KR102586385B1 - 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템, 멀티뷰 디스플레이 및 방법 - Google Patents

컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템, 멀티뷰 디스플레이 및 방법 Download PDF

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Abstract

컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템 및 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이는 디스플레이 컨텍스트를 기반으로 복수의 광 필드 디스플레이 모드들을 제공한다. 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템은 광 필드 디스플레이 모드들을 제공하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이 및 디스플레이 컨텍스트를 결정하고 결정된 디스플레이 컨텍스트를 이용하여 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된 광 필드 모드 선택기를 포함한다. 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이는 지향성 광빔들을 제공하도록 구성된 멀티빔 소자들 및 지향성 광빔들을 멀티뷰 이미지로서 변조하도록 구성된 광 밸브들을 포함하다. 선택 가능한 광 필드 디스플레이 모드들은 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드, 단방향 시차 디스플레이 모드, 완전 시차 디스플레이 모드, 및 2차원(2D) 디스플레이 모드를 포함할 수 있다.

Description

컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템, 멀티뷰 디스플레이 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 병합되는, 2018년 11월 01일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/754,555의 우선권 이익을 주장한다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이들은 매우 다양한 기기들 및 제품들의 사용자들에게 정보를 전달하기 위한 아주 보편적인 매체이다. 가장 일반적으로 이용되는 전자 디스플레이들은 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD), 전계 발광(electroluminescent; EL) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED) 및 능동 매트릭스(active matrix) OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동(electrophoretic; EP) 디스플레이 및 전자 기계(electromechanical) 또는 전자 유체(electrofluidic) 광 변조를 이용하는 다양한 디스플레이들(예를 들어, 디지털 미세거울(micromirror) 기기, 전기 습윤(electrowetting) 디스플레이 등)을 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이들은 능동형 디스플레이들(즉, 광을 방출하는 디스플레이들) 또는 수동형 디스플레이들(즉, 다른 원천에 의하여 제공되는 광을 변조하는 디스플레이들)로 분류될 수 있다. 능동형 디스플레이들의 가장 명백한 예들로는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출광을 고려하면 일반적으로 수동형으로 분류되는 디스플레이들은 LCD 및 EP 디스플레이들이다. 수동형 디스플레이들은 본질적으로 낮은 전력 소모를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 매력적인 성능 특성들을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 부족한 많은 실제 응용들에서 다소 제한적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 사시도를 도시한다.
도 3c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 도 3b의 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 평면도를 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 스테레오스코픽 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 단방향 시차 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다.
도 4c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 단방향 시차 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다.
도 4d는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 완전 시차 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 5b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 평면도를 도시한다.
도 5c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 6a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자를 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 일부의 단면도를 도시한다.
도 6b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자를 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 일부의 단면도를 도시한다.
도 7a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자를 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 일부의 단면도를 도시한다.
도 7b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자를 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 일부의 단면도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자를 포함하는 멀티뷰 디스플레이의 일부의 단면도를 도시한다.
도 9는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 10은 본 명세서에 설명된 원리들의 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 11은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
일부 예들 및 실시 예들은 상술한 도면들에 도시된 특징들에 부가되거나 그 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징들은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 예들 및 실시 예들은 사용자를 위한 컨텍스트적(contextual) 광 필드(lightfield) 디스플레이 모드를 생성하도록 구성된 시스템 및 디스플레이를 제공한다. 특히, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템은, 광 필드 디스플레이 모드에 따라 멀티뷰(multiview) 또는 3차원(3D) 컨텐츠를 포함하는 멀티뷰 이미지를 디스플레이하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이를 포함할 수 있다. 광 필드 디스플레이 모드는, 디스플레이 컨텍스트(context)를 결정하고 결정된 디스플레이 컨텍스트를 기반으로 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된 광 필드 모드 선택기(lightfield mode selector)를 이용하여, 선택될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광 필드 디스플레이 모드는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 모드별 배열(mode-specific arrangement)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 선택된 광 필드 디스플레이 모드는, 스테레오스코픽(stereoscopic) 3차원(3D) 디스플레이 모드, 단방향 시차(unidirectional parallax) 디스플레이 모드, 완전 시차(full parallax) 디스플레이 모드 및 2D 디스플레이 모드를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, '2차원 디스플레이(two-dimensional display)' 또는 '2D 디스플레이'는 이미지가 보여지는 방향에 관계 없이 (즉, 2D 디스플레이의 정해진 시야각 또는 범위 내에서) 실질적으로 동일한 이미지의 뷰를 제공하도록 구성된 디스플레이로서 정의된다. 스마트 폰들 및 컴퓨터 모니터들에서 찾아볼 수 있는 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)는 2D 디스플레이들의 예들이다. 대조적으로, 본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'는 상이한 뷰 방향들로 또는 상이한 뷰 방향들로부터 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 특히, 상이한 뷰들은 멀티뷰 이미지의 객체 또는 장면(scene)의 상이한 시점 뷰들(perspective views)을 나타낼 수 있다. 일부 예들에서, 멀티뷰 디스플레이는, 예를 들어 멀티뷰 이미지의 2개의 상이한 뷰들을 동시에 볼 때3차원 이미지를 보는 것과 같은 인식을 제공하는 경우, 3차원(3D) 디스플레이로도 언급될 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 보여질 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 멀티뷰 디스플레이(10)는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(14)을 스크린(12)에 대하여 상이한 뷰 방향들(16)로 제공한다. 뷰 방향들(16)은 스크린(12)으로부터 여러 상이한 주 각도 방향들로 연장되는 화살표들로서 도시되었고, 상이한 뷰들(14)은 화살표들(즉, 뷰 방향들(16)을 묘사함)의 말단에 다각형 박스들로서 도시되었으며, 제한이 아닌 예로서 단지 4개의 뷰들(14) 및 4개의 뷰 방향들(16)이 도시되었다. 도 1a에는 상이한 뷰들(14)이 스크린 위에 있는 것으로 도시되었으나, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이되는 경우 뷰들(14)은 실제로 스크린(12) 상에 또는 스크린(12)의 부근에 나타날 수 있다는 것에 유의한다. 뷰들(14)을 스크린(12) 위에 묘사한 것은 단지 도시의 간략화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응되는 개별적인 뷰 방향들(16)로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 보는 것을 나타내기 위함이다.
본 명세서의 정의에 의하면, 뷰 방향 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 방향을 갖는 광빔은 일반적으로 각도 성분들(angular components) {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 각도 성분(θ)은 광빔의 '고도 성분(elevation component)' 또는 '고도각(elevation angle)'으로 언급된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '방위 성분(azimuth component)' 또는 '방위각(azimuth angle)'으로 언급된다. 정의에 의하면, 고도각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 수직인)에서의 각도이고, 방위각(φ)은 수평 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 평행인)에서의 각도이다. 도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(16))에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분들 {θ, φ}의 그래픽 표현을 도시한다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 광빔(20)은 특정 지점으로부터 방출되거나 발산된다. 즉, 정의에 의하면, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점(point of origin)과 관련된 중심 광선(central ray)을 갖는다. 또한, 도 1b는 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다.
또한, 본 명세서에서, '멀티뷰 이미지(multiview image)' 및 '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'라는 용어들에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰(multiview)'라는 용어는 복수의 뷰들의 뷰들 간의 각도 시차(angular disparity)를 포함하거나 상이한 시점들(perspectives)을 나타내는 복수의 뷰들로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 본 명세서에서 '멀티뷰'라는 용어는 3개 이상의 상이한 뷰들(즉, 최소 3개의 뷰들로서 일반적으로 4개 이상의 뷰들)을 명백히 포함한다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰 디스플레이'는 장면 또는 이미지를 나타내기 위하여 단지 2개의 상이한 뷰들만을 포함하는 스테레오스코픽(stereoscopic) 디스플레이와는 명백히 구분된다. 그러나, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 이미지들 및 멀티뷰 디스플레이들은 3개 이상의 뷰들을 포함하지만, 멀티뷰의 뷰들 중 단지 2개만을 동시에 보게끔(예를 들어, 하나의 눈 당 하나의 뷰) 선택함으로써 멀티뷰 이미지들이 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 상에서) 스테레오스코픽 쌍의 이미지들(stereoscopic pair of images)로 보일 수 있다는 것에 유의한다.
본 명세서에서, '멀티뷰 픽셀(multiview pixel)'은 멀티뷰 디스플레이의 복수의 상이한 뷰들의 각각의 뷰의 '뷰(view)' 픽셀들을 나타내는 한 세트 또는 그룹의 서브 픽셀들(sub-pixels)(광 밸브들과 같은)로서 정의된다. 특히, 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각의 뷰 픽셀에 대응되거나 그 뷰 픽셀을 나타내는 개별 서브 픽셀을 가질 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 픽셀의 서브 픽셀들은, 서브 픽셀들 각각이 상이한 뷰들 중 대응되는 하나의 뷰의 정해진(predetermined) 뷰 방향과 관련된다는 점에서 소위 '지향성 픽셀들(directional pixels)'이다. 또한, 다양한 예들 및 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 픽셀의 서브 픽셀들에 의하여 나타나는 상이한 뷰 픽셀들은 상이한 뷰들 각각에서 대등한 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치들 또는 좌표들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각의 {x 1, y 1}에 위치하는 뷰 픽셀들에 대응되는 개별 서브 픽셀들을 가질 수 있고, 제 2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰들 각각의 {x 2, y 2}에 위치하는 뷰 픽셀들에 대응되는 개별 서브 픽셀들을 가질 수 있다.
본 명세서에서, '도광체(light guide)'는 내부 전반사(total internal reflection)를 이용하여 그 내에서 광을 안내하는 구조물로서 정의된다. 특히, 도광체는 도광체의 동작 파장(operational wavelength)에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수 있다. '도광체'라는 용어는 일반적으로 도광체의 유전체 재료와 도광체를 둘러싸는 재료 또는 매질 사이의 경계에서 광을 안내하기 위하여 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학 도파로(dielectric optical waveguide)를 지칭한다. 정의에 의하면, 내부 전반사를 위한 조건은 도광체의 굴절률이 도광체 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 커야 한다는 것이다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위하여 전술한 굴절률 차이에 부가하여 또는 그에 대신하여 코팅(coating)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅은 반사 코팅일 수 있다. 도광체는 판(plate) 또는 슬래브(slab) 가이드 및 스트립(strip) 가이드 중 하나 또는 모두를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 도광체들 중 임의의 것일 수 있다.
또한, 본 명세서에서, '판 도광체(plate light guide)'에서와 같이 도광체에 적용되는 경우의 '판(plate)'이라는 용어는, 종종 '슬래브' 가이드로 지칭되는, 한 장씩의(piece-wise) 또는 구분적으로 평면인(differentially planar) 층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 판 도광체는 도광체의 상단 표면 및 하단 표면(즉, 대향면들)에 의하여 경계를 이루는 2개의 실질적으로 직교하는 방향들로 광을 안내하도록 구성된 도광체로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 상단 및 하단 표면들은 서로 떨어져 있고 적어도 구별적인 의미에서 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 판 도광체의 임의의 구별적으로 작은 섹션 내에서, 상단 및 하단 표면들은 실질적으로 평행하거나 공면(co-planar) 상에 있다.
