(57)【要約】  静的マルチビューディスプレイ及び方法では、回折格子のアレイを使用して、コリメートされた導波光ビームの色及び伝播角度の両方の関数である方向を有する、マルチビュー画像を供給する。本静的マルチビューディスプレイは、長手方向に光を導波するように構成されたライトガイドと、コリメートされた導波光ビームを供給するように構成された光源とを備え、このライトガイド内の伝播角度は、光源の発光体の長手方向のずれによって決まる。本静的マルチビューディスプレイは、コリメートされた導波光ビームの一部を、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成された回折格子のアレイをさらに備える。
2021516362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に光を導波するように構成されたライトガイドと、
前記長手方向に互いにずらして配置され、かつ前記ライトガイドに光学的に結合されている複数の発光体を含む光源であって、前記光源のうちの１つの前記発光体は、前記ライトガイド内に、前記発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する、コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている、光源と、
前記コリメートされた導波光ビームの一部を、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成された回折格子のアレイであって、前記マルチビュー画像の方向が、前記コリメートされた導波光ビームの色及び前記伝播角度の両方の関数である、回折格子のアレイと
を備える、静的マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記回折格子アレイの回折格子が、前記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、前記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給するように構成されている、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記回折格子の格子特性が、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ており、前記主角度方向を決定するように構成された前記格子特性が、前記回折格子の格子ピッチ、及び前記回折格子の格子方向の一方若しくは両方を含む、請求項２に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記強度を決定するように構成された前記格子特性が、前記回折格子の格子深さを含む、請求項３に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記回折格子のアレイが、前記コリメートされた導波光ビームの一部が前記複数の指向性光ビームとして外部に散乱される、前記ライトガイドの出射面の反対側にある前記ライトガイドの表面に配置されている、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記ライトガイドの入力端にコリメート光カプラをさらに備え、前記コリメート光カプラが、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内へと光学的に結合するように構成されており、前記発光体の前記長手方向のずれが、前記コリメート光カプラに対する前記発光体の前記長手方向の位置となる、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記コリメート光カプラが円筒状格子カプラを含み、前記光源が、前記ライトガイドのガイド面に隣接して配置され、また前記光源の発光体が、前記ガイド面を通して光を出射するように構成されている、請求項６に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記光源の前記複数の発光体が、前記ライトガイド内に、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された、第１の長手方向のずれを有する第１の発光体と、第２の伝播角度で第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された、第２の長手方向のずれを有する第２の発光体とを含む、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項９】
前記第１の伝播角度が、第１の方向を有する第１のマルチビュー画像を供給するように構成され、前記第２の伝播角度が、第２の方向を有する第２のマルチビュー画像を供給するように構成されており、前記第１及び第２の発光体を選択的に駆動することによって、前記第１の方向における前記第１のマルチビュー画像と前記第２の方向における前記第２のマルチビュー画像との間で切替えを行い、前記マルチビュー画像を動画化し、前記静的マルチビューディスプレイが準静的マルチビューディスプレイである、請求項８に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１０】
前記第１の発光体が、第１の色を有する前記第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成され、前記第２の発光体が、第２の色を有する前記第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成されており、前記第１及び第２の長手方向のずれが、前記第１のコリメートされた導波光ビームによって供給される第１のマルチビュー画像と前記第２のコリメートされた導波光ビームによって供給される第２のマルチビュー画像との結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように選択されており、前記合成マルチビュー画像が、前記第１及び第２の色の結合と前記第１及び第２の発光体の相対照度とを表す色を有する、請求項８に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１１】
前記ライトガイド及び前記回折格子のアレイが、前記長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１２】
透過性の静的マルチビューディスプレイであって、
ライトガイド内のコリメートされた導波光ビームからの光を回折的に外部に散乱させて、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給するように構成された回折格子のアレイと、
長手方向に互いにずらして配置された複数の発光体を含む光源であって、前記光源のうちの１つの前記発光体は、前記長手方向における前記発光体のずれによって決まる伝播角度を有する、前記コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている、光源とを備え、
前記マルチビュー画像の方向が、前記コリメートされた導波光ビームの色及び前記伝播角度の両方の関数であり、前記透過性の静的マルチビューディスプレイが、前記長手方向と直交している垂直方向に対して透過的である、
透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１３】
前記回折格子アレイの回折格子が、前記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、前記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給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方向が、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が、前記指向性光ビームの前記強度を決定するように構成されている、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１４】
前記ライトガイドの入力にコリメート光カプラを有する前記ライトガイドをさらに備え、前記コリメート光カプラが、前記光源の前記発光体からの光を、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入力内へと光学的に結合するように構成されており、前記発光体の前記ずれが、前記コリメート光カプラに対する前記発光体の前記長手方向の位置となる、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
光源の第１の発光体が、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第１のずれを、長手方向において有し、前記光源の第２の発光体が、前記ライトガイド内で第２の伝播角度で、第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第２のずれを、長手方向において有し、前記第１の伝播角度が、前記マルチビュー画像を第１の方向に供給するように構成され、また前記第２の伝播角度が、前記マルチビュー画像を第２の方向に供給するように構成されている、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
光源の第１の発光体が、第１の色の光を供給するように構成され、前記光源の第２の発光体が、第２の色の光を供給するように構成されており、前記第１及び第２の発光体が、前記第１及び第２の色の結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように構成されたずれを有する、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
複数の発光体のうちの１つの発光体を使用して、ある色を有する光を供給するステップであって、前記複数の発光体のうちの発光体は、長手方向に互いにずらして配置されている、供給するステップと、
コリメート光カプラを使用して、前記光をコリメートされた導波光ビームとしてライトガイド内へと結合するステップであって、前記コリメートされた導波光ビームは、前記発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する、結合するステップと、
回折格子のアレイを使用して、前記コリメートされた導波光ビームの一部を外部に散乱させることにより、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給するステップであって、前記マルチビュー画像の方向は、前記コリメートされた導波光ビームの前記色及び前記伝播角度の両方の関数である、供給するステップと
を含む、静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項１８】
前記回折格子アレイの回折格子が、前記コリメートされた導波光ビームの一部を、前記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、前記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームとして、外部に散乱させており、前記回折格子の格子ピッチ及び格子方向が、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が、前記指向性光ビームの前記強度を決定するように構成されている、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項１９】
前記ライトガイドと、前記コリメート光カプラと、前記回折格子のアレイとを備える前記静的マルチビューディスプレイが、前記長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２０】
前記複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第１の発光体が第１の長手方向のずれを有する、生成するステップと、
前記複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第２の発光体が第２の長手方向のずれを有する、生成するステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２１】
前記複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して、第１の色を有する光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第１の発光体が第１の長手方向のずれを有する、生成するステップと、
前記複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して、第２の色を有する光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第２の発光体が第２の長手方向のずれを有する、生成するステップと
をさらに含み、
前記第１及び第２の長手方向のずれが、前記第１及び第２のマルチビュー画像の結合を含む、合成マルチビュー画像を供給するように選択されており、前記合成画像の色が、前記第１の色と第２の色とを結合したものである、
請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
適用なし
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
適用なし
【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情報をユーザに伝達するための、ほぼ至る所にある媒体である。一般に、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（すなわち、光を出射するディスプレイ）又はパッシブディスプレイ（すなわち、別の光源によって供給される光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類され得る。パッシブディスプレイは多くの場合、魅力的な性能特性、例えば本質的に低消費電力であることを含むが、それに限定されない性能特性を呈するが、光を出射する能力が欠如していることを考えると、多くの実用的用途において幾分使用が制限され得る。出射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、バックライトなどの外部光源に結合されて（coupled to）いる。
【０００４】
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り、より容易に理解することができ、図面において同一の参照番号が同一の構造要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、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。
【０００６】
【図１Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、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している特定の主角度方向を有する、光ビームの角度成分を表すグラフ表示を示す。
【０００７】
【図２】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における回折格子の断面図を示す。
【０００８】
【図３Ａ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの断面図を示す。
【０００９】
【図３Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの平面図を示す。
【００１０】
【図３Ｃ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの斜視図を示す。
【００１１】
【図４Ａ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの断面図を示す。
【００１２】
【図４Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの断面図を示す。
