KR101557758B1 - 스위치형 반사소자를 갖는 투명 구성요소와 이런 구성요소를 구비한 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구성요소의 표면에 나란히 병렬로 배치되고, 투명상태와 반사상태 사이에서 각각 스위치될 수 있는 능동부재(10)를 구비하는 투명 구성요소(100)에 관한 것이다. 각 능동부재는 감소된 개수의 능동부재들이 동시에 반사되도록 능도부재의 스위칭을 더 제어한다. 따라서, 상기 구성요소를 통해 투명으로 형성된 이미지가 영구히 그리고 계속 나타난다. 이런 투명 구성요소는 이미지 중첩 디바이스와 이미지 디스플레이 및 저장 디바이스를 만드는데 사용될 수 있다.

Description

스위치형 반사소자를 갖는 투명 구성요소와 이런 구성요소를 구비한 디바이스{TRANSPARENT COMPONENT WITH SWITCHABLE REFLECTING ELEMENTS, AND DEVICES INCLUDING SUCH COMPONENT}

본 발명은 스위치형 반사소자를 갖는 투명 구성요소와 이런 구성요소를 구비하는 디바이스에 관한 것이다.

다른 지점들 사이에서 변하는 식으로 이들 구성요소들을 통해 투과되는 광을 변조시킴으로써 이미지를 생성하는데 사용될 수 있는 많은 구성요소들이 이미 있다. 이런 구성요소들을 통상적으로 광 변조기라 한다. 이들은 대개 평평하고 개개의 투명 상태와 개개의 불투명 상태들 사이에서 조절될 수 있는 표면에 평행하게 나란히 있는 능동소자들로 구성된다. 각 능동소자는 구성요소에 의해 생성된 이미지의 한 지점을 구성하며 통상적으로 픽셀이라 한다. 이들 구성요소들은 능동소자의 동작 원리에 의해 식별된다. 상기 동작 원리는 특히 전기영동 또는 액정 기반일 수 있다. 이들 각각의 구성요소는 능동소자를 통해 소스로부터 광을 전달함으로써 이미지를 만기 위한 광원과 연결되어야 한다. 따라서, 이는 투과적이지만 구성요소의 일측상에 위치한 장면이 상기 구성요소의 타측에 위치한 관찰자에게 보여지게 하지 못하기 때문에 투명하지 않다. 더욱이, 이러한 타입의 구성요소에 의해 만들어진 이미지는 원칙적으로 그 픽셀 위치에서 구성요소 자체 내에 위치해 있다.

각각이 마이크로전자기계 시스템상에 배열된 마이크로미러의 매트릭스로 구성되는 이미지를 형성하도록 설계된 구성요소들도 또한 있다. 각각의 마이크로전자기계 시스템, 또는 멤스(MEMS)는 투사 광학장치를 향해 광빔의 기본적인 부분들을 반사하는 마이크로미러의 방향을 제어하거나 이 광학장치 밖으로 광을 편향시킨다. 각 마이크로미러는 마이크로시스템이 연결되어 투사 이미지의 픽셀을 형성한다." 디지털 광프로세서"라고 하는 이들 멤스 기반의 구성요소들은 소스에 의해 생성된 광을 반사시킴으로써 동작되며 따라서 투명하지 않다. 이런 멤스 기반의 구성요소에 의해 만들어진 이미지는 마이크로미러 매트릭스의 위치에 있다.

참조문헌 US 6,118,420은 투명한 디스플레이 시스템을 개시하고 있다. 상기 시스템은 투명 전송된 이미지상에 중첩된 데이터를 만드는데 사용될 수 있다. 이를 위해, 광이 두께를 관통해 시스템과 이 광에 대한 가이드로서 역할을 하는 전극을 지지하는 판에 입사된다. 데이터를 디스플레이하기 위해 투명 상태와 확산 상태 사이에서 능동소자를 스위치시킨다.

참조문헌 EP 1 213 601은 투명 전송된 이미지상에 중첩된 디스플레이된 패턴이 전극의 형태로 초기에 결정되는 시스템에 관한 것이다. 능동매체는 액정에 분포된 투명 함유물로 구성되고 투명 상태와 확산 상태 사이의 패턴 지점에서 스위치된다.

이들 2개 참조문헌의 시스템에서, 중첩 디스플레이되는 데이터 또는 패턴은 시스템내에 능동매체의 위치에 있는 이미지 면을 갖는다.

본 발명의 한가지 목적은 품질을 상당히 열화시키지 않고도 장면이 구성요소를 통해 관찰되게 할 수 있도록 투명하고, 동시에 투명으로 관찰된 장면의 별도의 추가 이미지를 상기 구성요소로부터 멀리 만들 수 있는 구성요소를 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 구성요소는 투명 이미지와 구성요소 너머로 투사되는 추가 이미지를 동시에 볼 수 있게 한다. 각각의 위치는 관찰자가 각각의 이미지를 보기 위해 자신의 원근 조절을 크게 바꾸지 않게 하기 때문에 2개 이미지의 동시 보기가 가능하다. 본 발명의 이러한 제 1 애플리케이션에서, 투명을 유지하기 위해 구성요소에 분포된 능동소자의 스캔을 수행함으로써 추가 이미지가 투사된다.

본 발명의 또 다른 목적은 투명하게 관찰된 이미지의 관찰 및 품질에 혼란을 주지 않으며 구성요소를 관통하는 투명에 의해 동시에 인식되는 이미지를 저장하는 것이다. 본 발명의 이러한 제 2 애플리케이션에서, 구성요소에 분포된 능동소자는 이미지로부터의 광의 일부를 시계(視界)의 한 지점을 영구히 가리지 않고 검출기로 보내기 위해 변하는 식으로 스위치된다.

이를 위해, 본 발명은 장면을 나타내는 제 1 이미지를 형성하기 위해 구성요소의 제 1 측면에 위치되고 상기 구성요소의 제 2 측면에서 보여지는 장면에서 비롯된 광선들을 이 구성요소의 표면을 관통해 투과시키도록 형성되는 점에서 투명한 구성요소를 제안한다. 이 구성요소는 상기 구성요소 표면을 통과해, 상기 구성요소의 제 1 표면에 위치해 있고 장면을 나타내는 제 1 이미지를 형성하며 상기 구성요소의 제 2 면에서 볼 수 있는 장면에서 나온 광선을 투과시키도록 형성된 투명 구성요소로서,

상기 구성요소의 표면에 병렬로 나란히 배치되고 개개의 투명상태와 개개의 반사상태 사이에서 각각 스위치할 수 있는 능동소자 세트와,

각 능동소자에 연결되고 상기 소자의 스위칭을 제어하는데 적합한 어드레싱 시스템과,

적어도 하나의 광투과개구와,

상기 능동소자가 반사상태에 있을 때 각 능동소자가 상기 광투과개구와 상기 구성요소의 면들 중 하나 사이에 광경로를 확립할 수 있도록 상기 통과개구와 상기 능동소자들 사이에 배열된 광투과수단을 구비한다.

상기 어드레싱 시스템은 줄어든 개수의 능동소자가 동시에 반사상태에 있도록 더 형성되어, 상기 구성요소의 제 1 면에 있는 장면을 나타내는 제 1 이미지가 영구히 지나게 나타난다. 실제로, 반사면에 있는 능동소자에 의해 보이지 않거나 반사되는 장면으로부터 나온 광량은 장면에 의해 만들어지고 구성요소를 통해 통과된 광의 전체 강도에 대해 인지될 수 없다. 따라서, 본 발명과 관련하여, 상기 능동소자는 반사 또는 절반(semi) 반사면에 연결될 수 있고, 상기 반사면은 스위칭에 의해 번갈아 투명해질 수 있고, 상기 구성요소내 상기 면의 배열은 능동소자들이 관찰 축에 완전히 반사되게 한다.

