KR20140033423A - 비공개 비디오 프리젠테이션 - Google Patents

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KR20140033423A
KR20140033423A KR1020137033428A KR20137033428A KR20140033423A KR 20140033423 A KR20140033423 A KR 20140033423A KR 1020137033428 A KR1020137033428 A KR 1020137033428A KR 20137033428 A KR20137033428 A KR 20137033428A KR 20140033423 A KR20140033423 A KR 20140033423A
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스티븐 바티체
티모시 라지
아드리안 트래비스
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Abstract

비공개 비디오 프리젠테이션과 관련된 실시예들이 개시된다. 예를 들어 하나의 개시된 실시예는 디스플레이면, 디스플레이면으로부터 광빔을 방출하고 광빔이 지향되는 방향을 변경하도록 구성된 지향성 백라이트 시스템 및 지향성 백라이트 시스템을 통해 디스플레이할 이미지를 형성하도록 구성된 공간적 광 변조기를 포함하는 시스템을 제공한다. 시스템은 광 시스템 및 광 변조기가 제1시야각으로 제1비디오 콘텐츠 항목을 디스플레이하고 제2시야각으로 제2비디오 콘텐츠 항목을 디스플레이하게 제어하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.

Description

비공개 비디오 프리젠테이션{PRIVATE VIDEO PRESENTATION}
많은 램프들은 원하는 방향으로 광을 집중시키도록 구성된 하우징 안에 광원을 포함한다. 예를 들어, 탐조등이나 등대의 경우, 광이 콜리메이팅된다고 말할 수 있도록 집중이 이루어지며, 그에 따라 광선들은 광으로부터 평행하게 나타난다. 많은 경우들에서, 광의 방향이 스캐닝될 수 있는 것이 또한 바람직하다. 이것은 종래의 램프들을 이용하여 예를 들어 전체 램프를 회전시키거나 광원 주변으로 렌즈 및 미러를 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 그러나, 그러한 스캐닝 메커니즘들은 기하학적인 그리고 기타의 요인들로 인해 디스플레이 장치들과 같은 일부 장치들에서 사용하기에 적합하지 않을 수 있다.
하나 이상의 사용자들에게 비공개(private) 비디오 프리젠테이션들을 제공하는 것과 관련된 다양한 실시예들이 본 명세서에 개시된다. 예를 들어, 하나의 개시된 실시예는 디스플레이면, 디스플레이면으로부터 광빔을 방출하고 광빔이 지향되는 방향을 변경하도록 구성된 지향성 백라이트 시스템, 및 지향성 백라이트 시스템으로부터의 광을 통해 디스플레이용 이미지를 형성하도록 구성된 공간적 광 변조기를 포함하는 비디오 프리젠테이션 시스템을 제공한다. 이 시스템은 지향성 백라이트 시스템 및 공간적 광 변조기를 제어하여 제1시야각(viewing angle)으로 제1비디오 콘텐츠 항목을 디스플레이하고 제2시야각으로 제2비디오 콘텐츠 항목을 디스플레이하도록 구성된 제어기를 더 포함한다.
이 요약은 이하의 상세한 설명에 자세히 기술되는 개념들의 발췌를 간략한 형식으로 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 발명 대상의 주요 특징이나 필수적 특징을 식별하도록 의도되거나 청구된 발명 대상의 범위를 한정하는 데 사용되도록 의도되지도 않는다. 또한, 청구된 발명 대상은 이 개시의 임의의 부분에 언급된 임의의 혹은 모든 단점들을 해결하는 구현예들에 한정되지 않는다.
도 1은 지향된 빔을 통해 하나 이상의 뷰어들에게 이미지를 디스플레이하도록 구성된 비디오 프리젠테이션 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 2는 광학 쐐기의 일 실시예를 도시한 개략적 평면도이다.
도 3 및 4는 도 2의 실시예의 단면도를 통해 광선 궤적들을 도시한다.
도 5는 도 2의 실시예의 종단 반사기의 개략적 확대 단면도를 도시한다.
도 6 및 7은 도 2의 실시예의 복제물들의 스택을 통한 경로들로서 도 2의 실시예를 통해 광선 궤적들을 도시한다.
도 8 및 9는 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 서로 다른 위치들에서 도 2의 광학 쐐기 안으로의 광의 주입을 통해 지향된 광을 스캐닝하는 것을 도시한다.
도 10은 지향된 광을 스캐닝하는 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도를 도시한다.
도 11은 디스플레이 장치 상의 여러 가지 모드들을 이용하여 공개 및 비공개 정보를 디스플레이하기 위해 지향된 광을 사용하는 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도를 도시한다.
도 12는 무안경 입체 이미지들을 디스플레이하기 위해 지향된 광을 이용하는 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도를 도시한다.
도 13은 복수의 광원들을 포함하는 광 주입 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 14는 하나의 기계적으로 스캐닝 가능한 광원을 포함하는 광 주입 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 15는 음향 광학 변조기, 레이저 및 확산 스크린을 포함하는 광 주입 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 16은 다양한 비공개 비디오 프리젠테이션들을 여러 뷰어들에게 동시에 디스플레이하기 위해 지향된 광을 사용하는 방법의 일 실시예를 예시한 흐름도를 도시한다.
동일한 디스플레이 스크린을 동시에 보고 있는 서로 다른 뷰어들에게 서로 다른 이미지들을 프리젠테이션하는 것과 관련된 다양한 실시예들이 본 명세서에 개시된다. 일부 실시예들은 다른 이미지들이 다른 뷰어들, 하나의 뷰어의 다른 눈들 등으로 지향하도록 백라이트에 의해 방출되는 광빔의 각도를 변경되게 해주는 평판 램프와 같은 지향성 백라이트를 활용한다. 평판 램프는 광이 방출되는 평탄한 면을 가진 패널이다. 그러한 램프들은 예를 들어 액정 디스플레이(LCD) 패널들을 위한 백라이트들로서 사용될 수 있다. 일부 평판 램프들은 예를 들어 광이 패널을 빠져나올 때 통과하는 확산기(diffuser) 패널을 포함하는 하우징 안에 포함된 복수의 형광 튜브들을 포함할 수 있다. 다른 평판 램프들은 광원으로부터 원하는 목적지까지 광을 전달하는 광학 쐐기(wedge)를 포함할 수 있다. 광학 쐐기는 광학 쐐기의 가장자리에서 입력된 광이 내부 반사를 위한 임계 각도 및 기존의 광학 쐐기에 도달하기 전에 내부 전반사를 통해 광학 쐐기 안에서 퍼질 수 있게(fan out)하는 광 가이드이다. 본 명세서에 기술된 실시예들은 평판 램프를 통해 지향된 광의 스캐닝과 관련하여 기술되지만, 다른 실시예들은 비슷한 방식의 벌크(bulk) 광학을 이용할 수 있다.
현재의 평판 램프들은 종종 확산(diffuse) 광원들로서 사용된다. 그러나 일부 상황들에서, 콜리메이팅되는지, 발산되는지(diverging), 수렴되는지에 따라 평판 램프로부터 이미지가 하나의 뷰어와 가까이 앉은 다른 뷰어들에 의해 보여질 수 없도록 그 뷰어에게 특정 이미지가 향하도록 충분히 좁은 시야각을 가진 빔으로 지향성 광을 방출하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일부 사용 환경들에서는 이미지가 소정 각도들에서만 보여질 수 있도록 함으로써 디스플레이되는 정보가 의도한 뷰어들에게 비공개로 유지되도록 이미지를 LCD 패널을 통해 디스플레이하는 것이 바람직할 수 있다. LCD 패널을 백라이팅하기 위한 지향된 빔의 사용은 그러한 디스플레이의 구조를 가능하게 할 수 있는데, 이는 디스플레이 상의 이미지가 광선들이 디스플레이로부터 뷰어의 눈까지 이동하는 경우에만 보여질 수 있기 때문이다. 수렴하는 광 빔 사용의 경우, 광빔은 사용자의 눈에 수렴하도록 구성될 수 있다. 이런 방식으로 이미지를 만드는데 사용되는 광의 실질적 부분이 사용자에게 도달될 수 있으며, 그에 따라 프리젠테이션의 비공개성을 유지하면서 효율적 전력 사용을 제공한다.
또한, 그러한 디스플레이를 사용하여, 이미지가 보여질 수 있는 각도가 이동될 수 있도록 조명 방향이 스캐닝될 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 액정 패널 상의 이미지가 3차원 오브젝트에 대한 하나 혹은 여러 쌍의 화면들 사이에서 전환되면서 조명 방향이 한 쌍의 눈이나 여러 쌍의 눈들 사이에서 빠르게 왔다 갔다 전환될 수 있다면, 하나의 디스플레이를 통해 다른 사용자들에게 다른 이미지들을 동시에 디스플레이하고, 필터링 안경을 사용하지 않고 하나 이상의 사용자들에게 3차원 이미지를 디스플레이하고, 다른 그러한 사용 시나리오들을 수행할 수 있다. 따라서, 비한정적으로 지향성 백라이팅으로서 사용되고 광의 방향이 스캐닝될 수 있게 하는 평판 램프들을 포함하는 지향성 이미지 디스플레이 시스템들에 관한 실시예들이 본 명세서에서 개시된다. 첨부 도면들에서 예시된 실시예들의 화면들은 축척에 따라 도시되지 않을 수 있으며, 일부 도면들의 종횡비들은 선택된 특징들이나 관계들이 쉽게 알 수 있게 과장되었을 수 있다는 것을 알아야 한다.
