KR102214346B1 - 회절성 멀티빔 소자 기반의 백라이팅 - Google Patents

회절성 멀티빔 소자 기반의 백라이팅 Download PDF

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Abstract

회절성 멀티뷰 백라이트 및 멀티뷰 디스플레이는 멀티뷰 디스플레이의 다른 뷰 방향에 대응하는 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 광빔을 제공하도록 구성된 복수의 회절 격자를 포함하는 회절성 멀티빔 소자의 어레이를 채용한다. 디스플레이는 서브-픽셀을 포함하는 멀티뷰 픽셀을 포함한다. 어레이의 회절성 멀티빔 소자의 크기는 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 내의 서브-픽셀의 크기에 필적한다.

Description

회절성 멀티빔 소자 기반의 백라이팅
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 5월 23일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 No. 62/340,505에 대해 우선권을 주장하며, 그 전체는 참조로서 본원에 포함된다.
연방정부 후원 연구 또는 개발에 관한 진술서
N/A
전자 디스플레이는 매우 다양한 디바이스 및 제품의 사용자에게 정보를 전달하기 위한 거의 어디에나 있는 매체이다. 가장 일반적으로 채용되는 전자 디스플레이는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전자발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 액티브 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기영동 디스플레이(EP), 및 전기기계 또는 전기유체 광 변조를 채용하는 다양한 디스플레이(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 전기습윤 디스플레이 등)를 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 액티브 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 패시브 디스플레이(즉, 다른 소스에 의해 제공되는 광을 변조하는 디스플레이)로 분류될 수 있다. 액티브 디스플레이의 가장 자명한 예들 중에는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 패시브로 전형적으로 분류되는 디스플레이는 LCD 및 EP 디스플레이다. 패시브 디스플레이는, 본질적으로 낮은 전력 소비를 포함하여 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 효율적인 성능 특징을 흔히 나타내지만, 광을 방출하는 능력의 결여를 고려해 볼 때 많은 실제 응용에서의 사용은 다소 제한될 수 있다.
방출되는 광과 연관된 패시브 디스플레이의 한계를 극복하기 위해서, 많은 패시브 디스플레이는 외부 광원에 커플링된다. 커플링된 광원은 이들 다른 패시브 디스플레이가 광을 방출하고 실질적으로 액티브 디스플레이로서 기능하게 할 수 있다. 이러한 커플링된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 패시브 디스플레이를 조명하기 위해 다른 패시브 디스플레이 뒤에 배치되는 광원(흔히 패널 광원)의 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 커플링될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 그후 변조된 광은 궁극적으로 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 흔히 백라이트는 백색광을 방출하도록 구성된다. 그후 백색광을 디스플레이에서 사용되는 여러 색들로 변환하기 위해 컬러 필터가 사용된다. 컬러 필터는 예를 들면 LCD 또는 EP 디스플레이의 출력부에 배치되거나(덜 흔함), 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 배치될 수 있다.
본원에 기재되는 원리에 따른 예 및 실시형태의 여러 특징은 동일 구성 요소에 동일 참조 부호를 사용한 첨부 도면과 관련하여 취해진 다음 상세한 설명을 참조하여 보다 쉽게 이해될 수 있다.
도 1a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 일례로 나타낸다.
도 1b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 특정한 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분의 그래픽도를 나타낸다.
도 2는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절 격자의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 3a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티뷰 백라이트의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 3b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티뷰 백라이트의 평면도를 일례로 나타낸다.
도 3c는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티뷰 백라이트의 사시도를 일례로 나타낸다.
도 4a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티빔 소자를 포함하는 회절성 멀티뷰 백라이트의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 4b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 다른 실시형태에 따른 회절성 멀티빔 소자를 포함하는 회절성 멀티뷰 백라이트의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 5a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 복수의 회절 격자의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 5b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 다른 실시형태에 따른 복수의 회절 격자의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 5c는 본원에 기재된 원리에 부합하는 또 다른 실시형태에 따른 복수의 회절 격자의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 6a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티빔 소자의 복수의 회절 격자의 단면도를 일례로 나타낸다.
도 6b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 도 6a에 나타낸 복수의 회절 격자의 평면도를 일례로 나타낸다.
도 7은 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 한 쌍의 회절성 멀티빔 소자의 평면도를 일례로 나타낸다.
도 8은 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 디스플레이의 블록도를 일례로 나타낸다.
도 9는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 백라이트 동작 방법의 흐름도를 일례로 나타낸다.
어떤 예 및 실시형태는 위에 언급된 도면에 니타낸 특징에 더하여 또는 대신에 다른 특징을 갖는다. 이들 및 다른 특징은 위에 언급된 도면을 참조하여 이하 상술된다.
본원에 기재된 원리에 따른 예 및 실시형태는 멀티뷰 또는 삼차원(3D) 디스플레이 및 회절성 멀티뷰 백라이트를 멀티뷰 디스플레이에의 응용에 제공한다. 특히, 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태는 복수의 상이한 주 각도 방향을 갖는 광빔을 제공하도록 구성된 회절성 멀티빔 소자의 어레이를 채용하는 회절성 멀티뷰 백라이트를 제공한다. 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 멀티빔 소자 각각은 복수의 회절 격자를 포함한다. 또한, 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 멀티빔 소자는 멀티뷰 디스플레이에서 멀티뷰 픽셀의 서브 픽셀에 대해 크기가 정해지며, 또한 멀티뷰 디스플레이에서 멀티뷰 픽셀의 공간에 대응하는 방식으로 서로 이격될 수 있다. 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 멀티뷰 백라이트의 회절성 멀티빔 소자에 의해 제공되는 광빔의 상이한 주 각도 방향은 멀티뷰 디스플레이의 다양한 상이한 뷰의 상이한 방향에 대응한다.
본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이'는 상이한 뷰 방향에서 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰를 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로 정의된다. 도 1a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 일례로 나타낸다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 시인될 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 멀티뷰 디스플레이(10)는 스크린(12)에 대해 상이한 뷰 방향(16)으로 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰(14)를 제공한다. 뷰 방향(16)은 다양한 상이한 주 각도 방향으로 스크린(12)에서 연장되는 화살표로 나타내고; 상이한 뷰(14)는 화살표(즉, 뷰 방향(16)을 도시하는 화살표)의 말단에 음영의 다각형 박스로 나타내며; 그리고 4개의 뷰(14) 및 4개의 뷰 방향(16)만이 제한이 아닌 예로서 나타내져 있다. 상이한 뷰(14)가 스크린 위에 있는 것으로 도 1a에 도시되어 있지만, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이될 때 뷰(14)는 실제로 스크린(12) 상에 또는 그 부근에 보임에 유의한다. 스크린(12) 상에 뷰(14)를 도시한 것은 단지 설명의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응하는 뷰 방향(16)의 각 방향으로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 보는 것을 의미한다.
뷰 방향 또는 등가적으로 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 방향을 갖는 광빔은 본원의 정의에 의해 각도 성분{θ,
Figure 112018107239814-pct00001
}에 의해 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 각도 성분(θ)은 본원에서는 광빔의 '고도(elevation) 성분' 또는 '고도각'이라 지칭된다. 각도 성분(
Figure 112018107239814-pct00002
)은 광빔의 '방위 성분' 또는 '방위각'이라 지칭된다. 정의에 의해서, 고도각(θ)은 수직 평면(예를 들면, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 수직한 수직 평면)에서의 각도인 반면, 방위각(
Figure 112018107239814-pct00003
)은 수평 평면(예를 들면, 멀티뷰 디스플레이 스크린 평면에 평행한 수평 평면)에서의 각도이다. 도 1b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(16))에 대응하는 특정한 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분{θ,
Figure 112018107239814-pct00004
}의 그래픽도를 나타낸다. 또한, 본원에서의 정의에 의해, 광빔(20)은 특정 지점으로부터 방출되거나 또는 나온다. 즉, 정의에 의해, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정한 기점과 연관된 중심 선을 갖는다. 또한, 도 1b는 광빔(또는 뷰 방향)의 기점(O)을 나타낸다.
또한 본원에서, '멀티뷰 이미지' 및 '멀티뷰 디스플레이'라는 용어에서 사용되는 '멀티뷰'라는 용어는 상이한 관점을 나타내거나 또는 뷰 복수의 뷰들 간의 각도 불일치를 포함하는 것으로 정의된다. 또한, 본원에서 '멀티뷰'라는 용어는 본원에서의 정의에 의해 명시적으로 2개 초과의 상이한 뷰(즉, 최소 3개의 뷰 및 일반적으로 3개 초과의 뷰)를 포함한다. 이와 같이, 본 명세서에서 채용되는 '멀티뷰 디스플레이'는 스크린 또는 이미지를 나타내기 위한 2 개의 상이한 뷰만을 포함하는 입체 디스플레이와는 명백하게 구별된다. 그러나, 본원에서의 정의에 의해, 멀티뷰 이미지 및 멀티뷰 디스플레이는 2개 초과의 뷰를 포함하지만, 시인되는 멀티뷰 중 2개만을 한번에 (예를 들어, 눈당 하나의 뷰를) 선택함으로써 멀티뷰 이미지가 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 상에서) 입체적 쌍으로서 시인될 수 있음에 유의한다.
'멀티뷰 픽셀'은 멀티뷰 디스플레이의 복수의 상이한 뷰의 각각의 뷰에서 '뷰' 픽셀을 나타내는 일 세트의 서브-픽셀로 정의된다. 특히, 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 각각에서 뷰 픽셀에 대응하거나 이를 나타내는 개별 서브-픽셀을 가질 수 있다. 또한, 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀은, 본원에서의 정의에 의해, 서브-픽셀의 각각이 상이한 뷰 중 해당 뷰의 미리 결정된 뷰 방향과 연관된다는 점에서, 이른바 '방향성 픽셀'이다. 또한, 다양한 예 및 실시형태에 따르면, 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀에 의해 나타낸 상이한 뷰 픽셀은 상이한 뷰 각각에서 등가이거나 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치 또는 좌표를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 각각에서 {x1, y1}에 위치한 뷰 픽셀에 대응하는 개별 서브-픽셀을 가질 수 있는 반면, 제 2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰 각각에서 {x2, y2}에 위치한 뷰 픽셀에 대응하는 개별 서브-픽셀을 가질 수 있는 등등이다.
일부 실시형태에서, 멀티뷰 픽셀 내의 서브-픽셀의 수는 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰의 수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀은 64개의 상이한 뷰를 갖는 멀티뷰 디스플레이와 연관하여 육십사(64)개의 서브-픽셀을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 8 × 4 어레이의 뷰(즉, 32 뷰)를 제공할 수 있고, 멀티뷰 픽셀은 삼십이(32)개의 서브-픽셀(즉, 각각의 뷰에 대해 하나의 서브-픽셀)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 상이한 서브-픽셀은 예를 들어 64개의 상이한 뷰에 대응하는 뷰 방향 중 상이한 뷰 방향에 대응하는 연관된 방향(예를 들어, 광빔 주 각도 방향)을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시형태에 따라, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀의 수는 멀티뷰 디스플레이 뷰 내의 '뷰' 픽셀(즉, 선택된 뷰를 구성하는 픽셀)의 수와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 뷰가 640 x 480 뷰 픽셀(즉, 640 x 480 뷰 해상도)을 포함하는 경우, 멀티뷰 디스플레이는 삼십만 칠천 이백(307,200)개의 멀티뷰 픽셀을 가질 수 있다. 다른 예에서, 뷰가 100 × 100 픽셀을 포함하는 경우, 멀티뷰 디스플레이는 총 만(즉, 100 × 100 = 10,000)개의 멀티뷰 픽셀을 포함할 수 있다.
