JP7126939B2 - ヘッドトラッキングを備えたマルチビューディスプレイ - Google Patents
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Description
本願は、参照によりその全体を本明細書に組み込む、2015年9月5日出願の米国仮特許出願第62/214979号の優先権を主張するものである。
なし
[1]ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイであって、
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主要角度方向を有する複数の光線を提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
上記複数の光線のうちの光線を変調して、シーンの複数のビューを上記マルチビュー画像として提供するように構成された光弁アレイであり、上記複数のビューが、1次ビューのセット、および上記1次ビューセットに角度的に隣接する上記シーンの視点ビューを表す2次ビューを含む、光弁アレイとを含み、
上記ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイが、ユーザのトラッキングされた場所に応じて、上記1次ビューセット、または上記2次ビューおよび上記1次ビューセットのビューのサブセットを含む拡張ビューセットのいずれかを選択的に提供するように構成される、ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[2]上記マルチビームバックライトが、
その長さに沿った伝搬方向に光を誘導するように構成された光導波路と、
上記光導波路の長さに沿って互いに離間した複数のマルチビーム要素であり、上記複数のマルチビーム要素のうちのマルチビーム要素が、上記異なる主要角度方向を有する上記複数の光線として上記誘導光の一部分を上記光導波路から外部結合するように構成される、複数のマルチビーム要素とを含み、
上記マルチビーム要素のサイズが、上記光弁アレイの光弁のサイズと同等である、上記[1]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[3]上記マルチビーム要素の上記サイズが、上記光弁のサイズの50%から200%の間である、上記[2]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[4]上記マルチビーム要素が、上記誘導光の上記一部分を上記複数の光線として回折的に外部結合するように構成された回折格子を含む、上記[2]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[5]上記マルチビーム要素が、マイクロ反射要素およびマイクロ屈折要素のうちの一方または両方を含み、上記マイクロ反射要素が、上記誘導光の一部分を反射的に外部結合するように構成され、上記マイクロ屈折要素が、上記誘導光の一部分を屈折的に外部結合するように構成される、上記[2]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[6]上記マルチビーム要素が、上記光導波路の第1の表面および第2の表面の一方または両方に位置し、上記マルチビーム要素が、上記第1の表面を通して上記誘導光の位一部分を外部結合するように構成される、上記[2]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[7]上記マルチビームバックライトの入力に光学的に結合される光源をさらに含み、上記光源が、非ゼロ伝搬角を有し、かつ/または所定のコリメーション因子に従ってコリメートされた誘導光として上記マルチビームバックライト内を誘導される光を提供するように構成される、上記[2]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[8]上記非ゼロ伝搬角が、上記複数の光線の発出パターンを上記ユーザに向かって傾斜させるように設定される、上記[7]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
[9]上記[1]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイを含むヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステムであって、上記マルチビューディスプレイに対する上記ユーザの場所を決定するように構成されたヘッドトラッカをさらに含み、決定された第1の場所にいるときには、上記ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイが、上記1次ビューセットを選択的に提供するように構成され、決定された第2の場所にいるときには、上記ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイが、上記拡張ビューセットを提供するように構成される、ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[10]上記ヘッドトラッカが、
上記ユーザの画像を取り込むように構成されたカメラと、
上記取り込まれた画像内の上記ユーザの場所を決定するように構成された画像プロセッサとを含む、上記[9]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[11]ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステムであって、
シーンの複数のビューをマルチビュー画像として提供するように構成されたマルチビューディスプレイであり、上記複数のビューが、上記シーンの1次ビューのセット、および上記1次ビューセットに角度的に隣接するシーン視点を表す2次ビューを含む、マルチビューディスプレイと、
上記マルチビューディスプレイに対するユーザの場所を決定するように構成されたヘッドトラッカとを含み、決定された第1の場所にいるときには、上記マルチビューディスプレイが、上記1次ビューセットを提供するように構成され、決定された第2の場所にいるときには、上記マルチビューディスプレイが、上記2次ビューおよび上記1次ビューセットのビューのサブセットを含む拡張ビューセットを提供するように構成される、ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[12]上記マルチビューディスプレイが、
