JP7178415B2 - マルチビューカメラアレイ、マルチビューシステム、およびカメラサブアレイに共有カメラを備えさせる方法 - Google Patents
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Description
本願は、2017年10月2日に提出された米国仮出願第62/567,138号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
なし
[1]マルチビューカメラアレイであって、
第1のベースラインの距離だけ互いに離間したカメラの第1のサブアレイ、および
第2のベースラインの距離だけ互いに離間したカメラの第2のサブアレイであって、上記第1のベースラインの距離が上記第2のベースラインの距離の整数倍であり、カメラの上記第2のサブアレイの少なくとも1つのカメラはカメラの上記第1のサブアレイのメンバーである、カメラの第2のサブアレイ
を含み、
上記第1および第2のカメラサブアレイのカメラは、上記シーンのマルチビュー画像の異なるビューを表すシーンの複数の画像をキャプチャするように構成される、マルチビューカメラアレイ。
[2]カメラの上記第1のサブアレイのカメラの数が、カメラの上記第2のサブアレイの上記カメラの数に等しく、上記マルチビュー画像の上記異なるビューの数は、上記カメラの数に対応する、上記[1]に記載のマルチビューカメラアレイ。
[3]カメラの上記第1のサブアレイおよびカメラの第2のサブアレイのそれぞれが線形アレイであり、カメラの上記第2のサブアレイのカメラが共通の直線軸に沿ったカメラの上記第1のサブアレイのカメラとインターリーブされている、上記[1]に記載のマルチビューカメラアレイ。
[4]カメラの上記第1のサブアレイおよびカメラの上記第2のサブアレイのうちの選択される1つの上記カメラが、上記異なるビューを表す上記シーンの複数の画像を提供するように構成される、上記[1]に記載のマルチビューカメラアレイ。
[5]上記マルチビューカメラアレイが、上記シーンのオブジェクトと上記マルチビューカメラアレイとの間の距離に基づいて、上記第1および第2のカメラサブアレイの選択される1つを決定するように構成される、上記[4]に記載のマルチビューカメラアレイ。
[6]上記マルチビューカメラアレイのカメラのオートフォーカスが、焦点面に基づいて上記第1および第2のカメラサブアレイのうちの上記選択される1つを自動的に決定するように構成される、上記[4]に記載のマルチビューカメラアレイ。
[7]マルチビューシステムであって、
シーンのマルチビュー画像をキャプチャするように構成された複数のカメラサブアレイを有するマルチビューカメラアレイであって、上記複数のカメラサブアレイのカメラサブアレイが互いにインターリーブされており、上記カメラサブアレイの少なくとも2つはカメラを共有するマルチビューカメラアレイ、および
上記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であって、上記マルチビュー画像の異なるビューの数が上記マルチビューカメラアレイの上記カメラサブアレイのカメラの数に対応するマルチビューディスプレイ
を含み、
上記カメラサブアレイの異なるものの中の隣接するカメラ間のベースラインの距離が互いに整数倍である、マルチビューシステム。
[8]上記複数のカメラサブアレイのカメラが共通の直線軸に沿って配置され、上記マルチビューカメラアレイが線形アレイである、上記[7]に記載のマルチビューシステム。
[9]マルチビュー画像の上記異なるビューは、上記複数のカメラサブアレイの選択されたカメラサブアレイの異なるカメラによってキャプチャされた画像に対応し、上記選択されたカメラサブアレイは、使用者により選択されるもの、および上記シーン内のオブジェクトと上記マルチビューカメラアレイの間の距離に応じて自動的に選択されるものの1つまたは両方である、上記[7]に記載のマルチビューシステム。
[10]上記距離が、上記マルチビューカメラアレイのカメラのオートフォーカス条件によって決定される、上記[9]に記載のマルチビューシステム。
[11]上記複数のカメラサブアレイの各カメラサブアレイは、同等の数のカメラを有する、上記[7]に記載のマルチビューシステム。
[12]上記マルチビューディスプレイが、
光ガイドを含むマルチビューバックライト、
互いに離間し、上記マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性放射光として、上記光ガイドからの導波光を散乱させるように構成されるマルチビーム要素のアレイ、および
上記指向性放射光を変調して上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アレイ
を含み、
