KR102262156B1 - 이중 표면 시준기, 및 이중 표면 시준기를 이용한 격자-기반의 백라이팅을 이용하는 3ｄ 전자 디스플레이 - Google Patents

이중 표면 시준기, 및 이중 표면 시준기를 이용한 격자-기반의 백라이팅을 이용하는 3ｄ 전자 디스플레이 Download PDF

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Abstract

이중-방향 시준 및 이중 표면 시준기는 비-제로 전파 각에서 이중-방향 시준된 광을 제공한다. 이중 표면 시준기는 입사 표면 및 반사기 표면을 포함하고, 각각은 굴곡진 형상을 갖는다. 입사 표면은 입사광을 굴절하도록 구성되고, 반사기 표면은 굴절된 광을 다시 입사 표면쪽으로 반사하도록 구성된다. 입사 표면은 내부 전반사에 의해 반사된 광을 출력 애퍼처쪽으로 재 반사하도록 추가로 구성된다. 조합하는 입사 및 반사기 표면들의 굴곡진 형상들 및 상대 배향은 입사광을, 비-제로 전파 각을 갖는 이중-방향 시준된 광으로 변한하도록 구성된다. 3차원(3D) 디스플레이는 디스플레이의 상이한 3D 뷰에 대응하는 복수의 광 빔들을 제공하기 위해 이중 표면 시준기, 플레이트 광 가이드 및 다중 빔 회절 격자들의 어레이를 포함한다.

Description

이중 표면 시준기, 및 이중 표면 시준기를 이용한 격자-기반의 백라이팅을 이용하는 3Ｄ 전자 디스플레이
본 출원은 2015년 9월 5일에 출원한 미국 가특허 출원 번호 62/214,975의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고용으로 병합된다.
전자 디스플레이들은 다양한 디바이스들 및 제품들의 사용자들에게 정보를 전달하기 위한 거의 유비쿼터스 매체이다. 가장 공통적으로 발견된 전자 디바이스들 중에는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전자 발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동 디스플레이(EP), 및 전자 기계 또는 전기 유체 광 변조를 이용하는 다양한 디스플레이들(예를 들어, 디지털 마이크로미러 디바이스, 전자 습식 디스플레이, 등)이 있다. 일반적으로, 전자 디스플레이들은 능동 디스플레이들(즉, 광을 방출하는 디스플레이들) 또는 수동 디스플레이들(즉, 다른 소스에 의해 제공된 광을 변조하는 디스플레이들) 중 어느 하나로서 카테고리화될 수 있다. 능동 디스플레이들의 가장 명백한 예들 중에는 CRT, PDP, 및 OLED/AMOLED가 있다. 일반적으로 방출된 광을 고려할 때 수동으로서 분류되는 디스플레이들은 LCD 및 EP 디스플레이들이다. 수동 디스플레이들은 종종 고유하게 저전력 소모를 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 매력적인 성능 특징들을 나타내면서, 광을 방출할 수 있는 능력의 부족이 주어진 많은 실용적인 응용들에서 약간 제한된 사용을 발견할 수 있다.
광 방출과 연관된 수동 디스플레이들의 응용성 제한들을 해결하기 위해, 많은 수동 디스플레이들은 외부 광원에 결합(couple)된다. 결합된(coupled) 광원은, 이들 다른 방식의 수동 디스플레이들이 광을 방출하도록 하고, 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하도록 할 수 있다. 그러한 결합된(coupled) 광원들의 예들은 백라이트가 있다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 다른 방식의 수동 디스플레이 뒤에 위치되는 광원(종종 소위 '패널' 광원이라 불림)이다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합(couple)될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 백라이트에 의해 방출된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 그런 후에 다시 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 종종 백라이트는 백색 광을 방출하도록 구성된다. 컬러 필터들은 그런 후에 백색 광을 디스플레이에 사용된 다양한 컬러들로 변형하는데 사용된다. 컬러 필터들은 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이(덜 보편적인)의 출력에 위치될 수 있거나, 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 위치될 수 있다.
본 명세서에 기재된 원리들에 따른 예들 및 실시예들의 다양한 특징들은, 유사한 도면 부호들이 유사한 구조적 요소들을 나타내는 첨부 도면들과 연계하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 본 명세서에 기재된 원리들의 예에 따라 특정한 주요 각 방향을 갖는 광빔의 각 성분들{θ,φ}의 그래프.
도 2는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 이중 표면 시준기의 단면도.
도 3은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 굴곡진 입사 표면을 포함하는 이중 표면 시준기의 부분의 단면도.
도 4a는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 백라이트를 위에서 본 평면도.
도 4b는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 백라이트의 단면도.
도 4c는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처(aperture)와 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처 사이의 정렬의 단면도.
도 4d는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처와 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처 사이의 정렬의 단면도.
도 5a는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 다중 빔 회절 격자를 갖는 백라이트의 부분의 단면도.
도 5b는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 다른 실시예에 따라, 예에서의 다중 빔 회절 격자를 갖는 백라이트의 부분의 단면도.
도 5c는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 다중 빔 회절 격자를 포함하는 도 5a 또는 도 5b 중 어느 하나의 백라이트 부분의 사시도.
도 6은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 3차원(3D) 전자 디스플레이의 블록도.
도 7은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 이중-방향 광 시준 방법의 흐름도.
도 8은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 3D 전자 디스플레이 동작 방법의 흐름도.
특정한 예들은 위에서 인용된 도면들에 도시된 특징들 외에도 및 이를 대신한 것 중의 하나인 다른 특징들을 갖는다. 이들 및 다른 특징들은 위에서 인용된 도면들을 참조하여 아래에 상세히 기재된다.
본 명세서에 기재된 원리들에 따른 실시예들 및 예들은 이중-방향 시준, 및 이중-방향 시준을 이용하는 디스플레이 백라이팅을 제공한다. 특히, 본 명세서에 기재된 원리들의 실시예들은 굴곡진 입사 표면(entrance surface) 및 굴곡진 반사 표면 모두를 갖는 시준기를 이용하여 이중-방향 광 시준을 제공한다. 이와 같이, 시준기는 '이중 표면' 시준기로서 본 명세서에 언급된다. 이중 표면 시준기에 들어가는 광은 굴곡진 입사 표면에서 굴절되고, 굴곡진 반사 표면에서 굴곡진 입사 표면쪽으로 재 반사된다. 반사된 광은 굴곡진 입사 표면에서의 내부 전반사에 의해 더 반사되거나 '재-반사'된다. 굴곡진 입사 표면과 굴곡진 반사 표면 각각의 굴곡진 형상에 따른 광의 굴절, 반사 및 재-반사는 이중 표면 시준기의 출력부에서 이중 표면 시준기에 들어가는 광을 이중-방향 시준된 광으로 변환하거나 변형하도록 조합한다. 더욱이, 본 명세서에 기재된 이중-방향 시준은 수직 방향에 대응하는 수직 평면에서, 또는 동등하게 수평 평면에 대해 미리 결정된 비-제로(non-zero) 전파 각을 갖는 이중-방향 시준된 광을 제공할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 광원(예를 들어, 복수의 LED)으로부터의 광은 이중-방향 시준을 위해 굴곡진 입사 표면에서 이중 표면 시준기에 결합(couple)될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기로부터의 이중-방향 시준된 광은 전자 디스플레이에 사용된 백라이트의 광 가이드(예를 들어, 플레이트 광 가이드)에 결합(couple)될 수 있다. 예를 들어, 백라이트는 다중 빔 회절 격자를 갖는 격자-기반의 백라이트를 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 격자-기반의 백라이트일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전자 디스플레이는 3D 정보를 디스플레이하는데 사용된 3차원(3D) 전자 디스플레이, 예를 들어 오토스테레오스코픽(autostereoscopic) 또는 '무안경식(glasses free)' 3D 전자 디스플레이일 수 있다.
특히, 3D 전자 디스플레이는 다중 빔 회절 격자들의 어레이를 갖는 격자-기반의 백라이트를 이용할 수 있다. 다중 빔 회절 격자들은 광 가이드로부터 광을 결합(couple)하고, 3D 전자 디스플레이의 픽셀들에 대응하는 결합된(coupled-out) 광 빔들을 제공하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 결합된(coupled-out) 광 빔들은 서로 상이한 주요(principal) 각 방향들을 가질 수 있다(또한 '차등 있게 향하는 광 빔들'로서 언급됨). 몇몇 실시예들에 따라, 다중 빔 회절 격자에 의해 발생된 이들 차등 있게 향하는 광 빔들은 변조되고, 3D 정보를 디스플레이하기 위해 '무안경식' 3D 전자 디스플레이의 3D 뷰들(views)에 대응하는 3D 픽셀들로서 작용할 수 있다. 이들 실시예들에서, 이중 표면 시준기에 의해 제공된 이중-방향 시준은 광 가이드 내에서 실질적으로 균일한{스트리핑(striping) 없이} 출력 이중-방향 시준된 광을 발생하는데 사용될 수 있다. 다시 돌아가면, 본 명세서에 기재된 원리들에 따라, 다중 빔 회절 격자들의 균일한 조명이 제공될 수 있다.
여기서, '광 가이드'는 내부 전반사를 이용하는 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수 있다. '광 가이드'라는 용어는 일반적으로 광 가이드의 유전 물질과, 그러한 광 가이드를 둘러싸는 물질 또는 매질 사이의 경계면에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학 도파관을 언급한다. 정의에 의해, 내부 전반사에 대한 상태는, 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 물질의 표면에 인접한 주위의 매질의 굴절률보다 크다는 것이다. 몇몇 실시예들에서, 광 가이드는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 더하여 또는 그 대신에 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 예를 들어, 반사 코팅일 수 있다. 광 가이드는 플레이트 또는 슬라브(slab) 가이드 및 스트립 가이드 중 하나 또는 양쪽 모두를 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 임의의 여러 광 가이드들일 수 있다.
본 명세서에서 추가로, '플레이트 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '플레이트'라는 용어는 구간적으로(piece-wise) 또는 차등 있게 평면 층 또는 시트로서 정의되고, 이것은 종종 '슬라브' 가이드로 언급된다. 특히, 플레이트 광 가이드는 광 가이드의 상부 표면 및 하부 표면(즉, 대항 표면들)에 의해 경계진 2개의 실질적으로 직교 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 추가로, 본 명세서에서 정의에 의해, 상부 및 하부 표면들은 모두 서로 분리되고, 적어도 차등 관점에서 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 플레이트 광 가이드의 임의의 차등 있게 작은 영역 내에서, 상부 및 하부 표면들은 실질적으로 평행하거나 동일 평면에 있다.
