JP7317140B2 - 対角視差を有する静的マルチビューディスプレイおよび方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
該当なし

連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
該当なし

ディスプレイ、より具体的には「電子」ディスプレイは、多種多様なデバイスおよび製品のユーザに情報を伝達するためのほぼどこにでもある媒体である。例えば、電子ディスプレイは、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、カメラディスプレイ、および様々な他のモバイルならびに実質的に非モバイルのディスプレイ用途およびデバイスを含むがこれらに限定されない様々なデバイスおよび用途で見ることができる。電子ディスプレイは、一般に、伝達されている画像または同様の情報を表現または表示するためにピクセル強度の差異パターンを使用する。ピクセル強度差異パターンは、パッシブ電子ディスプレイの場合のように、ディスプレイに入射する光を反射することによって実現することができる。あるいは、電子ディスプレイは、光を供給または放出してピクセル強度差異パターンを与えてもよい。光を放出する電子ディスプレイは、アクティブディスプレイと呼ばれることが多い。

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、同じ参照番号が同じ構造要素を表す添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することでより容易に理解することができる。
本開示は、以下の［１］から［２０］を含む。
［１］光ビームを導くように構成されたライトガイドと、
上記ライトガイドの隅部にある光源であって、互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを上記ライトガイド内に提供するように構成された光源と、
対角視差を提供するように構成されたビューの配置を有する静的マルチビュー画像を表す指向性光ビームを放出するように構成された複数の回折格子であって、それぞれが、上記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の一部から、上記静的マルチビュー画像のビューピクセルの強度およびビュー方向に対応する強度および主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成された複数の回折格子と
を備える静的マルチビューディスプレイ。
［２］上記静的マルチビューディスプレイの視差軸が、上記対角視差を提供するように上記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の半径方向に垂直である、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［３］上記回折格子の格子特性が、上記強度および上記主角度方向を決定するように構成され、上記格子特性が、上記光源が位置する上記ライトガイドの上記隅部に対する上記回折格子の位置の関数である、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［４］上記格子特性が、上記回折格子の格子ピッチと上記回折格子の格子方向の一方または両方を含み、上記格子特性が、上記回折格子によって提供される上記指向性光ビームの上記主角度方向を決定するように構成されている、上記［３］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［５］上記格子特性が、上記回折格子によって提供される上記指向性光ビームの上記強度を決定するように構成された格子深さを含む、上記［３］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［６］上記複数の回折格子が、上記ライトガイドの光ビームの放出面とは反対側の上記ライトガイドの表面上に配置されている、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［７］上記光源と上記ライトガイドとの間にコリメータをさらに備え、上記コリメータが、上記光源によって放出された光を平行にするように構成され、上記複数の導波光ビームが、平行光ビームを含む、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［８］上記隅部に隣接し、上記隅部から延びるライトガイドの側壁に吸収層をさらに備える、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［９］上記ライトガイドが、上記ライトガイド内の上記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の伝播方向と直交する方向に伝播する光に対して透明である、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１０］上記静的マルチビュー画像の上記ビューの配置が、上記静的マルチビュー画像の異なるビューの二次元配列を含み、上記二次元配列の行が、上記静的マルチビューディスプレイの視差軸に対応する対角方向に沿って配置される、上記［１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１１］ライトガイドと、
上記ライトガイドの隅部を起点とし、そこから放出する異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを提供するように構成された光源と、
対角視差を提供するように構成されたビューの配置を有する静的マルチビュー画像の複数の異なるビューを提供するように構成されたマルチビューピクセルのアレイであって、マルチビューピクセルが、上記複数の導波光ビームからの光を回折的に散乱させて、上記マルチビューピクセルのビューピクセルを表す指向性光ビームを提供するように構成された複数の回折格子を含むマルチビューピクセルのアレイとを備え、
上記マルチビューピクセルの回折格子の格子特性が、上記回折格子と上記光源との相対位置の関数である、
静的マルチビューディスプレイ。
［１２］上記格子特性が、上記回折格子の格子ピッチと格子方向の一方または両方を含む、上記［１１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１３］上記回折格子によって提供され、対応するビューピクセルの強度に対応する上記指向性光ビームの強度が、上記回折格子の回折結合効率によって決定される、上記［１１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１４］上記ライトガイドが、上記ライトガイド内の上記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の伝播方向に直交する方向に透明である、上記［１１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１５］上記静的マルチビュー画像の上記ビューの配置が、上記対角視差を提供するように上記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の半径方向に垂直な上記静的マルチビューディスプレイの視差軸に対応する対角方向に沿って配置された上記複数の異なるビューの異なるビュー（different views）の一次元アレイを含む、上記［１１］に記載の静的マルチビューディスプレイ。
［１６］静的マルチビューディスプレイの動作の方法であって、
ライトガイド内で、異なる半径方向（different radial directions）を有し、上記ライトガイドの隅部から放射する複数の導波光ビームを導くステップと、
複数の回折格子を使用して対角視差を提供するように構成されたビューの配列を有する静的マルチビュー画像を表す指向性光ビーム（directional light beams）を放出するステップであって、上記複数の回折格子の回折格子（a directional grating）が、上記複数の導波光ビームからの光を、上記静的マルチビュー画像の対応するビューピクセルの強度および主角度方向を有する上記複数の指向性光ビームの指向性光ビーム（a directional light beam）として回折的に散乱させる、ステップとを含む方法であって、
上記放出された指向性光ビーム（the emitted directional light beam）の上記強度および主角度方向が、上記隅部に対する上記回折格子の位置の関数である上記回折格子の格子特性によって制御される、方法。
［１７］上記静的マルチビュー画像の上記ビューの配置の視差軸が、上記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の半径方向に垂直である、上記［１６］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
［１８］上記主角度方向を制御する上記格子特性が、上記回折格子の格子ピッチと格子方向の一方または両方を含む、上記［１６］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
［１９］上記強度を制御する上記格子特性が、上記回折格子の格子深さを含む、上記［１６］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
［２０］上記静的マルチビュー画像が、上記提供された対角視差の視差軸に対応する対角方向に沿って配置された異なるビューの一次元アレイを含む、上記［１６］に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する特定の主角度方向を有する光ビームの角度成分の図表示を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における回折格子の断面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ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、一例における静的マルチビューディスプレイの斜視図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるスプリアス反射軽減を含む静的マルチビューディスプレイの平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの回折格子の平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビューピクセルとして構成された回折格子のセットの平面図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイのブロック図を示す。

本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイの動作の方法の流れ図を示す。

特定の例および実施形態は、上記の図に示された特徴に加えておよびその代わりのいずれかである他の特徴を有する。これらの特徴および他の特徴を上記の図を参照して以下に詳述する。

本明細書に記載の原理による例および実施形態は、対角視差を有する静的マルチビュー画像を提供または表示するために使用することができる静的マルチビューディスプレイを提供する。具体的には、本明細書に記載の原理と一致する実施形態は、複数の指向性光ビームを使用して静的マルチビュー画像を提供するように構成された静的マルチビューディスプレイを提供する。複数の指向性光ビームの個々の指向性光ビームの強度および方向は、表示されているマルチビュー画像の異なるビューの様々なビューピクセルに対応する。様々な実施形態によれば、指向性光ビームの個々の強度、およびいくつかの実施形態では個々の方向は、所定か、または「固定」である。したがって、表示されたマルチビュー画像は、「静的」マルチビュー画像と呼ばれることがある。さらに、様々な実施形態によれば、表示されたマルチビュー画像は、対角視差を提供するように構成されたビューの配置を有する。

本明細書で説明するように、対角視差を有する静的マルチビュー画像を表示するように構成された静的マルチビューディスプレイは、個々の指向性光ビームの強度および方向を有する指向性光ビームを提供するためにライトガイドに光学的に接続された回折格子を備える。回折格子は、ライトガイド内から導かれた光の回折結合または回折散乱を使用して指向性光ビームを放出または提供するように構成され、その光は複数の導波光ビームとして導かれる。さらに、複数の導波光ビームの各導波光ビームは、ライトガイド内で互いに異なる半径方向に導かれる。したがって、複数の回折格子のうちの１つの回折格子は、回折格子に入射する導波光ビームの特定の半径方向を考慮するか、またはその関数である格子特性を含む。具体的には、格子特性は、回折格子と、導波光ビームを提供するように構成された光源との相対位置の関数でもよい。様々な実施形態によれば、格子特性は、導波光ビームの半径方向を考慮して、回折格子によって提供される放出された指向性光ビームと表示されている静的マルチビュー画像の様々なビューにおける関連するビューピクセルとの間の対応を確実にするように構成される。

さらに、様々な実施形態によれば、静的マルチビュー画像のビューの配置は、ディスプレイの対角線に沿って整列または分散されて対角視差を提供する。対角視差は、斜角での静的マルチビューディスプレイの観視を円滑にすることができる。したがって、静的マルチビューディスプレイには、例えば、静的マルチビューディスプレイの固定位置に対するユーザの位置によって観視が制限されることがある用途（例えば、自動車のセンターコンソールまたはギアシフトノブに関連するディスプレイとして）を見出すことができる。

