JP2023519663A - 静止画像拡張プライバシーディスプレイ、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム、及び方法 - Google Patents

静止画像拡張プライバシーディスプレイ、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム、及び方法 Download PDF

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Abstract

静止画像拡張プライバシーディスプレイ、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム、及び方法は、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供し、静止画像を第２のビューゾーンに提供する。静止画像拡張プライバシーディスプレイは、指向性放出光を第１のビューゾーンに提供するように構成されたプライバシーバックライトと、指向性放出光を変調して第１のビューゾーン内にプライベート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、を含む。静止画像拡張プライバシーディスプレイはまた、第２のビューゾーンに静止画像を提供するように構成された静的表示層を含む。モード切り替え可能プライバシーディスプレイは、共有モード中に第１のビューゾーンと第２のビューゾーンの両方に広角放出光を提供するように構成された広角バックライトを含み、共有画像は、ライトバルブアレイを使用して広角放出光を変調することによって提供される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年３月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９８３，９１８号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
連邦政府資金による研究開発の記載
Ｎ／Ａ
ディスプレイ、より具体的には「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普遍的な媒体である。例えば、電子ディスプレイは、携帯電話（例えば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピューティング、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車用ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、並びに他の種々のモバイル及び実質的に非モバイルのディスプレイアプリケーション及びデバイスを含むがこれらに限定されない種々のデバイス及びアプリケーションに見出され得る。電子ディスプレイは、概して、ピクセル強度の差分パターンを採用して、通信中の画像又は同様の情報を表現又は表示する。差分ピクセル強度パターンは、パッシブ電子ディスプレイの場合のように、ディスプレイに入射する光を反射することによって提供することができる。あるいは、電子ディスプレイは、差分ピクセル強度パターンを提供するように、光を提供又は放出することができる。光を放出する電子ディスプレイは、アクティブディスプレイと称されることが多い。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態の種々の特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照するとより容易に理解することができ、図面において同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一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ィック表現を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における回折格子の断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシーディスプレイの断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例における図３Ａの静止画像拡張プライバシーディスプレイの断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層の平面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層の斜視図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライトの断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライトの斜視図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムのブロック図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイの上面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイの上面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシー表示動作の方法のフローチャートを示す。
特定の例及び実施形態は、上記で参照した図に示した特徴に加えて、又はその特徴に代えて、他の特徴を有する。これらの特徴及び他の特徴を、上記で参照した図を参照して以下に詳述する。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態は、静止画像で拡張されたプライバシーディスプレイを提供する。特に、説明される原理と一致する実施形態は、プライバシーディスプレイを覆う静的表示層から放出される複数の指向性光ビームを使用して静止画像を提供することによって、プライバシーディスプレイを拡張する。複数の指向性光ビームのうちの指向性光ビームの個々の強度及び方向は、表示されている静止画像のビュー内の種々のビューピクセルに対応する。種々の実施形態によれば、プライバシー画像は第１のビューゾーンに提供され、静止画像は、第１のビューゾーンと相互に排他的な第２のビューゾーンに提供される。一部の実施形態では、プライバシー画像及び静止画像の一方又は両方は、マルチビュー画像、すなわち、プライベートマルチビュー画像及び静止マルチビュー画像である。更に、種々の実施形態によれば、プライバシーディスプレイは、例えば、それぞれのプライバシーモード及び共有動作モードにおいて、プライバシー画像及び共有画像の一方又は両方を提供する、１又はそれ以上の追加層を含んでもよい。
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、画像を見る方向に関係なく実質的に同じ画像のビューを（すなわち、事前定義された視野角内又は２Ｄディスプレイの範囲内で）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。２Ｄディスプレイの例として、スマートフォン及びコンピュータモニタに見られる従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が挙げられる。本明細書では対照的に、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向内のマルチビュー画像、又は異なるビュー方向からの異なるマルチビュー画像の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物体の異なる斜視図を表すことができる。本明細書に記載の片側バックライト及び片側マルチビューディスプレイの使用には、携帯電話（例えば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピューティング、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車用ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、並びに他の種々のモバイル及び実質的に非モバイルのディスプレイ用途及びデバイスが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向内で異なるマルチビュー画像の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。「静止マルチビューディスプレイ」は、複数の異なるビューではあるが、所定の又は固定された（すなわち、静止）マルチビュー画像を表示するように構成されたマルチビューディスプレイとして定義される。「準静止マルチビューディスプレイ」は、本明細書では、典型的には時間の関数として、異なる固定マルチビュー画像間で、又は複数のマルチビュー画像状態間で切り替え可能な静止マルチビューディスプレイとして定義される。異なる固定マルチビュー画像又はマルチビュー画像状態間で切り替えることにより、例えば、アニメーションの基本的な形態を提供することができる。更に、本明細書で定義されるように、準静止マルチビューディスプレイは、静止マルチビューディスプレイの一種である。したがって、適切な理解のためにかかる区別が必要でない限り、純粋に静的なマルチビューディスプレイ又は画像と準静的なマルチビューディスプレイ又は画像との間に区別はない。
図１Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示している。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、マルチビュー画像１６内のビュー１４（又は同等にマルチビューディスプレイ１０のビュー１４）にビューピクセルを表示するように構成されたスクリーン１２上の回折格子を含む。スクリーン１２は、例えば、自動車の表示スクリーン、電話（例えば、携帯電話、スマートフォンなど）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータのコンピュータモニタ、カメラディスプレイ、又は実質的に任意の他のデバイスの電子ディスプレイであってもよい。
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１８（すなわち、異なる主角度方向）にマルチビュー画像１６の異なるビュー１４を提供する。ビュー方向１８は、スクリーン１２から種々の異なる主角度方向に延在す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１８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。したがって、マルチビューディスプレイ１０（例えば、図１Ａに示されるような）がｙ軸を中心に回転されるとき、閲覧者は異なるビュー１４を見る。一方、（図示のように）図１Ａのマルチビューディスプレイ１０がｘ軸を中心に回転されるとき、（図示のように）閲覧者の眼に光が到達しなくなるまで、閲覧される画像は変化しない。
異なるビュー１４がスクリーン１２の上方にあるように示されているが、これらのビュー１４は、マルチビュー画像１６がマルチビューディスプレイ１０上に表示され、閲覧者によって閲覧されるときに、実際にはスクリーン１２上又はその近傍に表示されることに留意されたい。図１Ａのようにスクリーン１２の上にマルチビュー画像１６のビュー１４を示すことは、説明を簡単にするためだけに行われており、特定のビュー１４に対応するビュー方向１８のそれぞれ１つ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図している。更に、図１Ａでは、３つのビュー１４及び３つのビュー方向１８のみが示されているが、これらは全て例であって限定ではない。
ビュー方向又は等価的に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、本明細書の定義では、概して、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」を指す。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と称される。定義では、仰角θは、垂直面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーン平面に垂直）における角度であり、方位角φは、水平面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーン平面に平行）における角度である。
図１Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一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１８）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｝のグラフィック表現を示している。更に、光ビーム２０は、本明細書での定義では、特定の点から放出されるか、又は放射される。すなわち、定義では、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る中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏを示している。
更に、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」という用語に使用される「マルチビュー」は、異なる視点を表す複数のビュー、又は複数ビューのうち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。更に、本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書での定義では、２つを超える異なるビュー（すなわち、最小で３つのビュー、概して３つを超えるビュー）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視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、２つを超えるビューを含み得るものの、本明細書の定義では、マルチビュー画像は、マルチビューのビューのうちの２つのみを選択して一度に見ることによって（例えば、１眼につき１つのビューを選択することによって）、画像の立体視ペアとして（例えば、マルチビューディスプレイ上で）見ることができることに留意されたい。
マルチビューディスプレイにおいて、「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各々におけるピクセルを表すビューピクセルのセット又は複数のビューピクセルとして定義される。等価的に、マルチビューピクセルは、マルチビューディスプレイ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各々におけるピクセルに対応するか又はそれを表す個々のビューピクセルを有し得る。更に、マルチビューピクセルのビューピクセルは、本明細書での定義では、ビューピクセルの各々が異なるビューのうちの対応する１つ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「指向性ピクセル」である。更に、種々の例及び実施形態では、マルチビューピクセルのビューピクセルによって表される異なるビューピクセルは、異なるビューの各々において、同等又は少なくとも実質的に同様の位置又は座標を有してもよい。例えば、第１のマルチビューピクセルは、異なるマルチビュー画像のビューの各々において｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のビューピクセルを有し、一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々において｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のビューピクセルを有するなどしてもよい。
一部の実施形態では、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、８つ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８つのビューピクセルを提供してもよい。あるいは、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してもよい。別の例では、マルチビューディスプレイは、８×４のビューのアレイ（すなわち、３２のビュー）を提供してもよく、マルチビューピクセルは、３２個のビューピクセル（すなわち、各ビューに１個）を含んでもよい。更に、一部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。
本明細書では、「導光体」は、全内部反射、すなわち「ＴＩＲ」を使用して構造内に光を導く構造として定義される。特に、導光体は、導光体の動作波長において実質的に透明であるコアを含み得る。種々の例では、「導光体」という用語は、概して、導光体の誘電体材料とその導光体を取り囲む材料又は媒体との間の界面で光を導くために全内部反射を採用する誘電体光導波路を指す。定義では、全内部反射の条件は、導光体の屈折率が、導光体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ことである。一部の実施形態では、導光体は、全内部反射を更に促進するために、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んでもよい。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。導光体は、プレート又はスラブガイド及びストリップガイドのうちの一方又は両方を含むが、これらに限定されない、複数の導光体のいずれであってもよい。
更に本明細書では、「プレート導光体」のように導光体に適用される場合の用語「プレート」は、区分的又は示差的に平面の層又はシートとして定義され、「スラブ」ガイドと称されることもある。特に、プレート導光体は、導光体の上面及び下面（すなわち、反対側の表面）によって境界が画定された２つの実質的に直交する方向に光を導くように構成された導光体として定義される。更に、本明細書の定義では、上面及び下面は両方とも互いに分離されており、少なくとも異なる意味で互いに実質的に平行であり得る。すなわち、プレート導光体の任意の差動的に小さいセクション内で、上面及び下面は、実質的に平行な平面上又は同一の平面上にある。
一部の実施形態では、プレート導光体は、実質的に平坦（すなわち、平面に限定される）であり得るため、プレート導光体は、平面導光体である。他の実施形態では、プレート導光体は、１つ又は２つの直交する次元で湾曲させることができる。例えば、プレート導光体は、円筒形のプレート導光体を形成するために単一の次元で湾曲されてもよい。ただし、曲率半径は、プレート導光体内で全内部反射を維持して光を導くのに十分な大きさの曲率半径を有している。
本明細書では、「回折格子」は、概して、回折格子に入射する光の回折を提供するように配置された複数の特徴部（すなわち、回折特徴部）として定義される。一部の例では、複数の特徴部は、特徴部の対の間に１又はそれ以上の格子間隔を有する周期的な方法又は準周期的な方法で配置することができる。例えば、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイで配置された複数の特徴部（例えば、材料表面の複数の溝又は隆起）を含んでもよい。他の例では、回折格子は、二次元（２Ｄ）アレイの特徴部であってもよい。回折格子は、例えば、材料表面の２Ｄアレイのバンプ又は穴であってもよい。種々の実施形態及び例によれば、回折格子は、回折格子によって回折される光の波長程度未満である、隣接する回折特徴部間の格子間隔又は距離を有するサブ波長格子であってもよい。
したがって、本明細書での定義では、「回折格子」は、回折格子に入射する光の回折を提供する構造である。光が導光体から回折格子に入射する場合、提供される回折又は回折散乱は、結果として、回折格子が回折によって導光体から出てくる光をカップリングすることができるという意味で、「回折カップリング」と称される。回折格子はまた、回折によって（すなわち、回折角で）光の角度を方向転換又は変更する。特に、回折の結果として、回折格子を出る光は、概して、回折格子に入射する光（すなわち、入射光）の伝搬方向とは異なる伝搬方向を有する。回折による光の伝搬方向の変化は、本明細書では「回折リダイレクション」と称される。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折的に方向転換する回折特徴部を含む構造であると理解することができ、光が導光体から入射する場合、回折格子は導光体から光を回折的に取り出すことができる。
更に、本明細書での定義では、回折格子の特徴部は「回折特徴部」を指し、材料表面で、材料表面内で、及び材料表面上（すなわち、２つの材料間の境界）で、１又はそれ以上の回折特徴部であり得る。表面は、例えば、導光体の表面であってもよい。回折特徴部は、表面で、表面内で、又は表面上で、溝、隆起、穴、及びバンプのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、光を回折する種々の構造の任意のものを含み得る。例えば、回折格子は、材料表面に複数の実質的に平行な溝を含み得る。別の例では、回折格子は、材料表面から隆起する複数の平行な隆起を含み得る。回折特徴部（例えば、溝、隆起、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、矩形プロファイル（例えば、二元回折格子）、三角形プロファイル及び鋸歯プロファイル（例えば、ブレーズド格子）のうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、回折を提供する種々の断面形状又はプロファイルのうちの任意のものを有していてもよい。
以下で更に説明するように、本明細書の回折格子は、特徴部間隔又はピッチ、配向、及びサイズ（回折格子の幅又は長さなど）のうちの１又はそれ以上を含む格子特性を有することができる。更に、格子特性は、回折格子への光ビームの入射角、光源からの回折格子の距離、又はその両方の関数であるように選択又は選定されてもよい。特に、回折格子の格子特性は、一部の実施形態によれば、光源の相対位置と回折格子の位置とに依存するように選択され得る。回折格子の格子特性を適切に変化させることによって、回折格子によって回折された（例えば、導光体から回折により外へ結合された）光ビーム（すなわち、「指向性光ビーム」）の強度及び主角度方向の両方が、マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する。
本明細書で説明する種々の例では、回折格子（例えば、以下に記載されるようなマルチビューピクセルの回折格子）を採用して、導光体（例えば、プレート導光体）から出た光を光ビームとして回折的に散乱させるか、又はカップリングすることができる。特に、局所的に周期的な回折格子の、又はそれによって提供される回折角θｍは、式（１）で与えられ得る。
Figure 2023519663000002
 式中、λは光の波長、ｍは回折次数、ｎは導光体の屈折率、ｄは回折格子の特徴部間の距離又は間隔、θｉは回折格子上の光の入射角である。簡略化のために、式（１）では、回折格子が導光体の表面に隣接し、導光体の外側の材料の屈折率が１に等しい（すなわち、ｎｏｕｔ＝１）と仮定する。回折次数ｍは、概して、整数で与えられる。回折格子によって生成された光ビームの回折角θｍは、式（１）で与えられ得、式中、回折次数は正（例えば、ｍ＞０）である。例えば、一次回折は、回折次数ｍが１に等しい場合（すなわち、ｍ＝１）に提供される。
図２は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における回折格子３０の断面図を示している。例えば、回折格子３０は、導光体４０の表面上に位置してもよい。更に、図２は、入射角θｉで回折格子３０に入射する光ビーム５０（又は光ビームの集合）を示している。光ビーム５０は、導光体４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム２０の回折の結果として回折格子３０によって回折的に生成され、結合して出力された光ビーム（又は光ビームの集合）６０が示されている。結合して出力された光ビーム６０は、式（１）で与えられる回折角θｍ（又は本明細書では「主角度方向」）を有する。結合して出力された光ビーム６０は、例えば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応し得る。