본원에서, '광 가이드'는 내부 전반사를 사용하여 구조 내에 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에서 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 다양한 예에서, '광 가이드'라는 용어는 일반적으로 광 가이드의 유전체 재료와 이 광 가이드를 둘러싸는 재료 또는 매질 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 채용하는 유전체 광학 도파로를 지칭한다. 정의에 의해서, 내부 전반사를 위한 조건은 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 재료의 표면에 인접한 주위의 매질의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 실시형태에서, 광 가이드는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해서 위에 언급된 굴절률 차이에 더하여 또는 대신에 코팅을 포함할 수도 있다. 코팅은 예를 들어 반사성 코팅일 수도 있다. 광 가이드는 판(plate) 또는 슬랩(slab) 가이드 및 스트립 가이드 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 여러 광 가이드 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '판 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '판'이라는 용어는 구분적 또는 차등적으로 평면인 층 또는 시트로서 정의되며, 이는 "슬랩" 가이드로 지칭되는 경우도 있다. 특히, 판 광 가이드는 광 가이드의 상면 및 저면(즉, 대향 표면)에 의해 경계된 2개의 실질적으로 직교하는 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 또한, 본원에서의 정의에 의해서, 상면 및 저면은 모두 서로로부터 분리되고 적어도 차등 의미에서 실질적으로 서로 평행하다. 즉, 판 광 가이드의 임의의 차등적으로 작은 영역 내에서, 상면 및 저면은 실질적으로 평행하거나 공면이다.
일부 실시형태에서, 판 광 가이드는 실질적으로 평탄(예를 들면, 평면으로 한정)할 수 있고, 따라서 판 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 실시형태에서, 판 광 가이드는 하나 또는 두 개의 직교하는 차원에서 만곡될 수 있다. 예를 들면, 판 광 가이드는 원통 형상의 판 광 가이드를 형성하기 위해 단일 차원에서 만곡될 수 있다. 그러나, 어떠한 곡률이든 내부 전반사가 광을 안내하기 위해 판 광 가이드 내에서 유지될 수 있게 하는데 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본원에서, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 피쳐(즉, 회절성 피쳐)로 폭넓게 정의된다. 일부 예에서, 복수의 피쳐는 주기적인 방식으로 또는 준주기적인 방식으로 배열될 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 복수의 회절 격자를 포함하는 혼합 주기 회절 격자일 수 있으며, 복수의 회절 격자 중 각각의 회절 격자는 상이한 주기적 피쳐 배열을 갖는다. 또한, 회절 격자는 1차원(1D) 어레이로 배열된 복수의 피쳐(예를 들어, 재료 표면에서의 복수의 홈 또는 융기)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 회절 격자는 피쳐의 2차원(2D) 어레이 또는 2차원으로 정의되는 피쳐의 어레이를 포함할 수 있다. 회절 격자는 예를 들어 재료 표면 상에서의 범프 또는 홀의 2D 어레이일 수 있다. 일부 예에서, 회절 격자는 제 1 방향 또는 차원에서 실질적으로 주기적이고 회절 격자를 가로질러 또는 회절 격자를 따라 다른 방향에서는 실질적으로 비주기적이다(예를 들어, 일정하고, 랜덤한 등이다).
이와 같이, 본원의 정의에 의해, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조이다. 광이 광 가이드로부터 회절 격자에 입사되는 경우, 제공된 회절 또는 회절성 산란은 회절 격자가 회절에 의해 광 가이드로부터의 광을 커플링 아웃할 수 있다는 점에서 '회절성 커플링'으로 지칭되는 것을 초래할 수 있다. 또한, 회절 격자는 회절에 의해 (즉, 회절각에서) 광의 각도를 바꾸거나 변화시킨다. 특히, 회절의 결과, 회절 격자를 떠나는 광은 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 상이한 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향의 변화는 본원에서 '회절성 방향 전환'으로 지칭된다. 이로인해, 회절 격자는 회절 격자에 입사하는 광을 회절성으로 방향 전환시키는 회절성 피쳐를 포함하는 구조인 것으로 이해될 수 있으며, 광이 광 가이드로부터 입사되는 경우 회절 격자는 또한 광 가이드로부터의 광을 회절성으로 커플링 아웃할 수 있다.
또한, 본원에서의 정의에 의해서, 회절 격자의 피쳐는 '회절성 피쳐'로 지칭되며, 재료 표면(예를 들면, 두 재료 간의 경계)에, 그 안에, 그 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 표면은 예를 들면 광 가이드의 표면일 수도 있다. 회절성 피쳐는 표면에, 표면 안에, 또는 표면 상에 홈, 융기, 홀 및 범프 중 하나 이상을 포함한 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 광을 회절시키는 다양한 구조 중 임의의 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 회절 격자는 재료 표면 내에 복수의 실질적으로 평행한 홈을 포함할 수도 있다. 또 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승한 복수의 평행한 융기를 포함할 수도 있다. 회절성 피쳐(예를 들면, 홈, 융기, 홀, 범프 등)는 사인 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이진 회절 격자), 삼각형 프로파일 및 톱니 프로파일(예를 들어, 블레이징 격자) 중 하나 이상을 포함하는 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 회절을 제공하는 다양한 단면 형상 또는 프로파일 중 어느 것을 가질 수 있다.
본원에 기재된 다양한 예에 따르면, 회절 격자(예를 들어, 후술되는 회절성 멀티빔 소자의 회절 격자)는 광빔으로서 광 가이드(예를 들어, 판 광 가이드)로부터의 광을 회절성으로 산란시키거나 또는 커플링 아웃하도록 채용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 또는 회절 격자에 의해 제공되는 회절각(θm)은 다음의 식 (1)로 주어질 수 있다:
Figure 112018107239814-pct00005
여기서 λ는 광의 파장이고, m은 회절 차수이고, n은 광 가이드의 굴절률이며, d는 회절 격자의 피쳐간의 거리 또는 공간이며, θi는 회절 격자에 대한 광의 입사각이다. 간략화를 위해, 식 (1)은 회절 격자가 광 가이드의 표면에 인접하고 광 가이드 외부의 재료의 굴절률이 1인 것(즉, nout = 1)을 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수(즉, m = ±1, ±2,...)로 주어진다. 회절 격자에 의해 생성된 광빔의 회절각(θm)은 식 (1)로 주어질 수 있다. 1차 회절 또는 보다 구체적으로 1차 회절각(θm)은, 회절 차수(m)가 1일 때(즉, m = 1) 제공된다.
도 2는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절 격자(30)의 단면도를 일례로 나타낸다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 또한 광 가이드(40)의 표면 상에 위치될 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θi)에서 회절 격자(30)에 입사한 광빔(20)을 도시한다. 광빔(20)은 광 가이드(40) 내의 안내 광빔이다. 또한 도 2에는 입사 광빔(20)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의해 회절성으로 생성 및 커플링 아웃된 커플링 아웃 광빔(50)이 도시되어 있다. 커플링 아웃된 광빔(50)은 식 (1)로 주어진 회절각(θm)(또는 본원에서는 '주 각도 방향')을 갖는다. 커플링 아웃된 광빔(50)은 예를 들면 회절 격자(30)의 회절 차수 'm'에 대응할 수 있다.
또한, 일부 실시형태에 따르면, 회절성 피쳐는 만곡될 수 있고 광의 전파 방향에 대해 미리 결정된 배향(예를 들어, 경사 또는 회전)을 가질 수 있다. 회절성 피쳐의 곡선 및 회절성 피쳐의 방위 중 하나 또는 둘 모두는 예를 들어 회절 격자에 의해 커플링 아웃된 광의 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 커플링 아웃된 광의 주 각도 방향은 입사광의 전파 방향에 대해 회절 격자에 광이 입사하는 지점에서의 회절성 피쳐의 각도의 함수일 수 있다.
본원에서의 정의에 의해, '멀티빔 소자'는 복수의 광빔을 포함하는 광을 생성하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조 또는 소자이다. '회절성(diffractive)' 멀티빔 소자는 정의에 따라 회절성 커플링에 의해 또는 회절성 커플링을 이용하여 복수의 광빔을 생성하는 멀티빔 소자이다. 특히, 일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자는 백라이트의 광 가이드에 광학적으로 커플링되어 광 가이드 내에 안내되는 광의 일 부분을 회절성으로 커플링 아웃함으로써 복수의 광빔을 제공할 수 있다. 또한, 본원에서의 정의에 의해, 회절성 멀티빔 소자는 멀티빔 소자의 경계 또는 범위 내에 복수의 회절 격자를 포함한다. 멀티빔 소자에 의해 생성된 복수의 광빔(또는 '광빔 복수)'의 광빔은 여기에서 정의에 의해 서로 상이한 주 각도 방향을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 광빔 복수의 광빔은 광빔 복수의 또 다른 광빔과는 다른 미리 결정된 주 각도 방향을 갖는다. 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 멀티빔 소자의 회절 격자 내의 회절성 피쳐의 간격 또는 격자 피치는 서브 파장(즉, 안내 광의 파장 미만)일 수 있다.
다양한 실시형태에 따르면, 광빔 복수는 광 필드를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 광빔 복수는 광빔 복수 내의 광빔의 상이한 주 각도 방향을 포함하는 미리 결정된 각도 확산을 가지거나 또는 실질적으로 원추형의 영역의 공간에 한정될 수 있다. 이와 같이, 조합된 광빔(즉, 광빔 복수)의 미리 결정된 각도 확산은 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시형태에 따르면, 광빔 복수의 다양한 광빔의 상이한 주 각도 방향은, 회절성 멀티빔 소자 내의 회절 격자의 배향 및 '격자 피치' 또는 회절성 피쳐 간격을 따라 회절성 멀티빔 소자의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적 등 중에서 하나 이상)를 포함하는 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 특성에 의해 결정된다. 일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자는, 본원에서의 정의에 의해, '확장된 지점 광원', 즉 회절성 멀티빔 소자의 범위에 걸쳐 분포된 복수의 점 광원으로 간주될 수 있다. 또한, 회절성 멀티빔 소자에 의해 생성된 광빔은, 본원에서의 정의에 의해, 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같이 각도 성분 {θ,
Figure 112018107239814-pct00006
}에 의해 주어진 주 각도 방향을 갖는다.
