KR102595846B1 - 이미지를 디스플레이하기 위한 팬 조립체 - Google Patents

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KR102595846B1
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길레르모 파딘 로헤나
랄프 렘스버그
에반 프란시스 린크
아드리안 케일러
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매직 립, 인코포레이티드
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Abstract

회전 구조에 의해 이미지를 디스플레이하기 위한 장치 및 방법들이 제공된다. 회전 구조는 팬의 블레이드들을 포함할 수 있다. 팬은 증강 현실 디바이스와 같은 전자 디바이스에 대한 냉각 팬일 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전 구조는 이미지를 생성하기 위해 광을 방출하는 광원들을 포함한다. 광원들 광 필드 방출기들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 회전 구조는 외부(예를 들어, 비-회전) 광원에 의해 조명된다.

Description

이미지를 디스플레이하기 위한 팬 조립체
[0001] 본 출원은 2017년 7월 28일 출원되고 발명의 명칭이 "FAN ASSEMBLY FOR DISPLAYING AN IMAGE"인 미국 가특허 출원 제62/538,518호에 대해 35 U.S.C. § 119(e) 하의 우선권 이익을 주장하며, 상기 출원의 개시는 이로써 인용에 의해 본원에 통합된다.
[0002] 본 개시는 팬의 블레이드들과 같은 회전 엘리먼트들로부터 광을 투사 또는 반사함으로써 이미지를 디스플레이하기 위한 장치 및 방법들과 관련된다.
[0003] 자연 물체들로부터의 광은 인간 눈을 만날 때, 공간의 각각의 포인트에서 크기 및 방향을 갖는 광선들의 관점에서 특정 콘텐츠를 갖는다. 이러한 구조는 광 필드로서 공지된다. 종래의 2차원(2D) 디스플레이들(페인팅들, 사진들, 컴퓨터 모니터들, 텔레비전들 등)은 광을 등방성으로 방출한다(예를 들어, 광은 디스플레이로부터 균일하게 방출된다). 그 결과, 이러한 2D 디스플레이들은 오직, 이들이 표현하는 물체들의 광 필드를 근사화할 수 있다.
[0004] 따라서, 자연 물체에 의해 생성될 정확한 또는 근사화된 광(예를 들어, 광 필드 또는 다른 표현)을 재현하거나 재현하려 시도하는 디스플레이들을 구축하는 것이 바람직하다. 이러한 디스플레이들은 2차원(2D)을 포함하거나 3차원(3D)인 것으로 보일 수 있는 더 강렬한 이미지를 생성할 수 있고 자연 물체로 오인될 수 있다. 이러한 성취는 종래의 2D 디스플레이들에 의해서는 달성불가능할 수 있다. 추가로, 회전하는 물체들(예를 들어, 팬 블레이드들 또는 팬 조립체) 상의 광원들로부터 또는 이러한 회전하는 물체들로부터 반사된 광으로부터 생성된 이미지들은 착색된 디스플레이들, 이미지들, 통지들 등을 생성할 수 있다. 이러한 팬 조립체들은 종종 전자 디바이스들(예를 들어, 컴퓨터들, 증강 현실 디스플레이들)을 냉각시키기 위해 사용되는 컴포넌트이고, 이러한 디바이스들의 사용자에게 이러한 이미지들을 투사하기 위해 사용될 수 있다.
[0005] 일부 실시예들에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 팬 조립체 및 방법들이 개시된다. 일 구현에서, 팬 조립체는 다수의 팬 블레이드들; 기류를 유도하기 위해 팬 블레이드들을 회전시키도록 구성되는 모터; 다수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나 상에 배치된 다수의 광원들; 팬 조립체에 의해 디스플레이될 이미지 데이터를 저장하도록 구성된 비일시적 메모리 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰(view)들을 제공함 ―; 및 비일시적 메모리, 모터 및 다수의 광원들에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 회전 축을 중심으로 다수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 모터를 구동시키고 ― 다수의 팬 블레이드들은 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―; 이미지 데이터에 액세스하고; 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하고; 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들을 조명하도록 실행가능한 명령들로 프로그래밍될 수 있다.
[0006] 일부 실시예들에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 팬 조립체 및 방법들이 개시된다. 일 구현에서, 방법은 회전 축을 중심으로 다수의 광원들을 포함하는 다수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 모터를 구동시키는 단계를 포함할 수 있고, 다수의 팬 블레이드들은 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치된다. 방법은 또한, 디스플레이될 이미지 데이터에 액세스하는 단계 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 제공함 ―; 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하는 단계; 및 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들을 조명하는 단계를 포함할 수 있다.
[0007] 일부 실시예들에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치 및 방법들이 개시된다. 일 구현에서, 디스플레이 장치는 회전가능한 구조; 회전가능한 구조를 회전시키도록 구성되는 모터; 회전가능한 구조를 향해 광을 지향시키도록 회전가능한 구조에 상대적으로 위치된 다수의 광원들; 디스플레이 장치에 의해 디스플레이될 이미지 데이터를 저장하도록 구성된 비일시적 메모리 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 제공함 ―; 및 비일시적 메모리, 모터 및 다수의 광원들에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 회전 축을 중심으로 회전가능한 구조를 회전시키도록 모터를 구동시키고 ― 회전가능한 구조는 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―; 이미지 데이터에 액세스하고; 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하고; 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들을 조명하도록 실행가능한 명령들로 프로그래밍될 수 있다.
[0008] 일부 실시예들에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 팬 조립체 및 방법들이 개시된다. 일 구현에서, 방법은 회전 축을 중심으로 회전가능한 구조를 회전시키도록 모터를 구동시키는 단계를 포함할 수 있고, 회전가능한 구조는 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치된다. 방법은 또한 디스플레이 장치에 의해 디스플레이될 이미지 데이터에 액세스하는 단계 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 제공함 ―; 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하는 단계 ― 다수의 광원들은 회전가능한 구조를 향해 광을 지향시키도록 회전가능한 구조에 상대적으로 위치됨 ―; 및 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 다수의 광원들을 조명하는 단계를 포함할 수 있다.
[0009] 본 명세서에 설명된 요지의 하나 이상의 구현들의 세부사항들은 첨부한 도면들 및 아래의 설명에서 기술된다. 다른 특징들, 양상들 및 이점들은 설명, 도면들 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 이러한 요약 및 하기 상세한 설명 어느 것도 본 발명의 요지의 범위를 정의하거나 제한하려 하지 않는다.
[0010] 도 1은 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시한다.
[0011] 도 2a 및 도 2b는 광 필드 이미지 정보를 출력하기 위한 광 필드 서브-디스플레이의 예를 개략적으로 예시하는 사시도(도 2a) 및 상면도(도 2b)이다.
[0012] 도 3a 내지 도 3c는 도 2a 및 도 2b의 광 필드 서브-디스플레이들의 실시예들의 일부분을 개략적으로 도시하는 측단면도들이다.
[0013] 도 4a 및 도 4b는 광 필드 이미지 정보를 사용자에게 출력하기 위한 도파관 스택의 예를 개략적으로 예시한다.
[0014] 도 4c는 배터리 및 조명된 팬 조립체를 포함할 수 있는 예시적인 증강 현실 디스플레이 디바이스 및 벨트-팩을 개략적으로 예시한다.
[0015] 도 5a 내지 도 5g는 디스플레이 장치의 다양한 예들을 개략적으로 예시한다.
[0016] 도 6a 및 도 6b는 다수의 관찰자들에 의해 뷰잉되는 이미지(이 예에서는, 개)의 3D 표현을 디스플레이하고 있는 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시하는 사시도들이다.
[0017] 도 7은 다수의 관찰자들에 의해 뷰잉되는 이미지의 3D 표현을 디스플레이하고 있는 다른 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시하는 사시도이다.
[0018] 도 8a는 관찰자에 의해 뷰잉되는 이미지의 3D 표현을 디스플레이하고 있는 다른 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시하는 사시도이다.
[0019] 도 8b 및 도 8c는 예시적인 팬 조립체의 평면도 및 측면도를 개략적으로 예시한다.
[0020] 도 9a 내지 도 9d는 다른 디스플레이 장치의 다양한 예들을 개략적으로 예시한다.
[0021] 도 10은 광원의 2차원 어레이를 포함하는 디스플레이 장치를 개략적으로 예시한다.
[0022] 도 11은 다른 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시하는 사시도이다.
[0023] 도 12a 내지 도 12c는 디스플레이 장치의 다양한 예들을 개략적으로 예시한다.
[0024] 도 13a 및 도 13b는 디스플레이 장치의 예들을 개략적으로 예시한다.
[0025] 도 14는 디스플레이 장치를 사용하여 물체의 표현을 디스플레이하는 방법의 예의 프로세스 흐름도이다.
[0026] 도 15는 디스플레이 장치의 광원들에 이미지 데이터를 맵핑하는 방법의 예의 프로세스 흐름도이다.
[0027] 도 16은 디스플레이 장치의 광원들을 조명하는 방법의 예의 프로세스 흐름도이다.
[0028] 도 17은 팬 조립체를 포함하는 디스플레이 장치를 사용하여 이미지들을 디스플레이하기 위한 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시한다.
[0029] 도 18은 팬 조립체를 포함하는 디스플레이 장치를 사용하여 이미지를 디스플레이하는 예시적인 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0030] 도면들 전반에 걸쳐, 참조되는 엘리먼트들 사이의 대응관계를 표시하기 위해 참조 부호들이 재사용될 수 있다. 도면들은 본원에 설명된 예시적인 실시예들을 예시하기 위해 제공되며 본 개시의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
개요
[0031] 현재 많은 타입들의 광 필드 디스플레이들은 비싸고 따라서 많은 애플리케이션들(예를 들어, 상업 광고, 가정에서의 뷰잉 등)에 적합하지 않다. 광 필드 디스플레이들의 현재 구현들, 예를 들어, 평판 디스플레이는 물체의 3D 표현을 모방하기 위해 다수의 픽셀들 및 도파관들을 활용한다. 임의의 단일 시점에서, 이러한 표현은 몇몇 이미지들이 디스플레이되도록 요구하며, 각각의 이미지는 물체를 뷰잉하는 상이한 방향 뿐만 아니라 물체가 3차원으로 보이도록 다양한 초점 깊이들을 렌더링한다. 예를 들어, 물체를 뷰잉하는 상이한 방향에 각각 대응하는 다수의 2D 표현들이 디스플레이될 수 있다. 일부 구현들에서, 평탄한 디스플레이 패널을 활용하는 것은 평탄한 디스플레이 패널에 대한 수직으로부터 점점 더 큰 각도들에 위치된 관찰자들에게 3D 표현의 점점 더 제한된 시야를 제공할 수 있다. 본 개시는, 임의의 단일 인스턴스에서 다수의 뷰잉 각도들 또는 초점 깊이들을 디스플레이할 수 있는 광원 기술(예를 들어, 일부 실시예들에서 광 필드 서브-디스플레이 기술)을 구현하는 것으로 인해 엄청나게 비싸지 않으며 2D 또는 3차원 표현으로 디스플레이되고 있는 물체의 다수의 상이한 뷰들 사이에서 스위칭하도록 제어될 수 있는 디스플레이들의 예들을 설명한다. 본 개시는 표현에 디스플레이되고 있는 물체의 더 큰 시야들을 제공하도록 구성될 수 있는 일부 예들을 설명한다. 이러한 디스플레이들은 광고, 가정 시청, 내부 또는 외부 장식, 미술품 등과 같은 실내 또는 실외 디스플레이 애플리케이션들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상점 프론트 또는 다른 비즈니스는 종래의 2차원 디스플레이들과 반대로 3차원으로 물체들을 디스플레이함으로써 고객들을 유치하기를 원할 수 있다. 3차원 표현은 평탄한 2차원 표현과는 반대로 행인의 눈길을 더 끌거나 더 인식되기 쉬울 수 있다. 회전하는 엘리먼트들 뿐만 아니라 만곡된 디스플레이들로부터 이미지들의 2D 또는 3D 디스플레이를 위한 장치 및 방법들의 예들은 2017년 1월 19일에 출원되고 발명의 명칭이 "Display for Three-Dimensional Image"인 미국 특허 출원 제15/410,455호에 설명되어 있고, 상기 출원은 이로써 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다.
[0032] 본 개시는 다수의 광원들과 함께 조합되는 회전가능한 구조(예를 들어, 프로펠러, 팬 블레이드들의 집합물, 임펠러(impeller) 또는 회전 축을 중심으로 회전되도록 구성된 다른 디바이스)를 포함하는 디스플레이 장치의 예들을 설명하며, 여기서 개별적인 광원들은 회전가능한 구조의 현재 회전 상태 및 디스플레이에 의해 투사될 전체 이미지에 따라 상이한 이미지들로 스트로브(strobe)된다. 스트로브(예를 들어, 디스플레이되는 콘텐츠를 스위칭하는 것)의 레이트는 물체를 뷰잉하는 개인의 눈들에 인지가능하지 않은 주파수일 수 있다. 스트로브의 레이트는 또한 디스플레이되는 이미지의 리프레시 레이트에 대응할 수 있어서, 예를 들어, 스트로브 레이트에서의 증가는 리프레시 레이트에서의 증가에 대응하여 더 양호한 품질의 이미지를 생성할 수 있다. 회전가능한 구조의 회전 모션은 광원들이 특정 영역을 스윕 아웃(sweep out)하게 하고, 그 결과, 이미지를 관찰자에게 제공하는 디스플레이의 더 낮은 비용의 구현이 가능하다.
예시적인 디스플레이 장치
[0033] 도 1은 물체의 3D 표현으로서 관찰가능한 이미지를 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 장치(100)의 예를 예시한다. 디스플레이 장치(100)는 회전가능한 구조(105), 모터(104) 및 제어 시스템(110)을 포함한다. 회전가능한 구조(105)는 제어 시스템(110)의 로컬 데이터 프로세싱 모듈로부터의 입력들에 기초하여 경로(103)를 따라 회전 축(120)을 중심으로 회전가능한 구조(105)를 구동시키도록 구성된 모터(104)에 커플링될 수 있다. 제어 시스템(110)은 예를 들어, 디스플레이 장치(100)에 고정되어 부착되거나 디스플레이 장치(100)과 관련된 다른 곳에(예를 들어, 룸 또는 중앙 제어실의 별개의 부분에) 위치되는 다양한 구성들로 장착될 수 있는 디스플레이 장치(100)에 동작가능하게 커플링될 수 있다. 회전가능한 구조(105)는 하나 이상의 세장형 엘리먼트들(102)을 따라 배치된 광원들(101)의 어레이를 포함할 수 있다. 광원들(101)은 물체의 3D 표현을 생성 및 디스플레이하기 위해 제어 시스템(110)에 의해 제어될 수 있다. 광원들(101)은 LC(liquid crystals), LED(light emitting diode)들, OLED(organic LED)들 또는 이미지를 렌더링하기 위해 광을 방출하도록 구성된 임의의 다른 타입의 픽셀 구조를 포함할 수 있다. 다른 광원들은 레이저들, 광섬유들, 또는 이미지를 렌더링하도록 조작될 수 있는 광을 방출하도록 구성된 임의의 구조를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 실시예에서, 광원들(101)은 예를 들어, 도 2a 내지 도 3c와 관련하여 아래에서 설명되는 바와 같은 광 필드 서브-디스플레이들을 포함할 수 있다. 따라서, 광원들(101)은 광 필드 서브-디스플레이들(101)로 지칭될 수 있다. 그러나, 이러한 참조는 단지 예시적인 목적이며 제한이 아니다. 광원들(101)은 렌즈들, 도파관들, 회절 또는 반사 엘리먼트들, 배플(baffle)들, 또는 광원들로부터의 광을 회전가능한 구조를 향해 또는 그 위에 안내, 지향 또는 포커싱하는 다른 광학 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
[0034] 일부 구현들에서, 회전가능한 구조(105)의 이동은 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 경로(103) 주위에서 이동하게 하고, 이는 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 조명하도록 제어 시스템(110)에 의해 구동될 때, 디스플레이될 물체의 3D 표현으로서 행인에 의해 관찰가능한 이미지를 디스플레이한다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는, 디스플레이 장치(100)로부터 뷰잉가능한 거리에 위치된 개인이 회전가능한 구조(105)를 보는 것에 의해 디스플레이 장치(100)에 의해 디스플레이되는 이미지를 뷰잉할 수 있는 상점 프론트 또는 뷰잉가능한 영역에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 물체의 확장된 3D 표현은, 모터(104)에 의해 회전가능한 구조(105) 상에 부여되는 회전 이동으로 인해 경로(103)를 따라 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 회전될 때 생성된다. 일부 실시예들에서, 다수의 광 필드 서브-디스플레이들(101) 각각은 아래에서 설명되는 바와 같이 하나 이상의 픽셀들을 포함할 수 있고, 이는 물체의 3D 표현을 디스플레이하기 위해 디지털 메모리(112)(예를 들어, 비일시적 데이터 스토리지)에 저장된 광 필드 이미지 데이터에 따라 조명될 수 있다. 일부 실시예들에서, 오디오 출력을 제공하기 위해 스피커(118)가 디스플레이 장치(100)에 커플링될 수 있다.
[0035] 다시 도 1을 참조하면, 회전가능한 구조(105)는 축(120)을 중심으로 회전하는 프로펠러와 유사하게 배열될 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같이, 프로펠러 배열을 갖는 회전가능한 구조(105)는 다수의 세장형 엘리먼트들(102)을 포함할 수 있다. 세장형 엘리먼트들(102)은 또한 프로펠러의 복수의 아암들 또는 블레이드들로서 구성될 수 있다. 도 1과 관련된 디스플레이 장치(100)는 4개의 세장형 엘리먼트들(102)을 갖는 것으로 도시되지만, 세장형 엘리먼트들(102)의 수, 배열, 길이, 폭 또는 형상은 상이할 수 있다(예를 들어, 도 5a 내지 도 5g 참조). 예를 들어, 세장형 엘리먼트들(102)의 수는 (예를 들어, 도 5a 및 도 5b에 예시된 바와 같이) 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 초과일 수 있다. 세장형 엘리먼트들(102)은 직선(예를 들어, 도 1, 도 5a 및 도 5b)이거나, 도 5c에 예시된 바와 같이 만곡되거나, 또는 프로펠러(예를 들어, 도 7)의 회전 축(120)에 수직인 평면 내 또는 외로 만곡될 수 있다. 아래에서 설명될 바와 같이, 일부 실시예들에서, 회전가능한 구조(105)는 팬 조립체(예를 들어, 도 8 내지 도 13b)의 일부로서 축(120)을 중심으로 회전하는 팬 블레이드들 또는 임펠러의 집합물로서 배열될 수 있다.
[0036] 도 1을 계속 참조하면, 각각의 세장형 엘리먼트(102)는 세장형 엘리먼트(102)의 길이를 따라 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 어레이를 포함한다. 도 1은 각각의 세장형 엘리먼트(102)(및 세장형 엘리먼트들이 가로지르는 디스플레이의 중심의 추가적인 선택적 서브-디스플레이) 상에 배치된 5개의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 도시하지만, 다른 실시예들이 가능하다. 예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 수는 각각의 세장형 엘리먼트(102) 상에서 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 초과일 수 있다. 다른 실시예에서, 회전가능한 구조는 그 위에 배치된 단일 광 필드 서브-디스플레이를 포함할 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 광 필드를 생성하도록 구성된 임의의 디스플레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 괄 필드 서브-디스플레이들(101)은 이방성 광(예를 들어, 지향성으로 방출됨)을 방출하도록 구성된 하나 이상의 픽셀들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 3c와 관련하여 더 상세히 설명될 바와 같이, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 마이크로-렌즈 어레이를 향해 광을 등방성으로 방출하는 픽셀 어레이에 인접하게 배치된 마이크로-렌즈 어레이를 포함할 수 있다. 마이크로-렌즈 어레이는 광 필드 이미지를 생성하기 위해 픽셀 어레이로부터의 광을 상이한 발신 각도들로 전파되는 빔들의 어레이로 재지향시킨다. 일부 실시예들에서, 마이크로-렌즈 어레이의 각각의 마이크로-렌즈는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀로서 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 도 4a 및 도 4b와 관련하여 아래에 설명되는 바와 같이, 광 필드를 생성하는 도파관 스택 조립체를 포함할 수 있다.
[0037] 디스플레이 장치는 또한 회전가능한 구조(105)에 전기적으로 커플링되어 이를 구동하도록 구성된 모터(104)를 포함한다. 예를 들어, 모터(104)는 회전 경로(103)에 의해 예시된 바와 같이 회전가능한 구조(105)가 회전 축(120)을 중심으로 원형 모션으로 회전하게 할 수 있다. 회전가능한 구조(105)가 모터(104)에 의해 구동될 때, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 유사하게 회전 경로(103)를 중심으로 회전된다. 제어 시스템(110)은 모터(104)에 의해 원하는 주파수로 회전가능한 구조(105)에 적용되는 회전 레이트를 제어하도록 구성될 수 있다. 회전 주파수는, 회전가능한 구조(102)가 뷰어에게 인지가능하지 않을 수 있고, 뷰어는 그 대신 인간의 시각 시스템의 비전의 지속성으로 인해 주로 3D 이미지를 인지하도록 선택될 수 있다. 이러한 디스플레이들은 때때로 일반적으로 POV(persistence of vision) 디스플레이들로 지칭된다. 다른 회전 주파수들이 가능하다. 회전하는 광 필드 서브-디스플레이들(101)과 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)의 조명의 조합은 관찰자들에 의해 뷰잉될 수 있는 이미지의 표현을 투사한다. 이미지는 물체들, 그래픽들, 텍스트 등을 포함할 수 있다. 이미지는 비디오에서와 같이 이동하거나 변하는 것으로 보이는 물체 또는 사물을 투사하는 일련의 이미지 프레임들의 일부일 수 있다. 표현은 3D로 보일 수 있고, 투사보다는 자연 물체인 것으로 관찰자들에 의해 오인될 수도 있다. 모터(104) 및 제어 시스템(110)은 뷰어에게 보이지 않도록 배치될 수 있다(예를 들어, 프로펠러 아래에서 그리고 적절한 기어링을 통해 그에 연결됨). 제어 시스템(110)은 유선 또는 무선 통신 링크(150)를 통해 모터(104)에 커플링될 수 있다. 프로펠러의 아암들이 가시적이 아니기 때문에(예를 들어, 프로펠러가 충분히 빠르게 회전될 때), 이미지는 공기중에 맴도는 것처럼 보이고 따라서 행인의 주의를 끌 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(100)는 유리하게는 프리젠테이션을 위해, 또는 달리 관심을 생성하거나 뷰어들에게 정보를 전달하기 위해 광고, 마케팅, 또는 세일즈에서 사용될 수 있다.
[0038] 컴퓨터화된 제어 시스템(110)의 로컬 데이터 프로세싱 모듈은 하드웨어 프로세서(112) 및 디지털 메모리(114)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디지털 메모리(114)는 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리) 또는 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체들을 포함할 수 있다. 디지털 메모리(114)는 하드웨어 프로세서(112)에 대한 명령들을 정의하는 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 이러한 명령들은 디스플레이 장치(100)의 기능들을 수행하도록 하드웨어 프로세서(112)를 구성한다. 예를 들어, 하드웨어 프로세서(112) 및 디지털 메모리(114) 둘 모두는 광 필드 데이터의 프로세싱, 캐싱 및 저장을 보조하기 위해 활용될 수 있다. 데이터는 a) 디스플레이될 물체의 광 필드 이미지, b) 시간의 함수로서 광 필드 서브-디스플레이 위치들, 또는 c) 광 필드 서브-디스플레이 위치들에 대한 광 필드 이미지의 맵핑과 관련된 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 필드 이미지는 물체의 다수의 렌더링된 프레임들을 포함하고, 여기서 각각의 렌더링된 프레임은 뷰잉 방향(예를 들어, 관찰자가 디스플레이 장치(100)와 관련될 수 있는 방향)에서 물체의 2D 표현이다. 각각의 렌더링된 프레임은, 디스플레이될 물체의 이미지를 표현하도록 조합되는, 이하 렌더링된 픽셀들로 지칭되는 다수의 픽셀들을 포함할 수 있다. 각각의 렌더링된 픽셀은 렌더링된 프레임 상의 위치(예를 들어, 렌더링된 픽셀 위치)와 연관될 수 있다. 다수의 렌더링된 프레임들 및 렌더링된 픽셀 위치들은 제어 시스템(110)에 의한 액세스 및 사용을 위해 디지털 메모리(114)에 저장될 수 있다. 광 필드 이미지는 이미징 파라미터들(예를 들어, 렌더링된 프레임을 디스플레이하기 위한 광의 컬러 및 세기)를 포함할 수 있고, 여기서 이미징 파라미터들은 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향과 연관된다. 일부 실시예들에서, 광 필드 서브-디스플레이 위치들은 회전가능한 구조(105)의 회전 레이트에 기초한 시간 및 회전 각도의 함수로서 세장형 엘리먼트들(102)을 따라 광 필드 서브-디스플레이(101)의 위치들에 의해 정의된다. 광 필드 서브-디스플레이 위치들은 또한 시간의 함수로서 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 컴포넌트들(예를 들어, 아래에 설명되는 마이크로-렌즈들)의 위치들을 포함할 수 있다.
[0039] 제어 시스템(110)은 유선 또는 무선 통신 라인들(미도시)을 통해 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 커플링될 수 있다. 통신 라인들은 앞서 설명된 바와 같이 이미지를 렌더링하기 위해 제어 시스템(110)으로부터의 신호들을 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 송신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전가능한 구조(105) 또는 세장형 엘리먼트들(102)은 광 필드 서브-디스플레이들(101) 각각과 제어 시스템(110) 사이에서 유선 통신 라인들을 수용하도록 배열된 복수의 캐비티들 또는 통로들을 포함할 수 있다.
[0040] 일부 실시예들에서, 하드웨어 프로세서(112)는 디지털 메모리(114)에 동작가능하게 커플링되고 디지털 메모리(114)의 데이터를 분석 및 프로세싱하도록 구성될 수 있다. 하드웨어 프로세서(112)는 또한 모터(104)에 동작가능하게 커플링되고 소정 회전 레이트로 모터(104)를 구동하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전 레이트는 광 필드 이미지, 광 필드 서브-디스플레이들(101) 또는 세장형 엘리먼트들(102)의 수에 기초하여 미리 선택될 수 있다. 하드웨어 프로세서(112)는 또한 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)에 동작가능하게 커플링되고 디지털 메모리(114)에 저장된 광 필드 이미지에 기초하여 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)(예를 들어, 아래에서 설명된 바와 같은 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀들)를 구동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전가능한 구조(105)가 하드웨어 프로세서(112)에 의해 실행되는 명령들에 기초하여 회전되는 동안, 회전이 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 부과되어 이들이 회전 축(120)을 중심으로 회전 경로(103)를 따라 일련의 동심 원형 원호들을 스윕 아웃하게 한다. 하드웨어 프로세서(112)는 또한, 광 필드 서브-디스플레이들(101)(또는 그 안의 픽셀들)이 디지털 메모리(112)에 저장된 렌더링된 픽셀 위치 및 이미지 파라미터들과 연관된 위치에 도달할 때 광을 방출하도록 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)(예를 들어, 아래에서 설명되는 픽셀들)를 구동할 수 있다. 회전가능한 구조(105)의 회전 레이트는 충분히 높아서, 관찰자는 회전가능한 구조(105)의 세장형 엘리먼트들(102)이 회전할 때 이들을 인지하지 못하고(예를 들어, 회전가능한 구조(105)는 실제로 투명하게 보임), 그 대신 광 필드 서브-디스플레이들(101)로부터의 조명을 보고 그에 따라 물체의 3D 표현의 디스플레이를 본다.
