KR20220130779A - 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템, 및 방법 - Google Patents

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데이비드 에이. 파탈
토마스 호에크만
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레이아 인코포레이티드
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Abstract

정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템 및 방법은 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공하고 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공한다. 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이는 제 1 뷰 영역 지향성 방출광을 제공하도록 구성된 사생활보호 백라이트 및 제 1 뷰 영역 내에 사적 이미지를 제공하기 위해 지향성 방출광을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이를 포함한다. 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이는 또한 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공하도록 구성된 정적 디스플레이 레이어를 포함한다. 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이는 공유 모드 동안 제 1 뷰 영역 및 제 2 뷰 영역 둘 다에 광각 방출광을 제공하도록 구성된 광각 백라이트를 포함하며, 공유 이미지는 광 밸브 어레이를 이용한 광각 방출광의 변조에 의해 제공된다.

Description

정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템, 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 병합되는, 2020년 03월 02일에 출원된 미국 가특허 출원 제 62/983,918호의 우선권 이익을 주장한다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
디스플레이 및 특히 '전자' 디스플레이는 매우 다양한 기기 및 제품의 사용자에게 정보를 전달하기 위한 매우 보편적인 매체이다. 예를 들어, 전자 디스플레이는 이동식 전화기(예를 들어, 스마트 폰), 시계, 태블릿 컴퓨터, 이동식 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터), 개인용 컴퓨터 및 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이 콘솔, 카메라 디스플레이, 및 기타 다양한 이동식뿐만 아니라 실질적으로 비-이동식 디스플레이 응용 및 기기를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 기기 및 응용에서 발견될 수 있다. 전자 디스플레이는 전달되고 있는 이미지 또는 유사한 정보를 나타내거나 디스플레이하기 위해 일반적으로 픽셀 세기(intensity)의 차동 패턴(differential pattern)을 채용한다. 차동 픽셀 세기 패턴은 수동 전자 디스플레이의 경우에서와 같이 디스플레이에 입사되는 광을 반사함으로써 제공될 수 있다. 대안적으로, 전자 디스플레이는 차동 픽셀 세기 패턴을 제공하기 위해 광을 제공하거나 방출할 수 있다. 광을 방출하는 전자 디스플레이를 종종 능동 디스플레이라고 한다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔의 각도 성분들의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자의 단면도를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 도 3a의 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적 디스플레이 레이어의 평면도를 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적 디스플레이 레이어의 사시도를 도시한다.
도 5a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 사생활보호 백라이트의 단면도를 도시한다.
도 5b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 사생활보호 백라이트의 사시도를 도시한다.
도 6은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템의 블록도를 도시한다.
도 7a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이의 평면도를 도시한다.
도 7b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이의 평면도를 도시한다.
도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
일부 예들 및 실시 예들은 상술한 도면들에 도시된 특징들에 부가되거나 그 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징들은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본 명세서에 설명된 원리들에 따른 예들 및 실시 예들은, 정적 이미지(static image)로 증강된(augmented) 사생활보호 디스플레이(privacy display)를 제공한다. 특히, 설명된 원리들에 일치되는 실시 예들은 사생활보호 디스플레이를 덮는(cover) 정적 디스플레이 레이어(static display layer)로부터 방출되는 복수의 지향성 광빔들(directional light beams)을 이용하여 정적 이미지를 제공함으로써 사생활보호 디스플레이를 증강시킨다. 복수의 지향성 광빔들 중 지향성 광빔들의 개별적인 세기(intensity)들 및 방향들은 디스플레이되는 정적 이미지의 뷰(view)들의 여러 뷰 픽셀들에 대응된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 사적 이미지(privacy image)는 제 1 뷰 영역(view zone)에 제공되는 반면, 정적 이미지는 제 1 뷰 영역과는 상호 배타적인 제 2 뷰 영역에 제공된다. 일부 실시 예들에서, 사적 이미지 및 정적 이미지 중 하나 또는 둘 다는 멀티뷰 이미지들, 즉 사적(private) 멀티뷰 이미지 및 정적 멀티뷰 이미지이다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 사생활보호 디스플레이는, 예를 들어 동작의 사생활보호 모드 및 공유(shared) 모드 각각에서, 사적 이미지 및 공유 이미지 중 하나 또는 둘 다를 제공하는 하나 이상의 추가적인 레이어를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '2차원 디스플레이(two-dimensional display)' 또는 '2D 디스플레이'는 이미지가 보여지는 방향과 무관하게 (즉, 2D 디스플레이의 미리 정의된 시야각 또는 시야 범위 내에서) 실질적으로 동일한 이미지의 뷰를 제공하도록 구성된 디스플레이로서 정의된다. 많은 스마트 폰들 및 컴퓨터 모니터들에서 찾아볼 수 있는 통상적인 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)가 2D 디스플레이의 예들이다. 대조적으로, 본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'는 상이한 뷰 방향들로 또는 상이한 뷰 방향들로부터 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. 특히, 상이한 뷰들은 멀티뷰 이미지의 장면 또는 객체의 상이한 시점 뷰들(perspective views)을 나타낼 수 있다. 본 명세서에 설명된 일방성(unilateral) 백라이팅 및 일방성 멀티뷰 디스플레이의 용도에는 이동식 전화기(예를 들어, 스마트 폰), 시계, 태블릿 컴퓨터, 이동식 컴퓨터(예를 들어, 랩톱 컴퓨터), 개인용 컴퓨터 및 컴퓨터 모니터, 자동차 디스플레이 콘솔, 카메라 디스플레이, 및 기타 다양한 이동식 및 실질적으로 비-이동식 디스플레이 응용들 및 기기들이 포함되지만, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서, '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'는 상이한 뷰 방향들로 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템으로서 정의된다. '정적 멀티뷰 디스플레이(static multiview display)'는 복수의 상이한 뷰들로서이기는 하지만, 미리 결정된 또는 고정된(즉, 정적인) 멀티뷰 이미지를 디스플레이하도록 구성된 멀티뷰 디스플레이로서 정의된다. 본 명세서에서, '준-정적 멀티뷰 디스플레이(quasi-static multiview display)'는 상이한 고정된 멀티뷰 이미지들 간에 또는 복수의 멀티뷰 이미지 상태들(states) 간에, 전형적으로 시간의 함수로서, 전환(switch)될 수 있는 정적 멀티뷰 디스플레이로서 정의된다. 예를 들어, 상이한 고정된 멀티뷰 이미지들 간의 또는 멀티뷰 이미지 상태들 간의 전환은, 기초적인 형태(rudimentary form)의 애니메이션을 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서에 정의된 바와 같이, 준-정적 멀티뷰 디스플레이는 정적 멀티뷰 디스플레이의 한 유형이다. 따라서, 그러한 구별이 적절한 이해를 위해 필요하지 않는 한, 순전한 정적 멀티뷰 디스플레이 또는 이미지와 준-정적 멀티뷰 디스플레이 또는 이미지 간의 구별은 이루어지지 않는다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이(10)의 사시도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(10)는 멀티뷰 이미지(16)의 또는 멀티뷰 이미지(16) 내의 뷰(14)(또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이(10)의 뷰(14))의 뷰 픽셀을 디스플레이하도록 구성된 스크린(12) 상의 회절 격자를 포함한다. 예를 들어, 스크린(12)은 자동차, 전화기(예를 들어, 이동식 전화기, 스마트 폰 등), 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터의 컴퓨터 모니터, 카메라 디스플레이, 또는 실질적으로 기타 다른 기기의 전자 디스플레이의 디스플레이 스크린일 수 있다.
멀티뷰 디스플레이(10)는 스크린(12)에 대해 상이한 뷰 방향들(18)로 (즉, 상이한 주 각도 방향들로) 멀티뷰 이미지(16)의 상이한 뷰들(14)을 제공한다. 뷰 방향들(18)은 스크린(12)으로부터 여러 상이한 주 각도 방향들로 연장되는 화살표들로서 도시되었다. 상이한 뷰들(14)은 화살표의 말미(즉, 뷰 방향들(18)을 묘사함)에 음영 처리된 다각형 박스들로서 도시되었다. 따라서, 멀티뷰 디스플레이(10)(예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같은)가 y-축을 중심으로 회전하는 경우, 시청자(viewer)는 상이한 뷰들(14)을 시청한다. 한편(도시된 바와 같이) 도 1a의 멀티뷰 디스플레이(10)가 x-축을 중심으로 회전하는 경우, (도시된 바와 같이) 시청된 이미지는 시청자의 눈에 어떠한 광도 도달되지 않을 때까지 변하지 않는다.
상이한 뷰들(14)이 스크린(12) 위에 있는 것으로서 도시되어 있지만, 멀티뷰 이미지(16)가 멀티뷰 디스플레이(10) 상에 디스플레이되어 시청자에게 보여질 때 뷰들(14)은 실제로 스크린(12) 상에 또는 그 근처에 나타난다는 점에 유의한다. 도 1a에서와 같이 스크린(12) 위에 멀티뷰 이미지(16)의 뷰들(14)을 묘사한 것은 단지 도시의 단순화를 위한 것이며, 특정 뷰(14)에 대응되는 뷰 방향들(18) 각각으로부터 멀티뷰 디스플레이(10)를 시청하는 것을 나타내려 한 것이다. 또한, 제한이 아닌 예로서, 도 1a에는 단지 3개의 뷰들(14)과 3개의 뷰 방향들(18)만이 도시되었다.
본 명세서의 정의에 의하면, 뷰 방향 또는 대등하게는 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응되는 방향을 갖는 광빔(light beam)은 일반적으로 각도 성분들(angular components) {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 각도 성분(θ)은 광빔의 '고도 성분(elevation component)' 또는 '고도각(elevation angle)'으로 언급된다. 각도 성분(φ)은 광빔의 '방위 성분(azimuth component)' 또는 '방위각(azimuth angle)'으로 언급된다. 정의에 의하면, 고도각(θ)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 수직인)에서의 각도이고, 방위각(φ)은 수평 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 스크린의 평면에 평행인)에서의 각도이다.
도 1b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향(예를 들어, 도 1a의 뷰 방향(18))에 대응되는 특정 주 각도 방향을 갖는 광빔(20)의 각도 성분들 {θ, φ}의 그래픽 표현을 도시한다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 광빔(20)은 특정 지점으로부터 방출되거나 발산된다. 즉, 정의에 의하면, 광빔(20)은 멀티뷰 디스플레이 내의 특정 원점(point of origin)과 관련된 중심 광선(central ray)을 갖는다. 또한, 도 1b는 광빔(또는 뷰 방향)의 원점(O)을 도시한다.
또한, 본 명세서에서, '멀티뷰 이미지(multiview image)' 및 '멀티뷰 디스플레이(multiview display)'라는 용어들에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰(multiview)'라는 용어는 복수의 뷰들 중 뷰들 간의 각도 시차(angular disparity)를 포함하거나 상이한 시점들(perspectives)을 나타내는 복수의 뷰들로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 본 명세서에서 '멀티뷰'라는 용어는 2개 초과의 상이한 뷰들(즉, 최소 3개의 뷰들로서 일반적으로 3개 초과의 뷰들)을 명백히 포함한다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '멀티뷰 디스플레이'는 장면 또는 이미지를 나타내기 위해 단지 2개의 상이한 뷰들만을 포함하는 스테레오스코픽(stereoscopic) 디스플레이와는 명백히 구분된다. 그러나, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 이미지들 및 멀티뷰 디스플레이들은 2개 초과의 뷰들을 포함할 수 있지만, 멀티뷰의 뷰들 중 단지 2개만을 동시에 보게끔(예를 들어, 하나의 눈 당 하나의 뷰) 선택함으로써 멀티뷰 이미지들이 (예를 들어, 멀티뷰 디스플레이 상에서) 스테레오스코픽 쌍의 이미지들(stereoscopic pair of images)로서 보일 수 있다는 것에 유의한다.
