KR20190139307A - 구조화된 표면을 갖는 가상 및 증강 현실 디바이스 - Google Patents

Abstract

가상 또는 증강 현실 디바이스는: (i) 디스플레이 표면을 포함한 디스플레이 구성요소; (ii) 상기 디스플레이 구성요소로부터 공간을 두고 이격된 렌즈;를 포함하며, 상기 디스플레이 구성요소 또는 상기 렌즈 중 적어도 하나는 미광 감소 나노구조화된 표면을 포함한다.

Description

구조화된 표면을 갖는 가상 및 증강 현실 디바이스

본 출원은 35 U.S.C § 119 하에, 2017년 4월 28일에 출원된 미국 가출원 제62/491,783호 및 2017년 6월 27일에 출원된 제62/525,391호의 우선권 주장 출원이고, 이들 내용은 전체적으로 여기에 병합된다.

본 발명은 일반적으로 구조화된 표면들을 가진 가상 현실 디바이스들 및 증강 현실 디바이스들에 관한 것으로, 보다 구체적으로 미광 제어 (stray light control)에 대한 구조화된 표면들을 갖는 헤드 웨어러블 디바이스들에 관한 것이다.

가상 현실 (VR) 및 증강 현실 헤드셋들은 시청자에게 몰입형 시각적 경험을 제공한다. 그러나, 이들 디바이스들은 공간을 두고 이격된 (air spaced) 다수의 광학 구성요소들을 포함하기 때문에, 원하지 않는 미광이 이들 구성 요소들의 하나 이상의 표면으로부터 반사되어 시청자의 눈을 향해 전파되어 시청자에게 제공되는 이미지를 열화시킬 수 있다.

여기에 인용된 임의의 참조가 선행 기술을 구성한다는 것은 허용되지 않는다. 출원인은 임의의 인용된 문서들의 정확성과 관련성에 이의를 제기할 권리를 명시적으로 보유한다.

본 발명의 목적은 일반적으로 구조화된 표면들을 가진 가상 현실 디바이스들 및 증강 현실 디바이스들을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는 가상 또는 증강 현실 디바이스에 관한 것으로, 상기 가상 또는 증강 현실 디바이스는:

(i) 디스플레이 표면을 포함한 디스플레이 구성요소,

(ii) 상기 디스플레이 구성요소로부터 공간을 두고 이격된 (air spaced) 렌즈를 포함하며; 여기에서 상기 디스플레이 구성요소 또는 상기 렌즈 중 적어도 하나는 미광 감소 구조화된 표면 (stray light reducing structured surface)을 포함한다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 미광 감소 구조화된 표면은 복수의 나노구조체들을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 복수의 나노구조체들은 1 nm 초과 및 1 미크론 미만의 폭을 가진다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 가상 또는 증강 현실 디바이스는 복수의 미광 감소 구조화된 표면들을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 렌즈 및 상기 디스플레이 구성요소 둘 다는 복수의 나노구조체들을 포함한 적어도 하나의 미광 감소 구조화된 표면을 포함한다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 렌즈는 적어도 하나의 곡면 굴절 표면을 가진다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 굴절 표면은 볼록하거나 오목할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 가상 또는 증강 현실 디바이스는 적어도 하나의 반사 표면을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 디바이스는 적어도 하나의 곡면 반사 표면을 포함한다.

상기 디바이스의 일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소는 시청자의 시선에 대해 실질적으로 직각이 되도록 위치된다. 상기 디바이스의 일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소 및 상기 렌즈는 시청자의 시선에 대해 실질적으로 직각이 되도록 위치된다. 상기 디바이스의 일부 실시예들에 따르면, 상기 렌즈의 주축은 시청자의 시선에 대해 실질적으로 수직을 이룬다. 상기 디바이스의 일부 실시예들에 따르면, 상기 렌즈 및 상기 디스플레이 구성요소는 시청자의 시선을 가로막도록 위치된다. 상기 디바이스의 다른 실시예들에 따르면, 상기 렌즈 및 상기 디스플레이 구성요소는 시청자의 시선을 가로막지 않도록 위치된다.

상기 가상 또는 증강 현실 디바이스들의 일부 실시예들에 따르면, 상기 미광 감소 구조화된 표면은 코팅을 포함한다. 상기 가상 또는 증강 현실 디바이스들의 일부 실시예들에 따르면, 상기 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 코팅을 포함한다. 상기 가상 또는 증강 현실 디바이스들의 일부 실시예들에 따르면, 상기 미광 감소 구조화된 표면은 나노구조화된 코팅을 포함한다.

가상 현실 또는 증강 현실 디바이스들의 일부 실시예들에 따르면, 상기 미광 감소 구조화된 표면은 반사 방지 표면이다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소는 디스플레이 표면 및 회절 요소를 포함하며, 그리고 상기 회절 요소는 상기 디스플레이 표면과 상기 미광 감소 구조화된 표면 사이에 위치된다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소의 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 반사 방지 코팅이다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 반사 방지 코팅은 복수의 나노구조체들을 포함한다.

상기 가상 또는 증강 현실 디바이스들의 일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소의 미광 감소 구조화된 표면은:

(a) 구조화된 반사 방지 코팅 또는 구조화된 반사 방지 표면; 및

(b) 회절 요소, 여기에서 상기 회절 요소는 (i) 상기 디스플레이 표면과 상기 구조화된 반사 방지 코팅 사이에; 그리고/또는 (ii) 상기 디스플레이 표면과 상기 구조화된 반사 방지 표면 사이에 위치됨;을 포함한다.

본 발명의 부가적인 실시예는 증강 현실 디바이스에 관한 것이고, 상기 증강 현실 디바이스는:

(i) 디스플레이 표면을 포함한 디스플레이 구성요소,

(ii) 오목한 굴절 표면을 포함한 적어도 하나의 렌즈 - 상기 적어도 하나의 렌즈는 상기 디스플레이 구성요소로부터 이격됨;를 포함하며, 여기에서 상기 디스플레이 구성요소 또는 상기 렌즈 중 적어도 하나는 적어도 하나의 미광 감소 구조화된 표면을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 증강 현실 디바이스는 2 개의 렌즈 구성요소들을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 증강 현실 디바이스는 적어도 하나의 렌즈 구성요소 및 미러를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 미광 감소 구조화된 표면은 복수의 나노구조체들을 포함하고, 상기 복수의 나노구조체들은 1 nm 초과 및 1 미크론 미만의 폭을 가진다.