몇몇 실시예들에서, 플레이트 광 가이드는 실질적으로 평평할 수 있고(즉, 평면에 한정), 그래서 플레이트 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 실시예들에서, 플레이트 광 가이드는 하나 또는 2개의 직교 치수들에서 굴곡질 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드는 원통형 형상의 플레이트 광 가이드를 형성하기 위해 단일 치수에서 굴곡질 수 있다. 하지만, 임의의 곡률은, 내부 전반사가 광을 안내하기 위해 플레이트 광 가이드 내에서 유지되는 것을 보장하기 위해 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따라, 회절 격자(예를 들어, 다중 빔 회절 격자)는 광 빔으로서 광 가이드(예를 들어, 플레이트 광 가이드)로부터 광을 산란하거나 결합(couple out)하도록 이용될 수 있다. 여기서, '회절 격자'는 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 특징부들(features)(즉, 회절 특징부들)로서 정의된다. 몇몇 예들에서, 복수의 특징부들은 주기적 또는 의사-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자의 복수의 특징부들(예를 들어, 물질 표면에서의 복수의 그루브들)은 1차원(1-D) 어레이로 배열될 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 2차원(2-D) 어레이로 배열될 수 있다. 회절 격자는 예를 들어 물질 표면 상의 범프들 또는 물질 표면에서의 구멍들의 2-D 어레이일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본 명세서에서의 정의에 의해, '회절 격자'는 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조이다. 광이 광 가이드로부터 회절 격자 상에 입사하면, 제공된 회절 또는 회절 산란이 초래될 수 있어서, 회절 격자가 회절에 의해 광 가이드로부터 광을 결합(couple out)할 수 있다는 점에서 '회절 결합(diffractive coupling)'으로 언급될 수 있다. 회절 격자는 또한 회절(즉, 회절 각에서)에 의한 광의 각도를 방향 전환(redirects)하거나 변화시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광(즉, 회절된 광)은 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광(즉, 입사 광)의 전파 방향과 상이한 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향에서의 변화는 본 명세서에서 '회절 방향 전환(diffractive redirection)'으로 언급된다. 여기서, 회절 격자는 회절 격자 상에 입사하는 광을 회절하게(diffractively) 방향 전환하는 회절 특징부들을 포함하는 구조인 것으로 이해될 수 있고, 광이 광 가이드로부터 입사되면, 회절 격자는 또한 광 가이드로부터 광을 회절하게(diffractively) 결합(couple out)할 수 있다.
더욱이, 본 명세서에서의 정의에 의해, 회절 격자의 특징부들은 '회절 특징부들'로서 언급되고, 표면에서, 표면 안에서 그리고 표면 상에서 중 하나 이상에 있을 수 있다(즉, '표면'은 2개의 물질들 사이의 경계로 언급된다). 표면은 플레이트 광 가이드의 표면일 수 있다. 회절 특징부들은 그루브들, 리지들(ridges), 구멍들 및 범프들 중 하나 이상을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 광을 회절하는 임의의 다양한 구조들을 포함할 수 있고, 이들 구조들은 표면에서, 표면 안에서 그리고 표면 상에서 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 물질 표면에서 복수의 평행한 그루브들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 물질 표면으로부터 융기(rising)하는 복수의 평행한 리지들을 포함할 수 있다. 회절 특징부들(그루브들, 리지들, 구멍들, 범프들 등에 관계없이)은 사인 곡선형 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 2진 회절 격자), 삼각형 프로파일, 및 톱니형 프로파일{예를 들어, 블레이즈드 격자(blazed grating)}을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 회절을 제공하는 임의의 다양한 단면 형상 또는 프로파일들을 가질 수 있다.
본 명세서에서의 정의에 의해, '다중 빔 회절 격자'는 복수의 광 빔을 포함하는 결합된(coupled-out) 광을 발생하는 회절 격자이다. 추가로, 다중 빔 회절 격자에 의해 발생된 복수의 광 빔들은 본 명세서에서의 정의에 의해 서로 상이한 주요 각 방향들을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 복수의 광 빔은 다중 빔 회절 격자에 의해 입사 광의 회절 결합(diffractive coupling) 및 회절 방향 전환의 결과로서 복수의 광 빔의 다른 광 빔과 상이한 미리 결정된 주요 각 방향을 갖는다. 복수의 광 빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 광 빔은 8개의 상이한 주요 각 방향들을 갖는 8개의 광 빔들을 포함할 수 있다. 조합한 8개의 광 빔들(즉, 복수의 광 빔)은 예를 들어, 광 필드를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 다양한 광 빔들의 상이한 주요 각 방향들은 다중 빔 회절 격자 상에 입사하는 광의 전파 방향에 대해 각각의 광 빔들의 원점에서의 다중 빔 회절 격자의 회절 특징부들의 배향(orientation) 또는 회전과 격자 피치 또는 간격(spacing)의 조합에 의해 결정된다.
특히, 다중 빔 회절 격자에 의해 발생된 광 빔은 본 명세서에서의 정의에 의해 각 성분{θ, φ}에 의해 주어진 주요 각 방향을 갖는다. 각 성분(θ)은 본 명세서에서 광 빔의 '앙각(elevation angle) 성분' 또는 '앙각'으로서 언급된다. 정의에 의해, 각 성분(φ)은 광 빔의 '방위각 성분' 또는 '방위각'으로서 언급된다. 정의에 의해, 앙각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 다중 빔 회절 격자의 평면에 수직인)에서의 각도인 한편, 방위각(φ)은 수평 평면(예를 들어, 다중 빔 회절 격자 평면에 평행한)에서의 각도이다. 도 1은 본 명세서에 기재된 원리들의 예에 따라 특정한 주요 각 방향을 갖는 광 빔(10)의 각 성분{θ, φ}을 도시한다. 더욱이, 광 빔(10)은 본 명세서에서의 정의에 의해 특정한 지점으로부터 방출되거나 발산된다. 즉, 정의에 의해, 광 빔(10)은 다중 빔 회절 격자 내의 특정한 원점과 연관된 중심 광선을 갖는다. 도 1은 또한 광 빔의 원점(O)을 도시한다. 입사 광의 전파 방향의 예는 원점(O)쪽으로 향하는 실선의 화살표(12)를 이용하여 도 1에 도시된다.
다양한 실시예들에 따라, 다중 빔 회절 격자와 그 특징부들(즉, 회절 특징부들)의 특징들은 하나 이상의 광 빔에 대해 다중 빔 회절 격자의 파장 또는 컬러 선택도와 광 빔들의 각 지향성 중 하나 또는 양쪽 모두를 제어하는데 사용될 수 있다. 각 지향성 및 파장 선택도를 제어하는데 사용될 수 있는 특징들은 격자 길이, 격자 피치(특징부 간격), 특징부들의 형상, 특징부들의 크기(예를 들어, 그루브 폭 또는 리지 폭), 및 격자의 배향을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는다. 몇몇 예들에서, 제어에 사용된 다양한 특징들은 광 빔의 원점 근처에 국부적인 특징들일 수 있다.
추가로 본 명세서에 기재된 다양한 실시예들에 따라, 회절 격자(예를 들어, 다중 빔 회절 격자)에 의해 광 가이드로부터 결합된(coupled out) 광은 전자 디스플레이의 픽셀을 나타낸다. 특히, 상이한 주요 각 방향들을 갖는 복수의 광 빔들을 발생시키기 위해 다중 빔 회절 격자를 갖는 광 가이드는 '무안경식' 3차원(3D) 전자 디스플레이(또한, 다중 뷰 또는 '홀로그래픽' 전자 디스플레이 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이로 언급됨)와 같지만, 여기에 제한되지 않는 전자 디스플레이의 백라이트의 부분일 수 있거나, 이러한 전자 디스플레이와 연계하여 사용될 수 있다. 이와 같이, 다중 빔 회절 격자를 이용하여 광 가이드로부터 안내된 광을 결합(coupling out)함으로써 발생된 차등 있게 향하는 광 빔들은 3D 전자 디스플레이의 '3D 픽셀들'일 수 있거나, 이를 나타낼 수 있다. 추가로, 3D 픽셀들은 3D 전자 디스플레이의 상이한 3D 뷰들 또는 3D 뷰 각도에 대응한다.
여기서, '시준기'는 시준 반사기(예를 들어, 시준 미러)에 의해 반사된 광을 시준하도록 구성되는 굴곡진 형상을 갖는 반사기로서 정의된다. 예를 들어, 시준 반사기는 파라볼라 곡선 또는 형상에 의해 특징지어 지는 반사 표면을 가질 수 있다. 다른 예에서, 시준 반사기는 성형된(shaped) 파라볼라 반사기를 포함할 수 있다. '성형된 파라볼라'에 의해, 성형된 파라볼라 반사기의 굴곡진 반사 표면이 미리 결정된 반사 특징(예를 들어, 시준 정도)을 달성하도록 결정된 방식으로 '진정한' 파라볼라 곡선으로부터 벗어난다는 것을 의미한다. 몇몇 실시예들에서, 시준 반사기는 연속 반사기(즉, 실질적으로 매끄러운 연속 반사 표면을 갖는)일 수 있는 한편, 다른 실시예들에서, 시준 반사기는 광 시준을 제공하는 프레즈넬(Fresnel) 반사기 또는 프레즈넬 미러를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 시준 반사기에 의해 제공된 시준의 양은 실시예마다 미리 결정된 정도 또는 양에서 변할 수 있다. 추가로, 시준 반사기는 2개의 직교 방향들(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 양쪽 모두에서 시준을 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 시준 반사기는 몇몇 실시예들에 따라 2개의 직교 방향들 중 하나 또는 양쪽 모두에서 파라볼라 형상을 포함할 수 있다.
여기서, '광원'은 광원(예를 들어, 광을 방출하는 장치 또는 디바이스)으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화될 때 광을 방출하는 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 광원은 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 광 방출 다이오드, 플라즈마-기반의 광학 이미터, 형광 램프, 백열 램프, 및 사실상 임의의 다른 광원을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 실질적으로 임의의 광원 또는 광학 이미터일 수 있다. 광원에 의해 발생된 광은 컬러를 가질 수 있거나, 특정한 광 파장을 포함할 수 있다. 이와 같이, '상이한 컬러들의 복수의 광원들'은, 광원들 중 적어도 하나가 복수의 광원의 적어도 하나의 다른 광원에 의해 발생된 컬러 또는 광 파장과 상이한 컬러, 또는 동등하게 파장을 갖는 광을 발생시키는 광원들의 세트 또는 그룹으로서 본 명세서에서 명시적으로 정의된다. 더욱이, '상이한 컬러들의 복수의 광원들'은, 복수의 광원들 중 적어도 2개의 광원들이 상이한 컬러 광원들인 한(즉, 적어도 2개의 광원들 사이에서 상이한 광의 컬러를 발생시키는 한) 동일하거나 실질적으로 유사한 컬러의 하나보다 많은 광원을 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서의 정의에 의해, 상이한 컬러들의 복수의 광원들은 광의 제 1 컬러를 발생시키는 제 1 광원과, 광의 제 2 컬러를 발생시키는 제 2 광원을 포함할 수 있고, 여기서 제 2 컬러는 제 1 컬러와 상이하다.
더욱이, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 단수 요소는 특허 분야에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'을 갖도록 의도된다. 예를 들어, '격자'는 하나 이상의 격자들을 의미하고, 이와 같이, '격자'는 본 명세서에서 '격자(들)'를 의미한다. 또한, '상부', '하부', '상위', '하위', '위', '아래', '전면', '후면', '제 1', '제 2', '좌측' 또는 '우측'에 대한 본 명세서에서의 임의의 참조는 본 명세서에서 제한인 것으로 의도되지 않는다. 여기서, '약'이라는 용어는 값에 적용될 때 일반적으로 값을 발생시키는데 사용된 기기의 허용 오차 범위 내를 의미하거나, 달리 명백하게 규정되지 않으면 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미할 수 있다. 추가로, 본 명세서에 사용된 '실질적으로'라는 용어는 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 대부분, 또는 거의 모든, 또는 모든, 또는 범위 내의 양을 의미한다. 더욱이, 본 명세서에서의 예들은 단지 예시적인 것으로 의도되고, 제한에 의해서가 아니라 논의의 목적을 위해 제공된다.
