KR20120081244A - 디스플레이 장치 및 그것을 위한 디스플레이 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그것을 위한 디스플레이 방법 Download PDF

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KR20120081244A KR1020127014931A KR20127014931A KR20120081244A KR 20120081244 A KR20120081244 A KR 20120081244A KR 1020127014931 A KR1020127014931 A KR 1020127014931A KR 20127014931 A KR20127014931 A KR 20127014931A KR 20120081244 A KR20120081244 A KR 20120081244A
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radiation
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크리스티안 안드레올라
시몬 카페레토
알레산드로 푸세르
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오스람 아게
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Abstract

전기 신호 (x)와 같은 신호를 디스플레이하기 위한 장치는 복사선의 주입 지점(18a)으로부터 광학 복사선을 위한 적어도 하나의 전파 경로를 정의하는 용적 산란 바와 같은 광학 가이드(18)를 포함하고, 이 경로를 따라 전파되는 광학 복사선은 확산되어 상기 가이드 외부에서 가시적으로 되는 것에 기인하여 감쇠된다. LED와 같은 적어도 하나의 광학 복사선 소스(16)가 제공되어, 디스플레이되어야 할 신호의 함수인 강도를 가지는 광학 복사선을 생성한다. 광학 복사선 소스(16)는 광학 복사선 소스에 의해 생성되는 광학 복사선을 상기 가이드(18)로 주입하기 위하여 상기한 주입 지점(18a)에 결합된다.

Description

디스플레이 장치 및 그것을 위한 디스플레이 방법{DISPLAY DEVICE AND DISPLAY METHOD THEREFOR}
본 설명은 입력 및/또는 명령 기능들을 위해 필요할 경우에 또한 이용될 수도 있는 디스플레이 장치들에 관한 것이다. 상기 설명은 인간-기계 인터페이스(MMI : man-machine interface)들, 예를 들어, "사용자 친화적(user friendly)" 인터페이스들로서 광고되는 유형의 인터페이스들의 분야에서 이 장치들의 가능성 있는 이용에 특별히 주목하여 기재되었다.
전기 및 전자 기기(equipment)의 다수의 부분에서 기존에 이용되는 회전식 노브(rotary knob)는 제어 기능들에 부가하여 디스플레이 기능들을 제공할 수 있는 인터페이스 장치의 기본적인 형태를 형성한다. 이것은 (예를 들어, 노브 위의 포인터(pointer) 또는 인덱스(index)에 의해 표시되는) 회전 운동에서 도달되는 위치가 제어 위치의 적어도 근사적인 표시를 또한 제공하기 때문이다.
예를 들어, 전기 및 전자 기기의 폭넓은 범위에서 이용되는 슬라이더 제어들은 유사한 원리들에 따라 동작하고, 이 제어들의 예들은 전문가용 또는 비전문가용의 오디오/비디오 믹서(mixer)들의 제어 패널들 상에 통상적으로 제공된 슬라이더들이다.
이 슬라이더 제어들은 "가상의(virtual)"이라고 설명될 수 있는 버전(version)들에서 또한 알려져 있고, 여기서 슬라이더는 예를 들어, 액정(liquid crystal) 타입(type)의 디스플레이 화면 상에서 표현된다. 화면이 정전용량식 터치 화면(capacitive touch screen)과 같은 터치 화면 타입일 경우, 사용자는 기존의 기계적 슬라이더들의 동작의 원리들과 실질적으로 유사한 원리들에 따라, 또는 슬라이더의 제어 위치가 제어된 신호의 레벨을 디스플레이하는 기능을 또한 가지는 조건들 하에서, 화면 상에서 디스플레이되는 슬라이더를 제어할 수 있다.
추가적으로, 디스플레이 기능과 관련하여, 백라이트 액정 디스플레이들은 그 가능한 응용 분야들에 관해 상당한 정도의 신축성을 가지는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 발명자들은 디스플레이되어야 할 정보의 단순함을 고려하여, 이 장치들이 과도하게 복잡하거나 고가인 다수의 응용들이 존재하는 것을 발견하였다. 이 장치들은 발전된 생산 기술의 이용을 필요로 하고, 또한 (예를 들어, 동작 온도와 관련하여) 환경적인 조건들에 관한 제한들에 종속된다.
동일한 고려사항들은, 활성화되는 LED들의 수가 디스플레이되는 신호의 레벨을 표시하는 그러한 방식으로 선택적으로 활성화될 수 있는 (LED들과 같은) 광원들의 어레이(array)들에 의해 형성된 디스플레이 유닛들에 널리 적용가능하다. 이 구성요소들은 예를 들어, 요구되는 연결들의 수로 인해 오히려 또한 복잡할 수도 있고, 응용들의 측면에서 특별히 유연하지 않다.
