KR102303654B1 - 다시점 역광장치, 모드-전환 가능 다시점 역광장치, 및 2d/3d 모드-전환 가능 표시장치 - Google Patents

다시점 역광장치, 모드-전환 가능 다시점 역광장치, 및 2d/3d 모드-전환 가능 표시장치 Download PDF

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Abstract

다시점 역광장치 및 모드-전환 가능한 역광장치는 산란된 광을 방출하기 위한 평면형 역광장치 및 상기 산란된 광으로부터의 복수의 방향성 광빔들을 제공하기 위한 복수의 개구들을 갖는 광-차단층을 사용한다. 상기 모드-전환 가능한 역광장치는 산란광(diffuse light)을 2-차원(2D) 동작 모드에서 제공하도록 구성된 다른 하나의 평면형 역광장치를 추가로 포함하며, 상기 복수의 방향성 광빔들은 3-차원 모드에서 제공된다. 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치는 상기 모드-전환 가능한 역광장치 및 광 밸브 배열을 포함한다. 역광장치의 동작방법은 산란된 광을 평면형 역광장치로부터 복수의 개구들을 갖는 광-차단층쪽으로 향하게 하는 단계 및 복수의 방향성 광빔들을 복수의 개구들 중 개구를 사용하여 제공하는 단계를 포함한다.

Description

다시점 역광장치, 모드-전환 가능 다시점 역광장치, 및 2D/3D 모드-전환 가능 표시장치
본 발명은 다시점 역광장치, 모드-전환 가능 다시점 역광장치, 및 2D/3D 모드-전환 가능 표시장치이다.
전자 표시장치들은 정보를 다양한 장치들 및 제품들의 사용자들에게 통신하기 위한 거의 아주 흔한 매체들이다. 가장 흔하게 사용된 전자 표시장치들은 음극선관(cathode ray tube, CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panels, PDP), 액정표시장치들(liquid crystal displays, LCD), 전자 발광 표시장치들(ele -ctroluminescent displays, EL), 유기 발광 다이오우드(organic light emitting d -iode, OLED) 및 능동 매트릭스 OLED들 표시장치들[active matrix OLEDs(AMOLED) displays], 전기 영동(電氣泳動) 표시장치들(electrophoretic displays, EP) 및 전자 기계 또는 전기 유체 광 변조를 사용하는 다양한 표시장치들(예컨대, 디지털 미소 반사(微小反射) 표시장치들, 전기 습윤 표시장치들, 등등)을 포함한다. 일반적으로, 전자 표시장치들은 능동 표시장치들(즉, 광을 방출하는 표시장치들) 또는 수동 표시장치들(즉, 다른 하나의 광원에 의해 방출된 광을 변조하는 표시장치들)로서 분류될 수도 있다. 능동 표시장치들의 가장 확실한 예들 중에는 CRT들, PDP들 및 OLED들/AMOLED들이 있다. 방출된 광을 고려할 때 전형적으로 수동으로 분류되는 표시장치들은 LCD들 및 EP 표시장치들이다. 수동 표시장치들은, 종종 본질적으로 저전력 소비를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 매력적인 성능 특성(性能特性)들을 나타내면서도, 광을 방출하는 능력의 결핍을 고려해 볼 때 다수의 실제적인 응용 분야들에서의 약간 제한된 사용을 찾을 수도 있다.
광 방출과 관련된 수동 표시장치들의 제한사항들을 극복하기 위해, 다수의 수동 표시장치들이 외부의 광원에 결합된다. 상기 결합된 광원은 이러한 다른 수동 표시장치들이 광을 방출하고 실질적으로 능동 표시장치로서 기능할 수 있도록 할 수도 있다. 이러한 결합된 광원들의 예들은 역광장치들이다. 역광장치는 상기 수동 표시장치를 조명하기 위해 다른 수동 표시장치의 뒤에 위치하는 광원(종종 패널 역광장치)으로서 기여할 수도 있다. 예컨대, 역광장치는 LCD 또는 EP 표시장치에 결합될 수도 있다. 상기 역광장치는 상기 LCD 또는 EP 표시장치를 관통하는 광을 방출한다. 상기 방출된 광은 상기 LCD 또는 상기 EP 표시장치에 의해 변조되며 상기 변조된 광은 그 다음으로, 결국, 상기 LCD 또는 상기 EP 표시장치로부터 방출된다. 역광장치들은 종종 백색광을 방출하도록 구성된다. 색 필터들은 그 다음으로 상기 백색광을 상기 표시장치에서 사용된 다양한 색들로 변환하기 위해 사용된다. 상기 색 필터들은 상기 LCD 또는 상기 EP 표시장치(덜 흔한)의 출력에 또는 예컨대, 상기 역광장치 및 상기 LCD 또는 상기 EP 표시장치의 사이에 위치될 수도 있다.
상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명은 다시점 역광장치, 모드-전환 가능 다시점 역광장치, 및 2D/3D 모드-전환 가능 표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다시점 역광장치는 산란된 광을 방출하도록 구성된 평면형 역광장치; 및
상기 평면형 역광장치의 표면에 인접한 복수의 개구들을 갖는 광-차단층으로서, 상기 복수의 개구들 중 개구들은 광의 일부가 복수의 방향성 광빔들로서 상기 광-차단층을 관통 가능하도록 구성되는, 광-차단층;
을 포함하며,
개구의 크기는 다시점 표시장치의 다시점 화소에서 부(副)-화소의 크기에 비교할만한다.
본 발명은 다시점 역광장치, 모드-전환 가능 다시점 역광장치, 및 2D/3D 모드-전환 가능 표시장치를 제공하는 효과가 있다.
여기에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시예들의 다양한 특징들은 첨부도면들과 관련하여 설명된 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수도 있으며, 유사한 도면부호들은 유사한 구조적인 요소들을 표기한다 :
도 1(a)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 다시점 역광장치를 예시하는 측면도.
도 1(b)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 다른 하나의 실시예에 따른, 예에서의 다시점 역광장치를 예시하는 측면도.
도 2(a)-도 2(b)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 3D 모드(도 2(a))에서 및 2D 모드(도 2(b))에서 동작하는, 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치의 일부의 제1 예를 예시하는 측면도들.
도 3(a)-도 3(b)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 3D 모드(도 3(a))에서 및 2D 모드(도 3(b))에서 동작하는, 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치의 일부의 제2 예를 예시하는 측면도들.
도 4는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 예에서의 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치의 블록도.
도 5는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 예에서의 역광장치의 동작의 방법을 예시하는 순서도.
일부의 예들 및 실시예들은 위에 설명된 도면들에 예시된 특징들에 더한 특징들 그리고 위에 설명된 도면들에 예시된 특징들을 대체하는 특징들 중 하나인 다른 특징들을 갖는다. 이러한 특징들 및 다른 특징들은 위에 설명된 도면들을 참조하여 아래에 자세히 설명된다.
여기에 설명된 원리들에 따른 실시예들 및 예들은 산란된 광을 방출하도록 구성된 평면형 역광장치 및 상기 평면형 역광장치의 표면에 인접한 복수의 개구들 (apertures)을 갖는 광-차단 층을 포함하는 다시점 역광장치를 제공한다. 상기 개구들(apertures)은 광의 일부가 복수의 방향성 광빔들로서 관통할 수 있도록 구성된다. 상기 방향성 광빔들은 예컨대, 다시점 표시장치의 시점 방향들에 해당하는 방향들을 가질 수도 있다.
여기에 설명된 원리들에 따른 실시예들 및 예들은 또한 2-차원(2D) 정보 및 3-차원(3D) 정보의 표시장치 사이의 전환을 지원하는 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치를 제공한다. 특히, 여기에 설명된 원리들에 따르면, 정보는 2D 동작 모드 또는 3D 동작 모드에서 선택적으로 표시될 수도 있다. 상기 3D 동작 모드는 이른바 '무안경식(glasses free)' 또는 복합시차 지각방식(autostereoscopic) 표시 시스템과 결합되어 이미지들 및 유사한 정보를 제공하는데 사용될 수도 있는 반면, 2D 동작 모드는 3차원으로는 없거나 3차원으로부터 적어도 이득을 얻지 않는 정보(예컨대, 문서, 2D 이미지들, 등등)를 제공하는데 사용될 수도 있다.
게다가, 여기에 설명된 원리들의 다양한 예들에 따르면, 상기 전환 가능한 2D 및 3D 동작 모드들은 동일한 표시장치 또는 시스템상에 제공될 수도 있다. 동일한 표시 시스템상에 2D 정보 및 3D 정보의 둘다 모두를 선택적으로 표시 가능한 모드-전환 가능한 표시 시스템은 2D 표시장치를 단독으로 또는 3D 표시장치를 단독으로 사용하여 가능한 것보다 다른 데이터 프리젠테이션(presentation) 필요조건들의 아주 넓은 범위에 단일 표시 시스템을 적용하는 것을 용이하게 할 수도 있다.
여기에 설명된 원리들의 일부의 실시예들에서, 격자-기반 역광장치 및 다른 유사한 역광장치 구성에서 종종 경험되는 색 분해(color separation) 문제점들이 백색 또는 실질적으로 백색 광원의 사용 및 광을 산란시키기 위한 격자의 비존재에 기인하여 경감되거나 심지어는 제거될 수도 있다. 또한, 여기에 사용된 다양한 역광장치의 실시예들을 사용하는 표시장치는 아래에 설명된 역광장치들의 실질적으로 균일한 조명에 기인하여 뛰어난 휘도 균일성을 나타낼 수도 있다. 마지막으로, 다양한 실시예들은 단지 간단한 시준(視準), 예컨대, ±30°의 치수의, 을 사용할 수도 있고, 이것은 프리즘 막들, 등등의 사용을 통해 용이하게 성취될 수도 있다.
여기서, '다시점(多視點) 표시장치'는 다른 시점 방향들에서 다시점 이미지의 다른 시점들을 제공하도록 구성된 전자 표시장치 또는 전자 표시 시스템으로 정의된다. 또한, '다시점 이미지' 및 '다시점 표시장치'의 용어들에 사용된 '다시점'의 용어는 다른 시각들(perspectives)을 나타내거나 복수의 시점들 중 시점들 사이의 각이 진 차이(angular disparity)를 포함하는 복수의 시점들로서 정의된다. 게다가, 여기에서의 정의(定義)상, 여기에서의 '다시점'의 용어는 2개보다 많은 다른 시점들(즉, 최소 3개의 시점들 및 일반적으로 3개의 시점들보다 많은)을 명백하게 포함한다. 이와 같이, 여기에 사용된 '다시점 표시장치'는 광경 또는 이미지를 나타내기 위해 단지 2개의 다른 시점들을 포함하는 입체 표시장치와는 명백하게 구별된다. 그러나 여기에서의 정의(定義)상, 다시점 이미지들 및 다시점 표시장치들은 2개 이상의 시점들을 포함하는 반면, 다시점 이미지들은 한번에 보기 위해(예컨대, 1개의 눈당 1개의 시점(one view per eye)) 상기 다시점 시점들 중 단지 2개의 시점들만을 선택함으로써 이미지들의 입체적인 쌍으로서 보여질 수도 있다(예컨대, 다시점 표시장치상에서).
'다시점 화소'는 다시점 표시장치의 유사한 복수의 다른 시점들 중 각각에서의 '시점(view)' 화소들을 나타내는 부-화소들의 세트로서 여기에 정의된다. 특히, 다시점 화소는 상기 다시점 이미지의 다른 시점들 중 각각에서의 시점(view) 화소에 해당하거나 상기 다시점 이미지의 다른 시점들 중 각각에서의 시점(view) 화소를 나타내는 개별적인 부-화소를 가질 수도 있다. 게다가, 여기에서의 정의(定義)상, 상기 다시점 화소의 부-화소들은 상기 부-화소들 중 각각이 상기 다른 시점들 중 해당 시점의 미리 결정된 시점 방향과 관련된다는 점에서 이른바 '방향성 화소들'이다. 또한, 다양한 예들 및 실시예들에 따르면, 다시점 화소의 부-화소들에 의해 나타내어진 다른 시점 화소들은 상기 다른 시점들 중 각각에서의 동등한 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치들 또는 좌표들을 가질 수도 있다. 예컨대, 제1 다시점 화소는 다시점 이미지의 다른 시점들 중 각각에서의 {x1, y1}에 위치된 시점 화소들에 해당하는 개별적인 부(副)-화소들을 가질 수도 있는 반면, 제2 다시점 화소는 다른 시점들 중 각각에서의 {x2, y2}에 위치된 시점 화소들에 해당하는 개별적인 부(副)-화소들을 가질 수도 있으며, 기타 등등이다. 여기에 설명된 다양한 실시예들에 따르면, '부(副)-화소(sub-pixel)'는 다시점 표시장치의 다시점 화소들을 실시하는데 사용된 광 밸브 배열중 광 밸브와 동등할 수도 있다. 이와 같이, '부(副)-화소(sub-pixel)', '시점(view) 화소', 및 '광 밸브'의 용어들은 여기서 상호 교환적으로 사용될 수도 있다.