[0041] 물체의 3D 표현을 디스플레이하는 것이 달성될 수 있는 하나의 가능한 방식은, 제어 시스템(110) 또는 다른 렌더링 엔진에 의해 다수의 시점들이 미리 렌더링될 수 있는 것이다. 회전가능한 구조(105)의 임의의 주어진 배향(예를 들어, 회전 각도)에 대해, 시간(t)에 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀의 위치(z)를 (예를 들어, 회전가능한 구조(105)의 회전에 기초하여) 렌더링된 프레임(k)의 렌더링된 픽셀(u)에 맵핑하는 맵핑이 생성 또는 리트리브될 수 있다. 이러한 맵핑은 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기, GPU(graphics processing unit) 또는 특수 목적 하드웨어(예를 들어, FPGA(floating point gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit))를 포함할 수 있는 프로세서(112)에 의해 달성될 수 있다.
[0042] 일 실시예에서, 제어 시스템(110)은 렌더링된 프레임의 렌더링된 픽셀들을 맵핑하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 렌더링된 프레임 k는 디스플레이될 물체의 뷰잉 방향과 연관될 수 있고, 렌더링된 픽셀(u)은 렌더링된 프레임(k) 내의 위치(예를 들어, 좌표들, 예를 들어, X 및 Y 좌표 또는 위치 좌표로 표현됨)를 가질 수 있다. 이러한 맵핑은 일정하고 디스플레이될 물체와는 독립적일 수 있고, 따라서 미리 컴퓨팅되고 (예를 들어, 디지털 메모리(114) 내에서) 데이터 구조에(예를 들어, LUT(lookup table)에) 저장될 수 있다.
[0043] 일 실시예에서, 제어 시스템(110)은 또한 렌더링된 픽셀 위치들을 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 위치들에 맵핑하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 각각의 픽셀은 회전가능한 구조(105)의 회전 레이트에 기초하여 상이한 시간들에 상이한 위치들에 위치될 수 있다. 회전 레이트는 시간상 일정할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 또한, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 시간에 따라 회전되기 때문에, 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀에 의해 방출된 광에 대한 렌더링된 픽셀 위치는 이러한 전체 회전에 대해 전환될 수 있다. 따라서, 렌더링된 프레임(k)의 각각의 렌더링된 픽셀 위치(u)는 픽셀이 경로(103)를 따라 스윕 아웃할 때 시간(t)의 함수로서 세장형 엘리먼트(102)를 따라 픽셀의 위치(z)에 기초하여 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀의 주어진 위치와 연관될 수 있다. 따라서, 각각의 렌더링된 프레임의 대응하는 렌더링된 픽셀들은 함께 수집되고 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 픽셀들에 맵핑될 수 있다. 맵핑은, 렌더링된 픽셀 위치들이 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀들로 전환되어 광 필드 서브-디스플레이들(101)로부터 방출된 광이 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향에 기초하여 이방성으로 지향되도록 구성된다. 이는 또한, 미리 컴퓨팅되고, 앞서 설명된 것과 동일한 데이터 구조 또는 상이한 데이터 구조를 포함할 수 있는 데이터 구조에(예를 들어, LUT(lookup table)에) (예를 들어, 디지털 메모리(114)에) 저장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀들은 회전가능한 구조(105)가 회전할 때 렌더링된 프레임의 맵핑된 전환 이미지 파라미터들에 기초하여 스트로브(예를 들어, 광 필드 이미지의 상이한 렌더링된 프레임들 사이에서 교번 또는 스위칭)될 수 있다.
[0044] 일부 실시예들에서, 일부 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 회전 축(120)으로부터 더 멀리 있기 때문에, 일부 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 회전 축(120)에 더 가까이 있거나 그 위에 있는 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 비해 더 큰 원형 영역들을 스윕 아웃한다. 일부 경우들에서, 회전 축(120)으로부터 멀리 있는 광 필드 서브-디스플레이들(101)로부터 디스플레이된 물체의 관찰자에 의해 뷰잉되는 광의 보이는 세기는, 회전 축(120)에 더 가까인 있는 광 필드 서브-디스플레이들(101)로부터 방출된 광의 세기보다 낮은 경향이 있을 수 있는데, 이는 면적당 조명의 양이 회전 축(120)으로부터 더 먼 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 대해 감소하기 때문이다. 따라서, 일부 구현들에서, 회전가능한 구조(105)에 걸쳐 이미지의 보이는 세기를 비교적 일정하게 유지하기 위해, 조명의 밝기, 스트로브의 지속기간 또는 둘 모두는 회전 축(120)으로부터의 거리에 기초하여 특정 광 필드 서브-디스플레이(101)에 대한 반경에 선형으로 스케일링될 수 있다. 다른 구현들에서, 더 큰 반경들에서 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 (회전 축에 더 가까운 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 비해) 증가된 크기, 증가된 수의 픽셀들 또는 둘 모두를 갖는다. 또 다른 구현들에서, 예를 들어, 인접한 광 필드 서브-디스플레이들(101) 사이의 간격을 감소시키거나 또는 회전 축으로부터의 거리가 증가함에 따라 세장형 엘리먼트들(102)을 서브-엘리먼트들로 브랜치 아웃(branch out)함으로써, 더 큰 반경들에서 더 많은 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 사용될 수 있다.
[0045] 제어 시스템(110)은 예를 들어, 디스플레이 장치(100)에 의해 디스플레이될 이미지들 또는 이미지 디스플레이 명령들을 수신하기 위해 네트워크에 대한 연결을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(100)는 오디오 능력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 투사된 이미지와 관련된 오디오를 투사하기 위해 스피커 시스템(118)을 포함하거나 그에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 장치(100)가 오디오 커맨드들 또는 뷰어들로부터의 코멘트들을 수신 및 프로세싱할 수 있게 하는 마이크로폰(119) 및 음성 인식 기술을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 관심있는 뷰어들로부터 코멘트들을 인식하고, 코멘트들에 대한 응답으로 (예를 들어, 투사된 이미지의 컬러를 변경하는 것, 투사된 이미지를 변경하는 것, 코멘트들에 대한 오디오 응답을 출력하는 것 등에 의해) 디스플레이 장치(100)를 수정하기 위한 액션을 취하도록 구성될 수 있다. 예로서, 소매 상점 환경에서, 디스플레이는 판매할 제품의 이미지를 보여줄 수 있고, 제품의 가격에 대한 질문에 응답으로, 디스플레이는 가격을 가청적으로(예를 들어, "The product is on sale today for two dollars") 또는 디스플레이된 이미지에서의 변화(예를 들어, 가격을 보여주는 텍스트 또는 그래픽)에 의해 출력할 수 있다.
[0046] 디스플레이 장치(100)는 물체가 근처에 있는지 여부를 검출하기 위해 근접 센서(116)를 포함할 수 있고, 제어 시스템(110)은 가청적 또는 시각적 경고를 디스플레이하는 것 또는 프로펠러의 회전을 멈추거나 느리게 하는 것과 같은 적절한 액션을 취할 수 있다. 이러한 구현들은, 뷰어가 빠르게 회전하는 프로펠러 아암들에 대해 모르고 3D 가시적 물체를 터치하려 시도하는 경우 안전 이점들을 제공할 수 있다.
[0047] 광 필드를 생성하기 위한 디바이스들의 예들이 본원에 설명되지만, 디스플레이 장치들에서 물체의 3D 표현을 디스플레이하기 위해 어떠한 단일 광 필드 서브-디스플레이 타입도 필요하지 않음을 이해할 것이다. 물체의 3D 표현을 생성하기 위해 회전가능한 구조 상에 복수의 광 필드 서브-디스플레이들이 배치되는 다른 광 필드 디스플레이들이 구상된다. 예를 들어, 2016년 1월 29일에 출원되고 발명의 명칭이 "Holographic Propeller"인 미국 특허 출원 제62/288,680호에 설명된 임의의 광 필드 서브-디스플레이들, 조립체들 또는 배열들이 물체의 3D 표현을 디스플레이하기 위해 구현될 수 있고, 상기 출원은 개시하는 모든 것에 대해 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다. 본원에 개시된 실시예들 중 일부의 하나의 비제한적인 이점은, 회전되는 세장형 엘리먼트를 따라 광 필드 서브-디스플레이들의 어레이를 부착함으로써, 디스플레이 장치가 픽셀들에 의해 커버된 단일 비-회전 디스플레이에 비해 3D 표현을 디스플레이하기 위해 감소된 수의 광 필드 서브-디스플레이들을 활용할 수 있다는 점이다. 본 실시예들의 다른 비제한적인 이점은, 이미지를 생성하기 위해 전체 디스플레이를 조명하는 단일 디스플레이에 비해, 임의의 일 시점에 더 적은 디스플레이 엘리먼트들 또는 광 필드 서브-디스플레이들이 조명될 필요가 있다는 점이다. 일부 실시예들에서, 제어 시스템(110)은 디스플레이 장치(100)에 의해 투사될 원하는 이미지에 기초하여 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)의 작동(예를 들어, 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 조명의 타이밍, 세기, 및 컬러)을 제어하도록 구성될 수 있다.
마이크로-렌즈 어레이 조립체를 포함하는 예시적인 광 필드 서브-디스플레이
[0048] 도 2a 및 도 2b는 도 1의 회전가능한 구조(105)를 따라 배치될 수 있는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 예를 예시한다. 도 2a는 복수의 픽셀들(205)을 포함하는 픽셀 어레이(220)로부터 이격된 마이크로-렌즈 어레이(210)를 갖는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 일부분의 분해 사시도이다. 마이크로-렌즈 어레이(210)는 복수의 마이크로-렌즈들(215)을 포함한다. 도 2b는 도 2a에 도시된 광 필드 디스플레이(101)의 부분의 상면도이다. 픽셀 어레이(220)의 픽셀들(205)은 LC(liquid crystal), LED(light emitting diode)들, OLED(organic LED)들 또는 이미지를 렌더링하기 위해 광을 방출하도록 구성된 임의의 다른 타입의 픽셀 구조를 포함할 수 있다. 일반적으로, 픽셀 어레이(220)의 픽셀들(205)은 적어도 픽셀 어레이(220)의 위의 방향으로 마이크로-렌즈 어레이(210)를 향해, 실질적으로 등방성으로 광을 방출한다. 도 2a 및 도 2b 및 본원에 예시된 다른 도면들은 스케일링되지 않을 수 있고 오직 예시적인 목적이다. 추가로, 이러한 도면들은, 4개 초과의 마이크로-렌즈들(215) 및 100개 초과의 픽셀들(205)을 포함할 수 있는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 일부분을 개략적으로 예시한다.
[0049] 도 2a 및 도 2b는 광 필드 서브-디스플레이(101)가 다수의 마이크로-렌즈들(215)을 갖는 마이크로-렌즈 어레이(210)를 포함하는 것을 예시한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 마이크로-렌즈 어레이(210)는 마이크로-렌즈들(215)의 2x2 어레이를 포함한다. 각각의 마이크로-렌즈(215)는 픽셀 어레이(220)의 픽셀들(205)의 서브세트와 연관된다. 예를 들어, 마이크로-렌즈(215a)는 마이크로-렌즈(215a) 아래에 배치된 픽셀 어레이(220)의 픽셀들(205)의 서브세트(225)로부터의 광을 다양한 각도 방향들로 재지향시키기 위해 사용된다. 마이크로-렌즈(215a)에 의한 광의 재지향은 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명될 것이다.
[0050] 도 2a 및 도 2b의 광 필드 서브-디스플레이(101)를 이용하는 디스플레이 장치(100)의 분해능은, 예를 들어, 마이크로-렌즈 어레이(210)에 포함된 마이크로-렌즈들(215)의 수 및 각각의 마이크로-렌즈와 연관된 서브세트(225) 내의 픽셀들의 수에 의존할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 마이크로-렌즈(215)는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2a에 예시된 픽셀 어레이(220)는 10 x 10 픽셀들의 어레이(파선들로 도시됨)를 포함한다. 각각의 마이크로-렌즈(215)는 픽셀들(205)의 서브세트(225)와 연관될 수 있는데, 예를 들어 도 2a 및 도 2b에 예시된 바와 같이 마이크로-렌즈(215a)는 픽셀들(205)의 5 x 5 서브세트(225)(실선들로 도시됨)와 연관된다. 마이크로-렌즈 어레이(210) 및 픽셀 어레이(220)는 예시적인 것으로 의도되며, 다른 실시예들에서, 마이크로-렌즈들 및 픽셀들의 배열, 수들, 형상들 등은 예시된 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 어레이(220)는 마이크로-렌즈들(210)의 어레이에 의해 커버된 100x100 픽셀들을 포함하여, 각각의 마이크로-렌즈(215)는 픽셀 어레이(220) 상의 픽셀들의 10x10 어레이를 커버할 수 있다.
[0051] 도 2a 및 도 2b에 도시된 예에서, 마이크로-렌즈들(215)의 단면 형상들은 원형으로 도시되지만, 이들은 직사각형 또는 임의의 다른 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 개별적인 마이크로-렌즈들(215)의 형상 또는 간격은 마이크로-렌즈 어레이(210)에 걸쳐 상이할 수 있다. 또한, 도 2a 및 도 2b는 10x10 픽셀 어레이에 걸쳐 배치된 2 x 2 마이크로-렌즈 어레이를 도시하지만, 이는 예시의 목적이며, 마이크로-렌즈 어레이(210) 또는 픽셀 어레이(220)에 대해 임의의 다른 수 또는 치수 n x m(n, m = 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 64, 100, 512, 768, 1024, 1280, 1920, 3840 또는 임의의 다른 정수)이 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
[0052] 마이크로-렌즈 어레이(210)를 활용하는 하나의 비제한적인 이점은, 단일 광 필드 서브-디스플레이(101)의 각각의 마이크로-렌즈 어레이(210)가 디스플레이 장치의 관찰자들에게 광 필드를 제공할 수 있는 광 필드 디스플레이로서 구성될 수 있다는 점이다. 광 필드 디스플레이들은 컬러 및 세기와 함께 방출되는 광의 방향을 제어할 수 있다. 반대로, 종래의 디스플레이들은 모든 방향들에서 등방성으로 광을 방출한다. 예를 들어, 마이크로-렌즈(215a)는 픽셀들(205)의 서브세트(225)와 연관될 수 있다. 픽셀들(205)의 서브세트(225)는 등방성인 광을 방출할 수 있지만, 광이 마이크로-렌즈(215a)를 통과할 때, 광은 관찰자를 향해 지향되어 관찰자가 포커싱하고 있는 초점 평면에서의 공간의 포인트로부터 발신되는 광선을 모방 또는 시뮬레이트한다.
[0053] 도 3a 내지 도 3c는 픽셀 어레이(220) 및 마이크로-렌즈 어레이(210)의 다수의 배열들에 대한 광선 트레이스들의 예시적인 표현을 포함하는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 부분 측면도들이다. 도 3a는 픽셀 어레이(220)의 픽셀들(205)의 서브세트(225)로부터 방출되는 광선들을 포함하는 광 필드 서브-디스플레이(101)의 부분 측단면도를 예시한다. 픽셀 어레이(220)의 픽셀들(205)은 마이크로-렌즈 어레이(210)로부터 소정 거리에 위치된다. 일부 실시예들에서, 하드웨어 프로세서는 디지털 메모리(114)에 저장된 이미지 데이터에 기초하여 광을 방출하도록 픽셀 어레이(220)의 각각의 픽셀(205)을 구동하도록 구성된다. 개별적인 픽셀들(205) 각각으로부터 방출된 광은 마이크로-렌즈 어레이(210)와 상호작용하여, 연관된 마이크로-렌즈(215a) 아래의 픽셀들(205)의 서브세트(225)로부터 방출된 광의 공간 범위는 상이한 발신 각도들로 전파되는 광 빔들(305a)의 어레이를 생성한다. 도 3a에 예시된 실시예에서, 마이크로-렌즈 어레이(210)와 개별적인 픽셀들(205) 사이의 거리는 마이크로-렌즈 어레이(210) 내의 마이크로-렌즈(215)의 초점 길이(f)와 대략 동일하다. 거리 a가 초점 길이(f)와 동일할 때, 픽셀 어레이(220)의 개별적인 픽셀들(205)로부터 방출된 광은 마이크로-렌즈 어레이(210)와 상호작용하여, 픽셀들(205)의 서브세트(225)로부터 방출된 광의 공간 범위는 상이한 발신 각도들에서 광(305a)의 실질적으로 시준된 빔들의 어레이를 생성한다. 광선들에 대한 상이한 라인 타입들(예를 들어, 실선, 점선들 등)은 광의 컬러 또는 세기를 나타내는 것이 아니라, 상이한 픽셀들에 의해 방출되는 광선들의 기하구조를 나타내기 위해 단지 예시적이다.
[0054] 일부 실시예들에서, 각각의 개별적인 마이크로-렌즈(215) 아래에 배치된 픽셀들(205)의 서브세트(225) 내의 픽셀들의 수는 마이크로-렌즈 어레이(210) 내의 각각의 마이크로-렌즈로부터 방출되도록 설계된 광(305a)의 빔들의 수에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 마이크로-렌즈(215a) 아래의 픽셀들(205)의 n x m 서브세트(225)는 관찰자들에 의해 인지가능한 광 빔들의 n x m 어레이를 생성하여, 디스플레이 장치(100)에 의해 표현되는 물체의 n x m개의 상이한 뷰잉 방향들을 표현할 수 있다. 다양한 구현들에서 n 및 m(이는 서로 상이할 수 있고, 픽셀들(205)의 각각의 서브세트(225)에서 상이할 수 있음)은 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 16, 32, 64, 100, 256 또는 그 초과와 같은 정수들일 수 있다. 예를 들어, 픽셀들(205)의 5 x 5 서브세트(225)를 갖는 도 2a의 마이크로-렌즈(215a)는 25개의 상이한 방향들에서 광을 방출할 수 있다. 각각의 방향은 디스플레이 장치(100)에 의해 디스플레이될 이미지의 뷰잉 방향과 연관될 수 있다.
[0055] 도 3a에 예시된 실시예에서, 개별적인 픽셀들(205)은 마이크로-렌즈 어레이(210)의 초점 길이(f)에 위치되어, 개별적인 픽셀들(205)로부터 방출된 광은 마이크로-렌즈들(215)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 시준될 것이고, 마이크로-렌즈(215) 아래의 픽셀들(205)의 서브세트(225)가 디스플레이에 의해 생성된 전체 광 필드의 특정 각도에 각각 대응하는 다수의 광(305a)의 빔들을 효과적으로 생성하도록 하는 발신 각도로 재지향될 것이다. 일부 구현들에서, 비교적 적은 픽셀들이 픽셀들(205)의 서브세트(225)에 있으면, 광(305a)의 개별적으로 시준된 빔들 사이에 갭들(310a)이 존재할 수 있다. 갭들(310a)은 갭(310a)과 연관된 각도로 이미지를 뷰잉하는 관찰자에 의해 인지가능할 수 있고, 갭(310a)의 각도 범위가 너무 크면 이미지의 외관을 방해할 수 있다. 갭(310a)은 그 각도에서 관찰자에게 지향되는 광(305a)의 세기의 페이딩(fading)으로서 관찰될 수 있다. 갭들(310a)이 각도 범위에서 너무 크면, 관찰자가 자신의 머리 또는 눈을 이동시키거나 자신의 위치를 디스플레이에 대해 상대적으로 약간 변경할 때 디스플레이된 이미지의 밝기가 변조되는 것을 인식할 수 있고, 이는 방해적일 수 있다. 일 실시예에서, 갭들(310a)의 각도 범위가 충분히 작도록 픽셀들(205)의 서브세트(225) 내의 픽셀들의 수를 증가시킴으로써 갭(310a)은 감소될 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이(101)로부터의 광의 분포를 모델링하고, 관찰자들이 디스플레이를 뷰잉하는 통상적인 거리, 허용가능한 변조의 양 등과 같은 팩터들에 기초하여 픽셀들 및 마이크로-렌즈들의 수, 간격, 공간 분포 등을 결정하기 위해 광선 추적 소프트웨어가 사용될 수 있다.
[0056] 다른 실시예에서, 대안적으로 또는 본원에 설명된 실시예들과 조합하여, 픽셀들(205)의 서브세트(225) 내의 픽셀들이 마이크로-렌즈들의 마이크로-렌즈들(215)(예를 들어, 도 3b 및 도 3c 참조)의 초점 평면(230)보다 약간 더 크거나 작은 마이크로-렌즈 어레이(210)로부터 소정 거리에 배치될 수 있다. 이는 개별적인 빔들의 일부 발산을 초래하여, 광 필드 서브-디스플레이(101)로부터 먼 필드에서의 광 필드에 더 적은, 감소된 갭들이 존재하거나 갭들이 없을 수 있다. 예를 들어, 도 3b는 거리 a가 초점 길이 f보다 작아서, 광(305b)의 빔들이 외측으로 발산되고, 따라서 갭들(310b)의 각도 범위를 감소시키는 시나리오를 예시한다. 도 3c는 일부 실시예들에서, 더 큰 갭들(310c)을 초래할 수 있는 중심 빔을 향해 빔들이 발산될 수 있도록 거리 a가 초점 길이 f보다 큰 시나리오를 예시한다.
도파관 스택 조립체를 포함하는 광 필드 서브-디스플레이
[0057] 도 2a 내지 도 3c는 디스플레이 장치(100)에서 사용하기 위한 마이크로-렌즈 어레이(210)를 포함하는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 예를 도시하지만, 이는 예시적이며 제한적인 아니다. 본원에 개시된 실시예들의 다양한 이점들은 광 필드 서브-디스플레이들(101) 중 하나 이상으로서 사용되는 광 필드를 생성할 수 있는 디스플레이의 임의의 변형 및 타입에 의해 달성될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 2014년 11월 27일에 출원되고 미국 특허 공개 공보 제2015/0205126호로 공개되고 발명의 명칭이 "Virtual and Augmented Reality Systems and Methods"인 미국 특허 출원 제14/555,585호에 설명된 광 필드 디스플레이들, 적층된 도파관 조립체들 또는 다른 광학 방출기들 중 임의의 것은 도 1의 디스플레이(100)의 광 필드 서브-디스플레이들(101) 중 하나 이상으로서 구현될 수 있고, 상기 출원은 이로써 개시하는 모든 것에 대해 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다. 또한, 적층된 도파관 조립체들은 대안적으로 또는 도 2a 및 도 2b의 마이크로-렌즈 어레이를 포함하는 광 필드 서브-디스플레이들과 조합하여 구현될 수 있다.
[0058] 도 4a 및 도 4b는 광 필드 서브-디스플레이(101)로서 구현될 수 있는 적층된 도파관 조립체(178)의 하나의 각각의 실시예를 예시한다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b는 다수의 깊이 평면들을 사용하여 3차원 이미저리를 시뮬레이트하기 위한 접근법의 양상들을 예시한다. 도 4a 및 도 4b에 예시된 옵틱스는 투과성 빔스플리터 기판들의 적층된 도파관 조립체에 대응하고, 그 각각은 상이한 초점 평면에 광을 투사하도록 구성된다.
[0059] 도 4a를 참조하면, 눈(404)(단일 눈 또는 2개의 눈들일 수 있음)으로부터 다양한 거리들에 있는 물체들은 그러한 물체들이 초점 내에 있도록 눈(404)에 의해 원근조절된다. 결국, 특정한 원근조절된 상태는 특정한 깊이 평면들과 연관되는 것으로 지칭되고, 연관된 초점 거리를 가져서, 특정한 깊이 평면 내의 물체들 또는 물체들의 부분들은 눈이 그 깊이 평면에 대해 원근조절된 상태일 때 초점이 맞는다. 일부 실시예들에서, 3차원 이미저리는 각각의 눈(404)에 대한 이미지의 상이한 프리젠테이션들(예를 들어, 상이한 렌더링된 프레임들)을 제공함으로써 그리고 또한 깊이 평면들 또는 상이한 뷰잉 각도들 각각에 대응하는 이미지의 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써 시뮬레이트될 수 있다. 이론으로 제한됨이 없이, 인간의 눈은 통상적으로 깊이 인지를 제공하는 유한한 수의 깊이 평면들을 해석할 수 있는 것으로 여겨진다. 결국, 이러한 제한된 수의 깊이 평면들 각각에 대응하는 이미지의 상이한 프리젠테이션들을 눈에 제공함으로써, 인지된 깊이의 매우 신뢰가능한 시뮬레이션이 달성될 수 있다.
[0060] 도 4a는 이미지 정보를 사용자에게 출력하기 위한 적층된 도파관 조립체(178)의 예를 예시한다. 적층된 도파관 조립체 또는 도파관들의 스택(178)은 복수의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)을 사용하여 눈/뇌에 3차원 인지를 제공하기 위해 활용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 도파관 조립체(178)는 도 1의 광 필드 서브-디스플레이(101)에 대응할 수 있다.
[0061] 도 4a를 계속 참조하면, 적층된 도파관 조립체(178)는 또한 도파관들 사이에 다수의 특징부들(198, 196, 194, 192)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 특징부들(198, 196, 194, 192)은 렌즈들을 포함할 수 있다. 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 또는 복수의 렌즈들(198, 196, 194, 192)은 다양한 레벨들의 파면 곡률 또는 광선 발산으로 눈에 이미지 정보를 전송하도록 구성될 수 있다. 각각의 도파관 레벨은 특정 깊이 평면과 연관될 수 있고 그 깊이 평면에 대응하는 이미지 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 이미지 주입 디바이스들(410, 420, 430, 440, 450)은 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)에 렌더링된 프레임 이미지 정보(앞서 설명된 바와 같음)를 주입하기 위해 활용될 수 있고, 이들 각각은 눈(404)을 향하는 출력을 위해 각각의 개별적인 도파관에 걸쳐 입사 광을 분산시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광의 단일 빔(예를 들어, 시준된 빔)이 각각의 도파관 내로 주입되어 눈(404)을 향해 지향된 복제된 시준된 빔들의 전체 필드를, 렌더링된 프레임의 그리고 특정 도파관과 연관된 깊이 평면에 대응하는 특정 각도들(및 발산양)으로 출력할 수 있다.
