(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を導波光として導波するように構成された導光体と、
前記導光体の表面に隣接して前記導光体の前記表面から延びるマイクロプリズムマルチビーム要素とを備え、前記マイクロプリズムマルチビーム要素は、前記導波光の一部分を受け取るように構成された入力アパーチャと、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する主角度方向を有する指向性光ビーム群を放出するように構成された出力アパーチャとを有し、
前記マイクロプリズムマルチビーム要素は、前記受け取った導波光部分を反射して、前記指向性光ビーム群を提供するように構成された傾斜側壁を有するマイクロプリズムを備え、前記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、マルチビューディスプレイ内のマルチビューピクセルのサブピクセルのサイズと同等である、
マルチビューバックライト。
【請求項２】
前記傾斜側壁の傾斜角が、前記指向性光ビーム群の放出パターンを制御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３】
前記傾斜角は、約５０度〜約６５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４】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記マイクロプリズムは、幅および長さを有し、前記幅および前記長さはそれぞれ、前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記サイズより小さく、または前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記サイズに等しい、請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチビューバックライト。
【請求項５】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記マイクロプリズムは、円錐台形の形状を有する、請求項４に記載のマルチビューバックライト。
【請求項６】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記マイクロプリズムは、角錐台形の形状を有する、請求項４に記載のマルチビューバックライト。
【請求項７】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素は、複数のマイクロプリズムを備え、前記マイクロプリズム群のマイクロプリズムの密度は、前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記出力アパーチャにおける前記指向性光ビーム群の相対放出強度を決定するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載のマルチビューバックライト。
【請求項８】
前記マイクロプリズムの密度が、前記導光体上の前記マイクロプリズムマルチビーム要素の位置に応じる、請求項７に記載のマルチビューバックライト。
【請求項９】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素は、前記導光体の材料を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１０】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記マイクロプリズムの前記傾斜側壁は、反射材料層を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１１】
前記導光体の入力に光学的に結合された光源をさらに備え、前記光源は、前記導波光として導波される光を提供するように構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１２】
前記光源によって提供される前記光は、ゼロ以外の伝播角度を有し、所定のコリメーション因子に応じてコリメートされている、請求項１１に記載のマルチビューバックライト。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項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であって、前記指向性光ビーム群の指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイをさらに備え、前記アレイのライトバルブは、前記マルチビューピクセル内の前記サブピクセルに対応し、前記アレイの１組のライトバルブは、前記マルチビューディスプレイの前記マルチビューピクセルに対応する、マルチビューディスプレイ。
【請求項１４】
マルチビューディスプレイであって、
マルチビューディスプレイの複数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ピクセルのアレイであって、マルチビューピクセルが、前記複数の異なるビューのうちの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指向性光ビーム群を変調するように構成された複数のライトバルブを備える、マルチビューピクセルのアレイと、
光を導波光として導波するように構成された導光体と、
前記導光体の表面から延びるマイクロプリズムマルチビーム要素のアレイであって、前記マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素が、前記導波光の一部分を受け取るように構成されたマイクロプリズムを備え、前記マイクロプリズムが、前記受け取った部分を反射して、前記マイクロプリズムマルチビーム要素の出力アパーチャで前記指向性光ビーム群を提供するように構成された傾斜側壁を有する、マイクロプリズムマルチビーム要素のアレイと、を備え、
前記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、前記マルチビューディスプレイのライトバルブのサイズと同等である、マルチビューディスプレイ。
【請求項１５】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズが、前記複数のライトバルブのうちの１つのライトバルブのサイズの２分の１〜２倍である、請求項１４に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１６】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素が、複数のマイクロプリズムを含み、各マイクロプリズムマルチビーム要素内のいくつかのマイクロプリズムが、前記導光体に沿った長さの関数であり、前記導光体の長さに沿って前記光ビームの輝度の変動を低減させる、請求項１４または１５に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１７】
前記導光体の１つの入力に光学的に結合された１つの光源、または前記導光体の複数の入力に光学的に結合された複数の光源をさらに備え、前記１つまたは複数の光源は、前記導波光として導波される光を提供するように構成される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載のマルチビューディスプレイ。
【請求項１８】
マルチビューディスプレイ動作の方法であって、
導光体の長さに沿って光を導波光として導波するステップと、
前記導光体の表面から延びる複数のマイクロプリズムマルチビーム要素を使用して、前記導光体から前記導波光の一部分を出力結合するステップとを含み、
前記出力結合された導波光部分は、前記複数のマイクロプリズムマルチビーム要素のうちのマイクロプリズムマルチビーム要素によって、前記マルチビューディスプレイの異なるビューのビュー方向に対応する互いに異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群として放出され、
前記マイクロプリズムマルチビーム要素は、傾斜側壁を有するマイクロプリズムを備え、
前記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、前記マルチビューディスプレイのライトバルブのサイズと同等である、方法。
【請求項１９】
前記マイクロプリズムマルチビーム要素の前記マイクロプリズムは、円錐台形の形状および角錐台形の形状のうちの１つを有する、請求項１８に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
【請求項２０】
前記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルとして構成された複数のライトバルブを使用して、前記指向性光ビーム群の指向性光ビームを変調することをさらに含む、請求項１８または１９に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
該当なし
【０００２】
米国政府の支援による研究開発に関する陳述
該当なし
【背景技術】
【０００３】
電子ディスプレイは、多種多様なデバイスおよび製品の使用者に情報を通信するためにほぼいたるところに存在する媒体である。最も一般的に用いられている電子ディスプレイには、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマ表示パネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）およびアクティブマトリックス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な光変調を用いる様々なディスプレイ（たとえば、デジタルマイクロミラーデバイス、エレクトロウェッティングディスプレイなど）が含まれる。概して、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（すなわち、光を放出するディスプレイ）、または受動ディスプレイ（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）として類別することができる。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が挙げられる。放出される光を考慮したときに典型的には受動であると分類されるディスプレイには、ＬＣＤおよびＥＰディスプレイが挙げられる。受動ディスプレイは、それだけに限定されるものではないが、本質的に電力消費が低いことを含めて、魅力的な性能特性を呈することが多いが、光を放出する能力を欠くことから、多くの実際的な適用分野では用途がやや限定されると考えられることがある。
【発明の概要】
【０００４】
放出される光に伴う受動ディスプレイの限定を克服するために、多くの受動ディスプレイは外部光源に結合される（coupled）。結合された光源により、これらの普通なら受動のディスプレイが光を放出し、実質上アクティブディスプレイとして機能することが可能になる。そのような結合された光源の例には、バックライトが挙げられる。バックライトは、普通なら受動のディスプレイの後ろに配置されてその受動ディスプレイを照らす光源（多くの場合、パネルバックライト）として働くことができる。たとえば、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。バックライトは光を放出し、その光がＬＣＤまたはＥＰディスプレイを通過する。放出された光は、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイによって変調され、次いでＬＣＤまたはＥＰディスプレイから、変調された光が放出される。多くの場合、バックライトは白色光を放出するように構成される。次いでカラーフィルタを使用して、この白色光をディスプレイ内で使用される様々な色に変換する。カラーフィルタは、たとえば、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイの出力に配置しても（それほど一般的でない）、バックライトとＬＣＤまたはＥＰディスプレイとの間に配置してもよい。別法として、原色などの異なる色を使用するディスプレイのフィールド順次式照明によって、様々な色を実施することもできる。
【０００５】
本開示は以下の［１］から［２１］を含む。
［１］光を導波光として導波するように構成された導光体と、
上記導光体の表面に隣接して上記導光体の上記表面から延びるマイクロプリズムマルチビーム要素とを備え、上記マイクロプリズムマルチビーム要素は、上記導波光の一部分を受け取るように構成された入力アパーチャと、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する主角度方向を有する指向性光ビーム群を放出するように構成された出力アパーチャとを有し、
