JP7299343B2 - マルチゾーンバックライト、マルチビューディスプレイ、及び方法 - Google Patents

マルチゾーンバックライト、マルチビューディスプレイ、及び方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月２２日に出願された、米国仮特許出願第６２／８３７，１６７号の優先権を主張するものであり、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開発の記載
適用なし
電子ディスプレイは、多種多様な装置及び製品のユーザに情報を伝達するための、略至る所にある媒体である。最も一般的に使用される電子ディスプレイとしては、陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）、プラズマ・ディスプレイ・パネル（plasma display panel：ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンスディスプレイ（electroluminescent display：ＥＬ）、有機発光ダイオード（organic light emitting diode：ＯＬＥＤ）及びアクティブマトリクスＯＬＥＤ（active matrix OLED：ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（electrophoretic display：ＥＰ）、並びに電気機械光変調又は電気流体光変調を使用したさまざまなディスプレイ（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（即ち、光を放射するディスプレイ）又はパッシブディスプレイ（即ち、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）のいずれかに分類され得る。アクティブディスプレイの最も端的な例としては、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放射された光を考慮する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ディスプレイ及びＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは多くの場合、魅力的な性能特性、例えば本質的に低消費電力であることを含むが、これに限定されない性能特性を呈しているが、一方で光を放射する能力が欠如していることを所与とすると、多くの実際的用途において、使用がある程度限定される場合がある。
本明細書に記載の原理による例及び実施形態のさまざまな特徴については、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、またこれらの図面においては、同様の参照番号が同様の構造要素を示している。
本開示は、以下の［１］から［２１］を含む。
［１］第１のゾーン及び第２のゾーンを有する広角バックライトであって、上記広角バックライトの上記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に広角放射光を別々に提供するように構成されている、広角バックライトと、
第１のゾーンと第２のゾーンとに分割されているマルチビューバックライトであって、上記マルチビューバックライトの上記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する指向性光ビームを含む指向性放射光を、別々に提供するように構成されている、マルチビューバックライトとを備えるマルチゾーンバックライトであって、
上記マルチビューバックライトが上記広角バックライトに隣接しており、上記広角放射光に対して透過性であり、上記マルチビューバックライトの上記第１及び第２のゾーンが、上記広角バックライトの上記第１及び第２のゾーンのそれぞれに対応し、上記第１及び第２のゾーンのそれぞれと位置合わせされている、マルチゾーンバックライト。
［２］上記広角バックライト及び上記マルチビューバックライトのそれぞれにおける上記第１のゾーンが、上記広角放射光又は上記指向性放射光のいずれかを提供するように協働して起動されるように構成されており、上記広角バックライト及び上記マルチビューバックライトの上記第２のゾーンが、上記広角放射光又は上記指向性放射光のいずれかを協働して提供するように起動されるように構成されている、上記［１］に記載のマルチゾーンバックライト。
［３］上記広角バックライト並びに上記マルチビューバックライトの上記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、別個の光源を含み、上記別個の光源の個々の起動が、上記第１及び第２のゾーンのそれぞれを起動するように構成されている、上記［１］に記載のマルチゾーンバックライト。
［４］上記マルチビューバックライトが、
光を導波光として導波するように構成されたライトガイドであって、上記ライトガイドが、反射構造体によって、上記マルチビューバックライトの上記第１のゾーンに対応している第１の部分と、上記マルチビューバックライトの上記第２のゾーンに対応している第２の部分とに分割されている、ライトガイドと、
上記ライトガイドの上記第１及び第２の部分のそれぞれにわたって互いから離隔しているマルチビーム素子のアレイであって、上記マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子が、上記ライトガイドからの上記導波光の一部を、上記指向性放射光の上記指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成されている、マルチビーム素子のアレイと、を備える、上記［１］に記載のマルチゾーンバックライト。
［５］上記反射構造体が、上記ライトガイドの上記第１の部分を上記ライトガイドの上記第２の部分から分離する反射壁を含む、上記［４］に記載のマルチゾーンバックライト。
［６］上記反射構造体が、上記ライトガイドのガイド面内に溝を含み、上記溝が光の伝搬方向に平行であり、上記ライトガイドが、上記第１及び第２の部分にわたって一続きになっている、上記［４］に記載のマルチゾーンバックライト。
［７］上記ライトガイドの上記第１及び第２の部分がそれぞれ、所定のコリメーション係数に従って、上記導波光を平行化された導波光として導波するように構成されている、上記［４］に記載のマルチゾーンバックライト。
［８］上記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子が、上記導波光を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、上記導波光を外部に反射散乱させるように構成されたマイクロ反射素子、又は上記導波光を外部に屈折散乱させるように構成されたマイクロ屈折素子のうちの１つ又はそれ以上を含む、上記［４］に記載のマルチゾーンバックライト。
［９］マルチビーム素子の回折格子が複数の個々のサブ格子を含む、上記［８］に記載のマルチゾーンバックライト。
［１０］上記［１］に記載のマルチゾーンバックライトを備えるマルチゾーンマルチビューディスプレイであって、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイが、上記広角放射光を変調して２Ｄ画像を提供し、上記指向性放射光を変調して上記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をさらに備える、マルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１１］上記マルチビューバックライトがマルチビーム素子のアレイを含み、上記マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子のサイズが、上記ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの４分の１～２倍である、上記［１０］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１２］マルチゾーンマルチビューディスプレイであって、
広角放射光で、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイの複数のゾーンのうちの１つ又はそれ以上のゾーンを選択的に照明するように構成された広角バックライトと、
マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する指向性光ビームを含む指向性放射光で、上記複数のゾーンのうちの１つ又はそれ以上のゾーンを選択的に照明するように構成されたマルチビューバックライトと、
上記広角放射光を変調して２Ｄ画像を提供し、上記指向性放射光を変調して上記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、を備え、
上記２Ｄ画像が、上記広角放射光によって選択的に照明されるゾーン内で提供され、上記マルチビュー画像が、上記指向性放射光によって選択的に照明されるゾーン内で提供される、マルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１３］上記マルチゾーンマルチビューディスプレイが、専ら上記２Ｄ画像又は上記マルチビュー画像のうちの一方のみを、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイの上記複数のゾーン内の各ゾーンに提供するように構成されている、上記［１２］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１４］上記広角バックライトが、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイの上記複数のゾーンに対応している複数のゾーンを有し、上記広角バックライトの上記複数のゾーンの各ゾーンが、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイの上記複数のゾーンのうちのゾーンをそれぞれ、上記広角放射光で選択的に照明するように、別々に起動されるように構成されている、上記［１２］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１５］上記マルチビューバックライトが、
光を導波光として導波するように構成されたライトガイドであって、上記ライトガイドが、反射構造体によって、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイの上記複数のゾーンに対応している複数の部分に分割されている、ライトガイドと、
上記ライトガイドの上記複数の部分にわたって互いから離隔しているマルチビーム素子のアレイであって、上記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子がそれぞれ、上記ライトガイドからの上記導波光の一部を、上記指向性放射光の上記指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成されている、マルチビーム素子のアレイと、
上記ライトガイド内で、上記導波光として導波される光を提供するように構成された複数の光源であって、上記複数の光源のうちの光源がそれぞれ、上記複数の部分における異なる部分に光を提供するように、上記ライトガイドに光学的に結合されている、複数の光源と、を備え、
上記複数の光源のうちの光源がそれぞれ、上記マルチゾーンマルチビューディスプレイの上記複数のゾーンのうちのゾーンをそれぞれ、上記指向性放射光で選択的に照明するように、別々に起動されるように構成されている、上記［１２］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１６］上記反射構造体が、上記複数の部分の一部を互いから分離する反射壁、又は上記ライトガイドのガイド面内にある溝のうちの一方若しくは両方を含み、上記溝が光の伝搬方向に平行であり、上記ライトガイドが、上記複数の部分にわたって一続きになっている、上記［１５］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１７］上記ライトガイドが、所定のコリメーション係数に従って、上記導波光を平行化された導波光として導波するように構成されており、上記マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子のサイズが、上記ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの４分の１～２倍である、上記［１５］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１８］上記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子がそれぞれ、上記導波光を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、上記導波光を外部に反射散乱させるように構成されたマイクロ反射素子、又は上記導波光を外部に屈折散乱させるように構成されたマイクロ屈折素子のうちの１つ又はそれ以上を含む、上記［１５］に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
［１９］マルチゾーンバックライトの動作方法であって、上記方法が、
第１のゾーン及び第２のゾーンを有する広角バックライトを使用して、広角放射光を提供するステップであって、上記広角バックライトの上記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に上記広角放射光を別々に提供している、ステップと、
第１のゾーンと第２のゾーンとに分割されたマルチビューバックライトを使用して、指向性放射光を提供するステップであって、上記マルチビューバックライトの上記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する複数の指向性光ビームを含む上記指向性放射光を、別々に提供している、ステップと、を含み、
