(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドと、
指向性放射光を前記光ガイドから第１のビューゾーンに向けて放射するように構成された第１のバックライト領域と、
広角放射光を前記光ガイドから前記第１のビューゾーンと、第２のビューゾーンとの両方に向かって放射するように構成された第２のバックライト領域であって、前記第２のバックライト領域が、前記第１のバックライト領域に隣接している、第２のバックライト領域と
を備え、
前記第１のビューゾーンのビューのレンジが、前記第２のビューゾーンのビューのレンジの方向とは異なる方向を有している、
デュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項２】
前記第１のビューゾーンの前記ビューのレンジと、前記第２のビューゾーンの前記ビューのレンジとが、角度空間において相互に排他的である、請求項１に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項３】
前記光ガイドから、前記ガイド光の一部を外へ、前記指向性放射光として、前記第１のバックライト領域に対応する前記光ガイドの一部から散乱させるように構成された、指向性散乱特徴部と、
前記光ガイドから、前記ガイド光の一部を外へ、前記広角放射光として、前記第２のバックライト領域に対応する前記光ガイドの一部から散乱させるように構成されている、広角散乱特徴部と
をさらに備えた、請求項１に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項４】
前記指向性散乱特徴部が、前記第１のバックライト領域に対応する前記光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間した複数の指向性散乱要素を備えており、前記複数の指向性散乱要素のある指向性散乱要素が、角度保持散乱要素として構成されるとともに、回折格子と、マイクロ反射散乱要素と、マイクロ屈折散乱要素との１つまたはそれ以上を備えている、請求項３に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項５】
前記広角散乱特徴部が、
前記ガイド光の一部を外へ、前記第１のビューゾーンの前記方向に散乱させるように構成された、第１の複数の指向性散乱要素と、
前記ガイド光の一部を外へ、前記第２のビューゾーンの前記方向に散乱させるように構成された、第２の複数の指向性散乱要素とを備え、
前記第１の複数の指向性散乱要素と前記第２の複数の指向性散乱要素との両方の指向性散乱要素が、前記第２のバックライト領域に対応する前記光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間している、
請求項３に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項６】
前記指向性散乱特徴部と前記広角散乱特徴部との各々が、複数のマルチビーム要素を備え、前記複数のマルチビーム要素のあるマルチビーム要素が、前記光ガイドからの光を外へ、マルチビュー画像のビュー方向に対応する、主要な角度方向を有する複数の指向性光ビームとして散乱させるように構成されている、請求項３に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項７】
前記光ガイドの入力においてコリメート光源をさらに備え、前記コリメート光源が、前記ガイドされる光としてガイドされるように、前記光ガイドにコリメートされた光を提供するように構成されている、請求項３に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
【請求項８】
請求項１に記載のデュアルビューゾーンのバックライトを備えた電子ディスプレイであって、前記電子ディスプレイが、前記指向性放射光と前記広角放射光との両方を、表示される画像として変調させるように構成された光弁のアレイをさらに備え、前記表示される画像が、前記第１のビューゾーンおよび前記第２のビューゾーンに提供される、電子ディスプレイ。
【請求項９】
前記第１のビューゾーンに提供される前記表示される画像が、前記第２のビューゾーンに提供される前記表示される画像とは異なっている、請求項８に記載の電子ディスプレイ。
【請求項１０】
請求項１に記載のデュアルビューゾーンのバックライトを備えたデュアルモードのバックライトであって、前記デュアルモードのバックライトが、前記デュアルビューゾーンのバックライトに隣接するとともに、前記デュアルビューゾーンのバックライトに向けて光を放射するように構成された第２のバックライトをさらに備え、前記デュアルビューゾーンのバックライトが、前記第２のバックライトから放射された前記光に対して光学的に透過性であり、
前記デュアルビューゾーンのバックライトが、第１のモードの間、前記指向性放射光と前記広角放射光との両方を放射するように構成されており、前記第２のバックライトが、第２のモードの間、前記デュアルビューゾーンのバックライトに向かって前記光を放射するように構成されている、デュアルモードのバックライト。
【請求項１１】
ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドを備え、第１のモードの間に光を放射するように構成されたデュアルビューゾーンのバックライトであって、前記光が、前記光ガイドの第１のバックライト領域から第１のビューゾーンに向かって、指向性放射光として放射され、前記光ガイドの第２のバックライト領域から、前記第１のビューゾーンと、第２のビューゾーンとの両方に向かって、広角放射光として放射される、デュアルビューゾーンのバックライトと、
前記デュアルビューゾーンのバックライトに隣接するとともに、第２のモードの間に光を放射するように構成された広角バックライトであって、前記光が、前記デュアルビューゾーンのバックライトを通して、前記第１のビューゾーンと前記第２のビューゾーンとの両方に向けて、広角光として放射される、広角バックライトと、
表示される画像を提供するように、前記デュアルビューゾーンのバックライトおよび前記広角バックライトによって発せられた前記光を変調させるように構成された光弁のアレイと
を備えた、デュアルモードのディスプレイ。
【請求項１２】
前記第１のモードの間、前記デュアルモードのディスプレイが、前記第１のビューゾーンで排他的に視認可能である第１の画像と、前記第２のビューゾーンで排他的に視認可能である第２の画像とを含む、前記表示される画像を提供するように構成されており、前記第２のモードの間、前記デュアルモードのディスプレイが、前記第１のビューゾーンと前記第２のビューゾーンとの両方で視認可能である、前記表示される画像を提供するように構成されている、請求項１１に記載のデュアルモードのディスプレイ。
【請求項１３】
前記デュアルビューゾーンのバックライトが、
前記第１のバックライト領域に対応する前記光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間した複数の指向性散乱要素であって、前記複数の指向性散乱要素のある指向性散乱要素が、前記光ガイドから、前記ガイド光の一部を外へ、前記指向性放射光として散乱させるように構成されている、複数の指向性散乱要素と、
前記第２のバックライト領域に対応する前記光ガイドの部分の長さに沿って分布された広角散乱特徴部であって、前記広角散乱特徴部が、前記光ガイドから、前記ガイド光の一部を外へ、前記広角放射光として散乱させるように構成されている、広角散乱特徴部とを備えている、請求項１１に記載のデュアルモードのディスプレイ。
【請求項１４】
前記指向性散乱要素が、回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素の１つまたはそれ以上を備え、前記指向性散乱要素が、角度保持散乱要素と、片側散乱要素との両方として構成されている、請求項１３に記載のデュアルモードのディスプレイ。
【請求項１５】
前記複数の指向性散乱要素が、マルチビュー画像のビュー方向に対応する主要な角度方向を有する指向性光ビームとして、前記指向性放射光を提供するように構成された複数のマルチビーム要素を備え、前記第１のモードの間に前記第１のビューゾーンで視認可能である前記表示される画像が、前記マルチビュー画像である、請求項１３に記載のデュアルモードのディスプレイ。
【請求項１６】
デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法であって、前記方法が、
第１のバックライト領域を使用して、指向性放射光を光ガイドから第１のビューゾーンに向けて放射するステップと、
第２のバックライト領域を使用して、広角放射光を光ガイドから前記第１のビューゾーンと、第２のビューゾーンとの両方に向かって放射するステップであって、前記第２のバックライト領域が、前記第１のバックライト領域に隣接している、放射するステップと
を含み、
前記第１のビューゾーンのビューのレンジが、ビューの角度と方向との両方において、前記第２のビューゾーンのビューのレンジのビューの角度および方向とは異なっている、
方法。
【請求項１７】
前記光ガイド内の光を、ガイド光としてガイドするステップであって、前記第１のバックライト領域と前記第２のバックライト領域とが、前記光ガイドの隣接する部分を含んでいる、ガイドするステップと、
前記第１のバックライト領域に対応する前記光ガイドの一部に沿って位置する指向性散乱特徴部を使用して、前記ガイド光の一部を外へ、前記指向性放射光として散乱させるステップと、
前記第２のバックライト領域に対応する前記光ガイドの一部に沿って位置する広角散乱特徴部を使用して、前記ガイド光の一部を外へ、前記広角放射光として散乱させるステップと
をさらに含む、請求項１６に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
【請求項１８】
前記指向性散乱特徴部と前記広角散乱特徴部との一方または両方が、互いから離間し、角度保持散乱要素と片側散乱要素との両方として構成された、複数の指向性散乱要素を備え、前記複数の指向性散乱要素のある指向性散乱要素が、回折格子と、マイクロ反射要素と、マイクロ屈折要素との１つまたはそれ以上を備えている、請求項１７に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
【請求項１９】
前記デュアルビューゾーンのバックライトの表面に隣接する第２のバックライトを使用して光を提供するステップと、
前記第２のバックライトからの前記光を、デュアルビューゾーンのバックライトの厚さを通して伝達するステップと、
前記第２のバックライトから、前記第１のビューゾーンおよび前記第２のビューゾーンに、放射光として、前記光を放射するステップと
をさらに含み、
前記指向性放射光と前記広角放射光との両方が、第１のモードの間に放射され、前記第２のバックライトが、第２のモードの間に光を提供する、請求項１６に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
【請求項２０】
前記第１のビューゾーンに第１の表示される画像を提供し、前記第２のビューゾーンに第２の表示される画像を提供するように、光弁のアレイを使用して、前記指向性放射光および前記広角放射光を変調させるステップをさらに含む、請求項１６に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年４月２日に出願された米国仮特許出願第６２／４８０，５１４号の優先権を主張する。この出願のすべては、本明細書で参照することによって組み込まれる。
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当なし
【背景技術】
【０００３】
電子ディスプレイは、広範囲のデバイスおよび製品のユーザに情報を伝えるための、ほぼ至る所に存在する媒体である。もっとも一般的に採用されている電子ディスプレイには、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネ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クスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）のディプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）、ならびに、電気機械式または電気流体式の光変調（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）を採用する様々なディスプレイが含まれる。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、光を発するディスプレイ）、または、パッシブディスプレイ（すなわち、別の光源によって提供される光を変調させるディスプレイ）に分類される場合がある。アクティブディスプレイのもっとも明確な例の内には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、およびＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤが存在する。発せられた光を検討する場合、通常はパッシブとして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、限定ではないが、本質的に低い電力消費を含む、魅力的な性能の特性をしばしば呈する一方で、光を発する能力が欠如していることを考えると、多くの実際の用途において、用途がいくらか限定される場合がある。
【０００４】
