JP2020515906A - マルチビューバックライト、モード切り替え可能バックライト、および２ｄ／３ｄモード切り替え可能ディスプレイ - Google Patents

マルチビューバックライト、モード切り替え可能バックライト、および２ｄ／３ｄモード切り替え可能ディスプレイ Download PDF

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Abstract

マルチビューバックライトおよびモード切り替え可能バックライトは、散乱光を放射するための平面バックライトと、散乱光から複数の指向光ビームを供給するために複数の開口を有する遮光層とを使用する。モード切り替え可能バックライトは、２次元（２Ｄ）動作モードにおいて拡散光を供給するように構成された他の平面バックライトをさらに含み、複数の指向光ビームは、３次元（３Ｄ）モードにおいて供給される。２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイは、モード切り替え可能バックライトおよびライトバルブアレイを含む。バックライト動作の方法は、平面バックライトからの散乱光を複数の開口を有する遮光層に向けて導くことと、複数の開口のうちの開口を使用して複数の指向光ビームを供給することとを含む。

Description

関連出願の相互参照
該当なし
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当なし
電子ディスプレイは、様々な装置や製品のユーザに情報を伝達するためのほぼどこにでもある媒体である。最も一般的に採用されている電子ディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、アクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）および電気機械式または電気流体式の光変調を使用する様々なディスプレイ（例えば、デジタルマイクロミラーデバイス、エレクトロウェッティングディスプレイなど）を含む。一般に、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（すなわち、発光するディスプレイ）またはパッシブディスプレイ（すなわち、他の光源から供給される光を変調するディスプレイ）のいずれかとして分類されることができる。アクティブディスプレイの最も明白な例には、ＣＲＴ、ＰＤＰおよびＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放射光を考慮するときに一般的にパッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤおよびＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、これに限定されるものではないが、本質的に低消費電力を含む魅力的な性能特性を呈することがよくあるが、発光する能力がないことを考えると、多くの実際の用途における使用が若干制限されることがある。
放射光に関連するパッシブディスプレイの制限を克服するために、多くのパッシブディスプレイは、外部光源に結合されている。結合された光源は、これらの他のパッシブディスプレイが光を放射し、実質的にアクティブディスプレイとして機能することを可能にすることができる。そのような結合された光源の例は、バックライトである。バックライトは、パッシブディスプレイを照射するために他のパッシブディスプレイの背後に配置される光源（多くの場合、パネルバックライト）として機能することができる。例えば、バックライトは、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイに結合されることができる。バックライトは、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイを通過する光を放射する。放射光は、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイによって変調され、変調された光は、次にＬＣＤまたはＥＰディスプレイから放射される。多くの場合、バックライトは、白色光を放射するように構成されている。そして、カラーフィルタが使用され、白色光をディスプレイで使用される様々な色に変換する。カラーフィルタは、例えば、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイの出力に（あまり一般的ではない）、またはバックライトとＬＣＤもしくはＥＰディスプレイとの間に配置されることができる。
本明細書に記載の原理にかかる例および実施形態の様々な特徴は、添付の図面とあわせて以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解されることができ、同様の参照符号は、同様の構造的要素を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、マルチビューバックライトの側面図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する他の実施形態にかかる、例におけるマルチビューバックライトの側面図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、３Ｄモードで動作する、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトの一部の第１の例の側面図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、２Ｄモードで動作する、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトの一部の第１の例の側面図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、３Ｄモードで動作する、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトの一部の第２の例の側面図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、２Ｄモードで動作する、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトの一部の第２の例の側面図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、例における２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイのブロック図を示している。 本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、例におけるバックライト動作の方法のフローチャートを示している。
特定の例および実施形態は、上記参照した図に示された特徴に加えて、およびその代わりの１つである他の特徴を有する。これらの特徴および他の特徴については、上記参照した図を参照して以下に詳細に説明される。
本明細書に記載の原理にかかる実施形態および例は、散乱光を放射するように構成された平面バックライトと、平面バックライトの表面に隣接する複数の開口を有する遮光層とを備えるマルチビューバックライトを提供する。開口は、光の一部が複数の指向光ビームとして通過することを可能にするように構成されている。指向光ビームは、例えば、マルチビューディスプレイの視線方向に対応する方向を有することができる。
本明細書に記載の原理にかかる実施形態および例は、２次元（２Ｄ）情報と３次元（３Ｄ）情報の表示と間の切り替えをサポートする２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイも提供する。特に、本明細書に記載の原理にしたがって、情報は、２Ｄ動作モードまたは３Ｄ動作モードのいずれかで選択的に表示されることができる。３Ｄ動作モードは、いわゆる「メガネなし」または自動立体視ディスプレイシステムと組み合わせて画像および同様の情報を表示するために使用されることができるが、２Ｄ動作モードは、３次元が不足しているかまたは少なくとも３次元から利益が得られない情報（例えば、テキスト、２Ｄ画像などの情報）を提示するために使用されることができる。さらに、切り替え可能２Ｄおよび３Ｄ動作モードは、本明細書に記載の原理の様々な例にしたがって、同じディスプレイユニットまたはシステムに提供されることができる。同じディスプレイシステムに２Ｄ情報および３Ｄ情報の両方を選択的に表示することができるモード切り替え可能ディスプレイシステムは、２Ｄディスプレイのみまたは３Ｄディスプレイのみを使用して可能な場合よりも単一のディスプレイシステムをより広範囲の異なるデータ表示要件に適合させるのに役立つことができる。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態では、格子ベースのバックライトおよび他の同様のバックライト構成においてよく経験する色分離の問題は、白色または略白色の光源の使用および散乱光の格子の欠如に起因して軽減されることができるかあるいはなくすことさえできる。さらに、本明細書に記載の様々なバックライトの実施形態を使用するディスプレイは、以下で説明されるバックライトの略均一な照明により、優れた輝度均一性を呈することができる。最後に、様々な実施形態は、プリズムフィルムなどの使用を通じて容易に達成されることができる例えば±３０°ほどの単純なコリメーションのみを使用することができる。
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向でマルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成された電子ディスプレイまたはディスプレイシステムとして定義される。さらに、本明細書では、「マルチビュー画像」および「マルチビューディスプレイ」という用語で使用される「マルチビュー」という用語は、異なる視点を表すかまたは複数のビューのビュー間の角度視差を含む複数のビューとして定義される。さらに、「マルチビュー」という用語は、ここでの定義により、３つ以上の異なるビュー（すなわち、最低３つのビュー、一般的に４つ以上のビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で使用される「マルチビューディスプレイ」は、シーンまたは画像を表すために２つの異なるビューのみを含む立体ディスプレイとは明確に区別される。しかしながら、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイは、３つ以上のビューを含むが、本明細書における定義により、マルチビュー画像は、マルチビューのうち２つのみを選択することによって立体画像のペアとして（例えば、マルチビューディスプレイにおいて）一度に（例えば、１つの眼あたり１つのビュー）見ることができることに留意されたい。