여기서, '도광관(light guide)'은 전체 내부 반사를 사용하는 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 상기 도광관은 상기 도광관의 동작 파장에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수도 있다. 다양한 예들에서, 상기 '도광관(light guide)'의 용어는 일반적으로 상기 도광관의 유전물질 및 상기 도광관을 에워 싸는 물질 또는 매체 사이의 인터페이스에서 광을 안내하기 위해 전체 내부 반사를 사용하는 유전 광 도파관을 의미한다. 정의(定義)상, 전체 내부 반사를 위한 조건은 상기 도광관의 굴절율이 상기 도광관 물질의 표면에 인접한 주변 매체의 굴절율보다 더욱 크다는 점이다. 일부의 실시예들에서, 상기 도광관은 상기 전체 내부 반사를 추가로 용이하게 하기 위해 상기 굴절율 차이에 더하여 또는 상기 굴절율 차이를 대신하여 코우팅부를 포함할 수도 있다. 상기 코우팅부는, 예컨대 반사 코우팅부일 수도 있다. 상기 도광관은 판(板) 또는 슬래브 가이드(slab guide) 및 스트립 가이드(strip guide) 중 하나 또는 둘다 모두를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 몇개의 도광관들 중 임의의 것일 수도 있다.
또한 여기에서, '도광판(板)'에서처럼 도광관에 적용될 때의 '판(板)(pla -te)'의 용어는 구분적으로(piece-wise) 또는 별도로 평면 층 또는 시트로서 정의되며, 이것은 때때로 '슬래브(slab)' 가이드로 불리운다. 특히, 도광판(板)은 상기 도광관의 상면 및 하면(즉, 반대 표면들)에 의해 경계지어진 2개의 실질적으로 수직의 방향들에서 광을 안내하도록 구성된 도광관으로서 정의된다. 또한, 여기에서의 정의(定義)상, 일부의 실시예들에 따르면, 상기 상면 및 하면은 둘다 모두 서로 분리되어 있으며 적어도 차별적인 의미로 실질적으로 서로 평행할 수도 있다. 즉, 상기 도광판(板)의 임의의 차별적으로 작은 영역 내에서, 상기 상면 및 하면은 실질적으로 평행하거나 동일 평면형이다.
일부의 실시예들에서, 상기 도광판(板)은 실질적으로 평평하므로(즉, 평면에 제한된), 상기 도광판(板)은 평면형 도광관이다. 다른 실시예들에서, 상기 도광판(板)은 1개나 2개의 수직 치수들로 구부려질 수도 있다. 예컨대, 상기 도광판(板)은 원통형 도광판(板)을 형성하기 위해 단일 치수로 구부려질 수도 있다. 그러나 임의의 만곡부는 전제 내부 반사가 광을 안내하기 위해 상기 도광판(板) 내에서 유지되는 것을 보장하도록 충분히 큰 만곡의 반경을 갖는다.
다른 실시예들에서, 상기 도광판(板)은 상면 및 하면 사이의 공간이 상기 도광판(板)을 가로지르는 거리의 함수로서 변하는 쐐기(wedge) 형태를 가질 수도 있다. 특히, 일부의 실시예들에서, 상기 쐐기(wedge) 형태는 상기 쐐기(wedge) 형태의 도광판(板)의 입력단(예컨대, 광원에 인접한)으로부터 출력단 또는 단말부까지의 거리에 따라 증가하는 상면으로부터 하면까지의 간격을 포함할 수도 있다. 이러한 쐐기(wedge) 형태의 도광판(板)은 예컨대, 상기 입력단에 입사된 광의 시준(視準)(예컨대, 수직 시준)을 제공할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 쐐기(wedg -e) 형태는 상기 쐐기(wedge) 형태의 도광판(板)의 입력단(예컨대, 광원에 인접한)으로부터 출력단 또는 단말부까지의 거리에 따라 감소하는 상면으로부터 하면까지의 간격을 포함할 수도 있다. 이러한 쐐기(wedge) 형태의 도광판(板)은 예컨대 상기 쐐기(wedge) 형태의 도광관으로부터의 광의 산란을 용이하게 하기 위해 광 추출 특징부로서 기여할 수도 있다.
여기서, '광원(光源)(light source)'은 광의 근원(source of light)(예컨대, 광을 발생 및 방출하는 기구 또는 장치)으로서 정의된다. 예컨대, 상기 광원은 동작될 때 광을 방출하는 발광 다이오우드(LED)일 수도 있다. 특히, 여기서 상기 광원은 실질적으로 임의의 광의 근원(source of light)일 수도 있거나 실질적으로 발광 다이오우드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오우드(OLED), 폴리머 발광 다이오우드, 플라즈마-기반 광 방출기(plasma-based optical emitter), 형광등, 백열등, 및 사실상 임의의 다른 광원 중 하나 이상을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 임의의 광 방출기일 수도 있다. 상기 광원에 의해 발생된 광은 색깔을 가질 수도 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수도 있음), 파장들의 범위(예컨대, 백색광)일 수도 있다.
또한, 여기에 사용된 바와 같이, 'a'의 관사는 특허 기술들에서의 그 보통의 의미, 즉 '하나 이상의', 를 가지도록 의도된 것이다. 예컨대, '개구(an apertur -e)'는 1개 이상의 개구들 및 그러한 것들을 의미하며, '그 개구(the aperture)'는 여기에서는 '그 개구(들)'을 의미한다. 또한, 여기에서의 '상면(top)', '하면(bott -om)', '상부(upper), '하부(lower), '위(up)', 아래(down)', '앞(front)', 뒤(bac -k)', '제1(first)', '제2(second)', '좌측(left)' 또는 우측(right)'은 여기서는 제한적으로 의도되지는 않는다. 여기서, 값에 적용될 때의 '약'의 용어는 일반적으로 그 값을 산출하도록 사용된 장치의 허용범위 내를 의미하거나, 달리 명백하게 명시되지 않는 한, + 또는 - 10%, 또는 + 또는 - 5%, 또는 + 또는 - 1%를 의미할 수도 있다. 또한, 여기에 사용된 '실질적으로'의 용어는 다수, 또는 거의 모든, 또는 모든, 또는 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 양을 의미한다. 게다가, 여기에서의 예들은 예시용으로만 의도된 것이며 논의용이지만 제한적이지는 않게 제공된 것이다.
여기에 설명된 원리들의 일부의 실시예들에 따르면, 역광장치 및 보다 특별하게는 다시점 역광장치가 제공된다. 도 1(a)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 예에서의 다시점 역광장치(100)를 예시하는 측면도이다. 도 1(a)에 예시된 상기 다시점 역광장치(100)는 서로 다른 주요 각도 방향들을 갖는 복수의 방향성 광빔들(106a)을 방출 또는 제공하도록 구성된다(예컨대, 광장(light field)으로서). 특히, 다양한 실시예들에 따르면, 상기 제공된 복수의 방향성 광빔들(10 6a)은 다시점 표시장치의 각각의 시점 방향들에 해당하는 다른 주요 각도 방향들로 상기 다시점 역광장치(100)로부터 멀어지는 방향으로 향한다. 일부의 실시예들에서, 상기 방향성 광빔들(106a)은 3D 콘텐츠(content)를 갖는 정보의 표시를 용이하게 하기 위해 변조(예컨대, 아래에 설명된 바와 같이, 광 밸브들을 사용하여)될 수도 있다.
도 1(a)에 예시된 바와 같이, 상기 다시점 역광장치(100)는 도광관(108)을 포함한다. 일부의 실시예들에 따르면, 상기 도광관(108)은 도광판(板)(108)일 수도 있다. 상기 도광관(108)은 광을 유도된 광(101)으로서 상기 도광관(108)의 길이를 따라 유도하도록 구성된다. 예컨대, 상기 도광관(108)은 광 도파관으로서 구성된 유전물질을 포함할 수도 있다. 상기 유전물질은 상기 유전 광 도파관을 에워싸는 매체의 제2 굴절율보다 더욱 큰 제1 굴절율을 가질 수도 있다. 굴절율들에서의 이러한 차이는 예컨대, 상기 도광관(108)의 1개 이상의 유도된 모드들에 따라 상기 유도된 광(101)의 전체 내부반사를 용이하게 하도록 구성된다.
일부의 실시예들에서, 상기 도광관(108)은 광학적으로 투명한, 유전물질의 연장된, 실질적으로 평면형 시트(sheet)를 포함하는 슬랩(slab) 또는 판(板) 형태의 도광판(optical waveguide)일 수도 있다. 상기 유전물질의 실질적으로 평면형 시트(sheet)는 전체 내부반사를 사용하여 상기 유도된 광(101)을 유도하도록 구성된다. 다양한 예들에 따르면, 상기 도광관(108)의 광학적으로 투명한 물질은 다양한 형태들의 유리(예컨대, 석영(石英) 유리(silica glass), 알칼리 규산 알루미늄 유리(alkali-aluminosilicate glass), 붕규산(硼硅酸) 유리(borosilicate glass), 등등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들(plastics) 또는 폴리머들(pol -ymers)(예컨대, 폴리(poly)(메타크릴산 메틸(methyl methacrylate)) 또는 '아크릴 유리(acrylic glass)', 폴리카보네이트(polycarbonate), 등등)중 하나 이상을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 다양한 유전물질들 중 임의의 유전물질을 포함할 수도 있거나 다양한 유전물질들 중 임의의 유전물질로 구성될 수도 있다. 일부의 예들에서, 상기 도광관(108)은 상기 도광관(108)의 표면의 적어도 일부(제1 표면(1 08') 및 제2 표면(108") 중 하나 또는 둘다 모두) 상에 클래딩 층(cladding laye -r)(미예시)을 추가로 포함할 수도 있다. 일부의 예들에 따르면, 상기 클래딩 층(c -ladding layer)은 전체 내부반사를 추가로 용이하게 하기 위해 사용될 수도 있다.
또한, 일부의 실시예들에 따르면, 상기 도광관(108)은 상기 도광관(108)의 제1 표면(108')(예컨대, '전(前)(front)'면(面) 또는 전(前)측(側)(front side)) 및 제2 표면(108")(예컨대, '후(後)(back)'면(面) 또는 후(後)측(側)(back side)) 사이의 0이 아닌 전달각에서 전체 내부반사에 따라 상기 유도된 광((101)을 유도하도록 구성된다. 특히, 상기 유도된 광(101)은 0이 아닌 전달각에서 상기 도광관(1 08)의 제1(전(前)) 표면(108') 및 제2(후(後)) 표면(108") 사이의 반사 또는 '산란(bouncing)'에 의해 전달될 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 광의 다른 색들을 포함하는 복수의 유도된 광빔들은 다른 색-특정, 0이 아닌 전달각들 중 각각의 전달각들에서 상기 도광관(108)에 의해 유도될 수도 있다. 상기 0이 아닌 전달각은 예시의 단순성을 위해 도 1(a)에는 예시되지 않았다. 그러나 전달각(103)을 도시하는 굵은 화살표는 도 1(a)에서의 도광관 길이를 따라 유도된 광(101)의 일반적인 전달방향을 예시한다.
여기에 정의된 바와 같이, '0이 아닌 전달각'은 상기 도광관(108)의 표면(예컨대, 제1 표면(108') 또는 제2 표면(108"))에 대한 각도이다. 또한, 다양한 실시예들에 따르면, 상기 0이 아닌 전달각은 0보다는 크고 상기 도광관(108) 내의 전체 내부반사의 임계각보다는 작다. 예컨대, 상기 유도된 광(101)의 상기 0이 아닌 전달각은 약10°내지 약50°일 수도 있거나, 일부의 예들에서는 약20°내지 약40°, 또는 약25°내지 약35°이다. 예컨대, 상기 0이 아닌 전달각은 약30°일 수도 있다. 다른 예들에서는, 상기 0이 아닌 전달각은 약20°, 또는 약25°, 또는 약35°이다. 게다가, 특정의 영이 아닌 전달각이 상기 도광관(108) 내의 전체 내부반사의 임계각보다 작게 선택되는 한, 상기 특정의 영이 아닌 전달각은 특별한 실시를 위해 선택(예컨대, 임의적으로)될 수도 있다.
상기 다시점 역광장치(100)는 광원(124)을 추가로 포함할 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 광원(124)은 상기 도광관(108) 내에서 유도되는 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 상기 광원(124)은 상기 도광관(108)의 입구 표면 또는 단(端)(입력단)에 인접하여 위치될 수도 있다. 다양한 실시예들에서, 상기 광원(12 4)은 1개 이상의 발광 다이오우드들(LEDs) 또는 레이저(예컨대, 레이저 다이오우드)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 임의의 광의 근원(예컨대, 광 방출기)을 실질적으로 포함할 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 광원(124)은 특정 색으로 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색의 광을 발생하도록 구성된 광 방출기를 포함할 수도 있다. 특히, 상기 단색광의 색은 특정 색 공간 또는 색 모델(예컨대, 적색-녹색-청색(RGB) 색 모델)의 원색(primary color)일 수도 있다. 다른 예들에서, 상기 광원(124)은 실질적으로 광대역 또는 다색광을 제공하도록 구성된 실질적으로 광대역의 광원일 수도 있다. 예컨대, 상기 광원(124)은 백색광을 제공할 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 광원(124)은 광의 다른 색들을 제공하도록 구성된 복수의 다른 광 방출기들을 포함할 수도 있다. 상기 다른 광 방출기들은 광의 다른 색들 중 각각에 해당하는 유도된 광의 다른, 색-특정의, 영이 아닌 전달각들을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수도 있다.
