KR20200101995A - 시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법 - Google Patents

시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법 Download PDF

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Abstract

정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법이, 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도 모두에 따라 달라지는 방향을 가지는 멀티뷰 이미지를 제공하기 위해서 회절 격자의 어레이를 이용한다. 정적 멀티뷰 디스플레이는 광을 길이방향으로 안내하도록 구성된 광 안내부 및 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 광원을 포함하고, 광 안내부 내의 전파 각도는 광원의 광학적 방출기의 길이방향 오프셋에 의해서 결정된다. 정적 멀티뷰 디스플레이는, 시준된 안내 광 빔의 일부를 멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔으로서 산란시키도록 구성된다.

Description

시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법
본 발명은 시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법에 관한 것이다.
전자 디스플레이는 매우 다양한 장치들 및 제품의 사용자들에게 정보를 전달하기 위한 거의 어디에서나 볼 수 있는 매체이다. 일반적으로, 전자적 디스플레이는 능동적 디스플레이(광을 방출하는 디스플레이) 또는 피동적 디스플레이(즉, 다른 공급원에 의해서 제공된 광을 변조하는 디스플레이)로 분류될 수 있다. 피동적 디스플레이는, 비제한적으로, 고유의 적은 전력 소비를 포함하는, 매력적인 기능을 종종 나타내지만, 광을 방출할 수 있는 능력이 없는 많은 실제 적용예에서 다소 용도가 제한될 수 있다. 방출 광과 연관된 피동적 디스플레이의 한계를 극복하기 위해서, 많은 피동적 디스플레이가 백라이트와 같은 외부 광원에 커플링된다.
유사한 참조 번호가 유사한 구성 요소를 나타내는, 첨부 도면과 함께 작성된 이하의 상세한 설명을 참조할 때, 본원에서 설명된 원리에 따른 예 및 실시예의 여러 특징들이 더 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(view direction)에 상응하는 특정 주 각도 방향을 가지는 광 빔의 각도 성분의 그래픽 도면을 도시한다.
도 2는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 회절 격자(diffraction grating)의 횡단면도를 도시한다.
도 3a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 횡단면도를 도시한다.
도 3b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 상면도를 도시한다.
도 3c는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 4a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 횡단면도를 도시한다.
도 4b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 횡단면도를 도시한다.
도 4c는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 횡단면도를 도시한다.
도 5는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 멀티뷰 디스플레이의 횡단면도를 도시한다.
도 6a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 회절 격자의 상면도를 도시한다.
도 6b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 다른 실시예에 따른, 예에서의 복수의 회절 격자(128)의 상면도를 도시한다.
도 7a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 원통형 격자 커플러를 포함하는 광 시준 커플러의 횡단면도를 도시한다.
도 7b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 다른 실시예에 따른, 예에서의 원통형 격자 커플러를 포함하는 광 시준 커플러의 횡단면도를 도시한다.
도 7c는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 도 7b의 광 시준 커플러의 사시도를 도시한다.
도 8a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 포물선형 반사 커플러를 포함하는 광 시준 커플러의 횡단면도를 도시한다.
도 8b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 포물선형 반사 커플러를 포함하는 광 시준 커플러의 사시도를 도시한다.
도 9는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 투명 정적 멀티뷰 디스플레이의 블록도를 도시한다.
도 10은 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
특정 예 및 실시예는, 전술한 도면에 도시된 특징부에 부가적인 또는 대안적인 다른 특징을 갖는다. 이러한 그리고 다른 특징은 전술한 도면을 참조하여 이하에서 구체적으로 설명된다.
본원에서 설명된 원리에 따른 예 및 실시예는, 멀티뷰 이미지 또는 3-차원적인(3D) 이미지를 나타내는 지향성 광 빔을 방출하도록 구성된 정적 멀티뷰 디스플레이를 제공한다. 특히, 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예는, 광을 광원으로부터 길이방향으로 안내하는 광 안내부를 갖는 멀티뷰 디스플레이를 제공한다. 광원은 길이방향으로 서로 오프셋된 복수의 광학적 방출기를 포함한다. 광원의 광학적 방출기는, 광 안내부 내에서, 광학적 방출기의 길이방향 오프셋에 의해서 결정되는 전파 각도를 가지는 시준된 안내 광 빔을 제공한다. 또한, 회절 격자의 어레이는 시준된 안내 광 빔의 일부를, 멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔으로서 산란시키거나 회절시키며, 멀티뷰 이미지의 방향은 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도 모두에 따라 달라진다. 여러 실시예에 따라, 회절 격자 어레이의 회절 격자는, 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀(view pixel)의 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔의 지향성 광 빔을 제공한다.
여러 실시예에 따라, 회절 격자 어레이의 각각의 회절 격자의 격자 특성은 회절 격자에 의해서 제공된 지향성 광 빔의 세기 및 주 각도 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 특히, 제공된 지향성 광 빔의 주 각도 방향을 결정하도록 구성된 격자 특성은 회절 격자의 격자 피치 또는 특징부 간격(feature spacing) 및 회절 격자의 격자 배향 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 유사하게, 지향성 광 빔의 세기를 결정하도록 구성된 격자 특성은 격자 깊이 및 격자 크기(예를 들어, 길이 또는 폭) 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 회절 격자는, 광 안내부의 방출 표면과 동일한 표면 상에 위치될 수 있고, 이를 통해서, 시준된 안내 광 빔의 일부가 복수의 지향성 광 빔으로서 산란된다. 대안적으로, 다른 실시예에서, 회절 격자는 광 안내부의 방출 표면에 대향되는 광 안내부의 표면 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 광 안내부 및 회절 격자의 어레이는, 길이방향에 직각인 수직 방향으로 전파되는 광에 대해서 투명하다.
또한, 일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이가 광 시준 커플러 또는 동등하게 광학적 시준 커플러를 광 안내부의 입력부에서 포함할 수 있다. 광 시준 커플러는 광을 광원의 광학적 방출기로부터, 시준된 안내 광 빔으로서, 광 안내부의 입력부 내로 광학적으로 커플링시키고, 광학적 방출기의 길이방향 오프셋은 광 시준 커플러에 대한 길이방향을 따른 광학적 방출기의 위치이다. 예를 들어, 광 시준 커플러는 원통형 격자 커플러를 포함할 수 있다. 원통형 격자 커플러는 예를 들어 반사-모드 회절 격자 또는 투과-모드 회절 격자 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 광 시준 커플러는, 비제한적으로, 시준 반사부(예를 들어, 경사진 포물선형 반사부 커플링)와 같은 다른 시준 커플러를 포함할 수 있다.
여러 실시예에 따라, 정적 멀티뷰 디스플레이에 의해서 방출된 세기 및 주 각도 방향을 갖는 복수의 지향성 광 빔은 하나 이상의 멀티뷰 이미지를 제공하도록 또는 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 이미지는 준-정적 멀티뷰 이미지(quasi-static multiview image)로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 광원의 광학적 방출기들은, 상이한 전파 각도들의 시준된 안내 광 빔을 제공하는 상이한 길이방향 오프셋들을 가질 수 있다. 상이한 전파 각도들은 서로 상이한 방향들을 가지는 멀티뷰 이미지들을 초래할 수 있다. 상이한 길이방향 오프셋들을 가지는 광학적 방출기들을 선택적으로 활성화시키는 것에 의해서, 정적 멀티뷰 디스플레이는 상이한 방향들을 가지는 멀티뷰 이미지들 사이에서 전환하도록, 그에 의해서 멀티뷰 이미지의 애니메이션을 제공하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 이러한 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이는, 준-정적 또는 애니메이트된 멀티뷰 이미지(animated multiview image)가 제공되는, 준-정적일 수 있다. 다른 실시예에서, 광원의 광학적 방출기는, 상이한 색채들에 상응하는 제공된 멀티뷰 이미지들이 복합 멀티뷰 이미지로서 조합되도록 선택된 길이방향 오프셋들을 갖는 상이한 색채들을 가지는 광학적 방출기를 포함할 수 있다. 복합 멀티뷰 이미지는 상이한 광학적 방출기들의 상이한 색채들의 조합을 나타내는 색채 및 상대적인 조도 세기들을 갖는다.
본원에서, '멀티뷰 디스플레이'는 상이한 뷰 방향들을 따른 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. '정적 멀티뷰 디스플레이'는, 비록 복수의 상이한 뷰들이지만, 미리 결정된 또는 고정된(즉, 정적인) 멀티뷰 이미지를 디스플레이하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이로서 정의된다. '준-정적 멀티뷰 디스플레이'는 본원에서, 전형적으로 시간의 함수로서, 상이한 고정된 멀티뷰 이미지들 사이에서 또는 복수의 멀티뷰 이미지 상태들 사이에서 전환될 수 있는 정적 멀티뷰 디스플레이로서 정의된다. 상이한 고정된 멀티뷰 이미지들 또는 멀티뷰 이미지 상태들 사이의 전환은, 예를 들어, 애니메이션의 가장 기본적인 형태를 제공할 수 있다. 또한, 본원에서 정의된 바와 같이, 준-정적 멀티뷰 디스플레이는 정적 멀티뷰 디스플레이의 유형이다. 따라서, 적절한 이해를 위해서 구분이 필요하지 않는 한, 순수한 정적 멀티뷰 디스플레이 또는 이미지와 준-정적 멀티뷰 디스플레이 또는 이미지를 구분하지 않는다.
또한, 본원에서 '색채' 멀티뷰 이미지는, 특정의 또는 미리 규정된 색채를 가지는 멀티뷰 이미지로서 정의된다. 일부 실시예에서, 미리 규정된 색채가 선택될 수 있다. 즉, 미리 규정된 색채가 동작 중에 선택될 수 있고, 추가적으로 시간에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 제1 시간 간격 동안, 색채 멀티뷰 이미지의 색채가 제1 색채가 되도록 또는 제1 색채를 포함하도록 선택될 수 있는 한편, 제2 시간 간격 동안, 색채 멀티뷰 이미지의 색채가 제2 색채가 되도록 또는 제2 색채를 포함하도록 선택될 수 있다. 색채 선택은, 예를 들어, 색채-선택 가능한 또는 색채-제어 가능한 다수-색채 광원(즉, 제공되는 광의 색채가 제어될 수 있는 색채 광원)에 의해서 제공될 수 있다.