[0062] 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 TIR(total internal reflection)에 의해 각각의 개별적인 도파관 내에서 광을 전파하도록 구성될 수 있다. 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 각각 평면형이거나 다른 형상(예를 들어, 곡선형)을 가질 수 있으며, 주 상단 및 하단 표면들 및 에지들은 이들 주 상단 및 하단 표면들 사이에서 연장된다. 예시된 구성에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 각각, 눈(404)에 이미지 정보를 출력하기 위해 광을 도파관 밖으로 재지향시키고 각각의 개별적인 도파관 내에서 전파함으로써 도파관 밖으로 광을 추출하도록 구성되는 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)을 포함할 수 있다. 추출된 광 빔은, 도파관에서 전파되는 광이 광 재지향 엘리먼트를 가격하는 위치들에서 도파관에 의해 출력된다. 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 예를 들어 반사 또는 회절 광학 특징부들일 수 있다. 설명의 편의 및 도면 명확성을 위해 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 하단 주 표면들에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예들에서, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 상단 또는 하단 주 표면들에 배치될 수 있거나, 또는 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 체적 내에 직접 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)을 형성하기 위해 투명 기판에 부착된 재료 층으로 형성될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 단일 종의 재료일 수 있고 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 그 종의 재료의 표면 상에 또는 내부에 형성될 수 있다.
[0063] 도 4a를 계속 참조하면, 본원에 논의된 바와 같이, 각각의 도파관(182, 184, 186, 188, 190)은 특정 깊이 평면 또는 뷰잉 방향에 기초하여 렌더링된 프레임 또는 프리젠테이션을 형성하기 위해 광을 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 눈에 가장 가까운 도파관(182)은 이러한 도파관(182)에 주입된 바와 같이 시준된 광을 눈(404)에 전달하도록 구성될 수 있다. 시준된 광은 광학 무한 초점 평면을 표현할 수 있다. 다음 도파관 상부(184)는 시준된 광이 눈(404)에 도달할 수 있기 전에 제1 렌즈(192)(예를 들어, 네거티브 렌즈)를 통과하는 시준된 광을 전송하도록 구성될 수 있다. 제1 렌즈(192)는 약간 볼록한 파면 곡률을 생성하도록 구성되어, 눈/뇌는 다음 도파관 상부(184)로부터 오는 광이 광학 무한대로부터 눈(404)을 향해 더 가까운 안쪽의 제1 초점 평면 또는 뷰잉된 방향으로부터 오는 것으로 해석할 수 있다. 유사하게, 제3 상부 도파관(186)은 광이 눈(404)에 도달하기 전에 제1 렌즈(192) 및 제2 렌즈(194) 모두를 통해 출력 광을 통과시킨다. 제1 및 제2 렌즈들(192 및 194)의 조합된 광학 파워는 다른 증분량의 파면 곡률을 생성하도록 구성되어, 눈/뇌는 제3 도파관(186)으로부터 오는 광을, 다음 도파관 상부(184)로부터의 광보다 광학 무한대로부터 사람을 향해 더욱 더 가까운 안쪽의 제2 초점 평면 또는 뷰잉 방향으로부터 오는 것으로 해석할 수 있다. 따라서, 도파관 스택의 하나 이상의 도파관들은 광 필드 서브-디스플레이의 하나 이상의 픽셀들로서, 개별적으로 또는 다른 도파관들과 조합되어 구성될 수 있다.
[0064] 다른 도파관 층들(예를 들어, 도파관들(188, 190)) 및 렌즈들(예를 들어, 렌즈들(196, 198))은 유사하게 구성되며, 스택에서 가장 높은 도파관(190)은 개인에 대한 가장 가까운 초점 평면을 표현하는 집합된 초점 파워에 대해 도파관과 눈 사이의 렌즈들 모두를 통해 출력을 전송한다. 적층된 도파관 조립체(178)의 다른 측의 세계(144)로부터 오는 광을 뷰잉/해석할 때 렌즈들의 스택(198, 196, 194, 192)을 보상하기 위해, 보상 렌즈 층(180)은 아래의 렌즈 스택(198, 196, 194, 192)의 집합된 파워를 보상하기 위해 스택의 상단에 배치될 수 있다. 이러한 구성은 이용가능한 도파관/렌즈 쌍들이 존재하는 만큼 많은 인지된 초점 평면들을 제공한다. 도파관들의 광 추출 광학 엘리먼트들 및 렌즈들의 포커싱 양상들 둘 모두는 정적일 수 있다(예를 들어, 동적 또는 전기-활성이 아님). 일부 대안적인 실시예들에서, 어느 하나 또는 둘 모두는 전기-활성 특징부들을 사용하여 동적일 수 있다.
[0065] 도 4a를 계속 참조하면, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 자신들 각각의 도파관들 밖으로 광을 재지향시키는 것 및 이러한 광을 도파관과 연관된 특정 깊이 평면(또는 뷰잉 방향)에 대한 적절한 발산 또는 시준양으로 출력하는 것 둘 모두를 위해 구성될 수 있다. 그 결과, 상이한 연관된 깊이 평면들(또는 뷰잉 방향)을 갖는 도파관들은 광 추출 광학 엘리먼트들의 상이한 구성들을 가질 수 있고, 이는 연관된 깊이 평면(또는 뷰잉 방향)에 따라 상이한 발산양으로 광을 출력한다. 일부 실시예들에서, 본원에 논의된 바와 같이, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 체적 또는 표면 특징부들일 수 있고, 이는 특정 각도들에서 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 체적 홀로그램들, 표면 홀로그램들 또는 회절 격자들일 수 있다. 다른 실시예들에서, 이들은 단순히 스페이서들(예를 들어, 에어 갭(air gap)들을 형성하기 위한 클래딩(cladding) 층들 또는 구조들)일 수 있다.
[0066] 도 4b는 도파관에 의해 출력된 출사 빔들의 예를 도시한다. 하나의 도파관이 예시되지만, 도파관 조립체(178) 내의 다른 도파관들이 유사하게 기능할 수 있고, 여기서 도파관 조립체(178)는 다수의 도파관들을 포함한다. 광(400)은 도파관(182)의 입력 에지(382)에서 도파관(182)으로 주입되고 TIR에 의해 도파관(182) 내에서 전파된다. 광(400)이 광 추출 광학 엘리먼트(282) 상에 부딪치는 포인트들에서, 광의 일부분은 출사 빔들(402)로서 도파관을 빠져 나간다. 출사 빔들(402)은 실질적으로 평행하게 예시되지만, 이들은 또한 도파관(182)과 연관된 깊이 평면 또는 뷰잉 각도에 따라, 소정 각도(예를 들어, 발산 출사 빔들을 형성함)에서 눈(404)으로 전파되도록 재지향될 수 있다. 실질적으로 평행한 출사 빔들은 눈(404)으로부터 먼 거리(예를 들어, 광학 무한대)에 있는 깊이 평면 상에 설정되는 것으로 보이는 이미지들을 형성하기 위해 광을 추출하는 광 추출 광학 엘리먼트들을 갖는 도파관을 표시할 수 있다. 다른 도파관들 또는 광 추출 광학 엘리먼트들의 다른 세트들은 더 발산하는 출사 빔 패턴을 출력할 수 있고, 이는, 망막 상에 초점을 맞추기 위해 눈(404)이 더 가까운 거리에 원근조절하도록 요구할 것이고, 광학 무한대보다 눈(404)에 더 가까운 거리로부터의 광으로 뇌에 의해 해석될 것이다.
[0067] 도 4c는 배터리, 프로세서 또는 조명된 팬 조립체를 포함할 수 있는 예시적인 AR(augmented reality) 디스플레이 디바이스 및 벨트-팩을 개략적으로 예시한다. 사용자의 눈들 전방에 위치된 디스플레이 시스템(62)에 커플링된 프레임(64) 구조를 특징으로 하는 머리 장착 컴포넌트(58)를 착용한 AR 디바이스의 사용자(60)가 도시되어 있다. 스피커(66)는 도시된 구성으로 프레임(64)에 커플링되고 사용자의 외이도에 인접하게 위치된다(일 실시예에서, 도시되지 않은 다른 스피커가 스테레오/성형가능 음향 제어를 제공하기 위해 사용자의 다른 외이도에 인접하게 위치된다). 디스플레이 시스템(52)은 임의의 타입의 증강 또는 가상 현실 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 시스템(52)은 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명된 것과 일반적으로 유사한 광 필드 디스플레이(예를 들어, 적층된 도파관 조립체(178)를 가짐)를 포함할 수 있다. 디스플레이(62)는 예를 들어, 유선 리드 또는 무선 접속에 의해, 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)에 동작가능하게 커플링되며(68), 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 프레임(64)에 고정적으로 부착되는 것, 헬멧 또는 모자에 고정적으로 부착되는 것, 헤드폰에 내장되는 것, 사용자의 몸통 또는 팔다리(예를 들어, 아암)에 또는 벨트-커플링 스타일 구성으로(또는 예를 들어, 백팩-스타일 구성으로) 도 4c에 도시된 바와 같이 사용자(60)의 엉덩이(84)에 착탈식으로 부착되는 것과 같은 다양한 구성들로 장착될 수 있다.
[0068] 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 전력-효율적 프로세서 또는 제어기 뿐만 아니라 디지털 메모리, 이를테면 플래시 메모리를 포함할 수 있고, 둘 모두는 a) 프레임(64)에 동작가능하게 커플링될 수 있는 센서들, 이를테면 이미지 캡처 디바이스들(이를테면, 카메라들), 마이크로폰, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 나침반들, GPS 유닛들, 라디오 디바이스들 또는 자이로들로부터 캡처된; 또는 b) 원격 프로세싱 모듈(72) 또는 원격 데이터 저장소(74)를 사용하여, 가능하게는 프로세싱 또는 리트리벌 이후 디스플레이(62)로의 통과를 위해 포착 또는 프로세싱된 데이터의 프로세싱, 캐싱 및 저장을 보조하기 위해 활용될 수 있다. 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 예를 들어, 유선 또는 무선 통신 링크들 통해 원격 프로세싱 모듈(72) 및 원격 데이터 저장소(74)에 동작가능하게 커플링되어(76, 78), 이들 원격 모듈들(72, 74)은 서로 동작가능하게 커플링되고 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)에 대한 자원들로서 이용가능하다.
[0069] 일 실시예에서, 원격 프로세싱 모듈(72)은 데이터 또는 이미지 정보를 분석 및 프로세싱하도록 구성된 하나 이상의 비교적 강력한 프로세서들 또는 제어기들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 원격 데이터 저장소(74)는 "클라우드" 자원 구성에서 인터넷 또는 다른 네트워킹 구성을 통해 이용가능할 수 있는 비교적 대규모 디지털 데이터 저장 설비를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 모든 데이터가 저장되고 모든 계산이 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈에서 수행되어 임의의 원격 모듈들로부터 완전히 자율적인 사용을 허용한다.
[0070] 도 4c의 예에 도시된 바와 같이, 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 모듈(70) 내의 전자장치들을 냉각시키도록 설계된 팬 조립체(800b)를 포함할 수 있다. 팬 조립체(800b)의 예들은 도 8b 및 도 8c를 참조하여 아래에 설명된다. 또한, 도 8a 내지 도 18을 참조하여 아래에 추가로 설명되는 바와 같이, 팬 조립체(800b)는 (예를 들어, 외부 광원들을 통해 또는 팬 블레이드들 상에 배치된 광원들을 통해) 조명될 수 있고, AP 디스플레이 디바이스의 이미지, 컬러(들), 경보들, 메시지들, 동작 상태들 등을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70) 또는 원격 프로세싱 모듈(72) 및 원격 데이터 저장소(74)는 예를 들어, 도 14 내지 도 16 및 도 18을 참조하여 설명된 방법들을 수행하기 위해 팬 조립체(800b)에 의해 이미지를 디스플레이하기 위해 사용되는 프로세싱을 수행하도록 프로그래밍될 수 있다.
물체의 3D 표현을 디스플레이하기 위한 대안적인 실시예들
[0071] 도 1은, 그 위에 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 갖는 4개의 세장형 엘리먼트들(102)을 갖는 회전가능한 구조(105)를 포함하는 디스플레이 장치(100)의 예를 도시하지만, 디스플레이 장치(100)는 다른 실시예들에서 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전가능한 구조는 임의의 형상 또는 크기를 갖는 임의의 수의 세장형 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 또한, 회전가능한 구조는 광 필드 서브-디스플레이들의 하나 이상의 어레이들을 갖는 단일 구조를 포함할 수 있다. 도 5a 내지 도 5g는 본원의 개시에 따른 디스플레이 장치(100)의 실시예들 중 일부를 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다.
[0072] 도 5a 및 도 5b는 프로펠러로서 구성된 상이한 회전가능한 구조들(105)을 갖는 디스플레이 장치(100)를 예시하고, 여기서 세장형 엘리먼트들(102)의 수 및 배열은 도 1에 예시된 것과 상이하다(모터(104) 및 제어 시스템(110)은 도시되지 않음). 예를 들어, 도 5a는 3개의 세장형 엘리먼트들(102a)을 포함하는 회전가능한 구조(105a)를 예시한다. 도 1의 세장형 엘리먼트들(102)과 유사하게, 각각의 세장형 엘리먼트(102a)는 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함한다. 도 5a는 3개의 동일하게 이격된 세장형 엘리먼트들(102a)의 배열을 예시하지만, 세장형 엘리먼트들(102a)은 동일하게 이격될 필요가 없고 그 사이에 임의의 간격을 가질 수 있다. 도 5b는 6개의 세장형 엘리먼트들(102b)을 포함하는 회전가능한 구조(105b)의 다른 예를 예시한다. 세장형 엘리먼트들은 길이 또는 폭에서 동일할 필요가 없다. 또한, 도 5a 및 도 5b에 예시된 바와 같이, 각각의 세장형 엘리먼트(102a, 102b) 상의 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 수는 동일하고, 이는 회전가능한 구조들의 모든 설계들에 대한 경우일 필요는 없다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 수는 디스플레이 장치(100)의 특정 애플리케이션에 의해 요구되는 바와 같이 변할 수 있다.
[0073] 일부 실시예들에서, 세장형 엘리먼트들은 직선일 필요는 없지만 임의의 비-직선 형상(예를 들어, 만곡형, 원호형, 세그먼트형 등)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5c는 원호형 형상을 갖는 세장형 엘리먼트들(102c)을 갖는 다른 회전가능한 구조(105c)를 예시하고, 여기서 원호는 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 그 위에 배치되는 동일한 평면을 따른다. 예를 들어, 세장형 엘리먼트들(102c)은 회전가능한 구조(105c)의 회전 축(120)에 수직인 평면을 따라 만곡된다.
[0074] 일부 실시예들에서, 세장형 엘리먼트들은 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 필요가 없다. 예를 들어, 각각의 세장형 엘리먼트는 원형 또는 타원형 단면을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 세장형 엘리먼트들은 임의의 다각형 형상의 단면(예를 들어, 삼각형, 오각형, 육각형 등의 단면 형상)을 가질 수 있다. 도 1 및 도 5a 내지 도 5g에 예시된 실시예들은 회전 축(120)에 수직인 단일 평면 표면을 따라 배치된 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 도시하지만, 반드시 그러한 경우일 필요는 없다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 광 필드 서브-디스플레이들(101a)(파선들로 도시됨)은 선택적으로 세장형 엘리먼트의 다른 표면들 상에 배치될 수 있다.
[0075] 유사하게, 각각의 세장형 엘리먼트는 회전가능한 구조의 회전 축(120)과 상이한 제2 회전 축을 중심으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 각각의 세장형 엘리먼트(102a)는 세장형 엘리먼트를 따라 연장되는 축(530)을 가질 수 있다. 그 다음, 디스플레이 장치(100)는 개별적으로 또는 조합하여 세장형 엘리먼트들(105a) 중 하나 이상을 그들 자신의 축(530)을 중심으로 회전시키도록 구성될 수 있다.
[0076] 일부 실시예들에서, 디스플레이 장치(100)는 다수의 회전가능한 구조들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5d는 회전 축(120)을 중심으로 서로 독립적으로 회전될 수 있는 다수의 회전가능한 구조들(105d 및 105e)을 예시한다. 도 5d는 2개의 회전가능한 구조들(105d, 105e)을 예시하지만 3, 4, 5 또는 더 많은 회전가능한 구조들이 활용될 수 있다. 도 5d에 예시된 바와 같이, 세장형 엘리먼트들(102d 및 102e)의 수는 각각의 회전가능한 구조에 대해 동일할 필요가 없지만, 이들은 2개의 회전가능한 구조들에 대해 수, 형상 및 배열에서 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전가능한 구조(105d)의 회전 레이트 또는 회전 방향은 회전가능한 구조(105e)의 회전 레이트 또는 회전 방향과 동일하다. 다른 실시예에서, 회전 레이트들 또는 회전 방향들은 상이한 회전가능한 구조들에 대해 상이한데, 예를 들어, 회전가능한 구조들은 반대 방향들로 회전한다. 또한, 각각의 회전가능한 구조 상에 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 수는 동일하거나 동일한 배열일 필요가 없다.
[0077] 일부 실시예들에서, 다수의 세장형 엘리먼트들의 사용에 추가적으로 또는 대안적으로, 디스플레이 장치(100)의 회전가능한 구조(105)는 모터(104)에 의해 회전될 수 있는 투명 엘리먼트를 포함할 수 있다. 투명 엘리먼트는 플렉시글라스(plexiglass) 디스크 또는 얇은 2-D 중합체, 열가소성 또는 아크릴 엘리먼트일 수 있다. 예를 들어, 도 5e 및 도 5f는 각각의 배열의 예를 예시한다. 도 5e는 투명 엘리먼트(510)를 포함하는 예시적인 회전가능한 구조(105f)의 사시도이다. 도 5f는 도 5e에 도시된 라인 A-A를 따라 취해진 디스플레이 장치(100)의 단면도이다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 앞서 설명된 바와 같이, 임의의 적절한 배열로 투명 엘리먼트(510)에 부착되고, 제어 시스템(110)에 의해 조명될 수 있다. 도 5e 및 도 5f에 예시된 바와 같이, 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 배열이 도 1 및 도 5a 내지 도 5c에 도시된 세장형 엘리먼트들(102)을 따른 배열과 유사하도록 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 세장형 방향(502f)을 따라 투명 엘리먼트(510)의 표면 상에 배치될 수 있다. 도 5f는 투명 엘리먼트(510)의 상부 표면 상의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 예시하지만, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 투명 엘리먼트(510)의 하부 표면에 부착되거나 투명 엘리먼트(510) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 제1 투명 디스크의 표면에 그리고 그 다음, 제1 디스크 상에 배치된 제2 투명 디스크에 부착될 수 있다. 이러한 실시예들은 유리하게는 관찰자들에 의해 터치되는 것으로부터 또는 환경적 손상으로부터 서브-디스플레이들을 보호할 수 있다.
[0078] 투명 엘리먼트(510)의 재료는 각각의 광 필드 서브-디스플레이(101)로부터 광 투과의 광학 속성들에 대해 영향을 미치지 않거나 최소한의 영향을 미치도록 선택될 수 있다(예를 들어, 재료는 가시성에서 실질적으로 투명하다). 다른 실시예들에서, 투명 엘리먼트(510)는 컬러 필터링, 편광 변조, 또는 광 필드 서브-디스플레이들(101)로부터 방출된 광에 부과될 다른 광학 속성들을 포함할 수 있다. 도 5e 및 도 5f의 디스플레이 장치의 하나의 비제한적인 이점은, 외부 아이템(예를 들어, 이미지를 뷰잉하는 개인의 손)이 도 1 및 도 5a 내지 도 5c에 도시된 프로펠러 실시예들의 각각의 아암 사이에 삽입되는 위험을 최소화할 수 있는 회전 디스크에 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 부착되거나 포함되어, 디스플레이 장치(100)를 손상시키거나 외부 아이템을 손상시킬 가능성을 감소시킨다는 점이다.
[0079] 도 5g는 정적인 디스플레이 장치의 실시예를 예시한다. 디스플레이 장치(500)는 투명 기판(550) 상에 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 어레이를 포함한다. 도 5g는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 11 x 11 어레이를 개략적으로 예시하지만, 광 필드 서브-디스플레이 어레이의 임의의 사이즈 n x m이 구현될 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 어레이의 서브세트는 세장형 엘리먼트들(502g)의 임의의 수 또는 배열을 생성하도록 제어 시스템(110)에 의해 조명됨으로써 세장형 특징부(502g)를 형성할 수 있다. 조명되는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 서브세트 어레이는, 세장형 특징부(502g)가 디스플레이 장치(500)를 중심으로 전기적으로 회전되도록 하는 회전 레이트로 변경될 수 있다. 실제로, 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 세장형 특징부들(502g)을 순차적으로 조명함으로써, 제어 시스템(110)은 프로펠러의 아암들의 물리적 회전을 전자적으로 모방할 수 있다.
[0080] 각각의 시간 인스턴스에서 세장형 특징부(502g)가 회전할 때, 세장형 특징부(502g)를 형성하는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 서브세트 어레이는 변한다. 따라서, 세장형 특징부(502g)는 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 스트로브 또는 턴 온 및 오프시키는 결과로서 경로(503)를 중심으로 회전하는 것으로 보인다. 세장형 특징부(502g)가 "회전될" 때, 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 서브세트 어레이의 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 이미지의 3D 표현을 디스플레이하도록 제어기(110)에 의해 제어된다. 도 5g에 예시된 실시예의 하나의 비제한적인 이점은, 디스플레이 장치(500)의 어떠한 기계적으로 회전하는 부분들도 존재하지 않으며, 회전은 제어기에 의한 프로세싱을 통해 광 필드 서브-디스플레이들(101) 상에 부과된다는 점이다. 따라서, 주위 영역들에 손상 또는 부상을 초래할 수 있는 어떠한 회전가능한 구조도 존재하지 않는다. 도 5g에 도시된 실시예에서, 디스플레이 장치(500)는 정적이기 때문에 어떠한 모터도 사용되지 않는다. 그러나, 다른 실시예들에서, 기판(550)을 회전시키기 위해 모터가 사용되어, 기판(500)의 물리적 회전과 조명되는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 전자적 "회전"의 조합이 광 필드 이미지를 제공한다.
예시적인 비-평면 광 필드 디스플레이 장치
[0081] 도 6a 및 도 6b는 디스플레이 장치(100), 및 상이한 뷰잉 방향들에서 디스플레이 장치(100)에 의해 디스플레이되는 예시적인 (개의) 이미지(610)를 뷰잉하는 다수의 관찰자들(620a, 620b)의 예의 사시도들이다. 도 6a 및 도 6b에 예시된 디스플레이 장치(100)는 도 1 및 도 5a 내지 도 5g의 디스플레이 장치(100)와 실질적으로 유사할 수 있다.
[0082] 도 6a는 예를 들어, 회전 축(120)의 방향에 대해 작은 각도로, 디스플레이 장치(100)의 대략 전방에 위치된 관찰자(620a)를 예시한다. 관찰자(620a)에 대한 디스플레이 장치(100)의 시야는 점선들(615a)로서 예시된다. 관찰자(620a)의 경우, 시야(615a)는 디스플레이 장치(100)에 의해 디스플레이되는 이미지를 완전히 뷰잉할만큼 넓다.
[0083] 반대로, 도 6b는 관찰자(620b)가 회전 축(120)으로부터 떨어진 각도로 디스플레이 장치(100)에 의해 투사되는 이미지(610)를 보고 있도록 위치된 관찰자(620b)를 예시한다. 관찰자(620b)가 회전 축(120)으로부터 점점 더 큰 각도들에서 이미지(610)를 뷰잉함에 따라, 시야(615b)는 점점 더 좁아질 수 있다. 좁은 시야(615b)는 왜곡된 이미지, 납작한 이미지, 또는 심지어 뷰잉불가능한 이미지를 초래할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이는, 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 점점 더 큰 비스듬한 각도들로부터 뷰잉되는 것에 기인할 수 있고, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 회전 축(120)으로부터 점점 더 큰 각도들로 광을 지향시킬 수 없다. 디스플레이 장치(100)로부터 투사되는 광의 3D 광 필드 성질로 인해, 축을 벗어난 관찰자들(예를 들어, 관찰자(620b))은 이미지(610)의 상이한 관점이 디스플레이로부터 투사되는 것으로 인지될 것이다.
[0084] 따라서, 도 7은 회전 축(120)으로부터 더 큰 각도들에서 물체의 3D 표현을 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 장치(100)의 실시예를 예시한다. 도 7은 회전가능한 구조(105)가 관찰자들(720a, 720b)에게 볼록하도록 만곡되는 디스플레이 장치(100)의 예의 사시도를 예시한다.
[0085] 도 7에 예시된 실시예에서, 회전가능한 구조(105)의 세장형 엘리먼트들(102)은 볼록성을 달성하기 위해 회전 축(120)에 수직인 평면으로부터 만곡된다. 볼록한 회전가능한 구조(105)를 갖는 디스플레이 장치(100)의 이점은, 디스플레이 장치의 바로 전방에 있지 않은 관찰자(예를 들어, 관찰자(720b))가 (예를 들어, 관찰자(720a)처럼) 디스플레이 장치(100)의 상당한 시야(715b)(예를 들어, 도 6a 및 도 6b의 평탄한 회전가능한 구조에 비해 증가된 시야)를 볼 수 있다는 점이다.
[0086] 세장형 엘리먼트들(102)의 곡률은 디스플레이 장치(100)에 대한 원하는 시야를 제공하도록 선택될 수 있다. 곡률은 세장형 엘리먼트(102)를 따라 일정하거나 각각의 세장형 엘리먼트(102)에 대해 동일할 필요가 없다. 예를 들어, 각각의 세장형 엘리먼트는 상이한 곡률 반경을 가질 수 있거나, 또는 단일 세장형 엘리먼트(102)가 회전 축으로부터의 거리 또는 세장형 엘리먼트(102)를 따른 거리에 의존하는 곡률 반경을 가질 수 있다.
[0087] 추가로, 도 7은 도 1의 회전가능한 구조(105)와 유사한 회전가능한 구조(105)를 갖는 디스플레이 장치(100)를 예시하지만, 다른 실시예들에서, 디스플레이 장치(100)는 본원에 설명된 임의의 회전가능한 구조를 포함할 수 있다.
팬 조립체를 포함하는 예시적인 디스플레이 장치
[0088] 도 1은, 그 위에 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 갖는 세장형 엘리먼트들(102)을 갖는 회전가능한 구조(105)를 포함하는 디스플레이 장치(100)의 예를 도시하지만, 디스플레이 장치(100)는 다른 실시예들에서 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 팬 조립체를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 팬 조립체는 다른 팬 블레이드들에 대해 또는 회전가능한 구조가 회전하는 회전 축에 대해 임의의 형상, 크기 또는 위치 관계를 갖는 복수의 팬 블레이드들을 포함하는 회전가능한 구조를 포함할 수 있다. 회전가능한 구조는 특정 열 시스템 애플리케이션에 대한 팬 규격 요건들을 충족할 필요가 있는 임의의 수의 팬 블레이드들을 포함할 수 있다. 회전가능한 구조는 원형 또는 임의의 다른 원하는 형상일 수 있는 중앙 허브를 더 포함할 수 있고, 회전가능한 구조의 회전 축에 중심을 둘 수 있다. 특정 실시예들에서, 팬 블레이드들은 중앙 허브로부터 외측으로 방사상으로 연장될 수 있다. 팬 블레이드들은 도 1에 대해 앞서 설명된 바와 같이 세장형 엘리먼트들(102)을 포함할 수 있다.
