JP7274665B2 - 光ディフューザを採用したマルチビューバックライト、ディスプレイ、および方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

連邦政府資金による研究開発の記載
該当なし

電子ディスプレイは、幅広い種類のデバイスや製品のユーザーに情報を伝達するための、ほぼどこにでも存在する媒体である。最も一般的に採用される電子ディスプレイとしては、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネッ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）、電気機械的または電気流体的な光変調を採用した様々なディスプレイ（例えば、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）が挙げられる。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、光を放射するディスプレイ）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る光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類することができる。アクティブディスプレイの最もわかりやすい例は、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤである。放射光を考慮すると、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、限定されないが、本来低消費電力などの魅力的な性能特性を示すことが多いが、発光機能がないため多くの実用的な用途にはやや限定的利用であり得る。

本明細書に記載の原理による例および実施形態の様々な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照すると、より容易に理解することができ、同様の符号は同様の構造要素を示す。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、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グラフ表現を示す図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの断面図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの斜視図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、カラー調整されたマルチビーム要素内で互いに隣接して配置された複数のカラー領域を含むカラー調整されたマルチビーム要素の平面図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、カラー調整されたマルチビーム要素内で互いに隣接して配置された複数のカラー領域を含むカラー調整されたマルチビーム要素の側面図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるカラー調整されたマルチビーム要素の側面図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、マルチビューバックライトの一部と複数のカラーサブピクセルを含むライトバルブとの断面図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの断面図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、マルチビューディスプレイのブロック図である。

本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における方法のフローチャートである。

特定の例および実施形態は、上記で参照された図に図示されている特徴に加えて、およびその代わりの特徴の１つである他の特徴を有する。これらの特徴および他の特徴は、上記で参照された図を参照して以下に詳述される。

本明細書に記載の原理による例および実施形態は、カラーマルチビュー画像を提供するために適用されるカラー調整されたマルチビーム要素および光ディフューザを採用したバックライトを提供する。特に、複数のカラー領域を有するカラー調整されたマルチビーム要素は、複数のカラー領域の異なるカラー領域の色に対応する異なる色を有する指向性光ビームを提供するように構成される。さらに、光ディフューザは、指向性光ビームを拡散して、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等または等価な広がりを有する異なるカラー領域の各々の画像を提供するように構成される。様々な実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイと光ディフューザとを含むマルチビューバックライトは、カラーマルチビュー画像を表示するためのマルチビューディスプレイとして、ライトバルブのアレイと組み合わせて使用することができる。いくつかの実施形態において、光ディフューザを使用して、カラー調整されたマルチビーム要素からの指向性光ビームを拡散することで、カラー調整されたマルチビーム要素の物理的サイズに対するライトバルブアレイ内のカラーサブピクセルの分離に関連する色のフリンジング（fringing）を軽減または除去することさえできる。

本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、マルチビュー画像の異なるビューを異なるビュー方向で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。図１Ａは、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図である。図１Ａに図示されるように、マルチビューディスプレイ１０は、閲覧されるマルチビュー画像を表示するための画面１２を備える。マルチビューディスプレイ１０は、画面１２に対して異なるビュー方向１６で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、画面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ており、異なるビュー１４は、矢印の終点にある陰影付きの多角形ボックスとして図示され（すなわち、ビュー方向１６を示す）、４つのビュー１４および４つのビュー方向１６のみが図示されているが、これらはすべて例であって限定ではない。図１Ａでは、異なるビュー１４が画面の上にあるように図示されているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されるとき、ビュー１４は実際には画面１２の上またはその近傍に現れることに留意されたい。画面１２の上にビュー１４を示すことは、説明を簡潔にするためだけであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のそれぞれの１つからマルチビューディスプレイ１０を閲覧することを表すことを意味する。

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ビュー方向、または同等に光ビームは、一般に、本明細書の定義により、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。定義により、仰角θは、垂直面（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に対して垂直）における角度であり、一方、方位角φは、水平面（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に対して平行）における角度である。

図１Ｂは、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（例えば、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｝のグラフ表現を示す。さらに、光ビーム２０は、本明細書の定義により、特定の点から放射または発出する。すなわち、定義により、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する中心光線を有する。図１Ｂは、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏも示す。

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」で使用される用語「マルチビュー」は、複数のビューのビュー間の異なる視点を表す、または角度視差を含む複数のビューとして定義される。さらに、本明細書では、用語「マルチビュー」は、本明細書の定義により、２つを越える異なるビュー（すなわち、最低３つのビュー、一般に３つを超えるビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で採用される「マルチビューディスプレイ」は、シーンまたは画像を表すために２つの異なるビューのみを含む立体ディスプレイとは明示的に区別される。しかし、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイには２つを越えるビューが含まれるが、本明細書の定義により、マルチビュー画像は、一度に閲覧されるマルチビューを２つだけ選択することにより（例えば、１つの眼に対して１つのビュー）、立体画像ペアとして（例えば、マルチビューディスプレイ上で）閲覧可能である。

「マルチビューピクセル」とは、本明細書では、マルチビューディスプレイの同様の複数の異なるビューの各々における「ビュー」ピクセルを表すピクセルのセットと定義される。特に、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におけるビューピクセルに対応する、またはビューピクセルを表す個別のピクセルまたはピクセルのセットを有することができる。したがって、本明細書の定義によると、「ビューピクセル」は、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルにおけるビューに対応するピクセルまたはピクセルのセットである。いくつかの実施形態において、ビューピクセルは、１つまたは複数のカラーサブピクセルを含み得る。さらに、マルチビューピクセルのビューピクセルは、いわゆる「指向性ピクセル」であり、ビューピクセルの各々は、本明細書の定義により、異なるビューの対応する１つのビューの所定のビュー方向に関連付けられる。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同様の位置または座標を有し得る。例えば、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において｛ｘ１、ｙ１｝に位置する個別のビューピクセルを有することができ、一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューの各々において｛ｘ２、ｙ２｝に位置する個別のビューピクセルを有することができる等である。

いくつかの実施形態において、マルチビューピクセルのビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイのビューの数と等しくてもよい。例えば、マルチビューピクセルは、６４の異なるビューを有するマルチビューディスプレイに関連して６４のビューピクセルを提供してもよい。別の例では、マルチビューディスプレイは、８×４のビューアレイ（すなわち、３２のビュー）を提供してもよく、マルチビューピクセルは、３２のビューピクセル（すなわち、各ビューに対して１つ）を含んでもよい。さらに、異なる各ビューピクセルは、例えば、６４の異なるビューに対応するビュー方向のうちの異なる１つに対応する関連方向（例えば、光ビーム主角度方向）を有してもよい。さらに、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のマルチビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイの各ビューのマルチビューディスプレイビューのビューピクセルの数（すなわち、選択されたビューを構成するピクセル）と実質的に等しくてもよい。例えば、ビューが６４０×４８０のビューピクセル（すなわち、６４０×４８０の解像度）を含む場合、マルチビューディスプレイは、３０７，２００のマルチビューピクセルを有し得る。別の例では、ビューが１００×１００のピクセルを含む場合、マルチビューディスプレイは、合計１万（すなわち、１００×１００＝１０，０００）のマルチビューピクセルを含み得る。

