JP7227369B2 - コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム、マルチビューディスプレイ、および方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１１月１日に出願された米国特許仮出願第６２／７５４，５５５号明細書の優先権を主張し、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

連邦政府による資金提供を受けた研究または開発に関する声明
なし

電子ディスプレイは、様々なデバイスおよび製品のユーザに情報を伝達するための、ほぼどこにでもある媒体である。最も一般的に使用されている電子ディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）およびアクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）、および電気機械または電気流体光変調を利用する様々なディスプレイ（たとえば、デジタル・マイクロミラー・デバイス、エレクトロウェッティングディスプレイなど）を含む。一般に、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（すなわち、光を放出するディスプレイ）またはパッシブディスプレイ（すなわち、別の光源によって提供された光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類され得る。アクティブディスプレイの最もわかりやすい例には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、およびＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放出光を考慮したときに通常パッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤおよびＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、本質的に低消費電力を含むがこれに限定されない魅力的な性能特性をしばしば呈するが、光を放出する能力が欠如しているので、多くの実際の用途での使用は幾分制限される場合がある。

本開示は、以下の［１］－［２０］を含む。
［１］コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムであって、
複数のライトフィールド表示モードを提供し、上記ライトフィールド表示モードの選択されたライトフィールド表示モードにしたがって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、
表示コンテキストを決定し、上記決定された表示コンテキストに基づいて上記選択されたライトフィールド表示モードとなる上記複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するように構成された、ライトフィールド・モード・セレクタと
を備え、
上記複数ライトフィールド表示モードのライトフィールド表示モードは、上記マルチビュー画像の異なるビューのモード固有の配置を備える、
コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［２］上記選択されたライトフィールド表示モードが、上記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの立体三次元（３Ｄ）表示モードであり、上記異なるビューの上記モード固有の配置が上記マルチビュー画像の立体表示を提供するように構成されている、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［３］上記選択されたライトフィールド表示モードが上記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの一方向視差表示モードであり、上記異なるビューの上記モード固有の配置が、上記マルチビュー画像の一方向視差表示を提供するように構成されている、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［４］上記選択されたライトフィールド表示モードが上記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの全視差表示モードであり、上記異なるビューの上記モード固有の配置が、上記マルチビュー画像の全視差表示を提供するように構成された全視差ビュー配置に対応する、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［５］上記マルチビューディスプレイが、導波光として光導波路の長さに沿った伝播方向に光を誘導するように構成された、上記光導波路と、
上記光導波路の長さに沿って分布した複数のマルチビーム素子であって、上記複数マルチビーム素子のうちのマルチビーム素子が、上記異なるビューに対応する主角度方向を有する複数の指向性光ビームとして上記導波光の一部を上記光導波路から散乱するように構成されている、複数のマルチビーム素子と
を備える、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［６］上記マルチビューディスプレイが、上記異なるビューを提供するために上記複数指向性光ビームの指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイを備え、上記マルチビーム素子のサイズが、上記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの半分から上記ライトバルブサイズの２倍までである、上記［５］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［７］２Ｄ画像を表示するように構成された二次元（２Ｄ）ディスプレイをさらに備え、上記ライトフィールド・モード・セレクタによって選択された上記ライトフィールド表示モードが、上記２Ｄ画像の単一の広角ビューを表示するように構成された２Ｄ表示モードである、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［８］上記ライトフィールド・モード・セレクタが、上記マルチビューディスプレイの配向を検出するように構成された配向センサを備え、上記表示コンテキストが、上記マルチビューディスプレイの検出された配向から決定される、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［９］上記配向センサが、ジャイロスコープおよび加速度計の一方または両方を備える、上記［８］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［１０］上記ライトフィールド・モード・セレクタが、上記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムによって実行されたアプリケーションからの入力を受け取るように構成されており、上記表示コンテキストが、上記実行されたアプリケーションからの上記入力に基づいて決定される、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［１１］上記ライトフィールド・モード・セレクタが、上記表示コンテキストを決定し、上記画像のコンテンツに基づいて上記ライトフィールド表示モードを選択するように構成されている、上記［１］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
［１２］コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイであって、
導波光として光を誘導するように構成された光導波路と、
マルチビュー画像の異なるビューに対応する方向を有する指向性光ビームとして上記導波光の一部を散乱するように構成された、マルチビーム素子のアレイと、
上記マルチビュー画像を提供するために上記指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイであって、上記マルチビュー画像の異なるビューが、複数のライトフィールド表示モードのうちのライトフィールド表示モードにしたがって矩形アレイに配置されている、ライトバルブのアレイと、
決定された表示コンテキストに基づいて、上記複数ライトフィールド表示モードの中から上記ライトフィールド表示モードを選択するように構成された、ライトフィールド・モード・セレクタであって、上記マルチビュー画像が、上記選択されたライトフィールド表示モードにしたがって表示される、ライトフィールド・モード・セレクタと
を備える、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
［１３］上記選択されたライトフィールド表示モードが、立体画像ペアとして上記マルチビュー画像を表すように構成された立体三次元（３Ｄ）表示モードであり、上記矩形アレイの前半の異なるビューが上記立体画像ペアの第１の画像を表すように構成され、上記矩形アレイの後半の異なるビューが上記立体画像ペアの第２の画像を表すように構成されている、上記［１２］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
［１４］上記選択されたライトフィールド表示モードが一方向視差表示モードおよび全視差表示モードのうちの１つである、上記［１２］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
［１５］上記ライトフィールド・モード・セレクタが、上記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの配向を検出するように構成された配向センサを備え、上記表示コンテキストが、上記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの検出された配向から決定される、上記［１２］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
［１６］上記ライトフィールド・モード・セレクタが、上記表示コンテキストを決定し、上記マルチビュー画像のコンテンツおよびアプリケーションの入力の一方または両方に基づいて上記ライトフィールド表示モードを選択するように構成されており、上記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイを利用する、上記［１２］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
［１７］上記ライトバルブアレイに隣接する上記光導波路の側の反対の上記光導波路の側に隣接する広角バックライトをさらに備え、上記広角バックライトが、上記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの二次元（２Ｄ）ライトフィールドモードの間に広角放出光を提供するように構成されており、上記光導波路およびマルチビーム素子アレイが上記広角放出光を透過するように構成されており、上記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイが、上記２Ｄライトフィールドモードの間に２Ｄ画像を表示するように構成されている、上記［１２］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
［１８］コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法であって、
ライトフィールド・モード・セレクタを使用して決定された表示コンテキストに基づいて、複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するステップと、
上記複数のライトフィールド表示モードを提供するように構成されたマルチビューディスプレイを使用して、上記選択されたライトフィールド表示モードにしたがってマルチビュー画像を表示するステップと
を備え、
上記複数ライトフィールド表示モードの上記選択されたライトフィールド表示モードが、上記マルチビュー画像の異なるビューのモード固有の矩形配置を備える、
コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法。
［１９］上記選択されたライトフィールド表示モードが、立体三次元（３Ｄ）表示モード、一方向視差表示モード、および全視差表示モードのうちの１つを備える、上記［１８］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法。
［２０］上記ライトフィールド表示モードが、上記決定された表示コンテキストにしたがって２Ｄ表示モードであると決定されたときに、２Ｄディスプレイとして構成された上記マルチビューディスプレイを使用して二次元（２Ｄ）画像を表示するステップをさらに備える、上記［１８］に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法。
本明細書に記載される原理による例および実施形態の様々な特徴は、類似の参照番号が類似の構造要素を指定する以下の添付図面と併せて、以下の詳細な説明を参照することで、より容易に理解され得る。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、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。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、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図表示を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における回折格子の断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムのブロック図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの斜視図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、別の例における図３Ｂのコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの平面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における立体表示モードに対応するマルチビューディスプレイのビューの配置の図表示を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における一方向視差（unidirectional parallax）表示モードに対応するマルチビューディスプレイのビューの配置の図表示を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、別の例における一方向視差表示モードに対応するマルチビューディスプレイのビューの配置の図表示を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における全視差（full pararllax）表示モードに対応するマルチビューディスプレイのビューの配置の図表示を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの平面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、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。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビーム素子を含むマルチビューディスプレイの一部の断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子を含むマルチビューディスプレイの一部の断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子を含むマルチビューディスプレイの一部の断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子を含むマルチビューディスプレイの一部の断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子を含むマルチビューディスプレイの一部の断面図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの断面図を示す。

本明細書に記載される原理の一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイのブロック図を示す。

本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法のフローチャートを示す。

特定の例および実施形態は、上記で参照された図に示される特徴に追加されるかまたはこれに代わる別の特徴を有する。これらおよび別の特徴は、上記で参照された図を参照して、以下で詳述される。

本明細書に記載される原理と一致する例および実施形態は、ユーザのためのコンテキストライトフィールド表示モードを作成するように構成されたシステムおよびディスプレイを提供する。具体的には、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムは、ライトフィールド表示モードにしたがってマルチビューまたは三次元（３Ｄ）コンテンツを備える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を含み得る。ライトフィールド表示モードは、表示コンテキストを決定し、決定された表示コンテキストに基づいて複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するように構成されたライトフィールド・モード・セレクタを使用して、選択され得る。様々な実施形態によれば、ライトフィールド表示モードは、マルチビュー画像の異なるビューのモード固有（mode-specific）の配置を備え得る。たとえば、選択されたライトフィールド表示モードは、立体三次元（３Ｄ）表示モード、一方向視差表示モード、全視差表示モード、および２Ｄ表示モードを含み得るが、これらに限定されない。

本明細書では、「二次元ディスプレイ」または「２Ｄディスプレイ」は、画像が見られる（すなわち、２Ｄディスプレイの所定の視野角または範囲内の）方向にかかわらず実質的に同じである画像のビューを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。多くのスマートフォンおよびコンピュータモニタに見られる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、２Ｄディスプレイの例である。本明細書では対照的に、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向の、または異なるビュー方向からのマルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成された電子ディスプレイまた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場面または物体の異なる斜視図を表し得る。いくつかの例では、マルチビューディスプレイは、たとえばマルチビュー画像の２つの異なるビューを同時に見ることで三次元画像を見ている感覚を提供するときに、三次元（３Ｄ）ディスプレイと呼ばれることもある。

図１Ａは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示す。図１Ａに示されるように、マルチビューディスプレイ１０は、視聴すべきマルチビュー画像を表示するためのスクリーン１２を備える。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１６のマルチビュー画像の異なるビュー１４を提供する。ビュー方向１６は、スクリーン１２から様々な異なる主角度方向に延在する矢印として示され、異なるビュー１４は、矢印の終端（すなわち、ビュー方向１６を表す）における多角形ボックスとして示され、また、４つのビュー１４および４つのビュー方向１６のみが示されており、いずれも例示であって限定ではない。なお、異なるビュー１４は図１Ａにおいてスクリーンより上に示されているが、ビュー１４は実際には、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０上に表示されているときにはスクリーン１２上またはその近傍に現れることに留意されたい。スクリーン１２の上方にビュー１４を描いているのは、単に説明を簡潔にするためであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のそれぞれ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味している。

