KR20230005334A

KR20230005334A - 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230005334A
Application number: KR1020227041910A
Authority: KR
Inventors: 쉬라가 처르; 아리에 하이만
Original assignee: 폰옵티카 엘티디.
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2023-01-09
Also published as: JP7471453B2; WO2021220047A1; EP4143617A1; US20200363564A1; US11372139B2; CN115997141A; JP2023524724A

Abstract

디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치로서, 상기 장치는 복수의 제1 마이크로렌즈를 포함하는 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이; 상기 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이로부터 이격되고, 복수의 제2 마이크로렌즈를 포함하는 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이;를 포함하고, 각각의 제1 마이크로렌즈 및 각각의 제2 마이크로렌즈의 폭은 상기 디스플레이의 픽셀피치보다 수배 작고; 상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 상기 디스플레이의 공액면에 위치하고; 각각의 제2 마이크로렌즈의 초점면은 대응하는 상기 제1 마이크로렌즈에 위치하고; 상기 장치는 상기 디스플레이로부터 다른 거리에 위치하는 상기 디스플레이의 다른 이미지를 투영하도록 구성되고; 상기 디스플레이의 각각의 이미지는 복수의 이미지 세그먼트를 포함하고; 각각의 이미지 세그먼트의 광학 경로는 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈의 전용 쌍을 통과할 수 있다.

Description

디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법 및 장치

본 발명은 디스플레이 상에 컨텐츠를 투영하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

오늘날, 디지털 디스플레이는 매우 대중적이다. 그것들은 휴대전화, 스마트폰, 웨어러블 기기, 태블릿, 컴퓨터, 자동차, 디지털 카메라 및 티비 등에 사용된다. 하지만 어떤 경우에는 사용자가 자신의 시청 경험을 상당히 감소시키는 문제에 직면한다.

대부분의 사람들이 40세 이상이 되면, 수정체의 유연성이 감소하기 때문에, 눈의 자동초점 기능을 상실한다. 눈의 초점이 특정 위치에 고정되게 되고, 따라서 그 특정 위치에 대해서만 선명한 시력을 확보할 수 있다. 또한 그들 대부분은 "원시"이고, 원거리("무한대(Infinity)")를 선명하게 보기 때문에, 근거리에서 읽기 위해서는 독서용 안경(reading glasses, 돋보기)가 필요하다. 그들 중 일부는 "근시"이고, 근거리에서 선명하게 보기 때문에 안경 없이 읽을 수 있지만, 운전, 티비 시청 및 영화 관람 등과 같은 원거리에서는 광학 안경이 필요하다.

이를 교정하기 위해, "원시"인 사람들은 가까운 물체에 초점을 맞출 수 있도록 독서용 안경을 사용한다. 하지만, 그들은 멀리 있는 이미지를 보기 위해서는 안경이 필요하지 않다. 일반적으로, 하루 중 대부분 그들은 안경을 쓰지 않기 때문에 디지털 디스플레이(휴대전화, 태블릿, 디지털 시계 등)에서 메시지를 읽어야 할 상황이 발생할 경우, 필요한 독서용 안경을 휴대하지 않는 경우가 발생하게 되는 경우는 흔하다. 그들에게 있어 안경을 찾아야 하는 것은 매우 짜증나는 일이다. 또한 공공장소에서 독서용 안경 사용을 선호하지 않는 많은 사람들이 있다. 이들에게 안경 없이 디지털 디스플레이를 읽을 수 있는 기능을 제공하는 것은 매우 매력적이다.

게다가, 안과 의사들은 노트북 컴퓨터, 태블릿, 휴대폰 및 이제는 스마트 워치의 남용이 우리의 시력에 미치는 영향에 대해 경고한다. 모바일 기기의 인기가 커짐에 따라, 우리들 대부분은 작고 밝은 화면 상에서 세상과 소통하는데 점점 더 많은 시간을 보낸다.

손가락 끝으로 세상을 보는 것에 많은 이점이 있지만, 가까운 거리에 초점을 두는데 너무 많은 시간을 보내는 것이 우리의 눈을 해로울 수 있다는 많은 증거들이 존재한다. 특히 어린이의 디스플레이 사용이 기하급수적으로 증가한 최근 수십 년 동안 안경이 필요한 사람의 어른 대비 어린이의 비율이 급격하게 증가하였고, 이는 오랜 기간동안 짧은 거리에서 그들의 디스플레이에 그들의 눈의 초점을 맞추면서 매일 그들의 눈을 혹사 시켰기 때문이다.

상기한 경우들에 있어서 사용자 경험을 크게 향상시키고 눈의 피로를 감소시키는 방법 및 장치의 필요성이 증가하고 있다.

디스플레이 상에 컨텐츠를 투영하기 위한 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

상기 장치는 복수의 제1 마이크로렌즈를 포함하는 제1 마이크로렌즈의 제1어레이; 상기 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이로부터 이격되고 복수의 제2 마이크로렌즈를 포함하는 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이;를 포함하고, 각각의 제1 마이크로렌즈 및 각각의 제2 마이크로렌즈의 폭은 상기 디스플레이의 픽셀피치보다 수배 작고; 상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 상기 디스플레이의 공액면에 위치하고; 상기 제2 마이크로렌즈의 초점면은 상기 제1 마이크로렌즈에 위치하고; 상기 장치는 상기 제2 마이크로렌즈의 초점면 근처에 위치하는 서로 다른 평면을 투영하도록 구성되고; 각각의 평면은 복수의 세그먼트를 포함하는 시각적 정보를 갖고; 또한, 각각의 세그먼트의 광학적 경로는 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈의 전용 쌍을 통과할 수 있다.

상기 수배는 4배일 수 있고, 4배보다 작거나 4배보다 클 수 있다.

상기 다른 평면들은 상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이의 피사계 심도(Depth of field) 내에 위치될 수 있다.

다른 쌍은 서로 평행하지 않은 광학축을 갖고, 각각의 쌍은 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈를 포함할 수 있다.

인접한 제2 마이크로렌즈 사이의 거리는 대응하는 인접한 제1 마이크로렌즈 사이의 거리보다 작을 수 있다.