本明細書の定義では、「マルチビーム要素」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。特に、一部の実施形態では、マルチビーム要素は、バックライトの導光体に光学的に結合されて、導光体内で導かれる光の一部分を結合又は散乱させることによって複数の光ビームを提供することができる。更に、マルチビーム要素によって生成される複数の光ビームのうちの光ビームは、本明細書における定義上、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義では、複数の光ビームのうちの光ビームは、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。したがって、本明細書における定義では、光ビームは「指向性光ビーム」と称され、複数の光ビームは「複数の指向性光ビーム」と称され得る。
更に、複数の指向性光ビームは、ライトフィールドを表すことができる。例えば、複数の指向性光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に制限されてもよく、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していてもよい。このように、組み合わされた光ビームの所定の角度広がり（すなわち、複数の光ビーム）がライトフィールドを表していてもよい。
種々の実施形態によれば、複数の種々の指向性光ビームの異なる主角度方向は、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むがこれらに限定されない特性によって決定される。一部の実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書での定義では、「拡張点光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲にわたって分散された複数の点光源と見なすことができる。更に、マルチビーム要素によって生成された指向性光ビームは、本明細書における定義によって角度成分｛θ，φ｝によって与えられ、図１Ｂに関して上述された主角度方向を有する。
本明細書において、「コリメート光」又は「コリメートされた光ビーム」は、概して、光ビームの光線が光ビーム（例えば、導光体内の導波光ビーム）内で互いに実質的に平行である光ビームとして定義される。更に、本明細書の定義では、コリメートされた光ビームから発散又は散乱された光線は、コリメートされた光ビームの一部であるとは見なされない。更に、本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光学デバイス又は装置として定義される。
本明細書では、「コリメーション係数」は、光がコリメートされる程度として定義される。特に、コリメーション係数は、本明細書の定義では、コリメートされた光のビーム内の光線の角度広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメートされた光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、コリメートされた光ビームの中心又は主角度方向について＋／－σ度）内にあることを指定してもよい。一部の例では、コリメートされた光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、コリメートされた光ビームのピーク強度の１／２によって決定される角度である。
本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光学デバイス又は装置として定義される。例えば、コリメータは、コリメートミラー又は反射器、コリメートレンズ、回折格子、テーパ状導光体、及びこれらの種々の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。種々の実施形態では、コリメータによって提供されるコリメーションの量は、実施形態ごとに、所定の程度又は量で変動し得る。更に、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向及び水平方向）のうちの一方又は両方でコリメーションを提供するように構成され得る。すなわち、コリメータは、一部の実施形態では、光コリメーションを提供する２つの直交方向の一方又は両方において形状又は類似のコリメート特性を含み得る。
本明細書では、「コリメーション係数」は、光がコリメートされる程度として定義される。特に、コリメーション係数は、本明細書の定義では、コリメートされた光のビーム内の光線の角度広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメート光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、コリメートされた光ビームの中心又は主角度方向について＋／－σ度）内にあることを指定してもよい。一部の例では、コリメートされた光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、コリメートされた光ビームのピーク強度の１／２によって決定される角度であってもよい。
本明細書では、「光源」は、光源（例えば、光を生成及び放出するように構成された光エミッタ）として定義される。例えば、光源は、アクティブ化又はオンされたときに光を放出する光エミッタ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでもよい。特に、本明細書では、光源は、実質的に任意の光源であるか、又は発光ダイオード（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エミッタ、蛍光ランプ、白熱灯、及び事実上他の任意の光源のうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、実質的に任意の光エミッタを含み得る。光源によって生成される光は、色を有することができ（すなわち、特定の波長の光を含み得る）、又はある範囲の波長（例えば、白色光）であり得る。一部の実施形態では、光源は、複数の光エミッタを含み得る。例えば、光源は、光エミッタのうちの少なくとも１つが色又は同等の波長を有する光を生成する光エミッタのセット又はグループを含んでもよく、この色又は波長は、当該セット又はグループのうちの他の少なくとも１つの光エミッタによって生成される光の色又は波長とは異なる。異なる色として、例えば、原色（例えば、赤色、緑色、青色）が挙げられる。「偏光」光源は、本明細書では、所定の偏光を有する光を生成又は提供する実質的に任意の光源として定義される。例えば、偏光光源は、光源の光エミッタの出力に偏光子を含んでもよい。
本明細書では、「マルチビュー画像」は、複数の画像（すなわち、３つよりも多い画像）として定義され、複数の画像のうちの各画像は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する異なるビューを表す。したがって、マルチビュー画像は、画像（例えば、二次元画像）の集まりであり、マルチビューディスプレイ上に表示されたときに、奥行きの知覚を容易にすることができ、したがって、例えば、閲覧者にとって３Ｄシーンの画像であるように見える。
定義では、「広角」放出光は、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、一部の実施形態では、広角放出光は、約２０度より大きい（例えば、＞±２０°）円錐角を有し得る。他の実施形態では、広角放出光円錐角は、約３０度より大きい（例えば、＞±３０°）、又は約４０度より大きい（例えば、＞±４０°）、又は５０度より大きく（例えば、＞±５０°）てもよい。例えば、広角放出光の円錐角は、約６０度（例えば、＞±６０°）であってもよい。
一部の実施形態では、広角放出光の円錐角は、液晶コンピュータモニタ、液晶タブレット、液晶テレビ、又は広角視野（例えば、約±４０～６５°）を目的と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であると定義することができる。他の実施形態では、広角放出光はまた、拡散光、実質的な拡散光、無指向性光（すなわち、特定の又は定義された指向性を有しない光）、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され得る。
本明細書で説明される原理と一致する実施形態は、集積回路（ＩＣ）、超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィカルプロセッサユニット（ＧＰＵ）など、ファームウェア、ソフトウェア（プログラムモジュール又は命令セットなど）、及び上記のうちの２つ以上の組み合わせのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々のデバイス及び回路を使用して実装され得る。例えば、実施形態又はその要素は、ＡＳＩＣ又はＶＬＳＩ回路内の回路要素として実装されてもよい。ＡＳＩＣ又はＶＬＳＩ回路を採用する実装形態は、ハードウェアベースの回路の実装形態の例である。
別の例では、実施形態は、コンピュータによって更に実行される（例えば、メモリに記憶され、汎用コンピュータのプロセッサ又はグラフィックスプロセッサによって実行される）動作環境又はソフトウェアベースのモデリング環境（例えば、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）、ＭａｔｈＷｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．、Ｎａｔｉｃｋ、ＭＡ）において実行されるコンピュータプログラミング言語（例えば、Ｃ／Ｃ＋＋）を使用するソフトウェアとして実装されてもよい。１又はそれ以上のコンピュータプログラム又はソフトウェアは、コンピュータプログラム機構を構成することができ、プログラミング言語は、コンピュータのプロセッサ又はグラフィックスプロセッサによって実行されるように、コンパイル又は解釈され、例えば、構成可能又は構成され得る（本説明では互換的に使用され得る）ことに留意されたい。
更に別の例では、本明細書で説明する装置、デバイス、又はシステム（例えば、画像プロセッサ、カメラなど）のブロック、モジュール、又は要素は、実際の又は物理的な回路（例えば、ＩＣ又はＡＳＩＣとして）を使用して実装されてもよいが、別のブロック、モジュール、又は要素は、ソフトウェア又はファームウェアで実装されてもよい。特に、本明細書の定義では、一部の実施形態は、実質的にハードウェアベースの回路アプローチ又はデバイス（例えば、ＩＣ、ＶＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ファームウェアなど）を使用して実装されてもよく、他の実施形態は、ソフトウェアを実行するためにコンピュータプロセッサ又はグラフィックスプロセッサを使用するソフトウェア又はファームウェアとして、あるいは、例えば、ソフトウェア又はファームウェアとハードウェアベースの回路との組み合わせとして実装されてもよい。
更に、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又はそれ以上」を有することが意図されている。例えば、本明細書では「マルチビーム要素（a multibeam element）」は１又はそれ以上のマルチビーム要素を意味し、したがって、「マルチビーム要素（the multibeam element）」は「マルチビーム要素（複数可）」を意味する。また、本明細書における「頂」、「底」、「上部」、「下部」、「上」、「下」、「前」、「後」、「第１」、「第２」、「左」又は「右」のいずれの言及も、本明細書の制限を意図するものではない。本明細書において、「約」という用語は、値に適用される場合、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、特に明示的に指定されない限り、プラス又はマイナス１０％、プラス又はマイナス５％、プラス又はマイナス１％を意味する場合がある。更に、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、過半数、又はほぼ全て、又は全て、又は約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。更に、本明細書の例は、例示のみを目的とするものであり、説明の目的で提示されており、限定するためではない。
本明細書で説明する原理の一部の実施形態によれば、プライベート画像及び静止画像の両方を異なるビューゾーンに提供するように構成された静止画像拡張プライバシーディスプレイが提供される。図３Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の断面図を示している。図３Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例における図３Ａの静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の断面図を示している。種々の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、プライベート画像１００ａを第１のビューゾーンＩに提供するように構成される。本明細書では、第１のビューゾーンＩはプライベートビューゾーンと称されることもある。更に、図３Ａ～図３Ｂに示される静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、種々の実施形態によれば、静止画像１００ｂを第２のビューゾーンＩＩに提供するように構成される。図示のように、第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩは互いに排他的である。すなわち、本明細書における定義上、第１のビューゾーンＩの角度範囲は、第２のビューゾーンＩＩの角度範囲と重複又は交差しない。結果として、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００によって提供されるプライベート画像１００ａは、第１のビューゾーンにおいて排他的にユーザに可視であるか又はユーザによって視認可能であるように構成され、静止画像１００ｂは、第２のビューゾーンＩＩにおいて排他的にユーザに可視であるか又はユーザによって視認可能であるように構成される。一部の実施形態によれば、プライベート画像１００ａは、マルチビュー画像、すなわち、プライベートマルチビュー画像であってもよい。同様に、静止画像１００ｂは、一部の実施形態によれば、静止マルチビュー画像であってもよい。
図示のように、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、プライバシーバックライト１１０を含む。プライバシーバックライト１１０は、指向性放出光１０２ａを第１のビューゾーンＩに提供するように構成される。特に、種々の実施形態によれば、指向性放出光１０２ａの角度範囲は、第１のビューゾーンＩの角度範囲に制限される。
一部の実施形態では、プライバシーバックライト１１０は、導光体１１２を含み得る。導光体１１２は、例えば、（図示のような）プレート導光体であってもよい。種々の実施形態によれば、導光体１１２は、光を導波光１０４として導くように構成される。一部の実施形態では、導光体１１２内の導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度を有してもよく、又はそれに従って導かれてもよい。更に、導波光１０４は、所定のコリメーション係数σに従って導かれてもよく、又は所定のコリメーション係数σを有してもよい。一部の実施形態によれば、非ゼロ伝搬角度及び所定のコリメーション係数σの一方又は両方は、指向性放出光１０２ａの方向及び角度広がりのいずれか又は両方を制御又は決定するように選択されてもよい。
導光体１１２は、光を導光体１１２の長さに沿って導波光１０４として導くように構成される。例えば、導光体１１２は、光導波路として構成された誘電体材料を含んでもよい。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の屈折率を有していてもよい。屈折率の差は、例えば、導光体１１２の１又はそれ以上の導波モードに従って導波光１０４（又は導波光ビーム）の全内部反射を促進するように構成される。
一部の実施形態では、導光体１１２は、光学的に透明な誘電体材料の拡張された実質的に平面のシートを含むスラブ又はプレート光導波路であってもよい。実質的に平面の誘電体シートは、全内部反射（ＴＩＲ）を使用して、導波光１０４を導くように構成される。種々の例によれば、導光体１１２の光学的に透明な材料は、種々のタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透明な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又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々の誘電体材料のうちの任意のものを含むか、又は種々の誘電体材料のうちの任意のもので構成されていてもよい。一部の例では、導光体１１２は、導光体１１２の表面（例えば、上面及び下面のうちの一方又は両方）の少なくとも一部分にクラッド層（図示せず）を更に含んでもよい。一部の例によれば、クラッド層を使用して、全内部反射を更に促進してもよい。
種々の実施形態によれば、導光体１１２は、導光体１１２の第１の表面１１２’（例えば、「前」面）と第２の表面１１２’’（例えば、「後」面又は「底」面）との間の非ゼロ伝搬角度での全内部反射に従って導波光１０４を導くように構成される。特に、導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度で導光体１１２の第１の表面１１２’と第２の表面１１２’’との間で反射又は「反跳」することによって（例えば、導波光ビームとして）伝搬する。したがって、第１の表面及び第２の表面１１２、１１２は、導光体１１２の「誘導面」とも称され得る。非ゼロ伝搬角度は、説明を簡単にするために図３Ａに明示的に示されていないことに留意されたい。しかしながら、図３Ａは、導光体長さに沿った導波光１０４の一般的な伝搬方向１０３を示す図の平面内を指す矢印を示している。
本明細書で定義するように、「非ゼロ伝搬角度」は、導光体１１２の表面（例えば、第１の表面１１２’又は第２の表面１１２’’）に対する角度である。更に、種々の実施形態では、非ゼロ伝搬角度は、ゼロより大きく、かつ導光体１１２内の全内部反射の臨界角未満である。例えば、導波光ビーム１０４の非ゼロ伝搬角度は、約１０度（１０°）～約５０度（５０°）、又は一部の例では、約２０度（２０°）～約４０度（４０°）、又は約２５度（２５°）～約３５度（３５°）であってもよい。例えば、非ゼロ伝搬角度は、約３０度（３０°）であってもよい。更に、特定の非ゼロ伝搬角度が、導光体１１２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、特定の非ゼロ伝搬角度は、特定の実装形態のために（例えば、任意に）選択されてもよい。
図３Ａ～図３Ｂに示すように、プライバシーバックライト１１０は、指向性散乱特徴部１１４を更に含む。指向性散乱特徴部１１４は、導波光を指向性放出光１０２ａとして導光体から外へ散乱させるように構成される。特に、指向性散乱特徴部１１４は、第１のビューゾーンＩの角度範囲又は広がりに対応する角度広がりを有する導波光を散乱させるように構成される。種々の実施形態によれば、指向性散乱特徴部１１４は、回折格子、反射散乱要素、及び屈折散乱要素のうちの１又はそれ以上を含んでもよい。一部の実施形態では（例えば、図３Ａ～図３Ｂに示されるように）、指向性散乱特徴部１１４は、導光体１１２の誘導面（例えば、第１又は第２の表面１１２’、１１２’’）に隣接して、その上に、又は更にその中に配設することができる。例えば、図３Ａ～図３Ｂは、導光体１１２の第２の表面１１２’’に隣接する指向性散乱特徴部１１４を示している。他の実施形態（図示せず）では、指向性散乱特徴部１１４は、導光体１１２の誘導面の間に位置し、誘導面から離間されてもよい。更に他の実施形態では、指向性散乱特徴部１１４は、誘導面に隣接して（例えば、その上に、又はそこに）、及び誘導面間の両方に分散されてもよい。
図３Ａ～図３Ｂに示す静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、ライトバルブ１２０のアレイを更に含む。ライトバルブ１２０のアレイ又はライトバルブアレイは、指向性放出光１０２ａを変調して、第１のビューゾーンＩ内にプライベート画像１００ａを提供するように構成される。特に、変調によって提供されるプライベート画像１００ａは、プライバシーバックライト１１０によって放出される指向性放出光１０２ａの角度範囲又は範囲に起因して、又はその結果として、第１のビューゾーンＩに制限され、したがって第１のビューゾーンＩにおいて可視となる。種々の実施形態において、異なるタイプのライトバルブが、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トに基づくライトバルブのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されないライトバルブアレイのライトバルブ１２０として採用されてもよい。
一部の実施形態では、指向性散乱特徴部１１４は、導光体１１２にわたって互いから離間されたマルチビーム要素のアレイを含み得る。マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、例えば、導光体１１２の誘導面に隣接するか、対向する誘導面の間にあるかの一方又は両方であってもよい。種々の実施形態によれば、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、導波光の一部分を、第１のビューゾーンＩ内のマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む指向性放出光１０２ａとして散乱させるように構成される。これらの実施形態では、プライベート画像１００ａはマルチビュー画像であり、その異なるビュー方向の異なるビューは第１のビューゾーンＩに制限され、第１のビューゾーンＩ内で排他的に可視となり得る。更に、プライバシーバックライト１１０とライトバルブ１２０のアレイとの組み合わせは、これらの実施形態ではマルチビューディスプレイと称されることがある。
種々の実施形態によれば、図３Ａ～図３Ｂに示すように、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、静的表示層１３０を更に含む。静的表示層１３０は、第２のビューゾーンＩＩに静止画像１００ｂを提供するように構成される。図示のように、静的表示層１３０は、ライトバルブアレイの放出面に隣接して配設され、ライトバルブアレイの放出面から分離される。定義では、ライトバルブアレイの放出面は、プライベート画像１００ａを表すためにライトバルブアレイによって変調された指向性放出光１０２ａが放出され、第１のビューゾーンＩに方向付けられる面である。種々の実施形態によれば、静的表示層１３０は、プライベート画像１００ａを表す光（すなわち、変調された指向性放出光１０２ａ）に対して透明又は実質的に透明である。特に、種々の実施形態によれば、ライトバルブアレイを出射する変調された指向性放出光１０２ａは、静的表示層１３０を通過して、第１のビューゾーンＩ内にプライベート画像１００ａを提供するように構成される。
上述したように、静的表示層１３０によって提供される静止画像１００ｂは、第２のビューゾーンＩＩにおいて排他的に可視であるように構成される。したがって、静的表示層１３０によって静的指向性放出光１０２ｂとして放出され、静止画像１００ｂのピクセルを表す光ビームは、静的表示層１３０によって第２のビューゾーンＩＩ内に選択的に方向付けられる。更に、種々の実施形態によれば、静的表示層１３０は、放出光を第１のビューゾーンＩに方向付けることを排除するように構成される。
一部の実施形態では（例えば、図示のように）、静的表示層１３０は、導光体１３２及び光源１３４を含む。導光体１３２は、光源１３４からの光又は光源１３４によって供給された光を、導光体１３２内の導波光１０６として導くように構成される。導光体１３２は、例えば、（例えば、図示のような）プレート導光体であってもよい。一部の実施形態によれば、導光体１３２は、上述の導光体１１２と実質的に同様であってもよい。例えば、導光体１３２は、全反射によって、又は全反射に従って光を導くように構成された光学的に透明な材料のシート又は層を含んでもよい。光学的に透明な材料は、種々のタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透明な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又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々の誘電体材料のうちの任意のものを含むか、又は種々の誘電体材料のうちの任意のもので構成されていてもよい。種々の実施形態によれば、光源１３４は、（例えば、図示のように）導光体１３２の縁部に光学的に接続される。光源１３４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などであるが、それに限定されない、１又はそれ以上の光エミッタを含んでもよい。