発せられた光に関連するパッシブディスプレイの制限を克服するために、多くのパッシブディスプレイが、外部の光源に結合される。結合された光源は、これら別のパッシブディスプレイが、実質的にアクティブディスプレイのように、光を発し、機能することを可能にする場合がある。そのような結合された光源の例が、バックライトである。バックライトは、パッシブディスプレイを照らすように、別のパッシブディスプレイの後ろに置かれる、光源（しばしば、パネルバックライト）としての役割を果たす場合がある。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されている場合がある。バックライトは、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイを通る光を発する。発せられた光は、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイによって変調され、変調された光は、次いで、ひいてはＬＣＤまたはＥＰディスプレイから発せられる。しばしば、バックライトは、白色光を発するように構成されている。その場合、カラーフィルタが、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ために使用される。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部に配置される（あまり一般的ではない）か、バックライトと、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイとの間に配置される場合がある。代替的には、様々な色は、異なる色、たとえば原色などを使用して、ディスプレイのフィールド順次式照明によって実施される場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、以下の［１］から［２０］を含む。
［１］指向性放射光を第１のビューゾーンに向けて放射するように構成された第１のバックライト領域と、
上記第１のビューゾーンと、第２のビューゾーンとの両方に向かって広角放射光を放射するように構成された第２のバックライト領域であって、上記第２のバックライト領域が、上記第１のバックライト領域に隣接している、第２のバックライト領域と
を備え、
上記第１のビューゾーンのビューのレンジが、上記第２のビューゾーンのビューのレンジの方向とは異なる方向を有している、
デュアルビューゾーンのバックライト。
［２］上記第１のビューゾーンの上記ビューのレンジと、上記第２のビューゾーンの上記ビューのレンジとが、角度空間において相互に排他的である、上記［１］に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
［３］ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドと、
上記光ガイドから、上記ガイド光の一部を外へ、上記指向性放射光として、上記第１のバックライト領域に対応する上記光ガイドの一部から散乱させるように構成された、指向性散乱特徴部と、
上記光ガイドから、上記ガイド光の一部を外へ、上記広角放射光として、上記第２のバックライト領域に対応する上記光ガイドの一部から散乱させるように構成されている、広角散乱特徴部と
をさらに備えた、上記［１］に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
［４］上記指向性散乱特徴部が、上記第１のバックライト領域に対応する上記光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間した複数の指向性散乱要素を備えており、上記複数の指向性散乱要素のある指向性散乱要素が、角度保持散乱要素として構成されるとともに、回折格子と、マイクロ反射散乱要素と、マイクロ屈折散乱要素との１つまたはそれ以上を備えている、上記［３］に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
［５］上記広角散乱特徴部が、
上記ガイド光の一部を外へ、上記第１のビューゾーンの上記方向に散乱させるように構成された、第１の複数の指向性散乱要素と、
上記ガイド光の一部を外へ、上記第２のビューゾーンの上記方向に散乱させるように構成された、第２の複数の指向性散乱要素とを備え、
上記第１の複数の指向性散乱要素と上記第２の複数の指向性散乱要素との両方の指向性散乱要素が、上記第２のバックライト領域に対応する上記光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間している、
上記［３］に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
［６］上記指向性散乱特徴部と上記広角散乱特徴部との各々が、複数のマルチビーム要素を備え、上記複数のマルチビーム要素のあるマルチビーム要素が、上記光ガイドからの光を外へ、マルチビュー画像のビュー方向に対応する、主要な角度方向を有する複数の指向性光ビームとして散乱させるように構成されている、上記［３］に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
［７］上記光ガイドの入力においてコリメート光源をさらに備え、上記コリメート光源が、上記ガイドされる光としてガイドされるように、上記光ガイドにコリメートされた光を提供するように構成されている、上記［３］に記載のデュアルビューゾーンのバックライト。
［８］上記［１］に記載のデュアルビューゾーンのバックライトを備えた電子ディスプレイであって、上記電子ディスプレイが、上記指向性放射光と上記広角放射光との両方を、表示される画像として変調させるように構成された光弁のアレイをさらに備え、上記表示される画像が、上記第１のビューゾーンおよび上記第２のビューゾーンに提供される、電子ディスプレイ。
［９］上記第１のビューゾーンに提供される上記表示される画像が、上記第２のビューゾーンに提供される上記表示される画像とは異なっている、上記［８］に記載の電子ディスプレイ。
［１０］上記［１］に記載のデュアルビューゾーンのバックライトを備えたデュアルモードのバックライトであって、上記デュアルモードのバックライトが、上記デュアルビューゾーンのバックライトに隣接するとともに、上記デュアルビューゾーンのバックライトに向けて光を放射するように構成された第２のバックライトをさらに備え、上記デュアルビューゾーンのバックライトが、上記第２のバックライトから放射された上記光に対して光学的に透過性であり、
上記デュアルビューゾーンのバックライトが、第１のモードの間、上記指向性放射光と上記広角放射光との両方を放射するように構成されており、上記第２のバックライトが、第２のモードの間、上記デュアルビューゾーンのバックライトに向かって上記光を放射するように構成されている、デュアルモードのバックライト。
［１１］第１のモードの間に光を放射するように構成されたデュアルビューゾーンのバックライトであって、上記光が、第１のバックライト領域から第１のビューゾーンに、指向性放射光として放射され、第２のバックライト領域から、上記第１のビューゾーンと、第２のビューゾーンとの両方に、広角放射光として放射される、デュアルビューゾーンのバックライトと、
上記デュアルビューゾーンのバックライトに隣接するとともに、第２のモードの間に光を放射するように構成された広角バックライトであって、上記光が、上記デュアルビューゾーンのバックライトを通して、上記第１のビューゾーンと上記第２のビューゾーンとの両方に向けて、広角光として放射される、広角バックライトと、
表示される画像を提供するように、上記デュアルビューゾーンのバックライトおよび上記広角バックライトによって発せられた上記光を変調させるように構成された光弁のアレイと
を備えた、デュアルモードのディスプレイ。
［１２］上記第１のモードの間、上記デュアルモードのディスプレイが、上記第１のビューゾーンで排他的に視認可能である第１の画像と、上記第２のビューゾーンで排他的に視認可能である第２の画像とを含む、上記表示される画像を提供するように構成されており、上記第２のモードの間、上記デュアルモードのディスプレイが、上記第１のビューゾーンと上記第２のビューゾーンとの両方で視認可能である、上記表示される画像を提供するように構成されている、上記［１１］に記載のデュアルモードのディスプレイ。
［１３］上記デュアルビューゾーンのバックライトが、
ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドと、
上記第１のバックライト領域に対応する上記光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間した複数の指向性散乱要素であって、上記複数の指向性散乱要素のある指向性散乱要素が、上記光ガイドから、上記ガイド光の一部を外へ、上記指向性放射光として散乱させるように構成されている、複数の指向性散乱要素と、
上記第２のバックライト領域に対応する上記光ガイドの部分の長さに沿って分布された広角散乱特徴部であって、上記広角散乱特徴部が、上記光ガイドから、上記ガイド光の一部を外へ、上記広角放射光として散乱させるように構成されている、広角散乱特徴部とを備えている、上記［１１］に記載のデュアルモードのディスプレイ。
［１４］上記指向性散乱要素が、回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素の１つまたはそれ以上を備え、上記指向性散乱要素が、角度保持散乱要素と、片側散乱要素との両方として構成されている、上記［１３］に記載のデュアルモードのディスプレイ。
［１５］上記複数の指向性散乱要素が、マルチビュー画像のビュー方向に対応する主要な角度方向を有する指向性光ビームとして、上記指向性放射光を提供するように構成された複数のマルチビーム要素を備え、上記第１のモードの間に上記第１のビューゾーンで視認可能である上記表示される画像が、上記マルチビュー画像である、上記［１３］に記載のデュアルモードのディスプレイ。
［１６］デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法であって、上記方法が、
第１のバックライト領域を使用して、指向性放射光を第１のビューゾーンに向けて放射するステップと、
第２のバックライト領域を使用して、上記第１のビューゾーンと、第２のビューゾーンとの両方に向かって広角放射光を放射することであって、上記第２のバックライト領域が、上記第１のバックライト領域に隣接している、放射するステップと
を含み、
上記第１のビューゾーンのビューのレンジが、ビューの角度と方向との両方において、上記第２のビューゾーンのビューのレンジのビューの角度および方向とは異なっている、
方法。
［１７］光ガイド内の光を、ガイド光としてガイドすることであって、上記第１のバックライト領域と上記第２のバックライト領域とが、上記光ガイドの隣接する部分を含んでいる、ガイドするステップと、
上記第１のバックライト領域に対応する上記光ガイドの一部に沿って位置する指向性散乱特徴部を使用して、上記ガイド光の一部を外へ、上記指向性放射光として散乱させるステップと、
上記第２のバックライト領域に対応する上記光ガイドの一部に沿って位置する広角散乱特徴部を使用して、上記ガイド光の一部を外へ、上記広角放射光として散乱させるステップと
をさらに含む、上記［１６］に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
［１８］上記指向性散乱特徴部と上記広角散乱特徴部との一方または両方が、互いから離間し、角度保持散乱要素と片側散乱要素との両方として構成された、複数の指向性散乱要素を備え、上記複数の指向性散乱要素のある指向性散乱要素が、回折格子と、マイクロ反射要素と、マイクロ屈折要素との１つまたはそれ以上を備えている、上記［１７］に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
［１９］上記デュアルビューゾーンのバックライトの表面に隣接する第２のバックライトを使用して光を提供するステップと、
上記第２のバックライトからの上記光を、デュアルビューゾーンのバックライトの厚さを通して伝達するステップと、
上記第２のバックライトから、上記第１のビューゾーンおよび上記第２のビューゾーンに、放射光として、上記光を放射するステップと
をさらに含み、
上記指向性放射光と上記広角放射光との両方が、第１のモードの間に放射され、上記第２のバックライトが、第２のモードの間に光を提供する、上記［１６］に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
［２０］上記第１のビューゾーンに第１の表示される画像を提供し、上記第２のビューゾーンに第２の表示される画像を提供するように、光弁のアレイを使用して、上記指向性放射光および上記広角放射光を変調させるステップをさらに含む、上記［１６］に記載のデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法。
本明細書に記載の原理に係る、例および実施形態の様々な特徴が、添付図面と関連して取られる以下の詳細な説明を参照して、より容易に理解され得る。添付図面では、同様の参照が、同様の構造的要素を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイの斜視図である。
【図１Ｂ】本明細書に記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する、特定の主要な角度方向を有する、光ビームの角度成分の図形表現である。
【図２Ａ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での回折格子の断面図である。
【図２Ｂ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での傾斜回折格子の断面図である。
