JP2015525493A5 - - Google Patents

Description

加えて、本明細書においてセクションの見出しは、米国特許規則§１．７７の規定するところに従って、さもなくば、編成上の目印（organizational cue）として提供されるものである。これらの見出しは、本開示から生じ得る請求項に定める実施形態を制限したりかつ特徴づけたりしないものとする。具体的には、単に例示ではあるが、「技術分野」という見出しがあるが、いわゆる分野（field）を説明するためにこの見出しの下に選択された表現によって、特許請求の範囲が限定されることはない。更に、「背景技術」に記載された技術に関する記述が、特定の技術が、本開示における任意の（複数の）実施形態に対する先行技術であることの承認として、解釈されるべきではない。「発明の概要」についても、公開される請求項で述べられる（複数の）実施形態を特徴づけるものとして考慮されるべきでない。更に、本開示においては、単数形での「発明（invention）」に対するいずれの言及も、本開示における新規な点が１つのみである、ということを主張するために使用されるべきではない。複数の実施形態は、本開示により、公開される複数の請求項の限定に従って、述べられる場合がある。したがって、これらの請求項は、この（複数の）実施形態及びそれらの同等物を定義することによって、それらを保護している。全ての例において、これらの請求項の範囲は、本開示に照らして、固有の利点が考慮されるべきであり、本明細書に述べる見出しによって制約されてはならない。
［項目１］
指向性ディスプレイデバイスであって、
通る光を変調するように配列されたピクセルの配列を含む透過型空間光変調器と、
少なくとも２つの指向性バックライトであって、それぞれが、
入力端を有する導波路と、前記導波路に沿って光をガイドするための、対向する第１ガイド表面及び第２ガイド表面と、入力光からの光を反射して前記導波路を通して戻すための、前記入力端に対向する反射端と、を含み、前記第１ガイド表面が全反射によって光をガイドするように配列され、前記第２ガイド表面が出力光として前記第１ガイド表面を通して出射できる方向に前記反射端から反射した後で前記導波路を通してガイドされる光を反射するように配向された複数の光抽出機能を含み、前記導波路が、前記入力端に渡る横方向の異なる入力位置から生じる入力光を、複数の光学窓のそれぞれに、前記入力位置に従って横方向に分配された出力方向に配向するように配列され、前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記空間光変調器を通して出力光を供給するようにそれぞれ配列される、少なくとも２つの指向性バックライトと、を含む、指向性ディスプレイデバイス。
［項目２］
前記空間光変調器の異なる領域を通して出力光を供給するように、前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記空間光変調器の背後でタイリングされる、項目１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目３］
前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記横方向に対して垂直の方向にタイリングされる、項目２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目４］
前記少なくとも２つの指向性バックライトの第１の１つの反射端が第２の指向性バックライトと重なり合う、項目３に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目５］
前記少なくとも２つの指向性バックライトが、実質的に共面である反射端を有する２つの指向性バックライトを含む、項目３に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目６］
共面である前記反射端が実質的に平面である、項目５に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目７］
共面である前記反射端が、横方向へのポジティブな屈折力を有する回折反射器をそれぞれ含む、項目５に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目８］
前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記横方向にもタイリングされる、項目３〜７のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目９］
前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記横方向にタイリングされる、項目２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１０］
前記少なくとも２つの指向性バックライトの前記導波路が共通材料から形成される、項目２〜９のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１１］
前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記空間光変調器の背後に積層され、前記空間光変調器を通して、及び前記指向性バックライトと前記空間光変調器との中間にある任意の他の指向性バックライトを通して出力光をそれぞれ供給する、項目１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１２］