ビュー方向、言い替えると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、一般に、本明細書の定義では、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」または「仰角」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」または「方位角」と呼ばれる。定義では、仰角θは垂直平面（たとえば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に対して垂直）内の角度であり、その一方で方位角φは、水平平面（たとえば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面と平行）内の角度である。図１Ｂは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（たとえば、図１Ａのビュー方向１６）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｝の図表示を示す。加えて、光ビーム２０は、本明細書の定義では、特定の点から放出され、または発する。つまり、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た中心線を有する。図１Ｂは、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏも示している。

さらに本明細書では、用語「マルチビュー画像」および「マルチビューディスプレイ」において使用される用語「マルチビュー」は、異なる視点を表す、または複数ビューのビュー間の角度の相違を含む、複数のビューとして定義される。加えて、本明細書で用語「マルチビュー」は明確に、本明細書の定義では、３つ以上の異なるビュー（すなわち、最低３つのビューであって通常は４つ以上のビュー）を含む。したがって、本明細書で使用される「マルチビューディスプレイ」は、場面または画像を表す２つのみの異なるビューを含む立体ディスプレイとは明確に区別される。しかしながら、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイは３つ以上のビューを含むものの、本明細書の定義では、マルチビュー画像は、同時に見るためにマルチビュービューのうちの２つのみ（たとえば、片目につき１つのビュー）を選択することによる立体画像のペアとして（たとえば、マルチビューディスプレイ上で）視聴され得ることに、留意されたい。

「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複数の異なるビューの各ビューにおける「ビュー」ピクセルを表すサブピクセル（たとえばライトバルブ）のセットまたはグループとして定義される。具体的には、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューの各々のビューピクセルに対応するかまたはこれを表す個々のサブピクセルを有し得る。また、マルチビューピクセルのサブピクセルは、本明細書の定義では、サブピクセルの各々が、異なるビューの対応する１つの所定のビュー方向に関連付けられている点において、いわゆる「指向性ピクセル」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビューピクセルのサブピクセルによって表された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または少なくとも実質的に類似の位置または座標を有し得る。たとえば、第１のマルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューの各々の｛ｘ_１，ｙ_１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のサブピクセルを有することができ、その一方で第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々の｛ｘ_２，ｙ_２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のサブピクセルを有することができる、などである。

本明細書では、「光導波路（light guide）」は、全内反射を使用して構造内の光を誘導する（guides）構造として定義される。具体的には、光導波路は、光導波路の動作波長で実質的に透明のコアを含み得る。様々な例では、用語「光導波路」は一般に、光導波路の誘電体材料とこの光導波路を包囲する材料または媒体との間の界面で光を誘導するために全内反射を利用する、誘電体光導波部を指す。定義では、全内反射の条件は、光導波路の屈折率が、光導波路材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率よりも高いことである。いくつかの実施形態では、光導波路は、全内反射をさらに促進するために、上述の屈折率の差に加えて、またはその代わりに、コーティングを含んでもよい。コーティングは、たとえば反射コーティングであってもよい。光導波路は、板状またはスラブガイドおよびストリップガイドの一方または両方を含むがこれらに限定されない、いくつかの光導波路のいずれであってもよい。

さらに本明細書では、「導光板」と同様に光導波路に適用されるときの用語「板」は、区分的または特異的に平坦な層またはシートとして定義され、「スラブ」ガイドと呼ばれることもある。特に、導光板は、光導波路の上面および底面（すなわち、対抗する面）によって区切られた２つの実質的に直交する方向に光を誘導するように構成された光導波路として、定義される。さらに、本明細書の定義では、上面および底面は両方とも互いに分離されており、少なくとも特異的な意味において互いに実質的に平行であってもよい。つまり、導光板のあらゆる特異的に小さいセクション内で、上面および底面は、実質的に平行または同一平面上にある。

いくつかの実施形態では、導光板は、実質的に平坦（すなわち、平面に限定）であってもよく、したがって、導光板は平面光導波路である。別の実施形態では、導光板は、１つまたは２つの直交する次元で湾曲していてもよい。たとえば、導光板は、円筒形の導光板を形成するために、一次元で湾曲していてもよい。しかしながら、いずれの曲率も、光を誘導するために導光板内で全内反射が維持されることを保証するのに十分に大きい曲率半径を有する。

本明細書では、「回折格子」は大まかに、回折格子に入射する光の回折を提供するように構成された複数の機能部（すなわち、回折機能部）として定義される。いくつかの例では、複数の機能部は、周期的にまたは準周期的に構成され得る。別の例では、回折格子は、複数の回折格子を含む混合周期回折格子であってもよく、複数のうちの各回折格子は、異なる周期的構成の機能部を有する。さらに、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイに構成された複数の機能部（たとえば、材料表面の複数の溝またはリッジ）を含み得る。あるいは、回折格子は、機能部の二次元（２Ｄ）アレイ、または二次元で定義された機能部のアレイを備えてもよい。回折格子は、たとえば材料表面のバンプまたは穴の２Ｄアレイであってもよい。いくつかの例では、回折格子は、第１の方向または次元では実質的に周期的であり、回折格子を横切るかまたはこれに沿った別の方向では実質的に非周期的（たとえば、一定、ランダムなど）であり得る。

したがって、本明細書の定義では、「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。光が光導波路から回折格子に入射する場合、提供される回折または回折散乱は、回折格子が回折によって光導波路からの光を結合することがある点において、「回折結合」する結果になり得、したがって「回折結合」と呼ばれ得る。回折格子はまた、回折によって（すなわち、回折角度で）光の角度を方向変更または変化させる。特に、回折の結果として、回折格子を離れる光は一般に、回折格子に入射する光（すなわち、入射光）の伝播方向とは異なる伝播方向を有する。回折による光の伝播方向の変化は、本明細書では「回折方向変更」と呼ばれる。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折により方向変更させる回折機能部を含む構造であると理解されてもよく、光が光導波路から入射する場合、回折格子は、光導波路からの光を回折により結合することもできる。

さらに、本明細書の定義では、回折格子の機能部は、「回折機能部」と呼ばれ、材料表面（すなわち、２つの材料間の境界）での、材料表面中の、および材料表面上の１つまたはそれ以上であり得る。表面は、たとえば、光導波路の表面であってもよい。回折機能部は、表面の、その中の、またはその上の、溝、リッジ、穴、およびバンプのうちの１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない、光を回折する様々な構造のいずれかを含み得る。たとえば、回折格子は、材料表面の複数の実質的に平行な溝を含んでもよい。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リッジを含んでもよい。回折機能部（たとえば、溝、リッジ、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、長方形プロファイル（たとえば、バイナリ回折格子）、三角形プロファイル、および鋸歯状プロファイル（たとえば、ブレーズド格子）のうちの１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない、回折を提供する様々な断面形状またはプロファイルのいずれかを有し得る。

本明細書に記載される様々な例によれば、回折格子（たとえば、以下で説明されるような、回折マルチビーム素子の回折格子）は、光ビームとして光導波路（たとえば、導光板）からの光を回折により散乱または結合するために利用され得る。具体的には、極所周期回折格子の、またはこれにより提供される回折角θ_ｍは、以下の式（１）によって与えられる。

ここで、λは光の波長、ｍは回折次数、ｎは光導波路の屈折率、ｄは回折格子の特徴間の距離または間隔、θ_ｉは回折格子への光の入射角である。簡潔にするために、式（１）は、回折格子が光導波路の表面に隣接し、光導波路の外側の材料の屈折率が１に等しい（すなわち、ｎ_ｏｕｔ＝１）と仮定している。一般に、回折次数ｍは整数で与えられる（すなわち、ｍ＝±１，±２，．．．）。回折格子によって生成された光ビームの回折角θ_ｍは、式（１）によって与えられてもよい。一次回折、またはより具体的には一次回折角θ_ｍは、回折次数ｍが１に等しい（すなわち、ｍ＝１）ときに提供される。

図２は、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における回折格子３０の断面図を示す。たとえば、回折格子３０は、光導波路４０の表面上に位置してもよい。加えて、図２は、入射角θ_ｉで回折格子３０に入射する光ビーム５０を示す。入射光ビーム５０は、光導波路４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム５０の回折の結果として光導波路４０から回折格子３０によって回折により生成および結合または散乱された、指向性光ビーム６０も示されている。指向性光ビーム６０は、式（１）で与えられるような回折角θ_ｍ（または本明細書では「主角度方向」）を有する。指向性光ビーム６０は、たとえば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応し得る。

さらに、いくつかの実施形態によれば、回折機能部は湾曲していてもよく、光の伝播方向に対して所定の配向（たとえば、傾斜または回転）を有してもよい。回折機能部の湾曲および回折機能部の配向の一方または両方は、たとえば、回折格子によって散乱される光の方向を制御するように構成され得る。たとえば、指向性光の主角度方向は、入射光の伝播方向に対する、光が回折格子に入射する点における回折機能部の角度の関数であり得る。

本明細書の定義では、「マルチビーム素子」は、複数の光ビームを含む光を生成するバックライトまたはディスプレイの構造または素子である。「回折」マルチビーム素子は、定義では、回折結合によって、またはこれを使用して複数の光ビームを生成するマルチビーム素子である。具体的には、いくつかの実施形態では、回折マルチビーム素子は、光導波路内で誘導された光の一部を回折により結合することによって複数の光ビームを提供するために、バックライトの光導波路と光学的に結合されてもよい。さらに、本明細書の定義では、回折マルチビーム素子は、マルチビーム素子の境界または範囲内に複数の回折格子を備える。マルチビーム素子によって生成された複数の光ビーム（「複数光ビーム」）のうちの光ビームは、本明細書の定義では、互いに異なる主角度方向を有する。具体的には、定義では、複数光ビームのうちの光ビームは、複数光ビームの別の光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。様々な実施形態によれば、回折マルチビーム素子の回折格子内の回折機能部の間隔または格子ピッチは、サブ波長（すなわち、導波光の波長未満）であってもよい。

以下の説明では、複数の回折格子を有するマルチビーム素子が説明例として使用されるが、いくつかの実施形態では、マイクロ反射素子およびマイクロ屈折素子のうちの少なくとも１つなど、別の部品がマルチビーム素子内で使用されてもよい。たとえば、マイクロ反射素子は、三角形のミラー、台形のミラー、ピラミッド型のミラー、長方形のミラー、半球形のミラー、凹面鏡、および／または凸面鏡を含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロ屈折素子は、三角形の屈折素子、台形の屈折素子、ピラミッド型の屈折素子、長方形の屈折素子、半球形の屈折素子、凹状の屈折素子、および／または凸状の屈折素子を含み得る。

様々な実施形態によれば、複数光ビームは、明視野または「ライトフィールド」を表してもよい。たとえば、複数光ビームは、空間の実質的に円錐形の領域に閉じ込められるか、または複数光ビームにおいて異なる主角度方向の光ビームを含む所定の角度広がりを有してもよい。したがって、所定の角度広がりの光ビームの組み合わせ（すなわち、複数光ビーム）は、ライトフィールドを表すことができる。

