JP7373582B2 - デュアルビューゾーンバックライト、デュアルモードディスプレイ、及び指向性エミッタを使用する方法 - Google Patents
デュアルビューゾーンバックライト、デュアルモードディスプレイ、及び指向性エミッタを使用する方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2019年3月17日に出願された米国仮特許出願第62/819,635号の優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
[1]第1のビューゾーンに向けて指向性放射光を放射するように構成された指向性エミッタを含む第1のバックライト領域と、
上記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンの両方に向けて広角放射光を放射するように構成された広角エミッタを含む第2のバックライト領域であって、上記第2のバックライト領域が、上記第1のバックライト領域に隣接している、第2のバックライト領域と、を含み、
上記第1のビューゾーンのビューイング範囲が、上記第2のビューゾーンのビューイング範囲の方向とは異なる方向を有し、上記第1のビューゾーンの上記ビューイング範囲及び上記第2のビューゾーンのビューイング範囲が、角度空間において相互に排他的である、デュアルビューゾーンバックライト。
[2]上記指向性エミッタが、上記第1のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置された複数のアクティブ光エミッタを含み、上記複数のアクティブ光エミッタのうちのアクティブ光エミッタ(an active optical emitter)が、上記指向性放射光を上記第1のビューゾーンに提供するように構成されている、上記[1]に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
[3]上記第1のバックライト領域内の上記指向性エミッタの上記複数のアクティブ光エミッタのうちの上記アクティブ光エミッタが、実質的に上記第1のビューゾーンに限定された角度方向に指向性放射光を提供するように構成された発光ダイオードを含む、上記[2]に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
[4]上記広角エミッタが、上記第2のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置された複数のアクティブ光エミッタを含み、上記複数のアクティブ光エミッタのうちのアクティブ光エミッタ(an active optical emitter)が、上記広角放射光を上記第1及び第2のビューゾーンの両方に提供するように構成されている、上記[1]に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
[5]上記第2のバックライト領域内の上記広角エミッタの上記複数のアクティブ光エミッタのうちの上記アクティブ光エミッタが、発光ダイオードを含む、上記[4]に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
[6]上記広角エミッタが、
上記第1のビューゾーンの上記方向に放射光を提供するように構成された第1の複数の指向性アクティブ光エミッタと、
上記第2のビューゾーンの上記方向に放射光を提供するように構成された第2の複数の指向性アクティブ光エミッタと、を含み、
上記第1の複数の指向性アクティブ光エミッタ及び上記第2の複数の指向性アクティブ光エミッタの両方の指向性アクティブ光エミッタが、上記第2のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置され、上記第1の複数の指向性アクティブ光エミッタからの上記放射光と上記第2の複数の指向性アクティブ光エミッタからの上記放射光との組み合わせが、上記広角エミッタの上記広角放射光を表している、上記[4]に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
[7]上記[1]に記載のデュアルビューゾーンバックライトを含む電子ディスプレイであって、上記電子ディスプレイが、上記指向性放射光及び上記広角放射光の両方を表示画像として変調するように構成されたライトバルブのアレイを更に含み、上記表示画像が、上記第1及び第2のビューゾーンに提供されている、電子ディスプレイ。
[8]上記第1のビューゾーンに提供される上記表示画像が、上記第2のビューゾーンに提供される上記表示画像とは異なる、上記[7]に記載の電子ディスプレイ。
[9]上記[1]に記載のデュアルビューゾーンバックライトを含むデュアルモードバックライトであって、上記デュアルモードバックライトが、上記デュアルビューゾーンバックライトに隣接し、上記デュアルビューゾーンバックライトに向けて光を放射するように構成された第2のバックライトを更に含み、
