JP2015526923A5

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Publication number: JP2015526923A5
Application number: JP2015512809A
Authority: JP
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2033-05-15

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］
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
該導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備える指向性バックライト装置であって、前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記指向性バックライト装置は、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムを備え、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、入力端と反射端との間、及び前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、該両側部は、前記複数の光源からの光を反射するように構成された平坦な面であり、
前記コントロールシステムは、第１の光源が、光を視野窓に配向するように選択的に作動されると、同時に、前記反射端で、次に前記導波路の一側部で反射された光を、前記第１の光源が照らすことができない、前記導波路の前記外側部に配向するように第２の光源を作動するように構成されている、指向性バックライト装置。
［項目２］
前記第２の光源が、前記第１の光源と同じ視野窓に光を配向するように選択される、項目１に記載の指向性バックライト装置。
［項目３］
前記導波路の前記両側部は互いに平行な、項目１又は２に記載の指向性バックライト装置。
［項目４］
前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が広がっている、項目１又は２に記載の指向性バックライト装置。
［項目５］
前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が狭まっている、項目１又は２に記載の指向性バックライト装置。
［項目６］
前記導波路の前記両側部は、前記複数の光源からの光を内部全反射によって反射するように構成されている、項目１〜５のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
［項目７］
前記導波路の前記両側部は、反射性のコーティングを有する、項目１〜５のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
［項目８］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目１〜７のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
［項目９］
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、項目８に記載の指向性バックライト装置。
［項目１０］
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目９に記載の指向性バックライト装置。
［項目１１］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記ディスプレイデバイスが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目１〜７のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
［項目１２］
項目１〜１１のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置と、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイ装置。
［項目１３］
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、項目１２に記載のディスプレイ装置。
［項目１４］
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目１２又は１３に記載のディスプレイ装置。
［項目１５］
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目１４に記載のディスプレイ装置。
［項目１６］
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備え、前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間、及び複数の前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、該両側部は、光源から入射した光を、該光源によっては照らされない、前記導波路の前記外側部に反射するように構成されている、指向性バックライト。
［項目１７］
前記両側部がそれぞれ、反射性小面のアレイを備えている、項目１６に記載の指向性バックライト。
［項目１８］
前記両側部がそれぞれ、ホログラフィックフィルムを備えている、項目１６に記載の指向性バックライト。
［項目１９］
前記両側部が、光源から入射する光を、該光源からの光であって、前記導波路の前記反射端から反射された光の方向と同じ方向に反射するように構成されている、項目１６〜１８のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目２０］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目１６〜１９のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目２１］
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、項目２０に記載の指向性バックライト。
［項目２２］
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目２１に記載の指向性バックライト。
［項目２３］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記指向性バックライトが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目１６〜１９のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目２４］
項目１６〜２３のいずれか一項に記載の指向性バックライトと、
前記指向性バックライト装置から出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイデバイス。
［項目２５］
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、項目２４に記載のディスプレイデバイス。
［項目２６］
項目２４又は２５に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
［項目２７］
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目２６に記載のディスプレイ装置。
［項目２８］
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目２７に記載のディスプレイ装置。
［項目２９］