도 1은 지향된 광을 출력하도록 구성된 디스플레이면을 포함하는 컴퓨팅 장치의 형태로 비디오 프리젠테이션 시스템의 일 실시예를 도시한다. 비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 공간적 광 변조기(12) 및 광 스캐닝 시스템을 포함한다. 공간적 광 변조기(12)는 컬러 및 세기와 관련하여 각각이 백라이트로부터 광을 변조하기 위해 사용될 수 있는 픽셀들의 어레이를 포함한다. 일부 실시예들에서 공간적 광 변조기는 액정 디스플레이 장치를 포함할 수 있으나, 다른 광 변조 장치들 역시 사용될 수 있다. 제어기(14)와 같은 제어기가 디스플레이 데이터를 공간적 광 변조기(12)로 제공할 수 있다. 뷰어(15)가 지향된 광의 광 경로 안에 있고 지향된 광이 제어기(14)로부터 공급된 이미지와 함께 공간적 광 변조기(12)에 의해 변조되었을 때, 그 이미지는 뷰어(15)에게 보여질 수 있다.
비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 광 주입 시스템(16) 및 광학 쐐기(100)를 더 포함한다. 일부 실시예들은 옵션으로서 사용자 추적 카메라(18) 및 광학 쐐기(100)에 인접하여 배치되는 광 재지향기(20)를 더 포함할 수 있다. 이하에서 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 광이 광학 쐐기(100)의 가는 단부(thin end)로 주입될 때 지향된 광이 광학 쐐기(100)의 뷰잉면으로부터 방출된다. 지향된 광은 광학 쐐기(100)의 뷰잉면의 평면 대비 작은 각도로 광학 쐐기(100)를 빠져나온다. 광 재지향기(20)는 공간적 광 변조기(12)를 향해 콜리메이팅된 광을 재지향시키는데 사용될 수 있다. 모든 적절한 구조가 광 재지향기(20)로서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서 광 재지향기(20)는 예를 들어 프리즘들의 필름을 포함할 수 있다.
광 주입 시스템(16)은 광학 쐐기(100)의 가는 단부를 따라 하나 이상의 위치들로 광을 주입하도록 구성될 수 있다. 광이 광학 쐐기(100)의 가는 단부로 주입되는 위치를 변경함으로써 광학 쐐기(100)의 뷰잉면을 떠나는 광의 방향이 조정될 수 있다. 공간적 광 변조기에 의해 만들어진 이미지들의 변화와 동시에 광의 방향을 변경함으로써 다른 이미지들이 다른 뷰어들에게 디스플레이될 수 있다. 또한, 충분히 높은 주파수로 변조될 때 양 이미지들이 어떤 눈에 띄는 깜박임도 없이 연속적으로 디스플레이되도록 뷰어들에게 보여질 수 있다. 따라서, 도 1을 참조할 때, 제1이미지가 뷰어(15)에게 전달될 때, 제1이미지는 뷰어(17)가 아닌 뷰어(15)에게 보여질 수 있다. 이것이 도 1의 실선 광선 궤적들에 의해 표시된다. 마찬가지로, 제2이미지가 뷰어(17)에게 전달될 때, 제2이미지는 뷰어(15)가 아닌 뷰어(17)에게 보여질 수 있다. 이것이 도 1의 점선 광선 궤적들에 의해 표시된다. 도 1은 두 뷰어들과 관련하여 도시되지만, 비공개 비디오 프리젠테이션들은 임의의 적절한 수의 뷰어들에게라도 동시에 전달될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 뷰어들, 비디오 프리젠테이션들, 이미지들 등과 관련하여 본 명세서에서 사용된 "제1" 및 "제2"라는 용어들은 단지 둘 이상의 뷰어들, 프리젠테이션들, 이미지들 등의 집합들을 기술하는 경우의 편의를 위한 것이며, 어떤 식으로든 한정적이도록 의도되지 않는다.
도 13에 예시된 하나의 특정한 예시적 실시예에서, 광 주입 시스템(16)은 발광 다이오드들(LEDs), 레이저들, 램프들 및/또는 다른 적절한 광원들과 같이, 광학 쐐기(100)의 가는 단부에 인접하여 위치되는 복수의 개별 제어 가능한 광원들을 포함할 수 있다. 어떤 광원이 조명되는지 또는 어떤 광원들이 동시에 조명되는지를 변경시키는 것은 지향된 광이 광학 쐐기(100)로부터 방출되는 방향에 대한 제어를 가능하게 한다. 예를 들어, 단일 광원(1302)은 도 13에서 복수의 광원들로부터 조명될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 광원들은 여러 방향으로 이미지에 대한 다중 빔들을 지향시키도록 동시에 조명될 수 있다. 도 14에 예시된 것과 같은 다른 실시예들에서, 하나의 기계적으로 스캐닝 가능한 광원(1402)이 광이 주입되는 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 위치를 변경시키는데 사용될 수 있다. 광원의 위치는 위치(1404)와 같은 광학 쐐기(100)의 한 측으로부터 위치(1406)와 같은 광학 쐐기(100)의 반대 측으로 변경될 수 있다. 도 15에 예시된 것과 같은 또 다른 실시예에서, 광 주입 시스템(16)은 광원(1502) 및 확산 스크린(1504)을 포함할 수 있다. 확산 스크린(1504)은 광학 쐐기(100)의 가는 단부에 인접 위치하여 그를 따라 확장된다. 광원(1502)에 의해 발생된 광빔이 확산 스크린(1504)에 도달될 때 광학 쐐기(100)의 가는 단부로 광이 주입될 수 있고, 확산 광이 확산 스크린(1504)에서 광학 쐐기(100)의 가는 단부로 반사된다. 광원(1502)은 레이저 빔의 방향을 제어하기 위한 음향 광학 변조기 또는 액정 홀로그램 및 레이저를 포함할 수 있다. 레이저 빔은 도시된 것과 같이 위치(1506)에 도달될 수 있고, 아니면 레이저 빔이 위치(1508)와 같은 확산 스크린(1504)의 한 측으로부터 위치(1510)와 같은 확산 스크린(1504)의 반대측까지 스캐닝될 수 있다.
광학 쐐기(100)가 상대적으로 좁은 시야각을 가지고 지향된 광을 형성하도록 구성되기 때문에, 한 위치로부터 광을 주입하는 것은 지향된 광이 투사된 이미지가 좁은 각도들의 범위에서만 보여질 수 있도록 한 방향으로 방출되게 할 수 있다. 이것은 이미지들이 특정 뷰어들을 타깃으로 하는 비공개 모드에서 정보가 디스플레이되게 할 수 있다. 한편, 하나 이상의 위치로부터 광을 동시에 주입하는 것은 지향된 광이 하나 이상의 방향으로 방출될 수 있게 하며, 그것은 투사된 이미지가 넓은 각도들의 범위에서 보여지게 할 수 있다. 그러한 디스플레이 모드는 본 명세서에서 공개 모드로 지칭될 수 있다. 이러한 디스플레이 모드들의 예들이 예시의 목적으로 기술되며 어떤 식으로든 한정하는 것으로 의도되지 않았다는 것을 알아야 할 것이다.
도 1로 돌아가면, 제어기(14)는 시스템의 한 모드에 따라 광 주입 시스템(16)의 각각의 광원을 독립적이고 선택적으로 조명하도록 구성될 수 있다. 그러한 방식에서 제어기(14)는 광 주입 시스템(16)이 광을 주입하는 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 위치를 제어할 수 있다. 또한 제어기(14)는 공간적 광 변조기(12)로 디스플레이 데이터를 제공하고 사용자 추적 카메라(18)로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 뷰어의 머리, 눈들 및/또는 다른 신체 부분의 위치를 판단하기 위해 헤드 추적 카메라(18)로부터의 데이터가 제어기(14)에 의해 분석될 수 있다. 사용자 추적 카메라(18)로부터의 데이터는 미가공 이미지 데이터일 수 있고, 아니면 그 데이터는 데이터가 제어기(14)로 전달되기 전에 이미지의 다양한 특징들이 추출되도록 전처리될 수 있다. 임의의 적절한 이미지 센서나 센서들의 조합이 사용자 추적 카메라(18)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서는 2차원 이미지 센서가 사용될 수 있지만, 다른 실시예들에서는 깊이 센서가 사용될 수 있다. 마찬가지로 일부 실시예들에서는 2차원 이미지 센서와 깊이 센서 둘 모두가 사용될 수 있다. 깊이 센서를 이용하는 실시예들에서, 비한정적인 것으로서 이동 시간(time-of-flight), 구조 광 및/또는 입체 이미지 센싱뿐 아니라 2차원 이미지의 외견상의 신체 사이즈에 기반하여 깊이를 추정하는 신체 사이즈, 머리 사이즈 등의 추정 알고리즘들을 포함하는 임의의 적절한 깊이 센싱 기술이 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서 제어기(14)는 또한 비디오 프리젠테이션 시스템(10)을 위한 모드를 결정하여 저장하고 그 모드에 따라 비디오 프리젠테이션 시스템(10)을 제어할 수 있다. 제어기(14)는 메모리(22)와 같은 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있는 명령어들을 실행하도록 구성된 임의의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 프로세서(24)는 메모리(22)에 저장된 명령어들을 실행하는 데 사용될 수 있으며, 상기 명령어들은 비디오 프리젠테이션 시스템(10)을 위한 제어 방법들을 실행하기 위한 루틴들을 포함한다.