일부 실시 예들에서, 판 도광체는 실질적으로 편평할 수 있고(즉, 평면에 국한됨), 따라서 판 도광체는 평면형 도광체이다. 다른 실시 예들에서, 판 도광체는 1개 또는 2개의 직교하는 차원들로 만곡될 수 있다. 예를 들어, 판 도광체는 단일 차원으로 만곡되어 원통형 형상의 판 도광체를 형성할 수 있다. 그러나, 어떠한 곡률이든 광을 안내하기 위하여 판 도광체 내에서 내부 전반사가 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본 명세서에서, '회절 격자(diffraction grating)'는 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하기 위하여 배열된 복수의 특징부들(즉, 회절 특징부들)로서 광범위하게 정의된다. 일부 예들에서, 복수의 특징부들은 주기적 방식 또는 준-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 복수의 회절 격자들을 포함하는 혼합-주기(mixed-period) 회절 격자일 수 있고, 복수의 회절 격자들의 각각의 회절 격자는 특징부들의 상이한 주기적 배열을 가질 수 있다. 또한, 회절 격자는 1차원(one-dimensional; 1D) 어레이로 배열된 복수의 특징부들(예를 들어, 재료 표면 내의 복수의 홈들(grooves) 또는 융기들(ridges))을 포함할 수 있다. 대안적으로, 회절 격자는 특징부들의 2차원(two-dimensional; 2D) 어레이 또는 2차원으로 정의된 특징부들의 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 상의 돌출들(bumps) 또는 재료 표면 내의 구멍들(holes)의 2D 어레이일 수 있다. 일부 예들에서, 회절 격자는 제 1 방향 또는 제 1 차원으로 실질적으로 주기적일 수 있고, 회절 격자를 가로지르는 또는 회절 격자를 따르는 다른 방향으로 실질적으로 비주기적(예를 들어, 일정한, 무작위적인 등)일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본 명세서의 정의에 의하면, '회절 격자(diffraction grating)'는 회절 격자 상에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조물이다. 광이 도광체로부터 회절 격자 상에 입사하면, 제공된 회절 또는 회절적 산란(diffractive scattering)은 회절 격자가 회절에 의하여 도광체로부터 광을 커플 아웃(couple out)시킬 수 있다는 점에서 '회절적 커플링(diffractive coupling)'을 야기할 수 있으며, 따라서 그와 같이 지칭될 수 있다. 또한, 회절 격자는 회절에 의하여(즉, 회절각(diffractive angle)으로) 광의 각도를 재지향시키거나 변경시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광은 일반적으로 회절 격자 상에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 상이한 전파 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 회절에 의한 광의 전파 방향의 변경은 '회절적 재지향(diffractive redirection)'으로 언급된다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자 상에 입사하는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 특징부들을 포함하는 구조물인 것으로 이해될 수 있으며, 도광체로부터 광이 입사되면 회절 격자는 또한 도광체로부터의 광을 회절적으로 커플 아웃시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 회절 격자의 특징부들은 '회절 특징부들(diffractive features)'로 언급되고, 재료 표면(즉, 2개의 재료들 사이의 경계)에, 표면 내에 및 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 표면은 도광체의 표면일 수 있다. 회절 특징부들은 표면의, 표면 내의 또는 표면 상의 홈들, 융기들, 구멍들 및 돌출들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조물들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 내에 복수의 실질적으로 평행한 홈들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 융기들을 포함할 수 있다. 회절 특징부들(예를 들어, 홈들, 융기들, 구멍들, 돌출들 등)은 정현파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이진 회절 격자), 삼각형 프로파일 및 톱니 프로파일(예를 들어, 블레이즈 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 회절을 제공하는 다양한 단면 형상들 또는 프로파일들 중 임의의 것을 가질 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 예들에 따르면, 회절 격자(예를 들어, 후술될 바와 같은 회절적 멀티빔 소자의 회절 격자)는 도광체(예를 들어, 판 도광체)로부터의 광을 광빔으로서 회절적으로 산란 또는 커플 아웃시키기 위하여 이용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 또는 이에 의하여 제공되는 회절각(diffraction angle; θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다.
(1)
여기서, λ는 광의 파장, m은 회절 차수, n은 도광체의 굴절률, d는 회절 격자의 특징부들 간의 거리 또는 간격, θ i 는 회절 격자 상의 광의 입사각이다. 간략화를 위하여, 식(1)은 회절 격자가 도광체의 표면에 인접하고 도광체 외부의 재료의 굴절률은 1인 것(즉, n out = 1)으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수로 주어진다(즉, m = ± 1, ± 2, ...). 회절 격자에 의하여 생성되는 광빔의 회절각(θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다. 회절 차수(m)가 1인 경우(즉, m = 1) 1차 회절, 더 구체적으로는 1차 회절각(θ m )이 제공된다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자(30)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 도광체(40)의 표면 상에 위치될 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θ i)으로 회절 격자(30) 상에 입사되는 광빔(50)을 도시한다. 입사 광빔(50)은 도광체(40) 내의 안내된 광빔이다. 또한, 도 2에는 입사 광빔(50)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의하여 회절적으로 생성되고 도광체(40)로부터 커플 아웃 또는 산란된 지향성 광빔(60)이 도시되었다. 지향성 광빔(60)은 식(1)으로 주어진 바와 같은 회절각(θ m)(또는 본 명세서에서 '주 각도 방향(principal angular direction)')을 갖는다. 예를 들어, 지향성 광빔(60)은 회절 격자(30)의 회절 차수 'm'에 대응될 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 따르면, 회절 특징부들은 만곡될 수 있고 또한 광의 전파 방향에 대하여 정해진 배향(예를 들어, 경사 또는 회전)을 가질 수 있다. 예를 들어, 회절 특징부들의 커브(curve) 및 회절 특징부들의 배향 중 하나 또는 모두는 회절 격자에 의하여 산란되는 광의 방향을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 지향성 광의 주 각도 방향은 입사광의 전파 방향에 대하여 광이 회절 격자 상에 입사하는 지점에서의 회절 특징부의 각도의 함수일 수 있다.
본 명세서의 정의에 의하면, '멀티빔 소자(multibeam element)'는 복수의 광빔들을 포함하는 광을 생성하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조물 또는 소자이다. 정의에 의하면, '회절적(diffractive)' 멀티빔 소자는 회절적 커플링에 의하여 또는 회절적 커플링을 이용하여 복수의 광빔들을 생성하는 멀티빔 소자이다. 특히, 일부 실시 예들에서, 회절적 멀티빔 소자는 도광체 내에서 안내된 광의 일부를 회절적으로 커플 아웃시킴으로써 복수의 광빔들을 제공하기 위하여 백라이트의 도광체에 광학적으로 결합될 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 회절적 멀티빔 소자는 멀티빔 소자의 경계 또는 범위(extent) 내에 복수의 회절 격자들을 포함한다. 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티빔 소자에 의하여 생성된 복수의 광빔들의 광빔들은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는다. 특히, 정의에 의하면, 복수의 광빔들 중 어느 하나의 광빔은 복수의 광빔들 중 다른 하나의 광빔과는 상이한 정해진 주 각도 방향을 갖는다. 다양한 실시 예들에 따르면, 회절적 멀티빔 소자의 회절 격자들 내의 회절 특징부들의 간격 또는 격자 피치는 서브 파장(sub-wavelength)(즉, 안내된 광의 파장 미만)일 수 있다.
복수의 회절 격자들을 갖는 멀티빔 소자가 이후의 논의들에서 예시적인 예로서 이용되지만, 일부 실시 예들에서 미세(micro) 반사 소자 및 미세 굴절 소자 중 적어도 하나와 같은 다른 구성 요소들이 멀티빔 소자에 이용될 수 있다. 예를 들어, 미세 반사 소자는 삼각 형상 거울, 사다리 형상 거울, 피라미드 형상 거울, 직사각 형상 거울, 반구 형상 거울, 오목 거울 및/또는 볼록 거울을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 미세 굴절 소자는 삼각 형상 굴절 소자, 사다리 형상 굴절 소자, 피라미드 형상 굴절 소자, 직사각 형상 굴절 소자, 반구 형상 굴절 소자, 오목 굴절 소자 및/또는 볼록 굴절 소자를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 광빔들은 광 필드(light field 또는 'lightfield')를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 광빔들은 실질적으로 원추형 공간 영역에 국한되거나 복수의 광빔들 내의 광빔들의 상이한 주 각도 방향들을 포함하는 정해진 각도 확산(angular spread)을 가질 수 있다. 따라서, 광빔들의 정해진 각도 확산은 그 조합으로써(즉, 복수의 광빔들) 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 광빔들 내의 여러 광빔들의 상이한 주 각도 방향들은 회절적 멀티빔 소자의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적 등 중의 하나 이상)와 회절적 멀티빔 소자 내의 회절 격자의 배향 및 '격자 피치(grating pitch)' 또는 회절 특징부 간격을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 특성에 의하여 결정된다. 본 명세서의 정의에 의하면, 일부 실시 예들에서, 회절적 멀티빔 소자는 '연장된 점 광원(extended point light source)', 즉 회절적 멀티빔 소자의 범위(extent)에 걸쳐(across) 분포된 복수의 점 광원들로 간주될 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 그리고 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같이, 회절적 멀티빔 소자에 의하여 생성되는 광빔은 각도 성분들 {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다.
본 명세서에서, '시준기(collimator)'는 광을 시준하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 기기 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 시준기는 시준 거울 또는 반사체, 시준 렌즈, 회절 격자 또는 이의 다양한 조합들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다양한 실시 예들에 따르면, 시준기에 의하여 제공되는 시준의 양은 실시 예마다 정해진 정도 또는 양이 다를 수 있다. 또한, 시준기는 2개의 직교하는 방향들(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 모두로 시준을 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 일부 실시 예들에 따르면, 시준기는 2개의 직교하는 방향들 중 하나 또는 둘 모두에 시준을 제공하는 형상을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, σ 로 표시되는 '시준 계수(collimation factor)'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준 계수는 시준된 광의 빔 내의 광선들(light rays)의 각도 확산을 정의한다. 예를 들어, 시준 계수(σ)는 시준된 광의 빔 내의 대부분의 광선들이 특정한 각도 확산 내에(예를 들어, 시준된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대하여 +/- σ 도) 있음을 명시할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 시준된 광빔의 광선들은 각도 측면에서 가우시안(Gaussian) 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준된 광빔의 피크(peak) 세기의 절반만큼에서 결정되는 각도일 수 있다.
본 명세서에서, '광원(light source)'은 광의 원천(예를 들어, 광을 생성하고 방출하도록 구성된 광학 방출기(optical emitter))으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되거나 턴 온 되는 경우 광을 방출하는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)와 같은 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에서, 광원은 실질적으로 임의의 광의 원천이거나, LED, 레이저, OLED, 중합체 LED, 플라즈마-기반 광학 방출기, 형광 램프, 백열 램프 및 사실상 임의의 다른 광의 원천 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 방출기를 포함할 수 있다. 광원에 의하여 생성된 광은 컬러를 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있음), 또는 파장들의 범위일 수 있다(예를 들어, 백색광). 일부 실시 예들에서, 광원은 복수의 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 한 세트 또는 그룹의 광학 방출기들을 포함할 수 있으며, 광학 방출기들 중 적어도 하나는 같은 세트 또는 그룹의 적어도 하나의 다른 광학 방출기에 의하여 생성되는 광의 컬러 또는 파장과는 상이한 컬러를, 또는 대등하게는 파장을, 갖는 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상이한 컬러들은 원색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다.
