JP2022516456A - マルチビューディスプレイ、システム、及び動的なカラーサブピクセルの再マッピングを有する方法 - Google Patents

Abstract

マルチビューディスプレイ、システム及び方法は、反復する複数のカラーサブピクセルを有し、マルチビュー画像のビューのカラーピクセルとして指向性光ビームを変調するように構成された複数のマルチビューピクセルとして配列されたライトバルブのアレイと、指向性光ビームを提供するように構成されたマルチビームエミッタのアレイとを含む。カラーサブピクセルの配置に対するマルチビューピクセルの配置は、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供するために、マルチビューディスプレイのユーザの位置に応じてシフトされるように構成される。

Description

関連出願の相互参照
なし

連邦政府資金による研究開発の記載
なし

電子ディスプレイは、多種多様なデバイス及び製品のユーザに情報を伝達するためのほぼユビキタスな媒体である。最も一般的に採用されている電子ディスプレイには、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）及びアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）、並びに電気機械的又は電気流体的光変調（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）を採用する様々なディスプレイが含まれる。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、光を放射するディスプレイ）又はパッシブディスプレイ（すなわち、別の光源によって提供される光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類することができる。アクティブディスプレイの最も明白な例は、ＣＲＴ、ＰＤＰ及びＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤである。放射光を考慮するときに典型的にパッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤ及びＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、本質的に低消費電力を含むがこれに限定されない魅力的な性能特性を示すことが多いが、発光能力がないことを考慮すると、多くの実用的な用途では幾分使用が限定的になる場合がある。

本明細書に記載の原理による実施例及び実施形態の様々な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによってより容易に理解することができ、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する特定の主角度方向を有する光ビームの角度成分のグラフ表示を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイの断面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイの平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例における図２Ｂのマルチビューディスプレイの一部の平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイの一部の平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の実施例における図３Ａのマルチビューディスプレイの一部の平面図を示す。

本明細書に記載の原理の一実施形態による、一実施例における広角バックライトを備えるマルチビューディスプレイの断面図を示す。

本明細書の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイシステムのブロック図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイシステムの動作の方法のフローチャートを示す。

特定の実施例及び実施形態は、上記参照図面に示された特徴に加えて、又はその代わりに他の特徴を有する。これら及び他の特徴は、上記参照図面を参照して以下に詳述される。

本明細書に記載の原理による実施例及び実施形態は、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを採用するマルチビューディスプレイを提供する。本明細書の原理と一致する様々な実施形態では、マルチビューディスプレイが提供される。マルチビューディスプレイは、マルチビューディスプレイのユーザの位置に応じて（as a function of a position of a user）、カラーサブピクセルの配置に対してマルチビューピクセルの配置をシフトするように構成される。いくつかの実施形態によれば、シフトは、マルチビューディスプレイ上のカラーフリンジを軽減することができる動的なカラーサブピクセルのシフト又は再マッピングを提供する。

本明細書では、「二次元ディスプレイ」又は「２Ｄディスプレイ」は、画像が見られる方向にかかわらず（すなわち、２Ｄディスプレイの所定の視野角又は視野範囲内では）実質的に同じ画像のビューを提供するように構成されたディスプレイとして定義される。多くのスマートフォン及びコンピュータモニタに見られる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、２Ｄディスプレイの例である。対照的に、本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向に、又は異なるビュー方向から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又はディスプレイシステムとして定義される。特に、異なるビューは、マルチビュー画像のシーン又はオブジェクトの異なる視点のビューを表すことができる。場合によっては、マルチビューディスプレイは、例えば、マルチビュー画像の２つの異なるビューを同時に見ることで三次元画像（３Ｄ画像）を見るという知覚が提供される場合、三次元（３Ｄ）ディスプレイと呼ばれることもある。

図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示す。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、見られるマルチビュー画像を表示するためのスクリーン１２を備える。マルチビューディスプレイ１０は、スクリーン１２に対して異なるビュー方向１６にマルチビュー画像の異なるビュー１４を提供する。ビュー方向１６は、スクリーン１２から様々な異なる主角度方向に延びる矢印として示されている。異なるビュー１４は、矢印（すなわち、ビュー方向１６を示す）の終端に影付きの多角形ボックスとして示されている。４つのビュー１４及び４つのビュー方向１６のみが示されているが、例示としてであり、限定するものではない。図１Ａでは異なるビュー１４がスクリーンの上方にあるように示されているが、ビュー１４は実際には、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されると、スクリーン１２上又はその近くに現れることに留意されたい。スクリーン１２の上方にビュー１４を描写するのは、説明を簡単にするためだけであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のそれぞれからマルチビューディスプレイ１０を見ることを表すことを意味する。

ビュー方向、すなわち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光ビームは、一般に、本明細書の定義により、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有する。角度成分θは、本明細書では光ビームの「仰角成分」又は「仰角」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と呼ばれる。定義により、仰角θは垂直面内の角度（例えば、マルチビューディスプレイのスクリーンの平面に垂直）であり、方位角φは水平面内の角度（例えば、マルチビューディスプレイのスクリーンの平面に平行）である。

図１Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（例えば、図１Ａのビュー方向１６）に対応する特定の主角度方向を有する光ビーム２０の角度成分｛θ，φ｝のグラフ表示を示す。さらに、光ビーム２０は、本明細書の定義により、特定の点から放射又は発散する。すなわち、定義により、光ビーム２０は、マルチビューディスプレイ内の特定の原点に関連付けられた中心光線を有する。図１Ｂは、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏも示している。

さらに本明細書では、「マルチビュー画像」及び「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、又は複数のビューのビュー間における角度視差を含む複数のビューとして定義される。さらに、本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書の定義により、３つ以上の異なるビュー（すなわち、最低３つのビュー、一般的には４つ以上のビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で採用される「マルチビューディスプレイ」は、シーン又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、マルチビュー画像及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ものの、本明細書の定義により、マルチビュー画像は、マルチビューのうちの２つのみを選択して一度に見る（例えば、１つの眼につき１つのビュー）ことによって、画像の立体ペアとして見る（例えば、マルチビューディスプレイ上で）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の「ビュー」ピクセルを表す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、又はビューピクセルを表す個々のピクセル又はピクセルのセットを有することができる。したがって、本明細書の定義により、「ビューピクセル」は、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のビューに対応するピクセル又はピクセルのセットである。いくつかの実施形態では、ビューピクセルは、１つ又はそれ以上のカラーサブピクセルを含むことができる。さらに、マルチビューピクセルのビューピクセルは、本明細書の定義により、ビューピクセルのそれぞれが異なるビューのうちの対応するビューの所定のビュー方向に関連付けられているという点で、いわゆる「指向性ピクセル」である。さらに、様々な実施例及び実施形態によれば、マルチビューピクセルの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又は少なくとも実質的に同様の配置又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いて｛ｘ１，ｙ１｝に配置された個々のビューピクセルを有することができ、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いて｛ｘ２，ｙ２｝に配置された個々のビューピクセルを有することができ、以下同様である。

いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル内のビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイのビューの数に等しくてもよい。例えば、マルチビューピクセルは、６４個の異なるビューを有するマルチビューディスプレイに関連付けられた６４個のビューピクセルを提供することができる。別の実施例では、マルチビューディスプレイは、ビューの８×４アレイ（すなわち、３２個のビュー）を提供することができ、マルチビューピクセルは、３２個のビューピクセルを含むことができる（すなわち、各ビューに１つのビューピクセル）。さらに、異なるビューピクセルはそれぞれ、例えば、６４個の異なるビューに対応するビュー方向のうちの異なるビュー方向に対応する関連方向（例えば、光ビーム主角度方向）を有することができる。さらに、いくつかの実施形態によれば、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイの各ビューのマルチビューディスプレイビューのビューピクセル（すなわち、選択されたビューを構成するピクセル）の数に実質的に等しくてもよい。例えば、ビューが６４０×４８０個のビューピクセル（すなわち、６４０×４８０のビュー解像度）を含む場合、マルチビューディスプレイは３０７，２００個のマルチビューピクセルを有することができる。別の実施例では、ビューが１００×１００個のピクセルを含む場合、マルチビューディスプレイは合計１万（すなわち、１００×１００＝１０，０００）個のマルチビューピクセルを含むことができる。

