JP7479491B2 - 動画化スタティックマルチビューディスプレイおよび方法 - Google Patents

動画化スタティック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、2020年3月2日に出願された米国仮特許出願第62/983,870号の優先権を主張する。この出願のすべては、本明細書で参照することによって組み込まれる。
連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当無し
ディスプレイ、より詳細には、「電子ディスプレイ」は、広く様々なデバイスおよび製品のユーザに情報を伝えるための、ほぼ至る所に存在する媒体である。たとえば、電子ディスプレイ、限定ではないが、移動電話(たとえば、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(たとえば、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、自動車のディスプレイコンソール、カメラのディスプレイ、ならびに、様々な他のモバイル、および、実質的にモバイルではない、ディスプレイアプリケーションおよびデバイスを含む、様々なデバイスおよびアプリケーションに見られる場合がある。電子ディスプレイは、概して、通信されている画像または類似の情報を表現または表示するために、ピクセル強度の差動パターンを採用する。差動ピクセル強度パターンは、パッシブ電子ディスプレイのケースのように、ディスプレイ上の入射光を反射することによって提供される場合がある。代替的には、電子ディスプレイは、差動ピクセル強度パターンを提供するように、光を提供または放射する場合がある。光を放射する電子ディスプレイは、しばしば、アクティブディスプレイと称される。
本明細書に記載の原理に係る、例および実施形態の様々な特徴は、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照して、より容易に理解され得る。添付図面では、同様の参照符号が、同様の構造的要素を示している。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイの斜視図である。
本明細書に記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する、特定の主要な角度方向を有する、光ビームの角度成分の図形表現である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での回折格子の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの斜視図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの別の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、別の例での動画化スタティックディスプレイの一部の別の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの一部の平面図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの一部の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの一部の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの一部の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合するさらに別の実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの一部の断面図である。
本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイシステムのブロック図である。
本明細書に記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの動作の方法のフローチャートである。
特定の例および実施形態は、上記に参照された図に示される特徴に加えて、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、上に参照された図を参照して以下に詳述される。
本明細書に記載の原理に係る例および実施形態は、動画化スタティック画像として、動画化シークエンスに従って表示される場合がある、複数のスタティック画像の表示を提供する。具体的には、記載の原理に適合する実施形態は、スタティック画像のピクセルを表現する複数の指向性光ビームを提供する。したがって、指向性光ビーム複数の指向性光ビームの個別の強度は、表示されているスタティック画像のピクセルの強度または明るさに対応する。さらに、様々な実施形態によれば、複数のスタティックマルチビュー画像は、時間の関数としてスタティック画像を効果的に動画化するように、バリアマスクを通して、時間シークエンスの中で提供される場合がある。とりわけ、動画化スタティックディスプレイは、スタティック画像ピクセルを表現する指向性光ビームを変調させるために、光弁のアレイを採用しない。
本明細書では、「スタティックディスプレイ」は、スタティック画像を提供するように構成されたディスプレイとして規定される。スタティックディスプレイによって提供されるスタティック画像は、二次元(2D)画像またはマルチビュー画像である場合がある。様々な実施形態によれば、スタティックディスプレイは、スタティックディスプレイが複数のスタティック画像を、たとえば異なる時間で、または連続して提供するように構成されている場合、「動画化」される場合があるか、「動画化された画像」を提供する場合がある。
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、画像が視認される方向(すなわち、2Dディスプレイの所定のビューの角度またはレンジ内)に関わらず、実質的に同じである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規定される。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おいて、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規定される。具体的には、異なるビューが、マルチビュー画像のシーンまたは対象の異なる斜視でのビューを示す場合がある。本明細書に記載の一方側バックライトおよび一方側マルチビューディスプレイの用途には、限定ではないが、移動電話(たとえば、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(たとえば、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、自動車のディスプレイコンソール、カメラのディスプレイ、ならびに、様々な他のモバイル、および、実質的にモバイルではない、ディスプレイアプリケーションおよびデバイスが含まれる。
図1Aは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイ10の斜視図である。図1Aに示すように、マルチビューディスプレイ10は、マルチビュー画像16内またはマルチビュー画像16のビュー14(または、均等には、マルチビューディスプレイ10のビュー14)内にビューピクセルを表示するように構成された、スクリーン12上の回折格子を備えている。スクリーン12は、たとえば、自動車、電話(たとえば、移動電話、スマートフォンなど)、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータのコンピュータモニタ、カメラのディスプレイ、または、実質的に任意の他のデバイスの電子ディスプレイのディスプレイスクリーンである場合がある。
マルチビューディスプレイ10は、スクリーン12に対する異なるビュー方向18(すなわち、異なる主要な角度方向)におけるマルチビュー画像16の異なるビュー14を提供する。ビュー方向18は、様々な異なる主要な角度方向において、スクリーン12から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18を示している)の終端部において、陰が付された多角形のボックスとして示されている。このため、(たとえば、図1Aに示すような)マルチビューディスプレイ10がy軸周りに回転される場合、ビューワは、異なるビュー14を見る。一方(図示のように)、図1Aのマルチビューディスプレイ10がx軸周りに回転される場合、見られる画像は、(図示のように)ビューワの目に達する光がなくなるまで、見られる画像は変化しない。
異なるビュー14が、スクリーン12の上方にあるものとして示されているが、マルチビュー画像16がマルチビューディスプレイ10上に表示され、ビューワによって見られる際に、ビュー14は、実際には、スクリーン12上、またはスクリーン12の近位に現れることに留意されたい。図1Aのように、マルチビュー画像16のビュー14をスクリーン12の上方に示すことは、図示の簡略化のみのために行われ、特定のビュー14に対応するビュー方向18のそれぞれ1つから、マルチビューディスプレイ10を見ることを示すことを意図している。さらに、図1Aでは、3つのビュー14および3つのビュー方向18のみが、すべて例として、限定ではなく、図示されている。
ビュー方向、または同等には、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、概して、本明細書での定義により、角度成分{θ,φ}によって与えられる主要な角度方向を有している。角度成分θは、本明細書では、光ビームの「高さ成分」または「仰角」と称される。角度成分φは、光ビームの「方位成分」または「方位角」と称される。規定により、仰角θは、垂直平面(たとえば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に垂直)における角度であり、一方、方位角φは、水平面(たとえば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に平行)における角度である。
図1Bは、本明細書に記載の原理に適合する実施形態に係る、一例でのマルチビューディスプレイのビュー方向(たとえば、図1Aにおけるビュー方向18)に対応する、特定の主要な角度方向を有する、光ビーム20の角度成分{θ,φ}の図形表現である。さらに、光ビーム20は、本明細書の規定により、特定の点から発せられるか、または生じる。すなわち、規定により、光ビーム20は、マルチビューディスプレイ内の特定の原点に関連する中心放射線を有している。図1Bは、光ビーム(またはビュー方向)の原点Oをも示している。
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」の用語で使用されるような、「マルチビュー」との用語は、異なる斜視を示すか、複数のビューにおけるビュー間の角度の差異を含んでいる、複数のビューとして規定される。さらに、本明細書では、「マルチビュー」との用語は、本明細書の規定により、3つ以上の異なるビュー(すなわち、最小で3つのビューであり、概して、3つより多くのビューである)を明示的に含んでいる。したがって、本明細書で採用される「マルチビューディスプレイ」は、シーンまたは画像を示すための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。しかし、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイが、本明細書の規定により、3つ以上のビューを含む場合がある一方で、マルチビュー画像は、マルチビューのビューを2つのみを、一度に見るように(たとえば、目毎に1つのビュー)選択することにより、画像の立体的なペアとして(たとえば、マルチビューディスプレイ上で)見られる場合があることに留意されたい。