비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 비공개 비디오 프리젠테이션들에 대응하는 비공개 오디오 출력들을 제공하도록 구성된 비공개 오디오 출력 시스템(30)을 더 포함할 수 있다. 비공개 오디오 출력 시스템(30)은 임의의 적절한 방식으로 비공개 오디오 출력들을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 위상 배열(phased array) 스피커들의 하나 이상의 집합들이 사용자들에게 도달되는 오디오 빔들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 그러한 실시예들에서 사용자 추적 카메라(18)는 각각의 오디오 빔의 방향을 결정하는 데 사용될 수 있다. 사용자 추적 카메라(18)가 깊이 카메라나 다른 깊이 판단 메커니즘(예를 들어, 외견상의 신체/머리 사이즈 비교)을 포함하는 경우, 깊이 데이터는 위상 배열 스피커로부터의 오디오가 건설적으로 간섭하도록 구성된 깊이를 판단하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서 파라볼라 스피커들이나 다른 지향성 스피커들이 비공개 오디오 출력들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 두 개의 동시발생적 비공개 비디오 프리젠테이션들의 뷰잉을 지원하도록 구성된 일 실시예에서, 여러 가지 비디오 콘텐츠 항목들을 보고 있는 두 뷰어들에게 비공개 오디오를 보내기 위해 두 개의 파라볼라 스피커들이 사용될 수 있다. 그러한 지향성 스피커들은 머리 추적 카메라(18)에 의해 검출되는 것과 같은 비디오 뷰잉 환경 안에서 뷰어가 물리적으로 이동할 때 오디오 출력을 재지향시키도록 (예를 들어 모터들에 의해) 이동 가능하게 구성될 수 있다. 또 다른 실시예들에서 무선이나 유선 헤드폰들이 무선 송신기를 포함하는 무선 통신 시스템을 통해 비공개 오디오를 제공하는 데 사용될 수 있다. 무선 헤드폰들의 경우, 비한적적인 것으로서 헤드폰 세트들 사이의 시선(line-of-sight) 통신들 (예를 들어, 적외선 또는 기타) 및/또는 각각의 헤드폰 세트로 보내진 식별 오디오 신호들에 응하여 이루어진 사용자 입력들을 포함하여, 특정 헤드폰 세트와 특정 사용자를 연관시키는 데 임의의 적절한 메커니즘이 사용될 수 있다.
비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 임의의 적절한 소스나 소스들로부터 비디오 콘텐츠를 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정 실시예에서, 비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 사용자들이 다른 텔레비전 프로그램들을 동시에 시청할 수 있게 하는 복수의 텔레비전 튜너들을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 DVD 플레이어, 컴퓨터 네트워크, 비디오 게임 시스템 등과 같은 임의의 다른 소스들이나 소스들의 조합으로부터 입력들을 수신할 수 있다. 그러한 비디오 입력들은 도 1에서 오디오/비디오("A/V") 소스 입력 1(40) 및 임의의 A/V 입력 N(42)으로서 예시된다. 동시 프리젠테이션을 위해 다중 소스들로부터 수신된 복수의 비디오 콘텐츠 항목들은 복수의 비디오 콘텐츠 항목들의 동시 디스플레이를 가능하게 하도록 공간적 광 변조기로 제공되기 위해 임의의 적절한 방식으로 멀티플렉싱될 수 있다.
비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 예를 들 목적으로 기술되며 본 개시에 따른 광 시스템은 임의의 적절한 사용 환경에서 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 도 1의 실시예에서 묘사된 것과 같은 비디오 프리젠테이션 시스템은 비한정적인 것으로서 시력 기반 혹은 다른 터치 검출 시스템을 포함하는 다양한 다른 시스템들 및 기능들(미도시)을 포함할 수 있다.
이어서 도 2를 참조하면, 광학 쐐기(100)는 광학 쐐기(100)의 가는 단부(110)에 인접하여 배치된 광원(102)으로부터 광을 지향시켜 도 2의 광선 궤적에 의해 도시된 바와 같이 지향성 광이 광학 쐐기(100)의 뷰잉면(150)을 빠져나오도록 구성된다. "뷰잉면(viewing surface)"이라는 용어는 뷰잉면(150)이 뷰잉면(150)의 반대에 있는 후면(도 2에 미도시)보다 뷰어에 가깝다는 것을 나타낸다. 뷰잉면 및 후면 각각은 측면들(130 및 140), 가는 단부(110) 및 두꺼운 단부(120)로 경계가 이루어진다. 도 2에서 뷰잉면(150)은 페이지의 뷰어를 마주하고 후면은 광학 쐐기(100)의 이러한 도면에 의해 가려진다.
광학 쐐기(100)는 가는 단부(110)의 광 인터페이스로 주입되는 광선들이 종단 반사기(125)를 포함하는 두꺼운 단부(120)로 다가가면서 내부 전반사를 통해 퍼지도록(fan out) 구성된다. 도시된 실시예에서, 종단 반사기(125)는 곡률 중심(200)을 가진 일정한 곡률 반경으로 곡선화되며, 광원(102)은 종단 반사기(125)의 초점으로 광을 주입하고, 상기 초점은 상기 곡률 반경의 절반 위치에 존재함으로써 콜리메이팅된 광을 형성한다. 다른 실시예들에서 광원은 임의의 다른 원하는 (예를 들어, 수렴하거나 분기하는) 광빔을 생성하기 위한 임의의 다른 적절한 위치를 가질 수 있다. 두꺼운 단부(120)에서, 광선들 각각은 종단 반사기(125)에서 다른 광선들 각각과 나란하게 반사된다. 광선들이 뷰잉면(150)의 반사 임계 각도에서 뷰잉면(150)을 가로질러 광선들이 지향된 광으로서 빠져나올 때까지 광선들이 두꺼운 단부(120)에서 가는 단부(110)를 향해 이동한다. 다른 대안적 실시예들에서 종단 반사기(125)는 광을 지향시키기 위해 파라볼라이거나 다른 적절한 곡률 및/또는 구성을 가질 수 있다.
가는 단부(110) 근처에 위치하여 그를 따라 가는 복수의 광원들을 구비한 실시예들에서, 상면 만곡 및/또는 구면수차를 정정하기 위해, 중심선(210)의 어느 한 쪽이 종단 반사기(125)의 초점 안에 머물 수 있도록 광학 쐐기(100)의 측면들(130 및 140)을 약간 단축시키는 것이 바람직할 수 있다. 단축 측면들(130 및 140)은 곡면(115)에 의해 예시된 것과 같이 가는 단부(110)를 볼록하게 만들 수 있다. 광선들이 가는 단부(110) 가까이에서 초점에 다다를 때까지 광학 쐐기(100)를 거슬러 광학 쐐기(100)의 뷰잉면(150)의 반사 임계 각도에서 광선들을 추적하기 위한 광선 추적 알고리즘을 이용함으로써 적절한 곡률이 발견될 수 있다.
도 3 및 4는 광학 쐐기(100)의 개략적 단면도를 통해 광선 궤적들을 도시한다. 도 3은 광학 쐐기(100)를 통한 제1광선(300)의 경로를 도시하고, 도 4는 광학 쐐기(100)를 통한 제2광선(400)의 경로를 도시하며, 여기서 광선들(300 및 400)은 광학 쐐기(100)의 가는 단부(110)로 입력되는 원추형 광의 맞은 편들에 위치하는 광선들을 나타낸다. 도 3 및 4에서 알 수 있는 바와 같이, 광선(300)은 광학 쐐기(100)의 가는 단부(110)에 인접한 뷰잉면(150)을 빠져나오고, 광선(400)은 광학 쐐기(100)의 두꺼운 단부(120)에 인접한 뷰잉면(150)을 빠져나온다.
광선들(300 및 400)이 뷰잉면(150)의 법선을 기준으로 내부 반사 임계 각도보다 작거나 동일한 각도로 뷰잉면(150)을 가로지르면 광선들(300 및 400)은 뷰잉면(150)을 빠져나온다. 이러한 임계 각도는 본 명세서에서 "제1임계 각도"로 지칭될 수 있다. 마찬가지로, 광선들이 뷰잉면(100)의 법선을 기준으로 내부 반사의 제1임계 각도보다 큰 각도로 뷰잉면(150)을 가로지르면 광선들은 광학 쐐기(100)에서 내부적으로 반사된다. 또한, 광선들이 후면(160)의 법선을 기준으로 내부 반사의 임계 각도보다 큰 각도로 후면(160)을 가로지르면 광선들은 광학 쐐기(100)에서 내부적으로 반사된다. 이러한 임계 각도는 본 명세서에서 "제2임계 각도"로 지칭될 수 있다.
도 5를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 제1임계 각도 및 제2임계 각도가 상이하여, 후면(160)에 제1임계 각도로 입사되는 광이 후면(150)을 향해 뒤로 반사되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 후면(160)을 통한 광 손실을 방지하는 데 도움을 줄 수 있고, 그에 따라 광학 쐐기(100)의 광학 효율성을 증가시킬 수 있다. 제1임계 각도는 광학 쐐기(100)의 굴절률 및 뷰잉면(150)을 인터페이스하는 물질(예를 들어, 공기나 클래딩 층)의 굴절률의 함수이며, 제2임계 각도는 광학 쐐기(100)의 굴절률 및 후면(160)에 인접한 물질의 굴절률의 함수이다. 도 3-4에 도시된 것과 같은 일부 실시예들에서, 클래딩 층(700)은 뷰잉면(150)이 공기와 인터페이스하도록 후면(160)에만 적용될 수 있다. 다른 실시예들에서 뷰잉면(150)은 후면(160)과 다른 굴절률을 가진 클래딩 층(미도시)을 포함할 수 있다.
