JP6437630B2 - マルチビーム回折格子ベースのカラー背面照明 - Google Patents
マルチビーム回折格子ベースのカラー背面照明 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6437630B2 JP6437630B2 JP2017504707A JP2017504707A JP6437630B2 JP 6437630 B2 JP6437630 B2 JP 6437630B2 JP 2017504707 A JP2017504707 A JP 2017504707A JP 2017504707 A JP2017504707 A JP 2017504707A JP 6437630 B2 JP6437630 B2 JP 6437630B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- diffraction grating
- flat
- color
- light guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 82
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000003491 array Methods 0.000 claims 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 13
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000005358 alkali aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 239000000109 continuous material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003121 nonmonotonic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1866—Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
- G02F1/133623—Inclined coloured light beams
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/30—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving parallax barriers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1852—Manufacturing methods using mechanical means, e.g. ruling with diamond tool, moulding
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
- G02F1/133622—Colour sequential illumination
Description
該当なし
該当なし
[1]異なる色の複数の光源と、
上記光源によって生成された上記異なる色の光を導波する平板ライトガイドであって、上記光源は上記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において互いに横方向にずらして配置されている、平板ライトガイドと、
上記平板ライトガイドの表面のマルチビーム回折格子であって、上記平板ライトガイドからの上記導波光の一部分を、上記異なる色を有する複数の光ビームとして、回折によりカップリングして外へ出し、上記複数の光ビームのうちの1つの光ビームは、上記複数の光ビームのうちの他の光ビームの主極大角度方向とは異なる主極大角度方向を有する、マルチビーム回折格子と
を備える、マルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[2]それぞれの光源に対応する色の光ビームの主極大角度方向は、上記それぞれの光源の上記横方向の配置ずれの関数である、上記[1]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[3]上記マルチビーム回折格子は、チャープ回折格子を備える、上記[1]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[4]上記マルチビーム回折格子は、互いに離間された曲線状の複数の溝および曲線状の複数の隆線のうちの1つを備える、上記[1]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[5]上記複数の光源と、上記平板ライトガイドとの間に傾斜コリメータを更に備え、上記傾斜コリメータは、上記光源からの光をコリメートし傾斜させ、上記傾斜しコリメートされた光を上記導波光として上記平板ライトガイド内に方向付ける、上記[1]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[6]上記傾斜コリメータは、上記コリメートされた光を、上記平板ライトガイドの上面および底面に対する傾斜角で方向付けるコリメート反射器を備え、上記傾斜角は、ゼロよりも大きく、かつ上記平板ライトガイド内の内部全反射の臨界角未満であり、上記複数の光源のうちのそれぞれの光源からの光は、上記コリメート反射器の傾斜と、上記コリメート反射器のフォーカスに対するそれぞれの光源の横方向の配置ずれとの双方によって決定される対応する傾斜角を有する、上記[5]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[7]上記コリメート反射器は、上記平板ライトガイドと一体に、上記平板ライトガイドの材料から形成され、上記コリメート反射器は、上記平板ライトガイドの表面に平行な第1の方向において光をコリメートする第1の放物線形状と、第1の方向に直交する第2の方向に光をコリメートする第2の放物線形状とを有する二重湾曲放物面反射器の一部分を備える、上記[6]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[8]上記コリメート反射器は成形された反射器であり、上記成形された反射器は、上記横方向にずらして配置された光源と併せて、光の上記異なる色のうちの第1の色に対応する第1の光ビームを生成し、上記異なる色のうちの第2の色に対応する第2の光ビームを生成し、上記第1の光ビームの主極大角度方向は、上記第2の光ビームの主極大角度方向に概ね等しい、上記[6]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
