JP6564463B2 - 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 - Google Patents
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Description
該当なし
該当なし
本開示は以下の[1]から[19]を含む。
[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、さらに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と上記ライトガイドの反対側の表面との間の反射性アイランドであって、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するように構成される、反射性アイランドと、
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]上記一次光ビームの上記異なる主極大角度方向は、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]上記反射性アイランドは、反射性金属層を含む金属アイランドである、上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[7]上記ライトガイドは平板ライトガイドであり、上記反射性アイランドは上記回折格子と位置合わせされる、上記[1]に記載の一方向格子ベースのバックライト。
[8]上記反射性アイランドの範囲は、上記回折格子の範囲に概ね等しく、上記回折格子と上記反射性アイランドとの間の距離は、格子ピッチの2分の1に上記導波光ビームの非ゼロの伝播角度の正接を乗算したものに概ね等しく、上記格子ピッチは、上記ライトガイド表面における上記回折格子と隣接する回折格子との間の横方向の間隔である、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、
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光ビーム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、
上記マルチビーム回折格子のアレイと位置合わせされた上記平板ライトガイド内の反射性アイランドのアレイであって、上記アイランドアレイの反射性アイランドは、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、反射性アイランドのアレイと、
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、非ゼロの伝播角度で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]上記反射性アイランドは、金属アイランドを含む、上記[11]に記載の3D電子ディスプレイ。
[15]上記反射性アイランドの反射率は、上記アイランドアレイ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]上記アイランドアレイの上記反射性アイランドは、ギャップによって分離された反射性ストリップを含み、上記反射性アイランドの上記反射率は、上記反射性ストリップの幅に対する上記ギャップの幅によって変調される、上記[15]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に非ゼロの伝播角度で導波することと、
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、異なる主極大角度方向で上記ライトガイドの表面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ことと、
上記ライトガイドの前面と後面の間に配置され、かつ上記前面と上記後面から離間された反射アイランドを用いて、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ことと、を含み、上記二次光ビームは、回折により生成され、上記マルチビーム回折格子によって上記反射性アイランドに向かって方向付けられている、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。
102 光ビーム
104 導波光ビーム
110 ライトガイド
120 回折格子
122 回折特徴部
200 電子ディスプレイ
202 光ビーム
204 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 ライトバルブアレイ
240 ライトバルブアレイ
Claims (19)
- 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のアレイであって、前記回折格子アレイの回折格子が、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、さらに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と前記ライトガイドの反対側の表面との間の反射性アイランドのアレイであって、前記反射性アイランドアレイの反射性アイランドが、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するように構成される、反射性アイランドと、
を備え、
前記反射性アイランドアレイの反射性アイランドは、互いに間隔を開けて、前記回折格子アレイの対応する回折格子と位置合わせされている、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。
- 前記一次光ビームの前記異なる主極大角度方向は、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。
- 前記反射性アイランドは、反射性金属層を含む金属アイランドである、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。
- 前記反射性アイランドの範囲は、前記回折格子の範囲に概ね等しく、前記回折格子と前記反射性アイランドとの間の距離は、格子ピッチの2分の1に前記導波光ビームの非ゼロの伝播角度の正接を乗算したものに概ね等しく、前記格子ピッチは、前記ライトガイド表面における前記回折格子と隣接する回折格子との間の横方向の間隔である、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、
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光ビーム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、
前記マルチビーム回折格子のアレイと位置合わせされた前記平板ライトガイド内の反射性アイランドのアレイであって、前記アイランドアレイの反射性アイランドは、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、反射性アイランドのアレイと、
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、非ゼロの伝播角度で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。
- 前記反射性アイランドは、金属アイランドを含む、請求項11に記載の3D電子ディスプレイ。
- 前記反射性アイランドの反射率は、前記アイランドアレイ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。
- 前記アイランドアレイの前記反射性アイランドは、ギャップによって分離された反射性ストリップを含み、前記反射性アイランドの前記反射率は、前記反射性ストリップの幅に対する前記ギャップの幅によって変調される、請求項15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に非ゼロの伝播角度で導波することと、
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、異なる主極大角度方向で前記ライトガイドの表面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ことと、
前記ライトガイドの前面と後面の間に配置され、かつ前記前面と前記後面から離間された反射アイランドを用いて、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ことと、を含み、前記二次光ビームは、回折により生成され、前記マルチビーム回折格子によって前記反射性アイランドに向かって方向付けられている、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。
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