様々な実施形態によれば、複数光ビームにおける様々な光ビームの異なる主角度方向は、回折マルチビーム素子のサイズ（たとえば、長さ、幅、面積などのうちの１つまたはそれ以上）、ならびに回折マルチビーム素子内の「格子ピッチ」または回折機能部間隔および回折格子の配向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。いくつかの実施形態では、回折マルチビーム素子は、本明細書の定義では、「拡張点光源」、すなわち、回折マルチビーム素子の範囲全体に分布する複数の点光源と見なされてもよい。さらに、回折マルチビーム素子によって生成された光ビームは、本明細書の定義では、図１Ｂを参照して上記で説明したように、角度成分｛θ、φ｝によって与えられる主角度方向を有する。

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、実質的にあらゆる光学デバイスまたは装置として定義される。たとえば、コリメータは、コリメートミラーまたは反射器、コリメートレンズ、回折格子、またはこれらの様々な組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。様々な実施形態によれば、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または量で異なってもよい。さらに、コリメータは、２つの直交する方向（たとえば、垂直方向および水平方向）の一方または両方でコリメーションを提供するように構成されてもよい。つまり、コリメータは、いくつかの実施形態によれば、光コリメーションを提供する２つの直交する方向の一方または両方の形状を含むことができる。本明細書では、σで指定される「コリメーション係数」は、光がコリメートされる度合として定義される。具体的には、本明細書の定義では、コリメーション係数は、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。たとえば、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（たとえば、コリメート光ビームの中心または主角度方向から＋／－σ度）の範囲内であることを指定し得る。いくつかの例によれば、コリメート光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、コリメート光ビームのピーク強度の半分において決定された角度であってもよい。

本明細書では、「光源」は、光の供給源（たとえば、光を生成およ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。たとえば、光源は、起動またはオンにされたときに光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光エミッタを備え得る。特に、本明細書では、光源は、実質的にいずれの光の供給源であってもよく、または発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマベース光エミッタ、蛍光灯、白熱灯、および事実上その他の光の供給源の１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない、実質的にあらゆる光エミッタを備え得る。光源によって生成された光は、色を有してもよく（すなわち、特定の波長の光を含んでもよく）、またはある波長の範囲（たとえば、白色光）であってもよい。いくつかの実施形態では、光源は、複数の光エミッタを備えてもよい。たとえば、光源は、光エミッタのうちの少なくとも１つが、セットまたはグループの少なくとも１つの別の光エミッタによって生成された光の色または波長とは異なる、色、言い替えると波長を有する光を生成する、光エミッタのセットまたはグループを含んでもよい。異なる色は、たとえば原色（たとえば、赤、緑、青）を含み得る。

定義では、「広角」放出光は、マルチビュー画像また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。具体的には、いくつかの実施形態では、広角放出光は、約２０度よりも大きい（たとえば、＞±２０°）円錐角を有し得る。別の実施形態では、広角放出光円錐角は、約３０度よりも大きくてもよく（たとえば、＞±３０°）、または約４０度よりも大きくてもよく（たとえば、＞±４０°）、または約５０度よりも大きくてもよい（たとえば、＞±５０°）。たとえば、広角放出光の円錐角は、約６０度（たとえば、＞±６０°）であり得る。

いくつかの実施形態では、広角放出光円錐角は、広角視聴（たとえば、約±４０～６５°）を目的とするＬＣＤコンピュータモニタ、ＬＣＤタブレット、ＬＣＤテレビ、または類似のデジタルディスプレイデバイスの視野角と実質的に同じであると定義され得る。別の実施形態では、広角放出光はまた、拡散光、実質的に拡散光、非指向性光（すなわち、特定のまたは規定された方向性を欠く）、もしくは単一のまたは実質的に均一な方向を有する光としても特徴付けられまたは記載され得る。

さらに、本明細書で使用される際に、冠詞「ａ」は、特許技術におけるその通常の意味、すなわち「１つまたはそれ以上」を有するように意図される。たとえば、「素子（an element)」は１つまたはそれ以上の素子を意味し、したがって「素子（the element）」は本明細書では「（１つまたは複数の）素子」を意味する。また、本明細書における「上」、「底」、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」、「前」、「後」、「第１」、「第２」、「左」、または「右」のあらゆる言及は、本明細書における限定を意図するものではない。本明細書では、ある値に適用されるときの用語「約」は一般に、その値を生成するために使用された機器の公差範囲内を意味し、または別途明確に指定されない限り、プラスマイナス１０％、またはプラスマイナス５％、またはプラスマイナス１％を意味し得る。さらに、本明細書で使用される用語「実質的に」は、大部分、またはほぼ全て、または全て、または約５１％から約１００％までの範囲内の量を意味する。また、本明細書の例は、説明のみを意図しており、限定ではなく説明の目的で提示されている。

本明細書に記載される原理の実施形態によれば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムが提供される。図３Ａは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のブロック図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の斜視図を示す。図３Ｃは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、別の例における図３Ｂのコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の平面図を示す。加えて、図３Ｃは、固定フレームまたは基準に対して２つの異なる回転配向（たとえば、中心軸の周りの回転）におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００を示す。図３Ｃの左側は、水平または横長配向のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００を表すことができ、右側は、垂直または縦長配向のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００を表すことができる。

様々な実施形態によれば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、マルチビューコンテンツをマルチビュー画像として表示するように構成されている。さらに、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の様々なライトフィールド表示モードにしたがって、またはこれによって、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のユーザ１０１によるマルチビューコンテンツの視聴およびそれとの対話を容易にする。具体的には、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００を使用している間、ユーザ１０１には、特定の表示コンテキストに関するマルチビューコンテンツが提示され得る。そして、表示コンテキストは、表示コンテキストにしたがってマルチビューコンテンツの視聴およびそれとの対話を容易にするために、マルチビュー画像の異なるビューのモード固有の配置を備えるライトフィールド表示モードを選択するために使用され得る。したがって、様々な実施形態によれば、ユーザ１０１には、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００がない場合に可能であろうよりも適切な、またはおそらくより強制的な方法で、マルチビューコンテンツが提供され得る。

図３Ａに示されるように、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、マルチビューディスプレイ１１０を備える。マルチビューディスプレイ１１０は、複数のライトフィールド表示モードを提供するように構成されている。さらに、マルチビューディスプレイ１１０は、ライトフィールド表示モードのうちの選択されたライトフィールド表示モードにしたがってマルチビュー画像を表示するように構成されている。特に、表示されたマルチビュー画像は、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のユーザ１０１によって見られるように構成されている。様々な実施形態によれば、マルチビューディスプレイ１１０は、明視野または「ライトフィールド」を使用してマルチビュー画像としてマルチビューコンテンツを表示することが可能な、実質的に任意の電子ディスプレイを備え得る。たとえば、マルチビューディスプレイ１１０は、携帯電話またはスマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、パーソナルまたはデスクトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、メディアプレーヤデバイス、電子ブックデバイス、スマートウォッチ、ウェアラブル・コンピューティング・デバイス、携帯型コンピューティングデバイス、民生用電子デバイス、およびディスプレイヘッドセット（たとえば、限定はされないが、仮想現実ヘッドセット）の、またはこれらで使用される、様々なマルチビューディスプレイであってもよく、またはこれらを含んでもよいが、これらに限定されない。たとえば、図３Ｂおよび図３Ｃは、そのディスプレイとしてマルチビューディスプレイ１１０を含むスマートフォンまたはタブレットコンピュータとしてのコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００を示し得る。（たとえば、図５Ａ～図５Ｃを参照して以下で説明される）いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ１１０は、複数の指向性光ビームを提供するように構成されたマルチビーム素子、ならびにマルチビュー画像の異なるビューのビューピクセルとして指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイを利用する。

図３Ａに示されるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０をさらに備える。ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、表示コンテキストを決定するように構成されている。さらに、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、決定された表示コンテキストに基づいて、選択されたライトフィールド表示モードとなる複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するように構成されている。様々な実施形態によれば、複数ライトフィールド表示モードのライトフィールド表示モードは、マルチビュー画像またはマルチビューディスプレイ１１０の同等物の異なるビューのモード固有の配置を備える。

様々な実施形態によれば、表示コンテキストは、どのようにすればコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のユーザ１０１によって画像が最もよく見えるかに影響を及ぼし得る様々な態様のいずれも含むことができる。具体的には、本明細書では、「表示コンテキスト」は、マルチビューディスプレイ１１０の、またはより広義にはコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの任意の物理的構成、マルチビュー画像などの、ただしこれに限定されない表示される画像のコンテンツ、および物理的構成と画像コンテンツとの任意の組み合わせを少なくとも含むように定義され得る。

たとえば、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、マルチビューディスプレイの配向を検出するように構成された配向センサを含むことができ、表示コンテキストは、マルチビューディスプレイの検出された配向から決定される。検出された配向は、マルチビューディスプレイ１１０の回転および傾斜を含み得るが、これらに限定されず、配向センサは、いくつかの実施形態によれば、ジャイロスコープおよび加速度計の一方または両方を含み得る。別の例では、表示コンテキストは、マルチビューコンテキストで提供されるようなマルチビュー画像自体の配向であってもよい。たとえば、マルチビュー画像は縦長配向または横長配向のいずれかを有することができ、表示コンテキストは、マルチビュー画像の形状（すなわち、縦長または横長形状）から決定される。さらに別の例では、表示コンテキストを決定するために、三次元（３Ｄ）コンテンツまたは二次元（２Ｄ）コンテンツのようなマルチビューコンテンツが使用され得る。３Ｄコンテンツは、立体画像のように２つのビューのみ、もしくは水平視差、垂直視差、または全視差マルチビュー画像のうちの１つ以上のように３つ以上のビュー（たとえば、４つのビュー）を含み得る。したがって、表示コンテキストを決定し、次いで複数ライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択する際には、多くの考慮事項を伴う場合がある。

別の実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、表示コンテキストを決定するために、ユーザ１０１の頭部または手の位置、ユーザ１０１の目の位置、およびユーザ１０１によって保持される物体の位置を監視するように構成された素子を備え得る。本明細書における説明を簡潔にするために、ユーザ１０１の「頭部」および「手」という用語は、頭部または手が、監視され得るユーザ１０１の任意の身体部位または状態を表し得るという理解の下に記載される。特に、「手」という用語は、本明細書の定義により手全体ならびに手の１つ以上の指を少なくとも含むと理解されるだろう。さらに本明細書の定義により、「位置」を監視することは、場所を監視することおよび相対運動を監視することを含むが、これらに限定されない。さらに別の実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００によって実行されるアプリケーションからの入力を受け取るように構成されており、表示コンテキストは、実行されたアプリケーションからの入力に基づいて決定される。

前述のように、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、複数のライトフィールド表示モードを提供するように構成されており、各ライトフィールド表示モードは、ビューのモード固有の配置を有する。さらに、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０および決定された表示コンテキストを使用して、選択されたライトフィールド表示モードを提供するように構成されている。

いくつかの実施形態では、選択されたライトフィールド表示モードは、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の立体三次元（３Ｄ）表示モードであり得る。立体３Ｄ表示モードでは、異なるビューのモード固有の配置は、マルチビュー画像の立体表示を提供するように構成されている。つまり、立体３Ｄ表示モードは、たとえば、立体画像の左目と右目の異なるビューに対応する画像視差を提供し得る。

