KR102512679B1

KR102512679B1 - 파노라마 카메라

Info

Publication number: KR102512679B1
Application number: KR1020197018735A
Authority: KR
Inventors: 리차드 에이. 뮐러; 닐 아이. 웨인스톡
Original assignee: 솔리디디디 코포레이션
Priority date: 2016-12-18
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2023-03-21
Also published as: CN110115023B; CN110115023A; WO2018112160A3; KR20190116250A; EP3556087A2; WO2018112160A2

Abstract

비디오 디스플레이의 단일 픽셀은 다중 뷰들의 각각의 개개 픽셀을 디스플레이할 수 있다. 다시 말해, 비디오 디스플레이는 오토스테레오스코픽 이미지에 대해 비디오 디스플레이의 물리적 픽셀이 통상적으로 지원하는 것보다 더 많은 뷰들을 포함할 수 있다. 물리적 픽셀은 물리적 픽셀이 주어진 시간 간격 동안 하나의 뷰의 픽셀을 디스플레이하고 뷰 다중화기가 물리적 픽셀로부터의 광을 미리 결정된 각도만큼 편향시켜 픽셀이 뷰의 픽셀에 대응하는 위치에 나타나게 한다는 점에서 시간 다중화된다. 다른 시간 간격에서, 물리적 픽셀은 상이한 뷰의 픽셀을 디스플레이하고, 뷰 다중화기는 물리적 픽셀로부터의 광을 미리 결정된 상이한 각도만큼 편향시켜 픽셀이 상이한 뷰의 픽셀에 대응하는 위치에 나타나게 한다.

Description

파노라마 카메라

우선권 주장

본 출원은 2010년 12월 5일자로 "IMPROVED RESOLUTION FOR AUTOSTEREOSCOPIC VIDEO DISPLAYS(오토스테레오스코픽 비디오 디스플레이를 위한 개선된 해상도)"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 번호 제 12/969,552호의 일부 계속 출원인, 2016년 12월 18일자로 "IMPROVED RESOLUTION FOR AUTOSTEREOSCOPIC VIDEO DISPLAYS(오토스테레오스코픽 비디오 디스플레이를 위한 개선된 해상도)"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 번호 제15/382,674호의 우선권을 주장하며, 이들 특허 출원의 내용은 본 명세서에서 참조로 포함된다.

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 오토스테레오스코픽 디스플레이(autostereoscopic display)에 관한 것으로, 특히, 크게 개선된 해상도를 갖는 비디오 오토스테레오스코픽 디스플레이에 관한 것이다.

종래의 오토스테레오스코픽 디스플레이는 렌즈 또는 시차 장벽(parallax barrier) 다른 뷰 선택기(view selector)의 어레이를 사용하여 보는 사람의 한쪽 눈에 디스플레이의 다수의 픽셀을 보이게 하고 보는 사람의 다른 쪽 눈에 디스플레이의 다수의 다른 픽셀을 보이게 한다. 디스플레이의 픽셀을 각각의 눈에 보이게 격리시킴으로써, 두 가지 성분의 스테레오스코픽 이미지(stereoscopic image)가 디스플레이 상에 나타나 보일 수 있다.

보통의 뷰어(viewer)의 눈은 나란하고 수평으로 정렬되어 있기 때문에, 렌즈들의 어레이는 수평 배향에 따라 픽셀이 보이게 한다. 결과적으로, 좌측 눈 및 우측 눈에 대응하는 픽셀은 동일한 스캔라인에 위치되고 서로 수평으로 변위된다.

그러므로 뷰어의 각각의 눈은 단지 두 개의 뷰들을 갖는 오토스테레오스코픽 디스플레이에서 수평 해상도가 절반인 이미지를 보게 된다. 대부분의 오토스테레오스코픽 디스플레이에서는 두 개를 초과하는 뷰들을 가짐으로써 시야(field of view)가 개선된다. 더 크게 인지되는 투영 깊이를 제공하려는 시도로, 상대적으로 좁은 공간 내에 - 예를 들면, 1 mm 내에 더 많은 뷰들 - 예를 들면, 24 개의 뷰들이 요구된다. 전형적인 LCD 디스플레이 스크린은 인치 당 약 200 픽셀의 픽셀 밀도를 갖지만, 일부는 인치당 300 픽셀에 육박하는 밀도를 갖는다. 이것은 밀리미터 당 약 6 픽셀, 즉 1 mm 공간에 24 개의 뷰들을 제공하는 데 필요한 해상도의 약 4분의 1이다.

따라서, 종래의 비디오 디스플레이 디바이스는 현대의 오토스테레오스코픽 이미지의 요구를 만족시키기에 충분히 작은 공간에서 충분한 뷰들을 제공할 수 없다.

본 발명에 따르면, 비디오 디스플레이의 단일 픽셀이 다수의 뷰의 각각의 개개 픽셀을 디스플레이할 수 있다. 다시 말해, 비디오 디스플레이는 오토스테레오스코픽 이미지에 대해 비디오 디스플레이의 물리적 픽셀이 통상적으로 지원하는 것보다 더 많은 뷰들을 포함할 수 있다.

단일의 물리적 픽셀로 다중 뷰들을 달성하기 위해, 물리적 픽셀은 시간 다중화된다(time-multiplexed). 특히, 물리적 픽셀은 주어진 시간 간격 동안 하나의 뷰의 픽셀을 디스플레이하고 뷰 다중화기는 물리적 픽셀로부터의 광을 미리 결정된 각도만큼 편향시켜 뷰의 픽셀에 대응하는 위치에 픽셀이 나타나게 한다. 다른 시간 간격에서, 물리적 픽셀은 상이한 뷰의 픽셀을 디스플레이하고, 뷰 다중화기는 물리적 픽셀로부터의 광을 미리 결정된 상이한 각도만큼 편향시켜 상이한 뷰의 픽셀에 대응하는 위치에 픽셀이 나타나게 한다.

뷰 다중화기는 복굴절 물질의 다수의 컬럼형 프리즘들(columnar prisms) 포함하여 컬럼형 프리즘을 통과하는 광의 극성을 제어함으로써 통과하는 광의 편향이 두 개의 상이한 각도 사이에서 스위칭 가능하도록 한다. 대안적으로, 컬럼형 프리즘의 물질은 컬럼형 프리즘의 전기장에 따라 그의 굴절률을 변화시킨다. 그러한 물질의 예는 액정이다. 컬럼형 프리즘에 의해 제공되는 반사각의 제어 가능성은 주어진 픽셀이 인간 뷰어에게 존재하는 것으로 나타나 보이는 위치의 제어를 가능하게 한다.

주어진 픽셀이 존재하는 것으로 나타나 보이는 위치 및 그 픽셀에 의해 디스플레이된 특정 뷰를 동기화함으로써, 그 픽셀은 프레임 레이트의 각각의 분율(fraction) 동안 다중 뷰의 픽셀을 디스플레이할 수 있게 한다. 인간 뷰어의 잔상 효과(persistence of vision)는 렌티큘러 어레이를 통해 뷰어에게 보이는 하나의 뷰의 하나의 픽셀이 전체 프레임 동안 계속해서 인지되게 한다.