「マルチビューピクセル」は、本明細書では、マルチビューディスプレイの同様の複数の異なるビューのそれぞれにおける「ビュー」ピクセルを表すサブピクセルのセットとして定義される。特に、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれのビューピクセルに対応するまたはビューピクセルを表す個々のサブピクセルを有することができる。さらに、マルチビューピクセルのサブピクセルは、定義により、各サブピクセルが異なるビューの対応するビューの所定のビュー方向に関連付けられるという点で、いわゆる「方向性ピクセル」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビューピクセルのサブピクセルによって表される異なるビューピクセルは、異なるビューのそれぞれにおいて同等または少なくとも略同様の位置または座標を有することができる。例えば、第１のマルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれにおける｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のサブピクセルを有することができるとともに、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューのそれぞれにおける｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のサブピクセルを有することができる。本明細書に記載の様々な実施形態によれば、「サブピクセル」は、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルを実装するために使用されるライトバルブアレイのライトバルブと同等とすることができる。したがって、「サブピクセル」、「ビューピクセル」、および「ライトバルブ」という用語は、本明細書では互換的に使用されることができる。
本明細書では、「ライトガイド」は、全内部反射を使用して構造内の光を導く構造として定義される。特に、ライトガイドは、ライトガイドの動作波長において略透明なコアを含むことができる。様々な実施形態において、「ライトガイド」という用語は、一般に、全内部反射を使用して、ライトガイドの誘電体材料とそのライトガイドを囲む材料または媒体との間の界面において光を導く誘電体光導波路を指す。定義により、全内部反射の条件は、ライトガイドの屈折率が、ライトガイド材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率よりも大きいということである。いくつかの実施形態では、ライトガイドは、前述の屈折率差に加えてまたはその代わりにコーティングを含み、全内部反射をさらに促進してもよい。コーティングは、例えば、反射コーティングとすることができる。ライトガイドは、これらに限定されるものではないが、プレートまたはスラブガイドおよびストリップガイドの一方または両方を含むいくつかのライトガイドのいずれかとすることができる。
さらに本明細書では、「プレートライトガイド」のようにライトガイドに適用される場合、「プレート」という用語は、「スラブ」ガイドと呼ばれることもある、区分的または区別可能に平面層またはシートとして定義される。特に、プレートライトガイドは、ライトガイドの上面および下面（すなわち、反対側の面）によって境界を定められた略直交する２つの方向に光を導くように構成されたライトガイドとして定義される。さらに、本明細書における定義により、いくつかの実施形態によれば、上面および下面は、両方とも互いに分離され、少なくとも区別可能な意味で互いに略平行であってもよい。すなわち、プレートライトガイドのいかなる異なる小さなセクション内でも、上面および下面は、略平行であるまたは同一平面上にある。
いくつかの実施形態では、プレートライトガイドは、略平坦（すなわち、平面に限定）とすることができ、そのため、プレートライトガイドは、平面ライトガイドである。他の実施形態では、プレートライトガイドは、１つまたは２つの直交する次元で湾曲していてもよい。例えば、プレートライトガイドは、円柱状のプレートライトガイドを形成するために１次元で湾曲していてもよい。しかしながら、いかなる曲率も、十分に大きい曲率半径を有し、光を導くためにプレートライトガイド内で全内部反射が維持されることを確実にする。
他の実施形態では、プレートライトガイドは、プレートライトガイドを横切る距離の関数として上面と下面の間の空間が変化するくさび形状を有してもよい。特に、いくつかの実施形態では、くさび形状は、くさび形状プレートライトガイドの入射端（例えば、光源に隣接）から出射端または終端までの距離とともに増加する上面から下面までの間隔を含んでもよい。そのようなくさび形状ライトガイドは、例えば、入射端に導入された光のコリメーション（例えば、垂直コリメーション）を提供することができる。他の実施形態では、くさび形状は、くさび形状プレートライトガイドの入射端（例えば、光源に隣接）から出射端または終端までの距離とともに減少する上面と下面の間隔を含んでもよい。そのようなくさび形状ライトガイドは、例えば、くさびライトガイドからの光の散乱を促進するための光抽出機能部（light extraction feature）として役立つことができる。
本明細書では、「光源」は、光源（例えば、光を生成および放射する装置またはデバイス）として定義される。例えば、光源は、作動すると光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることができる。本明細書では、光源は、これらに限定されるものではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマベースの光放射器、蛍光灯、白熱灯、および事実上任意の他の光源のうちの１つまたはそれ以上を含む実質的に任意の光源または発光体とすることができる。光源によって生成された光は、色を有することができる（すなわち、特定の波長の光を含むことができる）、または波長の範囲（例えば、白色光）とすることができる。
さらに、本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」は、特許技術におけるその通常の意味、すなわち「１つまたはそれ以上」を有することを意図している。例えば、「開口」は、１つまたはそれ以上の開口を意味するため、「開口」とは、本明細書では「１つまたはそれ以上の開口」を意味する。また、「上（top）」、「下（bottom）」、「上（upper）」、「下（lower）」、「上（up）」、「下（down）」、「前（front）」、「後（back）」、「第１（first）」、「第２（second）」、「左（left）」または「右（right）」という本明細書におけるいかなる言及も、本明細書における限定を意図するものではない。本明細書では、「約（about）」という用語は、値に適用される場合、一般的に、値を生成するために使用される機器の許容範囲内を意味し、または特に明記しない限り、プラスもしくはマイナス１０％、プラスもしくはマイナス５％、またはプラスもしくはマイナス１％を意味することができる。さらに、本明細書で使用される場合、「略（substantially）」という用語は、過半数、またはほぼ全て、または全て、または約５１％から約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、例示のみを目的とするものであり、限定目的ではなく、議論の目的で提示される。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、バックライト、より具体的にはマルチビューバックライトが提供される。図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、例におけるマルチビューバックライト１００の側面図を示している。図１Ａに示されるマルチビューバックライト１００は、（例えば、ライトフィールドとして）互いに異なる主角度方向を有する複数の指向光ビーム１０６ａを放射または提供するように構成される。特に、提供された複数の指向光ビーム１０６ａは、様々な実施形態にしたがって、マルチビューディスプレイの各ビュー方向に対応する異なる主角度方向にマルチビューバックライト１００から離れるように向けられる。いくつかの実施形態では、指向光ビーム１０６ａは、（例えば、以下に説明するようにライトバルブを使用して）変調され、３Ｄコンテンツを有する情報の表示を促進することができる。
図１Ａに示されるように、マルチビューバックライト１００は、ライトガイド１０８を備える。いくつかの実施形態によれば、ライトガイド１０８は、プレートライトガイド１０８とすることができる。ライトガイド１０８は、光をガイド光１０１としてライトガイド１０８の長さに沿って導くように構成される。例えば、ライトガイド１０８は、光導波路として構成された誘電体材料を含むことができる。誘電体材料は、誘電体光導波路を囲む媒体の第２の屈折率よりも大きい第１の屈折率を有することができる。屈折率の差は、例えば、ライトガイド１０８の１つまたはそれ以上のガイドモードにしたがってガイド光１０１の全内部反射を促進するように構成される。
いくつかの実施形態では、ライトガイド１０８は、光学的に透明な誘電体材料の延長された略平面シートを含むスラブまたはプレート光導波路とすることができる。誘電体材料の略平面シートは、全内部反射を使用してガイド光１０１を導くように構成される。様々な例によれば、ライトガイド１０８の光学的に透明な材料は、これらに限定されるものではないが、１つまたはそれ以上の様々な種類のガラス（例えば、シリカガラス、アルカリ−アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラスなど）および略光学的に透明なプラスチックまたはポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）または「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）を含む様々な誘電体材料のいずれかを含むかまたはそれらから構成されることができる。いくつかの例では、ライトガイド１０８は、ライトガイド１０８の表面（例えば、第１の表面１０８’および第２の表面１０８’’の一方または両方）の少なくとも一部にクラッド層（図示せず）をさらに含むことができる。クラッド層は、いくつかの例によれば、全内部反射をさらに促進するために使用されてもよい。
さらに、いくつかの実施形態によれば、ライトガイド１０８は、ライトガイド１０８の第１の表面１０８’（例えば、「前」面または側面）と第２の表面１０８’’（例えば、「背」面または側面）との間の非ゼロ伝播角での全内部反射にしたがってガイド光１０１を導くように構成される。特に、ガイド光１０１は、ライトガイド１０８の第１の表（前）面１０８’と第２の表（後）面１０８’’との間を非ゼロ伝播角で反射または「跳ね返る」ことにより伝播することができる。いくつかの実施形態では、異なる色の光を含む複数のガイド光ビームは、異なる色固有の非ゼロの伝播角のそれぞれにおいてライトガイド１０８によって導かれてもよい。説明を簡単にするために、非ゼロ伝播角は、図１Ａには示されていないことに留意されたい。しかしながら、伝播方向１０３を示す太矢印は、図１Ａのライトガイド長に沿ったガイド光１０１の一般的な伝播方向を示している。
本明細書において定義されるように、「非ゼロ伝播角」は、ライトガイド１０８の表面（例えば、第１の表面１０８’または第２の表面１０８’’）に対する角度である。さらに、様々な実施形態によれば、非ゼロ伝播角は、ゼロよりも大きく且つライトガイド１０８内の全内部反射の臨界角よりも小さい。例えば、ガイド光１０１の非ゼロ伝播角は、約１０°から約５０°、またはいくつかの例では、約２０°から約４０°、または約２５°から約３５°とすることができる。例えば、非ゼロ伝播角は、約３０°とすることができる。他の例では、非ゼロ伝播角は、約２０°、または約２５°、または約３５°であってもよい。さらに、特定の非ゼロ伝播角がライトガイド１０８内の全内部反射の臨界角よりも小さくなるように選択される限り、特定の実装に対して特定の非ゼロ伝播角が（例えば、任意に）選択されてもよい。
