KR20130114704A - 동적으로 튜닝 가능한 산란각을 갖는 산광기 - Google Patents

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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

동적으로 튜닝 가능한 산란각을 갖는 동적으로 튜닝 가능한 산광기가 제공된다. 동적으로 튜닝 가능한 산광기는 제 1 일련의 미세 구조들을 갖는 제 1 산광기 및 제 1 산광기와 적어도 하나의 제 2 산광기 사이에 각도 오프셋을 제공하기 위해 제 1 일련의 미세 구조들에 대해 회전되는 제 2 일련의 미세 구조들을 갖는 적어도 하나의 제 2 산광기를 갖는다. 제 1 산광기 및 적어도 하나의 제 2 산광기는 시청자들의 위치 및 높이에 상관없이 양호한 품질의 연속 3D 이미지들을 제공하기 위해 디스플레이 스크린에 함께 통합된다.

Description

동적으로 튜닝 가능한 산란각을 갖는 산광기{A DIFFUSER WITH A DYNAMICALLY TUNABLE SCATTERING ANGLE}
본 발명은 동적으로 튜닝 가능한 산란각(scattering angle)을 갖는 산광기(diffuser)에 관한 것이다.
특수 시청 안경에 대한 필요성 없이, 3 차원("3D") 실세계 장면들의 더욱 정확한 시각 재생을 시청자들에게 제공하기 위한 라이트 필드 디스플레이들(light field displays)이 부상하고 있다. 그러한 디스플레이들은, 공간에서 모든 포인트를 통해 모든 방향으로 이동하는 광의 양을 나타내는 라이트 필드를 모방한다. 목표는, 물리적 표면을 통과하는 라이트 필드를 캡처하고 반사형 디스플레이 스크린을 통해 동일한 라이트 필드를 방출함으로써 다수의 시청자들이 다수의 시점들로부터 실제 3D 입체 효과를 동시에 경험하게 하는 것이다. 그렇게 하는 것은, 그 중에서도, 엔터테인먼트, 비지니스, 의료, 및 예술만큼 다양한 분야들에서 많은 시각-기반 애플리케이션들을 변혁하기 위한 잠재력을 갖는다.
라이트 필드 디스플레이들은 통상적으로 디스플레이 스크린에서 입사광을 일정 범위의 각도들로 확산시키고, 이로써 다수의 관점들을 생성하기 위한 광학 산광기를 포함한다. 예를 들면, 정현파 패턴을 형성하는 미세 구조들과 같이, 산광기의 표면 상의 미세 구조들을 통해 산광기의 각도 분포의 맞춤(tailoring)이 달성될 수 있다. 상이한 애플리케이션들이 종종 상이한 산란각들을 요구한다. 일부 안경이 없는, 연속적인 3D 애플리케이션들에서, 산란각은 수평 방향에서 매우 작을 필요가 있고(1 도 미만), 수직 방향에서 클 필요가 있다(예를 들면, 30 도 이상). 다수의 프로젝터들이 사용되면, 산광기의 수평적인 산란각은 또한 디스플레이된 이미지들에서 밴딩(banding) 및 다른 아티팩트들을 제거하기 위해 프로젝터들의 각도 분리(angular separation)에 매칭될 필요가 있다.
본 출원은 첨부된 도면들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명과 관련하여 더 완전히 이해될 수 있고, 도면에서 동일한 참조 부호들은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1은 동적으로 튜닝 가능한 산광기에서 사용하기 위한 산광기의 예를 예시한다.
도 2는 도 1의 2 개의 산광기들로 형성된 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 도시한 간략도를 예시한다.
도 3은 예시적인 연속 3D 디스플레이 시스템의 수직 평면에서 광학계를 도시하는 간략도를 예시한다.
도 4는 산란 표면에 레이저가 조명될 때 동적으로 튜닝 가능한 산광기에서 사용되는 산란 표면으로부터 반사되는 광의 각도 분포를 예시한다.
도 5는 안경이 없는 연속 3D 디스플레이에서 사용하기 위해 동적으로 튜닝 가능한 산란각을 갖는 산광기를 제조하기 위한 예시적인 흐름도이다.
도 6은 예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 간략도이다.
도 7은 또 다른 예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 간략도이다.
도 8은 또 다른 예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 간략도이다.