다른 쌍은 서로 교차하는 광학축을 보일 수 있다.

제2 마이크로렌즈의 면적은 대응하는 제1 마이크로렌즈의 면적보다 작을 수 있다.

제2 마이크로렌즈의 폭(Dc2)과 대응하는 제1 마이크로렌즈의 폭(Dc1)의 비는 실질적으로 L/(L+H1)과 같고, H1은 상기 제2 마이크로렌즈와 상기 대응하는 제1 마이크로렌즈 사이의 거리일 수 있고, L은 상기 디스플레이와 다른 쌍의 광학축 사이의 교차점과의 거리일 수 있다.

상기 장치는 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 사이에 위치하는 적어도 하나의 투명 요소를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 투명 요소와 상기 제1 마이크로렌즈 어레이 사이에는 공극이 존재할 수 있다.

독서용 안경 없이도 디지털 디스플레이의 콘텐츠를 읽을 수 있는 방법 및 장치가 제공된다.

도 1은 장치 및 디스플레이의 하나 이상의 부분의 일례이다.
도 2는 장치의 하나 이상의 부분의 일례이다.
도 3은 장치의 하나 이상의 부분의 일례이다.
도 4, 도 4a, 도 5와 도 6은 장치의 하나 이상의 일례, 디스플레이 및 다양한 광학 경로의 일례이다.
도 7은 방법에 대한 일례이다.

본 발명의 대상은 본 명세서의 결론 부분에서 특히 강조되고 명확하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 조직과 작동 방법 양쪽에 관하여, 목적, 구성 및 그 효과와 함께, 첨부 도면과 함께 읽을 때 다음의 상세한 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다.

이것은 상기 디스플레이 상부 상에, 얇은 필름과 같은 형태와 크기를 가질 수 있는 장치를 추가하여 수행되며, 상기 장치는 디스플레이의 이미지를 "원시" 사용자에게는 무한히 먼 것처럼, "근시" 사용자에게는 가까운 범위에서 상기 사용자 눈에 의해 인식되도록 변환하고 이에 따라, "원시" 사용자와 "근시" 사용자가 안경을 사용하지 않고 고해상도로 이를 볼 수 있다. 이 방법은 상기 디스플레이의 추가적인 박층으로서 내장될 수도 있고, 상기 디스플레이를 덮는 애드온 투명 박막 또는 디바이스로서 사용될 수도 있다.

이 방법 및 장치는 "원시" 및 "근시" 모두 뿐만 아니라 안경이 전혀 필요하지 않은 완벽한 시력을 갖는 사람들에게도 적합할 수 있다. 제안된 장치 및 방법에 따라, 상기 디스플레이는 대부분의 눈에서 고해상도로 볼 수 있으며, 추가적인 시력 교정(eye correction)은 필요하지 않다.

상기 방법 및 장치는 배율, 해상도, 색상, 밝기 및 기타 디스플레이 특징의 현저한 변화 없이, 정상 판독 범위(~25-40cm)의 디스플레이 사용자에게 무한대에서의 이미지를 제공함으로써 눈의 피로를 방지할 수 있다.

상기 방법 및 장치는 멀리 있는 물체를 볼 수 있도록 사용자 초점 역량에 광학계를 맞춰야 할 필요성을 극복한다. 또한, 상기 방법 및 장치는 맑은 날에 야외에서 디스플레이가 사용될 때 햇빛 반사 및 배경 장면을 감소시킨다.

상기 장치는 도 1에서 보듯이 애드온으로서 상기 디스플레이 상부 상에 특수 박막으로서 내장될 수 있거나 또는 도 6에서 보는 예시와 같이 상기 디스플레이 내에 특수층으로서 내장될 수 있는 다른 광학층의 조합을 포함할 수 있다.

상기 박막은 3D 마이크로렌즈 어레이("Micro Lens Array", MLA) 층으로 구성되어 있으며, 그 단면은 도 1에 도시되어 있다. 도 2 및 도 2a는 직육면체 마이크로렌즈 어레이의 상면도의 일례를 나타낸다. 삼각형, 직사각형, 육각형 등의 어레이와 같이 디스플레이 영역을 완전히 덮을 수 있는 모든 모양의 마이크로렌즈가 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 설명의 단순화를 위해 직사각형인 경우를 참고한다.

도 1을 참고하면, 디지털 디스플레이(105)는 Red-R, Blue-B 및 Green-G 컬러의 서브픽셀(104)의 어레이 조합으로 구성되어 있다. 일반성을 잃지 않고 단순성을 위해 선을 따라 그려졌으나, 2차원(2D) 또는 3차원(3D) 구성을 가질 수 있다. 서브픽셀의 상대 강도의 선형 조합은 픽셀의 실제 색상을 생성한다. 픽셀들 사이의 피치는 상기 디스플레이의 해상도에 따라 달라진다. 오늘날 휴대폰의 상기 피치는 약 40-80㎛이다. 상기 픽셀들의 어레이는 일반적인 광학 두께가 약 0.5-1mm인 커버 유리(110)에 부착된다.

이러한 구성은 다양한 유형의 디지털 디스플레이에서 일반적이다. 도 1의 우리의 박층 요소(150)는 (110)에 부착되어 있으며, 예를 들어 다음과 같이 4개의 층으로 구성되어 있다:

a. 상기 커버 유리로부터의 반사율 및 다음 인터페이스의 반사율을 크게 감소시키고, 상기 디스플레이와 상기 커버 유리 사이의 인덱스 매칭 접착제로 구성될 수 있는 층(115).

b. 폭(Dc1) 및 초점 거리(f1)의 제1 마이크로렌즈 어레이(MLA) 층(120). 바람직하게 Dc1(MLA의 셀의 크기)은 정상적인 판독 거리에서 눈의 분해능보다 낮다. 일반적으로, Dc1은 디스플레이의 픽셀피치의 크기 정도일 수 있다.

c. 중간 투명층(130). 생산의 용이성과 너무 작고 생산 불가능한 렌즈의 반경에 대한 요구를 제거하기 위해, 투명한 고체층 또는 공극으로 구성될 수 있다. 공극은 렌즈와의 계면에서 굴절률(Δn)의 높은 차이를 보장하며, 따라서 더 큰 제조 반경을 보장한다. 일부 렌즈들 사이의 모서리 부분의 작고 매우 얇은 기둥은 전체 MLA의 충진율 중 무시할 수 있는 부분을 희생하여 도 3에서 보듯이 스페이서(132)로 사용될 수 있다.

d. 거의 동일한 폭(Dc2)과 초점 거리(f2)를 가지며 층(130) 상에 있는 제2 MLA층(135). 제2 MLA 렌즈의 초점면은 제1 MLA 렌즈의 평면(125)에 있으므로 그 이미지를 무한대로 투영한다. Dc1과 Dc2 사이의 바람직한 관계에 대해서는 후술한다.