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。「静的マルチビューディスプレイ」は、複数の異なるビューとしてではあるが、所定のまたは固定した（すなわち、静的な）マルチビュー画像を表示するように構成されたマルチビューディスプレイとして定義される。

図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示す。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、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（すなわち、マルチビューディスプレイ１０のビュー１４）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上の回折格子を含む。スクリーン１２は、例えば、自動車、電話（例えば、携帯電話、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よい。

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１８に（すなわち、様々な主角度方向に）マルチビュー画像１６の様々なビュー１４を提供する。ビュー方向１８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、矢印（すなわち、ビュー方向１８を示す）の終端に影付きの多角形ボックスとして示されている。したがって、（例えば、図１Ａに示す）マルチビューディスプレイ１０がｙ軸を中心に回転すると、見る人は様々なビュー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軸を中心に回転すると、見られる画像は、（図示のように）見る人の目に光が届かなくなるまで変化しない。

様々なビュー１４がスクリーン１２の上方にあるように示されているが、ビュー１４は、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、見る人によって見られる場合、実際にはスクリーン１２上またはその近くに現れることに留意されたい。図１Ａでのように、スクリーン１２の上方にマルチビュー画像１６のビュー１４を示すのは、説明を簡単にするためだけになされており、ビュー方向１８のうちの特定のビュー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という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のみが示されているが、これらはすべて例として示されており、限定するものではない。

ビュー方向、すなわちマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有する光ビームは、一般に、本明細書の定義により、角度成分｛θ、φ｝によって与えられる主角度方向を有する。角度成分θは、本明細書では光ビームの「高度成分」または「仰角」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位成分」または「方位角」と呼ばれる。定義により、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面に垂直な）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のスクリーン面に平行な）内の角度である。

図１Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（例えば、図１Ａのビュー方向１８）に対応する特定の主角度方向を有する光ビーム２０の角度成分｛θ、φ｝の図表示を示す。さらに、光ビーム２０は、本明細書の定義により、特定の点から放出または放射される。すなわち、定義により、光ビーム２０は、マルチビューディスプレイ内の特定の原点に関連付けられた中心光線を有する。図１Ｂは、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏも示している。

さらに本明細書では、用語「マルチビュー画像」および「マルチビューディスプレイ」で使用される用語「マルチビュー」は、異なる視点を表す、または複数のビューのビュー間の角度視差を含む複数のビューとして定義される。さらに、本明細書では、用語「マルチビュー」は、本明細書の定義により、２つを超える異なるビュー（すなわち、最低３つのビューで、通常３つを超えるビュー）を明示的に含む。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。しかし、本明細書の定義により、マルチビュー画像およびマルチビューディスプレイは、２つを超えるビューを含むことができるが、マルチビューのビューのうちの２つのみを選択して一度に見る（例えば、片目で１つのビュー）ことにより、立体的な画像のペアとして（例えば、マルチビューディスプレイ上で）マルチビュー画像を見ることができることに留意されたい。

マルチビューディスプレイにおいて、「マルチビューピクセル」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のピクセルを表す一組のまたは複数のビューピクセルとして本明細書では定義される。同様に、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マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれのピクセルに対応するまたはピクセルを表す、個々のビューピクセルを有してもよい。さらに、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異なる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ているという点で、いわゆる「指向性ピクセル」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビューピクセルのビュー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いて｛ｘ_１，ｙ_１｝に位置するビューピクセルに対応する個々のビューピクセルを有してもよく、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いて｛ｘ_２，ｙ_２｝に位置するビューピクセルに対応する個々のビューピクセルを有してもよく、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数に等しくてもよい。例えば、マルチビューピクセルは、８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８個のビューピクセルを設けることができる。あるいは、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個のビューピクセルを設けることができる。別の例では、マルチビューディスプレイは、８×４のビューのアレイ（すなわち、３２個のビュー）を設けることができ、マルチビューピクセルは、３２個のビューピクセル（すなわち、各ビューに対して１つ）を含むことができる。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構成するピクセルの数に実質的に等しくてよい。

本明細書では、「ライトガイド」は、内部全反射を使用してその構造内で光を導く構造として定義される。具体的には、ライトガイドは、ライトガイドの動作波長で実質的に透明なコアを含むことができる。様々な例で、用語「ライトガイド」は、一般に、内部全反射を利用してライトガイドの誘電材料とそのライトガイドを取り囲む材料または媒体との間の界面で光を導く誘電体光導波路を指す。定義により、内部全反射の条件は、ライトガイドの屈折率がライトガイド材料の表面に隣接する周囲媒体の屈折率よりも大きいことである。いくつかの実施形態では、ライトガイドは、内部全反射をさらに促進するために、前述の屈折率差に加えて、またはその代わりにコーティングを含んでもよい。コーティングは、例えば、反射コーティングでもよい。ライトガイドは、プレートガイドまたはスラブガイドとストリップガイドの一方または両方を含むがこれらに限定されないいくつかのライトガイドのいずれでもよい。

さらに本明細書では、「プレートライトガイド」のようにライトガイドに適用される場合の用語「プレート」は、区分的（piece-wise）または区別された（differentially）平坦な層またはシートとして定義され、「スラブ」ガイドと呼ばれることもある。具体的には、プレートライトガイドは、ライトガイドの上面および底面（すなわち、対向面）によって束縛された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ライトガイドとして定義される。さらに、本明細書の定義により、上面および底面は共に互いに分離されており、少なくとも区別されるという意味（differential sense）で互いに実質的に平行であってもよい。すなわち、プレートライトガイドの任意の区別された（differentially）小さな部分内で、上面および底面は実質的に平行または同一平面にある。

いくつかの実施形態では、プレートライトガイドは実質的に平坦（すなわち、平面に制限される）でもよく、したがって、プレートライトガイドは平面ライトガイドである。他の実施形態では、プレートライトガイドは、１つまたは２つの直交する次元で湾曲していてもよい。例えば、プレートライトガイドは、円筒形状のプレートライトガイドを形成するために単一次元で湾曲されてもよい。しかし、いずれの曲率も、光を導くプレートライトガイド内で内部全反射が維持されることを保証するのに十分な大きい曲率半径を有する。

本明細書では、「回折格子」は、一般に、回折格子に入射する光の回折を提供するように配置された複数のフィーチャ（すなわち、回折フィーチャ）として定義される。いくつかの例では、この複数のフィーチャは、フィーチャの対の間に１つまたは複数の格子間隔を有して周期的または準周期的に配置されてもよい。例えば、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイに配置された複数のフィーチャ（例えば、材料表面の複数の溝またはうね）を含むことができる。他の例では、回折格子は、フィーチャの二次元（２Ｄ）アレイであってもよい。回折格子は、例えば、材料表面上の隆起または表面内の穴の２Ｄアレイであってもよい。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光のおおよその波長よりも小さい隣接する回折フィーチャ間の格子間隔すなわち格子間距離を有するサブ波長格子でもよい。

したがって、本明細書の定義により、「回折格子」は、回折格子に入射する光を回折する構造である。光がライトガイドから回折格子に入射する場合、回折の実行または回折散乱は、回折格子が回折によって光を結合してライトガイドから外に出すことができるという点で、「回折結合」をもたらすことができ、したがってそのように呼ばれることがある。回折格子は、回折によって光の角度を（すなわち、回折角に）向けなおすまたは変更する。具体的には、回折の結果として、回折格子を出る光は、一般に、回折格子に入射した光（すなわち、入射光）の伝播方向とは異なる伝播方向を有する。回折による光の伝播方向の変化は、本明細書では「回折方向転換」（diffractive redirection）と呼ばれる。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折的に方向転換する回折フィーチャを含む構造であると理解することができ、光がライトガイドから入射する場合、回折格子はまた、ライトガイドからの光を回折的に結合出力することができる。

さらに、本明細書の定義により、回折格子のフィーチャは、「回折フィーチャ」と呼ばれ、材料表面（すなわち、２つの材料間の境界）、その内、およびその上のうちの１つまたは複数にあってもよい。その表面は、例えば、ライトガイドの表面でもよい。回折フィーチャは、表面、その内またはその上の溝、うね、穴、および隆起のうちの１つまたは複数を含むがこれらに限定されない、光を回折する任意の様々な構造を含むことができる。例えば、回折格子は、材料表面内に複数の実質的に平行な溝を含むことができる。別の例では、回折格子は、材料表面から高くなった複数の平行なうねを含むことができる。回折フィーチャ（例えば、溝、うね、穴、隆起など）は、正弦波の外形、矩形の外形（例えば、バイナリ回折格子）、三角形の外形およびのこぎり歯の外形（例えば、ブレーズド格子）のうちの１つまたは複数を含むがこれらに限定されない、回折を実現する任意の様々な断面形状または外形を有することができる。