도 9는 또 다른 예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 간략도이다.
도 10은 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 갖는 디스플레이 스크린을 예시한다.
동적으로 튜닝 가능한 산란각을 갖는 광학 산광기가 개시된다. 여기서 일반적으로 기술된 바와 같은 광학 산광기는 입사광을 일정 범위의 각도들로 분산(즉, 확산) 또는 산란시키는 임의의 표면이다. 산광기는 안경이 없는 연속 3D 경험을 시청자들에게 제공하기 위해 전방 또는 후방 프로젝션 디스플레이 시스템들에서 사용될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 동적으로 튜닝 가능한 산광기는 산란 표면을 갖는 적어도 2 개의 산광기들을 포함하고, 각각의 산광기는 수평 방향에서 거의 제로의 산란각(예를 들면, 1 도 미만) 및 수직 방향에서 비교적 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖는다. 산란 표면은 비대칭적인 분산 패턴들을 생성할 수 있는 일련의 미세 구조들 또는 그루브들을 포함한다. 적어도 2 개의 산광기들 내의 미세 구조들(또는 산광기들 자체)은 작은 각도 오프셋을 생성하기 위해 서로에 대해 회전된다. 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 총 산란각은 각도 회전의 양에 의해 신뢰할 수 있고 용이하게 제어될 수 있다.
여기서 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하나의 산광기는, 예를 들면, 브러시드 스테인리스 강, 브러시드 알루미늄, 또는 알루미늄으로 처리된 델린(aluminized Delrin)과 같은 반사 금속 또는 확산 표면을 포함하는 반사 물질로 구성될 수 있다. 다른 산광기(들)는, 예를 들면, 롤-투-롤 기술(roll-to-roll technology)로 제조된 플라스틱 기판, 유리 기판, 합성 유리-플라스틱 기판, 하이브리드 기판(예를 들면, 유리 외부에 적층된 직물 또는 플라스틱)과 같은 투명 기판 또는 산광기로서 역할을 하기 위해 기계적 및 열적 안정성을 갖는 임의의 다른 투명 기판 상에 형성될 수 있다. 대안적으로, 모든 산광기들은 하나 이상의 투명 기판들 상에 형성될 수 있다. 산광기들은, 회전각이 그들 각각의 미세 구조들 사이에 형성되는 방식으로 함께 통합된다. 회전각은 제조 시에 지정된 디폴트 각도로 설정될 수 있거나, 회전각은 시청자에 의해 실시간으로 튜닝될 수 있다.
여기서 하기에 설명된 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 실시예들이 부가적인 특징들을 포함할 수 있다는 것이 인지된다. 특징들 중 일부는 산광기의 범위에서 벗어나지 않고 제거 및/또는 수정될 수 있다. 다음의 설명에서, 다수의 특정 세부 사항들이 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다는 것이 또한 인지된다. 그러나, 실시예들이 이러한 특정 세부 사항들로 제한되지 않고 실시될 수 있다는 것이 인지된다. 다른 예들에서, 잘 알려진 방법들 및 구조들은 실시예들의 설명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않을 수 있다. 또한, 실시예들은 서로 결합하여 사용될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 동적으로 튜닝 가능한 산광기에서 사용하기 위한 산광기의 예가 예시된다. 산광기(100)는, 여기서 산란 표면으로서 표기되는 상부 또는 하부 표면과 같이 그의 표면들 중 하나를 전체에 걸쳐 펼쳐진 일련의 미세 구조들 또는 그루브들(105)을 포함한다. 미세 구조들(105)은 랜덤한 패턴을 포함하여 산광기(100) 상에 임의의 패턴을 형성할 수 있다. 산광기(100) 내의 산란 표면의 교차-섹션(100)은 그러한 랜덤한 패턴(115)의 일 예를 도시한다. 랜덤한 패턴(115)은, 산광기(100) 내의 미세 구조들(105)이 그들 사이에 주어진 간격 및 주어진 깊이를 갖는다는 것을 도시한다. 일 실시예에서, 간격들 및 깊이들은, 예를 들면, 1-5 ㎛와 같이 매우 작다.