上記マルチビューバックライトの上記第１及び第２のゾーンが、上記広角バックライトの上記第１及び第２のゾーンのそれぞれに対応し、上記第１及び第２のゾーンのそれぞれと位置合わせされている、マルチゾーンバックライトの動作方法。
［２０］上記指向性放射光を提供するステップが、
光を導波光としてライトガイド内で導波するステップと、
マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子を使用して、上記導波光の一部を上記指向性放射光として外部に散乱させるステップであって、上記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子がそれぞれ、回折格子、マイクロ屈折素子、又はマイクロ反射素子のうちの１つ又はそれ以上を含む、ステップと、を含む、上記［１９］に記載のマルチゾーンバックライトの動作方法。
［２１］ライトバルブのアレイを使用して上記広角放射光を変調して、上記マルチゾーンバックライトのゾーン内に２Ｄ画像を提供するステップと、
上記ライトバルブのアレイを使用して上記指向性放射光の上記複数の指向性光ビームを変調して、上記マルチゾーンバックライトの別のゾーン内にマルチビュー画像を提供するステップと、をさらに含む、上記［１９］に記載のマルチゾーンバックライトの動作方法。
本明細書に記載の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。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における特定の主角度方向を有する、光ビームの角度成分を表す図式表示を示す。
本明細書に記載の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。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの平面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における広角バックライトの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における反射構造体を有するライトガイドの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における反射構造体を有するライトガイドの斜視図を示す。
本明細書に記載の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バックライトの一部の断面図を示す。
本明細書に記載の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バックライトの一部の断面図を示す。
本明細書に記載の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バックライトの一部の断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンマルチビューディスプレイのブロック図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンマルチビューディスプレイの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの動作方法を表すフローチャートを示す。
特定の例及び実施形態は、上記の図に示した特徴に加えて、またその代わりとなる１つである他の特徴を有し得る。これら及び他の特徴については、上記の図を参照して以下で詳述する。
本明細書に記載の原理による例及び実施形態は、マルチゾーンマルチビューディスプレイへの適用を伴うマルチゾーンバックライティング、及びその動作方法を提供する。具体的には、本明細書に記載の原理によれば、マルチゾーンバックライトは、広角放射光、及び指向性光ビームを含む指向性放射光を、マルチゾーンバックライトのゾーンに提供するように構成されている。さらに、これらの広角放射光又は指向性放射光のいずれかが、ゾーンごとに選択的に当該ゾーンに提供され得る。この広角放射光は、２Ｄ情報（例えば、２Ｄ画像又はテキスト）の表示をサポートすることができる一方で、指向性放射光の指向性光ビームは、例えば、マルチビュー情報又は三次元（３Ｄ）情報（例えば、マルチビュー画像）の表示をサポートすることができる。例えば、マルチゾーンバックライトを使用するマルチゾーンマルチビューディスプレイは、マルチゾーンマルチビューディスプレイの複数のゾーンにおける異なるゾーンに２Ｄ画像又はマルチビュー画像のいずれかを選択的に提供するように構成されていてもよい。
さまざまな実施形態によれば、本マルチゾーンマルチビューディスプレイによって提供されるマルチビュー画像は、いわゆる「眼鏡なし」又は自動立体画像であり得る一方、２Ｄ画像では、マルチビュー画像の提供にあたり利用できる解像度よりも比較的高いネイティブ解像度で、２Ｄ情報又は２Ｄコンテンツの表示を容易に行うことができる。本明細書に記載しているマルチゾーンマルチビューディスプレイにおけるマルチゾーンバックライティングの使用形態としては、携帯電話（例えば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピュータ、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車用ディスプレイコンソール、カメラ用ディスプレイ、並びに他のさまざまなモバイル及び実質的に非モバイルのディスプレイアプリケーション及びデバイスが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書では、「二次元（２Ｄ）ディスプレイ」は、その画像が視認される方向に関係なく、実質的に同じ画像のビューを提供する（即ち、２Ｄディスプレイにおける所定の視野角内又は視野範囲内で）ように構成されたディスプレイとして定義されている。多くのスマートフォンやコンピュータモニタで使用されている液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）が、２Ｄディスプレイの例として挙げられる。これに対して本明細書では、「マルチビューディスプレイ」を、異なるビュー方向で、又は異なるビュー方向から、異なるマルチビュー画像のビューを提供するように構成された、電子ディスプレイ又は電子ディスプレイシステムと定義している。具体的には、これらの異なるビューは、マルチビュー画像のシーン又はオブジェクトの異なる遠近ビューを表すことができる。場合によっては、マルチビューディスプレイは三次元（３Ｄ）ディスプレイと呼ばれることもあり、例えば、異なるマルチビュー画像のビューを２つ同時に視認すると、三次元画像を視認しているかのような知覚作用が起こる。
図１Ａは、本明細書に記載の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に示すように、マルチビューディスプレイ１０は、視認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で異なるマルチビュー画像のビュー１４を提供している。ビュー方向１６を、画面１２からさまざまな異なる主角度方向に延在する矢印として示し、異なるビュー１４を、矢印（即ち、ビュー方向１６を示している）の終端にある多角形の斜線付きボックスとして示し、また、４つのビュー１４及び４つのビュー方向１６のみを示しているが、これらを全て例示として示すのであって、限定するものではない。なお、図１Ａではこれら異なるビュー１４を画面の上方にあるように示しているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０上に表示されるとき、これらのビュー１４は、実際には画面１２上又はその近傍に出現する。画面１２の上方にビュー１４を図示しているのは、図示を簡易化するためのみであり、また、特定のビュー１４に対応しているビュー方向１６のそれぞれの方向から、マルチビューディスプレイ１０を視認していることを表す意図がある。
ビュー方向、即ち同等にマルチビューディスプレイのビュー方向に対応している方向を有する光ビームは通常、本明細書の定義により、角度成分｛θ、φ｝が示す主角度方向を有する。本明細書では、角度成分θを、光ビームの「仰角成分」又は「仰角」と呼んでいる。角度成分φを、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と呼んでいる。定義により、仰角θを垂直面内（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に垂直な）の角度とする一方、方位角φを水平面内（例えば、マルチビューディスプレイ画面の平面に平行な）の角度としている。
図１Ｂは、本明細書に記載の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（例えば、図１Ａのビュー方向１６）に対応している特定の主角度方向又は単に「方向」を有する、光ビーム２０の角度成分｛θ、φ｝を表す図式表示を示す。加えて、本明細書の定義により、光ビーム２０を特定の地点から放射させるか、又は放射させている。即ち、定義上光ビーム２０は、本マルチビューディスプレイ内の特定の原点と関連付けられた中心光線を有する。図１Ｂは、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏをさらに示している。
また、本明細書では、「マルチビュー画像」や「マルチビューディスプレイ」という用語で使用している「マルチビュー」という用語を、さまざまな視野を表示するか、又は複数のビューのビュー間における角度視差を含む複数のビューと定義している。さらに、本明細書では「マルチビュー」という用語は、本明細書の定義により、３つ以上の異なるビュー（即ち、最低３つのビュー、ひいては概ね４つ以上のビュー）を明示的に含む。したがって、本明細書で使用している「マルチビューディスプレイ」を、シーン又は画像を表示するために異なるビューを２つのみ含む立体ディスプレイと明確に区別している。ただし、マルチビュー画像及びマルチビューディスプレイが３つ以上のビューを含んでいる場合があるが、本明細書の定義により、一度に表示するマルチビュー表示を２つのみ選択して（例えば、片眼ごとに１つのビュー）、立体画像のペアとしてマルチビュー画像を表示してもよい（例えば、マルチビューディスプレイで）。
本明細書では「マルチビューピクセル」を、マルチビューディスプレイにおける、同様であるが複数の異なるビューそれぞれにおけるサブピクセル又は「ビュー」ピクセルのセットと定義している。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それぞれにおけるビューピクセルに対応するか、又はそれを表す異なるビューピクセルを有していてもよい。加えて、マルチビューピクセルのビューピクセル（view pixels）を、本明細書の定義により、ビューピクセルのそれぞれが、異なるビューにおいて対応する１つの所定のビュー方向と関連付けられているということから、いわゆる「指向性ピクセル」としている。さらに、さまざまな例及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、異なるビューそれぞれにおいて同等、又は少なくとも実質的に同様の位置若しくは座標を有していてもよい。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それぞれにおいて｛ｘ１ｙ１｝に位置する個々のビューピクセルを有する一方、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューそれぞれにおいて｛ｘ２ｙ２｝に位置する個々のビューピクセルを有する、などとしてもよい。いくつかの実施形態では、マルチビューピクセルのビューピクセルの数は、本マルチビューディスプレイのビューの数に等しくてもよい。
本明細書では、「ライトガイド」を、内部全反射（total internal reflection）、即ち「ＴＩＲ」を使用して構造体内の光を導波する、１つの構造体と定義している。具体的には、このライトガイドは、ライトガイドの動作波長において実質的に透過性のあるコアを含んでもよい。さまざまな例では、この「ライトガイド」という用語は通常、内部全反射を使用して、ライトガイドの誘電体材料と、そのライトガイドを包囲している材料又は媒体との間の境界面において光を導波する、誘電体光導波路を指す。定義により、内部全反射の条件を、ライトガイドの屈折率が、ライト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高いこととしている。いくつかの実施形態では、このライトガイドは上記の屈折率差に加えて、又はその代わりにコーティングを含み、これにより内部全反射をさらに促進していてもよい。このコーティングは、例えば反射コーティングであってもよい。このライトガイドはいくつかのライトガイド、例えば平板ガイド若しくはスラブガイド、又はストリップガイドのうちの一方若しくは両方を含むが、これらに限定されない任意のライトガイドであってもよい。
また、本明細書では、「平板ライトガイド」のようにライトガイドに適用する場合の「平板」という用語を、区分的若しくは微分的に平面の層又はシートと定義しており、これを「スラブ」ガイドと呼ぶ場合もある。具体的には、この平板ライトガイドを、ライトガイドの上面及び底面（即ち、対向面）により境界付けられた、実質的に直交している２つの方向に光を導波するように構成されたライトガイドと定義している。さらに、本明細書の定義により、これらの上面及び底面は両方とも互いから離隔されており、少なくとも微分的な意味で、これらを実質的に互いに対して平行とすることができる。即ち、平板ライトガイドの微分的に小さないかなる領域でも、これらの上面と底面とは実質的に平行であるか、又は同一平面上にある。
いくつかの実施形態では、この平板ライトガイドは実質的に平坦（即ち、平面に限定される）であってもよく、したがって、この平板ライトガイドは平面ライトガイドである。他の実施形態では、この平板ライトガイドは、１つ又は２つの直交する次元において湾曲していてもよい。例えば、この平板ライトガイドを一次元で湾曲させて、円筒形状の平板ライトガイドを形成してもよい。ただし、光を導波するのに平板ライトガイド内で確実に内部全反射が維持されるのに十分な大きさとなるように、任意の湾曲の曲率半径を設定している。
