(57)【要約】  水平視差マルチビューディスプレイは、複数の傾斜マルチビームコラムを採用することにより、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームを導光体から散乱させる。傾斜マルチビームコラムは、均衡した解像度を有するマルチビューディスプレイを提供することができる。
2021515913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光体であって、前記導光体の長さに沿って光を導波光として導くように構成されている、導光体と、
ピクセルを表すライトバルブのアレイと、
前記導光体の前記長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムであって、前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、前記水平視差マルチビューディスプレイのビュー方向（view directions）に対応する異なる主角度方向（different principal angular directions）を有する複数の指向性光ビームとして、前記導波光の一部分を前記導光体から散乱させるように構成されている、複数の傾斜マルチビームコラムと、を備え、
前記傾斜マルチビームコラムの傾斜が、前記水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、
水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列における前記ピクセル幅をピクセルの行数で除算したものである、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列が、２つの行を含み、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、前記ピクセル幅の１／２である、請求項２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列が、単一の行を含み、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、１ピクセル幅である、請求項２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記複数の傾斜マルチビームのうちの複数の前記傾斜マルチビームコラムの中心線間の間隔が、前記ピクセルビュー配列の前記ピクセルの行数で除算した、前記マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列におけるピクセル数の関数である、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記ピクセルアレイのピクセルが、カラーサブピクセルを表し、前記水平視差マルチビューディスプレイが、カラーマルチビューディスプレイである、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素が、隣接する個別的マルチビーム要素に対してずらされて、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜を提供する、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの複数の個別的マルチビーム要素間の間隔が、前記ピクセルアレイの隣接する行間の間隔にほぼ等しい、請求項７に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項９】
前記傾斜マルチビームコラムの前記個別的マルチビーム要素が、回折格子を含む、請求項７に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１０】
前記傾斜マルチビームコラムが、連続マルチビーム要素を含む、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１１】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの前記傾斜マルチビームコラムの幅が、前記ピクセル幅の約１／２と前記ピクセル幅との間である、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１２】
互いに離間した複数の平行な傾斜マルチビームコラムを有するバックライトであって、前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、マルチビュー画像のビュー方向（view directions）に対応する異なる主角度方向（different principal angular directions）を有する複数の指向性光ビームとして、前記バックライトの光を散乱させるように構成されている、バックライトと、
前記複数の指向性光ビームのうちの複数の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であって、前記アレイの１つのライトバルブが、前記水平視差マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内の１つのピクセルに対応する、ライトバルブのアレイと、を備え、
前記傾斜マルチビームコラムが、前記水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、前記ライトバルブアレイのライトバルブの列に対する傾斜を有する、水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１３】
前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列における前記ピクセル幅をピクセルの行数で除算したものである、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１４】
前記複数の傾斜マルチビームのうちの複数の前記傾斜マルチビームコラムの中心線間の間隔が、前記ピクセルビュー配列の前記ピクセルの行数で除算した、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列におけるサブピクセル数によって与えられる、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
前記傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素が、前記ライトバルブアレイのライトバルブの隣接する行間の間隔に対応する距離だけ、隣接する個別的マルチビーム要素からずらされている、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
前記傾斜マルチビームコラムが、連続マルチビーム要素を含む、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
前記傾斜マルチビームコラムが、回折格子を含む、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１８】
導光体の長さに沿って光を導波光として導くステップと、
前記導光体の長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムを使用して、複数の指向性光ビームとして前記導波光の一部分を前記導光体から散乱させるステップであって、前記指向性光ビームが、前記マルチビュー画像のビュー方向（view directions）に対応する方向（directions）を有する、散乱させるステップと、
ライトバルブのアレイを使用して前記複数の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ことであって、前記アレイの１つのライトバルブが、前記マルチビューディスプレイの１つのピクセルに対応する、変調するステップと、を含み、
前記複数の傾斜マルチビームコラムの傾斜が、前記マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、マルチビュー画像を表示する方法。
【請求項１９】
前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜は、前記ピクセルビュー配列が２つの行のピクセルを有する場合、前記ピクセル幅の１／２に対応し、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜は、前記ピクセルビュー配列が１つの行のピクセルを有する場合、前記ピクセル幅に対応する、請求項１８に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
【請求項２０】
前記複数の傾斜マルチビームのうちの隣接する前記傾斜マルチビームコラム間の間隔が、前記ピクセルビュー配列のピクセルの行数で除算した前記ピクセルビュー配列におけるピクセル数によって与えられる、請求項１８に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
【請求項２１】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、各個別的マルチビーム要素が、前記傾斜マルチビームコラムの長さに沿って、前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの他の複数の個別的マルチビーム要素から離間している、請求項１８に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
【０００２】
連邦政府資金による研究開発の記載
該当なし
【背景技術】
【０００３】
電子ディスプレイは、多種多様なデバイス及び製品のユーザに情報を伝達するためのほぼ普遍的な媒体である。最も一般的に採用されている電子ディスプレイには、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、アクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）及び電気機械又は電気流体光変調を採用する種々のディスプレイ（例えば、デジタルマイクロミラーデバイス、エレクトロウェッティングディスプレイなど）が含まれる。電子ディスプレイは、概して、アクティブディスプレイ（すなわち、光を放出するディスプレイ）又はパッシブディスプレイ（すなわち、別の光源によって提供される光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類することができる。アクティブディスプレイの最も顕著な例としては、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤが挙げられる。放出光を考慮した場合、一般的にパッシブに分類されるディスプレイは、ＬＣＤ及びＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、本質的に低い電力消費を含むがこれに限定されない魅力的な性能特性を示すことが多いものの、光を放出する能力がないことを考慮すると、多くの実用的な用途での使用が幾分制限される場合がある。
【０００４】
放出光に関連するパッシブディスプレイの制限を克服するために、多くのパッシブディスプレイは、外部光源に結合されている。結合された光源は、これらの他のパッシブディスプレイが光を放出し、実質的にアクティブディスプレイとして機能することを可能にし得る。そのような結合された光源の例として、バックライトがある。バックライトは、パッシブディスプレイを照明するために、他のパッシブディスプレイの背後に配置される光源（多くの場合、パネルバックライト）として機能することができる。例えば、バックライトは、ＬＣＤ又は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、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイを通過する光を放出する。放出された光は、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイによって変調され、変調された光は、次に、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイから放出される。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ている。次に、カラーフィルタを使用して、白色光をディスプレイで使用される種々の色に変換する。カラーフィルタは、例えば、ＬＣＤ又はＥＰディスプレイ（あまり一般的ではない）の出力に、又は、バックライトとＬＣＤ又はＥＰディスプレイとの間に配置することができる。あるいは、種々の色は、異なる色、例えば原色を使用するディスプレイのフィールドシーケンシャル照明によって実装することができる。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書で説明する原理による例及び実施形態の種々の特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照すると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。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。
【０００７】
【図１Ｂ】本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する特定の主角度方向を有する光ビームの角度成分のグラフィック表現を示す。
