KR20190092386A - 반사 지원 구조를 갖는 멀티뷰 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

멀티뷰 디스플레이는 백라이트와 스크린 사이에 위치된 반사 지원 구조를 포함한다. 백라이트는 멀티빔 요소를 사용하여 플레이트 광 가이드 내에서 전파하는 광을 커플링-아웃하도록 구성된 플레이트 광 가이드를 포함한다. 반사 지지 구조는 반사 지지 구조에 접하는 표면의 부분에 입사된 광을 다시 플레이트 광 가이드 안으로 반사시킨다. 스크린은 커플링-아웃된 광을 변조하여 멀티뷰 이미지를 생성하도록 구성된 멀티뷰 픽셀 어레이를 포함한다.

Description

반사 지원 구조를 갖는 멀티뷰 디스플레이
관련출원에 대한 상호참조
N/A
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
전자 디스플레이는 다양한 디바이스 및 제품의 사용자에게 정보를 통신하기 위한 거의 유비쿼터스적인 매체이다. 가장 일반적으로 채용되는 전자 디스플레이는 음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전계발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기 영동 디스플레이(EP), 및 전기기계적 또는 전기유체 광 변조(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 일렉트로웨팅 디스플레이, 등)를 채용하는 다양한 디스플레이를 포함한다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 능동 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 수동 디스플레이(즉, 또 다른 소스에 의해 제공된 광을 변조하는 디스플레이)로서 유별될 수 있다. 능동 디스플레이의 가장 자명한 예 중에는 CRT, PDP, 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 전형적으로 수동으로서 분류되는 디스플레이는 LCD 및 EP 디스플레이이다. 수동 디스플레이는 본질적으로 저전력 소모를 포함하지만 이에 국한되지 않는 유익한 성능 특징을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 없기 때문에 많은 실제 응용에서 다소 제한된 사용을 발견할 수 있다.
방출광과 관련된 수동 디스플레이의 한계를 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이가 외부 광원에 결합된다. 결합된 광원은 이들 다른 수동 디스플레이를 광을 방출하여 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하게할 수 있다. 이러한 결합된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 다른 수동 디스플레이 뒤에 놓여지는 광원(종종 패널 백라이트)으로서 작용할 수 있다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 이어서 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 백라이트는 종종 백색광을 방출하도록 구성된다. 이어 컬러 필터는 백색광을 디스플레이에서 사용되는 다양한 색으로 변환하기 위해 사용된다. 컬러 필터는, 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이의 출력에(덜 일반적인) 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 놓여질 수 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 반사 지원 구조를 갖는 멀티뷰 디스플레이를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 멀티뷰 디스플레이는 상기 멀티뷰 디스플레이의 복수의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 멀티뷰 픽셀 어레이로서, 멀티뷰 픽셀은 복수의 광빔들을 변조하도록 구성된 복수의 광 밸브들을 포함하는 것인, 멀티뷰 픽셀 어레이;
광을 안내하고 멀티빔 요소 어레이를 갖는 플레이트 광 가이드로서, 상기 어레이의 멀티빔 요소는 상기 복수의 광빔들로서 상기 안내된 광의 일부를 커플링-아웃하고 대응하는 멀티뷰에 픽셀에 상기 복수의 광빔을 제공하도록 구성되고, 상기 복수의 광빔의 광빔들은 상기 멀티뷰 디스플레이의 상기 상이한 뷰들의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는, 플레이트 광 가이드; 및
상기 멀티빔 요소 어레이를 상기 플레이트 광 가이드로부터 분리시키게 상기 멀티빔 요소 어레이와 상기 플레이트 광 가이드 사이에 위치된 반사 지지 구조로서, 상기 반사 지지는 반사 재료를 포함하고 상기 반사 지지 구조에 접하는 상기 플레이트 광 가이드의 표면의 일부분 상에 상기 광 가이드로부터 입사한 광을 상기 플레이트 광 가이드 안으로 다시 반사시키도록 구성되는, 반사 지지 구조를 포함하고,
상기 멀티빔 요소 어레이의 멀티빔 요소의 크기는 상기 복수의 광 밸브의 광 밸브의 크기와 유사하고, 상기 멀티빔 요소 어레이의 인접한 멀티빔 요소들 간의 요소간 거리는 상기 멀티뷰 픽셀 어레이의 인접한 멀티뷰 픽셀들 사이의 픽셀간 거리에 대응한다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명은 반사 지원 구조를 갖는 멀티뷰 디스플레이를 제공하는 효과가 있다.
본원에 설명된 원리에 따른 예 및 실시예의 다양한 특징들은 동일한 도면 부호가 동일한 구조적 요소를 나타내는 첨부된 도면에 도시된 예와 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 보다 용이하게 이해될 수 있다.
도 1a는 예시적 멀티뷰 디스플레이에 의해 생성된 멀티뷰 이미지의 사시도이다.
도 1b는 멀티뷰 디스플레이의 지점으로부터 나오는 광빔의 각도 성분의 그래픽 표현을 도시한다.
도 2a는 예시적 멀티뷰 디스플레이의 등각도를 도시한다.
도 2b는 도 2a에 도시된 멀티뷰 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 2c는 도 2a에 도시된 멀티뷰 디스플레이의 분해 등각도를 도시한다.
도 3은 멀티뷰 디스플레이의 플레이트 광 가이드 내로 결합된 광의 단면도이다.
도 4는 플레이트 광 가이드의 표면에서의 전반사를 도시한다.
도 5는 지지층, 반사층, 및 플레이트 광 가이드의 단면도를 도시한다.
도 6a는 세그먼트된 반사층으로 구성된 예시적 멀티뷰 디스플레이의 분해 등각도이다.
도 6b는 세그먼트된 반사층으로 구성된 예시적 멀티뷰 디스플레이의 분해 등각도이다.
도 7은 반사 지지층으로 구성된 예시적 멀티뷰 디스플레이의 단면도이다.
도 8a는 투과가능한 회절 격자로서 구성된 플레이트 광 가이드의 예시적 멀티빔 요소의 단면도를 도시한다.
도 8b는 반사 회절 격자로서 구성된 플레이트 광 가이드의 예시적 멀티빔 요소의 단면도를 도시한다.
도 9는 마이크로-굴절 요소로서 구성된 플레이트 광 가이드의 예시적 멀티빔 요소의 단면도를 도시한다.
도 10a는 프리즘 형상 마이크로-반사 요소로서 구성된 플레이트 광 가이드의 예시적 멀티빔 요소의 단면도를 도시한다.
도 10b는 반-구면 마이크로-굴절 요소로서 구성된 플레이트 광 가이드의 예시적 멀티빔 요소의 단면도를 도시한다.
도 11은 멀티뷰 이미지를 디스플레이하는 방법의 흐름도이다.