マルチビューディスプレイでは、「マルチビューピクセル」は、マルチビューディスプレイの類似の複数の異なるビューの各々におけるピクセルを示すビューピクセルのセットまたは複数のビューピクセルとして、本明細書で規定される。均等には、マルチビューピクセルは、マルチビューディスプレイによって表示されることになる、マルチビュー画像の様々なビューの各々におけるピクセルに対応するか示す、個別のビューピクセルを有する場合がある。さらに、マルチビューピクセルのビューピクセルは、いわゆる「指向性ピクセル」であり、この指向性ピクセルでは、ビューピクセルの各々が、本明細書の規定により、様々なビューの対応するビューの、所定のビュー方向と関連付けられている。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各ビューピクセルによって示される様々なビューピクセルは、様々なビューの各々において、等しいか、少なくとも実質的に類似である位置または座標を有する場合がある。たとえば、第1のマルチビューピクセルは、マルチビュー画像の様々なビューの各々における、{x,y}に位置するビューピクセルに対応する個別のビューピクセルを有する場合があり、一方、第2のマルチビューピクセルは、様々なビューの各々における、{x,y}に位置するビューピクセルに対応する個別のビューピクセルを有する場合がある、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ビューピクセルの数は、マルチビューディスプレイ内のビューの数に等しい場合がある。たとえば、マルチビューピクセルは、8つ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する、8つ(8)のビューピクセルを提供する場合がある。代替的には、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する、64個(64)のビューピクセルを提供する場合がある。別の例では、マルチビューディスプレイは、8対4のビューのアレイ(すなわち、32のビュー)を提供する場合があり、マルチビューピクセルは、32個(32)のビューピクセル(すなわち、各ビューに1つ)を含む場合がある。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選択されたビューを作り上げるピクセルの数に実質的に等しい場合がある。
本明細書では、「光ガイド」という用語は、全内部反射を使用して、構造内で光をガイドする構造として規定される。具体的には、光ガイドは、光ガイドの動作波長において実質的に透過性であるコアを含む場合がある。様々な例では、「光ガイド」との用語は、概して、光ガイドの誘電材料と、光ガイドを囲む材料または媒体との間の界面において、光をガイドするために全内部反射を採用する、誘電光導波路に関する。規定により、全内部反射のための条件は、光ガイドの屈折率が、光ガイドの材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率より大であることである。いくつかの実施形態では、光ガイドは、全内部反射をさらに促進するために、前述の屈折率の差異に加えて、またはその代わりに、コーティングを含む場合がある。コーティングは、たとえば、反射コーティングである場合がある。光ガイドは、限定ではないが、プレートまたはスラブのガイドと、ストリップガイドとの、一方または両方を含む、いくつかの光ガイドの任意のものである場合がある。
さらに、本明細書では、「プレート」という用語は、「プレート光ガイド」として光ガイドに適用される場合、ピース毎に、または別様に平面的な層またはシートとして規定される。これらは、ときには「スラブ」ガイドと称される。具体的には、プレート光ガイドは、光ガイドの頂部表面と底部表面と(すなわち、対向する表面)によって境界が規定された、実質的に直交する2つの方向において光をガイドするように構成された光ガイドとして規定されている。さらに、本明細書の規定により、頂部表面と底部表面とは、両方が互いから分離されており、また、少なくとも特異的な意味で互いに対して実質的に平行である場合がある。すなわち、プレート光ガイドの特異的に小さい任意のセクション内では、頂部表面と底部表面とは実質的に平行であるか、または同一平面にある。
いくつかの実施形態では、プレート光ガイドは実質的にフラットである(すなわち、平面に限定される)場合があり、したがって、プレート光ガイドは、平坦な光ガイドである。他の実施形態では、プレート光ガイドは、1つまたは2つの直交する方向に湾曲している場合がある。たとえば、プレート光ガイドは、円筒形状のプレート光ガイドを形成するように、単一の次元で湾曲している場合がある。しかし、任意の湾曲は、光をガイドするように、プレート光ガイド内において全内部反射が維持されていることを確実にするように十分に大である曲率半径を有する。
本明細書では、「回折格子」は、概して、回折格子上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(すなわち、回折性の特徴)として、規定される。いくつかの例では、複数の特徴が、特徴の対の間に1つまたはそれ以上の格子間隔を有する、規則的な方式、または、おおよそ規則的な方式で、配置される場合がある。たとえば、回折格子は、一次元(1D)のアレイに配置された、複数の特徴(たとえば、材料表面の複数の溝または隆起)を備えている場合がある。他の例では、回折格子は、特徴の二次元(2D)のアレイである場合がある。回折格子は、たとえば、材料表面のバンプまたは穴部の2Dのアレイである場合がある。様々な実施形態および例によれば、回折格子は、回折格子によって回折されることになる光のおおよその波長未満である、隣接する回折性の特徴の間の格子の間隔または距離を有する、サブ波長格子である場合がある。
したがって、本明細書の規定により、「回折格子」は、回折格子上に入射する光の回折を提供する構造である。光が光ガイドから回折格子上に入射する場合、提供される回折または回折性散乱は、「回折性カップリング」となり、このため、「回折性カップリング」と呼ばれる。この回折性カップリングでは、回折格子が、回折により、光ガイドから光を取り出してカップリングする場合がある。回折格子は、回折により(すなわち、回折角度で)、光をふたたび方向付けるか、光の角度を変更もする。具体的には、回折の結果として、回折格子を出る光は、概して、回折格子上に入射する光(すなわち、入射光)の伝播方向とは異なる伝播方向を有している。回折による光の伝播方向の変化は、本明細書では「回折による方向変更」と呼ばれる。このため、回折格子は、回折格子上に入射する光を回折によって方向変更する、回折性の特徴を備えた構造として理解される場合があり、また、光が、光ガイドから入射する場合、回折格子は、光ガイドから光を取り出してカップリングする場合もある。
さらに、本明細書での規定により、回折格子の特徴は、「回折性の特徴」と呼ばれ、また、材料層、材料層内、および材料層上(すなわち、2つの材料間の境界)の1つまたは複数でのものである場合がある。表面は、たとえば、光ガイドの表面である場合がある。回折性の特徴は、限定ではないが、表面、表面内、または表面上での、溝、隆起、穴部、およびバンプの1つまたは複数を含む、光を回折する任意の様々な構造を含む場合がある。たとえば、回折格子は、材料表面の実質的に平行な複数の溝を含む場合がある。別の例では、回折格子は、材料表面の外に突出する平行な複数の隆起を含む場合がある。回折性特徴(たとえば、溝、隆起、穴部、バンプなど)は、限定ではないが、正弦波状のプロファイル、矩形のプロファイル(たとえば、バイナリ回折格子)、三角形のプロファイル、および鋸歯状のプロファイル(たとえば、ブレーズド回折格子)の1つまたは複数を含む、回折を提供する任意の様々な断面形状またはプロファイルを有する場合がある。
以下にさらに記載するように、本明細書の回折格子は、特徴の間隔またはピッチ、向き、およびサイズ(回折格子の幅または長さなど)の1つまたは複数を含む、格子特性を有する場合がある。さらに、格子特性は、回折格子上の光ビームの入射角度、光源からの回折格子の距離、またはこれら両方の関数となるように、選択されるか選ばれる場合がある。具体的には、回折格子の格子特性は、いくつかの実施形態によれば、光源の相対的位置、および、回折格子の位置に依存するように選ばれる場合がある。回折格子の格子特性を適切に変化させることにより、回折格子によって回折される(たとえば、回折によって光ガイドから取り出してカップリングされる)光ビーム(すなわち、「指向性光ビーム」)の強度と主要な角度方向との両方が、マルチビュー画像のビューピクセルの強度とビュー方向とに対応する。
本明細書に記載の様々な例によれば、回折格子(たとえば、以下に記載のような、指向性散乱要素の回折格子)が、光ガイド(たとえば、プレート状の光ガイド)を出る光を、光ビームとして、回折によって散乱またはカップリングするために採用される場合がある。具体的には、局所的に周期的な回折格子、またはこの回折格子によって提供される回折角度θは、以下の方程式(1)によって与えられる場合がある。

ここで、λは光の波長であり、mは回折次数であり、nは光ガイドの屈折率であり、dは回折格子の特徴間の距離または間隔であり、θは、回折格子上の光の入射角である。簡略化のために、方程式(1)は、回折格子が、光ガイドの表面に隣接しており、光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)と仮定する。概して、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度θは、回折次数が正(たとえば、m>0)の場合に、方程式(1)によって与えられる場合がある。たとえば、第1次の回折は、回折次数mが1に等しい(すなわち、m=1)である場合に提供される。
図2は、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での回折格子30の断面図である。たとえば、回折格子30は、光ガイド40の表面上に位置している場合がある。さらに、図2は、入射角θで回折格子30上に入射する光ビーム(または、光ビームの集合)50を示している。光ビーム50は、光ガイド40内でガイド光ビームである。入射光ビーム20の回折の結果として、回折によって生成され、回折格子30によって取り出されてカップリングされた、取り出してカップリングされた光ビーム(または光ビームの集合)60も、図2に示されている。取り出してカップリングされた光ビーム60は、方程式(1)によって与えられているように、回折角度θ(または、本明細書では「主要な角度方向」)を有している。取り出してカップリングされた光ビーム60は、たとえば、回折格子30の回折次数「m」に対応している場合がある。
様々な実施形態によれば、様々な光ビームの主要な角度方向は、限定ではないが、回折格子のサイズ(たとえば、長さ、幅、面積など)、向き、および特徴の間隔の1つまたは複数を含む格子特性によって決定される。さらに、回折格子によって生成される光ビームは、本明細書の規定により、図1Bに関して上述したように、角度成分{θ,φ}によって与えられる主要な角度方向を有する。
本明細書では、「コリメートされた光」または「コリメートされた光ビーム」は、概して、光ビームの光線が、光ビーム(たとえば、光ガイド内のガイド光ビーム)内で互いに対して実質的に平行である、光のビームとして規定される。さらに、コリメートされた光ビームから発散するか、または散乱された光線は、本明細書の規定により、コリメートされた光ビームの一部とは見なされない。さらに、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規定されている。
本明細書では、「コリメーション因子」は、光がコリメートされる程度として規定される。具体的には、コリメーション因子は、本明細書の規定により、コリメートされた光のビームにおける光線の角度の広がりを規定する。たとえば、コリメーション因子σは、コリメートされた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(たとえば、コリメートされた光ビームの、中心または主角度方向周りの、+/-σ度)ことを特定する場合がある。コリメートされた光ビームの光線は、角度に関し、ガウス分布を有する場合があり、また、角度の広がりは、いくつかの例によれば、コリメートされた光ビームのピーク強度の2分の1において決定される角度である。