本明細書の定義によると、「マルチビームエミッタ」または同等に「マルチビーム要素」とは、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体または要素である。いくつかの実施形態において、マルチビーム要素は、バックライトの光ガイドに光学的に結合されて、光ガイドに導かれた光の一部を結合または散乱させることによって光ビームを提供することができる。他の実施形態において、マルチビーム要素は、光ビームとして放射される光を発生することができる（すなわち、光源を含み得る）。さらに、マルチビーム要素によって生成される複数の光ビームの光ビームは、本明細書の定義により、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義により、複数の光ビームは、複数の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。さらに、複数の光ビームは、光照射野を表し得る。例えば、複数の光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に限定されても、または複数の光ビームにおける光ビームの異なる主角度方向を含む所定の角度広がりを有してもよい。したがって、組み合わせた光ビーム（すなわち、複数の光ビーム）の所定の角度広がりは、光照射野を表し得る。様々な実施形態によれば、様々な光ビームの異なる主角度方向は、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むがこれ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において、マルチビーム要素は、本明細書の定義により、「拡張点光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲に広がって分布する複数の点光源とみなすことができる。さらに、マルチビーム要素によって生成される光ビームは、本明細書の定義、および図１Ｂに関して上述したように、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、「光ガイド」は、全内部反射を使用して構造体内で光をガイドする構造体として定義される。特に、光ガイドは、光ガイドの動作波長で実質的に透明であるコアを含むことができる。用語「光ガイド」は一般に、全内部反射を採用して、光ガイドの誘電体材料とその光ガイドを囲む材料または媒体との間の界面で、光をガイドする誘電体の光導波路を指す。定義により、全内部反射の条件は、光ガイドの屈折率が、光ガイド材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率よりも大きいことである。いくつかの実施形態において、光ガイドは、全内部反射をさらに促進するために、前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み得る。コーティングは、例えば、反射コーティングであり得る。光ガイドは、プレートもしくはスラブガイド、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、いくつかの光ガイドのいずれかであり得る。

本明細書では、「アクティブ発光体」は、アクティブな光の供給源（例えば、アクティブ化されたとき光を生成および放射するように構成された発光体）として定義される。したがって、アクティブ発光体は、定義により、別の光の供給源から光を受けない。その代わりに、アクティブ発光体は、アクティブ化されると光を直接発生する。アクティブ発光体は、本明細書の定義により、電圧または電流などの電源を適用することによってアクティブ化され得る。例えば、アクティブ発光体は、アクティブ化またはオンにされると光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光体を備え得る。例えば、ＬＥＤの端子に電圧を印加することで、ＬＥＤをアクティブ化することができる。特に、本明細書では、光源は、実質的に任意のアクティブな光の供給源であるか、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、プラズマベースの発光体、およびマイクロＬＥＤ（μＬＥＤ）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、実質的に任意のアクティブ発光体を含むことができる。アクティブ発光体によって生成される光は、有色でもよく（すなわち、特定の波長の光を含んでもよい）、または複数の波長もしくはある範囲の波長（例えば、多色光または白色光）であり得る。アクティブ発光体によって提供または生成される異なる色の光は、例えば、限定されないが、原色（例えば、赤、緑、青）を含み得る。本明細書の定義により、「カラーエミッタ」とは、色を有する光を提供するアクティブ発光体である。いくつかの実施形態において、アクティブ発光体は、複数のアクティブ発光体を備え得る。例えば、アクティブ発光体は、アクティブ発光体のセットまたはグループを含み得る。いくつかの実施形態において、アクティブ発光体のセットまたはグループのアクティブ発光体の少なくとも１つは、複数のうちの少なくとも１つの他の発光体によって生成される光の色または同等な波長とは異なる色、つまり波長の光を発生することができる。

本明細書では、「回折格子」は、一般に、回折格子に入射する光の回折を提供するように配置された複数の特徴部（すなわち、回折特徴部）として定義される。いくつかの例では、複数の特徴部は、周期的または準周期的に配置され得る。他の例では、回折格子は、複数の回折格子を含む混合周期の回折格子であってもよく、複数の回折格子の各回折格子は、特徴の異なる周期的配置を有する。さらに、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイに配置された複数の特徴部（例えば、材料表面の複数の溝または隆起）を含み得る。他の例では、回折格子は、特徴部の二次元（２Ｄ）アレイであってもよい。回折格子は、例えば、材料表面のバンプまたは穴の２Ｄアレイであり得る。回折格子は、本明細書で定義されるように、色固有の回折散乱を提供するように配置された回折特徴部に調節されるか、またはそれを有してもよい。

したがって、本明細書の定義によれば、「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体である。光が光ガイド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、光ガイドからの光を回折によってまたは回折を使用して結合または散乱することができるという点で、「回折結合」または「回折散乱」と呼ぶことができる。回折格子はまた、回折によって（すなわち、回折角で）光の角度を方向転換または変更する。特に、回折の結果として、回折格子を出る光は、一般に、回折格子に入射する光（すなわち、入射光）の伝搬方向とは異なる伝搬方向を有する。本明細書では、回折による光の伝搬方向の変化を「回折方向転換」と呼ぶ。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折的に方向転換する回折特徴部を含む構造体であると理解することができ、光が光ガイドから入射する場合には、回折格子は光ガイドからの光を回折的に結合することもできる。

さらに、本明細書の定義により、回折格子の特徴は「回折特徴部」と呼ばれ、材料表面（すなわち、２つの材料間の境界）、表面内および表面上の１つまたはそれ以上であり得る。表面は、例えば、光ガイドの上面の下であり得る。回折特徴部は、表面の、表面内の、または表面上の溝、隆起、穴、およびバンプの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体のいずれかを含むことができる。例えば、回折格子は、材料表面に複数の実質的に平行な溝を含むことができる。別の例では、回折格子は、材料表面から立ち上がる複数の平行な隆起を含むことができる。回折特徴部（例えば、溝、隆起、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、長方形のプロファイル（例えば、バイナリ回折格子）、三角形のプロファイル、および鋸歯状のプロファイル（例えば、ブレーズド回折格子）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することができる。

本明細書に記載の様々な例によれば、回折格子（例えば、以下で説明する複数の回折格子の回折格子）を採用して、光ガイド（例えば、プレート光ガイド）からの光を、光ビームとして回折散乱または結合することができる。特に、局所的に周期的な回折格子、またはそれによって提供される回折角θ_ｍは、式（１）によって以下のように与えられ得る。