[0089] 팬 블레이드들 또는 회전가능한 구조의 임의의 다른 부분은 그에 장착되거나 그에 내장되는 하나 이상의 광원들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원들은 도 1 내지 도 3c와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀들(205)이 마이크로-렌즈 어레이를 향해 광을 투사하도록 구성될 수 있고, 여기서 광은 도 3a 내지 도 3c와 관련하여 앞서 설명된 것과 실질적으로 유사한 방식으로 재지향될 수 있다. 광원들, 광 재지향 엘리먼트들, 및 컴포넌트들 사이의 관계들의 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 팬 블레이드들은 광 필드 서브-디스플레이들, 및 예를 들어, LED들과 같은 다른 광학 소스들 둘 모두의 조합들을 포함할 수 있다.
[0090] 일부 실시예들에서, 광원들은 팬 블레이드들 또는 회전가능한 구조의 임의의 다른 부분으로부터 물리적으로 이격되지만, 그와 직접 또는 간접적으로 광 통신할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 팬 블레이드들 또는 회전가능한 구조의 다른 부분들은 디스플레이된 이미지를 투사하기 위해 이격된 광원으로부터의 광을 반사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 온보드 광원들 및 이격된 광원들은 조합하여 사용될 수 있다.
[0091] 도 8a 및 도 9a 내지 도 9d는 본원의 개시에 따른 이미지를 디스플레이하기 위한 팬 조립체의 일부 예시적인 실시예들을 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다. 일반적으로, 본원에 사용되는 바와 같이, 팬 조립체는 (예를 들어, 컴퓨터 또는 AR 디바이스와 같은) 다른 디바이스와 전자기계적으로 커플링될 때 디바이스를 냉각시키기 위해 사용되는 (예를 들어, 데스크 팬과 같은) 팬 또는 조립체를 포함할 수 있다. 팬 조립체는 또한 완전한 팬을 형성하기 위해 다른 컴포넌트들(예를 들어, 모터, 베이스, 팬 블레이드들을 둘러싸는 케이지 등)과 조합되는, 예를 들어, 회전가능한 팬 블레이드들과 같은 팬의 부분들을 포함할 수 있다.
[0092] 도 8a는 예시적인 디스플레이 장치(100), 및 디스플레이 장치에 의해 디스플레이되는 예시적인 이미지(810)(예를 들어, 이러한 예에서는 개)를 뷰잉하는 관찰자(820)의 사시도이다. 달리 언급되지 않으면, 도 8a의 컴포넌트들은 도 1 및 도 7에 도시된 유사하게 넘버링된 컴포넌트들과 유사한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
[0093] 도 8a에 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 팬 조립체(800a)를 포함할 수 있다. 팬 조립체(800a)는 회전가능한 구조(805a)를 포함할 수 있고, 팬 블레이드들(802a)을 더 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 회전가능한 구조(805a)는 본원에 설명된 세장형 엘리먼트들(102)의 실시예들을 포함할 수 있다(예를 들어, 도 1, 도 5a 내지 도 5d 및 도 6a 내지 도 7 참조). 일반적으로, 팬 조립체(800a)는 적어도 하나의 팬 블레이드(802a)의 적어도 일부 상에 배치된 복수의 광원들을 갖는 복수의 팬 블레이드들(802a)을 포함하는 회전가능한 구조(805a)를 갖는 임의의 팬 또는 머신을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원들은 도 2a 내지 도 3b와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함할 수 있지만, 다른 타입들의 광원들 및 광 재지향기들이 또한 사용될 수 있다.
[0094] 도 8a를 다시 참조하면, 팬 블레이드들(802a)은 팬 블레이드(802a)를 둘러싸는 매질(예를 들어, 일부 실시예들에서는 공기)의 지향성 유체 흐름을 생성하기 위해 회전 축(120)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 도 8a의 팬 조립체(800a)는 가정 스탠딩 팬으로 예시되지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 팬 조립체(800a)는 스탠딩 데스크 팬, 스프링 장착 체결구를 포함하는 클립 온 팬, 박스 팬, 벽 장착 팬, 천장 팬, 윈도우 팬, 데스크 팬, 냉각 팬, 전자장치들 또는 컴퓨터 컴포넌트들을 냉각시키도록 구성된 팬, 모바일 디바이스들에서 사용하기 위한 팬, 원심 팬, 항공기들을 위한 프로펠러, 엔진 터빈들 등을 포함할 수 있다.
[0095] 도 8a는 또한 디스플레이 장치(100)의 대략 전방에 위치된 관찰자(820)를 예시한다. 도 1 내지 도 4b와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 팬 블레이드들(802a) 상에 배치될 수 있는 광 필드 서브-디스플레이들(101)은, 팬 블레이드들(802a)이 모터(804a)에 의해 원하는 회전 속도로 회전 축(120)을 중심으로 회전되는 동안 원하는 패턴 및 주파수로 광을 생성 및 재지향시키도록 구성된다. 따라서, 이미지(810)(예를 들어, 이러한 예에서는 개)는 이미지의 3D 표현으로 디스플레이된다. 따라서, 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 바와 같이, 관찰자(820)는 (점선들(815)로 예시된 바와 같이) 관찰자(820)의 시야 내의 이미지(810)를 뷰잉할 수 있다.
[0096] 도 8a에 예시된 바와 같이, 팬 조립체(800a)는 도 1과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이 팬 조립체(800a)를 구동하도록 구성될 수 있는 제어 시스템(110)에 커플링될 수 있다. 제어 시스템(110)은 유선 또는 무선 링크(850a)를 통해 팬 조립체(800a)에 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유선 링크(850a)는 모터(804a) 및 팬 블레이드들(802a)에 대한 지지부(830)의 개구에 피드(feed)될 수 있다. 유선 링크는 회전가능한 구조(805a)를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있는 하우징(860a)을 추가로 통과할 수 있다. 회전가능한 구조(805a) 또는 팬 블레이드들(802a)은 광 필드 서브-디스플레이들(101) 각각과 제어 시스템(110) 사이에서 유선 통신 라인들을 수용하도록 배열된 복수의 캐비티들 또는 통로들을 포함할 수 있다. 유선 및 무선 링크 실시예들 둘 모두는 관찰자(820)를 향해 이미지(810)를 투사하기 위해 팬 블레이드들(802a) 상에 배치된 적어도 하나의 광 필드 서브-디스플레이(미도시)와 같은 적어도 하나의 광원 컴포넌트 및 모터(804a)의 동작을 제어하기 위한 통신을 제공한다.
[0097] 팬 블레이드들(802a)은 팬 조립체(800a)의 의도된 사용에 기초한 형상, 수, 또는 회전 축(120)을 중심으로 하는 회전 레이트를 포함할 수 있다. 팬 블레이드들(802a)은 회전 축(120)을 중심으로 하는 회전에 기초한 기류를 생성하도록 구성될 수 있고, 여기서 생성된 기류의 체적 유량은 팬 조립체(800a)의 의도된 사용(예를 들어, 하우스 팬, 항공기들을 위한 프로펠러들, 엔진 터빈들 등)에 기초할 수 있다. 예를 들어, 팬 블레이드들(802a)이 팬 블레이드들(802a)의 회전 동안 팬 조립체(800a)의 일 측면으로부터의 공기 또는 다른 유체 매질을 다른 측면으로 이동시키는 기류를 유도하게 구성되도록, 팬 블레이드들(802a)은 윤곽을 갖는 형상, 회전 축(120)에 수직인 평면에 대해 각을 이루는 위치 또는 특정한 표면 크기를 포함할 수 있다. 팬 블레이드들(802a)의 형상은 원하는 기류 속성들을 제공하기 위해 유체 동력학, 항공 역학 등에 기초할 수 있다. 일부 실시예들에서, 팬 블레이드 형상은 기류를 최적화하도록 구성될 수 있다. 그 위에 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 갖는 실시예들에서, 팬 블레이드들의 형상, 크기, 수, 재료 및 위치와 같은 팬 블레이드 설계 특성들 모두는, 팬 블레이드들(802a) 상에 광 필드 서브-디스플레이 컴포넌트들을 포함하는 경우 발생할 수 있는 중량, 회전 관성 및 밸런스에서의 변화들을 수용하도록 선택될 수 있다. 팬 블레이드들(802a)의 설계 특성들은, 그 위에 장착 또는 달리 배치된 광 필드 서브-디스플레이들(101)로 인한 추가적인 드래그(drag)를 처리하도록 추가로 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 필드 서브-디스플레이들(101) 또는 다른 광원들은 실질적으로 동일 높이 표면(808a)을 제공함으로써 드래그를 감소시키기 위해 팬 블레이드들(802a)에 내장될 수 있다. 다른 구성들이 가능하다.
[0098] 일부 실시예들에서, 형상은 또한, 이미지를 생성하기 위해 상이한 발신 각도들로 전파되는 광원 빔들의 어레이로 광을 이방성으로 지향시키도록 구성될 수 있다. 팬 블레이드들(802a)은 팬 블레이드들(802a)의 길이, 폭, 또는 깊이 중 임의의 하나를 따라 변경된 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 팬 블레이드들(802a)은 회전 축(120) 근처에서 더 평탄하고(예를 들어, 회전 축(120)에 수직인 기준 평면에 대해 위치에서 평행에 더 가까운 표면을 가짐), 회전 축(120)으로부터 방사상 거리가 증가함에 따라 그 기준 평면에 대해 점점 더 각을 이룰 수 있다. 일부 실시예들에서, 팬 블레이드들은 회전 축(120)에 대한 수직 기준 평면에 대해 일정한 각도로 평탄한 각을 이룬 표면을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 팬 블레이드들은 만곡된 또는 윤곽을 갖는 깊이, 폭 또는 길이를 가질 수 있고, 이들 각각은 회전 축(120)으로부터의 방사상 거리에 따라 변할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 팬 블레이드들(802a)의 형상은 회전 축(120)에 수직인 가상 평면(미도시)에 대해 윤곽을 갖는 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 팬 블레이드들(802a)은 회전 축(120)에 대한 윤곽의 각도에서의 차이를 갖는 윤곽을 갖는 표면(808a)(예를 들어, 그로부터의 광을 지향시키는 표면)을 가질 수 있다. 팬 블레이드들(802a) 상에 장착되거나 그에 내장된 광 필드 서브-디스플레이들을 갖는 실시예들에서, 광 필드 서브-디스플레이들은, 디스플레이된 이미지(810)를 생성하기 위해 임의의 원하는 각도로 광이 투사될 수 있도록 팬 블레이드(802a)의 길이, 폭 또는 깊이 치수를 따라 위치될 수 있다.
[0099] 팬 블레이드들(802a)의 특정 윤곽들은 또한 다른 실시예들에서 유리하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 재지향을 위해 팬 블레이드들(802a)을 향해 광을 투사 또는 지향시키는 이격된 광원들을 갖는 실시예들에서, 광원에 대한 팬 블레이드들(802a)의 특정 형상들 및 각도들은 디스플레이되는 이미지(810)에 영향을 미칠 수 있다. 다양한 실시예들에서, 팬 블레이드들의 윤곽들, 크기, 형상 및 수 중 하나 이상은 원하는 기류 특성 및 광 반사 또는 재지향 특성들을 달성하도록 선택될 수 있다. 회전 축(120)에 수직인 기준 평면에 대해 각을 이루는 팬 블레이드들을 갖는 실시예들에서, 광은 윤곽을 갖는 표면(808a)에 도달하기 전에 광원 디스플레이로부터 상이한 거리들을 이동할 수 있다(예를 들어, 도 12a 내지 도 12c). 임의의 특정한 과학 이론을 규정함이 없이, 이는 특정한 시각적 특성들을 갖는 디스플레이된 이미지(810)를 투사하는데 유리할 수 있다. 특히, 광원과 재지향 포인트 사이의 광 경로 거리들을 변경하는 것은 3차원 이미지들의 프리젠테이션을 허용할 수 있다. 다른 예에서, 광은 (예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들 또는 다른 광 조작 엘리먼트들을 통해) 주어진 뷰잉 방향을 향해 지향되는 소스로부터 발신될 수 있고, 여기서 뷰잉 방향은 예를 들어, 팬 조립체(800)의 측면 상의 회전 축(120)에 대해 소정 각도로 위치된다(예를 들어, 도 8a 내지 도 9d). 다른 구성들이 가능하다.
[0100] 일부 실시예들에서, 팬 블레이드들(802a)은 팬 블레이드들(802a)에 밸런싱된 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 과학적 이론을 규정함이 없이, 복수의 팬 블레이드들(802a)은 잡음 및 진동의 유도를 감소시키기 위해 서로에 대해 밸런싱될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 그 위에 배치된 추가적인 특징부들(예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들(101), 서브-디스플레이들(101)을 제어하기 위한 와이어들 등)은 원하는 대칭 또는 밸런싱이 달성되도록, 각각의 팬 블레이드(802a) 내에, 각각의 다른 팬 블레이드(802a)에 대해, 또는 회전가능한 구조(805a) 전반에 걸쳐 밸런싱될 수 있다.
[0101] 일부 실시예들에서, 팬 조립체(800a)는 인근의 다른 물체들로부터의 열을 소산시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 팬 블레이드들(802a)은 이러한 물체들로부터의 열을 제거하도록 형상화 또는 구동될 수 있다. 그러나, 그 위의 광 필드 서브-디스플레이들은 동작 동안 추가적인 열을 생성할 수 있다. 따라서, 제어 시스템(101)은 광 필드 서브-디스플레이들에 의해 생성된 임의의 열의 효과를 감소, 완화 또는 중성화시키기 위해 팬 블레이드들(802a)의 회전, 또는 광 필드 서브-디스플레이들의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
[0102] 도 8a에 예시된 실시예에서, 팬 조립체(800a)는 팬 블레이드들(802a) 및 모터(804a)를 적어도 부분적으로 인클로징하도록 구성되는 하우징(860a)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(860a)은 체결구들 또는 다른 기계적 커넥터들에 의해 함께 연결되도록 구성된 복수의 하우징 표면들(미도시)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(860a)은 회전가능한 구조(805a)를 인클로징하면서 하우징(860a)을 통한 유체 흐름을 위한 복수의 개구들을 포함하는 메시(예를 들어, 케이지)를 형성하는 와이어들의 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(860a)은 선택적이다. 허브(827a)는 대략 회전 축(120)에, 예를 들어, 이러한 예에서 모터(804a) 위에 배치될 수 있다. 허브(837a)는 하우징(860a)의 일부일 수 있거나 별개의 컴포넌트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 허브(837a)는 회전 조립체(805a)에 커플링되거나 그와 일체형으로 형성될 수 있다.
[0103] 팬 조립체(800a)는 팬 조립체(800a)에 대한 구조적 지지부를 제공하는 지지부(830)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지부(830a)는 베이스(832) 및 지지 아암(835)을 포함하는 스탠드를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 지지부(830)는 하우징(860)의 일부, 예를 들어, 박스 팬일 수 있다.
[0104] 도 8b 및 도 8c는 팬 조립체의 다른 예시적인 실시예의 평면도 및 측면도를 예시한다. 도 8b는 팬 조립체(800b), 예를 들어, 전자 디바이스(예를 들어, 컴퓨터들, 모바일 디바이스들, 증강 현실 디바이스들 등)를 냉각시키거나 주위 영역으로부터의 열을 소산시키도록 구성된 팬의 평면도이다. 도 8c는 단면 라인 A-A을 따라 도 8b의 팬 조립체(800b)의 개략적인 측단면도이다. 달리 언급되지 않으면, 도 8b 및 도 8c에 도시된 컴포넌트들은 도 8a에 도시된 유사하게 넘버링된 컴포넌트들과 유사한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 팬 조립체(800b)는 제1 지지 프레임(865a) 및 제1 프레임(865a)에 커플링된 제2 지지 프레임(865b)을 가질 수 있는 프레임 조립체를 포함할 수 있다. 회전가능한 구조(805b)는 예를 들어, 프레임들(865a, 865b)에 의해 정의된 인클로저 내에서 제1 및 제2 지지 프레임들(865a, 865b) 사이에 배치될 수 있다. 회전가능한 구조(805b)는 허브(827b) 및 허브(827b)와 커플링되거나 그로부터 연장되는 하나의 또는 복수의 블레이드들(802b)(예를 들어, 팬 블레이드들)을 포함할 수 있다. 허브(827b)는 샤프트 조립체(823)와 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 샤프트 조립체(823)와 허브(827b) 사이에 부싱(bushing)이 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전가능한 구조(805b)는 회전가능하게 고정된 샤프트 조립체(823)에 대해 회전할 수 있다. 다른 실시예들에서, 회전가능한 구조(805b)는 회전하는 샤프트 조립체(823)와 함께 회전할 수 있다.
[0105] 도 8c에 도시된 바와 같이, 샤프트 조립체(823)의 제1 단부(833)는 제1 지지 프레임(865a)에 (예를 들어, 프레임에 의해 정의되거나 이를 포함하는 모터에 대한 지지 구조 등에) 의해 지지되거나 그와 커플링될 수 있다. 예를 들어, 도 8c의 실시예에서, 샤프트 조립체(823)의 제1 단부(833)는 제1 지지 프레임(865a)의 제1 샤프트 지지부(834)에서 제1 지지 프레임(865a)에 고정될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제1 단부(833)는 프레임(865a) 상에 용접, 접착 또는 프레스 피트(press fit)될 수 있다. 제1 샤프트 지지부(834)는 제1 지지 프레임(865a)에 의해 정의된 구조적 본체의 일부분을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제1 지지 프레임(865a)은, 샤프트 조립체(823)의 제1 단부(833)가 모터(804b)에 고정될 수 있고 샤프트 지지부(834)가 모터(804b)의 일부분을 포함하도록 모터(804b)를 포함할 수 있다. 샤프트 조립체(823)의 제1 단부(833)를 고정하기 위해 샤프트 지지부(834)로서 임의의 적절한 구조가 사용될 수 있다.
[0106] 일부 구현들에서, 회전가능한 구조(805b)는 회전가능한 구조(805b)의 회전에 영향을 미칠 수 있는 팬 블레이드들에 추가적인 중량 또는 공기 저항을 추가할 수 있는 광원들(예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들 또는 다른 발광 엘리먼트들)을 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 구조들은 샤프트 조립체(823)에 적용된 증가된 횡단 하중들(예를 들어, 샤프트 조립체의 종방향 축을 횡단하는 하중들)을 도출할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 잡음 및 진동들을 감소시키고 피로, 마모 또는 과도한 하중 조건들의 위험들을 완화하기 위해, 샤프트 조립체(823)에 적용되는 횡단 하중들(예를 들어, 샤프트 조립체의 종방향 축을 횡단하는 하중들)을 제어하는 것이 유리할 수 있다. 따라서, 도 8b 및 도 8c의 실시예에서, 제2 지지 프레임(865b)은 샤프트 조립체(823) 상의 횡단 하중을 감소시키도록 제공될 수 있다. 제2 지지 프레임(865b)은 제1 지지 프레임(865a)과 커플링될 수 있고, 제2 단부(836)에서 횡단 하중을 제어하기 위해 샤프트 조립체(823)의 제2 단부(836)에 또는 그 위에 배치될 수 있다. 도 8b 및 도 8c에서, 제2 지지 프레임(865b)은 제2 단부(836)와 커플링된 제2 샤프트 지지부(826)를 포함할 수 있다. 제2 샤프트 부분(826)은 기류 개구(829)의 적어도 일부분을 가로질러 제2 지지 프레임(865b)에 견고하게 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 샤프트 지지부(826)는 샤프트 조립체(823)의 제2 단부(836)를 프레임(865b)에 견고하게 부착하는 핀 또는 다른 커넥터를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제2 샤프트 지지부(826)는 샤프트 조립체(823) 또는 회전가능한 구조(805b)가 회전하는 회전 축(120)에 대해 동심으로 또는 축방향으로 연결될 수 있다. 제2 샤프트 지지부(826)를 회전 축(120)을 따라 따라 또는 그에 중심을 두도록 위치시키는 것은 유리하게 샤프트 조립체(823)의 휘어짐들을 감소시키고 회전가능한 구조(805b)의 회전을 개선할 수 있다.
[0107] 도 8b 및 도 8c의 실시예에서, 제2 샤프트 지지부(826)는 그 제1 및 제2 단부 부분들(825b, 825c) 사이에서 세장형 멤버(825a)(때때로 팔로워 아암으로 지칭됨)를 포함하거나 그에 연결될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 세장형 부재(825a)의 제1 단부 부분(825b)은 제2 지지 프레임(865b)의 제1 부분에서 지지될 수 있고, 세장형 부재(825a)의 제2 단부 부분(825c)은 제2 지지 프레임(865b)의 제2 부분에서 지지될 수 있다. 제1 및 제2 단부 부분들(825b, 825c)은 기류 개구(829)의 주변부 주위에 이격될 수 있다(예를 들어, 도 8b에 예시된 바와 같이 기류 개구(329)의 일반적으로 대향하는 측면들 상에 배치될 수 있다). 제1 및 제2 단부 부분들(825b, 825c)이 직접 대향할 필요가 없고 기류 개구(829)의 주변부 주위의 임의의 곳에 배치될 수 있는 다른 구성들이 가능하다.
[0108] 임의의 과학적 이론을 규정함이 없이, 샤프트 조립체(823)의 제2 단부(836)를 견고하게 지지하는 것은 제1 단부(833)를 지지하는 것에 추가로, 유리하게 샤프트 조립체(823) 상의 횡단 하중을 제어할 수 있고, (예를 들어, 회전가능한 구조(805b)의 마모 또는 불균형으로부터 초래되는 진동들로 인한) 샤프트 조립체(823)의 휘어짐들을 감소 또는 제거할 수 있다. 그러나, 세장형 부재(825a)는 기류 개구(829)의 일부 또는 전체를 가로질러 배치될 수 있기 때문에, 세장형 부재(825)는 기류 개구(829)를 통해 팬 조립체(800b)에 진입하는 유입 공기와 간섭할 수 있다. 또한, 세장형 부재(825a)는, 예를 들어, 팬 블레이드들(802a)과 같은 회전가능한 구조(805a)의 일부 상에 배치될 수 있는 광 필드 서브-디스플레이들(101)에 의해 방출된 광의 서브세트를 차단함으로써, 이미지를 디스플레이하는 것과 간섭할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들은 하드웨어 프로세서(112)가 간섭을 처리하게 하도록 구성된 제어 시스템(110)의 메모리(114)에 추가적인 명령들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(110)은, 세장형 부재에 대응하는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 제2 서브세트를 턴 오프하거나 달리 동작시키지 않는 동안, 이미지 데이터에 따라 세장형 부재(825)가 없는 기류 개구(829)의 영역에 대응하는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 제1 서브세트를 구동하도록 구성될 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 회전 동안 세장형 부재(825a) 아래를 주기적으로 통과할 실시예들에서, 제어 시스템(110)은 대응적으로 이러한 광 경로 인터럽션을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들은, 광 필드 서브-디스플레이들이 세장형 부재(825) 아래에 있을 때의 시간들 또는 위치들에 대응하는 시간들 또는 위치들에 턴 오프되도록 제어될 수 있다.
[0109] 다른 실시예(예를 들어, 도 11 내지 도 13a)에서, 제어 시스템(110)은, 세장형 부재에 대응하는 디스플레이의 제2 영역을 턴 오프하거나 달리 동작시키지 않는 동안, 세장형 부재(825)가 없는 기류 개구(829)의 영역에 대응하는 디스플레이(1000)의 제1 영역을 구동하도록 구성될 수 있다. 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들에 의해 디스플레이된 이미지의 크기는 기류 개구(미도시)의 노출된 영역으로 감소될 수 있다. 다른 실시예에서, 단일 팬 블레이드(802a, 802b)에 대응하는 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 각각의 팬 블레이드 상에서 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 결정된 서브세트 또는 다른 팬 블레이드들로부터 별개로 구동될 수 있다. 다른 실시예에서, 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 제1 및 제2 서브세트는, 예를 들어, 하우징 또는 다른 엘리먼트가 기류 개구 내에서 또는 블레이드들의 일부분 또는 회전 컴포넌트들 위에서 연장되면, 팬 블레이드(802a,b)의 노출된 영역에 기초하여 구동될 수 있다.
[0110] 도 9a 내지 도 9c는 도 8a에서 앞서 설명된 바와 같이, 디스플레이 장치에 포함될 수 있는 팬 조립체(예를 들어, 이하 집합적으로 "800"으로 지칭되는 팬 조립체(800a, 800b))의 다양한 예들을 예시한다. 하기 설명은 팬 조립체(800)를 참조하여 이루어지지만; 임의의 팬 조립체(800)가 팬 조립체(800a, 800b) 또는 본원의 실시예들에 따른 임의의 다른 팬 조립체를 표현할 수 있다. 또한, 예를 들어, 팬 블레이드들(802a, 802b); 모터(804a 804b); 및 회전가능한 구조(805a, 805b)를 각각 표현할 수 있는 팬 블레이드들(802), 모터(804) 및 회전가능한 구조(805)에 대한 참조가 이루어질 것이다. 다른 참조 부호들이 유사한 방식으로 참조될 것이다. 이는 단지 예시적인 목적이며 제한적으로 의도되지 않는다. 본원에 설명된 실시예들 및 개념들은 임의의 팬 블레이드, 모터, 회전가능한 구조 또는 팬 조립체, 예를 들어, 도 8b 및 도 8c의 팬 조립체(800b)(이에 제한되는 것은 아님)에 적용될 수 있다.
[0111] 도 9a 내지 도 9c로 되돌아가서, 하나 이상의 팬 블레이드들(802)은 팬 블레이드들(802)을 따라 상이한 구성들로 배열된 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함할 수 있다(지지부(830), 하우징(865) 및 제어 시스템(110)은 도시되지 않는다). 본원에 사용되는 바와 같이, 각각의 팬 블레이드(802)는 도 1의 예시적인 세장형 엘리먼트(102)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 8a는 3개의 팬 블레이드들(802)을 포함하는 회전가능한 구조(805)를 예시한다. 도 5a의 세장형 엘리먼트들(102a)과 유사하게, 각각의 팬 블레이드(802)는 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 1 x m 어레이로 배열되는 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함한다(여기서, m은 팬 블레이드(802)의 길이를 따른 광 필드 서브-디스플레이들의 수이다). 특정 실시예들에서, 광 필드 서브-디스플레이들의 n x m 어레이들은 원하는 만큼 많거나 적은 팬 블레이드를 커버하기 위해 사용될 수 있다. 광원들의 다른 구성들 및 타입들이 또한 사용될 수 있다.
