JP2020504897A - 蛍光マルチビーム要素を利用するマルチビューバックライティング - Google Patents

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Abstract

マルチビューバックライティングは、マルチビュー画像の複数の異なるビューに対応する指向性光ビームを提供するために、色に応じた放射パターンを有する蛍光マルチビーム要素を利用する。マルチビューバックライトは、光を導波光として導波するように構成されたライトガイドと、蛍光マルチビーム要素とを含む。蛍光マルチビーム要素は、蛍光物質を含んでおり、導波光から色に応じた放射パターンを有する放射光を提供するように構成されている。放射光は、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の指向性光ビームを含み、色に応じた放射パターンは、マルチビューディスプレイ内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応する。

Description

関連出願の相互参照
該当なし
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当なし
電子ディスプレイは、多種多様な装置及び製品のユーザに情報を伝達するためのほぼどこにでもある媒体である。最も一般的に利用される電子ディスプレイには、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及びアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）、並びに電気機械式又は電気流体式光変調を利用する様々なディスプレイ（例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス、エレクトロウェッティングディスプレイなど）が含まれる。一般に、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（即ち、発光するディスプレイ）又はパッシブディスプレイ（即ち、別の供給源によって供給される光を変調するディスプレイ）のいずれかとして分類され得る。アクティブディスプレイの最も明らかな例の中には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。発する光を考えると典型的にはパッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤ及びＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、魅力的な性能特性を示すことが多く、これには、それには限定されないが本質的に低い消費電力が含まれるが、発光する能力が欠けていることを考えれば、多くの実際の用途において使用がある程度制限されることがある。
発する光に関連するパッシブディスプレイのその制限を克服するために、多くのパッシブディスプレイは外部光源に結合される。結合された光源により、本来ならパッシブであるはずのこれらのディスプレイが、発光し、実質的にアクティブディスプレイとして機能することが可能になり得る。こうした結合された光源の例は、バックライトである。バックライトは、本来ならパッシブであるはずのディスプレイの背後に配置されてパッシブディスプレイを照射する光供給源として働き得る（パネルバックライトのことが多い）。例えば、バックライトは、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイに結合され得る。バックライトは、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイを通過する光を放射する。その放射光が、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイによって変調され、次いで、その変調光が、さらにはＬＣＤ又はＥＰディスプレイから発せられる。バックライトは、白色光を放射するように構成されていることが多い。その場合には、その白色光をディスプレイで使用される様々な色に変換するために、カラーフィルタが使用される。カラーフィルタは、例えば、ＬＣＤ若しくはＥＰディスプレイの出力に配置してもよく（あまり一般的ではない）、又はバックライトとＬＣＤ若しくはＥＰディスプレイとの間に配置してもよい。あるいは、異なる色、例えば原色を使用するフィールドシーケンシャル方式によるディスプレイの照射によって、様々な色を実現し得る。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態の様々な特徴は、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照して、より容易に理解することができ、図中で、同様の参照符号は同様の構造要素を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する特定の主要角度方向を有する光ビームの角度成分のグラフ表示を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの断面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの平面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの斜視図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における色割れを示すマルチビューバックライトの一部の断面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における色割れのグラフ表示を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの一部の断面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの一部の断面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における蛍光マルチビーム要素の断面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する別の実施形態による、一例における蛍光マルチビーム要素の断面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における正方形状のマルチビームサブ要素を有する蛍光マルチビーム要素の上面図又は平面図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのブロック図を示す。 本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの動作方法のフローチャートを示す。
ある特定の例及び実施形態は、上述の図に示す特徴に加えた又はそれらに代わる他の特徴を有する。上述の図を参照して、これらの及び他の特徴を以下に詳述する。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態は、蛍光マルチビーム要素を利用するマルチビューバックライティングを提供する。具体的には、本明細書で説明するマルチビューバックライティングの実施形態は、蛍光物質を含むマルチビーム要素、即ち、「蛍光」マルチビーム要素を含んでもよい。様々な実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素は、複数の異なる主要角度方向を有する光ビームを含む放射光を提供するように構成してもよい。光ビームの異なる主要角度方向は、例えば、マルチビューディスプレイの様々な異なるビューの異なるビュー方向に対応してもよい。さらに、様々な実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素によって放射された光は、色に応じた放射パターン（color-tailored emission pattern）（又は色に応じた「蛍光」放射パターン（color-tailored "fluorescent" emission pattern））を有し、光ビームは、その放射パターンと一致する異なる色の光を含む。
したがって、蛍光マルチビーム要素を利用するマルチビューバックライティングは、カラー・マルチビュー・ディスプレイへの特定の適用に伴ってカラーバックライティングを提供するように構成してもよい。ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素の色に応じた放射パターンは、カラー・マルチビュー・ディスプレイのカラーバックライティングに関連する様々な影響を緩和、補償、又は実質的に解消さえし得、これには、色割れが含まれるが、それには限定されない。蛍光マルチビーム要素を使用するマルチビューバックライティングを利用するカラー・マルチビュー・ディスプレイの使用には、携帯電話（例えば、スマートフォン）、腕時計、タブレットコンピュータ、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車のディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、並びに様々な他の移動式及び実質的に非移動式の表示用途及びデバイスが含まれるが、それらには限定されない。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態は、蛍光マルチビーム要素（例えば、複数の蛍光マルチビーム要素又は蛍光マルチビーム要素アレイ）を有する、（例えば、マルチビューディスプレイの）マルチビューバックライトを提供する。様々な実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素は、複数の光ビームを提供するように構成されている。複数の光ビームは、複数の光ビームのうちの他の光ビームとは異なる主要角度方向を有する１つ又はそれ以上の光ビームを含む。したがって、複数の光ビームのうちの光ビームは、複数の指向性光ビームのうちの「指向性」光ビームと呼ばれてもよい。指向性光ビームの異なる主要角度方向は、ある実施形態によれば、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のピクセル（画素）又は「ビューピクセル」の空間的配置に関連する角度方向に対応してもよい。
さらに、マルチビューバックライトの蛍光マルチビーム要素は、複数の異なる色の光を有するか、含むか、又は表す光ビームを含む放射光を提供するように構成されている。
例えば、複数の光ビームは、異なる色、例えばＲＧＢカラーモデルの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）を表す光ビームを含んでもよいが、それらには限定されない。蛍光マルチビーム要素の色に応じた放射パターンは、実質的に同様の主要角度方向を有する異なる色の光ビームのセットを提供するように構成されている。例えば、蛍光マルチビーム要素の色に応じた放射パターンは、いくつかの異なる色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）の光ビームを含む光ビームセットを提供してもよく、その光ビームは全てが実質的に同じ主要角度方向を有し、その方向はさらには、マルチビューディスプレイのビューピクセルのうちの１つの方向に対応する。蛍光マルチビーム要素の色に応じた放射パターンによって提供される、異なる色の光ビームの別のセット（例えば、やはりＲ、Ｇ、Ｂ光ビームを含む）は、ビューピクセルのうちの異なるビューピクセルの方向に対応する、実質的に同様の主要角度方向を有してもよい。したがって、蛍光マルチビーム要素の色に応じた放射パターンは、様々な実施形態によれば、マルチビューピクセルのビューピクセルのそれぞれに、又はそれぞれを、異なる色の光（例えば、赤、緑、及び青）のセットを提供すること、又はそれで照射することを容易にし得る。さらに、以下でより詳細に説明するように、蛍光マルチビーム要素の色に応じた放射パターンは、様々な影響、例えば、蛍光マルチビーム要素の有限サイズに例えば関連し得る色割れを緩和するか、又は実質的に補償さえするように構成してもよい。
上述のように、蛍光マルチビーム要素は、蛍光物質を含む。本明細書では、「蛍光」物質は、入射光源又は同様の刺激によって照射されると光を放射する（例えば、蛍光によって）蛍光体を含む物質と定義される。したがって、蛍光物質は、蛍光体を含有する実質的に任意の蛍光性又は燐光性の物質でもよい。例えば、蛍光物質には、複数の異なる蛍光顔料が含まれ得、この場合、異なる蛍光顔料はそれぞれ異なる蛍光発光色を有する。別の例では、蛍光物質は、複数の蛍光量子ドットを含んでもよい。具体的には、複数の蛍光量子ドットには、それぞれの異なる色の蛍光発光（即ち、異なる蛍光発光色）を有する、異なるタイプ（例えば、異なるサイズ）の蛍光量子ドットが含まれ得る。さらに他の例では、異なる色タイプの別の蛍光物質（例えば、有機ポリマー、半導体など）を利用してもよい。これらの様々なかつ非限定的な例では、異なるタイプの蛍光顔料、蛍光量子ドット、又は他の蛍光物質が、色に応じた放射パターンを提供するために、物理的に配置され、分布し、又は互いに対して空間的にオフセットされ得る。したがって、色に応じた放射パターンは、様々な実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素の蛍光物質内の様々な異なるタイプの蛍光エミッタの配置又は構造の結果であり得る。さらに、ある実施形態では、蛍光物質は、蛍光源、より具体的には、色に応じた放射パターンと一致する異なる色の放射光を有するか又は提供する複数の異なる蛍光源として働いてもよい。
