KR20190051992A - 투명 디스플레이 및 방법 - Google Patents

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데이비드 에이. 파탈
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레이아 인코포레이티드
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Abstract

투명 디스플레이 및 투명 멀티뷰는 배경 장면이 디스플레이를 통해 보여질 수 있게 하면서 이미지를 디스플레이한다. 투명 디스플레이는 산란 피처를 갖는 광 가이드와, 디스플레이된 이미지를 나타내는 변조된 방출광을 제공하도록 광 가이드로부터 산란된 방출광을 변조하게 구성된 광 밸브 어레이를 포함한다. 광 가이드와 광 밸브 어레이와의 조합의 투명성은 투명 디스플레이를 통해 배경 장면이 보여질 수 있도록 구성된다. 투명 멀티뷰 디스플레이는 광 가이드와, 광 가이드로부터의 안내된광을 복수의 지향성 광빔으로서 산란시키도록 구성된 복수의 멀티빔 요소를 포함한다. 투명 멀티뷰 디스플레이는 지향성 광선을 변조하여 멀티뷰 이미지로서 디스플레이 이미지를 제공하는 광 밸브 어레이를 더 포함한다.

Description

투명 디스플레이 및 방법
관련출원에 대한 상호참조
이 출원은 전체 내용이 본원에 참조로 포함되는 2016년 10월 5일에 출원된 미국 가특허 출원번호 62/404,747에 대한 우선권을 주장한다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이는 다양한 디바이스 및 제품의 사용자에게 정보를 통신하기 위한 거의 유비쿼터스적인 매질이다. 가장 일반적으로 채용되는 전자 디스플레이는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전계발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동 디스플레이(EP), 및 전기기계적 또는 전기유체 광 변조(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 일렉트로웨팅 디스플레이, 등)를 채용하는 다양한 디스플레이를 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 능동 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 수동 디스플레이(즉, 다른 소스에 의해 제공된 광을 변조하는 디스플레이)로서 유별될 수 있다. 능동 디스플레이의 가장 자명한 예 중에는 CRT, PDP, 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 전형적으로 수동으로서 분류되는 디스플레이는 LCD 및 EP 디스플레이이다. 수동 디스플레이는 본질적으로 저전력 소모를 포함하지만 이에 국한되지 않는 유익한 성능 특징을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 없기 때문에 많은 실제 응용에서 다소 제한된 사용을 발견할 수 있다.
방출광과 관련된 수동 디스플레이의 한계를 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이가 외부 광원에 결합된다. 결합된 광원은 이들 다른 수동 디스플레이를 광을 방출하여 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하게할 수 있다. 이러한 결합된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 다른 수동 디스플레이 뒤에 놓여지는 광원(종종 패널 백라이트)으로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 이어서 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 백라이트는 종종 백색광을 방출하도록 구성된다. 이어 컬러 필터는 백색광을 디스플레이에서 사용되는 다양한 색으로 변환하기 위해 사용된다. 컬러 필터는, 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이의 출력에(덜 일반적인) 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 놓여질 수 있다.
본원에 설명된 원리에 따른 예 및 실시예의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면에 도시된 예와 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 3a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 3b는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이의 평면도를 도시한다.
도 3c는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 3d는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이의 또 다른 사시도를 도시한다.
도 4a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이의 일부의 단면도를 도시한다.
도 4b는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이의 일부분의 단면도를 도시한다.
도 5a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 복수의 서브-격자를 포함하는 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 5b는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 도 5a에 도시된 회절 격자의 평면도를 도시한다.
도 6은 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 한쌍의 멀티빔 요소의 평면도를 도시한다.
도 7a는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이의 일부분의 단면도를 도시한다.
도 7b는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이의 일부분의 단면도를 도시한다.
도 8은 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이의 일부분의 단면도를 도시한다.
도 9는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 10은 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 디스플레이 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
어떤 예 및 실시예는 위에 언급된 도면에 도시된 특징에 추가되거나 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본원에 설명된 원리에 따른 예 및 실시예는 투명 디스플레이를 통해 배경 장면을 볼 수 있게 하는 투명 디스플레이를 제공한다. 특히, 본원에 설명된 원리에 일관된 일부 실시예는 투명 디스플레이를 조명하기 위한 백라이트로서 각도-보존 산란을 갖는 광 가이드를 채용하는 투명 디스플레이를 제공한다. 일부 실시예에서, 각도-보존 산란은 멀티뷰 이미지를 생성하기 위해 지향성 광선을 제공하며 투명 디스플레이는 투명 멀티뷰 디스플레이이다. 특히, 각도-보존 산란에 사용되는 멀티빔 요소는 백라이트의 광 가이드에서 안내된 광을 산란시킴으로써 복수의 다른 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔을 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 투명 멀티뷰 디스플레이의 멀티빔 요소에 의해 제공되는 광빔의 상이한 주 각도 방향은 멀티뷰 이미지의 다양한 상이한 뷰의 상이한 방향에 대응한다. 본원에 기술된 투명 디스플레이의 용도는 증강 현실 디스플레이와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 디스플레이 응용을 포함한다.
여기서, '2차원 디스플레이' 또는 '2D 디스플레이'는 이미지가 보여지는 방향에 관계없이(즉, 미리 정의된 뷰잉 각도 또는 2D 디스플레이의 범위 내에서) 실질적으로 동일한 이미지의 뷰를 제공하도록 구성된 디스플레이로서 정의된다. 스마트 폰 및 컴퓨터 모니터에서 볼 수 있는 종래의 액정 디스플레이(LCD)는 2D 디스플레이의 예이다. 본원에서 대조적으로, '멀티뷰 디스플레이'는 상이한 뷰 방향에서 또는 이로부터 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰를 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 특히, 상이한 뷰는 멀티뷰 이미지의 장면 또는 객체의 상이한 사시적 뷰를 나타낼 수 있다.
도 1a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 보여질 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위한 스크린(12)을 포함한다. 멀티뷰 디스플레이(10)는 스크린(12)에 대해 상이한 뷰 방향(16)으로 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰(14)를 제공한다. 뷰 방향(16)은 다양한 상이한 주 각도 방향으로 스크린(12)으로부터 연장하는 화살표로서 도시되었는데; 상이한 뷰(14)는 화살표의 말미에 음영 다각형 박스로서 도시되었고(즉, 뷰 방향(16)을 묘사하는); 모두가 제한이 아닌 예로서, 4개의 뷰(14)와 4개의 뷰 방향(16)만이 도시되었다. 상이한 뷰(14)가 스크린 위에 있는 것으로서 도 1a에 도시되어 있지만, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이될 때 뷰(14)는 실제로 스크린(12) 상에 또는 그 근처에 나타나는 것에 유의한다. 스크린(12) 위에 뷰(14)를 도시한 것은 단지 설명의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응하는 뷰 방향(16) 각각으로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 보는 것을 나타내려 한 것이다.
뷰 방향 또는 등가적으로 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 방향을 갖는 광빔은 일반적으로 본원의 정의에 의해 각도 성분(θ, φ)에 의해 주어진 주 각도 방향을 갖는다. 각도 성분(θ)은 본원에서 광빔의 '고도 성분' 또는 '앙각'이라고 지칭된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '어지무스 성분' 또는 '어지무스 각'이라 지칭된다. 정의에 의해, 앙각(θ)은 수직면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 스크린 평면에 수직한)에서의 각도이고, 어지무스 각(φ)은 수평면에서의 각이다(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 스크린의 평면에 평행한).
도 1b는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a에서 뷰 방향(16))에 대응하는 특정 주 각도 방향 또는 간단히 '방향'을 갖는 광빔(20)의 각도 성분(θ, φ)의 그래픽 표현이다. 또한, 광빔(20)은 본원에서 정의에 의해 특정 점으로부터 방출되거나 나온다. 즉, 정의에 의해, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점과 연관된 중심 광선을 갖는다. 도 1b는 또한 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다.
또한, 본원에서, '멀티뷰 이미지' 및 '멀티뷰 디스플레이'라는 용어에서 사용되는 '멀티뷰'라는 용어는 상이한 퍼스펙티브를 나타내는 또는 복수의 뷰의 뷰들 사이의 각도 디스패리티를 포함하는 복수의 뷰로서 정의된다. 또한, 본원에 정의에 의해, 본원에서 '멀티뷰'라는 용어는 명시적으로 2개 이상의 상이한 뷰(즉, 최소 3개의 뷰 및 일반적으로 3개 이상의 뷰)를 포함한다. 따라서, 본원에서 채용되는 '멀티뷰 디스플레이'는 장면 또는 이미지를 나타내는 2개의 상이한 뷰만을 포함하는 스테레오스코픽 디스플레이와는 명백하게 구별된다. 그러나, 멀티뷰 이미지 및 멀티뷰 디스플레이는 2개 이상의 뷰를 포함하지만, 본원에 정의에 의해, 멀티뷰 이미지는 동시에 보기 위해 멀티뷰 뷰중 2개만을 선택함으로써(즉, 눈마다 하나의 뷰) 스테레오스코픽 이미지 쌍으로서 보여질 수 있는 것에(즉, 멀티뷰 디스플레이 상에) 유의한다.
'멀티뷰 픽셀'은 멀티뷰 디스플레이의 유사한 복수의 상이한 뷰들 각각에 서브-픽셀 세트 또는 '뷰' 픽셀로서 본원에서 정의된다. 특히, 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각에서 픽셀에 대응하거나 이를 나타내는 개별 뷰 픽셀을 가질 수 있다. 또한, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀은 본원에 정의에 의해, 각 뷰 픽셀이 상이한 뷰 중 대응하는 것의 소정의 뷰 방향과 관련된 점에서 소위 '지향성 픽셀'이다. 또한, 다양한 예 및 실시예에 따라, 멀티뷰 픽셀의 상이한 뷰 픽셀은 상이한 뷰들 각각에서 등가의 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치 또는 좌표를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 각각에서 {x1, y1}에 위치된 개별 뷰 픽셀을 가질 수 있는 반면, 제2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰 각각에서 {x2, y2}에 위치된 개별 뷰 픽셀을 가질 수 있다, 등등.