図４Ａは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における立体表示モードに対応するマルチビューディスプレイ１１０のビューの配置の図表示を示す。具体的には、図示されるように、立体３Ｄ表示モードは、その第１のビュー「１」が「左目」のビューまたは視点に対応し、第２のビュー「２」が画像、物体、またはシーンの「右目」のビューまたは視点に対応する、ビューのペアを備える。図示されるように、ビューのペアのビューは、第１のビュー１が、マルチビューディスプレイ１１０の中心の左に独占的に配置された利用可能なビューのセット内で繰り返されるように、マルチビューディスプレイ１１０の利用可能なビューにわたって分布している。同様に、第２のビュー２は、図示されるように、マルチビューディスプレイ１１０の中心の右に独占的に配置された利用可能なビューのセット内で繰り返される。中心の左の繰り返される第１のビュー１および中心の右の繰り返される第２のビュー２はともに、立体３Ｄ表示モードでマルチビューディスプレイ１１０を見ているユーザ１０１に立体マルチビュー画像を提供する。

いくつかの実施形態では、選択されたライトフィールド表示モードは、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の一方向視差表示モードであり得る。一方向視差表示モードでは、異なるビューのモード固有の配置は、マルチビュー画像の一方向視差表示を提供するように構成されている。たとえば、一方向視差表示は、水平視差表示（たとえば、横長）および垂直視差表示（たとえば、縦長）のうちの１つであり得る。

図４Ｂは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における一方向視差表示モードに対応するマルチビューディスプレイ１１０のビューの配置の図表示を示す。図４Ｃは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、別の例における一方向視差表示モードに対応するマルチビューディスプレイ１１０のビューの配置の図表示を示す。具体的には、図４Ｂは水平視差（横長）表示モードを表すことができ、図４Ｃは垂直視差（または縦長）表示モードを表すことができる。図４Ｂおよび図４Ｃの両方に示されるように、マルチビュー画像は、画像、物体、またはシーンの４つの異なる視点を表す、「１」、「２」、「３」、および「４」でラベル付けされた、４つの異なるビューを含む。図４Ｂでは、４つの異なるビューは、水平方向に配置されているが、垂直方向に繰り返されている。したがって、図４Ｂの水平視差表示モードでマルチビュー画像を見ているユーザ１０１は、たとえば、垂直軸の周りでマルチビューディスプレイ１１０を回転させたときに水平視差を認識し得る。同様に、図４Ｃの垂直視差表示モードでマルチビュー画像を見ているユーザ１０１は、たとえば、水平軸の周りでマルチビューディスプレイ１１０を回転させたときに垂直視差を認識し得る。

いくつかの実施形態では、選択されたライトフィールドモードは、全視差表示モードであり得る。全視差表示モードでは、異なるビューのモード固有の配置は、マルチビュー画像の全視差表示を提供するように構成された全視差ビュー配置に対応する。具体的には、マルチビュー画像の視差は、（たとえば、水平回転および垂直回転の両方による）視野角の変化に関係なく、ユーザ１０１によって認識され得る。

図４Ｄは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例における全視差表示モードに対応するマルチビューディスプレイ１１０のビューの配置の図表示を示す。具体的には、マルチビュー画像は、例として、非限定的に、画像、物体、またはシーンの１６個の異なる視点を表す１６個の異なるビューを含み得る。図示されるように、１６個の異なるビューは、「１１」、「１２」、「１３」、「１４」、「２１」、「２２」などでラベル付けされた、行および列にしたがってマルチビューディスプレイ１１０にわたって配置され得る。つまり、水平方向および垂直方向の各々には、全視差表示モードによって表される画像、物体、またはシーンの４つの異なる視点がある。したがって、図４Ｄの全視差表示モードでマルチビューディスプレイ１１０上のマルチビュー画像を見ているユーザ１０１は、たとえば、水平軸の周りでマルチビューディスプレイ１１０を回転させたときに垂直視差を、垂直軸の周りでマルチビューディスプレイを回転させたときに水平視差を、認識し得る。なお、本明細書に記載される特定の数のビュー（たとえば、４、１６など）は、説明目的のためにのみ提供され、限定のためではないことに留意されたい。

いくつかの実施形態（図３Ａのブロック図には明示的に示されていない）では、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、処理サブシステム、メモリサブシステム、電力サブシステム、およびネットワーキングサブシステムをさらに備え得る。処理サブシステムは、マイクロプロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、またはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）などの、ただしこれらに限定されない、演算を実行するように構成された１つ以上のデバイスを含み得る。メモリサブシステムは、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の動作を提供および制御するために処理サブシステムによって使用され得るデータおよび命令の一方または両方を記憶するための１つ以上のデバイスを含み得る。たとえば、メモリサブシステムは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、および様々な形態のフラッシュメモリを含むがこれらに限定されない、１つ以上のタイプのメモリを含み得る。いくつかの実施形態によれば、記憶されたデータおよび記憶された命令は、処理サブシステムによって実行されると、マルチビュー画像としてマルチビューディスプレイ１１０上にマルチビューコンテンツを表示すること、表示されるマルチビューコンテンツまたは（１つまたは複数の）マルチビュー画像を処理すること、制御ジェスチャを表すユーザ１０１の手の場所を含む入力に応答してマルチビューコンテンツを制御すること、および触覚フィードバックを提供することのうちの１つ以上を行うように構成された、データおよび命令を含み得るが、これらに限定されない。

さらに、メモリサブシステム内の記憶されたデータおよび記憶された命令は、処理サブシステムによって実行されると、いくつかの実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０の一部または全てのいずれかを実施するように構成され得る。たとえば、記憶されたデータおよび記憶された命令は、上記で概説されたように、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０の配向センサから入力を受け取り、検出された配向から表示コンテキストを決定するように構成され得る。さらに、記憶されたデータおよび記憶された命令は、利用可能なライトフィールド表示モードの中から選択し、相応に、異なるビューの適切なモード固有の配置に関してマルチビューディスプレイ１１０に指示を提供することができる。

上述のように、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００（たとえば、プロセッササブシステム）によって実行されたアプリケーションから入力を受け取り、実行されたアプリケーションからの入力に基づいて表示コンテキストを決定するように構成され得る。実行されたアプリケーションは、命令およびデータの一方または両方として、メモリサブシステム内に記憶され得る。さらに、いくつかの実施形態では、アプリケーションからの入力を受け取るライトフィールド・モード・セレクタ１２０の部分も、データおよび命令の一方または両方として、メモリサブシステム内に記憶され得る。

いくつかの実施形態では、メモリサブシステム内に記憶されて処理サブシステムによって使用される命令は、たとえば、プログラム命令または命令のセット、およびオペレーティングシステムを含むが、これらに限定されない。プログラム命令およびオペレーティングシステムは、たとえば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００の動作中に処理サブシステムによって実行され得る。なお、１つ以上のコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムメカニズム、コンピュータ可読記憶媒体、またはソフトウェアを構成し得ることに留意されたい。また、メモリサブシステムの様々なモジュール内の命令は、高レベル手続き言語、オブジェクト指向プログラミング言語のうちの１つ以上で、およびアセンブリまたは機械言語で実施され得る。さらに、様々な実施形態によれば、プログラミング言語は、処理サブシステムによって実行されるように、コンパイルまたは解釈されてもよく、たとえば構成可能であるかまたは構成されてもよい（この説明では置き換えて使用され得る）。

様々な実施形態では、電力サブシステムは、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００内の別の構成要素に電力を供給するように構成された１つ以上のエネルギー貯蔵構成要素（たとえば電池）を含み得る。ネットワーキングサブシステムは、有線および無線ネットワークの一方または両方に接続し、これらと通信するように（すなわち、ネットワーク動作を実行するように）構成された、１つ以上のデバイスおよびサブシステムまたはモジュールを含み得る。たとえば、ネットワーキングサブシステムは、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（商標）ネットワーキングシステム、セルラーネットワーキングシステム（たとえば、ＵＭＴＳ、ＬＴＥなどのような３Ｇ／４Ｇ／５Ｇネットワーク）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ネットワーキングシステム、ＩＥＥＥ ８０２．１２に記載される規格に基づくネットワーキングシステム（たとえば、Ｗｉ－Ｆｉネットワーキングシステム）、イーサネットネットワーキングシステムのいずれかまたは全てを含み得る。

なお、前述の実施形態における動作のいくつかはハードウェアまたはソフトウェアで実施されてもよいが、一般に、前述の実施形態における動作は、多種多様な構成およびアーキテクチャで実施され得ることに留意されたい。したがって、前述の実施形態における動作の一部または全ては、ハードウェアで、ソフトウェアで、または両方で実行され得る。たとえば、表示技術における動作の少なくともいくつかは、プログラム命令、オペレーティングシステム（たとえば表示サブシステム用のドライバ）を使用して、またはハードウェアで、実施され得る。

図５Ａは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ２００の断面図を示す。図５Ｂは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ２００の平面図を示す。図５Ｃは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ２００の斜視図を示す。図５Ｃの斜視図は、本明細書での説明を容易にするためにのみ、部分的に切り取られて示されている。図５Ａ～図５Ｃに示されるマルチビューディスプレイ２００は、いくつかの実施形態によれば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のマルチビューディスプレイ１１０として利用され得る。

図５Ａ～図５Ｃに示されるように、マルチビューディスプレイ２００は、互いに異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム２０２を（たとえば、ライトフィールドとして）提供するように構成されている。具体的には、様々な実施形態によれば、提供された複数の指向性光ビーム２０２は、マルチビューディスプレイのそれぞれのビュー方向に対応する異なる主角度方向で散乱され、マルチビューディスプレイ２００から離れる方に向けられてもよい。いくつかの実施形態では、指向性光ビーム２０２は、マルチビューコンテンツを有する情報、たとえばマルチビュー画像の表示を容易にするために、（たとえば、以下に記載されるように、ライトバルブを使用して）変調されてもよい。図５Ａ～図５Ｃはまた、サブピクセルおよびライトバルブ２３０のアレイを備えるマルチビューピクセル２０６も示しており、これらは以下でさらに詳細に記載される。

図５Ａ～図５Ｃに示されるように、マルチビューディスプレイ２００は、光導波路２１０を備える。光導波路２１０は、導波光２０４（すなわち、誘導光ビーム）として、光導波路２１０の長さに沿って光を誘導するように構成されている。たとえば、光導波路２１０は、光導波部として構成された誘電体材料を含み得る。誘電体材料は、誘電体光導波部の周りの媒体の第２の屈折率よりも高い第１の屈折率を有し得る。屈折率の差は、たとえば、光導波路２１０の１つまたはそれ以上の誘導モードにしたがって、導波光２０４の全内反射を促進するように構成されている。

いくつかの実施形態では、光導波路２１０は、光学的に透明な誘電体材料の、延伸された実質的に平坦なシートを含む、スラブまたは板状の光導波部（すなわち、導光板）であってもよい。誘電体材料の実質的に平坦なシートは、全内反射を使用して導波光２０４を誘導するように構成されている。様々な例によれば、光導波路２１０の光学的に透明な材料は、様々なタイプのガラス（たとえば、シリカガラス、アルカリアルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）の１つまたはそれ以上、および実質的に光学的に透明なプラスチックまたはポリマー（たとえば、ポリ（メタクリル酸メチル）または「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）を含むがこれらに限定されない様々な誘電体材料のいずれかを含むかまたはこれらにより構成されてもよい。いくつかの例では、光導波路２１０は、光導波路２１０の表面（たとえば、上面および底面の一方または両方）の少なくとも一部に、クラッド層（図示せず）をさらに含んでもよい。クラッド層は、いくつかの例によれば、全内反射をさらに促進するために使用され得る。