本明細書では、「光源」は、光源として規定されている(たとえば、光を生成し、発するように構成されている光学エミッタ)。たとえば、光源は、起動されるかオンにされた際に光を発する光学エミッタ、たとえば、発光ダイオード(LED)などを含む場合がある。具体的には、本明細書では、光源は、実質的に任意の光源である場合があるか、実質的に任意の光学エミッタを含む場合がある。この任意の光学エミッタには、限定ではないが、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学エミッタ、蛍光灯、白熱電球、および、実質的に任意の他の光源の1つまたは複数が含まれる。光源によって生成される光は、色を有する場合がある(すなわち、特定の光の波長を含む場合がある)か、波長のレンジである場合がある(たとえば、白色光)。いくつかの実施形態では、光源は、複数の光学エミッタを含む場合がある。たとえば、光源は、光学エミッタのセットまたはグループを含む場合があり、ここで、光学エミッタの少なくとも1つが、セットまたはグループの少なくとも1つの他の光学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、または同等には波長を有する光を生成する。この異なる色には、たとえば、原色(たとえば、赤、緑、青)が含まれる場合がある。
本明細書の記載の原理に一致する実施形態は、限定ではないが、集積回路(IC)、超大規模集積(VLSI)回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、グラフィカルプロセッサユニット(GPU)など、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のセットなど)、およびこれらの2つ以上の組合せの、1つまたは複数を含む、様々なデバイスおよび回路を使用して実施される場合がある。たとえば、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る場合がある。ASICまたはVLSI回路を採用する実施態様は、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、実施形態は、コンピュータによってさらに実行される(たとえば、メモリ内に貯蔵され、多目的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)、オペレーティング環境、または、ソフトウェアベースのモデリング環境(たとえば、MATLAB(登録商標),MathWorks,Inc.,Natick,MA)で実行されるコンピュータプログラミング言語(たとえば、C/C++)を使用して、ソフトウェアとして実施される場合がある。1つまたはそれ以上のコンピュータプログラムまたはソフトウェアが、コンピュータプログラムメカニズムを構成する場合があり、プログラミング言語が、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、コンパイルされるか解釈される場合がある、たとえば、構成可能であるか構成される(これらは、この議論では相互交換可能に使用される)場合があ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(たとえば、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を使用して(たとえば、ICまたはASICとして)実施される場合があるが、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内で実施される場合がある。具体的には、本明細書の規定によれば、いくつかの実施形態は、実質的にハードウェアベースの回路のアプローチまたはデバイス(たとえば、IC、VLSI、ASIC、FPGA、DSP、ファームウェアなど)を使用して実施される場合があるが、他の実施形態は、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、たとえば、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合せとして実施される場合もある。
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」を有することが意図されている。たとえば、「スタティック画像」は、1つまたはそれ以上のスタティック画像を意味し、したがって、「スタティック画像」は、本明細書では、「スタティック画像(複数の場合もある)」を意味する。同様に、「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「上」、「下」、「前方」、「後方」、「第1」、「第2」、「左」、または「右」に対する、本明細書でのあらゆる参照は、本明細書では限定であることを意図していない。本明細書では、値に付される場合、「約」という用語は、別様に明確に特定されていない限り、概して、値を提供するために使用される設備の公差のレンジ内にあることを意味するか、プラスまたはマイナス10%か、プラスまたはマイナス5%か、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」という用語は、大部分、または、ほぼすべて、または、すべて、または、約51%から約100%のレンジ内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、もっぱら説明的であることが意図されており、議論の目的のために提供されるものであり、限定するものではない。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、マルチビュー画像、より詳細には、スタティックマルチビュー画像(すなわち、スタティックマルチビューディスプレイ)を提供するように構成されたマルチビューディスプレイが提供される。図3Aは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の斜視図である。図3Bは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の断面図である。図3Cは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の別の断面図である。図3Dは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、別の例での動画化スタティックディスプレイ100の一部の別の断面図である。図3Cは、第1の動作の状況またはモードにある動画化スタティックディスプレイ100を示しているが、図3Dは、第2の動作の状況またはモードにある動画化スタティックディスプレイ100を示している。図3Aは、第1の動作の状況またはモードと、第2の動作の状況またはモードとの両方での動画化スタティックディスプレイ100を示している。
いくつかの実施形態によれば、図示の動画化スタティックディスプレイ100は、動作の状況またはモードの各々におけるスタティック画像を提供するように構成されている。しかし、動作の状況またはモード間で切り替える場合、動画化スタティックディスプレイ100は、複数のスタティック画像を提供する場合がある。したがって、動画化スタティックディスプレイ100は、様々な実施形態によれば、ある程度スタティックである画像または動画化スタティック画像を提供する場合がある。いくつかの実施形態では、動画化スタティックディスプレイ100によって提供されるスタティック画像は、二次元(2D)画像である場合がある。他の実施形態では、提供されたスタティック画像は、異なるビュー方向に複数のビューを含むマルチビュースタティック画像である場合がある。これら実施形態では、動画化スタティックディスプレイ100は、動画化マルチビュースタティック画像を提供するように構成されている場合がある。
図3Aから図3Dに示す動画化スタティックディスプレイ100は、複数の指向性光ビーム102を提供するように構成されており、複数の各指向性光ビーム102は、強度および主要な角度方向を有している。ともに、複数の指向性光ビーム102は、動画化スタティックディスプレイ100によって提供されたスタティック画像のピクセルを示す。図3Aおよび図3Cに示すように、指向性光ビーム102の第1のサブセットは、動画化スタティックディスプレイ100によってピクセルとして放射され、第1の動作の状況またはモードの第1のスタティック画像100aを形成する。第2の動作の状況またはモードでは、指向性光ビーム102の第2のサブセットは、図3Aおよび図3Dに示すように、第2のスタティック画像100bを形成するように、ピクセルとして、動画化スタティックディスプレイ100によって放射される場合がある。いくつかの実施形態では、ピクセルは、マルチビュー画像のビューピクセルである場合があり、このため、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応するマルチビュー画像(すなわち、スタティックマルチビュー画像)の様々な異なるビューを示すように、マルチビューピクセルへと統合される場合がある。
図3Aから図3Dに示すように、動画化スタティックディスプレイ100は、光ガイド110を備えている。光ガイドは、たとえば、(図示のような)プレート光ガイドである場合がある。光ガイド110は、いくつかの実施形態では、光を、光ガイド110の長さに沿って、ガイド光104、または、より具体的には、ガイド光ビームとしてガイドするように構成されている。たとえば、光ガイド110は、光導波路として構成された誘電材料を含む場合がある。誘電材料は、誘電光導波路を囲む媒体の第2の屈折率より大である、第1の屈折率を有する場合がある。屈折率の差異は、たとえば、光ガイド110の1つまたはそれ以上のガイドモードに応じて、ガイド光104の全内部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、光ガイド110は、光学的に透過性である、誘電材料の、延長された、実質的に平らなシートを備えた、スラブまたはプレートの光導波路である場合がある。誘電材料の実質的に平らなシートは、全内部反射を使用して、ガイド光104をガイドするように構成されている。様々な例によれば、光ガイド110の、光学的に透過性である材料は、限定ではないが、様々なタイプのガラス(たとえば、シリカガラス、アルカリアルミノ珪酸ガラス、ホウケイ酸ガラスなど)、および、実質的に光学的に透過性であるプラスチックまたはポリマー(たとえば、ポリ(メタクリル酸メチル)または「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど)の1つまたは複数を含む、任意の様々な誘電材料を含むか、この誘電材料で形成される場合がある。いくつかの例では、光ガイド110は、光ガイド110の表面の少なくとも一部(たとえば、頂部表面および底部表面の一方または両方)上にクラッド層(図示せず)をさらに含む場合がある。クラッド層は、いくつかの例によれば、全内部反射をさらに促進するために使用される場合がある。
様々な実施形態によれば、光ガイド110は、光ガイド110の第1の表面110’(たとえば、「前方」表面)と第2の表面110’’(たとえば、「後方」または「底部」の表面)との間の、ゼロではない伝播角度において、全内部反射に従って、ガイド光104をガイドするように構成されている。具体的には、ガイド光104は、ゼロではない伝播角度で、光ガイド110の第1の表面110’と第2の表面110’’との間の反射または「バウンシング」によって伝播する。図3Bは、ガイド光104の伝播方向に対応する断面平面(たとえば、図示のように、x-z平面)における動画化スタティックディスプレイ100を示している。ゼロではない伝播角度は、図示の簡略化のために、図3Bでは明示的に示されていないことに留意されたい。しかし、図3Bは、光ガイドの長さに沿うガイド光104の概略的な伝播方向103を示す矢印を図示している。