일부 실시예에서, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀 수는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀은 64개의 상이한 뷰를 갖는 멀티뷰 디스플레이와 연관하여 64개의 뷰 픽셀을 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 8 x 4 뷰 어레이(즉, 32 뷰)를 제공할 수 있고, 멀티뷰 픽셀은 32 뷰 픽셀(즉, 각각의 뷰에 대해 하나)을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 상이한 뷰 픽셀은, 예를 들어, 64개의 상이한 뷰에 대응하는 뷰 방향 중 다른 것에 대응하는 연관된 방향(즉, 광빔 방향)을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 수는 멀티뷰 디스플레이 뷰에서 픽셀(즉, 선택된 뷰를 구성하는 픽셀) 수와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 뷰가 640 x 480 뷰 픽셀(즉, 640 x 480 뷰 해상도)를 포함한다면, 멀티뷰 디스플레이는 307,200 멀티뷰 픽셀을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 뷰가 100 x 100 뷰 픽셀을 포함할 때, 멀티뷰 디스플레이는 총 10,000개(즉, 100 x 100 = 10,000)의 멀티뷰 픽셀을 포함할 수 있다.
본원에서, '광 가이드'는 전반사 또는 'TIR'를 이용하여 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에서 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 여러 예에서, 용어 '광 가이드'는 일반적으로 광 가이드의 유전체 재료와 이 광 가이드를 둘러싸는 재료 또는 매질 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해 전반사를 채용하는 유전체 광학 도파로를 지칭한다. 정의에 의해, 전반사에 대한 조건은 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 실시예에서, 광 가이드는 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 추가적으로 또는 대신에 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 예를 들어 반사 코팅일 수 있다. 광 가이드는 플레이트 또는 슬랩 가이드 및 스트립 가이드 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 몇몇의 광 가이드 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '플레이트 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '플레이트'라는 용어는 종종 '슬랩' 가이드라고 불리는 조각식 또는 차등적인 평면층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 플레이트 광 가이드는 광 가이드의 상면 및 하면(즉, 서로 대향하는 면들)에 의해 경계된 2개의 실질적으로 직교하는 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 또한, 본원의 정의에 의해, 상면 및 하면은 모두 서로 분리되어 있고, 적어도 차등 감각으로 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 플레이트 광 가이드의 임의의 차등적으로 작은 섹션 내에서, 상면 및 하면은 실질적으로 평행 또는 공면이다.
일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 실질적으로 편평할 수 있고(즉, 평면에 국한된다), 따라서 플레이트 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 1차원 또는 직교하는 2차원에서 만곡될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드는 단일 차원에서 만곡되어 원통 형상 플레이트 광 가이드를 형성할 수 있다. 그러나, 임의의 곡률은 전반사가 광을 안내하기 위해 플레이트 광 가이드 내에 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본원에서, '각도-보존 산란 피처' 또는 등가적으로 '각도-보존 스캐터러'는 산란된 광에 피처 또는 스캐터러에 입사하는 광의 각도 스프레드를 실질적으로 보존하는 방식으로 광을 산란하도록 구성된 임의의 피처 또는 스캐터러이다. 특히, 정의에 의해, 각도-보존 산란 피처에 의해 산란된 광의 각도 스프레드(σS)은 입사광의 각도 스프레드(σ)의 함수이다(즉, σS = f(σ)). 일부 실시예에서, 산란광의 각도 스프레드(σS)은 입사광의 각도 스프레드 또는 콜리메이트 팩터(σ)의 선형 함수이다(예를 들어, σS= ασ이고 α는 정수). 즉, 각도-보존 산란 피처에 의해 산란된 광의 각도 스프레드(σS)는 입사광의 각도 스프레드 또는 콜리메이트 팩터(σ)에 실질적으로 비례할 수 있다. 예를 들어, 산란된 광의 각도 스프레드(σS)은 입사광 각도 스프레드(σ)와 실질적으로 동일할 수 있다(예를 들어, σS
Figure pct00001
σ). 균일한 회절 격자(즉, 실질적으로 균일하거나 일정한 회절 피처 간격 또는 격자 피치를 갖는 회절 격자)는 각도-보존 산란 피처의 예이다. 대조적으로, 일반적인 디퓨저(예를 들어, 램버시안 산란을 갖는 또는 이에 근사한) 뿐만 아니라 램버시안 스캐터러 또는 램버시안 반사기는 본원에서 정의에 의해 각도-보존 스캐터러가 아니다.
여기에서, '편광-보존 산란 피처' 또는 등가적으로 '편광-보존 스캐터러'는 피처 또는 스캐터러에 입사하는 광의 편광을 또는 편광 정도를 산란광에 실질적으로 보존하는 방식으로 광을 산란시키도록 구성된 임의의 피처 또는 스캐터러이다. 따라서, '편광-보존 산란 피처'는 피처 또는 스캐터러에 입사하는 광의 편광 정도가 산란광의 편광 정도와 실질적으로 동일한 임의의 피처 또는 스캐터러이다. 또한, 정의에 따르면, '편광-보존 산란'은 산란된 광의 소정의 편광을 보존하거나 실질적으로 보존하는 산란(예를 들어, 안내된 광)이다. 산란되는 광은, 예를 들면, 편광 광원에 의해 제공된 편광광일 수 있다.
본원에서, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 피처(즉, 회절 피처)로서 일반적으로 정의된다. 일부 예에서, 복수의 피처는 주기적 또는 준-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 1차원(ID) 어레이로 배열된 복수의 피처(예를 들어, 재료 표면 내 복수의 홈 또는 리지)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 피처의 2차원(2D) 어레이일 수 있다. 회절 격자는 예를 들어, 재료 표면 상의 범프 또는 표면 내에 홀의 2D 어레이일 수 있다.
이와 같이, 본원에 정의에 의해, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조이다. 광이 광 가이드로부터 회절 격자에 입사한다면, 제공된 회절 또는 회절 산란은 회절 격자가 회절에 의해 광 가이드로부터 광을 커플링-아웃할 수 있는 점에서 '회절 결합'을 초래할 수 있으며, 따라서 그와 같이 지칭될 수 있다. 또한, 회절 격자는 회절(즉, 회절 각)에 의해 광의 각도를 재지향시키거나 변화시킨다. 특히, 회절 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광은 회절 격자에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 일반적으로 다른 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향의 변화를 본원에서 '회절 재지향'이라 한다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자에 입사하는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 피처를 포함하는 구조인 것으로 이해될 수 있으며, 광이 광 가이드로부터 입사한다면, 회절 격자는 또한 광 가이드로부터의 광을 회절적으로 커플링-아웃할 수 있다.
또한, 본원의 정의에 의해, 회절 격자의 피처는 '회절 피처'라 지칭되며, 재료 표면(즉, 2개의 재료 사이의 경계)에, 내, 위에 중 하나 이상일 수 있다. 표면은 예를 들면, 광 가이드의 표면일 수 있다. 회절 피처는 표면에, 내 및 위에 홈, 리지, 홀 및 범프 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면에 복수의 실질적으로 평행한 홈을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 리지를 포함할 수 있다. 회절 피처(예를 들면, 홈, 리지, 홀, 범프, 등)는 정현파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들면 바이너리 회절 격자), 삼각형 프로파일, 및 톱니 프로파일(예를 들면 블레이즈 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 회절을 제공하는 임의의 다양한 단면 형상 또는 프로파일을 가질 수 있다.
본원에 설명된 다양한 예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 후술하는 바와 같이, 멀티빔 요소의 회절 격자)는 광빔으로서 광 가이드(예를 들어, 플레이트 광 가이드)로부터 광을 회절적으로 산란시키거나 커플링-아웃하기 위해 채용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 혹은 이에 의해 제공되는 회절 각(θm)은 식(l)에 의해 주어질 수 있다.
Figure pct00002
(1)
λ는 광의 파장, m은 회절 차수, n은 광 가이드의 굴절률, d는 회절 격자의 피처들 사이의 거리 또는 간격, θi는 회절 격자에 광의 입사각이다. 간략화를 위해, 식(1)은 회절 격자가 광 가이드의 표면에 인접하고 광 가이드 밖의 재료의 굴절률이 1(즉, nout=1)인 것으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수 m은 정수로 주어진다. 회절 격자에 의해 생성된 광빔의 회절 각(θm)은 회절 차수가 양(예를 들어, m>0)인 식(1)에 의해 주어질 수 있다. 예를 들어, 회절 차수 m이 1(즉, m=1)일 때 1차 회절이 제공된다.
도 2는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 회절 격자(30)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 광 가이드(40)의 표면 상에 위치될 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θi)으로 회절 격자(30)에 입사하는 광빔(50)을 도시한다. 입사 광빔(50)은 광 가이드(40) 내에서 안내된 광의 빔(즉, 안내된 광빔)일 수 있다. 도 2에는 또한 입사 광빔(50)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의해 회절적으로 생성 및 커플링-아웃된 지향성 광빔(60)이 도시되었다. 지향상 광빔(60)은 식(1)에 의해 주어진 바와 같이 회절 각(θm)(또는 본원에서 '주 각도 방향')을 갖는다. 회절 각(θm)은 예를 들어 회절 격자(30)의 회절 차수 'm', 예를 들어 회절 차수 m=1(즉, 제1 회절 차수)에 대응할 수 있다.
본원에 정의에 의해, '멀티빔 요소'는 복수의 광빔을 포함하는 광을 생성하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조 또는 요소이다. 일부 실시예에서, 멀티빔 요소는 백라이트의 광 가이드에 광학적으로 결합되어 광 가이드 내에서 안내되는 광의 일부를 커플링 아웃 또는 산란시킴으로써 복수의 광빔을 제공할 수 있다. 또한, 멀티빔 요소에 의해 생성된 복수의 광빔의 광빔은 본원에 정의에 의해 서로로부터 상이한 주 각도 방향들을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 복수의 광빔은 복수의 광빔의 또 다른 광빔과는 상이한 소정의 주 각도 방향을 갖는다. 이와 같이, 광빔은 '지향성 광빔'으로 지칭되며, 복수의 광빔은 본원에 정의에 의해 '복수의 지향성 광빔'으로 지칭될 수 있다.
또한, 복수의 지향성 광빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 지향성 광빔은 공간의 실질적으로 원뿔형 영역으로 국한될 수 있거나 복수의 광빔에 광빔의 상이한 주 각도 방향을 포함하는 소정의 각도 스프레드를 가질 수 있다. 따라서, 조합하여(즉, 복수의 광빔) 광빔의 소정의 각도 스프레드는 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 복수의 다양한 지향성 광빔의 상이한 주 각도 방향은 멀티빔 요소의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적, 등)를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 특징에 의해 결정된다. 일부 실시예에서, 멀티빔 요소는 '확장된 점 광원', 즉 본원의 정의에 의해, 멀티빔 요소의 범위에 걸쳐 분포된 복수의 점 광원인 것으로서 간주될 수 있다. 또한, 멀티빔 요소에 의해 생성된 지향성 광빔은 본원에 정의에 의해, 또한 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같이, 각도 성분 {θ, φ}에 의해 주어진 주 각도 방향을 갖는다.