本明細書で定義しているように、導波光の「非ゼロ伝搬角」とは、ライトガイドのガイド面に対する角度のことである。また本明細書の定義により、この非ゼロ伝搬角はゼロよりも大きく、かつライトガイド内の内部全反射の臨界角よりも小さい。さらに、特定の非ゼロ伝搬角を、ライトガイド内の内部全反射の臨界角よりも小さくなるように選択する限り、特定の実装に対して特定の非ゼロ伝搬角を選択してもよい（例えば、任意に）。さまざまな実施形態では、光は、導波光の非ゼロ伝搬角でライトガイド１２４内に導入又は結合されてもよい。
さまざまな実施形態によれば、光をライトガイド内に結合することによって発生する導波光、即ち同等に導波「光ビーム」は、平行光ビームであってもよい。本明細書では、「平行光」又は「平行光ビーム」を通常、光ビームの光線が光ビーム内で実質的に互いに平行である光ビームと定義している。また、本明細書の定義により、この平行光ビームから発散するか、又は散乱する光線を、平行光ビームの一部と見なしてはいない。
本明細書では通常、「回折格子」を、回折格子に入射する光の回折をもたらすように配置された、複数の特徴部（即ち、回折特徴部）と定義している。いくつかの例では、これら複数の特徴部は、周期的又は準周期的に配置されてもよい。例えば、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイ状に配置された複数の特徴部（例えば、材料表面上にある複数の溝又はリッジ）を含んでいてもよい。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、例えば材料表面上の隆起又はその内部の穴の２Ｄアレイであってもよい。
したがって、本明細書の定義により、「回折格子」を、回折格子に入射する光の回折をもたらす構造体としている。光がライトガイドから回折格子へと入射する場合、そこでもたらされる回折又は回折散乱は、回折により、回折格子がライトガイドからの光を外部に散乱させることができるということから、その結果これを「回折散乱」と呼ぶことがある。また、本明細書の定義により、これら回折格子の特徴部を「回折特徴部」と呼んでおり、これらは材料表面（即ち、２つの材料間の境界）にあり、その内部にあり、かつその上にある特徴部のうちの１つ又はそれ以上であってもよい。この表面は、例えばライトガイドの表面であってもよい。これらの回折特徴部は、光を回折するさまざまな構造体、例えば当該表面にあるか、その内部にあるか、又はその上にある溝、リッジ、穴若しくは隆起のうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない構造体のいずれかを含んでいてもよい。例えば、回折格子は、材料表面における複数の実質的に平行な溝を含んでいてもよい。別の例では、回折格子は、材料表面から隆起している複数の平行なリッジを含んでもよい。これらの回折特徴部（例えば、溝、リッジ、穴、隆起など）は、回折をもたらすさまざまな断面形状又はプロファイル、例えば正弦波プロファイル、長方形プロファイル（例えば、バイナリ回折格子）、三角形プロファイル又は鋸歯状プロファイル（例えば、ブレーズド格子）のうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない断面形状又はプロファイルのいずれかを有していてもよい。
本明細書に記載のさまざまな例によれば、回折格子（例えば、以下に記載しているような、マルチビーム素子の回折格子）を使用して、ライトガイド（例えば、平板ライトガイド）からの光を、光ビームとして外部に回折散乱させるか、又は外部に回折結合させてもよい。具体的には、局所的に周期的な回折格子の回折角θｍ、又はこれによってもたらされる回折角θｍを、式（１）で次のように得ることができる。
Figure 0007299343000001
 ここで、λは光の波長であり、ｍは回折次数であり、ｎはライトガイドの屈折率であり、ｄは回折格子の特徴部間の距離又は間隔であり、θｉは回折格子に対する光の入射角である。説明を簡易化するために、式（１）では、回折格子がライトガイドの表面に隣接しており、このライトガイドの外側の材料が有する屈折率が１に等しい（即ち、ｎ外側＝１）と仮定している。通常、回折次数ｍは整数で得られる。回折格子が形成する光ビームの回折角θｍは、回折次数が正である（例えば、ｍ＞０）式（１）によって得ることができる。例えば、回折次数ｍが１に等しい（即ち、ｍ＝１）場合、一次回折がもたらされる。
図２は、本明細書に記載の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。例えば、回折格子３０は、ライトガイド４０の表面上に配置されてもよい。加えて、図２は、入射角θｉで回折格子３０に入射する光ビーム５０を示している。入射光ビーム５０は、ライトガイド４０内の導波光（即ち、導波光ビーム）のビームであってもよい。また、図２では、入射光ビーム５０を回折させた結果として、回折格子３０によって回折生成されて、外部に回折結合される、指向性光ビーム６０を示している。この指向性光ビーム６０は、式（１）によって得られる回折角θｍ（又は本明細書では「主角度方向」）を有する。この回折角θｍは、回折格子３０の回折次数「ｍ」、例えば回折次数ｍ＝１（即ち、第１の回折次数）に対応していてもよい。
本明細書の定義により、「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、バックライト又はディスプレイの構造若しくは要素である。いくつかの実施形態では、このマルチビーム素子は、ライトガイド内で導波される光の一部を外部に結合させるか、又は外部に散乱させることによって複数の光ビームを提供するように、バックライトのライトガイドに光学的に結合されてもよい。また、マルチビーム素子によって生成される複数の光ビームのうちの光ビームはそれぞれ、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。具体的には、定義により、複数の光ビームのうちの１つの光ビームは、複数の光ビームのうちの別の光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。したがって、本明細書の定義により、光ビームを「指向性光ビーム」と呼び、また、複数の光ビームを「複数の指向性光ビーム」と呼んでもよい。
さらに、複数の指向性光ビームは明視野を表すことができる。例えば、これら複数の指向性光ビームは、実質的に円錐形の空間領域に限定されるか、又は複数の光ビームにおける光ビームのそれぞれの異なる主角度方向を含む、所定の角度広がりを有していてもよい。したがって、これらの光ビームを組み合わせて（即ち、複数の光ビーム）生じる所定の角度広がりは、明視野を表すことができる。
さまざまな実施形態によれば、複数のさまざまな指向性光ビームの異なる主角度方向は、ある特性、例えばマルチビーム素子のサイズ（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まる。いくつかの実施形態では、このマルチビーム素子が、本明細書の定義により、「拡張点光源」、即ち、マルチビーム素子の範囲にわたって分布している複数の点光源と見なされてもよい。また、このマルチビーム素子によって生成される指向性光ビームは、本明細書の定義により、また図１Ｂに関して上述したように、角度成分｛θ、φ｝によって示される主角度方向を有する。
また、本明細書では「コリメータ」を、光を平行化するように構成された、実質的に任意の光学デバイス又は光学装置と定義している。例えば、コリメータは、コリメートミラー又はリフレクタ、コリメートレンズ、回折格子、テーパ付きライトガイド、及びそれらのさまざまな組み合わせを含んでいてもよいが、これらに限定されない。さまざまな実施形態によれば、コリメータによってもたらされる平行化の量は、所定の程度又は量で実施形態ごとに変動してもよい。さらに、このコリメータは、２つの直交方向（例えば、垂直方向及び水平方向）の一方又は両方において平行化をもたらすように構成されていてもよい。即ち、このコリメータは、いくつかの実施形態によれば、光の平行化をもたらす２つの直交方向の一方又は両方において、形状又は同様の平行化特性を含んでいてもよい。
本明細書では「コリメーション係数」を、光の平行化の程度と定義している。具体的には、コリメーション係数は、本明細書の定義により、平行化された光ビーム内の光線の角度広がりを定義している。例えば、コリメーション係数σは、平行光のビーム内にある光線の大部分が、特定の角度広がり内にあること（例えば、平行光ビームの中心又は主角度方向を中心に＋／－σ度）を示すことができる。いくつかの例によれば、平行光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、また角度広がりは、平行光ビームのピーク強度の２分の１によって求められる角度であってもよい。
本明細書では、「光源」を、光提供源（例えば、光を生成して放射するように構成された発光体）と定義している。例えば、光源は、起動するか（activated）又はオンにする（turned on）と光を放射する、発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）などの発光体を含んでいてもよい。具体的には、本明細書では、この光源は実質的に任意の光提供源であるか、又は実質的に任意の発光体、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（organic light emitting diode：ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマ式発光体、蛍光灯、白熱灯、又は実質的に任意の他の光提供源のうちの１つ又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発光体を含んでいてもよい。光源が生成する光はある色を有していてもよく（即ち、特定の波長の光を含んでいてもよい）、又はある範囲内の波長（例えば、白色光）であってもよい。いくつかの実施形態では、光源は複数の発光体を含んでもよい。例えば、光源は、ある色、即ち同等に波長を有する光を発光体の少なくとも１つが生成する形態の、発光体のセット又はグループを含んでいてもよく、その色、即ち同等に波長は、このセット又はグループにおける少なくとも１つの他の発光体が生成する光の色若しくは波長とは異なっている。これらの異なる色は、例えば原色（例えば、赤、緑、青）を含んでいてもよい。本明細書では「偏光」光源を、所定の偏光を有する光を生成するか、又はもたらす実質的に任意の光源と定義している。例えば、この偏光光源は、光源の発光体の出力側に偏光子を含んでいてもよい。
本明細書では、「マルチビュー画像」は、複数の画像（即ち、３つを超える画像）として定義され、複数の画像におけるそれぞれの画像は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している異なるビューを表す。したがって、マルチビュー画像は、マルチビューディスプレイに表示されると、深度の知覚を促進し、結果として、例えば、視聴者には３Ｄシーンの画像であるかのように見える画像（例えば、二次元画像）の集合である。
定義上、「広角」放射光を、マルチビュー画像又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定義している。いくつかの実施形態では、具体的には、この広角放射光は、約２０度よりも大きい円錐角（例えば、＞±２０°）を有していてもよい。他の実施形態では、この広角放射光の円錐角は、約３０度よりも大きくてもよく（例えば、＞±３０°）、約４０度よりも大きくてもよく（例えば、＞±４０°）、又は約５０度よりも大きくてもよい（例えば、＞±５０°）。例えば、この広角放射光の円錐角は、約６０度よりも大きくてもよい（例えば、＞±６０°）。
いくつかの実施形態では、この広角放射光の円錐角が、ＬＣＤコンピュータモニタ、ＬＣＤタブレット、ＬＣＤテレビ、又は広角視認に対応した同様のデジタルディスプレイ装置の視野角と略同じとなるように定義されてもよい（例えば、約±４０～６５°）。他の実施形態では、広角放射光はまた、拡散光、略拡散光、無指向性光（即ち、特定の又は定義されたいずれの指向性も欠く）、又は単一若しくは略均一な方向を有する光として特徴付けられるか、あるいは述べられてもよい。
また、本明細書で使用する場合、冠詞「ａ（１つの）」は、当特許分野においてその通常の意味、即ち「１つ又はそれ以上」という意味を有することが意図される。例えば、「マルチビーム素子」は１つ又はそれ以上のマルチビーム素子を意味するため、本明細書では「マルチビーム素子」は「１つ又はそれ以上のマルチビーム素子」を意味する。また、「上面（top）」、「底面（bottom）」、「上部の（upper）」、「下部の（lower）」、「上に（up）」、「下に（down）」、「前（front）」、「後（back）」、「第１の（first）」、「第２の（second）」、「左（left）」又は「右（right）」へのいずれの言及も、本明細書において限定を意図するものではない。本明細書では、「約（about）」という用語は、値に適用される場合、通常その値を生成するために使用される機器の許容範囲内にあることを意味するか、あるいは別段の明示的な指定がない限り、プラスマイナス１０％、又はプラスマイナス５％、若しくはプラスマイナス１％を意味してもよい。また、本明細書で使用する「実質的に／略（substantially）」という用語は、過半数、あるいはほとんど全て、又は全て、若しくは約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書における例は例示を意図するものにすぎず、解説の目的で示したもので、限定するものではない。
本明細書に記載の原理によるいくつかの実施形態によれば、マルチゾーンバックライトが提供される。図３Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライト１００の平面図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライト１００の斜視図を示す。具体的には、図３Ｂに示す斜視図は、分解斜視図である。
