(57)【要約】  マルチビューディスプレイ及び方法では、オフセット行に配置されたマルチビームエミッタと共に、極性反転方式に従って駆動されるように構成されたライトバルブを使用している。本マルチビューディスプレイは、ライトバルブを含むマルチビューピクセルのアレイと、オフセット行に配置された複数のマルチビームエミッタを有するマルチビームバックライトと、を備える。マルチビューディスプレイの動作方法は、アレイ又はオフセット行のマルチビーム要素を使用して指向性光ビームを出射するステップと、画像を表示するように、ライトバルブのアレイを使用して指向性光ビームを変調するステップと、を含む。ライトバルブアレイ中のライトバルブのセットが、マルチビューディスプレイ中のマルチビューピクセルに対応しており、ライトバルブアレイは、極性反転方式に従って駆動されている。マルチビューディスプレイ及び方法の両方において、隣り合うオフセット行は、複数の反転方式における繰り返し極性間の距離だけ、行方向にオフセットされている。
2022501649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性反転方式に従って駆動されるように構成されたライトバルブを含むマルチビューピクセルのアレイと、
行状に配置された複数のマルチビームエミッタを有するマルチビームバックライトであって、前記複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ（a multibeam emitter of the multibeam emitter plurality）が、前記マルチビューピクセルアレイ中のマルチビューピクセル（a multivew pixel of the multiview pixel array）に対し、前記マルチビューディスプレイの異なる視線方向に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを提供するように構成されている、マルチビームバックライトと、を備え、
第２の行に沿った前記マルチビームエミッタの位置が、第１の行に沿った前記マルチビームエミッタの位置に対して、オフセット距離だけ行方向にオフセットされており、前記オフセット距離が、前記行方向に沿った前記極性反転方式の繰り返し極性間の距離を整数倍したものである、
マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記第１の行と前記第２の行との間に生じる前記オフセット距離が、前記極性反転方式に従って、異なるライトバルブ極性を有する第１のマルチビューピクセル及び第２のマルチビューピクセルのそれぞれの選択された指向性光ビームを提供するように構成されている、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記極性反転方式が、前記マルチビューピクセルアレイ内のライトバルブの隣接列における列極性反転を含む、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記マルチビームエミッタのサイズが、前記マルチビューピクセル中のライトバルブのサイズの２分の１〜前記ライトバルブのサイズの２倍である、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記マルチビームエミッタの形状が前記マルチビューピクセルの形状と同等であるか、あるいは前記複数のマルチビームエミッタにおいて隣り合う前記マルチビームエミッタ間の距離が、前記マルチビューピクセルアレイにおいて隣り合うマルチビューピクセル間の距離に等しいかの一方又は両方である、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記マルチビームバックライトが、前記ライトガイドの長さに沿って、導波光として光を導波するように構成されたライトガイドをさらに含み、
前記マルチビームエミッタが、前記導波光の一部を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マルチビーム要素を含む、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記マルチビーム要素が、前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして外部に回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして外部に反射散乱させるように構成された微小反射構造体、又は前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして外部に屈折散乱させるように構成された微小屈折構造体のうちの、１つ又はそれ以上を含む、請求項６に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記ライトガイドの入力部に光学的に結合された光源であって、前記光源が前記光を前記ライトガイドに提供するように構成されている、光源をさらに備え、前記導波光が、非ゼロの伝搬角度を有するか、あるいは所定のコリメーション係数に従って平行化されているかの一方又は両方である、請求項６に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項９】
前記マルチビューピクセルアレイ中の前記ライトバルブが液晶ライトバルブを含み、前記極性反転方式が、前記液晶ライトバルブの液晶媒体の分極を緩和するように構成されている、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１０】
光を導波するように構成されたライトガイドと、
行状に配置され、前記マルチビューディスプレイ中の前記マルチビューピクセルと関連付けられた指向性放射光として、前記導波光の一部を外部に散乱させるように構成されたマルチビーム要素のアレイと、
前記指向性放射光を変調して、マルチビュー画像を提供するように構成されたライトバルブのアレイであって、前記ライトバルブアレイ中の異なる前記ライトバルブのセットが、前記マルチビューディスプレイ中の異なる前記マルチビューピクセルのセットに対応している、ライトバルブのアレイと、を備え、
前記マルチビーム要素の第１の行が、前記マルチビーム要素の第２の行に対して、前記ライトバルブアレイの極性反転方式における繰り返し極性間の距離の整数倍だけオフセットされている、
マルチビューディスプレイ。
【請求項１１】
前記極性反転方式が、前記ライトバルブアレイの列極性反転又はドット極性反転のうちの一方を含む、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１２】
前記マルチビーム要素のサイズが前記ライトバルブアレイ中のライトバルブのサイズと同等であるか、前記マルチビーム要素の形状が前記マルチビューピクセルの形状と同等であるか、あるいは前記マルチビーム要素アレイにおいて隣り合う前記マルチビーム要素間の距離が、前記マルチビューディスプレイにおいて隣り合う前記マルチビューピクセル間の距離に等しいかのうちの１つ又はそれ以上である、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１３】
前記マルチビーム要素が、前記導波光の一部を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部を外部に反射散乱させるように構成された微小反射構造体、又は前記導波光の一部を外部に屈折散乱させるように構成された微小屈折構造体のうちの、１つ又はそれ以上を含む、請求項１０に記載の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部に光学的に結合された光源であって、前記光源が、前記光を前記ライトガイドに提供するように構成されている、光源をさらに備え、前記光が、非ゼロの伝搬角度を有するか、あるいは所定のコリメーション係数に従って平行化されているかの一方又は両方である、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
前記ライトバルブアレイ中の前記ライトバルブが液晶ライトバルブを含み、前記極性反転方式が、前記液晶ライトバルブの液晶媒体の分極を緩和するように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
前記マルチビーム要素の第１の行と第２の行との間に生じる前記オフセットが、前記極性反転方式と関連している前記マルチビュー画像内のピクセルの輝度のちらつきを軽減するように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
前記ライトガイドにおいて、前記ライトバルブアレイに隣接するライトガイド側面に対向する側面に配置されている広角バックライトであって、前記広角バックライトが、前記マルチビューディスプレイの二次元（２Ｄ）モード中に広角放射光を提供するように構成されている、広角バックライトをさらに備え、
前記ライトガイド及び前記マルチビーム要素アレイが、前記広角放射光に対して透過性となるように構成されており、前記指向性放射光が、前記マルチビューディスプレイのマルチビューモード中に選択的に外部に散乱されるように構成されており、前記マルチビューディスプレイが、前記マルチビューモード中に前記マルチビュー画像を表示し、なおかつ前記２Ｄモード中に２Ｄ画像を表示するように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１８】
マルチビームバックライト中のマルチビームエミッタのアレイを使用して指向性光ビームを出射するステップであって、前記マルチビームエミッタアレイ中のマルチビームエミッタが、オフセット行に配置される、ステップと、
マルチビュー画像を表示するように、ライトバルブのアレイを使用して前記指向性光ビームを変調するステップであって、前記マルチビューディスプレイ及び前記ライトバルブアレイ中のマルチビューピクセルに対応する前記ライトバルブアレイ中のライトバルブのセットが、極性反転方式に従って駆動されている、ステップと、を含み、
オフセット行間に生じるオフセット距離が、前記オフセット行に沿った前記極性反転方式における繰り返し極性間の距離を整数倍したものである、
マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項１９】
前記オフセット行間に前記オフセット距離が生じることにより、前記極性反転方式に従って、前記ライトバルブ極性が異なっている第１のマルチビューピクセル及び第２のマルチビューピクセルのそれぞれにおいて、選択された指向性光ビームがもたらされる、請求項１８に記載のマルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２０】
前記マルチビームバックライトがライトガイドをさらに含む場合において、前記指向性光ビームを出射するステップが、
前記ライトガイド内に導波光として光を導波することと、
マルチビーム要素を含むマルチビームエミッタを使用して、複数の指向性光ビームとして、前記ライトガイドから前記導波光の一部を散乱させることとを含み、
前記マルチビーム要素が、回折格子、微小反射構造体、又は微小屈折構造体のうちの１つ又はそれ以上を含み、前記マルチビーム要素のサイズが、前記ライトバルブアレイ中のライトバルブのサイズと同等であるかの一方又は両方である、
請求項１８に記載のマルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２１】
前記ライトガイドの入力部に光学的に結合された光源を使用して、前記ライトガイドによって導波される光を提供するステップをさらに含み、前記光源が、非ゼロの伝搬角度を有するか、あるいは所定のコリメーション係数に従って平行化されているかの一方又は両方である前記光を提供している、請求項１８に記載の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または開発に関する記載
適用なし
【背景技術】
【０００３】