어떤 예 및 실시예는 위에 언급된 도면에 도시된 특징에 추가되거나 대신에 포함되는 다른 특징들을 가질 수 있다. 이들 및 다른 특징은 상술한 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
본원에 설명된 원리에 따른 예 및 실시예는 백라이트와 스크린 사이에 위치된 반사 지지 구조를 포함하는 멀티뷰 디스플레이를 제공한다. 반사 지지 구조는 스크린과 백라이트 사이에 실질적으로 균일한 이격 거리를 유지하고 스크린을 백라이트에 부착 또는 접착하도록 구성된다. 또한, 일부 실시예에 따라, 반사 지지의 반사 특성은 백라이트 내에서 전파하는 광을 '리사이클'할 수 있다. 특히, 반사 지지는 반사 지지에 입사하는 광을 실질적으로 광 가이드 안으로 다시 반사시킴으로써 광을 리사이클할 수 있다. 이러한 방식으로 광을 리사이클하는 것은 후술되는 바와 같은 다양한 실시예에 따라, 광 가이드로부터 광의 누설 또는 원치 않는 투과를 방지할 수 있다.
멀티뷰 디스플레이는 상이한 뷰 방향으로 멀티뷰 이미지의 복수의 또는 다수의 상이한 뷰를 제공하도록 구성된 전자 디스플레이 또는 디스플레이 시스템이다. '멀티뷰 이미지'라는 용어에서 사용되는 '멀티뷰'라는 용어는 서로 다른 퍼스펙티브를 나타내거나 많은 상이한 뷰의 뷰들 간에 각도 디스패리티를 포함하는 복수의 또는 다수의 뷰를 지칭한다. 또한, '멀티뷰'라는 용어는 2 이상의 상이한 뷰(즉, 최소 3개의뷰 및 일반적으로 3개 이상의 뷰)를 포함한다. 이와 같이, '멀티뷰 디스플레이'는 스테레오스코픽 디스플레이와는 구별된다. 스테레오스코픽 디스플레이는 장면이나 이미지를 나타내기 위해 2개의 상이한 뷰만을 디스플레이한다. 그러나, 멀티뷰 이미지 및 멀티뷰 디스플레이는 2개 이상의 뷰를 포함하지만, 멀티뷰 이미지는 동시에 보기 위해 멀티뷰 뷰중 2개만을 선택함으로써(즉, 눈마다 하나의 뷰) 스테레오스코픽 이미지 쌍으로서 보여질 수 있는 것에(즉, 멀티뷰 디스플레이 상에) 유의한다.
멀티뷰 디스플레이는 복수의 멀티뷰 픽셀을 갖는 스크린을 포함한다. 각각의 멀티뷰 픽셀은 복수의 광 밸브 세트를 포함한다. 멀티뷰 디스플레이는 복수의 멀티빔 요소로 구성된 플레이트 광 가이드에 광학적으로 결합된 광원을 포함하는 백라이트를 포함한다. 각 멀티빔 요소는 한 세트의 광 밸브에 해당한다. 또한, 각각의 멀티빔 요소는 멀티뷰 픽셀의 중심을 향하여 각 대응하는 광 밸브 세트의 중심에 대해 공간적으로 오프셋된다. 광 밸브 세트는 대응하는 멀티빔 요소로부터 회절적으로 커플링 아웃된 광을 변조한다. 멀티빔 요소의 공간적 오프셋은 광 밸브 세트에서 나오는 변조된 광빔에 각도 오프셋을 생성한다. 각각의 멀티뷰 픽셀과 연관된 광 밸브 세트로부터 나오는 변조된 광빔들은 스크린으로부터의 뷰 거리에 멀티뷰 이미지를 생성하기 위해 인터리브한다.
도 1a는 예시적 멀티뷰 디스플레이(100)에 의해 생성된 멀티뷰 이미지의 사시도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(100)는 다수의 이미지를 동시에 디스플레이할 수 있다. 각 이미지는 상이한 뷰 방향에서 장면이나 객체의 상이한 뷰를 제공한다. 도 1a에서, 뷰 방향은 다양한 상이한 주 각도 방향으로 멀티뷰 디스플레이(100)로부터 연장하는 화살표로 도시된다. 상이한 뷰는 화살표의 말미에 음영 다각형 패널로서 도시되었다. 예를 들어, 도 1a에서, 4개의 다각형 패널(102-105)은 상이한 대응하는 뷰 방향(106-109)으로부터의 멀티뷰 이미지의 4개의 상이한 뷰를 나타낸다. 멀티뷰 디스플레이(100)는 객체(예를 들어, 장면 내의 3 원 객체)의 멀티뷰 이미지를 디스플레이하기 위해 사용된다고 가정한다. 관찰자가 멀티뷰 디스플레이(100)를 방향(106)으로 볼 때, 관찰자는 객체의 뷰(102)를 본다. 그러나, 관찰자가 뷰 방향(109)으로부터 멀티뷰 디스플레이(100)를 볼 때, 관찰자는 동일 객체의 상이한 뷰(105)를 본다. 설명의 단순화를 위해, 상이한 뷰는 도 1a에서 멀티뷰 디스플레이(100) 위에있는 것으로서 도시된 것에 유의한다. 실제로, 상이한 뷰는 실제로 멀티뷰 디스플레이(100)의 스크린 상에 동시에 디스플레이되어, 멀티뷰 디스플레이(100)의 관찰자의 뷰 방향을 간단히 변경함으로써 관찰자가 다른 뷰 방향으로부터 객체 또는 장면을 볼 수 있게 한다.
뷰 방향 또는 동등하게 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 방향을 갖는 광빔은 각도 성분(α,β)에 의해 주어진 주 각도 방향을 갖는다. 각도 성분(α)은 광빔의 '고도 성분' 또는 '앙각'이라고 지칭된다. 각도 성분(β)은 광빔의 '어지무스 성분' 또는 '어지무스 각'이라 지칭된다. 정의에 의해, 앙각(α)은 수직 평면(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 스크린 평면에 수직한) 내 각도이고, 어지무스 각(β)은 수평 평면 내 각이다(예를 들어, 멀티뷰 디스플레이의 스크린의 평면에 평행한).
도 1b는 도 1a에서 뷰 방향(108)과 같은, 멀티뷰 디스플레이의 뷰 방향에 대응하는 특정 주 각도 방향으로 디스플레이(100)의 멀티뷰의 지점으로부터 방출 또는 나오는 광빔(110)의 각 성분(α,β)의 그래픽 표현이다. 광빔(110)은 멀티뷰 디스플레이(100) 내의 특정 원점 원점 'O'과 연관된 중심 광선을 갖는다.
멀티뷰 스플레이의 백라이트는 플레이트 광 가이드의 멀티빔 요소를 통해 플레이트 광 가이드 내에서 전파하는 광을 회절적으로 커플링 아웃하는 플레이트 광 가이드로 구성된다. 백라이트와 스크린 사이에 위치된 반사 지지 구조는 플레이트 광 가이드의 표면의 부분에 접하고 멀티빔 요소에 의해 회절적으로 커플링 아웃된 광의 투과를 허용하도록 구성된다. 반사 지지 구조는 반사 지지 구조에 접하는 표면의 부분에 입사된 광을 플레이트 광 가이드 안으로 다시 반사시킴으로써 플레이트 광 가이드 내에서 전파하는 광을 리사이클하도록 구성된다.