멀티뷰 디스플레이에서, 본 명세서에서, '멀티뷰 픽셀(multiview pixel)'은, 멀티뷰 디스플레이의 유사한 복수의 상이한 뷰들 각각의 픽셀들을 나타내는 한 세트의 또는 복수의 뷰 픽셀들로서 정의된다. 대등하게는, 멀티뷰 픽셀은, 멀티뷰 디스플레이에 의해 디스플레이될 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각의 픽셀에 대응되거나 그 픽셀을 나타내는 개별 뷰 픽셀을 가질 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀들은, 뷰 픽셀들 각각이 상이한 뷰들 중 대응하는 하나의 뷰의 미리 결정된 뷰 방향과 관련된다는 점에서 소위 '지향성 픽셀들(directional pixels)'이다. 또한, 다양한 예들 및 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀들로 나타나는 상이한 뷰 픽셀들은 상이한 뷰들 각각에서 동등한 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치들 또는 좌표들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들 각각의 {x1, y1}에 위치하는 뷰 픽셀들에 대응되는 개별 뷰 픽셀들을 가질 수 있고, 제 2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰들 각각의 {x2, y2}에 위치하는 뷰 픽셀들에 대응되는 개별 뷰 픽셀들을 가질 수 있다.
일부 실시 예들에서, 멀티뷰 픽셀 내의 뷰 픽셀들의 개수는 멀티뷰 디스플레이의 뷰들의 개수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀은 8개의 상이한 뷰들을 갖는 멀티뷰 디스플레이와 관련된 8개의 뷰 픽셀들을 제공할 수 있다. 대안적으로, 멀티뷰 픽셀은 64개의 상이한 뷰들을 갖는 멀티뷰 디스플레이와 관련된 64개의 뷰 픽셀들을 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 8 x 4 어레이의 뷰들(즉, 32개의 뷰들)을 제공할 수 있고, 멀티뷰 픽셀은 32개의 뷰 픽셀들(즉, 각각의 뷰마다 1개)을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀들의 개수는 멀티뷰 디스플레이의 선택된 뷰를 구성하는 픽셀들의 개수와 실질적으로 동일할 수 있다.
본 명세서에서, '도광체(light guide)'는 내부 전반사(total internal reflection; TIR)를 이용하여 그 내에서 광을 안내하는 구조물로서 정의된다. 특히, 도광체는 도광체의 동작 파장(operational wavelength)에서 실질적으로 투명한 코어(core)를 포함할 수 있다. '도광체(light guide)'라는 용어는 일반적으로 도광체의 유전체 재료와 도광체를 둘러싸는 재료 또는 매질 사이의 경계에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 이용하는 유전체 광학 도파로(dielectric optical waveguide)를 지칭한다. 정의에 의하면, 내부 전반사를 위한 조건은 도광체의 굴절률이 도광체 재료의 표면에 인접한 주변 매질의 굴절률보다 커야 한다는 것이다. 일부 실시 예들에서, 도광체는 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 부가하여 또는 그에 대신하여 코팅(coating)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅은 반사 코팅일 수 있다. 도광체는 판(plate) 또는 슬래브(slab) 가이드 및 스트립(strip) 가이드 중 하나 또는 모두를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 도광체들 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본 명세서에서, '판 도광체(plate light guide)'에서와 같이 도광체에 적용되는 경우의 '판(plate)'이라는 용어는, 종종 '슬래브' 가이드로서 지칭되는, 한 장씩의(piece-wise) 또는 구분적으로 평면인(differentially planar) 층 또는 시트로서 정의된다. 특히, 판 도광체는 도광체의 상단 표면 및 하단 표면(즉, 대향 표면들)에 의해 경계를 이루는 2개의 실질적으로 직교하는 방향들로 광을 안내하도록 구성된 도광체로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 상단 및 하단 표면들은 서로 떨어져 있고 적어도 구별적인 의미에서 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 판 도광체의 임의의 구별적으로 작은 구간 내에서, 상단 및 하단 표면들은 실질적으로 평행하거나 공면(co-planar) 상에 있다.
일부 실시 예들에서, 판 도광체는 실질적으로 편평할 수 있고(즉, 평면에 국한됨), 따라서 판 도광체는 평면형 도광체이다. 다른 실시 예들에서, 판 도광체는 1개 또는 2개의 직교하는 차원들로 만곡될 수 있다. 예를 들어, 판 도광체는 단일 차원으로 만곡되어 원통형 형상의 판 도광체를 형성할 수 있다. 그러나, 어떠한 곡률이든 광을 안내하기 위해 판 도광체 내에서 내부 전반사가 유지되는 것을 보장하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본 명세서에서, '회절 격자(diffraction grating)'는 일반적으로 회절 격자 상에 입사되는 광의 회절을 제공하기 위해 배열된 복수의 특징부들(즉, 회절성 특징부들(diffractive features))로서 정의된다. 일부 예들에서, 복수의 특징부들은 특징부들의 쌍들 사이에 하나 이상의 격자 간격을 갖는 주기적 또는 준-주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 1차원(ID) 어레이로 배열된 복수의 특징부들(예를 들어, 재료 표면 내의 복수의 홈들(grooves) 또는 융기들(ridges))을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 회절 격자는 특징부들의 2차원(2D) 어레이일 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 상의 돌출들(bumps) 또는 재료 표면 내 구멍들(holes)의 2D 어레이일 수 있다. 다양한 실시 예들 및 예들에 따르면, 회절 격자는 회절 격자에 의해 회절될 광의 파장보다 작은 인접한 회절성 특징부들 간의 격자 간격 또는 거리를 갖는 서브-파장 격자(sub-wavelength grating)일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본 명세서의 정의에 의하면, '회절 격자(diffraction grating)'는 회절 격자 상에 입사되는 광의 회절을 제공하는 구조물이다. 광이 도광체로부터 회절 격자 상에 입사되면, 제공된 회절 또는 회절성 산란(diffractive scattering)은, 회절 격자가 회절에 의해 도광체로부터 광을 커플 아웃(couple out)시킬 수 있다는 점에서 '회절성 커플링(diffractive coupling)'을 야기할 수 있으며, 따라서 그와 같이 지칭될 수 있다. 또한, 회절 격자는 회절에 의해 광의 각도를 재지향시키거나 변경시킨다(즉, 회절각(diffractive angle)으로). 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광은 일반적으로 회절 격자 상에 입사되는 광(즉, 입사광)의 전파 방향(propagation direction)과는 상이한 전파 방향을 갖는다. 본 명세서에서, 회절에 의한 광의 전파 방향의 변경은 '회절성 재지향(diffractive redirection)'으로 언급된다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자 상에 입사되는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절성 특징부들을 포함하는 구조물인 것으로 이해될 수 있으며, 도광체로부터 광이 입사되면 회절 격자는 또한 도광체로부터의 광을 회절적으로 커플 아웃시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 회절 격자의 특징부들은 '회절성 특징부들(diffractive features)'로 언급되고, 재료 표면(즉, 2개의 재료들 간의 경계)에, 재료 표면 내에 및 재료 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 표면은 도광체의 표면일 수 있다. 회절성 특징부들은 표면의, 표면 내의 또는 표면 상의 홈들, 융기들, 구멍들 및 돌출들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조물들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 재료 표면 내에 복수의 실질적으로 평행한 홈들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 재료 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 융기들을 포함할 수 있다. 회절성 특징부들(예를 들어, 홈들, 융기들, 구멍들, 돌출들 등)은 정현파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들어, 이진 회절 격자), 삼각형 프로파일 및 톱니 프로파일(예를 들어, 블레이즈 격자) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 회절을 제공하는 다양한 단면 형상들 또는 프로파일들 중 임의의 것을 가질 수 있다.
후술될 바와 같이, 본 명세서에서의 회절 격자는 특징부 간격 또는 피치(pitch), 배향(orientation) 및 크기(예를 들어, 회절 격자의 폭 또는 길이) 중 하나 이상을 포함하는 격자 특성을 가질 수 있다. 또한, 격자 특성은 회절 격자 상의 광빔들의 입사각, 광원으로부터의 회절 격자의 거리, 또는 이들 둘 다의 함수로서 선택될 수 있다. 특히, 일부 실시 예들에 따르면, 회절 격자의 격자 특성은 회절 격자의 위치와 광원의 상대적 위치를 기반으로 선택될 수 있다. 회절 격자의 격자 특성을 적절히 변화시킴으로써, 회절 격자에 의해 회절된(예를 들어, 도광체로부터 회절적으로 커플 아웃된) 광빔(즉, '지향성 광빔')의 세기 및 주 각도 방향 모두가 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 대응된다.
본 명세서에 설명된 다양한 예들에 따르면, 회절 격자(예를 들어, 후술될 바와 같은 멀티뷰 픽셀의 회절 격자)는 도광체(예를 들어, 판 도광체)로부터의 광을 광빔으로서 회절적으로 산란 또는 커플 아웃(couple out)시키기 위해 이용될 수 있다. 특히, 국부적으로 주기적인 회절 격자의 또는 이에 의해 제공되는 회절각(diffraction angle; θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있다.
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(1)
여기서, λ는 광의 파장, m은 회절 차수, n은 도광체의 굴절률, d는 회절 격자의 특징부들 간의 거리 또는 간격, θ i 는 회절 격자 상의 광의 입사각이다. 단순화를 위해, 식(1)은 회절 격자가 도광체의 표면에 인접하고 도광체 외부의 재료의 굴절률은 1인 것(즉, n out = 1)으로 가정한다. 일반적으로, 회절 차수(m)는 정수로 주어진다. 회절 격자에 의해 생성되는 광빔의 회절각(θ m )은 식(1)으로 주어질 수 있고, 여기서 회절 차수는 양수(예를 들어, m > 0)이다. 예를 들어, 회절 차수(m)가 1인 경우(즉, m = 1) 1차 회절이 제공된다.
도 2는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 회절 격자(30)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 회절 격자(30)는 도광체(40)의 표면 상에 위치할 수 있다. 또한, 도 2는 입사각(θ i )으로 회절 격자(30) 상에 입사되는 광빔(또는 광빔들의 집합)(50)을 도시한다. 광빔(50)은 도광체(40) 내의 안내된 광빔이다. 또한, 도 2에는 입사 광빔(20)의 회절의 결과로서 회절 격자(30)에 의해 회절적으로 생성되고 커플 아웃된, 커플 아웃된 광빔(또는 광빔들의 집합)(60)이 도시되었다. 커플 아웃된 광빔(60)은 식(1)으로 주어진 바와 같은 회절각(θ m )(또는 본 명세서에서 '주 각도 방향(principal angular direction)')을 갖는다. 예를 들어, 커플 아웃된 광빔(60)은 회절 격자(30)의 회절 차수 'm'에 대응될 수 있다.
