JP7454684B2 - 反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト、マルチビューディスプレイ、及び光除外ゾーンを提供する方法 - Google Patents
反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト、マルチビューディスプレイ、及び光除外ゾーンを提供する方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2020年1月22日に出願された米国仮特許出願第62/964,589号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
該当なし
本開示は、以下の[1]から[21]を提供する。
[1]反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライトであって、
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誘導するように構成されたライトガイドと、
上記ライトガイド全体にわたって分布する複数の反射型マイクロプリズム散乱素子であって、反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)の各反射型マイクロプリズム散乱素子が、放射光として上記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成された傾斜型反射側壁を備える、複数の反射型マイクロプリズム散乱素子と、を備え、
上記反射型マイクロプリズム散乱素子の上記傾斜型反射側壁が、上記放射光の放射パターンにおいて所定の光除外ゾーンを提供するように構成された傾斜角を有し、上記傾斜角が、上記導波光の上記伝播方向から外方に傾斜している、
反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
[2]上記反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)が、上記ライトガイドの表面上に配設されており、上記反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)のうちの1つの反射型マイクロプリズム散乱素子が、上記ライトガイドの内部に延在する、上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベース。
[3]上記反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)が、上記ライトガイドの表面上に配設されており、上記反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)のうちの1つの反射型マイクロプリズム散乱素子が、上記ライトガイドの表面から、上記ライトガイドの内部から離れるように突出している、上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベース。
[4]上記反射型マイクロプリズム散乱素子の上記傾斜型反射側壁が、全内部反射に従って上記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成されている、上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
[5]上記反射型マイクロプリズム散乱素子の上記傾斜型反射側壁が、上記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成された反射材料を含む、上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
[6]上記傾斜型反射側壁の上記傾斜角が、上記ライトガイドの放射面の面法線に対して0度~約45度であり、上記所定の光除外ゾーンが、90度~上記傾斜角である、上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
[7]上記反射型マイクロプリズム散乱素子が、上記導波光伝播方向に対して直交し、かつ上記ライトガイドの表面の平面に対して平行である方向に、湾曲形状を有し、上記湾曲形状が、上記導波光伝播方向に対して直交する平面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、上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
[8]上記[1]に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライトを備える電子ディスプレイであって、上記電子ディスプレイが、上記所定の光除外ゾーンの外側の上記電子ディスプレイの放射ゾーン内に画像を提供するために、上記放射光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る、電子ディスプレイ。
[9]上記反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライトの上記反射型マイクロプリズム散乱素子が、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイとして配置されており、上記電子ディスプレイが、マルチビューディスプレイであり、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの各反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、上記反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)の上記反射型マイクロプリズム散乱素子のサブセットを含み、かつ上記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して外方に散乱させるように構成されており、各反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のサイズが、ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、上記[8]に記載の電子ディスプレイ。
[10]マルチビューディスプレイであって、
導波光として光を伝播方向に誘導するように構成されたライトガイドと、
上記ライトガイド全体にわたって互いに離間した反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイであって、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、マルチビュー画像のそれぞれのビュー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して外方に散乱させるように構成された傾斜型反射側壁を有する複数の反射型マイクロプリズム散乱素子の反射型マイクロプリズム散乱素子のサブセットを含む、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイと、
上記指向性光ビームを変調して上記マルチビュー画像を提供するように構成されたライトバルブのアレイと、を備え、
上記放射光が、上記傾斜型反射側壁の傾斜角の関数である所定の光除外ゾーンを有する、
マルチビューディスプレイ。
[11]上記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のサイズが、ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、上記[10]に記載のマルチビューディスプレイ。
[12]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[10]に記載のマルチビューディスプレイ。
[13]上記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子の反射型マイクロプリズム散乱素子が、上記ライトガイドの表面に配設されており、上記反射型マイクロプリズム散乱素子が、上記ライトガイドの内部に延在する、上記[10]に記載のマルチビューディスプレイ。