도 1 및 도 3의 구성을 조리개 이미지 듀얼 마이크로렌즈 어레이(AIDMLA, Aperture Image Dual Micro Lens Array)라고 한다.

다음은 하나의 MLA 셀(도 4 참고)에 대해 제안된 광학 시스템에 대한 간단한 설명이다.

제1 MLA(120)의 각각의 렌즈는 디스플레이의 작은 부분인 크기 D를 갖는 이미지를 생성한다. 이 이미지는 제2 MLA의 일부인 제2 렌즈(135)의 상기 평면에 형성된다. 그것은 제2 렌즈를 채우는 M = H1/H의 배율을 갖는 D의 반전된 이미지이다. 따라서, 디스플레이의 이미지 부분의 크기는 D = Dc2/M이다. 단순성을 위해 또한 일반성을 잃지 않기 위해, H와 H1은 각각 그들의 굴절률을 포함하는 재료의 "광학적 두께"이다.

제1 렌즈(120)는 광학축을 따라 제2 렌즈(135)의 초점면에 있으므로, 제1 렌즈(120)의 조리개의 이미지가 제2 렌즈에 의해 무한대로 투영된다. 이 이미지(제1 렌즈의 조리개)의 모든 점은, 디스플레이 상의 D의 모든 점으로부터 광선을 받기 때문에, 그것을 구성하는 RGB 서브픽셀의 완벽한 혼합이다. Dc1과 Dc2(셀 양쪽에 있는 렌즈의 크기)가 눈의 분해능보다 낮기 때문에, 디스플레이의 관찰자의 눈은 광학축을 따라 자신의 눈에 이미지화된 디스플레이 상의 분해할 수 없는, D의 색을 갖는 작은 점을 보게 된다.

상술한 바와 같이, 각각의 셀은 디스플레이의 크기 D인 작은 부분을 무한대로 이미지화하여, 눈으로 평행 광선을 방출한다. 이 광선들은 망막 상에 한 지점에 초점이 맞춰져 있다. 상기 셀의 크기가 눈의 입사 동공보다 훨씬 작기 때문에(2-3mm 대비 50-100㎛), 디스플레이 상에서 서로 다른 영역으로부터 유래하고 서로 평행한 평행 광선의 여러 개의 평행 다발이 동일한 방향에서 눈으로 들어가고, 망막 상에 같은 지점에 초점을 맞추게 될 것이다. 이로 인해 디스플레이의 인접하지만 서로 다른 부분에서 색상이 혼합된다. 이로 인해 흐려짐 및 해상도 손실이 초래된다. 이를 방지하기 위해, 디스플레이 전체를 이미지화한 모든 셀들의 광학축은 서로 평행하기보다는 동공의 중심을 가리킬 필요가 있다. 즉, 각각의 셀 렌즈 쌍의 중심과 동공의 중심은 디스플레이의 모든 영역에 걸쳐 동일한 선상에 있어야 한다.

이는 다음과 같은 방법으로 달성된다.

가정:

a. 관찰자의 눈은 장축(chief axis, 디스플레이 중심에서 나오는 수직선) 상에 위치한다.

b. 중심 셀의 양측 상의 렌즈 중심도 이 장축 상에 위치한다(도 4a 참고).

c. 셀의 내부 크기는 Dc1이고, 셀의 외부 크기는 Dc2이다.

d. 중심(0,0)으로부터 좌표(X,Y)를 갖는 디스플레이의 작은 영역이 각각의 MLA 셀을 통해 관찰자의 눈에 이미지화된다.

그러면, 눈의 광학축과 두 개의 관련 셀 렌즈의 광학축이 일직선 상에 위치하도록 하는 요구에 따라, 상기 내측 렌즈의 중심이 상기 장축으로부터 또한 상기 외측 렌즈의 높이보다 약간 높아야(또는 낮아야)한다(도 4, 4a 참고).

등가 삼각형 관계(equivalent triangles relations)를 사용하여, Y1/Y2 =(L-H)/(L-H-H1)를 구한다. 그러면 장축에서 Y의 거리에 있는 특정 셀의 렌즈들 사이에 필요한 수직 오프셋(OSy)은 OSy = Y1-Y2 = Y*H1/L이다.

Ny = Y/Dc2가 디스플레이 중심과 Y 사이에 있는 외부 렌즈(135)의 어림수라고 하면, OSy =(Y/Dc2)*Dc2*H1/L이고, OSy = Ny*Dc2*H1/L이다.

렌즈 수(Ny)에 크기 차이(Dc1-Dc2)를 곱한 것은 중심에서 높이 Y에 있는 렌즈 사이의 총 오프셋과 같다. OSy = Ny*(Dc1-Dc2). 위에서 OS를 치환하면 Ny*(Dcl-Dc2) = Ny*Dc2*H1/L, Dc1-Dc2 = Dc2*H1/L을 얻는다. 그리고 ― Dc1 = Dc2*(1+H1/L).

X방향에 따른 유사한 평가에서도 동일한 요구가 도출된다. 이것은 디스플레이 전체에 걸쳐, 각각의 셀의 렌즈 쌍의 모든 중심과 눈이 하나의 광학축 상에 놓이게 되도록 하는 내부 셀과 외부 셀의 크기 사이의 관계이다. 따라서 디스플레이의 해상도가 유지된다.