도 1a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는, 멀티뷰 이미지 내의 뷰(14) 내에서 뷰 픽셀을 디스플레이하기 위해서, 화면(12) 상에서 회절 격자를 포함한다. 멀티뷰 이미지는 선택 가능한 색채를 가질 수 있고, 그에 따라 예를 들어 색채 멀티뷰 이미지일 수 있다. 화면(12)은, 예를 들어, 전화기(예를 들어, 모바일 전화기, 스마트폰, 등)의 디스플레이 화면, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터의 컴퓨터 모니터, 카메라 디스플레이, 또는 실질적으로 모든 다른 장치의 전자 디스플레이일 수 있다. 멀티뷰 디스플레이(10)는, 상이한 뷰 내에서 또는 화면(12) 상의 회절 격자에 대한 상이한 주 각도 방향들(16)로, 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들(14)을 제공한다. 뷰 방향(16)은 다양한 상이한 주 각도 방향들로 화면(12)으로부터 연장되는 화살표들로서 도시되어 있고; 상이한 뷰들(14)은 화살표(즉, 뷰 방향(16)을 나타낸다)의 종료점에서 다각형의 상자로서 도시되어 있고; 단지 4개의 뷰(14) 및 4개의 뷰 방향(16)이 도시되어 있고, 이들 모두는 예시적인 것이고 비제한적인 것이다. 상이한 뷰들(14)이 화면(12) 위에 있는 것으로 도 1a에 도시되어 있지만, 멀티뷰 이미지가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에서 디스플레이될 때, 뷰들(14)이 실제로 화면(12) 상에서 또는 화면에 인접하여 나타난다는 것을 주목하여야 한다. 화면(12) 위에 뷰(14)를 도시한 것은 단지 설명의 단순함을 위한 것이고, 특정 뷰(14)에 상응하는 뷰 방향들(16)의 각각의 하나로부터의 멀티뷰 디스플레이(10)의 관찰을 나타내기 위한 것이다. 유사하게, 뷰(14)가 y-축 주위의(즉, x-z 평면 내의) 원호를 따라 도시되어 있지만, 이는 또한 설명의 단순함을 위한 것이고 제한하기 위한 것은 아니다
멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향 또는 균등하게 뷰 방향에 상응하는 방향을 가지는 광 빔은 일반적으로, 본원의 정의에 의해서, 각도 성분{θ,φ}에 의해서 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 각도 성분(θ)은 본원에서 광 빔의 '고도 성분' 또는 '고도 각도'로서 지칭된다. 각도 성분(φ)은 광 빔의 '방위 성분' 또는 '방위 각도'로서 지칭된다. 정의에 의해서, 고도 각도(θ)는 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 화면의 평면에 수직인) 수직 평면 내의 각도인 반면, 방위 각도(φ)는 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 화면 평면에 평행한) 수평 평면 내의 각도이다. 도 1b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(16))에 상응하는 특정 주 각도 방향을 가지는 광 빔(20)의 각도 성분{θ,φ}의 그래픽 도면을 도시한다. 또한, 광 빔(20)은, 본원의 정의에 의해서, 특정 지점으로부터 방출되거나 나온다. 즉, 정의에 의해서, 광 빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점과 연관된 중앙 광선을 갖는다. 도 1b는 또한 광 빔(또는 뷰 방향) 원점(O)을 도시한다.
또한 본원에서, '멀티뷰 이미지' 및 '멀티뷰 디스플레이'의 용어에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰'라는 용어는 상이한 관점들을 나타내거나 복수의 뷰들 중의 뷰들 사이의 각도 차이를 포함하는 복수의 뷰로서 정의된다. 또한, 본원에서 '멀티뷰'라는 용어는, 본원에서 정의에 의해서, 2개 초과의 상이한 뷰들(즉, 최소 3개의 뷰 및 일반적으로 3개 초과의 뷰)을 명백하게 포함한다. 따라서, 본원에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰 디스플레이'는, 장면 또는 이미지를 나타내기 위해서 단지 2개의 상이한 뷰를 포함하는 입체적 디스플레이와 분명하게 구별된다. 그러나, 멀티뷰 이미지 및 멀티뷰 디스플레이가, 본원에서의 정의에 의해서, 2개 초과의 뷰를 포함하지만, 한번에 (예를 들어, 눈 마다 하나의 뷰로) 보여지도록 멀티뷰의 뷰 중 2개만을 선택함으로써, 멀티뷰 이미지가 입체적인 이미지의 쌍으로서 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 상에서) 보여질 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
멀티뷰 디스플레이에서, 복수의 회절 격자 내의 회절 격자의 각각이 멀티뷰 이미지 내의 뷰 픽셀을 구성할 수 있다. 특히, 회절 격자의 각각이, 멀티뷰 디스플레이에 의해서 제공되는 멀티뷰 이미지 중의 특정 뷰 내의 뷰 픽셀을 나타내는 (세기 및 주 각도 방향을 갖는) 광 빔을 제공할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 회절 격자의 각각은, 멀티뷰 이미지의 뷰에 기여하는 광 빔을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티뷰 디스플레이는 640 x 480개 또는 307,200개의 회절 격자를 포함한다. 다른 실시예에서, 멀티뷰 디스플레이는 100 x 100개 또는 10,000개의 회절 격자를 포함한다.
본원에서, '광 안내부'는, 내부 전반사를 이용하여 구조물 내에서 광을 안내하는 구조물로서 정의된다. 특히, 광 안내부는, 광 안내부의 동작 파장에서 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 여러 예에서, '광 안내부'라는 용어는 일반적으로, 광 안내부의 유전체 재료와 광 안내부를 둘러싸는 재료 또는 매체 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해서 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학적 도파관을 지칭한다. 정의에 의해서, 내부 전반사 조건은, 광 안내부의 굴절률이 광 안내부 재료의 표면에 인접한 주위 매체의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 실시예에서, 광 안내부는, 내부 전반사를 더 촉진하기 위해서, 전술한 굴절률 차이에 더하여 또는 대안적으로 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은, 예를 들어, 반사 코팅일 수 있다. 광 안내부는, 비제한적으로, 판 또는 슬라브 안내부 및 스트립 안내부 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는 몇 개의 광 안내부 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '판'이라는 용어는, '판 광 안내부'와 같이 광 안내부에 적용될 때, 종종 '슬라브' 안내부로 지칭되는 단편-방식으로서 또는 달리 평면형 층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 판 광 안내부는 광 안내부의 상단 표면 및 하단 표면(즉, 대향 표면들)에 의해서 경계 지어지는 2개의 실질적으로 수직인 방향들로 광을 안내하도록 구성된 광 안내부로서 정의된다. 또한, 본원에서의 정의에 의해서, 상단 표면 및 하단 표면 모두가 서로 분리되고, 적어도 구별되는 의미에서, 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 판 광 안내부의 임의의 구별적인(differentially) 작은 섹션 내에서, 상단 표면 및 하단 표면이 실질적으로 평행하거나 공통-평면적이다.
일부 실시예에서, 판 광 안내부는 실질적으로 편평하고(즉, 평면으로 한정되고) 그에 따라 판 광 안내부는 평면형 광 안내부이다. 다른 실시예에서, 판 광 안내부는 하나의 또는 2개의 직교적인 차원에서 곡선화될 수 있다. 예를 들어, 판 광 안내부가 하나의 차원에서 곡선화되어 원통형 형상의 판 광 안내부를 형성할 수 있다. 그러나, 임의의 곡률이, 광을 안내하기 위한 판 광 안내부 내에서 내부 전반사가 유지되도록 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본원에서, '회절 격자'는 일반적으로, 회절 격자 상에 입사되는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 특징부(즉, 회절 특징부)로서 정의된다. 일부 예에서, 복수의 특징부는, 특징부들의 쌍 사이에서 하나 이상의 격자 간격을 가지고 주기적인 또는 준-주기적인 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는, 1-차원적(1D) 어레이로 배열된 복수의 특징부(예를 들어, 재료 표면 내의 복수의 홈 또는 융기부)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 특징부의 2-차원적인(2D) 어레이일 수 있다. 회절 격자는, 예를 들어, 재료 표면 상의 범프의 또는 재료 표면 내의 홀의 2D 어레이일 수 있다. 여러 실시예 및 예에 따라, 회절 격자는, 회절 격자에 의해서 회절되는 광의 대략적인 파장보다 짧은, 인접한 회절 특징부들 사이의 격자 간격 또는 거리를 가지는 파장-미만(sub-wavelength)의 격자일 수 있다.
따라서, 그리고 본원의 정의에 의해서, '회절 격자'는, 회절 격자 상에 입사되는 광의 회절을 제공하는 구조물이다. 광이 광 안내부로부터 회절 격자 상으로 입사되는 경우에, 제공된 회절 또는 회절 산란은 '회절 커플링'을 초래할 수 있고 그에 따라 '회절 커플링'으로 지칭될 수 있으며, 그러한 회절 커플링에서 회절 격자는 회절에 의해서 광을 광 안내부로부터 탈-커플링(couple out)시킬 수 있다. 회절 격자는 또한 회절에 의해서(즉, 회절 각도로) 광을 재지향시키거나 그 각도를 변화시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광은 일반적으로, 회절 격자에 입사되는 광(즉, 입사 광)의 전파 방향과 상이한 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향의 변화는 본원에서 '회절 재지향'으로 지칭된다. 따라서, 회절 격자는, 회절 격자 상으로 입사되는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 특징부를 포함하는 구조물로서 이해될 수 있고, 광이 광원으로부터 입사되는 경우에, 회절 격자는 또한 광을 광 안내부로부터 회절적으로 탈-커플링시킬 수 있다.
또한, 본원에서의 정의에 의해서, 회절 격자의 특징부는 '회절 특징부'로서 지칭되고, 재료 표면에, 재료 표면 내에 또는 재료 표면 상에(즉 2개의 재료들 사이의 경계 상에) 중 하나 이상에 위치될 수 있다. 표면은 예를 들어 광 안내부의 표면일 수 있다. 회절 특징부는, 비제한적으로, 표면에 위치되는, 표면 내에 위치되는, 또는 표면 상에 위치되는 홈, 융기부, 홀 및 범프 중 하나 이상을 포함하는, 광을 회절시키는 다양한 구조물 중 임의의 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 내의 복수의 실질적으로 평행한 홈들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승되는 복수의 평행한 융기부들을 포함할 수 있다. 회절 특징부(예를 들어, 홈, 융기부, 홀, 범프 등)는, 비제한적으로 사인파형 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이원계 회절 격자), 삼각형 프로파일, 및 톱니형 프로파일(예를 들어, 브레이징된 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 회절을 제공하는 다양한 횡단면 형상 또는 프로파일 중 임의의 것을 가질 수 있다.
이하에서 도 6a 및 도 6b를 참조하여 더 설명되는 바와 같이, 본원의 회절 격자는, 특징부 간격 또는 피치, 배향 및 크기(예를 들어, 회절 격자의 폭 또는 길이) 중 하나 이상을 포함하는 격자 특성을 가질 수 있다. 이하에서 도 3a 내지 도 5를 참조하여 더 설명되는 바와 같이, 격자 특성의 선택은, 적어도 부분적으로, 시준된 안내 광 빔의 전파 각도, 시준된 안내 광 빔의 색채, 또는 그 둘 모두에 따라 이루어질 수 있다. 예를 들어, 회절 격자의 격자 특성은 광원 내의 광학적 방출기의 길이방향 오프셋 및 회절 격자의 위치에 따라 달라질 수 있다. 회절 격자의 격자 특성을 적절히 변경하는 것에 의해서, 회절 격자에 의해서 회절된 (종종 '지향성 광 빔'으로 지칭되는) 광 빔의 세기 및 주 각도 방향이 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 상응한다.
본원에서 설명된 여러 예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 이하에서 설명되는 바와 같은, 멀티뷰 디스플레이의 회절 격자)는 광을 광 빔으로서 광 안내부(예를 들어, 판 광 안내부)로부터 회절적으로 산란 또는 탈-커플링시키기 위해서 이용될 수 있다. 특히, 국소적으로 주기적인 회절 격자의 또는 그에 의해서 제공되는 회절 각도(θm)는 다음과 같은 수학식 (1)에 의해서 주어질 수 있고:
Figure pct00001
여기에서, λ는 (색채에 상응하는) 광의 파장이고, m은 회절 차수이고, n은 광 안내부의 굴절률이고, d는 회절 격자의 특징부들 사이의 거리 또는 간격이고, θi는 회절 격자에 입사되는 광의 입사 각도(즉, 전파 각도)이다. 단순함을 위해서, 수학식 (1)에서, 회절 격자가 광 안내부의 표면에 인접한 것으로 그리고 광 안내부 외측의 재료의 굴절률이 1과 같은 것(즉, nout = 1)으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수이다. 회절 격자에 의해서 생성된 광 빔의 회절 각도(θm)는 수학식 (1)에 의해서 주어질 수 있고, 회절 차수는 양의 값이다(예를 들어, m > 0). 예를 들어, 1-차 회절은, 회절 차수(m)가 1과 동일할 때(즉, m = 1일 때) 제공된다.