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備える指向性バックライトであって、前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記指向性バックライトは、前記入力端と前記反射端との間、及び複数の前記ガイド面間を伸長している前記導波路のそれぞれの側部に沿って設けられ、前記導波路の前記外側部に光を供給するように構成された、第２の光源のアレイをさらに備える指向性バックライト。
［項目３０］
前記導波路の複数の側部は、前記第２の光源に面する小面のアレイを有する、項目２９に記載の指向性バックライト。
［項目３１］
前記導波路の複数の側部は、それぞれ対応する第２の光源に対して整列しており、前記第２の光源から供給される光の方向を制御するように構成されているレンズのアレイを備える、項目３０に記載の指向性バックライト。
［項目３２］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目２９〜３１のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目３３］
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、項目３２に記載の指向性バックライト。
［項目３４］
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目３３に記載の指向性バックライト。
［項目３５］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記ディスプレイデバイスが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目２９〜３１のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目３６］
項目２９〜３５のいずれか一項に記載の指向性バックライトと、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイ装置。
［項目３７］
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、項目３８に記載のディスプレイデバイス。
［項目３８］
項目３６又は３７に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
［項目３９］
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左右の目用の画像を表示するように制御し、観察者の左右の目に対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目３８に記載のディスプレイ装置。
［項目４０］
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目３９に記載のディスプレイ装置。
［項目４１］
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備えるディスプレイデバイスであって、前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記ディスプレイデバイスは、前記導波路から出力される光を変調するために、前記導波路に渡って伸長した透過性空間光変調器を備え、前記空間光変調器は、前記導波路のエリアの一部にのみ渡って伸長している、ディスプレイデバイス。
［項目４２］
前記反射端は、それぞれの光源からの光が反射した反射光が、前記空間光変調器がそれに渡って伸長している前記導波路のすべての部分を照らすように前記反射光を収束する、項目４１に記載のディスプレイデバイス。
［項目４３］
前記導波路の両側部は、前記入力端と前記反射端との間に伸長しているが、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が広がっている、項目４１又は４２に記載のディスプレイデバイス。
［項目４４］
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、項目４１〜４３のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
［項目４５］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目４１〜４４のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
［項目４６］
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、項目４５に記載のディスプレイデバイス。
［項目４７］
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目４６に記載のディスプレイデバイス。
［項目４８］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記ディスプレイデバイスが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目４１〜４４のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
［項目４９］
項目４１〜４８のいずれか一項に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
［項目５０］
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目４９に記載のディスプレイ装置。
［項目５１］
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目５０に記載のディスプレイ装置。
［項目５２］
指向性バックライトであって、
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る指向性導波路であって、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記指向性導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有する該指向性導波路を備え、
第２ガイド面が、前記反射端に面する複数の光抽出面部を有し、該光抽出面部は、入力端に渡って存在する異なる入力位置から、入力位置に依存する異なる方向に、前記第１ガイド面を通じてガイドされた光であって、前記反射端から前記指向性導波路を通じてガイドされて戻ってくる光を反射するよう構成され、
前記指向性バックライトは、前記指向性導波路の入力端に渡って存在する異なる入力位置で、前記指向性導波路を照らすように構成された光源のアレイを備え、前記反射端は、前記反射された光を、前記指向性導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した光が、前記指向性導波路の外側部が照らすことができないように収束させ、
前記指向性バックライトは、前記指向性導波路の前記第２ガイド面に渡って伸長するよう配置され、ずれた位置の複数の光源では照らされることができない前記外側部を含む前記指向性導波路を通じて照明を提供するように構成されるバックライト構造体を備える指向性バックライト。
［項目５３］
前記バックライト構造体は、バックライト導波路を備える、項目５２に記載の指向性バックライト。
［項目５４］
前記バックライト導波路は、ウェッジ形状である、項目５３に記載の指向性バックライト。
［項目５５］
前記バックライト構造体は、前記バックライト導波路の、前記指向性導波路とは反対側に設けられるランバーシャン反射器をさらに備える、項目５３又は５４に記載の指向性バックライト。
［項目５６］