상기 도광관(108)에서의 상기 유도된 광(101)은 상기 광원(124)에 의해 상기 0이 아닌 전달각(예컨대, 약30°내지 약35°)에서 상기 도광관(108)에 입사되거나 결합될 수도 있다. 렌즈, 거울 또는 유사한 반사기(예컨대, 경사진 시준(視準) 반사기), 및 프리즘(미예시) 중 하나 이상은, 예컨대, 0이 아닌 전달각에서 광을 상기 유도된 광(101)으로서 상기 도광관(108)의 입력단에 결합시키는 것을 용이하게 할 수도 있다. 일단 상기 도광관(108)에 결합되면, 상기 유도된 광(101)은 일반적으로 상기 입력단으로부터 멀어지는 방향일 수도 있는 방향(예컨대, 도 1(a)에서 x-축을 따라 향하는 굵은 화살표들에 의해 예시된)으로 상기 도광관(108)을 따라 전달된다.
또한, 다양한 실시예들에 따르면, 광을 상기 도광관(108)에 결합시킴으로써 발생된 상기 유도된 광(101)은 시준된 광일 수도 있다. 여기서, '시준된 광' 또는 '시준된 광빔'은 일반적으로 광빔 중 광선들이 상기 광빔(예컨대, 상기 유도된 광( 101)) 내에서 실질적으로 서로 평행한 광의 빔으로서 정의된다. 또한, 여기에서의 정의(定義)상, 상기 시준된 광빔으로부터 발산하거나 산란되는 광선들은 상기 시준된 광빔의 일부로 간주되지는 않는다. 일부의 실시예들에서, 상기 다시점 역광장치 (100)는 광을 예컨대, 광원으로부터 시준하기 위한 렌즈, 반사기 또는 거울(예컨대, 경사진 시준 반사기)와 같은 시준기를 포함할 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 광원(124)은 시준기를 포함할 수도 있다. 다양한 실시예들에서, 상기 유도된 광(101)은 상기 시준기에 의해 시준 지수(collimation factor) σ에 따라 또는 시준 지수(collimation factor) σ를 갖도록 시준될 수도 있다.
일부의 실시예들에서, 상기 도광관(108)은 상기 유도된 광(101)을 '재활용 (recycle)'하도록 구성될 수도 있다. 특히, 상기 도광관 길이를 따라 유도되어진 상기 유도된 광(101)은 전달방향(103)과 다른 다른 하나의 전달방향(103')에서 그 길이를 따라 뒤로 다시 전송될 수도 있다. 예컨대, 상기 도광관(108)은 상기 광원에 인접한 입력단의 반대편의 도광관(108)의 단부에 반사기(미예시)를 포함할 수도 있다. 상기 반사기는 상기 유도된 광(101)을 재활용된 유도된 광으로서 입력단 쪽으로 반사시키도록 구성될 수도 있다. 이러한 방식으로 유도된 광(101)을 재활용하는 것은 예컨대, 유도된 광을 아래에 설명된 개구들에 한번 이상 유용하게 만듦으로써 상기 다시점 역광장치(100)의 휘도(예컨대, 방향성 광빔들(106a)의 세기)를 증가시킬 수도 있다. 도 1(a)에서, 재활용된 유도된 광의 전달방향(103')을 나타내는 굵은 화살표는 상기 도광관(108) 내의 재활용되어 유도된 광(예컨대, 음의 X-방향으로 향한)의 일반적인 전달방향을 예시한다. 대체적으로(Alternatively)(예컨대, 유도된 광을 재활용하는 것과는 대조적으로), 다른 전달방향(103')에서 전달되는 유도된 광(101)은 다른 전달방향(103')을 갖는 광을 상기 도광관(108)에 입사시킴으로써 제공될 수도 있다(예컨대, 전달방향(103)을 갖는 유도된 광(101)에 더하여).
도 1(a)에 예시된 바와 같이 그리고 여기에 설명된 원리들에 따르면, 상기 다시점 역광장치(100)는 광-차단층(110)을 추가로 포함한다. 상기 광-차단층(110)은 도광관 길이에 따라 서로 이격되어 있는 복수의 개구들(apertures)(112)을 갖는다. 특히, 상기 복수의 개구들 중 상기 개구들(112)은 한정된 공간에 의해 서로 분리되어 있으며 상기 광-차단층(110)을 따른 개별적인, 뚜렷한 구멍들(openings)을 나타낸다. 즉, 여기에서의 정의(定義)상, 상기 복수의 개구들 중 상기 개구들(112)은 한정된(즉, 영이 아닌) 개구 간의 거리(inter-aperture distance)(즉, 한정된 중심 간의 거리)에 따라 서로 이격되어 있다.
일부의 실시예들에 따르면, 상기 복수의 개구들 중 상기 개구들(112)은 상기 광-차단층(110)을 따라 또는 상기 광-차단층(110)에 걸쳐 1-차원 배열(1D) 또는 2-차원 배열(2D)로 배열될 수도 있다. 예컨대, 상기 복수의 개구들(112)은 선형의 1D 배열로서 배열될 수도 있다. 다른 하나의 예에서, 상기 복수의 개구들(112)은 직사각형의 2D 배열로서 또는 원형의 2D 배열로서 배열될 수도 있다. 또한, 상기 배열(즉, 1D 또는 2D 배열)은, 일부의 예들에서는, 규칙적인 또는 균일한 배열일 수도 있다. 특히, 상기 개구들(112) 간의 개구 간의 거리(inter-aperture distance)는 상기 배열 전체에 걸쳐 실질적으로 균일하거나 일정할 수도 있다. 다른 예들에서, 상기 개구들(112) 간의 요소간 거리는 상기 배열 전체에 걸쳐 그리고 상기 도광관(108)의 길이에 따라 중 하나 또는 둘다 모두에 따라 변할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 복수의 개구들(112) 중 개구(112)는 상기 유도된 광(101)의 일부를 상기 복수의 방향성 광빔들(106a)로서 방출하도록 구성된다. 특히, 도 1(a)는 상기 방향성 광빔들(106a)을 상기 도광관(108)의 제1(또는 전 (前)) 표면(108')으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 것으로 도시된 복수의 발산하는 화살표들로서 예시하고 있다. 또한, 상기 개구(112)의 크기는 다시점 표시장치의 다시점 화소(140)에서의 부(副)-화소(140')의 크기와 비교할만하다.
상기 다시점 화소들(140)은 상기 다시점 역광장치(100)와 함께 논의의 용이함을 위해 도 1(a)에 예시되어 있다. 여기서, '크기'는 길이, 폭 또는 면적을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 다양한 방식들 중 임의의 방식으로 정의될 수도 있다. 예컨대, 부(副)-화소(140')의 크기는 그 길이일 수도 있으며 상기 개구(112)의 비교할만한 크기는 또한 상기 개구(112)의 길이일 수도 있다. 다른 한 예에서, 크기는 상기 개구(112)의 면적이 상기 부(副)-화소(140')의 면적에 비교할만할 수도 있는 정도의 면적을 의미할 수도 있다.
일부의 실시예들에서, 상기 개구(112)의 크기는 상기 부(副)-화소 크기의 약50% 내지 약200%일 정도로 상기 부(副)-화소 크기에 비교할만하다. 예컨대, 만일 상기 개구 크기가 's'로 표기되고 상기 부(副)-화소 크기는 'S'라 표기되면(예컨대, 도 1(a)에 예시된 바와 같이), 상기 개구 크기s 는 다음과 같은 방정식(1)에 의해 주어질 수도 있다.
Figure 112019099315922-pct00001
(1)
다른 예들에서, 상기 개구 크기는 상기 부(副)-화소 크기의 약60% 보다 크거나 상기 부(副)-화소 크기의 약70% 보다 크거나 상기 부(副)-화소 크기의 약80% 보다 크거나 상기 부(副)-화소 크기의 약90% 보다 크거나 상기 개구 크기는 상기 부(副)-화소 크기의 약180% 보다 작거나, 상기 부(副)-화소 크기의 약160% 보다 작거나 상기 부(副)-화소 크기의 약140% 보다 작거나 상기 부(副)-화소 크기의 약130% 보다 작다. 예컨대, '비교할만한 크기'를 갖는다면, 상기 개구 크기는 상기 부(副) -화소 크기의 약75% 내지 약150%일 수도 있다. 다른 한 예에서, 상기 개구(112)는 크기 면에서 상기 부(副)-화소(140')와 비교할만하며, 그 개구 크기는 상기 부(副) -화소 크기의 약125% 내지 약85%이다. 일부의 실시예들에 따르면, 상기 개구(112) 및 상기 부(副)-화소(140')의 비교할만한 크기들은 상기 다시점 표시장치의 시점들 사이의 암흑 영역들(dark zones)을 감소시키거나, 또는 일부의 예들에서는 최소화시키면서도, 동시에 상기 다시점 표시장치의 시점들 사이의 중첩(overlap)을 감소시키거나, 또는 일부의 예들에서는 최소화시키도록 선택될 수도 있다.
도 1(a)는 또한 상기 다시점 역광장치(100)에 의해 방출된 복수의 방향성 광빔들 중 방향성 광빔들(106a)을 변조하도록 구성된 광 밸브들(152)의 배열을 예시한다. 상기 광 밸브 배열은 예컨대, 상기 다시점 역광장치(100)를 사용하는 다시점 표시장치의 일부일 수도 있으며, 여기에서의 논의의 용이함을 위해 상기 다시점 역광장치(100)와 함께 도 1(a)에 예시되어 있다.
도 1(a)에 예시된 바와 같이, 다른 주요 각도 방향들을 갖는 방향성 광빔들(106a) 중 다른 광빔들은 관통하며 상기 광 밸브 배열에서의 광 밸브들(152) 중 다른 광 밸브들에 의해 변조될 수도 있다. 또한, 예시된 바와 같이, 상기 배열 중 광 밸브(152)는 부-화소(140')에 해당하며, 상기 광 밸브들(152)의 세트는 다시점 표시장치의 다시점 화소(140)에 해당한다. 특히, 상기 광 밸브 배열 중 광 밸브들 (152)의 다른 세트는 상기 개구들(112) 중 다른 개구들로부터 방향성 광빔들(106a)을 수신 및 변조하도록 구성되며, 즉, 예시된 바와 같이, 각각의 개구(112)에 대해 1개의 고유의 세트의 광 밸브들(152)이 있다. 다양한 실시예들에서, 다른 형태들의 광 밸브들은 액정 광 밸브들, 전기 영동(電氣泳動)(electrophoretic) 광 밸브들, 및 전기 습윤(electrowetting)에 근거한 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 상기 광 밸브 배열 중 광 밸브들(152)로서 사용될 수도 있다.
특히, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 제1 광 밸브 세트(152a)는 제1 개구(112 a)로부터 방향성 광빔들(106a)을 수신 및 변조하도록 구성되는 반면, 제2 광 밸브 세트(152b)는 제2 개구(112b)로부터 방향성 광빔들(106a)을 수신 및 변조하도록 구성된다. 그러므로 도 1(a)에 예시된 바와 같이, 상기 광 밸브 배열에서의 상기 광 밸브 세트들 중 각각(예컨대, 제1 및 제2 광 밸브 세트들(152a, 152b))은 각각 다른 개구(112)에 대응하며, 상기 광 밸브 세트들 중 개별적인 광 밸브들(152)은 각각의 다시점 화소들(140) 중 부-화소들(140')에 대응한다.
도 1(a)에 예시된 바와 같이, 상기 부-화소(140')의 크기는 상기 광 밸브 배열에서의 광 밸브(152)의 크기에 해당할 수도 있다. 다른 예들에서는, 상기 부-화소 크기는 상기 광 밸브 배열의 인접한 광 밸브들(152) 사이의 거리(예컨대, 중심 간 거리)로서 정의될 수도 있다. 예컨대, 상기 광 밸브들(152)은 상기 광 밸브 배열에서의 광 밸브들(152) 사이의 중심 간 거리보다 더 작을 수도 있다. 상기 부-화소 크기는 예컨대, 상기 광 밸브(152)의 크기 또는 광 밸브들(152) 사이의 중심 간 거리에 해당하는 크기로서 정의될 수도 있다.