【０００８】
【図２】本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における回折格子の断面図を示す。
【０００９】
【図３Ａ】本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイの断面図を示す。
【００１０】
【図３Ｂ】本明細書の原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイの平面図を示す。
【００１１】
【図３Ｃ】本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイの斜視図を示す。
【００１２】
【図４】本明細書に開示される原理に一致する実施形態による、一例におけるピクセルビュー配列及び傾斜マルチビームコラムを含む水平視差マルチビューディスプレイの一部分の平面図を示す。
【００１３】
【図５】本明細書に開示される原理に一致する実施形態による、一例における連続マルチビーム要素を含む傾斜マルチビームコラムを有する水平視差マルチビューディスプレイの一部分を示す。
【００１４】
【図６】本明細書で説明する原理と一致する別の実施形態による、一例における傾斜マルチビームコラムを含む水平視差マルチビューディスプレイの一部分の平面図を示す。
【００１５】
【図７】本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイのブロック図を示す。
【００１６】
【図８】本明細書の原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイを使用してマルチビュー画像を表示する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
特定の例及び実施形態は、上記で参照した図に示した特徴に加えて、又はその特徴に代えて、他の特徴を有する。これらの特徴及び他の特徴を、上記で参照した図を参照して以下に詳述する。
【００１８】
本明細書で説明する原理による例及び実施形態は、電子ディスプレイに適用される傾斜マルチビームコラムを採用したバックライトを提供する。本明細書の原理と一致する種々の実施形態では、複数のマルチビームコラムを採用した水平視差マルチビューディスプレイが提供される。傾斜マルチビームコラムは、導光体から放出された光を放出光として散乱させるように構成されている。マルチビームコラムは、水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である傾斜を特徴とする。傾斜マルチビームコラムは、均衡した解像度、すなわち、水平視差マルチビューディスプレイの長さ及び幅に沿って実質的に同じ解像度を有する水平視差マルチビューディスプレイを提供するように機能することができる。
【００１９】
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向で異なるマルチビュー画像のビューを提供するように構成された電子ディスプレイ又はディスプレイシステムとして定義される。「水平視差」マルチビューディスプレイは、本明細書の定義では、単一の平面（例えば、水平面）に限定された異なるビュー方向で異なるマルチビュー画像のビューを提供するように構成されている。図１Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示す。特に、マルチビューディスプレイ１０は、図１Ａに示すように、異なるビューがｘ−ｙ平面に限定された水平視差マルチビューディスプレイとして構成されており、これは例示であり、限定ではない。マルチビューディスプレイ１０は、ビューの対象となるマルチビュー画像を表示するスクリーン１２を含む。マルチビューディスプレイ１０は、スクリーン１２に対して異なるビュー方向１６で異なるマルチビュー画像のビュー１４を提供する。ビュー方向１６は、スクリーン１２から種々の異なる主角度方向に延在する矢印として示されている。異なるビュー１４は、矢印の終端で網掛けされた多角形の箱として示されている（すなわち、ビュー方向１６を描写している）。４つのビュー１４及び４つのビュー方向１６のみが示されているが、これらは全てが例示であり、限定ではない。異なるビュー１４が図１Ａではスクリーンの上方にあるように示されているが、ビュー１４は、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されているときに、実際にはスクリーン１２上又はその近傍に表示されることに留意されたい。スクリーン１２の上方にビュー１４を描写することは、説明を簡略化するためだけのものであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のそれぞれの１つからマルチビューディスプレイ１０を見ることを表すことを意図している。
【００２０】
ビュー方向又は等価的にマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有する光ビームは、本明細書の定義では、概して、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有する。角度成分θは、本明細書では、光ビームの「仰角成分」又は「仰角」を指す。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」を指す。定義では、仰角θは、垂直面（例えば、マルチビュー表示スクリーン平面に垂直）における角度であり、方位角φは、水平面（例えば、マルチビュー表示スクリーン平面に平行）における角度である。
【００２１】
図１Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（例えば、図１Ａのビュー方向１６）に対応する特定の主角度方向を有する光ビーム２０の角度成分｛θ，φ｝のグラフィック表現を示す。更に、光ビーム２０は、本明細書での定義では、特定の点から放出されるか、又は出射される。すなわち、定義では、光ビーム２０は、マルチビューディスプレイ内の特定の原点に関連する中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏを示す。
【００２２】
更に、本明細書では、「マルチビュー画像」及び「マルチビューディスプレイ」という用語で使用される「マルチビュー」は、異なる視点を表す複数のビュー、又は複数ビューのうちのビュー間の角度視差を含む複数のビューとして定義される。更に、本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書での定義では、２つを超える異なるビュー（すなわち、最小で３つのビュー、概して３つを超えるビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で採用される「マルチビューディスプレイ」は、シーン又は画像を表すために２つの異なるビューのみを含む立体視ディスプレイとは明確に区別される。しかしながら、マルチビュー画像及びマルチビューディスプレイは、２つを超えるビューを含むものの、本明細書の定義では、マルチビュー画像は、マルチビューのビューのうちの２つのみを選択して一度に見ることによって（例えば、１眼につき１つのビューを選択することによって）、画像の立体視ペアとして（例えば、マルチビューディスプレイ上で）見ることができることに留意されたい。
【００２３】
「マルチビューピクセル」は、本明細書では、マルチビューディスプレイによって提供されるマルチビュー画像の複数の異なるビューの各ビューにおける「ビュー」ピクセルを表すピクセルの集合として定義される。同様に、「ビューピクセル」は、本明細書では、マルチビュー画像のビューのピクセルとして定義される。特に、マルチビューピクセルは、異なるマルチビュー画像のビューの各々におけるビューピクセルに対応するか、又はビューピクセルを表す個々のピクセルを有し得る。例えば、マルチビューピクセルは、マルチビューディスプレイのライトバルブアレイ内のライトバルブの集合を含んでもよく、マルチビューピクセルのピクセルは、ライトバルブアレイのライトバルブを含んでもよい。次に、ビューピクセルは、ライトバルブアレイのピクセル又はライトバルブが、対応するビューピクセルを作成するための変調に対応するか、又は変調を提供するようなライトバルブを使用した光の変調によって提供されてもよい。更に、マルチビューピクセルのピクセルは、本明細書での定義では、ピクセルの各々が異なるビューのうちの対応する１つビューの所定のビュー方向に関連付けられるという点で、いわゆる「指向性ピクセル」である。更に、種々の例及び実施形態によれば、マルチビューピクセルのピクセルによって表される異なるビューピクセルは、異なるビューの各々において、同等又は少なくとも実質的に同様の位置又は座標を有してもよい。例えば、第１のマルチビューピクセルは、異なるマルチビュー画像のビューの各々において｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のピクセルを有し、一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々において｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のピクセルを有するなどしてもよい。一部の実施形態では、マルチビューピクセル内のピクセル数は、マルチビューディスプレイの異なるビューの数に等しくてもよい。更に、一部の実施形態によれば、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイビューの「ビュー」ピクセル（すなわち、選択されたビューを構成するピクセル）の数と実質的に等しくてもよい。
【００２４】
本明細書では、「導光体（light guide）」は、全内部反射を使用して構造内に光を導く（guides light）構造として定義される。特に、導光体は、導光体の動作波長において実質的に透明であるコアを含むことができる。「導光体」という用語は、概して、導光体の誘電体材料とその導光体を取り囲む材料又は媒体との間の界面で光を導くために全内部反射を採用する誘電体光導波路を指す。定義では、全内部反射の条件は、導光体の屈折率が、導光体材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率よりも大きいことである。一部の実施形態では、導光体は、全内部反射を更に促進するために、前述の屈折率差に加えて、又はその代わりにコーティングを含んでもよい。コーティングは、例えば、反射コーティングであってもよい。導光体は、プレート又はスラブガイド及びストリップガイドの一方又は両方を含むが、これらに限定されない、複数の導光体のいずれであってもよい。
【００２５】
本明細書の定義では、「マルチビーム要素（multibeam element）」は、複数の指向性光ビームを含む光を生成するバックライト又はディスプレイの構造又は要素である。本明細書の定義では、マルチビーム要素によって生成される複数の指向性光ビーム（the plurality of directional light beams）（又は「複数の指向性光ビーム（directional light beam plurality）」）のうちの指向性光ビームは、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義では、複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームは、複数の指向性光ビームのうちの別の１つの指向性光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。一部の実施形態によれば、マルチビーム要素のサイズは、マルチビーム要素に関連するディスプレイ（例えば、マルチビューディスプレイ）で使用されるライトバルブのサイズに相当し得る。特に、一部の実施形態では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブのサイズの約１／２〜約２倍であってもよい。
【００２６】
種々の実施形態によれば、複数の指向性光ビームは、光照射野（light field）を表すことができる。例えば、複数の指向性光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に閉じ込められてもよく、又は複数の光ビームにおける光ビームの異なる主角度方向を含む所定の角度広がりを有することができる。このように、組み合わされた指向性光ビームの所定の角度広がり（すなわち、複数の指向性光ビーム）が光照射野を表していてもよい。
【００２７】
種々の実施形態によれば、複数の指向性光ビームにおける種々の指向性光ビームの異なる主角度方向は、他の特性と共に、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積等のうちの１又はそれ以上）を含むがこれに限定されない特性によって決定される。例えば、回折マルチビーム要素では、「回折格子ピッチ」又は回折特徴部の間隔、及び回折マルチビーム要素内の回折格子の配向は、種々の指向性光ビームの異なる主角度方向を少なくとも部分的に決定する特性であってもよい。一部の実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書での定義では、「拡張点光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲にわたって分散された複数の点光源と見なすことができる。更に、マルチビーム要素によって生成される指向性光ビームは、図１Ｂに関して後述するように、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有することができる。
【００２８】