본원에서, "시준기(collimator)"는 실질적으로 광을 시준(collimate)하도록 구성된 임의의 광학 디바이스 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 시준기는 시준 거울 또는 반사기, 시준 렌즈, 또는 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시형태에서, 시준 반사기를 포함하는 시준기는 포물 곡선 또는 형상에 의해 특징지워지는 반사면을 가질 수 있다. 다른 예에서, 시준 반사기는 형상화된 포물 반사기를 포함할 수 있다. '형상화된 포물'은, 형상화된 포물 반사기의 만곡된 반사면이 미리 결정된 반사 특성(예를 들어, 시준도)을 얻기 위해 결정된 방식으로 '실제' 포물선으로부터 벗어나는 것을 의미한다. 유사하게, 시준 렌즈는 구면 형상의 표면(예를 들어, 양면 볼록 구면 렌즈)을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 시준기는 연속 반사기 또는 연속 렌즈(즉, 실질적으로 매끄러운 연속 표면을 갖는 반사기 또는 렌즈) 일 수 있다. 다른 실시형태에서, 시준 반사기 또는 시준 렌즈는 광 시준을 제공하는 프레넬 반사기 또는 프레넬 렌즈 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 와 같은 실질적으로 불연속인 표면을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에 따라, 시준기에 의해 제공되는 시준량은 일 실시형태에서 다른 실시형태로 미리결정된 정도 또는 양으로 변할 수 있다. 또한, 시준기는 2개의 직교 방향(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 모두에서 시준을 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 시준기는 일부 실시형태에 따라 광 시준을 제공하는 2개의 직교 방향 중 하나 또는 둘 모두의 형상을 포함할 수 있다.
본원에서, σ로 표기되는 '시준 팩터'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 시준 팩터는 본원에서의 정의에 의해 시준 광빔 내의 광선의 각도 확산을 정의한다. 예를 들어, 시준 팩터(σ)는, 시준 광빔에서의 대다수의 광선이 특정 각도 확산(예를 들어, 시준 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ도) 내에 있음을 특정할 수 있다. 일부 예에 따라, 시준 광빔의 광선은 각도 측면에서 가우시안 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준 광빔의 피크 강도의 1/2에서 결정된 각도일 수 있다.
본원에서, '광원'은 광의 소스(예를 들어, 광을 생성 및 방출하도록 구성된 광학 에미터)로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되거나 턴 온될 때 광을 방출하는 발광 다이오드(LED)와 같은 광학 에미터를 포함할 수 있다. 특히, 본원에서, 광원은 실질적으로 임의의 광원이거나 또는 실질적으로 임의의 광학 에미터, 예를 들어 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드, 플라즈마계 광학 에미터, 형광등, 백열등 및 사실상 임의의 다른 광원 중 하나 이상을 포함할 수 있다 -그러나 이에 제한되지는 않는다. 광원에 의해 생성된 광은 컬러를 가질 수 있거나(즉, 특정 파장의 광을 포함할 수 있거나), 또는 파장의 범위일 수 있다(예를 들어, 백색광). 일부 실시형태에서, 광원은 복수의 광학 에미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 광학 에미터의 세트 또는 그룹을 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 광학 에미터는 세트 또는 그룹의 적어도 하나의 다른 광학 에미터에 의해 생성되는 광의 컬러 또는 파장과는 다른 컬러 또는 등가적으로 파장을 갖는 광을 생성한다. 다른 컬러는 예를 들어 원색(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 단수표현은 특허법에서의 통상적 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된 것이다. 예를 들면, '소자'는 하나 이상의 소자를 의미하며, 따라서 '소자'는 본원에서는 '소자(들)'를 의미한다. 또한, 본원에서 '상부', '하부', '상측', '하측', '위', '아래', '전방', '후방', '좌측' 또는 '우측'에 대한 임의의 언급은 본원에서 제한하려고 의도된 것은 아니다. 본원에서, 값에 적용될 때 '약'이라는 용어는 일반적으로 값을 생성하기 위해 사용되는 장비의 공차 범위 이내를 의미하며, 또는 달리 분명하게 명시되지 않는 한, 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미한다. 또한, 본원에서 사용된 '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본원에서 예들은 단지 예시를 의도한 것으로 한정으로서가 아니라 논의 목적을 위해 제시된다.
본원에 기재된 원리의 일부 실시형태에 따라, 회절성 멀티뷰 백라이트가 제공된다. 도 3a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 3b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 평면도를 일례로 나타낸다. 도 3c는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 사시도를 일례로 나타낸다. 도 3c의 사시도는 본원에서의 논의를 단지 용이하게 하기 위해서 부분 절단으로 나타낸다.
도 3a-도 3c에 나타낸 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는 (예를 들어, 광 필드로서) 주 각도 방향이 서로 상이한 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)을 제공하도록 구성된다. 특히, 제공되는 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)은 다양한 실시형태에 따라 멀티뷰 디스플레이의 각각의 뷰 방향에 대응하는 상이한 주 각도 방향으로 회절성으로 커플링 아웃되고 회절성 멀티뷰 백라이트(100)로부터 멀리 지향된다. 일부 실시형태에서, 커플링 아웃된 광빔(102)은 3차원(3D) 컨텐츠를 갖는 정보의 디스플레이를 용이하게 하기 위해(예를 들어, 후술하는 바와 같이 광 밸브를 사용하여) 변조될 수 있다. 도 3a-도 3c는 서브-픽셀(106') 및 광 밸브(108)의 어레이를 포함하는 멀티뷰 픽셀(106)을 도시하며, 이는 이하에서 더 상세하게 설명된다.
도 3a-도 3c에 나타낸 바와 같이, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는 광 가이드(110)를 포함한다. 광 가이드(110)는 안내 광(104)(즉, 안내 광빔(104))으로서 광을 광 가이드(110)의 길이를 따라 안내하도록 구성된다. 예를 들면, 광 가이드(110)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매질의 제 2 굴절률보다 큰 제 1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률의 차이는 예를 들면 광 가이드(110)의 하나 이상의 안내된 모드에 따라 안내 광(104)의 내부 전반사가 용이하게 하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 광 가이드(110)는 확장된, 실질적으로 평면 시트의 광학적으로 투명한 재료를 포함하는 슬랩 또는 판 광학 도파로(즉, 판 광 가이드)일 수 있다. 실질적으로 평면 시트의 유전체 재료는 내부 전반사를 사용하여 안내 광빔(104)을 안내하도록 구성된다. 다양한 예에 따라, 광 가이드(110)의 광학적으로 투명한 재료는 다양한 타입의 유리(예를 들면, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트 등) 중 하나 이상을 포함한 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 다양한 유전체 재료 중 임의의 재료를 포함하거나 또는 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 일부 예에서, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 및 저면 중 하나 또는 둘다)의 적어도 일 부분 상에 클래딩 층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 클래딩 층은 일부 예에 따라 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 일부 실시형태에 따르면, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 제 1 표면(110')(예를 들어, '전방' 표면 또는 측면)과 제 2 표면(110")(예를 들어, '후방' 표면 또는 측면) 사이의 비제로 전파 각도에서 내부 전반사에 따라 안내 광빔(104)을 안내하도록 구성된다. 특히, 안내 광빔(104)은 비제로 전파 각도에서 광 가이드(110)의 제 1 표면(110')과 제 2 표면(110") 사이에서 반사 또는 '바운싱(bouncing)'함으로써 전파된다. 일부 실시형태에서, 상이한 컬러의 광을 포함하는 복수의 안내 광빔(104)은 상이한 컬러 특정의, 비제로 전파 각도 중 개개의 것에서 광 가이드(110)에 의해 안내될 수 있다. 설명의 단순화를 위해 도 3a-도 3c에는 비제로 전파 각도이 도시되어 있지 않음에 유의한다. 그러나, 전파 방향(103)을 나타내는 굵은 화살표는 도 3a의 광 가이드 길이를 따른 안내 광(104)의 일반적인 전파 방향을 도시한다.
본원에 정의된 바와 같이, '비제로 전파 각도'는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 제 1 표면(110') 또는 제 2 표면(110"))에 대한 각도이다. 또한, 다양한 실시형태에 따라, 비제로 전파 각도는 제로보다 크고 광 가이드(110) 내의 내부 전바사의 임계 각도 미만이다. 예를 들어, 안내 광빔(104)의 비제로 전파 각도는 약 십(10) 도 내지 약 오십(50) 도일 수 있거나, 또는 일부 예에서는 약 이십(20) 도 내지 약 사십(40) 도일 수 있거나, 또는 약 이십오(25) 도 내지 약 삼십오(35) 도일 수 있다. 예를 들어, 비제로 전파 각도는 약 삼십(30) 도일 수 있다. 다른 예에서, 비제로 전파 각도는 약 20 도 또는 약 25 도 또는 약 35 도일 수 있다. 또한, 특정 비제로 전파 각도는, 특정한 비제로 전파 각도가 광 가이드(110) 내의 내부 전반사의 임계 각도 미만으로 선택되는 한, 특정 구현을 위해 (예를 들어, 임의로) 선택될 수 있다.
광 가이드(110) 내의 안내 광빔(104)은 비제로 전파 각도(예를 들어, 약 30-35도)에서 광 가이드(110)에 도입되거나 커플링될 수 있다. 일부 예에서, 렌즈, 거울 또는 유사한 반사기(예를 들어, 경사진 시준 반사기), 회절 격자 및 프리즘(도시되지 않음) 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 과 같은 커플링 구조는 비제로 전파 각도에서 안내 광빔(104)으로서 광 가이드(110)의 입력 단부로의 광 커플링을 용이하게 할 수 있다. 다른 예에서, 광은 커플링 구조의 사용 없이 또는 실질적으로 사용 없이 광 가이드(110)의 입력 단부로 직접 도입될 수 있다(즉, 직접적 또는 '버트' 커플링이 채용될 수 있다). 일단 광 가이드(110)에 커플링되면, 안내 광빔(104)은 (예를 들어, 도 3a에서 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표로 도시된) 입력 단부로부터 일반적으로 멀어질 수 있는 방향(103)으로 광 가이드(110)를 따라 전파하도록 구성된다.
또한, 다양한 실시형태에 따르면, 광을 광 가이드(110)에 커플링시킴으로써 생성된 안내 광(104) 또는 동등하게 안내 광빔(104)은 시준 광빔일 수 있다. 본원에서, "시준 광" 또는 "시준 광빔"은 일반적으로 광빔의 광선이 광빔(예를 들어, 안내 광빔(104)) 내에서 서로 실질적으로 평행한 광빔으로 정의된다. 또한, 시준 광빔으로부터 발산 또는 산란된 광선은 본원에서의 정의에 의해 시준 광빔의 일부로 간주되지 않는다. 일부 실시형태에서, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는, 예를 들어 광원으로부터의 광을 시준하기 위해, 전술한 바와 같은 렌즈, 반사기 또는 거울과 같은 시준기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 광원은 시준기를 포함한다. 광 가이드(110)에 제공된 시준 광은 시준된 안내 광빔(104)이다. 다양한 실시형태에서, 안내 광빔(104)은 시준 팩터(σ)에 따라 시준되거나 시준 팩터(σ)를 갖는다.
일부 실시형태에서, 광 가이드(110)는 안내 광(104)을 '재순환'하도록 구성될 수 있다. 특히, 광 가이드 길이를 따라 안내된, 안내 광(104)은 그 길이를 따라 전파 방향(103)과 상이한 다른 전파 방향(103')으로 다시 방향 전환될 수 있다 예를 들어, 광 가이드(110)는 광원에 인접한 입력 단부에 대향하는 광 가이드(110)의 단부에 반사기(미도시)를 포함할 수 있다. 반사기는 안내 광(104)을 재순환된 안내 광으로서 입력 단부를 향해 다시 반사시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 다른 광원은 (예를 들어, 반사기를 사용하여) 광 재순환 대신에 또는 그에 추가하여 다른 전파 방향(103')으로 안내 광(104)을 제공할 수 있다. 다른 전파 방향(103')을 갖는 안내 광(104)을 제공하기 위해 안내 광(104)을 재사용하거나 다른 광원을 사용하는 하나 또는 둘 모두는, 후술되는 안내 광을 한번 초과하여 예를 들어 회절성 멀티빔 소자에 이용가능하게 함으로써, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 밝기를 증가시킬 수 있다(예를 들어, 커플링 아웃된 광빔(102)의 세기를 증가시킬 수 있다).