정의에 의하면, '광각(broad-angle)' 방출광(emitted light)은 멀티뷰 이미지 또는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 원추각(cone angle)보다 큰 원추각을 갖는 광으로서 정의된다. 특히, 일부 실시 예들에서, 광각 방출광은 약 20도보다 큰 원추각(예를 들어, > ± 20°)을 가질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 약 30도 초과(예를 들어, > ± 30°), 또는 약 40도 초과(예를 들어, > ± 40°), 또는 50도 초과(예를 들어, > ± 50°)일 수 있다. 예를 들어, 광각 방출광의 원추각은 약 60도(예를 들어, > ± 60°)일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 LCD 컴퓨터 모니터, LCD 태블릿, LCD 텔레비전 또는 광각 시청(broad-angle viewing)(예를 들어, 약 ± 40-65°)을 위한 유사한 디지털 디스플레이 기기의 시야각(viewing angle)과 거의 동일한 것으로 정의될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광은 또한 확산광(diffuse light), 실질적으로 확산광, 비-지향성 광(즉, 특정한 또는 정의된 방향성이 결여된), 또는 단일한 또는 실질적으로 균일한 방향을 갖는 광으로서 특징지어 지거나 설명될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 단수 표현은 특허 분야에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어, 본 명세서에서, '소자(element)'는 하나 이상의 소자를 의미하며, 따라서 '상기 소자'는 '상기 소자(들)'을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '상단', '하단', '상부', '하부', '상', '하', '전', '후', '제1', '제 2', '좌' 또는 '우'에 대한 언급은 본 명세서에서 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 수치 값에 적용되는 경우의 '약'이라는 용어는 일반적으로 수치 값을 생성하기 위하여 이용되는 장비의 허용 오차 범위 내를 의미하거나, ±10%, 또는 ±5%, 또는 ±1%를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본 명세서의 예들은 단지 예시적인 것으로 의도된 것이며, 제한이 아닌 논의의 목적으로 제시된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 실시 예들에 따르면, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템이 제공된다. 도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 사시도를 도시한다. 도 3c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 도 3b의 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 평면도를 도시한다. 또한, 도 3c는 고정된 프레임 또는 기준에 대하여 2개의 상이한 회전 배향들로(예를 들어, 중심 축에 대한 회전) 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)을 도시한다. 도 3c의 좌측은 수평 또는 가로 배향으로 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)을 나타낼 수 있고, 우측은 수직 또는 세로 배향으로 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)을 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은 멀티뷰 컨텐츠를 멀티뷰 이미지로서 디스플레이하도록 구성된다. 또한, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 다양한 광 필드 디스플레이 모드들에 따라 또는 이를 통해, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 사용자(101)가 멀티뷰 컨텐츠를 시청하고 이와 상호작용하는 것을 용이하게 할 수 있다. 특히, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)을 이용하는 동안, 사용자(101)는 특정 디스플레이 컨텍스트와 관련된 멀티뷰 컨텐츠를 제공받을 수 있다. 디스플레이 컨텍스트는, 디스플레이 컨텍스트에 따라 멀티뷰 컨텐츠의 시청 및 이와의 상호작용을 용이하게 하기 위하여, 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 모드별 배열들을 포함하는 광 필드 디스플레이 모드를 선택하는 데 이용될 수 있다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따르면, 사용자(101)는, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)이 존재하지 않을 때 가능한 것보다, 더 적절하거나 또는 아마도 더 효과적인 방식으로 멀티뷰 컨텐츠를 제공받을 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은 멀티뷰 디스플레이(110)를 포함한다. 멀티뷰 디스플레이(110)는 복수의 광 필드 디스플레이 모드들을 제공하도록 구성된다. 또한, 멀티뷰 디스플레이(110)는 광 필드 디스플레이 모드들 중 선택된 광 필드 디스플레이 모드에 따라 멀티뷰 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 특히, 디스플레이되는 멀티뷰 이미지는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 사용자(101)에 의하여 시청되도록 구성된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이(110)는, 광 필드(light fields 또는 'lightfields')를 이용하여 멀티뷰 컨텐츠를 멀티뷰 이미지로서 디스플레이할 수 있는 실질적으로 임의의 전자 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 멀티뷰 디스플레이(110)는 휴대폰 또는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인용 또는 데스크톱 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 미디어 재생 기기, 전자 책 기기, 스마트 워치, 웨어러블 컴퓨팅 기기, 휴대용 컴퓨팅 기기, 가전 기기, 및 디스플레이 헤드셋(가상 현실 헤드셋과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는)에서 이용되는 또는 이들의 다양한 전자 디스플레이들이거나 이들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 3b 및 도 3c는 멀티뷰 디스플레이(110)를 디스플레이로서 포함하는 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터로서의 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)을 도시할 수 있다. 일부 실시 예들에서(예를 들어, 도 5a 내지 도 5c와 관련하여 후술되는 바와 같은), 멀티뷰 디스플레이(110)는 복수의 지향성 광빔들(directional light beams)을 제공하도록 구성된 멀티빔 소자들(multibeam elements)뿐만 아니라 지향성 광빔들을 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 뷰 픽셀들(view pixels)로서 변조하도록 구성된 광 밸브들(light valves)의 어레이를 이용한다.
도 3a에 도시된 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은 광 필드 모드 선택기(120)를 더 포함한다. 광 필드 모드 선택기(120)는 디스플레이 컨텍스트를 결정하도록 구성된다. 또한, 광 필드 모드 선택기(120)는 결정된 디스플레이 컨텍스트를 기반으로 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 선택된 광 필드 디스플레이 모드가 될 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 광 필드 디스플레이 모드들의 광 필드 디스플레이 모드는 멀티뷰 이미지의 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이(110)의 상이한 뷰들의 모드별 배열을 포함한다.
다양한 실시 예들에 따르면, 디스플레이 컨텍스트는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 사용자(101)에게 이미지가 어떻게 가장 잘 보여질 수 있는지에 영향을 미칠 수 있는 다양한 양상들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에서 '디스플레이 컨텍스트(display context)'는, 멀티뷰 디스플레이(110)의 또는 보다 광범위하게는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 임의의 물리적인 구성, 멀티뷰 이미지와 같은 그러나 이에 제한되지 않는 디스플레이되는 이미지의 컨텐츠, 및 물리적인 구성과 이미지 컨텐츠의 임의의 조합을 적어도 포함하도록 정의될 수 있다.
예를 들어, 광 필드 모드 선택기(120)는 멀티뷰 디스플레이의 배향을 검출하도록 구성된 배향 센서(orientation sensor)를 포함할 수 있고, 디스플레이 컨텍스트는 멀티뷰 디스플레이의 검출된 배향으로부터 결정될 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 검출된 배향은 멀티뷰 디스플레이(110)의 회전(rotation) 및 기울기(tilt)를 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 배향 센서는 자이로스코프(gyroscope) 및 가속도계(accelerometer) 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 컨텍스트는 멀티뷰 컨텍스트에서 제공되는 멀티뷰 이미지 자체의 배향일 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 이미지는 세로 배향 또는 가로 배향을 가질 수 있고, 디스플레이 컨텍스트는 멀티뷰 이미지의 모양(즉, 세로 또는 가로 모양)으로부터 결정될 수 있다. 또 다른 예에서, 3차원(3D) 컨텐츠 또는 2차원(2D) 컨텐츠 등의 멀티뷰 컨텐츠는 디스플레이 컨텍스트를 결정하는 데 이용될 수 있다. 3D 컨텐츠는, 스테레오스코픽 이미지에서와 같이 단지 2개의 뷰들만을 포함하거나, 수평 시차(horizontal parallax), 수직 시차(vertical parallax) 또는 완전 시차 멀티뷰 이미지 중 하나 이상에서와 같이 3개 이상의 뷰들(예를 들어, 4개의 뷰들)을 포함할 수 있다. 따라서, 디스플레이 컨텍스트를 결정하고 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 광 필드 디스플레이 모드를 선택하는 데 많은 고려 사항들이 수반될 수 있다.
다른 실시 예들에서, 광 필드 모드 선택기(120)는 디스플레이 컨텍스트를 결정하기 위하여 사용자(101)의 머리 또는 손의 위치, 사용자(101)의 눈의 위치, 및 사용자(101)가 보유한 객체의 위치를 모니터링하도록 구성된 소자들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서의 논의의 단순화를 위하여, 사용자(101)의 '머리(head)' 및 '손(hand)'이라는 용어들은, 머리 또는 손이 모니터링될 수 있는 사용자(101)의 임의의 물리적인 부분 또는 상태(condition)를 나타낼 수 있다는 이해와 함께 설명된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, '손'이라는 용어는 손 전체뿐만 아니라 손의 하나 이상의 손가락을 적어도 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, '위치(position)'를 모니터링한다는 것은, 위치(location)를 모니터링하는 것 및 상대적인 움직임(motion)을 모니터링하는 것을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또 다른 실시 예들에서, 광 필드 모드 선택기(120)는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)에 의하여 실행되는 어플리케이션(application)으로부터 입력을 수신하도록 구성되고, 디스플레이 컨텍스트는 실행된 어플리케이션으로부터의 입력을 기반으로 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은 복수의 광 필드 디스플레이 모드들을 제공하도록 구성되고, 각각의 광 필드 디스플레이 모드는 뷰들의 모드별 배열을 갖는다. 또한, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은, 광 필드 모드 선택기(120) 및 결정된 디스플레이 컨텍스트를 이용하여, 선택된 광 필드 디스플레이 모드를 제공하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드일 수 있다. 스테레오스코픽 3D 디스플레이 모드에서, 상이한 뷰들의 모드별 배열은 멀티뷰 이미지의 스테레오스코픽 표현(stereoscopic representation)을 제공하도록 구성된다. 즉, 스테레오스코픽 3D 디스플레이 모드는, 예를 들어, 스테레오스코픽 이미지의 상이한 좌안 및 우안 뷰들에 대응되는 이미지 시차(image parallax)를 제공할 수 있다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 스테레오스코픽 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이(110)의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다. 특히, 도시된 바와 같이, 스테레오스코픽 3D 디스플레이 모드는, 제 1 뷰('1')가 이미지, 객체 또는 장면의 '좌안(left-eye)' 뷰 또는 시점(perspective)에 대응되고, 제 2 뷰('2')가 '우안(right-eye)' 뷰 또는 시점에 대응되는, 한 쌍의 뷰들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 한 쌍의 뷰들의 뷰들은 멀티뷰 디스플레이(110)의 이용 가능한 뷰들에 걸쳐 분포되고, 제 1 뷰(1)는 멀티뷰 디스플레이(110)의 중심의 좌측에 배타적으로 위치된 한 세트의 이용 가능한 뷰들에서 반복된다. 유사하게, 제 2 뷰(2)는, 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(110)의 중심의 우측에 배타적으로 위치된 한 세트의 이용 가능한 뷰들에서 반복된다. 중심의 좌측의 반복되는 제 1 뷰들(1) 및 중심의 우측의 반복되는 제 2 뷰들(2)의 조합은, 스테레오스코픽 3D 디스플레이 모드에서 멀티뷰 디스플레이(110)를 시청하는 사용자(101)에게 스테레오스코픽 멀티뷰 이미지를 제공한다.