도 2는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 회절 격자(30)의 횡단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 광 안내부(40)의 표면 상에 위치될 수 있다. 또한, 도 2는 입사 각도(θi)로 회절 격자(30)에 입사되는 광 빔(또는 광 빔의 집합체)(50)을 도시한다. 광 빔(50)은 광 안내부(40) 내의 시준된 안내 광 빔이다. 또한, 입사 광 빔(50)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의해서 회절적으로 생성되고 탈-커플링되는, 탈-커플링된 광 빔(또는 광 빔의 집합체)(60)가 도 2에 도시되어 있다. 탈-커플링된 광 빔(60)은 수학식 (1)에 의해서 주어진 바와 같은 회절 각도(θm)(또는 본원에서 '주 각도 방향')를 갖는다. 탈-커플링된 광 빔(60)은, 예를 들어, 회절 격자(30)의 회절 차수('m')에 상응할 수 있다.
여러 실시예에 따라, 여러 광 빔의 주 각도 방향은, 비제한적으로 회절 격자의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적 등), 배향, 특징부 간격, 및 격자 깊이 중 하나 이상을 포함하는 격자 특성에 의해서 결정된다. 또한, 회절 격자에 의해서 생성되는 광 빔은, 본원의 정의에 의해서, 그리고 도 1b를 참조하여 전술한 바와 같이, 각도 성분{θ,φ}에 의해서 주어진 주 각도 방향을 갖는다.
이하에서 도 3a 내지 도 5를 참조하여 더 설명되는 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이는, 광 안내부 상의 특정 위치의 회절 격자를 이용하여, 광을 광 안내부로부터 탈-커플링시킬 수 있는, 그리고 특히, 지향성 광 빔을 주 각도 방향으로 조향할 수 있는 능력을 기초로 할 수 있다. (세기 및 주 각도 방향을 가지는) 회절 격자로부터의 단일 지향성 광 빔은 멀티뷰 디스플레이의 특정 뷰 내의 뷰 픽셀을 나타낸다. 광 안내부 상의 회절 격자는 사실상 각도 보존 커플링 구조물이고, 입사 각도에 대한 방출 각도는 격자 수학식, 즉 수학식 (1)에 의해서 결정된다. 따라서, 회절 격자에 입사되는 단일 단색 광 빔은 회절 격자의 특정 회절 차수를 위한 단일 지향성 광 빔을 생성하거나 출력할 수 있다.
일부 실시예에서, 광 안내부 내의 안내된 광은 길이방향, 수직 방향 또는 그 둘 모두를 따라서 적어도 부분적으로 시준된다. 예를 들어, 광원은 적어도 부분적으로 시준된 광을 제공할 수 있고, 광 안내부는, 적어도 부분적으로, 안내된 광을 시준할 수 있고, 및/또는 멀티뷰 디스플레이가 시준기를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 멀티뷰 디스플레이 내의 하나 이상의 구성요소가 시준기의 기능을 실시할 수 있다.
본원에서, '시준된 광' 또는 '시준된 광 빔'은 일반적으로, 광 빔의 광선들이 광 빔(예를 들어, 광 안내부 내의 시준된 안내 광 빔) 내에서 서로 실질적으로 평행한, 광의 빔으로서 정의된다. 또한, 시준된 광 빔으로부터 발산 또는 산란되는 광의 광선은, 본원에서의 정의에 의해서, 시준된 광 빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 또한, 본원에서 '시준기' 또는 '광 시준 커플러'는, 광을 시준하도록 그리고 시준된 광을 광 안내부 내로 커플링시키도록 구성된 실질적으로 임의의 광학적 장치 또는 기기로서 정의된다. 예를 들어, 시준기(예를 들어, 광 시준 커플러)는, 비제한적으로, 시준 거울 또는 반사부, 시준 렌즈, 시준 회절 격자, 및 그 다양한 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시준 반사부를 포함하는 시준기는, 포물선형 곡선 또는 형상을 특징으로 하는 반사 표면을 가질 수 있다. 이하에서 도 8a 및 도 8b를 참조하여 더 설명되는 바와 같이, 다른 예에서, 시준 반사부는 성형된 포물선형 반사부를 포함할 수 있다. '성형된 포물선형'은, 미리 결정된 반사 특성(예를 들어, 시준 정도)을 달성하기 위해서 결정되는 방식으로, 성형된 포물선형 반사부의 곡선화된 반사 표면이 '진정한' 포물선형 곡선으로부터 벗어난다는 것을 의미한다. 유사하게, 시준 렌즈는 구형으로 성형된 표면(예를 들어, 양 볼록 구면 렌즈(biconvex spherical lens))를 포함할 수 있다.
본원에서, '시준 인자'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 시준 인자는, 본원에서의 정의에 의해서, 시준된 광 빔 내의 광선의 각도 전개(spread)를 정의한다. 예를 들어, 시준 인자(σ)는, 시준된 광의 빔 내의 광선의 대부분이 특정 각도 전개(예를 들어, 시준된 광 빔의 중앙 또는 주 각도 방향을 중심으로 하는 +/- σ 각도) 이내라는 것을 특정할 수 있다. 일부 예에 따라, 시준된 광 빔의 광선은 각도와 관련하여 가우스 분포를 가질 수 있고, 각도 전개는 시준된 광 빔의 피크 세기의 절반에 의해서 결정되는 각도일 수 있다.
본원에서, '광원'은 광의 공급원(예를 들어, 광을 생성하고 방출하도록 구성된 하나 이상의 광학적 방출기)으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은, 활성화되거나 턴 온될 때 광을 방출하는 발광 다이오드(LED)와 같은 광학적 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 본원에서 광원은 실질적으로 임의의 광원일 수 있거나, 비제한적으로, 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 중합체 발광 다이오드, 플라즈마-계 광학적 방출기, 형광 램프, 백열등, 및 사실상 모든 다른 광원 중 하나 이상을 포함하는, 실질적으로 모든 광학적 방출기를 포함할 수 있다. 광원에 의해서 생산되는 광은 색채를 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있거나), 파장의 범위(예를 들어, 백색 광)일 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 복수의 광학적 방출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 광학적 방출기의 세트 또는 그룹을 포함할 수 있고, 그러한 광학적 방출기의 세트 또는 그룹에서, 광학적 방출기 중 적어도 하나가, 세트 또는 그룹 중의 적어도 하나의 다른 광학적 방출기에 의해서 생성되는 광의 색채 또는 파장과 상이한, 색채, 또는, 동등하게, 파장를 갖는 광을 생성한다. 상이한 색채들은 예를 들어 일차적인 색채(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)를 포함할 수 있다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 관사('a')는 특허 업계에서의 그 일반적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 가질 것이다. 예를 들어, '회절 격자'는 하나 이상의 회절 격자를 의미하고, 그에 따라, '회절 격자'는 본원에서 '회절 격자(들)'를 의미한다. 또한, 본원에서 '상단', '하단', '상부', '하부', '위쪽', '아래쪽', '전방', '후방', '제1', '제2', '좌측', 또는 '우측'에 대한 모든 언급은 본원에서 제한하기 위한 것은 아니다. 본원에서, 달리 명백하게 특정되지 않는 한, '약'이라는 용어는, 값에 적용될 때, 일반적으로 해당 값을 생성하기 위해서 이용되는 장비의 공차 범위 이내를 의미하거나 플러스 또는 마이너스 10%, 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미할 수 있다. 또한, 본원에서 사용된 바와 같이, '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본원의 예는 단지 예시적인 것이고, 설명 목적을 위해서 제공된 것이고 제한을 위해서 제공된 것은 아니다.
본원에서 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 정적 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 정적 멀티뷰 디스플레이는, 여러 실시예에 따라, 멀티뷰 이미지를 제공하도록 구성된다. 도 3a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 횡단면도를 도시한다. 도 3b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 상면도를 도시한다. 도 3c는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 사시도를 도시한다.
도시된 바와 같이, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는, 판 광 안내부와 같은, 광 안내부(110)를 포함한다. 광 안내부(110)는 광 안내부(110) 내에서 길이방향(108)을 따라 광을 안내하도록 구성된다. 또한, 광은, 시준된 안내 광 빔(112)(예를 들어, 시준된 안내 광 빔(112a, 112b and 112c))으로서 길이방향(108)으로 광 안내부(110)에 의해서 안내된다. 예를 들어, 광 안내부(110)는 광학적 도파관으로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는, 유전체 광학적 도파관을 둘러싸는 매체의 제2 굴절률보다 큰 제1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률 차이는, 예를 들어, 광 안내부(110)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 시준된 안내 광 빔(112)의 내부 전반사를 촉진하도록 구성된다. 길이방향(108)이 시준된 안내 광 빔(112)의 전반적인 또는 순(net) 전파 방향을 정의할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 도시된 바와 같이, 길이방향(108)은 'x-방향'이거나 x-축을 따를 수 있다. 또한, 시준된 안내 광 빔(112)은, 도시된 바와 같이, 수직 방향을 따른 즉, x-z 평면 내의 시준 인자에 따라 시준된다.
일부 실시예에서, 광 안내부(110)는 광학적으로 투명한 유전체 재료로 이루어진 연장된, 실질적으로 평면형인 시트를 포함하는 슬라브 또는 판 광학적 도파관일 수 있다. 유전체 재료로 이루어진 실질적으로 평면형인 시트는 내부 전반사를 이용하여 시준된 안내 광 빔(112)을 안내하도록 구성된다. 여러 예에 따라서, 광 안내부(110)의 광학적으로 투명한 재료가, 비제한적으로, 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 붕규산 유리 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 중합체(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리 카보네이트 등) 중 하나 이상을 포함하는 다양한 유전체 재료 중 임의의 재료를 포함하거나 그러한 재료로 구성될 수 있다. 일부 예에서, 광 안내부(110)는, 광 안내부(110)의 표면(예를 들어, 상단 표면 및 하단 표면 중 하나 또는 둘 모두)의 적어도 일부 상에서 클래딩 층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일부 예에 따라, 클래딩 층은 내부 전반사를 더 촉진하기 위해서 이용될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 멀티뷰 디스플레이(100)는, 광(122)을 제공하도록 구성된 광원(114)을 더 포함한다. 광원(114)은, 길이방향(108)을 따라 길이방향 오프셋(118)만큼 서로로부터 오프셋된 복수의 광학적 방출기(116)(예를 들어, 광학적 방출기(116a, 116b 및 116c))를 포함한다. 또한, 여러 실시예에 따라, 광원(114)의 광학적 방출기(116)는 (예를 들어, 이하에서 설명되는, 광 시준 커플러(124)에 의해서) 광 안내부(110)에 광학적으로 커플링된다.