以下でさらに説明するように、本明細書の回折格子は、フィーチャ間隔またはピッチ、方向、およびサイズ（回折格子の幅または長さなど）のうちの１つまたは複数を含む格子特性を有することができる。さらに、格子特性は、回折格子への光ビームの入射角、光源からの回折格子の距離、またはその両方の関数であるように選択または選ぶことができる。具体的には、いくつかの実施形態によれば、回折格子の格子特性を、回折格子の位置と光源との相対位置に依存するよう選んでもよい。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（例えば、ライトガイドから回折的に結合出力された）光ビーム（すなわち、「指向性光ビーム」）の強度と主角度方向の両方が、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（例えば、以下で説明するマルチビューピクセルの回折格子）を使用して、ライトガイド（例えば、プレートライトガイド）から光を光ビームとして回折的に散乱出力または結合出力することができる。具体的には、局所的に周期的な回折格子の、または局所的に周期的な回折格子によって与えられる、回折角θ_ｍを、以下の式（１）によって与えることができる。
ここで、λは光の波長であり、ｍは回折次数であり、ｎはライトガイドの屈折率であり、ｄは回折格子のフィーチャ間の距離または間隔であり、θ_ｉは回折格子への光の入射角である。簡単にするために、式（１）は、回折格子がライトガイドの表面に隣接し、ライトガイドの外側の材料の屈折率が１に等しい（すなわち、ｎ_ｏｕｔ＝１）と仮定する。一般に、回折次数ｍは整数で与えられる。回折格子によって生成される光ビームの回折角θ_ｍは、式（１）によって与えることができ、回折次数は正（例えば、ｍ＞０）である。例えば、回折次数ｍが１に等しい（すなわち、ｍ＝１）場合、一次回折がもたらされる。

図２は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における回折格子３０の断面図を示す。例えば、回折格子３０は、ライトガイド４０の表面に配置されてもよい。さらに、図２は、入射角θ_ｉで回折格子３０に入射する光ビーム（または光ビームの集合）５０を示す。光ビーム５０は、ライトガイド４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム５０の回折の結果として回折格子３０によって回折的に生成され結合出力された結合出力光ビーム（または光ビームの集合）６０が示されている。結合出力された光ビーム６０は、式（１）によって与えられる回折角θ_ｍ（または本明細書では「主角度方向」）を有する。結合出力された光ビーム６０は、例えば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応することができる。

様々な実施形態によれば、様々な光ビームの主角度方向は、回折格子のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）、向き、およびフィーチャ間隔のうちの１つまたは複数を含むがこれらに限定されない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た光ビームは、本明細書の定義により、また図１Ｂに対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角度方向を有する。

本明細書では、「平行光」または「平行光ビーム」は、一般に、光ビーム（例えば、ライトガイド内の導波光ビーム）の光線が光ビーム内で互いにほぼ平行である光のビームとして定義される。さらに、平行光ビームから分散するかまたは散乱された光線は、本明細書の定義により、平行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、光を平行に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。

本明細書では、「コリメーション係数」は、光が平行化される程度として定義される。具体的には、本明細書の定義により、コリメーション係数は、平行化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、平行光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり（例えば、平行光ビームの中心方向すなわち主角度方向の周りに＋／－σ度）内にあることを指定することができる。いくつかの例によれば、平行光ビームの光線は、角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりは、平行光ビームのピーク強度の半分で決定される角度でよい。

本明細書では、「光源」は、光の発生源（例えば、光を生成し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、光エミッタ例えば起動またはオンされると光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えてもよい。具体的には、本明細書では、光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマベースの光エミッタ、蛍光灯、白熱灯、およびほぼ任意の他の光源のうちの１つまたは複数を含むがこれらに限定されない、実質的に任意の光の発生源でよく、またはそれらを含む実質的に任意の光エミッタを備えてもよい。光源によって生成された光は、色を有してもよく（すなわち、特定の波長の光を含んでもよく）、あるいはある範囲の波長（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、光エミッタのセットまたはグループを含むことができ、そこで光エミッタの少なくとも１つは、１つの色すなわち１つの波長を有する光を生成するが、それは先のセットまたはグループのうちの少なくとも１つの他の光エミッタによって生成される光の色すなわち波長とは異なる。これらの異なる色は、例えば原色（例えば、赤、緑、青）を含むことができる。

本明細書で、「対角視差」とは、マルチビューディスプレイを対角方向から見たときに運動視差が最大となるマルチビューディスプレイの特性と定義する。具体的には、マルチビューディスプレイのビューの配置は、ビューがマルチビューディスプレイに対して対角方向に沿って配置される場合に対角視差をもたらすことができる。本明細書では、マルチビューディスプレイの、すなわちマルチビューディスプレイによって表示されるマルチビュー画像の「視差軸」は、マルチビューディスプレイ上のマルチビュー画像を見るときに最大または実質的に最大の運動視差をもたらすビュー方向に垂直な対角軸である。いくつかの実施形態では、本明細書で定義されるように、対角視差をもたらすよう視差軸に沿って、または視差軸に対応する方向にマルチビュー画像の異なるビューを配置することができる。

さらに、本明細書で使用する、冠詞「ａ」は、特許分野におけるその通常の意味、すなわち「１つまたは複数」を有すると意図されている。例えば、本明細書では、「１つの回折格子（a diffraction grating）」は、１つまたは複数の回折格子を意味し、したがって、「その回折格子（the diffraction grating）」は、「（１つまたは複数の）回折格子」を意味する。また、本明細書における「上（top）」、「底（bottom）」、「上側（upper）」、「下側（lower）」、「上向き（up）」、「下向き（down）」、「前（front）」、「背（back）」、「第１」、「第２」、「左」または「右」への言及はいずれも、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、用語「約」が、ある値に適用される場合、一般に、その値をもたらすために使用される機器の許容範囲内にあることを意味するか、あるいは特に明記しない限り、プラスまたはマイナス１０％、プラスまたはマイナス５％、もしくはプラスまたはマイナス１％を意味することができる。さらに、本明細書で使用される用語「実質的に」は、大部分、またはほとんどすべて、またはすべて、または約５１％～約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、例示のみを意図しており、限定としてではなく説明の目的で提示されている。

本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、静的マルチビュー画像、より具体的には対角視差の、対角視差を有する、または対角視差を示す静的マルチビュー画像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（すなわち、静的マルチビューディスプレイ）が実現される。図３Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の平面図を示す。図３Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の一部の断面図を示す。具体的には、図３Ｂは、図３Ａの静的マルチビューディスプレイ１００の一部を通る断面を示すことができ、断面はｘ－ｚ平面内にある。図３Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における静的マルチビューディスプレイ１００の斜視図を示す。様々な実施形態によれば、図示の静的マルチビューディスプレイ１００は、静的マルチビュー画像を提供するように構成される。さらに、静的マルチビュー画像は、様々な実施形態によれば、対角視差を提供するように構成されたビューの配置を含む。

図３Ａ～図３Ｃに示す静的マルチビューディスプレイ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、複数の指向性光ビーム１０２の各々は、強度および主角度方向を有する。合わせて、複数の指向性光ビーム１０２は、静的マルチビューディスプレイ１００が提供または表示するように構成されているマルチビュー画像のビューのセットの様々なビューピクセルを表す。いくつかの実施形態では、ビューピクセルは、マルチビュー画像の様々な異なるビューを表すようにマルチビューピクセル中に構成されてもよい。さらに、ビューのセットは、静的マルチビューディスプレイの対角線１０５に沿って、またはそれと一致して配置されて対角視差を提供する。図３Ａおよび図３Ｃでは、対角線１０５は、静的マルチビューディスプレイ１００の側面（例えば、側面１１４）に対して角度をつけられた破線として示されている。

いくつかの実施形態では、例えば、静的マルチビューディスプレイ１００を対角線１０５に実質的に垂直な方向から見たときに、静的マルチビューディスプレイ１００のユーザは、静的マルチビュー画像の最大運動視差を知覚することができる。したがって、対角線１０５は、静的マルチビューディスプレイ１００の視差軸に対応するか、またはそれを表す。

図示のように、静的マルチビューディスプレイ１００は、ライトガイド１１０を備える。ライトガイドは、例えば、（図示のような）プレートライトガイドでもよい。ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０の長さに沿って導波光として、またはより具体的には導波光ビーム１１２として光を導くように構成される。例えば、ライトガイド１１０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、誘電体光導波路を取り囲む媒体の第２の屈折率よりも大きい第１の屈折率を有することができる。屈折率の差は、例えば、ライトガイド１１０の１つまたは複数の導波モードに従って、導波光ビーム１１２の内部全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、ライトガイド１１０は、光学的に透明な誘電材料の広がった実質的に平坦なシートを備えたスラブまたは平板光導波路でよい。誘電材料の実質的に平坦なシートは、内部全反射を使用して導波光ビーム１１２を導くように構成される。様々な例によれば、ライトガイド１１０の光学的に透明な材料は、様々なタイプのガラス（例えば、石英ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸ガラスなど）および実質的に光学的に透明なプラスチックまたはポリマー（例えば、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）のうちの１つまたは複数を含むが、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、またはそれらから構成されてもよい。いくつかの例では、ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０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。いくつかの例によれば、クラッド層を使用して内部全反射をさらに促進することができる。