【００１３】
【図４Ｃ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの断面図を示す。
【００１４】
【図５】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの断面図を示す。
【００１５】
【図６Ａ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における回折格子の平面図を示す。
【００１６】
【図６Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における複数の回折格子１２８の平面図を示す。
【００１７】
【図７Ａ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における円筒状格子カプラを含むコリメート光カプラ（collimating light coupler）の断面図を示す。
【００１８】
【図７Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における円筒状格子カプラを含むコリメート光カプラの断面図を示す。
【００１９】
【図７Ｃ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における図７Ｂのコリメート光カプラの斜視図を示す。
【００２０】
【図８Ａ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における放物線状反射カプラを含むコリメート光カプラの断面図を示す。
【００２１】
【図８Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における放物線状反射カプラを含むコリメート光カプラの斜視図を示す。
【００２２】
【図９】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における透過性の静的マルチビューディスプレイのブロック図を示す。
【００２３】
【図１０】本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの動作方法を表すフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
特定の例及び実施形態は、上記の図に示した特徴に加えて、またその代わりとなる１つである他の特徴を有する。これら及び他の特徴については、上記の図を参照して以下で詳述する。
【００２５】
本明細書に記載の原理による例及び実施形態は、マルチビュー画像又は三次元（３Ｄ）画像を表示する指向性光ビームを出射するように構成された、静的マルチビューディスプレイを提供する。具体的には、本明細書に記載の原理と一致する実施形態は、光源から長手方向に光を導波するライトガイドを有する、マルチビューディスプレイを提供する。この光源は、長手方向に互いにずらして配置された（offset from one another in the longitudinal direction）複数の発光体（a plurality of optical emitters）を含む。光源の発光体は、ライトガイド内に、この発光体（optical emitter）の長手方向のずれ（a longitudinal offset）によって決まる伝播角度を有する、コリメートされた導波光ビーム（collimated guided light beam）を供給する。さらに、回折格子のアレイは、このコリメートされた導波光ビームの一部を、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームとして外部に散乱又は回折させ（scatters or diffracts out）、ここで、このマルチビュー画像の方向は、コリメートされた導波光ビームの色及び伝播角度の両方の関数である。様々な実施形態によれば、回折格子アレイの回折格子は、マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給する。
【００２６】
様々な実施形態によれば、回折格子アレイのうちの回折格子それぞれの格子特性は、回折格子によって供給される指向性光ビームの強度及び主角度方向を決定するように構成されていてもよい。具体的には、供給される指向性光ビームの主角度方向を決定するように構成された格子特性は、回折格子の格子ピッチ又は特徴部間隔、及び回折格子の格子方向の一方若しくは両方を含んでいてもよい。同様に、指向性光ビームの強度を決定するように構成された格子特性は、格子深さ又は格子サイズ（長さ又は幅など）の一方若しくは両方を含んでいてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、これらの回折格子は、コリメートされた導波光ビームの一部が複数の指向性光ビームとして外部に散乱される（scattered out）ライトガイドの出射面と同一の面上に配置されていてもよい。あるいは、他の実施形態では、これらの回折格子は、ライトガイドの出射面の反対側にあるライトガイドの表面上に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、ライトガイド及び回折格子のアレイは、長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である。
【００２８】
さらに、いくつかの実施形態では、本静的マルチビューディスプレイは、ライトガイドの入力端にコリメート光カプラ又はコリメート光カプラを備えていてもよい。このコリメート光カプラは、光源の発光体からの光を、コリメートされた導波光ビームとしてライトガイドの入力端内へと光学的に結合しており、ここで、発光体の長手方向のずれは、コリメート光カプラに対する発光体の長手方向の位置となる。例えば、このコリメート光カプラは円筒状格子カプラを含んでいてもよい。この円筒状格子カプラは、例えば反射モード回折格子又は透過モード回折格子の一方若しくは両方を含んでいてもよい。他の例では、コリメート光カプラは別のコリメートカプラ、例えばコリメート反射器（例えば、傾斜放物線状反射カプラ）などであるが、これに限定されない別のカプラを含んでいてもよい。
【００２９】
様々な実施形態によれば、本静的マルチビューディスプレイによって出射される、強度及び主角度方向を有する複数の指向性光ビームは、１つ又はそれ以上のマルチビュー画像を供給又は表示するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、この静的マルチビュー画像は、準静的マルチビュー画像として供給されてもよい。例えば、光源の発光体は、異なる伝播角度でコリメートされた導波光ビームを供給するような、互いから異なる長手方向のずれを有していてもよい。伝播角度が異なると、マルチビュー画像の方向が互いに異なっている可能性がある。異なる長手方向のずれを有する発光体を選択的に駆動することにより、本静的マルチビューディスプレイは、異なる方向を有するマルチビュー画像間で切替えを行い、これによってマルチビュー画像の動画を供給するように構成されていてもよい。その結果、これらの実施形態では、本静的マルチビューディスプレイは、準静的又は動画化されたマルチビュー画像が供給されるということから、準静的である可能性がある。他の実施形態では、光源の発光体は、供給され、様々な色に対応しているマルチビュー画像が合成マルチビュー画像として結合されるように選択された長手方向のずれを備える、様々な色を有する発光体を含んでいてもよい。この合成マルチビュー画像は、様々な色の結合と個々の発光体の相対照度とを表す色を有する。
【００３０】
本明細書では、「マルチビューディスプレイ（multiview display）」を、異なるビュー方向（different view directions）でマルチビュー画像の様々なビュー（different views）を供給するように構成された、電子ディスプレイ又は電子ディスプレイシステムと定義している。「静的マルチビューディスプレイ（static multiview display）」を、複数の異なるビューであっても、所定の又は固定の（すなわち、静的）マルチビュー画像を表示するように構成されたマルチビューディスプレイと定義している。本明細書では、「準静的マルチビューディスプレイ（quasi-static multiview display）」を、典型的には時間の関数として、異なる固定のマルチビュー画像間又は複数のマルチビュー画像の状態間で切り替えることができる、静的マルチビューディスプレイと定義している。異なる固定のマルチビュー画像又はマルチビュー画像の状態間で切り替えると、例えば初歩的な動画形式がもたらされ得る。また、本明細書で定義しているように、準静的マルチビューディスプレイは、静的マルチビューディスプレイの一種である。したがって、正しく理解するためにそのような区別をする必要がない限り、純粋な静的マルチビューディスプレイ又は画像と準静的マルチビューディスプレイ又は画像とを全く区別していない。
【００３１】
また、本明細書では「カラー（color）」マルチビュー画像を、特定の又は所定の色を有するマルチビュー画像と定義している。いくつかの実施形態では、この所定の色を選択可能とすることができる。すなわち、この所定の色を動作中に選択してもよく、さらにこれを、時間の関数として変更可能とすることができる。例えば、第１の時間間隔中に、カラー・マルチビュー画像の色を第１の色として、又はこれが含まれるように選択してもよく、その一方で第２の時間間隔中に、カラー・マルチビュー画像の色を第２の色として、又はこれが含まれるように選択してもよい。この色選択を、例えば色選択可能な又は色制御可能なマルチカラー光源（すなわち、供給光の色が制御可能なカラー光源である）によって実現してもよい。
【００３２】
図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、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。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、マルチビュー画像のビュー１４にビューピクセルを表示するために、画面１２上に回折格子を含む。マルチビュー画像は選択可能な色を有していてもよく、したがってこれを、例えばカラー・マルチビュー画像とすることができる。画面１２を、例えば電話（例えば、携帯電話、スマートフォンなど）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータのディスプレイ画面、デスクトップコンピュータのコンピュータモニタ、カメラ用ディスプレイ、又は実質的に他のあらゆる装置の電子ディスプレイとすることができる。マルチビューディスプレイ１０は、画面１２上の回折格子に対して、様々なビュー又は主角度方向１６で、マルチビュー画像の異なるビュー１４を供給する。ビュー方向１６を、画面１２から様々な異なる主角度方向に延在する矢印として示し、異なるビュー１４を、矢印の終端にある多角形のボックスとして示し（すなわち、ビュー方向１６を示している）、また４つのビュー１４及び４つのビュー方向１６のみを示しているが、これらを全て一例として示すのであって、限定するものではない。なお、図１Ａでは異なるビュー１４が画面１２の上方にあるように示しているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０上に表示されるとき、これらのビュー１４は、実際は画面１２上又はその付近に出現する。画面１２の上方にビュー１４を図示しているのは、図示を簡単にするためのみであり、また、特定のビュー１４に対応しているビュー方向１６のそれぞれの方向から、マルチビューディスプレイ１０を視認していることを表す意図がある。同様に、ビュー１４を、ｙ軸周りの弧に沿った状態で（すなわち、ｘ−ｚ平面で）図示しているが、これもまた図示を簡単にするためであり、限定することを意図するものではない。
【００３３】
ビュー方向、又は等価的にはマルチビューディスプレイのビュー方向に対応している方向を有する光ビームは通常、本明細書の定義により、角度成分｛θ、φ｝が示す主角度方向を有する。本明細書では角度成分θを、光ビームの「仰角成分（elevation component）」又は「仰角（elevation angle）」と呼んでいる。角度成分φを、光ビームの「方位角成分（azimuth component）」又は「方位角（azimuth angle）」と呼んでいる。定義により、仰角θを垂直面内の角度（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に垂直）とする一方、方位角φを水平面内の角度（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に平行）としている。図１Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、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）に対応してい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｝を表すグラフ表示を示す。加えて、光ビーム２０を、本明細書の定義により、特定の地点から出射させるか、又は放射させている。すなわち、定義により、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と関連付けられた中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏを示す。
【００３４】
また、本明細書では、「マルチビュー画像（multivew image）」や「マルチビューディスプレイ（multiview display）」という用語で使用している「マルチビュー（multiview）」という用語を、様々な視野を表示するか、又は複数のビューのビュー間における角度視差を含む複数のビューと定義している。さらに、本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書の定義により、３つ以上の異なるビュー（すなわち、最低３つのビュー、ひいては概ね４つ以上のビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で使用している「マルチビューディスプレイ」を、シーン又は画像を表示するために異なるビューを２つのみ含む立体ディスプレイと明確に区別している。ただし、マルチビュー画像及びマルチビューディスプレイは３つ以上のビューを含んでいる場合があるが、本明細書の定義により、一度に表示するマルチビュー表示を２つのみ選択して（例えば、片眼ごとに１つのビュー）、立体画像のペアとしてマルチビュー画像を表示してもよい（例えば、マルチビューディスプレイ上で）。
【００３５】
マルチビューディスプレイでは、複数の回折格子内の回折格子はそれぞれ、マルチビュー画像内のビューピクセルを構成していてもよい。具体的には、回折格子はそれぞれ、マルチビューディスプレイによって供給されるマルチビュー画像の特定のビューにおけるビューピクセルを表示する（強度及び主角度方向を有する）、光ビームをもたらしてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、回折格子はそれぞれ、マルチビュー画像のビューに寄与する光ビームをもたらしてもよい。いくつかの実施形態では、本マルチビューディスプレイは、６４０×４８０、すなわち３０７，２００個の回折格子を備える。他の実施形態では、本マルチビューディスプレイは、１００×１００、すなわち１０，０００個の回折格子を備える。
【００３６】
本明細書では、「ライトガイド（light guide）」を、内部全反射を使用して構造体内に光を導波している、１つの構造体と定義している。具体的には、このライトガイドは、ライトガイドの動作波長において実質的に透過性であるコアを含んでいてもよい。様々な例では、「ライトガイド」という用語は通常、内部全反射を使用して、ライトガイドの誘電体材料とそのライトガイドを包囲している材料又は媒体との間の境界面において光を導波する、誘電体光導波路を指す。定義により、内部全反射の条件を、ライトガイドの屈折率が、ライトガイド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としている。いくつかの実施形態では、このライトガイドは上記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み、これにより内部全反射をさらに促進していてもよい。このコーティングを、例えば反射コーティングとすることができる。このライトガイドを、いくつかのライトガイド、例えば平板ガイド若しくはスラブガイド又はストリップガイドのうちの一方若しくは両方を含むが、これらに限定されないいくつかのガイドの任意のものとすることができる。