본 발명의 부가적인 실시예는 증강 현실 디바이스에 관한 것이고, 상기 증강 현실 디바이스는:

(i) 디스플레이 표면을 포함한 디스플레이 구성요소,

(ii) 오목한 굴절 표면을 포함한 렌즈 - 상기 렌즈는 상기 디스플레이 구성요소로부터 공간을 두고 이격됨;를 포함하며, 여기에서 상기 디스플레이 구성요소 또는 상기 렌즈 중 적어도 하나는 적어도 하나의 미광 감소 구조화된 표면을 포함한다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 증강 현실 디바이스의 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 반사 방지 표면 및/또는 구조화된 반사 방지 코팅이다. 증강 현실 디바이스의 일부 실시예들에 따르면, 렌즈는 메니스커스 렌즈 (meniscus lens)이다. 일부 실시예들에 따르면, 디스플레이 표면은 시청자의 시선과는 직각을 이루지 않는다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 렌즈는 상기 디스플레이 구성요소로부터 이격되고 상기 디스플레이 표면에 대해 오목한 입사 굴절 표면 및 상기 디스플레이 표면에 대해 오목한 반사 표면도 가지고, 상기 반사 표면의 주축은 상기 디스플레이 표면과 수직이다; 그리고 빔 스플리터 판은 상기 디스플레이 표면과 상기 렌즈 사이의 자유 공간에 배치되고 시청자의 시선에 비스듬한 제 1 및 제 2 평행 표면들을 가진다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소는 상기 디스플레이 표면과 상기 미광 감소 구조화된 표면 사이에 위치된 회절 요소를 포함한 미광 감소 구조화된 표면을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 반사 방지 코팅 또는 구조화된 반사 방지 표면을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 미광 감소 구조화된 표면은 복수의 나노구조체들을 포함한다.

일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소의 미광 감소 구조화된 표면은: 구조화된 반사 방지 코팅 또는 구조화된 반사 방지 표면;을 포함하고, 상기 디스플레이 구성요소는 디스플레이 표면과 상기 구조화된 반사 방지 코팅 또는 상기 구조화된 반사 방지 표면 사이에 위치된 회절 요소를 추가로 포함한다.

증강 현실 또는 가상 현실 디바이스들의 일부 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 구성요소는 반사 방지 표면 및 상기 반사 방지 표면 아래에 배치된 회절 요소를 포함한 투명 기판을 추가로 포함하며, 상기 투명 기판은 상기 디스플레이 표면의 픽셀화된 디스플레이 (pixelated display) 앞에 배치될 때 상기 픽셀화된 디스플레이에 픽셀 간 갭들을 적어도 부분적으로 감소시킨다.

추가의 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 본 설명으로부터 통상의 기술자에게 명백하거나, 첨부된 도면뿐만 아니라, 본 명세서의 기술된 청구 범위 및 청구 범위에 기재된 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 단지 예시적인 것이며, 청구 범위의 특성 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.

첨부 도면은 추가의 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예(들)를 도시하고, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.

도 1a는 가상 현실 디바이스의 개략적인 단면도이다;
도 1b는 도 1a의 가상 현실 디바이스에서 미광 전파를 개략적으로 도시한다;
도 2a는 가상 현실 디바이스의 일 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 2b는 도 2a의 가상 현실 디바이스에서 미광 전파를 도시한다;
도 3a는 여기에 기술된 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 반사 방지 구조화된 코팅 표면을 도시한다;
도 3b 내지 도 3e는 여기에 기술된 예시적인 반사 방지 구조화된 코팅 표면들의 다른 실시예들을 도시한다;
도 4는 가상 현실 디바이스의 또 다른 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 5는 직사각형 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B) 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀의 개략도이다;
도 6은 투명 기판 및 픽셀화된 디스플레이를 포함하는 디스플레이 구성 요소의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 7은 증강 현실 디바이스의 실시예의 개략적인 단면도이다.

도 1a는 가상 현실 디바이스의 개략적인 단면도이다. 도 1a에 도시된 현실 디바이스 (5)의 광학 시스템 (10)은, 시청자가 볼 수 있는 장면 A (물체)를 디스플레이하는 디스플레이 구성요소 (12), 및 디스플레이 구성요소 (12)와 시청자의 눈 (16) 사이에 위치된 적어도 하나의 렌즈 (14)를 포함한다. 디스플레이 구성요소 및 적어도 하나의 렌즈 (16)은 인클로저 (20)에 의해 지지된다. 더 많은 광학 구성 요소들은 인클로저 (20) 내에 옵션으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 디스플레이 구성 요소 (12)는 액정 디스플레이 (LCD), OLED 디스플레이를 포함할 수 있다. 다른 디스플레이 구성요소들 (12)이 또한 이용될 수 있다.

도 1a는 시청자의 망막 상에 물체 A의 이미지 A'를 형성하는 3 개의 광선들 (18A, 18B 및 18C)의 광학 경로를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 단일 물체 점으로부터 비롯된 광선들 (18A 및 18B)은 가상 현실 VR 디바이스 (5)의 광학 시스템 (10)의 광학 구성요소들에 의해 형성된 광학 시스템을 통해 추적된다. 광선 (18C)은 상이한 물체 점으로부터 비롯되고 광축 OA를 따라 전파하고 있다.