限定ではなく例示として、マルチゾーンバックライト１００は図示のように、図３Ａ～図３Ｂに第１のゾーン１０１ａ及び第２のゾーン１０１ｂとして示されている複数の異なる領域又はゾーン１０１を有する。マルチゾーンバックライト１００は、ゾーン１０１のそれぞれにおいて放射光として光を提供又は放射するように構成されている。さらに、マルチゾーンバックライト１００によって提供される放射光は、ゾーンごとに選択可能であり、広角放射光又は指向性放射光であるか、それらのいずれかを含む。さまざまな実施形態では、この指向性放射光は、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を含む。さらに、さまざまな実施形態によれば、指向性放射光の指向性光ビームは、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する。これに対して、広角放射光は概して無指向性であり、さらに通常は、マルチゾーンバックライト１００に関連付けられたマルチビュー画像又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。
さまざまな実施形態によれば、マルチゾーンバックライト１００によって提供される放射光を使用して、マルチゾーンバックライト１００を使用する電子ディスプレイが照明されてもよい。例えば、この放射光を使用して、電子ディスプレイのライトバルブ（例えば、以下に述べるライトバルブ）のアレイが照明されてもよい。さらに、以下でさらに述べているように、マルチゾーンバックライト１００を使用するか、又はこれによって照明される電子ディスプレイは、複数のゾーン１０１に対応する電子ディスプレイの複数の異なるゾーンのそれぞれにおいて、この放射光を使用して、二次元（２Ｄ）画像又はマルチビュー画像のいずれかを選択的に表示するように構成されていてもよい。特定のゾーンに表示する画像タイプ（即ち、２Ｄ画像又はマルチビュー画像）の選択は、広角放射光又は指向性放射光のいずれがそのゾーンで放射されるかによって決まってもよい。
図示のように、マルチゾーンバックライト１００は、広角バックライト１１０を備える。この広角バックライトは、第１のゾーン１１０ａ及び第２のゾーン１１０ｂを有するか、又は含む。さまざまな実施形態によれば、これら第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂはそれぞれ、起動時に広角放射光を別々に提供するように構成されている。例えば、広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａを起動するか、又はオンにすると、第１のゾーン１１０ａから、又はその範囲内で広角放射光が放射される。同様に、広角バックライト１１０の第２のゾーン１１０ｂを起動するか、又はオンにすると、第２のゾーン１１０ｂから、又はその範囲内で広角放射光が放射される。起動しない場合は、広角バックライト１１０のそれぞれの第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂによって広角放射光が放射されない。なお、広角バックライト１１０は通常、複数のゾーンを含んでいてもよく、図示している第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂは、単に複数のゾーンを表すにすぎない。
図３Ａ～図３Ｂに示すマルチゾーンバックライト１００は、マルチビューバックライト１２０をさらに備える。図示のように、マルチビューバックライト１２０は、図示のように、第１のゾーン１２０ａと第２のゾーン１２０ｂとに分割されている。これら第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂはそれぞれ、起動時に指向性放射光を別々に提供するように構成されている。例えば、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａを起動するか、又はオンにすると、第１のゾーン１２０ａから、又はその範囲内で指向性放射光が放射される。同様に、マルチビューバックライト１２０の第２のゾーン１２０ｂを起動するか、又はオンにすると、第２のゾーン１２０ｂから、又はその範囲内で指向性放射光が放射される。起動しない場合は、マルチビューバックライト１２０のそれぞれの第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂによって指向性放射光が放射されない。さらに、さまざまな実施形態によれば、この指向性放射光は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する、指向性光ビームを含む。なお、広角バックライト１１０と同様に、マルチビューバックライト１２０は通常、複数のゾーンを含んでいてもよく、図示している第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂは、単に複数のゾーンを表すにすぎない。
さまざまな実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０は、広角バックライト１１０によって放射される広角放射光に対して透過性であるか、又は少なくとも実質的に透過性である。具体的には、マルチビューバックライト１２０は、広角バックライト１１０に隣接配置されてもよく、また広角放射光は、広角バックライト１１０のゾーンを起動した場合に、マルチビューバックライト１２０を透過してもよい。さらに、さまざまな実施形態によれば（例えば、図３Ａ～図３Ｂに示すように、）、マルチビューバックライト１２０の第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂは、広角バックライト１１０の第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂのそれぞれに対応し、これらのゾーンのそれぞれと位置合わせされてもよい。
いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０及びマルチビューバックライト１２０のそれぞれにおける第１のゾーン１１０ａ、１２０ａは、マルチゾーンバックライト１００の第１のゾーン１０１ａ内で広角放射光又は指向性放射光のいずれかを提供するように、協働して起動されるように構成されていてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０及びマルチビューバックライト１２０の第２のゾーン１１０ｂ、１２０ｂは、マルチゾーンバックライト１００の第２のゾーン１０１ｂ内で広角放射光又は指向性放射光のいずれかを、協働して提供する態様で起動されるように構成されていてもよい。例えば、広角放射光を提供するように、広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａを起動するか、又はオンにしてもよく、その一方で、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａを無効化するか、又はオフにしてもよい。したがって、本例では、マルチゾーンバックライト１００は、第１のゾーン１０１ａからの広角放射光のみを提供することができる。あるいは、指向性放射光を提供するように、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａを起動するか、又はオンにしてもよく、その一方で、広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａを無効化するか、又はオフにしてもよい。本例では、マルチゾーンバックライト１００は、第１のゾーン１０１ａからの指向性放射光のみを提供することができる。さまざまな実施形態によれば、図３Ａ～図３Ｂに示す広角バックライト１１０の第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂ並びにマルチビューバックライト１２０の第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂを任意に組み合わせたさまざまな起動形態を用いて、マルチゾーンバックライト１００において対応する第１及び第２のゾーン１０１ａ、１０１ｂ内で広角放射光及び指向性放射光の任意の組み合わせを選択的に提供することができる。
いくつかの実施形態（図示せず）では、広角バックライト１１０又はマルチビューバックライト１２０の一方若しくは両方は、第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂ以外に追加のゾーンを含んでもよい。いくつかの実施形態では、具体的には、広角バックライト１１０は、マルチビューバックライト１２０よりも多くのゾーンを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０のこれらの追加ゾーンを使用して、マルチビューバックライト１２０のゾーン内に指向性放射光と同時に広角放射光を提供することができる。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、広角バックライト１１０は光源１１２を含み、マルチビューバックライト１２０は光源１２２を含んでいてもよい。具体的には、広角バックライト１１０の第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂは別個の光源１１２ａ、１１２ｂを含んでいてもよく、マルチビューバックライト１２０の第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂは別個の光源１２２ａ、１２２ｂを含んでいてもよい。これらの別個の光源１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂは、第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂのそれぞれに光を提供するか、又はこれらに照射するように構成されている。これらの実施形態では、別個の光源１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂの個々の起動は、第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２０ｂのそれぞれを起動するように構成されていてもよい。例えば、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａの光源１２２ａを起動するか、又はオンにすることにより、第１のゾーン１２０ａを起動することができる。別の例では、広角バックライト１１０の第２のゾーン１１０ｂにおける別個の光源１１２ｂを起動するか、又はオンにすることにより、広角バックライト１１０の第２のゾーン１１０ｂを起動することができる。
図４Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライト１００の断面図を示す。図４Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライト１００の断面図を示す。図４Ａ及び図４Ｂに示す断面図は、マルチゾーンバックライト１００のゾーン（例えば、第１のゾーン１０１ａ）にわたって断面を表していてもよく、例えば、図４Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライト１００の斜視図を示す。図４Ａ～図４Ｃに示すように、マルチゾーンバックライト１００は、広角バックライト１１０と、マルチビューバックライト１２０とを備える。さらに、限定ではなく例示として、マルチゾーンバックライト１００によって提供される放射光１０２を、矢印を用いて示しており、その際、広角放射光１０２’を破線の矢印として示しており、また指向性放射光１０２’’を、指向性放射光１０２’’の複数の指向性光ビームを表す複数の矢印として示している。
図４Ａに示すように、マルチゾーンバックライト１００は、第１のゾーン１０１ａから広角放射光１０２’を提供するように構成されている。具体的には、図４Ａは、広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａから広角放射光１０２’が放射される様子を示す。さらに、広角放射光１０２’を、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａを通過して、マルチゾーンバックライト１００の第１のゾーン１０１ａから放射されるように示している。したがって、広角バックライト１１０の別個の光源１１２ａの起動を示すためにクロスハッチングを用いて示しているように、図４Ａにおいて広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａを起動している。図４Ａでは、マルチビューバックライト１２０の別個の光源１２２ａにクロスハッチングを付さないことによって示しているように、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａを無効化するか、又はオフにしている。
一方、図４Ｂのマルチゾーンバックライト１００は、図示のように、第１のゾーン１０１ａから指向性放射光１０２’’を提供するように構成されている。具体的には、図４Ｂは、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａから指向性放射光１０２’’が放射される様子を示す。したがって、マルチビューバックライト１２０の別個の光源１２２ａの起動を示すクロスハッチングを用いて示しているように、図４Ｂにおいてマルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａを起動している。図４Ｂでは、広角バックライト１１０の別個の光源１１２ａにクロスハッチングを付さないことによって示しているように、広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａを無効化するか、又はオフにしている。図４Ｃはまた、マルチゾーンバックライト１００の第１のゾーン１０１ａ及びマルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａから指向性放射光１０２’’を提供するように構成された、マルチゾーンバックライト１００を示している。いくつかの実施形態によれば、広角バックライト１１０は、図示のように、当該ゾーン、例えば第１及び第２のゾーン１１０ａ、１１０ｂのうちの１つ又はそれ以上から広角放射光１０２’を提供するように構成された、平面又は実質的に平面発光面１１０’を有する。さまざまな実施形態によれば、広角バックライト１１０は、別々に起動される複数のゾーンを有する、実質的に任意のバックライトであってもよい。例えば、広角バックライト１１０は、別々に起動され得る別々のゾーンに分割された、直接発光するか、又は直接照明される平面バックライトであってもよい。直接発光するか、又は直接照明される平面バックライトには、平面発光面１１０’を直接照明し、広角放射光１０２’を提供するように構成された、冷陰極蛍光ランプ（cold-cathode fluorescent lamp：ＣＣＦＬ）、ネオンランプ、又は発光ダイオード（ＬＥＤ）の平面アレイを使用するバックライトパネルが含まれるが、これに限定されない。エレクトロルミネセンスパネル（electroluminescent panel：ＥＬＰ）は、直接発光する平面バックライトの別の非限定的な例である。他の例では、広角バックライト１１０は、それぞれが別個の間接光源を使用する、別々のゾーンに分割されたバックライトを含んでいてもよい。そのような間接照明型バックライトは、エッジ結合型又はいわゆる「エッジライト」式バックライトなどのさまざまな形態を含んでいてもよいが、これらに限定されない。