【図３Ａ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの断面図である。
【図３Ｂ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの平面図である。
【図３Ｃ】本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの斜視図である。
【図４】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトによって提供される照明の図形表現である。
【図５Ａ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの一部の断面図である。
【図５Ｂ】本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの一部の断面図である。
【図６】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのコリメート光源を含む、デュアルビューゾーンのバックライトの一部の斜視図である。
【図７Ａ】本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例でのデュアルモードのディスプレイの断面図である。
【図７Ｂ】本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、別の例でのデュアルモードのディスプレイの断面図である。
【図８】本明細書の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法のフローチャートである。
【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、上に参照された図に示された特徴に加えてか、その代わりに、他の特徴を有する。これらおよび他の特徴は、上に参照された図を参照して以下に詳述される。
【０００８】
本明細書に記載の原理に係る例および実施形態は、電子ディスプレイのためのアプリケーションと同じバックライト上で広角散乱および指向性散乱を採用するバックライティングを提供する。本明細書の原理に適合する様々な実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトが提供される。デュアルビューゾーンのバックライトは、指向性放射光を第１のビューゾーンに向けて放射することと、広角放射光を第１のビューゾーンと第２のビューゾーンとの両方に向けて放射することと、の両方を行うように構成されている。さらに、第１のビューゾーンのビューのレンジまたはコーンは、様々な実施形態では、第２のビューゾーンのビューのレンジまたはコーンの方向とは異なる方向である。
【０００９】
様々な実施形態によれば、デュアルモードのディスプレイも提供される。具体的には、デュアルモードのディスプレイは、デュアルビューゾーンのバックライトを、デュアルバックライトのディスプレイで広角バックライトと合わせて、同じスクリーン上に２つの別々の画像を有する第１のモードと、スクリーン全体を占める単一の画像を有する第２のモードと、を提供する。本明細書に記載のデュアルビューゾーンのバックライトおよびデュアルモードのディスプレイの用途には、限定ではないが、移動電話（たとえば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピュータ、モバイルコンピュータ（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のモニタ、自動車のディスプレイコンソール、カメラのディスプレイ、ならびに、他の様々なモバイル、および、実質的にモバイルではない、ディスプレイアプリケーションおよびデバイスが含まれる。
【００１０】
本明細書では、「２次元ディスプレイ」または「２Ｄディスプレイ」は、画像のビューを提供するように構成されたディスプレイとして規定されており、この画像は、画像が視認される方向（すなわち、２Ｄディスプレイの所定のビューの角度またはレンジ内）に関わらず、実質的に同じである。多くのスマートフォンおよびコンピュータのモニタに見られる慣習的な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が、２Ｄディスプレイの例である。対照的に、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おいて、または異なるビュー方向から、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、電子ディスプレイまたはディスプレイシステムとして規定される。具体的には、異なるビューが、マルチビュー画像のシーンまたは対象の異なる斜視でのビューを示してもよい。
【００１１】
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おける、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規定される。図１Ａは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイ１０の斜視図である。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スクリーン１２を備えている。スクリーン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）、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、カメラのディスプレイ、または、実質的に任意の他のデバイスの電子ディスプレイのディスプレイスクリーンであってもよい。
【００１２】
マルチビューディスプレイ１０は、スクリーン１２に対する異なるビュー方向１６における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、スクリーン１２から、様々な異なる主要な角度方向に延びる矢印として示されている。異なるビュー１４が、矢印の終端部（すなわち、ビュー方向１６を示している）において、陰が付された多角形のボックス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、すべて例として、限定ではなく、図示されている。異なるビュー１４が図１Ａに、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上に表示される際に、ビュー１４が、実際には、スクリーン１２上、またはスクリーン１２の近位に現れることに留意されたい。ビュー１４をスクリーン１２の上方に示すことは、図示の簡略化のみのためであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のそれぞれ１つから、マルチビューディスプレイ１０を見ることを示すように意図されている。
【００１３】
ビュー方向、または同等には、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、本明細書での定義により、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主要な角度方向を有している。角度成分θは、本明細書では、光ビームの「高さ成分」または「仰角」と称される。角度成分φは、光ビームの「方位成分」または「方位角」と称される。規定により、仰角θは、垂直平面（たとえば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に垂直）における角度であり、一方、方位角φは、水平面（たとえば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に平行）における角度である。
【００１４】
図１Ｂは、本明細書に記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する、特定の主要な角度方向（たとえば、図１Ａにおけるビュー方向１６）を有する、光ビーム２０の角度成分｛θ，φ｝の図形表現である。さらに、光ビーム２０は、本明細書の規定による、特定のポイントから発せられるか生じる。すなわち、規定により、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放射線を有している。図１Ｂは、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏをも示している。
【００１５】
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」の用語で使用されるような、「マルチビュー」との用語は、異なる斜視を示すか、複数のビューにおけるビュー間の角度の差異を含んでいる、複数のビューとして規定される。さらに、本明細書では、「マルチビュー」との用語は、本明細書の規定により、３つ以上の異なるビュー（すなわち、最小で３つのビューであり、概して、３つより多くのビューである）を明示的に含んでいる。したがって、本明細書で採用される「マルチビューディスプレイ」は、シーンまたは画像を示すための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確に区別される。しかし、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイが、本明細書の規定により、３つ以上のビューを含む一方で、マルチビュー画像は、マルチビューのビューを２つのみを一度に見るように（たとえば、目毎に１つのビュー）選択することにより、画像の立体的なペアとして（たとえば、マルチビューディスプレイ上で）見られてもよいことに留意されたい。
【００１６】
「マルチビューピクセル」は、マルチビューディスプレイの複数の異なるビューの各ビューにおける「ビュー」のピクセルを示すピクセルのセット（たとえば、光弁のセット）として、本明細書で規定される。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の各々におけるビューピクセルに対応するか示す、個別のピクセル（または光弁）を有してもよい。さらに、本明細書の規定により、マルチビューピクセルのピクセルは、いわゆる「指向性ピクセル」であり、この指向性ピクセルでは、ピクセルの各々が、異なるビューの対応するビューの、所定のビュー方向と関連付けられている。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各ピクセルによって示される異なるビューピクセルは、異なるビューの各々において、等しいか、少なくとも実質的に類似である位置または座標を有してもよい。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各々における、｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個別のピクセルを有する場合があり、一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々における、｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個別のピクセルを有してもよい、などである。
【００１７】
本明細書では、「光ガイド」は、全内部反射を使用して、構造内で光をガイドする構造として規定される。具体的には、光ガイドは、光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もよい。「光ガイド」との用語は、概して、光ガイドの誘電材料と、光ガイドを囲む材料または媒体との間の界面において、光をガイドするために全内部反射を採用する、誘電光導波路に関する。規定により、全内部反射のための条件は、光ガイドの屈折率が、光ガイドの材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率より大であることである。いくつかの実施形態では、光ガイドは、全内部反射をさらに促進するために、前述の屈折率の差異に加えて、またはその代わりに、コーティングを含んでもよい。コーティングは、たとえば、反射コーティングであってもよい。光ガイドは、限定ではないが、プレートまたはスラブのガイドと、ストリップガイドとの、一方または両方を含む、いくつかの光ガイドの任意のものであってもよい。
【００１８】
本明細書での規定により、「マルチビーム要素」は、複数の指向性光ビームを含む光を生成する、バックライトまたはディスプレイの構造または要素である。マルチビーム要素によって生成される、複数の指向性光ビーム（the plurality of directional light beams）（すなわち、「指向性光ビーム複数（directional light beam plurality）」）の指向性光ビームは、本明細書の規定により、互いに異なる主要な角度方向を有する。具体的には、規定により、指向性光ビーム複数の指向性光ビームは、指向性光ビーム複数の別の指向性光ビームとは異なる、所定の主要な角度方向を有している。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素のサイズは、マルチビーム要素（たとえば、マルチビューディスプレイ）と関連付けられたディスプレイにおいて使用される光弁のサイズと比較可能であってもよい。具体的には、マルチビーム要素のサイズは、いくつかの実施形態では、光弁のサイズの約２分の１から約２倍の間であってもよい。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、偏光選択散乱（polarization-selective scattering）を提供してもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、指向性光ビーム複数は、光照射野を示してもよい。たとえば、指向性光ビーム複数は、実質的に円錐状の空間の領域に限られてもよいか、光ビーム複数の光ビームの異なる主要な角度方向を含む、所定の角度の広がりを有してもよい。したがって、組み合わせた指向性光ビーム（すなわち、指向性光ビーム複数）の所定の角度の広がりは、光照射野を示してもよい。