上記マイクロプリズムマルチビーム要素は、上記受け取った導波光部分を反射して、上記指向性光ビーム群を提供するように構成された傾斜側壁を有するマイクロプリズムを備え、上記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、マルチビューディスプレイ内のマルチビューピクセルのサブピクセルのサイズと同等である、
マルチビューバックライト。
［２］上記傾斜側壁の傾斜角が、上記指向性光ビーム群の放出パターンを制御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。
［３］上記傾斜角は、約５０度〜約６５度である、上記［２］に記載のマルチビューバックライト。
［４］上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記マイクロプリズムは、幅および長さを有し、上記幅および上記長さはそれぞれ、上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記サイズより小さく、または上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記サイズに等しい、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［５］上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記マイクロプリズムは、円錐台形の形状を有する、上記［４］に記載のマルチビューバックライト。
［６］上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記マイクロプリズムは、角錐台形の形状を有する、上記［４］に記載のマルチビューバックライト。
［７］上記マイクロプリズムマルチビーム要素は、複数のマイクロプリズムを備え、上記マイクロプリズム群のマイクロプリズムの密度は、上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記出力アパーチャにおける上記指向性光ビーム群の相対放出強度を決定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。
［８］上記マイクロプリズムの密度が、上記導光体上の上記マイクロプリズムマルチビーム要素の位置に応じる、上記［７］に記載のマルチビューバックライト。
［９］上記マイクロプリズムマルチビーム要素は、上記導光体の材料を含む、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１０］上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記マイクロプリズムの上記傾斜側壁は、反射材料層を備える、上記［１］に記載のマルチビューバックライト。
［１１］上記導光体の入力に光学的に結合された光源をさらに備え、上記光源は、上記導波光として導波される光を提供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］上記光源によって提供される上記光は、ゼロ以外の伝播角度を有し、所定のコリメーション因子に応じてコリメートされている、上記［１１］に記載のマルチビューバックライト。
［１３］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であって、上記指向性光ビーム群の指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイをさらに備え、上記アレイのライトバルブは、上記マルチビューピクセル内の上記サブピクセルに対応し、上記アレイの１組のライトバルブは、上記マルチビューディスプレイの上記マルチビューピクセルに対応する、マルチビューディスプレイ。
［１４］マルチビューディスプレイであって、
マルチビューディスプレイの複数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ピクセルのアレイであって、マルチビューピクセルが、上記複数の異なるビューのうちの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指向性光ビーム群を変調するように構成された複数のライトバルブを備える、マルチビューピクセルのアレイと、
光を導波光として導波するように構成された導光体と、
上記導光体の表面から延びるマイクロプリズムマルチビーム要素のアレイであって、上記マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素が、上記導波光の一部分を受け取るように構成されたマイクロプリズムを備え、上記マイクロプリズムが、上記受け取った部分を反射して、上記マイクロプリズムマルチビーム要素の出力アパーチャで上記指向性光ビーム群を提供するように構成された傾斜側壁を有する、マイクロプリズムマルチビーム要素のアレイと、を備え
上記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、上記マルチビューディスプレイのる、マルチビューディスプレイ。
［１５］上記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズが、上記複数のライトバルブのうちの１つのライトバルブのサイズの２分の１〜２倍である、上記［１４］に記載のマルチビューディスプレイ。
［１６］上記マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素が、複数のマイクロプリズムを含み、各マイクロプリズムマルチビーム要素内のいくつかのマイクロプリズムが、上記導光体に沿った長さの関数であり、上記導光体の長さに沿って上記光ビームの輝度の変動を低減させる、上記［１４］に記載のマルチビューディスプレイ。
［１７］上記導光体の１つの入力に光学的に結合された１つの光源、または上記導光体の複数の入力に光学的に結合された複数の光源をさらに備え、上記１つまたは複数の光源は、上記導波光として導波される光を提供するように構成される、上記［１４］に記載のマルチビューディスプレイ。
［１８］マルチビューディスプレイ動作の方法であって、
導光体の長さに沿って光を導波光として導波するステップと、
上記導光体の表面から延びる複数のマイクロプリズムマルチビーム要素を使用して、上記導光体から上記導波光の一部分を出力結合するステップとを含み、
上記出力結合された導波光部分は、上記複数のマイクロプリズムマルチビーム要素のうちのマイクロプリズムマルチビーム要素によって、上記マルチビューディスプレイの異なるビューのビュー方向に対応する互いに異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群として放出され、
上記マイクロプリズムマルチビーム要素は、傾斜側壁を有するマイクロプリズムを備え  上記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、上記マルチビューディスプレイのる、方法。
［１９］上記マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、上記マルチビューディスプレイのライトバルブのサイズと同等である、上記［１８］に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
［２０］上記マイクロプリズムマルチビーム要素の上記マイクロプリズムは、円錐台形の形状および角錐台形の形状のうちの１つを有する、上記［１８］に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
［２１］上記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルとして構成された複数のライトバルブを使用して、上記指向性光ビーム群の指向性光ビームを変調することをさらに含む、上記［１８］に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
本明細書に記載する原理による例および実施形態の様々な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することで、より容易に理解することができる。添付の図面では、同じ参照番号が同様の構造的要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】［図１Ａ］本明細書に記載する原理に一貫した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である。［図１Ｂ］本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向に対応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である。
【図２−１】［図２Ａ］本明細書に記載する原理に一貫した一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横断面図である。［図２Ｂ］本明細書に記載する原理に一貫した一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である。
【図２−２】［図２Ｃ］本明細書に記載する原理に一貫した一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である。
【図３】本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素を含むマルチビューバックライトの一部分の横断面図である。
【図４】［図４Ａ］本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素の斜視図である。［図４Ｂ］本明細書に記載する原理に一貫した別の実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素の斜視図である。
【図５】［図５Ａ］本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０を含むマルチビューバックライト１００の一部分の側面図である。［図５Ｂ］本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例における長円形の放出パターンのグラフである。［図５Ｃ］本明細書に記載する原理に一貫した別の実施形態による一例における二叉に分岐した放出パターンのグラフである。
【図６】［図６Ａ］本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるいくつかのマイクロプリズムマルチビーム要素の平面図である。［図６Ｂ］本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図７】本明細書に記載する原理に一貫した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である。
【図８】本明細書に記載する原理に一貫した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動作の方法の流れ図である。
【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、上記で参照した図に示す特徴に対する追加および代替のうちの１つである他の特徴を有する。上記その他の特徴は、上記で参照した図を参照して以下で詳述する。
【０００８】
本明細書に記載する原理による例および実施形態は、マイクロプリズムマルチビーム要素、およびマイクロプリズムマルチビーム要素を使用するマルチビューバックライトを提供し、マルチビューバックライトは、マルチビューまたは３次元（３Ｄ）ディスプレイに適用される。特に、本明細書に記載する原理に一貫した実施形態は、互いに異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群（a plurality of directional light beams）を提供するように構成されたマイクロプリズムマルチビーム要素を用いるマルチビューバックライトを提供する。指向性光ビーム群の指向性光ビームは、たとえば、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ことができる。さらに、マイクロプリズムマルチビーム要素はそれぞれ、傾斜角を有する傾斜側壁を有する１つまたは複数のマイクロプリズムを備える。様々な実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素は、マルチビューバックライトの導光体から出力結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｏｕｔ）光を受け取り、受け取った出力結合された光を傾斜側壁の内面で反射することによって、指向性光ビーム群を提供するように構成される。本明細書に記載するマルチビューバックライトを用いるマルチビューディスプレイの用途には、それだけに限定されるものではないが、移動電話（たとえば、スマートフォン）、腕時計、タブレットコンピュータ、移動コンピュータ（たとえば、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、自動車ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、ならびに様々な他の移動および実質上非移動のディスプレイの適用分野およびデバイスが含まれる。さらに、マイクロプリズムマルチビーム要素を用いることで、特に白色光源を使用してマルチビューバックライトを照らすとき、並外れた角度的な色の均一性を提供することができる。