임의의 적절한 물질이나 물질들이 광학 쐐기의 뷰잉 및/또는 후면들에 대한 내부 반사의 원하는 임계 각도들을 얻기 위해 클래딩 층들로서 사용될 수 있다. 예시적 실시예에서, 광학 쐐기(100)는 1.492의 굴절률을 가진 폴리메틸 매타크릴레이트나 PMMA로 형성된다. 공기의 굴절률은 대략 1.000이다. 이와 같이 클래딩이 없는 표면의 임계 각도는 대략 42.1도이다. 마찬가지로, 예시적 클래딩 층은 테플론 AF(델라웨어 주 윌밍턴에 있는 EI Dupont de Nemours & Co.), 1.33의 굴절률을 가진 무정형 플루오르 주압체를 포함할 수 있다. 테플론 AF를 이용한 PMMA 표면 클래드의 임계 각도는 63.0도이다. 이러한 예들이 예시의 목적으로 기술되며 어떤 식으로든 한정하는 것으로 의도되지 않았다는 것을 알아야 할 것이다.
광학 쐐기(100) 및 종단 반사기(125)의 구성은 대부분의 뷰잉면(150)이 균일한 광이 가는 단부(110)로 주입될 때 균일하게 조명될 수 있게 하고 또한 대부분의 주입된 광이 뷰잉면(150)을 빠져나오게 하도록 구성될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 광학 쐐기(100)는 가는 단부(110)에서 주입되는 광선들이 내부 전반사를 통해 종단 반사기(125)로 전달되도록 길이를 따라 가늘어진다. 종단 반사기(125)는 뷰잉면(150) 및 후면(160) 각각의 법선에 대한 광선 각도를 줄이도록 구성된 다면(faceted) 렌즈를 포함한다. 또한 두꺼운 단부(120)에서 가는 단부(10)로의 광학 쐐기(100)의 줄어드는 굵기는 광선이 가는 단부(110)를 향해 이동하면서 광선 각도들이 각각의 표면의 법선에 대해 줄어들게 한다. 광선이 제1임계 각도보다 적게 뷰잉면(150) 상에 입사될 때, 그 광선은 뷰잉면(150)을 빠져 나올 것이다.
일부 실시예들에서 광원(102)은 종단 반사기(125)의 초점에 위치될 수 있고, 다른 실시예들에서 광원(102)은 임의의 다른 적절한 위치에 위치될 수 있다. 그러한 실시예들에서 종단 반사기(125)는 광학 쐐기(100)의 길이의 두 배인 곡률 반경을 가지고 곡선화될 수 있다. 도 3-4의 실시예들에서 광 웨지(100)의 가늘어지는 각도는 두꺼운 단부(120) 및 뷰잉면(150)에서의 코너가 직각을 포함하고 두꺼운 단부(120) 및 후면(160)에서의 코너가 직각을 포함하도록 설정된다. 가는 단부(110)가 종단 반사기(126)의 초점에 있을 때, 가는 단부(110)는 두꺼운 단부(120)의 두께의 1/2이다. 다른 실시예들에서 이러한 구조들 각각은 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다.
도시된 실시예에서 종단 반사기(125)는 측면(130)에서 측면(140)까지, 그리고 뷰잉면(150)에서 후면(160)까지 구형으로 곡선화된다. 다른 실시예들에서 종단 반사기(125)는 뷰잉면(150) 및 후면(160)으로부터 일정한 곡률 반경 및 뷰잉면(150) 및 후면(160)이 확장시 만나게 될 곡률 중심을 가지고 원통형으로 곡선화될 수 있다. 원통형으로 곡선화된 종단 반사기는 구형으로 곡선화된 종단 반사기(125)보다 적은 처짐(sag)(즉, 디스플레이 영역으로서 사용할 수 없는 곡률)을 가질 수 있으며, 이것은 대형 포맷 응용예들에서 유리할 수 있다. 파라볼라 등과 같은 다른 적절한 곡률들이 종단 반사기(125)에 사용될 수 있다. 또한 측면들(130 및 140)에 대해 수직인 평면에서의 종단 반사기(125)의 곡률은 도넛형 반사기와 같은 측면들(130 및 140)에 나란한 평면에서의 종단 반사기(125)의 곡률과 상이할 수 있다.
상술한 바와 같이, 뷰잉면(150) 및 후면(160)의 반사 임계 각도들이 후면(160)을 통한 광 손실을 막도록 돕기 위해 서로 상이하게 되는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 도 2-4의 광학 쐐기 실시예의 종단 반사기(125)에 대한 확대된 개략적 단면도를 도시하는 도 5에 예시된다. 종단 반사기(125)는 두꺼운 단부(120)의 표면에 대한 임의의 각도로 정렬된 복수의 면들을 가진다면 렌즈 구조를 포함한다. 복수의 면들은 면(530)과 같이 뷰잉면(150)을 향한 면들과 면(540)과 같이 후면(160)을 향한 면들 사이에서 번갈아 나타난다. 종단 반사기(125)는 상술한 바와 같은 일반적 곡률에 부합하며, 종단 반사기 법선(542) 및 종단 반사기 법선(532)은 곡률의 중심을 향해 연장된다. 복수의 면들 각각은 종단 반사기의 표면의 법선에 대한 각도 및 높이를 가진다. 예를 들어 뷰잉면(150)을 마주하는 면들 중 하나는 종단 반사기 법선(532) 및 면의 법선(534)에 대한 각도(536)와 높이(538)를 가진다. 다른 예로서, 후면(160)을 마주하는 면들 중 하나는 종단 반사기 법선(542) 및 면의 법선(544)에 대한 각도(546)와 높이(548)를 가진다.
복수의 면들 각각의 높이는 뷰잉면(150)을 빠져나오는 광빔의 균일성 및 밝기에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 보다 큰 면들은 이상적인 초점 길이와 다른 광학적 경로들을 만들 수 있으며, 이것은 프레넬(Fresnel) 밴딩을 일으킬 수 있다. 이와 같이 그러한 밴딩이 문제를 제기하는 실시예들에서, 복수의 면들 각각의 높이를 예를 들어, 그러한 밴딩이 보다 덜 가시적이도록 500 미크론 미만으로 하는 것이 바람직할 수 있다.
마찬가지로, 복수의 면들 각각의 각도 역시 뷰잉면(150)을 빠져나오는 지향된 광빔의 균일성 및 밝기에 영향을 미칠 수 있다. 광선(500)은 면 각도들이 광학 쐐기(100)를 통과하는 광선의 경로에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 예시한다. 광선(500)이 가는 단부(110)로 주입되고, 광학 쐐기(100)를 통하여 이동하며 종단 반사기(125)와 만난다. 광선(500)의 절반은 뷰잉면(150)을 대면하는 면(530)과 만난다. 면(530)과 만나는 광선(500)의 일부는 광선(510)으로서 뷰잉면(150)을 향해 반사된다. 광선(510)은 뷰잉면의 법선에 대해 내부 반사의 제1임계 각도 이하로 뷰잉면(150)을 가로질러 나와서 광선(512)으로서 뷰잉면(150)을 빠져나온다.
광선(500)의 나머지 절반은 후면(160)을 대면하는 면(540)과 만난다. 면(540)과 만나는 광선(500)의 일부는 광선(520)으로서 후면(160)을 향해 반사된다. 뷰잉면(150) 및 후면(160)의 임계 각도들 간 차이 때문에, 광선(520)은 후면(160)의 법선에 대한 내부 반사의 제2임계 각도보다 큰 각도로 후면(160)을 가로질러 나와서 뷰잉면(150)을 향한 광선(522)으로서 반사된다. 그런 다음 광선(522)은 뷰잉면의 법선에 대해 내부 반사의 제1임계 각도 이하로 뷰잉면(150)을 가로질러 나와서 광선(524)으로서 빠져나온다. 이런 방식으로 종단 반사기(125)로부터 반사되는 대부분(및 일부 실시예들에서는 실질적으로 전체)의 광이 뷰잉면(150)을 빠져나온다.
광이 뷰잉면(150)을 대면하는 면들 및 후면(160)을 대면하는 면들에 의해 각각 반사되어 중복되기 때문에, 광이 후면으로부터 반사되어 뷰잉면을 빠져나올 때 위에서 아래 방향으로 정렬되는 중첩된 제1 및 제2이미지들이 뷰잉면(150)에 형성된다. 이러한 이미지들 사이의 중복 정도는 면들(530 및 540)의 각도들에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 각각의 면이 종단 반사기 표면의 법선을 기준으로 90도 및 반사의 제1임계 각도간 차이의 3/8의 각도를 가질 때 두 이미지들이 완전히 중복된다. 이 경우 실질적으로 광학 쐐기(100) 안에 입력되는 모든 광이 뷰잉면(150)을 빠져나온다. 이 값으로부터 면들을 변경하는 것은 이미지들 사이의 중복 정도를 줄임으로써, 두 이미지들 중 하나나 나머지 하나 만이 면들의 각도들이 90도 및 반사의 제1임계 각도 사이의 차이의 1/4이나 1/2의 경우에 디스플레이되도록 한다. 더 나아가, 90도 및 반사의 제1임계 각도 사이의 차이의 3/8로부터 면들의 각도를 변경하는 것은 또한 뷰잉면(150)보다는 광학 쐐기(100)의 가는 단부로부터 일부의 광이 빠져나오게 한다. 면들의 각도들이 90도 및 반사의 제1임계 각도 사이의 차이의 1/4이나 1/2인 경우, 뷰잉면은 또한 균일하게 조명될 수 있으나 광의 절반은 광학 쐐기(100)의 가는 단부로부터 빠져나오며, 그에 따라 손실된다. 원하는 사용 환경에 따라, 90도 및 반사의 제1임계 각도 사이의 차이의 3/8 이외의 면 각도들을 사용하는 것이 적절할 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 그러한 사용 환경들은 비한정적으로 중복되지 않은 광의 임의의 영역들(중복되는 영역들에 비해 낮은 세기를 가지는 것으로 보여질 수 있음)이 사용자에 의해 관찰되는 시계 안에 있지 않은 환경들 및 감소되는 광 세기가 허용될 수 있는 환경들을 포함할 수 있다.