様々な実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素の蛍光物質は、蛍光によって、色に応じた放射パターンに従って決定された異なる色の複数の光ビームとして光を放射してもよい。ある実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素は、異なるタイプの蛍光物質を含有する異なるゾーンに分かれていてもよい。具体的には、蛍光マルチビーム要素は、ある実施形態によれば、異なる蛍光物質タイプを含み、したがって互いに異なる蛍光発光色を示す、複数のマルチビームサブ要素を含んでもよい。異なるゾーンの分布、言い換えると蛍光マルチビーム要素内の異なるマルチビームサブ要素の分布が、色に応じた放射パターンを定義し得る。さらに、様々な実施形態によれば、それらのゾーン又はマルチビームサブ要素は、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のビューピクセルのカラーサブ部分又は「カラーサブピクセル」の空間的配置又は間隔に対応する空間的配置で、互いに空間的にオフセットしていてもよい。したがって、本明細書では、蛍光マルチビーム要素は、蛍光マルチビーム要素内に異なる蛍光物質タイプ又はエミッタを含有する空間的にオフセットしたマルチビームサブ要素の存在のため、「複合」マルチビーム要素と呼ばれてもよい。
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、マルチビュー画像の異なるビューを、異なるビュー方向に提供するように構成された、電子ディスプレイ又はディスプレイシステムと定義される。図１Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示す。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、視認されるマルチビュー画像を表示するための画面１２を備える。画面１２は、例えば、電話（例えば、携帯電話、スマートフォンなど）の表示画面、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータのコンピュータモニタ、カメラディスプレイ、又は実質的に任意の他のデバイスの電子ディスプレイであってもよい。マルチビューディスプレイ１０は、そのマルチビュー画像の異なるビュー１４を、画面１２に対して異なるビュー方向１６に提供する。ビュー方向１６は、画面１２から様々な異なる主要角度方向に延びる矢印として示してあり、異なるビュー１４は、それらの矢印（即ち、ビュー方向１６を表す矢印）の終端に、斜線を施した多角形ボックスとして示してあり、４つのビュー１４及び４つのビュー方向１６のみが示してあるが、全て一例であり、限定するものではない。異なるビュー１４は、図１Ａでは画面の上方にあるものとして示してあるが、ビュー１４は実際には、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０上に表示されると、画面１２上に、又は画面１２の近傍に現れることに留意されたい。ビュー１４を画面１２の上方に描いてあるのは、例示を簡単にするためにすぎず、ビュー方向１６のうち特定のビュー１４に対応するそれぞれのビュー方向１６からマルチビューディスプレイ１０を見ることを表すことを意図している。
「ビュー方向」、言い換えるとマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有する光ビーム（即ち、指向性光ビーム）は、一般に、本明細書における定義によれば、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主要角度方向を有する。角度成分θは、本明細書では光ビームの「仰角成分」又は「仰角」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と呼ばれる。定義によれば、仰角θは、垂直面（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に直交する）内の角度であり、方位角φは、水平面（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に平行である）内の角度である。図１Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（例えば、図１Ａのビュー方向１６）に対応する特定の主要角度方向を有する光ビーム２０の角度成分｛θ，φ｝のグラフ表示を示す。加えて、光ビーム２０は、本明細書における定義によれば、特定の点から放射又は発散される。即ち、定義によれば、光ビーム２０は、マルチビューディスプレイ内の特定の起点に関連する中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（又はビュー方向）の起点Ｏをも示す。光ビーム２０はまた、本明細書では、指向性光ビームをも表す。
さらに、本明細書では、「マルチビュー画像」及び「マルチビューディスプレイ」という用語で使用される「マルチビュー」という用語は、異なる視点を表すか、又は複数のビューのうちのビュー間の角度の相違を含む、複数のビュー（例えば、画像）と定義される。加えて、「マルチビュー」という用語は、本明細書におけるいくつかの定義によれば、３つ以上の異なるビュー（即ち、最低３つのビュー、一般に４つ以上のビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で利用される「マルチビューディスプレイ」は、シーン又は画像を表すために異なるビューを２つしか含まない立体ディスプレイとは明示的に区別され得る。しかし、マルチビュー画像及びマルチビューディスプレイは、本明細書における定義によれば、３つ以上のビューを含むが、マルチビュー画像は、マルチビュービューのうちの２つのみを一度に視認する（例えば、各目に１つずつのビュー）ように選択することにより、立体対の画像として視認されてもよい（例えば、マルチビューディスプレイ上で）ことに留意されたい。
「マルチビューピクセル」は、本明細書では、マルチビューディスプレイの同様の複数の異なるビューの各々における、画像ピクセルを表す１組のピクセル又は「ビューピクセル（view pixels）」と定義される。とりわけ、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューの各々における画像ピクセルに対応するか又はそれを表す、個々のビューピクセルを有する。さらに、マルチビューピクセルのビューピクセルは、本明細書における定義によれば、ビューピクセルのそれぞれが、異なるビューのうちの対応する１つのビューの所定のビュー方向に関連付けられているという点で、いわゆる「指向性ピクセル」である。さらに、様々な実施例及び実施形態によれば、マルチビューピクセル（a multiview pixel）のビューピクセル（view pixels）で表される異なるビューピクセル（the different view pixels）は、異なるビュー（the different views）の各々において、同等の、又は少なくとも実質的に同様の位置又は座標を有してもよい。例えば、第１のマルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューの各々において｛ｘ１，ｙ１｝に位置する、画像ピクセルに対応する個々のビューピクセルを有してもよく、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々において｛ｘ２，ｙ２｝に位置する、画像ピクセルに対応する個々のビューピクセルを有してもよく、以下同様である。
ある実施形態では、マルチビューピクセル内のビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイのビューの数に等しくてもよい。例えば、マルチビューピクセルは、６４の異なるビューを有するマルチビューディスプレイに関連付けられた６４のビューピクセルを提供してもよい。別の例では、マルチビューディスプレイは、８×４配列のビュー（即ち、３２のビュー）を提供してもよく、マルチビューピクセルは、３２（即ち、各ビュー毎に１つ）のビューピクセルを含んでもよい。さらに他の例では、マルチビューディスプレイのビューの数は、２つ以上のビューからの実質的にどこでもよく、実質的に任意の配置（例えば、長方形、円形など）で配置してもよい。したがって、マルチビューピクセル内のビューピクセルは、ある実施形態によれば、マルチビューディスプレイのビューの数及び配置と同様の数及び同様の配置の両方を有してもよい。追加的に、各異なるビューピクセルは一般に、異なるビュー（例えば、６４の異なるビュー）に対応するビュー方向のうちの異なるビュー方向に対応する関連する方向（例えば、光ビーム主要角度方向）を有する。
さらに、ある実施形態によれば、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイの様々な個々のビュー内のピクセル（即ち、選択されたビューを構成するピクセル）の数に実質的に等しくてもよい。例えば、ビューが６４０×４８０のピクセルを含む（即ち、ビューが６４０×４８０のビュー解像度を有する）場合、マルチビューディスプレイは、３０７，２００のマルチビューピクセルを有してもよい。別の例では、ビューが１００×１００のピクセルを含むとき、マルチビューディスプレイは、全部で１０，０００（即ち、１００×１００＝１０，０００）のマルチビューピクセルを含んでもよい。
ある実施形態では、マルチビューピクセル内の又はマルチビューピクセルのビューピクセルは、異なる色に対応する部分又はサブ部分を含んでもよい。例えば、マルチビューピクセル内のビューピクセルは、本明細書における定義によれば、異なる色のサブ部分、言い換えると「カラーサブピクセル」を含んでもよく、これらは、異なる色に対応し、又は異なる色を提供するように構成されている。カラーサブピクセルは、例えば、特定のカラーフィルタを有するライトバルブ（例えば、液晶セル）でもよい。一般に、マルチビューピクセル内のカラーサブピクセルの数は、ビューピクセルの数、言い換えるとマルチビューディスプレイのビューの数よりも多い。具体的には、個々のビューピクセルは、ビューピクセルに対応するか又はビューピクセルを表し、関連する共通の方向を有する、複数のカラーサブピクセルを含んでもよい。即ち、その複数のカラーサブピクセルは、集合的にビューピクセルを表し、そのビューピクセルは、さらには、マルチビュー画像の、言い換えるとマルチビューディスプレイの特定のビューのビュー方向に対応する方向（例えば、主要角度方向）を有する。本明細書では、ビューピクセルのサイズＳは、隣接するビューピクセル間の中心間間隔（言い換えると縁部間距離）と定義される（例えば、以下に説明する図２Ａ、図３、及び図５参照）。また、定義によれば、ビューピクセルの又はビューピクセル内のカラーサブピクセルのサイズは、ビューピクセルのサイズＳよりも小さく、例えば、サイズＳのビューピクセル内に３つのカラーサブピクセルがあるとき、カラーサブピクセルはサイズＳ／３を有し得る。本明細書では、カラーサブピクセルは、ビューピクセル内の隣接するカラーサブピクセル間の中心間距離又は縁部間距離のいずれかで定義されるサイズを有し得る。
さらに、カラーサブピクセルは、マルチビュー画像の又はマルチビュー画像内の色に関連する波長、言い換えると色を有する変調光を提供するように構成してもよい。例えば、複数のカラーサブピクセルのうちの第１のカラーサブピクセルは、第１の原色（例えば、赤色）に対応する波長を有する変調光を提供するように構成してもよい。さらに、複数のカラーサブピクセルのうちの第２のカラーサブピクセルは、第２の原色（例えば、緑色）に対応する変調光を提供するように構成してもよく、複数のカラーサブピクセルのうちの第３のカラーサブピクセルは、第３の原色（例えば、青色）に対応する変調光を提供するように構成してもよい。この論考では例示として赤−青−緑（ＲＧＢ）カラーモデルを使用するが、本明細書で説明する原理と一致する実施形態によれば、他のカラーモデルを使用してもよいことに留意されたい。また、マルチビューピクセルのビューピクセルは、複数のカラーサブピクセルを含んでもよく、したがって、これらは、本明細書における定義によれば、ビューピクセルよりも小さいサイズを有するか、又は小さい空間的広がりを有する。