도 1b는 도 1a에 도시된 가상 현실 디바이스의 광학 시스템에서 미광 전파를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 1b는 시청자의 눈(들)을 향해 전파하고 있는는 정반사 미광 광선들 (specular stray light rays)을 도시한다. 도시된 정반사 미광 광선들 (광선들 (17A))은 광학 품질 표면들로부터의 반사에 의해 발생되거나 비롯되며, 광학 계면에서의 반사 법칙, 즉

을 따른다. 미광 광선들 (17A)이 눈(들)을 향해 전파될 때, 이들은 망막 상에 이미지화되어 이미지 A'의 이미지 품질을 방해한다. 도 1b는 또한 확산 산란 표면들 (D), 예를 들어 미광을 감소시키도록 설계된 표면들로부터의 반사에 의해 발생된 확산 미광 광선들 (광선들 (17B))을 도시한다. 후자의 경우, 입사 광선들은 가능한 반사된 광선들의 고체 각도로 산란된다. 설명을 위해 도 1b는 각각의 확산 반사 위치로부터 비롯된 단일 (확산) 미광 광선만을 도시한다. 그러나, 확산 반사로 인한 다수의 미광 광선들은 실제로 단일 입사 점 (미도시)으로부터 생성된다. 미광 광선들 (17B)은 광학 구성요소들의 광학 표면들 (예를 들어, 디스플레이 표면 또는 렌즈 표면들)로부터 반사 (또는 상기 표면들을 통해 굴절)하고, 눈(들)을 향해 전파되어 디바이스의 전체 이미지 품질을 방해한다.

광학 시스템에서 미광의 결과적인 효과는 이미지 왜곡, 산란 및 감소된 콘트라스트의 형태로 이미지 품질을 크게 저하시킨다. 경질 광학 반사 방지 코팅들은 미광 전파를 최소화하기 위해 물리적 증기 또는 화학 기상 증착 기술들을 통해 렌즈(들)의 표면들 및 디스플레이 상의 표면들에 적용될 수 있다. 그러나, 이들 기술들은 기술적으로 복잡하고 가전 제품들에 필요한 대량으로 쉽게 확장할 수 없으므로 통상적으로 너무 비싸다.

여기에 기술된 실시예들은 미광, 및 VR 또는 AR 디바이스들을 사용하여 시청자가 관찰하는 결과적인 이미지 열화를 감소 및 제거 또는 최소화하기 위해 나노구조화된 광학 표면들을 이용한다. 여기에 사용된 바와 같이, 나노구조화된 표면 또는 코팅은 높이 및 폭이 1 nm 초과 및 1 미크론 미만 (예를 들어, 3 nm 내지 500 nm, 10 nm 내지 500 nm, 10 nm 내지 400 nm, 또는 50 nm 내지 350 nm)을 가진 복수의 나노 크기 구조들(NS)을 갖는 구조화된 표면을 포함한다. 도 2a는 광학 구성요소들의 표면들 상에 위치된 미광 감소 구조화된 표면들 - 예를 들어, 나노 구조화된 반사 방지 표면들 또는 코팅들 (ARS, ARC)을 갖는 광학 시스템 (10)을 도시한다. 일부 실시예들에 따르면, 광학 구성요소들의 표면들은 광 감소 구조화된 표면들, 예를 들어 내부에 일체로 형성될 수 있는 나노구조화된 반사 방지 표면들 ARS를 포함한다. 보다 구체적으로, 도 2a는 예를 들어, 렌즈 (14)의 2 개의 광학 표면들 및 디스플레이 구성요소 (12)의 앞 표면 (디스플레이 표면) 상에 적용되는 반사 방지 나노구조화된 코팅들 (14a, 14b 및 12a)을 도시한다. AR 또는 VR 디바이스들의 일부 실시예들에서, 광학 시스템 (10)은 부가적인 광학 구성요소들 (예를 들어, 미러들, 판들, 빔 스플리터들, 편광기들, 또는 다른 렌즈 구성요소들)을 이용하고, 이들 부가적인 구성요소들은 또한 하나 이상의 반사 방지 나노구조화된 표면들 또는 코팅들을 포함할 수 있다. 이들 부가적인 광학 구성요소들은 디스플레이 구성요소와 시청자 사이, 예를 들어 디스플레이 구성요소 (12)와 렌즈 (14) 사이에 위치될 수 있다. 나노구조화된 광학 표면들은 예를 들어, 광학 구성요소의 표면 상에 직접 형성된 나노구조화된 반사 방지 코팅들 (ARC), 또는 반사 방지 나노구조화된 표면 (ARS)일 수 있다.

도 2b는 도 2a에 도시된 광학 시스템 (10) 내에서 전파되는 미광 광선들을 도시한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 12a, 14a 및/또는 14b와 같은 나노구조화된 반사 방지 코팅들 또는 표면들 (ARC, ARS)의 사용은 광학 시스템에서 확산 반사에 의해 발생된 미광의 영향을 극적으로 감소시키고 또한 정반사로 인해 미광을 최소화 또는 제거시킨다. 이들 나노구조화된 코팅들 또는 표면들은 가시 스펙트럼 (450 nm-700 nm)에 걸쳐, 또는 관심 있는 특정 파장(들) (예를 들어, UV, 적색, 청색 또는 녹색 파장)에서 반사를 감소시킬 수 있다. 이는 관찰자의 눈에 제시되는 이미지의 품질을 개선시킨다.

예시적인 반사 방지 나노구조화된 반사 방지 표면들 또는 코팅들 (ARS, ARC)은, 예를 들어, 도 3a 및 3b-3e에 도시된다. 여기에 개시된 실시예들에서, 예시적인 반사 방지 나노구조화된 표면들은 바람직하게는 425 nm 미만, 예를 들어 3 nm 내지 400 nm, 또는 5 nm 내지 350 nm, 또는 5 nm 내지 300 nm 등의 주기를 갖는 나노 구조체들 (NS)를 포함한다. 개별 나노구조체들의 폭 및 높이 (h) (또는 깊이 (h)) 또한 바람직하게는 425 nm 미만, 예를 들어 3 nm 내지 400 nm, 또는 5 nm 내지 350 nm, 또는 5 nm 내지 300 nm이다. 개별 나노 구조체들 (NS)는 상승되거나 함몰될 수 있으며, 융기부들, 옴폭 들어간 곳들 (dimples), 채널들 또는 홀들을 형성할 수 있다. 개별 나노구조체들 (NS)은, 예를 들어, 직사각형, 원통형 또는 원뿔형일 수 있고 단면 치수 (w)를 가질 수 있다.