그러나, 제어 기능에 관한 한, 정전용량식(capacitive) 타입, 저항식(resistive) 타입, 또는 표면 탄성파(SAW : surface acoustic wave) 기술에 기초한 타입들과 같은 다른 타입들의 터치 센서들이 몇 년에 걸쳐 그 이용이 증가되고 있다. 이 센서들은 통상적으로 낮은 생산 비용 및 제어의 측면에서 상당히 단순함을 가지고 있다. 그러나, 발명자들은 이 센서들이 (예를 들어, 신호의 제어 강도를 디스플레이하기 위하여) 기존의 디스플레이 기능과 용이하게 통합되지 않는다는 것을 발견하였다.
이 일반적인 상황 내에서, (필요할 경우에 제어 기능과 통합하기에 적당한) 디스플레이 기능을 제공할 수 있고 다음과 같은 요건들을 충족시킬 수 있는, 이하의 것으로 한정되지 않는 자동 제어 전자기기, 오락 및 엔터테인먼트 응용들, 홈 자동화 시스템들 등의 것들을 포함하는 분야들에서 이용하기 위한 인터페이스들에 대한 인정된 필요성이 지금 존재한다:
- 생산 및 조립 비용들의 억제
- 간결함
- 디스플레이 및 동작의 사용자-친화성
- 사용자들에게 매력적인 인터페이스들을 생산할 가능성, 및
- 자동차 산업에서 통상적으로 부딪히는 것들과 같은 (열, 먼지, 작업장 오염의 다양한 형태들과 같은) 유해 환경의 조건들을 견디기 위한 능력.
본 발명의 목적은 상기 요건들을 충족시키기 위한 해결책들을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 아래의 청구항들에서 청구된 특성들을 가지는 장치에 의해 달성된다. 또한, 발명은 대응하는 방법에 관련된다.
청구항들은 발명과 관련하여 여기에서 제공되는 기술적 교시 사항들의 필수적인 부분을 형성한다.
일부 실시예들은 복사선(radiation)의 주입 지점으로부터 광학 복사선을 위한 적어도 하나의 전파 경로를 정의하기 위한 광학 가이드들로서 작용할 수 있는 구성요소들의 이용에 기초하고 있고, 이 경로를 따라 전파되는 광학 복사선은 확산되어 구성요소 외부에서 가시적으로 되는 것에 기인하여 감쇠된다.
이 거동을 제공할 수 있는 구성요소들의 예들은 "산란 바(scattering bar)들"로서 알려진 구성요소들, 특히, 용적 타입의 구성요소들과, 고체 상태에서 광학 슬라이드들의 적층에 의해 형성되는 장치들("적층된 고체 슬라이드(stacked solid slide)들")이다. 고감쇠(high-attenuation) 광학 섬유들은 이 타입의 구성요소의 또 다른 예이다.
일부 실시예들에서, 이 타입의 구성요소들은 고가의 보호 시스템들에 대한 필요성 없이, (상당한 양의 먼지의 존재를 특징으로 하는 환경들과 같은) 중대한 환경 조건들에서조차 매우 만족스러운 방식으로 지정된 요건들을 충족시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 디스플레이는 디스플레이 장치에 의해 제공되는 정보의 이해를 용이하게 하는 색 부호화 메커니즘(color coding mechanism)들에 의해 제공될 수 있다.
발명의 일부 실시예들은 LED들과 같은 광원들로부터의 상이한 색 성분들을 조합함으로써, 인간 눈의 높은 색 해상도 능력으로부터 이익을 얻는다. 또한, 면판(faceplate)들을 이용하여 색 부호화의 지각(perception)을 증대시키는 것도 가능해질 수 있다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 디머(dimmer)들, 푸시 버튼들, 기계적 슬라이더들 등과 같은 별개의 장치들을 이용하기 위한 필요성을 회피하기 위하여 터치 센서들을 이용함으로써, 특히, 사용자에 의한 제어 작용을 검출할 가능성에 관하여, 디스플레이 기능의 제공의 장점들은 제어 기능의 제공과 관련된 장점들과 통합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이 디스플레이 시스템들은 (정전용량식(capacitive), 저항식(resistive), 또는 SAW 센서들과 같은) 터치 센서들과 통합될 수 있고, 이것은 이 센서들이 적절한 경우에 인쇄 기술들을 이용하여 디스플레이 유닛과 통합되도록 한다.
일부 실시예들은 간단한 생산 처리들 및 표준 기술들과 조합된 경제적인 구성요소들에 기초하여, 필요할 경우에 색 부호화를 이용하여 디스플레이를 생성함으로써, 이전에 달성되었던 것보다 더 낮은 비용으로 구현이 행해질 수 있게 한다.
일부 실시예들은 높은 정도의 간결함, 사용자를 위한 매력적인 외관, 및 높은 신뢰성에 특징이 있고, 이것은 부분적으로 가동 부품들이 필요하지 않기 때문에, 심지어 오히려 악조건들에서도 동작할 수 있게 한다.
일부 실시예들은 통신 시스템들을 제어할 수 있는 프로세서들, DALI, DMX, TCP/IP, 및 유사한 프로토콜들을 이용하는 것들과 같은 훨씬 더 발전된 것들을 포함한다.
일부 실시예들은 음향 시스템들(예를 들어, 버저(buzzer)들) 또는 촉각 시스템들(예를 들어, 전자기 진동 시스템들)과 같은 신호전송의 다른 상보적 형태들과 조합하여 이용하기에 적당하다.
