것과 동일한 픽셀일 수 있거나, 또는 예를 들어, 제 1 색을 디스플레이한 픽셀에 근접한 픽셀과 같은 상이한 픽셀일 수 있다. 그 다음, 프로세스(2200)는 블록(2220)으로 이동하고, 여기서, 인터벌들의 크기를 감소시킴으로써, 선택된 픽셀로 에러를 분산시키기 위한 시간 인터벌들이 식별된다. 몇몇 구현들에서, 이러한 시간 인터벌들의 길이는, 도 11의 프로세스(1100), 도 13의 프로세스(1300) 또는 도 16의 프로세스(1600)에 대해 설명된 가중치들에 비례할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2200)는 블록(2230)으로 이동하고, 여기서, 주어진 시간 인터벌 동안 색이 선택된다. 몇몇 구현들에서, 색은, 아날로그 IMOD 모색 파레트로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 블록(2230)은, 주어진 시간 인터벌 동안 색을 선택하기 위해, 앞서 설명된 수식 3 또는 수식 4를 활용할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2200)는, 블록(2240)으로 이동하고, 여기서, 디스플레이되는 색과 원하는 색 사이의 시각적 에러를 결정하기 위해, 에러 확산 프로세스(2200)의 일부로서 선택된 색들 및 제 1 디스플레이된 색의 시각적 결합을 통해 획득된 디스플레이되는 색은 원하는 색과 비교된다. 블록(2240)은 몇몇 구현들에서 상기 수식 2를 활용함으로써 에러를 결정할 수 있다. 그 다음, 프로세스(2200)는 판정 블록(2250)으로 이동하고, 판정 블록(2250)은, 이 특정한 픽셀로 에러 분산을 위한 임의의 추가적인 시간 인터벌들이 남아 있는지 여부를 결정한다. 더 많은 시간 인터벌들이 이용가능하면, 프로세스(2200)는 블록(2220)으로 리턴하고, 프로세스(2200)는 반복된다. 더 이상 시간 인터벌들이 이용가능하지 않으면, 프로세스(2200)는 판정 블록(2260)으로 이동하고, 판정 블록(2260)은, 디스플레이된 색의 에러 분산을 위해 임의의 더 많은 픽셀들이 이용가능한지 여부를 결정한다. 이용가능한 픽셀들이 존재하면, 프로세스(2200)는 블록(2210)으로 이동하고, 프로세스(2200)는 반복된다. 그렇지 않으면, 프로세스(2200)는 종료 블록(2270)으로 이동한다.
도 23a 및 도 23b는, 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.
디스플레이 디바이스(40)는 하우징(41), 디스플레이(30), 안테나(43), 스피커(45), 입력 디바이스(48) 및 마이크로폰(46)을 포함한다. 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.
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 23b에 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. 컨디셔닝 하드웨어(52)는 스피커(45) 및 마이크로폰(46)에 접속된다. 프로세서(21)는 또한 입력 디바이스(48) 및 구동기 제어기(29)에 접속된다. 구동기 제어기(29)는 프레임 버퍼(28) 및 어레이 구동기(22)에 커플링되고, 어레이 구동기(22)는 차례로 디스플레이 어레이(30)에 커플링된다. 전원(50)이, 특정한 디스플레이 디바이스(40) 설계의 컴포넌트들의 일부 또는 전부에 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)에 의해 수행되는 데이터 프로세싱을 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 구동기 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, 마이크로제어기 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.
구동기 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 구동기(22)로의 고속 송신을 위해 적절히 리포맷할 수 있다. 몇몇 구현들에서, 구동기 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, 구동기 제어기(29)는 포맷된 정보를 어레이 구동기(22)에 전송한다. LCD 제어기와 같은 구동기 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 구동기(22)를 갖는 하드웨어에 완전히 통합될 수 있다.
어레이 구동기(22)는 구동기 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, 구동기 제어기(29), 어레이 구동기(22) 및 디스플레이 어레이(30)는 본 명세서에서 설명되는 임의의 타입의 디스플레이들에 대해 적합하다. 예를 들어, 구동기 제어기(29)는 종래의 디스플레이 제어기 또는 쌍안정 디스플레이 제어기(예를 들어, IMOD 제어기)일 수 있다. 추가적으로, 어레이 구동기(22)는 종래의 구동기 또는 쌍안정 디스플레이 구동기(예를 들어, IMOD 디스플레이 구동기)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, 구동기 제어기(29)는 어레이 구동기(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 구동기 제어기(29)에 상주한다. 몇몇 다른 구현들에서, 제어 프로그래밍가능성은 어레이 구동기(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, 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 또는 그 초과의 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 포괄적으로 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 (21)

  1. 모색(native color)들의 세트를 디스플레이할 수 있는 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법으로서,
    적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계 ―상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 상기 제 1 가중치보다 작고 상기 제 1 가중치에 비례함―;
    상기 제 1 가중치를 상기 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키는 단계;
    상기 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계; 및
    할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 디스플레이함으로써, 상기 전자 디스플레이 상에 최종 색을 디스플레이하는 단계를 포함하는,
    전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 디스플레이는 아날로그 IMOD들을 포함하는, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가중치들은 n개의 가중치들을 포함하고, 상기 복수의 가중치들의 각각의 가중치 xi는, xi = x0*(1 - x0)i로서 결정될 수 있고, 상기 i는 0부터 n-1까지의 정수값이고, 상기 제 1 가중치는 x0에 의해 표현되는, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가중치들의 각각의 가중치 xi는 xi = x0*(1 - x0)floor(i/r)로서 결정될 수 있고, 상기 i는 0부터 n-1까지의 정수값이고, 상기 제 1 가중치는 x0에 의해 표현되고, 상기 r은, 세트 내의 값이 상기 제 1 가중치에 할당되는 횟수인, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    고유하게 할당된 색들의 수는, 디스플레이에서 픽셀을 디스플레이하는데 이용되는 디스플레이 엘리먼트들의 수와 동등하거나 그보다 작은, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    고유하지 않게 할당되는 색들의 수는 프레임 디스플레이 시간 동안 업데이트 기간들의 수와 동등한, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가중치들 각각은 시간적 가중에 대응하는, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가중치들 각각은 공간적 가중에 대응하는, 전자 디스플레이 상에서 최종 색을 디스플레이하기 위한 방법.