산광기(100)는, 예를 들면, 반사 확산 표면들(예를 들면, 반사 금속 또는 금속화 분산 표면들) 또는 투명 기판들(예를 들면, 유리 또는 합성/하이브리드 기판들)을 포함하는 다양한 물질들로 구성될 수 있다. 여기서 하기에 설명되는 동적으로 튜닝 가능한 산광기는 적어도 2 개의 그러한 산광기들로 형성되고, 각각의 산광기는 수평 방향에서 거의 제로의 산란각(예를 들면, 1 도 미만) 및 수직 방향에서 비교적 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖는다. 적어도 2 개의 산광기들(100)은, 그들 사이에 튜닝 가능한 각도가 형성되는 방식으로 함께 통합된다. 일 실시예에서, 2 개의 산광기들은 단일 투명 기판에 함께 통합될 수 있다.
산광기(100) 내의 미세 구조들(105)이 임의의 패턴을 형성하고 임의의 깊이를 가질 수 있다는 것이 인지된다. 예를 들면, 미세 구조들(105)은 상이한 또는 동일한 깊이이고 동일한 또는 상이한 간격을 갖는 랜덤 패턴, 사인 곡선 패턴 등을 형성할 수 있다. 미세 구조들(105)의 패턴/깊이/간격과 무관하게 미세 구조들(105)은, 수평 방향의 산란각이 거의 제로(예를 들면, 1도 미만)이고 수직 방향의 산란각이 상대적으로 크게(예를 들면, 30도 이상)되도록 산광기(100) 전반에 걸쳐 연장되는 것이 인지된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 미세 구조들(105)은 설명만을 목적으로 한다는 것이 인지된다. 예를 들면, 도 1은 미세 구조들이 다소 랜덤한 방향들로 배향되는 것을 도시한다. 실제로, 산광기(100)에서 사용되는 미세 구조들은 원하는 각도 특성들(수평 방향을 따라 거의 제로의 산란각 및 수직 방향을 따라 큰 각도)을 보장하기 위해 도면에 도시된 것보다 더 양호하게 정렬될 수 있다(가령, 도 4의 미세 구조들). 일 실시예에서, 미세 구조들은 동일한 방향으로 배향될 수 있지만, 그들의 깊이, 간격 및 교차부 형상들은 수평 방향에서 거의 제로의 산란각을 형성하기 위해 랜덤일 수 있다.
도 2는 동적으로 튜닝 가능한 산광기가 도 1의 2 개의 산광기들로 형성되는 방법을 도시한 간략도를 예시한다. 동적으로 튜닝 가능한 산광기(200)는 산광기(205) 및 산광기(210)를 갖는다. 산광기(210)는, 미세 구조들이 산광기(205) 내의 미세 구조들에 대해 튜닝 가능한 각도(215)만큼 회전되도록 위치된다. 여기에 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 산광기(205) 및 산광기(210)는 다양한 방식들로 통합될 수 있다.
양자의 산광기들(205 및 210)은 수평 방향에서 거의 제로의 산란각 및 수직 방향에서 큰 각도를 갖는다. 이러한 각도 요건은 연속 3D 이미지들을 시청자들에게 제공하기 위해 필요한 광학계의 결과이다. 예를 들면, 도 3은 예시적인 연속 3D 디스플레이 시스템의 수직 평면에서 광 분산 또는 산란의 광학 특성들을 도시하는 간략도를 예시한다. 디스플레이 시스템(300)은 프로젝터(305) 및 디스플레이 스크린(310)을 갖는 전방-프로젝션 디스플레이 시스템의 예이고, 프로젝터(305)는 디스플레이 스크린(310)의 전방에 배치된다. 디스플레이 스크린(310)은, 예를 들면, 2 개의 산광기들을 갖는 동적으로 튜닝 가능한 산광기(200)와 같이 동적으로 튜닝 가능한 산광기들을 갖는 반사 스크린이다.