여러 실시예에서, 복수의 광원(114)의 광학적 방출기(116)는, 광 안내부(110) 내에서, 광학적 방출기(116)의 길이방향 오프셋(118)에 의해서 결정된 전파 각도(120)를 가지는 시준된 안내 광 빔(112)을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 제1 광학적 방출기(116a)가 제1 길이방향 오프셋(118a)을 가질 수 있고, 제2 광학적 방출기(116b)가 제2 길이방향 오프셋(118b)을 가질 수 있고, 제3 광학적 방출기(116c)가 제3 길이방향 오프셋(118c)을 가질 수 있다. 제1 길이방향 오프셋(118a)은, 광 안내부(110) 내에서 제1 광학적 방출기(116a)에 의해서 제공된 제1 시준된 안내 광 빔(112a)의 제1 전파 각도(120a)를 결정하도록 구성된다. 유사하게, 제2 및 제3 길이방향 오프셋(118b, 118c)은, 광 안내부(110) 내에서 제2 및 제3 광학적 방출기(116b, 116c)에 의해서 각각 제공되는 시준된 안내 광 빔(112b, 112c)의 제2 전파 각도(120b) 및 제3 전파 각도(120c)를 각각 결정하도록 구성된다. 여러 실시예에 따라, 광원(114)은 광 안내부(110)의 진입 표면 또는 입력 단부(126)에 인접하여 위치될 수 있다. 광학적 방출기(116)는 (예를 들어, 광 시준 커플러(124)에 의해서) 광 안내부(110) 내로 커플링되는 광(122)을 제공할 수 있고, 그에 따라 시준된 안내 광 빔(112)은 전파 각도(120)를 가지고, 또한, 그에 따라 시준된 안내 광 빔(112)은 일반적으로 길이방향(108)을 따라(즉, 도 3a의 x-축을 따라) 입력 단부(126)로부터 멀리 전파된다.
여러 실시예에서, 광원(114) 그리고 보다 특히 복수의 광학적 방출기(116)는, 비제한적으로, 하나 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 레이저(예를 들어, 레이저 다이오드)를 포함하는 실질적으로 모든 광원을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(114)의 광학적 방출기(116)의 각각은 특정 색채에 의해서 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색인 광(122)을 생성하도록 구성된다. 특히, 광학적 방출기(116)에 의해서 제공되는 단색 광(122)의 색채는 특정 색채 공간 또는 색채 모델(예를 들어, RGB 색채 모델)의 일차적 색채일 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 광학적 방출기(116)가 하나의 색채를 가지는 광(122)을 제공할 수 있고, 다시 말해서 복수의 광학적 방출기 중의 광학적 방출기(116)(예를 들어, 광학적 방출기(116a, 116b, 116c))의 각각으로부터의 광(122)의 색채가 동일할 수 있다. 대안적으로, 이하에서 도 5를 참조하여 더 설명되는 바와 같이, 상이한 길이방향 오프셋들(118)의 광학적 방출기들(116)이 다른 색채들의 광(122)을 생성할 수 있고, 다시 말해서 상이한 길이방향 오프셋들(118)의 광학적 방출기들(116)로부터의 광(122)의 색채가 상이할 수 있다. 따라서, 광원(114)은, 상이한 광의 색채를 제공하도록 구성된 복수의 상이한 광학적 방출기들(116)을 포함할 수 있다. 또한, 상이한 광학적 방출기들(116)은, 상이한 광의 색채들의 각각에 상응하는 시준된 안내 광 빔(112)의 상이한, 색채-특정적인 전파 각도(120)를 갖는 광(122)을 제공하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 광 안내부(110)는, 광 안내부(110)의 제1 표면(136')(예를 들어, '전방' 표면 또는 측면) 및 제2 표면(136")(예를 들어, '후방' 표면 또는 측면) 사이에서, 전파 각도에서 내부 전반사에 따라 시준된 안내 광 빔(112)을 안내하도록 구성된다. 특히, 시준된 안내 광 빔(112)은, 전파 각도(120)에서 광 안내부(110)의 제1 표면(136')과 제2 표면(136") 사이에서 0 초과의 횟수로 반사되는 것 또는 '되튀는 것'에 의해서 전파된다.
본원에서 정의된 바와 같이, '전파 각도'(예를 들어, 전파 각도(120))는 광 안내부(110)의 표면(예를 들어, 제1 표면(136') 또는 제2 표면(136"))에 대한 각도이다. 또한, 전파 각도(120)는, 본원에서의 정의에 의해서, 0보다 크고 광 안내부(110) 내의 내부 전반사의 임계 각도보다 작은, '0이 아닌 각도'이다. 예를 들어, 시준된 안내 광 빔(112)의 전파 각도(120)는 약 십(10)도 내지 약 오십(50)도, 또는 일부 예에서, 약 이십(20)도 내지 약 사십(40)도, 또는 약 이십오(25)도 내지 약 삼십 오(35)도일 수 있다. 예를 들어, 전파 각도가 약 삼십(30)도일 수 있다. 다른 예에서, 전파 각도가 약 20도, 또는 약 25도, 또는 약 35도일 수 있다. 또한, 특정의 전파 각도가 광 안내부(110) 내의 내부 전반사의 임계 각도보다 작도록 선택되기만 한다면, 특정 구현예에서 특정의 전파 각도가 (예를 들어, 임의대로) 선택될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(100)는 회절 격자(128)의 어레이를 더 포함한다. 회절 격자(128)의 어레이는 시준된 안내 광 빔(112)의 일부를 멀티뷰 이미지(132)를 나타내는 복수의 지향성 광 빔(130)으로서 산란시키도록 구성된다. 여러 실시예에 따라, 멀티뷰 이미지(132)의 방향은 시준된 안내 광 빔(112)의 색채 및 전파 각도의 모두에 따라 달라진다. 용이한 설명을 위해서, 도 3a 내지 도 3c는, 특정 멀티뷰 이미지(132)와 연관된 복수의 지향성 광 빔(130) 중의 지향성 광 빔(130)의 세트를, 방향(134)을 갖는 블록 화살표로서 도시한다. 예를 들어, 도 3a는 지향성 광 빔(130a, 130b, 130c)의 3개의 세트를 도시하고, 그 각각은 방향(134a, 134b, 134c)을 가지는 3개의 도시된 멀티뷰 이미지(132a, 132b, 132c)의 각각의 하나에 각각 상응한다. 따라서, 지향성 광 빔(130)의 세트의 방향(134)은 또한, 정의에 의해서 그리고 도시된 바와 같이, 상응하는 멀티뷰 이미지(132)의 방향이다.
일부 실시예에서, 회절 격자(128)의 어레이가, 예를 들어 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 광 안내부(110)의 제1 표면(136') 상에 위치될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서, 회절 격자(128)의 어레이가 제2 표면(136") 상에 위치될 수 있다. 또 다른 실시예(미도시)에서, 회절 격자 어레이 중의 회절 격자(128)가 제1 및 제2 표면(136', 136") 사이에, 제1 및 제2 표면(136', 136") 모두에, 또는 심지어 제1 표면(136'), 제2 표면(136"), 그리고 제1 및 제2 표면(136', 136") 사이의 다양한 조합들 사이에서 분산될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자(128)의 어레이는, 광 안내부(110)의 방출 표면에 대향되는 광 안내부의 표면 상에 위치될 수 있고, 이를 통해서, 시준된 안내 광 빔(112)의 일부가 복수의 지향성 광 빔(130)으로서 산란된다. 일부 실시예에서, 회절 격자의 어레이 중의 회절 격자(128)는, 일부 실시예에 따라, 일반적으로 서로 교차, 중첩 또는 달리 접촉되지 않는다. 즉, 각각의 회절 격자(128)는 일반적으로, 회절 격자 어레이 내의 회절 격자(128) 중의 다른 회절 격자와 구분되고 그로부터 분리된다.
특히, 회절 격자 어레이는, 여러 실시예에 따라, 회절 격자(128a 및 128b)와 같은, 개별적인 회절 격자(128)를 포함한다. 개별적인 회절 격자(128)는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 여러 멀티뷰 이미지(132)(예를 들어, 멀티뷰 이미지(132a, 132b 및 132c))를 나타내는 여러 세트(예를 들어, 지향성 광 빔(130a, 130b 및 130c)의 세트) 내의 지향성 광 빔(130) 중의 상이한 지향성 광 빔들을 제공 또는 방출하기 위해서 광을 산란시키도록 구성된다. 멀티뷰 이미지(132)의 각각이 방향(134)(예를 들어, 방향(134a, 134b 및 134c)) 중의 연관된 방향을 갖는다는 것을 주목하여야 한다. 방향(134)은 멀티뷰 이미지(132) 내의 뷰의 특정 뷰 방향(예를 들어, 중앙 뷰 방향)에 상응할 수 있다. 멀티뷰 이미지(132) 내의 다른 뷰는, 중앙 뷰 방향(예를 들어, 방향(134))에 상대적인 뷰 방향을 가질 수 있다.
예를 들어, 회절 격자(128)의 어레이 중의 회절 격자(128)의 특정 세트에 의해서 방출된 지향성 광 빔(130a)이 도 3a에 도시된 멀티뷰 이미지(132a)를 생성하거나 나타낼 수 있다. 멀티뷰 이미지(132a)는 방향(134a)을 가질 수 있고, 복수의 뷰(v1, v2 … vn)를 포함할 수 있다. 또한, 멀티뷰 이미지(132a)는, 방향(134a)에 상응하는 뷰 방향(예를 들어, 중앙 뷰 방향)을 갖는 중앙 뷰를 가질 수 있다. 다른 뷰(예를 들어, 중앙 뷰를 제외한 뷰(v1, v2 … vn))의 각각이, 중앙 뷰의 뷰 방향 그리고 또한 방향(134a)에 상대적인 다른 뷰 방향을 갖는다. 유사하게, 지향성 광 빔(130b, 130c)의 다른 세트가, 도시된 바와 같이, 중앙 뷰를 갖는 다른 멀티뷰 이미지(132b, 132c) 및 방향(134b, 134c)에 상응하는 중앙 뷰 방향을 갖는 다른 뷰(v1, v2 … vn)를 나타낸다.
여러 실시예에 따라, 회절 격자 어레이의 회절 격자(128)는, 멀티뷰 이미지(132)의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔(130) 중의 지향성 광 빔(130)을 제공하도록 구성된다. 특히, 각각의 회절 격자(128)는, 멀티뷰 이미지(132)의 뷰 내의 단일 퓨 픽셀을 나타내는 단일 지향성 광 빔(130)을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 세기 및 주 각도 방향(예를 들어, 방향(134))을 결정하도록, 회절 격자(128)의 격자 특성이 구성된다. 여러 실시예에서, 주 각도 방향을 결정하도록 구성된 격자 특성은, 회절 격자(128)의 격자 피치 및 회절 격자(128)의 격자 배향 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 또한, 세기를 결정하도록 구성된 격자 특성은, 일부 실시예에서, 회절 격자의 격자 깊이를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 회절-격자 커플링 효율(예를 들어, 회절-격자 면적, 홈 깊이 또는 융기부 높이 등)은 입력 단부(126)로부터의 거리에 따라 증가되도록 구성된다. 그러한 증가는, 거리에 따라, 시준된 안내 광 빔(112)의 세기의 감소를 보정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 회절 격자(128)에 의해서 제공되고 상응 뷰 픽셀의 세기에 상응하는 지향성 광 빔(130)의 세기는, 부분적으로, 회절 격자(128)의 회절 커플링 효율에 의해서 결정될 수 있다.