일부 실시 예들에서, 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 단방향 시차 디스플레이 모드일 수 있다. 단방향 시차 디스플레이 모드에서, 상이한 뷰들의 모드별 배열은 멀티뷰 이미지의 단방향 시차 표현을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 단방향 시차 표현은 수평 시차 표현(예를 들어, 가로) 및 수직 시차 표현(예를 들어, 세로) 중 하나일 수 있다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 단방향 시차 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이(110)의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다. 도 4c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 단방향 시차 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이(110)의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다. 특히, 도 4b는 수평 시차(가로) 디스플레이 모드를 나타낼 수 있고, 도 4c는 수직 시차(또는 세로) 디스플레이 모드를 나타낼 수 있다. 도 4b 및 도 4c 둘 다에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 이미지는, 이미지, 객체 또는 장면의 4개의 상이한 시점들을 나타내는, '1', '2', '3', 및 '4'로 레이블된(labeled) 4개의 상이한 뷰들을 포함한다. 도 4b에서, 4개의 상이한 뷰들은 수평 방향으로 배열되지만, 수직 방향으로 반복된다. 따라서, 도 4b의 수평 시차 디스플레이 모드에서 멀티뷰 이미지를 시청하는 사용자(101)는, 예를 들어 수직 축을 기준으로 멀티뷰 디스플레이(110)가 회전하는 경우 수평 시차를 인지할 수 있다. 유사하게, 도 4c의 수직 시차 디스플레이 모드에서 멀티뷰 이미지를 시청하는 사용자(101)는, 예를 들어 수평 축을 기준으로 멀티뷰 디스플레이(110)가 회전하는 경우 수직 시차를 인지할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 선택된 광 필드 모드는 완전 시차 디스플레이 모드일 수 있다. 완전 시차 디스플레이 모드에서, 상이한 뷰들의 모드별 배열은, 멀티뷰 이미지의 완전 시차 표현을 제공하도록 구성된 완전 시차 뷰 배열에 대응된다. 특히, 멀티뷰 이미지의 시차는 (예를 들어, 수평 및 수직 회전 모두에 따른) 시야각의 변경과 무관하게 사용자(101)에 의하여 인지될 수 있다.
도 4d는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 완전 시차 디스플레이 모드에 대응되는 멀티뷰 디스플레이(110)의 뷰들의 배열의 그래픽 표현을 도시한다. 특히, 멀티뷰 이미지는, 제한이 아닌 예로서, 이미지, 객체 또는 장면의 16개의 상이한 시점들을 나타내는 16개의 상이한 뷰들을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 16개의 상이한 뷰들은 행들(rows) 및 열들(columns)을 따라 멀티뷰 디스플레이(110)에 걸쳐 배열될 수 있고, '11', '12', '13', '14', '21', '22', 등으로 레이블된다. 즉, 수평 방향 및 수직 방향 각각에서, 완전 시차 디스플레이 모드에 의하여 표현되는 이미지, 객체 또는 장면의 4개의 상이한 시점들이 존재한다. 따라서, 도 4d의 완전 시차 디스플레이 모드에서 멀티뷰 디스플레이(110) 상의 멀티뷰 이미지를 시청하는 사용자(101)는, 예를 들어, 수평 축을 중심으로 멀티뷰 디스플레이(110)가 회전하는 경우 수직 시차를 인지할 수 있고, 수직 축을 중심으로 멀티뷰 디스플레이가 회전하는 경우 수평 시차를 인지할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 뷰들의 특정 개수(예를 들어, 4개, 16개 등)는 제한이 아닌 논의의 목적으로 제공된다는 것에 유의한다.
일부 실시 예들에서(도 3a의 블록도에는 명시적으로 도시되지 않음), 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은 프로세싱 서브시스템, 메모리 서브시스템, 전력 서브시스템 및 네트워킹 서브시스템을 더 포함할 수 있다. 프로세싱 서브시스템은, 마이크로프로세서, 그래픽 프로세싱 유닛(graphics processing unit; GPU) 또는 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP)와 같은 그러나 이에 제한되지 않는, 계산 동작을 수행하도록 구성된 하나 이상의 기기들을 포함할 수 있다. 메모리 서브시스템은 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 동작을 제공하고 제어하기 위하여 프로세싱 서브시스템에 의하여 이용될 수 있는 데이터 및 명령어들(instructions) 중 하나 또는 모두를 저장하기 위한 하나 이상의 기기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 서브시스템은 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 판독-전용 메모리(read-only memory; ROM) 및 다양한 형태의 플래시 메모리를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 하나 이상의 유형의 메모리를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 저장된 데이터 및 저장된 명령어들은, 프로세싱 서브 시스템에 의하여 실행되는 경우, 멀티뷰 컨텐츠를 멀티뷰 디스플레이(110) 상에 멀티뷰 이미지로서 디스플레이하는 것, 디스플레이될 멀티뷰 컨텐츠 또는 멀티뷰 이미지(들)을 프로세싱하는 것, 제어 제스처를 나타내는 사용자(101)의 손의 위치를 포함하는 입력에 대한 응답으로 멀티뷰 컨텐츠를 제어하는 것, 및 햅틱 피드백을 제공하는 것 중 하나 이상을 수행하도록 구성된 데이터 및 명령어들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
또한, 일부 실시 예들에서, 메모리 서브시스템 내의 저장된 데이터 및 저장된 명령어들은, 프로세싱 서브시스템에 의하여 실행되는 경우, 광 필드 모드 선택기(120)의 일부 또는 전부를 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 저장된 데이터 및 저장된 명령어들은, 전술한 바와 같이, 광 필드 모드 선택기(120)의 배향 센서로부터 입력을 수신하고 검출된 배향으로부터 디스플레이 컨텍스트를 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 저장된 데이터 및 저장된 명령어들은, 이용 가능한 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 선택하고 그에 따라 상이한 뷰들의 적절한 모드별 배열에 대하여 멀티뷰 디스플레이(110)에 방향을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 필드 모드 선택기(120)는, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(110)(예를 들어, 프로세서 서브 시스템)에 의하여 실행되는 어플리케이션으로부터 입력을 수신하고 실행된 어플리케이션으로부터의 입력을 기반으로 디스플레이 컨텍스트를 결정하도록 구성될 수 있다. 실행된 어플리케이션은 명령어들 및 데이터 중 하나 또는 둘 다로서 메모리 서브시스템에 저장될 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 어플리케이션으로부터 입력을 수신하는 광 필드 모드 선택기(120)의 부분은 또한, 데이터 및 명령어들 중 하나 또는 둘 다로서 메모리 서브시스템에 저장될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 메모리 서브시스템에 저장되고 프로세싱 서브시스템에 의하여 이용되는 명령어들은, 예를 들어 프로그램 명령어들 또는 명령어들의 세트 및 운영 체제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 프로그램 명령어들 및 운영 체제는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 동작 동안 프로세싱 서브시스템에 의하여 실행될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터-프로그램 메커니즘, 컴퓨터-판독가능 저장 매체 또는 소프트웨어를 구성할 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 메모리 서브시스템의 다양한 모듈들 내의 명령어들은 고수준 절차 언어, 객체-지향 프로그래밍 언어 및 어셈블리 또는 기계 언어 중 하나 이상으로 구현될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 프로그래밍 언어는 프로세싱 서브시스템에 의하여 실행될 수 있도록 컴파일되거나 해석될 수, 예를 들어 구성 가능하거나 구성될 수(본 논의에서 상호 교환적으로 사용될 수 있음), 있다.
다양한 실시 예들에서, 전력 서브시스템은 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 다른 구성 요소들에게 전력을 제공하도록 구성된 하나 이상의 에너지 저장 구성 요소(예를 들어, 배터리)를 포함할 수 있다. 네트워킹 서브시스템은 유선 및 무선 네트워크 중 하나 또는 모두에 연결되어 통신하도록 구성된(즉, 네트워크 동작을 수행하기 위하여) 하나 이상의 기기들 및 서브시스템 또는 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워킹 서브시스템은 블루투스(BluetoothTM) 네트워킹 시스템, 셀룰러 네트워킹 시스템(예를 들어, UMTS, LTE 등과 같은 3G/4G/5G), 범용 직렬 버스(universal serial bus; USB) 네트워킹 시스템, IEEE 802.12에 기술된 표준에 기반한 네트워킹 시스템(예를 들어, WiFi 네트워킹 시스템) 및 이더넷 네트워킹 시스템 중 임의의 것 또는 모두를 포함할 수 있다.
전술한 실시 예들에서의 일부 동작들은 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현될 수 있지만, 일반적으로 전술한 실시 예들에서의 이러한 동작들은 매우 다양한 구성들 및 아키텍처들로 구현될 수 있다는 것에 유의한다. 따라서, 전술한 실시 예들에서의 일부 또는 모든 동작들은 하드웨어로, 소프트웨어로, 또는 둘 다에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 기술에서의 동작들 중 적어도 일부는 프로그램 명령어들, 운영 체제(예를 들어, 디스플레이 서브시스템을 위한 드라이버) 또는 하드웨어를 이용하여 구현될 수 있다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)의 단면도를 도시한다. 도 5b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)의 평면도를 도시한다. 도 5c는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)의 사시도를 도시한다. 도 5c의 사시도는 단지 본 명세서에서의 논의를 용이하게 하기 위하여 부분적으로 절개되었다. 일부 실시 예들에 따르면, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 멀티뷰 디스플레이(110)로서 이용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들(202)을 (예를 들어, 광 필드(lightfield)로서) 제공하도록 구성된다. 특히, 다양한 실시 예들에 따르면, 제공된 복수의 지향성 광빔들(202)은 멀티뷰 디스플레이의 개별적인 뷰 방향들에 대응되는 상이한 주 각도 방향들로 멀티뷰 디스플레이(200)로부터 산란되어 멀어지게 지향될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 지향성 광빔들(202)은 멀티뷰 컨텐츠, 예를 들어 멀티뷰 이미지를 갖는 정보의 디스플레이를 용이하게 하도록 변조(예를 들어, 후술될 바와 같은 광 밸브들을 이용하여)될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 또한 후술될 서브 픽셀들과 광 밸브들(230)의 어레이를 포함하는 멀티뷰 픽셀(206)을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체(210)를 포함한다. 도광체(210)는 도광체(210)의 길이를 따라 광을 안내된 광(204)(즉, 안내된 광빔)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 도광체(210)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매질의 제 2 굴절률보다 큰 제 1 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 굴절률들의 차이는 도광체(210)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내된 광(204)의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 도광체(210)는 연장된, 광학적으로 투명한 실질적으로 평면형 시트의, 유전체 재료를 포함하는 슬래브 또는 판 광학 도파로(즉, 판 도광체)일 수 있다. 실질적으로 평면형 시트의 유전체 재료는 내부 전반사를 이용하여 안내된 광(204)을 안내하도록 구성된다. 다양한 예들에 따르면, 도광체(210)의 광학적으로 투명한 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리(silica glass), 알칼리-알루미노실리케이트 유리(alkali-aluminosilicate glass), 보로실리케이트 유리(borosilicate glass) 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들 또는 중합체들(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate)) 또는 '아크릴 유리(acrylic glass)', 폴리카보네이트(polycarbonate) 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 유전체 재료들 중 임의의 것으로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도광체(210)는 도광체(210)의 표면(예를 들어, 상단 표면 및 하단 표면 중 하나 또는 모두)의 적어도 일부 상에 클래딩층(cladding layer)(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 클래딩층은 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위하여 이용될 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에 따르면, 도광체(210)는 도광체(210)의 제 1 표면(210')(예를 들어, '전'면 또는 앞쪽)과 제 2 표면(210")(예를 들어, '후'면 또는 뒤쪽) 사이에서, 0이 아닌 전파 각도로 내부 전반사에 따라 안내된 광(204)을 (예를 들어, 안내된 광빔으로서) 안내하도록 구성된다. 특히, 안내된 광(204)은 도광체(210)의 제 1 표면(210')과 제 2 표면(210") 사이에서 0이 아닌 전파 각도로 반사되거나 '바운싱(bouncing)'됨으로써 전파된다. 일부 실시 예들에서, 광의 상이한 컬러들을 포함하는 복수의 안내된 광빔들로서의 안내된 광(204)은 도광체(210)에 의하여 안내될 수 있고, 각각의 안내된 광빔은 복수의 상이한 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들 중 개별적인 하나로 안내될 수 있다. 도시의 간략화를 위하여 도 5a 내지 도 5c에는 0이 아닌 전파 각도가 도시되지 않았다. 그러나, 도 5a에서 굵은 화살표는 도광체의 길이를 따르는 안내된 광(204)의 전파 방향(203)을 묘사한다.