ここで、λは光の波長、ｍは回折次数、ｎは光ガイドの屈折率、ｄは回折格子の回折特徴部間の距離または間隔、θ_ｉは回折格子上の光の入射角である。簡潔にするために、式（１）は、回折格子が光ガイドの表面に隣接し、光ガイド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）によって与えられ得る。１次回折、より詳細には１次回折角θ_ｍは、回折次数ｍが１に等しい（すなわち、ｍ＝１）場合に提供される。回折格子が波長λの関数である回折角θ_ｍを有する場合、回折格子またはその一部は、特定の光の色（すなわち、波長λ）に基づいて、またはそれによって決定される特定の格子ピッチまたは回折特徴部間の距離ｄを選択することによって「カラー調整」され得る。

さらに、本明細書で使用される場合、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」を有することが意図されている。例えば、「カラー領域」とは１つまたはそれ以上のカラー領域を意味し、したがって、「カラー領域」は本明細書では「カラー領域（複数可）」を意味する。また、本明細書における「上部」、「底部」、「上側」、「下側」、「上へ」、「下へ」、「前」、後」、「第１」、「第２」、「左」または「右」への言及は、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、値に適用されるときの用語「約」は、特に明記しない限り、一般に値を生成するために使用される機器の許容範囲内を意味するか、またはプラスマイナス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（substantially）」は、大部分、またはほぼすべて、またはすべて、または約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、例示のみを目的とするものであり、説明の目的で提示されており、限定するためではない。

本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、マルチビューバックライト１００が提供される。図２Ａは、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の断面図を示す。図２Ｂは、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の斜視図を示す。

マルチビューバックライト１００は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のアレイを含む。カラー調整されたマルチビーム要素１１０のアレイは、マルチビューバックライト１００の第１の面に、またはそれに隣接して配置され得る。マルチビューバックライト１００は、実質的に平行で対向する２つの平面（すなわち、上面および底面）を有する基板１００’を含む、「スラブ」または実質的に平坦なブロックとして形成され得る。図２Ａおよび図２Ｂに図示されるようないくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のアレイは、基板１００’の第１の面または第２の面のいずれかに配置され得る。いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のアレイは、例えば、基板１００’またはマルチビューバックライト１００の内部、すなわち、第１の面と第２の面との間に配置され得る。

図示されるように、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、互いに離間される。特に、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、マルチビューバックライト１００の広がりにわたって、互いに離間され得る。さらに、様々な実施形態によれば、アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、一般に、有限空間によって互いに離隔され、個別の別個の要素を表す。つまり、本明細書の定義により、アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、有限の（すなわち、ゼロではない）エミッタ間距離（例えば、有限の中心間距離）によって互いに離間される。さらに、いくつかの実施形態によれば、アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、一般に、互いに交差したり、重なったり、または接触したりしない。つまり、各アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、一般に、アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０の他のものとは別個であり、かつ離隔される。

カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０内で互いに隣接して配置された複数のカラー領域を含む。図３Ａは、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、カラー調整されたマルチビーム要素１１０内で互いに隣接して配置された複数のカラー領域１１５を含むカラー調整されたマルチビーム要素１１０の平面図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、カラー調整されたマルチビーム要素１１０内で互いに隣接して配置された複数のカラー領域１１５を含むカラー調整されたマルチビーム要素１１０の側面図を示す。図示された実施形態では、図示されたカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、３つの異なるカラー領域１１５ａ、１１５ｂ、および１１５ｃを含む。しかし、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、任意の数のカラー領域を含み得る。例えば、カラー調整されたマルチビーム要素は、いくつかの実施形態において、例えば２つのカラー領域、または４つのカラー領域を含み得る。カラー領域１１５は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０内で互いに隣接して配置される。図示された実施形態では、カラー調整されたマルチビーム要素のカラー領域は、個別である。つまり、各カラー領域１１５は、隣接するカラー領域１１５とは別個であり、かつ離隔されており、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のカラー領域１１５間には重なりは存在しない。例えば、カラー領域１１５ａは、カラー領域１１５ｂまたはカラー領域１１５ｃのいずれからも分離され、別個であり重ならない。他の実施形態において、隣接するカラー領域１１５は、互いに重なってもよく、カラー調整されたマルチビーム要素１１０の一部が２つ以上のカラー領域の一部であり得る。

図２Ａ～図２Ｂを再び参照すると、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、複数のカラー領域の異なるカラー領域の色に対応する異なる色を有する複数の指向性光ビーム１０２として発光するように構成される。特に、図２Ａは、指向性光ビーム１０２を、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０から離れるように示された複数の発散矢印として示している。このように、図３Ａ～図３Ｂに図示された実施形態では、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、複数のカラー領域の異なるカラー領域１１５ａ、１１５ｂおよび１１５ｃに対応する異なる色を有する複数の指向性光ビームとして発光するように構成される。特に、各カラー領域１１５は、それ自体の色を有する光を放射するように構成される。

図２Ａおよび図２Ｂに図示されるように、マルチビューバックライト１００は、光ディフューザ１２０をさらに含む。光ディフューザ１２０は、カラー領域１１５の各々からの複数の指向性光ビームの指向性光ビーム１０２を拡散し、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のサイズに同等な広がりを有するカラー領域１１５の各々の画像を提供するように構成される。光ディフューザ１２０は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０によって放射された指向性光ビーム１０２を遮るように定置され、指向性光ビーム１０２が放射されるマルチビューバックライト１００の表面に隣接して配置され得る。

図４は、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるカラー調整されたマルチビーム要素の側面図である。図４に図示されるように、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、サイズ△を有するとして示されている。図示されたカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、カラー領域１１５を含む。特に、図４に図示されたカラー領域１１５は、放射光の３つの異なる色を表す３つの異なるカラー領域１１５ａ、１１５ｂ、および１１５ｃを含む。カラー領域は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０上で互いに隣接しており、各カラー領域１１５は、図示されるように、サイズ△／３を有する。カラー調整されたマルチビーム要素１１０の各カラー領域１１５は、複数のカラー領域の異なるカラー領域１１５ａ、１１５ｂおよび１１５ｃにそれぞれ対応する異なる色を有する複数の指向性光ビームとして発光するように構成される。