[0112] 도 9b는 그 위에 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 다른 배열을 갖는 3개의 팬 블레이드들(802)을 포함하는 회전가능한 구조(805)의 다른 예를 예시한다. 각각의 팬 블레이드(802)는 팬 블레이드(802)의 윤곽을 형성하는 복수의 에지들을 포함할 수 있다. 복수의 에지들은 리딩 에지(803a), 방사상 에지(803b) 및 후속 에지(803c)(이하 집합적으로 "에지들(803)")를 포함할 수 있다. 팬 블레이드들(802)의 하나 이상의 에지들(803)은 에지의 길이를 따라 배치된 복수의 광 필드 서브-디스플레이들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9b는 선단 에지(803a)를 따라 배치된 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 예시한다. 다른 구성들이 가능한데, 예를 들어, 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 후속 에지(803c), 방사상 에지(803b) 또는 하나 이상의 에지들(803)의 조합을 따라 배치될 수 있다.
[0113] 도 9c는 그 위에 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 다른 배열을 갖는 복수의 팬 블레이드들(802)을 포함하는 회전가능한 구조(805)의 다른 예를 예시한다. 도 9c에 예시된 바와 같이, 팬 블레이드들(802)은 팬 블레이드들(802)의 표면의 일부분에 대응하는 어레이로 배열된 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함할 수 있다. 팬 블레이드들(802)의 표면은 뷰잉 방향(예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이 회전 축(120)을 따른 기준 뷰잉 방향)에 대응할 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 도 9c에 예시된 바와 같은 패턴 또는 순서의 어레이로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 광 필드 서브-디스플레이들(101)은 임의의 구성, 예를 들어, 랜덤화된 또는 정돈되지 않은 배열로 배열될 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 배열은 팬 조립체(800)의 특정 애플리케이션에 기초하여 변경될 수 있다.
[0114] 도 9d는 이미지(810)의 인지된 3D 표현을 디스플레이하기 위한 다른 예시적인 팬 조립체(800)를 예시한다. 도 9d는 도 9a의 팬 조립체(800)와 실질적으로 유사할 수 있는 팬 조립체(800)를 예시한다. 또한, 도 9d에 예시된 실시예는 이미지(810)의 디스플레이를 용이하게 하도록 구성된 3차원 기하학적 컴포넌트를 포함한다. 기하학적 컴포넌트는 투명 또는 반투명 재료(예를 들어, 플라스틱, 유리 등)를 포함할 수 있고, 이미지(810)를 생성하기 위해 광 필드 서브-디스플레이들(101)(또는 일부 실시예들에서 광원들)로부터의 광을 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9d에 예시된 바와 같이, 피라미드 형상을 갖고 투명 재료로 제조된 기하학적 컴포넌트(910)는 관찰자(예를 들어, 관찰자(820))와 팬 조립체(800) 사이에 위치될 수 있다. 팬 조립체(800) 상에 장착된 광원들로부터의 광은 하나 이상의 2D 이미지들을 생성하기 위해 기하학적 컴포넌트(910)에 의해 반사될 수 있다. 이미지들은 관찰자에 의해 뷰잉될 수 있고, 팬 조립체(800) 위에서 맴돌고 기하학적 컴포넌트(910) 내에 포함된 이미지(810)의 3D 표현으로 보일 수 있다. 다른 배열들이 가능하다(예를 들어, 반전된 기하학적 컴포넌트(910)). 또한, 기하학적 컴포넌트(910)는 본원에 개시된 임의의 다른 실시예와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기하학적 컴포넌트(910)는 피라미드 형상을 생성하기 위해 함께 결합된 복수의 평면 표면들일 수 있고; 대안적으로, 솔리드 기하학적 컴포넌트(910)가 사용될 수 있다.
[0115] 특정 구성들이 앞서 설명되지만, 이들은 단지 예시적인 것으로 의도된다. 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 도 9a 내지 도 9d는 3개의 동일하게 이격된 팬 블레이드들(802)의 배열을 예시하지만; 팬 블레이드들(802)은 동일하게 이격될 필요가 없고 그 사이에 임의의 간격을 가질 수 있다. 또한, 3개의 팬 블레이드들(802)이 존재할 필요가 없고 임의의 수의 팬 블레이드들(802)(예를 들어, 1, 2, 4, 5, 등)이 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)이 모터(104) 위에(예를 들어, 커버 또는 허브 조립체(미도시) 상에) 배치될 수 있다. 또한, 도 9a 내지 도 9d는 각각의 팬 블레이드(802) 상의 광 필드 서브-디스플레이들(101)의 대칭적 배열들을 예시하지만, 이는 요건이 아니며, 각각의 팬 블레이드(802)는 광 필드 서브-디스플레이들의 임의의 배열들의 조합을 포함할 수 있다.
예시적인 평면 디스플레이 장치
[0116] 도 10은 다른 예시적인 디스플레이 장치(1100)를 개략적으로 예시하는 사시도이다. 도 10은 복수의 광원들(1001)을 포함하는 디스플레이 장치(1000)(예를 들어, 이러한 예에서는 평탄한 스크린 또는 평면 텔레비전)의 예를 예시한다. 디스플레이(1000)는 물체의 이미지를 2D 이미지(예를 들어, 평면 텔레비전) 또는 3D 이미지(예를 들어, 입체 이미지들 또는 광 필드 이미지 디스플레이들)로서 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 장치(1000)는 베젤(1015)에 의해 둘러싸인 디스플레이 패널(1005)을 포함한다. 디스플레이 패널(1005)은 디스플레이 패널(1005)의 뷰잉 표면 상에 배치되고 기준 뷰잉 방향(1020)에서 뷰잉되도록 구성되는 광원들(1001)의 어레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 패널은 광원들(1001)의 1D 또는 2D 어레이, 예를 들어, 도 10에 예시된 광원들의 11 x 11 어레이를 포함할 수 있다. 기준 뷰잉 방향(1020)은 디스플레이 패널(1005)의 평면에 수직일 수 있다. 따라서, 기준 뷰잉 방향(1020)은 디스플레이의 바로 전방에 위치된 뷰어의 방향을 향한다. 일부 실시예들(예를 들어, 도 11)에서, 기준 뷰잉 방향(1020)은 회전 축(120)에 실질적으로 평행할 수 있다. 디스플레이(1000)는 구조적 지지부를 제공하고 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 다른 디바이스들 및 시스템들에 대해 상대적인 위치에서 (예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이 수평으로 또는 수직으로) 디스플레이(1000)를 고정시키기 위해 선택적인 베이스 또는 스탠드(미도시)를 포함할 수 있다. 도 10은 11 x 11 광원 어레이를 도시하지만, 이는 예시의 목적이며, 임의의 다른 수 또는 치수 n x m(n, m = 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 64, 100, 512, 768, 1024, 1280, 1920, 3840 또는 임의의 다른 정수)임을 이해할 것이다.
[0117] 디스플레이(1000)는 제어 시스템(예를 들어, 도 1의 제어 시스템(110))과 유선 또는 무선 통신할 수 있다. 제어 시스템은 본원의 개시에 따라 디스플레이(1000)로부터 방출된 광을 제어하도록 구성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 물체의 3D 표현을 디스플레이하는 것이 달성될 수 있는 하나의 가능한 방식은, 다수의 광원들(1001)이 광 필드 이미지를 생성하기 위해 상이한 발신 각도들로 전파되는 광 빔들의 어레이로 광을 이방성으로 지향시키도록 구성된 광 필드 서브-디스플레이들(예를 들어, 도 2a 내지 도 4b)일 수 있는 것이다. 그 다음, 디스플레이(1000)에 대해 상대적으로 배치된 팬 조립체(800)는 (예를 들어, 광을 변조시키거나 또는 3D 이미지를 형성하도록 광을 달리 지향시키는 다른 광학 컴포넌트들을 포함함으로써) 3D 이미지를 생성하기 위해 광과 상호작용할 수 있다. 그러나, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 광원들(1001)은 LC(liquid crystals), LED(light emitting diode)들, OLED(organic LED)들 또는 이미지를 렌더링하기 위해 광을 방출하도록 구성된 임의의 다른 타입의 픽셀 구조를 포함할 수 있다. 다른 광원들은 레이저들, 광섬유들, 또는 이미지를 렌더링하도록 조작될 수 있는 광을 방출하도록 구성된 임의의 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(1000)는 디스플레이(1000)로부터 투사된 광의 인지된 세기를 공간적으로 또는 시간적으로 변경하도록 구성된 공간 광 변조기를 포함할 수 있다. 공간 광 변조기들의 예들은 LCOS(liquid crystal on silicon) 디스플레이들 및 DLP(digital light processing) 디스플레이들을 포함하는 LCD(liquid crystal displays)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 광원들(1001)은 이미지들을 렌더링하는데 사용하기 위한 복수의 컬러들(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색; 청록색, 자홍색 및 황색 등)을 방출하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(1000)는 렌즈들, 도파관들, 회절 또는 반사 엘리먼트들, 배플들, 또는 광원들로부터의 광을, 팬의 블레이드들과 같은 회전가능한 구조를 향해 또는 그 위에 안내, 지향 또는 포커싱하는 다른 광학 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
팬 조립체를 향해 지향되는 광들을 갖는 이미지들을 디스플레이하기 위한 예시적인 장치
[0118] 도 8a 내지 도 9d는 그 위에 배치된 복수의 광 필드 서브-디스플레이들(101)을 포함하는 팬 블레이드들(802)을 갖는 팬 조립체(800)를 포함하는 디스플레이 장치(100)의 예들을 도시하지만, 디스플레이 장치(100)는 다른 실시예들에서 상이하게 구성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 잡음 및 진동들을 감소시키기 위해, 그리고 피로, 마모, 또는 과도한 하중 조건들의 위험들을 완화시키기 위해 팬 조립체의 컴포넌트들에 적용된 횡단 하중들을 제어하는 것이 유리할 수 있다. 임의의 과학적 이론을 규정함이 없이, 프로펠러들(예를 들어, 도 1 및 도 5a 내지 도 5f) 또는 팬 블레이드들(예를 들어, 도 9a 내지 도 9d) 상에 배치된 추가적인 구조들(예를 들어, 광원들)은 팬의 회전에 영향을 미치는(예를 들어, 추가적인 잡음 또는 진동을 유도함) 추가된 중량 및 기류 저항 결함들을 초래할 수 있다.
[0119] 따라서, 그 위에(예를 들어, 팬 블레이드들 또는 프로펠러들 상에) 배치된 광원들을 포함하지 않는 회전가능한 구조를 포함하는 디스플레이 장치(100)를 제공하는 것이 유리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원은 회전가능한 구조(예를 들어, 회전가능한 구조들(105, 805))에 대해 상대적으로 배치되고 회전가능한 구조의 표면의 일부분을 조명하도록 구성될 수 있다. 회전가능한 구조는 물체를 표현하는 이미지를 생성하기 위해 광을 재지향(예를 들어, 반사, 굴절, 투과 또는 달리 조작)시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 회전가능한 구조는, 이미지를 생성하기 위해 상이한 발신 각도들로 전파되는 광원 빔들의 어레이로 광을 이방성으로 지향시키도록 구성된 윤곽을 갖는 형상을 갖는 팬 블레이드들을 포함할 수 있다. 이미지는 2D 이미지 또는 3D 이미지를 포함할 수 있다. 도 11 내지 도 13b는 본원의 개시에 따른 디스플레이 장치(100)의 실시예들 중 일부를 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다. 달리 언급되지 않으면, 도 11 내지 도 13b의 디스플레이 장치(100)의 컴포넌트들은 도 8 내지 도 9d에 도시된 유사하게 넘버링된 컴포넌트들과 유사한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이러한 구성들은 또한 광원들(101)의 동작에 의해 생성된 추가된 열을 감소시키는 비제한적 이점을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원들(101)은 좁은 분산 또는 확산을 갖는 광(이는 또한 지향성으로 지칭될 수 있음)을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 광원들(101)은 회전가능한 구조의 표면 상에 광을 포커싱하도록 구성된 렌즈 및 LED를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 광원들(101)은 복수의 레이저들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, (예를 들어, 레이저를 통해 또는 광을 포커싱할 수 있는 렌즈들과 같은 광학 엘리먼트들을 통해) 지향성 광을 생성하도록 구성된 광원은 광 빔의 분산의 감소 또는 회전가능한 구조의 적어도 일부분 상으로의 광 빔의 포커싱에 부분적으로 기초하여 개선된 이미지 분해능을 초래할 수 있다.
[0120] 도 11은 예시적인 디스플레이 장치(100)를 개략적으로 예시하는 사시도이다. 이러한 실시예에서, 디스플레이 장치는 팬 조립체(예를 들어, 도 8b의 팬 조립체(800b)), 디스플레이(예를 들어, 도 10의 디스플레이(1000)) 및 제어 시스템(110)을 포함한다. 팬 조립체(800b)는 제1 지지부(865a), 허브(827b) 및 회전가능한 구조(805b)를 포함한다. 예시적인 목적으로, 제2 지지부(865b) 및 팬 조립체(800b)의 다른 컴포넌트들(예를 들어, 도 8c 및 도 8c 참조)은 도 11에 도시되지 않는다. 그러나, 이러한 컴포넌트들은 디스플레이 장치의 특정 구현을 위해 원하는 대로 선택적으로 포함될 수 있다.
[0121] 디스플레이(1000)는 팬 조립체(800b)에 대해 상대적으로 위치된다. 예를 들어, 도 11은 기준 뷰잉 방향(1020)(도 10)을 따라 팬 조립체(800b)로부터 먼 거리에 배치된 디스플레이(1000)를 도시한다. 일부 실시예들에서, 기준 뷰잉 방향(1020)은 회전 축(120)에 실질적으로 평행할 수 있다. 도 10과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 디스플레이(1000)는 일반적으로 팬 조립체(800b)를 향해 광(복수의 광선들(1040)로서 예시됨)을 방출하도록 구성된 복수의 광원들(101)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원들(101)은 회전가능한 구조(805b)를 향해 복수의 컬러들의 광을 방출하는 LED들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(1000)는 또한 동일한 또는 별개의 회전 축을 중심으로 회전될 수 있고, 회전 축은 기준 뷰잉 방향(1020)에 실질적으로 평행할 수 있다.
[0122] 회전가능한 구조(805b)는 복수의 팬 블레이드들(802b)을 포함한다. 각각의 팬 블레이드(802b)는 복수의 표면들(807), 예를 들어, 근위 표면(807a), 제1 측면 표면(807b), 제2 측면 표면(807c) 및 원위 표면(807d)을 포함할 수 있다. 디스플레이(1000)로부터의 광은 하나 이상의 표면들(807)(예를 들어, 도 11의 예시적인 실시예의 근위 표면(807a)) 상에 입사한다. 도 11의 표면(807a)은 (예를 들어, 도 3a 내지 도 3c와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이) 이미지를 생성하기 위해 상이한 발신 각도들로 전파되는 광 빔들의 어레이로 광을 이방성으로 지향시키도록 구성된 윤곽을 갖는 또는 각을 이루는 형상을 갖도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 표면(807a)의 형상은 이미지를 생성하기 위해 상이한 방향들로 하나 이상의 광선들(1040)을 지향시키는 깊이 및 윤곽을 갖는 형상을 갖도록 설계될 수 있다.
[0123] 앞서 설명된 바와 같이, 팬 조립체(800b) 또는 디스플레이(1000)는 제어 시스템(110)과 유선 또는 무선 통신할 수 있다. 제어 시스템(110)은, 프로세서(예를 들어, 프로세서(112))에 의해 실행될 때 원하는 이미지를 표시하는 광을 방출하도록 디스플레이(1000)를 구동하고; 원하는 회전 레이트로 회전하도록 회전가능한 구조(805b)를 구동하고; 팬 블레이드들(802b)에 의해 재지향(예를 들어, 반사된, 투과된, 굴절된, 또는 그에 입사하는 광을 광학적으로 재지향시키는 다른 방법들)될 수 있는 광(1040)에 기초하여 이미지를 생성하도록 구성된 명령들을 저장하는 메모리(예를 들어, 메모리(114))를 포함한다.
[0124] 도 11은 팬 조립체(800b)를 포함하는 디스플레이 장치(100)를 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 팬 조립체(800b)는 도 8a의 팬 조립체(800a) 또는 앞서 설명된 바와 같은 임의의 다른 팬 조립체 타입으로 교환될 수 있다. 팬 조립체(800b)에 대한 참조는 단지 예시적인 목적이며 제한적으로 의도되지 않는다.
[0125] 도 12a 내지 도 12c는 디스플레이 장치(100)의 다양한 예들을 개략적으로 예시한다. 도 12a 내지 도 12c의 디스플레이 장치(100)는, 도 12a 내지 도 12c가 팬 조립체(800a)를 포함하는 디스플레이 장치(100)를 예시하는 것을 제외하면 도 11의 디스플레이 장치(100)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 도 11에 대한 상기 설명은 달리 표시되지 않는 한 도 12a 내지 도 12c에 동일하게 적용된다. 예를 들어, 도 12a는 팬 조립체(800a)를 포함하는 디스플레이 장치(100)를 도시한다. 팬 조립체(800a)에 대한 참조가 이루어지지만, 본원의 설명은 도 8b의 팬 조립체(800b)에 동일하게 적용될 수 있다. 도 8a와 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 팬 블레이드들(800a)의 형상은 앞서 논의된 복수의 파라미터들에 기초하여 최적화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 형상은 또한, 광(1040)의 하나 이상의 광선들이, 팬 블레이드(802a) 상의 대응하는 위치에 도달하기 위해 다른 광선이 팬 블레이드(802a) 상의 그의 대응하는 위치에 도달하기 위해 이동하는 것과 상이한 거리를 이동하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 각각의 광선은 상이한 거리를 이동할 수 있다).
[0126] 도 12b는 팬 조립체(800a)를 조명하도록 구성된 디스플레이(1200)를 포함하는 디스플레이 장치(100)의 실시예를 예시한다. 디스플레이(1200)는 디스플레이(1000)와 유사할 수 있고, 광(1240)을 생성하는 광 방출기(1220), 빔스플리터(1215) 및 광 변조기(1210)를 포함한다. 광 방출기(1220)로부터의 광(1240)은 빔 스플리터(1215)를 통해 광 변조기(1210), 예를 들어, 공간 광 변조기로 지향되고 그에 의해 수정될 수 있다. 광 변조기(1210)는 빔스플리터(1215)를 통해 팬 조립체(800a)에 지향되는 광의 인지되는 세기를 공간적으로 또는 시간적으로 변경하도록 구성될 수 있다. 공간 광 변조기들의 예들은 LCOS(liquid crystal on silicon) 디스플레이들을 포함하는 LCD(liquid crystal displays)를 포함한다. 광 방출기(1220)는 광을 방출하도록 구성된 디바이스 또는 시스템, 예를 들어, LED, 레이저들, 램프 소스들 등일 수 있다. 또한 팬 블레이드들(802a) 상에 배치되고 그 안에 형성된 복수의 광학 엘리먼트들(1201)을 포함하는 팬 블레이드들(802a)이 도 12b에 예시된다(그리고 본 개시에 설명된 실시예들 중 임의의 것에서 적용가능하다). 예를 들어, 광학 엘리먼트들(1201)은 그에 입사하는 광을 지향시키도록 구성된 반사 또는 회절 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 엘리먼트들은 이미지의 3D 표현을 생성하기 위해 광 필드를 생성하도록 구성된 마이크로-렌즈들 또는 마이크로-미러들을 포함할 수 있다. 다른 구성들이 가능하다.
[0127] 도 12c는 도 12a의 디스플레이 장치(100)와 실질적으로 유사할 수 있는 디스플레이 조립체(100)를 도시한다. 추가적으로, 도 12c는 회전가능한 구조(805a)의 중심 영역에 배치된 복수의 광원들(1202)을 도시한다. 광원들(1202)은 광원들(101)과 실질적으로 유사할 수 있고, 회전가능한 구조(805a)의 회전 축의 원하는 영역 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원들(1202)은 허브(827a) 상에 또는 모터(804a)에 대한 회전 축을 따라 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원들(1202)은 광 필드 서브-디스플레이들(예를 들어, 도 2a 내지 도 4b)을 포함할 수 있고, 3D 이미지를 생성하기 위해 광 필드를 생성하도록 구성될 수 있다. 과학적 이론을 규정함이 없이, 디스플레이(1000)와 관련된 이러한 구성은 팬 블레이드들(802a)에 구조를 추가하는 것과 관련된 결점들을 최소화하면서 3D 효과를 향상시킬 수 있다. 도 12c는 특정 위치에서 광원들(1202)을 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 광원들(1202)은 앞서 설명된 바와 같이 팬 블레이드들(802a)의 표면 상에 배치될 수 있거나 또는 팬 블레이드들에 추가되는 광원들(1202)의 수를 최소화하기 위해 회전가능한 구조(805a)의 상이한 부분 내에 포함될 수 있다.
[0128] 도 12a 및 도 12b는 팬 조립체(800a)를 포함하는 디스플레이 장치(100)를 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 팬 조립체(800a)는 도 8b의 팬 조립체(800b) 또는 앞서 설명된 바와 같은 임의의 다른 팬 조립체 타입으로 교환될 수 있다. 팬 조립체(800a)에 대한 참조는 단지 예시적인 목적이며 제한적으로 의도되지 않는다.
[0129] 도 13a 및 도 13b는 원심 팬(1300)(예를 들어, 스퀴럴-케이지(squirrel-cage) 팬)을 포함하는 디스플레이 장치(100)의 예들을 개략적으로 예시한다. 도 13a는 도 11의 디스플레이 장치와 실질적으로 유사할 수 있는 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 그러나, X-축을 따라 연장되는 원심 팬(1300)이 포함될 수 있다. 원심 팬(1300)은 X-축을 따라 연장되는 회전가능한 구조(1305) 및 케이지 하우징(1360)을 포함한다. 케이지 하우징(1360) 또는 회전가능한 구조(1305)는 원형, 타원형 또는 임의의 다른 원하는 단면 형상을 가질 수 있다. 모터(1304)는, X-축에 대해 실질적으로 평행할 수 있는 회전 축(120)을 중심으로 회전하도록 회전가능한 구조(1305)를 구동한다. 일부 실시예들에서, 회전가능한 구조는 X-축을 따라 또한 연장되는 복수의 팬 블레이드들(1302)을 포함한다. 따라서, 팬 블레이드들의 회전으로 인한 기류는 회전 축(102)에 실질적으로 수직인 또는 그로부터 방사상 외측인 방향일 수 있다.
[0130] 디스플레이(1000)는 회전 축에 대해 각을 이루는 방향(예를 들어, 회전 축에 평행하지 않은 방향)을 따라 원심 팬(1300)에 대해 상대적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 13a는 회전 축(120)(예를 들어, 이러한 예에서는 Y-축)에 수직인 방향에서 원심 팬(1300)에 평행한 디스플레이(1000)를 예시한다. 다른 상대적인 각도들이 가능하다. 따라서, 디스플레이에 의해 방출된 광(1040)은 팬 블레이드들(1302)을 향해 지향되고, 이는 본원의 개시에 따라 이미지를 생성하기 위해 상이한 발신 각도들로 전파되는 광 빔들의 어레이로 광을 이방성으로 지향시키도록 구성된다. 임의의 과학적 이론을 규정함이 없이, 도 13a의 원심 팬 실시예는 3D 효과를 향상시킬 수 있는데, 이는 회전가능한 구조(1305)가 회전되는 동안 팬 블레이드들(1302)의 서브세트가 광(1305)에 접근할 수 있는 한편 팬 블레이드들(1302)의 다른 서브세트는 광으로부터 후퇴하여, 이미지를 형성하기 위해 입사하는 광이 지향되는 방향을 제어할 수 있기 때문이다. 도 13a는 Y-축을 따라 위치된 디스플레이(1000)를 예시하지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 디스플레이(1000)는 원심 팬을 둘러싸는 구 내의 임의의 곳에 위치되어, 디스플레이(1000)는 회전 축에 수직으로 위치되지 않을 수 있다.
[0131] 도 13b는 본원의 실시예들에 따른 디스플레이 장치에서 사용하기 위한 예시적인 원심 팬(1350)의 측면도를 개략적으로 예시한다. 원심 팬(1350)은 달리 언급되지 않으면 원심 팬(1300)과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 원심 팬(1350)은, 하우징(1365) 내에 배치되고 원심 팬(1350)에 평행한 방향으로 연장되고 그 원심 팬(1300)과 유사한 방향으로 (예를 들어, 회전 방향(1320)에서 회전 축(120)을 따라) 회전하도록 구성된 회전가능한 구조(1355)를 포함한다. 회전가능한 구조(1355)는 도 13a의 팬 블레이드들(1302)과 유사하게 구조화되는 팬 블레이드들(1352)을 포함한다. 그러나, 팬 블레이드들(1352)은 그 위에 배치된 복수의 광원들(101)을 포함한다. 예시적인 목적으로, 도 13b는, 상이한 컬러들, 예를 들어, 적색, 청색 및 녹색 광원들(예를 들어, LED들) 사이에서 교번할 수 있는 광원들(101)의 원형 구성을 포함하는 팬 블레이드들(1352)을 도시한다. 다른 구성들이 가능하다. 일부 실시예들에서, 광원들(101)은 앞서 설명된 바와 같이 광 필드 서브-디스플레이들일 수 있다. 따라서, 제어 시스템(110)은 본원의 다양한 실시예들과 관련하여 설명된 것과 유사한 방식으로 원심 팬(1350)을 회전시키고 이미지를 디스플레이하도록 광원들(101)을 구동시키도록 구성될 수 있다. 과학적 이론을 규정함이 없이, 팬 블레이드들(1352) 상에 광원들(101)을 제공하는 것은 이미지 품질 또는 3D 효과를 개선하고 시야를 확장시킬 수 있는데, 이는 팬의 개개의 측면들 상의 광원들이 반사기(1370)에 접근하거나 그로부터 후퇴되기 때문이다.
[0132] 일부 실시예들에서, 하우징(1365)은 상이한 광학 속성들을 갖는 하나 이상의 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 13b는 하우징(1365)의 반투명 부분(1365a) 및 적어도 부분적으로 불투명한 부분(1365b)을 포함하는 하우징(1365)의 실시예를 예시한다. 반투명 부분(1365a)은 임의의 반투명, 투명 또는 준 투명한 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반투명 부분(1365a)은 교번하는 개구들 및 불투명 영역들을 갖는 케이지 부분을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반투명 부분(1365a)은 예를 들어, 유리, 플라스틱 또는 다른 투명한 재료로 제조된 투명한 부분을 포함할 수 있다. 불투명 부분(1365b)은 광원들(101)에 의해 방출된 광의 서브세트를 적어도 부분적으로 차단, 필터링, 반사 또는 흡수하도록 구성될 수 있다. 부분들(1365a, 1365b)의 특정한 배열이 도 13b에 예시되지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 복수의 불투명 부분들이 반투명 부분들 사이에 개재될 수 있다.