다중 뷰 다중화기는 보다 다양한 누적된 편향 각도(cumulative deflection angle)를 제공하도록 적층될 수 있다.

또한, 렌티큘러 어레이의 개개의 렌티클의 상면만곡(curvature of field)으로 인한 초점 오류는 초점의 타겟, 예를 들어 오토스테레오스코픽 디스플레이의 픽셀 뒤의 허용 가능한 거리에서 초점이 맞추어지도록 렌티클을 구성함으로써 감소된다. 그 결과 상면만곡으로 인해, 렌티클은 적절한 조망 시점(viewing perspective) 각도에서 특히 초점이 잘 맞추어질 것이며 여전히 허용 가능한 초점 오류를 생성하고 훨씬 더 넓은 조망 시점의 각도를 생성할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 뷰어 및 오토스테레오스코픽 디스플레이의 평면도이다.
도 2는 도 1의 오토스테레오스코픽 디스플레이의 일부분의 보다 상세한 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 오토스테레오스코픽 디스플레이의 뷰 다중화기의 보다 상세한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 두(2) 개의 뷰 다중화기들을 사용하는 픽셀의 시간 다중화를 도시하는 타이밍도이다.
도 5는 본 발명에 따른 대안적인 오토스테레오스코픽 디스플레이의 평면도이다.
도 6은 도 5의 오토스테레오스코픽 디스플레이의 일부분의 보다 상세한 평면도이다.
도 7은 도 5 및 도 6의 오토스테레오스코픽 디스플레이의 초점을 도시하는 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 대안적인 뷰 다중화기의 평면도이다.
도 9 및 도 10은 도 8의 뷰 다중화기를 사용하는 픽셀의 시간 다중화를 도시하는 타이밍도이다.
도 11은 도 2의 뷰 다중화기의 동작으로 인한 겉보기 픽셀(apparent pixel)의 위치를 도시하기 위해 확대된 도 2의 마스크의 평면도이다.

본 발명에 따르면, 비디오 디스플레이의 단일 픽셀은 다중 뷰들의 각각의 개개 픽셀을 디스플레이할 수 있다. 특히, 스테레오스코픽 디스플레이(100)(도 1 및 도 2)는 각각의 픽셀이 약간 상이한 위치에 있는 것처럼 보이고 다수의 다중 시간 간격의 각각 동안 상이한 뷰의 픽셀을 표현하도록, 픽셀(216A 내지 216F)과 같은, 다수의 픽셀의 각각으로부터의 광을 휘어지게 하는 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)(도 2)을 포함한다. 예를 들어, 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 픽셀(216A)이 위치들(216A1, 216A2, 216A3, 216A4)(도 11) 중 임의의 위치에 있는 것처럼 할 수 있다. 이러한 방식으로, 픽셀들(216A 내지 216F) 각각은 시간 다중화되어 오토스테레오스코픽 디스플레이의 각각의 다중 뷰들의 픽셀을 표현한다.

아래에서 보다 완전하게 설명되는 방식으로, 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 결합되어 이러한 예시적인 실시예에서 4 대 1 다중화를 제공한다. 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 픽셀들(216A 내지 216F)로부터의 광을 미리 결정된 시간 간격에서 미리 결정된 분율 시야각(view angle)으로 휘어지게 한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 렌티클(202C)은 1도의 시야각 증분을 제공하도록 설계되는데, 이것은 픽셀들(216A 내지 216F) 각각이 마스크(214)를 통해 보일 수 있는 렌티클(202C)을 통한 조망 시점이 1도씩 상이하다는 것을 의미한다. 단일 픽셀로부터 네(4) 개의 뷰들을 제공하기 위해, 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 결합하여 네(4) 개의 균등하게 이격된 분율 시야각들, 즉, 이러한 예시적인 실시예에서, 0도, 0.25도, 0.5도, 및 0.75도로 광을 편향시키며, 다른 실시예에서는 다른 각도가 사용될 수 있다. 단일 뷰 다중화기는 단일 픽셀로부터 두(2) 개의 뷰들을 제공할 수 있고, 세(3) 개의 뷰 다중화기들은 결합하여 단일 픽셀로부터 최대 여덟(8) 개의 뷰들을 제공할 수 있으며, 단일 픽셀로부터 훨씬 더 많은 뷰들을 제공하기 위해 다수의 다른 조합들이 구현될 수 있다는 것을 알아야 한다. 아래에서 설명되는 방식대로 뷰 다중화기는 단일 픽셀로부터 다른 개수의 뷰를 제공하기 위해 편향 각도의 범위에 걸쳐 스윕(sweep)할 수 있다는 것을 또한 알아야 한다.

픽셀들(216A 내지 216F) 중 단 하나의 픽셀을 사용하는, 네(4) 개의 뷰들의 디스플레이가 타이밍도(400)(도 4)에 도시된다. 아래에서 보다 완전하게 설명되는 바와 같이, 뷰 다중화기(204A)는 0.5도로 광을 편향시키는 것 또는 광을 전혀 편향시키지 않는 것 사이에서 스위칭 가능하며, 뷰 다중화기(204B)는 0.25도로 광을 편향시키는 것 또는 광을 전혀 편향시키지 않는 것 사이에서 스위칭 가능하다. 뷰 다중화기들(204A 및 204B)은 120 Hz의 레이트로 스위칭하고, 뷰 다중화기(204B)는 타이밍도(400)에서 도시된 바와 같이 절반의 클록 사이클만큼 뒤진 채로 뷰 다중화기(204A)를 뒤따른다.

픽셀들(216A 내지 216F)은 240 Hz의 리프레시 레이트(refresh rate)를 갖는다. 초기에 타이밍도(400)에서, 뷰 다중화기들(204A 및 204B)은 둘 다 오프(off)이고, 즉, 광을 편향시키지 않으며, 픽셀(216A)은 단일 리프레시 사이클 동안 뷰(N)의 픽셀을 디스플레이한다. 뷰어(10)의 눈이 마스크(214) 및 렌티클(202A)을 통해 픽셀(216A)과 정렬되면, 그 눈은 위치(216A1)(도 11)에 있는 픽셀(216A)의 뷰(N)를 볼 것이고, 뷰(N)의 픽셀은 렌티클(202A)(도 2)의 전체 폭을 차지하는 것처럼 보일 것이다. 픽셀(216A)이 다른 뷰의 픽셀을 디스플레이하고 있을 때, 뷰 다중화기(204A 내지 204B)의 편향은 눈으로 하여금 평평한 블랙 마스크(214)를 보게 한다. 그러나, 잔상은 뷰어(10)가 네(4) 개의 240 Hz 사이클 동안 위치(216A1)(도 11참조)에 있는 뷰(N)의 픽셀을 계속 보게 한다.