발명은 순전히 비제한적인 예에 의해, 첨부된 도면들을 참조하여 지금부터 설명될 것이다.
도 1은 디스플레이 장치의 실시예를 도시한다.
도 2는 도 1의 실시예의 가능한 동작의 예들인, a, b, 및 c로 각각 표시된 3개의 부분들을 포함한다.
도 3은 디스플레이 장치의 실시예를 도시한다.
도 4는 도 3의 실시예의 가능한 동작의 예들인, a, b, 및 c로 각각 표시된 3개의 부분들을 포함한다.
도 5는 하나의 실시예에서 이용될 수 있는 구성요소의 동작 원리를 도시한다.
도 6은 이 구성요소의 가능한 실시예를 더욱 구체적으로 도시한다.
도 7 및 도 8은 다양한 실시예들에서 제어 기능을 통합할 가능성을 예시한다.
도 9는 2차원 타입의 실시예를 도시한다.
다음의 설명은 실시예들의 더욱 깊은 이해를 제공하도록 의도된 여러 특정한 구체적인 사항들을 예시한다. 실시예들은 특정한 구체적인 사항들 중 하나 이상 없이 만들어질 수 있거나, 다른 방법들, 구성요소들, 물질들 등을 이용할 수 있다. 다른 경우들에 있어서, 실시예들의 다양한 측면들을 불명확하게 하는 것을 피하기 위하여, 알려진 구조들, 물질들 또는 동작들은 구체적으로 도시되거나 설명되지 않는다.
이 설명의 "실시예"에 대한 참조는 실시예와 관련하여 설명된 특정한 구성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 표시하도록 의도된다. 그러므로, 이 설명의 다양한 부분들에서 존재할 수 있는 "실시예에서"와 같은 어구들은 반드시 동일한 실시예를 나타내지는 않는다. 또한, 구체적인 구성들, 구조들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 적당한 방식으로 조합될 수 있다.
본 명세서에서 이용되는 참조들은 순전히 편의를 위한 것이므로, 보호의 범위 또는 실시예들의 한도를 정의하지 않는다.
아래의 도면들에서, 참조번호 10은 디스플레이되어야 할 강도(intensity)와 같은 특성을 가지는 전기 신호를, 디스플레이되어야 할 신호로서 생성하도록 의도된 소스(source)의 전체를 표시한다.
당해 소스는 센서, 또는 임의의 종류의 전기 및/또는 전자 장치일 수 있다. 그것은 제어 위치, 예를 들어, 광원의 디밍 레벨(dimming level)에 관련되는 위치에 대응하는 예를 들어, 전위차 신호 소스(potentiometric signal source)일 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 9는 소스(10)가 전체적으로 12로 표시된 디스플레이 장치로부터 분리되어 있는 소자인 실시예들에 관한 것이다. 다른 한편으로, 도 7 및 도 8은 소스(10)가 디스플레이 장치(12)와 통합되어 있는 실시예들에 관한 것이다.
참조 번호 14는 소스(10)로부터 신호를 수신하고 이 신호로부터 디스플레이 장치(12)를 위한 하나 이상의 구동 신호들을 생성하는, 마이크로컨트롤러와 같은 프로세서를 표시한다. 도 7 및 도 8은 프로세서(14)를 디스플레이 장치(12)에 추가적으로 통합할 가능성을 예시한다.
그러나, 당업자들은 장치(12)가 소스(10)로부터의 출력 신호에 의해 직접 구동될 수 있기 때문에, 일부 실시예들은 프로세서(14)를 생략할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
여기에서 고려된 예시적인 실시예들을 예시하기 위하여, 디스플레이 장치(12)는 신호 x에 따라 동작하도록 의도된 것이라고 가정될 것이다. 또한, 예시의 단순화를 위하여, 신호 x는 1로 표준화된 신호, 즉, 연속 또는 계단식 변동을 갖는 0(최소 레벨)부터 1(최대 레벨)까지 범위의 값들을 가질 수 있는 신호인 것으로 가정될 것이다.
도 3 및 도 4가 관련되는 실시예에서, 소스(10)로부터의 신호의 레벨의 상보성(complement)으로 나타내는 신호 1-x는 신호 x에 부가하여 존재하므로, 디스플레이 장치(12)는 값 x를 갖는 제 1 신호와, 값 1-x를 갖는 상보적인 신호에 따라 동작한다.
신호 x의 표현은 표준화된 표현이고, 이것은 관련된 구동 신호의 실제 값이 무시될 수 있음을 의미한다는 것을 기억해야 한다.
도 1 및 도 2의 실시예에서, 신호 x는 LED와 같은 광원(16)에 공급된다. LED(16)는 제 1 단부(18a) 및 제 2 단부(18b) 사이에서 연장되는 광학 가이드(optical guide)(18)에 결합된다. 여기에서 고려되는 실시예들에서, 가이드(18)는 전체적으로 직사각형 형상을 가지는 것으로 가정되지만, 이 형상은 여하튼 필수적인 것은 아니다.