本明細書では、「マルチビームコラム（multibeam column）」は、線状又はコラム状に配置された複数のマルチビーム要素を含む細長い構造として定義される。特に、マルチビームコラムは、線状又はコラム状に配置された複数のマルチビーム要素のうちの複数のマルチビーム要素から構成される。更に、マルチビームコラムは、定義では、複数の指向性光ビームを含む光を提供又は放出するように構成される。このように、マルチビームコラムは、その光散乱特性に関して、マルチビーム要素と機能的に同様であり得る。すなわち、マルチビームコラムのマルチビーム要素によって生成される複数の指向性光ビームのうちの複数の指向性光ビームは、本明細書での定義では、互いに異なる主角度方向を有する。一部の実施形態では、マルチビームコラムは、マルチビューディスプレイのバックライト又は同様の構成要素の幅を実質的に横切って延在する細長い構造であってもよい。特に、マルチビームコラムは、例えば、バックライトの幅を横切って延在する線状に配置された複数の個別的マルチビーム要素（discrete multibeam elements）から構成されてもよい。上記の定義の例外は、一部の実施形態では、マルチビームコラムが、個々の個別的マルチビーム要素の代わりに、単一の連続回折格子構造を含むことである。例外として、連続回折格子のセクションは、上述したマルチビームコラムの個別的マルチビーム要素と実質的に同様の方法で効果的に機能する。
【００２９】
種々の実施形態によれば、マルチビームコラムの幅は、マルチビームコラムの複数のマルチビーム要素のうちの１つのマルチビーム要素のサイズによって定義することができる。このように、マルチビームコラムの幅は、マルチビームコラムに関連するマルチビューディスプレイで使用されるライトバルブの幅に相当し得る。更に、一部の実施形態では、マルチビームコラム幅は、ライトバルブのサイズの約１／２〜約２倍であってもよい。
【００３０】
種々の実施形態では、マルチビームコラムは傾斜又は傾斜角を有する。すなわち、マルチビームコラムは、バックライト又はマルチビューディスプレイの軸に対してある角度（すなわち、傾斜角）で延在することができる。特に、本明細書の定義では、「傾斜マルチビームコラム（slanted multibeam column）」は、軸に対して傾斜している（slanted）（又は等価的に「傾斜（slant）」を有する）マルチビームコラムである。マルチビームコラムの傾斜又は勾配は、マルチビームコラムの急峻度又は傾きの程度を表すものである。したがって、傾斜は、マルチビームコラムのセクションに沿った垂直方向の変化と水平方向の変化の比として定義されてもよく、又は代替として、セクションに沿った水平方向の変化と垂直方向の変化の比として定義されてもよい。一部の実施形態では、傾斜は、マルチビームコラムのセクションに沿ったマルチビューディスプレイの垂直ピクセルに対する水平ピクセルの比として表すことができる。より具体的には、傾斜は、バックライトの特定のセクションにおけるマルチビューディスプレイに関連するピクセル行ごとの水平方向の変化として表すことができる。したがって、傾斜は、ピクセル幅をバックライトのセクションの行数で除算することによって定義することができる。
【００３１】
「ピクセルビュー配列（pixel-view arrangement）」は、本明細書では、マルチビューディスプレイ上のビューピクセルを表すピクセルの集合の空間的な構成（spatial organization）として定義される。すなわち、マルチビューディスプレイのピクセルビュー配列は、ピクセルの集合を構成する複数のビューピクセルにおける各ビューピクセルの位置を定義する。（例えば、図１Ａに示すような）水平視差ビュー構成で８つのビューを提供するマルチビューディスプレイの場合、例えば、ピクセルビュー配列は、連続して配置された８ピクセルの単一の行を含むことができる。マルチビューピクセルが水平視差構成で９つのビューを提供する別の例では、ピクセルビュー配列は、第１の行に５ピクセル、第２の行に４ピクセルの２つの隣接する行を含むことができる。各行のピクセルは連続して配置することができる。一部の例では、第１の行は、連続して配置された奇数番号のピクセルを含むことができ、一方第２の行は、連続して配置された偶数番号のピクセルを含むことができる。
【００３２】
本明細書では、「回折格子（diffraction grating）」は、概して、回折格子に入射する光の回折を提供するように配置された複数の特徴部（すなわち、回折特徴部）として定義される。一部の例では、複数の特徴部は、周期的又は準周期的に配置することができる。例えば、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイで配置された複数の特徴部（例えば、材料表面の複数の溝又は隆起）を含むことができる。他の例では、回折格子は、二次元（２Ｄ）アレイの特徴部であってもよい。回折格子は、例えば、材料表面の２Ｄアレイのバンプ又は穴であってもよい。
【００３３】
したがって、本明細書での定義では、「回折格子」は、回折格子に入射する光の回折を提供する構造である。光が導光体から回折格子に入射する場合、提供される回折又は回折散乱は、結果として、回折格子が回折によって導光体から出てくる光をカップリングすることができるという意味で、「回折カップリング」を指す。回折格子はまた、回折によって（すなわち、回折角で）光の角度を方向転換又は変更する。特に、回折の結果として、回折格子を出る光は、概して、回折格子に入射する光（すなわち、入射光）の伝搬方向とは異なる伝搬方向を有する。回折による光の伝搬方向の変化は、本明細書では「回折リダイレクション」を指す。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折的に方向転換する回折特徴部を含む構造であると理解することができ、光が導光体から入射する場合、回折格子は導光体からの光を回折的にアウトカプリングする（couple out）ことができる。
【００３４】
更に、本明細書での定義では、回折格子の特徴部は「回折特徴部」を指し、材料表面で、材料表面内で、及び材料表面上（すなわち、２つの材料の間の境界）で、１又はそれ以上の回折特徴部であり得る。表面は、例えば、導光体の表面であってもよい。回折特徴部は、表面で、表面内で、又は表面上で、溝、隆起、穴、及びバンプのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、光を回折する種々の構造の任意のものを含むことができる。例えば、回折格子は、材料表面に複数の実質的に平行な溝を含むことができる。別の例では、回折格子は、材料表面から隆起する複数の平行な隆起を含むことができる。回折特徴部（例えば、溝、隆起、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、矩形プロファイル（例えば、２値回折格子）、三角形プロファイル及び鋸歯プロファイル（例えば、ブレーズド格子）のうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、回折を提供する種々な断面形状又はプロファイルのうちの任意のものを有していてもよい。
【００３５】
本明細書で説明する種々の例によれば、回折格子（例えば、後述するマルチビーム要素（又はマルチビームコラム）の回折格子）を採用して、導光体（例えば、プレート導光体）から出た光を光ビームとして回折的に散乱させるか、又はカップリングすることができる。特に、局所的に周期的な回折格子の回折角θｍ、又は局所的に周期的な回折格子によって提供される回折角θｍは、式（１）で与えられ得る。
【数１】
2021515913.tif 000003
式中、λは光の波長、ｍは回折次数、ｎは導光体の屈折率、ｄは回折格子の特徴部間の距離又は間隔、θｉは回折格子上の光の入射角である。簡略化のために、式（１）では、回折格子が導光体の表面に隣接し、導光体の外側の材料の屈折率が１に等しい（すなわち、ｎｏｕｔ＝１）と仮定する。回折次数ｍは、概して、整数で与えられる。回折格子によって生成された光ビームの回折角θｍは、回折次数が正（例えば、ｍ＞０）である式（１）で与えられ得る。例えば、一次回折は、回折次数ｍが１に等しい場合（すなわち、ｍ＝１）に提供される。
【００３６】
図２は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における回折格子３０の断面図を示す。例えば、回折格子３０は、導光体４０の表面上に配置することができる。更に、図２は、入射角θｉで回折格子３０に入射する光ビーム５０を示している。光ビーム５０は、導光体４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム５０の回折の結果として回折格子３０によって回折的に生成され取り出される指向性光ビーム６０が示されている。指向性光ビーム６０は、式（１）で与えられる回折角θｍ（又は本明細書では「主角度方向」）を有する。回折角θｍは、例えば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応し得る。
【００３７】
更に、本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」は、特許技術におけるその通常の意味、すなわち「１又はそれ以上」を有することが意図されている。例えば、本明細書では「マルチビームコラム（a multibeam column）」は１又はそれ以上のマルチビームコラムを意味し、したがって、「マルチビームコラム（the multibeam column）」は「マルチビームコラム（複数可）」を意味する。また、本明細書における「頂」、「底」、「上部」、「下部」、「上」、「下」、「前」、「後」、「第１」、「第２」、「左」又は「右」のいずれの言及も、本明細書の制限を意図するものではない。本明細書において、「約」という用語は、値に適用される場合、値を生成するために使用される機器の許容範囲内を意味し、また、特に明示的に指定されない限り、プラス又はマイナス１０％、プラス又はマイナス５％、プラス又はマイナス１％を意味する場合がある。更に、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、過半数、又はほぼ全て、又は全て、又は約５１％〜約１００％の範囲内の量を意味する。更に、本明細書の例は、例示のみを目的とするものであり、説明の目的で提示されており、限定するためではない。
【００３８】
本明細書で説明する原理の一部の実施形態によれば、水平視差マルチビューディスプレイが提供される。一部の例では、水平視差マルチビューディスプレイは、傾斜マルチビームコラム及びピクセルビュー配列を採用して、対応する全視差ディスプレイに相当する均衡した解像度を有する水平視差マルチビューディスプレイを提供する。図３Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図３Ｂは、本明細書の原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイ１００の平面図を示す。図３Ｃは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイ１００の斜視図を示す。
【００３９】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、導光体１１０を含む。導光体１１０は、光を導光体１１０の長さに沿って導波光１０４（すなわち、導波光ビーム１０４）として導くように構成される。例えば、導光体１１０は、光導波路として構成された誘電体材料を含んでもよい。誘電体材料は、誘電体光導波路を取り囲む媒体の第２の屈折率よりも大きい第１の屈折率を有していてもよい。屈折率の差は、例えば、導光体１１０の１又はそれ以上の導波モードに従って、導波光１０４の全内部反射を促進するように構成される。
【００４０】
一部の実施形態では、導光体１１０は、光学的に透明な誘電体材料の拡張された実質的に平面のシートを含むスラブ又はプレート光導波路（すなわち、プレート導光体）であってもよい。実質的に平面の誘電体シートは、全内部反射を使用して、導波光１０４を導くように構成される。種々の例によれば、導光体１１０の光学的に透明な材料は、種々のタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透明なプラスチック又はポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）又は「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）のうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々の誘電体材料のうちの任意のものを含むか、又は種々の誘電体材料のうちの任意のもので構成されていてもよい。一部の例では、導光体１１０は、導光体１１０の表面（例えば、第１の表面及び第２の表面の一方又は両方）の少なくとも一部分にクラッド層（図示せず）を更に含んでもよい。一部の例によれば、クラッド層を使用して、全内部反射を更に促進してもよい。
【００４１】
更に、一部の実施形態によれば、導光体１１０は、導光体１１０の第１の表面１１０’（例えば、「前面」又は「頂面」あるいは「前側」又は「頂側」）と、第２の表面１１０’’（例えば、「後面」又は「底面」あるいは「後側」又は「底側」）との間の非ゼロ伝搬角度での全内部反射に従って導波光１０４を導くように構成されている。特に、導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度で導光体１１０の第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’との間で反射又は「跳ね返す」ことによって伝搬する。一部の実施形態では、異なる色の光を含む複数の導波光ビーム１０４は、異なる色固有の非ゼロ伝搬角度のそれぞれのもので導光体１１０によって導かれてもよい。なお、図３Ａでは、説明を簡略化するために、非ゼロ伝搬角度は示されていない。しかしながら、伝搬方向１０３を描写する太い矢印は、図３Ａの導光体長さに沿った導波光１０４の一般的な伝搬方向を示している。