マルチビーム要素の上記アレイのマルチビーム要素は、上記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズに匹敵するサイズと、上記マルチビーム要素に関連付けられたマルチビューピクセルの形状に類似した形状を有する、上記[7]に記載のマルチビューシステム。
[13]マルチビーム要素の上記アレイの個々のマルチビーム要素によって提供される上記指向性放射光が、上記マルチビュー画像の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指向性光ビームを含む、上記[12]に記載のマルチビューシステム。
[14]マルチビーム要素の上記アレイの上記マルチビーム要素は、上記光ガイドに光学的に接続されて上記導波光を上記指向性放射光として散乱させる回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの1つまたはそれ以上を含む、上記[12]に記載のマルチビューシステム。
[15]上記マルチビューバックライトの上記光ガイドの入力に光学的に結合された光源をさらに備え、上記光源は、非ゼロ伝播角を有することと、所定のコリメーション係数に従ってコリメートされることの1つまたは両方で上記導波光を提供するように構成される、上記[12]に記載のマルチビューシステム。
[16]第1のモードの最中に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をさらに備え、上記マルチビューバックライトが第2のモードの最中に上記指向性放射光を提供するように構成され、
上記ライトバルブアレイが、上記広角放射光を変調して上記第1のモードの最中に二次元画像を提供し、上記第2のモードの最中に上記指向性放射光を変調して上記マルチビュー画像を提供するように構成される、上記[12]に記載のマルチビューシステム。
[17]マルチビュー画像をキャプチャする方法であって、
第1のベースラインの距離だけ互いに離間したカメラの第1のサブアレイを使用して、シーンの第1の複数の異なるビューをキャプチャするステップ、および
第2のベースラインの距離だけ互いに離間したカメラの第2のサブアレイを使用してシーンの第2の複数の異なるビューをキャプチャするステップであって、上記第1のベースラインの距離は上記第2のベースラインの距離の整数倍であり、カメラの上記第2のサブアレイの少なくとも1つのカメラがカメラの上記第1のサブアレイのメンバーである、ステップ
を含み、
上記マルチビュー画像は、カメラの上記第1および第2のサブアレイの選択される1つを使用してキャプチャされた上記シーンの上記複数の異なるビューを含む、方法。
[18]上記第1のサブアレイのカメラの数が、カメラの上記第2のサブアレイのカメラの数に等しく、上記マルチビュー画像の上記異なるビューの数が上記カメラの数に対応する、上記[17]に記載のマルチビュー画像をキャプチャする方法。
[19]使用者の入力が、カメラの上記第1および第2のサブアレイのうちの上記選択される1つを決定する、上記[17]に記載のマルチビュー画像をキャプチャする方法。
[20]上記マルチビューカメラアレイのカメラのオートフォーカスが、上記シーンの焦点面に基づいて上記第1および第2のカメラサブアレイの上記選択される1つを自動的に決定する、上記[17]に記載のマルチビュー画像をキャプチャする方法。
本明細書に記載の原理による例および実施形態の様々な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解することができ、添付の図面において類似の参照番号は類似の構造要素を示す。
式中、λは光の波長、mは回折次数、nは光ガイドの屈折率、dは回折格子の特徴部間の距離または間隔、θi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、回折格子が光ガイドの表面に隣接し、光ガイドの外側の材料の屈折率が1に等しい(つまり、nout=1)と仮定している。一般に、回折次数mは整数で得られる(つまり、m=±1、±2、…)。回折格子により生成される光ビームの回折角θmは、式(1)により与えられ得る。一次回折、より具体的には、一次回折角θmは、回折次数mが1に等しい場合(すなわち、m=1)に提供される。