(도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같은) 일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 광 시준 커플러(124)를 더 포함한다. 특히, 광 시준 커플러는, 도시된 바와 같이, 광원(114)과 광 안내부(110) 사이에서 광 안내부(110)의 입력 단부(126)에 위치된다. 광 시준 커플러(124)는 광을 광원(114)으로부터 시준된 안내 광 빔(112)으로서 광 안내부(110) 내로 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 또한, 광학적 방출기(116)의 길이방향 오프셋(118)은 광 시준 커플러(124)에 대한 길이방향을 따른 광학적 방출기(116)의 위치이다. 일부 실시예에서, 광 시준 커플러(124)는 원통형 격자 커플러를 포함하고, 광원은 광 안내부의 안내 표면에 인접하여 위치되고, 광원의 광학적 방출기는 안내 표면을 통해서 광을 방출하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 광 시준 커플러(124)는, 비제한적으로, 포물선형 또는 성형된 포물선형 반사부를 포함하는 광 커플러를 포함하는, 다른 유형의 시준기를 포함한다. 광 시준 커플러(124)의 몇몇 실시예가 이하에서 도 7a 내지 도 7c(원통형 격자 커플러) 및 도 8a 및 도 8b(반사 광 커플러)를 참조하여 설명된다.
일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 멀티뷰 이미지를 애니메이트화하도록 구성될 수 있다. 특히, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는, 유사한 복수의 상이한 방향으로 복수의 상이한 멀티뷰 이미지를 제공하도록 구성된 준-정적 멀티뷰 디스플레이일 수 있다. 복수의 상이한 멀티뷰 이미지 중에서 상이한 방향들을 갖는 상이한 멀티뷰 이미지가 시간적 순서에 따라 디스플레이되어 멀티뷰 이미지 애니메이션을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 3a와 관련하여 전술한 바와 같이, 광원(114)의 복수의 광학적 방출기(116)가, 제1 전파 각도(120a)로 제1 시준된 안내 광 빔(112a)을 제공하도록 구성된 제1 길이방향 오프셋(118a)을 가지는 제1 광학적 방출기(116a), 및 광 안내부(110) 내에서 제2 전파 각도(120b)로 제2 시준된 안내 광 빔(112b)을 제공하도록 구성된 제2 길이방향 오프셋(118b)을 가지는 제2 광학적 방출기(116b)를 포함할 수 있다. 제1 전파 각도(120a)는 제1 방향(134a)을 갖는 제1 멀티뷰 이미지(132a)를 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 전파 각도(120b)는 제2 방향(134b)을 갖는 제2 멀티뷰 이미지(132b)를 제공하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 광학적 방출기(116a, 116b)의 선택적인 활성화를 이용하여, 제1 방향(134a)을 따른 제1 멀티뷰 이미지(132a)와 제2 방향(134b)을 따른 제2 멀티뷰 이미지(132b) 사이의 전환을 제공할 수 있고, 그에 따라 멀티뷰 이미지를 애니메이트화할 수 있다.
도 4a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 횡단면도를 도시한다. 도 4b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 횡단면도를 도시한다. 도 4c는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 횡단면도를 도시한다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 것과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 광 안내부(110), 광학적 방출기(116)를 포함하는 광원(114), 광 시준 커플러(124), 및 회절 격자(128)의 어레이를 포함한다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 광원(114) 내의 광학적 방출기(116)(예를 들어, 광학적 방출기(116a, 116b 및 116c))는 상이한 길이방향 오프셋(118)(예를 들어, 길이방향 오프셋(118a, 118b, 118c))을 갖는다. 이러한 광학적 방출기(116)에 의해서 방출되는 광(122)은 상이한 방향들(134)(예를 들어, 방향들(134a, 134b, 134c))을 갖는 지향성 광 빔(130)(예를 들어, 지향성 광 빔(130a, 130b, 130c)), 그리고 그에 따라 상이한 중앙 뷰 방향들을 갖는 상이한 멀티뷰 이미지(132)(예를 들어, 멀티뷰 이미지(132a, 132b, 132c))를 초래할 수 있다. 예를 들어, 광학적 방출기(116a, 116b 및 116c)가 동일한 색채를 가질 수 있으나, 상이한 길이방향 오프셋들(118a, 118b, 118c)로 인해서, 상응하는 시준된 안내 광 빔들(112a, 112b, 112c)이 상이한 전파 각도들(120a, 120b, 120c)을 각각 가질 수 있다. 따라서, 결과적으로, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 상이한 방향들(134a, 134b, 134c)을 갖는 상이한 멀티뷰 이미지들(132a, 132b, 132c)이 초래된다. 특히, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 광학적 방출기(116a, 116b 및 116c)는 시간에 따라 다르게 또는 시간적 순서에 따라 선택적으로 조명될 수 있고, 이는, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)가, 상응하는 상이한 방향들(134)을 갖는 상이한 멀티뷰 이미지들(132a, 132b, 132c) 사이에서 전환될 때, 애니메이션(예를 들어, 시간적인 순서의 3D 애니메이션)을 초래한다. 또한, 상이한 순차적인 시간 간격들 또는 기간들 중에 광학적 방출기(116)를 순차적으로 조명하는 것에 의해서, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 상이한 시간 간격들 중에 다양한 멀티뷰 이미지(132)의 겉보기 위치(apparent location)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 준-정적 멀티뷰 디스플레이로서 동작될 수 있다.
다른 예에서, 제1 광학적 방출기(116a)는 제1 색채를 갖는 제1 시준된 안내 광 빔(112a)을 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 광학적 방출기(116b)는 제2 색채를 갖는 제2 시준된 안내 광 빔(112b)을 제공하도록 구성될 수 있다. 제1 시준된 안내 광 빔(112a)에 의해서 제공된 제1 멀티뷰 이미지(132a) 및 제2 시준된 안내 광 빔(112b)에 의해서 제공된 제2 멀티뷰 이미지(132b)의 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지를 제공하도록, 제1 및 제2 길이방향 오프셋(118a, 118b)이 선택될 수 있다. 복합 멀티뷰 이미지는, 예를 들어, 제1 및 제2 광학적 방출기(116a, 116b)의 제1 및 제2 색채의 조합을 나타내는 색채 및 상대적인 조명 세기를 가질 수 있다.
도 5는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 멀티뷰 디스플레이(100)의 횡단면도를 도시한다. 도 5에 도시된 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 것과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 광 안내부(110), 광학적 방출기(116)를 포함하는 광원(114), 광 시준 커플러(124), 및 회절 격자(128)의 어레이를 포함한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(114) 내의 상이한 광학적 방출기들(116)(예를 들어, 광학적 방출기들(116a, 116b 및 116c))은 서로 상이한 길이방향 오프셋(118a, 118b, 118c) 및 상이한 색채들을 갖는다. 예를 들어, 제1 광학적 방출기(116a)는 적색 광(122)을 제공할 수 있고, 제2 광학적 방출기(116b)는 녹색 광(122)을 제공할 수 있고, 제3 광학적 방출기(116c)는 청색 광(122)을 제공할 수 있다. 시준된 안내 광 빔(112)의 전파 각도(120)가, 동일한 주 각도 방향을 가지는 시준된 안내 광 빔(112)에 상응하는 지향성 광 빔(130)을 초래하도록, 상이한 길이방향 오프셋들(118a, 118b, 118c)이 선택될 수 있다. 즉, 광학적 방출기들(116)은, 상이한 광의 색채들의 각각에 상응하는 시준된 안내 광 빔들(112)의 상이한, 색채-특정적인 전파 각도들(120)을 갖는 광(122)을 제공하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 멀티뷰 이미지(132)는, 시준된 안내 광 빔(112a)에 의해서 제공된 제1 멀티뷰 이미지, 시준된 안내 광 빔(112b)에 의해서 제공된 제2 멀티뷰 이미지, 및 시준된 안내 광 빔(112c)에 의해서 제공된 제3 멀티뷰 이미지의 조합을 나타내는 복합 멀티뷰 이미지(132d)이다. 제1, 제2 및 제3 멀티뷰 이미지의 각각이 동일한 방향(134), 그러나 상이한 색채를 갖는다. 복합 멀티뷰 이미지(132d)는, 다시, 광학적 방출기들(116a, 116b 및 116c)의 색채들의 조합을 나타내는 색채 및 상대적인 조도 세기들을 가질 수 있다. 도 5에서, (쇄선, 실선 및 점선으로 도시된) 적색, 녹색, 및 청색의 지향성 광 빔(130)은 명료함을 위해서 서로 약간 오프셋된 블록 화살표로서 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 복합 이미지의 색채는 백색이다. 더 일반적으로, 광학적 방출기들(116)의 상이한 세기들이 복합 멀티뷰 이미지의 색채를 결정한다. 또한, 선행하는 예가, 3개의 색채(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)를 제공하는 광학적 방출기(116)를 예시하지만, 다른 실시예에서 더 많거나 적은 색채를 제공하는, 상이한 길이방향 오프셋들(118)의 더 많거나 적은 광학적 방출기들이 있을 수 있다.
도 6a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 회절 격자(128)의 상면도를 도시한다. 도 6b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 다른 실시예에 따른, 예에서의 복수의 회절 격자(128)의 상면도를 도시한다. 특히, 도 6a 및 도 6b는, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)에 대해서 전술한 회절 격자(128)의 어레이 내에 있을 수 있는 회절 격자(128)를 도시한다. 따라서, 여러 실시예에 따라, 도 6a 및 도 6b에서 도시된 회절 격자(128)는 시준된 안내 광 빔(112)의 일부를, 복수의 지향성 광 빔(130) 내의 지향성 광 빔으로서, 회절적으로 산란시키도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 회절 격자(128)는, 안내되는 광 부분의 회절적 산란을 제공하도록 구성된 ('격자 간격'으로 종종 지칭되는) 회절 특징부 간격만큼 또는 회절 특징부 피치 또는 격자 피치만큼 서로 이격된 복수의 회절 특징부를 포함한다. 여러 실시예에 따라, 회절 격자(128) 내의 회절 특징부의 간격 또는 격자 피치는 파장-미만(즉, 시준된 안내 광 빔(112)의 파장 미만)일 수 있다. 도 6a 및 도 6b가, 도시의 단순함을 위해서, 하나의 격자 간격(즉, 일정한 격자 피치)을 갖는 회절 격자들(128)을 도시한다는 것을 주목하여야 한다. 그러나, 이하에서 설명되는 바와 같이, 회절 격자(128)는 지향성 광 빔(130)을 제공하기 위해서 복수의 상이한 회절 격자(예를 들어, 둘 이상의 격자 간격) 또는 가변적인 격자 간격 또는 피치를 포함할 수 있다. 결과적으로, 도 6a 및 도 6b는, 단일 격자 피치가 회절 격자(128)의 실시예라는 것을 암시하지 않는다.
