【手続補正書】
【提出日】平成30年7月27日(2018.7.27)
【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】
偏光混合ライトガイドであって、
光のビームを非ゼロの伝播角度で導波するための平板ライトガイドであって、前記光ビームが第１の偏光成分および第２の偏光成分を備え、前記偏光混合ライトガイドが、前記第１の偏光成分を有する前記導波光ビームの部分を優先的に散乱させる、平板ライトガイドと、
前記導波光ビームの前記第１の偏光成分を、前記第１の偏光成分および前記第２の偏光成分の所定の線形結合に再分配するように構成され、前記導波光ビームの前記第２の偏光成分を、前記第１および第２の偏光成分の別の所定の線形結合に再分配するように構成された、前記平板ライトガイド内の偏光リターダと
を備える、偏光混合ライトガイド。
【請求項２】
前記偏光リターダが、前記導波光ビームの前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成分を実質的に入れ替え、前記非ゼロの伝播角度で前記偏光リターダを通る前記導波光ビームの光路の長さが、前記導波光ビームの前記第１および第２の偏光成分の線形重畳間で約２分の１波長の微分位相遅延を導入するものである、請求項１に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項３】
前記偏光リターダが、前記第１の偏光成分が散乱される平板ライトガイド表面とは反対の前記平板ライトガイドの表面に隣接した層を備える、請求項１に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項４】
前記偏光リターダが、前記平板ライトガイド内に、前記平板ライトガイドの前面と背面の間でそれらから離間して位置付けられた層を備える、請求項１に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項５】
前記偏光リターダが単軸のリターダ膜を備える、請求項１に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項６】
前記第１の偏光成分を有する前記光ビームの前記部分を、前記平板ライトガイド表面から離れるように方向付けられた複数の散乱する光ビームとして優先的に散乱させて外へ出すためのマルチビーム回折格子であって、前記複数の散乱する光ビームが、異なる散乱の角度方向を有する、マルチビーム回折格子を、前記平板ライトガイドの表面にさらに備え、
前記偏光混合ライトガイドが、マルチビーム格子ベースのバックライトである、請求項１に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項７】
前記マルチビーム回折格子がチャープ回折格子を備える、請求項６に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項８】
前記マルチビーム回折格子が、互いに離間した曲線状の溝および曲線状の隆線のうちの１つを備える、請求項６に記載の偏光混合ライトガイド。
【請求項９】
請求項６に記載の偏光混合ライトガイドを備える３次元（３Ｄ）電子ディスプレイであって、複数の散乱する光ビームのうちの１つの光ビームを変調するためのライトバルブをさらに備え、前記ライトバルブが前記マルチビーム回折格子に隣接しており、前記ライトバルブにより変調される前記散乱する光ビームが前記３Ｄ電子ディスプレイの画素に対応する、３次元（３Ｄ）電子ディスプレイ。
【請求項１０】
非ゼロの伝播角度で光のビームを導波するための平板ライトガイドであって、前記導波光ビームの異なる偏光成分を、前記異なる偏光成分の所定の線形結合に再分配するための偏光リターダを含む平板ライトガイドと、
前記平板ライトガイドの表面にあるマルチビーム回折格子のアレイであって、前記異なる偏光成分の第１の偏光成分の部分を、カップリングして外へ出される複数の光ビームとして優先的にカップリングして外へ出し、前記カップリングして外へ出される光ビームを、前記表面から離れるように複数の異なる主極大角度方向に向けるためのマルチビーム回折格子のアレイと
を備え、
前記偏光リターダが、前記マルチビーム回折格子のアレイによる前記導波光ビームの活用を容易にする、３次元（３Ｄ）電子ディスプレイ。
【請求項１１】
前記複数の異なる主極大角度方向を有する前記カップリングして外へ出される光ビームを変調するためのライトバルブアレイであって、前記変調された光ビームが３Ｄ電子ディスプレイの画素を表す、ライトバルブアレイ
をさらに備える、請求項１０に記載の３Ｄ電子ディスプレイ。
【請求項１２】
前記ライトバルブアレイが、複数の液晶ライトバルブを備える、請求項１１に記載の３Ｄ電子ディスプレイ。
【請求項１３】
前記偏光リターダが、前記マルチビーム回折格子アレイが位置付けられる前記平板ライトガイド表面とは反対の前記平板ライトガイドの表面に隣接した層である、請求項１０に記載の３Ｄ電子ディスプレイ。
【請求項１４】
前記マルチビーム回折格子アレイのマルチビーム回折格子が、曲線状の回折特徴部を有するチャープ回折格子である、請求項１０に記載の３Ｄ電子ディスプレイ。
【請求項１５】
前記異なる偏光成分の前記第１の偏光成分が、横電界（ＴＥ）偏光成分であり、前記異なる偏光成分の第２の偏光成分が、横磁界（ＴＭ）偏光成分であり、前記マルチビーム回折格子が、前記ＴＥ偏光成分の一部分を優先的にカップリングして外へ出す、請求項１０に記載の３Ｄ電子ディスプレイ。