上記複数のビューの異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の光線を提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
上記複数の光線を変調して、上記複数のビューを提供するように構成された光弁アレイとを含む、上記[11]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[13]上記マルチビームバックライトが、
その長さに沿った伝搬方向に光を誘導するように構成された光導波路と、
上記光導波路の長さに沿って互いに離間したマルチビーム要素のアレイであり、上記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素が、上記異なる主要角度方向を有する上記複数の光線として上記誘導光の一部分を上記光導波路から外部結合するように構成される、マルチビーム要素のアレイとを含み、
上記マルチビーム要素のサイズが、上記光弁アレイの光弁のサイズと同等である、上記[12]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[14]上記マルチビーム要素が、上記光導波路に光学的に接続されて上記誘導光の上記一部分を外部結合する回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの1つまたは複数を含む、上記[13]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[15]上記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要素間距離が、隣接するマルチビューピクセル間のピクセル間距離に対応し、マルチビューピクセルが、個々のマルチビーム要素に対応する上記光弁アレイ内の光弁のセットを表す、上記[13]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[16]上記ヘッドトラッカが、
上記ユーザの画像を取り込むように構成されたカメラと、
上記取り込まれた画像内の上記ユーザの場所を決定するように構成された画像プロセッサとを含み、
上記決定された場所が、上記第1の場所および上記第2の場所のうちの一方に対応する、上記[11]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[17]上記マルチビューディスプレイから発出される光の発出パターンを、上記ヘッドトラッカから提供される上記ユーザの決定された場所に向かって選択的に傾斜させるように構成された光源をさらに含む、上記[11]に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
[18]ヘッドトラッキングを利用したマルチビュー表示動作の方法であって、
マルチビューディスプレイを用いてシーンの複数のビューを提供するステップであり、上記複数のビューが、1次ビューのセット、および上記1次ビューセットに角度的に隣接するシーン視点を表す2次ビューを含む、ステップと、
上記マルチビューディスプレイに対するユーザの場所を決定するステップであり、上記マルチビューディスプレイが、上記ユーザが第1の場所にいると決定されたときには上記1次ビューセットを選択的に提供し、上記ユーザが第2の場所にいると決定されたときには拡張ビューセットを選択的に提供する、ステップとを含み、
上記拡張ビューセットが、上記2次ビュー、および上記1次ビューセットのビューのサブセットを含む、方法。
[19]複数のビューを提供するステップが、
光導波路の長さに沿った伝搬方向に光を誘導するステップと、
マルチビーム要素を用いて上記誘導光の一部分を上記光導波路から外部結合して、上記マルチビューディスプレイのそれぞれ異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の外部結合光線を提供するステップと、
複数の光弁を用いて上記複数の外部結合光線を変調して、上記シーンの上記複数のビューをマルチビュー画像として提供するステップとを含み、
上記マルチビーム要素のサイズが、上記複数の光弁の光弁のサイズと同等である、上記[18]に記載のマルチビュー表示動作の方法。
[20]上記マルチビーム要素が、上記誘導光の上記一部分を外部結合するように上記光導波路に光学的に接続された回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの1つまたは複数を含む、上記[19]に記載のマルチビュー表示動作の方法。
[21]上記ユーザの場所を決定するステップが、
カメラを用いて上記ユーザの画像を取り込むステップと、
画像プロセッサを用いて上記取り込まれた画像内の上記ユーザの位置を確立するステップであり、上記確立される位置が、上記決定された第1の場所および上記決定された第2の場所のうちの一方に対応する、ステップとを含む、上記[18]に記載のマルチビュー表示動作の方法。
[22]上記マルチビューディスプレイから発出される光の発出パターンを、上記ユーザの上記決定された場所に対応するように傾斜させるステップをさらに含む、上記[18]に記載のマルチビュー表示動作の方法。
本明細書に記載する原理による実施例および実施形態の様々な特徴は、以下の詳細な説明を添付の図面と関連付けて参照すれば、より容易に理解することができる。これらの図面では、同じ参照番号は同じ構造要素を示している。
12 スクリーン
14 ビュー
16 ビュー方向
20 光線
30 回折格子
40 光導波路
50 外部結合光線
100 ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ
102’ 1次ビューセット
102’’ 2次ビュー
108 マルチビューピクセル
110 マルチビームバックライト
112 光線
114 光導波路
116 マルチビーム要素
120 光弁アレイ
Claims (21)
- ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイであって、