일부 실시예에 따라, 회절 격자(128)의 회절 특징부는, 서로 이격된 홈들 또는 융기부들 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 홈 또는 융기부는 광 안내부(110)의 재료를 포함할 수 있고, 예를 들어 광 안내부(110)의 표면 내에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 홈 또는 융기부는 광 안내부 재료 이외의 재료, 예를 들어 광 안내부(110)의 표면 상의 다른 재료의 필름 또는 층으로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 그리고 도 6a에 도시된 바와 같이, 회절 특징부의 구성은 회절 격자(128)의 격자 특성을 포함한다. 예를 들어, 회절 격자의 격자 깊이는, 회절 격자(128)에 의해서 제공되는 지향성 광 빔의 세기를 결정하도록 구성될 수 있다. 또한 그리고 도 6a 및 도 6b에 더 도시된 바와 같이, 격자 특성은 회절 격자(128)의 격자 피치 및 회절 격자(128)의 격자 배향(γ) 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 특히, 도 6a는, 전파 방향에 대한 각도일 수 있는 격자 배향(γ)을 도시한다. 또한, 도 6b는, 몇 개의 상이한 격자 배향들을 갖는 복수의 회절 격자(128)를 도시한다. 시준된 안내 광 빔(112)의 입사 각도(즉, 전파 각도(120))와 함께, 이러한 격자 특성은 회절 격자(128)에 의해서 제공되는 지향성 광 빔(130)의 주 각도 방향을 결정한다.
일부 실시예(미도시)에서, 지향성 광 빔(130)을 제공하도록 구성된 회절 격자(128)는 가변적인 또는 처프된(chirped) 회절 격자이거나 그러한 회절 격자를 포함한다. 정의에 의해서, '처프된' 회절 격자는, 처프된 회절 격자의 범위 또는 길이에 걸쳐 변경되는 회절 특징부의 회절 간격(즉, 격자 피치)을 나타내거나 가지는 회절 격자이다. 일부 실시예에서, 처프된 회절 격자는, 거리에 따라 선형적으로 변경되는 회절 특징부 간격의 처프를 가지거나 나타낼 수 있다. 따라서, 처프된 회절 격자는, 정의에 의해서, '선형적으로 처프된' 회절 격자이다. 다른 실시예에서, 멀티뷰 디스플레이(100)의 처프된 회절 격자는 회절 특징부 간격의 비-선형 처프를 나타낼 수 있다. 비제한적으로, 지수 함수적 처프, 로그 함수적 처프, 또는 달리 실질적으로 불균일하게 또는 무작위적으로 그러나 여전히 단조로운 방식으로 변경되는 처프를 포함하는, 다양한 비-선형 처프가 이용될 수 있다. 비제한적으로, 사인파형 처프 또는 삼각형 또는 톱니형 처프와 같은 단조롭지 않은 처프가 또한 이용될 수 있다. 이러한 유형의 처프 중 임의의 처프의 조합이 또한 이용될 수 있다. 일부 실시예(미도시)에서, 회절 격자(128)는 복수의 하위-격자(sub-grating)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 하위-격자의 개별적인 하위-격자들이 서로 중첩될 수 있다. 다른 실시예에서, 하위-격자들은, 예를 들어 어레이로서 서로의 옆에 배열되어 회절 격자(128)를 형성하는, 분리된 회절 격자들일 수 있다.
앞서 주목한 바와 같이, 일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 광 시준 커플러(124)는 원통형 격자 커플러를 포함할 수 있다. 도 7a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 원통형 격자 커플러(138)를 포함하는 광 시준 커플러(124)의 횡단면도를 도시한다. 도 7b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 다른 실시예에 따른, 예에서의 원통형 격자 커플러(138)를 포함하는 광 시준 커플러(124)의 횡단면도를 도시한다. 도 7c는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 도 7b의 광 시준 커플러(124)의 사시도를 도시한다. 특히, 도 7a 내지 도 7c는 광 안내부(110)의 입력 단부(126)에 근접한 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 절취 부분을 도시한다. 시준된 안내 광 빔(112) 및 광원(114)에 의해서 제공된 광(122)을 표시하기 위해서, 도 7a 및 도 7b에서 다양한 쇄선들을 이용하였다. 도 7c는 (용이한 도시를 위해서 도 7a 및 도 7b에서 생략한) 회절 격자(128)의 어레이를 추가적으로 도시한다.
도 7a 내지 도 7c에서, 광 시준 커플러(124)의 원통형 격자 커플러(138)는 광(122)을 시준된 안내 광 빔(112)으로서 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 광 안내부(110) 내로 커플링시키도록 구성된다. 광(122)은, 예를 들어, 광원(114)(예를 들어, 실질적으로 시준되지 않은 광원)에 의해서 제공될 수 있다. 여러 실시예에 따라, 광 시준 커플러(124)의 원통형 격자 커플러(138)는 비교적 큰 커플링 효율을 제공할 수 있다. 또한, 여러 실시예에 따라, 원통형 격자 커플러(138)는 광(122)을 광 안내부(110) 내에서 미리 결정된 시준 인자를 가지는 시준된 안내 광 빔(112)(예를 들어, 안내된 광의 빔)으로 변환할 수 있다.
여러 예에 따라, 광 안내부(110) 내의 광 시준 커플러(124)의 원통형 격자 커플러(138)에 의해서 제공되는 미리 결정된 시준 인자는, 제어된 또는 미리 결정된 전파 특성을 가지는 시준된 안내 광 빔(112)을 초래할 수 있다. 특히, 광 시준 커플러(124)의 원통형 격자 커플러(138)는 '수직' 방향으로, 즉 광 안내부(110)의 표면의 평면에 수직인 평면 내에서 제어된 또는 미리 결정된 시준 인자를 제공할 수 있다. 또한, 광(122)은, 광 안내 평면에 실질적으로 수직인 각도로 광원(114)으로부터 수용될 수 있고, 광 안내부(110) 내에서 전파 각도(120), 예를 들어 광 안내부(110) 내의 내부 전반사의 임계 각도와 동일한 또는 그보다 작은 전파 각도를 가지는 시준된 안내 광 빔(112)으로 변환된다.
일부 실시예에 따라, 원통형 격자 커플러(138)는 투과-모드 회절 격자이거나 이를 포함할 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 원통형 격자 커플러(138)는 반사-모드 회절 격자일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 특히, 도 7a에 도시된 바와 같이, 원통형 격자 커플러(138)는 광원(114)에 인접한 광 안내부(110)의 표면에서 투과-모드 회절 격자를 포함한다. 예를 들어, 원통형 격자 커플러(138)의 투과-모드 회절 격자는 광 안내부(110)의 하단(또는 제2) 표면(136")일 수 있고, 광원(114)은 하단부로부터 원통형 격자 커플러(138)를 조명할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 원통형 격자 커플러(138)의 투과-모드 회절 격자는, 투과-모드 회절 격자를 통해서 투과 또는 전달되는 광(122)을 회절적으로 재지향시키도록 구성된다. 광원(114)의 광학적 방출기(116)의 상대적인 위치를 길이방향(108)을 따라서 이동시키는 것은 광학적 방출기의 길이방향 오프셋을 제공하고, 이는 다시 회절 각도를 변화시키고, 그에 따라, 광 안내부(110) 내의 시준된 안내 광 빔(112)의 전파 각도(120)를 변화시킨다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 원통형 격자 커플러(138)는, 광원(114)에 인접한 표면에 대향되는 광 안내부(110)의 표면에서 반사-모드 회절 격자를 포함한다. 예를 들어, 원통형 격자 커플러(138)의 반사-모드 회절 격자는 광 안내부(110)의 상단(또는 제1) 표면(136')일 수 있고, 광원(114)은 광 안내부(110)의 하단(또는 제2) 표면(136")의 일부를 통해서 원통형 격자 커플러(138)를 조명할 수 있다. 반사-모드 회절 격자는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 반사 회절(즉, 반사 및 회절)을 이용하여 광(122)을 광 안내부(110) 내로 회절적으로 재지향시키도록 구성된다.
여러 예에 따라, 원통형 격자 커플러(138)의 투과-모드 회절 격자 및 반사-모드 회절 격자의 모두가, 광 안내부(110)의 표면(136' 또는 136") 상에 또는 내에 형성되거나 달리 제공된 홈, 융기부, 또는 유사한 회절 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홈 또는 융기부가 광 안내부(110)의 광원-인접 표면(136")(예를 들어, 하단 표면 또는 제2 표면) 내에 또는 상에 형성되어, 투과-모드 회절 격자로서의 역할을 할 수 있다. 유사하게, 홈 또는 융기부가, 예를 들어, 광원-인접 표면(136")에 대향되는 광 안내부(110)의 표면(136') 내에 또는 상에 형성되거나 달리 제공되어, 반사-모드 회절 격자로서의 역할을 할 수 있다.
일부 실시예에 따라, 원통형 격자 커플러(138)는 광 안내부 표면 상에서 또는 내에서 격자 재료(예를 들어, 격자 재료의 층)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 격자 재료는 광 안내부(110)의 재료와 실질적으로 동일할 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 격자 재료는 광 안내부 재료와 상이할 수 있다(예를 들어, 상이한 굴절률을 가질 수 있다). 일부 실시예에서, 광 안내부 표면 내의 홈이 격자 재료로 충진될 수 있다. 예를 들어, 투과-모드 회절 격자 또는 반사-모드 회절 격자의 회절 격자 홈이, 광 안내부(110)의 재료와 상이한 유전체 재료(즉, 격자 재료)로 충진될 수 있다. 원통형 격자 커플러(138)의 격자 재료가 예를 들어 규소 질화물을 포함할 수 있는 한편, 광 안내부(110)는 일부 예에 따라 유리일 수 있다. 비제한적으로, 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 다른 격자 재료가 또한 사용될 수 있다.
일부 예에서, 반사-모드 회절 격자를 포함하는 원통형 격자 커플러(138)의 격자 재료가 반사 금속 또는 유사한 반사 재료를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사-모드 회절 격자에 의한 반사를 촉진하기 위해서, 반사-모드 회절 격자는, 비제한적으로, 금, 은, 알루미늄, 구리, 및 주석과 같은 반사 금속의 층일 수 있거나 그러한 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따라, 원통형 격자 커플러(138)의 투과-모드 회절 격자 및 반사-모드 회절 격자가 y-방향을 따라 균일하거나 적어도 실질적으로 균일하다는 것을 주목하여야 한다. 이러한 것이 도 7c에 도시되어 있고, 도 7c는 원통형 격자 커플러(138)의 반사-모드 회절 격자의 사시도를 제공한다.
일부 실시예에서, 원통형 격자 커플러(138)는 광 안내부(110)의 부분을 더 포함할 수 있다. 특히, 앞서 기재된 설명은 이러한 실시예를 설명한다. 다른 실시예에서, 원통형 격자 커플러(138)는, 광 안내부(110)의 입력 단부(126)로부터 분리되나 그에 광학적으로 커플링된 다른 광 안내부를 포함한다. 그러나, 앞서 기재된 설명은 광 안내부(110)의 부분이 아닌 다른 광 안내부의 이용에 대해서도 마찬가지로 양호하게 적용된다.