前記バックライト構造体は、前記バックライト導波路と前記指向性導波路との間に配置される少なくとも１つの条件付けフィルムを、さらに備える、項目５２〜５５のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目５７］
前記指向性バックライトは前記バックライト導波路を、前記指向性導波路を照らすように構成された前記光源のアレイで照らすように構成される、項目５２〜５６のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
［項目５８］
前記光源のアレイは、前記指向性導波路の前記入力端を照らす際の位置と、前記バックライト導波路を照らす際の位置との間を移動可能である、項目５７に記載の指向性バックライト。
［項目５９］
前記光源のアレイからの光を、前記指向性導波路の前記入力端又は前記バックライト導波路に、選択的に配向するように構成されている光学的構造をさらに備える、項目５８に記載の指向性バックライト。
［項目６０］
ピクセルのアレイを備え、前記ピクセルのすべての上に表示された画像を、異なる位置にある選択可能な複数の視野窓に配向するように制御可能なディスプレイデバイスと、
３Ｄの動作モード及び２Ｄの動作モードで動作可能なコントロールシステムであって、３Ｄの動作モードにおいては、前記ディスプレイデバイスに、時間的に多重化された左用画像及び右用画像を表示させ、かつ、前記表示された画像を、観察者の左目及び右目に対応する横方向の位置にある複数の視野窓に同期して配向させるように制御し、２Ｄの動作モードにおいては、前記ディスプレイデバイスに、継続する２Ｄ画像を表示させるように制御するように構成された該コントロールシステムと、を備え、
前記ディスプレイデバイスは、前記ディスプレイデバイスに渡って伸長している角度依存式拡散フィルムをさらに備え、該角度依存式拡散フィルムは、該フィルムの法線周りに横方向で第１の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されず、横方向で該第１の範囲の外側にある第２の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されるという特性を持つ、自動立体ディスプレイ装置。
［項目６１］
前記角度依存式拡散フィルムは、互いに異なる屈折率を持つ素材からなる、複数の互い違いになっている領域であって、前記フィルムの法線に対して傾いている領域を有する層を有する、項目６０に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６２］
前記ディスプレイデバイスが、
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備え、前記導波路が、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を該導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って存在する異なる入力位置にある複数の光源からの入力光であって、前記反射端で反射された後の光を、出力方向にあり、入力位置に依存して横方向に分配されたそれぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成されており、
前記ディスプレイデバイスが、前記ピクセルのアレイを備え、前記導波路を出射した光を変調するように構成されている透過性空間光変調器と、
前記３Ｄの動作モードにおいては、前記複数の光源を選択的に作動させ、観察者の左目及び右目に対応する位置にある複数の視野窓に光を向かわせるように構成されるコントロールシステムと、を備える、項目６０又は６１に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６３］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、前記導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目６２に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６４］
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、項目６３に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６５］
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目６４に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６６］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記自動立体ディスプレイ装置は、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長し、前記空間光変調器の法線に向かって光を偏向させるための偏向素子をさらに備える、項目６２に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６７］
観察者の位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある視野窓に向けて表示される画像を配向するように構成されている、項目６２〜６６のいずれか一項に記載の自動立体ディスプレイ装置。
［項目６８］
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路であって、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有する前記導波路であって、前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置からの入力光が前記反射端で反射された後の入力光を、入力位置に依存して横方向に分配された、出力方向に、反射するように構成されている前記導波路と、
前記導波路に渡って伸長している角度依存式拡散フィルムであって、該フィルムの法線周りに横方向で第１の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されず、横方向で該範囲の外側にある第２の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されるという特性を持つ該角度依存式拡散フィルムと、を備える導波路構造体。
［項目６９］
前記角度依存式拡散フィルムは、互いに異なる屈折率を持つ素材からなる、複数の互い違いになっている領域であって、前記フィルムの法線に対して傾いている領域を有する層を有する、項目６８に記載の導波路構造体。
［項目７０］
前記角度依存式拡散フィルムは前記導波路の全体に渡って伸長している、項目６８又は６９に記載の導波路構造体。
［項目７１］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目６８〜７０のいずれか一項に記載の導波路構造体。
［項目７２］
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、項目７１に記載の導波路構造体。
［項目７３］
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目７２に記載の導波路構造体。
［項目７４］
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記自動立体ディスプレイ装置が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長し、前記空間光変調器の法線に向かって光を偏向させるための偏向素子をさらに備える、項目６８〜７０のいずれか一項に記載の導波路構造体。
［項目７５］