본 명세서에 정의된 바와 같이, '0이 아닌 전파 각도(non-zero propagation angle)'는 도광체(210)의 표면(예를 들어, 제 1 표면(210') 또는 제 2 표면(210"))에 대한 각도이다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 0이 아닌 전파 각도는 0보다 크고 도광체(210) 내의 내부 전반사의 임계각보다 작다. 예를 들어, 안내된 광(204)의 0이 아닌 전파 각도는 약 10도 내지 약 50도 사이, 일부 예들에서는 약 20도 내지 약 40도 사이, 또는 약 25도 내지 약 35도 사이일 수 있다. 예를 들어, 0이 아닌 전파 각도는 약 30도일 수 있다. 다른 예들에서, 0이 아닌 전파 각도는 약 20도, 또는 약 25도, 또는 약 35도일 수 있다. 또한, 도광체(210) 내의 내부 전반사의 임계각보다 작게 선택되는 한, 특정한 0이 아닌 전파 각도가 특정한 구현을 위하여 선택(예를 들어, 임의로)될 수 있다.
도광체(210) 내의 안내된 광(204)은 0이 아닌 전파 각도(예를 들어, 약 30도 내지 약 35도)로 도광체(210) 내부로 유입되거나 커플될 수 있다. 일부 예들에서, 렌즈, 거울 또는 이와 유사한 반사체(예를 들어, 경사진 시준 반사체), 회절 격자 및 프리즘(미도시) 뿐만 아니라 이의 다양한 조합들과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 커플링 구조물(coupling structure)이 안내된 광(204)으로서 0이 아닌 전파 각도로 도광체(210)의 입력 단부의 내부로 광을 커플링하는 것을 용이하게 할 수 있다. 다른 예들에서, 커플링 구조물 없이 또는 실질적으로 커플링 구조물의 이용 없이, 광은 도광체(210)의 입력 단부의 내부로 직접 유입될 수 있다(즉, 직접 또는 '버트(butt)' 커플링이 이용될 수 있음). 도광체(210)의 내부로 커플되면, 안내된 광(204)은 일반적으로 입력 단부로부터 멀어질 수 있는 전파 방향(203)(예를 들어, 도 5a에서 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표들로서 도시됨)으로 도광체(210)를 따라 전파하도록 구성된다.
또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 광을 도광체(210) 내부로 커플링함으로써 생성된 안내된 광(204)은 시준된 광빔일 수 있다. 본 명세서에서, '시준된 광(collimated light)' 또는 '시준된 광빔(collimated light beam)'은 일반적으로 광빔(예를 들어, 안내된 광(204))의 광선들이 광빔 내에서 실질적으로 서로 평행한 광의 빔으로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준된 광빔으로부터 분기되거나 산란되는 광의 광선들은 시준된 광빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 일부 실시 예들에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는, 예를 들어 광원으로부터의, 광을 시준하기 위하여, 전술한 바와 같은 렌즈, 반사체 또는 거울과 같은 시준기(예를 들어, 경사진 시준 반사체)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원 자체가 시준기를 포함한다. 도광체(210)에 제공되는 시준된 광은 시준된 안내된 광빔이다. 일부 실시 예들에서, 안내된 광(204)은 시준 계수(σ)에 따라 시준되거나 시준 계수(σ)를 가질 수 있다. 대안적으로, 다른 실시 예들에서, 안내된 광(204)은 시준되지 않을 수 있다.
일부 실시 예들에서, 도광체(210)는 안내된 광(204)을 '재순환(recycle)'시키도록 구성될 수 있다. 특히, 도광체의 길이를 따라 안내되었던 안내된 광(204)은 전파 방향(203)과는 상이한 다른 전파 방향(203')으로 도광체의 길이를 따라 다시 재지향될 수 있다. 예를 들어, 도광체(210)는 광원에 인접한 입력 단부에 대향하는 도광체(210)의 단부에 반사체(미도시)를 포함할 수 있다. 반사체는 안내된 광(204)을 재순환된 안내된 광으로서 입력 단부를 향하여 다시 반사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광 재순환(예를 들어, 반사체를 이용하는) 대신에 또는 그에 부가하여 또 다른 광원이 다른 전파 방향(203')으로 안내된 광(204)을 제공할 수 있다. 다른 전파 방향(203')을 갖는 안내된 광(204)을 제공하기 위한 안내된 광(204)의 재순환 및 또 다른 광원의 이용 중 하나 또는 모두는, 안내된 광이, 예를 들어 후술되는 멀티빔 소자들에게, 두 번 이상 이용 가능하게 함으로써 멀티뷰 디스플레이(200)의 밝기를 증가(예를 들어, 지향성 광빔들(202)의 세기를 증가)시킬 수 있다. 도 5a에서, 재순환된 안내된 광의 전파 방향(203')을 지시하는 굵은 화살표(예를 들어, 음의 x-방향으로 향하는)는 도광체(210) 내의 재순환된 안내된 광의 일반적인 전파 방향을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 도광체의 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 소자들(220)을 포함한다. 특히, 복수의 멀티빔 소자들의 멀티빔 소자들(220)은 유한한 공간만큼 서로 분리되어 있을 수 있으며, 도광체의 길이를 따라 개별적이고 구분되는 소자들을 나타낸다. 즉, 본 명세서의 정의에 의하면, 복수의 멀티빔 소자들의 멀티빔 소자들(220)은 유한한(즉, 0이 아닌) 소자간 거리(예를 들어, 유한한 중심간 거리)에 따라 서로 이격되어 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들의 멀티빔 소자들(220)은 일반적으로 서로 교차되거나, 중첩되거나 또는 다른 방식으로 접촉되지 않는다. 즉, 복수의 멀티빔 소자들의 각각의 멀티빔 소자(220)는 일반적으로 멀티빔 소자들(220)의 다른 것들로부터 구분되고 떨어져 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들의 멀티빔 소자들(220)은 1차원(1D) 어레이 또는 2차원(2D) 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자들(220)은 선형 1D 어레이로서 배열될 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 소자들(220)은 직사각형 2D 어레이 또는 원형 2D 어레이로서 배열될 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 어레이(즉, 1D 또는 2D 어레이)는 규칙적이거나 균일한 어레이일 수 있다. 특히, 멀티빔 소자들(220) 간의 소자간 거리(예를 들어, 중심간 거리 또는 간격)는 어레이에 걸쳐(across) 실질적으로 균일하거나 일정할 수 있다. 다른 예들에서, 멀티빔 소자들(220) 간의 소자간 거리는 어레이에 걸쳐 변할 수 있거나, 도광체(210)의 길이를 따라 변할 수 있거나, 또는 두 경우 모두에 대하여 변할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 멀티빔 소자들의 멀티빔 소자(220)는 안내된 광(204)의 일부를 복수의 지향성 광빔들(202)로서 제공, 커플 아웃 또는 산란시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시 예들에 따르면, 안내된 광의 일부는 회절적 산란, 반사적 산란, 및 굴절적 산란 또는 커플링 중 하나 이상을 이용하여 커플 아웃되거나 산란될 수 있다. 도 5a 및 도 5c는 지향성 광빔들(202)을 도광체(210)의 제 1(또는 전방) 표면(210')으로부터 향하게 묘사된 복수의 분기되는 화살표들로서 도시한다. 또한, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(220)의 크기는 멀티뷰 픽셀(206)의 서브 픽셀의 크기(또는 대등하게는 광 밸브(230)의 크기)와 유사할 수 있다. 본 명세서에서, '크기'는 길이, 폭, 또는 면적을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 방식들 중 임의의 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 서브 픽셀 또는 광 밸브(230)의 크기는 이들의 길이일 수 있고, 멀티빔 소자(220)의 유사한 크기 또한 멀티빔 소자(220)의 길이일 수 있다. 다른 예에서, 크기는 면적을 지칭할 수 있고, 멀티빔 소자(220)의 면적은 서브 픽셀 또는 광 밸브(230)의 면적과 유사할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(220)의 크기는 서브 픽셀 크기와 유사하고, 멀티빔 소자 크기는 서브 픽셀 크기의 약 50% 내지 약 200% 사이일 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자의 크기를 's'로 나타내고 서브 픽셀의 크기를 'S'로 나타내면(예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이), 멀티빔 소자의 크기(s)는 다음과 같이 주어질 수 있다.