본 명세서의 정의에 의하면, '멀티빔 소자(multibeam element)'는 복수의 광빔들을 포함하는 광을 생성하는 백라이트 또는 디스플레이의 구조물 또는 소자이다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 도광체 내에서 안내된 광의 일부를 커플링 아웃(coupling out) 또는 산란시킴으로써 복수의 광빔들을 제공하기 위해 백라이트의 도광체에 광학적으로 결합될 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 멀티빔 소자에 의해 생성되는 복수의 광빔들 중 광빔들은 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는다. 특히, 정의에 의하면, 복수의 광빔들 중 소정의 광빔은 복수의 광빔들 중 다른 광빔과는 상이한 미리 결정된 주 각도 방향을 갖는다. 따라서, 본 명세서의 정의에 의하면, 광빔은 '지향성 광빔'으로 지칭되고, 복수의 광빔들은 '복수의 지향성 광빔들'로 지칭될 수 있다.
또한, 복수의 지향성 광빔들은 광 필드(light field)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 지향성 광빔들은 실질적으로 원추형 공간 영역에 국한되거나 복수의 광빔들 내의 광빔들의 상이한 주 각도 방향들을 포함하는 미리 결정된 각도 확산(angular spread)을 가질 수 있다. 따라서, 광빔들의 미리 결정된 각도 확산은 그 조합으로써(즉, 복수의 광빔들) 광 필드를 나타낼 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 광빔들 중 여러 지향성 광빔들의 상이한 주 각도 방향들은 멀티빔 소자의 크기(예를 들어, 길이, 폭, 면적 등)를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 특성에 의해 결정된다. 본 명세서의 정의에 의하면, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자는 '연장된 점 광원(extended point light source)', 즉 멀티빔 소자의 범위(extent)에 걸쳐(across) 분포된 복수의 점 광원들로 간주될 수 있다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 그리고 도 1b와 관련하여 전술한 바와 같이, 멀티빔 소자에 의해 생성되는 지향성 광빔은 각도 성분들 {θ, φ}로 주어지는 주 각도 방향을 갖는다.
본 명세서에서, '시준된 광(collimated light)' 또는 '시준된 광빔(collimated light beam)'은 일반적으로 광빔의 광선들이 광빔(예를 들어, 도광체 내의 안내된 광빔) 내에서 실질적으로 서로 평행한 광의 빔으로서 정의된다. 또한, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준된 광빔으로부터 분기되거나 산란되는 광선들은 시준된 광빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 '시준기(collimator)'는 광을 시준하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 기기 또는 장치로서 정의된다.
본 명세서에서, '시준 계수(collimation factor)'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준 계수는 시준된 광의 빔 내의 광선들(light rays)의 각도 확산(angular spread)을 정의한다. 예를 들어, 시준 계수(σ)는 시준된 광의 빔 내의 대부분의 광선들이 특정한 각도 확산 내에(예를 들어, 시준된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ도) 있음을 명시할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 시준된 광빔의 광선들은 각도 측면에서 가우시안(Gaussian) 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준된 광빔의 피크(peak) 세기의 절반만큼에 의해 결정되는 각도일 수 있다.
본 명세서에서, '시준기(collimator)'는 광을 시준하도록 구성된 실질적으로 임의의 광학 기기 또는 장치로서 정의된다. 예를 들어, 시준기는 시준 거울 또는 반사체, 시준 렌즈, 회절 격자, 테이퍼형(tapered) 도광체, 및 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다양한 실시 예들에 따르면, 시준기에 의해 제공되는 시준의 양은 실시 예마다 미리 결정된 정도 또는 양이 다를 수 있다. 또한, 시준기는 2개의 직교하는 방향들(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 다로 시준을 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 일부 실시 예들에 따르면, 시준기는 2개의 직교하는 방향들 중 하나 또는 둘 다에 광의 시준을 제공하는 형상 또는 이와 유사한 시준 특성을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '시준 계수(collimation factor)'는 광이 시준되는 정도로서 정의된다. 특히, 본 명세서의 정의에 의하면, 시준 계수는 시준된 광의 빔 내의 광선들(light rays)의 각도 확산(angular spread)을 정의한다. 예를 들어, 시준 계수(σ)는 시준된 광의 빔 내의 대부분의 광선들이 특정한 각도 확산 내에(예를 들어, 시준된 광빔의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ도) 있음을 명시할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 시준된 광빔의 광선들은 각도 측면에서 가우시안(Gaussian) 분포를 가질 수 있고, 각도 확산은 시준된 광빔의 피크(peak) 세기의 절반만큼에 의해 결정되는 각도일 수 있다.
본 명세서에서, '광원(light source)'은 광의 원천(예를 들어, 광을 생성하고 방출하도록 구성된 광학 방출기(optical emitter))으로서 정의된다. 예를 들어, 광원은 활성화되거나 턴 온 되는 경우 광을 방출하는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)와 같은 광학 방출기를 포함할 수 있다. 특히, 본 명세서에서, 광원은 실질적으로 임의의 광의 원천이거나, LED, 레이저, OLED, 중합체 LED, 플라즈마 기반 광학 방출기, 형광 램프, 백열 램프 및 사실상 임의의 다른 광의 원천 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 광학 방출기를 포함할 수 있다. 광원에 의해 생성된 광은 컬러를 가질 수 있거나(즉, 광의 특정 파장을 포함할 수 있음), 또는 파장들의 범위일 수 있다(예를 들어, 백색광). 일부 실시 예들에서, 광원은 복수의 광학 방출기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원은 한 세트 또는 그룹의 광학 방출기들을 포함할 수 있으며, 광학 방출기들 중 적어도 하나는 같은 세트 또는 그룹의 적어도 하나의 다른 광학 방출기에 의해 생성되는 광의 컬러 또는 파장과는 상이한 컬러를, 또는 대등하게는 파장을, 갖는 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상이한 컬러들은 원색들(예를 들어, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 '편광형(polarized)' 광원은 미리 결정된 편광을 갖는 광을 생성하거나 제공하는 실질적으로 임의의 광원으로서 정의된다. 예를 들어, 편광형 광원은 광원의 광학 방출기의 출력에 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서, '멀티뷰 이미지'는, 복수의 이미지들 중 각각의 이미지가 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 방향에 대응되는 상이한 뷰를 나타내는, 복수의 이미지들(즉, 3개 초과의 이미지들)로서 정의된다. 이와 같이, 멀티뷰 이미지는, 멀티뷰 디스플레이 상에 디스플레이되는 경우, 예를 들어 깊이(depth)의 인식을 용이하게 하여 시청자(viewer)에게 3D 장면의 이미지처럼 보일 수 있는 이미지들(예를 들어, 2차원 이미지들)의 집합이다.
정의에 의하면, '광각(broad-angle)' 방출광(emitted light)은 멀티뷰 이미지 또는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 원추각(cone angle)보다 큰 원추각을 갖는 광으로서 정의된다. 특히, 일부 실시 예들에서, 광각 방출광은 약 20도보다 큰 원추각(예를 들어, > ± 20°)을 가질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 약 30도 초과(예를 들어, > ± 30°), 또는 약 40도 초과(예를 들어, > ± 40°), 또는 50도 초과(예를 들어, > ± 50°)일 수 있다. 예를 들어, 광각 방출광의 원추각은 약 60도(예를 들어, > ± 60°)일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광각 방출광의 원추각은 LCD 컴퓨터 모니터, LCD 태블릿, LCD 텔레비전 또는 광각 시청(broad-angle viewing)(예를 들어, 약 ± 40-65°)을 위한 유사한 디지털 디스플레이 기기의 시야각(viewing angle)과 거의 동일한 것으로 정의될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 광각 방출광은 또한 확산광(diffuse light), 실질적으로 확산광, 비-지향성 광(즉, 특정한 또는 정의된 방향성이 결여된), 또는 단일한 또는 실질적으로 균일한 방향을 갖는 광으로서 특징지어 지거나 설명될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 실시 예들은 집적 회로(integrated circuit; IC), 대규모 집적(very large scale integrated; VLSI) 회로, 특정 용도용 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), 그래픽 프로세서 유닛(graphical processor unit; GPU) 등, 펌웨어, 소프트웨어(예를 들어, 프로그램 모듈 또는 명령어들의 세트), 및 이들 중 둘 이상의 조합 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 기기들 및 회로들을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 이의 실시 예들 또는 소자들은 ASIC 또는 VLSI 회로 내의 회로 소자들로서 구현될 수 있다. ASIC 또는 VLSI 회로를 이용하는 구현들은 하드웨어 기반의 회로 구현들의 예들이다.
다른 예에서, 일 실시 예는 컴퓨터에 의해 실행되는(예를 들어, 메모리에 저장되고 범용 컴퓨터의 프로세서 또는 그래픽 프로세서에 의해 실행되는) 운영 환경 또는 소프트웨어 기반의 모델링 환경(예를 들어, 메사추세츠주 내틱의 MathWorks사의 MATLAB®)에서 추가적으로 실행되는 컴퓨터 프로그래밍 언어(예를 들어, C/C++)를 이용하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어가 컴퓨터-프로그램 메커니즘을 구성할 수 있고, 프로그래밍 언어가 컴퓨터의 프로세서 또는 그래픽 프로세서에 의해 실행되도록 컴파일되거나 해석될 수 있다는 것에, 예를 들어 구성 가능하거나 구성될 수(본 논의에서 상호 교환적으로 사용될 수 있음) 있다는 것에, 유의한다.
또 다른 예에서, 본 명세서에 설명된 장치, 기기 또는 시스템(예를 들어, 이미지 프로세서, 카메라 등)의 블록, 모듈 또는 소자는 실제적인 또는 물리적인 회로(예를 들어, IC 또는 ASIC)를 이용하여 구현될 수 있고, 다른 블록, 모듈 또는 소자는 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 특히, 본 명세서의 정의에 따르면, 예를 들어, 일부 실시 예들은 실질적으로 하드웨어 기반의 회로 접근 또는 기기(예를 들어, IC, VLSI, ASIC, FPGA, DSP, 펌웨어 등)를 이용하여 구현될 수 있고, 다른 실시 예들은 또한 소프트웨어를 실행시키기 위해 컴퓨터 프로세서 또는 그래픽 프로세서를 이용하는 소프트웨어 또는 펌웨어로서, 또는 소프트웨어 또는 펌웨어와 하드웨어 기반의 회로의 조합으로서 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 단수 표현은 특허 분야에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어, 본 명세서에서, '멀티빔 소자'는 하나 이상의 멀티빔 소자를 의미하며, 따라서 '상기 멀티빔 소자'는 '상기 멀티빔 소자(들)'을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '상단', '하단', '상부', '하부', '상', '하', '전', '후', '제1', '제 2', '좌' 또는 '우'에 대한 언급은 본 명세서에서 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에서, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 수치 값에 적용되는 경우의 '약'이라는 용어는 일반적으로 수치 값을 생성하기 위해 이용되는 장비의 허용 오차 범위 내를 의미하거나, ±10%, 또는 ±5%, 또는 ±1%를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '실질적으로'라는 용어는 대부분, 또는 거의 전부, 또는 전부, 또는 약 51% 내지 약 100% 범위 내의 양을 의미한다. 또한, 본 명세서의 예들은 단지 예시적인 것으로 의도된 것이며, 제한이 아닌 논의의 목적으로 제시된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 상이한 뷰 영역들(view zones)에 사적 이미지(private image) 및 정적 이미지 둘 다를 제공하도록 구성된 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(static-image augmented privacy display)가 제공된다. 도 3a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 단면도를 도시한다. 도 3b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 도 3a의 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 단면도를 도시한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)는 제 1 뷰 영역(I)에 사적 이미지(100a)를 제공하도록 구성된다. 본 명세서에서, 제 1 뷰 영역(I)은 사적 뷰 영역으로도 언급될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 도 3a 및 도 3b에 도시된 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)는 제 2 뷰 영역(II)에 정적 이미지(100b)를 제공하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제 1 뷰 영역(I) 및 제 2 뷰 영역(II)은 서로 상호 배타적이다. 즉, 본 명세서의 정의에 의하면, 제 1 뷰 영역(I)의 각도 범위(angular range)는 제 2 뷰 영역(II)의 각도 범위와 중첩되거나 교차되지 않는다. 결과적으로, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)에 의해 제공되는 사적 이미지(100a)는 제 1 뷰 영역에서만 사용자에게 보이거나 보일 수 있도록 구성되고, 정적 이미지(100b)는 제 2 뷰 영역(II)에서만 사용자에게만 보이거나 보일 수 있도록 구성된다. 일부 실시 예들에 따르면, 사적 이미지(100a)는 멀티뷰 이미지, 즉 사적 멀티뷰 이미지일 수 있다. 유사하게, 일부 실시 예들에 따르면, 정적 이미지(100b)는 정적 멀티뷰 이미지일 수 있다.