제1 예시

a. Dc2 = 100㎛, H1 = 1mm, L = 250mm ― 그리고, ― Dc1 = 100.4mm

b. 단순화를 위해, 다음 논의에서는 Dc1과 Dc2의 평균 Dc = (Dc1+ Dc2)/2를 근사한다.

위의 모든 광학 개념은 두 개의 MLA 층의 렌즈 쌍 모두에 대해 유사하다.

눈의 입사 동공의 중심과 제2(외부) MLA의 각각의 렌즈의 중심은, 디스플레이의 일부(크기 D의 정사각형)가 디스플레이의 해당 영역의 적절한 색상에서 분해 불가능한 점으로서 망막에 이미지화되는 광학축을 구성한다.

눈의 광학축과 외부 MLA의 인접 렌즈는 약간 다른 방향에 있는 광학축을 형성하므로, 눈의 망막 상의 모든 점의 이미지의 앙상블은 망막 상의 전체 디스플레이의 완벽한 이미지 복제를 형성한다.

디스플레이의 외관은(디스플레이에 수직인 것에 대해) 시야각에 민감할 것으로 예상되지 않는다.

눈의 망막 상의 이미지의 분해 요소는 D이고, 그 크기는 상술한 바와 같이 D = Dc/M이다. M = H1/H이면 3가지 경우로 분석될 수 있다.

a. H1 = H, M = 1 및 D = Dc라고 가정한다. 이 경우, 분해 요소는 MLA(Dc)의 셀 크기이며, 이것이 눈의 분해능보다 훨씬 낮게 유지되는 한, 표시되는 이미지의 해상도는 유지된다. 관찰자의 눈에 들어오는 MLA의 광선은 평행에 매우 가깝기 때문에, 디스플레이의 겉보기 밝기에 큰 변화는 없다.

b. H1 < H, M < 1 및 D > Dc를 가정한다. 이 경우, MLA의 인접 렌즈의 이미지화된 영역이 부분적으로 중첩될 수 있으므로, 분해 요소는 ~D이다. H1의 크기를 최소화함으로써, 이 경우는 디스플레이 위의 너무 두꺼운 MLA 요소를 피하기 위해 실용적인 이유로 활용될 수 있다. 또한, 인접 셀의 이미지를 부분적으로 혼합함으로써 앨리어싱 및 모아레 인공물의 위험을 최소화한다. 또한, 망막에 이미지화된 소스(D)의 더 큰 면적과, 같은 양으로 MLA에서 방출되는 빛의 더 큰 입체각의 보상 효과로 인해 디스플레이의 겉보기 밝기가 유지된다. D가 눈의 분해능보다 훨씬 낮게 유지되는 한, 표시된 이미지의 해상도는 유지된다.

c. H1 > H, M > 1 및 D < Dc라고 가정한다. 이 경우, 셀들 사이에는 이미지화되지 않은 간격이 존재한다. 이로 인해 디스플레이 밝기가 손실될 뿐만 아니라, MLA의 두께가 두꺼워지고 앨리어싱 및 모아레의 위험이 높아질 수 있으므로, 이 경우는 바람직하지 않다.

요약하면, D가 눈의 분해능 이하로 유지되는 한, 디스플레이의 해상도는 유지될 것이다.

또한, 몇 가지 예시에서 후술하듯이, 관찰자의 눈이 자동 초점 기능을 상실하고(예를 들어, 독서용 안경을 필요로 하는 노인과 같이) 무한대와는 다른 거리에 초점을 맞춘다면, 외부 렌즈의 초점면의 초점의 깊이(나노미터 범위에서...) 내에서 아주 근접한 평면에서 이미지를 그릴 것이라는 사실 때문에, 눈의 망막 상의 디스플레이의 이미지는 여전히 완벽할 것이다(도 4, 도 5 참고). 도 4에서는 도 1의 렌즈 어레이의 하나의 셀을 참고한다.

서브픽셀(104)은 렌즈(120)의 평면 근방에서 동일한 광학축을 따라 점의 세기와 그 색이 거의 동일한 색점(colored spot)이 되도록 렌즈(120) 상에서 혼합되며, 평면(121-126)으로 표기된다.

평면(121-126)들은, 서로 다르고 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이의 제2 마이크로렌즈의 초점면 근처에 위치하는 서로 다른 평면의 예이다. 각각의 평면(121-126)은 디스플레이에 의해 표시되는 시각적 정보를 나타내는 시각적 정보를 포함하지만 디스플레이의 이미지는 아니다. 상기 평면은 서로 가깝다 ― 예를 들어 미크론 또는 밀리미터 미만의 거리 내. 시각적 정보는 세그먼트를 갖는다 ― 각각의 세그먼트는 제1 마이크로렌즈와 제2 마이크로렌즈를 포함하는 쌍을 통과한다.

무한대에 초점을 맞춘 사용자(A)의 눈은 제2 렌즈의 초점면(530)에서 그 이미지를 얻는다. 이 이미지는 제2 렌즈(135)에 의해 무한대로 투영되고 사용자의 눈(510)의 수정체가 그것을 망막(515)에 초점 맞춘다.

도 5에서 사용자가 근거리("근시")에 초점을 맞추고 있는 경우를 참고한다. 이 경우 그의 눈은 렌즈(135)에 약간 더 가깝고 렌즈(120) 앞에 있는 평면(520)에서 선명한 이미지를 수신한다. 이 평면의 이미지는 망막(515) 상에서 선명하다.

알 수 있는 바와 같이, 광학축을 따라 약간 변위된 평면에서도, 각각의 셀의 이미지는 렌즈(120) 주변의 색점을 나타내는 디스플레이의 해당 부분의 색상을 여전히 훌륭하게 표현하고 있는 색상을 포함한다(도 1 및 도 3의(104) 참고). 따라서, 본 발명은 양쪽 눈이 서로 다른 교정을 필요로 하는 경우에도 디옵터로 어떠한 처방전 교정이 있는 독서용 안경을 필요로 하지 않는 해결책을 제시한다. 상술한 층들의 일부만을 사용하거나, 층을 더 추가하거나, 층들을 하나의 층으로 결합시킬 수 있을 뿐만 아니라 그것들을 다른 순서로 구조화할 수 있다는 점에 유의해야 한다.