상이한 높이들 및 상이한 위치들을 갖는 시청자들(315a-c)은 프로젝터(305)로부터 투사된 안경이 없는, 연속 3D 이미지들을 경험하기 위해 디스플레이(310)와 대면한다. 시청자들(315a-c)이 상이한 높이들을 가질 수 있기 때문에, 프로젝터(305)로부터 나오는 입사광(320)은 임의의 위치 및 높이에서 임의의 시청자에게 도달할 수 있는 광선들(325)을 사용하여 다시 반사될 필요가 있다. 그렇게 하는 것은, 광선들(325)이 수직 방향으로 디스플레이 스크린(310)에 의해 널리 분산되는 것을 요구한다. 반면에, 디스플레이 스크린(301)은 프로젝터(305)로부터의 입사 조명(incident illumination)을 좁은 수평 각도 분포로 산란시켜서, 반사된 조명이 두 눈으로 보는 시청자의 눈들 중 단지 하나의 눈에 의해 관찰되게 한다. 수평 방향에서 거의 제로의 산란각 및 수직 방향에서 큰 각도를 갖는 디스플레이 스크린(310) 내에 산광기를 갖는 것은 시청자들(315a-c)이 원하는 연속 3D 이미지들을 경험하게 한다.
단지 예시적인 목적으로 전방-프로젝션 디스플레이 시스템(300)이 도시된다는 것이 인지된다. 다른 디스플레이 시스템들(예를 들면, 후방-프로젝션 디스플레이 시스템들)은 또한 원하는 3D 효과를 달성하기 위해 여기에 설명된 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 포함할 수 있다. 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 갖는 디스플레이 시스템들이 하나 이상의 프로젝터들과 함께 사용될 수 있다는 것이 또한 인지된다.
도 4는 산란 표면에 레이저가 조명될 때, 동적으로 튜닝 가능한 산광기에서 사용되는 산란 표면으로부터 반사되는 광의 각도 분포를 예시한다. 산란 표면(400)은 수평 방향에서 거의 제로의 산란각 및 수직 방향에서 대략 90 도의 산란각을 갖는다. 레이저로 이러한 산란 표면(400)을 조명하는 것은, 반사된 광 분포(405)를 생성하고, 이것은 수직 방향에서 넓은 광 확산 및 수평 방향에서 매우 좁은 원추 각도(이상적으로 제로)를 도시한다.
이제 도 5를 참조하면, 안경이 없는 연속 3D 디스플레이에서 사용하기 위해 동적으로 튜닝 가능한 산란각을 갖는 산광기를 제조하기 위한 흐름도가 설명된다. 먼저, 수평 방향에서 거의 제로(예를 들면, 1 도 미만) 산란각 및 수직 방향에서 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖는 산란 표면을 갖는 산광기가 제조된다(500). 도 1을 참조하여 위에 설명된 바와 같이, 산란 표면은 그의 표면 전체에 걸쳐 펼쳐진 일련의 미세 구조들 또는 그루브들을 포함한다. 미세 구조들은 랜덤한 패턴을 포함하여 산란 표면 상에 임의의 패턴을 형성할 수 있고, 동일하거나 상이한 깊이들을 갖고 그들 사이에 동일하거나 상이한 크기의 간격들을 가질 수 있다. 산광기는, 예를 들면, 그 중에서도, 브러시드 스테인리스 강, 브러시드 알루미늄 또는 알루미늄으로 처리된 델린을 포함하는 반사 금속 또는 금속화 분산 표면과 같이 반사 물질로 제조될 수 있고, 산광기는 미세 구조들을 투명한 기판 상에 복제함으로써 제조될 수 있다.
다음에, 다른 산광기는 그가 제 1 산광기의 동일한 미세 구조들을 갖지만 튜닝 가능한 각도(505)만큼 회전되도록 제조된다. 이러한 경우에, 이러한 산광기는 회전된 미세 구조들을 투명 기판 상에 복제함으로써 제조된다. 이러한 투명한 기판은 제 1 산광기에서 사용되는 동일한 기판일 수 있고(이러한 방식으로 제조되는 경우에), 이러한 경우에, 산광기들은 단일 투명 기판(도 9에 도시됨)의 대향 표면들 상에 형성된다. 대안적으로, 이러한 다른 산광기는 개별적인 투명 기판으로 구성될 수 있다.
투명 기판 내의 미세 구조들이 열 엠보싱 프로세스(thermal embossing process)를 사용하거나, 주입 프로세스를 통해 고분자 수지를 사용하고 후속으로 UV 또는 열 프로세스를 통해 상기 수지를 경화하여 기판 상에 직접적으로 엠보싱될 수 있다는 것이 인지된다.