도 3a는 나노구조화된 반사 방지 (AR) 코팅 표면의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 이러한 나노구조화된 반사 방지 코팅 ARC는 일차원에서 주기적인 표면 릴리프 (relief) 구조를 가진다. 이 예시적인 실시예에서, 주기적 나노구조체들 (NS)은 "돔형 (domed)"이고 대략 반원형 단면을 가진다. 다른 실시예들에서, 나노 구조화된 반사 방지 코팅 ARC (또는 표면들 ARS)는 삼각형, 직사각형 또는 다른 단면들을 가질 수 있다. 이들 나노 구조체들 (NS)은 필요에 따라, 상이한 패턴들로 배치될 수 있다. 들어오는 광의 전파에 대한 부가적인 제어는 광학 표면을 2 차원으로 구조화함으로써 가능하며, 이는 원하지 않는 반사를 추가로 감소시킨다 (즉, 미광을 감소시킨다). 도 3b-3e는 2 차원으로 주기적인 (복수의 나노구조체들 NS를 포함하는) 예시적인 표면 릴리프 구조체들을 개략적으로 도시한다. 보다 구체적으로, 도 3e는 광학 구성요소의 외부 표면 상에 위치된 나노구조화된 표면, 및 나노구조화된 표면 밑 (아래)에 위치된 내부 회절 요소 (DE)를 도시한다. 이 실시예에서, 나노구조화된 표면은 투명 기판 (12c) 위에 위치하여, 회절 표면 (DE)은 나노구조화된 표면과 회절 요소 사이에 개재된다. 대안적으로, 아래에 설명되고 도 6에 도시된 바와 같이, 회절 표면 (DE)은 기판 (12c)의 대향 측면 상에 위치될 수 있어, 기판은 회절 표면과 나노구조화된 표면 사이에 개재된다.

광학 시스템 (10)의 미광 개선은 PVD 또는 CVD 기반 경질 반사 방지 코팅들을 사용하여 얻을 수 있지만, 여기에 기술된 나노구조화된 코팅들 (ARC)은 연속 롤-투-롤 임프린팅 공정들 (roll-to-roll imprinting processes)을 사용하여 저렴한 비용으로 시트 형태로 제조될 수 있는 이점을 가지며, VR 또는 AR 디바이스들의 광학 시스템 (10)에서 광학 구성요소들의 광학 표면들에 쉽게 적용될 수 있다. 예를 들어, 여기에 기술되고 연속 롤-투-롤 임프린팅 공정들을 사용하여 저렴한 비용으로 시트 형태로 제조되는 나노구조화된 반사 방지 코팅들 (ARC)은 디스플레이 구성요소 (12)의 디스플레이 표면, 또는 평면 또는 실질적으로 평면 표면을 갖는 임의의 다른 구성요소에 쉽게 적용될 수 있다. 광학 시스템 (10)에서의 렌즈(들)에 대해, 나노구조화된 반사 방지 코팅들 또는 표면들 (ARC, ARS)은 다양한 수단들에 의해 적용될 수 있다. 렌즈들 또는 다른 광학 구성요소들이 광학 유리들로 제조되는 경우, 나노구조화된 표면들 (ARS, ARC)은 PVD 또는 CVD 공정들을 통해 이들 구성요소들의 표면들 상에 직접, 예를 들어 곡면 렌즈 표면 상에 직접 형성될 수 있다. 나노구조화된 반사 방지 표면들 (ARS)은 또한 유리의 표면에 에칭되거나 심지어 몰딩될 수 있다. 하나의 저렴한 대안물 또는 렌즈들은 몰딩 가능한 광학 플라스틱들로 렌즈를 제조하고 렌즈 몰딩 공정 자체 동안에 나노구조화된 표면들 (ARS)을 직접 형성하기 위한 것이다. 마지막으로, 기술된 나노구조화된 표면들을 형성하기 위해 다른 적합한 방법들이 이용될 수 있다.

일부 실시예들에서, 반사 방지 표면 또는 코팅은 적어도 약 80 nm의 RMS 진폭을 가진 거친 표면 부분을 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 디스플레이 구성요소 (12)는 적어도 약 80 nm, 예를 들어 80 내지 350 nm의 RMS 진폭을 가진 거친 표면 부분을 가진 나노구조화된 반사 방지 표면 또는 코팅 (12a)을 갖는 디스플레이 표면을 가진다. 일부 실시예들에서, 반사 방지 표면 또는 코팅 ARS, ARC는 적어도 약 80 nm의 RMS 진폭을 가진 거친 표면 부분, 및 비거친 표면 부분을 포함하고, 상기 비거친 표면 부분은 최대 약 0.1의 반사 방지 표면의 일부를 형성하며, 그리고 거친 표면 부분은 반사 방지 또는 반사 방지 표면의 잔여 부분을 형성한다. 일부 실시예들에서, 렌즈 표면은 적어도 약 80 nm, 예를 들어 80-350 nm, 또는 80-300 nm의 RMS 진폭을 가진 거친 표면 부분을 가진 나노구조화 또는 반사의 방지 표면 또는 코팅 (14a 또는 14b)을 가진다.

그러나, 나노구조화된 반사 방지 표면들은 스파클을 생성할 수 있다. 스파클은 디스플레이의 매우 미세한 낟알 모양 (grainy appearance)과 연관이 있으며, 낟알들의 패턴은 디스플레이의 시야각이 변함에 따라 이동하는 것처럼 보일 수 있다. 디스플레이 스파클은 대략 픽셀 레벨 크기 스케일에서 밝고, 어둡고, 그리고/또는 색상 스팟들로 나타날 수 있다. 스파클은 예를 들어, 2012년 5월 8일자로 출원된 Nickolas Borreli 등의 "ENGINEERED ANTIGLARE SURFACE TO REDUCE DISPLAY SPARKLE" 명칭을 가진 US 2012/0300307에 기술되고, 그 내용은 여기에서 전체적으로 참조로 병합된다. 스파클은 서브 픽셀들과, 픽셀화된 디스플레이들에서의 연관 갭들과, 그리고 나노구조화된 반사 방지 표면들 또는 코팅들 (ARS, ARC)과 연관된 주기적 구조체 사이의 상호 작용을 통해 발생할 수 있다. 이러한 현상은 픽셀화된 디스플레이와 전술한 구조화된 코팅들 또는 표면들 사이에 위치된 회절 요소(들) (12a)와 같은 회절 요소들 (DE)의 사용을 통해 최소화되거나 완화될 수 있다. 스파클은 여기에 기술된 디스플레이 구성요소(들)의 디스플레이 표면과 함께 나노구조화된 반사 방지 표면들이 사용될 때 가상 현실 (VR)에서 또는 증강 현실 (AR) 광학 시스템들에서 문제가 될 수 있다. 스파클과 연관된 문제들을 완화시키거나 감소시키기 위해, 회절 요소(들) (12b)는 픽셀화된 디스플레이 (12c)와, 디스플레이 상의 구조화된 반사 방지 코팅 또는 표면 (ARC, ARS) (12a) 사이에 위치되어 VR 또는 AR 광학 시스템들에서 스파클을 감소시킬 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 4에 개략적으로 도시된다.