다른 예에서, 멀티빔 소자의 크기는 서브 픽셀 크기의 약 60%보다 큰, 또는 서브 픽셀 크기의 약 70%보다 큰, 또는 서브 픽셀 크기의 약 80%보다 큰, 또는 서브 픽셀 크기의 약 90%보다 큰 범위 내에 있을 수 있고, 그리고, 서브 픽셀 크기의 약 180% 보다 작은, 또는 서브 픽셀 크기의 약 160%보다 작은, 또는 서브 픽셀 크기의 약 140%보다 작은, 또는 서브 픽셀 크기의 약 120%보다 작은 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, '유사한 크기(comparable size)'에 의하면, 멀티빔 소자의 크기는 서브 픽셀 크기의 약 75% 내지 약 150% 사이일 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 소자(220)는 크기면에서 서브 픽셀과 유사할 수 있고, 멀티빔 소자의 크기는 서브 픽셀의 크기의 약 125% 내지 약 85% 사이이다. 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(220)와 서브 픽셀의 유사한 크기들은 멀티뷰 디스플레이(200)의 뷰들 간의 암 영역들(dark zones)을 감소시키도록, 또는 일부 예들에서는 최소화시키도록, 선택될 수 있다. 또한, 멀티빔 소자(220)와 서브 픽셀의 유사한 크기들은 멀티뷰 디스플레이(200)의 뷰들(또는 뷰 픽셀들) 간의 중첩을 감소시키도록, 일부 예들에서는 최소화시키도록, 선택될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 복수의 지향성 광빔들을의 지향성 광빔들(202)을 변조하도록 구성된 광 밸브들(230)의 어레이를 더 포함한다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상이한 주 각도 방향들을 갖는 지향성 광빔들(202) 중 상이한 것들은 광 밸브 어레이 내의 광 밸브들(230) 중 상이한 것들을 통과하고 그에 의하여 변조될 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 어레이의 광 밸브(230)는 멀티뷰 픽셀(206)의 서브 픽셀에 대응되고, 한 세트의 광 밸브들(230)은 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀(206)에 대응된다. 특히, 도시된 바와 같이, 광 밸브 어레이의 상이한 세트의 광 밸브들(230)은 멀티빔 소자들(220) 중 대응되는 하나로부터 지향성 광빔들(202)을 수신하고 변조하도록 구성되며, 즉 각각의 멀티빔 소자(220)마다 하나의 고유한 세트의 광 밸브들(230)이 존재한다. 다양한 실시 예들에서, 액정 광 밸브들, 전기 영동 광 밸브들 및 전기 습윤 기반의 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 상이한 유형들의 광 밸브들이 광 밸브 어레이의 광 밸브들(230)로서 이용될 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 광 밸브 세트(230a)는 제 1 멀티빔 소자(220a)로부터 지향성 광빔들(202)을 수신하고 변조하도록 구성된다. 또한, 제 2 광 밸브 세트(230b)는 제 2 멀티빔 소자(220b)로부터 지향성 광빔들(202)을 수신하고 변조하도록 구성된다. 따라서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 광 밸브 어레이 내의 각각의 광 밸브 세트들(예를 들어, 제 1 및 제 2 광 밸브 세트들(230a, 230b))은 각각 상이한 멀티빔 소자(220)(예를 들어, 소자들(220a, 220b)) 및 상이한 멀티뷰 픽셀(206) 모두에 대응되고, 광 밸브 세트들의 개별 광 밸브들(230)은 개별적인 멀티뷰 픽셀들(206)의 서브 픽셀들에 대응된다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자들(220) 및 대응되는 멀티뷰 픽셀들(206)(즉, 서브 픽셀들의 세트들 및 대응되는 광 밸브들(230)의 세트들) 간의 관계는 일대일 관계일 수 있다. 즉, 멀티뷰 픽셀들(206)의 개수와 멀티빔 소자들(220)의 개수는 동일할 수 있다. 도 5b는 상이한 세트의 광 밸브들(230)(그리고 대응되는 서브 픽셀들)을 포함하는 각각의 멀티뷰 픽셀(206)이 점선으로 둘러싸인 것으로 도시된 일대일 관계를 예로서 명시적으로 도시한다. 다른 실시 예들에서(미도시), 멀티뷰 픽셀들(206)의 개수와 멀티빔 소자들(220)의 개수는 서로 상이할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 복수의 멀티빔 소자들 중 한 쌍의 멀티빔 소자들(220) 간의 소자간 거리(예를 들어, 중심간 거리)는, 예를 들어 광 밸브 세트들로 나타내지는, 대응되는 한 쌍의 멀티뷰 픽셀들(206) 간의 픽셀간 거리(예를 들어, 중심간 거리)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 멀티빔 소자(220a)와 제 2 멀티빔 소자(220b) 간의 중심간 거리(d)는 제 1 광 밸브 세트(230a)와 제 2 광 밸브 세트(230b) 간의 중심간 거리(D)와 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시 예들에서(미도시), 멀티빔 소자들(220)들의 쌍들 및 대응되는 광 밸브 세트들의 상대적인 중심간 거리들은 다를 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자들(220)은 멀티뷰 픽셀들(206)을 나타내는 광 밸브 세트들 간의 간격(즉, 중심간 거리 D)보다 크거나 작은 소자간 간격(즉, 중심간 거리 d)을 가질 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(220)의 형상은 멀티뷰 픽셀(206)의 형상과, 또는 대등하게는 멀티뷰 픽셀(206)에 대응되는 광 밸브들(230)의 세트(또는 '서브 어레이')의 형상과, 유사할 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자(220)는 정사각 형상을 가질 수 있고, 멀티뷰 픽셀(206)(또는 대응되는 한 세트의 광 밸브들(230)의 배열)은 실질적으로 정사각형일 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 소자(220)는 직사각 형상을, 즉 폭 또는 가로 방향 치수보다 큰 길이 또는 세로 방향 치수를, 가질 수 있다. 이 예에서, 멀티빔 소자(220)에 대응되는 멀티뷰 픽셀(206)(또는 대등하게는 한 세트의 광 밸브들(230)의 배열)은 유사한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 도 5b는 정사각 형상의 멀티빔 소자(220) 및 광 밸브들(230)의 정사각형 세트들을 포함하는 대응되는 정사각 형상의 멀티뷰 픽셀들(206)의 평면도를 도시한다. 또 다른 예들에서(미도시), 멀티빔 소자들(220) 및 대응되는 멀티뷰 픽셀들(206)은, 삼각형, 육각형 및 원형을 포함하는 또는 적어도 이러한 형상들에 근사하는, 다양한 형상들을 가질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 따라서, 이러한 실시 예들에서, 멀티빔 소자(220)의 형상과 멀티뷰 픽셀(206)의 형상 간의 관계는, 일반적으로, 존재하지 않을 수 있다.
또한(예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이), 일부 실시 예들에 따르면, 각각의 멀티빔 소자(220)는 특정한 멀티뷰 픽셀(206)에 현재 할당된 서브 픽셀들의 세트를 기반으로 주어진 시간에 단지 하나의 멀티뷰 픽셀(206)에게 지향성 광빔들(202)을 제공하도록 구성된다. 특히, 도 5a에 도시된 바와 같이, 멀티빔 소자들(220) 중 주어진 하나와 특정 멀티뷰 픽셀(206)에 대한 서브 픽셀들의 세트의 현재의 할당과 관련하여, 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응되는 상이한 주 각도 방향들을 갖는 지향성 광빔들(202)은 하나의 대응되는 멀티뷰 픽셀(206)과 이의 서브 픽셀들에, 즉 멀티빔 소자(220)에 대응되는 한 세트의 광 밸브들(230)에, 실질적으로 국한된다. 이와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)의 각각의 멀티빔 소자(220)는 멀티뷰 디스플레이의 현재의 상이한 뷰들에 대응되는 한 세트의 상이한 주 각도 방향들을 갖는 대응되는 한 세트의 지향성 광빔들(202)을 제공한다(즉, 한 세트의 지향성 광빔들(202)은 현재의 상이한 뷰 방향들 각각에 대응되는 방향을 갖는 광빔을 포함함).
다시 도 5a를 참조하면, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광원(240)을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광원(240)은 도광체(210) 내에서 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 광원(240)은 도광체(210)의 입구 표면 또는 단부(입력 단부)에 인접하여 위치할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 광원(240)은 LED, 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드) 또는 이들의 조합을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광의 원천(예를 들어, 광학 방출기)을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(240)은 특정한 컬러로 나타나는 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색광(monochromatic light)을 생성하도록 구성된 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 단색광의 컬러는 특정한 색 공간 또는 색 모델(예를 들어, 적-녹-청(red-green-blue; RGB) 색 모델)의 원색일 수 있다. 다른 예들에서, 광원(240)은 실질적으로 광대역 또는 다색광(polychromatic light)을 제공하도록 구성된 실질적으로 광대역 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(240)은 백색광을 제공할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광원(240)은 광의 상이한 컬러들을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 상이한 광학 방출기들은 광의 상이한 컬러들 각각에 대응되는 안내된 광의 상이한, 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광원(240)은 시준기를 더 포함할 수 있다. 시준기는 광원(240)의 광학 방출기들 중 하나 이상으로부터 실질적으로 비-시준된(uncollimated) 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 시준기는 실질적으로 비-시준된 광을 시준된 광으로 변환하도록 구성될 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에 따르면, 시준기는, 0이 아닌 전파 각도를 가지며 정해진 시준 계수에 따라 시준되는, 시준된 광을 제공할 수 있다. 또한, 상이한 컬러들의 광학 방출기들이 이용되는 경우, 시준기는 상이한, 컬러별, 0이 아닌 전파 각도들 및 상이한 컬러별 시준 계수들 중 하나 또는 모두를 갖는 시준된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 시준기는 전술한 안내된 광(204)으로서 전파될 수 있도록 시준된 광빔을 도광체(210)에게 전달하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 안내된 광(204)의 전파 방향(203, 203')에 직교하는(또는 실질적으로 직교하는) 도광체(210)를 관통하는 방향에서 광에 대하여 실질적으로 투명하도록 구성된다. 특히, 일부 실시 예들에서, 도광체(210) 및 이격된 멀티빔 소자들(220)은 제 1 표면(210') 및 제 2 표면(210'') 모두를 통하여 광이 도광체(210)를 통과할 수 있도록 한다. 투명성(transparency)은, 적어도 부분적으로, 멀티빔 소자들(220)의 비교적 작은 크기 및 멀티빔 소자(220)의 비교적 큰 소자간 간격(예를 들어, 멀티뷰 픽셀들(206)과의 일대일 대응) 모두에 기인하여 용이해질 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자들(220)은 도광체의 표면들(210', 210'')에 직교하게 전파하는 광에 대하여도 실질적으로 투명할 수 있다.
도 6a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자(220)를 포함하는 멀티뷰 디스플레이(200)의 일부의 단면도를 도시한다. 도 6b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자(220)를 포함하는 멀티뷰 디스플레이(200)의 일부의 단면도를 도시한다. 특히, 도 6a 및 도 6b는 회절 격자(222)를 포함하는 멀티빔 소자(220)를 도시한다. 회절 격자(222)는 안내된 광(204)의 일부를 복수의 지향성 광빔들(202)로서 회절적으로 산란시키도록 구성된다. 회절 격자(222)는 안내된 광의 일부의 회절적 커플링 아웃을 제공하도록 구성된 회절 특징부 간격 또는 회절 특징부 또는 격자 피치만큼 서로 이격된 복수의 회절 특징부들을 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 회절 격자(222)의 회절 특징부들의 간격 또는 격자 피치는, 서브 파장(즉, 안내된 광의 파장 미만)일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(220)의 회절 격자(222)는 멀티뷰 디스플레이(200)의 도광체(210)의 표면에, 또는 도광체(210)의 표면에 인접하여, 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이, 회절 격자(222)는 도광체(210)의 제 1 표면(210')에 위치하거나 제 1 표면(210')에 인접하여 위치할 수 있다. 제 1 표면(210')의 회절 격자(222)는 안내된 광의 일부를 제 1 표면(210')을 통하여 지향성 광빔들(202)로서 회절적으로 산란시키도록 구성된 투과 모드 회절 격자일 수 있다. 다른 예에서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(222)는 도광체(210)의 제 2 표면(210")에 위치하거나 제 2 표면(210")에 인접하여 위치할 수 있다. 제 2 표면(210")에 위치하는 경우, 회절 격자(222)는 반사 모드 회절 격자일 수 있다. 반사 모드 회절 격자로서, 회절 격자(222)는 안내된 광의 일부를 회절시키고, 회절적으로 지향성 광빔들(202)로서 제 1 표면(210')을 통하여 빠져나갈 수 있도록 회절된 안내된 광의 일부를 제 1 표면(210')을 향하여 반사시키도록 구성된다. 다른 실시 예들에서(미도시), 회절 격자는, 예를 들어 투과 모드 회절 격자 및 반사 모드 회절 격자 중 하나 또는 모두로서, 도광체(210)의 표면들 사이에 위치할 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 회절 격자(222)의 회절 특징부들은 서로 이격된 홈들 및 융기들 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 홈들 또는 융기들은 도광체(210)의 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 도광체(210)의 표면 내에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 홈들 또는 융기들은 도광체의 재료 이외의 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어 도광체(210)의 표면 상에 다른 재료의 필름 또는 층으로 형성될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(220)의 회절 격자(222)는 회절 특징부 간격이 회절 격자(222) 전체에서 실질적으로 일정하거나 변하지 않는 균일한 회절 격자이다. 다른 실시 예들에서, 회절 격자(222)는 처프된(chirped) 회절 격자이다. 정의에 의하면, '처프된' 회절 격자는 처프된 회절 격자의 범위(extent) 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 특징부들의 회절 간격(즉, 격자 피치)을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 일부 실시 예들에서, 처프된 회절 격자는 거리에 따라 선형적으로 변화하는 회절 특징부 간격의 처프를 갖거나 나타낼 수 있다. 따라서, 정의에 의하면, 처프된 회절 격자는 '선형적으로 처프된' 회절 격자이다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자(220)의 처프된 회절 격자는 회절 특징부 간격의 비-선형 처프를 나타낼 수 있다. 지수적 처프, 로그적 처프 또는 실질적으로 비-균일 또는 랜덤하지만 단조로운 방식으로 변화하는 처프를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 비-선형 처프들이 이용될 수 있다. 정현파 처프 또는 삼각형 또는 톱니 처프와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 비-단조(non-monotonic) 처프들도 이용될 수 있다. 이러한 유형의 처프들 중 임의의 조합도 이용될 수 있다.