본원에서, '콜리메이터'는 광을 콜리메이트하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 디바이스 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 콜리메이터는 콜리메이트 미러 또는 반사기, 콜리메이트 렌즈, 회절 격자, 테이퍼된 광 가이드, 및 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다양한 실시예에 따라, 콜리메이터에 의해 제공되는 콜리메이트 량은 실시예마다 소정의 정도 또는 양으로 다를 수 있다. 또한, 콜리메이터는 2개의 직교 방향(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 다에서 콜리메이트를 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 콜리메이터는 일부 실시예에 따라, 2개의 직교 방향 중 하나 또는 둘 모두에서 광 콜리메이트를 제공하는 형상을 포함할 수 있다.
본원에서, '콜리메이트 팩터'는 광이 콜리메이트되는 정도로서 정의된다. 특히, 콜리메이트 팩터는, 본원에 정의에 의해, 콜리메이트된 광빔 내에서 광선의 각도 스프레드를 정의한다. 예를 들어, 콜리메이트 팩터(σ)는 콜리메이트된 광빔의 대부분의 광선이 특정한 각도 스프레드(예를 들어, 콜리메이트된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ) 내에 있음을 명시할 수 있다. 콜리메이트된 광빔의 광선은 각도 면에서 가우시안 분포를 가질 수 있고, 각도 스프레드는 일부 예에 따라, 콜리메이트된 광빔의 피크 세기의 1/2로 결정되는 각도일 수 있다.
본원에서, '광원'은 광 소스(예를 들어, 광을 생성 및 방출하도록 구성된 광학 이미터)로서 일반적으로 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화 또는 턴 온될 때 광을 방출하는 발광 다이오드(LED)와 같은 광학 이미터를 포함할 수 있다. 특히, 본원에서 광원은 실질적으로 임의의 광원일 수 있거나, 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드, 플라즈마 기반의 광학 이미터, 형광 램프, 백열 램프, 사실상 임의의 다른 광원 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 이미터를 포함할 수 있다. 광원에 의해 생성된 광은 색을 가질 수 있고(즉, 특정 파장의 광을 포함할 수 있다) 혹은 일 범위의 파장(예를 들면, 백색광)일 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 복수의 광학 이미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 적어도 하나의 광학 이미터가 적어도 하나의 다른 광학 이미터 세트 또는 그룹에 의해 생성된 광의 색 또는 파장과는 다른 색 또는 등가적으로 파장을 갖는 광을 생성하는 광학 이미터 세트 또는 그룹을 포함할 수 있다. 상이한 색은 예를 들어 원색(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)를 포함할 수 있다. '편광된' 광원은 본원에서 소정의 편광을 갖는 광을 생성 또는 제공하는 실질적으로 임의의 광원으로서 정의된다. 예를 들어, 편광된 광원은 광원의 광학 이미터의 출력에 편광기를 포함할 수 있다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 관사 "a"는 특허 분야에서 보통의 의미, 즉 "하나 이상"을 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어, '멀티빔 요소'는 하나 이상의 멀티빔 요소를 의미하며, 따라서 '멀티빔 요소'는 본원에서 '멀티빔 요소(들)'를 의미한다. 또한, 본원에서 '상부', '하부', '상측', '하측', '위', '아래', '앞', '뒤', '제1', '제2', '좌측' 또는 '우측'이라는 언급은 본원에서 제한하려는 것이 아니다. 본원에서, 값에 적용될 때 '약'이라는 용어는 일반적으로 달리 명시적으로 특정되지 않는한, 값을 생성하기 위해 사용된 장비의 허용오차 범위 내를 의미하거나, 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미할 수 있다. 또한, 본원에서 사용된 용어 '실질적으로'는 대부분, 또는 거의 전부 또는 전부 또는 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본원의 예는 단지 예시적인 것으로 의도되며, 논의 목적을 위해 제시된 것이지 제한하기 위한 것은 아니다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 투명 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 도 3a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 단면도를 도시한다. 도 3b는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 평면도를 도시한다. 도 3c는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 사시도를 도시한다. 도 3d는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 또 다른 사시도를 도시한다. 도 3c의 사시도는 단지 본원에서 논의를 용이하게 하기 위해 부분 절개로 도시되었다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 서로로부터 다른 주 각도 방향(예를 들어, 광 필드로서)을 갖는 복수의 커플링-아웃 또는 산란된 지향성 광빔(102)을 제공하도록 구성된다. 특히, 제공되는 복수의 지향성 광빔(102)은 다양한 실시예에 따라, 멀티뷰 이미지의 각각의 뷰 방향에 대응하는 상이한 주 각도 방향으로 투명 멀티뷰 디스플레이(100)로부터 멀어지게 지향된다. 또한, 지향성 광빔(102)은 투명 멀티뷰 디스플레이(100) 상에 또는 이에 의해 멀티뷰 이미지를 제공하거나 디스플레이하기 위해 변조된다(예를 들어, 후술되는 바와 같은 광 밸브를 사용하여). 일부 실시예에서, 멀티뷰 이미지는 3차원(3D) 콘텐트(예를 들면, 사용자가 볼 때 3D 객체로 나타나는 다른 퍼스펙티브 뷰로 표현된 가상 객체)를 포함할 수 있다.
또한, 도 3d에 도시된 바와 같이, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)를 통해 배경 장면(101)을 볼 수 있게 되도록 구성된다. 즉, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 사용자가 디스플레이된 멀티뷰 이미지 및 배경 장면(101)을 동시에 볼 수 있게할 수 있다. 또한, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)를 통해 배경 장면(101)을 보았을 때, 디스플레이된 멀티뷰 이미지가 제공될 수도 있고, 또는 사용자가 배경 장면(101) 상에 또는 안에 중첩된 것으로 나타날 수도 있다. 따라서, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 일부 실시예에 따라 3D 가상 객체가 배경 장면(101) 내에 있는 것처럼 보이는 증강 현실(AR) 경험을 사용자에게 제공할 수 있다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 사용자는 위치 또는 영역 A로부터 투명 멀티뷰 디스플레이(100)를 볼 수 있고 배경 장면(101)은 위치 A, 예를 들어 영역 B로부터 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 대향 측 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 굵은 화살표와 점선으로 표시된 방향으로 영역 A로부터 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 전방 측을 볼 수 있고, 배경 장면은 영역 B 내 투명 멀티뷰 디스플레이(100) 뒤에 위치될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 광 가이드(110)를 포함한다. 광 가이드(110)는 일부 실시예에 따라 플레이트 광 가이드일 수 있다. 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 길이를 따라 광을 안내된 광(104)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 광 가이드(110)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매질의 제2 굴절률보다 큰 제1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률의 차이는 예를 들어 광 가이드(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내 광(104)의 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
특히, 광 가이드(110)는 광학적으로 투명한 유전체 재료의 연장된 실질적으로 평탄한 시트를 포함하는 슬랩 또는 플레이트 광학 도파로일 수 있다. 실질적으로 평탄한 유전체 재료 시트는 안내된 광(104)을 전반사를 사용하여 안내하도록 구성된다. 다양한 예에 따라, 광 가이드(110)의 광학적으로 투명한 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들면, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트, 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 임의의 다양한 유전체 재료를 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 상면 및 하면 중 하나 또는 둘 모두)의 적어도 일부분 상에 클래딩 층(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 클래딩 층은, 일부 예에 따라, 전반사를 더욱 용이하게 하는데 사용될 수 있다.
또한, 일부 실시예에 따라, 광 가이드(110)는 광 가이드(110)의 제1 표면(110')(예를 들어, '전방' 표면 또는 측)과 제2 표면(110")(예를 들어, '후방' 표면 또는 측) 사이에서 비제로 전파 각도로 전반사에 따라 안내 광(104)을 안내하도록 구성된다. 특히, 안내된 광(104)은 비제로 전파 각도로 광 가이드(110)의 제1 표면(114')과 제2 표면(114") 사이에서 반사 또는 '바운싱'에 의해 전파할 수 있다. 일부 실시예에서, 안내된 광(104)은 상이한 색의 광의 복수의 안내된 광빔을 포함할 수 있다. 복수의 안내된 광빔의 광빔은 상이한, 색에 특정한, 비제로 전파 각 각각으로 광 가이드(110)에 의해 안내될 수 있다. 비제로 전파 각도는 설명의 간략화를 위해 도시되지 않은 것에 유의한다. 그러나, 전파 방향(103)을 나타내는 굵은 화살표는 도 3a에서 광 가이드 길이를 따른 안내된 광(104)의 일반적인 전파 방향을 도시한다.
본원에 정의된 바와 같이, '비제로 전파 각도'는 광 가이드(110)의 표면(예를 들면, 제1 표면(110') 또는 제2 표면(110"))에 대한 각도이다. 또한, 비제로 전파 각도는, 다양한 실시예에 따라, 0보다 크고 광 가이드(110) 내의 전반사의 임계각보다 작다. 예를 들어, 안내된 광(104)의 비제로 전파 각도는 약 10도 내지 약 50도 또는 일부 예에서 약 20도 내지 약 40도, 또는 약 25도 내지 약 35도 사이일 수 있다. 예를 들어, 비제로 전파 각도는 약 30도일 수 있다. 다른 예에서, 비제로 전파 각도는 약 20도 또는 약 25도 또는 약 35도일 수 있다. 또한, 특정 비제로 전파 각도가 광 가이드(110) 내에 전반사의 임계각보다 작게 선택되는 한, 특정 비제로 전파 각도는 특정 구현을 위해(예를 들어, 임의로) 선택될 수 있다.
광 가이드(110) 내의 안내된 광(104)은 비제로 전파 각도(예를 들어, 약 30-35도)로 광 가이드(110)에 도입되거나 결합될 수 있다. 하나 이상의 렌즈, 미러 또는 유사한 반사기(예를 들어, 경사진 콜리메이트 반사기), 회절 격자 및 프리즘(도시되지 않음)은 예를 들어, 비제로 전파 각도로가 안내된 광(104)으로서 광 가이드(110)의 입력 단부로 광을 결합시키는 것을 용이하게할 수 있다. 일단 광 가이드(110)에 결합되면, 안내된 광(104)은 입력 단부로부터 일반적으로 멀어질 수 있는 방향으로(예를 들어, 도 3a의 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표로 도시된) 광 가이드(110)를 따라 전파한다.