本明細書では、「ライトガイド」は、全内部反射又は「ＴＩＲ」を用いてその内部で光を導波する構造と定義される。具体的には、ライトガイドは、ライトガイドの動作波長において実質的に透明なコアを含んでもよい。様々な例では、「ライトガイド」という用語は一般に、全内部反射を利用して、ライトガイドの誘電体材料とそのライトガイドを囲む材料又は媒体との間の境界面で光を導波する、誘電体光導波路を指す。定義によれば、全内部反射の条件とは、ライトガイドの屈折率が、ライトガイド材料の表面に隣接する周囲媒体の屈折率よりも大きいことである。ある実施形態では、ライトガイドは、全内部反射をさらに促進するために、上述の屈折率差に加えて、又はその代わりに、コーティングを含んでもよい。コーティングは、例えば、反射コーティングでもよい。ライトガイドは、いくつかのライトガイドのいずれかでもよく、これには、平板若しくはスラブガイド、及びストリップガイドの一方又は両方が含まれるが、それらには限定されない。
さらに、本明細書では、「平板」という用語は、「平板ライトガイド」のようにライトガイドに適用されるとき、「スラブ」ガイドと呼ばれることがある、区分的に又は個別的に平面状の層又はシートと定義される。具体的には、平板ライトガイドは、ライトガイドの上面及び底面（即ち、対向する面）によって境界を画された２つの実質的に直交する方向に光を導波するように構成された、ライトガイドと定義される。さらに、本明細書における定義によれば、上面及び底面はいずれも互いに分離されており、少なくとも個別的な意味で互いに実質的に平行であってもよい。即ち、平板ライトガイドの任意の個別的に小さな部分内では、上面及び底面は実質的に平行であるか、又は同一平面上にある。
ある実施形態では、平板ライトガイドは、実質的に平坦で（即ち、平面に限定されて）もよく、したがって、平板ライトガイドは平面ライトガイドである。他の実施形態では、平板ライトガイドは、１つ又は２つの直交する次元に湾曲してもよい。例えば、平板ライトガイドは、単一次元に湾曲して、円筒形状の平板ライトガイドを形成してもよい。しかし、いずれの曲率も、光を導波するために全内部反射が平板ライトガイド内で確実に維持されるようにするのに十分に大きな曲率半径を有する。
本明細書における定義によれば、「マルチビーム要素」は、複数の光ビームを含む光を発生させるバックライト又はディスプレイの構造又は要素である。ある実施形態では、マルチビーム要素は、バックライトのライトガイドに光学的に結合されて、ライトガイド内で導波される光の一部を外に結合させることによって光ビームを提供してもよい。さらに、マルチビーム要素によって発生した複数の光ビームのうちの光ビームは、本明細書における定義によれば、互いに異なる主要角度方向を有する。具体的には、定義によれば、複数の光ビームのうちの１つの光ビームは、複数の光ビームのうちの別の光ビームとは異なる所定の主要角度方向を有する。
さらに、本明細書における定義によれば、「蛍光マルチビーム要素」は、蛍光によって光を放射するように構成されたマルチビーム要素であり、その放射光は、異なる主要角度方向を有する光ビームを含む。例えば、蛍光マルチビーム要素は、導波光の一部を吸収し、また蛍光によってそこから光を放射するように構成された、蛍光物質を含んでもよい。したがって、外に結合されたライトガイド内で導波された光の一部は、蛍光によって放射された光を含んでもよい。
さらに、上述のように、蛍光マルチビーム要素によって発生した複数の光ビームのうちの光ビームは、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のビューピクセルのカラーサブピクセルの空間的配置に対応する異なる色について、同じか又は実質的に同じ主要角度方向を有してもよい。マルチビーム要素によって提供されるこれらの光ビームは、「色に応じた放射パターン（color-tailored emission pattern）」を有する放射光と呼ばれる。さらに、複数の光ビームは、光照射野を表してもよい。例えば、複数の光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に限定されるか、又は複数の光ビーム内の光ビームの主要角度方向を含む所定の角度広がりを有してもよい。したがって、組み合わされた光ビーム（即ち、複数の光ビーム）の所定の角度広がりは、光照射野を表してもよい。さらに、光照射野は、実質的に同じ所定の角度広がりを有する円錐形空間領域セット内で異なる色が表される、「カラー」光照射野を表してもよい。
様々な実施形態によれば、様々な光ビームの主要角度方向は、マルチビーム要素の特性によって決定され、これには、サイズ（例えば、長さ、幅、面積など）が含まれるが、それには限定されない。ある実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書における定義によれば、「分散点光源」、即ち、マルチビーム要素の広さにわたって分布する複数の点光源とみなしてもよい。さらに、マルチビーム要素によって発生した光ビームは、本明細書における定義によれば、また図１Ｂに関して上述したように、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主要角度方向を有する。さらに、様々な光ビームの色は、様々な実施形態によれば、色に応じた放射パターンと、様々なビューピクセルのカラーサブピクセルの分布の両方によって決定され得る。
本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光デバイス又は装置と定義される。例えば、定義されるコリメータには、コリメートミラー又は反射体（即ち、反射コリメータ）、コリメートレンズ、プリズムフィルム、又は同様の屈折構造（即ち、屈折コリメータ）、又は回折格子（即ち、回折コリメータ）、及びその様々な組合せが含まれ得るが、それらには限定されない。コリメータは、連続構造、例えば連続反射体又は連続レンズ（即ち、実質的に滑らかな連続表面を有する反射体又はレンズ）を含んでもよい。他の実施形態では、コリメータは、光のコリメーションをもたらす実質的に不連続な構造又は表面、例えばフレネル反射体、フレネルレンズなどを含んでもよいが、それらには限定されない。様々な実施形態によれば、コリメータによってもたらされるコリメーションの量は、実施形態によって所定の程度又は量で変わってもよい。さらに、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向及び水平方向）の一方又は両方のコリメーションをもたらすように構成してもよい。即ち、コリメータは、ある実施形態によれば、光のコリメーションをもたらす、２つの直交する方向の一方若しくは両方における形状又は特性を含んでもよい。
本明細書では、「コリメーション係数」は、例えばコリメータによって、光がコリメートされる程度と定義される。具体的には、コリメーション係数は、本明細書における定義によれば、光のコリメートビーム内の光線の角度広がりを規定する。例えば、コリメーション係数σは、コリメート光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり内にあること（例えば、コリメート光ビームの中心又は主要角度方向を中心に＋／−σ度）を指定し得る。コリメート光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、ある例によれば、コリメート光ビームのピーク強度の２分の１によって決定される角度でもよい。
本明細書では、「光源」は、光供給源（例えば、光を発生させ、発するように構成された光エミッタ）と定義される。例えば、光源は、作動させるか又はオンにすると光を発する光エミッタ、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでもよい。具体的には、本明細書では、光源は、実質的に任意の光供給源でもよく、又は、実質的に任意の光エミッタを含んでもよく、これには、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマベース光エミッタ、蛍光ランプ、蛍光源、プラズモン共鳴装置、ナノ粒子共鳴装置、白熱ランプ、及び事実上任意の他の光供給源のうちの１つ又はそれ以上が含まれるが、それらには限定されない。光源によって発生した光は、色を有してもよく（即ち、光の特定波長を含んでもよく）、又は様々な波長（例えば、白色光）でもよい。ある実施形態では、光源は、複数の光エミッタを含んでもよい。例えば、光源は、光エミッタのセット又はグループを含んでもよく、この場合、光エミッタのうちの少なくとも１つが、そのセット又はグループの少なくとも１つの他の光エミッタによって発生した光の色又は波長とは異なる色、言い換えると波長を有する光を発生させる。その異なる色には、例えば、原色（例えば、赤、緑、青）が含まれ得る。より一般に、光源は、蛍光マルチビーム要素の蛍光によって放射される光の波長よりも短い波長（高い周波数）を有する光を発生し得る。ある実施形態では、光源は、単色又は実質的に単色、例えば青色光又は紫外線光である。
本明細書で使用されるとき、冠詞「ａ」は、当特許分野におけるその通常の意味を持つことを意図するものであり、即ち「１つ又はそれ以上」である。例えば、「マルチビーム要素（a multibeam element）」とは、１つ又はそれ以上のマルチビーム要素を意味し、したがって、「そのマルチビーム要素（the multibeam element）」とは、本明細書では、「その（１つ又はそれ以上の）マルチビーム要素（the multibeam element(s)）」を意味する。また、本明細書における「上面」、「底面」、「上部の」、「下部の」、「上に」、「下に」、「前」、「後」、「第１の」、「第２の」、「左」、又は「右」へのいずれの言及も、本明細書における限定を意図するものではない。本明細書では、「約」という用語は、値に適用されるとき、一般に、その値を生成するために使用される機器の許容誤差範囲内にあることを意味するか、又は、別段の明示的な指定がない限り、プラスマイナス１０％、若しくはプラスマイナス５％、若しくはプラスマイナス１％を意味してもよい。さらに、「実質的に」という用語は、本明細書で使用されるとき、大部分、又はほとんど全て、又は全て、又は約５１％〜約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書における例は、例示を意図するものにすぎず、論考の目的で示してあり、限定するものではない。
本明細書で説明する原理のある実施形態によれば、マルチビューバックライトが提供される。図２Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の断面図を示す。図２Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の平面図を示す。図２Ｃは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の斜視図を示す。図２Ｃの斜視図は、単に本明細書における論考を容易にするために、一部切欠図で示してある。
図２Ａ〜図２Ｃに示すマルチビューバックライト１００は、互いに異なる主要角度方向を有する、複数の外に結合された又は指向性の光ビーム１０２を提供する（例えば、光照射野として）ように構成されている。具体的には、提供された複数の指向性光ビーム１０２は、様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト１００から結合又は放射され、マルチビューディスプレイのそれぞれのビュー方向に対応する異なる主要角度方向に、マルチビューバックライト１００から離れるように向けられる。ある実施形態では、指向性光ビーム１０２は、変調されて（例えば、以下に説明するようにライトバルブを使用して）、３Ｄコンテンツを有する情報の表示を容易にし得る。
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、マルチビューバックライト１００は、ライトガイド１１０を備える。ライトガイド１１０は、ある実施形態によれば、平板ライトガイド１１０でもよい。ライトガイド１１０は、光をライトガイド１１０の長さに沿って導波光１０４として導波するように構成されている。例えば、ライトガイド１１０は、光導波路として構成された誘電体材料を含んでもよい。その誘電体材料は、誘電体光導波路を囲む媒体の第２の屈折率よりも大きい第１の屈折率を有してもよい。その屈折率の違いは、例えば、ライトガイド１１０の１つ又はそれ以上の導波モードによる導波光１０４の全内部反射を促進するように構成されている。
ある実施形態では、ライトガイド１１０は、光学的に透明な誘電体材料の延伸された実質的に平面状のシートを含む、スラブ又は平板光導波路でもよい。誘電体材料のその実質的に平面状のシートは、全内部反射を用いて導波光１０４を導波するように構成されている。様々な例によれば、ライトガイド１１０の材料は、様々な誘電体材料のいずれかを含むか、又は様々な誘電体材料のいずれかで構成されてもよく、これには、様々なタイプのガラス（例えば、石英ガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透明なプラスチック又はポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）若しくは「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）のうちの１つ又はそれ以上が含まれるが、それらには限定されない。ある例では、ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０の表面の少なくとも一部分（例えば、上面及び底面の一方又は両方）上に、被覆層（図示せず）をさらに含んでもよい。被覆層は、ある例によれば、全内部反射をさらに促進するために使用してもよい。
