JP6305987B2 - 指向性バックライト、ディスプレイデバイス及びディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
[項目1]
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
該導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備える指向性バックライト装置であって、前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記指向性バックライト装置は、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムを備え、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、入力端と反射端との間、及び前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、該両側部は、前記複数の光源からの光を反射するように構成された平坦な面であり、
前記コントロールシステムは、第1の光源が、光を視野窓に配向するように選択的に作動されると、同時に、前記反射端で、次に前記導波路の一側部で反射された光を、前記第1の光源が照らすことができない、前記導波路の前記外側部に配向するように第2の光源を作動するように構成されている、指向性バックライト装置。
[項目2]
前記第2の光源が、前記第1の光源と同じ視野窓に光を配向するように選択される、項目1に記載の指向性バックライト装置。
[項目3]
前記導波路の前記両側部は互いに平行な、項目1又は2に記載の指向性バックライト装置。
[項目4]
前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が広がっている、項目1又は2に記載の指向性バックライト装置。
[項目5]
前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が狭まっている、項目1又は2に記載の指向性バックライト装置。
[項目6]
前記導波路の前記両側部は、前記複数の光源からの光を内部全反射によって反射するように構成されている、項目1〜5のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
[項目7]
前記導波路の前記両側部は、反射性のコーティングを有する、項目1〜5のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
[項目8]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目1〜7のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
[項目9]
前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、項目8に記載の指向性バックライト装置。
[項目10]
前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目9に記載の指向性バックライト装置。
[項目11]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記ディスプレイデバイスが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目1〜7のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。
[項目12]
項目1〜11のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置と、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイ装置。
[項目13]
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、項目12に記載のディスプレイ装置。
[項目14]
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目12又は13に記載のディスプレイ装置。
[項目15]
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目14に記載のディスプレイ装置。
[項目16]
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備え、前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間、及び複数の前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、該両側部は、光源から入射した光を、該光源によっては照らされない、前記導波路の前記外側部に反射するように構成されている、指向性バックライト。
[項目17]
前記両側部がそれぞれ、反射性小面のアレイを備えている、項目16に記載の指向性バックライト。
[項目18]
前記両側部がそれぞれ、ホログラフィックフィルムを備えている、項目16に記載の指向性バックライト。
[項目19]
前記両側部が、光源から入射する光を、該光源からの光であって、前記導波路の前記反射端から反射された光の方向と同じ方向に反射するように構成されている、項目16〜18のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目20]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目16〜19のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目21]
前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、項目20に記載の指向性バックライト。
[項目22]
前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目21に記載の指向性バックライト。
[項目23]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記指向性バックライトが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目16〜19のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目24]
項目16〜23のいずれか一項に記載の指向性バックライトと、
前記指向性バックライト装置から出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイデバイス。
[項目25]