本明細書の定義により、「マルチビームエミッタ」は、複数の光ビームを含む光を生成するバックライト又はディスプレイの構造又は要素である。いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタは、バックライトのライトガイドに光学的に結合され、ライトガイド内で導波された光の一部を結合することによって光ビームを提供することができる。そのような実施形態では、マルチビームエミッタは「マルチビーム要素」を備えることができる。他の実施形態では、マルチビームエミッタは、光ビームとして放射される光を生成することができる（すなわち、光源を備えることができる）。さらに、本明細書の定義により、マルチビームエミッタによって生成された複数の光ビームの光ビームは、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義により、複数の光ビームのうちの１つの光ビームは、複数の光ビームのうちの別の光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。さらに、複数の光ビームは、ライトフィールドを表すことができる。例えば、複数の光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に限定されるか、又は複数の光ビームにおける光ビームの異なる主角度方向を含む所定の角度広がりを有することができる。したがって、組み合わせた光ビーム（すなわち、複数の光ビーム）の所定の角度広がりは、ライトフィールドを表すことができる。様々な実施形態によれば、様々な光ビームの異なる主角度方向は、マルチビームエミッタのサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むがこれに限定されない特性によって決定される。いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタは、本明細書の定義により、「拡張点光源」、すなわちマルチビームエミッタの範囲にわたって分布した複数の点光源と見なすことができる。さらに、マルチビームエミッタによって生成された光ビームは、本明細書の定義により、かつ図１Ｂに関して上述したように、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有する。

本明細書では、「ライトガイド」は、内部全反射を使用して構造内に光を導波する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実質的に透過性のコアを含むことができる。「ライトガイド」という用語は、一般に、ライトガイドの誘電体材料とそのライトガイドを取り囲む材料又は媒体との間の界面に光を導波するために全内部反射を採用する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媒体の屈折率よりも大きいことである。いくつかの実施形態では、ライトガイドは、全内部反射をさらに促進するために、前述の屈折率差に加えて、又はその代わりにコーティングを含むことができる。コーティングは、例えば、反射コーティングであってもよい。ライトガイドは、限定はされないが、プレートガイド若しくはスラブガイド及びストリップガイドの一方又は両方を含むいくつかのライトガイドのいずれかであってもよい。

定義により、「広角」放射光は、マルチビュー画像又はマルチビューディスプレイのビューの円錐角よりも大きい円錐角を有する光として定義される。特に、いくつかの実施形態では、広角放射光は、約２０度（例えば、＞±２０°）より大きい円錐角を有することができる。他の実施形態では、広角放射光の円錐角は、約３０度より大きくてもよく（例えば、＞±３０°）、又は約４０度より大きくてもよく（例えば、＞±４０°）、又は５０度より大きくてもよい（例えば、＞±５０°）。例えば、広角放射光の円錐角は、約６０度（例えば、＞±６０°）であってもよい。

いくつかの実施形態では、広角放射光の円錐角は、ＬＣＤコンピュータモニタ、ＬＣＤタブレット、ＬＣＤテレビ、又は広角視野（例えば、約±４０～６５°）を意図した同様のデジタルディスプレイデバイスの視野角とほぼ同じになるように定義することができる。他の実施形態では、広角放射光は、拡散光、実質的に拡散光、無指向性光（すなわち、特定の又は定義された方向性を欠いている）として、又は単一若しくは実質的に均一な方向を有する光として特徴付け又は説明することもできる。

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つ又はそれ以上」という意味を有することが意図されている。例えば、「カラーサブピクセル（a color sub-pixel）」は１つ又はそれ以上のカラーサブピクセルを意味し、したがって、本明細書では「カラーサブピクセル（the color sub-pixel）」は「１つ又はそれ以上のカラーサブピクセル」を意味する。また、本明細書における「上（top）」、「下（bottom）」、「上（upper）」、「下（lower）」、「上（up）」、「下（down）」、「前（front）」、「後（back）」、「第１の（first）」、「第２の（second）」、「左（left）」又は「右（right）」への言及はいずれも、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」という用語は、値に適用される場合、一般に、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するか、又は特に明記しない限り、プラスマイナス１０％、若しくはプラスマイナス５％、若しくはプラスマイナス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「実質的に」という用語は、大部分、又はほとんど全て、又は全て、又は約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書の実施例は、例示のみを意図しており、限定ではなく説明の目的で提示されている。

本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態により、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供するマルチビューディスプレイが提供される。図２Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。図２Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイ１００の平面図を示す。図２Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例における図２Ｂのマルチビューディスプレイ１００の一部の平面図を示す。様々な実施形態によれば、図２Ａ～図２Ｃに示すマルチビューディスプレイ１００は、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを採用して、マルチビューディスプレイ１００によって、又はその上に表示されるマルチビュー画像内の、又はそれに関連するカラーフリンジを軽減することができる。

マルチビューディスプレイ１００は、ライトバルブ１１０のアレイを備える。図２Ａ及び図２Ｂは、図２Ｂの破線で囲まれた、複数のマルチビューピクセル１２０として配列されたライトバルブアレイのライトバルブ１１０も示している。様々な実施形態によれば、ライトバルブアレイは、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェッティングに基づくライトバルブを含むがこれらに限定されない様々な異なるタイプのライトバルブのうちのいずれかを備えることができる。

図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、ライトバルブ１１０のアレイは、マルチビューディスプレイ１００上の、又はそれによって表示されるマルチビュー画像の異なるビューのカラーピクセルとして指向性光ビームを変調するように構成された、反復する複数のカラーサブピクセル１１２を備える。特に、ライトバルブアレイの各ライトバルブ１１０は、複数のカラーサブピクセル１１２を含む。したがって、ライトバルブアレイにわたって、複数のカラーサブピクセル１１２は、複数の反復カラーサブピクセルとして、１つのライトバルブ１１０から隣接するライトバルブ１１０まで反復する。

いくつかの実施形態では、図２Ｃに示すように、ライトバルブ１１０のアレイのライトバルブ１１０は、第１のカラーサブピクセル１１２－１、第２のカラーサブピクセル１１２－２、及び第３のカラーサブピクセル１１２－３を有する複数のカラーサブピクセル１１２を備えることができる。さらに、図２Ｃに示すように、複数のカラーサブピクセル１１２は、ライトバルブアレイの各ライトバルブ１１０中で同じであってもよい。結果として、様々な実施形態によれば、第１、第２、及び第３のカラーサブピクセル１１２－１、１１２－２、１１２－３を有する複数のカラーサブピクセルは、ライトバルブアレイにわたって（例えば、行方向に）反復することができる。

