JP7256875B2 - マルチビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ及び方法 - Google Patents
マルチビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ及び方法 Download PDFInfo
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Description
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[1]複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイであって、
光を誘導するライトガイドと、
上記ライトガイド内にコリメートされた導波光ビームを提供するように構成された光源と、
上記ライトガイドにわたって分布される複数の回折格子であって、上記複数の回折格子のうちの第1のセットの回折格子は、第1のマルチビュー画像を表す指向性光ビームとして上記コリメートされた導波光ビームの一部を第1のビューゾーン内に散乱させて出射するように構成され、上記複数の回折格子のうちの第2のセットの回折格子は、第2のマルチビュー画像を表す指向性光ビームとして上記コリメートされた導波光ビームの別の部分を第2のビューゾーン内に散乱させて出射するように構成される、複数の回折格子と、を含む、複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[2]上記第1及び第2の回折格子のセットのいずれかの上記複数の回折格子のうちの一回折格子は、上記第1及び第2のマルチビュー画像のうちの対応する1つのビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成される、上記[1]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[3]上記回折格子の格子特性は、上記強度及び上記主角度方向を決定するように構成され、主角度方向を決定するように構成される上記格子特性が、上記回折格子の格子ピッチ及び上記回折格子の格子配向の一方又は両方を含む、上記[2]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[4]上記強度を決定するように構成された上記格子特性は、上記回折格子の格子深さを含む、上記[3]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[5]上記第1の回折格子のセット及び上記第2の回折格子のセットが、上記コリメートされた導波光ビームの上記一部が上記第1及び第2のマルチビュー画像を表す複数の指向性光ビームとして散乱されて出射される上記ライトガイドの放射面とは反対側の上記ライトガイドの表面に配置される、上記[1]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[6]上記ライトガイドの入力部にコリメート光カプラをさらに備え、上記コリメート光カプラは、上記光源からの光を上記コリメートされた導波光ビームとして上記ライトガイドの入力部に光学的に結合するように構成される、上記[1]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[7]上記コリメート光カプラは、円筒格子カプラを含み、上記光源は、上記ライトガイドのガイド表面に隣接して配置され、光源は、上記ガイド表面を通して光を放射するように構成される、上記[6]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[8]上記第1のビューゾーンは、第1の角度範囲を有するように構成され、上記第2のビューゾーンは、第2の角度範囲を有するように構成され、上記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンは、相互に排他的な角度範囲である、上記[1]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[9]上記第1のビューゾーン及び上記第2のビューゾーンは、上記第1のマルチビュー画像も上記第2のマルチビュー画像も見えないブランクゾーンによって互いに分離されている、上記[8]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[10]上記第1のマルチビュー画像は、上記第2のマルチビュー画像とは異なる、上記[1]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[11]上記ライトガイド及び上記回折格子のセットは、上記導波光ビームの伝播方向に対応する長手方向に直交する垂直方向に伝播する光に対して透明である、上記[1]に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
[12]複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイであって、
光源からの光を導波光として誘導するように構成されたライトガイドと、
上記複数のビューゾーン内で見ることができるマルチビュー画像を表す指向性光ビームとして上記導波光の一部を散乱させて出射するように構成された複数の回折格子であって、各マルチビュー画像は、上記複数の回折格子の異なるセットの回折格子の指向性光ビームに対応し、上記複数のビューゾーンの各ビューゾーンは、対応するマルチビュー画像が見ることができるように構成されている異なる角度範囲を有する、複数の回折格子と、を備える、複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
[13]一対の異なるビューゾーンの各々に見える上記マルチビュー画像が互いに異なる、上記[12]に記載の複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
[14]上記複数のビューゾーンのうちの一ビューゾーンは、上記マルチビュー画像のいずれも見えないブランクゾーンによって隣接するビューゾーンから分離されている、上記[12]に記載の複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