도시된 바와 같이, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)는 사생활보호 백라이트(110)를 포함한다. 사생활보호 백라이트(110)는 제 1 뷰 영역(I)에 지향성 방출광(102a)을 제공하도록 구성된다. 특히, 다양한 실시 예들에 따르면, 지향성 방출광(102a)의 각도 범위는 제 1 뷰 영역(I)의 각도 범위에 국한된다.
일부 실시 예들에서, 사생활보호 백라이트(110)는 도광체(112)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광체(112)는 (도시된 바와 같은) 판 도광체일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 도광체(112)는 광을 안내된 광(104)으로서 안내하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 도광체(112) 내의 안내된 광(104)은 0이 아닌 전파 각도를 가질 수 있거나, 0이 아닌 전파 각도에 따라 안내될 수 있다. 또한, 안내된 광(104)은 미리 결정된 시준 계수(σ)에 따라 안내될 수 있거나, 미리 결정된 시준 계수(σ)를 가질 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 0이 아닌 전파 각도 및 미리 결정된 시준 계수(σ) 중 하나 또는 둘 다는, 지향성 방출광(102a)의 방향 및 각도 확산 중 하나 또는 둘 다를 제어하거나 결정하기 위해 선택될 수 있다.
도광체(112)는 도광체(112)의 길이를 따라 광을 안내된 광(104)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 도광체(112)는 광학 도파로(waveguide)로서 구성된 유전체 재료를 포함할 수 있다. 유전체 재료는 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매질의 제 2 굴절률보다 더 큰 제 1 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 굴절률들의 차이는 도광체(112)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내된 광(104)(또는 안내된 광빔들)의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서, 도광체(112)는 연장된, 광학적으로 투명한 실질적으로 평면형 시트의, 유전체 재료를 포함하는 슬래브 또는 판 광학 도파로일 수 있다. 실질적으로 평면형 시트의 유전체 재료는 내부 전반사(TIR)를 이용하여 안내된 광(104)을 안내하도록 구성된다. 다양한 예들에 따르면, 도광체(112)의 광학적으로 투명한 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리(silica glass), 알칼리-알루미노실리케이트 유리(alkali-aluminosilicate glass), 보로실리케이트 유리(borosilicate glass) 등), 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들 또는 중합체들(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate)) 또는 '아크릴 유리(acrylic glass)', 폴리카보네이트(polycarbonate) 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 유전체 재료들 중 임의의 것으로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 도광체(112)는 도광체(112)의 표면(예를 들어, 상단 표면 및 하단 표면 중 하나 또는 모두)의 적어도 일부 상에 클래딩 층(cladding layer)(미도시)을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에 따르면, 클래딩 층은 내부 전반사를 더 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도광체(112)는 도광체(112)의 제 1 표면(112')(예를 들어, '전방' 표면)과 제 2 표면(112")(예를 들어, '후방' 표면 또는 '하단' 표면) 사이에서 0이 아닌 전파 각도로 내부 전반사에 따라 안내된 광(104)을 안내하도록 구성된다. 특히, 안내된 광(104)은 0이 아닌 전파 각도로 도광체(112)의 제 1 표면(112')과 제 2 표면(112") 사이에서 반사되거나 '바운싱(bouncing)'됨으로써 (예를 들어, 안내된 광빔들로서) 전파한다. 따라서, 제 1 및 제 2 표면들(112, 112)은 도광체(112)의 '안내 표면들(guiding surfaces)'로도 지칭될 수 있다. 도시의 단순화를 위해 도 3a에는 0이 아닌 전파 각도가 명시적으로 묘사되지 않았음에 유의한다. 그러나, 도 3a는 도광체의 길이를 따라 안내된 광(104)의 일반적인 전파 방향(103)을 묘사하는 도면의 평면을 가리키는 화살표를 도시한다.
본 명세서에 정의된 바와 같이, '0이 아닌 전파 각도(non-zero propagation angle)'는 도광체(112)의 표면(예를 들어, 제 1 표면(112') 또는 제 2 표면(112"))에 대한 각도이다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 0이 아닌 전파 각도는 0보다 크고 도광체(112) 내의 내부 전반사의 임계각보다 작다. 예를 들어, 안내된 광빔(104)의 0이 아닌 전파 각도는 약 10도(10°) 내지 약 50도(50°) 사이, 또는 일부 예들에선 약 20도(20°) 내지 약 40도(40°) 사이, 또는 약 25도(25°) 내지 약 35도(35°) 사이일 수 있다. 예를 들어, 0이 아닌 전파 각도는 약 30도(30°)일 수 있다. 또한, 도광체(112) 내의 내부 전반사의 임계각보다 작게 선택되는 한, 특정한 0이 아닌 전파 각도가 특정한 구현을 위해 (예를 들어, 임의로) 선택될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 사생활보호 백라이트(110)는 지향성 산란 특징부(directional scattering feature; 114)를 더 포함한다. 지향성 산란 특징부(114)는 안내된 광을 도광체 외부로 지향성 방출광(102a)으로서 산란시키도록 구성된다. 특히, 지향성 산란 특징부(114)는 제 1 뷰 영역(I)의 각도 범위(angular range 또는 angular extent)에 대응되는 각도 범위를 갖는 안내된 광을 산란시키도록 구성된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 지향성 산란 특징부(114)는 회절 격자(diffraction grating), 반사성 산란 소자(reflective scattering element) 및 굴절성 산란 소자(refractive scattering element) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서(예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은), 지향성 산란 특징부(114)는 도광체(112)의 안내 표면(예를 들어, 제 1 또는 제 2 표면(112', 112"))에 인접하여, 또는 안내 표면 상에, 또는 안내 표면 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b는 도광체(112)의 제 2 표면(112")에 인접한 지향성 산란 특징부(114)를 도시한다. 다른 실시 예들에서(미도시), 지향성 산란 특징부(114)는 도광체(112)의 안내 표면들로부터 이격되어 안내 표면들 사이에 위치할 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 지향성 산란 특징부(114)는 안내 표면들 사이에 안내 표면에 인접하게(예를 들어, 안내 표면 상에 또는 안내 표면에) 분포될 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)는 광 밸브들(120)의 어레이를 더 포함한다. 광 밸브들(120)의 어레이 또는 광 밸브 어레이는 제 1 뷰 영역(I) 내에 사적 이미지(100a)를 제공하기 위해 지향성 방출광(102a)을 변조하도록 구성된다. 특히, 변조에 의해 제공되는 사적 이미지(100a)는, 사생활보호 백라이트(110)에 의해 방출되는 지향성 방출광(102a)의 각도 범위로 인해 또는 그 결과로서, 제 1 뷰 영역(I)에 국한되어 제 1 뷰 영역(I)에서 보일 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 액정 광 밸브들, 전기 영동(electrophoretic) 광 밸브들 및 전기 습윤(electrowetting) 기반의 광 밸브들 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 상이한 유형의 광 밸브들이 광 밸브 어레이의 광 밸브들(120)로서 채용될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 지향성 산란 특징부(114)는 도광체(112)에 걸쳐 서로 이격된 멀티빔 소자들의 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들은 도광체(112)의 안내 표면에 인접하거나, 도광체(112)의 대향하는(opposing) 안내 표면들 사이에 있거나, 이들 두 경우 모두에 해당할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자는 안내된 광의 일부를 제 1 뷰 영역(I) 내에 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광(102a)으로서 산란시키도록 구성된다. 이러한 실시 예들에서, 사적 이미지(100a)는 멀티뷰 이미지이며, 이의 상이한 뷰 방향들의 상이한 뷰들은 제 1 뷰 영역(I)에 국한되어 제 1 뷰 영역(I) 내에서만 보일 수 있다. 또한, 이러한 실시 예들에서, 사생활보호 백라이트(110)와 광 밸브들(120)의 어레이의 조합은 멀티뷰 디스플레이로 지칭될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면 그리고 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)는 정적 디스플레이 레이어(130)를 더 포함한다. 정적 디스플레이 레이어(130)는 제 2 뷰 영역(II)에 정적 이미지(100b)를 제공하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 정적 디스플레이 레이어(130)는 광 밸브 어레이의 방출 표면에 인접하게 그리고 방출 표면으로부터 분리되어 배치된다. 정의에 의하면, 광 밸브 어레이의 방출 표면은, 사적 이미지(100a)를 나타내기 위해 광 밸브 어레이에 의해 변조된 지향성 방출광(102a)이 방출되어 제 1 뷰 영역(I)을 향해 지향되는 표면이다. 다양한 실시 예들에 따르면, 정적 디스플레이 레이어(130)는 사적 이미지(100a)를 나타내는 광(즉, 변조된 지향성 방출광(102a))에 대해 투명하거나 실질적으로 투명하다. 특히, 다양한 실시 예들에 따르면, 광 밸브 어레이를 빠져나가는 변조된 지향성 방출광(102a)은 정적 디스플레이 레이어(130)를 통과하여 제 1 뷰 영역(I)에 사적 이미지(100a)를 제공하도록 구성된다.