さらに、いくつかの実施形態によれば、光導波路２１０は、光導波路２１０の第１表面２１０’（たとえば、「前」面または側）と第２表面２１０’’（たとえば、「後」面または側）との間の非ゼロ伝播角度での全内反射にしたがって導波光２０４（たとえば、誘導光ビーム）を誘導するように構成されている。具体的には、導波光２０４は、非ゼロ伝播角度で光導波路２１０の第１表面２１０’と第２表面２１０’’との間を反射または「跳ね返る」ことによって伝播する。いくつかの実施形態では、異なる色の光を備える複数の誘導光ビームとしての導波光２０４が光導波路２１０によって誘導されてもよく、各誘導光ビームは、複数の異なる色固有の非ゼロ伝播角度のそれぞれで誘導される。説明を簡潔にするために、非ゼロ伝播角度は図５Ａ～図５Ｃには示されていない。しかしながら、太い矢印は、図５Ａの光導波路長に沿った導波光２０４の伝播方向２０３示している。

本明細書で定義される際に、「非ゼロ伝播角度」は、光導波路２１０の表面（たとえば、第１表面２１０’または第２表面２１０’’）に対する角度である。さらに、非ゼロ伝播角度は、様々な実施形態によれば、ゼロより大きく、かつ光導波路２１０内の全内反射の臨界角よりも小さい。たとえば、導波光２０４の非ゼロ伝播角度は、約１０度から約５０度の間、またはいくつかの例では、約２０度から約４０度の間、または約２５度から約３５度の間であってもよい。たとえば、非ゼロ伝播角度は、約３０度であってもよい。別の例では、非ゼロ伝播角度は、約２０度、または約２５度、または約３５度であってもよい。また、特定の非ゼロ伝播角度が光導波路２１０内の全内反射の臨界角よりも小さくなるよう選択される限り、特定の非ゼロ伝播角度は、特定の実施について（たとえば任意に）選択されてもよい。

光導波路２１０の導波光２０４は、非ゼロ伝播角度（たとえば、約３０～３５度）で光導波路２１０内に導入または結合され得る。いくつかの例では、レンズ、ミラー、または類似の反射器（たとえば、傾斜コリメート反射器）、回折格子、およびプリズム、ならびにそれらの様々な組み合わせなどの、ただしこれらに限定されない結合構造は、非ゼロ伝播角度で導波光２０４として光導波路２１０の入力端に光を結合することを容易にし得る。別の例では、光は、結合構造を使用せずに、またはほとんど使用せずに、光導波路２１０の入力端に直接導入され得る（すなわち、直接または「突き合わせ」結合が利用され得る）。光導波路２１０に結合されると、導波光２０４は、入力端から全体的に離れ得る伝播方向２０３で光導波路２１０に沿って伝播するように構成されている（たとえば、図５Ａのｘ軸に沿って指し示す太い矢印で示される）。

さらに、様々な実施形態によれば、光導波路２１０に光を結合することによって生成された導波光２０４は、コリメート光ビームであってもよい。本明細書では、「コリメート光」または「コリメート光ビーム」は、一般に、光ビームの光線が光ビーム（たとえば、導波光２０４）内で実質的に平行な光のビームとして定義される。やはり本明細書の定義では、コリメート光ビームから発散または散乱する光線は、コリメート光ビームの一部と見なされない。いくつかの実施形態（図示せず）では、マルチビューディスプレイ２００は、たとえば光源からの光をコリメートするために、上述のように、レンズ、反射器、またはミラーなどのコリメータ（たとえば、傾斜コリメート反射器）を含み得る。いくつかの実施形態では、光源自体がコリメータを備える。光導波路２１０に提供されるコリメート光は、コリメートされた誘導光ビームである。いくつかの実施形態では、導波光２０４は、コリメーション係数σにしたがって、またはこれを有してコリメートされてもよい。あるいは、別の実施形態では、導波光２０４はコリメートされなくてもよい。

いくつかの実施形態では、光導波路２１０は、導波光２０４を「再利用」するように構成されてもよい。具体的には、光導波路長に沿って誘導された導波光２０４は、伝播方向２０３とは異なる別の伝播方向２０３’に、その長さに沿って戻るように方向変更され得る。たとえば、光導波路２１０は、光源に隣接する入力端の反対側の光導波路２１０の端部に、反射器（図示せず）を含み得る。反射器は、再利用された導波光として入力端に向けて導波光２０４を反射するように構成され得る。いくつかの実施形態では、（たとえば、反射器を使用する）光の再利用の代わりに、またはこれに加えて、別の光源が別の伝播方向２０３’に導波光２０４を提供してもよい。別の伝播方向２０３’を有する導波光２０４を提供するために、導波光２０４を再利用することおよび別の光源を使用することの一方または両方は、たとえば、以下に記載される、マルチビーム素子にとって導波光を２回以上利用可能にすることによって、マルチビューディスプレイ２００の輝度を増加させる（たとえば、指向性光ビーム２０２の強度を増加させる）ことができる。図５Ａでは、（たとえば、負のｘ方向に向けられた）再利用された導波光の伝播方向２０３’を示す太い矢印は、光導波路２１０内の再利用された導波光の一般的な伝播方向を示す。

図５Ａ～図５Ｃに示されるように、マルチビューディスプレイ２００は、光導波路長に沿って互いに離間した複数のマルチビーム素子２２０を、さらに備える。具体的には、複数のうちのマルチビーム素子２２０は、有限の空間によって互いに分離され、光導波路長に沿って別個の異なる素子を表す。つまり、本明細書の定義では、複数のうちのマルチビーム素子２２０は、有限の（すなわち、非ゼロ）素子間距離（たとえば、有限の中心間距離）にしたがって互いに離間している。さらに、いくつかの実施形態によれば、複数のうちのマルチビーム素子２２０は一般に、互いに交差、重複、または別途接触しない。つまり、複数のうちの各マルチビーム素子２２０は一般に、マルチビーム素子２２０の他のものとは異なり、分離している。

いくつかの実施形態によれば、複数のうちのマルチビーム素子２２０は、一次元（１Ｄ）アレイまたは二次元（２Ｄ）アレイのいずれかで配置され得る。たとえば、マルチビーム素子２２０は、線形の１Ｄアレイとして構成されてもよい。別の例では、マルチビーム素子２２０は、長方形の２Ｄアレイまたは円形の２Ｄアレイとして構成されてもよい。さらに、アレイ（すなわち、１Ｄまたは２Ｄアレイ）は、いくつかの例では、規則的または均一なアレイであってもよい。具体的には、マルチビーム素子２２０間の素子間距離（たとえば、中心間距離または間隔）は、アレイ全体にわたって実質的に均一または一定であり得る。別の例では、マルチビーム素子２２０間の素子間距離は、アレイ全体にわたって、および光導波路２１０の長さに沿っての一方または両方で、異なってもよい。

様々な実施形態によれば、複数マルチビーム素子のマルチビーム素子２２０は、複数の指向性光ビーム２０２として、導波光２０４の一部を提供、結合、または散乱するように構成されている。たとえば、様々な実施形態によれば、導波光部分は、回折散乱、反射散乱、および屈折散乱または結合のうちの１つまたはそれ以上を使用して、結合または散乱し得る。図５Ａおよび図５Ｃは、光導波路２１０の第１（または前）表面２１０’から離れる方に向けて描かれた複数の広がる矢印として、指向性光ビーム２０２を示している。さらに、様々な実施形態によれば、マルチビーム素子２２０のサイズは、図５Ａ～図５Ｃに示されるように、マルチビューピクセル２０６のサブピクセルのサイズ（言い替えるとライトバルブ２３０のサイズ）に相当する。本明細書では、「サイズ」は、長さ、幅、または面積を含むがこれらに限定されないような様々な方法のいずれかで定義され得る。たとえば、サブピクセルまたはライトバルブ２３０のサイズはその長さであってもよく、マルチビーム素子２２０の相当するサイズもまた、マルチビーム素子２２０の長さであってもよい。別の例では、サイズは、マルチビーム素子２２０の面積がサブピクセルまたは光値２３０の面積に相当するように、面積を指してもよい。

いくつかの実施形態では、マルチビーム素子２２０のサイズは、マルチビーム素子サイズがサブピクセルサイズの約５０パーセント（５０％）から約２００パーセント（２００％）の間となるように、サブピクセルサイズに相当する。たとえば、（たとえば図５Ａに示されるように）マルチビーム素子サイズが「ｓ」で示されてサブピクセルサイズが「Ｓ」で示されるときには、マルチビーム素子サイズｓは以下によって得ることができる。

別の例では、マルチビーム素子サイズは、サブピクセルサイズの約６０パーセント（６０％）超、またはサブピクセルサイズの約７０パーセント（７０％）超、またはサブピクセルサイズの約８０パーセント（８０％）超、またはサブピクセルサイズの約９０パーセント（９０％）超であり、マルチビーム素子サイズは、サブピクセルサイズの約１８０パーセント（１８０％）未満、またはサブピクセルサイズの約１６０パーセント（１６０％）未満、またはサブピクセルサイズの約１４０パーセント（１４０％）未満、またはサブピクセルサイズの約１２０パーセント（１２０％）未満の範囲内である。たとえば、「相当するサイズ」では、マルチビーム素子サイズは、サブピクセルサイズの約７５パーセント（７５％）から約１５０パーセント（１５０％）の間であってもよい。別の例では、マルチビーム素子２２０は、マルチビーム素子サイズがサブピクセルサイズの約１２５パーセント（１２５％）から約８５パーセント（８５％）の間となるサブピクセルのサイズに相当し得る。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム素子２２０およびサブピクセルの相当するサイズは、マルチビューディスプレイのビューの間のダークゾーンを減少させるように、またはいくつかの例では最小限に抑えるように、選択され得る。また、マルチビーム素子２２０およびサブピクセルの相当するサイズは、マルチビューディスプレイ２００のビュー（またはビューピクセル）の間の重複を減少させるように、およびいくつかの例では最小限に抑えるように、選択され得る。

図５Ａ～図５Ｃに示されるマルチビューディスプレイ２００は、複数指向性光ビームのうちの指向性光ビーム２０２を変調するように構成されたライトバルブ２３０のアレイをさらに備える。図５Ａ～図５Ｃに示されるように、異なる主角度方向を有する指向性光ビーム２０２のうちの異なるものは、ライトバルブアレイ内のライトバルブ２３０のうちの異なるものを通過し、これらによって変調され得る。さらに、図示されるように、アレイのライトバルブ２３０はマルチビューピクセル２０６のサブピクセルに対応し、ライトバルブ２３０のセットはマルチビューディスプレイのマルチビューピクセル２０６に対応する。具体的には、ライトバルブアレイのライトバルブ２３０の異なるセットは、マルチビーム素子２２０の対応するものから指向性光ビーム２０２を受け取って変調するように構成され、すなわち、図示されるように、各マルチビーム素子２２０に１つの固有のライトバルブ２３０のセットがある。様々な実施形態では、ライトバルブアレイのライトバルブ２３０として、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、およびエレクトロウェッティングに基づくライトバルブのうちの１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない、異なるタイプのライトバルブが利用され得る。