マルチビューバックライト１００は、光源１２４をさらに備えてもよい。様々な実施形態によれば、光源１２４は、ライトガイド１０８内に導かれる光を供給するように構成される。特に、光源１２４は、ライトガイド１０８の入射面または端部（入射端）に隣接して配置されることができる。様々な実施形態では、光源１２４は、これらに限定されるものではないが、１つまたはそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ（例えば、レーザダイオード）を含む実質的に任意の光源（例えば、光放射器）を備えることができる。いくつかの実施形態では、光源１２４は、特定の色で示される狭帯域スペクトルを有する略単色光を生成するように構成された光放射器を備えてもよい。特に、単色光の色は、特定の色空間または色モデル（例えば、赤緑青（ＲＧＢ）色モデル）の原色とすることができる。他の例では、光源１２４は、実質的に広帯域または多色の光を供給するように構成された実質的に広帯域の光源であってもよい。例えば、光源１２４は、白色光を供給することができる。いくつかの実施形態では、光源１２４は、異なる色の光を供給するように構成された複数の異なる光放射器を備えてもよい。異なる光放射器は、異なる色の光のそれぞれに対応するガイド光の異なる色固有の非ゼロ伝播角を有する光を供給するように構成されてもよい。
ライトガイド１０８におけるガイド光１０１は、光源１２４によって、非ゼロ伝播角（例えば、約３０°から約３５°）でライトガイド１０８に導入または結合されることができる。レンズ、ミラーまたは同様の反射器（例えば、傾斜コリメート反射器）、およびプリズム（図示せず）のうちの１つまたはそれ以上は、例えば、非ゼロ伝播角でガイド光１０１としてライトガイド１０８の入射端への光の結合を促進することができる。ライトガイド１０８に結合されると、ガイド光１０１は、ライトガイド１０８に沿って、一般的に入射端から離れる方向に伝播する（例えば、図１Ａのｘ軸に沿った太矢印で示される）。
さらに、様々な実施形態によれば、光をライトガイド１０８に結合することによって生成されるガイド光１０１は、コリメート光とすることができる。本明細書では、「コリメート光」または「コリメート光ビーム」は、一般に、光ビームの光線が光ビーム内で互いに略平行である光ビーム（例えば、ガイド光１０１）として定義される。さらに、コリメート光ビームから発散または散乱される光線は、本明細書の定義により、コリメート光ビームの一部とはみなされない。いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト１００は、例えば光源からの光をコリメートするために、レンズ、反射器またはミラー（例えば、傾斜コリメート反射器）などのコリメータを含むことができる。いくつかの実施形態では、光源１２４は、コリメータを備えてもよい。ガイド光１０１は、様々な実施形態において、コリメータによってコリメーション係数σにしたがってコリメートされることができるかまたはコリメーション係数を有することができる。
いくつかの実施形態では、ライトガイド１０８は、ガイド光１０１を「再利用」するように構成されてもよい。特に、ライトガイドの長さに沿って導かれたガイド光１０１は、伝播方向１０３とは異なる他の伝播方向１０３’においてその長さに沿って戻されることができる。例えば、ライトガイド１０８は、光源に隣接する入射端の反対側のライトガイド１０８の端部に反射器（図示せず）を含むことができる。反射器は、ガイド光１０１を再利用ガイド光として入射端に向かって反射するように構成されることができる。このようにガイド光１０１を再利用することは、ガイド光を例えば後述する開口に対して２回以上利用可能にすることにより、マルチビューバックライト１００の輝度（例えば、指向光ビーム１０６ａの強度）を高めることができる。図１Ａでは、再利用ガイド光の伝播方向１０３’を示す太矢印（例えば、負のＸ方向に向けられている）は、ライトガイド１０８内の再利用ガイド光の一般的な伝播方向を示している。あるいは（例えば、ガイド光の再利用とは対照的に）、他の伝播方向１０３’によって光をライトガイド１０８に導入することにより、他の伝播方向１０３’において伝播するガイド光１０１が提供されてもよい（例えば、伝播方向１０３を有するガイド光１０１に加えて）。
図１Ａに示されるように、また本明細書に開示される原理にしたがって、マルチビューバックライト１００は、遮光層１１０をさらに備える。遮光層１１０は、ライトガイドの長さに沿って互いに離間した複数の開口１１２を有する。特に、複数の開口の開口１１２は、有限空間によって互いに分離されており、遮光層１１０に沿った個々の別個の開口を表している。すなわち、本明細書の定義により、複数の開口の開口１１２は、有限の（すなわち、非ゼロの）開口間距離（すなわち、有限の中心間距離）にしたがって互いに離間している。
いくつかの実施形態によれば、複数の開口の開口１１２は、遮光層１１０に沿ってまたは遮光層を横切って１次元（１Ｄ）アレイまたは２次元（２Ｄ）アレイのいずれかに配置されることができる。例えば、複数の開口１１２は、線形１Ｄアレイとして配置されることができる。他の例では、複数の開口１１２は、矩形２Ｄアレイまたは円形２Ｄアレイとして配置されてもよい。さらに、アレイ（すなわち、１Ｄまたは２Ｄアレイ）は、いくつかの例では、規則的なアレイまたは均一なアレイとすることができる。特に、開口１１２の間の開口間距離（例えば、中心間距離または間隔）は、アレイにわたって略均一または一定とすることができる。他の例では、開口１１２の間の要素間距離は、アレイ全体およびライトガイド１０８の長さに沿って、一方または両方を変化させることができる。
様々な実施形態によれば、複数の開口１１２のうちの開口１１２は、ガイド光１０１の一部を複数の指向光ビーム１０６ａとして放射するように構成される。特に、図１Ａは、指向光ビーム１０６ａを、ライトガイド１０８の第１の表面（または前面）１０８’から離れるように向けられるように描かれた複数の発散矢印として示している。さらに、様々な実施形態によれば、開口１１２のサイズは、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル１４０内のサブピクセル１４０’のサイズに匹敵する。
議論を容易にするために、マルチビューピクセル１４０がマルチビューバックライト１００とともに図１Ａに示されている。本明細書では、「サイズ」は、これらに限定されるものではないが、長さ、幅または面積を含むように様々な方法のいずれかで定義されることができる。例えば、サブピクセル１４０’のサイズは、その長さとすることができ、開口１１２の匹敵するサイズはまた、開口１１２の長さとすることもできる。他の例では、サイズは、開口１１２の面積がサブピクセル１４０’の面積に匹敵するような面積を指してもよい。
いくつかの実施形態では、開口１１２のサイズは、開口サイズがサブピクセルサイズの約５０パーセント（５０％）から約２００パーセント（２００％）であるように、サブピクセルサイズに匹敵する。例えば、開口サイズが「ｓ」で示され、サブピクセルサイズが「Ｓ」で示される場合（例えば、図１Ａに示すように）、開口サイズｓは、式（１）によって与えられることができる。
他の例では、開口サイズは、サブピクセルサイズの約６０％よりも大きい、またはサブピクセルサイズの約７０％よりも大きい、またはサブピクセルサイズの約８０％よりも大きい、またはサブピクセルサイズの約９０％よりも大きく、開口サイズは、サブピクセルサイズの約１８０％未満、またはサブピクセルサイズの約１６０％未満、またはサブピクセルサイズの約１４０％未満、またはサブピクセルサイズの約１３０％未満である。例えば、「匹敵するサイズ」を有する場合、開口サイズは、サブピクセルサイズの約７５％から約１５０％の間とすることができる。他の例では、開口１１２は、開口サイズがサブピクセルサイズの約１２５％から約８５％であるサブピクセル１４０’とサイズが同等であってもよい。いくつかの実施形態によれば、開口１１２およびサブピクセル１４０’の匹敵するサイズは、マルチビューディスプレイのビュー間の暗いゾーンを低減するか、またはいくつかの例では最小化するように選択されることができ、マルチビューディスプレイのビュー間のオーバーラップを同時に低減するかまたはいくつかの例では最小化するように選択されることができる。
図１Ａはまた、マルチビューバックライト１００によって放射された複数の指向光ビームの指向光ビーム１０６ａを変調するように構成されたライトバルブ１５２のアレイを示している。ライトバルブアレイは、例えば、マルチビューバックライト１００を使用するマルチビューディスプレイの一部とすることができ、本明細書での議論を容易にする目的でマルチビューバックライト１００とともに図１Ａに示されている。
図１Ａに示されるように、異なる主角方向を有する指向光ビーム１０６ａの異なるものは通過し、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１５２の異なるものによって変調されることができる。さらに、図示のように、アレイのライトバルブ１５２は、サブピクセル１４０’に対応し、ライトバルブ１５２のセットは、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル１４０に対応する。特に、ライトバルブアレイのライトバルブ１５２の異なるセットは、開口１１２の異なるものからの指向光ビーム１０６ａを受光して変調するように構成される。すなわち、図示のように、各開口１１２に対して１つの固有のライトバルブ１５２のセットがある。様々な実施形態では、これらに限定されるものではないが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、およびエレクトロウェッティングベースのライトバルブのうちの１つまたはそれ以上を含むライトバルブアレイのライトバルブ１５２として異なる種類のライトバルブが使用されることができる。
特に、図１Ａに示すように、第１のライトバルブセット１５２ａは、第１の開口１１２ａから指向光ビーム１０６ａを受光して変調するように構成され、第２のライトバルブセット１５２ｂは、第２の開口１１２ｂから指向光ビーム１０６ａを受光して変調するように構成されている。したがって、ライトバルブアレイにおける各ライトバルブセット（例えば、第１および第２のライトバルブセット１５２ａ、１５２ｂ）は、それぞれ、異なる開口１１２に対応し、ライトバルブセットの個々のライトバルブ１５２は、図１Ａに示すように、各マルチビューピクセル１４０のサブピクセル１４０’に対応する。
図１Ａに示すように、サブピクセル１４０’のサイズは、ライトバルブアレイにおけるライトバルブ１５２のサイズに対応することができることに留意されたい。他の例では、サブピクセルサイズは、ライトバルブアレイの隣接するライトバルブ１５２の間の距離（例えば、中心間距離）として定義されてもよい。例えば、ライトバルブ１５２は、ライトバルブアレイにおけるライトバルブ１５２の間の中心間距離よりも小さくてもよい。サブピクセルサイズは、例えば、ライトバルブ１５２のサイズまたはライトバルブ１５２の間の中心間距離に対応するサイズのいずれかとして定義されることができる。
いくつかの実施形態では、複数の対応するマルチビューピクセル１４０の開口１１２（例えば、ライトバルブ１５２のセット）の間の関係は、１対１の関係とすることができる。すなわち、同数のマルチビューピクセル１４０および開口１１２があってもよい。他の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセル１４０および開口１１２の数は、互いに異なっていてもよい。