図５は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における広角バックライト１１０の断面図を示す。図５の断面図は、例えば、図４Ａ～図４Ｃに示す広角バックライト１１０の第１のゾーン１１０ａ又は第２のゾーン１１０ｂのいずれかを表していてもよい。図５に示すように、広角バックライト１１０はエッジライト式バックライトであり、広角バックライト１１０のエッジに結合された光源１１２を含む。エッジ結合光源１１２は、広角バックライト１１０内で光を生成するように構成され、また、別個の光源１１２ａ、１１２ｂのいずれかを表していてもよい。さらに、限定ではなく例示として示すように、広角バックライト１１０は、複数の抽出機構１１４ａと共に、平行な対向面（即ち、矩形形状のガイド構造体）を備える、実質的に矩形の断面を有するガイド構造体１１４（又はライトガイド）を含む。限定ではなく例示として、図５に示す広角バックライト１１０は、広角バックライト１１０のガイド構造体１１４の表面（即ち、上面）に抽出機構１１４ａを含む。さまざまな実施形態によれば、エッジ結合光源１１２から、矩形形状のガイド構造体１１４内に導波される光は、抽出機構１１４ａによってガイド構造体１１４から方向変更され、外部に散乱され、又は抽出されることにより、広角放射光１０２’を提供することができる。広角バックライト１１０は、エッジ結合光源１１２を起動するか、又はオンにすることによって起動される。
いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０は、直接発光型であるか、又はエッジライト式（例えば、図５に示すように）であるかにかかわらず、１つ又はそれ以上の追加の層若しくはフィルム、例えばディフューザ若しくは拡散層、輝度向上フィルム（brightness enhancement film：ＢＥＦ）、及び偏光リサイクルフィルム又は偏光リサイクル層を含むがこれらに限定されない、１つ又はそれ以上の追加の層若しくはフィルムをさらに含んでもよい。例えば、ディフューザは、抽出機構１１４ａのみによって提供されるものと比較して、広角放射光１０２’の放射角を増加させるように構成されていてもよい。いくつかの例では、輝度向上フィルムを使用して、広角放射光１０２’の全体的な輝度を高めてもよい。輝度向上フィルム（ＢＥＦ）は、例えばミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ部門からＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＢＥＦ ＩＩとして入手可能であり、これはプリズム構造を利用して、最大６０％の輝度利得をもたらす、微細複製された向上フィルムである。偏光リサイクル層は、第１の偏光を選択的に透過させる一方で、第２の偏光を反射させて、矩形形状のガイド構造体１１４に向かって戻すように構成されていてもよい。この偏光リサイクル層は、例えば、反射偏光フィルム又は二重輝度向上フィルム（dual brightness enhancement film：ＤＢＥＦ）を含んでいてもよい。ＤＢＥＦフィルムの例には、例えばミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ部門から入手可能な３Ｍ Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍが含まれるが、これに限定されない。別の例では、高度な偏光変換フィルム（advanced polarization conversion film：ＡＰＣＦ）、又は輝度向上フィルムとＡＰＣＦフィルムとの組み合わせを偏光リサイクル層として使用してもよい。
図５は、ガイド構造体１１４及び広角バックライト１１０の平面発光面１１０’に隣接するディフューザ１１６を、広角バックライト１１０がさらに備える様子を示す。さらに、図５には、輝度向上フィルム１１７と偏光リサイクル層１１８とを示しており、両方とも同様に平面発光面１１０’に隣接している。いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０は、例えば図５に示すように、平面発光面１１０’の反対側にある、ガイド構造体１１４の表面（即ち、背面に）に隣接する反射層１１９をさらに含む。反射層１１９は、さまざまな反射フィルム、例えば反射性金属の層又は強化鏡面反射（enhanced specular reflector：ＥＳＲ）フィルムを含むが、これらに限定されないさまざまな反射フィルムのいずれかを含んでいてもよい。ＥＳＲフィルムの例には、ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ部門から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｆｉｌｍが含まれるが、これに限定されない。
再度図４Ａ～図４Ｃを参照すると、いくつかの実施形態（例えば、図示しているように）では、マルチビューバックライト１２０はライトガイド１２４をさらに含んでいてもよい。さまざまな実施形態によれば、ライトガイド１２４は、光を導波光１０４として導波するように構成されている。いくつかの実施形態では、このライトガイド１２４は平板ライトガイドであってもよい。さらに、このライトガイド１２４は、ライトガイド１２４を第１の部分と第２の部分とに分割するように構成された、反射構造体１２５を含む。この第１の部分は、マルチビューバックライト１２０の第１のゾーン１２０ａに対応しており、第２の部分は、マルチビューバックライト１２０の第２のゾーン１２０ｂに対応している。
さまざまな実施形態によれば、ライトガイド１２４は、内部全反射に従って、ライトガイド部分（例えば、第１の部分又は第２の部分のいずれか）でライトガイド１２４の長さに沿って導波光１０４を導波するように構成されている。ライトガイド１２４内の導波光１０４の一般的伝搬方向１０３を、図４Ｂでは太字矢印で示している。いくつかの実施形態では、図４Ｂに示すように、導波光１０４は、非ゼロ伝搬角で伝搬方向１０３に導波されてもよく、また、所定のコリメーション係数σに従って平行化された平行光を含んでもよい。
例えば、ライトガイド１２４は、光導波路として構成された誘電体材料を含んでいてもよい。この誘電体材料は、誘電体光導波路を包囲している媒体の第２の屈折率よりも高い、第１の屈折率を有していてもよい。例えば、屈折率差は、ライトガイド１２４の１つ又はそれ以上の導波モードに従って、導波光１０４の内部全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、このライトガイド１２４は、光学的に透過性の誘電体材料の、延展された実質的に平面状のシートを含む、スラブ光導波路又は平板光導波路であってもよい。さまざまな例によれば、このライトガイド１２４の光学的に透過性の材料は、さまざまな誘電体材料、例えばさまざまなタイプのガラス（例えば、石英ガラス、アルミノケイ酸アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、また実質的にかつ光学的に透過なプラスチック若しくはポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）又は「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）のうちの１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されないさまざまな誘電体材料のいずれかを含むか、又はそのいずれかで構成されていてもよい。いくつかの例では、このライトガイド１２４は、ライトガイド１２４の表面の少なくとも一部（例えば、上面又は底面の一方若しくは両方）に、クラッド層（図示せず）をさらに含んでいてもよい。いくつかの例によれば、このクラッド層を使用して、内部全反射をさらに促進してもよい。
さまざまな実施形態によれば、反射構造体１２５は、ライトガイド１２４の第１の部分を第２の部分から反射分離する、ライトガイド１２４内の間隙、当該部分間の反射壁、及びライトガイド１２４のガイド面内の溝又は同様の不連続部を含んでいてもよいが、これらに限定されない。反射構造体１２５のいくつかの例示的な実施形態については、例えば図６Ａ～図６Ｂを参照して以下でさらに説明する。
図６Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例における反射構造体１２５を有するライトガイド１２４の斜視図を示す。図６Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における反射構造体１２５を有するライトガイド１２４の斜視図を示す。具体的には、図６Ａは、第１の部分１２４ａと第２の部分１２４ｂとを分離するライトガイド１２４内の間隙を含む、反射構造体１２５を示す。いくつかの実施形態では、この間隙は、ライトガイド１２４のエッジで間隙に沿って生じる内部全反射によって、第１及び第２の部分１２４ａ、１２４ｂのそれぞれの中に導波光を反射閉じ込めすることができる。別の実施形態では、このライトガイドのエッジは、導波光をさらに反射閉じ込めするように、反射性材料（例えば、反射性金属、反射性高分子金属など）でコーティングされてもよい。
図６Ｂは、ライトガイド１２４のガイド面内に溝を含む、反射構造体１２５を示す。矢印によって示すように、この溝は、導波光１０４の少なくとも一部を反射により方向変更して、第１又は第２の部分１２４ａ、１２４ｂの一方の中に、この導波光１０４を反射閉じ込めすることができる。図６Ｂの反射構造体１２５を溝として示しているが、この反射構造体１２５は、ライトガイド１２４の第１の部分１２４ａを第２の部分１２４ｂから反射分離する、ライトガイド１２４のガイド面内の実質的に任意の構造の不連続部、例えば、ライトガイド１２４の長さに沿って延在する回折格子であってもよい。
再度図４Ａ～図４Ｃを参照すると、マルチビューバックライト１２０は、例えば図示のように、マルチビーム素子１２６のアレイをさらに含んでいてもよい。さまざまな実施形態によれば、このマルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子１２６はそれぞれ、ライトガイド１２４の第１及び第２の部分１２４ａ、１２４ｂのそれぞれにわたって互いから離隔している。例えば、いくつかの実施形態では、これらのマルチビーム素子１２６は、一次元（１Ｄ）アレイ状に配置されてもよい。他の実施形態では、これらのマルチビーム素子１２６は、二次元（２Ｄ）アレイ状に配置されてもよい。さらに、異なるタイプのマルチビーム素子１２６がマルチビューバックライト１２０内で使用されてもよく、これには例えば、アクティブエミッタ及びさまざまな散乱素子が含まれるが、これらに限定されない。さまざまな実施形態によれば、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子１２６はそれぞれ、マルチビューモード中にマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する、指向性放射光１０２’’の指向性光ビームを提供するように構成されている。さまざまな実施形態によれば、具体的には、これら複数の指向性光ビームのうちの指向性光ビームはそれぞれ、マルチビューバックライト１２０のあるゾーンを起動すると提供される、指向性放射光１０２’’を含む。
さまざまな実施形態によれば、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子１２６はそれぞれ、図４Ｂに示すように、ライトガイド１２４内からの導波光１０４の一部を外部に散乱させ、この散乱した部分をライトガイド１２４の第１の表面１２４’から、又はマルチビューバックライト１２０の第１の表面から離隔するように方向付けして、指向性放射光１０２’’を提供するように構成されている。例えば、この導波光部分は、第１の表面１２４’を通ってマルチビーム素子１２６によって散乱されてもよい。さらに、図４Ａ～図４Ｃに示すように、さまざまな実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０において第１の表面の反対側にある第２の表面１２４’’は、広角バックライト１１０の発光面１１０’に隣接していてもよい。
なお、図４Ｂに示すように、指向性放射光１０２’’の複数の指向性光ビームは、上述した異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームであるか、これら複数の指向性光ビームを表している。即ち、さまざまな実施形態によれば、指向性光ビームは、指向性放射光１０２’’の他の指向性光ビームとは異なる主角度方向を有する。さらに、広角バックライト１１０から始まり、続いてマルチビューバックライト１２０を通過する破線矢印によって図４Ａに示すように、マルチビューバックライト１２０の厚みを広角バックライト１１０からの広角放射光１０２’が通過又は透過できるように、マルチビューバックライト１２０を実質的に透過性（例えば、少なくとも２Ｄモードでは）としてもよい。即ち、広角バックライト１１０によって提供される広角放射光１０２’は、例えばマルチビューバックライトの透過性により、マルチビューバックライト１２０を透過するように構成されている。