다음의 240 Hz 사이클(도 4)에서, 뷰 다중화기(204A)는 스위치 온된다. 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)의 누적 편향은 0.5도이며, 픽셀(216A)은 위치(216A3)(도 11 참조)에 있는 것처럼 보이고, 단일 리프레시 사이클 동안 뷰(N+2)의 픽셀(도 4)을 디스플레이한다. 뷰어(10)의 눈이 마스크(214) 및 렌티클(202A)을 통해 픽셀(216A)과 정렬된 상태에서 0.5도를 이루면, 그 눈은 픽셀(216A)의 뷰(N+2)를 볼 것이고, 뷰(N+2)의 픽셀은 렌티클(202A)의 전체 폭을 차지하는 것처럼 보일 것이다. 마스크(214) 및 잔상은 위에서 설명한 바와 같이 뷰어(10)가 네(4) 개의 240 Hz 사이클 동안 계속하여 위치(216A3)(도 11)에 있는 뷰(N+2)의 픽셀을 보게 한다.

다음의 240 Hz 사이클(도 4)에서, 뷰 다중화기(204B)는 스위치 온된다. 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)의 누적 편향은 0.75도이며, 픽셀(216A)은 위치(216A4)(도 11)에 있는 것처럼 보이고 단일 리프레시 사이클 동안 뷰(N+3)의 픽셀(도 4)을 디스플레이한다. 뷰어(10)의 눈이 마스크(214) 및 렌티클(202A)을 통해 픽셀(216A)과 정렬된 상태로부터 0.75도를 이루면, 그 눈은 픽셀(216A)의 뷰(N+3)를 볼 것이고, 뷰(N+3)의 픽셀은 렌티클(202A)의 전체 폭을 차지하는 것처럼 보일 것이다. 마스크(214) 및 잔상은 위에서 설명한 바와 같이 뷰어(10)가 네(4) 개의 240 Hz 사이클들 동안 계속하여 위치(216A4)(도 11)에 있는 뷰(N+3)의 픽셀을 보게 한다.

다음의 240 Hz 사이클(도 4)에서, 뷰 다중화기(204A)는 스위치 오프된다. 뷰 다중화기(204A 내지 204B)의 누적 편향은 0.25도이며, 픽셀(216A)은 위치(216A2)(도 11)에 있는 것처럼 보이고 단일 리프레시 사이클 동안 뷰(N+1)의 픽셀(도 4)을 디스플레이한다. 뷰어(10)의 눈이 마스크(214) 및 렌티클(202A)을 통해 픽셀(216A)과 정렬된 상태로부터 0.25도를 이루면, 그 눈은 픽셀(216A)의 뷰(N+1)를 볼 것이고, 뷰(N+1)의 픽셀은 렌티클(202A)의 전체 폭을 차지하는 것처럼 보일 것이다. 마스크(214) 및 잔상은 위에서 설명한 바와 같이 뷰어(10)가 네(4) 개의 240 Hz 사이클들 동안 계속하여 위치(216A2)(도 11)에 있는 뷰(N+1)의 픽셀을 보게 한다.

다음의 240 Hz 사이클(도 4)에서, 뷰 다중화기(204B)는 스위치 오프된다. 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)의 누적 편향은 0도이며, 픽셀(216A)은 다시 뷰(N)의 픽셀을 디스플레이하고 단일 리프레시 사이클 동안 위치(216A1)(도 11)에 있는 것처럼 보인다. 그리고, 타이밍도(400)(도 4)의 네 (4)개의 사이클 패턴들이 반복된다.

따라서, 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 픽셀들(216A 내지 216F)을 시간 다중화하여 각각의 픽셀이 오토스테레오스코픽 디스플레이(100)의 네(4) 개의 상이한 뷰들의 픽셀을 디스플레이할 수 있다. 렌티클들(202A 내지 202C) 없이, 픽셀(216A)은 인간 뷰어에게 위치들(216A1, 216A2, 216A3, 216A4)(도 11)에 있는 네(4) 개의 별개의 픽셀들인 것처럼 보일 것이라는 것을 알아야 한다. 따라서, 렌티큘러 어레이 또는 다른 뷰 선택기 없이, 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 디스플레이가 디스플레이의 물리적 해상도보다 훨씬 고밀도인 겉보기 해상도를 갖게 한다.

인간 뷰어가 오토스테레오스코픽 이미지의 다중 뷰들 중 하나의 뷰만을 보는 것을 보장하기 위해 렌티큘러 어레이에 대한 대안이 존재한다는 것을 또한 알아야 한다. 예를 들어, 시차 배리어가 사용될 수 있다. 또한, LCD 또는 LED보다는 레이저를 광원으로서 사용하면 특정 픽셀에 의해 디스플레이되는 개개의 뷰가 레이저의 광이 향하는 위치에서만 보이게 할 수 있다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 오토스테레오스코픽 디스플레이(100)는 렌티큘러 어레이의 다수의 렌티클들(202A 내지 202C)을 포함한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 렌티클들(202A 내지 202C)은 비교적 평평한 필드를 제공하도록 설계된다. 상면만곡으로 인한 렌티클 초점 오류를 최소화하려는 다른 접근법이 아래에서 설명된다.

뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 이러한 예시적인 실시예에서 렌티큘러 어레이 바로 뒤에 있다. 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)은 도 3과 관련하여 아래에서 보다 상세히 설명된다. 뷰 다중화기들(204A 내지 204B) 뒤에는 플라스틱, 유리와 같은 투명한 물질, 또는 공기와 같은 가스로 된 층(206), 편광기(208), 및 투명한 물질의 제2 층(210)이 있다.

층(210) 뒤에는 컬러 필터들(212A 내지 212F)의 어레이가 있고, 컬러 필터들 각각은 적색, 녹색, 또는 청색 색조를 픽셀들(216A 내지 216F)의 각각의 픽셀에 부여한다. 픽셀들(216A 내지 216F)은 수직 픽셀이다.

마스크(214)는 컬러 필터들(212A 내지 212F)과 픽셀들(216A 내지 216F) 사이에 위치하고 픽셀들(216A 내지 216F)의 인지된 폭을 픽셀의 실제 폭의 약 4분의 1로 제한하며, 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)의 동작에 의한 광 편향으로 인한 겉보기 픽셀을 위해 픽셀들(216A 내지 216F) 사이에 어두운 공간을 남긴다. 이러한 예시적인 실시예에서, 렌티클들(202A 내지 202C)의 초점 필드는 대략 마스크(214)에 있다.

픽셀들(216A 내지 216F)은 마스크(214) 바로 뒤에 위치한다. 픽셀들(216A 내지 216F) 각각은 각자 독립적으로 제어되는 디스플레이 세기를 갖는, 독립적으로 제어되는 단일의 LCD 서브 픽셀이다. 픽셀들(216A 내지 216F) 각각의 색상은 컬러 필터들(212A 내지 212F)의 각각의 컬러 필터에 의해 제어된다. 픽셀들(216A 내지 216F)의 뒤에는 다른 투명 물질 층(218) 및 편광기(220)가 있다. 편광기(220)의 뒤에는 종래의 LCD 디스플레이에서 전형적인 것으로 광원(도시되지 않음)이 있다. 편광기들(208 및 220)은 종래의 LCD 디스플레이에서 사용되는 편광기와 유사하다.