いくつかの実施形態では、複数の隣接する一対の開口１１２の間の開口間距離（例えば、中心間距離）は、例えば、ライトバルブセットによって表される、対応するマルチビューピクセル１４０の隣接対の間の画素間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。例えば、図１Ａに示されるように、第１の開口１１２ａと第２の開口１１２ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブセット１５２ａと第２のライトバルブセット１５２ｂとの間の中心間距離Ｄに略等しい。他の実施形態（図示せず）では、開口１１２および対応するライトバルブセットの対の相対的な中心間距離は、異なってもよい。例えば、開口１１２は、マルチビューピクセル１４０を表すライトバルブセット間の間隔（すなわち、中心間距離Ｄ）よりも大きいかまたは小さいものの１つである開口間間隔（すなわち、中心間距離ｄ）を有してもよい。
いくつかの実施形態では、開口１１２の形状は、マルチビューピクセル１４０の形状に類似しているか、または同等に、マルチビューピクセル１４０に対応するライトバルブ１５２のセット（または「サブアレイ」）の形状に類似している。例えば、開口１１２は、正方形の形状を有してもよく、マルチビューピクセル１４０（または対応するライトバルブ１５２のセットの配置）は、略正方形であってもよい。他の例では、開口１１２は、矩形形状を有してもよく、すなわち、幅または横方向寸法よりも大きい長さまたは縦方向寸法を有してもよい。この例では、開口１１２に対応するマルチビューピクセル１４０（または同等にライトバルブ１５２のセットの配置）は、類似の矩形形状を有することができる。さらに他の例（図示せず）では、開口１１２および対応するマルチビューピクセル１４０は、これらに限定されるものではないが、三角形、六角形、および円形を含むかまたは少なくともそれらによって近似される様々な形状を有する。
さらに（例えば、図１Ａに示されるように）、いくつかの実施形態によれば、各開口１１２は、指向光ビーム１０６ａをただ１つのマルチビューピクセル１４０に供給するように構成される。特に、開口１１２のうちの所与の１つについて、マルチビューディスプレイの異なるビューに対応する異なる主角方向を有する指向光ビーム１０６ａは、単一の対応するマルチビューピクセル１４０およびそのサブピクセル１４０’、すなわち、図１Ａに示すように、開口に対応する単一のライトバルブ１５２のセットに実質的に限定される。したがって、マルチビューバックライト１００の各開口１１２は、マルチビューディスプレイの異なるビューに対応する異なる主角方向のセットを有する指向光ビーム１０６ａの対応するセットを提供する（すなわち、指向光ビーム１０６ａのセットは、異なるビュー方向のそれぞれに対応する方向を有する光ビームを含む）。
図１Ａでは、遮光層１１０は、ライトガイド１０８の前面１０８’とライトバルブ１５２との間にあり、光が指向光ビーム１０６ａとして遮光層１１０を通過することを可能にする開口１１２を除いて、ライトガイド１０８からの光を遮断するように構成される。いくつかの実施形態では、遮光層１１０は、反射性遮光層である。特に、ライトガイド１０８に隣接する反射性遮光層１１０の背面１１０’は、反射光として光１０５をライトガイド１０８に反射して戻すように構成されることができる。そして、そのような反射光は、追加の再利用光１０５’（例えば、上述した再利用光に加えて）としてライトガイド１０８の背面１０８’’から反射されることができる。この追加の再利用光１０５’は、例えば開口１１２に複数回誘導光を利用可能にすることにより、マルチビューバックライト１００の輝度（例えば、指向光ビーム１０６ａの強度）をさらに高めることができる。ライトガイド１０８の背面１０８’’には、光の再利用をさらに強化するための反射体（図１Ａには示されていないが、図１Ｂには要素１２２として示されている）を設けることができる。
図１Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する他の実施形態にかかる、例におけるマルチビューバックライト１００’の側面図を示している。マルチビューバックライト１００’は、これに限定されるものではないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）要素などのライトバルブ１５２のアレイを含む電子ディスプレイの一部とすることができる。ライトバルブ１５２のアレイは、マルチビューバックライト１００’によって放射される指向光ビーム１０６ａを変調するように構成される。図１Ｂに示されるマルチビューバックライト１００’は、後述するプリズムおよび拡散層などの追加の層を示すという点で、図１Ａに示されるバックライト１００のより詳細なバージョンとすることができる。
図１Ｂに示されるマルチビューバックライト１００’は、平面バックライト１０２を含む。平面バックライト１０２は、ライトガイド１０８と、複数の開口１１２を有する遮光層１１０とを備える。いくつかの実施形態では、遮光層１１０は、反射性遮光層１１０（例えば、図１Ａに関して上述したような）とすることができるが、他の実施形態では、遮光層１１０は、非反射性または少なくとも略非反射性とすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、遮光層１１０は、吸収性遮光層とすることができる。明確にするために、図１Ｂ（および以下で説明する図２Ａおよび図３Ａでも）では、指向光ビーム１０６ａは、開口１１２から発せられるＶ字型ビームとして表されている。しかしながら、これは、図１Ａに示される異なる主角方向を有する指向光ビーム１０６ａの単なる表現であることが理解されるであろう。
ライトガイド１０８は、光抽出機能部１０８ａをさらに含むことができる。光抽出機能部１０８ａは、ライトガイド１０８から光を抽出するためのいくつかの構成のいずれかを含むことができる。例えば、ライトガイド１０８の背面１０８’’上の拡散白色スポットが使用されることができる。光抽出機能部１０８ａの追加の例は、均一であろうとチャープであろうと、前面１０８’または背面１０８’’上の回折格子を含む。間隔または格子ピッチは、サブ波長（すなわち、ガイド光の波長未満）とすることができる。格子は、ライトガイド１０８の表面１０８’、１０８’’にある溝、または表面１０８’、１０８’’にあるリッジを含むことができる。光抽出機能部のさらに他の例は、光がライトガイドを横切るときに背面１０８’’が前面１０８’から離れるように傾斜するように、ライトガイド１０８にくさび形状を提供することを含む。光抽出機能部１０８ａのさらなる例は、背面１０８’’内のプリズムキャビティまたは半球形素子などの微小反射素子を含む。図１Ｂは、限定ではなく例として、複数の半球形素子として光抽出機能部１０８ａを示している。
いくつかの実施形態では、図１Ａに示すように、開口１１２を有する遮光層１１０は、ライトガイド１０８の第１の表面１０８’上にあり、以下により詳細に説明するように、光を反射して平面バックライト１０２に戻す反射面を含む（または単に反射性である）ことができる。他の実施形態では、図１Ｂに示されるように、開口１１２を有する遮光層１１０は、以下に説明するように、いくつかの層１１４〜１２０の１つまたはそれ以上によってライトガイド１０８の第１の表面１０８’から分離される。いずれの場合でも、複数の開口の各開口１１２は、ライトガイド１０８から散乱光を受光し、受光した散乱光から複数の指向光ビーム１０６ａを供給するように構成される。
図１Ｂに示すマルチビューバックライト１００’は、平面バックライト１０２上に配置された光拡散フィルム１１４をさらに含む。さらに、図示されたマルチビューバックライト１００’はまた、例えば互いに直交する向きの一対のプリズムフィルム１１６、１１８も含む。例えば、第１のプリズムフィルム１１６は、第１の配向、例えば垂直を有することができ、第２のプリズムフィルム１１８は、第２の配向、例えば水平を有することができ、一方が他方の上に配置されて２つのプリズムフィルム１１６、１１８のスタックを形成する。２つのプリズムフィルム１１６、１１８のスタックは、光拡散フィルム１１４上に配置されることができる。さらに、図１Ｂには、２つのプリズムフィルム１１６、１１８のスタック上に配置された反射偏光フィルム１２０が示されている。次に、図示のように、開口１１２を有する遮光層１１０が反射偏光フィルム１２０上に配置される。様々な実施形態によれば、２つのプリズムフィルム１１６、１１８および反射偏光フィルム１２０のそれぞれが使用され、マルチビューバックライト１００’の輝度を高め、特に指向光ビーム１０６ａの輝度を高めることができる。これに関連して、光拡散フィルム１１４、一対のプリズムフィルム１１６、１１８、および反射偏光フィルム１２０のスタックは、ライトガイド１０８と遮光層１１０との間において図１Ａのマルチビューバックライト１００に追加されることができることが理解されよう。
さらに、いくつかの実施形態では、反射フィルム１２２がライトガイド１０８の背面１０８’’に隣接して配置され、いかなる迷光も反射してライトガイドに戻し、それによって図１Ａに関連して上述したように迷光を「再利用」することができる。２つのプリズムフィルム１１６、１１８および反射偏光フィルム１２０と同様に、反射フィルム１２２は、マルチビューバックライト１００’の輝度を高めることができる。
照明は、エッジ照明または背面照明によって提供されることができる。ライトガイド１０８のエッジに取り付けられた白色光源などの光源１２４を示すエッジ照明が図１Ｂに示されている。白色光は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ、ネオンランプ、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）などによって提供されることができる。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、モード切り替え可能バックライトが提供される。モード切り替え可能バックライトは、２次元／３次元（２Ｄ／３Ｄ）モード切り替え可能ディスプレイと組み合わせて使用され、例えば、２Ｄ動作モードにおける２次元（２Ｄ）情報の表示と３Ｄ動作モードにおける３次元（３Ｄ）情報の表示との間の切り替えを容易にすることができる。いくつかの実施形態によれば、上述したマルチビューバックライト１００、１００’は、モード切り替え可能バックライトにおいて利用されてもよい。
具体的には、図２Ａ〜図２Ｂおよび図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、本明細書に開示される原理によれば、モード切り替え可能バックライト２００、３００が開示される。図２Ａ〜図２Ｂおよび図３Ａ〜図３Ｂでは、モード切り替え可能バックライト２００、３００は、それぞれ、ここでは第１の平面バックライト１０２と呼ばれる平面バックライト１０２を含む、図１Ａ〜図１Ｂのマルチビューまたは「３Ｄ」バックライト１００、１００’を備える。様々な実施形態によれば、モード切り替え可能バックライト２００、３００は、第２の平面バックライト１０４をさらに備える。モード切り替え可能バックライト２００、３００では、第２の平面バックライト１０４は、２Ｄ動作モードにおいて第２の平面バックライト１０４の発光面１０４’において拡散光１０６ｂ（図２Ｂおよび図３Ｂ）を供給するように構成される。
本明細書では、モード切り替え可能バックライトの２つの非限定的な例を説明する。モード切り替え可能バックライト２００として図２Ａおよび図２Ｂに示される第１の例では、第１の平面バックライト１０２および第２の平面バックライトは、互いに分離している。２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイで使用される場合、２Ｄ画像は、第２の平面バックライト１０４によって提供される光（すなわち、拡散光１０６ｂ）から得られることができ、３Ｄ画像は、別個の第１の平面バックライト１０２によって提供される光（すなわち、指向光ビーム１０６ａ）から得られることができる。したがって、第１の平面バックライト１０２および第２の平面バックライト１０４は、図２Ａ〜図２Ｂに示されるモード切り替え可能バックライト２００の物理的に別個の要素として存在する。モード切り替え可能バックライト３００として図３Ａおよび図３Ｂに示される第２の例では、第１および第２の平面バックライト１０２、１０４は、それぞれ、２Ｄ動作モードおよび３Ｄ動作モードのそれぞれにおいて使用されるその部分を区別するために、本明細書で説明される補助要素を有する同じまたは略同じ要素である。したがって、第１の平面バックライト１０２および第２の平面バックライト１０４は、図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、モード切り替え可能バックライト３００の実質的に１つの要素に組み合わされる。