또한, 안내된 광(104) 또는 등가적으로 광을 광 가이드(110)에 결합시킴으로써 생성된 안내된 광(104)은 여러 실시예에 따라, 콜리메이트된 광빔일 수 있다. 여기서, '콜리메이트된 광' 또는 '콜리메이트된 광빔'은 광빔의 광선이 광빔(예를 들면, 안내된 광(104)) 내에서 서로 실질적으로 평행한 광빔으로서 일반적으로 정의된다. 또한, 콜리메이트된 광빔으로부터 발산되거나 산란된 광선은 본원에 정의에 의해, 콜리메이트된 광빔의 부분인 것으로 간주되지 않는다. 일부 실시예에서, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 예를 들면 광원으로부터의 광을 콜리메이트하도록 구성된 렌즈, 반사기 또는 미러, 회절 격자 또는 테이퍼된 광 가이드와 같은, 그러나 이들로 제한되지는 않는 콜리메이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 콜리메이터를 포함한다. 광 가이드(110)에 제공되는 콜리메이트된 광은 콜리메이트된 안내된 광(104)이다. 안내된 광(104)은 다양한 실시예에서 콜리메이트 팩터(σ)에 따라 또는 이를 갖고 콜리메이트될 수 있다.
일부 실시예에서, 광 가이드(110)는 안내된 광(104)을 '리사이클'하도록 구성될 수 있다. 특히, 광 가이드 길이를 따라 안내되어진 안내된 광(104)은 전파 방향(103)과는 다른 또 다른 전파 방향(103')으로 그 길이를 따라 역으로 재지향될 수 있다. 예를 들어, 광 가이드(110)는 광원에 인접한 입력 단부에 대향하는 광 가이드(110)의 단부에 반사기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 반사기는 안내된 광(104)을 리사이클된 안내된 광으로서 입구 단부를 향해 역으로 반사시키도록 구성될 수 있다. 안내된 편광광(104)을 리사이클하는 것은 예를 들어 후술하는 안내된 광을 한 번 이상 멀티빔 요소에 가용하게 함으로써 투명 멀티뷰 디스플레(100)의 밝기(예를 들면, 지향상 광빔(102)의 세기)를 증가시킬 수 있다.
도 3a에서, 리사이클된 안내된 광의 전파 방향(103')을 나타내는 굵은 화살표(예를 들어, 음의 x-방향으로 지향된)는 광 가이드(110) 내의 리사이클된 안내된 광의 일반적인 전파 방향을 도시한다. 대안적으로(예를 들어, 안내된 광을 리사이클하는 것과는 반대로), 다른 전파 방향(103')으로 안내된 광(104)은 다른 전파 방향(103')으로(예를 들어, 전파 방향(103)을 갖는 안내된 광(104)에 추가하여) 광을 광 가이드(110)에 도입함으로써 제공될 수 있다.
도 3a-도 3c에 도시된 바와 같이, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 광 가이드 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 요소(120)를 더 포함한다. 특히, 복수의 멀티빔 요소(120)는 유한 공간에 의해 서로 분리되고 광 가이드 길이를 따라 개개의 개별적 요소를 나타낸다. 즉, 본원에 정의에 의해, 복수의 멀티빔 요소(120)는 유한한(즉, 비제로) 요소간 거리(예를 들어, 유한한 중심 대 중심간 거리)에 따라 서로 이격되어 있다. 또한, 복수의 멀티빔 요소(120)는 일반적으로, 일부 실시예에 따라, 서로 교차, 또는 중첩, 또는 접촉하지 않는다. 즉, 복수의 각각의 멀티빔 요소(120)는 일반적으로 구별되고 멀티빔 요소(120)의 다른 요소로부터 분리된다.
일부 실시예에 따라, 복수의 멀티빔 요소(120)는 1차원(ID) 어레이 또는 2차원(2D) 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 멀티빔 요소(120)는 선형 ID 어레이로서 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 멀티빔 요소(120)는 직사각형 2D 어레이 또는 원형 2D 어레이로서 배열될 수 있다. 또한, 어레이(즉, ID 또는 2D 어레이)는 일부 실시예에서 규칙적인 또는 균일한 어레이일 수 있다. 특히, 멀티빔 요소들(120) 간의 요소간 거리(예를 들어, 중심 대 중심간 거리 또는 간격)는 어레이에 걸쳐 실질적으로 균일하거나 일정할 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 요소들(120) 간의 요소간 거리는 어레이에 걸쳐 그리고 광 가이드(110)의 길이를 따라서 중 하나 또는 둘 다로 다를 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 복수의 멀티빔 요소(120)는 복수의 지향성 광빔(102)으로서의 안내된 광(104)의 일부를 커플링 아웃 또는 산란시키도록 구성된다. 특히, 도 3a 및 도 3c는 광 가이드(110)의 제1 (또는 전방) 표면 (110')으로부터 지향되는 것으로서 도시된 복수의 발산 화살표로서 지향성 광빔(102)을 도시한다. 또한, 멀티빔 요소(120)의 크기는 다양한 실시예에 따라 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의, 멀티뷰 픽셀(106) 내 뷰 픽셀(106')의 크기(또는, 등가적으로 이하 설명되는 광 밸브(130)의 크기)에 필적할 수 있다.
여기에서, '크기'는 길이, 폭 또는 영역을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 임의의 다양한 방식으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 뷰 픽셀(106')의 크기는 이의 길이일 수 있고, 멀티빔 요소(120)의 필적할만한 크기는 멀티빔 요소(120)의 길이일 수 있다. 또 다른 예에서, 크기는 멀티빔 요소(120)의 영역이 뷰 픽셀(106')의 영역에 필적할 수 있게 하는 영역을 지칭할 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소(120)의 크기는 멀티빔 요소 크기가 뷰 픽셀 크기의 약 50%와 약 200% 사이에 있도록 뷰 픽셀 크기와 필적될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 요소 크기가 's'로 표기되고 뷰 픽셀 크기가 'S'로 표기된다면(예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이), 멀티빔 요소 크기(s)는 다음 처럼 식(2)에 의해 주어질 수 있다.
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(2)
다른 예에서, 멀티빔 요소 크기는 뷰 픽셀 크기의 약 60% 이상이거나, 또는 뷰 픽셀 크기의 약 70% 이상이거나, 또는 뷰 픽셀 크기의 약 80% 이상이거나, 또는 뷰 픽셀 크기의 약 90% 이상이고, 멀티빔 요소는 뷰 픽셀 크기의 약 180%와 이하이거나, 뷰 픽셀 크기의 약 160% 이하이거나, 뷰 픽셀 크기의 약 140% 이하이거나, 뷰 픽셀 크기의 약 120% 이하이다. 예를 들어, '필적할 크기'에 의해, 멀티빔 요소 크기는 뷰 픽셀 크기의 약 75% 내지 약 150% 사이일 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티빔 요소(120)는 멀티빔 요소 크기가 뷰 픽셀 크기의 약 125% 내지 약 85% 사이인 뷰 픽셀(106')과 크기에서 필적될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 멀티빔 요소(120)와 뷰 픽셀(106')의 필적할만한 크기는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 사이의 어두운 존을 감소시키거나, 일부 실시예에선 최소화하게 선택될 수 있고, 그와 동시에 멀티뷰 디스플레이의 뷰들 간의 중첩을 감소시키거나, 또는 일부 실시예에서 최소화한다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 광 밸브 어레이(130)를 더 포함한다. 광 밸브 어레이(130)는 복수의 지향성 광빔의 지향성 광빔(102)을 변조하도록 구성된다. 특히, 광 밸브 어레이는 지향성 광빔(102)을 변조하거나 멀티뷰 이미지와 같은 투명 멀티뷰 디스플레이(100)에 의해 디스플레이되는 이미지를 제공하도록 구성될 수 있다. 도 3c에서, 광 밸브 어레이(130)는 광 가이드(110) 및 광 밸브 어레이 밑에있는 멀티빔 요소(120)의 가시화가 가능하게 부분적으로 절결되었다.
또한, 상이한 주 각 방향을 갖는 지향성 광빔(102)의 서로 다른 것들은 광 밸브 어레이 내 광 밸브(130)의 상이한 것들을 통과하고 이에 따라 이들에 의해 변조되도록 구성된다. 또한, 도시된 바와 같이, 어레이의 광 밸브(130)는 뷰 픽셀(106')에 대응하고, 광 밸브 어레이의 광 밸브(130) 세트는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 멀티뷰 픽셀(106)에 대응한다. 특히, 광 밸브 어레이의 상이한 세트의 광 밸브(130)는 멀티빔 요소(120)의 상이한 요소로부터의 지향성 광빔(102)을 수신하고 변조하도록 구성된다. 따라서, 도시된 바와 같이, 각각의 멀티빔 요소(120)에 대해 고유한 한 세트의 광 밸브(130)가 있다. 다양한 실시예에서, 다양한 다른 유형의 광 밸브 중 임의의 것은 하나 이상의 액정 광 밸브, 전기영동 광 밸브 및 일렉트로웨팅에 기초하거나 이를 채용하는 광 밸브를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 광 밸브 어레이의 광 밸브(130)로서 채용될 수 있다.
도 3a는 제1 멀티빔 요소(120a)로부터 지향성 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성된 제1 광 밸브 세트(130a)를 도시하고, 제2 광 밸브 세트(130b)는, 도시된 바와 같이, 제2 멀티빔 요소(120b)로부터 지향성 광빔(102)을 수신 및 변조하도록 구성된다. 따라서, 광 밸브 어레이의 각각의 광 밸브 세트(예를 들어, 제1 및 제2 광 밸브 세트(130a, 130b))는 도 3a에 도시된 바와 같이, 상이한 멀티뷰 픽셀(106)에 각각 대응하고, 광 밸브 세트의 개개의 광 밸브(130)는 각각의 멀티뷰 픽셀(106)의 뷰 픽셀(106')에 대응한다.