様々な実施形態によれば、ライトガイド１１０は、ライトガイド１１０の第１の表面１１０’（例えば、「前」面）と第２の表面１１０’’（例えば、「背」もしくは「底」面）との間で非ゼロ伝播角度での内部全反射によって導波光ビーム１１２を導くように構成されている。具体的には、導波光ビーム１１２は、ライトガイド１１０の第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’との間で非ゼロ伝播角度で反射するまたは「跳ね返る」ことによって伝播する。説明を簡単にするために、非ゼロ伝播角度は図３Ｂに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、ライトガイドの長さに沿った導波光ビーム１１２の一般的な伝播方向１０３を示す図の面内に向けた矢印を示している。

本明細書で定義されるように、「非ゼロ伝播角度」は、ライトガイド１１０の表面（例えば、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、様々な実施形態によれば、非ゼロ伝播角度は、ゼロよりも大きく、かつライトガイド１１０内の内部全反射の臨界角よりも小さい。例えば、導波光ビーム１１２の非ゼロ伝播角度は、約１０度～約５０度の間、またはいくつかの例では、約２０度～約４０度の間、または約２５度～約３５度の間でもよい。例えば、非ゼロ伝播角度は約３０度でもよい。他の例では、非ゼロ伝播角度は、約２０度、または約２５度、または約３５度でもよい。さらに、特定の非ゼロ伝播角度がライトガイド１１０内の内部全反射の臨界角よりも小さくなるように選択される限り、特定の実施に対して特定の非ゼロ伝播角度が、（例えば、任意に）選択されてもよい。

図３Ａおよび図３Ｃに示すように、静的マルチビューディスプレイ１００は、光源１２０をさらに備える。光源１２０は、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、ライトガイド１１０の隅部１１６に配置される。他の実施形態（図示せず）では、光源１２０は、ライトガイド１１０の縁部または側面１１４に隣接して、またはそれに沿って配置されてもよい。光源１２０は、複数の導波光ビーム１１２としてライトガイド１１０内に光を供給するように構成される。さらに、光源１２０は、複数の導波光ビームの個々の導波光ビーム１１２が互いに異なる半径方向１１８を有するように光を供給する。例えば、ライトガイドの隅部１１６に配置された光源１２０は、ライトガイド１１０の隅部１１６から放射する異なる半径方向を有する導波光ビームを提供するように構成されてもよい。

具体的には、図３Ａおよび図３Ｃの光源１２０によって放出された光は、ライトガイド１１０に入り、複数の導波光ビーム１１２として、隅部１１６から離れて、ライトガイド１１０の範囲を横切ってまたはそれに沿って放射状に伝播するように構成される。さらに、複数の導波光ビームの個々の導波光ビーム１１２は、隅部１１６から離れて放射状に伝播するため、互いに異なる半径方向を有する。例えば、光源１２０は、隅部でライトガイド１１０のエッジ面に突合せ結合されてもよい。突合せ結合されている光源１２０は、例えば、個々の導波光ビーム１１２の異なる半径方向を提供する扇形パターンで光を発生させることを容易にすることができる。いくつかの実施形態によれば、光源１２０は、導波光ビーム１１２が異なる半径方向１１８に沿って（すなわち、複数の導波光ビーム１１２として）伝播するように、隅部１１６で「点」光源とするか、または少なくとも近似的に「点」光源とすることができる。

いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００の視差軸（例えば、対角線１０５によって示される）は、対角視差を実現するよう、複数の導波光ビームのうちの１つの導波光ビーム１１２の半径方向１１８に垂直である。具体的には、いくつかの実施形態では、視差軸は、複数の導波光ビームのうちの中央の導波光ビーム１１２の半径方向と垂直にすることができる。その結果、ビューの配列を、静的マルチビューディスプレイ１００の視差軸に対応する対角方向に沿って配置することができる。例えば、静的マルチビュー画像は、対角視差を実現するように対角線１０５に対応する視差軸に沿って分布する異なるビューの一次元アレイを含むことができる。別の例では、静的マルチビュー画像は、異なるビューの二次元アレイを含むことができ、対角視差を実現するように、そのうちの１行が対角線１０５に対応する視差軸に沿って分布する。

様々な実施形態では、光源１２０は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ（例えば、レーザダイオード）を含むが、これらに限定されない実質的に任意の光源（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１２０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。具体的には、単色光の色は、特定の色空間またはカラーモデル（例えば、ＲＧＢカラーモデル）の原色でもよい。他の例では、光源１２０は、実質的に広帯域または多色光を供給するように構成された実質的に広帯域の光源でもよい。例えば、光源１２０は、白色光を供給することができる。いくつかの実施形態では、光源１２０は、異なる色の光を供給するように構成された複数の異なる光エミッタを備えてもよい。異なる光エミッタは、異なる色の光の各々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供給するように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、光源１２０からの光をライトガイド１１０中に結合することによって生成された導波光ビーム１１２は、非平行にされていてもよいか、または少なくとも実質的に非平行にされていてもよい。他の実施形態では、導波光ビーム１１２は平行にされてもよい（すなわち、導波光ビーム１１２は平行光ビームでもよい）。したがって、いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００は、光源１２０とライトガイド１１０との間にコリメータ（図示せず）を含むことができる。あるいは、光源１２０が、コリメータをさらに備えてもよい。コリメータは、平行にされた導波光ビーム１１２をライトガイド１１０内に提供するように構成される。具体的には、コリメータは、光源１２０の１つまたは複数の光エミッタから実質的な非平行光を受け取り、その実質的な非平行光を平行光に変換するように構成される。いくつかの例では、コリメータは、導波光ビーム１１２の伝播方向に実質的に垂直な平面（例えば、「垂直」面）内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、コリメーションは、例えば、ライトガイド１１０の表面（例えば、第１の表面１１０’または第２の表面１１０’’）に垂直な平面内で比較的狭い角度広がりを有する平行にされた導波光ビーム１１２を実現することができる。様々な実施形態によれば、コリメータは、例えば光源１２０からの光を平行にするように構成されたレンズ、反射器もしくはミラー（例えば、傾斜コリメート反射器）、または回折格子（例えば、回折格子ベースのバレルコリメータ）を含むがこれらに限定されない任意の様々なコリメータを含むことができる。

さらに、いくつかの実施形態では、コリメータは、非ゼロ伝播角度を有している、および所定のコリメーション係数に従って平行にされている、のうちの一方または両方の平行光を提供することができる。さらに、異なる色の光エミッタが使用される場合、コリメータは、異なる色固有の非ゼロ伝播角度の一方または両方を有し、かつ異なる色固有のコリメーション係数を有する平行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、コリメータは、平行光をライトガイド１１０に伝えて、導波光ビーム１１２として伝播するようにさらに構成される。

いくつかの実施形態において、平行光または非平行光を使用することは、静的マルチビューディスプレイ１００が提供することができるマルチビュー画像に影響を与える可能性がある。例えば、導波光ビーム１１２がライトガイド１１０内で平行にされる場合、放出された指向性光ビーム１０２は、少なくとも２つの直交する方向に比較的狭いまたは制限された角度広がりを有することができる。したがって、静的マルチビューディスプレイ１００は、２つの異なる方向（例えば、対角線１０５に平行、および対角線１０５に垂直）を有するアレイ内で複数の異なるビューを有するマルチビュー画像を提供することができる。しかし、導波光ビーム１１２が実質的に非平行にされている場合、マルチビュー画像は、ビューの視差（例えば、対角線１０５に沿った）を提供することができるが、異なるビューの完全な二次元アレイを提供することはできない。

図３Ａ～図３Ｃに示す静的マルチビューディスプレイ１００は、複数の指向性光ビームのうちの指向性光ビーム１０２を放出するように構成された複数の回折格子１３０をさらに備える。上述したように、また様々な実施形態によれば、複数の回折格子１３０によって放出される指向性光ビーム１０２は、マルチビュー画像を表すことができる。具体的には、複数の回折格子１３０によって放出される指向性光ビーム１０２は、情報、例えば、３Ｄコンテンツを有する情報を表示するためにマルチビュー画像を生成するように構成することができる。さらに、回折格子１３０は、以下でさらに説明するように、ライトガイド１１０が光源１２０によって側面１１４から照らされると、指向性光ビーム１０２を放出することができる。

様々な実施形態によれば、複数の回折格子のうちの１つの回折格子１３０は、複数の導波光ビームのうちの１つの導波光ビーム１１２の一部から複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビーム１０２を提供するように構成される。さらに、回折格子１３０は、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に対応する強度と主角度方向の両方を有する指向性光ビーム１０２を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、複数の回折格子の回折格子１３０は、一般に、いくつかの実施形態により、互いに交差したり、重なり合ったり、さもなければ接触したりすることはない。すなわち、様々な実施形態によれば、複数の回折格子の各回折格子１３０は、一般に他の回折格子１３０とは別のものであり分離されている。