いくつかの実施形態では、複数の反復カラーサブピクセルのカラーサブピクセル１１２は、複数の反復カラーサブピクセルの別のカラーサブピクセルとは異なる色を有するか、又は表すことができる（例えば、各カラーサブピクセル１１２は、異なる色を表す異なるカラーフィルタを含むことができる）。例えば、図２Ｃに示すように、第１のカラーサブピクセル１１２－１は赤色カラーサブピクセル（Ｒ）であってもよく、第２のカラーサブピクセル１１２－２は緑色カラーサブピクセル（Ｇ）であってもよく、第３のカラーサブピクセル１１２－３は青色カラーサブピクセル（Ｂ）であってもよい。複数のカラーサブピクセルがライトバルブ１１０のアレイの行に沿って反復しているので、複数の反復カラーサブピクセルは、限定ではなく例示として図２Ｃに示すように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーサブピクセル１１２の反復セットを含む。いくつかの実施形態によれば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーサブピクセル１１２の反復セットは、マルチビューディスプレイ１００を用いてカラーマルチビュー画像を表示するために使用される赤－緑－青（ＲＧＢ）カラーモデルと一致してもよい。他の非限定的な実施例及び実施形態（図示せず）では、反復する複数のカラーサブピクセル１１２は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）、並びに黄色（Ｙ）のカラーサブピクセル１１２（ＲＧＢＹ）を含む反復セットと、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）、並びに白色（Ｗ）のカラーサブピクセル１１２（ＲＧＢＷ）を含む反復セットとを含むことができるが、これらに限定されない。

図２Ｂに示す（及び上述する）ように、反復する複数のカラーサブピクセル１１２を有するライトバルブアレイは、マルチビューディスプレイ１００の複数のマルチビューピクセル１２０として配列される。複数のマルチビューピクセル１２０の各マルチビューピクセルは、反復する複数のカラーサブピクセル１１２の異なるサブセットを備える。各マルチビューピクセル１２０は、マルチビューディスプレイ１００の異なるビューのカラーピクセルとして指向性光ビームを変調するように構成される。変調された光ビームは、マルチビューディスプレイ１００のカラーピクセル内の複数のカラーサブピクセルのうちのカラーサブピクセル１１２のそれぞれの異なる色を表す。さらに、様々な実施形態によれば、複数のマルチビューピクセルのうちの各マルチビューピクセル１２０内の個々のライトバルブ１１０は、マルチビュー画像、すなわちマルチビューディスプレイ１００の異なるビューのうちの異なるものを表す。

限定ではなく例示として、図２Ｂ～図２Ｃに示すマルチビューディスプレイ１００は、異なるビューの４×４配列を表すマルチビューピクセル１２０を含む。すなわち、図示のマルチビューディスプレイ１００は、完全視差モードで１６個の異なるビューを提供するように構成されたマルチビューピクセル１２０を有する。したがって、複数のマルチビューピクセル１２０のそれぞれは、１６個のライトバルブ１１０を含み、各ライトバルブは、図示のように３つのカラーサブピクセル１１２を備える。特に、図示のように、各ライトバルブ１１０は、赤色（Ｒ）カラーサブピクセル１１２、緑色（Ｇ）カラーサブピクセル１１２、及び青色（Ｂ）カラーサブピクセル１１２を含む３つの連続したカラーサブピクセル１１２のセットを備える。いくつかの実施形態によれば、複数のマルチビューピクセル１２０は、マルチビューピクセル１２０の行及び列に（例えば、図示のように）配列することができる。

様々な実施形態によれば、ライトバルブアレイのカラーサブピクセル１１２の配置に対する、複数のマルチビューピクセルのうちのマルチビューピクセル１２０の配置は、マルチビューディスプレイ１００のユーザ１０１の位置に応じてシフトされるように構成される。シフトは、マルチビューディスプレイ１００のマルチビューピクセル１２０の、又はそれに関する動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供することができる。いくつかの実施形態によれば、動的なカラーサブピクセルの再マッピングは、シフトを決定するために使用される位置からユーザ１０１がマルチビュー画像を見るときに、マルチビューディスプレイ１００に表示されるマルチビュー画像内のカラーフリンジを軽減することができる。

図３Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイ１００の一部の平面図を示す。図３Ａに示されるように、マルチビューピクセル１２０は、マルチビューピクセル１２０の左上隅の赤色（Ｒ）カラーサブピクセル１１２から右下隅の青色（Ｂ）カラーサブピクセル１１２まで及ぶ。さらに、図示のように、第１のビューＶ１は、左上隅の３つのカラーサブピクセル１１２の第１のセット（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応することができ、第２のビューＶ２は、第１のセットの右に隣接する３つのカラーサブピクセル１１２の第２のセット（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応することができ、第３のビューＶ３は、第２のセットの右に隣接する３つのカラーサブピクセル１１２の第３のセット（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応することができる。

ユーザ１０１がビューＶ２を中心とする配置からマルチビューディスプレイ１００を見ると、ユーザ１０１はカラーフリンジのないマルチビュー画像を体験する。すなわち、ビューＶ１、Ｖ２、Ｖ３は、反復する複数のカラーサブピクセル１１２に沿って、すなわち、列に沿ってユーザ１０１の配置がビューＶ２を中心としている場合に、カラーバランスが整えられている。図３Ａでは、矢印は、マルチビューディスプレイ１００を見ているユーザ１０１の視線を示している。したがって、ユーザ１０１の視線は、マルチビューピクセル１２０のビューＶ２（又はカラーサブピクセル１１２の第２のセット）の中心と位置合わせされる。ユーザ１０１がビューＶ２（又はマルチビューピクセル１２０）の中心と位置合わせされているので、ユーザ１０１は、ビューＶ２の、又はより一般的にはマルチビュー画像のカラーバランスのとれたビューを体験する。しかしながら、ユーザ１０１がわずかに右又は左に移動した場合、ユーザ１０１は、カラーバランスを欠いているか、又はカラーフリンジを含むマルチビュー画像を体験する可能性がある。例えば、ユーザ１０１によって見られた際に、ビューＶ２は青みがかったアーチファクトを含む可能性があり、ビューＶ３は赤いゴースト又はアーチファクトを含む可能性がある。

図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の実施例における図３Ａのマルチビューディスプレイ１００の一部の平面図を示す。特に、マルチビューディスプレイ１００は、図３Ａに示すのと同じマルチビューディスプレイ１００である。しかしながら、図３Ｂは、右にある新しい配置にいるユーザ１０１を示すしており、その結果、ユーザ１０１がビューＶ２の観察を続けている間、ユーザの視線はユーザと共に移動しており、図３Ａに元々示されているように、ビューＶ２又はマルチビューピクセル１２０の中心から外れたカラーサブピクセル１１２と位置合わせされる。ユーザ１０１の視線が中心から外れているため、図３Ａの元のマルチビューピクセル１２０が使用される場合、マルチビュー画像はカラーバランスを欠いている可能性がある。

しかしながら、図３Ｂは、新しいユーザ配置に応じてカラーサブピクセル１１２に対してシフトされた配置を有するマルチビューピクセル１２０’を示している。したがって、マルチビューピクセル１２０’は、マルチビューピクセル１２０’が（ビューＶ１の）左上隅の緑色（Ｇ）カラーサブピクセル１１２から、マルチビューピクセル１２０’の（ビュー「９」の）右下隅の赤色（Ｒ）カラーサブピクセル１１２に及ぶように、新しい配置にシフトされる。さらに、シフト後、図３Ｂに示すように、第１のビューＶ１は、左上隅の３つのカラーサブピクセル１１２の第１のセット（Ｇ，Ｂ，Ｒ）に対応し、第２のビューＶ２は、第１のセットの右に隣接する３つのカラーサブピクセル１１２の第２のセット（Ｇ，Ｂ，Ｒ）に対応し、第３のビューＶ３は、第２のセットの右に隣接する３つのカラーサブピクセル１１２の第３のセット（Ｇ，Ｂ，Ｒ）に対応する。３つのビューＶ１、Ｖ２、Ｖ３のそれぞれは、依然として全てのカラーサブピクセル１１２を有するが、カラーバランスは、ライトバルブアレイのカラーサブピクセル１１２に対するマルチビューピクセル１２０のシフトによって復元される。図３Ａと同様に、矢印は、図３Ｂのマルチビューディスプレイ１００を見ているユーザ１０１の視線を示す。