前記少なくとも２つの指向性バックライトによって提供される前記複数の光学窓が互いにほぼ揃うように、前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記空間光変調器に対する法線の周囲に配向される、項目１１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１３］
前記少なくとも２つの指向性バックライトのそれぞれの前記第１ガイド表面が実質的に共面である、項目１１又は１２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１４］
前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記空間光変調器に対する法線の周囲に逆方向に配列され、各指向性バックライトの入力端が前記他の指向性バックライトの反射端と同じ側である、２つの指向性バックライトを含む、項目１１〜１３のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１５］
逆方向に配列された前記２つの指向性バックライトの対向ガイド表面が概して平行方向に伸長する、項目１４に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１６］
前記少なくとも２つの指向性バックライトによって提供される前記複数の光学窓が互いに対して８５〜９５度の範囲の角度で伸長するように、前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記空間光変調器に対する法線の周囲に配向される、項目１１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１７］
各指向性バックライトの前記反射端が前記導波路に渡る横方向へのポジティブな屈折力を有する、項目１〜１６のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１８］
各指向性バックライトの前記複数の光抽出機能が前記導波路に渡る横方向へのポジティブな屈折力を有する、項目１〜１７のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目１９］
各指向性バックライトにおいて、前記第２ガイド表面が、前記複数の光抽出機能を構成する複数のファセットを含む段付き形状と、光を抽出せずに前記導波路を通して前記光を配向するように配列された前記複数のファセット間の複数の中間領域と、を有する、項目１〜１８のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２０］
前記少なくとも２つの指向性バックライトの少なくとも１つが、複数の前記ガイド表面のうちの１つの拡張部である入力端と、前記入力端に対向するカプラーと、を含み、前記導波路に沿って入力光を偏向させるように配列される、項目１〜１９のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２１］
各指向性バックライトに関して、それぞれの前記導波路の入力端に渡る異なる複数の入力位置に光源の配列を更に含む、項目１〜２０のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２２］
前記少なくとも２つの指向性バックライトは、前記少なくとも２つの指向性バックライトによって提供される前記複数の光学窓が互いにほぼ揃い、各指向性バックライトに関する光源の前記配列が異なる色の光を出力するように配列されるべく、前記空間光変調器に対する法線の周囲に配向される、項目２１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２３］
前記光源を選択的に操作して、前記出力方向に対応する前記複数の光学窓に光を配向するように配列されたコントロールシステムを更に含む、項目２１又は２２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２４］
自動立体ディスプレイデバイスであって、前記コントロールシステムが、一時的に多重化された左右の画像を表示し、前記表示された画像を、観察者の左右の目に対応する位置にて複数の視野窓内に同期して配向するようにディスプレイデバイスを制御するように更に配列される、項目２３に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２５］
前記コントロールシステムが、前記ディスプレイデバイスに対する観察者の位置を検出するように配列されたセンサーシステムを更に含み、
前記コントロールシステムが、観察者の検出された位置に従って、前記表示された画像を前記観察者の左右の目に対応する位置にて複数の視野窓内に配向するように配列される、項目２４に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２６］
前記センサーシステムが、前記空間光変調器に対する法線の横方向及び長手方向に前記ディスプレイデバイスに対する観察者の位置を検出するように配列され、前記コントロールシステムが、前記観察者の検出された位置に従って、前記表示された画像を前記観察者の左右の目に対応する位置にて視野窓内に配向するように配列される、項目２５に記載の指向性ディスプレイデバイス。
