(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビューバックライトであって、
導波光として光を誘導するように構成された光導波路と、
プラズモン材料を含み、前記導波光からカラーテーラード発光パターンを有する出射光を供給するように構成されたプラズモニックマルチビーム素子であって、前記出射光はマルチビューディスプレイのそれぞれの異なる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含むプラズモニックマルチビーム素子とを備え、
前記カラーテーラード発光パターンは、前記マルチビューディスプレイ内のビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する、マルチビューバックライト。
【請求項２】
前記プラズモニックマルチビーム素子は、互いに異なるプラズモン発光色を有する複数のマルチビームサブ素子を含み、前記マルチビームサブ素子のそれぞれは、前記複数のマルチビームサブ素子の他のマルチビームサブ
素子とは異なるプラズモン材料を含み、前記異なるプラズモン発光色を供給し、前記複数のマルチビームサブ素子は、前記異なるプラズモン発光色に応じて前記カラーテーラード発光パターンを供給するように配置される、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項３】
第１のマルチビームサブ素子の前記プラズモン材料は赤のプラズモン発光色を有し、第２のマルチビームサブ素子は緑のプラズモン発光色を有し、前記第１のマルチビームサブ素子は前記ビュー画素の赤色サブ画素の位置に対応して配置され、前記第２のマルチビームサブ素子は前記ビュー画素の緑色サブ画素に対応して配置される、請求項２に記載のマルチビューバックライト。
【請求項４】
第３のマルチビームサブ素子の前記プラズモン材料は青のプラズモン発光色を有し、前記第３のマルチビームサブ素子は前記ビュー画素の青色サブ画素の位置に対応して配置される、請求項３に記載のマルチビューバックライト。
【請求項５】
前記プラズモニックマルチビーム素子の前記マルチビームサブ素子は、前記ビュー画素の隣接するカラーサブ画素間の距離と同程度の距離だけ互いに空間的にオフセットされており、マルチビームサブ素子のサイズは前記ビュー画素のサイズと同程度である、請求項２に記載のマルチビューバックライト。
【請求項６】
前記マルチビームサブ素子のサイズは、前記ビュー画素のサイズの５０％〜２００％の間である、請求項５に記載のマルチビューバックライト。
【請求項７】
前記プラズモン材料は複数のプラズモンナノ粒子を含み、前記カラーテーラード発光パターンは、前記プラズモニックマルチビーム素子全体に亘って分布しているプラズモン材料内のプラズモンナノ粒子の種類の分布の関数である、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項８】
前記複数のプラズモンナノ粒子は、赤のプラズモン発光色の生成と一致する特性を有する第１の種類のプラズモンナノ粒子と、緑のプラズモン発光色の生成と一致する特性を有する第２の種類のプラズモンナノ粒子とを含む、請求項７に記載のマルチビューバックライト。
【請求項９】
前記複数のプラズモンナノ粒子は、青のプラズモン発光色の生成と一致する特性を有する第３の種類のナノ粒子をさらに含む、請求項８に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１０】
前記プラズモン材料は、前記プラズモン共振器のプラズモン発光色を調整するように構成されたサイズを有するプラズモン共振器を含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１１】
前記プラズモン材料は、前記導波光の偏光に対して偏光選択性を有するように構成される、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１２】
前記プラズモニックマルチビーム素子は、第１の表面と反対側の前記光導波路の第２の表面に隣接して配置され、前記プラズモニックマルチビーム素子は、前記光導波路の前記第１の表面を通して前記複数の指向性光ビームを含む前記出射光を供給するように構成される、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１３】
前記プラズモニックマルチビーム素子は、前記光導波路の第１の表面に面する側とは反対側の前記プラズモン材料の側を覆うように構成された反射層をさらに備え、前記反射層は、前記第１の表面から離れる方向に向けられた前記出射光の一部を反射し、前記反射された出射光部分を前記光導波路の前記第１の表面に向け戻すように構成される、請求項１２に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１４】
前記光導波路の入力に光学的に結合された光源をさらに含み、前記光源は、前記導波光として前記光導波路内で誘導されるべき白色光を含む光を供給するように構成される、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１５】
前記プラズモン材料の密度は、前記光導波路に沿った前記プラズモニックマルチビーム素子の位置の関数であり、前記プラズモン材料密度は、前記プラズモニックマルチビーム素子によって供給される前記出射光の強度を前記導波光の伝搬方向で前記光導波路に沿った距離の関数として変化させるように構成される、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１６】
前記マルチビューディスプレイは、前記複数の指向性光ビームの光ビームを変調するように構成された光バルブのアレイをさらに備え、前記アレイのうちの１つの光バルブはビュー画素に対応し、前記カラーサブ画素を含む、請求項１に記載のマルチビューバックライトを備えるマルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
マルチビューディスプレイであって、
マルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成されたマルチビュー画素のアレイであって、前記異なるビューのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する対応する複数の指向性光ビームを変調するように構成された複数のビュー画素を含む前記マルチビュー画素のアレイと、
導波光として光を誘導するように構成された光導波路と、
プラズモニックマルチビーム素子のアレイであって、前記素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子はプラズモン材料を含み、前記導波光からの出射光を供給するように構成され、前記出射光はカラーテーラード発光パターンを有し、前記複数の指向性光ビームを含む、前記プラズモニックマルチビーム素子のアレイとを備え、
前記カラーテーラード発光パターンは前記複数のビュー画素内の１つのビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する、マルチビューディスプレイ。
【請求項１８】
前記プラズモニックマルチビーム素子は、互いに異なるプラズモン発光色を有する複数のマルチビームサブ素子を含み、前記マルチビームサブ素子のそれぞれは、前記複数のマルチビームサブ素子の他のマルチビームサブ素子とは異なるプラズモン材料を含み、前記異なるプラズモン発光色を供給し、前記複数のマルチビームサブ素子は、前記異なるプラズモン発光色に応じて前記カラーテーラード発光パターンを供給するように配置される、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１９】
前記マルチビームサブ素子のサイズは、前記複数のビュー画素のうちの１つのビュー画素のサイズと同程度であり、前記マルチビームサブ素子は、前記ビュー画素の隣接するカラーサブ画素間の距離と同程度の距離だけ互いに空間的にオフセットされている、請求項１８に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項２０】
前記マルチビームサブ素子の前記同程度のサイズは、前記ビュー画素サイズの2分の1より大きく、前記ビュー画素サイズの２倍より小さい、請求項１９に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項２１】
前記プラズモニックマルチビーム素子の前記プラズモン材料は複数のプラズモンナノ粒子を含み、前記プラズモン材料のプラズモン発光色は前記プラズモン材料内の異なる種類の前記プラズモンナノ粒子の分布の関数である、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項２２】
前記光を前記導波光として前記光導波路に供給するように構成された光源をさらに備える、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項２３】
前記マルチビュー画素アレイの前記マルチビュー画素は光バルブのセットを含み、前記マルチビュー画素の１つのビュー画素は、前記ビュー画素の前記カラーサブ画素に対応する前記セットの複数の光バルブを含む、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項２４】
マルチビューバックライトの動作方法であって、
光導波路の長さに沿って光を誘導するステップと、
プラズモニックマルチビーム素子のアレイを使用して、前記導波光からプラズモン放出によって光を出射するステップであって、前記出射光はマルチビューディスプレイのそれぞれ異なる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含み、前記アレイのプラズモニックマルチビーム素子はプラズモン材料を含み、カラーテーラード発光パターンを有するステップとを含み、
前記カラーテーラード発光パターンは、前記マルチビューディスプレイ内のビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する、動作方法。
【請求項２５】
前記プラズモニックマルチビーム素子は、前記カラーサブ画素間の距離に対応する距離だけ互いに空間的にオフセットされた複数のマルチビームサブ素子を含み、マルチビームサブ素子内の前記プラズモン材料は、プラズモニックマルチビーム素子の他のマルチビームサブ素子から異なる色の出射光を出射して、前記導波光から前記カラーテーラード発光パターンを供給する、請求項２４に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
【請求項２６】
光源を使用して前記光導波路に光を供給するステップをさらに含み、前記供給された光は前記導波光として前記光導波路内で誘導される白色光を含む、請求項２４に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
【請求項２７】
前記マルチビューディスプレイのマルチビュー画素として構成された複数の光バルブを使用して、前記出射光の前記複数の指向性光ビームを変調するステップをさらに含み、前記複数の光バルブのうちの１つの光バルブは前記マルチビュー画素内のビュー画素の前記カラーサブ画素に対応する、請求項２４に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
該当せず
【０００２】
連邦政府支援の研究開発に関する声明
該当せず
【背景技術】
【０００３】
電子ディスプレイは、幅広い様々なデバイスおよび製品のユーザに情報を通信するためのほぼどこにでもある媒体である。最も一般的に利用される電子ディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）および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）、ならびに電気機械的または電気流体的光変調を利用する様々なディスプレイ（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）を含む。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）またはパッシブディスプレイ（すなわち別の光源から供給される光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類することができる。アクティブディスプレイの最も明白な例としては、ＣＲＴ、ＰＤＰ、およびＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。出射光を考慮するときに、通常、パッシブに分類されるディスプレイは、ＬＣＤおよびＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、それに限定されるわけではないが、本質的に低い電力消費を含む、魅力的な性能特性を示すことが多いが、光を出射する能力がないために、多くの実用的な応用分野において、ある程度、使用が限定されることがある。
【０００４】
出射光に関連するパッシブディスプレイの制約を克服するために、多くのパッシブディスプレイは、外部光源に結合される。結合された光源によって、本来ならパッシブであるこれらのディスプレイが光を出射し、実質的にアクティブディスプレイとして機能することができる場合がある。このような結合される光源の例は、バックライトである。バックライトは、本来ならパッシブであるディスプレイの背後に配置されてそのパッシブディスプレイに照射する光源（パネルバックライトであることが多い）として機能することができる。例えば、バックライトは、ＬＣＤまたは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またはＥＰディスプレイを通過する光を出射する。出射された光は、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイによって変調され、この変調された光が、次に、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイから出射される。バックライトは、白色光を出射するように構成されることが多い。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様々な色に変換する。カラーフィルタは、例えば、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイの出力に配置してもよいし（あまり一般的ではない）、またはバックライトとＬＣＤまたはＥＰディスプレイの間に配置してもよい。代替的に、様々な色を、例えば、原色などの異なる色を使用してディスプレイのフィールドシーケンシャル方式照射によって実現することができる。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は以下の［１］から［２７］を含む。
［１］マルチビューバックライトであって、
導波光として光を誘導するように構成された光導波路と、
プラズモン材料を含み、上記導波光からカラーテーラード発光パターンを有する出射光を供給するように構成されたプラズモニックマルチビーム素子であって、上記出射光はマルチビューディスプレイのそれぞれの異なる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含むプラズモニックマルチビーム素子とを備え、
上記カラーテーラード発光パターンは、上記マルチビューディスプレイ内のビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する、マルチビューバックライト。
