JP2019520594A - シフトマルチビーム素子を使用した角度サブピクセルレンダリングマルチビューディスプレイ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年6月8日出願の国際出願第PCT/US2016/36495号パンフレット、および2016年6月30日出願の国際出願第PCT/US2016/40584号パンフレットの優先権を主張し、その内容全体を参照により援用する。
mは回折次数(すなわち、m=…−2,−1,0,1,2,…)であり、
nは導光板208の屈折率であり、
θiは法線方向506に関する光の入射角であり、
θmは導光板208から回折により外へ結合されるm番目の光線の法線方向506に関する回折角である。
図6Cにおいて、例示された半球形のマイクロ反射素子610は、実質的に滑らかな曲面を有する。半球形のマイクロ反射マルチビーム素子610の面曲率は、光302が曲面と作る入射点に応じて、光302の一部を反射する。図6Cにおける半球形のマイクロ反射マルチビーム素子610は、導光板208内に伸長する反射材料か、または、図6Cに図示されるように、第2の表面214に形成されるキャビティ(たとえば、半円形のキャビティ)とすることができる。図6Bおよび6Cにおいて、反射光612および614の主角度方向が、一般に、外へ結合された光616および618が空気(または同様の包囲物質)中へ第1の表面212を出る際に、屈折率の変化により屈折されることに留意されたい。
102〜105 ビュー
106〜109 ビュー方向
110 光ビーム
200 マルチビューディスプレイ
202 バックライト
204 スクリーン
208 導光板
210 光源
212 第1の表面
214 第2の表面
216 一組のライトバルブ
218 マルチビーム回折格子
302 光
402 表面
404 空気
406 法線方向
502 マルチビーム回折格子
504 回折により外へ結合された光
506 法線方向
508 マルチビーム素子
510 反射コーティング
512 回折光
514 光
516 マルチビーム素子
518 回折格子
519 回折格子
520 回折格子
521 回折格子
524 マルチビーム素子
526 回折格子
527 回折格子
528 回折格子
529 回折格子
530 回折格子
531 回折格子
532 回折格子
533 位置
534 位置
602 マルチビーム素子
604 光
608 マルチビーム素子
610 マルチビーム素子
612 光
614 光
616 光
618 光
700 マルチビューディスプレイ
702〜705 ライトバルブの組
706 マルチビューピクセル
708〜711 マルチビーム回折格子
712 中心
716〜718 マルチビューピクセル
800 マルチビューピクセル
802〜805 ライトバルブの組
806〜809 マルチビーム回折格子
810 中心
820〜821 仮想光源
822〜824 法線方向
902 曲線
904 観察者の目
911〜918 領域
1001〜1008 ピクセルの組
1101〜1103 マルチビューピクセル
1109〜1110 ライトバルブの組
1201〜1202 マルチビーム回折格子
1208 視距離
1210 観察者の目
Claims (20)
- マルチビューディスプレイであって、
複数組のライトバルブを有するマルチビューピクセルと、
光を導波光として導くように構成される導光板、および前記導波光の一部を、異なる角度を有する外へ結合された光として外へ結合するように構成される複数のマルチビーム素子を備え、前記複数のマルチビーム素子の各マルチビーム素子が、前記マルチビューピクセルの異なる一組のライトバルブに対応し、かつ各マルチビーム素子が、前記マルチビューピクセルの中心に向かって前記一組のライトバルブの中心に関する空間オフセットを有する、バックライトとを備え、
前記マルチビーム素子のサイズが、前記マルチビューピクセルの前記複数組のライトバルブ内のライトバルブのサイズに相当し、かつ、前記外へ結合された光の角度オフセットが、各マルチビームピクセルの前記空間オフセットによって提供され、前記複数組のライトバルブが、前記外へ結合された光の前記角度オフセットの結果として前記マルチビューディスプレイの視距離内にマルチビュー画像の指向性ビューを生成するようにインターリーブする調光ビームを提供するように構成される、マルチビューディスプレイ。 - 前記複数のマルチビーム素子のうちのマルチビーム素子が、前記導光板の表面に回折格子を備え、前記回折格子が、前記導波光の前記一部を、異なる回折角を有する前記外へ結合された光として回折により外へ結合するように構成される、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記回折格子が、線形チャープ回折格子を含む、請求項2に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記回折格子が、複数の回折格子を含む、請求項2に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記複数のマルチビーム素子のうちのマルチビーム素子が、マイクロ反射素子およびマイクロ屈折素子の一方または両方を備え、前記マイクロ反射素子が、前記導波光の前記一部を前記外へ結合された光として反射により外へ結合するように構成され、かつ前記マイクロ屈折素子が、前記導波光の前記一部を前記外へ結合された光として屈折により外へ結合するように構成される、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビーム素子の前記サイズが、前記複数組のライトバルブ内のライトバルブの前記サイズの25パーセントと100パーセントとの間である、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビーム素子の形状が、前記マルチビューピクセルの形状に相似である、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビーム素子が、前記導光板の第1の表面および第2の表面の一方に設けられ、前記マルチビーム素子が、前記第1の表面を通して前記導波光部を外へ結合するように構成される、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記導光板の入力に光学的に結合される光源をさらに備え、前記光源が、前記導波光に、非ゼロ伝播角度を有すること、および所定のコリメーション率に従ってコリメートされることの一方または両方を提供するように構成される、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記一組のライトバルブの前記中心に関する前記空間オフセットが、前記ライトバルブの前記サイズの分数に等しい距離を含む、請求項1に記載のマルチビューディスプレイ。
- マルチビューディスプレイであって、
複数のマルチビューピクセルを有し、各マルチビューピクセルが、複数組のライトバルブを有する、スクリーンと、
複数のマルチビーム素子を有し、各マルチビーム素子が、一組のライトバルブに対応し、かつ前記マルチビューピクセルの中心に向かって前記対応する一組のライトバルブの中心に関する空間オフセットを有し、前記マルチビーム素子のサイズが、前記マルチビューピクセルにおける前記複数組のライトバルブ内のライトバルブのサイズに相当する、バックライトとを備え、
前記複数のマルチビーム素子が、前記バックライトからの光を、異なる角度を有する外へ結合された光として外へ結合するように構成され、かつ、前記マルチビーム素子の前記空間オフセットが、前記複数組のライトバルブが前記マルチビューディスプレイの視距離内にマルチビュー画像の指向性ビューとしてインターリーブする調光ビームを提供するように、前記外へ結合された光の角度オフセットを提供するように構成される、マルチビューディスプレイ。 - 前記バックライトが、
光を導波光として導くように構成される導光板であり、前記複数のマルチビーム素子が、前記導光板の表面に設けられる、導光板と、
前記導光板のエッジに連結される光源であって、前記導波光として前記導光板の内へ結合される光を発生する光源とを備え、
前記内へ結合された光の一部が、前記マルチビーム素子によって前記導光板から前記外へ結合された光として外へ結合される、請求項11に記載のマルチビューディスプレイ。 - 前記バックライトが、前記導光板の入力に光学的に結合される光源をさらに備え、前記光源が、前記導波光に、非ゼロ伝播角度を有すること、および所定のコリメーション率に従ってコリメートされることの一方または両方を提供するように構成される、請求項12に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記複数のマルチビーム素子のうちのマルチビーム素子が、前記バックライトからの前記光を、前記外へ結合された光として回折により外へ結合するように構成される回折格子を備える、請求項11に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記回折格子が、複数の回折格子を含む、請求項14に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記複数のマルチビーム素子のうちのマルチビーム素子が、マイクロ反射素子およびマイクロ屈折素子の一方または両方を備え、前記マイクロ反射素子が、前記バックライトからの前記光を前記外へ結合された光として反射により外へ結合するように構成され、かつ前記マイクロ屈折素子が、前記バックライトからの前記光を前記外へ結合された光として屈折により外へ結合するように構成される、請求項11に記載のマルチビューディスプレイ。
- 前記一組のライトバルブの前記中心に関する前記マルチビーム素子の前記空間オフセットが、前記複数組のライトバルブ内のライトバルブの前記サイズの分数に等しい距離を含む、請求項11に記載のマルチビューディスプレイ。
- マルチビュー画像を表示する方法であって、
光源によって発生される光を導光板内へ光学的に結合することと、
前記マルチビュー画像の一連の二次元(2D)画像のピクセル強度をマルチビューピクセルの複数組のライトバルブのライトバルブに割り当てることと、
前記光の一部を前記導光板の複数のマルチビーム素子から外へ結合することであり、各マルチビーム素子が、一組のライトバルブに対応し、かつマルチビューピクセルの中心に向かって前記一組のライトバルブの中心に関する空間オフセットを有する、ことと、
前記外へ結合された光部分を、前記割り当てられたピクセル強度に従って、前記マルチビューピクセルの前記複数組のライトバルブのライトバルブを使用して変調することとを含み、
前記ライトバルブから出る調光ビームが、前記マルチビーム素子の空間オフセットに従ってインターリーブして、複数組のライトバルブから視距離で前記マルチビュー画像の指向性ビューを生成し、かつマルチビーム素子のサイズが、前記複数組のライトバルブ内のライトバルブのサイズに相当する、方法。 - 前記マルチビュー画像の前記一連の2D画像のピクセル強度を割り当てることが、
同じピクセル座標を持つ前記2D画像のピクセルを前記マルチビューピクセルに割り当てることと、
連続する2D画像における前記同じピクセル座標を持つ前記ピクセルのピクセル強度を、前記マルチビューピクセルの前記複数組のライトバルブのライトバルブに交互の順に割り当てることとを含む、請求項18に記載の方法。 - 前記一連の2D画像の各2D画像が、1つまたは複数の三次元(3D)物体または3D場面の異なるビューである、請求項18に記載の方法。
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