도 2a는 예시적 멀티뷰 디스플레이(200)의 등각도이다. 도 2b는 도 2a의 라인 I-I을 따른 멀티뷰 디스플레이(200)의 단면도이다. 도 2c는 멀티뷰 디스플레이(200)의 분해 등각도이다. 도 2a-도 2c에 도시된 바와 같이, 멀티뷰 디스플레이(200)는 멀티뷰 백라이트(202), 반사층(204), 지지층(206), 및 스크린(208)을 포함한다. 멀티뷰 백라이트(202)는 플레이트 광 가이드(210) 및 플레이트 광 가이드(210)의 에지에 광학적으로 결합된 광원(212)을 포함한다. 플레이트 광 가이드(210)는 광원(212)에 의해 생성된 광을 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)과 제2 표면(216) 사이에서 안내하게 구성된다.
도 2b 및 도 2c에서, 플레이트 광 가이드(210)는 실질적으로 평면이고 평행 한 제1 및 제2 표면(214, 216)을 갖는 플레이트 광학 웨이브가이드일 수 있다. 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)은 다수의 멀티빔 요소(220)로 구성될 수 있다. 도 2b 및 도 2c에서, 반사층(204)은 개구(222)를 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 도 2c에서, 지지층(206)은 또한 개구(224)를 갖는 직사각형 형상을 갖는다. 도 2b에서, 지지층(206)은 반사층(204)의 표면 상에 위치된다. Wr로 표시되는 반사층(204)의 직선 부분의 폭은 지지층(206)의 직선 부분의 폭보다 크다. 다른 실시예에서, 반사층(204)의 직선 부분의 폭은 지지층(206)의 직선 부분의 폭과 대략 동일할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에서, 스크린(208)은 스크린 경계(228)에 의해 둘러싸인 광 밸브 어레이(226)를 포함한다. 광 밸브 어레이(226)는 불투명에서 투명으로 선택적으로 스위칭될 수 있는 별도의 개별적으로 동작가능한 광 밸브(230)를 포함한다. 광 밸브(230)는 액정 광 밸브, 전기 영동 광 밸브, 및 일렉트로웨팅에 기초한 광 밸브일 수 있다. 각각의 광 밸브(230)는 광 밸브 어레이(226) 상에 이미지를 디스플레이하도록 개별적으로 변조될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 스크린 경계(228)는 지지층(206) 상에 놓여지고 이에 접한다. 지지층(206) 및 반사층(204)은 실질적으로 균일한 거리(D)만큼 플레이트 광 가이드(210)로부터 스크린을 분리시키는 반사 지지 구조를 포함한다. 지지층(206)은 두께(Ts)로 구성될 수 있고, 반사층(204)은 두께(Tr)로 구성될 수 있어, 거리 D = Ts + Tr만큼 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)으로부터 스크린(208)을 분리시키기 위해 결합한다. 지지층(206) 및 반사층(204)은 스크린을 플레이트 광 가이드(210)에 부착(접착)하는 접착제를 포함할 수 있다. 대응하는 반사 및 지지층(204, 206) 내 개구(222, 224)는 스크린(208)의 광 밸브 어레이(226)와 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)의 멀티빔 요소(220) 사이에 방해되지 않은 공간을 생성한다. 즉, 개구(222, 224)는 광 밸브 어레이(226)를 향하여 플레이트 광 가이드(210)로부터 회절적으로 커플링 아웃하는 광을 차단 또는 방해하지 않기 위해 생성된다.
플레이트 광 가이드(210)는 다수의 상이한 광학적으로 투명한 재료 중 임의의 하나를 포함할 수 있거나, 다양한 유형의 유리, 이를테면 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머, 이를테면 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 아크릴 유리, 폴리카보네이트 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는, 임의의 다양한 유전체 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드(210)는 전반사(TIR)를 용이하게 하기 위해 플레이트 광 가이드(210)(도시되지 않음)의 표면의 적어도 일부에 클래딩 층을 포함할 수 있다.
광원(212)은 하나 이상의 광학 이미터를 포함할 수 있다. 광학 이미터는 발광 다이오드(LED), 레이저, 유기 발광 다이오드(OLED), 폴리머 발광 다이오드, 플라즈마 기반의 광학 이미터, 형광 램프, 백열 램프, 임의의 다른 광원일 수 있다. 광원(212)에 의해 생성된 광은 특정 파장을 가질 수 있고(즉, 특정 색을 가질 수 있고) 혹은 일 범위 이상의 파장(예를 들면, 백색광)일 수 있다. 일부 실시예에서, 광원(212)은 각 세트의 광학 이미터가 다른 세트의 광학 이미터에 의해 생성된 파장 또는 일 범위의 파장과는 상이한 특정 파장 또는 일 범위의 파장의 광을 생성하는 광학 이미터 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원(212)은 하나 이상의 광학 이미터의 각 세트가 원색(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색) 중 하나를 생성하는 광학 이미터 세트를 포함할 수 있다.
도 2a-도 2c에 도시된 바와 같이, 광 밸브 어레이(226)는 광 밸브 어레이 상에 이미지를 디스플레이하도록 변조될 수 있는 개별 광 밸브(230)를 포함한다. 멀티뷰 픽셀은 2 이상의 광 밸브 어레이를 포함한다. 도 2a-도 2c에서, 광 밸브 어레이(226)의 광 밸브는 8개의 멀티뷰 픽셀을 생성하도록 분할된다. 각각의 멀티뷰 픽셀은 7x7 광 밸브 어레이(230)를 포함한다. 멀티뷰 픽셀을 형성하는 7x7 광 밸브 어레이 각각은 점선 정사각형에 의해 구획된다. 예를 들어, 광 밸브(230)는 도 2a 및 도 2c에 구획된 멀티뷰 픽셀(232)의 49개 광 밸브 중 하나이다. 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 디스플레이의 유사한 수의 상이한 뷰 각각에서 '뷰' 픽셀을 나타내는 광 밸브 세트이다. 특히, 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 각각에서 뷰 픽셀에 대응하거나 이를 나타내는 개별 광 밸브를 가질 수 있다. 또한, 각각의 광 밸브가 상이한 뷰 중 하나의 소정의 뷰 방향과 관련된다는 점에서, 멀티뷰 픽셀의 광 밸브는 '지향성 픽셀'이라고도 불린다. 또한, 다양한 예 및 실시예에 따라, 멀티뷰 픽셀의 광 밸브에 의해 나타내어지는 상이한 뷰 픽셀은 상이한 뷰들 각각에서 등가의 또는 적어도 실질적으로 유사한 위치 또는 좌표를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티뷰 픽셀은 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰 각각에서 {x1, y1}에 위치된 뷰 픽셀에 대응하는 개별 광 밸스를 가질 수 있는 반면, 제2 멀티뷰 픽셀은 상이한 뷰 각각에서 {x2, y2}에 위치된 뷰 픽셀에 대응하는 개별 광 밸브를 가질 수 있다, 등등.