본 명세서에 기재된 원리들의 몇몇 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기가 제공된다. 도 2는 본 명세서에 기재된 원리들의 실시예에 따라, 예에서의 이중 표면 시준기(100)의 단면도를 도시한다. 이중 표면 시준기(100)는 광을 수신하고, 적어도 2개의 상이한 방향으로 또는 적어도 2개의 상이한 방향에 대해 수신된 광을 시준하도록 구성된다. 특히, 수신된 광은 몇몇 실시예들에 따라, 수평 방향 및 수직 방향 모두에서 시준될 수 있다.
특히, 이중 표면 시준기(100)는 광원(104)으로부터 광(102)을 수신하도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(104)은 당야한 실시예들에 따라 이중 표면 시준기(100) 외부에 있다. 몇몇 예들에서, 외부 광원(104)으로부터의 광(102)은 예를 들어, 실질적으로 시준되지 않은 광을 발생하는 광원(104)으로부터 실질적으로 시준되지 않은 광일 수 있다. 다른 예에서, 광(102)은 부분적으로 시준된 광(102)으로서 외부 광원(104)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 광원(104)은 부분적으로 시준된 광(102)을 제공하기 위해 렌즈 또는 다른 시준 수단을 포함할 수 있다. 이와 같이, 이중 표면 시준기(100)에 의해 수신된 광(102)은 시준되지 않거나 부분적으로 시준된 광일 수 있다.
도시된 이중 표면 시준기(100)는 시준된 광(106)을 생성하기 위해, 그리고 시준된 광(106)이 이중 표면 시준기(100)의 출력부 또는 출력 애퍼처(108)에 향하게 하기 위해 아래에 기재된 굴절 및 반사를 이용하여 외부 광원(104)으로부터 수신된 광(102)을 시준하도록 추가로 구성된다. 출력 애퍼처(108)는 또한 이중 표면 시준기(100)의 출력 포트(108), 출력 평면(108), 출력 표면(108) 등으로 언급될 수 있다. 이중 표면 시준기 출력 애퍼처(108)에 제공된 시준된 광(106)은 일반적으로 다양한 실시예들에 따라, 적어도 2 방향으로 시준되거나 적어도 실질적으로 시준된다. 이와 같이, 시준된 광(106)은 '이중-방향' 시준된 광(106)으로 언급될 수 있다.
특히, 본 명세서에서의 정의에 의해, '이중-방향' 시준된 광(106)은 이중-방향 시준된 광(106)의 전파 방향에 일반적으로 직교하는 2개의 방향으로 시준되는 광이다. 추가로, 2개의 시준 방향은 본 명세서에서의 정의에 의해, 상호 직교한다. 예를 들어, 이중-방향 시준된 광(106)은 수평 방향(예를 들어, x-y 평면에 평행한 방향)으로 또는 수평 방향에 대해, 그리고 또한 수직 방향(예를 들어, z-방향)에서 또는 수직 방향에 대해 시준될 수 있다. 이와 같이, 이중 표면 시준기(100)에 의해 제공된 이중-방향 시준된 광(106)은 제한 없이 예로서 수평 방향으로 시준되고 수직 방향으로 시준되거나 동등하게 수평 방향 및 수직 방향 모두에서 시준되는 것으로 언급될 수 있다(예를 들어, 수평 및 수직 방향이 임의의 기준 프레임에 대해 결정될 수 있기 때문이다).
추가로, 다양한 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기(100)는 또한 아래에 추가로 기재되는, 비-제로 전파 각(θ')을 갖는 이중 표면 시준기 출력 애퍼처(108)에서 이중-방향 시준된 광(106)을 제공하도록 추가로 구성된다. 본 명세서에 정의된 바와 같이, '비-제로 전파 각'은 평면(예를 들어, 수평 또는 x-y 평면)에 대한, 또는 동등하게 광 가이드의 표면(예를 들어, 수평 평면에 평행한 표면)에 대한 각이다. 예를 들어, 비-제로 전파 각(θ')은 이중 표면 시준기(100)의 수평 평면에 대한 각일 수 있거나 이러한 수평 평면에 대해 한정될 수 있다. 몇몇 예들에서, 이중-방향 시준된 광(106)의 비-제로 전파 각(θ')은 약 십(10)도 내지 약 오십(50)도일 수 있거나, 몇몇 예들에서, 약 이십(20)도 내지 약 사십(40)도, 또는 약 이십오(25)도 내지 약 삼십오(35)도일 수 있다. 예를 들어, 비-제로 전파 각(θ')은 약 삼십(30)도일 수 있다. 다른 예들에서, 비-제로 전파 각(θ')은 약 20도, 또는 약 25도, 또는 약 35도일 수 있다. 추가로, 몇몇 실시예들에 따라, 비-제로 전파 각(θ')은 아래에 기재된 바와 같이, 0보다 크고, 광 가이드 내의 내부 전반사의 임계각보다 작다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이중 표면 시준기(100)는 굴곡진 형상을 갖는 입사 표면(110)을 포함한다. 굴곡진 입사 표면(110)은 입사 표면(110) 상에 입사하는(즉, 도시된 바와 같이, z-방향으로부터 입사하는) 광을 굴절하도록 구성된다. 특히, 입사 표면(110)은 다양한 실시예들에 따라, 광원(104)으로부터 입사 광(102)을 굴절하도록 구성될 수 있다. 입사 표면(110)에 의해 굴절된 후에, 광은 이중 표면 시준기(100)에서 전파하는 굴절된 광(102')이 된다.
도 2는 입사점(112){즉, 입사 광선에 대응하는 화살표가 입사 표면(110)을 양분하는 지점}에서 입사 표면(110) 상에 입사하는 화살표로서 입사광(102)을 도시한다. 이중 표면 시준기(100)에서 입사점(112)으로부터 전파하는 굴절된 광(102')은 또한 다른 화살표로서 도 2에 도시된다. 도 2에서의 화살표들은 예를 들어, 광(102, 102')의 중심 광선을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 입사광(102)은 입사광(102)의 복수의 광선을 포함하고, 각 광은 상이한 입사각 및 상이한 입사점(112)에서 입사 표면(102) 상에 입사한다. 복수의 입사 광선의 굴절로부터 초래되는 굴절된 광(102')은 입사점(112)으로부터 전파하는 이중 표면 시준기(100) 내의 굴절된 광(102')의 유사한 복수의 광선을 발생한다. 추가로, 입사 표면(110)으로부터 전파하는 각각의 굴절된 광선은 입사 표면(110)의 굴곡진 형상에 의해 결정되는 굴절각과, 대응하는 입사 광선의 입사각을 갖는다.
다양한 실시예들에 따라, 입사 표면(110)은 이중 표면 시준기(100)의 물질의 표면에 형성된 곡선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이중 표면 시준기(100)는 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트 등)와 같지만, 여기에 제한되지 않는 물질을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 입사 표면(110)의 곡선이 형성되는 이중 표면 시준기 물질은 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 등) 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 여기에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예들에서, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상(또는 간단하게 '곡선')은 예를 들어, 굴절된 광(102')으로 이중 표면 시준기(100)의 반사기 표면(120)(아래에 기재됨)을 균일하게 조명하기 위해, 광원(104)으로부터 광(102)을 확산하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상은 복수의 상이한 광원들, 예를 들어, 광의 상이한 컬러들을 발생하는 광원들로부터 입사하는 광을 차등 있게 굴절하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 입사 표면(110)의 곡선은 굴절된 광(102')을 부분적으로 시준하도록, 예를 들어 이중 표면 시준기 출력부(108)에서 이중-방향 시준된 광(106)의 방향에 대응하는 방향으로 시준하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상은 광원(104)의 허상 위치를 변형하도록 추가로 구성된다. 변형된 허상 위치는 이중 표면 시준기(100)의 반사기 표면{예를 들어, 반사기 표면(120)}의 초점에 상대적일 수 있고, 이것은 아래에 기재된다. 몇몇 실시예들에 따라, 입사 표면(110)은 소위 이중으로 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 여기서, '이중으로 굴곡진' 형상 또는 표면은 2개의 상이한 방향들(예를 들어, 서로 직교하는 2개의 방향) 모두에서 굴곡지는 형상 또는 표면으로서 정의된다. 유사하게, '단일로 굴곡진' 형상 또는 표면은 실질적으로 한 방향으로 굴곡지는 형상 또는 표면으로서 정의된다.
다양한 실시예들에서, 입사 표면(110)의 곡선의 특정한 형상은 굴절 특징들을 개선하거나 수정(tweak)하기 위해 구성될 수 있는데, 예를 들어 조정되고, 최적화되거나 그렇지 않으면 '성형(shaped)'될 수 있다. 예를 들어, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상은 입사 표면(110)의 목표 굴절 특징(예를 들어, 굴절각)을 제공하도록(예를 들어, 광 확산 등을 제공하도록) 구성되거나 '최적화'되는 소위 '성형된 원통형' 프로파일(profile) 또는 소위 '성형된 구체' 프로파일을 가질 수 있다. 추가로, 성형된 구체 프로파일은 몇몇 실시예들에서, 광원(104)에 의해 발생된 입사광(102)의 방향 왜곡(directional distortion) 또는 부분(비-이상적이거나 바람직하지 않더라도) 시준을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 광원의 특징들을 설명하거나 완화하기 위해 최적화될 수 있다.
도 2에 도시된 이중 표면 시준기(100)는 다른 굴곡진 표면을 갖는 입사 표면(110)과 마주보는 반사기 표면(120)을 더 포함한다. '마주보는'이란 것은, 본 명세서에서의 정의에 의해, 반사기 표면(120)이 입사 표면(110)의 것으로부터 이중 표면 시준기 물질의 다른 표면 상에 있거나 이러한 다른 표면에 형성된다는 것을 의미한다. 추가로 정의에 의해, '마주보는'은, 반사기 표면(120)이 입사 표면(110)으로부터 굴절된 광(102')을 수신하도록 위치된 이중 표면 시준기 물질의 다른 표면이라는 것을 의미한다. 도 2는 제한 없이 예로서, 입사 표면(110)에 상대적인 반사기 표면(120)의 마주보는 위치의 예를 도시한다.
다양한 실시예들에 따라, 반사기 표면(120)은 굴절된 광(102')을 반사하도록 구성된다. 특히, 반사기 표면(120)은 반사점(122)에서 굴절된 광(102')의 각 광선을 반사하도록 구성된다. 추가로, 반사기 표면(120)은 반사된 광(102")으로서 굴절된 광(102')을 다시 입사 표면(110)쪽으로 반사하도록 구성된다. 도 2는 반사기 표면(120)으로부터 입사 표면(110)쪽으로 가리키는 화살표로서 굴절된 광(102")을 도시한다.