뷰 다중화기(204A)는 도 3에서 보다 상세히 도시된다. 본 명세서에서 달리 언급된 것을 제외하고, 뷰 다중화기(204B)는 뷰 다중화기(204A)와 직접적으로 유사하고 다음의 설명은 뷰 다중화기(204B)에도 적용 가능하다.

뷰 다중화기(204A)(도 3)는 위에서 보는 단면도로 도시되며 액정과 같은 복굴절 물질의 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)을 포함한다. 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)은 투명한 플라스틱 또는 유리의 층(302)과, 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)을 위한 공간을 제공하는 삼각형 홈이 형성된 투명한 플라스틱 또는 유리의 홈이 있는 층(grooved layer)(306) 사이에 위치한다.

층(306) 뒤에는 전극층들(308 및 312) 사이의 액정의 스위치 층(310)이 있다. 전하를 전극층들(308, 312)에 선택적으로 인가함으로써, 스위치 층(310)을 통과하는 광의 편광은 예를 들어, 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 복굴절 물질에 대하여 평행 배향과 수직 배향 사이에서 스위칭될 수 있다.

스위치 층(310)의 하나의 편광 배향으로 하나의 광 편향 량을 제공하고 스위치 층(310)의 다른 편광 배향으로 다른 편향 량을 제공하도록 복굴절 물질, 제조시 설정된 복굴절 물질의 배향, 및 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 크기 및 형상이 선택된다. 실제로, 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 복굴절 물질은 광 편향도(degree of light deflection)가 스위치 층(310)의 상태에 따라 변하는 프리즘이다.

이러한 예시적인 실시예에서, 복굴절 물질은 층들(302 및 306)의 투명한 물질의 굴절률과 실질적으로 동일한 하나의 굴절률을 갖도록 선택되고, 따라서 스위치 층(310)의 하나의 편광 배향에 대해 화살표(314A)로 도시된 바와 같이 광의 편향을 제공하지 않는다. 실제로, 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 프리즘은 층들(302 및 306) 내로 사라지고, 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C) 및 층들(302 및 306)은 평평한 단일의 투명 물질 층인 것처럼 보인다. 그러나, 프리즘은 층들(302 및 306) 내로 효과적으로 사라지도록 0도의 편향을 제공할 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 프리즘이 적어도 두 개의 상이한 편향각들 중 하나의 편향각을 제공하도록 제어될 수 있는 한, 픽셀(216A)은 적어도 두 개의 상이한, 아마도 겹치는 위치들 중 하나의 위치에서 나타나 보이게 될 수 있고, 따라서 픽셀(216A)의 시간 다중화의 목적을 제공할 수 있다.

이러한 예시적인 실시예에서 스위치 층(310)의 다른 편광 배향의 경우, 뷰 다중화기(204A)의 복굴절 물질, 제조시 설정된 복굴절 물질의 배향, 및 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 크기 및 형상은 화살표(314B)에 의해 도시된 바와 같이 0.5도만큼 광을 편향시키도록 선택되며, 뷰 다중화기(204B)의 복굴절 물질, 제조시 설정된 복굴절 물질의 배향, 및 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 크기 및 형상은 0.25도만큼 광을 편향시키도록 선택된다. 실제로, 이러한 편광 배향을 갖는 복굴절 물질의 상이한 굴절률 및 삼각형 컬럼들(304A 내지 304C)의 치수는 미리 결정된 원하는 각도만큼, 예컨대, 이러한 예시적인 실시예에서, 뷰 다중화기(204A)에서는 0.5도이고 뷰 다중화기(204B)에서는 0.25도만큼 광을 반사시키도록 설계된 프리즘이다.

위에서 설명한 바와 같이, 오토스테레오스코픽 디스플레이(100)는 상대적으로 평평한 필드를 제공하도록 설계된 다수의 렌티클들(202A 내지 202C)을 포함한다. 종래의 렌티클들의 상면만곡으로 인한 오토스테레오스코픽 이미지 저하를 감소시키는 다른 접근법이 도 5 및 도 6에 도시된다.

뷰어들(10)(도 5)은 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)에 의해 디스플레이된 오토스테레오스코픽 이미지를 다양한 시야각들로부터 바라보고 있다. 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)는 오토스테레오스코픽 디스플레이(100)의 대안적인 실시예이며 본 명세서에 달리 설명된 것을 제외하고는 오토스테레오스코픽 디스플레이(100)와 직접적으로 유사하다. 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)는 메니스커스 실린더(meniscus-cylinder) 렌티클을 포함하지 않고, 그 대신 볼록한 근위면(proximal surface) 및 평평한 원위면(distal surface)을 갖는 보다 통상적인 설계의 렌티클을 포함한다.

오토스테레오스코픽 이미지는 매우 양호한 초점에서 가장 잘 보인다. 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)의 경우, 초점 타겟은 마스크(214B)이다. 그러나, 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)에 직각인 것에서 크게 벗어난 시야각은 일부 렌티클들의 상면만곡으로 인해 초점이 맞지 않는 경향이 있다. 이러한 상면만곡은 다양한 시점 각도들(angles of perspective)들에서 렌티클의 초점의 궤적을 나타내는 곡선(502)에 의해 예시된다. 광범위한 시야각에 걸쳐 초점 손실을 감소시키기 위해, 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)의 렌티큘러 어레이는 곡선(504)을 따라 놓인 초점의 궤적을 제공하기 위해 마스크(214B) 약간 뒤에서 초점이 맞추어진다.

오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)의 일부가 도 6에서 확대되어 있다. 곡선들(502 및 504)은 초점 오류를 예시하기 위해 과장된다.

곡선(502)은 종래의 전형적인 오토스테레오스코픽 디스플레이에서 렌티클에 의해 제공되는 초점의 궤적을 나타낸다. 곡선(502)은 똑바로 선 시야각, 즉 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)에 수직인 시야각의 경우 매우 양호한 초점, 즉 거의 제로 초점 오류를 보여준다. 더 넓은 시야각에서, 곡선(502)은 현저한 초점 오류(602)를 보여준다.

이러한 예시적인 실시예에서, 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)의 렌티클은 똑바로 선 시야각의 경우 마스크(214B) 뒤에 초점을 맞추도록 설계된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 마스크(214B)에 거의 수직인 조망 시점으로부터, 오토스테레오스코픽 디스플레이(100B)의 렌티클들의 초점이 마스크(214B) 내의 갭들의 폭보다 크지 않은 폭(702)만큼 블러링되는 양만큼 곡선(504)은 마스크(214B) 뒤에 있다. 이러한 제한된 블러링은 의도된 픽셀 이외의 어떤 다른 픽셀도 각각의 렌티클을 통해 뷰어(10)에게 보이지 않기 때문에 뷰어(10)에 의해 인지되는 오토스테레오스코픽 이미지의 정확성에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 거의 수직인 시야각에서 볼 수 있는 초점 오류(604)(도 6)는 뷰어(10)의 초점의 인지에 영향을 미치지 않을 정도로 충분히 작다.

