JP6908730B2 - 微細構造化されたマルチビーム要素の背面照明 - Google Patents
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Description
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は、LCDまたはEPディスプレイに結合することができる。バックライトは光を放出し、その光がLCDまたはEPディスプレイを通過する。放出された光は、LCDまたはEPディスプレイによって変調され、次いでLCDまたはEPディスプレイから、変調された光が放出される。多くの場合、バックライトは白色光を放出するように構成される。次いでカラーフィルタを使用して、この白色光をディスプレイ内で使用される様々な色に変換する。カラーフィルタは、たとえば、LCDまたはEPディスプレイの出力に配置しても(それほど一般的でない)、バックライトとLCDまたはEPディスプレイとの間に配置してもよい。別法として、原色などの異なる色を使用するディスプレイのフィールド順次式照明によって、様々な色を実施することもできる。
[1]光を導波するように構成された導光体と、
上記導光体の表面に隣接して外部に位置する微細構造化されたマルチビーム要素とを備え、上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導波光の一部分を受け取るように構成された入力開口部と、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する主角度方向を有する指向性光ビーム群を放出するように構成された出力開口部とを有し、
上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記受け取った導波光部分を反射して、上記指向性光ビーム群を上記出力開口部で提供するように構成された内面を有する微細構造を備え、上記微細構造化されたマルチビーム要素のサイズは、マルチビューディスプレイ内のマルチビューピクセルのサブピクセルのサイズと同等である、
マルチビューバックライト。
[2]上記微細構造化されたマルチビーム要素サイズは、上記サブピクセルサイズの2分の1〜2倍である、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[3]上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導光体の第1の表面に隣接し、上記第1の表面は、上記マルチビューピクセルに隣接しており、上記微細構造化されたマルチビーム要素の入力開口部は、上記微細構造と上記第1の表面との間の接点を構成する、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[4]上記導光体の上記第1の表面に隣接して上記微細構造化されたマルチビーム要素を支持するように構成された担体をさらに備え、上記担体は、導光体を備え、上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導光体の上記第1の表面に隣接する上記担体の表面上に提供される、上記[3]に記載のマルチビューバックライト。
[5]上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記担体の材料を含む、上記[4]に記載のマルチビューバックライト。
[6]上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導光体の第2の表面に隣接して外部に位置し、上記第2の表面は、上記マルチビューピクセルに隣接する上記導光体の第1の表面とは反対側である、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[7]上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導光体の材料を含み、上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導光体の上記第2の表面から突出する、上記[6]に記載のマルチビューバックライト。
[8]上記導光体の1つの入力に光学的に結合された1つの光源、または上記導光体の複数の入力に光学的に結合された複数の光源をさらに備え、上記1つまたは複数の光源は、上記導波光を提供するように構成される、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[9]上記微細構造化されたマルチビーム要素の上記微細構造の形状が、球体の2分の1の形状、角錐の形状、および葉の形状のうちの1つである、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[10]上記微細構造化されたマルチビーム要素は、複数の微細構造を備え、上記微細構造の密度は、上記微細構造化されたマルチビーム要素の散乱強度を変調して、上記導光体に沿った長さに応じて輝度均一性を制御するように構成される、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[11]上記[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、上記光ビーム群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のアレイをさらに備え、上記アレイのライトバルブは、上記マルチビューピクセル内のサブピクセルに対応し、上記アレイの1組のライトバルブは、上記マルチビューディスプレイの上記マルチビューピクセルに対応する、マルチビューディスプレイ。
[12]マルチビューディスプレイであって、
上記マルチビューディスプレイの複数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のアレイであり、1つのマルチビューピクセルが、上記異なるビューのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群を変調するように構成された複数のライトバルブを備える、マルチビューピクセルのアレイと、
光を導波するように構成された導光体と、
上記導光体の表面の外部に位置する微細構造化されたマルチビーム要素のアレイとを備え、上記アレイの微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導波光の一部分を受け取るように構成された微細構造を備え、上記受け取った部分を上記指向性光ビーム群として反射するように構成された内面を有し、
微細構造化されたマルチビーム要素サイズが、ライトバルブのサイズと同等である、マルチビューディスプレイ。
[13]微細構造化されたマルチビーム要素が、上記微細構造化されたマルチビーム要素の出力開口部で上記指向性光ビーム群を提供するように構成され、上記出力開口部のサイズが、上記複数のライトバルブのうちの1つのライトバルブのサイズの2分の1〜2倍である、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[14]上記導光体の第1の表面に隣接して、上記微細構造化されたマルチビーム要素のアレイを支持するように構成された担体をさらに備え、上記第1の表面は、上記マルチビューピクセルのアレイに隣接しており、上記アレイの微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導光体の上記第1の表面に隣接する上記担体表面上に位置する、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[15]上記微細構造化されたマルチビーム要素のアレイは、上記導光体の第2の表面に隣接して外部に位置し、上記第2の表面は、上記マルチビューピクセルのアレイに隣接する上記導光体の第1の表面とは反対側である、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[16]上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記微細構造の外面上に反射層をさらに備え、上記反射層は、上記微細構造の上記内面における反射を強化するように構成される、上記[15]に記載のマルチビューディスプレイ。