図５Ａに示されるように、第１のライトバルブセット２３０ａは、第１のマルチビーム素子２２０ａからの指向性光ビーム２０２を受信および変調するように構成されている。さらに、第２のライトバルブセット２３０ｂは、第２のマルチビーム素子２２０ｂからの指向性光ビーム２０２を受信および変調するように構成されている。したがって、図５Ａに示されるように、ライトバルブアレイ内のライトバルブセット（たとえば、第１のライトバルブセット２３０ａおよび第２のライトバルブセット２３０ｂ）の各々は、それぞれ異なるマルチビーム素子２２０（たとえば、素子２２０ａ、２２０ｂ）、および異なるマルチビューピクセル２０６の両方に対応し、ライトバルブセットの個々のライトバルブ２３０は、それぞれのマルチビューピクセル２０６のサブピクセルに対応する。

いくつかの実施形態では、マルチビーム素子２２０と対応するマルチビューピクセル２０６（すなわち、サブピクセルのセットと対応するライトバルブ２３０のセット）との関係は、一対一の関係であってもよい。つまり、同数のマルチビューピクセル２０６およびマルチビーム素子２２０があってもよい。図５Ｂは、例として、ライトバルブ２３０（および対応するサブピクセル）の異なるセットを備える各マルチビューピクセル２０６が破線で囲まれて示されている、一対一の関係を明確に示している。別の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセル２０６の数およびマルチビーム素子２２０の数は、互いに異なってもよい。

いくつかの実施形態では、複数のうちのマルチビーム素子２２０のペア間の素子間距離（たとえば、中心間距離）は、たとえばライトバルブセットによって表される、マルチビューピクセル２０６の対応するペア間のピクセル間距離（たとえば、中心間距離）と等しくてもよい。たとえば、図５Ａに示されるように、第１のマルチビーム素子２２０ａと第２のマルチビーム素子２２０ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブセット２３０ａと第２のライトバルブセット２３０ｂとの間の中心間距離Ｄと実質的に等しい。別の実施形態（図示せず）では、マルチビーム素子２２０のペアおよび対応するライトバルブセットの相対的な中心間距離は異なってもよく、たとえば、マルチビーム素子２２０は、マルチビューピクセル２０６を表すライトバルブセット間の間隔（すなわち、中心間距離Ｄ）よりも大きいかまたは小さい素子間間隔（すなわち、中心間距離ｄ）を有してもよい。

いくつかの実施形態では、マルチビーム素子２２０の形状は、マルチビューピクセル２０６の形状、言い替えると、マルチビューピクセル２０６に対応するライトバルブ２３０のセット（または「サブアレイ」）の形状に類似している。たとえば、マルチビーム素子２２０は正方形の形状を有してもよく、マルチビューピクセル２０６（またはライトバルブ２３０の対応するセットの構成）は実質的に正方形であってもよい。別の例では、マルチビーム素子２２０は長方形の形状を有してもよく、すなわち、幅または横寸法よりも大きい長さまたは縦寸法を有してもよい。この例では、マルチビーム素子２２０に対応するマルチビューピクセル２０６（言い替えるとライトバルブ２３０のセットの構成）は、類似の長方形の形状を有し得る。図５Ｂは、正方形のマルチビーム素子２２０、およびライトバルブ２３０の正方形のセットを含む対応する正方形のマルチビューピクセル２０６の上面図または平面図を示す。さらに別の例（図示せず）では、マルチビーム素子２２０および対応するマルチビューピクセル２０６は、三角形、六角形、および円形を含むかまたは少なくともこれらに近似するがこれらに限定されない、様々な形状を有する。したがって、これらの実施形態では、一般に、マルチビーム素子２２０の形状とマルチビューピクセル２０６の形状との間に関係はなくてもよい。

さらに（たとえば、図５Ａに示されるように）、各マルチビーム素子２２０は、いくつかの実施形態によれば、特定のマルチビューピクセル２０６に現在割り当てられているサブピクセルのセットに基づいて、所与の時間に唯一のマルチビューピクセル２０６に指向性光ビーム２０２を提供するように構成されている。具体的には、マルチビーム素子２２０の所与のもの、および特定のマルチビューピクセル２０６へのサブピクセルのセットの現在の割り当てについて、マルチビューディスプレイの異なるビューに対応する異なる主角度方向を有する指向性光ビーム２０２は、図５Ａに示されるように、単一の対応するマルチビューピクセル２０６およびそのサブピクセル、すなわちマルチビーム素子２２０に対応するライトバルブ２３０の単一のセットに実質的に閉じ込められる。したがって、マルチビューディスプレイ２００の各マルチビーム素子２２０は、マルチビューディスプレイの現在の異なるビューに対応する異なる主角度方向のセットを有する指向性光ビーム２０２の対応するセットを提供する（すなわち、指向性光ビーム２０２のセットは、現在の異なるビュー方向の各々に対応する方向を有する光ビームを含む）。

再び図５Ａを参照すると、マルチビューディスプレイ２００は、光源２４０をさらに備える。様々な実施形態によれば、光源２４０は、光導波路２１０内に誘導される光を提供するように構成されている。具体的には、光源２４０は、光導波路２１０の入射面または入射端（入力端）に隣接して配置され得る。様々な実施形態では、光源２４０は、ＬＥＤ、レーザー（たとえば、レーザーダイオード）、またはこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、実質的にいずれの光源（たとえば、光エミッタ）も含み得る。いくつかの実施形態では、光源２４０は、特定の色によって示される狭帯域スペクトルを有する実質的に単色の光を生成するように構成された光エミッタを備えてもよい。具体的には、単色光の色は、特定の色空間または色モデル（たとえば、赤緑青（ＲＧＢ）カラーモデル）の原色であり得る。別の例では、光源２４０は、実質的に広帯域または多色の光を提供するように構成された、実質的に広帯域の光源であってもよい。たとえば、光源２４０は、白色光を提供し得る。いくつかの実施形態では、光源２４０は、異なる色の光を提供するように構成された、複数の異なる光エミッタを備えてもよい。異なる光エミッタは、異なる色の光の各々に対応する導波光の、異なる色固有の非ゼロ伝播角度を有する光を提供するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、光源２４０は、コリメータをさらに備えてもよい。コリメータは、光源２４０の光エミッタのうちの１つまたはそれ以上から実質的にコリメートされていない光を受け取るように構成され得る。コリメータは、実質的にコリメートされていない光をコリメート光に変換するように、さらに構成されている。いくつかの実施形態によれば、具体的には、コリメータは、非ゼロ伝播角度を有するとともに、所定のコリメーション係数にしたがってコリメートされた、コリメート光を提供し得る。また、異なる色の光エミッタが利用されるとき、コリメータは、異なる色固有の非ゼロ伝播角度のうちの一方または両方を有し、かつ異なる色固有のコリメーション係数を有する、コリメート光を提供するように構成され得る。コリメータは、上述のように、導波光２０４として伝播するためにコリメート光ビームを光導波路２１０に伝達するように、さらに構成されている。

いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ２００は、導波光２０４の伝播方向２０３、２０３’に直交する（または実質的に直交する）光導波路２１０を通る方向の光を実質的に透過するように構成されている。具体的には、光導波路２１０および離間したマルチビーム素子２２０は、いくつかの実施形態では、光が第１表面２１０’および第２表面２１０’’の両方を通じて光導波路２１０を透過できるようにする。透明性は、少なくとも部分的に、マルチビーム素子２２０の比較的小さいサイズ、およびマルチビーム素子２２０の比較的大きい素子間間隔（たとえば、マルチビューピクセル２０６との一対一対応）の両方により、促進され得る。さらに、いくつかの実施形態によれば、マルチビーム素子２２０のもまた、光導波路表面２１０’、２１０’’に直交して伝播する光を実質的に透過し得る。

図６Ａは、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチビーム素子２２０を含むマルチビューディスプレイ２００の一部の断面図を示す。図６Ｂは、本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子２２０を含むマルチビューディスプレイ２００の一部の断面図を示す。具体的には、図６Ａ～図６Ｂは、回折格子２２２を備えるマルチビーム素子２２０を示す。回折格子２２２は、複数の指向性光ビーム２０２として、導波光２０４の一部を回折により散乱するように構成されている。回折格子２２２は、回折特徴間隔によって互いに離間した複数の回折特徴、もしくは導波光部分からの回折結合を提供するように構成された回折特徴または格子ピッチを備える。様々な実施形態によれば、回折格子２２２内の回折機能部の間隔または格子ピッチは、サブ波長（すなわち、導波光の波長未満）であってもよい。

いくつかの実施形態では、マルチビーム素子２２０の回折格子２２２は、マルチビューディスプレイ２００の光導波路２１０の表面に、またはこれと隣接した位置にあってもよい。たとえば、回折格子２２２は、図６Ａに示されるように、光導波路２１０の第１表面２１０’に、またはこれと隣接していてもよい。光導波路第１表面２１０’の回折格子２２２は、指向性光ビーム２０２として第１表面２１０’を通る導波光部分を回折により散乱するように構成された、透過モード回折格子であってもよい。別の例では、図６Ｂに示されるように、回折格子２２２は、光導波路２１０の第２表面２１０’’に、またはこれと隣接した位置にあってもよい。第２表面２１０’’に位置するとき、回折格子２２２は反射モード回折格子であり得る。反射モード回折格子として、回折格子２２２は、回折指向性光ビーム２０２として第１表面２１０’を通じて出射するために、導波光部分を回折し、かつ回折した導波光部分を第１表面２１０’に向けて反射するように構成されている。別の実施形態（図示せず）では、回折格子は、たとえば透過モード回折格子および反射モード回折格子の一方または両方として、光導波路２１０の表面の間に位置してもよい。

いくつかの実施形態によれば、回折格子２２２の回折特徴は、互いに離間した溝およびリッジの一方または両方を備えてもよい。溝またはリッジは、光導波路２１０の材料を備えてもよく、たとえば、光導波路２１０の表面に形成されてもよい。別の例では、溝またはリッジは、光導波路材料以外の材料、たとえば、光導波路２１０の表面上の別の材料の膜または層から形成されてもよい。

いくつかの実施形態では、マルチビーム素子２２０の回折格子２２２は、回折機能部間隔が回折格子２２２全体にわたって実質的に一定または不変である、均一な回折格子である。別の実施形態では、回折格子２２２はチャープ回折格子である。定義では、「チャープ」回折格子は、チャープ回折格子の範囲または長さにわたって変化する回折機能部の回折間隔（すなわち、格子ピッチ）を呈するかまたは有する回折格子である。いくつかの実施形態では、チャープ回折格子は、距離とともに直線的に変化する回折機能部間隔のチャープを有するかまたは呈してもよい。したがって、チャープ回折格子は、定義では、「線形チャープ」回折格子である。別の実施形態では、マルチビーム素子２２０のチャープ回折格子は、回折機能部間隔の非線形チャープを呈し得る。指数チャープ、対数チャープ、または別の、実質的に不均一またはランダムだが依然として単調な方法で変化するチャープを含むがこれらに限定されない、様々な非線形チャープが使用され得る。正弦波チャープまたは三角形または鋸歯状チャープなどの、ただしこれらに限定されない、非単調チャープもまた利用され得る。これらのタイプのチャープのいずれかの組み合わせもまた利用され得る。