いくつかの実施形態によれば、マルチビューピクセル配置のシフト距離は、複数の反復カラーサブピクセルのうちの１つのカラーサブピクセル１１２のサイズの整数倍であってもよい。例えば、図３Ｂでは、マルチビューピクセル１２０’は、ユーザ１０１の配置の移動に応答して、移動前の図３Ａのマルチビューピクセル１２０の位置と比較して、反復する複数のカラーサブピクセル１１２の行方向に１つのカラーサブピクセル１１２の幅だけシフトされる。他の実施形態（図示せず）では、シフト距離は、例えば、カラーサブピクセル１１２の２つ分の幅、３つ分の幅などになってもよい。その結果、マルチビューピクセル１２０は、マルチビューピクセル１２０の中心、より具体的にはビューＶ２に対応するカラーサブピクセル１１２の第２のセットの中心にユーザ１０１の視線を再配置するために、反復する複数のカラーサブピクセル１１２の異なるセットのカラーサブピクセル１１２に再マッピングされる。その際、図３Ａのマルチビューピクセル１２０と比較して、カラーサブピクセル１１２の異なるセットが、図３Ｂのマルチビューピクセル１２０’を形成する。したがって、図３Ａのマルチビューピクセル１２０が、反復する複数のカラーサブピクセル１１２の第１の行に沿って赤色（Ｒ）カラーサブピクセル１１２から青色（Ｂ）カラーサブピクセル１１２まで及んでいるのに対して、図３Ｂに示すマルチビューピクセル１２０’は、同じ反復する複数のカラーサブピクセル１１２に沿って緑色（Ｇ）カラーサブピクセル１１２から赤色（Ｒ）カラーサブピクセル１１２まで及んでいる。これに対応して、マルチビューピクセル１２０のビューＶ２は、図３Ａのカラーサブピクセル１１２のセット（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から図３Ａのカラーサブピクセル１１２の異なるセット（Ｇ Ｂ，Ｒ）にシフトされ、再度ビューＶ２をユーザ１０１の視線の中心に配置する。マルチビューピクセル１２０’内の他の全てのビューは、シフトによって、反復する複数のカラーサブピクセル１１２に沿って同じ方向に同様にシフトされる。さらに、シフトは、図３Ａ～図３Ｂに示すように、ライトバルブアレイの行方向である。

様々な実施形態によれば、ユーザ１０１による配置の変化に応じたマルチビューピクセル１２０、１２０’のシフトは、マルチビューディスプレイ１００がアクティブで、マルチビュー画像を表示している間に実行することができる。したがって、マルチビューピクセル配置のシフトと共に実行されるカラーサブピクセル１１２の再マッピングは、動的に達成することができる。したがって、本明細書では、動的なサブピクセルの再マッピングは、マルチビューディスプレイ１００がアクティブである間に、少なくとも１つのカラーサブピクセル１１２の異なるマルチビューピクセル１２０への再割り当てとして定義される。マルチビューディスプレイ１００の動的なカラーサブピクセルの再マッピングは、マルチビュー画像のカラーピクセルに関連するカラーフリンジを軽減するように構成される。特に、マルチビューピクセル１２０のシフトは、ユーザ１０１の位置及び視点に応じて、ピクセル内の特定の色を他の色よりも強調することができる、異なる色の指向性光ビーム１０２間の不均一な重なりを最小限に抑えるのに役立つ。

再び図２Ａ～図２Ｃを参照すると、図示のマルチビューディスプレイ１００は、マルチビームエミッタ１３０のアレイをさらに備える。マルチビームエミッタ１３０は、ライトバルブアレイの複数のカラーサブピクセル１１２によって変調された指向性光ビーム１０２を提供するように構成される。指向性光ビーム１０２は、マルチビューディスプレイ１００のそれぞれの異なるビュー方向、すなわちマルチビューディスプレイ１００上又はそれによって表示されるマルチビュー画像の異なるビューに対応する主角度方向を有することができる。特に、図２Ａは、指向性光ビーム１０２を、ライトバルブアレイに向かう方向にマルチビームエミッタ１３０から向かうように描写された複数の分岐矢印として示している。

いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタ１３０のサイズは、マルチビューディスプレイ１００のライトバルブ１１０のサイズと同程度である。本明細書では、「サイズ」は、長さ、幅、又は面積を含むがこれらに限定はされない様々な方式のいずれかで定義することができる。例えば、ライトバルブ１１０のサイズはその長さであってもよく、マルチビームエミッタ１３０の同程度のサイズもマルチビームエミッタ１３０の長さであってもよい。別の実施例では、サイズは、面積を指してもよく、その結果、マルチビームエミッタ１３０の面積はライトバルブ１１０の面積と同程度であってもよい。いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタ１３０のサイズは、マルチビームエミッタのサイズがライトバルブのサイズの約５０％～約２００％になるように、ライトバルブのサイズと同程度である。

いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ１００は、例えば図示のように、ライトガイド１４０を備えることができる。ライトガイド１４０は、導波光１０４（すなわち、導波光ビーム１０４）としてライトガイドの長さに沿って光を導波するように構成される。例えば、ライトガイド１４０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、誘電体光導波路を取り囲む媒体の第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１４０の１つ又はそれ以上の導波モードに従って、導波光１０４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１４０は、光透過性誘電体材料の、延長された実質的に平坦なシートを含む光導波路（すなわち、導光板）のスラブ又はプレートであってもよい。誘電材料の実質的に平坦なシートは、全内部反射を使用して導波光１０４を導波するように構成される。様々な実施例によれば、ライトガイド１４０の光透過性材料は、様々なタイプのガラス（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）及び実質的に光透過性であるプラスチック又はポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）又は「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）のうちの１つ又は複数を含むがこれらに限定されない様々な誘電体材料のいずれかを含む、又はそれらから作製されてもよい。いくつかの実施例では、ライトガイド１４０は、ライトガイド１４０の表面（例えば、第１の表面及び第２の表面の一方又は両方）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。いくつかの実施例によれば、クラッド層は、全内部反射をさらに促進するために使用することができる。

さらに、いくつかの実施形態によれば、ライトガイド１４０は、ライトガイド１４０の第１の表面１４０’（例えば、前面又は上面又は側面）と第２の表面１４０’’（例えば、背面又は底面又は側面）との間の非ゼロの伝播角度での全内部反射に従って導波光１０４を導波するように構成されている。特に、導波光１０４は、ライトガイド１４０の第１の表面１４０’と第２の表面１４０’’との間で、非ゼロの伝播角度で反射又は「跳ね返る」ことによって伝播する。いくつかの実施形態では、導波光１０４は、互いに異なる色の光を有し、異なる色固有の非ゼロの伝播角度のそれぞれでライトガイド１４０によって導波される複数の導波光ビームを含む。説明を簡単にするために、非ゼロの伝播角度は図２Ａ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を示す太い矢印は、図２Ａのライトガイド長に沿った導波光１０４の一般的な伝播方向を示す。

いくつかの実施形態によれば、アレイのマルチビームエミッタ１３０は、例えば、図２Ａに示すように、ライトガイド１４０の第１の表面１４０’に又はそれに隣接して配置することができる。他の実施形態（図示せず）では、複数のマルチビームエミッタ１３０は、ライトガイド１４０の第２の表面１４０’’上に配置することができる。さらに他の実施形態（図示せず）では、複数のマルチビームエミッタ１３０は、ライトガイド１４０の内側において、第１の表面１４０’と第２の表面１４０’’との間に配置することができる。さらに、さらに他の実施形態（図示せず）では、ライトガイド１４０は、別の基板（例えば、非ライトガイド基板）に置き換えることができる。