디스플레이 구성요소 (12)가 LCD 디스플레이들 등과 같은 픽셀화된 디스플레이를 포함하는 경우, 색상 이미지들은 일반적으로 픽셀들 (100)을 형성하는 인접한 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B) 서브 픽셀들 (100a)을 사용함으로써 생성된다. 비 제한적인 예시에서, 도 5는 크기가 X 방향으로 픽셀 (100)의 크기 (또는 피치)의 대략 1/3이고 Y 방향으로 픽셀 (100)의 크기와 동일한 직사각형의 적색 (R), 녹색 (G) 및 청색 (B) 서브 픽셀들을 포함하는 픽셀 (100)의 개략도를 도시한다. 이러한 유형의 기하학적인 결과로서, 단일 색상 (즉, 적색, 청색 또는 녹색) 이미지들은 픽셀 크기의 약 2/3의 갭을 갖는 서브 픽셀들을 구성한다. 이러한 픽셀 간 갭은 복수의 픽셀들 (100)에 의해 생성된 이미지들에서 어느 정도의 스파클을 생성하는 역할을 한다. 어떠한 픽셀 간 갭도 시청자에게 제시되거나 시청자가 인식하지 않는 경우, 스파클은 반사 방지 표면의 거칠기에 관계없이 관찰되지 않을 것이다. 통상의 기술자는 본 발명이 도 5에 도시된 것 이외의 픽셀 및 서브 픽셀 기하학적 구조를 포함한다는 것을 이해할 것이다.

보다 구체적으로, AR 및 VR 디바이스들의 일부 실시예들에서, 디스플레이 구성요소 (12)은 전술한 바와 같이, 거칠거나 나노구조화된 반사 방지 표면 (또는 코팅) (12a) 및 예를 들어 도 3e, 4 및 6에 도시된 바와 같이, 코팅 나노구조화된 반사 방지 (AR) 표면 코팅 (12a) 아래에 위치된 회절 요소 (DE, 12b)를 가진 투명 기판 (12c)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 디스플레이 구성요소 (12)는 전술한 바와 같이, 나노구조화된 반사 방지 표면 또는 코팅 (12a) 및 투명 기판 (12c)의 또는 상기 투명 기판 (12c) 내의 대향 표면 상의 회절 요소 (12b)를 가진 투명 기판 (12c)을 포함한다. 투명 기판 (12c)은 광학 경로 (OP)를 따라 픽셀화된 디스플레이 (12d)의 앞에 위치된다. 일부 실시예들에서, 기판 (12c)은 폴리카보네이트 시트 등과 같은 중합체 재료의 투명 시트를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시예들에서, 기판 (12c)은 투명 유리 시트를 포함한다. 투명 기판 (12c)은 평평한 시트 또는 예를 들어 곡선 시트와 같은 3 차원 시트일 수 있다. 디스플레이 구성요소 (12)의 회절 요소 (DE, 12b)는 회절 법칙에 따라 광을 변경하는 광학 요소이며, 그리고 주기적 격자 (periodic grating), 준 주기적 격자, 비 주기적 격자 또는 픽셀화된 디스플레이 (12d)에서의 서브 픽셀들 (100a) 사이의 갭들을 채움으로써 스파클을 감소시키는 임의의 위상 패턴을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 격자는 격자 주기 (T) 및 회절 차수 (diffraction order, k)를 갖는 주기적 격자이며, 주기적 격자는 광학 거리 D에 의해 픽셀로부터 분리되고, 픽셀은 파장 (λ)을 가진 광을 방출하며, 그리고 여기에서 k·D·λ/Pitch < T < 2k·D·λ/Pitch이다. 일부 실시예들에 따르면, VR 또는 AR 디바이스의 디스플레이 구성요소 (12)는 투명 기판 (12c) 및 픽셀화된 디스플레이 (12d)를 포함하고, 투명 기판 (12c)은 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a) 및 도 6에 도시된 바와 같이, 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a) 아래에 배치된 회절 요소 (DE), 예를 들어 회절 요소 (12b)를 포함한다. 유사한 회절 요소들은 "ENGINEERED ANTIGLARE SURFACE TO REDUCE DISPLAY SPARKLE"을 명칭으로 하는 상기에서 언급된 공보 US 2012/0300307에 기술된다. 일부 실시예들에 따르면, 반사 방지 표면 및 상기 반사 방지 표면 아래에 위치된 회절 요소를 갖는 투명 기판은 픽셀화된 디스플레이 (12d) 앞에 배치될 때, 픽셀화된 디스플레이에서 픽셀 간 갭들을 적어도 부분적으로 감소시킨다. 일부 실시예들에 따르면, 디스플레이 구성요소 (12)는 다음을 포함한다: 복수의 픽셀들 (100)을 포함한 픽셀화된 디스플레이 (12d) - 상기 복수의 픽셀들 (100) 각각은 픽셀 크기를 가짐; 픽셀화된 디스플레이 (12d)의 앞에 배치되고 상기 픽셀화된 디스플레이 (12d)와 실질적으로 평행한 투명 기판 (12c) - 상기 투명 기판 (12c)은 픽셀화된 디스플레이 (12d)로부터 멀리 위치한 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a)을 가짐; 및 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a) 및 픽셀화된 디스플레이 (12d)의 픽셀들 (100) 사이에 배치된 회절 요소 (12b).