電子ディスプレイは、多種多様な装置及び製品のユーザに情報を伝達するための、ほぼ至る所にある媒体である。最も一般的に使用される電子ディスプレイとしては、陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、電子発光ディスプレイ（electroluminescent displays：ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及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）、並びに電気機械又は電気流体光変調を使用したさまざまなディスプレイ（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）を使用したさまざまなディスプレイが挙げられる。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、別の光源によって提供される光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類され得る。アクティブディスプレイの最も端的な例としては、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。出射光を考慮したときにパッシブとして通常分類されるディスプレイには、ＬＣＤディスプレイ及びＥＰディスプレイが含まれる。
【０００４】
本明細書に記載の原理による実施例及び実施形態のさまざまな特徴は、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、またこれらの図面においては、同様の参照番号が同様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視線方向に対応している特定の主要角度方向を有する、光ビームの角度成分を表すグラフ表示を示す。
【０００７】
【図２Ａ】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。
【０００８】
【図２Ｂ】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平面図を示す。
【０００９】
【図３】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一部の平面図を示す。
【００１０】
【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、一例におけるマルチビューディスプレイのオフセットパターンを表す平面図を示す。
【００１１】
【図４Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのオフセットパターンを表す平面図を示す。
【００１２】
【図５】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの断面図を示す。
【００１３】
【図６】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ブロック図を示す。
【００１４】
【図７】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】
【００１５】
特定の実施例及び実施形態は、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。
【００１６】
本明細書に記載の原理による実施例及び実施形態は、オフセット行に配置されたマルチビームエミッタ（multibeam emitters）及びマルチビューピクセル（multibeam pixels）を使用するバックライトを提供し、これをマルチビューディスプレイに適用する。本明細書の原理と一致するさまざまな実施形態では、極性反転方式（polarity inversion protocol）に従って駆動されるライトバルブを含むマルチビューピクセルのアレイを有する、マルチビューディスプレイが提供される。本マルチビューディスプレイは、行状に配置され、かつマルチビューピクセルに対応している複数のマルチビームエミッタを有する、マルチビームバックライトをさらに備える。マルチビームエミッタの行は、極性反転方式の繰り返し極性間の距離だけ、互いからオフセットされている。さまざまな実施形態によれば、このオフセットは、極性反転方式と関連している可能性のある、マルチビューディスプレイによって表示されるマルチビュー画像内の輝度のちらつきを軽減し、場合によっては解消さえするように構成されている。とりわけマルチビューディスプレイの実施形態では、輝度のちらつきを低減又は解消するために、このオフセットを使用して、極性反転方式に従って異なる（例えば、反対の）極性で駆動される本マルチビューディスプレイ中のライトバルブによって、マルチビュー画像のビュー内で隣り合う画像ピクセルが確実に提供されるようにすることができる。
【００１７】
本明細書では、「二次元ディスプレイ」又は「２Ｄディスプレイ」は、その画像が視認される方向に関係なく、実質的に同じ画像のビューを提供する（すなわち、２Ｄディスプレイにおける所定の視野角内又は視野範囲内で）ように構成されたディスプレイとして定義されている。多くのスマートフォンやコンピュータモニタに見られる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、２Ｄディスプレイの例である。これに対して本明細書では、「マルチビューディスプレイ」を、異なる視線方向で、又は異なる視線方向から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、電子ディスプレイ又は電子ディスプレイシステムと定義している。具体的には、これらの異なるビューは、マルチビュー画像のシーン又はオブジェクトの異なる透視ビューを表すことができる。場合によっては、マルチビューディスプレイは三次元（３Ｄ）ディスプレイと呼ばれることもあり、例えば、マルチビュー画像の異なるビューを２つ同時に視認すると、三次元画像（３Ｄ画像）を視認しているかのような知覚がもたらされる。
【００１８】
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、視認されるマルチビュー画像を表示するための画面１２を備える。画面１２は、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であってもよい。マルチビューディスプレイ１０は、画面１２に対して、異なる視線方向１６でマルチビュー画像の異なるビュー１４を提供している。視線方向１６を、画面１２からさまざまな異なる主要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（すなわち、視線方向１６を示している）の終端にある多角形の斜線付きボックスとして示し、また、４つのビュー１４及び４つの視線方向１６のみを示しているが、これらを全て例示として示すのであって、限定するものではない。なお、図１Ａではこれら異なるビュー１４を画面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、実際には画面１２上又はその近傍に出現する。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に対応している視線方向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。
【００１９】
視線方向、すなわちマルチビューディスプレイの視線方向に対応している方向を有する光ビームは通常、本明細書における定義により、角度成分｛θ、φ｝が示す主要角度方向を有する。本明細書では、角度成分θを、光ビームの「仰角成分」又は「仰角」と呼んでいる。角度成分φを、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と呼んでいる。定義により、仰角θを垂直面内（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に垂直な角度とする一方、方位角φを水平面内（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に平行）の角度としている。
【００２０】
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視線方向（例えば、図１Ａの視線方向１６）に対応している特定の主要角度方向を有する、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、本明細書における定義により、光ビーム２０を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、定義上光ビーム２０は、本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（又は視線方向）の原点Ｏを示している。
【００２１】
また、本明細書では、「マルチビュー画像」や「マルチビューディスプレイ」という用語で使用している「マルチビュー」という用語を、さまざま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、本明細書における定義により、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、本明細書における定義により、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）。
【００２２】
本明細書では「マルチビューピクセル」を、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それぞれにおける「ビュー」ピクセルを表す、ピクセルのセットとして定義している。具体的には、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューそれぞれにおけるビューピクセルに対応するか、又はそれを表す個々のピクセル又はピクセルのセットを有していてもよい。したがって、本明細書における定義により、「ビューピクセル」を、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のビューに対応するピクセル又はピクセルのセットとしている。いくつかの実施形態では、１つのビューピクセルは、１つ又はそれ以上のカラーサブピクセルを含んでいてもよい。加えて、マルチビューピクセル中のビューピクセルを、本明細書における定義により、ビューピクセルのそれぞれが、別々のビューの１つに対応する１つの所定の視線方向と関連付けられているということから、いわゆる「指向性ピクセル」としている。さらに、さまざまな実施例及び実施形態によれば、マルチビューピクセル中のビューピクセルは、異なるビューそれぞれにおいて同等、又は少なくとも実質的に同様の位置若しくは座標を有していてもよい。例えば、第１のマルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューそれぞれにおいて｛ｘ１、ｙ１｝に位置する個々のビューピクセルを有する一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューそれぞれにおいて｛ｘ２、ｙ２｝に位置する個々のビューピクセルを有する、などとしてもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル内のビューピクセルの数は、本マルチビューディスプレイのビューの数に等しくてもよい。例えば、このマルチビューピクセルは、６４個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個のビューピクセルを提供することができる。別の実施例では、本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ビュー）を提供してもよく、その際、このマルチビューピクセルは３２個のビューピクセル（すなわち、各ビューに１つ）を含んでいてもよい。さらに、異なるビューピクセルはそれぞれ、例えば６４個の異なるビューに対応する視線方向の異なる１つに対応する、関連付けられた方向（例えば、光ビームの主要角度方向）を有していてもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、本マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルの数は、本マルチビューディスプレイの各ビューのマルチビューディスプレイ表示におけるビューピクセル（すなわち、選択されたビューを構成しているピクセル）の数と実質的に等しくてもよい。例えば、あるビューが６４０×４８０個のビューピクセル（すなわち、６４０×４８０のビュー解像度）を含む場合、本マルチビューディスプレイは３０７，２００個のマルチビューピクセルを有していてもよい。別の実施例では、当該ビューが１００×１００個のピクセルを含む場合、本マルチビューディスプレイは、全部で１万（すなわち、１００×１００＝１０，０００）のマルチビューピクセルを含んでいてもよい。