필요하다면(즉, 산광기들이 동일한 기판 상에 존재하지 않는다면), 산광기들은 동적으로 튜닝 가능한 산광기(510)를 형성하기 위해 함께 통합된다. 도 6 내지 도 9를 참조하여 하기에 설명되는 바와 같이, 통합은 산광기들을 제조하는데 사용되는 물질들에 의존하여 다양한 방식들로 달성될 수 있다. 마지막으로, 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 하나의 표면은 그 표면이 반사 산광기(515)가 되도록 알루미늄(즉, 알루미늄으로 처리됨) 또는 다른 반사 금속(예를 들면, 은)의 박막(~< 1 ㎛)으로 코딩될 수 있다. 또한, 이산화 실리콘과 같은 얇은 패시베이션 층(passivation layer)은 더 양호한 반사율 및 안정성을 제공하기 위해 반사층의 상부에 증착될 수 있다.
일 실시예에서, 제 2 산광기의 미세 구조들 및 제 1 산광기의 미세 구조들 사이의 회전 각도는 제조 시에 디폴트 값으로 설정될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 튜닝 가능한 각도는, 예를 들면, 서로에 대해 2 개의 산광기들의 기계적 배치를 변경하는 리모트(remote) 또는 노브(knob)를 제어함으로써 디스플레이의 시청자에 의해 튜닝될 수 있다.
도 6 내지 도 9는 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 상이한 실시예들을 도시한다. 도 6의 동적으로 튜닝 가능한 산광기(600)는, 반사 물질(예를 들면, 브러시드 스테인리스 강)로 구성된 제 1 산광기(605) 및 투명 기판으로 구성된 제 2 산광기(610)로 형성된다. 양자의 산광기들(605-610)은 수평 방향에서 거의 제로의 산란각(예를 들면, 1 도 미만) 및 수직 방향에서 비교적 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖는다. 양자의 산광기들(605-610)은 또한 그들의 표면들(예를 들면, 상부 또는 하부 표면들) 중 하나의 표면 전체에 걸쳐 펼쳐진 일련의 미세 구조들 또는 그루브들을 갖는다. 산광기(605) 내의 미세 구조들은 산광기(610)의 투명 기판에 복제되어, 그들이 산광기(605) 내의 미세 구조들에 대해 회전되게 한다.
이러한 실시예에서, 산광기(610)가 산광기(605)에 대해 실시간으로 회전되도록 허용하기 위해 산광기(605) 및 산광기(610) 사이에 작은 갭(615)이 존재한다. 회전은, 예를 들면, 산광기(610)의 회전을 조절하도록 원격 제어부를 사용함으로써 시청자에 의해 튜닝될 수 있다. 시청자에 의한 원격 제어부의 동작 시에 산광기(610)의 회전을 제어하기 위해 산광기(600)에서 기계적 메커니즘(도시되지 않음)이 사용될 수 있다.
동적으로 튜닝 가능한 산광기(600)가 사실상 안경이 없는, 연속 3D 디스플레이 스크린이라는 것이 인지된다. 시청자가 회전을 동적으로 조절(및 따라서 산광기(600)의 산란각을 동적으로 조절)하게 하는 것이 이미지 밝기에서의 원하지 않는 변동 또는 다른 아티팩트들 없이 양호한 품질의 이미지들을 발생시킨다는 것이 또한 인지된다. 따라서, 시청자들은, 동적으로 튜닝 가능한 산광기(600)에 대해 그들의 위치 변화로부터 기인할 수 있는 이미지 품질의 임의의 손상 없이 광범위한 위치들 및 시청 각도들로부터 연속 3D 이미지들을 경험할 수 있다.
도 7은 예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 경우에, 동적으로 튜닝 가능한 산광기(700)는, 반사 물질로 또한 구성된 제 1 산광기(705)(도 6의 산광기(605)와 유사함) 및 투명 기판으로 구성된 제 2 산광기(710)(도 6의 산광기(705)와 유사함)를 갖는다. 또한 양자의 산광기들(705-710)은 수평 방향에서 거의 제로의 산란각(예를 들면, 1 도 미만) 및 수직 방향에서 비교적 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖는다. 양자의 산광기들(705-710)은 또한 그들의 표면들(예를 들면, 상부 또는 하부 표면들) 중 하나의 표면 전체에 걸쳐 펼쳐진 일련의 미세 구조들 또는 그루브들을 갖는다. 산광기(705) 내의 미세 구조들은 산광기(710)의 투명 기판에 복제되어, 그들이 산광기(705) 내의 미세 구조들에 대해 회전되게 한다.