일부 실시예들에 따르면, 투명 기판 (12c)은 두께 (t), 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a), 및 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a) 아래에 (예를 들어, 나노구조화된 표면 (12a)과 픽셀화된 디스플레이 (12d) 사이에) 배치된 회절 요소 (12b)를 가진다. 도 6에 도시된 실시예에서, 회절 요소 (12b)는 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a)과 대향하는, 기판 (12c)의 제 2 표면 (12a') 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 회절 요소 (12b)는 투명 기판의 제 2 표면 (12a') 상에 배치된 중합체 필름 또는 에폭시 층에 배치된다. 다른 실시예들에서, 회절 요소 (12b)는 대량의 투명 기판 (12c)에, 그리고 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a)과 제 2 표면 (12a') 사이에 배치된다. 픽셀화된 디스플레이 (12d)는 기술분야에서 공지된 LCD 디스플레이, OLED 디스플레이 등일 수 있고, 복수의 픽셀들 (100)을 포함한다. 픽셀화된 디스플레이 (12d)는 투명 기판 (12c)으로부터 (또는 존재하는 경우 회절 요소(들) (12b)로부터) 갭 (G)만큼 분리되며, 그리고 복수의 픽셀들 (100)은 회절 요소(들) (12b)로부터 광학 거리 (d)만큼 분리된다.

일부 실시예들에서, 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a)은 투명 기판 (12c)의 표면에 직접 적층된 코팅 또는 구조화된 중합체 필름 (종종 편광 필름)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a)은 투명 기판 (12c)의 표면을 직접적으로 또는 내산성 또는 내알칼리성 마스크를 통해 화학적으로 에칭함으로써 형성될 수 있다.

투명 기판 (12c)이 픽셀화된 디스플레이 (12d) 앞에 위치될 때, 회절 요소 (12b)는 광학 경로 (OP)를 따라 위치되고, 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a)과 픽셀화된 디스플레이 (12d) 사이에 위치하여, 회절 요소 (12b) (및 나노구조화된 반사 방지 표면 (12a))을 통해 볼 때, 픽셀화된 디스플레이 (12d)에 의해 발생된 이미지에서 픽셀들 사이의 갭은 감소된다. 일 실시예에서, 픽셀화된 디스플레이 (12d)에 의해 발생된 이미지에서 픽셀들 사이의 갭은 개별 픽셀들의 길이 (또는 폭)의 약 1/3 미만으로 감소된다. 일부 실시예들에서, 픽셀들 사이의 갭은 육안으로 보이지 않는다.

회절 요소 (12b)는 중합체 필름으로서 기판 (12c)의 제 2 표면 (12a')에 적용될 수 있다. 대안적으로, 회절 요소 (12b)는 제 2 표면 (12a') 상에 그리고 상기 제 2 표면 (12a')에 일체로 형성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 픽셀화된 디스플레이 (12d)와 기판 (12c) 또는 회절 요소 (DE) 사이의 갭 (G)은 에폭시 (도시되지 않음)로 채워져서, 제 2 표면 (12a')과 접촉하고 투명 기판 (12c)을 픽셀화된 디스플레이 (12d)에 고정 또는 접착시킨다. 에폭시는 바람직하게는 픽셀화된 디스플레이 (12d)의 제 2 표면 (12a') 및 앞면 (12d') 상에 프레넬 반사를 제거하기 위해 투명 기판 (12c)의 굴절률과 부분적으로 일치하는 굴절률을 가진다. 에폭시는 바람직하게 회절 요소 (12b)의 굴절률과는 상이한 굴절률 및 프레넬 반사를 감쇠시키기에 충분히 낮은 인덱스 콘트라스트 (index contrast)를 가진다. 동시에, 에폭시의 인덱스 콘트라스트는 회절 요소의 거칠기 진폭을 적당한 레벨로 유지하기에 충분히 크다. 예를 들어, 인덱스 콘트라스트가 0.05인 경우, 프레넬 반사의 진폭은 약 0.04%이고 이상적인 격자 진폭들은 사인 곡선 및 정사각형 격자들 각각에 대해 4.8μm 및 3.4μm이다. 20 μm 내지 40 μm 정도의 비교적 큰 주기가 주어지면, 그러한 진폭은 마이크로리소그래피, 엠보싱, 복제 등과 같은 격자 제조 공정들에 달성될 수 있다.

도 7은 증강 현실 디바이스의 광학 시스템 (10)의 일 실시예를 도시한다. 본 개시의 양태에 따르면, 증강 현실 시스템은 다음을 포함한다:

a) 디스플레이 소스 (24), 예를 들어 디스플레이 표면 (예를 들어, 평평한 디스플레이 표면 (24a))으로부터 이미지 함유 광 (image-bearing light)을 발생하는 디스플레이 구성요소 (12);

b) 디스플레이 소스로부터 이격되고 디스플레이 소스에 대해 오목한 입사 굴절 표면 (22)을 가지고, 예를 들어 디스플레이 소스에 대해 오목한 반사 표면 (20)을 가진 적어도 하나의 렌즈 (L1), 여기서 반사 표면 (20)의 주축은 디스플레이 소스 (24)에 수직이거나 직각임; 및

c) 디스플레이 소스 (24) (예를 들어, 디스플레이 구성요소 (12))와 렌즈 (L1) 사이의 자유 공간에 배치된 빔 스플리터 판 (26) - 빔 스플리터는 시청자의 시선에 대해 비스듬한 제 1 및 제 2 평행 표면들을 가짐.