다른 대안적 실시예에서, 종단 반사기(125)는 회절 격자(defraction grating)를 포함할 수 있다. 격자 방정식이 주어진 입사각도 및 주어진 광 파장에 대한 회절 각도를 산출하는 데 사용될 수 있다. 회절 각도는 광의 파장에 의존하므로, 회절 격자를 포함하는 종단 반사기는 주입된 광이 단색광일 때 바람직할 수 있다.
도 6 및 7은 광학 쐐기의 스택을 통과하는 광선들의 경로들로서 광학 쐐기(100)를 통과하는 광의 이동을 예시한 것이며, 각각의 광학 쐐기는 도 5에 도시된 개념들을 더 예시하기 위해 광학 쐐기(100)에 대한 실시예의 복제물에 해당한다. 광학 쐐기 복제물들의 스택을 통과하는 광선들을 추적하는 것은 광학 쐐기 안에서 광선의 경로를 광학적으로 추적하는 것에 해당한다. 따라서, 이러한 방식으로, 광선에 대한 각각의 내부 반사는 하나의 광학 쐐기로부터 인접하는 광학 쐐기까지의 경계를 통과하는 광선의 경로로서 도시된다. 도 6에서, 뷰잉면은 광학 쐐기(600)의 스택 내 최상위 쐐기의 뷰잉면(620)으로서 도시된다. 후면은 광학 쐐기(600)의 스택 내 최하위 쐐기의 후면(630)으로서 도시된다. 광학 쐐기들의 스택(600)의 두꺼운 단들이 합해져서 대략 모든 표면들이 수렴하는 축(610)을 중심으로 하는 곡선(640)인 것을 형성한다.
도 6은 또한 광학 쐐기 스택(600)의 가는 단부 안에 주입되는 원추형 광의 반대 측면들에 위치되는 광의 두 광선들(650 및 660)을 도시한다. 각각의 광선(650 및 660)에 있어서, 종단 반사기로부터의 반사 후, 실선들(652 및 662)로 도시된 바와 같이 광선의 절반이 광학 쐐기 스택(600) 가까이에서(그리고 그에 따라 나타낸 광학 쐐기로부터) 빠져나오고, 광선의 절반은 점선들(654 및 664)로 도시된 바와 같이 광학 쐐기 스택의 가는 단부로부터 빠져나온다. 두 극단들 사이의 임의의 각도로 주입된 광선들은 또한 종단 반사기에서 다면 패턴으로 분리될 것이며, 비슷한 방식으로 광학 쐐기의 뷰잉면 및 후면으로부터 빠져 나올 것이다. 광선들(652 및 662)과 평행하게 뷰잉면(620)을 빠져나오는 광선들이 음영 영역(602)으로 표현된다. 상술한 바와 같이, 광학 쐐기의 후면(630)을 통해 빠져나오는 것으로서 도시된 광선들은 광학 쐐기의 뷰잉면 상에서 사용되는 클래딩(미도시)보다 낮은 굴절률을 가진 광학 쐐기의 후면 상의 클래딩(미도시)을 이용함으로써 대신 후면에 의해, 그리고 뷰잉면 밖으로 반사될 수 있다. 이러한 방식으로, 그러한 광학 쐐기의 가는 단부로 주입되는 실질적으로 모든 광이 광학 쐐기의 뷰잉면으로부터 빠져 나올 수 있다.
뷰잉면이 균일하게 조명되도록 하기 위해(예를 들어, 면들(530 및 540)로부터 반사되는 이미지들이 완전히 겹쳐지는 경우), 가는 단부에서 주입되어 종단 반사기를 향해 수평하게 이동하는 광선은 종단 반사기의 법선과 일치하여 뷰잉면을 향한 면에서 반사되어 뷰잉면의 중심으로 이동하며 뷰잉면의 임계 각도로 뷰잉면을 가로지른다. 도 7은 광학 쐐기들의 스택(700)을 통과하는 그러한 광선의 경로에 대한 개략적 묘사를 도시한다. 광선(710)이 광학 쐐기의 가는 단부(702)에서 주입되고 종단 반사기(704)에서 광선(715)으로서 반사된다. 광선(715)은 뷰잉면(706)의 중심으로 이동하고, 뷰잉면 법선(720)을 기준으로 반사의 임계 각도(730)로 뷰잉면을 가로지른다. 각도들(732 및 732)의 합은 90도 및 반사의 임계 각도(730)의 차이다. 광학 쐐기의 가는 단부가 광학 쐐기의 두꺼운 단의 두께의 1/2일 때, 쐐기의 중심점은 광학 쐐기의 두께의 3/4이다. 근축 근사(paraxial approximation)를 이용할 때, 각도(732)는 90도 및 반사의 임계 각도(730)의 차이의 3/4이다. 수평 라인(722)이 주입된 광선(710)과 평행하므로 각도(740)는 각도(732)와 동일하다. 반사 법칙으로부터, 입사 각도는 반사 각도와 동일하므로 면 각도는 각도(740)의 1/2일 수 있다. 따라서 뷰잉면이 균일하게 조명되게 하기 위해, 뷰잉면을 대면하는 각각의 면은 상술한 바와 같이 종단 반사기의 표면의 법선을 기준으로 90도 및 반사의 임계 각도(730) 사이의 차의 3/8의 각도를 형성할 수 있다.
도 8 및 9는 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 서로 다른 위치들에서 도 2의 광학 쐐기 안으로 광을 주입함으로써 지향된 광빔의 방향이 어떻게 변경될 수 있는가를 도시한다. 구체적으로, 광빔의 방향은 광 주입 위치를 오른쪽으로 옮김으로써 왼쪽으로 이동하게 될 수 있고, 그 반대의 경우도 성립될 수 있다. 각각의 도면에서, 명료성을 위해 도 8 및 9의 800 및 900에서 각기 보여지는 광의 단일 픽셀의 가시적 위치가 예시된다. 더 나아가, 라인들은 광 포인트로부터 광학 쐐기의 광 인터페이스의 코너들까지 추적하는 것으로 도시되며, 중심선(810)은 광 주입 위치가 이동하면서 광학 쐐기에 대한 광의 픽셀 이동을 보다 명확하게 예시하기 위해 도시된다.
도 8에서 광은 제1위치의 광원(802)으로부터 가는 단부(110)의 우측으로 주입된다. 광빔의 방향은 가시적 위치(800)에 있는 픽셀에 의해 예시된 바와 같이 중심선(810)의 좌측으로 지향된다. 도 9에서 광은 제2위치의 광원(902)으로부터 가는 단부(110)의 좌측으로 주입된다. 광빔의 방향은 가시적 위치(900)에 있는 픽셀에 의해 예시된 바와 같이 중심선(810)의 우측으로 지향된다. 광빔이 완만하게, 혹은 원하는 시간 간격 및 원하는 순서로 광학 쐐기(100)의 가는 측면을 따라 광 주입의 위치를 순차적으로 변경함으로써 임의의 원하는 사이즈 및 임의의 원하는 순서의 단계별로 스캐닝될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러한 디스플레이 모드는 본 명세서에서 스캐닝 모드로 지칭될 수 있다.
도 10은 광 도파로를 통해 콜리메이팅 광을 스캐닝하는 예시적 방법의 흐름도를 도시한다. 광 도파로는 제1단부 및 제1단부와 반대편에 있고 종단 반사기를 구비하는 제2단부, 제1단부 및 제2단부 사이에서 연장되어 있는 뷰잉면, 및 뷰잉면에 대향하는 후면을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 광 도파로는 도 2의 광학 쐐기이며, 여기서 광학 쐐기의 가는 단부가 광 도파로의 제1단부이고 광학 쐐기의 두꺼운 단이 광 도파로의 제2단부이다.
다른 실시예에서, 광 도파로는 일정한 두께를 가질 수 있는 바, 예를 들어 제1단부 및 제2단부가 동일한 두께일 수 있다. 그러한 광 도파로는 제1단부 및 제2단부 사이에서 선형적으로 변하는 굴절률을 가진 뷰잉 및/또는 후면 상에 클래딩을 포함할 수 있다. 이 실시예는 광이 광 도파로의 제1단부로 주입될 때 광학 쐐기와 유사하게 동작할 것이다. 또 다른 실시예에서, 광 도파로는 일정한 두께, 제1단부 및 제2단부 사이에 선형적으로 변하는 굴절률, 및 일정한 굴절률의 뷰잉 및/또는 후면 상의 클래딩들을 가질 수 있다. 이 실시예는 또한 광이 광 도파로의 제1단부로 주입될 때 광학 쐐기와 유사하게 동작할 것이다.
도 10으로 돌아가면, 방법(1000)은 광을 광 도파로의 제1단부로 주입함으로써 1010에서 시작된다. 상술한 바와 같이 광은 예를 들어 광 도파로의 제1단부를 따라 물리적으로 이동하도록 구성된 광원에 의해 주입될 수 있다. 다른 실시예에서 복수의 광원들이 광 도파로의 제1단부를 따라 정렬될 수 있으며, 각각의 광원은 광 도파로의 제1단부를 따라 다른 위치에서 광 도파로의 제1단부로 광을 주입하도록 구성된다. 광은 복수의 광원들 중 하나 이상의 광원들에 의해 주입될 수 있다. 또 다른 실시예에서 광은 광 도파로의 제1단부에 인접하여 위치하고 그를 따라 연장된 확산 스크린에 걸쳐 레이저 빔을 스캐닝함으로써 주입될 수 있다.
