JP6550143B2 - 角度選択的な反射性層を利用した一方向格子ベースの背面照明 - Google Patents
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Description
該当なし
該当なし
[1]一方向格子ベースのバックライトであって、
非ゼロの伝播角度で光ビームを導波するように構成されたライトガイドと、
上記ライトガイドの表面における回折格子であって、上記導波された光ビームの一部分を回折によりカップリングして一次光ビームとして外へ出し、上記一次光ビームを、所定の主極大角度方向で上記ライトガイド表面から離れるように方向付けるように構成され、二次光ビームを回折により生成し、上記二次光ビームを上記ライトガイド内に方向付けるようにさらに構成される、回折格子と、
上記ライトガイド内の、上記ライトガイド表面に隣接した角度選択的な反射層であって、上記二次光ビームを、上記ライトガイドの外へ上記一次光ビームの方向に反射により方向変更し、上記導波光ビームを上記非ゼロの伝播角度で通すように構成される角度選択的な反射層と、
を備える、一方向格子ベースのバックライト。
[2]上記回折格子は、上記導波光ビームの一部分を複数の一次光ビームとしてカップリングして外へ出すように構成されたマルチビーム回折格子を備え、上記複数の一次光ビームのうちの上記一次光ビーム光ビームは、互いに異なる主極大角度方向を有する、上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[3]上記マルチビーム回折格子はチャープ回折格子を含む、上記[2]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[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溝および曲線状の隆線のうちの1つを含む、上記[2]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[5]上記異なる主極大角度方向を有する上記一次光ビームは、3次元(3D)電子ディスプレイの異なる視像に対応する画素を提供するように構成された光照射野を形成するように構成される、上記[2]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[6]上記角度選択的な反射層は分布ブラッグ反射器層を備える、上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[7]上記ライトガイドは平板ライトガイドである、上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[8]上記角度選択的な反射層は、色選択的な反射率を実現するようにさらに構成され、上記色選択的な反射率は、上記導波光ビームの波長の関数である、上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[9]上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライトを備える電子ディスプレイであって、上記電子ディスプレイの画素は、上記一次光ビームと上記反射により方向変更された二次光ビームとの組合せを含む、電子ディスプレイ。
[10]上記組み合わされた一次光ビームおよび反射により方向変更された二次光ビームを変調するライトバルブをさらに備え、上記ライトバルブは、上記回折格子を含む上記ライトガイド表面に隣接している、上記[9]に記載の電子ディスプレイ。
[11]3次元(3D)電子ディスプレイであって、
非ゼロの伝播角度で光を導波する平板ライトガイドと、
マルチビーム回折格子のアレイであって、上記格子アレイのマルチビーム回折格子は、上記平板ライトガイド内に導波された上記光の一部分を回折によりカップリングして、対応する複数の異なる主極大角度方向に向けられた複数の一次光ビームとして外へ出して、光照射野を形成するように構成され、上記マルチビーム回折格子は、複数の二次光ビームを回折により生成し、上記複数の二次光ビームを上記平板ライトガイド内に方向付けるようにさらに構成される、マルチビーム回折格子のアレイと、
上記平板ライトガイド内の、上記マルチビーム回折格子のアレイに隣接した角度選択的な反射層であって、上記格子アレイの位置合わせされたマルチビーム回折格子からの上記複数の二次光ビームを、上記複数の一次光ビームの方向に反射により方向変更するように構成される、角度選択的な反射層と、
上記一次光ビームおよび上記反射により方向変更された二次光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイであって、上記変調された光ビームは、上記3D電子ディスプレイの異なる視像に対応する画素を表す、ライトバルブアレイと、
を備える、3D電子ディスプレイ。