이 실시예에서, 광학 구성요소들 (12, L1, 26)의 표면들 중 적어도 하나는 전술한 하나 이상의 구조화된 (나노-구조화된) 표면들 또는 코팅들 ARS, ARC을 포함한다 (예를 들어, 도 3a-3f 참조). 디스플레이 구성요소 (12) (또는 디스플레이 소스 (24))는 픽셀화된 디스플레이를 가질 수 있다. 이로써, 일부 실시예들에 따르면, 전술한 회절 요소 (DE), 예를 들어 회절 요소(들) (12b)는 스파클을 감소시키기 위해 증강 현실 (AR) 디바이스들의 디스플레이 구성요소들 (2)에 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 렌즈 (L1)는 렌즈 (14)일 수 있거나 하나 초과의 렌즈 구성요소들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 증강 현실 디바이스는 2 개의 렌즈 구성요소들을 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 증강 현실 디바이스는 미러 또는 반사 표면과 같은 적어도 하나의 렌즈 구성요소를 포함한다. 일부 실시예들에서, 렌즈 구성요소는 미러 또는 반사 표면으로부터 공간을 두고 이격된다. 예를 들어, 도 7의 렌즈 (L1)는, 디스플레이 구성요소 (12)를 대면한, 광학 파워를 갖는 적어도 굴절 구성요소 (예를 들어, 렌즈 (14)) 및 렌즈 (14)가 미러와 디스플레이 구성요소 사이에 위치되도록 굴절 구성요소 뒤에 위치된 미러를 갖는, 2 개 이상의 광학 구성요소들로 나뉠 수 있다.

구조화된 반사 방지 코팅들 또는 표면 (ARC, ARS)은 렌즈 요소의 표면 (22) 상에, 또는 빔 스플리터 (26)의 표면 (S1 또는 S2) 상에 또는 디스플레이 소스 (24)의 표면 (24a) 상에 존재할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소(들) (DE)는 스파클을 감소시키기 위해 디스플레이 표면 (24a)과 디스플레이 표면 (24a) 상에 위치된 나노구조화된 반사 방지 코팅 (ARC) 사이에 위치된다.

이로써, 본 개시의 양태에 따르면, 증강 현실 디바이스는 다음을 포함한다:

(a) 디스플레이 표면 (예를 들어, 평평한 디스플레이 표면 (24a))으로부터 이미지 함유 광을 발생하는 디스플레이 구성요소 (12, 24);

(b) 디스플레이 소스로부터 이격되고 디스플레이 소스에 대해 오목한 비구면 입사 굴절 표면을 가지고 디스플레이 소스에 대해 오목한 비구면 반사 표면을 가진 렌즈 (L1, 14), 여기서 반사 표면의 주축은 디스플레이 표면과 수직함; 및

(c) 디스플레이 소스와 렌즈 사이의 자유 공간에 배치되고 시청자의 시선에 대해 비스듬한 제 1 및 제 2 평행 표면들을 가진 빔 스플리터 판 (26),

여기서 렌즈 (L1, 14) 및 빔 스플리터 판 (26)은 관찰자의 시선을 따라 이미지 함유 광에 대한 시청자 눈 박스 (eye box)를 정의한다. 일부 실시예들에서, 광학 구성요소들의 표면들 중 적어도 하나는 전술한 바와 같이, 나노구조화된 반사 방지 코팅 또는 표면 ARC, ARS를 포함한다.

일부 실시예들에 따르면, 구조화된 반사 방지 코팅들 또는 표면은 렌즈 요소 (L1)의 적어도 하나의 표면 (예를 들어, 표면 (22)) 상에, 그리고/또는 빔 스플리터의 표면 (S1 또는 S2) 상에 존재할 수 있다. 부가적으로, 구조화된 반사 방지 코팅은 디스플레이 표면 (24a) 위에 위치될 수 있고, 회절 요소 (DE)는 스파클을 감소시키기 위해 디스플레이 표면 (24a)과 디스플레이 표면 (24a) 위에 위치된 구조화된 반사 방지 코팅 사이에 위치될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, AR 또는 VR 디바이스의 디스플레이 구성요소 (12)는 반사 방지 표면 및 반사 방지 표면 아래에 배치된 회절 요소 (DE)를 포함한 투명 기판을 포함하여, 투명 기판은 픽셀화된 디스플레이 앞에서 배치될 때 픽셀화된 디스플레이에 픽셀 간 갭들을 적어도 부분적으로 감소시킨다.

일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 투명 기판의 제 2 표면 상에 배치되고, 제 2 표면은 반사 방지 표면과 대향한다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 투명 기판의 제 2 표면과 일체형이다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 제 1 굴절률을 가지며, 투명 기판의 제 2 표면은 제 1 굴절률과는 상이한 제 2 굴절률을 가진 에폭시 층과 접촉한다. 일부 실시예들에 따르면, 투명 기판 (12c)은 반사 방지 표면 (ARS, 12a)과 대향하는 제 2 표면 (12a') 및 반사 방지 표면과 제 2 표면 (12a') 사이의 벌크 부분을 가지며, 회절 요소 (DE)는 벌크 부분에 배치된다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 픽셀 크기의 약 1/3인 격자 주기를 가진 주기적 격자이다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 픽셀 크기 (또는 폭)의 약 1/4 내지 1/2인 격자 주기를 가진 주기적 격자이다. 일부 실시예들에서, 픽셀 폭은 약 0.015 mm 내지 0.05 mm, 예를 들어 0.015 mm 내지 0.025 mm이다. 일부 실시예들에서, 픽셀 폭은 약 0.04 mm 내지 0.05 mm, 예를 들어 0.044 mm이다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 주기적 격자, 준 주기적 격자, 비 주기적 격자, 또는 제 2 표면 상에 배치된 랜덤 위상 패턴 중 하나를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 요소 (DE)는 제 2 표면 상에 배치된 중합체 필름 상에 배치된다.

일부 실시예들에 따르면, t 투명 기판은 중합체 재료의 시트 또는 유리 시트를 포함한다 (예를 들어, 소다 석회 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 및 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리 중 하나를 포함한다). 일부 실시예들에 따르면, 투명 기판은 강화 유리를 포함한다. 강화 유리는 이온 교환에 의해 강화될 수 있어서, 투명 기판은 압축 응력하에 영역을 가진 적어도 하나의 표면을 가지며,상기 영역은 표면으로부터 투명 기판 내의 층 깊이까지 연장된다. 강화 유리는 적어도 약 350 MPa의 압축 응력을 갖는 영역 및 적어도 15 μm의 압축 영역의 깊이를 가질 수 있다. 강화 유리는 예를 들어 Corning NY의 코닝 사로부터 입수할 수 있는 Corning® Gorilla® 유리와 같은 것일 수 있다.