［２］上記プラズモニックマルチビーム素子は、互いに異なるプラズモン発光色を有する複数のマルチビームサブ素子を含み、上記マルチビームサブ素子のそれぞれは、上記複数のマルチビームサブ素子の他のマルチビームサブ素子とは異なるプラズモン材料を含み、上記異なるプラズモン発光色を供給し、上記複数のマルチビームサブ素子は、上記異なるプラズモン発光色に応じて上記カラーテーラード発光パターンを供給するように配置される、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［３］第１のマルチビームサブ素子の上記プラズモン材料は赤のプラズモン発光色を有し、第２のマルチビームサブ素子は緑のプラズモン発光色を有し、上記第１のマルチビームサブ素子は上記ビュー画素の赤色サブ画素の位置に対応して配置され、上記第２のマルチビームサブ素子は上記ビュー画素の緑色サブ画素に対応して配置される、上記［２］に記載のマルチビューバックライト。
［４］第３のマルチビームサブ素子の上記プラズモン材料は青のプラズモン発光色を有し、上記第３のマルチビームサブ素子は上記ビュー画素の青色サブ画素の位置に対応して配置される、上記［３］に記載のマルチビューバックライト。
［５］上記プラズモニックマルチビーム素子の上記マルチビームサブ素子は、上記ビュー画素の隣接するカラーサブ画素間の距離と同程度の距離だけ互いに空間的にオフセットされており、マルチビームサブ素子のサイズは上記ビュー画素のサイズと同程度である、上記［２］に記載のマルチビューバックライト。
［６］上記マルチビームサブ素子のサイズは、上記ビュー画素のサイズの５０％〜２００％の間である、上記［５］に記載のマルチビューバックライト。
［７］上記プラズモン材料は複数のプラズモンナノ粒子を含み、上記カラーテーラード発光パターンは、上記プラズモニックマルチビーム素子全体に亘って分布しているプラズモン材料内のプラズモンナノ粒子の種類の分布の関数である、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［８］上記複数のプラズモンナノ粒子は、赤のプラズモン発光色の生成と一致する特性を有する第１の種類のプラズモンナノ粒子と、緑のプラズモン発光色の生成と一致する特性を有する第２の種類のプラズモンナノ粒子とを含む、上記［７］に記載のマルチビューバックライト。
［９］上記複数のプラズモンナノ粒子は、青のプラズモン発光色の生成と一致する特性を有する第３の種類のナノ粒子をさらに含む、上記［８］に記載のマルチビューバックライト。
［１０］上記プラズモン材料は、上記プラズモン共振器のプラズモン発光色を調整するように構成されたサイズを有するプラズモン共振器を含む、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１１］上記プラズモン材料は、上記導波光の偏光に対して偏光選択性を有するように構成される、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１２］上記プラズモニックマルチビーム素子は、第１の表面と反対側の上記光導波路の第２の表面に隣接して配置され、上記プラズモニックマルチビーム素子は、上記光導波路の上記第１の表面を通して上記複数の指向性光ビームを含む上記出射光を供給するように構成される、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１３］上記プラズモニックマルチビーム素子は、上記光導波路の第１の表面に面する側とは反対側の上記プラズモン材料の側を覆うように構成された反射層をさらに備え、上記反射層は、上記第１の表面から離れる方向に向けられた上記出射光の一部を反射し、上記反射された出射光部分を上記光導波路の上記第１の表面に向け戻すように構成される、上記［１２］に記載のマルチビューバックライト。
［１４］上記光導波路の入力に光学的に結合された光源をさらに含み、上記光源は、上記導波光として上記光導波路内で誘導されるべき白色光を含む光を供給するように構成される、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１５］上記プラズモン材料の密度は、上記光導波路に沿った上記プラズモニックマルチビーム素子の位置の関数であり、上記プラズモン材料密度は、上記プラズモニックマルチビーム素子によって供給される上記出射光の強度を上記導波光の伝搬方向で上記光導波路に沿った距離の関数として変化させるように構成される、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１６］上記マルチビューディスプレイは、上記複数の指向性光ビームの光ビームを変調するように構成された光バルブのアレイをさらに備え、上記アレイのうちの１つの光バルブはビュー画素に対応し、上記カラーサブ画素を含む、上記［１］に記載のマルチビューバックライトを備えるマルチビューディスプレイ。
［１７］マルチビューディスプレイであって、
マルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成されたマルチビュー画素のアレイであって、上記異なるビューのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する対応する複数の指向性光ビームを変調するように構成された複数のビュー画素を含む上記マルチビュー画素のアレイと、
導波光として光を誘導するように構成された光導波路と、
プラズモニックマルチビーム素子のアレイであって、上記素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子はプラズモン材料を含み、上記導波光からの出射光を供給するように構成され、上記出射光はカラーテーラード発光パターンを有し、上記複数の指向性光ビームを含む、上記プラズモニックマルチビーム素子のアレイとを備え、
上記カラーテーラード発光パターンは上記複数のビュー画素内の１つのビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する、マルチビューディスプレイ。
［１８］上記プラズモニックマルチビーム素子は、互いに異なるプラズモン発光色を有する複数のマルチビームサブ素子を含み、上記マルチビームサブ素子のそれぞれは、上記複数のマルチビームサブ素子の他のマルチビームサブ素子とは異なるプラズモン材料を含み、上記異なるプラズモン発光色を供給し、上記複数のマルチビームサブ素子は、上記異なるプラズモン発光色に応じて上記カラーテーラード発光パターンを供給するように配置される、上記［１７］に記載のマルチビューディスプレイ。
［１９］上記マルチビームサブ素子のサイズは、上記複数のビュー画素のうちの１つのビュー画素のサイズと同程度であり、上記マルチビームサブ素子は、上記ビュー画素の隣接するカラーサブ画素間の距離と同程度の距離だけ互いに空間的にオフセットされている、上記［１８］に記載のマルチビューディスプレイ。
［２０］上記マルチビームサブ素子の上記同程度のサイズは、上記ビュー画素サイズの2分の1より大きく、上記ビュー画素サイズの２倍より小さい、上記［１９］に記載のマルチビューディスプレイ。
［２１］上記プラズモニックマルチビーム素子の上記プラズモン材料は複数のプラズモンナノ粒子を含み、上記プラズモン材料のプラズモン発光色は上記プラズモン材料内の異なる種類の上記プラズモンナノ粒子の分布の関数である、上記［１７］に記載のマルチビューディスプレイ。
［２２］上記光を上記導波光として上記光導波路に供給するように構成された光源をさらに備える、上記［１７］に記載のマルチビューディスプレイ。
［２３］上記マルチビュー画素アレイの上記マルチビュー画素は光バルブのセットを含み、上記マルチビュー画素の１つのビュー画素は、上記ビュー画素の上記カラーサブ画素に対応する上記セットの複数の光バルブを含む、上記［１７］に記載のマルチビューディスプレイ。
［２４］マルチビューバックライトの動作方法であって、
光導波路の長さに沿って光を誘導するステップと、
プラズモニックマルチビーム素子のアレイを使用して、上記導波光からプラズモン放出によって光を出射するステップであって、上記出射光はマルチビューディスプレイのそれぞれ異なる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含み、上記アレイのプラズモニックマルチビーム素子はプラズモン材料を含み、カラーテーラード発光パターンを有するステップとを含み、
上記カラーテーラード発光パターンは、上記マルチビューディスプレイ内のビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する、動作方法。
［２５］上記プラズモニックマルチビーム素子は、上記カラーサブ画素間の距離に対応する距離だけ互いに空間的にオフセットされた複数のマルチビームサブ素子を含み、マルチビームサブ素子内の上記プラズモン材料は、プラズモニックマルチビーム素子の他のマルチビームサブ素子から異なる色の出射光を出射して、上記導波光から上記カラーテーラード発光パターンを供給する、上記［２４］に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
［２６］光源を使用して上記光導波路に光を供給するステップをさらに含み、上記供給された光は上記導波光として上記光導波路内で誘導される白色光を含む、上記［２４］に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
［２７］上記マルチビューディスプレイのマルチビュー画素として構成された複数の光バルブを使用して、上記出射光の上記複数の指向性光ビームを変調するステップをさらに含み、上記複数の光バルブのうちの１つの光バルブは上記マルチビュー画素内のビュー画素の上記カラーサブ画素に対応する、上記［２４］に記載のマルチビューバックライトの動作方法。
本明細書に記載された原理による、例および実施形態の様々な特徴は、同一参照番号は同一構造要素を示す添付の図面と合わせて以下の詳細な説明を参照すれば、より容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本明細書に記載された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。
【図１Ｂ】本明細書に記載された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表示を示す。
【図２Ａ】本明細書に記載された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バックライトの断面図を示す。
【図２Ｂ】本明細書に記載された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バックライトの平面図を示す。
【図２Ｃ】本明細書に記載された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バックライトの斜視図を示す。
【図３】本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例において色割れを示すマルチビューバックライトの一部分の断面図を示す。
【図４】本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例における色割れのグラフ表現を示す。
【図５】本明細書に記載された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バックライトの一部分の断面図を示す。
【図６】本明細書に記載された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バックライトの一部分の断面図を示す。
【図７Ａ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例におけるプラズモニックマルチビーム素子の断面図を示す。
【図７Ｂ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例におけるプラズモニックマルチビーム素子の断面図を示す。
【図７Ｃ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例における方形マルチビームサブ素子を有するプラズモニックマルチビーム素子の上面図または平面図を示す。
【図８Ａ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態において、一例によるプラズモン共振器の斜視図を示す。
【図８Ｂ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態において、一例による別のプラズモン共振器の平面図を示す。
【図９Ａ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態において、別の例によるプラズモン共振器の斜視図を示す。
【図９Ｂ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態において、別の例による別のプラズモン共振器の平面図を示す。
【図１０Ａ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態において、さらに別の例によるプラズモン共振器の斜視図を示す。
【図１０Ｂ】本明細書に記載された原理と一致する実施形態において、さらに別の例による別のプラズモン共振器の平面図を示す。
【図１１】本明細書に記載された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ブロック図を示す。
【図１２】本明細書に記載された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バックライトの動作方法の流れ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
特定の例および実施形態は、上記で参照された図面に示された特徴に加えたその他の特徴か、それらに代わるその他の特徴か、どちらか一方のその他の特徴を有する。これらの特徴およびその他の特徴について、上記で参照された図面を参照して、以下に詳細に説明する。
【０００８】
本明細書に記載された原理による例および実施形態は、プラズモニックマルチビーム素子を用いるマルチビューバックライトを提供する。特に、本明細書に記載されたマルチビューバックライトに関する実施形態は、プラズモン材料を含むマルチビーム素子、すなわち「プラズモニック」マルチビーム素子を含むことができる。様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子は、複数の異なる主角度方向を有する光ビームを含む出射光を供給するように構成される。光ビームの異なる主角度方向は、例えば、マルチビューディスプレイの様々な異なるビューの異なる方向に対応することができる。さらに、様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子によって出射された光は、カラーテーラード（color-tailored）発光パターン（またはカラーテーラード「プラズモン」発光パターン）を有し、光ビームはその発光パターンと一致する異なる色の光を含む。
【０００９】
したがって、プラズモニックマルチビーム素子を用いたマルチビューバックライトは、特定の用途に伴ってカラーバックライトをカラーマルチビューディスプレイへ供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子のカラーテーラード発光パターンは、これに限定されないが、色割れを含むカラーマルチビューディスプレイのカラーバックライトに関連する様々な効果を緩和、補償、または実質的に排除さえすることができる。プラズモニックマルチビーム素子を用いたマルチビューバックライトを用いるカラーマルチビューディスプレイの用途は、携帯電話（例えば、スマートフォン）、腕時計、タブレットコンピュータ、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータおよびコンピュータモニタ、自動車用ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、および他の様々なモバイルならびに実質的に非モバイルのディスプレイ用途およびデバイスを含むが、これらに限定されない。