例えば、ライトガイド１２４と、離隔している複数のマルチビーム素子１２６とにより、光が第１の表面１２４’及び第２の表面１２４’’の両方を通ってライトガイド１２４を透過できるようになり得る。これらマルチビーム素子１２６のサイズが比較的小さいこと、及びマルチビーム素子１２６の素子間間隔が比較的大きいことの両方により、少なくとも部分的に透過性が促進され得る。さらに、とりわけマルチビーム素子１２６が以下に述べている回折格子を含む場合、いくつかの実施形態では、マルチビーム素子１２６はまた、ライトガイド表面１２４’、１２４’’に直交して伝搬する光に対して実質的に透過性であってもよい。したがって、さまざまな実施形態によれば、例えば広角バックライト１１０からの光は、マルチビューバックライト１２０のマルチビーム素子のアレイを有するライトガイド１２４を通って直交方向に透過してもよい。
上述したように、マルチビューバックライト１２０は、第１及び第２のゾーン１２０ａ、１２０ｂのそれぞれに対応する別個の光源１２２ａ、１２２ｂをそれぞれ含む、光源１２２を備える。したがって、マルチビューバックライト１２０は、例えばエッジライト式バックライトであってもよい。さまざまな実施形態によれば、光源１２２は、ライトガイド１２４内に導波光１０４として導波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１２２は、ライトガイド１２４の入射面又は入射端（入力端）に隣接配置されていてもよい。さまざまな実施形態では、光源１２２は、実質的に任意の光提供源（例えば、発光体）、例えば、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）若しくはレーザ（例えば、レーザダイオード）を含むが、これらに限定されない実質的に任意の光提供源を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、光源１２２は、特定の色が示す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、発光体を含んでもよい。具体的には、この単色の光が有する色は、特定の色空間又はカラーモデル（例えば、赤緑青（red-green-blue：ＲＧＢ）カラーモデル）の原色であってもよい。他の例では、光源１２２は、実質的に広帯域又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。例えば、光源１２２は白色光を提供することができる。いくつかの実施形態では、光源１２２は、異なる色の光を提供するように構成された、複数の異なる発光体を含んでいてもよい。異なる色の光のそれぞれに対応する導波光において、それぞれ異なる、色固有の非ゼロ伝搬角を有する光を提供するように、異なる発光体が構成されていてもよい。図４Ｂに示すように、マルチビューバックライト１２０の起動は、図４Ｂにクロスハッチングを用いて示している光源１２２を起動するステップを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、光源１２２は、コリメータ（図示せず）をさらに含んでもよい。このコリメータは、光源１２２の発光体のうちの１つ又はそれ以上から実質的に平行化されていない光を受光するように構成されていてもよい。このコリメータは、実質的に平行化されていない光を平行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では、具体的には、このコリメータは、非ゼロ伝搬角を有し、かつ所定のコリメーション係数に従って平行化された平行光を提供してもよい。さらに、異なる色の発光体が使用される場合、それぞれ異なる、色固有の非ゼロ伝搬角を有する平行光、又はそれぞれ異なる、色固有のコリメーション係数を有する平行光の一方若しくは両方である平行光を提供するように、このコリメータが構成されていてもよい。このコリメータは、平行光をライトガイド１２４に伝達し、これを上述した導波光１０４として伝搬させるようにさらに構成されている。
上述したように、さまざまな実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０はマルチビーム素子１２６のアレイを含む。いくつかの実施形態によれば（例えば、図４Ａ～図４Ｃに示すように）、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子１２６はそれぞれ、ライトガイド１２４の第１の表面１２４’に（例えば、マルチビューバックライト１２０の第１の表面に隣接して）配置されていてもよい。他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム素子１２６はライトガイド１２４内に配置されていてもよい。さらに他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム素子１２６は、ライトガイド１２４の第２の表面１２４’’に、又はその上に（例えば、マルチビューバックライト１２０の第２の表面に隣接して）配置されていてもよい。さらに、マルチビーム素子１２６のサイズは、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のライトバルブのサイズと同等である。即ち、マルチビーム素子のサイズは、例えば、マルチゾーンバックライト１００及びそのマルチビューバックライト１２０を含む、マルチビューディスプレイのライトバルブのアレイのライトバルブのサイズと同等である。
図４Ａ～図４Ｃはまた、限定ではなく例示として、ライトバルブ１０６のアレイ（例えば、マルチビューディスプレイ）を示す。さまざまな実施形態では、さまざまな異なるタイプのライトバルブのいずれかが、ライトバルブ、例えば液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、又はエレクトロウェッティングベースの、若しくはエレクトロウェッティングを使用するライトバルブのうちの１つ又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のアレイのライトバルブ１０６として使用されてもよい。さらに、図示のように、マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子１２６に対して、ライトバルブ１０６の固有のセットが設けられていてもよい。ライトバルブ１０６の固有のセットは、例えば、マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル１０６’に対応することができる。
本明細書では、この「サイズ」を、さまざまな形態、例えば長さ、幅、又は面積を含むが、これらに限定されないさまざまな形態のいずれかにおいて定義していてもよい。例えば、ライトバルブのサイズはライトバルブの長さであってもよく、これと同等であるマルチビーム素子１２６のサイズも同様に、マルチビーム素子１２６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１２６の面積をライトバルブの面積と同等にすることができるような面積を指していてもよい。いくつかの実施形態では、このマルチビーム素子１２６のサイズを、このマルチビーム素子のサイズがライトバルブのサイズの約２５パーセント（２５％）～約２００パーセント（２００％）となるように、ライトバルブのサイズと同等にしている。例えば、このマルチビーム素子のサイズを「ｓ」で示し、ライトバルブのサイズを「Ｓ」で示す場合（例えば、図４Ｂに示すように）、マルチビーム素子のサイズｓを次の式（２）で示すことができる。
Figure 0007299343000002
 他の例では、マルチビーム素子のサイズはライトバルブのサイズの約５０パーセント（５０％）よりも大きく、あるいはライトバルブのサイズの約６０パーセント（６０％）であり、又はライトバルブのサイズの約７０パーセント（７０％）であり、若しくはライトバルブのサイズの約８０パーセント（８０％）よりも大きく、又はライトバルブのサイズの約９０パーセント（９０％）よりも大きく、また、マルチビーム素子はライトバルブのサイズの約１８０パーセント（１８０％）よりも小さく、あるいはライトバルブのサイズの約１６０パーセント（１６０％）よりも小さく、又はライトバルブのサイズの約１４０パーセント（１４０％）よりも小さく、若しくはライトバルブのサイズの約１２０パーセント（１２０％）よりも小さい。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム素子１２６とライトバルブとが該当する同等のサイズは、マルチビューディスプレイのビュー間の暗いゾーンを低減するように、又はいくつかの例では最小化するように選択されてもよく、その一方で同時に、マルチビューディスプレイ又はマルチビュー画像のビュー間の重なりを低減するように、又はいくつかの例では最小化するように選択されてもよい。
さまざまな実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０のマルチビーム素子１２６は、導波光１０４の一部を外部に散乱させるように構成された、いくつかの異なる構造体のいずれかを含んでいてもよい。例えば、これらの異なる構造体には、回折格子、マイクロ反射素子、マイクロ屈折素子、又はそれらのさまざまな組み合わせが含まれてもよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を含むマルチビーム素子１２６は、主角度方向が異なる複数の指向性光ビームを含む指向性放射光１０２’’として、導波光部分を外部に回折結合させるか、又は外部に回折散乱させるように構成されている。いくつかの実施形態では、マルチビーム素子の回折格子は、複数の個々のサブ格子を含んでいてもよい。他の実施形態では、マイクロ反射素子を含むマルチビーム素子１２６は、導波光部分を複数の指向性光ビームとして外部に反射結合させるか、又は反射散乱させるように構成されているか、あるいはマイクロ屈折素子を含むマルチビーム素子１２６は、屈折によって、又は屈折を用いて、導波光部分を複数の指向性光ビームとして外部に結合させるか、又は外部に散乱させる（即ち、導波光部分を外部に屈折散乱させる）ように構成されている。
図７は、本明細書に記載の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１２６を含むマルチビューバックライト１２０の一部の断面図を示す。具体的には、図５は、回折格子１２６ａを含むマルチビューバックライト１２０のマルチビーム素子１２６を示す。回折格子１２６ａは、導波光１０４の一部を、指向性放射光１０２’’の複数の指向性光ビームとして外部に回折結合させるか、又は外部に回折散乱させるように構成されている。回折格子１２６ａは、導波光部分を外部に回折散乱させるように構成された、回折特徴部間隔（又は回折特徴部ピッチ若しくは格子ピッチ）だけ互いから離隔している、複数の回折特徴部を含む。さまざまな実施形態によれば、回折格子１２６ａ内のこれら回折特徴部の間隔又は格子ピッチは、サブ波長（即ち、導波光１０４の波長よりも短い）であってもよい。さまざまな実施形態では、マルチビーム素子１２６の回折格子１２６ａは、ライトガイド１２４の表面に、又はこれに隣接して配置されてもよく、他の実施形態では、この回折格子１２６ａは、ライトガイド１２４のガイド面間に配置されてもよい。例えば、回折格子１２６ａは、図７に示すように、ライトガイド１２４の第２の表面１２４’’にあるか、又はこれに隣接していてもよい。
いくつかの実施形態では、マルチビーム素子１２６の回折格子１２６ａは、回折格子１２６ａ全体にわたって回折特徴部間隔が実質的に一定又は不変である、均一な回折格子である。他の実施形態では、回折格子１２６ａはチャープ回折格子であってもよい。定義により、この「チャープ」回折格子は、回折特徴部において、チャープ回折格子の範囲又は長さにわたって変動する回折間隔（即ち、格子ピッチ）を呈するか、又は有する回折格子である。いくつかの実施形態（図示せず）では、回折格子１２６ａは、複数の回折格子若しくは回折格子のアレイ、又は同等に複数のサブ格子若しくはサブ格子のアレイを含んでいてもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、複数のマルチビーム素子における異なるマルチビーム素子１２６間の回折格子１２６ａ内のサブ格子の密度差は、それぞれの異なるマルチビーム素子１２６によって外部に回折散乱される、指向性放射光１０２’’の複数の指向性光ビームの相対強度を制御するように構成されていてもよい。
図８は、本明細書に記載の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１２６を含むマルチビューバックライト１２０の一部の断面図を示す。具体的には、図８は、マイクロ反射素子１２６ｂを含むマルチビーム素子１２６の一実施形態を示す。マルチビーム素子１２６として、又はその中で使用されるマイクロ反射素子は、反射性材料又は反射性材料の層（例えば、反射性金属）を使用するリフレクタ、又は内部全反射（ＴＩＲ）に基づくリフレクタを含んでいてもよいが、これらに限定されない。
図９は、本明細書に記載の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１２６を含むマルチビューバックライト１２０の一部の断面図を示す。具体的には、図９は、マイクロ屈折素子１２６ｃを含むマルチビーム素子１２６を示す。さまざまな実施形態によれば、このマイクロ屈折素子１２６ｃは、ライトガイド１２４からの導波光１０４の一部を外部に屈折結合又は屈折散乱させるように構成されている。即ち、マイクロ屈折素子１２６ｃは、図９に示すように、指向性光ビームを含む指向性放射光１０２’’としてライトガイド１２４からの導波光部分を外部に結合させるか、又は外部に散乱させるために、屈折（例えば、回折又は反射ではなく）を使用するように構成されている。マイクロ屈折素子１２６ｃはさまざまな形状、例えば半球形状、長方形形状、又はプリズム形状若しくは逆プリズム形状（即ち、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、さまざまな形状を有していてもよい。さまざまな実施形態によれば、マイクロ屈折素子１２６ｃは、図示のように、ライトガイド１２４の表面（例えば、図示しているように、第１の表面１２４’）から延在又は突出していてもよく、あるいはこの表面の空洞（図示せず）であってもよい。さらに、マイクロ屈折素子１２６ｃは、いくつかの実施形態ではライトガイド１２４の材料を含んでいてもよい。他の実施形態では、マイクロ屈折素子１２６ｃは、ライトガイド表面に隣接し、いくつかの例では、このライトガイド表面と接触している別の材料を含んでいてもよい。