上記デュアルビューゾーンバックライトが、上記第2のバックライトから放射された上記光に対して光学的に透明であり、上記デュアルビューゾーンバックライトが、第1のモード中に上記指向性放射光及び上記広角放射光の両方を放射するように構成され、上記第2のバックライトが、第2のモード中に上記デュアルビューゾーンバックライトに向けて上記光を放射するように構成されている、デュアルモードバックライト。
[10]第1のモード中に光を放射するように構成されたデュアルビューゾーンバックライトであって、上記デュアルビューゾーンバックライトが、第1のバックライト領域内の指向性エミッタ及び第2のバックライト領域内の広角エミッタを含み、上記指向性エミッタが、上記第1のバックライト領域から第1のビューゾーンに向けて指向性放射光として光を放射するように構成され、上記広角エミッタが、上記第2のバックライト領域から上記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンの両方に向けて広角放射光として光を放射するように構成されている、デュアルビューゾーンバックライトと、
上記デュアルビューゾーンバックライトに隣接し、第2のモード中に光を放射するように構成された広角バックライトであって、上記光が、上記デュアルビューゾーンバックライトを通して、広角光として上記第1及び第2のビューゾーンの両方に向けて放射される、広角バックライトと、
上記デュアルビューゾーンバックライト及び上記広角バックライトから放射された上記光を変調して表示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、を含む、デュアルモードディスプレイ。
[11]上記第1のモードの間、上記デュアルモードディスプレイが、上記第1のビューゾーンで排他的に可視である第1の画像と、上記第2のビューゾーンで排他的に可視である第2の画像と、を含む上記表示画像を提供するように構成され、上記第2のモードの間、上記デュアルモードディスプレイが、上記第1及び第2のビューゾーンの両方で可視である上記表示画像を提供するように構成されている、上記[10]に記載のデュアルモードディスプレイ。
[12]上記デュアルビューゾーンバックライトが、
上記第2のモード中に上記広角バックライトによって放射された広角光に対して透明であるように構成された透明基板と、
上記指向性エミッタとしての上記第1のバックライト領域に対応する上記透明基板の一部の長さ方向に沿って互いに離間して配置された複数の指向性アクティブ光エミッタであって、上記複数の指向性アクティブ光エミッタのうちの指向性アクティブ光エミッタ(a directional active optical emitter)が、上記指向性放射光として光を放射するように構成されている、複数の指向性アクティブ光エミッタと、
上記広角エミッタとしての上記第2のバックライト領域に対応する上記透明基板の一部の長さ方向に沿って分布する複数の広角アクティブ光エミッタであって、上記複数の広角アクティブ光エミッタのうちの広角アクティブ光エミッタ(a broad-angle active optical emitter)が、上記広角放射光として光を放射するように構成されている、複数の広角アクティブ光エミッタと、を含む、上記[10]に記載のデュアルモードディスプレイ。
[13]上記第1のバックライト領域内の上記複数の指向性エミッタアクティブ光エミッタのうちの上記指向性アクティブ光エミッタ及び上記第2のバックライト領域内の上記広角アクティブ光エミッタのうちの一方又は両方が、発光ダイオードを含み、上記指向性アクティブ光エミッタの上記発光ダイオードが、実質的に上記第1のビューゾーンに限定された角度方向に指向性放射光を提供するように構成されている、上記[12]に記載のデュアルモードディスプレイ。
[14]上記デュアルビューゾーンバックライトが、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する指向性光ビームとして上記指向性放射光を提供するように構成された複数のマルチビーム要素を含み、上記第1のモードの間、上記第1のビューゾーンで可視である上記表示画像が、上記マルチビュー画像である、上記[10]に記載のデュアルモードディスプレイ。
[15]上記指向性エミッタの上記マルチビーム要素が、上記ライトバルブのアレイのうちのライトバルブ(a light valve)のサイズの半分から2倍の間のサイズを有する指向性アクティブ光エミッタを含む、上記[14]に記載のデュアルモードディスプレイ。
[16]デュアルビューゾーンバックライトの操作方法であって、上記方法が、
指向性エミッタを含む第1のバックライト領域を用いて、第1のビューゾーンに向けて指向性放射光を放射する工程と、
