KR20160134693A

KR20160134693A - 3차원 체적 공간 내에 물리적 물체를 개재하는 디스플레이

Info

Publication number: KR20160134693A
Application number: KR1020167026123A
Authority: KR
Inventors: 가레스 파울 벨
Original assignee: 가레스 파울 벨
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-11-23
Also published as: EP3111424A4; CN106415666A; EP3111424A1; EP3111424B1; WO2015130996A1

Abstract

3차원 체적 공간을 생성하는 시각적 디스플레이 유닛이 개시된다. 디스플레이는 제1 초점면 내의 제1 스크린을 포함하고, 여기서, 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이한다. 디스플레이는 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면 내의 제2 스크린을 포함하고, 여기서, 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 제2 스크린은 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩한다. 디스플레이는 제1 스크린과 상기 제2 스크린 사이에 위치한 물리적 물체를 포함하고, 여기서, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 물리적 물체의 배치에 응답하여 디스플레이된다.

Description

3차원 체적 공간 내에 물리적 물체를 개재하는 디스플레이{A DISPLAY INTERPOSING A PHYSICAL OBJECT WITHIN A THREE-DIMENSIONAL VOLUMETRIC SPACE}

관련 출원의 상호참조

본 특허 출원은, 2001년 10월 11일 출원된 뉴질랜드 특허 출원 제514500호의 우선권을 주장하는, 국제출원일이 2002년 10월 11일인 국제 출원 제PCT/NZ02/0213호의 우선권 및 이득을 주장하며, 둘다 그 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다. 또한, 본 출원은 상기 참조된 국제 출원 제PCT/NZ2002/00213호와 뉴질랜드 특허 출원 제514500호의 우선권 및 이득을 주장하는, 참조로 그 전체내용이 본 명세서에 포함되는, 출원일이 2004년 10월 20일인 발명의 명칭이 "VIRTUAL DISPLAY UNIT ILLUMINATION"인 미국 특허 출원 제10/492,624호의 연속출원이며 그 우선권 및 이득을 주장한다. 또한, 본 출원은 상기 참조된 미국 출원 제10/492,624호의 우선권 및 이득을 주장하는, 참조로 그 전체내용이 본 명세서에 포함되는, 출원일이 2012년 4월 3일인 발명의 명칭이 "VIRTUAL DISPLAY UNIT ILLUMINATION"인 미국 출원 제13/438,833호의 일부연속출원이며 그 우선권 및 이득을 주장한다. 또한, 본 출원은, 참조로 그 전체내용이 본 명세서에 포함되는, 출원일이 2014년 2월 27일인, 발명의 명칭이 "DISPLAY INTERPOSING A PHYSICAL OBJECT WITHIN A THREE-DIMENSIONAL VOLUMETRIC SPACE"인, 미국 특허 출원 제14/192,619호의 우선권 및 이득을 주장한다.

기술 분야

본 발명은, 시각적 디스플레이 유닛을 조명(illuminate)하기 위한 수단, 특히, PDA(Personal Digital Assistant)라고 알려진 분야를 포함하는 휴대형 컴퓨팅 수단에 관한 것이다.

컴퓨팅에서의 기술적 향상의 끊임없는 동향은 필연적으로 더 작은 체적의 훨씬 더 강력한 컴퓨터로 이어져 왔다. 이것은, 최근 들어, 개인용 컴퓨터(PC), 즉, 데스크톱, 랩톱 및 노트북 컴퓨터의 계속해서 더 작은 구체화를 야기했다. 이전의 것들에 비해 물리적 크기가 감소했지만, 각각은 데이터 입력의 주요 주단으로서 종래의 키보드를 유지해 왔다.

그러나, 훨씬 더 작은 개인 컴퓨팅 디바이스들, 즉, 팜탑 또는 PDA의 등장은 전체-크기 키보드의 이용을 배제시켰다. 또한, 이러한 디바이스들의 디스플레이 면적은 그들의 작은 크기에 의해 동등하게 제약된다. PDA들은 통상적으로 사용자의 손의 크기이며, 입력 동작이 너무 복잡하지 않고 데이터 디스플레이를 위한 충분한 공간이 이용가능하도록 사용자 인터페이스가 설계될 것을 요구한다. 이들 인자들은 종종, 여기서 참조로 포함되는, 모바일 전화, 손목시계, 계산기, 데이터 로거(data logger) 등의 다른 모바일 컴퓨팅 수단의 호스트에 적용가능하다.

이들 공간 제약은 데이터 입력 및 데이터 디스플레이 양쪽 모두의 기능을 결합한 수단으로서 터치스크린의 병합으로 이어졌다. 반투과(transflective) 액정 디스플레이는, 눌러지는 스타일러스 포인트의 위치를 검출할 수 있는 투명 터치 감응 스크린으로 오버레이된다. 스타일러스는, 운영 체제에 명령을 내리고 수기 데이터를 입력하기 위하여 다양한 아이콘 및/또는 메뉴를 선택하는데 이용될 수 있다. 인기있는 스프레드시트, 워드 프로세싱 및 조직화 프로그램들의 간소화된 버전들이 PDA 하드웨어의 제약 내에서 이용하도록 설계된 다른 특정한 애플리케이션들에 추가하여 PDA에서 이용가능하다.

종래의 PC에 존재하는 시스템들의 대부분은 PDA에 존재한다. 이들은 휘발성의/동적인 및 영구적인 정보 저장 디바이스 또는 메모리 및 로직 프로세서를 포함한다. PC와는 대조적으로, PDA의 운영 체제는 대개 전용이고 온보드 ROM에 저장된다. 후속해서 사용자-로딩된 애플리케이션은, 통상적으로 PC에서 채용되는 (자기적 또는 광학적) 회전 저장 매체가 아니라 고체 상태 "플래시 메모리"에 저장된다.

전형적인 PDA 반투과 디스플레이는, 천 등으로 문질러져 적절한 방식으로 액정 분자들을 정렬시키는 도전층들 사이에 키랄 첨가제(chiral additive)가 갇혀 있는 복굴절 액체로 구성된다. 액정의 복굴절성은 정렬층들에 수직으로 전계를 인가함으로써 제로로 스위칭될 수 있다. 이를 달성하기 위해 도전층들 중 하나는, 작은, 정사각형의 또는 직사각형의, 어드레싱가능한, 매트릭스(matrix)를 형성하도록 짜여진 전극들로 분할되는 한편, 다른 하나는 전압 기준면을 형성한다. 컬러 필터가 전극들 위에 추가되어 효과를 향상시킬 수 있다.

그 다음, 이러한 구조물이, 정렬된 또는 수직의 편광축들을 갖는 편광 필름의 시트들(sheets of polarising film) 사이에 배치되고, 반투명 은거울(half-silvered mirror) 앞에 위치하여 조명을 제공받는다. 반투명 은거울은 입사광의 50%를 투과하고 50%를 반사하기 때문에, 디스플레이는 어느 한 측으로부터 조명될 수 있다, 즉, 전방 조명되거나 후방 조명될 수 있다.

더 크고, 투명한 액정 디스플레이(LCD)가, 반투명 은거울이 생략된 반투과 디스플레이와 유사한 방식으로 제작된다. 광 파이프라고도 알려진 광-가이드 및 확산기와 조합한 냉 음극 형광 튜브(cold cathode fluorescent tube)에 의해 백라이팅이 제공된다.

종래 기술의 광 파이프 어셈블리들은, 통상적으로 붕규산염(borosilicate)의 광학적 속성과 유사한 광학적 속성을 갖는 아크릴 플라스틱으로부터 제작되는, (보통은 직사각형의) LCD 패널 가장자리와 실질적으로 동일한 경계를 갖는 광 가이드 패널로부터 구성된다. 한 쌍의 소형 형광 튜브가 아크릴 시트의 반대측 가장자리를 따라 적절히 설계된 광 반사성 마운트(light reflective mount) 내에 탑재된다(즉, 포물면 반사기의 초점에 위치).

형광 튜브의 기능은, 비간섭 광(incoherent light)을 생성하여, 통상적으로 널리 공지된 "전반사(total internal reflection)"의 원리에 의해 광을 제한하는 광 가이드 패널의 내부로 지향시키는 것이다. 이상적인 조건 하에서, 광은 아크릴 플라스틱 시트의 표면 바깥으로 누출되지 않을 것이다. 그러나, 스크래치, 기복, 또는 전반사를 위한 임계각을 국지적으로 변경시키는 임의의 수단을 내부에 형성함으로써, 광이 추출되거나 광 가이드 표면으로부터 바깥으로 '누출"되게 할 수 있다. 추출된 광은 전술된 LCD 패널 백라이팅 등의 조명 목적에 이용될 수 있다. 반사기는 광 파이프의 배면 뒤에 놓여 LCD를 통해 후방으로 방출된 광을 반사하여 디스플레이 조명에 추가시킨다.

형광 튜브로부터의 거리의 함수로서의 광 가이드 광 강도에서의 감소를 보상하기 위하여, 광 가이드 패널의 한 면 또는 양 면 상에 광 추출 패턴(light extracting pattern)이 영구적으로 형성된다. 통상적으로, 광 추출 패턴은 아크릴 광 가이드패널의 전면 상에 영구적으로 엠보싱(emboss)되거나 샌드블래스트(sandblast)된 도트 패턴(dot pattern)으로서 실현된다.

광 가이드 패널을 따른 광 강도 보상을 달성하기 위하여, 도트 패턴의 밀도는 형광 튜브로부터의 거리에 따라 극적으로 증가하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 광 가이드 패널에 걸쳐 일정한 백라이팅 휘도를 제공한다. 광 가이드 표면에 걸친 균일한 광 방출 강도를 유지하는 대안적 수단은, 테이퍼링 단면 프로파일(tapering cross-sectional profile)을 갖는 패널을 형성하는 것이다.

광 추출 패턴으로부터 LCD 패널을 향해 나오는 광의 스폿형 분포(spotted distribution)를 완전하게 하기(즉, 확산하기) 위하여, 광 확산 시트가 광 가이드 패널의 상부에 놓여진다. 확산기는 일반적으로, 작은(~10^-6 m) 돌기 및 공동(hump and hollow)이 각인된 한 표면을 가지며, 가이드의 면 위에 놓여 얇고, 밝은, 균일하게 조명되는 랑베르 표면(lambertian surface)인, 투명한 플라스틱 또는 유리 재료의 얇은 시트이다. 디스플레이와 백라이트 사이에 프리즘 필름(Prismatic films)이 역시 놓여 그 효율을 증가시킬 수 있다.

대부분의 상업적인 "광 파이프" 백라이트 설계에서 광 가이드 패널의 배면 위에 제2 광 확산 시트가 놓여, 광 가이드 패널의 뒤쪽에 배치된 반사면을 향하는 후방 표면 상에 영구적으로 형성된 확산 도트 패턴(diffusion dot pattern)으로부터 나오는 광의 스폿형 분포를 확산시킨다.

광 가이드 패널, 형광 튜브, 확산 시트 및 반사층의 조합은 함께, 백라이팅 패널에 부착된 LCD 패널의 조명을 위한 균일한 공간적 강도를 갖는 백라이트의 평면을 생성한다.

반투과 디스플레이 구성이, 감소된 전력 저장 능력과 실외 및/또는 밝은 주변광 조건에서 기능할 필요성으로 인해 대부분의 PDA 디바이스들에서 채용된다.

따라서, PDA 디바이스들은, 일반적으로, 디스플레이/입력 인터페이스 면적의 부족과 고휘도 발광 디스플레이 등의 전력 집약적 디바이스를 작동하는 제한된 능력을 특징으로 할 수 있다.

디스플레이/입력 인터페이스 면적의 부족을 해결하는 한 수단은, 기존의 PDA 디스플레이 위에 추가적인 투명한 디스플레이 패널을 오버레이하는 것이다. (참조로 본 명세서에 포함되는, 출원인들의 동시계류중인 PCT/NZ98/00098 및 PCT/NZ99/00021에서 설명되는) 이러한 유형의 기술은, 다양한 수단에 의해, 설정된 거리에서의 이미지 패널의 적층을 가능케 한다. 이들 구성은, 고유한 움직임 시차(motion parallax)를 제공하며, 여기서, x와 y 거리는, 관찰 각도(viewing angle), 양안 깊이 단서(binocular depth cue)와, 뷰어가 어디를 주시하는지에 따라 초점이 맞거나 안 맞을 수 있는 별개의 초점면들에 따라, 상이한 평면들 상에 디스플레이되는 물체들 사이에서 변한다.

그러나, PDA 유형 디바이스의 기존 스크린에 오버레이되는 또 다른 디스플레이 스크린의 추가는, 상당히 어두워진 결합된 디스플레이를 초래한다. 이것은, 부분적으로, 추가 디스플레이의 추가 층들을 통과하는 광의 고유한 감쇠와, 전술된 전력 제약으로 인해 백라이팅 휘도를 증가시키는 비실용성에 기인한 것이다.

따라서, 디스플레이 밝기에서의 치명적 손실을 초래하지 않고 (앞서 정의된 바와 같은) PDA 유형 디바이스의 확대된 디스플레이 면적을 제공할 필요성이 있다.