몇몇 실시예들에서, 반사기 표면(120)의 굴곡진 형상은 파라볼라 형상 또는 실질적으로 파라볼라 형상(또는 프로파일)을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 반사기 표면(120)의 곡선의 특정한 형상(예를 들어, 파라볼라 형상)은 반사 특징들을 개선하거나 수정하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어, 조정되고, 최적화거나 그렇지 않으면 '성형'될 수 있다. 예를 들어, 반사기 표면(120)의 굴곡진 형상은 반사기 표면(120)의 목표 반사 특징(예를 들어, 반사각)을 제공하도록(예를 들어, 광 확산 등을 제공하도록) '최적화'되거나 구성되는 소위 '성형된 파라볼라' 프로파일를 가질 수 있다. 이와 같이, 반사기 표면(120)의 굴곡진 형상은 반사기 표면(120)을 따라 하나의 반사점(122)으로부터 다른 반사점으로 변할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 반사기 표면(120)은 이중으로 굴곡진 형상(예를 들어, 2개의 직교 방향들 모두에서 굴곡지는)을 가질 수 있다. 예를 들어, 반사기 표면(120)은 이중으로 굴곡진, 성형된 파라볼라 표면일 수 있다.
몇몇 실시예들에 따라, 반사기 표면(120)은 광학 반사를 제공하기 위해 금속화될 수 있거나 그렇지 않으면 반사 물질로 코팅될 수 있다. 따라서, 반사점(122)은 몇몇 실시예들에 따라, 반사 코팅을 포함할 수 있다. 반사기 표면(120)의 파라볼라-형상의 표면을 코팅하는데 사용된 반사 물질들은 예를 들어, 알루미늄, 크롬, 니켈, 은 또는 금을 포함할 수 있지만, 여기에 제한되지 않는다. 다른 실시예들에서, 반사기 표면(120)에 의한 반사점(122)에서의 반사는 이중 표면 시준기(100)의 물질과, 이중 표면 시준기(100)의 외부에 있는{즉, 반사기 표면(120)을 너머서는} 공기와 같지만, 여기에 제한되지 않는 물질 사이에서의 굴절률의 변화에 의해 제공될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 반사기 표면(120)은 경사각을 더 포함할 수 있다{즉, 반사기 표면(120)은 경사각에서 경사질 수 있다}. 경사각은 예를 들어, 이중-방향 시준된 광(106) 또는 그 부분의 비-제로 전파각(θ')을 제공하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 경사각은 굴곡진 반사기 표면(120){예를 들어, 굴곡진 입사 표면에 의해 이미징(imaged)되는}의 초점에 상대적으로 입사광(102)을 제공하는 광원(104)의 장소에서의 시프트(shift)에 의해 제공되거나 추가로 제공될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 특히 입사 표면(110)을 참조하면, 다양한 실시예들에 따라, 입사 표면(110)은 굴절된 광(102")을 이중 표면 시준기(100)의 출력 애퍼처(108)쪽으로 재 반사하도록 추가로 구성된다. 특히, 반사된 광(102")은 내부 전반사(TIR)에 따라 입사 표면(110)에 의해 또는 입사 표면(110)에서 재 반사될 수 있다. 더욱이, 입사 표면(110)으로부터의 재 반사된 광(102")은 이중-방향 시준된 광(106)으로서 출력 애퍼처(108)쪽의 방향으로 재 반사된다. 반사기 표면(120)과 달리, 입사 표면(110)은 일반적으로 다양한 실시예들에 따라 반사 코팅을 포함하지 않는다는 것이 주지된다. 특히, TIR에 의한 재 반사는 다양한 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기(100)의 물질과 이중 표면 시준기(100)의 외부에 있는 물질(예를 들어, 공기) 사이의 경계면 양단의 굴절률 차이의 결과로서 입사 표면(110)의 내부 측부(114)에서 발생한다.
다양한 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기(100)는, 다양한 실시예들에 따라 반사 표면(120)에서의 반사와 함께 입사 표면(110)에서의 굴절 및 재 반사 각각이 입사광(102)을 이중-방향 시준된 광(106)으로 변환하도록 함께 작용하도록 구성된다. 특히, 조합한 입사 표면(110)과 반사기 표면(120)의 굴곡진 형상들 및 상대 배향(orientation)은 다양한 실시예들에 따라, 출력 애퍼처(108)에서 입사광(102)을 이중-방향 시준된 광(106)으로 변환하도록 구성된다. 따라서, 입사 표면(110)과 반사기 표면(120)의 곡선 및 배향은, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상에 의한 입사광(102)의 굴절, 굴곡진 형상의 반사기 표면(120)에 의한 굴절된 광(102')의 반사, 및 TIR에 의한 입사 표면(110)의 굴곡진 형상에 의한 반사된 광(102")의 재 반사가 출력 애퍼처(108)에서 이중-방향 시준된 광(106)을 제공하는 한 실질적으로 임의의 것일 수 있다.
몇몇 실시예들에 따라, 입사 및 반사기 표면들(110, 120)의 다양한 곡선들은 이중 표면 시준기(100)의 시뮬레이션에서의 동시적인 최적화에 의해 실현될 수 있다. 예를 들어, 광선 추적 시뮬레이션은 다양한 곡선들을 조정하거나 수정하기 위해 최적화와 연계하여 사용될 수 있다. 최적화는, 시뮬레이팅된 입사광(102)이 광선 추적 시뮬레이션에 따라 출력 애퍼처(108)에서 시뮬레이팅된 이중-방향 시준된 광(106)으로 변환될 때 종료될 수 있다. 추가로, 다양한 곡선들 또는 굴곡진 형상들은 이중-시준된 광(106)의 시뮬레이팅된 비-제로 전파 각(θ'), 예를 들어 수평 평면에 상대적인 비-제로 전파 각을 실현하기 위해 최적화 동안 조정되거나 수정될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 입사 표면(110)의 곡선 또는 굴곡진 형상은 반사기 표면(120)의 단부에 인접한 것으로부터 이중 표면 시준기(100)의 출력 애퍼처(108)를 나타내는 인접한 표면 또는 경계면으로 실질적으로 연장하도록 구성된다. 예를 들어, 입사 표면(110)의 곡선은 반사기 표면(120)과 출력 애퍼처(108) 사이의 약 삼십 퍼센트(30%)보다 큰, 또는 약 오십 퍼센트(50%)보다 큰, 또는 약 칠십 퍼센트(70%)보다 큰, 또는 약 구십 퍼센트(90%)보다 큰 입사 표면을 포함할 수 있다. 도 2는 예를 들어, 입사 표면(110)의 약 백 퍼센트(100%)를 나타내기 위해 반사기 표면(120)의 일단부에 인접한 것으로부터 출력 애퍼처(108)의 일단부에 인접한 것으로 실질적으로 연장하는 입사 표면 곡선을 도시한다.
몇몇 실시예들에서, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상은 예를 들어, 광원(104)을 동봉(enclose)할 수 있는 공동(cavity)을 형성하도록 추가로 구성될 수 있다(예를 들어, 굴곡진 형상은 오목한 굴곡진 형상일 수 있다). 도 3은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 굴곡진 입사 표면(110)을 포함하는 이중 표면 시준기(100)의 부분의 단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 이중 표면 시준기(100)는 각각 반사기 표면(120) 및 출력 애퍼처(108()에 인접한 굴곡진 입사 표면(110)의 단부들에서 기재(130), 예를 들어 접촉점들(130'. 130")에서의 기재(130)와 접촉한다. 추가로, 광원(104)은 몇몇 예들에서, 기재에 장착된다. 도시된 바와 같이, 입사 표면(110)의 굴곡진 형상은 접촉점들(130'. 130")에 의해 경계지어진, 굴곡진 입사 표면(110)과 기재(130) 사이의 공동(132)을 형성하도록 구성된다. 더욱이, 공동(132)은 기재(130) 상에서 광원(104)을 실질적으로 동봉하도록 구성된다. 공동(132)은 예를 들어, 광원(104)에 대한 보호를 제공하기 위해 광원(104)을 동봉할 수 있다. 특히, 광원(104)은 몇몇 실시예들에서, 기재(130)의 표면에 장착되는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 입사 표면(110)의 굴곡진 형상에 의해 형성된 공동(132)에 의한 표면-장착된 LED의 동봉은 예를 들어, 기계적 마모 보호 및 환경 보호{예를 들어, 습기, 파편(debris) 등으로부터의 보호}를 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 보호를 제공할 수 있다.
본 명세서에 기재도니 원리들의 몇몇 실시예들에 따라, 이중-방향 시준을 이용하는 백라이트가 제공된다. 도 4a는 본 명세서에 기재된 원리들의 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 백라이트(200)를 위에서 본 평면도를 도시한다. 도 4b는 본 명세서에 기재된 원리들의 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 백라이트(200)의 단면도를 도시한다. 도 4c는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 백라이트(200)의 사시도를 도시한다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 백라이트(200)는 이중 표면 시준기(210)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 이중 표면 시준기(210)는 전술한 이중 표면 시준기(100)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 이중 표면 시준기(210)(예를 들어, 도 4b에 도시된)는 입사 표면(212) 및 반사기 표면(214)을 포함하고, 이들 표면 각각은 몇몇 실시예들에서, 이중 표면 시준기(100)의 입사 표면(110) 및 반사기 표면(120) 중 각 하나와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 도 4a는 위에서 볼 때, 이중 표면 시준기(210)의 복수의 반사기 표면들(214)을 도시한다. 복수의 각각의 반사기 표면(214)은 예를 들어, 반사기 표면(120)과 실질적으로 유사할 수 있다. 더욱이, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 반사기 표면(214)은 예를 들어, 이중으로 굴곡진 형상의 반사기(예를 들어, 성형된 파라볼라 반사기)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 4b의 단면도에 도시된 입사 표면(212)은 몇몇 예들에서, 도 2의 입사 표면(110)과 실질적으로 유사할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 입사 표면(212)은 복수의 입사 표면들을 포함할 수 있고, 여기서 복수의 입사 표면의 각각의 입사 표면(212)은 광을 복수의 반사기 표면의 대응하는 반사기 표면(214)으로 향하게 하도록 구성된다. 복수의 각각의 입사 표면(212)은 예를 들어, 개별적인 이중으로 굴곡진 형상{예를 들어, 각각의 입사 표면(212)에 대해 개별적인 구체 형상들}을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 입사 표면(212)은 복수의 반사기 표면들(214)의 길이에 걸친 실질적으로 연속으로 굴곡진 표면이다. 예를 들어, 입사 표면(212)은 이중 표면 시준기(210)의 폭에 걸친(즉, 도시된 바와 같이, y-방향으로) 단일로 굴곡진, 실질적으로 연속적인, 원통형 형상의 표면일 수 있다.
도 4b를 참조하면, 다양한 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기(210)는 광(202)을 수신{예를 들어, 아래에 기재된 광원(230)으로부터}하고, 이중 표면 시준기(210)의 출력부(216)에서 이중-방향 시준된 광(204)을 제공하도록 구성된다. 추가로, 이중 표면 시준기(210)는 다양한 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기 출력부(216)에서 수평 x-y 평면에 상대적인 비-제로 전파 각을 갖는 이중-방향 시준된 광(204)을 제공하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 이중 표면 시준기(210)에 의해 제공된 이중-방향 시준된 광(204)은 전술한 이중 표면 시준기(100)에 의해 제공된 이중-방향 시준된 광(106)과 실질적으로 유사할 수 있다.