【００２０】
様々な実施形態によれば、指向性光ビーム複数における様々な指向性光ビームの異なる主要な角度方向は、限定ではないが、他の特性に加え、マルチビーム要素のサイズ（たとえば、長さ、幅、面積などの１つまたはそれ以上）を含む特性によって判定される。たとえば、回折性のマルチビーム要素では、「グレーチングピッチ」または回折特徴部の間隔、および、回折性のマルチビーム要素内の回折格子の向きが、様々な指向性光ビームの異なる主要な角度方向を、少なくとも部分的に判定する特性であってもよい。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書の規定により、「ポイントが拡大された光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲にわたって分布する複数の点光源と見なされてもよい。さらに、マルチビーム要素によって生成される指向性光ビームは、図１Ｂに関して上述したように、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主要な角度方向を有してもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、関連するマルチビューのピクセルの形状に類似の形状を有してもよい。たとえば、マルチビーム要素とマルチビューピクセルとの両方が、正方形の形状を有してもよい。別の例では、マルチビーム要素の形状は、矩形である場合があり、このため、関連する矩形の形状のマルチビューピクセルに類似であってもよい。さらに他の例では、マルチビーム要素および対応するマルチビューピクセルは、限定ではないが、三角形の形状、多角形の形状、および円形の形状を含むか、少なくとも類似の、様々な他の類似の形状を有してもよい。
【００２２】
本明細書では、「回折格子」は、回折格子上に入射する光の回折を提供するように配置された複数の特徴部（すなわち、回折特徴部（diffractive features））として、概して規定される。いくつかの例では、複数の特徴部が、規則的な方式、または、おおよそ規則的な方式で、配置されてもよい。たとえば、回折格子は、一次元（１Ｄ）のアレイに配置された、複数の特徴部（たとえば、材料表面の複数の溝または隆起）を含んでもよい。他の例では、回折格子は、特徴部の二次元（２Ｄ）のアレイであってもよい。回折格子は、たとえば、材料表面のバンプまたは穴部の２Ｄのアレイであってもよい。
【００２３】
したがって、本明細書の規定により、「回折格子」は、回折格子上に入射する光の回折を提供する構造である。光が光ガイドから回折格子上に入射する場合、提供される回折または回折性散乱は、「回折性カップリング」となり、このため、「回折性カップリング」と呼ばれる。この回折性カップリングでは、回折格子が、回折により、光ガイドから光を外へカップリングしてもよい。回折格子は、回折により（すなわち、回折角度で）、光をふたたび方向付けるか、光の角度を変更もする。具体的には、回折の結果として、回折格子を出る光は、概して、回折格子上に入射する光（すなわち、入射光）の伝播方向とは異なる伝播方向を有している。回折による光の伝播方向の変化は、本明細書では「回折による方向変更」と呼ばれる。このため、回折格子は、回折格子上に入射する光を回折によって方向を変更する、回折特徴部を含む構造として理解される場合があり、また、光が、光ガイドから入射する場合、回折格子は、光ガイドからの光を外へ、回折によってカップリングする場合もある。
【００２４】
さらに、本明細書での規定により、回折格子の特徴部は、「回折特徴部」と呼ばれ、また、材料層、材料層内、および材料層上（すなわち、２つの材料間の境界）の１つまたはそれ以上でのものであってもよい。表面は、たとえば、光ガイドの表面であってもよい。回折特徴部は、限定ではないが、表面、表面内、または表面上での、溝、隆起、穴部、およびバンプの１つまたはそれ以上を含む、光を回折する任意の様々な構造を含んでもよい。たとえば、回折格子は、材料表面の実質的に平行な複数の溝を含んでもよい。別の例では、回折格子は、材料表面の外に突出する平行な複数の隆起を含んでもよい。回折特徴部（たとえば、溝、隆起、穴部、バンプなど）は、限定ではないが、正弦波状のプロファイル、矩形のプロファイル（たとえば、バイナリ回折格子）、三角形のプロファイル、および鋸歯状のプロファイル（たとえば、ブレーズド回折格子）の１つまたはそれ以上を含む、回折を提供する任意の様々な断面形状またはプロファイルを有してもよい。
【００２５】
本明細書に記載の様々な例によれば、回折格子（たとえば、以下に記載のような、指向性散乱要素またはマルチビーム要素の回折格子）が、光ガイド（たとえば、プレート状の光ガイド）から光を外へ、光ビームとして、回折によって散乱またはカップリングするために採用されてもよい。具体的には、局所的に周期的な回折格子の回折角度θｍ、またはこの回折格子によって提供される回折角度θｍは、以下の方程式（１）によって与えられてもよい。
【数１】
0006899447.tif 000002
式中、λは光の波長であり、ｍは回折次数であり、ｎは光ガイドの屈折率であり、ｄは回折格子の特徴部間の距離または間隔であり、θｉは、回折格子上の光の入射角である。簡略化のために、方程式（１）は、回折格子が、光ガイドの表面に隣接しており、光ガイドの外側の材料の屈折率が、１に等しい（すなわち、ｎｏｕｔ＝１）と仮定する。概して、回折次数ｍは、整数によって与えられる。回折格子によって生成される光ビームの回折角度θｍは、回折次数が正（たとえば、ｍ＞０）の場合に、方程式（１）によって与えられてもよい。たとえば、第１次の回折は、回折次数ｍが１に等しい（すなわち、ｍ＝１）である場合に提供される。
【００２６】
図２Ａは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での回折格子３０の断面図である。たとえば、回折格子３０は、光ガイド４０の表面上に位置していてもよい。さらに、図２Ａは、入射角θｉで回折格子３０上に入射する光ビーム５０を示している。光ビーム５０は、光ガイド４０内でガイドされている光ビームである。入射光ビーム５０の回折の結果として、回折によって生成され、回折格子３０によって取り出されてカップリングされている、指向性光ビーム６０も、図２Ａに示されている。指向性光ビーム６０は、方程式（１）によって与えられているように、回折角度θｍ（または、本明細書では「主要な角度方向」）を有している。回折角度θｍは、たとえば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応していてもよい。
【００２７】
本明細書では、規定により、「傾斜」回折格子は、回折格子の表面に垂直な表面に対する傾斜角度を有する、回折特徴部を有する回折格子である。様々な実施形態によれば、傾斜回折格子は、入射光の回折により、片側散乱（unilateral scattering）を提供してもよい。
【００２８】
図２Ｂは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での傾斜回折格子８０の断面図である。図示のように、傾斜回折格子８０は、図２Ａに図示された回折格子３０に類似の、光ガイド４０の表面に位置するバイナリ回折格子である。しかし、図２Ｂに示す傾斜回折格子８０は、図示のように、格子高さ、深さ、または厚さとともに、垂直面（破線によって示される）に対する傾斜角度γを有する回折特徴部８２を備えている。入射光ビーム５０と、傾斜回折格子８０による入射光ビーム５０の、片側回折散乱を示す指向性光ビーム６０とも、示されている。傾斜回折格子８０による、二次的方向における光の回折性の散乱は、様々な実施形態によれば、片側回折散乱によって抑制されていることに留意されたい。図２Ｂでは、「バツが付された」破線矢印９０は、二次的方向での、傾斜回折格子８０によって抑制された回折性の散乱を示している。
【００２９】
様々な実施形態によれば、回折特徴部８２の傾斜角度γは、二次的方向における回折性の散乱が抑制される程度を含む、傾斜回折格子８０の片側回折の特性を制御するために選択されてもよい。たとえば、傾斜角度γは、約２０度（２０°）から約６０度（６０°）の間か、約３０度（３０°）から約５０度（５０°）の間か、約４０度（４０°）から約５５度（５５°）の間であるように、選択されてもよい。約３０°から約６０°の範囲の傾斜角度γは、たとえば、傾斜回折格子８０によって提供される片側の方向と比べた場合、二次的方向の回折性の散乱の抑圧が約４０倍（４０×）より大であってもよい。いくつかの実施形態によれば、回折特徴部８２の厚さｔは、約１００ナノメートル（１００ｎｍ）から約４００ナノメートル（４００ｎｍ）の間であってもよい。たとえば、厚さｔは、約３００ナノメートル（３００ｎｍ）から約５００ナノメートル（５００ｎｍ）のレンジにおいて、回折の周期性ｐに関し、約１５０ナノメートル（１５０ｎｍ）から約３００ｎｍの間であってもよい。
【００３０】
さらに、回折特徴部は、いくつかの実施形態によれば、湾曲している場合があり、また、光の伝播方向に対する所定の向き（たとえば、回転）を有する場合もある。回折特徴部の湾曲と、回折特徴部の向きとの一方または両方は、たとえば、回折格子によって取り出されてカップリングされた光の方向を制御するように構成されていてもよい。たとえば、取り出されてカップリングされた光の主要な角度方向は、回折格子上で光が入射するポイントにおける、入射光の伝播方向に対する回折特徴部の角度の関数であってもよい。
【００３１】
規定により、「広角放射光」におけるような、「広角」との用語は、マルチビュー画像また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である円錐角を有する光として規定されている。具体的には、いくつかの実施形態では、広角放射光は、約６０度（６０°）より大である円錐角を有していてもよい。他の実施形態では、広角放射光の円錐角は、約５０度（５０°）より大であるか、約４０度（４０°）より大であってもよい。たとえば、広角放射光の円錐角は、約１２０度（１２０ａ°）であってもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、広角放射光の円錐角は、広角のビュー（たとえば、垂直方向に対して約±４０°から６０°）が意図されている、ＬＣＤコンピュータモニタ、ＬＣＤタブレット、ＬＣＤテレビジョン、または類似のデジタルディスプレイデバイスのビューの角度とほぼ同じであるように規定されていてもよい。他の実施形態では、広角放射光は、散乱光、実質的な散乱光、指向性ではない光（すなわち、特定の、または規定の指向性がない）として、または、単一であるか実質的に一様な方向の光として、特徴付けられているか、記載されている場合もある。
【００３３】
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規定されている。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、実施形態毎に、所定の程度または量で変化し得る。さらに、コリメータは、２つの直交する方向（たとえば、垂直方向と水平方向）の一方または両方において、コリメーションを提供するように構成されていてもよい。すなわち、コリメータは、いくつかの実施形態によれば、光のコリメーションを提供する、２つの直交する方向の一方または両方における形状を含んでもよい。
【００３４】
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規定される。具体的には、コリメーション因子は、本明細書の規定により、コリメートされた光のビームにおける光線の角度の広がりを規定する。たとえば、コリメーション因子σは、コリメートされた光のビーム内の光線の大部分が、特定の角度の広がり内にある（たとえば、コリメートされた光ビームの、中心または主要な角度方向周りの、＋／−σ度）ことを特定してもよい。コリメートされた光ビームの光線は、角度に関し、ガウス分布を有する場合があり、また、角度の広がりは、いくつかの例によれば、コリメートされた光ビームのピーク強度の２分の１において判定される角度であってもよい。
【００３５】
本明細書では、「角度保持散乱特徴部（angle-preserving scattering feature）」、または、同等には、「角度保持散乱体（angle-preserving scatterer）」は、散乱された光において、特徴部または散乱体上に入射する光の角度の広がりを実質的に保持する方式で、光を散乱させるように構成された、任意の特徴部または散乱体である。具体的には、規定により、角度保持散乱特徴部によって散乱された光の角度の広がりσｓは、入射光の角度の広がりσの関数である（すなわち、σｓ＝ｆ（σ））。いくつかの実施形態では、散乱光の角度の広がりσｓは、入射光の角度の広がりまたはコリメーション因子σの線形関数である（たとえば、σｓ＝ａ・σであり、ここで、ａは整数である）。すなわち、角度保持散乱特徴部によって散乱された光の角度の広がりσｓは、入射光の角度の広がりまたはコリメーション因子σに対して実質的に比例していてもよい。たとえば、散乱光の角度の広がりσｓは、入射光の角度の広がりσに実質的に等しくてもよい（たとえば、σｓ≒σ）。一様な回折格子（すなわち、実質的に一様であるか一定の回折特徴部の間隔またはグレーチングピッチを有する回折格子）は、角度保持散乱特徴部の一例である。