일부의 실시예들에서, 복수의 개구들(112) 및 해당하는 다시점 화소들(140)( 예컨대, 광 밸브들(152)의 세트들) 사이의 관계는 일대일 관계일 수도 있다. 즉, 동일한 수의 다시점 화소들(140) 및 개구들(112)이 존재할 수도 있다. 다른 실시예들(미예시)에서는, 다시점 화소들(140) 및 개구들(112)의 수는 서로 다를 수도 있다.
일부의 실시예들에서, 복수의 개구들 중 1쌍의 인접한 개구들(112) 사이의 개구 간 거리(예컨대, 중심 간 거리)는, 예컨대 광 밸브 세트들에 의해 표시된 해당하는 인접한 쌍의 다시점 화소들(140) 사이의 화소 간 거리(예컨대, 중심 간 거리)와 동등할 수도 있다. 예컨대, 도 1(a)에 예시된 바와 같이, 제1 개구(112a) 및 제2 개구(112b) 사이의 중심 간 거리 d 는 제1 광 밸브 세트(152a) 및 제2 광 밸브 세트(152b) 사이의 중심 간 거리 D 와 실질적으로 동일하다. 다른 실시예들(미예시)에서, 개구들(112)의 쌍들 및 해당하는 광 밸브 세트들의 상대적인 중심 간 거리들은 다를 수도 있으며, 예컨대, 상기 개구들(112)은 상기 다시점 화소들(140)을 나타내는 광 밸브 세트들 사이의 간격(즉, 중심 간 거리 D )보다 더 크거나 또는 더 작은 것 중 하나인 개구 간 간격(즉, 중심 간 거리 d )을 가질 수도 있다.
일부의 실시예들에서, 상기 개구(112)의 형태는 상기 다시점 화소(140)의 형태와 유사하거나 동등하게는, 상기 다시점 화소(140)에 해당하는 상기 광 밸브들( 152)의 세트(또는 '부-배열')의 형태와 유사하다. 예컨대, 상기 개구(112)는 정사각형 형태를 가질 수도 있으며 상기 다시점 화소(140)(또는 광 밸브들(152)의 해당 세트의 배열)는 실질적으로 정사각형일 수도 있다. 다른 한 예에서, 상기 개구(11 2)는 직사각형 형태를 가질 수도 있으며, 즉, 폭 또는 가로 치수(transverse dime -nsion)보다 더 큰 길이 또는 세로 치수(longitudinal dimension)를 가질 수도 있다. 이러한 예에서, 상기 개구(112)에 해당하는 상기 다시점 화소(140)(또는 동등하게는 광 밸브들(152)의 세트의 배열)는 유사한 직사각형 형태를 가질 수도 있다. 또 다른 예들(미예시)에서, 상기 개구들(112) 및 상기 해당하는 다시점 화소들(14 0)은 삼각형 형태, 육각형 형태, 및 원형 형태를 포함하거나 적어도 비슷하지만, 이에 제한되지는 않는, 다양한 형태들을 가진다.
또한(예컨대, 도 1(a)에 예시된 바와 같이), 일부의 실시예들에 따르면, 각각의 개구(112)는 방향성 광빔들(106a)을 오직 유일한 다시점 화소(140)에 제공하도록 구성된다. 특히, 도 1(a)에 예시된 바와 같이, 상기 개구들(112) 중 주어진 1개의 개구에 대하여, 상기 다시점 표시장치의 다른 시점들에 해당하는 다른 주요 각도 방향들을 갖는 상기 방향성 광빔들(106a)은 단일 해당 다시점 화소(140) 및 그 부-화소들(140'), 즉, 상기 개구에 해당하는 광 밸브들(152)의 단일 세트, 에 실질적으로 국한된다. 이와 같이, 다시점 역광장치(100)의 각각의 개구(112)는 다시점 표시장치의 다른 시점들에 해당하는 다른 주요 각도 방향들의 세트를 갖는 방향성 광빔들(106a)의 해당 세트를 제공한다(즉, 방향성 광빔들(106a)의 상기 세트는 다른 시점 방향들 중 각각에 해당하는 방향을 갖는 광빔을 포함한다).
도 1(a)에서, 상기 광-차단 층(110)은 상기 도광관(108)의 전면(前面)(108') 및 상기 광 밸브들(152) 사이에 위치하며 상기 개구들(112)을 제외한 상기 도광관(108)으로부터 광을 차단하도록 구성되고, 이것은 광이 상기 광-차단 층(110)을 방향성 광빔들(106a)로서 관통할 수 있도록 한다. 일부의 실시예들에서, 상기 광-차단 층(110)은 반사적인 광-차단 층이다. 특히, 상기 도광관(108)에 인접해 있는 상기 반사적인 광-차단 층의 후면(後面)(110')은 광(105)을 반사된 광으로서 상기 도광관(108)으로 반사시키도록 구성될 수도 있다. 상기 반사된 광은 그 다음으로 부가적인 재활용된 광(105')(예컨대, 상기한 바와 같은 재활용된 광에 더하여)으로서 상기 도광관(108)의 후면(後面)(108")으로부터 멀리 반사될 수도 있다. 이러한 부가적인 재활용된 광(105')은 유도된 광을 예컨대, 상기 개구들(112)에 대해 한번 이상 유용하게 만듦으로써 다시점 역광장치(100)의 휘도(예컨대, 방향성 광빔들(1 06a)의 세기)를 추가로 증가시킬 수도 있다. 상기 도광관(108)의 후면(後面)(108")에는 광의 재활용(recycling)의 추가적인 향상을 위해 반사기(도 1(a)에는 예시되어 있지 않지만, 도 1(b)에는 요소(122)로 도시되어 있는)가 제공될 수도 있다.
도 1(b)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 다른 하나의 실시예에 따른, 예에서의 다시점 역광장치(100')를 예시하는 측면도이다. 상기 다시점 역광장치(100 ')는 액정 표시(LCD)소자들과 같은, 그러나 이에 제한되지는 않는, 광 밸브들(152)의 배열을 포함하는 전자표시장치의 일부일 수도 있다. 상기 광 밸브들(152)의 배열은 상기 다시점 역광장치(100')에 의해 방출된 상기 방향성 광빔들(106a)을 변조하도록 구성된다. 도 1(b)가 아래에 설명된, 프리즘 및 산광층들(diffuser layers)과 같은, 부가적인 층들을 도시하고 있다는 점에서, 도 1(b)에 도시된 상기 다시점 역광장치(100')는 도 1(a)에 도시된 역광장치(100)의 보다 자세한 버젼일 수도 있다.
도 1(b)에 도시된 상기 다시점 역광장치(100')는 평면형 역광장치(102)를 포함한다. 상기 평면형 역광장치(102)는 도광관(108) 및 복수의 개구들(112)을 갖는 광-차단 층(110)을 포함한다. 일부의 실시예들에서, 상기 광-차단 층(110)은 반사적인 광-차단 층(110)일 수도 있는 반면(예컨대, 도 1(a)에 관하여 위에서 설명된 바와 같이), 다른 실시예들에서는, 상기 광-차단 층(110)은 비반사적이거나 적어도 실질적으로 비반사적이다. 예컨대, 일부의 실시예들에서는, 상기 광-차단 층(110)은 흡수성의 광-차단 층일 수도 있다. 선명함을 위해, 도 1(b)(또한 아래에 설명된 도 2(a) 및 도 3(a)에서도)에서는, 상기 방향성 광빔들(106a)은 상기 개구들(112)로부터 방출되는 V-형태의 빔들로서 표시된다. 그러나 이것은 단지 도 1(a)에 도시된 다른 주요 각도 방향들을 갖는 방향성 광빔들(106a)의 표기임이 이해될 것이다.
상기 도광관(108)은 광 추출 특징부들(light extraction features)(108a)을 추가로 포함할 수도 있다. 광 추출 특징부들(light extraction features)(108a)은 상기 도광관(108)으로부터 광을 추출하기 위한 다수의 구성들 중 임의의 구성을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 도광관(108)의 후면(後面)(108")에 백색 점들을 확산시키는 것이 사용될 수도 있다. 광 추출 특징부들(light extraction features)(108 a)의 부가적인 예들은, 균일하거나 처프된(chirped) 것이든 간에, 전면(前面)(108 ') 또는 후면(後面)(108") 상의 회절 격자들을 포함한다. 상기 간격 또는 격자 피치는 부(副)-파장(즉, 상기 유도된 광의 파장보다 짧은)일 수도 있다. 상기 격자들은 상기 도광관(108)의 표면(108', 108")에서의 홈들(grooves) 또는 상기 표면(10 8', 108")상의 리지들(ridges)을 포함할 수도 있다. 광 추출 특징부들의 또 다른 예는 도광관(108)에 웨지(wedge) 형태를 제공하여, 광이 도광관을 이동하면서 후면 (後面)(108")이 전면(前面)(108')으로부터 경사지게 된다(sloped away). 광 추출 특징부들(light extraction features)(108a)의 추가적인 예들은 각기둥 모양의 구멍들(prismatic cavities) 또는 반구형(semi-spherical) 소자들과 같은, 미세-반사적인(micro-reflective) 소자들을 상기 후면(後面)(108")에 포함한다. 도 1(b)는, 예시적인 것이지만 제한적이지는 않은, 복수의 반구형(semi-spherical) 소자들로서의 광 추출 특징부들(light extraction features)(108a)을 예시하고 있다.
도 1(a)에 도시된, 일부의 실시예들에서, 아래에 보다 자세히 설명된 바와 같이, 개구들(112)을 갖는 광-차단 층(110)은 상기 도광관(108)의 제1 표면(108')상에 위치되어 있고 광을 상기 평면형 역광장치(102)로 다시 반사시키기 위한 반사면을 포함할 수도 있다(또는 단지 반사적일 수도 있다). 도 1(b)에 도시된, 다른 실시예들에서는, 아래에 설명된 바와 같이, 개구들(112)을 갖는 광-차단 층(110)은 수개의 층들(114-120) 중 1개 이상의 층들만큼 상기 도광관(108)의 제1 표면(108')으로부터 분리되어 있다. 어느 경우에서든, 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구(11 2)는 상기 도광관(108)으로부터 산란된 광(光)을 수광하고 상기 수광된 산란 광으로부터 복수의 방향성 광빔들(106a)을 제공하도록 구성된다.
도 1(b)에 예시된 상기 다시점 역광장치(100')는 상기 평면형 역광장치(102)상에 배치된, 산광막(light diffuser film)(114)을 추가로 포함한다. 또한, 상기 예시된 다시점 역광장치(100')는 예컨대, 서로 직각으로 배향된, 1쌍의 프리즘 막들(116, 118)을 포함한다. 예컨대, 제1 프리즘 막(116)은 제1 배향, 예컨대, 수직의, 을 가질 수도 있으며, 제2 프리즘 막(118)은 제2 배향, 예컨대, 수평의, 을 가질 수도 있고, 하나의 프리즘 막은 2개의 프리즘 막들(116, 118)의 무더기를 형성하기 위해 다른 프리즘 막 위에 배치된다. 상기 2개의 프리즘 막들(116, 118)의 무더기는 상기 산광막(light diffuser film)(114) 상에 배치될 수도 있다. 게다가, 반사 편광막(120)은 상기 2개의 프리즘 막들(116, 118)의 무더기 상에 배치된 도 1(b)에 예시되어 있다. 개구들(112)을 갖는 상기 광-차단 층(110)은 그 다음으로, 예시된 바와 같이, 상기 반사 편광막(120) 상에 배치된다. 다양한 실시예들에 따르면, 2개의 프리즘 막들(116, 118) 중 각각의 프리즘 막 및 상기 반사 편광막(120)은 상기 다시점 역광장치(100')의 휘도를 향상시키고 보다 특별하게는 방향성 광빔들(106a)의 휘도를 향상시키기 위해 사용될 수도 있다. 이런 연유로, 산광막(light diffuser film)(114)의 무더기, 프리즘 막들(116, 118)의 쌍 및 반사 편광막(120)이 도 1(a)의 다시점 역광장치(100)에, 상기 도광관(108) 및 상기 광-차단 층(110) 사이에 부가될 수도 있다.
또한, 일부의 실시예들에서, 도 1(a)에 관하여 위에 설명된 바와 같이, 반사막(122)은 임의의 미광(迷光)(stray light)을 도광관으로 다시 반사시킴으로써 미광(迷光)(stray light)을 '재활용(recycle)'하기 위해 상기 도광관(108)의 후면(後面)(108")에 인접하여 위치될 수도 있다. 상기 2개의 프리즘 막들(116, 118) 및 상기 반사 편광막(120)처럼, 상기 반사막(122)은 상기 다시점 역광장치(100')의 향상된 휘도를 제공할 수도 있다.
조명은 에지 조명(edge illumination)에 의해서 또는 후면 조명(back-side i -llumination)에 의해서 제공될 수도 있다. 에지 조명(edge illumination)은 도 1( b)에 예시되어 있으며, 도 1(b)는 백색 광원과 같은, 상기 도광관(108)의 에지에 부착된, 광원(124)을 도시하고 있다. 백색 광은 예컨대, 발광 다이오우드들(LEDs), 유기 LED들, 네온 램프들(neon lamps), 냉음극 형광램프(cold-cathode fluorescent lamps, CCFLs), 등등에 의해 제공될 수도 있다.