전술한 바와 같이, 정적 디스플레이 레이어(130)에 의해 제공되는 정적 이미지(100b)는 제 2 뷰 영역(II)에서만 보일 수 있도록 구성된다. 따라서, 정적 디스플레이 레이어(130)에 의해 정적 지향성 방출광(102b)으로서 방출되고 정적 이미지(100b)의 픽셀들을 나타내는 광빔들은, 정적 디스플레이 레이어(130)에 의해 제 2 뷰 영역(II) 내로 선택적으로 지향된다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 정적 디스플레이 레이어(130)는 방출광을 제 1 뷰 영역(I) 내로 지향시키는 것을 배제하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서(예를 들어, 도시된 바와 같은), 정적 디스플레이 레이어(130)는 도광체(132) 및 광원(134)을 포함한다. 도광체(132)는 광원(134)으로부터의 또는 광원(134)에 의해 제공되는 광을 도광체(132) 내에서 안내된 광(106)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 도광체(132)는 (예를 들어, 도시된 바와 같이) 판 도광체일 수 있다. 일부 실시 예들에 따르면, 도광체(132)는 전술한 도광체(112)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 도광체(132)는 내부 전반사에 의해 또는 내부 전반사에 따라 광을 안내하도록 구성된 광학적으로 투명한 재료의 시트 또는 층을 포함할 수 있다. 광학적으로 투명한 재료는 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱들 또는 중합체들(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트 등) 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 유전체 재료들 중 임의의 것으로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광원(134)은 (예를 들어, 도시된 바와 같이) 도광체(132)의 에지(edge)에 광학적으로 연결된다. 예를 들어, 광원(134)은 예를 들어 발광 다이오드(LED)와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 하나 이상의 광학 방출기를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 정적 디스플레이 레이어(130)는, 정적 디스플레이 레이어(130)의 도광체(132)의 재료의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는 '저-굴절률(low-index)' 접착제를 이용하여, 광 밸브 어레이의 방출 표면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도광체(132)와 방출 표면 사이의 간극(gap)은 저-굴절률 접착제로 채워질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 간극은, 도광체(132) 내의 안내된 광(106)의 내부 전반사를 용이하게 하고 이를 유지하기 위해, 도광체(132)의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는 다른 저-굴절률 재료 또는 공기로 채워질 수 있다.
정적 디스플레이 레이어(130)는 복수의 지향성 산란 소자들(directional scattering elements; 136)을 더 포함한다. 복수의 지향성 산란 소자들은, 제 2 뷰 영역(II) 내에 정적 이미지(100b)를 제공하기 위해, 안내된 광(106)을 도광체(132) 외부로 정적 지향성 방출광(102b)으로서 산란시키도록 구성된다. 특히, 정적 지향성 방출광(102b)은 정적 이미지(100b)의 픽셀들을 나타내는 지향성 광빔들을 포함한다. 즉, 복수의 지향성 산란 소자들 중 지향성 산란 소자(136)에 의해 도광체(132) 외부로 산란되는 정적 지향성 방출광(102b)의 지향성 광빔은, 정적 이미지(100b)의 픽셀에 대응되는 주 각도 방향 및 세기를 갖는다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 정적 지향성 방출광(102b)의 산란된 광빔의 주 각도 방향은 제 2 뷰 영역(II)의 각도 범위 내에 국한된다. 복수의 지향성 산란 소자들(136)에 의해 제공되고 주 각도 방향들 및 세기들을 갖는 정적 지향성 방출광(102b)의 여러 지향성 광빔들은, 정적 이미지(100b)를 구성하는 픽셀들을 생성하거나 제공한다. 정적 지향성 방출광(102b)은 제 2 뷰 영역(II)에 국한되기 때문에, 정적 이미지(100b)는 제 2 뷰 영역(II) 내의 사용자에게만 보일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 안내된 광(106)은 도광체(132) 내에서 서로 상이한 방사상 방향들(radial directions)을 갖는 복수의 안내된 광빔들을 포함한다. 예를 들어, 광원(134)은 도광체(132)의 입력 에지에 광학적으로 결합된(예를 들어, 버트 결합된(butt-coupled)) LED를 포함할 수 있다. 따라서, 광원(134)은 도광체의 에지에서 광의 '점 광원(point source)'으로서 기능하거나 이에 근사할 수 있고, 상이한 방사상 방향들을 갖는 안내된 광빔들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 버트 결합되는 광원(134)은 개별적인 안내된 광빔들의 상이한 방사상 방향들을 제공하기 위해 팬(fan) 형상 패턴으로 광의 입사를 용이하게 할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 산란 소자들 중 지향성 산란 소자들(136)은 상이한 방사상 방향들을 갖는 안내된 광빔들을 가로채어(intercept) 산란시키기 위해 도광체에 걸쳐 분포될 수 있다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적 디스플레이 레이어(130)의 평면도를 도시한다. 도 4b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적 디스플레이 레이어(130)의 사시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 점 광원으로서 기능하는 광원(134)은 도광체(132)의 에지에 광학적으로 결합된다. 또한, 도시된 바와 같이, 광원(134)에 의해 방출되는 광은 상이한 방사상 방향들을 갖는 복수의 안내된 광빔들(106')을 포함하는 안내된 광으로서 도광체(132) 내에서 광원(134)으로부터 멀어지게 전파한다. 도 4a는 안내된 광빔들(106')의 일부를 가로채어 산란시키기 위해 도광체(132)에 걸쳐 분포된 지향성 산란 소자들(136)을 더 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 지향성 산란 소자들(136)에 의해 제공되는 산란된 안내된 광빔들(106')은 정적 이미지(100b)의 픽셀들을 나타내는 정적 지향성 방출광(102b)의 개별적인 정적 지향성 광빔들(102b')을 제공한다. 사실상, 복수의 지향성 산란 소자들 중 개별적인 지향성 산란 소자들(136)의 특성은 정적 이미지(100b)의 픽셀들을 인코딩한다(encode).
일부 실시 예들에서, 복수의 지향성 산란 소자들(136)은 정적 멀티뷰 이미지(100b')로서 정적 이미지(100b)를 제공하기 위해 정적 지향성 방출광(102b)으로서 안내된 광(106)을 산란시키도록 구성된다. 즉, 대응하는 지향성 산란 소자들(136)의 세트들에 의해 제공되는 정적 지향성 방출광(102b)의 정적 지향성 광빔들(102b')의 세트들은, 정적 멀티뷰 이미지(100b')의 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들로 지향된다. 이러한 실시 예들에서, 복수의 지향성 산란 소자들 중 각각의 지향성 산란 소자(136)(예를 들어, 상이한 지향성 산란 소자들(136a, 136b))는, 복수의 안내된 광빔들 중 안내된 광빔(106')의 일부로부터, 정적 멀티뷰 이미지(100b')의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 대응되는 세기 및 주 각도 방향을 갖는 정적 지향성 광빔(102b')을 제공하도록 구성된다. 이로써, 정적 지향성 방출광(102b)의 복수의 정적 지향성 광빔들(102b')은 정적 멀티뷰 이미지(100b')의 뷰들의 세트의 여러 뷰 픽셀들을 나타낸다. 일부 실시 예들에서, 뷰 픽셀들은 정적 멀티뷰 이미지(100b')의 여러 상이한 뷰들을 나타내기 위해 멀티뷰 픽셀들로서 편성될 수 있다.
도 4b는 지향성 산란 소자들(136)에 의해 도광체(132) 외부로 산란되는 정적 지향성 방출광(102b)의 정적 지향성 광빔들(102b')을 도시한다. 이러한 산란되는 정적 지향성 광빔들(102b')은 정적 멀티뷰 이미지(100b')의 뷰 픽셀들을 나타낸다. 특히, 도시된 바와 같이, 정적 멀티뷰 이미지(100b')는 제 2 뷰 영역(II) 내에 3개의 상이한 뷰 방향들로의 3개의 상이한 뷰들을 포함한다. 상이한 뷰들은 시청자로 하여금 3차원의 객체를, 예를 들어 객체의 3차원(3D) 이미지로서, 인식할 수 있게끔 하는 객체의 상이한 시점(perspective)일 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 산란 소자들 중 지향성 산란 소자(136)는 회절 격자를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 회절 격자의 격자 특성은 지향성 산란 소자(136)에 의해 방출되거나 산란되는 지향성 광빔의 세기 및 주 각도 방향을 결정하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 격자 특성은 격자 깊이, 격자 피치 및 격자 배향 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 격자 깊이는 회절 격자에 의해 제공되는 지향성 광빔의 세기를 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 격자 피치 및 격자 배향 중 하나 또는 둘 다는 회절 격자에 의해 제공되는 지향성 광빔의 주 각도 방향을 결정하도록 구성될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 예를 들어 미세 반사성 산란 소자 및 미세 굴절성 산란 소자와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 다른 산란 소자들이 지향성 산란 소자(136)로서 채용될 수 있다.
다시 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일부 실시 예들에서, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)는 광각 백라이트(140)를 더 포함할 수 있다. 광각 백라이트(140)는 광각 방출광(102c)을 제공하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 광각 백라이트(140)는 사생활보호 백라이트(110)의 방출 표면의 반대편에 있는 사생활보호 백라이트(110)의 일 측에 인접하여 배치된다. 특히, 도 3b에 도시된 바와 같이, 사생활보호 백라이트는 광각 백라이트(140)와 광 밸브들(120)의 어레이 사이에 위치하며, 사생활보호 백라이트(110)는 사생활보호 백라이트(110)의 두께를 통해 광각 방출광(102c)을 투과시키도록 구성된다. 또한, 광 밸브 어레이는 공유 이미지(100c)를 제공하기 위해 광각 방출광(102c)을 변조하도록 구성된다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광각 방출광(102c)은 제 1 뷰 영역(I) 및 제 2 뷰 영역(II)을 포함하는 각도 범위를 갖는다. 일부 실시 예들에서, 공유 이미지(100c)는 제 1 및 제 2 뷰 영역들(I, II) 둘 다에서 보일 수 있고, 2차원(2D) 이미지를 나타낼 수 있거나 2차원(2D) 이미지일 수 있다.
일부 실시 예들에서, 광각 백라이트(140)는 활성화되는 경우 광각 백라이트(140)으로 하여금 광각 방출광(102c)을 제공할 수 있게끔 하는 광원(142)을 포함할 수 있다. 도 3b에서 광원(142)의 사선 음영은 광각 백라이트(140)의 활성화를 도시한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 광각 백라이트(140)는 사생활보호 백라이트(110)가 비활성화되는 경우에 활성화된다. 반면, 광각 백라이트(140)는 사생활보호 백라이트(110)가 활성화되는 경우에 비활성화될 수 있다. 도 3a는 광원(116)의 사선 음영을 이용하여 사생활보호 백라이트(110)의 활성화를 도시한다. 도 3a는 또한 광원(134)의 사선 음영을 이용하여 정적 디스플레이 레이어(130)의 활성화를 도시한다.
전술한 바와 같이, 사생활보호 백라이트(110)의 지향성 산란 특징부(114)는 멀티빔 소자들의 어레이를 포함할 수 있으며, 사적 이미지(100a)는 멀티뷰 이미지일 수 있다. 도 5a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 사생활보호 백라이트(110)의 단면도를 도시한다. 도 5b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 사생활보호 백라이트(110)의 사시도를 도시한다. 특히, 도 5a 및 도 5b에 도시된 사생활보호 백라이트(110)는 도광체(112) 및 멀티빔 소자들(114')의 어레이를 포함하는 지향성 산란 특징부(114)를 포함한다. 도 5a 및 도 5b는 또한 광각 백라이트(140) 및 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 광 밸브들(120)의 어레이를 도시한다. 도 5a 및 도 5b에서, 제한이 아닌 도시의 용이를 위해, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 정적 디스플레이 레이어(130)가 생략되었다.