더 넓은 조망 시점에서, 곡선(504)은 마스크(214B)와 교차하여 매우 양호한 초점을 제공하지만, 거의 수직인 시야각에서 뷰어(10)에 의해 인지 가능한 초점보다는 좋지 않으며, 훨씬 더 넓은 조망 시점에서는 곡선(504)이 마스크(214B) 앞에 있기 때문에 블러링되기 시작한다. 이러한 더 넓은 조망 시점에서 뷰어(10)에 의해 인지된 뷰의 품질은 블러링의 양이 마스크(214B)의 갭의 폭을 초과하는, 초점 오류(606)까지 보존된다.

일부 실시예들에서, 마스크(214B)의 갭보다 넓지 않은 초점 오류를 유지하면 더 넓은 조망 시점의 각도에서 수용할 수 없게 큰 초점 오류가 가능해질 수 있다. 일반적으로, 최상의 결과는 조망 품질이 요구되는 시야각의 범위에 걸쳐 블러링의 폭을 결정하고 그 시야각 범위에 걸쳐 블러링의 폭이 최소화되는 렌즈 및 초점의 궤적을 선택함으로써 달성된다.

그 결과, 초점의 궤적이 곡선(504)에 의해 표현되는 렌티클은 종래의 렌티클보다 훨씬 더 넓은 범위의 허용 가능한 시야각을 제공하게 된다.

위에서 간략히 설명한 바와 같이, (도 8에서 단면도로 도시된) 단일 뷰 다중화기(804)는 단일 픽셀로부터 복수의 뷰들을 제공하기 위해 편향각의 범위에 걸쳐 스윕할 수 있다.

뷰 다중화기(804)는 굴절률이, 예를 들어, 전기장에 의해 제어 가능한 물질의 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C)을 포함한다. 그러한 물질의 예는 액정이다. 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C)은 투명한 플라스틱 또는 유리의 층(606)과, 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C)을 위한 공간을 제공하는 삼각형 홈들이 형성된 투명한 플라스틱 또는 유리의 홈이 있는 층(810) 사이에 위치한다.

층(806)의 앞에는 전극 층(802)이 있다. 층(810)의 뒤에는 전극 층(812)이 있다. 전극 층들(802 및 812)에 전하를 선택적으로 인가함으로써, 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C) 내의 물질의 굴절률이 변할 수 있다.

삼각형 컬럼들(808A 내지 808C)내의 물질, 제조시 설정된 이들 물질의 배향, 및 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C)의 크기 및 형상은 전극 층들(802 및 812)에 걸쳐 생성될 수 있는 전기장의 범위에 걸쳐 원하는 편향 범위를 제공하도록 선택된다. 실제로, 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C) 내의 물질은 광 편향도가 전극 층들(802 및 812) 사이의 전기장에 따라 변하는 프리즘이다.

이러한 예시적인 실시예에서, 희망하는 편향 범위는 0.0도 내지 2.0도이고, 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C) 내의 물질은 층들(806 및 810)의 굴절률로부터 층들(806 및 810)의 굴절률 위로 0.1까지 변화하는 굴절률을 가지며, 삼각형 컬럼들(808A 내지 808C)은 20도의 각도(816)를 갖는 직각 삼각형인 단면을 갖는다.

타이밍도(900)(도 9)는 뷰 다중화기(804)를 사용하는 픽셀(216A)의 시간 다중화를 도시한다. 타이밍도(900)는 전극 층들(802 및 812) 사이의 전기장, 뷰 다중화기(804)의 대응하는 편향각, 및 픽셀(216A)에 의해 디스플레이된 다양한 뷰들을 도시한다. 뷰 다중화기(804)에 의해 제공되는 편향각은 미리 결정된 범위, 예를 들어, 0도 내지 2.0도를 통해 스윕한다. 픽셀(216A)이, 뷰 다중화기(804)가 편향각 0.0도 내지 0.5도를 통해 스윕하는 동안 뷰(N)의 픽셀을 디스플레이하고, 뷰 다중화기(804)가 편향각 0.5도 내지 1.0도를 통해 스윕하는 동안 뷰(N+1)의 픽셀을 디스플레이하고, 뷰 다중화기(804)가 편향각 1.0도 내지 1.5도를 통해 스윕하는 동안 뷰(N+2)의 픽셀을 디스플레이하며, 뷰 다중화기(804)가 편향각 1.5도 내지 2.0도를 통해 스윕하는 동안 뷰(N+3)의 픽셀을 디스플레이하며, 그 후, 뷰 다중화기(804)가 0도의 편향을 제공하는 것으로 되돌아오고 픽셀(216A)이 뷰(N)의 다음 프레임의 픽셀을 디스플레이하도록, 동기화된 방식으로 픽셀(216A)은 뷰들(N 내지 N+3)의 픽셀을 디스플레이한다.

픽셀(216A)이 네(4) 개의 뷰만을 시간 다중화하는 것으로 도시되지만, 픽셀(216A)은 더 많은 뷰들을 시간 다중화할 수 있으며, 이것은 원하는 프레임 레이트에 관련한 픽셀(216A)의 스위칭 레이트에 의해서만 제한된다는 것을 알아야 한다. 픽셀(216A)이 예를 들어, 매우 큰 표지판에서 하나 이상의 LED들을 이용하여 구현되는 실시예에서, 픽셀(216A)은 LCD 픽셀보다 훨씬 더 신속하게 스위칭될 수 있고 더 많은 뷰들을 시간 다중화할 수 있다. 예를 들어, 일부 LED들은 2.0 MHz의 주파수로 스위칭할 수 있다. 따라서, 단일 LED(또는 적색, 녹색, 및 청색 LED의 클러스터)는 단일 픽셀의 300개 이상의 뷰들을 제공할 수 있으며, 이것은 렌티클들(202A 내지 202C)의 광학 품질, 및 뷰 다중화기(804)의 편향각의 범위와 스위칭 속도에 의해서만 제한된다.

타이밍도(1000)(도 10)는 뷰 다중화기(804)가 픽셀(216A)에 의해 도시된 다중 뷰들의 픽셀을 시간 다중화할 수 있는 대안적인 방식을 도시한다. 뷰 다중화기(804)가 편향각의 범위, 예를 들어, 0도 내지 2.0도를 통해 스윕하면, 뷰 다중화기(804)는 예를 들어, 2.0도에서 0도의 범위를 통해 반대 방향으로 스윕한다. 동기화된 방식으로, 픽셀(216A)이 뷰들(N, N+1, N+2 및 N+3)의 픽셀을 거쳐 스위칭하면, 픽셀(216A)은 후속 프레임의 픽셀을 반대 순서로, 즉, 뷰들(N+3, N+2, N+1 및 N)을 거쳐 스위칭한다.

