JP7407281B2 - マイクロスリットマルチビーム要素を有するマルチビューバックライト、マルチビューディスプレイ、及び方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2019年10月22日に出願された米国仮特許出願第62/924,650号の優先権を主張し、その全体は参照によって本明細書中に引用するものとする。
適用なし
[1]マルチビューバックライトであって、
非ゼロ伝播角及び所定のコリメーション係数を有する導波光として伝播方向に光を導くように構成された光ガイドと、
上記光ガイドにわたって互いに離隔したマイクロスリットマルチビーム要素のアレイであって、上記マイクロスリットマルチビーム要素アレイの各マイクロスリットマルチビーム要素が複数のマイクロスリットサブ要素を備え、マルチビューディスプレイの各視線方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む放射光として上記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された、マイクロスリットマルチビーム要素のアレイとを備え、
上記複数のマイクロスリットサブ要素の各マイクロスリットサブ要素が、上記導波光の上記伝播方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を備える、
マルチビューバックライト。
[2]各マイクロスリットマルチビーム要素のサイズが、上記マルチビューディスプレイの光バルブのアレイにおける光バルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[3]上記マイクロスリットマルチビーム要素が上記光ガイドの放射面上に配置され、上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が、上記放射面から離れて上記光ガイドの内部に延在する、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[4]上記マイクロスリットマルチビーム要素が、上記光ガイドの表面上に位置する光ガイド材料層内に配置され、上記光ガイド材料層の表面が放射面であり、上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が上記放射面から離れて上記光ガイド表面に向かって延在する、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[5]上記光ガイドの上記表面上に位置する上記光ガイド材料層の屈折率が上記光ガイドの材料の屈折率よりも大きい、上記[4]に記載のマルチビューバックライト。
[6]上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の上記傾斜反射側壁が、内部全反射に従って上記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[7]上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の上記傾斜反射側壁が、上記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された反射材料を備える、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[8]上記傾斜反射側壁の上記傾斜角が、上記光ガイドの放射面の表面法線に対して0度~約45度であり、上記傾斜角が、上記光ガイドの上記放射面の方向に、かつ上記光ガイドの上記放射面とは反対側の表面から離れるように光を優先的に散乱させるように構成された、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[9]上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が、上記導波光伝播方向に直交し、かつ上記光ガイドの表面の平面に平行な方向に湾曲形状を有し、上記湾曲形状が上記導波光伝播方向に直交する平面内の散乱光の放射パターンを制御するように構成された、上記[1]に記載のマルチビューバックライト。
[10]上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちの上記マイクロスリットサブ要素の深さが、上記複数のマイクロスリットサブ要素内の隣接するマイクロスリットサブ要素間の間隔にほぼ等しいか、上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の第1の側壁が、上記マイクロスリットサブ要素の第2の側壁の傾斜角とは異なる傾斜角を有し、上記第1の側壁が上記傾斜反射側壁であるか、のいずれかまたは両方である、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、上記マルチビューディスプレイが、上記マルチビューディスプレイの上記視線方向に対応する指向性ビューを有するマルチビュー画像を供給するために、上記指向性光ビームを変調するように構成された光バルブのアレイをさらに備える、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、
導波光として伝播方向に光を導くように構成された光ガイドと、
上記光ガイドにわたって互いに離隔したマイクロスリットマルチビーム要素のアレイであって、上記マイクロスリットマルチビーム要素アレイのマイクロスリットマルチビーム要素が、複数のマイクロスリットサブ要素を備え、マルチビュー画像の各視線方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む放射光として上記導波光を反射的に散乱させるように構成された、マイクロスリットマルチビーム要素のアレイと、
上記マルチビュー画像を供給するために上記指向性光ビームを変調するように構成された光バルブのアレイと
を備え、上記複数のマイクロスリットサブ要素の各マイクロスリットサブ要素が、上記導波光の上記伝播方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を備える、
マルチビューディスプレイ。