【００２４】
本明細書における定義により、「マルチビームエミッタ」は、複数の光ビームを含む光を生成する、バックライト又はディスプレイの構造若しくは要素である。いくつかの実施形態では、このマルチビームエミッタは、ライトガイド内に導波される光の一部を外部に結合することによって光ビームを提供するように、バックライトのライトガイドに光学的に結合されてもよい。そのような実施形態では、マルチビームエミッタは「マルチビーム要素」を含んでいてもよい。他の実施形態では、マルチビームエミッタは、光ビームとして出射される光を生成してもよい（すなわち、光源を含んでいてもよい）。また、マルチビームエミッタによって生成される複数の光ビーム中の光ビームは、本明細書における定義により、互いに異なる主要角度方向を有する。具体的には、定義上、複数の光ビーム中の１つの光ビームは、複数の光ビーム中の別の光ビームとは異なる所定の主要角度方向を有する。さらに、複数の光ビームはライトフィールドを表すことができる。例えば、これら複数の光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に限定されるか、又は複数の光ビーム内の光ビームの別々の主要角度方向を含む、所定の角度広がりを有していてもよい。したがって、これらの光ビームを組み合わせて（すなわち、複数の光ビーム）生じる所定の角度広がりは、ライトフィールドを表すことができる。さまざまな実施形態によれば、さまざまな光ビームの異なる主要角度方向はある特性、例えばマルチビームエミッタのサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むが、これに限定されない特性によって決定される。いくつかの実施形態では、このマルチビームエミッタを、本明細書における定義により、「拡張点光源」、すなわち、マルチビームエミッタの領域にわたって分布している複数の点光源と見なしてもよい。また、このマルチビームエミッタによって生成される光ビームは、本明細書における定義により、また図１Ｂに関して上述したように、角度成分｛θ、φ｝によって示される主要角度方向を有する。
【００２５】
本明細書では、「ライトガイド」を、内部全反射を使用して構造体内の光を導波している、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。「ライトガイド」という用語は通常、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ために、内部全反射を使用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包囲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、内部全反射をさらに促進するために、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んでいてもよい。このコーティングは、例えば反射コーティングであってもよい。このライトガイドは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ライトガイドの任意のものであってもよい。
【００２６】
本明細書では「コリメーション係数」を、光の平行化の程度と定義している。具体的には、コリメーション係数は、本明細書における定義により、平行化された光ビーム内の光線の角度広がりを定義している。例えば、コリメーション係数σは、平行光のビーム内にある光線の大部分が、特定の角度広がり内にあること（例えば、平行光ビームの中心又は主要角度方向を中心に＋／−σ度）を示すことができる。いくつかの実施例によれば、平行光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、また角度広がりは、平行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。
【００２７】
本明細書では、「光源」を、光提供源（例えば、光を発生させて出射するように構成された発光体）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提供源であるか、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提供源のうちの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。この光源によって生成される光はある色を有していてもよく（すなわち、特定の波長の光を含んでいてもよい）、又はある範囲内の波長（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、すなわち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、すなわち波長は、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。
【００２８】
定義上、「広角」放射光を、マルチビュー画像又はマルチビューディスプレイのビューの円錐角よりも大きい円錐角を有する光として定義している。具体的には、いくつかの実施形態では、広角放射光は、約２０度よりも大きい円錐角（例えば、＞±２０°）を有していてもよい。他の実施形態では、この広角放射光の円錐角は、約３０度よりも大きくてもよく（例えば、＞±３０°）、約４０度よりも大きくてもよく（例えば、＞±４０°）、又は５０度よりも大きくてもよい（例えば、＞±５０°）。例えば、広角放射光の円錐角は、約６０度（例えば、＞±６０°）であってもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、この広角放射光の円錐角を、ＬＣＤコンピュータモニタ、ＬＣＤタブレット、ＬＣＤテレビ、又は広角視認に対応した同様のデジタルディスプレイ装置の視野角とほぼ同じとなるように定義してもよい（例えば、約±４０〜６５°）。他の実施形態では、広角放射光はまた、散乱光、略散乱光、無指向性光（すなわち、特定の又は定義されたいずれの指向性も欠く）、又は単一若しくは略均一な方向を有する光として特徴付けられるか、あるいは記載されてもよい。
【００３０】
本明細書において「極性反転」、より詳細には「極性反転方式」は、ライトバルブのアレイを駆動するために使用される、駆動信号の極性スイッチングの構成を指す。例えば、本明細書で定義している極性反転方式に従って、第１のライトバルブは、第１の時間間隔中に正の駆動信号又は励振（例えば、正の駆動電圧Ｖ＋）を使用して駆動されてもよく、その一方で第２のライトバルブは、第１の時間間隔中に負の駆動信号又は励振（例えば、負の駆動電圧Ｖ−）を使用して駆動されてもよい。続いて、本極性反転方式に従って、第２の時間間隔の間に、第１のライトバルブは負の駆動信号又は励振（例えば、Ｖ−）によって駆動されてもよく、また、第２のライトバルブは正の駆動信号又は励振（例えば、Ｖ＋）によって駆動されてもよい。また、これら第１及び第２の時間間隔は、時間の関数としてそれぞれの第１及び第２のライトバルブに等しく正及び負の駆動信号を提供するように、時間的に交互になってもよい。さらに、本極性反転方式では、本明細書における定義により、ライトバルブのアレイ全体にわたる極性反転のパターンを表すことができる。これら極性反転パターンの例には、例えばライン反転パターン（例えば、行反転、列反転など）又はドット反転パターンが含まれるが、これらに限定されない。極性反転又は極性スイッチングを使用して、さまざまなライトバルブのタイプを切り替えることによる有害影響を緩和できる一方、本極性反転方式を使用して、例えばこれらのライトバルブに基づいて発生するディスプレイのちらつきを軽減、又は解消さえすることができる。具体的には、極性反転は、例えば本極性反転の異なる極性状態それぞれにおいて、特定のライトバルブが有する見かけ上の輝度レベルを平均化するように構成されていてもよい。
【００３１】
また、本明細書で使用する場合、冠詞「ａ（１つの）」は、当特許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が意図される。例えば、「（ａ、１つの）マルチビューピクセル」は１つ又はそれ以上のマルチビューピクセルを意味し、したがって、本明細書では、「（ａ、１つの）マルチビューピクセル」は「１つ又はそれ以上のマルチビューピクセル」を意味する。また、本明細書における「上部の（top）」、「下部の（bottom）」、「上側の（upper）」、「下側の（lower）」、「上に（up）」、「下に（down）」、「前（front）」、「後（back）」、「第１の（first）」、「第２の（second）」、「左（left）」又は「右（right）」へのいずれの言及も、本明細書における限定を意図するものではない。本明細書では、「約（about）」という用語は、値に適用される場合、通常その値を生成するために使用される機器の許容範囲内にあることを意味するか、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％、若しくはプラスマイナス１％を意味してもよい。また、本明細書で使用する「実質的に／略（substantially）」という用語は、過半数、あるいはほぼ全て、又は全て、若しくは約５１％〜約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書における実施例は例示を意図するものに過ぎず、説明を目的として示してあり、限定するものではない。
【００３２】
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、マルチビューディスプレイが提供される。図２Ａ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２Ｂ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の平面図を示す。図３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の一部の平面図を示す。
【００３３】
図２Ａ〜図２Ｂに示すマルチビューディスプレイ１００は、マルチビューピクセル１１０のアレイを備える。マルチビューピクセルアレイ中のマルチビューピクセル１１０は、マルチビューディスプレイ１００の複数の異なるビューを提供するように構成されている。さまざまな実施形態によれば、マルチビューピクセル１１０のアレイはライトバルブ１１２を含む。具体的には、例えば図示のように、マルチビューピクセルアレイ中のマルチビューピクセル１１０はライトバルブ１１２のセットを含み、マルチビューピクセル１１０中のビューピクセル１１０’は、マルチビューピクセル１１０を構成しているライトバルブ１１２のセットにおけるライトバルブ１１２に対応している。さまざまな実施形態では、マルチビューピクセルアレイ中のライトバルブ１１２として、例えば液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、又はエレクトロウェッティングに基づくライトバルブを含むが、これらに限定されないさまざまなタイプのライトバルブが使用されてもよい。以下でさらに説明しているように、当該アレイ中のライトバルブ１１２は、マルチビューディスプレイ１００の視線方向に対応する指向性光ビームを変調するように構成されている。マルチビューピクセル１１０は、図２Ｂ及び図３では破線を使用して描写されている。
【００３４】
さまざまな実施形態では、マルチビューピクセルアレイ中のライトバルブ１１２は、極性反転方式に従って駆動されるように構成されている。具体的には、図３は、マルチビューピクセルアレイ中のいくつかのマルチビューピクセル１１０を備えるマルチビューディスプレイ１００の一部を、これらに対応しており、極性反転方式に従って駆動されるライトバルブ１１２と共に示している。図３に示すように、正極性を（＋）記号で示し、負極性を（−）記号で示している。マルチビューピクセルアレイ中のライトバルブ１１２は、いくつかの極性反転方式のいずれかに従って駆動されてもよい。例えば、これらのライトバルブ１１２は、ライトバルブ１１２において隣り合うラインが互いに反対の極性を使用して駆動される、いわゆるライン反転方式によって駆動されてもよい。いくつかの実施形態では、本ライン反転方式をライトバルブ１１２の行に沿って、又はこれらの行に対して実装してもよく、このために、例えば「行」反転方式と呼ぶことができる。他の実施形態では、本ライン反転方式をライトバルブ１１２の列に沿って、又はこれらの列に対して実装してもよく、このために、例えば「列」反転方式と呼ぶことができる。さらに他の実施形態では、ライトバルブ１１２の本反転方式は、別の反転方式、例えばいわゆる「ドット」反転方式や２ライン反転方式（同じ極性を有する隣接ラインのペア）又は異なる反転方式のさまざまな組み合わせを含むが、これらに限定されない反転方式に従って、ライトバルブ１１２が駆動される形態を含んでいてもよい。図３に示すように、例示として、かつ限定することなく、これらのライトバルブ１１２がライン反転方式に従って、具体的には列反転方式に従って駆動されるように図示している。