図３Ｂに示すように、指向性光ビーム１０２は、ライトガイド１１０内の導波光ビーム１１２の平均または一般的な伝播方向１０３とは異なり、またいくつかの実施形態では直交する方向に、少なくとも部分的に伝播することができる。例えば、図３Ｂに示すように、いくつかの実施形態によれば、回折格子１３０からの指向性光ビーム１０２は、ｘ－ｚ平面に実質的に限定されてもよい。

様々な実施形態によれば、複数の回折格子の各回折格子１３０は、関連する格子特性を有する。各回折格子の関連する格子特性は、光源１２０から回折格子に入射する導波光ビーム１１２の半径方向１１８に依存するか、それによって定義されるか、またはその関数である。さらに、いくつかの実施形態では、関連する格子特性は、回折格子１３０と、光源１２０が位置する（すなわち、光源位置の）ライトガイド１１０の隅部１１６との間の距離によってさらに決定または定義される。例えば、関連する特性は、図３Ａに示すように、回折格子１３０ａと隅部１１６との間の距離、および回折格子１３０ａに入射する導波光ビーム１１２の半径方向１１８ａの関数でもよい。別の言い方をすれば、複数の回折格子１３０内の回折格子１３０の関連する格子特性は、光源位置（すなわち、隅部１１６）、および光源位置に対するライトガイド１１０の表面上の回折格子１３０の特定の位置に依存する。

図３Ａは、異なる空間座標（ｘ_１、ｙ_１）および（ｘ_２、ｙ_２）を有する２つの異なる回折格子１３０ａおよび１３０ｂを示し、これらはさらに、回折格子１３０に入射する光源１２０からの複数の導波光ビーム１１２の異なる半径方向１１８ａおよび１１８ｂを補償するまたは考慮するための異なる格子特性を有する。同様に、２つの異なる回折格子１３０ａおよび１３０ｂの異なる格子特性は、異なる空間座標（ｘ_１、ｙ_１）および（ｘ_２、ｙ_２）によって決定されるライトガイド１１０の隅部１１６からのそれぞれの回折格子１３０ａ、１３０ｂの異なる距離を考慮する。

図３Ｃは、静的マルチビューディスプレイ１００が提供することができる複数の指向性光ビーム１０２の例を示す。具体的には、図示のように、互いに異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１０２を放出する複数の回折格子のうちの異なるセットの回折格子１３０が示されている。様々な実施形態によれば、異なる主角度方向は、静的マルチビューディスプレイ１００の異なるビュー方向に対応することができる。例えば、回折格子１３０の第１のセットは、入射導波光ビーム１１２（破線として示される）の一部を回折的に結合出力して、静的マルチビューディスプレイ１００の第１のビュー方向（または第１のビュー）に対応する第１の主角度方向を有する第１のセットの指向性光ビーム１０２’を提供することができる。同様に、図示のように、静的マルチビューディスプレイ１００の、第２のビュー方向（または第２のビュー）および第３のビュー方向（または第３のビュー）にそれぞれ対応する主角度方向を有する第２のセットの指向性光ビーム１０２’’および第３のセットの指向性光ビーム１０２’’’を、それぞれの第２、第３のセットの回折格子１３０により入射導波光ビーム１１２の一部を回折的に結合出力することによって提供することができ、以下同様である。

図３Ｃには、静的マルチビューディスプレイ１００が提供することができるマルチビュー画像１６の第１のビュー１４’、第２のビュー１４’’、および第３のビュー１４’’’も示されている。図示の第１、第２、および第３のビュー１４’、１４’’、１４’’’は、物体の異なる斜視図を表し、まとめて表示されたマルチビュー画像１６（例えば、図１Ａに示すマルチビュー画像１６と同等）である。さらに、図示の第１、第２、および第３のビュー１４’、１４’’、１４’’’は、図示のように、対角線１０５に沿って、または静的マルチビューディスプレイ１００の対角方向に配置されている。第１、第２、および第３のビュー１４’、１４’’、１４’’’は、例えば、静的マルチビューディスプレイ１００のビューの一次元アレイを表してもよく、あるいは、ビューの二次元アレイから選択されたビューであってもよい。

一般に、回折格子１３０の格子特性は、回折フィーチャの間隔またはピッチ、回折格子の格子方向および格子サイズ（または範囲）のうちの１つまたは複数を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、回折格子の結合効率（例えば、回折格子の面積、溝の深さまたはうねの高さなど）は、隅部１１６（または光源位置）から回折格子までの距離の関数としてもよい。例えば、回折格子の結合効率は、一部は半径方向の広がりおよび他の損失要因に関連する導波光ビーム１１２の強度の一般的な減少を補正または補償するために、距離の関数として増加するように構成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態によれば、回折格子１３０によって提供され、対応するビューピクセルの強度に対応する指向性光ビーム１０２の強度は、回折格子１３０の回折結合効率によって一部決定されてもよい。

再び図３Ｂを参照すると、複数の回折格子１３０は、図示のように、ライトガイド１１０の光ビームの放出面であるライトガイド１１０の第１の表面１１０’にまたはそれに隣接して配置されてもよい。例えば、回折格子１３０は、指向性光ビーム１０２として第１の表面１１０’を介して導波光の一部を回折的に結合出力するように構成された透過モードの回折格子でもよい。あるいは、複数の回折格子１３０は、ライトガイド１１０の光ビームの放出面（すなわち、第１の表面１１０’）とは反対側の第２の表面１１０’’にまたはそれに隣接して配置されてもよい。具体的には、回折格子１３０は、反射モードの回折格子でもよい。反射モードの回折格子として、回折格子１３０は、導波光の一部を回折させるとともに、回折された導波光の一部を第１の表面１１０’に向けて反射させて、回折的に散乱されたまたは結合出力された指向性光ビーム１０２として第１の表面１１０’を通って放出するように構成されている。他の実施形態（図示せず）では、回折格子１３０は、例えば、透過モードの回折格子と反射モードの回折格子の一方または両方として、ライトガイド１１０の表面間に配置されてもよい。

本明細書に記載のいくつかの実施形態では、指向性光ビーム１０２の主角度方向には、指向性光ビーム１０２がライトガイド表面でライトガイド１１０から出ることによる屈折の効果が含まれ得る。例えば、回折格子１３０が第２の表面１１０’’にまたはそれに隣接して配置される場合、限定ではなく例として、指向性光ビーム１０２が第１の表面１１０’を横切るとき、指向性光ビーム１０２は屈折率の変化のために屈折され（すなわち、曲げられ）得る。

いくつかの実施形態では、特にそれらのスプリアス反射源が意図しない方向の光ビームの放射をもたらし、ひいては静的マルチビューディスプレイ１００による意図しない画像の生成をもたらし得る場合、静的マルチビューディスプレイ１００内の導波光のスプリアス反射の様々な源を軽減し、場合によっては実質的に排除するための備えをすることができる。様々な潜在的なスプリアス反射源の例には、これに限定されないが、導波光の二次反射を生成し得るライトガイド１１０の側壁が含まれる。静的マルチビューディスプレイ１００内の様々なスプリアス反射源からの反射は、スプリアス反射の吸収およびその方向転換の制御を含むがこれらに限定されない任意のいくつかの方法によって軽減することができる。

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、一例におけるスプリアス反射の軽減を含む静的マルチビューディスプレイ１００の平面図を示す。具体的には、図４は、ライトガイド１１０と、ライトガイド１１０の隅部１１６にある光源１２０と、複数の回折格子１３０とを備える静的マルチビューディスプレイ１００を示している。また、複数の導波光ビーム１１２が示されており、複数のそれらのうちの少なくとも１つの導波光ビーム１１２がライトガイド１１０の側壁１１４ａ、１１４ｂに入射している。側壁１１４ａ、１１４ｂによる導波光ビーム１１２の潜在的なスプリアス反射が、反射導波光ビーム１１２’を表す破線の矢印によって示されている。

図４において、静的マルチビューディスプレイ１００は、ライトガイド１１０の側壁１１４ａ、１１４ｂに吸収層１１９をさらに備える。吸収層１１９は、導波光ビーム１１２からの入射光を吸収するように構成される。吸収層は、例えば、側壁１１４ａ、１１４ｂに塗布された黒色塗料を含むがこれらに限定されない実質的に任意の光吸収体を含むことができる。図４に示すように、限定ではなく例として、吸収層１１９は側壁１１４ｂに塗布されるが、側壁１１４ａには吸収層１１９が無い。吸収層１１９は、入射導波光ビーム１１２を遮断し、吸収し、側壁１１４ｂからの潜在的なスプリアス反射の生成を効果的に防止または軽減する。一方、側壁１１４ａに入射する導波光ビーム１１２は反射し、反射導波光ビーム１１２’が生成されてしまうことが、限定ではなく例として示されている。