일부 실시예에서, 멀티뷰 픽셀의 뷰 픽셀 수는 멀티뷰 디스플레이의 뷰의 수와 동일할 수 있다. 예를 들어, 멀티뷰 픽셀은 64개의 상이한 뷰를 갖는 멀티뷰 디스플레이를 생성하기 위해 사용될 수 있는 64개의 광 밸브 어레이를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티뷰 디스플레이는 8 x 4 뷰 어레이(즉, 32 뷰)를 제공할 수 있고, 멀티뷰 픽셀은 32 광 밸브(즉, 각각의 뷰에 대해 하나)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 상이한 광 밸브는 64개의 상이한 뷰에 대응하는 뷰 방향 중 다른 것에 대응하는 연관된 방향(예를 들어, 광빔 주 각도 방향)을 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예에 따라, 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀 수는 멀티뷰 디스플레이 뷰에서 '뷰' 픽셀(즉, 선택된 뷰를 구성하는 픽셀) 수와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 뷰가 640 x 480 뷰 픽셀(즉, 640 x 480 뷰 해상도)를 포함한다면, 멀티뷰 디스플레이는 (307,200) 멀티뷰 픽셀을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 뷰가 100 x 100 뷰 픽셀을 포함할 때, 멀티뷰 디스플레이는 총 10,000개(즉, 100 x 100 = 10,000)의 멀티뷰 픽셀을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따라, 멀티빔 요소(220)는 1차원(ID) 어레이 또는 2차원(2D) 어레이로 배열될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 요소(220)는 선형 ID 어레이로서 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티빔 요소(220)는 도 2c에 도시된 바와 같이 직사각형 2D 어레이로서 배열될 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 요소는 원형 또는 타원형 2D 어레이로 배열될 수 있다. 다른 예에서, 멀티빔 요소 어레이(즉, ID 또는 2D 어레이)는 규칙적으로 또는 균일하게 이격된 멀티빔 요소일 수 있다. 특히, 멀티빔 요소들(220) 간 요소간 거리(예컨대, 중심 대 중심 거리 또는 간격)는 멀티빔 요소 어레이에 걸쳐 실질적으로 균일하거나 일정할 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티빔 요소들(220) 간의 요소간 거리는 x 및 y 방향 중 하나 또는 둘 다에서 다를 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, s로 표기된 멀티빔 요소(220)의 크기는 광 밸브 어레이(226)의 S로 표기된 광 밸브(230)의 크기와 비교될 수 있다. '크기'는 광 밸브의 길이, 폭 또는 영역일 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 광 밸브(230)의 크기는 광 밸브의 길이일 수 있고, 멀티빔 요소(220)의 필적되는 크기는 또한 멀티빔 요소(220)의 길이일 수 있다. 또 다른 예에서, 크기는 영역, 이를테면 광 밸브(230)의 영역과 비교할 수 있는 멀티빔 요소(220)의 영역을 지칭할 수 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소(220)의 크기는 멀티빔 요소 크기가 광 밸드의 크기의 약 50%와 약 200% 사이에 있도록 광 밸드의 크기와 필적될 수 있다. 예를 들어, 멀티빔 요소 크기(s)는 다음 조건을 만족한다:
Figure pct00001
(1)
다른 예에서, 멀티빔 요소 크기는 광 밸브 크기의 약 60% 이상이거나, 또는 광 밸브 크기의 약 70% 이상이거나, 또는 광 밸브 크기의 약 80% 이상이거나, 또는 광 밸브 크기의 약 90% 이상이고, 멀티빔 요소는 광 밸브 크기의 약 180%와 이하이거나, 광 밸브 크기의 약 160% 이하이거나, 광 밸브 크기의 약 140% 이하이거나, 광 밸브 크기의 약 120% 이하이다. 예를 들어, '필적할 크기'에 의해, 멀티빔 요소 크기는 광 밸브 크기의 약 75% 내지 약 150% 사이일 수 있다. 또 다른 예에서, 멀티빔 요소(220)는 멀티빔 요소 크기가 광 밸브 크기의 약 125% 내지 약 85% 사이인 광 밸브(230)와 크기에서 필적될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 멀티빔 요소(220)와 광 밸브(230)의 필적할만한 크기는 멀티뷰 디스플레이(200)의 뷰 사이의 어두운 존을 감소시키거나, 일부 실시예에선 최소화하게 선택될 수 있고, 그와 동시에 멀티뷰 디스플레이의 뷰들 간의 중첩을 감소시키거나, 또는 일부 실시예에서 최소화하게 선택될 수 있다.
도 3은 광원(212)에 의해 생성된 광이 광(302)으로서 플레이트 광 가이드(210)에 입력되거나 결합되는 디스플레이(200)의 단면도이다. 광(302)은 플레이트 광 가이드(210)의 제1 및 제2 표면(214, 216)에 대해 비제로 전파 각도(예를 들어, 약 30-35도)로 플레이트 광 가이드(210)에 결합된다. 하나 이상의 렌즈, 프리즘, 미러 또는 유사한 반사기(예를 들어, 틸트된 콜리메이트 반사기)(미도시)은 광원(212)에 의해 생성된 광을 비제로 전파 각도로 플레이트 광 가이드(210)에 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 광(302)은 콜리메이트된 광으로서 플레이트 광 가이드(210)에 입력될 수 있다. 광이 콜리메이트되는 정도는 σ로 표기되는 콜리메이트 팩터로 나타낸다. 콜리메이트 팩터는 콜리메이트된 광 내에서 광선의 각도 스프레드를 정의한다. 예를 들어, 콜리메이트 팩터(σ)는 콜리메이트된 광(302)의 대부분의 광선이 특정한 각도 스프레드(예를 들어, 콜리메이트된 광의 중심 또는 주 각도 방향에 대해 +/- σ) 내에 있음을 명시할 수 있다. 콜리메이트된 광(302)의 광선은 각도 면에서 가우시안 분포를 가질 수 있고, 각도 스프레드는 콜리메이트된 광의 피크 세기의 1/2로 결정되는 각도일 수 있다.
도 3에서, 플레이트 광 가이드(210)는 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)과 제2 표면(216) 사이의 비제로 전파 각도로 TIR에 따라 광(302)을 안내한다. 도 4는 플레이트 광 가이드(210) 내에서 전파하고 플레이트 광 가이드(210)의 표면(402)(예를 들어, 제1 표면(214) 또는 제2 표면(216))의 동일한 지점에 입사하는 2개의 광선의 궤적을 도시한다. 표면(402)은 플레이트 광 가이드(210)와 플레이트 광 가이드(210)보다 낮은 굴절률을 갖는 공기(404) 사이의 경계이다. 일점 쇄선(406)은 법선을 나타내고, θC는 법선에 대한 임계각을 나타낸다. 입사각은 법선(406)에 대해 측정된다. 임계각(θC)보다 큰 각도로 표면(402)에 광 입사는 TIR을 경험한다. 예를 들어, 방향 화살표(408)로 나타낸 광은 임계각(θC)보다 큰 각도로 표면(402)에 입사하기 때문에, 광은 방향 화살표(410)로 나타낸 바와 같이 내부에서 반사된다. 방향 화살표(412)로 나타낸 바와 같이 임계각(θC) 미만의 각도로 표면(402)에 입사하는 광은 방향 화살표(414)로 나타낸 바와 같이 투과된다.