도시된 백라이트(200)는 이중 표면 시준기(210)의 출력부(216)에 결합된(coupled)(예를 들어, 광학적으로 결합된(coupled)) 플레이트 광 가이드(220)를 더 포함한다. 플레이트 광 가이즈(220)는 비-제로 전파 각에서 이중-방향 시준된 광(204)을 수신 및 안내하도록 구성된다. 특히, 플레이트 광 가이드(220)는 플레이트 광 가이드(220)의 입력 단부 또는 동등하게 입력 애퍼처에서 이중-방향 시준된 광(204)을 수신할 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 플레이트 광 가이드(220)는 플레이트 광 가이드(220)의 표면으로부터 안내된 이중-방향 시준된 광(204)의 부분을 방출하도록 추가로 구성된다. 도 4b에서, 방출된 광은 플레이트 광 가이드 표면으로부터 멀어지게 연장하는 복수의 광선(화살표)으로서 도시된다.
몇몇 실시예들에서, 플레이트 광 가이드(220)는 실질적으로 광학적으로 투명한 유전 물질의 연장된 평평한 시트를 포함하는 슬라브(slab) 또는 플레이트 광학 도파관일 수 있다. 유전 물질의 평평한 시트는 내부 전반사를 이용하여 안내된 광 빔(204)으로서 이중 표면 시준기(210)로부터 이중-방향 시준된 광(204)을 안내하도록 구성된다. 유전 물질은 유전체 광학 도파관을 둘러싸는 매질의 제 2 굴절률보다 큰 제 1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률에서의 차이는 플레이트 광 가이드(220)의 하나 이상의 안내된 모드들에 따라 안내된 광 빔의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
다양한 예들에 따라, 플레이트 광 가이드(220)의 실질적으로 광학적으로 투명한 물질은 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트 등)의 하나 이상의 다양한 유형들을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 임의의 다양한 유전 물질들을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 몇몇 예들에서, 플레이트 광 가이드(220)는 플레이트 광 가이드(220)의 표면(예를 들어, 상부 표면과 하부 표면 중 하나 또는 양쪽 모두)의 적어도 부분 상에 클래딩(cladding) 층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 클래딩 층은 몇몇 예들에 따라, 내부 전반사를 더 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, (예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이), 플레이트 광 가이드(220)는 이중 표면 시준기(210)에 일체화될 수 있다. 특히, 플레이트 고아 가이드(220) 및 이중 표면 시준기(210)는 동일한 물질로 형성될 수 있어서, 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드(220)는 이중 표면 시준기(210)의 출력(216)(또는 출력 애퍼처)의 연장부일 수 있다. 다른 실시예들(예를 들어, 도 4b에 도시된)에서, 이중 표면 시준기(210) 및 플레이트 광 가이드(220)는 개별적이고, 플레이트 광 가이드(220)의 입력부와 출력(216) 사이의 접착제 또는 접착증, 다른 경계 물질 또는 심지어 공기는 이중 표면 시준기(210) 및 플레이트 광 가이드(220)의 결합(coupling)(예를 들어, 광학 결합(coupling)과 기계적 결합(coupling) 중 하나 또는 양쪽 모두)을 제공한다. 예를 들어, 이중 표면 시준기(210)는 폴리머 또는 플라스틱 물질을 포함할 수 있고, 플레이트 광 가이드(220)는 유리를 포함할 수 있다. 이중 표면 시준기(210) 및 플레이트 광 가이드(220)는 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 그 사이에 적합한 접착층(222)(예를 들어, 광학적으로 매칭된 접착제)을 이용하여 서로 부착될 수 있다.
몇몇 실시예들에 따라, 백라이트(200)는 광원(230)을 더 포함할 수 있다. 광원(230)은 광(202)을 이중 표면 시준기(210)에 제공하도록 구성된다. 특히, 광원(230)은 이중 표면 시준기(210)의 입사 표면(212)에 인접하게(예를 들어, 도 4b 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 아래에) 위치되고, 입사 표면의 굴곡진 형상에 입사하는 광(202)을 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예들에서, 광원(230)은 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 실질적으로 임의의 광원을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광원(230)은 특정한 컬러에 의해 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색 광을 발생하도록 구성된 광학 이미터를 포함할 수 있다. 특히, 단색 광의 컬러는 특정한 컬러 공간 또는 컬러 모델{예를 들어, 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 모델}의 원색일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광원(230)은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 소스(optical source)들을 포함할 수 있다. 상이한 광학 소스들은 예를 들어, 서로 오프셋(offset)될 수 있다. 상이한 광학 소스들의 오프셋은 몇몇 실시예들에 따라, 광의 각각의 상이한 컬러들에 대응하는 이중-방향 시준된 광(204)의 상이한 컬러-특정의 비-제로 전가 각을 제공하도록 구성될 수 있다. 특히, 오프셋은 예를 들어, 추가 비-제로 전파 각 성분을 이중 표면 시준기(210)에 의해 제공된 비-제로 전파 각에 추가할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이중 표면 시준기(100) 및 광원(230)에 대해 전술한 광원(104)은 실질적으로 유사할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 이중 표면 시준기(210)의 출력(216)의 수직 정도는 플레이트 광 가이드(220)의 입력 애퍼처의 수직 정도보다 더 크다. 몇몇 실시예들에 따라, 광 가이드 입력 애퍼처와 이중 표면 시준기 출력(216) 사이의 정렬은 입력 애퍼처에서 플레이트 광 가이드(220)에 결합(couple)되는 이중-방향 시준된 광(204)의 특징을 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드(220)에 결합(couple)되는 이중-시준된 광(204)의 세기는 특정한 정렬{즉, 이중 표면 시준기(210)에 상대적인 플레이트 광 가이드(220)의 수직 위치}을 선택함으로써 조정될 수 있다. 다른 예에서, 플레이트 광 가이드(220)에 결합(couple)된 이중-방향 시준된 광(204)의 다양한 컬러들의 상대적인 양은 정렬에 의해 제어될 수 있다. 특히, 이중-방향 시준된 광(204)이 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각에서 광의 상이한 컬러들을 포함할 때, 애퍼처 정렬은 이들 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각으로 인해 각각의 상이한 컬러의 상대적인 양을 제어하는데 사용될 수 있다.
도 4d는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 플레이트 광 가이드(220)의 입력 애퍼처(224)와 이중 표면 시준기(210)의 출력(216) 사이의 정렬의 단면도를 도시한다. 특히, 도 4d는 플레이트 광 가이드 입력 애퍼처(224)의 수직 정도보다 큰 수직 정도를 갖는 이중 표면 시준기 출력 애퍼처(216)를 도시한다. 실선의 양쪽 머리 화살표는 각각 출력(216)와 입력 애퍼처(224) 사이의 정렬의 조정(예를 들어, 위 또는 아래)을 도시한다. 3개의 연장된 화살표들(예를 들어, 실선, 큰 점선, 및 작은 점선)은 3개의 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각에서 전파하는 이중-방향 시준된 광(204)의 3가지 상이한 컬러들을 도시한다. 이중 표면 시준기(210)의 출력(216)에 상대적인 플레이트 광 가이드 입력 애퍼처(224)의 특정한 정렬, 또는 동등하게 특정한 수직 위치의 선택은 다양한 실시예들에 따라, 플레이트 광 가이드(220)에 결합(couple)되는 이중-방향 시준된 광의 각각의 3가지 상이한 컬러들의 상대적인 양에 영향을 미칠 수 있다.
몇몇 실시예들(예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이)에 따라, 백라이트(200)는 플레이트 광 가이드(220)의 표면에서 다중 빔 회절 격자(240)를 더 포함할 수 있다. 다중 빔 회절 격자(240)는 복수의 광 빔들(206)로서 플레이트 광 가이드(220)로부터 안내된 이중-방향 시준된 광(204)의 부분을 회절 가능하게(diffractively) 결합(couple out)하도록 구성된다. 복수의 광 빔들(206){즉, 도 4b에 도시된 복수의 광선(화살표)}은 방출된 광을 나타낸다. 다양한 실시예들에서, 복수의 광 빔 중의 한 광 빔(206)은 복수의 광 빔 중의 다른 광 빔들(206)의 주요 각 방향과 상이한 주요 각 방향을 갖는다.
몇몇 실시예들에서, 다중 빔 회절 격자(240)는 다중 빔 회절 격자(240)의 어레이의 부재이거나, 이에 배열된다. 몇몇 실시예들에서, 백라이트(200)는 3차원(3D) 전자 디스플레이의 백라이트이고, 광 빔(206)의 주요 각 방향은 3D 전자 디스플레이의 뷰 방향에 대응한다.
도 5a는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 다중 빔 회절 격자(240)를 갖는 백라이트(200)의 부분의 단면도를 도시한다. 도 5b는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 다른 실시예에 따라, 예에서의 다중 빔 회절 격자(240)를 갖는 백라이트(200)의 부분의 단면도를 도시한다. 도 5c는 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 다중 빔 회절 격자(240)를 포함하는 도 5a 또는 도 5b의 백라이트 부분의 사시도를 도시한다. 도 5a에 도시된 다중 빔 회절 격자(240)는 제한 없이 예로서, 플레이트 광 가이드(220)의 표면에서 그루브들을 포함한다. 도 5b는 플레이트 광 가이드 표면으로부터 돌출하는 리지들(ridges)을 포함하는 다중 빔 회절 격자(240)를 도시한다.
도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 다중 빔 회절 격자(240)는 처프형(chirped) 회절 격자이다. 특히, 회절 특징부들(240a)은 제 2 단부(240")에서보다 다중 빔 회절 격자(240)의 제 1 단부(240')에서 함께 더 가까이 존재한다. 추가로, 예시된 회절 특징부들(240a)의 회절 간격(d)은 제 1 단부(240')로부터 제 2 단부(240")로 변한다. 몇몇 실시예들에서, 다중 빔 회절 격자(240)의 처프형 회절 격자는 거리에 따라 선형으로 변하는 회절 간격(d)의 처프를 갖거나 나타낼 수 있다. 이와 같이, 다중 빔 회절 격자(240)의 처프형 회절 격자는 '선형 처프형' 회절 격자로서 언급될 수 있다.
다른 실시예에서, 다중 빔 회절 격자(240)의 처프형 회절 격자는 회절 간격(d)의 비-선형 처프를 나타낼 수 있다. 처프형 회절 격자를 실현하는데 사용될 수 있는 다양한 비-선형 처프들은 지수 처프, 로그 처프 또는 다른 실질적으로 비-균일하거나 랜덤이지만, 여전히 단조로운 방식으로 변하는 처프를 포함하지만, 여기에 제한되지 않는다. 사인 곡선형 처프 또는 삼각형 또는 톱니형 처프와 같지만, 여기에 제한되지 않는 비-단조 처프들이 또한 이용될 수 있다. 임의의 이들 유형의 처프들의 조합들은 또한 다중 빔 회절 격자(240)에 사용될 수 있다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 다중 빔 회절 격자(240)는 처프형 및 굴곡진 형태 모두인{즉, 다중 빔 회절 격자(240)는 도시된 바와 같이 굴곡지고 처프형 회절 격자이다} 플레이트 광 가이드(220)의 표면에, 표면에서 또는 표면 상에서 회절 특징부들(240a)(예를 들어, 그루브들 또는 리지들)을 포함한다. 안내된 광 빔으로서 이중-방향 시준된 광(204)는 플레이트 광 가이드(220)에 안내되어, 도 5a 내지 도 5c에서 실선의 화살표로 도시된 바와 같이, 다중 빔 회절 격자(240) 및 플레이트 광 가이드(220)에 상대적인 입사 방향을 갖는다. 또한, 플레이트 광 가이드(220)의 표면에서 다중 빔 회절 격자(240)로부터 멀어지게 가리키는 복수의 결합된(coupled-out) 또는 방출된 광 빔들(206)이 도시된다. 도시된 광 빔들(206)은 복수의 상이한 미리 결정된 주요 각 방향들로 방출된다. 특히, 방출된 광 빔들(206)의 상이한 미리 결정된 주요 각 방향들은 방위각 및 앙각 모두에서 상이하다(예를 들어, 광 필드를 형성하기 위해).