広角エミッタを含む第2のバックライト領域を用いて、上記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンの両方に向けて広角放射光を放射する工程であって、上記第2のバックライト領域が、上記第1のバックライト領域に隣接している、工程と、を含み、
上記第1のビューゾーンのビューイング範囲が、上記第2のビューゾーンのビューイング角及びビューイング範囲の方向とはビューイング角及び方向の両方が異なる、方法。
[17]上記指向性エミッタ及び上記広角エミッタのうちの一方又は両方が、複数のアクティブ光エミッタを含む、上記[16]に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
[18]上記指向性エミッタの上記複数のアクティブ光エミッタが、上記第1のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置された指向性アクティブ光エミッタを含み、上記広角エミッタの上記複数のアクティブ光エミッタが、上記第2のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置された広角アクティブ光エミッタを含む、上記[17]に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
[19]上記デュアルビューゾーンバックライトの表面に隣接する第2のバックライトを使用して光を提供する工程と、
上記デュアルsバックライトの厚みを介して上記第2のバックライトからの上記光を送信する工程と、
上記光を、上記第2のバックライトから上記第1及び第2のビューゾーンに向けて放射された光として放射する工程と、を更に含み、
上記指向性放射光及び上記広角放射光の両方が、第1のモード中に放射され、上記第2のバックライトが、第2のモード中に光を提供する、上記[16]に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
[20]ライトバルブのアレイを使用して上記指向性放射光及び上記広角放射光を変調して、上記第1のビューゾーン内の第1の表示画像及び上記第2のビューゾーン内の第2の表示画像を提供する工程を更に含む、上記[16]に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
本明細書で説明する原理による例及び実施形態の種々の特徴は、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、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
式中、λは光の波長、mは回折次数、nは導光体の屈折率、dは回折格子の特徴部間の距離又は間隔、θiは回折格子上の光の入射角である。簡略化のために、式(1)では、回折格子が導光体の表面に隣接し、導光体の外側の材料の屈折率が1に等しい(すなわち、nout=1)と仮定する。回折次数mは、概して、整数で与えられる。回折格子によって生成された光ビームの回折角θmは、回折次数が正(例えば、m>0)である式(1)で与えられ得る。例えば、一次回折は、回折次数mが1に等しい場合(すなわち、m=1)に提供される。
Claims (19)
- 第1のビューゾーンのみに向けて指向性放射光を放射するように構成された指向性エミッタを含む第1のバックライト領域と、
前記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンの両方に向けて広角放射光を放射するように構成された広角エミッタを含む第2のバックライト領域であって、前記第2のバックライト領域が、前記第1のバックライト領域に隣接している、第2のバックライト領域と、を含み、
前記第1のバックライト領域の前記指向性エミッタおよび前記第2のバックライト領域の前記広角エミッタの一方または両方が、アクティブ光エミッタを含み、前記第1のビューゾーンのビューイング範囲が、前記第2のビューゾーンのビューイング範囲の方向とは異なる方向を有し、前記第1のビューゾーンの前記ビューイング範囲及び前記第2のビューゾーンのビューイング範囲が、角度空間において相互に排他的である、デュアルビューゾーンバックライト。 - 前記指向性エミッタが、前記第1のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置された複数のアクティブ光エミッタを含み、前記複数のアクティブ光エミッタのうちのアクティブ光エミッタ(an active optical emitter)が、前記指向性放射光を前記第1のビューゾーンに提供するように構成されている、請求項1に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