반사층(204)은 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214) 상에 위치된 은 또는 알루미늄과 같은, 그러나 이에 제한되지는 않는 반사 재료를 포함한다. 반사층(204)은 제1 표면(214)의 경계 주위에 필름 또는 반사 테이프로서 프리-폼되고 피착될 수 있다. 대안적으로, 반사층(204)은 제1 표면(214) 상에 화학적 또는 물리적 기상 피착을 사용하여 반사성 재료를 먼저 피착하고 이어 습식 에칭, 이온 밀링, 포토리소그래피, 이방성 에칭, 및 플라즈마 에칭 중 임의의 하나 이상을 사용하여 개구(222)를 형성함으로써 형성될 수 있다. 반사층(204)은 플레이트 광 가이드(210) 내에서 전파하고 플레이트 광 가이드(210) 내로 다시 반사층(204) 아래의 제1 표면(214)에 입사되는 광을 반사시킨다.
도 5는 지지층(206), 반사층(204), 및 플레이트 광 가이드(210)의 부분의 단면도를 도시한다. 일점쇄선(502)은 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)에 대한 법선을 나타낸다. 방향 화살표(504)는 반사층(204)에 인접한 제1 표면(214)에 입사되는 광을 나타낸다. 반사층(204)은 방향 화살표(506)로 나타낸 바와 같이 광을 다시 플레이트 광 가이드(110)로 반사시킨다. 일부 실시예에 따라, 반사층(204)은 반사층(204)에 접하는 제1 표면(214)의 임의의 부분에 입사되는 광을 플레이트 광 가이드(210)로 다시 반사시킴으로써 거의 완벽한 스페큘라 반사기로서 작용한다. 플레이트 광 가이드(210)로 다시 반사된 광은 플레이트 광 가이드(210)의 다른 표면으로부터 TIR에 의해 리사이클될 수 있다.
반사층(204)의 반사 특성은 지지층(206)에 인접한 제1 표면(214)에 입사하는 광이 지지층(206)으로 누설되는 것을 방지한다. 예를 들어, 상술된 바와 같이, 그러나 반사층(204) 없이 구성된 멀티뷰 디스플레이를 고찰한다. 이러한 멀티뷰 디스플레이는 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)에 바로 놓여진 지지층(206)을 가질 것이다. 결과적으로, 지지층(206)에 인접한 제1 표면(214)에 입사하는 광의 적어도 일부는 지지층(206) 내로 누설하여, 광이 손실되는 지지층(206) 내로 광학적 드레인을 생성한다.
도 3으로 돌아가서, 각각의 멀티빔 요소(220)는 대응하는 멀티뷰 픽셀(232)에 광의 일부를 커플링-아웃된 광으로서 커플링-아웃하도록 구성된다. 예를 들어, 도 3에서, 멀티빔 요소(220)에 입사하는 광(302)의 부분은 멀티뷰 픽셀(232)의 광 밸브를 통과하는 발산하는 방향 화살표(238)로 나타낸 커플링-아웃된 광를 생성한다. 플레이트 광 가이드(210)는 광이 플레이트 광 가이드(210)에 입력되는 에지에 대향하는 플레이트 광 가이드(210)의 단부에 반사기(미도시)를 포함할 수 있다. 반사기는 도 3에 화살표(306)로 나타낸 바와 같이, 광(302)을 플레이트 광 가이드(210)로 다시 반사시켜 광을 리사이클시킨다. 이러한 방식으로 광을 리사이클하는 것은 광을 한번 이상 이용가능하게 함으로써 멀티뷰 백라이트(202)의 밝기(예를 들어, 커플링-아웃된 광의 세기)를 증가시킬 수 있다.
도 2b-도 2c에 도시된 예에서, 상술한 디스플레이(100)의 반사층(204)은 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214) 상에 놓여진 연속적인 직사각형 형상의 객체이다. 다른 실시예에서, 디스플레이의 반사층은 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214) 상에 배치된 반사 세그먼트를 포함할 수 있다.
도 6a는 디스플레이(200)와 유사하지만 디스플레이(200)의 반사층(204) 및 지지층(206)이 세그먼트된 반사층(602) 및 세그먼트된 지지층(604)으로 대체된 디스플레이(600)의 분해 등각도를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 디스플레이(600)는 도 2a-도 2c를 참조하여 위에서 설명된 멀티뷰 백라이트(202) 및 스크린(208)을 포함한다. 반사층(602)은 직선 반사 세그먼트(606-609)를 포함한다. 지지층(604)은 직선 지지 세그먼트(610-613)를 포함한다. 디스플레이(600)가 조립될 때, 반사 세그먼트(606-609)는 제1 표면(214)의 에지 근처에 위치되고, 지지 세그먼트(610-613)는 대응하는 반사 세그먼트(606-609) 상에 위치된다. 세그먼트된 반사층(602) 및 세그먼트된 지지층(604)은 스크린(208)을 플레이트 광 가이드(210)로부터 분리시키는 반사 지지 구조를 형성한다.
도 6b는 디스플레이(200)와 유사하지만 디스플레이(200)의 반사층(204) 및 지지층(206)이 세그먼트된 반사층(622) 및 세그먼트된 지지층(624)으로 대체된 디스플레이(620)의 분해 등각도를 도시한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 디스플레이(620)는 도 2a-도 2c를 참조하여 위에서 설명된 멀티뷰 백라이트(202) 및 스크린(208)을 포함한다. 반사층(622)은 벤딩된 반사 세그먼트(626-629)를 포함한다. 지지층(624)은 벤딩된 지지 세그먼트(630-633)를 포함한다. 디스플레이(620)가 조립될 때, 벤딩된 반사 세그먼트(626-629)는 제1 표면(214)의 코너 근처에 위치되고, 지지 세그먼트는 대응하는 벤딩된 반사 세그먼트(606-609) 상에 위치된다. 세그먼트된 반사층(622) 및 세그먼트된 지지층(624)은 스크린(208)을 플레이트 광 가이드(210)로부터 분리시키는 반사 지지 구조를 형성한다.