[0133] 반사기(1370)는 또한 원심 팬(1352)에 대해 상대적으로 배치되고, 이미지를 렌더링하기 위해 광원들(101)로부터의 광을 원하는 위치들로 지향시키도록 구성될 수 있다. 도 13b에 도시된 바와 같이, 반사기는 관찰자에 대향하는 원심 팬(1352)의 측면 상에 배치된 오목 반사기를 포함할 수 있다. 이러한 배열에서, 관찰자로부터 멀리 투사된 광은 표현의 이미지 품질 또는 3D 효과를 향상시키기 위해 재지향될 수 있다. 반사기(1352)는 그 위에 배치된 반사 코팅을 갖는 임의의 반사 재료 또는 표면을 포함할 수 있다. 특정한 배열이 도 13b에 도시되지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 반사기(1370)는 볼록일 수 있거나 또는 특정한 애플리케이션에 대해 원하는 임의의 다른 형상일 수 있다. 반사기(1370)는 원통형, 타원형 또는 포물선 형상을 가질 수 있고, 이는 광을 원하는 포인트 또는 방향으로 지향시키거나 포커싱하는 것을 도울 수 있다. 반사기(1370)는 불투명 부분(1365b)과 동일한 측면 상에 배치될 필요가 없고, 원심 팬(1352)에 대해 상대적인 임의의 곳에 위치될 수 있다.
[0134] 디스플레이 장치(100)의 특정 구성들 및 배열들이 본 출원 전반에 걸쳐 도면들을 참조하여 설명되었지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 상기 설명된 구성들 중 임의의 것에서, 광이 광원들(101)로부터 이미지 또는 관찰자에게 전파될 때 광을 조작, 지향 및 제어하기 위해 추가적인 광학 엘리먼트들이 디스플레이 장치(100)의 다양한 컴포넌트들 내에 또는 사이에 배치될 수 있다.
이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 예시적인 루틴
[0135] 도 14는 본원에 설명된 디스플레이 장치를 사용하여 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 예시적인 루틴의 흐름도이다. 일부 실시예들에서, 표현은 물체, 동작적 표시자 또는 다른 픽처 묘사의 3D 또는 2D 이미지를 포함할 수 있다. 루틴(1400)은 물체 또는 이미지의 표현을 디스플레이하기 위해 이미지 데이터를 프로세싱하고 광원들을 조명하기 위한 예시적인 흐름이다. 예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들을 포함하는 본원에 설명된 디스플레이 장치의 실시예들에서, 루틴(1400)은 물체 또는 이미지의 3D 표현을 디스플레이하기 위해 광 필드 이미지 데이터를 프로세싱하고 광 필드 서브-디스플레이들을 조명하기 위한 예시적인 흐름일 수 있다. 루틴(1400)은 디스플레이 장치(100)의 실시예들의 제어 시스템(110)에 의해 수행될 수 있다.
[0136] 루틴(1400)은 블록(1410)에서 시작하고, 그 다음, 회전가능한 구조가 소정 회전 레이트로 경로(예를 들어, 회전 경로(103 또는 1303))를 따라 회전 축(120)을 중심으로 회전되도록 제어 시스템이 모터(예를 들어, 모터(104, 805, 1304 등))에 의해 회전가능한 구조(예를 들어, 회전가능한 구조들(105, 805, 1305 등))을 구동시키는 블록(1420)으로 이동한다. 일부 실시예들(예를 들어, 도 1, 도 5a 내지 도 5g, 도 8a 내지 도 9d, 및 도 13b)에서, 모터가 회전가능한 구조를 구동하는 결과로서, 회전가능한 구조 상에 포함된 광 필드 서브-디스플레이들은 시간의 함수로서 회전 각도에 기초한 위치와 연관된다. 다른 실시예들(예를 들어, 도 11 내지 도 13a)에서, 모터가 회전가능한 구조를 구동하는 결과로서, 디스플레이는 시간의 함수로서 회전 각도에 기초한 대응하는 위치들에서 회전가능한 구조 상에 광을 방출한다. 일정한 회전 레이트의 경우, 회전 각도는 회전 레이트 곱하기 시간 플러스 (시간 = 0에서의) 초기 회전 각도이다. 일부 실시예들에서, 회전 레이트는 회전가능한 구조의 배열(예를 들어, 회전가능한 구조 상에 배치된 세장형 엘리먼트들 또는 서브-디스플레이들의 수 또는 공간 배열)에 부분적으로 기초할 수 있다. 회전 레이트는 또한 디스플레이될 물체 및 디스플레이 장치(100)에 의해 표현될 물체의 렌더링된 프레임들의 수에 부분적으로 기초할 수 있다. 예를 들어, 회전 레이트에서의 증가는 이미지 품질에서의 증가(예를 들어, 더 높은 리프레시 레이트)에 대응할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 회전 레이트는, 인간 시각 시스템이 세장형 엘리먼트들을 인지하지 않도록 충분히 빠를 수 있다.
[0137] 루틴(1400)은, 예를 들어, 메모리(114) 또는 다른 별개의 또는 원격 저장 유닛으로부터 이미지 데이터가 액세스되는 블록(1430)으로 계속된다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터는 디스플레이될 물체의 2D 표현을 포함할 수 있다. 이미지 데이터는 하나 이상의 렌더링된 프레임들을 표시할 수 있고, 특정 위치로 지향될 광의 컬러를 표시하는 데이터를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 이미지는 디스플레이될 물체의 광 필드 표현일 수 있다. 광 필드 이미지는 다수의 렌더링된 프레임들을 포함할 수 있다. 각각의 렌더링된 프레임은 상이한 뷰잉 방향들에서 디스플레이될 물체의 표현을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 렌더링된 프레임들 각각은 물체의 뷰잉 방향과 연관된다. 다른 구현들에서, 물체의 이미지들은 물체가 공간에서 이동중인 것으로 보이도록 시퀀싱될 수 있다. 이러한 경우, 연관된 광 필드 이미지는 다수의 광 필드 이미지들을 포함할 수 있고, 각각의 광 필드 이미지는 비디오의 단일 프레임이다.
[0138] 루틴(1400)은 블록(1440)으로 계속되고, 여기서 이미지 데이터는 광원들에 맵핑된다. 예를 들어, 도 1의 제어 시스템(110)은 디스플레이 장치의 회전 각도에 부분적으로 기초하여 광원들 각각에 대한 액세스된 이미지 데이터의 연관 또는 맵핑을 생성하기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 필드 이미지의 각각의 렌더링된 프레임은 광원들(예를 들어, 광 필드 서브-디스플레이들을 구현하는 일부 실시예들에서 도 2a 및 도 2b의 주어진 광원 또는 마이크로-렌즈)의 픽셀들에 맵핑될 수 있다. 맵핑은 시간의 함수로서 회전가능한 구조의 회전 레이트 또는 회전 각도에 부분적으로 기초할 수 있다. 이미지 데이터의 맵핑은 또한 광원의 맵핑된 픽셀(예를 들어, 도 2a 및 도 2b의 광원 또는 마이크로-렌즈)에 의해 디스플레이될 렌더링된 프레임과 연관된 뷰잉 방향에서 방출될 광의 컬러 및 세기를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원은 광 필드 서브-디스플레이를 포함할 수 있고 이미지 데이터는 광 필드 이미지 데이터를 포함할 수 있다.
[0139] 회전가능한 구조와 별개로 디스플레이(1000)를 포함하는 실시예들에서, 이미지 데이터는 방출된 광에 대응하는 회전가능한 구조 상의 위치들에 맵핑될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 제어 시스템(110)은 회전가능한 구조의 회전 각도 및 광원과 대응하는 위치 사이의 상대적 위치에 부분적으로 기초하여 회전가능한 구조 상의 위치 각각에 대한 액세스된 이미지 데이터의 연관 또는 맵핑을 생성하기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터의 각각의 렌더링된 프레임은 픽셀들(예를 들어, 대응하는 위치 및 연관된 광원)에 맵핑될 수 있다. 맵핑은 시간의 함수로서 회전가능한 구조의 회전 레이트 또는 회전 각도에 부분적으로 기초할 수 있다. 일부 실시예들에서, 맵핑은 시간의 함수로서 회전가능한 구조의 위치와 관련된 디스플레이 상의 광원들의 위치들의 연관을 포함할 수 있다.
[0140] 일 실시예에서, 광 필드 서브-디스플레이들에 대한 이미지 데이터의 맵핑은 도 15와 관련하여 아래에서 상세화되는 루틴에 따라 수행될 수 있다.
[0141] 루틴(1400)은 광원들이 조명되는 블록(1450)으로 계속된다. 예를 들어, 광원들은 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 조명될 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이들을 포함하는 실시예에서, 도 1의 제어 시스템(110)은 광 필드 서브-디스플레이들이 회전가능한 구조의 시간의 함수로서 회전 각도 및 맵핑된 광 필드 이미지 데이터에 부분적으로 기초하여 조명되게 하기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 일 구현에서, 광 필드 서브-디스플레이들은 시간의 함수로서 그리고 렌더링된 프레임에 부분적으로 기초하여 변조(예를 들어, 턴 온 및 오프)될 수 있다. 예를 들어, 회전가능한 구조의 회전으로 인해 광 필드 서브-디스플레이의 위치가 이동됨에 따라, 표현될 렌더링된 프레임이 변경될 수 있고 광 필드 서브-디스플레이는 다수의 렌더링된 프레임들 사이에서 스위칭(예를 들어, 스트로브)될 수 있다.
[0142] 광원들을 포함하는 실시예에서, 도 1의 제어 시스템(110)은 광원들이 회전가능한 구조의 시간의 함수로서 회전 각도 및 맵핑된 이미지 데이터에 부분적으로 기초하여 조명되게 하기 위한 명령들을 실행할 수 있다. 일 구현에서, 광원들은 시간의 함수로서 그리고 렌더링된 프레임에 부분적으로 기초하여 변조(예를 들어, 턴 온 및 오프)될 수 있다. 예를 들어, 회전가능한 구조의 회전으로 인해 광원의 위치가 회전가능한 구조에 대해 상대적으로 이동됨에 따라, 표현될 렌더링된 프레임이 변경될 수 있고 광원들은 다수의 렌더링된 프레임들 사이에서 스위칭(예를 들어, 스트로브)될 수 있다.
[0143] 일 실시예에서, 광원들의 조명은 도 16과 관련하여 아래에서 상세화되는 루틴에 따라 수행될 수 있다. 그 후, 블록(1460)에서, 루틴(1400)이 종료된다.
[0144] 다양한 실시예들에서, 루틴(1400)은 도 1의 디스플레이 장치(100)의 하드웨어 프로세서(예를 들어, 도 1의 제어 시스템(110)이 하드웨어 프로세서(112))에 의해 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 컴퓨터 실행가능 명령들을 갖는 (디스플레이 장치와 네트워크 통신하는) 원격 컴퓨팅 디바이스는 디스플레이 장치로 하여금 루틴(1400)의 양상들을 수행하게 할 수 있다.
광원들에 이미지 데이터를 맵핑하기 위한 예시적인 루틴
[0145] 도 15는 광원들에 이미지 데이터를 맵핑하기 위한 예시적인 루틴의 흐름도이다. 루틴(1500)은 도 1의 제어 시스템(110)의 하드웨어 프로세서(112) 또는 원격 컴퓨팅 디바이스가 회전가능한 구조의 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑할 수 있는 하나의 방법의 일례일 수 있다.
[0146] 루틴(1500)은 블록(1510)에서 시작하고, 그 다음, 이미지 데이터의 하나 이상의 렌더링된 프레임들이 리트리브되는 블록(1520)으로 이동한다. 예를 들어, 루틴(1500)의 블록(1520)에서, 이미지 데이터는 제어 시스템(110)의 디지털 메모리(114)로부터 액세스된다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터는 광 필드 이미지 데이터를 포함할 수 있고, 여기서 광 필드 이미지는 다수의 렌더링된 프레임들을 포함할 수 있다. 각각의 렌더링된 프레임은 물체의 복수의 상이한 뷰들 중 상이한 뷰를 표시할 수 있다. 또한, 렌더링된 프레임들은 디스플레이될 물체의 이미지를 표현하기 위해 조합될 수 있는 다수의 렌더링된 픽셀들을 포함할 수 있다. 루틴은 렌더링된 프레임의 각각의 렌더링된 픽셀에 대한 서브루틴(1530)으로 계속된다.
[0147] 각각의 렌더링된 픽셀에 대해, 서브루틴(1530)은, 주어진 렌더링된 픽셀의 위치가 리트리브되는 블록(1540)으로 진행한다. 각각의 렌더링된 픽셀은 렌더링된 프레임 내의 위치를 가질 수 있다. 예를 들어, 렌더링 프레임은 주어진 뷰잉 방향에 대한 물체의 2D 표현을 포함할 수 있고, 각각의 렌더링된 픽셀은 그 렌더링된 프레임 내의 좌표(예를 들어, X 및 Y 좌표) 위치를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 데이터의 각각의 렌더링된 프레임은, 렌더링된 픽셀들의 위치들이 렌더링된 프레임마다 일정하도록 동일한 수의 렌더링된 픽셀들을 포함할 수 있다.
[0148] 블록(1550)에서, 광원 위치들은 회전가능한 구조의 (시간의 함수로서의) 회전 레이트에 적어도 부분적으로 기초하여 시간의 함수로서 결정된다. 일부 실시예들에서, 광 필드 서브-디스플레이 위치들은 회전가능한 구조의 회전 레이트에 적어도 부분적으로 기초하여 시간의 함수로서 결정된다. 일부 실시예들에서, 광원은 회전가능한 구조와 별개일 수 있다. 따라서, 블록(1550)에서, 회전가능한 구조 상에 광이 입사하는 위치는 회전가능한 구조의 (시간의 함수로서의) 회전 레이트에 적어도 부분적으로 기초하여 시간의 함수로서 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 위치는 또한 회전가능한 구조의 회전 레이트에 기초한 시간의 함수로서 회전가능한 구조에 대한 광원의 위치에 기초할 수 있다.
[0149] 블록(1560)에서, 주어진 렌더링된 픽셀의 각각의 렌더링된 픽셀 위치는 광원 위치와 연관될 수 있다. 일부 실시예들에서, 앞서 설명된 바와 같이, 렌더링된 픽셀의 위치(u)는 시간(t)의 함수로서 회전가능한 구조(z) 상의 광원 위치와 연관될 수 있고, 각각의 광원의 위치는 시간의 함수로서 회전 각도에 기초한다. 일부 실시예들에서, 렌더링된 픽셀의 위치(u)는 시간(t)의 함수로서 회전가능한 구조(z) 상에 광이 입사하는 위치와 연관될 수 있고, 각각의 광원의 위치는 시간의 함수로서 회전 각도에 기초한다. 렌더링된 픽셀들의 수 및 위치가 렌더링된 프레임들 사이에서 불변인 일부 실시예들에서, 광 필드 이미지의 임의의 렌더링된 프레임에 대한 연관은 일정할 수 있다. 블록(1570)에서, 루틴(1500)은 렌더링된 픽셀들을 광 필드 서브-디스플레이 위치들과 연관시키는 데이터 구조(예를 들어, LUT(look up table))를 생성(및 저장)할 수 있다. 다수의 디스플레이 장치들은 서로 이격되어 위치되거나 물리적으로 별개인 다수의 디스플레이 장치에 의해 디스플레이되는 이미지를 동기화하기 위해 동일한 룩업 테이블에 액세스할 수 있다. 블록(1580)에서, 루틴이 종료된다.
광원들을 조명하기 위한 예시적인 루틴
[0150] 도 16은 디스플레이 장치(예를 들어, 본 개시 전반에 걸쳐 설명되는 실시예들의 디스플레이 장치(100))의 광원들을 조명하기 위한 예시적인 루틴의 흐름도이다. 루틴(1600)은 도 1의 제어 시스템(110)의 하드웨어 프로세서(112) 또는 원격 컴퓨팅 디바이스가 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 광원들을 조명하기 위해 사용할 수 있는 방법의 일례일 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원들은 광 필드 서브-디스플레이들(예를 들어, 도 2a 및 도 2b)을 포함할 수 있고 이미지 데이터는 광 필드 이미지 데이터를 포함할 수 있다.
[0151] 루틴(1600)은 블록(1610)에서 시작하고, 그 다음, 이미지 데이터가 리트리브되는 블록(1620)으로 이동한다. 이미지 데이터는 하나 이상의 렌더링된 프레임들을 표현할 수 있다. 각각의 렌더링된 프레임은, 이미지를 렌더링하기 위한 다른 광학 속성들 중에서도, 렌더링된 프레임과 연관된 뷰잉 방향에서 물체를 묘사하기 위해 렌더링된 프레임의 각각의 렌더링된 픽셀과 연관된 컬러 및 세기(예를 들어, 이미지 파라미터들)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컬러 및 세기는 (예를 들어, 이미지를 렌더링하기 위해 광원에 의해 생성되는 광의 세기 또는 컬러를 변경함으로써) 이미지에서 깊이의 외관을 생성하도록 구성될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 이미지 데이터는 상이한 뷰잉 방향들을 표현하는 다수의 렌더링된 프레임들을 포함하는 광 필드 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 다수의 렌더링된 프레임들은 이미지를 렌더링하기 위해 앞서 설명된 광학 속성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 루틴(1600)은 각각의 렌더링된 프레임에 대한 서브루틴(1630)으로 계속된다.
[0152] 각각의 렌더링된 프레임에 대해, 서브루틴(1630)은, 전환된 렌더링된 픽셀 위치들이 결정되는 블록(1640)으로 진행한다. 전환된 렌더링된 픽셀 위치들은, 예를 들어, 도 15의 루틴(1500)에서 결정된 바와 같이 광이 입사되는 회전가능한 구조 상의 위치 또는 연관된 광원의 위치로 전환되는 렌더링된 픽셀들의 위치들과 관련될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전환된 렌더링된 픽셀 위치들의 결정은 데이터 구조(예를 들어, 도 15의 블록(1560)에서 생성된 데이터 구조)에 액세스함으로써 수행될 수 있다.
[0153] 블록(1650)에서, 광원에 의해 방출될 광의 컬러 및 세기는 디스플레이될 렌더링된 프레임에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 일 구현에서, 컬러 및 세기는 광원에 의해 디스플레이될 렌더링된 픽셀에 의해 정의될 수 있다.
[0154] 예를 들어, 각각의 렌더링된 프레임은 이미지의 2D 표현을 포함할 수 있다. 광원들(예를 들어, 각각의 LED)(예를 들어, 회전가능한 구조 상에 배치된 디스플레이(1000) 또는 광원)의 어레이의 각각의 픽셀은, 주어진 렌더링된 픽셀에 맵핑될 수 있는 회전가능한 구조로부터 광이 발산되는 위치에 기초하여 광을 방출하는 방향과 연관될 수 있다. 따라서, 회전가능한 구조 상의 각각의 픽셀 또는 위치는 임의의 시간 인스턴스에서 주어진 뷰잉 방향과 연관될 수 있다. 이러한 연관에 기초하여, 렌더링된 프레임의 어느 렌더링된 픽셀이 회전가능한 구조 상의 위치와 연관될지를 결정하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 연관으로부터, 서브루틴(1630)은, 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향에 기초하여 광원의 주어진 픽셀이 방출할 광의 컬러 및 세기를 결정하기 위해 렌더링된 픽셀의 컬러 및 세기를 리트리브할 수 있다.
[0155] 광 필드 서브-디스플레이들(예를 들어, 도 2a 및 도 2b)을 포함하는 일부 실시예들에서, 각각의 렌더링된 프레임은 뷰잉 방향과 연관될 수 있다. 광 필드 서브-디스플레이(101)의 픽셀 어레이(225)의 각각의 픽셀(예를 들어, 픽셀(205))은, 주어진 렌더링된 픽셀에 맵핑될 수 있는 마이크로-렌즈(215a)와의 연관에 기초하여 광을 방출하는 방향과 연관될 수 있다. 따라서, 픽셀 어레이(225)의 각각의 픽셀(205)은 임의의 시간 인스턴스에서 주어진 뷰잉 방향과 연관될 수 있다. 이러한 연관에 기초하여, 렌더링된 프레임의 어느 렌더링된 픽셀이 픽셀 어레이(225)의 주어진 픽셀(205)과 연관될지를 결정하는 것이 가능하다. 이러한 연관으로부터, 서브루틴(1630)은, 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향에 기초하여 광 필드 서브-디스플레이(101)의 주어진 픽셀이 방출할 광의 컬러 및 세기를 결정하기 위해 렌더링된 픽셀의 컬러 및 세기를 리트리브할 수 있다.
[0156] 서브루틴(1630)은, 결정된 컬러 및 세기 뿐만 아니라 회전가능한 구조의 회전 각도에 기초하여 각각의 광원이 조명될 수 있는 블록(1660)으로 계속된다. 예를 들어, 광원이 회전 경로(예를 들어, 회전 경로(103))를 통해 회전될 때, 광원에 의해 디스플레이될 렌더링된 프레임은 위치에서의 변화에 기초하여 변할 수 있다. 따라서, 픽셀들 또는 광원들은, 광원이 회전될 때 광원에 의해 디스플레이될 렌더링된 프레임에 기초하여 조명 또는 스트로브(예를 들어, 광 필드 이미지의 상이한 렌더링된 프레임들 사이에서 교번 또는 스위칭)될 수 있다. 그 후, 블록(1680)에서, 루틴(1600)이 종료된다.
팬 조립체를 사용하여 이미지들을 디스플레이하기 위한 예시적인 시스템
[0157] 도 17은 팬 조립체를 포함하는 디스플레이 장치를 사용하여 이미지들을 디스플레이하기 위한 예시적인 디스플레이 장치를 개략적으로 예시한다. 도 17은 사용자(1720)에 의해 사용되는 컴퓨터 시스템(1730)에 동작가능하게 연결된 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 달리 언급되지 않으면, 디스플레이 장치(100)의 컴포넌트들은 팬 조립체(800a) 및 도 8a 내지 도 13b에 도시된 예들과 관련하여 설명된 유사하게 넘버링된 컴포넌트들과 유사한 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 팬 조립체(800a)는 (예시된 바와 같이) 데스크 팬일 수 있지만, 팬 조립체는 추가적으로 또는 대안적으로 컴퓨터 시스템(1730)(또는 다른 전자 디바이스) 또는 (예를 들어, 도 4c에 도시된 예와 같은) 웨어러블 증강 현실 디스플레이 디바이스를 위한 냉각 팬(800b)일 수 있다. 팬 조립체(800a)는 팬 블레이드들(802a)이 회전되는 동안 광을 조명 및 재지향시키도록 구성될 수 있다. 이러한 디스플레이들은 컴퓨터 시스템(1730)의 동작 상태들을 표시하는 시스템 통지들을 사용자(1720)에게 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 팬 조립체(800a)는 (예를 들어, 배터리로 전력공급되는 팬 조립체, 컴퓨터 시스템, 다른 전자 디바이스 또는 AR 디스플레이 디바이스에 대한) 배터리 상태(1710a), 무선 접속(예를 들어, Wi-Fi 또는 다른 통신 프로토콜)의 결핍(1710c), 새로운 메시지(1710b)(예를 들어, 이메일 또는 텍스트 메시지) 또는 경보(1710d)(이하 집합적으로 통지 이미지(1710)로 지칭됨)를 표시하는 통지 이미지(1710)를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 통지 이미지(1710)는 통지 이미지(1710)를 렌더링하기 위한 이미지 데이터에 부분적으로 기초하는 2D 또는 3D 이미지일 수 있다.
[0158] 도 17을 다시 참조하면, 컴퓨터 시스템(1730)(예를 들어, 이러한 예시적인 실시예에서는 랩탑 컴퓨터)은 표면(1740)(예를 들어, 데스크) 상에서 사용자(1720)에 의해 동작되는 것으로 예시된다. 팬 조립체(800a)는 예를 들어, 사용자를 냉각시키기 위한 기류를 제공하기 위해 사용자(1720)에 대해 (예를 들어, 데스크 상에 또는 달리 사용자를 향해) 상대적으로 위치된 데스크 팬일 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이 다른 타입들의 팬들이 적용가능할 수 있다. 팬 조립체(800a)는 예를 들어, 유선 또는 무선 통신 링크(예를 들어, 점선(1750)으로 도시된 바와 같음)를 통해 컴퓨터 시스템(1730)에 동작가능하게 커플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1730)은 제어 시스템(110)을 포함할 수 있다(예를 들어, 링크(1750)는 링크(850a)와 유사할 수 있다). 다른 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1730)은 통신 링크(1750)를 통해 제어 시스템(110)에 동작가능하게 커플링될 수 있다. 컴퓨터 시스템(1730)은 통신 링크(1750)를 통해 팬 조립체(800a)에 신호들을 송신하도록 구성될 수 있다. 신호들은 (i) 도 14 내지 도 16에 따라 디스플레이 장치를 구동 또는 조명하기 위한 명령들; (ii) 물체 또는 이미지를 렌더링하기 위한 이미지 데이터; 또는 (iii) 통지들(1710)을 표시하는 정보를 표시하는 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 데이터는 컴퓨터 시스템(1730)의 하나 이상의 동작 상태들, 예를 들어, 배터리로 전력 공급되는, 예를 들어, 팬 조립체(800a), 컴퓨터 시스템(1730) 또는 다른 배터리로 전력 공급되는 컴포넌트(예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같은 AR 디바이스)에 대한 배터리 상태; 무선 네트워크에 대한 접속 상태; 또는 손상된 데이터 파일과 같은 시스템 내의 오류의 경보를 표시할 수 있다. 다른 실시예들에서, 정보는 사용자(1720)에게 의도된 메시지(예를 들어, 이메일 또는 인스턴트 메시지); 사용자에 의한 액션 또는 입력에 대한 요청(예를 들어, 컴퓨터 시스템(1730)에 포함된 소프트웨어 또는 프로그램들을 업데이트하기 위한 요청); 또는 사용자(1720)가 해석 또는 달리 동작하도록 하는 임의의 통지를 표시할 수 있다.
[0159] 디스플레이 장치(100)는 컴퓨터 시스템(1730)으로부터 신호를 수신하고 신호에 포함된 통지들 중 하나 이상을 표현하는 이미지(1710)를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 통지의 각각의 타입은 통지 이미지(1710)와 연관될 수 있다. 신호에 포함된 데이터는 통지를 표시할 수 있다(또는 일부 실시예들에서 신호는 통지 이미지(1710)를 포함할 수 있다). 통지 이미지(1710) 없이 데이터가 송신되는 경우, 제어 시스템(110)은 연관된 통지 이미지(1710)에 대응하는 이미지 데이터를 리트리브할 수 있다. 어느 경우이든, 팬 조립체(800a)는 (예를 들어, 도 8a 내지 도 16과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이) 수신된 데이터에 기초하여 통지 이미지(1710)를 디스플레이하도록 동작될 수 있다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, 팬 조립체(800a)는 통지 이미지들(1710)을 사용자에게 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 도 17은 한번에 디스플레이되는 다수의 통지 이미지들(1710)을 예시하지만, 이는 단지 예시의 목적이며 제한이 아니다. 팬 조립체(800a)는 컴퓨터 시스템(1730)으로부터 수신된 신호에 기초하여 하나 이상의 통지 이미지(1710)를 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
[0160] 특정한 구성이 도 17에 도시되지만, 다른 구성들이 가능하다. 예를 들어, 본원의 설명이 도 8a를 참조하여 이루어졌지만, 이는 단지 예시의 목적이며 제한으로 의도되지 않는다. 본 개시에 설명된 임의의 디스플레이 장치가 디스플레이 장치(100) 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 도 4c, 도 8b의 팬 조립체(800b) 또는 본원에 설명된 팬 조립체들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 또한, 팬 조립체는 컴퓨터 시스템(1730)의 일부(예를 들어, 컴퓨터 시스템(1730)의 전기적 또는 기계적 컴포넌트들을 냉각시키도록 구성된 팬 조립체)일 수 있다. 팬 조립체는 또한 임의의 타입의 팬 조립체, 예를 들어, 천장 팬, 박스 팬, 엔진 터빈 등을 포함할 수 있다.