【００３６】
本明細書では、「片側回折散乱要素」におけるような、「片側」との用語は、別の方向（第２の側部に対応する）とは反対側の第１の側部に対応する、「片側」または「優先的に一方向における」ことを意味するものとして規定される。具体的には、「片側バックライト」は、第１の側部から光を発し、この第１の側部とは反対側の第２の側部からは光を発しないバックライトとして規定されている。たとえば、片側バックライトは、第１の（たとえば、正の）ハーフスペース内に光を発するが、対応する第２の（たとえば、負の）ハーフスペース内には光を発しなくてもよい。第１のハーフスペースは、片側バックライトの上方である場合があり、第２のハーフスペースは、片側バックライトの下方にあってもよい。したがって、片側バックライトは、たとえば、片側バックライトの上方である領域内へ、または方向に向かって光を発する場合があり、片側バックライトの下方である、別の領域内へ、または別の方向に向かっては、光をほとんど発しないか、まったく発しない。同様に、「片側散乱体」、たとえば、限定ではないが、片側回折散乱要素、または、片側マルチビーム要素などは、本明細書の規定により、第１の表面に向かって、および第１の表面から光を外へ散乱させるように構成されており、この第１の表面とは反対側の第２の表面には散乱させない。
【００３７】
本明細書では、「光源」は、光源として規定されている（たとえば、光を生成し、発するように構成されている光学エミッタ）。たとえば、光源は、作動されるかオンにされた際に光を発する光学エミッタ、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを含んでもよい。具体的には、本明細書では、光源は、実質的に任意の光源であってもよいか、実質的に任意の光学エミッタを含んでもよい。この任意の光学エミッタには、限定ではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマ発光ダイオード、プラズマベースの光学エミッタ、蛍光灯、白熱電球、および、実質的に任意の他の光源の１つまたはそれ以上が含まれる。光源によって生成される光は、色を有していてもよい（すなわち、特定の光の波長を含んでもよい）か、波長のレンジであってもよい（たとえば、白色光）。いくつかの実施形態では、光源は、複数の光学エミッタを含んでもよい。たとえば、光源は、光学エミッタのセットまたはグループを含む場合があり、ここで、光学エミッタの少なくとも１つが、セットまたはグループの少なくとも１つの他の光学エミッタによって生成される光の色または波長とは異なる、色、または同等には波長を有する光を生成する。この異なる色には、たとえば、原色（たとえば、赤、緑、青）が含まれてもよい。
【００３８】
さらに、本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」は、特許技術におけるその通常の意味、すなわち、「１つまたはそれ以上の」を有することが意図されている。たとえば、「指向性散乱要素（a directional scattering element）」は、１つまたはそれ以上の指向性散乱要素を意味し、したがって、「指向性散乱要素（the directional scattering element）」は、本明細書では、「指向性散乱要素（複数の場合もある）（directional scattering element(s)）」を意味する。同様に、「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「上」、「下」、「前方」、「後方」、「第１」、「第２」、「左」、または「右」に対する、本明細書でのあらゆる参照は、本明細書では限定であることは意図していない。本明細書では、値に付される場合、「約」との用語は、別様に明確に特定されていない限り、概して、値を提供するために使用される設備の公差のレンジ内にあることを意味するか、プラスまたはマイナス１０％か、プラスまたはマイナス５％か、プラスまたはマイナス１％を意味してもよい。さらに、本明細書で使用される「実質的」との用語は、大部分、または、ほぼすべて、または、すべて、または、約５１％から約１００％のレンジ内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、もっぱら説明的であることが意図されており、議論の目的のために提供されるものであり、限定するものではない。
【００３９】
本明細書に記載の原理の、いくつかの実施形態によれば、デュアルビューゾーンのバックライトが提供される。図３Ａは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライト１００の断面図である。図３Ｂは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライト１００の平面図である。図３Ｃは、本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライト１００の斜視図である。図示されるデュアルビューゾーンのバックライト１００は、たとえば、限定ではないが、以下に記載のデュアルモードのディスプレイを含む、電子ディスプレイにおけるバックライティングのために使用されてもよい。
【００４０】
図３Ａから図３Ｃに示すデュアルビューゾーンのバックライト１００は、第１のバックライト領域１００ａと、第２のバックライト領域１００ｂとを備えており、第２のバックライト領域１００ｂは、第１のバックライト領域１００ａに隣接している。第１のバックライト領域１００ａは、指向性放射光１０２を放射するように構成されている。具体的には、指向性放射光１０２は、様々な実施形態によれば、第１のバックライト領域１００ａにより、デュアルビューゾーンのバックライト１００の第１のビューゾーンＩに向けられている。第２のバックライト領域１００ｂは、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方に向けて広角放射光１０４を放射するように構成されている。様々な実施形態によれば、第１のビューゾーンＩのビューのレンジまたはコーンは、第２のビューゾーンＩＩのビューのレンジの方向とは異なる方向を有している。いくつかの実施形態では、第１のビューゾーンＩのビューのレンジと、第２のビューゾーンＩＩのビューのレンジとは、角度空間において、相互に排他的である。
【００４１】
図３Ａでは、第１のビューゾーンＩのビューのレンジまたはコーンは、ビューのレンジ（たとえば、視認する角度レンジまたは円錐角）の角度レンジと方向との両方を図示する破線によって示されている。第１のバックライト領域１００ａによって放射される指向性放射光１０２は、たとえば図示のように、第１のビューゾーンＩのビューのレンジまたは円錐角に実質的に限られ（すなわち、破線間に限られ）てもよい。同様に、図３Ａでは、第２のビューゾーンＩは、図３Ａに破線によって示したような、角度レンジと方向との両方を伴うビューのレンジを有している。第１のビューゾーンＩのビューのレンジは、図示のように、第２のビューゾーンＩＩのビューのレンジとは異なる方向である。さらに、第１のビューゾーンＩのビューのレンジと第２のビューゾーンＩＩのビューのレンジとは、図３Ａに示すように、角度空間が相互に排他的である。すなわち、ビューレンジまたは円錐は、互いに重ならない。（図示されていない）他の実施形態では、第１のビューゾーンＩのビューレンジと第２のビューゾーンＩＩのビューレンジとは、少なくともいくらかの範囲だけ、互いに重なっていてもよい。
【００４２】
図３Ａから図３Ｃでは、隣接する第１のバックライト領域１００ａと第２のバックライト領域１００ｂとが、境界１００’によって分離されているものとして示されている。破線として示されている境界１００’は、たとえば、ｙ−ｚ平面と、デュアルビューゾーンのバックライト１００との間の界面を示してもよい。図３Ａから図３Ｃでは、境界１００’は、第１のバックライト領域１００ａと第２のバックライト領域１００ｂとの各々の輪郭を描く、仮想的に分離するものに過ぎない。図示のように、第１のバックライト領域１００ａは、境界１００’の片側に位置するデュアルビューゾーンのバックライト１００の第１の部分を占めており、一方、第２のバックライト領域１００ｂは、境界１００’の反対側の第２の部分を占めている。
【００４３】
様々な実施形態によれば、第１のバックライト領域１００ａと第２のバックライト領域１００ｂとの間の境界１００’は、デュアルビューゾーンのバックライト１００の長さ（すなわち、ｘ方向）に沿って、実質的にどこでも位置できる。たとえば、図示のように、境界１００’は、デュアルビューゾーンのバックライト１００の長さの約３分の２に位置している。このため、図示のように、第１のバックライト領域１００ａは、デュアルビューゾーンのバックライト１００の約３分の２を含み、第２のバックライト領域１００ｂは、デュアルビューゾーンのバックライト１００の約３分の１を含んでいる。（図示されていない）他の実施形態では、第１のバックライト領域１００ａは、デュアルビューゾーンのバックライト１００の約半分を含んでもよいか、デュアルビューゾーンのバックライト１００の３分の１を含む場合があり、第２のバックライト領域１００ｂは、その残りの部分を含んでいる。（図示されていない）さらに他の実施形態では、境界１００’は、デュアルビューゾーンのバックライト１００の長さに沿って、たとえば、ｘ−ｚ平面とデュアルビューゾーンのバックライト１００との間の界面に沿って、位置していてもよい。したがって、境界１００’は、デュアルビューゾーンのバックライト１００を、「上方」領域と「下方」領域とに分割する場合があり、上方領域と下方領域との一方が、第１のバックライト領域１００ａに対応し、他方が、第２のバックライト領域１００ｂに対応する。（図示されていない）いくつかの実施形態では、境界１００’は、湾曲しているか、区分的に線形（たとえば、図示のように、直線以外）であってもよい。たとえば、第２のバックライト領域１００ｂは、デュアルビューゾーンのバックライト１００の矩形部分を占める場合があり、第１のバックライト領域１００ａは、第２のバックライト領域１００ｂの２以上の側部で、隣接している。
【００４４】
上述のように、第１のバックライト領域１００ａによって放射された指向性放射光１０２は、第１のビューゾーンＩのビューのレンジを示す角度空間の領域に限られてもよい。様々な実施形態では、指向性放射光１０２の円錐角は、比較的狭くてもよい。具体的には、指向性放射光１０２は、約６０度（６０°）より小である円錐角を有してもよい。他の実施形態では、指向性放射光１０２は、約４０度（４０°）より小であるか、約３０度（３０°）より小であるか、約２０度（２０°）より小である円錐角を有してもよい。さらに他の実施形態では、第１のビューゾーンＩのビューゾーンの円錐角は、６０°より大であるが、約９０度（９０°）より小である場合があり、それにより、ビューのレンジの方向が、第１のバックライト領域１００ａに対応するデュアルビューゾーンのバックライト１００の側のハーフスペース、たとえば、デュアルビューゾーンのバックライト１００の上方のハーフスペースと、図３Ａに示すように、境界１００’の右側に制限されるか、少なくとも実質的に制限されるようになっている。
【００４５】
対照的に、広角放射光１０４は、比較的広い角度空間の領域に提供されてもよい。広角放射光１０４の角度が比較的広いことにより、広角放射光１０４が、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方を照らすか、両方に達することを可能にする。第２のバックライト領域１００ｂによって提供される広角放射光１０４は、広角ビューが意図されたディスプレイ用途における照明源として使用するのに適していてもよい。たとえば、広角放射光１０４は、±約４０°から約６０°か、それより大である円錐角を有してもよい。広角放射光の円錐角は、いくつかの実施形態では、ＬＣＤモニタ、ＬＣＤタブレット、またはＬＣＤテレビジョンとほぼ同じビュー角度を提供してもよい。
【００４６】
図４は、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライト１００によって提供される照明の図形表現である。図示のように、第１のバックライト領域１００ａは、指向性放射光１０２を提供し、第２のバックライト領域１００ｂは、広角放射光１０４を提供する。さらに、図４に示すように、第１のバックライト領域１００ａによって提供される指向性放射光１０２は、第１のビューゾーンＩを排他的に照らすように構成されており、一方、第２のバックライト領域１００ｂによって提供される広角放射光１０４は、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方を照らすように構成されている。
【００４７】
さらに、上述のように、デュアルビューゾーンのバックライト１００は、第２のビューゾーンＩＩのビューのレンジまたはコーンの方向とは異なる方向を有する、第１のビューゾーンＩのビューのレンジまたはコーンを提供する。すなわち、第１のビューゾーンＩのビューのレンジの中心線と、第２のビューゾーンＩＩのビューのレンジの中心線とは、平行ではないが、代わりに、互いに発散している。放射光に関し、第１のバックライト領域１００ａの指向性放射光１０２と、第２のバックライト領域１００ｂの広角放射光１０４とは、異なる方向に向かって放射されている。具体的には、いくつかの実施形態では、指向性放射光１０２の方向、および、同様に第１のビューゾーンＩのビューのレンジの方向は、第２のビューゾーンＩＩのビューコーンの方向から外れるか、外に傾いている。第１のビューゾーンＩのビューのレンジの傾きは、たとえば、指向性放射光１０２の、第２のビューゾーンＩＩ内への進入を最小にする役割を果たしてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、指向性放射光１０２は、第１のバックライト領域１００ａに対応する表面の垂直方向に対して傾斜した角度を有し、この第１のバックライト領域１００ａから、指向性放射光１０２が放射される。たとえば、第１のバックライト領域１００ａの指向性放射光１０２は、垂直な表面に対して、約２０度（２０°）から約４５度（４５°）の間の傾斜角度を有してもよい。他の非限定的な例では、傾斜角度は、約１０度（１０°）より大であるか、約１５度（１５°）より大であるか、約３０度（３０°）より大であるか、約５０度（５０°）より大であってもよい。指向性放射光１０２が制限される、ビューのレンジまたはコーンの角度（たとえば、円錐角）は、様々な実施形態によれば、傾斜角度周りに中心付けられてもよい。