다른 실시예에서, 스크린(208)을 플레이트 광 가이드(210)로부터 분리시키는 반사 지지 구조는 반사 재료로 구성될 수 있다. 도 7은 디스플레이(200)의 반사 지지 구조(즉, 반사층(204) 및 지지층(206))가 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)으로부터 거리(D)만큼 스크린(208)을 분리시키는 반사 지지 구조(702)로 대체된 것을 제외하고 디스플레이(200)와 유사한 예시적 디스플레이(700)의 단면도이다. 반사 지지 구조(702)는 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)의 에지 근처에 위치된다. 반사 지지 구조(702)는 스크린(208)을 플레이트 광 가이드(210)에 부착하여 접착하는 접착제일 수 있고 은 또는 알루미늄과 같은 반사 재료를 또한 포함한다. 반사 지지 구조(702)는 회절 격자로부터 회절적으로 커플링-아웃된 광이 광 밸브 어레이(226)로 차단되지 않고 전파할 수 있게 하는 개구(704)를 갖는 연속된 직사각형 형상을 가질 수 있다. 다른 실시 예에서, 직사각형 지지 구조(702)는 세그먼트가 제1 표면(214)의 에지 및 코너 근처에 위치된 세그먼트된 반사 지지 구조일 수 있다. 반사 지지 구조(702)는 반사 지지 구조(702)에 접하는 제1 표면(214)의 임의의 부분에 입사된 광을 도 5를 참조하여 전술한 반사층(204)과 동일한 방식으로 플레이트 광 가이드(210)로 다시 반사시킴으로써 거의 완벽한 스페큘라 반사기로서 작용한다
다양한 실시예에 따라, 멀티빔 요소(220)는 광(302)의 일부를 커플링-아웃하도록 구성된 다수의 상이한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상이한 구조는 회절 격자, 마이크로-반사 요소, 마이크로-굴절 요소, 또는 이들의 다양한 조합일 수 있는데, 그러나 이들로 제한되지 않는다. 일부 실시예에 따라, 회절 격자의 회절 피처는 서로 이격된 홈 및 리지 중 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 홈 또는 리지는 플레이트 광 가이드(210)의 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 홈 및 리지는 플레이트 광 가이드(210)의 표면 내에 형성될 수 있다. 다른 예에서, 홈 또는 리지는 플레이트 광 가이드 재료 이외의 재료, 예를 들면, 플레이트 광 가이드(210)의 표면 상의 필름 또는 다른 재료의 층로부터 형성될 수 있다.
도 8a는 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)에서 회절 격자(802)로서 구성된 플레이트 광 가이드(210)의 멀티빔 요소(220)의 단면도를 도시한다. 회절 격자(802)는 광(302)의 하나 이상의 파장보다 넓은, d로 나타낸 회절 피처들 사이의 간격을 가진 회절 피처를 포함한다. 회절 격자(802)와 상호작용하는 특정 파장(λ)의 광을 고찰한다. 광은 회절 피처에 의해 다른 방향들로 투과 및 산란된다. 광의 웨이브들은 상이한 위상을 갖고 회절 격자(802)로부터 나온다. 결과적으로 웨이브는 보강적으로 그리고 파괴적으로 간섭하여 웨이브가 보강적으로 간섭하는 광빔을 생성한다. 예를 들어, 인접한 회절 피처로부터 나오는 광의 웨이브 간에 경로 차가 파장의 절반(즉, λ/2)일 때, 웨이브는 역위상되어 나오고 파괴 간섭을 통해 상쇄될 수 있다. 반면에, 인접한 회절 피처로부터 나오는 웨이브들 간에 경로 차가 파장(λ)과 같을 때, 웨이브는 보강적으로 간섭하여 최대 세기의 광을 생성한다. 회절 격자로부터의 최대 세기를 갖고 나오는 광빔은 방향 화살표(804)로 나타내었고, 제1 표면(214)에 대한 법선(806)에 대해 회절 격자(802)로부터 광이 나광의 회절각은 회절식에 따라 계산될 수 있다:
Figure pct00002
(2)
m은 회절 차수(즉, m =..., -2, -1,0,1,2,...);
n은 플레이트 광 가이드(210)의 굴절률;
θi는 법선(806)에 대한 광(302)의 입사각;
θm은 플레이트 광 가이드(210)로부터 회절적으로 커플링-아웃된 광의 m번째 빔의 법선(806)에 대한 회절각이다.
다른 예에서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 멀티빔 요소(220)는 플레이트 광 가이드(210)의 제2 표면(216)에 또는 인접하여 위치된 회절 격자(810)이다. 멀티빔 요소는 반사 회절 격자를 생성하기 위해 회절 격자(810)의 회절 피처를 채우는 반사 코팅(812)을 포함한다. 반사 코팅(812)은 회절된 광을 회절적으로 커플링-아웃된 광(814)으로서 제1 표면(214)을 통해 나가게 제1 표면(214)을 향해 반사시킨다. 제1 표면(214)을 따라 플레이트 광 가이드(210)로부터 나오는 회절적으로 커플링-아웃된 광(814)은 플레이트 광 가이드(210)의 고 굴절률 재료로부터 공기의 낮은 굴절률로 이동한 결과로서 굴절되어, 회절적으로 커플링-아웃된 광(814)을 스프레드되게 한다. 회절 격자(810)의 회절 피처의 간격은 플레이트 광 가이드(210)로부터 나오는 광의 스프레드를 감안하도록 선택될 수 있다.
다른 실시예(도시되지 않음)에서, 멀티빔 요소(220)는 플레이트 광 가이드(210)의 제1 및 제2 표면(214, 216) 사이에 위치된 회절 격자일 수 있다. 일부 실시예에서, 멀티빔 요소(220)에 의해 생성된 커플링-아웃된 광의 주 각도 방향은 플레이트 광 가이드(210)에서 공기 중으로 나가는 커플링-아웃된 광으로 인한 굴절 효과를 포함할 수 있는 것에 유의한다.
일부 실시예에서, 멀티빔 요소의 회절 격자는 회절 피처 간격이 회절 격자 전체에 걸쳐 실질적으로 일정하거나 또는 변하지 않는 균일한 회절 격자일 수 있다. 다른 실시예에서, 멀티빔 요소는 처프된 회절 격자일 수 있다. 처프된 회절 격자의 회절 피처 간격은 처프된 회절 격자의 정도 또는 길이에 걸쳐 다르다. 일부 실시예에서, 처프된 회절 격자는 거리에 따라 선형적으로 다른 회절 피처 간격의 처프를 가질 수 있거나 또는 나타낼 수 있다. 이와 같이, 처프된 회절 격자는 '선형으로 처프된' 회절 격자이다. 다른 실시예에서, 처프된 회절 격자는 회절 피처 간격의 비선형 처프를 나타낼 수도 있다. 지수 처프, 대수 처프, 또는 또 다른 실질적으로 비균일하거나 랜덤하지만 여전히 단조로운 방식으로 변화하는 처프를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 다양한 비선형 처프가 사용될 수 있다. 정현파 처프 또는 삼각형 또는 톱니 처프와 같은, 그러나 이들로 제한되지 않는, 비-단조 처프가 채용될 수도 있다. 비선형 처프의 임의의 것의 조합들이 채용될 수 있다.