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、項目24に記載のディスプレイデバイス。
[項目26]
項目24又は25に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
[項目27]
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目26に記載のディスプレイ装置。
[項目28]
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目27に記載のディスプレイ装置。
[項目29]
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備える指向性バックライトであって、前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記指向性バックライトは、前記入力端と前記反射端との間、及び複数の前記ガイド面間を伸長している前記導波路のそれぞれの側部に沿って設けられ、前記導波路の前記外側部に光を供給するように構成された、第2の光源のアレイをさらに備える指向性バックライト。
[項目30]
前記導波路の複数の側部は、前記第2の光源に面する小面のアレイを有する、項目29に記載の指向性バックライト。
[項目31]
前記導波路の複数の側部は、それぞれ対応する第2の光源に対して整列しており、前記第2の光源から供給される光の方向を制御するように構成されているレンズのアレイを備える、項目30に記載の指向性バックライト。
[項目32]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目29〜31のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目33]
前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、項目32に記載の指向性バックライト。
[項目34]
前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目33に記載の指向性バックライト。
[項目35]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記ディスプレイデバイスが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目29〜31のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目36]
項目29〜35のいずれか一項に記載の指向性バックライトと、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイ装置。
[項目37]
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、項目38に記載のディスプレイデバイス。
[項目38]
項目36又は37に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
[項目39]
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左右の目用の画像を表示するように制御し、観察者の左右の目に対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目38に記載のディスプレイ装置。
[項目40]
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目39に記載のディスプレイ装置。
[項目41]
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備えるディスプレイデバイスであって、前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記ディスプレイデバイスは、前記導波路から出力される光を変調するために、前記導波路に渡って伸長した透過性空間光変調器を備え、前記空間光変調器は、前記導波路のエリアの一部にのみ渡って伸長している、ディスプレイデバイス。
[項目42]
前記反射端は、それぞれの光源からの光が反射した反射光が、前記空間光変調器がそれに渡って伸長している前記導波路のすべての部分を照らすように前記反射光を収束する、項目41に記載のディスプレイデバイス。
[項目43]
前記導波路の両側部は、前記入力端と前記反射端との間に伸長しているが、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が広がっている、項目41又は42に記載のディスプレイデバイス。
[項目44]
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、項目41〜43のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
[項目45]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目41〜44のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
[項目46]
前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、項目45に記載のディスプレイデバイス。
[項目47]
前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目46に記載のディスプレイデバイス。
[項目48]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記ディスプレイデバイスが、光を前記空間光変調器の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、項目41〜44のいずれか一項に記載のディスプレイデバイス。
[項目49]
項目41〜48のいずれか一項に記載のディスプレイデバイスと、光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、を備えるディスプレイ装置。
[項目50]
自動立体ディスプレイ装置であり、前記コントロールシステムが、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、項目49に記載のディスプレイ装置。
[項目51]
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目50に記載のディスプレイ装置。
[項目52]
指向性バックライトであって、
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る指向性導波路であって、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記指向性導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有する該指向性導波路を備え、