도 7a 내지 도 7c가 회절 격자-기반의 원통형 격자 커플러(138)의 이용을 도시하지만, 다른 실시예에서, 다른 유형의 광 커플러가 광 시준 커플러(124)로서 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 8a는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 포물선형 반사 커플러(140)를 포함하는 광 시준 커플러(124)의 횡단면도를 도시한다. 도 8b는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 포물선형 반사 커플러(140)를 포함하는 광 시준 커플러(124)의 사시도를 도시한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 포물선형 반사 커플러(140)는 y-방향을 따라서 균일할 수 있다. 원통형 격자 커플러(138)에서와 같이, 광원(114) 내의 광학적 방출기(116)의 길이방향 오프셋은, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 광 안내부(110) 내에서 상이한 시준된 안내 광 빔들(112)의 전파 각도들을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 투명하거나 실질적으로 투명할 수 있다. 특히, 광 안내부(110) 및 회절 격자(128)의 어레이는, 일부 실시예에서, 광이 광 안내부(110)의 제1 표면(136') 및 제2 표면(136") 모두에 직각인 방향으로 정적 멀티뷰 디스플레이(100)를 통과할 수 있게 한다. 즉, 광 안내부(110) 및 회절 격자(128)의 어레이는, 길이방향에 직각인 수직 방향으로 전파되는 광에 대해서 투명할 수 있다. 따라서, 광 안내부(110) 및 회절 격자(128)의 어레이 또는 더 일반적으로 정적 멀티뷰 디스플레이(100)는 길이방향(108)에 직각인 수직 방향으로 즉, 시준된 안내 광 빔(112)의 일반적인 전파 방향으로 전파되는 광에 대해서 투명할 수 있다. 또한, 투명도는, 적어도 부분적으로, 회절 격자(128)의 실질적인 투명도에 의해서 그리고 그 사이의 간격에 의해서 향상될 수 있다.
본원에서 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이가 제공된다. 투명 정적 멀티뷰 디스플레이는, 멀티뷰 이미지 또는 복수의 멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔을 방출하도록 구성된다. 특히, 방출된 지향성 광 빔은 바람직하게, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이의 회절 격자의 어레이 내의 회절 격자의 격자 특성을 기초로, 멀티뷰 이미지(들)의 복수의 뷰를 향해서 지향된다. 여러 예에 따라, 지향성 광 빔들 중 상이한 지향성 광 빔들이, 멀티뷰 이미지와 연관된 상이한 '뷰들'의 개별적인 뷰 픽셀에 상응할 수 있다. 상이한 뷰들은, 예를 들어, 멀티뷰 디스플레이에 의해서 디스플레이되는 멀티뷰 이미지(들) 내의 정보에 관한 '안경이 필요 없는(glasses free)'(예를 들어, 오토스테레오스코픽(autostereoscopic)) 표상을 제공할 수 있다.
도 9는 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)의 블록도를 도시한다. 여러 실시예에 따라, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)는 상이한 뷰들에 따른 멀티뷰 이미지(232)를 상이한 뷰 방향들로 디스플레이하도록 구성된다. 또한, 멀티뷰 이미지(232)가 방향을 갖는다. 특히, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)에 의해서 방출되는 복수의 지향성 광 빔(202)을 이용하여 멀티뷰 이미지(232)를 디스플레이하고, 멀티뷰 이미지(232)의 상이한 뷰들(예를 들어, v1, v2 … vn)의 픽셀(즉, 뷰 픽셀)에 상응할 수 있다. 일부 실시예에 따라, 복수의 멀티뷰 이미지(232)가 제공될 수 있고, 복수의 멀티뷰 이미지 중의 각각의 멀티뷰 이미지(232)가 연관된 방향을 갖는다. 지향성 광 빔(202)은, 도 9에서, 복수의 멀티뷰 이미지 중의 상응하는 멀티뷰 이미지(232)(예를 들어, 232a, 232b, 2323c)의 방향을 향하는 블록 화살표로서 집합적으로 도시되어 있다. 여러 실시예에 따라, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)는 그 길이를 따르는 길이방향에 직각인 수직 방향으로 투명하다.
도 9에 도시된 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)는 회절 격자(204)의 어레이를 포함한다. 회절 격자 어레이 중의 회절 격자(204)는, 멀티뷰 이미지(232)를 나타내는 복수의 지향성 광 빔(202)을 제공하기 위해서, 광 안내부(206) 내의 시준된 안내 광 빔으로부터 광을 회절적으로 산란시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 회절 격자(204)의 어레이는, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)에 대해서 전술한 회절 격자(128)의 어레이와 실질적으로 유사하다. 특히, 회절 격자 어레이의 회절 격자(204)는, 멀티뷰 이미지(232)의 뷰 픽셀 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔의 지향성 광 빔(202)을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 회절 격자(204)의 격자 피치 및 격자 배향은 지향성 광 빔(202)의 주 각도 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 회절 격자(204)의 격자 깊이는, 지향성 광 빔(202)의 세기를 결정하도록 구성될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)는 광원(214)을 더 포함한다. 광원(214)은, 길이방향으로 서로 오프셋된 복수의 광학적 방출기를 포함한다. 여러 실시예에 따라, 광원(214)의 광학적 방출기는, 길이방향을 따른 광학적 방출기의 오프셋에 의해서 결정되는 전파 각도를 가지는 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에 따라, 광원(214)은 전술한 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 광원(114)과 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 여러 실시예에 따라, 멀티뷰 이미지(232)의 방향은 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도의 모두에 따라 달라진다.
도 9에 도시된 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)는 광 안내부(206) 및 광 시준 커플러(210)를 더 포함한다. 특히, 광 시준 커플러(210)는 광 안내부(206)의 입력부에 위치될 수 있다. 광 시준 커플러(210)는, 광(212)을 광원(214)의 광학적 방출기로부터 광 안내부의 입력부 내로, 시준된 안내 광 빔으로서, 커플링시키도록 구성된다. 광학적 방출기의 오프셋은 광 시준 커플러(210)에 대한 길이방향을 따른 광학적 방출기의 위치이다. 도 9의 화살표(208)는, 광 시준 커플러(210)에 의한 광 안내부(206) 내로의 시준된 안내 광 빔의 커플링을 나타낸다. 또한, 여러 실시예에 따라, 일단 커플링되면, 광 안내부(206) 내의 시준된 안내 광 빔의 전파 방향은 길이방향을 규정한다.
일부 실시예에 따라, 광원(214)의 제1 광학적 방출기는 제1 전파 각도의 제1 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 길이방향을 따른 제1 오프셋을 가질 수 있다. 또한, 광원(214)의 제2 광학적 방출기는 광 안내부(206) 내에서 제2 전파 각도의 제2 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 길이방향을 따른 제2 오프셋을 가질 수 있다. 여러 실시예에 따라, 제1 전파 각도는 제1 방향으로 멀티뷰 이미지(232)를 제공하도록 구성될 수 있고, 제2 전파 각도는 제2 방향으로 멀티뷰 이미지(232)를 제공하도록 구성된다.
도 9를 참조하면, 예를 들어, 제1 방향으로 제공된 멀티뷰 이미지(232)가 멀티뷰 이미지(232a)에 의해서 표시될 수 있는 한편, 멀티뷰 이미지(232b)는 제2 방향을 따른 멀티뷰 이미지(232)를 제공할 수 있다. 멀티뷰 이미지(232c)는 예를 들어 제3 방향을 따른 멀티뷰 이미지(232c)를 나타낼 수 있다. 집합적으로, 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 이미지(232a, 232b, 232c)는, 도 3a 내지 도 4c를 참조로 전술한 멀티뷰 이미지(132a, 132b, 132c)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 상이한 오프셋들에 위치되는 상이한 광학적 방출기들을 순차적으로 그리고 선택적으로 조명하는 것은, 시간의 함수로서, 멀티뷰 이미지(132a, 132b, 132c)의 애니메이션 또는 겉보기 이동을 제공할 수 있고, 그에 따라 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)는 준-정적 멀티뷰 디스플레이로서 기능할 수 있다.
일부 실시예에 따라, 광원(214)의 제1 광학적 방출기는 제1 색채의 광을 제공하도록 구성될 수 있고, 광원(214)의 제2 광학적 방출기는 제2 색채의 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 광학적 방출기는, 제1 및 제2 색채의 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지(미도시)를 제공하도록 구성된 오프셋들을 가질 수 있다. 예를 들어, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)에 의해서 제공되는 색채 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지는, 도 5와 관련하여 전술한 바와 같은, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)에 의해서 제공된 복합 멀티뷰 이미지(132d)와 실질적으로 유사할 수 있다.
본원에서 설명된 원리의 다른 실시예에 따라, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법이 제공된다. 도 10은 본원에서 설명된 원리에 일치되는 실시예에 따른, 예에서의 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은 복수의 광학적 방출기 중의 광학적 방출기를 이용하여 색채를 가지는 광을 제공하는 단계(310)를 포함하고, 복수의 광학적 방출기의 광학적 방출기들은 길이방향으로 서로 오프셋된다. 일부 실시예에 따라, 복수의 광학적 방출기는, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)와 관련하여 전술한, 광원(114)의 복수의 광학적 방출기(116)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 제공된(310) 광은, 또한 전술한, 광(122)과 실질적으로 유사할 수 있다.
도 10에 도시된 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은 광 시준 커플러를 이용하여 광을 시준된 안내 광 빔으로서 광 안내부 내로 커플링시키는 단계(320)를 더 포함한다. 여러 실시예에 따라, 시준된 안내 광 빔은 광학적 방출기의 길이방향 오프셋에 의해서 결정된 전파 각도를 갖는다. 일부 실시예에 따라, 광 시준 커플러는 전술한 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 광 시준 커플러(124)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 광 시준 커플러가, 비제한적으로, 원통형 격자 커플러를 포함하는 다양한 광 시준 커플러 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은, 멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔을 제공하기 위해서, 회절 격자의 어레이를 이용하여 시준된 안내 광 빔의 일부를 산란시키는 단계(330)를 포함한다. 여러 실시예에 따라, 멀티뷰 이미지의 방향은 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도의 모두에 따라 달라진다. 일부 실시예에서, 회절 격자의 어레이는, 전술한, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)의 회절 격자(128)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다.
특히, 일부 실시예에 따라, 회절 격자 어레이의 회절 격자는 시준된 안내 광 빔의 일부를, 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔의 지향성 광 빔으로서, 산란시킨다(330). 또한, 회절 격자의 격자 피치 및 격자 배향은 지향성 광 빔의 주 각도 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 일부 실시예에 따라, 회절 격자의 격자 깊이는, 지향성 광 빔의 세기를 결정하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 광 안내부, 광 시준 커플러, 및 회절 격자의 어레이를 포함하는 정적 멀티뷰 디스플레이는, 길이방향에 직각인 수직 방향으로 전파되는 광에 대해서 투명하다. 예를 들어, 정적 멀티뷰 디스플레이는, 전술한, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이(200)와 실질적으로 유사할 수 있다. 따라서, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은 투명 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법일 수 있다.
일부 실시예(미도시)에서, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은, 복수의 광학적 방출기 중의 제1 광학적 방출기를 이용하여 광을 제공하는 것에 의해서 제1 방향으로 제1 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제1 광학적 방출기는 제1 길이방향 오프셋을 갖는다. 또한, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은, 복수의 광학적 방출기 중의 제2 광학적 방출기를 이용하여 광을 제공하는 것에 의해서 제2 방향으로 제2 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있고, 제2 광학적 방출기는 제2 길이방향 오프셋을 갖는다. 예를 들어 시간-순차적 방식으로 제1 및 제2 멀티뷰 이미지를 생성하는 것은, 예를 들어, 정적 멀티뷰 디스플레이가 멀티뷰 이미지의 애니메이션을 제공하게 할 수 있다. 따라서, 정적 멀티뷰 동작 방법(300)은 준-정적 멀티뷰 디스플레이 동작을 제공할 수 있다.