モード切り替え可能バックライト２００、３００の両方の例では、第１の平面バックライト１０２は、３Ｄ動作モードにおいて複数の指向光ビーム１０６ａを供給するように構成される。第１の平面バックライト１０２は、マルチビューバックライト１００、１００’に関連して上述したように、ライトガイド１０８と、複数の開口１１２を有する遮光層１１０とを備える。遮光層１１０は、ライトガイド１０８に隣接するかまたはライトガイドの表面上にあり、複数の開口の各開口１１２は、ライトガイド１０８から散乱光を受光し、受光した散乱光から複数の指向光ビーム１０６ａを供給するように構成される。両方の例において、図１Ａに関連して上述したように、開口１１２を備えた遮光層１１０はまた、反射性であってもよい。他の実施形態では、やはり上述したように、遮光層１１０の反射態様が存在しなくてもよい。例えば、遮光層１１０は、吸収性または略吸収性であってもよい。
図２Ａ〜図２Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、モード切り替え可能バックライト２００の第１の例を示している。特に、図２Ａは、３Ｄ動作モードにおける動作を示し、図２Ｂは、２Ｄ動作モードにおける動作を示している。この第１の例では、第２の平面バックライト１０４（２Ｄ動作モード用）は、第１の平面バックライト１０２（３Ｄ動作モード用）のライトガイド１０８とは別個のライトガイド２０８を備える。ライトガイド１０８は、第１の光源１２４ａによって供給される光を導くように構成される一方で、別個のライトガイド２０８は、第２の光源１２４ｂによって供給される光を導くように構成される。開口１１２を有する遮光層１１０は、図示されるように、第２の平面バックライト１０４と第１の平面バックライト１０２との間に配置される。第１の平面バックライト１０２は、以下でさらに説明されるように、第２の平面バックライト１０４における開口２１２を通して指向光ビーム１０６ａを供給または放射するように構成される。
モード切り替え可能バックライト２００の両方のライトガイド２０８および１０８は、図１Ｂに示される光抽出機能部１０８ａなどの光抽出機能部をさらに含むことができる。ライトガイド２０８は、ガイド光の一部を散乱光または拡散光１０６ｂとして散乱させるように構成される（２Ｄ動作モード用）。偏光子およびプリズムフィルムに加えて、モード切り替え可能バックライト２００は、ライトガイド２０８からの散乱光を拡散光１０６ｂに変換するための光拡散器をさらに含むことができる。光は、第２の光源１２４ｂによって２Ｄ動作モードにおいて別個のライトガイド２０８に選択的に供給される。ライトガイド１０８は、３Ｄ動作モードにおいて指向光ビーム１０６ａとしてガイド光の一部を放射するように構成される。図２Ａ〜図２Ｂの混乱を減らすために、これらの要素（光抽出機能部１０８ａ、反射偏光フィルム１２０、プリズムフィルム１１６、１１８、および光拡散フィルム１１４）は、図２Ａ〜図２Ｂには示されていないが、図１Ｂでは例として示されている。
図２Ａ〜図２Ｂに示されるモード切り替え可能バックライト２００では、第２の平面バックライト１０４は、第１の平面バックライト１０２の遮光層１１０とライトバルブ１５２のアレイとの間に配置される。発光面１０４’から光を放射するように構成された第２の平面バックライト１０４は、複数の開口の開口１１２と位置合わせされた複数の開口２１２を有する。開口２１２は、指向光ビーム１０６ａを開口１１２から第２の平面バックライト１０４を介してライトバルブ１５２のアレイに通過させるように構成される。開口１１２と整列する開口２１２は、発光面１０４’から遮光層１１０に隣接する第２の平面バックライトの反対面まで第２の平面バックライト１０４を通る開口を備える。開口２１２は、図２Ａ〜図２Ｂに示され説明されるようないくつかの実施形態では、第２の平面バックライト１０４を通る物理的開口を備えることができるが、他の実施形態では、代替として、開口は、第２の平面バックライト１０４の１つまたはそれ以上の散乱特徴を省略する透明領域であってもよい。したがって、開口は、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、物理的開口とは対照的に「光学的開口」を備えてもよい。
図３Ａ〜図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、モード切り替え可能バックライト３００の第２の例を示している。特に、図３Ａは、３Ｄ動作モードにおける動作を示し、図３Ｂは、２Ｄ動作モードにおける動作を示している。この第２の例では、第１の平面バックライト１０２（３Ｄ動作モード用）および第２の平面バックライト１０４（２Ｄ動作モード用）が組み合わされ、ライトガイド１０８は、両方の動作モードに役立つ。すなわち、第１の平面バックライト１０２および第２の平面バックライト１０４は、共通ライトガイド１０８を共有する。この例では、遮光層１１０は、組み合わされた第１の平面バックライト１０２および第２の平面バックライト１０４の発光面の上方に配置された開口１１２を有する偏光遮光層１１０ａを備える。この第２の例のモード切り替え可能バックライト３００は、様々な実施形態にしたがって、偏光に依存して、２Ｄ動作モードにおける動作と３Ｄ動作モードにおける動作とを区別する。
図３Ａ〜図３Ｂに示されるように、第１の平面バックライト１０２は、ライトガイド１０８および第１の光源１２４ａを備える。さらに、第１の光源１２４ａは、３Ｄ動作モードにおいて第１の偏光を有する光をライトガイド１０８に供給するように構成される。第１の偏光は、例えば、第１の偏光子１２６ａによって供給されることができる。様々な実施形態によれば、偏光遮光層１１０ａは、第１の偏光の光に対して（開口１１２を除いて）不透明になるように構成される。したがって、偏光遮光層１１０ａ全体ではなく偏光遮光層１１０ａの開口１１２のみが、ライトガイド１０８から散乱された第１の偏光の光を（すなわち、指向光ビーム１０６ａとして）通過するように構成される。第１の偏光を有する光に対する偏光遮光層１１０ａの不透明性は、例えば、光の第１の偏光に垂直な偏光遮光層１１０ａの偏光によって提供されることができる。
図３Ａ〜図３Ｂでは、第２の平面バックライト１０４は、ライトガイド１０８（第１の平面バックライト１０２と共有または組み合わされる）および第２の光源１２４ｂを備える。第２の光源１２４ｂは、２Ｄ動作モードにおいて第２の偏光を有する光をライトガイド１０８に供給するように構成される。例えば、第２の偏光は、第２の偏光子１２６ｂによって供給されることができる。さらに、例えば、第２の偏光は、第１の偏光と直交していてもよい。様々な実施形態によれば、偏光遮光層１１０ａは、ライトガイド１０８から散乱される第２の偏光の光に対して透明であるが、そうでなければ第１の偏光の光に対して不透明であるように構成される。第２の偏光の光に対する偏光遮光層１１０ａの透明性は、例えば、第２の偏光を有する光の偏光と同じ（例えば、平行）である遮光層１１０ａの偏光によって提供されることができる。前述のように、偏光遮光層１１０ａの底面または背面１１０’は、第１の偏光を有する光の再利用を支援するために反射性であってもよい。
一例では、第１の偏光は、横磁気（ＴＭ）であり、第２の偏光は、横電気（ＴＥ）である。もちろん、偏光は、逆にするか、または交換されることができ、第１の偏光はＴＥであり、第２の偏光は、ＴＭである。いずれの場合でも、偏光遮光層１１０ａの偏光は、ライトガイド内の光の第２の偏光またはＴＥ偏光に一致するか、または同等に、第２の光源１２４ｂおよび第２の偏光子１２６ｂの組み合わせから発せられる。同様に、偏光遮光層１１０ａは、この例では、第１の偏光またはＴＭ偏光に直交する偏光を有する。
図３Ａ〜図３Ｂでは、第１の光源１２４ａは、ライトガイド１０８の第１の入射端１０８ｅ１にある光放射器１２４ａ’および第１の偏光子１２６ａを備える。第２の光源１２４ｂは、ライトガイド１０８の第２の入射端１０８ｅ２に配置された、光放射器１２４ｂ’および第２の偏光子１２６ｂを備える。例として、第１の偏光子１２６ａは、ＴＭ光のみがライトガイド１０８を通過することを可能にする一方で、第２の偏光子１２６ｂは、ＴＥ光のみがライトガイド１０８を通過することを可能にする。
偏光遮光層１１０ａは、開口１１２を提供するようにパターン化され且つＴＥ偏光を可能にし且つＴＭ偏光を反射する遮光層１１０を備える。一実施形態では、第１の偏光の光が反射され且つ第２の偏光の光が許容されるように、第１の偏光はＴＭであり、第２の偏光はＴＥである。あるいは、遮光層１１０の偏光を逆にし、第１の偏光をＴＥにし、第２の偏光をＴＭにする場合、偏光遮光層１１０ａは、ＴＭ偏光を可能にし、ＴＥ偏光を反射する。
引き続き図３Ａを参照すると、偏光遮光層１１０ａは、ライトガイド１０８から散乱される第１の偏光の光に対する開口１１２を除いて不透明である。３Ｄ動作モードでは、第１の偏光の散乱光は、モード切り替え可能バックライト３００から指向光ビーム１０６ａとして順に現れる。最終的に、指向光ビーム１０６ａは、図３Ａにも示されるように、ライトバルブアレイのライトバルブ１５２（例えば、ＬＣＤ素子）に入射されることができる。
あるいは、図３Ｂに示すように、ライトガイド１０８および第２の光源１２４ｂを備える第２の平面バックライト１０４は、２Ｄ動作モードにおいてライトガイド１０８に第２の偏光を有する光を供給するように構成される。偏光遮光層１１０ａは、ライトガイド１０８から散乱される第２の偏光の光を透過するように構成される。したがって、２Ｄ動作モードでは、第２の偏光の散乱光は、モード切り替え可能バックライト３００から拡散光１０６ｂとして現れる。さらに、偏光遮光層１１０ａを介した散乱により放射される拡散光１０６ｂは、図３Ｂに示されるように、最終的にライトバルブ１５２のアレイに入射されることができる。上記のように、拡散光１０６ｂは、拡散性であり、２Ｄ画像を提供することができる一方で、指向光ビーム１０６ａは、指向性であり、例えばモード切り替え可能バックライト３００が２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイとともに使用される場合、３Ｄ画像を提供することができる。
図３Ａ〜図３Ｂは、組み合わされた第１および第２の平面バックライト１０２、１０４の任意の追加層をさらに示している。特に、互いに９０度に向けられた一対のプリズムフィルム１１６、１１８が示されている。図示のように、一対のプリズムフィルム１１６、１１８は、ライトガイド１０８と偏光遮光層１１０ａとの間に設けられてもよい。プリズムフィルム１１６、１１８は、図１Ｂに関連して上述したものと実質的に同様であってもよい。