他の実施形態（図示せず）では、反射角を使用してスプリアス反射の軽減が制御され得る。具体的には、側壁を、複数の回折格子を含む静的マルチビューディスプレイ１００の一部または領域から反射光ビームを優先的に遠ざけるように角度をつけるまたは傾斜させてもよい。したがって、反射導波光ビームは、意図しない指向性光ビームとして回折的に散乱されない。

様々な実施形態によれば、図３Ａ～図３Ｃに関して上述したように、静的マルチビューディスプレイ１００の指向性光ビーム１０２は、回折を使用して（例えば、回折散乱または回折結合によって）放出される。いくつかの実施形態では、複数の回折格子１３０は、マルチビューピクセルとして構成されてもよく、各マルチビューピクセルは、複数の回折格子からの１つまたは複数の回折格子１３０を含む回折格子１３０のセットを含む。さらに、上述したように、回折格子１３０は、ライトガイド１１０上の半径方向の位置の関数であるとともに、回折格子１３０によって放出される指向性光ビーム１０２の強度および方向の関数でもある回折特性を有する。

図５Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの回折格子１３０の平面図を示す。図５Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビューピクセル１４０として構成された回折格子１３０のセットの平面図を示す。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、回折格子１３０の各々は、回折フィーチャの間隔（「格子間隔」と呼ばれることもある）または格子ピッチに従って互いに間隔をあけた複数の回折フィーチャを含む。回折フィーチャの間隔または格子ピッチは、ライトガイド内からの導波光の一部を回折的に結合出力または散乱するように構成される。図５Ａ～図５Ｂでは、回折格子１３０は、マルチビューディスプレイ（例えば、図３Ａ～図３Ｃに示す静的マルチビューディスプレイ１００）のライトガイド１１０の表面上にある。

様々な実施形態によれば、回折格子１３０内の回折フィーチャの間隔または格子ピッチは、サブ波長（すなわち、導波光ビーム１１２の波長未満）でもよい。図５Ａおよび図５Ｂは、説明を簡単にするために、単一のまたは均一な格子間隔（すなわち、一定の格子ピッチ）を有する回折格子１３０を示していることに留意されたい。様々な実施形態では、以下に説明するように、回折格子１３０は、例えば図３Ａ～図６Ｂに様々に示すように、指向性光ビーム１０２を提供するために、複数の異なる格子間隔（例えば、２つ以上の格子間隔）または可変の回折フィーチャ間隔または格子ピッチを含むことができる。したがって、図５Ａおよび図５Ｂは、単一の格子ピッチが回折格子１３０の限られた実施形態であることを意味するようには意図されていない。

いくつかの実施形態によれば、回折格子１３０の回折フィーチャは、互いに間隔をあけた溝およびうねの一方または両方を含むことができる。溝またはうねは、ライトガイド１１０の材料を含んでもよく、例えば、溝またはうねは、ライトガイド１１０の表面に形成されてもよい。別の例では、溝またはうねは、ライトガイドの材料以外の材料、例えば、ライトガイド１１０の表面上に別の材料の膜または層から形成されてもよい。

前述し図５Ａに示すように、回折フィーチャの構成には、回折格子１３０の格子特性が含まれる。例えば、回折格子の格子深さは、回折格子１３０によって提供される指向性光ビーム１０２の強度を決定するように構成されてもよい。代替的または追加的に、前述し、図５Ａ～図５Ｂに示すように、格子特性は、回折格子１３０の格子ピッチおよび格子方向（例えば、図５Ａに示す格子方向γ）の一方または両方を含む。導波光ビームの入射角と共に、これらの格子特性は、回折格子１３０によって提供される指向性光ビーム１０２の主角度方向を決定する。

いくつかの実施形態では（図示せず）、指向性光ビームを提供するように構成された回折格子１３０は、格子特性として可変のまたはチャープ型の回折格子を含む。定義により、「チャープ型」回折格子は、チャープ型回折格子のある範囲または長さにわたって変化する回折フィーチャの回折間隔（すなわち、格子ピッチ）を示すまたは有する回折格子である。いくつかの実施形態では、チャープ型回折格子は、距離と共に直線的に変化する回折フィーチャ間隔のチャープを有するかまたは示すことができる。したがって、チャープ型回折格子は、定義により、「線形チャープ型」回折格子である。他の実施形態では、マルチビューピクセルのチャープ型回折格子は、回折フィーチャ間隔が非線形チャープを示していてもよい。指数チャープ、対数チャープ、または別の、実質的に不均一またはランダムであるが依然単調に変化するチャープを含むがこれらに限定されない、様々な非線形チャープを使用することができる。正弦波チャープまたは三角波もしくはのこぎり波チャープなどであるがこれらに限定されない非単調チャープも使用することができる。これらのタイプのチャープの任意の組み合わせも使用することができる。

他の実施形態では、指向性光ビーム１０２を提供するように構成された回折格子１３０は、複数の回折格子（例えば、サブ格子）であるか、またはそれらを含む。例えば、回折格子１３０の複数の回折格子は、指向性光ビーム１０２の赤色部分を提供するように構成された第１の回折格子を含むことができる。さらに、回折格子１３０の複数の回折格子は、指向性光ビーム１０２の緑色部分を提供するように構成された第２の回折格子を含むことができる。さらに、回折格子１３０の複数の回折格子は、指向性光ビーム１０２の青色部分を提供するように構成された第３の回折格子を含むこともできる。いくつかの実施形態では、複数の回折格子の個々の回折格子は、互いに重ね合わされてもよい。他の実施形態では、回折格子は、例えばアレイとして互いに隣接して配置された別々の回折格子でもよい。

より一般的には、静的マルチビューディスプレイ１００は、マルチビューピクセル１４０の１つまたは複数の例を含むことができ、その各々が複数の回折格子１３０からの回折格子１３０のセットを含む。図５Ｂに示すように、マルチビューピクセル１４０を構成するセットの回折格子１３０は、異なる格子特性を有してもよい。マルチビューピクセルの回折格子１３０は、例えば、異なる格子方向を有してもよい。具体的には、マルチビューピクセル１４０の回折格子１３０は、マルチビュー画像の対応するビューのセットによって決定または規定される異なる格子特性を有してもよい。例えば、マルチビューピクセル１４０は、静的マルチビューディスプレイ１００の８つの異なるビューに対応する８つの回折格子１３０のセットを含むことができる。さらに、静的マルチビューディスプレイ１００は、複数のマルチビューピクセル１４０を含むことができる。例えば、回折格子１３０のセットを有する複数のマルチビューピクセル１４０があってもよく、各マルチビューピクセル１４０は、８つの異なるビューのそれぞれにおける２０４８×１０２４ピクセルのうちの異なる１つに対応する。

いくつかの実施形態では、静的マルチビューディスプレイ１００は、透明または実質的に透明でもよい。具体的には、いくつかの実施形態では、ライトガイド１１０および間隔があいた複数の回折格子１３０により、光が第１の表面１１０’と第２の表面１１０’’の両方に直交する方向にライトガイド１１０を通過することが可能となる。したがって、ライトガイド１１０、より一般的には静的マルチビューディスプレイ１００は、複数の導波光ビームのうちの導波光ビーム１１２の一般的な伝播方向１０３に直交する方向に伝播する光に対して透明でよい。さらに、この透明性を、少なくとも部分的に、回折格子１３０の実質的な透明性によって促進することができる。

本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態により、マルチビューディスプレイが提供される。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によって提供される複数の指向性光ビームを放出するように構成される。さらに、放出された指向性光ビームを、マルチビューディスプレイの１つまたは複数のマルチビューピクセルに含まれる複数の回折格子の格子特性に基づいて、マルチビューディスプレイの複数のビューゾーンに優先的に向けることができる。さらに、回折格子は、指向性光ビームにおいて異なる主角度方向を生成することができるが、これらは、マルチビューディスプレイのマルチビュー画像のビューのセットにおける異なるビューへの異なるビュー方向に対応する。いくつかの例では、マルチビューディスプレイは、３Ｄまたはマルチビュー画像を提供または「表示」するように構成される。様々な例によれば、指向性光ビームの異なるものは、マルチビュー画像に関連付けられた異なる「ビュー」の個々のビューピクセルに対応させることができる。異なるビューで、例えば、マルチビューディスプレイによって表示されているマルチビュー画像の情報の「メガネ不要の」（例えば、自動立体視の）表現を実現することができる。

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、一例における静的マルチビューディスプレイ２００のブロック図を示す。様々な実施形態によれば、静的マルチビューディスプレイ２００は、異なるビュー方向の異なるビューに従ってマルチビュー画像を表示するように構成される。具体的には、静的マルチビューディスプレイ２００によって放出された複数の指向性光ビーム２０２は、マルチビュー画像を表示するために使用され、異なるビューのピクセル（すなわち、ビューピクセル）に対応することができる。指向性光ビーム２０２は、図６で１つまたは複数のマルチビューピクセル２１０から放射する矢印として示されている。また、図６には、静的マルチビューディスプレイ２００が提供することができるマルチビュー画像１６の第１のビュー１４’、第２のビュー１４’’、および第３のビュー１４’’’も示されている。