도 3a에서, 재순환된 안내 광의 전파 방향(103')을 나타내는 굵은 화살표(예를 들어, 음의 x-방향으로 지향)는 광 가이드(110) 내의 재순환된 안내 광의 일반적인 전파 방향을 도시한다. 대안적으로(예를 들어, 안내 광을 재순환하는 것과는 반대로), 다른 전파 방향(103')으로 전파하는 안내 광(104)은 (예를 들어, 전파 방향(103)을 갖는 안내 광(104)에 추가하여) 다른 전파 방향(103')으로 광 가이드(110)에 광을 도입함으로써 제공될 수 있다.
도 3a-도 3c에 도시된 바와 같이, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는 광 가이드 길이를 따라 서로 이격되어 배치된 복수의 회절성 멀티빔 소자(120)를 더 포함한다. 특히, 복수의 회절성 멀티빔 소자(120)는 유한 공간에 의해 서로 분리되고 광 가이드 길이를 따라 개별적인 별개의 소자를 나타낸다. 즉, 본 명세서의 정의에 의해, 복수의 회절상 멀티빔 소자(120)는 유한(즉, 비제로) 소자간 거리(예를 들어, 유한 중심 대 중심 거리)에 따라 서로 이격되어 있다. 또한, 복수의 회절성 멀티빔 소자(120)는 일부 실시형태에 따라 일반적으로 서로 겹치거나 중복되거나 또는 이와 다르게 접촉하지 않는다. 즉, 복수의 각각의 회절성 멀티빔 소자(120)는 일반적으로 구별되고 회절성 멀티빔 소자(120) 중 다른 하나로부터 분리된다.
일부 실시형태에 따르면, 복수의 회절성 멀티빔 소자(120)는 1 차원(1D) 어레이 또는 2 차원(2D) 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자(120)는 선형 1D 어레이로 배열될 수 있다. 다른 예에서, 회절성 멀티빔 소자(120)는 직사각형 2D 어레이 또는 원형 2D 어레이로서 배열될 수 있다. 또한, 일부 예에서, 어레이(즉, 1D 또는 2D 어레이)는 규칙적인 또는 균일한 어레이일 수 있다. 특히, 회절성 멀티빔 소자(120) 사이의 소자간 거리(예를 들어, 중심 대 중심 거리 또는 간격)는 어레이를 가로질러 실질적으로 균일하거나 일정할 수 있다. 다른 예에서, 회절성 멀티빔 소자(120) 사이의 소자간 거리는 어레이를 가로질러 변하는 것 및 광 가이드(110)의 길이를 따라 변하는 것 중 하나 또는 둘 다일 수 있다.
다양한 실시형태에 따르면, 복수의 회절성 멀티빔 소자(120)는 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)으로서의 안내 광(104)의 일 부분을 커플링 아웃하도록 구성된 복수의 회절 격자를 포함한다. 특히, 안내 광 부분은 다양한 실시형태에 따라 회절성 커플링을 사용하여 복수의 회절 격자에 의해 커플링 아웃된다. 도 3a 및 도 3c는 광 가이드(110)의 제 1 (또는 전방) 표면(110')으로부터 지향되는 방식으로 도시된 복수의 발산 화살표로서 커플링 아웃된 광빔(102)을 도시한다. 또한, 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 멀티빔 소자(120)의 크기는 위에서 정의되고 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀(106) 내의 서브-픽셀(106')의 크기에 필적한다. 멀티뷰 픽셀(106)은 논의를 용이하게 하기 위해 회절성 멀티뷰 백라이트(100)를 갖는 도 3a-도 3c에 도시되어 있다. 여기서, '크기'는 길이, 너비 또는 영역을 포함하는 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 임의의 다양한 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 서브-픽셀(106')의 크기는 그 길이일 수 있고 회절성 멀티빔 소자(120)의 필적하는 크기는 또한 회절성 멀티빔 소자(120)의 길이일 수 있다. 다른 예에서, 회절성 멀티빔 소자(120)의 영역은 서브-픽셀(106')의 영역과 필적할 수 있는 영역을 지칭할 수 있다.
일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자(120)의 크기는, 회절성 멀티빔 소자 크기가 서브-픽셀 크기의 약 오십 퍼센트(50%)와 약 이백 퍼센트(200%) 사이에 있도록 서브-픽셀 크기에 필적할 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이) 회절성 멀티빔 소자 크기가 's'로 표시되고 서브-픽셀 크기가 'S'로 표시되는 경우, 회절 멀티빔 소자 크기(s)는 다음으로 주어질 수 있다.
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다른 예에서, 회절성 멀티빔 소자 크기는 서브-픽셀 크기의 약 육십 퍼센트(60%) 보다 크거나, 또는 서브-픽셀 크기의 약 칠십 퍼센트(70%) 보다 크거나, 또는 서브-픽셀 크기의 약 팔십 퍼센트(80%) 보다 크거나, 또는 서브-픽셀 크기의 약 구십 퍼센트(90%) 보다 크고, 그리고 서브-픽셀 크기의 약 백팔십 퍼센트(180%) 보다 작거나, 또는 서브-픽셀 크기의 약 백육십 퍼센트(160%) 보다 작거나, 또는 서브-픽셀 크기의 약 백사십 퍼센트(140%) 보다 작거나, 또는 서브-픽셀 크기의 약 백이십 퍼센트(120%) 보다 작은 범위에 있다. 예를 들어, '필적할만한 크기'에 의해, 회절성 멀티빔 소자 크기는 서브-픽셀 크기의 약 칠십오 퍼센트(75%) 내지 약 백오십 퍼센트(150%) 일 수 있다. 또 다른 예에서, 회절성 멀티빔 소자(120)는, 회절성 멀티빔 소자 크기가 서브-픽셀 크기가 약 백이십오 퍼센트(125%) 내지 약 팔십오 퍼센트(85%>)인 서브-픽셀(106') 크기와 필적할 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 회절성 멀티빔 소자(120) 및 서브-픽셀(106')의 필적할만한 크기는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 사이의 어두운 존을 감소시키거나, 또는 일부 예에서 최소화하도록 선택될 수 있다. 또한, 회절성 멀티빔 소자(120) 및 서브-픽셀(106')의 필적할만한 크기는 멀티뷰 디스플레이의 뷰(또는 뷰 픽셀) 사이의 오버랩을 감소시키고, 일부 예에서 최소화하도록 선택될 수 있다.
도 3a-도 3c는 커플링 아웃된 광빔 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)을 변조하도록 구성된 광 밸브(108)의 어레이를 더 도시한다. 광 밸브 어레이는, 예를 들어, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)를 채용하는 멀티뷰 디스플레이의 일부일 수 있으며, 여기서 논의를 용이하게 할 목적으로 회절성 멀티뷰 백라이트(100)와 함께 도 3a-도 3c에 도시된다. 도 3c에서, 광 밸브(108)의 어레이는 논의 목적으로만 광 밸브 어레이 아래에 놓인 광 가이드(110) 및 회절성 멀티빔 소자(120)의 가시화를 허용하기 위해 부분적으로 절단되어 있다.
도 3a-도 3c에 도시된 바와 같이, 주 각도 방향이 상이한 커플링 아웃된 광빔(102)의 상이한 것은 광 밸브 어레이에서의 광 밸브(108)의 상이한 것을 통과하고 상이한 것에 의해 변조될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 어레이의 광 밸브(108)는 멀티뷰 픽셀(106)의 서브-픽셀(106')에 대응하고, 광 밸브(108)의 세트는 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀(106)에 대응한다. 특히, 광 밸브 어레이의 상이한 세트의 광 밸브(108)는 회절성 멀티빔 소자(120)의 해당 소자로부터 커플링 아웃된 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성되며, 즉 도시된 바와 같이 각각의 회절성 멀티빔 소자(120)에 대해 하나의 고유한 광 밸브(108)의 세트가 존재한다. 다양한 실시형태에서, 상이한 타입의 광 밸브는 액정 광 밸브, 전기영동 광 밸브, 및 전기습윤에 기초한 광 밸브 중 하나 이상을 포함하는 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 광 밸브 어레이의 광 밸브(108)로 채용될 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 광 밸브 세트(108a)는 제 1 회절성 멀티빔 소자(120a)로부터 커플링 아웃된 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성된다. 또한, 제 2 광 밸브 세트(108b)는 제 2 회절성 멀티빔 소자(120b)로부터 커플링 아웃된 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성된다. 따라서, 광 밸브 어레이 내의 광 밸브 세트(예를 들어, 제 1 및 제 2 광 밸브 세트(108a, 108b))의 각각은, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상이한 회절성 멀티빔 소자(120)(예를 들어, 소자(120a, 120b)) 및 상이한 멀티뷰 픽셀(106) 모두에 대응하며, 광 밸브 세트의 개별 광 밸브(108)는 개개의 멀티뷰 픽셀(106)의 서브-픽셀(106')에 대응한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 픽셀(106)의 서브-픽셀(106')의 크기는 광 밸브 어레이 내의 광 밸브(108)의 크기에 대응할 수 있음에 유의한다. 다른 예에서, 서브-픽셀 크기는 광 밸브 어레이의 인접한 광 밸브(108) 사이의 거리(예를 들어, 중심 대 중심 거리)로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 광 밸브(108)는 광 밸브 어레이에서 광 밸브(108) 사이의 중심 대 중심 거리보다 작을 수 있다. 서브-픽셀 크기는 예를 들어 광 밸브(108)의 크기 또는 광 밸브(108) 사이의 중심 대 중심 거리에 대응하는 크기로서 정의될 수 있다.
일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자(120)와 대응하는 멀티뷰 픽셀(106)(즉, 서브-픽셀(106')의 세트 및 광 밸브(108)의 대응하는 세트) 사이의 관계는 일대일 관계일 수 있다. 즉, 동일한 개수의 멀티빔 픽셀(106) 및 회절성 멀티빔 소자(120)가 존재할 수 있다. 도 3b는 광 밸브(108)의 상이한 세트를 포함하는 각각의 멀티뷰 픽셀(106)(및 대응하는 서브-픽셀(106'))은 점선으로 둘러싸인 것으로 도시되는, 일대일 관계를 예로써 명시적으로 나타낸다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 멀티뷰 픽셀(106)의 개수 및 회절성 멀티빔 소자(120)의 개수는 서로 상이할 수 있다.