[9]上記[1]に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライトを備える3次元(3D)カラー電子ディスプレイであって、上記3D電子ディスプレイは、上記複数の光ビームのうちの光ビームを変調するライトバルブを更に備え、上記ライトバルブは上記マルチビーム回折格子に隣接しており、上記ライトバルブによって変調される上記光ビームは、電子ディスプレイのピクセルに対応する、3Dカラー電子ディスプレイ。
[10]3次元(3D)カラー電子ディスプレイであって、
互いに横方向にずらして配置された異なる色の複数の光学エミッタを含む光源と、
上記光源によって生成された光をコリメートし、上記コリメートされた光を、導波光として、非ゼロ傾斜角で平板ライトガイド内に方向付ける傾斜コリメータと、
上記導波光の一部分を、上記異なる色を表す複数の光ビームとしてカップリングして外へ出し、上記光ビームを、複数の異なる主極大角度方向において、上記平板ライトガイドから離れる方向に向ける、上記平板ライトガイドの表面におけるマルチビーム回折格子のアレイと、
上記異なる方向に向けられた光ビームを変調するライトバルブアレイであって、上記変調された異なる方向に向けられた光ビームは、上記3Dカラー電子ディスプレイの画素を表す、ライトバルブアレイと
を備える、3Dカラー電子ディスプレイ。
[11]上記複数の光学エミッタは、赤色光を放出するための第1の光学エミッタと、緑色光を放出するための第2の光学エミッタと、青色光を放出するための第3の光学エミッタとを含み、上記第1の光学エミッタ、上記第2の光学エミッタおよび上記第3の光学エミッタの互いに対する上記横方向の配置ずれによって決定された場合に、上記第1の光学エミッタからの赤色光ビームの主極大角度方向は、それぞれ上記第2の光学エミッタおよび上記第3の光学エミッタからの緑色光ビームおよび青色光ビームの一方または双方の主極大角度方向と実質的に類似している、上記[10]に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
[12]上記傾斜コリメータは、成形された放物面反射器表面を有するコリメート反射器を備え、上記光学エミッタは、上記コリメート反射器のフォーカスの近傍の上記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において互いに横方向にずらして配置されている、上記[10]に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
[13]上記マルチビーム回折格子は、曲線状の回折特徴部を有するチャープ回折格子を備える、上記[10]に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
[14]上記マルチビーム回折格子によって生成される上記複数の光ビームは、上記平板ライトガイド表面の上の点において実質的に収束し、上記ライトバルブアレイは、上記光ビームの上記収束点を越えた上記平板ライトガイド表面からの距離に位置する、上記[10]に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
[15]上記ライトバルブアレイは、複数の液晶ライトバルブを備える、上記[10]に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
[16]上記光源の上記光学エミッタを時間多重化するためのエミッタ時間多重化装置を更に備え、上記時間多重化装置は、上記光源の上記光学エミッタの各々を順次活性化し、複数の異なる時間間隔のうちの対応する時間間隔中に、上記それぞれの活性化された光学エミッタに対応する異なる色の光を生成するためのものである、上記[10]に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
[17]互いに横方向にずらして配置された複数の光源を用いて光を生成することであって、上記複数の光源のうちの光源が、上記複数の光源のうちの他の光源によって生成された色と異なる色の光を生成する、ことと、
上記生成された光を平板ライトガイド内で導波することと、
上記平板ライトガイドの表面においてマルチビーム回折格子を用いて上記導波光の一部分を回折によりカップリングして外へ出し、複数の異なる主極大角度方向において、上記平板ライトガイドから離れるように方向付けられた異なる色を有する複数の光ビームを生成することと
を含み、
上記光源は、上記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において横方向にずらして配置されている、カラー電子ディスプレイの動作の方法。
[18]上記生成された光をコリメートし、上記コリメートされた光を、傾斜コリメータを用いて上記平板ライトガイドに方向付けることを更に含み、上記傾斜コリメータは、上記コリメートされた光を、上記平板ライトガイド表面に対する傾斜角で方向付けるコリメート反射器を備え、上記複数の光源のうちのそれぞれの光源からの上記光は、上記コリメート反射器の傾斜と、上記コリメート反射器のフォーカスに対する上記それぞれの光源の横方向の配置ずれとの双方によって決定される対応する傾斜角を有する、上記[17]に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
[19]上記複数の光ビームを、対応する複数のライトバルブを用いて変調することを更に含み、上記変調された複数の光ビームは、3次元(3D)電子ディスプレイの複数の画素を形成する、上記[17]に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
[20]上記複数の光源のうちの上記光源を時間多重化することを更に含み、時間多重化は、上記光源を順次活性化することを含み、活性化された光源は、複数の異なる時間間隔のうちの1つの時間間隔中に、それぞれの色の光を生成するためのものである、上記[17]に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