【０００９】
様々な実施形態によれば、複数のマイクロプリズムマルチビーム要素は、マルチビューバックライトの導光体の頂面または「放出」面から突出または延出する。さらに、いくつかの実施形態によれば、導光体の材料は、マイクロプリズムマルチビーム要素と導光体との間の接点で、マイクロプリズムマルチビーム要素の材料に連続することができる。さらに、様々な実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素は、光ビームの部分的なコリメーションを提供することができ、または少なくとも指向性光ビームの主角度方向を含む光ビームの放出パターンを修正することができる。加えて、マイクロプリズムマルチビーム要素内の複数のマイクロプリズムは、導光体の長さに沿って、すなわちマルチビューバックライトに沿って変動し、長さの関数として光ビームの輝度の変動を変調することができる。
【００１０】
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、マルチビュー画像の異なるビューを異なるビュー方向に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定義される。図１Ａは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示す。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、マルチビュー画像を見えるように表示する画面１２を備える。画面１２は、たとえば、電話（たとえば、移動電話、スマートフォンなど）のディスプレイ画面、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、または実質上あらゆる他のデバイスの電子ディスプレイとすることができる。マルチビューディスプレイ１０は、画面１２に対して異なるビュー方向１６に、マルチビュー画像の異なるビュー１４を提供する。ビュー方向１６は、画面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）の終端に多角形の枠として示されている。４つのビュー１４および４つのビュー方向１６のみが示されているが、すべて限定ではなく例である。図１Ａでは、異なるビュー１４が画面より上に位置するように示されているが、実際には、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、ビュー１４は画面１２上または近傍に現れることに留意されたい。ビュー１４を画面１２より上に示したのは、説明を簡単にすることのみを目的とし、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のうちの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を見ることを表すことを意味する。
【００１１】
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は、概して、本明細書の定義により角度成分｛θ，φ｝によって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は、光ビームの「上昇成分」または「上昇角度」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位成分」または「方位角度」と呼ばれる。定義により、上昇角度θは、垂直平面（たとえば、マルチビューディスプレイ画面の平面に直交する）内の角度であり、方位角度φは、水平平面（たとえば、マルチビューディスプレイ画面の平面に平行である）内の角度である。
【００１２】
図１Ｂは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（たとえば、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｝のグラフを示す。加えて、本明細書の定義により、光ビーム２０は特定の点から放出または放射される。すなわち定義により、光ビーム２０は、マルチビューディスプレイ内の特定の原点に関連する中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏを示す。
【００１３】
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、複数のビューが異なる視界を表し、またはビュー群（the view plurality）のビュー同士の間に角度差を含むものとして定義される。加えて本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書の定義により、３つ以上の異なるビュー（すなわち、最小で３つのビュー、概して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は、「マルチビューディスプレイ」は、情景または画像を表すために２つの異なるビューのみを含む立体ディスプレイとは明示的に区別される。しかし、本明細書の定義により、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイが３つ以上のビューを含むのに対して、マルチビュー画像は、一度に見るためにそれらのマルチビュービューのうちの２つ（たとえば、片目で１つのビュー）のみを選択することによって、１対の立体画像として見ることができる（たとえば、マルチビューディスプレイ上）ことに留意されたい。
【００１４】
本明細書では、「マルチビューピクセル」は、マルチビューディスプレイの類似の異なるビュー群（a similar plurality of different views）のそれぞれにおける「ビュー」ピクセルを表す１組のサブピクセルとして定義される。特に、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれにおけるビューピクセルに対応しまたはそれを表す個々のサブピクセルを有することができる。さらに、マルチビューピクセルのサブピクセルは、本明細書の定義により、サブピクセルがそれぞれ、異なるビューのうちの対応する１つの所定のビュー方向に関連することから、いわゆる「指向性ピクセル」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビューピクセルのサブピクセルによって表される異なるビューピクセルは、異なるビューのそれぞれにおける同等または少なくとも実質上類似の位置または座標を有することができる。たとえば、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のそれぞれにおける｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のサブピクセルを有することができ、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューのそれぞれにおける｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のサブピクセルを有することができ、以下同様である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル内のサブピクセルの数は、マルチビューディスプレイのビューの数に等しくすることができる。たとえば、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に関連する６４個のサブピクセルを提供することができる。別の例では、マルチビューディスプレイは、８×４個のビューのアレイ（すなわち、３２個のビュー）を提供することができ、マルチビューピクセルは、３２個のサブピクセル（すなわち、各ビューに対して１つ）を含むことができる。加えて、異なる各サブピクセルは、たとえば、６４個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つに対応する関連方向（たとえば、光ビームの主角度方向）を有することができる。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ピクセルの数は、マルチビューディスプレイビュー内の「ビュー」ピクセル（すなわち、選択されたビューを構成するピクセル）の数に実質上等しくすることができる。たとえば、１つのビューが６４０×４８０個のビューピクセル（すなわち、６４０×４８０個のビュー分解能）を含む場合、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することができる。別の例では、これらのビューが１００×１００個のピクセルを含むとき、マルチビューディスプレイは、合計１万（すなわち、１００×１００＝１０，０００）個のマルチビューピクセルを含むことができる。
【００１６】
本明細書では、「導光体」は、内部全反射を使用して構造内で光を導波する構造として定義される。特に、導光体は、導光体の動作波長で実質上透過性のコアを含むことができる。様々な例では、「導光体」という用語は概して、内部全反射を用いて導光体の誘電体材料と導光体を取り囲む材料または媒体との間の境界面で光を導波する誘電体光導波路を指す。定義により、内部全反射に対する条件は、導光体の屈折率が、導光体材料の表面に隣接している周囲媒体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、導光体は、内部全反射をさらに容易にするために、前述の屈折率の差に対する追加または代替として被覆を含むことができる。被覆は、たとえば、反射性の被覆とすることができる。導光体は、それだけに限定されるものではないが、板またはスラブガイドおよびストリップガイドの一方または両方を含むいくつかの導光体のいずれか１つとすることができる。
【００１７】
さらに、本明細書では、「導光板」と同様に導光体に適用されるときの「板」という用語は、区分的または差分的に平面の層またはシートとして定義され、これは「スラブ」ガイドと呼ばれることがある。特に、導光板は、導光体の頂面および底面（すなわち、両面）によって境界が定められた２つの実質上直交する方向に光を導波するように構成された導光体として定義される。さらに、本明細書の定義により、頂面および底面はどちらも、互いから分離され、少なくとも差分的に互いに実質上平行にすることができる。すなわち、導光板の任意の差分的に小さい区間内で、頂面および底面は、実質上平行または共平面である。
【００１８】
いくつかの実施形態では、導光板は、実質上平坦とする（すなわち、平面に制限する）ことができ、したがって導光板は、平面の導光体である。他の実施形態では、導光板は、１つまたは２つの直交寸法に湾曲させることができる。たとえば、導光板を単一の寸法に湾曲させて、円筒形の導光板を形成することができる。しかし、あらゆる湾曲の曲率半径は、光を導波するように導光板内で内部全反射が維持されることを確実にするのに十分な大きさである。
【００１９】
本明細書の定義により、「マルチビーム要素」は、指向性光ビーム群を含む光をもたらすバックライトまたはディスプレイの構造または要素である。本明細書では、「マイクロプリズムマルチビーム要素」は、１つまたは複数のマイクロプリズムを備えるマルチビーム要素として定義され、１つまたは複数のマイクロプリズムは傾斜側壁を有し、傾斜側壁の内面は光を反射するように構成される。特に、マイクロプリズムマルチビーム要素は、本明細書の定義により、入力アパーチャでまたは入力アパーチャを通って光を受け取り、マイクロプリズムマルチビーム要素のマイクロプリズムの傾斜側壁によって反射された光を含む指向性光ビーム群を出力アパーチャで提供または「放出」するように構成される。様々な実施形態では、傾斜側壁の内面での内部全反射によって出力アパーチャで光の反射を提供することができる。いくつかの実施形態では、傾斜側壁は、反射層または反射材料（たとえば、側壁の外面上の反射材料層）を含むことができる。反射層は、マイクロプリズムの内面で反射を提供または強化するように構成することができる。