이러한 실시예에서, 도 6의 갭(615)과 유사하게, 산광기(705) 및 산광기(710) 사이의 작은 갭을 갖기보다는, 산광기(705) 및 산광기(710)는 그들 사이에 접착제(예를 들면, 에폭시)를 경화시킴으로써 함께 통합된다. 접착제는 산광기들(705 및 710)로부터의 프레넬 반사 손실들(Fresnel reflection losses)을 최소화하기 위해 인덱스 매칭될 수 있다. 그렇게 하는데 있어서, 산광기(705) 및 산광기(710) 사이의 각도 오프셋이 제조 시에 설정되어, 실시간으로 튜닝될 수 없다. 따라서, 상이한 산광기(700s)가 상이한 각도 오프셋들로 제조될 수 있어서, 시청자들이 산광기(700)로 구성된 디스플레이 스크린의 구매 시에 어떠한 각도 오프셋이 그들의 연속 3D 요구에 최상으로 맞춰지는지를 선택하게 한다.
예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 또 다른 실시예가 도 8에 예시된다. 이러한 실시예에서, 동적으로 튜닝 가능한 산광기(800)는 투명 기판으로 또한 구성된 제 1 산광기(805) 및 또 다른 투명 기판으로 구성된 제 2 산광기(810)를 갖는다. 또한 양자의 산광기들(805-810)은 수평 방향에서 거의 제로의 산란각(예를 들면, 1 도 미만) 및 수직 방향에서 비교적 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖는다. 양자의 산광기들(805-810)은 또한 그들의 표면들 전체에 걸쳐 펼쳐진 일련의 미세 구조들 또는 그루브들을 갖는다. 산광기(805) 내의 미세 구조들은 산광기(810)의 투명 기판에 복제되어, 그들이 산광기(705) 내의 미세 구조들에 대해 회전되게 한다.
산광기(805) 내의 미세 구조들은 표면(815)을 따라 배치되고, 한편 산광기(810) 내의 회전되는 미세 구조들은 산광기(810)의 대향 표면(820)을 따라 배치된다. 도 7의 실시예와 유사하게, 산광기(805) 및 산광기(810)는 그들 사이에 접착제(825)(예를 들면, 에폭시)를 경화시킴으로써 함께 통합된다.
도 9는 예시적인 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 또 다른 실시예를 예시한다. 이러한 실시예에서, 동적으로 튜닝 가능한 산광기(900)는, 미세 구조들이 산광기(900)의 대향 표면들(905 및 910) 상에 형성되도록 하는 단일 투명 기판으로 구성된 듀얼-표면 산광기이다. 하나의 표면, 예를 들면, 표면(905)의 미세 구조들은 다른 표면, 예를 들면, 표면(910) 상에 복제되어, 그들 사이에 각도 오프셋이 형성되게 한다(즉, 하나의 표면의 미세 구조들이 다른 표면의 미세 구조들에 대해 회전됨).
일 실시예에서, 미세 구조들은 양자의 측면들 상에 대향하는 표면들(905 및 910)을 엠보싱함으로써 형성된다. 표면들(905 및 910)은, 그의 표면 피쳐들을 보유하고 원하는 산란 특성들을 제공하기 위해 UV 또는 열적으로 경화 가능한 고분자 수지와 같은 엠보싱 수지를 사용하여 산란 표면을 투명 기판 상에 엠보싱하기 위한 마스터 몰드로서 사용될 수 있다. 일단 듀얼 측면 엠보싱 또는 열 각인(thermal imprinting)이 이루어지면, 반사형 산란 표면을 제공하기 위해 하나의 측면(예를 들면, 표면(905))이 금속화될 수 있다.
