JP7394139B2 - 多方向性バックライト、マルチユーザマルチビューディスプレイ、および方法 - Google Patents

多方向性バックライト、マルチユーザマルチビューディスプレイ、および方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１月２５日に出願された米国仮出願第６２／７９７，１６０号の優先権を主張し、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
連邦政府資金による研究開発の記載
研究開発
なし
電子ディスプレイは、多種多様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ユビキタスな媒体である。最も一般的に用いられている電子ディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ：cathode ray tube）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：plasma display panel）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：liquid crystal display）、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬ：electroluminescent display）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：organic light emitting diode）およびアクティブマトリクスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ：active matrix OLED）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ：electrophoretic display）、ならびに電気機械的または電気流体的光変調を用い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）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）のいずれかに分類され得る。アクティブディスプレイの最も明白な例の中には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、およびＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放射光を考えたときに典型的にパッシブ型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、本質的に低い消費電力を含むが、これに限定されない魅力的な性能特性を示すことが多いが、光を放射する能力がないことを考慮すると、多くの実用的な用途において使用法が幾分限られ得る。
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ことによってより容易に理解され得、同じ参照番号は同じ構造要素を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、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図表現を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、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実施形態による、一例における多方向性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実施形態による、一例における多方向性バックライトの上面図または側面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の例における多方向性バックライトの上面図または側面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの平面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライトの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビーム要素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要素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要素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要素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要素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を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、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、上記参照図に示されている特徴に加えて、またはその代わりに他の特徴を有する。これらおよび他の特徴は、上記参照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実施形態は、複数の構成を特徴とし得るマルチユーザマルチビューディスプレイに適用される多方向性バックライトを提供する。特に、多方向性バックライトは、異なる角度で配置された２つ以上の隣接するマルチビューバックライトを備えてもよい。一部の実施形態では、異なる角度は調整可能または可変であってもよい。様々な実施形態において、多方向性バックライトの２つ以上の隣接するマルチビューバックライトによって提供される放射光の照明ゾーンまたはビューゾーンは、相互に排他的な角度範囲を特徴とし、バックライト固有の収束距離を有し得る。さらに、多方向性バックライトのマルチビューバックライトは、相互に排他的な角度範囲内のビュー方向に向けられた複数の指向性光ビームとして放射光を提供するためにマルチビームエミッタを用いる。一部の実施形態では、本明細書に記載の原理の一部の実施形態によれば、マルチビームエミッタによって提供される放射光の指向性光ビームは、マルチビュー画像、すなわちマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する異なる主角度方向を有し得る。異なる主角度方向を有する指向性光ビーム（「指向性光ビーム」とも呼ばれる）は、マルチビューまたは３次元（３Ｄ）情報を含む情報を表示するために用いられ得る。例えば、異なる方向に散乱された光ビームは、変調され、３Ｄまたはマルチビュー電子ディスプレイ（例えば、「眼鏡なし（glasses free）」または自動立体視電子ディスプレイ）のピクセルとして機能し得る。したがって、様々な実施形態によれば、マルチユーザマルチビューディスプレイは、相互に排他的な角度範囲を示し、異なるユーザを対象とした収束距離を提供するビューゾーンを有する２つ以上の隣接するマルチビューディスプレイを含み得る。
本明細書では、「２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で）方向にかかわらず実質的に同じ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従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、２Ｄディスプレイの例である。対照的に、本明細書では、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向にまたは異なるビュー方向から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シーンまたは対象の異なる視点のビューを表し得る。本明細書に記載の片側バックライティングおよび片側マルチビューディスプレイの使用は、携帯電話（例えば、スマートフォン）、腕時計、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およびコンピュータモニタ、自動車ディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、ならびに様々な他のモバイルおよび実質的に非モバイルのディスプレイ用途およびデバイスを含むが、これらに限定されない。
図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、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、見られる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。２０ １０は、スクリーン１２に対して異なるビュー方向１６に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びる矢印として示されている。異なるビュー１４は、矢印（すなわち、ビュー方向１６を示す）の終端に影付きの多角形ボックスとして示されている。４つのビュー１４および４つのビュー方向１６のみが示されているが、これらはすべて、限定ではなく例として挙げられている。異なるビュー１４は図１Ａではスクリーンの上方にあるように示されているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されているとき、ビュー１４は、実際にはスクリーン１２上またはその近くに見えることに留意されたい。スクリーン１２の上方にビュー１４を示しているのは、図示を簡単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図している。