다른 실시예에서, 멀티빔 요소(220)는 커플링-아웃된 광으로서 광(302)의 일부를 굴절적으로 커플링-아웃시키게 구성된 마이크로-굴절 요소를 포함할 수 있다. 도 9는 멀티빔 요소(220)가 마이크로-굴절 요소(902)를 포함하는 플레이트 광 가이드(210)의 단면도를 도시한다. 다양한 실시예에 따라, 마이크로-굴절 요소(902)는 플레이트 광 가이드(210)로부터 광(302)의 부분을 커플링-아웃된 광(904)으로서 굴절적으로 커플링-아웃하도록 구성된다. 마이크로-굴절 요소(902)는 반-구면 형상, 직사각형 형상, 프리즘-형상(경사진 페싯을 갖는 형상)을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 다양한 형상을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 마이크로-굴절 요소(902)는 도시된 바와 같이 플레이트 광 가이드(210)의 제1 표면(214)으로부터 연장되거나 돌출할 수 있거나, 제1 표면(214)(도시되지 않음) 내 공동 또는 리세스일 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로-굴절 요소(902)는 플레이트 광 가이드(210)의 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로-굴절 요소(902)는 제1 표면(214)에 인접하는, 일부 예에선 접촉하는 또 다른 재료를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 멀티빔 요소(220)는 커플링-아웃된 광으로서 광(302)의 일부를 반사적으로 커플링-아웃하도록 구성된 마이크로-반사 요소를 포함할 수 있다. 도 10a는 멀티빔 요소(220)가 제2 표면(216)을 따라 위치된 프리즘-형상 마이크로-반사 요소(1002)를 포함하는 플레이트 광 가이드(210)의 단면도를 도시한다. 도 10b는 멀티빔 요소(220)가 제2 표면(216)을 따라 위치된 반-구면 마이크로-굴절 요소(1004)를 포함하는 플레이트 광 가이드(210)의 단면도를 도시한다. 마이크로-반사 요소(1002, 1004)는 반사 재료 또는 이의 층(예를 들어, 반사 금속)을 채용하는 반사기 또는 TIR에 기초한 반사기를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 다른 실시예(미도시)에서, 마이크로-반사 요소는 제1 및 제2 표면(214, 216) 사이의 플레이트 광 가이드(210) 내에 위치될 수 있다. 도 10a에서, 프리즘-형상 마이크로 반사 요소(1002)는 플레이트 광 가이드(210)의 제2 표면(216)에 인접하여 위치된 반사 패싯을 갖는다. 프리즘 마이크로-반사 요소(1002)의 패싯은 플레이트 광 가이드(210) 밖으로 광(302)의 일부를 반사(즉, 반사적으로 결합)하도록 구성된다. 패싯은 예를 들어 광 부분을 플레이트 광 가이드(210)로부터 반사시키기 위해 광(302)의 전파 방향에 대해 기울거나 또는 틸트될 수 있다(즉, 틸트 각을 갖는다). 패싯은 플레이트 광 가이드(210) 내의 반사 재료를 사용하여 형성될 수 있거나(예를 들면, 도 10a에 도시된 바와 같이), 다양한 실시예에 따라, 제2 표면(216) 내 프리즘 공동의 표면일 수 있다. 프리즘 공동이 채용될 때, 공동 표면에 굴절률 변화는 반사(예를 들어, TIR)를 제공할 수 있거나, 패싯을 형성하는 공동 표면은 일부 실시예에서 반사를 제공하기 위해 반사 재료로 코팅될 수 있다. 도 10b에서, 반-구면 마이크로-반사 요소(1004)는 실질적으로 매끄러운 만곡 표면을 갖는다. 반-구면 마이크로-반사 요소(1004)의 표면 곡률은 광(302)이 만곡 표면과 이루는 입사 지점에 따라 광(302)의 부분을 반사한다. 도 10b의 반-구면 마이크로-반사 요소(1004)는 도 10b에 도시된 바와 같이, 플레이트 광 가이드(210) 내의 반사 재료이거나 또는 제2 표면(216)에 형성된 공동(예를 들어, 반-원형 공동)일 수 있다. 도 10a 및 도 10b에서, 커플링-아웃된 광(1006, 1008)의 주 각도 방향은 커플링-아웃된 광(1006, 1008)이 공기 중으로 제1 표면(214)을 지날 때 굴절률의 변화에 기인하여 굴절되는 것에 유의한다.
도 11은 멀티뷰 디스플레이를 동작시키는 방법의 흐름도이다. 블록(1101)에서, 광원에 의해 생성된 광은 도 2a-도 2c를 참조하여 전술한 바와 같이 플레이트 광 가이드 내에서 전파하는 광을 생성하기 위해 플레이트 광 가이드 안으로 광학적으로 결합된다. 블록(1102)에서, 광의 일부는 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이 멀티빔 요소를 통해 플레이트 광 가이드로부터 커플링-아웃된다. 블록(1103)에서, 반사 지지 구조에 접하는 표면의 부분에 입사하는 광은 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 플레이트 광 가이드 내로 다시 반사된다. 반사 지지 구조는 멀티빔 요소로부터 광을 커플링-아웃된 광의 투과를 허용하도록 구성된다. 블록(1104)에서, 커플링 아웃된 광은 이미지를 생성하기 위해 반사 지지 구조 상에 위치된 광 밸브 어레이의 멀티뷰 픽셀을 사용하여 변조된다.
개시된 실시예의 이전 설명은 임의의 당업자가 본 개시를 제작하들거나 사용할 수 있도록 제공된 것이 이해된다. 이들 실시예에 대한 다양한 수정들이 당업자에게 쉽게 명백할 것이며, 본원에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본원에 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본원에 개시된 원리 및 신규 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (21)

  1. 멀티뷰 디스플레이에 있어서,
    상기 멀티뷰 디스플레이의 복수의 상이한 뷰들을 제공하도록 구성된 멀티뷰 픽셀 어레이로서, 멀티뷰 픽셀은 복수의 광빔들을 변조하도록 구성된 복수의 광 밸브들을 포함하는 것인, 멀티뷰 픽셀 어레이;
    광을 안내하고 멀티빔 요소 어레이를 갖는 플레이트 광 가이드로서, 상기 어레이의 멀티빔 요소는 상기 복수의 광빔들로서 상기 안내된 광의 일부를 커플링-아웃하고 대응하는 멀티뷰에 픽셀에 상기 복수의 광빔을 제공하도록 구성되고, 상기 복수의 광빔의 광빔들은 상기 멀티뷰 디스플레이의 상기 상이한 뷰들의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 서로 상이한 주 각도 방향들을 갖는, 플레이트 광 가이드; 및
    상기 멀티빔 요소 어레이를 상기 플레이트 광 가이드로부터 분리시키게 상기 멀티빔 요소 어레이와 상기 플레이트 광 가이드 사이에 위치된 반사 지지 구조로서, 상기 반사 지지는 반사 재료를 포함하고 상기 반사 지지 구조에 접하는 상기 플레이트 광 가이드의 표면의 일부분 상에 상기 광 가이드로부터 입사한 광을 상기 플레이트 광 가이드 안으로 다시 반사시키도록 구성되는, 반사 지지 구조를 포함하고,
    상기 멀티빔 요소 어레이의 멀티빔 요소의 크기는 상기 복수의 광 밸브의 광 밸브의 크기와 유사하고, 상기 멀티빔 요소 어레이의 인접한 멀티빔 요소들 간의 요소간 거리는 상기 멀티뷰 픽셀 어레이의 인접한 멀티뷰 픽셀들 사이의 픽셀간 거리에 대응하는, 멀티뷰 디스플레이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 멀티빔 요소들 간의 상기 요소간 거리는 상기 멀티뷰 픽셀들 간의 상기 픽셀간 거리와 실질적으로 동일한, 멀티뷰 디스플레이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 멀티빔 요소의 상기 크기는 상기 광 밸브 크기의 1/2보다 크고 상기 광 밸브 크기의 2배보다는 작은, 멀티뷰 디스플레이.