【００４８】
（たとえば、図３Ａから図３Ｃに示すような）いくつかの実施形態によれば、デュアルビューゾーンのバックライト１００は、光ガイド１１０をさらに備えていてもよい。光ガイド１１０は、光ガイド１１０の長さに沿って、ガイド光（guided light）１１２（すなわち、ガイド光ビーム１１２）として、光をガイドするように構成されている。たとえば、光ガイド１１０は、光導波路として構成された誘電材料を含んでもよい。誘電材料は、誘電光導波路を囲む媒体の第２の屈折率より大である、第１の屈折率を有してもよい。屈折率の差異は、たとえば、光ガイド１１０の１つまたはそれ以上のガイドモードに応じて、ガイド光１１２の全内部反射を促進するように構成されている。
【００４９】
いくつかの実施形態では、光ガイド１１０は、光学的に透過性である、誘電材料の、延長された、実質的に平らなシートを備えた、スラブまたはプレートの光導波路（すなわち、プレート光ガイド）であってもよい。誘電材料の実質的に平らなシートは、全内部反射を使用して、ガイド光１１２をガイドするように構成されている。様々な例によれば、光ガイド１１０の、光学的に透過性である材料は、限定ではないが、１つまたはそれ以上の様々なタイプのガラス（たとえば、シリカガラス、アルカリアルミノ珪酸ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、および、実質的に光学的に透過性であるプラスチックまたはポリマ（たとえば、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）を含む、任意の様々な誘電材料を含むか、この誘電材料で形成されてもよい。いくつかの例では、光ガイド１１０は、光ガイド１１０の表面の少なくとも一部（たとえば、第１の表面および第２の表面の一方または両方）上にクラッド層（図示せず）をさらに含んでもよい。クラッド層は、いくつかの例によれば、全内部反射をさらに促進するために使用されてもよい。
【００５０】
さらに、いくつかの実施形態によれば、光ガイド１１０は、光ガイド１１０の第１の表面１１０’（たとえば、前方または頂部の表面または側部）と、第２の表面１１０’’（たとえば、後方または底部の表面または側部）との間の、ゼロではない伝播角度において、全内部反射に従って、ガイド光１１２をガイドするように構成されている。具体的には、ガイド光１１２は、ゼロではない伝播角度で、光ガイド１１０の、第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’との間の反射、または「バウンド（ｂｏｕｎｃｉｎｇ）」によって伝播する。いくつかの実施形態では、異なる色の光を含む、複数のガイド光ビーム１１２は、異なる色に特有の、ゼロではない伝播角度のそれぞれの角度で、光ガイド１１０によってガイドされてもよい。ゼロではない伝播角度は、図示の簡略化のために、図３Ａでは示されていないことに留意されたい。しかし、伝播方向１１４を示す太線の矢印は、図３Ａでは、光ガイドの長さに沿って、ガイド光１１２の概略的な伝播方向を示している。
【００５１】
いくつかの実施形態では、ガイド光１１２は、コリメートされてもよいか、同等には、（たとえば、以下に記載のように、コリメータによって提供される）コリメートされた光ビームであってもよい。本明細書では、「コリメートされた光」または「コリメートされた光ビーム」は、概して、光ビームの光線が、光ビーム内の所定の、または規定された角度の広がりに実質的に制限された、光のビームとして規定される（たとえば、ガイド光１１２）。さらに、コリメートされた光ビームから外れるか、散乱した光線は、本明細書の規定により、コリメートされた光ビームの一部とは見なされない。さらに、ガイド光１１２は、様々な実施形態では、コリメーション因子σに応じてコリメートされてもよいか、コリメーション因子σを有してコリメートされてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態によれば、図３Ａから図３Ｃに示すデュアルビューゾーンのバックライト１００は、指向性散乱特徴部１２０をさらに備えていてもよい。指向性散乱特徴部１２０は、光ガイドから、ガイド光１１２の一部を取り出し、指向性放射光１０２として、第１のバックライト領域１００ａに対応する光ガイド１１０の一部から、散乱させるように構成されている。具体的には、指向性散乱特徴部１２０は、いくつかの実施形態によれば、第１のバックライト領域１００ａに対応する光ガイド１１０の部分に位置していてもよい。いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部１２０は、排他的に、第１のバックライト領域１００ａに制限されていてもよい。換言すると、第１のバックライト領域１００ａは、指向性散乱特徴部１２０を、この指向性散乱特徴部１２０を含む光ガイド１１０の一部とともに備えていてもよい。
【００５３】
（たとえば、図３Ｃに示すように）いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部１２０は、複数の指向性散乱要素１２２（または、同等には、指向性散乱体）を備えている。複数の指向性散乱要素１２２は、第１のバックライト領域１００ａに対応する光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間していてもよい。様々な実施形態によれば、指向性散乱要素複数の、指向性散乱要素１２２は、光ガイド１１０から、ガイド光１１２の一部を取り出し、指向性放射光１０２として散乱させるように構成されている。さらに、複数の指向性散乱要素１２２は、限定された間隔だけ、互いから離間している場合があり、また、光ガイドの長さに沿って、個別の、別個の要素を示している。具体的には、本明細書の規定により、複数の指向性散乱要素１２２は、限定された（すなわち、ゼロではない）要素間の距離（たとえば、限定された中心から中心までの距離）に従って、互いから離間している。さらに、複数の指向性散乱要素１２２は、概して、いくつかの実施形態によれば、互いに交差せず、重ならず、または別様に接触しない。すなわち、複数の指向性散乱要素１２２の各々は、概して、複数の指向性散乱要素１２２の他のものから区別され、分離されている。
【００５４】
様々な実施形態では、複数の指向性散乱要素１２２は、光ガイド１１０の表面（たとえば、第１の表面１１０’または第２の表面１１０’’）、この表面の上、および内部の、１つまたはそれ以上である、様々な構成で配置されてもよい。たとえば、指向性散乱要素１２２は、（たとえば、アレイとして）光ガイド表面にわたって列および行で配置されてもよい。別の例では、複数の指向性散乱要素１２２は、グループで配置される場合があり、グループは、行と列とに配置されてもよい。さらに別の例では、複数の指向性散乱要素１２２は、たとえば図３Ｃに示すように、光ガイド１１０にわたってランダムに分布されてもよい。
【００５５】
様々な実施形態では、指向性散乱要素１２２は、限定ではないが、指向性散乱特性を有する回折格子、マイクロ反射散乱要素、およびマイクロ屈折散乱要素、ならびに、これらの様々な組合せを含む、指向性散乱を提供するか、提供するように構成された様々な異なる構造または特徴部の任意のものを含んでもよい。いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部１２０（または、その指向性散乱要素１２２）は、角度保持散乱特徴部（または要素）として構成されてもよい。いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部１２０（または、その指向性散乱要素１２２）は、片側散乱特徴部（または片側散乱要素）として構成されていてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態によれば、図３Ａから図３Ｃに示すデュアルビューゾーンのバックライト１００は、広角散乱特徴部１３０をさらに備えていてもよい。広角散乱特徴部１３０は、光ガイド１１０から、ガイド光１１２の一部を取り出し、広角放射光１０４として、第２のバックライト領域１００ｂに対応する光ガイド１１０の一部から、散乱させるように構成されている。具体的には、広角散乱特徴部１３０は、いくつかの実施形態によれば、第２のバックライト領域１００ｂに対応する光ガイド１１０の部分に位置していてもよい。いくつかの実施形態では、広角散乱特徴部１３０は、排他的に、第２のバックライト領域１００ｂに制限されていてもよい。換言すると、第２のバックライト領域１００ｂは、広角散乱特徴部１３０を、この広角散乱特徴部１３０を含む光ガイド１１０の一部とともに備えていてもよい。
【００５７】
様々な実施形態によれば、広角散乱特徴部１３０は、広角放射光１０４を提供するように構成された、実質的に任意の散乱特徴部を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、広角散乱特徴部１３０は、たとえば、図３Ｃに示すように、複数の指向性散乱要素１３２を備えている。具体的には、広角散乱特徴部１３０は、ガイド光の一部を取り出し、第１のビューゾーンＩの方向に散乱させるように構成された、第１の複数の指向性散乱要素１３２’を備えていてもよい。広角散乱特徴部１３０は、ガイド光の一部を取り出し、第２のビューゾーンＩＩの方向に散乱させるように構成された、第２の複数の指向性散乱要素１３２’’をさらに備えていてもよい。様々な実施形態によれば、第１の指向性散乱要素複数と、第２の指向性散乱要素複数との両方の、指向性散乱要素１３２’、１３２’’は、第２のバックライト領域１００ｂに対応する光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間していてもよい。
【００５８】
いくつかの実施形態では、第１の指向性散乱要素複数と第２の指向性散乱要素複数との一方または両方の指向性散乱要素１３２は、第１のバックライト領域１００ａの指向性散乱要素１２２と同じであるか、実質的に類似であってもよい。したがって、第１の複数の指向性散乱要素または第２の複数の指向性散乱要素の、指向性散乱要素１３２は、限定ではないが、回折格子、マイクロ反射散乱要素、およびマイクロ屈折散乱要素、ならびに、これらの様々な組合せを含む、散乱を提供するか、提供するように構成された様々な異なる構造または特徴部の任意のものを含んでもよい。さらに、広角散乱特徴部１３０（または、その第１の複数の指向性散乱要素１３２および第２の複数の指向性散乱要素１３２）は、角度保持散乱特徴部（または要素）として構成されてもよい。いくつかの実施形態では、広角散乱特徴部１３０（または、その第１の複数の指向性散乱要素１３２または第２の複数の指向性散乱要素１３２）は、片側散乱特徴部（または片側散乱要素）として構成されていてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、第２のバックライト領域１００ｂの、第１の指向性散乱要素複数と、第２の指向性散乱要素複数との両方の、指向性散乱要素１３２は、第２のバックライト領域１００ｂに対応する光ガイド１１０の部分の長さおよび幅にわたってランダムに分布している。第１の複数の指向性散乱要素１３２’および第２の複数の指向性散乱要素１３２’’は、様々な実施形態によれば、合わさって、広角散乱の方式でガイド光の一部を外へ散乱させるか、外へカップリングさせて、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方に向けられた広角放射光１０４を提供する。
【００６０】
いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライト１００は、光ガイド１１０の表面に実質的に垂直な方向における、デュアルビューゾーンのバックライト１００上に入射する光に対し、光学的に透過性であってもよい。具体的には、指向性散乱特徴部１２０および広角散乱特徴部１３０の、そのような光に対するあらゆる影響は、最小限であってもよい。代わりに、指向性散乱特徴部１２０および広角散乱特徴部１３０は、様々な実施形態によれば、ゼロではない伝播角度において伝播するガイド光、および、光ガイド１１０内からの、ある角度での特徴部上への入射光と相互作用するように構成されている。
【００６１】
いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部１２０と広角散乱特徴部１３０との一方または両方は、複数のマルチビーム要素を備えていてもよい。たとえば、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素１２２、１３２は、マルチビーム要素であってもよいか、マルチビーム要素を備えていてもよい。マルチビーム要素複数のマルチビーム要素は、光ガイド１１０からの光を外へ、マルチビュー画像のビュー方向に対応する、主要な角度方向を有する複数の指向性光ビームとして散乱させるように構成されている。様々な実施形態によれば、マルチビーム要素は、ガイド光１１２の一部を外へ散乱させるように構成された、複数の異なる構造のいずれかを備えていてもよい。たとえば、異なる構造には、限定ではないが、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、またはそれらの様々な組合せが含まれてもよい。回折格子を備えたマルチビーム要素は、ガイド光の一部を外へ、異なる主要な角度方向を有する複数の指向性光ビームとして、回折によって散乱させるように構成されている。マイクロ反射要素を備えたマルチビーム要素は、ガイド光の一部を外へ、複数の指向性光ビームとして、反射によって散乱させるように構成されている。マイクロ屈折要素を備えたマルチビーム要素は、様々な実施形態によれば、ガイド光の一部を外へ、複数の指向性光ビームとして、屈折によって、または屈折を使用して、散乱させるように構成されている（すなわち、ガイド光の一部を外へ、屈折によってカップリングさせる）。
【００６２】
図５Ａは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライト１００の一部の断面図である。図５Ｂは、本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライト１００の一部の断面図である。具体的には、図５Ａおよび図５Ｂは、光ガイド１１０、および、一対の指向性散乱要素１２２を含む、デュアルビューゾーンのバックライト１００の一部を示している。指向性散乱要素１２２の各々は、片側で散乱させるように構成された回折格子を備えている。具体的には、図示のように、図５Ａの指向性散乱要素１２２は、各々が、傾斜回折格子を備えており、一方、図５Ｂでは、指向性散乱要素１２２は、反射回折格子を備えている。反射回折格子は、たとえば、回折格子および反射材料層を備えていてもよい。
【００６３】
図示のように、指向性散乱要素１２２の回折格子は、指向性放射光１０２を提供するように、ガイド光１１２を片側で散乱させる。したがって、図５Ａおよび図５Ｂに示すデュアルビューゾーンのバックライト１００の一部は、第１のバックライト領域１００ａの一部を示している。図示されていないが、一対の指向性散乱要素１２２は、代替的には、広角放射光１０４を提供するように構成されている場合があり、このため、デュアルビューゾーンのバックライト１００の図示されている部分は、第２のバックライト領域１００ｂの一部を等しく示していてもよい。たとえば（図示されていないが）、一対の第１の指向性要素１２２は、ビューゾーンＩの方向において、ガイド光１１２の一部を外へ散乱させるように構成されている場合があり、一対の第２の指向性要素１２２は、ガイド光１１２の別の部分を、第２のビューゾーンＩＩに向けて散乱させるように構成されていてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態によれば、デュアルビューゾーンのバックライト１００は、光ガイド１１０の入力部に、コリメート光源１４０をさらに備えていてもよい。コリメート光源１４０は、ガイド光１１２としてガイドされるように、コリメートされた光を光ガイド１１０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、コリメート光源１４０は、別々に、光源とコリメータとを備えている場合があり、コリメータが、光源と光ガイド１１０との間に配置されている。コリメータは、光源によって生成された、実質的にコリメートされていない光をコリメートして、コリメートされた光を提供するように構成されていてもよい。コリメータは、コリメートされた光を、光ガイド１１０に伝えるようにさらに構成されていてもよい。コリメートされた光は、いくつかの実施形態によれば、ゼロではない伝播角度を有する場合があり、また、ガイド光１１２としてガイドされるように、光ガイド１１０に搬送された場合、所定のコリメーション因子σに従ってコリメートされてもよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では、コリメート光源１４０は、テーパ状のコリメータを含んでもよい。図６は、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのコリメート光源１４０を含む、デュアルビューゾーンのバックライト１００の一部の斜視図である。図示のように、デュアルビューゾーンのバックライト１００は、光ガイド１１０と、第１のバックライト領域１００ａと、第２のバックライト領域１００ｂとを備えている。図示のデュアルビューゾーンのバックライト１００は、光ガイド１１０の縁部に、コリメート光源１４０をさらに備えている。コリメート光源１４０は、テーパが付されたコリメータ１４２と、光学エミッタ１４４と、を備えている。テーパが付されたコリメータ１４２は、このため、図示のように、テーパが付された光ガイドを備えている。光学エミッタ１４４によって発せられた光は、様々な実施形態によれば、テーパが付されたコリメータ１４２によってコリメートされて、光ガイド１１０内に、コリメートされた、ガイド光を提供する。
【００６６】
本明細書に記載の原理の、他の実施形態によれば、デュアルモードのディスプレイが提供される。デュアルモードのディスプレイは、様々な実施形態によれば、デュアルモードの動作を提供するように、デュアルバックライト構成を採用している。具体的には、デュアルモードのディスプレイは、デュアルビューゾーンのバックライトを、デュアルバックライトのディスプレイ構成における広角バックライトと合わせて、同じスクリーン上に２つの別々の画像を有する第１のモードと、スクリーン全体を占める単一の画像を有する第２のモードと、を提供する。さらに、２つの別々の画像の第１の画像は、いくつかの実施形態によれば、スクリーン全体を占めるものとして現れる場合があり、一方、２つの別々の画像の第２の画像は、スクリーンの一部にのみ現れてもよい。デュアルモードのディスプレイは、たとえば、自動車（たとえば、車）のダッシュボードのディスプレイとして使用されてもよい。第１のモード、たとえば、乗員のエンターテインメントモードの間は、異なる画像が、運転者と乗員との各々のために、デュアルビューゾーンのバックライトを使用して投影されてもよい。たとえば、乗員は、投影された画像を、スクリーン全体を占めるものとして見る場合があり、一方、同時に、運転者は、スクリーンの一部を占める異なる画像を見てもよい。第２のモード、たとえば、フルディスプレイモードの間、同じ画像が、運転者と乗員との両者に対して投影されてもよい。
【００６７】
図７Ａは、本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例でのデュアルモードのディスプレイ２００の断面図である。図７Ｂは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、別の例でのデュアルモードのディスプレイ２００の断面図である。具体的には、たとえば、図７Ａは、第１のモード（モード１）の間のデュアルモードのディスプレイ２００を示す場合があり、一方、図７Ｂは、第２のモード（モード２）の間のデュアルモードのディスプレイ２００を示してもよい。
【００６８】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、デュアルモードのディスプレイ２００は、デュアルビューゾーンのバックライト２１０を備えている。デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、第１のモード（モード１）の間、光を発するように構成されている。具体的には、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、第１のモード（モード１）の間、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の第１のバックライト領域２１０ａから、第１のビューゾーンＩに向けて、指向性放射光２０２として、光を発するように構成されている。さらに、第１のモード（モード１）の間、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、第２のバックライト領域２１０ｂから、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方に向けて、広角放射光２０４として、光を発するように構成されている。いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、前述のデュアルビューゾーンのバックライト１００に実質的に類似であってもよい。したがって、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、第１のバックライト領域２１０ａと、第２のバックライト領域２１０ｂと、を備えている。同様に、第１のバックライト領域２１０ａと第２のバックライト領域２１０ｂとは、それぞれ、上述の第１のバックライト領域１００ａと第２のバックライト領域１００ｂとに実質的に類似であってもよい。図７Ａは、第１のモード（モード１）の間、指向性放射光２０２と広角放射光２０４との両方を提供するデュアルビューゾーンのバックライト２１０を示しており、指向性放射光２０２と広角放射光２０４との各々は、破線によって輪郭が示されている。
【００６９】
デュアルモードのディスプレイ２００は、デュアルビューゾーンのバックライト２１０に隣接する広角のバックライト２２０をさらに備えている。図７Ａおよび図７Ｂに示すように、広角のバックライト２２０は、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の下方に、このデュアルビューゾーンのバックライト２１０からわずかな隙間だけ離れて位置している。さらに、図示のように、広角のバックライト２２０の頂部表面（すなわち、光を発する表面）は、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の底部表面（すなわち、光を受領する表面）に対して実質的に平行である。様々な実施形態によれば、広角のバックライト２２０は、デュアルモードのディスプレイ２００の第２のモード（モード２）の間、光を発するように構成されている。さらに、広角のバックライト２２０によって発せられた光は、デュアルビューゾーンのバックライト２１０を通して、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方に向けて、広角光２０４として発せられる。具体的には、広角のバックライト２２０からの広角放射光２０４は、広角のバックライト２２０の頂部表面から、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の底部表面に向けて発せられる。広角放射光２０４は、図示のように、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の厚さを通して伝播して、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の頂部表面から、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方に向かって出る。
【００７０】
デュアルモードのディスプレイ２００は、光弁２３０のアレイをさらに備えている。光弁２３０のアレイは、表示される画像を提供するように、デュアルビューゾーンのバックライト２１０および広角のバックライト２２０によって発せられた光を変調させるように構成されている。具体的には、光弁２３０のアレイは、第１のモードの間、デュアルビューゾーンのバックライト２１０からの指向性放射光２０２および広角放射光２０４を変調させることと、第２のモードの間、広角のバックライト２２０からの広角放射光２０４を変調させることと、の両方を行うように構成されている。様々な実施形態では、限定ではないが、液晶光弁、電気泳動光弁、および、エレクトロウェッティングに基づく光弁の１つまたはそれ以上を含む、異なるタイプの光弁が、弁のアレイの光弁２３０として採用されてもよい。
【００７１】
様々な実施形態では、第１のモードの間、デュアルモードのディスプレイ２００は、第１のビューゾーンＩに排他的に視認可能である第１の画像と、第２のビューゾーンＩＩに排他的に視認可能である第２の画像とを含む、表示される画像を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、第１のビューゾーンＩに視認可能である第１の画像は、デュアルモードのディスプレイ２００の表面全体を占めるか、表面全体にわたって延びるものとして現れてもよい。さらに、第２のビューゾーンＩＩに視認可能である第２の画像は、いくつかの実施形態によれば、第２のバックライト領域２１０ｂに対応するデュアルモードのディスプレイ２００の表面の一部のみを占めるか、表面の一部のみにわたって延びるものとして現れてもよい。デュアルモードのディスプレイの表面の残りの部分は、第１のモードの間、第２のビューゾーンＩＩで、または第２のビューゾーンＩＩから見る場合、暗くなっていてもよい。
【００７２】
様々な実施形態では、第２のモードの間、デュアルモードのディスプレイ２００は、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方で視認可能である、表示される画像を提供するように構成されている。さらに、同じ表示される画像は、第２のモードの間、第１のビューゾーンＩと第２のビューゾーンＩＩとの両方に提供される。さらに、第２のモードの間、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、動作しておらず、放射光を提供しない。代わりに、表示される画像として変調された放射光が、広角のバックライト２２０により、広角放射光２０４として提供される。