상기 방법 및 장치는 또한 주변 광의 반사 효과를 감소시킬 수 있다. 도 1 및 도 3에서 상술한 바와 같이, 외표면은 눈의 해상도보다 낮은 각각의 마이크로렌즈(135)의 어레이로 구성되어 있다. 이 표면은 주변의 매우 밝은 이미지에 완벽한 디퓨저 역할을 하며, 그것을 흩어지게 하고, 현재 상황에서 표시되는 이미지에 방해가 되지 않도록 합니다. 비록 외표면은 완벽한 디퓨저이지만, 시청자가 독서용 안경의 필요 없이도 그것을 통해 디스플레이를 완벽하게 볼 수 있게 해준다.

이 AIDMLA 제안된 이미징 시스템은 견고하고 층들과 유리의 두께의 사소한 변화에 민감하지 않다. 아래 예시에서 분명히 알 수 있다.

시스템은 또한 렌즈의 반경, 모양 및 표면의 사소한 오류에도 민감하지 않다. 광학 요소의 작은 크기(디스플레이 픽셀피치의 크기 정도) 때문에, 완벽한 눈의 분해능 미만에서는, 본 제안된 발명은 광학 요소의 가능한 광학 수차(색수차, 구면수차, 코마수차 등)의 보정 필요성을 제거한다. 본 발명의 이러한 특징은 개발 및 생산의 낮은 가격을 보장한다.

AIDMLA 예시 및 분석(M = 1)

예시 A: 0.5m에 초점을 맞춘 근시안

a. 다음은 짧은 추론과 계산이다:

b. 시스템이 다음과 같은 하위 시스템으로 구성되어 있다고 가정한다:

c. 1000㎛ 두께의 커버 유리, 100㎛ PET 베이스, UV 레진 A로 만든 제1 MLA, UV 레진 B로 만든 제2 MLA:

d. 참고: 단순화를 위해, 평면 요소(커버 유리, 베이스, 접착제 등)의 광학 두께(두께를 굴절률로 나눈 값)를 사용한다.

e. 디스플레이에서 제1 렌즈의 최소 거리는 유리의 두께이다: 1000㎛ + 100㎛(PET 베이스) + 100㎛ UVRA(UV 레진 A) 및 2f = 1200㎛이고, f = 600㎛은 제1 렌즈의 초점 거리이다.

f. 제1 렌즈의 반경은 R1 = f*(n2-n1) = 600*(1.62-1.52) = 60㎛가 된다. 도 3에서 보듯이 공극(131)이 사용된다면

g. R = f*(1.52-1) = 600*0.52 = 312㎛.

h. 제2 층은 F = 2f = 1200㎛의 두께와 초점 거리를 가질 것이다.

i. 외부 층에 동일한 UVRA를 사용할 수 있다.

j. 이 경우, R2 = F*(1.52-1) = 1200*0.52 = 624㎛.

k. 총박 두께: 100(PET)+100(UVRA)+1200 = 1.4mm

필요한 시력 교정량에 대한 민감도:

눈이 0.5m 거리에 고정적으로 교정되고, 디스플레이가 0.25m에서 보인다고 가정한다. 즉, 이미지가 제2(투영) 렌즈로부터 U = 0.25m 떨어진 가상인 것을 의미한다. 뉴턴 렌즈 방정식을 사용하여, 물체의 평면이 그것의 초점면보다

만큼 렌즈에 더 가깝다는 것을 발견한다(도 4 및 도 5 참고).

최악의 경우, RGB의 서로 다른 서브픽셀 색상이 전체 셀의 크기를 차지하는 선을 따라 정렬되고 따라서 R과 B 색상 사이의 최대 거리는 Dc라고 가정한다. 각각의 지점으로부터 광원추는 제1 렌즈(125)와 약간 다른 각도로 충돌한다(도 4와 도 5 참고). 렌즈(120)의 평면에서는 유색 원추가 겹쳐져 완벽한 혼합을 수행한다. 우리가 광학축을 따라 그 평면으로부터 거리 x만큼, 상술한 교정되지 않은 눈의 가장 선명한 이미지를 이용하는 평면까지 이동할 때, 그 셀의 색상에 약간의 변화를 일으킬 수 있는 RGB 원추의 단면의 약간의 분리가 있다. 도 5를 참고한다. 간단한 기하학으로부터 두 R과 B 유색 원추 단면 사이의 최대 상대 분리 ― S가 S = x/F이고, 여기서 F는 제2(외부) 렌즈의 초점 거리인 것을 발견할 수 있다.

위의 방정식에 x를 대입하면 S = F/U를 얻는다. 우리의 경우 S = 624/250000, S = 0.0025 = 0.25%를 얻는다. 이 최악의 경우 분리는 눈에 띄는 색상 변화의 한계(3%)보다 한 자릿수 아래 작은 정도이다. 따라서, 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 평면(530) 주위의(104)의 색은 거의 동일하다.

이것은 또한 초점 거리와 층 두께에서 10-15㎛(~10*x) 정도의 오류가 허용되므로 시스템이 견고하고 제조 가능하다는 것을 의미한다.

제2 예시

시스템이 위와 유사하지만, 이제 가상 이미지가 디스플레이에서 U = 2.25m - 0.25m = 2m 거리에 있어야 한다고 가정한다.

위의 방정식에 대입하면

와, 눈에 띄는 색상 변화(3%)보다 두 자릿수 아래 정도인 S = 624/2000000 = 0.03%의 최대 색상 분리를 얻는다.

AIDMLA 예시 및 분석(M = 0.5)

a. 위의 계산의 방법론에 따라, M = 0.5와 같은 더 작은 배율에 대해 f = 300㎛ 및 100(PET)+100(UVRA)+600 = 0.8mm의 총박 두께를 얻는다는 것을 보여줄 수 있다. 이러한 더 낮은 두께는 디스플레이의 유리 보호기 또는 디스플레이의 통합된 내부 부분으로 취급하기가 더 쉬울 수 있다. 나머지 특징들은 위의 예시들에서 설명한 것과 유사할 것이다.