[15]上記複数の回折格子のうちの一回折格子は、上記マルチビュー画像の対応する1つのビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する上記指向性光ビームのうちの一指向性光ビームを提供するように構成され、上記回折格子の格子ピッチ及び格子配向は、上記指向性光ビームの上記主角度方向を決定するように構成され、上記回折格子の格子深さは、上記指向性光ビームの強度を決定するように構成される、上記[12]に記載の複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
[16]上記ライトガイドの入力部にコリメート光カプラをさらに備え、上記コリメート光カプラは、光源からの光を、コリメーション係数に従ってコリメートされ、上記ライトガイド内において所定の伝播角を有する導波光ビームとして上記ライトガイドの入力部に光学的に結合するように構成される、上記[12]に記載の複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
[17]複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイの動作の方法であって、
ライトガイド内にコリメートされた導波光ビームを提供するステップと、
第1のビューゾーン内で見ることができる第1のマルチビュー画像を表すために第1のセットの回折格子を使用して上記第1のビューゾーン内に向けられた指向性光ビームとして上記導波光ビームの一部を回折的に散乱させて出射するステップと、
第2のビューゾーン内で見ることができる第2のマルチビュー画像を表すために第2のセットの回折格子を使用して上記第2のビューゾーン内に向けられた指向性光ビームとして上記導波光ビームの別の部分を回折的に散乱させて出射するステップと、を含み、
上記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンは、互いに異なる角度範囲を有する、複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
[18]上記第1のマルチビュー及び第2のマルチビュー画像は互いに異なり、上記第1のマルチビュー画像は上記第1のビューゾーンでのみ見ることができ、上記第2のマルチビュー画像は上記第2のビューゾーンでのみ見ることができる、上記[17]に記載の複数のビューゾーンのマルチビューディスプレイの動作の方法。
[19]上記第1のビューゾーンは、ブランクゾーンによって上記第2のビューゾーンから分離されている、上記[17]に記載の複数のビューゾーンのマルチビューディスプレイの動作の方法。
[20]上記第1の回折格子のセット及び上記第2の回折格子のセットの回折格子によって回折的に散乱されて出射される指向性光ビームの主角度方向は、上記回折格子の格子ピッチ及び格子配向によって決定され、上記指向性光ビームの強度は、上記回折格子の格子深さによって決定される、上記[17]に記載の複数のビューゾーンのマルチビューディスプレイの動作の方法。
本明細書に記載の原理による例及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によってより容易に理解することができ、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
式中、λは、(その色に対応する)光の波長であり、mは、回折次数であり、nは、ライトガイドの屈折率であり、dは、回折格子の特徴部間の距離又は間隔であり、θiは、回折格子への光の入射角(すなわち、伝播角)である。簡単にするために、式(1)は、回折格子がライトガイドの表面に隣接し、ライトガイドの外側の材料の屈折率が1に等しい(すなわち、nout=1である)と仮定する。一般に、回折次数mは整数で与えられる。回折格子によって生成される光ビームの回折角θmは、回折次数が正(例えば、m>0)である式(1)によって与えられ得る。例えば、回折次数mが1に等しい(すなわち、m=1である)場合、一次回折がもたらされる。
さらに、異なる色の複数の光エミッタが光源114に使用される場合、コリメータは、異なる、色固有の、非ゼロ伝播角の1つ以上を有し、異なる色固有のコリメーション係数を有するコリメートされた光を提供するように構成されてもよい。コリメータは、コリメートされた光ビームをライトガイド110に伝達して、上述のコリメートされた導波光ビーム112として伝播するようにさらに構成される。
代替的又は追加的に、前述し図4Bに示すように、格子特性は、回折格子128aの格子ピッチ及び回折格子128aの格子配向gの一方又は両方を含む。コリメートされた導波光ビーム112の入射角(すなわち、伝播角120)と共に、これらの格子特性は、回折格子128によって提供される指向性光ビームの主角度方向を決定する。
Claims (15)
- 複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイであって、
光を誘導するライトガイドと、
前記ライトガイド内にコリメートされた導波光ビームを提供するように構成された光源と、
前記ライトガイドにわたって分布される複数の回折格子であって、前記複数の回折格子のうちの第1のセットの回折格子は、第1のマルチビュー画像を表す指向性光ビームとして前記コリメートされた導波光ビームの一部を第1のビューゾーン内に散乱させて出射するように構成され、前記複数の回折格子のうちの第2のセットの回折格子は、第2のマルチビュー画像を表す指向性光ビームとして前記コリメートされた導波光ビームの別の部分を第2のビューゾーン内に散乱させて出射するように構成される、複数の回折格子と、
前記ライトガイドの入力部に配置されたコリメート光カプラであって、前記コリメート光カプラは、前記光源からの光を前記コリメートされた導波光ビームとして前記ライトガイドの入力部に光学的に結合するように構成される、コリメート光カプラと、を備え、