ビュー方向、すなわち、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、垂直平面（例えば、マルチビューディスプレイのスクリーンの平面に垂直な）における角度であり、方位角φは、水平平面（例えば、マルチビューディスプレイのスクリーンの平面に平行な）における角度である。図１Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、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｝の図表現を示す。さらに、光ビーム２０は、本明細書の定義により、特定の点から放射されるまたは発散する。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付けられた中心光線を有する。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、「マルチビュー画像」および「マルチビューディスプレイ」という用語で使用される「マルチビュー」という用語は、異なる視点を表すか、または複数のビューのビュー間に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、「マルチビュー」という用語は、本明細書の定義により、２つより多くの異なるビュー（すなわち、最低３つのビュー、一般的には３つより多くのビュー）を含み得る。したがって、本明細書で用いられる「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区別され得る。しかしながら、本明細書の定義により、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイは、２つより多くのビューを含むが、マルチビュー画像は、マルチビューのビューのうちの２つのみを選択して一度に見る（例えば、１つの眼につき１つのビュー）ことによって立体画像ペアとして見られ得る（例えば、マルチビューディスプレイ上で）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によって提供されるマルチビュー画像の複数の異なるビューの各ビュー内の「ビュー」ピクセルを表すピクセルのセットとして定義される。同様に、「ビューピクセル」は、本明細書ではマルチビュー画像のビューのピクセルとして定義される。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それぞれのビューピクセルに対応する、またはこれを表す個別のピクセルを有し得る。例えば、マルチビューピクセルは、マルチビューディスプレイのライトバルブアレイ内のライトバルブのセットを含み得、マルチビューピクセルのピクセルは、ライトバルブアレイのライトバルブを含み得る。また、ビューピクセルは、ピクセル、またはライトバルブアレイのライトバルブが、対応するビューピクセルを形成するための変調に対応するか、またはこれを提供するように、ライトバルブを使用した光の変調によって提供され得る。さらに、マルチビューピクセルのピクセルは、本明細書の定義により、ピクセルのそれぞれが異なるビューの対応するビューの所定のビュー方向に関連付けられるという点で、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ピクセルによって表される異なるビューピクセルは、異なるビューのそれぞれ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それぞれの｛ｘ１，ｙ１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のピクセルを有し得、第２のマルチビューピクセルは、異なるビューのそれぞれの｛ｘ２，ｙ２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のピクセルを有し得、以下同様である。一部の実施形態では、マルチビューピクセル内のピクセルの数は、マルチビューディスプレイの異なるビューの数に等しくてもよい。さらに、一部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ビューの「ビュー」ピクセル（すなわち、選択されたビューを構成するピクセル）の数に実質的に等しくてもよい。
本明細書では、「ライトガイド」は、内部全反射を使用して構造内で光を導波する構造として定義される。特に、ライトガイドは、ライトガイドの動作波長で実質的に透過性のコアを含み得る。様々な例において、「ライトガイド」という用語は、一般に、ライトガイドの誘電材料とそのライトガイドを取り囲む材料または媒体との間の界面で光を導波するために内部全反射を用いる誘電体光導波路を指す。定義により、内部全反射の条件は、ライトガイドの屈折率がライトガイドの材料の表面に隣接する周囲媒体の屈折率よりも大きいことである。一部の実施形態では、ライトガイドは、内部全反射をさらに容易にするために、前述の屈折率差に加えて、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、例えば、反射コーティングであってもよい。ライトガイドは、プレート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ライトガイドのいずれかであってもよい。
さらに本明細書では、「プレートライトガイド」のようにライトガイドに適用される場合の「プレート」という用語は、「スラブ」ガイドと呼ばれることもある区分的または微分的に平面状の層またはシートとして定義される。特に、プレートライトガイドは、ライトガイドの上面および底面（すなわち、対向面）によって境界付けられた２つの実質的に直交する方向に光を導波するように構成されたライトガイドとして定義される。さらに、本明細書の定義により、上面および底面は両方とも互いに離されており、少なくとも微分的な意味で互いに実質的に平行であり得る。すなわち、プレートライトガイドの任意の微分的に小さい領域内で、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。
一部の実施形態では、プレートライトガイドは、実質的に平坦であってもよく
（すなわち、平面に限定されてもよく）、したがって、プレートライトガイドは平面状ライトガイドである。他の実施形態では、プレートライトガイドは、１つまたは２つの直交次元において湾曲していてもよい。例えば、プレートライトガイドは、円筒形のプレートライトガイドを形成するように１つの次元において湾曲していてもよい。しかしながら、曲率は、光を導波するためにプレートライトガイド内で内部全反射が維持されることを保証するのに十分に大きな曲率半径を有する。
本明細書の定義により、「マルチビーム要素」は、複数の指向性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要素である。一部の実施形態では、マルチビーム要素は、ライトガイド内で導波された光の一部を結合するまたは散乱させることによって指向性光ビームを提供するために、バックライトのライトガイドに光学的に結合または接続され得る。他の実施形態では、マルチビーム要素は、光ビームとして放射される光を生成し得る（例えば、光源を備えてもよいし、またはアクティブエミッタであってもよい）。さらに、マルチビーム要素によって生成される複数の指向性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、複数の指向性光ビームは、複数の指向性光ビームの別の指向性光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。一部の実施形態によれば、マルチビーム要素のサイズは、マルチビーム要素に関連付けられるディスプレイ（例えば、マルチビューディスプレイ）で使用されるライトバルブのサイズと同等であり得る。特に、一部の実施形態では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズの約１／４～約２倍であってもよい。
様々な実施形態によれば、複数の指向性光ビームは、光照射野を表し得る。例えば、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てもよいし、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、組み合わせた指向性光ビーム（すなわち、複数の指向性光ビーム）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、複数の指向性光ビームにおける様々な指向性光ビームの異なる主角度方向は、他の特性と共に、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、および面積などのうちの１つ以上）を含むが、これに限定されない特性によって決定される。例えば、回折マルチビーム要素では、回折マルチビーム要素内の回折格子の「格子ピッチ」または回折特徴部間隔および向きは、様々な指向性光ビームの異なる主角度方向を少なくとも部分的に決定する特性であり得る。一部の実施形態では、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わたって分散された複数の点光源と考えられ得る。さらに、マルチビーム要素によって生成される指向性光ビームは、図１Ｂに関して以下に説明するように、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有し得る。
本明細書では、「角度維持散乱体」、すなわち「角度維持散乱特徴部」は、特徴部または散乱体に入射する光の角度広がりを散乱光において実質的に維持するように光を散乱させるように構成された任意の特徴部または散乱体である。特に、定義により、角度維持散乱特徴部によって散乱される光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりσの関数である（すなわち、σｓ＝ｆ（σ））。一部の実施形態では、散乱光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりまたはコリメーション係数σの一次関数である（例えば、σｓ＝ａ・σであり、式中、ａは整数である）。すなわち、角度維持散乱特徴部によって散乱された光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりまたはコリメーション係数σに実質的に比例し得る。例えば、散乱光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりσと実質的に等しくてもよい（例えば、σｓ≒σ）。均一回折格子（すなわち、実質的に均一なまたは一定の回折特徴部間隔または格子ピッチを有する回折格子）は、角度維持散乱特徴部の一例である。マルチビーム要素（例えば、以下で様々に説明するような）は、本明細書で定義されているような角度維持散乱特徴部の一例である。
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。一部の例では、複数の特徴部は、周期的または準周期的に配置されてもよい。例えば、回折格子は、１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リッジ）を含んでもよい。他の例では、回折格子は、
特徴部の２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アレイであってもよい。
したがって、本明細書の定義により、「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。光がライト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、回折格子が回折によってライトガイドから外に光を結合し得るまたは散乱させ得るという点で、「回折結合」をもたらし得、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、回折角で）光の角度を変更するまたは変化させる。特に、回折の結果として、回折格子から出射する光は、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。回折による光の伝搬方向の変化は、本明細書では「回折方向転換」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的に方向転換する回折特徴部を含む構造であると理解され得、光がライトガイドから入射する場合、回折格子はまた、ライトガイドからの光を回折的に散乱させ得る。