[14]上記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子の反射型マイクロプリズム散乱素子の上記傾斜型反射側壁が、全内部反射に従って上記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成されている、上記[10]に記載のマルチビューディスプレイ。
[15]傾斜型反射側壁の上記傾斜角が、上記導波光の上記伝播方向の方向における上記ライトガイドの放射面の面法線から外方に傾斜しており、上記傾斜角が、上記面法線に対して0度~約45度である、上記[10]に記載のマルチビューディスプレイ。
[16]上記ライトバルブアレイのライトバルブが、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として配置されており、上記ライトバルブが、上記マルチビューピクセルのサブピクセルを表し、上記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、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[10]に記載のマルチビューディスプレイ。
[17]バックライト動作の方法であって、上記方法が、
非ゼロ伝播角度及び所定のコリメーション係数を有する導波光として、ライトガイドの長さに沿った伝播方向に光を誘導するステップと、
複数の反射型マイクロプリズム散乱素子を使用して上記導波光の一部を上記ライトガイドから外方に反射させるステップであって、それにより所定の光除外ゾーンを有する放射光を提供する、ステップと、を含み、
反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)のうちの反射型マイクロプリズム散乱素子の傾斜型反射側壁が、上記導波光の上記伝播方向から外方に傾斜した傾斜角を有し、上記放射光の上記所定の光除外ゾーンが、上記傾斜型反射側壁の上記傾斜角によって決定される、
方法。
[18]上記傾斜型反射側壁が、全内部反射に従って光を反射して散乱させて、上記ライトガイドから上記誘導光の一部を反射し、上記放射光を提供する、上記[17]に記載のバックライト動作の方法。
[19]上記傾斜型反射側壁の上記傾斜角が、上記ライトガイドの放射面の面法線に対して0度~約45度であり、所定の光除外ゾーンが、90度~上記傾斜角である、上記[17]に記載のバックライト動作の方法。
[20]上記方法が、画像を提供するためにライトバルブのアレイを使用して上記放射光を変調するステップをさらに含み、上記画像が、上記所定の光除外ゾーン内では見えない、上記[17]に記載のバックライト動作の方法。
[21]上記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子が、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイとして配置されており、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの各反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、上記反射型マイクロプリズム散乱素子(複数)の反射型マイクロプリズム散乱素子のサブセットを含み、上記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、上記ライトガイド全体にわたって互いに離間して、マルチビュー画像のそれぞれのビュー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して外方に散乱させ、上記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のサイズが、上記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、上記[20]に記載のバックライト動作の方法。
12 スクリーン
14 ビュー
16 ビュー方向
20 光ビーム
100 反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト
102 放射光
103 伝播方向
104 導波光
110 ライトガイド
110’ 第1の表面
110’’ 第2の表面
120 反射型マイクロプリズム散乱素子
122 傾斜型反射側壁
130 光源
200 マルチビューディスプレイ
202 放射光
203 伝播方向
204 導波光
206 マルチビューピクセル
210 ライトガイド
210’ 第1の表面
210’’ 第2の表面
220 反射型マイクロプリズムマルチビーム素子
220a 第1の反射型マイクロプリズムマルチビーム素子
220b 第2の反射型マイクロプリズムマルチビーム素子
222 反射型マイクロプリズム散乱素子
230 ライトバルブ
230a 第1のライトバルブセット
230b 第2のライトバルブセット
240 光源
300 方法
310 ステップ
320 ステップ
330 ステップ
I 放射ゾーン
II 所定の光除外ゾーン
θ 仰角
φ 方位角
O 原点
σ コリメーション係数
σs 散乱光の角度広がり
γ 角度
s サイズ
S サイズ
Claims (18)
- 反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライトであって、
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誘導するように構成されたライトガイドと、
前記ライトガイド全体にわたって分布する複数の反射型マイクロプリズム散乱素子であって、複数の反射型マイクロプリズム散乱素子の各反射型マイクロプリズム散乱素子が、放射光として前記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成された傾斜型反射側壁を備える、複数の反射型マイクロプリズム散乱素子と、を備え、
前記反射型マイクロプリズム散乱素子の前記傾斜型反射側壁が、前記放射光の放射パターンにおいて所定の光除外ゾーンを提供するように構成された傾斜角を有し、前記傾斜角が、前記導波光の前記伝播方向から外方に傾斜しており、
前記傾斜型反射側壁の前記傾斜角が、前記ライトガイドの放射面の面法線に対して0度~約45度であり、前記所定の光除外ゾーンが、90度~前記傾斜角である、
反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。 - 前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記ライトガイドの表面上に配設されており、前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子のうちの反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記ライトガイドの内部に延在する、請求項1に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベース。
- 前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記ライトガイドの表面上に配設されており、前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子のうちの反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記ライトガイドの表面から、前記ライトガイドの内部から離れるように突出している、請求項1に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベース。
- 前記反射型マイクロプリズム散乱素子の前記傾斜型反射側壁が、全内部反射に従って前記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成されている、請求項1に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