도 3a에서, 뷰 픽셀(106')의 크기는 광 밸브 어레이 내 광 밸브(130)의 실제 크기에 대응할 수 있는 것에 유의한다. 다른 예에서, 뷰 픽셀 크기 또는 등가적으로 광 밸브 크기는 광 밸브 어레이의 인접한 광 밸브(130) 사이의 거리(예를 들어, 중심 대 중심간 거리)로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 광 밸브(130)는 광 밸브 어레이에서 광 밸브(130) 사이의 중심 대 중심간 거리보다 작을 수 있다. 뷰 픽셀 또는 광 밸브 크기는 예를 들어 광 밸브(130)의 크기 또는 광 밸브(130) 사이의 중심 대 중심간 거리에 대응하는 크기로서 정의될 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소(120)와 대응하는 멀티뷰 픽셀(106)(예를 들어, 광 밸브(130)의 세트) 간의 관계는 일대일 관계일 수 있다. 즉, 동일한 개수의 멀티뷰 픽셀(106) 및 멀티빔 요소(120)가 있을 수 있다. 도 3b는 일대일 관계를 예로서 명백히 도시하는데, 여기서 상이한 광 밸브 세트(130)를 포함하는 각각의 멀티뷰 픽셀(106))은 점선으로 둘러싸인 것으로 도시되었다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 멀티뷰 픽셀(106) 및 멀티빔 요소(120)의 수는 서로 다를 수 있다.
일부 실시예에서, 한쌍의 복수의 인접한 멀티빔 요소(120) 사이의 요소간 거리(예를 들어, 중심 대 중심간 거리)는 예를 들어 광 밸브 세트로 표현되는 멀티뷰 픽셀(106)의 대응하는 인접한 쌍 간에 픽셀간 거리(예를 들어, 중심 대 중심간 거리)와 동일할 수 있다. 예를 들어, 도 3a에서, 제1 멀티빔 요소(120a)와 제2 멀티빔 요소(120b) 사이의 중심 대 중심간 거리(d)는 도시된 바와 같이, 제1 광 밸브 세트(130a)와 제2 광 밸브 세트(130b) 사이의 중심 대 중심간 거리(D)와 실질적으로 동일하다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 멀티빔 요소(120) 쌍과 대응하는 광 밸브 세트의 상대적 중심 대 중심간 거리는 다를 수 있는데, 예를 들어, 멀티빔 요소(120)는 멀티뷰 픽셀(106)을 나타내는 광 밸브 세트 사이의 간격(즉, 중심 대 중심간 거리(D))보다 크거나 작은 것 중 하나인 요소간 간격(즉, 중심 대 중심간 거리(d))를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소(120)의 형상은 멀티뷰 픽셀(106)의 형상, 또는 등가적으로, 멀티뷰 픽셀(106)에 대응하는 광 밸브(130)의 세트(또는 '서브-어레이')의 형상과 유사하다. 예를 들어, 멀티빔 요소(120)는 정사각형 형상을 가질 수 있고, 멀티뷰 픽셀(106)(또는 대응하는 광 밸브(130) 세트의 배열)은 실질적으로 정사각형일 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 요소(120)는 직사각형 형상을 가질 수 있는데, 즉, 폭 또는 횡방향 치수보다 큰 길이 또는 길이방향 치수를 가질 수 있다. 이 예에서, 멀티빔 요소(120)에 대응하는 멀티뷰 픽셀(106)(또는 등가적으로 한 세트의 광 밸브(130))은 유사한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 도 3b는 정사각형 형상의 멀티빔 요소(120) 및 정사각형 세트의 광 밸브(130)를 포함하는 대응하는 정사각형 형상의 멀티뷰 픽셀(106)의 평면도를 도시한다. 또 다른 예(도시되지 않음)에서, 멀티빔 요소(120) 및 대응하는 멀티뷰 픽셀(106)은 삼각형 형상, 육각형 형상 및 원형 형상을 포함하거나, 또는 이들에 의해 적어도 근사화되는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 형상을 갖는다.
또한, (예를 들어,도 3a에 도시된 바와 같이) 일부 실시예에 따라, 각각의 멀티빔 요소(120)는 지향성 광빔(102)을 하나의 및 단지 하나의 멀티뷰 픽셀(106)에 제공하도록 구성된다. 특히, 멀티빔 요소(120)의 주어진 것에 대해, 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰에 대응하는 상이한 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔(102)은 단일 대응 멀티뷰 픽셀(106) 및 이의 뷰 픽셀(106'), 즉, 멀티빔 요소(120)에 대응하는 단일 세트의 광 밸브(130)로(예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이) 실질적으로 구속된다. 이와 같이, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 각각의 멀티빔 요소(120)는 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 상이한 주 각도 방향의 세트를 갖는 대응하는 세트의 지향성 광빔(102)을 제공한다(즉, 지향성 광빔 세트(102)는 서로 다른 뷰 방향 각각에 대응하는 방향을 갖는 광빔을 내포한다).
다양한 실시예에 따라, 멀티빔 요소(120)는 안내 광(104)의 일부를 커플링-아웃하도록 구성된 다수의 상이한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상이한 구조는 회절 격자, 마이크로-반사 요소, 마이크로-굴절 요소, 또는 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다. 일부 실시예에서, 회절 격자를 포함하는 멀티빔 요소(120)는 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔(102)으로서 안내 광의 일부를 회절적으로 커플링-아웃하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 마이크로-반사 요소를 포함하는 멀티빔 요소(120)는 안내된 광 부분을 복수의 지향성 광빔(102)으로서 반사적으로 커플링-아웃하도록 구성되고, 또는 마이크로-굴절 요소를 포함하는 멀티빔 요소(120)는 안내된 광 부분을 굴절에 의해 또는 굴절을 사용하여(즉, 안내된 광 부분을 굴절적으로 커플링-아웃한다) 복수의 지향성 광빔(102)으로서 안내된 광 부분을 커플링-아웃하도록 구성된다.
도 4a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 요소(120)를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 일부분의 단면도를 도시한다. 도 4b는 본원에 설명된 원리에 일관된 다른 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 요소(120)를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 일부의 단면도를 도시한다. 특히, 도 4a 및 도 4b는 회절 격자(122)를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 멀티빔 요소(120)를 도시한다. 회절 격자(122)는 안내된 광(104)의 일부분을 복수의 지향성 광빔(102)으로서 회절적으로 커플링-아웃하도록 구성된다. 회절 격자(122)는 안내된 광 부분의 회절적 커플링 아웃을 제공하기 위해 회절 피처 간격 또는 회절 피처 또는 격자 피치에 의해 서로 이격된 복수의 회절 피처를 포함한다. 다양한 실시예에 따라, 회절 격자(122) 내의 회절 피처의 간격 또는 격자 피치는 서브-파장(즉, 안내 광의 파장 미만)일 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소(120)의 회절 격자(122)는 광 가이드(110)의 표면에 또는 인접하여 위치될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자(122)는 도 4a에 도시된 바와 같이, 광 가이드(110)의 제1 표면(110')에 또는 인접하여 있을 수 있다. 광 가이드 제1 표면(110')에 회절 격자(122)는 안내된 광 부분을 제1 표면(110')을 통해 지향상 광빔(102)으로서 회절적으로 커플링-아웃하도록 구성된 투과 모드 회절 격자일 수 있다. 또 다른 예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(122)는 광 가이드(110)의 제2 표면(110")에 또는 인접하여 위치될 수 있다. 제2 표면(110")에 위치되었을 때, 회절 격자(122)는 반사 모드 회절 격자일 수 있다. 반사 모드 회절 격자로서, 회절 격자(122)는 회절적 지향성 광빔(102)으로서 제1 표면(110')을 통해 나가도록 안내된 광 부분을 회절하고 회절된 안내된 광 부분을 제1 표면(110')을 향해 반사하도록 구성된다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 회절 격자는 예를 들어, 투과 모드 회절 격자 및 반사 모드 회절 격자 중 하나 또는 둘 모두로서, 광 가이드(110)의 표면들 사이에 위치될 수 있다. 본원에 설명된 일부 실시예에서, 지향성 광빔(102)의 주 각도 방향은 광 가이드 표면에서 광 가이드(110)를 나가는 지향성 광빔(102)으로 인한 굴절 효과를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 도 4b는 제한이 아닌 예로서, 지향성 광빔(102)이 제1 표면(110')을 거쳐갈 때 굴절률의 변화에 기인한 지향성 광빔(102)의 굴절(즉, 벤딩)을 도시한다. 아래에 설명된 도 7a 및 도 7b를 또한 참조한다.
일부 실시예에 따라, 회절 격자(122)의 회절 피처는 서로 이격된 홈 및 리지 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 홈 또는 리지는 광 가이드(110)의 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 광 가이드(110)의 표면 내 형성될 수 있다. 다른 예에서, 홈 또는 리지는 광 가이드 재료 이외의 재료, 예를 들어, 광 가이드(110)의 표면 상에 필름 또는 다른 재료의 층으로부터 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소(120)의 회절 격자(122)는 회절 피처 간격이 회절 격자(122) 전체에 걸쳐 실질적으로 일정하거나 또는 변하지 않는 균일한 회절 격자이다. 다른 실시예에서, 회절 격자(122)는 처프된 회절 격자일 수 있다. 정의에 의해, '처프된' 회절 격자는 처프된 회절 격자의 범위 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 피처(즉, 격자 피치)의 회절 간격을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 일부 실시예에서, 처프된 회절 격자는 거리에 따라 선형적으로 변화하는 회절 피처 간격의 '처프' 또는 변화를 가질 수 있거나 또는 나타낼 수 있다. 이와 같이, 처프된 회절 격자는 정의에 의해 '선형으로 처프된' 회절 격자이다. 다른 실시예에서, 멀티빔 요소(120)의 처프된 회절 격자는 회절 피처 간격의 비선형 처프를 나타낼 수 있다. 지수 처프, 대수 처프, 또는 또 다른 실질적으로 비균일하거나 랜덤하지만 여전히 단조로운 방식으로 변화하는 처프를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 다양한 비선형 처프가 사용될 수 있다. 정현파 처프 또는 삼각형 또는 톱니 처프와 같은, 그러나 이들로 제한되지 않는, 비-단조 처프가 채용될 수도 있다. 이들 유형의 처프 중 임의의 조합이 채용될 수 있다.