[17]上記導光体の入力に光学的に結合された光源をさらに備え、上記光源は、上記導光体へ上記導波光として光を提供するように構成される、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[18]マルチビューディスプレイ動作の方法であって、
導光体の長さに沿って光を導波するステップと、
上記導光体の外部に位置して上記導光体に光学的に接続された複数の微細構造化されたマルチビーム要素を使用して、上記導光体から上記導波光の一部分を出力結合するステップであって、上記導波光部分が、上記複数の微細構造化されたマルチビーム要素のうちの1つの微細構造化されたマルチビーム要素によって、マルチビューディスプレイの異なるビューのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群として放出される、出力結合するステップと、
上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、上記指向性光ビーム群の指向性光ビームを変調するステップとを含み、
上記微細構造化されたマルチビーム要素は、上記導波光部分を受け取る微細構造を備え、上記微細構造は、上記受け取った導波光部分を上記指向性光ビーム群として反射する内面を有する、方法。
[19]上記微細構造化されたマルチビーム要素のサイズが、上記複数のライトバルブのうちの1つのライトバルブのサイズと同等である、上記[18]に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
[20]上記複数の微細構造化されたマルチビーム要素は、上記複数のライトバルブに隣接する上記導光体の表面で上記導光体に光学的に接続され、光学的に接続されることは、上記微細構造化されたマルチビーム要素の上記微細構造と上記導光体表面との間の点接触を含む、上記[18]に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
本明細書に記載する原理による例および実施形態の様々な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することで、より容易に理解することができる。添付の図面では、同じ参照番号が同様の構造的要素を指す。
度方向を有する。本明細書では、角度成分θは、光ビームの「上昇成分」または「上昇角度」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位成分」または「方位角度」と呼ばれる。定義により、上昇角度θは、垂直平面(たとえば、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、方位角度φは、水平平面(たとえば、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。
の定義により、この群の微細構造化されたマルチビーム要素120は、有限(すなわち、ゼロ以外)の要素間距離(たとえば、有限の中心間距離)に応じて、互いから隔置される。さらに、いくつかの実施形態によれば、この群の微細構造化されたマルチビーム要素120は概して、互いに交差、重複、またはその他の形で接触しない。したがって、この群の微細構造化されたマルチビーム要素120はそれぞれ、概して別個であり、微細構造化されたマルチビーム要素群の微細構造化されたマルチビーム要素120のうちの他の要素から分離される。
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(すなわち、中心間距離D)より大きい間隔または小さい間隔のうちの1つである要素間間隔(すなわち、中心間距離d)を有することができる。
て示される狭帯域スペクトルを有する実質上単色の光をもたらすように構成された光エミッタを備えることができる。特に、単色光の色は、特定の色空間または色モデル(たとえば、RGB色モデル)の原色とすることができる。他の例では、光源130は、実質上広帯域または多色の光を提供するように構成された実質上広帯域の光源とすることができる。たとえば、光源130は、白色光を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、光源130は、異なる色の光を提供するように構成された複数の異なる光エミッタを備えることができる。異なる光エミッタは、異なる色の光のそれぞれに対応する導波光の異なる色特有のゼロ以外の伝播角度を有する光を提供するように構成することができる。
12 画面
14 ビュー
16 ビュー方向
20 光ビーム
100 マルチビューバックライト
102 指向性光ビーム
103 伝播方向
103’ 他方の伝播方向
104 導波光
106 マルチビューピクセル
106’ サブピクセル
108 ライトバルブ
108a 第1のライトバルブセット
108b 第2のライトバルブセット
110 導光体、導光板
110’ 第1の表面
110” 第2の表面
120 微細構造化されたマルチビーム要素
120a 第1の微細構造化されたマルチビーム要素
120b 第2の微細構造化されたマルチビーム要素
122 内面
124 入力開口部
126 出力開口部
128 反射層
130 光源
138 担体
140 微細構造
142 主軸
144 内面
150 長円形の放出パターン
152 第1の部分
154 第2の部分
200 マルチビューディスプレイ
202 変調された指向性光ビーム
204 指向性光ビーム
210 マルチビューピクセル
220 微細構造化されたマルチビーム要素
230 導光体
D 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 第1の微細構造化されたマルチビーム要素120aと第2の微細構造化されたマルチビーム要素120bとの間の中心間距離
L 導光体110に沿った距離
O 原点
S サブピクセルサイズ
s 微細構造化されたマルチビーム要素サイズ
θ 角度成分、上昇角度
φ 角度成分、方位角度
σ コリメーション因子
Claims (20)
- 光を導波するように構成された導光体と、
前記導光体の表面に隣接して外部に位置する微細構造化されたマルチビーム要素とを備えるマルチビューバックライトであって、
前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導波光の一部分を受け取るように構成された入力開口部と、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する主角度方向を有する指向性光ビーム群を放出するように構成された出力開口部とを有し、
前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記受け取った導波光部分を反射して、前記指向性光ビーム群を前記出力開口部で提供するように構成された内面を有する微細構造を備え、前記微細構造化されたマルチビーム要素のサイズは、マルチビューディスプレイ内のマルチビューピクセルのサブピクセルのサイズと同等である、