［項目２７］
指向性照明装置であって、
光をガイドし、抽出するためのであって、
第１光ガイド表面と、
前記第１光ガイド表面に対向する第２光ガイド表面と、
前記第１光ガイド表面と前記第２光ガイド表面との間に配置された第１照明入力表面と、を含み、前記第１照明入力表面が、光源の第１配列から光を受けるように作用する、第１光抽出素子と、
光をガイドし、抽出するための第２光抽出素子であって、
第３光ガイド表面と、
前記第３光ガイド表面に対向する第４光ガイド表面と、
前記第３光ガイド表面と前記第４光ガイド表面との間に配置された第２照明入力表面と、を含み、前記第２照明入力表面が、光源の第２配列からの光を受けるように作用する、第２光抽出素子と、を含み、前記第２光抽出素子からの光が、前記第１照明入力表面以外の前記第１光抽出素子の表面を少なくとも部分的に通して配向される、指向性照明装置。
［項目２８］
前記第１光抽出素子及び第２光抽出素子が積層構成で配列される、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目２９］
前記第１光抽出素子及び第２光抽出素子がタイリング構成で配列される、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目３０］
複数の前記光ガイド表面のそれぞれが実質的に共面であるように、前記第１光抽出素子及び第２光抽出素子がタイリング構成で配列される、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目３１］
前記第１光抽出素子及び第２光抽出素子が積層構成で配列されて、少なくとも第１視野窓及び第２視野窓を提供する、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目３２］
前記第１光抽出素子及び第２光抽出素子が積層構成で配列され、前記第１光抽出素子の薄い端部が前記第２光抽出素子の厚い端部とほぼ揃うように、互いに対して逆方向である、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目３３］
照明器配列を更に含む、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目３４］
第３光抽出素子を更に含む、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目３５］
前記第３光抽出素子が、前記第１光抽出素子及び第２光抽出素子を含む積層構成で配列される、項目３４に記載の指向性照明装置。
［項目３６］
それぞれ前記第１光抽出素子、第２光抽出素子、及び第３光抽出素子の第１照明器配列、第２照明器配列、及び第３照明器配列を更に含む、項目３５に記載の指向性照明装置。
［項目３７］
前記第１、第２、及び第３光抽出素子が、単色空間光変調器を照射するように作用する、項目３６に記載の指向性照明装置。
［項目３８］
前記第１照明器配列が赤色照明器配列であり、前記第２照明器配列が緑色照明器配列であり、前記第３照明器配列が青色照明器配列である、項目３６に記載の指向性照明装置。
［項目３９］
前記赤色照明器配列が赤色ＬＥＤ配列であり、前記緑色照明器配列が緑色ＬＥＤ配列であり、前記青色照明器配列が青色ＬＥＤ配列である、項目３８に記載の指向性照明装置。
［項目４０］
前記第１光抽出素子、第２光抽出素子、及び第３光抽出素子が、透過型空間光変調器の照明にそれぞれ赤色照明方向、緑色照明方向、及び青色照明方向を提供する、項目３９に記載の指向性照明装置。
［項目４１］
赤色照明器配列と、青色照明器配列と、緑色照明器配列と、を更に含む、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目４２］
前記赤色照明器配列、前記青色照明器配列、及び前記緑色照明器配列が、前記第１光抽出素子の第１照明入力表面に近接して直列に配列される、項目４１に記載の指向性照明装置。
［項目４３］
前記第１及び第２光抽出素子が積層構成で配列され、前記第１光抽出素子の薄い端部が前記第２光抽出素子の厚い端部とほぼ揃うことができるように互いに対して逆方向であり、第１の実質的に平行な入力部の平面導波路及び第２の実質的に平行な入力部の平面導波路を組み込む、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目４４］
少なくとも第３光抽出素子と、積層及びタイリング構成に配列された第４光抽出素子と、を更に含む、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目４５］
前記第１光抽出素子が第１光学弁であり、前記第２光抽出素子が第２光学弁である、項目２７に記載の指向性照明装置。
［項目４６］
指向性照明システムであって、
光をガイドし、抽出するための第１光抽出素子であって、
光線が拡散できるように作用する第１部分と、
第１光ガイド表面と、前記第１光ガイド表面に対向する第２光ガイド表面と、前記第１光ガイド表面と前記第２光ガイド表面との間に配置された第１照明入力表面と、を更に含み、前記第１照明入力表面が、光源の第１配列からの光を受けるように作用する第２部分と
を含む、第１光抽出素子と、 光をガイドし、抽出するための第２光抽出素子であって、
光線が拡散できるように作用する第３部分と、