도 1 및 도 2의 실시예들에서, 신호 x가 공급되는 (단일) 광원(16)은 단부(18a)에 결합된다. 도 3 및 도 4가 관련되는 실시예들에서는, 제 2 단부(18b)에 결합되는, LED와 같은 제 2 광원(20)이 또한 존재한다.
광학 소스 또는 소스들(16 및 20) 및 광학 가이드(18)의 대응하는 단부들(18a 및 18b) 사이의 연결에 대하여 이용되는 용어 "결합된"은, 소스(16) 또는 소스들(16, 20)에 의해 생성된 광학 복사선(optical radiation)이 가이드(18)에 의해 정의된 전파 경로를 따라 대응하는 주입 지점(단부(18a 또는 18b))으로부터 전파될 수 있는 그러한 방식으로 이 광학 복사선이 가이드(18)로 주입되거나 보내질 수 있도록 하는 임의의 연결 구성을 나타낸다.
이 설명은 LED들에 의해 형성되는 광원들의 이용을 언급하지만, 실시예들 중의 임의의 실시예에서, 그 강도가 광원에 공급되는 신호의 레벨(예를 들어, 평균 레벨)의 함수이고, 이에 따라, 이 신호의 레벨을 나타내는 광학 복사선을 생성할 수 있는 (레이저 다이오드, 플라즈마 광원, 등과 같은) 임의의 광원에 의해 광원들이 형성될 수 있음을 인식할 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 고려되는 실시예들에서, 광학 가이드(18)는 "산란 바(scattering bar)"라고 알려져 있는 것, 특히, 용적 효과(volumetric effect)를 갖는 것으로 구성된다. 알려진 바와 같이, 이 종류의 산란 바는 예를 들어, 복사선 주입 지점을 형성하는 단부(18a)로부터 주입되는 광학 복사선을 위한 복사선 경로를 그 자신의 내부에 정의할 수 있는 광학 가이드를 형성한다.
이것은 단부(18a)로부터 가이드(18)를 따라 전파되는 복사선이 확산되고 가이드(18)의 외부로부터 가시적으로 되는 것에 기인하여 감쇠되는 조건들에서 발생한다.
예를 들어, LED(16)에 의해 생성되어 단부(18a)에서 주입되는 복사선은 밝은 청색 복사선이고 산란 바(18)의 물질은 녹색으로 착색되는 것으로 추정될 수 있다.
그러나, 특정한 색 특성의 선택은 실시예들의 형성을 위해 필수적이지 않다. 결과적으로(그리고 또한 예시의 명료함 및 단순화를 위하여), 도 1 내지 도 4(및 또한 도 9)는 (밝은 것으로부터 어두운 것으로) 다양한 그레이 색조(grey tone)들에 의해 다양한 실시예들의 동작을 필수적으로 예시한다. 그레이 색조들에 있어서의 이 차이는, 다양한 실시예들의 동작에서, 강도(intensity) 및/또는 인간 눈의 색 해상도 능력(color resolution capacity)을 이용함으로써 가이드(18)의 상이한 부분들이 서로 구별될 수 있다는 사실을 나타내도록 의도된 것이다.
도 1의 실시예를 참조하면, LED(16)에 의해 생성되고 단부(18a)에 의해 나타낸 주입 지점으로부터 가이드(18)로 주입되는 복사선은 주입 지점에서 최대이고 주입 지점으로부터 거리에 따라 서서히 감소하는 강도(및 이에 따른 가시성(visibility))를 가진다. 이것은 가이드(18)를 따라 전파될 때, 복사선이 (산란에 의해, 반사에 의해, 또는 다른 현상에 의해) 가이드(18)의 외부로 "확산"되고 가이드(18)의 외부에서 가시적으로 되는 사실로 인한 감쇠의 결과이다.
그러므로, 다음의 구역들이 가이드(18)의 연장부를 따라 식별될 수 있다:
- 주입 지점(18a)에 인접하고, LED(16)에 의해 생성되는 복사선으로 인한 조명 효과가 우위에 있는 제 1 구역(180);
- 가이드(18)의 반대 단부(18b)에 위치되고, 단부(18a)에서 주입되는 복사선의 효과가 최소이고 사실상, 이 효과가 없는 제 2 구역(182); 및
- 구역들(180 및 182) 사이에서 (도 1 및 도 2가 관련되는 실시예의 경우에 일반적으로 오히려 좁은) 일종의 전이 구역(transition zone)을 형성하는 중간 구역(184).
예시의 단순화를 위하여, 도 1 및 도 2는, 구역(180)에서의 LED(16)에 의해 생성된 복사선으로 인한 조명 효과의 우위(predominance)와, 구역(182)에서의 이 복사선의 효과의 감소 또는 소멸은 구역(180)이 "밝고" 또는 "조명된" 상태이고, 구역(182)이 "어둡고" 또는 "점등되지 않은" 상태이며, 구역(184)이 중간 조명 레벨을 가진다는 사실에 대응한다는 상황을 나타낸다.
또한, 색 특성의 측면에서 동일한 효과가 분명해질 수 있다.