일부 실시형태에서, 복수의 한 쌍의 회절성 멀티빔 소자(120) 사이의 소자간 거리(예를 들어, 중심 대 중심 거리)는 예를 들어 광 밸브 세트로 나타낸 멀티뷰 픽셀(106)의 대응하는 쌍 사이의 픽셀간 거리(예를 들어, 중심 대 중심 거리)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 회절성 멀티빔 소자(120a)와 제 2 회절성 멀티빔 소자(120b) 사이의 중심 대 중심 거리(d)는 제 1 광 밸브 세트(108a)와 제 2 광 밸브 세트(108b) 사이의 중심 대 중심 거리(D)와 실질적으로 동일하다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 회절성 멀티빔 소자(120)의 쌍과 대응하는 광 밸브 세트의 상대적인 중심 대 중심 거리는 상이할 수 있는데, 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자(120)는 멀티뷰 픽셀(106)을 나타내는 광 밸브 세트 사이의 간격(즉, 중심 대 중심 거리 D) 초과 또는 미만 중 하나인 소자간 간격(106)(즉, 중심 대 중심 거리 d)을 가질 수 있다.
일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자(120)의 형상은 멀티뷰 픽셀(106)의 형상과 유사하거나, 또는 등가적으로 멀티뷰 픽셀(106)에 대응하는 광 밸브(108)의 세트(또는'서브-어레이')의 형상과 유사하다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자(120)는 정사각형 형상을 가질 수 있고, 멀티뷰 픽셀(106)(또는 대응하는 광 밸브 세트(108)의 배열)은 실질적으로 정사각형일 수 있다. 다른 예에서, 회절성 멀티빔 소자(120)는 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 즉 폭 또는 횡 치수보다 큰 길이 또는 길이 방향 치수를 가질 수 있다. 이 예에서, 회절성 멀티빔 소자(120)에 대응하는 멀티뷰 픽셀(106)(또는 등가적으로 광 밸브 세트(108)의 배열)은 유사한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 도 3b는 사각형 형상의 회절성 멀티빔 소자(120) 및 사각형 세트의 광 밸브(108)를 포함하는 대응하는 사각형 형상의 멀티뷰 픽셀(106)의 상부 또는 평면도를 나타낸다. 또 다른 예(도시되지 않음)에서, 회절성 멀티빔 소자(120) 및 대응하는 멀티뷰 픽셀(106)은 삼각형, 육각형 및 원형을 포함하거나 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 또는 이들에 의해 적어도 근사되는 다양한 형상을 갖는다.
또한 (예를 들어,도 3a에 도시된 바와 같이), 일부 실시형태에 따라, 각각의 회절성 멀티빔 소자(120)는 하나의 그리고 단지 하나의 멀티뷰 픽셀(106)에 커플링 아웃된 광빔(102)을 제공하도록 구성된다. 특히, 도 3a에 도시된 바와 같이, 회절성 멀티빔 소자(120) 중 주어진 하나에 대해, 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰에 대응하는 상이한 주 각도 방향을 갖는 커플링 아웃된 광빔(102)은 실질적으로 단일의 대응하는 멀티뷰 픽셀(106) 및 그 서브-픽셀(106')에 한정되며, 즉 단일 세트의 광 밸브(108)는 회절성 멀티빔 소자(120)에 대응한다. 이와 같이, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 각각의 회절성 멀티빔 소자(120)는 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰에 대응하는 상이한 주 각도 방향의 세트를 갖는 커플링 아웃된 광빔(102)의 대응하는 세트를 제공한다(즉, 커플링 아웃된 광빔(102)의 세트는 상이한 뷰 방향 각각에 대응하는 방향을 갖는 광빔을 포함한다).
다양한 실시형태에 따르면, 각각의 회절성 멀티빔 소자(120)는 복수의 회절 격자(122)를 포함한다. 회절성 멀티빔 소자(120), 또는 더 상세하게는 회절성 멀티빔 소자(120)의 복수의 회절 격자는 광 가이드(110)의 표면 상에, 표면에서 또는 표면에 인접하여 또는 광 가이드 표면 사이에 위치할 수 있다. 도 4a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티빔 소자(120)를 포함하는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 복수의 회절 격자(122)를 포함하는 회절성 멀티빔 소자(120)는 광 가이드(110)의 제 1 표면(110')에 있다. 광 가이드(110)의 제 1 표면(110')은 복수의 결합된 광빔(102)으로서 제 1 표면(110')을 통해 안내 광 부분을 회절성으로 커플링 아웃하도록 구성된 투과 모드 회절 격자일 수 있다.
도 4b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 다른 실시형태에 따른 회절성 멀티빔 소자(120)를 포함하는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수의 회절 격자(122)를 포함하는 회절성 멀티빔 소자(120)는 광 가이드(110)의 제 2 표면(110")에 인접하여 위치한다. 제 2 표면(110")에 위치할 때, 격자 복수의 회절 격자(122)는 예를 들어 반사 모드 회절 격자일 수 있다. 반사 모드 회절 격자로서, 회절 격자(122)는 안내 광 부분을 회절하고 회절된 안내 광 부분을 제 1 표면(110')을 향해 반사하여 회절성으로 커플링 아웃된 광빔(102)으로서 제 1 표면(110')을 통해 나가도록 구성된다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 회절 격자는 광 가이드(110)의 표면 사이에, 예를 들어 투과 모드 회절 격자 및 반사 모드 회절 격자 중 하나 또는 둘 모두로서 위치될 수 있다. 본원에 기재된 일부 실시형태에서, 커플링 아웃된 광빔(102)의 주 각도 방향은 광 가이드 표면에서 광 가이드(110)를 나가는 커플링 아웃된 광빔(102)으로 인한 굴절 효과를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 도 4b는 제한이 아닌 예로써, 제 1 표면(110')을 가로지르는 커플링 아웃된 광빔(102)의 굴절률 변화로 인해 커플링 아웃된 광빔(102)의 굴절(즉, 굴곡)을 나타낸다.
일부 실시형태에 따르면, 회절 격자 복수의 회절 격자(122)의 회절 피쳐는 서로로부터 이격된 홈 및 융기 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 홈 또는 융기는 광 가이드(110)의 재료를 포함할 수 있고, 예를 들어 광 가이드(110)의 표면에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 홈 또는 융기는 광 가이드 재료 이외의 재료로부터 형성될 수 있고, 예를 들어 광 가이드(110)의 표면 상의 다른 재료의 필름 또는 층일 수 있다.
일부 실시형태에서, 회절 격자 복수의 회절 격자(122)는, 회절 격자 간격이 회절 격자(122) 전반에 걸쳐 실질적으로 일정하거나 변하지 않는, 균일한 회절 격자이다. 다른 실시형태에서, 회절 격자 복수의 회절 격자(122)는 처프된(chirped) 회절 격자이다. 정의에 의해,'처프된' 회절 격자는 처프된 회절 격자의 범위 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 피쳐(즉, 격자 피치)의 회절 간격을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 일부 실시형태에서, 처프된 회절 격자는 거리에 따라 선형적으로 변화하는 회절 피쳐 간격의 처프를 가질 수 있거나 또는 나타낼 수 있다. 이와 같이, 처프된 회절 격자는 정의에 따라 '선형적으로 처프된' 회절 격자이다. 다른 실시형태에서, 처프된 회절 격자는 회절성 피쳐 간격의 비선형 처프를 나타낼 수 있다. 여러 비선형 처프는 지수함수적(exponential) 처프, 대수적(logarithmic) 처프, 또는 또 다른 실질적으로 불균일하거나 랜덤하지만 그러나 여전히 단조적으로 가변하는 처프를 포함하여 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 사용될 수 있다. 사인 처프 및 삼각형 또는 톱니 처프와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 비단조적인 처프가 또한 채용될 수도 있다. 이들 타입의 처프 중 임의의 처프의 조합도 또한 채용될 수 있다.
다양한 실시형태에 따르면, 회절 격자 복수의 회절 격자(122)는 안내 광(104)의 일 부분을 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)으로서 커플링 아웃하기 위한 다수의 상이한 구성으로 배열될 수 있다. 특히, 회절성 멀티빔 소자(120)의 복수의 회절 격자(122)는 제 1 회절 격자 및 제 2 회절 격자를 포함할 수 있다. 제 1 회절 격자는 복수의 커플링 아웃된 광빔(102) 중 제 1 광빔을 제공하도록 구성될 수 있는 한편, 제 2 회절 격자는 복수의 커플링 아웃된 광빔(102) 중 제 2 광빔을 제공하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태에 따라, 제 1 및 제 2 광빔은 상이한 주 각도 방향을 가질 수 있다. 또한, 복수의 회절 격자(122)는 제 3 회절 격자, 제 4 회절 격자 등을 포함할 수 있으며, 각각의 회절 격자는 일부 실시형태에 따라 상이한 커플링 아웃된 광빔(102)을 제공하도록 구성된다. 일부 실시형태에서, 회절성 격자 복수 중 하나 이상의 회절 격자(122)는 하나 초과의 커플링 아웃된 광빔(102)을 제공할 수 있다.
또한, 회절 격자(122)에 의해 제공되는 상이한 커플링 아웃된 광빔(102)은 수평축(예를 들어, x-방향 또는 θ 각도 성분) 및 수직축(예를 들어, y-방향 또는
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각도 성분)을 따라 상이한 주 각도 방향을 가질 수 있다. 회절 격자(122)에 의해 제공되는 개별 커플링 아웃된 광빔(102)의 상이한 주 각도 방향의 제어는 수평-단독 시차, 풀 2 차원 시차 및 수평-단독 시차와 풀 시차 사이의 변화 중 하나 또는 둘 모두를 갖는 멀티뷰 디스플레이를 용이하게 할 수 있다.
도 5a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 복수의 회절 격자(122)의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 5b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 다른 실시형태에 따른 복수의 회절 격자(122)의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 5c는 본원에 기재된 원리에 부합하는 또 다른 실시형태에 따른 복수의 회절 격자(122)의 일 부분의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 5a-도 5c의 도시된 회절 격자 복수 부분의 각각은 도 4a에 도시된 회절성 멀티빔 소자(120)의 복수의 회절 격자(122)의 일 부분을 나타낼 수 있다.
특히, 도 5a-5c 각각에서의 복수의 회절 격자(122)는 인터리브되거나 또는 혼합된 주기의 회절 격자(122)로서 함께 조합된 제 1 회절 격자(122a) 및 제 2 회절 격자(122b)를 포함한다. 또한, 제 1 회절 격자(122a)는 본원에 도시된 바와 같이 제 2 회절 격자(122b)의 적어도 일 부분과 동연이다. 또한, 예로서, 도 5a-도 5c는 제 1 회절 격자(122a) 및 제 2 회절 격자(122b)를 개별적으로 도시한다. 도 5a-도 5c의 화살표는 도 5a-도 5c의 복수의 회절 격자(122)의 상이한 것을 구현하기 위해 분리된 제 1 회절 격자(122a) 및 제 2 회절 격자(122b)를 상이하게 조합한 다양한 조합 또는 결과의 예시를 가리킨다. 도 5a-도 5c에 도시된 화살표는 복수의 회절 격자(122)가 제 1 회절 격자(122a)와 제 2 회절 격자(122b) 모두를 명시적으로 포함하고 있음을 강조한다. 도 5a는 제 1 및 제 2 회절 격자(122a, 122b)를 논리 'OR' 연산에 따라 조합한 것을 도시하고; 도 5b는 제 1 및 제 2 회절 격자(122a, 122b)를 논리 'AND' 연산에 따라 조합한 것을 도시하고, 그리고 도 5c는 제 1 및 제 2 회절 격자(122a, 122b)를 논리 배타적 'OR'(XOR) 연산에 따라 조합한 것을 도시한다.