他の例では、マルチビーム要素のサイズは、サブピクセルのサイズの約60パーセント(60%)より大きい、またはサブピクセルのサイズの約70パーセント(70%)より大きい、またはサブピクセルのサイズの約80パーセント(80%)より大きい、またはサブピクセルのサイズの約90パーセント(90%)より大きい範囲、またマルチビーム要素がサブピクセルのサイズの約180パーセント(180%)未満である、またはサブピクセルのサイズの約160パーセント(160%)未満である、またはサブピクセルのサイズの約140パーセント(140%)未満である、またはサブピクセルのサイズの約120パーセント(120%)未満である範囲である。例えば、「匹敵するサイズ」では、マルチビーム要素のサイズは、サブピクセルのサイズの約75パーセント(75%)から約150パーセント(150%)の間である。別の例では、マルチビーム要素320は、マルチビーム要素のサイズがサブピクセルのサイズの約125パーセント(125%)から約85パーセント(85%)の間で、サブピクセルとサイズが匹敵していてもよい。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素320およびサブピクセルの匹敵するサイズは、マルチビューディスプレイのビュー間の暗いゾーンを減少させるか、いくつかの例では最小化するよう選択することができる。さらに、マルチビーム要素320およびサブピクセルの匹敵するサイズは、マルチビューディスプレイのビュー(またはビューピクセル)間のオーバーラップを低減し、いくつかの例では最小化するように選択することができる。
Claims (18)
- マルチビューカメラアレイであって、
第1のベースラインの距離だけ互いに離間したカメラの第1のサブアレイ、および
第2のベースラインの距離だけ互いに離間したカメラの第2のサブアレイであって、前記第1のベースラインの距離が前記第2のベースラインの距離の整数倍であり、カメラの前記第2のサブアレイの少なくとも1つのカメラはカメラの前記第1のサブアレイのメンバーである、カメラの第2のサブアレイ
を含み、
前記第1および第2のカメラサブアレイのカメラ(cameras)は、シーンのマルチビュー画像の異なるビューを表す前記シーンの複数の画像をキャプチャするように構成され、
カメラの前記第1のサブアレイおよびカメラの第2のサブアレイのそれぞれが線形アレイであり、カメラの前記第2のサブアレイのカメラ(cameras)が共通の直線軸に沿ったカメラの前記第1のサブアレイのカメラ(cameras)とインターリーブされている、マルチビューカメラアレイ。 - カメラの前記第1のサブアレイのカメラの数が、カメラの前記第2のサブアレイの前記カメラの数に等しく、前記マルチビュー画像の前記異なるビューの数が、前記カメラの数に対応している、請求項1に記載のマルチビューカメラアレイ。
- カメラの前記第1のサブアレイおよびカメラの前記第2のサブアレイのうちの選択される1つのうちの前記カメラ(the cameras)が、前記異なるビューを表す前記シーンの複数の画像を提供するように構成される、請求項1または2に記載のマルチビューカメラアレイ。
- 前記マルチビューカメラアレイが、前記シーンのオブジェクトと前記マルチビューカメラアレイとの間の距離に基づいて、前記第1および第2のカメラサブアレイのうちの選択される1つを決定するように構成される、請求項3に記載のマルチビューカメラアレイ。
- 前記マルチビューカメラアレイのカメラ(a camera)のオートフォーカスが、焦点面に基づいて前記第1および第2のカメラサブアレイのうちの前記選択される1つを自動的に決定するように構成される、請求項3または4に記載のマルチビューカメラアレイ。
- マルチビューシステムであって、
シーンのマルチビュー画像をキャプチャするように構成された複数のカメラサブアレイを有するマルチビューカメラアレイであって、前記複数のカメラサブアレイのカメラサブアレイ(camera sub-arrays)が互いにインターリーブされており、前記カメラサブアレイ(the camera sub-arrays)の少なくとも2つはカメラを共有する、マルチビューカメラアレイ、および
前記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であって、前記マルチビュー画像の異なるビューの数が前記マルチビューカメラアレイの前記カメラサブアレイのカメラの数に対応する、マルチビューディスプレイ
を含み、
前記カメラサブアレイ(the camera sub-arrays)の異なるものの中の隣接するカメラ(adjacent cameras)間のベースラインの距離(baseline distances)が互いに整数倍であり、
前記複数のカメラサブアレイのカメラ(cameras)が共通の直線軸に沿って配置され、前記マルチビューカメラアレイが線形アレイである、マルチビューシステム。 - マルチビュー画像の前記異なるビュー(different views)は、前記複数のカメラサブアレイの選択されたカメラサブアレイの異なるカメラによってキャプチャされた画像(images)に対応し、前記選択されたカメラサブアレイは、使用者により選択されるもの、および前記シーン内のオブジェクトと前記マルチビューカメラアレイの間の距離に応じて自動的に選択されるものの1つまたは両方である、請求項6に記載のマルチビューシステム。