【請求項１６】
前記偏光リターダが、前記導波光ビームの前記ＴＥ偏光成分と前記ＴＭ偏光成分を実質的に入れ替える、請求項１５に記載の３Ｄ電子ディスプレイ。
【請求項１７】
電子ディスプレイの動作の方法であって、
光を非ゼロの伝搬角度で光のビームとして平板ライトガイド内で導波するステップと、
前記平板ライトガイドから離れるように複数の異なる主極大角度方向に向けられたカップリングして外へ出される複数の光ビームを生成するために、前記導波光ビームの一部分を、前記平板ライトガイドの表面のマルチビーム回折格子を用いて回折によりカップリングして外へ出すステップと、
第１の偏光成分および第２の偏光成分の偏光混合を実現するために、前記導波光ビームの前記第１および第２の偏光成分を再分配するステップとを備え、
前記導波光ビームの一部分を回折によりカップリングして外へ出す前記ステップが、前記第１の偏光成分を優先的にカップリングして外へ出す、方法。
【請求項１８】
前記第１および第２の偏光成分を再分配する前記ステップの後、前記導波光ビームの別の部分を別のマルチビーム回折格子を用いて回折によりカップリングして外へ出すステップと、
前記他の部分を回折によりカップリングして外へ出す前記ステップの後、前記導波光ビームの残りの部分の前記第１および第２の偏光成分を再分配するステップと
をさらに備える、請求項１７に記載の電子ディスプレイの動作の方法。
【請求項１９】
前記導波光ビームの前記第１の偏光成分および前記第２の偏光成分を再分配する前記ステップが、前記第１と第２の偏光成分を入れ替える、請求項１７に記載の電子ディスプレイの動作の方法。
【請求項２０】
前記カップリングして外へ出される複数の光ビームを、対応する複数のライトバルブを用いて変調するステップであって、前記変調されたカップリングして外へ出される複数の光ビームが３次元（３Ｄ）電子ディスプレイの画素を形成する、変調するステップをさらに備える、請求項１７に記載の電子ディスプレイの動作の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
したがって、偏光リターダ層１２０の出射位置１２４において、第１の偏光成分１０４’はここで導波光ビーム１０４の第２の偏光成分に対応する、または第２の偏光成分に効果的に変換されており、第２の偏光成分１０４”はここで導波光ビーム１０４の第１の偏光成分１０４’に対応する、または第１の偏光成分１０４’に効率的に変換されている（すなわち、導波光ビーム１０４は、１８０度偏光回転されている）。言い換えれば、図３に示されるように、導波光ビーム１０４の第１の偏光成分１０４’と第２の偏光成分１０４”とが、偏光リターダ１２０を通過する往復、およびそれに関連する光の再分配によって入れ替えられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
再び図２Ａ〜図２Ｂを参照すると、マルチビーム回折格子ベースのバックライトとして機能する偏光混合ライトガイド１００は、さらにマルチビーム回折格子１３０を含む。様々な例によれば（例えば図２Ａ〜図２Ｂに示されるように）、マルチビーム回折格子１３０は、平板ライトガイド１１０の表面（例えば前面）に位置付けられており、回折カップリングによりまたは回折カップリングを用いて、平板ライトガイド１１０から導波光ビーム１０４の一部分または複数部分を散乱させるように、または回折によりカップリングして外へ出すように構成される。特に、カップリングして外へ出される導波光ビーム１０４の部分は、複数の光ビーム１０２として平板ライトガイド表面から離れるように回折により方向変更される。上記で説明したように、複数の光ビーム１０２のそれぞれは、（例えば、複数の光ビームが光照射野を形成するような）異なる主極大角度方向を有する。さらに、様々な例によれば、光ビーム１０２は、マルチビーム回折格子１３０が位置付けられる平板ライトガイド表面から離れるように回折により方向変更される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
いくつかの例では、チャープ回折格子１３０は、距離とともに線形に変化する回折間隔ｄのチャープを有するまたは呈することができる。したがって、チャープ回折格子１３０は、「線形チャープ」回折格子と呼ぶことができる。例えば、図２Ａ〜図２Ｂは、マルチビーム回折格子１３０を線形チャープ回折格子として示している。特に、示されるように、回折特徴部１３２は、マルチビーム回折格子１３０の第１の端部１３０’においては、第２の端部１３０’’においてよりも互いに近くにある。さらに、示される回折特徴部１３２の回折間隔ｄは、第１の端部１３０’から第２の端部１３０’’まで線形に変化する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
図５は、本明細書で説明する原理と一致した一例による３Ｄ電子ディスプレイ２００のブロック図を示す。図５に示される３Ｄ電子ディスプレイ２００は、光のビームとして光を導波するための平板ライトガイド２１０を含む。例えば、光のビームはコリメートされてもよい。平板ライトガイド２１０内の導波光ビームは、３Ｄ電子ディスプレイ２００によって放射される変調された光ビーム２０２になる光の発生源である。いくつかの例によれば、平板ライトガイド２１０は、偏光混合ライトガイド１００またはマルチビーム回折格子ベースのバックライトに関して上記で説明した平板ライトガイド１１０と実質的に同様であってもよい。例えば平板ライトガイド２１０は、内部全反射により光を導波するように構成された誘電体材料の平面状のシートであるスラブ光導波路とすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