사용되는 동안 영구적인 이 구성요소의 명백한 투명은 많은 적용에 호환되게 한다. 특히, 상기 구성요소는 윈드실드, 미러, 윈도우 유리, 카메라 디바이스, 광학기기, 광학 렌즈 등에 포함될 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면 광투과수단과 능동소자는 상기 구성요소로부터 외부에 떨어져 있는 각각의 점들에 따라 광투과개구로서 상기 광투과수단의 하나의 동일면에 있는 추가 광필드의 점들을 광학적으로 연결하도록 배열되어 있다. 달리 말하면, 상기 구성요소는 2개의 대향 면들 사이에서 투명 이외에 추가 광경로를 제공한다. 이 추가 광경로는 광결합에 의해 상기 구성요소의 2개의 면들 중 하나에 추가 광필드를 연결시킨다. 이를 위해, 반사상태에 있는 능동소자들에 의해 만들어진 반사는 거울과 같다. 즉, 임의의 확산 반사강도는 중요하지 않으며 상기 구성요소의 광학적 기능에 참여하지 않는다.

따라서, 본 발명에 따른 구성요소는 반사 및 투명 디바이스를 나타낸다. 이 디바이스는 이미지의 전부 또는 일부를 반사함으로써 있을 수 있고, 상기 이미지는 상기 구성요소를 통해 투명으로 인식될 수 있다. 상기 구성요소 내에, 구성하는 능동소자들은 광반사 기능 및 광투과 기능이 2가지 기능을 갖고, 이들 2개의 기능들 간의 스위치오버는 상기 구성요소내에 있는 어드레싱 시스템에 의해 가변적으로 제어된다.

본 발명에 따른 구성요소는 또한 작은 치수일 수 있다. 작은 크기는 뷰잉 도구, 예컨대, 한 쌍의 쌍안경 또는 카메라 뷰 파인더, 한 쌍의 안경, 헬멧 챙, 보호 또는 스포츠 마스크 렌즈 등과 같은 개개의 휴대용 디바이스에 포함될 수 있다는 것을 의미한다.

본 구성요소의 개선에 따르면, 어드레싱 시스템은 또한 유한 기간을 갖는 각 능동사자의 반사상태와 스위치되는 상기 능동소자를 변경하는 빈도에 따라 상기 능동소자의 적어도 일부분의 반사상태가 단속적이도록 형성될 수 있다. 따라서, 특히, 능동소자는 스캐닝에 의해 스위치될 수 있다.

상기 능동소자들은 반사상태의 물리적 원리에 따라 다른 타입일 수 있다. 이 반사상태는 특히 금속 또는 절반-반사 미러 타입의 반사, 또는 브래그 효과에 의한 반사, 또는 심지어 도파관 파열효과를 기초로 할 수 있다. 금속 또는 절반-반사 미러 타입의 능동소자들 사이에, 액정의 분산 드롭렛들을 포함하는 폴리머 매트릭스를 기초로 한 네마틱 액정을 기초로 한 능동소자들, 액정내 버블을 제거 한 능동소자들, 또는 심지어 일렉트로웨팅(electrowetting)을 갖는 능동소자들을 말할 수 있다. 콜레스테릭 액정을 구비하는 능동소자들은 브래그 반사를 갖는 타입이다. 마지막으로, 도파관 파열효과를 기초로 한 능동소자들은 서로 접촉한 투명한 측면부와 도파관부를 각각 구비할 수 있고, 상기 측면부는 각각 상기 도파관의 굴절률 값 이하 및 이상인 2개의 값들 사이에서 변하는 굴절률을 갖는다.

이런 능동소자들의 잠재적으로 매우 작은 크기로 인해, 본 발명의 구성요소는 심미적 기준을 만족하고 특히 안과용 애플리케이션의 기준을 만족한다. 바람직하기로, 상기 능동소자들 중 적어도 일부는 상기 구성요소의 표면에 나란히 2㎜(밀리미터) 미만, 심지어는 0.5㎜ 미만인 치수를 갖는다.

이점적으로, 상기 능동소자는 매트릭스 배열에서 투명 구성요소의 표면에 병렬 배치될 수 있다. 이 경우, 광투과수단은 자체적으로 개개의 투명 상태와 개개의 반사상태 사이에서 각각 스위치될 수 있고, 광투과개구와 매트릭스 배열의 라인 또는 컬럼의 일단 사이에 각각 배열된 중간 능동소자들을 구비할 수 있다. 따라서, 각각의 중간 능동소자는 반사상태에 있을 때 광투과개구와 해당 컬럼 및 라인들의 능동소자들 중 하나 사이에 광학적 연결을 확립할 수 있다.

본 발명은 또한 상술한 바와 같이 투명 구성요소를 이용하고 다른 적용을 위해 의도된 2개의 디바이스를 제안한다.

이들 디바이스 중 첫째는 2개의 다른 이미지를 중첩하는데 사용될 수 있다. 이는 상기 투명 구성요소 이외에, 광이 상기 구성요소의 제 2 면을 향해 상기 능동소자들 중 적어도 하나에 의해 반사될 수 있도록 상기 구성요소의 투과개구를 지나는 광을 만들도록 배열된 광원을 구비한다. 이런 식으로, 제 2 이미지는 추가 광필드에 있는 패턴으로부터 형성되며, 이 제 2 이미지는 상기 구성요소의 제 2 면에서 볼 수 있고 상기 제 1 이미지에 중첩되어 나타난다. 특히, 제 2 이미지는 상기 구성요소의 면이 아니라 상기 구성요소 너머에 형성된다. 제 1 이미지는 상기 구성요소의 투명에 의해 발생한다. 이는 이 구성요소의 제 1 면에 있고 상기 제 2 면에서 볼 수 있는 장면을 재형성한다. 제 2 이미지는 반사상태에 있는 능동소자들에 의해 반사된다. 달리 말하면, 상기 디바이스는 상기 구성요소 밖에 제 2 이미지를 형성하는 보충 광을 상기 구성요소를 통해 제 1 이미지의 투과 광경로에 도입되게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 대하여, "이미지 오버레이"라는 용어는 2개 이미지들 중 어느 하나가 상기 구성요소의 면에 있지 않고도 상기 구성요소 외부에 2개의 이미지의 공존을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 2개의 이미지들이 상기 구성요소의 동일한 제 1 면에 있고 상기 구성요소의 동일한 제 2 면으로부터 볼 수 있는 경우, 이미지들은 상기 디바이스의 사용자의 어떤 움직임이 필요하지도, 2개의 이미지를 인식하기 위해 사용자의 일부분에 시각적 원근조절에 어떤 큰 변화를 필요로 하지 않는다. 따라서, 상기 2개의 이미지들이 동시에 볼 수 있고 중첩된다.

이런 이미지 오버레이 디바이스에서, 어드레싱 시스템은 다른 능동소자들의 스위치오버를 연이어 제어하도록 더 형성되어, 상기 능동소자들을 스캔함으로써 제 2 이미지를 형성할 수 있다. 더욱이, 각 능동소자의 반사상태 기간과 스위치되는 능동소자들을 변경하는 빈도는 상기 제 2 이미지가 연속 및/또는 영구적으로 나타나도록 형성된다. 제 2 이미지를 만드는 광을 도입하는 이런 방법에 의해, 상기 투명 구성요소를 통해 제 1 이미지의 시계(視界)는 영향을 받지 않는다.

2개 이미지들은 구성요소의 제 2 면에 검출되거나 관찰될 때 중첩된다. 특히, 제 2 이미지는 상기 광원에 의해 만들어진 광이 장면에 의해 만들어진 것보다 더 큰 경우 제 1 이미지상에 중첩되어 나타날 수 있다. 제 2 이미지는, 예컨대, 뷰파인딩 패턴, 문자숫자 데이터의 명각(inscription), 그래픽, 도구 패널요소들의 복제, 멀티미디어 통신요소 등일 수 있다.