【００２０】
様々な実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素は、バックライトの導光体に光学的に結合（optically coupled）または光学的に接続（optically connected）される。さらに、マイクロプリズムマルチビーム要素は、導光体によって導波される光の一部分を出力結合することによって光を受け取るように構成される。光ビームは、導光体内で導波される光の一部分を出力結合するまたは「受け取る」ことによって指向性光ビームを提供する。本明細書の定義により、マイクロプリズム内で導波されて受け取った光部分の反射によりマイクロプリズムマルチビーム要素によってもたらされる光ビーム群（the plurality of light beams）の光ビームは、互いに異なる主角度方向を有する。したがって本明細書では、これらの光ビームは、「指向性」光ビームと呼ばれる。特に定義により、指向性光ビーム群の指向性光ビームの所定の主角度方向は、指向性光ビーム群の他の指向性光ビームの方向とは異なる。
【００２１】
いくつかの実施形態によれば、指向性光ビーム群は、光照射野を表すことができる。たとえば、指向性光ビーム群は、実質上円錐形の空間領域に制限することができ、または光ビーム群内の光ビームの主角度方向を含む所定の角度的な広がりを有することができる。したがって、組み合わせた指向性光ビーム（すなわち、指向性光ビーム群）の所定の角度的な広がりが、光照射野を表すことができる。
【００２２】
様々な実施形態によれば、様々な指向性光ビームの主角度方向は、それだけに限定されるものではないが、マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズ（たとえば、長さ、幅、面積など）（マイクロプリズムマルチビーム要素の出力アパーチャのサイズ、またはマイクロプリズムマルチビーム要素を構成する複数のマイクロプリズムの総計サイズなど）を含む特徴によって決まる。いくつかの実施形態では、本明細書の定義により、マイクロプリズムマルチビーム要素は、「延長点光源」、（すなわちマイクロプリズムマルチビーム要素の範囲にわたって分散させられた複数の点光源）と見なすことができる。さらに、マイクロプリズムマルチビーム要素によってもたらされる指向性光ビームは、図１Ｂに関して上述したように、本明細書の定義により、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有する。
【００２３】
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上任意の光学デバイスまたは装置として定義される。たとえば、コリメータは、それだけに限定されるものではないが、コリメートミラーまたは反射器、コリメートレンズ、コリメート回折格子、およびこれらの様々な組合せを含むことができる。いくつかの実施形態では、コリメート反射器を構成するコリメータは、放物曲線または形状を特徴とする反射面を有することができる。別の例では、コリメート反射器は、成形された放物面反射器を構成することができる。「成形された放物面」とは、成形された放物面反射器の湾曲した反射面が、所定の反射特性（たとえば、コリメーション度）を実現するために決められたように、「本当」の放物曲線から逸脱していることを意味する。同様に、コリメートレンズは、球形面（たとえば、両凸球形レンズ）を構成することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、コリメータは、連続反射器または連続レンズ（すなわち、実質上平滑な連続する表面を有する反射器またはレンズ）とすることができる。他の実施形態では、コリメート反射器またはコリメートレンズは、それだけに限定されるものではないが、光コリメーションを提供するフレネル反射器またはフレネルレンズなど、実質上不連続な表面を備えることができる。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の量は、互いに所定の程度または量だけ変動することができる。さらに、コリメータは、２つの直交方向（たとえば、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提供する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、光コリメーションを提供する２つの直交方向の一方または両方の形状を含むことができる。
【００２５】
本明細書では、「コリメーション因子」は、光がコリメートされる程度として定義される。特に、本明細書の定義により、コリメーション因子は、コリメートされた光ビームの範囲内の光線の角度的な広がりを定義する。たとえば、コリメーション因子σは、コリメート光のビーム内の光線の大部分が、特定の角度的な広がり（たとえば、コリメートされる光ビームの中心または主角度方向に対して±σ度）の範囲内になるように指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することができ、角度的な広がりは、コリメートされた光ビームのピーク強度の２分の１によって決まる角度とすることができる。
【００２６】
本明細書では、「光源」は、光の供給源（たとえば、光を生成および放出するように構成された光エミッタ）として定義される。たとえば、光源は、起動または電源投入されたときに光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光エミッタを備えることができる。特に本明細書では、光源は、実質上任意の光源とすることができ、またはそれだけに限定されるものではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、高分子発光ダイオード、プラズマベースの光エミッタ、蛍光灯、白熱灯、および事実上あらゆる他の光源のうちの１つもしくは複数を含む実質上任意の光エミッタを備えることができる。光源によってもたらされる光は、色を有することができ（すなわち、特定の波長の光を含むことができる）、または波長の範囲とすることができる（たとえば、光源は、白色光をもたらすように構成することができる）。いくつかの実施形態では、光源は、複数の光エミッタを備えることができる。たとえば、光源は、１組または１群の光エミッタ（a set or group of optical emitters）を含むことができ、光エミッタのうちの少なくとも１つが、その組または群の少なくとも１つの他の光エミッタによってもたらされた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もたらす。異なる色は、たとえば原色（たとえば、赤色、緑色、青色）を含むことができる。
【００２７】
さらに、本明細書では、冠詞の「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」を有することを意図している。たとえば、「マイクロプリズムマルチビーム要素（ａ  ｍｉｃｒｏｐｒｉｓｍ  ｍｕｌｔｉｂｅａｍ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、１つまたは複数のマイクロプリズムマルチビーム要素を意味し、したがって、本明細書では、「マイクロプリズムマルチビーム要素（ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｐｒｉｓｍ  ｍｕｌｔｉｂｅａｍ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、「マイクロプリズムマルチビーム要素（複数可）」を意味する。また、本明細書では、「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「上」、「下」、「前面」、「後面」、「第１」、「第２」、「左」、または「右」へのあらゆる参照は、本明細書の限定になることを意図したものではない。本明細書では、値に適用される「約」という用語は、概して、別途明示しない限り、その値をもたらすために使用される機器の公差範囲内であることを意味し、または±１０％、または±５％、または±１％を意味することができる。さらに、本明細書では、「実質上」という用語は、大部分、またはほぼすべて、またはすべて、または約５１％〜約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、例示のみを意図したものであり、限定ではなく議論の目的で提示されている。
【００２８】
本明細書に記載する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、本明細書に記載する原理に一貫した一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の横断面図を示す。図２Ｂは、本明細書に記載する原理に一貫した一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の平面図を示す。図２Ｃは、本明細書に記載する原理に一貫した一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、本明細書の議論を容易にすることのみを目的として、部分的に切り取られて示されている。
【００２９】
図２Ａ〜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出力結合または指向性光ビーム群１０２（たとえば、光照射野）を提供するように構成される。特に、様々な実施形態によれば、提供される指向性光ビーム群１０２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から離れる方へ誘導される。いくつかの実施形態では、指向性光ビーム１０２は、３Ｄコンテンツを有する情報の表示を容易にするために、変調することができる（たとえば、後述するように、ライトバルブを使用）。
【００３０】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、マルチビューバックライト１００は、導光体１１０を備える。いくつかの実施形態によれば、導光体１１０は、導光板１１０とすることができる。導光体１１０は、導光体１１０の長さに沿って光を導波光１０４として導波するように構成される。たとえば、導光体１１０は、光導波路として構成された誘電体材料を含むことができる。誘電体材料の第１の屈折率は、誘電体光導波路を取り囲む媒体の第２の屈折率より大きくすることができる。屈折率の差は、たとえば導光体１１０の１つまたは複数の導波モードに応じて、導波光１０４の内部全反射を容易にするように構成される。
【００３１】
いくつかの実施形態では、導光体１１０は、延ばした実質上平面状の光透過性誘電体材料シートを含むスラブまたは板状の光導波路とすることができる。実質上平面状の誘電体材料シートは、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る。様々な例によれば、導光体１１０の光透過性材料は、それだけに限定されるものではないが、様々なタイプのガラス（たとえば、石英ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、および実質上光透過性のプラスチックまたはポリマー（たとえば、ポリ（メチルメタクリレート）もしくは「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）の１つまたは複数を含む、様々な誘電体材料のいずれかを含むことができ、またはそのような材料から構成することができる。いくつかの例では、導光体１１０は、導光体１１０の表面の少なくとも一部分上（たとえば、頂面および底面の一方または両方）にクラッド層（図示せず）をさらに含むことができる。いくつかの例によれば、クラッド層を使用して、内部全反射をさらに容易にすることができる。
【００３２】
さらに、いくつかの実施形態によれば、導光体１１０は、導光体１１０の第１の表面１１０’（たとえば、「頂部」または「前部」の表面または面）と、第２の表面１１０”（たとえば、「底部」または「後部」の表面または面）との間のゼロ以外の伝播角度における内部全反射に応じて、導波光１０４（たとえば、導波光ビームとして）を導波するように構成される。特に、導波光１０４は、ゼロ以外の伝播角度における導光体１１０の第１の表面１１０’と第２の表面１１０”との間の反射または「跳ね返り」によって伝播することができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、導光体１１０は、導波光１０４を「リサイクル」するように構成することができる。特に、導光体の長さに沿って導波された導波光１０４は、伝播方向１０３とは異なる別の伝播方向１０３’に、その長さに沿って後方へ方向を変えることができる。たとえば、導光体１１０は、光源に隣接する入力端とは反対側の導光体１１０の端部に、反射器（図示せず）を含むことができる。反射器は、導波光１０４をリサイクルされた導波光として入力端の方へ後方反射する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で、たとえば後述するマイクロプリズムマルチビーム要素に、導波光１０４を２度以上利用可能にすることによって、マルチビューバックライト１００の輝度（たとえば、指向性光ビーム１０２の強度）を増大させることができる。