도 6a는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 회절성 멀티빔 소자(120)의 복수의 회절 격자(122)의 단면도를 일례로 나타낸다. 도 6b는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 도 6a에 나타낸 복수의 회절 격자(122)의 평면도를 일례로 나타낸다. 도 6a의 단면도는, 예를 들어, 도 6b에 도시된 회절 격자(122)의 좌측에서 우측으로 하부 행을 거쳐 취해진 단면을 나타낼 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 회절 격자(122)는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 도시된 바와 같이 제 2 표면(110")) 상의 회절성 멀티빔 소자(120) 내의 제 1 회절 격자(122a) 및 제 2 회절 격자(122b)를 포함한다. 예를 들어, 도 6a-도 6b의 회절 격자 복수는 도 4b에 도시된 복수의 회절 격자(122)를 나타낼 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 제 1 회절 격자(122a)는 회절성 멀티빔 소자(120) 내의 제 2 회절 격자(122b)로부터 독립적이며 제 2 회절 격자(122b)에 인접한다. 회절성 멀티빔 소자(120)의 크기(s)는 도 6a 및 도 6b에 모두 도시되어 있으며, 회절성 멀티빔 소자(120)의 경계는 점선을 사용하여 도 6b에 도시되어 있다.
일부 실시형태에 따르면, 어레이의 상이한 회절성 멀티빔 소자(120) 사이의 회절 격자 복수 내의 회절 격자(122)의 차동 밀도는 각각의 상이한 회절성 멀티빔 소자(120)에 의해 회절성으로 커플링 아웃된 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)의 상대 강도를 제어하도록 구성될 수 있다. 달리 말하면, 회절성 멀티빔 소자(120)는 그 내부에 회절 격자(122)의 상이한 밀도를 가질 수 있고 상이한 밀도(즉, 회절 격자(122)의 차동 밀도)는 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)의 상대 강도를 제어하도록 구성될 수 있다. 특히, 회절 격자 복수 내에 더 적은 회절 격자(122)를 갖는 회절성 멀티빔 소자(120)는, 상대적으로 더 많은 회절 격자(122)를 갖는 다른 회절성 멀티빔 소자(120)보다 더 낮은 강도(또는 빔 밀도)를 갖는 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)을 생성할 수 있다. 회절 격자(122)의 차동 밀도는 예를 들어 회절 격자가 결여되거나 없는 회절성 멀티빔 소자(120) 내의 도 6b에 도시된 위치(122')와 같은 위치를 사용하여 제공될 수 있다.
도 7은 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 한 쌍의 회절성 멀티빔 소자(120)의 평면도를 일례로 나타낸다. 쌍의 회절성 멀티빔 소자(120) 각각에, 상이한 복수의 회절 격자(122)가 도시되어 있다. 특히, 도 7에서 쌍의 제 1 회절성 멀티빔 소자(120a)는 쌍의 제 2 회절성 멀티빔 소자(120b)에 존재하는 것보다 더 높은 밀도의 회절 격자(122)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 제 2 회절성 멀티빔 소자(120b)는 도시된 바와 같이 제 1 회절성 멀티빔 소자(120a)보다 더 적은 회절 격자(122)를 가지며 회절 격자 없는 보다 많은 위치(122')를 갖는다. 일부 실시형태에서, 제 1 회절성 멀티빔 소자(120a)의 회절 격자(122)의 보다 높은 밀도는 제 2 회절성 멀티빔 소자(120b)에 의해 제공된 복수의 커플링 아웃된 광빔의 강도보다 더 높은 강도를 갖는 복수의 커플링 아웃된 광빔을 제공할 수 있다. 도 7에 도시된 차동 격자 밀도에 의해 제공된 커플링 아웃된 광빔 복수의 각각의 보다 높은 및 보다 낮은 강도는, 일부 실시형태에 따라, 전파 거리의 함수로서 광 가이드 내의 안내 광의 광학 강도의 변화를 보상하는데 사용될 수 있다. 제한이 아닌 예로써, 도 7은 또한 회절성 멀티빔 소자(120a, 120b) 내에 만곡된 회절 피쳐를 갖는 회절 격자(122)를 도시한다.
도 3a를 다시 참조하면, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는 광원(130)을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에 따르면, 광원(130)은 광 가이드(110) 내에 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 광원(130)은 광 가이드(110)의 입구 표면 또는 단부(입력 단부)에 인접하여 위치될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 광원(130)은 실질적으로 발광 다이오드(LED), 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드) 또는 이들의 조합을 포함하는 -그러나 이에 제한되지는 않는다- 임의의 광원(예를 들어, 광학 에미터)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 광원(130)은 특정 컬러에 의해 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색 광을 생성하도록 구성된 광학 에미터를 포함할 수 있다. 특히, 단색 광의 컬러는 특정 컬러 공간 또는 컬러 모델(예를 들어, 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 모델)의 원색일 수 있다. 다른 예에서, 광원(130)은 실질적으로 광대역 또는 다색 광을 제공하도록 구성된 실질적으로 광대역 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(130)은 백색광을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 광원(130)은 광의 상이한 컬러를 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 에미터를 포함할 수 있다. 상이한 광학 에미터는 상이한 컬러의 광 각각에 대응하는 안내 광의 상이한, 컬러 특정의, 비-제로 전파 각도를 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 피쳐 간격 및 다른 회절 격자 특성(예를 들어, 회절 주기)뿐만 아니라 안내 광의 전파 방향에 대한 격자 배향은 상이한 컬러의 광에 대응할 수 있다. 다시말해, 회절성 멀티빔 소자(120)는, 예를 들어, 안내 광의 상이한 컬러에 맞춰질 수 있는 회절 격자 복수의 다양한 회절 격자(122)를 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 광원(130)은 시준기를 더 포함할 수 있다. 시준기는 광원(130)의 하나 이상의 광학 에미터로부터 실질적으로 비시준된 광을 수용하도록 구성될 수 있다. 시준기는 또한 실질적으로 비시준된 광을 시준된 광으로 변환하도록 구성된다. 특히, 시준기는 일부 실시형태에 따라 비-제로 전파 각도를 가지며 미리 결정된 시준 팩터에 따라 시준되는 시준 광을 제공할 수 있다. 또한, 상이한 컬러의 광학 에미터가 채용되는 경우, 시준기는 상이한, 컬러-특정의, 비-제로 전파 각도 중 하나 또는 양자를 가지며 상이한 컬러-특정의 시준 팩터를 갖는 시준 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 시준기는 또한 상술한 바와 같이 시준 광빔을 광 가이드(110)에 전달하여 안내 광(104)으로서 전파하도록 구성된다.
일부 실시형태에서, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는 안내 광(104)의 전파 방향(103, 103')에 직교(또는 실질적으로 직교)하는 광 가이드(110)를 통과하는 방향의 광에 대해 실질적으로 투명하도록 구성된다. 특히, 광 가이드(110) 및 이격된 회절성 멀티빔 소자(120)는 일부 실시형태에서 광이 제 1 표면(110') 및 제 2 표면(110") 모두를 통해 광 가이드(110)를 통과할 수 있게 한다. 투명성은, 적어도 부분적으로, 회절성 멀티빔 소자(120)의 상대적으로 작은 크기 및 회절성 멀티빔 소자(120)의 상대적으로 큰 소자간 간격(예를 들어, 멀티뷰 픽셀(106)과 일대일 대응함) 양자 모두에 기인하여 용이하게 될 수 있다. 또한, 회절성 멀티빔 소자(120)의 회절 격자(122)는 또한 일부 실시형태에 따라 광 가이드 표면(110', 110")에 직교하여 전파하는 광에 대해 실질적으로 투명할 수 있다.
구현예에서, 회절성 멀티뷰 백라이트(100)는 광 가이드(110)의 표면 상에 다이아몬드 구성으로 배열된 회절성 멀티빔 소자(120)의 어레이를 포함하여 멀티뷰 디스플레이의 사-바이-팔 (4 × 8) 뷰를 제공한다. 회절성 멀티빔 소자(120)는 (예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이) 광 가이드(110)의 후면 또는 제 2 표면(110") 상에 위치되고반사 모드 회절 격자로서 구성된 복수의 회절 격자(122)를 포함한다. 격자 복수의 개별 회절 격자(122)는 에칭에 의해 제 2 표면(110") 안에 형성되고, 그리고 회절 격자(122)를 커버하고 그 회절 피쳐(예를 들어, 홈)를 실질적으로 충진하는 광 가이드(110)의 제 2 표면(110")에 도포된 은을 포함하는 반사층을 사용하여 반사가 향상된다. 이러한 구현예에서, 각각의 회절성 멀티빔 소자(120)는 각 측면이 약 60 마이크로미터(60㎛)인 정사각형 영역을 포함하고, 각각 약 오-바이-오 마이크로미터(5㎛ × 5㎛)인 소위 '단위 셀'의 십이-바이-십이 (12 × 12) 어레이로 경사진다. 각 단위 셀은 결국 회절 격자(122) 또는 회절 격자(122)가 결여된 위치(122')를 나타낼 수 있다. 이 예에서, 격자 복수의 회절 격자(122)에 의해 실제로 점유되는 단위 셀의 수는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)를 가로지르는 다양한 복수의 커플링 아웃된 광빔(102)의 휘도의 균일성을 조정하도록 선택된다. 결정된 단위 셀 점유에 따라 회절 격자(122)를 포함하지 않는 단위 셀은 전술한 위치(122')에 대응함에 유의한다. 이 구현예에서, 도 7에 도시된 회절성 멀티빔 소자(120)는 어레이의 한 쌍의 회절성 멀티빔 소자(120)를 나타낼 수 있다.
또한, 이 예에서, 각 회절성 멀티빔 소자(120)는 이차원(2D) 위상 함수를 구현하도록 구성된다. 특히, 2D 위상 함수는 미리 결정된 파장의 광에 대해 최적화된 방식으로 광 가이드로부터 안내 광 부분을 추출할 수 있는 x-방향을 따라 선형 운동량 변화 또는 '킥(kick)'을 제공하도록 구성된다. 또한, 2D 위상 함수는 회절성 멀티빔 소자(120)로부터 커플링 아웃된 광빔(102)에 대해 x-방향으로 정렬된 각도 확산을 제공한다. x-방향 각도 확산은 (예를 들어, 네거티브 렌즈의 포지티브와 유사한 효과를 제공하는) 네거티브 부호의 포지티브를 가질 수 있다. 특히, 이 예에서, 포지지프 부호를 갖는 각도 확산은 회절성 멀티빔 소자(120) 위에 커플링 아웃된 또는 추출된 광빔을 집중시키는 경향이 있을 것이다. 대안적으로, 각도 확산의 네거티브 부호는 발산하는 추출된 광빔을 제공할 것이고, 따라서 회절성 멀티빔 소자(120) 아래의 지점으로부터 나오는 것으로 보인다. 또한, 2D 위상 함수는 회절성 멀티빔 소자(120)로부터 커플링 아웃된 광빔(102)에 대해 y-방향으로 선형 운동량 '킥' 및 각도 확산을 제공한다. y-방향 선형 운동량 '킥'은 이 예에서 사인이 포지티브이거나 네거티브일 수 있다. 또한, 이 구현예에서, 선형 킥 및 각도 확산은 광 가이드(110)를 가로지르는 거리의 함수로서 증가한다.