マルチビューバックライト。 - 前記微細構造化されたマルチビーム要素サイズは、前記サブピクセルサイズの2分の1〜2倍である、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導光体の第1の表面に隣接し、前記第1の表面は、前記マルチビューピクセルに隣接しており、前記微細構造化されたマルチビーム要素の入力開口部は、前記微細構造と前記第1の表面との間の接点を構成する、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記導光体の前記第1の表面に隣接して前記微細構造化されたマルチビーム要素を支持するように構成された担体をさらに備え、前記担体は、導光体を備え、前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導光体の前記第1の表面に隣接する前記担体の表面上に提供される、請求項3に記載のマルチビューバックライト。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記担体の材料を含む、請求項4に記載のマルチビューバックライト。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導光体の第2の表面に隣接して外部に位置し、前記第2の表面は、前記マルチビューピクセルに隣接する前記導光体の第1の表面とは反対側である、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導光体の材料を含み、前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導光体の前記第2の表面から突出する、請求項6に記載のマルチビューバックライト。
- 前記導光体の1つの入力に光学的に結合された1つの光源、または前記導光体の複数の入力に光学的に結合された複数の光源をさらに備え、前記1つまたは複数の光源は、前記導波光を提供するように構成される、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素の前記微細構造の形状が、球体の2分の1の形状、角錐の形状、および葉の形状のうちの1つである、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素は、複数の微細構造を備え、前記微細構造の密度は、前記微細構造化されたマルチビーム要素の散乱強度を変調して、前記導光体に沿った長さに応じて輝度均一性を制御するように構成される、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 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、前記光ビーム群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のアレイをさらに備え、前記アレイのライトバルブは、前記マルチビューピクセル内のサブピクセルに対応し、前記アレイの1組のライトバルブは、前記マルチビューディスプレイの前記マルチビューピクセルに対応する、マルチビューディスプレイ。
- マルチビューディスプレイであって、
前記マルチビューディスプレイの複数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のアレイであって、1つの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角度方向を有する指向性光ビーム群を変調するように構成された複数のライトバルブを備える、マルチビューピクセルのアレイと、
光を導波するように構成された導光体と、
前記導光体の表面の外部に位置する微細構造化されたマルチビーム要素のアレイとを備え、
前記アレイの微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導波光の一部分を受け取るように構成された微細構造を備え、前記受け取った部分を前記指向性光ビーム群として反射するように構成された内面を有し、
微細構造化されたマルチビーム要素サイズが、ライトバルブのサイズと同等である、マルチビューディスプレイ。 - 微細構造化されたマルチビーム要素が、前記微細構造化されたマルチビーム要素の出力開口部で前記指向性光ビーム群を提供するように構成され、前記出力開口部のサイズが、前記複数のライトバルブのうちの1つのライトバルブのサイズの2分の1〜2倍である、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記導光体の第1の表面に隣接して、前記微細構造化されたマルチビーム要素のアレイを支持するように構成された担体をさらに備え、前記第1の表面は、前記マルチビューピクセルのアレイに隣接しており、前記アレイの微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導光体の前記第1の表面に隣接する前記担体表面上に位置する、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素のアレイは、前記導光体の第2の表面に隣接して外部に位置し、前記第2の表面は、前記マルチビューピクセルのアレイに隣接する前記導光体の第1の表面とは反対側である、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記微細構造の外面上に反射層をさらに備え、前記反射層は、前記微細構造の前記内面における反射を強化するように構成される、請求項15に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記導光体の入力に光学的に結合された光源をさらに備え、前記光源は、前記導光体へ前記導波光として光を提供するように構成される、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- マルチビューディスプレイ動作の方法であって、
導光体の長さに沿って光を導波するステップと、
前記導光体の外部に位置して前記導光体に光学的に接続された複数の微細構造化されたマルチビーム要素を使用して、前記導光体から前記導波光の一部分を出力結合するステップであって、前記導波光部分が、前記複数の微細構造化されたマルチビーム要素のうちの1つの微細構造化されたマルチビーム要素によって、マルチビューディスプレイの異なるビューのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群として放出される、ステップと、
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、前記指向性光ビーム群の指向性光ビームを変調するステップとを含み、
前記微細構造化されたマルチビーム要素は、前記導波光部分を受け取る微細構造を備え、前記微細構造は、前記受け取った導波光部分を前記指向性光ビーム群として反射する内面を有する、方法。 - 前記微細構造化されたマルチビーム要素のサイズが、前記複数のライトバルブのうちの1つのライトバルブのサイズと同等である、請求項18に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
- 前記複数の微細構造化されたマルチビーム要素は、前記複数のライトバルブに隣接する前記導光体の表面で前記導光体に光学的に接続され、光学的に接続されることは、前記微細構造化されたマルチビーム要素の前記微細構造と前記導光体表面との間の点接触を含む、請求項18に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
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