一部の実施形態では、静的表示層１３０は、静的表示層１３０の導光体１３２の材料の屈折率よりも小さい屈折率を有する「低屈折率」接着剤を使用して、ライトバルブアレイの放出面に貼り付けられてもよい。例えば、導光体１３２と放出面との間の間隙は、低屈折率接着剤で充填されてもよい。他の実施形態では、間隙は、導光体１３２内の導波光１０６の全内部反射を促進及び維持するために、空気、又は導光体１３２の屈折率未満の屈折率を有する別の低屈折率材料で充填されてもよい。
静的表示層１３０は、複数の指向性散乱要素１３６を更に含む。複数の指向性散乱要素は、第２のビューゾーンＩＩ内に静止画像１００ｂを提供するために、導波光１０６を静的指向性放出光１０２ｂとして導光体１３２から散乱させるように構成される。特に、静的指向性放出光１０２ｂは、静止画像１００ｂのピクセルを表す指向性光ビームを含む。すなわち、複数の指向性散乱要素のうちの１つの指向性散乱要素１３６によって導光体１３２から散乱された静的指向性放出光１０２ｂの指向性光ビームは、静止画像１００ｂのピクセルに対応する主角度方向及び強度を有する。更に、種々の実施形態によれば、静的指向性放出光１０２ｂの散乱した光ビームの主角度方向は、第２のビューゾーンＩＩの角度範囲内に制限される。複数の指向性散乱要素１３６によって提供され、主角度方向及び強度を有する静的指向性放出光１０２ｂの種々の指向性光ビームは、組み合わされて、静止画像１００ｂを構成するピクセルを生成又は提供する。静的指向性放出光１０２ｂは第２のビューゾーンＩＩに制限されるので、静止画像１００ｂは、第２のビューゾーンＩＩ内のユーザに排他的に可視である。
一部の実施形態では、導波光１０６は、導光体１３２内で互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含む。例えば、光源１３４は、導光体１３２の入力縁部に光学的に結合された（例えば、バットカップリングされた）ＬＥＤを含んでもよい。したがって、光源１３４は、導光体縁部における光の「点光源」として作用するか、又はそれに近似し、異なる半径方向を有する導波光ビームを提供することができる。バットカップリングされた光源１３４は、例えば、個々の導波光ビームの異なる半径方向を提供するために、扇形パターンでの光の導入を容易にすることができる。種々の実施形態によれば、複数の指向性散乱要素のうちの指向性散乱要素１３６は、異なる半径方向を有する導波光ビームを途中で止めて散乱させるために、導光体にわたって分散されてもよい。
図４Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層１３０の平面図を示している。図４Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層１３０の斜視図を示している。図示のように、点光源として機能する光源１３４は、導光体１３２の縁部に光学的に結合される。更に、図示のように、光源１３４によって放出された光は、異なる半径方向を有する複数の導波光ビーム１０６’を含む導波光として導光体１３２内で光源１３４から離れて伝搬する。図４Ａは、導波光ビーム１０６’の一部分を途中で止めて散乱させるために、導光体１３２にわたって分散された指向性散乱要素１３６を更に示している。次に、図４Ｂに示されるように、指向性散乱要素１３６によって提供される散乱された導波光ビーム１０６’は、静止画像１００ｂのピクセルを表す静的指向性放出光１０２ｂの個々の静的指向性光ビーム１０２ｂ’を提供する。実際には、複数の指向性散乱要素のうちの個々の指向性散乱要素１３６の特性は、静止画像１００ｂのピクセルを符号化する。
一部の実施形態では、複数の指向性散乱要素１３６は、静止マルチビュー画像１００ｂ’として静止画像１００ｂを提供するために、静的指向性放出光１０２ｂとして導波光１０６を散乱させるように構成される。すなわち、対応する指向性散乱要素１３６のセットによって提供される静的指向性放出光１０２ｂの静的指向性光ビーム１０２ｂ’のセットは、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビュー方向に対応する異なる方向に方向付けられる。これらの実施形態では、複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素１３６（例えば、異なる指向性散乱要素１３６ａ、１３６ｂ）は、複数の導波光ビームのうちの導波光ビーム１０６’の一部分から、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する静的指向性光ビーム１０２ｂ’を提供するように構成される。同時に、静的指向性放出光１０２ｂの複数の静的指向性光ビーム１０２ｂ’は、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビューのセットの種々のビューピクセルを表す。一部の実施形態では、ビューピクセルは、静止マルチビュー画像１００ｂ’の種々の異なるビューを表すためにマルチビューピクセルに編成され得る。
図４Ｂは、指向性散乱要素１３６によって導光体１３２から散乱された静的指向性放出光１０２ｂの静的指向性光ビーム１０２ｂ’を示している。これらの散乱された静的指向性光ビーム１０２ｂ’は、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビューピクセルを表す。特に、静止マルチビュー画像１００ｂ’は、図示のように、第２のビューゾーンＩＩ内の３つの異なるビュー方向における３つの異なるビューを含む。異なるビューは、閲覧者が物体を三次元で、例えば物体の三次元（３Ｄ）画像として知覚することを可能にする、物体の異なる視点である。
一部の実施形態によれば、複数の指向性散乱要素のうちの１つの指向性散乱要素１３６は、回折格子を含み得る。これらの実施形態では、回折格子の格子特性は、指向性散乱要素１３６によって放出又は散乱された指向性光ビームの強度及び主角度方向を決定するように構成される。一部の実施形態では、格子特性は、格子深さ、格子ピッチ、及び格子配向のうちの１又はそれ以上を含み得る。格子深さは、回折格子によって提供される指向性光ビームの強度を決定するように構成することができる。更に、格子ピッチ及び格子配向の一方又は両方は、回折格子によって提供される指向性光ビームの主角度方向を決定するように構成され得る。他の実施形態では、限定ではないが、微小反射散乱要素及び微小屈折散乱要素などの他の散乱要素が、指向性散乱要素１３６として採用され得る。
再び図３Ａ～図３Ｂを参照すると、一部の実施形態では、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、広角バックライト１４０を更に含み得る。広角バックライト１４０は、広角放出光１０２ｃを提供するように構成される。図示のように、広角バックライト１４０は、プライバシーバックライト１１０の放出面とは反対側のプライバシーバックライト１１０の側面に隣接して配設される。特に、プライバシーバックライトは、広角バックライト１４０とライトバルブ１２０のアレイとの間に位置し、プライバシーバックライト１１０は、図３Ｂに示されるように、プライバシーバックライト１１０の厚みを通して広角放出光１０２ｃを透過させるように構成される。更に、ライトバルブアレイは、広角放出光１０２ｃを変調して共有画像１００ｃを提供するように構成される。種々の実施形態によれば、広角放出光１０２ｃは、第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩを含む角度範囲を有する。共有画像１００ｃは、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンＩ、ＩＩの両方において可視であり、一部の実施形態では、二次元（２Ｄ）画像であってもよく、又はそれを表してもよい。
一部の実施形態では、広角バックライト１４０は、アクティブ化時に広角バックライト１４０が広角放出光１０２ｃを提供することを可能にする光源１４２を含み得る。図３Ｂの光源１４２のクロスハッチングは、広角バックライト１４０のアクティブ化を示している。種々の実施形態によれば、広角バックライト１４０は、プライバシーバックライト１１０の非アクティブ化時にアクティブ化される。あるいは、広角バックライト１４０は、プライバシーバックライト１１０がアクティブ化されているときに非アクティブ化され得る。図３Ａは、光源１１６のクロスハッチングを使用してプライバシーバックライト１１０のアクティブ化を示している。図３Ａはまた、光源１３４のクロスハッチングを使用して、静的表示層１３０のアクティブ化を示している。
上述のように、プライバシーバックライト１１０の指向性散乱特徴部１１４は、マルチビーム要素のアレイを含んでもよく、プライベート画像１００ａはマルチビュー画像であってもよい。図５Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライト１１０の断面図を示している。図５Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライト１１０の斜視図を示している。特に、図５Ａ～図５Ｂに示すプライバシーバックライト１１０は、導光体１１２と、マルチビーム要素１１４’のアレイを含む指向性散乱特徴部１１４とを含む。図５Ａ～図５Ｂはまた、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のライトバルブ１２０のアレイ及び広角バックライト１４０を示している。静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の静的表示層１３０は、限定としてではなく説明を容易にするために、図５Ａ～図５Ｂでは省略されている。
図示のように、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素１１４’は、プライバシーバックライト１１０の導光体１１２からの導波光１０４の一部分を散乱させて、指向性光ビームを含む指向性放出光１０２ａを提供する。種々の実施形態によれば、指向性放出光１０２ａの指向性光ビーム（図５Ａ～図５Ｂにおいて発散矢印として示される）は、第１のビューゾーンＩ内のマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する異なる方向を有する。プライバシーバックライト１１０によって提供される異なる指向性光ビームは、マルチビュー画像を提供するために、ライトバルブ１２０のアレイの異なるライトバルブ１２０を通過し、それによって変調される。図５Ａに示すように、指向性光ビームはまた、ライトバルブアレイによって変調された後、第１のビューゾーンＩにおいてマルチビュー画像として可視となる前に、静的表示層１３０を通過する。
図５Ａ～図５Ｂに示すように、ライトバルブ１２０のアレイは、複数のマルチビューピクセル１２２に分割されてもよく、各マルチビューピクセル１２２は、ライトバルブ１２０のサブセットを含み、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１１４’のうちの異なる１つに対応する。特に、一部の実施形態では、マルチビューピクセル１２２とマルチビーム要素１１４’との間に１対１の対応があり得る。一部の実施形態では、マルチビーム要素１１４’の位置は、例えば図示のように、マルチビューピクセル１２２の中心と位置合わせされてもよい。他の実施形態では、マルチビーム要素１１４’は、指向性光ビームを含む指向性放出光１０２ａを傾斜させるために、マルチビューピクセル１２２の中心からシフト又はオフセットされ得る。指向性放出光１０２ａの傾斜は、例えば、第１のビューゾーンＩの方向を選択的に調整するために採用されてもよい。
一部の実施形態によれば、マルチビーム要素１１４’のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブ１２０のサイズの２５パーセント～２００パーセントである。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されない、種々の方法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１２０のサイズは、その長さであってもよく、マルチビーム要素１１４’の同等サイズもまた、マルチビーム要素１１４’の長さであってもよい。別の例では、サイズは、マルチビーム要素１１４’の面積がライトバルブ１２０の面積と同等であり得る面積を指してもよい。他の例では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズの約５０パーセント（５０％）、又はライトバルブサイズの約６０パーセント（６０％）、又はライトバルブサイズの約７０パーセント（７０％）、又はライトバルブサイズの約８０パーセント（８０％）、又はライトバルブサイズの約９０パーセント（９０％）より大きく、マルチビーム要素１１４’は、ライトバルブサイズの約１８０パーセント（１８０％）未満、又はライトバルブサイズの約１６０パーセント（１６０％）未満、又はライトバルブサイズの約１４０パーセント（１４０％）未満、又はライトバルブサイズの約１２０パーセント（１２０％）未満である。一部の実施形態によれば、マルチビーム要素１１４’及びライトバルブ１２０の同等のサイズは、マルチビュー画像のビュー間のダークゾーンを低減するように、又は一部の例では最小化するように選択されてもよく、同時に、マルチビュー画像のビュー間の重複を低減するか、又は一部の例では最小化するように選択されてもよい。
種々の実施形態によれば、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１１４’は、導波光の一部分を回折散乱させるように構成された回折格子、導波光の一部分を反射散乱させるように構成された微小反射マルチビーム要素、及び導波光の一部分を屈折散乱させるように構成された微小屈折マルチビーム要素のうちの１又はそれ以上を含み得る。一部の実施形態では、回折格子は、指向性光ビームを含む放出光として導波光の一部分を協働して散乱させるように構成された複数のサブ格子を含み得る。一部の実施形態では、微小反射マルチビーム要素は、導波光の一部分を、指向性光ビームを含む放出光として協働して散乱させるように構成された複数の反射サブ要素を含み得る。
更に、一部の実施形態では、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１１４’は、導光体１１２内の導波光１０４の伝搬方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を有するマイクロスリットマルチビーム要素を含み得る。種々の実施形態によれば、傾斜反射側壁は、導波光１０４の一部分を、指向性光ビームを含む指向性放出光１０２ａとして散乱させるように構成される。これらの実施形態のうちの一部では、マイクロスリットマルチビーム要素は、マイクロスリットマルチビーム要素の範囲内に複数のマイクロスリットサブ要素を含んでもよく、複数のマイクロスリットサブ要素のマイクロスリットサブ要素は、導波光の一部分を、指向性光ビームを含む放出光として協働して散乱させるように構成される。
一部の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のプライバシーバックライト１１０は、例えば、図３及び図５Ａ～図５Ｂに示すように、導光体１１２の入力縁部に光学的に結合された光源１１６を含み得る。光源１１６は、導波光１０４として導光体１１２内で導かれる光を提供するように構成される。一部の実施形態では、光源１１６は、上述たように、非ゼロ伝搬角度及び所定のコリメーション係数σの一方又は両方を有する導波光１０４として導かれる光を提供するように構成され得る。
本明細書で説明する原理の一部の実施形態によれば、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムが提供される。モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムは、プライバシーモードと共有モードとの間で切り替えるように構成される。プライバシーモードの間、プライベート画像が第１のビューゾーンに提供され得、静止画像が第２のビューゾーンに提供され得る。モード切り替え可能ディスプレイは、共有モード中に第１のビューゾーンと第２のビューゾーンの両方に共有画像を提供するように更に構成される。更に、一部の実施形態によれば、プライバシー画像及び静止画像の一方又は両方は、三次元（３Ｄ）コンテンツの表示を容易にするためにマルチビュー画像を含み得る。
一部の実施形態によれば、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンは、互いに排他的である。結果として、プライベート画像は、第１のビューゾーンにおいてのみモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムのユーザに可視となるように構成される。同様に、静止画像は、これらの実施形態では、第２のビューゾーンにおいてのみユーザに可視となるように構成される。
種々の実施形態によれば、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムは、動作中にプライバシーモードと共有モードとの間で切り替えることができる。共有モードでは、共有画像は、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方においてユーザに可視であり得る。更に、種々の実施形態によれば、プライバシーモード及び共有モードは、相互に排他的な動作モードであり、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムを動作中にプライバシーモード又は共有モードのいずれかに切り替えることができる。
モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムは、スマートフォン、タブレットコンピュータ、又はラップトップコンピュータを含むがこれらに限定されない種々の用途におけるディスプレイシステム、並びに車両、例えば自動車又は飛行機における情報／娯楽ディスプレイシステムとして採用され得る。例えば、自動車で使用される場合、プライバシーモードの間、第１のビューゾーンはプライベート画像を乗客に方向付けてもよく、第２のビューゾーンは静止画像を自動車の運転手に方向付けてもよい。プライベート画像は、運転者の注意をそらすことなく、乗客に情報及び娯楽コンテンツを提供するために使用され得る。静止画像は、例えばロゴ又は同様の静止画像であってもよい。あるいは、一部の実施形態によれば、共有モードの間、共有画像は運転者及び乗客の両方に提供されてもよい。したがって、共有画像は、運転手の注意を過度にそらすことなく、乗客及び運転手の両方にとって有用であり得る情報又は他のコンテンツ、例えば、マップディスプレイ、音楽システムユーザインターフェース、客室環境を制御するためのユーザインターフェースなどを含み得る。
図６は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００のブロック図を示す。図６に示されるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、プライベートモード中に、プライベート画像を第１のビューゾーンＩに提供し、静止画像を第２のビューゾーンＩＩに提供するように構成される。図６のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、共有モード中に、第１のビューゾーンＩ、及び第２のビューゾーンＩＩの両方に共有画像を提供するように更に構成される。
図示のように、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、広角バックライト２１０を含む。広角バックライト２１０は、共有モード中に第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩの両方に広角放出光２０２を提供するように構成される。一部の実施形態では、広角バックライト２１０は、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述した広角バックライト１４０と実質的に同様であり得る。
図６に示されるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、プライバシーバックライト２２０を更に含む。プライバシーバックライト２２０は、プライバシーモードの間、指向性放出光２０４を第１のビューゾーンＩのみに提供するように構成される。一部の実施形態では、プライバシーバックライト２２０は、上述の静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のプライバシーバックライト１１０と実質的に同様であり得る。
例えば、プライバシーバックライト２２０は、限定ではなく例として図６に示すように、光を導波光として導くように構成された導光体２２２を含んでもよい。導光体２２２は、上述したプライバシーバックライト１１０の導光体１１２と実質的に同様であってもよい。例えば、導光体２２２は、全内部反射に従って光を導くように構成された光学的に透明な誘電体材料のシート又は平面層を含んでもよい。
一部の実施形態では、プライバシーバックライト２２０は、上述した指向性散乱特徴部１１４と実質的に同様の指向性散乱特徴部を含み得る。特に、図６に更に示されるように、プライバシーバックライト２２０は、指向性散乱特徴部として機能する導光体２２２にわたって互いに離間されたマルチビーム要素２２４のアレイを含み得る。これらの実施形態では、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素２２４は、導波光の一部分を、指向性光ビームを含む指向性放出光２０４として散乱させるように構成することができる。種々の実施形態によれば、指向性光ビームは、マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する。一部の実施形態では、マルチビーム要素２２４は、プライバシーバックライト１１０に関して上述したマルチビーム要素１１４’と実質的に同様であり得る。
種々の実施形態によれば、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、図６に示すように、ライトバルブ２３０のアレイを更に含む。ライトバルブ２３０のアレイは、プライバシーモード中に、プライバシーバックライト２２０からの指向性放出光２０４を変調して、第１のビューゾーンＩにプライベート画像を提供するように構成される。ライトバルブ２３０のアレイは、広角放出光２０２を変調して、共有モード中に第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩの両方に共有画像を提供するように更に構成される。一部の実施形態では、ライトバルブのアレイは、上述の静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のライトバルブ１２０のアレイと実質的に同様であり得る。図６では、ライトバルブ２３０のアレイによる広角放出光２０２及び指向性放出光２０４の変調を示すために破線が使用されている。
図６に示すように、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、静的表示層２４０を更に含む。静的表示層２４０は、ライトバルブアレイの放出面に隣接して配設され、ライトバルブアレイの放出面から分離される。静的表示層２４０間の間隙は、種々の実施形態では、空気又は低屈折率接着剤などであるが、それらに限定されない低屈折率材料で充填されてもよい。静的表示層２４０は、プライバシーモード中に第２のビューゾーンＩＩ内に静止画像を提供するように構成される。特に、静的表示層２４０は、静止画像のピクセルを表す静的指向性放出光２０６を放出するように構成される。静的表示層２４０は、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述した静的表示層１３０と実質的に同様であり得る。
例えば、静的表示層１３０は、一部の実施形態では、互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含む導波光として光を導くように構成された導光体を含んでもよい。更に、静的表示層１３０は、光源及び複数の指向性散乱要素を含んでもよい。光源は、導光体の縁部に光学的に結合され、導波光として導かれる光を導光体に提供するように構成されてもよい。複数の指向性散乱要素は、第２のビューゾーンＩＩ内の静止画像を表す静的指向性放出光２０６として導光体から外へ導波光を散乱させるように構成されてもよい。更に、種々の実施形態によれば、複数の指向性散乱要素のうちの個々の指向性散乱要素の特性は、静止画像のピクセルを符号化することができる。
図６では、静的指向性放出光２０６がライトバルブアレイによって変調されないことを強調するために、静的表示層２４０からの静的指向性放出光２０６を示すのに実線が使用されている。図６はまた、共有モード中の広角放出光２０２と、プライバシーモード中のプライバシーバックライト２２０からの指向性放出光２０４との両方が、ライトバルブアレイによって変調された後に静的表示層２４０を通過又は透過していることを示している。