本明細書で規定されるように、「ゼロではない伝播角度」は、光ガイド110の表面(たとえば、第1の表面110’または第2の表面110’’)に対する角度である。さらに、ゼロではない伝播角度は、様々な実施形態によれば、ゼロより大であり、かつ、光ガイド110内の全内部反射の臨界角未満である。たとえば、ガイド光104のゼロではない伝播角度は、約10度(10°)から約50度(50°)の間である場合があるか、いくつかの実施形態では、約20度(20°)から約40度(40°)の間、または、約25度(25°)から約35度(35°)の間である場合がある。たとえば、ゼロではない伝播角度は、約30(30°)度である場合がある。さらに、本質的に任意の特定のゼロではない伝播角度は、いくつかの実施形態によれば、この特定のゼロではない伝播角度が、光ガイド110内の全内部反射の臨界角未満であるように選択される限り、特定の実施態様のために(たとえば任意に)選択される場合がある。
図示のように、動画化スタティックディスプレイ100は、複数の光源120をさらに備えている。複数の光源120は、光ガイド110上の入力位置に位置している。たとえば、光源複数の光源120は、図示のように、光ガイド110の入力縁部または側部114に隣接するとともに光学的に結合している場合があり、入力位置は、入力縁部114に沿う位置である。光源複数の光源120の各々は、ガイド光104として、たとえば、ガイド光104の複数のガイド光ビームとしてガイドされることになる、光ガイド110内の光を提供するように構成されている。さらに、光源120の各々は、いくつかの実施形態では、ガイド光104の個別のガイド光ビームが、互いに異なる半径方向を有するように、光を提供する。図3Aは、例として、限定ではなく、複数の光源120の内の第1の光源120aおよび第2の光源120bを図示している。
光源120の各々によって放射された光は、光ガイド110に入り、入力位置から離れ、光ガイド110の長さにわたって、または長さに沿って、ガイド光104として伝播するように構成されている。さらに、ガイド光104は、径方向の伝播パターンを有するガイド光ビームを含む場合があり、ここで、ガイド光の個別のガイド光ビームは、入力位置からの、径方向の伝播パターンによって互いに異なる径方向を有している。たとえば、光源複数の特定の光源120は、光ガイド110の入力縁部114に基部で結合されている場合がある。基部で結合されている光源120は、たとえば、ガイド光104の個別のガイド光ビームの異なる径方向を提供するように、ファン形状のパターンで光の導入を促進する場合がある。いくつかの実施形態によれば、光源120は、入力位置における「点」光源である場合があるか、少なくとも近似する場合があり、それにより、ガイド光104のガイド光ビームが、異なる径方向に沿って(すなわち、複数のガイド光ビームとして)伝播する。
いくつかの実施形態では、光源120の入力位置は、入力縁部114の中心もしくは中間の近く、またはおおよそ中心もしくは中央で、光ガイド110の入力縁部114上にある。具体的には、図3Aでは、光源120は、光ガイド110の入力縁部114(すなわち、「入力側部」)上で概ね中心付けられている(たとえば、その中央にある)入力位置で図示されている。代替的には(図示されていない)、入力位置は、光ガイド110の入力縁部114の中央から離れている場合がある。たとえば、入力位置は、光ガイド110のコーナーにある場合がある。
いくつかの実施形態によれば、光源複数の光源120は、光源120が互いに横方向にオフセットした状態で、入力縁部114に光学的に結合されている場合がある。たとえば、第2の光源120bは、図3Aに示すように、入力縁部114に沿って、第1の光源120aから横方向にオフセットしている場合がある。横方向のオフセットは、いくつかの実施形態では、ガイド光104の相対的方向をシフトさせて、異なる方向を有する指向性光ビームを提供する。
図4は、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の一部の平面図である。具体的には、動画化スタティックディスプレイ100の図示の部分は、光ガイド110と、第1の光源120aおよび第2の光源120bを含む光源120と、を備えている。図示のように、第1の光源120aおよび第2の光源120bは、光ガイド110の入力縁部114に取り付けられている。第1の光源120aおよび第2の光源120bは、図4では、入力縁部114に沿って互いから横方向にオフセットもしている。径方向のパターンを有する、ガイド光104のガイド光ビームの第1のセット104aは、第1の光源120aによって提供されているものとして図示されている。同様に図示されているのは、第2の光源120bによって提供されているガイド光104のガイド光ビームの第2のセット104bである。
様々な実施形態では、光源複数の光源120は、限定ではないが、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(たとえば、レーザーダイオード)を含む、実質的に任意の光源(たとえば、光学エミッタ)を備えている場合がある。いくつかの実施形態では、光源複数の光源120は、特定の色によって示される狭帯域の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学エミッタを備えている場合がある。具体的には、単色光の色は、特定の色空間または色モデル(たとえば、RGBの色モデル)の原色である場合がある。他の例では、光源120は、実質的に広帯域であるか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る場合がある。たとえば、光源120は、白色光を提供する場合がある。いくつかの実施形態では、光源120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学エミッタを備えている場合がある。異なる光学エミッタは、光の様々な色の各々に対応する、ガイド光104の様々な、色特有の、ゼロではない伝播角度を有する光を提供するように構成されている場合がある。
いくつかの実施形態では、光源120からの光を光ガイド110にカップリングすることによって生成されるガイド光104は、コリメートされないか、少なくとも実質的にコリメートされない場合がある。他の実施形態では、ガイド光104は、コリメートされる場合がある(すなわち、ガイド光ビームは、コリメートされた光ビームである場合がある)。したがって、いくつかの実施形態では、動画化スタティックディスプレイ100は、光源120と光ガイド110との間にコリメータ(図示せず)を含む場合がある。代替的には、光源120は、コリメータをさらに含む場合がある。コリメータは、コリメートされた光ガイド110内のガイド光104を提供するように構成されている。具体的には、コリメータは、光源120の光学エミッタの1つまたは複数から、実質的にコリメートされていない光を受領し、実質的にコリメートされていない光をコリメートされた光に変換するように構成されている。いくつかの例では、コリメータは、ガイド光104の伝播方向に対して実質的に垂直であり、かつ、光ガイドのガイド表面(すなわち、第1の表面110’または第2の表面110’’)に対して垂直な平面(たとえば、「鉛直」平面)内に、コリメーションを提供するように構成されている場合がある。すなわち、コリメーションは、たとえば、光ガイド110のガイド表面に対して垂直な平面内に、比較的狭い角度の広がりを有する、コリメートされたガイド光104を提供する場合がある。様々な実施形態によれば、コリメータは、限定ではないが、たとえば光源120からの光をコリメートするように構成された、レンズ、反射装置もしくはミラー(たとえば、傾けられたコリメート反射装置)、または回折格子(たとえば、回折格子ベースのバレルコリメータ)を含む、様々なコリメータのいずれかを含む場合がある。
さらに、いくつかの実施形態では、コリメータは、ゼロではない伝播角度を有することと、所定のコリメーション因子σに従ってコリメートされていることとの一方または両方のコリメートされた光を提供する場合がある。さらに、異なる色の光学エミッタが採用される場合、コリメータは、異なることと、色特有であることと、ゼロではないことと、の一方または両方の伝播角度を有し、異なる色特有のコリメーション因子を有する、コリメートされた光を提供するように構成されている場合がある。コリメータは、いくつかの実施形態では、コリメートされた光を、光ガイド110に伝えて、ガイド光104として伝播させるようにさらに構成されている。コリメートされたか、コリメートされていない光の使用は、いくつかの実施形態では、動画化スタティックディスプレイ100によって提供され得るスタティック画像に影響する場合がある。たとえば、ガイド光104が、光ガイド110内でコリメーション因子σに従ってコリメートされた場合、放射された指向性光ビーム102は、コリメーション因子σの関数であるか、コリメーション因子σによって決定される、少なくとも2つの直行する方向の、比較的狭いか、制限された角度の広がりを有する場合がある。
いくつかの実施形態では、動作の状況またはモードの間の、光源複数の光源120の選択的な起動は、スタティック画像の動画を提供するように構成されている。たとえば、第1の光源120aと第2の光源120bとの選択的な起動は、第1のスタティック画像および第2のスタティック画像を含む動画化された画像を提供するように構成されている場合がある。第1の光源120aと、それに次ぐ第2の光源120bとの、連続した起動は、このため、いくつかの実施形態によれば、第1のスタティック画像と第2のスタティック画像との連続した表示を促進する場合がある。
図3Aから図3Dをふたたび参照すると、動画化スタティックディスプレイ100は、光ガイド110にわたって配置された複数の指向性散乱要素130をさらに備えている。複数の指向性散乱要素130の指向性散乱要素130は、ガイド光を指向性光ビーム102として散乱させるように構成されている。具体的には、図3Cに示すように、複数の指向性散乱要素130は、光源複数の第1の光源120aによって提供されているガイド光104に対応する第1の方向を有する指向性光ビーム102、102aとして、ガイド光104を散乱させるように構成されている。さらに、図3Dに示すように、複数の指向性散乱要素130は、光源複数の第2の光源120bによって提供されているガイド光104に対応する第2の方向を有する指向性光ビーム102、102bとして、ガイド光104を散乱させるように構成されている。方向に加え、いくつかの実施形態では、指向性散乱要素130は、スタティック画像のピクセルの強度に対応する強度を有する指向性光ビーム102を提供するように構成されている場合がある。他の実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130によって提供される指向性光ビーム102は、すべて、等しいか、または実質的に等しい強度を有している。
いくつかの実施形態では(たとえば、図3Aから図3Dに示すように)、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130は、規則的なアレイに配置されている。(図示されていない)他の実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130の量および位置は、スタティック画像内のピクセルの量および位置に対応する。たとえば、指向性散乱要素複数は、スタティック画像、または少なくともそのピクセルを示す場合がある。
様々な実施形態によれば、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130は、光ガイドの1つのガイド表面に隣接することと、光ガイドの対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方である。たとえば、図3Bから図3Dに示すように、指向性散乱要素130は、光ガイド110の第2の表面110’’にあるか、この第2の表面110’’に隣接して配置されている場合がある。(図示されていない)他の実施形態では、指向性散乱要素130は、光ガイド110の第1の表面110’にあるか、この第1の表面に隣接して配置されている場合がある。(図示されていない)他の実施形態では、指向性散乱要素130は、ガイド表面間に、このガイド表面から離間して配置されている場合がある。