다양한 예들에 따라, 회절 특징부들(240a)의 미리 한정된 처프와 회절 특징부들(240a)의 곡선 모두는 방출된 광 빔들(206)의 복수의 상이한 미리 결정된 주요 각 방향들 각각에 대해 원인이 된다. 예를 들어, 회절 특징부 곡선으로 인해, 다중 빔 회절 격자(240) 내의 회절 특징부들(240a)은 플레이트 광 가이드(220) 내의 안내된 광 빔의 입사 방향에 상대적으로 변하는 배향들을 가질 수 있다. 특히, 다중 빔 회절 격자(240) 내의 제 1 지점 또는 장소에서의 회절 특징부들(240a)의 배향은 안내된 광 빔 입사 방향에 상대적으로 다른 지점 또는 장소에서 회절 특징부들(240a)의 배향과 상이할 수 있다. 결합된(coupled-out) 또는 방출된 광 빔(206)에 대해, 광 빔(206)의 주요 각 방향{θ,φ}의 방위각 성분(φ)은 광 빔(206)의 원점에서{즉, 입사 안내된 광 빔(204)이 결합되는(coupled-out) 지점에서} 회절 특징부들(240a)의 방위 배향 각(φf)에 의해 결정될 수 있거나 이에 대응할 수 있다. 이와 같이, 다중 빔 회절 격자(240) 내의 회절 특징부들(240a)의 변하는 배향들은 적어도 각각의 방위각 성분(φ)에 관해, 상이한 주요 각 방향들{θ,φ}을 갖는 상이한 광 빔들(206)을 발생한다.
특히, 굴절 특징부들(240a)의 곡선을 따르는 상이한 지점들에서, 굴곡진 회절 특징부들(240a)과 연관된 다중 빔 회절 격자(240)의 '기저 회절 격자'는 상이한 방위 배향 각(φf)을 갖는다. '기저 회절 격자'에 의해, 중첩하는 복수의 비-굴곡진 회절 격자들의 회절 격자들이 다중 빔 회절 격자(240)의 굴곡진 회절 특징부들(240a)을 산출한다는 것을 의미한다. 따라서, 굴곡진 회절 특징부들(240a)을 따르는 주어진 지점에서, 곡선은 굴곡진 회절 특징부들(240a)을 따르는 다른 지점에서 방위 배향 각(φf)과 일반적으로 상이한 특정한 방위 배향 각(φf)을 갖는다. 추가로, 특정한 방위 배향 각(φf)은 주어진 지점으로부터 방출된 광 빔(206)의 주요 각 방향{θ,φ}의 대응하는 방위각 성분(φ)을 초래한다. 몇몇 예들에서, 회절 특징부들(240a)(예를 들어, 그루브들, 리지들 등)의 곡선은 원의 섹션을 나타낼 수 있다. 원은 광 가이드 표면과 동일 평면에 있을 수 있다. 다른 예들에서, 곡선은 타원형 또는 다른 굴곡진 형상, 예를 들어 플레이트 광 가이드 표면과 동일 평면에 있는 섹션을 나타낼 수 있다.
다른 실시예들에서, 다중 빔 회절 격자(240)는 '구간적으로' 굴곡지는 회절 특징부들(240a)을 포함할 수 있다. 특히, 회절 특징부(240a)가 그 자체로 실질적으로 매끄럽거나 연속적인 곡선을 그려지지 않을 수 있지만, 다중 빔 회절 격자(240) 내의 회절 특징부(240a)를 따르는 상이한 지점들에서, 회절 특징부(240a)는 이중-방향 시준된 광(204)의 안내된 광 빔의 입사 방향에 대해 상이한 각도로 여전히 배향될 수 있다. 예를 들어, 회절 특징부(240a)는 복수의 실질적으로 직선 세그먼트들을 포함하는 그루브일 수 있고, 각 세그먼트는 인접한 세그먼트와 상이한 배향을 갖는다. 함께, 세그먼트들의 상이한 각도들은 다양한 실시예들에 따라, 곡선(예를 들어, 원의 세그먼트)에 근사할 수 있다. 또 다른 예들에서, 회절 특징부들(240a)은 특정한 곡선(예를 들어, 원 또는 타원형)에 근사하지 않고도 다중 빔 회절 격자(240) 내의 상이한 장소들에서 안내된 광의 입사 방향에 대해 단지 상이한 배향들을 가질 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 회절 특징부들(240a)을 형성하는 그루브들 또는 리지들은 플레이트 광 가이드 표면에 에칭되고, 밀링(milled)되거나 몰딩(molded)될 수 있다. 이와 같이, 다중 빔 회절 격자(240)의 물질은 플레이트 광 가이드(220)의 물질을 포함할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 다중 빔 회절 격자(240)는 플레이트 광 가이드(220)의 표면으로부터 돌출하는 리지들을 포함하고, 여기서 리지들은 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 도 5a(및 도 4b)에서, 다중 빔 회절 격자(240)는 플레이트 광 가이드(220)의 표면을 침투하는 그루브들을 포함하고, 여기서 그루브들은 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 다른 예들(미도시)에서, 다중 빔 회절 격자(240)는 광 가이드 표면에 도포되거나 부착된 필름 또는 층을 포함할 수 있다. 다중 빔 회절 격자들(240)에 의해 제공된 상이한 주요 각 방향들에서의 복수의 광 빔들(206)은 전자 디스플레이의 시야 방향에서 광 필드를 형성하도록 구성된다. 특히, 이중-방향 시준을 이용하는 백라이트(200)는 전자 디스플레이의 픽셀들에 대응하는 정보, 예를 들어 3D 정보를 제공하도록 구성된다.
본 명세서에 기재된 원리들의 몇몇 실시예들에 따라, 3차원(3D) 전자 디스플레이가 제공된다. 도 6은 본 명세서에 기재된 원리들의 실시예에 따라, 예에서의 3차원(3D) 전자 디스플레이(300)의 블록도를 도시한다. 3D 전자 디스플레이(300)는, 상이한 주요 각 방향들을 갖고 몇몇 실시예들에서 또한 복수의 상이한 컬러들을 갖는 광 빔들을 포함하는 지향성 광을 발생하도록 구성된다. 예를 들어, 3D 전자 디스플레이(300)는 상이한 미리 결정된 주요 각 방향들(예를 들어, 광 필드로서)에서 3D 전자 디스플레이(300)로부터 멀어지게 향하는 복수의 상이한 광 빔들(306)을 제공하거나 생성할 수 있다. 더욱이, 상이한 광 빔들(306)은 광의 상이한 컬러들로 이루어지거나 갖는 광 빔들(306)을 포함할 수 있다. 다시, 복수의 광 빔들(306)은 몇몇 실시예들에 따라, 컬러 정보{예를 들어, 광 빔들(306)이 컬러 광 빔들일 때}를 포함하는 정보의 디스플레이를 용이하게 하기 위해 변조된 광 빔들(306')로서 변조될 수 있다.
특히, 상이한 미리 결정된 주요 각 방향들을 갖는 변조된 광 빔들(306')은 3D 전자 디스플레이(300)의 복수의 픽셀들을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 3D 전자 디스플레이(300)는, 광 빔들(306')이 3D 전자 디스플레이(300)의 상이한 '뷰들'과 연관된 픽셀들에 대응하는 소위 '무안경식' 3D 컬러 전자 디스플레이(예를 들어, 다중 뷰, '홀로그래픽' 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이)라 불릴 수 있다. 변조된 광 빔들(306')은 도 6에서 점선의 화살표(306')를 이용하여 도시되는 한편, 변조 이전에 상이한 광 빔들(306)은 예로서 실선의 화살표(306)로 도시된다.
도 6에 도시된 3D 전자 디스플레이(300)는 이중 표면 시준기(310)(도 6에서 약어 '이중 표면 시준기')를 포함한다. 이중 표면 시준기(310)는 수직 시준 및 수평 시준 모두를 갖는 이중-방향 시준된 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 수직 및 수평 시준은 이중 표면 시준기(310)의 수직 방향(예를 들어, z-방향) 또는 수직 평면(예를 들어, y-z 평면)과 수평 방향(예를 들어, x-방향) 또는 수평 평면(x-y 평면)에 대한 것이다. 추가로, 이중 표면 시준기(310)는 이중 표면 시준기(310)의 수평 평면에 상대적인 비-제로 전파 각에서 이중-방향 시준된 광을 제공하도록 구성된다.
몇몇 실시예들에서, 이중 표면 시준기(310)는 전술한 이중 표면 시준기(100)와 실질적으로 유사하다. 특히, 이중 표면 시준기(310)는 굴곡진 입사 표면 및 굴곡진 반사기 표면을 포함한다. 굴곡진 반사기 표면은 굴곡진 입사 표면과 마주보는데, 예를 들어 이중 표면 시준기(310)의 물질의 대항 측부들 상에 있다. 추가로, 굴곡진 입사 표면은 굴곡진 형상을 갖는 입사 표면(110)과 실질적으로 유사할 수 있고, 굴곡진 반사기 표면은 몇몇 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기(100)에 대해 전술한 굴곡진 형상을 갖는 반사기 표면(120)과 실질적으로 유사할 수 있다.
특히, 이중 표면 시준기(310)의 굴곡진 입사 표면은 입사광을 굴곡진 반사기 표면쪽으로 굴절하도록 구성될 수 있다. 다시, 굴곡진 반사기 표면은 굴절된 광을 굴곡진 입사 표면쪽으로 반사하도록 구성될 수 있고, 굴절된 입사 표면은 이중-방향 시준된 광을 제공하기 위해 굴곡진 반사기 표면으로부터 반사된 광을 플레이트 광 가이드{예를 들어, 아래에 기재된 플레이트 광 가이드(320)}쪽으로 재 반사하도록 추가로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 굴곡진 입사 표면 및 굴곡진 반사기 표면 각각의 상대 배향과 굴곡진 형상의 조합은 비-제로 전파 각을 갖는 이중-방향 시준된 광으로서 입사광을 시준하고 방향 전환하도록 구성된다.