さらに、平板ライトガイド２１０は、導波光ビームの偏光成分の光を、偏光成分の所定の結合に再分配する（または同じことであるが、「偏光成分を再分配する」）ための偏光リターダ層２１２を含む。いくつかの例では、再分配は、導波光の第１の偏光成分と第２の偏光成分を入れ替えることができる。例えば、第１の偏光成分は横電界（ＴＥ）偏光成分とすることができ、第２の偏光成分は横磁界（ＴＭ）偏光成分とすることができる。いくつかの例によれば、平板ライトガイド２１０の偏光リターダ層２１２は、偏光混合ライトガイド１００またはマルチビーム回折格子ベースのバックライトに関して上記で説明した偏光リターダ層１２０と実質的に同様であってもよい。特にいくつかの例によれば、本明細書における定義上、偏光リターダ層２１２よる偏光成分の光または偏光成分に関連する光の再分配は、偏光リターダ層１２０に関して上記で説明した光の一部分の再分配と実質的に同様である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
図５に示される３Ｄ電子ディスプレイ２００は、さらにマルチビーム回折格子２２０のアレイを含む。マルチビーム回折格子２２０のアレイは、平板ライトガイド２１０の表面にある、またはそれに隣接している。いくつかの例では、アレイのマルチビーム回折格子２２０は、上記で説明したマルチビーム回折格子ベースのバックライトとして機能する偏光混合ライトガイド１００のマルチビーム回折格子１３０と実質的に同様であってもよい。特に、マルチビーム回折格子２２０は、導波光ビームの第１の（例えばＴＥ）偏光成分の部分を、複数の光ビーム２０４として散乱させる、またはカップリングして外へ出すように構成される。さらに、マルチビーム回折格子２２０は、複数の光ビーム２０４を、対応する複数の異なる主極大角度方向に向けるように構成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
本明細書で説明する原理のいくつかの例によれば、電子ディスプレイの動作の方法が提供される。図６は、本明細書で説明する原理と一致した一例による、電子ディスプレイの動作の方法３００のフローチャートを示す。図６に示されるように、電子ディスプレイの動作の方法３００は、光を非ゼロの伝播角度で光のビームとして平板ライトガイド内で導波するステップ３１０を含む。いくつかの例では、平板ライトガイドおよび導波光は、偏光混合ライトガイド１００に関して上記で説明した平板ライトガイド１１０および導波光１０４と実質的に同様であってもよい。特に、いくつかの例では、平板ライトガイドは内部全反射により導波光ビームを導波してもよく３１０、導波光ビームはコリメートされてもよい。さらに、いくつかの例では、平板ライトガイドは、実質的に平面状の誘電体光導波路、またはスラブ導波路（例えば、平面状の誘電体シート）であってもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
図６に示されるように、電子ディスプレイの動作の方法３００は、マルチビーム回折格子を用いて導波光ビームの一部分を回折によりカップリングして外へ出すステップ３２０をさらに含む。様々な例によれば、マルチビーム回折格子は、平板ライトガイドの表面に位置付けられる。例えば、マルチビーム回折格子は、平板ライトガイドの表面に溝、隆線などとして形成されてもよい。他の例では、マルチビーム回折格子は、平板ライトガイド表面上の膜を含んでもよい。いくつかの例では、マルチビーム回折格子は、マルチビーム回折格子ベースのバックライトとして機能する偏光混合ライトガイド１００に関して上記で説明したマルチビーム回折格子１３０と実質的に同様である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
様々な例によれば（例えば図６に示されるように）、電子ディスプレイの動作の方法３００は、さらに、第１および第２の偏光成分の偏光混合を実現するために導波光ビームの第１の偏光成分および第２の偏光成分に関連する光を再分配するステップ３３０を含む。偏光混合を実現するために偏光成分に関連する光を再分配するステップ３３０は、導波光を回折によりカップリングして外へ出すステップ３２０の後の残りの導波光に対して実行することができる。いくつかの例では、光を再分配するステップ３３０は、偏光混合を実現するために導波光の第１の偏光成分と第２の偏光成分を入れ替えることができる。様々な例によれば、第１および第２の偏光成分に関連する光を再分配するステップ３３０は、偏光混合ライトガイド１００に関して上記で説明した偏光リターダ１２０と実質的に同様の偏光リターダによって実現されてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ａ】
2018508937.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｂ】
2018508937.tif 000002
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2018508937.tif 000003