様々な実施形態では、図２Ａ〜図３Ｂのモード切り替え可能バックライト２００、３００の３Ｄ動作モードは、第１の光源１２４ａをオンにすることにより起動されることができる。第１の光源１２４ａが起動されると、第１の偏光子１２６ａは、例えば第１の偏光子１２６ａにより、第１の（例えば、ＴＭ）偏光を有する光のみが、起動された第１の光源１２４ａからライトガイド１０８に入ることを可能にする。そして、光抽出機能部１０８ａにより、第１の偏光を有するこの光は、散乱光として開口１１２を有する偏光遮光層１１０ａの方向にライトガイド１０８の外に向けられるかまたは散乱されることができる。開口１１２と整列する散乱光は、指向光ビーム１０６ａとして通過し、ライトバルブアレイのライトバルブ１５２に到達する。開口１１２と整列していない偏光遮光層１１０ａに入射する第１の偏光を有する他の散乱光は、例えば、遮断されるかまたは反射されてライトガイド１０８に戻り、そこで反射フィルム１２２を通過することができる。反射フィルム１２２に到達すると、第１の偏光の反射光は、偏光遮光層１１０ａに向かってさらにもう一度反射されることができ、反射光が開口１１２と整列すると、それは通過して指向光ビーム１０６ａなどになる。
様々な実施形態では、第２の光源１２４ｂをオンにする（および第１の光源１２４ａをオフにする）ことにより、２Ｄ動作モードを起動することができる。第２の光源１２４ｂが起動されると、第２の偏光子１２６ｂは、起動された第２の光源１２４ｂからライトガイド１０８に第２の偏光（例えば、ＴＥ）の光のみを通過することを可能にする。そして、光抽出機能部１０８ａにより、第２の偏光を有するこの光は、散乱光として偏光遮光層１１０ａの方向にライトガイド１０８から散乱されるかまたは導かれることができる。上記で示したように、偏光遮光層１１０ａは、第１の偏光を有する光を遮光および反射しながら、第２の偏光を有する光が通過することを可能にするように構成される。したがって、偏光遮光層１１０ａに向かって導かれた第２の偏光の散乱光は、拡散光１０６ｂとしてそこを通過する。図３Ｂに示されるように、拡散光は、２Ｄ動作モードにおいてライトバルブ１５２に入射されることができる。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、２次元／３次元（２Ｄ／３Ｄ）モード切り替え可能ディスプレイが提供される。図４は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態にかかる、例における２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００のブロック図を示している。様々な実施形態によれば、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００が使用され、２Ｄ情報および３Ｄ情報のいずれかまたは両方を提示することができる。２Ｄ情報は、これらに限定されるものではないが、２Ｄ画像およびテキストを含むことができる一方で、３Ｄ情報は、これらに限定されるものではないが、マルチビューまたは３Ｄ画像を含むことができる。特に、図４Ａおよび図４Ｂに示される２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、２Ｄピクセルを表す変調光４０２を放射するように構成される。２Ｄピクセルを表す変調光４０２は、例えば、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００の２Ｄ動作モードにおいて放射されることができる。さらに、図４に示すように、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、３Ｄ動作モードにおいて互いに異なる主角方向を有し且つ２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００の異なるビューに対応する３Ｄピクセルを表す変調光ビーム４０４を放射するように構成される。いくつかの実施形態では、変調光４０２および変調光ビーム４０４は、さらに異なる色を表してもよく、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、カラー電子ディスプレイであってもよい。
図４は、説明を簡単にするために、それぞれ「２Ｄモード」および「３Ｄモード」とラベル付けされたモード切り替え可能ディスプレイ４００の異なる領域において放射される変調光４０２および変調光ビーム４０４の両方を示すことに留意されたい。これは、いくつかの実施形態によれば、２Ｄ動作モードおよび３Ｄ動作モードが２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００において選択的に起動され、２Ｄ情報および３Ｄ情報の両方を同時に提供することができることを示すためである。様々な実施形態によれば、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００はまた、２Ｄ動作モードまたは３Ｄ動作モードのいずれかの間で排他的に選択的に動作するかまたは選択的に切り替えられるように構成されることができることを理解すべきである。
図４に示すように、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、モード切り替え可能バックライト４１０を備える。モード切り替え可能バックライト４１０は、３Ｄ動作モードにおいて複数の指向光ビーム４０６ａを供給するように構成される。さらに、モード切り替え可能バックライト４１０は、２Ｄ動作モードにおいて拡散光４０６ｂを供給するように構成される。いくつかの実施形態では、モード切り替え可能バックライト４１０は、上述され且つ図２Ａ〜図２Ｂに示される第１の例のモード切り替え可能バックライト２００と実質的に同様であってもよい。他の実施形態では、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００のモード切り替え可能バックライト４１０は、上述され且つ図３Ａ〜図３Ｂに示される第２の例のモード切り替え可能バックライト３００と実質的に同様であってもよい。さらに、３Ｄ動作モードにおいて２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００のモード切り替え可能バックライト４１０によって提供される複数の指向光ビーム４０６ａは、いくつかの実施形態にかかるマルチビューバックライト１００、１００’およびモード切り替え可能バックライト２００、３００に関して様々に上述した複数の指向光ビーム１０６ａと実質的に同様であってもよい。同様に、モード切り替え可能バックライト４１０によって供給される拡散光４０６ｂは、モード切り替え可能バックライト２００、３００に関して上述した拡散光１０６ｂと実質的に同様であってもよい。
様々な実施形態によれば、モード切り替え可能バックライト４１０は、光を導き且つさらにガイド光を散乱光として散乱させるように構成されたライトガイドを備える。いくつかの実施形態では、モード切り替え可能バックライト４１０のライトガイドは、上述したライトガイド１０８、例えば、上述したモード切り替え可能バックライト２００、３００のライトガイド１０８、ならびに例えば、図１Ａ〜図１Ｂに示されるライトガイド１０８と実質的に同様であってもよい。ガイド光は、例えば、マルチビューバックライト１００に関して上述したガイド光１０１と実質的に同様であってもよい。
モード切り替え可能バックライト４１０は、複数の開口を有する遮光層をさらに備える。様々な実施形態によれば、遮光層は、ライトガイドの第１の表面上にあるかまたはそれに隣接してもよい。複数の開口の各開口は、ライトガイドから散乱光を受光し、３Ｄ動作モードにおいて複数の指向光ビーム４０６ａを供給するように構成される。いくつかの実施形態では、遮光層は、反射性遮光層であってもよい。いくつかの実施形態では、遮光層は、偏光遮光層であってもよい。さらに、開口のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブまたは同等に２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００のマルチビューピクセルのサブピクセルのサイズに匹敵することができる（例えば、５０パーセントから２００パーセントの間）。
例えば、いくつかの実施形態では、図４に示されるモード切り替え可能バックライト４１０の遮光層は、マルチビューバックライト１００、１００’またはモード切り替え可能バックライト２００のいずれかの遮光層１１０と実質的に同様であってもよい。同様に、開口は、様々に上述された開口１１２と実質的に同様であってもよい。これらの実施形態では、ライトガイドおよび遮光層は、３Ｄ動作モードにおいて複数の指向光ビーム４０６ａを供給するように第１の平面バックライトであるかまたはそれとして機能する。いくつかの実施形態では、第１の平面バックライトは、モード切り替え可能バックライト２００に関して上述した第１の平面バックライト１０２と実質的に同様であってもよい。
これらの実施形態では、モード切り替え可能バックライト４１０は、２Ｄ動作モードにおいて拡散光を供給するように構成された第２の平面バックライトをさらに備えてもよい。第２の平面バックライトは、遮光層の複数の開口の開口と位置合わせされた複数の開口を有してもよい。開口は、複数の指向光ビーム４０６ａが３Ｄ動作モードにおいて第２の平面バックライトを通過することを可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、第２の平面バックライトは、上述され且つ図２Ａ〜図２Ｂに示されたモード切り替え可能バックライト２００の第２の平面バックライト１０４と実質的に同様であってもよい。
特に、第２の平面バックライトは、第１の平面バックライトのライトガイドとは別個のライトガイドを備えてもよい。第２の平面バックライトのライトガイドは、光源によってガイド光として供給される光を導くように構成される。いくつかの実施形態では、第２の平面バックライトは、ライトガイドから散乱光としてガイド光の一部を散乱させるように構成された光抽出機能部をさらに備えてもよい。いくつかの実施形態では、第２の平面バックライトは、散乱光を拡散光に変換する光拡散器をさらに備えてもよい。拡散光は、例えば、２Ｄ動作モードにおいて拡散光４０６ｂとして供給されてもよい。
他の実施形態では、図４に示されるモード切り替え可能バックライト４１０の遮光層は、図３Ａ〜図３Ｂに示される上述したモード切り替え可能バックライト３００の偏光遮光層１１０ａと実質的に同様であってもよい。特に、複数の開口を有する遮光層は、第１の偏光（例えば、それぞれＴＭまたはＴＥ）の光を遮断するとともに、第２の偏光（例えば、それぞれＴＥまたはＴＭ）の光を通過させるように構成されることができる。したがって、３Ｄ動作モードでは、ライトガイドから（例えば、ライトガイドの散乱特徴によって）散乱される第１の偏光の光は、開口を除いて、遮光層によって遮光される。さらに、開口と一致する散乱光は、３Ｄ動作モード中に複数の指向光ビーム４０６ａとして放射される。あるいは、２Ｄ動作モード中、ライトガイドから散乱される第２の偏光の光は、拡散光４０６ｂとして遮光層を通して放射される。したがって、開口は、拡散光４０６ｂを放射する役割を果たさない。
これらの他の実施形態では、モード切り替え可能バックライト４１０のライトガイドは、両方の動作モードの間で共有され、光の偏光（すなわち、散乱光偏光）の選択的制御が使用され、２Ｄ動作モードと３Ｄ動作モードを区別する。すなわち、ライトガイド内の偏光は、複数の指向光ビーム４０６ａまたは拡散光４０６ｂが放射されるかどうかを決定する。これらの実施形態のいくつかでは、モード切り替え可能バックライト４１０は、ライトガイド１０８が２Ｄ動作モードと３Ｄ動作モードの両方において機能するモード切り替え可能バックライト３００に関して上述したように、組み合わされた第１の平面バックライト１０２および第２の平面バックライト１０４と実質的に同様であってもよい。