예를 들어, 위에서 언급된 색 성분들을 (비배타적인(non-exclusive) 방식으로) 참조하면, 우리는 (청색 복사선을 방출하는 것으로 가정되는) LED(16)에 의해 생성되는 복사선의 구역(180)에서의 조명 효과가 밝은 청색 착색된 구역(light blue colored zone)으로서 인지될 수 있다고 추정할 수 있다. 다른 한편으로, LED에 의해 생성되는 복사선의 조명 효과가 최소이거나 심지어 존재하지 않는 구역(182)에서는, 가이드(18)의 배경색, 예를 들어, 녹색이 우위에 있다.
그러므로, 구역(184)은 "에메랄드 녹색(emerald green)" 으로서 대략 식별되는 중간 색을 가지며, 다시 말해서, 그것은 청색 및 녹색 색 성분들이 혼합되어 있는 구역이다.
도 2가 도시하는 바와 같이, LED(16)를 구동하기 위해 이용되는 신호 x의 강도가 선택적으로, 연속적이거나 계단식으로 변동될 때, 이 중간 또는 전이 구역이 x의 값의 함수로서 가이드(18)를 따라 이동하는 방식으로, 구역들(180 및 182)의 상대적인 확장부들 및 이에 따른 중간 구역(184)의 위치는 또한 선택적으로 변동된다. 이러한 방식으로, 구역(184)의 위치는 가이드(18)의 관찰자에게 가시적인 표시, 다시 말해서, x의 값 및 궁극적으로 소스(10)에 의해 생성되는 신호의 값의 디스플레이를 제공한다.
예를 들어, 도 2의 3개의 부분들 a, b, c는 예로서, 1/4, 1/2 및 3/4와 각각 동일한 (1로 표준화된 신호로서 간주되는) x의 값들을 나타낸다.
제 1 경우에 있어서, 전이 구역(184)은 단부(18a)로부터 가이드(18)를 따르는 진로의 1/4 근처에 위치된다.
제 2 경우에 있어서, 전이 구역(184)은 가이드(18)를 따르는 진로의 절반 근처에 위치된다.
제 3 경우에 있어서, 전이 구역(184)은 단부(18a)로부터 가이드(18)를 따르는 진로의 3/4 근처에 위치된다.
이와 유사하게, 우리는 x가 제로(zero)이고, 이에 따라, LED(16)가 스위칭 오프될 때, 구역(180) (및 구역(184) 또한) 실제로 소멸되고, 이에 따라, 구역(182)은 최종적으로 가이드(18)의 전체 연장부를 점유한다고 추정할 수 있다. 마찬가지로, 우리는 신호 x가 (1의 표준화된 값을 갖는) 그 최대 레벨에 있을 때, 구역(182) 및 구역(184)은 거의 완전히 소멸되고, 이에 따라, 구역(180)은 가이드(18)의 전체적인 길이방향 확장부를 점유한다고 추정할 수 있다.
도 2의 개략적인 표현은 신호 x의 값 및 구역(180)의 연장부 사이의 가설에 기초한 대략 선형인 관계를 나타낸다. 특히, 변동의 상이한 형태들은 소스(16) 및/또는 가이드(18)를 생성하기 위해 이용되는 기술에 따라 얻어질 수 있고, 예를 들어, 변동은 지수 변동(exponential variation)과 같은 비선형 타입일 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 3 및 도 4는 가이드(18) 상의 디스플레이의 구동이 두 광원들(16 및 20)의 이용을 필요로 하고, 이 경우, 상이한 파장들을 가지는 (그러므로, 상이한 색(color)들로서 인지되는) 광학 복사선들이 각각 단부(18a)로부터 그리고 단부(18b)로부터 가이드(18)로 주입되도록, 두 광원들이 상이한 파장들에서 동작하는 것으로 가정되는 실시예들을 나타낸다. 예를 들어, 위에서 설명된 예를 다시 고려하면, 복사선들은 밝은 청색 범위(LED(16))에서의 광학 복사선 및 녹색 범위(LED(20))에서의 복사선일 수 있다.
그러나, 이 색들 중의 하나가 가이드(18)를 형성하는 물질의 배경색과 동일하더라도, 이 선택은 여하튼 필수적이지 않다는 것을 인식할 것이다.
도 3 및 도 4의 가이드(18)의 길이방향 연장부는 도 1 및 도 2를 참조하여 위에서 설명된 것과 실질적으로 유사한 방식으로, 디스플레이 장치(12)의 동작 동안에 3개의 구역들로 분할된다:
- 단부(18a)에 인접하고, (밝은 청색 복사선과 같이) 제 1 광원(16)에 의해 생성되는 복사선의 조명 효과가 우위에 있는 제 1 구역(180);
- 가이드(18)의 반대 단부(18b)에 위치되고, (녹색 범위의 색을 갖는 복사선과 같이) 소스(20)에 의해 생성되는 복사선의 조명 효과가 우위에 있는 제 2 구역(182); 및
- 상기한 2개의 색 성분들의 전이현상 및 혼합이 존재하는 중간 영역(184).