さらに、ある実施形態によれば、ライトガイド１１０は、導波光１０４を、全内部反射に従って、非ゼロ伝搬角度で、ライトガイド１１０の第１の表面１１０’（例えば、「前」面又は側）と第２の表面１１０’’（例えば、「後」面又は側）との間で導波するように構成されている。具体的には、導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度でのライトガイド１１０の第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’との間の反射又は「跳ね返り」によって伝搬する。
ある実施形態では、ライトガイド１１０は、導波光１０４を「再利用」するように構成してもよい。具体的には、ライトガイドの長さに沿って導波された導波光１０４は、その長さに沿って伝搬方向１０３とは異なる別の伝搬方向１０３’に方向変更されて戻ってもよい。例えば、ライトガイド１１０は、光源に隣接する入力端と反対側のライトガイド１１０の端部に、反射体（図示せず）を含んでもよい。その反射体は、導波光１０４を反射して再利用導波光として入力端に向かって戻すように構成してもよい。導波光１０４をこのようにして再利用すると、例えば以下に説明する蛍光マルチビーム要素が導波光を２回以上利用できるようにすることにより、マルチビューバックライト１００の明るさ（例えば、指向性光ビーム１０２の強度）を上げ得る。
図２Ａでは、再利用導波光の伝搬方向１０３’（例えば、負のｘ方向に向かう）を示す太い矢印は、ライトガイド１１０内での再利用導波光の一般的な伝搬方向を示す。あるいは（例えば、導波光の再利用とは対照的に）、光を反対の伝搬方向１０３’でライトガイド１１０に導入することにより（例えば、伝搬方向１０３を有する導波光１０４に加えて）、反対の伝搬方向１０３’に伝搬する導波光１０４が提供されてもよい。
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、マルチビューバックライト１００は、蛍光マルチビーム要素１２０をさらに備える。具体的には、図２Ａ〜図２Ｃのマルチビューバックライト１００は、ライトガイドの長さに沿って互いに離間した複数の蛍光マルチビーム要素１２０を備える。図に示すように、複数の蛍光マルチビーム要素１２０は、有限空間によって互いに分離されており、ライトガイドの長さに沿った個々の別個の要素を表す。即ち、本明細書における定義によれば、複数の蛍光マルチビーム要素１２０は、有限（即ち、非ゼロ）要素間距離（例えば、有限中心間距離）に従って互いに離間している。さらに、複数の蛍光マルチビーム要素１２０は一般に、ある実施形態によれば、互いに交差、重なり合い、又はその他の方法で接触をしない。即ち、複数の蛍光マルチビーム要素１２０のうちの各蛍光マルチビーム要素１２０は一般に、例えば図に示すように、別個であり、他の蛍光マルチビーム要素１２０から分離されている。
ある実施形態によれば、複数の蛍光マルチビーム要素１２０は、１次元（１Ｄ）配列又は２次元（２Ｄ）配列のいずれかで配置してもよい。例えば、複数の蛍光マルチビーム要素１２０は、線形１Ｄアレイとして配置してもよい。別の例では、複数の蛍光マルチビーム要素１２０は、長方形２Ｄアレイとして、又は円形２Ｄアレイとして配置してもよい。さらに、そのアレイ（即ち、１Ｄ又は２Ｄアレイ）は、ある例では、規則的な又は均一なアレイでもよい。具体的には、蛍光マルチビーム要素１２０間の要素間距離（例えば、中心間距離又は間隔）は、アレイ全体にわたって実質的に均一又は一定でもよい。他の例では、蛍光マルチビーム要素１２０間の要素間距離は、アレイを横切って、又はライトガイド１１０の長さに沿って、あるいはその両方で変化してもよい。
様々な実施形態によれば、複数の蛍光マルチビーム要素１２０のうちの蛍光マルチビーム要素１２０は、蛍光物質を含む。蛍光マルチビーム要素１２０は、ライトガイド１１０内の導波光１０４の一部から放射光を提供する（例えば、蛍光によって）ように構成されている。蛍光マルチビーム要素１２０によって提供された放射光は、色に応じた放射パターンを有する。色に応じた放射パターンは、様々な実施形態によれば、マルチビューディスプレイ内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応する。さらに、放射光は、互いに異なる主要角度方向を有する複数の指向性光ビーム１０２を含む。指向性光ビーム１０２の異なる主要角度方向は、様々な実施形態では、マルチビューディスプレイのそれぞれのビュー方向に対応する。
具体的には、導波光１０４の一部は、蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質によって吸収され、次いで、蛍光発光によって放射又は再放射され（あるいはライトガイド１１０から「外に結合され」）得る。言い換えれば、ライトガイド１１０によってまたその内部で導波される導波光１０４は、刺激を与えて、蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質による蛍光発光を生じさせ得る。さらに、以下により詳細に説明するように、その蛍光発光は、蛍光マルチビーム要素１２０の色に応じた放射パターンを示すように構成されている。図２Ａ及び図２Ｃは、放射光の指向性光ビーム１０２を、ライトガイド１１０の第１の表面（又は前面）１１０’から離れる向きに向かうように描かれた複数の発散する矢印として示す。
図２Ａ〜図２Ｃは、複数の外に結合された光ビームの指向性光ビーム１０２を変調するように構成されたライトバルブ１０８アレイをさらに示す。ライトバルブアレイは、例えば、マルチビューバックライトを利用するマルチビューディスプレイの一部であってもよく、本明細書における論考を容易にする目的でマルチビューバックライト１００と共に図２Ａ〜図２Ｃに示してある。図２Ｃでは、ライトバルブ１０８アレイは、ライトバルブアレイの下にあるライトガイド１１０及び蛍光マルチビーム要素１２０の可視化を可能にするために、部分的に切り欠かれている。
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、異なる主要角度方向を有する指向性光ビーム１０２のうちの異なる指向性光ビーム１０２は、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１０８のうちの異なるライトバルブを通過し、それらによって変調され得る。さらに、図に示すように、アレイのライトバルブ１０８は、ビューピクセル１０６’に対応し、ライトバルブ１０８セットは、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル１０６に対応する。具体的には、ライトバルブアレイの異なるライトバルブ１０８セットは、蛍光マルチビーム要素１２０のうちの異なる蛍光マルチビーム要素１２０からの指向性光ビーム１０２を受光及び変調するように構成されており、即ち、図に示すように、各蛍光マルチビーム要素１２０毎に１つの固有のライトバルブ１０８セットがある。様々な実施形態では、異なるタイプのライトバルブをライトバルブアレイのライトバルブ１０８として利用してもよく、これには、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェッティングに基づくライトバルブのうちの１つ又はそれ以上が含まれるが、それらには限定されない。
図２Ａに示すように、第１のライトバルブセット１０８ａが、第１の蛍光マルチビーム要素１２０ａからの指向性光ビーム１０２を受光及び変調するように構成されており、一方、第２のライトバルブセット１０８ｂが、第２の蛍光マルチビーム要素１２０ｂからの指向性光ビーム１０２を受光及び変調するように構成されている。したがって、図２Ａに示すように、ライトバルブアレイ内のライトバルブセットのそれぞれ（例えば、第１及び第２のライトバルブセット１０８ａ，１０８ｂ）は、それぞれ異なるマルチビューピクセル１０６に対応し、ライトバルブセットの個々のライトバルブ１０８が、それぞれのマルチビューピクセル１０６のビューピクセル１０６’に対応する。さらに、上述のように、ある実施形態では、ライトバルブアレイ内のライトバルブセットのそれぞれ（例えば、第１及び第２のライトバルブセット１０８ａ，１０８ｂ）は、ライトバルブセット内のライトバルブの異なるカラーサブピクセルに対応する異なる色の光を受光し得る。このように、様々な実施形態では、ビューピクセル１０６’はカラーサブピクセルを含む。
ある実施形態では、複数の蛍光マルチビーム要素１２０と、対応するマルチビューピクセル１０６（例えば、ライトバルブ１０８セット）との間の関係は、１対１の関係でもよい。即ち、等しい数のマルチビューピクセル１０６及び蛍光マルチビーム要素１２０があってもよい。図２Ｂは、一例として、その１対１の関係を明示的に示し、異なるライトバルブ１０８セットを含む各マルチビューピクセル１０６が破線に囲まれたものとして示してある。他の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセル１０６及び蛍光マルチビーム要素１２０の数は、互いに異なってもよい。
ある実施形態では、複数の蛍光マルチビーム要素１２０のうちの１対の隣接する蛍光マルチビーム要素１２０間の要素間距離（例えば、中心間距離）は、例えばライトバルブセットで表される、対応する隣接する１対のマルチビューピクセル１０６間のピクセル間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。例えば、図２Ａに示すように、第１の蛍光マルチビーム要素１２０ａと第２の蛍光マルチビーム要素１２０ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブセット１０８ａと第２のライトバルブセット１０８ｂとの間の中心間距離Ｄに実質的に等しい。他の実施形態（図示せず）では、複数対の蛍光マルチビーム要素１２０と対応するライトバルブセットの相対中心間距離は異なってもよく、例えば、蛍光マルチビーム要素１２０は、マルチビューピクセル１０６を表すライトバルブセット間の間隔（即ち、中心間距離Ｄ）よりも大きいか又は小さいかのいずれかである要素間間隔（即ち、中心間距離ｄ）を有してもよい。図２Ａはまた、ビューピクセル１０６’のサイズＳをも描く。
ある実施形態によれば（例えば、図２Ａに示すように）、各蛍光マルチビーム要素１２０は、指向性光ビーム１０２を１つ及び唯一のマルチビューピクセル１０６に提供するように構成してもよい。具体的には、蛍光マルチビーム要素１２０のうちの所与の蛍光マルチビーム要素１２０について、マルチビューディスプレイのビュー内の異なる色に対応する主要角度方向を有する指向性光ビーム１０２は、図２Ａに示すように、単一の対応するマルチビューピクセル１０６及びそのビューピクセル１０６’、即ち、蛍光マルチビーム要素１２０に対応する単一のライトバルブ１０８セットに、実質的に限定される。したがって、マルチビューバックライト１００の各蛍光マルチビーム要素１２０は、主要角度方向を有し、マルチビューディスプレイの異なるビューのうちの１つにおける異なる色を含む、対応する指向性光ビーム１０２セットを提供する。即ち、指向性光ビーム１０２セットは、異なるビュー方向のうちの１つにおいて共通の方向を有し、異なる色のそれぞれに対応する、光ビームを含む。その共通の方向は、蛍光マルチビーム要素１２０の色に応じた放射パターンによって与えられる。共通の方向は色割れを緩和し、ある例では実質的に解消し得る。
色割れは、一点から発散する指向性光ビーム１０２が、空間的に変位した又は互いにオフセットした複数のカラーサブピクセルを含むビューピクセル１０６’を通過するときに生じ得る、カラー・マルチビュー・ディスプレイの画像アーチファクトである。カラーサブピクセルの空間オフセットは、事実上、指向性光ビーム１０２がカラーサブピクセルのそれぞれをわずかに異なる角度で通過するという結果になり得る。したがって、指向性光ビーム１０２は、互いにわずかに異なる方向を有する複数のカラー指向性光ビームとして、カラーサブピクセルから出る。様々なカラーサブピクセルから出るカラー指向性光ビームのそのわずかに異なる方向は、ビューピクセル１０６’で定義される画像ピクセル内の異なる色の、付随する差動変位又は分離を生じさせる。その異なる色の差動分離が、色割れとして公知である。