뷰 다중화기(804)는 계단형 패턴을 비롯하여, 다른 방식으로 편향각들을 통해 순환할 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 뷰 다중화기(804)의 다중 인스턴스들은 뷰 다중화기들(204A 내지 204B)(도 2)과 같이 적층되어 더 큰 범위의 누적된 편향각을 제공할 수 있다.

뷰 다중화기는 또한 오토스테레오를 수반하지 않는 목적으로 사용될 수도 있으며, 전부는 아니지만 대부분의 동일한 기본 기술은 추가의 응용들을 가능하게 한다. 렌티큘러 렌즈가 없지만, 본 명세서에서 설명된 것과 정확히 동일한 방식으로 뷰 다중화기를 사용하면, 픽셀 밀도가 증가된 정상적인 2차원 이미지가 생성될 것이다. 또한, 디바이스 내에서 경사가 더 가파르고 이에 따라 편향각이 더 넓은 프리즘 구조물을 사용하고, 또한 렌티큘러 렌즈가 없는 디바이스를 사용함으로써, 이는 더 넓은 시야를 갖는 투영된 이미지를 생성하는 목적으로 사용될 수 있거나(즉, 추가적인 다수의 픽셀들은 원래의 기본 디스플레이의 좌측 또는 우측으로 이미지를 확장하는 데 사용될 것임) 또는 (예컨대, 헤드 마운트 접안 디스플레이(head-mounted near-eye display)에서 2중 스테레오(two-view stereo) 시청을 위한, 약간의 거리를 두고 배치된 우측 뷰 및 좌측 뷰를 보여주기 위해) 동일한 디스플레이로부터 시간 순서대로 이어지는 두 개의 투영된 이미지들을 생성하는 목적으로 사용될 수 있다. 카메라와 관련하여, 더 넓은 시야 또는 다중 뷰들을 캡처할 때 유사한 효과가 달성될 수 있다. 뷰 다중화기를 카메라 또는 프로젝터와 일직선으로 또는 육안과 일직선으로 배치함으로써, 카메라 또는 프로젝터 단독에 의해서만 캡처되거나 디스플레이되는 것보다 큰 특성을 갖는 이미지가 캡처되거나 디스플레이될 수 있다. 예시적인 특성은 보다 넓은 시야, 증가된 픽셀 밀도, 조정된 회절 특성, 기본 디스플레이에서 픽셀 위치설정의 보정, 조정된 초점 등을 포함한다.

제1 예로서, 카메라 또는 프로젝터, 또는 단순한 광 빔은 미리 정의된 시야 또는 투영을 가질 수 있다. 예를 들어, 카메라는 35도, 50도, 100도 등의 시야를 가질 수 있다. 시스템은 뷰 다중화기의 각도를 조정한 다음 뷰 다중화기의 각도가 조정될 때 이미지 또는 뷰를 캡처함으로써 더 큰 시야를 갖는 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 뷰 다중화기의 각도는 카메라의 이미지 센서가 직진으로 향하게 하는 각도로 조정될 수 있지만, 캡처되는 이미지 중심은 이미지 센서에 수직으로 (즉, 이미지 센서 바로 앞에) 놓인 물체로부터 45도의 장면을 만들어 낸다. 이러한 방식으로, 뷰 다중화기는 잠망경의 일종으로 기능한다. 뷰 다중화기의 다중 뷰들이 다중 카메라 노출들과 상이한 각도에서 동기화될 때, 카메라는 그렇지 않은 경우에 단일 센서로 캡처하는 것이 가능한 것보다 훨씬 더 큰 시야를 갖는 전체 이미지의 슬라이스들로서 사용될 수 있는 일련의 사진들을 찍을 수 있다. 다른 응용에서, 뷰 다중화기의 변경된 각도에 동기화된 다중 캡처들에 의해 생성된 전반적인 시야는 뷰 다중화기에 의한 도움을 받지 않는 렌즈에 의해 캡처될 수 있는 전체 시야 내에 그대로 있을 수 있지만, 이렇게 뷰 다중화기의 도움으로 다중 이미지 캡처들 함께 스티칭(stitching)함으로써 생성된 사진은 그렇지 않은 경우에 달성 가능한 것보다 배가된 이미지 해상도 또는 픽셀 밀도를 포함할 것이다. 이러한 응용은 이미 상세히 설명된 오토스테레오 디스플레이에 적용을 위해 픽셀 밀도가 증가되는 것과 정확하게 유사하다. 따라서 카메라는 뷰 다중화기의 도움으로, 해상도 손실없이 전자적으로 줌인(zoomed in)될 수 있는 이미지를 생성할 수 있을 것이다.

시스템은 또한 각각의 노출 또는 이미지 캡처 동안 뷰 다중화기가 상이한 각도로 조정되는 다중 이미지들을 취할 수 있다. 시스템은 적절한 각도를 자동으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 특정 시야를 갖는 픽처가 요구된다고 표시할 수 있다. 그러면, 시스템은 원하는 시야를 갖는 이미지를 생성하기 위해 뷰 다중화기의 각도를 계산할 수 있다. 사용자 또는 시스템이 카메라의 셔터를 작동시킬 때, 시스템은 뷰 다중화기의 편향 위치에 기초하여, 각각의 이미지 또는 노출이 상이한 시야들을 갖도록 하기 위해 뷰 다중화기의 각도를 조정할 수 있다. 이전과 같이, 편향 위치는 카메라의 시야 또는 초점을 지난 편향 위치를 포함할 수 있다. 필요한 개수 또는 원하는 개수의 이미지가 캡처되면, 시스템은 이미지들을 함께 스티칭하여 카메라의 시야보다 넓은 시야를 갖는 단일 이미지를 생성할 수 있다.

예컨대, 약간의 거리를 두고 및/또는 눈으로부터 정상적으로 볼 수 없는 각도에 위치된 디스플레이로부터 이미지를 운반하는 도파관을 사용하는 접안 디스플레이에서, 유사한 시스템이 프로젝터 또는 임의의 기본 디스플레이와 함께 통합되어 디스플레이로부터 얼마간의 거리에 제공되는 것처럼 이미지를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 시스템에서, 뷰 다중화기는 프로젝터 또는 기본 디스플레이에 연결될 것이다. 프로젝터 또는 디스플레이가 이미지를 보여줌에 따라, 뷰 다중화기는 광범위한 위치에 걸쳐 이미지를 스윕하여 전형적인 것보다 넓은 시야로 이미지를 보여주는 비디오를 생성할 수 있다. 예를 들어, 뷰 다중화기의 각도는 프로젝터/기본 디스플레이의 이미지 재생과 동기화될 수 있다. 프로젝터 또는 디스플레이가 새로운 이미지를 디스플레이함에 따라, 뷰 다중화기는 복수의 편향각을 가로 질러 스윕하여 각각의 이미지를 상이한 각도에서 보여줄 것이고, 그럼으로써 각 이미지가 일반적으로 디스플레이될 수 있는 것보다 큰 시야를 갖는 효과를 창출한다. 시스템의 최대 스윕 각도를 증가시키기 위해 하나 초과의 뷰 다중화기들이 적층될 수 있다. 예를 들어, 각각의 뷰 다중화기가 2도 범위에 걸쳐 스윕할 수 있다면, 적층된 두 개의 다중화기들은 4도 범위에 걸쳐 스윕할 수 있다. 또한, 뷰 다중화기 내에 위치된 프리즘의 편향각은, 이미 상세히 설명한 바와 같이, 하나 초과의 적층된 뷰 다중화기들로 달성될 수 있는 것과 동일한 더 큰 범위를 달성하도록 증가될 수 있다. 주어진 적층된 뷰 다중화기 및 다중 적층된 뷰 다중화기들에서 더 큰 편향각들이 결합되면 시스템은 최대 360도까지 디스플레이하는 것이 가능할 것이다.