【００３５】
さまざまな実施形態によれば、本極性反転方式は、ライトバルブ１１２のスイッチングに関連して発生する分極又は他の極性誘起の効果を緩和するように構成されていてもよい。例えば、ライトバルブ１１２がスイッチング媒体として液晶材料を含む場合、本極性反転方式により、ライトバルブ１１２の液晶材料の分極を緩和したり、又は防止したりさえすることができる。具体的には、動作中に単一の極性（例えば、正極性又は負極性のいずれか一方を含む駆動信号）を有する駆動信号（例えば、電界）にさらされる液晶材料（すなわち、液晶ライトバルブ）を含むライトバルブ１１２は、イオンドリフト又は同様の課題を経時的に発生させる恐れがある。液晶材料を含むライトバルブ１１２の極性が周期的に反転することにより、そのようなイオンドリフトの発生率や深刻度を低減したり、ひいては液晶に基づくライトバルブ１１２の使用可能寿命を延長したりすることができる。同様に、極性反転は他の技術、例えば電気泳動ライトバルブ又はエレクトロウェッティングライトバルブを含むが、これらに限定されない技術に基づく、ライトバルブ１１２における極性誘起の影響を緩和するのにも有用である可能性がある。
【００３６】
図２Ａに戻って参照すると、マルチビューディスプレイ１００は、マルチビームバックライト１２０をさらに備える。このマルチビームバックライト１２０は、ライトバルブ１１２を含むマルチビューピクセル１１０のアレイに指向性光（例えば、指向性光ビームとして）を提供するように構成されている。マルチビームバックライト１２０は、２つの実質的に平行で対向している平面（すなわち、上面及び底面）を含む基板の「スラブ」又は実質的に平坦なブロック様の形状であってもよい。さまざまな実施形態によれば、マルチビームバックライト１２０は、行状に配置された複数のマルチビームエミッタ１２２を含む。いくつかの実施形態では、これら複数のマルチビームエミッタ１２２は、例えば図２Ａに示すように、マルチビューピクセル１１０のアレイに隣接するマルチビームバックライト１２０の第１の（又は上）面１２０’に、又はこれに隣接して配置されてもよい。他の実施形態（図示せず）では、複数のマルチビームエミッタ１２２は、マルチビームバックライト１２０の第２の又は背面１２０’’（すなわち、第１の面１２０’に対向している面）に配置されてもよい。さらに他の実施形態では、複数のマルチビーム要素中のマルチビームエミッタ１２２は、第１の面１２０’と第２の面１２０’’との間でマルチビームバックライト１２０の内側に配置されてもよい。
【００３７】
さまざまな実施形態によれば、複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２は、マルチビューピクセルアレイ中の対応するマルチビューピクセル１１０に対し、主要角度方向を有する複数の指向性光ビーム１０２（すなわち、指向性光）を提供するように構成されている。さまざまな実施形態によれば、複数の指向性光ビーム１０２の異なる主要角度方向は、マルチビューディスプレイ１００のそれぞれ異なる視線方向に対応している。具体的には、図２Ａは、例示として、かつ限定することなく、マルチビームバックライト１２０の第１の（又は上）面１２０’から離隔する方向に向かうように図示されている複数の発散する矢印として、指向性光ビーム１０２を示している。
【００３８】
さまざまな実施形態によれば、複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２は、互いから離隔していてもよい。具体的には、複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２は、互いに平行な複数の行状に、マルチビームバックライト１２０の表面にわたり散在していてもよい。さらに、複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２は、有限の空間だけ互いから離隔していてもよく、当該行のそれぞれに沿った個々の異なる要素を表すことができる。すなわち、本明細書における定義により、複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２は、行内で有限の（すなわち、非ゼロの）エミッタ間距離（例えば、有限の中心間距離）によって互いから離隔しており、また定義上これらの行も、同様に互いから離隔している。また、いくつかの実施形態によれば、複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２は通常、当該行内又は隣接する行間のいずれにおいても、互いに交差したり、重なり合ったり、あるいは接触したりしない。
【００３９】
図３に示すマルチビューディスプレイ１００は例示として、かつ限定することなく、４×４のビュー構成内に配置された１６個の異なるビューを提供している。すなわち、マルチビューディスプレイ１００中のマルチビューピクセル１１０は、４×４アレイのビュー（すなわち、１６個のビュー）を提供しており、したがって１６個のビューピクセル１１０’を含み、これらビューピクセル１１０’はそれぞれ、マルチビューピクセルアレイにおいて、複数のライトバルブ１１２のうちの別々のライトバルブ１１２に対応している。したがって、ビューピクセル１１０’のそれぞれは、マルチビューディスプレイ１００における異なるビュー、すなわちマルチビューディスプレイ１００に表示されるマルチビュー画像の異なるビューに対応している。さらに、マルチビューピクセル１１０のアレイ及び同じくそのライトバルブ１１２は、図３に示すように、ライトバルブ１１２の列に沿ったライン反転方式に従って駆動される。
【００４０】
また、図３に示すように、マルチビームエミッタ１２２のアレイ中のマルチビームエミッタ１２２は、マルチビューピクセル１１０のアレイを通して視認することができる。複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ１２２と対応するマルチビューピクセル１１０（例えば、ライトバルブ１１２のセット）との関係は、１対１の関係であってもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、同数のマルチビューピクセル１１０とマルチビームエミッタ１２２とが存在してもよい。図２Ｂ及び図３は、例示としてこの１対１の関係を明示的に示しており、ここでは、ライトバルブ１１２の異なるセットを含むマルチビューピクセル１１０の各々を、太い線で画定して図示しており、また、マルチビューピクセル１１０はそれぞれ、図示しているマルチビームエミッタ１２２の１つ１つに対応している。なお、図３は、マルチビュー画像又はマルチビューディスプレイ１００の番号付きビューに対応する符号（例えば、「１’」、「２’」、「３’」、…）をさらに含む。
【００４１】
図３を参照すると、第２の行ＩＩに沿ったマルチビームエミッタ１２２の位置は、第１の行Ｉに沿ったマルチビームエミッタ１２２の位置に対して行方向にオフセットされている。すなわち、図３に示すように、第２の行ＩＩにあるマルチビームエミッタ１２２の位置は、第１の行Ｉにあるマルチビームエミッタ１２２中の対応する位置から、オフセット距離Δだけオフセットされており、このオフセット距離Δは行方向に存在している。さらに、マルチビームエミッタ１２２とマルチビューピクセル１１０とが１対１の関係にあるために、第１の行Ｉ及び第２の行ＩＩにあるマルチビューピクセル１１０もまた、互いからオフセットされている。なお、図２Ｂでも、マルチビームエミッタ１２２とマルチビューピクセル１１０とが対応していることから、第１及び第２の行Ｉ、ＩＩにあるマルチビューピクセル１１０が、やはりオフセット距離Δだけオフセットされている。その結果、同じビュー番号に対応するビューピクセル１１０’は、第１の行Ｉと第２の行ＩＩとの間で同じ列を共有していない。例えば、第１のマルチビューピクセル１１０−１のビュー「１」に対応するビューピクセル１１０’は、第２のマルチビューピクセル１１０−２のビュー「１’」に対応する別のビューピクセル１１０’と同じ列のライトバルブ１１２内にはない。同様に、第１のマルチビューピクセル１１０−１のビュー「５」に対応するビューピクセル１１０’は、第２のマルチビューピクセル１１０−２のビュー「５’」に対応する別のビューピクセル１１０’とライトバルブ１４０の同じ列内にはない。
【００４２】
いくつかの実施形態によれば、第２の行ＩＩに沿ったマルチビームエミッタ１２２の位置の、第１の行Ｉにあるマルチビームエミッタに対するオフセット距離Δは、行方向に沿った極性反転方式の繰り返し極性間の距離を整数倍したものである。例えば、図３に示すように、ライン反転方式（列反転）では、行に沿って、又は行方向に、１ビューピクセル１１０’おきに、又は１ライトバルブ１１２おきに繰り返し極性を生成している。すなわち、極性（＋／−）は、図示のように行に沿って、若しくは行方向に、１つのビューピクセル１１０’又はライトバルブ１１２から次のビューピクセル１１０’又はライトバルブ１１２へと交互に並んでいる。したがって、本極性反転方式の繰り返し極性間の距離は、図示のように、ビューピクセル１１０’又はライトバルブ１１２のサイズを指す。また、第２の行ＩＩに沿ったマルチビームエミッタ１２２の位置の、第１の行Ｉにあるマルチビームエミッタ１２２に対するオフセット距離Δは、ビューピクセル１１０’又はライトバルブ１１２のサイズを整数倍したものであってもよい。したがって、図３に示すように、第２の行Ｉにあるマルチビームエミッタ１２２は、第１の行Ｉにあるマルチビームエミッタ１２２から、オフセット距離Δだけ行方向に、ビューピクセル１１０’によってオフセットされている。
【００４３】
さまざまな実施形態によれば、第１の行Ｉと第２の行ＩＩとの間に生じるオフセット距離Δは、本極性反転方式に従って、対応するライトバルブ１１２においてそのライトバルブ極性が異なっている第１のマルチビューピクセル１１０−１及び第２のマルチビューピクセル１１０−２のそれぞれの選択された指向性光ビームを提供するように構成されていてもよい。すなわち、特定のビュー（例えば、ビュー１又はビュー５）に対応する所与のビューピクセル１１０’では、第１のマルチビューピクセル１１０−１のライトバルブ極性が、第２のマルチビューピクセル１１０−２のライトバルブ極性とは異なっている。例えば、第１の行Ｉにあるマルチビューピクセル１１０−１中のビューピクセル１１０’（例えば、ビュー１又はビュー５に対応する）が有するライトバルブ極性は、第２の行ＩＩにある第２のマルチビューピクセル１１０−２中の対応するビューピクセル１１０’（ビュー１又はビュー５に対応する）が有するライトバルブ極性とは異なっている。具体的には、図３に示すように、第１のマルチビューピクセル１１０−１のビュー１に対応するライトバルブ１１２は正極性（＋）を有する一方、隣接する第２のマルチビューピクセル１１０−２のビュー１に対応するライトバルブ１１２は、負極性（−）を有する。さまざまな実施形態によれば、マルチビューディスプレイ１００中のマルチビームエミッタ１２２又はマルチビューピクセル１１０（マルチビームエミッタ１２２とそれらに対応するマルチビューピクセル１１０との１対１の関係による）における第１の行Ｉと第２の行ＩＩとの間に生じるオフセット距離Δは、さまざまな異なるパターンでマルチビューディスプレイ１００全体において繰り返されてもよい。
【００４４】
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、一例におけるマルチビューディスプレイ１００のオフセットパターンを表す平面図を示す。図４Ｂ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、一例におけるマルチビューディスプレイ１００のオフセットパターンを表す平面図を示す。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、正方形はそれぞれ、特定のマルチビューピクセル１１０に対応する特定のマルチビームエミッタ１２２を表している。図示のように、マルチビームエミッタ１２２の第１の行と第２の行（そしてその延長で破線によって示しているマルチビューピクセル１１０）とは隣接しており、オフセット距離Δ、例えばライトバルブ１１２の幅だけ行方向にオフセットされている。また、図４Ａでは、マルチビームエミッタ１２２の第３の行は第２の行に隣接しており、マルチビームエミッタ１２２の第２の行と同じ方向に、オフセット距離Δだけ第２の行からオフセットされている。さらに、図示のように、第３の行に隣接している第４の行は、第３の行と同じ方向に、第３の行からオフセットされており、以下同様に続く。図４Ｂでは、オフセットパターンの繰り返しが異なっている。そこでは、連続番号が付されているマルチビームエミッタ１２２の行、すなわちマルチビューピクセル１１０の行のシーケンスにおいて、第１、第３、及び第５の行などが互いに整列されている（すなわち、オフセットされていない）のに対し、第２、第４、及び第６の行は、それぞれ行方向に第１の行、第３の行、及び第５の行からオフセット距離Δだけオフセットされている。その結果、図４Ｂに示すように、偶数行と奇数行とが行方向に互いからオフセットされている。