様々な実施形態によれば、様々な異なる散乱構造が、指向性散乱要素130として採用される場合がある。いくつかの実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130は、ガイド光104の一部を、指向性光ビーム102として回折によって散乱させるように構成された回折格子を備えている場合がある。これら実施形態のいくつかでは、回折格子は、回折格子を規定する境界内に位置する複数のサブ格子を備えている場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、回折性の特徴の深さと、回折格子の全体のサイズとの一方または両方が、回折性の散乱の効率を制御し、回折格子によって散乱される指向性光ビーム102の強度を決定するために使用される場合がある。
いくつかの実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130は、ガイド光104の一部を、指向性光ビーム102として反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素を備えている場合がある。これら実施形態のいくつかでは、マイクロ反射要素は、マイクロ反射要素を規定する境界内に位置する複数の反射性サブ要素を備えている場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、マイクロ反射要素の反射性(たとえば、表面の反射性と、マイクロ反射要素のサイズとの一方または両方によって提供される)は、反射の散乱の効率を制御し、マイクロ反射要素によって散乱される指向性光ビーム102の強度を決定するために使用される場合がある。
いくつかの実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130は、ガイド光104の一部を、指向性光ビーム102として屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素を備えている場合がある。これら実施形態のいくつかでは、マイクロ屈折要素は、マイクロ屈折要素を規定する境界内に位置する複数の屈折性サブ要素を備えている場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、(たとえば、屈折率間の相対的差異によって、またはマイクロ屈折要素のアパーチャによって提供される)マイクロ屈折要素と光ガイド110との間の屈折性のカップリングは、屈折の散乱の効率を制御し、そしてひいては、マイクロ屈折要素によって散乱された指向性光ビーム102の強度を決定するために使用される場合がある。
いくつかの実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素130は、光ガイド内のガイド光104の伝播方向から傾いたスロープ角度の、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素を備えている場合がある。これら実施形態では、スロープ状の反射性側壁は、ガイド光104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ている。スロープ状の反射性側壁は、たとえば、反射性材料(たとえば、反射性金属)でコートされている場合がある。これら実施形態のいくつかでは、マイクロスリット要素は、マイクロ屈折要素を規定する境界内に位置する複数のマイクロスリット要素を備えている場合がある。いくつかの実施形態では、反射性側壁の反射性と、マイクロスリット要素の全体のサイズと、の一方または両方は、反射の散乱の効率を制御し、マイクロスリット要素によって散乱される指向性光ビーム102の強度を決定するために使用される場合がある。
図3Aから図3Dをふたたび参照すると、動画化スタティックディスプレイ100は、バリア層140をさらに備えている。バリア層140は、指向性光ビーム複数の指向性光ビーム102を通すように構成された複数のアパーチャ142を有している。具体的には、アパーチャ142の異なるセットが、異なる方向を有する指向性光ビーム102を選択的に通す。バリア層140のアパーチャ142によって通される指向性光ビーム102は、様々な実施形態によれば、スタティック画像または複数の画像を形成する。たとえば、図3Cに示すように、バリア層140は、第1のスタティック画像100aを提供するために、第1の方向を有する指向性光ビーム102aを通すように構成されたアパーチャ142の第1のセット142aを備えている。さらに、図3Dに示すバリア層140は、第2のスタティック画像100bを提供するために、第2の方向を有する指向性光ビーム102bを通すように構成されたアパーチャ142の第2のセット142bを備えている。図3Cに示すアパーチャ142の第2のセット142bが、第1の方向を有する指向性光ビーム102aと整列しておらず、したがって、いずれの指向性光ビーム102をも通さないことに留意されたい。同様に、図3Dに示すように、アパーチャ142の第1のセット142aは、第2の方向を有する指向性光ビーム102bと整列しておらず、したがって、いずれの指向性光ビーム102をも通さない。さらに、バリア層140に対応するアパーチャ142を有していない指向性光ビーム102、102a、102bは、様々な実施形態によれば、バリア層140によってブロックされ、通されない。
バリア層140は、指向性光ビーム102に対して不透明であるか、実質的に不透明である、実質的に任意の材料を含む場合がある。たとえば、バリア層140は、黒ペイント、光学的に不透明な誘電材料(たとえば、着色されたポリ(メチルメタクリレート))、金属(たとえば、アルミニウム、ニッケル、銀など)の層などを含む場合がある。金属層または類似の反射性材料がバリア層140として使用される場合、吸収材が、バリア層140をコートして、光ガイド110に戻る指向性光ビーム102の反射を低減させるために使用される場合がある。さらに、バリア層140は、様々な実施形態によれば、バリア層140内のアパーチャ142間の光に対して実質的に不透明である。
いくつかの実施形態では、バリア層140内のアパーチャ142のパターンは、スタティック画像のピクセルのパターンを規定する。たとえば、アパーチャ142の第1のセット142aのアパーチャのパターンは、第1のスタティック画像100aのピクセルの対応するパターンを規定する場合がある。たとえば、図3Aに示すように、第1のセット142aは、第1のスタティック画像100aに示される「プラス」サインを規定する。同様に、アパーチャ142の第2のセット142bのアパーチャのパターンは、たとえば、第2のスタティック画像100bのピクセルの対応するパターンを規定する場合がある。図3Aでは、第2のセット142bは、図示のように、第2のスタティック画像100bに示される「マイナス」サインを規定する。アパーチャのパターンは、複数の指向性散乱要素130が、パターンなしのアレイである場合、たとえば、一様なアレイである場合であっても、スタティック画像のピクセルパターンを規定するために使用される場合がある。
いくつかの実施形態では、スタティック画像におけるピクセルの強度は、バリア層140内の対応するアパーチャ142のサイズによって決定される。すなわち、より小さなアパーチャ142が、より少ない指向性光ビーム102を通す場合があり、したがって、指向性光ビームの多くを通した、より大であるアパーチャ142に対応するピクセルよりも明るさが低いピクセルを提供する。いくつかの実施形態では、アパーチャのサイズのみが、ピクセル強度を制御する。他の実施形態では、スタティック画像(たとえば、第1のスタティック画像および第2のスタティック画像)のピクセルの強度は、指向性散乱要素複数の対応する指向性散乱要素130の所定の散乱効率と、バリア層140の対応するアパーチャ142のサイズと、の両方によって決定される。
図5Aは、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の一部の断面図である。具体的には、図5Aは、光ガイド110からのガイド光の一部を、指向性光ビーム102として、回折によって散乱させるように構成された回折格子132を備えている、動画化スタティックディスプレイ100の指向性散乱要素130を示している。図示のように、回折格子132は、動画化スタティックディスプレイ100の一部の光ガイド110の第2の表面110’’に隣接して配置されている。図5Aはまた、バリア層140の一部、および指向性散乱要素130に対応し、指向性光ビーム102を通すように構成されているアパーチャ142を示す
図5Bは、本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の一部の断面図である。具体的には、図5Bは、光ガイド110からのガイド光の一部を、指向性光ビーム102として、反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素134を備えている、動画化スタティックディスプレイ100の指向性散乱要素130を示している。図示のように、マイクロ反射要素134は、動画化スタティックディスプレイ100の一部の光ガイド110の第2の表面110’’に隣接して配置されている。図5Bはまた、バリア層140の一部、および指向性散乱要素130に対応し、指向性光ビーム102を通すように構成されているアパーチャ142を示す
図5Cは、本明細書の記載の原理に適合する別の実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の一部の断面図である。具体的には、図5Cは、光ガイド110からのガイド光の一部を、指向性光ビーム102として、屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素136を備えている、動画化スタティックディスプレイ100の指向性散乱要素130を示している。図示のように、マイクロ屈折要素136は、動画化スタティックディスプレイ100の一部の光ガイド110の第1の表面110’に隣接して配置されている。図5また、バリア層140の一部、および指向性散乱要素130に対応し、指向性光ビーム102を通すように構成されているアパーチャ142を示す
図5Dは、本明細書の記載の原理に適合するさらに別の実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイ100の一部の断面図である。具体的には、図5Dは、光ガイド110からのガイド光の一部を、指向性光ビーム102として、反射によって散乱させるように構成された、スロープ状の反射性側壁138aを有するマイクロスリット要素138を備えている、動画化スタティックディスプレイ100の指向性散乱要素130を示している。図示のように、マイクロスリット要素138は、動画化スタティックディスプレイ100の一部の光ガイド110の第2の表面110’’に隣接して配置されている。さらに、図示のように、スロープ状の反射性側壁は、ガイド光の伝播方向とは反対に傾けられている。図5Dはまた、バリア層140の一部、および指向性散乱要素130に対応し、指向性光ビーム102を通すように構成されているアパーチャ142を示す
(図3Aから図3Dには示されていない)いくつかの実施形態では、動画化スタティックディスプレイ100は、モードコントローラをさらに備えている動画化スタティックディスプレイシステムの一部である。モードコントローラは、これら実施形態では、第1の光源120aと第2の光源120bとを連続して起動させて、第1のスタティック画像と、それに次ぐ第2のスタティック画像と、を含む動画化された画像を提供するように構成されている。