본원에 기재된 원리의 일부 실시형태에 따라, 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 멀티뷰 디스플레이는 변조 광빔을 멀티뷰 디스플레이의 픽셀로서 방출하도록 구성된다. 방출 변조된 광빔은 서로 상이한 주 각도 방향을 갖는다(본원에서는 '상이하게 지향된 광빔'이라고도 함). 또한, 방출 변조된 광빔은 멀티뷰 디스플레이의 복수의 뷰 방향을 향하여 우선적으로 지향될 수 있다. 비제한적인 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 대응하는 수의 뷰 방향에 의해 사-바이-팔(4 × 8) 또는 팔-바이-팔(8 × 8) 뷰를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 3D 또는 멀티뷰 이미지를 제공하거나 '디스플레이'하도록 구성된다. 변조되고 상이하게 지향된 광빔 중 상이한 것은 다양한 예에 따라 멀티뷰 이미지와 연관된 상이한 '뷰'의 개별 픽셀에 대응할 수 있다. 상이한 뷰는 예를 들어 멀티뷰 디스플레이에 의해 디스플레이되는 멀티뷰 이미지에 '글라스 프리'(예를 들어 무안경식(autostereoscopic)) 표현을 제공될 수 있다.
도 8은 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 디스플레이(200)의 블록도를 일례로 나타낸다. 다양한 실시형태에 따라, 멀티뷰 디스플레이(200)는 상이한 뷰 방향에서의 상이한 뷰에 따라 멀티뷰 디스플레이를 디스플레이하도록 구성된다. 특히, 멀티뷰 디스플레이(200)에 의해 방출된 변조 광빔(202)은 멀티뷰 이미지를 디스플레이하는데 사용되고 상이한 뷰의 픽셀(즉, 뷰 픽셀)에 대응할 수 있다. 변조 광빔(202)은 도 8의 멀티뷰 픽셀(210)로부터 나오는 화살로 나타낸다. 방출 변조된 광빔(202)의 화살표에 점선이 사용되어 제한이 아닌 예로써 그 변조를 강조한다.
도 8에 나타낸 멀티뷰 디스플레이(200)는 멀티뷰 픽셀(210)의 어레이를 포함한다. 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)은 멀티뷰 디스플레이(200)의 복수의 상이한 뷰를 제공하도록 구성된다. 다양한 실시형태에 따르면, 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)은 복수의 광빔(204)을 변조하고 방출된 변조 광빔(202)을 생성하도록 구성된 복수의 서브-픽셀을 포함한다. 일부 실시형태에서, 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)은 회절성 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 상술한 서브-픽셀(106')의 세트를 포함하는 멀티뷰 픽셀(106)와 실질적으로 유사하다. 또한, 일부 실시형태에서, 멀티뷰 픽셀(210)은 회절성 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 상술한 광 밸브(108)의 어레이의 광 밸브(108)의 세트와 실질적으로 유사하다. 특히, 멀티뷰 픽셀(210)의 서브-픽셀은 상술한 광 밸브(108)와 실질적으로 유사하다. 즉, 멀티뷰 디스플레이(200)의 멀티뷰 픽셀(210)은 광 밸브의 세트(예를 들어, 광 밸브(108)의 세트)를 포함할 수 있고, 멀티뷰 픽셀(210)의 서브-픽셀은 세트의 광 밸브(예를 들어, 단일 광 밸브(108))를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광 가이드(220)를 더 포함한다. 광 가이드(220)는 광을 안내하도록 구성된다. 광은, 다양한 실시형태에서, 내부 전반사에 따라, 예를 들어, 안내된 광빔으로 안내될 수 있다. 예를 들어, 광 가이드(220)는 그 광 입력 에지로부터의 광을 안내 광빔으로 안내하도록 구성된 판 광 가이드일 수 있다. 일부 실시형태에서, 멀티뷰 디스플레이(200)의 광 가이드(220)는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
다양한 실시형태에 따르면, 도 8에 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 회절성 멀티빔 소자(230)의 어레이를 더 포함한다. 어레이의 각각의 회절성 멀티빔 소자(230)는 복수의 광빔(204)을 대응하는 멀티뷰 픽셀(210)에 제공하도록 구성된 복수의 회절 격자를 포함한다. 특히, 복수의 회절 격자는 광 가이드로부터의 안내 광의 일 부분을 복수의 광빔(204)으로서 회절성으로 커플링하도록 구성된다. 광빔 복수의 광빔(204)은 서로 상이한 주 각도 방향을 갖는다. 특히, 광빔(204)의 상이한 주 각도 방향은 다양한 실시형태에 따라, 멀티뷰 디스플레이(200)의 상이한 뷰 중 각각의 뷰의 상이한 뷰 방향에 대응한다.
또한, 다양한 실시형태에 따라, 회절성 멀티빔 소자 어레이의 회절성 멀티빔 소자(230)의 크기는, 멀티뷰 픽셀(210)에서의 서브-픽셀 복수의 서브-픽셀의 크기에 필적한다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자(230)의 크기는 일부 실시형태에서 서브-픽셀 크기의 절반보다 크고 서브-픽셀 크기의 두 배보다 작을 수 있다. 또한, 회절성 멀티빔 소자 어레이의 회절성 멀티빔 소자(230) 사이의 소자간 거리는 일부 실시형태에 따라, 멀티뷰 픽셀 어레이의 멀티뷰 픽셀(210) 사이의 픽셀간 거리에 대응할 수 있다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자(230) 사이의 소자간 거리는 멀티뷰 픽셀(210) 사이의 픽셀간 거리와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 예에서, 회절성 멀티빔 소자(230) 사이의 소자간 거리 및 멀티뷰 픽셀(210) 사이의 대응하는 픽셀간 거리는 중심 대 중심 거리 또는 공간 또는 거리의 등가 측정치로서 정의될 수 있다.
또한, 멀티뷰 픽셀 어레이의 멀티뷰 픽셀(210)과 회절성 멀티빔 소자 어레이의 회절성 멀티빔 소자(230) 사이에는 일대일 대응이 있을 수 있다. 특히, 일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자(230) 사이의 소자간 거리(예를 들어, 중심 대 중심)는 멀티뷰 픽셀(210) 사이의 픽셀간 거리(예를 들어, 중심 대 중심)와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 멀티뷰 픽셀(210)의 각 서브-픽셀은 대응하는 회절성 멀티빔 소자(230)에 의해 제공된 복수의 광빔(204)의 광빔(204) 중 상이한 하나를 변조하도록 구성될 수 있다. 또한, 각각의 멀티뷰 픽셀(210)은 다양한 실시형태에 따라 하나 및 단지 하나의 회절성 멀티빔 소자(230)로부터 광빔(204)을 수신 및 변조하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자 어레이의 회절성 멀티빔 소자(230)는 상술한 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 회절성 멀티빔 소자(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자(230)는 전술한 복수의 회절 격자(122)와 실질적으로 유사한 복수의 회절 격자를 포함할 수 있다. 특히, 회절성 멀티빔 소자(230)는 다양한 실시형태에 따라 광 가이드(220)에 광학적으로 커플링될 수 있고 멀티뷰 픽셀 어레이의 대응하는 멀티뷰 픽셀(210)에 제공된 복수의 광빔(204)으로서 광 가이드로부터의 안내 광의 일 부분을 커플링 아웃하도록 구성될 수 있다.
또한, 일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자(230)의 복수의 회절 격자는 복수의 커플링 아웃된 광빔(204) 중 제 1 광빔을 제공하도록 구성된 제 1 회절 격자 및 복수의 커플링 아웃된 광빔(204) 중 제 2 광빔을 제공하도록 구성된 제 2 회절 격자를 포함할 수 있다. 제 1 광빔 및 제 2 광빔은 이들 실시형태에 따라 서로 상이한 주 각도 방향을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 제 1 회절 격자는 예를 들어 도 6a-도 6b와 관련하여 상술한 바와 같이 회절성 멀티빔 소자(230) 내의 제 2 회절 격자로부터 독립적이며 제 2 회절 격자에 인접한다. 다른 실시형태에서, 제 1 및 제 2 회절 격자는 예를 들어 도 5a-도 5c와 관련하여 상술한 바와 같이 실질적으로 동연일 수 있다(예를 들어, 서로 겹쳐지거나 서로 인터리브된다).
(도 8에 도시되지 않은) 이들 실시형태의 일부에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광원을 더 포함할 수 있다. 광원은 예를 들면 비-제로 전파 각도로 광을 광 가이드(220)에 제공하도록 구성될 수 있고, 일부 실시형태에서는 시준 팩터에 따라 시준되어 광 가이드(220) 내의 안내 광의 미리 결정된 각도 확산을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에 따라, 광원은 회절성 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광원(130)과 실질적으로 유사할 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 광원이 채용될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 광원은 광 가이드(220)에 광을 제공하기 위해 광 가이드(220)의 2 개의 상이한 에지 또는 단부(예를 들어, 대향 단부)에서 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)를 포함한다.
본원에 기재된 원리의 다른 실시형태에 따라, 멀티뷰 백라이트 동작 방법이 제공된다. 도 9는 본원에 기재된 원리에 부합하는 실시형태에 따른 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)의 흐름도를 일례로 나타낸다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 광 가이드의 길이에 따라 안내(310)하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태에서, 광은 비제로 전파 각도에서 안내될 수 있다(310). 또한, 안내 광은 시준될 수 있고, 예를 들어 미리 결정된 시준 팩터에 따라 시준될 수 있다. 일부 실시형태에 따라, 광 가이드는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)와 관련하여 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 광은 다양한 실시형태에 따라 광 가이드 내의 내부 전반사에 따라 안내될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 회절성 멀티빔 소자의 어레이를 사용하여 광 가이드로부터의 안내 광의 일 부분을 회절성으로 커플링 아웃하여(320) 서로 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 커플링 아웃된 광빔을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 커플링 아웃된 광빔의 주 각도 방향은 멀티뷰 디스플레이의 각각의 뷰 방향에 대응한다. 다양한 실시형태에 따르면, 회절성 멀티빔 소자의 크기는 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀의 크기에 필적할 수 있다. 예를 들어, 회절성 멀티빔 소자는 서브-픽셀 크기의 절반보다 크고 서브-픽셀 크기의 두 배보다 작을 수 있다. 또한, 어레이의 회절성 멀티빔 소자는 다양한 실시형태에 따라 복수의 회절 격자를 포함한다.
일부 실시형태에서, 회절성 멀티빔 소자는 상술한 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 회절성 멀티빔 소자(120)와 실질적으로 유사하다. 특히, 회절성 멀티빔 소자의 복수의 회절 격자는 상술한 복수의 회절 격자(122)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 회절성 멀티빔 소자의 복수의 회절 격자는, 커플링 아웃되는 (320) 복수의 광빔의 제 1 광빔을 제공하도록 구성된 제 1 회절 격자 및 커플링 아웃되는 (320) 복수의 광빔의 제 2 광빔을 제공하도록 구성된 제 2 회절 격자를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 광빔은 다양한 실시형태에 따라 서로 상이한 주 각도 방향을 갖는다. 회절성 멀티빔 소자의 복수의 회절 격자는 제 3 회절 격자, 제 4 회절 격자 등을 더 포함할 수 있다.