【００４５】
再度図２Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタ１２２のサイズは、マルチビューディスプレイ１００中のライトバルブ１１２（すなわち、マルチビューピクセル１１０中のビューピクセル１１０’）のサイズと同等であってもよい。本明細書では、この「サイズ」を、さまざまな方法、例えば長さ、幅、又は面積を含むが、これらに限定されないさまざまな方法のいずれかで定義していてもよい。例えば、ライトバルブ１１２のサイズはライトバルブの長さであってもよく、これと同等であるマルチビームエミッタ１２２のサイズも同様に、マルチビームエミッタ１２２の長さであってもよい。別の実施例では、サイズは、マルチビームエミッタ１２２の面積をライトバルブ１１２の面積と同等にすることができるような面積を指していてもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、このマルチビームエミッタ１２２のサイズを、このマルチビームエミッタのサイズがライトバルブのサイズの約５０パーセント（５０％）〜約２００パーセント（２００％）となるように、ライトバルブのサイズと同等にしている。例えば、このマルチビームエミッタのサイズを「ｓ」で示し、ライトバルブのサイズを「Ｓ」で示す場合（例えば、図２Ａに示すように）、マルチビームエミッタのサイズｓを式（１）で次のように示すことができる。
【数１】
2022501649.tif 000003
【００４７】
他の実施例では、マルチビームエミッタのサイズはライトバルブのサイズの約６０パーセント（６０％）よりも大きく、あるいはライトバルブのサイズの約７０パーセント（７０％）よりも大きく、又はライトバルブのサイズの約８０パーセント（８０％）よりも大きく、若しくはライトバルブのサイズの約９０パーセント（９０％）よりも大きく、また、マルチビームエミッタ１２２はライトバルブのサイズの約１８０パーセント（１８０％）よりも小さく、あるいはライトバルブのサイズの約１６０パーセント（１６０％）よりも小さく、又はライトバルブのサイズの約１４０パーセント（１４０％）よりも小さく、若しくはライトバルブのサイズの約１２０パーセント（１２０％）よりも小さい。例えば、「同等のサイズ」であることから、マルチビームエミッタのサイズは、ライトバルブのサイズの約７５パーセント（７５％）〜約１５０パーセント（１５０％）であってもよい。別の実施例では、マルチビームエミッタのサイズがライトバルブのサイズの約１２５パーセント（１２５％）〜約８５パーセント（８５％）である場合、マルチビームエミッタ１２２をライトバルブ１１２と同等のサイズとすることができる。いくつかの実施形態によれば、マルチビームエミッタ１２２とライトバルブ１１２とが該当する同等のサイズは、本マルチビューディスプレイのビュー間の暗い領域を低減するように、又はいくつかの実施例では最小化するように選択されてもよく、その一方で同時に、本マルチビューディスプレイのビュー間の重なりを低減するように、又はいくつかの実施例では最小化するように選択されてもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタ１２２の形状は、マルチビューピクセル１１０の形状、すなわちマルチビューピクセル１１０に対応するライトバルブ１１２のセット（又はサブアレイ）の形状と同等である。例えば、マルチビームエミッタ１２２の形状は正方形であってもよく、また、マルチビューピクセル１１０の形状（又は対応するライトバルブ１１２のセットの構成）は、図２Ｂに示すように、実質的に正方形であってもよい。別の実施例では、マルチビームエミッタ１２２の形状は長方形であってもよく、これはすなわち、幅又は横方向寸法よりも長さ又は縦方向寸法が大きくてもよいことを意味する。本実施例では、マルチビームエミッタ１２２に対応するマルチビューピクセル１１０の形状（すなわちライトバルブ１１２のセットの構成）は、類似の長方形形状であってもよい。さらに他の実施例（図示せず）では、マルチビームエミッタ１２２及びこれらに対応するマルチビューピクセル１１０の形状は、さまざまな形状、例えば三角形形状、六角形形状、又は円形形状を含むか、若しくはこれらを少なくとも近似するが、これらに限定されないさまざまな形状である。
【００４９】
さらに、複数のマルチビームエミッタにおいて隣り合うマルチビームエミッタ１２２間の距離は、隣り合うマルチビューピクセル１１０間の距離に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、複数のマルチビームエミッタにおいて隣り合うマルチビームエミッタ１２２のペア間のエミッタ間距離（例えば、中心間距離）は、これに対応しており、例えばライトバルブのセットによって表される、対応する隣り合うマルチビューピクセル１１０のペア間のピクセル間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。例えば、図２Ｂに示すように、第１のマルチビームエミッタ１２２ａと第２のマルチビームエミッタ１２２ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブのセット１１２ａと隣接するマルチビューピクセル１１０における第２のライトバルブのセット１１２ｂとの間の中心間距離Ｄに実質的に等しい。他の実施形態（図示せず）では、マルチビームエミッタ１２２のペア及びこれらに対応するライトバルブのセットが有する相対的な中心間距離は異なっていてもよく、例えば、マルチビームエミッタ１２２のエミッタ間間隔（すなわち、中心間距離ｄ）は、マルチビューピクセル１１０を表すライトバルブのセット間の間隔（すなわち、中心間距離Ｄ）よりも大きいか、又は小さいかのいずれか一方であってもよい。
【００５０】
さらに図２Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、マルチビームバックライト１２０はライトガイド１２４をさらに含んでいてもよい。ライトガイド１２４は、本ライトガイドの長さに沿って、導波光１０４（すなわち、導波光ビーム）として光を導波するように構成されている。例えば、ライトガイド１２４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、屈折率差は、ライトガイド１２４の１つ又はそれ以上の導波モードに従って、導波光１０４の内部全反射を促進するように構成されている。
【００５１】
いくつかの実施形態では、このライトガイド１２４は、光学的に透過性な誘電体材料の実質的に平板のシートの、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板状光導波路（つまり、板状ライトガイド）であってもよい。この誘電体材料で構成された実質的に平面状のシートは、内部全反射を使用して導波光１０４を導波するように構成されている。さまざまな実施例によれば、このライトガイド１２４の光学的に透過性の材料は、さまざまな誘電体材料、例えばさまざまなタイプのガラス（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な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さまざま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。いくつかの実施例では、ライトガイド１２４は、ライトガイド１２４の表面の少なくとも一部（例えば、第１の面又は第２の面のうち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。いくつかの実施例によれば、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。
【００５２】
さらに、いくつかの実施形態によれば、ライトガイド１２４は、ライトガイド１２４の対向面間の非ゼロの伝搬角度での内部全反射に従って、導波光１０４を導波するように構成されている。具体的には、導波光１０４は、非ゼロの伝搬角度でライトガイド１２４の表面間で反射又は「跳ね返る」ことによって伝搬している。いくつかの実施形態では、異なる色の光を含む導波光１０４中の複数の導波光ビームは、異なる色固有の非ゼロの伝搬角度のそれぞれで、ライトガイド１２４によって導波されてもよい。なお、図示を簡単にするために、図２Ａには非ゼロの伝搬角度を示していない。ただし、伝搬方向１０３を示す太字矢印は、図２Ａのライトガイド長に沿った導波光１０４の一般的な伝搬方向を示している。
【００５３】
いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ１００中のマルチビームエミッタ１２２は、マルチビーム要素を含む。マルチビームエミッタ１２２中のマルチビーム要素は、マルチビュー画像又はマルチビューディスプレイ１００の視線方向に対応する主要角度方向を有する複数の指向性光ビーム１０２として、ライトガイド１２４からの光を外部に散乱させるように構成されている。さまざまな実施形態によれば、このマルチビーム要素は、導波光１０４の一部を外部に散乱させるように構成された、いくつかの異なる構造体のいずれかを含んでいてもよい。例えば、これらの異なる構造体には、回折格子、微小反射素子、微小屈折素子、又はそれらのさまざまな組み合わせが含まれてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を含むマルチビーム要素は、主要角度方向が異なる複数の指向性光ビームとして、導波光部分を外部に回折散乱させるように構成されている。他の実施形態では、微小反射素子を含むマルチビーム要素は、導波光部分を複数の指向性光ビームとして外部に反射散乱させるように構成されているか、あるいは、微小屈折素子を含むマルチビーム要素は、屈折によって、又は屈折を用いて、導波光部分を複数の指向性光ビームとして外部に散乱させる（すなわち、導波光部分を外部に屈折散乱させる）ように構成されている。
【００５４】
いくつかの実施形態では（例えば、図２Ａに示すように）、マルチビューディスプレイ１００は光源１２６をさらに備えていてもよい。さまざまな実施形態によれば、光源１２６は、ライトガイド１２４内で導波される光を提供するように構成されている。具体的には、光源１２６は、ライトガイド１２４の入射面又は入射端（入力端）に隣接配置されていてもよい。さまざまな実施形態では、光源１２６は、実質的に任意の光提供源（例えば、発光体）、例えば、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）若しくはレーザ（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提供源を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、光源１２６は、特定の色が示す狭帯域スペクトルを有する、実質的に単色の光を発生させるように構成された、発光体を含んでいてもよい。具体的には、この単色の光が有する色は、特定の色空間又はカラーモデル（例えば、赤、緑、青（red-green-blue：ＲＧＢ）に基づくカラーモデル）の原色であってもよい。他の実施例では、光源１２６は、実質的に広帯域又は多色の光を提供するように構成された、実質的に広帯域の光源であってもよい。例えば、光源１２６は白色光を提供することができる。したがって、光源１２６は、異なる色の光を提供するように構成された、複数の異なる発光体を含んでいてもよい。異なる色の光のそれぞれに対応する導波光において、それぞれ異なる、色固有の非ゼロの伝搬角度を有する光を提供するように、これら異なる発光体が構成されていてもよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、導波光１０４は平行化されてもよいし、又は平行光ビーム（例えば、以下に述べるように、コリメータによって提供される）であってもよい。本明細書では、「平行光」又は「平行光ビーム」を通常、光ビームの光線の角度広がりが、光ビーム内で所定の又は定義された範囲に実質的に限定されている光ビーム（例えば、導波光１０４）と定義している。また、この平行光ビームから発散するか、又は散乱する光線を、本明細書における定義により、平行光ビームの一部と見なしてはいない。さらに、さまざまな実施形態では、この導波光１０４はコリメーション係数σに従って、又はコリメーション係数がσとなるように平行化されてもよい。