一部の実施形態では、複数の指向性散乱要素は、静止画像を静止マルチビュー画像として提供するために、導波光を指向性光ビームとして散乱させるように構成することができる。したがって、静的表示層は静止マルチビューディスプレイを表すことができる。これらの実施形態では、複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素は、複数の導波光ビームの導波光ビームの一部分から、静止マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成される。
一部の実施形態では（図６に図示のように）、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、モードコントローラ２５０を更に含む。モードコントローラ２５０は、共有モード中に広角放出光を提供するために広角バックライト２１０を、又はプライバシーモード中に静止画像を提供するために静的表示層２４０とともに指向性放出光を提供するためにプライバシーバックライト２２０を選択的にアクティブ化させるように構成される。モードコントローラ２５０は、ライトバルブアレイの制御を調整することもできる。種々の実施形態において、モードコントローラ２５０は、回路（例えば、ＡＳＩＣ）を含むハードウェアとして、及びモードコントローラ２５０の種々の動作特性に対してプロセッサ又は同様の回路によって実行されるソフトウェア又はファームウェアを含むモジュールとしての一方又は両方で実装され得る。
図７Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００の上面図を示している。図７Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００の上面図を示している。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、自動車に設置される。プライベートモードの間、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、図７Ａに示すように、プライベート画像２００ａを第１のビューゾーンＩ内の乗客に提供し、静止画像を第２のビューゾーンＩＩ内の運転者に提供するように構成される。更に、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、図７Ｂに示すように、第１のビューゾーンＩ内の乗客及び第２のビューゾーンＩＩ内の運転者の両方に共有画像２００ｃを提供するように構成される。
本明細書で説明する原理の他の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法が提供される。図８は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００のフローチャートを示している。種々の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００を使用して、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供し、静止画像を第２のビューゾーンに提供することができる。種々の実施形態によれば、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンは、互いに排他的である。更に、種々の実施形態によれば、プライベート画像は、第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であり得、静止画像は、第２のビューゾーンにおいて排他的に可視であり得る。
図８に示すように、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００は、プライバシーディスプレイを使用してプライベート画像を第１のビューゾーンに提供する工程３１０を含む。一部の実施形態では、プライバシーディスプレイは、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述したプライバシーバックライト１１０とライトバルブ１２０のアレイとの組み合わせと実質的に同様であり得る。
特に、一部の実施形態では、プライバシーディスプレイを使用してプライベート画像を第１のビューゾーンに提供する工程３１０は、プライバシーバックライトを使用して、第１のビューゾーンに対応する角度範囲を有する指向性放出光を放出する工程を含む。種々の実施形態によれば、プライバシーバックライトは、光を誘導するように構成された導光体と、光を指向性放出光として導光体から外へ散乱させるように構成された指向性散乱特徴部とを含み得る。プライバシーディスプレイを使用して第１のビューゾーンにプライベート画像を提供する工程３１０は、プライベート画像を生成するために、ライトバルブのアレイを使用して指向性放出光を変調する工程を更に含む。
一部の実施形態では、指向性散乱特徴部は、導光体にわたって互いから離間されたマルチビーム要素のアレイを含み得る。マルチビーム要素のアレイは、第１のビューゾーン内のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む放出光として、導波光の一部分を散乱させるように構成される。これらの実施形態では、プライベート画像はマルチビュー画像であり、プライバシーディスプレイはマルチビューディスプレイである。一部の実施形態によれば、マルチビーム要素は、プライバシーバックライト１１０に関して上述したようなマルチビーム要素１１４’と実質的に同様であり得る。
図８に示す静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００は、静的表示層を使用して第２のビューゾーンに静止画像を提供する工程３２０を更に含む。静的表示層は、プライバシーディスプレイの放出面に隣接して配設され、プライバシーディスプレイの放出面から分離される。更に、静的表示層は、種々の実施形態において、プライベート画像を表す光に対して透明である。一部の実施形態では、静的表示層は、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述した静的表示層１３０と実質的に同様であり得る。例えば、一部の実施形態では、静的表示層を使用して静止画像を提供する工程３２０は、静的表示層の導光体内の光を導波光として導く工程と、導光体に光学的に結合された複数の指向性散乱要素を使用して、導波光を複数の指向性光ビーム（すなわち、静的指向性放出光）として導光体から散乱させる工程と、を含んでもよい。これらの実施形態では、指向性光ビーム又は指向性光ビームを含む静的な指向性光の等価物の強度及び主角度方向は、静止画像のビューピクセルを表す。更に、一部の実施形態では、静止画像はマルチビュー画像であり得る。更に、一部の実施形態によれば、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンは、互いに排他的であり得る。
一部の実施形態では（図８には図示せず）、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００は、広角バックライトを使用して第１のビューゾーンと第２のビューゾーンの両方に共有画像を提供する工程３３０を更に含む。特に、共有画像を提供する工程３３０は、広角バックライトを使用して広角放出光を提供する工程と、プライバシーディスプレイのライトバルブのアレイを使用して広角放出光を変調して共有画像を提供する工程と、を含む。種々の実施形態では、共有画像は、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方において可視である。一部の実施形態では、広角バックライトは、上述の静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の広角バックライト１４０と実質的に同様であり得る。一部の実施形態では、共有画像は共有モード中に提供され、プライベート画像及び静止画像は両方ともプライバシーモード中に提供される。
このように、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供し、静止画像を第２のビューゾーンに提供する静止画像拡張プライバシーディスプレイ、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム、及び静止画像拡張プライバシー表示動作の方法の例及び実施形態を説明してきた。上述の例は、本明細書で説明する原理を表す多くの特定の例の一部分を単に例示するものであることを理解されたい。当業者は明らかに、以下の特許請求の範囲によって規定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。
１０ マルチビューディスプレイ
１２ スクリーン
１４ ビュー
１６ マルチビュー画像
１８ ビュー方向
２０ 光ビーム、入射光ビーム
３０ 回折格子
４０ 導光体
５０ 光ビーム
６０ 結合して出力された光ビーム
１００ 静止画像拡張プライバシーディスプレイ
１００ａ プライベート画像
１００ｂ 静止画像
１００ｂ’ 静止マルチビュー画像
１００ｃ 共有画像
１０２ａ 指向性放出光
１０２ｂ 静的指向性放出光
１０２ｂ’ 静的指向性光ビーム
１０２ｃ 広角放出光
１０３ 伝搬方向
１０４ 導波光
１０６ 導波光
１０６’ 導波光ビーム
１１０ プライバシーバックライト
１１２ 導光体
１１２’ 第１の表面
１１２’’ 第２の表面
１１４ 指向性散乱特徴部
１１４’ マルチビーム要素
１１６ 光源
１２０ ライトバルブ
１２２ マルチビューピクセル
１３０ 静的表示層
１３２ 導光体
１３４ 光源
１３６ 複数の指向性散乱要素
１３６ａ 指向性散乱要素
１３６ｂ 指向性散乱要素
１４０ 広角バックライト
１４２ 光源
２００ モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム
２００ａ プライベート画像
２００ｃ 共有画像
２０２ 広角放出光
２０４ 指向性放出光
２０６ 静的指向性放出光
２１０ 広角バックライト
２２０ プライバシーバックライト
２２２ 導光体
２２４ マルチビーム要素
２３０ ライトバルブ
２４０ 静的表示層
２５０ モードコントローラ
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年３月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９８３，９１８号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
連邦政府資金による研究開発の記載
Ｎ／Ａ
ディスプレイ、より具体的には「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普遍的な媒体である。例えば、電子ディスプレイは、携帯電話（例えば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピューティング、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車用ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、並びに他の種々のモバイル及び実質的に非モバイルのディスプレイアプリケーション及びデバイスを含むがこれらに限定されない種々のデバイス及びアプリケーションに見出され得る。電子ディスプレイは、概して、ピクセル強度の差分パターンを採用して、通信中の画像又は同様の情報を表現又は表示する。差分ピクセル強度パターンは、パッシブ電子ディスプレイの場合のように、ディスプレイに入射する光を反射することによって提供することができる。あるいは、電子ディスプレイは、差分ピクセル強度パターンを提供するように、光を提供又は放射することができる。光を放射する電子ディスプレイは、アクティブディスプレイと称されることが多い。
本開示は、以下の［１］から［２５］を含む。
［１］静止画像拡張プライバシーディスプレイであって、
指向性放射光を第１のビューゾーンに提供するように構成されたプライバシーバックライトと、
上記指向性放射光を変調して、上記第１のビューゾーン内にプライベート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、
第２のビューゾーンに静止画像を提供するように構成された静的表示層であって、上記静的表示層は、上記ライトバルブアレイの放射面に隣接し、上記放射面から分離され、上記プライベート画像を表す光に対して透明である、静的表示層と、を含み、
上記第１のビューゾーン及び上記第２のビューゾーンは、互いに排他的であり、上記プライベート画像は、上記第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成され、上記静止画像は、上記第２のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成されている、
静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［２］上記プライバシーバックライトは、
光を導波光として導く導光体と、
上記第１のビューゾーンに対応する角度範囲を有する上記指向性放射光として上記導光体から外へ上記導波光を散乱させるように構成された指向性散乱特徴部と、
を含む、上記［１］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［３］上記指向性散乱特徴部は、上記導光体にわたって互いから離間されたマルチビーム要素のアレイを含み、上記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、上記導光体の誘導面に隣接するか、上記導光体の対向する誘導面の間にあるかの一方又は両方であり、上記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、上記導波光の一部分を、上記第１のビューゾーン内のマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む上記指向性放射光として散乱させるように構成され、上記プライベート画像は、上記マルチビュー画像である、上記［２］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［４］上記マルチビーム要素は、上記導波光の一部分を回折散乱させるように構成された回折格子、上記導波光の一部分を反射散乱させるように構成された微小反射マルチビーム要素、及び上記導波光の一部分を屈折散乱させるように構成された微小屈折マルチビーム要素のうちの１又はそれ以上を含む、上記［３］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［５］上記回折格子は、上記導波光の一部分を、上記指向性光ビームを含む上記指向性放射光として協働して散乱させるように構成された複数のサブ格子を含むこと、及び
上記微小反射マルチビーム要素は、上記導波光の一部分を、上記指向性光ビームを含む上記指向性放射光として協働して散乱させるように構成された複数の反射サブ要素を含むこと、
のうちの一方又は両方である、
上記［４］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［６］上記マルチビーム要素は、上記導光体内の上記導波光の伝搬方向から離れて傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を有するマイクロスリットマルチビーム要素を含み、上記傾斜反射側壁は、上記導波光の一部分を、上記指向性光ビームを含む上記指向性放射光として散乱させるように構成されている、上記［３］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［７］上記マイクロスリットマルチビーム要素は、上記マイクロスリットマルチビーム要素の範囲内に複数のマイクロスリットサブ要素を含み、上記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのマイクロスリットサブ要素は、上記導波光の一部分を、上記指向性光ビームを含む上記指向性放射光として協働して散乱させるように構成されている、上記［６］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［８］上記マルチビーム要素のサイズは、上記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの２５パーセント～２００パーセントである、上記［３］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［９］上記プライバシーバックライトは、上記導光体の入力縁部に光学的に結合され、上記導光体内で導かれる光を上記導波光として提供するように構成された光源を更に含み、上記導光体内の上記導波光は、非ゼロ伝搬角度及び所定のコリメーション係数を有する、上記［２］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［１０］上記静的表示層は、
光源からの光を導波光として導くように構成された導光体と、
上記導波光を上記導光体から散乱させて上記第２のビューゾーン内に上記静止画像を提供するように構成された複数の指向性散乱要素と、
を含む、上記［１］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［１１］上記導波光は、互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含み、上記複数の指向性散乱要素は、上記導波光を指向性光ビームとして散乱させて、上記静止画像を静止マルチビュー画像として提供するように構成され、上記複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素は、上記導波光の導波光ビームの一部分を、上記静止マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームとして散乱させるように構成されている、上記［１０］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［１２］上記複数の指向性散乱要素のうちの指向性散乱要素は、回折格子を含み、上記回折格子の格子特性は、上記指向性散乱要素によって散乱された上記指向性光ビームの上記強度及び上記主角度方向を決定するように構成されている、上記［１１］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［１３］上記格子特性は、格子深さ、格子ピッチ、及び格子配向のうちの１又はそれ以上を含み、上記格子深さは、上記回折格子によって提供される上記指向性光ビームの上記強度を決定するように構成され、上記格子ピッチ及び上記格子配向のうちの一方又は両方は、上記回折格子によって提供される上記指向性光ビームの上記主角度方向を決定するように構成されている、上記［１２］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［１４］上記プライバシーバックライトに隣接して配設され、広角放射光を提供するように構成された広角バックライトを更に含み、上記プライバシーバックライトは、上記広角放射光を上記プライバシーバックライトの厚みを通して透過させるように構成され、上記ライトバルブアレイは、上記広角放射光を変調して共有画像を提供するように構成され、
上記広角放射光は、上記第１のビューゾーン及び上記第２のビューゾーンを含む角度範囲を有し、上記共有画像は、上記第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方において可視である、
上記［１］に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
［１５］モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムであって、
共有モード中に第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方に広角放射光を提供するように構成された広角バックライトと、
プライバシーモード中に上記第１のビューゾーンに排他的に指向性放射光を提供するように構成されたプライバシーバックライトと、
上記指向性放射光を変調して上記第１のビューゾーンにプライベート画像を提供し、上記広角放射光を変調して上記第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方に共有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、
上記ライトバルブアレイの放射面に隣接して離間して配設され、上記プライバシーモード中に上記第２のビューゾーンに静止画像を提供するように構成された静的表示層と、
を含む、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
［１６］上記第１のビューゾーン及び上記第２のビューゾーンは、互いに排他的であり、上記プライベート画像は、上記第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成され、上記静止画像は、上記第２のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成されている、上記［１５］に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
［１７］上記プライバシーバックライトは、
光を導波光として導くように構成された導光体と、
上記導光体にわたって互いに離間されたマルチビーム要素のアレイであって、上記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、上記導波光の一部分を、マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む上記指向性放射光として散乱させるように構成されている、マルチビーム要素のアレイと、を含み、
上記プライベート画像は、上記マルチビュー画像であり、上記第１のビューゾーン内において排他的に可視である、
上記［１５］に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
［１８］上記静的表示層は、
互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含む導波光として光を導くように構成された導光体と、
上記導光体の縁部に光学的に結合され、上記導波光として導かれるように上記導光体に上記光を提供するように構成された光源と、
上記第２のビューゾーン内の上記静止画像として上記導光体から上記導波光を散乱させるように構成された複数の指向性散乱要素であって、上記複数の指向性散乱要素のうちの個々の指向性散乱要素の特性は、上記静止画像のピクセルを符号化する、複数の指向性散乱要素と、
を含む、上記［１５］に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
［１９］上記複数の指向性散乱要素は、上記導波光を指向性光ビームとして散乱させて、上記静止画像を静止マルチビュー画像として提供するように構成され、上記静的表示層は、静止マルチビューディスプレイを表し、上記複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素は、上記複数の導波光ビームのうちの導波光ビームの一部分から、上記静止マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成されている、上記［１８］に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
［２０］上記共有モード中に上記広角バックライトをアクティブ化させて上記広角放射光を提供するか、又は上記プライバシーモード中に上記プライバシーバックライトをアクティブ化させて上記指向性放射光及び上記静的表示層を提供して上記静止画像を提供するかのいずれかを選択的に行うように構成されたモードコントローラを更に含む、上記［１５］に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
［２１］静止画像拡張プライバシー表示動作の方法であって、上記方法は、
プライバシーディスプレイを使用して、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供する工程と、
上記プライバシーディスプレイの放射面に隣接し、上記放射面から分離された静的表示層を使用して、静止画像を第２のビューゾーンに提供する工程であって、上記静的表示層は、上記プライベート画像を表す光に対して透明である、工程と、を含み、