도시된 바와 같이, 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자들(114')은 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광(102a)을 제공하기 위해 사생활보호 백라이트(110)의 도광체(112)로부터 안내된 광(104)의 일부를 산란시킨다. 다양한 실시 예들에 따르면, (도 5a 및 도 5b에서 발산하는 화살표들로서 도시된) 지향성 방출광(102a)의 지향성 광빔들은, 제 1 뷰 영역(I) 내의 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 상이한 방향들을 갖는다. 사생활보호 백라이트(110)에 의해 제공되는 상이한 지향성 광빔들은 멀티뷰 이미지를 제공하기 위해 광 밸브들(120)의 어레이의 상이한 광 밸브들(120)을 통과하고 그에 의해 변조된다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 지향성 광빔들은 또한, 광 밸브 어레이에 의해 변조된 이후에 그리고 제 1 뷰 영역(I)에서 멀티뷰 이미지로서 보여지기 이전에, 정적 디스플레이 레이어(130)를 통과한다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 광 밸브들(120)의 어레이는 복수의 멀티뷰 픽셀들(122)로 분할될 수 있으며, 각각의 멀티뷰 픽셀(122)은 광 밸브들(120)의 서브 세트를 포함하고 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들(114') 중 상이한 각각에 대응된다. 특히, 일부 실시 예들에서, 멀티뷰 픽셀들(112)과 멀티빔 소자들(114') 간에는 일대일 대응 관계가 존재할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자(114')의 위치는, 예를 들어 도시된 바와 같이, 멀티뷰 픽셀(122)의 중심에 정렬될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 멀티빔 소자들(114')은 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광(102a)을 기울이기 위해 멀티뷰 픽셀(122)의 중심으로부터 시프트(shift)되거나 오프셋(offset)될 수 있다. 예를 들어, 지향성 방출광(102a)을 기울이는 것은 제 1 뷰 영역(I)의 방향을 선택적으로 조절하기 위해 채용될 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(114')의 크기는 광 밸브 어레이의 광 밸브(120)의 크기의 25% 내지 200% 사이이다. 본 명세서에서, '크기'는 길이, 폭 또는 면적을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 방식들 중 임의의 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 광 밸브(120)의 크기는 그 길이일 수 있고, 멀티빔 소자(114')의 유사한 크기는 또한 멀티빔 소자(114')의 길이일 수 있다. 다른 예에서, 크기는 면적을 지칭할 수 있고, 멀티빔 소자(114')의 면적은 광 밸브(120)의 면적과 유사할 수 있다. 다른 예들에서, 멀티빔 소자의 크기는 광 밸브의 크기의 약 50%보다 크거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 60%보다 크거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 70%보다 크거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 80%보다 크거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 90%보다 크고, 멀티빔 소자(114')는 광 밸브의 크기의 약 180%보다 작거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 160%보다 작거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 140%보다 작거나, 또는 광 밸브의 크기의 약 120%보다 작다. 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자(114')와 광 밸브(120)의 유사한 크기들은, 멀티뷰 이미지의 뷰들 간의 중첩을 감소시키면서(또는 일부 예들에서는 최소화시키면서), 멀티뷰 이미지의 뷰들 간의 암 영역들(dark zones)을 감소시키도록(또는 일부 예들에서는 최소화시키도록) 선택될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들(114')은 안내된 광의 일부를 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자, 안내된 광의 일부를 반사적으로 산란시키도록 구성된 미세 반사성 멀티빔 소자, 및 안내된 광의 일부를 굴절적으로 산란시키도록 구성된 미세 굴절성 멀티빔 소자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 회절 격자는 안내된 광의 일부를 지향성 광빔들을 포함하는 방출광으로서 협력적으로(cooperatively) 산란시키도록 구성된 복수의 서브 격자들을 포함할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 미세 반사성 멀티빔 소자는 안내된 광의 일부를 지향성 광빔들을 포함하는 방출광으로서 협력적으로 산란시키도록 구성된 복수의 반사성 서브 소자들을 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들(114')은, 도광체(112) 내에 안내된 광(104)의 전파 방향으로부터 멀어지게 기울어진 경사각을 갖는 경사진 반사성 측벽(sloped reflective sidewall)을 갖는 미세슬릿(micro-slit) 멀티빔 소자를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 경사진 반사성 측벽은 안내된 광(104)의 일부를 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광(102a)으로서 산란시키도록 구성된다. 이러한 실시 예들 중 일부에서, 미세슬릿 멀티빔 소자들은 미세슬릿 멀티빔 소자의 범위 내에 복수의 미세슬릿 서브 소자들을 포함할 수 있으며, 복수의 미세슬릿 서브 소자들 중 미세슬릿 서브 소자는 안내된 광의 일부를 지향성 광빔들을 포함하는 방출광으로서 협력적으로 산란시키도록 구성된다.
일부 실시 예들에 따르면, 예를 들어 도 3, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 사생활보호 백라이트(110)는 도광체(112)의 입력 에지에 광학적으로 결합된 광원(116)을 포함할 수 있다. 광원(116)은 안내된 광(104)으로서 도광체(112) 내에서 안내될 광을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 광원(116)은, 전술한 바와 같은 0이 아닌 전파 각도 및 미리 결정된 시준 계수(σ) 중 하나 또는 둘 다를 갖는 안내된 광(104)으로서 안내될 광을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 원리들의 일부 실시 예들에 따르면, 모드-전환가능(mode-switchable) 사생활보호 디스플레이 시스템이 제공된다. 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템은 사생활보호 모드와 공유 모드 사이를 전환하도록 구성된다. 사생활보호 모드 동안, 제 1 뷰 영역에 사적 이미지가 제공될 수 있으며, 제 2 뷰 영역에 정적 이미지가 제공될 수 있다. 모드-전환가능 디스플레이는 추가적으로 공유 모드 동안 제 1 뷰 영역 및 제 2 뷰 영역 둘 다에 공유 이미지를 제공하도록 구성된다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 사적 이미지 및 정적 이미지 중 하나 또는 둘 다는 3차원(3D) 컨텐츠의 디스플레이를 용이하게 하기 위해 멀티뷰 이미지를 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에 따르면, 제 1 뷰 영역과 제 2 뷰 영역은 서로 상호 배타적이다. 결과적으로, 사적 이미지는 제 1 뷰 영역에서만 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템의 사용자에게 보일 수 있도록 구성된다. 마찬가지로, 이러한 실시 예들에서, 정적 이미지는 제 2 뷰 영역에서만 사용자에게 보일 수 있도록 구성된다.
다양한 실시 예들에 따르면, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템은 동작 동안 사생활보호 모드와 공유 모드 사이에서 전환될 수 있다. 공유 모드에서, 공유 이미지는 제 1 및 제 2 뷰 영역들 둘 다에서 사용자에게 보일 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 사생활보호 모드와 공유 모드는 상호 배타적인 동작 모드들이므로, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템은 동작 동안 사생활보호 모드 또는 공유 모드로 전환될 수 있다.
모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템은 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터 또는 랩톱 컴퓨터뿐만 아니라 자동차 또는 비행기와 같은 이동 수단의 정보/엔터테인먼트 디스플레이 시스템을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 다양한 응용들에서 디스플레이 시스템으로서 채용될 수 있다. 예를 들어, 자동차에서 사용되는 경우, 사생활보호 모드 동안, 제 1 뷰 영역은 승객을 향해 사적 이미지를 지향시킬 수 있으며, 제 2 뷰 영역은 자동차의 운전자를 향해 정적 이미지를 지향시킬 수 있다. 사적 이미지는 운전자의 주의를 산만하게 하지 않으면서 승객에게 정보 및 엔터테인먼트 컨텐츠를 제공하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 정적 이미지는 로고(logo) 또는 이와 유사한 정적 이미지일 수 있다. 대안적으로, 일부 실시 예들에 따르면, 공유 모드 동안, 공유 이미지는 운전자 및 승객 둘 다에게 제공될 수 있다. 따라서, 공유 이미지는, 운전자의 주의를 과도하게 산만하게 하지 않으면서, 승객 및 운전자 둘 다에게 유용할 수 있는 정보 또는 기타의 컨텐츠, 예를 들어 지도 디스플레이, 음악 시스템 사용자 인터페이스, 객실 환경 제어를 위한 사용자 인터페이스 등을 포함할 수 있다.
도 6은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)의 블록도를 도시한다. 도 6에 도시된 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 사생활보호 모드 동안 제 1 뷰 영역(I)에 사적 이미지를 제공하고 제 2 뷰 영역(II)에 정적 이미지를 제공하도록 구성된다. 도 6의 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 추가적으로 공유 모드 동안 제 1 및 제 2 뷰 영역들(I, II) 둘 다에 공유 이미지를 제공하도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 광각 백라이트(210)를 포함한다. 광각 백라이트(210)는 공유 모드 동안 제 1 뷰 영역(I) 및 제 2 뷰 영역(II) 둘 다에 광각 방출광(202)을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 광각 백라이트(210)는 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)와 관련하여 전술한 광각 백라이트(140)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 6에 도시된 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 사생활보호 백라이트(220)를 더 포함한다. 사생활보호 백라이트(220)는 사생활보호 모드 동안 제 1 뷰 영역(I)에만 지향성 방출광(204)을 제공하도록 구성된다. 일부 실시 예들에서, 사생활보호 백라이트(220)는 전술한 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 사생활보호 백라이트(110)와 실질적으로 유사할 수 있다.
예를 들어, 제한이 아닌 예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 사생활보호 백라이트(220)는 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체(222)를 포함할 수 있다. 도광체(222)는 전술한 사생활보호 백라이트(110)의 도광체(112)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 도광체(222)는 내부 전반사에 따라 광을 안내하도록 구성된 광학적으로 투명한 유전체 재료의 시트 또는 평면형 층을 포함할 수 있다.
일부 실시 예들에서, 사생활보호 백라이트(220)는 전술한 지향성 산란 특징부(114)와 실질적으로 유사한 지향성 산란 특징부를 포함할 수 있다. 특히, 도 6에 추가적으로 도시된 바와 같이, 사생활보호 백라이트(220)는 지향성 산란 특징부로서 기능하는 도광체(220)에 걸쳐 서로 이격된 멀티빔 소자들(224)의 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자(224)는 안내된 광의 일부를 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광(204)으로서 산란시키도록 구성될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 지향성 광빔들은 멀티뷰 이미지의 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는다. 일부 실시 예들에서, 멀티빔 소자들(224)은 사생활보호 백라이트(110)와 관련하여 전술한 멀티빔 소자들(114')과 실질적으로 유사할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 광 밸브들(230)의 어레이를 더 포함한다. 사생활보호 모드 동안, 광 밸브들(230)의 어레이는 제 1 뷰 영역(I)에 사적 이미지를 제공하기 위해 사생활보호 백라이트(220)로부터의 지향성 방출광(204)을 변조하도록 구성된다. 공유 모드 동안, 광 밸브들(230)의 어레이는 제 1 뷰 영역(I) 및 제 2 뷰 영역(II) 둘 다에 공유 이미지를 제공하기 위해 광각 방출광(202)을 변조하도록 더 구성된다. 일부 실시 예들에서, 광 밸브들의 어레이는 전술한 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 광 밸브들(120)의 어레이와 실질적으로 유사할 수 있다. 도 6에서, 광 밸브들(230)의 어레이에 의한 광각 방출광(202) 및 지향성 방출광(204)의 변조를 나타내기 위해 점선들이 사용되었다.