각 능동소자의 반사상태 기간과 스위치된 능동소자를 변경하기 위한 빈도는 이미지 검출 모드에 따라 다른 방식으로 적용될 수 있다. 실제로, 연속으로 나타나는 제 2 이미지에 대해, 이들 파라미터들은 사용된 검출 시스템에 특이한 응답시간 및/또는 잔류 시간에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 안과 렌즈, 마스크 렌즈, 헬맷 챙, 안경 챙, 헤드업 디스플레이(head-up display)가 있는 윈도우실드 또는 윈도와 같은 적용을 위해, 상기 파라미터는 맨눈으로 제 1 및 제 2 이미지를 관찰하는 장치의 사용자에 조절될 수 있다. 특히, 반사상태에 대한 하나의 동일한 능동소자의 2개의 연속한 스위치오버들 사이의 시간은 관찰자의 망막 잔류 시간보다 더 적을 수 있다. 안경렌즈의 경우, 능동소자는 또한 제 1 및 제 2 이미지 중 적어도 하나를 관찰하는 렌즈 착용자의 비정시를 교정하도록 형성될 수 있다.

비디오 기록 시스템의 안경렌즈와 같은 다른 적용을 위해, 상기 파라미터는 투명 구성요소의 제 2 면에 있는 이미지 검출기의 응답시간에 따라 조절될 수 있다.

투명 구성요소의 명백한 적용에 해당하는 본 발명에 따른 제 2 디바이스는 동시에 하나의 동일한 이미지를 보고 저장할 수 있다. 이런 디바이스는 상기 투명 구성요소 이외에 검출시간동안 상기 구성요소의 투과개구를 통해 상기 장면에서 나오고 상기 능동소자 중 적어도 하나에 의해 반사된 광을 수용하도록 추가 광필드에 배열된 광감지 검출기와, 상기 검출기에 의해 수신된 광강도를 저장하기 위해 상기 검출기에 연결된 저장유닛을 구비한다.

상기 어드레싱 시스템은 검출시간 동안 반사상태에 있는 투명 구성요소의 표면에서 상기 능동소자의 유닛 좌표에 전달되도록 상기 검출기와 상기 저장유닛에 연결된다. 더욱이, 상기 능동소자의 반사상태의 기간과 스위치되는 상기 능동소자를 변경하기 위한 빈도는 상기 구성요소에 의해 형성된 제 1 이미지가 상기 디바이스의 사용자에 연속적으로 나타나도록 형성된다.

이런 이미지 뷰잉 및 저장 유닛은 제 1 이미지의 광투과경로가 구성요소를 통해 변경되지 않고, 그리고 상기 제 1 이미지의 전체 강도가 인식할 수 있을 정도로 줄어들지 않고도 상기 구성요소의 제 1 면에 있는 장면에 의해 만들어진 광의 일부분을 검출기로 보낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 구성요소에 의해 제공된 추가 광경로는 이 장면의 이미지를 저장하기 위해 사용된 장면에서 발생한 광의 일부분을 검출기로 보내도록 사용된다.

이는 또한 광학렌즈, 안과렌즈, 마스크 렌즈, 헬멧 챙, 광학적 뷰 파인더, 윈도우 실드 또는 윈도어, 캠코더 시스템 등을 형성할 수 있다. 안경렌즈의 경우, 능동소자들은 제 1 이미지를 관찰하는 렌즈의 착용자의 비정시를 교정하도록 더 형성될 수 있다.

본 발명의 내용에 포함됨.

본 발명의 다른 특별한 특징 및 이점은 첨부도면을 참조로 하기의 예시적이며 비제한적인 실시예의 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 이미지 오버레이 디바이스를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 디바이스의 능동소자의 2개의 가능한 동작을 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1의 디바이스의 3개의 가능한 사용을 나타낸 것이다.
도 4는 제 2 이미지의 강화된 해상도를 제공하는 도 1의 디바이스의 상세도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 이미지 뷰잉 및 저장 디바이스를 나타낸 것이다.
도 6은 저장된 이미지의 강화된 해상도를 제공하는 도 5의 디바이스의 상세도를 나타낸 것이다.

명확히 하기 위해, 이들 도면에 나타난 소자들의 치수는 실제 치수 또는 실제 치수 비율과 일치하지 않는다. 또한, 이들 도면들은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 설계된 것임을 알아야 한다. 이를 위해, 도면들은 당업자에 알려져 있고 하기에 주어진 본 발명의 설명 및/또는 이미 알려진 기술들에 따라 읽는 사람들에 의해 복원될 수 있는 몇몇 광학적 생성 또는 이미지처리 소자들을 나타내지 않는다.

이미지 오버레이 디바이스의 제 1 실시예가 도 1을 참조로 먼저 기술되어 있다.

이 디바이스는 구성요소(100)와 광원(5)을 구비한다. 구성요소(100)는 구성요소의 2개의 대향면을 형성하는 2개의 나란한 외부면(S1 및 S2)을 갖는다. 이들 면들은 C1 및 C2로 표시된다.

광원(5)은 레이저 다이오드, 수직공진표면 광레이저(VCSEL), 발광 다이오드(LED), 또는 일련의 발광 다이오드들일 수 있다. 바람직하기로는 작은 치수이고 필요하다면 준 평행빔으로 조준될 수 있다. 광원(5)으로부터의 광이 광투과개구(3)를 통해 구성요소(100)로 침투해 들어간다. 개구(3)는 예컨대 표면(S1 및 S2) 사이의 구성요소(100)의 측면에 위치해 있다.

구성요소(100)는 2개의 면(S1 및 S2) 사이에 수용된 능동부(1)를 구비한다. 상기 능동부(1)는 상기 면(S1 및 S2)에 평행하게 나란히 배치된 영역들(10)로 나뉜다. 상기 영역(10)은 바람직하게는 상호 수직한 어드레싱 라인들과 컬럼들을 정의하는 매트릭스 배열로 배열된다. 상징적으로, 그리고 도 1에 도시된 바와 같이, 어드레싱 라인들은 구성요소(100)의 면(S1)에 가까이 정의되고, 어드레싱 컬럼들은 면(S2)에 가까이 형성된다. 각 영역(10)은 상기 면(S1 및 S2)에 평행한 하나의 동일면에서 이 라인과 이 컬럼의 투사 교차점 위치에서 어드레싱 라인과 컬럼 사이에 있는 능동부(1)의 일부분을 구성한다. 구성요소(100)의 면(S1 및 S2)에 나란히 측정된 0.5㎜ 크기인 치수(d)를 가질 수 있다.

능동부(1)는 투명 상태와 반사상태 사이에서 국소적으로 스위치할 수 있는 적어도 하나의 활성재료로 구성된다. 영역(10)내에서 활성재료의 스위치오버는 도 2a 및 도 2b를 참조로 아래에 설명되는 식으로 이 영역을 교차하는 어드레싱 라인과 어드레싱 컬럼을 통해 제어된다. 해당 어드레싱 라인과 컬럼부와 함께 영역(10)은 전체적으로 각 능동소자(10)에 대해 지정되어 있다.

능동소자(10)가 투명 상태에 있을 때, 광선(F1)은 이 능동소자의 위치에서 구성요소(100)의 면(C1)에서 면(C2)까지 능동부(1)를 지나갈 수 있다. 광선(F1)은 능동부(1)에 의해, 예컨대, 광학렌즈 효과에 의해 편향될 수 있다. 이런 식으로, 구성요소(100)는 상기 구성요소(100)로부터 떨어져 있는 면(C1)에 위치한 장면의 면(C2)에 보여질 수 있는 이미지를 형성할 수 있다. 이런 면에서 구성요소(100)는 투과가 아니라 투명이라고 한다. 장면의 이미지는 기결정된 초점거리에서 면(C2)에 형성될 수 있고, 여기에 이미지를 보여주도록 스크린이 위치될 수 있다. 대안으로, 능동부(1)에 의해 형성된 장면의 이미지가 면(C2)내에 광선(F1)의 방향에 의해 정의됨으로써 면(C1)에 위치될 수 있다. 그런 후, 면(C2)로부터 또한 볼 수 있다. 빔(F1)에 의해 형성된 장면의 이미지의 위치가 무엇이든지 간에, 이하에서 투명하게 형성된 이미지로서 명시된다. 이는 본원의 전반적인 설명에서 앞서 소개된 제 1 이미지에 해당한다.