上記第１のビューゾーン及び上記第２のビューゾーンは、互いに排他的であり、上記プライベート画像は、上記第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であり、上記静止画像は、上記第２のビューゾーンにおいて排他的に可視である、
静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
［２２］プライバシーディスプレイを使用して第１のビューゾーンにプライベート画像を提供する工程は、
光を導波光として導くように構成された導光体と、上記指向性放射光として上記導光体から上記導波光を散乱させるように構成された指向性散乱特徴部とを含むプライバシーバックライトを使用して、上記第１のビューゾーンに対応する角度範囲を有する指向性放射光を放射する工程と、
ライトバルブのアレイを使用して上記指向性放射光を変調して上記プライベート画像を生成する工程と、
を含む、上記［２１］に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
［２３］上記指向性散乱特徴部は、上記導光体にわたって互いに離間され、上記第１のビューゾーン内のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む上記指向性放射光として上記導波光の一部分を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を含み、上記プライベート画像は、上記マルチビュー画像であり、上記プライバシーディスプレイは、マルチビューディスプレイである、上記［２２］に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
［２４］広角バックライトを使用して広角放射光を提供する工程と、
上記ライトバルブのアレイを使用して上記広角放射光を変調して共有画像を提供する工程であって、上記共有画像は、上記第１のビューゾーン及び上記第２のビューゾーンの両方において可視である、工程と、を更に含み、
上記共有画像は、共有モード中に提供され、上記プライベート画像及び上記静止画像は、プライバシーモード中に提供される、
上記［２２］に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
［２５］静的表示層を使用して上記静止画像を提供する工程は、
上記静的表示層の導光体内の光を導波光として導く工程と、
上記導光体に光学的に結合された複数の指向性散乱要素を使用して、上記導波光を複数の指向性光ビームとして上記導光体から散乱させる工程であって、上記指向性光ビームの強度及び主角度方向は、上記静止画像のビューピクセルを表す、工程と、
を含む、上記［２１］に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態の種々の特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照するとより容易に理解することができ、図面において同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一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ィック表現を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における回折格子の断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシーディスプレイの断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例における図３Ａの静止画像拡張プライバシーディスプレイの断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層の平面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層の斜視図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライトの断面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライトの斜視図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムのブロック図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムの上面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムの上面図を示す。
本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシー表示動作の方法のフローチャートを示す。
特定の例及び実施形態は、上記で参照した図に示した特徴に加えて、又はその特徴に代えて、他の特徴を有する。これらの特徴及び他の特徴を、上記で参照した図を参照して以下に詳述する。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態は、静止画像で拡張されたプライバシーディスプレイを提供する。特に、説明される原理と一致する実施形態は、プライバシーディスプレイを覆う静的表示層から放射される複数の指向性光ビームを使用して静止画像を提供することによって、プライバシーディスプレイを拡張する。複数の指向性光ビームのうちの指向性光ビームの個々の強度及び方向は、表示されている静止画像のビュー内の種々のビューピクセルに対応する。種々の実施形態によれば、プライバシー画像は第１のビューゾーンに提供され、静止画像は、第１のビューゾーンと相互に排他的な第２のビューゾーンに提供される。一部の実施形態では、プライバシー画像及び静止画像の一方又は両方は、マルチビュー画像、すなわち、プライベートマルチビュー画像及び静止マルチビュー画像である。更に、種々の実施形態によれば、プライバシーディスプレイは、例えば、それぞれのプライバシーモード及び共有動作モードにおいて、プライバシー画像及び共有画像の一方又は両方を提供する、１又はそれ以上の追加層を含んでもよい。
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、画像を見る方向に関係なく実質的に同じ画像のビューを（すなわち、事前定義された視野角内又は２Ｄディスプレイの範囲内で）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。２Ｄディスプレイの例として、スマートフォン及びコンピュータモニタに見られる従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が挙げられる。本明細書では対照的に、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向内のマルチビュー画像、又は異なるビュー方向からの異なるマルチビュー画像の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物体の異なる斜視図を表すことができる。本明細書に記載の片側バックライト及び片側マルチビューディスプレイの使用には、携帯電話（例えば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピューティング、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車用ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、並びに他の種々のモバイル及び実質的に非モバイルのディスプレイ用途及びデバイスが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向内で異なるマルチビュー画像の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。「静止マルチビューディスプレイ」は、複数の異なるビューではあるが、所定の又は固定された（すなわち、静止）マルチビュー画像を表示するように構成されたマルチビューディスプレイとして定義される。「準静止マルチビューディスプレイ」は、本明細書では、典型的には時間の関数として、異なる固定マルチビュー画像間で、又は複数のマルチビュー画像状態間で切り替え可能な静止マルチビューディスプレイとして定義される。異なる固定マルチビュー画像又はマルチビュー画像状態間で切り替えることにより、例えば、アニメーションの基本的な形態を提供することができる。更に、本明細書で定義されるように、準静止マルチビューディスプレイは、静止マルチビューディスプレイの一種である。したがって、適切な理解のためにかかる区別が必要でない限り、純粋に静的なマルチビューディスプレイ又は画像と準静的なマルチビューディスプレイ又は画像との間に区別はない。
図１Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示している。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、マルチビュー画像１６内のビュー１４（又は同等にマルチビューディスプレイ１０のビュー１４）にビューピクセルを表示するように構成されたスクリーン１２上の回折格子を含む。スクリーン１２は、例えば、自動車の表示スクリーン、電話（例えば、携帯電話、スマートフォンなど）、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータのコンピュータモニタ、カメラディスプレイ、又は実質的に任意の他のデバイスの電子ディスプレイであってもよい。
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１８（すなわち、異なる主角度方向）にマルチビュー画像１６の異なるビュー１４を提供する。ビュー方向１８は、スクリーン１２から種々の異なる主角度方向に延在す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１８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。したがって、マルチビューディスプレイ１０（例えば、図１Ａに示されるような）がｙ軸を中心に回転されるとき、閲覧者は異なるビュー１４を見る。一方、（図示のように）図１Ａのマルチビューディスプレイ１０がｘ軸を中心に回転されるとき、（図示のように）閲覧者の眼に光が到達しなくなるまで、閲覧される画像は変化しない。
異なるビュー１４がスクリーン１２の上方にあるように示されているが、これらのビュー１４は、マルチビュー画像１６がマルチビューディスプレイ１０上に表示され、閲覧者によって閲覧されるときに、実際にはスクリーン１２上又はその近傍に表示されることに留意されたい。図１Ａのようにスクリーン１２の上にマルチビュー画像１６のビュー１４を示すことは、説明を簡単にするためだけに行われており、特定のビュー１４に対応するビュー方向１８のそれぞれ１つ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図している。更に、図１Ａでは、３つのビュー１４及び３つのビュー方向１８のみが示されているが、これらは全て例であって限定ではない。
ビュー方向又は等価的に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、本明細書の定義では、概して、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」を指す。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と称される。定義では、仰角θは、垂直面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーン平面に垂直）における角度であり、方位角φは、水平面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーン平面に平行）における角度である。
図１Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一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１８）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｝のグラフィック表現を示している。更に、光ビーム２０は、本明細書での定義では、特定の点から放射されるか、又は放射される。すなわち、定義では、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る中心光線を有する。図１Ｂはまた、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏを示している。
更に、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」という用語に使用される「マルチビュー」は、異なる視点を表す複数のビュー、又は複数ビューのうち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。更に、本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書での定義では、２つを超える異なるビュー（すなわち、最小で３つのビュー、概して３つを超えるビュー）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視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、２つを超えるビューを含み得るものの、本明細書の定義では、マルチビュー画像は、マルチビューのビューのうちの２つのみを選択して一度に見ることによって（例えば、１眼につき１つのビューを選択することによって）、画像の立体視ペアとして（例えば、マルチビューディスプレイ上で）見ることができることに留意されたい。
マルチビューディスプレイにおいて、「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各々におけるピクセルを表すビューピクセルのセット又は複数のビューピクセルとして定義される。等価的に、マルチビューピクセルは、マルチビューディスプレイ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各々におけるピクセルに対応するか又はそれを表す個々のビューピクセルを有し得る。更に、マルチビューピクセルのビューピクセルは、本明細書での定義では、ビューピクセルの各々が異なるビューのうちの対応する１つ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「指向性ピクセル」である。更に、種々の例及び実施形態では、マルチビューピクセルのビューピクセルによって表される異なるビューピクセルは、異なるビューの各々において、同等又は少なくとも実質的に同様の位置又は座標を有してもよい。例えば、第１のマルチビューピクセルは、異なるマルチビュー画像のビューの各々において｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のビューピクセルを有し、一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々において｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のビューピクセルを有するなどしてもよい。
一部の実施形態では、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、８つ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８つのビューピクセルを提供してもよい。あるいは、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してもよい。別の例では、マルチビューディスプレイは、８×４のビューのアレイ（すなわち、３２のビュー）を提供してもよく、マルチビューピクセルは、３２個のビューピクセル（すなわち、各ビューに１個）を含んでもよい。更に、一部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。
本明細書では、「導光体」は、全内部反射、すなわち「ＴＩＲ」を使用して構造内に光を導く構造として定義される。特に、導光体は、導光体の動作波長において実質的に透明であるコアを含み得る。種々の例では、「導光体」という用語は、概して、導光体の誘電体材料とその導光体を取り囲む材料又は媒体との間の界面で光を導くために全内部反射を採用する誘電体光導波路を指す。定義では、全内部反射の条件は、導光体の屈折率が、導光体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ことである。一部の実施形態では、導光体は、全内部反射を更に促進するために、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んでもよい。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。導光体は、プレート又はスラブガイド及びストリップガイドのうちの一方又は両方を含むが、これらに限定されない、複数の導光体のいずれであってもよい。
更に本明細書では、「プレート導光体」のように導光体に適用される場合の用語「プレート」は、区分的又は示差的に平面の層又はシートとして定義され、「スラブ」ガイドと称されることもある。特に、プレート導光体は、導光体の上面及び下面（すなわち、反対側の表面）によって境界が画定された２つの実質的に直交する方向に光を導くように構成された導光体として定義される。更に、本明細書の定義では、上面及び下面は両方とも互いに分離されており、少なくとも異なる意味で互いに実質的に平行であり得る。すなわち、プレート導光体の任意の差動的に小さいセクション内で、上面及び下面は、実質的に平行な平面上又は同一の平面上にある。
一部の実施形態では、プレート導光体は、実質的に平坦（すなわち、平面に限定される）であり得るため、プレート導光体は、平面導光体である。他の実施形態では、プレート導光体は、１つ又は２つの直交する次元で湾曲させることができる。例えば、プレート導光体は、円筒形のプレート導光体を形成するために単一の次元で湾曲されてもよい。ただし、曲率半径は、プレート導光体内で全内部反射を維持して光を導くのに十分な大きさの曲率半径を有している。
本明細書では、「回折格子」は、概して、回折格子に入射する光の回折を提供するように配置された複数の特徴部（すなわち、回折特徴部）として定義される。一部の例では、複数の特徴部は、特徴部の対の間に１又はそれ以上の格子間隔を有する周期的な方法又は準周期的な方法で配置することができる。例えば、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイで配置された複数の特徴部（例えば、材料表面の複数の溝又は隆起）を含んでもよい。他の例では、回折格子は、二次元（２Ｄ）アレイの特徴部であってもよい。回折格子は、例えば、材料表面の２Ｄアレイのバンプ又は穴であってもよい。種々の実施形態及び例によれば、回折格子は、回折格子によって回折される光の波長程度未満である、隣接する回折特徴部間の格子間隔又は距離を有するサブ波長格子であってもよい。
したがって、本明細書での定義では、「回折格子」は、回折格子に入射する光の回折を提供する構造である。光が導光体から回折格子に入射する場合、提供される回折又は回折散乱は、結果として、回折格子が回折によって導光体から出てくる光をカップリングすることができるという意味で、「回折カップリング」と称される。回折格子はまた、回折によって（すなわち、回折角で）光の角度を方向転換又は変更する。特に、回折の結果として、回折格子を出る光は、概して、回折格子に入射する光（すなわち、入射光）の伝搬方向とは異なる伝搬方向を有する。回折による光の伝搬方向の変化は、本明細書では「回折リダイレクション」と称される。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折的に方向転換する回折特徴部を含む構造であると理解することができ、光が導光体から入射する場合、回折格子は導光体から光を回折的に取り出すことができる。
更に、本明細書での定義では、回折格子の特徴部は「回折特徴部」を指し、材料表面で、材料表面内で、及び材料表面上（すなわち、２つの材料間の境界）で、１又はそれ以上の回折特徴部であり得る。表面は、例えば、導光体の表面であってもよい。回折特徴部は、表面で、表面内で、又は表面上で、溝、隆起、穴、及びバンプのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、光を回折する種々の構造の任意のものを含み得る。例えば、回折格子は、材料表面に複数の実質的に平行な溝を含み得る。別の例では、回折格子は、材料表面から隆起する複数の平行な隆起を含み得る。回折特徴部（例えば、溝、隆起、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、矩形プロファイル（例えば、二元回折格子）、三角形プロファイル及び鋸歯プロファイル（例えば、ブレーズド格子）のうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、回折を提供する種々の断面形状又はプロファイルのうちの任意のものを有していてもよい。
以下で更に説明するように、本明細書の回折格子は、特徴部間隔又はピッチ、配向、及びサイズ（回折格子の幅又は長さなど）のうちの１又はそれ以上を含む格子特性を有することができる。更に、格子特性は、回折格子への光ビームの入射角、光源からの回折格子の距離、又はその両方の関数であるように選択又は選定されてもよい。特に、回折格子の格子特性は、一部の実施形態によれば、光源の相対位置と回折格子の位置とに依存するように選択され得る。回折格子の格子特性を適切に変化させることによって、回折格子によって回折された（例えば、導光体から回折により外へ結合された）光ビーム（すなわち、「指向性光ビーム」）の強度及び主角度方向の両方が、マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する。
本明細書で説明する種々の例では、回折格子（例えば、以下に記載されるようなマルチビューピクセルの回折格子）を採用して、導光体（例えば、プレート導光体）から出た光を光ビームとして回折的に散乱させるか、又はカップリングすることができる。特に、局所的に周期的な回折格子の、又はそれによって提供される回折角θｍは、式（１）で与えられ得る。
Figure 2023519663000016
式中、λは光の波長、ｍは回折次数、ｎは導光体の屈折率、ｄは回折格子の特徴部間の距離又は間隔、θｉは回折格子上の光の入射角である。簡略化のために、式（１）では、回折格子が導光体の表面に隣接し、導光体の外側の材料の屈折率が１に等しい（すなわち、ｎｏｕｔ＝１）と仮定する。回折次数ｍは、概して、整数で与えられる。回折格子によって生成された光ビームの回折角θｍは、式（１）で与えられ得、式中、回折次数は正（例えば、ｍ＞０）である。例えば、一次回折は、回折次数ｍが１に等しい場合（すなわち、ｍ＝１）に提供される。
図２は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における回折格子３０の断面図を示している。例えば、回折格子３０は、導光体４０の表面上に位置してもよい。更に、図２は、入射角θｉで回折格子３０に入射する光ビーム５０（又は光ビームの集合）を示している。光ビーム５０は、導光体４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム２０の回折の結果として回折格子３０によって回折的に生成され、結合して出力された光ビーム（又は光ビームの集合）６０が示されている。結合して出力された光ビーム６０は、式（１）で与えられる回折角θｍ（又は本明細書では「主角度方向」）を有する。結合して出力された光ビーム６０は、例えば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応し得る。
本明細書の定義では、「マルチビーム要素」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。特に、一部の実施形態では、マルチビーム要素は、バックライトの導光体に光学的に結合されて、導光体内で導かれる光の一部分を結合又は散乱させることによって複数の光ビームを提供することができる。更に、マルチビーム要素によって生成される複数の光ビームのうちの光ビームは、本明細書における定義上、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義では、複数の光ビームのうちの光ビームは、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。したがって、本明細書における定義では、光ビームは「指向性光ビーム」と称され、複数の光ビームは「複数の指向性光ビーム」と称され得る。