또한, 이러한 시스템은 단일의 기본 디스플레이로부터, 좌측 및 우측 눈 뷰들을 각각의 눈에 적합한 유리한 지점에 교번하여 스테레오가 인지되도록 하는 것을 시연할 수 있다. 동일하게, 필드 순차 컬러 디스플레이(field-sequential color display)가 이미지 소스이면, 또는 다른 데이터가 단일 이미지로부터 추출되면, 시스템은 적색을 보여줄 수 있을 것이다. 따라서, (필드 순차 디스플레이의 경우) 녹색 신호 및 청색 신호 또는 (두 개의 예를 들자면, 깊이 맵 또는 휘도 신호와 같은) 특화된 이미지 데이터는 상이한 조망 위치로 전송될 수 있다.

다른 예로서, 카메라 캡처 서비스의 미리 정의된 특성은 픽셀 밀도를 포함할 수 있다. 다시 말해, 카메라는 이미지가 캡처되는 픽셀 밀도를 설정할 수 있다. 뷰 다중화기는 캡처된 이미지들의 총 픽셀 밀도를 증가시켜, 이미지의 해상도를 낮추지 않고 줌인될 수 있는 이미지를 생성할 수 있다. 뷰 다중화기는 정상적으로 하나의 픽셀에 할당된 공간에서 2, 4 또는 그 이상의 수평 또는 수직 픽셀들이 생성되도록 시스템과 동기화될 수 있다. 이것은 하나의 물리적 픽셀이 서브픽셀들로 세분되는 위에서 논의한 기술과 유사하다. 이러한 효과를 달성하기 위해, 시스템은 두 개 이상의 이미지들을 빠르게 연속해서 가져올 것이다. 이미지들 각각은 약간 상이한 뷰 다중화기 편향각에 있을 것이며, 그 결과 시야각이 아주 약간 상이한 매우 유사한 두 개의 이미지들이 생성될 것이다.

그런 다음, 시스템은 이미지들을 함께 스티칭하여 단일 이미지를 생성할 수 있다. 시스템은 캡처된 이미지들 각각으로부터 이미지 정보를 가져와서 두 개의 원래 픽셀들 사이의 정보를 채울 수 있다. 예로서, 카메라만을 사용하면, 이미지는 픽셀 A와 픽셀 B를 포함할 수 있다. 두 이미지들을 약간 상이한 각도들에서 캡처함으로써, 시스템은 픽셀 A와 픽셀 B 사이의 정보를 채울 수 있다. 따라서, 시스템은 원래 픽셀들 각각을 서브 픽셀들로 분할하고 서브 픽셀들에 대해 다수의 캡처된 이미지들로부터 얻은 정보를 이용하여 정보를 채운다. 결과적인 이미지는 카메라의 픽셀 카운트보다 큰 해상도를 갖는다.

이전과 같이, 더 큰 픽셀 밀도를 갖는 이미지를 디스플레이하기 위해 유사한 시스템이 프로젝터와 함께 사용될 수 있다. 이러한 시스템은 평판 디스플레이(flat panel display)(예를 들어, 텔레비전, 빌보드 등)와 관련하여 이전에 논의한 시스템과 유사할 것이다. 그러나, 이러한 시스템은 평판 디스플레이에 부착되기보다는, 프로젝터에 부착될 것이다. 따라서, 투영으로부터의 광은 뷰어에게 디스플레이되는 이미지의 픽셀 밀도를 증가시키기 위해 작은 스윕 각도로 뷰 다중화기를 통과할 것이다. 이것은 또한 뷰어에게 오토스테레오스코픽 이미지를 디스플레이하는 데 사용될 수 있다.

다른 예에서, 희망하는 효과는 특정 회절 특성을 포함할 수 있다. 뷰 다중화기 내의 프리즘 구조물은, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 실제로 일반적으로 정의된 블레이즈 회절 격자(blazed diffraction grating)이다. 액정 물질에 전압을 인가하면 프리즘 어레이의 유효 기울기, 높이 및/또는 주기성을 변경시킬 수 있다. 이것은 회절이 원하는 것이 아닐 때 회절 효과를 제한하거나, 회절이 요구될 때 회절 효과를 강조하기 위해 회절 효과를 조정하는데 행해질 수 있다. 구체적으로는, 인가된 전압은 기본 디스플레이에 의해 제공되는 변화하는 이미지와 시간에 맞추어 회절 효과를 변경하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 필드 순차 디스플레이는 녹색, 적색 및 청색인 연속적인 이미지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 뷰 다중화기는 컬러를 광학 도파관을 통과시키기 위해 또는 다른 응용을 위해, 각각의 컬러와 동기화되어 각 컬러의 파장마다 순차적으로 격자를 형성할 수 있다.

유사하게, 부정확하게 제조된 플라스틱 또는 유리 격자를 보정하기 위해 조정기능이 사용될 수 있다. 이것은 균일한 어레이를 생성하려는 요구에 따라, 차동 전압을 프리즘 어레이의 상이한 영역에 인가함으로써 달성될 수 있다.

유사하게, 다수의 모듈들로부터 조립된 디스플레이에서 전형적으로 발생하는 것으로 기본 디스플레이에서의 부정확한 픽셀 정렬을 보정하기 위해, 차동 전압이 뷰 다중화기의 상이한 영역에 인가될 수 있다.

유사하게, 뷰 다중화기에서 변경된 전압에 의해 가능해진 조절 가능한 회절 격자가 카메라와 함께 사용될 수 있다. 격자 주파수 및 진폭이 상이한 회절에 맞게 조정되고, (카메라에 내장된 플래시와 같은 또는 자외선 광과 같은) 특정 광원에 맞게 교정되기 때문에, 카메라는 가스 누출 감지용 분광계, 컬러 교정 프린터, 피부 질병의 진단 등으로 바뀌어질 수 있다. 이 경우, 다중화기는 카메라의 셔터와 밀접하게 동기화될 필요는 없지만, 셔터가 열려있는 동안에만 작동할 것이다. 이 경우, 회절 설정(즉, 다중화기의 전압)은 카메라 셔터가 열려있는 동안 동작하도록 설정되고, 그 다음에는 필요에 따라, 다른 현상을 측정하기 위해 셔터가 다시 열릴 수 있을 때, 다른 설정으로 변경될 것이다.