일부 실시예에서, 회절 격자(122)는 복수의 회절 격자 또는 등가적으로 복수의 서브-격자를 포함할 수 있다. 도 5a는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 복수의 서브-격자를 포함하는 회절 격자(122)의 단면도를 도시한다. 도 5b는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 도 5a에 도시된 회절 격자(122)의 평면도를 도시한다. 도 5a의 단면도는, 예를 들어, 좌측으로부터 우측으로 도 5b에 도시된 회절 격자(122)의 서브-격자의 맨 아래 행을 통해 취해진 단면을 나타낼 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 복수의 서브-격자는 광 가이드(110)의 표면(도시 된 바와 같이, 예를 들어, 제2 표면(110")) 상에 멀티빔 요소(120)의 회절 격자(122) 내 제1 서브-격자(122a) 및 제2 서브-격자(122b)를 포함한다. 멀티빔 요소(120)의 크기(s)는 도 5a 및 도 5b에 도시되어 있으며, 멀티빔 요소(120)의 경계는 점선을 사용하여 도 5b에 도시되었다.
일부 실시예에 따라, 복수의 멀티빔 요소의 상이한 멀티빔 요소(120) 간에 회절 격자(122) 내 서브-격자의 차분 밀도는 각각의 상이한 멀티빔 요소(120)에 의해 회절적으로 산란된 복수의 지향성 광빔(102)의 상대적 세기를 제어하도록 구성될 수 있다. 즉, 멀티빔 요소(120)는 이 내에 회절 격자(122)의 상이한 밀도를 가질 수 있고, 상이한 밀도(즉, 서브-격자의 차분 밀도)는 복수의 지향성 광빔(102)의 상대적 세기를 제어하도록 구성된다. 특히, 회절 격자(122) 내에 몇개의 서브-격자를 갖는 멀티빔 요소(120)는 상대적으로 더 많은 서브-격자를 갖는 또 다른 멀티빔 요소(120)보다 더 낮은 세기(또는 빔 밀도)를 갖는 복수의 지향성 광빔(102)을 생성할 수 있다. 서브-격자의 차분 밀도는, 예를 들어, 서브-격자가 결여된 또는 없는 멀티빔 요소(120) 내 도 5b에 도시된 위치(122')와 같은 위치를 사용하여 제공될 수 있다.
도 6은 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 한쌍의 멀티빔 요소(120)의 평면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 쌍의 제1 멀티빔 요소(120a)는 이 쌍의 제2 멀티빔 요소(120b)에 존재하는 것보다 회절 격자(122) 내에 높은 밀도의 서브-격자를 갖는다. 특히, 제2 멀티빔 요소(120b)는 제1 멀티빔 요소(120a)보다 서브-격자가 없이 더 적은 서브-격자 및 더 많은 위치(122')를 갖는 회절 격자(122)를 갖는다. 일부 실시예에서, 제1 멀티빔 요소(120a)의 서브-격자의 더 높은 밀도는 제2 멀티빔 요소(120b)에 의해 제공된 복수의 지향성 광빔의 세기보다 높은 세기를 갖는 복수의 지향성 광빔을 제공할 수 있다. 도 6에 도시된 차분 서브-격자 밀도에 의해 제공되는 복수의 각각의 지향성 광빔의 더 높은 및 더 낮은 세기는 일부 실시예에 따라 전파 거리의 함수로서 광 가이드 내에서의 안내된 광의 광학 세기의 변화를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 도 6은 또한 만곡 회절 피처를 갖는 서브-격자를 갖는 회절 격자(122)를 도시한다.
도 7a는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소(120)를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 부분의 단면도를 도시한다. 도 7b는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소(120)를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 부분의 단면도를 도시한다. 특히, 도 7a 및 도 7b는 마이크로-반사성 요소를 포함하는 멀티빔 요소(120)의 여러 실시예를 도시한다. 멀티빔 요소(120)로서 또는 그 내에 사용되는 마이크로-반사성 요소는 반사 재료 또는 이의 층(예를 들어, 반사 금속)을 채용하는 반사기 또는 전반사(TIR)에 기초한 반사기를 포함할 수 있는데, 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에 따라(예를 들어, 도 7a-도 7b에 도시된 바와 같이), 마이크로-반사성 요소를 포함하는 멀티빔 요소(120)는 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 제2 표면(110"))에 또는 이에 인접하여 위치될 수 있다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 마이크로-반사성 요소는 제1 및 제2 표면(110', 110") 사이에 광 가이드(110) 내에 위치될 수 있다.
예를 들어, 도 7a은 광 가이드(110)의 제2 표면(110")에 인접하여 위치된 반사성 패싯(예를 들어, '프리즘' 마이크로-반사성 요소)을 갖는 마이크로-반사성 요소(124)를 포함하는 멀티빔 요소(120)를 도시한다. 프리즘 마이크로-반사성 요소(124)의 패싯은 안내된 광(104)의 부분을 지향성 광빔(102)으로서 광 가이드(110)로부터 반사(즉, 반사적으로 산란)하도록 구성된다. 패싯은 예를 들어 안내된 광 부분을 광 가이드(110)로부터 반사시키기 위해 안내된 광(104)의 전파 방향에 대해 기울거나 또는 틸트될 수 있다(즉, 틸트 각을 갖는다). 패싯은 광 가이드(110) 내의 반사 물질을 사용하여 형성될 수 있거나(예를 들면, 도 7a에 도시된 바와 같이), 다양한 실시예에 따라 제2 표면(110") 내 프리즘 공동의 표면일 수 있다. 프리즘 공동이 채용될 때, 공동 표면에서의 굴절률 변화는 반사(예를 들어, TIR 반사)를 제공할 수 있거나, 패싯을 형성하는 공동 표면은 일부 실시예에서 반사를 제공하기 위해 반사 재료로 코팅될 수 있다.
또 다른 예에서, 도 7b는 반구형 마이크로-반사 요소(124)와 같은, 그러나 이로 제한되지 않는 실질적으로 매끄러운 만곡 표면을 갖는 마이크로-반사 요소(124)를 포함하는 멀티빔 요소(120)를 도시한다. 마이크로-반사 요소(124)의 특정 표면 곡선은, 예를 들어, 안내된 광(104)이 접촉하는 만곡 표면 상의 입사 지점에 따라 상이한 방향으로 안내 광 부분을 반사시키도록 구성될 수 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 광 가이드(110)로부터 반사적으로 산란된 안내된 광 부분은 제한이 아닌 예로서 제1 표면(110')에서 나가거나 방출된다. 도 7a의 프리즘 마이크로-반사 요소(124)에서와 같이, 도 7b의 마이크로-반사 요소(124)는 광 가이드(110) 내의 반사 물질이거나 또는 제한이 아닌 예로서 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2 표면(110") 내 형성된 공동(예컨대, 반원형 공동)일 수 있다. 도 7a 및 도 7b는 또한 제한이 아닌 예로서 2개의 전파 방향(103, 103')(즉, 굵은 화살표로 도시된)을 갖는 안내된 광(104)을 도시한다. 2개의 전파 방향(103, 103')을 사용하는 것은, 예를 들어, 대칭적인 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔(102)을 제공하는 것을 용이하게할 수 있다.
도 8은 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라 예에서 멀티빔 요소(120)를 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 일부의 단면도를 도시한다. 특히, 도 8은 마이크로-굴절 요소(126)를 포함하는 멀티빔 요소(120)를 도시한다. 다양한 실시예에 따라, 마이크로-굴절 요소(126)는 광 가이드(110)로부터 안내된 광(104)의 일부를 굴절적으로 커플링 아웃 또는 산란하도록 구성된다. 즉, 마이크로-굴절 요소(126)는 도 8에 도시된 바와 같이 지향성 광빔(102)으로서 광 가이드(110)로부터의 안내된 광 부분을 커플링 아웃 또는 산란시키기 위해 굴절(예를 들어, 회절 또는 반사와는 반대로)을 채용하도록 구성된다. 마이크로-굴절 요소(126)는 반구형, 직사각형 또는 프리즘 형상(즉, 경사진 패싯을 갖는 형상)을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 다양한 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 마이크로-굴절 요소(126)는 도시된 바와 같이 광 가이드(110)의 표면(예를 들어, 제1 표면(110'))으로부터 연장되거나 돌출할 수 있거나, 표면 내 공동일 수 있다(도시되지 않음). 또한, 마이크로-굴절 요소(126)는 일부 실시예에서 광 가이드(110)의 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로-굴절 요소(126)는 광 안내 표면에 인접하고, 일부 실시예에선 이와 접촉하는 또 다른 재료를 포함할 수 있다.
도 3a를 다시 참조하면, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 광원(140)을 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 광원(140)은 광 가이드(110) 내에 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 광원(140)은 광 가이드(110)의 입구 표면 또는 단부(입력 단부)에 인접하여 위치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 광원(140)은 발광 다이오드(LED), 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드)를 포함하는, 그러나 이에 한정되지는 않는 실질적으로 임의의 광원(예를 들면, 광학 이미터)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(140)은 특정 색으로 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색의 광을 생성하도록 구성된 광학 이미터를 포함할 수 있다. 특히, 단색광의 색은 특정 색 공간 또는 색 모델의 기본 색(예를 들어, 적색-녹색-청색(RGB) 색 모델)일 수 있다. 다른 예에서, 광원(140)은 실질적으로 광대역 또는 다색 광을 제공하도록 구성된 실질적으로 광대역 광원일 수 있다. 예를 들어, 광원(140)은 백색광을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(140)은 상이한 색의 광을 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학 이미터를 포함할 수 있다. 상이한 광학 이미터는 광의 상이한 색들 각각에 대응하는 안내된 광의 상이한, 색에 특정한, 비제로 전파 각도를 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광원(140)은 콜리메이터(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 콜리메이터는 광원(140)의 하나 이상의 광학 이미터로부터 실질적으로 비콜리메이트된 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 콜리메이터는 실질적으로 비콜리메이트된 광을 콜리메이트된 광으로 변환하도록 더욱 구성된다. 특히, 콜리메이터는 일부 실시예에 따라, 비제로 전파 각도를 가지며 소정의 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트된 콜리메이트된 광을 제공할 수 있다. 또한, 상이한 색의 광학 이미터가 채용될 때, 콜리메이터는 상이한, 색에 특정한, 비제로 전파 각도 및 상이한, 색에 특정한, 콜리메이트 팩터 중 하나 또는 양자를 갖는 콜리메이트된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 콜리메이터는 전술한, 콜리메이트된 광빔을 광 가이드(110)에 전달하여 안내된 광(104)으로서 전파하도록 더욱 구성된다.
