JP7483015B2 - マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ、そのシステム及び方法 - Google Patents

マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ、そのシステム及び方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／９６３４９３号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
連邦政府による資金提供を受けた研究開発に関する記載
なし
電子ディスプレイは、多種多様なデバイス及び製品のユーザに情報を伝達するための、ほぼどこにでもある媒体である。最も一般的に利用される電子ディスプレイには、陰極線管（Cathode Ray Tube:CRT）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel:PDP）、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display:LCD）、エレクトロルミネセンス（Electroluminescent:EL）ディスプレイ、有機発光ダイオード（Organic Light-Emitting Diode:OLED）及びアクティブマトリクス式有機ＥＬ（Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode:AMOLED）ディスプレイ、電気泳動（Electrophoretic:EP）ディスプレイ、並びに電気機械的又は電気流体的光変調を利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）がある。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）、又はパッシブディスプレイ（すなわち、別の光源によって供給される光を変調するディスプレイ）のいずれかに分類することができる。アクティブディスプレイの最も著名な例には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、及びＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放射光を考慮したときに通常パッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤ及びＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、限定するものではないが本質的に低消費電力であることを含め、魅力的な性能特性を示すことが多いが、発光する能力がないために、多くの実用的なアプリケーションにおいて、いくらか使用が限られるように感じられることがある。
本明細書に記載の原理による実施例及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、より容易に理解することができ、図面では、同様の参照番号は同様の構造要素を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例における、特定の主角度方向を有する光ビームの角度成分の、視覚的表現を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの側面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の実施例における図２Ａのマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの側面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・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、一実施例における広角バックライトの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの断面図を示す。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム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ユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法のフロー図を示す。
特定の実施例及び実施形態は、上記の図面に示したある特徴に加えて、又はその代わりとなる他の特徴を有することができる。これらの特徴及び他の特徴については、上記の図面を参照しながら以下で詳述する。
本明細書に記載の原理による実施例及び実施形態は、複数のユーザに対する情報のマルチビュー表示、並びにその動作方法を提供する。特に、本明細書に記載の原理によれば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイは、ユーザグループがマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの所定のビューゾーン内にいるときに、マルチビュー画像を選択的に提供するように構成される。若しくは、ユーザグループが所定のビューゾーンの外側にいるときには、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイによって二次元（２Ｄ）画像が提供される。様々な実施形態によれば、ユーザグループが所定のビューゾーン内にいるか否かに基づいて、マルチビュー画像又は２Ｄ画像のいずれかを選択的に提供することにより、マルチビュー画像の角度ビューの範囲内で、実質的に画像飛び及び死角位置のない快適な視聴体験を、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイのユーザに提供することが保証される。本明細書に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ及びディスプレイシステムの用途には、携帯電話（例えば、スマートフォン）、時計、タブレットコンピュータ、モバイルコンピュータ（例えば、ラップトップコンピュータ）、パーソナルコンピュータ及びコンピュータモニタ、自動車のディスプレイコンソール、カメラディスプレイ、並びに様々な他のモバイル及び実質的に非モバイルのディスプレイアプリケーションやデバイスが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書では、「二次元ディスプレイ」又は「２Ｄディスプレイ」は、画像が見られる方向に関わらず（すなわち、２Ｄディスプレイの所定の視野角又は範囲内で）、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及びコンピュータモニタに見られる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が、２Ｄディスプレイの例である。ここで対照的に「マルチビューディスプレイ」は、様々なビュー方向で、又は様々なビュー方向からマルチビュー画像の様々なビューを提供するように構成された、電子ディスプレイ又は電子ディスプレイシステムとして定義される。具体的には、様々なビューは、マルチビュー画像のシーン又はオブジェクトの様々な斜視図を表すものである。場合によっては、マルチビューディスプレイは、例えば、マルチビュー画像の２つの異なるビューを同時に見ることで、三次元画像を見ているという知覚をもたらす場合、三次元（３Ｄ）ディスプレイと呼ばれることもある。例えば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイは、いわゆる「眼鏡なし」、すなわち自動立体視画像である、マルチビュー画像を提供することができる。
図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施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、見られることにな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。マルチビューディスプレイ１０は、スクリーン１２に対して、様々なビュー方向１６にマルチビュー画像の様々なビュー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。様々なビュー１４は、それらの矢印（すなわち、ビュー方向１６を示す矢印）の終端において、網掛けした多角形の枠として示されている。４つのビュー１４及び４つのビュー方向１６のみが示されているが、すべて例示を目的としたものであり、限定を目的としたものではない。図１Ａでは様々なビュー１４がスクリーンの上方にあるものとして示されているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されるとき、これらのビュー１４は、実際にはスクリーン１２上、又はスクリーン１２の近傍に現れることに留意されたい。ビュー１４をスクリーン１２の上方に示しているのは、単に説明を簡略にするためであり、ビュー方向１６のうち、特定のビュー１４に対応するそれぞれのビュー方向から、マルチビューディスプレイ１０を見ていることを表すためである。
本明細書の定義によれば、ビュー方向、又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方向を有する光ビームは、通常、角度成分｛θ，φ｝で与えられる主角度方向を有する。本明細書では、角度成分θは、光ビームの「仰角成分」又は「仰角」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」又は「方位角」と呼ばれる。定義によれば、仰角θは、垂直面（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対して直交する面）内の角度であり、方位角φは、水平面（例えば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に対して平行な面）内の角度である。
図１Ｂは、本明細書で説明される原理による実施形態による、一実施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、特定の主角度方向又は単に「方向」を有する、光ビーム２０の角度成分｛θ，φ｝を視覚的に表す図である。加えて、本明細書の定義によれば、光ビーム２０は特定の点から放射される、又は発散するものである。つまり、定義によれば、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はまた、光ビーム（又はビュー方向）の原点Ｏも示している。
本明細書では、「マルチビュー画像」及び「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、様々な視点を表す、又は複数のビューのビュー間における角度視差を含む、複数のビューとして定義される。加えて、本明細書では、「マルチビュー」という用語は、本明細書における定義により、２つを超える異なるビュー（すなわち、少なくとも３つのビューであり、一般的には３つを超えるビュー）を明示的に含む。そのため、本明細書で用いる「マルチビューディスプレイ」は、シーン又は画像を表すために２つの異なるビューしか含まない立体視ディスプレイとは、明確に区別される。ただし、マルチビュー画像及びマルチビューディスプレイは、２つを超えるビューを含み得るが、本明細書の定義によれば、マルチビュー画像は、マルチビューのビューのうち２つのみ（例えば、各眼あたり１つのビュー）を一度に見るように選択することにより、（例えば、マルチビューディスプレイ上で）画像の立体視対として見る場合があ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様々なビューの、複数の同様なビューのそれぞれにある、サブピクセル又は「ビュー」ピクセルのセットとして定義される。具体的には、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の様々なビューの、それぞれのビューピクセルに対応する、又はビューピクセルを表す、個別のピクセルを有することができる。更に、マルチビューピクセルのビューピクセルは、本明細書の定義によれば、ビューピクセルのそれぞれが、様々なビューのうち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。更に、様々な実施例及び実施形態によれば、マルチビューピクセルの異なるビューピクセルは、異なるビューのそれぞれにおいて、同等又は少なくとも実質的に同様の位置、又は座標を有することができる。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における｛ｘ１，ｙ１｝に位置する個々のビューピクセルを有することができ、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における｛ｘ２，ｙ２｝に位置する個々のビューピクセルを有することができ、以下同様である。いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル内のライトバルブの数は、マルチビューディスプレイのビューの数と等しくすることができる。
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つを超える数の画像）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、マルチビュー画像とは、マルチビューディスプレイに表示されると、奥行きの知覚を容易にし、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の集まり（例えば、複数の二次元画像）である。
更に本明細書では、ディスプレイの「ユーザ」は、ディスプレイを使用、又は視聴している人、若しくは、使用又は視聴している可能性がある人として定義される。したがって、マルチビューディスプレイのユーザは、定義により、例えば、マルチビューディスプレイ上に、又は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を見ている可能性がある、マルチビューディスプレイの視聴者である。更に、「ユーザ」及び「視聴者」という用語は、本明細書では、ディスプレイのユーザを指すために区別なく使用され得る。更に、本明細書では、「ユーザグループ」は、１人又はそれ以上のユーザとして、明確に定義される。
様々な実施形態によれば、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上の半空間のサブ領域に制約された、角度視野範囲を有することができる。この角度視野範囲に対応するサブ領域は、本明細書では「所定のビューゾーンＩ」として定義され、ユーザが、マルチビューディスプレイ上の、又はマルチビューディスプレイによるマルチビュー画像表示に関連する、画像飛び又はいわゆる「死角位置」を経験することなく、又は実質的にそれに遭遇することなく、マルチビューによって表示されるマルチビュー画像を見ることができる半空間のサブ領域を表す。
