【手続補正書】
【提出日】平成29年7月28日(2017.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色の複数の光源と、
前記光源によって生成された前記異なる色の光を導波する平板ライトガイドであって、前記光源は前記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において互いに横方向に変位して配置されている、平板ライトガイドと、
前記平板ライトガイドの表面のマルチビーム回折格子であって、前記平板ライトガイドからの前記導波光の一部分を、前記異なる色を有する複数の光ビームとして、回折によりカップリングして外へ出し、前記複数の光ビームのうちの１つの光ビームは、前記複数の光ビームのうちの他の光ビームの主極大角度方向とは異なる主極大角度方向を有する、マルチビーム回折格子と
を備え、それぞれの光源に対応する色の光ビームの主極大角度方向は、前記それぞれの光源の前記横方向の変位の関数である、マルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
【請求項２】
前記マルチビーム回折格子は、チャープ回折格子および互いに離間された曲線状の回折特徴部のうちの１つまたは両方を備える、請求項１に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
【請求項３】
前記複数の光源と、前記平板ライトガイドとの間に傾斜コリメータを更に備え、前記傾斜コリメータは、前記光源からの光をコリメートし傾斜させ、前記傾斜しコリメートされた光を前記導波光として前記平板ライトガイド内に方向付ける、請求項１に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
【請求項４】
前記傾斜コリメータは、前記コリメートされた光を、前記平板ライトガイドの上面および底面に対する傾斜角で反射するコリメート反射器を備え、前記傾斜角は、ゼロよりも大きく、かつ前記平板ライトガイド内の内部全反射の臨界角未満であり、前記複数の光源のうちのそれぞれの光源からの光は、前記コリメート反射器の傾斜と、前記コリメート反射器のフォーカスに対するそれぞれの光源の横方向の配置ずれとの双方によって決定される対応する傾斜角を有する、請求項３に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
【請求項５】
前記コリメート反射器は、前記平板ライトガイドと一体に、前記平板ライトガイドの材料から形成され、前記コリメート反射器は、前記平板ライトガイドの表面に平行な第１の方向において光をコリメートする第１の放物線形状と、第１の方向に直交する第２の方向に光をコリメートする第２の放物線形状とを有する二重湾曲放物面反射器の一部分を備える、請求項４に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
【請求項６】
請求項１に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライトを備える３次元（３Ｄ）カラー電子ディスプレイであって、前記３Ｄ電子ディスプレイは、前記複数の光ビームのうちの光ビームを変調するライトバルブを更に備え、前記ライトバルブは前記マルチビーム回折格子に隣接しており、前記ライトバルブによって変調される前記光ビームは、電子ディスプレイのピクセルに対応する、３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項７】
３次元（３Ｄ）カラー電子ディスプレイであって、
異なる色の複数の光学エミッタを含む光源と、
導波光として非ゼロ傾斜角で前記光源によって生成された前記異なる色の光を導波するための平板ライトガイドであって、前記異なる色の光学エミッタが、前記平板ライトガイド内の前記導波光の伝播軸に対応する方向に、互いに横方向に変位して配置されている、平板ライトガイドと、
前記導波光の一部分を、前記異なる色を表す複数の光ビームとしてカップリングして外へ出し、前記光ビームを、複数の異なる主極大角度方向において、前記平板ライトガイドから離れる方向に向ける、前記平板ライトガイドの表面におけるマルチビーム回折格子のアレイと、
前記異なる方向に向けられた光ビームを変調するライトバルブアレイであって、前記変調された異なる方向に向けられた光ビームは、前記３Ｄカラー電子ディスプレイの画素を表す、ライトバルブアレイと
を備え、前記複数の光ビームの前記異なる主極大角度方向は、前記異なる色の光学エミッタの前記横方向の変位の関数である、３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項８】
前記複数の光学エミッタは、赤色光を放出するための第１の光学エミッタと、緑色光を放出するための第２の光学エミッタと、青色光を放出するための第３の光学エミッタとを含み、前記第１の光学エミッタ、前記第２の光学エミッタおよび前記第３の光学エミッタの互いに対する前記横方向の変位によって決定された場合に、前記複数の光ビームのうちの赤色光ビームの主極大角度方向は、それぞれ前記複数の光ビームのうちの緑色光ビームおよび青色光ビームの一方または双方の主極大角度方向と実質的に類似している、請求項７に記載の３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項９】
前記マルチビーム回折格子は、曲線状の回折特徴部を有するチャープ回折格子を備える、請求項７に記載の３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項１０】
前記マルチビーム回折格子によって生成される前記複数の光ビームは、前記平板ライトガイド表面の上の点において実質的に収束し、前記ライトバルブアレイは、前記光ビームの前記収束点を越えた前記平板ライトガイド表面からの距離に位置する、請求項７に記載の３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項１１】
前記光源の前記光学エミッタを時間多重化するためのエミッタ時間多重化装置を更に備え、前記時間多重化装置は、前記光源の前記光学エミッタの各々を順次活性化し、複数の異なる時間間隔のうちの対応する時間間隔中に、前記それぞれの活性化された光学エミッタに対応する異なる色の光を生成するためのものである、請求項７に記載の３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項１２】
前記光源によって生成された光をコリメートし、前記コリメートされた光を前記導波光として、非ゼロ傾斜角で前記平板ライトガイド内に方向付ける傾斜コリメータを更に備える、請求項７に記載の３Ｄカラー電子ディスプレイ。
【請求項１３】