  4. 제1항에 있어서, 상기 플레이트 광 가이드에 광학적으로 결합되고, 상기 안내된 광으로서 상기 플레이트 광 가이드에 광을 제공하도록 구성된 광원을 더 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광원은 비제로 전파 각도로 상기 광을 상기 광 가이드에 제공하고 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트되어 상기 플레이트 광 가이드 내에서 상기 안내된 광의 소정의 각도 스프레드를 제공하도록 더욱 구성된, 멀티뷰 디스플레이.
  6. 제1항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 회절 격자, 마이크로-반사 요소, 및 상기 광 가이드에 광학적으로 연결되어 상기 안내된 광의 상기 일부를 커플링-아웃하는 마이크로-굴절 요소 중 하나를 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  7. 제1항에 있어서, 상기 반사 지지 구조는,
    상기 플레이트 광 가이드의 에지에 인접한 상기 표면 상에 위치된 상기 반사 재료의 반사층; 및
    상기 반사층과 상기 멀티뷰 픽셀 어레이의 복수의 광 밸브들 사이에 위치된 지지층을 포함하고, 상기 지지층은 상기 복수의 광 밸브들을 상기 반사층에 접착하도록 구성된, 멀티뷰 디스플레이.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반사 지지 구조의 반사 재료는 은 및 알루미늄 중 하나 이상을 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  9. 제1항에 있어서, 상기 멀티뷰 픽셀 어레이의 상기 복수의 광 밸브들은 멀티뷰 이미지를 생성하도록 상기 복수의 광빔들을 변조하도록 구성된, 멀티뷰 디스플레이.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광 밸브들은 액정 광 밸브들을 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  11. 멀티뷰 디스플레이를 동작시키는 방법에 있어서,
    광원에 의해 발생된 광을 플레이트 광 가이드로 광학적으로 결합시키는 단계로서, 상기 플레이트 광 가이드는 상기 플레이트 광 가이드의 길이를 따라 그리고 이 내에서 전파 방향으로 상기 광을 안내하는 것인, 단계;
    상기 멀티뷰 디스플레이의 각각의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 커플링-아웃된 광빔들을 제공하기 위해 멀티빔 요소를 사용하여 상기 안내된 광의 일부를 상기 플레이트 광 가이드로부터 커플링-아웃하는 단계;
    반사 지지 구조에 접하는 상기 플레이트 광 가이드의 표면의 부분 상에 입사된 안내된 광을 반사 지지 구조를 사용하여 다시 상기 플레이트 광 가이드 안으로 반사시키는 단계; 및
    상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀의 광 밸브 어레이를 사용하여 상기 커플링-아웃된 광빔들을 변조하여 상기 멀티뷰 디스플레이의 상기 상이한 뷰 방향들에 대응하는 멀티뷰 이미지의 상이한 뷰들을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 멀티빔 요소의 크기는 상기 멀티뷰 픽셀의 상기 광 밸브 어레이 내의 광 밸브의 크기에 필적하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 상기 안내된 광 부분을 회절적으로 커플링-아웃시키기 위해 상기 플레이트 광 가이드에 광학적으로 결합된 회절 격자를 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 반사 지지 구조는,
    상기 플레이트 광 가이드의 상기 표면의 에지에 인접하여 위치되고 반사 재료를 포함하는, 반사층; 및
    상기 반사층과 상기 광 밸브 어레이 사이에 위치되고 상기 광 밸브 어레이를 상기 반사층에 접착시키는, 지지층을 포함하는, 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 반사 지지 구조는 접착제 및 반사 재료를 포함하는, 방법.
  15. 멀티뷰 디스플레이에 있어서,
    복수의 광 밸브들을 포함하는 스크린;
    플레이트 광 가이드 및 상기 플레이트 광 가이드에 광학적으로 결합된 멀티빔 요소 어레이를 포함하는 백라이트; 및
    상기 스크린과 상기 플레이트 광 가이드 사이의 상기 플레이트 광 가이드의 표면 상에 위치된 반사 지지 구조로서, 상기 반사 가이드 구조는 상기 표면에 상기 반사 지지 구조 상에 상기 광 가이드로부터 입사된 광을 다시 상기 플레이트 광 가이드 내로 반사시키도록 구성된 반사 재료를 포함하고,
    상기 어레이의 멀티빔 요소의 크기는 상기 복수의 광 밸브의 광 밸브의 크기와 필적하는, 멀티뷰 디스플레이.
  16. 제15항에 있어서, 상기 어레이의 멀티빔 요소는 상기 플레이트 광 가이드에 의해 안내되는 광의 일부를 상기 멀티뷰 디스플레이의 상이한 뷰들의 상이한 뷰 방향들에 대응하여 서로로부터 상이한 주 각도 방향들을 갖는 복수의 광빔들로서 커플링-아웃하도록 구성된, 멀티뷰 디스플레이.
  17. 제15항에 있어서, 상기 복수의 광 밸브의 광 밸브 세트는 멀티뷰 요소에 대응하고, 상기 광 밸브 세트는 상기 멀티뷰 디스플레이의 멀티뷰 픽셀을 나타내며, 상기 멀티빔 요소 어레이의 인접한 멀티빔 요소들 간에 요소간 거리는 인접한 멀티뷰 픽셀들 사이의 픽셀간 거리에 대응하는, 멀티뷰 디스플레이.
  18. 제15항에 있어서, 상기 멀티빔 요소의 상기 크기는 상기 광 밸브 크기의 1/2보다 크고 상기 광 밸브 크기의 2배보다 작은, 멀티뷰 디스플레이.
  19. 제15항에 있어서, 상기 멀티빔 요소는 회절 격자, 마이크로-반사 요소, 및 상기 플레이트 광 가이드에 광학적으로 연결되어 상기 플레이트 광 가이드에 의해 안내되는 광의 일부를 커플링-아웃하는 마이크로-굴절 요소 중 하나 이상을 포함하는, 멀티뷰 디스플레이.
  20. 제15항에 있어서, 상기 플레이트 광 가이드에 광학적으로 결합되고, 비제로 전파 각으로 그리고 콜리메이트 팩터에 따라 콜리메이트된 안내된 광으로서 상기 플레이트 광 가이드에 광을 제공하는 광원을 더 포함하고, 상기 비제로 전파 각도 및 콜리메이트는 상기 플레이트 광 가이드 내에서 상기 안내된 광의 소정의 각도 스프레드를 제공하는, 멀티뷰 디스플레이.
  21. 제15항에 있어서, 상기 반사 지지 구조는,
    상기 플레이트 광 가이드의 에지에 인접하여 상기 플레이트 광 가이드 표면 상에 위치된 상기 반사 재료의 반사층; 및
    상기 반사층과 상기 스크린 사이에 위치된 지지층을 포함하며, 상기 지지층은 상기 스크린을 상기 플레이트 광 가이드에 접착하도록 구성된, 멀티뷰 디스플레이.
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