図７Ａは、本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子２２０を含むマルチビューディスプレイ２００の一部の断面図を示す。図７Ｂは、本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子２２０を含むマルチビューディスプレイ２００の一部の断面図を示す。具体的には、図７Ａおよび図７Ｂは、マイクロ反射素子を備えるマルチビーム素子２２０の様々な実施形態を示す。マルチビーム素子２２０として使用される、またはこれに含まれるマイクロ反射素子は、反射材料もしくはその層（たとえば、反射金属）を利用する反射器、または全内反射（ＴＩＲ）に基づく反射器を含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態によれば（たとえば、図７Ａから図７Ｂに示されるように）、マイクロ反射素子を備えるマルチビーム素子２２０は、光導波路２１０の表面（たとえば、第２表面２１０’’）に、またはこれと隣接した位置にあってもよい。別の実施形態（図示せず）では、マイクロ反射素子は、第１および第２表面２１０’、２１０’’の間の光導波路２１０内に位置してもよい。

たとえば、図７Ａは、光導波路２１０の第２表面２１０’’に隣接した位置にある反射ファセットを有するマイクロ反射素子２２４（たとえば、「プリズム」マイクロ反射素子）を備えるマルチビーム素子２２０を示す。図示されるプリズムマイクロ反射素子２２４のファセットは、光導波路２１０からの導波光２０４の一部を反射（すなわち、反射により結合）するように構成されている。ファセットは、たとえば、光導波路２１０からの導波光部分を反射するために、導波光２０４の伝播方向に対して偏向または傾斜していてもよい（すなわち、傾斜角を有する）。ファセットは、様々な実施形態によれば、（たとえば、図７Ａに示されるように）光導波路２１０内で反射材料を使用して形成されてもよく、または第２表面２１０’’のプリズムキャビティの表面であってもよい。いくつかの実施形態では、プリズムキャビティが利用されるとき、キャビティ表面における屈折率変化が反射（たとえば、ＴＩＲ反射）を提供してもよく、もしくはファセットを形成するキャビティ表面が、反射を提供するために反射材料で被覆されてもよい。

別の例では、図７Ｂは、半球状のマイクロ反射素子２２４などの、ただしこれに限定されない、実質的に平滑な曲面を有するマイクロ反射素子２２４を備えるマルチビーム素子２２０を示す。マイクロ反射素子２２４の特定の表面曲線は、たとえば、導波光２０４が接触する曲面の入射点に応じて異なる方向に導波光部分を反射するように構成されてもよい。図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、限定ではなく例として、光導波路２１０から反射により散乱された導波光部分は、第１表面２１０’から出射または放出される。図７Ａのプリズムマイクロ反射素子２２４と同様に、限定ではなく例として、図７Ｂに示されるように、図７Ｂのマイクロ反射素子２２４は、光導波路２１０内の反射材料、または第２表面２１０’’に形成されたキャビティ（たとえば、半円形キャビティ）であってもよい。図７Ａおよび図７Ｂはまた、限定ではなく例として、２つの伝播方向２０３、２０３’（すなわち、太い矢印で示される）を有する導波光２０４も示す。２つの伝播方向２０３、２０３’を使用することで、たとえば、対称な主角度方向を有する複数の指向性光ビーム２０２を提供することを容易にし得る。

図８は、本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム素子２２０を含むマルチビューディスプレイ２００の一部の断面図を示す。具体的には、図８は、マイクロ屈折素子２２６を備えるマルチビーム素子２２０を示す。様々な実施形態によれば、マイクロ屈折素子２２６は、光導波路２１０からの導波光２０４の一部を屈折により結合するように構成されている。つまり、マイクロ屈折素子２２６は、図８に示されるように、指向性光ビーム２０２として光導波路２１０からの導波光部分を結合または散乱するために、屈折（たとえば、回折または反射とは対照的に）を利用するように構成されている。マイクロ屈折素子２２６は、半球形、長方形、または角柱形（すなわち、傾斜したファセットを有する形状）を含むがこれらに限定されない、様々な形状を有し得る。様々な実施形態によれば、マイクロ屈折素子２２６は、図示されるように、光導波路２１０の表面（たとえば、第１表面２１０’）から延伸もしくは突起してもよく、または表面内のキャビティ（図示せず）であってもよい。さらに、いくつかの実施形態では、マイクロ屈折素子２２６は、光導波路２１０の材料を備えてもよい。別の実施形態では、マイクロ屈折素子２２６は、光導波路表面に隣接し、いくつかの例では接触している、別の材料を備えてもよい。

いくつかの実施形態によれば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００は、２Ｄ画像を表示するように構成された二次元（２Ｄ）ディスプレイをさらに備える。これらの実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタによって選択されたライトフィールド表示モードは、２Ｄ画像の単一の広角ビューを表示するように構成された２Ｄ表示モードである。２Ｄ表示モードの選択に対応する決定された表示コンテキストは、表示される画像ファイルを有する２Ｄコンテキストの検出であり得る。特に、いくつかの実施形態によれば、マルチビューディスプレイ２００（たとえば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のマルチビューディスプレイ１１０の実施形態を表す）は、光導波路２１０に隣接する広角バックライトをさらに備えてもよい。広角バックライトは、たとえば、２Ｄ表示モードでの２Ｄ画像の表示を容易にするために使用され得る。

図９は、本明細書に記載される原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ２００の断面図を示す。図９に示されるように、マルチビューディスプレイ２００は、上述のように、光導波路２１０、複数のマルチビーム素子２２０、ライトバルブ２３０のアレイ、および光源２４０を備える。光導波路２１０、マルチビーム素子２２０、および光源２４０はともに、複数の指向性光ビーム２０２を放出するように構成されたマルチビームバックライトとして機能し得る。図９に示されるマルチビューディスプレイ２００は、広角バックライト２５０をさらに備える。広角バックライト２５０は、ライトバルブアレイに隣接する側と反対のマルチビームバックライトの側に位置している。具体的には、広角バックライト２５０は、図示されるように、第１表面２１０’の反対の光導波路２１０の第２表面２１０’’に隣接している。広角バックライト２５０は、様々な実施形態によれば、２Ｄ表示モードの間に広角放出光２０８を提供するように構成されている。

図９に示されるように、マルチビューディスプレイ２００のマルチビームバックライトは、広角バックライト２５０から放出された広角放出光２０８を光学的に透過するように構成されている。具体的には、マルチビームバックライトの複数のマルチビーム素子２２０とともに、少なくとも光導波路２１０は、一般に光導波路２１０の第２表面２１０’’から第１表面２１０’への方向に伝播する広角放出光２０８を光学的に透過するように構成されている。したがって、広角放出光２０８は、広角バックライト２５０から放出され、次いでマルチビームバックライトの厚さを（言い換えると、光導波路２１０の厚さを）通過し得る。したがって、広角バックライト２５０からの広角放出光２０８は、光導波路２１０の第２表面２１０’’を通じて受け取られ、光導波路２１０の厚さを透過し、次いで光導波路２１０の第１表面２１０’から放出され得る。マルチビームバックライトは広角放出光２０８を光学的に透過するように構成されているため、いくつかの実施形態によれば、広角放出光２０８は、実質的にマルチビームバックライトの影響を受けない。

様々な実施形態によれば、図９のマルチビューディスプレイ２００は、上述のように、２Ｄ表示モード、またはマルチビューライトフィールド表示モード（マルチビュー）のうちの１つ以上で選択的に動作し得る。２Ｄ表示モードでは、マルチビューディスプレイ２００は、広角バックライト２５０によって提供される広角放出光２０８を放出するように構成されている。次いで、広角放出光２０８は、２Ｄ表示モードの間に２Ｄ画像を提供するためにライトバルブ２３０によって変調され得る。したがって、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、表示コンテキストによって決定されるように、２Ｄ表示モードの間に２Ｄ画像を表示するために、図９のマルチビューディスプレイ２００の広角バックライト２５０を選択的に利用し得る。あるいは、マルチビュー画像が表示されることを表示コンテキストが要求するとき、ライトフィールド・モード・セレクタ１２０は、指向性光ビーム２０２を放出するために図９のマルチビューディスプレイ２００のうちのマルチビームバックライトを利用してもよく、これはその後、選択されたマルチビューライトフィールド表示モードにしたがってマルチビュー画像を提供するために、ライトバルブ２３０によって変調され得る。

本明細書に記載される原理のいくつかの実施形態によれば、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイが提供される。コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイは、複数のライトフィールド表示モードにしたがって、画像（たとえば、マルチビュー画像）を表示するように構成されている。具体的には、複数ライトフィールド表示モードは、２Ｄ画像コンテンツを表示するように構成された二次元（２Ｄ）表示モード、立体３Ｄ画像コンテンツを表示するように構成された立体三次元（３Ｄ）表示モード、一方向視差ライトフィールド表示モード、全視差表示モードを含み得るが、これらに限定されない。

図１０は、本明細書に記載される原理の一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００のブロック図を示す。図示されるように、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００は光導波路３１０を備える。光導波路３１０は、導波光として光を誘導するように構成されている。いくつかの実施形態では、光導波路３１０は、マルチビューディスプレイ２００に関して上記で説明した光導波路２１０と実質的に類似していてもよい。

図１０に示されるコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００は、マルチビーム素子３２０のアレイをさらに備える。マルチビーム素子アレイのマルチビーム素子３２０は、マルチビュー画像の異なるビューに対応する方向を有する指向性光ビーム３０２として、導波光の一部を散乱するように構成されている。いくつかの実施形態では、マルチビーム素子アレイのマルチビーム素子３２０は、上述のマルチビューディスプレイ２００のマルチビーム素子２２０と実質的に類似していてもよい。たとえば、マルチビーム素子３２０は、上述のように、回折格子、マイクロ反射素子、およびマイクロ屈折素子のうちの１つ以上を備えてもよい。

図１０に示されるように、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００は、ライトバルブ３３０のアレイをさらに備える。ライトバルブ３３０のアレイは、マルチビュー画像を提供するために指向性光ビームを変調するように構成されている。様々な実施形態によれば、マルチビュー画像の異なるビューは、複数のライトフィールド表示モードのうちのライトフィールド表示モードにしたがって矩形アレイに配置される。いくつかの実施形態では、ライトバルブ３３０のアレイは、上述のマルチビューディスプレイ２００のライトバルブ２３０のアレイと実質的に類似していてもよい。さらに、マルチビーム素子アレイのマルチビーム素子３２０のサイズは、いくつかの実施形態では、ライトバルブアレイのライトバルブ２３０のサイズの半分からライトバルブサイズの２倍までであり得る。