[0161] 도 17은 컴퓨터 시스템(1730)을 단지 예시의 목적으로 랩탑으로서 예시하지만, 다른 컴퓨터 시스템들이 동일하게 적용가능할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1730)은 메모리 내의 명령들을 실행하기 위한 하드웨어 프로세스를 포함하는 임의의 시스템일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(1730)은 머리 장착 증강 현실 디스플레이(예를 들어, 도 4c의 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)), 비디오 게임 시스템, 모바일 셀룰러 전화 등의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 시스템(1730)은 기계적 컴포넌트(예를 들어, 항공기의 엔진 또는 프로펠러)에 동작가능하게 커플링될 수 있고, 통지들(1710)은 기계적 컴포넌트들의 동작 상태들(예를 들어, 차량을 제어하기 위한 정보, 열 상태들, 압력 상태들 등)을 제공할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(100)는 오직 하나의 컴퓨터 시스템(1730)에 커플링될 필요가 없고, 복수의 컴퓨터 시스템들(1730)에 커플링되고, 복수의 컴퓨터 시스템들(1730) 중 임의의 하나 이상에 대응하는 하나 이상의 통지 이미지들(1710)을 디스플레이하도록 구성될 수 있다.
광원들에 이미지 데이터를 맵핑하기 위한 예시적인 루틴
[0162] 도 18은 팬 조립체를 포함하는 디스플레이 장치를 사용하여 이미지를 디스플레이하는 예시적인 방법의 프로세스 흐름도이다. 예를 들어, 프로세스 흐름(1800)은 도 17의 통지 이미지(1710)를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 루틴(1800)은 이미지의 표현을 디스플레이하기 위해 이미지 데이터를 프로세싱하고 광원들을 조명하기 위한 예시적인 흐름이다. 루틴(1400)은 디스플레이 장치(100)의 실시예들의 제어 시스템(110)에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(100)은 하나 이상의 컴퓨터 시스템들(예를 들어, 도 17의 컴퓨터 시스템(1730))에 동작가능하게 커플링될 수 있다.
[0163] 루틴(1800)은 블록(1810)에서 시작하고, 그 다음, 컴퓨터 시스템과 통신하는 팬 조립체가 제공되는 블록(1820)으로 이동한다. 예를 들어, 팬 조립체(800a)(또는 본원에 설명된 임의의 다른 팬 조립체)는 디스플레이 장치(100)의 일부로서 제공되고 컴퓨터 시스템(1730)(예를 들어, 도 17)에 동작가능하게 커플링될 수 있다.
[0164] 루틴(1800)은 시스템의 통지가 결정되는 블록(1830)으로 계속된다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템은 (예를 들어, 도 17과 관련하여 앞서 설명된 바와 같이) 하나 이상의 통지들을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 시스템은 동작 상태(예를 들어, 배터리 상태, 접속 상태, 온도 상태 등)를 모니터링하고 상태를 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 통지들(예를 들어, 경보, 그에 대한 소프트웨어를 업데이트하도록 하는 통지, 수신된 메시지 등)을 표시하는 신호들을 검출 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
[0165] 루틴(1800)은 통지가 제어기에 통신되는 블록(1840)으로 계속된다. 일부 실시예들에서, 통지는 유선 또는 무선 통신 링크들을 통해 디스플레이 장치(예를 들어, 제어 시스템(100))의 제어 시스템에 통신된다. 다른 실시예들에서, 디스플레이 장치는 디스플레이 장치를 구동하도록 구성된 로컬 애플리케이션에 통지를 통신할 수 있는 컴퓨터 시스템에 의해 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 시스템은 통지를 표시하는 신호, 예를 들어, 통지를 포함하거나 통지 이미지(예를 들어, 도 17의 통지 이미지(1710))를 포함하는 데이터 스트림을 송신하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 장치 또는 그 안의 제어 시스템은 신호를 수신하고 이를 메모리에 저장하도록 구성될 수 있다.
[0166] 루틴(1800)은, 예를 들어, 수신된 신호에 기초하여 팬 조립체가 조명되는 블록(1850)으로 계속된다. 일부 실시예들에서, 수신된 신호는 통지 이미지를 표시하는 데이터를 포함한다. 통지 이미지는 디스플레이 장치(예를 들어, 도 14 내지 도 16)의 하나 이상의 광원들에 맵핑될 수 있는 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 그 다음, 팬 조립체는 (예를 들어, 도 14에 더 상세히 설명되는 바와 같이) 맵핑된 이미지 데이터에 기초하여 조명될 수 있다.
[0167] 루틴(1800)은, 수신된 통지에 기초하여 팬 조립체에 의해 이미지가 디스플레이되는 블록(1860)으로 계속된다. 예를 들어, 팬 조립체는 블록(1850)에 예시될 수 있고, 수신된 신호(예를 들어, 통지 이미지(1710))를 표현하는 하나 이상의 이미지들을 디스플레이하기 위해 제어 시스템(예를 들어, 도 14 내지 도 16)으로부터 수신된 신호들에 기초하여 구동될 수 있다.
[0168] 다양한 실시예들에서, 루틴(1800)은 도 1의 디스플레이 장치(100)의 하드웨어 프로세서(예를 들어, 도 1의 제어 시스템(110)이 하드웨어 프로세서(112))에 의해 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 컴퓨터 실행가능 명령들을 갖는 (디스플레이 장치와 네트워크 통신하는) 원격 컴퓨팅 디바이스는 디스플레이 장치로 하여금 루틴(1400)의 양상들을 수행하게 할 수 있다.
추가적인 양상들
[0169] 제1 양상에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 팬 조립체로서, 복수의 팬 블레이드들; 기류를 유도하기 위해 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 구성되는 모터; 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나 상에 배치된 복수의 광원들; 팬 조립체에 의해 디스플레이될 이미지 데이터를 저장하도록 구성된 비일시적 메모리 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 포함함 ―; 및 비일시적 메모리, 모터 및 복수의 광원들에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 회전 축을 중심으로 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 모터를 구동시키고 ― 복수의 팬 블레이드들은 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―, 이미지 데이터에 액세스하고, 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하고, 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들을 조명하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0170] 제2 양상에서, 양상 1에 있어서, 이미지 데이터는 광 필드 이미지를 표현하고, 광 필드 이미지는 상이한 뷰잉 방향들에서 이미지의 복수의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된다.
[0171] 제3 양상에서, 양상 1 또는 2에 있어서, 복수의 광원들은 광 필드 서브-디스플레이, 액정, LED(light emitting diode), 유기 LED 또는 레이저 중 적어도 하나를 포함한다.
[0172] 제4 양상에서, 양상 1 내지 3 중 어느 하나의 양상에 있어서, 각각의 광원은, 복수의 마이크로-렌즈들을 포함하는 마이크로-렌즈 어레이, 및 복수의 픽셀 서브세트들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하고, 각각의 픽셀 서브세트는 개개의 마이크로-렌즈와 연관되고 광을 생성하도록 구성되고, 각각의 픽셀 서브세트 및 연관된 마이크로-렌즈는 복수의 각도들에서 발신 광을 생성하도록 배열되고, 픽셀 서브세트의 제1 픽셀로부터의 광은 픽셀 서브세트의 제2 픽셀의 각도와 상이한 각도로 광 필드 서브-디스플레이로부터 전파된다.
[0173] 제5 양상에서, 양상 1 내지 4 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들은 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하고, 각각의 픽셀은 광을 생성하도록 구성되고, 각각의 픽셀은 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나의 형상에 기초하는 각도로 발신 광을 생성하도록 배열되고, 제1 픽셀로부터의 광은 제2 픽셀의 각도와 상이한 각도로 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나로부터 전파된다.
[0174] 제6 양상에서, 양상 1 내지 5 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들은 회전 축으로부터 방사상으로 배치된다.
[0175] 제7 양상에서, 양상 1 내지 6 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들은 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나를 따라 배치된다.
[0176] 제8 양상에서, 양상 1 내지 7 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들은 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나 상에 2차원 어레이로 배치된다.
[0177] 제9 양상에서, 양상 1 내지 8 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들은 리딩 에지, 후속 에지 또는 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나의 방사상 에지 중 적어도 하나를 따라 배치된다.
[0178] 제10 양상에서, 양상 1 내지 9 중 어느 하나의 양상에 있어서, 각각의 광원은 회전 축으로부터의 자신의 위치에 기초하여 대응하는 반경을 갖고, 복수의 광원들을 조명하기 위해 프로세서는 대응하는 반경에 기초하여 광원의 조명의 세기 또는 지속기간을 스케일링하도록 프로그래밍된다.
[0179] 제11 양상에서, 양상 10에 있어서, 스케일링은 광 필드 서브-디스플레이의 반경에 선형이다.
[0180] 제12 양상에서, 양상 1 내지 11 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 팬 블레이드들, 모터 및 복수의 광원들은 팬 조립체의 일부인, 팬 조립체. 다른 양상에서, 양상 1 내지 11 중 어느 하나의 양상에 있어서, 하우징을 더 포함하고, 복수의 팬 블레이드들, 모터 및 복수의 광원들은 하우징 내에 배치된다.
[0181] 제13 양상에서, 양상 1에 있어서, 팬 조립체는 회전 축에 중심을 둔 개구를 갖는 하우징 및 복수의 팬 블레이드들과 디스플레이된 이미지 사이에서 개구를 가로질러 연장되는 세장형 부재를 포함하고, 세장형 부재는 복수의 광원들에 기초하여 팬 조립체의 횡단 하중을 제어하도록 구성된다.
[0182] 제14 양상에서, 양상 1 내지 12 중 어느 하나의 양상에 있어서, 팬 조립체는, 복수의 팬 블레이드들의 제1 서브세트를 노출시키는 개구를 포함하는 하우징; 및 복수의 팬 블레이드들의 제2 서브세트를 커버하는 커버된 영역을 포함하고, 프로세서는 복수의 광원들 중 복수의 팬 블레이드들의 제1 서브세트에 대응하는 광원들에 이미지 데이터를 맵핑하도록 실행가능한 명령들을 더 포함한다.
[0183] 제15 양상에서, 양상 14에 있어서, 이미지 데이터는 복수의 광원들 중 복수의 팬 블레이드들의 제2 서브세트에 대응하는 광원들의 제2 서브세트에 맵핑되지 않는다.
[0184] 제16 양상에서, 양상 1 내지 15 중 어느 하나의 양상에 있어서, 모터는 이미지 품질에 적어도 부분적으로 기초하는 회전 레이트로 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 구성된다.
[0185] 제17 양상에서, 양상 1 내지 16 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들을 조명하도록 프로그래밍된 프로세서와 조합하여 오디오를 투사하도록 구성되는 스피커 시스템을 더 포함한다.
[0186] 제18 양상에서, 양상 1 내지 17 중 어느 하나의 양상에 있어서, 오디오를 수신하도록 구성되는 마이크로폰을 더 포함하고, 프로세서는, 마이크로폰으로부터 오디오 입력을 수신하고; 오디오 입력이 오디오 커맨드를 포함하는 것을 인식하고; 오디오 커맨드에 기초하여 복수의 광원들의 조명을 수정하기 위한 액션을 개시하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0187] 제19 양상에서, 양상 1 내지 18 중 어느 하나의 양상에 있어서, 팬 조립체의 미리 결정된 거리 내에서 엔티티를 검출하도록 구성된 근접 센서를 더 포함하고, 프로세서는 근접 센서가 엔티티를 검출하는 것에 기초하는 액션을 개시하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0188] 제20 양상에서, 양상 1 내지 19 중 어느 하나의 양상에 있어서, 원심 팬 조립체를 더 포함하고, 원심 팬 조립체는 복수의 팬 블레이드들 및 모터를 포함한다.
[0189] 제21 양상에서, 양상 20에 있어서, 원심 팬 조립체는 반투명 부분 및 불투명 부분을 갖는 하우징을 포함한다.
[0190] 제22 양상에서, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법으로서, 팬 조립체의 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 모터를 구동하는 단계 ― 복수의 팬 블레이드들 각각은 회전 축을 중심으로 복수의 광원들을 포함하고, 복수의 팬 블레이드들은 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―; 디스플레이될 이미지 데이터에 액세스하는 단계 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 포함함 ―; 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하는 단계; 및 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들을 조명하는 단계를 포함한다.
[0191] 제23 양상에서, 양상 22에 있어서, 복수의 광원들은 복수의 광 필드 서브-디스플레이들을 포함하고, 이미지 데이터는 복수의 렌더링된 프레임들을 포함하는 광 필드 이미지 데이터를 포함하고, 각각의 렌더링된 프레임은 이미지의 하나 이상의 뷰들 중 상이한 뷰를 표현하고, 각각의 렌더링된 프레임은 렌더링된 프레임을 렌더링하기 위해 조합하는 복수의 렌더링된 픽셀들을 포함하고, 각각의 렌더링된 픽셀은 렌더링된 프레임 내에 위치를 갖는다.
[0192] 제24 양상에서, 양상 23에 있어서, 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는 각각의 렌더링된 픽셀의 위치를 복수의 팬 블레이드들 상의 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 위치와 연관시키는 단계를 포함하고, 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 위치는 시간의 함수로서 회전 각도에 기초한다.
[0193] 제25 양상에서, 양상 23 또는 24에 있어서, 렌더링된 픽셀 위치들은 복수의 렌더링된 프레임들 사이에서 불변이다.
[0194] 제26 양상에서, 양상 23 내지 25 중 어느 하나의 양상에 있어서, 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는, 각각의 광 필드 서브-디스플레이에 대해, 디스플레이될 렌더링된 프레임 및 복수의 팬 블레이드들 상에서 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 위치와 각각의 렌더링된 픽셀의 위치의 연관에 기초한 컬러 및 세기를 결정하는 단계를 더 포함한다.
[0195] 제27 양상에서, 양상 23 내지 26 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광 필드 서브-디스플레이를 조명하는 단계는, 주어진 렌더링된 프레임에 대해, 결정된 컬러 및 세기에 기초하여 각각의 광 필드 서브-디스플레이를 조명하는 단계 ― 조명의 방향은 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향과 관련됨 ―, 및 복수의 팬 블레이드들의 회전, 복수의 렌더링된 프레임들, 및 복수의 팬 블레이드들 상에서 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 위치와 각각의 렌더링된 픽셀의 위치의 연관에 기초하여 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 조명을 스트로브하는 단계를 포함한다.
[0196] 제28 양상에서, 양상 22 내지 27 중 어느 하나의 양상에 있어서, 이미지 데이터는 적어도 하나의 렌더링된 프레임을 포함하고, 렌더링된 프레임은 렌더링된 프레임을 렌더링하기 위해 조합하는 복수의 렌더링된 픽셀들을 포함하고, 각각의 렌더링된 픽셀은 렌더링된 프레임 내에 위치를 갖는다.
[0197] 제29 양상에서, 양상 28에 있어서, 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는, 각각의 렌더링된 픽셀의 위치를 복수의 팬 블레이드들 상의 각각의 광원의 위치와 연관시키는 단계를 포함하고, 각각의 광원의 위치는 시간의 함수로서 회전 각도에 기초한다.
[0198] 제30 양상에서, 양상 29에 있어서, 이미지 데이터를 복수의 광원들 각각에 맵핑하는 단계는, 각각의 광원에 대해, 렌더링된 프레임 및 복수의 팬 블레이드들 상에서 각각의 광원의 위치와 각각의 렌더링된 픽셀의 위치의 연관에 기초한 컬러 및 세기를 결정하는 단계를 더 포함한다.
[0199] 제31 양상에서, 양상 29 또는 30에 있어서, 복수의 광원들을 조명하는 단계는, 렌더링된 프레임에 대해, 결정된 컬러 및 세기에 기초하여 각각의 광원을 조명하는 단계 ― 조명의 방향은 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향과 관련됨 ―, 및 복수의 팬 블레이드들의 회전, 복수의 렌더링된 프레임들, 및 복수의 팬 블레이드들 상에서 각각의 광원의 위치와 각각의 렌더링된 픽셀의 위치의 연관에 기초하여 각각의 광원의 조명을 스트로브하는 단계를 포함한다.
[0200] 제32 양상에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치로서, 회전가능한 구조; 회전가능한 구조를 회전시키도록 구성되는 모터; 회전가능한 구조를 향해 광을 지향시키도록 회전가능한 구조에 상대적으로 위치된 복수의 광원들; 디스플레이 장치에 의해 디스플레이될 이미지 데이터를 저장하도록 구성된 비일시적 메모리 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 포함함 ―; 및 비일시적 메모리, 모터 및 복수의 광원들에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 회전 축을 중심으로 회전가능한 구조를 회전시키도록 모터를 구동시키고 ― 회전가능한 구조는 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―, 이미지 데이터에 액세스하고, 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하고, 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들을 조명하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0201] 제33 양상에서, 양상 32에 있어서, 회전가능한 구조는 팬 조립체를 포함한다.
[0202] 제34 양상에서, 양상 33에 있어서, 회전가능한 구조는 데스크 팬, 천장 팬, 가정 팬, 항공기 상의 프로펠러, 엔진 터빈, 전기 냉각 팬, 컴퓨터 팬, 전자 디바이스를 위한 냉각 팬 또는 원심 팬 중 적어도 하나에 포함된다.
[0203] 제35 양상에서, 양상 32 내지 34 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들을 포함하는 디스플레이를 더 포함하고, 복수의 광원들은 2차원 어레이로 배열된다.
[0204] 제36 양상에서, 양상 35에 있어서, 디스플레이는 공간 광 변조기를 포함한다.
[0205] 제37 양상에서, 양상 32 내지 36 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들 중 적어도 하나는 회전가능한 구조의 일부분 상에 광을 포커싱하도록 구성된다.
[0206] 제38 양상에서, 양상 37에 있어서, 복수의 광원들은 광 필드 서브-디스플레이, LED(light emitting diode), 액정, LED(light emitting diode), 유기 LED 또는 레이저 중 적어도 하나를 포함한다.
[0207] 제39 양상에서, 양상 37 또는 38에 있어서, 회전가능한 구조는 표현을 디스플레이하기 위해, 그 위에 포커싱된 광을 재지향시키도록 구성되는 복수의 세장형 엘리먼트들을 포함한다.
[0208] 제40 양상에서, 양상 39에 있어서, 복수의 세장형 엘리먼트들 각각은, 기류를 유도하고 표현을 디스플레이하기 위해 그 위에 포커싱된 광을 재지향시키도록 구성되는 형상을 갖는 팬 블레이드를 포함한다.
[0209] 양상 41에서, 양상 40에 있어서, 팬 블레이드의 형상은 팬 블레이드의 방사상으로 연장되는 길이를 따라 변하는 윤곽을 갖는 표면을 포함하고, 복수의 광원들 중 제1 광원에 의해 방출된 광은 복수의 광원들 중 제2 광원에 의해 방출된 광과 상이한 윤곽을 갖는 표면까지의 제1 거리를 전파된다.
[0210] 제42 양상에서, 양상 32 내지 41 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들은 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하고, 각각의 픽셀은 회전가능한 구조를 향해 지향된 광을 생성하도록 구성되고, 회전가능한 구조의 형상은 제2 픽셀의 각도와 상이한 각도로 제1 픽셀로부터 광을 재지향시키도록 구성된다.
[0211] 제43 양상에서, 양상 32 내지 42 중 어느 하나의 양상에 있어서, 회전가능한 구조, 회전 축을 따라 배치된 허브, 및 허브 또는 회전가능한 구조 중 적어도 하나 상에 배치된 제2 복수의 광원들을 포함하는 조립체를 더 포함한다.
[0212] 제44 양상에서, 양상 43에 있어서, 제2 복수의 광원들은 양상들 1 내지 30의 복수의 광원들을 포함하는, 장치. 다른 양상에서, 양상 32에 있어서, 회전 축에 배치된 허브를 더 포함하고, 복수의 광원들의 적어도 일부분은 허브 상에 광을 지향시키도록 회전가능한 구조에 상대적으로 위치된다.
[0213] 제45 양상에서, 양상 32 내지 44 중 어느 하나의 양상에 있어서, 각각의 광원은 회전 축에 상대적인 위치를 갖고, 복수의 광원들을 조명하기 위해 프로세서는 회전 축으로부터의 위치에 기초하여 광원의 조명의 세기 또는 지속기간을 스케일링하도록 프로그래밍된다.
[0214] 제46 양상에서, 양상 32 내지 45 중 어느 하나의 양상에 있어서, 회전가능한 구조, 회전가능한 구조와 복수의 광원들 사이에서 회전 축에 중심을 둔 개구를 갖는 하우징, 및 회전가능한 구조와 디스플레이된 이미지 사이에서 개구를 가로질러 연장되는 세장형 부재를 포함하는 조립체를 더 포함하고, 세장형 부재는 회전가능한 구조의 회전 및 복수의 광원들의 조명에 부분적으로 기초하여 조립체의 횡단 하중을 제어하도록 구성된다.
[0215] 제47 양상에서, 양상 32 내지 46 중 어느 하나의 양상에 있어서, 회전가능한 구조와 복수의 광원들 사이의 개구를 갖는 하우징을 더 포함하고, 개구는 회전가능한 구조의 제1 부분을 복수의 광원들에 의해 방출된 광에 노출시키고, 하우징은 회전가능한 구조의 제2 부분을 커버하는 커버를 더 포함하고, 프로세서는 복수의 광원들 중 회전가능한 구조의 제1 부분에 대응하는 광원들의 제1 서브세트에 이미지 데이터를 맵핑하도록 실행가능한 명령들을 더 포함한다.
[0216] 제48 양상에서, 양상 47에 있어서, 이미지 데이터는 복수의 광원들 중 회전가능한 구조의 제2 부분에 대응하는 광원들의 제2 서브세트에 맵핑되지 않는다.
[0217] 제49 양상에서, 양상 32 내지 48 중 어느 하나의 양상에 있어서, 모터는 이미지 품질에 적어도 부분적으로 기초하는 회전 레이트로 회전가능한 구조를 회전시키도록 구성된다.
[0218] 제50 양상에서, 양상 32 내지 49 중 어느 하나의 양상에 있어서, 복수의 광원들을 조명하도록 프로그래밍된 프로세서와 조합하여 오디오를 투사하도록 구성되는 스피커 시스템을 더 포함한다.
[0219] 제51 양상에서, 양상 32 내지 50 중 어느 하나의 양상에 있어서, 오디오를 수신하도록 구성되는 마이크로폰을 더 포함하고, 프로세서는, 마이크로폰으로부터 오디오 입력을 수신하고; 오디오 입력이 오디오 커맨드를 포함하는 것을 인식하고; 오디오 커맨드에 기초하여 복수의 광원들의 조명을 수정하기 위한 액션을 개시하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0220] 제52 양상에서, 양상 32 내지 51 중 어느 하나의 양상에 있어서, 디스플레이 장치의 미리 결정된 거리 내에서 엔티티를 검출하도록 구성된 근접 센서를 더 포함하고, 프로세서는 근접 센서가 엔티티를 검출하는 것에 기초하는 액션을 개시하도록 실행가능한 명령들로 프로그래밍된다.
[0221] 제53 양상에서, 양상 32 내지 52 중 어느 하나의 양상에 있어서, 원심 팬 조립체를 더 포함하고, 원심 팬 조립체는 회전가능한 구조 및 모터를 더 포함하고, 회전가능한 구조는 하나 이상의 세장형 엘리먼트들을 포함하고, 회전 축은 복수의 광원들에 상대적이고 회전가능한 구조의 하나 이상의 세장형 엘리먼트들에 실질적으로 평행한 각도이다.
[0222] 제54 양상에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법으로서, 회전 축을 중심으로 회전가능한 구조를 회전시키도록 모터를 구동시키는 단계 ― 상기 회전가능한 구조는 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―; 디스플레이 장치에 의해 디스플레이될 이미지 데이터에 액세스하는 단계 ― 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 이미지의 하나 이상의 뷰들을 포함함 ―; 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들 각각에 이미지 데이터를 맵핑하는 단계 ― 복수의 광원들은 회전가능한 구조를 향해 광을 지향시키도록 회전가능한 구조에 상대적으로 위치됨 ―; 및 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들을 조명하는 단계를 포함한다.
[0223] 제55 양상에서, 양상 54에 있어서, 이미지 데이터는 적어도 하나의 렌더링된 프레임을 포함하고, 렌더링된 프레임은 렌더링된 프레임을 렌더링하기 위해 조합하는 복수의 렌더링된 픽셀들을 포함하고, 각각의 렌더링된 픽셀은 렌더링된 프레임 내에 위치를 갖는다.
[0224] 제56 양상에서, 양상 55에 있어서, 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 복수의 광원들에 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는, 각각의 렌더링된 픽셀의 위치를, 각각의 광원의 위치와, 그리고 시간의 함수로서 회전 각도에 기초하여 회전가능한 구조 상의 복수의 위치들과 연관시키는 단계를 포함한다.
[0225] 제57 양상에서, 양상 56에 있어서, 광 필드 이미지를 복수의 광원들 각각에 맵핑하는 단계는, 각각의 광원에 대해, 렌더링된 프레임 및 연관에 기초한 컬러 및 세기를 결정하는 단계를 더 포함한다.
[0226] 제58 양상에서, 양상 54 내지 57에 있어서, 복수의 광원들을 조명하는 단계는, 렌더링된 프레임에 대해, 결정된 컬러 및 세기에 기초하여 각각의 광원을 조명하는 단계 ― 조명은 회전가능한 구조 상에 입사되고, 입사 광의 재지향은 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향과 관련됨 ―, 및 회전가능한 구조의 회전, 렌더링된 프레임 및 연관에 기초하여 각각의 광원의 조명을 스트로브하는 단계를 포함한다.
[0227] 제59 양상에서, 이미지를 디스플레이하기 위한 방법으로서, 디바이스의 상태의 통지를 결정하는 단계; 통지를 표시하는 신호를 제어기에 통신하는 단계; 신호에 기초하여 팬 조립체를 조명하는 단계; 및 팬 조립체를 사용하여 이미지를 디스플레이하는 단계를 포함하고, 이미지는 통지를 표시한다.
[0228] 제60 양상에서, 양상 59에 있어서, 통지는 동작 상태, 디바이스에 전력을 제공하도록 구성된 배터리의 상태; 온도 상태, 통신 연결 상태, 수신된 메시지의 통지; 이메일; 인스턴트 메시지; SMS 메시지; 또는 디바이스 내의 오류를 표시하는 경보 중 적어도 하나이다.