本明細書で説明する原理による例の様々な特徴は、同様の参照番号が同様の構造要素を表す添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解することができる。
100 マルチビーム回折格子ベースのバックライト
102 光ビーム
104 導波光
110’ 第1の光源
110’’ 第2の光源
110’’’ 第3の光源
114’’ 平行光線
120 平板ライトガイド
130 マルチビーム回折格子
130’ 第1の端部
130’’ 第2の端部
132 回折特徴部
140 傾斜コリメータ、コリメート反射器
142 コリメートレンズ
144 ミラー
200 3Dカラー電子ディスプレイ
202 変調された光ビーム
204 光ビーム
210 光源
220 傾斜コリメータ
230 平板ライトガイド
240 マルチビーム回折格子
250 ライトバルブアレイ
240 光源
252 ライトバルブ
260 エミッタ時間多重化装置
d 回折間隔
O 原点
θ 仰角成分
θ’ 第1の光源傾斜角
θ’’ 第2の光源傾斜角
φ 方位角成分
Claims (15)
- 異なる色の複数の光源と、
前記光源によって生成された前記異なる色の光を導波する平板ライトガイドであって、前記光源は前記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において互いに横方向に変位して配置されている、平板ライトガイドと、
前記平板ライトガイドの表面のマルチビーム回折格子であって、前記平板ライトガイド
からの前記導波光の一部分を、前記異なる色を有する複数の光ビームとして、回折によりカップリングして外へ出し、前記複数の光ビームのうちの1つの光ビームは、前記複数の光ビームのうちの他の光ビームの主極大角度方向とは異なる主極大角度方向を有する、マルチビーム回折格子と
を備え、それぞれの光源に対応する色の光ビームの主極大角度方向は、前記それぞれの光源の前記横方向の変位の関数である、マルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。 - 前記マルチビーム回折格子は、チャープ回折格子および互いに離間された曲線状の回折特徴部のうちの1つまたは両方を備える、請求項1に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
- 前記複数の光源と、前記平板ライトガイドとの間に傾斜コリメータを更に備え、前記傾斜コリメータは、前記光源からの光をコリメートし傾斜させ、前記傾斜しコリメートされた光を前記導波光として前記平板ライトガイド内に方向付ける、請求項1に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
- 前記傾斜コリメータは、前記コリメートされた光を、前記平板ライトガイドの上面および底面に対する傾斜角で反射するコリメート反射器を備え、前記傾斜角は、ゼロよりも大きく、かつ前記平板ライトガイド内の内部全反射の臨界角未満であり、前記複数の光源のうちのそれぞれの光源からの光は、前記コリメート反射器の傾斜と、前記コリメート反射器のフォーカスに対するそれぞれの光源の横方向の配置ずれとの双方によって決定される対応する傾斜角を有する、請求項3に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
- 前記コリメート反射器は、前記平板ライトガイドと一体に、前記平板ライトガイドの材料から形成され、前記コリメート反射器は、前記平板ライトガイドの表面に平行な第1の方向において光をコリメートする第1の放物線形状と、第1の方向に直交する第2の方向に光をコリメートする第2の放物線形状とを有する二重湾曲放物面反射器の一部分を備える、請求項4に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライト。
- 請求項1に記載のマルチビーム回折格子ベースのカラーバックライトを備える3次元(3D)カラー電子ディスプレイであって、前記3D電子ディスプレイは、前記複数の光ビームのうちの光ビームを変調するライトバルブを更に備え、前記ライトバルブは前記マルチビーム回折格子に隣接しており、前記ライトバルブによって変調される前記光ビームは、電子ディスプレイのピクセルに対応する、3Dカラー電子ディスプレイ。
- 3次元(3D)カラー電子ディスプレイであって、
異なる色の複数の光学エミッタを含む光源と、
導波光として非ゼロ傾斜角で前記光源によって生成された前記異なる色の光を導波するための平板ライトガイドであって、前記異なる色の光学エミッタが、前記平板ライトガイド内の前記導波光の伝播軸に対応する方向に、互いに横方向に変位して配置されている、平板ライトガイドと、
前記導波光の一部分を、前記異なる色を表す複数の光ビームとしてカップリングして外へ出し、前記光ビームを、複数の異なる主極大角度方向において、前記平板ライトガイドから離れる方向に向ける、前記平板ライトガイドの表面におけるマルチビーム回折格子のアレイと、
前記異なる方向に向けられた光ビームを変調するライトバルブアレイであって、前記変調された異なる方向に向けられた光ビームは、前記3Dカラー電子ディスプレイの画素を表す、ライトバルブアレイと
を備え、前記複数の光ビームの前記異なる主極大角度方向は、前記異なる色の光学エミッタの前記横方向の変位の関数である、3Dカラー電子ディスプレイ。 - 前記複数の光学エミッタは、赤色光を放出するための第1の光学エミッタと、緑色光を放出するための第2の光学エミッタと、青色光を放出するための第3の光学エミッタとを含み、前記第1の光学エミッタ、前記第2の光学エミッタおよび前記第3の光学エミッタの互いに対する前記横方向の変位によって決定された場合に、前記複数の光ビームのうちの赤色光ビームの主極大角度方向は、それぞれ前記複数の光ビームのうちの緑色光ビームおよび青色光ビームの一方または双方の主極大角度方向と実質的に類似している、請求項7に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
- 前記マルチビーム回折格子は、曲線状の回折特徴部を有するチャープ回折格子を備える、請求項7に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