몇몇 실시예들에서, 굴곡진 반사기 표면은 파라볼라 형상 또는 실질적으로 파라볼라 형성의 프로파일을 갖는 광학 반사기를 포함한다. 파라볼라 형상은 이중 표면 시준기의 출력부에서 이중-방향 시준된 광의 비-제로 전파 각을 결정하거나 제공하도록 구성될 수 있다. 추가로, 예를 들어, 이중 표면 시준기(310)의 굴곡진 반사기 표면은 파라볼라 형상을 갖는 광학 반사기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파라볼라 형상은 성형(예를 들어, 최적화에 의해)될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 3D 전자 디스플레이(300)는 플레이트 광 가이드(320)를 더 포함한다. 플레이트 광 가이드(320)는 비-제로 전파 각에서 안내된 광 빔으로서 이중-방향 시준된 광을 안내하도록 구성된다. 특히, 안내된 광 빔은 플레이트 광 가이드(320)의 표면(예를 들어, 상부 표면 및 하부 표면 중 하나 또는 양쪽 모두)에 상대적인 비-제로 전파 각에서 안내될 수 있다. 표면은 몇몇 실시예들에서 수평 평면에 평행할 수 있다. 몇몇 실시예들에 따라, 플레이트 광 가이드(320)는 백라이트(200)에 대해 전술한 플레이트 광 가이드(220)와 실질적으로 유사할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라, 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 3D 전자 디스플레이(300)는 플레이트 광 가이드(320)의 표면에 위치된 다중 빔 회절 격자들(330)의 어레이를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에 따라, 어레이의 다중 빔 회절 격자(330)는 백라이트(200)에 대해 전술한 다중 빔 회절 격자(240)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 어레이의 다중 빔 회절 격자(330)는, 상이한 주요 각 방향을 갖고 도 6에서 광 빔들(306)을 나타내는 복수의 결합된(coupled-out) 광 빔들로서 안내된 광 빔의 부분을 회절 가능하게(diffractively) 결합(couple out)하도록 구성된다. 더욱이, 다중 빔 회절 격자(330)에 의해 결합된(coupled out) 광 빔들(306)의 상이한 주요 각 방향은 다양한 실시예들에 따라, 3D 전자 디스플레이(300)의 상이한 3D 뷰들에 대응한다. 몇몇 실시예들에서, 다중 빔 회절 격자(330)는 굴곡진 회절 특징부들을 갖는 처프형 회절 격자를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 처프형 회절 격자의 처프는 선형 처프이다.
몇몇 실시예들에서, 3D 전자 디스플레이(300)(예를 들어, 도 6에 도시된)는 이중 표면 시준기(310)의 입력에 광을 제공하도록 구성된 광원(340)을 더 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 광원(340)은 전술한 백라이트(200)의 광원(230)과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 광원(340)은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 발광 다이오드(LED)(논의의 간략함을 위해 '상이한 컬러형 LED'로서 언급됨)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 상이한 컬러형 LED는 서로 오프셋(예를 들어, 측면으로 오프셋)될 수 있다. 상이한 컬러형 LED의 오프셋은 이중 표면 시준기(310)로부터 시준된 이중-방향 시준된 광의 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각들을 제공하도록 구성된다. 추가로, 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각은 광원(340)에 의해 제공된 광의 상이한 컬러들 각각에 대응할 수 있다.
몇몇 실시예들(미도시됨)에서, 광의 상이한 컬러들은 적색-녹색-청색(RGB) 컬러 모델의 적색, 녹색 및 청색 컬러들을 포함할 수 있다. 더욱이, 플레이트 광 가이드(320)는 플레이트 광 가이드(320) 내에서 상이한 컬러-종속 비-제로 전파 각들에서 광 빔들로서 상이한 컬러들을 안내하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에 따라, 제 1 안내된 컬러 광 빔(예를 들어, 적색 광 빔)은 제 1 컬러-종속의 비-제로 전파 각에서 안내될 수 있고, 제 2 안내된 컬러 광 빔(예를 들어, 녹색 광 빔)은 제 2 컬러-종속의 비-제로 전파 각에서 안내될 수 있고, 제 3 안내된 컬러 광 빔(예를 들어, 청색 광 빔)은 제 3 컬러-종속의 비-제로 전파 각에서 안내될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 3D 전자 디스플레이(300)는 광 밸브 어레이(350)를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 광 밸브 어레이(350)는 3D 전자 디스플레이(300)의 상이한 3D 뷰들에 대응하는 3D 픽셀들을 형성하거나 3D 픽셀들로서 작용하기 위해 변조된 광 빔들(306')로서 복수의 광 빔의 결합된(coupled-out) 광 빔들(306)을 변조하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 광 밸브 어레이(350)는 복수의 액정 광 밸브들을 포함한다. 다른 실시예들에서, 광 밸브 어레이(350)는 예를 들어, 전자 습식 광 밸브, 전기 영동 광 밸브, 이들의 조합, 또는 액정 광 밸브들과 다른 광 밸브 유형의 조합을 포함하지만, 여기에 제한되지 않는 다른 광 밸브를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 원리들의 다른 실시예들에 따라, 이중-방향 광 시준 방법이 제공된다. 도 7은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 이중-방향 광 시준 방법(400)의 흐름도를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이중-방향 광 시준 방법(400)은 이중 표면 시준기의 입사 표면 상에 입사하고 이를 통과하는 광을 굴절하는 단계(410)를 포함한다. 다양한 실시예들에 따라, 입사 표면은 굴곡진 형상을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 입사 표면은 이중 표면 시준기(100)에 대해 전술한 굴곡진 형상을 갖는 입사 표면(110)과 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 입사 표면은 입사 표면의 실질적으로 전체 정도를 포함하는 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 다른 예들에서, 굴곡진 형상은 입사 표면의 정도의 부분을 포함한다. 더욱이, 입사 표면의 굴곡진 형상은 다양한 실시예들에서, 단일의 굴곡지거나 또는 이중으로 굴곡질 수 있다.
이중-방향 광 시준 방법(400)은 이중 표면 시준기의 반사기 표면에서 굴절된 광을 반사하는 단계(420)를 더 포함한다. 다양한 실시예들에 따라, 반사기 표면은 다른 굴곡진 형상을 갖는다. 예를 들어, 반사기 표면의 다른 굴곡진 형상은 입사 표면의 굴곡진 형상과 상이할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기 표면은 이중 표면 시준기(100)에 대해 전술한 굴곡진 형상을 갖는 반사기 표면(120)과 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 반사기 표면은 파라볼라 형상을 가질 수 있다. 다른 예에서, 반사기 표면은 이중으로 굴곡진 표면을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 이중-방향 광 시준 방법(400)은 내부 전반사를 이용하여 입사 표면에서 굴절된 광을 재 반사하는 단계(430)를 더 포함한다. 재 반사 단계(430)로부터의 재 반사된 광은 다양한 실시예들에 따라, 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처쪽으로 향한다. 추가로, 다양한 실시예들에 따라, 조합하는 입사 표면과 반사기 표면의 굴곡진 형상들 및 상대적인 배향은 출력 애퍼처에서 이중-방향 시준된 광을 제공하도록 구성된다. 더욱이, 이중-방향 시준된 광은 다양한 실시예들에 따라, 수평 평면에 상대적인 비-제로 전파 각을 갖는다.
비-제로 전파 각은 예를 들어, 이중 표면 시준기(100)에 대해 전술한 비-제로 전파 각과 실질적으로 유사할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 반사기 표면의 굴곡진 형상은 이중-방향 시준된 광의 비-제로 전파 각을 제공하거나 적어도 부분적으로 제공하도록 구성된 경사각을 갖는 파라볼라 형상을 포함한다. 추가로, 반사기 표면은 몇몇 실시예들에서, 반사 코팅으로 코팅될 수 있다.
본 명세서에 기재된 원리들의 또 다른 실시예들에 따라, 3차원(3D) 전자 디스플레이의 동작 방법이 제공된다. 도 8은 본 명세서에 기재된 원리들과 일치하는 실시예에 따라, 예에서의 3D 전자 디스플레이 동작 방법(500)의 흐름도를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 3D 전자 디스플레이 동작 방법(500)은 비-제로 전파 각을 갖는 이중-방향 시준된 광을 제공하는 단계(510)를 포함한다. 다양한 실시예들에 따라, 이중-방향 시준된 광은 이중 표면 시준기를 이용하여 제공된다(510). 이중 표면 시준기는 전술한 이중 표면 시준기(100)와 실질적으로 유사할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 이중-방향 시준된 광은 전술한 이중-방향 광 시준 방법(400)에 따라 제공(510)될 수 있다. 더욱이, 이중-방향 시준된 광은 각각 이중 표면 시준기(100) 또는 백라이트(200)에 대해 전술한 이중-방향 시준된 광(106 또는 204)과 실질적으로 유사할 수 있다.
3D 전자 디스플레이 동작 방법(500)은 플레이트 광 가이드에서 이중-방향 시준된 광을 안내하는 단계(520)를 더 포함한다. 특히, 이중-방향 시준된 광은 플레이트 광 가이드 내에서 비-제로 전파 각에서 안내(520)된다. 몇몇 실시예들에 따라, 플레이트 광 가이드는 전술한 바와 같이, 백라이트(200)의 플레이트 광 가이드(220)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 8의 3D 전자 디스플레이 동작 방법(500)은 복수의 광 빔들을 발생하기 위해 다중 빔 회절 격자를 이용하여 안내된 이중-방향 시준된 광의 부분을 플레이트 광 가이드로부터 회절 가능하게(diffractively) 결합(coupling out)하는 단계(530)를 더 포함한다. 몇몇 실시예들에 따라, 다중 빔 회절 격자는 플레이트 광 가이드의 표면에 위치된다. 다양한 실시예들에 따라, 안내된 이중-방향 시준된 광 부분을 회절 가능하게(diffractively) 결합(coupling out)하는 단계(530)는 복수의 상이한 주요 각 방향으로 플레이트 광 가이드로부터 멀어지게 향하는 복수의 광 빔들을 제공하도록 구성된다. 특히, 복수의 상이한 주요 각 방향은 3D 전자 디스플레이의 상이한 3D 뷰들의 방향에 대응한다. 몇몇 실시예들에 따라, 다중 빔 회절 격자는 전술한 바와 같이, 백라이트(200)의 다중 빔 회절 격자(240)와 실질적으로 유사하다. 단계(530)의 복수의 광 빔의 회절 가능하게(diffractively) 결합된(coupled-out) 광 빔들은 각각 백라이트(200) 또는 3D 전자 디스플레이(300)에 대해 전술한 광 빔들(206 또는 306)에 대응한다.
다양한 실시예들에 따라, 도 8에 도시된 3D 전자 디스플레이 동작 방법(500)은 광 밸브들의 어레이를 이용하여 복수의 광 빔들의 광 빔들을 변조하는 단계(540)를 더 포함한다. 변조된(540) 광 빔들은 다양한 실시예들에 따라 3D 뷰 방향들에서 3D 전자 디스플레이의 3D 픽셀들을 형성한다. 몇몇 실시예들에서, 광 밸브들의 어레이는 3D 전자 디스플레이(300)에 대해 전술한 광 밸브 어레이(350)와 실질적으로 유사할 수 있다.
몇몇 실시예들(미도시)에서, 3D 전자 디스플레이 동작 방법(500)은 이중 방향으로 시준될 광을 제공하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 광은 이중-방향 시준된 광을 제공하는 단계(510)에 사용될 수 있는 이중 표면 시준기와 같은 이중 표면 시준기에 제공된 비-시준된 광일 수 있다. 광은 예를 들어, 이중 표면 시준기의 입사 표면의 입력부에서 광원을 이용하여 제공될 수 있다. 추가로, 광원은 몇몇 실시예들에서, 백라이트(200)에 대해 전술한 광원(230)과 실질적으로 유사할 수 있다.