第2ガイド面が、前記反射端に面する複数の光抽出面部を有し、該光抽出面部は、入力端に渡って存在する異なる入力位置から、入力位置に依存する異なる方向に、前記第1ガイド面を通じてガイドされた光であって、前記反射端から前記指向性導波路を通じてガイドされて戻ってくる光を反射するよう構成され、
前記指向性バックライトは、前記指向性導波路の入力端に渡って存在する異なる入力位置で、前記指向性導波路を照らすように構成された光源のアレイを備え、前記反射端は、前記反射された光を、前記指向性導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した光が、前記指向性導波路の外側部が照らすことができないように収束させ、
前記指向性バックライトは、前記指向性導波路の前記第2ガイド面に渡って伸長するよう配置され、ずれた位置の複数の光源では照らされることができない前記外側部を含む前記指向性導波路を通じて照明を提供するように構成されるバックライト構造体を備える指向性バックライト。
[項目53]
前記バックライト構造体は、バックライト導波路を備える、項目52に記載の指向性バックライト。
[項目54]
前記バックライト導波路は、ウェッジ形状である、項目53に記載の指向性バックライト。
[項目55]
前記バックライト構造体は、前記バックライト導波路の、前記指向性導波路とは反対側に設けられるランバーシャン反射器をさらに備える、項目53又は54に記載の指向性バックライト。
[項目56]
前記バックライト構造体は、前記バックライト導波路と前記指向性導波路との間に配置される少なくとも1つの条件付けフィルムを、さらに備える、項目52〜55のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目57]
前記指向性バックライトは前記バックライト導波路を、前記指向性導波路を照らすように構成された前記光源のアレイで照らすように構成される、項目52〜56のいずれか一項に記載の指向性バックライト。
[項目58]
前記光源のアレイは、前記指向性導波路の前記入力端を照らす際の位置と、前記バックライト導波路を照らす際の位置との間を移動可能である、項目57に記載の指向性バックライト。
[項目59]
前記光源のアレイからの光を、前記指向性導波路の前記入力端又は前記バックライト導波路に、選択的に配向するように構成されている光学的構造をさらに備える、項目58に記載の指向性バックライト。
[項目60]
ピクセルのアレイを備え、前記ピクセルのすべての上に表示された画像を、異なる位置にある選択可能な複数の視野窓に配向するように制御可能なディスプレイデバイスと、
3Dの動作モード及び2Dの動作モードで動作可能なコントロールシステムであって、3Dの動作モードにおいては、前記ディスプレイデバイスに、時間的に多重化された左用画像及び右用画像を表示させ、かつ、前記表示された画像を、観察者の左目及び右目に対応する横方向の位置にある複数の視野窓に同期して配向させるように制御し、2Dの動作モードにおいては、前記ディスプレイデバイスに、継続する2D画像を表示させるように制御するように構成された該コントロールシステムと、を備え、
前記ディスプレイデバイスは、前記ディスプレイデバイスに渡って伸長している角度依存式拡散フィルムをさらに備え、該角度依存式拡散フィルムは、該フィルムの法線周りに横方向で第1の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されず、横方向で該第1の範囲の外側にある第2の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されるという特性を持つ、自動立体ディスプレイ装置。
[項目61]
前記角度依存式拡散フィルムは、互いに異なる屈折率を持つ素材からなる、複数の互い違いになっている領域であって、前記フィルムの法線に対して傾いている領域を有する層を有する、項目60に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目62]
前記ディスプレイデバイスが、
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、を備え、前記導波路が、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を該導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、前記導波路は、前記入力端に渡って存在する異なる入力位置にある複数の光源からの入力光であって、前記反射端で反射された後の光を、出力方向にあり、入力位置に依存して横方向に分配されたそれぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成されており、
前記ディスプレイデバイスが、前記ピクセルのアレイを備え、前記導波路を出射した光を変調するように構成されている透過性空間光変調器と、
前記3Dの動作モードにおいては、前記複数の光源を選択的に作動させ、観察者の左目及び右目に対応する位置にある複数の視野窓に光を向かわせるように構成されるコントロールシステムと、を備える、項目60又は61に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目63]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、前記導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目62に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目64]
前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、項目63に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目65]
前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目64に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目66]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記自動立体ディスプレイ装置は、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長し、前記空間光変調器の法線に向かって光を偏向させるための偏向素子をさらに備える、項目62に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目67]