본 명세서에서 인용되는 임의의 특허 또는 특허 출원을 포함한 모든 참조문헌은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 임의의 참조문헌이 종래 기술을 구성한다고 허용되는 것은 아니다. 참조문헌의 논의는 그들의 저자가 주장하는 내용을 진술할 뿐이고, 출원인들은 인용된 문서들의 정확성과 적절성에 도전할 권한을 유보한다. 다수의 종래 기술의 간행물들이 여기서 참조될 수 있지만, 이러한 참조문헌에 의해, 이들 문서들 중 임의의 것이 임의의 국가에서 해당 기술분야에서의 흔한 일반적인 지식의 일부를 형성한다고 인정되는 것은 아니라는 것을 명확히 이해할 것이다.

본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결하거나 공중에게 적어도 유용한 선택을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 제1 초점면에서 제1 스크린을 갖는 시각적 디스플레이 유닛을, 상기 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩하고 상기 제1 초점면과는 별개의 초점면들에 위치한 하나 이상의 적어도 부분적으로 투명한 디스플레이 스크린의 추가에 의해, 적응시키는 방법이 제공되고, 이 방법은,

상기 제1 스크린과 적어도 하나의 상기 추가 디스플레이 스크린 사이에 적어도 부분적으로 투명한 방출층이 제공되는 것을 특징으로 한다.

여기서 사용될 때, 용어 '방출층'은, 전기적이든, 광학적이든, 기계적이든, 자기적이든 또는 기타의 방식이든지에 관계없이, 외부 입력에 의해 자극될 때 광을 방출할 수 있는 임의의 광학적 컴포넌트를 포함한다.

여기서 사용될 때, 용어 '시각적 디스플레이 유닛'은, PDA(personnel digital assistant), 휴대형 및/또는 핸드헬드형 디바이스를 포함한 컴퓨팅 수단, 모바일 전화, 손목시계, 계산기, 데이터 로거, 카메라, 계기 디스플레이, 텔레비전, 및 기타 임의의 전자적 디스플레이 수단을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다.

다른 실시예에 따르면, 전술된 방법에 의해 생성된 시각적 디스플레이 유닛이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 별개의 초점면들에 위치한 2개 이상의 적어도 부분적으로 중첩하는 디스플레이 스크린 ―적어도 하나의 스크린은 적어도 부분적으로 투명함― 을 가지며, 상기 스크린들 사이에 적어도 부분적으로 투명한 방출층이 제공되는 것을 특징으로 하는 시각적 디스플레이 유닛이 제공된다.

따라서, PDA 등의 시각적 디스플레이 유닛은 초기 제조 단계에서 다초점면 디스플레이와 방출층을 포함하도록 구성되거나, 별개의 액세서리로서 레트로-핏팅(retro-fit)될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 방출층은 실질적으로 평면형의 대향하는 상위 및 하위 표면들과 규정된 두께의 주변 경계(peripheral boundary)를 갖는 시트(sheet)이며, 상기 시트는, 상기 주변 경계로부터 입사하는 광선이 임계각보다 작은 각도의 완전 내부 굴절(total internal refraction)을 통해 상기 평면형 표면 사이에서 보유되도록 하는 재료로부터 형성된다.

바람직하게는, 적어도 하나의 상기 시트 평면형 표면에는 복수의 정의된 피쳐(feature)가 위치해 있고, 상기 피쳐들은 상기 평면형 표면들 중 하나를 통해 상기 시트를 나가기에 충분한 전반사의 상기 임계각보다 큰 각도를 통해 상기 피쳐 상에 입사된 상기 보유된 광선을 굴절시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 피쳐들은, 확산 도트, 미리 결정된 스크래치, 톱니 홈(indentations grooves), 돌출부, 규칙적 또는 불규칙적 기복 등을 포함한다.

바람직하게는, 냉 음극 형광 튜브 등의 적어도 하나의 광원이 상기 주변 엣지를 따라 위치한다.

대안적 실시예에서, 상기 광원은 발광 다이오드들의 어레이이다.

바람직하게는, 상기 발광층은, 상기 주변 경계에서의 광의 광선축을 굴절시키되 인접한 스크린들 사이의 주변 경계가 상기 뷰어의 시선을 따라 보이지 않게끔 굴절시키도록 구성된다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 상기 피쳐들은, 상기 광원으로부터의 거리의 함수(예를 들어, 2차 함수)로서의 증가하는 밀도로 분포한다.

본 발명의 대안적 실시예에 따르면, 방출 시트의 상기 규정된 두께는, 상기 광원으로부터의 거리의 함수로서 감소된다.

상기 피쳐 분포와 방출 시트 두께의 상기 구성들 양쪽 모두는, 균일한 광 강도를 출력하는 수단을 제공하여, 광원으로부터의 거리에 따른 강도 감소를 회피한다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 방출층은 광 가이드로부터 형성된다.

본 발명의 대안적 실시예에 따르면, 상기 방출층은 투명 유기 발광 다이오드(TOLED; transparent organic light emitting diode) 어셈블리로부터 형성된다.

TOLED는 양측으로부터 광을 균일하게 방출하며, 상기 정의된 피쳐 등을 통해 광 강도 분포를 제어하는 전술된 수단을 반드시 요구하는 것은 아니다.

그러나, 광이 TOLED의 양 측으로부터 방출된다는 사실은 그 자체로 뷰어가 보는 이미지의 열화를 야기할 수 있다. 이것은, 전방 LCD 패널의 투명한 부분을 통해 뷰어쪽으로 상방향으로 방출된 광은, 후방 LCD 패널이 후방 스크린 상의 임의의 주어진 지점에서 투명한 또는 검정 영역을 디스플레이하고 있는지에 관계없이, 동등한 강도로 투과될 것이라는 사실에 기인한 것이다.

이것이 후방 스크린의 투명한 부분에 대해 어떠한 단점도 야기하지 않지만, 인접한 투명 영역에 비해 콘트라스트가 감소되어, 검정 영역(예를 들어, 텍스트)이 회색으로 보인다. TOLED로부터 방출된 광은 후방 스크린 상의 검정 텍스트의 일부와 정렬되는지 또는 이에 오버레이되는지에 따라 직접 변화되는 수단을 갖지 않는다.

이러한 단점은, 와이어 그리드 편광기 및 편광된 TOLED, 즉, 편광된 광을 방출하는 TOLED의 이용에 의해 해결된다. 선택사항으로서, 광학적 위상지연기(optical retarder)가 역시 포함될 수도 있다. (이하에 기술되는) 이 조합은 TOLED로부터 직접 상방향으로 방출되는 광을 효과적으로 리사이클링하고 광의 편광을 재배향하여 디스플레이 콘트라스트의 열화 없이 디스플레이의 조명을 최대화한다.

따라서 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 방출층은 전방 스크린과 후방 스크린 사이에 위치한 편광된 TOLED 방출층이고, 여기서, 와이어 그리드 편광기는 TOLED와 전방 스크린 사이에 개재(interpose)된다.

여기서 사용될 때, 전방 및 후방 스크린은 종래 방식으로 디스플레이를 관찰하는 사용자의 물리적 근접성에 관하여 정의된다, 즉, 전방 스크린은 후방 스크린보다 사용자에게 더 가깝다. 상기 전방 스크린과 후방 스크린 사이에는 하나 이상의 추가적 스크린이 위치할 수 있다.

편광된 광은, TOLED의 양쪽 표면들로부터 방출되며, 상방향/바깥쪽 방출은, 선명도, 콘트라스트 및/또는 효율성 또는 모든 중첩하는 디스플레이 스크린들에 의해 형성되는 복합 이미지를 잠재적으로 열화시킨다.

와이어 그리드 편광기는 여기서는 P 편광된 광을 투과하는 반면 S 편광된 광을 반사하거나 그 반대로 할 수 있는 임의의 편광기를 포함하도록 정의된다.

편광은, 입사면에 관해, 즉, 샘플 표면에 대한 법선뿐만 아니라 인입된 및 반사된 광선을 포함하는 평면에 관해 정의된다.

S 편광은 전계가 입사면에 수직인 반면, P 편광의 경우, 전계는 입사면에 평행하다.

와이어 그리드 편광기는 다양한 재료와 제조 기술들로부터 형성될 수 있지만, 이들은 일반적으로 투명 기판이나 필름 상에 형성된 이격된 라인들의 규칙적인 형성을 포함한다.

스트라이프(stripe)는, KRS-5 또는 ZnSe 등의 광학적으로 투명한 윈도우의 면 상에 퇴적된 극히 미세한 금속 와이어들의 어레이일 수 있다. 와이어의 방향을 따라 배향된 광의 전계는 와이어를 따라 전류를 유도할 수 있기 때문에, 와이어 그리드는 와이어의 방향을 따라 편광된 사실상 모든 복사를 반사하는 금속 표면으로서 작용한다. 와이어의 방향에 수직인 전계는 와이어 그리드에서 전류를 유도할 수 없다. 따라서, 광은 기판 윈도우로부터의 반사 손실만을 동반하며 편광기를 투과한다.

대안적 구성에서, 정확히 이격된 그루브들은 고광택 CaF₂ 또는 ZnSe 기판 내로 직접 룰링된(ruled) 다음 알루미늄처리된다. 홀로그래픽 와이어 그리드용 그루브를 생성하기 위해 홀로그래픽 방법도 역시 채용될 수 있다.

따라서, 와이어 그리드는, 주어진 편광의 입사광은 편광기를 통과할 수 있는 반면 상기 주어진 편광에 직교하는 편광의 광은 상반되게 반사되는 속성을 가진다. 따라서, 와이어 그리드 편광기가 그리드의 편광축과 동일한 방향으로 편광된 광에 의해 조명된다면, 모든 광이 반사될 것이다. 역으로, 와이어 그리드의 편광축에 직교 배향된 편광된 광은 그리드를 투과할 것이다. 그러나, 편광된 광은 와이어 그리드 편광기에 입사한다.

따라서, 한 실시예에서, 와이어 그리드의 편광축은, TOLED로부터 방출된 편광된 광을 다시 TOLED를 통해 후방 스크린 쪽으로 반사하도록 배열된다.

바람직하게는, 상기 후방 스크린은 콜레스테릭 LCD 디스플레이(cholesteric LCD display)이다.

한 실시예에서, 반사된 광은 상기 후방 스크린에 의해 반사되기 이전에 1/4 파장 위상지연기(quarter wave retarder)를 통과한다. 이것은 광에서 1/4 파장 이동을 생성하고, 이 광은 후방 디스플레이에 의해 반사되고 원형 편광된다. 그러나, 입사광과 디스플레이 스크린의 특성에 따라, 다른 정도의 지연을 생성하는 위상지연기가 이용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

후방 디스플레이에 의해 반사된 광은, TOLED를 통해 와이어 그리드 편광기쪽으로 2회 통과하기 이전에 1/4 파장 위상지연기를 2회 통과한다. 위상지연기는 추가의 1/4 파장 이동을 적용하여 선형 편광된 광을 야기한다. 후방 디스플레이 상에 텍스트나 그래픽을 표시하는 영역들, 즉, 광의 투과를 방지하는 영역들은, 후방 스크린으로부터 뷰어쪽으로 반사된 광에서 비조명된 영역으로 남는다.

그 다음, 선형 편광된 광은 와이어 그리드 편광기와 전방 스크린 편광기를 통과한다.

따라서, 상기 구성은 보통은 뷰어가 보는 이미지의 콘트라스트와 휘도를 열화시키는 TOLED의 상위 표면으로부터 방출된 광을 효과적으로 리사이클링한다.

대안적 실시예에서, 위상지연기는 완전히 생략될 수도 있다. 이러한 실시예에서, TOLED로부터 후방 스크린(10)을 향하여 직접 방출된 광 + 와이어 그리드 편광기로부터 반사된 광은, 와이어 그리드 편광기와 전방 스크린을 투과하기 이전에 후방 스크린(10)에 의해 직접 반사된다.

후방 디스플레이로부터의 반사된 광이 와이어 그리드 편광기를 투과하는 정도(degree)는 그 편광에 의존하고, 그에 따라, 후방 스크린에 입사하는 광의 편광에 의존한다. 콜레스테릭 후방 LCD 후방 스크린은 본질적으로 원형 편광기로서 거동한다. 결과적으로, 후방 스크린에 입사하는 광의 3개의 가능한 편광에 대해, 반사된 광 편광은 다음과 같다:

i. 입사광이 무작위 편광되고, 이 경우 반사된 광은 원형 편광될 것이다.

ii. 입사광이 선형 편광되고, 이 경우 광은 원형 편광되어 나타날 것이다.

iii. 입사광이 타원 편광되고, 이 경우 광은 타원 편광되어 나타날 것이다.

반사된 광은, 그 편광 배향이 와이어 그리드의 투과축과 대응한다면, 즉, 선형 편광된다면, 영향받지 않고 와이어 그리드를 통과할 수 있다.

반사된 광이 원형 편광된다면, 와이어 그리드 편광기와 정합하도록 편광 정렬을 보정하기 위해 적절한 위상지연기를 이용하는 것이 유익하다.