本明細書に記載の原理の、いくつかの実施形態によれば、動画化スタティックディスプレイシステムが提供される。動画化スタティックディスプレイシステムは、様々な実施形態によれば、複数の指向性光ビームを放射して、複数の異なるスタティック画像を提供するように構成されている。さらに、複数の異なるスタティック画像は、動画化された画像として提供される場合がある。いくつかの実施形態では、指向性光ビームのセットが、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する方向を有する場合があり、異なるスタティック画像の1つまたは複数が、マルチビュー画像である場合がある。いくつかの例では、マルチビュー画像は、たとえば、マルチビュー画像内の情報の、「メガネなし」(たとえば、自動立体)の表示を提供する場合がある。
図6は、本明細書の記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティック画像ディスプレイシステム200のブロック図である。様々な実施形態によれば、動画化スタティックディスプレイシステム200は、複数の異なるスタティック画像201の異なるスタティック画像201(すなわち、201-1、201-2、…、201-n)を含む動画化された画像を表示するように構成されている。具体的には、動画化スタティック画像ディスプレイシステム200は、動画化された画像内の異なるスタティック画像201のピクセルを示す指向性光ビーム202のセットを提供するように構成されている。指向性光ビーム202の異なるセットが、図6に異なるラインタイプ(実線、破線など)を使用して図示されている。様々なピクセルに関連する指向性光ビーム202が、スタティックまたはある程度スタティックであるが、指向性光ビーム202は、スタティック画像201を提供するように、動的に変調されないことに留意されたい。代わりに、様々な実施形態によれば、指向性光ビーム202の強度が、これら指向性光ビーム202の方向とともに、動画化スタティック画像ディスプレイシステム200によって表示されるスタティック画像201のピクセルを規定する。
図6に示す動画化スタティックディスプレイシステム200は、光ガイド210を備えている。光ガイド210は、ガイド光として光をガイドするように構成されている。いくつかの実施形態では、光ガイド210は、動画化スタティックディスプレイ100に関して上述した光ガイド110に実質的に類似である。たとえば、光ガイド210は、全内部反射に従って光をガイドするように構成された誘電材料を含むプレート光ガイドである場合がある。
図6に示すように、動画化スタティックディスプレイシステム200は、複数の光源220をさらに備えている。複数の光源220は、光ガイドの入力縁部に光学的に結合されている。様々な実施形態によれば、光源複数の光源220は、入力縁部に沿って互いから横方向にオフセットしている。起動されると、光源220の各々が、互いに異なる径方向を有する複数のガイド光ビームを含む、光ガイド210内のガイド光を提供するように構成されている。すなわち、光源220の各々が、異なる径方向を有するガイド光の複数のガイド光ビームを提供するように、ファン形状であるか径方向のパターンで光を発する場合がある。いくつかの実施形態では、複数の光源220は、上述の動画化スタティックディスプレイ100の複数の光源120に実質的に類似である。たとえば、複数の光源220は、複数の光源120の第1の光源120aと第2の光源120bとのそれぞれに実質的に類似である、第1の光源と第2の光源とを有する場合がある。
動画化スタティックディスプレイシステム200は、図6に示すように、複数のマルチチャンネル指向性ピクセル230をさらに備えている。様々な実施形態によれば、マルチチャンネル指向性ピクセル230の異なるセットは、複数の光源220の対応する異なる光源によって提供されるガイド光から、異なるスタティック画像201を提供するように構成されている。様々な実施形態では、各マルチチャンネル指向性ピクセル230は、指向性散乱要素と、アパーチャを有するバリア層の一部と、を備えている。光ガイド210から散乱され、指向性散乱要素によってアパーチャを通される指向性光ビームは、様々な実施形態によれば、異なるスタティック画像201のスタティック画像201のピクセルを示している。
いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセルの指向性散乱要素は、動画化スタティックディスプレイ100に関して上述した指向性散乱要素130に実質的に類似である場合がある。たとえば、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、指向性光ビームを提供するように、光ガイド210からガイド光の一部を散乱させるように構成されている。さらに、バリア層、およびバリア層の部分のアパーチャは、上述のように、動画化スタティックディスプレイ100のバリア層140とアパーチャ142とのそれぞれに、実質的に類似である場合がある。たとえば、バリア層の部分のアパーチャは、スタティック画像ピクセルを示すように、指向性散乱要素によって散乱される指向性光ビームを通すように構成されている。
いくつかの実施形態では、異なるセットのマルチチャンネル指向性ピクセル230のパターンは、異なるスタティック画像201のピクセルの対応するパターンを規定する。いくつかの実施形態では、バリア層は、アパーチャ間で、光に対して不透明である。いくつかの実施形態では、バリア層は、光ガイド210の出力表面に隣接するとともに、この光ガイド210の出力表面の範囲にわたって延びている。いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、光ガイド210の1つのガイド表面に隣接することと、光ガイド210の対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方である。いくつかの実施形態では、異なるスタティック画像201のピクセルの強度は、対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、マルチチャンネル指向性ピクセルのバリア層の部分の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される。
いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして回折によって散乱させるように構成された回折格子を備えている。いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素を備えている。いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素を備えている。いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして散乱させるように構成された、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素を備えている。いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230の指向性散乱要素は、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、およびマイクロスリット要素の1つまたは複数を備えている。
(たとえば、図6に示されているような)様々な実施形態によれば、動画化スタティックディスプレイシステム200は、モードコントローラ240をさらに備えている。モードコントローラ240は、光源複数の異なる光源を選択的に起動させるように構成されている。様々な実施形態によれば、選択的に起動させることは、次いで、異なるスタティック画像201を含む動画化された画像を提供する。いくつかの実施形態では、モードコントローラ240は、光源複数の異なる光源を連続して起動させて、動画化された画像を提供するように構成されている。たとえば、モードコントローラ240は、光源220の、第1の光源、それに次いで第2の光源を連続して起動させるなどするように構成されている場合がある。このため、モードコントローラ240による光源220の連続した起動により、第1のスタティック画像201-1、それに次ぐ第2のスタティック画像201-2などが提供される場合がある。様々な実施形態では、モードコントローラ240は、回路(たとえば、ASIC)を備えたハードウェアとしてと、プロセッサ、または、モードコントローラ240の様々な動作上の特徴に類似の回路によって実行される、ソフトウェアまたはファームウェアを含むモジュールとしてとの、一方または両方で実施される場合がある。
いくつかの実施形態では、マルチチャンネル指向性ピクセル230は、複数の異なるビューを備え、マルチビュースタティック画像を示すスタティック画像201を提供するように構成されたマルチビューピクセルとして配置されている。具体的には、マルチチャンネル指向性ピクセル230の異なるセットのマルチチャンネル指向性ピクセル230のセットは、マルチビュースタティック画像のビュー方向に対応する異なる方向を有する指向性光ビームを提供するサブセットに分割される場合がある。したがって、異なるスタティック画像201の1つまたは複数は、ビューワによって見られる際に、三次元(3D)コンテンツを提供する場合がある。これら実施形態では、動画化スタティックディスプレイシステム200は、マルチビュー動画化スタティックディスプレイシステム200と称される場合がある。
本明細書に記載の原理の、他の実施形態によれば、動画化スタティックディスプレイ動作の方法が提供される。図7は、本明細書に記載の原理に適合する実施形態に係る、一例での動画化スタティックディスプレイの動作の方法300のフローチャートである。動画化スタティックディスプレイの動作の方法300は、様々な実施形態によれば、複数のスタティック画像201と、スタティック画像複数を含む動画化された画像と、の一方または両方を提供するために使用される場合がある。
図7に示すように、動画化スタティックディスプレイの動作の方法300は、複数の光源を使用して光ガイドに光を提供すること310を含んでおり、提供された光は、光ガイド内のガイド光としてガイドされる。いくつかの実施形態では、光ガイドは、上述の動画化スタティックディスプレイ100の光ガイド110に実質的に類似である場合がある。さらに、複数の光源は、動画化スタティックディスプレイ100に関して上述した複数の光源120に実質的に類似である場合がある。たとえば、複数の光源の光源は、いくつかの実施形態では、光ガイドの入力縁部に光学的に結合され、入力縁部に沿って互いから横方向にオフセットしている場合がある。さらに、いくつかの実施形態では、光源複数の各光源は、互いに異なる径方向を有する複数のガイド光ビームを含む、光ガイド内のガイド光を提供する場合がある。
動画化スタティックディスプレイの動作の、図7に示す方法300は、光ガイドにわたって配置された複数の指向性散乱要素を使用して、光ガイドからガイド光を散乱させること320をさらに含んでいる。散乱させること320は、光源複数の異なる光源によって提供されているガイド光に対応する異なる方向を有する複数の指向性光ビームを提供する。いくつかの実施形態によれば、複数の指向性散乱要素は、上述の動画化スタティックディスプレイ100の複数の指向性散乱要素130に実質的に類似である場合がある。たとえば、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素は、光ガイドの1つのガイド表面に隣接することと、光ガイドの対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方である場合がある。いくつかの実施形態では、指向性散乱要素複数の指向性散乱要素は、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして回折によって散乱させるように構成された回折格子と、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素と、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素と、ガイド光の一部を、指向性光ビームとして散乱させるように構成された、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素と、の1つまたは複数を備えている場合がある。