- 前記反射型マイクロプリズム散乱素子の前記傾斜型反射側壁が、前記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成された反射材料を含む、請求項1に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
- 前記反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記導波光の前記伝播方向に対して直交し、かつ前記ライトガイドの表面の平面に対して平行である方向に、湾曲形状を有し、前記湾曲形状が、前記導波光の前記伝播方向に対して直交する平面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、請求項1に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライト。
- 請求項1に記載の反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライトを備える電子ディスプレイであって、前記電子ディスプレイが、前記所定の光除外ゾーンの外側の前記電子ディスプレイの放射ゾーン内に画像を提供するために、前記放射光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る、電子ディスプレイ。
- 前記反射型マイクロプリズム散乱素子ベースのバックライトの前記反射型マイクロプリズム散乱素子が、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイとして配置されており、前記電子ディスプレイが、マルチビューディスプレイであり、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの各反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子の前記反射型マイクロプリズム散乱素子のサブセットを含み、かつ前記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して外方に散乱させるように構成されており、各反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のサイズが、ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、請求項7に記載の電子ディスプレイ。
- マルチビューディスプレイであって、
導波光として光を伝播方向に誘導するように構成されたライトガイドと、
前記ライトガイド全体にわたって互いに離間した反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイであって、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、マルチビュー画像のそれぞれのビュー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して外方に散乱させるように構成された傾斜型反射側壁を有する複数の反射型マイクロプリズム散乱素子の反射型マイクロプリズム散乱素子のサブセットを含む、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイと、
前記指向性光ビームを変調して前記マルチビュー画像を提供するように構成されたライトバルブのアレイと、を備え、
前記放射光が、前記傾斜型反射側壁の傾斜角の関数である所定の光除外ゾーンを有し、
傾斜型反射側壁の前記傾斜角が、前記導波光の前記伝播方向の方向における前記ライトガイドの放射面の面法線から外方に傾斜しており、前記傾斜角が、前記面法線に対して0度~約45度である、
マルチビューディスプレイ。 - 前記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のサイズが、ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、請求項9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9に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子の反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記ライトガイドの表面に配設されており、前記反射型マイクロプリズム散乱素子が、前記ライトガイドの内部に延在する、請求項9に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子の反射型マイクロプリズム散乱素子の前記傾斜型反射側壁が、全内部反射に従って前記導波光の一部を反射して外方に散乱させるように構成されている、請求項9に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記ライトバルブのアレイのライトバルブが、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として配置されており、前記ライトバルブが、前記マルチビューピクセルのサブピクセルを表し、前記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、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9に記載のマルチビューディスプレイ。
- バックライト動作の方法であって、前記方法が、
非ゼロ伝播角度及び所定のコリメーション係数を有する導波光として、ライトガイドの長さに沿った伝播方向に光を誘導するステップと、
複数の反射型マイクロプリズム散乱素子を使用して前記導波光の一部を前記ライトガイドから外方に反射させるステップであって、それにより所定の光除外ゾーンを有する放射光を提供する、ステップと、を含み、
複数の反射型マイクロプリズム散乱素子のうちの反射型マイクロプリズム散乱素子の傾斜型反射側壁が、前記導波光の前記伝播方向から外方に傾斜した傾斜角を有し、前記放射光の前記所定の光除外ゾーンが、前記傾斜型反射側壁の前記傾斜角によって決定され、
前記傾斜型反射側壁の前記傾斜角が、前記ライトガイドの放射面の面法線に対して0度~約45度であり、所定の光除外ゾーンが、90度~前記傾斜角である、
方法。 - 前記傾斜型反射側壁が、全内部反射に従って光を反射して散乱させて、前記ライトガイドから外方に前記導波光の一部を反射し、前記放射光を提供する、請求項15に記載のバックライト動作の方法。
- 前記方法が、画像を提供するためにライトバルブのアレイを使用して前記放射光を変調するステップをさらに含み、前記画像が、前記所定の光除外ゾーン内では見えない、請求項15に記載のバックライト動作の方法。
- 前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子が、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のアレイとして配置されており、反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの各反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、前記複数の反射型マイクロプリズム散乱素子の反射型マイクロプリズム散乱素子のサブセットを含み、前記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子アレイの反射型マイクロプリズムマルチビーム素子が、前記ライトガイド全体にわたって互いに離間して、マルチビュー画像のそれぞれのビュー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して外方に散乱させ、前記反射型マイクロプリズムマルチビーム素子のサイズが、前記ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの25パーセント~200パーセントである、請求項17に記載のバックライト動作の方法。
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