표면들(905-910)이 2 개의 산광기들을 효과적으로 형성한다는 것이 인지된다. 또한, 양자의 표면들/산광기들(905-910)은 수평 방향에서 거의 제로(예를 들면, 1 도 미만) 산란각 및 수직 방향에서 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖고, 이로써 매우 양질의 연속 3D 이미지들을 시청자들에게 생성한다. 이러한 실시예에서, 산광기(900)의 표면들 중 하나가 반사형 안경이 없는 연속 3D 디스플레이 스크린을 효과적으로 형성하도록 금속화(예를 들면, 알루미늄으로 처리)된다는 것이 또한 인지된다. 이러한 금속화된 표면은, 예를 들면, 이미지를 그 위에 투사하는 프로젝터(들)에서 빗나간 산광기(900)의 후면일 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 갖는 디스플레이 스크린이 예시된다. 디스플레이 스크린(100)은 여기서 위에 설명된 바와 같은 동적으로 튜닝 가능한 산광기 및 특수 시청 안경들의 사용을 요구하지 않고 연속 3D 이미지들을 시청자들에게 제공(예를 들면, 연속 3D 이미지들(1005a-d)을 시청자들(1010a-d)에게 제공)하기 위한 프로세싱 회로를 갖는 디스플레이 스크린이다.
동적으로 튜닝 가능한 산광기는, 예를 들면, 도 6에 도시된 산광기(600), 도 7에 도시된 산광기(700), 도 8에 도시된 산광기(800), 도 9에 도시된 산광기(900), 또는 2 개 이상의 산광기들로 형성된 임의의 다른 동적으로 튜닝 가능한 산광기일 수 있고, 각각의 산광기는 수평 방향에서 거의 제로(예를 들면, 1 도 미만) 산란각 및 수직 방향에서 큰 각도(예를 들면, 30 도 이상)를 갖고, 이로써 총 산란각이 동적으로 튜닝되도록 허용하기 위해 각각의 산광기 내의 미세 구조들이 서로에 대해 회전되게 한다. 프로세싱 회로는 캡처 및/또는 전송 디바이스(예를 들면, 프로젝터)로부터 수신된 데이터를 프로세싱하고, 연속 3D 이미지들의 디스플레이를 위해 요구되는 데이터를 프로세싱하도록 요구된 임의의 회로를 포함할 수 있다.
동적으로 튜닝 가능한 산광기의 총 산란각은 시청자에 의해 실시간으로 튜닝되거나, 제조 시에 지정된 많은 디폴트 값들 중 하나로 사전에 설정될 수 있다. 제 1 경우에, 시청자는 원한다면 동적으로 튜닝 가능한 산광기의 총 산란각을 조절하기 위한 원격 제어부를 사용할 수 있다. 예를 들면, 시청자(1010d)는 (도 6을 참조하여 위에 설명된 바와 같이) 디스플레이 스크린(100)의 총 산란각을 조절하기 위한 원격 제어부(1015)를 사용할 수 있다. 대안적으로, 시청자들은 그들의 시청 요구들을 최상으로 맞추는 산란각을 갖는 하나의 디스플레이 스크린을 선택함으로써 많은 이용 가능한 디스플레이 스크린들 중에서 디스플레이 스크린(1000)을 선택할 수 있다.
시청자들(1005a-d)과 같이, 디스플레이 스크린(1000)의 시청자들이 상이한 높이들(예를 들면, 어린이 및 성인 시청자들 등)을 갖고 디스플레이 스크린(1000)에 대해 상이한 위치들에 위치될 수 있다는 것이 인지된다. 이와 같이, 디스플레이 스크린(100) 내에 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 갖는 것은, 모든 사람들의 위치 및 높이와 상관없이, 특수 시청 안경을 요구하지 않고, 밴딩 또는 다른 원치 않는 아티팩트들을 생성하지 않고, 연속적인, 양호한 품질의 3D 이미지들이 모든 사람에게 디스플레이되도록 한다.