(たとえば、図7に示すような)様々な実施形態によれば、動画化スタティックディスプレイの動作の方法300は、指向性光ビーム複数の指向性光ビームを、バリア層内のアパーチャを通過させること330をさらに含んでいる。異なるスタティック画像のピクセルは、様々な実施形態によれば、バリア層のアパーチャの異なるセットを通る指向性光ビームによって提供される場合がある。いくつかの実施形態では、バリア層およびアパーチャは、上述の動画化スタティックディスプレイ100のバリア層140およびアパーチャ142に実質的に類似である場合がある。いくつかの実施形態では、異なるスタティック画像のピクセルの強度は、指向性散乱要素複数の対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、バリア層の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される。
(図示されていない)いくつかの実施形態では、動画化スタティックディスプレイの動作の方法300は、モードコントローラを使用して、光源複数の異なる光源を連続して起動させることをさらに含んでいる。これら実施形態では、異なる光源を連続して起動させることは、複数の異なるスタティック画像を含む動画化された画像を提供する。いくつかの実施形態によれば、モードコントローラは、上述の動画化スタティックディスプレイシステム200のモードコントローラ240に実質的に類似である場合がある。
こうして、対応する複数の光源の選択的な起動によって動画化される場合がある、複数の異なるスタティック画像を提供する、動画化スタティックディスプレイ、動画化スタティックディスプレイシステム、および動画化スタティックディスプレイの動作の方法の例および実施形態が記載されてきた。上述の例は、本明細書に記載の原理を示す多くの特定の例のいくつかを単に説明するものであることを理解されたい。明確には、当分野の技術者は、添付の特許請求の範囲によって規定される範囲から逸脱することなく、多くの他の構成を容易に考案することができる。
なお、本発明には以下の態様が含まれることを付記する。
[態様1]
ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドと、
前記光ガイドにわたって配置され、第1の光源によって提供されている前記ガイド光に対応する第1の方向を有するとともに、第2の光源によって提供されている前記ガイド光に対応する第2の方向を有する指向性光ビームとして、前記ガイド光を散乱させるように構成された、複数の指向性散乱要素と、
第1のスタティック画像を提供するように、前記第1の方向を有する指向性光ビームを通すように構成されたアパーチャの第1のセットと、第2のスタティック画像を提供するように、前記第2の方向を有する指向性光ビームを通すように構成されたアパーチャの第2のセットと、を備えているバリア層と、
を備えた、動画化スタティックディスプレイ。
[態様2]
前記第1の光源と前記第2の光源との選択的な起動が、前記第1のスタティック画像と前記第2のスタティック画像とを含む動画化された画像を提供するように構成されている、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様3]
前記第1の光源および前記第2の光源をさらに備え、前記第1の光源および前記第2の光源が、前記光ガイドの入力縁部に光学的に結合されており、前記第2の光源が、前記第1の光源から、前記入力縁部に沿って横方向にオフセットされている、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様4]
前記指向性散乱要素複数の指向性散乱要素が、ガイド表面に隣接することと、前記光ガイドの両側のガイド表面間にあることと、の一方または両方である、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様5]
前記指向性散乱要素複数の指向性散乱要素が、前記ガイド光の一部を、指向性光ビームとして回折によって散乱させるように構成された回折格子と、前記ガイド光の一部を、指向性光ビームとして反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素と、前記ガイド光の一部を、指向性光ビームとして屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素と、の1つまたは複数を備えている、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様6]
前記指向性散乱要素複数の指向性散乱要素が、前記光ガイド内の前記ガイド光の伝播方向から傾いたスロープ角度の、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素を備えており、前記スロープ状の反射性側壁が、前記ガイド光を、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、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様7]
アパーチャの前記第1のセットのアパーチャのパターンが、前記第1のスタティック画像のピクセルの対応するパターンを規定し、アパーチャの前記第2のセットのアパーチャのパターンが、前記第2のスタティック画像のピクセルの対応するパターンを規定し、前記バリア層が、前記第1のアパーチャのセットの前記アパーチャと前記第2のアパーチャのセットの前記アパーチャとの間で光に対して不透明である、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様8]
前記第1のスタティック画像と前記第2のスタティック画像とのピクセルの強度が、前記指向性散乱要素複数の対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、前記バリア層の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様9]
前記第1の光源と前記第2の光源とを連続して起動させて、前記第1のスタティック画像と、それに次ぐ前記第2のスタティック画像とを含む動画化された画像を提供するように構成されたモードコントローラをさらに備えている、態様1に記載の動画化スタティックディスプレイを備えた動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様10]
ガイド光としてガイドするように構成された光ガイドと、
複数のマルチチャンネル指向性ピクセルであって、前記マルチチャンネル指向性ピクセルの異なるセットが、複数の光源の対応する異なる光源によって提供される前記ガイド光から、異なるスタティック画像を提供するように構成されている、複数のマルチチャンネル指向性ピクセルと、
前記異なる光源を選択的に起動させて、前記異なるスタティック画像を含む動画化された画像を提供するように構成されたモードコントローラと、を備え、
各マルチチャンネル指向性ピクセルが、指向性散乱要素と、アパーチャを有するバリア層の部分と、を備え、前記指向性散乱要素により、前記光ガイドから散乱され、前記アパーチャを通される指向性光ビームが、前記異なるスタティック画像のスタティック画像のピクセルを示している、
動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様11]
前記光ガイドの入力縁部に光学的に結合された複数の光源をさらに備え、前記光源複数の光源が、前記入力縁部に沿って互いから横方向にオフセットしており、前記光源の各々が、起動されると、互いに異なる径方向を有する複数のガイド光ビームを含む、前記光ガイド内のガイド光を提供するように構成されている、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様12]
前記異なるセットのマルチチャンネル指向性ピクセルのパターンが、前記異なるスタティック画像のピクセルの対応するパターンを規定し、前記バリア層が、前記光ガイドの出力表面に隣接するとともに、前記光ガイドの出力表面の範囲にわたって延びている、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様13]
前記マルチチャンネル指向性ピクセルの指向性散乱要素が、ガイド表面に隣接することと、前記光ガイドの両側のガイド表面間にあることと、の一方または両方である、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様14]
前記異なるスタティック画像のピクセルの強度が、対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、前記マルチチャンネル指向性ピクセルの前記バリア層の部分の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様15]
前記指向性散乱要素が、前記ガイド光の前記一部を、前記指向性光ビームとして回折によって散乱させるように構成された回折格子と、前記ガイド光の前記一部を、前記指向性光ビームとして反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素と、前記ガイド光の前記一部を、前記指向性光ビームとして屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素と、前記ガイド光の前記一部を、前記指向性光ビームとして散乱させるように構成された、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素と、の1つまたは複数を備えている、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイ。
[態様16]
前記モードコントローラが、前記光源複数の前記異なる光源を連続して起動させて、前記動画化された画像を提供するように構成されている、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様17]
前記異なるスタティック画像の1つまたは複数がスタティックマルチビュー画像である、態様10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
[態様18]
動画化スタティックディスプレイの動作の方法であって、前記方法が、
複数の光源を使用して光ガイドに光を提供するステップであって、提供された前記光が、前記光ガイド内のガイド光としてガイドされる、ステップと、
前記光源複数の異なる光源によって提供される前記ガイド光に対応する異なる方向を有する複数の指向性光ビームを提供するように、前記光ガイドにわたって配置された複数の指向性散乱要素を使用して、前記光ガイドから前記ガイド光を散乱させるステップと、
前記指向性光ビーム複数の指向性光ビームを、前記バリア層内のアパーチャを通過させるステップであって、異なるスタティック画像のピクセルが、前記バリア層の前記アパーチャの異なるセットを通る指向性光ビームによって提供される、ステップと、
を含む、方法。
[態様19]
前記複数の光源の光源が、前記光ガイドの入力縁部に光学的に結合されるとともに、前記入力縁部に沿って互いから横方向にオフセットしており、前記光源複数の各光源が、互いに異なる径方向を有する複数のガイド光ビームを含む、前記光ガイド内のガイド光を提供する、態様18に記載の動画化スタティックディスプレイの動作の方法。
[態様20]
前記指向性散乱要素複数の指向性散乱要素が、ガイド表面に隣接することと、前記光ガイドの対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方であり、前記異なるスタティック画像の前記ピクセルの強度が、前記指向性散乱要素複数の対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、前記バリア層の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される、態様18に記載の動画化スタティックディスプレイの動作の方法。
[態様21]