【００３４】
別法として（たとえば、導波光のリサイクルとは異なる）、他方の伝播方向１０３’に伝播する導波光１０４は、他方の伝播方向１０３’で導光体１１０内へ光を導入することによって（たとえば、伝播方向１０３を有する導波光１０４に加えて）、提供することができる。図２Ａで、リサイクルされる導波光（たとえば、負のｘ方向に誘導される）の伝播方向１０３’を示す太い矢印は、導光体１１０内のリサイクルされる導波光の概略的な伝播方向を示す。
【００３５】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、マルチビューバックライト１００は、導光体１１０の表面に隣接して導光体１１０の表面から延びるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０をさらに備える。特に、図２Ａ〜図２Ｃは、導光体の長さに沿って互いから隔置された複数のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０を示す。この群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０（the microprism multibeam elements 120 of the plurality）は、有限空間によって互いから分離されており、導光体の長さに沿って個々の別個の要素である。すなわち、本明細書の定義により、この群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、有限（すなわち、ゼロ以外）の要素間距離（たとえば、有限の中心間距離）に応じて、互いから隔置される。さらに、いくつかの実施形態によれば、この群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は概して、互いに交差、重複、またはその他の形で接触しない。したがって、この群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０はそれぞれ、概して別個であり、マイクロプリズムマルチビーム要素群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０のうちの他の要素から分離される。
【００３６】
いくつかの実施形態によれば、この群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、１次元（１Ｄ）アレイまたは２次元（２Ｄ）アレイ内に配置することができる。たとえば、複数のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、線形の１Ｄアレイとして配置することができる。別の例では、複数のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、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、アレイ（すなわち、１Ｄまたは２Ｄアレイ）は、規則的または均一なアレイとすることができる。特に、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０間の要素間距離（たとえば、中心間距離または間隔）は、そのアレイにわたって実質上均一または一定とすることができる。他の例では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０間の要素間距離は、アレイを横切る方向および導光体１１０の長さに沿った方向の一方または両方で変動させることができる。
【００３７】
様々な実施形態によれば、定義により、マイクロプリズムマルチビーム要素群（the microprism multibeam element plurality）のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、傾斜側壁を有するマイクロプリズムを備える。いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、単一のマイクロプリズムを備えることができるが、他の実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、複数のマイクロプリズムを備えることができる。１つまたは複数のマイクロプリズムを有するマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、導波光１０４の一部分を出力結合するように、またはより概略的には、導波光１０４の一部分を受け取るように構成される。特に、マイクロプリズムマルチビーム要素と導光体１１０との間の光学的接続部で、導波光１０４の一部分を抽出または出力結合することができる。光学的接続部におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の一部分を、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の入力または入力アパーチャと呼ぶことができる。したがって、導波光１０４の抽出または出力結合された部分は、入力もしくは入力アパーチャで、または入力もしくは入力アパーチャを通って、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０によって受け取られる。指向性光ビーム群１０２は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の出力または出力アパーチャに提供される。
【００３８】
さらに、指向性光ビーム群は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の内面で、またはその内面から、あるいはより厳密にはマイクロプリズムマルチビーム要素１２０のマイクロプリズムの傾斜側壁の内面で、またはその内面から、導波光１０４の受け取った部分を反射することによって、受け取った導波光部分から提供される。図２Ａおよび図２Ｃは、導光体１１０の第１（頂部または前部）の表面１１０’から離れる方へ誘導されるものとして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を示す。さらに、指向性光ビーム１０２は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０からその出力アパーチャで放出されるものとして示されている。
【００３９】
様々な実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のサイズは、様々な実施形態によるマルチビューディスプレイのマルチビューピクセル１０６内のサブピクセル１０６’（すなわち、ライトバルブ）のサイズと同等とすることができる。この構成は、マルチビューディスプレイ内で使用される様々な指向性光ビーム１０２の最適またはほぼ最適のビーム幅またはビーム重複を提供することができる。マルチビューピクセル１０６は、議論を容易にする目的で、マルチビューバックライト１００とともに図２Ａ〜図２Ｃに示されている。
【００４０】
本明細書では、「サイズ」は、それだけに限定されるものではないが、長さ、幅、または面積を含む様々な形のいずれかで定義することができる。たとえば、サブピクセル１０６’のサイズは、その長さとすることができ、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の同等サイズはまた、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の長さ（マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の出力アパーチャの長さ、または複数のマイクロプリズムの全長など）とすることができる。別の例では、サイズは、面積を指すことができ、したがってマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の面積（マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のアパーチャの面積、または複数のそのマイクロプリズムの総面積など）は、サブピクセル１０６’の面積と同等とすることができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のサイズは、サブピクセルサイズと同等であり、したがってマイクロプリズムマルチビーム要素サイズは、サブピクセルサイズの約５０パーセント（５０％）〜約２００パーセント（２００％）である。たとえば、マイクロプリズムマルチビーム要素サイズを「ｓ」で示し、サブピクセルサイズを「Ｓ」で示した場合（たとえば、図２Ａに示すように）、マイクロプリズムマルチビーム要素サイズｓは、等式（１）によって与えることができる。
【００４２】
【数１】
0006894014.tif 000002
【００４３】
他の例では、マイクロプリズムマルチビーム要素サイズは、サブピクセルサイズの約６０パーセント（６０％）より大きく、またはサブピクセルサイズの約７０パーセント（７０％）より大きく、またはサブピクセルサイズの約８０パーセント（８０％）より大きく、またはサブピクセルサイズの約９０パーセント（９０％）より大きく、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、サブピクセルサイズの約１８０パーセント（１８０％）より小さく、またはサブピクセルサイズの約１６０パーセント（１６０％）より小さく、またはサブピクセルサイズの約１４０パーセント（１４０％）より小さく、またはサブピクセルサイズの約１２０パーセント（１２０％）より小さい。たとえば、「同等サイズ」によって、マイクロプリズムマルチビーム要素サイズは、サブピクセルサイズの約７５パーセント（７５％）〜約１５０パーセント（１５０％）とすることができる。別の例では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、サブピクセル１０６’と同等のサイズとすることができ、マイクロプリズムマルチビーム要素サイズは、サブピクセルサイズの約１２５パーセント（１２５％）〜約８５パーセント（８５％）である。いくつかの実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０およびサブピクセル１０６’の同等サイズは、マルチビューディスプレイのビュー間の暗い区間を低減させ、またはいくつかの例では最小にしながら、同時にマルチビューディスプレイのビュー間の重複を低減させ、またはいくつかの例では最小にするように選択することができる。
【００４４】
図２Ａ〜図２Ｃは、指向性光ビーム群の指向性光ビーム１０２を変調するように構成されたライトバルブ１０８のアレイをさらに示す。ライトバルブアレイは、たとえばマルチビューバックライト１００を用いるマルチビューディスプレイの一部とすることができ、図２Ａ〜図２Ｃには、本明細書の議論を容易にする目的で、マルチビューバックライト１００とともに示されている。図２Ｃで、ライトバルブ１０８のアレイは、ライトバルブアレイの下にある導光体１１０およびマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の視覚化を可能にするために、部分的に切り取られている。
【００４５】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１０２のうちの異なるビームが、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１０８のうちの異なるライトバルブを通過し、それによって変調することができるように構成される。さらに、図示のように、アレイのライトバルブ１０８は、サブピクセル１０６’に対応し、１組のライトバルブ１０８が、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル１０６に対応する。特に、ライトバルブアレイの異なる組のライトバルブ１０８が、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のうちの異なる要素から指向性光ビーム１０２を受け取って変調するように構成される。すなわち図示のように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０ごとに、１組の固有のライトバルブ１０８が存在する。様々な実施形態では、それだけに限定されるものではないが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、およびエレクトロウェッティングに基づくライトバルブのうちの１つまたは複数を含む異なるタイプのライトバルブを、ライトバルブアレイのライトバルブ１０８として用いることができる。