바람직하게는, 상기 스크린들은 액정 디스플레이이다. 그러나, 대안적 구성이 가능하고 본 발명은 반드시 LCD의 이용으로 제한되는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다.

후방 디스플레이에 대한 주요 기준은, 후방 디스플레이가 적어도 어느 정도 입사광을 반사하는 것이다. 이 목적에 적합한 LCD 디스플레이에 대한 대안은, 최근에 개발된 '전자 페이퍼'를 포함한다. 이것은, 종래의 종이에 대한 전자적 대안으로서, 매우 얇고, 비싸지 않으며, 텍스트 및 그래픽 이미지에 대한 저전력 소비의 디스플레이를 형성하는 제품의 생성 목적을 갖는 디스플레이 연구 써클에서 상당한 관심 분야이다. 이 전자적 페이퍼는, 동일한 부피를 갖지 않고 데스크톱 디스플레이의 방식으로 어드레싱가능한 제품을 제공하기 위한 것이다.

수반된 기술들은, 광학적 공진 캐비티들의 스위칭가능한 어레이에 의해 형성된 간섭 변조기, 전기적으로 제어가능한 색소를 이용하는 마이크로-인캡슐레이팅된 전기영동 디스플레이들(micro-encapsulated electrophoretic displays)뿐만 아니라 기존의 확립된 반사성 및 반투과성 액정 기술들을 포함한다.

입사광의 10% 내지 100%를 반사하는 이들 유형 및 기타 임의의 유형의 디스플레이가 본 발명의 후방 디스플레이로서의 이용에 적합할 것이다.

결과적으로, 적어도 부분적으로 투명한 방출층을 포함함으로써, PDA 등의 실용적인 다초점면 시각적 디스플레이 유닛이 실현될 수 있다. 방출층의 투명한 속성은 반투과 디스플레이 구성이 유지되도록 허용함으로써 높은 주변광의 조건에서 추가적인 전력공급형 디스플레이 조명에 대한 필요성을 제거한다. 추가적인 조명이 실내에서, 또는 저광량 환경에서 요구될 때, 방출층은 필요한 조명을 제공하는 저전력 수단을 제공한다.

방출층으로서 TOLED를 이용하는 전술된 구성이 반드시 2개의 디스플레이 스크린 사이에 적용될 필요는 없다는 것을 더 이해할 것이다.

대신에, 이 구성은, 개별적으로, 또는 다른 백라이트 및/또는 디스플레이들 사이에 위치한 방출층들과 조합하여, 다른 단일 또는 다중 층 디스플레이들에서 전방 조명 수단으로서 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 추가 양태에 따르면, 하기를 포함하는 시각적 디스플레이 유닛 조명 어셈블리가 제공된다:

- 편광된 투명 유기 발광 다이오드(TOLED), 및 상기 TOLED와 시각적 디스플레이 유닛을 보고 있는 관찰자 사이에 위치한 와이어 그리드 편광기.

선택사항으로서, 상기 조명 어셈블리는, TOLED와 디스플레이의 후방 사이에 위치한 광학적 위상지연기를 포함한다. 지연의 정도(예를 들어, 1/4 파장 위상지연기)는, TOLED로부터 방출되고 후방 디스플레이 스크린(들)으로부터 반사된 광의 편광과 와이어 그리드 편광기의 편광 투과축 사이의 변동량에 따라 정의될 수 있다. 광학적 위상지연기에 의해 제공되는 지연의 정도는, 광이 위상지연기를 2번 통과하므로, 요구되는 총 위상 이동의 1/2일 필요가 있다는 것을 이해할 것이다.

상기 조명 어셈블리는, 하나 이상의 스크린으로 구성된 시각적 디스플레이 유닛의 앞쪽에서 이용될 수 있지만, 연속된 스크린들에 의한 광의 감쇠는 스크린 층들의 개수에 제한을 둔다. 조명 어셈블리는 또한, 상기 실시예에서 설명된 바와 같이, 다층 디스플레이 내의 2개의 스크린들 사이에 위치할 수 있다.

따라서, 시각적 디스플레이 유닛 조명 어셈블리는, 종래의 백라이트에 대한 대체로서의 2개 스크린 LCD 디스플레이 유닛 등의, 다층 디스플레이의 앞에 적합하게 될 수 있다. 조명 어셈블리는 또한, 사용자가 물체/장면을 그 물체/장면으로 향한 조명원, 예를 들어, 중앙에 투명한 확대부를 갖춘 치과의사 또는 보석세공사의 광과 실질적으로 동일한 방향에서 볼 필요가 있는 응용에서 이용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 3차원 체적 공간을 생성하는 시각적 디스플레이 유닛을 개시한다. 디스플레이는 제1 초점면에서 제1 스크린을 포함하고, 여기서, 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이한다. 디스플레이는 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면에서 제2 스크린을 포함하고, 여기서, 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 제2 스크린은 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩한다. 디스플레이는 제1 스크린과 제2 스크린 사이에 위치한 물리적 물체를 포함하고, 여기서, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 물리적 물체의 배치에 응답하여 디스플레이된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 시각적 디스플레이 유닛을 적응시키는 방법이 개시되고, 이 방법은 이미지들로 3차원(3D) 체적 공간을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 제1 초점면에서 제1 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이한다. 이 방법은 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면에서 제2 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 제2 스크린은 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩한다. 이 방법은 제1 스크린과 제2 스크린 사이에 위치한 물리적 물체를 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 물리적 물체와 관련하여 디스플레이된다.

본 발명의 대안적 실시예에 따르면, 시각적 디스플레이 유닛을 적응시키는 방법이 개시되고, 이 방법은 이미지들로 3차원 체적 공간을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 제1 초점면에서 제1 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이한다. 이 방법은 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면에서 제2 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 제2 스크린은 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩한다. 이 방법은 제1 이미지와 제2 이미지를 관련시킴으로써 3D 체적 공간을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방법은 3D 체적 공간 주변에 물리적 물체를 개재하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 물리적 물체와 관련하여 디스플레이된다.

본 개시내용의 다양한 실시예들의 이들 및 다른 목적들과 이점들은, 다양한 도면들에 예시된 실시예들의 이하의 상세한 설명의 판독 후에 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 인식될 것이다.

본 발명의 추가 양태들은, 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예로서 주어지는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 종래 기술의 디스플레이의 광 파이프 백라이팅 어셈블리를 통한 개략적 단면도 측면도를 도시한다;
도 2는 광 파이프의 표면 상에 분포된 확산 도트 분포 패턴의 평면도를 도시한다;
도 3은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 개략적 복합도를 도시한다;
도 4는 공지된 PDA 디스플레이를 통한 개략적 단면도를 도시한다;
도 5는 본 발명의 추가의 바람직한 실시예를 통한 개략적 단면도를 도시한다;
도 6은 본 발명의 추가의 바람직한 실시예에 따른 TOLED를 통한 개략적 단면도를 도시한다;
도 7은 도 3, 5, 및 6에 도시된 본 발명의 실시예를 통한 개략적 단면도를 도시한다;
도 8은 본 발명의 추가의 바람직한 실시예에 따른 TOLED를 통한 개략적 단면도를 도시한다;
도 9는 본 발명의 추가의 바람직한 실시예에 따른 TOLED를 통한 개략적 단면도를 도시한다;
도 10은 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 2개 이상의 스크린을 갖는 시각적 디스플레이 유닛 내에 물리적 물체를 통합하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다;
도 11a는 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 11b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 뷰어의 시선을 따라 보았을 때의 도 11a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 11c는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 깊이 단서가 제거된 이후에 시각적 깊이를 유지하는 도 11a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 12a는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 물리적 물체와 관련된 정보 및 물리적 물체와 관련되지 않은 정보를 포함하는 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 12b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 뷰어의 시선을 따라 보았을 때의 도 12a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 13a는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 물리적 물체와 관련된 정보를 갖는 하나의 디스플레이, 및 물리적 물체와 관련되지 않은 정보를 갖는 제2 디스플레이를 포함하는 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 13b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 뷰어의 시선을 따라 보았을 때의 도 13a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 14a는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 복수의 정보 항목들이 각각 상이한 층들에서 별개로 디스플레이되도록 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 14b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 각각의 정보 항목이 다른 정보 항목과 분리되도록, 뷰어의 시선을 따른 도 14a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 14c는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 각각의 정보 항목이 다른 정보 항목과 분리되지만, 도 14b에 도시된 것과는 상이한 배열을 갖는, 뷰어의 시선을 따른 도 14a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 14d는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 각각의 정보 항목이 다른 정보 항목과 분리되지만, 디스플레이로부터 물리적 물체가 제거된, 뷰어의 시선을 따른 도 14a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다;
도 15는 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 다층 디스플레이에 의해 정의된 3차원 체적 공간 내에 물리적 물체를 통합하기 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 1 내지 도 7은 PDA 또는 그 일부의 형태로 된 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타낸다. 그러나, 본 발명은, 모바일 전화, 손목시계, 계산기, 데이터 로거 등의 휴대형 및/또는 핸드헬드 컴퓨팅 수단을 포함한 다양한 시각적 디스플레이 유닛에 동등하게 적용가능하며, 이들은 본 명세서의 목적을 위해 본 발명에 의해 포괄되는 것으로 정의된다는 것을 이해해야 한다.

PDA 등의 휴대형 시각적 디스플레이 유닛을 포함하는 기존의 디바이스들은, 제한된 배터리 저장 용량으로 인해 그들의 컴포넌트들의 전력 소비 요건에 있어서 심각하게 제한된다. 결과적으로, 백라이팅 어셈블리의 일부로서 광 파이프 또는 광 가이드의 이용과 반투과 디스플레이가 광범위하게 채용되고 있다. 도 1은, 확산기(3)와 반사기(4)가 각각 부착되거나 인접하게 위치해 있는 실질적으로 평면형 상위 표면 및 하위 표면을 갖는 직사각형 투명 아크릴 시트의 형태로 된 광 가이드(2)를 포함하는 노트북 유형의 컴퓨터에서 이용되는 전형적인 백라이트 어셈블리(1)를 도시한다.

광 가이드는, 하나의 주변 엣지를 따라, 광 파이프(2)의 주변 경계벽을 통해 조명 ―조명광은 전반사 덕택에 유지됨― 을 반사하는 포물면 반사기(6) 내에 하우징된 냉 음극 형광 튜브(5)를 가진다. 광 가이드(2)의 평면형 표면들의 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두에는 복수의 확산 도트(7)가 제공된다. 본질적으로, 광 가이드(2)는 조명 소스를 제공하며 디스플레이의 광학부의 일부가 아니다.

도 2의 평면도에서 도시된 바와 같이, 확산 도트(7)들은, 확산 도트(7)들을 때리는 광 가이드 내부에 제약된 광이 전반사를 위한 임계각을 초과하고 평면형 표면으로부터 방출되는 국지적 영역들이다. 균일한 분포의 휘도를 유지하기 위해, 광 가이드(2)의 단면 프로파일은 형광 튜브(5)로부터의 거리에 따라 테이퍼링된다. 형광 튜브(5)에 대향하는 주변 엣지에는 말단 반사기(end reflector, 8)가 제공된다.

도 1에 도시된 백라이팅 어셈블리는 전형적인 노트북-유형 컴퓨터 디스플레이 스크린의 최후방부에 위치해 있다.

디스플레이 영역 및/또는 사용자 입력 인터페이스 영역은 PDA에서 그 크기로 인해 품귀 상태이다. 도 3은 원래의 디스플레이(10)와 평행하고 이로부터 이격되어 있는 보충 디스플레이(20)가 설치된 기존의 PDA(1) 구성을 통한 단면도를 도시한다.

구체적으로 도 3을 참조하면, 디스플레이(10)의 후방에 위치한 (공지된 유형의) 편광된 백라이트 소스(11)는, 순서대로, 반투명 은거울(12), 유리 기판(13), 고무 도전성 ITO 접지층(14), 액정(15), 전극 패턴과 후속된 고무 폴리이미드 층을 갖춘 ITO 층(16), 유리 기판(17) 및 분석기(18)로 구성된 복합된 일련의 층들 뒤에 놓인다. 이 구성은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 널리 공지된 바와 같이 반투과 LCD에서 전형적이므로 더 상세히 논의되지 않는다. 원래의 디스플레이(10)는, 원래의 디스플레이(10)의 평면형 면 위에 부착되고 이와 실질적으로 동일한 제2 디스플레이(20)를 부착함으로써 보강될 수 있다.

제2 디스플레이(20)는 또한, 원래의 디스플레이(10)의 앞에서부터 순서대로, 방출 투명 굴절기(21), 후방 분석기/편광기(22), 유리 기판(23), 고무 ITO 도전성 접지층과 후속된 폴리이미드 정렬층(24), 제2 액정(25), 고무 폴리이미드 정렬층과 후속된 ITO 전극 패턴(26), 전방 유리 기판(27), 전방 분석기(28), 및 확산기(29)로 구성된 복수의 층으로 구성된다.