【００４２】
本明細書で定義するように、「非ゼロ伝搬角度」は、導光体１１０の表面（例えば、第１の表面１１０’又は第２の表面１１０’’）に対する角度である。更に、種々の実施形態によれば、非ゼロ伝搬角度は、ゼロより大きく、かつ導光体１１０内の全内部反射の臨界角未満である。例えば、導波光１０４の非ゼロ伝搬角度は、約１０度〜約５０度であってもよく、あるいは一部の例では、約２０度〜約４０度、又は約２５度〜約３５度であってもよい。例えば、非ゼロ伝搬角度は、約３０度であってもよい。他の例では、非ゼロ伝搬角度は、約２０度、又は約２５度、又は約３５度であってもよい。更に、特定の非ゼロ伝搬角度が、導光体１１０内の全内部反射の臨界角よりも小さくなるように選択される限り、特定の非ゼロ伝搬角度は、特定の実装形態のために（例えば、任意に）選択されてもよい。
【００４３】
種々の実施形態によれば、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、導光体１１０の長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラム１２０を更に含む。更に、傾斜マルチビームコラム１２０の各々は、図示のように、傾斜マルチビームコラム１２０に対応する線状又はコラム状に配置された複数のマルチビーム要素１２２を含む。複数の傾斜マルチビームコラム（又は等価的に、その複数のマルチビーム要素１２２）のうちの１つの傾斜マルチビームコラム１２０は、導光体１１０の表面上に位置することができる。例えば、傾斜マルチビームコラム１２０は、図３Ａ及び３Ｃに示すように、導光体１１０の第１の表面１１０’上に位置していてもよい。他の実施形態（図示せず）では、傾斜マルチビームコラム１２０は、導光体１１０の第２の表面１１０’’上に位置してもよく、又は第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’との間に位置していてもよい。
【００４４】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、傾斜マルチビームコラム１２０は、導光体１１０の幅を横切って延在する。すなわち、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラム１２０は、導光体１１０を通って伝搬する導波光１０４が傾斜マルチビームコラム１２０と実質的に急角度で交差するように、導光体１１０のｙ軸に沿って実質的に配向されている。更に、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の傾斜マルチビームコラム１２０は、導光体１１０の長さ（又はｘ軸）に沿って互いに離間している。一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０は、互いに平行である。一部の実施形態では、隣接する傾斜マルチビームコラム１２０は、一定の間隔又は距離だけ互いに分離されている。
【００４５】
複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラム１２０は、複数の指向性光ビーム１０２（したがって、指向性放出光を指す場合がある）として、導光体１１０から導波光１０４の一部分を散乱させるように構成される。図３Ａでは、指向性光ビーム１０２は、導光体１１０の第１の表面（又は前面）１１０’から方向付けられているように描写された複数の発散矢印として図示されている。種々の実施形態によれば、指向性光ビーム１０２は、互いに異なる主角度方向を有する。更に、種々の実施形態によれば、指向性光ビーム１０２の異なる主角度方向は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のそれぞれの異なるビュー方向に対応し得る。
【００４６】
種々の実施形態によれば、傾斜マルチビームコラム１２０のマルチビーム要素１２２は、導波光１０４の一部分を散乱させて指向性光ビーム１０２を提供するように構成されたいくつかの異なる構造のうちの任意のものを含むことができる。例えば、異なる構造は、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、又はそれらの種々の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。一部の実施形態では、回折格子を含む傾斜マルチビームコラム１２０は、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム１０２として、導波光部分を回折的に散乱させるように構成される。他の実施形態では、マイクロ反射要素を含む傾斜マルチビームコラム１２０は、複数の指向性光ビーム１０２として導波光部分を反射的に散乱させるように構成されており、又は、マイクロ屈折要素を含む傾斜マルチビームコラム１２０は、複数の指向性光ビーム１０２として導波光部分を屈折によって、又は屈折を利用して散乱させる（すなわち、導波光部分を屈折によりアウトカプリングする（refractively couple out））ように構成されている。
【００４７】
図３Ａ〜図３Ｃに示す水平視差マルチビューディスプレイ１００は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルを表すか、又は等価的に、水平視差マルチビューディスプレイ１００によって表示されるマルチビュー画像のビューピクセルに対応するライトバルブ１３０のアレイを更に含む。特に、ライトバルブ１３０のアレイは、複数の傾斜マルチビームコラム１２０によって導光体１１０から散乱された指向性光ビーム１０２を変調してマルチビュー画像を提供するように構成される。図３Ｃでは、ライトバルブ１３０のアレイは、導光体１１０及びライトバルブアレイの下にある傾斜マルチビームコラム１２０を視覚化できるように、説明の目的のみのために部分的に切り取られている。
【００４８】
図３Ａに示すように、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム１０２のうちの異なる複数の指向性光ビームが通過して、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１３０のうちの異なる複数の指向性光ビームによって変調されてもよい。更に、図示のように、アレイのライトバルブ１３０は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルに対応する。特に、ライトバルブアレイの各行に沿って、ライトバルブアレイの異なる集合のライトバルブ１３０は、傾斜マルチビームコラム１２０の対応する異なる１つからの指向性光ビーム１０２を受け取って変調するように構成されている。したがって、ライトバルブアレイの各行のライトバルブ１３０の各集合について、対応する一意の傾斜マルチビームコラム１２０が存在する。
【００４９】
例えば、ライトバルブアレイの行における第１のライトバルブの集合１３０ａは、第１の傾斜マルチビームコラム１２０ａからの指向性光ビーム１０２を受け取って変調するように構成されている。同様に、ライトバルブアレイの行における第２のライトバルブの集合１３０ｂは、第２の傾斜マルチビームコラム１２０ｂからの指向性光ビーム１０２を受け取って変調するように構成されている。このように、ライトバルブアレイ内のライトバルブの集合の各々（例えば、第１及び第２のライトバルブの集合１３０ａ、１３０ｂ）は、図３Ａに示すように、異なる傾斜マルチビームコラム１２０（例えば、コラム１２０ａ、１２０ｂ）にそれぞれ対応しており、ライトバルブの集合のうちの個々のライトバルブ１３０は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルに対応している。種々の実施形態において、異なるタイプのライトバルブが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェットに基づくライトバルブのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されないライトバルブアレイのライトバルブ１３０として採用されてもよい。
【００５０】
本明細書では、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルのサイズは、概して、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１３０のサイズに対応することに留意されたい。特に、一部の例では、ピクセルサイズは、ライトバルブ１３０のサイズに等しくてもよい。他の例では、ピクセルサイズは、ライトバルブアレイの隣接するライトバルブ１３０間の距離（例えば、中心間距離）として定義することができる。特に、ライトバルブ１３０自体は、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１３０間の中心間距離よりも小さくてもよい。ただし、ピクセルサイズは中心間距離として定義することができる。
【００５１】
本明細書での説明の目的で、「ライトバルブ」（例えば、ライトバルブ１３０）及び「ピクセル」（例えば、ビューピクセルとは対照的にディスプレイピクセルを説明する場合）という用語は、適切な理解のために区別が必要でない限り、互換的に使用することができる。更に、説明の目的で、別段明記しない限り、ライトバルブアレイ又は等価的な水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルアレイは、概して、行及び列を有する長方形アレイを含み、列は行に直交している。限定ではなく例示として示すように、行はｘ方向（又はｘ軸）に沿って延在しており、列は概してｙ方向（又はｙ軸）に揃えられる。
【００５２】
種々の実施形態では、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラム１２０は、傾斜を含む。すなわち、図示のように、傾斜マルチビームコラム１２０は、ｙ軸に対してある角度で導光体１１０の幅を横切って延在することができる。等価的に、傾斜マルチビームコラム１２０は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルの列又は等価的なライトバルブ１３０の列に対して角度をつけて延在することができる。傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、図示のように、ライトバルブ１３０の列に対する傾斜マルチビームコラム１２０の急峻度又は傾きの程度を表すものであり、等価的には、ｙ軸に対する急峻度又は傾きである。特に、傾斜は、傾斜マルチビームコラム１２０がまたがるライトバルブ１３０の各行ごとの傾斜マルチビームコラム１２０の水平距離として表すことができる。一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である。ここで、「ピクセル幅」は、ピクセル行に対応する方向に沿ったピクセルサイズであると理解することができる。更に、本明細書の定義によるピクセルビュー配列は、ライトバルブ１３０の１又はそれ以上の集合（例えば、図３Ａに示すライトバルブの集合１３０ａ、１３０ｂ）に対応するピクセルを含む。
【００５３】
特に、一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列におけるピクセル幅をピクセルの行数（又はライトバルブ１３０）で除算したものである。例えば、一部の実施形態では、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列は、２つの行を含んでもよく、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセル幅の１／２であってもよい。別の実施形態では、水平視差マルチビューディスプレイのピクセルビュー配列は、単一の行を含んでもよく、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、例えば、１ピクセル幅であってもよい。更に、複数の傾斜マルチビームのうちの複数の傾斜マルチビームコラム１２０間の間隔は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列の関数であってもよい。特に、隣接する傾斜マルチビューコラム１２０の中心線間の間隔は、一部の実施形態によれば、ピクセルビュー配列におけるピクセルの行数で除算した、マルチビューディスプレイのピクセルビュー配列におけるピクセル数の関数であってもよい。一部の実施形態では、ピクセルアレイのピクセル、又は等価的なピクセルビュー配列のピクセルは、カラーサブピクセルを表してもよく、水平視差マルチビューディスプレイは、カラーマルチビューディスプレイである。
【００５４】
図４は、本明細書に開示される原理に一致する実施形態による、一例におけるピクセルビュー配列１４０及び傾斜マルチビームコラム１２０を含む水平視差マルチビューディスプレイ１００の一部分の平面図を示す。図４に示す水平視差マルチビューディスプレイ１００は、例示であり、限定ではないが、９対１（９×１）のビュー構成を有する。すなわち、図示の水平視差マルチビューディスプレイ１００は、水平方向（すなわち、図示のように、ｘ軸に沿って、又はｘ−ｚ平面内）にマルチビュー画像の９つのビューを提供する。９つのビューのいずれも、垂直方向（すなわち、図示のように、ｙ軸に沿って、又はｘ−ｙ平面内）に、垂直方向の広い角度範囲にわたって（例えば、「単一」ビューとして）見ることができる。このように、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、「９×１」水平視差マルチビューディスプレイを指し得、又は９×１ビュー構成を有するものを指し得る。種々の実施形態によれば、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、全視差ディスプレイとほぼ同じか、又は同様である、水平方向に実質的に均衡した解像度を提供することができる。