요약하면, 제안된 AIDMLA는 다음과 같은 중요한 특징과 이점 ― 해상도 및 관찰자의 눈의 디옵터를 교정할 필요가 없는 점을 제공한다.

해상도는 셀 크기와 배율에 의해 결정된다.

셀의 크기에 비해 눈이 상대적으로 먼 거리에 있으므로, 각각의 셀은 눈에 대한 그 시선을 결정하고, 셀의 크기가 사람의 해상도보다 낮기 때문에 디스플레이의 원래 해상도는 유지된다. 25cm의 시청 거리로부터, 완벽한 눈의 분해 요소는 >90㎛이다.

이 해상도는 광범위한 각도에서 유사하다. 시선이 디스플레이의 수직면에서 이동함에 따라, 빛의 일부는 인접한 내부 렌즈에서 나올 수 있지만 그것들은 동일하기 때문에 디스플레이의 해상도와 색상은 변경되지 않는다.

각각의 유형의 눈은 외부 MLA(135)의 약간 다른 물체면의 선명한 이미지를 볼 수 있지만, 앞서 설명한 바와 같이 디스플레이의 색상은 눈에 띄게 변하지 않는다.

도 1은 도 2의 행 중 하나의 단면도이다. 도 2는 요소들의 배열에 대한 상면도를 나타내며, 각각의 요소는 DcxDc 치수를 갖는 3D 요소임을 유의해야 한다. 일반적인 Dc 값은 마이크로미터 단위일 수 있습니다. 어떤 경우, 텔레비전과 같은 대형 디스플레이에 대해, Dc도 mm 범위 내에 있을 수 있다. Dc는 디스플레이의 해상도를 유지하기 위해 픽셀피치 정도일 수 있지만 가능한 모아레 인공물을 피하기 위해 약간 다를 수 있다.

다층 접근의 예로서, 도 2에 설명된 바와 같이 직사각형 마이크로 요소의 어레이로 구성된 층을 사용한다. 삼각형, 직사각형, 육각형 등의 어레이와 같이 디스플레이 영역을 완전히 덮을 수 있는 어떠한 형상도 고려될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 다른 기하학적 형상(원 등)도 적용될 수 있지만, 요소들 사이에 사각 공간(dead space)이 있으므로 디스플레이 에너지의 전송 효율이 낮아질 것이다. 도 1 및 도 2에서, 직사각형 케이스를 보여주며, 크기 d1*d2와 높이 H1의 각각의 요소는 투명 요소(130)으로 구성되어 있다. 바람직하게는, d1과 d2의 치수는 눈의 해상도보다 낮다.

층(135)은 두 가지 기능을 갖는다:

a. 광선을 평면(120)으로부터, 관찰자의 눈에 들어오고 무한대에서 평면(120)의 이미지를 생성하는 평행 광선으로 재시준함.

b. 대략 디스플레이 픽셀의 피치(눈의 해상도 미만) 정도의 피치의 반복적이고 가능한 볼록 또는 오목한 외부 요소 때문에, 그것은 또한 무광택 표면으로도 작용하고 들어오는 주변 광을 확산시키며, 스크래치와 지문 자국에 내성을 갖게 된다.

이들 층들을 서로 다른 방식으로 결합하거나 이들 층들의 일부를 사용할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이러한 층들의 구조는 시스템 및 방법이 구현될 수 있는 방법의 일례로 제공된다. 제시된 방법은 장치의 디스플레이 내부에 특수층(150)으로서 내장되거나 디스플레이를 덮는 애드온 투명 요소로 사용될 수 있다.

도 6은 AIDMLA가 어떻게 전화기에 내장될 수 있는지에 대한 예를 나타낸다. 그렇게 할 수 있는 다양한 선택지가 있다. 우리는 디스플레이와 커버 유리 아래 사이에 우리의 장치(150)가 위치한 예를 제시한다. 디지털 디스플레이(105)는 R, G, B 색상 서브픽셀(104)의 어레이의 조합으로 구성되며, 3개의 서브픽셀 조합은 픽셀의 색상을 나타낸다. 컬러 서브픽셀의 상이한 구성이 사용될 수 있다는 것에 유의해야 하며, 이 배열은 예시로 사용된다. 오늘날의 휴대폰에서 상기 피치는 약 40-80㎛이다. 픽셀들의 배열은 도 6의 우리의 박층 요소(150)에 부착된다. 커버 유리(110)는 (150)에 부착된다.

장치(150)는 예로서 다음과 같이 4개의 층으로 구성된다:

a. 디스플레이와 렌즈 어레이층(120) 사이에 인덱스 매칭 접착제 뿐만 아니라 투명 스페이서로 구성될 수 있는 층(115).

b. 마이크로렌즈 어레이층(120), 각각의 렌즈는 Dc1의 정사각형 조리개와 초점 거리 f1을 갖는다.

c. 중간 투명층(130).

d. 광선과 이미지면(125)을 무한대 또는 사용자 눈(137)에 적합한 바람직한 이미지 거리에서 사용자의 눈에 재시준하고, 폭 Dc2의 정사각형 조리개와 층(130) 상에 존재하는 초점 거리 f2를 갖는 제2 렌즈 어레이층(135).

마이크로렌즈 어레이(135)는, 렌즈(120)의 중심에서 평면(125)이 무한대로 투영되는 것을 보장하는 H1와 동일한 초점 f2를 갖는다. H와 H1이 주어지면, (120)의 초점 거리 f1은 M = H1/H의 배율로 디스플레이(105)를 외부 MLA(135) 상에 이미지화 하도록 선택된다.

도 7은 방법(300)을 보여준다. 방법(300)은 장치에 의해 서로 상이하고 장치의 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이의 제2 마이크로렌즈의 초점면 근처에 위치하는 다른 평면을 투영하는 단계(310)을 포함할 수 있으며; 장치는 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이를 더 포함하고, 상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이로부터 이격되며, 각각의 제1 마이크로렌즈와 각각의 제2 마이크로렌즈의 폭은 디스플레이의 픽셀피치의 수배보다 작고, 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 디스플레이의 공액면에 위치하고, 제2 마이크로렌즈의 초점면은 제1 마이크로렌즈에 위치하고; 각각의 평면은 복수의 세그먼트를 포함하는 시각적 정보를 갖고; 또한, 각각의 세그먼트의 광학 경로는 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈의 전용 쌍을 통과할 수 있다.