【００７３】
上述のように、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、いくつかの実施形態では、前述のデュアルビューゾーンのバックライト１００に実質的に類似であってもよい。具体的には、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、デュアルビューゾーンのバックライト２１０は、ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイド２１２を備えていてもよい。様々な実施形態によれば、光ガイド２１２は、全内部反射を使用してガイド光をガイドするように構成されていてもよい。さらに、ガイド光は、光ガイド２１２によって、または光ガイド２１２内で、ゼロではない伝播角度で、一方または両方でガイドされてもよい。いくつかの実施形態では、光ガイド２１２は、上述の、デュアルビューゾーンのバックライト１００の光ガイド１１０に実質的に類似であってもよい。いくつかの実施形態では、ガイド光は、コリメートされていてもよいか、コリメーション因子を有するコリメートされた光ビームであってもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、デュアルモードのディスプレイ２００のデュアルビューゾーンのバックライト２１０は、第１のバックライト領域２１０ａに対応する光ガイド２１２の部分の長さに沿って互いから離間した、複数の指向性散乱要素２１４をさらに備えている。指向性散乱要素複数の指向性散乱要素２１４は、光ガイド２１２から、ガイド光の一部を外へ、指向性放射光２０２として散乱させるように構成されていてもよい。さらに、複数の指向性散乱要素２１４の各々は、概して、複数の指向性散乱要素２１４の他のものから区別され、分離されていてもよい。様々な実施形態では、複数の指向性散乱要素２１４は、光ガイド２１２の表面（たとえば、第１の表面または第２の表面）、この表面の上、および内部の、１つまたはそれ以上である、様々な構成で配置されていてもよい。いくつかの実施形態によれば、指向性散乱要素２１４は、デュアルビューゾーンのバックライト１００に関して上述した、指向性散乱特徴部１２０の指向性散乱要素１２２に実質的に類似であってもよい。
【００７５】
いくつかの実施形態では、デュアルモードのディスプレイ２００のデュアルビューゾーンのバックライト２１０は、第２のバックライト領域２１０ｂに対応する光ガイド２１２の部分の長さに沿って分布された、広角散乱特徴部２１６をさらに備えていてもよい。広角散乱特徴部２１６は、光ガイド２１２から、ガイド光の一部を外へ、広角放射光２０４として散乱させるように構成されている。いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライト２１０の広角散乱特徴部２１６は、広角放射光２０４として外へ、光を協同して散乱させるように構成された、複数の異なる指向性散乱体を備えていてもよい。具体的には、広角散乱特徴部２１６は、ガイド光の一部を外へ、第１のビューゾーンＩの方向に散乱させるように構成された、第１の複数の指向性散乱要素と、ガイド光の一部を、第２のビューゾーンＩＩの方向に散乱させるように構成された、第２の複数の指向性散乱要素と、を備えていてもよい。第１の複数の指向性散乱要素または第２の複数の指向性散乱要素の、指向性散乱要素は、たとえば、第１のバックライト領域２１０ａの指向性散乱要素２１４と同じであるか、実質的に類似であってもよい。
【００７６】
いくつかの実施形態では、指向性散乱要素２１４は、回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素の１つまたはそれ以上を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、指向性散乱要素２１４は、角度保持散乱要素と単方向性散乱要素との一方または両方として構成されていてもよい。角度保持散乱は、たとえば、指向性放射光２０２において、ガイド光の一部のコリメーション因子を保持するように構成されていてもよい。すなわち、角度保持散乱は、指向性放射光２０２における、指向性散乱要素２１４上に入射する光の角度の広がりを保持するように構成されている。
【００７７】
いくつかの実施形態では、複数の指向性散乱要素２１４は、マルチビュー画像のビュー方向に対応する主要な角度方向を有する指向性光ビームとして、指向性放射光２０２を提供するように構成された複数のマルチビーム要素を備えている。これら実施形態では、第１のモードの間に第１のビューゾーンで視認可能である表示される画像は、マルチビュー画像を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、複数のマルチビーム要素は、上述の、デュアルビューゾーンのバックライト１００のマルチビーム要素に実質的に類似である。
【００７８】
本明細書に記載の原理の他の実施形態によれば、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００が記載される。図８は、本明細書の原理に適合する実施形態に係る、一例でのデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００のフローチャートである。図８に示すように、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、第１のバックライト領域を使用して、指向性放射光を第１のビューゾーンに向けて放射すること３１０を含んでいる。いくつかの実施形態では、第１のビューゾーンに向けて３１０で放射された指向性放射光は、デュアルビューゾーンのバックライト１００に関して上述した指向性放射光１０２に実質的に類似であってもよい。さらに、第１のバックライト領域は、いくつかの実施形態では、前述のデュアルビューゾーンのバックライト１００の第１のバックライト領域１００ａにも実質的に類似であってもよい。
【００７９】
図８に示されるデュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、第１のビューゾーンおよび第２のビューゾーンに向けて広角放射光を放射すること３２０をさらに含んでいる。様々な実施形態によれば、広角放射光を放射すること３２０は、第２のバックライト領域を使用し、第２のバックライト領域は、第１のバックライト領域に隣接している。さらに、第１のビューゾーンのビューのレンジは、視認する角度と方向との両方において、第２のビューゾーンのビューのレンジの視認する角度および方向とは異なっている。いくつかの実施形態では、第１のビューゾーンと第２のビューゾーンとの両方に向けて３２０で放射された広角放射光は、デュアルビューゾーンのバックライト１００に関して上述した広角放射光１０４に実質的に類似であってもよい。さらに、第２のバックライト領域は、いくつかの実施形態では、前述のデュアルビューゾーンのバックライト１００の第２のバックライト領域１００ｂにも実質的に類似であってもよい。
【００８０】
（図示されていない）いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、光ガイド内の光を、ガイド光としてガイドすることをさらに含み、第１のバックライト領域と第２のバックライト領域とが、光ガイドの隣接する部分を含んでいる。様々な実施形態によれば、光ガイドは、全内部反射を使用してガイド光をガイドするように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、ガイド光は、コリメートされてもよいか、コリメートされた光ビームであってもよい。光ガイドは、いくつかの実施形態によれば、上述の、デュアルビューゾーンのバックライト１００の光ガイド１１０に実質的に類似であってもよい。
【００８１】
（図示されていない）いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、第１のバックライト領域に対応する光ガイドの一部に沿って位置する指向性散乱特徴部を使用して、ガイド光の一部を外へ、指向性放射光として散乱させることをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部は、デュアルビューゾーンのバックライト１００に関して上述した、指向性散乱特徴部１２０に実質的に類似であってもよい。たとえば、指向性散乱特徴部は、複数の指向性散乱要素（または、同等には、指向性散乱体）を備えていてもよい。指向性散乱要素複数の指向性散乱要素は、第１のバックライト領域に対応する光ガイドの部分の長さに沿って、互いから離間していてもよい。複数の指向性散乱要素は、光ガイドから、ガイド光の一部を外へ、指向性放射光として散乱させるように構成されている。
【００８２】
（図示されていない）いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、第２のバックライト領域に対応する光ガイドの一部に沿って位置する広角散乱特徴部を使用して、ガイド光の一部を外へ、広角放射光として散乱させることをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、広角散乱特徴部は、デュアルビューゾーンのバックライト１００に関して記載した、広角散乱特徴部１３０に実質的に類似であってもよい。たとえば、広角散乱特徴部は、複数の指向性散乱体を備えていてもよい。具体的には、広角散乱特徴部は、ガイド光の一部を外へ、第１のビューゾーンの方向に散乱させるように構成された、第１の複数の指向性散乱要素を備えていてもよい。さらに、広角散乱特徴部は、ガイド光の一部を外へ、第２のビューゾーンの方向に散乱させるように構成された、第２の複数の指向性散乱要素を備えていてもよい。
【００８３】
いくつかの実施形態では、指向性散乱特徴部と広角散乱特徴部との一方または両方の指向性散乱要素は、回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素の１つまたはそれ以上を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、互いから離間している指向性散乱要素は、角度保持散乱要素と単方向性散乱要素との一方または両方として構成されていてもよい。
【００８４】
（図示されていない）いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、デュアルビューゾーンのバックライトの表面に隣接する第２のバックライトを使用して光を提供することをさらに含んでいる。いくつかの実施形態では、第２のバックライトは、デュアルモードのディスプレイ２００に関して前述した、広角のバックライト２２０に実質的に類似の広角バックライトであってもよい。したがって、第２のバックライトは、広角光を発するように構成されている。これらの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、第２のバックライトからの光を、デュアルビューゾーンのバックライトの厚さを通して伝達することをさらに含んでもよい。様々な実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトは、第２のバックライトから放射された光に対して、光学的に透過性である。デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法は、第２のバックライトから、第１のビューゾーンおよび第２のビューゾーンに向けて、放射光として光を放射することをさらに含んでいる。第２のバックライトから放射された光の円錐角が広いことにより、放射光を、第１のビューゾーンと第２のビューゾーンとの両方から見ることを可能にしてもよい。デュアルモードのディスプレイに関して前述したように、指向性放射光と広角放射光との両方は、第１のモードの間に放射される場合があり、一方、第２のバックライトは、第２のモードの間に光を提供する。
【００８５】
いくつかの実施形態では、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法３００は、表示される画像を提供するように、光弁のアレイを使用して、指向性放射光および広角放射光を変調させること３３０をさらに含んでいる。具体的には、変調させること３３０により、第１の表示される画像が、第１のビューゾーンに提供され、第２の表示される画像が、第２のビューゾーンに提供される。いくつかの実施形態では、光弁のアレイは、上述のデュアルモードのディスプレイ２００の光弁２３０のアレイに実質的に類似であってもよい。たとえば、限定ではないが、液晶光弁、電気泳動光弁、および、エレクトロウェッティングに基づく光弁の１つまたはそれ以上を含む、異なるタイプの光弁が、弁のアレイの光弁として採用されてもよい。
【００８６】
こうして、一対のビューゾーンに放射光を提供するように、第１のバックライト領域および第２のバックライト領域を採用する、デュアルビューゾーンのバックライト、デュアルモードのディスプレイ、および、デュアルビューゾーンのバックライトの操作の方法の例および実施形態が記載されてきた。上述の例は、本明細書に記載の原理を示す多くの特定の例のいくつかを単に説明するものであることを理解されたい。明確には、当分野の技術者は、添付の特許請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、多く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３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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