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主要角度方向を有する複数の光線を提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
前記複数の光線のうちの光線(light beams)を変調して、シーンの複数のビューを前記マルチビュー画像(the multiview image)として提供するように構成された光弁アレイであり、前記複数のビューが、1次ビューのセット、および前記1次ビューセットに角度的に隣接する前記シーンの視点ビューを表す2次ビューを含む、光弁アレイとを含み、
前記マルチビームバックライトがマルビチーム要素のアレイを含み、前記マルチビーム要素のアレイの隣接するマルチビーム要素間の要素間距離が、隣接するマルチビューピクセル(adjacent multiview pixels)間のピクセル間距離と実質的に等しく、マルチビューピクセル(a multiview pixel)が、個々のマルチビーム要素に対応する前記光弁アレイ内の光弁のセット(a set of light valves)を表し、
前記ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイが、ユーザのトラッキングされた場所に応じて、前記1次ビューセット、または前記2次ビューおよび前記1次ビューセットのビューのサブセットを含む拡張ビューセットのいずれかを選択的に提供するように構成される、ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。 - 前記マルチビームバックライトが、
その長さに沿った伝搬方向に光を誘導するように構成された光導波路と、
前記光導波路の長さに沿って互いに離間した複数のマルチビーム要素であり、前記複数のマルチビーム要素のうちのマルチビーム要素(a multibeam element)が、前記異なる主要角度方向を有する前記複数の光線として前記誘導光の一部分を前記光導波路から外部結合するように構成される、複数のマルチビーム要素とを含み、
前記マルチビーム要素(the multibeam element)のサイズが、前記光弁アレイの光弁(a light valve)のサイズと同等である、請求項1に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。 - 前記マルチビーム要素の前記サイズが、前記光弁のサイズの50%から200%の間である、請求項2に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビーム要素が、前記誘導光の前記一部分を前記複数の光線として回折的に外部結合するように構成された回折格子を含む、請求項2または3に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビーム要素が、マイクロ反射要素およびマイクロ屈折要素のうちの一方または両方を含み、前記マイクロ反射要素が、前記誘導光の一部分を反射的に外部結合するように構成され、前記マイクロ屈折要素が、前記誘導光の一部分を屈折的に外部結合するように構成される、請求項2から4のいずれか一項に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビーム要素が、前記光導波路の第1の表面および第2の表面の一方または両方に位置し、前記マルチビーム要素が、前記第1の表面を通して前記誘導光の位一部分を外部結合するように構成される、請求項2から5のいずれか一項に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
- 前記マルチビームバックライトの入力に光学的に結合される光源をさらに含み、前記光源が、非ゼロ伝搬角を有し、かつ/または所定のコリメーション因子に従ってコリメートされた誘導光として前記マルチビームバックライト内を誘導される光を提供するように構成される、請求項2から6のいずれか一項に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
- 前記非ゼロ伝搬角が、前記複数の光線の発出パターンを前記ユーザに向かって傾斜させるように設定される、請求項7に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイ。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイを含むヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステムであって、前記マルチビューディスプレイに対する前記ユーザの場所を決定するように構成されたヘッドトラッカをさらに含み、決定された第1の場所にいるときには、前記ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイが、前記1次ビューセットを選択的に提供するように構成され、決定された第2の場所にいるときには、前記ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイが、前記拡張ビューセットを提供するように構成される、ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
- 前記ヘッドトラッカが、
前記ユーザの画像を取り込むように構成されたカメラと、
前記取り込まれた画像内の前記ユーザの場所を決定するように構成された画像プロセッサとを含む、請求項9に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。 - ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステムであって、
シーンの複数のビューをマルチビュー画像(a multiview image)として提供するように構成されたマルチビューディスプレイであり、前記複数のビューが、前記シーンの1次ビューのセット、および前記1次ビューセットに角度的に隣接するシーン視点を表す2次ビューを含む、マルチビューディスプレイと、
前記マルチビューディスプレイに対するユーザの場所を決定するように構成されたヘッドトラッカとを含み、