【００３７】
また、本明細書では、「平板ライトガイド（plate light guide）」のようにライトガイドに適用する場合の「平板（plate）」という用語を、区分的又は個別的に平面状の層又はシートと定義しており、これを「スラブ（slab）」ガイドと呼ぶ場合もある。具体的には、この平板ライトガイドを、ライトガイドの上面及び底面（すなわち、対向面）により境界を画された、実質的に直交している２つの方向に光を導波するように構成されたライトガイドと定義している。さらに、本明細書の定義により、これらの上面及び底面は両方とも互いから離隔されており、少なくとも個別的な意味で、これらを実質的に互いに対して平行とすることができる。すなわち、平板ライトガイドの個別的に小さないかなる領域でも、これらの上面と底面とは実質的に平行であるか、又は同一平面上にある。
【００３８】
いくつかの実施形態では、この平板ライトガイドは実質的に平坦（すなわち、平面の範囲内にある）であってもよく、したがって、この平板ライトガイドは平面ライトガイドとなる。他の実施形態では、この平板ライトガイドは、１つ又はそれ以上の直交する次元において湾曲していてもよい。例えば、この平板ライトガイドを一次元で湾曲させて、円筒形状の平板ライトガイドを形成してもよい。ただし、光を導波する平板ライトガイド内で確実に内部全反射が維持されるのに十分な大きさとなるように、あらゆる湾曲の曲率半径を設定している。
【００３９】
本明細書では、通常「回折格子（diffraction grating）」を、自身に入射する光の回折をもたらすように配置された、複数の特徴部（features）（すなわち、回折特徴部（diffractive features））と定義している。いくつかの例では、これら複数の特徴部は、特徴部のペア間に１つ又はそれ以上の格子間隔を有するような、周期的若しくは準周期的な形式で配置されていてもよい。例えば、この回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイに配置された複数の特徴部（例えば、材料表面上にある複数の溝又は隆起）を含んでいてもよい。他の例では、この回折格子を特徴部の二次元（２Ｄ）アレイとすることができる。この回折格子を、例えば材料表面内の突起又は穴の２Ｄアレイとすることもできる。様々な実施形態及び例によれば、この回折格子を、隣り合う回折特徴部間にあり、回折格子によって回折される光の約一波長分よりも短くなる格子間隔又は格子距離を有する、サブ波長格子とすることもできる。
【００４０】
したがって、本明細書の定義により、「回折格子」を、自身に入射する光の回折をもたらす構造体としている。光がライトガイドから回折格子へと入射する場合、そこでもたらされる回折又は回折散乱は、回折により、回折格子がライトガイドからの光を外部結合（couple light out of the light guide）できるということから、その結果これを「回折結合（diffractive coupling）」と呼ぶことがある。この回折格子はまた、回折によって光の角度を方向変更又は変化させている（すなわち、回折角度で）。具体的には、回折の結果として、回折格子から出射される光の伝播方向は、通常、回折格子に入射する光（すなわち、入射光）の伝播方向とは異なるものとなる。回折によって光の伝播方向が変化することを、本明細書では「回折的方向変更（diffractive redirection）」と呼んでいる。したがって、この回折格子を、自身に入射する光を回折的に方向変更する回折特徴部を含む構造体であると理解することができ、光がライトガイドから入射する場合、この回折格子は、ライトガイドからの光を回折的に外部結合することもできる。
【００４１】
また、本明細書の定義により、これら回折格子の特徴部を「回折特徴部（diffractive features）」と呼んでおり、これらを材料表面にあり、その内部にあり、かつその上にある（すなわち、２つの材料間の境界）特徴部のうちの１つ又はそれ以上とすることができる。この表面を、例えばライトガイドの表面とすることができる。これらの回折特徴部は、光を回折する様々な構造体、例えば当該表面にあるか、その内部にあるか、又はその上にある溝、隆起、穴若しくは突起のうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない構造体のいずれかを含んでいてもよい。例えば、回折格子は、材料表面における複数の実質的に平行な溝を含んでいてもよい。別の例では、回折格子は、材料表面から隆起している複数の平行な隆起を含んでいてもよい。回折特徴部（例えば、溝、隆起、穴、突起など）は、回折をもたらす様々な断面形状又はプロファイル、例えば正弦波プロファイル、長方形プロファイル（例えば、バイナリ回折格子など）、三角形プロファイル又は鋸歯状プロファイル（ブレーズド格子など）のうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない断面形状又はプロファイルのいずれかを有していてもよい。
【００４２】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して以下でさらに説明しているように、本明細書の回折格子は、格子特性、例えば特徴部間隔又はピッチ、方向又はサイズ（回折格子の幅又は長さなど）のうちの１つ又はそれ以上を含む格子特性を有していてもよい。図３Ａ〜図５を参照して以下でさらに説明しているように、格子特性の選択は、少なくとも部分的に、コリメートされた導波光ビームの伝播角度、コリメートされた導波光ビームの色、又はその両方の関数によるものであってもよい。例えば、回折格子の格子特性は、光源内の発光体の長手方向のずれ及び回折格子の位置によって異なっていてもよい。回折格子の格子特性を適切に変化させることにより、回折格子によって回折される光ビーム（「指向性光ビーム」と呼ぶ場合もある）の強度及び主角度方向の両方が、マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応するようにしている。
【００４３】
本明細書に記載の様々な例によれば、回折格子（例えば、以下に記載しているような、マルチビューディスプレイの回折格子）を使用して、ライトガイド（例えば、平板ライトガイド）からの光を、光ビームとして回折的に外部に散乱させるか、又は結合してもよい。具体的には、局所的に周期的な回折格子の回折角度θｍ、又はこれによってもたらされる回折角度θｍを、式（１）で次のように得ることができる。
【数１】
2021516362.tif 000003
ここで、λは光の波長（その色に対応している）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は回折格子に対する光の入射角度（すなわち、伝播角度）である。説明を簡単にするために、式（１）は、回折格子がライトガイドの表面に隣接しており、ライトガイドの外側の材料が有する屈折率が１に等しい（すなわち、ｎ外側＝１）と仮定している。通常、回折次数ｍは整数の値をとる。回折格子によって形成される光ビームの回折角度θｍは、回折次数が正である（例えば、ｍ＞０）式（１）によって得ることができる。例えば、回折次数ｍが１に等しい（すなわち、ｍ＝１）場合、一次回折がもたらされる。
【００４４】
図２は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、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、ライトガイド４０の表面に配置されていてもよい。また図２は、入射角度θｉで回折格子３０に入射する光ビーム（又は光ビームの集合）５０を示している。光ビーム５０は、ライトガイド４０内にあるコリメートされた導波光ビームである。また、図２では、入射光ビーム５０を回折させた結果として、回折格子３０によって回折的に生成されて外部結合される、外部結合光ビーム（又は光ビームの集合）６０を示している。この外部結合光ビーム６０は、式（１）によって得られる回折角度θｍ（又は本明細書では「主角度方向」）を有する。この外部結合光ビーム６０は、例えば回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応していてもよい。
【００４５】
様々な実施形態によれば、様々な光ビームの主角度方向は、格子特性、例えば回折格子のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）、方向、特徴部間隔、及び格子深さのうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない格子特性によって決まる。また、回折格子によって生成される光ビームは、本明細書の定義により、また図１Ｂに関連して上記で説明したように、角度成分｛θ、φ｝によって得られる主角度方向を有する。
【００４６】
図３Ａ〜図５を参照して以下でさらに説明しているように、本マルチビューディスプレイは、ライトガイドからの光を外部結合する能力、具体的には、回折格子を使用して、ライトガイドの特定の位置で主角度方向に指向性光ビームを操舵する能力に基づいていてもよい。回折格子からの単一の指向性光ビーム（強度及び主角度方向を有する）は、マルチビューディスプレイの特定のビューにおけるビューピクセルを表示する。ライトガイド上の回折格子は、結合構造を維持する効果的な角度を有し、ここで、入射角度に対する出射角度は、格子方程式、すなわち式（１）によって決まる。したがって、回折格子に入射する単一の単色光ビームは、回折格子の特定の回折次数に対して単一の指向性光ビームを生成又は出力することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、ライトガイド内の導波光（guided light）は、長手方向、垂直方向、又はその両方に沿って少なくとも部分的にコリメートされる。例えば、光源は、少なくとも部分的にコリメートされた光を供給してもよく、ライトガイドは、少なくとも部分的に導波光をコリメートしてもよく、かつ／又は本マルチビューディスプレイはコリメータを備えていてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、本マルチビューディスプレイ内の１つ又はそれ以上のコンポーネントがコリメータの機能を実行する。
【００４８】
本明細書では、通常、「コリメートされた光（collimated light）」又は「コリメートされた光ビーム（collimated light beam）」を、光ビームの光線が光ビーム内で実質的に互いに対して平行である光ビーム（例えば、ライトガイド内のコリメートされた導波光ビーム）と定義している。また、このコリメートされた光ビームから発散するか、又は散乱される光線を、本明細書の定義により、コリメートされた光ビームの一部と見なしてはいない。さらに、本明細書では、「コリメータ（collimator）」又は「コリメート光カプラ（collimating light coupler）」を、光をコリメートし、かつこのコリメートされた光をライトガイドへと結合するように構成された、実質的に任意の光デバイス又は装置と定義している。例えば、コリメータ（例えば、コリメート光カプラ）は、コリメートミラー又は反射器、コリメートレンズ、コリメート回折格子、又はそれらの様々な組み合わせを含んでいてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、コリメート反射器を含むコリメータは、放物曲線又は放物形状を特徴とする反射面を有していてもよい。図８Ａ及び図８Ｂを参照して以下でさらに説明しているように、別の例では、このコリメート反射器は、成形放物線状反射器を含んでいてもよい。「成形放物線状」とは、その成形放物線状反射器の湾曲した反射面が、所定の反射特性（例えば、コリメーション度）を実現するように決定される仕方で、「真の」放物曲線から逸脱していることを意味する。同様に、コリメートレンズは、球形表面（例えば、両凸球面レンズ）を含むことがある。
【００４９】
本明細書では「コリメーション係数」を、光がコリメートされる度合いと定義している。具体的には、コリメーション係数は、本明細書の定義により、コリメートされた光ビーム内の光線の角度広がりを規定している。例えば、コリメーション係数σは、コリメートされた光のビームにおける光線の大多数が、特定の角度広がり範囲（例えば、コリメートされた光ビームの中心又は主角度方向のまわりに＋／−σ度）内にあることを指定してもよい。コリメートされた光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有していてもよく、また角度広がりは、いくつかの例によれば、コリメートされた光ビームのピーク強度の２分の１によって求められる角度であってもよい。
【００５０】
本明細書では、「光源」を、光供給源（例えば、光を発生させて出射するように構成された１つ又はそれ以上の発光体）と定義している。例えば、この光源は、駆動するか又はオンにすると光を出射する、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光体を含んでいてもよい。具体的には本明細書では、この光源は、実質的に任意の光供給源であるか、又は実質的に任意の発光体、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマ式発光体、蛍光灯、白熱灯、又は実質的に任意の他の光供給源のうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない実質的に任意の発光体を含んでいてもよい。光源によって生成された光は、ある色を有してもよく（すなわち、特定の波長の光を含んでいてもよい）、又はある範囲の波長（例えば、白色光）であってもよい。いくつかの実施形態では、この光源は複数の発光体を含んでいてもよい。例えば、この光源は、ある色又は同等の波長を有する光を発光体の少なくとも１つが発生させる形態の、発光体のセット又はグループを含んでいてもよく、その色又は波長は、このセット又はグループにおける少なくとも１つの他の発光体が発生させる光の色若しくは波長とは異なっている。これらの異なる色は、例えば原色（例えば、赤色、緑色、青色）を含んでいてもよい。
【００５１】
また、本明細書で使用する場合、冠詞「ａ（１つの）」は、特許技術分野においてその通常の意味、すなわち「１つ又はそれ以上」という意味を有することを意図するものである。例えば「１つの回折格子」とは１つ又はそれ以上の回折格子を意味し、したがって、「その回折格子」は、本明細書では「その１つ又はそれ以上の回折格子」を意味する。また、本明細書における「上部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」、「上向き（ｕｐ）」、「下向き（ｄｏｗｎ）」、「正面（ｆｒｏｎｔ）」、「背面（ｂａｃｋ）」、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、又は「右（ｒｉｇｈｔ）」に対するいずれの言及も、本明細書では限定を意図するものではない。本明細書では、通常「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、ある値に適用されたときは、その値を生成するために使用される機器の許容誤差範囲内を意味するか、あるいは別段の明示的な指定がない限り、プラスマイナス１０％、又はプラスマイナス５％、又はプラスマイナス１％を意味してもよい。また、本明細書で使用する「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、大部分、又はほとんど全て、若しくは全て、又は約５１％〜約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書における例は例示を意図するものに過ぎず、説明の目的で示すもので、限定することを意図するものではない。
【００５２】
本明細書に記載の原理によるいくつかの実施形態によれば、静的マルチビューディスプレイを提供する。様々な実施形態によれば、本静的マルチビューディスプレイは、マルチビュー画像を供給するように構成されている。図３Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の平面図を示す。図３Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の斜視図を示す。