확산기(17)는 터치 스크린 층(30)의 표면에 가해진다. 도 3은 2개의 디스플레이 어셈블리(10, 20)가 제조 단계에서 동종 유닛으로 결합되는 실시예를 도시한다.

대안으로서, 제2 디스플레이(20)는, 도 3과 동일한 요소들에는 유사한 번호가 매겨져 있는 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이 PDA 디스플레이(10)의 앞에 별개 유닛으로서 레트로 핏팅될 수 있다.

도 4는 확산기(18) 층이 부착될 수 있는 터치 스크린 층(19)의 (도 3에 예시된 것에 대한) 추가 층을 갖는 기존의 PDA 디스플레이(10)를 도시한다. 도 5는, 적절한 마운팅 클립(미도시)을 통해 원래의 스크린(10)에 접속되고 적절한 구동 회로를 통해 PDA 프로세서에 결합되고 공지된 PDA에서 흔히 볼 수 있는 확장 슬롯을 통해 인터페이싱된 전원에 결합된 2차 디스플레이 스크린(20)을 도시한다. 이러한 상호접속은 본 기술분야에 공지되어 있으므로 여기서는 더 논의되지 않는다.

방출층, 또는 방출 투명 굴절기(21)는 한 실시예에서 도 1을 참조하여 설명된 광 가이드(2) 또는 광 파이프라고 알려진 아크릴 플라스틱의 시트로부터 형성된다. 광 가이드는 일반적으로 확산 도트(7) 등의 다수의 정의된 피쳐들이 표면 상에 위치해 있는 2개의 실질적으로 평면형의 대향 표면들을 갖는 시트로 구성된다. 광 가이드는, 하나 이상의 광원, 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 대응하는 방식으로 광 가이드(21)의 주변 가장자리 주변에 위치한 냉 음극 형광 튜브(5)에 의해 조명된다.

방출 층(21)의 구성은, 하위 반사기(4)가 생략된다는 점을 제외하고는, 도 1에 도시된 광 가이드(2)와 거의 직접 대응한다. 광은 방출 투명 광 가이드(21)의 양쪽 평면형 표면으로부터 방출되어 양쪽 LCD 디스플레이(10, 20)를 직접 조명할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 방출된 조명을 후방 디스플레이(10)만으로 제약하기 위해 광 가이드(2)의 하위 평면형 표면만이 복수의 확산 도트(7)를 제공받는다. 그 다음, 광은 후방 디스플레이(10)의 콜레스테릭 액정으로부터 반사되고 방출 층(21) 및 전방 디스플레이 스크린(20)을 투과한다.

이런 방식으로 광 방출을 제약하는 것은, 후방 스크린(10) 상의 텍스트 또는 그래픽의 영역들이 콘트라스트 감소 및/또는 색조의 회색화/페이딩을 동반하며 방출 디스플레이(21)로부터 전방 디스플레이(20)를 통해 뷰어에게 직접 방출된 광과 직접 정렬되지 않도록 보장한다.

대안적 실시예에서, 광 가이드(21)는 투명 유기 발광 다이오드(TOLED) 광원(30)으로 대체될 수 있다. 도 6은, 투명 애노드(31), 유리판(32), 정공 주입 층(3), 정공 수송 층(34), 전자 수송 층(35), 광 생성 층(36), 및 캐소드(37)의 형태로 된 추가적인 복수의 층으로 구성된 기존의 TOLED 백라이트(30)를 도시한다.

유기 발광 다이오드는 디스플레이 기술 분야에서 최근의 진입점이며 조명 응용에서의 이용을 위한 많은 유익한 특성을 제공한다. 그러나, 대면적 TOLED는 현재 이용가능하지 않으므로, TOLED 백라이트는 소면적 LCD 디스플레이 등에 적합하다. TOLED(30)의 동작 원리는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전자-전체 재조합(electron-whole recombination)에 기초한다. 투명 애노드(31)(대개 ITO)를 포함하는 유리 기판(32)은, 일련의 유기 층들(33-36)에서 작은 분자들을 최적하기 위한 기판으로서 채용된다. 전자들은, 임계 문턱 전압을 넘는 DC 전압의 인가시에 캐소드에 의해 유기 층들(33-36)에 주입된다. 정공들은 애노드(31)에 의해 유기 층들(33-36) 내에 대응적으로 주입된다. 전자 수송 층(35)을 통해 이동하는 전자들은 정공 주입 층(33)과 정공 수송 층(34)을 통해 애노드(31)로부터의 정공들과 만난다. 광 생성 층(36)에서의 정공과의 전자의 재조합은 "엑시톤(exciton)"(여기된 중성 분자)을 생성하고 이것은 후속해서 기저 상태로 되돌아감으로써 가시적 복사선의 형태로 재조합 에너지를 방출한다.

광 생성 층(36)은 생성된 광의 효율을 개선시키기 위하여 특정한 유기 분자(도펀트)의 트레이스(trace)로 도핑될 수 있다. 도펀트를 이용하는 광 생성 층(36)은 일반적으로 "호스트(host)" 층이라 불린다. 도펀트와 호스트의 적절한 선택은 상이한 색상의 광 생성으로 이어질 수 있다; 백색 광은 호스트와 도펀트의 2개 층에 의해 생성될 수 있다.

(백라이트로서의 그 역할과는 대조적으로) 방출 투명 굴절기(21)로서 도 6에 나타낸 TOLED(30)를 이용하기 위하여, 캐소드(37)는 방출된 광이 양쪽 LCD 스크린(10, 20)을 조명할 수 있도록 투명하다. 방출층(21)으로서 광 가이드(2) 대신에 TOLED(30)를 이용하는 실시예의 가능한 구성은, 방출 투명 굴절기(21)를 TOLED(30)로 대체한, 도 3 내지 도 5에 도시된 것에 대응한다.

전방 스크린(20)에 관하여 크게 되도록 후방 스크린(10)을 형성함으로써, 방출 투명 굴절기(21)의 굴절 속성은 뷰어의 시선 접근이 얕은 입사 각도에서 후방 디스플레이(10)의 실제의 가장자리 경계를 검출하지 못하게 한다. 이것을 도 7에서 볼 수 있는데, 여기서, 각각 물체 포인트(42, 43)로부터 나오는 방출된 광선(38 및 39)은 각각 이미지 포인트(40, 41)로부터 나오는 것처럼 보인다. 이것은 별개의 LCD 유닛들(10, 20) 사이에 위치한 결합된 디스플레이의 주변 가장자리가 뷰어에게 보이는 것을 방지한다. 이것은 또한, 전체 디스플레이(10, 20)의 3차원 품질을 향상시킨다.

본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 도시된 디스플레이 어셈블리에 대해 다양한 변형과 치환이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 2개 이상의 추가 디스플레이(20)가 기존의 디스플레이(10)에 추가되어 더 많은 가용 디스플레이 면적을 제공할 수 있으며, 여기서, 각각의 디스플레이는 연관된 방출 투명 굴절기(21)를 갖추거나 갖추지 않는다.

상기 실시예들이 액정 디스플레이의 이용을 참조하고 있지만, 이들은 필수적인 것은 아니며, 각각의 전방 디스플레이가 적어도 부분적으로 투명하다면, 비방출형이든 자체-방출형이든, 대안적 디스플레이 기술들이 채용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

도 8은 전술된 TOLED 기반의 실시예의 단점을 해결한, 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 광은 TOLED의 양쪽 표면으로부터 동등하게 방출되기 때문에, 후방 스크린(10) 상의 텍스트 또는 그래픽의 영역과 중첩하는 TOLED의 영역은, TOLED에 의해 뷰어 쪽으로 방출된 여분의 조명으로 인해 (모노크롬 LCD 스크린을 이용하는 디스플레이의 경우) 검정 대신에 회색으로 보일 것이다. 전방 스크린(20)을 통해 TOLED로부터 방출된 광은 후방 디스플레이(20)와 상호작용하지 않기 때문에, 광의 광학적 경로에 개입하지 않고 이 결점을 극복하는 것은 불가능하다. 광 가이드(2)와는 달리, TOLED(30)의 투명성에 영향을 주지 않고 광의 방출을 단 하나의 표면으로 제약하는 것은 어렵다.

이러한 곤란점은, TOLED(30)와 전방 스크린(20) 사이의 와이어 그리드 편광기(44)의 포함 및 TOLED(30)와 후방 스크린(10) 사이에 위치한 광학적 위상지연기(45)의 포함에 의해 도 8에 도시된 실시예에서 극복된다.

TOLED(30) 층으로부터 방출된 광의 통로가 연관된 Jones 벡터 및 행렬을 참조하여 스테이지(46-53)를 참조해 설명된다.

이 실시예에서, TOLED(30)는 편광된 광을 방출하도록 구성된다. 초기에, 광은 TOLED(30)의 양 측으로부터 전방 디스플레이(20) 및 후방 디스플레이(10) 쪽으로 방출되고(스테이지 46), 각각은, Jones 벡터(46),

로 표현된다.

정면 디스플레이(20) 쪽으로 방출된 광(47)은 와이어 그리드 편광기(44)로부터 반사되고 다시 TOLED(30)를 통과해, (동일한 편광의) 후방 스크린(10) 쪽으로 처음 방출된 광(48)을 Jones 벡터

를 갖는 결과 광(49)과 합친다.

결과적인 선형 편광된 조명(49)은, 대응하는 위상 이동을 가하는 광학적 위상지연기(45)를 통과한다. 도시된 실시예에서, 위상지연기(45)는, 대응하는 Jones 행렬

로 표기된 바와 같이, 1/4 파장 위상 이동을 생성한다.

결과적인 투과는 하기 등식으로 주어진다;

결과적인 위상지연된 광(50)은, 본질적으로 원형 편광기로서 거동하는 후방 콜레스테릭 디스플레이(10)의 액정에 의해 반사된다. 후방 디스플레이의 Jones 행렬이

임을 감안하면, 결과적인 반사된 광(51)은 하기 등식으로 기술된다;

그 다음, 반사된 광(51)은, 추가적인 1/4 파장 지연을 동반하며 위상지연기(45)를 통해 재투과되고, 하기 등식으로 주어진 결과적인 선형 편광된 출력을 생성한다;

위상지연기(45)를 통해 투과된 광(51)은 다시 TOLED 층(30)을 통과한다. TOLED(30)의 Jones 행렬은 항등 행렬

이므로, 하기 등식으로 주어지는, 투과의 결과적인 효과는,

결과적인 광(53)을 변경하지 않고 내버려 둔다.

그 다음, TOLED(30)를 통해 재투과된 광(53)은, Jones 행렬

로 기술되는 와이어 그리드 편광기(44)를 통과하고, 그 결과적인 투과된 광(54)은 하기 등식으로 주어진다;

와이어 그리드 편광기(44)을 통해 투과된 결과적인 광(54)은 후방 스크린(10) 상에서 생성된 임의의 이미지의 각각의 부분의 모든 편광 속성들을 보존하여, 어두운 영역과 밝은 영역 사이의 상대적 휘도를 유지한다. 도 8에 도시된 실시예에서, 이 광(54)은, 그 다음, 전방 스크린(20)을 통과한다.

그러나, 대안적 실시예에서, 집합적으로 조명 어셈블리(55)를 형성하는 TOLED(30), 와이어 그리드 편광기(44) 및 (선택사항으로서) 광학적 위상지연기(45)의 조합은, 다중-스크린 디스플레이의 앞에 위치하거나 심지어 투명 조명 수단으로서 이용되어 사용자가 조명원과 동일한 축으로부터 장면을 관찰하면서 그 장면을 조명할 수 있게 한다.

위상지연기(45)의 포함은 후방 디스플레이(10)의 반사 속성에 따라 선택사항적이다. 따라서 위상지연기(45)는, 전계(즉, 편광)의 진동 평면을 보정하여 와이어 그리드 편광기(44)를 통한 궁극적 투과가 최소한의 흡수 손실을 동반하여 달성되도록 보장하는데 이용된다.

상기 예에서, 후방 디스플레이(10)는 원형 편광기로서 작용하는 콜레스테릭 반투과 액정이다. 입사광(49)의 편광에 따라, 후방 스크린(10)으로부터 반사된 광은 다음 중 하나일 수 있다:

따라서 위상지연기(45)는, 와이어 그리드 편광기(44)에 의해 투과 또는 반사되기 이전에 후방 스크린(10)으로부터 반사된 광의 편광 배향을 변경하기 위해 요구되는 경우에만 포함된다.

도 9는, 광학적 위상지연기(45)가 생략되어 있다는 점을 제외하고 도 8에 도시된 것과 동일한 본 발명의 실시예를 도시한다. 유사한 컴포넌트(10, 20, 44, 47)에는 유사한 번호가 매겨져 있다. 유사하게, TOLED(30)로부터 방출되고, 와이어 그리드(44)로부터 반사되고, TOLED(30)를 투과하여, 후방 스크린(10)에 입사하는 광(46, 47, 48, 49)의 변형은 유사한 참조부호가 매겨져 있는 도 8에 도시된 것과 동일하다. 광(46, 47, 48, 49)과 연관된 Jones 벡터와, 전방 스크린(20), 후방 스크린(10), TOLED(30) 및 와이어 그리드 편광기(44)를 특징으로 하는 Jones 행렬도 역시 이전 실시예와 동일하다.