本明細書では、「導光体」は、全内部反射（Total Internal Reflection:TIR）を用いて構造内で光を導く構造体として定義される。特に、導光体は、導光体の動作波長において実質的に透過性のコアを含むことができる。様々な実施例では、「導光体」という用語は、通常、全内部反射を利用して、導光体の誘電体材料と、その導光体を取り囲む材料又は媒体との間の界面で光を導く、誘電体光導波路を指す。定義によれば、全内部反射のための条件は、導光体の屈折率が、導光体材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率より大きいことである。いくつかの実施形態では、導光体は、全内部反射を更に促進するために、前述の屈折率差に加えて、又はその代わりに、コーティングを含むことができる。このコーティングは、例えば、反射性コーティングにすることができる。導光体には、プレート、又はスラブガイド及びストリップガイドの一方又は両方が含まれるが、これらに限定されない、いくつかの導光体の任意のものにすることができる。
本明細書では、「プレート導光体」のように導光体に適用される場合の「プレート」という用語は、区分的又は微分的に平坦な層又はシートとして定義され、これは「スラブ」ガイドと呼ばれることもある。特に、プレート導光体は、導光体の頂面及び底面（すなわち、対向面）によって境界を定められた、２つの実質的に直交する方向に光を導くように構成された導光体として定義される。更に、本明細書の定義によれば、頂面及び底面は互いに分離されており、少なくとも微分的な意味で、互いに実質的に平行にすることができる。すなわち、プレート導光体の任意の微分的に小さな区画内で、頂面及び底面は実質的に平行又は同一平面上にある。
いくつかの実施形態では、プレート導光体は実質的に平坦（すなわち、平面に限定される）であり、したがって、プレート導光体は平面導光体である。他の実施形態では、プレート導光体は、１つの次元、又は２つの直交する次元で湾曲していてもよい。例えば、プレート導光体は、一次元に湾曲させて、円筒形状のプレート導光体を形成することができる。しかしながら、どんな曲率であれ、光を導くためにプレート導光体内で全内部反射が維持されることを確実にするように、十分に大きい曲率半径を有する。
本明細書で定義されるように、導波光の「非ゼロ伝播角度」は、導光体の導光面に対する角度である。更に、本明細書では、非ゼロ伝播角度は、ゼロよりも大きく、かつ導光体内の全内部反射の臨界角よりも小さい。更に、特定の非ゼロ伝播角度が、導光体内の全内部反射の臨界角よりも小さい限り、特定の実装に対して特定の非ゼロ伝播角度を（例えば、任意に）選択することができる。様々な実施形態では、導波光の非ゼロ伝播角で、光を導光体１２２に導入、又は結合することができる。
様々な実施形態によれば、光を導光体に結合することによって生成される、導波光又は同等に導かれた「光ビーム」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」又は「コリメート光ビーム」は、通常、光ビームの各光線が、光ビーム内で互いに実質的に平行である光のビームとして定義される。更に、本明細書での定義によれば、コリメートされた光ビームから発散する、又は散乱される光線は、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、光がコリメートされる程度として定義される。具体的には、コリメーション係数は、本明細書の定義によれば、コリメートされた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、コリメートされた光ビーム内の光線の大部分が、特定の角度広がり（例えば、コリメートされた光ビームの中心角又は主角度方向の周りの±σ度）内にあることを規定することができる。いくつかの実施例によれば、コリメートされた光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有することができ、その角度広がりは、コリメートされた光ビームのピーク強度の半分で決定される角度とすることができる。
更に、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又は装置として定義される。例えば、コリメータには、コリメートミラー又はリフレクタ、コリメートレンズ、回折格子、テーパー状導光体、及びそれらの様々な組み合わせを含むことができるが、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又は量で変動し得る。更に、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向及び水平方向）の一方又は両方において、コリメーションを提供するように構成することができる。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又は両方に、形状又は同様のコリメーション特性を含むことができる。
本明細書の定義によれば、「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、バックライト又はディスプレイの構成物又は要素である。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、バックライトの導光体に光学的に結合されて、導光体内で導かれた光の一部を結合出力又は散乱出力させることによって、複数の光ビームを提供することができる。更に、本明細書の定義によれば、マルチビーム要素によって生成された複数の光ビームの各光ビームは、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義によれば、複数の光ビーム内のある光ビームは、複数の光ビーム内の別の光ビームとは異なる、所定の主角度方向を有する。したがって、本明細書の定義によれば、光ビームは「指向性光ビーム」と呼ばれ、複数の光ビームは「複数の指向性光ビーム」と呼ぶことができる。
更に、複数の指向性光ビームは、ライトフィールドを表すことができる。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く、又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。このように、組み合わされた光ビーム（すなわち、複数の光ビーム）の所定の角度広がりは、ライトフィールドを表すことができる。
様々な実施形態によれば、様々な複数の指向性光ビームの異なる主角度方向は、限定するものではないが、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）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れば、「拡張された点光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲にわたって分布した複数の点光源と考えることができる。更に、マルチビーム要素によって生成された指向性光ビームは、本明細書の定義、及び図１Ｂに関して上述した説明によれば、角度成分｛θ，φ｝で与えられる主角度方向を有する。
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、光源には、起動時又はオン時に光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光エミッタを含むことができる。特に、本明細書では、光源には、実質的に任意の光源であるか、又は発光ダイオード（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、及び実質的に任意であるその他光源のうちの１つ又はそれ以上が含まれるが、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、様々な波長（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、複数の光エミッタで構成することができる。例えば、光源は、光エミッタのセット又はグループを含むことができ、そのうちの少なくとも１つの光エミッタが、色、すなわち波長を有する光を生成する。この光は、そのうちの少なくとも１つの他の光エミッタが生成する光の色又は波長とは異なるものである。これらの異なる色には、例えば原色（例えば、赤、緑、青）を含むことができる。「偏光」光源は、本明細書では、所定の偏光を有する光を生成又は提供する、実質的に任意の光源として定義される。例えば、偏光光源は、光源である光エミッタの出力に偏光子を含むことができる。
本明細書の定義によれば、「広角」放射光は、マルチビュー画像又はマルチビューディスプレイの、ビューの円錐角よりも大きい円錐角を有する光として定義される。特に、いくつかの実施形態では、広角放射光は、約２０度よりも大きい（例えば、＞±２０°）円錐角を有することができる。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く（例えば、＞±３０°）、又は約４０度より大きくてもよく（例えば、＞±４０°）、又は約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°）より大きくてもよい。
いくつかの実施形態では、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、又は広角視野（例えば、約±４０～６５°）を意図した同様のデジタルディスプレイ装置の視野角と、ほぼ同じになるように定義することができる。他の実施形態では、広角放射光は、散乱光、実質的な散乱光、無指向性光（すなわち、特定の、又は規定された方向性を欠いている光）として、又は単一若しくは実質的に均一な方向を有する光として特徴付ける、又は説明することもできる。
本明細書に記載の原理と一致する実施形態は、限定はしないが、集積回路（Integrated Circuit:IC）、超大規模集積回路（Very Large Scale Integrated:VLSI）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit:ASIC）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array:FPGA）、デジタル・シグナル・プロセッサ（Digital Signal Processor:DSP）、グラフィックス・プロセシング・ユニット（Graphical Processor Unit:GPU）などのうちの１つ又はそれ以上、ファームウェア、ソフトウェア（プログラムモジュール又は命令セットなど）、及び上記のうち２つ以上の組み合わせを含む、様々なデバイス及び回路を使用して実装することができる。例えば、一実施形態又はその要素は、ＡＳＩＣ又はＶＬＳＩ内の回路要素として実装されてもよい。ＡＳＩＣ又はＶＬＳＩを使用する実装は、ハードウェアベースの回路実装の例である。
別の実施例では、一実施形態は、動作環境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＋＋）、又はコンピュータによって更に実行される（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又はグラフィックスプロセッサによって実行される）ソフトウェアベースのモデリング環境、（例えば、マサチューセッツ州ネイティックのＭａｔｈＷｏｒｋｓ社のＭＡＴＬＡＢ）を使用する、ソフトウェアとして実装することができる。１つ又はそれ以上のコンピュータプログラム又はソフトウェアで、コンピュータプログラム機構を構成してもよく、プログラミング言語は、コンピュータのプロセッサ又はグラフィックスプロセッサによって実行されるように、コンパイル又は解釈実行する、例えば、構成可能にする、又は構成することができる（このことは、この説明では交換可能に使用することができる）。
更に別の実施例では、本明細書に記載の装置、デバイス、又はシステム（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、又は要素は、実際の、すなわち物理的な回路（例えば、ＩＣ又はＡＳＩＣとして）を使用して実装することができ、別のブロック、モジュール、又は要素は、ソフトウェア又はファームウェアで実装することができる。特に、本明細書の定義によれば、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手法又はデバイス（例えば、ＩＣ、ＶＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、ファームウェアなど）を使用して実装することができ、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又はグラフィックプロセッサを使用するソフトウェア又はファームウェアとして、あるいは、ソフトウェア又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装することができる。
更に、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つ又はそれ以上」を有することが意図されている。例えば、本明細書では、「a multibeam element」は１つ又はそれ以上のマルチビーム要素を意味し、「the multibeam element」は「特定のマルチビーム要素（複数可）」を意味する。また、本明細書における「頂部」、「底部」、「上側」、「下側」、「上向き」、「下向き」、「正面」、「背面」、「第１の」、「第２の」、「左」、又は「右」に対するいかなる言及も、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」という用語が値に適用されるとき、特に明記しない限り、通常その値を生成するために用いられる機器の許容範囲内を意味するか、若しくは±１０％、又は±５％、又は±１％を意味する。更に、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、大多数、又はほとんどすべて、又はすべて、又は約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。更に、本明細書における実施例は、例示に過ぎず、説明の目的で提示されたものであり、限定のためのものではないことが意図される。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイが提供される。図２Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の側面図を示す。図２Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、別の実施例における図２Ａのマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の側面図を示す。図示のように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループによって見られるマルチビュー画像１００ａ、又は二次元（２Ｄ）画像１００ｂのいずれかを選択的に提供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１００は、図２Ａに示すように、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループがマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の所定のビューゾーンＩ内にいるときに、マルチビュー画像１００ａを提供するように構成される。すなわち、様々な実施形態によれば、ユーザＡ、Ｂ、Ｃの位置が所定のビューゾーンＩ内にあることに相当する場合、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループが、所定のビューゾーンＩ内にいると見なす、又は判定することができる。