[12]上記格子アレイの上記マルチビーム回折格子が、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[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[13]上記平板ライトガイドは、コリメートされた光ビームとして光を導波するように構成される、上記[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[14]上記角度選択的な反射層は、分布ブラッグ反射(DBR)層およびメタマテリアル層のうちの一方または両方を備える、上記[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[15]上記角度選択的な反射層の反射率は、上記平板ライトガイド内の上記導波光の伝播方向に沿った距離の関数として変調される、上記[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[16]上記平板ライトガイド内で導波される上記光は、複数の導波光ビームを備え、それぞれの光ビームは、異なる色および異なる非ゼロの伝播角度を有し、上記角度選択的な反射層は、上記異なる導波光ビームの色ごとに異なる反射率を有する色選択的な反射率を実現するようにさらに構成される、上記[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[17]上記ライトバルブアレイが、複数の液晶ライトバルブを備える、上記[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[18]電子ディスプレイ動作方法であって、
光ビームをライトガイド内で非ゼロの伝播角度で導波するステップと、
異なる主極大角度方向で上記ライトガイドから離れるように方向付けられた複数の一次光ビームを生成して光照射野を形成するために、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上記ライトガイドから外へ出すステップであって、上記マルチビーム回折格子はさらに、上記異なる主極大角度方向とは反対の方向で上記ライトガイドに入るように方向付けられた二次光ビームを、上記導波光ビームから回折により生成する、ステップと、
上記ライトガイド内の角度選択的な反射層を用いて、上記二次光ビームを上記ライトガイドから外へ、上記複数の一次光ビームの方向に反射により方向変更するステップと、を含み、
上記角度選択的な反射層は、上記導波光ビームを上記非ゼロの伝播角度で選択的に通すように構成される、電子ディスプレイ動作方法。
[19]複数のライトバルブを用いて上記一次光ビームおよび上記反射により方向変更された二次光ビームを変調することをさらに含み、上記変調された一次光ビームおよび二次光ビームは、3次元(3D)電子ディスプレイの異なる視像に対応する画素を形成する、上記[18]に記載の電子ディスプレイ動作方法。
[20]上記角度選択的な反射層は、分布ブラッグ反射層およびメタマテリアル層のうちの一方または両方を備え、上記メタマテリアル層は色選択的な反射率を実現する、上記[18]に記載の電子ディスプレイ動作方法。
本明細書で説明する原理による例および実施形態の様々な特徴は、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発明を実施するための形態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。
102 一次光ビーム
104 導波光ビーム
106 二次光ビーム
110 ライトガイド
120 回折格子
122 回折特徴部
130 角度選択的な反射層
200 電子ディスプレイ
202 光ビーム
204 一次光ビーム
206 二次光ビーム
210 平板ライトガイド
220 マルチビーム回折格子
230 角度選択的な反射層
240 ライトバルブアレイ
Claims (20)
- 一方向格子ベースのバックライトであって、
非ゼロの伝播角度で光ビームを導波するように構成されたライトガイドと、
前記ライトガイドの表面における回折格子であって、前記導波された光ビームの一部分を回折によりカップリングして一次光ビームとして外へ出し、前記一次光ビームを、所定の主極大角度方向で前記ライトガイド表面から離れるように方向付けるように構成され、二次光ビームを回折により生成し、前記二次光ビームを前記ライトガイド内に方向付けるようにさらに構成される、回折格子と、
前記ライトガイド内の、前記ライトガイド表面に隣接した角度選択的な反射層であって、前記二次光ビームを、前記ライトガイドの外へ前記一次光ビームの方向に反射により方向変更し、前記導波光ビームを前記非ゼロの伝播角度で通すように構成される角度選択的な反射層と、
を備える、一方向格子ベースのバックライト。 - 前記回折格子は、前記導波光ビームの一部分を複数の一次光ビームとしてカップリングして外へ出すように構成されたマルチビーム回折格子を備え、前記複数の一次光ビームのうちの前記一次光ビーム光ビームは、互いに異なる主極大角度方向を有する、請求項1に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 前記マルチビーム回折格子はチャープ回折格子を含む、請求項2に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 前記マルチビーム回折格子は、互いに離間された曲線状の溝および曲線状の隆線のうちの1つを含む、請求項2に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 前記異なる主極大角度方向を有する前記一次光ビームは、3次元(3D)電子ディスプレイの異なる視像に対応する画素を提供するように構成された光照射野を形成するように構成される、請求項2に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 前記角度選択的な反射層は分布ブラッグ反射器層を備える、請求項1に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 前記ライトガイドは平板ライトガイドである、請求項1に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 前記角度選択的な反射層は、色選択的な反射率を実現するようにさらに構成され、前記色選択的な反射率は、前記導波光ビームの波長の関数である、請求項1に記載の一方向格子ベースのバックライト。