互いに横方向に変位して配置された複数の光源を用いて光を生成することであって、前記複数の光源のうちの光源が、前記複数の光源のうちの他の光源によって生成された色と異なる色の光を生成する、ことと、
前記生成された光を平板ライトガイド内で導波することと、
前記平板ライトガイドの表面においてマルチビーム回折格子を用いて前記導波光の一部分を回折によりカップリングして外へ出し、複数の異なる主極大角度方向において、前記平板ライトガイドから離れるように方向付けられた異なる色を有する複数の光ビームを生成することと
を含み、
前記光源は、前記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において横方向に変位して配置されている、カラー電子ディスプレイの動作の方法。
【請求項１４】
前記生成された光をコリメートし、前記コリメートされた光を、傾斜コリメータを用いて前記平板ライトガイドに方向付けることを更に含み、前記傾斜コリメータは、前記コリメートされた光を、前記平板ライトガイド表面に対する傾斜角で反射するコリメート反射器を備え、前記複数の光源のうちのそれぞれの光源からの前記光は、前記コリメート反射器の傾斜と、前記コリメート反射器のフォーカスに対する前記それぞれの光源の横方向の配置ずれとの双方によって決定される対応する傾斜角を有する、請求項１３に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
【請求項１５】
前記複数の光ビームを、対応する複数のライトバルブを用いて変調することを更に含み、前記変調された複数の光ビームは、３次元（３Ｄ）電子ディスプレイの複数の画素を形成する、請求項１３に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ａ】
2017525115.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｂ】
2017525115.tif 000002
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｃ】
2017525115.tif 000003
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本明細書で説明する原理による例は、異なる色の光のマルチビーム回折カップリング（diffractive coupling）を用いた電子ディスプレイ背面照明（backlighting）を提供する。具体的には、本明細書で説明する電子ディスプレイの背面照明は、マルチビーム回折格子と、互いに横方向にずらして（変位して）配置された複数の異なる色の光源とを使用する。マルチビーム回折格子は、ライトガイド（lightguide）から、光源によって生成された異なる色の光をカップリングして外へ出し（couple out）、カップリングして外へ出された異なる色の光を電子ディスプレイの視認方向（viewing direction）に方向付ける（direct）ために用いられる。本明細書で説明する原理の様々な例によれば、マルチビーム回折格子により視認方向に方向付けられた、カップリングして外へ出された光は複数の光を含んでおり、それらは、互いに異なる主極大角度方向および異なる色を有している。いくつかの例では、異なる主極大角度方向（「異なる方向に向けられた複数の光ビーム」とも呼ばれる）および異なる色を有する複数の光ビームを使用して、３次元（３Ｄ）情報を表示することができる。例えば、マルチビーム回折格子により生成された、異なる方向に向けられた、異なる色の複数の光ビームは、変調され、「裸眼」３Ｄ電子ディスプレイの複数の画素として作用することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
様々な例によれば、複数の光源のうちの光源１１０の横方向の配置ずれ（横方向の変位）（lateral displacement）によって、平板ライトガイド１２０内の導波光１０４の様々な伝播する光学ビームの相対的な伝播角度（すなわち、伝播軸に沿った伝播に加わる）が決定される。具体的には、第２の光源１１０’’に対する第１の光源１１０’の横方向の配置ずれ（例えば、図２Ａにおいて左および図２Ｃにおいて右）の結果として、第１の光源１１０’に関連付けられた伝播する光学ビームが、平板ライトガイド１２０内で、第２の光源１１０’’に関連付けられた伝播する光学ビームの伝播角度よりも小さいまたは「狭い」伝播角度を有することになる場合がある。同様に、第２の光源１１０’’に対する第３の光源１１０’’’の横方向の配置ずれ（例えば、図２Ａにおいて右および図２Ｃにおいて左）の結果として、第２の光源１１０’’の伝播する光学ビームの伝播角度に対し、第３の光源１１０’’’に関連付けられた伝播する光学ビームの伝播角度がより大きくまたは「鋭く」なる場合がある。このため、複数の光源のうちの光源１１０の相対的な横方向の配置ずれは、光源１１０の各々に関連付けられた伝播する光学ビームの伝播角度を制御または決定するのに用いられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
通常、様々な例によれば、マルチビーム回折格子１３０によって生成される光ビーム１０２は、発散または収束することができる。具体的には、図２Ａは、収束（converge）する複数の光ビーム１０２を示し、図２Ｃは、発散（diverge）する複数の光ビーム１０２を示している。様々な例によれば、光ビーム１０２が収束する（図２Ａ）かまたは発散する（図２Ｃ）かは、マルチビーム回折格子１３０の特性に対する導波光１０４の伝播方向（例えば、チャープ方向）によって決定される。光ビーム１０２が発散しているいくつかの例では、発散する光ビーム１０２は、マルチビーム回折格子１３０のある距離だけ下または裏側に位置する「仮想」点（図示せず）から発散するように見え得る。同様に、いくつかの例によれば、収束する光ビーム１０２は、マルチビーム回折格子１３０の上または正面の仮想の点（図示せず）に収束または交差することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
いくつかの例では、チャープ回折格子を含むマルチビーム回折格子１３０を用いて平板ライトガイド１２０から導波光１０４をカップリングして外へ出すことにより生成された異なる色の複数の光ビーム１０２は、導波光１０４が第１の端部１３０’から第２の端部１３０’’の方向に（例えば図２Ａに示すように）伝播するときには、収束する（すなわち複数の収束光ビーム１０２となる）ことができる。代替的には、他の例によれば、導波光１０４が第２の端部１３０’’から第１の端部１３０’に（例えば図２Ｃに示すように）伝播するときには、異なる色の複数の発散光ビーム１０２が生成され得る。