여기에 설명된 원리들의 일부의 실시예들에 따르면, 모드-전환 가능한 역광장치가 제공된다. 상기 모드-전환 가능한 역광장치는 예컨대, 2D 동작 모드에서의 2-차원(2D) 정보 및 3D 동작 모드에서의 3-차원(3D) 정보 사이의 전환을 용이하게 하기 위해 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치와 결합되어 사용될 수도 있다. 일부의 실시예들에 따르면, 위에 설명된 상기 다시점 역광장치(100, 100 ')는 모드-전환 가능한 역광장치에 활용될 수도 있다.
특히, 도 2(a)-도 2(b) 및 도 3(a)-도 3(b)에 예시된 바와 같이, 그리고 여기에 설명된 원리들에 따르면, 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)가 설명되어 있다. 도 2(a)-도 2(b) 및 도 3(a)-도 3(b)에서, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)는 각각, 평면형 역광장치(102), 이제는 제1 평면형 역광장치(102)라 불리우는, 를 포함하는 도 1(a)-도 1(b)의 다시점 또는 '3D' 역광장치(100, 100')를 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)는 제2 평면형 역광장치(104)를 추가로 포함한다. 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)에서, 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 2D 동작 모드에서 상기 제2 평면형 역광장치(104)의 발광면(104')에서 산란광(diffuse light)(106b)(도 2(b) 및 도 3(b))을 제공하도록 구성된다.
여기에는, 모드-전환 가능한 역광장치의 2개의 비제한적인 예들이 설명되어 있다. 모드-전환 가능한 역광장치(200)로서 도 2(a) 및 도 2(b)에 예시된, 제1 예에서, 상기 제1 평면형 역광장치(102) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 서로 분리되어 있다. 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치에 사용될 때, 2D 이미지가 상기 제2 평면형 역광장치(104)에 의해 제공된 광(즉, 산란광(diffuse light)(106b))으로부터 유도될 수도 있고 3D 이미지가 개별적인 제1 평면형 역광장치(102)에 의해 제공된 광(즉, 방향성 광빔들(106a))로부터 유도될 수도 있다. 그러므로 상기 제1 평면형 역광장치(102) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 도 2(a)-도 2(b)에 예시된 모드-전환 가능한 역광장치(200)의 물리적으로 개별적인 소자들로서 존재한다. 모드-전환 가능한 역광장치(300)로서 도 3(a) 및 도 3(b)에 예시된, 제2 예에서, 상기 제1 및 제2 평면형 역광장치(102, 104)는 2D 동작 모드 및 3D 동작 모드 중 각각에서 각각 사용된 그 부분들을 구별하기 위해, 여기에 설명된, 보조 소자들을 갖는, 동일한 또는 실질적으로 동일한 소자이다. 그러므로 상기 제1 평면형 역광장치(102) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)는, 도 3(a)-도 3(b)에 예시된 바와 같이, 모드-전환 가능한 역광장치(300)의 실질적으로 1개의 소자로 결합된다.
모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)의 둘다 모두의 예들에서, 상기 제1 평면형 역광장치(102)는 3D 동작 모드에서 복수의 방향성 광빔들(106a)을 제공하도록 구성된다. 상기 제1 평면형 역광장치(102)는, 다시점 역광장치(100, 100')와 관련하여 위에 설명된 바와 같이, 도광관(108) 및 복수의 개구들(112)을 갖는 광-차단 층(110)을 포함한다. 상기 광-차단 층(110)은 상기 도광관(108)의 표면에 인접하여 위치하거나 상기 도광관(108)의 표면상에 위치하며, 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구(112)는 상기 도광관(108)으로부터 산란된 광을 수광하고 상기 수광된 산란 광으로부터의 복수의 방향성 광빔들(106a)을 제공하도록 구성된다. 둘다 모두의 예들에서, 개구들(112)을 갖는 상기 광-차단 층(110)은, 도 1(a)와 관련하여 위에 설명된 바와 같이, 반사적일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 광-차단 층(110)의 반사 특징은, 또한 위에 설명된 바와 같이, 존재하지 않을 수도 있다. 예컨대, 상기 광-차단 층(110)은 흡수성이거나 실질적으로 흡수성일 수도 있다.
여기에 설명된 원리들에 일치하는 실시예에 따르면, 도 2(a)-도 2(b)는 모드-전환 가능한 역광장치(200)의 제1 예를 도시하고 있다. 특히, 도 2(a)는 3D 동작 모드에서의 동작을 예시하는 반면, 도 2(b)는 2D 동작 모드에서의 동작을 예시한다. 이러한 제1 예에서, 상기 제2 평면형 역광장치(104)(2D 동작 모드에 대한)는 상기 제1 평면형 역광장치(102)(3D 동작 모드에 대한)의 도광관(108)과는 별개의 도광관(208)을 포함한다. 상기 도광관(108)은 제1 광원(124a)에 의해 제공된 광을 유도하도록 구성되는 반면, 별개의 도광관(208)은 제2 광원(124b)에 의해 제공된 광을 유도하도록 구성된다. 예시된 바와 같이, 개구들(112)을 갖는 상기 광-차단 층(110)은 상기 제2 평면형 역광장치(104) 및 상기 제1 평면형 역광장치(102) 사이에 배치된다. 아래에 자세히 설명된 바와 같이, 상기 제1 평면형 역광장치(102)는 상기 제2 평면형 역광장치(104)에서의 개구들(212)을 통해 방향성 광빔들(106a)을 제공 또는 방출하도록 구성된다.
모드-전환 가능한 역광장치(200)의 도광관들(108, 208)은 도 1(b)에 도시된 광 추출 특징부(108a)와 같은, 광 추출 특징부를 추가로 포함할 수도 있다. 상기 도광관(208)은 상기 유도된 광의 일부를 산란된 또는 산란광(散亂光)(diffuse ligh -t)(2D 동작 모드에 대한)으로서 산란시키도록 구성된다. 편광기들(polarizers) 및 프리즘 막들 이외에도, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200)는 상기 도광관(208)으로부터의 산란된 광을 산란광(散亂光)(diffuse light)으로 변환하기 위한 산광기 (light diffuser)를 추가로 포함할 수도 있다. 광은 2D 동작 모드에서 상기 제2 광원(124b)에 의해 별개의 도광관(208)으로 선택적으로 제공된다. 상기 도광관(108)은 3D 동작 모드에서 유도된 광의 일부를 방향성 광빔들(106a)로서 방출하도록 구성된다. 도 2(a)-도 2(b)에서의 클러터(clutter)를 감소시키기 위해, 이러한 소자들(광 추출 특징부들(light extraction features)(108a), 반사 편광막(120), 프리즘 막들(1 16, 118), 및 산광막(light diffuser film)(114))은 도 2(a)-도 2(b)에는 예시되어 있지는 않지만, 도 1(b)에는 예시적으로 예시되어 있다.
도 2(a)-도 2(b)에 도시된 모드-전환 가능한 역광장치(200)에서, 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 상기 제1 평면형 역광장치(102)의 광-차단층(110) 및 광 밸브들(152)의 배열 사이에 위치한다. 발광면(104')으로부터 광을 방출하도록 구성되는, 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 복수의 개구들 중 개구들(112)과 정렬된 복수의 개구들(212)을 갖는다. 상기 개구들(212)은 상기 개구들(112)로부터의 방향성 광빔들(106a)을 상기 제2 평면형 역광장치(104)를 통해 광 밸브들(152)의 배열로 통과시키도록 구성된다. 상기 개구들(112)과 정렬되는 상기 개구들(212)은 상기 제2 평면형 역광장치(104)를 관통하여 상기 발광면(104')으로부터 상기 광-차단층(110)에 인접하는 상기 제2 평면형 역광장치의 반대면으로 형성되어 있는 개구들을 포함한다. 일부의 실시예들에서는, 도 2(a)-도 2(b)에 도시 및 설명된 바와 같은, 상기 개구들(212)은 상기 제2 평면형 역광장치(104)를 관통하는 물리적인 개구들을 포함할 수도 있는 반면, 다른 실시예들에서는, 대체적으로 상기 개구들은 상기 제2 평면형 역광장치(104)의 하나 이상의 산란 특징부들을 생략하는 투명한 영역들일 수도 있다. 이와 같이, 상기 개구들은, 도 2(a)-도 2(b)에 예시된 바와 같이, 물리적인 개구들과는 대조적으로, '광학적 개구들'을 포함할 수도 있다.
도 3(a)-도 3(b)는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 모드-전환 가능한 역광장치(300)의 제2 예를 예시하는 측면도들이다. 특히, 도 3(a)는 3D 동작 모드에서의 동작을 예시하고 있는 반면, 도 3(b)는 2D 동작 모드에서의 동작을 예시하고 있다. 이러한 제2 예에서, 상기 제1 평면형 역광장치(102)(3D 동작 모드에 대한) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)(2D 동작 모드에 대한)는 결합되며 상기 도광관(108)은 둘다 모두의 동작 모드들로서 기여한다. 즉, 상기 제1 평면형 역광장치(102) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 공통 도광관(108)을 공유한다. 이러한 예에서, 상기 광-차단층(110)은 상기 결합된 제1 평면형 역광장치(102) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)의 발광면 위에 배치되는 개구들(112)을 갖는 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)을 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, 이러한 제2 예의 모드-전환 가능한 역광장치(300)는 2D 동작 모드에서의 동작 및 3D 동작 모드에서의 동작 사이를 차별화하기 위해 편광(偏光)(polarization)에 의존한다.
도 3(a)-도 3(b)에 예시된 바와 같이, 상기 제1 평면형 역광장치(102)는 도광관(108) 및 제1 광원(124a)을 포함한다. 또한, 상기 제1 광원(124a)은 3D 동작 모드에서 제1 편광(偏光)(polarization)을 갖는 광을 상기 도광관(108)으로 제공하도록 구성된다. 상기 제1 편광(偏光)(polarization)은 예컨대, 제1 편광기(126a)에 의해 제공될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 편광-차단층(polarized l -ight-blocking layer)(110a)은 상기 제1 편광(偏光)(polarization)의 광에 대해서는 불투명하게(상기 개구들(112)에서는 제외하고) 구성된다. 이와 같이, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)은 아니고 상기 편광-차단층(polar -ized light-blocking layer)(110a)에서의 개구들(112)만이 전체로서 상기 도광관(108)으로부터 산란되는 제1 편광의 광(즉, 방향성 광빔들(106a)로서)을 통과시키도록 구성된다. 제1 편광을 갖는 광에 대한 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)의 불투명성은 예컨대, 광의 제1 편광에 대해 직각인 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)의 편광에 의해 제공될 수도 있다.
도 3(a)-도 3(b)에서, 상기 제2 평면형 역광장치(104)는 상기 도광관(108)( 상기 제1 평면형 역광장치(102)와 공유된 또는 결합된) 및 제2 광원(124b)을 포함한다. 상기 제2 광원(124b)은 2D 동작 모드에서 제2 편광을 갖는 광을 상기 도광관(108)에 제공하도록 구성된다. 예컨대, 상기 제2 편광은 제2 편광기(126b)에 의해 제공될 수도 있다. 또한, 상기 제2 편광은 예컨대, 상기 제1 편광에 직각일 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)은 상기 도광관(108)으로부터 산란되는 제2 편광의 광에 투명하도록 구성되지만, 그렇지 않으면 제1 편광의 광에는 불투명하다. 상기 제2 편광의 광에 대한 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)의 투명도는 예컨 대, 상기 제2 편광을 갖는 광의 편광과 유사한(예컨대, 평행한) 광-차단층(110a)의 편광에 의해 제공될 수도 있다. 상기한 바와 같이, 상기 편광-차단층(polarized li -ght-blocking layer)(110a)의 하면(下面) 또는 후면(後面)(110')은 제1 편광을 갖는 광을 재활용하는데 도움이 되기 위해 반사적일 수도 있다.
한 예에서, 상기 제1 편광은 직교 자기(直交磁氣)(transverse magnetic, TM)이며 제2 편광은 직교 전기(直交電氣)(transverse electric, TE)이다. 물론, 상기 편광들은 TE인 제1 편광 및 TM인 제2 편광으로 반전, 또는 교환될 수 있다. 어느 한 경우에서, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)의 편광은 상기 도광관 내의 광의 또는 동등하게는 제2 광원(124b) 및 제2 편광기(126b)의 결합으로부터 방출되는 광의 제2 또는 TE 편광에 정합된다. 유사하게, 이러한 예에서, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)은 상기 제1 또는 TM 편광에 직각인 편광을 갖는다.