상기 장치는 상기 디스플레이에 추가될 수 있고, 디스플레이와 통합될 수 있고, 디스플레이에 애드온될 수 있고, 기타 등등일 수 있다.

상세한 설명에서는, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 구체적인 세부 사항이 제시된다. 다만, 이러한 구체적인 세부 사항 없이도 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 이해될 것이다. 다른 예에서, 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해, 주지의 방법, 절차 및 구성 요소는 상세히 설명되지 않았다.

예시의 단순성과 명확성을 위해 도면에 표시된 요소들이 반드시 축척대로 그려지는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 요소의 치수는 명확성을 위해 다른 요소에 비해 과장될 수 있다. 또한, 적절하다고 판단되는 경우, 대응하거나 유사한 요소를 나타내기 위해 도면들 사이에서 참조 번호가 반복될 수 있다.

본 발명의 예시된 실시예들은 대부분 당업자에게 공지된 전자 부품 및 회로를 사용하여 구현될 수 있으므로, 본 발명의 기본 개념의 이해와 평가를 위해 또한 본 발명의 교시로부터 모호하거나 방해되지 않도록, 세부 사항은 위에서 예시된 바와 같이 필요한 것으로 간주되는 것보다 더 많이 설명되지 않는다.

방법에 대한 본 명세서의 참조는 상기 방법을 실행할 수 있는 장치에 대하여 준용되어야 한다.

장치에 대한 본 명세서의 참조는 장치에 의해 실행될 수 있는 방법에 대하여 준용되어야 한다.

"및/또는"이라는 용어는 부가적으로 또는 대안적으로 사용된다.

전술한 명세서에서 본 발명은, 본 발명의 실시예의 구체적인 예시를 참조하여 설명되었다. 다만, 첨부된 청구항에 기재된 바와 같이 본 발명의 폭넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않고 그 안에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 명백할 것이다.

또한, 명세서 및 청구항들 중 "앞", "뒤", "상부", "하부", "위", "아래" 등이 있다면 설명 목적으로 사용되며, 반드시 영구적인 상대적 위치를 기술하기 위한 것은 아니다. 이와 같이 사용되는 용어들은, 본 명세서에 기재된 발명의 실시예들이, 예를 들어, 여기에 도시되거나 기재된 방향과 다른 방향으로 작동 가능하도록 적절한 상황에서 상호 교환 가능한 것으로 이해된다.

동일한 기능을 달성하기 위한 구성 요소의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 본 명세서에서 특정 기능을 달성하기 위해 결합되는 임의의 두 구성 요소들은 구조 양식 또는 중간 요소들에 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관된" 것으로 보일 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 두 구성 요소도 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "작동 가능하게 연결된" 것 또는 "작동 가능하게 결합된" 것으로 볼 수 있다.

또한, 당업자는 상술한 작동들 사이의 경계가 단지 예시적인 것에 불과하다는 것을 인식할 것이다. 상기 복수 개의 작동들은 단일 작업으로 결합될 수 있고, 단일 작동은 추가 작동들로 분배될 수 있으며, 작동들은 적어도 부분적으로 시간적으로 중첩되어 실행될 수 있다. 또한, 대안적인 실시예들은 특정 작동의 복수의 경우들을 포함할 수 있으며, 다양한 다른 실시예들에서 작동들의 순서가 변경될 수 있다.

그러나 다른 변형, 변경 및 대안도 가능하다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

"X일 수 있다"라는 문구는 조건 X가 충족될 수 있음을 나타낸다. 이 문구는 또한 조건 X가 충족되지 않을 수 있음을 시사한다. 예를 들어 ― 특정 구성 요소를 포함하는 장치에 대한 임의의 참조는 장치가 특정 구성 요소를 포함하지 않는 상황도 포함해야 한다.

"포함하는", "이루어지는", "갖는", "구성되는" 및 "본질적으로 구성되는"이라는 용어는 상호 교환 가능한 방식으로 사용된다. 예를 들어 ― 임의의 방법은 적어도 도면 및/또는 명세서에 포함된 단계를 포함하거나 도면 및/또는 명세서에 기재된 단계만 포함할 수 있다. 장치와 모바일 컴퓨터에도 동일하게 적용된다.

청구항에서 괄호 사이에 놓인 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. '포함하는'이라는 단어는 청구항에 나열된 것 외에 다른 요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 여기서 사용되는 용어 "하나의(a)"나 "하나의(an)"는 하나 또는 하나보다 많은 것으로 정의된다. 또한, 청구항에서 "적어도 하나 " 및 "하나 이상"과 같은 도입구의 사용은 같은 청구항이 "하나 또는 그 이상"이나 "적어도 하나"의 도입구 및 "하나의(a)"나 "하나의(an)"과 같은 부정관사를 포함할 때도, 부정관사 "a"나 "an"에 의한 다른 청구항 요소의 도입이 그러한 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 오직 하나의 그러한 요소를 포함하는 발명으로 제한하는 것을 의미한다고 해석되어서는 안 된다. 정관사의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 달리 명시되지 않는 한, "제1"과 "제2"와 같은 용어는 그러한 용어들이 기술하는 요소들을 임의로 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 이러한 용어들이 반드시 그러한 요소들의 시간적 또는 다른 우선순위를 나타내려는 것은 아니며, 단지 서로 다른 청구항들에서 특정 표시들이 인용된다는 사실만으로 이러한 표시들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

본 발명의 특정 특징들이 본 명세서에 예시되고 설명되었지만, 이제 당업자에게 많은 변형, 치환, 변경 및 등가물이 발생할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항은 본 발명의 진정한 사상에 속하는 그러한 모든 변형 및 변경을 포함하기 위한 것으로 이해되어야 한다.