이어서 1020에서, 주입된 광이 내부 전반사를 거쳐 종단 반사기로 전달된다. 1030에서 광은 종단 반사기에서 내부적으로 반사될 수 있다. 종단 반사기에서 내부적으로 반사된 광은 다면들의 제1집합 및 다면들의 제2집합으로부터 반사될 수 있고, 제1집합의 다면들 각각은 적어도 부분적으로 뷰잉면을 지향하는 법선을 가지며 제2집합의 다면들 각각은 적어도 부분적으로 후면을 지향하는 법선을 가진다. 또한 일부 실시예들에서 제1집합의 다면들 각각은 90도 및 반사의 임계 각도 사이의 차이의 3/8의 각도를 가질 수 있으며, 제2집합의 다면들 각각은 90도 및 반사의 임계 각도 사이의 차이의 3/8의 각도를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서 다면들은 광 세기의 부적절한 변화를 초래하지 않는 다른 적절한 각도들을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 종단 반사기는 회절 격자를 포함할 수 있다.
종단 반사기 상의 다면들이 각을 이루는 각도로 인해, 1040에서 광의 일부가 뷰잉면으로부터 빠져 나올 수 있으며 그러한 광의 일부는 반사의 임계 각도로 뷰잉면을 가로지른다. 이어서 1050에서, 광이 주입되는 광 도파로의 제1단부를 따라 위치가 변경될 수 있다. 일 실시예에서 광 도파로의 제1단부를 따라 존재하는 위치는 광원을 원하는 위치로 물리적으로 이동함으로써 변경될 수 있고, 그에 따라 광이 해당 광원에 의해 원하는 위치에서 주입될 수 있다. 다른 실시예에서 광 도파로의 제1단부를 따라 존재하는 위치는 광 도파로의 제1단부를 따라 정렬된 복수의 광원들로부터 한 광원을 선택적으로 조명함으로써 변경될 수 있다. 또 다른 실시예에서 광 도파로의 제1단부를 따라 존재하는 위치는 광 도파로의 제1단부에 인접하여 위치하고 그를 따라 연장되는 확산 스크린에 걸쳐 레이저를 스캐닝함으로써 변경될 수 있다. 광이 주입되는 위치를 변경함으로써 광빔의 방향이 변경될 수 있다. 도시된 바와 같이 도 8 및 9에서, 광을 광학 쐐기(100)의 가는 단부(110)의 좌측으로 주입하는 것은 콜리메팅된 광을 광학 쐐기(100)의 우측 방향으로 나오게 할 수 있고, 그 반대의 경우 역시 성립할 수 있다.
도 11은 비디오 프리젠테이션 시스템(10)과 동일한 광학 시스템 상의 여러 가지 모드들 중에 공개 및 비공개 정보를 디스플레이하기 위해 광빔을 이용하는 방법을 수행하는 데 사용될 수 있는 방법의 예시적 실시예에 대한 흐름도를 도시한다. 도 11을 기술하기 앞서, 도 11-12 및 16의 내용에서 "쐐기"라는 용어의 사용은 광학 쐐기 광 도파로들로 이 실시예의 적용을 한정하고자 하는 것이 아니라 상술한 바와 같이 변경되는 굴절률을 가진 광 가이드 역시 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 11로 돌아가면, 1110에서 광학 장치의 디스플레이 모드가 결정된다. 디스플레이 모드가 공개 모드이면, 루틴은 1110에서 1150까지 진행한다. 디스플레이 모드가 비공개 모드이면, 루틴은 1120으로 진행한다.
디스플레이 모드가 비공개일 때 1120에서 뷰어의 위치가 결정될 수 있다. 뷰어의 위치는 머리 추적 카메라(18)로부터 수신되는 머리 추적 데이터를 이용하여 제어기(14)에 의해 결정될 수 있고, 아니면 그 위치는 예를 들어 비디오 프리젠테이션 시스템(10) 바로 앞에 있는 것으로 추정될 수 있다. 1130에서 뷰어의 위치는 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 하나 이상의 위치들과 연관될 수 있다. 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 위치들은 예를 들어 광이 그 위치들 각각에서 주입될 때 뷰어가 비디오 프리젠테이션 시스템(10)으로부터 빠져나오는 광빔의 광학적 경로 안에 있도록 선택될 수 있다. 1140에서 광은 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 하나 이상의 위치로 주입될 수 있다. 단일 위치에서 단일 광원으로부터 광을 주입하는 것은 비디오 프리젠테이션 시스템(10)의 가장 협소한 시계를 제공할 수 있다. 그러나 하나 이상의 위치에서 광을 주입함으로써 시계를 넓히도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 시계를 넓히는 것은 예를 들어 머리 추적 알고리즘이 뷰어의 이동 속도와 비교하여 느린 경우와 같이, 뷰어의 계산된 위치가 정확하지 않을 경우 마진을 제공할 수 있다. 시계는 비공개 이미지가 디스플레이 주변의 임의의 적절한 위치(들)에 자리하는 임의 인원수의 사용자들에게 디스플레이될 수 있도록 디스플레이의 사용자에 의해 제어가능할 수 있다. 루틴은 1140 후 종료된다.
방법(1100)은 뷰어의 위치가 뷰어가 이동하면 업데이트될 수 있도록 루프 안에서 계속하여 반복될 수 있다. 뷰어의 위치 및 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 관련 위치를 업데이트함으로써, 비디오 프리젠테이션 시스템(10)으로부터의 광빔이 뷰어가 이동하면서 뷰어를 따라 이동할 수 있다.
디스플레이 모드가 공개일 때, 1150에서 넓은 시계는 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 복수의 위치들과 연관될 수 있다. 예를 들어, 일부 상황들에서, 모든 광원들이 동시에 조명될 수 있고, 혹은 광원들의 부분집합이 동시에 조명될 수 있다. 어느 경우나, 1160에 도시된 바와 같이 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 복수의 위치들로 광이 주입되고 이미지가 넓은 시계로 디스플레이될 수 있다.
공개 디스플레이 모드는 여러 명의 뷰어들에게 이미지를 디스플레이하기 위해 다른 방식으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 스크린의 직접 화면을 가질 수 있는 이미지를 임의의 뷰어에게 디스플레이하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 정렬된 복수의 광원들의 모든 광원들을 조명함으로써 넓은 시계가 획득될 수 있다. 다른 한편, 공개 모드의 일부 사용은 비공개 디스플레이의 소정 특징들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 은행 창구직원과 고객이 각각, 은행 창구직원이나 고객과 다른 디스플레이 각도를 가지고 뷰어들에게 숨겨질 수 있는 이미지를 볼 수 있도록 디스플레이가 구성될 수 있다. 그러한 모드에서, 광을 보내는 방향들이 의도된 뷰어들의 앉거나 선 위치에 기반하여 미리 정해질 수 있고, 아니면 카메라나 다른 적절한 방법에 의해 정해질 수 있다.
일부 실시예들에서, 비공개 이미지의 각각의 뷰어에 대해, 비디오 데이터의 각각의 프레임마다 뷰어의 우안 및 좌안에 실질적으로 서로 다른 이미지들을 제공함으로써 입체적 이미지가 프리젠테이션될 수 있다. 예를 들어, 일부 그러한 실시예들에서, 이미지들은 디스플레이 패널의 각각의 픽셀이 임의의 한 프레임에서 한쪽 눈에만 가시적이고 그에 따라 다음 프레임에서는 다른 한쪽 눈에만 가시적이 되도록 디스플레이된다. 다른 그러한 실시예들에서 이미지들은 임의의 다른 적절한 방식으로(예를 들어, 임의의 적절한 중복 정도를 가지고) 디스플레이될 수 있다. 도 12는 지향된 광을 통해 안경이 불필요한 입체적(오토스테레오스코픽) 이미지들을 디스플레이하는 방법을 실행하는데 사용되는 루틴의 예시적 실시예에 대한 흐름도를 도시한다. 그러한 디스플레이 모드는 본 명세서에서 오토스테레오스코픽 모드로 지칭될 수 있다. 1210에서 뷰어의 제1눈의 위치와 제2눈의 위치가 머리 추적 카메라를 통해 결정된다. 1220에서 제1이미지 및 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제1위치는 뷰어의 제1눈과 연관된다. 제1이미지는 예를 들어 뷰어의 좌안으로 보여지는 3차원 오브젝트의 화면일 수 있다. 좌안은 광이 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제1위치에서 주입될 때 비디오 프리젠테이션 시스템(10)에 의해 빠져나가는 지향된 광의 광학적 경로 안에 있을 수 있다. 1230에서 제1이미지는 공간적 광 변조기(12)에서 변조되고, 1240에서 광이 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제1위치로 주입됨으로써 사용자의 제1눈에 제1이미지를 제공할 수 있다.
1250에서 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제1위치 안으로의 광의 주입이 중단되고, 1260에서 제2이미지 및 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제2위치는 뷰어의 제2눈과 연관된다. 제2이미지는 예를 들어 뷰어의 우안으로 보여지는 3차원 오브젝트의 화면일 수 있다. 우안은 광이 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제2위치에서 주입될 때 비디오 프리젠테이션 시스템(10)에 의해 빠져나가는 광의 광학적 경로 안에 있을 수 있다. 1270에서 제2이미지는 공간적 광 변조기(12)에서 변조된다. 1280에서 광은 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제2위치 안으로 주입됨으로써 사용자의 제2눈에 제2이미지를 제공할 수 있다.