項目６８〜７４のいずれか一項に記載の導波路構造体と、前記導波路の入力端に渡って存在する異なる入力位置にある光源のアレイと、を備え、前記反射端がその反射光を、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光の反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように収束させる、指向性バックライト。
［項目７６］
項目６８〜７５のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置と、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイデバイス。
［項目７７］
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、項目７６に記載のディスプレイデバイス。
［項目７８］
項目７６又は７７に記載のディスプレイデバイスを備え、３Ｄの動作モードにおいては、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用画像を表示させるように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するように前記光源を同期して作動するように構成されているコントロールシステムをさらに備える自動立体ディスプレイ装置である、ディスプレイ装置。
［項目７９］
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、前記３Ｄの動作モードにおいては、検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目７８に記載のディスプレイ装置。
［項目８０］
光を配向するための結像指向性バックライトであって、
光をガイドするための導波路であって、
第１光誘導面と、
第１光誘導面に対向する、第２光誘導面と、をさらに有する導波路を備える結像指向性バックライトと、
前記結像指向性バックライトに光を提供するための照明器アレイと、
前記結像指向性バックライトの光学システムを、実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供させるように変更する追加的光学素子と、を備える指向性照明装置。
［項目８１］
前記追加的光学素子は、少なくとも１つの発光素子をさらに含む、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８２］
前記追加的光学素子は、少なくとも１つの結像小面端部をさらに含む、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８３］
前記追加的光学素子は、少なくとも１つの代替的光路をさらに含む、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８４］
前記追加的光学素子は、発光素子、結像小面端部、及び代替的光路、の少なくとも１つをさらに含む、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８５］
前記実質的に均一な２Ｄモードは、実質的に均一なランバーシャン照明モードである、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８６］
前記導波路は光学弁である、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８７］
前記導波路は、光学的インライン型指向性バックライトである、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８８］
前記照明器アレイの照明器素子以外の追加的照明器素子をさらに備える、項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目８９］
前記追加的照明器素子は、前記導波路の第１の側部及び第２の側部に光を提供するように構成されている、項目８８に記載の指向性照明装置。
［項目９０］
前記追加的照明器素子は、約±２１度よりも大きい角度の光線錐で、光を前記導波路に配向することができる、項目８９に記載の指向性照明装置。
［項目９１］
前記導波路の前記第１の側部及び前記第２の側部が、前記追加的照明器素子からの光を前記導波路につなぐように変更される、項目８９に記載の指向性照明装置。
［項目９２］
前記導波路の第１の側部及び第２の側部が反射防止コーティングされていてよい、項目９１に記載の指向性照明装置。
［項目９３］
前記導波路の第１の側部及び第２の側部が、波型になっていてよい、項目９１に記載の指向性照明装置。
［項目９４］
前記導波路の第１の側部及び第２の側部に設けられる照明器光源の局所的アレイをさらに備え、該照明器光源の局所的アレイは、独立した窓制御を提供する、
項目８０に記載の指向性照明装置。
［項目９５］
前記照明器光源の局所的アレイから投入される光は、その方向および広がる角度を、レンズ素子によって実質的に制御されていてよい、
項目９４に記載の指向性照明装置。
［項目９６］
前記照明器光源の局所的アレイは、独立してアドレス化された光源である、項目９５に記載の指向性照明装置。
［項目９７］
光をガイドするための段付き導波路であって、
第１光誘導面と、
前記第１光誘導面に対向する第２光誘導面であって、少なくとも１つのガイド面部、及び光を前記段付き導波路から出すように配向する複数の抽出面部を有する前記第２光誘導面と、
前記第１光誘導面及び第２光誘導面の間に位置し、第１の光源のアレイからの光を受けるように動作可能である、第１の照明入力表面と、
を備える段付き導波路と、
前記段付き結像指向性バックライトに光を提供するための照明器アレイと、
前記段付き結像指向性バックライトの光学システムを、実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供させるように変更する追加的光学素子と、を備える段付き結像指向性バックライト装置。
［項目９８］
前記段付き導波路は、光線が広がることを可能にするように動作する第１のセクションをさらに有する、
項目９７に記載の段付き結像指向性バックライト装置。
［項目９９］
前記複数の抽出面部は、光が第１の方向に伝搬している際に、実質的に低いロスで光が通過するように光を配向し、光が第２の方向に伝搬している際に、光が前記段付き導波路から出るように光を配向する、
項目９７に記載の段付き結像指向性バックライト装置。
［項目１００］
前記段付き導波路は光学弁である、項目９７に記載の段付き結像指向性バックライト装置。
［項目１０１］
導波路の第１の端部に位置する入力側部と、
前記導波路の第２の端部に位置する反射側部と、
前記導波路の前記入力側部と前記反射側部との間に位置する、第１の光配向側部及び第２の光配向側部であって、該第２の光配向側部は、複数のガイド面部および複数の抽出面部を有する、第１の光配向側部及び第２の光配向側部と、
実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供するために結像指向性バックライトの光学システムを変更するような追加的光学素子であって、発光素子、結像小面端部、または代替的光路の、少なくとも１つであるような追加的光学素子と、を備える結像指向性バックライト。
［項目１０２］
光線が広がることを可能にするように動作可能で、抽出面部を有さない第１のセクションをさらに備える、項目１０１に記載の結像指向性バックライト。
［項目１０３］
前記導波路は段付き導波路である、項目１０２に記載の結像指向性バックライト。
［項目１０４］
前記結像指向性バックライトは光学弁である、項目１０２に記載の結像指向性バックライト。
［項目１０５］
実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステムであって、
折りたたみ式結像指向性バックライトであって、
照明器アレイからの光を受けるように動作可能な、光をガイドするための第１の導波路と、