【００５６】
他の実施形態（図示せず）では、マルチビームエミッタ１２２はアクティブな発光体を含んでいてもよい。本明細書において、「アクティブな」発光体とは、駆動されると（例えば、電圧又は電流がアクティブな発光体に印加されると）光を生成するように構成された発光体を指す。マルチビームエミッタ１２２として使用できる発光体には、例えば微小発光ダイオード（μＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、又は同様の発光構造体が含まれてもよいが、これらに限定されない。マルチビームエミッタ１２２が発光体を含む場合、マルチビームバックライト１２０は、例えばライトガイド１２４又は光源１２６を含まなくてもよい。代わりに、マルチビームバックライト１２０は、アクティブな発光体を含むマルチビームエミッタ１２２を支持するように構成された、基板を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、基板は透明又は実質的に透明であってもよい。
【００５７】
本明細書に記載の原理と一致する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１００は、マルチビームバックライト１２０に隣接する広角バックライトをさらに備えていてもよい。この広角バックライトを使用して、二次元（２Ｄ）モードでの２Ｄ画像の表示を容易にすることができる一方、マルチビームバックライト１２０を使用して、例えばマルチビューモードでマルチビュー画像を表示することができる。図５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、一例におけるマルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。いくつかの実施形態では、図５に示すマルチビューディスプレイ１００は、これに広角バックライトを追加したことを除いて、上記のマルチビューディスプレイ１００と実質的に同様であってもよい。
【００５８】
具体的には、図５は上記のように、マルチビームエミッタ１２２を有するマルチビームバックライト１２０と共に、マルチビューピクセル１１０のアレイ中のライトバルブ１１２を、マルチビューディスプレイ１００が備える様子を示している。図示のように、マルチビームバックライト１２０は、ライトバルブ１１２に隣接するライトガイド１２４の表面、すなわちマルチビームバックライト１２０の第１の面１２０’上に複数のマルチビームエミッタ１２２が配置されている状態の、ライトガイド１２４をさらに含む。図５において示すマルチビューディスプレイ１００は、広角バックライト１３０をさらに備える。この広角バックライト１３０は、マルチビームバックライト１２０において、ライトバルブアレイに隣接する側面に対向する側面に配置されている。具体的には、広角バックライト１３０は、図示のように、マルチビームバックライト１２０において、第１の面１２０’に対向する第２の面１２０’’に隣接している。さまざまな実施形態によれば、広角バックライト１３０は、広角放射光１０６を提供するように構成されている。
【００５９】
マルチビューディスプレイ１００において、マルチビームバックライト１２０（例えば、ライトガイド１２４を含む）は、広角バックライト１３０から出射される広角放射光１０６に対して、光学的に透過性となるように構成されている。具体的には、ライトガイド１２４は、マルチビームバックライト１２０中の複数のマルチビームエミッタ１２２と共に、通常はマルチビームバックライト１２０の第２の面１２０’’から第１の面１２０’へと至る方向に伝搬する広角放射光１０６に対して、光学的に透過性となるように構成されている。したがって、広角放射光１０６は広角バックライト１３０から出射され、次いで、マルチビームバックライト１２０の厚さを透過する（すなわちライトガイド１２４の厚さと等価な厚みを透過する）ことができる。したがって、広角バックライト１３０からの広角放射光１０６は、マルチビームバックライト１２０の第２の面１２０’’（すなわちライトガイド１２４の第２の面）の厚さを透過して受光され、次いでマルチビームバックライト１２０の厚さを透過し（すなわちライトガイド１２４の厚さを透過する）、その後マルチビームバックライト１２０の第１の面１２０’（又はライトガイド１２４の第１の面）から出射されてもよい。マルチビームバックライト１２０は、広角放射光１０６に対して光学的に透過性となるように構成されているので、いくつかの実施形態によれば、広角放射光１０６は、マルチビームバックライト１２０による影響を実質的に受けない。
【００６０】
さまざまな実施形態によれば、図５のマルチビューディスプレイ１００を、２Ｄモード（２Ｄ）又はマルチビューモード（マルチビュー）で選択的に動作させることができる。２Ｄモードでは、マルチビューディスプレイ１００は、広角バックライト１３０によって提供される広角放射光１０６を出射するように構成されている。次に、広角放射光１０６は、この２Ｄモード中に２Ｄ画像を提供するように、ライトバルブ１１２によって変調されてもよい。あるいは、マルチビューモードでは、マルチビューディスプレイ１００は前述したように、マルチビームバックライト１２０によって提供される指向性光ビーム１０２を出射するように構成されている。また上記のように、出射された指向性光ビーム１０２は、マルチビュー画像を提供又は表示するように、マルチビューピクセル１１０中のライトバルブ１１２によって変調されてもよい。結果として、マルチビームバックライト１２０と広角バックライト１３０とを組み合わせて、デュアルモード（２Ｄ／３Ｄ）ディスプレイで使用することができ、例えば、このデュアルモードディスプレイでは、例えば２Ｄ画像とマルチビュー画像とを切り替えて表示することができる。
【００６１】
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、マルチビューディスプレイ２００が開示される。図６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２００のブロック図を示す。図示のように、マルチビューディスプレイ２００は、光を導波光として導波するように構成された、ライトガイド２１０を備える。さまざまな実施形態によれば、このライトガイド２１０は、内部全反射を使用して導波光を導波するように構成されていてもよい。さらに、この導波光はライトガイド２１０によって、又はライトガイド２１０内で、非ゼロの伝搬角度で導波されてもよい。いくつかの実施形態では、ライトガイド２１０は、前述したマルチビューディスプレイ１００中のライトガイド１２４と実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、この導波光は平行化されてもよいし、又は平行光ビームであってもよい。具体的には、いくつかの実施形態では、この導波光はコリメーション係数σに従って、又はコリメーション係数がσとなるように平行化されてもよい。
【００６２】
図６に示すマルチビューディスプレイ２００は、行状に配置されたマルチビーム要素２２０のアレイをさらに備える。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素アレイ中のマルチビーム要素２２０は、上述したマルチビューディスプレイ１００の複数のマルチビームエミッタ１２２と実質的に同様であってもよい。具体的には、マルチビーム要素２２０のアレイは、マルチビューディスプレイ２００中のマルチビューピクセルと関連付けられた指向性放射光２０２として、導波光の一部を外部に散乱させるように構成されている。さまざまな実施形態によれば、この指向性放射光２０２は、マルチビューディスプレイ２００のそれぞれ異なる視線方向に対応する主要角度方向を有する、複数の指向性光ビームを含む。さらに、さまざまな実施形態によれば、マルチビーム要素アレイ中のマルチビーム要素は、ライトガイド２１０の表面又は内部のいずれかに配置されていてもよい。
【００６３】
マルチビューディスプレイ２００は、ライトバルブ２３０のアレイをさらに備える。このライトバルブ２３０のアレイは、指向性放射光２０２を変調して、マルチビュー画像を提供するように構成されている。ライトバルブアレイ中の異なるライトバルブ２３０のセットは、マルチビューディスプレイ２００中のマルチビューピクセルの異なるセットに対応している。いくつかの実施形態によれば、ライトバルブ２３０のアレイ中のライトバルブ２３０は、マルチビューディスプレイ１００に関して上述した複数のライトバルブ中のライトバルブ１１２と実質的に同様であってもよい。例えば、ライトバルブ２３０は、いくつかの異なるタイプのライトバルブ、例えば液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、又はエレクトロウェッティングに基づくライトバルブを含むが、これらに限定されないいくつかの異なるタイプのライトバルブのいずれかを含んでいてもよい。さらに、さまざまな実施形態では、ライトバルブアレイ中のライトバルブ２３０は、極性反転方式に従って駆動されるように構成されている。この極性反転方式は、ライトバルブアレイ中の液晶ライトバルブにおける液晶媒体の分極、及び他のタイプのライトバルブにおける同様の影響を緩和するように構成されていてもよい。
【００６４】
さまざまな実施形態によれば、ライトバルブ２３０のアレイは、任意の数の極性反転方式に従って駆動されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ライトバルブ２３０のアレイは、ライン反転方式に従って駆動されてもよい。このライン反転方式は、例えば、ライトバルブ２３０のアレイの行（行反転）又は列（列反転）に沿って行われてもよい。他の実施形態では、ライトバルブ２３０のアレイは、ドット反転方式に従って駆動されてもよい。さらに他の実施形態では、ライトバルブ２３０のアレイは、２ライン反転方式に従って駆動されてもよい。なおも他の実施形態では、ライトバルブ２３０のアレイは、これらの反転方式のさまざまな組み合わせに従って駆動されてもよい。
【００６５】
さらに、いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素アレイ中のマルチビーム要素２２０の第１の行は、マルチビーム要素アレイ中のマルチビーム要素２２０の第２の行に対してオフセットされていてもよい。いくつかの実施形態では、このオフセットは、マルチビーム要素２２０のアレイの行方向で生じてもよい。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素アレイ内のマルチビーム要素２２０の第１の行と第２の行との間に生じるオフセット又はオフセット距離のサイズは、ライトバルブアレイの極性反転方式における繰り返し極性間の距離を整数倍したものであってもよい。例えば、ライトバルブアレイがドット反転方式に従って駆動される場合、繰り返し極性間の距離は、およそライトバルブの幅又はビューピクセルの幅である。したがって、マルチビーム要素の第１の行と第２の行とは、例えば、ライトバルブ幅の距離だけオフセットされてもよい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素の第１の行と第２の行との間に生じるオフセットは、ライトバルブアレイの極性反転方式と関連している可能性のある、マルチビュー画像内のピクセルのちらつきを軽減するように構成されている。例えば、このオフセットにより、第１の行のマルチビーム要素２２０からの指向性光ビームが、ライトバルブ２３０によって確実に変調されるようにすることができ、このライトバルブ２３０は、第２の行の別のマルチビーム要素２２０からの別の指向性光ビームを変調する別のライトバルブ２３０の極性と比較した場合に、本極性反転方式に従って反対又は異なる極性を有するものである。
さらに、本極性反転方式に従って反対又は異なる極性を有するライトバルブ２３０を使用して、指向性光ビームが変調される場合、本極性反転方式の極性スイッチングと関連するちらつきを軽減、又は解消さえすることができ、これはとりわけ、この指向性光ビームが、マルチビュー画像のビューにおいて隣り合うピクセルに対応しているときに顕著になる。