- 請求項1に記載の一方向格子ベースのバックライトを備える電子ディスプレイであって、前記電子ディスプレイの画素は、前記一次光ビームと前記反射により方向変更された二次光ビームとの組合せを含む、電子ディスプレイ。
- 前記組み合わされた一次光ビームおよび反射により方向変更された二次光ビームを変調するライトバルブをさらに備え、前記ライトバルブは、前記回折格子を含む前記ライトガイド表面に隣接している、請求項9に記載の電子ディスプレイ。
- 3次元(3D)電子ディスプレイであって、
非ゼロの伝播角度で光を導波する平板ライトガイドと、
マルチビーム回折格子のアレイであって、前記格子アレイのマルチビーム回折格子は、前記平板ライトガイド内に導波された前記光の一部分を回折によりカップリングして、対応する複数の異なる主極大角度方向に向けられた複数の一次光ビームとして外へ出して、光照射野を形成するように構成され、前記マルチビーム回折格子は、複数の二次光ビームを回折により生成し、前記複数の二次光ビームを前記平板ライトガイド内に方向付けるようにさらに構成される、マルチビーム回折格子のアレイと、
前記平板ライトガイド内の、前記マルチビーム回折格子のアレイに隣接した角度選択的な反射層であって、前記格子アレイの位置合わせされたマルチビーム回折格子からの前記複数の二次光ビームを、前記複数の一次光ビームの方向に反射により方向変更するように構成される、角度選択的な反射層と、
前記一次光ビームおよび前記反射により方向変更された二次光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイであって、前記変調された光ビームは、前記3D電子ディスプレイの異なる視像に対応する画素を表す、ライトバルブアレイと、
を備える、3D電子ディスプレイ。 - 前記格子アレイの前記マルチビーム回折格子が、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11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 前記平板ライトガイドは、コリメートされた光ビームとして光を導波するように構成される、請求項11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 前記角度選択的な反射層は、分布ブラッグ反射(DBR)層およびメタマテリアル層のうちの一方または両方を備える、請求項11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 前記角度選択的な反射層の反射率は、前記平板ライトガイド内の前記導波光の伝播方向に沿った距離の関数として変調される、請求項11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 前記平板ライトガイド内で導波される前記光は、複数の導波光ビームを備え、それぞれの光ビームは、異なる色および異なる非ゼロの伝播角度を有し、前記角度選択的な反射層は、前記異なる導波光ビームの色ごとに異なる反射率を有する色選択的な反射率を実現するようにさらに構成される、請求項11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 前記ライトバルブアレイが、複数の液晶ライトバルブを備える、請求項11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 電子ディスプレイ動作方法であって、
光ビームをライトガイド内で非ゼロの伝播角度で導波するステップと、
異なる主極大角度方向で前記ライトガイドから離れるように方向付けられた複数の一次光ビームを生成して光照射野を形成するために、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前記ライトガイドから外へ出すステップであって、前記マルチビーム回折格子はさらに、前記異なる主極大角度方向とは反対の方向で前記ライトガイドに入るように方向付けられた二次光ビームを、前記導波光ビームから回折により生成する、ステップと、
前記ライトガイド内の角度選択的な反射層を用いて、前記二次光ビームを前記ライトガイドから外へ、前記複数の一次光ビームの方向に反射により方向変更するステップと、を含み、
前記角度選択的な反射層は、前記導波光ビームを前記非ゼロの伝播角度で選択的に通すように構成される、電子ディスプレイ動作方法。 - 複数のライトバルブを用いて前記一次光ビームおよび前記反射により方向変更された二次光ビームを変調することをさらに含み、前記変調された一次光ビームおよび二次光ビームは、3次元(3D)電子ディスプレイの異なる視像に対応する画素を形成する、請求項18に記載の電子ディスプレイ動作方法。
- 前記角度選択的な反射層は、分布ブラッグ反射層およびメタマテリアル層のうちの一方または両方を備え、前記メタマテリアル層は色選択的な反射率を実現する、請求項18に記載の電子ディスプレイ動作方法。
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