【００１０】
本明細書に記載された原理に一致する実施形態は、プラズモニックマルチビーム素子（例えば、複数のプラズモニックマルチビーム素子またはそのアレイ）を有する（例えば、マルチビューディスプレイの）マルチビューバックライトを提供する。様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子は複数の光ビームを供給するように構成される。複数の光ビームは、複数の光ビームの他の光ビームとは異なる主角度方向を有する１つ以上の光ビームを含む。したがって、複数の光ビームの光ビームは、複数の指向性光ビームの「指向性」光ビームと呼ばれることがある。いくつかの実施形態によれば、指向性光ビームの異なる主角度方向は、マルチビューディスプレイのマルチビュー画素内における画素または「ビュー画素」の空間的配置に関連する角度方向に対応することができる。
【００１１】
さらに、マルチビューバックライトのプラズモニックマルチビーム素子は、複数の異なる色の光を有する、含む、または表す光ビームを含む出射光を供給するように構成される。例えば、複数の光ビームは、これらに限定されないが、ＲＧＢカラーモデルの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）など異なる色を表す光ビームを含むことができる。プラズモニックマルチビーム素子のカラーテーラード発光パターンは、実質的に同様の主角度方向を有する異なる色の光ビームのセットを供給するように構成される。例えば、プラズモニックマルチビーム素子のカラーテーラード発光パターンは、マルチビューディスプレイの１つのビュー画素の方向に対応する方向であって、全て実質的に同じ主角度方向を有するいくつかの異なる色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）の光ビームを含む光ビームのセットを供給することができる。プラズモニックマルチビーム素子のカラーテーラード発光パターンによって供給される異なる色の光ビーム（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの光ビームも含む）の別のセットは、ビュー画素の異なる１つの方向に対応する実質的に同様の主角度方向を有することができる。したがって、様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子のカラーテーラード発光パターンにより、マルチビュー画素の各ビュー画素を異なる色の光（例えば、赤、緑および青）のセットで供給または照射することが容易になる。さらに、以下でより詳細に説明されるように、プラズモニックマルチビーム素子のカラーテーラード発光パターンを、例えば、有限サイズのプラズモニックマルチビーム素子に関連する可能性のある、例えば、色割れなど様々な効果を緩和する、または実質的に補償さえするように構成してもよい。
【００１２】
上記の通り、プラズモニックマルチビーム素子はプラズモン材料を含む。本明細書では、「プラズモン」材料は、入射光源または同様の刺激によって照射されたときに光を出射するプラズモン散乱体、プラズモン共振器、またはより一般的にはプラズモン共鳴を含む材料として定義される。特に、照射されたプラズモン材料の中で励起された表面プラズモンの存在により光が出射される可能性がある。したがって、プラズモン材料は、プラズモンまたは表面プラズモンを支持し、プラズモン散乱、すなわちプラズモン発光によって光を散乱または「出射」する、実質的に任意のプラズモン共鳴材料または構造であってもよい。例えば、プラズモン材料は、複数のプラズモンナノ粒子（例えば、プラズモン支持金属または同様の材料を含むナノロッド、ナノスフェア、ナノシリンダなど）を含んでもよい。複数のプラズモンナノ粒子は、それぞれ異なる色のプラズモン発光（すなわち、異なるプラズモン発光色を提供する異なるプラズモン共鳴）を有する異なる種類（例えば、異なるサイズ）のプラズモンナノ粒子またはプラズモン共振器を含むことができる。プラズモン材料として、またはプラズモン材料の中に、例えば、これらに限定されないが、金、銀、銅またはアルミニウムなどのプラズモン支持金属を含むプラズモンナノ粒子を使用することができる。プラズモン材料のプラズモンナノ粒子またはプラズモン材料全体は、プラズモン散乱またはプラズモン発光によって特定の色の光の出射と一致する周波数でプラズモン共鳴をもたらすサイズ、形状、構造を有するか、またはそうでなければプラズモン共鳴をもたらすように「調整（tuned）」してもよい。例えば、プラズモン散乱またはプラズモン発光によって赤色、緑色および青色の光のうちの１つ以上を出射するように構成されたプラズモン材料は、幅または厚さが約５０ナノメートル（ｎｍ）、長さが約６０ｎｍ〜約１００ｎｍのアルミニウムナノロッドを含んでもよい。
【００１３】
これらの様々な非限定的な例では、異なる種類のプラズモンナノ粒子または他のプラズモン材料を、互いに物理的に配置し、分散し、または空間的にオフセットして、カラーテーラード発光パターンを供給することができる。したがって、様々な実施形態によれば、カラーテーラード発光パターンは、プラズモニックマルチビーム素子のプラズモン材料内での、様々な異なる種類のプラズモン発光体の配置または構造の結果であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、プラズモン材料は、１つのプラズモン源として、より具体的にはカラーテーラード発光パターンと一致する異なる色の出射光を有するか、または供給する複数の異なるプラズモン源として機能することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、プラズモン材料を、偏光選択的に、すなわち、所定の偏光を有する光と選択的に相互作用するように構成することができる。特に、プラズモン材料のプラズモン共振器を、第１の偏光を有する光によって照射されたときにプラズモン発光（すなわちプラズモン散乱）によって選択的に光を出射し、別の（例えば直交する）偏光によって照射されたときに実質的に光を散乱または出射しないように構成することができる。例えば、プラズモン材料のプラズモン共振器を、横電界（ＴＥ）偏光を有する入射光によって照射されたとき、プラズモン散乱またはプラズモン発光によって光を選択的に散乱または出射するように構成することができる。別の例では、プラズモン共振器を、横磁界（ＴＭ）偏光を有する入射光と選択的に相互作用し、入射光を散乱または出射するように構成することができる。これらの例のいずれにおいても、光の他の偏光（例えば、それぞれＴＭおよびＴＥ）は、プラズモン共振器によって実質的に散乱されることはない。すなわち、ＴＥ選択性プラズモン共振器によるＴＭ偏光の散乱は実質的にほとんどないか全くなく、逆もまた同様である。
【００１５】
様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子のプラズモン材料は、カラーテーラード発光パターンに従って決定された異なる色の複数の光ビームとして、プラズモン発光によって出射することができる。いくつかの実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子を、異なる種類のプラズモン材料を含有する異なるゾーンに分割してもよい。特に、いくつかの実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子は、異なるプラズモン材料の種類を含む、したがって互いに異なるプラズモン発光色を示す、複数のマルチビームサブ素子を含んでもよい。プラズモニックマルチビーム素子内での異なるゾーンの分布、すなわち異なるマルチビームサブ素子の分布により、カラーテーラード発光パターンを定義することができる。さらに、様々な実施形態によれば、ゾーンまたはマルチビームサブ素子は、マルチビューディスプレイのマルチビュー画素におけるカラーサブ部分すなわち「カラーサブ画素」の空間的な配置または間隔に対応して、空間的配置において互いに空間的にオフセットされてもよい。したがって、本明細書では、プラズモニックマルチビーム素子は、プラズモニックマルチビーム素子内に異なる種類のプラズモン材料または発光体を含有する、空間的にオフセットされたマルチビームサブ素子が存在することにより、「複合」マルチビーム素子と呼ばれることがある。
【００１６】
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向にマルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成された、電子ディスプレイまたはディスプレイシステムとして定義される。図１Ａは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例の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、見えるマルチビュー画像を表示するスクリーン１２を含む。スクリーン１２は、電話（例えば、携帯電話、スマートフォンなど）のディスプレイスクリーン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータのコンピュータモニタ、カメラディスプレイ、または実質的に他の任意のデバイスの電子ディスプレイであってもよい。マルチビューディスプレイ１０は、マルチビュー画像の異なるビュー１４を、スクリーン１２に対する異なるビュー方向１６に提供する。ビュー方向１６は、スクリーン１２から様々な異なる主角度方向に延びる矢印として示されており、異なるビュー１４は、矢印（すなわちビュー方向１６を示す矢印）の終端に網掛けした多角形として示され、また、４つのビュー１４と４つのビュー方向１６だけが示されているが、全て例示を目的としており、限定を目的としたものではない。図１Ａにおいて異なるビュー１４がスクリーンの上方にあるものとして示されているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されたとき、これらのビュー１４は実際にはスクリーン１２上、またはスクリーン１２の近傍に見えることに注意すべきである。ビュー１４をスクリーン１２の上方に描写しているのは、単に説明の簡略化のためであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のうちそれぞれのビュー方向からマルチビューディスプレイ１０を見ていることを表すことを意味している。
【００１７】
「ビュー方向」、すなわち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（すなわち、指向性光ビーム）は、一般に、本明細書の定義によれば角度成分｛θ、φ｝で与えられる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「高度成分」または「仰角」と呼ぶ。角度成分φを光ビームの「方位成分」または「方位角」と呼ぶ。定義によれば、仰角θは垂直平面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に対して直交する平面）内の角度であり、方位角φは水平面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に対して平行な平面）内の角度である。図１Ｂは、本明細書に記載された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｝のグラフ表示である。さらに、光ビーム２０は、本明細書の定義によれば、特定の点から出射される、または発する。すなわち、定義によれば、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付けられた中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏも示している。本明細書では、光ビーム２０も指向性光ビームを表す。
【００１８】
さらに、本明細書では、「マルチビュー画像」および「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」という用語は、異なる視点を表すか、または複数のビューのうちのビューの間での角度視差を含む複数のビュー（例えば、画像）として定義される。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れば、２つを超える異なるビュー（すなわち最低で３つのビューであり、一般的には３つを超えるビュー）を明確に含む。したがって、本明細書で用いられる「マルチビューディスプレイ」は、シーンまたは画像を表すために異なるビューを２つだけ含む立体ディスプレイとは明確に区別され得る。しかしながら、本明細書の定義によれば、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイは２つより多くのビューを含むが、マルチビュー画像は、マルチビュービュー（multiview views）のうちの２つだけ（例えば、各眼あたり１つのビュー）を一度に見るように選択することにより、画像の立体写真として（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注意すべきである。
【００１９】
「マルチビュー画素」は、本明細書では、マルチビューディスプレイの同様の複数の異なるビューのそれぞれにおいて画像画素を表す画素または「ビュー画素」のセットとして定義される。特に、マルチビュー画素は、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれにおける画像画素に対応するか、またはそれを表す個々のビュー画素を有する。さらに、本明細書の定義によれば、マルチビュー画素のビュー画素は、各ビュー画素が異なるビューのうちの対応するビューの所定のビュー方向と関連付けられるという点において、いわゆる「指向性画素」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビュー画素のビュー画素によって表される異なるビュー画素は、異なるビューのそれぞれにおいて、等価な、または少なくとも実質的に同様の位置または座標を有することができる。例えば、第１のマルチビュー画素は、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれにおいて｛ｘ１、ｙ１｝に位置する画像画素に対応する個々のビュー画素を有してもよく、一方、第２のマルチビュー画素は、異なるビューのそれぞれにおいて｛ｘ２、ｙ２｝に位置する画像画素に対応する個々のビュー画素を有してもよい、などである。
【００２０】
いくつかの実施形態では、マルチビュー画素中のビュー画素の数は、マルチビューディスプレイのビューの数と等しくてもよい。例えば、マルチビュー画素は、６４の異なるビューを有するマルチビューディスプレイと関連付けられた６４のビュー画素を提供してもよい。別の例では、マルチビューディスプレイは８×４アレイのビュー（すなわち、３２のビュー）を提供してもよいし、マルチビュー画素は３２のビュー画素（すなわち、各ビュー当たり１つ）を含んでもよい。さらに他の例では、マルチビューディスプレイのいくつかのビューは、２つ以上のビューから実質的にどの範囲にあってもよく、実質的に任意の配置（例えば、長方形、円形など）に配置してもよい。したがって、いくつかの実施形態によれば、マルチビュー画素内のビュー画素は、マルチビューディスプレイのビューの数および配置と、同様の数および同様の配置の両方を有してもよい。追加的に、各異なるビュー画素は、一般に、異なるビュー（例えば６４の異なるビュー）に対応するビュー方向のうちの異なる１つに対応した関連方向（例えば、光ビームの主角度方向）を有する。