  9. 장치로서,
    모색들의 세트를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 디바이스들을 포함하는 전자 디스플레이;
    상기 디스플레이와 통신하도록 구성되는 전자 프로세서를 포함하고,
    상기 전자 프로세서는, 이미지 데이터를 프로세싱하도록 구성되고;
    적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하고 ―상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 상기 제 1 가중치보다 작고 상기 제 1 가중치에 비례함―;
    상기 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 선택된 색과 연관시키고;
    반복적으로 상기 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 모색들을 선택하고 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들로 할당하고, 그리고
    선택된 모색들 각각을 선택된 모색들 각각의 가중치들에 따라 상기 전자 디스플레이 상에 디스플레이하도록
    구성되는,
    장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서와 통신하도록 구성되는 메모리 디바이스를 더 포함하는, 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    적어도 하나의 신호를 상기 디스플레이에 전송하도록 구성되는 구동기 회로를 더 포함하는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터의 적어도 일부를 상기 구동기 회로에 전송하도록 구성되는 제어기를 더 포함하는, 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 상기 프로세서에 전송하도록 구성되는 이미지 소스 모듈을 더 포함하는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이미지 소스 모듈은 수신기, 트랜시버 및 송신기 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    입력 데이터를 수신하고 상기 입력 데이터를 상기 프로세서에 통신하도록 구성되는 입력 디바이스를 더 포함하는, 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자 디스플레이는 아날로그 IMOD들을 포함하는, 장치.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 가중치들은 n개의 가중치들을 포함하고, 상기 복수의 가중치들의 각각의 가중치 xi는 xi = x0*(1 - x0)i로서 결정될 수 있고, 상기 i는 0부터 n-1까지의 정수값이고, 상기 제 1 가중치는 x0에 의해 표현되는, 장치.
  18. 제 9 항에 있어서,
    무선 전화 핸드셋을 더 포함하는, 장치.
  19. 적어도 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들을 갖는 디스플레이 장치로서,
    적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하기 위한 수단 ―하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 제 1 가중치보다 작고 제 1 가중치에 비례함―;
    상기 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키기 위한 수단;
    상기 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하기 위한 수단; 및
    할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 전자 디스플레이의 상기 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들 상에 디스플레이함으로써, 최종 색을 디스플레이하기 위한 수단을 포함하는,
    적어도 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들을 갖는 디스플레이 장치.
  20. 프로세싱 회로로 하여금 방법을 수행하게 하는 명령들이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 방법은,
    적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계 ―상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 상기 제 1 가중치보다 작고 상기 제 1 가중치에 비례함―;
    상기 제 1 가중치를 모색들의 세트로부터의 제 1 색과 연관시키는 단계;
    상기 모색들의 세트로부터의 하나 또는 그 초과의 색들을 상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계; 및
    할당된 색들 각각을 할당된 색 각각의 가중치에 따라 전자 디스플레이의 둘 또는 그 초과의 디스플레이 디바이스들 상에 디스플레이함으로써, 최종 색을 디스플레이하는 단계를 포함하는,
    비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  21. 복수의 가중된 값들을 단위(unit) 합산으로 가산하는 컴포넌트들을 갖는 최종 값을 표현하기 위한 방법으로서,
    N개의 값들의 세트를 식별하는 단계 ―상기 N개의 값들은, 최종 값을 포함하는 N-차원 공간을 정의함―;
    적어도 제 1 가중치 및 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들을 포함하는 복수의 가중치들을 식별하는 단계 ―상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들은 상기 제 1 가중치보다 작고 상기 제 1 가중치에 비례함―;
    상기 세트 내의 값을 상기 제 1 가중치에 할당하는 단계; 및
    상기 세트 내의 하나 또는 그 초과의 값들을 상기 하나 또는 그 초과의 다른 가중치들에 반복적으로 할당하는 단계를 포함하는,
    복수의 가중된 값들을 단위(unit) 합산으로 가산하는 컴포넌트들을 갖는 최종 값을 표현하기 위한 방법.
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