(도시되지 않은) 일부 실시형태에서, 멀티뷰 백라이트 동작 방법은 광원을 사용하여 광 가이드에 광을 제공하는 단계를 더 포함한다. 제공된 광은 광 가이드 내에서 비-제로 전파 각도를 가지는 것 및 시준 팩터에 따라 광 가이드 내에서 시준되어 광 가이드 내의 안내 광의 미리 결정된 각도 확산을 제공하는 것 중 하나 또는 둘 다를 할 수 있다. 일부 실시형태에서, 광원은 상술한 회절성 멀티뷰 백라이트(100)의 광원과 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시형태에서, 멀티뷰 백라이트 동작 방법(300)은 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀로 구성된 광 밸브를 사용하여 회절성 멀티빔 소자로부터 커플링 아웃된 광빔을 변조하는 단계(330)를 더 포함한다. 일부 실시형태에 따르면, 복수의 광 밸브 또는 광 밸브의 어레이는 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀에 대응한다. 즉, 광 밸브는 예를 들어 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀 사이의 중심 대 중심 간격에 필적하는 크기 또는 서브-픽셀의 크기에 필적하는 크기를 가질 수 있다. 일부 실시형태에 따라, 복수의 광 밸브는 회절성 멀티뷰 백라이트(100)에 대해 도 3a-도 3c와 관련하여 전술한 광 밸브(108)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 광 밸브의 상이한 세트는 상술한 바와 같이 제 1 및 제 2 광 밸브 세트(108a, 108b)가 상이한 멀티뷰 픽셀(106)에 대응하는 것과 유사한 방식으로 상이한 멀티뷰 픽셀에 대응할 수 있다. 또한, 광 밸브 어레이의 개별 광 밸브는, 상술한 광 밸브(108)이 도 3a-도 3c의 상기 언급된 논의에서 서브-픽셀(106')에 대응하기 때문에 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀에 대응할 수 있다.
이로써, 멀티뷰 이미지의 복수의 상이한 뷰에 대응하는 광빔을 제공하기 위해 회절성 멀티빔 소자를 채용하는, 회절성 멀티뷰 백라이트, 멀티뷰 백라이트 동작 방법 및 멀티뷰 디스플레이의 예 및 실시형태가 설명되었다. 회절성 멀티빔 소자는 복수의 회절 격자를 포함하고 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀에 크기가 필적한다. 위에 기재된 예는 본원에 기재된 원리를 나타내는 많은 구체적 예의 일부를 단지 예시하는 것임을 이해해야 한다. 명백히, 당업자는 다음 청구항에 의해 정의된 범위에서 벗어나지 않고도 많은 다른 배열들을 쉽게 생각해 낼 수 있다.

Claims (25)

  1. 회절성 멀티뷰 백라이트로서,
    광 가이드의 길이를 따라 전파 방향으로 광을 안내하도록 구성된 상기 광 가이드; 및
    상기 광 가이드의 길이를 따라 서로 이격된 회절성 멀티빔 소자들의 어레이를 포함하고,
    상기 어레이의 회절성 멀티빔 소자는 멀티뷰 픽셀들을 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 각각의 뷰 방향들에 대응되는 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 커플링 아웃된 광빔들로서 안내 광의 일 부분을 상기 광 가이드로부터 커플링 아웃시키도록 구성된 복수의 회절 격자들을 포함하며,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 크기는 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 내의 서브-픽셀의 크기의 50% 내지 200% 사이인,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이의 상기 회절성 멀티빔 소자들은 상기 회절성 멀티빔 소자들에 대응되는 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀들에 일대일로 대응되는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이의 한 쌍의 회절성 멀티빔 소자들 사이의 소자간 거리는 대응되는 한 쌍의 멀티뷰 픽셀들 사이의 픽셀간 거리와 동일한,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 형상은 상기 멀티뷰 픽셀의 형상과 유사한,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절성 멀티빔 소자는 상기 광 가이드의 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나에 위치되고,
    상기 회절성 멀티빔 소자는 상기 제 1 표면을 통해 상기 안내 광의 상기 일 부분을 커플링 아웃시키도록 구성되는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 상기 복수의 회절 격자들은 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들 중 제 1 광빔을 제공하도록 구성된 제 1 회절 격자 및 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들 중 제 2 광빔을 제공하도록 구성된 제 2 회절 격자를 포함하며,
    상기 제 1 광빔 및 상기 제 2 광빔은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 격자 및 상기 제 2 회절 격자의 적어도 일 부분은 동일한 영역 상에서 연장되는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 격자는 상기 회절성 멀티빔 소자 내의 상기 제 2 회절 격자로부터 독립적이며 상기 제 2 회절 격자에 인접하는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 회절 격자 내의 회절 격자들의 밀도는 상기 어레이의 각각의 상이한 회절성 멀티빔 소자들마다 상이하고,
    상이한 밀도들은 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들의 상대 강도를 제어하도록 구성되는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가이드의 입력에 광학적으로 커플링되는 광원을 더 포함하고,
    상기 광원은 상기 광 가이드에 상기 광을 제공하도록 구성되며,
    상기 안내 광은 비제로 전파 각도를 갖거나, 미리 결정된 시준 팩터에 따라 시준되거나, 상기 미리 결정된 시준 팩터에 따라 시준되고 상기 비제로 전파 각도를 갖는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 가이드 및 상기 회절성 멀티빔 소자 어레이의 조합은 상기 안내 광의 전파 방향에 직교하는 방향으로 상기 광 가이드를 통해 광학적으로 투명하도록 구성되는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  13. 제 1 항에 기재된 회절성 멀티뷰 백라이트를 포함하는 멀티뷰 디스플레이로서,
    상기 멀티뷰 디스플레이는 상기 커플링 아웃된 복수의 광빔들의 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이를 더 포함하고,
    상기 광 밸브 어레이의 광 밸브는 상기 서브-픽셀에 대응되고,
    상기 광 밸브 어레이의 광 밸브들의 세트는 상기 멀티뷰 디스플레이의 상기 멀티뷰 픽셀에 대응되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  14. 멀티뷰 디스플레이로서,
    멀티뷰 픽셀이 대응되는 복수의 커플링 아웃된 광빔들을 변조하도록 구성된 복수의 서브-픽셀들을 포함하는, 상기 멀티뷰 디스플레이의 복수의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 멀티뷰 픽셀들의 어레이;
    광을 안내하도록 구성된 광 가이드; 및
    회절성 멀티빔 소자들의 어레이를 포함하고,
    상기 소자 어레이의 회절성 멀티빔 소자는 상기 복수의 서브-픽셀들에 대응되는 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들로서 상기 안내 광의 일 부분을 회절성으로 커플링 아웃시키도록 구성된 복수의 회절 격자들을 포함하고,
    상기 커플링 아웃된 광빔들은 상기 멀티뷰 디스플레이의 상기 복수의 상이한 뷰들의 각각의 상이한 뷰의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 주 각도 방향들을 가지며,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 크기는 복수의 서브-픽셀들의 서브-픽셀의 크기의 50% 내지 200% 사이인,
    멀티뷰 디스플레이.
  15. 삭제
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 상기 복수의 회절 격자들은 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들 중 제 1 광빔을 제공하도록 구성된 제 1 회절 격자 및 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들 중 제 2 광빔을 제공하도록 구성된 제 2 회절 격자를 포함하며,
    상기 제 1 광빔 및 상기 제 2 광빔은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는,
    멀티뷰 디스플레이.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 회절 격자는 상기 회절성 멀티빔 소자 내의 상기 제 2 회절 격자로부터 독립적이며 상기 제 2 회절 격자에 인접하는,
    멀티뷰 디스플레이.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 광 가이드에 광을 제공하도록 구성된 광원을 더 포함하고,
    상기 안내 광은 비제로 전파 각도를 가지며 상기 광 가이드 내에서 상기 안내 광의 미리 결정된 각도 확산을 제공하기 위하여 시준 팩터에 따라 시준되는,
    멀티뷰 디스플레이.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 픽셀 어레이의 상기 멀티뷰 픽셀은 광 밸브들의 세트를 포함하고,
    상기 멀티뷰 픽셀의 서브-픽셀은 상기 광 밸브들의 세트의 광 밸브를 포함하는,
    멀티뷰 디스플레이.
  20. 멀티뷰 백라이트 동작 방법으로서,
    광 가이드의 길이를 따라 전파 방향으로 광을 안내하는 단계; 및
    회절성 멀티빔 소자들의 어레이를 사용하여 상기 광 가이드로부터 안내 광의 일 부분을 회절성으로 커플링 아웃하여 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 커플링 아웃된 광빔들을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 어레이의 회절성 멀티빔 소자는 복수의 회절 격자들을 포함하고,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 크기는 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 내의 서브-픽셀의 크기의 50% 내지 200% 사이인,
    멀티뷰 백라이트 동작 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 상기 복수의 회절 격자들은 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들 중 제 1 광빔을 제공하도록 구성된 제 1 회절 격자 및 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들 중 제 2 광빔을 제공하도록 구성된 제 2 회절 격자를 포함하며,
    상기 제 1 광빔 및 상기 제 2 광빔은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는,
    멀티뷰 백라이트 동작 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    광원을 이용하여 상기 광 가이드에 광을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    제공된 상기 광은 상기 광 가이드 내에서 비제로 전파 각도를 갖거나, 상기 안내 광의 미리 결정된 각도 확산을 제공하기 위하여 시준 팩터에 따라 시준되거나, 상기 광 가이드 내에서 상기 비제로 전파 각도를 가지며 상기 안내 광의 상기 미리 결정된 각도 확산을 제공하기 위하여 상기 시준 팩터에 따라 시준되는 안내 광인,
    멀티뷰 백라이트 동작 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 디스플레이의 상기 멀티뷰 픽셀로 구성된 복수의 광 밸브들을 사용하여 상기 복수의 커플링 아웃된 광빔들을 변조하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 광 밸브들의 광 밸브는 상기 멀티뷰 픽셀의 상기 서브-픽셀에 대응되는,
    멀티뷰 백라이트 동작 방법.
  24. 회절성 멀티뷰 백라이트로서,
    광 가이드의 길이를 따라 전파 방향으로 광을 안내하도록 구성된 상기 광 가이드; 및
    상기 광 가이드의 길이를 따라 서로 이격된 회절성 멀티빔 소자들의 어레이를 포함하고,
    상기 어레이의 회절성 멀티빔 소자는 멀티뷰 픽셀들을 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향들 각각에 대응되는 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 커플링 아웃된 광빔들로서 안내 광의 일 부분을 상기 광 가이드로부터 커플링 아웃시키도록 구성된 복수의 회절 격자들을 포함하며,
    상기 멀티뷰 픽셀들의 멀티뷰 픽셀 내의 복수의 서브-픽셀들은 상기 뷰 방향들 중 상이한 뷰 방향들에 대응되는,
    회절성 멀티뷰 백라이트.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 회절성 멀티빔 소자의 크기 및 상기 복수의 서브-픽셀들의 서브-픽셀의 크기는 상기 뷰 방향들에 대응되는 뷰들 간의 오버랩되는 면적 및 상기 뷰들 간의 어두운 존의 면적 중 적어도 하나가 고려되어 선택되는
    회절성 멀티뷰 백라이트.
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