マルチビューピクセル２１０のうちの１つに関連付けられた指向性光ビーム２０２は静的である（すなわち、アクティブに変調されない）ことに留意されたい。代わりに、マルチビューピクセル２１０は、照らされているときに指向性光ビーム２０２を提供するか、または照らされていないときには指向性光ビーム２０２を提供しないかのいずれかである。さらに、様々な実施形態によれば、提供された指向性光ビーム２０２の強度は、それらの指向性光ビーム２０２の方向と共に、静的マルチビューディスプレイ２００によって表示されているマルチビュー画像１６のピクセルを定める。さらに、様々な実施形態によれば、マルチビュー画像１６内に表示されたビュー１４’、１４’’、１４’’’は静的である。

図６に示す静的マルチビューディスプレイ２００は、マルチビューピクセル２１０のアレイを含む。アレイのマルチビューピクセル２１０は、静的マルチビューディスプレイ２００の、またはそれによって表示される静的マルチビュー画像の複数の異なるビューを提供するように構成される。さらに、静的マルチビューディスプレイ２００の静的マルチビュー画像は、対角視差を提供するように構成された複数の異なるビューのビュー配置を有する。様々な実施形態によれば、アレイのマルチビューピクセル２１０は、複数の指向性光ビーム２０２を回折的に結合出力または放出するように構成された複数の回折格子２１２を含む。複数の指向性光ビーム２０２は、静的マルチビューディスプレイ２００のビューのセット内の異なるビューの異なるビュー方向に対応する主角度方向を有することができる。さらに、回折格子２１２の格子特性を、回折格子２１２への入射光ビームの半径方向、入射光ビームを提供する光源までの距離、またはその両方に基づいて変更または選択することができる。いくつかの実施形態では、回折格子２１２およびマルチビューピクセル２１０は、上述した静的マルチビューディスプレイ１００の回折格子１３０およびマルチビューピクセル１４０とそれぞれ実質的に同様としてよい。

図６に示すように、静的マルチビューディスプレイ２００は、光を導くように構成されたライトガイド２２０をさらに備える。いくつかの実施形態では、ライトガイド２２０は、静的マルチビューディスプレイ１００に関して上述したライトガイド１１０と実質的に同様としてもよい。様々な実施形態によれば、マルチビューピクセル２１０、またはより具体的には様々なマルチビューピクセル２１０の回折格子２１２は、ライトガイド２２０からの導波光（すなわち図示のような「導波光ビーム２０４」）の一部を複数の指向性光ビーム２０２として散乱または結合出力するように構成される（すなわち、導波光は、上述した入射光ビームでよい）。具体的には、マルチビューピクセル２１０は、回折散乱または回折結合によって導波光（すなわち、導波光ビーム２０４）の一部を散乱または結合出力するようにライトガイド２２０に光学的に接続される。

様々な実施形態では、回折格子２１２の格子特性は、回折格子２１２における入射導波光ビーム２０４の半径方向、導波光ビーム２０４を提供する光源との間の距離、またはその両方に基づいて、またはその関数として変化する。このようにして、マルチビューピクセル内の異なる回折格子２１２からの指向性光ビーム２０２は、静的マルチビューディスプレイ２００によって提供されるマルチビュー画像のビューのピクセルに対応することができる。

図６に示す静的マルチビューディスプレイ２００は、光源２３０をさらに備える。光源２３０は、異なる半径方向を有する複数の導波光ビーム２０４として光をライトガイド２２０に供給するように構成される。さらに、複数の導波光ビームのうちの導波光ビーム２０４は、ライトガイド２２０の隅部を起点としてそこから放射する異なる半径方向を有する。

具体的には、様々な実施形態によれば、供給された光（例えば、図６の光源２３０から発する矢印によって示されている）は、ライトガイド２２０内で互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビーム２０４としてライトガイド１１０によって導かれる。いくつかの実施形態では、例えば、導波光ビーム２０４は、非ゼロ伝播角度で提供され、いくつかの実施形態では、ライトガイド２２０内で導波光ビーム２０４の所定の角度広がりを与えるコリメーション係数を有する。いくつかの実施形態によれば、光源２３０は、上述した静的マルチビューディスプレイ１００の光源１２０の１つと実質的に同様でよい。例えば、光源２３０は、ライトガイド２２０の隅部に配置されてもよい。さらに、光源２３０は、（例えば、隅部の）ライトガイド２２０のエッジに突合せ結合される。様々な実施形態によれば、光源２３０は、隅部から離れるように向けられた扇形または放射状パターンで光を放射して、異なる半径方向を有する複数の導波光ビーム２０４を提供することができる。

いくつかの実施形態では、静的マルチビュー画像のビューの配置は、複数の異なるビューのうちの異なるビューの一次元（１Ｄ）アレイを含むことができる。いくつかの実施形態では、異なるビューの１Ｄアレイを、対角視差を提供するように複数の導波光ビームのうちの１つの導波光ビーム２０４の半径方向に垂直な静的マルチビューディスプレイ２００の視差軸に対応する対角方向に沿って配置することができる。他の実施形態では、静的マルチビュー画像のビューの配置は、異なるビューの二次元（２Ｄ）アレイを含むことができる。いくつかの実施形態では、２Ｄアレイの異なるビューの行を、複数の導波光ビームのうちの１つの導波光ビーム２０４の半径方向に垂直な静的マルチビューディスプレイ２００の視差軸に対応する対角方向に沿って配置して、対角視差を提供することができる。

本明細書に記載の原理の他の実施形態によれば、静的マルチビューディスプレイの動作の方法が提供される。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、一例における静的マルチビューディスプレイの動作の方法３００の流れ図を示す。様々な実施形態によれば、静的マルチビューディスプレイの動作の方法３００を使用して、静的マルチビュー画像を表示することができる。

図７に示すように、静的マルチビューディスプレイの動作の方法３００は、異なる半径方向を有し、ライトガイドの隅部から放射する複数の導波光ビームとしてライトガイドに沿って光を導くステップ３１０を含む。具体的には、複数の導波光ビームのうちの１つの導波光ビームは、定義により、複数の導波光ビームのうちの別の導波光ビームとは異なる伝播の半径方向を有する。さらに、複数の導波光ビームの各導波光ビームは、定義により、共通の原点を有する。原点は、いくつかの実施形態では、仮想原点（例えば、導波光ビームの実際の原点を超える点）でもよい。例えば、原点は、ライトガイドの外側にあり、したがって仮想原点であってもよい。さらに、様々な実施形態によれば、共通の原点、したがって導波光ビームを提供する光源は、ライトガイドの隅部に配置される。いくつかの実施形態では、光が導かれるステップ３１０で沿うライトガイドおよびその中で導かれる導波光ビームは、静的マルチビューディスプレイ１００を参照して上述した、ライトガイド１１０および導波光ビーム１１２のそれぞれと実質的に同様でもよい。さらに、導波光ビームを提供する光源は、上述の静的マルチビューディスプレイ１００の光源１２０と実質的に同様でもよい。

図７に示す静的マルチビューディスプレイの動作の方法３００は、複数の回折格子を使用して対角視差を提供するように構成されたビューの配置を有する静的マルチビュー画像を表す複数の指向性光ビームを放出するステップ３２０をさらに含む。様々な実施形態によれば、複数の回折格子のうちの１つの回折格子は、複数の導波光ビームからの光を複数の指向性光ビームのうちの１つの指向性光ビームとして回折的に結合出力または散乱出力させる。さらに、結合出力または散乱出力される指向性光ビームは、マルチビュー画像の対応するビューピクセルの強度と主角度方向の両方を有する。具体的には、放出するステップ３２０によって生成される複数の指向性光ビームは、マルチビュー画像のビューのセット内の異なるビューピクセルに対応する主角度方向を有することができる。さらに、複数の指向性光ビームのうちの指向性光ビームの強度は、マルチビュー画像の様々なビューピクセルの強度に対応することができる。いくつかの実施形態では、回折格子の各々は、単一の主角度方向に単一の強度を有し、マルチビュー画像の１つのビュー内の特定のビューピクセルに対応する単一の指向性光ビームを生成する。いくつかの実施形態では、回折格子は、複数の回折格子（例えば、サブ格子）を含む。さらに、いくつかの実施形態では、回折格子のセットは、静的マルチビューディスプレイのマルチビューピクセルとして配置されてもよい。

様々な実施形態では、ステップ３２０で放出された指向性光ビームの強度および主角度方向は、ライトガイドの隅部に対する、すなわち導波光ビームの共通の原点に対する回折格子の位置に基づく（すなわち、回折格子の位置の関数である）回折格子の格子特性によって制御される。具体的には、複数の回折格子の格子特性は、回折格子における入射導波光ビームの半径方向、回折格子から導波光ビームを提供するライトガイドの隅部における光源までの距離、またはその両方に基づいて変化してもよく、すなわちそれらの関数でもよい。