更に、複数の指向性光ビームは、ライトフィールドを表すことができる。例えば、複数の指向性光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に制限されてもよく、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していてもよい。このように、組み合わされた光ビームの所定の角度広がり（すなわち、複数の光ビーム）がライトフィールドを表していてもよい。
種々の実施形態によれば、複数の種々の指向性光ビームの異なる主角度方向は、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むがこれらに限定されない特性によって決定される。一部の実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書での定義では、「拡張点光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲にわたって分散された複数の点光源と見なすことができる。更に、マルチビーム要素によって生成された指向性光ビームは、本明細書における定義によって角度成分｛θ，φ｝によって与えられ、図１Ｂに関して上述された主角度方向を有する。
本明細書において、「コリメート光」又は「コリメートされた光ビーム」は、概して、光ビームの光線が光ビーム（例えば、導光体内の導波光ビーム）内で互いに実質的に平行である光ビームとして定義される。更に、本明細書の定義では、コリメートされた光ビームから発散又は散乱された光線は、コリメートされた光ビームの一部であるとは見なされない。更に、本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光学デバイス又は装置として定義される。
本明細書では、「コリメーション係数」は、光がコリメートされる程度として定義される。特に、コリメーション係数は、本明細書の定義では、コリメートされた光のビーム内の光線の角度広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメートされた光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、コリメートされた光ビームの中心又は主角度方向について＋／－σ度）内にあることを指定してもよい。一部の例では、コリメートされた光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、コリメートされた光ビームのピーク強度の１／２によって決定される角度である。
本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光学デバイス又は装置として定義される。例えば、コリメータは、コリメートミラー又は反射器、コリメートレンズ、回折格子、テーパ状導光体、及びこれらの種々の組み合わせを含んでもよいが、これらに限定されない。種々の実施形態では、コリメータによって提供されるコリメーションの量は、実施形態ごとに、所定の程度又は量で変動し得る。更に、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向及び水平方向）のうちの一方又は両方でコリメーションを提供するように構成され得る。すなわち、コリメータは、一部の実施形態では、光コリメーションを提供する２つの直交方向の一方又は両方において形状又は類似のコリメート特性を含み得る。
本明細書では、「コリメーション係数」は、光がコリメートされる程度として定義される。特に、コリメーション係数は、本明細書の定義では、コリメートされた光のビーム内の光線の角度広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメート光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、コリメートされた光ビームの中心又は主角度方向について＋／－σ度）内にあることを指定してもよい。一部の例では、コリメートされた光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、コリメートされた光ビームのピーク強度の１／２によって決定される角度であってもよい。
本明細書では、「光源」は、光源（例えば、光を生成及び放射するように構成された光エミッタ）として定義される。例えば、光源は、アクティブ化又はオンされたときに光を放射する光エミッタ、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでもよい。特に、本明細書では、光源は、実質的に任意の光源であるか、又は発光ダイオード（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エミッタ、蛍光ランプ、白熱灯、及び事実上他の任意の光源のうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、実質的に任意の光エミッタを含み得る。光源によって生成される光は、色を有することができ（すなわち、特定の波長の光を含み得る）、又はある範囲の波長（例えば、白色光）であり得る。一部の実施形態では、光源は、複数の光エミッタを含み得る。例えば、光源は、光エミッタのうちの少なくとも１つが色又は同等の波長を有する光を生成する光エミッタのセット又はグループを含んでもよく、この色又は波長は、当該セット又はグループのうちの他の少なくとも１つの光エミッタによって生成される光の色又は波長とは異なる。異なる色として、例えば、原色（例えば、赤色、緑色、青色）が挙げられる。「偏光」光源は、本明細書では、所定の偏光を有する光を生成又は提供する実質的に任意の光源として定義される。例えば、偏光光源は、光源の光エミッタの出力に偏光子を含んでもよい。
本明細書では、「マルチビュー画像」は、複数の画像（すなわち、３つよりも多い画像）として定義され、複数の画像のうちの各画像は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する異なるビューを表す。したがって、マルチビュー画像は、画像（例えば、二次元画像）の集まりであり、マルチビューディスプレイ上に表示されたときに、奥行きの知覚を容易にすることができ、したがって、例えば、閲覧者にとって３Ｄシーンの画像であるように見える。
定義では、「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、一部の実施形態では、広角放射光は、約２０度より大きい（例えば、＞±２０°）円錐角を有し得る。他の実施形態では、広角放射光円錐角は、約３０度より大きい（例えば、＞±３０°）、又は約４０度より大きい（例えば、＞±４０°）、又は約５０度より大きく（例えば、＞±５０°）てもよい。例えば、広角放射光の円錐角は、約６０度より大きく（例えば、＞±６０°）てもよい。
一部の実施形態では、広角放射光の円錐角は、液晶コンピュータモニタ、液晶タブレット、液晶テレビ、又は広角視野（例えば、約±４０～６５°）を目的と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であると定義することができる。他の実施形態では、広角放射光はまた、拡散光、実質的な拡散光、無指向性光（すなわち、特定の又は定義された指向性を有しない光）、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され得る。
本明細書で説明される原理と一致する実施形態は、集積回路（ＩＣ）、超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィカルプロセッサユニット（ＧＰＵ）など、ファームウェア、ソフトウェア（プログラムモジュール又は命令セットなど）、及び上記のうちの２つ以上の組み合わせのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々のデバイス及び回路を使用して実装され得る。例えば、実施形態又はその要素は、ＡＳＩＣ又はＶＬＳＩ回路内の回路要素として実装されてもよい。ＡＳＩＣ又はＶＬＳＩ回路を採用する実装形態は、ハードウェアベースの回路の実装形態の例である。
別の例では、実施形態は、コンピュータによって更に実行される（例えば、メモリに記憶され、汎用コンピュータのプロセッサ又はグラフィックスプロセッサによって実行される）動作環境又はソフトウェアベースのモデリング環境（例えば、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）、ＭａｔｈＷｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．、Ｎａｔｉｃｋ、ＭＡ）において実行されるコンピュータプログラミング言語（例えば、Ｃ／Ｃ＋＋）を使用するソフトウェアとして実装されてもよい。１又はそれ以上のコンピュータプログラム又はソフトウェアは、コンピュータプログラム機構を構成することができ、プログラミング言語は、コンピュータのプロセッサ又はグラフィックスプロセッサによって実行されるように、コンパイル又は解釈され、例えば、構成可能又は構成され得る（本説明では互換的に使用され得る）ことに留意されたい。
更に別の例では、本明細書で説明する装置、デバイス、又はシステム（例えば、画像プロセッサ、カメラなど）のブロック、モジュール、又は要素は、実際の又は物理的な回路（例えば、ＩＣ又はＡＳＩＣとして）を使用して実装されてもよいが、別のブロック、モジュール、又は要素は、ソフトウェア又はファームウェアで実装されてもよい。特に、本明細書の定義では、一部の実施形態は、実質的にハードウェアベースの回路アプローチ又はデバイス（例えば、ＩＣ、ＶＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ファームウェアなど）を使用して実装されてもよく、他の実施形態は、ソフトウェアを実行するためにコンピュータプロセッサ又はグラフィックスプロセッサを使用するソフトウェア又はファームウェアとして、あるいは、例えば、ソフトウェア又はファームウェアとハードウェアベースの回路との組み合わせとして実装されてもよい。
更に、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又はそれ以上」を有することが意図されている。例えば、本明細書では「マルチビーム要素（a multibeam element）」は１又はそれ以上のマルチビーム要素を意味し、したがって、「マルチビーム要素（the multibeam element）」は「マルチビーム要素（複数可）」を意味する。また、本明細書における「頂」、「底」、「上部」、「下部」、「上」、「下」、「前」、「後」、「第１」、「第２」、「左」又は「右」のいずれの言及も、本明細書の制限を意図するものではない。本明細書において、「約」という用語は、値に適用される場合、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、特に明示的に指定されない限り、プラス又はマイナス１０％、プラス又はマイナス５％、プラス又はマイナス１％を意味する場合がある。更に、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、過半数、又はほぼ全て、又は全て、又は約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。更に、本明細書の例は、例示のみを目的とするものであり、説明の目的で提示されており、限定するためではない。
本明細書で説明する原理の一部の実施形態によれば、プライベート画像及び静止画像の両方を異なるビューゾーンに提供するように構成された静止画像拡張プライバシーディスプレイが提供される。図３Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の断面図を示している。図３Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例における図３Ａの静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の断面図を示している。種々の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、プライベート画像１００ａを第１のビューゾーンＩに提供するように構成される。本明細書では、第１のビューゾーンＩはプライベートビューゾーンと称されることもある。更に、図３Ａ～図３Ｂに示される静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、種々の実施形態によれば、静止画像１００ｂを第２のビューゾーンＩＩに提供するように構成される。図示のように、第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩは互いに排他的である。すなわち、本明細書における定義上、第１のビューゾーンＩの角度範囲は、第２のビューゾーンＩＩの角度範囲と重複又は交差しない。結果として、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００によって提供されるプライベート画像１００ａは、第１のビューゾーンIにおいて排他的にユーザに可視であるか又はユーザによって視認可能であるように構成され、静止画像１００ｂは、第２のビューゾーンＩＩにおいて排他的にユーザに可視であるか又はユーザによって視認可能であるように構成される。一部の実施形態によれば、プライベート画像１００ａは、マルチビュー画像、すなわち、プライベートマルチビュー画像であってもよい。同様に、静止画像１００ｂは、一部の実施形態によれば、静止マルチビュー画像であってもよい。
図示のように、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、プライバシーバックライト１１０を含む。プライバシーバックライト１１０は、指向性放射光１０２ａを第１のビューゾーンＩに提供するように構成される。特に、種々の実施形態によれば、指向性放射光１０２ａの角度範囲は、第１のビューゾーンＩの角度範囲に制限される。
一部の実施形態では、プライバシーバックライト１１０は、導光体１１２を含み得る。導光体１１２は、例えば、（図示のような）プレート導光体であってもよい。種々の実施形態によれば、導光体１１２は、光を導波光１０４として導くように構成される。一部の実施形態では、導光体１１２内の導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度を有してもよく、又はそれに従って導かれてもよい。更に、導波光１０４は、所定のコリメーション係数σに従って導かれてもよく、又は所定のコリメーション係数σを有してもよい。一部の実施形態によれば、非ゼロ伝搬角度及び所定のコリメーション係数σの一方又は両方は、指向性放射光１０２ａの方向及び角度広がりのいずれか又は両方を制御又は決定するように選択されてもよい。
導光体１１２は、光を導光体１１２の長さに沿って導波光１０４として導くように構成される。例えば、導光体１１２は、光導波路として構成された誘電体材料を含んでもよい。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の屈折率を有していてもよい。屈折率の差は、例えば、導光体１１２の１又はそれ以上の導波モードに従って導波光１０４（又は導波光ビーム）の全内部反射を促進するように構成される。
一部の実施形態では、導光体１１２は、光学的に透明な誘電体材料の拡張された実質的に平面のシートを含むスラブ又はプレート光導波路であってもよい。実質的に平面の誘電体シートは、全内部反射（ＴＩＲ）を使用して、導波光１０４を導くように構成される。種々の例によれば、導光体１１２の光学的に透明な材料は、種々のタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透明な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又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々の誘電体材料のうちの任意のものを含むか、又は種々の誘電体材料のうちの任意のもので構成されていてもよい。一部の例では、導光体１１２は、導光体１１２の表面（例えば、上面及び下面のうちの一方又は両方）の少なくとも一部分にクラッド層（図示せず）を更に含んでもよい。一部の例によれば、クラッド層を使用して、全内部反射を更に促進してもよい。
種々の実施形態によれば、導光体１１２は、導光体１１２の第１の表面１１２’（例えば、「前」面）と第２の表面１１２’’（例えば、「後」面又は「底」面）との間の非ゼロ伝搬角度での全内部反射に従って導波光１０４を導くように構成される。特に、導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度で導光体１１２の第１の表面１１２’と第２の表面１１２’’との間で反射又は「反跳」することによって（例えば、導波光ビームとして）伝搬する。したがって、第１の表面及び第２の表面１１２’、１１２’’は、導光体１１２の「誘導面」とも称され得る。非ゼロ伝搬角度は、説明を簡単にするために図３Ａに明示的に示されていないことに留意されたい。しかしながら、図３Ａは、導光体長さに沿った導波光１０４の一般的な伝搬方向１０３を示す図の平面内を指す矢印を示している。
本明細書で定義するように、「非ゼロ伝搬角度」は、導光体１１２の表面（例えば、第１の表面１１２’又は第２の表面１１２’’）に対する角度である。更に、種々の実施形態では、非ゼロ伝搬角度は、ゼロより大きく、かつ導光体１１２内の全内部反射の臨界角未満である。例えば、導波光１０４の非ゼロ伝搬角度は、約１０度（１０°）～約５０度（５０°）、又は一部の例では、約２０度（２０°）～約４０度（４０°）、又は約２５度（２５°）～約３５度（３５°）であってもよい。例えば、非ゼロ伝搬角度は、約３０度（３０°）であってもよい。更に、特定の非ゼロ伝搬角度が、導光体１１２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、特定の非ゼロ伝搬角度は、特定の実装形態のために（例えば、任意に）選択されてもよい。
図３Ａ～図３Ｂに示すように、プライバシーバックライト１１０は、指向性散乱特徴部１１４を更に含む。指向性散乱特徴部１１４は、導波光を指向性放射光１０２ａとして導光体から外へ散乱させるように構成される。特に、指向性散乱特徴部１１４は、第１のビューゾーンＩの角度範囲又は広がりに対応する角度広がりを有する導波光を散乱させるように構成される。種々の実施形態によれば、指向性散乱特徴部１１４は、回折格子、反射散乱要素、及び屈折散乱要素のうちの１又はそれ以上を含んでもよい。一部の実施形態では（例えば、図３Ａ～図３Ｂに示されるように）、指向性散乱特徴部１１４は、導光体１１２の誘導面（例えば、第１又は第２の表面１１２’、１１２’’）に隣接して、その上に、又は更にその中に配設することができる。例えば、図３Ａ～図３Ｂは、導光体１１２の第２の表面１１２’’に隣接する指向性散乱特徴部１１４を示している。他の実施形態（図示せず）では、指向性散乱特徴部１１４は、導光体１１２の誘導面の間に位置し、誘導面から離間されてもよい。更に他の実施形態では、指向性散乱特徴部１１４は、誘導面に隣接して（例えば、その上に、又はそこに）、及び誘導面間の両方に分散されてもよい。
図３Ａ～図３Ｂに示す静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、ライトバルブ１２０のアレイを更に含む。ライトバルブ１２０のアレイ又はライトバルブアレイは、指向性放射光１０２ａを変調して、第１のビューゾーンＩ内にプライベート画像１００ａを提供するように構成される。特に、変調によって提供されるプライベート画像１００ａは、プライバシーバックライト１１０によって放射される指向性放射光１０２ａの角度範囲又は範囲に起因して、又はその結果として、第１のビューゾーンＩに制限され、したがって第１のビューゾーンＩにおいて可視となる。種々の実施形態において、異なるタイプのライトバルブが、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トに基づくライトバルブのうちの１又はそれ以上を含むがこれらに限定されないライトバルブアレイのライトバルブ１２０として採用されてもよい。
一部の実施形態では、指向性散乱特徴部１１４は、導光体１１２にわたって互いから離間されたマルチビーム要素のアレイを含み得る。マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、例えば、導光体１１２の誘導面に隣接するか、対向する誘導面の間にあるかの一方又は両方であってもよい。種々の実施形態によれば、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、導波光の一部分を、第１のビューゾーンＩ内のマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む指向性放射光１０２ａとして散乱させるように構成される。これらの実施形態では、プライベート画像１００ａはマルチビュー画像であり、その異なるビュー方向の異なるビューは第１のビューゾーンＩに制限され、第１のビューゾーンＩ内で排他的に可視となり得る。更に、プライバシーバックライト１１０とライトバルブ１２０のアレイとの組み合わせは、これらの実施形態ではマルチビューディスプレイと称されることがある。
種々の実施形態によれば、図３Ａ～図３Ｂに示すように、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、静的表示層１３０を更に含む。静的表示層１３０は、第２のビューゾーンＩＩに静止画像１００ｂを提供するように構成される。図示のように、静的表示層１３０は、ライトバルブアレイの放射面に隣接して配設され、ライトバルブアレイの放射面から分離される。定義では、ライトバルブアレイの放射面は、プライベート画像１００ａを表すためにライトバルブアレイによって変調された指向性放射光１０２ａが放射され、第１のビューゾーンＩに方向付けられる面である。種々の実施形態によれば、静的表示層１３０は、プライベート画像１００ａを表す光（すなわち、変調された指向性放射光１０２ａ）に対して透明又は実質的に透明である。特に、種々の実施形態によれば、ライトバルブアレイを出射する変調された指向性放射光１０２ａは、静的表示層１３０を通過して、第１のビューゾーンＩ内にプライベート画像１００ａを提供するように構成される。
上述したように、静的表示層１３０によって提供される静止画像１００ｂは、第２のビューゾーンＩＩにおいて排他的に可視であるように構成される。したがって、静的表示層１３０によって静的指向性放射光１０２ｂとして放射され、静止画像１００ｂのピクセルを表す光ビームは、静的表示層１３０によって第２のビューゾーンＩＩ内に選択的に方向付けられる。更に、種々の実施形態によれば、静的表示層１３０は、放射光を第１のビューゾーンＩに方向付けることを排除するように構成される。
一部の実施形態では（例えば、図示のように）、静的表示層１３０は、導光体１３２及び光源１３４を含む。導光体１３２は、光源１３４からの光又は光源１３４によって供給された光を、導光体１３２内の導波光１０６として導くように構成される。導光体１３２は、例えば、（例えば、図示のような）プレート導光体であってもよい。一部の実施形態によれば、導光体１３２は、上述の導光体１１２と実質的に同様であってもよい。例えば、導光体１３２は、全反射によって、又は全反射に従って光を導くように構成された光学的に透明な材料のシート又は層を含んでもよい。光学的に透明な材料は、種々のタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透明な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又はそれ以上を含むがこれらに限定されない、種々の誘電体材料のうちの任意のものを含むか、又は種々の誘電体材料のうちの任意のもので構成されていてもよい。種々の実施形態によれば、光源１３４は、（例えば、図示のように）導光体１３２の縁部に光学的に接続される。光源１３４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などであるが、それに限定されない、１又はそれ以上の光エミッタを含んでもよい。
一部の実施形態では、静的表示層１３０は、静的表示層１３０の導光体１３２の材料の屈折率よりも小さい屈折率を有する「低屈折率」接着剤を使用して、ライトバルブアレイの放射面に貼り付けられてもよい。例えば、導光体１３２と放射面との間の間隙は、低屈折率接着剤で充填されてもよい。他の実施形態では、間隙は、導光体１３２内の導波光１０６の全内部反射を促進及び維持するために、空気、又は導光体１３２の屈折率未満の屈折率を有する別の低屈折率材料で充填されてもよい。