観察者の位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある視野窓に向けて表示される画像を配向するように構成されている、項目62〜66のいずれか一項に記載の自動立体ディスプレイ装置。
[項目68]
入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路であって、前記入力端と前記反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有する前記導波路であって、前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置からの入力光が前記反射端で反射された後の入力光を、入力位置に依存して横方向に分配された、出力方向に、反射するように構成されている前記導波路と、
前記導波路に渡って伸長している角度依存式拡散フィルムであって、該フィルムの法線周りに横方向で第1の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されず、横方向で該範囲の外側にある第2の範囲にある角度で入射する光は、角度的に拡散されるという特性を持つ該角度依存式拡散フィルムと、を備える導波路構造体。
[項目69]
前記角度依存式拡散フィルムは、互いに異なる屈折率を持つ素材からなる、複数の互い違いになっている領域であって、前記フィルムの法線に対して傾いている領域を有する層を有する、項目68に記載の導波路構造体。
[項目70]
前記角度依存式拡散フィルムは前記導波路の全体に渡って伸長している、項目68又は69に記載の導波路構造体。
[項目71]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、項目68〜70のいずれか一項に記載の導波路構造体。
[項目72]
前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、項目71に記載の導波路構造体。
[項目73]
前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、項目72に記載の導波路構造体。
[項目74]
前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記自動立体ディスプレイ装置が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長し、前記空間光変調器の法線に向かって光を偏向させるための偏向素子をさらに備える、項目68〜70のいずれか一項に記載の導波路構造体。
[項目75]
項目68〜74のいずれか一項に記載の導波路構造体と、前記導波路の入力端に渡って存在する異なる入力位置にある光源のアレイと、を備え、前記反射端がその反射光を、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光の反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように収束させる、指向性バックライト。
[項目76]
項目68〜75のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置と、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、を備えるディスプレイデバイス。
[項目77]
前記空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、項目76に記載のディスプレイデバイス。
[項目78]
項目76又は77に記載のディスプレイデバイスを備え、3Dの動作モードにおいては、前記空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用画像を表示させるように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するように前記光源を同期して作動するように構成されているコントロールシステムをさらに備える自動立体ディスプレイ装置である、ディスプレイ装置。
[項目79]
観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、前記コントロールシステムは、前記3Dの動作モードにおいては、検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、項目78に記載のディスプレイ装置。
[項目80]
光を配向するための結像指向性バックライトであって、
光をガイドするための導波路であって、
第1光誘導面と、
第1光誘導面に対向する、第2光誘導面と、をさらに有する導波路を備える結像指向性バックライトと、
前記結像指向性バックライトに光を提供するための照明器アレイと、
前記結像指向性バックライトの光学システムを、実質的に均一な2D照明モードを提供させるように変更する追加的光学素子と、を備える指向性照明装置。
[項目81]
前記追加的光学素子は、少なくとも1つの発光素子をさらに含む、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目82]
前記追加的光学素子は、少なくとも1つの結像小面端部をさらに含む、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目83]
前記追加的光学素子は、少なくとも1つの代替的光路をさらに含む、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目84]
前記追加的光学素子は、発光素子、結像小面端部、及び代替的光路、の少なくとも1つをさらに含む、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目85]
前記実質的に均一な2Dモードは、実質的に均一なランバーシャン照明モードである、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目86]
前記導波路は光学弁である、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目87]
前記導波路は、光学的インライン型指向性バックライトである、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目88]
前記照明器アレイの照明器素子以外の追加的照明器素子をさらに備える、項目80に記載の指向性照明装置。
[項目89]
前記追加的照明器素子は、前記導波路の第1の側部及び第2の側部に光を提供するように構成されている、項目88に記載の指向性照明装置。
[項目90]
前記追加的照明器素子は、約±21度よりも大きい角度の光線錐で、光を前記導波路に配向することができる、項目89に記載の指向性照明装置。
[項目91]
前記導波路の前記第1の側部及び前記第2の側部が、前記追加的照明器素子からの光を前記導波路につなぐように変更される、項目89に記載の指向性照明装置。