[0229] 제61 양상에서, 양상 59 또는 60에 있어서, 신호는 이미지를 디스플레이하기 위한 이미지 데이터를 포함한다.
[0230] 제62 양상에서, 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 팬 조립체로서, 회전가능한 구조; 회전가능한 구조를 회전시키도록 구성되는 모터; 회전가능한 구조에 상대적으로 배치된 복수의 광원들; 팬 조립체에 의해 디스플레이될 이미지 데이터를 저장하도록 구성되는 비일시적 메모리; 및 비일시적 메모리, 모터 및 복수의 광원들에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 양상들 59 내지 61 중 어느 한 양상의 방법을 구현하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0231] 제63 항에 있어서, 양상 62에 있어서, 디바이스는 유선 또는 무선 통신 링크 중 적어도 하나를 통해 팬 조립체에 동작가능하게 연결된다.
[0232] 제64 양상에서, 증강 현실 디바이스로서, 사용자의 눈들의 전방에 위치되는 디스플레이 시스템; 회전가능한 구조를 포함하는 팬 조립체, 회전가능한 구조를 회전시키도록 구성되는 모터, 및 회전가능한 구조에 상대적으로 배치된 복수의 광원들; 이미지 데이터를 저장하도록 구성되는 비일시적 메모리; 및 비일시적 메모리, 디스플레이 및 팬 조립체에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함하고, 프로세서는, 양상들 59 내지 61 중 어느 한 양상의 방법을 구현하도록 실행가능한 명령들을 포함한다.
[0233] 제65 양상에서, 양상 64에 있어서, 디바이스는 증강 현실 디바이스이다.
[0234] 제66 양상에서, 양상 64 또는 65에 있어서, 디바이스는 유선 또는 무선 통신 링크 중 적어도 하나를 통해 팬 조립체에 동작가능하게 연결된다.
[0235] 제67 양상에서, 양상 64 내지 66 중 어느 한 양상에 있어서, 벨트-팩을 더 포함하고, 벨트-백은 팬 조립체, 비일시적 메모리, 프로세서 또는 배터리 중 적어도 하나를 포함한다.
[0236] 제68 양상에서, 양상 1 내지 21 또는 62 또는 63 중 어느 한 양상의 팬 조립체를 포함하거나 또는 양상 32 내지 53 중 어느 한 양상의 디스플레이 장치를 포함하거나 또는 양상 22 내지 31 또는 54 내지 61의 방법들 중 어느 한 방법을 수행하도록 구성된다.
[0237] 제69 양상에서, 양상 68에 있어서, 사용자의 몸통 또는 팔다리 상에 착용되도록 구성되는 프로세싱 디바이스를 포함하고, 프로세싱 디바이스는 양상 1 내지 21 또는 62 또는 63 중 어느 한 양상의 팬 조립체를 포함하거나 또는 양상 32 내지 53 중 어느 한 양상의 디스플레이 장치를 포함하거나 또는 양상 22 내지 31 또는 54 내지 61의 방법들 중 어느 한 방법을 수행하도록 구성된다.
추가적인 고려사항들
[0238] 본원에서 설명되거나 또는 첨부 도면들에 묘사된 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들 각각은 하나 이상의 물리적 컴퓨팅 시스템들, 하드웨어 컴퓨터 프로세서들, 주문형 회로 또는 특정 그리고 특별 컴퓨터 명령들을 실행하도록 구성된 전자 하드웨어에 의해 실행되는 코드 모듈들로 구현되고, 그리고 이 코드 모듈들에 의해 완전히 또는 부분적으로 자동화될 수 있다 예컨대, 컴퓨팅 시스템들은 특정 컴퓨터 명령들로 프로그래밍된 범용성 컴퓨터들(예컨대, 서버들) 또는 특수 목적 컴퓨터들, 특수 목적 회로 등을 포함할 수 있다. 코드 모듈은 실행가능 프로그램으로 컴파일링되고 링크되거나, 동적 링크 라이브러리에 설치되거나, 또는 해석형 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 일부 구현들에서, 특정 동작들 및 방법들은 주어진 기능에 특정한 회로에 의해 수행될 수 있다.
[0239] 추가로, 본 개시의 기능성의 특정 구현들은 충분히 수학적으로, 계산상으로 또는 기술적으로 복잡하여, (적합한 전문화된 실행가능한 명령들을 활용하는) 주문형 하드웨어 또는 하나 이상의 물리적 컴퓨팅 디바이스들 또는 특수화된 그래픽 프로세싱 유닛들은, 예컨대 수반되는 계산들의 양(volume) 또는 복잡성으로 인해 또는 실질적으로 실시간으로 이미지 디스플레이 결과들을 제공하기 위해 그 기능성을 수행할 필요가 있을 수 있다. 예컨대, 비디오는 많은 프레임들(각각의 프레임은 수 백만개의 픽셀들을 가짐)을 포함할 수 있고, 그리고 상업적으로 합리적인 시간량 내에 원하는 이미지 프로세싱 임무 또는 애플리케이션을 제공하기 위해, 특별하게 프로그래밍된 컴퓨터 하드웨어가 비디오 데이터를 프로세싱할 필요가 있다.
[0240] 코드 모듈들 또는 임의의 타입의 데이터는, 임의의 타입의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체, 이를테면 하드 드라이브들, 고체 상태 메모리, RAM(random access memory), ROM(read only memory), 광학 디스크, 휘발성 또는 비-휘발성 스토리지, 이들의 조합들 등을 포함하는 물리적 컴퓨터 스토리지 상에 저장될 수 있다. 방법들 및 모듈들(또는 데이터)은 또한 생성된 데이터 신호들로서(예컨대, 반송파 또는 다른 아날로그 또는 디지털 전파 신호의 일부로서) 무선-기반 및 유선/케이블-기반 매체들을 포함하는 다양한 컴퓨터-판독가능 송신 매체들 상에서 송신될 수 있고, 그리고 (예컨대, 단일 또는 멀티플렉싱된 아날로그 신호의 일부로서, 또는 다수의 이산 디지털 패킷들 또는 프레임들로서) 다양한 형태들을 취할 수 있다. 개시된 프로세스들 또는 프로세스 단계들의 결과들은 임의의 타입의 비-일시적, 유형의 컴퓨터 스토리지에 영구적으로 또는 다른 방식으로 저장될 수 있거나 또는 컴퓨터-판독가능 송신 매체를 통해 통신될 수 있다.
[0241] 본원에서 설명되거나 첨부 도면들에 묘사된 흐름도들에서 임의의 프로세스들, 블록들, 상태들, 단계들, 또는 기능성들은 (예컨대, 논리적 또는 산술적) 특정한 기능들 또는 프로세스의 단계들을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능한 명령들을 포함하는 코드 모듈들, 세그먼트들, 또는 코드 부분들을 잠재적으로 표현하는 것으로 이해되어야 한다. 다양한 프로세스들, 블록들, 상태들, 단계들 또는 기능성들은 본원에서 제공된 예시적인 예들에서 조합되거나, 재배열되거나, 이들에 추가되거나, 이들로부터 삭제되거나, 수정되거나 또는 다른 방식으로 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 추가적인 또는 상이한 컴퓨팅 시스템들 또는 코드 모듈들은 본원에서 설명된 기능성들 중 일부 또는 모두를 수행할 수 있다. 본원에서 설명된 방법들 및 프로세스들은 또한 임의의 특정 시퀀스로 제한되지 않고, 그와 관련된 블록들, 단계들 또는 상태들은 적합한 다른 시퀀스들로, 예컨대 직렬로, 병렬로, 또는 일부 다른 방식으로 수행될 수 있다. 작업들 또는 이벤트들은 개시된 예시적인 실시예들에 추가되거나 이들로부터 제거될 수 있다. 게다가, 본원에서 설명된 구현들에서 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 예시 목적들을 위한 것이고 모든 구현들에서 그런 분리를 요구하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 설명된 프로그램 컴포넌트들, 방법들 및 시스템들이 일반적으로 단일 컴퓨터 제품에 함께 통합되거나 다수의 컴퓨터 제품들로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 많은 구현 변동들이 가능하다.
[0242] 프로세스들, 방법들 및 시스템들은 네트워크(또는 분산형) 컴퓨팅 환경에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(110)은 네트워크 환경과 통신할 수 있다. 네트워크 환경들은 전사적 컴퓨터 네트워크들, 인트라넷들, LAN(local area network)들, WAN(wide area network)들, PAN(personal area network)들, 클라우드 컴퓨팅 네트워크들, 클라우드-소스드(crowd-sourced) 컴퓨팅 네트워크들, 인터넷, 및 월드 와이드 웹(World Wide Web)을 포함한다. 네트워크는 유선 또는 무선 네트워크 또는 임의의 다른 타입의 통신 네트워크일 수 있다.
[0243] 본 개시의 시스템들, 및 방법들 각각은 몇몇 혁신적인 양상들을 가지며, 그 양상들 중 어떠한 단일 양상도 본 명세서에 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하거나 요구되지 않는다. 상기 설명된 다양한 특징들 및 프로세스들은 서로 독립적으로 사용될 수 있거나, 또는 다양한 방식들로 조합될 수 있다 모든 가능한 조합들 및 서브-조합들은 본 개시내용의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 본 개시에서 설명된 구현들에 대한 다양한 변형들은 당업자들에게 용이하게 명백할 수 있으며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 구현들에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 명세서에 설명된 구현들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 개시, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합할 것이다.
[0244] 별개의 구현들의 상황에서 본 명세서에 설명되는 특정 특징들은 또한 단일 구현으로 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현의 상황에서 설명되는 다양한 특징들은 또한 다수의 구현들에서 별개로 또는 임의의 적절한 하위 결합으로 구현될 수 있다. 아울러, 특징들이 특정한 결합들로 작용하는 것으로 앞서 설명되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될지라도, 일부 경우들에서, 청구된 결합으로부터의 하나 이상의 특징들은 그 결합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 결합은 하위 결합 또는 하위 결합의 변화에 관련될 수 있다. 단일 특징 또는 특징들의 그룹이 각각의 모든 실시예에 필요하거나 필수적인 것은 아니다.
[0245] 구체적으로 다르게 언급되지 않거나, 사용된 맥락 내에서 다르게 이해되지 않으면, 본원에서 사용된 조건어, 이를테면 특히, "할 수 있다("can", "could", "might", "may")" 및 "예컨대" 등은 일반적으로 특정 실시예들은 특정 특징들, 엘리먼트들 또는 단계들을 포함하지만, 다른 실시예들은 이들을 포함하지 않는다는 것을 전달하도록 의도된다. 따라서, 그런 조건어는 일반적으로, 특징들, 엘리먼트들 또는 단계들이 어쨌든 하나 이상의 실시예들을 위해 요구된다는 것, 또는 하나 이상의 실시예들이, 저자 입력 또는 프롬프팅을 사용하여 또는 이러한 것을 사용함 없이, 이들 특징들, 엘리먼트들 또는 단계들이 임의의 특정 실시예에 포함되는지 또는 이 임의의 특정 실시예에서 수행되어야 하는지를 판단하기 위한 로직을 반드시 포함하는 것을 암시하도록 의도되지 않는다. "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "갖는(having)" 등의 용어들은 동의어이고 오픈-엔디드(open-ended) 방식으로 포괄적으로 사용되고, 그리고 추가적인 엘리먼트들, 특징들, 작용들, 동작들 등을 배제하지 않는다. 또한, "또는"이라는 용어는 (그의 배타적인 의미가 아닌) 포괄적인 의미로 사용되어, 예컨대 리스트의 엘리먼트들을 연결하기 위해 사용될 때, "또는"이란 용어는 리스트 내 엘리먼트들 중 하나, 일부 또는 모두를 의미한다. 게다가, 본 출원 및 첨부된 청구항들에 사용된 단수 표현들은, 다르게 특정되지 않으면 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석될 것이다.
[0246] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 아이템들의 리스트 "중 적어도 하나"로 지칭되는 구문은 단일 멤버들을 포함하여 그 아이템들의 임의의 조합을 지칭한다. 예로서, "A, B 또는 C 중 적어도 하나"는 "A, B, C; A 및 B; A 및 C; B 및 C; 및 A, B 및 C를 커버하도록 의도된다. 구체적으로 다르게 언급되지 않으면, "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"라는 구절과 같은 접속어는, 일반적으로 아이템, 용어 등이 X, Y 또는 Z 중 적어도 하나일 수 있다는 것을 전달하기 위해 사용되는 문맥으로 이해된다. 따라서, 그런 접속어는 일반적으로, 특정 실시예들이 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나 및 Z 중 적어도 하나가 각각 존재할 것을 요구하는 것을 암시하도록 의도되지 않는다.
[0247] 유사하게, 동작들이 특정 순서로 도면들에 묘사될 수 있지만, 원하는 결과들을 달성하기 위해, 그런 동작들이 도시된 특정 순서 또는 순차적 순서로 수행될 필요가 없거나, 또는 모든 예시된 동작들이 수행될 필요가 없다는 것이 인식되어야 한다. 추가로, 도면들은 순서도 형태로 하나 이상의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 묘사할 수 있다. 그러나, 묘사되지 않은 다른 동작들은 개략적으로 예시된 예시적인 방법들 및 프로세스들에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 추가적인 동작들은 예시된 동작들 중 임의의 것 전에, 후에, 동시에, 또는 그 사이에서 수행될 수 있다. 추가적으로, 동작들은 다른 구현들에서 재배열되거나 재정렬될 수 있다. 특정한 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에서 설명된 구현들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 구현들에서 그러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지는 않아야 하며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로, 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품들로 패키징될 수 있음을 이해해야 한다. 추가적으로, 다른 구현들은 다음의 청구항들의 범위 내에 존재한다. 몇몇 경우들에서, 청구항들에서 인용된 동작들은, 상이한 순서로 수행될 수 있으며, 여전히 바람직한 결과들을 달성할 수 있다.

Claims (67)

  1. 장치로서,
    이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 팬(fan) 조립체 ― 상기 팬 조립체는,
    복수의 팬 블레이드들;
    기류를 유도하기 위해 상기 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 구성되는 모터; 및
    상기 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나 상에 배치된 복수의 광원들을 포함함 ―;
    상기 팬 조립체에 의해 디스플레이될 이미지 데이터를 저장하도록 구성된 비일시적 메모리 ― 상기 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 상기 이미지의 하나 이상의 뷰(view)들을 포함함 ―; 및
    상기 비일시적 메모리, 상기 모터 및 상기 복수의 광원들에 동작가능하게 커플링된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    회전 축을 중심으로 상기 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 상기 모터를 구동시키고 ― 상기 복수의 팬 블레이드들은 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―,
    상기 이미지 데이터에 액세스하고,
    상기 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 광원들에 상기 이미지 데이터를 맵핑하고,
    상기 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 광원들을 조명하도록 실행가능한 명령들을 포함하고,
    상기 팬 조립체는, 사용자가 머리 장착형 디스플레이에 의해 제시되는 이미지들을 보기 위해 착용하는 머리 장착형 디스플레이를 포함하는 웨어러블 증강 현실 디스플레이 디바이스에 포함되는,
    장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터는 광 필드 이미지를 표현하고, 상기 광 필드 이미지는 상이한 뷰잉 방향들에서 상기 이미지의 복수의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성되는, 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 광 필드 서브-디스플레이, 액정, LED(light emitting diode), 유기 LED 또는 레이저 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광원들 중 적어도 하나의 광원은,
    복수의 마이크로-렌즈들을 포함하는 마이크로-렌즈 어레이, 및
    복수의 픽셀 서브세트들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하며, 각각의 픽셀 서브세트는 개개의 마이크로-렌즈와 연관되고 광을 생성하도록 구성되고,
    각각의 픽셀 서브세트 및 연관된 마이크로-렌즈는 복수의 각도들에서 발신 광을 생성하도록 배열되고, 상기 픽셀 서브세트의 제1 픽셀로부터의 광은 상기 픽셀 서브세트의 제2 픽셀의 각도와 상이한 각도로 전파되는, 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 복수의 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함하며, 상기 픽셀들은 광을 생성하도록 구성되고, 상기 픽셀들 중 적어도 하나의 픽셀은 상기 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나의 형상에 기초하는 각도로 발신 광을 생성하도록 배열되고, 제1 픽셀로부터의 광은 제2 픽셀의 각도와 상이한 각도로 상기 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나로부터 전파되는, 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 상기 회전 축으로부터 방사상으로 배치되는, 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 상기 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나를 따라 배치되는, 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 상기 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나 상에 2차원 어레이로 배치되는, 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 리딩(leading) 에지, 후속 에지 또는 상기 복수의 팬 블레이드들 중 적어도 하나의 방사상 에지 중 적어도 하나를 따라 배치되는, 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    각각의 광원은 상기 회전 축으로부터의 자신의 위치에 기초하여 대응하는 반경을 갖고, 상기 복수의 광원들을 조명하기 위해 상기 프로세서는 상기 대응하는 반경에 기초하여 광원의 조명의 세기 또는 지속기간을 스케일링하도록 프로그래밍되는, 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 스케일링은 상기 광원의 반경에 선형인, 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    하우징을 더 포함하고, 상기 복수의 팬 블레이드들, 모터 및 복수의 광원들은 상기 하우징 내에 배치되는, 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 상기 회전 축에 중심을 둔 개구를 갖는 하우징 및 상기 복수의 팬 블레이드들과 디스플레이된 이미지 사이에서 상기 개구를 가로질러 연장되는 세장형 부재를 포함하고, 상기 세장형 부재는 상기 복수의 광원들에 기초하여 상기 팬 조립체의 횡단 하중을 제어하도록 구성되는, 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는,
    상기 복수의 팬 블레이드들의 제1 서브세트를 노출시키는 개구를 포함하는 하우징; 및
    상기 복수의 팬 블레이드들의 제2 서브세트를 커버하는 커버된 영역을 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 복수의 광원들 중 상기 복수의 팬 블레이드들의 제1 서브세트에 대응하는 광원들에 상기 이미지 데이터를 맵핑하도록 실행가능한 명령들을 더 포함하는, 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터는 상기 복수의 광원들 중 상기 복수의 팬 블레이드들의 제2 서브세트에 대응하는 광원들에 맵핑되지 않는, 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 모터는 이미지 품질에 적어도 부분적으로 기초하는 회전 레이트로 상기 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 구성되는, 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들을 조명하도록 프로그래밍된 상기 프로세서와 조합하여 오디오를 투사하도록 구성되는 스피커 시스템을 더 포함하는, 장치.
  18. 제1 항에 있어서,
    오디오를 수신하도록 구성되는 마이크로폰을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 마이크로폰으로부터 오디오 입력을 수신하고;
    상기 오디오 입력이 오디오 커맨드를 포함하는 것을 인식하고;
    상기 오디오 커맨드에 기초하여 상기 복수의 광원들의 조명을 수정하기 위한 액션을 개시하도록 실행가능한 명령들을 포함하는, 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 팬 조립체의 미리 결정된 거리 내에서 엔티티를 검출하도록 구성된 근접 센서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 근접 센서가 상기 엔티티를 검출하는 것에 기초하는 액션을 개시하도록 실행가능한 명령들을 포함하는, 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    원심 팬 조립체를 더 포함하고, 상기 원심 팬 조립체는 상기 복수의 팬 블레이드들 및 상기 모터를 포함하는, 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 원심 팬 조립체는 반투명 부분 및 불투명 부분을 갖는 하우징을 포함하고, 상기 복수의 광원들은 상기 반투명 부분을 통해 가시적인, 장치.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 벨트-팩(belt-pack)에 포함되는, 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 벨트-팩은 상기 비일시적 메모리, 상기 프로세서, 또는 배터리 중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  24. 제1 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 전기 부품들을 냉각하도록 구성되는, 장치.
  25. 제1 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈에 포함되는, 장치.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈 내의 전자장치들을 냉각시키도록 구성되는, 장치.
  27. 제25 항에 있어서,
    상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈은, 상기 사용자의 몸통 또는 부속기관(appendage)에 제거가능하게 부착되도록 구성되는, 장치.
  28. 제25 항에 있어서,
    상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈은 상기 사용자의 힙에 제거가능하게 부착되도록 구성되는, 장치.
  29. 제1 항에 있어서,
    상기 증강 현실 디스플레이 디바이스는 광 필드 디스플레이를 포함하는, 장치.
  30. 제29 항에 있어서,
    상기 광 필드 디스플레이는 적층된 도파관 조립체를 포함하는, 장치.
  31. 제1 항에 있어서,
    상기 증강 현실 디스플레이 디바이스는, 상기 사용자의 눈들 앞에 포지셔닝되는 적어도 하나의 도파관을 포함하는 접안렌즈를 포함하는, 장치.
  32. 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법으로서,
    상기 팬 조립체의 복수의 팬 블레이드들을 회전시키도록 모터를 구동하는 단계 ― 상기 복수의 팬 블레이드들 중 하나 이상의 팬 블레이드들은 회전 축을 중심으로 복수의 광원들을 포함하고, 상기 복수의 팬 블레이드들은 시간의 함수로서의 회전 각도로 위치됨 ―;
    디스플레이될 이미지 데이터에 액세스하는 단계 ― 상기 이미지 데이터는 뷰잉 방향에서 상기 이미지의 하나 이상의 뷰들을 포함함 ―;
    상기 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 광원들에 상기 이미지 데이터를 맵핑하는 단계; 및
    상기 맵핑된 이미지 데이터에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 광원들을 조명하는 단계를 포함하고,
    상기 팬 조립체는, 사용자가 머리 장착형 디스플레이에 의해 제시되는 이미지들을 보기 위해 착용하는 머리 장착형 디스플레이를 포함하는 웨어러블 증강 현실 디스플레이 디바이스에 포함되는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  33. 제32 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들은 복수의 광 필드 서브-디스플레이들을 포함하고, 상기 이미지 데이터는 복수의 렌더링된 프레임들을 포함하는 광 필드 이미지 데이터를 포함하고, 각각의 렌더링된 프레임은 상기 이미지의 하나 이상의 뷰들 중 상이한 뷰를 표현하고, 각각의 렌더링된 프레임은 상기 렌더링된 프레임을 렌더링하기 위해 조합하는 복수의 렌더링된 픽셀들을 포함하고, 각각의 렌더링된 픽셀은 상기 렌더링된 프레임 내에 위치를 갖는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  34. 제33 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는, 각각의 렌더링된 픽셀의 위치를 상기 복수의 팬 블레이드들 상의 광 필드 서브-디스플레이의 위치와 연관시키는 단계를 포함하고, 상기 광 필드 서브-디스플레이의 위치는 시간의 함수로서 상기 회전 각도에 기초하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  35. 제33 항에 있어서,
    상기 렌더링된 픽셀 위치들은 상기 복수의 렌더링된 프레임들 사이에서 불변인, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  36. 제33 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는, 광 필드 서브-디스플레이에 대해, 디스플레이될 렌더링된 프레임 및 상기 복수의 팬 블레이드들 상의 상기 광 필드 서브-디스플레이의 위치와 렌더링된 픽셀의 위치와의 연관에 기초하여 컬러 및 세기를 결정하는 단계를 더 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  37. 제36 항에 있어서,
    상기 복수의 광 필드 서브-디스플레이를 조명하는 단계는,
    주어진 렌더링된 프레임에 대해, 상기 결정된 컬러 및 세기에 기초하여 상기 광 필드 서브-디스플레이를 조명하는 단계 ― 상기 조명의 방향은 상기 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향과 관련됨 ―, 및
    상기 복수의 팬 블레이드들의 회전, 상기 복수의 렌더링된 프레임들, 및 상기 복수의 팬 블레이드들 상에서의 각각의 광 필드 서브-디스플레이의 위치와 각각의 렌더링된 픽셀의 위치와의 연관에 기초하여 상기 광 필드 서브-디스플레이의 조명을 스트로브(strobe)하는 단계를 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  38. 제32 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터는 적어도 하나의 렌더링된 프레임을 포함하고, 상기 렌더링된 프레임은 상기 렌더링된 프레임을 렌더링하기 위해 조합하는 복수의 렌더링된 픽셀들을 포함하고, 각각의 렌더링된 픽셀은 상기 렌더링된 프레임 내에 위치를 갖는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  39. 제38 항에 있어서,
    상기 회전 각도에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 광원들에 상기 이미지 데이터를 맵핑하는 단계는, 렌더링된 픽셀의 위치를 상기 복수의 팬 블레이드들 상의 광원의 위치와 연관시키는 단계를 포함하고, 상기 광원의 위치는 시간의 함수로서 상기 회전 각도에 기초하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  40. 제39 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 상기 복수의 광원들에 맵핑하는 단계는, 광원에 대해, 상기 렌더링된 프레임 및 상기 복수의 팬 블레이드들 상의 각 광원의 위치와 렌더링된 픽셀의 위치와의 연관에 기초하여 컬러 및 세기를 결정하는 단계를 더 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  41. 제40 항에 있어서,
    상기 복수의 광원들을 조명하는 단계는,
    상기 렌더링된 프레임에 대해, 상기 결정된 컬러 및 세기에 기초하여 상기 광원을 조명하는 단계 ― 상기 조명의 방향은 상기 렌더링된 프레임의 뷰잉 방향과 관련됨 ―, 및
    상기 복수의 팬 블레이드들의 회전, 상기 복수의 렌더링된 프레임들, 및 상기 복수의 팬 블레이드들 상의 각 광원의 위치와 상기 렌더링된 픽셀의 위치와의 연관에 기초하여 상기 광원의 조명을 스트로브하는 단계를 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  42. 제32 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 벨트-팩에 포함되는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  43. 제42 항에 있어서,
    상기 벨트-팩은 비일시적 메모리, 프로세서, 또는 배터리 중 적어도 하나를 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  44. 제32 항에 있어서,
    상기 팬 조립체로 전기 부품들을 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  45. 제32 항에 있어서,
    상기 팬 조립체는 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈에 포함되는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  46. 제45 항에 있어서,
    상기 팬 조립체로 상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈 내의 전자장치들을 냉각시키는 단계를 더 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  47. 제45 항에 있어서,
    상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈을 상기 사용자의 몸통 또는 부속기관에 부착하는 단계 및 상기 사용자의 몸통 또는 부속기관으로부터 상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈을 제거하는 단계를 더 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  48. 제45 항에 있어서,
    상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈을 상기 사용자의 힙에 부착하는 단계 및 상기 사용자의 힙으로부터 상기 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈을 제거하는 단계를 더 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  49. 제32 항에 있어서,
    상기 증강 현실 디스플레이 디바이스는 광 필드 디스플레이를 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  50. 제49 항에 있어서,
    상기 광 필드 디스플레이는 적층된 도파관 조립체를 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.
  51. 제32 항에 있어서,
    상기 증강 현실 디스플레이 디바이스는, 상기 사용자의 눈들 앞에 포지셔닝되는 적어도 하나의 도파관을 포함하는 접안렌즈를 포함하는, 팬 조립체에 의해 이미지의 표현을 디스플레이하기 위한 방법.

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