- 前記マルチビーム回折格子によって生成される前記複数の光ビームは、前記平板ライトガイド表面の上の点において実質的に収束し、前記ライトバルブアレイは、前記光ビームの前記収束点を越えた前記平板ライトガイド表面からの距離に位置する、請求項7に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
- 前記光源の前記光学エミッタを時間多重化するためのエミッタ時間多重化装置を更に備え、前記時間多重化装置は、前記光源の前記光学エミッタの各々を順次活性化し、複数の異なる時間間隔のうちの対応する時間間隔中に、前記それぞれの活性化された光学エミッタに対応する異なる色の光を生成するためのものである、請求項7に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
- 前記光源によって生成された光をコリメートし、前記コリメートされた光を前記導波光として、非ゼロ傾斜角で前記平板ライトガイド内に方向付ける傾斜コリメータを更に備える、請求項7に記載の3Dカラー電子ディスプレイ。
- 互いに横方向に変位して配置された複数の光源を用いて光を生成することであって、前記複数の光源のうちの光源が、前記複数の光源のうちの他の光源によって生成された色と異なる色の光を生成する、ことと、
前記生成された光を平板ライトガイド内で導波することと、
前記平板ライトガイドの表面においてマルチビーム回折格子を用いて前記導波光の一部分を回折によりカップリングして外へ出し、複数の異なる主極大角度方向において、前記平板ライトガイドから離れるように方向付けられた異なる色を有する複数の光ビームを生成することと
を含み、
前記光源は、前記平板ライトガイドの伝播軸に対応する方向において横方向に変位して配置されている、カラー電子ディスプレイの動作の方法。 - 傾斜コリメータを用いて、前記生成された光をコリメートし、前記コリメートされた光を前記平板ライトガイドに方向付けることを更に含み、前記傾斜コリメータは、前記コリメートされた光を、前記平板ライトガイド表面に対する傾斜角で反射するコリメート反射器を備え、前記複数の光源のうちのそれぞれの光源からの前記光は、前記コリメート反射器の傾斜と、前記コリメート反射器のフォーカスに対する前記それぞれの光源の横方向の配置ずれとの双方によって決定される対応する傾斜角を有する、請求項13に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
- 前記複数の光ビームを、対応する複数のライトバルブを用いて変調することを更に含み、前記変調された複数の光ビームは、3次元(3D)電子ディスプレイの複数の画素を形成する、請求項13に記載のカラー電子ディスプレイの動作の方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2014/048923 WO2016018314A1 (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Multibeam diffraction grating-based color backlighting |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017525115A JP2017525115A (ja) | 2017-08-31 |
JP2017525115A5 JP2017525115A5 (ja) | 2017-10-12 |
JP6437630B2 true JP6437630B2 (ja) | 2018-12-12 |
Family
ID=55218032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017504707A Active JP6437630B2 (ja) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | マルチビーム回折格子ベースのカラー背面照明 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3175267B1 (ja) |
JP (1) | JP6437630B2 (ja) |
KR (1) | KR102257061B1 (ja) |
CN (1) | CN106662700B (ja) |
ES (1) | ES2856011T3 (ja) |
PT (1) | PT3175267T (ja) |
TW (1) | TWI598646B (ja) |
WO (1) | WO2016018314A1 (ja) |
Families Citing this family (68)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0522968D0 (en) | 2005-11-11 | 2005-12-21 | Popovich Milan M | Holographic illumination device |
GB0718706D0 (en) | 2007-09-25 | 2007-11-07 | Creative Physics Ltd | Method and apparatus for reducing laser speckle |
US11726332B2 (en) | 2009-04-27 | 2023-08-15 | Digilens Inc. | Diffractive projection apparatus |
US9335604B2 (en) | 2013-12-11 | 2016-05-10 | Milan Momcilo Popovich | Holographic waveguide display |
US9274349B2 (en) | 2011-04-07 | 2016-03-01 | Digilens Inc. | Laser despeckler based on angular diversity |
WO2016020630A2 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Milan Momcilo Popovich | Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler |
US10670876B2 (en) | 2011-08-24 | 2020-06-02 | Digilens Inc. | Waveguide laser illuminator incorporating a despeckler |