도 7a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자(220)를 포함하는 멀티뷰 디스플레이(200)의 일부의 단면도를 도시한다. 도 7b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자(220)를 포함하는 멀티뷰 디스플레이(200)의 일부의 단면도를 도시한다. 특히, 도 7a 및 도 7b는 미세 반사 소자를 포함하는 멀티빔 소자(220)의 다양한 실시 예들을 도시한다. 멀티빔 소자(220)로서 이용되는 또는 멀티빔 소자(220) 내의 미세 반사 소자들은, 반사성 재료(예를 들어, 반사성 금속) 또는 이의 층을 이용하는 반사체, 또는 내부 전반사(TIR)를 기반으로 하는 반사체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시 예들에 따르면(예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이), 미세 반사 소자를 포함하는 멀티빔 소자(220)는 도광체(210)의 표면(예를 들어, 제 2 표면(210"))에 또는 이에 인접하여 위치할 수 있다. 다른 실시 예들에서(미도시), 미세 반사 소자는 제 1 표면 및 제 2 표면(210', 210") 사이의 도광체(210) 내에 위치할 수 있다.
예를 들어, 도 7a는 도광체(210)의 제 2 표면(210")에 인접하여 위치하는 반사면들(reflective facets)을 갖는 미세 반사 소자(224)(예를 들어, '프리즘형' 미세 반사 소자)를 포함하는 멀티빔 소자(220)를 도시한다. 도시된 프리즘형 미세 반사 소자(224)의 반사면들은 도광체(210)로부터의 안내된 광(204)의 일부를 반사(즉, 반사적으로 커플)시키도록 구성된다. 예를 들어, 반사면들은 도광체(210)로부터의 안내된 광의 일부를 반사하기 위하여, 안내된 광(204)의 전파 방향에 대하여 경사지거나 기울어질 수 있다(즉, 경사각을 가질 수 있다). 다양한 실시 예들에 따르면, 반사면들은 도광체(210) 내에 반사성 재료를 이용하여 형성될 수도 있고(예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같이), 제 2 표면(210") 내의 프리즘형 공동(cavity)의 표면들일 수도 있다. 일부 실시 예들에서, 프리즘형 공동이 이용되는 경우, 공동 표면들에서의 굴절률 변화가 반사(예를 들어, TIR 반사)를 제공할 수 있거나, 반사면들을 형성하는 공동 표면들이 반사성 재료로 코팅되어 반사를 제공할 수 있다.
다른 예로서, 도 7b는, 반구형 미세 반사 소자(224)와 같은 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 매끄러운 만곡된 표면을 갖는 미세 반사 소자(224)를 포함하는 멀티빔 소자(220)를 도시한다. 예를 들어, 미세 반사 소자(224)의 특정 표면 곡선은, 안내된 광(204)이 접촉하는 만곡된 표면 상의 입사점에 따라, 안내된 광의 일부를 상이한 방향들로 반사시키도록 구성될 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 도광체(210)로부터 반사적으로 산란된 안내된 광의 일부는 제 1 표면(210')을 빠져나가거나 제 1 표면(210')으로부터 방출될 수 있다. 도 7a의 프리즘형 미세 반사 소자(224)와 마찬가지로, 도 7b의 미세 반사 소자(224)는, 제한이 아닌 예로서 도 7b에 도시된 바와 같이, 도광체(210) 내의 반사성 재료이거나 제 2 표면(210")에 형성된 공동(예를 들어, 반원형 공동)일 수 있다. 도 7a 및 도 7b는 또한, 제한이 아닌 예로서, 2개의 전파 방향들(203, 203')(즉, 굵은 화살표들로서 도시됨)을 갖는 안내된 광(204)을 도시한다. 예를 들어, 2개의 전파 방향들(203, 203')을 사용하는 것은, 대칭적인 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들(202)을 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티빔 소자(220)를 포함하는 멀티뷰 디스플레이(200)의 일부의 단면도를 도시한다. 특히, 도 8은 미세 굴절 소자(226)를 포함하는 멀티빔 소자(220)를 도시한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 미세 굴절 소자(226)는 안내된 광(204)의 일부를 도광체(210)로부터 굴절적으로 커플 아웃시키도록 구성된다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 미세 굴절 소자(226)는 안내된 광의 일부를 지향성 광빔들(202)로서 도광체(210)로부터 커플 아웃시키거나 산란시키기 위하여 굴절(예를 들어, 회절 또는 반사와 대조적인)을 이용하도록 구성된다. 미세 굴절 소자(226)는 반구 형상, 직사각 형상 또는 프리즘 형상(즉, 경사면들을 갖는 형상)을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 형상들을 가질 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 미세 굴절 소자(226)는, 도시된 바와 같이 도광체(210)의 표면(예를 들어, 제 1 표면(210')) 외부로 연장되거나 돌출될 수 있고, 또는 표면 내의 공동(미도시)일 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 미세 굴절 소자(226)는 도광체(210)의 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시 예들에서, 미세 굴절 소자(226)는 도광체의 표면에 인접하는, 일부 예들에서는 도광체의 표면에 접촉하는, 다른 재료를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)은 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성된 2차원(2D) 디스플레이를 더 포함한다. 이러한 실시 예들에서, 광 필드 모드 선택기에 의하여 선택된 광 필드 디스플레이 모드는, 2D 이미지의 단일(single) 광각 뷰를 디스플레이하도록 구성된 2D 디스플레이 모드이다. 2D 디스플레이 모드의 선택에 대응되는 결정된 디스플레이 컨텍스트는, 디스플레이될 이미지 파일이 있는 2D 컨텍스트를 검출할 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이(200)(컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 멀티뷰 디스플레이(110)의 실시 예를 나타냄)는 도광체(210)에 인접한 광각 백라이트를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 광각 백라이트는 2D 디스플레이 모드에서 2D 이미지를 디스플레이하는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 9는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 다른 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(200)의 단면도를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 전술한 도광체(210), 복수의 멀티빔 소자들(220), 광 밸브들(230)의 어레이 및 광원(240)을 포함한다. 도광체(210), 멀티빔 소자(220) 및 광원(240)의 조합은 복수의 지향성 광빔들(202)을 방출하도록 구성된 멀티빔 백라이트로서 기능할 수 있다. 도 9의 도시된 멀티뷰 디스플레이(200)는 광각 백라이트(250)를 더 포함한다. 광각 백라이트(250)는 광 밸브 어레이에 인접한 일 측(side)에 대향되는 멀티빔 백라이트의 일 측에 위치한다. 특히, 도시된 바와 같이, 광각 백라이트(250)는 제 1 표면(210')에 대향되는 도광체(210)의 제 2 표면(210")에 인접한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광각 백라이트(250)는 2D 디스플레이 모드 동안 광각 방출광(208)을 제공하도록 구성된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)의 멀티빔 백라이트는 광각 백라이트(250)로부터 방출되는 광각 방출광(208)에 대하여 광학적으로 투명하도록 구성된다. 특히, 적어도 멀티빔 백라이트의 복수의 멀티빔 소자들(220)과 함께 도광체(210)는, 일반적으로 도광체(210)의 제 2 표면(210")으로부터 제 1 표면(210')을 향하는 방향으로 전파하는 광각 방출광(208)에 대하여 광학적으로 투명하도록 구성된다. 따라서, 광각 방출광(208)은 광각 백라이트(250)로부터 방출된 후 멀티빔 백라이트의 두께(thickness)를(또는 대등하게는 도광체(210)의 두께를) 통과할 수 있다. 따라서, 광각 백라이트(250)로부터의 광각 방출광(208)은 도광체(210)의 제 2 표면(210")을 통해 수신되고 도광체(210)의 두께를 통해 투과된 후, 도광체(210)의 제 1 표면(210')으로부터 방출될 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 백라이트는 광각 방출광(208)에 대하여 광학적으로 투명하도록 구성되기 때문에, 광각 방출광(208)은 멀티빔 백라이트에 의하여 실질적으로 영향을 받지 않는다.
전술한 바와 같이, 다양한 실시 예들에 따르면, 도 9의 멀티뷰 디스플레이(200)는 2D 디스플레이 모드 또는 멀티뷰 광 필드 디스플레이 모드들('멀티뷰') 중 하나 이상에서 선택적으로 동작할 수 있다. 2D 디스플레이 모드에서, 멀티뷰 디스플레이(200)는 광각 백라이트(250)에 의하여 제공되는 광각 방출광(208)을 방출하도록 구성된다. 광각 방출광(208)은, 2D 디스플레이 모드 동안 2D 이미지를 제공하기 위하여, 광 밸브들(230)에 의하여 변조될 수 있다. 따라서, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 광 필드 모드 선택기(120)는, 디스플레이 컨텍스트에 의하여 결정된 바와 같이, 2D 디스플레이 모드 동안 2D 이미지를 디스플레이하기 위하여 도 9의 멀티뷰 디스플레이(200)의 광각 백라이트(250)를 선택적으로 이용할 수 있다. 대안적으로, 디스플레이 컨텍스트가 멀티뷰 이미지가 디스플레이될 것을 지시(dictate)하는 경우, 광 필드 모드 선택기(120)는 지향성 광빔들(202)을 방출하기 위하여 도 9의 멀티뷰 디스플레이(200)의 멀티빔 백라이트를 이용할 수 있고, 지향성 광빔들(202)은 선택된 멀티뷰 광 필드 디스플레이 모드에 따라 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 광 밸브들(230)에 의하여 변조될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이는 복수의 광 필드 디스플레이 모드들에 따라 이미지(예를 들어, 멀티뷰 이미지)를 디스플레이하도록 구성된다. 특히, 복수의 광 필드 디스플레이 모드들은, 2D 이미지 컨텐츠를 디스플레이하도록 구성된 2차원(2D) 디스플레이 모드, 스테레오스코픽 3D 이미지 컨텐츠를 디스플레이하도록 구성된 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드, 단방향 시차 광 필드 디스플레이 모드, 완전 시차 디스플레이 모드를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 10은 본 명세서에 설명된 원리들의 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)의 블록도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)는 도광체(310)를 포함한다. 도광체(310)는 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 도광체(310)는 멀티뷰 디스플레이(200)와 관련하여 전술한 도광체(210)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 10에 도시된 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)는 멀티빔 소자들(320)의 어레이를 더 포함한다. 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들(320)은 안내된 광의 일부를 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들(302)로서 산란시키도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들(320)은 전술한 멀티뷰 디스플레이(200)의 멀티빔 소자들(220)과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자들(320)은 전술한 바와 같은 회절 격자, 미세 반사 소자 및 미세 굴절 소자 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)는 광 밸브들(330)의 어레이를 더 포함한다. 광 밸브들(330)의 어레이는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들은 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중 광 필드 디스플레이 모드에 따라 직사각형 어레이로 배열된다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들(330)의 어레이는 전술한 멀티뷰 디스플레이(200)의 광 밸브들(230)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자(320)의 크기는 광 밸브 어레이의 광 밸브(230)의 크기의 절반 내지 광 밸브의 크기의 2배 사이일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도 10의 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)는 광 필드 모드 선택기(340)를 더 포함한다. 광 필드 모드 선택기(340)는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)과 관련하여 전술한 광 필드 모드 선택기(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 광 필드 모드 선택기(340)는 결정된 디스플레이 컨텍스트를 기반으로 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 이미지는, 선택된 광 필드 디스플레이 모드에 따라 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)에 의하여 디스플레이되도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 멀티뷰 이미지를 스테레오스코픽 쌍의 이미지들로서 나타내도록 구성된 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 스테레오스코픽 3D 디스플레이 모드에서, 멀티뷰 이미지 내의 상이한 뷰들의 직사각형 어레이 중 제 1 절반 내의 상이한 뷰들은 스테레오스코픽 이미지 쌍의 제 1 이미지를 나타내도록 구성되고, 상이한 뷰들의 직사각형 어레이의 제 2 절반 내의 상이한 뷰들은 스테레오스코픽 이미지 쌍의 제 2 이미지를 나타내도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 단방향 시차 디스플레이 모드 및 완전 시차 디스플레이 모드 중 하나 일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광 필드 모드 선택기(340)는 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이의 배향을 검출하도록 구성된 배향 센서를 포함한다. 이러한 실시 예들에서, 디스플레이 컨텍스트는 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이의 검출된 배향으로부터 결정될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광 필드 모드 선택기(340)는, 디스플레이 컨텍스트를 결정하고, 멀티뷰 이미지의 컨텐츠 및 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이를 이용하는 어플리케이션으로부터의 입력 중 하나 또는 둘 다를 기반으로 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서(미도시), 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)는 광각 백라이트를 더 포함한다. 특히, 광각 백라이트는 광 밸브 어레이에 인접한 도광체(310)의 일 측에 대향되는 도광체(310)의 일 측에 인접하여 위치될 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 광각 백라이트는 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)의 2차원(2D) 광 필드 모드 동안 광각 방출광을 제공하도록 구성된다. 또한, 이러한 실시 예들에서, 도광체(310) 및 멀티빔 소자 어레이는 광학 방출광에 대하여 투명하도록 구성된다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이(300)는 2D 광 필드 모드 동안 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 다른 실시 예들에 따르면, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법이 제공된다. 도 11은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법(400)의 흐름도를 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법(400)은, 광 필드 모드 선택기를 이용하여, 결정된 디스플레이 컨텍스트에 따라 또는 이를 기반으로, 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 광 필드 디스플레이 모드를 선택(410)하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 광 필드 모드 선택기는 전술한 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)의 광 필드 모드 선택기(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 선택된 광 필드 디스플레이 모드는, 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드, 단방향 시차 디스플레이 모드 및 완전 시차 디스플레이 모드 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중 선택된 디스플레이 모드는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 모드별 직사각형 배열을 포함한다.
컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법(400)은, 멀티뷰 디스플레이를 이용하여, 선택된 광 필드 디스플레이 모드에 따라 멀티뷰 이미지를 디스플레이(420)하는 단계를 더 포함한다. 특히, 멀티뷰 이미지를 디스플레이(420)하는 단계는 복수의 광 필드 디스플레이 모드들을 제공하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이를 이용한다. 일부 실시 예들에서, 멀티뷰 이미지를 디스플레이(420)하는 데 이용되는 멀티뷰 디스플레이는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템(100)과 관련하여 전술한 멀티뷰 디스플레이(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시 예들에서(미도시), 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법(400)은 2D 디스플레이로서 구성된 멀티뷰 디스플레이를 이용하여 2차원(2D) 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 2D 이미지는, 결정된 디스플레이 컨텍스트에 따라 광 필드 디스플레이 모드가 2D 디스플레이 모드로 결정되는 경우에, 디스플레이될 수 있다. 2D 디스플레이로서 구성된 멀티뷰 디스플레이는, 멀티뷰 디스플레이(200)와 관련하여 전술한 광각 백라이트(250)와 실질적으로 유사한 광각 백라이트를 이용하는 것을 포함할 수 있다.
이상에서는, 결정된 디스플레이 컨텍스트에 따라 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서의 선택을 제공하는 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템, 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이, 및 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법의 예들 및 실시 예들이 설명되었다. 전술한 예들은 단지 본 명세서에 설명된 원리들을 나타내는 많은 구체적인 예들 중 일부를 예시하는 것임을 이해하여야 한다. 명백히, 당업자는 다음의 청구 범위에 의하여 정의되는 범위를 벗어나지 않고 수 많은 다른 구성들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (20)

  1. 컨텍스트적(contextual) 광 필드 디스플레이 시스템으로서,
    복수의 광 필드 디스플레이 모드들을 제공하고, 상기 광 필드 디스플레이 모드들 중 선택된 광 필드 디스플레이 모드에 따라 멀티뷰 이미지를 디스플레이하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이; 및
    디스플레이 컨텍스트(context)를 결정하고, 상기 결정된 디스플레이 컨텍스트를 기반으로 상기 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드가 될 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된 광 필드 모드 선택기 - 상기 디스플레이 컨텍스트는 상기 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템 자체의 배항이거나 상기 멀티뷰 이미지 자체의 배향임 -; 를 포함하되,
    상기 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중 광 필드 디스플레이 모드는 상기 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 모드별(mode-specific) 배열을 포함하는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 상기 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 스테레오스코픽(stereoscopic) 3차원(3D) 디스플레이 모드이고,
    상기 상이한 뷰들의 모드별 배열은 상기 멀티뷰 이미지의 스테레오스코픽 표현을 제공하도록 구성된,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 상기 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 단방향 시차(unidirectional parallax) 디스플레이 모드이고,
    상기 상이한 뷰들의 모드별 배열은 상기 멀티뷰 이미지의 단방향 시차 표현을 제공하도록 구성된,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 상기 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 완전 시차(full parallax) 디스플레이 모드이고,
    상기 상이한 뷰들의 모드별 배열은 상기 멀티뷰 이미지의 완전 시차 표현을 제공하도록 구성된 완전 시차 뷰 배열에 대응되는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 디스플레이는,
    도광체의 길이를 따르는 전파 방향으로 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 상기 도광체; 및
    상기 도광체의 길이를 따라 분포된 복수의 멀티빔 소자들 - 상기 복수의 멀티빔 소자들 중 멀티빔 소자는 상기 안내된 광의 일부를 상기 상이한 뷰들에 대응되는 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들로서 상기 도광체로부터 산란시키도록 구성됨 -; 을 포함하는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 멀티뷰 디스플레이는 상기 상이한 뷰들을 제공하기 위하여 상기 복수의 지향성 광빔들 중 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이를 포함하고,
    상기 멀티빔 소자의 크기는 상기 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기의 절반 내지 상기 광 밸브의 크기의 2배 사이인,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    2D 이미지를 디스플레이하도록 구성된 2차원(2D) 디스플레이를 더 포함하고,
    상기 광 필드 모드 선택기에 의하여 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 상기 2D 이미지의 단일(single) 광각 뷰를 디스플레이하도록 구성된 2D 디스플레이 모드인,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 필드 모드 선택기는 상기 멀티뷰 디스플레이의 배향을 검출하도록 구성된 배향 센서를 포함하고,
    상기 디스플레이 컨텍스트는 상기 멀티뷰 디스플레이의 검출된 배향으로부터 결정되는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 배향 센서는 자이로스코프 및 가속도계 중 하나 또는 둘 다를 포함하는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 필드 모드 선택기는 상기 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템에 의하여 실행되는 어플리케이션으로부터의 입력을 수신하도록 구성되고,
    상기 디스플레이 컨텍스트는 상기 실행된 어플리케이션으로부터의 입력을 기반으로 결정되는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 필드 모드 선택기는, 상기 디스플레이 컨텍스트를 결정하고 상기 이미지의 컨텐츠를 기반으로 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성되는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템.
  12. 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이로서,
    광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체;
    상기 안내된 광의 일부를 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성된 멀티빔 소자들의 어레이;
    상기 멀티뷰 이미지를 제공하기 위하여 상기 지향성 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이 - 상기 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들은 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중 광 필드 디스플레이 모드에 따라 직사각형 어레이로 배열됨 -; 및
    결정된 디스플레이 컨텍스트를 기반으로 상기 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 상기 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성된 광 필드 모드 선택기 - 상기 멀티뷰 이미지는 상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드에 따라 디스플레이되고, 상기 디스플레이 컨텍스트는 상기 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이 자체의 배항이거나 상기 멀티뷰 이미지 자체의 배향임 -;
    를 포함하는 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 상기 멀티뷰 이미지를 스테레오스코픽 쌍의 이미지들로서 나타내도록 구성된 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드이고,
    상기 직사각형 어레이 중 제 1 절반 내의 상이한 뷰들은 상기 스테레오스코픽 쌍의 이미지들 중 제 1 이미지를 나타내도록 구성되며,
    상기 직사각형 어레이 중 제 2 절반 내의 상이한 뷰들은 상기 스테레오스코픽 쌍의 이미지들 중 제 2 이미지를 나타내도록 구성되는,
    컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 단방향 시차 디스플레이 모드 및 완전 시차 디스플레이 모드 중 하나인,
    컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 필드 모드 선택기는 상기 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이의 배향을 검출하도록 구성된 배향 센서를 포함하고,
    상기 디스플레이 컨텍스트는 상기 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이의 검출된 배향으로부터 결정되는,
    컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 필드 모드 선택기는, 상기 디스플레이 컨텍스트를 결정하고, 상기 멀티뷰 이미지의 컨텐츠 및 상기 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이를 이용하는 어플리케이션으로부터의 입력 중 하나 또는 둘 다를 기반으로 상기 광 필드 디스플레이 모드를 선택하도록 구성되는,
    컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 밸브 어레이에 인접한 상기 도광체의 일 측에 대향되는 상기 도광체의 일 측에 인접한 광각 백라이트를 더 포함하고,
    상기 광각 백라이트는 상기 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이의 2차원(2D) 광 필드 모드 동안 광각 방출광을 제공하도록 구성되며,
    상기 도광체 및 멀티빔 소자 어레이는 상기 광각 방출광에 대하여 투명하도록 구성되고,
    상기 컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이는 상기 2D 광 필드 모드 동안 2D 이미지를 디스플레이하도록 구성되는,
    컨텍스트적 광 필드 멀티뷰 디스플레이.
  18. 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법으로서,
    광 필드 모드 선택기를 이용하여, 결정된 디스플레이 컨텍스트를 기반으로, 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중에서 광 필드 디스플레이 모드를 선택하는 단계 - 상기 디스플레이 컨텍스트는 상기 컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템 자체의 배항이거나 멀티뷰 이미지 자체의 배향임 -; 및
    상기 복수의 광 필드 디스플레이 모드들을 제공하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이를 이용하여, 상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드에 따라 상기 멀티뷰 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하되,
    상기 복수의 광 필드 디스플레이 모드들 중 상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 상기 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 모드별 직사각형 배열을 포함하는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 선택된 광 필드 디스플레이 모드는 스테레오스코픽 3차원(3D) 디스플레이 모드, 단방향 시차 디스플레이 모드 및 완전 시차 디스플레이 모드 중 하나를 포함하는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 결정된 디스플레이 컨텍스트에 따라 상기 광 필드 디스플레이 모드가 2D 디스플레이 모드로 결정되는 경우, 2D 디스플레이로서 구성된 상기 멀티뷰 디스플레이를 이용하여 2차원(2D) 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는,
    컨텍스트적 광 필드 디스플레이 시스템의 동작 방법.
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