【００５３】
図示のように、本静的マルチビューディスプレイ１００は、平板ライトガイドなどのライトガイド１１０を備える。ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０内で長手方向１０８に沿って光を導波するように構成されている。さらに、この光は、ライトガイド１１０によって長手方向１０８に、コリメートされた導波光ビーム１１２（、コリメートされた導波光ビーム１１２ａ、１１２ｂ、及び１１２ｃなど）として導波される。例えば、ライトガイド１１０は、光導波路として構成された誘電体材料を含んでいてもよい。この誘電体材料は、誘電体光導波路を包囲している媒体の第２の屈折率よりも高い、第１の屈折率を有していてもよい。例えば、ライトガイド１１０の１つ又はそれ以上の導波モードに従って、コリメートされた導波光ビーム１１２の内部全反射を促進するように、屈折率差が構成されている。なお、長手方向１０８は、コリメートされた導波光ビーム１１２の全体的な、又は正味の伝播方向を規定してもよい。図示しているように、長手方向１０８は「ｘ方向」であるか、又はｘ軸に沿っている。さらに、コリメートされた導波光ビーム１１２は、図示しているように、垂直方向、すなわちｘ−ｚ平面におけるコリメーション係数に従ってコリメートされる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、このライトガイド１１０を、光学的に透過性の誘電体材料で構成された、延展された実質的に平面状のシートを含む、スラブ光導波路又は平板光導波路とすることができる。内部全反射を使用してコリメートされた導波光ビーム１１２を導波するように、この誘電体材料で構成された実質的に平面状のシートが構成されている。様々な例によれば、このライトガイド１１０の光学的に透過性の材料は、様々な誘電体材料、例えば様々なタイプのガラス（例えば、石英ガラス、アルミノケイ酸アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなど）又は実質的にかつ光学的に透過性のプラスチック若しくはポリマー（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つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない様々な誘電体材料のいずれかを含むか、又はそのいずれかで構成されていてもよい。いくつかの例では、ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０の表面の少なくとも一部（例えば、上面又は底面の一方若しくは両方）に、クラッド層（図示せず）をさらに含んでいてもよい。いくつかの例によれば、このクラッド層を使用して、内部全反射をさらに促進することができる。
【００５５】
図３Ａ〜図３Ｃに示すマルチビューディスプレイ１００は、光１２２を供給するように構成された光源１１４をさらに備える。光源１１４は、長手方向１０８に長手方向のずれ１１８によって互いにずらして配置された複数の発光体１１６（発光体１１６ａ、１１６ｂ、及び１１６ｃなど）を含む。さらに、様々な実施形態によれば、光源１１４の発光体１１６は、ライトガイド１１０に光学的に結合されている（例えば、以下に記載しているコリメート光カプラ１２４によって）。
【００５６】
様々な実施形態では、光源１１４における複数の発光体のうちの１つの発光体１１６は、ライトガイド１１０内に、発光体１１６の長手方向のずれ１１８によって決まる伝播角度１２０を有する、コリメートされた導波光ビーム１１２を供給するように構成されている。例えば、第１の発光体１１６ａは第１の長手方向のずれ１１８ａを有していてもよく、第２の発光体１１６ｂは第２の長手方向のずれ１１８ｂを有していてもよく、また第３の発光体１１６ｃは第３の長手方向のずれ１１８ｃを有していてもよい。第１の長手方向のずれ１１８ａは、ライトガイド１１０内に第１の発光体１１６ａによって供給される、第１のコリメートされた導波光ビーム１１２ａの第１の伝播角度１２０ａを決定するように構成されている。同様に、第２及び第３の長手方向のずれ１１８ｂ、１１８ｃは、ライトガイド１１０内に第２及び第３の発光体１１６ｂ、１１６ｃによってそれぞれ供給される、コリメートされた導波光ビーム１１２ｂ、１１２ｃの第２の伝播角度１２０ｂ及び第３の伝播角度１２０ｃをそれぞれ決定するように構成されている。様々な実施形態によれば、光源１１４は、ライトガイド１１０の入射表面又は入力端１２６に隣接して配置されていてもよい。発光体１１６は、ライトガイド１１０内へと結合される光１２２を供給し（コリメート光カプラ１２４によって）、その結果、コリメートされた導波光ビーム１１２が伝播角度１２０を有し、さらに、コリメートされた導波光ビーム１１２が通常、長手方向１０８に沿って（すなわち、図３Ａのｘ軸に沿って）、入力端１２６から離隔されて伝播するようにしてもよい。
【００５７】
様々な実施形態では、光源１１４、より具体的には複数の発光体１１６は、実質的に任意の光供給源、例えば１つ若しくはそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザ（例えば、レーザダイオード）を含むがこれらに限定されない、実質的に任意の光供給源を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、光源１１４の発光体１１６はそれぞれ、特定の色によって示される狭帯域スペクトルを有する、実質的に単色光１２２を発生させるように構成されている。具体的には、発光体１１６によって供給される単色光１２２の色を、特定の色空間又はカラーモデル（例えば、ＲＧＢカラーモデル）の原色とすることができる。いくつかの実施形態では、複数の発光体１１６は１つの色を有する光１２２を供給してもよく、すなわち、複数の発光体のうちの発光体１１６それぞれ（例えば、発光体１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ）からの光１２２の色は同一であってもよい。あるいは、図５を参照して以下でさらに説明しているように、異なる長手方向のずれ１１８にある発光体１１６は、様々な色の光１２２を発生させてもよく、すなわち、異なる長手方向のずれ１１８にある発光体１１６からの光１２２の色は異なっていてもよい。したがって、光源１１４は、様々な色の光を供給するように構成された、複数の異なる発光体１１６を含んでいてもよい。さらに、これらの異なる発光体１１６は、様々な色の光それぞれに対応している、コリメートされた導波光ビーム１１２の様々な色固有の伝播角度１２０を有する、光１２２を供給するように構成されていてもよい。
【００５８】
前述したように、ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０の第１の表面１３６’（例えば、「正」面又は側面）と第２の表面１３６’’（例えば、「背」面又は側面）との間の伝播角度１２０での内部全反射に従って、コリメートされた導波光ビーム１１２を導波するように構成されている。具体的には、このコリメートされた導波光ビーム１１２は、伝播角度１２０で、ライトガイド１１０の第１の表面１３６’と第２の表面１３６’’との間で０回又はそれ以上反射するか、若しくは「バウンス」することによって伝播する。
【００５９】
本明細書で定義しているように、「伝播角度」（伝播角度１２０などの）とは、ライトガイド１１０の表面（例えば、第１の表面１３６’又は第２の表面１３６’’）に対する角度のことである。また本明細書の定義により、この伝播角度は、ゼロよりも大きく、かつライトガイド１１０内の内部全反射の臨界角度よりも小さい「非ゼロの角度」である。例えば、コリメートされた導波光ビーム１１２の伝播角度１２０を、約１０度〜約５０度、又はいくつかの例では約２０度〜約４０度、若しくは約２５度〜約３５度とすることができる。例えば、伝播角度を約３０度とすることができる。他の例では、伝播角度を約２０度、又は約２５度、又は約３５度とすることができる。さらに、特定の伝播角度をライトガイド１１０内の内部全反射の臨界角度よりも小さくなるように選択する限り、特定の実装に対して特定の伝播角度を（例えば、任意に）選択してもよい。
【００６０】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように、マルチビューディスプレイ１００は、回折格子１２８のアレイをさらに備える。回折格子１２８のアレイは、コリメートされた導波光ビーム１１２の一部を、マルチビュー画像１３２を表示する複数の指向性光ビーム１３０として外部に散乱させるように構成されている。様々な実施形態によれば、マルチビュー画像１３２の方向は、コリメートされた導波光ビーム１１２の色及び伝播角度の両方の関数である。図示を簡単にするために、図３Ａ及び図３Ｃでは、特定のマルチビュー画像１３２と関連付けられた複数の指向性光ビーム１３０のうちの指向性光ビーム１３０のセットを、方向１３４を有するブロック矢印として示している。例えば、図３Ａは、それぞれが方向１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを有する図示した３つのマルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃのそれぞれ１つに対応している、３セットの指向性光ビーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを示している。したがって、指向性光ビーム１３０のセットの方向１３４は、定義により、また図示のように、対応しているマルチビュー画像１３２の方向でもある。
【００６１】
いくつかの実施形態では、回折格子１２８のアレイは、例えば図３Ａ〜図３Ｃに示すように、ライトガイド１１０の第１の表面１３６’上に配置されていてもよい。他の実施形態（図示せず）では、回折格子１２８のアレイは、第２の表面１３６’’上に配置されていてもよい。さらに別の実施形態（図示せず）では、回折格子アレイの回折格子１２８は、第１及び第２の表面１３６’、１３６’’間に、又は第１及び第２の表面１３６’、１３６’’両方の上に配置されていてもよく、あるいは第１の表面１３６’、第２の表面１３６’’、及び第１の表面１３６’と第２の表面１３６’’との間による様々な組み合わせにおいてさらに分散配置されていてもよい。例えば、回折格子１２８のアレイは、コリメートされた導波光ビーム１１２の一部が複数の指向性光ビーム１３０として外部に散乱される、ライトガイド１１０の出射面の反対側にあるライトガイドの表面に配置されていてもよい。いくつかの実施形態では、回折格子アレイの回折格子１２８は通常、いくつかの実施形態によれば、互いに交差せず、重なり合わず、又はその他の方法で接触し合うこともない。すなわち、回折格子１２８はそれぞれ、通常は別個であり、回折格子アレイ内の他の回折格子１２８から離隔されている。
【００６２】
様々な実施形態によれば、具体的には回折格子アレイは、個別の回折格子１２８、例えば回折格子１２８ａ及び１２８ｂを含む。個別の回折格子１２８は、図３Ａに示すように、光を外部に散乱させて、様々なマルチビュー画像１３２（マルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ及び１３２ｃなど）を表示する、様々なセットにおける（数セットの指向性光ビーム１３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃなど）指向性光ビーム１３０の個々の光ビームを供給又は出射するように構成されている。なお、マルチビュー画像１３２はそれぞれ、方向１３４において関連付けられた１つの方向（方向１３４ａ、１３４ｂ、及び１３４ｃなど）を有する。方向１３４は、マルチビュー画像１３２におけるビューの特定のビュー方向（例えば、中心ビュー方向）に対応していてもよい。マルチビュー画像１３２内の他のビューは、中心ビュー方向（例えば、方向１３４）に対して相対的となるビュー方向を有していてもよい。
【００６３】
例えば、回折格子１２８のアレイにおける回折格子１２８の特定のセットによって出射される指向性光ビーム１３０ａは、図３Ａに示すマルチビュー画像１３２ａを形成又は表示すことができる。このマルチビュー画像１３２ａは、方向１３４ａを有していてもよく、また複数のビューＶ１、Ｖ２．．．Ｖｎを含んでいてもよい。さらに、マルチビュー画像１３２ａは、方向１３４ａに対応しているビュー方向（例えば、中心ビュー方向）を有する中心ビューを有していてもよい。他のビュー（例えば、中心ビューを除くビューＶ１、Ｖ２．．．Ｖｎ）はそれぞれ、中心ビューのビュー方向及び方向１３４ａに対しても相対的となる、他のビュー方向を有する。同様に、指向性光ビーム１３０ｂ、１３０ｃの他のセットは、中心ビュー及び他のビューＶ１、Ｖ２．．．Ｖｎを有する他のマルチビュー画像１３２ｂ、１３２ｃを表示しており、図示しているように、中心ビュー方向が方向１３４ｂ、１３４ｃに対応している。
【００６４】
様々な実施形態によれば、回折格子アレイの回折格子１２８は、マルチビュー画像１３２のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、複数の指向性光ビーム１３０のうちの１つの指向性光ビーム１３０を供給するように構成されている。具体的には、回折格子１２８はそれぞれ、マルチビュー画像１３２のビューにおける単一のビューピクセルを表示する、単一の指向性光ビーム１３０を供給するように構成されていてもよい。また、回折格子１２８の格子特性は、強度及び主角度方向（例えば、方向１３４）を決定するように構成されている。様々な実施形態では、主角度方向を決定するように構成された格子特性は、回折格子１２８の格子ピッチ、及び回折格子１２８の格子方向の一方若しくは両方を含んでいてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、強度を決定するように構成された格子特性は、回折格子の格子深さを含んでいてもよい。また、いくつかの実施形態では、回折格子の結合効率（回折格子面積、溝の深さ、又は隆起の高さなど）は、入力端１２６からの距離の関数として上昇するように構成されている。こうした上昇は、コリメートされた導波光ビーム１１２の強度が距離の関数として低下した場合に、これを補正するように構成されていてもよい。したがって、回折格子１２８によって供給され、かつ該当するビューピクセルの強度に対応している指向性光ビーム１３０の強度は、回折格子１２８の回折結合効率によって部分的に決まってもよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では（図３Ａ〜図３Ｃに示すように）、静的マルチビューディスプレイ１００はコリメート光カプラ１２４をさらに備える。具体的には、コリメート光カプラは、図示しているように、光源１１４とライトガイド１１０との間にあるライトガイド１１０の入力端１２６に配置されている。コリメート光カプラ１２４は、光源１１４からの光１２２を、コリメートされた導波光ビーム１１２としてライトガイド１１０内へと光学的に結合するように構成されている。さらに、発光体１１６の長手方向のずれ１１８は、コリメート光カプラ１２４に対する発光体１１６の長手方向の位置となる。いくつかの実施形態では、コリメート光カプラ１２４は円筒状格子カプラを含み、光源は、ライトガイドのガイド面に隣接して配置され、また光源の発光体は、ガイド面を通して光を出射するように構成されている。他の実施形態では、コリメート光カプラ１２４は、別のタイプのコリメータ、例えば放物線状反射器又は成形放物線状反射器を備える光カプラを含むが、これに限定されない別のタイプのコリメータを備える。コリメート光カプラ１２４のいくつかの実施形態を、図７Ａ〜図７Ｃ（円筒状格子カプラ）及び図８Ａ〜図８Ｂ（反射型光カプラ）を参照して以下に説明する。
【００６６】
いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００は、マルチビュー画像を動画化するように構成されていてもよい。具体的には、静的マルチビューディスプレイ１００は、類似の様々な複数の方向に複数の異なるマルチビュー画像を供給するように構成された、準静的マルチビューディスプレイであってもよい。複数の異なるマルチビュー画像において様々な方向を有する個々のマルチビュー画像は、マルチビュー画像の動画を供給するために、時系列に従って表示されてもよい。例えば、図３Ａに関して上記で説明したように、光源１１４の複数の発光体１１６は、第１の伝播角度１２０ａで第１のコリメートされた導波光ビーム１１２ａを供給するように構成された、第１の長手方向のずれ１１８ａを有する第１の発光体１１６ａと、ライトガイド１１０内に第２の伝播角度１２０ｂで第２のコリメートされた導波光ビーム１１２ｂを供給するように構成された、第２の長手方向のずれ１１８ｂを有する第２の発光体１１６ｂとを含んでいてもよい。第１の伝播角度１２０ａは、第１の方向１３４ａを有する第１のマルチビュー画像１３２ａを供給するように構成されていてもよく、また第２の伝播角度１２０ｂは、第２の方向１３４ｂを有する第２のマルチビュー画像１３２ｂを供給するように構成されていてもよい。第１及び第２の発光体１１６ａ、１１６ｂの選択的駆動を使用して、第１の方向１３４ａにおける第１のマルチビュー画像１３２ａと、第２の方向１３４ｂにおける第２のマルチビュー画像１３２ｂとの間で切替えを行い、これによってマルチビュー画像を動画化してもよい。
【００６７】
図４Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図４Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図４Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図４Ａ〜図４Ｃに示す静的マルチビューディスプレイ１００は、図３Ａ〜図３Ｃに示すものと実質的に同様であってもよい。具体的には、静的マルチビューディスプレイ１００は、ライトガイド１１０と、発光体１１６を含む光源１１４と、コリメート光カプラ１２４と、回折格子１２８のアレイとを備える。
【００６８】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、光源１１４内の発光体１１６（発光体１１６ａ、１１６ｂ、及び１１６ｃなど）は、異なる長手方向のずれ１１８（長手方向のずれ１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃなど）を有する。これらの発光体１１６によって光１２２が出射されることにより、異なる方向１３４（方向１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃなど）を有する指向性光ビーム１３０（指向性光ビーム１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃなど）がもたらされ、ひいては異なる中心ビュー方向を有する様々なマルチビュー画像１３２（マルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃなど）がもたらされてもよい。例えば、発光体１１６ａ、１１６ｂ及び１１６ｃは同一の色を有していてもよいが、異なる長手方向のずれ１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃのために、これらに対応しているコリメートされた導波光ビーム１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃは、異なる伝播角度１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃをそれぞれ有していてもよい。したがって、その結果として、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、異なる方向１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを有する様々なマルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃが形成される。具体的には、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、発光体１１６ａ、１１６ｂ及び１１６ｃは、時間の関数として、又は時系列に従って選択的に照明され、その結果、静的マルチビューディスプレイ１００が、対応している様々な方向１３４を有する様々なマルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃ間で切り替わると、動画（時系列３Ｄ動画など）が供給されることになる。さらに、異なる連続時間間隔又は期間中に発光体１１６を順次照明していくことにより、静的マルチビューディスプレイ１００は異なる期間中に、様々なマルチビュー画像１３２の見かけ上の位置をシフトすることができる。したがって、いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００は、準静的マルチビューディスプレイとして動作している。
【００６９】
別の例では、第１の発光体１１６ａは、第１の色を有する第１のコリメートされた導波光ビーム１１２ａを供給するように構成されていてもよく、第２の発光体１１６ｂは、第２の色を有する第２のコリメートされた導波光ビーム１１２ｂを供給するように構成されていてもよい。第１及び第２の長手方向のずれ１１８ａ、１１８ｂは、第１のコリメートされた導波光ビーム１１２ａによって供給される第１のマルチビュー画像１３２ａと、第２のコリメートされた導波光ビーム１１２ｂによって供給される第２のマルチビュー画像１３２ｂとの結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように選択されてもよい。この合成マルチビュー画像は、例えば第１及び第２の色の結合と、第１及び第２の発光体１１６ａ、１１６ｂの相対照度とを表す色を有していてもよい。
【００７０】
図５は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図５に示す静的マルチビューディスプレイ１００は、図３Ａ〜図３Ｃに示すものと実質的に同様であってもよい。具体的には、静的マルチビューディスプレイ１００は、ライトガイド１１０と、発光体１１６を含む光源１１４と、コリメート光カプラ１２４と、回折格子１２８のアレイとを備える。
【００７１】
さらに、図５に示すように、光源１１４内の個々の発光体１１６（発光体１１６ａ、１１６ｂ及び１１６ｃなど）は、互いと異なる長手方向のずれ１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ及び互いと異なる色を有する。例えば、第１の発光体１１６ａは赤色光１２２を供給してもよく、第２の発光体１１６ｂは緑色光１２２を供給してもよく、また第３の発光体１１６ｃは青色光１２２を供給してもよい。異なる長手方向のずれ１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃは、コリメートされた導波光ビーム１１２の伝播角度１２０が、同一の主角度方向を有する、コリメートされた導波光ビーム１１２に対応している指向性光ビーム１３０をもたらすように選択されてもよい。すなわち、発光体１１６は、様々な色の光それぞれに対応している、コリメートされた導波光ビーム１１２の様々な色固有の伝播角度１２０を有する光１２２を供給するように構成されていてもよい。このように、マルチビュー画像１３２は、コリメートされた導波光ビーム１１２ａによって供給される第１のマルチビュー画像と、コリメートされた導波光ビーム１１２ｂによって供給される第２のマルチビュー画像と、コリメートされた導波光ビーム１１２ｃによって供給される第３のマルチビュー画像との結合を表示する、合成マルチビュー画像１３２ｄとなる。第１、第２及び第３のマルチビュー画像はそれぞれ同一の方向１３４を有するが、異なる色を有する。一方合成マルチビュー画像１３２ｄは、様々な色の結合と、発光体１１６ａ、１１６ｂ、及び１１６ｃの相対照度とを表す色を有していてもよい。図５では、赤色、緑色及び青色の指向性光ビーム１３０（破線、実線及び点線で示す）を、明確にするために互いにわずかにずらして配置されたブロック矢印として示している。いくつかの実施形態では、合成画像の色は白色である。より一般的には、発光体１１６の異なる強度により、合成マルチビュー画像の色が決まってもよい。また、前述の例では、３つの色（例えば、赤色、緑色、及び青色）をもたらす発光体１１６を示しているが、他の実施形態では、異なる長手方向のずれ１１８で設ける発光体の数を増減させてもよく、その際、もたらす色の数も増減される。
【００７２】
図６Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における回折格子１２８の平面図を示す。図６Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における複数の回折格子１２８の平面図を示す。具体的には、図６Ａ及び図６Ｂは、静的マルチビューディスプレイ１００に関して上記で説明した回折格子１２８のアレイ内にあってもよい、回折格子１２８を示す。したがって、様々な実施形態によれば、図６Ａ〜図６Ｂに示す回折格子１２８は、コリメートされた導波光ビーム１１２の一部を、複数の指向性光ビーム１３０のうちの１つの指向性光ビームとして回折的に外部に散乱させるように構成されている。
【００７３】
図示しているように、回折格子１２８は、回折特徴部間隔（「格子間隔」と呼ばれることもある）によって互いから離隔されている複数の回折特徴部、又は導波光部分を回折的に外部に散乱させるように構成された１つの回折特徴部若しくは格子ピッチを含む。様々な実施形態によれば、回折格子１２８内の回折特徴部の間隔又は格子ピッチを、サブ波長（すなわち、コリメートされた導波光ビーム１１２の波長未満）とすることができる。なお、図６Ａ及び図６Ｂでは、図示を簡単にするために、単一の格子間隔（すなわち、一定の格子ピッチ）を有する回折格子１２８を示している。ただし、以下に記載しているように、回折格子１２８は、複数の異なる格子間隔（例えば、２つ以上の格子間隔）又は可変格子間隔若しくは可変格子ピッチを含むことにより、指向性光ビーム１３０を供給してもよい。したがって、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、単一の格子ピッチが回折格子１２８の実施形態であることを示唆していない。
【００７４】
いくつかの実施形態によれば、回折格子１２８の回折特徴部は、互いから離隔された溝又は隆起の一方若しくは両方を含んでいてもよい。これらの溝又は隆起は、ライトガイド１１０の材料、例えばライトガイド１１０の表面上に形成され得る材料を含んでいてもよい。別の例では、これらの溝又は隆起が、ライトガイド材料以外の材料、例えば、ライトガイド１１０の表面上にある別の材料のフィルム又は層から形成されていてもよい。
【００７５】
上述したように、また図６Ａに示すように、回折特徴部の構成は回折格子１２８の格子特性を含む。例えば、回折格子の格子深さは、回折格子１２８によって供給される指向性光ビームの強度を決定するように構成されていてもよい。加えて、また図６Ａ〜図６Ｂにさらに示すように、格子特性は、回折格子１２８の格子ピッチ、及び回折格子１２８の格子方向γの一方若しくは両方を含んでいてもよい。具体的には図６Ａは、伝播方向に対する角度とすることができる、格子方向γを示す。さらに、図６Ｂは、いくつかの異なる格子方向を有する複数の回折格子１２８を示す。コリメートされた導波光ビーム１１２の入射角度（すなわち、伝播角度１２０）と併せて、これらの格子特性により、回折格子１２８によって供給される指向性光ビーム１３０の主角度方向が決まる。
【００７６】
いくつかの実施形態（図示せず）では、指向性光ビーム１３０を供給するように構成された回折格子１２８は、可変回折格子若しくはチャープ回折格子であるか、又はこれを含む。定義により、この「チャープ」回折格子は、自身の範囲又は長さにわたって変化する、回折特徴部の回折間隔（すなわち、格子ピッチ）を呈するか、又は有する回折格子である。いくつかの実施形態では、このチャープ回折格子は、距離とともに線形に変化する回折特徴部間隔のチャープを有するか、又は呈する場合がある。したがって、このチャープ回折格子は、定義により「線形チャープ」回折格子となる。他の実施形態では、マルチビューディスプレイ１００におけるこのチャープ回折格子は、回折特徴部間隔の非線形チャープを呈する場合がある。様々な非線形チャープ、例えば指数チャープ、対数チャープ、又は別の、実質的に不均一若しくはランダムであるにもかかわらず、依然として単調に変化するチャープを含むが、これらに限定されない、様々な非線形チャープを使用してもよい。非単調チャープ、例えば正弦波チャープ又は三角チャープ若しくは鋸歯状チャープなどの非単調チャープも使用することができるが、これらに限定されない。このようなタイプのチャープのいずれかを組み合わせたものを、同様に使用してもよい。いくつかの実施形態（図示せず）では、回折格子１２８は、複数のサブ格子を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、複数のサブ格子のうちの個々のサブ格子を、互いに重ね合わせてもよい。他の実施形態では、これらのサブ格子を、例えば１つのアレイとして互いに隣接配置させて、回折格子１２８を形成している、別個の回折格子とすることができる。
【００７７】
前述したように、いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００のコリメート光カプラ１２４は、円筒状格子カプラを含んでいてもよい。図７Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における円筒状格子カプラを１３８含むコリメート光カプラ１２４の断面図を示す。図７Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における円筒状格子カプラ１３８を含むコリメート光カプラ１２４の断面図を示す。図７Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における図７Ｂのコリメート光カプラ１２４の斜視図を示す。具体的には、図７Ａ〜図７Ｃは、ライトガイド１１０の入力端１２６付近における、静的マルチビューディスプレイ１００の切欠き部分を示す。図７Ａ〜図７Ｂでは、光源１１４によって供給されるコリメートされた導波光ビーム１１２及び光１２２を描写するために、様々な破線を使用している。図７Ｃはさらに、回折格子１２８のアレイを示す（図示を簡単にするために、図７Ａ〜図７Ｂから省略してある）。
【００７８】
図７Ａ〜図７Ｃでは、コリメート光カプラ１２４の円筒状格子カプラ１３８は、光１２２を、コリメートされた導波光ビーム１１２として静的マルチビューディスプレイ１００のライトガイド１１０内へと結合するように構成されている。光１２２は、例えば光源１１４（例えば、実質的にコリメートされていない光源）によって供給されてもよい。様々な実施形態によれば、コリメート光カプラ１２４の円筒状格子カプラ１３８は、比較的高い結合効率をもたらすことができる。さらに、様々な実施形態によれば、円筒状格子カプラ１３８は、光１２２を、ライトガイド１１０内で所定のコリメーション係数を有するコリメートされた導波光ビーム１１２（例えば、導波光のビーム）へと変換することができる。
【００７９】
様々な例によれば、ライトガイド１１０内に、コリメート光カプラ１２４の円筒状格子カプラ１３８によって所定のコリメーション係数がもたらされることにより、制御された、又は所定の伝播特性を有するコリメートされた導波光ビーム１１２が発生することになり得る。具体的には、コリメート光カプラ１２４の円筒状格子カプラ１３８は、「垂直」方向、すなわち、ライトガイド１１０の表面の平面に垂直となる平面において、制御された、又は所定のコリメーション係数をもたらすことができる。さらに、光１２２は、ライトガイド平面に実質的に垂直となる角度で光源１１４から受光され、次いで、ライトガイド１１０内で伝播角度１２０、例えば、ライトガイド１１０内で内部全反射の臨界角度と一致しているか、又はそれ未満である伝播角度を有する、コリメートされた導波光ビーム１１２へと変換されてもよい。
【００８０】
いくつかの実施形態によれば、円筒状格子カプラ１３８は透過モード回折格子であるか、又はこれを含んでいてもよく、その一方で他の実施形態では、円筒状格子カプラ１３８は反射モード回折格子であるか、又はこれを含んでいてもよい。具体的には、図７Ａに示すように、円筒状格子カプラ１３８は、光源１１４に隣接するライトガイド１１０の表面に透過モード回折格子を含む。例えば、円筒状格子カプラ１３８の透過モード回折格子は、ライトガイド１１０の底部（又は第２の）表面１３６’’上にあってもよく、また光源１１４は、底部から円筒状格子カプラ１３８を照明してもよい。図７Ａに示すように、円筒状格子カプラ１３８の透過モード回折格子は、透過モード回折格子を透過するか、又は通過する光１２２を回折的に方向変更させるように構成されている。光源１１４の発光体１１６の相対的位置を長手方向１０８に沿ってシフトすることにより、発光体の長手方向のずれがもたらされ、これにより、回折角度、すなわちライトガイド１１０内におけるコリメートされた導波光ビーム１１２の伝播角度１２０が変化する。