カラー領域１１５によって放射された指向性光ビームは、マルチビューバックライト１００の指向性光ビームが放射される面に隣接して配設された光ディフューザ１２０によって遮られ、またそれを通過する。光ディフューザ１２０は、カラー領域１１５の各々からの指向性光を拡散させるように機能する。カラー領域によって放射される光に対する光ディフューザ１２０の効果によって、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のサイズ△と同等の広がりを有するカラー領域１１５の各々の画像１２５が提供される。例えば、光ディフューザ１２０は、図４に図示されるように、サイズ△を有する赤（Ｒ）のカラー領域１１５ａの画像１２５ａを提供する。同様に、図示されるように、光ディフューザ１２０によって緑（Ｇ）のカラー領域１１５ｂの画像１２５ｂが提供され、さらに光ディフューザ１２０によって青（Ｂ）のカラー領域１１５ｃの画像１２５ｃが提供される。画像１２５ａと同様に、画像１２５ｂ、１２５ｃの各々は、光ディフューザ１２０によって提供されるサイズ△を有する。マルチビューバックライト１００がマルチビューディスプレイに採用されると、画像１２５は、マルチビューディスプレイのライトバルブアレイに対応する位置に、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のサイズ△と同等の広がりを有することができる。その結果、ライトバルブアレイの視点から、ライトバルブアレイを照明するカラー領域１１５の画像１２５の各々は、カラー領域１１５の見かけのサイズであるサイズ△のカラー調整されたマルチビーム要素１１０を有する。

それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の光を放射するように構成された複数のカラー領域１１５を有するカラー調整されたマルチビーム要素１１０を含むマルチビューバックライト１００は、例えば、ＲＧＢマルチビューディスプレイに採用することができる。他の実施形態において、複数のカラー領域１１５は、赤、緑、および青以外、またはそれらに加えて他の色を有する光を放射するように構成されたカラー領域１１５を含み得る。例えば（図示せず）、別の実施形態におけるカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、それぞれ赤色、緑色、青色、および黄色を有する光を放射するように構成された複数のカラー領域１１５を含み得る。このようなカラー調整されたマルチビーム要素１１０を含むマルチビューバックライト１００は、例えば、ＲＧＢＹマルチビューディスプレイに採用することができる。

いくつかの実施形態において、光ディフューザ１２０は、異なるカラー領域の隣接配置に対応する方向に沿って、異なるカラー領域１１５の各々からの複数の指向性光ビーム１０２を拡散するように構成された一次元（１Ｄ）ディフューザである。図４を再び参照すると、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のカラー領域１１５は、ｘ方向に沿って特定の順序で空間的に配置または整列される。特に、赤（Ｒ）のカラー領域１１５ａには、図示されるように、隣接する緑（Ｇ）のカラー領域１１５ｂが続き、次に、ｘ方向に沿って緑（Ｇ）のカラー領域１１５ｂに隣接した青（Ｂ）のカラー領域１１５ｃが続く。光ディフューザ１２０は、カラー領域１１５、１１５ａ、１１５ｂおよび１１５ｃの各々が放射する複数の指向性光ビームを、ｘ方向に沿って拡散させるように構成される。図示された実施形態では、ｘ方向は、例えば、マルチビューバックライト１００の長さに対応し得る。したがって、光ディフューザ１２０は、このように、指向性光ビーム１０２をマルチビューバックライト１００の長さに沿って拡散するように構成される。他の実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のカラー領域１１５は、異なる方向（例えば、マルチビューバックライト１００の幅に対応するｙ方向）に沿って整列されてもよく、光ディフューザ１２０は、例えば、ｙ方向、つまりマルチビューバックライト１００の幅に沿って指向性光ビーム１０２を拡散するように構成され得る。

図２Ａおよび図２Ｂは、さらに、ライトバルブ１３０のアレイを示す。ライトバルブ１３０のアレイは、複数の指向性光ビームの指向性光ビーム１０２を変調するように構成される。様々な実施形態において、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ライトバルブアレイのライトバルブ１３０として、異なるタイプのライトバルブが採用され得る。ライトバルブアレイは、例えば、マルチビューバックライト１００を採用したマルチビューディスプレイの一部であってもよく、本明細書での議論を容易にする目的で、マルチビューバックライト１００とともに図２Ａおよび図２Ｂに図示される。したがって、指向性光ビーム１０２の主角度方向は、図示されるように、マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する。

これらの実施形態において、ライトバルブのアレイのライトバルブ１３０は、複数のカラーサブピクセル１３５を含み得る。複数のカラーサブピクセル１３５は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０の複数のカラー領域内の異なるカラー領域１１５に対応する色を有する。図５は、本明細書に記載の原理による実施形態による一例における、マルチビューバックライト１００の一部と複数のカラーサブピクセル１３５を含むライトバルブ１３０との断面図を示す。マルチビューバックライト１００は、図示されるように、複数のカラー領域１１５、例えば、赤（Ｒ）のカラー領域１１５ａ、緑（Ｇ）のカラー領域１１５ｂ、および青（Ｂ）のカラー領域１１５ｃを有するカラー調整されたマルチビーム要素１１０を含む。ライトバルブ１３０のカラーサブピクセル１３５は、複数のカラー領域のカラー領域１１５の色に対応する。特に、図示されたライトバルブ１３０は、ＲＧＢマルチビューディスプレイの一部として、赤（Ｒ）のカラーサブピクセル１３５ａ、緑（Ｇ）のカラーサブピクセル１３５ｂ、および青（Ｂ）のカラーサブピクセル１３５ｃを有する。

さらに、複数のカラー領域１１５の異なるカラー領域１１５の空間的配置は、図５のライトバルブのカラーサブピクセル１３５の空間的配置に対応する。つまり、ライトバルブ１３０は、例であって限定ではないが、図示されるように、赤（Ｒ）のカラーサブピクセル１３５ａ、緑（Ｇ）のカラーサブピクセル１３５ｂ、および青（Ｂ）のカラーサブピクセル１３５ｃの繰り返しパターンでｘ方向に配置されたカラーサブピクセル１３５を含む。さらに、図５において、複数のカラー領域のカラー領域１１５の空間的配置は、図示されるように、ライトバルブ１３０のカラーサブピクセル１３５の空間的配置を反映している。したがって、複数のカラー領域のカラー領域１１５は、カラーサブピクセル１３５と同じように、すなわち、赤（Ｒ）のカラー領域１１５ａの次に、緑（Ｇ）のカラー領域１１５ｂが、その次に青（Ｂ）のカラー領域１１５ｃが同じくｘ方向に配置される。ライトバルブ１３０のアレイがカラーサブピクセル１３５の異なる空間的配置を含む他の実施形態において、複数のカラー領域１１５の空間的配置は、カラーサブピクセル１３５の異なるその空間的配置と同様に反映されるか、または同じであってもよい。

いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のサイズは、マルチビューディスプレイのライトバルブ１３０のサイズと同等である。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、様々なやり方のいずれかで定義され得る。例えば、ライトバルブ１３０のサイズは、その長さであってもよく、カラー調整されたマルチビーム要素１１０の同等なサイズも、カラー調整されたマルチビーム要素１１０の長さであってもよい。別の例では、サイズは、カラー調整されたマルチビーム要素１１０の面積がライトバルブ１３０の面積と同等であるような面積を指す可能性がある。いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のサイズは、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズがライトバルブサイズの約２５％～約２００％であるように、ライトバルブサイズと同等である。他の実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０の同等なサイズは、約５０％～約１５０％であり得る。例えば、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズとほぼ等しくてもよい。カラー調整されたマルチビーム要素１１０およびライトバルブ１３０のサイズが同等であることにより、いくつかの実施形態において、ライトバルブアレイでのモアレ（すなわち、モアレパターンの生成）を軽減、または防止することさえできる。

さらに、いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のカラー領域１１５の各々のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブ１３０の対応するカラーサブピクセル１３５のサイズとも同等である。例えば、図５にその一部が示されたＲＧＢマルチビューディスプレイでは、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、３つカラー領域１１５を含み、ライトバルブ１３０は３つのカラーサブピクセル１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃを含む。カラー領域１１５の各々は、ライトバルブ１３０のカラーサブピクセル１３５のサイズと同等のサイズである。カラー領域１１５およびカラーサブピクセル１３５の各々が同等なサイズであることによって、いくつかの実施形態において、光ディフューザ１２０によるディフューザ後のライトバルブアレイでのモアレを軽減、または回避することさえもできる。

いくつかの実施形態において、マルチビューバックライト１００は、光ガイドをさらに含み得る。例えば、基板１００’は、光ガイドであっても、光ガイドを含んでもよい。図６は、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト１００の断面図を示す。図示されるように、マルチビューバックライト１００は、カラー調整されたマルチビーム要素１１０のアレイと、光ディフューザ１２０と、光ガイド１４０とを含む。光ガイド１４０は、光を光ガイドの長さに沿って導波光１０４（すなわち、導波光ビーム１０４）としてガイドするように構成される。例えば、光ガイド１４０は、光導波路として構成された誘電体材料を含み得る。誘電体材料は、誘電体光導波路の周囲の媒体の第２の屈折率より大きい第１の屈折率を有し得る。屈折率の差は、例えば、光ガイド１４０の１つまたはそれ以上のガイドモードによって、導波光１０４の全内部反射を促進するように構成される。また、図６には、ライトバルブのアレイと複数の指向性光ビーム１０２とが図示されている。

様々な実施形態によれば、光ガイド１４０は、光学的に透明な誘電体材料の広がった実質的に平坦なシートを含む光導波路（すなわち、プレート光ガイド）のスラブまたはプレートであり得る。実質的に平坦な誘電体材料シートは、全内部反射を使用して導波光１０４をガイドするように構成される。様々な実施形態によれば、光ガイド１４０の光学的に透明な材料は、１つまたはそれ以上の様々なタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）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（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）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、またはそれらから構成され得る。いくつかの例では、光ガイド１４０は、光ガイド１４０の表面（例えば、第１の面および第２の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）をさらに含み得る。いくつかの例によれば、クラッド層を使用して、全内部反射をさらに促進することができる。

様々な実施形態によれば、光ガイド１４０は、光ガイド１４０の第１の面（例えば、前面または上面または側面）と第２の面（例えば、背面または底面または側面）との間の非ゼロ伝搬角度（non-zero propagation angle）での全内部反射により導波光１０４をガイドするように構成される。特に、導波光１０４は、非ゼロ伝搬角度で光ガイド１４０の第１の面と第２の面との間で反射または「バウンス（bouncing）」することによって伝搬する。いくつかの実施形態において、異なる色の光を含む複数の導波光ビーム１０４は、異なる色固有の非ゼロ伝搬角度のそれぞれにおいて、光ガイド１４０によってガイドされ得る。非ゼロ伝搬角度は、図を簡潔にするために図６に図示されていないことに留意されたい。しかし、伝搬方向１０３を示す太い矢印は、図６の光ガイド長に沿った導波光１０４の一般的な伝搬方向を示す。さらに、導波光１０４としてガイドされる光は、図６に図示されるように、例えば光ガイド１４０の端部に光学的に接続された光源１５０によって提供され得る。

いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、光ガイド長に沿って互いに離間される。アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、光ガイド１４０の第１の面（または「上面」）に、またはそれに隣接して配置され得る。他の実施形態において、アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、例えば、図６に図示されるように、光ガイド１４０の第２の面（または「底面」）に配置され得る。いくつかの実施形態において、アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、光ガイド１４０の内部に、第１および第２の面の間であるがそれらから離隔して配置され得る。

様々な実施形態によれば、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、光ガイド１４０からの光を複数の指向性光ビーム１０２として散乱させるように構成される。様々な実施形態によれば、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、導波光１０４の一部を指向性光ビーム１０２として散乱させるように構成された異なる構造体の数のいずれかを含み得る。例えば、異なる構造体としては、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、またはそ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。いくつかの実施形態において、回折格子を含むカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、導波光の一部を、特定の色によるまたは特定の色を有する複数の指向性光ビームとして回折散乱させるように構成される。このように、マルチビーム要素１１０は、例えば、「カラー調整された」回折格子を含み得る。他の実施形態において、マイクロ反射要素を含むカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、導波光の一部を、複数の指向性光ビームとして反射散乱させるように構成され、マイクロ屈折要素を含むカラー調整されたマルチビーム要素１１０は、導波光の一部を、屈折（すなわち、導波光の一部を屈折散乱させる）による、または屈折を使用する複数の指向性光ビームとして散乱させるように構成される。これらの実施形態において、反射散乱および屈折散乱は、色固有またはカラー調整されたやり方で提供され得る。したがって、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、「カラー調整された」マイクロ反射要素または「カラー調整された」マイクロ屈折要素の一方または両方を含み得る。

いくつかの実施形態において、ｘ方向に沿って光ディフューザ１２０によって提供される最適なディフュージョンδｎ_ｘ（例えば、光線ディフュージョン）は、式（２）によって与えられ得る。

ここで、ｎは光ガイド１４０の実効屈折率、△はカラー調整されたマルチビーム要素１１０のサイズ、ｃはカラー調整されたマルチビーム要素１１０内のカラー領域１１５の数、ｔは光ガイド１４０の厚さである。さらに、式（３）で与えられるように、ディフュージョンδｎ_ｘは、光ガイド１４０の表面に対して垂直なディフュージョン角度γ（度）に関係し得る。

より一般には、以下で説明するように、カラー調整されたマルチビーム要素１１０にアクティブ発光体が採用されている場合には、厚さｔは、例えば、カラー調整されたマルチビーム要素１１０と光ディフューザ１２０との間の距離であり得ることに留意されたい。

いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、複数のアクティブ発光体を含む。特に、複数のカラー領域の各カラー領域１１５は、アクティブ発光体を含み得る。カラー領域１１５のアクティブ発光体は、異なるカラー領域１１５の色に対応する色を有する光を放射するように構成される。このように、カラー調整されたマルチビーム要素１１０は、例えば、赤色、緑色、および青色をそれぞれ有する光を放射するように構成された３つの隣接するアクティブ発光体を含み得る。アクティブ発光体は、複数の指向性光ビーム１０２として光を放射するように構成された任意の数の異なる発光体を含み得る。いくつかの実施形態において、アクティブ発光体は、マイクロ発光ダイオード（μＬＥＤ）または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含み得るが、これに限定されない。カラー調整されたマルチビーム要素１１０がアクティブ発光体を含む場合、マルチビューバックライト１００は、例えば光ガイド１４０の代わりにアクティブ発光体を支持する基板１００’を含み得ることに留意されたい。しかし、アクティブ発光体を採用する場合は、いくつかの実施形態において、光ガイド１４０が基板１００’として機能し得る。

本明細書に記載の原理の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が提供される。図７は、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における、マルチビューディスプレイ２００のブロック図を示す。マルチビューディスプレイ２００は、例えば、図７に矢印で図示されるように、指向性光ビームとして光を放射するように構成されたカラー調整されたマルチビーム要素２１０のアレイを含む。カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０は、上述のマルチビューバックライト１００のカラー調整されたマルチビーム要素１１０と実質的に同様であり得る。カラー調整されたマルチビーム要素２１０は、マルチビューディスプレイ２００のマルチビューバックライト基板（例えば、光ガイド）の第１の面または第２の面に配置され得る。さらに、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０は、互いに離間しており、マルチビューバックライト基板の表面にわたって拡散されてもよい。カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０は、対応する異なる色の光を放射するように構成された複数の異なるカラー領域を含む。カラー調整されたマルチビーム要素２１０は、任意の数のカラー領域を含み得る。例えば、カラー調整されたマルチビーム要素２１０は、いくつかの実施形態において、例えば２つのカラー領域、または４つのカラー領域を含み得る。さらに、カラー調整されたマルチビーム要素２１０のカラー領域の各々は、異なる色であってもよく、または同等に異なる色の光を放射してもよい。例えば、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０は、赤のカラー領域、緑のカラー領域、および青のカラー領域を含み得る。したがって、各カラー領域は、その色に対応する光を放射するように構成され得る。つまり、赤のカラー領域は、赤色の光を放射するように構成され、緑のカラー領域は、緑色の光を放射するように構成され、青のカラー領域は、青色の光を放射するように構成される。カラー領域は、マルチビューディスプレイ２００のカラー調整されたマルチビーム要素２１０内で互いに隣接して配置され得る。

図７に図示されたマルチビューディスプレイ２００は、異なる色の光に対応するカラーサブピクセルを含み、指向性光ビームを変調しマルチビュー画像を提供するように構成されたライトバルブ２２０のアレイをさらに含む。特に、様々な実施形態によれば、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０のカラーサブピクセルは、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０のカラー領域によって放射される光の色に対応する。つまり、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０は、カラー調整されたマルチビーム要素２１０の異なる複数のカラー領域の各カラー領域に対応する色を有するカラーサブピクセルのセットを含み得る。いくつかの実施形態において、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０は、前述のマルチビューバックライト１００に関連するマルチビューディスプレイのライトバルブ１３０と実質的に同様であり得る。したがって、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ライトバルブアレイのライトバルブ２２０として、異なるタイプのライトバルブが採用され得る。

いくつかの実施形態において、異なる複数のカラー領域の第１のカラー領域は、赤色の光を放射するように構成され、異なる複数のカラー領域の第２のカラー領域は、緑色の光を放射するように構成され、異なる複数のカラー領域の第３のカラー領域は、青色の光を放射するように構成される。これに対応して、カラー調整されたマルチビーム要素２１０に対応するライトバルブ２２０の第１のカラーサブピクセルは、赤色である。同様に、カラー調整されたマルチビーム要素２１０に対応するライトバルブ２２０の第２のカラーサブピクセルは、緑色であり、一方、カラー調整されたマルチビーム要素２１０に対応するライトバルブ２２０の第３のカラーサブピクセルは、青色である。いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素内の異なる複数のカラー領域のカラー領域の配置は、対応する色のカラーサブピクセルの配置に対応する。

図７に図示されるように、マルチビューディスプレイ２００は、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０とカラー調整されたマルチビーム要素アレイとの間に配置された光ディフューザ２３０をさらに含む。光ディフューザ２３０は、異なる複数のカラー領域の各カラー領域のライトバルブアレイに画像を提供するように構成されており、画像は、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等な広がりを有する。いくつかの実施形態において、光ディフューザ２３０は、上述のマルチビューバックライト１００の光ディフューザ１２０と実質的に同様である。特に、光ディフューザ２３０は、異なる複数のカラー領域の各カラー領域によって放射される光を拡散するように構成され、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等な広がりを有する画像を提供する。光ディフューザによる光の拡散の結果として、カラー領域の各々は、上述のように、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０のサイズと同等なライトバルブでの見かけのサイズを有する。いくつかの実施形態（例えば、上述のような）では、光ディフューザ２３０は、カラー領域の各々の画像を提供するために、異なる複数のカラー領域内のカラー領域の配置方向に対応する方向に光をディフューズするように構成された一次元ディフューザである。

いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０のサイズは、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズがライトバルブサイズの約２５％または約５０％～約２００％であるように、ライトバルブサイズと同等である。さらに、いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０の異なるカラー領域の各々のサイズも、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０の対応するカラーサブピクセルのサイズと同等である。

いくつかの実施形態（図示せず）において、マルチビューディスプレイ２００は、光ガイドの長さに沿って光をガイドするように構成された光ガイドをさらに含む。光ガイドは、前述のように、マルチビューバックライト１００の光ガイド１４０と実質的に同様であり得る。特に、光ガイドは、様々な実施形態によれば、全内部反射を使用して導波光をガイドするように構成され得る。さらに、導波光は、光ガイドによって、または光ガイド内で、非ゼロ伝搬角度でガイドされ得る。いくつかの実施形態において、導波光は、コリメートされても、またはコリメートされた光ビームであってもよい。特に、いくつかの実施形態において、導波光は、コリメーション係数σにしたがって、またはコリメーション係数σを有するようにコリメートされ得る。

光ガイドを含む様々な実施形態によれば、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０は、光ガイド長に沿って互いに離間されてもよく、カラー調整されたマルチビーム要素２１０は、導波光の一部を指向性光ビームとして光ガイドから散乱させるように構成される。さらに、指向性光ビームは、マルチビュー画像のビュー方向に対応する主角度方向を有し得る。様々な実施形態によれば、カラー調整されたマルチビーム要素２１０は、導波光の一部を指向性光ビームとして散乱させるように構成された異なる構造体の数のいずれかを含み得る。上述のように、異なる構造体としては、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、またはそ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。カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素２１０は、様々な実施形態によれば、ライトバルブアレイのライトバルブ２２０のサイズの１／４～２倍のサイズを有する。