あるいは、図２Ｂに示すように、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループが所定のビューゾーンＩの外側にいる場合、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、２Ｄ画像１００ｂを提供するように構成される。様々な実施形態によれば、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループは、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのうちの１人又それ以上が所定のビューゾーンＩ内にいないとき、すなわち、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのうちの１人又はそれ以上の位置が所定のビューゾーンＩ内にあることに相当しないとき、所定のビューゾーンＩの外側にいると判定、又は見なすことができる。図２Ｂは、限定ではなく例として、所定のビューゾーンＩの外側にいるユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの、ユーザＡ、Ｂ、Ｃの少なくとも一部を示す。
図３Ａは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の断面図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、別の実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の断面図を示す。図３Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の斜視図を示す。特に、図３Ａは、２Ｄ画像を提供又は表示するように構成された、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００を示している。図３Ｂ及び図３Ｃは、マルチビュー画像を提供又は表示するように構成された、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００を示す。様々な実施形態によれば、図３Ａ～図３Ｃに示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００を使用して、図２Ａ～図２Ｂに関して上述したように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のユーザグループ（例えば、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループ）に２Ｄ画像又はマルチビュー画像のいずれかを選択的に提供することができる。
図示のように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、放射光１０２として光を提供又は放射するように構成される。次に、放射光１０２は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のライトバルブ（例えば、以下に記載されるライトバルブ１３０）のアレイを照光するために使用される。様々な実施形態によれば、ライトバルブアレイは、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００上に、すなわちマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイによって表示される画像として、又は画像を提供するために、放射光１０２を変調するように構成される。更に、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、放射光１０２を変調することによって、二次元（２Ｄ）画像又はマルチビュー画像のいずれかを、選択的に表示するように構成される。上述したように、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１００に対するユーザグループＡ、Ｂ、Ｃの位置に基づいて、２Ｄ画像及びマルチビュー画像を選択的に提供又は表示することができる。
特に、放射光１０２としてマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００によって放射される光は、マルチビュー画像又は２Ｄ画像のどちらを表示すべきかに応じて、指向性の光、又は実質的に無指向性の光を含むことができる。例えば、以下でより詳細に説明するように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、２Ｄ画像を提供するためにライトバルブアレイによって変調される広角放射光１０２’として、放射光１０２を提供するように構成することができる。あるいは、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、マルチビュー画像を提供するためにライトバルブアレイによって変調される指向性放射光１０２’’として、放射光１０２を提供するように構成される。
様々な実施形態によれば、指向性放射光１０２’’は、互いに異なる主角度方向を有する、複数の指向性光ビームを含む。更に、指向性放射光１０２’’の各指向性光ビームは、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する方向を有する。逆に、様々な実施形態によれば、広角放射光１０２’は、おおむね無指向性であり、更に通常、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００に関連するマルチビュー画像の、又はその表示のビューの円錐角よりも大きい円錐角を有する。
図３Ａにおいて、広角放射光１０２’は、説明を容易にするために破線の矢印として示されている。しかしながら、広角放射光１０２’を表す破線の矢印は、放射光１０２の特定の指向性を意味するものではなく、単に、例えばマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００からの、光の放射及び伝播を表すものである。同様に、図３Ｂ及び図３Ｃでは、指向性放射光１０２’’の指向性光ビームを、複数の発散する矢印として示されている。上述したように、指向性放射光１０２’’の指向性光ビームの様々な主角度方向は、マルチビュー画像又は同等にマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のそれぞれのビュー方向に対応する。更に、様々な実施形態において、指向性光ビームは、ライトフィールドである、又はライトフィールドを表すことができる。
図３Ａ～図３Ｃに示すように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、広角バックライト１１０を備える。図示の広角バックライト１１０は、広角放射光１０２’を提供するように構成された、平面又は実質的に平面の発光面１１０’を有する（例えば、図３Ａ参照）。様々な実施形態によれば、広角バックライト１１０は、ディスプレイのライトバルブアレイを照光するための光を提供するように構成された発光面１１０’を有する、実質的に任意のバックライトにすることができる。例えば、広角バックライト１１０は、直接発光する又は直接照光された、平面バックライトにすることができる。直接発光する又は直接照光される平面バックライトには、限定はしないが、平面発光面１１０’を直接照光し、広角放射光１０２’を提供するように構成された、冷陰極蛍光ランプ（Cold-Cathode Fluorescent Lamp:CCFL）、ネオンランプ、又は発光ダイオード（Light Emitting Diode:LED）の平面アレイを使用するバックライトパネルが含まれる。エレクトロルミネセンスパネル（Electroluminescent Panel:ELP）は、直接発光平面バックライトの、更なる非限定的な実施例である。他の実施例では、広角バックライト１１０は、間接光源を使用するバックライトで構成することもできる。そのような間接照明バックライトには、限定はしないが、エッジ結合型又はいわゆる「エッジライト型」バックライトの、様々な形態を含むことができる。
図４は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例における広角バックライト１１０の断面図を示す。図４に示すように、広角バックライト１１０は、エッジライト型バックライトであり、広角バックライト１１０の縁部に結合された光源１１２を備える。エッジ結合光源１１２は、広角バックライト１１０内で光を生成するように構成される。更に、限定ではなく例として示すように、広角バックライト１１０は、複数の抽出機構１１４ａに沿って、平行な対向面を有する実質的に長方形の断面（すなわち、矩形形状の導光構造）を有する導光構造体１１４（又は導光体）を備える。図４に示す広角バックライト１１０は、限定ではなく例として、広角バックライト１１０の導光構造体１１４の表面（すなわち、上面）に抽出機構１１４ａを備える。様々な実施形態によれば、エッジ結合光源１１２から、矩形形状の導光構造体１１４内で導かれた光は、抽出機構１１４ａによって導光構造体１１４から方向転換され、散乱され、又は抽出されて、広角放射光１０２’を提供することができる。例えば、図４に示す広角バックライト１１０は、例えば図３Ａでも斜線の陰影で示される光源１１２のような、エッジ結合光源１１２を起動することによって作動させることができる。
いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０は、直接発光型であるか、（例えば、図４に示すような）エッジライト型に関わらず、ディフューザ又はディフューザ層、輝度向上フィルム（Brightness Enhancement Film:BEF）、及び偏光リサイクルフィルム又は偏光リサイクル層を含むが、これらに限定されない、１つ又はそれ以上の追加の層又はフィルムを更に含むことができる。例えば、ディフューザは、抽出機構１１４ａのみによって提供されるものと比較して、広角放射光１０２’の放射角度を増加させるように構成することができる。輝度向上フィルムは、いくつかの実施例では、広角放射光１０２’の全体的な輝度を向上させるために使用することができる。輝度向上フィルム（ＢＥＦ）は、例えば、プリズム構造を利用して最大６０％の輝度利得を提供する、微細複製された輝度向上フィルムである、Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）ＢＥＦ ＩＩが、ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手可能である。偏光リサイクル層は、長方形の導光構造体１１４に対して第２の偏光を反射しつつ、第１の偏光を選択的に通過させるように構成することができる。偏光リサイクル層には、例えば、反射偏光子フィルム又はデュアル輝度向上フィルム（Dual Brightness Enhancement Film:DBEF）を含むことができる。ＤＢＥＦフィルムの例には、ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手可能な、３Ｍ Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）デュアル輝度向上フィルムがあるが、これに限定されない。別の実施例では、高度偏光変換フィルム（Advanced Polarization Conversion Film:APCF）、又は輝度向上フィルムとＡＰＣＦフィルムとの組み合わせを、偏光リサイクル層として使用することができる。
図４は、広角バックライト１１０の導光構造体１１４及び平面発光面１１０’に隣接して、ディフューザ１１６を更に備える、広角バックライト１１０を示す。更に、図４には、輝度向上フィルム１１７及び偏光リサイクル層１１８が示されており、これらも平面発光面１１０’に隣接している。いくつかの実施形態では、広角バックライト１１０は、例えば図４に示すように、平面発光面１１０’とは反対側の導光構造体１１４の表面（すなわち、背面に）に隣接する、反射層１１９を更に含む。反射層１１９は、限定はしないが、反射性金属の層又は強化鏡面反射体（Enhanced Specular Reflector:ESR）フィルムを含む、様々な反射性フィルムのいずれかで構成することができるが。ＥＳＲフィルムの例としては、限定されないが、ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＳｐｅｃｕｌａｒＲｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｆｉｌｍが挙げられる。
再び図３Ａ～図３Ｃを参照すると、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、マルチビューバックライト１２０を更に備える。図示のように、マルチビューバックライト１２０は、マルチビーム要素１２４のアレイを備える。様々な実施形態によれば、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１２４は、マルチビューバックライト１２０にわたって互いに離間している。例えば、いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１２４は、一次元（１Ｄ）のアレイに配置することができる。他の実施形態では、マルチビーム要素１２４は、二次元（２Ｄ）のアレイに配置されてもよい。更に、アクティブエミッタ及び様々な散乱要素を含むがこれらに限定され、様々なタイプのマルチビーム要素１２４をマルチビューバックライト１２０で利用することができる。様々な実施形態によれば、マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素１２４は、マルチビュー画像の様々な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提供するように構成される。
いくつかの実施形態（例えば、図示されているような実施形態）では、マルチビューバックライト１２０は、導波光１０４として光を導くように構成された、導光体１２２を更に備える。導光体１２２は、いくつかの実施形態では、プレート導光体にすることができる。様々な実施形態によれば、導光体１２２は、全内部反射に従って、導光体１２２の長さにわたって導波光１０４を導くように構成される。導光体１２２内の導波光１０４の概略的な伝播方向１０３は、図３Ｂに太矢印で示されている。いくつかの実施形態では、導波光１０４は、非ゼロ伝播角度で伝播方向１０３に導かれてもよく、図３Ｂに示すように、所定のコリメーション係数σを有するか、又はそれに従ってコリメートされるコリメート光を含んでもよい。