다른 사용 사례에서, 뷰 다중화기의 상이한 영역에 인가된 전압을 차등을 두어 조정하면 뷰 다중화기가 포커싱 렌즈로서 사용되게 할 수 있다. 원래의 형태의 포커싱 렌즈는 사용 가능한 최대의 셀 갭 내에 맞추기 위해 프리즘이 충분히 균일하고, 충분히 짧은 크기를 가질 수 있도록 전형적으로 프레넬 패턴(Fresnel pattern)의 형태를 취하는, 액정 셀 내에 둘러싸인 플라스틱 또는 유리로 제조된 몰딩되거나 에칭된 프리즘 구조물로 설계될 수 있다. 따라서, 이러한 플라스틱 또는 유리 구조물에 의해 경계가 정해진 액정 프리즘 구조물은 렌즈의 규범적인 특성을 변화시키기 위해 자신의 형상이 전압에 의해 조정되게 할 수 있다. 이러한 조정은 영구적일 수 있다(전압이 인가될 때마다, 보이는 정보와 동기화된 순서로 조정 가능할 수 있거나, 또는 상이한 뷰어 및 상이한 조망 조건 마다 렌즈를 조정하도록 조정 가능할 수도 있다.

위의 설명은 예시적인 것일 뿐이지 제한적인 것은 아니다. 본 발명은 다음의 청구 범위 및 그 등가물의 전체 범위에 의해서만 규정된다. 다음의 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 있는 그러한 모든 변경, 수정, 치환 및 대체 등가물을 포함하는 것으로 해석되는 것으로 의도하고자 한다.

Claims

시스템에 있어서,
미리 정의된 특성들을 갖는 이미지를 캡처하는 카메라;
상기 카메라에 부착된 뷰 다중화기(view multiplexer) - 상기 뷰 다중화기는 시간 간격에서 상기 카메라의 미리 정의된 특성들 중 적어도 하나를 향상시키고, 미리 정의된 특성은 상기 카메라의 시야(field of view), 회절 특성, 픽셀 밀도, 및 포커싱 효과 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 향상된 특성은 더 넓은 시야를 생성하고, 상기 뷰 다중화기는 상기 카메라의 렌즈를 포함하고, 상기 뷰 다중화기는 상기 카메라의 셔터와 동기화됨 -;
상기 카메라 및 뷰 다중화기에 동작 가능하게 연결된 적어도 하나의 프로세서; 및
명령어들을 저장하는 메모리
를 포함하고, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해,
보여지는 하나 이상의 픽셀에 대응하는 위치에서의 상기 하나 이상의 픽셀을 사용자로 하여금 보게 하는 상기 시간 간격에서 상기 하나 이상의 픽셀을 보여주기 위해 상기 뷰 다중화기의 각도를 조정하고 - 보여지는 상기 하나 이상의 픽셀은 상기 시간 간격에 기초함 -;
상기 시간 간격에서 상기 조정된 각도를 갖는 상기 뷰 다중화기와 함께 상기 카메라를 사용하여, 적어도 하나의 향상된 특성을 갖는 적어도 하나의 이미지를 캡처하도록 - 상기 이미지는 상기 뷰 다중화기를 통해 캡쳐됨 -
실행 가능한 것인, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 뷰 다중화기의 각도를 조정하는 것은 상기 뷰 다중화기의 전압을 조정하는 것을 포함하는 것인, 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 뷰 다중화기의 각도를 조정하는 것은 상기 카메라의 초점 필드를 지난 편향 위치를 조정하는 것을 포함하는 것인, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 캡처하는 것은 복수의 노출(exposure)들을 캡처하는 것을 포함하고, 상기 복수의 노출들 각각은 상기 뷰 다중화기의 상이한 각도를 포함하는 것인, 시스템.
제6항에 있어서,
상기 복수의 노출들을 함께 스티칭(stitching)함으로써 파노라마 이미지를 생성하는 것을 더 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 미리 정의된 특성들 중 하나는 픽셀 밀도를 포함하고, 상기 뷰 다중화기는 상기 픽셀 밀도를 증가시키는 것인, 시스템.
제8항에 있어서,
상기 캡처하는 것은 복수의 이미지들을 연속적으로 캡처하는 것을 포함하고, 상기 이미지들 각각은 이전에 캡처된 이미지와 상이한 뷰 다중화기 각도를 갖는 것인, 시스템.
제9항에 있어서,
상기 복수의 이미지들을 함께 스티칭함으로써 증가된 픽셀 밀도를 갖는 이미지를 생성하는 것을 더 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 카메라는 사용자 전자 디바이스에 통합된 카메라를 포함하는 것인, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 회절 특성을 향상시키는 것은, 상기 뷰 다중화기가 회절 효과를 증가, 감소 또는 조정하는 것을 포함하는, 시스템.
제1항에 있어서,
상기 포커싱 효과를 향상시키는 것은, 상기 뷰 다중화기가 상기 포커싱 효과를 조정하는 것을 포함하는, 시스템.
방법에 있어서,
카메라에 부착된 뷰 다중화기와 함께 상기 카메라를 사용하여, 시간 간격에서 적어도 하나의 노출을 캡처하는 단계 - 상기 노출은 상기 카메라의 시야보다 넓은 시야를 갖는 뷰를 포함하고, 상기 뷰 다중화기는 상기 카메라의 렌즈를 포함하고, 상기 뷰 다중화기는 상기 카메라의 셔터와 동기화됨 -
를 포함하고,
상기 캡처하는 단계는,
상기 카메라의 초점 필드를 식별하는 단계;
보여지는 하나 이상의 픽셀에 대응하는 위치에서의 상기 하나 이상의 픽셀을 사용자로 하여금 보게 하는 상기 시간 간격에서 상기 하나 이상의 픽셀을 보여주기 위해 상기 뷰 다중화기의 각도를 조정하는 단계 - 상기 뷰 다중화기의 각도는 상기 카메라의 초점 필드를 지나는 편향 위치를 포함하고, 미리 정의된 특성은 상기 카메라의 시야(field of view), 회절 특성, 픽셀 밀도, 및 포커싱 효과 중 적어도 하나를 포함하고, 향상된 특성은 더 넓은 시야를 생성함 -; 및
상기 시간 간격에서 상기 조정된 각도에서 상기 뷰 다중화기로 상기 적어도 하나의 노출을 캡처하는 단계 - 상기 적어도 하나의 노출은 상기 뷰 다중화기를 통해 캡처됨 -
를 포함하는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 적어도 하나의 노출은 복수의 노출들을 포함하고, 상기 노출들 각각은 상기 뷰 다중화기가 상이한 각도에 있는 노출을 포함하는 것인, 방법.
제15항에 있어서,
상기 복수의 노출들을 함께 스티칭함으로써 파노라마 이미지를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
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