따라서, 위상지연기(45)를 통과하지 않은 후방 스크린(10)의 광(49)의 입사에 후속하는 상황을 고려하면, 후속된 처리는 다음과 같다;

Jones 벡터

를 특징으로 하는 입사광(49)은 후방 스크린(10)에 의해 반사되어 결과적 변형은 하기 등식에 의해 주어진다;

그 다음, 반사된 광(56)은 TOLED(30)를 다시 통과한다. TOLED(30)의 Jones 행렬은 항등 행렬

이므로, 하기 등식으로 주어지는, 투과의 결과적인 효과는,

결과적인 광(57)을 변경하지 않고 내버려 둔다.

그 다음, TOLED(30)를 투과한 광(57)은, Jones 행렬

를 특징으로 하는 와이어 그리드(44)를 하기 등식으로 주어진 정도까지 투과한다;

인정된 관례에 따라, 허수 성분은 편광 배향을 표현하는 데 있어서 단지 수학적 도구로서 간주된다. 결과적 출력(58)은, 위상지연기(45)를 포함하는 실시예에서 생성된 대응하는 광 출력(54)에 대한 Jones 벡터

와 비교해 볼 때 Jones 벡터

를 준다. 이 차이는 단지 서로에 관한 위상 이동 180도이다. 눈은 시간에 걸쳐 통합하기 때문에 차이를 구분할 수 없고, 양쪽 실시예의 결과적 휘도는 동일하게 나타난다.

따라서, 콜레스테릭 액정 후방 디스플레이(10) 또는 동일한 반사 속성을 갖는 다른 디스플레이를 이용할 때, 위상지연기(45)는 손해없이 생략될 수 있다. 그러나, 만일 후방 디스플레이(10) 및/또는 TOLED(30)로부터 전방 스크린(20)까지의 광학적 경로에 놓일 수 있는 임의의 추가적인 광학적 컴포넌트가 와이어 그리드(44)의 편광축과 그에 입사하는 광 사이의 오정렬을 초래한다면, 위상지연기(45)는 오정렬을 보정하는데 이용될 수 있다.

시각적 디스플레이 유닛 백라이트와 기타의 이러한 조명원은, 케이스 설계에 관한 제약 없이 및/또는 팬 등의 능동 냉각의 필요성 없이 발산하기에 어려울 수 있는 열을 발생시킬 수 있다. 전방 스크린의 앞쪽에 조명원을 배치하는 것은 이러한 가열 문제를 경감시킬 수 있다. 따라서, 조명 어셈블리는, 예를 들어, 단일의 스크린 디스플레이와 함께 이용되어 노트북 컴퓨터 등의 응용에서 백라이트를 대체할 수 있다.

이러한 사례에서, 와이어 그리드 편광기(44)는, 기판의 내측 표면에, 또는 샌드위치 구성으로 기판 층들 사이에 형성되어, 섬세한 와이어 그리드를 보호한다.

본 발명의 양태들이 단지 예를 통해 설명되었고 그 범위로부터 벗어나지 않고 여기에 대해 수정이나 추가가 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

3D 체적 공간 내에 개재된 물리적 물체

본 발명의 실시예들은, 도 1 내지 도 9에서 앞서 설명된 디스플레이, 및 다양한 형태의 조명(예를 들어, 디스플레이들 사이에 위치한 백라이트 및/또는 방출층 등)을 이용하는 다른 단일 층의 또는 다중 층의 디스플레이 등의, 별개의 초점면들에 위치한 2개 이상의 적어도 부분적으로 중첩하는 디스플레이 스크린을 갖는 디스플레이 내에서 구현된다.

도 10은, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 다층 디스플레이 등의, 2개 이상의 스크린을 갖는 시각적 디스플레이 유닛 내에 하나 이상의 물리적 물체를 통합하기 위한 방법을 나타내는 흐름도(1000)이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은, 모바일 전화, 손목시계, 계산기, 데이터 로거 등의, 휴대형 및/또는 핸드헬드 컴퓨팅 수단을 포함한 다양한 시각적 디스플레이 유닛에 적용가능하다. 본 발명의 역시 다른 실시예들은, 계기 패널, 차량 디스플레이, 게이밍 디바이스, 텔레비전 스크린, 컴퓨터 스크린 등의, 동등하게 적용가능한 더 큰 시각적 디스플레이 유닛이다.

1010에서, 이 방법은, 시각적 디스플레이 유닛의 제1 초점면에서 제1 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이한다. 1020에서, 이 방법은, 시각적 디스플레이 유닛의 제2 초점면에서 제2 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이한다. 초점면들은 별개이어서, 2개의 초점면들 상의 이미지들은 그 이미지들이 투사되는 3차원 체적 공간을 제공한다. 한 실시예에서, 이미지들은, 뷰어가 보았을 때, 실제의 및 강화된 깊이를 갖는 전체 이미지를 제공하는 방식으로 디스플레이된다.

한 실시예에서, 시각적 디스플레이 유닛은, 각각이 대응하는 이미지를 디스플레이하는, 2개 이상의 스크린을 포함한다. 스크린들 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 투명하다. 이 방식으로, 후방 스크린으로부터의 이미지는 적어도 하나 이상의 부분적으로 투명한 전방 스크린을 통해 볼 수 있다.

한 실시예에서, 제1 스크린과 제2 스크린은 부분적으로 중첩한다. 이 방식으로, 2개의 스크린 상의 이미지들은 서로 상호작용하여 뷰어에게 강화된 3차원 효과를 제공하도록 구성가능하다. 또 다른 실시예에서, 제1 스크린과 제2 스크린은 중첩하지 않는다. 2개의 스크린 상의 이미지들은 상이한 초점면들 상에 놓인 디스플레이 스크린들 덕택에 뷰어에게 3차원 효과를 제공한다. 그러나, 이미지들은 반드시 서로 상호작용할 필요는 없고, 서로 독립적인 이미지들을 제공할 수도 있다.

1030에서, 이 방법은 제1 스크린 및 제2 스크린과 관련된 위치에서 물리적 물체를 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 제1 및 제2 이미지들 중 적어도 하나는 물리적 물체와 관련하여 또는 이와 연계하여 디스플레이된다. 예를 들어, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 물리적 물체의 소정 양태와 상호작용할 수 있다. 예를 들어, 이미지는 물리적 물체의 존재와 상호작용할 수 있고; 물리적 물체의 위치와 상호작용할 수 있고; 물리적 물체의 움직임과 상호작용할 수 있고; 물리적 물체의 사라짐과 상호작용할 수 있고; 및/또는 물리적 물체의 다양한 다른 양태와 상호작용할 수 있다.

한 실시예에서, 물리적 물체는, 제1 스크린 및 제2 스크린 뒤에 위치하고, 여기서 상기 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 상기 물리적 물체와 관련하여 디스플레이된다. 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 스크린과 제2 스크린 사이에 위치하고, 여기서 하나 이상의 추가적 스크린은, 스크린들 뒤에, 스크린들 사이에, 스크린들 앞에, 또는 이들의 소정 조합을 포함한, 제1 및 제2 스크린과 관련한 소정 구성으로 배열된다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 및 제2 스크린 앞에 위치한다. 역시 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 스크린 및 제2 스크린 앞에 위치하고, 여기서 하나 이상의 추가적 스크린은, 스크린들 뒤에, 스크린들 사이에, 스크린들 앞에, 또는 이들의 소정 조합을 포함한, 제1 및 제2 스크린과 관련한 소정 구성으로 배열된다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 및 제2 스크린의 뒤에 위치한다. 역시 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 스크린 및 제2 스크린 뒤에 위치하고, 여기서 하나 이상의 추가적 스크린은, 스크린들 뒤에, 스크린들 사이에, 스크린들 앞에, 또는 이들의 소정 조합을 포함한, 제1 및 제2 스크린과 관련한 소정 구성으로 배열된다.

한 실시예에서, 물리적 물체는 부분적으로 투명하여 물리적 물체 뒤에 디스플레이된 이미지들이 물리적 물체를 통해 볼 수 있다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체는 불투명하다. 물리적 물체가 물체 뒤쪽에 디스플레이되는 이미지를 차단할 수 있지만, 이들 이미지들은, 물체는 이동가능하거나 디스플레이를 가로질러 이동할 수 있고, 및/또는 크기가 작아서 물체 뒤쪽의 이미지의 가려진 부분은 무시할만 하기 때문에 적어도 부분적으로 볼 수 있다.

한 실시예에서, 물리적 물체와 2개 이상의 디스플레이 스크린의 통합은 다중 또는 증배 증강된 현실(multiple or multiplied augmented reality)(MAR)을 생성하며, 여기서 디지털화된 정보를 디스플레이하는 복수의 디스플레이 층들은 하나 이상의 물리적 물체의 형태로 제공되는 현실을 강화 및/또는 수정한다. 다중 증강된 현실의 이러한 이용은 특히 매력적인데, 그 이유는 뷰어가 현실 물체를 포함하는 광경을 제공받기 때문이다. 뷰어에게, 현실 물체는 정상 또는 신뢰성의 감각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예의 다중 증강된 현실 디스플레이는, 물리적 물체와 관련되거나 관련되지 않을 수 있는 추가적인 디지털화된 정보와 함께, 아날로그 속도계의 부분을 포함하는 물리적 물체를 포함할 수 있다. 뷰어는, 뷰어가 아날로그 속도계에 익숙하기 때문에, 증강된 현실의 현실 양태를 본질적으로 신뢰한다. 대조적으로, 뷰어는 완전 디지털 속도계를 본질적으로 신뢰하지 않을 수도 있는데, 그것은 완전 디지털 속도계가 새롭거나, 또는 소프트웨어 결함, 또는 다른 개인적 이유로 인해 고장을 인지할 수 있기 때문이다. 따라서 및 물리적 현실 때문에, 뷰어는 또한, 시각적 디스플레이 유닛에 의해 제공되는 전체의 다중 증강된 현실에 더 많은 신뢰성을 부과할 수 있다.

도 11a는 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다. 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1100A)은 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130)을 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛은, 2개 이상의 디스플레이 스크린으로 구성되고, 각각의 스크린은 대응하는 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 뷰어가 보는 이미지들은, 3차원 공간 내의 3차원 이미지의 인지를 생성하도록 구성되고, 여기서, 3D 이미지는 현실적 및/또는 가상적일 수 있고, 3D 공간도 역시 현실적 및/또는 가상적일 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1100A)은 제1 초점면에서 제1 스크린(1110)(예를 들어, 디스플레이, 디스플레이 스크린 등)을 포함한다. 예를 들어, 제1 초점면은 좌표계(1101) 내의 평면으로서 정의된다. 제1 스크린(1110)과 제1 초점면은 시선(1105)과 관련하여 도시되어 있다. 예를 들어, 시선(1105)은 시각적 디스플레이 유닛(1100A)을 관찰할 때 뷰어의 관점을 나타낼 수 있다. 제1 초점면은 시각적 디스플레이 유닛(1100A)의 전경 이미지(foreground image)를 포함할 수 있다.

한 실시예에서, 제1 스크린(1110)은 제1 이미지를 디스플레이한다. 예를 들어, 제1 이미지는 다이얼(1107)을 포함한다. 하나 이상의 마킹(1109)이 다이얼(1107) 상에 놓여 있다. 도시된 바와 같이, 마킹(1109)은 다이얼(1107)에 걸쳐 동등하게 이격되어 있고, 눈금으로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 마킹은 속도계에서 증가하는 속도를 보여줄 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1100A)은 제2 초점면에서 제2 스크린(1130)을 포함한다. 예를 들어, 제2 초점면은 좌표계(1101) 내의 평면으로서 정의된다. 제2 초점면(1130)은 제1 초점면과는 별개이어서, 2개의 초점면은 서로 오프셋되어 있다. 다른 실시예들에서, 다층 디스플레이 유닛은 2개 이상의 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 한 실시예에서, 제1 스크린은 전경에서 투명한 디스플레이를 포함하고, 제2 스크린은 불투명한 디스플레이를 포함한다.

특히, 시각적 디스플레이 유닛(1100A) 내에서, 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130)은, 한 실시예에서, 다층 디스플레이 유닛 내의 컴포넌트들이다. 따라서, 제1 초점면(1110)과 제2 초점면(1130)은 서로 거의 평행하다. 또한, 한 실시예에서, 제2 스크린(1130)은 제1 스크린(1110)과 부분적으로 중첩한다. 다른 실시예에서, 2개의 스크린은 반드시 중첩하는 것은 아니다. 제1 스크린(1110) 상에 디스플레이된 제1 이미지와 제2 스크린(1130) 상에 디스플레이된 제2 이미지는, 한 실시예에서, 뷰어에게 3차원 이미지의 인식을 주도록 구성된다.