【００２１】
さらに、いくつか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画素の数は、マルチビューディスプレイの様々な個々のビュー内の画素（すなわち、選択されたビューを構成する画素）の数と実質的に等しい場合がある。例えば、ビューが６４０×４８０の画素（すなわち、ビューは６４０×４８０ビュー解像度を有する）を含む場合には、マルチビューディスプレイは、３０７，２００のマルチビュー画素を有することができる。別の例では、ビューが１００×１００の画素を含む場合、マルチビューディスプレイは、総数で１０，０００（すなわち１００×１００＝１０，０００）のマルチビュー画素を含むことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、マルチビュー画素内のビュー画素、またはマルチビュー画素のビュー画素は、異なる色に対応する部分またはサブ部分を含んでもよい。例えば、マルチビュー画素内のビュー画素は、異なる色に対応するか、または異なる色を供給するように構成された、本明細書での定義によれば、異なる色のサブ部分、すなわち「カラーサブ画素」を含んでもよい。カラーサブ画素は、例えば、特定のカラーフィルタを有する光バルブ（例えば、液晶セル）であってもよい。一般に、マルチビュー画素内のカラーサブ画素の数は、マルチビューディスプレイのビュー画素の数、すなわちマルチビューディスプレイのビューの数よりも多い。特に、個々のビュー画素は、ビュー画素に対応するかまたはそれを表す、そして関連する共通の方向を有する、複数のカラーサブ画素を含むことができる。すなわち、複数のカラーサブ画素は集合的にビュー画素を表し、次いで、ビュー画素はマルチビュー画像すなわちマルチビューディスプレイの特定のビューのビュー方向に対応する方向（例えば、主角度方向）を有する。本明細書では、ビュー画素のサイズＳは、隣接するビュー画素間の中心間間隔（すなわち、エッジ間距離）として定義される（例えば、後述の図２Ａ、図３および図５を参照）。また、定義によれば、ビュー画素のまたはビュー画素内のカラーサブ画素のサイズは、ビュー画素サイズＳより小さく、例えば、カラーサブ画素は、サイズＳのビュー画素に３つのカラーサブ画素がある場合、サイズＳ／３を有することができる。本明細書では、カラーサブ画素は、ビュー画素内の隣接するカラーサブ画素間の中心間距離またはエッジ間距離のいずれかによって定義されるサイズを有することができる。
【００２３】
さらに、カラーサブ画素は、マルチビュー画像の色またはその中の色に関連する波長、すなわち色を有する変調光を供給するように構成されてもよい。例えば、複数のカラーサブ画素のうちの第１のカラーサブ画素は、第１の原色に対応する波長（例えば、赤）を有する変調光を供給するように構成されてもよい。さらに、複数のカラーサブ画素のうちの第２のカラーサブ画素は、第２の原色（例えば、緑色）に対応する変調光を供給するように構成されてもよいし、複数のカラーサブ画素のうちの第３のカラーサブ画素は、第３の原色（例えば、青）に対応する変調光を供給するように構成されてもよい。本明細書に記載された原理と一致する実施形態によれば、赤−青−緑（ＲＧＢ）カラーモデルを本説明において比較として使用しているが、他のカラーモデルを使用することもできることに注意すべきである。また、マルチビュー画素のビュー画素は、複数のカラーサブ画素を含んでもよく、したがって、本明細書における定義によれば、ビュー画素よりも小さいサイズを有するか、または小さい空間的範囲を有する。
【００２４】
本明細書では、「光導波路」は、全反射すなわち「ＴＩＲ」を用いて、その内部で光を誘導する構造として定義される。特に、光導波路は、光導波路の動作波長で実質的に透明なコアを含むことができる。様々な例では、「光導波路」という用語は、一般に、全反射を利用して光導波路の誘電体材料とその光導波路を取り囲む材料または媒質との間の界面で光を誘導する、誘電体光学導波路を指す。定義によれば、全反射のための条件は、光導波路の屈折率が光導波路の材料表面に隣接する周囲媒質の屈折率より大きいことである。いくつかの実施形態では、全反射をさらに促進するために、光導波路は、上記の屈折率の差に加えて、またはその代わりに、コーティングを含んでもよい。このコーティングは、例えば、反射性コーティングであってもよい。光導波路は、これらに限定されないが、平板導波路またはスラブ導波路、およびストリップ導波路のうちの一方または両方を含む、いくつかの光導波路のうちの任意のものであってもよい。
【００２５】
さらに、本明細書では、「平板光導波路」におけるように光導波路に適用されるときの「平板」という用語は、区分的または微分的に平面状の層またはシートとして定義され、「スラブ」導波路と呼ばれる場合がある。特に、平板光導波路は、その光導波路の上端面および下端面（すなわち、対向する面）によって囲まれる２つの実質的に直交する方向に光を誘導するように構成された光導波路として定義される。さらに、本明細書の定義によれば、上端面および下端面は互いに分離されており、少なくとも微分的な意味では実質的に互いに平行であり得る。すなわち、平板光導波路の任意の微分的な小区画内では、上端面および下端面は実質的に平行である、または同一平面上にある。
【００２６】
いくつかの実施形態では、平板光導波路は実質的に平坦であり（すなわち平面に限定され）、したがって、平板光導波路は平面光導波路である。他の実施形態では、平板光導波路は１つの次元、または２つの直交する次元内で湾曲していてもよい。例えば、平板光導波路を１つの次元内で湾曲させて、円筒形の平板光導波路を形成することもできる。しかしながら、いかなる湾曲も、平板光導波路内で全反射が維持されて光を確実に誘導するのに十分に大きな曲率半径を有する。
【００２７】
本明細書の定義によれば、「マルチビーム素子」は、複数の光ビームを含む光を生成するバックライトまたはディスプレイの構造または素子である。いくつかの実施形態では、マルチビーム素子は、バックライトの光導波路と光学的に結合されて、光導波路内で誘導される光の一部を結合することによって光ビームを供給することができる。さらに、マルチビーム素子によって生成された複数の光ビームの光ビームは、本明細書の定義によれば、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義によれば、複数の光ビームのうちの１つの光ビームは、当該複数の光ビームのうちの別の光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。
【００２８】
本明細書の定義によれば、「プラズモニックマルチビーム素子」は、プラズモン発光によって、すなわちプラズモン散乱によって光を散乱または出射するように構成されたマルチビーム素子であり、出射光は異なる主角度方向を有する光ビームを含む。特に、上記の通り、プラズモニックマルチビーム素子は、出射光として導波光の一部と相互作用してそれを散乱させるように構成されたプラズモン材料を含む。さらに、様々な実施形態によれば、散乱光はプラズモン発光として出射される。本明細書では、「プラズモン発光」と「プラズモン散乱」の両方については、プラズモニックマルチビーム素子のプラズモン材料と入射光、例えば、導波光との間の共鳴プラズモン相互作用から生じる光の散乱（例えば、入射光の単純な弾性散乱）として定義される。
【００２９】
さらに、上記の通り、プラズモニックマルチビーム素子によって生成された複数の光ビームのうちの光ビームは、マルチビューディスプレイのマルチビュー画素におけるビュー画素のカラーサブ画素の空間的配置に対応する異なる色に対して、同一または実質的に同一の主角度方向を有することができる。マルチビーム素子によって供給されるこれらの光ビームは、「カラーテーラード発光パターン」を有する出射光と呼ばれる。さらに、複数の光ビームのうちの光ビームは光フィールドを表すことができる。例えば、複数の光ビームは、実質的に円錐空間領域に限定される場合がある、または複数の光ビーム内の光ビームの主角度方向を含む、所定の角度広がりを有する場合がある。したがって、組み合わせた光ビーム（すなわち複数の光ビーム）の所定の角度広がりは光フィールドを表すことができる。さらに、光フィールドは、「カラー」光フィールドを表すこともでき、異なる色が実質的に同じ所定の角度広がりを有する一組の円錐空間領域内に表される。
【００３０】
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、これに限定されないが、マルチビーム素子のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含めた特性によって決定される。いくつかの実施形態では、マルチビーム素子は、本明細書の定義によれば、「拡張された点光源」、すなわちマルチビーム素子の範囲に亘って分布する複数の点光源と考えることができる。さらに、マルチビーム素子によって生成される光ビームは、本明細書の定義によれば、図１Ｂに関して上記した通り、角度成分｛θ、φ｝で与えられる主角度方向を有する。さらに、様々な実施形態によれば、様々な光ビームの色を、カラーテーラード発光パターンと様々なビュー画素のカラーサブ画素の分布との両方によって決定することができる。
【００３１】
本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光学デバイスまたは装置として定義される。例えば、定義されるようなコリメータは、これらに限定されないが、コリメートミラーまたはリフレクタ（すなわち反射型コリメータ）、コリメートレンズ、プリズムフィルム、または同様の屈折構造（すなわち屈折型コリメータ）、または回折格子（すなわち回折型コリメータ）、ならびにそれらの様々な組合せを含むことができる。コリメータは、例えば、連続リフレクタまたは連続レンズ（すなわち、実質的に平滑で連続表面を有するリフレクタまたはレンズ）などの連続構造を含むことができる。他の実施形態では、コリメータは、例えば、これに限定されないが、光のコリメーションを提供するフレネルリフレクタまたはフレネルレンズなど、実質的に不連続な構造または表面を含む場合がある。様々な実施形態によれば、コリメータによって提供されるコリメーション量は、実施形態ごとに所定の程度または量の点で異なる可能性がある。さらに、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向および水平方向）の一方または両方でコリメーションを行うように構成することができる。すなわち、いくつかの実施形態によれば、コリメータは、光のコリメーションを提供する２つの直交する方向のうちの一方または両方の形状または特性を含む可能性がある。
【００３２】
本明細書では、「コリメーション係数」は、例えば、コリメータによって光がコリメートされる程度として定義される。特に、コリメーション係数は、本明細書の定義によれば、コリメートされたビーム内の光ビームの角度広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメートされた光ビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、コリメートされた光ビームの中心または主角度方向の周りに±σ度）内にあることを特定することができる。いくつかの例によれば、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、角度広がりはコリメートされた光ビームのピーク強度の２分の１で決定される角度であってもよい。
【００３３】
本明細書では、「光源」は、光の源（例えば、光を生成して出射するように構成された発光体）として定義される。例えば、光源は、例えば、起動時またはオン時に光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光体を含んでもよい。特に、本明細書では、光源は、これらに限定されないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマ発光ダイオード、プラズマ系発光体、蛍光灯、白熱灯、および実質的に任意のその他の光源などのうちの１つ以上を含む、実質的に任意の光源であってもよいし、または実質的に任意の発光体を含んでもよい。光源によって生成される光は、色を有してもよい（すなわち、特定の波長の光を含んでもよい）し、あるいはある範囲の波長（例えば、白色光）であってもよい。いくつかの実施形態では、光源は複数の発光体を含んでもよい。例えば、光源は、複数の発光体のセットまたはグループを含んでもよく、少なくとも１つの発光体は、当該のセットまたはグループのうちの少なくとも１つの他の発光体が生成する光の色または波長とは異なる色すなわち波長を有する光を生成する。異なる色は、例えば、原色（例えば、赤、緑、青）を含んでもよい。
【００３４】
「プラズモン」またはより具体的には「表面プラズモン」は、本明細書では、プラズモン支持材料（例えば、貴金属）の表面における自由電子ガスの表面波またはプラズマ振動として定義される。表面プラズモンはまた、電磁振動を量子化して光子として表現する類似の方法で、プラズマ振動を量子化して表現した準粒子と見なすことができる。例えば、光周波数で入射電磁波によって誘起された貴金属表面における自由電子ガスの集団振動を、表面プラズモンの観点から説明することができる。さらに、表面プラズモンと表面との間の相互作用の特徴は、プラズモンモードの観点から特徴付けることができる。特に、プラズモンモードは、電磁振動が電磁モードまたは光学モードの観点から示されるのとほぼ同じように、表面プラズモンの特性を示す。
【００３５】
表面プラズモン、結果的にプラズモンモードは、表面プラズモンを支持する材料の表面に限定される。例えば、プラズモン支持材料の表面上の真空または誘電材料から入射する光信号は、表面プラズモンを励起させることができる。ある場合には、表面プラズモンは本質的に静止し（例えば、定在波）、他の場合には、表面プラズモンは表面に沿って伝搬することができる。プラズモン支持材料は、例えば、これらに限定されないが、負の値の実部を有する誘電率を示すある特定の有機金属および金属などの材料である。例えば、これらに限定されないが、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、および銅（Ｃｕ）などの貴金属も、光周波数でのプラズモン支持材料である。
【００３６】
本明細書で使用されている通り、冠詞「ａ」は、特許技術における、その通常の意味、すなわち「１つまたは複数」の意味を有するものと意図されている。例えば、「a multibeam element（マルチビーム素子）」は、１つ以上のマルチビーム素子を意味し、したがって「the multibeam element」も、本明細書では「the multibeam element(s)」を意味する。また、本明細書で「上端（top）」、「下端（bottom）」、「上部」、「下側」、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「第１」、「第２」、「左方」、または「右方」について言及している場合、それらはいずれも、本明細書では限定を意図しているわけではない。本明細書では、値に適用されるときの「約」という用語は、一般に、その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するか、あるいは、特に明示的に指定がない限り、プラスマイナス１０％、プラスマイナス５％、またはプラスマイナス１％を意味する可能性がある。さらに、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、大部分、ほぼ全て、全て、または約５１％から約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、例示のみを意図しており、限定の目的ではなく説明の目的で提示されている。