前記マルチビューディスプレイがマルチビーム要素のアレイを含み、前記マルチビーム要素のアレイの隣接するマルチビーム要素間の要素間距離が、隣接するマルチビューピクセル(adjacent multiview pixels)間のピクセル間距離と実質的に等しく、マルチビューピクセル(a multiview pixel)が、個々のマルチビーム要素に対応する前記光弁アレイ内の光弁のセット(a set of light valves)を表し、
決定された第1の場所にいるときには、前記マルチビューディスプレイが、前記1次ビューセットを提供するように構成され、決定された第2の場所にいるときには、前記マルチビューディスプレイが、前記2次ビューおよび前記1次ビューセットのビューのサブセットを含む拡張ビューセットを提供するように構成される、ヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。 - 前記マルチビューディスプレイが、
前記複数のビューの異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の光線を提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
前記複数の光線を変調して、前記複数のビューを提供するように構成された光弁アレイとを含む、請求項11に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。 - 前記マルチビームバックライトが、
その長さに沿った伝搬方向に光を誘導するように構成された光導波路と、
前記光導波路の長さに沿って互いに離間したマルチビーム要素のアレイであり、前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素が、前記異なる主要角度方向を有する前記複数の光線として前記誘導光の一部分を前記光導波路から外部結合するように構成される、マルチビーム要素のアレイとを含み、
前記マルチビーム要素のサイズが、前記光弁アレイの光弁のサイズと同等である、請求項12に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。 - 前記マルチビーム要素が、前記光導波路に光学的に接続されて前記誘導光の前記一部分を外部結合する回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの1つまたは複数を含む、請求項13に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
- 前記ヘッドトラッカが、
前記ユーザの画像を取り込むように構成されたカメラと、
前記取り込まれた画像内の前記ユーザの場所を決定するように構成された画像プロセッサとを含み、
前記決定された場所が、前記第1の場所および前記第2の場所のうちの一方に対応する、請求項11から14のいずれか一項に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。 - 前記マルチビューディスプレイから発出される光の発出パターンを、前記ヘッドトラッカから提供される前記ユーザの決定された場所に向かって選択的に傾斜させるように構成された光源をさらに含む、請求項11から15のいずれか一項に記載のヘッドトラッキングマルチビューディスプレイシステム。
- ヘッドトラッキングを利用したマルチビュー表示動作の方法であって、
マルチビューディスプレイを用いてシーンの複数のビューを提供するステップであり、前記複数のビューが、1次ビューのセット、および前記1次ビューセットに角度的に隣接するシーン視点を表す2次ビューを含む、ステップと、
前記マルチビューディスプレイに対するユーザの場所を決定するステップであり、前記マルチビューディスプレイが、前記ユーザが第1の場所にいると決定されたときには前記1次ビューセットを選択的に提供し、前記ユーザが第2の場所にいると決定されたときには拡張ビューセットを選択的に提供する、ステップとを含み、
前記マルチビューディスプレイがマルチビーム要素のアレイを含み、前記マルチビーム要素のアレイの隣接するマルチビーム要素間の要素間距離が、隣接するマルチビューピクセル(adjacent multiview pixels)間のピクセル間距離と実質的に等しく、マルチビューピクセル(a multiveiw pixel)が、個々のマルチビーム要素に対応する前記光弁アレイ内の光弁のセットを表し、
前記拡張ビューセットが、前記2次ビュー、および前記1次ビューセットのビューのサブセットを含む、方法。 - 複数のビューを提供するステップが、
光導波路の長さに沿った伝搬方向に光を誘導するステップと、
前記マルチビーム要素のアレイのマルチビーム要素(a multibeam element)を用いて前記誘導光の一部分を前記光導波路から外部結合して、前記マルチビューディスプレイのそれぞれ異なるビュー方向に対応する異なる主要角度方向を有する複数の外部結合光線を提供するステップと、
複数の光弁を用いて前記複数の外部結合光線を変調して、前記シーンの前記複数のビューをマルチビュー画像として提供するステップとを含み、
前記マルチビーム要素のサイズが、前記複数の光弁の光弁のサイズと同等である、請求項17に記載のマルチビュー表示動作の方法。 - 前記マルチビーム要素が、前記誘導光の前記一部分を外部結合するように前記光導波路に光学的に接続された回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの1つまたは複数を含む、請求項18に記載のマルチビュー表示動作の方法。
- 前記ユーザの場所を決定するステップが、
カメラを用いて前記ユーザの画像を取り込むステップと、
画像プロセッサを用いて前記取り込まれた画像内の前記ユーザの位置を確立するステップであり、前記確立される位置が、前記決定された第1の場所および前記決定された第2の場所のうちの一方に対応する、ステップとを含む、請求項17から19のいずれか一項に記載のマルチビュー表示動作の方法。 - 前記マルチビューディスプレイから発出される光の発出パターンを、前記ユーザの前記決定された場所に対応するように傾斜させるステップをさらに含む、請求項17から20のいずれか一項に記載のマルチビュー表示動作の方法。
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