静的表示層１３０は、複数の指向性散乱要素１３６を更に含む。複数の指向性散乱要素は、第２のビューゾーンＩＩ内に静止画像１００ｂを提供するために、導波光１０６を静的指向性放射光１０２ｂとして導光体１３２から散乱させるように構成される。特に、静的指向性放射光１０２ｂは、静止画像１００ｂのピクセルを表す指向性光ビームを含む。すなわち、複数の指向性散乱要素のうちの１つの指向性散乱要素１３６によって導光体１３２から散乱された静的指向性放射光１０２ｂの指向性光ビームは、静止画像１００ｂのピクセルに対応する主角度方向及び強度を有する。更に、種々の実施形態によれば、静的指向性放射光１０２ｂの散乱した光ビームの主角度方向は、第２のビューゾーンＩＩの角度範囲内に制限される。複数の指向性散乱要素１３６によって提供され、主角度方向及び強度を有する静的指向性放射光１０２ｂの種々の指向性光ビームは、組み合わされて、静止画像１００ｂを構成するピクセルを生成又は提供する。静的指向性放射光１０２ｂは第２のビューゾーンＩＩに制限されるので、静止画像１００ｂは、第２のビューゾーンＩＩ内のユーザに排他的に可視である。
一部の実施形態では、導波光１０６は、導光体１３２内で互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含む。例えば、光源１３４は、導光体１３２の入力縁部に光学的に結合された（例えば、バットカップリングされた）ＬＥＤを含んでもよい。したがって、光源１３４は、導光体縁部における光の「点光源」として作用するか、又はそれに近似し、異なる半径方向を有する導波光ビームを提供することができる。バットカップリングされた光源１３４は、例えば、個々の導波光ビームの異なる半径方向を提供するために、扇形パターンでの光の導入を容易にすることができる。種々の実施形態によれば、複数の指向性散乱要素のうちの指向性散乱要素１３６は、異なる半径方向を有する導波光ビームを途中で止めて散乱させるために、導光体にわたって分散されてもよい。
図４Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層１３０の平面図を示している。図４Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静的表示層１３０の斜視図を示している。図示のように、点光源として機能する光源１３４は、導光体１３２の縁部に光学的に結合される。更に、図示のように、光源１３４によって放射された光は、異なる半径方向を有する複数の導波光ビーム１０６’を含む導波光として導光体１３２内で光源１３４から離れて伝搬する。図４Ａは、導波光ビーム１０６’の一部分を途中で止めて散乱させるために、導光体１３２にわたって分散された指向性散乱要素１３６を更に示している。次に、図４Ｂに示されるように、指向性散乱要素１３６によって提供される散乱された導波光ビーム１０６’は、静止画像１００ｂのピクセルを表す静的指向性放射光１０２ｂの個々の静的指向性光ビーム１０２ｂ’を提供する。実際には、複数の指向性散乱要素のうちの個々の指向性散乱要素１３６の特性は、静止画像１００ｂのピクセルを符号化する。
一部の実施形態では、複数の指向性散乱要素１３６は、静止マルチビュー画像１００ｂ’として静止画像１００ｂを提供するために、静的指向性放射光１０２ｂとして導波光１０６を散乱させるように構成される。すなわち、対応する指向性散乱要素１３６のセットによって提供される静的指向性放射光１０２ｂの静的指向性光ビーム１０２ｂ’のセットは、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビュー方向に対応する異なる方向に方向付けられる。これらの実施形態では、複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素１３６（例えば、異なる指向性散乱要素１３６ａ、１３６ｂ）は、複数の導波光ビームのうちの導波光ビーム１０６’の一部分から、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する静的指向性光ビーム１０２ｂ’を提供するように構成される。同時に、静的指向性放射光１０２ｂの複数の静的指向性光ビーム１０２ｂ’は、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビューのセットの種々のビューピクセルを表す。一部の実施形態では、ビューピクセルは、静止マルチビュー画像１００ｂ’の種々の異なるビューを表すためにマルチビューピクセルに編成され得る。
図４Ｂは、指向性散乱要素１３６によって導光体１３２から散乱された静的指向性放射光１０２ｂの静的指向性光ビーム１０２ｂ’を示している。これらの散乱された静的指向性光ビーム１０２ｂ’は、静止マルチビュー画像１００ｂ’のビューピクセルを表す。特に、静止マルチビュー画像１００ｂ’は、図示のように、第２のビューゾーンＩＩ内の３つの異なるビュー方向における３つの異なるビューを含む。異なるビューは、閲覧者が物体を三次元で、例えば物体の三次元（３Ｄ）画像として知覚することを可能にする、物体の異なる視点である。
一部の実施形態によれば、複数の指向性散乱要素のうちの１つの指向性散乱要素１３６は、回折格子を含み得る。これらの実施形態では、回折格子の格子特性は、指向性散乱要素１３６によって放射又は散乱された指向性光ビームの強度及び主角度方向を決定するように構成される。一部の実施形態では、格子特性は、格子深さ、格子ピッチ、及び格子配向のうちの１又はそれ以上を含み得る。格子深さは、回折格子によって提供される指向性光ビームの強度を決定するように構成することができる。更に、格子ピッチ及び格子配向の一方又は両方は、回折格子によって提供される指向性光ビームの主角度方向を決定するように構成され得る。他の実施形態では、限定ではないが、微小反射散乱要素及び微小屈折散乱要素などの他の散乱要素が、指向性散乱要素１３６として採用され得る。
再び図３Ａ～図３Ｂを参照すると、一部の実施形態では、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００は、広角バックライト１４０を更に含み得る。広角バックライト１４０は、広角放射光１０２ｃを提供するように構成される。図示のように、広角バックライト１４０は、プライバシーバックライト１１０の放射面とは反対側のプライバシーバックライト１１０の側面に隣接して配設される。特に、プライバシーバックライト１１０は、広角バックライト１４０とライトバルブ１２０のアレイとの間に位置し、プライバシーバックライト１１０は、図３Ｂに示されるように、プライバシーバックライト１１０の厚みを通して広角放射光１０２ｃを透過させるように構成される。更に、ライトバルブアレイは、広角放射光１０２ｃを変調して共有画像１００ｃを提供するように構成される。種々の実施形態によれば、広角放射光１０２ｃは、第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩを含む角度範囲を有する。共有画像１００ｃは、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンＩ、ＩＩの両方において可視であり、一部の実施形態では、二次元（２Ｄ）画像であってもよく、又はそれを表してもよい。
一部の実施形態では、広角バックライト１４０は、アクティブ化時に広角バックライト１４０が広角放射光１０２ｃを提供することを可能にする光源１４２を含み得る。図３Ｂの光源１４２のクロスハッチングは、広角バックライト１４０のアクティブ化を示している。種々の実施形態によれば、広角バックライト１４０は、プライバシーバックライト１１０の非アクティブ化時にアクティブ化される。あるいは、広角バックライト１４０は、プライバシーバックライト１１０がアクティブ化されているときに非アクティブ化され得る。図３Ａは、光源１１６のクロスハッチングを使用してプライバシーバックライト１１０のアクティブ化を示している。図３Ａはまた、光源１３４のクロスハッチングを使用して、静的表示層１３０のアクティブ化を示している。
上述のように、プライバシーバックライト１１０の指向性散乱特徴部１１４は、マルチビーム要素のアレイを含んでもよく、プライベート画像１００ａはマルチビュー画像であってもよい。図５Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライト１１０の断面図を示している。図５Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるプライバシーバックライト１１０の斜視図を示している。特に、図５Ａ～図５Ｂに示すプライバシーバックライト１１０は、導光体１１２と、マルチビーム要素１１４’のアレイを含む指向性散乱特徴部１１４とを含む。図５Ａ～図５Ｂはまた、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のライトバルブ１２０のアレイ及び広角バックライト１４０を示している。静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の静的表示層１３０は、限定としてではなく説明を容易にするために、図５Ａ～図５Ｂでは省略されている。
図示のように、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素１１４’は、プライバシーバックライト１１０の導光体１１２からの導波光１０４の一部分を散乱させて、指向性光ビームを含む指向性放射光１０２ａを提供する。種々の実施形態によれば、指向性放射光１０２ａの指向性光ビーム（図５Ａ～図５Ｂにおいて発散矢印として示される）は、第１のビューゾーンＩ内のマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する異なる方向を有する。プライバシーバックライト１１０によって提供される異なる指向性光ビームは、マルチビュー画像を提供するために、ライトバルブ１２０のアレイの異なるライトバルブ１２０を通過し、それによって変調される。図５Ａに示すように、指向性光ビームはまた、ライトバルブアレイによって変調された後、第１のビューゾーンＩにおいてマルチビュー画像として可視となる前に、静的表示層１３０を通過する。
図５Ａ～図５Ｂに示すように、ライトバルブ１２０のアレイは、複数のマルチビューピクセル１２２に分割されてもよく、各マルチビューピクセル１２２は、ライトバルブ１２０のサブセットを含み、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１１４’のうちの異なる１つに対応する。特に、一部の実施形態では、マルチビューピクセル１２２とマルチビーム要素１１４’との間に１対１の対応があり得る。一部の実施形態では、マルチビーム要素１１４’の位置は、例えば図示のように、マルチビューピクセル１２２の中心と位置合わせされてもよい。他の実施形態では、マルチビーム要素１１４’は、指向性光ビームを含む指向性放射光１０２ａを傾斜させるために、マルチビューピクセル１２２の中心からシフト又はオフセットされ得る。指向性放射光１０２ａの傾斜は、例えば、第１のビューゾーンＩの方向を選択的に調整するために採用されてもよい。
一部の実施形態によれば、マルチビーム要素１１４’のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブ１２０のサイズの２５パーセント～２００パーセントである。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されない、種々の方法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１２０のサイズは、その長さであってもよく、マルチビーム要素１１４’の同等サイズもまた、マルチビーム要素１１４’の長さであってもよい。別の例では、サイズは、マルチビーム要素１１４’の面積がライトバルブ１２０の面積と同等であり得る面積を指してもよい。他の例では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズの約５０パーセント（５０％）、又はライトバルブサイズの約６０パーセント（６０％）、又はライトバルブサイズの約７０パーセント（７０％）、又はライトバルブサイズの約８０パーセント（８０％）、又はライトバルブサイズの約９０パーセント（９０％）より大きく、マルチビーム要素１１４’は、ライトバルブサイズの約１８０パーセント（１８０％）未満、又はライトバルブサイズの約１６０パーセント（１６０％）未満、又はライトバルブサイズの約１４０パーセント（１４０％）未満、又はライトバルブサイズの約１２０パーセント（１２０％）未満である。一部の実施形態によれば、マルチビーム要素１１４’及びライトバルブ１２０の同等のサイズは、マルチビュー画像のビュー間のダークゾーンを低減するように、又は一部の例では最小化するように選択されてもよく、同時に、マルチビュー画像のビュー間の重複を低減するか、又は一部の例では最小化するように選択されてもよい。
種々の実施形態によれば、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１１４’は、導波光の一部分を回折散乱させるように構成された回折格子、導波光の一部分を反射散乱させるように構成された微小反射マルチビーム要素、及び導波光の一部分を屈折散乱させるように構成された微小屈折マルチビーム要素のうちの１又はそれ以上を含み得る。一部の実施形態では、回折格子は、指向性光ビームを含む放射光として導波光の一部分を協働して散乱させるように構成された複数のサブ格子を含み得る。一部の実施形態では、微小反射マルチビーム要素は、導波光の一部分を、指向性光ビームを含む放射光として協働して散乱させるように構成された複数の反射サブ要素を含み得る。
更に、一部の実施形態では、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１１４’は、導光体１１２内の導波光１０４の伝搬方向から離れるように傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を有するマイクロスリットマルチビーム要素を含み得る。種々の実施形態によれば、傾斜反射側壁は、導波光１０４の一部分を、指向性光ビームを含む指向性放射光１０２ａとして散乱させるように構成される。これらの実施形態のうちの一部では、マイクロスリットマルチビーム要素は、マイクロスリットマルチビーム要素の範囲内に複数のマイクロスリットサブ要素を含んでもよく、複数のマイクロスリットサブ要素のマイクロスリットサブ要素は、導波光の一部分を、指向性光ビームを含む放射光として協働して散乱させるように構成される。
一部の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のプライバシーバックライト１１０は、例えば、図３及び図５Ａ～図５Ｂに示すように、導光体１１２の入力縁部に光学的に結合された光源１１６を含み得る。光源１１６は、導波光１０４として導光体１１２内で導かれる光を提供するように構成される。一部の実施形態では、光源１１６は、上述たように、非ゼロ伝搬角度及び所定のコリメーション係数σの一方又は両方を有する導波光１０４として導かれる光を提供するように構成され得る。
本明細書で説明する原理の一部の実施形態によれば、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムが提供される。モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムは、プライバシーモードと共有モードとの間で切り替えるように構成される。プライバシーモードの間、プライベート画像が第１のビューゾーンに提供され得、静止画像が第２のビューゾーンに提供され得る。モード切り替え可能ディスプレイは、共有モード中に第１のビューゾーンと第２のビューゾーンの両方に共有画像を提供するように更に構成される。更に、一部の実施形態によれば、プライバシー画像及び静止画像の一方又は両方は、三次元（３Ｄ）コンテンツの表示を容易にするためにマルチビュー画像を含み得る。
一部の実施形態によれば、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンは、互いに排他的である。結果として、プライベート画像は、第１のビューゾーンにおいてのみモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムのユーザに可視となるように構成される。同様に、静止画像は、これらの実施形態では、第２のビューゾーンにおいてのみユーザに可視となるように構成される。
種々の実施形態によれば、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムは、動作中にプライバシーモードと共有モードとの間で切り替えることができる。共有モードでは、共有画像は、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方においてユーザに可視であり得る。更に、種々の実施形態によれば、プライバシーモード及び共有モードは、相互に排他的な動作モードであり、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムを動作中にプライバシーモード又は共有モードのいずれかに切り替えることができる。
モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムは、スマートフォン、タブレットコンピュータ、又はラップトップコンピュータを含むがこれらに限定されない種々の用途におけるディスプレイシステム、並びに車両、例えば自動車又は飛行機における情報／娯楽ディスプレイシステムとして採用され得る。例えば、自動車で使用される場合、プライバシーモードの間、第１のビューゾーンはプライベート画像を乗客に方向付けてもよく、第２のビューゾーンは静止画像を自動車の運転手に方向付けてもよい。プライベート画像は、運転者の注意をそらすことなく、乗客に情報及び娯楽コンテンツを提供するために使用され得る。静止画像は、例えばロゴ又は同様の静止画像であってもよい。あるいは、一部の実施形態によれば、共有モードの間、共有画像は運転者及び乗客の両方に提供されてもよい。したがって、共有画像は、運転手の注意を過度にそらすことなく、乗客及び運転手の両方にとって有用であり得る情報又は他のコンテンツ、例えば、マップディスプレイ、音楽システムユーザインターフェース、客室環境を制御するためのユーザインターフェースなどを含み得る。
図６は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００のブロック図を示す。図６に示されるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、プライベートモード中に、プライベート画像を第１のビューゾーンＩに提供し、静止画像を第２のビューゾーンＩＩに提供するように構成される。図６のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、共有モード中に、第１のビューゾーンＩ、及び第２のビューゾーンＩＩの両方に共有画像を提供するように更に構成される。
図示のように、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、広角バックライト２１０を含む。広角バックライト２１０は、共有モード中に第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩの両方に広角放射光２０２を提供するように構成される。一部の実施形態では、広角バックライト２１０は、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述した広角バックライト１４０と実質的に同様であり得る。
図６に示されるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、プライバシーバックライト２２０を更に含む。プライバシーバックライト２２０は、プライバシーモードの間、指向性放射光２０４を第１のビューゾーンＩのみに提供するように構成される。一部の実施形態では、プライバシーバックライト２２０は、上述の静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のプライバシーバックライト１１０と実質的に同様であり得る。
例えば、プライバシーバックライト２２０は、限定ではなく例として図６に示すように、光を導波光として導くように構成された導光体２２２を含んでもよい。導光体２２２は、上述したプライバシーバックライト１１０の導光体１１２と実質的に同様であってもよい。例えば、導光体２２２は、全内部反射に従って光を導くように構成された光学的に透明な誘電体材料のシート又は平面層を含んでもよい。
一部の実施形態では、プライバシーバックライト２２０は、上述した指向性散乱特徴部１１４と実質的に同様の指向性散乱特徴部を含み得る。特に、図６に更に示されるように、プライバシーバックライト２２０は、指向性散乱特徴部として機能する導光体２２２にわたって互いに離間されたマルチビーム要素２２４のアレイを含み得る。これらの実施形態では、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素２２４は、導波光の一部分を、指向性光ビームを含む指向性放射光２０４として散乱させるように構成することができる。種々の実施形態によれば、指向性光ビームは、マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する。一部の実施形態では、マルチビーム要素２２４は、プライバシーバックライト１１０に関して上述したマルチビーム要素１１４’と実質的に同様であり得る。
種々の実施形態によれば、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、図６に示すように、ライトバルブ２３０のアレイを更に含む。ライトバルブ２３０のアレイは、プライバシーモード中に、プライバシーバックライト２２０からの指向性放射光２０４を変調して、第１のビューゾーンＩにプライベート画像を提供するように構成される。ライトバルブ２３０のアレイは、広角放射光２０２を変調して、共有モード中に第１のビューゾーンＩ及び第２のビューゾーンＩＩの両方に共有画像を提供するように更に構成される。一部の実施形態では、ライトバルブのアレイは、上述の静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００のライトバルブ１２０のアレイと実質的に同様であり得る。図６では、ライトバルブ２３０のアレイによる広角放射光２０２及び指向性放射光２０４の変調を示すために破線が使用されている。
図６に示すように、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、静的表示層２４０を更に含む。静的表示層２４０は、ライトバルブアレイの放射面に隣接して配設され、ライトバルブアレイの放射面から分離される。静的表示層２４０間の間隙は、種々の実施形態では、空気又は低屈折率接着剤などであるが、それらに限定されない低屈折率材料で充填されてもよい。静的表示層２４０は、プライバシーモード中に第２のビューゾーンＩＩ内に静止画像を提供するように構成される。特に、静的表示層２４０は、静止画像のピクセルを表す静的指向性放射光２０６を放射するように構成される。静的表示層２４０は、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述した静的表示層１３０と実質的に同様であり得る。
例えば、静的表示層１３０は、一部の実施形態では、互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含む導波光として光を導くように構成された導光体を含んでもよい。更に、静的表示層１３０は、光源及び複数の指向性散乱要素を含んでもよい。光源は、導光体の縁部に光学的に結合され、導波光として導かれる光を導光体に提供するように構成されてもよい。複数の指向性散乱要素は、第２のビューゾーンＩＩ内の静止画像を表す静的指向性放射光２０６として導光体から外へ導波光を散乱させるように構成されてもよい。更に、種々の実施形態によれば、複数の指向性散乱要素のうちの個々の指向性散乱要素の特性は、静止画像のピクセルを符号化することができる。
図６では、静的指向性放射光２０６がライトバルブアレイによって変調されないことを強調するために、静的表示層２４０からの静的指向性放射光２０６を示すのに実線が使用されている。図６はまた、共有モード中の広角放射光２０２と、プライバシーモード中のプライバシーバックライト２２０からの指向性放射光２０４との両方が、ライトバルブアレイによって変調された後に静的表示層２４０を通過又は透過していることを示している。
一部の実施形態では、複数の指向性散乱要素は、静止画像を静止マルチビュー画像として提供するために、導波光を指向性光ビームとして散乱させるように構成することができる。したがって、静的表示層は静止マルチビューディスプレイを表すことができる。これらの実施形態では、複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素は、複数の導波光ビームの導波光ビームの一部分から、静止マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成される。