【００６７】
さまざまな実施形態では、マルチビーム要素アレイ中のマルチビーム要素２２０のサイズは、ライトバルブアレイ中のライトバルブ２３０のサイズと同等であってもよい。いくつかの実施形態では、このマルチビーム要素２２０のサイズを、このマルチビーム要素のサイズがライトバルブのサイズの約５０パーセント（５０％）〜約２００パーセント（２００％）となるように、ライトバルブのサイズと同等にしている。さらに、マルチビーム要素２２０の形状は、マルチビューピクセルの形状と同等であってもよい。例えば、マルチビーム要素２２０の形状は正方形であってもよく、また、マルチビューピクセルは、実質的に正方形状であってもよい。別の実施例では、マルチビーム要素２２０の形状は長方形であってもよく、これはすなわち、幅又は横方向寸法よりも長さ又は縦方向寸法が大きくてもよいことを意味し、また、マルチビーム要素２２０は、実質的に長方形状であってもよい。またさらに、マルチビーム要素アレイにおいて隣り合うマルチビーム要素２２０間の距離は、マルチビューディスプレイ２００において隣り合うマルチビューピクセル間の距離に等しくてもよい。例えば、マルチビーム要素アレイにおいて隣り合うマルチビーム要素２２０のペア間の要素間距離（例えば、中心間距離）は、これに対応しており、例えばライトバルブアレイ中のライトバルブ２３０のセットによって表される、隣り合うマルチビューピクセルの対応するペア間のピクセル間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素アレイ中のマルチビーム要素２２０は、導波光の一部を外部に散乱させるように構成された、いくつかの異なる構造体のいずれかを含んでいてもよい。例えば、これらの異なる構造体には、回折格子、微小反射素子、微小屈折素子、又はそれらのさまざまな組み合わせが含まれてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を含むマルチビーム要素２２０は、主要角度方向が異なる複数の指向性光ビームとして、導波光部分を外部に回折散乱させるように構成されている。他の実施形態では、微小反射素子を含むマルチビーム要素２２０は、導波光部分を複数の指向性光ビームとして外部に反射散乱させるように構成されているか、あるいは、微小屈折素子を含むマルチビーム要素２２０は、屈折によって、又は屈折を用いて、導波光部分を複数の指向性光ビームとして外部に散乱させる（すなわち、導波光部分を外部に屈折散乱させる）ように構成されている。
【００６９】
図６に示すように、いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ２００は、ライトガイド２１０の入力部に光学的に結合された、光源２４０をさらに備えていてもよい。光源２４０は、前述したマルチビューディスプレイ１００中の光源１２６と実質的に同様であってもよい。光源２４０は、導波光として導波される光をライトガイド２１０に提供するように構成されている。いくつかの実施形態では、光源２４０は、ライトガイド２１０の入射面に隣接配置されていてもよく、また、実質的に任意の光提供源、例えば、ＬＥＤ又はレーザを含むが、これらに限定されない実質的に任意の光提供源を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、光源２４０は、異なる色の光を提供するように構成された、複数の異なる発光体を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、この光源によって提供される光は平行化されてもよいし、又は平行光ビームであってもよい。さらに、さまざまな実施形態では、この光はコリメーション係数σに従って平行化されてもよい。
【００７０】
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、マルチビューディスプレイの動作方法３００が提供される。図７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動作方法３００を表すフローチャートを示す。マルチビューディスプレイの動作方法３００は、マルチビームバックライト中のマルチビームエミッタのアレイを使用して指向性光ビームを出射すること３１０であって、これらマルチビームエミッタアレイ中のマルチビームエミッタは、オフセット行に配置される、こと３１０を含む。例えば、これらのマルチビームエミッタの行は、マルチビームエミッタアレイの列方向又は行方向のいずれかにオフセットされてもよい。いくつかの実施形態では、これらのマルチビームエミッタは、マルチビューディスプレイ１００に関して上述した複数のマルチビーム要素中のマルチビームエミッタ１２２と実質的に同様であってもよい。さらに、さまざまな実施形態によれば、これらの指向性光ビームは、マルチビューディスプレイの異なる視線方向に対応する方向を有する。
【００７１】
方法３００は、マルチビュー画像を表示するように、ライトバルブのアレイを使用して指向性光ビームを変調すること３２０をさらに含む。これらのライトバルブアレイ中のライトバルブは、上記のマルチビューディスプレイ１００中のライトバルブ１１２と実質的に同様であってもよい。例えば、とりわけ液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、又はエレクトロウェッティングライトバルブなどのうちの１つ又はそれ以上を、指向性光ビームを変調すること３２０を目的としたライトバルブアレイ中のライトバルブとして使用してもよい。さまざまな実施形態によれば、ライトバルブアレイ中のライトバルブのセットは、本マルチビューディスプレイ中のマルチビューピクセルに対応していてもよい。例えば、ライトバルブアレイ中の４×４のライトバルブのセットは、本マルチビューディスプレイ中のマルチビューピクセルに対応していてもよい。同様に、ライトバルブアレイ中のライトバルブは、例えばマルチビューピクセル中のビューピクセルに対応していてもよい。
【００７２】
さまざまな実施形態では、ライトバルブアレイは極性反転方式に従って駆動されている。上記のように、本極性反転方式は、さまざまな影響、例えば、液晶ライトバルブとして具現化されたライトバルブの液晶媒体の分極を含むが、これに限定されないさまざまな影響を緩和するように構成されていてもよい。さまざまな実施形態では、このライトバルブのアレイは、任意の数の極性反転方式に従って駆動されてもよい。例えば、このライトバルブのアレイは、ライン反転方式に従って駆動されてもよい。このライン反転方式は、例えば、ライトバルブのアレイの行（行反転）又は列（列反転）に沿って行われてもよい。他の実施例では、ライトバルブのアレイは、ドット反転方式又は２ライン反転方式に従って駆動されてもよい。さらに他の実施例では、ライトバルブのアレイは、これらの反転方式、及び場合によっては他の反転方式の組み合わせを用いて駆動されてもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタの行間に生じるオフセットは、オフセット行に沿った本極性反転方式における繰り返し極性間の距離を整数倍したものである。例えば、ドット反転方式に従って駆動されるライトバルブアレイでは、繰り返し極性間の距離は、ライトバルブの幅又はビューピクセルの幅である。したがって、マルチビーム要素の第１の行と第２の行とは、ライトバルブ幅の距離だけオフセットされていてもよい。
【００７４】
さまざまな実施形態では、オフセット行間にオフセットが生じることにより、本極性反転方式に従って、そのライトバルブ極性が異なっている第１のマルチビューピクセル及び第２のマルチビューピクセルのそれぞれにおいて、選択された指向性光ビームがもたらされる。例えば、マルチビューピクセルの特定のビュー（例えば、ビュー１）に対応するライトバルブは正極性を有していてもよい一方、オフセット行内であるが同じ列内の別のマルチビューピクセルの同じビューに対応するライトバルブは、負極性を有していてもよい。
【００７５】
いくつかの実施形態（図示せず）では、方法３００で使用されるマルチビームバックライトは、ライトガイドをさらに含む。このライトガイドは、例えば、マルチビューディスプレイ１００中のライトガイド１２４と実質的に同様であってもよい。これらの実施形態では、指向性光ビームを出射すること３１０は、ライトガイド内に導波光として光を導波することをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態によれば、この光は、ライトガイドの対向内面間で、非ゼロの伝搬角度で導波されてもよい。さらに、指向性光ビームを出射すること３１０は、マルチビーム要素を含むマルチビームエミッタを使用して、複数の指向性光ビームとして、ライトガイドから導波光の一部を散乱させることを含んでいてもよい。このマルチビームエミッタは、上記のマルチビューディスプレイ１００中のマルチビームエミッタ１２２と実質的に同様であってもよい。したがって、マルチビームエミッタ中のマルチビーム要素は、導波光の一部を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、導波光の一部を外部に反射散乱させるように構成された微小反射構造体、又は導波光の一部を外部に屈折散乱させるように構成された微小屈折構造体のうちの、１つ又はそれ以上を含んでいてもよい。他の実施形態では、マルチビームエミッタ中のマルチビーム要素は、アクティブな発光体、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などを含むが、これらに限定されないアクティブな発光体を含んでいてもよい。
【００７６】
さらに、マルチビームエミッタのサイズは、ライトバルブアレイ中のライトバルブのサイズと同等であってもよい。いくつかの実施形態では、このマルチビームエミッタのサイズを、このマルチビーム要素のサイズがライトバルブのサイズの約５０パーセント（５０％）〜約２００パーセント（２００％）となるように、ライトバルブアレイ中のライトバルブのサイズと同等にしていてもよい。
【００７７】
いくつかの実施形態（図示せず）では、マルチビューディスプレイの動作方法３００は、ライトガイドの入力部に光学的に結合された光源を使用して、ライトガイドによって導波される光を提供することをさらに含んでいてもよい。この光源は、上記のマルチビューディスプレイ１００中の光源１２６と実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、この光源は、非ゼロの伝搬角度を有する光を提供することができる。さらに、さまざまな実施形態では、この光源は、平行光、すなわちコリメーション係数σを有する光を提供することができる。
【００７８】
このように、オフセット行に配置されたマルチビューピクセル及びマルチビームエミッタのアレイを備えた、マルチビューディスプレイ並びにマルチビューディスプレイの動作方法の実施例及び実施形態について記載してきた。上述した実施例は、本明細書に記載の原理を示す多くの特定の実施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】
2022501649.tif 000004
【図１Ｂ】
2022501649.tif 000005
【図２Ａ】
2022501649.tif 000006
【図２Ｂ】
2022501649.tif 000007
【図３】
2022501649.tif 000008
【図４Ａ】
2022501649.tif 000009
【図４Ｂ】
2022501649.tif 000010
【図５】
2022501649.tif 000011
【図６】
2022501649.tif 000012
【図７】
2022501649.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月9日(2021.4.9)
【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】
極性反転方式に従って駆動されるように構成されたライトバルブを含むマルチビューピクセルのアレイと、
行状に配置された複数のマルチビームエミッタを有するマルチビームバックライトであって、前記複数のマルチビームエミッタ中のマルチビームエミッタ（a multibeam emitter of the multibeam emitter plurality）が、前記マルチビューピクセルアレイ中のマルチビューピクセル（a multivew pixel of the multiview pixel array）に対し、前記マルチビューディスプレイの異なる視線方向に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを提供するように構成されている、マルチビームバックライトと、を備え、