図３は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における色割れを示すマルチビューバックライト１００’の一部の断面図を示す。具体的には、図３は、ビューピクセル１０６’を指向性光ビーム１０２で照射するように構成されたマルチビーム要素１２０’を含む、例示的なマルチビューバックライト１００’の一部を示す。図３のマルチビーム要素１２０’は、色に応じた放射パターンを有しない（即ち、上述のような蛍光マルチビーム要素１２０ではない）。図３はまた、複数のカラーサブピクセル１０７を含むビューピクセル１０６’をも示す。マルチビーム要素１２０’及びビューピクセル１０６’はそれぞれ、同程度のサイズＳを有し、即ち、マルチビーム要素１２０’のサイズｓが、ビューピクセル１０６’のサイズＳにほぼ等しい（ｓ≒Ｓ）。さらに、図に示すように、カラーサブピクセル１０７は、ビューピクセル１０６’内に等間隔で配置されている。したがって、図に示すように、複数のカラーサブピクセル１０７内には３つのカラーサブピクセル１０７があるので、カラーサブピクセル１０７間の間隔又は距離（例えば、中心間間隔）は、ビューピクセルのサイズＳの約３分の１（Ｓ／３）である。図３に示す３つのカラーサブピクセル１０７は、例えば、三原色（例えば、ＲＧＢカラーモデルの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ））を表してもよい。
図３では、マルチビーム要素１２０’は、ビューピクセル１０６’のカラーサブピクセル１０７を照射するために使用される分散点光源として働くか又は機能し、例えば、カラーサブピクセル１０７は、ビューピクセル１０６’として働くライトバルブのカラーサブピクセルであってもよい。マルチビーム要素１２０’によって放射された指向性光ビーム１０２は、マルチビーム要素１２０’の中心から、ビューピクセル１０６’を通って、より正確にはビューピクセル１０６’のカラーサブピクセル１０７を通って延びる、矢印として示してある。カラーサブピクセル１０７間の距離のため、指向性光ビーム１０２は、事実上、わずかに異なる主要角度方向を有する複数の異なるカラー指向性光ビームを含む。図３には、例えば、３つの矢印で表され、３つの異なるカラーサブピクセル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃのそれぞれに対応する、３つの異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが示してある。ビューピクセル１０６’が視認されるとき、カラーサブピクセル１０７の異なる色を表す異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのわずかに異なる主要角度方向が、結果的に様々な色の互いに対するずれを招く。即ち、ビューピクセル１０６’内の異なる色が、互いに対して視覚的にずれたように見え、結果的に色割れを招き得る。
図４は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における色割れのグラフ表示を示す。図４に示すように、ビューピクセル１０６’の出力における光の典型的な放射強度（Ｉ）パターンが、選択されたビュー方向（例えば、θ１）について、角度θの関数としてプロットされている。図４の曲線１０９ａ，１０９ｂ，及び１０９ｃは、図３に示したマルチビーム要素１２０’によって照射された３つの例示的なカラーサブピクセル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃのそれぞれのうちのそれぞれ１つからの光に対応する光の異なる色を表す。例えば、曲線１０９ａは、赤色カラーサブピクセル１０７ａからの赤色（Ｒ）光を表してもよく、曲線１０９ｂは、緑色カラーサブピクセル１０７ｂからの緑色（Ｇ）光を表してもよく、曲線１０９ｃは、青色カラーサブピクセル１０７ｃからの青色（Ｂ）光を表してもよい。図３において３つの例示的なカラーサブピクセル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを照射する指向性光ビーム１０２の主要角度方向は、互いに異なることに留意されたい。このように、異なる色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）についての光の放射強度（Ｉ）パターンは、同様に互いに対して角度がずれ（例えば、曲線１０９ａ，１０９ｂ，及び１０９ｃの図示した角度ずれ）、結果的に色割れを招く。
色に応じた放射パターンを有する蛍光マルチビーム要素１２０は、様々な実施形態によれば、ビューピクセル１０６’の異なるカラーサブピクセル１０７を通過する指向性光ビーム１０２のわずかに異なる主要角度方向を実質的に解消することによって、色割れを補正し得る。具体的には、蛍光マルチビーム要素１２０の色に応じた放射パターンは、異なる色の指向性光ビーム１０２を、カラーサブピクセル１０７のそれぞれに提供するように構成してもよく、この場合、色に応じた放射パターンのため、異なる色の指向性光ビーム１０２は互いに実質的に平行である。
ある実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素１２０は、複数のマルチビームサブ要素を含む複合マルチビーム要素、言い換えると複合分散光源と考えてもよい。複数のマルチビームサブ要素は、互いに異なる発光色を有してもよい。具体的には、マルチビームサブ要素のそれぞれは、異なる蛍光発光色を提供するために、複数のマルチビームサブ要素のうちの他のマルチビームサブ要素とは異なる蛍光物質を含んでもよい。さらに、複数のマルチビームサブ要素は、様々な実施形態では、異なる蛍光発光色に従って色に応じた放射パターンを提供するように配置してもよい。例えば、マルチビーム要素は、色に応じた放射パターンを提供するために、蛍光マルチビーム要素１２０内で互いに空間的にオフセットしていてもよい。
図５は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の一部の断面図を示す。具体的には、図５は、複数のマルチビームサブ要素１２２を含む蛍光マルチビーム要素１２０（即ち、複合マルチビーム要素としての）を示す。図に示すように、第１のマルチビームサブ要素１２２ａの蛍光物質は、赤色蛍光発光色を有するか又は提供するように構成してもよく、第２のマルチビームサブ要素１２２ｂは、緑色蛍光発光色を有するか又は提供するように構成してもよい。第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、図に示すように、青色放射光を提供するように構成してもよい。ある実施形態では、第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、青色蛍光発光色を有するか又は提供するように構成された、蛍光物質を含んでもよい。他の実施形態では、第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、導波光１０４の青色部分を散乱させるように構成された拡散体又は別の散乱体でもよい。
図５には、複数のカラーサブピクセル１０７を含むビューピクセル１０６’も示してある。図に示すように、図示したビューピクセル１０６’は、サイズＳを有し、カラーサブピクセル１０７は、ビューピクセルのサイズＳの約３分の１の距離（即ち、Ｓ／３）によって互いに分離されている。図５では、マルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、カラーサブピクセル１０７の配置に対応して配置されている。例えば、赤色蛍光発光色を有する第１の又は赤色マルチビームサブ要素１２２ａは、ビューピクセル１０６’の第１の又は赤色（Ｒ）カラーサブピクセル１０７ａの位置に対応して配置されており、第２のマルチビームサブ要素１２２ｂは、ビューピクセル１０６’の第２の又は緑色（Ｇ）カラーサブピクセル１０７ｂに対応して配置されている。さらに、図に示すように、第３の又は青色マルチビームサブ要素１２２ｃは、ビューピクセル１０６’の第３の又は青色（Ｂ）カラーサブピクセル１０７ｃの位置に対応して配置されている。
さらに、図５では、蛍光マルチビーム要素１２０のマルチビームサブ要素１２２は、ビューピクセル１０６’の隣接するカラーサブピクセル１０７間の距離と同等の距離（例えば、約Ｓ／３）だけ互いに空間的にオフセットしている。したがって、図５に示すように、マルチビームサブ要素１２２の配置は（即ち、色Ｒ、Ｇ、Ｂの配置及びマルチビームサブ要素１２２間の距離Ｓ／３の両方に関して）、蛍光マルチビーム要素１２０の色に応じた放射パターンと同様に、ビューピクセル１０６’のカラーサブピクセル１０７の配置（即ち、色Ｒ、Ｇ、Ｂ及びカラーサブピクセル間隔Ｓ／３）に対応する。
様々な実施形態によれば、マルチビームサブ要素１２２のサイズは、ビューピクセル１０６’のサイズと同程度であってもよい。具体的には、マルチビームサブ要素のサイズは、ある実施形態によれば、ビューピクセルのサイズの５０パーセント〜２００パーセントであってもよい。図５では、マルチビームサブ要素１２２は、図に示すように、ビューピクセルのサイズＳにほぼ等しいサイズｓを有する（即ち、ｓ≒Ｓ）。
さらに、図５には、３つの異なる矢印で表され、３つの異なるマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのそれぞれによって放射された光ビームにそれぞれ対応する、複数の異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを含む指向性光ビーム１０２が示してある。図に示すように、複数のマルチビームサブ要素１２２によって放射された赤色（Ｒ）カラー指向性光ビーム１０２ａ、緑色（Ｇ）カラー指向性光ビーム１０２ｂ、青色（Ｂ）カラー指向性光ビーム１０２ｃをそれぞれ表す３つの異なる矢印は、それぞれ対応するカラーサブピクセル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを通して方向付けられる。さらに、マルチビームサブ要素１２２のそれぞれの略中心又は方射は、ビューピクセル１０６’内のカラーサブピクセル１０７の間隔（例えば、Ｓ／３）と一致するように間隔を置いて配置されている。その結果、蛍光マルチビーム要素１２０の色に応じた放射パターンによる放射光の異なる色（即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂ）のそれぞれについての異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、互いに実質的に平行である（即ち、実質的に同じ主要角度方向を有する）。蛍光マルチビーム要素１２０の色に応じた放射パターンによって提供された異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが、実質的に同じ主要角度方向を有するので、ビューピクセル１０６’は、様々な実施形態によれば、色割れしないことができる。
様々な実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素１２０の（例えば、複数のマルチビームサブ要素のうちのマルチビームサブ要素１２２内の）蛍光物質は、導波光１０４の一部（例えば、青色光又は紫外線光でもよい）を吸収し、異なる色を有する複数の指向性光ビーム１０２、例えば、異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを再放射するように構成されている。ある実施形態では、蛍光物質には、色に応じた放射パターンの異なる蛍光発光色を提供するように構成された様々な異なるタイプの蛍光物質又は蛍光顔料が含まれ得る。他の実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素１２０は、放射光の異なる色に対応する、異なるタイプの複数の蛍光ナノ粒子共鳴体又は蛍光量子ドットを含んでもよい。
具体的には、複数の蛍光量子ドットは、赤色蛍光発光色の発生と一致するサイズを有する第１のタイプの蛍光量子ドットを含んでもよい。複数の蛍光量子ドットは、緑色蛍光発光色の発生と一致するサイズを有する第２のタイプの蛍光量子ドットをさらに含んでもよい。ある実施形態では、複数の蛍光量子ドットは、青色蛍光発光色の発生と一致するサイズを有する第３のタイプの量子ドットをさらに含む。例えば、色に応じた放射パターンを有する放射光の波長範囲に対応する発光色は、約２ナノメートル（ｎｍ）〜約６ｎｍ（２〜６ｎｍ）のサイズ又は直径を有する蛍光量子ドットによって提供されてもよい。
具体的には、２〜６ｎｍの範囲のサイズを有する蛍光量子ドットは、約４５０ナノメートル（４５０ｎｍ）以下の波長を有する光（例えば、導波光１０４）で照射されると、可視域にわたる波長（例えば、青色から赤色まで）を有する蛍光発光によって光を放射するように構成してもよいが、一例であり、限定するものではない。実質的に青色光から赤色光までの間の可視域の波長は、例えば、約４５０ナノメートル（例えば、〜４５０〜４７５ｎｍ）〜約６５０又は７００ナノメートル（例えば、〜６５０〜７００ｎｍ）の波長の光を含んでもよい。このように、赤色蛍光発光色を有する蛍光量子ドットを含む赤色マルチビームサブ要素１２２は、青色光又は紫外線光（例えば、約４５０ｎｍ以下の光）を吸収し、赤色光（例えば、約６５０ｎｍの光）を放射し得る。同様に、緑色蛍光発光色を有する蛍光量子ドットを含む緑色マルチビームサブ要素１２２は、青色光又は紫外線光を吸収し、緑色光（例えば、約５００ｎｍの光）を放射し得る。様々な実施形態によれば、青色マルチビームサブ要素１２２は、実質的に青色光（例えば、約４７５ｎｍの光）を通し、散乱させる拡散体でもよく、あるいは、紫外線光（例えば、約４５０ｎｍ未満の光）を吸収し、青色光を放射する、青色蛍光発光色を有する１つ又はそれ以上の蛍光量子ドットを含んでもよい。さらに他の実施形態では、蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質は、様々な蛍光物質のいずれかを含んでもよく、これには、様々な半導体（例えば、セレン化カドミウム）、蛍光有機材料、又はその組合せが含まれるが、それらには限定されない。
ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素１２０は、ライトガイド１１０の第１の表面１１０’とは反対側の第２の表面１１０’’に隣接して位置してもよい。蛍光マルチビーム要素１２０は、例えば、複数の指向性光ビーム１０２を含む放射光を、ライトガイド１１０の第１の表面１１０’を通して提供するように構成してもよい。ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素１２０は、蛍光物質のライトガイドの第１の表面１１０’に面する側とは反対側の側に隣接する反射層をさらに備えてもよい。その反射層は、例えば、第１の表面１１０’から離れる方向に向かう放射光の一部を反射し、反射された放射光の一部を方向変更してライトガイド１１０の第１の表面１１０’に向かって戻すように構成してもよい。
図６は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の一部の断面図を示す。図に示すように、マルチビューバックライト１００の一部は、ライトガイド１１０と、ライトガイド１１０の第１の表面１１０’とは反対側の第２の表面１１０’’に隣接する蛍光マルチビーム要素１２０とを備える。図示した蛍光マルチビーム要素１２０は、複数のマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを含み、導波光１０４によって照射されると色に応じた放射パターンを有する放射光を提供するように構成されている。さらに、その放射光は、複数の指向性光ビーム１０２を含み、複数の指向性光ビーム１０２のうちの各指向性光ビーム１０２は異なる主要角度方向を有する。さらに、図に示すように、指向性光ビーム１０２のそれぞれは、複数の異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを含む。指向性光ビーム１０２の異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのそれぞれは、指向性光ビーム１０２と実質的に同じ主要角度方向を有する。
図６は、蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質を覆うように構成された反射層１２４をさらに示す。反射層１２４は、実質的に任意の反射材料を含んでもよく、これには、反射金属及び強化鏡面反射（enhanced specular reflector）（ＥＳＲ）フィルムが含まれるが、それらには限定されない。例えば、反射層１２４は、アメリカ合衆国ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ製のＶｉｋｕｉｔｉ ＥＳＲフィルムでもよい。
図７Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における蛍光マルチビーム要素１２０の断面図を示す。図７Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する別の実施形態による、一例における蛍光マルチビーム要素１２０の断面図を示す。図７Ａ及び図７Ｂに示す蛍光マルチビーム要素１２０は、例えば、図６に示した蛍光マルチビーム要素１２０でもよい。
図に示すように、蛍光マルチビーム要素１２０は、複数のマルチビームサブ要素１２２を含む。複数のマルチビームサブ要素のうちの第１のマルチビームサブ要素１２２ａは、第１の（例えば、赤色）蛍光発光色を有する第１の蛍光物質を含み、第１の網目模様で表されている。複数のマルチビームサブ要素のうちの第２のマルチビームサブ要素１２２ｂは、第２の（例えば、緑色）蛍光発光色を有する第２の蛍光物質を含み、第２の網目模様で表されている。図７Ａでは、複数のマルチビームサブ要素のうちの第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、第３の（例えば、青色）蛍光発光色を有する第３の蛍光物質を含み、第３の網目模様で表されている。図７Ｂでは、複数のマルチビームサブ要素のうちの第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、蛍光によって光を放射するのとは対照的に、光（例えば、青色光）を散乱させるように構成された拡散体又は散乱体を含む。図７Ｂの第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、第４の網目模様で表されている。図にはそのように示さないが、図７Ｂの第３のマルチビームサブ要素１２２ｃは、拡散体の代わりに、又はそれに加えて、同様に十分に第３の蛍光物質を含むことができることに留意されたい。
図７Ａ〜図７Ｂに示す３つのマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、ビューピクセル（図示せず）の対応するカラーサブピクセルの同様の間隔と同等の距離Ｓ／３だけ互いに空間的にオフセットしている。例えば、カラーサブピクセル及びその間隔は、図５に示したものと実質的に同様であってもよい。さらに、３つのマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃはそれぞれ、ビューピクセルのサイズ（例えば、やはり図５に示したものと実質的に同様）と同等のサイズＳを有する。
図７Ａでは、３つのマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのうちのそれぞれのマルチビームサブ要素の蛍光物質は、蛍光マルチビーム要素１２０の少なくとも一部において互いに混合している。蛍光物質の混合は、図に示すように、例えば、マルチビームサブ要素１２２の中心間間隔又は要素間間隔が、カラーサブピクセルの間隔（例えば、Ｓ／３）によって決定されるか、又はそれに実質的に等しいことを依然として可能にしながら、サイズＳを有するマルチビームサブ要素１２２を提供し得る。図７Ｂでは、第１及び第２のマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂの蛍光物質、並びに第３のマルチビームサブ要素１２２ｃの拡散体は、それらの間に中心間間隔Ｓ／３を与えるように、マルチビームサブ要素１２２の隣接する領域で互いに重なり合っている。さらに他の非限定的な例（図示せず）では、マルチビームサブ要素１２２の蛍光物質及び拡散体の材料が、重なり合って堆積してもよい。図７Ａ及び図７Ｂで図示した要素間間隔Ｓ／３は、単に論考の目的で一例として与えられていることに留意されたい。
ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素１２０のマルチビームサブ要素１２２の形状は、マルチビューピクセルの形状、言い換えるとマルチビューピクセルに対応するライトバルブのセット（又は「サブアレイ」）の形状に類似している。例えば、マルチビューピクセル（又は対応するライトバルブセットの配置）が実質的に正方形のとき、マルチビームサブ要素１２２は正方形状を有してもよい。別の例では、マルチビューピクセルは長方形状を有してもよく、即ち、幅又は横方向寸法よりも大きい長さ又は長手方向寸法を有してもよい。この例では、長方形のマルチビューピクセルに対応するマルチビームサブ要素１２２は、類似の長方形状を有してもよい。さらに他の例（図示せず）では、マルチビームサブ要素１２２及び対応するマルチビューピクセルは、様々な他の形状を有してもよく、これには三角形状、六角形状、及び円形状が含まれ、又はこれは少なくともそれらに近いが、それらには限定されない。
図７Ｃは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における正方形状のマルチビームサブ要素１２２を有する蛍光マルチビーム要素１２０の上面図又は平面図を示す。図７Ｃに示す正方形状のマルチビームサブ要素１２２の形状は、例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示した正方形のライトバルブ１０８セットを含むマルチビューピクセル１０６の正方形状に類似していてもよい。図７Ｃはまた、３つのマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃのセットをも示すが、一例であり、限定するものではない。図に示すように、３つのマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃは、やはり図７Ｃに示すビューピクセル１０６’内のカラーサブピクセル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃの配置に対応するように配置されている。図７Ｃのビューピクセル１０６’内のカラーサブピクセル１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃは、例えば、マルチビューピクセル（例えば、図２Ａ〜図２Ｃのマルチビューピクセル１０６）のピクセル列の方向（例えば、「１０７ａ」から「１０７ｃ」）に配置されている。両方向矢印は、図７Ｃにおける配置対応関係を意味する。
他の実施形態（図示せず）によれば、カラーサブピクセル配置に対応するマルチビームサブ要素の様々な配置のいずれかを利用しもよく、これには三角形配置が含まれるが、それには限定されない。また、カラーサブピクセル及び対応するマルチビームサブ要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの両方の色順を、本明細書では一般に赤（Ｒ）−緑（Ｇ）−青（Ｂ）であるとして説明するが、この特定の色順配置は単に論考の目的で用いるものであることに留意されたい。一般に、実質的に任意の色順配置、及びさらに言えば、任意の色のセットも利用してもよく、依然として本明細書で説明する範囲内であり得る。例えば（図示せず）、カラーサブピクセルの色順配置及び対応するマルチビームサブ要素の色順配置は、ＲＧＢカラーモデルに基づく原色を利用するとき、緑（Ｇ）−青（Ｂ）−赤（Ｒ）、又は青（Ｂ）−緑（Ｇ）−赤（Ｒ）などでもよい。さらに、一般に、本明細書で説明する蛍光マルチビーム要素１２０の様々な実施形態は、様々な製造技術のいずれかを用いて、ライトガイド１１０上若しくはその内部に画定し、又はそうでない場合は実現してもよい。例えば、蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質は、加色法、例えば堆積、インクジェット印刷などを用いて構成又は画定してもよい。
図２Ａを再度参照すると、マルチビューバックライト１００は、光源１３０をさらに備えてもよい。様々な実施形態によれば、光源１３０は、ライトガイド１１０内で導波される光を供給するように構成されている。具体的には、光源１３０は、ライトガイド１１０の入射表面又は端部（入力端）に隣接して位置してもよい。様々な実施形態では、光源１３０は、実質的に任意の光供給源（例えば、光エミッタ）を含んでもよく、これには、１つ若しくはそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、又はレーザ（例えば、レーザダイオード）が含まれるが、それらには限定されない。ある実施形態では、光源１３０は、特定の色、例えば青色光又は紫外線光で表される狭帯域スペクトルを有する実質的に単色の光を発生させるように構成された、光エミッタを含んでもよい。例えば、光源１３０は青色光を供給してもよい。光源１３０によって供給された青色光の場合、蛍光マルチビーム要素１２０は、それぞれ赤色、緑色、及び青色放射光を指向性光ビーム１０２として出力する、赤色蛍光物質（例えば、赤色蛍光量子ドット）、及び緑色蛍光物質（例えば、緑色蛍光量子ドット）、並びに青色拡散体を含んでもよい。別の例では、光源１３０は、紫外線光を供給してもよく、蛍光マルチビーム要素１２０は、赤色、緑色、及び青色放射光のそれぞれを供給するように構成された蛍光物質（例えば、赤色、緑色、及び青色蛍光量子ドット）を含んでもよい。しかし、ある実施形態では、光源１３０は、多色を包含する実質的に広帯域のスペクトルを有する光、例えば、青色光及び紫外線光の一方又は両方を含み得る多色光又は白色光を発生させるように構成してもよい。
ある実施形態では、光源１３０は、光をライトガイド１１０に結合するように構成されたコリメータをさらに備えてもよい。コリメータは、実質的にコリメートされていない光を光源１３０の光エミッタのうちの１つ又はそれ以上から受光するように構成してもよい。コリメータは、その実質的にコリメートされていない光をコリメート光に変換するようにさらに構成してもよい。具体的には、コリメータは、ある実施形態によれば、非ゼロ伝搬角度を有し、所定のコリメーション係数（例えば、コリメーション係数σ）に従ってコリメートされた、コリメート光を提供してもよい。コリメータは、そのコリメート光ビームを上述の導波光１０４として伝搬するようにライトガイド１１０に伝達するように、さらに構成してもよい。他の実施形態では、実質的にコリメートされていない光が光源１３０によって供給されてもよく、コリメータを省略してもよい。