本明細書に記載の原理によるいくつかの実施形態によれば、マルチゾーンマルチビューディスプレイが提供される。本マルチゾーンマルチビューディスプレイは、二次元（２Ｄ）画像のピクセル又はマルチビュー画像の異なるビューのマルチビューピクセル（ビューピクセル）に対応しているか、又はこれらを表す変調光を、ゾーンごとに別々に放射するように構成された、複数のゾーンを備える。例えば、このマルチビュー画像は、自動立体又はメガネなしの３Ｄマルチビュー画像であってもよいが、２Ｄ画像は、第三次元（例えば、深度）から恩恵を受けない可能性があるテキスト及び他の２Ｄ情報を表示するのにより適した、より高い解像度を示してもよい。さらに、本マルチゾーンマルチビューディスプレイは、複数の異なるゾーンの各ゾーンに、二次元（２Ｄ）画像又はマルチビュー画像のいずれかを選択的に表示するように構成されていてもよい。さまざまな実施形態によれば、特定のゾーンに表示する画像タイプ（即ち、２Ｄ画像又はマルチビュー画像）の選択は、広角放射光又は指向性放射光のいずれがそのゾーンで放射されるかによって決まってもよい。
図１０Ａは本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンマルチビューディスプレイ２００のブロック図を示す。図１０Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の斜視図を示す。さまざまな実施形態によれば、図１０Ａ～図１０Ｂに示すマルチゾーンマルチビューディスプレイ２００を使用して、２Ｄ情報及びマルチビュー情報、例えば２Ｄ画像、テキスト、及びマルチビュー画像などであるが、これらに限定されない２Ｄ情報及びマルチビュー情報の両方が、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の複数のゾーン２０１内のさまざまな異なるゾーン２０１で選択的に表示されてもよい。具体的には、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００は、図１０Ａに示すように、２Ｄ画像の２Ｄピクセルを表す変調された広角放射光２０２’を備えるか、又はマルチビュー画像の指向性ピクセルを表す指向性光ビームを含む変調された指向性放射光２０２’’を備える変調された放射光２０２を、ゾーン２０１のそれぞれ（例えば、図１０Ｂに示すように、第１のゾーン２０１ａ及び第２のゾーン２０１ｂ）で放射するように構成されている。さらに、さまざまな実施形態によれば、変調された広角放射光２０２’及び変調された指向性放射光２０２’’は、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００によって、ゾーン２０１内でゾーンごとに選択的に放射されてもよい。図１０Ａは、限定ではなく例示として、第１のゾーン（ゾーン１）で放射される変調された広角放射光２０２’と、第２のゾーン（ゾーン２）で放射される変調された指向性放射光２０２’’とを示す。変調された広角放射光２０２’及び変調された指向性放射光２０２’’を、図示されるのを容易にするために図１０Ｂには示していない。
図示のように、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００は、広角バックライト２１０を備える。この広角バックライト２１０は、広角放射光２０４で、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の複数のゾーン２０１のうちの１つ又はそれ以上のゾーン２０１を選択的に照明している。いくつかの実施形態では、この広角バックライト２１０は、上述のマルチゾーンバックライト１００の広角バックライト１１０と実質的に同様であってもよい。例えば、広角放射光２０４は、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の第１及び第２のゾーン２０１ａ、２０１ｂの一方又は両方を照明するように放射されてもよい。
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すマルチゾーンマルチビューディスプレイ２００は、マルチビューバックライト２２０をさらに備える。マルチビューバックライト２２０は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する指向性光ビームを含む指向性放射光で、複数のゾーンのうちの１つ又はそれ以上のゾーンを選択的に照明するように構成されている。いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト２２０は、上述のマルチゾーンバックライト１００のマルチビューバックライト１２０と実質的に同様であってもよい。例えば、指向性放射光２０６は、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の第１及び第２のゾーン２０１ａ、２０１ｂの一方又は両方を照明するように放射されてもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の広角バックライト２１０と、マルチビューバックライト２２０とは、広角放射光２０４又は指向性放射光２０６のいずれか一方のみで、各ゾーン２０１（例えば、第１及び第２のゾーン２０１ａ、２０１ｂ）を協働して照明するように構成されていてもよい。
いくつかの実施形態では、広角バックライト２１０の複数のゾーンにおけるゾーン数は、マルチビューバックライト２２０の複数のゾーンにおけるゾーン数とは異なっていてもよい。例えば、広角バックライト２１０は、マルチビューバックライト２２０よりも多くのゾーンを有していてもよい。いくつかの実施形態では、広角バックライトのゾーンとマルチビューバックライトのゾーンとは、例えば、広角放射光２０４及び指向性放射光２０６の両方で、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００のゾーン２０１を同時に照明するように構成されていてもよい。
いくつかの実施形態では、図１０Ａに例示として示すように、マルチビューバックライト２２０は、ライトガイド２２２と、互いから離隔しているマルチビーム素子２２４のアレイとを含む。マルチビーム素子２２４のアレイは、ライトガイド２２２からの導波光を指向性放射光２０６として外部に散乱させるように構成されている。さまざまな実施形態によれば、マルチビーム素子のアレイの個々のマルチビーム素子２２４によって提供される指向性放射光２０６は、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の選択されたゾーン２０１でマルチビュー画像を表示するときに、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００によって表示されるマルチビュー画像のビュー方向に対応している、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームを含む。いくつかの実施形態では、ライトガイド２２２及びマルチビーム素子２２４は、上述のライトガイド１２４及びマルチビーム素子１２６と、それぞれ実質的に同様であってもよい。具体的には、ライトガイド２２２は、光を導波光として導波するように構成されていてもよく、さらに反射構造体によって、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００の複数のゾーン２０１に対応し、これら複数のゾーン２０１と位置合わせされる複数の部分に分割されてもよい。さらに、さまざまな実施形態によれば、マルチビーム素子２２４のアレイのマルチビーム素子２２４は、指向性放射光２０６として導波光を外部に散乱させるために、ライトガイド２２２に光学的に結合された回折格子、マイクロ反射素子、又はマイクロ屈折素子のうちの１つ又はそれ以上を含んでいてもよい。
図示のように、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００は、ライトバルブのアレイ２３０をさらに備える。ライトバルブのアレイ２３０は、広角放射光２０４を変調して、二次元（２Ｄ）画像を提供するように構成されている。さらに、このライトバルブのアレイ２３０は、指向性放射光２０６を変調して、マルチビュー画像を提供するように構成されている。具体的には、ライトバルブのアレイ２３０は、広角放射光２０４を受光し変調して、変調された広角放射光２０２’を提供するように構成されている。同様に、ライトバルブのアレイ２３０は、指向性放射光２０６を受光し変調して、変調された指向性放射光２０２’’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、このライトバルブのアレイ２３０は、マルチゾーンバックライト１００に関して上述した、ライトバルブ１０６のアレイと実質的に同様であってもよい。例えば、ライトバルブのアレイのライトバルブは、液晶ライトバルブを含んでいてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、マルチビーム素子２２４のアレイのマルチビーム素子２２４のサイズは、ライトバルブのアレイ２３０のライトバルブのサイズと同等であってもよい（例えば、ライトバルブのサイズの４分の１～その２倍）。さまざまな実施形態によれば、当該２Ｄ画像は、広角放射光２０４によって選択的に照明されるゾーン２０１内で提供され、当該マルチビュー画像は、指向性放射光２０６によって選択的に照明されるゾーン２０１内で提供される。
いくつかの実施形態（図示せず）によれば、マルチゾーンマルチビューディスプレイ２００は、複数の光源をさらに備える。いくつかの実施形態によれば、これら複数の光源は、広角バックライト２１０又はマルチビューバックライト２２０のいずれかのライトガイド内で、導波光として導波される光を提供するように構成されている。これら複数の光源のうちの光源はそれぞれ、例えば、マルチビューバックライト２２０のライトガイド２２２の複数の部分のうちの異なる部分に、又は同等に広角バックライト２１０のライトガイドの異なる部分に光を提供するように、光学的に結合されていてもよい。いくつかの実施形態では、本マルチゾーンマルチビューディスプレイの複数の光源のうちの光源はそれぞれ、マルチゾーンバックライト１００に関して上述した別個の光源１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂと実質的に同様であってもよい。
本明細書に記載の原理による他の実施形態によれば、マルチゾーンバックライトの動作方法が提供される。図１１は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一例におけるマルチゾーンバックライトの動作方法３００を表すフローチャートを示す。図１１に示すように、マルチゾーンバックライトの動作方法は、第１のゾーン及び第２のゾーンを有する広角バックライトを使用して、広角放射光を提供するステップ３１０を含む。さまざまな実施形態によれば、これら第１及び第２のゾーンはそれぞれ、起動時に広角放射光を別々に提供している。いくつかの実施形態では、この広角バックライトは、上述のマルチゾーンバックライト１００の広角バックライト１１０と実質的に同様であってもよい。
マルチゾーンバックライトの動作方法３００は、第１のゾーンと第２のゾーンとに分割されたマルチビューバックライトを使用して、指向性放射光を提供するステップ３２０をさらに含む。これら第１及び第２のゾーンはそれぞれ、起動時に、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する複数の指向性光ビームを含む指向性放射光を、別々に提供している。いくつかの実施形態によれば、この指向性放射光は、例えば、マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子によって提供され得る、複数の指向性光ビームを含む。さまざまな実施形態によれば、具体的には、複数の指向性光ビームのうちの指向性光ビームそれぞれの方向は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している。いくつかの実施形態では、このマルチビューバックライトは、上述のマルチゾーンバックライト１００のマルチビューバックライト１２０と実質的に同様であってもよい。例えば、このマルチビューバックライトの第１及び第２のゾーンは、広角バックライトの第１及び第２のゾーンのそれぞれに対応し、これらのゾーンのそれぞれとさらに位置合わせされてもよい。
いくつかの実施形態（図示せず）では、複数の指向性光ビームを提供するステップ３２０は、光を導波光としてライトガイド内で導波するステップと、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子を使用して、この導波光の一部を外部に散乱させるステップとを含む。さらに、いくつかの実施形態では、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子はそれぞれ、回折格子、マイクロ屈折素子、又はマイクロ反射素子のうちの１つ又はそれ以上を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子はそれぞれ、上述のマルチビューバックライト１２０のマルチビーム素子１２６と実質的に同様であってもよい。さらに、このライトガイドは、上述したように、ライトガイド１２４と実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、マルチゾーンバックライトの動作方法３００は、ライトガイドに光を提供するステップであって、このライトガイド内の導波光は、上述したように、所定のコリメーション係数に従って平行化される、ステップをさらに含んでいてもよい。