【００８１】
図７Ｂに示すように、円筒状格子カプラ１３８は、光源１１４に隣接する表面の反対側にあるライトガイド１１０の表面に、反射モード回折格子を含む。例えば、円筒状格子カプラ１３８の反射モード回折格子は、ライトガイド１１０の上（又は第１の）面１３６’上にあってもよく、光源１１４は、ライトガイド１１０の底（又は第２の）面１３６’’の一部を介して、円筒状格子カプラ１３８を照明してもよい。反射モード回折格子は、図７Ｂに示すように、反射回折（すなわち、反射及び回折）を使用して、光１２２をライトガイド１１０内へと回折的に方向変更するように構成されている。
【００８２】
様々な例によれば、円筒状格子カプラ１３８の透過モード回折格子及び反射モード回折格子の両方は、ライトガイド１１０の表面１３６’又は１３６”の上若しくは中に形成されるか、あるいは設けられる溝、隆起、又は同様の回折特徴部を含んでいてもよい。例えば、溝又は隆起は、透過モード回折格子として機能するように、ライトガイド１１０の光源に隣接する表面１３６’’（例えば、底面又は第２の表面）の中又は上に形成されてもよい。同様に、例えば反射モード回折格子として機能するように、光源に隣接する表面１３６’’の反対側にあるライトガイド１１０の表面１３６’内若しくはその上に、溝又は隆起が形成されるか、あるいは設けられていてもよい。
【００８３】
いくつかの実施形態によれば、円筒状格子カプラ１３８は、ライトガイド表面の上又は中に格子材料（例えば、格子材料の層）を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、この格子材料は、ライトガイド１１０の材料と実質的に同様であってもよく、その一方で他の実施形態では、この格子材料はライトガイド材料とは異なっていてもよい（例えば、屈折率が異なっている）。いくつかの実施形態では、ライトガイド表面の溝は、格子材料で充填されていてもよい。例えば、透過モード回折格子又は反射モード回折格子のいずれかにおける回折格子の溝は、ライトガイド１１０の材料とは異なる誘電体材料（すなわち、格子材料）で充填されていてもよい。いくつかの例によれば、円筒状格子カプラ１３８の格子材料は、例えば窒化ケイ素を含んでいてもよいが、ライトガイド１１０はガラスであってもよい。他の格子材料、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含むが、これに限定されない他の格子材料を同様に使用してもよい。
【００８４】
いくつかの例では、反射モード回折格子を含む円筒状格子カプラ１３８の格子材料は、反射金属又は同様の反射材料をさらに含んでいてもよい。例えば、反射モード回折格子は、自身による反射を促進するために、反射金属、例えば金、銀、アルミニウム、銅、及びスズなどであるが、これらに限定されない反射金属の層であるか、又はこれを含んでいてもよい。なお、いくつかの実施形態によれば、円筒状格子カプラ１３８の透過モード回折格子及び反射モード回折格子は、ｙ方向に沿って均一又は少なくとも実質的に均一である。このことを図７Ｃに図示しており、図７Ｃは、円筒状格子カプラ１３８の反射モード回折格子の斜視図を示している。
【００８５】
いくつかの実施形態では、円筒状格子カプラ１３８は、ライトガイド１１０の一部をさらに含んでいてもよい。具体的には、上記の考察においてこれらの実施形態を説明している。他の実施形態では、円筒状格子カプラ１３８は、ライトガイド１１０の入力端１２６から離隔されているが、これに光学的に結合されている別のライトガイドを含む。しかしながら、上記の考察は、ライトガイド１１０の部分の代わりに、別のライトガイドを使用する際にも十分等しく当てはまるものである。
【００８６】
図７Ａ〜図７Ｃでは、回折格子ベースの円筒状格子カプラ１３８の使用について図示しているが、他の実施形態では、他のタイプの光カプラをコリメート光カプラ１２４として使用してもよい。例えば、図８Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における放物線状反射カプラ１４０を含むコリメート光カプラ１２４の断面図を示す。図８Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における放物線状反射カプラ１４０を含むコリメート光カプラ１２４の斜視図を示す。図８Ｂに示すように、放物線状反射カプラ１４０は、ｙ方向に沿って均一であってもよい。円筒状格子カプラ１３８と同様に、光源１１４内における発光体１１６の長手方向のずれは、コリメートされた導波光ビーム１１２の異なる伝播角度を、静的マルチビューディスプレイ１００のライトガイド１１０内において供給するように構成されている。
【００８７】
いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００は透過性であるか、又は実質的に透過性であってもよい。具体的には、いくつかの実施形態では、ライトガイド１１０及び回折格子１２８のアレイは、ライトガイド１１０の第１の表面１３６’及び第２の表面１３６’’の両方と直交している方向に、光が静的マルチビューディスプレイ１００を通過できるようにしてもよい。すなわち、ライトガイド１１０及び回折格子１２８のアレイは、長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的であってもよい。したがって、ライトガイド１１０及び回折格子１２８のアレイ、又はより一般的には静的マルチビューディスプレイ１００は、長手方向１０８と直交している垂直方向、すなわち、コリメートされた導波光ビーム１１２の全体的伝播方向に伝播する光に対して透過的であってもよい。さらに、回折格子１２８が実質的に透過性であることにより、また回折格子１２８間に間隔があることにより、少なくとも部分的にこうした透過性が促進され得る。
【００８８】
本明細書に記載の原理によるいくつかの実施形態によれば、透過性の静的マルチビューディスプレイを提供する。本透過性の静的マルチビューディスプレイは、マルチビュー画像又は複数のマルチビュー画像を表示する、複数の指向性光ビームを出射するように構成されている。具体的には、出射されるこれらの指向性光ビームは、本透過性の静的マルチビューディスプレイにおける回折格子のアレイ内の回折格子の格子特性に基づいて、１つ又はそれ以上のマルチビュー画像の複数のビューへと選択的に向けられる。様々な例によれば、指向性光ビームの個々のビームは、マルチビュー画像と関連付けられた様々な「ビュー」の個々のビューピクセルに対応していてもよい。これらの様々なビューは、例えば本マルチビューディスプレイによって表示される１つ又はそれ以上のマルチビュー画像において、情報の「メガネなし」（例えば、自動立体）表示を実現することができる。
【００８９】
図９は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における透過性の静的マルチビューディスプレイ２００のブロック図を示す。様々な実施形態によれば、透過性の静的マルチビューディスプレイ２００は、様々なビュー方向の個々のビューに従って、マルチビュー画像２３２を表示するように構成されている。また、マルチビュー画像２３２はある方向を有する。具体的には、透過性の静的マルチビューディスプレイ２００によって出射される複数の指向性光ビーム２０２を使用して、マルチビュー画像２３２を表示しており、またこれらの指向性光ビーム２０２は、マルチビュー画像２３２の個々のビュー（例えば、Ｖｉ、Ｖ２…Ｖｎ）のピクセル（すなわち、ビューピクセル）に対応していてもよい。いくつかの実施形態によれば、複数のマルチビュー画像２３２を供給してもよく、これら複数のマルチビュー画像のうちのマルチビュー画像２３２はそれぞれ、関連付けられた方向を有する。指向性光ビーム２０２を、複数のマルチビュー画像において対応しているマルチビュー画像２３２（例えば、２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ）の方向を指すブロック矢印として、図９では集合的に図示している。様々な実施形態によれば、透過性の静的マルチビューディスプレイ２００は、その長さに沿って長手方向と直交している垂直方向に対して透過的である。
【００９０】
図９に示す透過性の静的マルチビューディスプレイ２００は、回折格子２０４のアレイを備える。回折格子アレイの回折格子２０４は、ライトガイド２０６内のコリメートされた導波光ビームからの光を回折的に外部に散乱させて、マルチビュー画像２３２を表示する複数の指向性光ビーム２０２を供給するように構成されている。いくつかの実施形態では、回折格子２０４のアレイは、静的マルチビューディスプレイ１００に関して上記で説明した回折格子１２８のアレイと実質的に同様である。具体的には、回折格子アレイの回折格子２０４は、マルチビュー画像２３２のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビーム２０２を供給するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態によれば、回折格子２０４の格子ピッチ及び格子方向は、指向性光ビーム２０２の主角度方向を決定するように構成されていてもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、回折格子２０４の格子深さは、指向性光ビーム２０２の強度を決定するように構成されていてもよい。
【００９１】
図９に示すように、透過性の静的マルチビューディスプレイ２００は、光源２１４をさらに備える。光源２１４は、長手方向に互いにずらして配置された複数の発光体を含む。様々な実施形態によれば、光源２１４の発光体は、長手方向における発光体のずれによって決まる伝播角度を有する、コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている。いくつかの実施形態によれば、光源２１４は、上記で説明した静的マルチビューディスプレイ１００の光源１１４と実質的に同様であってもよい。具体的には、様々な実施形態によれば、マルチビュー画像２３２の方向は、コリメートされた導波光ビームの色及び伝播角度の両方の関数である。
【００９２】
図９に示す透過性の静的マルチビューディスプレイ２００は、ライトガイド２０６とコリメート光カプラ２１０とをさらに備える。具体的には、コリメート光カプラ２１０は、ライトガイド２０６の入力端に配置されていてもよい。コリメート光カプラ２１０は、光源２１４の発光体からの光２１２を、コリメートされた導波光ビームとしてライトガイドの入力端内へと結合するように構成されている。発光体のずれは、コリメート光カプラ２１０に対する発光体の長手方向の位置となる。図９の矢印２０８は、コリメート光カプラ２１０によって、コリメートされた導波光ビームがライトガイド２０６内へと結合される様子を表す。さらに、様々な実施形態によれば、ひとたびその中に結合されると、ライトガイド２０６内におけるコリメートされた導波光ビームの伝播方向が長手方向を規定する。
【００９３】
いくつかの実施形態によれば、光源２１４の第１の発光体は、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第１のずれを、長手方向において有していてもよい。さらに、光源２１４の第２の発光体は、ライトガイド２０６内で第２の伝播角度で、第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第２のずれを、長手方向において有していてもよい。様々な実施形態によれば、第１の伝播角度は、マルチビュー画像２３２を第１の方向に供給するように構成され、また第２の伝播角度は、マルチビュー画像２３２を第２の方向に供給するように構成されている。
【００９４】
図９を参照すると、第１の方向に供給されるマルチビュー画像２３２を、マルチビュー画像２３２ａによって表してもよいが、一方、マルチビュー画像２３２ｂは、例えば第２の方向にあるマルチビュー画像２３２を表してもよい。マルチビュー画像２３２ｃは、例えば第３の方向にあるマルチビュー画像２３２ｃを表してもよい。いくつかの実施形態によれば、マルチビュー画像２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは集合的に、図３Ａ〜図４Ｃを参照して上記で説明したマルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃと実質的に同様であってもよい。例えば、異なるずれで個々の発光体を順次かつ選択的に照明することにより、マルチビュー画像１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃの動画又は見かけ上の運動が時間の関数としてもたらされ、その結果、透過性の静的マルチビューディスプレイ２００が準静的マルチビューディスプレイとして機能するようにしてもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態によれば、光源２１４の第１の発光体は、第１の色の光を供給するように構成されていてもよく、また光源２１４の第２の発光体は、第２の色の光を供給するように構成されていてもよい。さらに、第１及び第２の発光体は、第１及び第２の色の結合を含む合成マルチビュー画像（図示せず）を供給するように構成されたずれを有していてもよい。例えば、透過性の静的マルチビューディスプレイ２００によって供給される色の結合を含む合成マルチビュー画像は、図５に関して上記で説明したように、静的マルチビューディスプレイ１００によって供給される合成マルチビュー画像１３２ｄと実質的に同様であってもよい。
【００９６】
本明細書に記載の原理による他の実施形態によれば、静的マルチビューディスプレイの動作方法を提供している。図１０は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの動作方法３００を表すフローチャートを示す。図１０に示すように、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの１つの発光体を使用して、ある色を有する光を供給すること３１０を含み、これら複数の発光体のうちの発光体は、長手方向に互いにずらして配置されている。いくつかの実施形態によれば、これら複数の発光体は、静的マルチビューディスプレイ１００に関して上記で説明した光源１１４の複数の発光体１１６と、実質的に同様であってもよい。さらに、３１０で供給される光は、これも上記で説明した光１２２と実質的に同様であってもよい。
【００９７】
図１０に示す静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、コリメート光カプラを使用して、光をコリメートされた導波光ビームとしてライトガイド内へと結合すること３２０をさらに含む。様々な実施形態によれば、これらのコリメートされた導波光ビームは、発光体の長手方向オフセットによって決まる伝播角度を有する。いくつかの実施形態によれば、コリメート光カプラは、上記で説明した静的マルチビューディスプレイ１００のコリメート光カプラ１２４と実質的に同様であってもよい。例えば、このコリメート光カプラは、様々なコリメート光カプラ、例えば円筒状格子カプラを含むがこれに限定されない様々なコリメート光カプラのいずれかを含んでいてもよい。
【００９８】
さらに、図示しているように、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、回折格子のアレイを使用して、コリメートされた導波光ビームの一部を外部に散乱させることにより、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給すること３３０を含む。様々な実施形態によれば、マルチビュー画像の方向は、コリメートされた導波光ビームの色及び伝播角度の両方の関数である。いくつかの実施形態では、回折格子のアレイは、上記で説明した静的マルチビューディスプレイ１００の回折格子１２８のアレイと実質的に同様であってもよい。
【００９９】
いくつかの実施形態によれば、具体的には回折格子アレイの回折格子は、コリメートされた導波光ビームの一部を、マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームとして、外部に散乱させている３３０。さらに、回折格子の格子ピッチ及び格子方向は、指向性光ビームの主角度方向を決定するように構成されていてもよい。同様に、いくつかの実施形態によれば、回折格子の格子深さは、指向性光ビームの強度を決定するように構成されていてもよい。