- 前記第1のバックライト領域内の前記指向性エミッタの前記複数のアクティブ光エミッタのうちの前記アクティブ光エミッタが、実質的に前記第1のビューゾーンに限定された角度方向に指向性放射光を提供するように構成された発光ダイオードを含む、請求項2に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
- 前記広角エミッタが、前記第2のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置された複数のアクティブ光エミッタを含み、前記複数のアクティブ光エミッタのうちのアクティブ光エミッタ(an active optical emitter)が、前記広角放射光を前記第1及び第2のビューゾーンの両方に提供するように構成されている、請求項1に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
- 前記第2のバックライト領域内の前記広角エミッタの前記複数のアクティブ光エミッタのうちの前記アクティブ光エミッタが、発光ダイオードを含む、請求項4に記載のデュアルビューゾーンバックライト。
- 前記広角エミッタが、
前記第1のビューゾーンの前記方向に放射光を提供するように構成された第1の複数のアクティブ光エミッタと、
前記第2のビューゾーンの前記方向に放射光を提供するように構成された第2の複数のアクティブ光エミッタと、を含み、
前記第1の複数のアクティブ光エミッタ及び前記第2の複数のアクティブ光エミッタの両方のアクティブ光エミッタが、前記第2のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置され、前記第1の複数のアクティブ光エミッタからの前記放射光と前記第2の複数のアクティブ光エミッタからの前記放射光との組み合わせが、前記広角エミッタの前記広角放射光を表している、請求項4に記載のデュアルビューゾーンバックライト。 - 請求項1に記載のデュアルビューゾーンバックライトを含む電子ディスプレイであって、前記電子ディスプレイが、前記指向性放射光及び前記広角放射光の両方を表示画像として変調するように構成されたライトバルブのアレイを更に含み、前記表示画像が、前記第1及び第2のビューゾーンに提供されている、電子ディスプレイ。
- 前記第1のビューゾーンに提供される前記表示画像が、前記第2のビューゾーンに提供される前記表示画像とは異なる、請求項7に記載の電子ディスプレイ。
- 請求項1に記載のデュアルビューゾーンバックライトを含むデュアルモードバックライトであって、前記デュアルモードバックライトが、前記デュアルビューゾーンバックライトに隣接し、前記デュアルビューゾーンバックライトに向けて光を放射するように構成された第2のバックライトを更に含み、
前記デュアルビューゾーンバックライトが、前記第2のバックライトから放射された前記光に対して光学的に透明であり、前記デュアルビューゾーンバックライトが、第1のモード中に前記指向性放射光及び前記広角放射光の両方を放射するように構成され、前記第2のバックライトが、第2のモード中に前記デュアルビューゾーンバックライトに向けて前記光を放射するように構成されている、デュアルモードバックライト。 - 第1のモード中に光を放射するように構成されたデュアルビューゾーンバックライトであって、前記デュアルビューゾーンバックライトが、第1のバックライト領域内の指向性エミッタ及び第2のバックライト領域内の広角エミッタを含み、前記指向性エミッタが、前記第1のバックライト領域から第1のビューゾーンのみに向けて指向性放射光として光を放射するように構成され、前記広角エミッタが、前記第2のバックライト領域から前記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンの両方に向けて広角放射光として光を放射するように構成されている、デュアルビューゾーンバックライトと、
前記デュアルビューゾーンバックライトに隣接し、第2のモード中に光を放射するように構成された広角バックライトであって、前記光が、前記デュアルビューゾーンバックライトを通して、広角光として前記第1及び第2のビューゾーンの両方に向けて放射される、広角バックライトと、
前記デュアルビューゾーンバックライト及び前記広角バックライトから放射された前記光を変調して表示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、を含み、
前記第1のバックライト領域の前記指向性エミッタおよび前記第2のバックライト領域の前記広角エミッタの一方または両方が、アクティブ光エミッタを含む、デュアルモードディスプレイ。 - 前記第1のモードの間、前記デュアルモードディスプレイが、前記第1のビューゾーンでのみ可視である第1の画像と、前記第2のビューゾーンでのみ可視である第2の画像と、を含む前記表示画像を提供するように構成され、前記第2のモードの間、前記デュアルモードディスプレイが、前記第1及び第2のビューゾーンの両方で可視である前記表示画像を提供するように構成されている、請求項10に記載のデュアルモードディスプレイ。