【００５５】
更に、図４に示すように、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０は、９つのピクセルを含むことができ、各ピクセルは、９つのビューのうちの異なる１つに対応する。図４に示す水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０は、２つの隣接するピクセル行を含む。更に、図示のように、ピクセル行のピクセルは、異なる番号のビューに対応して番号が付されている。例えば、図４に示すピクセルビュー配列１４０の第１の行は、順次配置された奇数番号のビュー（すなわち、１、３、５、７及び９の番号が付されたビュー）に対応する番号のピクセルを含み、第２の行は、同じく順次配置された偶数番号のビュー（すなわち、２、４、６、及び８の番号が付されたビュー）に対応するピクセルを含む。更に、第２の行のピクセルは、第２の行の「２」とラベル付けされたピクセル（ビュー２に対応する）が第１の行の「３」とラベル付けされたピクセル（ビュー３に対応する）と垂直に揃えられるようなピクセル幅だけ、第１の行のピクセルからずらされている（are offset from）（つまり、図示のように、ピクセル２及び３はピクセルの列内の隣接するピクセルである）。図４に示すように、ピクセルビュー配列１４０のピクセル行の各々は、（例えば、図３Ａに示すように）ライトバルブアレイの異なる集合のライトバルブ１３０に対応していてもよい。
【００５６】
図４はまた、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０を横切って延在する傾斜マルチビームコラム１２０を示している。具体的には、傾斜マルチビームコラム１２０は、水平視差マルチビューディスプレイ１００の幅を横切って延在しており、ピクセルビュー配列１４０の中心付近又は中心を通過する。図示のように、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセル幅及びピクセルビュー配列１４０の関数である。特に、図４に示す傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセルビュー配列１４０におけるピクセル幅をピクセルの行数で除算したものに等しい。したがって、図４では、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセル幅を２で除算したもの、又は等価的にはピクセル幅の１／２で与えられる。すなわち、傾斜マルチビームコラム１２０は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセル（又はライトバルブ１３０）の各行のピクセル幅の１／２だけずらされている（is offset by）。したがって、図示のように、傾斜マルチビームコラム１２０は、ピクセルビュー配列１４０の第１の行に位置するピクセル５の中心線を通って延在し、次いで第２の行のピクセル４とピクセル６との間に延在する。その結果、傾斜マルチビームコラム１２０は、その中心線で、又はその中心線付近でピクセルビュー配列を通過することができる。
【００５７】
一部の実施形態によれば、ピクセルビュー配列１４０及びピクセルビュー配列１４０の中心を横切る傾斜マルチビームコラム１２０の配置は、水平視差マルチビューディスプレイ１００に実質的に均衡した解像度を提供してもよい。すなわち、ピクセルビュー配列１４０によって表されるビューは、２つの行にわたって広がっており、これにより、有効な水平解像度は低下する可能性があるが、垂直解像度は増加する。このように、一部の実施形態では、垂直解像度と水平解像度との間のギャップを低減することができ、垂直軸及び水平軸に沿ってほぼ同じか、又は同様の解像度が提供される。更に、一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０は、対応する全視差ディスプレイの光要素と同じ有効照明を提供することができる。これは、傾斜マルチビームコラム１２０が、全視差ディスプレイの光要素と比較して、水平視差マルチビューディスプレイ１００の表面積のほぼ同じ割合をカバーするか、又はそのほぼ同じ割合重畳されているためである。特に、全視差ディスプレイの光要素は、マルチビューピクセルの９つのビューピクセルのうちの１つのビューピクセル、又はマルチビューピクセルの２７のカラーサブピクセルのうちの等価的な３つのカラーサブピクセルをカバーすることができる。したがって、光要素は、マルチビューピクセルの表面積の約９分の１（１／９）をカバーし、全視差マルチビューディスプレイの複数の光要素は、全視差マルチビューディスプレイの表面積の約１／９をカバーすることができる。同等の解像度の水平視差マルチビューディスプレイ１００は、全視差マルチビューディスプレイと同じか、又はほぼ同じ光要素とピクセルの比を維持できる。その結果、傾斜マルチビームコラム１２０は、図４に描写される水平視差ディスプレイ１００の実施形態のピクセルビュー配列１４０内の９つのうちの約１つのピクセルをカバーする。この実施形態に関して示された２つの行のピクセルビュー配列１４０では、傾斜マルチビームコラム１２０は、結果的に半ピクセルの幅を有し、傾斜マルチビームコラム１２０の２つの行の半ピクセルの幅は、ピクセルビュー配列１４０内の９つのピクセルの集合ごとの傾斜マルチビームコラム１２０の全ピクセルになる。他の実施形態では、水平視差ディスプレイ１００の傾斜マルチビームコラム１２０は、対応する全視差ディスプレイの光要素よりも多くの照明を提供することができる。
【００５８】
したがって、隣接する傾斜マルチビームコラム１２０は、ピクセルビュー配列１４０の幅にほぼ等しい距離だけ分離されている。特に、隣接する傾斜マルチビームコラム１２０の中心線を分離する距離は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０内のピクセル数をピクセルビュー配列１４０内の行数で除算することによって与えることができる。この式を図４に示す実施形態に適用すると、傾斜マルチビームコラム１２０間の距離は４．５ピクセル幅である。
【００５９】
上述のように、種々の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０は、複数のマルチビーム要素１２２を含む。一部の実施形態では、複数のマルチビーム要素１２２は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセル行又はライトバルブ１３０の行ごとに異なる個別的マルチビーム要素１２２’を有する個別的マルチビーム要素１２２’を含む。例えば、再び図４を参照すると、傾斜マルチビームコラム１２０は、複数の個別的マルチビーム要素１２２’として示されている。複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素１２２’は、傾斜マルチビームコラム１２０の隣接する個別的マルチビーム要素１２２’に対してずらされており（is offset relative to）、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜を提供する。図４に示すように、マルチビームコラム１２０の傾斜はピクセル幅の１／２に等しく、各個別的マルチビーム要素１２２’は、隣接する個別的マルチビーム要素１２２’から水平方向（図示のようにｘ方向）にピクセル幅の１／２分だけずらされている。このように、ピクセルビュー配列１４０の第２の行の個別的マルチビーム要素１２２’は、同じピクセルビュー配列１４０の第１の行の個別的マルチビーム要素１２２’から水平方向にずらされている。更に、傾斜マルチビームコラム１２０に沿った次のピクセルビュー配列１４０の第１の行の個別的マルチビーム要素１２２’は、前のピクセルビュー配列１４０の第２の行の個別的マルチビーム要素１２２’から半ピクセルだけずらされている。一部の実施形態では、個別的マルチビーム要素１２２’間の間隔は、ピクセルアレイ又はライトバルブアレイの隣接する行間の間隔にほぼ等しい。
【００６０】
他の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０は、実質的に連続するマルチビーム要素１２２’’として配置された複数のマルチビーム要素１２２を含む。例えば、複数のマルチビーム要素のうちのマルチビーム要素１２２がそれぞれ回折格子を含む場合、マルチビーム要素１２２の回折格子は、連続マルチビーム要素１２２’’を効果的に提供するために端部と端部を並べて配置されてもよい。図５は、本明細書に開示される原理に一致する実施形態による、一例における連続マルチビーム要素１２２’’を含む傾斜マルチビームコラム１２０を有する水平視差マルチビューディスプレイ１００の一部分を示す。図４と同様に、図５に描写される水平視差マルチビューディスプレイ１００の実施形態は、水平方向に９つのビューを提供するように構成される（すなわち、９×１ビュー構成）。更に、図示のように、ピクセルビュー配列１４０は、図４の実施形態と同一である。しかしながら、互いにずらされて傾斜を形成する複数の個別的マルチビーム要素１２２’を含む傾斜マルチビームコラム１２０を有する前の実施形態とは異なり、図５に示す傾斜マルチビームコラム１２０は、連続マルチビーム要素１２２’’を含む。連続マルチビーム要素１２２’’は、複数のマルチビーム要素１２２として端部と端部を接して接続された回折格子又は同様のマルチビーム要素構造を含んでもよく、図示のように傾斜マルチビームコラム１２０として導光体の幅を横切って延在する。図５に示す連続マルチビーム要素１２２’’を含む傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセル幅をピクセルビュー配列１４０の行数で除算することによって与えられ、行ごとに１／２のピクセル幅をもたらす。
【００６１】
図６は、本明細書で説明する原理と一致する別の実施形態による、一例における傾斜マルチビームコラム１２０を含む水平視差マルチビューディスプレイ１００の一部分の平面図を示す。図示された水平視差マルチビューディスプレイ１００は、水平方向にマルチビュー画像の８つのビュー（すなわち、８×１ビュー構成）を提供するように構成される。図４及び図５のディスプレイとは異なり、図６の水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０は、８つの連続的に配置されたピクセルの単一の行を含む。水平視差マルチビューディスプレイ１００は、傾斜マルチビームコラム１２０を更に含む。傾斜マルチビームコラム１２０は、傾斜を形成するために、互いに対してずらされた複数のマルチビーム要素１２２を含む。特に、図示の傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセル幅に等しい。したがって、傾斜マルチビームコラム１２０を形成する複数のマルチビーム要素のうちの複数のマルチビーム要素１２２は、ピクセルの幅だけ互いにずらされている。前述のように、複数の傾斜マルチビームのうちの複数の傾斜マルチビームコラム１２０の中心線間の間隔は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０の関数である。特に、間隔は、ピクセルビュー配列１４０のピクセルの行数で除算した、図示された水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０におけるピクセル数（すなわち、ライトバルブ１３０の数）の関数である。したがって、図６の水平視差マルチビューディスプレイ１００において、８つのピクセルは、傾斜マルチビームコラム１２０の中心線を分離する。
【００６２】
一部の実施形態では、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、カラーマルチビュー画像を提供又は表示するように構成されたカラーマルチビューディスプレイである。カラーマルチビューディスプレイでは、異なるピクセルが（例えば、カラーフィルタを使用して）異なる色を提供してもよく、したがって、カラーサブピクセルを指し得る。特に、赤−緑−青（ＲＧＢ）を表すカラーサブピクセルの集合は、ライトバルブアレイ内の異なる色のライトバルブ１３０として互いに隣接して提供することができる。例えば、異なる色を表すカラーサブピクセルは、ピクセルの行に沿って（例えば、赤、緑、青、赤、緑、青などとして）交互になってもよい。これらの実施形態では、カラーマルチビューディスプレイのマルチビューピクセルは、ピクセルビュー配列における異なるピクセルの集合（例えば、３つ）によって表されてもよい。例えば、図４では、図示のように、ピクセルビュー配列１４０内に３つの異なるピクセルの集合が存在し得る。更に、異なる集合の各々は、ビューごとに異なる色の光を表すカラーサブピクセルを有する。このように、マルチビューピクセルの第１のピクセル集合（すなわち、第１のピクセルビュー配列１４０ａ）は、ビュー１の緑色のカラーサブピクセルを含んでもよく、第２のピクセル集合（すなわち、第２のピクセルビュー配列１４０ｂ）は、ビュー１の青色のカラーサブピクセルを含んでもよく、第３のピクセル集合（すなわち、第３のピクセルビュー配列１４０ｃ）は、ビュー１の赤色のカラーサブピクセルを含んでもよい。同時に、３つのピクセル集合（すなわち、３つのピクセルビュー配列１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ）は、３つ全ての色（赤、緑、青）を有するビュー１にカラービューピクセルを提供する。同様に、図６では、カラーマルチビューピクセルの３つのピクセル集合は、図示のように、ピクセルの３行のピクセルビュー配列１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃによって提供することができる。