도 6에 도시된 바와 같이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 정적 디스플레이 레이어(240)를 더 포함한다. 정적 디스플레이 레이어(240)는 광 밸브 어레이의 방출 표면에 인접하게 그리고 방출 표면으로부터 분리되어 배치된다. 다양한 실시 예들에서, 정적 디스플레이 레이어(240) 간의 간극은 예를 들어 공기 또는 저-굴절률 접착제와 같은, 그러나 이에 제한되지 않는, 저-굴절률 재료로 채워질 수 있다. 정적 디스플레이 레이어(240)는 사생활보호 모드 동안 제 2 뷰 영역(II)에 정적 이미지를 제공하도록 구성된다. 특히, 정적 디스플레이 레이어(240)는 정적 이미지의 픽셀들을 나타내는 정적 지향성 방출광(206)을 방출하도록 구성된다. 정적 디스플레이 레이어(240)는 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)와 관련하여 전술한 정적 디스플레이 레이어(130)와 실질적으로 유사할 수 있다.
예를 들어, 일부 실시 예들에서, 정적 디스플레이 레이어(130)는 광을 서로 상이한 방사상 방향들을 갖는 복수의 안내된 광빔들을 포함하는 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체를 포함할 수 있다. 또한, 정적 디스플레이 레이어(130)는 광원 및 복수의 지향성 산란 소자들을 포함할 수 있다. 광원은 도광체의 에지에 광학적으로 결합될 수 있으며, 안내된 광으로서 안내되도록 도광체에 광을 제공하도록 구성될 수 있다. 복수의 지향성 산란 소자들은 안내된 광을 제 2 뷰 영역(II) 내의 정적 이미지를 나타내는 정적 지향성 방출광(206)으로서 도광체 외부로 산란시키도록 구성될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 복수의 지향성 산란 소자들 중 개별적인 지향성 산란 소자들의 특성들은 정적 이미지의 픽셀들을 인코딩할 수 있다.
도 6에서, 정적 지향성 방출광(206)은 광 밸브 어레이에 의해 변조되지 않는다는 것을 강조하기 위해, 정적 디스플레이 레이어(240)로부터의 정적 지향성 방출광(206)을 묘사하는 데 실선이 이용되었다. 도 6은 또한 광 밸브 어레이에 의해 변조된 이후에 정적 디스플레이 레이어(240)를 통과하거나 이를 통해 투과되는 사생활보호 모드 동안의 사생활보호 백라이트(220)로부터의 지향성 방출광(204) 및 공유 모드 동안의 광각 방출광(202) 둘 다를 도시한다.
일부 실시 예들에서, 복수의 지향성 산란 소자들은 정적 이미지를 정적 멀티뷰 이미지로서 제공하기 위해 안내된 광을 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 정적 디스플레이 레이어는 정적 멀티뷰 디스플레이를 나타낼 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 복수의 지향성 산란 소자들 중 각각의 지향성 산란 소자는, 복수의 안내된 광빔들 중 안내된 광빔의 일부로부터, 정적 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 대응되는 세기 및 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔을 제공하도록 구성된다.
일부 실시 예들에서(도 6에 도시된 바와 같은), 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 모드 제어기(250)를 더 포함한다. 모드 제어기(250)는, 공유 모드 동안 광각 방출광을 제공하기 위해 광각 백라이트(210)를 선택적으로 활성화시키거나, 사생활보호 모드 동안 정적 이미지를 제공하기 위해 정적 디스플레이 레이어(240)와 함께 지향성 방출광을 제공하기 위해 사생활보호 백라이트(220)를 선택적으로 활성화시키도록 구성된다. 모드 제어기(250)는 또한 광 밸브 어레이의 제어를 조정(coordinate control)할 수 있다. 다양한 실시 예들에서, 모드 제어기(250)는 모드 제어기(250)의 다양한 동작 특성들을 위해 프로세서 또는 이와 유사한 회로에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어를 포함하는 모듈 및 회로(예를 들어, ASIC)를 포함하는 하드웨어 중 하나 또는 둘 다로서 구현될 수 있다.
도 7a는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)의 평면도를 도시한다. 도 7b는 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 다른 예로서 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)의 평면도를 도시한다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 자동차에 설치된다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 사생활보호 모드 동안, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 제 1 뷰 영역(I)의 승객에게 사적 이미지(200a)를 제공하고 제 2 뷰 영역(II)의 운전자에게 정적 이미지를 제공하도록 구성된다. 또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템(200)은 제 1 뷰 영역(I)의 승객 및 제 2 뷰 영역(II)의 운전자 둘 다에게 공유 이미지(200c)를 제공하도록 구성된다.
본 명세서에 설명된 원리들의 다른 실시 예들에 따르면, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법이 제공된다. 도 8은 본 명세서에 설명된 원리들에 일치되는 일 실시 예에 따른 일 예로서 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법(300)은 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공하고 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공하는 데 이용될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 제 1 뷰 영역 및 제 2 뷰 영역은 서로 상호 배타적이다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 사적 이미지는 제 1 뷰 영역에서만 보일 수 있으며, 정적 이미지는 제 2 뷰 영역에서만 보일 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법(300)은 사생활보호 디스플레이를 이용하여 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공(310)하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예들에서, 사생활보호 디스플레이는 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)와 관련하여 전술한 사생활보호 백라이트(110)와 광 밸브들(120)의 어레이의 조합과 실질적으로 유사할 수 있다.
특히, 일부 실시 예들에서, 사생활보호 디스플레이를 이용하여 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공(310)하는 단계는, 사생활보호 백라이트를 이용하여 제 1 뷰 영역에 대응되는 각도 범위를 갖는 지향성 방출광을 방출하는 단계를 포함한다. 다양한 실시 예들에 따르면, 사생활보호 백라이트는 광을 안내하도록 구성된 도광체 및 광을 지향성 방출광으로서 도광체 외부로 산란시키도록 구성된 지향성 산란 특징부를 포함할 수 있다. 사생활보호 디스플레이를 이용하여 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공(310)하는 단계는, 사적 이미지를 생성하기 위해 광 밸브들의 어레이를 이용하여 지향성 방출광을 변조하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시 예들에서, 지향성 산란 특징부는 도광체에 걸쳐 서로 이격된 멀티빔 소자들의 어레이를 포함할 수 있다. 멀티빔 소자들의 어레이는 안내된 광의 일부를 제 1 뷰 영역 내의 멀티뷰 이미지의 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 포함하는 방출광으로서 산란시키도록 구성된다. 이러한 실시 예들에서, 사적 이미지는 멀티뷰 이미지이고, 사생활보호 디스플레이는 멀티뷰 디스플레이이다. 일부 실시 예들에 따르면, 멀티빔 소자들은 사생활보호 백라이트(110)와 관련하여 전술한 바와 같은 멀티빔 소자들(114')과 실질적으로 유사할 수 있다.
도 8에 도시된 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법(300)은 정적 디스플레이 레이어를 이용하여 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공(320)하는 단계를 더 포함한다. 정적 디스플레이 레이어는 사생활보호 디스플레이의 방출 표면에 인접하게 그리고 방출 표면으로부터 분리되어 배치된다. 또한, 다양한 실시 예들에 따르면, 정적 디스플레이 레이어는 사적 이미지를 나타내는 광에 대해 투명하다. 일부 실시 예들에서, 정적 디스플레이 레이어는 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)와 관련하여 전술한 정적 디스플레이 레이어(130)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 예들에서, 정적 디스플레이 레이어를 이용하여 정적 이미지를 제공(320)하는 단계는, 정적 디스플레이 레이어의 도광체 내에서 광을 안내된 광으로서 안내하는 단계 및 안내된 광을 도광체에 광학적으로 결합된 복수의 지향성 산란 소자들을 이용하여 복수의 지향성 광빔들(즉, 정적 지향성 방출광)로서 도광체 외부로 산란시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 실시 예들에서, 지향성 광빔들 또는 대등하게는 지향성 광빔들을 포함하는 정적 지향성 광의 세기 및 주 각도 방향은, 정적 이미지의 뷰 픽셀들을 나타낸다. 또한, 일부 실시 예들에서, 정적 이미지는 멀티뷰 이미지일 수 있다. 또한, 일부 실시 예들에 따르면, 제 1 및 제 2 뷰 영역들은 서로 상호 배타적이다.
일부 실시 예들에서(도 8에는 미도시), 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법(300)은 광각 백라이트를 이용하여 제 1 뷰 영역 및 제 2 뷰 영역 둘 다에 공유 이미지를 제공(330)하는 단계를 더 포함한다. 특히, 공유 이미지를 제공(330)하는 단계는, 광각 백라이트를 이용하여 광각 방출광을 제공하는 단계 및 공유 이미지를 제공하기 위해 사생활보호 디스플레이의 광 밸브들의 어레이를 이용하여 광각 방출광을 변조하는 단계를 포함한다. 다양한 실시 예들에서, 공유 이미지는 제 1 뷰 영역 및 제 2 뷰 영역 둘 다에서 보일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 광각 백라이트는 전술한 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이(100)의 광각 백라이트(140)와 실질적으로 유사할 수 있다. 일부 실시 예들에서, 공유 이미지는 공유 모드 동안 제공되는 반면, 사적 이미지 및 정적 이미지 둘 다는 사생활보호 모드 동안 제공된다.