モードコントローラを使用して、前記光源複数の異なる光源を連続して起動させるステップをさらに含み、前記異なる光源を連続して起動させるステップが、複数の前記異なるスタティック画像を含む動画化された画像を提供する、態様18に記載の動画化スタティックディスプレイの動作の方法。
10 マルチビューディスプレイ
12 スクリーン
14 ビュー
16 マルチビュー画像
18 ビュー方向
20 光ビーム
30 回折格子
40 光ガイド
50 光ビーム
60 光ビーム
100 動画化スタティックディスプレイ
100a 第1のスタティック画像
100b 第2のスタティック画像
102 指向性光ビーム
102a 指向性光ビーム
102b 指向性光ビーム
103 伝播方向
104 ガイド光
104a ガイド光ビームの第1のセット
104b ガイド光ビームの第2のセット
110 光ガイド
110’ 第1の表面
110’’ 第2の表面
114 入力縁部、側部
120 光源
120a 第1の光源
120b 第2の光源
130 指向性散乱要素
132 回折格子
134 マイクロ反射要素
136 マイクロ屈折要素
138 マイクロスリット要素
138a 反射性側壁
140 バリア層
142 アパーチャ
142a 第1のセット
142b 第2のセット
200 マルチビュー動画化スタティック画像ディスプレイシステム、動画化スタティックディスプレイシステム
201 スタティック画像
201-1 第1のスタティック画像
201-2 第2のスタティック画像
202 指向性光ビーム
210 光ガイド
220 光源
230 マルチチャンネル指向性ピクセル
240 モードコントローラ

Claims (21)

  1. ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドと、
    前記光ガイドにわたって配置され、第1の光源によって提供されている前記ガイド光に対応する第1の方向を有するとともに、第2の光源によって提供されている前記ガイド光に対応する第2の方向を有する指向性光ビームとして、前記ガイド光を散乱させるように構成された、複数の指向性散乱要素と、
    複数のアパーチャを備えるバリア層であって、前記アパーチャの第1のセットが、第1のスタティック画像を提供するように、前記第1の方向を有する指向性光ビームを通すように構成され、前記アパーチャの第2のセットが、第2のスタティック画像を提供するように、前記第2の方向を有する指向性光ビームを通すように構成されている、バリア層と、
    を備えた、動画化スタティックディスプレイ。
  2. 前記第1の光源と前記第2の光源との選択的な起動が、前記第1のスタティック画像と前記第2のスタティック画像とを含む動画化された画像を提供するように構成されている、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  3. 前記第1の光源および前記第2の光源をさらに備え、前記第1の光源および前記第2の光源が、前記光ガイドの入力縁部に光学的に結合されており、前記第2の光源が、前記第1の光源から、前記入力縁部に沿って横方向にオフセットされている、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  4. 前記光ガイドが対向するガイド表面を備え、前記複数の指向性散乱要素の指向性散乱要素が、前記対向するガイド表面の1つのガイド表面に隣接することと、前記光ガイドの前記対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方である、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  5. 前記複数の指向性散乱要素の指向性散乱要素が、前記ガイド光の一部を、指向性光ビームとして回折によって散乱させるように構成された回折格子と、前記ガイド光の一部を、指向性光ビームとして反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素と、前記ガイド光の一部を、指向性光ビームとして屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素と、の1つまたは複数を備えている、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  6. 前記複数の指向性散乱要素の指向性散乱要素が、前記光ガイド内の前記ガイド光の伝播方向から傾いたスロープ角度の、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素を備えており、前記スロープ状の反射性側壁が、前記ガイド光を、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に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  7. アパーチャの前記第1のセットのアパーチャのパターンが、前記第1のスタティック画像のピクセルの対応するパターンを規定し、アパーチャの前記第2のセットのアパーチャのパターンが、前記第2のスタティック画像のピクセルの対応するパターンを規定し、前記バリア層が、前記第1のセットの前記アパーチャと前記第2のセットの前記アパーチャとの間で光に対して不透明である、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  8. 前記第1のスタティック画像と前記第2のスタティック画像とのピクセルの強度が、前記複数の指向性散乱要素の対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、前記バリア層の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイ。
  9. 前記第1の光源と前記第2の光源とを連続して起動させて、前記第1のスタティック画像と、それに次ぐ前記第2のスタティック画像とを含む動画化された画像を提供するように構成されたモードコントローラをさらに備えている、請求項1に記載の動画化スタティックディスプレイを備えた動画化スタティックディスプレイシステム。
  10. ガイド光として光をガイドするように構成された光ガイドと、
    複数のマルチチャンネル指向性ピクセルであって、前記マルチチャンネル指向性ピクセルの異なるセットが、複数の光源の対応する異なる光源によって提供される前記ガイド光から、異なるスタティック画像を提供するように構成されている、複数のマルチチャンネル指向性ピクセルと、
    前記異なる光源を選択的に起動させて、前記異なるスタティック画像を含む動画化された画像を提供するように構成されたモードコントローラと、を備え、
    前記複数のマルチチャンネル指向性ピクセルの各マルチチャンネル指向性ピクセルが、前記ガイド光を前記複数の光源の光源ごとに異なる方向に指向性光ビームとして散乱させる指向性散乱要素と、アパーチャを有するバリア層の部分と、を備え、前記指向性散乱要素により、前記光ガイドから散乱され、前記異なる方向ごとに異なるアパーチャを通される指向性光ビームが、前記異なるスタティック画像のスタティック画像のピクセルを示している、
    動画化スタティックディスプレイシステム。
  11. 前記光ガイドの入力縁部に光学的に結合された前記複数の光源をさらに備え、前記複数の光源の光源が、前記入力縁部に沿って互いから横方向にオフセットしており、前記光源の各々が、起動されると、互いに異なる径方向を有する複数のガイド光ビームを含む、前記光ガイド内のガイド光を提供するように構成されている、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  12. 前記異なるセット各々の前記マルチチャンネル指向性ピクセルのパターンが、前記異なるスタティック画像のピクセルの対応するパターンを規定し、前記バリア層が、前記光ガイドの出力表面に隣接するとともに、前記光ガイドの出力表面の範囲にわたって延びている、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  13. 前記光ガイドが対向するガイド表面を備え、前記マルチチャンネル指向性ピクセルの指向性散乱要素が、前記対向するガイド表面の1つのガイド表面に隣接することと、前記光ガイドの前記対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方である、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  14. 前記異なるスタティック画像のピクセルの強度が、対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、前記マルチチャンネル指向性ピクセルの前記バリア層の部分の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  15. 前記指向性散乱要素が、前記ガイド光の一部を、前記指向性光ビームとして回折によって散乱させるように構成された回折格子と、前記ガイド光の一部を、前記指向性光ビームとして反射によって散乱させるように構成されたマイクロ反射要素と、前記ガイド光の一部を、前記指向性光ビームとして屈折によって散乱させるように構成されたマイクロ屈折要素と、前記ガイド光の一部を、前記指向性光ビームとして散乱させるように構成された、スロープ状の反射性側壁を有するマイクロスリット要素と、の1つまたは複数を備えている、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  16. 前記モードコントローラが、前記複数の光源の前記異なる光源を連続して起動させて、前記動画化された画像を提供するように構成されている、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  17. 前記異なるスタティック画像の1つまたは複数がスタティックマルチビュー画像である、請求項10に記載の動画化スタティックディスプレイシステム。
  18. 動画化スタティックディスプレイの動作の方法であって、前記方法が、
    複数の光源を使用して光ガイドに光を提供するステップであって、提供された前記光が、前記光ガイド内のガイド光としてガイドされる、ステップと、
    前記数の光源のうちの別々の光源によって提供される前記ガイド光に対応する異なる方向を有する複数の指向性光ビームを提供するように、前記光ガイドにわたって配置された複数の指向性散乱要素を使用して、前記光ガイドから前記ガイド光を散乱させるステップと、
    前記複数の指向性光ビームの指向性光ビームを、バリア層内のアパーチャを通過させるステップであって、異なるスタティック画像のピクセルが、前記バリア層の前記アパーチャの異なるセットを通る指向性光ビームによって提供される、ステップと、
    を含む、
    方法。
  19. 前記複数の光源の光源が、前記光ガイドの入力縁部に光学的に結合されるとともに、前記入力縁部に沿って互いから横方向にオフセットしており、前記複数の光源各光源が、互いに異なる径方向を有する複数のガイド光ビームを含む、前記光ガイド内の前記ガイド光を提供する、請求項18に記載の動画化スタティックディスプレイの動作の方法。
  20. 前記光ガイドが対向するガイド表面を備え、前記複数の指向性散乱要素の指向性散乱要素が、前記対向するガイド表面の1つのガイド表面に隣接することと、前記光ガイドの前記対向するガイド表面間にあることと、の一方または両方であり、前記異なるスタティック画像の前記ピクセルの強度が、前記複数の指向性散乱要素の対応する指向性散乱要素の所定の散乱効率と、前記バリア層の対応するアパーチャのサイズと、の一方または両方によって決定される、請求項18に記載の動画化スタティックディスプレイの動作の方法。
  21. モードコントローラを使用して、前記複数の光源の異なる光源を連続して起動させるステップをさらに含み、前記異なる光源を連続して起動させるステップが、複数の前記異なるスタティック画像を含む動画化された画像を提供する、請求項18に記載の動画化スタティックディスプレイの動作の方法。
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