- 前記デュアルビューゾーンバックライトが、
前記第2のモード中に前記広角バックライトによって放射された広角光に対して透明であるように構成された透明基板と、
前記指向性エミッタとしての前記第1のバックライト領域に対応する前記透明基板の一部の長さ方向に沿って互いに離間して配置された複数のアクティブ光エミッタであって、前記複数のアクティブ光エミッタのうちのアクティブ光エミッタ(an active optical emitter)が、前記指向性放射光として光を放射するように構成されている、複数の指向性アクティブ光エミッタと、
前記広角エミッタとしての前記第2のバックライト領域に対応する前記透明基板の一部の長さ方向に沿って分布する複数のアクティブ光エミッタであって、前記複数のアクティブ光エミッタのうちのアクティブ光エミッタ(an active optical emitter)が、前記広角放射光として光を放射するように構成されている、複数の広角アクティブ光エミッタと、を含む、請求項10に記載のデュアルモードディスプレイ。 - 前記第1のバックライト領域内の前記指向性エミッタのうちの前記アクティブ光エミッタ及び前記第2のバックライト領域内の前記広角エミッタの前記アクティブ光エミッタのうちの一方又は両方が、発光ダイオードを含み、前記指向性エミッタの前記発光ダイオードが、実質的に前記第1のビューゾーンに限定された角度方向に指向性放射光を提供するように構成されている、請求項10に記載のデュアルモードディスプレイ。
- 前記第1のバックライト領域の前記指向性エミッタが、前記ライトバルブのアレイのうちのライトバルブ(a light valve)のサイズの半分から2倍の間のサイズを有するアクティブ光エミッタを含み、前記アクティブ光エミッタが、マルチビュー画像に対応する主角度方向を有する指向性光ビームとはして前記指向性放射光を提供するように構成され、前記第1のモードの間に前記第1のビューゾーンで可視である前記表示画像が、前記マルチビュー画像である、請求項10に記載のデュアルモードディスプレイ。
- デュアルビューゾーンバックライトの操作方法であって、前記方法が、
指向性エミッタを含む第1のバックライト領域を用いて、第1のビューゾーンのみに向けて指向性放射光を放射する工程と、
広角エミッタを含む第2のバックライト領域を用いて、前記第1のビューゾーン及び第2のビューゾーンの両方に向けて広角放射光を放射する工程であって、前記第2のバックライト領域が、前記第1のバックライト領域に隣接している、工程と、を含み、
前記第1のバックライト領域の前記指向性エミッタおよび前記第2のバックライト領域の前記広角エミッタの一方または両方が、アクティブ光エミッタを含み、前記第1のビューゾーンのビューイング範囲が、前記第2のビューゾーンのビューイング角及びビューイング範囲の方向とはビューイング角及び方向の両方が異なる、方法。 - 前記指向性エミッタ及び前記広角エミッタのうちの一方又は両方が、複数のアクティブ光エミッタを含む、請求項15に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
- 前記指向性エミッタの前記複数のアクティブ光エミッタが、前記第1のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置されたアクティブ光エミッタを含み、前記広角エミッタの前記複数のアクティブ光エミッタが、前記第2のバックライト領域全体にわたって互いに離間して配置されたアクティブ光エミッタを含む、請求項16に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
- 前記デュアルビューゾーンバックライトの表面に隣接する第2のバックライトを使用して光を提供する工程と、
前記デュアルビューゾーンバックライトの厚みを介して前記第2のバックライトからの前記光を送信する工程と、
前記光を、前記第2のバックライトから前記第1及び第2のビューゾーンに向けて放射された光として放射する工程と、を更に含み、
前記指向性放射光及び前記広角放射光の両方が、第1のモード中に放射され、前記第2のバックライトが、第2のモード中に光を提供する、請求項15に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。 - ライトバルブのアレイを使用して前記指向性放射光及び前記広角放射光を変調して、前記第1のビューゾーン内の第1の表示画像及び前記第2のビューゾーン内の第2の表示画像を提供する工程を更に含む、請求項15に記載のデュアルビューゾーンバックライトの操作方法。
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