【０１００】
いくつかの実施形態では、ライトガイドと、コリメート光カプラと、回折格子のアレイとを備える本静的マルチビューディスプレイは、長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である。例えば、本静的マルチビューディスプレイは、上記で説明した透過性の静的マルチビューディスプレイ２００と実質的に同様であってもよい。したがって、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、透過性の静的マルチビューディスプレイを動作させる方法であってもよい。
【０１０１】
いくつかの実施形態（図示せず）では、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して光を供給することにより、第１の方向に第１のマルチビュー画像を生成することをさらに含んでいてもよく、この第１の発光体は第１の長手方向のずれを有する。さらに、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して光を供給することにより、第２の方向に第２のマルチビュー画像を生成することを含んでいてもよく、この第２の発光体は第２の長手方向のずれを有する。例えば時系列的に第１及び第２のマルチビュー画像を生成することにより、本静的マルチビューディスプレイが、例えばマルチビュー画像の動画をもたらすことができ得る。したがって、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、準静的マルチビューディスプレイの動作をもたらすことができる。
【０１０２】
いくつかの実施形態（図示せず）では、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して、第１の色を有する光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成することをさらに含んでいてもよく、この第１の発光体は第１の長手方向のずれを有する。また、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して、第２の色を有する光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成することをさらに含んでいてもよく、この第２の発光体は第２の長手方向オフセットを有する。様々な実施形態によれば、これら第１及び第２の長手方向のずれは、第１及び第２のマルチビュー画像の結合を含む、合成マルチビュー画像を供給するように選択されてもよい。この合成画像の色は、例えば第１の色と第２の色とを結合したものであってもよい。いくつかの実施形態では、この合成マルチビュー画像は、図５に関して上記で説明した静的マルチビューディスプレイ１００によって供給される合成マルチビュー画像１３４ｄと、実質的に同様であってもよい。
【０１０３】
このように、回折格子を使用してマルチビュー画像を表示する指向性光ビームを供給する、静的マルチビューディスプレイ及び静的マルチビューディスプレイの動作方法の例と実施形態とについて説明してきた。また、光源における発光体の相対的なずれは、マルチビュー画像の方向をもたらす。上記で説明した例は、本明細書に記載の原理を表す多くの特定の例のうちのいくつかを単に例示するものに過ぎないことを理解すべきである。当業者であれば、以下の特許請求の範囲によって定義されている範囲から逸脱することなく、他の数多くの構成を容易に考案できることは明らかである。
【図１Ａ】
2021516362.tif 000004
【図１Ｂ】
2021516362.tif 000005
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2021516362.tif 000020
【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年10月1日(2020.10.1)
【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】
長手方向に光を導波するように構成されたライトガイドと、
前記長手方向に互いにずらして配置され、かつ前記ライトガイドに光学的に結合されている複数の発光体を含む光源であって、前記光源のうちの１つの前記発光体は、前記ライトガイド内に、前記発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する、コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている、光源と、
前記コリメートされた導波光ビームの一部を、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成された回折格子のアレイであって、前記マルチビュー画像の方向が、前記コリメートされた導波光ビームの色及び前記伝播角度の両方の関数である、回折格子のアレイと
を備える、静的マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記回折格子アレイの回折格子が、前記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、前記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給するように構成されている、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記回折格子の格子特性が、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ており、前記主角度方向を決定するように構成された前記格子特性が、前記回折格子の格子ピッチ、及び前記回折格子の格子方向の一方若しくは両方を含む、請求項２に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記強度を決定するように構成された前記格子特性が、前記回折格子の格子深さを含む、請求項３に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記回折格子のアレイが、前記コリメートされた導波光ビームの一部が前記複数の指向性光ビームとして外部に散乱される、前記ライトガイドの出射面の反対側にある前記ライトガイドの表面に配置されている、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記ライトガイドの入力端にコリメート光カプラをさらに備え、前記コリメート光カプラが、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内へと光学的に結合するように構成されており、前記発光体の前記長手方向のずれが、前記コリメート光カプラに対する前記発光体の前記長手方向の位置となる、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記コリメート光カプラが円筒状格子カプラを含み、前記光源が、前記ライトガイドのガイド面に隣接して配置され、また前記光源の発光体が、前記ガイド面を通して光を出射するように構成されている、請求項６に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記光源の前記複数の発光体が、前記ライトガイド内に、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された、第１の長手方向のずれを有する第１の発光体と、第２の伝播角度で第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された、第２の長手方向のずれを有する第２の発光体とを含む、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項９】
前記第１の伝播角度が、第１の方向を有する第１のマルチビュー画像を供給するように構成され、前記第２の伝播角度が、第２の方向を有する第２のマルチビュー画像を供給するように構成されており、前記第１及び第２の発光体を選択的に駆動することによって、前記第１の方向における前記第１のマルチビュー画像と前記第２の方向における前記第２のマルチビュー画像との間で切替えを行い、前記マルチビュー画像を動画化し、前記静的マルチビューディスプレイが準静的マルチビューディスプレイである、請求項８に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１０】
前記第１の発光体が、第１の色を有する前記第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成され、前記第２の発光体が、第２の色を有する前記第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成されており、前記第１及び第２の長手方向のずれが、前記第１のコリメートされた導波光ビームによって供給される第１のマルチビュー画像と前記第２のコリメートされた導波光ビームによって供給される第２のマルチビュー画像との結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように選択されており、前記合成マルチビュー画像が、前記第１及び第２の色の結合と前記第１及び第２の発光体の相対照度とを表す色を有する、請求項８に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１１】
前記ライトガイド及び前記回折格子のアレイが、前記長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１２】
透過性の静的マルチビューディスプレイであって、
ライトガイド内のコリメートされた導波光ビームからの光を回折的に外部に散乱させて、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給するように構成された回折格子のアレイと、
長手方向に互いにずらして配置された複数の発光体を含む光源であって、前記光源のうちの１つの前記発光体は、前記長手方向における前記発光体のずれによって決まる伝播角度を有する、前記コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている、光源とを備え、
前記マルチビュー画像の方向が、前記コリメートされた導波光ビームの色及び前記伝播角度の両方の関数であり、前記透過性の静的マルチビューディスプレイが、前記長手方向と直交している垂直方向に対して透過的である、
透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１３】
前記回折格子アレイの回折格子が、前記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、前記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給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方向が、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が、前記指向性光ビームの前記強度を決定するように構成されている、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１４】
前記ライトガイドの入力端にコリメート光カプラをさらに備え、前記コリメート光カプラが、前記光源の前記発光体からの光を、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入力内へと光学的に結合するように構成されており、前記発光体の前記ずれが、前記コリメート光カプラに対する前記発光体の前記長手方向の位置となる、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
光源の第１の発光体が、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第１のずれを、長手方向において有し、前記光源の第２の発光体が、前記ライトガイド内で第２の伝播角度で、第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第２のずれを、長手方向において有し、前記第１の伝播角度が、前記マルチビュー画像を第１の方向に供給するように構成され、また前記第２の伝播角度が、前記マルチビュー画像を第２の方向に供給するように構成されている、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
光源の第１の発光体が、第１の色の光を供給するように構成され、前記光源の第２の発光体が、第２の色の光を供給するように構成されており、前記第１及び第２の発光体が、前記第１及び第２の色の結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように構成されたずれを有する、請求項１２に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
複数の発光体のうちの１つの発光体を使用して、ある色を有する光を供給するステップであって、前記複数の発光体のうちの発光体は、長手方向に互いにずらして配置されている、供給するステップと、
コリメート光カプラを使用して、前記光をコリメートされた導波光ビームとしてライトガイド内へと結合するステップであって、前記コリメートされた導波光ビームは、前記発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する、結合するステップと、
回折格子のアレイを使用して、前記コリメートされた導波光ビームの一部を外部に散乱させることにより、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給するステップであって、前記マルチビュー画像の方向は、前記コリメートされた導波光ビームの前記色及び前記伝播角度の両方の関数である、供給するステップと
を含む、静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項１８】
前記回折格子アレイの回折格子が、前記コリメートされた導波光ビームの一部を、前記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、前記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームとして、外部に散乱させており、前記回折格子の格子ピッチ及び格子方向が、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が、前記指向性光ビームの前記強度を決定するように構成されている、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項１９】
前記ライトガイドと、前記コリメート光カプラと、前記回折格子のアレイとを備える前記静的マルチビューディスプレイが、前記長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２０】
前記複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第１の発光体が第１の長手方向のずれを有する、生成するステップと、
前記複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第２の発光体が第２の長手方向のずれを有する、生成するステップと
をさらに含む、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２１】
前記複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して、第１の色を有する光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第１の発光体が第１の長手方向のずれを有する、生成するステップと、
前記複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して、第２の色を有する光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成するステップであって、前記第２の発光体が第２の長手方向のずれを有する、生成するステップと