様々な実施形態では、導光体１２２には、光学導波路として構成された、誘電体材料を含むことができる。この誘電体材料は、誘電体光学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の屈折率を有することができる。この屈折率の差は、導光体１２２の１つ又はそれ以上の導波モードに従って、導波光１０４の全内部反射を促進するように構成される。いくつかの実施例では、導光体１２２は、光学的に透過性の誘電体材料の、拡張され、実質的に平面のシートを含む、スラブ又はプレート光学導波路であってもよい。様々な実施例によれば、導光体１２２の光学的に透過性の材料には、これらに限定されないが、様々なタイプのガラス（例えばシリカガラス、アルミノケイ酸アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、及び実質的に光学的に透過性のプラスチック又はポリマー（例えば、ポリ（メタクリル酸メチル）又は「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）のうちの１つ又はそれ以上を含む、様々な誘電体材料のいずれかを含んで、又はいずれかで構成することができる。いくつかの例では、導光体１２２は、導光体１２２の表面（例えば頂面及び底面の一方又は両方）の少なくとも一部に、クラッディング層（図示せず）を更に含むことができる。いくつかの実施例によれば、このクラッディング層を使用して、全内部反射を更に促進することができる。
導光体１２２を含む実施形態では、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１２４は、図３Ｂに示すように、導光体１２２の内部から導波光１０４の一部を散乱させ、散乱された光の一部を、導光体１２２の第１の表面１２２’すなわち発光面から離れるように導いて、又は同等物をマルチビューバックライト１２０の第１の表面から導いて、指向性放射光１０２’’を提供するように構成することができる。例えば、導波光の一部は、第１の表面１２２’を介してマルチビーム要素１２４によって散乱され得る。更に、図３Ａ～図３Ｃに示すように、様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０の第１の表面とは反対側にある第２の表面は、広角バックライト１１０の平面発光面１１０’に隣接してもよい。
図３Ｂに示すように、指向性放射光１０２’’の複数の指向性光ビームは、上述した様々な主角度方向を有する複数の指向性光ビームである、又はそれに相当することに留意されたい。すなわち、様々な実施形態によれば、指向性光ビームは、指向性放射光１０２’’の他の指向性光ビームとは異なる主角度方向を有する。更に、マルチビューバックライト１２０は、図３Ａにおいて、広角バックライト１１０で発生し、続いてマルチビューバックライト１２０を通過する破線矢印によって示されるように、広角バックライト１１０からの広角放射光１０２’が、マルチビューバックライト１２０の厚さを通過又は透過できるように、（例えば、少なくとも２Ｄモードでは）実質的に透過性にすることができる。言い換えれば、広角バックライト１１０によって提供される広角放射光１０２’は、例えばマルチビューバックライトの透過性に基づいて、マルチビューバックライト１２０を透過するように構成される。
例えば、導光体１２２及び離間した複数のマルチビーム要素１２４は、光が第１の表面１２２’及び第２の表面１２２’’の両方を通って、導光体１２２を通過することを可能にし得る。マルチビーム要素１２４のサイズが比較的小さいこと、及びマルチビーム要素１２４の要素間の間隔が比較的大きいことの両方により、少なくとも部分的に透過性を促進することができる。更に、特にマルチビーム要素１２４が以下に説明する回折格子を含む場合、いくつかの実施形態では、導光体の表面１２２’及び１２２’’に直交して伝播する光に対して、マルチビーム要素１２４を実質的に透過性にすることもできる。したがって、例えば、様々な実施形態によれば、広角バックライト１１０からの光は、マルチビューバックライト１２０の、マルチビーム要素アレイを備える導光体１２２を通って、直交方向に通過することができる。
いくつかの（例えば、図３Ａ～図３Ｃに示す）実施形態では、マルチビューバックライト１２０は、光源１２６を更に備えることができる。したがって、マルチビューバックライト１２０は、例えば、エッジライト型バックライトにすることができる。様々な実施形態によれば、光源１２６は、導光体１２２内で誘導される光を提供するように構成される。特に、光源１２６は、導光体１２２の入射面又は端部（入力端）に隣接して配置することができる。様々な実施形態において、光源１２６には、１つ又はそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、又はレーザ（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、実質的に任意の光源（例えば、光エミッタ）を備えることができる。いくつかの実施形態では、光源１２６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た、光エミッタを備えることができる。特に、この単色光の色は、特定の色空間又は色モデル（例えば、赤－緑－青（ＲＧＢ）色モデル）の原色にすることができる。他の実施例では、光源１２６は、実質的に広帯域又は多色の光を提供するように構成された、実質的に広帯域の光源であってもよい。例えば、光源１２６は、白色光を提供することができる。いくつかの実施形態では、光源１２６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ることができる。これらの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播角度を有する光を提供するように構成することができる。図３Ｂに示すように、マルチビューバックライト１２０の起動には、斜線の陰影で示される光源１２６を起動することを含むことができる。
いくつかの実施形態では、光源１２６はコリメータ（図示せず）を更に備えることができる。このコリメータは、光源１２６の光エミッタのうち１つ又はそれ以上から、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することができる。コリメータは更に、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構成することができる。具体的には、コリメータは、いくつかの実施形態によれば、非ゼロ伝播角度を有し、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。更に、様々な色の光エミッタが使用される場合、このコリメータは、様々な色固有の非ゼロ伝播角度、及び／又は様々な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することができる。
図３Ａ～図３Ｃに示すように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、ライトバルブ１３０のアレイを更に備える。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、及びエレクトロウェッティングに基づく又はそれを使用するライトバルブのうちの、１つ又はそれ以上を含むが、これらに限定されない様々なタイプのライトバルブを、ライトバルブアレイのライトバルブ１３０として使用することができる。更に、図示のように、マルチビーム要素のアレイの各マルチビーム要素１２４に対して、ライトバルブ１３０の固有のセットが存在してもよい。ライトバルブ１３０の固有のセットは、例えば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のマルチビューピクセル１３０’に対応することができる。同様に、ライトバルブは、マルチビューピクセル１３０’のサブピクセルに対応するか、又はサブピクセルであってもよい。
上述したように、様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０は、マルチビーム要素１２４のアレイを含む。いくつかの（例えば、図３Ａ～図３Ｃに示す）実施形態によれば、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素１２４は、導光体１２２の第１の表面１２２’に（例えば、マルチビューバックライト１２０の第１の表面に隣接して）配置することができる。他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム要素１２４は、導光体１２２の第２の表面１２２’’に、又はその上に（例えば、マルチビューバックライト１２０の第２の表面に隣接して）配置されてもよい。更に他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム要素１２４は、導光体１２２内で、第１の表面１２２’と第２の表面１２２’’との間に、それぞれの表面から離れて配置されてもよい。図３Ａ～図３Ｃに示すように、第１の表面１２２’は、放射光１０２が図示のようにこの表面を通って放射されるため、放射面と呼ぶことができる。更に、マルチビーム要素１２４のサイズは、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のライトバルブ１３０のサイズに相当する。
本明細書では、「サイズ」は、長さ、幅、又は面積を含むが、これらに限定されないような、様々な方法のいずれかで定義することができる。例えば、ライトバルブアレイのライトバルブ１３０のサイズをその長さとすることができ、マルチビーム要素１２４の相当するサイズもまた、マルチビーム要素１２４の長さとすることができる。別の実施例では、サイズとは、マルチビーム要素１２４の面積がライトバルブ１３０の面積に相当するような、面積を指すこともある。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１２４のサイズは、マルチビーム要素のサイズがライトバルブのサイズの約２５パーセント（２５％）～約２００パーセント（２００％）であるように、ライトバルブサイズに相当する。例えば、（図３Ｂに示すように）マルチビーム要素のサイズが「ｓ」で示され、ライトバルブのサイズが「Ｓ」で示される場合、マルチビーム要素のサイズｓは以下の式（１）で与えられる。
他の実施例では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブのサイズの約５０パーセント（５０％）超、又はライトバルブサイズの約６０パーセント（６０％）超、又はライトバルブサイズの約７０パーセント（７０％）超、又はライトバルブサイズの約８０パーセント（８０％）超、又はライトバルブサイズの約９０パーセント（９０％）超であり、並びに、ライトバルブのサイズの約１８０パーセント（１８０％）未満、又はライトバルブサイズの約１６０パーセント（１６０％）未満、又はライトバルブサイズの約１４０（１４０％）未満、又はライトバルブサイズの約１２０パーセント（１２０％）未満である。例えば、「同等のサイズ」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７５パーセント（７５％）～約１５０パーセント（１５０％）であり得る。別の実施例では、マルチビーム要素のサイズがライトバルブサイズの約１２５パーセント（１２５％）～約８５パーセント（８５％）である場合に、マルチビーム要素１２４を、ライトバルブと同等のサイズとすることができる。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素１２４とライトバルブの同等のサイズは、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のビュー間の暗領域を低減する、又はいくつかの実施例では最小化し、同時に、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のビュー間のオーバーラップを低減する、又はいくつかの実施例ではそれを最小化するように選択される。
図３Ｂに示すように、マルチビーム要素１２４のサイズ（例えば、幅）は、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１３０のサイズ（例えば、幅）に対応することができることに留意されたい。他の実施例では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブアレイの隣接するライトバルブ１３０間の距離（例えば、中心間距離）として定義することができる。例えば、ライトバルブ１３０は、ライトバルブアレイ内のライトバルブ１３０間の中心間距離よりも小さくてもよい。更に、マルチビーム要素アレイの隣接するマルチビーム要素間の間隔は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の隣接するマルチビューピクセル間の間隔と同等であってもよい。例えば、一対の隣接するマルチビーム要素１２４間のエミッタ間距離（例えば、中心間距離）は、例えば、ライトバルブ１３０のアレイの、ライトバルブのセットによって表される、対応する隣接する一対のマルチビューピクセル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。このように、マルチビーム要素のサイズは、例えば、ライトバルブ１３０自体のサイズ、又はライトバルブ１３０間の中心間距離に相当するサイズの、いずれかとして定義することができる。
いくつかの実施形態では、複数のマルチビーム要素１２４と、対応するマルチビューピクセル１３０’（例えば、ライトバルブ１３０のセット）との間の関係は、一対一の関係であり得る。すなわち、マルチビューピクセル１３０’とマルチビーム要素１２４とが、同数ずつ存在することがある。図３Ｃは、例示を目的として一対一の関係を明示的に示すが、そこでは、ライトバルブ１３０の個別のセットを含む各マルチビューピクセル１３０’を、破線で囲んで示してある。他の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセル１３０’の数及びマルチビーム要素１２４の数は、互いに異なることもある。
いくつかの実施形態では、複数のマルチビーム要素１２４の隣接する対間の距離（例えば中心間距離）は、例えば、ライトバルブのセットによって表される、対応するマルチビューピクセル１３０’の対間のピクセル間距離（例えば中心間距離）に等しくすることができる。他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム要素１２４の対と、対応するライトバルブセットとの相対的な中心間距離は異なっていてもよく、例えば、マルチビーム要素１２４は、マルチビューピクセル１３０’を表すライトバルブのセット間の間隔よりも大きい、又は小さい要素間の間隔（例えば中心間距離）を有することがある。