따라서, 이중 표면 시준기, 백라이트 및 이중 표면 시준기를 이용하는 3D 전자 디스플레이, 이중-방향 시준 방법 및 이중-방향 시준을 이용하는 3D 전자 디스플레이 동작 방법의 예들이 기재되었다. 전술한 예들이 본 명세서에 기재된 원리들을 나타내는 많은 특정한 예들의 일부에 대해 단지 예시한다는 것이 이해되어야 한다. 명백하게, 당업자는 다음의 청구항에 의해 한정된 범주에서 벗어나지 않고도 많은 다른 장치들(arrangements)을 쉽게 구상할 수 있다.

Claims (22)

  1. 이중 표면 시준기로서,
    굴곡진 형상을 갖는 입사 표면(entrance surface)으로서, 상기 입사 표면은 광원으로부터 입사광을 굴절하도록 구성되는, 입사 표면; 및
    상기 입사 표면과 마주보고, 다른 굴곡진 형상을 갖는 반사기 표면으로서, 상기 반사기 표면은 상기 굴절된 광을 상기 입사 표면쪽으로 반사하도록 구성되고, 상기 입사 표면은 상기 반사된 광을 내부 전반사에 의해 상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처쪽으로 재 반사하도록 추가로 구성되는, 반사기 표면을 포함하고,
    상기 입사 표면과 상기 반사기 표면의 상기 굴곡진 형상들 및 상대적인 배향의 조합은 상기 출력 애퍼처에서 상기 입사광을 이중-방향 시준된 광으로 변환하도록 구성되고,
    상기 이중-방향 시준된 광은 상기 이중 표면 시준기의 수평 평면에 상대적인 비-제로 전파 각을 가지며,
    상기 입사 표면의 상기 굴곡진 형상은 상기 반사기 표면으로부터 상기 이중 표면 시준기의 상기 출력 애퍼처로 연장하도록 구성되는,
    이중 표면 시준기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입사 표면의 상기 굴곡진 형상은 광원의 허상(virtual) 위치를 변형하도록 구성되고,
    상기 변형된 허상 위치는 상기 반사기 표면의 초점에 상대적이고,
    상기 광원은 상기 입사 표면 상에 입사하는 상기 광을 제공하도록 구성되는,
    이중 표면 시준기.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 입사 표면의 상기 굴곡진 형상은 기재 상에서 상기 광원을 동봉(enclose)하기 위해 공동을 형성하도록 구성되고 오목한,
    이중 표면 시준기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반사기 표면의 굴곡진 형상은 반사 코팅으로 코팅되는,
    이중 표면 시준기.
  6. 제 1항의 이중 표면 시준기를 포함하는 백라이트로서,
    상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처에 결합된(coupled) 플레이트 광 가이드로서, 상기 플레이트 광 가이드는 상기 이중-방향 시준된 광을 수신하도록 구성된 입력 애퍼처를 갖고, 상기 플레이트 광 가이드는 상기 이중-방향 시준된 광을 상기 비-제로 전파 각으로 안내하도록 구성되는, 플레이트 광 가이드를 더 포함하고,
    상기 플레이트 광 가이드는 상기 플레이트 광 가이드의 표면으로부터 상기 안내된 이중-방향 시준된 광의 부분을 방출하도록 추가로 구성되는,
    백라이트.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처의 수직 정도(extent)는 상기 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처의 수직 정도보다 더 크고,
    상기 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처와 상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처 사이의 정렬은 상기 입력 애퍼처에서 상기 플레이트 광 가이드에 결합(couple)될 상기 이중-방향 시준된 광의 특징을 조정하도록 구성되는,
    백라이트.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 광을 상기 이중 표면 시준기에 제공하도록 구성된 광원을 더 포함하고,
    상기 광원은 상기 입사광을 제공하기 위해 상기 굴곡진 형상을 갖는 상기 입사 표면에 인접하게 위치되는,
    백라이트.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광원은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 소스들(optical sources)을 포함하고,
    상기 상이한 광학 소스들은 서로 오프셋(offset)되고,
    상기 상이한 광학 소스들의 상기 오프셋은 광의 상기 상이한 컬러들 각각에 대응하는 상기 이중-방향 시준된 광의 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각들을 제공하도록 구성되는,
    백라이트.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 플레이트 광 가이드의 표면의 다중 빔 회절 격자를 더 포함하고,
    상기 다중 빔 회절 격자는 상기 플레이트 광 가이드의 표면으로부터 방출된 복수의 광 빔들로서 상기 플레이트 광 가이드로부터 상기 안내된 이중-방향 시준된 광의 부분을 회절 가능하게(diffractively) 결합(couple out)하도록 구성되고,
    상기 복수의 광 빔들의 광 빔은 상기 복수의 광 빔들의 다른 광 빔들의 주요 각 방향들과는 상이한 주요 각 방향을 갖는,
    백라이트.
  11. 제 10항의 백라이트를 포함하는 3차원(3D) 전자 디스플레이로서,
    상기 복수의 광 빔들의 광 빔을 변조하기 위한 광 밸브로서, 상기 광 밸브는 상기 다중 빔 회절 격자에 인접한, 광 밸브를 더 포함하고,
    상기 광 빔의 주요 각 방향은 상기 3D 전자 디스플레이의 뷰 방향에 대응하고,
    상기 변조된 광은 상기 뷰 방향에서 상기 3D 전자 디스플레이의 픽셀을 나타내는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  12. 3차원(3D) 전자 디스플레이로서,
    굴곡진 입사 표면과, 상기 굴곡진 입사 표면과 마주보는 굴곡진 반사기 표면을 포함하는 이중 표면 시준기로서, 상기 이중 표면 시준기는 이중-방향 시준된 광을 비-제로 전파 각으로 제공하도록 구성되고 상기 굴곡진 입사 표면은 상기 굴곡진 반사기 표면으로부터 상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처로 연장하도록 구성되는, 이중 표면 시준기;
    안내된 광 빔으로서 상기 이중-방향 시준된 광을 상기 비-제로 전파 각으로 안내하도록 구성된 플레이트 광 가이드; 및
    상기 플레이트 광 가이드의 표면의 다중 빔 회절 격자들의 어레이로서, 상기 어레이의 다중 빔 회절 격자는 상기 3D 전자 디스플레이의 상이한 3D 뷰들의 방향들에 대응하는 상이한 주요 각 방향들을 갖는 복수의 결합된(coupled-out) 광 빔들로서 상기 안내된 광 빔의 부분을 회절 가능하게(diffractively) 결합(couple out)하도록 구성되는, 다중 빔 회절 격자들의 어레이를 포함하고,
    상기 굴곡진 입사 표면은 입사광을 상기 굴곡진 반사기 표면쪽으로 굴절하도록 구성되고,
    상기 굴곡진 반사기 표면은 상기 굴절된 광을 다시 상기 굴곡진 입사 표면쪽으로 반사하도록 구성되며,
    상기 굴곡진 입사 표면은 상기 이중-방향 시준된 광을 제공하기 위해 상기 굴곡진 반사기 표면으로부터 상기 반사된 광을 상기 플레이트 광 가이드쪽으로 반사하도록 추가로 구성되고,
    상기 굴곡진 입사 표면과 상기 굴곡진 반사기 표면 각각의 상대 배향과 굴곡진 형상들의 조합은 상기 비-제로 전파 각을 갖는 상기 이중-방향 시준된 광으로서 상기 입사광을 시준하고 방향 전환하도록 구성되는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    다중 빔 회절 격자들의 상기 어레이는 굴곡진 회절 특징부들을 갖는 처프형 회절 격자를 포함하는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 처프형 회절 격자는 선형 처프형 회절 격자인,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  16. 제 12항에 있어서,
    입사광을 상기 이중 표면 시준기의 상기 굴곡진 입사 표면에 제공하도록 구성된 광원; 및
    상기 3D 전자 디스플레이의 상기 상이한 3D 뷰들에 대응하는 3D 픽셀들로서 상기 복수의 결합된(coupled-out) 광 빔들의 결합된(coupled-out) 광 빔들을 선택적으로 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이를 더 포함하는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 광 밸브 어레이는 복수의 액정 광 밸브들을 포함하는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 광원은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 발광 다이오드(LED)들을 포함하고,
    상기 상이한 LED들은 서로 오프셋되고,
    상기 상이한 LED들의 상기 오프셋은 상기 이중-방향 시준된 광의 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각들을 제공하도록 구성되고,
    상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각은 광의 상기 상이한 컬러들 각각에 대응하는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처의 수직 정도는 상기 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처의 수직 정도보다 더 크고,
    상기 플레이트 광 가이드는 상기 이중-방향 시준된 광을 수신하도록 구성되고,
    상기 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처와 상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처 사이의 정렬은 상기 상이한 컬러-특정의 비-제로 전파 각들에 따라 상기 플레이트 광 가이드의 입력 애퍼처에 의해 수신될 광의 상이한 컬러들의 상대적인 양을 조정하도록 구성되는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이.
  20. 이중-방향 광 시준 방법으로서,
    이중 표면 시준기의 입사 표면 상에 입사하고 상기 입사 표면을 통과하는 광을 굴절하는 단계로서, 상기 입사 표면은 굴곡진 형상을 갖는, 굴절 단계;
    상기 이중 표면 시준기의 반사기 표면에서 상기 굴절된 광을 반사하는 단계로서, 상기 반사기 표면은 다른 굴곡진 형상을 갖는, 반사 단계; 및
    상기 입사 표면에서 상기 반사된 광을 내부 전반사를 이용하여 재 반사하는 단계로서, 상기 재 반사된 광은 상기 이중 표면 시준기의 출력 애퍼처쪽으로 향하는, 재 반사 단계를 포함하고,
    상기 입사 표면과 상기 반사기 표면의 상기 굴곡진 형상들 및 상대 배향의 조합은 상기 출력 애퍼처에서 이중-방향 시준된 광을 제공하도록 구성되고,
    상기 이중-방향 시준된 광은 상기 이중 표면 시준기의 수평 평면에 상대적인 비-제로 전파 각을 가지며,
    상기 입사 표면의 상기 굴곡진 형상은 상기 반사기 표면으로부터 상기 출력 애퍼처로 연장하는,
    이중-방향 광 시준 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 반사기 표면의 굴곡진 형상은 반사 코팅으로 코팅되는,
    이중-방향 광 시준 방법.
  22. 제 20항의 이중-방향 광 시준 방법을 포함하는 3차원(3D) 전자 디스플레이 동작 방법으로서,
    플레이트 광 가이드에서의 상기 출력 애퍼처로부터 상기 이중-방향 시준된 광을 비-제로 전파 각으로 안내하는 단계;
    3D 전자 디스플레이의 상이한 3D 뷰들의 방향들에 대응하는 복수의 상이한 주요 각 방향들로 상기 플레이트 광 가이드로부터 멀어지게 향하는 복수의 광 빔들을 발생하기 위해 상기 플레이트 광 가이드의 표면의 다중 빔 회절 격자를 이용하여 상기 안내된 이중-방향 시준된 광의 부분을 회절 가능하게(diffractively) 결합(coupling out)하는 단계; 및
    광 밸브들의 어레이를 이용하여 상기 복수의 광 빔들의 광 빔들을 변조하는 단계로서, 상기 변조된 광 빔들은 상기 상이한 3D 뷰 방향들에서 상기 3D 전자 디스플레이의 3D 픽셀들을 형성하는, 변조 단계를 더 포함하는,
    3차원(3D) 전자 디스플레이 동작 방법.
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