いくつかの実施形態（例えば、図２Ａのようにライトガイド１４０を採用する実施形態）では、マルチビューディスプレイ１００のマルチビームエミッタ１３０は、マルチビーム要素１３０’を備えることができる。マルチビューディスプレイ１００のマルチビーム要素１３０’は、ライトガイド１４０からの光を散乱させ、マルチビュー画像のビュー方向に対応する主角度方向を有する複数の指向性光ビームとするように構成される。様々な実施形態によれば、マルチビーム要素１３０’は、導波光１０４の一部を散乱させるように構成された複数の異なる構造のいずれかを備えることができる。例えば、異なる構造は、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、又はそれらの様々な組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を備えるマルチビーム要素１３０’は、導波光部分を回折的に散乱させ、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームとするように構成される。他の実施形態では、マイクロ反射要素を備えるマルチビーム要素１３０’は、導波光部分を反射的に散乱させ、複数の指向性光ビームとするように構成されるか、又はマイクロ屈折要素を備えるマルチビーム要素１３０’は、屈折によって又は屈折を使用（すなわち、導波光部分を屈折的に散乱させる）して導波光部分を散乱させ、複数の指向性光ビームとするように構成される。

さらに、ライトガイド１４０を採用する実施形態では、マルチビューディスプレイ１００は、ライトガイド１４０内に導波される光を提供するように構成された光源１５０をさらに備えることができる。特に、光源１５０は、ライトガイド１４０の入射面又は端部（入力端）に隣接して配置することができる。様々な実施形態では、光源１５０は、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザ（例えば、レーザダイオード）を含むがこれらに限定されない実質的に任意の光源（例えば、光エミッタ）を備えることができる。いくつかの実施形態では、光源１５０は、特定の色で示される狭帯域スペクトルを有する実質的に単色の光を生成するように構成された光エミッタを備えることができる。特に、単色光の色は、特定の色空間又は色モデル（例えば、赤－緑－青（ＲＧＢ）カラーモデル）の原色であってもよい。他の実施例では、光源１５０は、実質的に広帯域又は多色の光を提供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１５０は、白色光を提供することができる。いくつかの実施形態では、光源１５０は、異なる色の光を提供するように構成された複数の異なる光エミッタを備えることができる。異なる光エミッタは、異なる色の光のそれぞれに対応する導波光の異なる、色固有で非ゼロの伝播角度を有する光を提供するように構成することができる。

いくつかの実施形態では、導波光１０４はコリメートされてもよい。すなわち、コリメート光ビーム（例えば、以下に記載するように、コリメータによって提供される）であってもよい。本明細書では、「コリメート光」又は「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の所定の又は定義された角度広がりに実質的に限定される光ビーム（例えば、導波光１０４）として定義される。さらに、コリメートされた光ビームから発散又は散乱される光線は、本明細書の定義により、コリメートされた光ビームの一部とは見なされない。さらに、様々な実施形態において、導波光１０４は、コリメーション係数σに従って、又はコリメーション係数σを有するようにコリメートすることができる。

他の実施形態（図示せず）では、マルチビームエミッタ１３０は、アクティブエミッタ、限定はされないが、例えばマイクロ発光ダイオード及びマイクロ有機発光ダイオードを備えることができる。これらの実施形態では、ライトガイド及び光源は省略することができる。代わりに、ライトガイド１４０は、上述したように、マルチビームエミッタ１３０を支持して電力を供給するための基板に置き換えることができる。

いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ１００は、ライトガイド１４０に隣接する広角バックライト１６０をさらに備える。図４は、本明細書に記載の原理の一実施形態による、一実施例における広角バックライト１６０を備えるマルチビューディスプレイ１００の断面図を示す。広角バックライト１６０は、ライトバルブアレイに隣接するライトガイド１４０の側面の反対側にある。図示の実施形態では、広角バックライト１６０は、ライトガイド１４０の底面１４０’’に隣接している。広角バックライト１６０は、広角光１１６を提供又は放射するように構成される。

ライトガイド１４０及びマルチビーム要素１３０’のアレイは、隣接する広角バックライト１６０から放射された広角光１６２に対して光透過性であるように構成することができる。したがって、広角光１６２は、広角バックライト１６０から、ライトガイド１４０の厚さを通過して放射することができる。したがって、広角バックライト１６０からの広角光１６２は、ライトガイド１４０の底面１４０’’を通過して受光され、ライトガイド１４０の厚さを通過して透過され、ライトバルブ１１０のアレイから放射される。ライトガイド１４０が広角光１６２に対して光透過性であるため、広角光１６２は、ライトガイド１４０の影響を実質的に受けない。

図４のマルチビューディスプレイ１００は、二次元（２Ｄ）モード又はマルチビューモード（ＭＵＬＴＩＶＩＥＷ）で選択的に動作することができる。２Ｄモードでは、マルチビューディスプレイ１００は、広角バックライト１６０によって提供される広角光１６２を放射するように構成される。マルチビューモードでは、マルチビューディスプレイ１００は、前述のように、指向性光ビーム１０２を放射するように構成される。ライトガイド１４０と広角バックライト１６０との組み合わせは、例えば、デュアル（２Ｄ／３Ｄ）ディスプレイで使用することができる。

いくつかの実施形態（図示せず）では、マルチビューディスプレイシステムの一部として、マルチビューディスプレイ１００と共にユーザトラッカーを採用することができる。様々な実施形態によれば、ユーザトラッカーは、マルチビューディスプレイ１００に対するユーザ１０１の配置又は位置を追跡してユーザ位置を提供するように構成される。特に、ユーザトラッカーは、マルチビューディスプレイ１００の前方の領域、すなわち、マルチビューディスプレイ１００の発光面又は画像ビュースクリーンに隣接する領域内のユーザ１０１の（例えば、ユーザの頭部の）位置を追跡するように構成することができる。

様々な実施形態によれば、ユーザ追跡（すなわち、ユーザの位置の追跡）を提供する様々なデバイス、システム、及び回路のいずれかを、マルチビューディスプレイシステムのユーザトラッカーとして採用することができる。したがって、ユーザトラッカーは、位置センサを備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、位置センサを備えるユーザトラッカーは、マルチビューディスプレイ１００のスクリーンに対するユーザの画像をキャプチャするように構成されたカメラを備えることができる。さらに、ユーザトラッカーは、マルチビューディスプレイ１００のスクリーンに対するキャプチャ画像内のユーザの位置を決定するように構成された画像プロセッサ（又は画像プロセッサとしてプログラムされた汎用コンピュータ）を備えることができる。マルチビューディスプレイ１００のスクリーンに対するユーザ位置は、画像プロセッサによって、例えば、画像認識又はパターンマッチングを含むがこれらに限定されない様々な技術を使用して、キャプチャ画像から決定することができる。さらに、ユーザトラッカーは、モーションセンサを備えることができる。モーションセンサを備えるユーザトラッカーは、ハードウェアベースのモーションセンサ及びソフトウェアベースのモーションセンサの一方又は両方を備えることができる。ハードウェアベースのモーションセンサは、例えば、ジャイロスコープ、加速度計、磁力計、又は地磁気センサを含むことができる。ソフトウェアベースのセンサは、重力センサ、線形加速度センサ、回転ベクトルセンサ、及びステップ検出器（例えば、「移動」センサ、ステップカウンタなど）のうちの１つ又は複数を含むことができる。ハードウェアベース及びソフトウェアベースのモーションセンサは、マルチビューディスプレイ１００の相対的な動きを追跡するように構成される。マルチビューディスプレイ１００に対するユーザの動きを使用して、マルチビューディスプレイ１００に関するユーザの位置を推測することができる。いくつかの実施形態では、ユーザトラッカーは、位置センサ及びモーションセンサの両方を備えることができる。