WO2013027004A1 (en) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Milan Momcilo Popovich | Wearable data display |
US20150010265A1 (en) | 2012-01-06 | 2015-01-08 | Milan, Momcilo POPOVICH | Contact image sensor using switchable bragg gratings |
WO2013163347A1 (en) | 2012-04-25 | 2013-10-31 | Rockwell Collins, Inc. | Holographic wide angle display |
WO2013167864A1 (en) | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Milan Momcilo Popovich | Apparatus for eye tracking |
US9933684B2 (en) | 2012-11-16 | 2018-04-03 | Rockwell Collins, Inc. | Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration |
US10209517B2 (en) | 2013-05-20 | 2019-02-19 | Digilens, Inc. | Holographic waveguide eye tracker |
US9727772B2 (en) | 2013-07-31 | 2017-08-08 | Digilens, Inc. | Method and apparatus for contact image sensing |
WO2016020632A1 (en) | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Milan Momcilo Popovich | Method for holographic mastering and replication |
US10241330B2 (en) | 2014-09-19 | 2019-03-26 | Digilens, Inc. | Method and apparatus for generating input images for holographic waveguide displays |
US10423222B2 (en) | 2014-09-26 | 2019-09-24 | Digilens Inc. | Holographic waveguide optical tracker |
CN107873086B (zh) | 2015-01-12 | 2020-03-20 | 迪吉伦斯公司 | 环境隔离的波导显示器 |
EP3245551B1 (en) | 2015-01-12 | 2019-09-18 | DigiLens Inc. | Waveguide light field displays |
WO2016116733A1 (en) | 2015-01-20 | 2016-07-28 | Milan Momcilo Popovich | Holographic waveguide lidar |
US9632226B2 (en) | 2015-02-12 | 2017-04-25 | Digilens Inc. | Waveguide grating device |
WO2016146963A1 (en) | 2015-03-16 | 2016-09-22 | Popovich, Milan, Momcilo | Waveguide device incorporating a light pipe |
WO2016156776A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Milan Momcilo Popovich | Method and apparatus for contact image sensing |
WO2017039756A1 (en) * | 2015-09-05 | 2017-03-09 | Leia Inc. | Time-modulated backlight and multiview display using same |
US10690916B2 (en) | 2015-10-05 | 2020-06-23 | Digilens Inc. | Apparatus for providing waveguide displays with two-dimensional pupil expansion |
KR102322334B1 (ko) | 2016-01-30 | 2021-11-05 | 레이아 인코포레이티드 | 멀티빔 소자-기반 백라이트 및 이를 사용하는 디스플레이 |
US10983340B2 (en) | 2016-02-04 | 2021-04-20 | Digilens Inc. | Holographic waveguide optical tracker |
CN108780224B (zh) | 2016-03-24 | 2021-08-03 | 迪吉伦斯公司 | 用于提供偏振选择性全息波导装置的方法和设备 |
WO2017178781A1 (en) | 2016-04-11 | 2017-10-19 | GRANT, Alastair, John | Holographic waveguide apparatus for structured light projection |
KR102643113B1 (ko) * | 2016-10-05 | 2024-03-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치 |
KR102654863B1 (ko) * | 2016-11-08 | 2024-04-05 | 삼성전자주식회사 | 지향성 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 영상 표시 장치 |