특히, 구성요소(100)는 비정시-교정 안경렌즈를 구성할 수 있다. 이런 경우, 광선(F1)은 서로 떨어져 있는 능동소자들(10) 간에 다르게 편향되어 면(C1)에 위치한 장면을 관찰하는 렌즈 착용자의 면(C2)에 위치해 있는 눈의 비정시를 교정한다.

능동소자(10)가 반사상태에 있을 때, 구성요소(100)내의 개구(3)에서 나온 광선(F2)은 미러가 면(S1 및 S2)에 대해 비스듬히 지향되는 식으로 이 능동소자에 의해 반사된다. 이런 미러는 도 1에서 M₁₀으로 인용된다. 반사되는 능동소자(10)는 면(C1)에 있는 장면에서 나온 광선(F1)에 대해 동시에 투명할 수 없다. 그러나, 각 능동소자(10)가 작은 크기이고 단일소자(10)가 주어진 순간에 반사한다면, 또는 소량의 소자들(10)이 동시에 반사한다면, 능동부(1)의 주요 부분은 면(C1)상의 장면으로부터 나온 광선(F1)을 투과시킨다. 따라서, 구성요소(100)는 전반적으로 투명하게 나타난다. 더욱이, 능동소자(10)는 반사상태로 스위치 될 수 있고, 차례로 구성요소의 사용자가 주어진 순간에서 반사하는 소자(10)를 하나하나 구별할 수 없도록 적용된 주파수를 능동소자에서 바꿀 수 있다.

구성요소(100)는 또한 능동부(1)의 어드레싱 라인과 컬럼에 연결된 어드레싱 시스템(2)을 구비한다.

구성요소(100)는 또한 적어도 이 소자가 반사상태에서 있는 동안 개구(3)와 각 능동소자(10) 사이의 소스(5)에 의해 발생된 광을 투과시키기에 적합한 수단(4)을 구비한다. 예로서, 이들 수단(4)이 농동소자(10)의 라인의 단부에 마주보며 배열되는 중간 능동소자(40)의 컬럼의 형태로 도 1에 도시되어 있다. 중간 능동소자(40)는 능동소자(10)와 유사할 수 있으나, 방향이 어드레싱 라인에 평행한 개구(3)에서 나온 광을 반사킬 수 있다. 투과수단(4)의 이런 작동을 위해, 단일소자(40)는 소정 수간에 반사한다. 그런 후 이는 어드레싱 라인과 컬럼으로부터 대략 45°지향되고 도 1에서 M₄₀으로 인용된 미러와 같다. 대안으로, 투과수단(4)은 능동소자(10)의 컬럼의 단부를 마주보며 배열되는 중간 능동소자의 라인을 구비할 수 있다.

소스(5)에 의해 발생된 광을 능동소자(10)로 투과시키는 수단은 다른 타입일 수 있는 것이 이해된다. 예컨대, 광섬유는 소스(5)로부터 나온 광을 능동소자(10)의 라인 또는 컬럼의 단부에 각각 가이드할 수 있다. 그런 후, 광스위치는 이들 광섬유들 중 하나로 선택적으로 광을 지향시키는데 사용될 수 있다. 대안으로, 투명바가 중간 능동소자(40)의 컬럼 대신 배열될 수 있다. 이 바는 소자(10)의 컬럼에 평행한 변위에 대해 일정하고 규칙적인 형태로 능동소자(10)의 모든 라인을 향해 광을 반사시킨다. 필요하다면, 광 트랩이 능동소자(10)의 라인의 타단에 배열되어 임의의 소자(10)에 의해 구성요소(100)의 면(C2)을 향해 반사되지 않는 소스(5)로부터의 광을 흡수할 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조로 2개의 가능한 구성들을 예로써 설명한다.

제 1 구성(도 2a)에 따르면, 수평 전극들(11)에 의해 매트릭스 배열의 라인들이 정의되고 제 1 면에 나란히 배치되며, 매트릭스 배열의 컬럼들은 제 2 면에서 이겨고디고 나란히 배치된 수직 전극들(12)에 의해 정의된다. 이들 제 1 및 제 2 면들은 능동부1)의 각 면에 위치해 있다. 전극(11 및 12)은 어드레싱 시스템(2)에 연결되어 있다.

능동재료는 전극(11 및 12)의 면 사이에 위치해 있다. 상기 재료는 네마틱 액정을 구비할 수 있다. 각 전극(11 및 12)의 쌍은 그들 사이에 위치된 액정의 배향을 변경하는데 적절한 형태로 배열되어 있다. 따라서, 각 스위치형 능동소자(10)는 2개의 전극부와 능동부를 구비한다. 반사 미러 행동은 면(S1 및 S2)에 대해 비스듬히 지향된 네마틱 액정의 한계의 양 면 사이에 나타나는 굴절지수 편차에 의해 야기된다. 바람직하기로, 이 한계는 어드레싱 컬럼에 평행한 축 주위로 면(S1 및 S2)에 대해 약 45°에서 바뀐다. 능동소자의 투명상태는 이 굴절지수 편차의 제거에 해당한다. 이 제거는 해당 능동소자에 일치하는 전극(11 및 12) 사이에 가해진 전압을 변경함으로써 제어된다. 이런 동작을 위해, 선형으로 편광된 광원(5)을 이용하는 것이 필요할 수 있다. 대안으로, 선형 편광기가 구성요소(100)에, 예컨대, 개구(3)에 배열될 수 있다. 특히, 액정은 경사 한계에 대해 평면 배향 및 수직 배향 사이로 전환될 수 있다. 그런 후, 광반사의 강도는 2개의 투명한 매질 사이 경계에 광반사에 대한 프레즈넬(Fresnel) 수학식으로 주어진다. 특히, 이 반사강도는 경계에 대한 광의 입사각도와 편광에 따라 75%보다 더 클 수 있다.

전극(11 및 12)의 동일한 배열이 주어지면, 능동부(1)의 재료는 대안으로 콜레스테릭(cholesteric) 액정을 구비할 수 있다. 콜레스테릭 액정의 나사 축은 어드레싱 라인에 평행하고 컬럼에 수직한 면에서 면(S1 및 S2)에 대해 45°각도이다. 이 경우, 소스(5)로부터의 광은 바람직하게는 능동소자(10)에 도달하기 전에 바람직하게는 원편광된다. 광반사의 강도는 소스(5)에 원편광이 제공되느냐 아니냐에 따라 약 100% 또는 약 50%이다. 콜레스테릭 액정을 갖는 구성요소(100)의 치밀함에 따라, 이들 능동소자들이 반사상태에 각각 있을 때, 능동소자(10)의 일부 중 콜레스테릭 액정의 일부가 가변 나사 피치를 나타내도록 형성될 수 있다. 가변 나사 피치를 갖는 이들 능동소자(10)는 폭넓은 파장범위에 걸쳐 유효한 반사를 가지며, 이는 특히 백색광의 소스(5)의 경유에 이용할 수 있다.

따라서, 전극(11 및 12) 사이에서 각 소자(10)에 포함된 능동소자의 부분은 또 다른 가능한 대안에 따라 매트릭스에 분산되는 액정 드롭렛들을 구비할 수 있다. 이런 활성재료는 매트릭스가 폴리머 재료를 기반으로 할 경우 두문자로 PDLC(Polymer-Dispersed Liquid Crystal)로 알려져 있다. 안경인 각 능동소자(10)의 반사는 이 소자(10)에 해당하는 2개 전극들(11 및 12) 사이에 인가된 전위차를 통해 드롭렛내에 액정을 배향시킴으로써 얻어진다. 드롭렛에 포함된 액정은 가능하게는 가변 스크류 피치에 따라 네마틱 또는 콜레스테틱일 수 있다.