한 실시예에서, 제2 스크린(1130)은 제2 이미지를 디스플레이한다. 예를 들어, 제2 이미지는, 10에서 150까지, 증가 단위 10으로 증가하는 일련의 숫자(1135)를 포함한다. 또한, 제2 이미지는 또 다른 다이얼(1137)을 포함한다. 제1 이미지와 제2 이미지는 3차원 이미지의 인식을 생성하도록 구성된다. 즉, 제2 스크린은, 제1 이미지의 디스플레이에 응답하여 제2 이미지를 디스플레이하도록 구성가능하다. 예를 들어, 제1 및 제2 이미지는 속도계를 생성하도록 구성된다. 본 출원에 걸쳐 속도계 이미지의 이용은 순전히 예시의 목적을 위한 것일 뿐이다. 따라서, 시각적 디스플레이 유닛은, 본 발명의 실시예들에 의해 지원될 때 임의의 3차원 이미지를 생성하도록 구성가능하다. 예를 들어, 시각적 디스플레이 유닛은, 물리적 물체가 구면형 볼(spherical ball)을 포함하는, 슬롯 머신, 핀볼 머신, 볼 베어링 게임 머신(예를 들어, 파친코(pachinko) 등) 상의 디스플레이 등의, 게이밍 콘솔이나 시스템으로서 구성될 수 있다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 물리적 물체(1125)가 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130) 사이에 위치한다. 예를 들어, 물리적 물체(1125)는, 제1 초점면과 제2 초점면 사이에 적어도 부분적으로 위치한 평면(1120) 상에 위치해 있다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체(1125)는 제1 스크린(1110)과 제2 스크린 앞에 위치한다. 역시 또 다른 실시예에서, 물리적 물체(1125)는 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130) 양쪽 모두의 뒤에 위치한다.

단지의 예시의 목적을 위해, 물리적 물체(1125)는 피봇점(1126) 주위로 피봇팅하는 바늘(needle)로서 도시되어 있다. 예를 들어, 물리적 물체(1125)로서의 바늘은, 앞서 설명되는 바와 같이, 제1 이미지와 제2 이미지에 의해 생성된 속도계 내에 포함된다. 물리적 물체(1125)는 보호된 케이스나 하우징의 착각을 생성하는 텅빈 실린더의 일부로서의 모따기처리된 가장자리(beveled edge) 등의, 다른 항목들을 포함할 수 있다.

또한, 다른 실시예에서, 제1 및 제2 이미지 중 적어도 하나는 상기 물리적 물체(1125)의 배치에 응답하여 디스플레이된다. 즉, 이미지는 물리적 물체(1125)와 상호작용 또는 이를 보충하도록 디스플레이된다. 예를 들어, 물리적 물체(1125)의 배치에 응답하여 디스플레이되는 이미지는 물리적 물체(1125)에 의해 프리젠팅되는 현실을 증강하는데 이용된다. 예를 들어, 물리적 물체(1125)와 제1 스크린(1110) 및 제2 스크린(1130)에 디스플레이된 이미지들의 조합은 강화된 깊이 효과를 제공한다. 즉, 복수의 층들에 걸쳐 시선(1105) 내에 더 많은 정보를 계층화함으로써, 뷰어는 생성되는 3차원 체적 공간에서 용이하게 깊이를 인식할 수 있다.

도 11b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 뷰어의 시선(1105)을 따라 보았을 때의 도 11a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체(1125)의 예시이다. 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1100A)은, 뷰어의 관점을 제공하는 시선(1105)을 따라 프리젠팅된다. 시각적 디스플레이 유닛(1100A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는, 속도계의 다이얼면과 속도를 표시하는 바늘을 조합하여 프리젠팅하는 3차원 이미지이다. 즉, 제1 및 제2 이미지는 3차원 속도계를 생성하도록 정렬된다. 예를 들어, 다이얼면은 제1 스크린(1110)에 의해 제공되는 외측 다이얼(1107)을 포함한다. 다이얼면은 또한, 제2 스크린(1130)에 의해 제공되는 내측 다이얼(1137)과 눈금 숫자(1135)를 포함한다. 따라서, 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130)에 의해 제공되는 제1 및 제2 이미지는 결합되어 3차원 다이얼면을 프리젠팅한다. 예를 들어, 숫자(1135)는 다이얼(1107) 상의 마킹(1109)과 정렬되어 속도계의 이미지를 생성한다. 또한, 바늘(1125)은 속도계 이미지 내에 중심을 두고 있고 점(1126) 주변으로 회전하여 속도 판독을 표시한다. 즉, 제1 및 제2 이미지 중 적어도 하나는 (예를 들어, 속도계를 생성하기 위해) 물리적 물체(1125)에 응답하여 디스플레이된다. 예를 들어, 바늘(1126)은 숫자(50) 부근을 가리켜 대략적 속도 50을 보여주고 있다.

도 11c는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 깊이 단서가 제거된 이후에 전체 이미지(예를 들어, 도 11b에 도시된 것)의 시각적 깊이를 유지하면서 도 11a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체(1125)의 예시이다. 즉, 전체 이미지의 깊이는 깊이 단서에 의해 생성되거나 강화될 수 있다. 예를 들어, 깊이 단서는 제1 스크린(1110) 상에 디스플레이되는 제1 이미지(예를 들어, 다이얼(1107) 및 마킹(1109))일 수 있다. 일단 전체 이미지의 깊이가 생성되고 나면, 하나 이상의 깊이 단서가 제거되는 반면, 전체 이미지의 다른 요소들은 유지된다. 예를 들어, 제2 스크린(1130) 상에 디스플레이된 숫자(1135)와 내측 다이얼(1137) 뿐만 아니라, 물리적 물체로서의 바늘(1125)은 유지될 수 있다. 따라서, 속도계의 전체 이미지 뿐만 아니라, 속도계에 의해 전달되는 정보가 여전히 뷰어에게 프리젠팅된다. 또한, 뷰어는, 깊이 단서 또는 단서들에 의해 제공되는, 강화된 깊이 인식을 유지할 수 있고, 전체 이미지의 일부가 제거되더라도 3차원 속도계를 인식할 수 있다. 이것은, 다른 정보의 명료화, 및/또는 도입의 목적을 허용할 수 있다.

도 12a는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 물리적 물체와 관련된 정보 및 물리적 물체와 관련되지 않은 정보를 포함하는 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다. 물리적 물체와 관련되지 않은 정보의 도입이, 단지 예시의 목적을 위해, 도 11a 내지 도 11c 내에서 처음 소개된 속도계와 이미지들을 이용하여 제공된다. 도 11a 내지 도 11c와 도 12a 및 도 12b 사이의 유사한 번호의 요소들은 유사하게 설명되는 것을 의도한 것이다.

도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은, 제1 스크린(1110) 및 제2 스크린(1230)을 포함하고, 여기서 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은 2개 이상의 디스플레이 스크린으로 구성되며, 각각의 스크린은 대응하는 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 뷰어가 보는 이미지들은, 3차원 공간 내의 3차원 이미지의 인지를 생성하도록 구성되고, 여기서, 3D 이미지는 현실적 및/또는 가상적일 수 있고, 3D 공간도 역시 현실적 및/또는 가상적일 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은 3차원 전체 이미지, 즉, 속도계를 생성한다. 3차원 이미지(예를 들어, 속도계)는 좌표계(1201)의 제1 초점면에 위치한 제1 스크린(1110) 상에 디스플레이된 제1 이미지로 구성된다. 제1 이미지는 다이얼(1107)을 포함하고, 하나 이상의 증분 마킹(1109)이 다이얼(1107) 상에 놓여 있다. 또한, 제1 이미지는, 사람 XYZ로부터 전화 메시지가 착신되고 있다는 것을 나타내는 통보(1270)를 포함한다. 3차원 이미지는, 제1 초점면과는 별개인 제2 초점면 상에 위치한 제2 스크린(1130) 상에 디스플레이된 제2 이미지로 구성되며, 여기서, 2개의 초점면들은 서로 어느 정도 오프셋되어 거의 평행하다. 제2 이미지는 내측 다이얼(1137), 및 10에서 150까지 증가 단위 10으로 증가하는 일련의 숫자(1135)를 포함하며, 뷰어가 보았을 때 마킹(1109)과 정렬되도록 구성된다. 제1 이미지와 제2 이미지는 속도계 등의 3차원 이미지의 인식을 생성하도록 구성된다. 또한, 물리적 물체(1125)는, 제1 초점면과 제2 초점면 사이에 적어도 부분적으로 위치한 평면(1120) 등의, 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130) 사이에 위치한다.

한 실시예에서, 제2 스크린(1130)은 제1 스크린(1110)과 부분적으로 중첩한다. 다른 실시예에서, 2개의 스크린은 반드시 중첩하는 것은 아니다. 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은, 다른 실시예에서, 2개 이상의 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다. 특히, 시각적 디스플레이 유닛(1200A) 내에서, 제1 스크린(1110)과 제2 스크린(1130)은, 한 실시예에서, 다층 디스플레이 유닛 내의 컴포넌트들이다.

속도계를 형성하는 이미지들은, 서로, 및 물리적 물체 또는 바늘(1125)의 배치 및 움직임과 관련된다. 즉, 물리적 물체(1125)와 관련하여 디스플레이되는 하나 이상의 디스플레이 스크린 상에 디스플레이된 관련된 이미지들로부터 속도계의 전체 3차원 이미지가 생성된다. 한 실시예에서, 제1 스크린(1110) 또는 제2 스크린(1130) 상의 이미지들 중 적어도 하나는 물리적 물체의 배치에 응답하여 디스플레이된다. 예를 들어, 이미지들은 물리적 물체(1125)와 관련하여 디스플레이되어 3차원 속도계를 생성한다.

또 다른 실시예에서, 제1 스크린(1110) 또는 제2 스크린(1130) 상의 이미지들 중 적어도 하나는 물리적 물체(1125)의 움직임과 관련하여 동적으로 디스플레이된다. 예를 들어, 속도계 상의 제2 스크린(1130)의 숫자(1135)는 바늘이 현재 가리키고 있는 곳을 보여주기 위해 동적으로 수정될 수 있다. 즉, 숫자 50은 강조되어(예를 들어, 굵게, 또는 더 큰 폰트로) 바늘이 숫자 50 부근을 가리키고 있다는 것을 표시할 수 있다. 또한, 제1 스크린(1110) 상의 다이얼(1107)도 역시 확대됨으로써, 바늘이 가리키고 있는 속도계 상의 부분을 포커싱하는 확대 효과를 생성할 수 있다. 이 경우, 제1 이미지와 제2 이미지 양쪽 모두는 물리적 물체(1125)의 위치 및/또는 위치와 관련하여 디스플레이된다.

제1 및 제2 이미지들은, 또 다른 실시예에서, 물리적 물체의 움직임에 응답하여 동적으로 생성된다. 예를 들어, 시각적 디스플레이 유닛은 파친코로서 구성될 수 있고, 여기서, 하나 이상의 볼 베어링은 플레이 표면을 가로질러 움직여 구멍에 떨어짐으로써, 포인트를 생성한다. 볼이 이리저리 움직임에 따라, 대응하는 스크린들 상에 디스플레이되는 이미지들은 그 움직임 반응할 수 있다. 예를 들어, 움직임이, 플레이어에 대해 긍정적인 무엇인가를 나타낸다면, 이미지들은 희망적인 전체 이미지(예를 들어, 2D, 3D 등)를 보여줄 수 있다. 반면, 움직임이 플레이어에 대해 부정적인 무엇인가를 나타낸다면, 이미지들은 실망적인 이미지를 보여줄 수 있다. 어느 경우든, 이미지들은 물리적 물체의 움직임에 반응하여 디스플레이된다.

또한, 제1 이미지의 일부는 물리적 물체(1125) 및/또는 제2 이미지와 관련되지 않는다. 예를 들어, 통보(1270)는 "사람 XYZ로부터의 착신 통화(INCOMING CALL FROM PERSON XYZ)"를 뷰어에게 알려준다. 따라서, 이 통보는 3차원 속도계에 의해 제공되는 속도 정보와 관련되지 않지만, 뷰어에게 추가적인 및 별개의 정보를 제공한다.

도 12b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 사용자의 시선(미도시)을 따라 보았을 때의 도 12a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체(1125)의 예시이며, 여기서, 3차원 체적 공간을 생성하는데 이용된 이미지의 적어도 일부는 물리적 물체와 관련되지 않고, 및/또는 3차원 체적 공간에서 생성된 전체 3차원 이미지와 관련되지 않는다. 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은, 직선 보기 등의, 뷰어의 관점을 제공한다.

시각적 디스플레이 유닛(1200A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는, 속도계의 다이얼면과 속도를 표시하는 바늘을 프리젠팅하는 3차원 이미지를 포함한다. 즉, 제1 및 제2 이미지들은 결합되고 정렬되어 3차원 속도계를 생성하고, 여기서, 다이얼면은 제1 스크린(1110)에 의해 제공된 외측 다이얼(1107)을 포함하고, 제2 스크린(1130)에 의해 제공된 내측 다이얼(1137) 및 눈금 숫자(1135)를 포함한다. 더 구체적으로는, 숫자(1135)는 다이얼(1107) 상의 마킹(1109)과 정렬되어 속도계의 이미지를 생성하고, 물리적 물체(1125)(예를 들어, 바늘)는 속도계 이미지 내에 중심을 두고 회전되어 속도 판독을 표시한다.