本明細書に記載の原理の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動作の方法が提供される。図８は、本明細書に記載の原理による実施形態による、一例における方法３００のフローチャートを示す。方法３００は、複数のカラー領域を含むカラー調整されたマルチビーム要素を使用して複数の指向性光ビームを放射するステップ３１０を含み、複数のカラー領域の各カラー領域は、カラー領域の色に対応する色の光を放射する。いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素は、上述のマルチビューバックライト１００のカラー調整されたマルチビーム要素１１０と実質的に同様であり得る。例えば、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素は、例えば、図３Ａおよび図３Ｂに図示されるように、３つのカラー領域を含み得る。いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー領域は、カラー調整されたマルチビーム要素内で互いに隣接して配置され得る。

方法３００は、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等な広がりを有する各カラー領域の画像を提供するために、光ディフューザを使用して複数の指向性光ビームをディフュージングするステップ３２０をさらに含む。いくつかの実施形態において、光ディフューザは、マルチビューバックライト１００に関して上述した光ディフューザ１２０と実質的に同様であり得る。したがって、光ディフューザは、カラー調整されたマルチビーム要素によって放射された指向性光ビームを遮るように定置されてもよく、さらに、指向性光ビームが放射されるマルチビューディスプレイのマルチビューバックライトの表面に隣接して配置されてもよい。

例えば、カラー調整されたマルチビーム要素は、サイズ△を有してもよく、それぞれがサイズ△／３を有する３つのカラー領域を含み得る。光ディフューザを使用してディフュージングするステップ３２０は、３つのカラー領域の各々が放射光を拡散するように機能し、マルチビューディスプレイのライトバルブでカラー領域の各々に対して提供される画像は、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズ△（すなわち、物理的サイズ）と同等の広がりを有し得る。いくつかの実施形態において、カラー領域に対して提供されるサイズ△を有する画像は、カラー調整されたマルチビーム要素の別のカラー領域に対して提供されるサイズ△を有する画像と重なり得る。

図８に図示されるように、方法３００は、マルチビュー画像を提供するために、ライトバルブのアレイを使用して複数の指向性光ビームを変調するステップ３３０をさらに含み、ライトバルブアレイのライトバルブは、複数のカラー領域のカラー領域の色に対応する色を有する複数のカラーサブピクセルを有する。いくつかの実施形態において、ライトバルブアレイのライトバルブは、上述のマルチビューバックライト１００で採用されたライトバルブ１３０と実質的に同様であり得る。様々な実施形態において、ライトバルブのカラーサブピクセル、または同等にライトバルブのアレイのカラーサブピクセルは、カラー調整されたマルチビーム要素の複数のカラー領域内の異なるカラー領域に対応する色を有する。つまり、ライトバルブの各カラーサブピクセルは、カラー調整されたマルチビーム要素の異なるカラー領域に対応する。

いくつかの実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素内の複数のカラー領域のカラー領域の空間的配置は、ライトバルブアレイのライトバルブのカラーサブピクセルの空間的配置に対応する。例えば、ライトバルブのカラーサブピクセルは、赤のカラーサブピクセル、緑のカラーサブピクセル、および青のカラーサブピクセルの繰り返しパターンで配置され得る。複数のカラー領域の異なるカラー領域の空間的配置は、ライトバルブのカラーサブピクセルの空間的配置を反映し得る。したがって、いくつかの実施形態において、複数の異なるカラー領域は、カラーサブピクセルと同じように、すなわち、赤のカラー領域の次に、緑のカラー領域が、その次に青のカラー領域が配置され得る。さらに、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズは、ライトバルブのサイズと同等であり得る。

いくつかの実施形態（図示せず）において、指向性光ビームを放射するステップ３１０は、光ガイド内の光を導波光としてガイドするステップを含む。光ガイドは、マルチビューバックライト１００の光ガイド１４０と実質的に同様であってもよく、いくつかの実施形態において、光は、光ガイドの対向する内面の間で非ゼロ伝搬角度でガイドされてもよい。これらの実施形態において、指向性光ビームを放射するステップ３１０は、指向性光ビームを提供するために、カラー調整されたマルチビーム要素を使用した導波光の一部を散乱するステップをさらに含み得る。他の実施形態において、カラー調整されたマルチビーム要素は、例えば、マルチビューバックライト１００に関して上述したように、アクティブ発光体を含み得る。

このように、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイと、異なるカラー領域の各々からの指向性光ビームを拡散し、カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等の広がりを有する異なるカラー領域の各々の画像を提供するように構成された光ディフューザとを含むマルチビューバックライトおよびマルチビューディスプレイの例および実施形態について説明してきた。上述の例は、本明細書に記載の原理を表す多くの特定の例のいくつかを、単に例示するものであることを理解されたい。当業者が、以下の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、多数の他の構成を容易に考案することができることは、明らかである。

１０ マルチビューディスプレイ
１２ 画面
１４ ビュー
１６ ビュー方向
２０ 光ビーム
１００ マルチビューバックライト
１００’ 基板
１０２ 指向性光ビーム
１０３ 伝搬方向
１０４ 導波光、導波光ビーム
１１０ マルチビーム要素
１１５ カラー領域
１１５ａ カラー領域
１１５ｂ カラー領域
１１５ｃ カラー領域
１２０ 光ディフューザ
１２５ 画像
１２５ａ 画像
１２５ｂ 画像
１２５ｃ 画像
１３０ ライトバルブ
１３５ カラーサブピクセル
１３５ａ カラーサブピクセル
１３５ｂ カラーサブピクセル
１３５ｃ カラーサブピクセル
１４０ 光ガイド
１５０ 光源
２００ マルチビューディスプレイ
２１０ マルチビーム要素
２２０ ライトバルブ
２３０ 光ディフューザ
３１０ ステップ
３２０ ステップ
３３０ ステップ
３００ 方法

Claims (20)