일부 실시예(미도시)에서, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은, 복수의 광학적 방출기 중의 제1 광학적 방출기를 이용하여 제1 색채를 가지는 광을 제공하는 것에 의해서 제1 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제1 광학적 방출기는 제1 길이방향 오프셋을 갖는다. 또한, 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법(300)은, 복수의 광학적 방출기 중의 제2 광학적 방출기를 이용하여 제2 색채를 갖는 광을 제공하는 것에 의해서 제2 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 제2 광학적 방출기는 제2 길이방향 오프셋을 갖는다. 여러 실시예에 따라, 제1 및 제2 길이방향 오프셋은, 제1 및 제2 멀티뷰 이미지의 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지를 제공하도록 선택될 수 있다. 복합 이미지의 색채는, 예를 들어, 제1 및 제2 색채의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 복합 멀티뷰 이미지는, 도 5와 관련하여 전술한, 정적 멀티뷰 디스플레이(100)에 의해서 제공된 복합 멀티뷰 이미지(132d)와 실질적으로 유사할 수 있다.
따라서, 멀티뷰 이미지를 나타내는 지향성 광 빔을 제공하기 위해서 회절 격자를 이용하는 정적 멀티뷰 디스플레이 및 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법에 관한 예 및 실시예를 설명하였다. 또한, 광원 내의 광학적 방출기의 상대적인 오프셋은 멀티뷰 이미지의 방향을 제공한다. 전술한 예는, 본원에 설명된 원리를 나타내는 많은 구체적인 예들 중 일부를 단지 예시한 것임을 이해하여야 한다. 분명하게, 당업자는, 이하의 청구범위에 의해서 규정되는 범위로부터 벗어나지 않고도, 많은 다른 배열체를 용이하게 안출할 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 정적 멀티뷰 디스플레이로서:
    광을 길이방향으로 안내하도록 구성된 광 안내부;
    상기 길이방향으로 서로 오프셋되고 상기 광 안내부에 광학적으로 커플링된 복수의 광학적 방출기를 포함하는 광원으로서, 상기 광원의 광학적 방출기는, 상기 광 안내부 내에서, 상기 광학적 방출기의 길이방향 오프셋에 의해서 결정된 전파 각도를 가지는 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성되는, 광원; 및
    상기 시준된 안내 광 빔의 일부를, 멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔으로서 산란시키도록 구성된 회절 격자의 어레이로서, 상기 멀티뷰 이미지의 방향은 상기 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도 모두에 따라 달라지는, 회절 격자의 어레이를 포함하는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회절 격자 어레이의 회절 격자는, 상기 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔의 지향성 광 빔을 제공하도록 구성되는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 회절 격자의 격자 특성은 상기 세기 및 상기 주 각도 방향을 결정하도록 구성되고, 주 각도 방향을 결정하도록 구성된 상기 격자 특성은 상기 회절 격자의 격자 피치 및 상기 회절 격자의 격자 배향 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  4. 상기 세기를 결정하도록 구성된 격자 특성은 상기 회절 격자의 격자 깊이를 포함하는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 회절 격자의 어레이는, 상기 광 안내부의 방출 표면에 대향되는 광 안내부의 표면 상에 위치되고, 이를 통해서, 상기 시준된 안내 광 빔의 일부가 상기 복수의 지향성 광 빔으로서 산란되는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 광 안내부의 입력 단부에서 광 시준 커플러를 더 포함하고, 상기 광 시준 커플러는 광을 상기 광원으로부터, 상기 시준된 안내 광 빔으로서, 상기 광 안내부 내로 광학적으로 커플링시키도록 구성되고, 상기 광학적 방출기의 길이방향 오프셋은 상기 광 시준 커플러에 대한 길이방향을 따른 상기 광학적 방출기의 위치인, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광 시준 커플러는 원통형 격자 커플러를 포함하고, 상기 광원은 상기 광 안내부의 안내 표면에 인접하여 위치되고, 상기 광원의 광학적 방출기는 상기 안내 표면을 통해서 광을 방출하도록 구성되는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 광원의 복수의 광학적 방출기는, 상기 광 안내부 내에서, 제1 전파 각도의 제1 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 제1 길이방향 오프셋을 가지는 제1 광학적 방출기, 및 제2 전파 각도의 제2 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 제2 길이방향 오프셋을 가지는 제2 광학적 방출기를 포함하는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 전파 각도는 제1 방향을 가지는 제1 멀티뷰 이미지를 제공하도록 구성되고, 상기 제2 전파 각도는 제2 방향을 가지는 제2 멀티뷰 이미지를 제공하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 광학적 방출기의 선택적인 활성화는 상기 제1 방향의 제1 멀티뷰 이미지와 상기 제2 방향의 제2 멀티뷰 이미지 사이의 전환을 제공하여 상기 멀티뷰 이미지를 애니메이트화하고, 상기 정적 멀티뷰 디스플레이는 준-정적 멀티뷰 디스플레이인, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 광학적 방출기는 제1 색채를 가지는 제1 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성되고, 상기 제2 광학적 방출기는 제2 색채를 가지는 제2 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 길이방향 오프셋은, 상기 제1 시준된 안내 광 빔에 의해서 제공된 제1 멀티뷰 이미지 및 상기 제2 시준된 안내 광 빔에 의해서 제공된 제2 멀티뷰 이미지의 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지를 제공하도록, 선택되고, 상기 복합 멀티뷰 이미지는 상기 제1 및 제2 광학적 방출기의 제1 및 제2 색채의 조합을 나타내는 색채 및 상대적인 조명 세기를 가지는, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광 안내부 및 상기 회절 격자의 어레이는, 상기 길이방향에 직각인 수직 방향으로 전파되는 광에 대해서 투명한, 정적 멀티뷰 디스플레이.
  12. 투명 정적 멀티뷰 디스플레이로서:
    멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔을 제공하기 위해서, 광 안내부 내의 시준된 안내 광 빔으로부터 광을 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자의 어레이; 및
    길이방향으로 서로 오프셋된 복수의 광학적 방출기를 포함하는 광원으로서, 상기 광원의 광학적 방출기는, 상기 길이방향을 따른 상기 광학적 방출기의 오프셋에 의해서 결정된 전파 각도를 가지는 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성되는, 광원을 포함하고,
    상기 멀티뷰 이미지의 방향은 상기 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도 모두에 따라 달라지고, 상기 투명 정적 멀티뷰 디스플레이는 상기 길이방향에 직각인 수직 방향으로 투명한, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 회절 격자 어레이의 회절 격자는, 상기 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔의 지향성 광 빔을 제공하도록 구성되고, 상기 회절 격자의 격자 피치 및 격자 배향은 상기 지향성 광 빔의 주 각도 방향을 결정하도록 구성되고, 상기 회절 격자의 격자 깊이는 상기 지향성 광 빔의 세기를 결정하도록 구성되는, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 광 안내부의 입력부에서 광 시준 커플러를 가지는 광 안내부를 더 포함하고, 상기 광 시준 커플러는 광을 상기 광원의 광학적 방출기로부터, 상기 시준된 안내 광 빔으로서, 상기 광 안내부의 입력부 내로 광학적으로 커플링시키도록 구성되고, 상기 광학적 방출기의 오프셋은 상기 광 시준 커플러에 대한 길이방향을 따른 상기 광학적 방출기의 위치인, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이.
  15. 제12 항에 있어서,
    광원의 제1 광학적 방출기가, 상기 광 안내부 내에서, 제1 전파 각도의 제1 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 길이방향을 따른 제1 오프셋을 가지고, 상기 광원의 제2 광학적 방출기가, 제2 전파 각도의 제2 시준된 안내 광 빔을 제공하도록 구성된 길이방향을 따른 제2 오프셋을 가지며, 상기 제1 전파 각도는 멀티뷰 이미지를 제1 방향으로 제공하도록 구성되고, 상기 제2 전파 각도는 멀티뷰 이미지를 제2 방향으로 제공하도록 구성되는, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이.
  16. 제12 항에 있어서,
    광원의 제1 광학적 방출기는 제1 색채의 광을 제공하도록 구성되고 상기 광원의 제2 광학적 방출기는 제2 색채의 광을 제공하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 광학적 방출기는, 상기 제1 및 제2 색채의 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지를 제공하도록 구성된 오프셋을 가지는, 투명 정적 멀티뷰 디스플레이.
  17. 정적 멀티뷰 디스플레이의 동작 방법으로서:
    복수의 광학적 방출기 중의 광학적 방출기를 이용하여 색채를 가지는 광을 제공하는 단계로서, 상기 복수의 광학적 방출기의 광학적 방출기들이 길이방향으로 서로 오프셋되는, 단계;
    광 시준 커플러를 이용하여 광을, 시준된 안내 광 빔으로서, 광 안내부 내로 커플링시키는 단계로서, 상기 시준된 안내 광 빔은 상기 광학적 방출기의 길이방향 오프셋에 의해서 결정된 전파 각도를 가지는, 단계; 및
    멀티뷰 이미지를 나타내는 복수의 지향성 광 빔을 제공하기 위해서, 회절 격자의 어레이를 이용하여 상기 시준된 안내 광 빔의 일부를 산란시키는 단계로서, 상기 멀티뷰 이미지의 방향은 상기 시준된 안내 광 빔의 색채 및 전파 각도의 모두에 따라 달라지는, 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 회절 격자 어레이의 회절 격자는, 상기 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 상응하는 세기 및 주 각도 방향을 가지는 복수의 지향성 광 빔의 지향성 광 빔으로서 상기 시준된 안내 광 빔의 일부를 산란시키고, 상기 회절 격자의 격자 피치 및 격자 배향은 상기 지향성 광 빔의 주 각도 방향을 결정하도록 구성되고, 상기 회절 격자의 격자 깊이는 상기 지향성 광 빔의 세기를 결정하도록 구성되는, 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 광 안내부, 상기 광 시준 커플러, 및 상기 회절 격자의 어레이를 포함하는 상기 정적 멀티뷰 디스플레이는, 상기 길이방향에 직각인 수직 방향으로 전파되는 광에 대해서 투명한, 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 복수의 광학적 방출기 중의 제1 광학적 방출기를 이용하여 광을 제공하는 것에 의해서 제1 방향으로 제1 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계로서, 상기 제1 광학적 방출기는 제1 길이방향 오프셋을 가지는, 단계; 및상기 복수의 광학적 방출기 중의 제2 광학적 방출기를 이용하여 광을 제공하는 것에 의해서 제2 방향으로 제2 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계로서, 상기 제2 광학적 방출기는 제2 길이방향 오프셋을 가지는, 단계를 더 포함하는, 방법.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 복수의 광학적 방출기 중의 제1 광학적 방출기를 이용하여 제1 색채를 가지는 광을 제공하는 것에 의해서 제1 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계로서, 상기 제1 광학적 방출기는 제1 길이방향 오프셋을 가지는, 단계; 및
    상기 복수의 광학적 방출기 중의 제2 광학적 방출기를 이용하여 제2 색채를 가지는 광을 제공하는 것에 의해서 제2 멀티뷰 이미지를 생성하는 단계로서, 상기 제2 광학적 방출기는 제2 길이방향 오프셋을 가지는, 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 길이방향 오프셋은, 상기 제1 및 제2 멀티뷰 이미지의 조합을 포함하는 복합 멀티뷰 이미지를 제공하도록 선택되고, 상기 복합 이미지의 색채는 상기 제1 및 제2 색채의 조합인, 방법.
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