本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態により、マルチビューディスプレイシステム２００が提供される。図５は、本明細書の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイシステム２００のブロック図を示す。マルチビューディスプレイシステム２００は、マルチビームバックライト２１０を備える。マルチビームバックライト２１０は、マルチビューディスプレイのそれぞれのビュー方向に対応する主角度方向を有する複数の指向性光ビーム２０２として放射光を提供するように構成される。マルチビームバックライト２１０は、２つの実質的に平行で対向する平面（すなわち、上面及び底面）を含む基板の「スラブ」又は実質的に平坦なブロックとして成形することができる。

マルチビューディスプレイシステム２００は、反復する複数のカラーサブピクセルを有するライトバルブ２２０のアレイをさらに備える。アレイのライトバルブは、前述のマルチビューディスプレイ１００のライトバルブ１１０と実質的に同様である。したがって、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０として、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェッティングに基づくライトバルブのうちの１つ又は複数を含むがこれらに限定されない、異なるタイプのライトバルブを採用することができる。いくつかの実施形態では、反復する複数のカラーサブピクセルの各カラーサブピクセルは、異なる色を有する。例えば、反復する複数のカラーサブピクセルは、ライトバルブ２２０のアレイの行に沿って順に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーサブピクセル（ＲＧＢ）の反復セットから成ることができる。他の実施形態では、反復する複数のカラーサブピクセルは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び黄色（Ｙ）のカラーサブピクセル（ＲＧＢＹ）の反復セットを含むことができる。さらに別の実施形態では、反復セットは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）のピクセル（ＲＧＢＷ）を含むことができる。ライトバルブアレイのライトバルブ２２０は、マルチビュー画像のビューのカラーピクセルとして指向性光ビーム２０２を変調するように構成されたマルチビューピクセル２２２として配列される。

マルチビューディスプレイシステム２００は、マルチビューディスプレイに対するユーザの位置を追跡するように構成されたユーザトラッカー２３０をさらに備える。ユーザトラッカー２３０は、位置センサを備えることができる。例えば、モーションセンサを備えるユーザトラッカーは、マルチビューディスプレイシステム２００のスクリーンに対するユーザの画像をキャプチャするためのカメラを備えることができる。モーションセンサを備えるユーザトラッカー２３０は、マルチビューディスプレイシステム２００のスクリーンに対するキャプチャ画像内のユーザの位置を決定するように構成されたプロセッサをさらに備えることができる。したがって、マルチビューディスプレイシステム２００のスクリーンに対するユーザの位置は、キャプチャ画像から決定することができる。さらに、ユーザトラッカー２３０は、マルチビューディスプレイシステム２００の相対的な動きを追跡するように構成されたモーションセンサを備えることができる。マルチビューディスプレイシステム２００に対するユーザの動きを使用して、マルチビューディスプレイシステム２００に関するユーザの位置を推測することができる。いくつかの実施形態では、ユーザトラッカー２３０は、位置センサ及びモーションセンサの両方を備えることができる。いくつかの実施形態では、ユーザトラッカー２３０は、マルチビューディスプレイ１００に関して上述したユーザトラッカー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、ライトバルブアレイのカラーサブピクセルの配置に対するマルチビューピクセル２２２の配置は、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供するために、追跡されたユーザ位置に応じてシフトされるように構成される。いくつかの実施形態では、動的なカラーサブピクセルの再マッピングは、例えば、図３Ａ及び図３Ｂに図示及び記載されるように、上述のマルチビューディスプレイ１００の動的なカラーサブピクセルの再マッピングと実質的に同様であってもよい。特に、ユーザがマルチビューディスプレイシステム２００に対して所定の位置に移動するのに応答して、１つ又はそれ以上のマルチビューピクセル２２２は、ライトバルブ２２０のアレイの反復する複数のカラーサブピクセルの異なるカラーサブピクセルのセットに再マッピングすることができる。シフトは、マルチビューディスプレイシステム２００の全てのマルチビューピクセル２２２に対して複製することができ、例えば図３Ａ～図３Ｂのように、カラーサブピクセルの異なるセットが各マルチビューピクセル２２２を形成する。様々な実施例では、マルチビューピクセル２２２は、ユーザ位置と位置合わせされたビューのカラーバランスを維持するために、追跡されたユーザの位置に追従するように複数のカラーサブピクセルの方向にシフトされる。

いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル配置のシフト距離は、複数のカラーサブピクセルのうちの１つのカラーサブピクセルのサイズの整数倍である。例えば、マルチビューピクセル２２２は、例えば図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ライトバルブアレイのカラーサブピクセルのうちの１つの幅にほぼ等しい距離だけシフトすることができる。他の実施形態では、シフト距離は、例えば、カラーサブピクセル幅の２倍、カラーサブピクセル幅の３倍などにほぼ等しくてもよい。

いくつかの実施形態では、マルチビームバックライト２１０は、マルチビームバックライトにわたって分布した複数のマルチビームエミッタ２１２を備える。複数のマルチビームエミッタ２１２は、マルチビューディスプレイ１００に関して上述したマルチビームエミッタ１３０と実質的に同様であってもよい。特に、複数のマルチビームエミッタのうちのマルチビームエミッタ２１２は、マルチビューディスプレイシステム２００によって放射された複数の光の指向性光ビームのうちの指向性光ビーム２０２を提供するように構成される。様々な実施形態によれば、複数のマルチビームエミッタ２１２は、マルチビームバックライト２１０の表面上又はその内部に配置することができる。

いくつかの実施形態（図示せず）では、マルチビームバックライト２１０は、ライトガイドをさらに備える。ライトガイドは、ライトガイドの長さに沿って、伝播方向の光を導波光として導波するように構成される。いくつかの実施形態では、ライトガイドは、上述のマルチビューディスプレイ１００のライトガイド１４０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、ライトガイドは、全内部反射を使用して導波光を導波するように構成することができる。さらに、導波光は、ライトガイドによって、又はライトガイド内で非ゼロの伝播角度で導波することができる。いくつかの実施形態では、導波光はコリメートされてもよく、又はコリメート光ビームであってもよい。特に、様々な実施形態において、導波光は、コリメーション係数σに従って、又はコリメーション係数σを有するようにコリメートすることができる。

いくつかの実施形態では、複数のマルチビームエミッタ２１２のうちのマルチビームエミッタは、マルチビーム要素を備える。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、上述のマルチビーム要素１３０’と実質的に同様であってもよい。マルチビーム要素は、マルチビューディスプレイシステム２００の指向性光ビーム２０２として導波光の一部を散乱させるように構成される。様々な実施形態によれば、マルチビーム要素は、ライトガイドの表面上又はその内部に配置することができる。

いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタ２１２又は要素のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０のサイズと同程度である。いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタ又は要素のサイズは、マルチビーム要素のサイズがライトバルブのサイズの約５０％～約２００％になるように、ライトバルブのサイズと同程度である。

いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、導波光の一部を散乱させるように構成された複数の異なる構造のいずれかを備えることができる。例えば、異なる構造は、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、又はそれらの様々な組み合わせを含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を備えるマルチビーム要素は、導波光部分を回折的に散乱させ、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームとするように構成される。他の実施形態では、マイクロ反射要素を備えるマルチビーム要素は、複数の指向性光ビームとして導波光部分を反射的に散乱させるように構成されるか、又はマイクロ屈折要素を含むマルチビーム要素は、屈折によって、若しくは屈折を使用して導波光部分を散乱させ（すなわち、導波光部分を屈折的に散乱させる）、複数の指向性光ビームとするように構成される。