第３光ガイド表面と、前記第３光ガイド表面に対向する第４光ガイド表面と、前記第３光ガイド表面と前記第４光ガイド表面との間に配置された第２照明入力表面と、を更に含み、前記第２照明入力表面が、光源の第２配列からの光を受けるように作用する、第４部分と
を含む第２光抽出素子と
を含み、前記第２光抽出素子からの光が、前記第１照明入力表面以外の前記第１光抽出素子の表面を少なくとも部分的に通して配向される、指向性照明システム。
［項目４７］
指向性照明装置であって、
光をガイドするための少なくとも２つの光学弁を含み、前記少なくとも２つの光学弁のそれぞれが、
第１光ガイド表面であって、前記第１光ガイド表面が実質的に平面である第１光ガイド表面と、
前記第１光ガイド表面に対向し、複数のガイド機能と、複数の抽出機能と、を更に含む第２光ガイド表面であって、前記複数の抽出機能が、光が第１方向に伝搬するときに実質的に低いロスで前記光を通すことができるように作用する第２光ガイド表面と
を更に含み、
ほぼ揃った各光源と協調する前記少なくとも２つの光学弁が、異なる指向性照明を提供するように配列される、指向性照明装置。
［項目４８］
前記少なくとも２つの光学弁が積層構成で配列される、項目４７に記載の指向性照明装置。
［項目４９］
前記少なくとも２つの光学弁がタイリング構成で配列される、項目４７に記載の指向性照明装置。
［項目５０］
第１の前記光学弁からの少なくとも一部の光が第２の前記光学弁を通して配向される、項目４７に記載の指向性照明装置。
［項目５１］
指向性分布を提供する光ガイドシステムであって、
指向性照明装置であって、
光をガイドするための少なくとも２つの光学弁を含む、指向性照明装置を含み、前記少なくとも２つの光学弁のそれぞれが、
第１光ガイド表面であって、前記第１光ガイド表面が実質的に平面である第１光ガイド表面と、
前記第１光ガイド表面に対向する第２光ガイド表面であって、前記第２光ガイド表面が、少なくとも１つのガイド機能と、複数の抽出機能と、を含み、前記複数の抽出機能が、光が第１方向に伝搬するときに実質的に低いロスで光を通すことができるように作用し、光が第２方向に伝搬するときに前記光を反射して前記光学弁から出射するように更に作用する、第２光ガイド表面と、
前記２つの光学弁の少なくとも１つからの光を受けるように作用する空間光変調器であって、ほぼ揃えられた各光源と協調する前記少なくとも２つの光学弁が、異なる指向性照明を提供するように配列される、空間光変調器と、を更に含む、光ガイドシステム。

Claims (26)

1. 指向性ディスプレイデバイスであって、
   通る光を変調するように配列されたピクセルの配列を含む透過型空間光変調器と、
   少なくとも２つの指向性バックライトであって、それぞれが、
   入力端を有する導波路と、前記導波路に沿って光をガイドするための、対向する第１ガイド表面及び第２ガイド表面と、入力光からの光を反射して前記導波路を通して戻すための、前記入力端に対向する反射端と、を含み、前記第１ガイド表面が全反射によって光をガイドするように配列され、前記第２ガイド表面が出力光として前記第１ガイド表面を通して出射できる方向に前記反射端から反射した後で前記導波路を通してガイドされる光を反射するように配向された複数の光抽出機能を含み、前記導波路が、前記入力端に渡る横方向の異なる入力位置から生じる入力光を、複数の光学窓のそれぞれに、前記入力位置に従って横方向に分配された出力方向に配向するように配列され、前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記空間光変調器を通して出力光を供給するようにそれぞれ配列される、少なくとも２つの指向性バックライトと、を含む、指向性ディスプレイデバイス。
2. 前記空間光変調器の異なる領域を通して出力光を供給するように、前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記空間光変調器の背後でタイリングされる、請求項１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
3. 前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記横方向に対して垂直の方向にタイリングされる、請求項２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
4. 前記少なくとも２つの指向性バックライトの第１の１つの反射端が第２の指向性バックライトと重なり合う、請求項３に記載の指向性ディスプレイデバイス。
5. 前記少なくとも２つの指向性バックライトが、実質的に共面である反射端を有する２つの指向性バックライトを含む、請求項３に記載の指向性ディスプレイデバイス。
6. 共面である前記反射端が実質的に平面である、請求項５に記載の指向性ディスプレイデバイス。
7. 共面である前記反射端が、横方向へのポジティブな屈折力を有する回折反射器をそれぞれ含む、請求項５に記載の指向性ディスプレイデバイス。
8. 前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記横方向にもタイリングされる、請求項３〜７のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
9. 前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記横方向にタイリングされる、請求項２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