図４に示すように、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、ライトバルブアレイ４２０をさらに備える。ライトバルブアレイ４２０は、２Ｄ動作モードにおいて拡散光４０６ｂを変調するように構成される。ライトバルブアレイ４２０によって変調された拡散光４０６ｂは、２Ｄピクセルを表す変調光４０２としてライトバルブアレイ４２０によって放射される。２Ｄピクセルは、例えば、２Ｄ画像のピクセルであってもよい。さらに、ライトバルブアレイ４２０は、３Ｄ動作モードにおいて複数の指向光ビームのうちの指向光ビーム４０６ａを変調するように構成される。ライトバルブアレイ４２０によって変調された指向光ビーム４０６ａは、順次、互いに異なる主角方向を有し且つ３Ｄピクセル、すなわち、マルチビュー画像の異なるビュー方向の方向を有する指向性ピクセルを表す変調光ビーム４０４である。特に、３Ｄピクセルは、３Ｄ動作モードにおいて２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００によって表示されるマルチビューまたは３Ｄ画像の異なるビューに対応することができる。いくつかの実施形態では、ライトバルブアレイ４２０は、本明細書で上述したライトバルブ１５２のアレイと実質的に同様であってもよい。例えば、様々な異なる種類のライトバルブは、これらに限定されるものではないが、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、およびエレクトロウェッティングベースのライトバルブのうちの１つまたはそれ以上を含む、ライトバルブアレイ４２０のライトバルブとして使用されることができる。
いくつかの実施形態では（例えば、図４に示されるように）、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、モード切り替え可能バックライト４１０から散乱されるかまたはそうでなければ放射される光を供給するように構成される光源をさらに備える。特に、図４は、モード切り替え可能バックライト４１０に光を供給するように配置された第１の光源４３０ａおよび第２の光源４３０ｂを示している。いくつかの実施形態では、第１の光源４３０ａは、第１の光源１２４ａと実質的に同様であってもよく、第２の光源４３０ｂは、第２の光源１２４ｂと実質的に同様であってもよく、それぞれ、図２Ａ〜図３Ｂならびにモード切り替え可能バックライト２００、３００を参照して上述される。様々な実施形態によれば、モード切り替え可能バックライト４１０への光の供給間の切り替えは、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００のモードを切り替えるために使用されることができる。
モード切り替え可能バックライト４１０が別個の第１および第２の平面バックライトを含む２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００の実施形態では、第１の光源４３０ａは、第１の平面バックライトに光学的に結合されることができるとともに、第２の光源４３０ｂは、第２の平面バックライトに光学的に結合されることができる。例えば、第１および第２の光源４３０ａ、４３０ｂは、上述され且つ図２Ａ〜図２Ｂに示されるように、第１および第２の光源１２４ａ、１２４ｂおよびそれぞれ別個の第１および第２の平面バックライト１０２、１０４の間の接続と実質的に同様の構成で、モード切り替え可能バックライト４１０の別個の第１および第２の平面バックライトにそれぞれ接続されることができるできる。
３Ｄ動作モードでは、第１の光源４３０ａが作動され、第１の平面バックライトのライトガイドに光を供給することができる。そして、第１の光源４３０ａによって供給される光は、散乱され、複数の指向光ビーム４０６ａとして遮光層の開口によって最終的に放射されることができる。第２の光源４３０ｂは、拡散光４０６ｂが複数の指向光ビーム４０６ａと干渉するように生成されないことを保証するために、３Ｄ動作モード中に停止されてもよい。あるいは、２Ｄ動作モードでは、第２の光源４３０ｂが作動され、第２の平面バックライトのライトガイドに光を供給することができる。次に、第２の光源４３０ｂによって供給される光は、２Ｄ動作モード中に拡散光４０６ｂとして第２の平面バックライトのライトガイドから散乱されることができる。
モード切り替え可能バックライト４１０が組み合わされた第１および第２の平面バックライトおよび偏光遮光層を含む２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００の他の実施形態では、第１の光源４３０ａおよび第２の光源４３０ｂは、光学的に結合されることができ、したがって、モード切り替え可能バックライト４１０のライトガイド（すなわち、組み合わされた第１および第２の平面バックライトの共通ライトガイド）に光を供給するように構成されることができる。さらに、第１の光源４３０ａは、第１の偏光（例えば、ＴＭまたはＴＥ）を有する光を供給するように構成されることができ、第２の光源４３０ｂは、第２の偏光（例えば、ＴＥまたはＴＭ）を有する光を供給するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、これらの第１および第２の光源４３０ａ、４３０ｂは、上述したモード切り替え可能バックライト３００の第１および第２の光源１２４ａ、１２４ｂならびにライトガイド１０８と実質的に同様であってもよい。特に、第１および第２の光源４３０ａ、４３０ｂのそれぞれは、各光源によって放射または供給される光を偏光する偏光子を含むことができる。さらに、異なる偏光を供給するように構成された第１および第２の光源４３０ａ、４３０ｂとこれらの実施形態のモード切り替え可能バックライト４１０のライトガイドとの間の接続は、例えば、図３Ａ〜図３Ｂに示されるライトガイド１０８と第１および第２の光源１２４ａ、１２４ｂとの接続と実質的に同様であってもよい。
図４に示されるように、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００は、モード制御回路４４０をさらに備える。モード制御回路４４０は、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００による２Ｄ／３Ｄモード切り替えを選択的に制御するように構成される。特に、モード制御回路４４０は、第１および第２の光源４３０ａ、４３０ｂを切り替えることにより、２Ｄ／３Ｄモード切り替えを選択的に制御することができる。例えば、モード制御回路４４０は、第１の光源４３０ａをオンにし且つ第２の光源４３０ｂをオフにして、３Ｄ動作モードを（またはその最中に）実行するように構成されてもよい。さらに、モード制御回路４４０は、第１の光源４３０ａをオフにし且つ第２の光源４３０ｂをオンにして、２Ｄ動作モードを（またはその最中に）実行するように構成されてもよい。様々な実施形態によれば、第１および第２の光源４３０ａ、４３０ｂの切り替えは、手動で、またはより一般的には、モード制御回路４４０に制御入力を提供することにより切り替えを実行するように構成されたソフトウェアによって制御されることができる。
本明細書に記載の原理の様々な実施形態によれば、バックライト動作の方法が提供される。図５は、本明細書の動作に記載の原理と一致する実施形態にかかる、一例におけるバックライト動作の方法５００のフローチャートを示している。図示されるように、バックライト動作の方法５００は、平面バックライトを使用して散乱光を供給すること５１０を備える。いくつかの実施形態では、平面バックライトは、モード切り替え可能バックライト２００、３００に関して上述した第１の平面バックライト１０２と実質的に同様であってもよい。バックライト動作の方法５００は、平面バックライトからの光を複数の開口を有する遮光層に向けること５２０をさらに備える。いくつかの実施形態では、遮光層は、モード切り替え可能バックライト２００、３００に関して上述した開口１１２を有する遮光層１１０、１１０ａと実質的に同様であってもよい。例えば、遮光層は、反射性遮光層であってもよい。他の例では、遮光層は、偏光遮光層（例えば、反射性または非反射性）であってもよい。
バックライト動作の方法５００は、複数の開口のうちの開口を使用して散乱光から複数の指向光ビームを供給すること５３０をさらに備える。いくつかの実施形態では、５３０において供給される複数の指向光ビームは、本明細書において上述した複数の指向光ビーム１０６ａ、４０６ａと実質的に同様であってもよい。例えば、複数の指向光ビームは、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有する指向光ビームを含むことができる。様々な実施形態によれば、開口のサイズは、バックライトが使用されるディスプレイのライトバルブアレイのライトバルブに匹敵する。例えば、バックライトは、マルチビューディスプレイにおいて使用されるマルチビューバックライトであってもよい。バックライト動作の方法５００のマルチビューバックライトは、例えば、上述したマルチビューバックライト１００、１００’と実質的に同様であってもよい。
いくつかの実施形態（図示せず）では、バックライト動作の方法５００は、２次元（２Ｄ）動作モード中に拡散光を供給することをさらに備える。複数の指向光ビームは、例えば、３次元（３Ｄ）動作モード中に供給されることができる５３０。これらの実施形態では、バックライトは、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトであってもよい。さらに、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトとして、バックライトは、いくつかの実施形態では、上述したモード切り替え可能バックライト２００、３００と実質的に同様であってもよい。特に、いくつかの実施形態では、拡散光は、ディスプレイの遮光層とライトバルブアレイとの間に位置する他の平面バックライトによって供給される。
いくつかの実施形態（例えば、遮光層が偏光遮光層である場合）では、遮光層は、第１の偏光を有する光の透過を遮断または少なくとも実質的に遮断するように構成されることができる。これらの実施形態では、複数の指向光ビームは、遮光層に隣接するライトガイドを第１の偏光にしたがって偏光された光で照明することにより供給される。さらにこれらの実施形態では、遮光層は、第２の偏光を有する光を透過するように構成されてもよい。拡散光は、例えば、ライトガイドを第２の偏光にしたがって偏光された光で照明することにより、２Ｄ動作モード中に供給されることができる。
いくつかの実施形態（図示せず）によれば、バックライト動作の方法５００は、３Ｄ動作モードにおいてライトバルブアレイを使用して複数の指向光ビームのうちの指向光ビームを変調することをさらに備える。変調された指向光ビームは、マルチビュー画像の指向性ピクセルを提供してもよい。特に、いくつかの実施形態によれば、変調された指向光ビームは、上述した２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００の変調光ビーム４０４と実質的に同様であってもよい。さらに、いくつかの実施形態（図示せず）によれば、バックライト動作の方法５００は、２Ｄ動作モードにおいて拡散光を変調して２Ｄ画像のピクセルを提供することをさらに備えることができる。したがって、方法５００のバックライトは、いくつかの実施形態では、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイの２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライト（例えば、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ４００のモード切り替え可能バックライト４１０）であってもよい。