[項目92]
前記導波路の第1の側部及び第2の側部が反射防止コーティングされていてよい、項目91に記載の指向性照明装置。
[項目93]
前記導波路の第1の側部及び第2の側部が、波型になっていてよい、項目91に記載の指向性照明装置。
[項目94]
前記導波路の第1の側部及び第2の側部に設けられる照明器光源の局所的アレイをさらに備え、該照明器光源の局所的アレイは、独立した窓制御を提供する、
項目80に記載の指向性照明装置。
[項目95]
前記照明器光源の局所的アレイから投入される光は、その方向および広がる角度を、レンズ素子によって実質的に制御されていてよい、
項目94に記載の指向性照明装置。
[項目96]
前記照明器光源の局所的アレイは、独立してアドレス化された光源である、項目95に記載の指向性照明装置。
[項目97]
光をガイドするための段付き導波路であって、
第1光誘導面と、
前記第1光誘導面に対向する第2光誘導面であって、少なくとも1つのガイド面部、及び光を前記段付き導波路から出すように配向する複数の抽出面部を有する前記第2光誘導面と、
前記第1光誘導面及び第2光誘導面の間に位置し、第1の光源のアレイからの光を受けるように動作可能である、第1の照明入力表面と、
を備える段付き導波路と、
前記段付き結像指向性バックライトに光を提供するための照明器アレイと、
前記段付き結像指向性バックライトの光学システムを、実質的に均一な2D照明モードを提供させるように変更する追加的光学素子と、を備える段付き結像指向性バックライト装置。
[項目98]
前記段付き導波路は、光線が広がることを可能にするように動作する第1のセクションをさらに有する、
項目97に記載の段付き結像指向性バックライト装置。
[項目99]
前記複数の抽出面部は、光が第1の方向に伝搬している際に、実質的に低いロスで光が通過するように光を配向し、光が第2の方向に伝搬している際に、光が前記段付き導波路から出るように光を配向する、
項目97に記載の段付き結像指向性バックライト装置。
[項目100]
前記段付き導波路は光学弁である、項目97に記載の段付き結像指向性バックライト装置。
[項目101]
導波路の第1の端部に位置する入力側部と、
前記導波路の第2の端部に位置する反射側部と、
前記導波路の前記入力側部と前記反射側部との間に位置する、第1の光配向側部及び第2の光配向側部であって、該第2の光配向側部は、複数のガイド面部および複数の抽出面部を有する、第1の光配向側部及び第2の光配向側部と、
実質的に均一な2D照明モードを提供するために結像指向性バックライトの光学システムを変更するような追加的光学素子であって、発光素子、結像小面端部、または代替的光路の、少なくとも1つであるような追加的光学素子と、を備える結像指向性バックライト。
[項目102]
光線が広がることを可能にするように動作可能で、抽出面部を有さない第1のセクションをさらに備える、項目101に記載の結像指向性バックライト。
[項目103]
前記導波路は段付き導波路である、項目102に記載の結像指向性バックライト。
[項目104]
前記結像指向性バックライトは光学弁である、項目102に記載の結像指向性バックライト。
[項目105]
実質的に均一な2D照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステムであって、
折りたたみ式結像指向性バックライトであって、
照明器アレイからの光を受けるように動作可能な、光をガイドするための第1の導波路と、
該第1の導波路と光学的に接続され、前記照明器アレイからの光を受けるように動作可能な第2の導波路と、を有する折りたたみ式結像指向性バックライトを備え、前記第1の導波路は、複数の縁部小面を有する第1の縁部を有し、前記第2の導波路は、複数の縁部小面を有する第2の縁部を有し、さらに、前記複数の縁部小面が、実質的に均一な2D照明モードを提供する、折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
[項目106]
前記第1および第2の縁部の前記複数の縁部小面は複数の反射性小面である、項目105に記載の
実質的に均一な2D照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
[項目107]
前記第1および第2の導波路は、段付き導波路である、
項目106に記載の
実質的に均一な2D照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
[項目108]
前記折りたたみ式結像指向性バックライトは光学弁である、
項目105に記載の
実質的に均一な2D照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
[項目109]
前記第1および第2の導波路は、ウェッジタイプ指向性バックライトである、
項目106に記載の
実質的に均一な2D照明モードを提供する折りたたみ式結像指向性バックライトシステム。
Claims (28)
- 入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
該導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、
を備える指向性バックライト装置であって、
前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、
前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記指向性バックライト装置は、
光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステム、
を備え、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように、前記反射光を収束させ、
前記導波路は、入力端と反射端との間、及び前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、
該両側部は、
前記第1ガイド面及び前記第2ガイド面を連結する前記導波路のエッジ面を規定し、
前記複数の光源からの光を反射するように構成された平坦な面であり、
前記コントロールシステムは、第1の光源が、光を視野窓に配向するように選択的に作動されると、同時に、前記反射端で、次に前記導波路の前記両側部の一方で反射された光を、前記第1の光源が照らすことができない、前記導波路の前記外側部に配向するように第2の光源を作動するように構成されている、
指向性バックライト装置。 - 前記第2の光源が、前記第1の光源と同じ視野窓に光を配向するように選択される、
請求項1に記載の指向性バックライト装置。 - 前記導波路の前記両側部は互いに平行な、
請求項1又は2に記載の指向性バックライト装置。 - 前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が広がっている、