【００４６】
図２Ａに示すように、第１のライトバルブセット１０８ａが、第１のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０ａから指向性光ビーム１０２を受け取って変調するように構成され、第２のライトバルブセット１０８ｂが、第２のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０ｂから指向性光ビーム１０２を受け取って変調するように構成される。したがって、ライトバルブアレイ内の各ライトバルブセット（たとえば、第１のライトバルブセット１０８ａおよび第２のライトバルブセット１０８ｂ）は、それぞれ異なるマルチビューピクセル１０６に対応する。さらに、図２Ａに示すように、ライトバルブセットの個々のライトバルブ１０８は、それぞれのマルチビューピクセル１０６のサブピクセル１０６’に対応する。
【００４７】
図２Ａに示すように、サブピクセル１０６’のサイズは、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１０８のサイズ（たとえば、幅）に対応することに留意されたい。他の例では、サブピクセルサイズは、ライトバルブアレイの隣接するライトバルブ１０８間の距離（たとえば、中心間距離）として定義することができる。たとえば、ライトバルブ１０８は、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１０８間の中心間距離より小さくすることができる。サブピクセルサイズは、たとえば、ライトバルブ１０８のサイズ、またはライトバルブ１０８間の中心間距離に対応するサイズとして定義することができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、この群のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０と、対応するマルチビューピクセル１０６（たとえば、ライトバルブ１０８のセット）との間の関係は、１対１の関係とすることができる。すなわち、等しい数のマルチビューピクセル１０６およびマイクロプリズムマルチビーム要素１２０が存在することができる。図２Ｂは、１対１の関係を例として明示的に示し、異なる組のライトバルブ１０８を備える各マルチビューピクセル１０６が、破線によって取り囲まれて示されている。他の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセル１０６およびマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の数は、互いに異なってもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、この群の１対の隣接するマイクロプリズムマルチビーム要素１２０（a pair of adjacent microprism multibeam elements 120 of the plurality）間の要素間距離（たとえば、中心間距離）は、たとえば、ライトバルブセットによって表される対応する隣接する１対のマルチビューピクセル１０６間のピクセル間距離（たとえば、中心間距離）に等しくすることができる。たとえば、図２Ａに示すように、第１のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０ａと第２のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブセット１０８ａと第２のライトバルブセット１０８ｂとの間の中心間距離Ｄに実質上等しい。他の実施形態（図示せず）では、１対のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０および対応する１対のライトバルブセットの相対中心間距離は異なってもよく、たとえばマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、マルチビューピクセル１０６を表すライトバルブセット間の間隔（すなわち、中心間距離Ｄ）より大きい間隔または小さい間隔のうちの１つである要素間間隔（すなわち、中心間距離ｄ）を有することができる。
【００５０】
さらに（たとえば、図２Ａに示すように）、いくつかの実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０はそれぞれ、１つのみのマルチビューピクセル１０６に指向性光ビーム１０２を提供するように構成される。特に、図２Ａに示すように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のうちの所与の１つに対して、マルチビューディスプレイのビュー内で主角度方向を有する指向性光ビーム１０２は、単一の対応するマルチビューピクセル１０６およびそのサブピクセル１０６’、すなわちマイクロプリズムマルチビーム要素１２０に対応する単一の組のライトバルブ１０８に実質上制限される。したがって、マルチビューバックライト１００のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０はそれぞれ、マルチビューディスプレイの異なるビューのうちの１つで主角度方向を有する対応する組の指向性光ビーム１０２を提供することができる（すなわち、その組の指向性光ビーム１０２が、異なるビュー方向のうちの１つにおいて共通の方向を有する光ビームを含む）。
【００５１】
様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト１００のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、導光体１１０の第１の表面または頂面１１０’にまたはそれに隣接して位置する。特に、本明細書の定義により、第１の表面１１０’は、たとえば、図示および上述したように、指向性光ビーム群を放出または提供するように構成された導光体１１０およびマルチビューバックライト１００の表面である。いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、導光体１１０の頂面１１０’に接触している。さらに、いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の材料、またはより具体的にはそのマイクロプリズムの材料は、導光体１１０の材料に実質上類似している。たとえば、マイクロプリズムは、導光体１１０の材料に一体化することができ、導光体１１０を構成することができる。マイクロプリズムは、たとえば、導光体１１０の材料（たとえば、表面材料）内に形成することができ、またはそのような材料から形成することができる。他の実施形態では、マイクロプリズムは、導光体１１０とは別個に提供することができ、後に導光体１１０に隣接して位置決めし、または導光体１１０に取り付けて、導光体１１０の頂面１１０’との接触を提供することができる。これらの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のマイクロプリズムは、たとえば、導光体材料または別の光学材料を含むことができる。
【００５２】
図３は、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０を含むマルチビューバックライト１００の一部分の横断面図を示す。特に、図３は、マルチビューバックライト１００の導光体１１０の一部分に取り付けられたマイクロプリズムマルチビーム要素１２０（またはそのマイクロプリズム）を示す。指向性光ビーム群の指向性光ビーム１０２は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の出力アパーチャ１２２から放出されるものとして示されている。指向性光ビーム１０２は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の傾斜側壁の内面からの反射によって提供されるものとして示されている。傾斜側壁の内面から反射される光は、入力アパーチャ１２４で導光体１１０からマイクロプリズムマルチビーム要素１２０に入るように構成される。さらに、図３に限定ではなく例として示すように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、マルチビューバックライト１００の導光体１１０に一体化される。すなわち、図示のように、導光体１１０の材料は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の入力アパーチャ１２４にわたって連続している。図３はまた、一実施形態による傾斜側壁の外面上に反射材料、反射性の被覆、または反射層１２６を示す。別法として、他の実施形態では、内部全反射によって傾斜側壁の内面で反射を提供し、反射層１２６の必要を不要にすることができる。図３のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、実質上まっすぐな傾斜側壁を有するマイクロプリズムとして示されているが、様々な側壁の形状を使用することができることに留意されたい。たとえば、傾斜側壁は、湾曲した形状を含むことができる。
【００５３】
加えて、出力アパーチャ１２２は、それだけに限定されるものではないが、正方形の形状、円形の形状、および三角形の形状を含む様々な異なる形状のいずれかを有することができる。同様に、様々な実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０のマイクロプリズムは、円錐台、角錐台、および様々な他の多面構造に似ているまたは実質上類似している形状を有することができる。さらに、様々な実施形態によれば、出力アパーチャ１２２の縦横比（たとえば、長さ対幅）は、概して、約３対１未満である（すなわち、長さは幅の３倍未満）。特に、マイクロプリズムの幅および長さはそれぞれ、概して、マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズ以下である。
【００５４】
図４Ａは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の斜視図を示す。特に、図示のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、円錐台形の形状を有するマイクロプリズムである。図示のように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、導光体１１０の表面上またはそれに隣接して位置し、導光体１１０の表面から延びる。図４Ｂは、本明細書に記載する原理に一貫した別の実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の斜視図を示す。図４Ｂに示すように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、角錐台形の形状を有するマイクロプリズムである。たとえば、図４Ｂに示すマイクロプリズムは、正四角錐台形の形状を有する。さらに図４Ｂで、図示のように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の角錐台形のマイクロプリズムは、導光体１１０の表面上またはそれに隣接して位置する。
【００５５】
いくつかの実施形態では、導光体１１０から導波光１０４の一部分を抽出し、導光体１１０から指向性光ビーム１０２を提供することに加えて、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０はまた、指向性光ビーム群１０２の放出パターンを修正または制御するように構成することができる。たとえば、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、指向性光ビーム１０２を少なくとも部分的にコリメートする働きをすることができる。加えて、マイクロプリズムの特有の形状、ならびにマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の傾斜側壁の所定の傾斜角は、放出パターンの形状または範囲を制御するように構成することができる。
【００５６】