임의의 도면 및/또는 명세서 및/또는 청구항 중 하나에 예시된 임의의 구성요소 및/또는 임의의 장치 단위의 임의의 구성 요소의 조합이 제공될 수 있다.

임의의 도면 및/또는 명세서 및/또는 청구항 중 어느 하나에 예시된 임의의 장치의 임의의 조합이 제공될 수 있다.

임의의 도면 및/또는 명세서 및/또는 청구항 중 하나에 예시된 단계, 작동 및/또는 방법의 임의의 조합이 제공될 수 있다.

임의의 도면 및/또는 명세서 및/또는 청구항 중 어느 하나에 예시된 작동의 조합이 제공될 수 있습니다.

임의의 도면 및/또는 명세서 및/또는 청구항 중 어느 하나에 예시된 방법의 조합이 제공될 수 있다.

또한, 예시적인 실시예들이 본 명세서에 설명되었지만, 등가 요소, 변형, 생략, 조합(예를 들어, 다양한 실시예에 걸친 양태의), 조정 및/또는 변경을 포함하는 임의의 및 모든 실시예의 범위는 본 개시내용에 기초하여 당업자에 의해 이해될 것이다. 청구범위의 제한은 청구범위에 사용된 언어를 기반으로 넓게 해석되어야 하며, 본 명세서에 기술된 예시 또는 출원 정차 중에 제한되지 않는다. 예시는 비배타적인 것으로 해석되어야 한다. 또한, 개시된 방법의 단계는 단계 재정렬 및/또는 단계 삽입 또는 삭제를 포함하여 임의의 방식으로 수정될 수 있다. 따라서, 명세서 및 실시예는 단지 설명을 위한 것으로 간주되며, 진정한 범위 및 사상은 다음 청구범위 및 이들의 등가물의 전체 범위에 의해 표시되는 것으로 의도된다.

Claims

디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치로서,
복수의 제1 마이크로렌즈를 포함하는 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이;
상기 제1 마이크로렌즈의 상기 제1 어레이로부터 이격되고, 복수의 제2 마이크로렌즈를 포함하는 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이;를 포함하고,
각각의 제1 마이크로렌즈 및 각각의 제2 마이크로렌즈의 폭은 상기 디스플레이의 픽셀피치보다 수배 작고;
상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 상기 디스플레이의 공액면에 위치하고; 상기 제2 마이크로렌즈의 초점면은 상기 제1 마이크로렌즈에 위치하고;
상기 장치는 상기 제2 마이크로렌즈의 초점면 근처에 위치하는 서로 다른 평면을 투영하도록 구성되고;
각각의 평면은 복수의 세그먼트를 포함하는 시각적 정보를 갖고; 및
각각의 세그먼트의 광학 경로는 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈의 전용 쌍을 통과하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 수배는 4배인, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 다른 평면들은 상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이의 피사계 심도 내에 위치하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
다른 쌍은 서로 평행하지 않은 광학축을 갖고, 각각의 쌍은 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈를 포함하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
인접한 제2 마이크로렌즈 사이의 거리는 대응하는 인접한 제1 마이크로렌즈 사이의 거리보다 작은, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
다른 쌍은 서로 교차하는 광학축을 보이는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
제2 마이크로렌즈의 면적은 대응하는 제1 마이크로렌즈의 면적보다 작은, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
제2 마이크로렌즈의 폭(Dc2)과 대응하는 제1 마이크로렌즈의 폭(Dc1)의 비는 실질적으로 L/(L+H1)과 같고, H1은 상기 제2 마이크로렌즈와 상기 대응하는 제1 마이크로렌즈 사이의 거리이고, L은 상기 디스플레이와 다른 쌍의 광학축 사이의 교차점과의 거리인, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 사이에 위치하는 적어도 하나의 투명 요소를 더 포함하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투명 요소와 상기 제1 마이크로렌즈 어레이 사이에 공극이 존재하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 장치.
디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법으로서,
장치에 의해, 상기 장치의 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이의 제2 마이크로렌즈의 초점면 근처에 위치하는 서로 다른 평면을 투영하는 단계;를 포함하고, 상기 장치는 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이를 더 포함하고, 상기 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 제1 마이크로렌즈의 제1 어레이로부터 이격되며, 각각의 제1 마이크로렌즈와 각각의 제2 마이크로렌즈의 폭은 상기 디스플레이의 픽셀피치보다 수배 작고, 제2 마이크로렌즈의 제2 어레이는 상기 디스플레이의 공액면에 위치하고, 상기 제2 마이크로렌즈의 초점면은 상기 제1 마이크로렌즈에 위치하고;
각각의 평면은 복수의 세그먼트를 포함하는 시각적 정보를 갖고; 및
각각의 세그먼트의 광학 경로는 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈의 전용 쌍을 통과하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 수배는 4배인, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
다른 쌍은 서로 평행하지 않은 광학축을 갖고, 각각의 쌍은 제2 마이크로렌즈 및 대응하는 제1 마이크로렌즈를 포함하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
인접한 제2 마이크로렌즈 사이의 거리는 대응하는 인접한 제1 마이크로렌즈 사이의 거리보다 작은, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
다른 쌍은 서로 교차하는 광학축을 보이는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
제2 마이크로렌즈의 면적은 대응하는 제1 마이크로렌즈의 면적보다 작은, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
제2 마이크로렌즈의 폭(Dc2)과 대응하는 제1 마이크로렌즈의 폭(Dc1)의 비는 실질적으로 L/(L+H1)과 같고, H1은 상기 제2 마이크로렌즈와 상기 대응하는 제1 마이크로렌즈 사이의 거리이고, L은 상기 디스플레이와 다른 쌍의 광학축 사이의 교차점과의 거리인, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제11항에 있어서,
상기 장치는 상기 제1 마이크로렌즈 어레이와 상기 제2 마이크로렌즈 어레이 사이에 위치하는 적어도 하나의 투명 요소를 더 포함하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.
제18항에 있어서,
상기 적어도 하나의 투명 요소와 상기 제1 마이크로렌즈 어레이 사이에 공극이 존재하는, 디스플레이 상에 표시되는 콘텐츠를 투영하는 방법.