US11513350B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-11-29 | Digilens Inc. | Waveguide device with uniform output illumination |
WO2018129398A1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-12 | Digilens, Inc. | Wearable heads up displays |
JP6793261B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2020-12-02 | レイア、インコーポレイテッドLeia Inc. | カラー調整された発光パターンを有するマルチビューバックライト |
KR102417877B1 (ko) | 2017-07-10 | 2022-07-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치 |
CN107238974B (zh) | 2017-07-24 | 2021-03-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种背光源及液晶显示模组 |
CN111148939B (zh) * | 2017-09-27 | 2022-05-27 | 镭亚股份有限公司 | 多色静态多视图显示器和方法 |
CN107621729B (zh) * | 2017-09-27 | 2020-07-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 背光模组及使用其的液晶显示器 |
KR20200040928A (ko) * | 2017-09-28 | 2020-04-20 | 레이아 인코포레이티드 | 집광을 이용하는 격자-결합 도광체, 디스플레이 시스템, 및 방법 |
WO2019079350A2 (en) | 2017-10-16 | 2019-04-25 | Digilens, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR MULTIPLYING THE IMAGE RESOLUTION OF A PIXÉLISÉ DISPLAY |
EP3701183A4 (en) * | 2017-10-27 | 2021-06-09 | LEIA Inc. | BACKLIT TRANSPARENT DISPLAY, TRANSPARENT DISPLAY SYSTEM AND PROCEDURE |
CN108089253B (zh) | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光线准直装置、背光模组及显示装置 |
JP7404243B2 (ja) | 2018-01-08 | 2023-12-25 | ディジレンズ インコーポレイテッド | 導波管セル内のホログラフィック格子の高スループット記録のためのシステムおよび方法 |
WO2019136476A1 (en) | 2018-01-08 | 2019-07-11 | Digilens, Inc. | Waveguide architectures and related methods of manufacturing |
CN110045445B (zh) * | 2018-01-15 | 2021-06-29 | 茂邦电子有限公司 | 具高深宽比光导孔阵列的光导板及其制造方法 |
KR102479674B1 (ko) * | 2018-03-01 | 2022-12-21 | 레이아 인코포레이티드 | 시준된 안내 광을 이용한 정적 멀티뷰 디스플레이 및 방법 |
CN112088332A (zh) | 2018-03-16 | 2020-12-15 | 迪吉伦斯公司 | 包含双折射控制的全息波导及用于它们的制造的方法 |
CN108319070B (zh) * | 2018-03-30 | 2023-08-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示装置及其显示方法 |
CN108572482B (zh) * | 2018-04-20 | 2021-12-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种背光模组、显示装置及其驱动方法 |
CN108646412B (zh) | 2018-05-10 | 2021-05-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 近眼显示装置和近眼显示方法 |
WO2019221993A1 (en) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | Pcms Holdings, Inc. | 3d display directional backlight based on diffractive elements |
US10641942B2 (en) * | 2018-07-16 | 2020-05-05 | Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. | Light projecting method and device |
US10690752B2 (en) | 2018-07-16 | 2020-06-23 | Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. | Light projecting method and device |
US10545275B1 (en) | 2018-07-16 | 2020-01-28 | Shenzhen Guangjian Technology Co., Ltd. | Light projecting method and device |
US11402801B2 (en) | 2018-07-25 | 2022-08-02 | Digilens Inc. | Systems and methods for fabricating a multilayer optical structure |
CN109143749A (zh) * | 2018-09-08 | 2019-01-04 | 深圳阜时科技有限公司 | 一种光学组件、光学投影模组、感测装置及设备 |
