JP2018511148A - 出力の指向性制御を有する表示装置、およびこのような表示装置用のバックライトおよび光指向方法 - Google Patents
出力の指向性制御を有する表示装置、およびこのような表示装置用のバックライトおよび光指向方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
平行な上面及び底面と一対の対向する側端とを有する導光体であって、光出力が上面からのものである導光体、
対向する側端の一方または両方で導光体に光を供給する光源装置、
光を方向転換するための、平行な上面及び底面に形成された光取り出し(out-coupling)構造のアレイであって、光が光取り出し構造の位置で導光体から逃げる、アレイを有し、光源装置は、導光体に入る少なくとも第1および第2の光出力のうちの選択された1つを提供するように制御可能であり、第1および第2の光出力は、少なくとも部分的にコリメートされ、平行な上面および底面の平面に対して異なる仰角方向で、およびエッジ-エッジ方向にわたって、光を導光体に入射させるように適合され、導光体に入る第1および第2の光出力は、上面からの異なる光出力角度をもたらす。
上記定義のバックライト;および
表示画像を生成するための表示画素のアレイを有する表示パネルであって、前記バックライトによって照明される表示パネル、を有する。
第1光出力が前記導光体に供給され、表示パネルが第1画像を表示するように制御される第1モード、および
第2光出力が前記導光体に供給され、表示パネルが第2画像を表示するように制御される第2のモード、でディスプレイを動作させるようになっており、
コントローラは、第1および第2モードを時系列で実行するように適合されている。
平行な上面及び底面並びに一対の対向する側縁を有する導光体に光を供給するステップであって、光が対向する側縁の一方または両方に供給されるステップ、
光取り出し構造の位置において上面から導光体から光が脱出するように光をリダイレクトするために平行な上面または底面に形成された光取り出し構造のアレイを使用するステップ、を有し、
当該方法は、それぞれが異なる角度方向を有する少なくとも第1および第2光出力の間で、エッジ-エッジ方向を横切って平行な上面および底面に対して導光体に入射する光の仰角の角度方向を制御することを含み、導光体に入射する第1および第2光出力は、上面からの異なる光出力角度をもたらす。
上記の方法を用いてバックライトからの光出力の方向を制御するステップと、
バックライトからの光出力を表示パネルに供給するステップと、
表示パネルによって表示される画像を制御するステップと、を有し、
表示装置は2つのモード、
第1光出力が導光体に入射し、表示パネルが第1画像を表示するように制御される第1モード、および
前記第2光出力が前記導光体に入射し、前記表示パネルが第2画像を表示するように制御される第2モードで動作し、
第1および第2モードは時系列的に提供される。
θc<α<90° (1)
θc=sin-1(1/N)
の範囲内の入射角αで伝搬する。
φ=2γ-α=α-2β
であり、この光線は、
φ<θc
のときに導光体から抽出される。
α-2β<θc<α-β (2)
である。
2β=90°-θc
となり、または等価には、
cos(2β)=1/n
である。
Ndir=Nsides × Nin
で与えられる。
cos(2β)=1/nlg
に従うべきであり、ここで、nlgは導光体の材料の屈折率である(空気と接触するプリズム状の凹部の場合)。より一般的には、この条件は、
cos(2β)=no/nlg
に変換され、ここで、光取り出し構造は屈折率n0を有する別の媒体と接触している。
sin-1[namb/nlg]≦β≦(90°-sin-1[namb/nlg]
Claims (15)
- 平行な上面および底面ならびに一対の対向する側縁を備え、光が前記上面から出射する導光体、
前記対向する側縁の一方または両方において前記導光体に光を供給するための光源装置、
光を方向転換して光が光取り出し構造の位置において前記導光体から出るように平行な前記上面または前記底面に形成された前記光取り出し構造のアレイ、
を有するディスプレイバックライトであって、
前記光源装置が、前記導光体に入る少なくとも第1および第2光出力のうちの選択されたものを供給するように制御可能であり、前記第1および第2光出力は、少なくとも部分的にコリメートされ、前記光源装置は、前記第1および第2光出力を、平行な前記上面および底面の平面に対して異なる仰角方向で、エッジ−エッジ方向で、前記導光体に入射し、前記導光体に入射する前記第1および第2光出力は前記上面からの異なる光出力方向をもたらす、