図５Ａは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０を含むマルチビューバックライト１００の一部分の側面図を示す。特に、図５Ａは、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０、すなわち傾斜角γを有する傾斜側壁を有するそのマイクロプリズムを示す。傾斜角は、たとえば、導光体１１０の表面の平面に対して指定することができる。傾斜角γを変動させることで、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の放出パターンを制御することが容易になる。特に、様々な実施形態によれば、放出パターンは、傾斜側壁の傾斜角に応じることができる。いくつかの実施形態では、傾斜角は、約３０度（３０°）〜約８０度（８０°）の範囲とすることができる。たとえば、約５０度（５０°）〜約６５度（６５°）の傾斜角γを用いることができる。本明細書では、傾斜角は、導光体１１０の表面の平面に対する傾斜側壁の角度として定義することができる。
【００５７】
図５Ｂは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例における長円形の放出パターン１４０のグラフを示す。長円形の放出パターン１４０は、たとえば、約６０度（６０°）の傾斜角γに起因することができる。図５Ｃは、本明細書に記載する原理に一貫した別の実施形態による一例における二叉に分岐したまたは２つの裂片のある放出パターン１４０のグラフを示す。図５Ｃに示す二叉に分岐した放出パターン１４０は、図示のように、第１の裂片１４２および第２の裂片１４４を含むことができる。図５Ｃの二叉に分岐した放出パターン１４０は、たとえば、約５０°の傾斜角γに起因することができる。図５Ｂ〜図５Ｃに示す例はどちらも、対称の照明を用いて、図示の放出パターン１４０を実現することができる。図２Ａに示すように伝播方向１０３および他の伝播方向１０３’の両方に伝播する導光体１１０内の導波光１０４は、たとえば、対称の照明を提供することができる。
【００５８】
さらに他の実施形態（図示せず）では、マイクロプリズムの側壁の傾斜角は、マイクロプリズムの周りの異なる位置に対して異なることができる。たとえば、マイクロプリズムの第１の側の側壁の傾斜角は、マイクロプリズムの第２（たとえば、反対）の側の側壁の傾斜角とは異なることができる。別の例では、マイクロプリズム側壁の傾斜角は、マイクロプリズムの周りの複数の異なる位置で変動することができ、または異なることができる。様々な実施形態によれば、マイクロプリズムの傾斜側壁の異なる部分の異なる傾斜角を使用して、様々な非対称または特定用途向けの放出パターンを提供することができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、上述したように、マルチビューバックライト１００のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、複数のマイクロプリズムを備えることができる。さらに、いくつかの実施形態では、マイクロプリズム群内の（within the microprism plurality）マイクロプリズムの密度は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０によってその出力アパーチャで放出または提供される指向性光ビーム群１０２の相対輝度または放出強度を決定するように構成することができる。いくつかの実施形態によれば、相対輝度は、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０の結合効率を反映することができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、マイクロプリズムの密度は、導光体１１０上のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の位置、たとえばマルチビューバックライト１００の縁部または光源からの距離に応じる。たとえば、マイクロプリズム密度を使用して、光源からの距離の関数として導光体１１０の長さに沿って輝度の均一性を維持することができる。特に、たとえば、マイクロプリズム密度の増大（すなわち、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０内のマイクロプリズムを多くする）は、それに付随して、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０によって放出される指向性光ビーム群１０２の相対輝度の増大を提供することができる。他方では、たとえば、マイクロプリズム密度の減少（すなわち、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０内のマイクロプリズムを少なくする）は、相対輝度の減少をもたらすことができる。マイクロプリズム密度を使用した相対輝度の制御を使用して、光源から離れる方向における導光体１１０に沿った距離に応じて、利用可能な導波光１０４の減少を補償することができる。たとえば、相対輝度の制御は、対応する１群の（a corresponding group of）マイクロプリズムマルチビーム要素１２０から、指向性光ビーム群の均一の輝度を提供するように構成することができる。
【００６１】
図６Ａは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるいくつかのマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の平面図を示す。図６に示すように、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０（破線によって輪郭を示す）はそれぞれ、導光体１１０上に位置する複数のマイクロプリズム１５０を備える。さらに、図示のように、マイクロプリズム１５０の密度は、導光体１１０に沿った距離Ｌに応じて変動する（すなわち、増大する）。距離Ｌは、たとえば、光源からの距離とすることができる。たとえばマイクロプリズム密度を増大させることで、光源からの距離Ｌに応じた導光体１１０内の利用可能な導波光の全体的な減少を補償することができる。加えて、いくつかの実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０内およびマイクロプリズムマルチビーム要素１２０間の様々なマイクロプリズム１５０の形状（図示せず）を変動させることができる。
【００６２】
図６Ｂは、本明細書に記載する原理に一貫した一実施形態による一例におけるマイクロプリズムマルチビーム要素１２０の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。ＳＥＭ画像内のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、方形のアレイ（たとえば、５×５のアレイ）内に複数のマイクロプリズムを含む。たとえば、図６Ｂのマイクロプリズムマルチビーム要素およびマイクロプリズムは、図示のように、図６Ａに示すマイクロプリズムマルチビーム要素１２０および関連するマイクロプリズム１５０、たとえば最も右側のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０を表すことができる。
【００６３】
図２Ａおよび図２Ｃを再び参照すると、図２Ａを再び参照すると、マルチビューバックライト１００は、光源１３０をさらに備えることができる。様々な実施形態によれば、光源１３０は、導光体１１０内で導波される光を提供するように構成される。特に、光源１３０は、導光体１１０の入口の表面または端部（入力端）に隣接して位置することができる。様々な実施形態では、光源１３０は、それだけに限定されるものではないが、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ（たとえば、レーザダイオード）を含む実質上任意の光源（たとえば、光エミッタ）を備えることができる。いくつかの実施形態では、光源１３０は、特定の色によって示される狭帯域スペクトルを有する実質上単色の光をもたらすように構成された光エミッタを備えることができる。特に、単色光の色は、特定の色空間または色モデル（たとえば、ＲＧＢ色モデル）の原色とすることができる。他の例では、光源１３０は、実質上広帯域または多色の光を提供するように構成された実質上広帯域の光源とすることができる。たとえば、光源１３０は、白色光を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態では、光源１３０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光エミッタを備えることができる。異なる光エミッタは、異なる色の光のそれぞれに対応する導波光の異なる色特有のゼロ以外の伝播角度を有する光を提供するように構成することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、光源１３０は、コリメータをさらに備えることができる。コリメータは、たとえば、導光体１１０への光の効率的な結合を容易にするように構成することができる。コリメータは、光源１３０の光エミッタのうちの１つまたは複数から実質上コリメートされていない光を受け取るように構成される。コリメータは、実質上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によれば、コリメータは、ゼロ以外の伝播角度を有し、所定のコリメーション因子σに応じてコリメートされたコリメート光を提供することができる。コリメータは、コリメート光ビームを導光体１１０へ通信して、上述したように導波光１０４として伝播させるようにさらに構成される。しかし、マイクロプリズムマルチビーム要素１２０は、コリメート光の使用を必要としない。したがって、いくつかの実施形態では、実質上コリメートされていない光が、光源１３０によって提供される。
【００６５】
本明細書に記載する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。マルチビューディスプレイは、変調された光ビームをマルチビューディスプレイのピクセルとして放出するように構成される。さらに、放出された変調されている光ビームは、マルチビューディスプレイの複数のビュー方向の方へ優先的に誘導することができる。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または「表示」するように構成される。様々な例によれば、変調された異なる向きの光ビームのうちの異なるビームが、マルチビュー画像に関連する異なる「ビュー」の個々のピクセルに対応することができる。異なるビューは、たとえば、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に情報の「眼鏡不要」（たとえば、裸眼立体）表現を提供することができる。
【００６６】
図７は、本明細書に記載する原理に一貫した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。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、異なるビュー方向の異なるビューに応じて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によって放出される変調された指向性光ビーム２０２は、マルチビュー画像を表示するために使用され、異なるビューのピクセル（すなわち、ビューピクセル）に対応することができる。図７で、変調された指向性光ビーム２０２は、マルチビューピクセル２１０から出る矢印として示されている。限定ではなく例として、その変調を強調するために、放出された変調されている指向性光ビーム２０２の矢印に対して破線が使用されている。
【００６７】
図７に示すマルチビューディスプレイ２００は、マルチビューピクセル２１０のアレイを備える。アレイのマルチビューピクセル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ピクセル２１０は、指向性光ビーム群２０４を変調して、放出された変調されている指向性光ビーム２０２をもたらすように構成された複数のサブピクセルを備える。いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル２１０は、マルチビューバックライト１００に関して上述したライトバルブ１０８のアレイの１組のライトバルブ１０８に実質上類似している。特に、マルチビューピクセル２１０のサブピクセルは、前述のライトバルブ１０８に実質上類似することができる。すなわち、マルチビューディスプレイ２００のマルチビューピクセル２１０は、１組のライトバルブ（たとえば、１組のライトバルブ１０８）を備えることができ、マルチビューピクセル２１０のサブピクセルは、その組のライトバルブ（たとえば、単一のライトバルブ１０８）を備えることができる。
【００６８】