2개의 전극 부분들 사이에 포함된 액정에 기초한 이들 다양한 타입의 능동소자가 당업자들에 알려져 있는 것으로 추정된다. 따라서, 특히 동작에 대해 더 상세한 내용을 얻기 위해, 상기 주제로 출간된 많은 참조문헌들이 참조될 수 있다.

능동소자(10)의 제 2 구성(도 2b)에 따르면, 매트릭스 배열의 라인들은 수평 도파관(13)에 의해 정의되고 컬럼들은 수직 도파관(14)에 의해 정의된다. 상기 도파관(13)은 상기 도파관(14)에 대해 구성요소(10)의 두께 내에서 오프세트되어 있고, 평평한 교차 인터페이스에서 상기 도파관(14)과 접촉되어 있다. 도파관(13 및 14)은 능동부(1)의 매트릭스를 이루는 낮은 광반사 굴절율을 갖는 제 1 투명 재료내에 배열된다. 도파관(13)은 제 2 투명 재료로 제조되며, 상기 재료는 매트릭스 재료의 굴절률보다 더 크고 일정한 굴절률을 나타낸다. 이런 식으로, 상기 재료는 광 빔의 인식가능한 부분이 매트릭스 재료에 투과되지 않고도 소스(5)에 의해 발생되고 단부(13a) 중 하나에 도입된 광빔(F2)을 전도할 수 있다. 도파관(14)은 가변 굴절률을 갖는 제 3 투명 재료로 구성될 수 있다. 각 도파관의 굴절률은 매트릭스 재료의 굴절률과 같거나 상기 도파관(13)의 굴절률 이상일 수 있다. 도파관(14)의 굴절률이 매트릭스 재료의 굴절률과 같은 경우, 소스(5)에 의해 발생된 광이 도파관(13)내에 닫혀 있고 상기 구성요소(100)의 면(S2)을 통해 존재하지 않는다. 그러나, 도파관(14)의 굴절률이 도파관(13)의 굴절률 이상인 경우, 상기 도파관(13) 중 하나에 도입된 광은 더 큰 굴절률 가이드(14)를 갖는 교차 인터페이스를 통해 도파관(13)으로부터 면(C2)를 향해 있게 된다. 달리 말하면, 2개의 도파관들 사이의 교차 인터페이스는 광이 공급되는 도파관(13) 내에서 광의 가이드에 브레이크(break)를 구성한다. 예컨대, 도파관(14)은 드롭렛 직경들은 도파관(14)의 재료가 평균 전계효과(mean field effect)를 통해 균일함을 보이게 할 정도로 충분히 작은 드롭렛 직경들을 갖는 액정의 분산된 드롭렛들(PDLC)인 폴리머 매트릭스로 제조될 수 있다. 그런 후, 도파관(14)은 도 2b에 도시하지 않고 각각의 전극들의 유효 굴절률을 제어하는데 사용되는 각각의 전극들과 연결된다. 구성요소(100)의 이런 구성을 위해, 각 능동소자(10)는 소자의 지점에서 서로 접촉된 도파관(13)과 도파관(14)의 2개의 각 부분을 구비한다.

능동소자(10)의 각 구성에 대해, 어드레싱 시스템(2)은 적어도 일부가 기설정된 시간에 대해 반사상태에 있도록 모든 능동소자들을 제어할 수 있다. 특히, 한번에 단일 능동소자(10)의 스위치오버를 제어하도록 형성될 수 있다. 그런 후, 이 능동소자(10)는 구성요소(100)의 면(C2)을 향해 광빔(F2)을 반사한다. 능동부(1)의 스캔은 모든 능동소자(10)을 연속으로 스위칭함으로써 만들어진다. 필요하다면, 소스(5)에 의해 만들어진 광의 강도는 활성화될 때 각 능동소자(10)에 대해 가변 광레벨을 얻도록 동시에 변할 수 있다.

능동부(1)와 투과수단(4)은 구성요소 밖에서 구성요소(100)의 면(C1)에 위치해 있는 지점들과 개구(3)의 면에 있는 추가 광학 필드의 지점들을 광학적으로 결합한다. 따라서, 추가 광학필드에 있고 소스(5)에 의해 비춰지는 패턴은 구성요소(100)의 면(C1)에 이미지된다. 이 패턴의 이미지는 반사상태로 스위치될 때 능동소자(10)와 등가의 미러의 방향에 따라 실제이거나 가상일 수 있다. 이들 등가 미러는 구성요소의 면(C2)로 빔(F2)을 지향시킬 때, 패턴의 이미지가 눈이 면(C2)에 있고 구성요소(100)를 통해 면(C1)을 향해 보고 있는 사용자에 의해 보여질 수 있다. 빔(F2)에 의해 만들어진 이 이미지는 빔(F1)에 의해 형성된 장면의 이미지상에 중첩되어 나타난다. 빔(F2)에 의해 형성된 이미지는 하기에서 전송하는 능동소자(10)의 변화로 인해 지정된 스캔 이미지이며, 본 발명의 전반적인 설명에 소개된 제 2 이미지에 해당한다.

투명 구성요소(100)가 안과렌즈에 포함되는 경우, 또는 그 자체가 렌즈를 구성하는 경우, 이 착용자가 스캔 이미지를 인지할 때 그리고 구성요소에 의해 투명하게 형성된 장면의 이미지를 인식할 때 모두 렌즈 착용자의 비정시를 교정하도록 적용될 수 있다. 2개 이미지에 대한 이런 비정시 교정은 예컨대, 구성요소(100)의 면(S2)의 형태를 적용함으로써 만들어질 수 있다. 반대로, 구성요소(100)의 유일한 면(S1)의 형태의 적용은 장면의 이미지의 인식을 위해서만 착용자의 비정시를 교정하게 할 수 있다.

능동소자(10)는 많은 방식으로 스캔 이미지를 스스로 변경할 수 있는 것이 이해된다. 이런 능동소자(10)의 보충기능은 이들 소자들이 분산 액정 드롭렛(PDLC)을 포함하는 폴리머 매트릭스의 부분들을 구비할 때 특히 더 형성될 수 있다. 매트릭스에 드롭렛들의 자연스런 방향 및/또는 분배는 특히 스캔 이미지의 형성을 변경하도록 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 이미지 오버레이 디바이스의 한가지 가능한 개량에 따르면, 구성요소(100)의 능동소자(100)는 컬러 스캔 이미지를 만들기 위해 적어도 3개의 인접한 능동소자들의 그룹에 있는 다른 컬러들과 연관될 수 있다. 예컨대, 컬러 필터들이 각 능동소자(10)에 대하여 구성요소의 면(C2)상에 배열될 수 있다. 필요하다면, 형광염료가 컬러 필터 대신 사용될 수 있다. 염료가 사용되는 경우, 소스(5)는 자외선 복사소스로 대체될 수 있다. 특히, 컬리 이미지를 얻기 위해 RGB 시스템이 사용될 수 있다.

대안으로, 능동소자(10)는 백색광을 반사하는데 적합할 수 있고 많은 투과 시스템(4)이 능동소자(10)의 라인의 입력에 나란히 배열될 수 있다. 이들 투과 시스템은 상보적인 컬러의 소스에 의해 만들어진 각각의 투과 광빔에 배열된다. 이들 컬럼 빔들은 반사상태에 있는 하나의 동일한 능동소자(10)에 동시에 투과된다. 컬러가 능동소자(10) 자체에서 발생되는데 따른 앞선 실시예에 비해, 더 큰 선명도와 더 큰 휘도가 다수의 컬러 광원을 이용해 얻어질 수 있다.