したがって、マルチビューバックライト、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライト、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ、および平面バックライトの表面に隣接する複数の開口を有する遮光層を使用するバックライト動作の方法の例および実施形態が説明された。上述した例は、本明細書に記載の原理を表す多くの特定の例の一部を単に例示するにすぎないことを理解すべきである。明らかに、当業者は、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、多数の他の構成を容易に考案することができる。

Claims (24)

  1. マルチビューバックライトであって、
    散乱光を放射するように構成された平面バックライトと、
    前記平面バックライトの表面に隣接する複数の開口を有する遮光層であって、前記複数の開口のうちの開口が、光の一部が複数の指向光ビームとして前記遮光層を通過することを可能にするように構成された遮光層とを備え、
    開口のサイズが、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のサブピクセルのサイズに匹敵する、マルチビューバックライト。
  2. 前記複数の指向光ビームが、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有する指向光ビームを含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  3. 前記平面バックライトが、
    光源によってガイド光として供給される光を導くように構成されたライトガイドと、
    前記ガイド光の一部を散乱光として前記ライトガイドの外へ散乱するように構成された光抽出機能部とを備える、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  4. 前記遮光層が反射性遮光層である、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  5. 前記開口サイズが、前記サブピクセルサイズの５０パーセントから２００パーセントの間である、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  6. 請求項１に記載のマルチビューバックライトを備えるモード切り替え可能バックライトであって、前記マルチビューバックライトが、３次元（３Ｄ）動作モードにおいて前記複数の指向光ビームを供給するように構成された第１の平面バックライトであり、前記モード切り替え可能バックライトが、２次元（２Ｄ）動作モードにおいて拡散光を供給するように構成された第２の平面バックライトをさらに備える、モード切り替え可能バックライト。
  7. 前記遮光層が、前記第１の平面バックライトと前記第２の平面バックライトとの間に位置し、前記第２の平面バックライトが、前記複数の開口のうちの前記開口と位置合わせされた複数の開口を有し、前記開口が、前記第１の平面バックライトからの前記指向光ビームを前記第２の平面バックライトに通過させるように構成される、請求項６に記載のモード切り替え可能バックライト。
  8. 前記第１の平面バックライトおよび前記第２の平面バックライトが、共通ライトガイドを共有し、前記モード切り替え可能バックライトが、
    前記３Ｄ動作モードにおいて第１の偏光を有する光を前記共通ライトガイドに供給するように構成された第１の光源と、
    前記２Ｄ動作モードにおいて第２の偏光を有する光を前記ライトガイドに供給するように構成された第２の光源とをさらに備え、
    前記遮光層が、前記共通ライトガイドから散乱される前記第２の偏光の光に対して透明であり、前記共通ライトガイドから散乱される前記第１の偏光の光に対する前記開口を除いて不透明であるように構成される、請求項６に記載のモード切り替え可能バックライト。
  9. 前記第１の偏光が横磁気（ＴＭ）であり、前記第２の偏光が横電気（ＴＥ）である、請求項８に記載のモード切り替え可能バックライト。
  10. 請求項１に記載のマルチビューバックライトを備える２次元／３次元（２Ｄ／３Ｄ）モード切り替え可能ディスプレイであって、
    ２次元（２Ｄ）動作モードにおいて拡散光を供給するように構成された平面バックライトであって、前記マルチビューバックライトが、３次元（３Ｄ）動作モードにおいて前記複数の指向光ビームを供給するように構成された、平面バックライトと、
    前記３Ｄ動作モードにおいて前記マルチビューバックライトからの前記複数の指向光ビームを変調して３Ｄ画像を提供し、前記２Ｄ動作モードにおいて前記平面バックライトからの前記拡散光を変調して２Ｄ画像を提供するように構成されたライトバルブのアレイとをさらに備える、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  11. ２次元／３次元（２Ｄ／３Ｄ）モード切り替え可能ディスプレイであって、
    ３次元（３Ｄ）動作モードにおいて複数の指向光ビームを供給し、２次元（２Ｄ）動作モードにおいて拡散光を供給するように構成されたモード切り替え可能バックライトであって、ライトガイドおよび前記ライトガイドの第１の表面に複数の開口を有する遮光層を備え、前記複数の開口の各開口が、前記ライトガイドからの散乱光を受光し、前記３Ｄ動作モードにおいて前記複数の指向光ビームを供給するように構成された、モード切り替え可能バックライトと、
    前記２Ｄ動作モードにおいて前記拡散光を変調し、前記３Ｄ動作モードにおいて前記複数の指向光ビームのうちの指向光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイとを備える、２次元／３次元（２Ｄ／３Ｄ）モード切り替え可能ディスプレイ。
  12. 前記ライトガイドおよび遮光層が、第１の平面バックライトであり、前記モード切り替え可能バックライトが、前記２Ｄ動作モードにおいて前記拡散光を供給するように構成された第２の平面バックライトをさらに備え、前記第２の平面バックライトが、前記ライトバルブアレイと前記遮光層との間に位置し、前記遮光層の前記複数の開口のうちの開口と位置合わせされた複数の開口を有し、前記複数の指向光ビームが前記３Ｄ動作モードにおいて前記第２の平面バックライトを通過することを可能にする、請求項１１に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  13. 前記第２の平面バックライトが、
    光源によってガイド光として供給される光を導くように構成されたライトガイドであって、前記第２の平面バックライトの前記ライトガイドが前記第１の平面バックライトの前記ライトガイドとは別個である、ライトガイドと、
    前記ガイド光の一部を散乱光として前記第２の平面バックライトのライトガイドから散乱するように構成された光抽出機能部と、
    前記散乱光を前記拡散光に変換する光拡散器とを備え、
    光が、前記２Ｄ動作モードにおいて前記光源によって前記第２の平面バックライトのライトガイドに選択的に供給される、請求項１２に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  14. 前記モード切り替え可能バックライトが、
    前記３Ｄ動作モードにおいて第１の偏光を有する光を前記ライトガイドに供給するように構成された第１の光源であって、前記遮光層が、前記ライトガイドから散乱される前記第１の偏光の光に対する前記開口を除いて不透明であるように構成された第１の光源と、
    前記２Ｄモードにおいて第２の偏光を有する光を前記ライトガイドに供給するように構成された第２の光源であって、前記遮光層が、前記ライトガイドから散乱される前記第２の偏光の光に対して透明であるように構成された第２の光源とをさらに備える、請求項１１に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  15. 前記複数の開口のうちの開口のサイズが、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの５０パーセントから２００パーセントの間である、請求項１１に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  16. 前記モード切り替え可能バックライトによって２Ｄ／３Ｄモード切り替えを選択的に制御するように構成されたモード制御回路をさらに備える、請求項１１に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  17. 前記遮光層が反射性遮光層である、請求項１１に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  18. 前記ライトガイドの前記遮光層に隣接する面の反対側の面に反射フィルムをさらに備え、前記反射フィルムが、迷光を反射して前記ライトガイドに戻して前記迷光を再利用するように構成された、請求項１１に記載の２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイ。
  19. バックライト動作の方法であって、
    平面バックライトを使用して散乱光を供給することと、
    前記平面バックライトからの前記散乱光を複数の開口を有する遮光層に向けて導くことと、
    前記複数の開口のうちの開口を使用して前記散乱光から複数の指向光ビームを供給することとを備え、
    前記開口のサイズが、前記バックライトが使用されるディスプレイのライトバルブアレイのライトバルブのサイズに匹敵する、バックライト動作の方法。
  20. 前記複数の指向光ビームが、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有する指向光ビームを含む、請求項１９に記載のバックライト動作の方法。
  21. ２次元（２Ｄ）動作モード中に拡散光を供給し、前記複数の指向光ビームが３次元（３Ｄ）動作モード中に供給されることをさらに備え、
    前記バックライトが２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトである、請求項１９に記載のバックライト動作の方法。
  22. 前記拡散光が、前記遮光層と前記ディスプレイの前記ライトバルブアレイとの間に位置する他の平面バックライトによって供給される、請求項２１に記載のバックライト動作の方法。
  23. 前記遮光層が、前記複数の開口を除き、第１の偏光を有する光の透過を遮断し、第２の偏光を有する光の透過を可能にし、前記複数の指向光ビームが、前記遮光層に隣接する前記平面バックライトのライトガイドを前記第１の偏光にしたがって偏光された光によって照明することにより前記３Ｄ動作モード中に供給され、前記拡散光が、前記第２の偏光にしたがって偏光された光によって前記ライトガイドを照明することにより前記２Ｄ動作モード中に供給される、請求項２１に記載のバックライト動作の方法。
  24. マルチビュー画像の指向性ピクセルを提供するために前記３Ｄ動作モードにおいて前記ライトバルブアレイを使用して前記複数の指向光ビームのうちの指向光ビームを変調し、２Ｄ画像のピクセルを提供するために前記２Ｄ動作モードにおいて前記拡散光を変調することをさらに備え、前記バックライトが、２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能ディスプレイの２Ｄ／３Ｄモード切り替え可能バックライトである、請求項２１に記載のバックライト動作の方法。
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