10. 前記少なくとも２つの指向性バックライトの前記導波路が共通材料から形成される、請求項２〜９のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
11. 前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記空間光変調器の背後に積層され、前記空間光変調器を通して、及び前記指向性バックライトと前記空間光変調器との中間にある任意の他の指向性バックライトを通して出力光をそれぞれ供給する、請求項１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
12. 前記少なくとも２つの指向性バックライトによって提供される前記複数の光学窓が互いにほぼ揃うように、前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記空間光変調器に対する法線の周囲に配向される、請求項１１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
13. 前記少なくとも２つの指向性バックライトのそれぞれの前記第１ガイド表面が実質的に共面である、請求項１１又は１２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
14. 前記少なくとも２つの指向性バックライトが、前記空間光変調器に対する法線の周囲に逆方向に配列され、各指向性バックライトの入力端が前記他の指向性バックライトの反射端と同じ側である、２つの指向性バックライトを含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
15. 逆方向に配列された前記２つの指向性バックライトの対向ガイド表面が概して平行方向に伸長する、請求項１４に記載の指向性ディスプレイデバイス。
16. 前記少なくとも２つの指向性バックライトによって提供される前記複数の光学窓が互いに対して８５〜９５度の範囲の角度で伸長するように、前記少なくとも２つの指向性バックライトが前記空間光変調器に対する法線の周囲に配向される、請求項１１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
17. 各指向性バックライトの前記反射端が前記導波路に渡る横方向へのポジティブな屈折力を有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
18. 各指向性バックライトの前記複数の光抽出機能が前記導波路に渡る横方向へのポジティブな屈折力を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
19. 各指向性バックライトにおいて、前記第２ガイド表面が、前記複数の光抽出機能を構成する複数のファセットを含む段付き形状と、光を抽出せずに前記導波路を通して前記光を配向するように配列された前記複数のファセット間の複数の中間領域と、を有する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
20. 前記少なくとも２つの指向性バックライトの少なくとも１つが、複数の前記ガイド表面のうちの１つの拡張部である入力端と、前記入力端に対向するカプラーと、を含み、前記導波路に沿って入力光を偏向させるように配列される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
21. 各指向性バックライトに関して、それぞれの前記導波路の入力端に渡る異なる複数の入力位置に光源の配列を更に含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の指向性ディスプレイデバイス。
22. 前記少なくとも２つの指向性バックライトは、前記少なくとも２つの指向性バックライトによって提供される前記複数の光学窓が互いにほぼ揃い、各指向性バックライトに関する光源の前記配列が異なる色の光を出力するように配列されるべく、前記空間光変調器に対する法線の周囲に配向される、請求項２１に記載の指向性ディスプレイデバイス。
23. 前記光源を選択的に操作して、前記出力方向に対応する前記複数の光学窓に光を配向するように配列されたコントロールシステムを更に含む、請求項２１又は２２に記載の指向性ディスプレイデバイス。
24. 自動立体ディスプレイデバイスであって、前記コントロールシステムが、一時的に多重化された左右の画像を表示し、前記表示された画像を、観察者の左右の目に対応する位置にて複数の視野窓内に同期して配向するようにディスプレイデバイスを制御するように更に配列される、請求項２３に記載の指向性ディスプレイデバイス。
25. 前記コントロールシステムが、前記ディスプレイデバイスに対する観察者の位置を検出するように配列されたセンサーシステムを更に含み、
    前記コントロールシステムが、観察者の検出された位置に従って、前記表示された画像を前記観察者の左右の目に対応する位置にて複数の視野窓内に配向するように配列される、請求項２４に記載の指向性ディスプレイデバイス。
26. 前記センサーシステムが、前記空間光変調器に対する法線の横方向及び長手方向に前記ディスプレイデバイスに対する観察者の位置を検出するように配列され、前記コントロールシステムが、前記観察者の検出された位置に従って、前記表示された画像を前記観察者の左右の目に対応する位置にて視野窓内に配向するように配列される、請求項２５に記載の指向性ディスプレイデバイス。