【００６３】
図７は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイ２００のブロック図を示す。種々の実施形態によれば、図示の水平視差マルチビューディスプレイ２００は、傾斜マルチビームコラム及びピクセルビュー配列を採用して、水平視差を有するマルチビュー画像を表示する。一部の実施形態では、水平視差マルチビューディスプレイ２００は、対応する全視差ディスプレイに相当する均衡した解像度を提供することができる。
【００６４】
図７に示すように、水平視差マルチビューディスプレイ２００は、バックライト２０５を含む。バックライト２０５は、互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラム２２０を含む。一部の実施形態では、バックライト２０５の複数の傾斜マルチビームコラム２２０は、上述の水平視差マルチビューディスプレイ１００の複数の傾斜マルチビームコラム１２０と実質的に同様であり得る。例えば、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラム２２０は、バックライト２０５の幅を横切って延在してもよい。複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の傾斜マルチビームコラム２２０は、一部の実施形態では、バックライト２０５の長さにわたって離間され、互いに平行であってもよい。一部の実施形態では、隣接する傾斜マルチビームコラム２２０は、一定の間隔又は距離だけ互いに分離されている。
【００６５】
種々の実施形態によれば、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラム２２０は、マルチビュー画像のビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム２０２として、バックライト２０５の光を散乱させるように構成される。例えば、バックライト２０５は、水平視差マルチビューディスプレイ１００に関して上述した導光体１１０と実質的に同様の導光体を含んでもよく、傾斜マルチビームコラム２２０は、導光体内で導かれる光の一部分を散乱させてもよい。傾斜マルチビームコラム２２０は、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、又はそれらの種々の組み合わせを含む、バックライトの光を散乱させるように構成されたいくつかの異なる構造のうちの任意のものを含んでもよい。例えば、傾斜マルチビームコラム２２０は、回折格子を含んでもよい。回折格子は、前述の水平視差マルチビューディスプレイ１００の回折格子と実質的に同様であり得る。
【００６６】
図７に示すように、水平視差マルチビューディスプレイ２００は、複数の指向性光ビームのうちの複数の指向性光ビームを変調して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２３０のアレイを更に含む。種々の実施形態において、アレイのライトバルブ２３０は、水平視差マルチビューディスプレイ２００のマルチビューピクセルのピクセルに対応する。種々の実施形態において、異なるタイプのライトバルブが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェットに基づくライトバルブのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されないライトバルブアレイのライトバルブ２３０として採用されてもよい。特に、バックライト２０５上の傾斜マルチビームコラム２２０のアレイからの指向性光ビーム２０２は、ライトバルブアレイの個々のライトバルブ２３０を通過して変調され、変調された指向性光ビーム２０２’を提供することができる。異なる主角度方向を有する指向性光ビーム２０２のうちの異なる複数の指向性光ビームは、ライトバルブアレイ内のライトバルブ２３０のうちの異なる複数のライトバルブを通過して変調されるように構成される。図７の破線の矢印は、変調された指向性光ビーム２０２’を示し、その変調を強調するために使用される。更に、水平視差マルチビューディスプレイ２００のピクセルのサイズは、アレイのライトバルブ２３０のサイズに対応し得る。一部の実施形態では、ライトバルブのアレイは、水平視差マルチビューディスプレイ１００に関して上述したライトバルブ１３０のアレイと実質的に同様であってもよい。
【００６７】
種々の実施形態では、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラム２２０は、ライトバルブアレイのライトバルブ２３０の列に対して傾斜を有する。更に、種々の実施形態によれば、傾斜は、水平視差マルチビューディスプレイ２００のピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である。特に、傾斜は、傾斜マルチビームコラム２２０がまたがるピクセル又はライトバルブ２３０の行ごとのライトバルブの列に対する傾斜マルチビームコラム２２０の局所水平位置の変化として表すことができる。したがって、傾斜マルチビームコラム２２０の傾斜は、上述の水平視差マルチビューディスプレイ１００の傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜と実質的に同様であり得る。すなわち、一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム２２０の傾斜は、水平視差マルチビューディスプレイ２００のピクセルビュー配列におけるピクセル幅をピクセルの行数で除算したものに等しい。例えば、水平方向に９つのビューを提供するように構成された水平視差マルチビューディスプレイ２００のピクセルビュー配列は、９つのピクセルを含むことができ、各ピクセルは、９つのビューのうちの異なる１つに対応する。更に、水平視差マルチビューディスプレイ２００のピクセルビュー配列は、ピクセルの２つの隣接する行を含むことができ、第１の行は、順次配置された奇数番号のビュー（例えば、１、３、５、７及び９の番号が付されたビュー）を含み、第２の行は、同じく順次配置された偶数番号のビュー（例えば、２、４、６、及び８の番号が付されたビュー）を含む。更に、上述した図４に示すように、第２の行を第１の行からずらすことができる。この例では、傾斜マルチビームコラム２２０の傾斜は、ピクセル幅を２で除算したものと等しくてもよく、これにより、ピクセル幅の１／２の傾斜が得られる。
【００６８】
一部の実施形態では、複数の傾斜マルチビームの傾斜マルチビームコラム２２０の中心線間の間隔は、ピクセルビュー配列のピクセルの行数で除算した、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列におけるピクセル数によって与えられる。例えば、前述の実施形態に関して、傾斜マルチビームコラム２２０間の距離は、約４．５ピクセル（すなわち、４．５ピクセル幅）であり得る。
【００６９】
一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム２２０は、複数の個別的マルチビーム要素を含むことができ、複数の個別的マルチビーム要素の各個別的マルチビーム要素は、ライトバルブアレイのライトバルブ２３０の隣接する行間の間隔に対応する距離だけ、隣接する個別的マルチビーム要素からずらされる。更に、複数の個別的マルチビーム要素の各個別的マルチビーム要素は、隣接する個別的マルチビーム要素に対してずらされて、傾斜マルチビームコラム２２０の傾斜を提供することができる。例えば、上述のようなピクセル幅の１／２の傾斜を有する傾斜マルチビームコラムにおいて、一部の実施形態では、各個別的マルチビーム要素は、隣接するマルチビーム要素からピクセル幅の１／２だけずらされてもよい。一部の実施形態では、個別的マルチビーム要素は、マルチビーム要素１２２、より具体的には、水平視差マルチビューディスプレイ１００の傾斜マルチビームコラム１２０に関して上述した個別的マルチビーム要素１２２’と実質的に同様であり得る。一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム２２０は、連続マルチビーム要素を含んでもよい。連続要素は、一部の実施形態では、前述の水平視差マルチビューディスプレイ１００の連続マルチビーム要素１２２’’と実質的に同様である。
【００７０】
本明細書で説明する原理の一部の実施形態によれば、マルチビュー画像を表示する方法３００が開示される。図８は、本明細書の原理と一致する実施形態による、一例における水平視差マルチビューディスプレイを使用してマルチビュー画像を表示する方法３００のフローチャートを示す。図８に示すように、マルチビュー画像を表示する方法３００は、導光体の長さに沿って光を導波光として導くこと（３１０）を含む。種々の実施形態によれば、導波光は、導光体内で非ゼロ伝搬角度で導かれてもよい。一部の実施形態では、導光体は、水平視差マルチビューディスプレイ１００に関して上述した導光体１１０と実質的に同様であってもよい。例えば、導波光が導かれてもよく、したがって、導光体内の全内部反射を使用して導光体に沿って伝搬してもよい。
【００７１】
マルチビュー画像を表示する方法３００は、導光体の長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムを使用して、指向性光ビームとして導波光の一部分を導光体から散乱させること（３２０）を更に含む。指向性光ビームは、種々の実施形態によれば、マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する。一部の実施形態では、導光体の傾斜マルチビームコラムは、上述の水平視差マルチビューディスプレイの傾斜マルチビームコラム１２０と実質的に同様であってもよい。例えば、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の傾斜マルチビームコラムは、導光体の幅に沿って延在し、導光体のｙ軸に沿って実質的に配向されている。更に、一部の実施形態では、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の傾斜マルチビームコラムは、導光体の長さにわたって離間されてもよく、また、互いに平行であってもよい。
【００７２】
一部の実施形態では、複数の隣接するマルチビームコラムは、同じ間隔又は距離だけ互いに分離されている。傾斜マルチビームコラムは、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、又はそれらの種々の組み合わせを含む、導波光の一部分を導光体から散乱するように構成されたいくつかの異なる構造のうちの任意のものを含んでもよい。例えば、傾斜マルチビームコラムは、回折格子を含んでもよい。回折格子は、前述の水平視差マルチビューディスプレイ１００の回折格子と実質的に同様であり得る。
【００７３】
図８に示すように、マルチビュー画像を表示する方法４００は、ライトバルブのアレイを使用して指向性光ビームを変調してマルチビュー画像を提供すること（３３０）を更に含み、アレイのライトバルブはマルチビューディスプレイのピクセルに対応する。一部の実施形態では、ライトバルブのアレイは、上述の水平視差マルチビューディスプレイ１００のライトバルブ１３０のアレイと実質的に同様であってもよい。種々の実施形態において、異なるタイプのライトバルブが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェットに基づくライトバルブのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されないライトバルブアレイのライトバルブとして採用されてもよい。
【００７４】
種々の実施形態では、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの傾斜マルチビームコラムは、水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である傾斜を有する。傾斜は、傾斜マルチビームコラムがまたがるピクセル行又はライトバルブの行ごとの傾斜マルチビームコラムの局所水平位置の変化として表すことができる。一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラムの傾斜は、水平視差マルチビューディスプレイのピクセルビュー配列におけるピクセル幅をピクセルの行数で除算したものに等しい。一部の実施形態では、傾斜は、上述の傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜と実質的に同様である。例えば、傾斜マルチビームコラムの傾斜は、ピクセルビュー配列が２つの行のピクセル又は等価的に２つの行のライトバルブを有する場合、ピクセル幅の１／２に対応し得る。別の例では、傾斜マルチビームコラムの傾斜は、ピクセルビュー配列が１つの行のピクセル又はライトバルブを有する場合、ピクセル幅に対応し得る。
【００７５】