1290에서 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 제2위치로의 광의 주입이 중단된다. 이제 방법(1200)은 이미지들의 제1집합이 한쪽 눈에 디스플레이되고 이미지들의 제2집합은 다른 쪽 눈에 디스플레이되도록 순차적으로 반복될 수 있다. 루틴이 충분히 빠르게 반복되면, 예를 들어 갱신율이 충분히 높으면, 뷰어의 눈들은 시간 다중화된 이미지들을 깜박임 없는 장면으로 통합할 수 있다. 각각의 뷰어는 서로 다른 인지력을 가지고 있지만 60Hz를 넘는 갱신율이 바람직할 수 있다.
또한, 비디오 프리젠테이션 시스템들의 개시된 실시예들은 디스플레이 스크린의 사용자의 시점이 변화됨에 따라 이미지 내의 오브젝트의 시점이 변경되는 화면 의존 렌더링 이미지를 제공하는 데 사용될 수 있다. 이러한 효과를 만들기 위해, 복수의 측면 인접(laterally adjacent) 이미지들은 각각의 이미지가 약간 상이한 시야각으로부터 보여지도록 빠르게 연속하여 디스플레이될 수 있다. 예를 들어 일 실시예에서, 복수의 측면 인접 이미지들은 2차원이나 3차원으로 장면에 대한 32 개의 화면들을 프리젠테이션하는 32 개의 이미지들을 포함할 수 있다. 뷰어의 각각의 눈이 약간 상이한 각도로 디스플레이를 보기 때문에 각각의 눈은 보여진 이미지가 디스플레이 스크린의 뷰어의 시점에 좌우되도록 상이한 이미지를 볼 수 있다. 마찬가지로, 측면 인접 이미지들을 연속적으로 디스플레이하는 대신, 사용자의 시계 안에서 동시발생적 이미지들만이 눈 추적 기법들의 사용을 통해 디스플레이될 수 있다. 또한 여러 뷰어들에게 각각의 사용자의 각각의 눈에 서로 다른 이미지가 제공되는 화면 의존 렌더링 이미지들이 주어질 수도 있다. 그러한 방법은 각각의 뷰어의 머리/눈 위치의 움직임의 함수인 시점의 변화로 인해, 디스플레이된 이미지를 창을 통해 본다는 인상을 뷰어나 뷰어들에게 줄 수 있다.
상술한 바와 같이, 일부 실시예들에서, 백라이트 시스템으로부터의 광은 뷰어의 눈에서 수렴하도록 설정될 수 있다. 도 1의 비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 공간적 광 변조기(12)가 소형일 때, 예를 들어 동공 사이즈일 때, 오토스테레오스코픽 뷰잉(autostreoscopic viewing)을 가능하게 할 수 있다. 공간적 광 변조기(12)의 사이즈가 클수록, 비디오 프리젠테이션 시스템(10)은 공간적 광 변조기(12)에 인접한 프레넬 렌즈와 같은 추가 광학 소자들을 포함할 수 있다.
도 16은 비공개 비디오 프리젠테이션들(같거나 서로 다른 프리젠테이션들)을 여러 뷰어들에게 동시에 디스플레이하도록 구성되는 다른 실시예를 예시한 흐름도를 도시한다. 방법(1600)은 예를 들어 이미지 센서 데이터를 통해 복수의 뷰어가 검출되는 1610에서 시작한다. 그런 다음 1620에서 비공개 이미지 및 오디오 출력들은 각각의 뷰어와 연관된다. 비디오 콘텐츠 항목이나 뷰어가 개인적 소비를 위해 비디오 콘텐츠 항목을 선택할 수 있게 하는 콘텐츠 발견 스크린과 같은 임의의 적절한 출력들이 각각의 뷰어와 연관될 수 있다.
1625에서 비공개 오디오가 각각의 뷰어에게 제공된다. 비공개 오디오는 임의의 다른 적절한 방식으로 제공될 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 각각의 사용자는 특정 뷰어와 링크될 수 있는 유선 또는 무선 헤드폰들의 세트를 이용할 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 무선 헤드폰 세트는 비디오 프리젠테이션 시스템에 의해 무선 통신 채널(예를 들어, 블루투스, WiFi 또는 임의의 다른 적절한 무선 통신 채널)로 전송된 요청의 수신 시, 시선(line-of-sight) 신호(예를 들어, 적외선 비콘)를 방출하도록 구성될 수 있다. 시선 신호는 머리 추적 카메라를 통해서나 임의의 다른 적절한 방식으로 검출될 수 있다. 다른 실시예에서 사용자 피드백은 헤드폰 세트를 특정 사용자에게 링크하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 오디오 신호는 각각의 헤드폰 세트에 순차적으로 전송되어 머리 추적 카메라에 의해 검출될 수 있는 제스처를 수행하라고 각각의 사용자에게 요청할 수 있다. 비공개 오디오를 출력하는 지향성 스피커들을 이용하는 실시예들에서, 그러한 헤드폰 연관 프로세스들은 생략될 수 있는데, 이는 비디오 콘텐츠 항목에 대한 오디오 출력이 비디오 출력과 동일한 방향으로 보내질 수 있기 때문이다.
이어서 1630에서, 방법(1600)은 현재의 뷰어로서 제1뷰어를 설정하는 단계를 포함한다. 1640에서, 현재의 뷰어의 위치가 판단되고, 현재의 뷰어에게 보내지는 광을 파생할 광학 쐐기의 가는 단부를 따라 존재하는 위치와 연관된다. 현재의 뷰어 위치는 임의의 다른 적절한 방식으로 판단될 수 있다. 예를 들어 위치는 머리 추적 데이터를 이용함으로써 결정되거나, 미리 결정되는(예를 들어, 다수의 위치들이 사용자나 관리자에 의해 제어되고/거나 세팅될 수 있음) 식으로 될 수 있다. 특정 사용자에 대해 광이 주입되는 위치는 머리 추적 카메라를 통해 추적되는 것과 같은 뷰잉 환경 안에서 뷰어가 움직일 때 반복루프들(iterations) 간에 조정될 수 있다. 마찬가지로, 1645에서 나타낸 바와 같이, 사용자가 이동했으면 오디오 빔과 같은 비공개 오디오 출력의 방향이 조정될 수 있다.
이어서 1650에서 공간적 광 변조기는 현재의 뷰어에 대한 이미지를 생성하도록 변조된다. 일부 경우들에서는 이미지가 여러 뷰어들이 같은 이미지를 볼 수 있도록 다른 뷰어들과 연관될 수도 있고, 다른 경우들에서는 이미지가 단일 뷰어와 연관될 수 있다.
1660에서 방법(1600)은 광학 쐐기(100)의 가는 단부(110)로 광을 주입하는 단계를 포함하고, 그에 따라 현재의 뷰어에게 이미지를 제공할 수 있다. 그런 다음 1670에서 광학 쐐기(100)의 가는 단부(100)로의 광 주입이 중단된다. 1680에서 현재의 뷰어 수가 증가되고 그런 다음 방법이 1640에서 계속된다. 이런 방식으로 여러 비디오 프리젠테이션들이 다른 사용자들에게 동시에 제공될 수 있다. 갱신율이 충분히 높으면, 뷰어의 눈들은 그 뷰어와 연관된 시간 다중화된 이미지들을 깜박임 없는 이미지로 통합할 수 있다. 각각의 뷰어는 서로 다른 인지력을 가지고 있지만 60Hz를 넘는 갱신율이 적절할 수 있다. 프로세스들(1640-1680)은 뷰어들이 뷰잉을 중단하기로 선택할 때까지 루프를 돌수 있으며, 중단을 선택할 때에 방법(1600)이 종료할 수 있다.
일부 실시예들에서는, 심지어 사용자가 디스플레이 뷰잉을 중단할 때에도(예를 들어, 다른 방향을 마주하도록 방향을 바꿀 때라도), 비공개 오디오는 (예를 들어, 소정 시간 동안 주의를 기울이지 않음으로써) 사용자가 뷰잉 체험을 떠났다고 판단될 때까지 계속될 수 있다. 마찬가지로, 사용자들이 무선 헤드폰들을 통해 비공개 오디오를 수신하는 경우, 비공개 오디오는 심지어 사용자가 사용자 추적 카메라의 시계를 벗어날 때에도 사용자에게 계속해서 제공될 수 있다. 이것은, 예를 들어 간단히 방 밖으로 나가면서 비디오 프리젠테이션이 추적되게 할 수 있다.
상술한 실시예들 중 일부에서, 각각의 사용자의 각각의 눈과 연관된 조명된 영역들이 깊이 센서나 일반적 카메라와 같은 카메라에 의해 검출된 것과 같은 사용자의 위치에 따라 공간 안으로 투영되고, 다른 실시예들에서는 뷰어의 양 눈으로 볼 수 있는 하나의 이미지가 투영된다. 카메라 및 디스플레이의 상대적 위치들은 고정될 수 있지만, 기계적 허용오차들로 인해 카메라가 파악하는 뷰어가 있는 곳과 디스플레이가 파악하는 디스플레이가 광을 보내고 있는 곳 사이에 어떤 차이가 존재할 수 있다. 디스플레이가 시간 순차적 조명을 발생할 때, 디스플레이의 프레임 레이트로 동작하는 카메라는 뷰어의 얼굴 위로 투영되는 디스플레이 시스템으로부터의 조명을 보기 위해 동작 중에 뷰어를 보는 데 사용될 수 있다. 이것은 투영을 조정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 좌안 이미지가 뷰어에게 투영될 때, 디스플레이에 의해 좌안만 조명되어야 할 것이다. 따라서 카메라에 의해 보여지는 것과 같은 눈들/머리의 위치를 같은 카메라에 의해 순차적으로 보여지는 좌/우 차동 이미지들과 매칭함으로써, 조정(calibration) 에러들이 검출 및 보정될 수 있다.