이상에서는, 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공하고 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공하는 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템, 및 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법의 예들 및 실시 예들이 설명되었다. 전술한 예들은 단지 본 명세서에 설명된 원리들을 나타내는 많은 구체적인 예들 중 일부를 예시하는 것임을 이해하여야 한다. 명백히, 당업자는 다음의 청구 범위에 의해 정의되는 범위를 벗어나지 않고 수 많은 다른 구성들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (25)

  1. 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이로서,
    제 1 뷰 영역(view zone)에 지향성 방출광을 제공하도록 구성된 사생활보호 백라이트;
    상기 제 1 뷰 영역 내에 사적 이미지(private image)를 제공하기 위해 상기 지향성 방출광을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이; 및
    제 2 뷰 영역에 정적 이미지(static image)를 제공하도록 구성된 정적 디스플레이 레이어 - 상기 정적 디스플레이 레이어는 상기 광 밸브 어레이의 방출 표면에 인접하고 상기 방출 표면으로부터 분리되어 있으며 상기 사적 이미지를 나타내는 광에 대해 투명함 -; 를 포함하되,
    상기 제 1 및 제 2 뷰 영역들은 서로 상호 배타적이며, 상기 사적 이미지는 상기 제 1 뷰 영역에서만 보이도록 구성되고, 상기 정적 이미지는 상기 제 2 뷰 영역에서만 보이도록 구성되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사생활보호 백라이트는:
    광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체; 및
    안내된 광을 상기 제 1 뷰 영역에 대응되는 각도 범위(angular extent)를 갖는 지향성 방출광으로서 상기 도광체 외부로 산란시키도록 구성된 지향성 산란 특징부; 를 포함하는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지향성 산란 특징부는 상기 도광체에 걸쳐 서로 이격된 멀티빔 소자들의 어레이를 포함하고,
    상기 멀티빔 소자 어레이의 멀티빔 소자들은 상기 도광체의 안내 표면에 인접하거나, 상기 도광체의 대향하는 안내 표면들 사이에 있거나, 이들 두 경우 모두에 해당하고,
    상기 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자는 상기 안내된 광의 일부를 상기 제 1 뷰 영역 내의 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 포함하는 상기 지향성 방출광으로서 산란시키도록 구성되며,
    상기 사적 이미지는 상기 멀티뷰 이미지인,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자들은 상기 안내된 광의 일부를 회절적으로 산란시키도록 구성된 회절 격자, 상기 안내된 광의 일부를 반사적으로 산란시키도록 구성된 미세 반사성 멀티빔 소자, 및 상기 안내된 광의 일부를 굴절적으로 산란시키도록 구성된 미세 굴절성 멀티빔 소자 중 하나 이상을 포함하는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 회절 격자가 상기 지향성 광빔들을 포함하는 방출광으로서 상기 안내된 광의 일부를 협력적으로 산란시키도록 구성된 복수의 서브 격자들을 포함하는 것; 및
    상기 미세 반사성 멀티빔 소자가 상기 지향성 광빔들을 포함하는 방출광으로서 상기 안내된 광의 일부를 협력적으로 산란시키도록 구성된 복수의 반사성 서브 소자들을 포함하는 것;
    중 하나 또는 둘 다에 해당하는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자들은 상기 도광체 내에 상기 안내된 광의 전파 방향으로부터 멀어지게 기울어진 경사각을 갖는 경사진 반사성 측벽을 갖는 미세슬릿 멀티빔 소자를 포함하고,
    상기 경사진 반사성 측벽은 상기 안내된 광의 일부를 상기 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광으로서 산란시키도록 구성되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 미세슬릿 멀티빔 소자들은 상기 미세슬릿 멀티빔 소자의 범위 내에 복수의 미세슬릿 서브 소자들을 포함하고,
    상기 복수의 미세슬릿 서브 소자들 중 미세슬릿 서브 소자들은 상기 지향성 광빔들을 포함하는 지향성 방출광으로서 상기 안내된 광의 일부를 협력적으로 산란시키도록 구성되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 멀티빔 소자의 크기는 상기 광 밸브 어레이의 광 밸브의 크기의 25% 내지 200% 사이인,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 사생활보호 백라이트는, 상기 도광체의 입력 에지에 광학적으로 결합되고 상기 안내된 광으로서 상기 도광체 내에서 안내될 광을 제공하도록 구성된 광원을 더 포함하고,
    상기 도광체 내의 안내된 광은 0이 아닌 전파 각도 및 미리 결정된 시준 계수를 갖는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 정적 디스플레이 레이어는:
    광원으로부터의 광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체; 및
    상기 제 2 뷰 영역 내에 상기 정적 이미지를 제공하기 위해 상기 안내된 광을 상기 도광체 외부로 산란시키도록 구성된 복수의 지향성 산란 소자들; 을 포함하는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 안내된 광은 서로 상이한 방사상 방향들을 갖는 복수의 안내된 광빔들을 포함하고,
    상기 복수의 지향성 산란 소자들은 상기 정적 이미지를 정적 멀티뷰 이미지로서 제공하기 위해 상기 안내된 광을 지향성 광빔들로서 산란시키도록 구성되며,
    상기 복수의 지향성 산란 소자들 중 각각의 지향성 산란 소자는, 상기 안내된 광의 안내된 광빔의 일부를 상기 정적 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 대응되는 세기 및 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔으로서 산란시키도록 구성되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 지향성 산란 소자들 중 지향성 산란 소자는 회절 격자를 포함하고,
    상기 회절 격자의 격자 특성은 상기 지향성 산란 소자에 의해 산란되는 지향성 광빔의 세기 및 주 각도 방향을 결정하도록 구성되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 격자 특성은 격자 깊이, 격자 피치 및 격자 배향 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 격자 깊이는 상기 회절 격자에 의해 제공되는 지향성 광빔의 세기를 결정하도록 구성되며,
    상기 격자 피치 및 격자 배향 중 하나 또는 둘 다는, 상기 회절 격자에 의해 제공되는 지향성 광빔의 주 각도 방향을 결정하도록 구성되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 사생활보호 백라이트에 인접하게 배치되고 광각 방출광을 제공하도록 구성된 광각 백라이트를 더 포함하고,
    상기 사생활보호 백라이트는 상기 사생활보호 백라이트의 두께를 통해 상기 광각 방출광을 투과시키도록 구성되고,
    상기 광 밸브 어레이는 공유 이미지를 제공하기 위해 상기 광각 방출광을 변조하도록 구성되고,
    상기 광각 방출광은 상기 제 1 뷰 영역 및 상기 제 2 뷰 영역을 포함하는 각도 범위를 가지며,
    상기 공유 이미지는 상기 제 1 및 제 2 뷰 영역들 둘 다에서 보이는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이.
  15. 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템으로서,
    공유 모드 동안 제 1 뷰 영역 및 제 2 뷰 영역 둘 다에 광각 방출광을 제공하도록 구성된 광각 백라이트;
    사생활보호 모드 동안 상기 제 1 뷰 영역에만 지향성 방출광을 제공하도록 구성된 사생활보호 백라이트;
    상기 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공하기 위해 상기 지향성 방출광을 변조하고, 상기 제 1 및 제 2 뷰 영역들 둘 다에 공유 이미지를 제공하기 위해 상기 광각 방출광을 변조하도록 구성된 광 밸브들의 어레이; 및
    상기 광 밸브 어레이의 방출 표면에 인접하게 상기 방출 표면으로부터 분리되어 배치되며, 상기 사생활보호 모드 동안 상기 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공하도록 구성된 정적 디스플레이 레이어;
    를 포함하는, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 뷰 영역 및 상기 제 2 뷰 영역은 서로 상호 배타적이며,
    상기 사적 이미지는 상기 제 1 뷰 영역에서만 보이도록 구성되고,
    상기 정적 이미지는 상기 제 2 뷰 영역에서만 보이도록 구성되는,
    모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 사생활보호 백라이트는:
    광을 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체; 및
    상기 도광체에 걸쳐 서로 이격된 멀티빔 소자들의 어레이 - 상기 멀티빔 소자 어레이의 각각의 멀티빔 소자는 상기 안내된 광의 일부를 멀티뷰 이미지의 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 포함하는 상기 지향성 방출광으로서 산란시키도록 구성됨 -; 를 포함하되,
    상기 사적 이미지는 멀티뷰 이미지이며 상기 제 1 뷰 영역 내에서만 보이는,
    모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 정적 디스플레이 커버 레이어는:
    광을 서로 상이한 방사상 방향들을 갖는 복수의 안내된 광빔들을 포함하는 안내된 광으로서 안내하도록 구성된 도광체;
    상기 도광체의 에지에 광학적으로 결합되고, 상기 안내된 광으로서 안내되도록 도광체에 광을 제공하도록 구성된 광원; 및
    상기 안내된 광을 상기 제 2 뷰 영역 내의 정적 이미지로서 상기 도광체 외부로 산란시키도록 구성된 복수의 지향성 산란 소자들 - 상기 복수의 지향성 산란 소자들 중 개별적인 지향성 산란 소자들의 특성들은 상기 정적 이미지의 픽셀들을 인코딩(encoding)함 -; 을 포함하는,
    모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 지향성 산란 소자들은 상기 정적 이미지를 정적 멀티뷰 이미지로서 제공하기 위해 상기 안내된 광을 지향성 광빔으로서 산란시키도록 구성되고,
    상기 정적 디스플레이 레이어는 정적 멀티뷰 디스플레이를 나타내며,
    상기 복수의 지향성 산란 소자들 중 각각의 지향성 산란 소자는, 상기 복수의 안내된 광빔들 중 안내된 광빔의 일부로부터, 상기 정적 멀티뷰 이미지의 뷰 픽셀의 세기 및 뷰 방향에 대응되는 세기 및 주 각도 방향을 갖는 지향성 광빔을 제공하도록 구성되는,
    모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    선택적으로, 상기 공유 모드 동안 상기 광각 방출광을 제공하기 위해 상기 광각 백라이트를 활성화시키거나, 상기 사생활보호 모드 동안 상기 지향성 방출광을 제공하기 위해 상기 사생활보호 백라이트를 활성화시키고 상기 정적 이미지를 제공하기 위해 상기 정적 디스플레이 레이어를 활성화시키도록 구성된 모드 제어기;
    를 더 포함하는, 모드-전환가능 사생활보호 디스플레이 시스템.
  21. 정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법으로서,
    사생활보호 디스플레이를 이용하여 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공하는 단계; 및
    상기 사생활보호 디스플레이의 방출 표면에 인접하고 상기 방출 표면으로부터 분리된 정적 디스플레이 레이어를 이용하여, 제 2 뷰 영역에 정적 이미지를 제공하는 단계 - 상기 정적 디스플레이 레이어는 상기 사적 이미지를 나타내는 광에 대해 투명함 -; 를 포함하되,
    상기 제 1 뷰 영역 및 상기 제 2 뷰 영역은 서로 상호 배타적이고,
    상기 사적 이미지는 상기 제 1 뷰 영역에서만 보이고,
    상기 정적 이미지는 상기 제 2 뷰 영역에서만 보이는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 사생활보호 디스플레이를 이용하여 제 1 뷰 영역에 사적 이미지를 제공하는 단계는:
    광을 안내하도록 구성된 도광체 및 광을 상기 도광체 외부로 지향성 방출광으로서 산란시키도록 구성된 지향성 산란 특징부를 포함하는 사생활보호 백라이트를 이용하여, 상기 제 1 뷰 영역에 대응되는 각도 범위를 갖는 지향성 방출광을 방출하는 단계; 및
    상기 사적 이미지를 생성하기 위해 광 밸브들의 어레이를 이용하여 상기 지향성 방출광을 변조하는 단계; 를 포함하는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 지향성 산란 특징부는, 상기 도광체에 걸쳐 서로 이격되고 상기 안내된 광의 일부를 상기 제 1 뷰 영역 내의 멀티뷰 이미지의 뷰 방향들에 대응되는 방향들을 갖는 지향성 광빔들을 포함하는 상기 방출광으로서 산란시키도록 구성된 멀티빔 소자들의 어레이를 포함하고,
    상기 사적 이미지는 상기 멀티뷰 이미지고,
    상기 사생활보호 디스플레이는 멀티뷰 디스플레이인,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    광각 백라이트를 이용하여 광각 방출광을 제공하는 단계; 및
    공유 이미지를 제공하기 위해 상기 광 밸브들의 어레이를 이용하여 상기 광각 방출광을 변조하는 단계 - 상기 공유 이미지는 상기 제 1 뷰 영역 및 상기 제 2 뷰 영역 둘 다에서 보임 -; 를 더 포함하되,
    상기 공유 이미지는 공유 모드 동안 제공되고,
    상기 사적 이미지 및 상기 정적 이미지는 사생활보호 모드 동안 제공되는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 정적 디스플레이 레이어를 이용하여 상기 정적 이미지를 제공하는 단계는:
    상기 정적 디스플레이 레이어의 도광체 내에서 광을 안내된 광으로서 안내하는 단계; 및
    상기 도광체에 광학적으로 결합된 복수의 지향성 산란 소자들을 이용하여, 상기 안내된 광을 상기 도광체 외부로 복수의 지향성 광빔들로서 산란시키는 단계 - 상기 지향성 광빔들의 세기 및 주 각도 방향들은 상기 정적 이미지의 뷰 픽셀들을 나타냄 -; 를 포함하는,
    정적-이미지 증강 사생활보호 디스플레이의 동작 방법.
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