컬러 스캔 이미지를 얻기 위한 또 다른 가능성에 따르면, 전체 가시광 범위에 걸쳐 능동소자(10)가 반사모드에서 유효할 때 컬러의 시분할 멀티플렉싱이 사용될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c를 참조로 상술한 이미지 오버레이 디바이스의 3개의 가능한 이용들에 대한 설명이 잇따른다. 이들 도면들은 도 1에 도시된 바와 같이 구성요소(100)의 평면도로 구성된다.

도 3a에 따르면, 구성요소(100)는 상기 구성요소의 면(S2)에 있는 능동소자(10)를 바라보는 위치에 각각 있는 마이크로렌즈 어레이(20)와 연결될 수 있다. 각 마이크로렌즈(20)는 예컨대 1㎜ 일 수 있는 면(S2)로부터의 거리(f)에서 해당 능동소자(10)에 의해 투과된 빔(F1 및 F2)를 집속시킨다. 그런 후 디바이스는 면(C1)에 있는 투명하게 장면을 보기 위한 스크린을 구성하고, 디바이스의 면 너머로 볼 수 있는 중첩된 스캔 이미지를 동시에 만들 수 있다. 필요하다면, 도면에 미도시된 확산 투과필름이 마이크로렌즈(20)의 초점면에 추가되어 2개의 이미지의 시계(visibility) 각도범위를 늘릴 수 있다.

도 3b에 따르면, 구성요소(100)는 또한 수렴렌즈에 의해 상징화된 투사 디바이스(200)와 연결되고 스크린(300)과 연결될 수 있다. 이 경우, 초점거리(f)는 많은 편하기 착용한 사람들이 이미지를 잘 보게 하도록 수 미터일 수 있다. 이런 두번째 사용을 위해, 능동소자(10)는 투명에 의해 이 이미지에 일치하는 장면이 구성요소(100)로부터 떨어져 있을 때 상기 구성요소(100)의 투명에 의해 형성된 이미지의 면에 겹쳐진 스캔 이미지가 면에서 만들어지도록 이점적으로 적용된다. 투과 디바이스(200)의 하나의 동일한 초점 설정을 위해 장면의 이미지와 장면 이미지가 동시에 뚜렷해진다.

도 3b에 도시된 광학적 구성은 또한 안과용 안경렌즈내에 포함될 때 본 발명에 따른 이미지 중첩 디비아스의 사용과 일치한다. 이 경우, 렌즈(200)는 렌즈 착용자의 수정렌즈에 해당하며 스크린(300)은 착용자의 망막에 해당한다.

도 3c에 따르면, 구성요소(100)는 상기 구성요소에 꽤 가까운 관찰자에 의해 보여질 수 있다. 이 관찰자가 디바이스에 의한 스캔에 의해 만들어진 이미지 모두를 관찰하기 위해 움직여야 할 필요성을 없애기 위해, 구성요소(100)의 면(C2)을 향해 능동소자(10)에 의해 연이어 투과된 광빔(F2)은 실질적으로 C로 표시된 하나의 동일한 공통점을 통해 지나갈 수 있다. C는 구성요소(100)의 면(C2)에 위치해 있다. 이 경우, 관찰자는 눈(100)의 회전 중심이 상기 점(C)에 대략 위치해 있도록 자리잡고 있을 때 간단히 눈을 돌림으로써 이동없이 모든 스캔 이미지를 볼 수 있다. 이를 위해, 도 3c에서 D(M₁₀)으로 표시된 반사상태에 있는 능동소자(10)와 동일한 미러(M₁₀)의 방향은 소자(10)에 의해 반사된 빔(F2)의 방향이 모두 점(C)을 지나가도록 상기 구성요소(10)의 면을 따라 점진적으로 변한다. 이런 구성요소(100)의 적용은 중첩되어 나타나는 파일롯 데이터(piloting data)의 디스플레이("헤드업 디스플레이")로 이 구성요소가 차량 또는 비행기 방풍창으로 사용될 때 특히 이점적이다. 이는 또한 구성요소(100)가 안과 안경렌즈, 마스크 렌즈 또는 헬멧 챙(visor)에 포함될 때 이점적이다.

이미지 오버레이 디바이스의 이런 마지막 사용을 위해, 능동소자(10)는 이미지를 형성하는 광빔의 출현 방향을 조절함으로써 스캔 이미지의 형성에 적극적으로 참여한다. 소자는 대안으로 또는 조합하여 2개 이미지 중 하나 또는 다른 하나 또는 모두의 초점 거리를 조절할 수 있다. 스캔 이미지의 형성에 참여할 수 있는 능동소자(10)의 다른 기능들도 구현될 수 있다. 이런 기능은 능동소자(10)가 폴리머 매트릭스(PDLC)에 분산된 액정 드롭렛들로부터 구성될 때 바람직하게 발생된다. 실제로, 이런 타입의 능동소자에 가외 기능을 더하기 위해 현재 이용할 수 있는 홀로그래픽 기술들은 정제 구성요소(100)의 실용적이고 저렴한 생산을 하게 한다.

도 4에 도시된 디바이스는 도 1에 도시된 디바이스와 유사하나, 개구(3)의 위치가 대략 배열된 제 2 이미지부의 생성기(6)를 구비한다. 상기 생성기(6)는 소스(5)에 의해 발생된 광을 국소적으로 조절함으로써 제 2 이미지부를 이루도록 형성된다. 예컨대, 생성기(6)는 자체적으로 5×5 픽셀의 정사각형을 구비할 수 있고, 이들 픽셀은 가능하게는 예컨대 광강도 변조를 갖는 타입이다. 이 경우, 생성기(6)는 각각이 가변 강도를 갖는 이미지 도트들로 구성된다. 소스(5)가 실질적으로 균일한 형태로 생성기(6)의 픽셀의 전체 면을 비추도록 적용될 수 있다. 소정 거리에서 생성기(6)에 의해 형성된 전체 이미지부가 동시에 반사하는 능동소자(10)에 의해 투과된다. 이런 식으로, 이미지부가 구성요소(100)의 면(C2)으로부터 보여질 수 있도록 재형성된다. 동일한 능동소자(10)가 생성기(6)의 모든 픽셀들에 의해 생성되고 변조되는 광을 동시에 반사한다. 이를 위해, 도 4에서 렌즈(30)에 의해 상징화된 중간 광학 시스템은 생성기(6)에 의해 만들어진 이미지부의 명백한 치수들을 능동소자(10)의 치수들과 투과 수단(4)의 개구에 적용하도록 배열될 수 있다.

어드레싱 시스템(2)은 또한 생성기(6)에 연결되고 기설정된 크기로 제 2 이미지의 부분을 연이어 형성하기 위해 상기 생성기(6)를 제어하도록 형성된다. 구성요소(100)의 표면과 동일한 크기의 능동소자(10)의 동기화된 스위치오버를 동시에 제어한다. 따라서, 제 2 이미지의 각 부분은 능동소자(10)에 의해 반사되고 제 2 이미지는 구성요소(100)의 면(C2)에 위치한 관찰자에 대해 재구성되어 나타난다. 달리 말하면, 2개의 스캔들, 즉, 더 큰 이미지내에 연속 위치에 따라 생성기(6)의 디스플레이 윈도우를 옮기는 제 1 스캔과, 상기 구성요소(100)의 매트릭스에 반사하는 상기 능동소자(10)를 변경하는 제 2 스캔이 어드레싱 시스템(2)에 의해 동시에 제어된다. 이들 2개 스캔들 간에 유사성과 동기화로 구성요소(100)의 면(S2)을 지나는 제 2 이미지를 완전히 복구할 수 있다. 반사상태로 스위치된 능동소자(10)와 동일한 미러들이 서로 다르게 배향될 수 있어, 완전한 이미지에서 생성기(6)의 디스플레이 윈도우의 위치들에 해당하는 제 2 이미지의 재생성된 부분들의 병렬상태를 복원한다.

도 5를 참조로 이미지 뷰잉과 저장 디바이스를 기술한다.

이 디바이스는 상술한 실시예들 중 하나와 일치할 수 있는 구성요소(100)를 구비한다. 도 1에 비해, 상기 구성요소(100)는 위로 뒤집혀져 있어, 각 구성요소(10)는 상기 구성요소(100)의 면(C1)과 개구(3) 사이에 광경로를 확립한다. 디바이스(100)는 상기 구성요소(100) 이외에, 광감지 검출기(7)와 검출기에 연결된 저장유닛(8)을 구비한다. 검출기(7)는 개구(3)를 통해 상기 구성요소(100)의 면(C1)에 위치한 장면에서 나오고, 상기 능동소자(10) 중 하나에 의해 반사된 광을 수용하도록 배열된다. 어드레싱 시스템(2)은 검출기(7)의 검출시간 윈도우와 능동소자(10)들 중 하나의 반사상태 시간을 동기화하기 위해 검출기(7)에 연결된다. 이 검출시간 윈도우 동안 반사하는 능동소자(10)의 나중 위치로 보내도록 저장유닛(8)에 또한 연결된다. 따라서, 저장유닛(8)은 이 강도를 투과한 능동소자(10)의 좌표와 결합하여 검출된 광 강도값을 저장할 수 있다. 이런 식으로, 각 능동소자(10)를 반사상태로 스위치하도록 구성요소 표면(100)을 스캔함으로써 장면의 이미지 전체가 저장될 수 있다. 이 스캔 동안, 각 능동소자(10)의 반사상태의 기간과 스위치되는 능동소자(10)를 바꾸기 위한 주파수는 상기 구성요소(10)에 의한 투명에 의해 형성된 장면의 이미지가 연속으로 나타나도록 적용된다. 더욱이, 구성요소(1100)의 면(C2)로부터 인식된 장면의 이미지 강도는 저장 동작에 의해 인식할 수 있을 정도로 줄어들지 않는데, 이는 하나의 능동소자(10)가 소정 순간에 장면에 의해 방출된 광의 일부를 반사하기 때문이다.

이런 이미지 보기 및 저장 디바이스의 개선에 따르면, 검출기(7)는 많은 광감지 소자들의 매트릭스를 구비할 수 있다. 상기 디바이스는 각각의 광감지 소자들로 많은 능동소자들(10)에 의해 동시에 반사된 광속 강도를 저장하도록 형성될 수 있다. 동시에 작용될 수 있는 광감지 소자들의 개수에 대략 비례하는 인수만큼 장면의 전체 이미지에 대한 저장시간이 줄어든다. 이를 위해, 능동소자(10)와 개구(3) 간의 광투과 수단은 다수의 나란한 별도의 광경로를 확립하도록 형성하는 것이 필요하다. 이런 동작모드에서, 검출기(7)의 임의의 2개의 광감지 소자들은 각 검출 시간 윈도우 동안 2개의 다른 능동소자(10)들과 연결된다.

본 발명에 따른 이미지 보기 및 저장장치의 또 다른 개선이 도 6에 도시되어 있다. 이는 도 4를 참조로 상술하였으나 이미지 입력에 적용됨으로써 해상도 곱의 원리에 일치한다. 검출기(7)는 다시 광감지 소자들의 매트릭스를 구비하나, 상기 디바이스는 이제 많은 광감지 소자들과 바람직하게는 검출기(7)의 모든 광감지 소자들이 동시에 소정 순간에 하나의 동일한 능동소자(10)에 의해 반사되는 광을 수용하도록 적용된다. 이런 식으로, 구성요소(100)의 면(C1)에 위치한 장면의 이미지의 일부분이 하나의 검출시간 윈도우 동안 저장될 수 있다. 이 부분은 각 능동소자(10)의 치수에 의해 정의되고 상기 검출기(7)의 광감지 소자는 장면 이미지의 실제 픽셀에 해당하는 각각의 광속 강도를 나란하게 저장한다. 이런 동작 모드를 위해, 상기 구성요소(100)는 상기 구성요소의 면(S1)에 장면의 이미지를 형성하도록 면(C1)에 위치한 광학 시스템과 연결될 수 있다.

본 발명의 주제인 투명 구성요소와 이로부터 만들어진 디바이스는 본 발명의 이점들 중 적어도 일부를 보유하는 한편 많은 방식으로 변경 또는 적용될 수 있다. 특히, 많은 등가의 광학 수단들이 동일한 기능을 할 수 있음이 알게 된다.

게다가, 투명 구성요소의 어드레싱 시스템은 순서를 바꾸어 연이어 반사하는 능동소자들을 변경하도록 형성될 수 있다. 특히, 이미지 오버레이 디바이스용 능동소자의 스캔 순서는 스캐닝에 의해 형성된 이미지에 따라 적용될 수 있다.

Claims (27)