1. マルチビューバックライトにわたって互いに離間した、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイであって、前記カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素が、前記カラー調整されたマルチビーム要素内で互いに隣接して配置され、複数のカラー領域の異なるカラー領域の色に対応する異なる色を有する複数の指向性光ビームとして光を放射するように構成された前記複数のカラー領域を含む、前記カラー調整されたマルチビーム要素のアレイと、
   前記異なるカラー領域の各々からの複数の前記指向性光ビームの指向性光ビームを拡散し、前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズに同等な広がりを有する前記異なるカラー領域の各々の画像を提供するように構成された光ディフューザと、
   を含む、マルチビューバックライト。
2. 前記複数のカラー領域が、赤色の光を放射するように構成された第１のカラー領域と、緑色の光を放射するように構成された第２のカラー領域と、青色の光を放射するように構成された第３のカラー領域と、を含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
3. 前記光ディフューザが、前記カラー調整されたマルチビーム要素内の前記異なるカラー領域の隣接配置に対応する方向に沿った前記異なるカラー領域の各々からの前記複数の指向性光ビームを拡散するように構成された一次元ディフューザである、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
4. 光ガイドの長さに沿って光をガイドするように構成された前記光ガイドをさらに含み、前記カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素が前記光ガイド長に沿って互いに離間されており、前記カラー調整されたマルチビーム要素が、前記導波光の一部を前記複数の指向性光ビームとして前記光ガイドから散乱させるように構成されている、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
5. 前記光ディフューザのディフュージョン角度が、前記光ガイドの屈折率と前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズとの積を、前記カラー調整されたマルチビーム要素の前記複数のカラー領域内の前記異なるカラー領域の数と前記光ガイドの厚さとの積で除算したものに等しい、請求項４に記載のマルチビューバックライト。
6. 前記カラー調整されたマルチビーム要素が、前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして回折散乱させるように構成された１つまたはそれ以上の回折格子と、前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして反射散乱するように構成されたマイクロ反射構造体と、前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして屈折散乱するように構成されたマイクロ屈折構造体とを含む、請求項４に記載のマルチビューバックライト。
7. 前記カラー調整されたマルチビーム要素が、複数のアクティブ発光体を含み、前記複数のカラー領域の異なる各カラー領域が、前記異なるカラー領域の前記色に対応する色を有する光を放射するように構成されたアクティブ発光体を含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
8. 請求項１に記載のマルチビューバックライトを含むマルチビューディスプレイであって、前記マルチビューディスプレイが、前記複数の指向性光ビームの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をさらに含み、前記アレイのライトバルブが、前記カラー調整されたマルチビーム要素の複数のカラー領域内の前記異なるカラー領域の前記異なる色に対応する色を有する複数のカラーサブピクセルを含み、
   前記複数のカラー領域の前記異なるカラー領域の空間的配置が前記ライトバルブの前記カラーサブピクセルの空間的配置に対応し、前記指向性光ビームの主角度方向が前記マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する、マルチビューディスプレイ。
9. 前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズが、前記ライトバルブのサイズの１／４から前記ライトバルブサイズの２倍である、請求項８に記載のマルチビューディスプレイ。
10. 前記異なるカラー領域の各々のサイズが、前記ライトバルブアレイの前記ライトバルブの対応するカラーサブピクセルのサイズと同等である、請求項８に記載のマルチビューディスプレイ。
11. マルチビューディスプレイであって、
    指向性光ビームとして光を放射するように構成された、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイであって、前記カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素が、対応する異なる色の光を放射するように構成された複数の異なるカラー領域を含む、カラー調整されたマルチビーム要素のアレイと、
    前記異なる色の光に対応するカラーサブピクセルを含み、前記指向性光ビームを変調しマルチビュー画像を提供するように構成されたライトバルブのアレイと、
    前記ライトバルブアレイと前記カラー調整されたマルチビーム要素アレイとの間に配置され、前記ライトバルブアレイに前記異なる複数のカラー領域の各カラー領域の画像を提供するように構成された光ディフューザであって、前記画像が、前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等な広がりを有する、光ディフューザと、
    を含む、マルチビューディスプレイ。
12. 前記異なる複数のカラー領域の第１のカラー領域が、赤色の光を放射するように構成され、前記異なる複数のカラー領域の第２のカラー領域が、緑色の光を放射するように構成され、前記異なる複数のカラー領域の第３のカラー領域が、青色の光を放射するように構成された、請求項１１に記載のマルチビューディスプレイ。
13. 前記カラー調整されたマルチビーム要素内の前記異なる複数のカラー領域のカラー領域の配置が、前記対応する色の前記カラーサブピクセルの配置に対応する、請求項１１に記載のマルチビューディスプレイ。
14. 前記光ディフューザが、前記カラー領域の各々の前記画像を提供するために、前記異なる複数のカラー領域内の前記カラー領域の配置方向に対応する方向に光をディフューズするように構成された一次元ディフューザである、請求項１１に記載のマルチビューディスプレイ。
15. 前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズが、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの１／２から２倍であり、前記異なる複数のカラー領域のカラー領域のサイズが、カラーサブピクセルのサイズと同等である、請求項１１に記載のマルチビューディスプレイ。
16. 光ガイドの長さに沿って光をガイドするように構成された前記光ガイドをさらに含み、
    前記カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素が、前記光ガイド長に沿って互いに離間され、前記カラー調整されたマルチビーム要素が、前記導波光の一部を前記指向性光ビームとして前記光ガイドから散乱させるように構成されており、
    カラー調整されたマルチビーム要素アレイのカラー調整されたマルチビーム要素が、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズの１／４から２倍のサイズを有し、前記指向性光ビームの主角度方向が前記マルチビュー画像のビュー方向に対応する、
    請求項１１に記載のマルチビューディスプレイ。
17. 前記光ディフューザのディフュージョン角度が、前記光ガイドの屈折率と前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズとの積を、前記カラー調整されたマルチビーム要素内の前記異なる複数のカラー領域のカラー領域の数と前記光ガイドの厚さの積で除算したものに等しい、請求項１６に記載のマルチビューディスプレイ。
18. 複数のカラー領域を含むカラー調整されたマルチビーム要素を使用して複数の指向性光ビームを放射するステップであって、前記複数のカラー領域の各カラー領域が、前記カラー領域の色に対応する色の光を放射するステップと、
    前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズと同等な広がりを有する各カラー領域の画像を提供するために、光ディフューザを使用して前記複数の指向性光ビームをディフュージングするステップと、
    マルチビュー画像を提供するために、ライトバルブのアレイを使用して前記複数の指向性光ビームを変調するステップであって、前記ライトバルブアレイのライトバルブが、前記複数のカラー領域のカラー領域の前記色に対応する色を有する複数のカラーサブピクセルを有するステップと、
    を含む、マルチビューディスプレイ動作の方法。
19. 前記カラー調整されたマルチビーム要素内の複数のカラー領域の前記カラー領域の空間的配置が、前記ライトバルブアレイの前記ライトバルブの前記カラーサブピクセルの空間的配置に対応し、前記カラー調整されたマルチビーム要素のサイズが、前記ライトバルブのサイズと同等である、請求項１８に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
20. 前記指向性光ビームを放射するステップが、
    光ガイド内の光を導波光としてガイドするステップと、
    前記指向性光ビームを提供するために、前記カラー調整されたマルチビーム要素を使用した前記導波光の一部を散乱するステップと、をさらに含む、請求項１８に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
    

Images