DE102018217199A1 (de) * | 2018-10-09 | 2020-04-09 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Gitterstruktur für eine diffraktive Optik |
CN109212834B (zh) | 2018-11-08 | 2021-01-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板、显示装置及驱动方法 |
CN109343243B (zh) | 2018-11-16 | 2020-11-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 光调制装置、单通道光谱检测系统 |
CN109541850B (zh) * | 2019-01-07 | 2021-10-29 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置及其驱动方法 |
WO2020168348A1 (en) | 2019-02-15 | 2020-08-20 | Digilens Inc. | Methods and apparatuses for providing a holographic waveguide display using integrated gratings |
CN109696721B (zh) | 2019-02-26 | 2020-12-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 背光模组及显示装置 |
KR20210134763A (ko) | 2019-03-12 | 2021-11-10 | 디지렌즈 인코포레이티드. | 홀로그래픽 도파관 백라이트 및 관련된 제조 방법 |
US20200386947A1 (en) | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Digilens Inc. | Waveguides Incorporating Transmissive and Reflective Gratings and Related Methods of Manufacturing |
WO2021006915A1 (en) * | 2019-07-11 | 2021-01-14 | Leia Inc. | Multiview backlight, display, and method having a multibeam element within a light guide |
US11681143B2 (en) | 2019-07-29 | 2023-06-20 | Digilens Inc. | Methods and apparatus for multiplying the image resolution and field-of-view of a pixelated display |
WO2021041949A1 (en) | 2019-08-29 | 2021-03-04 | Digilens Inc. | Evacuating bragg gratings and methods of manufacturing |
EP4094122A4 (en) * | 2020-01-20 | 2024-01-31 | Leia Inc | BACKLIGHT BASED ON MICRO-SLIT DIFFUSION ELEMENT, MULTI-VIEW DISPLAY AND METHOD FOR PRODUCING A LIGHT EXCLUSION ZONE |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2269697A (en) * | 1992-08-11 | 1994-02-16 | Sharp Kk | Display device |
KR100416548B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 3차원 영상 표시장치 |
JP4470388B2 (ja) | 2003-04-16 | 2010-06-02 | 凸版印刷株式会社 | 導光板、それを用いた照明装置および表示装置 |
KR100476563B1 (ko) | 2003-06-02 | 2005-03-18 | 삼성전기주식회사 | 디스플레이용 라이트 유닛 |
KR20050029768A (ko) * | 2003-09-22 | 2005-03-28 | 삼성전자주식회사 | 면광원장치 |
US7171080B2 (en) * | 2004-11-15 | 2007-01-30 | Seagate Technology Llc | Coupling grating for focusing light within a waveguide for heat assisted magnetic recording |
US7823785B2 (en) * | 2006-05-18 | 2010-11-02 | Panasonic Corporation | Planar light source device and liquid crystal display device |
US20110002143A1 (en) * | 2006-12-28 | 2011-01-06 | Nokia Corporation | Light guide plate and a method of manufacturing thereof |
TWI363900B (en) * | 2007-10-04 | 2012-05-11 | Ind Tech Res Inst | Light guiding film |
WO2010010749A1 (ja) | 2008-07-22 | 2010-01-28 | シャープ株式会社 | バックライトユニットおよび液晶表示装置 |
TWI381218B (zh) * | 2008-08-08 | 2013-01-01 | Ind Tech Res Inst | 光學色彩分光系統以及所應用的顯示裝置 |
JP2010122590A (ja) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Toshiba Corp | 液晶表示装置、導光板及び導光方法 |