또한, 시각적 디스플레이 유닛(1200A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는 다른 정보(예를 들어, 3차원 속도계)와 관련되지 않은 다른 정보를 포함한다. 즉, 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은 2개 이상의 별개의 정보를 디스플레이할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1200A)은 속도계와 연계하여 디스플레이되는 통보(1270)를 포함한다. 한 실시예에서, 통보(1270)가 속도계와 중첩하지 않도록 디스플레이되게끔, 상이한 정보는 중첩되지 않는다. 이 방식으로, 뷰어는 이미지들로부터의 어떠한 간섭도 없이 양쪽 정보를 볼 수 있다.

또 다른 실시예에서, 관련되지 않은 별개의 정보는 시각적 디스플레이 유닛에서 디스플레이될 때 중첩된다. 예를 들어, 도 13a는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 물리적 물체와 관련된 정보를 갖는 하나의 디스플레이, 및 물리적 물체와 관련되지 않은 정보를 갖는 제2 디스플레이를 포함하는 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다.

도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1300A)은, 제1 스크린(1310) 및 제2 스크린(1330)을 포함하고, 여기서 시각적 디스플레이 유닛(1300A)은 2개 이상의 디스플레이 스크린으로 구성되며, 각각의 스크린은 대응하는 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 뷰어가 보는 이미지들은, 3차원 공간 내의 3차원 이미지의 인지를 생성하도록 구성되고, 여기서, 3D 이미지는 현실적 및/또는 가상적일 수 있고, 3D 공간도 역시 현실적 및/또는 가상적일 수 있다.

시각적 디스플레이 유닛(1300A)은 좌표계(1301)의 제1 초점면에 위치한 제1 스크린(1310)을 포함한다. 제1 스크린(1310)은, 뷰어에게 사람 XYZ로부터의 착신 전화통화가 있다는 것을 알려주는 통보(1305)를 포함하는 제1 이미지를 디스플레이한다.

또한, 시각적 디스플레이 유닛(1300A)은 3차원 이미지를 생성한다. 예시의 목적을 위해, 도 13a에 도시된 바와 같이, 이 3차원 이미지는 속도계이다. 3차원 이미지(예를 들어, 속도계)는 좌표계(1301)의 제2 초점면에 위치한 제2 스크린(1230) 상에 디스플레이된 제2 이미지로 구성된다. 제2 초점면은 제1 초점면과는 별개이어서, 2개의 초점면은 서로 오프셋되어 거의 평행하다. 제2 이미지는, 내측 다이얼(1337), 및 속도를 표시하는 눈금에서 이용되는 것들과 같은, 10에서 150까지 증가 단위 10으로 증가하는 일련의 숫자(1335)를 포함한다. 또한, 물리적 물체(1325)는, 제1 초점면과 제2 초점면 사이에 적어도 부분적으로 위치한 평면(1320) 등의, 제1 스크린(1310)과 제2 스크린(1330) 사이에 위치한다. 그 결과, 제2 디스플레이(1330) 상의 제2 이미지는 물리적 물체(1325)와 관련하여 디스플레이되어 뷰어가 보았을 때 3차원 속도계를 제공한다. 앞서 설명된 바와 같이, 적어도 짧은 기간 동안 깊이 단서를 이용함으로써 속도계의 강화된 보기도 역시 제공될 수 있다. 이 경우, 뷰어는, 깊이 단서가 제거되더라도, 3차원 전체 이미지에서 더 많은 깊이를 인지할 수 있다.

도 13b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 사용자의 시선을 따라 보았을 때의 도 13a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이며, 3차원 체적 공간에서 생성된 전체 3차원 이미지를 볼 때 상이한 및 관련되지 않은 정보는 적어도 부분적으로 중첩된다. 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1300A)은, 직선 보기 등의, 뷰어의 관점을 제공한다.

시각적 디스플레이 유닛(1300A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는, 속도계의 다이얼면과 속도를 표시하는 바늘을 프리젠팅하는 3차원 이미지를 포함한다. 즉, 제2 디스플레이의 제2 이미지의 내측 다이얼(1337) 및 숫자(1335)와 정렬된 물리적 물체(1325)는 결합되고 정렬되어 속도 판독을 주는 3차원 속도계를 생성한다.

또한, 시각적 디스플레이 유닛(1300A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는 다른 정보(예를 들어, 3차원 속도계)와 관련되지 않은 다른 정보를 포함한다. 즉, 시각적 디스플레이 유닛(1300A)은 속도계와 연계하여 디스플레이되는 통보(1370)를 포함한다. 한 실시예에서, 상이한 정보는 적어도 부분적으로 중첩되어, 통보(1370)가 속도계의 일부에 오버레이될 수 있다. 이 경우, 속도계는 흐릿해짐 또는 크기의 변경을 통해 경시(de-emphasize)되어 뷰어가 더 긴급한 통보 메시지(1370)에 집중하는 것을 허용한다. 이 방식으로, 뷰어는 간섭 없이 양쪽 정보를 볼 수 있다.

도 14a는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 복수의 정보 항목들이 각각 상이한 층들에서 별개로 디스플레이되도록 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체의 예시이다. 더 구체적으로는, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은, 각각이 대응하는 층에서 디스플레이가능한 다양한 정보들을 포함하고, 여기서, 정보는 디스플레이될 때 서로 분리된다.

도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은 제1 스크린(1410)과 제2 스크린(1430)을 포함한다. 앞서 설명된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛은, 2개 이상의 디스플레이 스크린으로 구성되고, 각각의 스크린은 대응하는 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 도 14a에 제공된 예에서, 각각의 디스플레이 스크린은, 한 실시예에서, 상이한 및 관련되지 않은 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 디스플레이 스크린들은, 전술된 바와 같이, 관련된 정보를 디스플레이할 수 있다. 뷰어가 보는 이미지들은, 3차원 공간 내의 3차원 층을 이룬 이미지의 인지를 생성하도록 구성되고, 여기서, 3D 이미지는 현실적 및/또는 가상적일 수 있고, 3D 공간도 역시 현실적 및/또는 가상적일 수 있다. 즉, 뷰어는, 도 14a에 도시된 바와 같이, 상이한 물리적 층들에서 상이한 정보들을 볼 수 있다.

더 구체적으로는, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은, 좌표계(1401) 내에 정의된 등의, 제1 초점면에서 제1 스크린(1410)을 포함한다. 제1 초점면은 시각적 디스플레이 유닛(1400A)의 전경 이미지(foreground image)를 포함할 수 있다.

한 실시예에서, 제1 스크린(1410)은 제1 이미지를 디스플레이한다. 예를 들어, 제1 이미지는 배터리 소모 표시자(1415)를 포함한다. 특히, 이미지는 배터리의 잔여 수명에 관한 정보를 뷰어에게 제공한다. 시각적 디스플레이 유닛(1400A)으로서의 자동차 디스플레이의 예에 이어, 배터리 표시자(1415)는, 전기 또는 하이브리드 차량의 배터리 수명과 연관될 수 있고, 배터리 시스템이 50퍼센트보다 많은 배터리 수명을 가진다는 것을 나타낸다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면에서 제2 스크린(1430)을 포함하고, 2개의 초점면은 서로 오프셋된다. 다른 실시예들에서, 다층 디스플레이 유닛(1400A)은 2개 이상의 디스플레이 스크린을 포함할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요하다. 한 실시예에서, 시각적 디스플레이 유닛(1400)은, 다층 디스플레이 유닛 내의 컴포넌트들인 제1 스크린(1410)과 제2 스크린(1430)을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 초점면(1110)과 제2 초점면(1130)은 서로 거의 평행하다. 또한, 한 실시예에서, 제2 스크린(1430)은 제1 스크린(1410)과 부분적으로 중첩한다. 다른 실시예에서, 2개의 스크린은 반드시 중첩하는 것은 아니다.

한 실시예에서, 제2 스크린(1430)은 제2 이미지를 디스플레이한다. 예를 들어, 제2 이미지는, 렌더링, 사람의 비디오 스트림, 또는 사람 또는 문자의 어떤 다른 시각적 표현일 수 있다. 제2 이미지는, 뷰어와, 제2 스크린(1430) 상의 제2 이미지에 디스플레이된 사람 사이에 유지되는 화상 회의와 연계하여 제공될 수 있다.

또한, 제2 스크린(1430)은 수직 분리자(1440A 및 1440B)를 포함한다. 이들 수직 라인은, 뷰어가 보았을 때, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)의 3개의 상이한 영역을 구분하고 분리하는 것을 돕는다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 물리적 물체(1425)가 제1 스크린(1410)과 제2 스크린(1430) 사이에 위치한다. 예를 들어, 물리적 물체(1425)는, 제1 초점면과 제2 초점면 사이에 적어도 부분적으로 위치한 평면(1420) 상에 위치해 있다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체(1425)는 제1 스크린(1410)과 제2 스크린(1430) 앞에 위치한다. 역시 또 다른 실시예에서, 물리적 물체(1425)는 제1 스크린(1410)과 제2 스크린(1430) 양쪽 모두의 뒤에 위치한다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 물리적 물체는, 하우징, 다이얼 디스플레이, 속도를 표시하는 숫자 및 마킹을 포함하는 속도계를 포함한다. 한 실시예에서, 물리적 물체는 3차원이다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체는 2차원이다.

도 14b는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 각각의 정보 항목이 다른 정보 항목과 분리되도록, 뷰어의 시선(미도시)을 따른 도 14a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체(1425)의 예시이다. 도시된 바와 같이, 상이한 및 관련되지 않은 정보는, 3차원 체적 공간에서 정보를 계층화함으로써 생성된 전체의 3차원 이미지를 볼 때 중첩하지 않는다. 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은, 직선 보기 등의, 뷰어의 관점을 제공한다.

시각적 디스플레이 유닛(1400A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는 3개의 구획: 제1 구획(1431), 제2 구획(1432), 및 제3 구획(1433)으로 분리된다. 제1 구획(1431)은 배터리 소모 표시자(1415)의 이미지를 포함한다. 제2 구획(1432)은, 물리적 물체, 또는 속도계(1425)를 포함한다. 제3 구획(1433)은 화상 회의에 참여하고 있는 사람의 비디오 스트림(1435)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 3개의 상이한 구획은 서로 분리된 물체 및/또는 이미지를 포함한다. 이 방식으로, 상이한 정보들이 중첩하지 않고, 뷰어에게 각각의 정보의 방해받지 않는 관찰을 제공한다.

도 14c는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 각각의 정보 항목이 다른 정보 항목과 분리되지만, 도 14b에 도시된 것과는 상이한 배열을 갖는, 뷰어의 시선(미도시)을 따른 도 14a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체(1425)의 예시이다. 즉, 한 시점에서, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은 하나의 구성(예를 들어, 도 14b의 구성)을 가질 수 있는 반면, 또 다른 시점에서, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)은 상이한 구성(예를 들어, 도 14c의 구성)을 가질 수 있다. 따라서, 시각적 디스플레이 유닛은 각각의 구획(1431, 1432, 및 1433)과 연관된 이미지들 및 물체들의 순서를 재구성할 수 있다.

예를 들어, 도 14c에 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는 제1 구획(1431)에서 물리적 물체 또는 속도계(1425)를 포함한다. 즉, 물리적 물체(1425)는 다른 이미지와 관련하여 이동되어 뷰어가 보았을 때 제1 구획(1431)에 도시된다. 제2 구획(1432)은 화상 회의에 참여하고 있는 사람의 비디오 스트림(1435)을 포함한다. 즉, 제2 스크린(1430)은, 도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이 제3 구획(1433) 대신에, 도 14c에 도시된 바와 같이, 제1 구획(1431)에서 비디오 스트림(1435)의 이미지를 디스플레이하도록 구성된다. 제3 구획(1433)은 배터리 소모 표시자(1415)의 이미지를 포함한다. 즉, 제1 스크린(1410)은, (도 14a 및 14b에 도시된 바와 같이) 제1 구획(1431) 대신에, (도 14c에 도시된 바와 같이), 제3 구획(1433)에서 배터리 소모 표시자(1415)의 이미지를 디스플레이하도록 구성된다.

도 14d는, 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 각각의 정보 항목이 다른 정보 항목과 분리되지만, 디스플레이로부터 물리적 물체가 제거된, 뷰어의 시선을 따른 도 14a에 도시된 2개 이상의 디스플레이들 사이에 배치된 물리적 물체(예를 들어, 물체(1425))의 예시이다. 즉, 뷰어는 한 시점에서 도 14b에 디스플레이된 전체 이미지를 보고 있을 수 있고, 이 때 배터리 소모 표시자(1415)는 제1 구획(1431)에 있고, 화상 회의 중의 사람의 비디오 스트림(1435)은 제3 구획(1433)에 있다. 물리적 속도계(1425)는 제2 구획(1432)에 위치해 있다. 나중의 시간 등의, 상이한 시간에서, 물리적 물체(1425)가 뷰어가 볼 때 전체 이미지로부터 제거된다. 한 실시예에서, 대체 이미지가 물리적 물체(1425)를 대체한다. 다른 실시예에서는 어떠한 대체 이미지도 발생되지 않아, 한 구획은 비어 있거나, 다른 2개의 구획이 확장되어 어떠한 갭도 없이 전체 이미지를 채울 수 있다.