ディスプレイバックライト。 - 前記導光体の形状が、平行な前記上面および底面の平面において、矩形である、請求項1に記載のディスプレイバックライト。
- 前記第1および第2光出力が、前記側縁の間に延在する法平面において異なる出射角範囲で前記導光体から出る光をもたらす、請求項1または請求項2に記載のディスプレイバックライト。
- 前記第1および第2光出力が、少なくとも前記上面および前記底面に垂直な平面においてコリメートされる、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 前記光取り出し構造が、前記側縁に対して平行に延在するプリズム状ストリップを含む、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 前記光源装置が、平行な前記上面および底面の平面に対して異なる角度で取り付けられる少なくとも第1および第2光源を有する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 前記光源装置が、平行な前記上面および底面の平面に対する前記導光体への光出力角を設定するための付随するビーム成形素子を各々が持つ少なくとも第1および第2光源を有する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 前記ビーム成形素子が、平行な前記上面および底面の平面に対する特定の光出力角度のために設計された静的なプリズム構造、または、プリズム装置のような動的なビーム成形素子を有する、請求項7に記載のディスプレイバックライト。
- 前記光源装置が、光放射体アレイおよび出力レンズを各々が有する少なくとも第1および第2光源を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 前記導光体の前記上面上に光方向転換装置を有する、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 前記上面の全ての位置から共通の視点に光が達するように、前記上面からの光出力角度が前記上面上での位置の関数として変化する、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト。
- 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のディスプレイバックライト、
表示画像を生成するための表示ピクセルのアレイを持ち、前記ディスプレイバックライトにより照射される表示パネル、
を有する、自動立体視表示装置またはプライバシーディスプレイ。 - コントローラを有し、
前記コントローラが、
前記第1光出力が前記導光体に供給され、前記表示パネルが第1画像を表示するように制御される第1モードと、
前記第2光出力が前記導光体に供給され、前記表示パネルが第2画像を表示するように制御される第2モードとの、
の2つのモードで動作し、
前記コントローラが、前記第1モードと前記第2モードとを時系列で実施する、
請求項12に記載の自動立体視表示装置またはプライバシーディスプレイ。 - バックライトからの光出力の方向を制御する方法であって、
平行な上面および底面ならびに一対の対向する側縁を持つ導光体に光を供給するステップであって、前記光が対向する側縁の一方または両方に供給されるステップ、
光取り出し構造の位置において前記上面から前記導光体を出るように光を方向転換するために平行な前記上面または底面に形成された前記光取り出し構造のアレイを用いるステップ、
を有し、前記方法は、
異なる角度方向を各々が持つ少なくとも第1および第2光出力間でエッジ−エッジ方向で平行な前記上面および底面の平面に対する前記導光体に入る前記光の仰角方向を制御し、前記導光体に入る前記第1および第2光出力が前記上面からの異なる光出力角度をもたらす、方法。 - 自動立体視表示装置を制御する方法であって、
請求項14に記載の方法を用いてバックライトからの光出力の方向を制御し、
表示パネルに前記バックライトからの前記光出力を供給し、
前記表示パネルにより表示される画像を制御し、
前記表示装置は、
前記第1光出力が前記導光体に供給され、前記表示パネルが第1画像を表示するように制御される第1モードと、
前記第2光出力が前記導光体に供給され、前記表示パネルが第2画像を表示するように制御される第2モードとの、
2つのモードで動作し、
前記第1モードと前記第2モードとが時系列で提供される、方法。
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