いくつかの実施形態によれば（例えば、図１１）に示すように、マルチゾーンバックライトの動作方法３００は、ライトバルブのアレイを使用して広角放射光を変調して、マルチゾーンバックライトのゾーン内に２Ｄ画像を提供するステップ３３０と、ライトバルブのアレイを使用して指向性放射光の複数の指向性光ビームを変調して、マルチゾーンバックライトの１つ又はそれ以上のゾーン内にマルチビュー画像を提供するステップ３４０と、をさらに含んでいてもよい。いくつかの他の実施形態では、マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子のサイズは、ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの４分の１～２倍として構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、このライトバルブのアレイは、マルチゾーンバックライト１００に関して上述したライトバルブ１０６のアレイと実質的に同様であってもよい。
したがって、複数のゾーンへの照明を提供し、かつ使用するマルチゾーンバックライト、マルチゾーンマルチビューディスプレイ、及びマルチゾーンバックライトの動作方法の例並びに実施形態について説明してきた。上述した例は、本明細書に記載の原理を示す多くの特定の例及び実施形態のうちのいくつかを、単に例示するものにすぎないことを理解すべきである。当業者であれば、以下の特許請求の範囲によって規定されている範囲から逸脱することなく、他の数多くの構成を容易に考案できることは明らかである。
１００ マルチゾーンバックライト
１１０，２１０ 広角バックライト
１２０，２２０ マルチビューバックライト
１２６，２２４ マルチビーム素子
２００ マルチビューディスプレイ

Claims (21)

  1. 第１のゾーン及び第２のゾーンを有する広角バックライトであって、前記広角バックライトの前記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に広角放射光を別々に提供するように構成されている、広角バックライトと、
    第１のゾーンと第２のゾーンとに分割されているマルチビューバックライトであって、前記マルチビューバックライトの前記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する指向性光ビームを含む指向性放射光を、別々に提供するように構成されている、マルチビューバックライトとを備えるマルチゾーンバックライトであって、
    前記マルチビューバックライトが前記広角バックライトに隣接しており、前記広角放射光に対して透過性であり、前記マルチビューバックライトの前記第１及び第２のゾーンが、前記広角バックライトの前記第１及び第２のゾーンのそれぞれに対応し、前記第１及び第２のゾーンのそれぞれと位置合わせされている、マルチゾーンバックライト。
  2. 前記広角バックライト及び前記マルチビューバックライトのそれぞれにおける前記第１のゾーンが、前記広角放射光又は前記指向性放射光のいずれかを提供するように協働して起動されるように構成されており、前記広角バックライト及び前記マルチビューバックライトの前記第２のゾーンが、前記広角放射光又は前記指向性放射光のいずれかを協働して提供するように起動されるように構成されている、請求項１に記載のマルチゾーンバックライト。
  3. 前記広角バックライト並びに前記マルチビューバックライトの前記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、別個の光源を含み、前記別個の光源の個々の起動が、前記第１及び第２のゾーンのそれぞれを起動するように構成されている、請求項１に記載のマルチゾーンバックライト。
  4. 前記マルチビューバックライトが、
    光を導波光として導波するように構成されたライトガイドであって、前記ライトガイドが、反射構造体によって、前記マルチビューバックライトの前記第１のゾーンに対応している第１の部分と、前記マルチビューバックライトの前記第２のゾーンに対応している第２の部分とに分割されている、ライトガイドと、
    前記ライトガイドの前記第１及び第２の部分のそれぞれにわたって互いから離隔しているマルチビーム素子のアレイであって、前記マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子が、前記ライトガイドからの前記導波光の一部を、前記指向性放射光の前記指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成されている、マルチビーム素子のアレイと、を備える、請求項１に記載のマルチゾーンバックライト。
  5. 前記反射構造体が、前記ライトガイドの前記第１の部分を前記ライトガイドの前記第２の部分から分離する反射壁を含む、請求項４に記載のマルチゾーンバックライト。
  6. 前記反射構造体が、前記ライトガイドのガイド面内に溝を含み、前記溝が光の伝搬方向に平行であり、前記ライトガイドが、前記第１及び第２の部分にわたって一続きになっている、請求項４に記載のマルチゾーンバックライト。
  7. 前記ライトガイドの前記第１及び第２の部分がそれぞれ、所定のコリメーション係数に従って、前記導波光を平行化された導波光として導波するように構成されている、請求項４に記載のマルチゾーンバックライト。
  8. 前記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子が、前記導波光を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光を外部に反射散乱させるように構成されたマイクロ反射素子、又は前記導波光を外部に屈折散乱させるように構成されたマイクロ屈折素子のうちの１つ又はそれ以上を含む、請求項４に記載のマルチゾーンバックライト。
  9. マルチビーム素子の回折格子が複数の個々のサブ格子を含む、請求項８に記載のマルチゾーンバックライト。
  10. 請求項１に記載のマルチゾーンバックライトを備えるマルチゾーンマルチビューディスプレイであって、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイが、前記広角放射光を変調して２Ｄ画像を提供し、前記指向性放射光を変調して前記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をさらに備える、マルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  11. 前記マルチビューバックライトがマルチビーム素子のアレイを含み、前記マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子のサイズが、前記ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの４分の１～２倍である、請求項１０に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  12. マルチゾーンマルチビューディスプレイであって、
    広角放射光で、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイの複数のゾーンのうちの１つ又はそれ以上のゾーンを選択的に照明するように構成された広角バックライトと、
    マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する指向性光ビームを含む指向性放射光で、前記複数のゾーンのうちの１つ又はそれ以上のゾーンを選択的に照明するように構成されたマルチビューバックライトと、
    前記広角放射光を変調して２Ｄ画像を提供し、前記指向性放射光を変調して前記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、を備え、
    前記２Ｄ画像が、前記広角放射光によって選択的に照明されるゾーン内で提供され、前記マルチビュー画像が、前記指向性放射光によって選択的に照明されるゾーン内で提供される、マルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  13. 前記マルチゾーンマルチビューディスプレイが、専ら前記２Ｄ画像又は前記マルチビュー画像のうちの一方のみを、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイの前記複数のゾーン内の各ゾーンに提供するように構成されている、請求項１２に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  14. 前記広角バックライトが、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイの前記複数のゾーンに対応している複数のゾーンを有し、前記広角バックライトの前記複数のゾーンの各ゾーンが、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイの前記複数のゾーンのうちのゾーンをそれぞれ、前記広角放射光で選択的に照明するように、別々に起動されるように構成されている、請求項１２に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  15. 前記マルチビューバックライトが、
    光を導波光として導波するように構成されたライトガイドであって、前記ライトガイドが、反射構造体によって、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイの前記複数のゾーンに対応している複数の部分に分割されている、ライトガイドと、
    前記ライトガイドの前記複数の部分にわたって互いから離隔しているマルチビーム素子のアレイであって、前記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子がそれぞれ、前記ライトガイドからの前記導波光の一部を、前記指向性放射光の前記指向性光ビームとして外部に散乱させるように構成されている、マルチビーム素子のアレイと、
    前記ライトガイド内で、前記導波光として導波される光を提供するように構成された複数の光源であって、前記複数の光源のうちの光源がそれぞれ、前記複数の部分における異なる部分に光を提供するように、前記ライトガイドに光学的に結合されている、複数の光源と、を備え、
    前記複数の光源のうちの光源がそれぞれ、前記マルチゾーンマルチビューディスプレイの前記複数のゾーンのうちのゾーンをそれぞれ、前記指向性放射光で選択的に照明するように、別々に起動されるように構成されている、請求項１２に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  16. 前記反射構造体が、前記複数の部分の一部を互いから分離する反射壁、又は前記ライトガイドのガイド面内にある溝のうちの一方若しくは両方を含み、前記溝が光の伝搬方向に平行であり、前記ライトガイドが、前記複数の部分にわたって一続きになっている、請求項１５に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  17. 前記ライトガイドが、所定のコリメーション係数に従って、前記導波光を平行化された導波光として導波するように構成されており、前記マルチビーム素子のアレイの各マルチビーム素子のサイズが、前記ライトバルブのアレイのライトバルブのサイズの４分の１～２倍である、請求項１５に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  18. 前記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子がそれぞれ、前記導波光を外部に回折散乱させるように構成された回折格子、前記導波光を外部に反射散乱させるように構成されたマイクロ反射素子、又は前記導波光を外部に屈折散乱させるように構成されたマイクロ屈折素子のうちの１つ又はそれ以上を含む、請求項１５に記載のマルチゾーンマルチビューディスプレイ。
  19. マルチゾーンバックライトの動作方法であって、前記方法が、
    第１のゾーン及び第２のゾーンを有する広角バックライトを使用して、広角放射光を提供するステップであって、前記広角バックライトの前記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に前記広角放射光を別々に提供している、ステップと、
    第１のゾーンと第２のゾーンとに分割されたマルチビューバックライトを使用して、指向性放射光を提供するステップであって、前記マルチビューバックライトの前記第１及び第２のゾーンがそれぞれ、起動時に、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応している方向を有する複数の指向性光ビームを含む前記指向性放射光を、別々に提供している、ステップと、を含み、
    前記マルチビューバックライトの前記第１及び第２のゾーンが、前記広角バックライトの前記第１及び第２のゾーンのそれぞれに対応し、前記第１及び第２のゾーンのそれぞれと位置合わせされている、マルチゾーンバックライトの動作方法。
  20. 前記指向性放射光を提供するステップが、
    光を導波光としてライトガイド内で導波するステップと、
    マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子を使用して、前記導波光の一部を前記指向性放射光として外部に散乱させるステップであって、前記マルチビーム素子のアレイのマルチビーム素子がそれぞれ、回折格子、マイクロ屈折素子、又はマイクロ反射素子のうちの１つ又はそれ以上を含む、ステップと、を含む、請求項１９に記載のマルチゾーンバックライトの動作方法。
  21. ライトバルブのアレイを使用して前記広角放射光を変調して、前記マルチゾーンバックライトのゾーン内に２Ｄ画像を提供するステップと、
    前記ライトバルブのアレイを使用して前記指向性放射光の前記複数の指向性光ビームを変調して、前記マルチゾーンバックライトの別のゾーン内にマルチビュー画像を提供するステップと、をさらに含む、請求項１９に記載のマルチゾーンバックライトの動作方法。
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