さらに、本明細書の定義により、回折格子の特徴部は、「回折特徴部」と呼ばれ、材料表面、材料表面内、および材料表面上（すなわち、２つの材料間の境界）のうちの１つ以上にあってもよい。表面は、例えば、ライトガイドの表面であってもよい。回折特徴部は、表面、表面内、または表面上の溝、リッジ、穴、およびバンプのうちの１つ以上を含むが、これらに限定されない、光を回折する種々の構造のいずれかを含んでもよい。例えば、回折格子は、材料表面内に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、材料表面から外に隆起する複数の平行なリッジを含んでもよい。回折特徴部（例えば、溝、リッジ、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、矩形プロファイル（例えば、バイナリ回折格子）、三角形プロファイル、および鋸歯プロファイル（例えば、ブレーズド格子）のうちの１つ以上を含むが、これらに限定されない、回折を提供する種々の断面形状またはプロファイルのいずれかを有し得る。
本明細書に記載の様々な例によれば、回折格子（例えば、以下に説明するような、マルチビーム要素の回折格子）は、光を光ビームとしてライトガイド（例えば、プレートライトガイド）から外に回折的に散乱させるまたは結合するために用いられ得る。特に、局所的に周期的な回折格子の回折角θｍまたは局所的に周期的な回折格子によって与えられる回折角θｍは、以下の式（１）によって与えられ得る。
式中、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または間隔であり、θｉは回折格子への光の入射角である。簡単にするために、式（１）では、回折格子がライトガイドの表面に隣接し、ライトガイドの外側の材料の屈折率が１に等しい（すなわち、ｎｏｕｔ＝１）と仮定される。一般に、回折次数ｍは整数によって与えられる。回折格子によって生成される光ビームの回折角θｍは、回折次数が正（例えば、ｍ＞０）である式（１）によって与えられ得る。例えば、回折次数ｍが１に等しい（すなわち、ｍ＝１である）場合、一次回折が提供される。
図２は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、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の表面に配置されてもよい。さらに、図２は、入射角θｉで回折格子３０に入射する光ビーム２０を示す。光ビーム２０は、ライトガイド４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム２０の回折の結果として回折格子３０によって回折的に生成および散乱された結合または散乱光ビーム５０が示されている。散乱光ビーム５０は、式（１）によって与えられる回折角θｍ（または本明細書では「主角度方向」）を有する。散乱光ビーム５０は、例えば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応してもよい。
本明細書では、定義により、「傾斜」回折格子は、回折格子の表面の表面法線に対して傾斜角を有する回折特徴を有する回折格子である。様々な実施形態によれば、傾斜回折格子は、入射光の回折によって片側散乱を提供してもよい。
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任意の光学デバイスまたは装置として定義される。例えば、コリメータは、コリメートミラーまたはリフレクタ、コリメートレンズ、回折格子、およびそれらの様々な組み合わせを含んでもよいが、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変化してもよい。さらに、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向および水平方向）の一方または両方においてコリメーションを提供するように構成されてもよい。すなわち、一部の実施形態によれば、コリメータは、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んでもよい。
本明細書では、「コリメーション係数」は、光がコリメートされる程度として定義される。特に、コリメーション係数は、本明細書の定義により、コリメート光ビーム内の光線の角度広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメート光ビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、コリメート光ビームの中心または主角度方向から＋／－σ度）内にあることを指定してもよい。一部の例によれば、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よって決定される角度であってもよい。
本明細書では、「光源」は、光の源（例えば、光を生成して放射するように構成された光エミッタ）として定義される。例えば、光源は、光エミッタ、たとえば、点灯またはオンされると光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）を備えてもよい。特に、本明細書では、光源は、実質的に任意の光の源であってもよいし、または発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマベースの光エミッタ、蛍光灯、白熱灯、および事実上任意の他の光の源のうちの１つ以上を含むが、これらに限定されない実質的に任意の光エミッタを備えてもよい。光源によって生成される光は、色を有してもよい（すなわち、特定の波長の光を含んでもよい）し、または波長の範囲（例えば、白色光）であってもよい。一部の実施形態では、光源は、複数の光エミッタを備えてもよい。例えば、光源は、光エミッタのセットまたはグループであって、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うちの少なくとも１つの他の光エミッタによって生成される光の色または波長とは異なる色、すなわち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、例えば原色（例えば、赤色、緑色、青色）を含んでもよい。
本明細書では、「マルチビュー画像」は、複数の画像（すなわち、３つより多くの画像）として定義され、複数の画像の各画像は、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応す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ているときに、深度の知覚を容易にし、したがって、例えば、視聴者には３Ｄシーンの画像であるように見える画像（例えば、２次元画像）の集合である。
定義により、「広角」放射光は、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。特に、一部の実施形態では、広角放射光は、約２０度よりも大きい（例えば、＞±２０°の）円錐角を有してもよい。他の実施形態では、広角放射光の円錐角は、約３０度より大きくてもよいし（例えば、＞±３０°）、または約４０度より大きくてもよいし（例えば、＞±４０°）、または５０度より大きくてもよい（例えば、＞±５０°）。例えば、広角放射光の円錐角は、約６０度（例えば、＞±６０°）であってもよい。
一部の実施形態では、広角放射光の円錐角は、ＬＣＤコンピュータモニタ、ＬＣＤタブレット、ＬＣＤテレビ、または広角視野を意図した同様のデジタルディスプレイデバイスの視野角（例えば、約±４０～６５°）とほぼ同じになるように定義されてもよい。他の実施形態では、広角放射光はまた、拡散光、実質的に拡散光、無指向性光（すなわち、特定のもしくは所定の指向性を欠いている）として、または単一のもしくは実質的に均一な方向を有する光として特徴付けまたは説明されてもよい。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態は、集積回路（ＩＣ：integrated circuit）、超大規模集積（ＶＬＳＩ：very large scale integrated）回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、およびグラフィックプロセッサユニット（ＧＰＵ：graphical processor unit）などのうちの１つ以上を含むが、これらに限定されない種々のデバイスおよび回路、ファームウェア、ソフトウェア（プログラムモジュールまたは命令セットなど）、ならびに上記のうちの２つ以上の組み合わせを使用して実施されてもよい。例えば、一実施形態またはその要素は、ＡＳＩＣまたはＶＬＳＩ回路内の回路要素として実施されてもよい。ＡＳＩＣまたはＶＬＳＩ回路を用いる実施態様は、ハードウェアベースの回路の実施態様の例である。
別の例では、一実施形態は、コンピュータによってさらに実行される（例えば、メモリに記憶され、汎用コンピュータのプロセッサまたはグラフィックプロセッサによって実行される）、動作環境またはソフトウェアベースのモデリング環境（例えば、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）（マサチューセッツ州ネイティックのマスワークス社（ＭａｔｈＷｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．）））で実行されるコンピュータプログラミング言語（例えば、Ｃ／Ｃ＋＋）を使用するソフトウェアとして実施されてもよい。１つ以上のコンピュータプログラムまたはソフトウェアは、コンピュータプログラム機構を構成し得、プログラミング言語は、コンピュータのプロセッサまたはグラフィックプロセッサによって実行されるようにコンパイルまたは解釈され得る、例えば構成可能であり得るまたは構成され得る（これらは、この解説では交換可能に使用され得る）ことに留意されたい。
さらに別の例では、本明細書に記載の装置、デバイス、またはシステム（例えば、画像プロセッサ、カメラなど）のブロック、モジュール、または要素は、実際のまたは物理的な回路（例えば、ＩＣまたはＡＳＩＣのような）を使用して実施されてもよく、一方、別のブロック、モジュール、または要素は、ソフトウェアまたはファームウェアで実施されてもよい。特に、本明細書の定義によれば、一部の実施形態は、実質的にハードウェアベースの回路の手法またはデバイス（例えば、ＩＣ、ＶＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ファームウェアなど）を使用して実施されてもよく、一方、他の実施形態はまた、例えば、ソフトウェアを実行するためにコンピュータプロセッサもしくはグラフィックプロセッサを使用するソフトウェアもしくはファームウェアとして、またはソフトウェアもしくはファームウェアとハードウェアベースの回路との組み合わせとして実施されてもよい。
さらに、本明細書で使用される場合、冠詞「ある（ａ）」は、特許技術におけるその通常の意味、すなわち「１つ以上」を有することが意図されている。例えば、「マルチビューディスプレイ」は１つ以上のマルチビューディスプレイを意味し、したがって、「マルチビューディスプレイ」は、本明細書では「１つまたは複数のマルチビューディスプレイ」を意味する。また、本明細書における「上部（top）」、「下部（bottom）」、「上方（upper）」、「下方（lower）」、「上（up）」、「下（down）」、「前（front）」、「後（back）」、「第１（first）」、「第２（second）」、「左（left）」、または「右（right）」への言及は、本明細書では限定を意図するものではない。本明細書では、「約」という用語は、値に適用される場合、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、または特に明記しない限り、プラスもしくはマイナス１０％、またはプラスもしくはマイナス５％、またはプラスもしくはマイナス１％を意味し得る。さらに、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、大部分、またはほとんどすべて、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、例示のみを意図しており、限定としてではなく解説の目的で提示されている。