도 3(a)-도 3(b)에서, 상기 제1 광원(124a)은 상기 도광관(108)의 제1 입력 에지(108e1)에 광 방출기(124a') 및 제1 편광기(126a)를 포함한다. 상기 제2 광원 (124b)은 상기 도광관(108)의 제2 입력 에지(108e2)에 배치된, 광 방출기(124b') 및 제2 편광기(126b)를 포함한다. 한 예로서, 상기 제1 편광기(126a)는 TM 광만을 상기 도광관(108)으로 통과 가능하게 하는 반면, 상기 제2 편광기(126b)는 TE 광만을 상기 도광관(108)으로 통과 가능하게 한다.
상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)은 상기 개구들(11 2)을 제공하도록 패턴(pattern)되고 TE 편광된 광은 허용하며 TM 편광된 광은 반사시키는 광-차단층(110)을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 편광은 TM 이며 제2 편광은 TE 여서, 상기 제1 편광의 광은 반사되고 제2 편광의 광은 허용된다. 대체적으로, 만일 상기 광-차단층(110)의 편광이 반전(反轉)되기로 되었고 상기 제1 편광은 TE 가 되기로 되었으며 상기 제2 편광은 TM 이 되기로 되었다면, 상기 편광-차단층 (polarized light-blocking layer)(110a)은 TM 편광된 광은 허용하고 TE 편광된 광은 반사시켰을 것이다.
도 3(a)에 관해 계속적으로 설명하자면, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)은 상기 개구들(112)에서는 제외하고 상기 도광관(108)으로부터 산란되는 제1 편광의 광에는 불투명하다. 3D 동작 모드에서, 상기 제1 편광의 산란된 광은, 결국, 모드-전환 가능한 역광장치(300)로부터 방향성 광빔들(106a)로서 방출된다. 궁극적으로, 또한 도 3(a)에 예시된 바와 같이, 상기 방향성 광빔들 (106a)은 광 밸브 배열의 광 밸브들(152)(예컨대, LCD 소자들)에 입사될 수도 있다.
대체적으로, 도 3(b)에 예시된 바와 같이, 상기 도광관(108) 및 상기 제2 광원(124b)을 포함하는 제2 평면형 역광장치(104)는 제2 편광을 갖는 광을 2D 동작 모드에서 상기 도광관(108)에 제공하도록 구성된다. 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)은 상기 도광관(108)으로부터 산란되는 제2 편광의 광에 투명하도록 구성된다. 이와 같이, 2D 동작 모드에서, 상기 제2 편광의 산란된 광은 산란광(diffuse light)(106b)으로서 모드-전환 가능한 역광장치(300)로부터 방출된다. 또한, 도 3(b)에 예시된 바와 같이, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)을 통한 상기 산란에 의해 방출된 상기 산란광(diffuse lig -ht)(106b)은 궁극적으로 광 밸브들(152)의 배열에 입사될 수도 있다. 상기한 바와 같이, 산란광(diffuse light)(106b)은 확산되며 2D 이미지를 제공할 수도 있는 반면, 예컨대, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(300)는 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치와 결합되어 사용될 때, 상기 방향성 광빔들(106a)은 방향성이며 3D 이미지를 제공할 수도 있다.
도 3(a)-도 3(b)는 결합된 제1 및 제2 평면형 역광장치들(102, 104)의 선택적이면서도 부가적인 층들을 추가로 예시한다. 특히, 예시된 것들은 서로 90도로 배향된, 1쌍의 프리즘 막들(116, 118)이다. 상기 1쌍의 프리즘 막들(116, 118)은, 예시된 바와 같이, 상기 도광관(108) 및 상기 편광-차단층(polarized light-block -ing layer)(110a) 사이에 제공될 수도 있다. 상기 프리즘 막들(116, 118)은 도 1 (b)에 관해 위에 설명된 것들과 실질적으로 유사할 수도 있다.
다양한 실시예들에서, 도 3(a)-도 3(b)의 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)의 3D 동작 모드는 제1 광원(124a)을 스위칭 온시킴으로써 구동될 수도 있다. 상기 제1 광원(124a)이 구동될 때, 상기 제1 편광기(126a)는, 예컨대 제1 편광기(126a)의 덕분에, 제1(예컨대, TM) 편광을 갖는 광만을 상기 구동된 제1 광원(124a)으로부터 상기 도광관(108)으로 통과 가능하게 한다. 그 다음으로, 상기 광 추출 특징부들(light extraction features)(108a)에 기인하여, 상기 제1 편광을 갖는 이러한 광은 개구들(112)을 갖는 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)의 방향에서 산란된 광으로서 상기 도광관(108)으로부터 방향지어질 수도 있거나 산란될 수도 있다. 상기 개구들(112)과 정렬하는 산란된 광은 방향성 광빔들(106a)로서 관통하며 광 밸브 배열의 광 밸브들(152)쪽으로 계속 관통한다. 상기 개구들(112)과 정렬되지 않는 상기 편광-차단층(polarized light-blocking la -yer)(110a)상에 입사되는 제1 편광을 갖는 다른 산란된 광은 차단되거나 상기 도광관(108)쪽으로 다시 반사되며, 그 경우, 예컨대, 제1 편광을 갖는 다른 산란된 광은 상기 반사막(122)쪽으로 관통할 수도 있다. 상기 반사막(122)에 도착할 때, 상기 제1 편광의 반사된 광은 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer) (110a)쪽으로 다시 한번 추가로 반사될 수도 있으며, 그 경우, 만일 상기 반사된 광이 상기 개구들(112)과 정렬하면, 상기 반사된 광은 방향성 광빔들(106a)이 되기 위해 관통할 것이며, 등등이다.
다양한 실시예들에서, 상기 2D 동작 모드는 상기 제2 광원(124b)을 스위칭 온함으로써(그리고 제2 광원(124a)을 스위칭 오프함으로써) 구동될 수도 있다. 상기 제2 광원(124b)이 구동될 때, 제2 편광기(126b)는 제2 편광(예컨대, TE)의 광이 상기 구동된 제2 광원(124b)으로부터 상기 도광관(108)으로 통과 가능하도록 한다. 그 다음으로, 광 추출 특징부들(light extraction features)(108a)에 기인하여, 제2 편광을 갖는 이러한 광은 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer) (110a)의 방향에서 산란된 광으로서 상기 도광관(108)으로부터 산란되거나 방향지어질 수도 있다. 상기한 바와 같이, 상기 편광-차단층(polarized light-blocking l -ayer)(110a)은 제1 편광을 갖는 광을 차단 및 반사시키면서도, 제2 편광을 갖는 광이 관통 가능하도록 구성된다. 이와 같이, 상기 편광-차단층(polarized light-bl -ocking layer)(110a)쪽으로 방향지어진 제2 편광의 산란된 광은 산란광(diffuse light)(106b)으로서 상기 편광-차단층(polarized light-blocking layer)(110a)을 관통할 것이다. 도 3(b)에 예시된 바와 같이, 상기 산란광(diffuse light)(106b)은 상기 2D 동작 모드에서 상기 광 밸브들(152)에 입사될 수도 있다.
여기에 설명된 원리들의 일부의 실시예들에 따르면, 2-차원/3차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치가 제공된다. 도 4는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 예에서의 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)를 예시하는 블록도이다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 2D 정보 및 3D 정보 중 어느 하나 또는 둘다 모두를 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 상기 2D 정보는 2D 이미지들 및 문자(text)를 포함하지만, 이에 제한되지는 않으며, 상기 3D 정보는 다시점 또는 3D 이미지들을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 특히, 도 4(a) 및 도 4(b)에 예시된 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치 (400)는 2D 화소들을 나타내는 변조된 광(402)을 방출하도록 구성된다. 2D 화소들을 나타내는 상기 변조된 광(402)은 예컨대, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 2D 동작 모드에서 방출될 수도 있다. 또한, 도 4에 예시된 바와 같이, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 서로 다른 주요 각도 방향들을 갖고 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 다른 시점들에 해당하는 3D 화소들을 나타내는 변조된 광빔들(404)을 3D 동작 모드에서 방출하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 상기 변조된 광(402) 및 상기 변조된 광빔들(404)은 다른 색들을 추가로 나타낼 수도 있으며, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 색 전자표시장치일 수도 있다.
도 4는, 예시의 용이함을 위해, '2D 모드' 및 '3D 모드'로서 각각 분류된 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 다른 영역들에서 방출되어지는 상기 변조된 광(40 2) 및 상기 변조된 광빔들(404)을 예시하고 있다. 일부의 실시예들에 따르면, 이것은 2D 동작 모드 및 3D 동작 모드가 2D 정보 및 3D 정보를 동시에 제공하기 위해 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)에서 선택적으로 구동될 수도 있음을 예시하기 위한 것이다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 또한 2D 동작 모드 또는 3D 동작 모드중 어느 한 모드에서 배타적으로 그리고 선택적으로 동작하도록 또는 2D 동작 모드 또는 3D 동작 모드중 어느 한 모드 사이에서 선택적으로 스위치되도록 구성될 수도 있다.
도 4에 예시된 바와 같이, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 모드-전환 가능한 역광장치(410)를 포함한다. 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는 3D 동작 모드에서 복수의 방향성 광빔들(406a)을 제공하도록 구성된다. 또한, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는 2D 동작 모드에서 산란광(diffuse light) (406b)을 제공하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는, 위에 설명된 그리고 도 2(a)-도 2(b)에 예시된, 상기 제1 예의 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는, 위에 설명된 그리고 도 3(a)-도 3(b)에 예시된, 상기 제2 예의 상기 모드-전환 가능한 역광장치(300)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 게다가, 일부의 실시예들에 따르면, 3D 동작 모드에서 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)에 의해 제공된 상기 복수의 방향성 광빔들 (406a)은 상기 다시점 역광장치(100, 100') 및 상기 모드-전환 가능한 역광장치(2 00, 300)에 관하여 위에 다양하게 설명된 복수의 방향성 광빔들(406a)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 유사하게, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)에 의해 제공된 산란광(diffuse light)(406b)은 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)에 관하여 위에 설명된 상기 산란광(diffuse light)(106b)과 실질적으로 유사할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는 광을 유도하고 상기 유도된 광을 산란된 광으로서 추가로 산란하도록 구성된 도광관을 포함한다. 일부의 실시예들에서, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 도광관은 위에 설명된 도광관(108), 예컨대, 도 1(a)-도 1(b)에 예시된 도광관(108)뿐만 아니라, 위에 설명된 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)의 도광관(108), 과 실질적으로 유사할 수도 있다. 상기 유도된 광은 예컨대, 상기 다시점 역광장치(100)에 관하여 위에 설명된 상기 유도된 광(101)과 실질적으로 유사할 수도 있다.
상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는 복수의 개구들을 갖는 광-차단층을 추가로 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 광-차단층은 상기 도광관의 제1 표면상에 또는 상기 도광관에 인접하여 위치될 수도 있다. 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구는 3D 동작 모드에서 상기 도광관으로부터 산란된 광을 수광하고 복수의 방향성 광빔들(406a)을 제공하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 상기 광-차단층은 반사적인 광-차단층일 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 광-차단층은 편광된 광-차단층일 수도 있다. 또한, 상기 개구들의 크기는 광 밸브 배열중 광 밸브의 크기와 비교할만하거나(예컨대, 50% 내지 200%) 동등하게는 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 다시점 화소의 부-화소의 크기와 비교할만하다.
예컨대, 일부의 실시예들에서, 도 4에 예시된 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 광-차단층은 상기 다시점 역광장치(100, 100') 또는 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200) 중 어느 하나의 광-차단층(110)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 유사하게, 상기 개구들은 위에 다양하게 설명된 개구들(112)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 도광관 및 광-차단층은 3D 동작 모드에서 복수의 방향성 광빔들(406a)을 제공하기 위한 제1 평면형 역광장치이거나 제1 평면형 역광장치로서 기능한다. 일부의 실시예들에서, 상기 제1 평면형 역광장치는 모드-전환 가능한 역광장치(200)에 관하여 위에 설명된 제1 평면형 역광장치(102)와 실질적으로 유사할 수도 있다.
이러한 실시예들에서, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는 2D 동작 모드에서 산란광(diffuse light)을 제공하도록 구성된 제2 평면형 역광장치를 추가로 포함할 수도 있다. 상기 제2 평면형 역광장치는 상기 광-차단층의 복수의 개구들 중 상기 개구들과 정렬된 복수의 개구들을 가질 수도 있다. 상기 개구들은 상기 복수의 방향성 광빔들(406a)이 3D 동작 모드에서 제2 평면형 역광장치를 관통 가능하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서, 상기 제2 평면형 역광장치는, 위에 설명되고 도 2(a)-도 2(b)에 예시된, 모드-전환 가능한 역광장치(200)의 제2 평면형 역광장치(104)와 실질적으로 유사할 수도 있다.