前記第1のビューゾーン及び前記第2のビューゾーンは、前記第1のマルチビュー画像も前記第2のマルチビュー画像も見えないブランクゾーンによって互いに分離されている、複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。 - 前記第1及び第2の回折格子のセットのいずれかの前記複数の回折格子のうちの一回折格子は、前記第1及び第2のマルチビュー画像のうちの対応する1つのビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成される、請求項1に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記回折格子の格子特性は、前記強度及び前記主角度方向を決定するように構成され、主角度方向を決定するように構成される前記格子特性が、前記回折格子の格子ピッチ及び前記回折格子の格子配向の一方又は両方を含む、請求項2に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記強度を決定するように構成された前記格子特性は、前記回折格子の格子深さを含む、請求項3に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記第1の回折格子のセット及び前記第2の回折格子のセットが、前記コリメートされた導波光ビームの前記一部が前記第1及び第2のマルチビュー画像を表す複数の指向性光ビームとして散乱されて出射される前記ライトガイドの放射面とは反対側の前記ライトガイドの表面に配置される、請求項1に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記コリメート光カプラは、円筒格子カプラを含み、前記光源は、前記ライトガイドのガイド表面に隣接して配置され、光源は、前記ガイド表面を通して光を放射するように構成される、請求項1に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記第1のビューゾーンは、第1の角度範囲を有するように構成され、前記第2のビューゾーンは、第2の角度範囲を有するように構成され、前記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンは、相互に排他的な角度範囲である、請求項1に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記第1のマルチビュー画像は、前記第2のマルチビュー画像とは異なる、請求項1に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 前記ライトガイド及び前記回折格子のセットは、前記導波光ビームの伝播方向に対応する長手方向に直交する垂直方向に伝播する光に対して透明である、請求項1に記載の複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイ。
- 複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイであって、
光源からの光を導波光として誘導するように構成されたライトガイドと、
前記複数のビューゾーン内で見ることができるマルチビュー画像を表す指向性光ビームとして前記導波光の一部を散乱させて出射するように構成された複数の回折格子であって、各マルチビュー画像は、前記複数の回折格子の異なるセットの回折格子の指向性光ビームに対応し、前記複数のビューゾーンの各ビューゾーンは、対応するマルチビュー画像が見ることができるように構成されている異なる角度範囲を有する、複数の回折格子と、
前記ライトガイドの入力部に配置されたコリメート光カプラであって、前記コリメート光カプラは、光源からの光を、コリメーション係数に従ってコリメートされ、前記ライトガイド内において所定の伝播角を有する導波光ビームとして前記ライトガイドの入力部に光学的に結合するように構成される、コリメート光カプラと、を備え、
前記複数のビューゾーンのうちの一ビューゾーンは、前記マルチビュー画像のいずれも見えないブランクゾーンによって隣接するビューゾーンから分離されている、複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。 - 一対の異なるビューゾーンの各々に見える前記マルチビュー画像が互いに異なる、請求項10に記載の複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
- 前記複数の回折格子のうちの一回折格子は、前記マルチビュー画像の対応する1つのビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する前記指向性光ビームのうちの一指向性光ビームを提供するように構成され、前記回折格子の格子ピッチ及び格子配向は、前記指向性光ビームの前記主角度方向を決定するように構成され、前記回折格子の格子深さは、前記指向性光ビームの強度を決定するように構成される、請求項10に記載の複数のビューゾーンを有する静的マルチビューディスプレイ。
- 複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイの動作の方法であって、
ライトガイドの入力部に配置されたコリメート光カプラを使用して前記ライトガイド内にコリメートされた導波光ビームを提供するステップであって、前記コリメート光カプラは、前記光源からの光を前記コリメートされた導波光ビームとして前記ライトガイドの入力部に光学的に結合するように構成される、ステップと、
第1のビューゾーン内で見ることができる第1のマルチビュー画像を表すために第1のセットの回折格子を使用して前記第1のビューゾーン内に向けられた指向性光ビームとして前記導波光ビームの一部を回折的に散乱させて出射するステップと、
第2のビューゾーン内で見ることができる第2のマルチビュー画像を表すために第2のセットの回折格子を使用して前記第2のビューゾーン内に向けられた指向性光ビームとして前記導波光ビームの別の部分を回折的に散乱させて出射するステップと、を含み、
前記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンは、互いに異なる角度範囲を有し、前記第1のビューゾーンは、ブランクゾーンによって前記第2のビューゾーンから分離されている、複数のビューゾーンの静的マルチビューディスプレイの動作の方法。 - 前記第1のマルチビュー及び第2のマルチビュー画像は互いに異なり、前記第1のマルチビュー画像は前記第1のビューゾーンでのみ見ることができ、前記第2のマルチビュー画像は前記第2のビューゾーンでのみ見ることができる、請求項13に記載の複数のビューゾーンのマルチビューディスプレイの動作の方法。
- 前記第1の回折格子のセット及び前記第2の回折格子のセットの回折格子によって回折的に散乱されて出射される指向性光ビームの主角度方向は、前記回折格子の格子ピッチ及び格子配向によって決定され、前記指向性光ビームの強度は、前記回折格子の格子深さによって決定される、請求項13に記載の複数のビューゾーンのマルチビューディスプレイの動作の方法。
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