ある実施形態では、マルチビューバックライト１００は、導波光１０４の伝搬方向１０３，１０３’に直交してライトガイド１１０を通る方向の光を実質的に透過するように構成されている。具体的には、ライトガイド１１０及び離間した複数の蛍光マルチビーム要素１２０により、ある実施形態では、光が第１の表面１１０’及び第２の表面１１０’’の両方を通ってライトガイド１１０を通過することが可能になる。透過性は、１つには、蛍光マルチビーム要素１２０の比較的小さいサイズ、及び蛍光マルチビーム要素１２０の比較的大きい要素間間隔（例えば、マルチビューピクセル１０６との１対１の対応）の両方のため、促進され得る。さらに、蛍光マルチビーム要素１２０は、ある実施形態によれば、ライトガイドの表面１１０’，１１０’’に直交して伝搬する光を再放射してもよい。
ある実施形態では、マルチビューバックライト１００は、ライトガイド１１０の長さに沿った距離の関数として変化する光を放射する（例えば、複数の指向性光ビーム１０２として）ように構成されている。具体的には、ライトガイド１１０に沿った蛍光マルチビーム要素１２０（又はそのマルチビームサブ要素１２２）は、蛍光マルチビーム要素１２０毎に、導波光１０４の伝搬方向１０３，１０３’のライトガイドに沿った距離の関数として変化する強度を有する放射光を提供するように構成してもよい。放射光の強度を変化させると、例えば、伝搬中の導波光１０４の逐次吸収による、ライトガイド１１０の長さに沿った導波光１０４の強度の変化（例えば、減少）を、補償又は緩和し得る。ある実施形態では、蛍光物質の密度は、ライトガイド１１０に沿った蛍光マルチビーム要素１２０の位置の関数であり、その蛍光物質の密度は、蛍光マルチビーム要素１２０によって提供される放射光の強度を、導波光１０４の伝搬方向１０３，１０３’のライトガイド１１０に沿った距離の関数として変化させるように構成されている。言い換えれば、距離の関数としての放射光の強度は、複数の蛍光マルチビーム要素１２０のうちの個々の蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質の密度を変化させることによって提供又は制御してもよい。ある実施形態では、蛍光物質の密度は、蛍光物質内の蛍光構造の密度と定義される。他の実施形態では、放射光の強度を制御するために用いられる蛍光物質の密度は、蛍光マルチビーム要素１２０の蛍光物質に間隙又は穴を組み込むことによって変化させてもよい。これらの実施形態では、「密度」という用語は、蛍光マルチビーム要素１２０にわたる蛍光物質の被覆密度と定義され得る。
本明細書で説明する原理のある実施形態によれば、マルチビューディスプレイが提供される。マルチビューディスプレイは、変調された光ビームをマルチビューディスプレイのピクセルとして放射するように構成されている。さらに、放射された変調光ビームは、複数の異なる色（例えば、ＲＧＢカラーモデルの赤、緑、青）を表す光ビームを含んでもよい。様々な実施形態によれば、例えば異なる色を含む、放射された変調光ビームは、マルチビューディスプレイの複数の視認方向に優先的に向かってもよい。ある例では、マルチビューディスプレイは、３Ｄ又はマルチビュー画像を提供又は「表示」するように構成されている。さらに、マルチビュー画像は、カラーマルチビュー画像でもよい。例えば、マルチビュー画像は、モバイルデバイス、例えば、携帯電話、タブレットコンピュータなどに表示された３Ｄシーンを色で表してもよいが、それらには限定されない。変調された、異なる色の、向きが異なる光ビームのうちの異なる光ビームは、様々な例によれば、マルチビュー画像に関連する異なる「ビュー」の個々のピクセルに対応してもよい。その異なるビューは、例えば、マルチビューディスプレイによって表示中のカラーマルチビュー画像での情報の「裸眼」（例えば、「自動立体」）表示を提供してもよい。
図８は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ２００のブロック図を示す。マルチビューディスプレイ２００は、対応する異なるビュー方向の異なるビューに従って、マルチビュー画像（例えば、カラーマルチビュー画像）を表示するように構成されている。具体的には、マルチビューディスプレイ２００が発する変調された指向性光ビーム２０２は、マルチビュー画像を表示するために使用され、異なる色に関連する異なるビューのそれぞれにおけるカラーサブピクセルを含む、異なるビューのピクセル（即ち、ビューピクセル）に対応してもよい。変調された指向性光ビーム２０２は、図８では、マルチビューピクセル２１０から出る矢印として示してある。マルチビューディスプレイ２００が発する指向性の変調された光ビーム２０２を描いた矢印には、その変調を強調するために破線が用いてあるが、一例であり、限定するものではない。
図８に示すマルチビューディスプレイ２００は、マルチビューピクセル２１０アレイを備える。そのアレイのマルチビューピクセル２１０は、マルチビューディスプレイ２００の複数の異なるビューを提供するように構成されている。様々な実施形態によれば、そのアレイのマルチビューピクセル２１０は、複数の指向性光ビーム２０４を変調し、変調された指向性光ビーム２０２を発生させるように構成された、複数のビューピクセルを含む。ある実施形態では、マルチビューピクセル２１０は、マルチビューバックライト１００に関して上述したライトバルブ１０８アレイのライトバルブ１０８セットと実質的に同様である。具体的には、マルチビューピクセル２１０のビューピクセルは、上述のライトバルブ１０８と実質的に同様であってもよい。即ち、マルチビューディスプレイ２００のマルチビューピクセル２１０は、ライトバルブセット（例えば、ライトバルブ１０８セット）を含んでもよく、マルチビューピクセル２１０のビューピクセルは、そのセットの複数のライトバルブを含んでもよい。さらに、例えば、ビューピクセルはカラーサブピクセルを含んでもよく、各カラーサブピクセルはライトバルブセットのライトバルブ（例えば、単一のライトバルブ１０８）を表す。
図８に示すマルチビューディスプレイ２００は、光を導波するように構成されたライトガイド２２０をさらに備える。ライトガイド２２０内の導波光は、例えば、青色光及び紫外線光の一方又は両方を含んでもよい。ある実施形態では、マルチビューディスプレイ２００のライトガイド２２０は、マルチビューバックライト１００に関して上述したライトガイド１１０と実質的に同様であってもよい。
図８に示すように、マルチビューディスプレイ２００は、蛍光マルチビーム要素２３０アレイをさらに備える。その要素アレイの蛍光マルチビーム要素２３０は、蛍光物質を含む。要素アレイの蛍光マルチビーム要素２３０は、導波光から放射光を提供するように構成されている。その放射光は、様々な実施形態によれば、色に応じた放射パターンを有し、複数の指向性光ビーム２０４を含む。ある実施形態では、要素アレイの蛍光マルチビーム要素２３０は、上述のマルチビューバックライト１００の蛍光マルチビーム要素１２０と実質的に同様であってもよい。具体的には、色に応じた放射パターンは、マルチビューピクセル２１０の複数のビューピクセル内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応してもよい。
さらに、要素アレイの蛍光マルチビーム要素２３０は、複数の指向性光ビーム２０４を対応するマルチビューピクセル２１０に提供するように構成されている。複数の指向性光ビーム２０４のうちの光ビーム２０４は、様々な実施形態によれば、互いに異なる主要角度方向を有する。具体的には、指向性光ビーム２０４の異なる主要角度方向は、マルチビューディスプレイ２００の異なるビューの異なるビュー方向に対応し、ビュー方向のそれぞれは、対応する主要角度方向に沿って異なる色を含む。さらに、色に応じた放射パターンのおかげで、共通のビュー方向に対応する指向性光ビーム２０４の異なる色は、様々な実施形態によれば、互いに実質的に平行であってもよい。
ある実施形態によれば、蛍光マルチビーム要素２３０は、上述のマルチビームサブ要素１２２と実質的に同様の複数のマルチビームサブ要素を含んでもよい。具体的には、蛍光マルチビーム要素２３０は、互いに異なる蛍光発光色を有する複数のマルチビームサブ要素（図８では分けて示していない）を含んでもよい。マルチビームサブ要素のそれぞれは、異なる蛍光発光色を提供するために、複数のマルチビームサブ要素のうちの他のマルチビームサブ要素とは異なる蛍光物質を含んでもよい。さらに、複数のマルチビームサブ要素は、異なる蛍光発光色に従って色に応じた放射パターンを提供するように配置してもよい。他の実施形態では、マルチビームサブ要素のうちの１つ又はそれ以上は、実質的に非蛍光性の物質を含み、マルチビームサブ要素のうちの、蛍光物質を含む他のマルチビームサブ要素と共に、拡散体または散乱体として働くか又は機能してもよい。
ある実施形態によれば、マルチビームサブ要素のサイズは、複数のビューピクセルのうちのビューピクセルのサイズと同程度である。マルチビームサブ要素のその同程度のサイズは、例えば、ビューピクセルのサイズの２分の１よりも大きく、ビューピクセルのサイズの２倍よりも小さくてもよい。さらに、マルチビームサブ要素は、ある実施形態によれば、ビューピクセルの隣接するカラーサブピクセル間の距離と同等の（例えば、ほぼ等しい）距離だけ互いに空間的にオフセットしていてもよい。
ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素２３０、言い換えると１つ又はそれ以上のマルチビームサブ要素の蛍光物質は、複数の蛍光量子ドットを含む。蛍光物質の蛍光発光色は、例えば、蛍光物質内の蛍光量子ドットの粒度分布の関数であってもよい。他の実施形態では、蛍光物質には、複数の蛍光顔料が含まれ得るが、それには限定されない。
ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素２３０のマルチビームサブ要素間の要素間距離又は中心間距離は、マルチビューピクセル２１０内のビューピクセルのカラーサブピクセル間のピクセル間距離に対応してもよい。例えば、マルチビームサブ要素間の要素間距離は、カラーサブピクセル間のピクセル間距離に実質的に等しくてもよい。さらに、マルチビューピクセルアレイのマルチビューピクセル２１０と、要素アレイの蛍光マルチビーム要素２３０との間には、１対１の対応があってもよい。具体的には、ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素２３０間の要素間距離（例えば、中心間距離）は、マルチビューピクセル２１０間のピクセル間距離（例えば、中心間距離）に実質的に等しくてもよい。したがって、マルチビューピクセル２１０内の各ビューピクセルは、対応する蛍光マルチビーム要素２３０によって提供された複数の光ビーム２０４のうちの異なる光ビーム２０４を変調するように構成してもよい。さらに、各マルチビューピクセル２１０は、様々な実施形態によれば、１つ及び唯一の蛍光マルチビーム要素２３０からの光ビーム２０４を受光及び変調するように構成してもよい。
上述のように、複数の光ビーム２０４は異なる色を含んでもよく、蛍光マルチビーム要素２３０は、複数の光ビーム２０４を含む色に応じた放射パターンを、マルチビューピクセル２１０内のビューピクセルの対応するカラーサブピクセルに向けてもよい。さらに、マルチビューディスプレイ２００の特定のビュー方向における異なる色の主要角度方向は、様々な実施形態によれば、整列していて（即ち、同じであって）もよく、空間的な色分解又は色割れを解消又は実質的に解消する。
ある実施形態（図８には図示せず）では、マルチビューディスプレイ２００は、光源をさらに備えてもよい。光源は、光をライトガイドに供給するように構成してもよい。ある実施形態によれば、光源は、上述のマルチビューバックライト１００の光源１３０と実質的に同様であってもよい。例えば、光源によって供給された光は、青色光及び紫外線光の一方又は両方を含んでもよい。
本明細書で説明する原理の他の実施形態によれば、マルチビューバックライトの動作方法が提供される。図９は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの動作方法３００のフローチャートを示す。図９に示すように、マルチビューバックライトの動作方法３００は、光をライトガイドの長さに沿って導波すること３１０を含む。ある実施形態によれば、そのライトガイドは、マルチビューバックライト１００に関して上述したライトガイド１１０と実質的に同様であってもよい。ある例では、導波光は所定のコリメーション係数σに従ってコリメートされてもよい。