様々な実施形態によれば、図１０のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００は、ライトフィールド・モード・セレクタ３４０をさらに備える。ライトフィールド・モード・セレクタ３４０は、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００に関して上述されたライトフィールド・モード・セレクタ１２０と実質的に類似していてもよい。具体的には、ライトフィールド・モード・セレクタ３４０は、決定された表示コンテキストに基づいて、複数ライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するように構成されている。さらに、マルチビュー画像は、様々な実施形態によれば、選択されたライトフィールド表示モードにしたがってコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００によって表示されるように構成されている。

いくつかの実施形態では、選択されたライトフィールド表示モードは、立体画像ペアとしてマルチビュー画像を表すように構成された立体三次元（３Ｄ）表示モードであってもよい。立体３Ｄ表示モードでは、様々な実施形態によれば、マルチビュー画像内の異なるビューの矩形アレイの前半の異なるビューは、立体画像ペアの第１の画像を表すように構成されており、異なるビューの矩形アレイの後半の異なるビューは、立体画像ペアの第２の画像を表すように構成されている。いくつかの実施形態では、選択されたライトフィールド表示モードは、一方向視差表示モードおよび全視差表示モードのうちの１つであり得る。

いくつかの実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタ３４０は、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの配向を検出するように構成された配向センサを備える。これらの実施形態では、表示コンテキストは、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの検出された配向から決定され得る。いくつかの実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタ３４０は、表示コンテキストを決定し、マルチビュー画像のコンテンツおよびアプリケーションからの入力の一方または両方に基づいてライトフィールド表示モードを選択するように構成されており、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイを利用する。

いくつかの実施形態（図示せず）では、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００は、広角バックライトをさらに備える。具体的には、広角バックライトは、ライトバルブアレイに隣接する光導波路３１０の側の反対の光導波路３１０の側に隣接して位置してもよい。様々な実施形態では、広角バックライトは、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００の二次元（２Ｄ）ライトフィールドモードの間に広角放出光を提供するように構成されている。さらに、光導波路３１０およびマルチビーム素子アレイは、これらの実施形態では、広角放出光を透過するように構成され得る。加えて、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ３００は、様々な実施形態によれば、２Ｄライトフィールドモードの間に２Ｄ画像を表示するように構成されている。

本明細書に記載される原理の別の実施形態によれば、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法が提供される。図１１は、本明細書に記載される原理と一致する一実施形態による、一例におけるコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法４００のフローチャートを示す。図１１に示されるように、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法４００は、ライトフィールド・モード・セレクタを使用して決定された表示コンテキストにしたがって、またはこれに基づいて、複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するステップ４１０を備える。いくつかの実施形態では、ライトフィールド・モード・セレクタは、上記のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００のライトフィールド・モード・セレクタ１２０と実質的に類似していてもよい。さらに、選択されたライトフィールド表示モードは、いくつかの実施形態によれば、立体三次元（３Ｄ）表示モード、一方向視差表示モード、および全視差表示モードのうちの１つを備え得るが、これらに限定されない。また、様々な実施形態によれば、複数ライトフィールド表示モードの選択されたライトフィールド表示モードは、マルチビュー画像の異なるビューのモード固有の矩形配置を備える。

コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法４００は、マルチビューディスプレイを使用して選択されたライトフィールド表示モードにしたがってマルチビュー画像を表示するステップ４２０をさらに備える。具体的には、マルチビュー画像を表示するステップ４２０は、複数のライトフィールド表示モードを提供するように構成されたマルチビューディスプレイを利用する。いくつかの実施形態では、マルチビュー画像を表示するステップ４２０で使用されるマルチビューディスプレイは、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム１００に関連して上記で説明されたマルチビューディスプレイ１１０と実質的に類似していてもよい。

いくつかの実施形態（図示せず）では、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法４００は、２Ｄディスプレイとして構成されたマルチビューディスプレイを使用して二次元（２Ｄ）画像を表示するステップをさらに備える。２Ｄ画像は、ライトフィールド表示モードが、たとえば、決定された表示コンテキストにしたがって２Ｄ表示モードであると決定されたときに表示され得る。２Ｄディスプレイとして構成されたマルチビューディスプレイは、マルチビューディスプレイ２００に関連して上記で説明された、広角バックライト２５０と実質的に類似の広角バックライトを利用することを含み得る。

このように、決定された表示コンテキストにしたがって複数のライトフィールド表示モードの中の選択を提供する、コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ、およびコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法の例および実施形態が説明されてきた。上記の例が、単に本明細書に記載される原理を表す多くの具体例のいくつかを表すに過ぎないことは、理解されるべきである。明らかに、当業者は、以下の請求項で定義される範囲を逸脱することなく、他の多くの構成を容易に考案することができる。

Claims (20)

1. コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムであって、
   複数のライトフィールド表示モードを提供し、前記ライトフィールド表示モードの選択されたライトフィールド表示モードにしたがって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であって、前記マルチビュー画像が２つ以上の異なるビューを含む、マルチビューディスプレイと、
   表示コンテキストを決定し、前記決定された表示コンテキストに基づいて前記選択されたライトフィールド表示モードとなる前記複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するように構成された、ライトフィールド・モード・セレクタと
   を備え、
   前記複数ライトフィールド表示モードの前記選択されたライトフィールド表示モードは、前記マルチビュー画像の異なるビューのモード固有の配置を備える、
   コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
2. 前記選択されたライトフィールド表示モードが、前記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの立体三次元（３Ｄ）表示モードであり、前記異なるビューの前記モード固有の配置が前記マルチビュー画像の立体表示を提供するように構成されている、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
3. 前記選択されたライトフィールド表示モードが前記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの一方向視差表示モードであり、前記異なるビューの前記モード固有の配置が、前記マルチビュー画像の一方向視差表示を提供するように構成されている、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
4. 前記選択されたライトフィールド表示モードが前記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムの全視差表示モードであり、前記異なるビューの前記モード固有の配置が、前記マルチビュー画像の全視差表示を提供するように構成された全視差ビュー配置に対応する、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
5. 前記マルチビューディスプレイが、導波光として光導波路の長さに沿った伝播方向に光を誘導するように構成された、前記光導波路と、
   前記光導波路の長さに沿って分布した複数のマルチビーム素子であって、前記複数マルチビーム素子のうちのマルチビーム素子が、前記異なるビューに対応する主角度方向を有する複数の指向性光ビームとして前記導波光の一部を前記光導波路から散乱するように構成されている、複数のマルチビーム素子と
   を備える、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
6. 前記マルチビューディスプレイが、前記異なるビューを提供するために前記複数指向性光ビームの指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイを備え、前記マルチビーム素子のサイズが、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの半分から前記ライトバルブサイズの２倍までである、請求項５に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
7. ２Ｄ画像を表示するように構成された二次元（２Ｄ）ディスプレイをさらに備え、前記ライトフィールド・モード・セレクタによって選択された前記ライトフィールド表示モードが、前記２Ｄ画像の単一の広角ビューを表示するように構成された２Ｄ表示モードである、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
8. 前記ライトフィールド・モード・セレクタが、前記マルチビューディスプレイの配向を検出するように構成された配向センサを備え、前記表示コンテキストが、前記マルチビューディスプレイの検出された配向から決定される、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
9. 前記配向センサが、ジャイロスコープおよび加速度計の一方または両方を備える、請求項８に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
10. 前記ライトフィールド・モード・セレクタが、前記コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システムによって実行されたアプリケーションからの入力を受け取るように構成されており、前記表示コンテキストが、前記実行されたアプリケーションからの前記入力に基づいて決定される、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
11. 前記ライトフィールド・モード・セレクタが、前記表示コンテキストを決定し、前記画像のコンテンツに基づいて前記ライトフィールド表示モードを選択するように構成されている、請求項１に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム。
12. コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイであって、
    導波光として光を誘導するように構成された光導波路と、
    マルチビュー画像の異なるビューに対応する方向を有する指向性光ビームとして前記導波光の一部を散乱するように構成された、マルチビーム素子のアレイと、
    前記マルチビュー画像を提供するために前記指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブのアレイであって、前記マルチビュー画像の異なるビューが、複数のライトフィールド表示モードのうちのライトフィールド表示モードにしたがって矩形アレイに配置されている、ライトバルブのアレイと、
    決定された表示コンテキストに基づいて、前記複数ライトフィールド表示モードの中から前記ライトフィールド表示モードを選択するように構成された、ライトフィールド・モード・セレクタであって、前記マルチビュー画像が、２つ以上の異なるビューを含み、前記選択されたライトフィールド表示モードにしたがって表示される、ライトフィールド・モード・セレクタと
    を備える、コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
13. 前記選択されたライトフィールド表示モードが、立体画像ペアとして前記マルチビュー画像を表すように構成された立体三次元（３Ｄ）表示モードであり、前記矩形アレイの前半の異なるビューが前記立体画像ペアの第１の画像を表すように構成され、前記矩形アレイの後半の異なるビューが前記立体画像ペアの第２の画像を表すように構成されている、請求項１２に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
14. 前記選択されたライトフィールド表示モードが一方向視差表示モードおよび全視差表示モードのうちの１つである、請求項１２に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
15. 前記ライトフィールド・モード・セレクタが、前記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの配向を検出するように構成された配向センサを備え、前記表示コンテキストが、前記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの検出された配向から決定される、請求項１２に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
16. 前記ライトフィールド・モード・セレクタが、前記表示コンテキストを決定し、前記マルチビュー画像のコンテンツおよびアプリケーションの入力の一方または両方に基づいて前記ライトフィールド表示モードを選択するように構成されており、前記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイを利用する、請求項１２に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
17. 前記ライトバルブアレイに隣接する前記光導波路の側の反対の前記光導波路の側に隣接する広角バックライトをさらに備え、前記広角バックライトが、前記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイの二次元（２Ｄ）ライトフィールドモードの間に広角放出光を提供するように構成されており、前記光導波路およびマルチビーム素子アレイが前記広角放出光を透過するように構成されており、前記コンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイが、前記２Ｄライトフィールドモードの間に２Ｄ画像を表示するように構成されている、請求項１２に記載のコンテキスト・ライトフィールド・マルチビュー・ディスプレイ。
18. コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法であって、
    ライトフィールド・モード・セレクタを使用して決定された表示コンテキストに基づいて、複数のライトフィールド表示モードの中からライトフィールド表示モードを選択するステップと、
    前記複数のライトフィールド表示モードを提供するように構成されたマルチビューディスプレイを使用して、前記選択されたライトフィールド表示モードにしたがってマルチビュー画像を表示するステップであって、前記マルチビュー画像が２つ以上の異なるビューを含む、ステップと
    を備え、
    前記複数ライトフィールド表示モードの前記選択されたライトフィールド表示モードが、前記マルチビュー画像の異なるビューのモード固有の矩形配置を備える、
    コンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法。
19. 前記選択されたライトフィールド表示モードが、立体三次元（３Ｄ）表示モード、一方向視差表示モード、および全視差表示モードのうちの１つを備える、請求項１８に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法。
20. 前記ライトフィールド表示モードが、前記決定された表示コンテキストにしたがって２Ｄ表示モードであると決定されたときに、２Ｄディスプレイとして構成された前記マルチビューディスプレイを使用して二次元（２Ｄ）画像を表示するステップをさらに備える、請求項１８に記載のコンテキスト・ライトフィールド・ディスプレイ・システム動作の方法。
    

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