특히, 상기 제2 평면형 역광장치는 상기 제1 평면형 역광장치의 도광관과는 별개의 도광관인 도광관을 포함할 수도 있다. 상기 제2 평면형 역광장치의 도광관은 광원에 의해 제공된 광을 유도된 광으로서 유도하도록 구성된다. 일부의 실시예들에서는, 상기 제2 평면형 역광장치는 유도된 광의 일부를 산란된 광으로서 상기 도광관으로부터 산란하도록 구성된 광 추출 특징부를 추가로 포함할 수도 있다. 일부의 실시예들에서는, 상기 제2 평면형 역광장치는 상기 산란된 광을 산란광(diffu -se light)으로 변환하기 위한 산광기(light diffuser)를 추가로 포함할 수도 있다. 상기 산란광(diffuse light)은 예컨대, 2D 동작 모드에서 산란광(diffuse ligh -t)(406b)으로서 제공될 수도 있다.
다른 실시예들에서, 도 4에 예시된 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 광-차단층은, 위에 설명된, 도 3(a)-도 3(b)에 예시된 모드-전환 가능한 역광장치 (300)의 상기 편광된 광-차단층(110a)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 특히, 복수의 개구들을 갖는 상기 광-차단층은, 제2 편광의 광(예컨대, TE 또는 TM을 각각) 은 통과시키면서도, 제1 편광의 광(예컨대, TM 또는 TE을 각각)은 차단하도록 구성될 수도 있다. 그러므로 3D 동작 모드에서, 상기 개구들에서는 제외하고, 상기 도광관으로부터 산란되는(예컨대, 상기 도광관의 산란 특징부에 의해) 제1 편광의 광은 상기 광-차단층에 의해 차단된다. 또한, 상기 개구들과 일치하는 상기 산란된 광은, 3D 동작 모드 동안, 복수의 방향성 광빔들(406a)로서 방출된다. 대체적으로, 2D 동작 모드 동안, 상기 도광관으로부터 산란되는 제2 편광의 광은 산란광(diffu -se light)(406b)으로서 상기 광-차단층을 통해 방출된다. 이와 같이, 상기 개구들은 산란광(diffuse light)(406b)을 방출함에 있어서 역할을 담당하지 않는다.
이러한 다른 실시예들에서, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 도광관은 둘다 모두의 동작 모드 사이에서 공유되며 광의 편광의 선택적인 제어(즉, 산란된 광 편광)는 2D 동작 모드 및 3D 동작 모드 사이를 구별하기 위해 사용되며, 즉, 상기 도광관 내의 광 편광은 복수의 방향성 광빔들(406a) 또는 산란광(diffuse lig -ht)(406b)이 방출되는지의 여부를 결정한다. 이러한 실시예들 중 일부에서, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)는, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(300)에 관하여 위에 설명된, 결합된 상기 제1 평면형 역광장치(102) 및 상기 제2 평면형 역광장치(104)와 실질적으로 유사할 수도 있으며, 여기서 상기 도광관(108)은 2D 동작 모드 및 3D 동작 모드에서 기여한다.
도 4에 예시된 바와 같이, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 광 밸브 배열(420)을 추가로 포함한다. 상기 광 밸브 배열(420)은 2D 동작 모드에서 산란광(diffuse light)(406b)을 변조하도록 구성된다. 상기 광 밸브 배열(420)에 의해 변조된 상기 산란광(diffuse light)(406b)은 2D 화소들을 나타내는 변조된 광 (402)으로서 상기 광 밸브 배열(420)에 의해 방출된다. 상기 2D 화소들은 예컨대, 2D 이미지의 화소들일 수도 있다. 또한, 상기 광 밸브 배열(420)은 3D 동작 모드에서 복수의 방향성 광빔들 중 방향성 광빔들(406a)을 변조하도록 구성된다. 상기 광 밸브 배열(420)에 의해 변조된 상기 방향성 광빔들(406a)은 결과적으로 서로 다른 주요 각도 방향들을 갖고 3D 화소들, 즉, 다시점 이미지의 다른 시점 방향들의 방향들을 갖는 방향성 화소들, 을 나타내는 변조된 광빔들(404)이다. 특히, 상기 3D 화소들은 3D 동작 모드에서 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)에 의해 표시된 다시점 또는 3D 이미지의 다른 시점들에 해당할 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 상기 광 밸브 배열(420)은 위에 설명된 광 밸브들(152)의 배열과 실질적으로 유사할 수도 있다. 예컨대, 다양한 다른 형태들의 광 밸브들은 액정 광 밸브들, 전기 영동(電氣泳動) 광 밸브들, 및 전기 습윤에 기반한 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는, 광 밸브 배열(420)의 광 밸브들로서 사용될 수도 있다.
일부의 실시예들(예컨대, 도 4에 예시된 바와 같은)에서, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)로부터 산란되는 또는 그렇지 않으면 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)에 의해 방출된 광을 제공하도록 구성된 광원을 추가로 포함한다. 특히, 도 4는 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)에 광을 제공하도록 배열된 제1 광원(430a) 및 제2 광원(430b)를 예시한다. 일부의 실시예들에서, 상기 제1 광원(430a)은 상기 제1 광원(124a)과 실질적으로 유사할 수도 있고 상기 제2 광원(430b)은 상기 제2 광원(124b)과 실질적으로 유사할 수도 있으며, 그 각각은 상기 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)뿐만 아니라 도 2(a)-도 3(b)를 참조하여 위에 설명되어 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)에 광을 제공하는 것 사이의 스위칭은 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 모드들을 스위치하는데 사용될 수도 있다.
상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)가 개별적인 제1 및 제2 평면형 역광장치들을 포함하는 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 실시예들에서, 상기 제1 광원(430a)은 상기 제1 평면형 역광장치에 광학적으로 결합될 수도 있는 반면, 상기 제2 광원(430b)은 상기 제2 평면형 역광장치에 광학적으로 결합될 수도 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 광원(430a, 430b)은, 위에 설명된 그리고 도 2(a)-도 2(b)에 예시된 바와 같은, 상기 제1 및 제2 광원(124a, 124b) 및 각각의, 개별적인 제1 및 제2 평면형 역광장치들(102, 104) 사이의 연결 구성들과 실질적으로 유사한 구성으로, 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 상기 개별적인 제1 및 제2 평면형 역광장치들에 각각 연결될 수도 있다.
3D 동작 모드에서, 상기 제1 광원(430a)은 광을 상기 제1 평면형 역광장치의 도광관에 제공하기 위해 구동될 수도 있다. 그 다음으로, 상기 제1 광원(430a)에 의해 제공된 광은 산란되며 궁극적으로 상기 복수의 방향성 광빔들(406a)로서 상기 광-차단층의 개구들에 의해 방출될 수도 있다. 상기 제2 광원(430b)은 산란광(dif -fuse light)(406b)이 상기 복수의 방향성 광빔들(406a)과 간섭하지 않도록 발생하지 않는 것을 보장하기 위해 3D 동작 모드 동안 비구동될 수도 있다. 대체적으로, 2D 동작 모드에서, 상기 제2 광원(430b)은 광을 상기 제2 평면형 역광장치의 도광관에 제공하기 위해 구동될 수도 있다. 다음으로, 상기 제2 광원(430b)에 의해 제공된 광은 2D 동작 모드 동안 산란광(diffuse light)(406b)으로서 상기 제2 평면형 역광장치의 도광관으로부터 산란될 수도 있다.
상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)가 결합된 제1 및 제2 평면형 역광장치및 편광된 광-차단층을 포함하는 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 다른 실시예들에서, 상기 제1 광원(430a) 및 상기 제2 광원(430b)은 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 도광관에 광학적으로 결합되므로 광을 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 도광관(즉, 상기 결합된 제1 및 제2 평면형 역광장치의 공통 도광관)에 제공하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제1 광원(430a)은 제1 편광(예컨대, TM 또는 TE)을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수도 있으며 상기 제2 광원( 430b)은 제2 편광(예컨대, TE 또는 TM)을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수도 있다. 일부의 실시예들에서, 이러한 제1 및 제2 광원(430a, 430b)은 모드-전환 가능한 역광장치(300)의 제1 및 제2 광원(124a, 124b) 및 도광관(108)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 특히, 상기 제1 및 제2 광원(430a, 430b) 중 각각은 각각의 광원에 의해 방출되거나 제공된 광을 편광하기 위한 편광기를 포함할 수도 있다. 또한, 다른 편광들을 제공하도록 구성된 이러한 실시예들의 상기 제1 및 제2 광원(430a, 430b) 및 상기 모드-전환 가능한 역광장치(410)의 도광관 사이의 연결 구성들은, 예컨대, 도 3(a)-도 3(b)에 예시된 상기 도광관(108) 및 상기 제1 및 제2 광원(124a, 124b)의 연결 구성들과 실질적으로 유사할 수도 있다.
도 4에 예시된, 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)는 모드 제어회로(440)를 추가로 포함한다. 상기 모드 제어회로(440)는 상기 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)에 의한 2D/3D 모드 스위칭을 선택적으로 제어하도록 구성된다. 특히, 상기 모드 제어회로(440)는 상기 제1 및 제2 광원(430a, 430b)을 스위칭함으로써 2D/3D 모드 스위칭을 선택적으로 제어할 수도 있다. 예컨대, 상기 모드 제어회로(440)는 3D 동작 모드를 수행하기 위해(또한 3D 동작 모드 동안) 상기 제1 광원(430a)은 스위치 온시키고 상기 제2 광원(430b)은 스위치 오프시키도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 모드 제어회로(440)는 2D 동작 모드를 수행하기 위해(또한 2D 동작 모드 동안) 상기 제1 광원(430a)은 스위치 오프시키고 상기 제2 광원(430 b)은 스위치 온시키도록 구성될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 광원(430a, 430b)의 스위칭은 수동으로, 또는 보다 흔히, 상기 모드 제어회로(440)에 제어 입력들을 제공함으로써 스위칭을 수행하도록 구성된 소프트웨어에 의해, 제어될 수도 있다.
여기에 설명된 원리들의 다양한 실시예들에 따르면, 역광장치의 동작방법이 제공된다. 도 5는 여기에 설명된 원리들과 일치하는 실시예에 따른, 예에서의 역광장치의 동작의 방법(500)을 예시하는 순서도이다. 예시된 바와 같이, 상기 역광장치의 동작방법(500)은 평면형 역광장치를 사용하여 산란된 광을 제공하는 단계(51 0)를 포함한다. 일부의 실시예들에서, 상기 평면형 역광장치는 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)에 관하여 위에 설명된 상기 제1 평면형 역광장치(102)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 상기 역광장치의 동작방법(500)은 광을 상기 평면형 역광장치로부터 복수의 개구들을 갖는 광-차단층쪽으로 향하게 하는 단계(520)를 추가로 포함한다. 일부의 실시예들에서, 상기 광-차단층은, 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)에 관하여 위에 설명된, 개구들(112)을 갖는 상기 광-차단층(110, 110 a)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 예컨대, 상기 광-차단층은 반사적인 광-차단층일 수도 있다. 다른 한 예에서, 상기 광-차단층은 편광된 광-차단층일 수도 있다(예컨대, 반사적인 또는 비-반사적인).
상기 역광장치의 동작방법(500)은 상기 복수의 개구들 중 개구를 사용하여 복수의 방향성 광빔들을 산란된 광으로부터 제공하는 단계(530)를 추가로 포함한 다. 일부의 실시예들에서, 상기 제공된 복수의 방향성 광빔들은 위에 설명된 복수의 방향성 광빔들(106a, 406a)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 예컨대, 상기 복수의 방향성 광빔들은 다시점 표시장치의 시점 방향들에 해당하는 방향들을 갖는 방향성 광빔들을 포함할 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 개구의 크기는 상기 역광장치가 사용되는 표시장치의 광 밸브 배열의 광 밸브에 비교할만하다. 예컨대, 상기 역광장치는 다시점 표시장치에 사용된 다시점 역광장치일 수도 있다. 상기 역광장치의 동작방법(500)의 상기 다시점 역광장치는, 예컨대 위에 설명된, 상기 다시점 역광장치(100, 100')와 실질적으로 유사할 수도 있다.
일부의 실시예들(미예시)에서, 상기 역광장치의 동작방법(500)은 2-차원(2D) 동작 모드 동안 산란광(diffuse light)을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 복수의 방향성 광빔들은 예컨대, 3-차원(3D) 동작 모드 동안 제공될 수도 있다(53 0). 이러한 실시예들에서, 상기 역광장치는 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치일 수도 있다. 또한, 일부의 실시예들에서, 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치로서, 상기 역광장치는, 위에 설명된, 모드-전환 가능한 역광장치(200, 300)와 실질적으로 유사할 수도 있다. 특히, 일부의 실시예들에서, 상기 산란광(diffuse light)은 상기 광-차단층 및 상기 표시장치의 상기 광 밸브 배열 사이에 위치된 다른 하나의 평면형 역광장치에 의해 제공된다.
일부의 실시예들(예컨대, 광-차단층이 편광된 광-차단층인 경우)에서, 상기 광-차단층은 제1 편광을 갖는 광의 전송을 차단하거나 적어도 실질적으로 차단하도록 구성될 수도 있다. 이러한 실시예들에서, 상기 복수의 방향성 광빔들은 상기 제1 편광에 따라 편광된 광으로 상기 광-차단층에 인접한 도광관을 조사함으로써 제공된다. 또한, 이러한 실시예들에서, 상기 광-차단층은 제2 편광을 갖는 광을 전송하도록 구성될 수도 있다. 상기 산란광(diffuse light)은 예컨대, 제2 편광에 따라 편광된 광으로 상기 도광관을 조사함으로써 2D 동작 모드 동안 제공될 수도 있다.
일부의 실시예들(미예시)에 따르면, 상기 역광장치의 동작방법(500)은 3D 동작 모드에서 광 밸브 배열을 사용하여 상기 복수의 방향성 광빔들 중 방향성 광빔들을 변조하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 변조된 방향성 광빔들은 다시점 이미지의 방향성 화소들을 제공할 수도 있다. 특히, 일부의 실시예들에 따르면, 상기 변조된 방향성 광빔들은 위에 설명된 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 상기 변조된 방향성 광빔들(404)과 실질적으로 유사할 수도 있다. 또한, 일부의 실시예들(미예시)에 따르면, 상기 역광장치의 동작방법(500)은 2D 이미지의 화소들을 제공하기 위해 2D 동작 모드에서 상기 산란광(diffuse light)을 변조하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다. 이와 같이, 일부의 실시예들에서, 상기 역광장치의 동작방법(500)의 역광장치는 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치의 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치(예컨대, 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치(400)의 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치(410))일 수도 있다.
그러므로 다시점 역광장치, 2D/3D 모드-전환 가능한 역광장치, 2D/3D 모드-전환 가능한 표시장치, 및 평면형 역광장치의 표면에 인접한 복수의 개구들을 갖는 광-차단층을 사용하는 역광장치의 동작방법의 예들 및 실시예들이 설명되어졌다. 상기한 바와 같은 예들은 여기에 설명된 원리들을 나타내는 다수의 특정 예들 중 일부의 예들을 단지 예시하는 것이라고 이해되어야 한다. 분명히, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 다음의 청구항들에 의해 정의된 범위로부터 벗어나지 않고서도 수많은 다른 구성들을 용이하게 발명할 수 있다.
410; 모드-전환 가능한 역광장치 420; 광 밸브 배열
430a; 제1 광원 430b; 제2 광원
440; 모드 제어회로

Claims (24)

  1. 모드-전환 가능한 역광장치로서,
    복수의 방향성 광빔들을 3-차원(3D) 동작 모드에서 제공하도록 구성된 제1 평면형 역광장치;
    산란광(diffuse light)을 2-차원(2D) 동작 모드에서 제공하도록 구성된 제2 평면형 역광장치; 및
    상기 제1 평면형 역광장치의 표면에 인접한 복수의 개구들을 갖는 광-차단층을 포함하되,
    상기 복수의 개구들 중 적어도 하나의 개구는 상기 제1 평면형 역광장치와 상기 제2 평면형 역광장치에 의해 공유되는 공통 도광관으로부터 산란된 광의 일부가 상기 복수의 방향성 광빔들로서 상기 광-차단층을 관통 가능하도록 구성되고,
    상기 복수의 개구들 중 상기 적어도 하나의 개구의 개구 크기는 다시점 표시장치의 다시점 화소의 부(副)-화소의 크기의 50% 내지 200% 사이인,
    모드-전환 가능한 역광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 방향성 광빔들은 상기 다시점 표시장치의 시점 방향들에 대응하는 방향들을 갖는 방향성 광빔들을 포함하는,
    모드-전환 가능한 역광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공통 도광관은 광원에 의해 제공된 광을 유도된 광으로서 유도하도록 구성되고,
    상기 제1 평면형 역광장치는 상기 유도된 광의 일부를 상기 산란된 광으로서 상기 공통 도광관으로부터 산란시키도록 구성된 광 추출 특징부를 포함하는,
    모드-전환 가능한 역광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광-차단층은 반사적인 광-차단층인,
    모드-전환 가능한 역광장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    제1 편광을 갖는 광을 상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 공통 도광관으로 제공하도록 구성된 제1 광원; 및
    제2 편광을 갖는 광을 상기 2-차원(2D) 동작 모드에서 상기 공통 도광관으로 제공하도록 구성된 제2 광원을 더 포함하며,
    상기 광-차단층은 상기 공통 도광관으로부터 산란되는 상기 제2 편광의 광에 대해서는 투명하도록 구성되며 상기 복수의 개구들 중 상기 적어도 하나의 개구에서는 제외하고 상기 공통 도광관으로부터 산란되는 상기 제1 편광의 광에 대해서는 불투명하도록 구성되는,
    모드-전환 가능한 역광장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 편광은 직교 자기(直交磁氣)(transverse magnetic, TM)이며,
    상기 제2 편광은 직교 전기(直交電氣)(transverse electric, TE)인,
    모드-전환 가능한 역광장치.
  10. 제1항의 상기 모드-전환 가능한 역광장치를 포함하는 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치로서, 상기 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치는,
    광 밸브들의 배열을 더 포함하고,
    상기 광 밸브들의 배열은 3-차원(3D) 이미지를 제공하기 위해 상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 제1 평면형 역광장치로부터의 상기 복수의 방향성 광빔들을 변조하고 2-차원(2D) 이미지를 제공하기 위해 상기 2-차원(2D) 동작 모드에서 상기 제2 평면형 역광장치로부터의 상기 산란광(diffuse light)을 변조하도록 구성되는,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  11. 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치로서,
    복수의 방향성 광빔들을 3-차원(3D) 동작 모드에서 제공하고 산란광(diffuse light)을 2-차원(2D) 동작 모드에서 제공하도록 구성된 모드-전환 가능한 역광장치; 및
    상기 산란광(diffuse light)을 2-차원(2D) 동작 모드에서 변조하고 상기 복수의 방향성 광빔들 중 방향성 광빔들을 3-차원(3D) 동작 모드에서 변조하도록 구성된 광 밸브 배열을 포함하되,
    상기 모드-전환 가능한 역광장치는 도광관 및 상기 도광관의 제1 표면상의 복수의 개구들을 갖는 광-차단층을 포함하며,
    상기 복수의 개구들 중 각각의 개구는 상기 도광관으로부터 산란된 광을 수광하고 상기 복수의 방향성 광빔들을 3-차원(3D) 동작 모드에서 제공하도록 구성되고,
    상기 도광관 및 상기 광-차단층은 제1 평면형 역광장치를 구성하고,
    상기 모드-전환 가능한 역광장치는 상기 산란광(diffuse light)을 상기 2-차원(2D) 동작 모드에서 제공하도록 구성된 제2 평면형 역광장치를 더 포함하며,
    상기 제2 평면형 역광장치는 상기 광 밸브 배열과 상기 광-차단층 사이에 위치되고, 상기 복수의 방향성 광빔들이 상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 제2 평면형 역광장치를 관통 가능하게 하기 위해 상기 광-차단층의 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구와 정렬된 복수의 구멍들(openings)을 갖는,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 평면형 역광장치는,
    광원에 의해 제공된 광을 유도된 광으로서 유도하도록 구성된 도광관;
    상기 유도된 광의 일부를 산란된 광으로서 상기 제2 평면형 역광장치의 도광관으로부터 산란시키도록 구성된 광 추출 특징부; 및
    상기 산란된 광을 상기 산란광(diffuse light)으로 변환하기 위한 산광기(light diffuser)를 포함하며,
    상기 제2 평면형 역광장치의 도광관은 상기 제1 평면형 역광장치의 도광관과는 별개의 도광관이고,
    광은 2-차원(2D) 동작 모드에서 상기 광원에 의해 상기 제2 평면형 역광장치의 도광관으로 선택적으로 제공되는,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 모드-전환 가능한 역광장치는,
    제1 편광을 갖는 광을 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 도광관으로 제공하도록 구성된 제1 광원; 및
    제2 편광을 갖는 광을 2-차원(2D) 동작 모드에서 상기 도광관으로 제공하도록 구성된 제2 광원을 더 포함하고,
    상기 광-차단층은 상기 복수의 개구들에서는 제외하고 상기 도광관으로부터 산란되는 상기 제1 편광의 광에 불투명하도록 구성되며,
    상기 광-차단층은 상기 도광관으로부터 산란되는 상기 제2 편광의 광에 투명하도록 구성되는
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 개구들의 개구 크기는 상기 광 밸브 배열의 광 밸브의 크기의 50% 내지 200% 사이인,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 모드-전환 가능한 역광장치에 의한 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드 스위칭을 선택적으로 제어하도록 구성된 모드 제어회로를 더 포함하는,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 광-차단층은 반사적인 광-차단층인,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 광-차단층에 인접한 표면의 반대편의 상기 도광관의 표면상의 반사막을 더 포함하며,
    상기 반사막은 미광(迷光)(stray light)을 상기 도광관으로 다시 반사시키고 상기 미광(迷光)(stray light)을 재활용(recycle)하도록 구성되는,
    2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치.
  19. 모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법으로서,
    3-차원(3D) 동작 모드에서 제1 평면형 역광장치를 사용하여 산란된 광을 제공하는 단계;
    상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 산란된 광을 상기 제1 평면형 역광장치로부터 복수의 개구들을 갖는 광-차단층쪽으로 향하게 하는 단계;
    상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 산란된 광으로부터의 복수의 방향성 광빔들을 상기 복수의 개구들 중 적어도 하나의 개구를 사용하여 제공하는 단계; 및
    2-차원(2D) 동작 모드에서 제2 평면형 역광장치를 사용하여 산란광(diffuse light)을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 개구들 중 상기 적어도 하나의 개구의 개구 크기는 상기 역광장치가 사용되는 표시장치의 광 밸브 배열의 광 밸브의 크기의 50% 내지 200% 사이이고,
    상기 광-차단층은 상기 제1 평면형 역광장치의 표면에 인접하고,
    상기 산란광(diffuse light) 및 상기 복수의 방향성 광빔들은 모두 상기 제1 평면형 역광장치와 상기 제2 평면형 역광장치에 의해 공유되는 공통 도광관으로부터 제공되고,
    상기 복수의 개구들 중 상기 적어도 하나의 개구는 상기 공통 도광관으로부터 산란된 광의 일부가 상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 복수의 방향성 광빔들로서 상기 광-차단층을 관통 가능하도록 구성되는,
    모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 방향성 광빔들은 다시점 표시장치의 시점 방향들에 대응하는 방향들을 갖는 방향성 광빔들을 포함하는,
    모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법.
  21. 모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법으로서,
    3-차원(3D) 동작 모드에서 제1 평면형 역광장치를 사용하여 산란된 광을 제공하는 단계;
    상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 산란된 광을 상기 제1 평면형 역광장치로부터 복수의 개구들을 갖는 광-차단층쪽으로 향하게 하는 단계;
    상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 산란된 광으로부터의 복수의 방향성 광빔들을 상기 복수의 개구들 중 적어도 하나의 개구를 사용하여 제공하는 단계; 및
    2-차원(2D) 동작 모드에서 제2 평면형 역광장치를 사용하여 산란광(diffuse light)을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 개구들 중 상기 적어도 하나의 개구의 개구 크기는 상기 역광장치가 사용되는 표시장치의 광 밸브 배열의 광 밸브의 크기의 50% 내지 200% 사이이고,
    상기 제2 평면형 역광장치는 상기 광 밸브 배열과 상기 광-차단층 사이에 위치되고, 상기 복수의 방향성 광빔들이 상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 제2 평면형 역광장치를 관통 가능하게 하기 위해 상기 광-차단층의 상기 복수의 개구들 중 각각의 개구와 정렬된 복수의 구멍들(openings)을 갖는,
    모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법.
  22. 삭제
  23. 제19항에 있어서,
    상기 광-차단층은 제2 편광을 갖는 광의 전송을 허용하고, 상기 복수의 개구들 중 상기 적어도 하나의 개구에서는 제외하고 제1 편광을 갖는 광의 전송을 차단하며,
    상기 복수의 방향성 광빔들은 상기 공통 도광관을 상기 제1 편광에 따라 편광된 광으로 조사함으로써 3-차원(3D) 동작 모드 동안 제공되고,
    상기 산란광(diffuse light)은 상기 공통 도광관을 상기 제2 편광에 따라 편광된 광으로 조사함으로써 2-차원(2D) 동작 모드 동안 제공되는
    모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법.
  24. 제19항 또는 제21항에 있어서,
    다시점 이미지의 방향성 화소들을 제공하기 위해 상기 복수의 방향성 광빔들 중 방향성 광빔들을 상기 3-차원(3D) 동작 모드에서 상기 광 밸브 배열을 사용하여 변조하는 단계; 및
    2-차원(2D) 이미지의 화소들을 제공하기 위해 상기 산란광(diffuse light)을 상기 2-차원(2D) 동작 모드에서 변조하는 단계를 더 포함하며,
    상기 모드-전환 가능한 역광장치는 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 표시장치의 2-차원/3-차원(2D/3D) 모드-전환 가능한 역광장치인
    모드-전환 가능한 역광장치의 동작방법.
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