をさらに含み、
前記第１及び第２の長手方向のずれが、前記第１及び第２のマルチビュー画像の結合を含む、合成マルチビュー画像を供給するように選択されており、前記合成画像の色が、前記第１の色と第２の色とを結合したものである、
請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
特定の例及び実施形態は、上記の図に示した特徴に加えて、またその代わりとなる１つである他の特徴を有する。これら及び他の特徴については、上記の図を参照して以下で詳述する。
本開示は、以下の［１］から［２１］を含む。
［１］長手方向に光を導波するように構成されたライトガイドと、
上記長手方向に互いにずらして配置され、かつ上記ライトガイドに光学的に結合されている複数の発光体を含む光源であって、上記光源のうちの１つの上記発光体は、上記ライトガイド内に、上記発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する、コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている、光源と、
上記コリメートされた導波光ビームの一部を、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成された回折格子のアレイであって、上記マルチビュー画像の方向が、上記コリメートされた導波光ビームの色及び上記伝播角度の両方の関数である、回折格子のアレイと
を備える、静的マルチビューディスプレイ。
［２］上記回折格子アレイの回折格子が、上記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、上記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給するように構成されている、上記［１］に記載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が、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ており、上記主角度方向を決定するように構成された上記格子特性が、上記回折格子の格子ピッチ、及び上記回折格子の格子方向の一方若しくは両方を含む、上記［２］に記載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が、上記回折格子の格子深さを含む、上記［３］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［５］上記回折格子のアレイが、上記コリメートされた導波光ビームの一部が上記複数の指向性光ビームとして外部に散乱される、上記ライトガイドの出射面の反対側にある上記ライトガイドの表面に配置されている、上記［１］に記載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端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が、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内へと光学的に結合するように構成されており、上記発光体の上記長手方向のずれが、上記コリメート光カプラに対する上記発光体の上記長手方向の位置となる、上記［１］に記載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が円筒状格子カプラを含み、上記光源が、上記ライトガイドのガイド面に隣接して配置され、また上記光源の発光体が、上記ガイド面を通して光を出射するように構成されている、上記［６］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［８］上記光源の上記複数の発光体が、上記ライトガイド内に、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された、第１の長手方向のずれを有する第１の発光体と、第２の伝播角度で第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された、第２の長手方向のずれを有する第２の発光体とを含む、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［９］上記第１の伝播角度が、第１の方向を有する第１のマルチビュー画像を供給するように構成され、上記第２の伝播角度が、第２の方向を有する第２のマルチビュー画像を供給するように構成されており、上記第１及び第２の発光体を選択的に駆動することによって、上記第１の方向における上記第１のマルチビュー画像と上記第２の方向における上記第２のマルチビュー画像との間で切替えを行い、上記マルチビュー画像を動画化し、上記静的マルチビューディスプレイが準静的マルチビューディスプレイである、上記［８］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１０］上記第１の発光体が、第１の色を有する上記第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成され、上記第２の発光体が、第２の色を有する上記第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成されており、上記第１及び第２の長手方向のずれが、上記第１のコリメートされた導波光ビームによって供給される第１のマルチビュー画像と上記第２のコリメートされた導波光ビームによって供給される第２のマルチビュー画像との結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように選択されており、上記合成マルチビュー画像が、上記第１及び第２の色の結合と上記第１及び第２の発光体の相対照度とを表す色を有する、上記［８］に記載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アレイが、上記長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１２］透過性の静的マルチビューディスプレイであって、
ライトガイド内のコリメートされた導波光ビームからの光を回折的に外部に散乱させて、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給するように構成された回折格子のアレイと、
長手方向に互いにずらして配置された複数の発光体を含む光源であって、上記光源のうちの１つの上記発光体は、上記長手方向における上記発光体のずれによって決まる伝播角度を有する、上記コリメートされた導波光ビームを供給するように構成されている、光源とを備え、
上記マルチビュー画像の方向が、上記コリメートされた導波光ビームの色及び上記伝播角度の両方の関数であり、上記透過性の静的マルチビューディスプレイが、上記長手方向と直交している垂直方向に対して透過的である、
透過性の静的マルチビューディスプレイ。
［１３］上記回折格子アレイの回折格子が、上記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、上記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームを供給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方向が、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が、上記指向性光ビームの上記強度を決定するように構成されている、上記［１２］に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
［１４］上記ライトガイドの入力端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が、上記光源の上記発光体からの光を、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入力内へと光学的に結合するように構成されており、上記発光体の上記ずれが、上記コリメート光カプラに対する上記発光体の上記長手方向の位置となる、上記［１２］に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
［１５］光源の第１の発光体が、第１の伝播角度で第１のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第１のずれを、長手方向において有し、上記光源の第２の発光体が、上記ライトガイド内で第２の伝播角度で、第２のコリメートされた導波光ビームを供給するように構成された第２のずれを、長手方向において有し、上記第１の伝播角度が、上記マルチビュー画像を第１の方向に供給するように構成され、また上記第２の伝播角度が、上記マルチビュー画像を第２の方向に供給するように構成されている、上記［１２］に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
［１６］光源の第１の発光体が、第１の色の光を供給するように構成され、上記光源の第２の発光体が、第２の色の光を供給するように構成されており、上記第１及び第２の発光体が、上記第１及び第２の色の結合を含む合成マルチビュー画像を供給するように構成されたずれを有する、上記［１２］に記載の透過性の静的マルチビューディスプレイ。
［１７］複数の発光体のうちの１つの発光体を使用して、ある色を有する光を供給するステップであって、上記複数の発光体のうちの発光体は、長手方向に互いにずらして配置されている、供給するステップと、
コリメート光カプラを使用して、上記光をコリメートされた導波光ビームとしてライトガイド内へと結合するステップであって、上記コリメートされた導波光ビームは、上記発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する、結合するステップと、
回折格子のアレイを使用して、上記コリメートされた導波光ビームの一部を外部に散乱させることにより、マルチビュー画像を表示する複数の指向性光ビームを供給するステップであって、上記マルチビュー画像の方向は、上記コリメートされた導波光ビームの上記色及び上記伝播角度の両方の関数である、供給するステップと
を含む、静的マルチビューディスプレイの動作方法。
［１８］上記回折格子アレイの回折格子が、上記コリメートされた導波光ビームの一部を、上記マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応している強度と主角度方向とを有する、上記複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームとして、外部に散乱させており、上記回折格子の格子ピッチ及び格子方向が、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が、上記指向性光ビームの上記強度を決定するように構成されている、上記［１７］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
［１９］上記ライトガイドと、上記コリメート光カプラと、上記回折格子のアレイとを備える上記静的マルチビューディスプレイが、上記長手方向と直交している垂直方向に伝播する光に対して透過的である、上記［１７］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
［２０］上記複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成するステップであって、上記第１の発光体が第１の長手方向のずれを有する、生成するステップと、
上記複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成するステップであって、上記第２の発光体が第２の長手方向のずれを有する、生成するステップと
をさらに含む、上記［１７］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
［２１］上記複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して、第１の色を有する光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成するステップであって、上記第１の発光体が第１の長手方向のずれを有する、生成するステップと、
上記複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して、第２の色を有する光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成するステップであって、上記第２の発光体が第２の長手方向のずれを有する、生成するステップと
をさらに含み、
上記第１及び第２の長手方向のずれが、上記第１及び第２のマルチビュー画像の結合を含む、合成マルチビュー画像を供給するように選択されており、上記合成画像の色が、上記第１の色と第２の色とを結合したものである、
上記［１７］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
図１０に示す静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、コリメート光カプラを使用して、光をコリメートされた導波光ビームとしてライトガイド内へと結合すること３２０をさらに含む。様々な実施形態によれば、これらのコリメートされた導波光ビームは、発光体の長手方向のずれによって決まる伝播角度を有する。いくつかの実施形態によれば、コリメート光カプラは、上記で説明した静的マルチビューディスプレイ１００のコリメート光カプラ１２４と実質的に同様であってもよい。例えば、このコリメート光カプラは、様々なコリメート光カプラ、例えば円筒状格子カプラを含むがこれに限定されない様々なコリメート光カプラのいずれかを含んでいてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
いくつかの実施形態（図示せず）では、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの第１の発光体を使用して、第１の色を有する光を供給することにより、第１のマルチビュー画像を生成することをさらに含んでいてもよく、この第１の発光体は第１の長手方向のずれを有する。また、静的マルチビューディスプレイの動作方法３００は、複数の発光体のうちの第２の発光体を使用して、第２の色を有する光を供給することにより、第２のマルチビュー画像を生成することをさらに含んでいてもよく、この第２の発光体は第２の長手方向のずれを有する。様々な実施形態によれば、これら第１及び第２の長手方向のずれは、第１及び第２のマルチビュー画像の結合を含む、合成マルチビュー画像を供給するように選択されてもよい。この合成画像の色は、例えば第１の色と第２の色とを結合したものであってもよい。いくつかの実施形態では、この合成マルチビュー画像は、図５に関して上記で説明した静的マルチビューディスプレイ１００によって供給される合成マルチビュー画像１３４ｄと、実質的に同様であってもよい。
【手続補正５】
【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】
2021516362.tif 000023
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ａ】
2021516362.tif 000024
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｂ】
2021516362.tif 000025
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｃ】
2021516362.tif 000026
【手続補正９】
【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】
2021516362.tif 000027
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2021516362.tif 000028
【国際調査報告】
2021516362.tif 000029
2021516362.tif 000030