개시된 실시예들의 이전 설명은 당업자가 본 발명을 제조 또는 사용하게 하도록 제공된다는 것이 인지된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 수정들이 당업자에게 용이하게 명백할 것이고, 여기에 정의된 일반적인 원리들 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 도시된 실시예들로 제한되지 않고, 여기에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광범위에 따르도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 동적으로 튜닝 가능한 산란각(scattering angle)을 갖는 동적으로 튜닝 가능한 산광기(diffuser)로서,
    제 1 일련의 미세 구조들(microstructures)을 갖는 제 1 산광기와,
    상기 제 1 산광기와 통합되고, 제 2 일련의 미세 구조들을 갖는 적어도 하나의 제 2 산광기 - 상기 제 2 일련의 미세 구조들은 상기 제 1 산광기 및 상기 적어도 하나의 제 2 산광기 사이에 각도 오프셋을 제공하기 위해 상기 제 1 일련의 미세 구조들에 대해 회전됨 - 를 포함하는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기는 반사 물질로 구성된 산광기를 포함하는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기는 투명 기판으로 구성된 산광기를 포함하는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 산광기는 투명 기판으로 구성된 산광기를 포함하는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기는 투명 기판의 제 1 표면 상에 형성되고, 상기 적어도 하나의 제 2 산광기는 상기 투명 기판의 제 2 표면 상에 형성된 산광기를 포함하고, 상기 제 2 표면은 상기 제 1 기판에 대향하는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 일련의 미세 구조들은 상기 제 1 산광기의 표면을 따라 배치된 미세 구조들을 포함하고, 상기 미세 구조들은 패턴 및 깊이를 갖고, 거리만큼 이격되는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 일련의 미세 구조들 내의 미세 구조들은 동일한 깊이를 갖는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 일련의 미세 구조들 내의 미세 구조들은 가변 깊이를 갖는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 일련의 미세 구조들 내의 미세 구조들은 등거리인
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 일련의 미세 구조들 내의 미세 구조들은 가변 거리만큼 이격되는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기 및 상기 적어도 하나의 제 2 산광기는 거의 제로의 수평 산란각 및 수직 방향에서 적어도 30 도의 수직 산란각을 포함하는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기 및 상기 적어도 하나의 제 2 산광기 사이의 각도 오프셋은 상기 제 1 산광기에 대해 상기 적어도 하나의 제 2 산광기 내의 상기 제 2 일련의 미세 구조들의 회전에 의해 동적으로 튜닝되는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 각도 오프셋은 상기 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 포함하는 디스플레이 스크린의 시청자에 의해 동적으로 튜닝되는
    동적으로 튜닝 가능한 산광기.
  14. 3D 디스플레이 스크린으로서,
    동적으로 튜닝 가능한 산광기 ― 상기 동적으로 튜닝 가능한 산광기는 제 1 산광기 및 함께 통합되는 적어도 하나의 제 2 산광기를 갖고, 상기 적어도 하나의 제 2 산광기는 상기 제 1 산광기에 대해 동적으로 튜닝되는 각도 오프셋을 가짐 ― 와,
    특수 시청 안경의 사용을 요구하지 않고, 연속 3D 이미지들을 프로세싱하고 시청자들에게 디스플레이하기 위한 프로세싱 회로를 포함하는
    3D 디스플레이 스크린.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기는 반사 물질로 구성된 산광기를 포함하는
    3D 디스플레이 스크린.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기는 투명 기판으로 구성된 산광기를 포함하는
    3D 디스플레이 스크린.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 산광기는 투명 기판으로 구성된 산광기를 포함하는
    3D 디스플레이 스크린.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 산광기는 상기 제 1 산광기의 표면을 따라 배치된 제 1 일련의 미세 구조들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 2 산광기는 상기 각도 오프셋만큼 상기 제 1 일련의 미세 구조들에 대해 회전하는 제 2 일련의 미세 구조들을 포함하는
    3D 디스플레이 스크린.
  19. 동적으로 튜닝 가능한 산광기를 제조하는 방법으로서,
    제 1 일련의 미세 구조들을 갖는 제 1 산광기를 제조하는 단계와,
    제 2 일련의 미세 구조들을 갖는 적어도 하나의 제 2 산광기를 제조하는 단계 ― 상기 제 2 일련의 미세 구조들은 상기 제 1 산광기 및 상기 적어도 하나의 제 2 산광기 사이에 동적으로 튜닝되는 각도 오프셋을 제공하기 위해 상기 제 1 일련의 미세 구조들에 대해 회전됨 ― 와,
    상기 적어도 하나의 제 2 산광기와 함께 상기 제 1 산광기를 통합하는 단계를 포함하는
    산광기 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 산광기와 함께 상기 제 1 산광기를 통합하는 단계는 상기 제 1 산광기를 상기 적어도 하나의 제 2 산광기에 부착하기 위해 접착제를 사용하는 단계를 포함하는
    산광기 제조 방법.
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