【００３７】
本明細書に記載された原理のいくつかの実施形態によれば、マルチビューバックライトが提供される。図２Ａは、本明細書に記載された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バックライト１００の断面図を示す。図２Ｂは、本明細書に記載された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バックライト１００を示す平面図である。図２Ｃは、本明細書に記載された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バックライト１００の斜視図を示す。図２Ｃの斜視図は、本明細書における説明を容易にするためだけに、部分的に切り欠いて示してある。
【００３８】
図２Ａから図２Ｃに示すマルチビューバックライト１００は、互いに異なる主角度方向を有する複数の外部結合（coupled-out）光ビームまたは指向性光ビーム１０２を（例えば、光フィールドとして）供給するように構成される。特に、様々な実施形態によれば、供給された複数の指向性光ビーム１０２は、マルチビューバックライト１００に結合されるか、そこから出射され、そしてマルチビューディスプレイのそれぞれのビュー方向に対応する異なる主角度方向にマルチビューバックライト１００から離れる方向へ向かう。いくつかの実施形態では、指向性光ビーム１０２を（例えば、後述の通り光バルブを使用して）変調し、３次元（３Ｄ）コンテンツを有する情報の表示を容易にすることができる。
【００３９】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、マルチビューバックライト１００は、光導波路１１０を含む。いくつかの実施形態によれば、光導波路１１０は平板光導波路１１０であってもよい。光導波路１１０は、光導波路１１０の長さに沿って、光を導波光１０４として誘導するように構成される。例えば、光導波路１１０は、光学導波路として構成される誘電体材料を含むことができる。誘電体材料は、誘電体光学導波路を取り囲む媒質の第２の屈折率より大きい第１の屈折率を有することができる。この屈折率の差は、例えば、光導波路１１０の１つ以上の導波モードに応じて導波光１０４の全反射を促進するように構成される。
【００４０】
いくつかの実施形態では、光導波路１１０は、光学的に透明な誘電体材料で、引き延ばして実質的に平面状のシートを含むスラブまたは平板光学導波路であってもよい。誘電体材料で実質的に平面状のシートは、全反射を用いて導波光１０４を誘導するように構成される。様々な例によれば、光導波路１１０の材料は、これらに限定されないが、様々な種類のガラス（例えば、シリカガラス、アルミノケイ酸アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなど）のうちの１つ以上、および実質的に光学的に透明なプラスチックまたはポリマ（例えば、ポリ（メタクリル酸メチル）または「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）など、様々な誘電体材料のうちのいずれかを含む、またはいずれかで構成することができる。いくつかの例では、光導波路１１０は、光導波路１１０の表面（例えば上端面および下端面の一方または両方）の少なくとも一部分の上にクラッディング層（図示せず）をさらに含んでもよい。いくつかの例によれば、クラッディング層を使用して、全反射をさらに促進することができる。
【００４１】
さらに、いくつかの実施形態によれば、光導波路１１０は、光導波路１１０の第１の表面１１０’（例えば、「前」面または側）と第２の表面１１０’’（例えば、「後」面または側）の間で、非ゼロ伝搬角で全反射によって導波光１０４を誘導するように構成される。特に、導波光１０４は、光導波路１１０の第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’の間で反射または「バウンド」することによって非ゼロ伝搬角で伝搬する。
【００４２】
いくつかの実施形態では、光導波路１１０は、導波光１０４を「リサイクル」するように構成されてもよい。特に、光導波路の全長に沿って誘導された導波光１０４は、その長さに沿って伝搬方向１０３とは異なる別の伝搬方向１０３’に方向転換される場合がある。例えば、光導波路１１０は、光源に隣接する入力端部の反対側にある光導波路１１０の端部でリフレクタ（図示せず）を含んでもよい。リフレクタは、リサイクル導波光として導波光１０４を反射して入力端部に向けて戻すように構成することができる。このようにして導波光１０４をリサイクルすることによって、例えば、後述するプラズモニックマルチビーム素子に対して導波光を複数回利用できるようにすることにより、マルチビューバックライト１００の輝度（例えば、指向性光ビーム１０２の強度）を高めることができる。
【００４３】
図２Ａでは、リサイクル導波光の伝搬方向１０３’を示す太字矢印（例えば、負のｘ方向に向く）は、光導波路１１０内のリサイクル導波光の全体的な伝搬方向を示す。代替的に（例えば、誘導光をリサイクルするのとは対照的に）、（例えば、伝搬方向１０３を有する導波光１０４に加えて）他の伝搬方向１０３’を有する光を光導波路１１０に導入することによって、他の伝搬方向１０３’に伝搬する導波光１０４を供給してもよい。
【００４４】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、マルチビューバックライト１００は、プラズモニックマルチビーム素子１２０をさらに含む。特に、２Ａ〜図２Ｃのマルチビューバックライト１００は、光導波路の全長に沿って互いに離間した複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０を含む。図示の通り、この複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０は、有限の間隔で互いに分離されており、光導波路の全長に沿って個々の別個の素子を表している。すなわち、本明細書の定義によれば、この複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０は、有限（すなわち非ゼロ）の素子間距離（例えば、有限の中心間距離）に従って互いに離間している。さらに、いくつかの実施形態によれば、この複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０は、一般に交差したり重なり合ったり、そうでなければ、互いに接触しない。したがって、複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０のそれぞれは、一般に、別個のものであり、例えば、図示の通り、他のプラズモニックマルチビーム素子１２０とは分離されている。
【００４５】
いくつかの実施形態によれば、この複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０を、１次元（１Ｄ）アレイまたは２次元（２Ｄ）アレイのいずれかで配置することができる。例えば、複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０を、線形１Ｄアレイとして配置することができる。別の例では、複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０を、長方形の２Ｄアレイまたは円形の２Ｄアレイとして配置することができる。さらに、いくつかの例では、このアレイ（すなわち、１Ｄまたは２Ｄアレイ）は一定または一様なアレイとすることができる。特に、プラズモニックマルチビーム素子１２０間の素子間距離（例えば、中心間距離または間隔）は、アレイ全体に亘って実質的に一様または一定にすることができる。他の例では、プラズモニックマルチビーム素子１２０間の素子間距離は、アレイを横切っておよび光導波路１１０の全長に沿っての一方または両方で変化することができる。
【００４６】
様々な実施形態によれば、複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０はプラズモン材料を含む。プラズモニックマルチビーム素子１２０は、光導波路１１０内の導波光１０４の一部から（例えば、表面プラズモンのプラズモン発光によって）出射光を供給するように構成される。プラズモニックマルチビーム素子１２０によって供給される出射光は、カラーテーラード発光パターンを有する。様々な実施形態によれば、カラーテーラード発光パターンは、マルチビューディスプレイ内のビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応する。さらに、出射光は、互いに異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム１０２を含む。様々な実施形態では、指向性光ビーム１０２の異なる主角度方向は、マルチビューディスプレイのそれぞれのビュー方向に対応する。
【００４７】
特に、導波光１０４の一部は、プラズモン発光のようにプラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料によって、またはプラズモン発光によって散乱されてもよいし、または光導波路１１０の「外部結合」であってもよい。「散乱された」が意味することは、導波光部分がプラズモン材料内の表面プラズモンを刺激し、次いで、これらの表面プラズモンがプラズモン発光によって出射光を生成することである。さらに、より詳細に後述するように、プラズモン発光は、プラズモニックマルチビーム素子１２０のカラーテーラード発光パターンを表示すように構成される。図２Ａおよび図２Ｃは、出射光の指向性光ビーム１０２を複数の発散矢印として示しており、光導波路１１０の第１の（または前面の）表面１１０’から向かう方向として表現されている。
【００４８】
図２Ａ〜図２Ｃは、外部結合された複数の光ビームのうちの指向性光ビーム１０２を変調するように構成された光バルブ１０８のアレイをさらに示す。光バルブのアレイは、例えば、マルチビューバックライトを使用するマルチビューディスプレイの一部であってもよく、本明細書での説明を容易にする目的で、マルチビューバックライト１００と共に図２Ａ〜図２Ｃに示されている。図２Ｃでは、光バルブアレイの下にある光導波路１１０およびプラズモニックマルチビーム素子１２０の可視化を可能にするために、光バルブ１０８のアレイを部分的に切り欠いている。
【００４９】
図２Ａ〜図２Ｃに示されるように、異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１０２のうちの異なるものが通過し、光バルブアレイ内の異なる光バルブ１０８によって変調されてもよい。さらに、図示の通り、アレイの光バルブ１０８はビュー画素１０６’に対応し、光バルブ１０８のセットはマルチビューディスプレイのマルチビュー画素１０６に対応する。特に、光バルブアレイのうちの光バルブ１０８の異なるセットは、異なるプラズモニックマルチビーム素子１２０のうちの異なるものからの指向性光ビーム１０２を受光して変調するように構成される、すなわち、図示の通り、各プラズモニックマルチビーム素子１２０に対して光バルブ１０８の１つの固有のセットがある。様々な実施形態では、これらに限定されないが、１つ以上の液晶光バルブ、電気泳動光バルブ、およびエレクトロウェッティングに基づく光バルブを含む、様々な種類の光バルブを光バルブアレイの光バルブ１０８として使用することができる。
【００５０】
図２Ａに示すように、第１の光バルブセット１０８ａは、第１のプラズモニックマルチビーム素子１２０ａから指向性光ビーム１０２を受光して変調するように構成され、さらに、第２の光バルブセット１０８ｂは、第２のプラズモニックマルチビーム素子１２０ｂから指向性光ビーム１０２を受光して変調するように構成される。したがって、光バルブアレイ中の各光バルブセット（例えば、第１の光バルブセット１０８ａおよび第２の光バルブセット１０８ｂ）は、それぞれ、異なるマルチビュー画素１０６に対応し、光バルブセットの個々の光バルブ１０８は、図２Ａに示すようにそれぞれのマルチビュー画素１０６のサブ画素１０６’に対応している。さらに、上記の通り、いくつかの実施形態では、光バルブアレイ内の各光バルブセット（例えば、第１の光バルブセット１０８ａおよび第２の光バルブセット１０８ｂ）は、光バルブセット内の光バルブの異なる色のサブ画素に対応する異なる色の光を受光することができる。したがって、様々な実施形態では、ビュー画素１０６’はカラーサブ画素を含む。
【００５１】
いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子１２０と対応するマルチビュー画素１０６（例えば、光バルブ１０８のセット）の間の関係は、１対１の関係であってもよい。すなわち、マルチビュー画素１０６とプラズモニックマルチビーム素子１２０とが同数ずつ存在してもよい。図２Ｂは、例示を目的として１対１の関係を明示的に示すが、ここでは、異なる光バルブ１０８のセットを含む各マルチビュー画素１０６を破線で囲んで示してある。他の実施形態（図示せず）では、マルチビュー画素１０６の数とプラズモニックマルチビーム素子１２０の数とが、互いに異なる場合もある。
【００５２】
いくつかの実施形態では、一対の隣接する複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０間の素子間距離（例えば、中心間距離）は、例えば光バルブセットで表される、対応する隣接する一対のマルチビュー画素１０６間の画素間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。例えば、図２Ａに示すように、第１のプラズモニックマルチビーム素子１２０ａと第２のプラズモニックマルチビーム素子１２０ｂの間の中心間距離ｄは、第１の光バルブセット１０８ａと第２の光バルブセット１０８ｂの間の中心間距離Ｄと実質的に等しい。他の実施形態（図示せず）では、プラズモニックマルチビーム素子１２０と対応する光バルブセットの複数の対の相対中心間距離が異なる場合があり、例えば、プラズモニックマルチビーム素子１２０が、マルチビュー画素１０６を表す光バルブセット間の間隔（すなわち、中心間距離Ｄ）より大きい、または小さい素子間間隔（すなわち、中心間距離ｄ）を有する場合がある。図２Ａはまた、ビュー画素１０６’のサイズＳを示す。
【００５３】
（例えば、図２Ａに示すように）いくつかの実施形態によれば、各プラズモニックマルチビーム素子１２０は、指向性光ビーム１０２を唯一のマルチビュー画素１０６に供給するように構成される。特に、プラズモニックマルチビーム素子１２０のうちの所与の１つについて、マルチビューディスプレイのビューにおいて異なる色に対応する異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１０２は、図２Ａに示すように、実質的に、単一の対応するマルチビュー画素１０６およびそのサブ画素１０６’に、すなわちそのプラズモニックマルチビーム素子１２０に対応する単一の光バルブ１０８のセットに制限される。したがって、プラズモニックマルチビューバックライト１００の各プラズモニックマルチビーム素子１２０は、主角度方向を有し、しかもマルチビューディスプレイの異なるビューのうちの１つに異なる色を含む、指向性光ビーム１０２の対応するセットを供給することができる。すなわち、指向性光ビーム１０２のセットは、共通の方向を有し、異なるビュー方向のうちの１つに異なる色のそれぞれに対応する光ビームを含む。共通の方向は、プラズモニックマルチビーム素子１２０のカラーテーラード発光パターンによって提供される。共通の方向は、色割れを緩和し、いくつかの例では、実質的になくすことができる。
【００５４】