이 경우, 광원들(16 및 20)은 디스플레이되어야 할 신호의 레벨을 상보적인 방식으로 나타내는 2개의 신호들, x 및 (1-x)에 의해 구동된다. 예를 들어, 단순화를 위하여 1로 표준화되는 값들을 다시 참조하면, 도 3 및 도 4의 예에서, LED(16)에 x의 강도를 가지는 신호가 공급될 때, LED(20)는 1-x의 상보적인 강도를 가지는 신호에 의해 구동된다.
따라서, 예를 들어, 도 4의 3개의 부분들 a), b) 및 c)에서 예시되어 있는 것을 참조하면:
- 신호 x가 1/4과 동일(그리고 이에 따라, 신호 1-x가 3/4와 동일)할 때, (단부(18a)에 인접한) 구역(180)은 바(18)의 길이방향 연장부의 대략 1/4을 점유하는 반면, (단부(18b)에 인접한) 구역(182)은 바(18)의 길이방향 연장부의 대략 3/4을 점유하고;
- x가 1/2과 동일할 때, 이 경우, 1-x 또한 1/2과 동일하고, 2개의 구역들(180 및 182)은 실제로 동일한 연장부를 가지고, 중간 전이 영역(184)은 가이드(18)를 따라 절반에 위치되고;
- 신호 x가 3/4와 동일(그리고 이에 따라, 신호 1-x가 1/4와 동일)할 때, (단부(18a)에 인접한) 구역(180)은 바(18)의 길이방향 연장부의 대략 3/4을 점유하는 반면, (단부(18b))에 인접한) 구역(182)은 바(18)의 길이방향 연장부의 대략 1/4을 점유한다.
또한, 이 경우, 신호 x가 0의 값을 가질 때, 소스(20)의 조명 효과가 존재하는 구역(182)은 가이드(18)의 길이방향 연장부의 전체를 실제로 점유하는데, 이것은 이 경우에 신호 1-x가 1의 값을 가지기 때문이다. 상보적인 방식으로, 신호 x가 1과 동일하고 신호 1-x가 0의 레벨에 있을 때, 가이드(18)의 전부를 실제로 점유하는 것은 구역(180)이다.
또한, 실시예들은 신호 강도 및 조명 효과 사이의 선형 상관(linear correlation)으로 여하튼 한정되지 않는 것을 인식할 것이다. 그러나, 도 3 및 도 4에서 도시된 "푸시-풀(push-pull)" 구성은 전이 구역(184)에 의해 도달되는 위치 및 신호 x의 값 사이에서 합리적으로 정확한 선형 상관을 제공하기에 적당하다는 것을 인식할 것이다.
도 1 및 도 4를 참조하여 제공되는 이전의 설명은 가이드(18)가 산란 바, 특히, 용량 산란 바(volumetric scattering bar)의 형태를 가진다는 사실을 예로서 고려하였다.
또한, 3개의 구역들의 존재를 나타내는 본 설명은 본질적으로 순전히 예시적이라는 것을 인식할 것이다. (구별가능성의 정도가 더 크거나 더 작은) 광학적으로 구별되는 것으로서 인지될 수 있는 구역들의 수는 더 클 수 있다.
그러나, 복사선의 주입 지점으로부터 광학 복사선을 위한 적어도 하나의 전파 경로를 정의할 수 있는 광학 가이드들을 생성하는 다른 방법들이 존재하고, 여기서 이 전파 경로를 따라 전파되는 광학 복사선은 확산되고 가이드의 외부로부터 가시적으로 되는 것에 기인하여 감쇠된다.
도 5 및 도 6은 당업계에서 "고체 슬라이드(solid slide)"로서 현재 알려져 있는 타입의 고체/중공(solid/hollow) 광학 복사선 전파 구조들의 적층체(stack)의 형태로 가이드(18)를 생성할 가능성을 나타낸다.
도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 적층체의 각각의 단부로부터 주입된 복사선은 적층체에서 각각의 "슬라이드(slide)"를 통과하면서, i) 가이드(18)를 따라 전파가 결과적으로 연속적인 전달(또는 더욱 정확하게는, 굴절(refraction)), 및 ii) 광학 복사선의 대응하는 일부분이 확산되어 가이드(18)의 외부로부터 가시적으로 되도록 하는 반사의 2중 메커니즘(double mechanism)을 거친다.
동작을 위한 일반적인 기준들에 관하여, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에 대해 적용되는 일반적인 기준들은 도 1 내지 도 4를 참조하여 위에서 설명된 것들과 동일하다(이것은 예를 들어, 가이드(18)의 단부들 중의 하나 또는 둘로부터 광학 복사선을 주입할 가능성에 있어서도 마찬가지다).
도 5 및 도 6에 도시된 고체 슬라이드 적층체 해결책이 이용될 때, 예를 들어, (예를 들어, 지수 감쇄(exponential decay)를 얻기 위하여) 가이드(10)를 따라 전파되는 복사선의 감쇠 법칙을 개조하는 것이 가능하다.