第２の行に沿った前記マルチビームエミッタの位置が、第１の行に沿った前記マルチビームエミッタの位置に対して、オフセット距離だけ行方向にオフセットされており、前記オフセット距離が、前記行方向に沿った前記極性反転方式の繰り返し極性間の距離を整数倍したものである、
マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記第１の行と前記第２の行との間に生じる前記オフセット距離が、前記極性反転方式に従って、異なるライトバルブ極性を有する第１のマルチビューピクセル及び第２のマルチビューピクセルのそれぞれの選択された指向性光ビームを提供するように構成されている、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記極性反転方式が、前記マルチビューピクセルアレイ内のライトバルブの隣接列における列極性反転を含む、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記マルチビームエミッタのサイズが、前記マルチビューピクセル中のライトバルブのサイズの２分の１〜前記ライトバルブのサイズの２倍である、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記マルチビームエミッタの形状が前記マルチビューピクセルの形状と同等であるか、あるいは前記複数のマルチビームエミッタにおいて隣り合う前記マルチビームエミッタ間の距離が、前記マルチビューピクセルアレイにおいて隣り合うマルチビューピクセル間の距離に等しいかの一方又は両方である、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記マルチビームバックライトが、前記ライトガイドの長さに沿って、導波光として光を導波するように構成されたライトガイドをさらに含み、
前記マルチビームエミッタが、前記導波光の一部を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マルチビーム要素を含む、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記マルチビーム要素が、前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして外部に回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして外部に反射散乱させるように構成された微小反射構造体、又は前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして外部に屈折散乱させるように構成された微小屈折構造体のうちの、１つ又はそれ以上を含む、請求項６に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記ライトガイドの入力部に光学的に結合された光源であって、前記光源が前記光を前記ライトガイドに提供するように構成されている、光源をさらに備え、前記導波光が、非ゼロの伝搬角度を有するか、あるいは所定のコリメーション係数に従って平行化されているかの一方又は両方である、請求項６に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項９】
前記マルチビューピクセルアレイ中の前記ライトバルブが液晶ライトバルブを含み、前記極性反転方式が、前記液晶ライトバルブの液晶媒体の分極を緩和するように構成されている、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１０】
光を導波するように構成されたライトガイドと、
行状に配置され、前記マルチビューディスプレイ中の前記マルチビューピクセルと関連付けられた指向性放射光として、前記導波光の一部を外部に散乱させるように構成されたマルチビーム要素のアレイと、
前記指向性放射光を変調して、マルチビュー画像を提供するように構成されたライトバルブのアレイであって、前記ライトバルブアレイ中の異なる前記ライトバルブのセットが、前記マルチビューディスプレイ中の異なる前記マルチビューピクセルのセットに対応している、ライトバルブのアレイと、を備え、
前記マルチビーム要素の第１の行が、前記マルチビーム要素の第２の行に対して、前記ライトバルブアレイの極性反転方式における繰り返し極性間の距離の整数倍だけオフセットされている、
マルチビューディスプレイ。
【請求項１１】
前記極性反転方式が、前記ライトバルブアレイの列極性反転又はドット極性反転のうちの一方を含む、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１２】
前記マルチビーム要素のサイズが前記ライトバルブアレイ中のライトバルブのサイズと同等であるか、前記マルチビーム要素の形状が前記マルチビューピクセルの形状と同等であるか、あるいは前記マルチビーム要素アレイにおいて隣り合う前記マルチビーム要素間の距離が、前記マルチビューディスプレイにおいて隣り合う前記マルチビューピクセル間の距離に等しいかのうちの１つ又はそれ以上である、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１３】
前記マルチビーム要素が、前記導波光の一部を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部を外部に反射散乱させるように構成された微小反射構造体、又は前記導波光の一部を外部に屈折散乱させるように構成された微小屈折構造体のうちの、１つ又はそれ以上を含む、請求項１０に記載の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部に光学的に結合された光源であって、前記光源が、前記光を前記ライトガイドに提供するように構成されている、光源をさらに備え、前記光が、非ゼロの伝搬角度を有するか、あるいは所定のコリメーション係数に従って平行化されているかの一方又は両方である、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
前記ライトバルブアレイ中の前記ライトバルブが液晶ライトバルブを含み、前記極性反転方式が、前記液晶ライトバルブの液晶媒体の分極を緩和するように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
前記マルチビーム要素の第１の行と第２の行との間に生じる前記オフセットが、前記極性反転方式と関連している前記マルチビュー画像内のピクセルの輝度のちらつきを軽減するように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
前記ライトガイドにおいて、前記ライトバルブアレイに隣接するライトガイド側面に対向する側面に配置されている広角バックライトであって、前記広角バックライトが、前記マルチビューディスプレイの二次元（２Ｄ）モード中に広角放射光を提供するように構成されている、広角バックライトをさらに備え、
前記ライトガイド及び前記マルチビーム要素アレイが、前記広角放射光に対して透過性となるように構成されており、前記指向性放射光が、前記マルチビューディスプレイのマルチビューモード中に選択的に外部に散乱されるように構成されており、前記マルチビューディスプレイが、前記マルチビューモード中に前記マルチビュー画像を表示し、なおかつ前記２Ｄモード中に２Ｄ画像を表示するように構成されている、請求項１０に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１８】
マルチビームバックライト中のマルチビームエミッタのアレイを使用して指向性光ビームを出射するステップであって、前記マルチビームエミッタアレイ中のマルチビームエミッタが、オフセット行に配置される、ステップと、
マルチビュー画像を表示するように、ライトバルブのアレイを使用して前記指向性光ビームを変調するステップであって、前記マルチビューディスプレイ及び前記ライトバルブアレイ中のマルチビューピクセルに対応する前記ライトバルブアレイ中のライトバルブのセットが、極性反転方式に従って駆動されている、ステップと、を含み、
オフセット行間に生じるオフセット距離が、前記オフセット行に沿った前記極性反転方式における繰り返し極性間の距離を整数倍したものである、
マルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項１９】
前記オフセット行間に前記オフセット距離が生じることにより、前記極性反転方式に従って、前記ライトバルブ極性が異なっている第１のマルチビューピクセル及び第２のマルチビューピクセルのそれぞれにおいて、選択された指向性光ビームがもたらされる、請求項１８に記載のマルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２０】
前記マルチビームバックライトがライトガイドをさらに含む場合において、前記指向性光ビームを出射するステップが、
前記ライトガイド内に導波光として光を導波することと、
マルチビーム要素を含むマルチビームエミッタを使用して、複数の指向性光ビームとして、前記ライトガイドから前記導波光の一部を散乱させることとを含み、
前記マルチビーム要素が、回折格子、微小反射構造体、又は微小屈折構造体のうちの１つ又はそれ以上を含み、前記マルチビーム要素のサイズが、前記ライトバルブアレイ中のライトバルブのサイズと同等である、
請求項１８に記載のマルチビューディスプレイの動作方法。
【請求項２１】
前記ライトガイドの入力部に光学的に結合された光源を使用して、前記ライトガイドによって導波される光を提供するステップをさらに含み、前記光源が、非ゼロの伝搬角度を有するか、あるいは所定のコリメーション係数に従って平行化されているかの一方又は両方である前記光を提供している、請求項１８に記載の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】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
定義上、「広角」放射光を、マルチビュー画像又はマルチビューディスプレイのビューの円錐角よりも大きい円錐角を有する光として定義している。具体的には、いくつかの実施形態では、広角放射光は、約２０度よりも大きい円錐角（例えば、＞±２０°）を有していてもよい。他の実施形態では、この広角放射光の円錐角は、約３０度よりも大きくてもよく（例えば、＞±３０°）、約４０度よりも大きくてもよく（例えば、＞±４０°）、又は５０度よりも大きくてもよい（例えば、＞±５０°）。例えば、広角放射光の円錐角は、約６０度よりも大きくてもよい（例えば、＞±６０°）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図３を参照すると、第２の行ＩＩに沿ったマルチビームエミッタ１２２の位置は、第１の行Ｉに沿ったマルチビームエミッタ１２２の位置に対して行方向にオフセットされている。すなわち、図３に示すように、第２の行ＩＩにあるマルチビームエミッタ１２２の位置は、第１の行Ｉにあるマルチビームエミッタ１２２中の対応する位置から、オフセット距離Δだけオフセットされており、このオフセット距離Δは行方向に存在している。さらに、マルチビームエミッタ１２２とマルチビューピクセル１１０とが１対１の関係にあるために、第１の行Ｉ及び第２の行ＩＩにあるマルチビューピクセル１１０もまた、互いからオフセットされている。なお、図２Ｂでも、マルチビームエミッタ１２２とマルチビューピクセル１１０とが対応していることから、第１及び第２の行Ｉ、ＩＩにあるマルチビューピクセル１１０が、やはりオフセット距離Δだけオフセットされている。その結果、同じビュー番号に対応するビューピクセル１１０’は、第１の行Ｉと第２の行ＩＩとの間で同じ列を共有していない。例えば、第１のマルチビューピクセル１１０−１のビュー「１」に対応するビューピクセル１１０’は、第２のマルチビューピクセル１１０−２のビュー「１’」に対応する別のビューピクセル１１０’と同じ列のライトバルブ１１２内にはない。同様に、第１のマルチビューピクセル１１０−１のビュー「５」に対応するビューピクセル１１０’は、第２のマルチビューピクセル１１０−２のビュー「５’」に対応する別のビューピクセル１１０’とライトバルブ１１２の同じ列内にはない。
【国際調査報告】
2022501649.tif 000014
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