[13]上記マイクロスリットマルチビーム要素のサイズが、上記光バルブアレイの光バルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[14]上記導波光が所定のコリメーション係数に従ってコリメートされ、上記放射光の放射パターンが、上記導波光の上記所定のコリメーション係数の関数である、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[15]上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が上記光ガイドの放射面上に配置され、上記マイクロスリットサブ要素が上記光ガイドの内部に延在する、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[16]上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の上記傾斜反射側壁が、内部全反射に従って上記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[17]傾斜反射側壁の上記傾斜角が、上記光ガイドの放射面の表面法線に対して0度~約45度であるか、上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が、上記導波光伝播方向に直交し、かつ上記光ガイドの表面に平行な方向に湾曲形状を有し、上記湾曲形状が上記導波光伝播方向に直交する平面内の散乱光の放射パターンを制御するように構成されているか、のいずれかまたは両方である、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[18]上記光バルブアレイの光バルブが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を表すセットに配置され、上記光バルブが上記マルチビューピクセルのサブピクセルを表し、上記マイクロスリットマルチビーム要素アレイのマイクロスリットマルチビーム要素が、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と一対一に対応する、上記[12]に記載のマルチビューディスプレイ。
[19]マルチビューバックライト動作の方法であって、
非ゼロ伝播角及び所定のコリメーション係数を有する導波光として、光ガイドの長さに沿った伝播方向に光を導くステップと、
マルチビューディスプレイのそれぞれの異なる視線方向に対応する異なる方向を有する指向性光ビームを含む放射光を供給するために、マイクロスリットマルチビーム要素のアレイを使用して上記導波光の一部を上記光ガイドから反射させるステップであって、上記マイクロスリットマルチビーム要素アレイのマイクロスリットマルチビーム要素が複数のマイクロスリットサブ要素を備える、ステップと
を含み、上記複数のマイクロスリットサブ要素の各マイクロスリットサブ要素が、上記導波光の上記伝播方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を備える、
方法。
[20]上記傾斜反射側壁が、内部全反射に従って光を反射的に散乱させて、上記導波光の上記一部を上記光ガイドから反射させて、上記放射光を供給する、上記[19]に記載のマルチビューバックライト動作の方法。
[21]上記傾斜反射側壁の上記傾斜角が、上記光ガイドの放射面の表面法線に対して0度~約45度であり、上記傾斜角が、上記光ガイドの上記放射面の方向に、かつ上記光ガイドの上記放射面とは反対側の表面から離れるように光を優先的に散乱させるために、上記導波光の上記非ゼロ伝播角と併せて選択される、上記[19]に記載のマルチビューバックライト動作の方法。
[22]光バルブのアレイを使用して上記指向性光ビームを変調してマルチビュー画像を供給するステップ
をさらに含み、
上記マイクロスリットマルチビーム要素のサイズが、上記光バルブアレイの光バルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、
上記[19]に記載のマルチビューバックライト動作の方法。
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、これらの図面と詳細な説明において、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
12 画面
14 ビュー
16 視線方向
20 光ビーム
100 マルチビューバックライト
102 放射光
103 導波光伝播方向
104 導波光
106 マルチビューピクセル
108 光バルブ
108a 第1の光バルブセット
108b 第2の光バルブセット
110 光ガイド
110’ 第1の表面
110’’ 第2の表面
112 光学材料層
120 マイクロスリットマルチビーム要素
120a 第1のマイクロスリットマルチビーム要素
120b 第2のマイクロスリットマルチビーム要素
122 マイクロスリットサブ要素
122a 傾斜反射側壁
122-1 第1の側壁
122-2 第2の側壁
130 光源
200 マルチビューディスプレイ
202 放射光
210 光ガイド
220 マイクロスリットマルチビーム要素
230 光バルブ
300 方法
Claims (22)
- マルチビューバックライトであって、
非ゼロ伝播角及び所定のコリメーション係数を有する導波光として伝播方向に光を導くように構成された光ガイドと、
前記光ガイドにわたって互いに離隔したマイクロスリットマルチビーム要素のアレイであって、前記マイクロスリットマルチビーム要素アレイの各マイクロスリットマルチビーム要素が複数のマイクロスリットサブ要素を備え、マルチビューディスプレイの各視線方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む放射光として前記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された、マイクロスリットマルチビーム要素のアレイとを備え、
前記複数のマイクロスリットサブ要素の各マイクロスリットサブ要素が、前記導波光の前記伝播方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を備える、
マルチビューバックライト。 - 各マイクロスリットマルチビーム要素のサイズが、前記マルチビューディスプレイの光バルブのアレイにおける光バルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記マイクロスリットマルチビーム要素が前記光ガイドの放射面上に配置され、前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が、前記放射面から離れて前記光ガイドの内部に延在する、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記マイクロスリットマルチビーム要素が、前記光ガイドの表面上に位置する光ガイド材料層内に配置され、前記光ガイド材料層の表面が放射面であり、前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が前記放射面から離れて前記光ガイド表面に向かって延在する、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記光ガイドの前記表面上に位置する前記光ガイド材料層の屈折率が前記光ガイドの材料の屈折率よりも大きい、請求項4に記載のマルチビューバックライト。