구역들(180, 182 및 184)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 산란 바의 경우에 광도(luminosity) 및/또는 색의 연속적인 변동들(또는 "그늘(shade)들")에 실질적으로 대응하지만, 별개의 소자들(1800)의 적층체로 구성되는 도 5 및 도 6에 도시된 가이드 내의 당해 구역들은 그 각각이 특정한 수의 소자들(1800)을 점유하는 구역들로서 필수적으로 나타나는 경향이 있다. 이것은 (LED들의 선형 어레이들로 얻어지는 디스플레이 작용과 어느 정도까지 유사한) 디스플레이 작용에서 작은 차이를 만든다.
도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서는, 굴절 및 반사의 희망하는 효과를 생성하기 위하여 소자들(1800)의 적층체에서 존재하는 불연속들 또는 인터페이스들의 이용이 행해지므로, 용적 산란 현상을 생성할 수 있는 물질들을 이용하는 것이 불필요하다.
도 9는 위에서 설명된 동작의 일반적인 기준을 2차원 타입의 디스플레이 구조들에 적용할 가능성의 개략적인 예시이고, 이 구조들은 예를 들어, 위에서 고려되는 타입의 복수의 가이드들(18)의 결합으로부터 유도되는 것으로서 고려될 수 있고, 가이드들은 서로 인접하고, 이에 따라, 단일 광원(16)(및 필요할 경우에는 20)을 예를 들어, LED들의 매트릭스들 또는 어레이들의 형태인 광원들의 매트릭스들로 대체하는 것을 가능하게 한다.
추가적으로, 도 9는 도 9의 수직 및 수평 방향들 양쪽에서 도 1 내지 도 4를 참조하여 위에서 설명된 디스플레이 메커니즘을 이용하고, 그 전체 형상이 2차원인(정사각형, 직사각형, 원형, 또는 다른 타입인) 디스플레이 유닛의 다른 2개의 측면들 위에 위치된 추가적인 광원들(16' 및 20')을 이용함으로써, (용적 산란 현상에 기초하고 있는 웨이브 가이드(wave guide)들(18)에 적어도 관련하여) 위에서 설명된 동작 메커니즘을 2차원 동작으로 확장할 가능성을 도시한다. 디스플레이 작용의 대응하는 예시는 재현하기가 어려울 과도하게 복잡한 표현들을 피하기 위하여 여기에서 제공되지 않았다. 다시 말해서 도 9는 광학 가이드로서 작용하는 구조가 광학 복사선에 대하여 서로 동일한 평면인 복수의 전파 경로들을 정의하는 실시예들을 도시한다.
다시 한번, 여기에서 설명된 해결책의 실시예들이 통상적인 고감쇠 광학 가이드(high-attenuation optical guide)를 예를 들어, 웨이브 가이드(18)로서 이용할 수 있기 때문에, 용적 산란 현상에 기초한 가이드들 및/또는 고체 슬라이드 적층체들에 대한 참조는 순전히 예로서 제공된다는 것을 인식할 것이다.
도 7 및 도 8은 (필요할 경우에 프로세서(14)를 이용하는) 광원 또는 광원들(16, 20)에, 디스플레이를 위하여 이용되는 신호 x 및 필요할 경우 신호 1-x를 공급할 수 있는 (임의의 알려진 타입, 예를 들어, 정전용량식, 저항식 또는 SAW의) 예를 들어, 터치 센서로 구성되는 신호 소스(10)에, (여기에서 설명 또는 언급된 실시예들 중의 임의의 실시예에서) 위에서 고려된 바와 같은 디스플레이 장치(12)를 결합할 가능성을 나타낸다.
도 7의 실시예에서, 터치 센서(100)는 선형 센서이고, 이 선형 센서는 가이드(18)와 동일한 공간을 차지하며, 공통 지지 구조를 형성하는 인쇄 회로 기판(PCB : printed circuit board)(22) 위에 장착함으로써 디스플레이 장치(12)와 통합된다.
도 8은 (예를 들어, 인쇄에 의해) 가이드(18)의 본체에 직접 적용함으로써 터치 센서(100)를 생성할 가능성(예를 들어, 가이드(18)가 용적 산란 현상으로 복사선을 부분적으로 전달하는 플라스틱 물질로 구성될 때에 존재함)을 도시한다. 일부 실시예들에서, 가이드(18)는 신축성 있는 물질로부터 생산될 수 있고, 터치 센서(100)는 (예를 들어, 인쇄에 의해 또는 접착제에 의한 부착에 의해) 가이드(18)에 결합될 수 있으며 또한 신축성이 있고, 이에 따라, 매우 간결한 해결책이 달성되도록 한다.
터치 센서(100) 및 디스플레이 장치(12)의 동작을, (전이 구역(184)의 위치로서 도 7 및 도 8에서 개략적으로 도시된) 장치(12)의 디스플레이가 사용자의 손가락 F가 터치 센서(100)를 터치하는 위치에 대응하는 그러한 방식으로 조정함으로써, 예시된 장치는 (예를 들어, 프로세서(14)를 이용하여) 조절될 수 있고, 이에 따라, 모든 목적들을 위하여 기존의 슬라이더들 또는 기계적 슬라이딩 장치들에 의해 기존에 제공되는 기능성에 대응하는 기능성을 제공한다.