本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、マルチビューディスプレイシステムの動作の方法３００が提供される。図６は、本明細書に記載される原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイシステムの動作の方法３００のフローチャートを示す。マルチビューディスプレイシステムの動作の方法３００は、反復する複数のカラーサブピクセルを有するライトバルブのアレイを使用して指向性光ビームを変調するステップ３１０を含む。ライトバルブのアレイは、マルチビューディスプレイ１００に関して上述したライトバルブ１１０のアレイと実質的に同様であってもよい。したがって、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、及びエレクトロウェッティングに基づくライトバルブのうちの１つ又は複数を含むがこれらに限定されない、様々なタイプのライトバルブを、ライトバルブアレイのライトバルブとして採用することができる。いくつかの実施形態では、反復する複数のカラーサブピクセルの各カラーサブピクセルは、異なる色を有する。例えば、反復する複数のカラーサブピクセルは、ライトバルブのアレイの行に沿って順に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）のカラーサブピクセル（ＲＧＢ）の反復セットから成ることができる。様々な実施形態によれば、反復する複数のカラーサブピクセルは、マルチビュー画像のビューのカラーピクセルを提供するために複数のマルチビューピクセルとして配列される。

方法３００は、ユーザ追跡モジュールを用いてマルチビューディスプレイシステムに対するユーザの位置を追跡し、追跡されたユーザの位置を提供する、追跡するステップ３２０をさらに含む。いくつかの実施形態では、ユーザ追跡モジュールは、上述のマルチビューディスプレイシステム２００のユーザトラッカー２３０と実質的に同様であってもよい。例えば、ユーザ追跡モジュールは、マルチビューディスプレイシステムに対するユーザの位置を提供するように構成された位置センサを備えることができる。さらに、ユーザ追跡モジュールは、マルチビューディスプレイの相対的な動きを追跡するように構成されたモーションセンサを備えることができる。マルチビューディスプレイシステムに対するユーザの動きを使用して、例えば、マルチビューディスプレイシステムに関するユーザの位置を推測することができる。いくつかの実施形態では、ユーザ追跡モジュールは、位置センサ及びモーションセンサの両方を備えることができる。

図６に示すように、方法３００は、追跡されたユーザ位置に応じて、ライトバルブアレイのカラーサブピクセルの配置に対して複数のマルチビューピクセルのマルチビューピクセルの配置をシフトして動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供し、マルチビューディスプレイを見ているときにユーザが知覚するカラーフリンジを軽減する、シフトするステップ３３０をさらに含む。いくつかの実施形態では、シフトするステップ３３０は、マルチビューディスプレイ１００又はマルチビューディスプレイシステム２００のいずれかに関して前述したシフトと実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、シフトするステップ３３０では、カラーサブピクセルの行方向に１つのカラーサブピクセルのサイズの整数倍だけマルチビューピクセルの配置を変更する。

いくつかの実施形態では、方法３００は、マルチビームエミッタのアレイを使用して指向性光ビームを放射するステップをさらに含む。アレイのマルチビームエミッタは、上述したように、マルチビューディスプレイ１００のマルチビームエミッタ１３０と実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、指向性光ビームを放射するステップは、ライトガイド内の光を導波光として導波するステップを含む。ライトガイドは、マルチビューディスプレイ１００のライトガイド１４０と実質的に同様であってもよく、光は、ライトガイドの対向する内面間において非ゼロの伝播角度で導波することができる。いくつかの実施形態では、マルチビームエミッタアレイのマルチビームエミッタは、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素であってもよく、各マルチビーム要素は、マルチビームエミッタアレイの異なるマルチビームエミッタに対応する。マルチビームエミッタアレイがマルチビーム要素のアレイである場合、マルチビームエミッタのアレイを使用して指向性光ビームを放射することは、指向性光ビームを提供するためにマルチビーム要素アレイのマルチビーム要素を使用してライトガイドからの導波光の一部を散乱させることをさらに含むことができる。マルチビーム要素は、マルチビューディスプレイ１００のマルチビーム要素１４０’と実質的に同様であってもよい。さらに、マルチビームエミッタ又はマルチビーム要素は、ライトバルブアレイのライトバルブのサイズと同程度のサイズを有することができる。例えば、マルチビームエミッタ又はマルチビーム要素のサイズは、マルチビーム要素のサイズがライトバルブのサイズの約５０％～約２００％になるように、ライトバルブのサイズと同程度とすることができる。

いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイシステムに対するユーザの位置を追跡するステップは、モーションセンサを使用してマルチビューディスプレイシステムの相対的な動きを監視し、相対的な動きからユーザの位置を推測するステップを含む。いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイシステムに対するユーザの位置を追跡するステップは、位置センサを用いてユーザの位置を追跡するステップを含む。いくつかの実施形態では、ユーザ位置を追跡するステップは、モーションセンサを使用して相対的な動きを監視するステップ、及び位置センサを使用してユーザ位置を追跡するステップの両方を含む。様々な実施形態によれば、モーションセンサは、ジャイロスコープ及び加速度計の一方又は両方を備えることができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、位置センサは、静電容量センサ、カメラ、及び飛行時間センサのうちの１つ又は複数を含むことができるが、これらに限定されない。

したがって、動的なカラーサブピクセルのマッピングを提供するために、反復する複数のカラーサブピクセルに対してシフトされるように構成されたマルチビューピクセルを有するマルチビューディスプレイ、マルチビューディスプレイシステム、及びマルチビューディスプレイシステムの動作の方法の実施例並びに実施形態が記載される。上述の実施例は、本明細書に記載の原理を表す多くの特定の実施例のいくつかの単なる例示であることを理解されたい。明らかに、当業者は、以下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、他の多数の構成を容易に考案することができる。

１０，１００ マルチビューディスプレイ
１２ スクリーン
１４ ビュー
１６ ビュー方向
２０ 光ビーム
１１０，２２０ ライトバルブ
１２０，１２０´，２２２ マルチビューピクセル
１１２ カラーサブピクセル
１１２－１ 第１のカラーサブピクセル
１１２－２ 第２のカラーサブピクセル
１１２－３ 第３のカラーサブピクセル
１０１ ユーザ
Ｖ１ 第１のビュー
Ｖ２ 第２のビュー
Ｖ３ 第３のビュー
１３０，１３０´，２１２ マルチビームエミッタ
１４０ ライトガイド
１０４ 導波光
１４０´ 第１の表面
１４０´´ 第２の表面／底面
１５０ 光源
１６０ 広角バックライト
１６２ 広角光
２００ マルチビューディスプレイシステム
２１０ マルチビームバックライト
２０２ 指向性光ビーム
２３０ ユーザトラッカー

Claims (20)