図９に示すように、マルチビューバックライトの動作方法３００は、蛍光マルチビーム要素アレイを使用して、導波光から蛍光発光によって光を放射すること３２０をさらに含む。様々な実施形態によれば、その放射光は、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の指向性光ビームを含む。さらに、その指向性光ビームは、異なる色の光（例えば、赤、緑、青）を有するか又は表す。ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素は、上述のマルチビューバックライト１００の蛍光マルチビーム要素１２０と実質的に同様であってもよい。例えば、アレイの蛍光マルチビーム要素は、蛍光物質を含み、色に応じた放射パターンを有してもよい。その色に応じた放射パターンは、例えば、マルチビューディスプレイ内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応してもよい。
さらに、ある実施形態では、蛍光マルチビーム要素は、カラーサブピクセル間の距離に対応する距離だけ互いに空間的にオフセットした複数のマルチビームサブ要素を含んでもよい。マルチビームサブ要素内の蛍光物質は、導波光から色に応じた放射パターンを提供するために、蛍光マルチビーム要素の他のマルチビームサブ要素とは異なる色の放射光を放射してもよい。
ある実施形態（図示せず）では、マルチビューバックライトの動作方法３００は、光源を使用して光をライトガイドに供給することをさらに含む。その供給された光は、ライトガイド内で導波光の所定の角度広がりをもたらすように、コリメーション係数に従ってコリメートされてもよい。ある実施形態では、光源は、上述のマルチビューバックライト１００の光源１３０と実質的に同様であってもよい。例えば、供給された光は、青色光及び紫外線光の一方又は両方を含んでもよい。
ある実施形態では（例えば、図９に示すように）、マルチビューバックライトの動作方法３００は、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルとして構成されたライトバルブを使用して、外に結合された光ビームを任意選択で変調すること３３０をさらに含む。ある実施形態によれば、複数のライトバルブ又はライトバルブアレイのライトバルブは、マルチビューピクセル内のビューピクセルのカラーサブピクセルに対応する。
このように、マルチビュー画像の複数の異なるビューに対応する指向性光ビームを提供するために、色に応じた放射パターンを有する蛍光マルチビーム要素を利用する、マルチビューバックライト、マルチビューバックライトの動作方法、及びマルチビューディスプレイの例及び実施形態について説明した。上述の例は、本明細書で説明する原理を表す多くの具体例のうちのいくつかを例示するものにすぎないことを理解されたい。明らかに、以下の特許請求の範囲で定義される範囲から逸脱することなく、当業者なら多数の他の構成を容易に考案することができる。

Claims (25)

  1. マルチビューバックライトであって、
    光を導波光として導波するように構成されたライトガイドと、
    蛍光物質を含み、前記導波光から色に応じた放射パターンを有する放射光を提供するように構成された蛍光マルチビーム要素であって、前記放射光が、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の指向性光ビームを含む、蛍光マルチビーム要素と
    を備え、
    前記色に応じた放射パターンが、前記マルチビューディスプレイ内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応する、マルチビューバックライト。
  2. 前記蛍光マルチビーム要素が、互いに異なる蛍光発光色を有する複数のマルチビームサブ要素を含み、前記マルチビームサブ要素のそれぞれが、前記異なる蛍光発光色を提供するために、前記複数のマルチビームサブ要素のうちの他のマルチビームサブ要素とは異なる蛍光物質を含み、前記複数のマルチビームサブ要素が、前記異なる蛍光発光色に従って前記色に応じた放射パターンを提供するように配置されている、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  3. 第１のマルチビームサブ要素の前記蛍光物質が赤色蛍光発光色を有し、第２のマルチビームサブ要素が緑色蛍光発光色を有し、前記第１のマルチビームサブ要素が、前記ビューピクセルの赤色カラーサブピクセルの位置に対応して配置されており、前記第２のマルチビームサブ要素が、前記ビューピクセルの緑色カラーサブピクセルに対応して配置されている、請求項２に記載のマルチビューバックライト。
  4. 第３のマルチビームサブ要素の前記蛍光物質が青色蛍光発光色を有し、前記第３のマルチビームサブ要素が、前記ビューピクセルの青色カラーサブピクセルの位置に対応して配置されている、請求項３に記載のマルチビューバックライト。
  5. 前記蛍光マルチビーム要素の前記マルチビームサブ要素が、前記ビューピクセルの隣接するカラーサブピクセル間の距離と同等の距離だけ互いに空間的にオフセットしており、マルチビームサブ要素のサイズが前記ビューピクセルのサイズと同程度である、請求項２に記載のマルチビューバックライト。
  6. 前記マルチビームサブ要素のサイズが、前記ビューピクセルのサイズの５０パーセント〜２００パーセントである、請求項５に記載のマルチビューバックライト。
  7. 前記蛍光物質が複数の蛍光量子ドットを含み、前記色に応じた放射パターンが、前記蛍光マルチビーム要素にわたって分布する前記蛍光物質内の前記蛍光量子ドットの粒度分布の関数である、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  8. 前記複数の蛍光量子ドットが、赤色蛍光発光色の発生と一致するサイズを有する第１のタイプの蛍光量子ドットと、緑色蛍光発光色の発生と一致するサイズを有する第２のタイプの蛍光量子ドットとを含む、請求項７に記載のマルチビューバックライト。
  9. 前記複数の蛍光量子ドットが、青色蛍光発光色の発生と一致するサイズを有する第３のタイプの量子ドットをさらに含む、請求項８に記載のマルチビューバックライト。
  10. 前記蛍光マルチビーム要素が、前記ライトガイドの第１の表面とは反対側の第２の表面に隣接して位置しており、前記蛍光マルチビーム要素が、前記複数の指向性光ビームを含む前記放射光を、前記ライトガイドの前記第１の表面を通して提供するように構成されている、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  11. 前記蛍光マルチビーム要素が、前記蛍光物質の前記ライトガイドの前記第１の表面に面する側とは反対側の側を覆うように構成された反射層をさらに備え、前記反射層が、前記第１の表面から離れる方向に向かう前記放射光の一部を反射し、前記反射された放射光の一部を方向変更して前記ライトガイドの前記第１の表面に向かって戻すように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューバックライト。
  12. 前記ライトガイドの入力に光学的に結合された光源であって、前記ライトガイド内で前記導波光として導波される青色光及び紫外線光の一方又は両方を含む光を供給するように構成された光源をさらに備える、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  13. 前記蛍光物質の密度が、前記ライトガイドに沿った前記蛍光マルチビーム要素の位置の関数であり、前記蛍光物質の密度が、前記蛍光マルチビーム要素によって提供される前記放射光の強度を、前記導波光の伝搬方向の前記ライトガイドに沿った距離の関数として変化させるように構成されている、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  14. 請求項１に記載のマルチビューバックライトを備えるマルチビューディスプレイであって、前記複数の指向性光ビームのうちの光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイをさらに備え、前記アレイのライトバルブが、ビューピクセルに対応し、前記カラーサブピクセルを含む、マルチビューディスプレイ。
  15. マルチビューディスプレイであって、
    マルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成されたマルチビューピクセルアレイであって、マルチビューピクセルが、前記異なるビューのビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する対応する複数の指向性光ビームを変調するように構成された複数のビューピクセルを含む、マルチビューピクセルアレイと、
    光を導波光として導波するように構成されたライトガイドと、
    蛍光マルチビーム要素アレイであって、前記要素アレイの蛍光マルチビーム要素が、蛍光物質を含み、前記導波光から放射光を提供するように構成されており、前記放射光が、色に応じた放射パターンを有し、前記複数の指向性光ビームを含む、蛍光マルチビーム要素アレイと
    を備え、
    前記色に応じた放射パターンが、前記複数のビューピクセル内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応する、マルチビューディスプレイ。
  16. 前記蛍光マルチビーム要素が、互いに異なる蛍光発光色を有する複数のマルチビームサブ要素を含み、前記マルチビームサブ要素のそれぞれが、前記異なる蛍光発光色を提供するために、前記複数のマルチビームサブ要素のうちの他のマルチビームサブ要素とは異なる蛍光物質を含み、前記複数のマルチビームサブ要素が、前記異なる蛍光発光色に従って前記色に応じた放射パターンを提供するように配置されている、請求項１５に記載のマルチビューディスプレイ。
  17. 前記マルチビームサブ要素のサイズが、前記複数のビューピクセルのうちのビューピクセルのサイズと同程度であり、前記マルチビームサブ要素が、前記ビューピクセルの隣接するカラーサブピクセル間の距離と同等の距離だけ互いに空間的にオフセットしている、請求項１６に記載のマルチビューディスプレイ。
  18. 前記マルチビームサブ要素の前記同程度のサイズが、前記ビューピクセルのサイズの２分の１よりも大きく、前記ビューピクセルのサイズの２倍よりも小さい、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ。
  19. 前記蛍光マルチビーム要素の前記蛍光物質が、複数の蛍光量子ドットを含み、前記蛍光物質の蛍光発光色が、前記蛍光物質内の前記蛍光量子ドットの粒度分布の関数である、請求項１５に記載のマルチビューディスプレイ。
  20. 前記光を前記ライトガイドに前記導波光として供給するように構成された光源であって、前記供給された光が青色光及び紫外線光の一方又は両方を含む光源をさらに備える、請求項１５に記載のマルチビューディスプレイ。
  21. 前記マルチビューピクセルアレイの前記マルチビューピクセルがライトバルブセットを含み、前記マルチビューピクセルのビューピクセルが、前記ビューピクセルの前記カラーサブピクセルに対応する、前記セットの複数のライトバルブを含む、請求項１５に記載のマルチビューディスプレイ。
  22. マルチビューバックライトの動作方法であって、
    光をライトガイドの長さに沿って導波すること、並びに
    蛍光マルチビーム要素アレイを使用して、前記導波光から蛍光発光によって光を放射することであって、前記放射光が、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の指向性光ビームを含み、前記アレイの蛍光マルチビーム要素が、蛍光物質を含み、色に応じた放射パターンを有すること
    を含み、
    前記色に応じた放射パターンが、前記マルチビューディスプレイ内のビューピクセルのカラーサブピクセルの配置に対応する、方法。
  23. 前記蛍光マルチビーム要素が、前記カラーサブピクセル間の距離に対応する距離だけ互いに空間的にオフセットした複数のマルチビームサブ要素を含み、マルチビームサブ要素内の前記蛍光物質が、前記導波光から前記色に応じた放射パターンを提供するために、蛍光マルチビーム要素の他のマルチビームサブ要素とは異なる色の放射光を放射する、請求項２２に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
  24. 光源を使用して光を前記ライトガイドに供給することをさらに含み、前記供給された光が、前記ライトガイド内で前記導波光として導波される青色光及び紫外線光の一方又は両方を含む、請求項２２に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
  25. 前記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルとして構成された複数のライトバルブを使用して、前記放射光の前記複数の指向性光ビームを変調することをさらに含み、前記複数のライトバルブのうちのライトバルブが、前記マルチビューピクセル内のビューピクセルの前記カラーサブピクセルに対応する、請求項２２に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
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