本明細書に記載の原理の一部の実施形態によれば、多方向性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実施形態による、一例における第１００の斜視図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における多方向性バックライト１００の上面図または側面図を示す。図３Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の例における多方向性バックライト１００の上面図または側面図を示す。図３Ｂ～図３Ｃの側面図は、例えば、ｘ－ｚ平面で見たときの多方向性バックライト１００を表し得る。
図３Ａ～図３Ｃに示すように、多方向性バックライト１００は、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０を備える。第１のマルチビューバックライト１１０は、第１の角度範囲γ１を有する放射光１０２ａを提供するように構成されたマルチビーム要素を備える。様々な実施形態によれば、第１のマルチビューバックライト１１０によって提供される、第１の角度範囲γ１を有する放射光１０２ａは、第１の収束距離を有する第１のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む。第２のマルチビューバックライト１２０は、第２の角度範囲γ２を有する放射光１０２ｂを提供するように構成されたマルチビーム要素を備える。様々な実施形態によれば、第２のマルチビューバックライト１２０によって提供される、第２の角度範囲γ２を有する放射光１０２ｂは、第２の収束距離を有する第２のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む。
様々な実施形態によれば、第１のマルチビューバックライト１１０によって提供される放射光１０２ａの第１の角度範囲γ１と第２のマルチビューバックライト１２０によって提供される放射光１０２ｂの第２の角度範囲γ２とは、相互に排他的な角度範囲であり、すなわち、第１の角度範囲γ１と第２の角度範囲γ２とは互いに重ならない。特に、第１の角度範囲γ１と第２の角度範囲γ２とは、本明細書の定義により、これらの範囲が第１の収束距離および第２の収束距離に対応するビューゾーン１０４内で互いに重ならないという点で相互に排他的である。図３Ｂ～図３Ｃでは、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０に対応するビューゾーン１０４は、限定ではなく例として、矩形ボックスとして示されている。
一部の実施形態では、第２のマルチビューバックライト１２０は、第１のマルチビューバックライト１１０に対して、傾斜角βをなす傾斜を有する。一部の実施形態では、傾斜角βは、約０度（０°）～約４５度（４５°）であってもよい。例えば、傾斜角βは、約１０度（１０°）、または約２０度（２０°）もしくは約３５度（３５°）であってもよい。一部の実施形態では、第１の収束距離および第２の収束距離、ひいては傾斜角βは、例えば、多方向性バックライト１００を用いるディスプレイの所望の視距離に基づいて選択されてもよい。図３Ｂは、限定ではなく例として、多方向性バックライト１００の第１のマルチビューバックライト１１０と第２のマルチビューバックライト１２０との間の傾斜がなす傾斜角βを示す。表面法線は、図３Ｂ～図３Ｃでは、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０のそれぞれから延びる矢印によって示されている。
一部の実施形態（例えば、図３Ｂに示すような）では、第２のマルチビューバックライト１２０は、第１のマルチビューバックライト１１０から離れる傾斜（傾斜角）を有する。したがって、これらの実施形態では、図３Ｂに示すように、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０のそれぞれの表面法線は互いに発散する。他の実施形態（例えば、図３Ｃに示すような）では、第２のマルチビューバックライト１２０は、第１のマルチビューバックライト１１０に向かう傾斜を有する。これらの実施形態では、図３Ｃに示すように、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０のそれぞれの表面法線は、互いに交差するように収束してもよい。
一部の実施形態では、第１のマルチビューバックライト１１０と第２のマルチビューバックライト１２０との間の傾斜は可変である。これらの実施形態では、第１のマルチビューバックライト１１０と第２のマルチビューバックライト１２０との間の傾斜角βは可変であってもよく、例えば、傾斜角βはリアルタイムでまたは動作中に調整可能であってもよい。例えば（図示せず）、第１のマルチビューバックライト１１０と第２のマルチビューバックライト１２０とは、傾斜または傾斜角βの可変性を提供するように構成されたヒンジアセンブリを使用して互いに接続されてもよい。例えば、ヒンジアセンブリは、傾斜または傾斜角βの可変性と共に、第１のマルチビューバックライト１１０と第２のマルチビューバックライト１２０との両方の接続を提供する、機械的ヒンジおよび可撓性材料フィルムまたはストリップ（例えば、プラスチックまたは金属フィルム）を含むが、これらに限定されない実質的に任意の構造または材料を含んでもよい。一部の実施形態では、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０の材料（例えば、ライトガイドまたは基板）構造は、第１のマルチビューバックライト１１０と第２のマルチビューバックライト１２０との間の接続部または接合部にわたって連続的または実質的に連続的である。他の実施形態では、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０は、ことによるとヒンジまたは同様の接続機構によって結合または接続されるが、別個のマルチビューバックライトである。
一部の実施形態（図示せず）では、多方向性バックライト１００は、第３のマルチビューバックライトをさらに備えてもよい。第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０と同様に、第３のマルチビューバックライトは、第３の角度範囲を有する放射光を提供するように構成されたマルチビーム要素のアレイを備える。これらの実施形態によれば、第３のマルチビューバックライトによって提供される放射光は、第３のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む。さらに、第３のマルチビューバックライトによって提供される放射光の第３の角度範囲は、第１の角度範囲γ１および第２の角度範囲γ２の一方または両方と相互に排他的である。さらに他の実施形態（図示せず）では、多方向性バックライト１００は、追加のマルチビューバックライト、例えば第４のマルチビューバックライトおよび第５のマルチビューバックライトなどをさらに備えてもよい。
一部の実施形態では、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０の一方または両方は、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を備えてもよく、マルチビーム要素は、互いに離され、マルチビーム要素のアレイとしてライトガイドにわたって分散される。これらの実施形態では、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、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る。ライトガイドを含む一部の実施形態では、マルチビーム要素は、導波光の一部を回折的に散乱させるように構成された回折格子、導波光の一部を屈折的に散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素、および導波光の一部を反射的に散乱させるように構成されたマイクロ反射要素のうちの１つ以上を備える。
他の実施形態では、第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０のマルチビーム要素は、マルチビームエミッタのアレイとして基板にわたって分散されたアクティブエミッタを備えてもよい。一部の実施形態では、マルチビーム要素のアクティブエミッタは、マイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤまたはμＬＥＤ）を備えてもよい。本明細書では、μＬＥＤは、微小発光ダイオード（ＬＥＤ）、すなわち微小の寸法を有するＬＥＤとして定義される。一部の実施形態では、μＬＥＤは複数のμＬＥＤを備えてもよい。一部の実施形態では、アクティブエミッタは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を備えてもよい。本明細書で定義されるように、ＯＬＥＤは、電流または同様の電気刺激に応答して光を放射するように構成された有機化合物を含む発光性エレクトロルミネセンスフィルムまたは層を有するエミッタである。さらに他の実施形態では、ＬＥＤ、高強度ＬＥＤ、および量子ドットＬＥＤなどであるが、これらに限定されない別のタイプの光エミッタが、アクティブ光エミッタとして使用されてもよい。
図４Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト２００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２００の平面図を示す。図４Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューバックライト２００の斜視図を示す。図４Ｃの斜視図は、本明細書の解説を容易にするためだけに部分的に切り取られて示されている。様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト２００は、上記の第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０の一方または両方を表してもよいし、またはこれらの一方または両方として使用されてもよい。
図４Ａ～図４Ｃに示すマルチビューバックライト２００は、互いに異なる主角度方向（例えば、光照射野として）を有する複数の指向性光ビーム２０２を含む放射光を提供するように構成される。特に、様々な実施形態によれば、放射光の複数の指向性光ビーム２０２は、マルチビュー画像の、すなわち、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それぞれのビュー方向に対応する異なる主角度方向に、マルチビューバックライト２００から離れるように向けられる。一部の実施形態では、指向性光ビームは、３Ｄコンテンツ、例えばマルチビュー画像を有するマルチビュー情報の表示を容易にするために変調されてもよい（例えば、以下で説明するように、ライトバルブを使用して）。図４Ａ～図４Ｃでは、放射光の指向性光ビーム２０２は、マルチビューバックライト２００から離れる方向に延びる矢印として示されている。さらに、一部の実施形態では、複数の指向性光ビーム２０２を含む放射光は、多方向性バックライト１００の第１のマルチビューバックライト１１０および第２のマルチビューバックライト１２０によってそれぞれ提供される放射光１０２ａ、１０２ｂおよびそれらの指向性光ビームを表してもよい。
図４Ａ～図４Ｃに示すように、マルチビューバックライト２００は、ライトガイド２１０を備える。一部の実施形態によれば、ライトガイド２１０は、プレートライトガイドであってもよい。ライトガイド２１０は、導波光２０４としてライトガイド２１０の長さに沿って光を導波するように構成される。例えば、ライトガイド２１０は、光導波路として構成された誘電材料を含んでもよい。誘電材料は、誘電体光導波路を取り囲む媒体の第２の屈折率よりも大きい第１の屈折率を有してもよい。屈折率の差は、例えば、ライトガイド２１０の１つ以上の導波モードに従って導波光２０４の内部全反射を容易にするように構成される。
一部の実施形態では、ライトガイド２１０は、光学的に透過性の誘電材料の実質的に平面状の延在シートを備えるスラブまたはプレート光導波路であってもよい。誘電材料の実質的に平面状のシートは、内部全反射を使用して導波光２０４（または導波光ビーム）を導波するように構成される。様々な例によれば、ライトガイド２１０の光学的に透過性の材料は、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、ホウケイ酸塩ガラスなど）および実質的に光学的に透過性の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）のうちの１つ以上を含むが、これらに限定されない種々の誘電材料のいずれかを含んでもよいし、またはこれから作られてもよい。一部の例では、ライトガイド２１０は、ライトガイド２１０の表面（例えば、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。一部の例によれば、クラッド層は、内部全反射をさらに容易にするために使用されてもよい。
さらに、一部の実施形態によれば、ライトガイド２１０は、ライトガイド２１０の第１の表面２１０’（例えば、「前」面または側面）と第２の表面２１０’’（例えば、「後」面または側面）との間の非ゼロ伝搬角度での内部全反射に従って導波光２０４を導波するように構成される。特に、導波光２０４は、非ゼロ伝搬角度でライトガイド２１０の第１の表面２１０’と第２の表面２１０’’との間で反射するまたは「跳ね返る」ことによって伝搬する。一部の実施形態では、異なる色の光を含む複数の導波光ビーム２０４が、色固有の異なる非ゼロ伝搬角度のそれぞれでライトガイド２１０によって導波されてもよい。図示を簡単にするために、非ゼロ伝搬角度は図４Ａ～図４Ｃには示されていないことに留意されたい。しかしながら、伝搬方向２０３を示す太い矢印は、図４Ａのライトガイドの長さに沿った導波光２０４の一般的な伝搬方向を示す。
本明細書で定義されるように、「非ゼロ伝搬角度」は、ライトガイド２１０の表面（例えば、第１の表面２１０’または第２の表面２１０’’）に対する角度である。さらに、様々な実施形態によれば、非ゼロ伝搬角度は、ゼロよりも大きく、かつライトガイド２１０内の内部全反射の臨界角よりも小さい。例えば、導波光２０４の非ゼロ伝搬角度は、約１０度（１０°）～約５０度（５０°）、または一部の例では、約２０度（２０°）～約４０度（４０°）、または約２５度（２５°）～約３５度（３５°）であってもよい。例えば、非ゼロ伝搬角度は、約３０度（３０°）であってもよい。他の例では、非ゼロ伝搬角度は、約２０°、または約２５°、または約３５°であってもよい。さらに、特定の非ゼロ伝搬角度がライトガイド２１０内の内部全反射の臨界角よりも小さくなるように選択される限り、特定の実施態様に対して、この特定の非ゼロ伝搬角度が選択されてもよい（例えば、任意に）。
ライトガイド２１０内の導波光２０４は、非ゼロ伝搬角度（例えば、約３０～３５度）でライトガイド２１０に導入または結合されてもよい。レンズ、ミラー、または同様のリフレクタ（例えば、傾斜コリメートリフレクタ）、回折格子、およびプリズム（図示せず）のうちの１つ以上は、例えば、非ゼロ伝搬角度で導波光２０４として光をライトガイド２１０の入力端に結合することを容易にし得る。ライトガイド２１０に結合されると、導波光２０４は、ライトガイド２１０に沿って、一般に入力端から離れ得る方向（例えば、図４Ａのｘ軸に沿った方向を示す太い矢印によって示されている）に伝搬する。
さらに、様々な実施形態によれば、導波光２０４、すなわち、ライトガイド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内で互いに実質的に平行である光のビーム（例えば、導波光２０４）として定義される。さらに、コリメート光ビームから発散または散乱した光線は、本明細書の定義により、コリメート光ビームの一部とは考えられない。一部の実施形態では、マルチビューバックライト２００は、例えば光源からの光をコリメートするために、コリメータ、たとえば、上記のようなレンズ、リフレクタ、またはミラー（例えば、傾斜コリメートリフレクタ）を含んでもよい。一部の実施形態では、光源はコリメータを備える。ライトガイド２１０に提供されるコリメート光は、コリメート導波光ビームである。様々な実施形態において、導波光２０４の導波光ビームは、上記のように、コリメーション係数に従ってまたはコリメーション係数を有してコリメートされてもよい。
一部の実施形態では、ライトガイド２１０は、導波光２０４を「再利用」するように構成されてもよい。特に、ライトガイドの長さに沿って導波された導波光２０４は、その長さに沿って、伝搬方向２０３とは異なる別の伝搬方向２０３’に向かって後方に方向転換されてもよい。例えば、ライトガイド２１０は、光源に隣接する入力端とは反対側のライトガイド２１０の端部にリフレクタ（図示せず）を含んでもよい。リフレクタは、導波光２０４を再利用導波光として入力端に向かって反射して戻すように構成されてもよい。このように導波光２０４を再利用することは、例えば以下に説明するマルチビーム要素に導波光を複数回利用可能にすることによって、マルチビューバックライト２００の輝度（例えば、指向性光ビーム２０２の強度）を増加させ得る。
図４Ａでは、再利用導波光（例えば、負のｘ方向に向けられる）の伝搬方向２０３’を示す太い矢印は、ライトガイド２１０内の再利用導波光の一般的な伝搬方向を示す。あるいは（例えば、導波光を再利用するのとは対照的に）、他の伝搬方向２０３’に伝搬する導波光２０４は、他の伝搬方向２０３’で光をライトガイド２１０に導入することによって提供されてもよい（例えば、伝搬方向２０３を有する導波光２０４に加えて）。
図４Ａ～図４Ｃに示すように、マルチビューバックライト２００は、ライトガイドの長さに沿って互いに離間した複数のマルチビーム要素２２０をさらに備える。特に、複数のマルチビーム要素２２０は、有限空間によって互いに離され、ライトガイドの長さに沿って個々の別個の要素を表す。すなわち、本明細書の定義により、複数のマルチビーム要素２２０は、有限（すなわち、非ゼロ）要素間距離（例えば、有限の中心間距離）に従って互いに離間される。さらに、一部の実施形態によれば、複数のマルチビーム要素２２０は、一般に、互いに交差したり、重なったり、さもなければ接触したりしない。したがって、複数のマルチビーム要素２２０のそれぞれは、一般に別個であり、他のマルチビーム要素２２０から離される。
一部の実施形態によれば、複数のマルチビーム要素２２０は、１次元（１Ｄ）アレイまたは２次元（２Ｄ）アレイのいずれかで配置されてもよい。例えば、複数のマルチビーム要素２２０は、線形１Ｄアレイとして配置されてもよい。別の例では、複数のマルチビーム要素２２０は、矩形２Ｄアレイまたは円形２Ｄアレイとして配置されてもよい。さらに、アレイ（すなわち、１Ｄまたは２Ｄアレイ）は、一部の例では、規則的または均一なアレイであってもよい。特に、マルチビーム要素２２０間の要素間距離（例えば、中心間距離または間隔）は、アレイにわたって実質的に均一または一定であってもよい。他の例では、マルチビーム要素２２０間の要素間距離は、アレイにわたっておよび／またはライトガイド２１０の長さに沿って異なっていてもよい。
様々な実施形態によれば、複数のマルチビーム要素２２０は、複数の指向性光ビーム２０２として導波光２０４の一部を結合するまたは散乱させるように構成される。特に、図４Ａおよび図４Ｃは、指向性光ビーム２０２を、ライトガイド２１０の第１の表面（または前面）２１０’から離れる方向に向けて示されている複数の発散する矢印として示す。さらに、様々な実施形態によれば、マルチビーム要素２２０のサイズは、マルチビューディスプレイのライトバルブ（以下に説明される）のサイズと同等である。
図４Ａ～図４Ｃは、複数の指向性光ビームの指向性光ビーム２０２を変調するように構成されたライトバルブ２０８のアレイをさらに示す。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を用いるマルチビューディスプレイの一部であってもよく、本明細書の解説を容易にする目的で、マルチビューバックライト２００と共に図４Ａ～図４Ｃに示されている。図４Ｃでは、ライトバルブ２０８のアレイは、ライトバルブアレイの下にあるライトガイド２１０およびマルチビーム要素２２０の視覚化を可能にするために部分的に切り取られている。
図４Ａ～図４Ｃに示すように、異なる主角度方向を有する異なる指向性光ビーム２０２は、ライトバルブアレイ内の異なるライトバルブ２０８を通過し、ライトバルブアレイ内の異なるライトバルブ２０８によって変調されてもよい。さらに、図示のように、アレイのライトバルブ２０８はピクセルに対応してもよく、ライトバルブ２０８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に対応する。特に、ライトバルブアレイのライトバルブ２０８の異なるセットは、異なるマルチビーム要素２２０からの指向性光ビーム２０２を受け取り、変調するように構成される、すなわち、図示のように、各マルチビーム要素２２０に対してライトバルブ２０８の１つの固有のセットが存在する。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、ライトバルブアレイのライトバルブ２０８として用いられてもよい。
様々な実施形態によれば、マルチビーム要素２２０は、導波光２０４の一部を結合するまたは散乱させるように構成されたいくつかの異なる構造のいずれかを備えてもよい。例えば、異なる構造は、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んでもよいが、これらに限定されない。一部の実施形態では、回折格子を備えるマルチビーム要素２２０は、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム２０２として導波光の一部を回折的に散乱させるように構成される。他の実施形態では、マイクロ反射要素を備えるマルチビーム要素２２０は、複数の指向性光ビーム２０２として導波光の一部を反射的に結合するまたは散乱させるように構成されるか、またはマイクロ屈折要素を備えるマルチビーム要素２２０は、屈折によってまたは屈折を使用して複数の指向性光ビーム２０２として導波光の一部を結合するまたは散乱させる（すなわち、導波光の一部を屈折的に散乱させる）ように構成される。
図５Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビーム要素２２０を含むマルチビューバックライト２００の一部の断面図を示す。図５Ｂ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要素２２０を含むマルチビューバックライト２００の一部の断面図を示す。特に、図５Ａ～図５Ｂは、回折格子２２２を備えるマルチビューバックライト２００のマルチビーム要素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の一部を回折的に散乱させるように構成される。回折格子２２２は、導波光の一部の回折結合を提供するように構成された回折特徴部間隔または回折特徴部もしくは格子ピッチだけ互いに離間した複数の回折特徴部を備える。様々な実施形態によれば、回折格子２２２における回折特徴部の間隔または格子ピッチは、波長未満であってもよい（すなわち、導波光の波長を下回っていてもよい）。
一部の実施形態では、マルチビーム要素２２０の回折格子２２２は、ライトガイド２１０の表面にまたはそれに隣接して配置されてもよい。例えば、回折格子２２２は、図５Ａに示すように、ライトガイド２１０の第１の表面２１０’にあってもよいし、またはそれに隣接していてもよい。別の例では、図５Ｂに示すように、回折格子２２２は、ライトガイド２１０の第２の表面２１０’’にまたはそれに隣接して配置されてもよい。第２の表面２１０’’に配置される場合、回折格子２２２は反射モード回折格子であってもよい。反射モード回折格子として、回折格子２２２は、回折的に散乱された指向性光ビーム２０２として第１の表面２１０’を通って出射するように、導波光の一部を回折するとともに、回折された導波光の一部を第１の表面２１０’に向けて反射するように構成される。他の実施形態（図示せず）では、回折格子２２２は、例えば、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、ライトガイド２１０の表面間に配置されてもよい。
一部の実施形態によれば、回折格子１２２の回折特徴部は、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、ライトガイド２１０の材料を含んでもよく、例えば、ライトガイド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、ライトガイドの材料以外の材料、例えば、ライトガイド２１０の表面上の別の材料のフィルムまたは層から形成されてもよい。
一部の実施形態では、マルチビーム要素２２０の回折格子２２２は、回折特徴部の間隔が回折格子２２２の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。他の実施形態では、回折格子２２２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、回折特徴部の回折間隔（すなわち、格子ピッチ）を示すまたは有するチャープ回折格子である。一部の実施形態では、チャープ回折格子は、距離と共に線形に変化する回折特徴部間隔のチャープを有してもよくまたは示してもよく、他の実施形態では、チャープ回折格子は、回折特徴部間隔の非線形チャープを示してもよい。指数チャープ、対数チャープ、または実質的に不均一またはランダムであるが依然として単調な別の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てもよい。正弦波チャープまたは三角形もしくは鋸歯状チャープなどであるが、これらに限定されない非単調チャープも用いられてもよい。これらのタイプのチャープのいずれかの組み合わせも用いられてもよい。
図６Ａ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要素２２０を含むマルチビューバックライト２００の一部の断面図を示す。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、一例におけるマルチビーム要素２２０を含むマルチビューバックライト２００の一部の断面図を示す。特に、図６Ａおよび図６Ｂは、マイクロ反射要素を備えるマルチビーム要素２２０の様々な実施形態を示す。マルチビーム要素２２０としてまたはマルチビーム要素２２０に使用されるマイクロ反射要素は、反射材料（例えば、反射金属）もしくはその層を用いるリフレクタ、または内部全反射（ＴＩＲ：total internal reflection）に基づくリフレクタを含んでもよいが、これらに限定されない。一部の実施形態（例えば、図６Ａ～図６Ｂに示すような）によれば、マイクロ反射要素を備えるマルチビーム要素２２０は、ライトガイド２１０の表面（例えば、第２の表面２１０’’）にまたはそれに隣接して配置されてもよい。他の実施形態（図示せず）では、マイクロ反射要素は、第１の表面２１０’と第２の表面２１０’’との間のライトガイド２１０内に配置されてもよい。
例えば、図６Ａは、ライトガイド２１０の第２の表面２１０’’に隣接して配置された反射ファセットを有するマイクロ反射要素２２３（例えば、「プリズム」マイクロ反射要素）を備えるマルチビーム要素２２０を示す。図示のプリズムマイクロ反射要素２２３のファセットは、ライトガイド２１０から外に導波光２０４の一部を反射する（すなわち、反射的に結合するまたは散乱させる）ように構成される。ファセットは、例えば、ライトガイド２１０から外に導波光の一部を反射するために導波光２０４の伝搬方向に対して斜めにされてもよいまたは傾けられてもよい（すなわち、傾斜角を有してもよい）。様々な実施形態によれば、ファセットは、ライトガイド２１０内に反射材料を使用して形成されてもよい（例えば、図６Ａに示すように）し、または第２の表面２１０’’内のプリズムキャビティの表面であってもよい。プリズムキャビティが用いられる場合、一部の実施形態では、キャビティ表面における屈折率の変化が反射（例えば、ＴＩＲ反射）を提供し得るか、また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によってコーティングされ得るかのいずれかである。
別の例では、図６Ｂは、半球形のマイクロ反射要素２２４などであるが、これに限定されない実質的に滑らかな曲面を有するマイクロ反射要素２２４を備えるマルチビーム要素２２０を示す。マイクロ反射要素２２４の特定の表面曲線は、例えば、導波光２０４が接触する、曲面上の入射点に従って、導波光の一部を異なる方向に反射するように構成されてもよい。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ライトガイド２１０の外に反射的に散乱された、導波光の一部は、限定ではなく例として、第１の表面２１０’から外に出射するまたは放射される。図６Ａのプリズムマイクロ反射要素２２３と同様に、図６Ｂのマイクロ反射要素２２４は、限定ではなく例として、図６Ｂに示すように、ライトガイド２１０内の反射材料または第２の表面２１０’’に形成されたキャビティ（例えば、半円形キャビティ）のいずれかであってもよい。図６Ａおよび図６Ｂはまた、限定ではなく例として、２つの伝搬方向２０３、２０３’（すなわち、太い矢印として示されている）を有する導波光２０４を示す。２つの伝搬方向２０３、２０３’を使用することは、例えば、対称的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７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要素２２０を含むマルチビューバックライト２００の一部の断面図を示す。特に、図７は、マイクロ屈折要素２２６を備えるマルチビーム要素２２０を示す。様々な実施形態によれば、マイクロ屈折要素２２６は、ライトガイド２１０からの導波光２０４の一部を屈折的に結合するまたは散乱させるように構成される。すなわち、マイクロ屈折要素２２６は、図７に示すように、ライトガイド２１０からの導波光の一部を指向性光ビーム２０２として散乱させるために屈折（例えば、回折または反射とは対照的に）を用いるように構成される。マイクロ屈折要素２２６は、半球形状、矩形形状、またはプリズム形状（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てもよい。様々な実施形態によれば、マイクロ屈折要素２２６は、図示のように、ライトガイド２１０の表面（例えば、第１の表面１１０’）から外に延在もしくは突出してもよいし、または表面のキャビティ（図示せず）であってもよい。さらに、マイクロ屈折要素２２６は、一部の実施形態では、ライトガイド２１０の材料を含んでもよい。他の実施形態では、マイクロ屈折要素２２６は、ライトガイドの表面に隣接して、一部の例では、ライトガイドの表面と接触して別の材料を含んでもよい。
再び図４Ａを参照すると、マルチビューバックライト２００は、光源２３０をさらに備えてもよい。様々な実施形態によれば、光源２３０は、ライトガイド２１０内で導波される光を提供するように構成される。特に、光源２３０は、ライトガイド２１０の入射面または端部（入力端）に隣接して配置されてもよい。様々な実施形態において、光源２３０は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ（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の源（例えば、光エミッタ）を備えてもよい。一部の実施形態では、光源２３０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。特に、単色光の色は、特定の色空間または色モデル（例えば、赤－緑－青（ＲＧＢ）の色モデル）の原色であってもよい。他の例では、光源２３０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。例えば、光源２３０は、白色光を提供してもよい。一部の実施形態では、光源２３０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、異なる色の光のそれぞれに対応する導波光の異なる色固有の非ゼロ伝搬角度を有する光を提供するように構成されてもよい。
一部の実施形態では、光源２３０はコリメータをさらに備えてもよい。コリメータは、光源２３０の光エミッタのうちの１つ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てもよい。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る。特に、コリメータは、一部の実施形態によれば、所定のコリメーション係数に従ってコリメートされた、非ゼロ伝搬角度を有するコリメート光を提供してもよい。さらに、異なる色の光エミッタが用いられる場合、コリメータは、異なる色固有の非ゼロ伝搬角度の一方または両方を有し、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てもよい。コリメータは、上記の導波光２０４として伝搬するように、コリメート光ビームをライトガイド２１０に伝達するようにさらに構成される。
本明細書に記載の原理の一部の実施形態によれば、マルチユーザマルチビューディスプレイが提供される。マルチユーザ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のピクセルとして、複数の異なる方向に、または対応する複数の異なるユーザによって見られるビューゾーンに変調光ビームを放射するように構成される。さらに、放射される変調光ビームは、マルチユーザマルチビューディスプレイによって表示されるマルチビュー画像の複数のビュー方向に優先的に向けられてもよい。一部の例では、マルチユーザマルチビューディスプレイは、異なるビューゾーンのそれぞれに３Ｄまたはマルチビュー画像を提供または「表示」するように構成される。様々な実施形態によれば、変調された異なる方向の複数の光ビームの異なる光ビームは、異なるビューゾーンのマルチビュー画像に関連付けられた異なる「ビュー」の個々のピクセルに対応してもよい。異なるビューは、例えば、マルチユーザマルチビューディスプレイによって表示されているマルチビュー画像内の情報の「眼鏡なし」表現（例えば、自動立体視）を提供してもよい。
図８は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチユーザマルチビューディスプレイ３００のブロック図を示す。様々な実施形態によれば、第１３００は、異なるビュー方向の異なるビューおよび異なるビューゾーンの異なるマルチビュー画像に従ってマルチビュー画像を表示するように構成される。特に、マルチユーザマルチビューディスプレイ３００によって放射される変調光ビーム３０２は、マルチビュー画像を表示するために使用され、それらのマルチビュー画像内の異なるビューのピクセル（すなわち、ビューピクセル）に対応してもよい。変調光ビーム３０２は、図８に矢印として示されており、限定ではなく例として、その変調を強調するために、放射された変調光ビーム３０２の矢印には破線が使用されている。
図８に示すマルチユーザマルチビューディスプレイ３００は、第１の角度範囲γ１を有する第１のビューゾーンＩに第１のマルチビュー画像を提供するように構成された第１のマルチビューディスプレイ３１０を備える。第１のマルチビュー画像は、第１のユーザ３００ａの瞳孔間距離に対応する第１の収束距離ｆ１を有する。図示のように、マルチユーザマルチビューディスプレイ３００は、第２の角度範囲γ２を有する第２のビューゾーンＩＩに第２のマルチビュー画像を提供するように構成された第２のマルチビューディスプレイ３２０をさらに備える。第２のマルチビュー画像は、第２のユーザ３００ｂの瞳孔間距離に対応する第２の収束距離ｆ２を有する。様々な実施形態によれば、第１のビューゾーンＩは、第１のユーザ３００ａに第１のマルチビュー画像を優先的に提供するように構成されてもよく、第２のビューゾーンＩＩは、第２のユーザ３００ｂに第２のマルチビュー画像を優先的に提供するように構成されてもよい。
一部の実施形態では、第１のビューゾーンＩの第１の角度範囲γ１と第２のビューゾーンＩＩの第２の角度範囲γ２とは、相互に排他的な角度範囲である。一部の実施形態では、第２のマルチビューディスプレイ３２０は、第１のマルチビューディスプレイ３１０に対して、傾斜角をなす傾斜を有する。一部の実施形態では、第１のマルチビューディスプレイ３１０と第２のマルチビューディスプレイ３２０との間の傾斜は可変であってもよく、傾斜角は、例えば、第１のマルチビューディスプレイ３１０と第２のマルチビューディスプレイ３２０とを接続するためのヒンジアセンブリを使用して可変角度となる。
一部の実施形態では、マルチユーザマルチビューディスプレイ３００の第１のマルチビューディスプレイ３１０および第２のマルチビューディスプレイ３２０の一方または両方は、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と、ライトガイドにわたって互いに離間したマルチビーム要素のアレイと、指向性光ビームをマルチビュー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とを備えてもよい。さらに、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、マルチビュー画像に対応する方向を有する放射光の指向性光ビーム３０４として導波光の一部を散乱させるように構成されてもよい。
特に、一部の実施形態では、マルチユーザマルチビューディスプレイ３００は、上記の多方向性バックライト１００と実質的に同様の多方向性バックライトを備えてもよい。これらの実施形態では、第１のマルチビューディスプレイ３１０は、第１のマルチビューバックライト３１４によって提供される放射光の指向性光ビーム３０４を第１のマルチビュー画像として変調するように構成されたライトバルブ３１２の第１のアレイを備えてもよい。一部の実施形態では、第１のマルチビューバックライト３１４は、多方向性バックライト１００の上記の第１のマルチビューバックライト１１０と実質的に同様であってもよい。さらに、これらの実施形態では、第２のマルチビューディスプレイ３２０は、第２のマルチビューバックライト３２４によって提供される放射光の指向性光ビーム３０４を第２のマルチビュー画像として変調するように構成されたライトバルブ３２２の第２のアレイを備えてもよい。一部の実施形態では、第２のマルチビューバックライト３２４は、多方向性バックライト１００の上記の第１のマルチビューバックライト１１０と実質的に同様であってもよい。さらに、ライトバルブ３１２の第１のアレイおよびライトバルブ３２２の第２のアレイは、一部の実施形態では、上述のライトバルブ２０８のアレイと実質的に同様であってもよい。したがって、第１のマルチビュー画像は、第１の角度範囲γ１に対応する第１のビューゾーンＩで第１のユーザ３００ａによって見られるように構成されてもよく、第２のマルチビュー画像は、第２の角度範囲γ２に対応する第２のビューゾーンＩＩで第２のユーザ３００ｂによって見られるように構成されてもよい。
本明細書に記載の原理の他の実施形態によれば、多方向性バックライトの動作の方法が提供される。図９は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における多方向性バックライト動作の方法４００のフローチャートを示す。図９に示すように、多方向性バックライトの動作の方法４００は、マルチビーム要素を備える第１のマルチビューバックライトを使用して第１の角度範囲を有する光を放射するステップ４１０を含む。様々な実施形態によれば、第１のマルチビューバックライトによって放射される光は、第１の収束距離を有する第１のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを含む。一部の実施形態によれば、第１のマルチビューバックライトおよび第１の角度範囲は、多方向性バックライト１００に関して上記した第１のマルチビューバックライト１１０および第１の角度範囲γ１と実質的に同様であってもよい。
図９に示すように、多方向性バックライトの動作の方法４００は、マルチビーム要素を備える第２のマルチビューバックライトを使用して第２の角度範囲を有する光を放射するステップ４２０をさらに含む。様々な実施形態によれば、第２のマルチビューバックライトによって放射される光は、第２の収束距離を有する第２のマルチビュー画像に対応する方向を有する指向性光ビームを含む。一部の実施形態では、第２のマルチビューバックライトおよび第２の角度範囲は、上述の多方向性バックライト１００の第２のマルチビューバックライト１２０および第２の角度範囲γ２と実質的に同様であってもよい。
特に、第１の角度範囲と第２の角度範囲とは、様々な実施形態において、相互に排他的な角度範囲である。さらに、一部の実施形態では、第２のマルチビューバックライトは、第１のマルチビューバックライトに対して傾斜を有し、第２のマルチビューバックライトの表面法線と第１のマルチビューバックライトの表面法線との間の角度は、斜角をなす。一部の実施形態では、第１のマルチビューバックライトおよび第２のマルチビューバックライトの一方または両方は、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を備え、マルチビーム要素は、ライトガイドにわたって互いに離間されており、マルチビーム要素のそれぞれは、マルチビュー画像に対応する方向を有する指向性光ビームとして導波光の一部を散乱させるように構成される。
一部の実施形態（図示せず）では、多方向性バックライトの動作の方法４００は、第１のマルチビュー画像を提供するために、ライトバルブの第１のアレイを使用して、第１のマルチビューバックライトによって放射された光の指向性光ビームを変調するステップ４３０をさらに含む。一部の実施形態（図示せず）では、多方向性バックライトの動作の方法４００は、第２のマルチビュー画像を提供するために、ライトバルブの第２のアレイを使用して、第２のマルチビューバックライトによって放射された光の指向性光ビームを変調するステップ４４０をさらに含む。様々な実施形態において、第１の角度範囲によって画定される第１のビューゾーンは、第１の収束距離に位置する第１のユーザに第１のマルチビュー画像を優先的に提供し、第２の角度範囲によって画定される第２のビューゾーンは、第２の収束距離に位置する第２のユーザに第２のマルチビュー画像を優先的に提供する。一部の実施形態では、第１のライトバルブアレイおよび第２のライトバルブアレイの一方または両方は、多方向性バックライト１００に関して上述したライトバルブ２０８のアレイと実質的に同様であってもよい。多方向性バックライトの動作の方法４００が指向性光ビームを変調するステップ４３０、４４０を含む場合、方法４００はまた、マルチユーザマルチビューディスプレイの動作の方法を表し得ることに留意されたい。
以上、多方向性バックライト、マルチユーザマルチビューディスプレイ、および多方向性バックライトの動作の方法の例および実施形態を説明した。上記の例は、本明細書に記載の原理を表す多くの特定の例のうちの一部の単なる例示であることを理解されたい。明らかに、当業者は、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し得る。
１０ マルチビューディスプレイ
１２ スクリーン
１４ ビュー
１６ ビュー方向
２０ 光ビーム
３０ 回折格子
４０ ライトガイド
５０ 散乱光ビーム
１００ 多方向性バックライト
１０２ａ 第１の角度範囲γ１を有する放射光
１０２ｂ 第２の角度範囲γ２を有する放射光
１０４ ビューゾーン
１１０，３１４ 第１のマルチビューバックライト
１２０，３２４ 第２のマルチビューバックライト
２００ マルチビューバックライト
２０２ 複数の指向性光ビーム
２０３，２０３’ ２つの伝播方向
２０４ 導波光
２０８ ライトバルブ
２１０ ライトガイド
２１０’ 第１の表面
２１０’’ 第２の表面
２２０ マルチビーム要素
２２２ 回折格子
２２３ プリズムマイクロ反射要素
２２４ マイクロ反射要素
２２６ マイクロ屈折要素
２３０ 光源
３００ マルチユーザマルチビューディスプレイ
３１０ 第１のマルチビューディスプレイ
３２０ 第２のマルチビューディスプレイ
４００ 多方向性バックライトの動作の方法
４１０ 第１のマルチビューバックライトを使用して第１の角度範囲を有する光を放射するステップ
４２０ 第２のマルチビューバックライトを使用して第２の角度範囲を有する光を放射するステップ
４３０ 第１のマルチビューバックライトによって放射された光の指向性光ビームを変調するステップ
４４０ 第２のマルチビューバックライトによって放射された光の指向性光ビームを変調するステップ

Claims (21)

  1. 多方向性バックライトであって、
    第１の角度範囲を有する放射光を提供するように構成されたマルチビーム要素を備える第１のマルチビューバックライトであって、前記第１のマルチビューバックライトによって提供される前記放射光が、第１の収束距離を有する第１のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを含む、第１のマルチビューバックライトと、
    第２の角度範囲を有する放射光を提供するように構成されたマルチビーム要素を備える第２のマルチビューバックライトであって、前記第２のマルチビューバックライトによって提供される前記放射光が、第２の収束距離を有する第２のマルチビュー画像に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを含む、第２のマルチビューバックライトと
    を備え、前記第１の角度範囲と前記第２の角度範囲とが、前記第１の収束距離および前記第２の収束距離において互いに重ならない、
    多方向性バックライト。
  2. 前記第２のマルチビューバックライトが、前記第１のマルチビューバックライトに対して傾斜を有する、請求項１に記載の多方向性バックライト。
  3. 前記第２のマルチビューバックライトが、前記第１のマルチビューバックライトから離れる傾斜を有し、前記第１のマルチビューバックライトおよび前記第２のマルチビューバックライトのそれぞれの表面法線が互いに発散する、請求項２に記載の多方向性バックライト。
  4. 前記第２のマルチビューバックライトが、前記第１のマルチビューバックライトに向かう傾斜を有し、前記第１のマルチビューバックライトおよび前記第２のマルチビューバックライトのそれぞれの表面法線が、互いに交差するように収束する、請求項２に記載の多方向性バックライト。
  5. 前記第１のマルチビューバックライトと前記第２のマルチビューバックライトとの間の前記傾斜が可変である、請求項２に記載の多方向性バックライト。
  6. 前記第１のマルチビューバックライトと前記第２のマルチビューバックライトとが、傾斜の可変性を提供するように構成されたヒンジアセンブリを使用して互いに接続されている、請求項５に記載の多方向性バックライト。
  7. 第３の角度範囲を有する放射光を提供するように構成されたマルチビーム要素のアレイを備える第３のマルチビューバックライトであって、前記第３のマルチビューバックライトによって提供される前記放射光が、第３のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを含む、第３のマルチビューバックライト
    をさらに備え、前記第３のマルチビューバックライトによって提供される前記放射光の前記第３の角度範囲が、前記第１の角度範囲および前記第２の角度範囲の一方または両方と互いに重ならない、
    請求項１に記載の多方向性バックライト。
  8. 前記第１のマルチビューバックライトおよび前記第２のマルチビューバックライトの一方または両方が、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を備え、前記マルチビーム要素が、互いに離され、マルチビーム要素のアレイとして前記ライトガイドにわたって分散されており、
    前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記導波光の一部を前記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ている、
    請求項１に記載の多方向性バックライト。
  9. 前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素（a multibeam element of the multibeam element array）が、前記導波光の一部を回折的に散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部を屈折的に散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素、および前記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成されたマイクロ反射要素のうちの１つ以上を備える、請求項８に記載の多方向性バックライト。
  10. 請求項１に記載の多方向性バックライトを備えるマルチユーザマルチビューディスプレイであって、前記マルチユーザマルチビューディスプレイが、
    前記第１のマルチビューバックライトによって提供される前記放射光の前記複数の指向性光ビームを前記第１のマルチビュー画像として変調するように構成されたライトバルブの第１のアレイと、
    前記第２のマルチビューバックライトによって提供される前記放射光の前記複数の指向性光ビームを前記第２のマルチビュー画像として変調するように構成されたライトバルブの第２のアレイと
    をさらに備え、前記第１のマルチビュー画像が、前記第１の角度範囲に対応する第１のビューゾーンで第１のユーザによって見られるように構成されており、前記第２のマルチビュー画像が、前記第２の角度範囲に対応する第２のビューゾーンで第２のユーザによって見られるように構成されている、
    マルチユーザマルチビューディスプレイ。
  11. 前記第１のマルチビュー画像の異なるビューは、前記多方向性バックライトから前記第１の収束距離で前記第１のユーザによって見られるように構成されており、前記第２のマルチビュー画像の異なるビューは、前記多方向性バックライトから前記第２の収束距離で前記第２のユーザによって見られるように構成されている、請求項１０に記載のマルチユーザマルチビューディスプレイ。
  12. マルチユーザマルチビューディスプレイであって、
    第１の角度範囲を有する第１のビューゾーンに第１のマルチビュー画像を提供するように構成された第１のマルチビューディスプレイであって、前記第１のマルチビュー画像が、第１のユーザの瞳孔間距離に対応する第１の収束距離を有する、第１のマルチビューディスプレイと、
    第２の角度範囲を有する第２のビューゾーンに第２のマルチビュー画像を提供するように構成された第２のマルチビューディスプレイであって、前記第２のマルチビュー画像が、第２のユーザの瞳孔間距離に対応する第２の収束距離を有する、第２のマルチビューディスプレイと
    を備え、前記第１のビューゾーンが、前記第１のマルチビュー画像を前記第１のユーザに優先的に提供するように構成されており、前記第２のビューゾーンが、前記第２のマルチビュー画像を前記第２のユーザに優先的に提供するように構成されている、
    マルチユーザマルチビューディスプレイ。
  13. 前記第１のビューゾーンの前記第１の角度範囲と前記第２のビューゾーンの前記第２の角度範囲とが、互いに重ならない、請求項１２に記載のマルチユーザマルチビューディスプレイ。
  14. 前記第２のマルチビューディスプレイが、前記第１のマルチビューディスプレイに対して傾斜を有する、請求項１２に記載のマルチユーザマルチビューディスプレイ。
  15. 前記第１のマルチビューディスプレイと前記第２のマルチビューディスプレイとの間の前記傾斜が可変である、請求項１４に記載のマルチユーザマルチビューディスプレイ。
  16. 前記第１のマルチビューディスプレイおよび前記第２のマルチビューディスプレイの一方または両方が、
    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と、
    前記ライトガイドにわたって互いに離間したマルチビーム要素のアレイであって、前記マルチビーム要素アレイの前記マルチビーム要素のそれぞれが、マルチビュー画像に対応する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散乱させるように構成されている、マルチビーム要素のアレイと、
    前記複数の指向性光ビームをマルチビュー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と
    を備える、請求項１２に記載のマルチユーザマルチビューディスプレイ。
  17. 前記マルチビーム要素アレイの前記マルチビーム要素が、前記導波光の一部を回折的に散乱させるように構成された回折格子、前記導波光の一部を屈折的に散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素、および前記導波光の一部を反射的に散乱させるように構成されたマイクロ反射要素のうちの１つ以上を備え、前記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前記ライトバルブのサイズの１／４～２倍である、請求項１６に記載のマルチユーザマルチビューディスプレイ。
  18. 多方向性バックライトの動作の方法であって、前記方法が、
    マルチビーム要素を備える第１のマルチビューバックライトを使用して第１の角度範囲を有する光を放射するステップであって、前記第１のマルチビューバックライトによって放射される前記光が、第１の収束距離を有する第１のマルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを含む、ステップと、
    マルチビーム要素を備える第２のマルチビューバックライトを使用して第２の角度範囲を有する光を放射するステップであって、前記第２のマルチビューバックライトによって放射される前記光が、第２の収束距離を有する第２のマルチビュー画像に対応する方向を有する複数の指向性光ビームを含む、ステップと
    を含み、前記第１の角度範囲と前記第２の角度範囲とが、互いに重ならない、
    多方向性バックライトの動作の方法。
  19. 前記第２のマルチビューバックライトが、前記第１のマルチビューバックライトに対して傾斜を有し、前記第２のマルチビューバックライトの表面法線と前記第１のマルチビューバックライトの表面法線との間の角度が傾斜角をなす、請求項１８に記載の多方向性バックライトの動作の方法。
  20. 前記第１のマルチビュー画像を提供するために、ライトバルブの第１のアレイを使用して、前記第１のマルチビューバックライトによって放射された前記光の前記複数の指向性光ビームを変調するステップと、
    前記第２のマルチビュー画像を提供するために、ライトバルブの第２のアレイを使用して、前記第２のマルチビューバックライトによって放射された前記光の前記複数の指向性光ビームを変調するステップと
    をさらに含み、前記第１の角度範囲によって画定される第１のビューゾーンが、前記第１の収束距離に位置する第１のユーザに前記第１のマルチビュー画像を優先的に提供し、前記第２の角度範囲によって画定される第２のビューゾーンが、前記第２の収束距離に位置する第２のユーザに前記第２のマルチビュー画像を優先的に提供する、
    請求項１８に記載の多方向性バックライトの動作の方法。
  21. 前記第１のマルチビューバックライトおよび前記第２のマルチビューバックライトの一方または両方が、
    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、前記マルチビーム要素が、前記ライトガイドにわたって互いに離間されており、前記マルチビーム要素のそれぞれが、マルチビュー画像に対応する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散乱させるように構成されている、ライトガイド
    を備える、請求項１８に記載の多方向性バックライトの動作の方法。

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