도 1, 도 3, 도 7, 도 8 및 도 9에서, 참조 번호(1000)는 (예를 들어, 도 7 및 도 8에서 터치 센서(100)일 수 있는) 소스(10)에 의해 생성되는 신호가 장치(12)의 디스플레이와의 조정된 방식으로 (음향 신호의 음량의 제어와 같은) 제어 기능을 제어하기 위해 이용될 수 있는 그러한 방식으로 (존재할 경우에 프로세서(14)의 상향 또는 하향 측에 위치된) 출력 라인 상에서 이용가능하게 될 수 있음을 표시한다.
당연히, 동일하게 유지되는 발명의 원리, 구성의 세부 사항들 및 실시예의 형태들은 순전히 비제한적인 예로서 제공되었던 예시된 것들에 대하여 폭넓게 변동될 수 있으며, 이에 따라, 첨부된 청구항들에서 정의되는 바와 같은 발명의 보호 범위로부터 이탈하지 않는다. 이것은 예를 들어, ("조율가능한 백색(tunable white)" 램프들과 같은) 제어가능한 강도, 색 또는 색 온도를 갖는 램프들과 같이, 사용자와의 상호작용이 요구되는 기기에서의 가능한 통합에 있어서도 마찬가지다.

Claims (13)

  1. 신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치로서,
    복사선의 주입 지점(18a)으로부터 광학 복사선을 위한 적어도 하나의 전파 경로를 정의하는 광학 가이드(18) ? 이 경로를 따라 전파되는 상기 광학 복사선은 확산되어 상기 가이드(18)의 외부에서 가시적으로 되는 것에 기인하여 감쇠됨 ?, 및
    상기 신호 (x)를 수신하고, 상기 신호의 함수인 강도를 가지는 광학 복사선을 생성하기 위한 적어도 하나의 광학 복사선 소스(16) ? 상기 적어도 하나의 광학 복사선 소스(16)는 상기 적어도 하나의 주입 지점(18a)에 결합되어 상기 복사선 소스(16)에 의해 생성되는 광학 복사선을 상기 가이드(18)로 주입함 ?,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 가이드(18)는 제 1 색을 가지고, 상기 적어도 하나의 복사선 소스(16)는 상기 제 1 색과 상이한 제 2 색을 가지는 광학 복사선을 생성하는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 가이드(18)는 상기 광학 가이드(18)로의 복사선의 제 1 주입 지점(18a) 및 제 2 주입 지점(18b) 사이에서 연장되는 광학 복사선 전파 경로를 정의하고,
    제 1 광학 복사선 소스(16) 및 제 2 광학 복사선 소스(20)는 복사선의 상기 제 1 주입 지점(18a) 및 상기 제 2 주입 지점(18b)에 각각 제공 및 결합되고,
    상기 제 1 소스(16) 및 상기 제 2 소스(20)는 상이한 파장들에서 동작하고, 이에 따라, 색의 측면에서 구별되는 광학 복사선들을 생성하는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 복사선 소스(16) 및 상기 제 2 광학 복사선 소스(20)에 대한 제 1 구동 신호 (x) 및 제 2 구동 신호 (1-x)를 생성하기 위한 처리 회로(14)를 포함하고, 상기 제 1 구동 신호 (x) 및 상기 제 2 구동 신호 (1-x)는 디스플레이되어야 할 신호를 상보적 방식으로 나타내는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광학 복사선 소스(16)는 LED인,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 가이드(18)는 바(bar)의 형태이고, 상기 바는 상기 바의 단부들 중의 하나(18a)에 결합된 적어도 하나의 광학 복사선 소스(16)를 가지는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 가이드(18)는 상기 광학 복사선의 용적 산란(volumetric scattering)을 생성하는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 웨이브 가이드는, 상기 광학 복사선이 굴절 및 반사 메커니즘을 겪는 개별적인 소자들(1800)의 적층체인,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신호를 생성하기 위한 터치 센서(100)를 포함하는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 터치 센서(100)는 상기 광학 가이드(18)와 동일한 공간을 차지하며, 광학 가이드(18) 상에서 바람직하게는 인쇄 또는 부착되는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 광학 가이드(18) 및 상기 터치 센서(100)는 신축성이 있는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 가이드(18)는 광학 복사선을 위한 복수의 전파 경로들을 정의하고, 상기 경로들은 서로 동일 평면인,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 장치.
  13. 신호 (x)를 디스플레이하기 위한 방법으로서,
    복사선의 주입 지점(18a)으로부터 광학 복사선을 위한 적어도 하나의 전파 경로를 정의하는 광학 가이드(18)를 제공하는 단계 ? 이 경로를 따라 전파되는 광학 복사선은 확산되고 상기 가이드(18)의 외부로부터 가시적으로 되는 것에 기인하여 감쇠됨 ?, 및
    디스플레이되어야 할 신호의 함수인 강도를 가지는 광학 복사선을 상기 주입 지점(18a)으로부터 상기 광학 가이드(18)로 주입하는 단계
    를 포함하는,
    신호 (x)를 디스플레이하기 위한 방법.
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