다양한 실시예에서, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)는 안내된 광(104)의 전파 방향(103, 103')에 직교하는 광 가이드(110)를 통하는 방향으로 광에 대해 실질적으로 투명하도록 구성된다. 특히, 광 가이드(110) 및 이격된 복수의 멀티빔 요소(120)는 광이 제1 표면(110')과 제2 표면(110") 모두를 통해 광 가이드(110)를 통과할 수 있도록 한다. 투명성은 멀티빔 요소(120)의 상대적으로 작은 크기 및 멀티빔 요소(120)의 상대적으로 큰 요소간 간격(예를 들어, 멀티뷰 픽셀(106)에 일대일 대응) 둘 모두로 인해, 적어도 부분적으로, 용이해질 수 있다. 또한, 특히 멀티빔 요소(120)가 회절 격자를 포함할 때, 멀티빔 요소(120)는 일부 실시예에서 광 안내 표면(110', 110")에 직교하여 전파하는 광에 대해 실질적으로 투명할 수 있다. 또한, 광 밸브 어레이(130)는 적어도 몇몇 경우에서(예를 들어, 광 밸브가 클리어한 혹은 '백색광' 상태로 설정될 때) 직교하여 전파하는 광에 대해 투명하게 되도록 구성된다. 따라서, 예를 들어, 배경 장면(101)으로부터의 광은 여러 실시예에 따라, 투명 멀티뷰 디스플레이(100)를 통해 배경 장면을 용이하게 볼 수 있게, 복수의 멀티빔 요소를 가진 광 가이드(110)를 직교 방향으로 통과할 수 있고 또한 광 밸브 어레이의 광 밸브(130) 중 적어도 일부를 통과할 수 있다.
여기에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 투명 디스플레이가 제공된다. 투명 디스플레이는 변조된 광을 투명 디스플레이 상에 또는 이에 의해 디스플레이되는 이미지의 픽셀로서 방출하도록 구성된다. 또한, 투명 디스플레이는 다양한 실시예에 따라 배경 디스플레이가 투명 디스플레이를 통해 보일 수 있도록 구성된다.
일부 실시예에서, 투명 디스플레이는 비교적 넓지만 실질적으로 비지향성 뷰 각도를 갖는 변조된 광을 방출하도록 구성된 2차원(2D) 투명 디스플레이일 수 있다. 즉, 2D 투명 디스플레이는 변조된 광을 디스플레이된 이미지의 픽셀로서 예를 들어 '2D' 이미지로서 방출할 수 있다. 또한, 2D 이미지로서, 디스플레이된 이미지는 실질적으로 디스플레이된 이미지의 뷰를 넓은 뷰 각도 내의 실질적으로 임의의 곳에서 뷰어에게 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 투명 디스플레이에 의해 제공된 디스플레이된 이미지는 배경 장면 상에 또는 내에 중첩된 것으로 나타날 수 있다.
다른 실시예에서, 투명 디스플레이는 방출된 변조된 광이 투명 멀티뷰 디스플레이의 복수의 뷰 방향을 향하여 우선적으로 지향되는 방출된 변조된 지향성 광빔을 포함하는 투명 멀티뷰 디스플레이일 수 있다. 투명 멀티뷰 디스플레이 실시예에 관하여, 디스플레이된 이미지는 변조된 지향성 광빔의 방향들에 대응하는 방향을 갖는 지향성 픽셀을 포함하는 3차원(3D) 또는 멀티뷰 이미지일 수 있다. 특히, 방출된 변조된 지향성 광빔의 상이한 것들은 멀티뷰 이미지와 연관된 상이한 '뷰'의 개개의 지향성 픽셀에 대응할 수 있다. 상이한 뷰는, 예를 들어, 투명 멀티뷰 디스플레이에 의해 디스플레이되는 멀티뷰 이미지에서의 정보 표현의 '무안경'(예를 들어 스테레오스코픽) 뷰 경험을 제공할 수 있다. 또한, 투명 멀티뷰 디스플레이에 의해 제공되는 멀티뷰 이미지는 다양한 실시예에 따라, 배경 장면 상에 또는 내에 중첩되는 것으로서 나타날 수 있다.
도 9는 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 다양한 실시예에 따라, 투명 디스플레이(200)는 배경 장면(201) 상에 중첩되는 것으로 뷰어에게 나타나는 이미지(즉, 투명 디스플레이(200) 뒤에 있는 또는 이를 통해 보여지는 장면)를 디스플레이하게 구성된다. 일부 실시예에서, 디스플레이된 이미지는 상이한 뷰 방향에서 상이한 뷰를 갖는 멀티뷰 이미지일 수 있다. 특히, 투명 디스플레이(200)에 의해 제공된 변조된 방출광(202)은 디스플레이된 이미지의 픽셀에 대응한다. 일부 실시예에서, 투명 디스플레이(200)로부터의 변조된 방출광(202)은 변조된 지향성 광빔일 수 있으며, 디스플레이된 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰의 지향성 픽셀에 대응할 수 있다. 변조된 방출광(202)은 도 9의 투명 디스플레이(200)에서 나오는 화살표로서 도시된다. 제한이 아닌 예로서, 점선은 이의 변조를 강조하기 위해 변조된 방출광(202)의 화살표들에 대해 사용된다.
도 9에 도시된 투명 디스플레이(200)는 산란 피처(220)를 갖는 광 가이드(210)를 포함한다. 일부 실시예에서, 산란 피처(220)는 각도-보존 산란 피처이거나 각도-보존 스캐터러를 포함한다. 광 가이드는 안내된 광으로서 광 가이드(210)의 길이를 따라 광을 안내하도록 구성되고 산란 피처는 광 가이드로부터의 안내된 광의 일부분을 방출광(204)으로서 산란시키도록 구성된다. 예를 들어, 산란 피처(220)는 안내된 광의 콜리메이트 팩터에 따라 각도-보존 산란을 제공하도록 구성된 각도-보존 스캐터러를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광 가이드(210)는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)와 관련하여 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 9에 도시된 투명 디스플레이(200)는 광 밸브 어레이(230)를 더 포함한다. 광 밸브 어레이(230)는 디스플레이 이미지를 나타내는 변조된 방출광(202)을 제공하기 위해(즉, 디스플레이된 이미지의 픽셀) 방출광(204)을 변조하게 구성된다. 일부 실시예에서, 광 밸브 어레이(230)는 전술한 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 광 밸브 어레이(130)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 산란 피처(220) 및 광 밸브 어레이(230)와의 광 가이드(210)의 조합의 투명성은 다양한 실시예에 따라, 배경 장면이 투명 디스플레이를 통해 보일 수 있도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 투명 디스플레이(200)는 광원(240)을 더 포함한다. 광원(240)은 광 가이드(210)의 에지에 결합된다. 광원(240)은 광 가이드(210) 내의 안내된 광으로서 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 광원(240)은 전술한 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 광원(140)과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 광원(240)은 비제로 전파 각도를 갖는 것과 소정의 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트되는 겆 중 하나 또는 둘 다의 안내된 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 광원(240)은 예를 들어, 소정의 콜리메이트 팩터를 갖는 콜리메이트된 안내 광으로서의 안내된 광을 제공하도록 구성된 콜리메이터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 광 밸브 어레이(230)는 배경 장면(201)에 인접한 제2 표면에 대향하는 광 가이드(210)의 제1 표면에 인접할 수 있다. 산란 피처(220)는 안내된 광의 또 다른 부분을 제2 표면을 통해 광 가이드로부터 산란시키도록 더욱 구성될 수 있다. 산란 피처(220)에 의해 산란된 가이드 광의 다른 부분은, 예를 들어 배경 장면(201)을 조명(또는 조명 소스로서 작용하는)하기 위해 사용될 수 있다. 도 9는 배경 장면(201)을 향하는 화살표로서, 안내된 광의 다른 부분으로부터 산란 피처(220)에 의해 제공되는 산란광(206)을 도시한다.
일부 실시예에서, 광원(240)은 소정의 편광을 갖는 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원(240)은 편광자 또는 편광 광학 이미터를 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 산란 피처(220)는 편광-보존 산란을 제공하도록 구성될 수 있고 방출광(204)은 예를 들어 광 밸브 어레이(230)의 입력 편광과 정합하도록 구성된 편광을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 산란 피처(220)는 각도-보존 산란 피처 및 편광-보존 산란 피처 둘 다일 수 있다.
일부 실시예에서, 산란 피처(220)는 광 가이드(210)의 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 요소를 포함할 수 있다. 복수의 멀티빔 요소의 멀티빔 요소는 안내된 광의 부분을 광 가이드 서로로부터 다른 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔으로서 광 가이드로부터 산란시키도록 구성될 수 있다. 또한, 지향성 광빔의 상이한 주 각도 방향은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰의 각각의 다른 뷰 방향에 대응할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에 따라, 디스플레이된 이미지는 멀티뷰 이미지일 수 있고 투명 디스플레이(200)는 투명 멀티뷰 디스플레이일 수 있다.
일부 실시예에서, 산란 피처(220)의 복수의 멀티빔 요소는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)에 대해 상술한 복수의 멀티빔 요소(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 산란 피처(220)의 복수의 멀티빔 요소의 멀티빔 요소 크기는 광 밸브 어레이(230)의 광 밸브(230)의 크기의 50% 내지 200%일 수 있다. 또한, 멀티빔 요소는 일부 실시예에서, 안내된 광의 부분을 산란시키기 위해 회절 격자, 마이크로-반사 요소 및 광 가이드에 광학적으로 연결된 마이크로-굴절 요소를 포함한다.
예를 들어, 멀티빔 요소는 멀티빔 요소(120)에 대해, 예를 들어 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 회절 격자(122)와 실질적으로 유사한 회절 격자를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 요소는 멀티빔 요소(120)에 대해, 예를 들어 전술한, 그리고 도 7a 및 도 7b에 도시 된 마이크로-반사 요소(124)와 실질적으로 유사한 마이크로-반사 요소를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티빔 요소는 마이크로-굴절 요소를 포함할 수 있다. 마이크로-굴절 요소는 멀티빔 요소(120)에 대해, 예를 들어 전술한 그리고 도 8에 도시된 마이크로-굴절 요소(126)와 실질적으로 유사할 수 있다.