様々な実施形態によれば、図７に示すマルチビューディスプレイ２００は、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０のアレイをさらに備える。アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０はそれぞれ、指向性光ビーム群２０４を対応するマルチビューピクセル２１０に提供するように構成される。指向性光ビーム群２０４の指向性光ビーム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する。
【００６９】
様々な実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０のサイズは、サブピクセル群の（of the sub-pixel plurality）サブピクセルのサイズと同等である。たとえば、いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０のサイズは、サブピクセルサイズの２分の１より大きくすることができ、サブピクセルサイズの２倍より小さくすることができる。さらに、いくつかの実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０間の要素間距離は、マルチビューピクセルアレイのマルチビューピクセル２１０間のピクセル間距離に対応することができる。たとえば、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０間の要素間距離は、マルチビューピクセル２１０間のピクセル間距離に実質上等しくすることができる。いくつかの例では、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０間の要素間距離、およびマルチビューピクセル２１０間の対応するピクセル間距離は、中心間距離または同等の間隔もしくは距離の尺度として定義することができる。
【００７０】
さらに、マルチビューピクセルアレイのマルチビューピクセル２１０と、マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０との間に、１対１の対応関係が存在することができる。特に、いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０間の要素間距離（たとえば、中心間）は、マルチビューピクセル２１０間のピクセル間距離（たとえば、中心間）に実質上等しくすることができる。したがって、マルチビューピクセル２１０内の各サブピクセルは、対応するマイクロプリズムマルチビーム要素２２０によって提供される指向性光ビーム群２０４のうちの異なる１つを変調するように構成することができる。さらに、様々な実施形態によれば、各マルチビューピクセル２１０は、１つのみのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０から指向性光ビーム２０４を受け取って変調するように構成することができる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０は、上述したように、マルチビューバックライト１００のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０に実質上類似することができる。たとえば、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０は、１つまたは複数のマイクロプリズムを備えることができる。
【００７２】
マルチビューディスプレイ２００は、光を導波するように構成された導光体２３０をさらに備える。これらの実施形態によれば、要素アレイのマイクロプリズムマルチビーム要素２２０は、導光体２３０からの導波光の一部分を、対応するマルチビューピクセル２１０へ提供される指向性光ビーム群２０４として出力結合するように構成される。特に、マイクロプリズムマルチビーム要素２２０は、導波光の部分を出力結合するように、導光体２３０に光学的に接続することができる。いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ２００の導光体２３０は、マルチビューバックライト１００に関して上述した導光体１１０に実質上類似することができる。
【００７３】
さらに、これらの実施形態（図７には図示せず）のうちのいくつかでは、マルチビューディスプレイ２００は、光源をさらに備えることができる。光源は、導光体へ光を提供するように構成することができる。いくつかの実施形態によれば、光源は、上述したマルチビューバックライト１００の光源１３０に実質上類似することができる。
【００７４】
本明細書に記載する原理の他の実施形態によれば、マルチビューディスプレイ動作の方法が提供される。図８は、本明細書に記載する原理に一貫した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動作の方法３００の流れ図を示す。図８に示すように、マルチビューディスプレイ動作の方法３００は、導光体の長さに沿って光を導波すること３１０を含む。さらに、導波光は、所定のコリメーション因子に応じてコリメートすることができる。いくつかの実施形態によれば、導光体は、マルチビューバックライト１００に関して上述した導光体１１０に実質上類似することができる。
【００７５】
マルチビューディスプレイ動作の方法３００は、導光体の表面に隣接して導光体の表面から延びる複数のマイクロプリズムマルチビーム要素を使用して、導光体からの導波光の一部分を結合すること３２０をさらに含む。特に、マイクロプリズムマルチビーム要素群のマイクロプリズムマルチビーム要素は、導光体の頂面または放出面から延びることができる。様々な実施形態では、出力結合３２０された導波光部分は、複数のマイクロプリズムマルチビーム要素のマイクロプリズムマルチビーム要素によって、互いに異なる主角度方向を有する指向性光ビーム群として放出される。さらに、様々な実施形態では、指向性光ビーム群の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異なるビューのビュー方向に対応する。
【００７６】
特に、出力結合３２０の一部として、マイクロプリズムマルチビーム要素が、マイクロプリズムマルチビーム要素の入力アパーチャで導波光部分を受け取る。さらに、マイクロプリズムマルチビーム要素は、受け取った導波光部分をマイクロプリズムマルチビーム要素のマイクロプリズムの傾斜側壁から反射することによって、出力アパーチャで指向性光ビーム群を放出または提供する。次いで、傾斜側壁から反射された光は、マイクロプリズムマルチビーム要素からその出力アパーチャを通って指向性光ビーム群として出る。いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素（およびそのマイクロプリズム）は、上述したように、マルチビューバックライト１００のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０に実質上類似している。さらに、様々な実施形態によれば、出力結合３２０の結果が、マイクロプリズムマルチビーム要素によって放出される指向性光ビーム群になる。
【００７７】
たとえば、マイクロプリズムマルチビーム要素群のマイクロプリズムマルチビーム要素は、傾斜側壁を有する１つまたは複数のマイクロプリズムを含む。マイクロプリズムマルチビーム要素は、傾斜側壁からの反射によって光ビーム群を出力結合３２０することができる。いくつかの実施形態では、マイクロプリズムマルチビーム要素の傾斜側壁は、反射を容易にするために、マイクロプリズムの外面上に配置された反射層を含むことができる。様々な実施形態によれば、マイクロプリズムマルチビーム要素群のマイクロプリズムマルチビーム要素は、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サブピクセルのサイズと同等である。したがって、マイクロプリズムマルチビーム要素のサイズは、サブピクセルサイズの２分の１より大きいが、サブピクセルサイズの２倍より小さくすることができる。
【００７８】
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動作の方法３００は、光源を使用して導光体に光を提供することをさらに含む。提供される光は、導光体内で導波光の所定の角度的な広がりを提供するようにコリメーション因子に応じて導光体内でコリメートされた導波光とすることができる。いくつかの実施形態では、光源は、上述したマルチビューバックライト１００の光源１３０に実質上類似することができる。
【００７９】
図８に示すように、マルチビューディスプレイ動作の方法３００は、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルとして構成されたライトバルブを使用して、指向性光ビームを任意に変調すること３３０をさらに含む。いくつかの実施形態によれば、ライトバルブの群またはアレイの１つのライトバルブ（a light valve of a plurality or array of light valves）が、マルチビューピクセルのサブピクセルに対応する。すなわち、マイクロプリズムマルチビーム要素は、たとえば１群の（a group of）１つまたは複数のサブピクセルに対して、ライトバルブのサイズまたはその群のライトバルブ間の中心間隔と同等のサイズを有することができる。
【００８０】
いくつかの実施形態によれば、複数のライトバルブは、図２Ａ〜図２Ｃに関して上述したライトバルブ１０８のアレイおよびマルチビューバックライト１００に実質上類似することができる。特に、上述したように、第１のライトバルブセット１０８ａおよび第２のライトバルブセット１０８ｂと異なるマルチビューピクセル１０６との対応関係に類似して、異なる組のライトバルブは、異なるマルチビューピクセルに対応することができる。さらに、図２Ａ〜図２Ｃの上記で参照した議論では、ライトバルブ１０８がサブピクセル１０６’に対応するため、ライトバルブアレイの個々のライトバルブは、１群の１つもしくは複数のカラーサブピクセル、またはマルチビューピクセルのカラーサブピクセル群を含むサブピクセルに対応することができる。
【００８１】
したがって、マルチビューバックライト、マルチビューディスプレイ動作の方法、および傾斜側壁を有する１つまたは複数のマイクロプリズムを備えるマイクロプリズムマルチビーム要素を用いる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。前述の例は、本明細書に記載する原理を表す多くの特有の例のいくつかの単なる例示であることを理解されたい。当業者であれば、以下の特許請求の範囲に定義される範囲から逸脱することなく、多数の他の配置を容易に考案することができることが明らかである。
【符号の説明】
【００８２】
１０  マルチビューディスプレイ
１２  画面
１４  ビュー
１６  ビュー方向
２０  光ビーム
１００  マルチビューバックライト
１０２  指向性光ビーム
１０３  伝播方向
１０３’  他方の伝播方向
１０４  導波光
１０６  マルチビューピクセル
１０６’  サブピクセル
１０８  ライトバルブ
１０８ａ  第１のライトバルブセット
１０８ｂ  第２のライトバルブセット
１１０  導光体、導光板
１１０’  第１の表面
１１０”  第２の表面
１２０  マイクロプリズムマルチビーム要素
１２０ａ  第１のマイクロプリズムマルチビーム要素
１２０ｂ  第２のマイクロプリズムマルチビーム要素
１２２  内面
１２４  入力アパーチャ
１２６  出力アパーチャ
１２８  反射層
１３０  光源
１３８  キャリア
１４０  マイクロプリズム
１４２  主軸
１４４  内面
１５０  長円形の放出パターン
１５２  第１の部分
１５４  第２の部分
２００  マルチビューディスプレイ
２０２  変調された指向性光ビーム
２０４  指向性光ビーム
２１０  マルチビューピクセル
２２０  マイクロプリズムマルチビーム要素
２３０  導光体
Ｄ  第１のライトバルブセット１０８ａと第２のライトバルブセット１０８ｂとの間の中心間距離
ｄ  第１のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０ａと第２のマイクロプリズムマルチビーム要素１２０ｂとの間の中心間距離
Ｌ  導光体１１０に沿った距離
Ｏ  原点
Ｓ  サブピクセルサイズ
ｓ  マイクロプリズムマルチビーム要素サイズ
θ  角度成分、上昇角度
φ  角度成分、方位角度
σ  コリメーション因子
【図１】
0006894014.tif 000003
【図２−１】
0006894014.tif 000004
【図２−２】
0006894014.tif 000005
【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７】
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【図８】
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