통상적인 실시예들이 예시의 목적으로 설명되었지만, 전술한 설명은 본 발명 또는 첨부된 청구 범위의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니된다. 이에 따라, 본 개시의 기술 사상 및 권리 범위를 벗어나지 않으면서 통상의 기술자에게 다양한 수정, 적응 및 대안이 발생할 수 있다.

본 발명의 기술 사상 또는 권리 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 본 발명의 기술 사상 및 물질을 포함하는 개시된 실시예들의 변형 조합, 하위 조합 및 변형이 통상의 기술자에게 발생할 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 청구 범위 및 그 등가물의 권리 범위 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (26)

1. 가상 또는 증강 현실 디바이스에 있어서,
   (i) 디스플레이 표면을 포함한 디스플레이 구성요소;
   (ii) 상기 디스플레이 구성요소로부터 공간을 두고 이격된 (air spaced) 렌즈;를 포함하며,
   상기 디스플레이 구성요소 또는 상기 렌즈 중 적어도 하나는 미광 감소 구조화된 표면 (stray light reducing structured surface)을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 미광 감소 구조화된 표면은 복수의 나노구조체들을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 디바이스는 복수의 미광 감소 구조화된 표면을 추가로 포함하고, 상기 복수의 미광 감소 구조화된 표면 각각은 복수의 나노구조체들을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
   상기 복수의 나노구조체들 각각은 1 nm 초과 및 1 미크론 미만의 폭을 가지는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 렌즈는 상기 디스플레이 구성요소 바로 앞에 위치한, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 렌즈는 곡면 굴절 표면 및 곡면 반사 표면을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 렌즈와 상기 디스플레이 구성요소 사이에는 빔 스플리터가 위치되는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 미광 감소 구조화된 표면은 코팅을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 반사 방지 코팅을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 구성요소는 상기 미광 감소 구조화된 표면을 포함하고,
    상기 디스플레이 구성요소는 상기 디스플레이 표면과 상기 미광 감소 구조화된 표면 사이에 위치된 회절 요소를 추가로 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 반사 방지 코팅을 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 구성요소는 반사 방지 표면 및 상기 반사 방지 표면 아래에 배치된 회절 요소를 포함한 투명 기판을 추가로 포함하고, 상기 투명 기판은 상기 디스플레이 표면의 픽셀화된 디스플레이 앞에 배치될 때 상기 픽셀화된 디스플레이에 픽셀 간 갭들을 적어도 부분적으로 감소시키는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 회절 요소는 상기 기판의 제 2 표면 상에 배치되고, 상기 제 2 표면은 상기 반사 방지 표면과 대향하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 회절 요소는 상기 제 2 표면과 일체형인, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 회절 요소는 주기적 격자, 준 주기적 격자, 비 주기적 격자, 및 상기 제 2 표면 상에 배치된 랜덤 위상 패턴 중 하나를 포함하는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
16. 청구항 12 또는 15에 있어서,
    상기 투명 기판은 상기 반사 방지 표면과 대향하는 제 2 표면, 및 상기 반사 방지 표면과 상기 제 2 표면 사이의 벌크 부분을 가지고, 상기 회절 요소는 상기 벌크 부분에 배치되는, 가상 또는 증강 현실 디바이스.
17. 증강 현실 디바이스에 있어서,
    디스플레이 표면을 포함한 디스플레이 구성요소;
    오목한 굴절 표면을 포함하는 적어도 하나의 렌즈 - 상기 적어도 하나의 렌즈는 상기 디스플레이 구성요소로부터 공간을 두고 이격됨;를 포함하며,
    상기 디스플레이 구성요소 또는 상기 렌즈 중 적어도 하나는 미광 감소 구조화된 표면을 포함하는, 증강 현실 디바이스.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 미광 감소 구조화된 표면은 코팅을 포함하는, 증강 현실 디바이스.
19. 청구항 17에 있어서,
    상기 미광 감소 구조화된 표면은 구조화된 반사 방지 코팅을 포함하는, 증강 현실 디바이스.
20. 청구항 17에 있어서,
    상기 미광 감소 구조화된 표면은 복수의 나노구조체들을 갖는 반사 방지 코팅을 포함하는, 증강 현실 디바이스.
21. 청구항 17에 있어서,
    상기 디바이스는 복수의 미광 감소 구조화된 표면을 추가로 포함하며, 상기 복수의 미광 감소 구조화된 표면 각각은 복수의 나노구조체들을 포함하는, 증강 현실 디바이스.
22. 청구항 20 또는 21에 있어서,
    상기 복수의 나노구조체들 각각은 1 nm 초과 및 1 미크론 미만의 폭을 가지는, 증강 현실 디바이스.
23. 청구항 17에 있어서,
    미광 감소 구조화된 표면은 복수의 나노구조체들을 포함하고,
    상기 복수의 나노구조체들 각각은 1 nm 초과 및 1 미크론 미만의 폭을 가지는, 증강 현실 디바이스.
24. 청구항 14 또는 17에 있어서,
    상기 디스플레이 표면과 상기 구조화된 반사 방지 코팅 사이에 위치된 회절 요소를 추가로 포함하는, 증강 현실 디바이스.
25. 청구항 17에 있어서,
    상기 적어도 하나의 렌즈는 상기 디스플레이 구성요소로부터 공간을 두고 이격되고 상기 디스플레이 표면에 대해 오목한 입사 굴절 표면을 가지고 상기 디스플레이 표면에 대해 오목한 반사 표면을 가지고, 상기 반사 표면의 주축은 상기 디스플레이 표면에 수직하며; 그리고
    빔 스플리터 판은 상기 디스플레이 표면과 상기 렌즈 사이의 자유 공간에 배치되고 시청자의 시선에 비스듬한 제 1 및 제 2 평행 표면들을 가지는, 증강 현실 디바이스.
26. 청구항 17에 있어서,
    상기 렌즈 및 상기 디스플레이 구성요소는 시청자의 시선과는 직각을 이루지 않는, 증강 현실 디바이스.

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