更に、いくつかの実施形態によれば、（例えば、図３Ｂに示すように）各マルチビーム要素１２４は、ただ１つのマルチビューピクセル１３０’に、指向性放射光１０２’’を提供するように構成される。特に、マルチビーム要素１２４の所与の１つについて、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の様々なビューに対応する様々な主角度方向を有する指向性放射光１０２’’は、図３Ｂに示すように、単一の対応するマルチビューピクセル１３０’及びそのライトバルブ１３０、すなわち、マルチビーム要素１２４に対応するライトバルブ１３０の単一のセットに実質的に限定される。したがって、広角バックライト１１０の各マルチビーム要素１２４は、マルチビュー画像の様々なビューに対応する、様々な主角度方向のセットを有する指向性放射光１０２’’の対応する指向性光ビームのセットを提供する（すなわち、指向性光ビームのセットは、様々なビュー方向のそれぞれに対応する方向を有する）。
図２Ａ～図２Ｂはまた、広角バックライト１１０、マルチビューバックライト１２０、及びライトバルブ１３０のアレイを備える、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００を示していることに留意されたい。図２Ａに示されるように、斜線の陰影で示されるマルチビューバックライト１２０が起動され、起動されたマルチビューバックライト１２０からの指向性放射光を変調するライトバルブアレイ１３０を使用して、マルチビュー画像１００ａが提供される。図２Ｂでは、斜線の陰影で示されるように広角バックライト１１０が起動され、起動された広角バックライト１１０からの広角放射光を、ライトバルブアレイ１３０を使用して変調することによって、２Ｄ画像１００ｂが提供される。再び図３Ａ～図３Ｂを参照すると、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００は、いくつかの実施形態では、ヘッドトラッカ１４０を更に備えることができる。ヘッドトラッカ１４０は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の所定のビューゾーンＩに対する、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの、ユーザＡ、Ｂ、Ｃの位置を判定するように構成される。ヘッドトラッカ１４０は、判定されたユーザＡ、Ｂ、Ｃの位置に基づいて、広角バックライト１１０又はマルチビューバックライト１２０の一方を選択的に起動するように更に構成される。広角バックライト１１０を選択的に起動することは、光源１１２の斜線の陰影により図３Ａに示されている。マルチビューバックライト１２０を選択的に起動することは、図３Ｂの光源１２６の斜線の陰影により示されている。マルチビューバックライト１２０は、ユーザグループＡ、Ｂ、Ｃがヘッドトラッカ１４０によって所定のビューゾーンＩ内にいると判定されたときに、ヘッドトラッカ１４０によって選択的に起動され、マルチビュー画像１００ａを選択的に提供することができる。一方、ユーザグループが所定のビューゾーンの外側にいるときには、広角バックライトが起動され、２Ｄ画像が提供される。ヘッドトラッカ１４０は、例えば、ディスプレイコントローラ（図２Ａ～図３Ｃには図示せず）の一部であってもよい。特に、ヘッドトラッカ１４０、又はヘッドトラッカ１４０を含むディスプレイコントローラは、ライトバルブアレイ１３０を制御して、広角バックライト１１０又はマルチビューバックライト１２０のどちらが起動されるかに基づいて、２Ｄ画像又はマルチビュー画像のどちらを表示するかを調整することができる。
様々な実施形態によれば、ヘッドトラッカ１４０は、ユーザＡ、Ｂ、ＣのグループのユーザＡ、Ｂ、Ｃの位置を判定するように構成された、光検出と測距センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上を備えることができる。例えば、ヘッドトラッカ１４０は、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの画像を周期的に取り込むように構成されたカメラを備えることができる。ヘッドトラッカ１４０は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の所定のビューゾーンＩに対する、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの定期的な位置測定値を提供するために、定期的にキャプチャされた画像内のユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの、ユーザＡ、Ｂ、Ｃの位置（又はユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの位置）を判定するように構成された、画像プロセッサを更に備えることができる。いくつかの実施形態では、ヘッドトラッカ１４０は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の相対運動を判定するための、周期的位置測定間の時間間隔中に、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の相対運動を追跡するように構成された、モーションセンサを更に備えることができる。いくつかの実施形態によれば、相対運動は、周期的位置測定間の時間間隔中に、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの位置についての推定値を提供するために、使用することができる。
いくつかの実施形態（図示せず）では、所定のビューゾーンＩを、動的に調整又は傾斜させるように構成することができる。マルチビーム要素アレイ内の対応するマルチビーム要素１２４の位置に対して、ライトバルブアレイ１３０のマルチビューピクセルの位置を変更することによって、所定のビューゾーンＩの動的な調整又は傾斜を実現することができる。例えば、マルチビュー画像を提供するためにライトバルブ１３０をどのように駆動するかを変更することによって、マルチビューピクセルの位置を変更することができる。いくつかの実施形態によれば、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループを所定のビューゾーンＩ内に保つように、所定のビューゾーンＩを動的に調整することができる。特に、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの判定された位置に向かって、所定のビューゾーンを動的に調整又は傾斜させることができる。いくつかの実施形態では、２Ｄ画像は、ユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループが所定のビューゾーンＩの調整範囲を超えている場合にのみ提供又は表示されてもよい。例えば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の特定の実装形態を考慮すると、実用的な所定のビューゾーンＩの最大調整範囲又は最大傾斜が存在し得る。判定されたユーザＡ、Ｂ、Ｃのグループの位置が、最大調整範囲又は最大傾斜を超える場合に、２Ｄ画像を提供又は表示することができる。
図５は、本明細書に記載の原理と一致する一実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の断面図を示す。特に、図５は、図３Ｂのマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００を示しており、ライトバルブ１３０のアレイのマルチビューピクセル１３０’の相対位置を、対応するマルチビーム要素１２４に対して変更して、指向性放射光１０２’’及び同様に所定のビューゾーンＩを傾斜させることで、例えば、この傾斜をユーザのグループ（図示せず）に向けることができる。マルチビューピクセル１３０’の相対位置を変更して所定のビューゾーンＩを傾斜させることは、ヘッドトラッカ１４０によって、又はディスプレイコントローラ（図示せず）によって、又は例えばソフトウェアなど、ライトバルブアレイを制御する別の制御機構によって実現することができる。したがって、いくつか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１００を物理的に変更することなく、所定のビューゾーンＩの傾斜を実現することができる。図５の太矢印は、マルチビューピクセル１３０’の位置の変化を示している。
様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト１２０のマルチビーム要素１２４は、導波光１０４の一部を散乱させるように構成された、様々な構造のいずれかを含むことができる。例えば、様々な構造には、回折格子、マイクロ反射要素、マイクロ屈折要素、又はそれらの様々な組み合わせがあるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を含むマルチビーム要素１２４は、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームを含む指向性放射光１０２’’として、導波光の一部を回折的に結合又は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含むマルチビーム要素１２４は、複数の指向性光ビームとして導波光の一部を反射的に結合又は散乱させるように構成される。いくつかの実施形態では、マイクロ屈折要素を含むマルチビーム要素１２４は、屈折によって、又は屈折を使用して（すなわち、導波光の一部を屈折的に散乱させることで）、複数の指向性光ビームとして導波光の一部を結合又は散乱させるように構成される。
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素の回折格子、マイクロ反射要素、及びマイクロ屈折要素のうちの１つ又はそれ以上は、マルチビーム要素の境界内に配置された複数のサブ要素を含む。例えば、回折格子のサブ要素は、複数のサブ回折格子で構成することができる。同様に、マイクロ反射要素のサブ要素には、複数のサブマイクロ反射要素を含むことができ、マイクロ屈折要素のサブ要素には、複数のサブマイクロ反射要素を含むことができる。
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムが提供される。マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムは、ユーザグループ内のユーザ、又はユーザグループの位置に基づいて、二次元（２Ｄ）画像又はマルチビュー画像のいずれかを、選択的に提供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・システムは、２Ｄ情報（例えば、２Ｄ画像、テキストなど）を含む２Ｄ画像のピクセルに対応する、又はピクセルを表す、変調された光を放射するように構成される。更に、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムは、マルチビュー画像の異なるビュー（ビューピクセル）のピクセルに対応する、又はピクセルを表す、変調された指向性放射光を放射するように構成される。２Ｄ画像を提供するかマルチビュー画像を提供するかは、ユーザグループがマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムの、所定のビューゾーンの外側にいるか内側にいるかに基づいて決定される。
例えば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムは、マルチビュー画像を表示又は提供するときに、自動立体視又は眼鏡不要の３Ｄ電子ディスプレイをとすることができる。特に、様々な実施例によれば、指向性放射光の、変調され様々に方向づけられた光ビームの個別の１つは、マルチビュー情報又はマルチビュー画像に関連付けられた、様々な「ビュー」に対応することができる。様々なビューは、例えば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムによって表示されている情報の、（例えば、自動立体視、ホログラフィックなどの）「眼鏡なし」表現を提供することができる。
図６は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００のブロック図を示す。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・システム２００を使用して、これらに限定されないが、２Ｄ画像、テキスト、及びマルチビュー画像などの、２Ｄ情報及びマルチビュー情報の両方を、合成画像として提示することができる。特に、図６に示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００は、変調された広角放射光２０２’を含む変調光２０２を放射するように構成され、この変調された広角放射光２０２’は、２Ｄ画像（２Ｄ）を提供する。更に、図６に示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００は、マルチビュー画像（マルチビュー）を提供するために、指向性ピクセルを表す様々な主角度方向を有する指向性光ビームを含む、変調された指向性放射光２０２’’を含んだ変調光２０２を放射するように構成される。特に、様々な主角度方向は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００によって表示される、マルチビュー画像（マルチビュー）の、様々なビューの異なるビュー方向に対応することができる。
図６に示すように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００は、広角バックライト２１０を備える。広角バックライト２１０は、広角放射光２０４を提供するように構成される。広角放射光２０４は、２Ｄ画像（２Ｄ）が表示されるべき場合に、変調された広角放射光２０２’として変調されると、提供され得る。いくつかの実施形態では、広角バックライト２１０は、上述したマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の広角バックライト１１０と実質的に同様であってもよい。例えば、広角バックライトは、長方形の導光体から光を抽出し、抽出された光を、ディフューザを通して広角放射光２０４として方向変更するように構成された光抽出層を有する、導光体を備えることができる。
図６に示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００は、マルチビューバックライト２２０を更に備える。図示のように、マルチビューバックライト２２０は、導光体２２２、及び互いに離間したマルチビーム要素２２４のアレイを備える。マルチビーム要素２２４のアレイは、マルチビュー画像（マルチビュー）が表示されるべきときに、導波光を、導光体２２２から指向性放射光２０６として散乱させるように構成される。様々な実施形態によれば、マルチビーム要素２２４のアレイの、個々のマルチビーム要素２２４によって提供される指向性放射光２０６は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００によって表示されるマルチビュー画像（マルチビュー）のビュー方向に対応する、様々な主角度方向を有する、複数の指向性光ビームを含む。
いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト２２０は、上述のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のマルチビューバックライト１２０と実質的に同様であってもよい。特に、導光体２２２及びマルチビーム要素２２４は、それぞれ上述の導光体１２２及びマルチビーム要素１２４と実質的に同様であってもよい。例えば、導光体２２２は、プレート導光体であってもよい。更に、この導光体は、コリメーション係数を有する、又はコリメーション係数に従ってコリメートされた導波光として、導波光を導くように構成されてもよい。更に、様々な実施形態によれば、マルチビーム要素２２４のアレイのマルチビーム要素２２４は、指向性放射光２０６として導波光を散乱させるために、導光体２２２に光学的に接続された回折格子、マイクロ反射要素、及びマイクロ屈折要素のうちの１つ又はそれ以上を含むことができる。
図示のように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００は、ライトバルブアレイ２３０を更に備える。ライトバルブアレイ２３０は、広角放射光２０４を変調して２Ｄ画像（２Ｄ）を提供し、指向性放射光２０６を変調してマルチビュー画像（マルチユー）を提供するように構成される。特に、ライトバルブアレイ２３０は、広角放射光２０４を受け取り、かつ変調して、変調された広角放射光２０２’を提供するように構成される。同様に、ライトバルブアレイ２３０は、指向性放射光２０６を受け取り、かつ変調して、変調された指向性放射光２０２’’を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、ライトバルブアレイ２３０は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００に関して上述した、ライトバルブ１３０のアレイと実質的に同様であってもよい。例えば、ライトバルブアレイのライトバルブは、液晶ライトバルブで構成されてもよい。更に、いくつかの実施形態では、マルチビーム要素２２４のアレイの、マルチビーム要素２２４のサイズは、ライトバルブアレイ２３０の、ライトバルブのサイズに（例えば、ライトバルブサイズの４分の１～２倍で）相当し得る。
様々な実施形態では、マルチビューバックライト２２０は、広角バックライト２１０とライトバルブアレイ２３０との間に配置される。マルチビューバックライト２２０は、広角バックライト２１０に隣接して配置し、かつ狭い間隙によって分離してもよい。更に、いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト２２０及び広角バックライト２１０は、いくつかの実施形態では、広角バックライト２１０の上面がマルチビューバックライト２２０の底面と実質的に平行になるように積層される。したがって、広角バックライト２１０からの広角放射光２０４は、広角バックライト２１０の上面からマルチビューバックライト２２０の中に向かって、かつそれを通って放射され得る。様々な実施形態によれば、マルチビューバックライト２２０は、広角バックライト２１０によって放射される広角放射光２０４に対して透過性である。
図６に示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００は、ディスプレイコントローラ２４０を更に備える。ディスプレイコントローラ２４０は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００の、ユーザグループの位置が、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００の所定のビューゾーン内にあると判定されたときに、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００を制御して、マルチビュー画像（マルチビュー）を提供するように構成される。そうでない場合には、ディスプレイコントローラ２４０は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００を制御して、２Ｄ画像（２Ｄ）を提供するように構成される。
いくつかの実施形態では、ディスプレイコントローラ２４０は、上述のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の、ヘッドトラッカ１４０を備えるディスプレイコントローラと実質的に同様であってもよい。これらの実施形態では、ディスプレイコントローラ２４０は、ユーザグループのユーザの位置を判定するためのヘッドトラッカを備える。ディスプレイコントローラ２４０は、ユーザ位置が所定のビューゾーン内にあると判定されたとき、指向性放射光２０６の指向性光ビームを提供するためにマルチビューバックライト２２０の光源を起動し、ライトバルブアレイ２３０を制御してマルチビュー画像（マルチビュー）を提供するように、更に構成される。更に、そうではなく、ユーザ位置が所定のビューゾーンの外側にあると判定されたとき、ディスプレイコントローラ２４０は、広角放射光２０４を提供するために広角バックライト２１０の光源を起動し、ライトバルブアレイ２３０を制御して２Ｄ画像（２Ｄ）を提供するように構成される。
いくつかの実施形態では、ディスプレイコントローラ２４０は、マルチビーム要素アレイの対応するマルチビーム要素２２４の位置に対して、ライトバルブアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することによって、所定のビューゾーンを動的に調整するように更に構成される。これらの実施形態では、所定のビューゾーンは、ユーザグループを所定のビューゾーン内に保つように、ディスプレイコントローラ２４０によって動的に調整される。更に、これらの実施形態によれば、２Ｄ画像（２Ｄ）は、ユーザグループが所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される。
いくつかの実施形態では、ディスプレイコントローラ２４０のヘッドトラッカは、上述のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００のヘッドトラッカ１４０と実質的に同様であってもよい。例えば、ヘッドトラッカは、ユーザグループのユーザの位置を判定するように構成された、光検出と測距センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上から成る、ヘッドトラッカを備えることができる。様々な実施形態によれば、ディスプレイコントローラ２４０は、ハードウェアベースの回路、及びソフトウェア又はファームウェアの、一方又は両方を使用して実装することができる。特に、ディスプレイコントローラ２４０は、回路を備えるハードウェア（例えば、ＡＳＩＣ）、及びディスプレイコントローラ２４０の様々な動作特性に対してプロセッサ又は同様の回路によって実行される、ソフトウェア又はファームウェアを備えるモジュールの、一方又は両方として実装されてもよい。
本明細書に記載の原理の、他の実施形態によれば、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法が提供される。図７は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一実施例におけるマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法３００のフロー図を示す。図７に示すように、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法３００は、ヘッドトラッカを使用して、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイのユーザグループ内の、ユーザの位置を判定するステップ３１０を含む。いくつかの実施形態では、ユーザグループのユーザの位置を判定するステップ３１０は、ヘッドトラッカを使用して各ユーザの位置を追跡するステップと、ユーザグループの各ユーザの位置を所定のビューゾーンと比較して、ユーザグループの各ユーザが集合的に所定のビューゾーン内にいるか、外側にいるかを判定するステップを含む。いくつかの実施形態では、ヘッドトラッカは、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００に関して上述した、ヘッドトラッカ１４０と実質的に同様であってもよい。例えば、ヘッドトラッカは、ユーザグループのユーザの位置を判定するように構成された、光検出と測距（Light Detection and Ranging:LIDAR）センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上を備えることができる。他の実施形態では、ユーザの位置を判定するステップ３１０は、上述のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム２００のディスプレイコントローラ２４０と実質的に同様の、ディスプレイコントローラを使用することを含み得る。
図７に示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法３００は、ユーザグループのユーザの位置がマルチユーザディスプレイの所定のビューゾーン内にあると判定されたときに、マルチビュー画像を提供する、ステップ３２０を更に含む。いくつかの実施形態では、所定のビューゾーンは、図２Ａ～図２Ｂに示すマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００の所定のビューゾーンＩと、実質的に同様であってもよい。例えば、ライトバルブのアレイを使用してマルチビューバックライトからの指向性放射光を変調することによって、マルチビュー画像を提供することができる。いくつかの実施形態では、マルチビューバックライト、及びライトバルブのアレイは、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００に関して上述した、マルチビューバックライト１２０、及びライトバルブ１３０のアレイと実質的に同様であってもよい。例えば、マルチビューバックライトは、所定のコリメーション係数を有する導波光として光を導くように構成された、導光体を備えることができる。マルチビューバックライトは、導光体にわたって互いに離間したマルチビーム要素のアレイを更に備えてもよく、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放射光の指向性光ビームとして、導光体から散乱させるように構成される。更に、いくつかの実施形態では、マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素のサイズは、ライトバルブアレイの、ライトバルブのサイズの２５％～２００％である。
マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法３００は、ユーザグループのユーザの位置が所定のビューゾーンの外側にあるときに二次元（２Ｄ）画像を提供する、ステップ３３０を更に含む。様々な実施形態によれば、２Ｄ画像は、ライトバルブアレイを使用して、広角バックライトからの広角放射光を変調することによってステップ３３０で提供される。いくつかの実施形態では、広角バックライト及び広角放射光は、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ１００に関して上述した、広角バックライト１１０及び広角放射光１０２’と実質的に同様であってもよい。
いくつかの実施形態（図示せず）では、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法３００は、マルチビューバックライトからの指向性放射光をユーザグループに向かって傾斜させることによって、所定のビューゾーンを動的に調整することを更に含む。これらの実施形態では、所定のビューゾーンは、ユーザグループのユーザを所定のビューゾーン内に保つように、動的に調整することができる。更に、これらの実施形態によれば、２Ｄ画像は、ユーザグループが所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される。いくつかの実施形態では、指向性放射光を傾斜させることは、マルチビーム要素アレイの対応するマルチビーム要素の位置に対して、ライトバルブアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することを含む。
このように、ユーザのグループが所定のビューゾーン内にあるときにマルチビュー画像を提供し、ユーザグループが所定のビューゾーンの外側にあるときに２Ｄ画像を提供するマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム、及びマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法の実施例及び実施形態を説明した。上述の実施例は、本明細書に記載の原理を表す多くの具体的な実施例及び実施形態の、いくつかの例示にすぎない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］
マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイであって、
広角放射光を提供するように構成された広角バックライトと、
マルチビュー画像の様々な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、指向性放射光を提供するように構成されたマルチビューバックライトと、
前記広角放射光を変調して二次元（２Ｄ）画像を提供し、前記指向性放射光を変調して前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの所定のビューゾーン内に前記マルチビュー画像を提供するように構成された、ライトバルブのアレイと、を備え、
前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイは、ユーザグループが前記所定のビューゾーン内にいるときの前記マルチビュー画像、又は前記ユーザグループが前記所定のビューゾーン外にいるときの前記２Ｄ画像の、いずれかを選択的に提供するように構成される、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様２］
前記マルチビューバックライトは、前記広角バックライトと前記ライトバルブのアレイとの間に配置され、前記マルチビューバックライトは、前記広角放射光に対して光学的に透過性である、態様１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様３］
前記マルチビューバックライトが、
所定のコリメーション係数を有する導波光として光を導くように構成された導光体と、
前記導光体にわたって互いに離間しているマルチビーム要素アレイであって、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記指向性放射光の前記指向性光ビームとして、導波光の一部を導光体から散乱させるように構成される、マルチビーム要素アレイとを備え、