1. 구성요소 표면을 통해, 상기 구성요소의 제 1 표면에 위치해 장면을 나타내는 제 1 이미지를 형성하며 상기 구성요소의 제 2 면에서 볼 수 있는 장면에서 나온 광선을 투과시키도록 형성된 투명 구성요소(100)로서,
   상기 구성요소의 표면에 병렬로 나란히 배치되고 개개의 투명상태와 개개의 반사상태 사이에서 각각 스위치할 수 있는 능동소자(10) 세트와,
   각 능동소자에 연결되고 상기 소자의 스위칭을 제어하도록 형성된 어드레싱 시스템(2)과,
   적어도 하나의 광투과개구(3)와,
   상기 능동소자가 반사상태에 있을 때 각 능동소자가 상기 광투과개구와 상기 구성요소의 면들 중 하나 사이에 광경로를 확립할 수 있도록 상기 투과개구와 상기 능동소자들 사이에 배열된 광투과수단(4)을 구비하는 것을 특징으로 하고,
   상기 어드레싱 시스템(2)은 줄어든 개수의 능동소자(10)가 동시에 반사상태에 있도록 더 형성되어, 상기 제 1 이미지가 상기 구성요소를 영구히 지나게 나타나며,
   상기 광투과수단(4)과 상기 능동소자(10)는 광투과개구로서 상기 광투과수단의 하나의 동일면에 위치한 추가 광필드의 광학적 지점들을 결합하도록 더 배열되고, 각각의 지점들은 상기 구성요소의 제 1 또는 제 2 면들 중 하나에서 상기 구성요소로부터 떨어져 있고 외부에 위치해 있는 투명 구성요소.
2. 제 1 항에 있어서,
   어드레싱 시스템(2)은 또한 유한 기간이 있는 각 능동소자의 반사상태와 스위치된 능동소자의 변경 빈도에 따라 상기 능동소자(10)의 적어도 일부의 반사상태가 단속적이도록 형성되는 투명 구성요소.
3. 제 1 항에 있어서,
   능동소자(10)는 매트릭스 배열에서 상기 구성요소의 표면에 나란히 배치되는 투명 구성요소.
4. 제 3 항에 있어서,
   광투과수단(4)은: 자체적으로 매트릭스 배열의 라인 또는 컬럼의 일단과 광투과개구(3) 사이에 각각 배열되고; 개개의 투명 상태와 개개의 반사 상태 사이에서 각각 스위치가능한 중간 능동소자(40)를 구비하여,
   상기 중간 능동소자가 반사상태에 있을 때 각각의 중간 능동소자가 해당 컬럼 또는 라인의 능동소자(10) 중 하나와 광투과개구 사이의 광학적 연결을 확립할 수 있는 투명 구성요소.
5. 제 3 항에 있어서,
   어드레싱 시스템(2)은 매트릭스 배열의 하나의 동일한 라인 또는 컬럼에 속하는 다수의 능동소자(10)의 동시 스위치오버를 제어하도록 형성되는 투명 구성요소.
6. 제 1 항에 있어서,
   어드레싱 시스템(2)은 한번에 하나의 능동소자(10)의 스위치오버를 제어하도록 형성되는 투명 구성요소.
7. 제 1 항에 있어서,
   능동소자(10)는 적어도 3개의 인접한 능동소자들의 그룹에서 다른 컬러들과 연결되는 투명 구성요소.
8. 제 1 항에 있어서,
   능동소자(10)의 적어도 일부는 구성요소의 표면에 평행하게 치수가 2㎜ 미만인 투명 구성요소.
9. 제 1 항에 있어서,
   능동소자(10) 중 적어도 일부는 네마틱 액정을 바탕으로 한 부분과, 어드레싱 시스템(2)에 연결되고 네마틱 액정의 방향을 변경하도록 연결된 2개의 전극부(11,12)를 구비하고, 방향 변경은 해당 능동소자의 스위치오버를 일으키도록 형성되는 투명 구성요소.
10. 제 1 항에 있어서,
    능동소자(10) 중 적어도 일부분은 각각 콜레스테릭 액정을 바탕으로 한 부분과, 어드레싱 시스템(2)에 연결되고 콜레스테릭 액정의 방향을 변경하도록 연결된 2개의 전극부(11,12)를 구비하고, 방향 변경은 해당 능동소자의 스위치오버를 일으키도록 형성되는 투명 구성요소.
11. 제 10 항에 있어서,
    능동소자(10)의 일부분 중 콜레스테릭 액정의 일부분은 해당 능동소자의 반사상태에서 가변 스크류 피치를 갖는 투명 구성요소.
12. 제 1 항에 있어서,
    능동소자(10) 중 적어도 일부는 각각 매트릭스에 분산된 액정 드롭렛들과, 어드레싱 시스템에 연결되고 각 드롭렛에 있는 액정의 방향을 변경하도록 배열된 어드레싱 시스템에 연결된 2개의 전극부(11,12)를 구비하고, 상기 드롭렛 내에서의 방향 변경은 해당 능동소자의 스위치오버를 일으키도록 형성되는 투명 구성요소.
13. 제 1 항에 있어서,
    능동소자(10) 중 적어도 일부는 도파관부(13)와 상기 도파관부와 접촉한 투명 측면부(14)를 각각 구비하고, 상기 측면부는 상기 도파관의 굴절률 값 이하 및 이상인 각각 2개의 값들 사이에서 변하는 굴절률을 갖는 투명 구성요소.
14. 제 1 항에 따른 투명 구성요소(100)와,
    광이 추가 광필드에 위치한 패턴으로부터 제 2 이미지를 형성하도록 투명 구성요소의 제 2 면을 향해 능동소자(10) 중 적어도 하나에 의해 반사될 수 있도록 구성요소(100)의 투과개구를 통해 광을 만들도록 배열된 광원(5)을 구비하고, 상기 제 2 이미지는 상기 구성요소의 제 2 면에서 볼 수 있고 제 1 이미지 위에 놓인 채 나타나는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
15. 제 14 항에 있어서,
    어드레싱 시스템(2)은 다른 능동소자들의 스위치오버를 연이어 제어하여 상기 능동소자를 스캔함으로써 제 2 이미지를 만들도록 형성되고,
    각 능동소자의 반사상태 기간과 스위치되는 상기 능동소자의 변경을 위한 빈도는 제 2 이미지가 디바이스의 사용자에 대해 연속으로 나타나도록 적용되는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
16. 제 15 항에 있어서,
    각 능동소자(10)의 반사상태의 기간과 스위치되는 상기 능동소자의 변경을 위한 빈도는 제 2 이미지가 맨눈으로 상기 제 1 및 제 2 이미지를 관찰하면서 디바이스의 사용자에 연속으로 나타나도록 적용되는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
17. 제 14 항에 있어서,
    능동소자(10)의 적어도 일부는 능동소자의 매트릭스에 분산된 액정 드롭렛들을 구비하고, 어드레싱 시스템(2)에 연결되고 각 드롭렛에서 액정의 방향을 변경하도록 배열된 2개의 전극부(11,12)를 구비하고, 상기 드롭렛 내에 방향 변경은 해당 능동소자의 스위치오버를 야기하도록 적용되며,
    해당 능동소자의 매트릭스에 있는 드롭렛들의 자연적인 방향 및/또는 분포는 상기 제 2 이미지의 형성을 변경하도록 더 형성되는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
18. 제 17 항에 있어서,
    해당 능동소자의 매트릭스에 있는 드롭렛들의 자연적인 방향 및/또는 분포는 실질적으로 구성요소의 제 2 면에 위치한 공통지점을 통해 다른 능동소자들에 의해 광선들이 지나가도록 더 형성되는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
19. 제 14 항에 있어서,
    능동소자(10)는 상기 제 1 이미지에 해당하는 장면은 구성요소로부터 떨어져 있을 때 상기 제 1 이미지의 형성면에 중첩된 면에서 제 2 이미지를 생성하도록 형성되는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
20. 제 14 항에 있어서,
    추가 광필드에 배열되고 어드레싱 시스템(2)에 연결되며, 소스(5)에 의해 만들어진 광으로부터 제 2 이미지부를 형성하도록 적용되는 제 2 이미지부(6)의 생성기를 더 구비하고,
    어드레싱 시스템(2)은 소정 순서로 제 2 이미지의 부분들을 연이어 형성하기 위해 상기 생성기를 제어하고, 구성요소(100)의 표면에 동일한 순서로 능동소자(10)의 동기화된 스위치오버를 제어하도록 더 형성되어, 각각의 제 2 이미지부가 능동소자에 의해 반사되고 상기 제 2 이미지는 구성요소의 제 2 면에 재구성되어 나타나는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
21. 제 20 항에 있어서,
    제 2 이미지부(6)의 생성기는 가변 변조된 강도를 각각 갖는 이미지 도트들을 구비하는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
22. 제 14 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학렌즈, 안과렌즈, 마스크 렌즈 또는 헬멧 챙을 형성하는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
23. 제 22 항에 있어서,
    안과렌즈를 형성하고, 안과렌즈 착용자가 제 1 및 제 2 이미지 중 적어도 하나를 관찰할 때 능동소자(10)가 상기 착용자의 비정시를 교정하도록 더 형성되는 이미지를 오버레이 하기 위한 투명 디바이스.
24. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 투명 구성요소(100)와,
    검출시간 동안 구성요소(3)의 투과개구를 통해 장면에서 나오고 능동소자(10) 중 적어도 하나에 의해 반사된 광을 수용하도록 추가 광필드에 배열된 광감지 검출기(7)와,
    검출기에 의해 수신된 광강도를 저장하기 위해 상기 검출기에 연결된 저장유닛(8)을 구비하고,
    어드레싱 시스템(2)은 상기 검출기의 검출시간 동안 반사상태에 있는 투명 구성요소의 표면에서 상기 능동소자(10)의 유닛 좌표로 전달되도록 상기 검출기(7)와 상기 저장유닛(8)에 연결되며,
    상기 능동소자의 반사상태의 기간과 스위치되는 상기 능동소자를 변경하기 위한 빈도는 상기 구성요소에 의해 형성된 제 1 이미지가 디바이스 사용자에게 연속으로 나타나도록 형성되는, 이미지를 뷰잉하고 저장하는 디바이스.
25. 제 24 항에 있어서,
    검출기(7)는 광감지 소자의 매트릭스를 구비하는, 이미지를 뷰잉하고 저장하는 디바이스.
26. 제 24 항에 있어서,
    광학렌즈, 안과렌즈, 마스크 렌즈 또는 헬멧 챙을 형성하는, 이미지를 뷰잉하고 저장하는 디바이스.
27. 제 26 항에 있어서,
    안과용 렌즈를 형성하고, 착용자가 제 1 이미지를 관찰할 때 상기 착용자의 비정시를 교정하도록 더 형성되는, 이미지를 뷰잉하고 저장하는 디바이스.

Images