예를 들어, 도 14d에 도시된 바와 같이, 시각적 디스플레이 유닛(1400A)에 의해 프리젠팅된 전체 이미지는 제1 구획(1431)에서 배터리 소모 표시자(1415)를 포함하고, 제3 구획(1433)에서 화상 회의에 참여하고 있는 사람의 비디오 스트림(1435)을 포함한다. 또한, 중간 또는 제2 구획(1432)은 이제, 사용자의 위치(1490)에 따라 지속적으로 업데이트되는 GPS(global positioning satellite) 지원되는 맵 등의, 새로운 이미지인 맵(1440)을 디스플레이한다.

도 15는 본 개시내용의 한 실시예에 따른, 2개 이상의 디스플레이 스크린을 갖는 다층 디스플레이에 의해 정의된 3차원 체적 공간 내에 물리적 물체를 통합하기 위한 방법(1500)을 나타내는 흐름도이다.

1510에서, 이 방법은, 시각적 디스플레이 유닛의 제1 초점면에서 제1 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이한다. 1520에서, 이 방법은, 시각적 디스플레이 유닛의 제2 초점면에서 제2 스크린을 제공하는 단계를 포함하고, 여기서, 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이한다. 초점면들은 별개이어서, 2개의 초점면들 상의 이미지들은 그 이미지들이 투사되는 3차원 체적 공간을 제공한다. 한 실시예에서, 이미지들은, 뷰어가 보았을 때, 실제의 및 강화된 깊이를 갖는 전체 이미지를 제공하는 방식으로 디스플레이된다.

한 실시예에서, 시각적 디스플레이 유닛은, 각각이 대응하는 이미지를 디스플레이하는, 2개 이상의 스크린을 포함한다. 스크린들 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 투명하다. 이 방식으로, 후방 스크린으로부터의 이미지는 적어도 하나 이상의 부분적으로 투명한 전방 스크린을 통해 볼 수 있다. 또한, 한 실시예에서, 제1 스크린과 제2 스크린은 부분적으로 중첩한다.

1530에서, 방법은 제1 이미지와 제2 이미지를 관련시킴으로써 3차원 체적 공간을 생성하는 단계를 포함한다. 이 방식으로, 2개의 스크린 상의 이미지들은 서로 상호작용하여 뷰어에게 강화된 3차원 효과를 제공하도록 구성가능하다. 또 다른 실시예에서, 제1 스크린과 제2 스크린은 중첩하지 않는다. 2개의 스크린 상의 이미지들은 상이한 초점면들 상에 놓인 디스플레이 스크린들 덕택에 뷰어에게 3차원 효과를 제공한다. 그러나, 이미지들은 반드시 서로 상호작용할 필요는 없고, 서로 독립적인 이미지들을 제공할 수도 있다.

1530에서, 이 방법은 3D 체적 공간 주변에 물리적 물체를 개재하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 물리적 물체와 관련하여 또는 연계하여 디스플레이된다. 예를 들어, 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는, 물리적 물체의 존재와 상호작용; 물리적 물체의 위치와 상호작용; 물리적 물체의 움직임과 상호작용; 물리적 물체의 사라짐과 상호작용; 및/또는 물리적 물체의 다양한 다른 양태와 상호작용하는 등의, 물리적 물체의 소정 양태와 상호작용할 수 있다.

물리적 물체는 3차원 체적 공간 주변에 위치한다. 예를 들어, 한 실시예에서, 물리적 물체는, 제1 스크린 및 제2 스크린 앞에 위치하고, 여기서 상기 제1 이미지와 제2 이미지 중 적어도 하나는 상기 물리적 물체와 관련하여 디스플레이된다. 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 스크린과 제2 스크린 사이에 위치하고, 여기서 하나 이상의 추가적 스크린은, 스크린들 뒤에, 스크린들 사이에, 스크린들 앞에, 또는 이들의 소정 조합을 포함한, 제1 및 제2 스크린과 관련한 소정 구성으로 배열된다. 또 다른 실시예에서, 물리적 물체는 제1 및 제2 스크린의 뒤에 위치한다. 역시 다른 실시예에서, 하나 이상의 추가적 스크린은 물리적 물체 앞에, 또는 뒤에 위치할 수 있다.

따라서, 본 개시내용의 실시예들에 따르면, 원격 워크스테이션에 위치한 에이전트(agent)의 인간 구현된 비디오 인증을 포함한 비디오 인에이블형 2-인자 인증을 제공하는 시스템 및 방법이 설명된다.

상기 개시내용이 특정한 블록도, 플로차트 및 예를 이용하여 다양한 실시예를 개시하고 있지만, 여기서 설명되고 및/또는 예시된 각각의 블록도 컴포넌트, 플로차트 단계, 동작, 및/또는 컴포넌트는, 광범위한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어(또는 이들의 조합) 구성을 이용하여, 개별적으로 및/또는 집합적으로 구현될 수 있다. 또한, 다른 컴포넌트 내에 포함된 컴포넌트의 임의의 개시는, 동일한 기능을 달성하기 위해 많은 다른 아키텍처들이 구현될 수 있기 때문에 예로서 간주되어야 한다.

여기서 설명된 및/또는 예시된 프로세스 파라미터들 및 단계들의 시퀀스는 단지 예시로서 주어진 것이며 원한다면 변경될 수 있다. 예를 들어, 여기서 예시되고 및/또는 설명된 단계들은 특정한 순서로 도시되거나 논의될 수 있지만, 이들 단계들은 반드시 예시되거나 논의된 순서로 수행될 필요는 없다. 여기서 설명되고 및/또는 예시된 다양한 예시적인 방법들은 또한, 여기서 설명되거나 예시된 단계들 중 하나 이상을 생략하거나 개시된 것들에 더하여 추가 단계들을 포함할 수도 있다.

다양한 실시예들이 여기서 완전 기능 컴퓨팅 시스템의 정황에서 설명되고 및/또는 예시되었지만, 이들 예시적 실시예들 중 하나 이상은, 배포를 실제로 실행하는데 이용되는 컴퓨터-판독가능한 매체의 특정한 유형에 관계없이, 다양한 형태의 프로그램 제품으로서 배포될 수도 있다. 여기서 설명된 실시예들은 또한, 소정의 태스크를 수행하는 소프트웨어 모듈을 이용하여 구현될 수 있다. 이들 소프트웨어 모듈은, 스크립트, 배치(batch), 또는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체 상에 또는 컴퓨팅 시스템에 저장될 수 있는 기타의 실행가능한 파일들을 포함할 수 있다. 이들 소프트웨어 모듈들은, 여기서 개시된 예시적 실시예들 중 하나 이상을 수행하도록 컴퓨팅 시스템을 구성할 수 있다. 여기서 개시된 소프트웨어 모듈들 중 하나 이상은 클라우드 컴퓨팅 환경에서 구현될 수도 있다. 클라우드 컴퓨팅 환경은 인터넷을 통해 다양한 서비스와 애플리케이션을 제공할 수 있다. 이들 클라우드-기반의 서비스들(서비스로서의 소프트웨어, 서비스로서의 플랫폼, 서비스로서의 인프라스트럭처 등)은 웹 브라우저 또는 기타의 원격 인터페이스를 통해 액세스될 수 있다. 여기서 설명된 다양한 기능들은 원격 데스크톱 환경 또는 기타 임의의 클라우드-기반의 컴퓨팅 환경을 통해 제공될 수 있다.

전술된 기재사항은, 설명의 목적을 위해, 구체적인 실시예들을 참조하여 기술되었다. 그러나, 상기의 예시적 논의는, 본 발명을 철저히 남김없이 드러내거나 본 발명을 정확히 개시된 형태로 제한하기 위한 것이 아니다. 상기 교시에 비추어 많은 수정과 변형이 가능하다. 본 발명의 원리와 그 실제적 적용을 최상으로 설명함으로써 당업자가 본 발명 및 고려중인 특정한 이용에 적합할 수 있는 다양한 수정을 가한 다양한 실시예들을 최상으로 이용할 수 있도록, 실시예들이 선택되고 설명되었다.

본 개시내용에 따른 실시예들이 이와 같이 설명되었다. 본 개시내용이 특정한 실시예들에서 설명되었지만, 본 개시내용은 이러한 실시예들에 의해 제한되는 것으로서 해석되어서는 안 되고, 오히려 이하의 청구항들에 따라 해석되어야 한다는 것을 이해해야 한다.

Claims

시각적 디스플레이 유닛으로서,
제1 초점면 내의 제1 스크린 ―상기 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이함―;
상기 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면 내의 제2 스크린 ―상기 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 상기 제2 스크린은 상기 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩(overlap)함― ;
상기 제1 스크린과 상기 제2 스크린 사이에 위치한 물리적 물체(physical object)
를 포함하고, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 중 적어도 하나는 상기 물리적 물체의 배치에 응답하여 디스플레이되는, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 스크린은 상기 물리적 물체의 움직임에 응답하여 상기 제1 이미지를 디스플레이하도록 구성가능한, 시각적 디스플레이 유닛.
제2항에 있어서, 상기 제2 스크린은 상기 제1 이미지의 디스플레이에 응답하여 상기 제2 이미지를 디스플레이하도록 구성가능한, 시각적 디스플레이 유닛.
제2항에 있어서, 상기 제2 스크린은 상기 물리적 물체의 움직임에 응답하여 상기 제2 이미지를 디스플레이하도록 구성가능한, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 물리적 물체는 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 중 적어도 하나에 응답하여 움직이도록 구성가능한, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1 스크린과 상기 제2 스크린 사이에 제공되고 상기 전방 스크린과 상기 물리적 물체에 광을 제공하도록 구성되는 방출층(emissive layer)을 더 포함하는, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 물리적 물체는 불투명한, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 물리적 물체는 투명한, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 물리적 물체는 금속 구체(sphere)를 포함하는, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 물리적 물체는 아날로그 바늘(analog needle)을 포함하는, 시각적 디스플레이 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 초점면은 전경(foreground)을 포함하는, 시각적 디스플레이 유닛.
제11항에 있어서, 상기 제1 스크린은 투명한 디스플레이를 포함하고, 상기 제2 스크린은 불투명한 디스플레이를 포함하는, 시각적 디스플레이 유닛.
시각적 디스플레이 유닛을 적응시키는(adapting) 방법으로서,
제1 초점면에서 제1 스크린 ―상기 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이함― 을 제공하는 단계;
상기 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면에서 제2 스크린 ―상기 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 상기 제2 스크린은 상기 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩함― 을 제공하는 단계;
상기 제1 스크린과 상기 제2 스크린 사이에 위치한 물리적 물체를 제공하는 단계
를 포함하고, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 중 적어도 하나는 상기 물리적 물체와 관련하여 디스플레이되는, 방법.
제13항에 있어서,
상기 물리적 물체의 움직임에 응답하여 상기 제1 스크린 상에 상기 제1 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 이미지의 디스플레이에 응답하여 상기 제2 스크린 상에 상기 제2 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 물리적 물체의 움직임에 응답하여 상기 제2 스크린 상에 상기 제2 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 중 적어도 하나에 응답하여 상기 물리적 물체를 움직이는 단계를 더 포함하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 스크린과 상기 제2 스크린 사이에 제공되고 상기 전방 스크린과 상기 물리적 물체에 광을 제공하도록 구성되는 방출층을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
시각적 디스플레이 유닛을 적응시키는 방법으로서,
제1 초점면에서 제1 스크린 ―상기 제1 스크린은 제1 이미지를 디스플레이함― 을 제공하는 단계;
상기 제1 초점면과는 별개의 제2 초점면에서 제2 스크린 ―상기 제2 스크린은 제2 이미지를 디스플레이하며, 상기 제2 스크린은 상기 제1 스크린과 적어도 부분적으로 중첩함― 을 제공하는 단계;
상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 관련시킴으로써 3D 체적 공간(3D volumetric space)을 생성하는 단계;
상기 3D 체적 공간 주변에(about) 물리적 물체를 개재하는(interposing) 단계
를 포함하고, 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 중 적어도 하나는 상기 물리적 물체와 관련하여 디스플레이되는, 방법.
제19항에 있어서, 상기 물리적 물체를 제공하는 단계는,
상기 물리적 물체와 상호작용하도록 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지 중 적어도 하나를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제19항에 있어서, 상기 물리적 물체를 제공하는 단계는,
더 포함하는, 방법.
제19항에 있어서,
상기 제1 이미지의 일부를 깊이 단서(depth cue)로서 제공하는 단계; 및
상기 제1 이미지의 상기 일부를 일정 기간 이후에(after a period of time) 제거하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 초점면은 전경을 포함하고, 상기 제1 스크린은 투명한 디스플레이를 포함하며, 상기 제2 스크린은 불투명한 디스플레이를 포함하는, 방법.