いくつかの実施形態によれば、複数の回折格子は、上述した静的マルチビューディスプレイ１００の複数の回折格子１３０と実質的に同様でもよい。さらに、いくつかの実施形態では、ステップ３２０で放出された複数の指向性光ビームは、同様に上述した複数の指向性光ビーム１０２と実質的に同様でもよい。例えば、主角度方向を制御する格子特性は、回折格子の格子ピッチと格子方向の一方または両方を含むことができる。さらに、回折格子によって提供され、対応するビューピクセルの強度に対応する指向性光ビームの強度は、回折格子の回折結合効率によって決定されてもよい。すなわち、強度を制御する格子特性には、いくつかの例では、回折格子の格子深さ、格子のサイズなどが含まれてもよい。

図示のように、静的マルチビューディスプレイの動作の方法３００は、光源を使用して複数の導波光ビームとして導かれる光を供給するステップ３３０をさらに含む。具体的には、光は、光源を使用して複数の異なる半径方向の伝播を有する導波光ビームとしてライトガイドに供給される。様々な実施形態によれば、光を供給するステップ３３０に使用される光源は、ライトガイドの隅部に配置され、光源の位置は、複数の導波光ビームの共通の原点である。いくつかの実施形態では、光源は、上述の静的マルチビューディスプレイ１００の光源１２０と実質的に同様でもよい。具体的には、光源は、隅部でライトガイドのエッジまたは側面に突合せ結合されてもよい。さらに、光源は、いくつかの実施形態では、共通の原点を表す点光源に近似してもよい。

いくつかの実施形態では、ステップ３３０で供給される光は、実質的に非平行にされている。他の実施形態では、ステップ３３０で供給される光は平行にされてもよい（例えば、光源はコリメータを備えてもよい）。様々な実施形態では、ステップ３３０で供給される光は、ライトガイドの表面間のライトガイド内で非ゼロ伝播角度で異なる半径方向を有するように導かれてもよい。ライトガイド内で平行にされる場合、ステップ３３０で供給される光は、ライトガイド内で導波光の所定の角度広がりを確立するコリメーション係数に従って平行にされてもよい。いくつかの実施形態では、静的マルチビュー画像のビューの配置の視差軸は、複数の導波光ビームのうちの１つの導波光ビームの半径方向に垂直でもよい。いくつかの実施形態では、静的マルチビュー画像は、提供された対角視差の視差軸に対応する対角方向に沿って配置された異なるビューの一次元（１Ｄ）アレイを含む。他の実施形態では、静的マルチビュー画像は、対角方向に沿って配置された行を有するであろう、異なるビューの二次元（２Ｄ）アレイを含む。

このように、対角視差を有する静的マルチビュー画像を表す複数の指向性光ビームを提供するように構成された回折格子を有する静的マルチビューディスプレイおよび静的マルチビューディスプレイの動作の方法の例および実施形態が説明された。上述の例は、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、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。

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
２０，５０ 光ビーム
３０，１３０，２１２ 回折格子
４０，１１０，２２０ ライトガイド
１００，２００ 静的マルチビューディスプレイ
１０２，２０２ 指向性光ビーム
１０３ 伝播方向
１０５ 対角線
１１２，２０４ 導波光ビーム
１１４ 側面
１１６ 隅部
１１８ 半径方向
１２０，２３０ 光源
１４０，２１０ マルチビューピクセル

Claims (20)

1. 光ビームを導くように構成されたライトガイドと、
   前記ライトガイドの隅部にある光源であって、前記ライトガイドの平面内で互いに異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを前記ライトガイド内に提供するように構成された光源と、
   対角視差を提供するように構成されたビューの配置を有する静的マルチビュー画像を表す指向性光ビームを放出するように構成された複数の回折格子であって、それぞれが、前記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の一部から、前記静的マルチビュー画像のビューピクセルの強度およびビュー方向に対応する強度および主角度方向を有する指向性光ビームを提供するように構成された複数の回折格子と
   を備える静的マルチビューディスプレイ。
2. 前記静的マルチビューディスプレイの視差軸が、前記対角視差を提供するように前記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の半径方向に垂直である、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
3. 前記回折格子の格子特性が、前記強度および前記主角度方向を決定するように構成され、前記格子特性が、前記光源が位置する前記ライトガイドの前記隅部に対する前記回折格子の位置の関数である、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
4. 前記格子特性が、前記回折格子の格子ピッチと前記回折格子の格子方向の一方または両方を含み、前記格子特性が、前記回折格子によって提供される前記指向性光ビームの前記主角度方向を決定するように構成されている、請求項３に記載の静的マルチビューディスプレイ。
5. 前記格子特性が、前記回折格子によって提供される前記指向性光ビームの前記強度を決定するように構成された格子深さを含む、請求項３に記載の静的マルチビューディスプレイ。
   
6. 前記複数の回折格子が、前記ライトガイドの光ビームの放出面とは反対側の前記ライトガイドの表面上に配置されている、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
7. 前記光源と前記ライトガイドとの間にコリメータをさらに備え、前記コリメータが、前記ライトガイドの前記平面に対して実質的に垂直な平面内で前記光源によって放出された光を平行にするように構成され、前記複数の導波光ビームが、平行光ビームを含む、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
8. 前記隅部に隣接し、前記隅部から延びるライトガイドの側壁に吸収層をさらに備える、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
9. 前記ライトガイドが、前記ライトガイド内の前記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の伝播方向と直交する方向に伝播する光に対して透明である、請求項１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
10. 前記静的マルチビュー画像の前記ビューの配置が、前記静的マルチビュー画像の異なるビューの二次元配列を含み、前記二次元配列の行が、前記静的マルチビューディスプレイの視差軸に対応する対角方向に沿って配置される、請求項２に記載の静的マルチビューディスプレイ。
11. ライトガイドと、
    前記ライトガイドの隅部を起点とし、そこから放出する、前記ライトガイドの平面内で異なる半径方向を有する複数の導波光ビームを提供するように構成された光源と、
    対角視差を提供するように構成されたビューの配置を有する静的マルチビュー画像の複数の異なるビューを提供するように構成されたマルチビューピクセルのアレイであって、マルチビューピクセルが、前記複数の導波光ビームからの光を回折的に散乱させて、前記マルチビューピクセルのビューピクセルを表す指向性光ビームを提供するように構成された複数の回折格子を含むマルチビューピクセルのアレイとを備え、
    前記マルチビューピクセルの回折格子の格子特性が、前記回折格子と前記光源との相対位置の関数である、
    静的マルチビューディスプレイ。
12. 前記格子特性が、前記回折格子の格子ピッチと格子方向の一方または両方を含む、請求項１１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
13. 前記回折格子によって提供され、対応するビューピクセルの強度に対応する前記指向性光ビームの強度が、前記回折格子の回折結合効率によって決定される、請求項１１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
14. 前記ライトガイドが、前記ライトガイド内の前記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の伝播方向に直交する方向に透明である、請求項１１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
15. 前記静的マルチビュー画像の前記ビューの配置が、前記対角視差を提供するように前記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の半径方向に垂直な前記静的マルチビューディスプレイの視差軸に対応する対角方向に沿って配置された前記複数の異なるビューの異なるビュー（different views）の一次元アレイを含む、請求項１１に記載の静的マルチビューディスプレイ。
    
16. 静的マルチビューディスプレイの動作の方法であって、
    ライトガイド内で、前記ライトガイドの平面内で異なる半径方向（different radial directions）を有し、前記ライトガイドの隅部から放射する複数の導波光ビームを導くステップと、
    複数の回折格子を使用して対角視差を提供するように構成されたビューの配列を有する静的マルチビュー画像を表す指向性光ビーム（directional light beams）を放出するステップであって、前記複数の回折格子の回折格子（a directional grating）が、前記複数の導波光ビームからの光を、前記静的マルチビュー画像の対応するビューピクセルの強度および主角度方向を有する前記複数の指向性光ビームの指向性光ビーム（a directional light beam）として回折的に散乱させる、ステップとを含む方法であって、
    前記放出された指向性光ビーム（the emitted directional light beam）の前記強度および主角度方向が、前記隅部に対する前記回折格子の位置の関数である前記回折格子の格子特性によって制御される、方法。
17. 前記静的マルチビュー画像の前記ビューの配置の視差軸が、前記複数の導波光ビームの導波光ビーム（a guided light beam）の半径方向に垂直である、請求項１６に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
18. 前記主角度方向を制御する前記格子特性が、前記回折格子の格子ピッチと格子方向の一方または両方を含む、請求項１６に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
19. 前記強度を制御する前記格子特性が、前記回折格子の格子深さを含む、請求項１６に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。
20. 前記静的マルチビュー画像が、前記提供された対角視差の視差軸に対応する対角方向に沿って配置された異なるビューの一次元アレイを含む、請求項１７に記載の静的マルチビューディスプレイの動作の方法。