본원 설명된 원리의 다른 실시예에 따라, 투명 디스플레이 동작 방법이 제공된다. 도 10은 본원에 설명된 원리와 일관된 실시예에 따라 예에서 투명 디스플레이 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 투명 디스플레이 동작 방법(300)은 안내된 광으로서 광 가이드의 길이를 따라 광을 가이드하는 단계(310)를 포함한다. 일부 실시예에서, 광은 비제로 전파 각도로 안내될 수 있다(310). 또한, 안내된 광은 소정의 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 광 가이드는 투명 멀티뷰 디스플레이(100)에 관해 전술한 광 가이드(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 투명 디스플레이 동작 방법(300)은 광 가이드의 산란 피처를 이용하여 광 가이드로부터 안내된 광의 일부를 방출광으로서 산란시키는 단계(320)를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 산란 피처는 투명 디스플레이(200)와 관련하여 전술한 산란 피처(220)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 산란 피처는 안내된 광의 콜리메이트 팩터에 따른 각도-보존 산란, 및 편광-보존 산란 중 하나 또는 둘 다를 제공한다.
도 10에 도시된 투명 디스플레이 동작 방법(300)은 투명 광 밸브 어레이를 사용하여 방출광을 변조하는 단계(330)를 더 포함한다. 광 밸브의 투명한 어레이는 방출광을 디스플레이된 이미지로서 변조하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 산란 피처와 투명 디스플레이의 투명 광 밸브 어레이와의 광 가이드의 조합은 배경 장면이 투명 디스플레이를 통해 보여질 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 광 밸브의 투명한 어레이는 전술한 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 광 밸브 어레이(130)와 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시예에서, 산란(320)에 사용되는 산란 피처는 복수의 멀티빔 요소를 포함한다. 또한, 방출광은 멀티뷰 이미지의 각각의 상이한 뷰 방향에 대응하는 상이한 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광빔을 포함한다. 일부 실시예에서, 복수의 멀티빔 요소는 상술한 바와 같이 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 복수의 멀티빔 요소(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 복수의 멀티빔 요소는 회절 격자, 마이크로-반사 요소 및 광 가이드에 광학적으로 연결된 마이크로-굴절 요소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이된 이미지는 멀티뷰 이미지일 수 있고, 지향성 광빔은 멀티뷰 이미지의 뷰 방향에 대응하는 방향을 가질 수 있는데, 즉 지향성 광선(330)은 일단 변조되면 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티빔 요소의 크기는 뷰 픽셀의 크기 또는 등가적으로 투명 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기에 필적할 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 요소는 광 밸브 크기의 절반보다 크고 광 밸브 크기의 두 배보다 작을 수 있다.
일부 실시예(도시되지 않음)에서, 투명 디스플레이 동작 방법(300)은 광원을 사용하여 광 가이드에 광을 제공하는 단계를 더 포함한다. 제공된 광은 하나 또는 둘 다가 광 가이드 내의 비제로 전파 각도를 가지며 광 가이드 내에서 안내 광의 소정의 각도 스프레드를 제공하기 위해 콜리메이트 팩터에 따라 광 가이드 내에서 콜리메이트되는 안내된 광일 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 전술한 투명 멀티뷰 디스플레이(100)의 광원(140)과 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시예(도시되지 않음)에서, 투명 디스플레이 동작 방법(300)은 배경 장면에 조명을 제공하는 방향으로 안내된 광의 또 다른 부분을 산란시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 특히, 산란 피처는 전술한 바와 같이 일부 실시예에서, 투명 광 밸브 어레이를 향하여 그리고 배경 장면을 향하여 광을 산란시키도록 구성될 수 있다.
따라서, 투명 디스플레이를 통해 배경 장면을 볼 수 있게 하는 투명 멀티뷰 디스플레이, 투명 멀티뷰 디스플레이 동작 방법 및 투명 디스플레이의 예 및 실시예가 설명되었다. 상술한 예는 본원에서 설명된 원리를 나타내는 많은 특정 예들 중 일부를 단지 예시하기 위한 것임을 이해해야 한다. 명백하게, 당업자는 다음의 청구항에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 다수의 다른 배열을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (21)

  1. 투명 멀티뷰 디스플레이에 있어서,
    광 가이드의 길이를 따라 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 광 가이드;
    상기 광 가이드 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 요소들로서, 상기 복수의 멀티빔 요소들의 멀티빔 요소는 멀티뷰의 이미지의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응하는 서로 다른 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들로서 상기 안내된 광의 일부분을 산란시키도록 구성된, 복수의 멀티빔 요소들; 및
    상기 복수의 지향성 광빔들을 상기 멀티뷰 이미지로서 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이를 포함하고,
    상기 투명 멀티뷰 디스플레이는 배경 장면이 상기 투명 멀티뷰 디스플레이를 통해 보여질 수 있도록 구성된, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 멀티빔 요소들의 상기 멀티빔 요소의 크기는 상기 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기의 50 퍼센트 내지 200 퍼센트인, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 상기 복수의 지향성 광빔들로서 상기 안내된 광의 일부를 회절적으로 산란 키도록 구성된 회절 격자를 포함하는, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회절 격자는 복수의 서브-격자들을 포함하는, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  5. 제1항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 마이크로-반사 요소 및 마이크로-굴절 요소 중 하나 또는 모두를 포함하고, 상기 마이크로-반사 요소는 상기 안내된 광의 일부를 반사적으로 산란시키도록 구성되고, 상기 마이크로-굴절 요소는 상기 안내된 광의 일부를 굴절적으로 산란시키도록 구성되는, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  6. 제1항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 상기 광 가이드의 제1 표면 및 제2 표면 중 하나에 위치되고, 상기 멀티빔 요소는 상기 제1 표면을 통해 상기 안내된 광 부분을 산란하도록 구성된, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 가이드의 입력에 광학적으로 결합된 광원을 더 포함하고, 상기 광원은 비제로 전파 각도를 갖는 것과 소정의 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트되는 것 중 하나 또는 둘 다로 상기 안내된 광을 제공하도록 구성되는, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 멀티빔 요소들은 상기 배경 장면의 방향으로 광을 방출하도록 더욱 구성되고, 상기 방출광은 상기 배경 장면을 조명하도록 구성된, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광 밸브 어레이는 액정 광 밸브를 포함하는, 투명 멀티뷰 디스플레이.
  10. 투명 디스플레이에 있어서,
    산란 피처를 갖는 광 가이드로서, 상기 광 가이드를 따라 광을 가이드 광을 안내된 광으로서 안내하게 구성되고 상기 산란 피처는 상기 광 가이드로부터의 상기 안내된 광의 일부를 방출광으로서 산란시키도록 구성된, 상기 광 가이드;
    디스플레이된 이미지를 나타내는 변조된 방출광을 제공하도록 상기 방출광을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이; 및
    상기 광 가이드의 에지에 광학적으로 결합되고 상기 안내된 광으로서 안내될 광을 제공하도록 구성된 광원을 포함하고,
    상기 광 가이드와 상기 광 밸브 어레이와의 조합의 투명성은 배경 장면이 상기 투명 디스플레이를 통해 보여질 수 있도록 구성된, 투명 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광 밸브 어레이는 상기 배경 장면에 인접한 제2 표면에 대향하는 상기 광 가이드의 제1 표면에 인접하며, 상기 산란 피처는 상기 배경 장면을 조명하기 위해 상기 제2 표면을 통해 상기 광 가이드로부터 상기 안내된 광의 또 다른 부분을 산란시키도록 구성되는, 투명 디스플레이.
  12. 제10항에 있어서, 상기 광원은 소정의 편광을 갖는 광을 제공하도록 구성되고, 상기 산란 피처는 편광-보존 산란을 제공하도록 구성되고 상기 방출광은 상기 광 밸브 어레이의 입력 편광과 정합하도록 구성된 편광을 갖는, 투명 디스플레이.
  13. 제10항에 있어서, 상기 광원은 소정의 콜리메이트 팩터를 갖는 콜리메이트된 안내된 광으로서 상기 안내된 광을 제공하도록 구성된 콜리메이터를 더 포함하며, 상기 산란 피처는 콜리메이트 팩터에 따라 각도-보존 산란을 제공하도록 구성된 각도-보존 스캐터러를 포함하는, 투명 디스플레이.
  14. 제10항에 있어서, 상기 산란 피처는 상기 광 가이드의 길이를 따라 서로 이격된 복수의 멀티빔 요소들을 포함하고, 상기 복수의 멀티빔 요소들의 멀티빔 요소는 서로로부터 다른 주 각도 방향들을 가지며 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들의 각각의 다른 뷰 방향들에 대응하는 복수의 지향성 광빔들로서 상기 안내된 광의 일부를 상기 광 가이드로부터 산란하도록 구성되고, 상기 디스플레이된 이미지는 상기 멀티뷰 이미지이고 상기 투명 디스플레이는 투명 멀티뷰 디스플레이인, 투명 디스플레이.
  15. 제14항에 있어서, 상기 멀티빔 요소의 크기는 상기 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기의 50 퍼센트 내지 200 퍼센트인, 투명 디스플레이.
  16. 제14항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 회절 격자, 마이크로-반사 요소 및 상기 안내된 광의 일부를 산란시키기 위해 상기 광 가이드에 광학적으로 연결된 마이크로-굴절 요소 중 하나 이상을 포함하는, 투명 디스플레이.
  17. 투명 디스플레이 동작 방법에 있어서,
    안내된 광으로서 광 가이드의 길이를 따라 광을 안내하는 단계;
    상기 광 가이드의 산란 피처를 이용하여 상기 광 가이드로부터의 상기 안내된 광의 일부를 방출광으로서 산란시키는 단계; 및
    상기 방출광을 디스플레이된 이미지로서 변조하도록 구성된 투명 광 밸브 어레이를 사용하여 상기 방출광을 변조하는 단계를 포함하고,
    상기 산란 피처와 상기 투명 디스플레이의 상기 투명 광 밸브 어레이와의 상기 광 가이드의 조합은 배경 장면이 상기 투명 디스플레이를 통해 보여질 수 있게 하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 산란 피처는 복수의 멀티빔 요소들을 포함하고, 상기 디스플레이된 이미지는 멀티뷰 이미지이고, 상기 방출광은 멀티뷰 이미지의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응하는 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 지향성 광빔들을 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 멀티빔 요소들은 회절 격자, 마이크로-반사 요소 및 상기 광 가이드에 광학적으로 연결된 마이크로-굴절 요소 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 광원을 사용하여 상기 광 가이드에 광을 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 제공된 광은 하나 또는 둘 다가 상기 광 가이드 내에서 비제로 전파 각도를 가지며 상기 안내된 광의 소정의 각도 스프레드를 제공하기 위해 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트되는 상기 안내된 광인, 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 배경 장면에 조명을 제공하는 방향으로 상기 안내된 광의 또 다른 부분을 산란시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
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