一部の実施形態では（図６に図示のように）、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、モードコントローラ２５０を更に含む。モードコントローラ２５０は、共有モード中に広角放射光を提供するために広角バックライト２１０を、又はプライバシーモード中に静止画像を提供するために静的表示層２４０とともに指向性放射光を提供するためにプライバシーバックライト２２０を選択的にアクティブ化させるように構成される。モードコントローラ２５０は、ライトバルブアレイの制御を調整することもできる。種々の実施形態において、モードコントローラ２５０は、回路（例えば、ＡＳＩＣ）を含むハードウェアとして、及びモードコントローラ２５０の種々の動作特性に対してプロセッサ又は同様の回路によって実行されるソフトウェア又はファームウェアを含むモジュールとしての一方又は両方で実装され得る。
図７Ａは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００の上面図を示している。図７Ｂは、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、別の例におけるモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００の上面図を示している。図７Ａ及び図７Ｂに示すように、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、自動車に設置される。プライベートモードの間、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、図７Ａに示すように、プライベート画像２００ａを第１のビューゾーンＩ内の乗客に提供し、静止画像を第２のビューゾーンＩＩ内の運転者に提供するように構成される。更に、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム２００は、図７Ｂに示すように、第１のビューゾーンＩ内の乗客及び第２のビューゾーンＩＩ内の運転者の両方に共有画像２００ｃを提供するように構成される。
本明細書で説明する原理の他の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法が提供される。図８は、本明細書で説明する原理と一致する実施形態による、一例における静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００のフローチャートを示している。種々の実施形態によれば、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００を使用して、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供し、静止画像を第２のビューゾーンに提供することができる。種々の実施形態によれば、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンは、互いに排他的である。更に、種々の実施形態によれば、プライベート画像は、第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であり得、静止画像は、第２のビューゾーンにおいて排他的に可視であり得る。
図８に示すように、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００は、プライバシーディスプレイを使用してプライベート画像を第１のビューゾーンに提供する工程３１０を含む。一部の実施形態では、プライバシーディスプレイは、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述したプライバシーバックライト１１０とライトバルブ１２０のアレイとの組み合わせと実質的に同様であり得る。
特に、一部の実施形態では、プライバシーディスプレイを使用してプライベート画像を第１のビューゾーンに提供する工程３１０は、プライバシーバックライトを使用して、第１のビューゾーンに対応する角度範囲を有する指向性放射光を放射する工程を含む。種々の実施形態によれば、プライバシーバックライトは、光を誘導するように構成された導光体と、光を指向性放射光として導光体から外へ散乱させるように構成された指向性散乱特徴部とを含み得る。プライバシーディスプレイを使用して第１のビューゾーンにプライベート画像を提供する工程３１０は、プライベート画像を生成するために、ライトバルブのアレイを使用して指向性放射光を変調する工程を更に含む。
一部の実施形態では、指向性散乱特徴部は、導光体にわたって互いから離間されたマルチビーム要素のアレイを含み得る。マルチビーム要素のアレイは、第１のビューゾーン内のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む放射光として、導波光の一部分を散乱させるように構成される。これらの実施形態では、プライベート画像はマルチビュー画像であり、プライバシーディスプレイはマルチビューディスプレイである。一部の実施形態によれば、マルチビーム要素は、プライバシーバックライト１１０に関して上述したようなマルチビーム要素１１４’と実質的に同様であり得る。
図８に示す静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００は、静的表示層を使用して第２のビューゾーンに静止画像を提供する工程３２０を更に含む。静的表示層は、プライバシーディスプレイの放射面に隣接して配設され、プライバシーディスプレイの放射面から分離される。更に、静的表示層は、種々の実施形態において、プライベート画像を表す光に対して透明である。一部の実施形態では、静的表示層は、静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００に関して上述した静的表示層１３０と実質的に同様であり得る。例えば、一部の実施形態では、静的表示層を使用して静止画像を提供する工程３２０は、静的表示層の導光体内の光を導波光として導く工程と、導光体に光学的に結合された複数の指向性散乱要素を使用して、導波光を複数の指向性光ビーム（すなわち、静的指向性放射光）として導光体から散乱させる工程と、を含んでもよい。これらの実施形態では、指向性光ビーム又は指向性光ビームを含む静的な指向性光の等価物の強度及び主角度方向は、静止画像のビューピクセルを表す。更に、一部の実施形態では、静止画像はマルチビュー画像であり得る。更に、一部の実施形態によれば、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンは、互いに排他的であり得る。
一部の実施形態では（図８には図示せず）、静止画像拡張プライバシー表示動作の方法３００は、広角バックライトを使用して第１のビューゾーンと第２のビューゾーンの両方に共有画像を提供する工程３３０を更に含む。特に、共有画像を提供する工程３３０は、広角バックライトを使用して広角放射光を提供する工程と、プライバシーディスプレイのライトバルブのアレイを使用して広角放射光を変調して共有画像を提供する工程と、を含む。種々の実施形態では、共有画像は、第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方において可視である。一部の実施形態では、広角バックライトは、上述の静止画像拡張プライバシーディスプレイ１００の広角バックライト１４０と実質的に同様であり得る。一部の実施形態では、共有画像は共有モード中に提供され、プライベート画像及び静止画像は両方ともプライバシーモード中に提供される。
このように、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供し、静止画像を第２のビューゾーンに提供する静止画像拡張プライバシーディスプレイ、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム、及び静止画像拡張プライバシー表示動作の方法の例及び実施形態を説明してきた。上述の例は、本明細書で説明する原理を表す多くの特定の例の一部分を単に例示するものであることを理解されたい。当業者は明らかに、以下の特許請求の範囲によって規定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。
１０ マルチビューディスプレイ
１２ スクリーン
１４ ビュー
１６ マルチビュー画像
１８ ビュー方向
２０ 光ビーム、入射光ビーム
３０ 回折格子
４０ 導光体
５０ 光ビーム
６０ 結合して出力された光ビーム
１００ 静止画像拡張プライバシーディスプレイ
１００ａ プライベート画像
１００ｂ 静止画像
１００ｂ’ 静止マルチビュー画像
１００ｃ 共有画像
１０２ａ 指向性放射光
１０２ｂ 静的指向性放射光
１０２ｂ’ 静的指向性光ビーム
１０２ｃ 広角放射光
１０３ 伝搬方向
１０４ 導波光
１０６ 導波光
１０６’ 導波光ビーム
１１０ プライバシーバックライト
１１２ 導光体
１１２’ 第１の表面
１１２’’ 第２の表面
１１４ 指向性散乱特徴部
１１４’ マルチビーム要素
１１６ 光源
１２０ ライトバルブ
１２２ マルチビューピクセル
１３０ 静的表示層
１３２ 導光体
１３４ 光源
１３６ 複数の指向性散乱要素
１３６ａ 指向性散乱要素
１３６ｂ 指向性散乱要素
１４０ 広角バックライト
１４２ 光源
２００ モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム
２００ａ プライベート画像
２００ｃ 共有画像
２０２ 広角放射光
２０４ 指向性放射光
２０６ 静的指向性放射光
２１０ 広角バックライト
２２０ プライバシーバックライト
２２２ 導光体
２２４ マルチビーム要素
２３０ ライトバルブ
２４０ 静的表示層
２５０ モードコントローラ

Claims (25)

  1. 静止画像拡張プライバシーディスプレイであって、
    指向性放出光を第１のビューゾーンに提供するように構成されたプライバシーバックライトと、
    前記指向性放出光を変調して、前記第１のビューゾーン内にプライベート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、
    第２のビューゾーンに静止画像を提供するように構成された静的表示層であって、前記静的表示層は、前記ライトバルブアレイの放出面に隣接し、前記放出面から分離され、前記プライベート画像を表す光に対して透明である、静的表示層と、を含み、
    前記第１のビューゾーン及び前記第２のビューゾーンは、互いに排他的であり、前記プライベート画像は、前記第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成され、前記静止画像は、前記第２のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成されている、
    静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  2. プライバシーバックライトは、
    光を導波光として導く導光体と、
    前記第１のビューゾーンに対応する角度範囲を有する前記指向性放出光として前記導光体から外へ導波光を散乱させるように構成された指向性散乱特徴部と、
    を含む、請求項１に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  3. 前記指向性散乱特徴部は、前記導光体にわたって互いから離間されたマルチビーム要素のアレイを含み、前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、前記導光体の誘導面に隣接するか、前記導光体の対向する誘導面の間にあるかの一方又は両方であり、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記導波光の一部分を、前記第１のビューゾーン内のマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む前記指向性放出光として散乱させるように構成され、前記プライベート画像は、前記マルチビュー画像である、請求項２に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  4. 前記マルチビーム要素は、前記導波光の一部分を回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部分を反射散乱させるように構成された微小反射マルチビーム要素、及び前記導波光の一部分を屈折散乱させるように構成された微小屈折マルチビーム要素のうちの１又はそれ以上を含む、請求項３に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  5. 前記回折格子は、前記導波光の一部分を、前記指向性光ビームを含む前記放出光として協働して散乱させるように構成された複数のサブ格子を含むこと、及び
    前記微小反射マルチビーム要素は、前記導波光の一部分を、前記指向性光ビームを含む前記放出光として協働して散乱させるように構成された複数の反射サブ要素を含むこと、
    のうちの一方又は両方である、
    請求項４に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  6. 前記マルチビーム要素は、前記導光体内の前記導波光の伝搬方向から離れて傾斜した傾斜角を有する傾斜反射側壁を有するマイクロスリットマルチビーム要素を含み、前記傾斜反射側壁は、前記導波光の一部分を、前記指向性光ビームを含む前記指向性放出光として散乱させるように構成されている、請求項３に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  7. 前記マイクロスリットマルチビーム要素は、前記マイクロスリットマルチビーム要素の範囲内に複数のマイクロスリットサブ要素を含み、前記複数のマイクロスリットサブ要素のうちのマイクロスリットサブ要素は、前記導波光の一部分を、前記指向性光ビームを含む前記指向性放出光として協働して散乱させるように構成されている、請求項６に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  8. 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の２５パーセント～２００パーセントである、請求項３に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  9. 前記プライバシーバックライトは、前記導光体の入力縁部に光学的に結合され、前記導光体内で導かれる光を前記導波光として提供するように構成された光源を更に含み、前記導光体内の前記導波光は、非ゼロ伝搬角度及び所定のコリメーション係数を有する、請求項２に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  10. 前記静的表示層は、
    光源からの光を導波光として導くように構成された導光体と、
    前記導波光を前記導光体から散乱させて前記第２のビューゾーン内に前記静止画像を提供するように構成された複数の指向性散乱要素と、
    を含む、請求項１に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  11. 前記導波光は、互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含み、前記複数の指向性散乱要素は、前記導波光を指向性光ビームとして散乱させて、前記静止画像を静止マルチビュー画像として提供するように構成され、前記複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素は、前記導波光の導波光ビームの一部分を、前記静止マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームとして散乱させるように構成されている、請求項１０に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  12. 前記複数の指向性散乱要素のうちの指向性散乱要素は、回折格子を含み、前記回折格子の格子特性は、前記指向性散乱要素によって散乱された前記指向性光ビームの前記強度及び前記主角度方向を決定するように構成されている、請求項１１に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  13. 前記格子特性は、格子深さ、格子ピッチ、及び格子配向のうちの１又はそれ以上を含み、前記格子深さは、前記回折格子によって提供される前記指向性光ビームの前記強度を決定するように構成され、前記格子ピッチ及び前記格子配向のうちの一方又は両方は、前記回折格子によって提供される前記指向性光ビームの前記主角度方向を決定するように構成されている、請求項１２に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  14. 前記プライバシーバックライトに隣接して配設され、広角放出光を提供するように構成された広角バックライトを更に含み、前記プライバシーバックライトは、前記広角放出光を前記プライバシーバックライトの厚みを通して透過させるように構成され、前記ライトバルブアレイは、前記広角放出光を変調して共有画像を提供するように構成され、
    前記広角放出光は、前記第１のビューゾーン及び前記第２のビューゾーンを含む角度範囲を有し、前記共有画像は、前記第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方において可視である、
    請求項１に記載の静止画像拡張プライバシーディスプレイ。
  15. モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステムであって、
    共有モード中に第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方に広角放出光を提供するように構成された広角バックライトと、
    プライバシーモード中に前記第１のビューゾーンに排他的に指向性放出光を提供するように構成されたプライバシーバックライトと、
    前記指向性放出光を変調して前記第１のビューゾーンにプライベート画像を提供し、前記広角放出光を変調して前記第１のビューゾーン及び第２のビューゾーンの両方に共有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、
    前記ライトバルブアレイの放出面に隣接して離間して配設され、前記プライバシーモード中に前記第２のビューゾーンに静止画像を提供するように構成された静的表示層と、
    を含む、モード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
  16. 前記第１のビューゾーン及び前記第２のビューゾーンは、互いに排他的であり、前記プライベート画像は、前記第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成され、前記静止画像は、前記第２のビューゾーンにおいて排他的に可視であるように構成されている、請求項１５に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
  17. 前記プライバシーバックライトは、
    光を導波光として導くように構成された導光体と、
    前記導光体にわたって互いに離間され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各マルチビーム要素は、前記導波光の一部分を、マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む前記指向性放出光として散乱させるように構成されている、マルチビーム要素のアレイと、を含み、
    前記プライベート画像は、前記マルチビュー画像であり、前記第１のビューゾーン内において排他的に可視である、
    請求項１５に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
  18. 前記静的表示カバー層は、
    互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを含む導波光として光を導くように構成された導光体と、
    前記導光体の縁部に光学的に結合され、前記導波光として導かれるように導光体に前記光を提供するように構成された光源と、
    前記第２のビューゾーン内の前記静止画像として前記導光体から前記導波光を散乱させるように構成された複数の指向性散乱要素であって、前記複数の指向性散乱要素のうちの個々の指向性散乱要素の特性は、前記静止画像のピクセルを符号化する、複数の指向性散乱要素と、
    を含む、請求項１５に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
  19. 前記複数の指向性散乱要素は、前記導波光を指向性光ビームとして散乱させて、前記静止画像を静止マルチビュー画像として提供するように構成され、前記静的表示層は、静止マルチビューディスプレイを表し、前記複数の指向性散乱要素のうちの各指向性散乱要素は、前記複数の導波光ビームのうちの導波光ビームの一部分から、前記静止マルチビュー画像のビューピクセルの強度及びビュー方向に対応する強度及び主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成されている、請求項１８に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
  20. 前記共有モード中に前記広角バックライトをアクティブ化させて前記広角放出光を提供するか、又は前記プライバシーモード中に前記プライバシーバックライトをアクティブ化させて前記指向性放出光及び前記静的表示層を提供して前記静止画像を提供するかのいずれかを選択的に行うように構成されたモードコントローラを更に含む、請求項１５に記載のモード切り替え可能プライバシーディスプレイシステム。
  21. 静止画像拡張プライバシー表示動作の方法であって、前記方法は、
    プライバシーディスプレイを使用して、プライベート画像を第１のビューゾーンに提供する工程と、
    前記プライバシーディスプレイの放出面に隣接し、前記放出面から分離された静的表示層を使用して、静止画像を第２のビューゾーンに提供する工程であって、前記静的表示層は、前記プライベート画像を表す光に対して透明である、工程と、を含み、
    前記第１のビューゾーン及び前記第２のビューゾーンは、互いに排他的であり、前記プライベート画像は、前記第１のビューゾーンにおいて排他的に可視であり、前記静止画像は、前記第２のビューゾーンにおいて排他的に可視である、
    静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
  22. プライバシーディスプレイを使用して第１のビューゾーンにプライベート画像を提供する工程は、
    光を導くように構成された導光体と、指向性放出光として前記導光体から光を散乱させるように構成された指向性散乱特徴部とを含むプライバシーバックライトを使用して、前記第１のビューゾーンに対応する角度範囲を有する指向性放出光を放出する工程と、
    ライトバルブのアレイを使用して前記指向性放出光を変調して前記プライベート画像を生成する工程と、
    を含む、請求項２１に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
  23. 前記指向性散乱特徴部は、前記導光体にわたって互いに離間され、前記第１のビューゾーン内のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む前記放出光として前記導波光の一部分を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を含み、前記プライベート画像は、前記マルチビュー画像であり、前記プライバシーディスプレイは、マルチビューディスプレイである、請求項２２に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
  24. 広角バックライトを使用して広角放出光を提供する工程と、
    前記ライトバルブのアレイを使用して前記広角放出光を変調して共有画像を提供する工程であって、前記共有画像は、前記第１のビューゾーン及び前記第２のビューゾーンの両方において可視である、工程と、を更に含み、
    前記共有画像は、共有モード中に提供され、前記プライベート画像及び前記静止画像は、プライバシーモード中に提供される、
    請求項２２に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
  25. 静的表示層を使用して前記静止画像を提供する工程は、
    前記静的表示層の導光体内の光を導波光として導く工程と、
    前記導光体に光学的に結合された複数の指向性散乱要素を使用して、前記導波光を複数の指向性光ビームとして前記導光体から散乱させる工程であって、前記指向性光ビームの強度及び主角度方向は、前記静止画像のビューピクセルを表す、工程と、
    を含む、請求項２１に記載の静止画像拡張プライバシー表示動作の方法。
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