前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブアレイの、ライトバルブのサイズの２５％～２００％である、態様１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様４］
前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素が、前記導波光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、及び前記導波光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のうちの、１つ又はそれ以上を含む、態様３に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様５］
前記マルチビーム要素の前記回折格子、前記マイクロ反射要素、及び前記マイクロ屈折要素のうちの１つ又はそれ以上が、前記マルチビーム要素の境界内に配置された複数のサブ要素を含む、態様４に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様６］
前記所定のビューゾーンは、前記マルチビーム要素アレイ内の対応するマルチビーム要素の位置に対して、前記ライトバルブアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することによって、動的に調整されるように構成され、前記所定のビューゾーンは、前記ユーザグループを前記所定のビューゾーン内に保つように動的に調整される、態様３に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様７］
前記２Ｄ画像は、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される、態様６に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様８］
前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの前記所定のビューゾーンに対する前記ユーザグループのユーザの位置を判定し、前記判定された位置に基づいて前記広角バックライト又は前記マルチビューバックライトのうちの１つを選択的に起動するように構成されたヘッドトラッカを更に備え、前記マルチビューバックライトは、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーン内にいると判定されたときに、前記ヘッドトラッカによって起動されて、前記マルチビュー画像を提供し、前記広角バックライトは、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの外側にいると判定されたときに、前記ヘッドトラッカによって起動されて、前記２Ｄ画像を提供する、態様１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様９］
前記ヘッドトラッカは、
前記ユーザグループの画像を周期的に取り込むように構成されたカメラと、
前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの前記所定のビューゾーンに対する前記ユーザグループの周期的な位置測定値を提供するために、前記周期的に取り込まれた画像内の前記ユーザグループの位置を判定するように構成された画像プロセッサとを備える、態様８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様１０］
前記ヘッドトラッカは、
前記周期的な位置測定値間の前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの相対運動を追跡して、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの前記相対運動を判定するように構成されたモーションセンサを更に備え、
前記相対運動は、前記周期的な位置測定値間の、前記ユーザグループの前記位置の推定値を提供するために使用される、態様９に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
［態様１１］
マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムであって、
広角放射光を提供するように構成された広角バックライトと、
マルチビュー画像の様々な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、指向性放射光を提供するように構成された、マルチビーム要素アレイを備えるマルチビューバックライトと、
前記広角放射光を変調して二次元（２Ｄ）画像を提供し、前記指向性放射光を変調して前記マルチビュー画像を提供するように構成された、ライトバルブのアレイと、
前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムのユーザグループの位置が、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムの所定のビューゾーン内にあると判定された場合に、前記マルチビュー画像を提供し、そうでない場合には前記２Ｄ画像を提供するように、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムを制御するように構成された、ディスプレイコントローラと、を含む、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１２］
前記マルチビューバックライトが、
導波光として光を導く導光体を更に備え、
前記マルチビーム要素アレイは、前記導光体にわたって互いに離間しており、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記指向性光ビームとして前記導波光の一部を前記導光体から散乱させるように構成されている、態様１１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１３］
前記導光体は、コリメーション係数に従って、コリメートされた導波光として前記導波光を導くように構成され、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブアレイの、ライトバルブのサイズの１／４～２倍である、態様１２に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１４］
前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素が、前記導波光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、及び前記導波光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のうちの１つ又はそれ以上を含む、態様１２に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１５］
前記ディスプレイコントローラが、前記ユーザグループのユーザの前記位置を決定するように構成されたヘッドトラッカを備え、
前記ディスプレイコントローラは更に、前記ユーザ位置が前記所定のビューゾーン内にあると判定されたとき、前記マルチビューバックライトの光源を起動して、指向性光ビームを提供し、かつ前記ライトバルブアレイを制御してマルチビュー画像を提供し、一方、前記ユーザ位置が所定のビューゾーンの外側にあると判定されたときには、前記広角バックライトの光源を起動して、前記広角放射光を提供し、かつ前記ライトバルブアレイを制御して２Ｄ画像を提供するように構成されている、態様１１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１６］
前記ディスプレイコントローラは更に、前記マルチビーム要素アレイの対応するマルチビーム要素の位置に対して、前記ライトバルブアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することによって、前記所定のビューゾーンを動的に調整するように構成され、前記所定のビューゾーンは、前記ユーザグループを前記所定のビューゾーン内に保つように前記ディスプレイコントローラによって動的に調整され、前記２Ｄ画像は、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される、態様１１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１７］
前記ヘッドトラッカは、前記ユーザグループの前記ユーザ位置を判定するように構成された、光検出と測距センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上を含む、態様１５に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
［態様１８］
マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法であって、
ヘッドトラッカを使用して前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイのユーザグループ内のユーザ位置を判定するステップと、
前記ユーザグループの前記ユーザ位置が前記マルチユーザディスプレイの所定のビューゾーン内にあると判定されたとき、マルチビュー画像を提供するステップであって、前記マルチビュー画像は、ライトバルブアレイを使用してマルチビューバックライトからの指向性放射光を変調することによって提供される、ステップと、
前記ユーザグループの前記ユーザ位置が所定のビューイングゾーンの外側にあるとき、二次元（２Ｄ）画像を提供するステップであって、前記２Ｄ画像は、前記ライトバルブアレイを使用して広角バックライトからの広角放射光を変調することによって提供される、ステップと、を含む方法。
［態様１９］
前記ユーザグループの前記ユーザ位置を判定する前記ステップが、
前記ヘッドトラッカを使用して前記ユーザの各位置を追跡するステップと、
前記ユーザグループの前記各ユーザの前記位置を、前記所定のビューイングゾーンと比較して、前記ユーザが集合的に所定のビューゾーンの内側にいるか、外側にいるかを判定するステップとを含む、態様１８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
［態様２０］
前記ヘッドトラッカは、前記ユーザグループの前記ユーザの前記位置を判定するように構成された、光検出と測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上を含む、態様１９に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
［態様２１］
前記マルチビューバックライトが、
所定のコリメーション係数を有する導波光として光を導くように構成された導光体と、
導光体にわたって互いに離間しているマルチビーム要素アレイであって、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記指向性放射光の指向性光ビームとして、前記導波光の一部を前記導光体から散乱させるように構成される、マルチビーム要素アレイとを備え、
前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブアレイの、各ライトバルブのサイズの２５％～２００％である、態様１８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
［態様２２］
前記方法が、
前記マルチビューバックライトからの前記指向性放射光を、前記ユーザグループに向かって傾斜させることによって、前記所定のビューゾーンを動的に調整するステップであって、前記所定のビューゾーンは、前記ユーザグループの前記ユーザを前記所定のビューゾーン内に保つように動的に調整される、ステップを更に含み、
前記２Ｄ画像は、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される、態様１８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
［態様２３］
前記マルチビューバックライトがマルチビーム要素アレイを含み、前記指向性放射光を傾斜させることが、前記マルチビーム要素アレイの対応するマルチビーム要素の位置に対して、前記ライトバルブアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することを含む、態様２２に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
１０ マルチビューディスプレイ
１２ スクリーン
１４ ビュー
１６ ビュー方向
２０ 光ビーム
１００ マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ
１００ａ マルチビュー画像
１００ｂ ２Ｄ画像
１０２ 放射光
１０２’ 広角放射光
１０２’’ 指向性放射光
１０３ 伝播方向
１０４ 導波光
１１０ 広角バックライト
１１０’ 平面発光面
１１２ 光源
１１４ 導光構造体
１１４ａ 抽出機構
１１６ ディフューザ
１１７ 輝度向上フィルム
１１８ 偏光リサイクル層
１１９ 反射層
１２０ マルチビューバックライト
１２２ 導光体
１２２’ 第１の表面
１２２’’ 第２の表面
１２４ マルチビーム要素
１２６ 光源
１３０ ライトバルブ
１３０ ライトバルブアレイ
１３０’ マルチビューピクセル
１４０ ヘッドトラッカ
２００ マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム
２０２ 変調光
２０２’ 変調された広角放射光
２０２’’ 変調された指向性放射光
２０４ 広角放射光
２０６ 指向性放射光
２１０ 広角バックライト
２２０ マルチビューバックライト
２２２ 導光体
２２４ マルチビーム要素
２３０ ライトバルブアレイ
２４０ ディスプレイコントローラ
３００ マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法
３１０ ユーザグループ内のユーザの位置を判定するステップ
３２０ ユーザグループが所定のビューゾーン内にいるとき、マルチビュー画像を提供するステップ
３３０ ユーザグループが所定のビューゾーンの外側にいるとき、２Ｄ画像を提供するステップ

Claims (23)

  1. マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイであって、
    広角放射光を提供するように構成された広角バックライトと、
    マルチビュー画像の様々な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、指向性放射光を提供するように構成されたマルチビューバックライトと、
    前記広角放射光を変調して二次元（２Ｄ）画像を提供し、前記指向性放射光を変調して前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの所定のビューゾーン内に前記マルチビュー画像を提供するように構成された、ライトバルブのアレイと、を備え、