一部の実施形態では、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの傾斜マルチビームコラムは、複数の個別的マルチビーム要素を含み、各個別的マルチビーム要素は、傾斜マルチビームコラムの長さに沿って、複数の個別的マルチビーム要素のうちの他の個別的マルチビーム要素から離間している。更に、複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素は、隣接する個別的マルチビーム要素に対してずらされて、傾斜マルチビームコラムの傾斜を提供することができる。例えば、ピクセル幅の１／２の傾斜を有する傾斜マルチビームコラムにおいて、各個別的マルチビーム要素は、隣接するマルチビーム要素からピクセル幅の１／２だけずらされてもよい。一部の実施形態では、個別的マルチビーム要素は、マルチビーム要素１２２、より具体的には、水平視差マルチビューディスプレイ１００の傾斜マルチビームコラム１２０に関して上述した個別的マルチビーム要素１２２’と実質的に同様であり得る。
【００７６】
他の実施形態では、複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムは、傾斜マルチビームコラムの長さに沿って延在する連続マルチビーム要素を含む。一部の実施形態では、連続要素は、前述の水平視差マルチビューディスプレイ１００の連続マルチビーム要素１２２’’と実質的に同様であってもよい。
【００７７】
このように、水平視差マルチビューディスプレイの例及び実施形態、並びに水平視差マルチビューディスプレイを使用してマルチビュー画像を表示する方法について説明してきた。上述の例は、本明細書で説明する原理を表す多くの特定の例の一部を単に例示するものであることを理解されたい。当業者は明らかに、以下の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、多数の他の構成を容易に考案することができる。
【図１Ａ】
2021515913.tif 000004
【図１Ｂ】
2021515913.tif 000005
【図２】
2021515913.tif 000006
【図３Ａ】
2021515913.tif 000007
【図３Ｂ】
2021515913.tif 000008
【図３Ｃ】
2021515913.tif 000009
【図４】
2021515913.tif 000010
【図５】
2021515913.tif 000011
【図６】
2021515913.tif 000012
【図７】
2021515913.tif 000013
【図８】
2021515913.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月2日(2020.10.2)
【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】
導光体であって、前記導光体の長さに沿って光を導波光として導くように構成されている、導光体と、
ピクセルを表すライトバルブのアレイと、
前記導光体の前記長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムであって、前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、前記水平視差マルチビューディスプレイのビュー方向（view directions）に対応する異なる主角度方向（different principal angular directions）を有する複数の指向性光ビームとして、前記導波光の一部分を前記導光体から散乱させるように構成されている、複数の傾斜マルチビームコラムと、を備え、
前記傾斜マルチビームコラムの傾斜が、前記水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、
水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列における前記ピクセル幅をピクセルの行数で除算したものである、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列が、２つの行を含み、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、前記ピクセル幅の１／２である、請求項２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列が、単一の行を含み、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、１ピクセル幅である、請求項２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の前記傾斜マルチビームコラムの中心線間の間隔が、前記ピクセルビュー配列の前記ピクセルの行数で除算した、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列におけるピクセル数の関数である、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記ピクセルアレイのピクセルが、カラーサブピクセルを表し、前記水平視差マルチビューディスプレイが、カラーマルチビューディスプレイである、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素が、隣接する個別的マルチビーム要素に対してずらされて、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜を提供する、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの複数の個別的マルチビーム要素間の間隔が、前記ピクセルアレイの隣接する行間の間隔にほぼ等しい、請求項７に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項９】
前記傾斜マルチビームコラムの前記個別的マルチビーム要素が、回折格子を含む、請求項７に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１０】
前記傾斜マルチビームコラムが、連続マルチビーム要素を含む、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１１】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの前記傾斜マルチビームコラムの幅が、前記ピクセル幅の約１／２と前記ピクセル幅との間である、請求項１に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１２】
互いに離間した複数の平行な傾斜マルチビームコラムを有するバックライトであって、前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、マルチビュー画像のビュー方向（view directions）に対応する異なる主角度方向（different principal angular directions）を有する複数の指向性光ビームとして、前記バックライトの光を散乱させるように構成されている、バックライトと、
前記複数の指向性光ビームのうちの複数の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であって、前記アレイの１つのライトバルブが、前記水平視差マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内の１つのピクセルに対応する、ライトバルブのアレイと、を備え、
前記傾斜マルチビームコラムが、前記水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、前記ライトバルブアレイのライトバルブの列に対する傾斜を有する、水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１３】
前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜が、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列における前記ピクセル幅をピクセルの行数で除算したものである、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１４】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の前記傾斜マルチビームコラムの中心線間の間隔が、前記ピクセルビュー配列の前記ピクセルの行数で除算した、前記水平視差マルチビューディスプレイの前記ピクセルビュー配列におけるサブピクセル数によって与えられる、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
前記傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素が、前記ライトバルブアレイのライトバルブの隣接する行間の間隔に対応する距離だけ、隣接する個別的マルチビーム要素からずらされている、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
前記傾斜マルチビームコラムが、連続マルチビーム要素を含む、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
前記傾斜マルチビームコラムが、回折格子を含む、請求項１２に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
【請求項１８】
導光体の長さに沿って光を導波光として導くステップと、
前記導光体の長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムを使用して、複数の指向性光ビームとして前記導波光の一部分を前記導光体から散乱させるステップであって、前記指向性光ビームが、前記マルチビュー画像のビュー方向（view directions）に対応する方向（directions）を有する、散乱させるステップと、
ライトバルブのアレイを使用して前記複数の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ことであって、前記アレイの１つのライトバルブが、前記マルチビューディスプレイの１つのピクセルに対応する、変調するステップと、を含み、
前記複数の傾斜マルチビームコラムの傾斜が、前記マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、マルチビュー画像を表示する方法。
【請求項１９】
前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜は、前記ピクセルビュー配列が２つの行のピクセルを有する場合、前記ピクセル幅の１／２に対応し、前記傾斜マルチビームコラムの前記傾斜は、前記ピクセルビュー配列が１つの行のピクセルを有する場合、前記ピクセル幅に対応する、請求項１８に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
【請求項２０】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの隣接する前記傾斜マルチビームコラム間の間隔が、前記ピクセルビュー配列のピクセルの行数で除算した前記ピクセルビュー配列におけるピクセル数によって与えられる、請求項１８に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
【請求項２１】
前記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、各個別的マルチビーム要素が、前記傾斜マルチビームコラムの長さに沿って、前記複数の個別的マルチビーム要素のうちの他の複数の個別的マルチビーム要素から離間している、請求項１８に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本開示は以下の［１］から［２１］を含む。
［１］導光体であって、上記導光体の長さに沿って光を導波光として導くように構成されている、導光体と、
ピクセルを表すライトバルブのアレイと、
上記導光体の上記長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムであって、上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、上記水平視差マルチビューディスプレイのビュー方向（view directions）に対応する異なる主角度方向（different principal angular directions）を有する複数の指向性光ビームとして、上記導波光の一部分を上記導光体から散乱させるように構成されている、複数の傾斜マルチビームコラムと、を備え、
上記傾斜マルチビームコラムの傾斜が、上記水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、
水平視差マルチビューディスプレイ。