該第１の導波路と光学的に接続され、前記照明器アレイからの光を受けるように動作可能な第２の導波路と、を有する折りたたみ式結像指向性バックライトを備え、前記第１の導波路は、複数の縁部小面を有する第１の縁部を有し、前記第２の導波路は、複数の縁部小面を有する第２の縁部を有し、さらに、前記複数の縁部小面が、実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供する、折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
［項目１０６］
前記第１および第２の縁部の前記複数の縁部小面は複数の反射性小面である、項目１０５に記載の
実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
［項目１０７］
前記第１および第２の導波路は、段付き導波路である、
項目１０６に記載の
実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
［項目１０８］
前記折りたたみ式結像指向性バックライトは光学弁である、
項目１０５に記載の
実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
［項目１０９］
前記第１および第２の導波路は、ウェッジタイプ指向性バックライトである、
項目１０６に記載の
実質的に均一な２Ｄ照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。

Claims

入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
該導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備える指向性バックライト装置であって、前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記指向性バックライト装置は、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムを備え、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、入力端と反射端との間、及び前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、該両側部は、前記複数の光源からの光を反射するように構成された平坦な面であり、
前記コントロールシステムは、第１の光源が、光を視野窓に配向するように選択的に作動されると、同時に、前記反射端で、次に前記導波路の一側部で反射された光を、前記第１の光源が照らすことができない、前記導波路の前記外側部に配向するように第２の光源を作動するように構成されている、指向性バックライト装置。
前記第２の光源が、前記第１の光源と同じ視野窓に光を配向するように選択される、請求項１に記載の指向性バックライト装置。
前記導波路の前記両側部は互いに平行な、請求項１又は２に記載の指向性バックライト装置。
前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が広がっている、請求項１又は２に記載の指向性バックライト装置。
前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が狭まっている、請求項１又は２に記載の指向性バックライト装置。
前記導波路の前記両側部は、前記複数の光源からの光を内部全反射によって反射するように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
前記導波路の前記両側部は、反射性のコーティングを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、請求項８に記載の指向性バックライト装置。
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、請求項９に記載の指向性バックライト装置。
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長している偏向素子が、光を前記第１ガイド面の法線に向けて偏向させる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置と、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイ装置。
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、請求項１２に記載のディスプレイ装置。
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、請求項１２又は１３に記載のディスプレイ装置。
観察者の、前記ディスプレイ装置に対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、請求項１４に記載のディスプレイ装置。
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備え、前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第１ガイド面及び第２ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間、及び複数の前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、該両側部は、光源から入射した光を、該光源によっては照らされない、前記導波路の前記外側部に反射するように構成されている、指向性バックライト。
前記両側部がそれぞれ、反射性小面のアレイを備えている、請求項１６に記載の指向性バックライト。
前記両側部がそれぞれ、ホログラフィックフィルムを備えている、請求項１６に記載の指向性バックライト。
前記両側部が、光源から入射する光を、該光源からの光であって、前記導波路の前記反射端から反射された光の方向と同じ方向に反射するように構成されている、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が、出力光として、前記第１ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
前記複数の光抽出面部は、前記第２ガイド面の複数の小面である、請求項２０に記載の指向性バックライト。
前記第２ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、請求項２１に記載の指向性バックライト。
前記第１ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第２ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第１ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記指向性バックライトが、光を前記第１ガイド面の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の指向性バックライトと、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライトに渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイデバイス。
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第１ガイド面に渡って設けられている、請求項２４に記載のディスプレイデバイス。
請求項２４又は２５に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、請求項２６に記載のディスプレイ装置。
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、請求項２７に記載のディスプレイ装置。