1. 反復する複数のカラーサブピクセルを有し、マルチビュー画像のビューのカラーピクセルとして指向性光ビームを変調するように構成された複数のマルチビューピクセルとして配列されたライトバルブのアレイと、
   前記指向性光ビームを提供するように構成されたマルチビームエミッタのアレイと、
   を備え、
   前記ライトバルブアレイのカラーサブピクセルの配置に対する前記複数のマルチビューピクセルのうちのマルチビューピクセルの配置は、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供するために、前記マルチビューディスプレイのユーザの位置に応じてシフトされるよう構成される、マルチビューディスプレイ。
2. 前記マルチビューピクセル配置のシフト距離は、前記複数の反復カラーサブピクセルのうちの１つのカラーサブピクセルのサイズの整数倍である、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
3. 前記反復する複数のカラーサブピクセルの各カラーサブピクセルは異なる色を有し、前記変調光ビームは前記マルチビュー画像の前記カラーピクセル内においてそれぞれの異なる色を表す、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
4. 前記反復する複数のカラーサブピクセルは、赤色カラーサブピクセル、緑色カラーサブピクセル、及び青色カラーサブピクセルを備える、請求項３に記載のマルチビューディスプレイ。
5. 前記マルチビューピクセルの前記配置のシフトは、前記ライトバルブアレイの行方向に対応する方向である、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
6. ライトガイドであって、前記ライトガイドの長さに沿って光を導波するように構成された、ライトガイドと、
   前記ライトガイドの長さに沿って互いに離間したマルチビーム要素のアレイであって、前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズと同程度のサイズを有し、前記導波光の一部を前記指向性光ビームとして前記ライトガイドから散乱させるように構成された、マルチビーム要素のアレイと、
   をさらに備え、
   前記マルチビーム要素アレイは前記マルチビームエミッタアレイであり、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は前記マルチビームエミッタアレイの異なるマルチビームエミッタに対応する、請求項１に記載のマルチビューディスプレイ。
7. 前記マルチビーム要素は、前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして回折的に散乱させるように構成された１つ又は複数の回折格子、前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして反射的に散乱させるように構成されたマイクロ反射構造、及び前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして屈折的に散乱させるように構成されたマイクロ屈折構造のうちの１つ又は複数を備える、請求項６に記載のマルチビューディスプレイ。
8. 前記ライトバルブアレイに隣接する側とは対向する前記ライトガイドの側に隣接する広角バックライトであって、前記広角バックライトは、前記マルチビューディスプレイの二次元（２Ｄ）モード中に広角放射光を提供するように構成され、前記ライトバルブアレイは、前記広角放射光を２Ｄ画像として変調するように構成される、広角バックライトをさらに備え、
   前記ライトガイド及びマルチビーム要素アレイは、前記広角放射光に対して透過性であるように構成され、前記マルチビューディスプレイはマルチビューモード中に前記マルチビュー画像を表示し、前記２Ｄモード中に前記２Ｄ画像を表示するように構成される、請求項６に記載のマルチビューディスプレイ。
9. 請求項１に記載のマルチビューディスプレイを備えるマルチビューディスプレイシステムであって、前記マルチビューディスプレイシステムが、前記マルチビューディスプレイに対する前記ユーザの位置を追跡して前記ユーザ位置を提供するように構成されたユーザトラッカーをさらに含む、マルチビューディスプレイシステム。
10. 前記ユーザトラッカーは、前記ユーザ位置を追跡するように構成された位置センサ、及び前記マルチビューディスプレイの相対的な動きを監視するように構成されたモーションセンサのうちの一方又は両方を備え、前記相対的な動きは前記ユーザ位置を推測するために使用される、請求項９に記載のマルチビューディスプレイシステム。
11. マルチビューディスプレイシステムであって、
    前記マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームとして放射光を提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
    反復する複数のカラーサブピクセルを有し、マルチビュー画像のビューのカラーピクセルとして前記指向性光ビームを変調するように構成されたマルチビューピクセルとして配列されたライトバルブのアレイと、
    前記マルチビューディスプレイに対するユーザの位置を追跡するように構成されたユーザトラッカーと、
    を備え、
    前記ライトバルブアレイのカラーサブピクセルの配置に対する前記マルチビューピクセルの配置が、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供するために、前記追跡されたユーザ位置に応じてシフトされるように構成される、マルチビューディスプレイシステム。
12. 前記マルチビューピクセル配置のシフト距離が、前記複数のカラーサブピクセルのうちの１つのカラーサブピクセルのサイズの整数倍である、請求項１１に記載のマルチビューディスプレイシステム。
13. 前記マルチビームバックライトは前記マルチビームバックライトにわたって空間的に分布した複数のマルチビームエミッタを備え、前記複数のマルチビームエミッタの各マルチビームエミッタは前記複数の指向性光ビームの指向性光ビームを提供するように構成された、請求項１１に記載のマルチビューディスプレイシステム。
14. 前記マルチビームバックライトは、
    ライトガイドであって、前記ライトガイドの長さに沿って光を導波光として導波するように構成された、ライトガイドをさらに備え、前記マルチビームエミッタは、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズと同程度のサイズを有し、前記複数の指向性光ビームとして前記導波光の一部を散乱させるように構成されたマルチビーム要素を備える、
    請求項１３に記載のマルチビューディスプレイシステム。
15. 前記マルチビーム要素は、前記導波光の前記一部を前記複数の指向性光ビームとして回折的に散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の前記一部を前記複数の指向性光ビームとして反射的に散乱させるように構成されたマイクロ反射構造、及び前記導波光の前記一部を前記複数の指向性光ビームとして屈折的に散乱させるように構成されたマイクロ屈折構造のうちの１つ又は複数を備える、請求項１４に記載のマルチビューディスプレイシステム。
16. 前記ユーザトラッカーは、前記マルチビューディスプレイに対する前記ユーザの前記位置を追跡するように構成された位置センサ、及び前記マルチビューディスプレイの相対的な動きを監視するように構成されたモーションセンサの一方又は両方を備え、前記相対的な動きは、前記マルチビューディスプレイに対する前記ユーザ位置を推測するために使用される、請求項１５に記載のマルチビューディスプレイシステム。
17. 反復する複数のカラーサブピクセルを有し、複数のマルチビューピクセルとして配列されたライトバルブのアレイを使用して指向性光ビームを変調し、マルチビュー画像のビューのカラーピクセルを提供する、ステップと、
    ユーザ追跡モジュールを使用してマルチビューディスプレイシステムに対するユーザの位置を追跡し、追跡された前記ユーザの位置を提供する、ステップと、
    前記追跡されたユーザ位置に応じて、前記ライトバルブアレイのカラーサブピクセルの配置に対して前記複数のマルチビューピクセルのマルチビューピクセルの配置をシフトし、動的なカラーサブピクセルの再マッピングを提供し、前記マルチビューディスプレイシステムを見ている際に前記ユーザが知覚するカラーフリンジを軽減する、ステップと、
    を含む、マルチビューディスプレイシステムの動作の方法。
18. シフトするステップが、前記マルチビューピクセルの前記配置をカラーサブピクセルの行方向に前記カラーサブピクセルのサイズの整数倍だけ変更する、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイシステムの動作の方法。
19. マルチビームエミッタのアレイを使用して前記指向性光ビームを放射するステップをさらに含み、前記指向性光ビームを放射するステップは、
    ライトガイド内で光を導波光として導波するステップと、
    前記指向性光ビームを提供するためにマルチビーム要素のアレイのマルチビーム要素を使用して前記導波光の一部を散乱させることであって、前記マルチビーム要素のサイズは前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズと同程度である、散乱させるステップと、
    を含み、
    前記マルチビーム要素アレイは前記マルチビームエミッタアレイであり、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は前記マルチビームエミッタアレイの異なるマルチビームエミッタに対応する、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイシステムの動作の方法。
20. ユーザ追跡モジュールを使用して前記マルチビューディスプレイシステムに対するユーザの位置を追跡するステップが、
    モーションセンサを使用して前記マルチビューディスプレイシステムの相対的な動きを監視し、前記相対的な動きから前記ユーザ位置を推測するステップ、及び
    位置センサを用いて前記ユーザ位置を追跡するステップ
    の一方又は両方を含み、
    前記モーションセンサはジャイロスコープ及び加速度計の一方又は両方を備え、前記位置センサは静電容量センサ、カメラ、及び飛行時間センサのうちの１つ又は複数を備える、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイシステムの動作の方法。
    

Images