［２］上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜が、上記水平視差マルチビューディスプレイの上記ピクセルビュー配列における上記ピクセル幅をピクセルの行数で除算したものである、上記［１］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［３］上記水平視差マルチビューディスプレイの上記ピクセルビュー配列が、２つの行を含み、上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜が、上記ピクセル幅の１／２である、上記［２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［４］上記水平視差マルチビューディスプレイの上記ピクセルビュー配列が、単一の行を含み、上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜が、１ピクセル幅である、上記［２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［５］上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の上記傾斜マルチビームコラムの中心線間の間隔が、上記ピクセルビュー配列の上記ピクセルの行数で除算した、上記水平視差マルチビューディスプレイの上記ピクセルビュー配列におけるピクセル数の関数である、上記［１］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［６］上記ピクセルアレイのピクセルが、カラーサブピクセルを表し、上記水平視差マルチビューディスプレイが、カラーマルチビューディスプレイである、上記［１］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［７］上記傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、上記複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素が、隣接する個別的マルチビーム要素に対してずらされて、上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜を提供する、上記［１］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［８］上記複数の個別的マルチビーム要素のうちの複数の個別的マルチビーム要素間の間隔が、上記ピクセルアレイの隣接する行間の間隔にほぼ等しい、上記［７］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［９］上記傾斜マルチビームコラムの上記個別的マルチビーム要素が、回折格子を含む、上記［７］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１０］上記傾斜マルチビームコラムが、連続マルチビーム要素を含む、上記［１］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１１］上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの上記傾斜マルチビームコラムの幅が、上記ピクセル幅の約１／２と上記ピクセル幅との間である、上記［１］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１２］互いに離間した複数の平行な傾斜マルチビームコラムを有するバックライトであって、上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、マルチビュー画像のビュー方向（view directions）に対応する異なる主角度方向（different principal angular directions）を有する複数の指向性光ビームとして、上記バックライトの光を散乱させるように構成されている、バックライトと、
上記複数の指向性光ビームのうちの複数の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であって、上記アレイの１つのライトバルブが、上記水平視差マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内の１つのピクセルに対応する、ライトバルブのアレイと、を備え、
上記傾斜マルチビームコラムが、上記水平視差マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、上記ライトバルブアレイのライトバルブの列に対する傾斜を有する、水平視差マルチビューディスプレイ。
［１３］上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜が、上記水平視差マルチビューディスプレイの上記ピクセルビュー配列における上記ピクセル幅をピクセルの行数で除算したものである、上記［１２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１４］上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの複数の上記傾斜マルチビームコラムの中心線間の間隔が、上記ピクセルビュー配列の上記ピクセルの行数で除算した、上記水平視差マルチビューディスプレイの上記ピクセルビュー配列におけるサブピクセル数によって与えられる、上記［１２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１５］上記傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、上記複数の個別的マルチビーム要素のうちの各個別的マルチビーム要素が、上記ライトバルブアレイのライトバルブの隣接する行間の間隔に対応する距離だけ、隣接する個別的マルチビーム要素からずらされている、上記［１２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１６］上記傾斜マルチビームコラムが、連続マルチビーム要素を含む、上記［１２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１７］上記傾斜マルチビームコラムが、回折格子を含む、上記［１２］に記載の水平視差マルチビューディスプレイ。
［１８］導光体の長さに沿って光を導波光として導くステップと、
上記導光体の長さに沿って互いに離間した複数の傾斜マルチビームコラムを使用して、複数の指向性光ビームとして上記導波光の一部分を上記導光体から散乱させるステップであって、上記指向性光ビームが、上記マルチビュー画像のビュー方向（view directions）に対応する方向（directions）を有する、散乱させるステップと、
ライトバルブのアレイを使用して上記複数の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ことであって、上記アレイの１つのライトバルブが、上記マルチビューディスプレイの１つのピクセルに対応する、変調するステップと、を含み、
上記複数の傾斜マルチビームコラムの傾斜が、上記マルチビューディスプレイのピクセル幅及びピクセルビュー配列の関数である、マルチビュー画像を表示する方法。
［１９］上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜は、上記ピクセルビュー配列が２つの行のピクセルを有する場合、上記ピクセル幅の１／２に対応し、上記傾斜マルチビームコラムの上記傾斜は、上記ピクセルビュー配列が１つの行のピクセルを有する場合、上記ピクセル幅に対応する、上記［１８］に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
［２０］上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの隣接する上記傾斜マルチビームコラム間の間隔が、上記ピクセルビュー配列のピクセルの行数で除算した上記ピクセルビュー配列におけるピクセル数によって与えられる、上記［１８］に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
［２１］上記複数の傾斜マルチビームコラムのうちの１つの傾斜マルチビームコラムが、複数の個別的マルチビーム要素を含み、各個別的マルチビーム要素が、上記傾斜マルチビームコラムの長さに沿って、上記複数の個別的マルチビーム要素のうちの他の複数の個別的マルチビーム要素から離間している、上記［１８］に記載のマルチビュー画像を表示する方法。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態の種々の特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照すると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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
特に、一部の実施形態では、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列におけるピクセル幅をピクセルの行数（又はライトバルブ１３０）で除算したものである。例えば、一部の実施形態では、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列は、２つの行を含んでもよく、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、ピクセル幅の１／２であってもよい。別の実施形態では、水平視差マルチビューディスプレイのピクセルビュー配列は、単一の行を含んでもよく、傾斜マルチビームコラム１２０の傾斜は、例えば、１ピクセル幅であってもよい。更に、複数の傾斜マルチビームのうちの複数の傾斜マルチビームコラム１２０間の間隔は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列の関数であってもよい。特に、隣接する傾斜マルチビームコラム１２０の中心線間の間隔は、一部の実施形態によれば、ピクセルビュー配列におけるピクセルの行数で除算した、マルチビューディスプレイのピクセルビュー配列におけるピクセル数の関数であってもよい。一部の実施形態では、ピクセルアレイのピクセル、又は等価的なピクセルビュー配列のピクセルは、カラーサブピクセルを表してもよく、水平視差マルチビューディスプレイは、カラーマルチビューディスプレイである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
図４は、本明細書に開示される原理に一致する実施形態による、一例におけるピクセルビュー配列１４０及び傾斜マルチビームコラム１２０を含む水平視差マルチビューディスプレイ１００の一部分の平面図を示す。図４に示す水平視差マルチビューディスプレイ１００は、例示であり、限定ではないが、９対１（９×１）のビュー構成を有する。すなわち、図示の水平視差マルチビューディスプレイ１００は、水平方向（すなわち、図示のように、ｘ軸に沿って、又はｘ−ｚ平面内）にマルチビュー画像の９つのビューを提供する。９つのビューのいずれも、垂直方向（すなわち、図示のように、ｙ軸に沿って、又はｘ−ｙ平面内）に、広い角度範囲にわたって（例えば、「単一」ビューとして）見ることができる。このように、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、「９×１」水平視差マルチビューディスプレイを指し得、又は９×１ビュー構成を有するものを指し得る。種々の実施形態によれば、水平視差マルチビューディスプレイ１００は、全視差ディスプレイとほぼ同じか、又は同様である、水平方向に実質的に均衡した解像度を提供することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
したがって、隣接する傾斜マルチビームコラム１２０は、ピクセルビュー配列１４０の幅にほぼ等しい距離だけ分離されている。特に、隣接する傾斜マルチビームコラム１２０の中心線を分離する距離は、水平視差マルチビューディスプレイ１００のピクセルビュー配列１４０内のピクセル数をピクセルビュー配列１４０内の行数で除算することによって与えることができる。この式を図４に示す実施形態に適用すると、傾斜マルチビームコラム１２０間の距離Ｓは４．５ピクセル幅である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
図８に示すように、マルチビュー画像を表示する方法３００は、ライトバルブのアレイを使用して指向性光ビームを変調してマルチビュー画像を提供すること（３３０）を更に含み、アレイのライトバルブはマルチビューディスプレイのピクセルに対応する。一部の実施形態では、ライトバルブのアレイは、上述の水平視差マルチビューディスプレイ１００のライトバルブ１３０のアレイと実質的に同様であってもよい。種々の実施形態において、異なるタイプのライトバルブが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェットに基づくライトバルブのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されないライトバルブアレイのライトバルブとして採用されてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ａ】
2021515913.tif 000015
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ｂ】
2021515913.tif 000016
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ｃ】
2021515913.tif 000017
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2021515913.tif 000018
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2021515913.tif 000019
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2021515913.tif 000020
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2021515913.tif 000021
【国際調査報告】
2021515913.tif 000022
2021515913.tif 000023