- 前記距離が、前記マルチビューカメラアレイのカメラのオートフォーカス条件(auto-focus condition)によって決定される、請求項7に記載のマルチビューシステム。
- 前記複数のカメラサブアレイの各カメラサブアレイは、同等の数のカメラを有する、請求項6または7に記載のマルチビューシステム。
- 前記マルチビューディスプレイが、
光ガイドを含むマルチビューバックライト、
互いに離間し、前記マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性放射光として、前記光ガイドからの導波光を散乱させるように構成されるマルチビーム要素のアレイ、および
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アレイ
を含み、
マルチビーム要素の前記アレイのマルチビーム要素(a multibeam element)は、前記ライトバルブアレイのライトバルブ(a light valve)のサイズに匹敵するサイズと、前記マルチビーム要素に関連付けられたマルチビューピクセル(a multiview pixel)の形状に類似した形状を有する、請求項6から9のいずれか一項に記載のマルチビューシステム。 - マルチビーム要素の前記アレイの個々のマルチビーム要素によって提供される前記指向性放射光が、前記マルチビュー画像のビュー方向(view directions)に対応する異なる主要角度方向を有する複数の指向性光ビームを含む、請求項10に記載のマルチビューシステム。
- マルチビーム要素の前記アレイの前記マルチビーム要素(the multibeam element)は、前記光ガイドに光学的に接続されて前記導波光を前記指向性放射光として散乱させる回折格子、マイクロ反射要素、およびマイクロ屈折要素のうちの1つまたはそれ以上を含む、請求項10または11に記載のマルチビューシステム。
- 前記マルチビューバックライトの前記光ガイドの入力に光学的に結合された光源をさらに備え、前記光源は、非ゼロ伝播角を有することと、所定のコリメーション係数に従ってコリメートされることの1つまたは両方で前記導波光を提供するように構成される、請求項10から12のいずれか一項に記載のマルチビューシステム。
- 第1のモードの最中に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をさらに備え、前記マルチビューバックライトが第2のモードの最中に前記指向性放射光を提供するように構成され、
前記ライトバルブアレイが、前記広角放射光を変調して前記第1のモードの最中に二次元画像を提供し、前記第2のモードの最中に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る、請求項10から13のいずれか一項に記載のマルチビューシステム。 - マルチビュー画像(a multiview image)をキャプチャする方法であって、
第1のベースラインの距離だけ互いに離間した、マルチビューカメラアレイのカメラの第1のサブアレイを使用して、シーンの第1の複数の異なるビューをキャプチャするステップ、および
第2のベースラインの距離だけ互いに離間した、前記マルチビューカメラアレイのカメラの第2のサブアレイを使用してシーンの第2の複数の異なるビューをキャプチャするステップであって、前記第1のベースラインの距離は前記第2のベースラインの距離の整数倍であり、カメラの前記第2のサブアレイの少なくとも1つのカメラがカメラの前記第1のサブアレイのメンバーである、ステップ
を含み、
前記マルチビュー画像(the multiview image)は、カメラの前記第1および第2のサブアレイの選択される1つを使用してキャプチャされた前記シーンの前記複数の異なるビュー(different views)を含み、
カメラの前記第1のサブアレイおよびカメラの第2のサブアレイのそれぞれが線形アレイであり、カメラの前記第2のサブアレイのカメラ(cameras)が共通の直線軸に沿ったカメラの前記第1のサブアレイのカメラ(cameras)とインターリーブされている、方法。 - 前記第1のサブアレイのカメラの数が、カメラの前記第2のサブアレイのカメラの数に等しく、前記マルチビュー画像の前記異なるビューの数が前記カメラの数に対応する、請求項15に記載のマルチビュー画像をキャプチャする方法。
- 使用者の入力が、カメラの前記第1および第2のサブアレイのうちの前記選択される1つを決定する、請求項15または16に記載のマルチビュー画像をキャプチャする方法。
- 前記マルチビューカメラアレイのカメラのオートフォーカスが、前記シーンの焦点面に基づいて前記第1および第2のカメラサブアレイのうちの前記選択される1つを自動的に決定する、請求項15から17のいずれか一項に記載のマルチビュー画像をキャプチャする方法。
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