色割れは、ある点から発する指向性光ビーム１０２が、互いに空間的にずれているかまたはオフセットされている複数のカラーサブ画素を含むビュー画素１０６’を通過するときに起こる可能性がある、カラーマルチビューディスプレイの画像アーチファクトである。カラーサブ画素の空間的オフセットにより、指向性光ビーム１０２が各カラーサブ画素をわずかに異なる角度で通過することが効果的に生じ得る。したがって、指向性光ビーム１０２は、互いにわずかに異なる方向を有する複数のカラー指向性光ビームとしてカラーサブ画素を出射する。様々なカラーサブ画素を出射するカラー指向性光ビームの方向がわずかに異なることにより、ビュー画素１０６’によって画定される画像画素内での異なる色の特異的変位または分離が生じる。様々な色の特異的分離は色割れとして公知である。
【００５５】
図３は、本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例において色割れを示すマルチビューバックライト１００’の一部分の断面図を示す。特に、図３は、指向性光ビーム１０２でビュー画素１０６’を照射するように構成されたマルチビーム素子１２０’を含む例示的なマルチビューバックライト１００’の一部分を示す。図３のマルチビーム素子１２０’は、カラーテーラード発光パターンを有さない（すなわち、上記のようにプラズモニックマルチビーム素子１２０ではない）。図３はまた、複数のカラーサブ画素１０７を含むビュー画素１０６’を示す。マルチビーム素子１２０’およびビュー画素１０６’はそれぞれ、同程度のサイズＳを有し、すなわちマルチビーム素子１２０’のサイズｓはビュー画素１０６’のサイズＳとほぼ等しい（ｓ≒Ｓ）。さらに、図示の通り、カラーサブ画素１０７はビュー画素１０６‘内で等間隔にスペースを空けている。したがって、複数のカラーサブ画素１０７の中に３つのカラーサブ画素１０７があるので、図示の通り、カラーサブ画素１０７間の間隔または距離（例えば、中心間間隔）は、ビュー画素サイズＳの約３分の１（Ｓ／３）である。図３に示す３つのカラーサブ画素１０７は、例えば、３原色（例えば、ＲＧＢカラーモデルの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ））を表すことができる。
【００５６】
図３では、マルチビーム素子１２０’は、ビュー画素１０６’のカラーサブ画素１０７を照射するために使用される拡張点光源として機能するかまたは役目を果たし、例えば、カラーサブ画素１０７は、ビュー画素１０６’として機能する光バルブのカラーサブ画素とすることができる。マルチビーム素子１２０’によって出射される指向性光ビーム１０２は、マルチビーム素子１２０’の中心からビュー画素１０６’を通って、より正確には、ビュー画素１０６’のカラーサブ画素１０７を通って延びる矢印として示されている。カラーサブ画素１０７間の距離に起因して、指向性光ビーム１０２は、わずかに異なる主角度方向を有する複数の異なるカラー指向性光ビームを効果的に含んでいる。例えば、３つの矢印で表され、３つの異なる色のサブ画素１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃのそれぞれに対応する３つの異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが、図３に示されている。ビュー画素１０６’を見るとき、カラーサブ画素１０７の異なる色を表す異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの主角度方向がわずかに異なることにより、互いに対して様々な色のシフトが生じる。すなわち、ビュー画素１０６’内の異なる色は、互いに対して視覚的にシフトしたように見え、色割れを引き起こす可能性がある。
【００５７】
図４は、本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例における色割れのグラフ表現を示す。図４に示されるように、ビュー画素１０６’の出力時の光の典型的な放射強度（Ｉ）パターンは、選択されたビュー方向（例えば、θ１）について角度θの関数としてプロットされている。図４の曲線１０９ａ、１０９ｂ、および１０９ｃは、図３に示すマルチビーム素子１２０’によって照射された３つの例示的カラーサブ画素１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃのそれぞれのうちのそれぞれからの光に対応する異なる色の光を表す。例えば、曲線１０９ａは赤色のカラーサブ画素１０７ａからの赤色（Ｒ）光を表し、曲線１０９ｂは緑色のカラーサブ画素１０７ｂからの緑色（Ｇ）光を表し、曲線１０９ｃは青のカラーサブ画素１０７ｃからの青色（Ｂ）光を表すことができる。図３の３つの例示的カラーサブ画素１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃを照射する指向性光ビーム１０２の主角度方向は互いに異なることに注意すべきである。したがって、異なる色（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対する光の放射強度（Ｉ）パターンも、互いに対する角度がシフトしており（例えば、曲線１０９ａ、１０９ｂ、および１０９ｃの角度シフトを示す）、色割れにつながる。
【００５８】
様々な実施形態に従って、カラーテーラード発光パターンを有するプラズモニックマルチビーム素子１２０により、ビューサブ画素１０６’のカラーサブ画素１０７を通過する指向性光ビーム１０２のわずかに異なる主角度方向を実質的に排除することによって、色割れが是正される。特に、プラズモニックマルチビーム素子１２０のカラーテーラード発光パターンは、カラーサブ画素１０７のそれぞれに異なる色の指向性光ビーム１０２を供給するように構成されてもよく、カラーテーラード発光パターンに起因して、異なる色の指向性光ビーム１０２は実質的に互いに平行である。
【００５９】
いくつかの実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子１２０は、複合マルチビーム素子として、すなわち複数のマルチビームサブ素子を含む複合拡張光源と見なすことができる。複数のマルチビームサブ素子は互いに異なる発光色を有することができる。特に、マルチビームサブ素子の各々は、複数のマルチビームサブ素子のうち他のマルチビームサブ素子とは異なるプラズモン材料を含み、異なるプラズモン発光色を供給することができる。さらに、様々な実施形態では、複数のマルチビームサブ素子は、異なるプラズモン発光色に応じてカラーテーラード発光パターンを供給するように配置されてもよい。例えば、カラーテーラード発光パターンを供給するために、マルチビーム素子をプラズモニックマルチビーム素子１２０内で互いに空間的にオフセットしてもよい。
【００６０】
図５は、本明細書に記載された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バックライト１００の一部分の断面図を示す。特に、図５は、複数のマルチビームサブ素子１２２を含むプラズモニックマルチビーム素子１２０（すなわち、複合マルチビーム素子として）を示す。図示の通り、第１のマルチビームサブ素子１２２ａのプラズモン材料は赤色のプラズモン発光色を有するかまたは供給するように構成され、第２のマルチビームサブ素子１２２ｂは緑色のプラズモン発光色を有するかまたは供給するように構成することができる。図示の通り、第３のマルチビームサブ素子１２２ｃは青いプラズモン発光色を供給するように構成することができる。
【００６１】
図５にはまた、複数のカラーサブ画素１０７を含むビュー画素１０６’が示されている。図示の通り、図示のビュー画素１０６’は、サイズＳを有し、カラーサブ画素１０７はビュー画素サイズＳの約３分の１（すなわちＳ／３）の距離だけ互いに隔てられている。図５では、マルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃはカラーサブ画素１０７の配置に対応して配置されている。例えば、赤のプラズモン発光色を有する第１のすなわち赤色のマルチビームサブ素子１２２ａは、ビュー画素１０６’の第１のすなわち赤色（Ｒ）のカラーサブ画素１０７ａの位置に対応して配置され、第２のマルチビームサブ素子１２２ｂは、ビュー画素１０６’の第２のすなわち緑色（Ｇ）のカラーサブ画素１０７ｂに対応して配置される。さらに、図示の通り、第３のすなわち青色のマルチビーム素子１２２ｃは、ビュー画素１０６’の第３のすなわち青色（Ｂ）のカラーサブ画素１０７ｃの位置に対応して配置される。
【００６２】
さらに、図５では、プラズモニックマルチビーム素子１２０のマルチビームサブ素子１２２は、ビュー画素１０６’の隣接するカラーサブ画素１０７間の距離と同程度の距離（例えば、約Ｓ／３）だけ、互いに空間的にオフセットされている。したがって、図５に示す通り、マルチビームサブ素子１２２の配置（すなわち、色Ｒ、Ｇ、Ｂの配置およびマルチビームサブ素子１２２間の距離Ｓ／３の両方の観点から）およびプラズモニックマルチビーム素子１２０のカラーテーラード発光パターンは、ビュー画素１０６’のカラーサブ画素１０７の配置（すなわち、色Ｒ、Ｇ、Ｂおよびカラーサブ画素間隔Ｓ／３）に対応する。
【００６３】
様々な実施形態によれば、マルチビームサブ素子１２２のサイズはビュー画素１０６’のサイズと同程度でもよい。いくつかの実施形態によれば、特に、マルチビームサブ素子のサイズはビュー画素のサイズの約５０％と約２００％の間であってもよい。図５では、マルチビームサブ素子１２２は、図示の通り、ビュー画素サイズＳとほぼ等しいサイズｓを有する（すなわち、ｓ≒Ｓ）。
【００６４】
図５にさらに示されているのは、３つの異なる矢印で表されている３つの異なるマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの各々から出射された光ビームに対応する複数の異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを含む指向性光ビーム１０２である。図示の通り、３つの異なる矢印は、複数のマルチビームサブ素子１２２によって出射された赤色（Ｒ）のカラー指向性光ビーム１０２ａ、緑色（Ｇ）のカラー指向性光ビーム１０２ｂ、および青色（Ｂ）のカラー指向性光ビーム１０２ｃをそれぞれ表し、それぞれ、対応するカラーサブ画素１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃを通るように向けられている。さらに、マルチビームサブ素子１２２の各々のおおよその放射中心（center of radiation）は、ビュー画素１０６’内のカラーサブ画素１０７の間隔（例えば、Ｓ／３）に対応するように間隔が空けられている。結果として、プラズモニックマルチビーム素子１２０のカラーテーラード発光パターンに応じて、異なる色の出射光（すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ）のそれぞれに対する異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは実質的に互いに平行である（すなわち、実質的に同じ主角度方向を有する）。様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子１２０のカラーテーラード発光パターンによって供給される異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、実質的に同じ主角度方向を有するので、ビュー画素１０６’は色割れしない。
【００６５】
様々な実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料（例えば、複数のマルチビームサブ素子のうちの１つのマルチビームサブ素子１２２内において）は、異なる色を有する複数の指向性光ビーム１０２、例えば、異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとして、導波光１０４（例えば、白色光であることもあり得る）の一部を散乱させるように構成される。いくつかの実施形態では、プラズモン材料は、カラーテーラード発光パターンの異なるプラズモン発光色を供給するように構成された様々な異なる種類のプラズモン構造（例えば、プラズモンナノ粒子）を含むことができる。
【００６６】
特に、複数のプラズモンナノ粒子は、サイズ、形状、およびプラズモン支持材料の個別選択、または、少なくとも、赤のプラズモン発光色の生成と一致したプラズモンナノ粒子のプラズモン共鳴条件、のうちの１つ以上を有する第１の種類のプラズモンナノ粒子を含んでもよい。複数のプラズモンナノ粒子は、サイズ、形状、およびプラズモン支持材料の個別選択、または、少なくとも、緑のプラズモン発光色の生成と一致したプラズモンナノ粒子のプラズモン共鳴条件、のうちの１つ以上を有する第２の種類のプラズモンナノ粒子をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、複数のプラズモンナノ粒子は、サイズ、形状、およびプラズモン支持材料の個別選択、または、少なくとも、青のプラズモン発光色の生成と一致したプラズモンナノ粒子のプラズモン共鳴条件、のうちの１つ以上を有する第３の種類のプラズモンナノ粒子をさらに含むことができる。
【００６７】
いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子１２０は、光導波路１１０の第１の表面１１０’とは反対側の第２の表面１１０’’に隣接して配置されてもよい。プラズモニックマルチビーム素子１２０は、例えば、光導波路１１０の第１の表面１１０’を通る複数の指向性光ビーム１０２を含む出射光を供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子１２０は、光導波路の第１の表面１１０’に面する側とは反対側のプラズモン材料の面に隣接する反射層をさらに含む。反射層については、例えば、光導波路１１０の第１の表面１１０’から離れる方向に向かう出射光の一部を反射し、出射光の反射された部分を光導波路１１０の第１の表面１１０’に向かって戻るように構成してもよい。
【００６８】
図６は、本明細書に記載された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バックライト１００の一部分の断面図を示す。図示の通り、マルチビューバックライト１００の一部分は、光導波路１１０と、第１の表面１１０’とは反対側の光導波路１１０の第２の表面１１０’’に隣接するプラズモニックマルチビーム素子１２０とを含む。図示のプラズモニックマルチビーム素子１２０は、複数のマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを含み、導波光１０４によって照射されたときにカラーテーラード発光パターンを有する出射光を供給するように構成される。さらに、出射光は複数の指向性光ビーム１０２を含み、複数の指向性光ビーム１０２のそれぞれは異なる主角度方向を有する。さらに、図示の通り、指向性光ビーム１０２のそれぞれは、複数の異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを含む。指向性光ビーム１０２のうち異なるカラー指向性光ビーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれは、指向性光ビーム１０２と実質的に同じ主角度方向を有する。
【００６９】
図６はさらに、プラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料を覆うように構成された反射層１２４を示す。反射層１２４は、これらに限定されないが、反射金属および高鏡面反射（ＥＳＲ）フィルムを含む実質的に任意の反射材料を含むことができる。例えば、反射層１２４は、米国ミネソタ州セントポールの３Ｍオプティカルシステムズディビジョンによって製造されているビキュイティＥＳＲフィルムであってもよい。いくつかの実施形態によれば、反射層１２４については、絶縁（例えば、誘電材料）層またはスペーサ（図示せず）によってプラズモン材料と電気的に絶縁してもよい。