請求項1又は2に記載の指向性バックライト装置。 - 前記導波路の前記両側部は、前記入力端から前記反射端へ向かってその間が狭まっている、
請求項1又は2に記載の指向性バックライト装置。 - 前記導波路の前記両側部は、前記複数の光源からの光を内部全反射によって反射するように構成されている、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。 - 前記導波路の前記両側部は、反射性のコーティングを有する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。 - 前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。 - 前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、
請求項8に記載の指向性バックライト装置。 - 前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、
請求項9に記載の指向性バックライト装置。 - 前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長している偏向素子が、光を前記第1ガイド面の法線に向けて偏向させる、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の指向性バックライト装置と、
前記指向性バックライト装置から出力される光を変調するために、前記指向性バックライト装置に渡って伸長している透過性空間光変調器と、
を備えるディスプレイ装置。 - 前記透過性空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、
請求項12に記載のディスプレイ装置。 - 自動立体ディスプレイ装置であり、
前記コントロールシステムが、前記透過性空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、
請求項12又は13に記載のディスプレイ装置。 - 観察者の、前記ディスプレイ装置に対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、
前記コントロールシステムは、その検知された観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、
請求項14に記載のディスプレイ装置。 - 入力光を受けるための入力端と、前記入力光を反射するための反射端との間に伸長し、反射した入力光が通って戻る導波路と、
前記導波路の前記入力端に渡って横方向に異なる入力位置に配置された光源のアレイと、
を備え、
前記導波路は、該入力端と該反射端との間に伸長した、光を前記導波路に沿って前後にガイドするための、互いに対向する第1ガイド面及び第2ガイド面を有し、
前記導波路は、前記入力端に渡って異なる入力位置にある複数の光源からの入力光を、反射端での反射の後で、出力方向にあり、横方向に入力位置に依存するように分布する、それぞれ対応する複数の光学窓に向けて反射するように構成され、
前記反射端は、前記導波路の光軸からずれた位置の複数の光源からの光が反射した反射光が、前記導波路の外側部を照らすことができないように前記反射光を収束させ、
前記導波路は、前記入力端と前記反射端との間、及び複数の前記ガイド面間に伸長した両側部をさらに有し、
該両側部は、
前記第1ガイド面及び前記第2ガイド面を連結する前記導波路のエッジ面を規定し、
光源から入射した光を、該光源によっては照らされない、前記導波路の前記外側部に反射するように構成されている、
指向性バックライト。 - 前記両側部がそれぞれ、反射性小面のアレイを備えている、
請求項16に記載の指向性バックライト。 - 前記両側部がそれぞれ、ホログラフィックフィルムを備えている、
請求項16に記載の指向性バックライト。 - 前記両側部が、光源から入射する光を、該光源からの光であって、前記導波路の前記反射端から反射された光の方向と同じ方向に反射するように構成されている、
請求項16〜18のいずれか一項に記載の指向性バックライト。 - 前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が、出力光として、前記第1ガイド面を通って出射することを可能にする方向に、導波路をガイドされて通る光を反射するよう配向された複数の光抽出面部を含む、
請求項16〜19のいずれか一項に記載の指向性バックライト。 - 前記複数の光抽出面部は、前記第2ガイド面の複数の小面である、
請求項20に記載の指向性バックライト。 - 前記第2ガイド面は、前記複数の小面と、前記複数の小面間にあり、光を抽出することなく、前記導波路を通じて配向するように構成された中間領域と、を有する段付きの形状を有する、
請求項21に記載の指向性バックライト。 - 前記第1ガイド面が、内部全反射により光をガイドするよう構成されており、前記第2ガイド面が実質的に平坦で、光を前記第1ガイド面を通して出力するために、内部全反射を崩す方向に光を反射するようなある角度で傾斜し、
前記指向性バックライトが、光を前記第1ガイド面の法線に向けて偏向させるために、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って伸長している偏向素子をさらに備える、
請求項16〜19のいずれか一項に記載の指向性バックライト。 - 請求項16〜23のいずれか一項に記載の指向性バックライトと、
前記指向性バックライトから出力される光を変調するために、前記指向性バックライトに渡って伸長している透過性空間光変調器と、
を備えるディスプレイデバイス。 - 前記透過性空間光変調器が、前記導波路の前記第1ガイド面に渡って設けられている、
請求項24に記載のディスプレイデバイス。 - 請求項24又は25に記載のディスプレイデバイスと、
光を選択可能な複数の視野窓に配向するために、前記複数の光源を選択的に作動するように構成されているコントロールシステムと、
を備えるディスプレイ装置。 - 自動立体ディスプレイ装置であり、
前記コントロールシステムが、前記透過性空間光変調器を、時間的に多重化された左目用の画像及び右目用の画像を表示するように制御し、観察者の左目及び右目それぞれに対応する位置の複数の視野窓内に光を配向するよう前記複数の光源を同期して作動するように制御するように構成されている、
請求項26に記載のディスプレイ装置。 - 観察者の、前記ディスプレイデバイスに対する相対的位置を検知するように構成されているセンサーシステムをさらに備え、
前記コントロールシステムは、その検知された前記観察者の位置に依存して、前記観察者の左目と右目に対応する位置にある複数の視野窓に向けて表示される画像を配向するようになっている、
請求項27に記載のディスプレイ装置。
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