각각의 눈으로의 추가 조명은 주변보다 적을 수 있다. 따라서, 디스플레이 이미지의 검출성을 개선하기 위해, 임의의 비가시적(예를 들어, 적외선) 성분이 가시광에 추가될 수 있다. 액정 디스플레이들의 전송이 가시광에서보다 적외선에서 더 높을 수 있으므로(일부 경우들에서 10배 더 높음), 추가 성분은 총 조명의 일부만을 포함할 수 있다. 그런 다음, 시간이 지나면서, 사용자가 디스플레이 주변에서 이동하면서 카메라와 디스플레이 사이의 조정이 적응적으로 정교해질 수 있다. 가시광 이미지들이 충분히 검출 가능한 경우, 그러한 적외선 광원은 생략될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
본 명세서에 기술된 컴퓨팅 장치들은 본 명세서에 기술된 프로그램들을 실행하도록 구성된 임의의 적절한 컴퓨팅 장치일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 컴퓨팅 장치들은 메인프레임 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 컴퓨터 가능 무선 전화, 네트워킹된 컴퓨팅 장치 또는 다른 적절한 컴퓨팅 장치일 수 있으며, 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크들을 통해 서로 연결될 수 있다. 이러한 컴퓨팅 장치들은 통상적으로, 프로세서 및 관련 휘발성 및 비휘발성 메모리를 포함하며, 휘발성 메모리의 일부 및 프로세서를 이용하여 비휘발성 메모리 안에 저장되는 프로그램들을 실행하도록 구성된다. 본 명세서에 사용된 "프로그램"이라는 용어는 본 명세서에 기술된 하나 이상의 컴퓨팅 장치들에 의해 실행 또는 사용될 수 있는 소프트웨어나 펌웨어 구성요소들일 일컬으며, 실행 파일들, 데이터 파일들, 라이브러리들, 드라이버들, 스크립트들, 데이터베이스 레코드들 등의 그룹들이나 그 개개의 것들을 포함하도록 되어 있다. 컴퓨팅 장치에 의해 실행 시 컴퓨팅 장치가 상술한 방법들을 실행하게 하고 상술한 시스템들의 동작을 일으키는 프로그램 명령들을 그 안에 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 제공될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
지향된 광을 스캐닝하기 위해 본 명세서에 설명된 특정 구성들 및/또는 접근 방법들은 예로 들 목적으로 제시된 것이며, 수많은 변형이 가능하기 때문에 그러한 구체적 실시예들이나 예들이 한정하는 의미로 고려되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. 본 개시의 발명 대상은 본 명세서에 개시된 다양한 프로세스들, 시스템들 및 구성들, 그리고 기타 특징들, 기능들, 행위들 및/또는 특성들의 모든 신규하고 비자명한 조합들과 부조합들뿐만 아니라 그러한 것의 어느 하나나 모든 균등물들을 포함한다.

Claims (10)

  1. 비디오 프리젠테이션 시스템으로서,
    디스플레이면과,
    상기 디스플레이면으로부터 광빔을 방출하고 상기 광빔이 지향되는 방향을 변경하도록 구성된 지향성 백라이트 시스템과,
    상기 지향성 백라이트 시스템으로부터의 광을 통해 디스플레이용 이미지를 형성하도록 구성된 공간적 광 변조기와,
    상기 지향성 백라이트 시스템 및 상기 공간적 광 변조기를 제어하여, 제1시야각(viewing angle)으로 제1비디오 콘텐츠 항목을 디스플레이하고 제2시야각으로 제2비디오 콘텐츠 항목을 디스플레이하도록 구성된 제어기
    를 포함하는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1비디오 콘텐츠 항목에 대응하는 제1비공개(private) 오디오 출력을 제공하고 상기 제2비디오 콘텐츠 항목에 대응하는 제2비공개 오디오 출력을 제공하도록 상기 제어기에 의해 제어 가능한 비공개 오디오 출력을 더 포함하는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지향성 백라이트 시스템은
    광 도파로와,
    상기 광 도파로의 단부를 따라 정렬되고 상기 광 도파로의 상기 단부를 따라 다른 위치에서 상기 광 도파로의 상기 단부로 광을 주입하도록 각각 구성된 복수의 광원
    을 포함하는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 광빔이 방출되는 방향을 변조하기 위해 상기 복수의 광원 중 둘 이상의 광원을 순차적으로 조명하도록 구성되는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    사용자 추적 카메라를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 사용자 추적 카메라로부터 데이터를 수신하고, 상기 데이터를 통해 제1뷰어 및 제2뷰어의 위치를 확인하고, 상기 공간적 광 변조기를 동기적으로 변조하면서 상기 제1뷰어 및 그 후 상기 제2뷰어를 향해 상기 광빔을 순차적으로 지향시키도록 더 구성되는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 하나 이상의 뷰어 중 각각의 뷰어에 대해 입체적 이미지들을 생성하도록 공간적 광 변조기와 동기시켜 상기 광빔의 방향을 변조하도록 구성되는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제1뷰어의 위치 변화를 검출하고 상기 제1뷰어의 상기 위치 변화에 기반하여 상기 광빔의 방향을 조정하도록 구성되는 비디오 프리젠테이션 시스템.
  8. 광 도파로, 공간적 광 변조기 및 비공개 오디오 출력 시스템을 포함하고 상기 광 도파로는 제1단부, 상기 제1단부와 반대의 제2단부, 상기 제2단부에 위치된 콜리메이팅 종단 반사기, 상기 제1단부 및 상기 제2단부 사이에서 연장된 뷰잉면, 상기 뷰잉면에 대향하는 후면을 포함하는 비디오 프리젠테이션 시스템을 통해 다른 뷰어들에게 다른 오디오/비디오 프리젠테이션을 동시에 제공하는 방법으로서,
    상기 광 도파로의 상기 제1단부로 광을 주입하는 단계와,
    내부 전반사를 통해 상기 종단 반사기로 상기 광을 전달하는 단계와,
    상기 광을 상기 종단 반사기에서 내부적으로 반사시켜 상기 광을 콜리메이팅하는 단계와,
    상기 뷰잉면으로부터 상기 광을 방출시키는 단계와,
    광이 상기 광 도파로로 주입되는 상기 광 도파로의 제1단부를 따라 위치를 변경시키는 단계와,
    광이 상기 광 도파로로 주입되는 위치를 변경하는 것과 동시에 제1비디오 콘텐츠 항목 및 제2비디오 콘텐츠 항목 사이에서 상기 공간적 광 변조기에 의해 생성되는 이미지를 스위칭하는 단계와,
    상기 제1비디오 콘텐츠 항목에 대응하는 제1오디오 출력을 제공하는 단계와,
    상기 제2비디오 콘텐츠 항목에 대응하는 제2오디오 출력을 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1오디오 출력을 제공하는 단계는 상기 제1오디오 출력을 제1무선 헤드폰 세트로 제공하는 단계 및 상기 제2오디오 출력을 제2무선 헤드폰 세트로 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    이미지 데이터를 통해 제1뷰어의 위치 및 제2뷰어의 위치를 검출하는 단계와,
    상기 제1뷰어의 위치 및 상기 제2뷰어의 위치에 기반하여 제1광 주입 위치 및 제2광 주입 위치 사이에서 변조함으로써 광이 상기 광 도파로로 주입되는 위치를 변경시키는 단계
    를 더 포함하는 방법.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9201185B2 (en) 2011-02-04 2015-12-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Directional backlighting for display panels
US9354748B2 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9134807B2 (en) 2012-03-02 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive key normalization
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US9256089B2 (en) 2012-06-15 2016-02-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Object-detecting backlight unit
US20150138059A1 (en) * 2013-11-19 2015-05-21 Microsoft Corporation Private and non-private display modes
KR102289214B1 (ko) * 2014-09-11 2021-08-11 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 유닛 및 이를 적용한 영상 표시장치
JP6146506B2 (ja) * 2015-03-26 2017-06-14 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ装置及びこの半導体レーザ装置を用いたバックライト装置
US9748733B2 (en) 2015-03-26 2017-08-29 Nichia Corporation Semiconductor laser device and backlight device using the semiconductor laser device
CA3094232A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. System for displaying information to a user
US11151964B2 (en) * 2018-09-20 2021-10-19 Innolux Corporation Display apparatus

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7171626B2 (en) * 2001-10-29 2007-01-30 Microsoft Corporation System and method for presenting the contents of a content collection based on content type
US7319379B1 (en) * 2003-05-16 2008-01-15 Baglador S.A. Llc Profile-based messaging apparatus and method
KR20040062797A (ko) * 2003-01-03 2004-07-09 삼성전자주식회사 광가이드 방법 및 그 장치와, 이를 갖는 백라이트어셈블리 및 액정 표시 장치
JP4781059B2 (ja) * 2004-12-14 2011-09-28 富士通テン株式会社 表示装置及び出力制御装置
KR101195929B1 (ko) 2005-05-20 2012-10-30 삼성전자주식회사 멀티 채널 영상 시스템
US7845841B2 (en) * 2006-08-28 2010-12-07 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Angle sweeping holographic illuminator
WO2009002853A2 (en) * 2007-06-22 2008-12-31 3M Innovative Properties Company Systems and methods for controlling backlight output characteristics
US7949213B2 (en) * 2007-12-07 2011-05-24 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light illumination of displays with front light guide and coupling elements
US8354806B2 (en) * 2009-08-21 2013-01-15 Microsoft Corporation Scanning collimation of light via flat panel lamp
CN101893785B (zh) * 2010-06-25 2012-09-05 深圳创维－Rgb电子有限公司 一种液晶显示的背光实现方法

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