- 前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の前記傾斜反射側壁が、内部全反射に従って前記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の前記傾斜反射側壁が、前記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された反射材料を備える、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記傾斜反射側壁の前記傾斜角が、前記光ガイドの放射面の表面法線に対して0度~約45度であり、前記傾斜角が、前記光ガイドの前記放射面の方向に、かつ前記光ガイドの前記放射面とは反対側の表面から離れるように光を優先的に散乱させるように構成された、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が、前記導波光伝播方向に直交し、かつ前記光ガイドの表面の平面に平行な方向に湾曲形状を有し、前記湾曲形状が前記導波光伝播方向に直交する平面内の散乱光の放射パターンを制御するように構成された、請求項1に記載のマルチビューバックライト。
- 前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちの前記マイクロスリットサブ要素の深さが、前記複数のマイクロスリットサブ要素内の隣接するマイクロスリットサブ要素間の間隔にほぼ等しいか、前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の第1の側壁が、前記マイクロスリットサブ要素の第2の側壁の傾斜角とは異なる傾斜角を有し、前記第1の側壁が前記傾斜反射側壁であるか、のいずれかまたは両方である、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、前記マルチビューディスプレイが、前記マルチビューディスプレイの前記視線方向に対応する指向性ビューを有するマルチビュー画像を供給するために、前記指向性光ビームを変調するように構成された光バルブのアレイをさらに備える、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、
導波光として伝播方向に光を導くように構成された光ガイドと、
前記光ガイドにわたって互いに離隔したマイクロスリットマルチビーム要素のアレイであって、前記マイクロスリットマルチビーム要素アレイのマイクロスリットマルチビーム要素が、複数のマイクロスリットサブ要素を備え、マルチビュー画像の各視線方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む放射光として前記導波光を反射的に散乱させるように構成された、マイクロスリットマルチビーム要素のアレイと、
前記マルチビュー画像を供給するために前記指向性光ビームを変調するように構成された光バルブのアレイと
を備え、前記複数のマイクロスリットサブ要素の各マイクロスリットサブ要素が、前記導波光の前記伝播方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を備える、
マルチビューディスプレイ。 - 前記マイクロスリットマルチビーム要素のサイズが、前記光バルブアレイの光バルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記導波光が所定のコリメーション係数に従ってコリメートされ、前記放射光の放射パターンが、前記導波光の前記所定のコリメーション係数の関数である、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が前記光ガイドの放射面上に配置され、前記マイクロスリットサブ要素が前記光ガイドの内部に延在する、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素の前記傾斜反射側壁が、内部全反射に従って前記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成された、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 傾斜反射側壁の前記傾斜角が、前記光ガイドの放射面の表面法線に対して0度~約45度であるか、前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのあるマイクロスリットサブ要素が、前記導波光伝播方向に直交し、かつ前記光ガイドの表面に平行な方向に湾曲形状を有し、前記湾曲形状が前記導波光伝播方向に直交する平面内の散乱光の放射パターンを制御するように構成されているか、のいずれかまたは両方である、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記光バルブアレイの光バルブが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を表すセットに配置され、前記光バルブが前記マルチビューピクセルのサブピクセルを表し、前記マイクロスリットマルチビーム要素アレイのマイクロスリットマルチビーム要素が、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と一対一に対応する、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- マルチビューバックライト動作の方法であって、
非ゼロ伝播角及び所定のコリメーション係数を有する導波光として、光ガイドの長さに沿った伝播方向に光を導くステップと、
マルチビューディスプレイのそれぞれの異なる視線方向に対応する異なる方向を有する指向性光ビームを含む放射光を供給するために、マイクロスリットマルチビーム要素のアレイを使用して前記導波光の一部を前記光ガイドから反射させるステップであって、前記マイクロスリットマルチビーム要素アレイのマイクロスリットマルチビーム要素が複数のマイクロスリットサブ要素を備える、ステップと
を含み、前記複数のマイクロスリットサブ要素の各マイクロスリットサブ要素が、前記導波光の前記伝播方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を備える、
方法。 - 前記傾斜反射側壁が、内部全反射に従って光を反射的に散乱させて、前記導波光の前記一部を前記光ガイドから反射させて、前記放射光を供給する、請求項19に記載のマルチビューバックライト動作の方法。
- 前記傾斜反射側壁の前記傾斜角が、前記光ガイドの放射面の表面法線に対して0度~約45度であり、前記傾斜角が、前記光ガイドの前記放射面の方向に、かつ前記光ガイドの前記放射面とは反対側の表面から離れるように光を優先的に散乱させるために、前記導波光の前記非ゼロ伝播角と併せて選択される、請求項19に記載のマルチビューバックライト動作の方法。
- 光バルブのアレイを使用して前記指向性光ビームを変調してマルチビュー画像を供給するステップ
をさらに含み、
前記マイクロスリットマルチビーム要素のサイズが、前記光バルブアレイの光バルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、
請求項19に記載のマルチビューバックライト動作の方法。
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