【００７０】
図７Ａは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例におけるプラズモニックマルチビーム素子１２０の断面図を示す。図７Ｂは、本明細書に記載された原理と一致する別の実施形態による、一例におけるプラズモニックマルチビーム素子１２０の断面図を示す。図７Ａおよび図７Ｂに示すプラズモニックマルチビーム素子１２０は、例えば、図６に示すプラズモニックマルチビーム素子１２０としてもよい。
【００７１】
図示の通り、プラズモニックマルチビーム素子１２０は複数のマルチビームサブ素子１２２を含む。複数のマルチビームサブ素子のうちの第１のマルチビームサブ素子１２２ａは、第１の（例えば、赤の）プラズモン発光色を有する第１のプラズモン材料を含み、第１のクロスハッチパターンによって示されている。複数のマルチビームサブ素子のうちの第２のマルチビームサブ素子１２２ｂは、第２の（例えば、緑の）プラズモン発光色を有する第２のプラズモン材料を含み、第２のクロスハッチパターンによって示されている。図７Ａ〜図７Ｂに示される複数のマルチビームサブ素子のうちの第３のマルチビームサブ素子１２２ｃは、第３（例えば、青）のプラズモン発光色を有する第３のプラズモン材料を含み、第３のクロスハッチパターンによって示されている。
【００７２】
図７Ａ〜図７Ｂに示される３つのマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、ビュー画素（図示せず）の対応するカラーサブ画素の同様の間隔と同程度の距離Ｓ／３だけ互いに空間的にオフセットされている。例えば、カラーサブ画素およびそれらの間隔は、図５に示すものと実質的に同様であってもよい。さらに、３つのマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃはそれぞれ、ビュー画素のサイズと同程度のサイズＳを有する（例えば、図５に示すものと実質的に同様のサイズ）。
【００７３】
図７Ａでは、３つのマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃのそれぞれのプラズモン材料は、プラズモニックマルチビーム素子１２０の少なくとも一部分において互いに混合されている。図示の通り、プラズモン材料を混合することにより、サイズＳを有するマルチビームサブ素子１２２を提供することができるが、それでも、マルチビームサブ素子１２２の中心間距離または素子間間隔が、例えば、カラーサブ画素間隔（例えばＳ／３）によって決定されることが、または実質的に等しくなることが可能である。図７Ｂでは、第１、第２および第３のマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃのプラズモン材料は、マルチビームサブ素子１２２の隣接領域において互いに重なり合い、それらの間の中心間間隔はＳ／３となる。図７Ａおよび図７Ｂに示された素子間間隔Ｓ／３は、説明の目的のためだけに例として提供されていることに注意すべきである。
【００７４】
いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子１２０のマルチビームサブ素子１２２の形状は、マルチビュー画素の形状、すなわちマルチビュー画素に対応する光バルブのセット（または「サブアレイ」）の形状に類似している。例えば、マルチビームサブ素子１２２は、マルチビュー画素（または対応する光バルブのセットの配置）が実質的に正方形であるときには、正方形の形状を有することができる。別の例では、マルチビュー画素は長方形の形状を有することができ、すなわち、幅または横の寸法よりも大きい長さまたは縦の寸法を有することができる。この例では、長方形マルチビュー画素に対応するマルチビームサブ素子１２２は、類似の長方形の形状を有することができる。さらに他の例では、マルチビームサブ素子１２２および対応するマルチビュー画素は、これらに限定されないが、三角形形状、六角形形状、および円形形状を含めて、様々な他の形状を有することができる。
【００７５】
図７Ｃは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態による、一例における正方形マルチビームサブ素子１２２を有するプラズモニックマルチビーム素子１２０の上面図または平面図を示す。図７Ｃに示される正方形マルチビームサブ素子１２２の形状は、例えば、図２Ａ〜２Ｃに示される正方形のセットの光バルブ１０８を含むマルチビュー画素１０６の正方形形状に類似していてもよい。図７Ｃはまた、限定ではなく例として、３つのマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃのセットを示す。図示の通り、３つのマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは、同様に図７Ｃに示すビュー画素１０６’内のカラーサブ画素１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃの配置に対応するように配置される。図７Ｃのビュー画素１０６’内のカラーサブ画素１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃは、マルチビュー画素（例えば、図２Ａ〜図２Ｃのマルチビュー画素１０６）の画素行の方向（例えば、「１０７ａ」から「１０７ｃ」へ）に配置されてもよい。両矢印は、図７Ｃにおける配置の対応を示す。
【００７６】
他の実施形態（図示せず）によれば、これに限定されないが、三角配置を含めてカラーサブ画素配置に対応するマルチビームサブ素子の様々な配置のうちのいずれかを使用することができる。また、カラーサブ画素および対応するマルチビームサブ素子１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃの両方の色順は、本明細書では、概して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）と説明されるが、この特定の色順配列は説明のみを目的として使用されることに注意すべきである。一般に、実質的に、任意の色順配列および、ついでに言えば、任意の色のセットを用いることができるが、それでもやはり本明細書に記載の範囲内である。例えば（図示せず）、カラーサブ画素の色順配列およびマルチビームサブ素子の対応する色順配列は、ＲＧＢカラーモデルに基づく原色を使用する場合、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、赤（Ｒ）、または青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）であってもよい。さらに、概して、本明細書に記載されたプラズモニックマルチビーム素子１２０の様々な実施形態は、様々な製造技術のうちのいずれかを使用して、光導波路１１０上またはその内部のどちらか一方で画定または別の方法で実現することができる。例えば、プラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料は、例えば、堆積、インクジェット印刷などの付加的なプロセスを使用して、構成または画定することができる。いくつかの実施形態では、プラズモン材料は、誘電体マトリクス（例えば、高誘電率材料）内に埋め込まれた、または懸濁されたプラズモン共振器を含むことができる。他の実施形態では、プラズモン共振器は、例えば、プラズモン支持シート、フィルムまたは層の中またはこれらを通る開口部として、プラズモン支持シート、層またはフィルムの中で実現することができる。
【００７７】
さらに、上記の通り、プラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料によって供給されるプラズモン発光色は、プラズモン共鳴の関数であり得る。特に、プラズモン材料は、所定のプラズモン発光色に対応する周波数で共振するように調整されたプラズモン共振器を含むことができる。さらに、プラズモン材料は偏光選択的であり得る。上記の通り、いくつかの実施形態によれば、これらに限定されないが、ナノロッド、ナノディスクまたはナノシリンダ、ナノスフェアを含む様々なナノ粒子および関連するナノ構造をプラズモン材料のプラズモン共振器として使用することができる。これらの様々なナノ構造ベースのプラズモン共振器は、サイズを、そしていくつかの実施形態では、形状を選択することによって調整し、特定のプラズモン発光色を供給することができる。さらに、様々なナノ構造ベースのプラズモン共振器もまた、入射光によって照射されたときに偏光選択性を提供することができる。
【００７８】
図８Ａは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態における、一例によるプラズモン共振器１２６の斜視図を示す。図８Ｂは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態における、一例による別のプラズモン共振器１２６’の平面図を示す。図８Ａに示す通り、プラズモン共振器１２６は、長さＬおよび幅または直径Ｗを有するナノロッドを含む。ナノロッドベースのプラズモン共振器１２６は、例えば、これらに限定されないが、金、銀、アルミニウム、または銅などである金属を含むことができる。図８Ｂに示すプラズモン共振器１２６’は、プラズモン支持フィルム１２５内にナノロッド形状の開口部（すなわち、ナノスケールの溝）を含み、ナノロッド形状の開口部も長さＬおよび幅Ｗを有する。プラズモン支持フィルム１２５は、例えば、プラズモン支持金属のフィルムであってもよい。いわゆるバビネの原理によれば、ナノロッド形状の開口部を有するプラズモン共振器１２６’は、図８Ａのナノロッドベースのプラズモン共振器と同様の特性を有することができる。様々な実施形態によれば、プラズモン共振器１２６、１２６’は光アンテナとして機能することができる。特に、図８Ａおよび図８Ｂのプラズモン共振器は両方とも、長さＬを調整または選択することによって特定のプラズモン発光色を供給するように調整することができる。同様に、図８Ａ〜図８Ｂのプラズモン共振器は偏光選択的である。例えば、図８Ａに示すプラズモン共振器は、例えば、図８ＡにＴＥ照射の電場を表すＥとラベル付けされた両矢印によって示されるように、長さ寸法と一直線に揃ったＴＥ偏光に対して偏光選択的である。
【００７９】
図９Ａは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態における、別の例に対するプラズモン共振器１２７の斜視図を示す。図９Ｂは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態における、他の例による別のプラズモン共振器１２７’の平面図を示す。図９Ａに示すプラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン共振器１２７はナノディスクまたはナノシリンダを含み、一方、図９Ｂに示すプラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン共振器１２７’はプラズモン支持フィルム１２５の円形開口部を含む。図９Ａ〜図９Ｂのプラズモン共振器１２７、１２７’は、特定の周波数で共振する（すなわち、特定のプラズモン発光色を供給する）ように直径を使用して調整することができる。いくつかの実施形態によれば、図９Ａ〜図９Ｂのプラズモン共振器１２７、１２７’は、例えば、図８Ａ〜図８Ｂのプラズモン共振器１２６、１２６’とは異なり、実質的に偏光に無関係であり得る。特に、プラズモン共振器１２７は、例えば、図９ＡにおいてＥとラベル付けされた交差した両矢印によって示されるように、実質的に任意の電界方向を有する光と等しく相互作用することができる。
【００８０】
図１０Ａは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態における、さらに別の例に対するプラズモン共振器１２８の平面図を示す。図１０Ｂは、本明細書に記載された原理と一致する実施形態における、さらに別の例による別のプラズモン共振器１２８’の平面図を示す。図１０Ａおよび図１０Ｂは、いわゆるＶ字形光アンテナを備えるプラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン共振器１２８、１２８’を示す。特に、図１０Ａのプラズモン共振器１２８は「Ｖ」字形に配置された線形ナノ構造（例えば、ナノロッドまたはナノワイヤ）を含み、図１０Ｂのプラズモン共振器１２８’はプラズモン支持フィルム１２５にＶ字形開口部を含む。いくつかの実施形態によれば、Ｖ字形光アンテナは反対称および対称の偏波選択性を提供することができる。
【００８１】
図２Ａを再度参照すると、マルチビューバックライト１００は光源１３０をさらに含むことができる。様々な実施形態によれば、光源１３０は光導波路１１０内で誘導される光を供給するように構成される。特に、光源１３０は光導波路１１０の入射面または端部（入力端部）に隣接して配置されてもよい。様々な実施形態では、光源１３０は、これらに限定されないが、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ（例えば、レーザダイオード）を含めて、実質的に任意の光源（例えば、発光体）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光源１３０は、例えば、実質的に白色光などの実質的に多色光を生成するように構成された１つの発光体または複数の発光体を含んでもよい。
【００８２】
いくつかの実施形態では、光源１３０は、光を光導波路１１０内に結合するように構成されたコリメータをさらに含んでもよい。コリメータは、光源１３０の発光体のうちの１つ以上から実質的にコリメートされていない光を受光するように構成されてもよい。コリメータは、実質的にコリメートされていない光をコリメートされた光に変換するようにさらに構成される。特に、いくつかの実施形態では、コリメータは、非ゼロ伝搬角を有し、所定のコリメーション係数（例えば、コリメーション係数σ）に従ってコリメートされたコリメート光を供給することができる。コリメータは、上記の通り、コリメートされた光ビームを光導波路１１０に伝達して導波光１０４として伝搬するようにさらに構成される。他の実施形態では、実質的にコリメートされていない光が光源１３０によって供給されてもよく、コリメータは省略されてもよい。
【００８３】
いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト１００は、導波光１０４の伝搬方向１０３、１０３’に対して直交する光導波路１１０を通る方向の光に対して実質的に透明になるように構成される。特に、いくつかの実施形態では、光導波路１１０および離間した複数のプラズモニックマルチビーム素子１２０により、光が第１の表面１１０’および第２の表面１１０’’の両方を通過し光導波路１１０を通過することが可能になる。透明性は、少なくとも部分的には、プラズモニックマルチビーム素子１２０の比較的小さなサイズ、およびプラズモニックマルチビーム素子１２０の比較的大きな素子間間隔（例えば、マルチビュー画素１０６と１対１の対応）の両方によって高めることができる。さらに、いくつかの実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子１２０は、光導波路の表面１１０’、１１０’’に対して直交して伝搬する光を再出射することもある。
【００８４】
いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト１００は、光導波路１１０の長さに沿った距離の関数として変化する光（例えば、複数の指向性光ビーム１０２として）を出射するように構成される。特に、光導波路１１０に沿ったプラズモニックマルチビーム素子１２０（またはマルチビームサブ素子１２２）は、一方のプラズモニックマルチビーム素子１２０から他方のプラズモニックマルチビーム素子へ、導波光１０４の伝搬方向１０３、１０３’で光導波路に沿った距離の関数として変化する強度を有する出射光を供給するように構成されてもよい。出射光の強度を変えることにより、例えば、伝搬中の導波光１０４の吸収が漸増することに起因する、光導波路１１０の長さに沿った導波光１０４の強度の変化（例えば、減少）を補償または緩和することができる。いくつかの実施形態では、プラズモン材料の密度は、光導波路１１０に沿ったプラズモニックマルチビーム素子１２０の位置の関数であり、プラズモニックマルチビーム素子１２０によって供給される出射光の強度が導波光１０４の伝搬方向１０３、１０３’で光導波路１１０に沿った距離の関数として変化するように、プラズモン材料密度を構成することができる。換言すると、距離の関数としての出射光強度を、複数の個々のプラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料の密度を変えることによって供給または制御することができる。いくつかの実施形態では、プラズモン材料密度は、プラズモン材料内のプラズモン構造の密度として定義される。他の実施形態では、出射光強度を制御するために使用されるプラズモン材料密度は、プラズモニックマルチビーム素子１２０のプラズモン材料にギャップまたはホールを組み込むことによって変えることができる。これらの実施形態では、「密度」という用語は、プラズモニックマルチビーム素子１２０の全体に亘ってのプラズモン材料の被覆密度として定義することができる。
【００８５】
本明細書に記載された原理のいくつかの実施形態によれば、マルチビューディスプレイが提供される。このマルチビューディスプレイは、マルチビューディスプレイの画素として変調光ビームを出射するように構成される。さらに、出射された変調光ビームは、複数の異なる色（例えば、ＲＧＢカラーモデルの赤、緑、青）を表す光ビームを含むことができる。様々の実施形態によれば、例えば、異なる光を含む出射された変調光ビームは、マルチビューディスプレイの複数のビュー方向に優先的に向けることができる。いくつかの例では、マルチビューディスプレイは、３Ｄまたはマルチビュー画像を提供する、または「表示する」ように構成される。さらに、マルチビュー画像はカラーマルチビュー画像であってもよい。例えば、マルチビュー画像は、例えば、これらに限定されないが、携帯電話、タブレットコンピュータなどのモバイルデバイス上に表示される３Ｄシーンをカラーで表すことができる。様々な例によれば、変調された、異なる色の、そして異なる向きの光ビームのうちの異なるものは、マルチビュー画像に関連する異なる「ビュー」の個々の画素に対応する場合がある。この異なるビューは、例えば、マルチビューディスプレイにより表示されているカラーマルチビュー画像中に、情報の「裸眼」（例えば、オートマルチスコープ）表現を提供することができる。
【００８６】
図１１は、本明細書に記載された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２００を示すブロック図である。様々な実施形態によれば、マルチビューディスプレイ２００は、対応する異なるビュー方向の異なるビューに従って、マルチビュー画像（例えば、カラーマルチビュー画像）を表示するように構成される。特に、マルチビューディスプレイ２００から出射される変調指向性光ビーム２０２を使用して、マルチビュー画像を表示し、この光ビームは、異なる色に関連付けられている異なるビューのそれぞれの中のカラーサブ画素を含めて、異なるビューの画素（すなわち、ビュー画素）に対応することができる。変調指向性光ビーム２０２は、図１１では、マルチビュー画素２１０から出る矢印として示してある。限定ではなく例示を目的として、それが変調されていることを強調するために、マルチビューディスプレイ２００によって出射される変調指向性光ビーム２０２を示す矢印には破線を使用している。
【００８７】
図１１に示すマルチビューディスプレイ２００は、マルチビュー画素２１０のアレイを含む。アレイのマルチビュー画素２１０は、マルチビューディスプレイ２００の複数の異なるビューを提供するように構成される。様々な実施形態によれば、アレイのマルチビュー画素２１０は、複数の指向性光ビーム２０４を変調して、指向性変調光ビーム２０２を生成するように構成された複数のビュー画素を含む。いくつかの実施形態では、マルチビュー画素２１０は、マルチビューバックライト１００に関連して上記の光バルブ１０８のアレイのうちの光バルブ１０８のセットと実質的に同様である。特に、マルチビュー画素２１０のビュー画素は、上記の光バルブ１０８と実質的に同様である場合がある。すなわち、マルチビューディスプレイ２００のマルチビュー画素２１０は、光バルブのセット（例えば、光バルブ１０８のセット）を含む場合があり、マルチビュー画素２１０のビュー画素は、そのセットの複数の光バルブを含む場合がある。さらに、ビュー画素はカラーサブ画素を含み、各カラーサブ画素は、例えば、光バルブのセットのうちの１つの光バルブ（例えば、単一の光バルブ１０８）を表す。
【００８８】
図１１に示すマルチビューディスプレイ２００は、光を誘導するように構成された光導波路２２０をさらに備える。光導波路２２０内の導波光は、例えば、白色光を含むことができる。いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ２００の光導波路２２０は、マルチビューバックライト１００に関して上記の光導波路１１０と実質的に同様であり得る。
【００８９】
図１１に示すように、マルチビューディスプレイ２００は、プラズモニックマルチビーム素子２３０のアレイをさらに含む。素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子２３０はプラズモン材料を含む。素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子２３０は、導波光から出射光を供給するように構成される。様々な実施形態によれば、出射光はカラーテーラード発光パターンを有し、複数の指向性光ビーム２０４を含む。いくつかの実施形態では、素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子２３０は、マルチビューバックライト１００のプラズモニックマルチビーム素子１２０と実質的に同様であってもよい。特に、カラーテーラード発光パターンは、マルチビュー画素２１０の複数のビュー画素内の１つのビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応することができる。
【００９０】
さらに、素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子２３０は、複数の指向性光ビーム２０４を対応するマルチビュー画素２１０に供給するように構成される。様々な実施形態によれば、複数の指向性光ビーム２０４のうちの光ビーム２０４は互いに異なる主角度方向を有する。特に、指向性光ビーム２０４の異なる主角度方向はマルチビューディスプレイ２００の異なるビューの異なるビュー方向に対応し、ビュー方向のそれぞれは対応する主角度方向に沿って異なる色を含む。さらに、様々な実施形態によれば、カラーテーラード発光パターンのために、共通のビュー方向に対応する異なる色の指向性光ビーム２０４は、互いに実質的に平行であり得る。
【００９１】
いくつかの実施形態によれば、プラズモニックマルチビーム素子２３０は、上記のマルチビームサブ素子１２２と実質的に同様の複数のマルチビームサブ素子を含むことができる。特に、プラズモニックマルチビーム素子２３０は、互いに異なるプラズモン発光色を有する複数のマルチビームサブ素子（図１１には別々には示されていない）を含むことができる。マルチビームサブ素子のそれぞれは、複数のマルチビームサブ素子のうちの他のマルチビームサブ素子とは異なるプラズモン材料を含み、異なるプラズモン発光色を供給することができる。さらに、複数のマルチビームサブ素子は、異なるプラズモン発光色に応じてカラーテーラード発光パターンを供給するように配置されてもよい。他の実施形態では、１つ以上のマルチビームサブ素子は、実質的に非プラズモン材料を含み、プラズモン材料を含む他のマルチビームサブ素子と共に散乱の拡散板として作用または機能することができる。
【００９２】
いくつかの実施形態によれば、マルチビームサブ素子のサイズは、複数のビュー画素のうちの１つのビュー画素のサイズと同程度である。例えば、マルチビームサブ素子の同程度のサイズとは、ビュー画素サイズの２分の１より大きく、ビュー画素サイズの２倍未満であってもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、マルチビームサブ素子は、ビュー画素の隣接するカラーサブ画素間の距離と同程度の（例えば、ほぼ等しい）距離だけ互いに空間的にオフセットされてもよい。
【００９３】
いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子２３０のプラズモン材料、すなわちマルチビームサブ素子は、複数のプラズモンナノ粒子を含む。プラズモン材料のプラズモン発光色は、例えば、プラズモン材料内の異なる種類のプラズモンナノ粒子の分布の関数であり得る。種類の分布は、プラズモンナノ粒子のサイズに基づく分布を含むことができる。例えば、これらに限定されないが、プラズモン支持材料または金属の選択、およびプラズモン共鳴条件などのプラズモンナノ粒子の他の特性は、プラズモン発光色を制御することもできる。
【００９４】
いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子２３０のマルチビームサブ素子間の素子間距離または中心間距離は、マルチビュー画素２１０内のビュー画素のカラーサブ画素間の画素間距離に対応してもよい。例えば、マルチビームサブ素子間の素子間距離はカラーサブ画素間の画素間距離と実質的に等しくてもよい。さらに、マルチビュー画素アレイのマルチビュー画素２１０と素子アレイのプラズモニックマルチビーム素子２３０との間に１対１の対応があってもよい。特に、いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子２３０間の素子間距離（例えば、中心間）は、マルチビュー画素２１０間の画素間距離（例えば、中心間）に実質的に等しくてもよい。したがって、マルチビュー画素２１０内の各ビュー画素は、対応するプラズモニックマルチビーム素子２３０によって供給される複数の光ビーム２０４のうちの異なる１つを変調するように構成されてもよい。さらに、様々な実施形態によれば、各マルチビュー画素２１０は、１つおよび唯一のプラズモニックマルチビーム素子２３０からの光ビーム２０４を受光し変調するように構成されてもよい。
【００９５】
上記の通り、複数の光ビーム２０４は異なる色を含むことができ、プラズモニックマルチビーム素子２３０は、複数の光ビーム２０４を含むカラーテーラード発光パターンを、マルチビュー画素２１０内のビュー画素の対応するカラーサブ画素に向けることができる。さらに、様々な実施形態によれば、マルチビューディスプレイ２００の特定のビュー方向における異なる色の主角度方向は揃えられ（すなわち、同じ）、空間的色分離または色割れを排除または実質的に排除することができる。
【００９６】
いくつかの実施形態（図１１には図示せず）では、マルチビューディスプレイ２００は、光源をさらに含んでもよい。光源は光を光導波路に供給するように構成されてもよい。いくつかの実施形態によれば、光源は、上記のマルチビューバックライト１００の光源１３０と実質的に同様であってもよい。例えば、光源によって供給される光は白色光を含んでもよい。
【００９７】
本明細書に記載された原理の他の実施形態によれば、マルチビューバックライトの動作方法が提供される。図１２は、本明細書に記載された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バックライトの動作方法３００の流れ図を示す。図１２に示すように、マルチビューバックライトの動作方法３００は、光導波路の長さに沿って光を誘導するステップ３１０を含む。いくつかの実施形態によれば、光導波路は、マルチビューバックライト１００に関して上記の光導波路１１０と実質的に同様であってもよい。いくつかの例では、導波光を所定のコリメーション係数に応じてコリメートしてもよい。
【００９８】
図１２に示すように、マルチビューバックライトの動作方法３００は、プラズモニックマルチビーム素子のアレイを使用して導波光からプラズモン発光によって光を出射するステップ３２０をさらに含む。様々な実施形態によれば、出射光は、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なる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含む。さらに、指向性光ビームは、異なる色の光（例えば、赤、緑、青）を有するかまたは表す。いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子は、上記のマルチビューバックライト１００のプラズモニックマルチビーム素子１２０と実質的に同様であってもよい。例えば、アレイのプラズモニックマルチビーム素子は、プラズモン材料を含み、カラーテーラード発光パターンを有してもよい。カラーテーラード発光パターンは、例えば、マルチビューディスプレイ内のビュー画素のカラーサブ画素の配置に対応することができる。
【００９９】
さらに、いくつかの実施形態では、プラズモニックマルチビーム素子は、カラーサブ画素間の距離に対応する距離だけ互いに空間的にオフセットされた複数のマルチビームサブ素子を含んでもよい。マルチビームサブ素子内のプラズモン材料は、プラズモニックマルチビーム素子の他のマルチビームサブ素子から異なる色の出射光を出射して、導波光からカラーテーラード発光パターンを供給してもよい。
【０１００】
いくつかの実施形態（図示せず）では、マルチビューバックライトの動作方法３００は、光源を使用して光導波路に光を供給するステップをさらに含む。供給される光は、コリメーション係数に従って光導波路内でコリメートされて、光導波路内で導波光に所定の角度広がりを与えてもよい。いくつかの実施形態では、光源は、上記のプラズモニックマルチビューバックライト１００の光源１３０と実質的に同様であってもよい。例えば、供給される光は白色光を含んでもよい。
【０１０１】
（例えば、図１２に示されるように）いくつかの実施形態では、マルチビューバックライトの動作方法３００は、マルチビューディスプレイのマルチビュー画素として構成された光バルブを使用して、出射光を変調するステップ３３０をさらに含む。様々な実施形態では、出射光は上記の通り、複数の指向性光ビームを含む。したがって、変調するステップ３３０はまた、複数の指向性光ビームを変調する。いくつかの実施形態によれば、複数の光バルブまたは光バルブのアレイのうちの１つの光バルブは、マルチビュー画素内のビュー画素のカラーサブ画素に対応する。
【０１０２】
以上、カラーテーラード発光パターンを有するプラズモニックマルチビーム素子を用いて、マルチビュー画像の複数の異なるビューに対応する指向性光ビームを提供する、マルチビューバックライト、マルチビューバックライト動作方法、およびマルチビューディスプレイの例および実施形態について説明した。上記の例は、単に本明細書に記載された原理を表現する多数の具体的な例のうちの一部の例示に過ぎないことを理解すべきである。明らかに、当業者は、以下の特許請求の範囲によって定義される範囲を逸脱することなく、多数のその他の構成を容易に考案することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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