    前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイは、ユーザグループが前記所定のビューゾーン内にいるときの前記マルチビュー画像、又は前記ユーザグループが前記所定のビューゾーン外にいるときの前記２Ｄ画像の、いずれかを選択的に提供するように構成され、
    前記所定のビューゾーンは、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの視野角範囲に対応するサブ領域である、マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  2. 前記マルチビューバックライトは、前記広角バックライトと前記ライトバルブのアレイとの間に配置され、前記マルチビューバックライトは、前記広角放射光に対して光学的に透過性である、請求項１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  3. 前記マルチビューバックライトが、
    所定のコリメーション係数を有する導波光として光を導くように構成された導光体と、
    前記導光体にわたって互いに離間しているマルチビーム要素アレイであって、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記指向性放射光の前記指向性光ビームとして、導波光の一部を導光体から散乱させるように構成される、マルチビーム要素アレイとを備え、
    前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブのアレイの、ライトバルブのサイズの２５％～２００％である、請求項１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  4. 前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素が、前記導波光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、及び前記導波光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のうちの、１つ又はそれ以上を含む、請求項３に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  5. 前記マルチビーム要素の前記回折格子、前記マイクロ反射要素、及び前記マイクロ屈折要素のうちの１つ又はそれ以上が、前記マルチビーム要素の境界内に配置された複数のサブ要素を含む、請求項４に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  6. 前記所定のビューゾーンは、前記マルチビーム要素アレイ内の対応するマルチビーム要素の位置に対して、前記ライトバルブのアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することによって、動的に調整されるように構成され、前記所定のビューゾーンは、前記ユーザグループを前記所定のビューゾーン内に保つように動的に調整される、請求項３に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  7. 前記２Ｄ画像は、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される、請求項６に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  8. 前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの前記所定のビューゾーンに対する前記ユーザグループのユーザの位置を判定し、前記判定された位置に基づいて前記広角バックライト又は前記マルチビューバックライトのうちの１つを選択的に起動するように構成されたヘッドトラッカを更に備え、前記マルチビューバックライトは、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーン内にいると判定されたときに、前記ヘッドトラッカによって起動されて、前記マルチビュー画像を提供し、前記広角バックライトは、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの外側にいると判定されたときに、前記ヘッドトラッカによって起動されて、前記２Ｄ画像を提供する、請求項１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  9. 前記ヘッドトラッカは、
    前記ユーザグループの画像を周期的に取り込むように構成されたカメラと、
    前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの前記所定のビューゾーンに対する前記ユーザグループの周期的な位置測定値を提供するために、前記周期的に取り込まれた画像内の前記ユーザグループの位置を判定するように構成された画像プロセッサとを備える、請求項８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  10. 前記ヘッドトラッカは、
    前記周期的な位置測定値間の前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの相対運動を追跡して、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの前記相対運動を判定するように構成されたモーションセンサを更に備え、
    前記相対運動は、前記周期的な位置測定値間の、前記ユーザグループの前記位置の推定値を提供するために使用される、請求項９に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ。
  11. マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムであって、
    広角放射光を提供するように構成された広角バックライトと、
    マルチビュー画像の様々な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、指向性放射光を提供するように構成された、マルチビーム要素アレイを備えるマルチビューバックライトと、
    前記広角放射光を変調して二次元（２Ｄ）画像を提供し、前記指向性放射光を変調して前記マルチビュー画像を提供するように構成された、ライトバルブのアレイと、
    前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムのユーザグループの位置が、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムの所定のビューゾーン内にあると判定された場合に、前記マルチビュー画像を提供し、そうでない場合には前記２Ｄ画像を提供するように、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システムを制御するように構成された、ディスプレイコントローラと、を含み、
    前記所定のビューゾーンは、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの視野角範囲に対応するサブ領域である、
    マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
  12. 前記マルチビューバックライトが、
    導波光として光を導く導光体を更に備え、
    前記マルチビーム要素アレイは、前記導光体にわたって互いに離間しており、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記指向性光ビームとして前記導波光の一部を前記導光体から散乱させるように構成されている、請求項１１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
  13. 前記導光体は、コリメーション係数に従って、コリメートされた導波光として前記導波光を導くように構成され、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブのアレイの、ライトバルブのサイズの１／４～２倍である、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・システム。
  14. 前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素が、前記導波光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、及び前記導波光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のうちの１つ又はそれ以上を含む、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・システム。
  15. 前記ディスプレイコントローラが、前記ユーザグループのユーザの前記位置を決定するように構成されたヘッドトラッカを備え、
    前記ディスプレイコントローラは更に、ユーザの前記位置が前記所定のビューゾーン内にあると判定されたとき、前記マルチビューバックライトの光源を起動して、指向性光ビームを提供し、かつ前記ライトバルブのアレイを制御してマルチビュー画像を提供し、一方、ユーザの前記位置が所定のビューゾーンの外側にあると判定されたときには、前記広角バックライトの光源を起動して、前記広角放射光を提供し、かつ前記ライトバルブのアレイを制御して２Ｄ画像を提供するように構成されている、請求項１１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
  16. 前記ディスプレイコントローラは更に、前記マルチビーム要素アレイの対応するマルチビーム要素の位置に対して、前記ライトバルブのアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することによって、前記所定のビューゾーンを動的に調整するように構成され、前記所定のビューゾーンは、前記ユーザグループを前記所定のビューゾーン内に保つように前記ディスプレイコントローラによって動的に調整され、前記２Ｄ画像は、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される、請求項１１に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
  17. 前記ヘッドトラッカは、前記ユーザグループのユーザの前記位置を判定するように構成された、光検出と測距センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上を含む、請求項１５に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイ・システム。
  18. マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法であって、
    ヘッドトラッカを使用して前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイのユーザグループ内のユーザ位置を判定するステップと、
    前記ユーザグループのユーザの前記位置が前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの所定のビューゾーン内にあると判定されたとき、マルチビュー画像を提供するステップであって、前記マルチビュー画像は、ライトバルブのアレイを使用してマルチビューバックライトからの指向性放射光を変調することによって提供される、ステップと、
    前記ユーザグループのユーザの前記位置が所定のビューゾーンの外側にあるとき、二次元（２Ｄ）画像を提供するステップであって、前記２Ｄ画像は、前記ライトバルブのアレイを使用して広角バックライトからの広角放射光を変調することによって提供される、ステップと、を含み、
    前記所定のビューゾーンは、前記マルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの視野角範囲に対応するサブ領域である、方法。
  19. 前記ユーザグループのユーザの前記位置を判定する前記ステップが、
    前記ヘッドトラッカを使用して前記ユーザの各位置を追跡するステップと、
    前記ユーザグループの前記各ユーザの前記位置を、前記所定のビューイングゾーンと比較して、前記ユーザが集合的に所定のビューゾーンの内側にいるか、外側にいるかを判定するステップとを含む、請求項１８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
  20. 前記ヘッドトラッカは、前記ユーザグループの前記ユーザの前記位置を判定するように構成された、光検出と測距（ＬＩＤＡＲ）センサ、飛行時間センサ、及びカメラのうちの１つ又はそれ以上を含む、請求項１９に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
  21. 前記マルチビューバックライトが、
    所定のコリメーション係数を有する導波光として光を導くように構成された導光体と、
    導光体にわたって互いに離間しているマルチビーム要素アレイであって、前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素は、前記指向性放射光の指向性光ビームとして、前記導波光の一部を前記導光体から散乱させるように構成される、マルチビーム要素アレイとを備え、
    前記マルチビーム要素アレイの各マルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブのアレイの、各ライトバルブのサイズの２５％～２００％である、請求項１８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
  22. 前記方法が、
    前記マルチビューバックライトからの前記指向性放射光を、前記ユーザグループに向かって傾斜させることによって、前記所定のビューゾーンを動的に調整するステップであって、前記所定のビューゾーンは、前記ユーザグループの前記ユーザを前記所定のビューゾーン内に保つように動的に調整される、ステップを更に含み、
    前記２Ｄ画像は、前記ユーザグループが前記所定のビューゾーンの調整範囲を超えている場合にのみ提供される、請求項１８に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
  23. 前記マルチビューバックライトがマルチビーム要素アレイを含み、前記指向性放射光を傾斜させることが、前記マルチビーム要素アレイの対応するマルチビーム要素の位置に対して、前記ライトバルブのアレイのマルチビューピクセルの位置を変更することを含む、請求項２２に記載のマルチユーザ・マルチビュー・ディスプレイの動作方法。
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