US20110242837A1 (en) * | 2008-12-16 | 2011-10-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for mixing light |
KR101680770B1 (ko) * | 2010-07-09 | 2016-11-29 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 유닛 및 이를 구비하는 디스플레이장치 |
KR101807691B1 (ko) * | 2011-01-11 | 2017-12-12 | 삼성전자주식회사 | 3차원 디스플레이장치 |
EP2856244B1 (en) * | 2012-05-31 | 2021-01-27 | LEIA Inc. | Directional backlight |
-
2014
- 2014-07-30 EP EP14898685.4A patent/EP3175267B1/en active Active
- 2014-07-30 CN CN201480080945.7A patent/CN106662700B/zh active Active
- 2014-07-30 PT PT148986854T patent/PT3175267T/pt unknown
- 2014-07-30 ES ES14898685T patent/ES2856011T3/es active Active
- 2014-07-30 WO PCT/US2014/048923 patent/WO2016018314A1/en active Application Filing
- 2014-07-30 JP JP2017504707A patent/JP6437630B2/ja active Active
- 2014-07-30 KR KR1020167036853A patent/KR102257061B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-06-26 TW TW104120734A patent/TWI598646B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201604601A (zh) | 2016-02-01 |
PT3175267T (pt) | 2021-03-24 |
KR102257061B1 (ko) | 2021-05-27 |
EP3175267A1 (en) | 2017-06-07 |
WO2016018314A1 (en) | 2016-02-04 |
JP2017525115A (ja) | 2017-08-31 |
EP3175267B1 (en) | 2020-12-30 |
EP3175267A4 (en) | 2018-07-04 |
KR20170037899A (ko) | 2017-04-05 |
CN106662700A (zh) | 2017-05-10 |
TWI598646B (zh) | 2017-09-11 |
ES2856011T3 (es) | 2021-09-27 |
CN106662700B (zh) | 2019-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6437630B2 (ja) | マルチビーム回折格子ベースのカラー背面照明 | |
US10345505B2 (en) | Multibeam diffraction grating-based color backlighting | |
JP6961491B2 (ja) | 二重ライトガイド式格子ベースのバックライトおよび同バックライトを用いる電子ディスプレイ | |
JP6140838B2 (ja) | マルチビーム回折格子ベースの背面照明 | |
JP6564463B2 (ja) | 反射性アイランドを利用した一方向格子ベースの背面照明 | |
JP6567058B2 (ja) | 2次元/3次元(2d/3d)切り替え可能ディスプレイバックライトおよび電子ディスプレイ | |
KR102274749B1 (ko) | 다색 격자-결합된 백라이팅 | |
TWI572955B (zh) | 具有角度選擇反射層的單向格柵式背光板 | |
JP2021170789A (ja) | ヘッドトラッキングを備えたマルチビューディスプレイ | |
JP2016505898A5 (ja) | ||
US10725226B2 (en) | Dual-direction collimator | |
JP2018508932A (ja) | 制御された回折カップリング効率を有する回折格子ベースの背面照明 | |
JP7066693B2 (ja) | 透明ディスプレイ及び方法 | |
JP2018534601A (ja) | 二面コリメータ、および同コリメータを用いた格子ベースの背面照明を使用した3d電子ディスプレイ | |
JP7047132B2 (ja) | サブ波長格子を用いた偏光リサイクルバックライト、方法、およびマルチビューディスプレイ | |
JP6346240B2 (ja) | マルチビーム回折格子ベースの背面照明 | |
TWI618957B (zh) | 雙向光學準直器以及使用該雙向光學準直器的方法、背光板以及三維電子顯示器 | |
JP2022504643A (ja) | 格子スプレッダを有するバックライト、マルチビューディスプレイ、および方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170728 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180529 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180531 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180814 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181114 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6437630 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |