JP7437938B2 - 光源とそれを使用したマルチビューバックライト - Google Patents

光源とそれを使用したマルチビューバックライト Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
なし
連邦政府により資金提供された研究または開発に関する声明
なし
電子ディスプレイは、様々なデバイスや製品のユーザーに情報を伝達するためのほぼ至る所にある媒体である。最も一般的に採用されている電子ディスプレイには、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）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、およびアクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）および電気機械式または電気流体式の光変調を使用する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）が含まれる。一般に、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（つまり、光を発するディスプレイ）またはパッシブディスプレイ（つまり、別の光源から提供される光を変調するディスプレイ）に分類できる。アクティブディスプレイの最も明白な例には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放射された光を考慮するときに一般的にパッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤとＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、本質的に低消費電力を含むがこれに限定されない魅力的なパフォーマンス特性を示すことがよくあるが、光を発する能力がないことを考えると、多くの実際の適用で、使用が幾分制限される。
放出光に関連するパッシブディスプレイの制限を克服するために、多くのパッシブディスプレイが外部光源に結合されている。結合された光源は、それらの結合しなければパッシブなディスプレイが光を発し、実質的にアクティブなディスプレイとして機能することを可能にし得る。そのような結合される光源の例は、バックライトである。バックライトは、パッシブディスプレイを照らすために、結合しなければパッシブなディスプレイの背後に配置される光源（多くの場合、パネルバックライト）として機能できる。例えば、バックライトはＬＣＤまたはＥＰディスプレイに接続できる。バックライトは、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイを通過する光を発する。放射された光は、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイによって変調され、変調された光は次にＬＣＤまたはＥＰディスプレイから放射される。多くの場合、バックライトは白色光を発するように構成されている。次に、カラーフィルターを使用して、白色光をディスプレイで使用される様々な色に変換する。カラーフィルターは、例えば、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイの出力（あまり一般的ではない）、またはバックライトとＬＣＤまたはＥＰディスプレイの間に配置することができる。
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り、より容易に理解することができ、類似の参照番号は類似の構造要素を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における光源の断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における光源の断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、例で使用され得る様々な散乱機構を含む光源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、一例における部分反射層を有する光源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、一例における部分反射層を有する光源の実施形態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さらに別の実施形態による、一例における部分反射層を有する光源の一部の断面図を示す。
本明細書に記載の原理に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、一例における光源の動作の方法のフローチャートを示す。
本開示は以下の［１］から［２２］を含む。
［１］光源であって、
上記光源の出力開口部に向かって光を放出するように構成された光エミッタと、
上記出力開口部の部分反射層であって、上記光エミッタから上記放出光を受け取り、上記受け取った光の一部を反射光として反射するように構成される部分反射層と、
上記部分反射層と上記光エミッタとの間に配置された散乱媒体であって、上記反射光を、上記反射光とは異なる方向を有する散乱光として散乱するように構成される散乱媒体と
を含み、
上記散乱光の一部は、上記光源から放出される再利用光として上記部分反射層に方向転換される、光源。
［２］上記光エミッタが発光ダイオードである、上記［１］に記載の光源。
［３］上記散乱媒体が蛍光散乱粒子を含む、上記［１］に記載の光源。
［４］上記蛍光散乱粒子が黄色蛍光体を含み、上記光エミッタが青色光を放出するように構成されている、上記［３］に記載の光源。
［５］上記蛍光散乱粒子は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体のうちの１つまたはそれ以上を備え、上記光エミッタは、ＵＶ光を放出するように構成される、上記［３］に記載の光源。
［６］上記散乱媒体は、反射により入射光を散乱するように構成された反射散乱粒子と、屈折により入射光を散乱するように構成された屈折散乱粒子の一方または両方を含む、上記［１］に記載の光源。
［７］上記部分反射層は、コリメートフィルムの許容角度よりも大きい上記コリメートフィルムへの入射角を有する上記放出光の一部を上記反射光として反射するように構成された上記コリメートフィルムを含む、上記［１］に記載の光源。
［８］上記部分反射層が、プリズム要素、マイクロレンズ、フレネルレンズ、第１の偏光を透過し、上記反射光として第２の偏光を反射するように構成された偏光選択フィルム、および第１の色の光を透過し、上記反射光として第２の色の光を反射するように構成される色選択フィルムのうちの１つまたはそれ以上を含む、上記［１］に記載の光源。
［９］上記部分反射層は、ギャップによって上記散乱媒体から分離されている、上記［１］に記載の光源。
［１０］上記［１］に記載の光源を含むマルチビューバックライトであって、
光を誘導するように構成された光ガイドであって、上記光源は、上記光ガイドの入口端部に光学的に結合され、導波光として誘導される光を提供する光ガイドと、
上記光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であって、上記複数のマルチビーム要素のマルチビーム要素が、マルチビューディスプレイのそれぞれ異なるビュー方向に対応する異なる主要な角度方向を有する、上記導波光の一部を複数の指向性光ビームとして上記光ガイドから結合出力するように構成される複数のマルチビーム要素と
をさらに含む、マルチビューバックライト。
［１１］マルチビューバックライトであって、
光エミッタ、部分反射層、および上記光エミッタと上記部分反射層との間の散乱媒体を備える光源であって、光を放出するように構成される光源と、
上記放出光を導波光として受け取り、誘導する光ガイドと、
互いに異なる主要な角度方向を有し、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する複数の指向性光ビームとして、上記導波光の一部を上記光ガイドから結合出力するように構成されたマルチビーム要素と
を含み、
上記散乱媒体は上記部分反射層によって反射された光を散乱するように構成され、上記散乱光の一部は、上記光源によって放出される再利用光として上記部分反射層に方向転換される、マルチビューバックライト。
［１２］上記マルチビーム要素のサイズが、上記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のサブピクセルのサイズの５０パーセントから２００パーセントの間である、上記［１１］に記載のマルチビューバックライト。
［１３］上記マルチビーム要素は、上記光ガイドに光学的に接続されて上記導波光の上記一部を結合出力する回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの１つを含む、上記［１１］に記載のマルチビューバックライト。
［１４］上記散乱媒体が散乱粒子を含み、上記散乱粒子が、蛍光放出により光を散乱するように構成された蛍光散乱粒子、反射により光を散乱するように構成された反射散乱粒子、および屈折によって光を散乱するように構成された屈折散乱粒子のうちの１つまたはそれ以上である、上記［１１］に記載のマルチビューバックライト。
［１５］上記散乱粒子は、黄色蛍光体を有する蛍光散乱粒子であり、上記光エミッタは、青色光を放出するように構成された発光ダイオードを含む、上記［１４］に記載のマルチビューバックライト。
［１６］上記部分反射層が、
コリメートフィルムであって、反射光が、上記コリメートフィルムの許容角度よりも大きい入射角を有する入射光であるコリメートフィルム、
第１の偏光を有する入射光を透過し、上記反射光として第２の偏光を有する入射光を反射するように構成される偏光選択フィルム、および
第１の色の入射光を透過し、上記反射光として第２の色の入射光を反射するように構成された色選択フィルム
の１つまたはそれ以上を含む、上記［１１］に記載のマルチビューバックライト。
［１７］上記［１１］に記載のマルチビューバックライトを備えるマルチビューディスプレイであって、上記複数の指向性光ビームの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備え、上記アレイのライトバルブは、上記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルのサブピクセルに対応し、上記アレイのライトバルブのセットが上記マルチビューピクセルに対応する、マルチビューディスプレイ。
［１８］光源動作の方法であって、
光エミッタを使用して光を放出することであって、上記放出光が上記光源の出力開口部に向けられる放出することと、
上記出力開口部の部分反射層を使用して、上記放出光の一部を反射光として部分反射することと、
上記光エミッタと部分反射層の間の散乱媒体を使用して、上記反射光を散乱光として散乱することと
を含み、
上記散乱光の一部は、上記光源から放出される再利用光として部分反射層に方向転換される、方法。
［１９］上記光エミッタが発光ダイオードを備え、上記散乱媒体が散乱粒子を備える、上記［１８］に記載の光源動作の方法。
［２０］光を放出することが青色光の放出を含み、上記反射光を散乱することが黄色蛍光体を使用した蛍光放出による散乱を含む、上記［１８］に記載の光源動作の方法。
［２１］部分反射層がコリメートフィルムを含み、部分的に反射することが、上記部分反射層の許容角度より大きい入射角を有する上記コリメートフィルムに入射する光を反射することを含む、上記［１８］に記載の光源動作の方法。
［２２］光ガイドを使用して上記光源から放出された光を受け取ることと、
上記光ガイド内で上記受け取った光を導波光として誘導することと、
マルチビーム要素を使用して、複数の指向性光ビームとして上記導波光の一部を上記光ガイドから結合出力することであって、上記複数の指向性光ビームの指向性光ビーム（directional light beams）は互いに異なる主要な角度方向を有し、上記異なる主要な角度方向はそれぞれにマルチビューディスプレイの様々なビュー方向に対応する、結合出力することと
をさらに含む、上記［１８］に記載の光源動作の方法。
特定の例および実施形態は、上記で参照された図に示された特徴に加えて、およびその代わりの１つである他の特徴を有する。これらの機能およびその他の機能については、上記で参照した図を参照して以下で詳しく説明する。
本明細書に記載の原理による例および実施形態は、光源、および光源を使用するマルチビューバックライトを、マルチビューまたは３次元（３Ｄ）ディスプレイに適用して提供する。特に、本明細書に記載の原理と一致する実施形態は、様々な実施形態において、輝度の向上および放出光のコリメーションの一方または両方を提供することができる光源を提供する。さらに、光源は、複数の異なる主要な角度方向を有する指向性光ビームを提供または放出するように構成されたマルチビーム要素を採用するマルチビューバックライトで使用されてもよい。様々な実施形態において、光源を使用するマルチビューバックライトによって放出される指向性光ビームは、マルチビュー画像のビュー方向または同等にマルチビューディスプレイのビュー方向に対応するまたは一致する方向を有し得る。本明細書に記載の光源およびマルチビューバックライトを採用するマルチビューディスプレイの使用には、携帯電話（スマートフォンなど）、時計、タブレットコンピュータ、モバイルコンピュータ（ラップトップコンピュータなど）、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、カメラのディスプレイ、その他の様々なモバイル、およ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とデバイスが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書において、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向で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。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、または複数のビューのうちのビュー同士の間の角度の差を含む、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、明示的に２つ以上の異なるビュー（すなわち、最低３つのビューおよび一般に４つ以上のビュー）を含む。したがって、本明細書で使用される「マルチビューディスプレイ」は、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確に区別される。ただし、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３つ以上のビューが含まれるが、本明細書での定義により、マルチビュー画像は、マルチビューのビューのうち２つだけを選択して一度に見る（例えば、片目に１つのビュー）ことによって、立体画像のペアとして見る（例えば、マルチビューディスプレイで）ことができることに留意されたい。
「マルチビューピクセル」は、本明細書では、マルチビューディスプレイの同様の複数の異なるビューのそれぞれにおける「ビュー」ピクセルを表すサブピクセルのセットとして定義される。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、またはビューピクセルを表す個々のサブピクセルを有することができる。さらに、マルチビューピクセルのサブピクセルは、本明細書の定義により、各サブピクセル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ているという点で、いわゆる「方向性ピクセル」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビューピクセルのサブピクセルによって表され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｝にあるビューピクセルに対応する個別のサブピクセルを有することができ、一方で第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｝にあるビューピクセルに対応する個別のサブピクセルを有することができる、などである。
いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル内のサブピクセルの数は、マルチビューディスプレイのビューの数に等しくてもよい。例えば、マルチビューピクセルは、６４個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付けられた６４個のサブピクセルを提供し得る。別の例では、マルチビューディスプレイは８×４のビューの配列（すなわち３２のビュー）を提供でき、マルチビューピクセルは３２のサブピクセル（すなわち各ビューに１つ）を含むことができる。加えて、それぞれの異なるサブピクセルは、例えば、６４個の異なるビューに対応するビュー方向の異なる１つに対応する関連する方向（例えば、光ビームの主要な角度方向）を有し得る。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）の数と実質的に等しくてもよい。例えば、ビューに６４０×４８０のビューピクセル（つまり、６４０×４８０のビューの解像度）が含まれる場合、マルチビューディスプレイには３０７，２００のマルチビューピクセルがある。別の例では、ビューが１００×１００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（つまり１００×１００＝１０，０００）のマルチビューピクセルを含むことがあり得る。
本明細書では、「光ガイド」は、全内面反射を使用して構造内で光を導く構造として定義される。特に、光ガイドは、光ガイドの動作波長で実質的に透明なコアを含んでもよい。様々な例では、「光ガイド」という用語は一般に、全内面反射を使用して、光ガイドの誘電材料と、その光ガイドを囲む材料または媒体との間の界面で、光を導く誘電体光導波路を指す。定義により、全内面反射の条件は、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では、光ガイドは、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、全内面反射をさらに促進してもよい。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。光ガイドは、いくつかの光ガイドのいずれかであり得、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。
さらに本明細書では、「プレート状光ガイド」のように、光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差動的に平坦な層またはシートとして定義される。特に、プレート状光ガイドは、光ガイドの上面および底面（すなわち、反対側の面）によって境界を定められた実質的に直交する２つの方向に光を導くように構成された光ガイドとして定義される。さらに、本明細書の定義により、いくつかの実施形態によれば、上面および底面は両方とも互いに分離され、少なくとも差動的な意味で互いに実質的に平行であってもよい。すなわち、プレート状光ガイドの任意の異なる小さなセクション内では、上面と底面は実質的に平行または同一平面上にある。他の実施形態では、プレート状光ガイドは、プレート状光ガイドを横切る距離に応じて上面と底面の間の空間が変化するくさび形状を有してもよい。特に、いくつかの実施形態では、くさび形状は、くさび形プレート状光ガイドの入力端部（例えば、光源に隣接）から出力端部または終端までの距離とともに増加する、上面から底面までの間隔を含み得る。
いくつかの実施形態では、プレート状光ガイドは、実質的に平坦（すなわち、平面に限定）であり得、そのためプレート状光ガイドは平面光ガイドである。他の実施形態では、プレート状光ガイドは、１つまたは２つの直交する次元で湾曲していてもよい。例えば、プレート状光ガイドは、円柱状のプレート状光ガイドを形成するために一次元で湾曲していてもよい。しかし、任意の曲率は、光を導くためのプレート状光ガイド内で全内面反射が維持されるのを確実にするのに十分に大きい曲率半径を備える。
本明細書の定義により、「マルチビーム要素」は、複数の光ビームを含む光を生成するように構成された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。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、光ガイド内で誘導される（guided）光の一部を散乱または結合出力する（coupling out）ことにより光ビームを提供し得る。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うちの光ビーム（the light beams）は、本明細書の定義により、互いに異なる主要な角度方向を有する。したがって、光線（the light beams）は「指向性」光ビーム（'directional' light beams）と呼ばれ、複数（the plurality）は複数の指向性光ビーム（a plurality of directional light beams）（または複数の指向性光ビーム（a directional light beam plurality））と呼ばれることがある。特に、本明細書での定義により、複数の指向性光ビームの指向性光ビーム（a directional light beam）は、複数の指向性光ビームの他の指向性光ビームとは異なる所定の主要な角度方向を有する。さらに、複数の指向性光ビームは光照射野を表してもよい。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るか、複数の指向性光ビームにおける指向性光ビームの異なる主要な角度方向を含む所定の角度の広がりを有し得る。したがって、本明細書の定義により、組み合わせた指向性光ビームの所定の角度広がり（すなわち、複数の光ビーム）は、光照射野を表せる。様々な実施形態によれば、様々な指向性光ビームの異なる主要な角度方向は、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むがこれらに限定されない特性によって決定される。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書の定義により、「拡張した点の供給源」、すなわちマルチビーム要素の範囲全体に分布する複数の点光源と見なされ得る。
本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に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、コリメータには、コリメートミラーまたはリフレクタ、コリメートレンズ（例えばフレネルレンズ）、コリメート層またはフィルム（例えば、プリズムフィルムまたは輝度向上層）、およびその様々な組み合わせが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、コリメーティングリフレクタを備えるコリメータは、放物状の曲線または形状によって特徴付けられる反射面を有してもよい。別の例では、コリメーティングリフレクタは、成形された放物面リフレクタを備えてもよい。「成形された放物面」とは、成形された放物面反射鏡の湾曲した反射面が、所定の反射特性（コリメーションの度合いなど）を達成するために、決定された方法で、「真の」放物線の湾曲から逸脱することを意味する。同様に、コリメーティングレンズは、球面形状の表面（例えば、両凸球面レンズ）を備えてもよい。
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、所定の程度または量で実施形態ごとに変動してもよい。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）の一方または両方で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、いくつか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つの直交方向の一方または両方の形状を含むことができる。本明細書では、「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（例えば、導波光４０４）内で互いに実質的に平行である光ビームとして定義される。さらに、コリメート光ビームから発散または散乱される光線は、本明細書の定義により、コリメート光ビームの一部とは見なされない。本明細書では、「コリメーション係数」は、光がコリメーションされる度合いとして定義される。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の広がりを定義する。例えば、コリメーション係数σは、コリメート光のビーム内の光線の大部分が特定の角度の広がり内にあることを指定する場合がある（例えば、コリメート光ビームの中心または主要な角度方向を中心として＋／－σ度）。いくつかの例によれば、コリメート光ビームの光線は角度に関してガウス分布を有し、角度の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り得る。
本明細書において、「光源」は、光源（例えば、光を生成および放出するように構成された光エミッタ）として定義される。例えば、光源は、活性化またはオンにされると光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光エミッタを備えてもよい。特に、本明細書では、光源は、実質的に任意の光源であるか、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、プラズマベースの光エミッタ、蛍光灯、白熱灯、および実質的に任意の他の光源のうちの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光エミッタを含むことができる。光源によって生成された光は、色を有していても（つまり、特定の波長の光を含んでも）、ある範囲の波長（例えば白色光）であってもよい。いくつかの実施形態では、光源は複数の光エミッタを備えてもよい。例えば、光源は、少なくとも１つの光エミッタが、セットまたはグループの少なくとも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または同等の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むことができる。異なる色には、例えば原色（例えば、赤、緑、青）が含まれる場合がある。
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つまたはそれ以上の」という意味を有することを意図している。例えば、「ａ ｍｕｌｔｉｂｅａｍ ｅｌｅｍｅｎｔ」とは、１つまたはそれ以上のマルチビーム要素を意味し、そのため、本明細書では「ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｂｅａｍ ｅｌｅｍｅｎｔ」は「ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｂｅａｍ ｅｌｅｍｅｎｔ（ｓ）」を意味している。また、「上（top）」、「下（bottom）」、「上（upper）」、「下（lower）」、「上（up）」、「下（down）」、「前（front）」、「後ろ（back）」、「第１（first）」、「第２（second）」、「左（left）」または「右（right）」は、本明細書では制限を意図するものではない。本明細書において、「約」という用語は、他に明示的に明記しない限り、値に適用される場合、通常、値を生じるために使用される機器の許容範囲内であることを意味し、または、プラスまたはマイナス１０％、プラスまたはマイナス５％、またはプラスまたはマイナス１％を意味する場合がある。さらに、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、過半数、またはほぼすべて、またはすべて、または約５１％から約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、限定目的ではなく、論じる目的で提示されている。
本明細書で開示される原理に従って、光源が提供される。図１Ａは、本明細書に記載の原理に一致する実施形態による、一例における光源１００の断面図を示す。図１Ｂ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、一例における光源１００の断面図を示す。特に、図１Ａ～図１Ｂは、図４を参照して以下により詳細に説明するように、例えばマルチビューバックライトに有用な光源１００の様々な実施形態を示している。
様々な実施形態によれば、光源１００は光エミッタ１１０を含む。いくつかの実施形態では、光エミッタ１１０は、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様々な光エミッタのいずれかであるか、それを含み得る。光エミッタ１１０は、放出光１１２として光を放出するように構成される。様々な実施形態において、放出光１１２は、光源１００の出力開口部１０２に向かって一般的な方向に光エミッタ１１０によって方向付けられ得る。これに関連して、光エミッタ１１０がＬＥＤを含む場合、光源１００はＬＥＤパッケージと呼ばれる場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、光エミッタ１１０は、比較的コリメートされていない形態で、または比較的広いビーム幅（例えば、約９０度を超える）を有する光のビームとして、放出光１１２を提供し得る。
図示されるように、光源１００は、出力開口部１０２に、またはそれに隣接する部分反射層１２０をさらに含む。部分反射層１２０は、光を受け取り、受け取った光の一部を反射光１１４として反射するように構成される。例えば、部分反射層１２０は、光エミッタ１１０から放出光１１２を受け取り、その一部を反射光１１４として反射するように構成されてもよい。様々な実施形態によれば、反射されない受け取った光は、出力光１１８として部分反射層１２０を通過し得る。様々な実施形態によれば、出力光１１８は、光源１００によって生成されるか、光源１００から放出される光を表す。
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、光源１００は散乱媒体１３０も含む。散乱媒体１３０は、光エミッタ１１０と部分反射層１２０との間に配置されている。散乱媒体１３０は、反射光１１４を、反射光１１４とは異なる方向を有する散乱光１１６として散乱するように構成される。加えて、散乱媒体１３０は、以下でさらに説明するように、放出光１１２の一方または両方、さらには散乱光１１６自体さえも追加的に散乱し得る。様々な散乱機構を介した散乱媒体１３０は、光源１００の全体的な能力（例えば、輝度、効率など）を高めるために光の再利用を提供し得る。特に、散乱光の一部は、出力光１１８の一部として光源１００から放出される再利用光１１７として、部分反射層に向けて方向転換されてもよい。
様々な実施形態によれば、散乱媒体１３０は散乱粒子１３２を含む。例えば、散乱媒体１３０は、図示のように複数の散乱粒子１３２を含むことがある。いくつかの実施形態では、散乱粒子は、散乱媒体１３０全体にランダムに、または少なくとも実質的にランダムに分散させることができる。散乱媒体１３０（より具体的には散乱粒子１３２）は、入射光を受け取り、光を散乱光１１６として散乱するように構成される。一般に、散乱光１１６は、入射光の方向とは異なる方向に散乱される。様々な実施形態によれば、入射光は、光エミッタ１１０から放出される放出光１１２、および部分反射層１２０から反射される反射光１１４のうちの１つまたはそれ以上を含むことができる。加えて、入射光は、散乱媒体１３０自体によって散乱された散乱光１１６も含み得る。例えば、図１Ａは、入射光として散乱媒体１３０の散乱粒子１３２に入射する放出光を示している。図１Ｂは、部分反射層１２０からの反射光１１４を含む散乱粒子１３２での入射光、および別の散乱粒子１３２によって生成された散乱光１１６を含む入射光を示している。
いくつかの実施形態では、入射光は、光源１００内の他の反射要素、構造または表面によって反射される光を含んでもよい。例えば、散乱粒子１３２に加えて、散乱媒体１３０内に他の反射要素または構造が存在してもよい。さらに、入射光は、ハウジング壁などであるがこれに限定されない光源１００に存在する他の構造からの反射光または散乱光であってもよい。例として、図１Ｂは、光源１００内のハウジング壁（例えば、光学ハウジング１４０の内側底面１４０ａとして以下に説明される）によって反射されて反射散乱光１１６’になる散乱光１１６も示している。また、図１Ｂに示すように、いくつかの例では、反射散乱光１１６’は、入射光として散乱粒子１３２に入射する場合がある。例示的な散乱粒子１３２を含む様々な異なる反射および散乱要素は、いくつかの非限定的な例として以下により詳細に説明される。
様々な実施形態において、反射光１１４および散乱光１１６の一部の一方または両方の一部は、再利用光１１７として部分反射層１２０に方向転換され得る。次に、再利用光１１７は、出力光１１８（または少なくともその一部）として光源１００から放射され得る。放出光１１２、反射光１１４、および散乱光１１６の特定の非限定的な例の組み合わせが図１Ｂに示されている。また、出力光１１８として部分反射層１２０を最終的に通過する例示的な組み合わせから生じる再利用光１１７も示されている。図１Ａはまた、反射光１１４の散乱から生じる再利用光を示している。
光源１００によって放射され得る出力光１１８を表す、結果として生じる光線パターン１１８ａは、図１Ｂにさらに示される。様々な実施形態によれば、出力光１１８および結果として生じる光線パターン１１８ａは、放出光１１２、散乱光１１６（図示せず）、および再利用光１１７のうちの１つまたはそれ以上を含む。光源１００によって示される光線パターン１１８ａは、いくつかの実施形態では、従来の光源によって提供されるものよりも限定され、全方向性が低くなる場合がある。すなわち、光源１００は、例えば、図示のように、特定の光線パターン１１８ａを有する出力光１１８を生成するために、放出光１１２のコリメーションを提供し得る。
いくつかの実施形態では、散乱粒子１３２は、反射により光を散乱させるように構成された反射粒子であってもよい。他の実施形態では、散乱媒体１３０は、蛍光散乱により散乱光１１６を提供するように構成された蛍光体を含む散乱粒子１３２を有してもよい。例えば、散乱粒子１３２は、蛍光散乱粒子１３２であってもよい。さらに他の実施形態では、散乱媒体１３０は、屈折散乱または別の散乱機構により光を散乱するように構成された散乱粒子１３２を含むことができる。
いくつかの実施形態によれば、散乱媒体１３０は、蛍光発光または散乱を提供し、蛍光散乱を提供するように構成された散乱粒子１３２として含むことができる（すなわち、「蛍光」散乱粒子１３２）。さらに、蛍光散乱粒子１３２は、図示のように、マトリックス１３４内に維持されるか、マトリックス１３４によって支えられてもよい。本明細書で使用される場合、蛍光または同等の蛍光散乱は、短波長、例えば非限定的にＸ線、紫外線または青色光の入射放射の結果として特定の物質によって放出される可視または不可視の放射として定義され、それらを指す。蛍光散乱粒子１３２の例としては蛍光体を含む粒子が挙げられ、例えば限定されないが、黄色蛍光体が挙げられる。例えば、光エミッタ１１０は、放出光１１２として青色光を放出するように構成されたＬＥＤ（すなわち、青色ＬＥＤ）であってもよい。次に、散乱媒体１３０は、黄色蛍光体を含む複数の蛍光散乱粒子１３２を含むことができる。蛍光散乱粒子１３２は、例えば、マトリックス１３４内に維持されてもよい。この例では、黄色蛍光散乱粒子１３２は、光エミッタ１１０の青色ＬＥＤから青色光を受け取り、散乱光１１６として蛍光放射によって黄色光を放出するように構成される。
特に、黄色蛍光散乱粒子１３２は、青色ＬＥＤベースの光エミッタ１１０によって提供される青色放出光１１２を受け取ることができる。青色放出光１１２は、蛍光散乱粒子１３２の黄色蛍光体によって吸収されることが可能であり、その後、散乱光１１６として蛍光を通して黄色光を放出する。次に、光源１００によって出力される出力光１１８は、散乱光１１６として提供される黄色光の組み合わせであり得る。様々な例によれば、黄色散乱光１１６と青色放出光１１２の組み合わせは、人間の目には白色光のように見えることがある（すなわち、放出光は白色光である、または白色光のように見える）。
白色光（または見かけ上白色光）を生成できる様々な青色ＬＥＤ／黄色蛍光体の組み合わせがある。例えば、組み合わせは、ＩｎＧａＮ ＬＥＤ（すなわち、青色ＬＥＤ）およびＹＡＧ：Ｃｅ３＋（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）蛍光体（黄色蛍光体）を含み得る。当然、他の様々な青色ＬＥＤベースの光エミッタ１１０および他の黄色蛍光体ベースの蛍光散乱粒子１３２の組み合わせを使用して、出力光１１８として白色光を生成することができる。加えて、他のＬＥＤ、例えばこれらに限定されないが、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤを光エミッタ１１０として使用し、蛍光散乱粒子１３２としてまたは蛍光散乱粒子１３２で使用される様々な蛍光体と組み合わせて、白色光ならびに他の様々な光の色をした光を生成することができる。これらはすべて、本明細書に記載の原理によって考慮される範囲内にある。
他の実施形態では、光エミッタ１１０は、放出光１１２として紫外線（ＵＶ）または近ＵＶ光を放出するように構成されてもよい。例えば、光エミッタ１１０は、ＵＶまたは近ＵＶ ＬＥＤを備えてもよい。これらの実施形態では、散乱媒体１３０は、蛍光散乱粒子１３２として、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体のうちの１つまたはそれ以上のアセンブリまたは組み合わせを含むことができる。このような赤、緑、および青の蛍光体の組み合わせから散乱または放出される散乱光１１６は、例えば、ダウンコンバージョンとして公知のプロセスにより、白色になっているか、白色に見える場合がある。当然、散乱媒体１３０または同等に散乱粒子１３２に１つまたは２つだけの蛍光体を使用すると、色付きの光が散乱される可能性がある。特に、散乱光１１６は、使用される特定の蛍光体に応じて、白以外の色を有する場合がある。様々な実施形態によれば、結果として生じる散乱光１１６は、直接的または間接的に、部分反射層１２０に入射し、入射角または偏光に応じて、出力光１１８として通過するか、反射光１１４として反射してマトリックス１３４へと戻ってくることができる。いくつかの実施形態によれば、部分反射層１２０に入射する散乱光１１６は、再利用光１１７であり得る。
上述のように、他の実施形態によれば、散乱粒子１３２の例は、反射性または屈折性散乱粒子も含み得る。反射散乱粒子１３２の例には、金または銀などの金属粒子が含まれるが、これらに限定されない。屈折散乱粒子１３２の例には、様々な酸化物、例えばＳｉＯ２またはＴｉＯ２が含まれるが、これらに限定されない。反射または屈折散乱粒子１３２の場合、入射光の経路は、反射および屈折の一方または両方によって変化し（例えば、スネルの法則による）、それぞれ反射光と屈折光の一方または両方を含み得る再利用光１１７をもたらす。上記のように、入射光は、放出光１１２、反射光１１４、および散乱光１１６のうちの１つまたはそれ以上を含み得る。
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、例で使用することができる様々な散乱機構を含む光源１００の一部の断面図を示す。散乱粒子１３２によって散乱光１１６を生成するための図２に示される例示的なメカニズムは、反射散乱粒子１３２ａ（すなわち、反射材料を含む散乱粒子１３２）による反射散乱、および蛍光散乱粒子１３２ｂによる蛍光散乱を含む。図示された反射散乱の例では、光エミッタ１１０によって放出される１つまたはそれ以上の放出光１１２（例えば、図１Ａ～図１Ｂに示される）、部分反射層１２０によって反射される反射光１１４、および散乱光１１６（例えば、別の散乱粒子１３２による）は、入射光として反射散乱粒子１３２ａに入射し得る。次に、入射光は、散乱光１１６として反射散乱粒子１３２ａによって反射され得る。
図２に示される蛍光散乱の例では、蛍光散乱粒子１３２ｂは、蛍光または蛍光放出により散乱光１１６として入射光を散乱させる。反射散乱の例のように、入射光は、例えば、光エミッタ１１０によって放出される放出光１１２、部分反射層１２０によって反射される反射光１１４、および他の散乱粒子によって生成される散乱光１１６の１つまたはそれ以上を含み得る。上述のように、蛍光散乱粒子１３２ｂの散乱光１１６は、蛍光散乱粒子の蛍光体からの蛍光放出を含むことがある。様々な実施形態によれば、散乱光１１６の一部は、再利用光１１７（図２には明示的に示されていない）であり得る。図２には、完全性のために、部分反射層１２０によって反射された反射光１１４も示されている。反射および蛍光散乱粒子１３２ａ、１３２ｂを向いた矢印、またそれから離れる方向を指した矢印は、それぞれ、入射光および後のその散乱を、図２の散乱光１１６として示している。
再び図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、散乱粒子１３２が維持または支持されるマトリックス１３４は、実質的に任意の光学的に透明な材料を含むことができる。例えば、マトリックス１３４は、限定されないが、シリコーンまたはエポキシなどの光学的に透明または実質的に透明な材料を含むことができる。様々な実施形態によれば、様々な他の光学的に透明な材料も同様に使用することができる。
いくつかの実施形態によれば、光源１００は、光学ハウジング１４０をさらに備えてもよい。特に、図１Ａ～図１Ｂに示されるように、光エミッタ１１０および散乱媒体１３０は、光学ハウジング１４０内に収容され、光エミッタ１１０は、光学ハウジング１４０の内側底面１４０ａに着座または隣接する。図示されるように、光学ハウジング１４０は、いくつかの実施形態では、傾斜壁１４０ｂをさらに含み得る。光学ハウジング１４０の内側底面１４０ａおよび傾斜壁１４０ｂは反射性であってもよい。反射性の内側底面１４０ａおよび傾斜壁１４０ｂは、例えば、放出光１１２、反射光１１４、および散乱光１１６のうちの１つまたはそれ以上を反射することにより、再利用光１１７の追加の供給源を提供し得る。さらに、傾斜壁１４０ｂの傾斜は、例えば再利用光１１７として出力開口部１０２に向かって優先的に光を向けるように構成されてもよい。別の実施形態では、内側底面１４０ａおよび傾斜壁１４０ｂの一方または両方は、上述の散乱粒子１３２を形成するために使用される散乱材料のいずれかを含む（例えば、コーティングされる）ことができ、したがってこれらの粒子と同じ利点を提供できる。例えば、内側底面１４０ａおよび傾斜壁１４０ｂは、蛍光放出により再利用光１１７として光を提供するために蛍光体でコーティングされてもよい。
図１Ｂは、部分反射層１２０がプリズムフィルムを含む実施形態をさらに示している。いくつかの実施形態では、部分反射層１２０は、ギャップ１０６によって散乱媒体１３０から分離されてもよい。様々な実施形態において、ギャップ１０６は、部分反射層１２０またはマトリックス１３４のいずれかよりも低いインデックス（index）媒体を有する材料で満たされてもよい。ギャップ１０６を満たす材料の例には、非限定的に、空気および光学テープが含まれるが、これらは両方とも部分反射層１２０およびマトリックス１３４よりも低い屈折インデックスを有する。ギャップ１０６はまた、図１Ａの部分反射層１２０で使用することができ、同じ考慮事項が適用される。いくつかの実施形態では、ギャップ１０６の寸法は、可能な限りゼロに近い場合がある。これに関連して、ギャップ１０６の寸法は、典型的には約数十マイクロメートル（μｍ）であるＬＥＤの長さの主要寸法の約０から約１００％の範囲であり得る。例として、ギャップ１０６は空気で満たされてもよく、寸法は約１０μｍであってもよい。
上述のように、図１Ｂは、プリズム状フィルムの微細構造１２０’によって散乱媒体１３０に反射して戻る光線として放出光１１２を示している。反射されると、反射光１１４は、例えば図示のように、散乱光１１６として散乱粒子１３２によって散乱され得る。さらに、いくつかの例では、散乱光１１６は、例として示されるように、反射性の内側底面１４０ａによってさらに反射され、別の散乱粒子１３２によっておそらく再び散乱され、次いで最終的に再利用光１１７になり得る。
様々な実施形態では、部分反射層１２０のプリズムフィルムは、微細構造１２０’の許容角度内の放出光１１２（および散乱光および再利用光１１６、１１７も）を、コリメートされた出力光１１８として通過させる角度フィルターとして機能し得る。さらに、プリズムフィルムの微細構造１２０’は、散乱および反射の一方または両方、その後の再利用のために、許容角度内にない光を、散乱媒体１３０に反射して戻すことができる。
いくつかの実施形態では、図１Ａ～図１Ｂに示される光源１００は、従来のＬＥＤパッケージと同等の光源サイズである非常にコンパクトなシステムであり得る。加えて、光源１００は、部分反射層１２０によって反射される光が散乱粒子１３２および光学ハウジング１４０の内部反射面によって再利用されるという点で非常に効率的であり得る。いくつかの実施形態によれば、この光の再利用は、効率を高め、最終的に光源１００の輝度を高めることができる。図１Ａ～図１Ｂに示される光源１００は、図４を参照して以下に説明されるマルチビューバックライトを含むがこれに限定されない多種多様な適用に用途を見出すことができる。
さらに、部分反射層１２０がコリメートフィルム（例えば、プリズムフィルムまたは輝度向上フィルム）を含む様々な実施形態では、コリメートフィルムは、従来のＬＥＤパッケージで一般的に使用されるかさばるコリメーティングレンズを置き換えてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、部分反射層１２０のコリメートフィルムの微細構造１２０’は、２次元（２Ｄ）、例えば三角形の断面を有する微細構造（例えば、図１Ｂに示されるような）、半円形断面のレンズ（図示せず）などであってもよい。これらの実施形態の他のもので、コリメートフィルム内の微細構造１２０’は、３次元（３Ｄ）、例えばピラミッド、半球などのアレイなどであってもよい。最後に、さらに他の実施形態では、微細構造１２０’は、２Ｄおよび３Ｄ構造の両方の組み合わせであり得る。さらに、上記の散乱プロセスは、粒子または体積散乱体に関して提示されている。しかし、蛍光体材料のプレートフィルムまたは光エミッタ１１０と部分反射層１２０との間のディフューザーフィルムなどの様々なフィルムおよび表面散乱体を代わりに使用してもよい。
例えば、図１Ｂに示されるように、コリメートされた出力光１１８を提供するように構成された部分反射層１２０は、プリズム要素を備えてもよい。加えて、上記のように、様々な実施形態によれば、部分反射層１２０は、マイクロレンズ、フレネルレンズ、または偏光選択フィルムを含むことができる。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、一例における部分反射層１２０を有する光源１００の一部の断面図を示す。特に、図３Ａは、マイクロレンズ１２２、より具体的にはマイクロレンズ１２２のアレイを含む部分反射層１２０を示している。放出光１１２、散乱光１１６、および再利用光１１７は、出力光１１８としてマイクロレンズを通過してもよい。特に、光がマイクロレンズ１２２の許容角度内にある入射角で部分反射層１２０に入射する場合、光は通過して出力光１１８になり得る。しかし、様々な実施形態によれば、許容角度外の入射角を有する入射光は、再利用のために反射光１１４としてマトリックス１３４に反射して戻される。
図３Ｂ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、一例における部分反射層１２０を有する光源１００の実施形態部分の断面図を示す。特に、図３Ｂに示される部分反射層１２０は、フレネルレンズ１２４を含む。放出光１１２、散乱光１１６、および再利用光１１７は、出力光１１８としてフレネルレンズを通過してもよい。特に、フレネルレンズ１２４を含む部分反射層１２０に入射する光がフレネルレンズ１２４の許容角度内にある入射角を有する場合、入射光は通過して出力光１１８になる。フレネルレンズ１２４の許容角度外の角度で入射する光は、再利用のために反射光１１４としてマトリックス１３４に反射して戻される。
図３Ｃは、本明細書に記載の原理と一致するさらに別の実施形態による、部分反射層１２０を有する光源１００の実施形態の一部の断面図を示す。特に、図３Ｃは、部分反射層１２０が偏光選択フィルム１２６を含む光源１００を示している。偏光選択フィルム１２６は、第１の偏光（矢印Ａ）を有する光を透過するように構成され、反射光１１４として第２の偏光（矢印Ｂ）を有する光を反射するようにさらに構成される。したがって、第１の偏光を有する光エミッタ１１０からの放出光１１２、散乱光１１６、および再利用光１１７（例えば、図１Ａ～図１Ｂに示す）は、偏光選択フィルム１２６を通過して出力光１１８になり得る。あるいは、部分反射層１２０の偏光選択フィルム１２６に入射する第２の偏光（矢印Ｂ）を有する放出光１１２、散乱光１１６、および再利用光１１７の任意の部分は反射されて、反射光１１４になり、それはひいては、上記のように再利用することができる。さらに別の実施形態（図示せず）では、部分反射層１２０は、第１の色の入射光を透過し、反射光として第２の色の入射光を反射するように構成された色選択フィルムを含み得る。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、上述の光源１００と実質的に類似している光源を備えるマルチビューバックライトが提供される。図４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４００の断面図を示す。図４に示すマルチビューバックライト４００は、互いに異なる主要な角度方向を有する複数の結合出力または指向性光ビーム４０２を提供するように構成されている（例えば、光照射野として）。特に、提供される複数の指向性光ビーム４０２は、様々な実施形態に従って、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要な角度方向にマルチビューバックライト４００から離れるように向けられる。いくつかの実施形態では、指向性光ビーム４０２を変調して（例えば、以下に説明するようにライトバルブを使用して）、３Ｄコンテンツを有する情報の表示を促進することができる。
図４に示すように、マルチビューバックライト４００は光ガイド４１０を含む。いくつかの実施形態によれば、光ガイド４１０はプレート状光ガイドであってもよい。光ガイド４１０は、光ガイド４１０の長さに沿って光を導波光４０４として誘導するように構成される。例えば、光ガイド４１０は、光導波路として構成された誘電材料を含むことができる。誘電材料は、誘電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、光ガイド４１０の１つまたはそれ以上のガイドモードに従って導波光４０４の全内面反射を促進するように構成される。
いくつかの実施形態では、光ガイド４１０は、光学的に透明な誘電材料の延長された実質的に平面のシートを含む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のシートは、全内面反射を使用して導波光４０４を誘導するように構成される。様々な例によれば、光ガイド４１０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、ホウケイ酸塩ガラスなど）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材料のいずれかを含むか、それらから構成されてもよい。いくつかの例では、光ガイド４１０は、光ガイド４１０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）をさらに含むことができる。クラッド層は、いくつかの例によれば、全内面反射をさらに促進するために使用されてもよい。
さらに、いくつかの実施形態によれば、光ガイド４１０は、光ガイド４１０の第１の表面４１０’（例えば、「前側の」表面または面）と第２の表面４１０’’（例えば、「後ろ側の」表面または面）との間のゼロでない伝播角での全内面反射に従って導波光４０４を導くように構成される。特に、導波光４０４は、光ガイド４１０の第１の表面４１０’と第２の表面４１０’’との間をゼロでない伝播角で反射または「跳ね返る」ことにより伝播する。いくつかの実施形態では、異なる色の光を含む複数の導波光４０４は、異なる、色固有の、ゼロでない伝播角のそれぞれで光ガイド４１０によって誘導され得る。わかりやすくするために、図４にはゼロでない伝播角は示されていないことに留意されたい。しかし、伝播方向４０３を示す太い矢印は、図４の光ガイドの長さに沿った導波光４０４の一般的な伝播方向を示している。
本明細書で定義されるように、「ゼロでない伝播角」は、光ガイド４１０の表面（例えば、第１の表面４１０’または第２の表面４１０’’）に対する角度である。さらに、様々な実施形態によれば、ゼロでない伝播角は、ゼロより大きく、かつ光ガイド４１０内の全内面反射の臨界角より小さい。例えば、導波光４０４のゼロでない伝播角は、約１０度から約５０度の間、またはいくつかの例では、約２０度から約４０度の間、または約２５度から約３５度の間であり得る。例えば、ゼロでない伝播角は約３０度である。他の例では、ゼロでない伝播角は約２０度、または約２５度、または約３５度であり得る。さらに、特定のゼロでない伝播角が、光ガイド４１０内の全内面反射の臨界角よりも小さくなるように選択される限り、特定の実装に対して特定のゼロでない伝播角が選択されてもよい（例えば、任意に）。
光ガイド４１０内の導波光４０４は、ゼロでない伝播角（例えば、約３０度から３５度）で光ガイド４１０に導入または結合され得る。レンズ、ミラーまたは同様のリフレクタ、およびプリズム（図示せず）のうちの１つまたはそれ以上は、例えば、ゼロでない伝播角での導波光４０４として光ガイド４１０の入力端部への光の結合を促進し得る。光ガイド４１０に結合されると、導波光４０４は、光ガイド４１０に沿って、一般に入力端部から離れる方向に伝播する（例えば、図４のｘ軸に沿って指す太い矢印で示される）。
いくつかの実施形態では、光ガイド４１０は、導波光４０４を「再利用」するように構成されてもよい。特に、光ガイドの長さに沿ってガイドされた導波光４０４は、伝播方向４０３とは異なる別の伝播方向４０３’でその長さに沿って元に戻されてもよい。例えば、光ガイド４１０は、光源に隣接する入力端部の反対側の光ガイド４１０の端にリフレクタ（図示せず）を含むことができる。リフレクタは、導波光４０４を再利用導波光として入力端部に向かって反射するように構成されてもよい。このように導波光４０４を再利用すると、導波光を、例えば以下に説明するマルチビーム要素に複数回利用可能にすることにより、マルチビューバックライト４００の輝度（例えば、指向性光ビーム４０２の強度）を増加させることができる。
図４では、再利用された導波光の伝播方向４０３’を示す太い矢印（例えば、負のｘ方向に向けられている）は、光ガイド４１０内の再利用された導波光の一般的な伝播方向を示している。代替的に（例えば、導波光の再利用とは対照的に）、他の伝播方向４０３’で伝播する導波光４０４を、（例えば、伝播方向４０３を有する導波光４０４に加えて）他の伝播方向４０３’で光ガイド４１０に光を導入することにより、提供することができる。
図４に示すように、マルチビューバックライト４００は、光ガイドの長さに沿って互いに間隔を空けた複数のマルチビーム要素４２０をさらに含む。特に、複数のマルチビーム要素４２０は、有限の空間によって互いに分離されており、光ガイドの長さに沿った個々の別個の要素を表している。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４２０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）に従って互いに間隔を空けられている。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要素４２０は一般に、互いに交差したり、重なり合ったり、さもなければ互いに接触したりしない。そのため、複数の各マルチビーム要素４２０は、一般的に別個であり、マルチビーム要素４２０の他の要素から分離されている。
いくつかの実施形態によれば、複数のマルチビーム要素４２０は、一次元（１Ｄ）アレイまたは二次元（２Ｄ）アレイのいずれかに配置されてもよい。例えば、複数のマルチビーム要素４２０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４２０は、長方形の２Ｄアレイまたは円形の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、いくつかの例では、規則的なアレイまたは均一なアレイであり得る。特に、マルチビーム要素４２０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り得る。他の例では、マルチビーム要素４２０間の要素間距離は、アレイ全体にわたり変えること、および光ガイド４１０の長さに沿って変えることの一方または両方ができる。
様々な実施形態によれば、複数のマルチビーム要素４２０は、複数の指向性光ビーム４０２として導波光４０４の一部を結合出力するように構成される。特に、図４は、指向性光ビーム４０２を、光ガイド４１０の第１（または前側）の表面４１０’から方向付けられているように描かれた複数の分岐する印として示している。さらに、マルチビーム要素４２０のサイズは、様々な実施形態による、マルチビューディスプレイの上記で定義されたマルチビューピクセル４０６内のサブピクセル４０６’のサイズに匹敵する。マルチビューピクセル４０６は、議論を容易にする目的でマルチビューバックライト４００とともに図４に示されている。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方法のいずれかで定義されてもよい。例えば、サブピクセル４０６’のサイズはその長さであってもよく、マルチビーム要素４２０の匹敵するサイズはマルチビーム要素４２０の長さであってもよい。別の例では、サイズは、マルチビーム要素４２０の面積がサブピクセル４０６’の面積に匹敵するような面積を指し得る。
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素４２０のサイズは、サブピクセルのサイズに匹敵しており、その結果マルチビーム要素のサイズがサブピクセルのサイズの約５０パーセント（５０％）から約２００パーセント（２００％）になる。例えば、マルチビーム要素サイズが「ｓ」で示され、サブピクセルのサイズが「Ｓ」で示される場合（例えば、図４に示すように）、マルチビーム要素サイズｓは式（１）で与えられる。
他の例では、マルチビーム要素のサイズは、サブピクセルのサイズの約６０％、またはサブピクセルのサイズの約７０％より大きい、またはサブピクセルのサイズの約８０％より大きい、またはサブピクセルのサイズの約９０％より大きい、またマルチビーム要素がサブピクセルのサイズの約１８０％未満である、またはサブピクセルのサイズの約１６０％である、またはサブピクセルのサイズの約１４０％未満である、またはサブピクセルのサイズの約１２０％未満である。例えば、「匹敵するサイズ」では、マルチビーム要素のサイズは、サブピクセルのサイズの約７５パーセント（７５％）から約１５０パーセント（１５０％）の間である。別の例では、マルチビーム要素４２０は、マルチビーム要素のサイズがサブピクセルのサイズの約１２５パーセント（１２５％）から約８５パーセント（８５％）の間で、サブピクセル４０６’とサイズが匹敵していてもよい。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素４２０およびサブピクセル４０６’の匹敵するサイズは、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か、いくつかの例では最小化するよう選択され得るが、同時に、マルチビューディスプレイのビュー間のオーバーラップを減少させるか、いくつかの例では、最小化するよう選択することができる。
図４は、複数の指向性光ビームの指向性光ビーム（the directional light beams）４０２を変調するように構成されたライトバルブ４０８のアレイをさらに示している。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を使用するマルチビューディスプレイ４５０の一部であってもよく、本明細書での議論を容易にするためにマルチビューバックライト４００とともに図４に示されている。
図４に示されるように、異なる主要な角度方向を有する指向性光ビーム４０２の異なるものは通過し、ライトバルブアレイ内のライトバルブ４０８の異なるものによって変調され得る。さらに、図示のように、アレイのライトバルブ４０８はサブピクセル４０６’に対応し、ライトバルブ４０８のセットはマルチビューディスプレイ４５０のマルチビューピクセル４０６に対応する。特に、ライトバルブアレイのライトバルブ４０８の異なるセットは、マルチビーム要素４２０の異なるものからの指向性光ビーム４０２を受けるおよび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４２０に対してライトバルブ４０８の１つの独特なセットがある。様々な実施形態では、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４０８として、異なるタイプのライトバルブを使用することができる。
図４に示すように、第１のライトバルブセット４０８ａは、第１のマルチビーム要素４２０ａからの指向性光ビーム４０２を受け取り変調するように構成され、一方で第２のライトバルブセット４０８ｂは、第２のマルチビーム要素４２０ｂからの指向性光ビーム４０２を受け取り変調するように構成される。したがって、ライトバルブアレイ内の各ライトバルブセット（例えば、第１および第２のライトバルブセット４０８ａ、４０８ｂ）は、それぞれ、異なるマルチビューピクセル４０６に対応し、ライトバルブセットの個々のライトバルブ４０８は、図４に示すように、それぞれのマルチビューピクセル４０６のサブピクセル４０６’に対応する。
図４に示すように、サブピクセル４０６’のサイズは、ライトバルブアレイ内のライトバルブ４０８のサイズに対応し得ることに留意されたい。他の例では、サブピクセルのサイズは、ライトバルブアレイの隣接するライトバルブ４０８間の距離（例えば、中心間距離）として定義されてもよい。例えば、ライトバルブ４０８は、ライトバルブアレイ内のライトバルブ４０８間の中心間距離より小さくてもよい。サブピクセルのサイズは、例えば、ライトバルブ４０８のサイズ、またはライトバルブ４０８間の中心間距離に対応するサイズのいずれかとして定義されてもよい。
いくつかの実施形態では、複数のマルチビーム要素４２０と対応するマルチビューピクセル４０６（例えば、ライトバルブ４０８のセット）との間の関係は、１対１の関係であってもよい。すなわち、同数のマルチビューピクセル４０６およびマルチビーム要素４２０が存在し得る。他の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセル４０６およびマルチビーム要素４２０の数は互いに異なっていてもよい。
いくつかの実施形態では、複数の隣接するマルチビーム要素４２０のペア間の要素間距離（例えば、中心間距離）は、例えば、ライトバルブセットによって表される、対応する隣接するマルチビューピクセル４０６のペア間のピクセル間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。例えば、図４に示すように、第１のマルチビーム要素４２０ａと第２のマルチビーム要素４２０ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブセット４０８ａと第２のライトバルブセット４０８ｂとの間の中心間距離Ｄに実質的に等しい。他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム要素４２０および対応するライトバルブセットのペアの相対的な中心間距離は異なり得る。例えば、マルチビーム要素４２０は、要素間間隔（すなわち、中心間距離ｄ）を有し得る。中心間距離ｄは、マルチビューピクセル４０６を表すライトバルブセット間の間隔（すなわち、中心から中心までの距離Ｄ）よりも大きいまたは小さいもののうちの１つである。
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素４２０の形状は、マルチビューピクセル４０６の形状、または同等に、マルチビューピクセル４０６に対応するライトバルブ４０８のセット（または「サブアレイ」）の形状に類似している。例えば、マルチビーム要素４２０は正方形の形状を有してもよく、マルチビューピクセル４０６（または対応するライトバルブ４０８のセットの配置）は実質的に正方形であってもよい。別の例では、マルチビーム要素４２０は、長方形の形状を有してもよく、すなわち、幅または横方向寸法よりも長きい長さまたは縦方向寸法を有してもよい。この例では、マルチビーム要素４２０に対応するマルチビューピクセル４０６（または同等にライトバルブ４０８のセットの配置）は、類似の矩形形状を有することができる。さらに他の例（図示せず）では、マルチビーム要素４２０および対応するマルチビューピクセル４０６は、三角形、六角形、および円形を含むか、または少なくともこれらに近似しているが、これらに限定されない様々な形状を有する。
さらに（例えば、図４に示すように）、いくつかの実施形態によれば、各マルチビーム要素４２０は、指向性光ビーム４０２をただ１つのマルチビューピクセル４０６に提供するように構成される。特に、マルチビーム要素４２０の所与の１つについて、マルチビューディスプレイ４５０の異なるビューに対応する異なる主要な角度方向を有する指向性光ビーム４０２は、単一の対応するマルチビューピクセル４０６およびサブピクセル４０６’に実質的に限定される。すなわち、図４に示すように、マルチビーム要素４２０に対応する単一セットのライトバルブ４０８である。したがって、マルチビューバックライト４００の各マルチビーム要素４２０は、マルチビューディスプレイ４５０の異なるビューに対応する異なる主要な角度方向のセットを有する（すなわち、指向性光ビームのセット４０２が異なるビュー方向のそれぞれに対応する方向を有する光ビームを含む）対応する指向性光ビームのセット４０２を提供する。
様々な実施形態によれば、マルチビーム要素４２０は、導波光４０４の一部を結合出力す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、異なる構造には、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が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を備えるマルチビーム要素４２０は、異なる主要な角度方向を有する複数の指向性光ビーム４０２として導波光部分を回折的に結合出力す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含むマルチビーム要素４２０は、複数の指向性光ビーム４０２として導波光部分を反射的に結合出力するように構成され、またはマイクロ屈折要素を含むマルチビーム要素４２０は、屈折による、または屈折を使用した複数の指向性光ビーム４０２として導波光部分を結合出力する（すなわち、導波光部分を屈折的に結合出力する）ように構成される。
マルチビューバックライト４００は、光源４３０をさらに備えてもよい。特に、光源４３０は、図１Ａ～図１Ｂ、図２および図３Ａ～図３Ｃを参照して上述した光源１００と実質的に同様であってもよい。様々な実施形態によれば、光源４３０は、光ガイド４１０内に誘導される光を提供するように構成される。図４に限定ではなく例として示されるように、光源４３０は、光ガイド４１０の入射面または端部（入力端部）に隣接して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、光源４３０の光エミッタは、上述の光エミッタ１１０と実質的に同様である。例えば、光源４３０の光エミッタは、１つまたはそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザー（例えば、レーザーダイオード）を含むがこれらに限定されない実質的に任意の光源を含むことができる。いくつかの実施形態では、光源４３０は、特定の色で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てもよい。特に、単色光の色は、特定の色の空間または色のモデル（例えば、赤緑青（ＲＧＢ）の色のモデル）の原色である場合がある。他の例では、光源４３０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として機能し得る。例えば、光源４３０は、例えば、光源１００に関して上述したように、白色光を提供し得る。いくつかの実施形態では、光源４３０は、異なる色の光、例えば複数の光源１００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。いくつかの実施形態では、異なる光エミッタは、光の異なる色のそれぞれに対応する導波光の、異なる、色固有の、ゼロでない伝播角を有する光を提供するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、光源４３０は、光源４３０からの光をさらにコリメートするためにコリメータをさらに備えてもよい。コリメータは、コリメート光または部分コリメート光を受け取るように構成されてもよい。コリメータはさらに、受ケ取った光をさらにコリメートするように構成されている。特に、いくつかの実施形態によれば、コリメータは、ゼロでない伝播角を有し、所定のコリメーション係数に従ってコリメートされるコリメート光を提供することができる。コリメータはさらに、コリメート光を光ガイド４１０に伝達して、上述の導波光４０４として伝播するように構成される。
いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト４００は、導波光４０４の伝播方向４０３、４０３’に直交する光ガイド４１０を通る方向の光に対して実質的に透明になるように構成される。特に、いくつかの実施形態では、光ガイド４１０および離間した複数のマルチビーム要素４２０により、光が第１の表面４１０’および第２の表面４１０’’の両方を通って光ガイド４１０を通過することができる。マルチビーム要素４２０のサイズが比較的小さいことと、マルチビーム要素４２０の要素間の間隔が比較的大きいこと（例えば、マルチビューピクセル４０６との１対１の対応）の両方により、少なくとも部分的に透明性が促進され得る。さらに、特にマルチビーム要素４２０が回折格子を含む場合、いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素４２０は、光ガイド表面４１０’、４１０’’に直交して伝播する光に対して実質的に透明であってもよい。
本明細書に記載の原理の他の実施形態によれば、光源の動作の方法が提供される。図５は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、光源の動作の方法５００のフローチャートを示す。図５に示されるように、光源の動作の方法５００は、光エミッタを使用して光を放出すること５１０を含む。様々な実施形態によれば、光は、光源の出力開口部に向かって放出される５１０。いくつかの実施形態では、光エミッタは、光源１００に関して上述した光エミッタ１１０と実質的に同様であってもよい。例えば、光エミッタは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えてもよい。光を放出すること５１０は、上述の放出光１１２と実質的に同様の光を生成し得る。さらに、いくつかの実施形態では、ＬＥＤによって放出される光５１０は、青色光または紫外光であってもよく、またはそれを含んでもよい。したがって、光を放出すること５１０は、例えば、青色光を放出すること、または紫外光を放出することを含み得る。いくつかの実施形態では、光源１００は、黄色蛍光体を含む蛍光散乱粒子１３２のマトリックスを含むことができ、これにより、ＬＥＤによって放出される青色光によって活性化されると黄色蛍光が放出または散乱され、外見上、例えば白色光が生じる。
方法５００は、部分反射層を使用して、放出光の一部を反射光として部分的に反射すること５２０をさらに含む。いくつかの実施形態では、部分反射層は、光源１００に関して上述した部分反射層１２０と実質的に同様であってもよい。例えば、部分反射層は、コリメートフィルムまたは層を備えてもよい。部分的に反射させること５２０は、コリメートフィルムの許容角度よりも大きい入射角を有するコリメートフィルムに入射する光を反射することを含むことができる。他の実施形態では、部分反射層は、第１の偏光を有する光を通過させ、第２の偏光を有する光を反射するように構成された偏光選択層であってもよい。これらの実施形態では、部分的に反射させること５２０は、第２の偏光を有する光を反射することを含み得る。さらに他の実施形態では、部分的に反射させること５２０は、例えば、部分反射層が色選択性である場合、特定の色（１または複数）の光を反射することを含み得る。
図５に示されるように、光源動作の方法５００は、光エミッタ１１０と部分反射層１２０との間の散乱媒体を使用して反射光を散乱させること５３０をさらに含む。散乱５３０はまた、放出光の散乱、およびいくつかの実施形態では散乱光の散乱も含み得る。様々な実施形態によれば、散乱光の一部は、光源開口部から放出される再利用光として部分反射層１２０に向けて方向転換することができる。いくつかの実施形態では、散乱媒体は、光源１００に関して上述した散乱媒体１３０と実質的に同様であってもよい。特に、様々な実施形態において、散乱媒体は、上述の散乱媒体１３０の散乱粒子１３２と実質的に同様の１つまたはそれ以上のタイプの散乱粒子を含むことができる。散乱粒子は、同じく上述した散乱マトリックス１３４などのマトリックス内に維持されてもよい。例えば、散乱媒体は、ある色の光を別の色の光に変換する蛍光体などの散乱粒子を含んでもよい。例えば、蛍光体粒子は、実質的に黄色の蛍光体を含み、青色光を黄色光に変換してもよい。したがって、散乱５３０は、例えば黄色蛍光体を使用した蛍光散乱を含み得る。青色光と黄色光の組み合わせが白色光に見える場合があることに留意されたい。そのため、黄色の蛍光体を含む蛍光体粒子を含む散乱媒体で光エミッタ（例えば、青色ＬＥＤ）を使用して青色光を放出する５１０と、青色光（光エミッタから）と蛍光体粒子からの黄色光の組み合わせが生成できて、光源の出力開口部から白色光が放射されるに至る。さらに、散乱媒体は、反射光の青色光を黄色の再利用光として散乱する５３０。したがって、黄色の再利用された光は、放出された５１０の青色光とさらに組み合わされて、光源開口部に追加の白色光を提供し得る。他の実施形態では、散乱媒体は、例えば、蛍光体粒子によって提供される色の変換の代わりに、またはそれに加えて、反射または屈折に従って、光を散乱および方向転換または反射する粒子を含んでもよい。
本方法の実施形態では、部分反射層は、コリメートフィルム、例えば、部分反射層１２０について上述したものと実質的に同様のコリメートフィルムを含むことができる。部分的に反射させること５２０は、コリメートフィルムの許容角度よりも大きい入射角を有するコリメートフィルムに入射する光を反射することを含むことができる。
いくつかの実施形態（図示せず）では、光源１００を動作させる方法５００は、光ガイドを使用して光源から発せられた光を受け取ることをさらに含む。光ガイドは、上述の光ガイド４１０と実質的に同様であってもよい。方法５００は、例えば、ゼロでない伝播角であることと、所定のコリメーション係数を有することの一方または両方など、導波光として光ガイド内で受け取った光を誘導することをさらに含むことができる。方法５００は、マルチビーム要素を使用して、複数の結合出力されたまたは指向性の光ビームとして、導波光の一部を光ガイドから結合出力することをさらに含み得る。結合出力の光ビームまたは指向性光ビームは、互いに異なる主要な角度方向を有している。さらに、様々な実施形態によれば、異なる主要な角度方向は、マルチビューディスプレイのそれぞれ異なるビュー方向に対応する。
このように、部分反射層を有する光源、光源を使用するマルチビューバックライト、および光源動作の方法の例および実施形態を説明してきた。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一部を単に例示するものであることを理解されたい。明らかに、当業者は、添付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。

Claims (19)

  1. 光源と、
    光を誘導するように構成されたプレート状光ガイドであって、前記光源が、導波光として誘導される光を提供するように前記プレート状光ガイドの入力端部に光学的に結合されている、プレート状光ガイドと、
    前記プレート状光ガイドの長さに沿って互いに離間して配置された複数のマルチビーム要素であって、前記複数のマルチビーム要素の各マルチビーム要素が、マルチビューディスプレイのそれぞれ異なるビュー方向に対応する異なる主要な角度方向を有する複数の指向性光ビームとして前記導波光の一部を前記プレート状光ガイドから結合出力するように構成される、複数のマルチビーム要素と
    を含む、マルチビューバックライトであって、
    前記光源が、
    前記光源の出力開口部に向かって光を放出するように構成された光エミッタと、
    前記出力開口部の部分反射層であって、前記光エミッタから前記放出光を受け取り、前記受け取った光の一部を反射光として反射するように構成される部分反射層と、
    前記部分反射層と前記光エミッタとの間に配置された散乱媒体であって、前記反射光を、前記反射光とは異なる方向を有する散乱光として散乱するように構成される散乱媒体と
    を含み、
    前記散乱光の一部は、前記光源から放出される再利用光として前記部分反射層に方向転換され、
    前記部分反射層が、プリズム要素、マイクロレンズ、フレネルレンズ、および第１の色の光を透過し、前記反射光として第２の色の光を反射するように構成される色選択フィルムのうちの１つまたはそれ以上を含む、マルチビューバックライト。
  2. 前記光エミッタが発光ダイオードである、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  3. 前記散乱媒体が蛍光散乱粒子を含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  4. 前記蛍光散乱粒子が黄色蛍光体を含み、前記光エミッタが青色光を放出するように構成されている、請求項３に記載のマルチビューバックライト。
  5. 前記蛍光散乱粒子は、赤色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体のうちの１つまたはそれ以上を備え、前記光エミッタは、ＵＶ光を放出するように構成される、請求項３に記載のマルチビューバックライト。
  6. 前記散乱媒体は、反射により入射光を散乱するように構成された反射散乱粒子と、屈折により入射光を散乱するように構成された屈折散乱粒子の一方または両方を含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  7. 前記部分反射層は、コリメートフィルムの許容角度よりも大きい前記コリメートフィルムへの入射角を有する前記放出光の一部を前記反射光として反射するように構成された前記コリメートフィルムをさらに含む、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  8. 前記部分反射層は、ギャップによって前記散乱媒体から分離されている、請求項１に記載のマルチビューバックライト。
  9. マルチビューバックライトであって、
    光エミッタ、部分反射層、および前記光エミッタと前記部分反射層との間の散乱媒体を備える光源であって、光を放出するように構成される光源と、
    前記放出光を導波光として受け取り、誘導するプレート状光ガイドと、
    互いに異なる主要な角度方向を有し、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する複数の指向性光ビームとして、前記導波光の一部を前記プレート状光ガイドから結合出力するように構成されたマルチビーム要素と
    を含み、
    前記散乱媒体は前記部分反射層によって反射された光を前記反射光とは異なる方向を有する散乱光として散乱するように構成され、前記散乱光の一部は、前記光源によって放出される再利用光として前記部分反射層に方向転換され、
    前記部分反射層が、プリズム要素、マイクロレンズ、フレネルレンズ、および第１の色の光を透過し、前記反射光として第２の色の光を反射するように構成される色選択フィルムのうちの１つまたはそれ以上を含む、マルチビューバックライト。
  10. 前記マルチビーム要素のサイズが、前記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセル内のサブピクセルのサイズの５０パーセントから２００パーセントの間である、請求項９に記載のマルチビューバックライト。
  11. 前記マルチビーム要素は、前記プレート状光ガイドに光学的に接続されて前記導波光の前記一部を結合出力する回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの１つを含む、請求項９に記載のマルチビューバックライト。
  12. 前記散乱媒体が散乱粒子を含み、前記散乱粒子が、蛍光放出により光を散乱するように構成された蛍光散乱粒子、反射により光を散乱するように構成された反射散乱粒子、および屈折によって光を散乱するように構成された屈折散乱粒子のうちの１つまたはそれ以上である、請求項９に記載のマルチビューバックライト。
  13. 前記散乱粒子は、黄色蛍光体を有する蛍光散乱粒子であり、前記光エミッタは、青色光を放出するように構成された発光ダイオードを含む、請求項１２に記載のマルチビューバックライト。
  14. 前記部分反射層が、
    コリメートフィルムであって、反射光が、前記コリメートフィルムの許容角度よりも大きい入射角を有する入射光であるコリメートフィルムをさらに含む、請求項９に記載のマルチビューバックライト。
  15. 請求項９に記載のマルチビューバックライトを備えるマルチビューディスプレイであって、前記複数の指向性光ビームの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備え、前記アレイのライトバルブは、前記マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルのサブピクセルに対応し、前記アレイのライトバルブのセットが前記マルチビューピクセルに対応する、マルチビューディスプレイ。
  16. マルチビューバックライトにおいて用いられる光源動作の方法であって、前記方法は、
    光エミッタを使用して光を放出するステップであって、前記放出光が前記光源の出力開口部に向けられる放出するステップと、
    前記出力開口部の部分反射層を使用して、前記放出光の一部を反射光として部分反射するステップと、
    前記光エミッタと部分反射層の間の散乱媒体を使用して、前記反射光を前記反射光とは異なる方向を有する散乱光として散乱するステップと
    を含み、
    前記散乱光の一部は、前記光源から放出される再利用光として部分反射層に方向転換され、
    前記部分反射層が、プリズム要素、マイクロレンズ、フレネルレンズ、および第１の色の光を透過し、前記反射光として第２の色の光を反射するように構成される色選択フィルムのうちの１つまたはそれ以上を含み、
    前記マルチビューバックライトは、
    光を誘導するように構成されたプレート状光ガイドであって、前記光源の出力開口部が、導波光として誘導される光を提供するように前記プレート状光ガイドの入力端部に光学的に結合されている、プレート状光ガイドと、
    前記プレート状光ガイドの長さに沿って互いに離間して配置された複数のマルチビーム要素であって、前記複数のマルチビーム要素の各マルチビーム要素が、マルチビューディスプレイのそれぞれ異なるビュー方向に対応する異なる主要な角度方向を有する複数の指向性光ビームとして前記導波光の一部を前記プレート状光ガイドから結合出力するように構成される、複数のマルチビーム要素とを含む、方法。
  17. 前記光エミッタが発光ダイオードを備え、前記散乱媒体が散乱粒子を備える、請求項１６に記載の光源動作の方法。
  18. 光を放出するステップが青色光の放出することを含み、前記反射光を散乱するステップが黄色蛍光体を使用した蛍光放出により散乱することを含む、請求項１６に記載の光源動作の方法。
  19. 部分反射層がコリメートフィルムをさらに含み、部分的に反射するステップが、前記部分反射層の許容角度より大きい入射角を有する前記コリメートフィルムに入射する光を反射することを含む、請求項１６に記載の光源動作の方法。
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