(57)【要約】【課題】他の現在利用可能な表示システムの様々な制限に対処する表示システム及び方法を提供する。【解決手段】本開示は、入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を含む表示システムを提供する。各再帰反射画面要素は、３つの交差面を含むことができる。３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる。表示システムは、光を再帰反射に投射する少なくとも１つのプロジェクタをさらに含むことができ、光は画像又は動画を特徴付ける。再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、オフセットなしで９０°の角度で隣接面にそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減されたクロストーク及び／又は少なくとも５％増大した強度で光を反射することができる。【選択図】図１４
2020122965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面であって、前記再帰反射画面要素はそれぞれ３つの交差面を含み、前記３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、再帰反射画面と、
少なくとも１つのプロジェクタであって、（ｉ）画像又は動画を特徴付ける光を生成し、（ｉｉ）前記光を前記再帰反射画面に投射する少なくとも１つのプロジェクタと、を備え、
前記再帰反射画面要素を有する前記再帰反射画面は、オフセットなしで、９０°の角度で隣接面にそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び／又は少なくとも１．１倍増大した強度で前記光を反射する、表示システム。
【請求項２】
前記３つの交差面のうちの少なくとも２つはそれぞれ、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、請求項１に記載の表示システム。
【請求項３】
前記３つの交差面のそれぞれは、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、請求項１に記載の表示システム。
【請求項４】
前記オフセットは少なくとも約０．１°である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項５】
前記オフセットは少なくとも約０．３°である、請求項４に記載の表示システム。
【請求項６】
前記オフセットは少なくとも約０．５°である、請求項５に記載の表示システム。
【請求項７】
前記プロジェクタは、ビームスプリッタを通さずに前記光を前記再帰反射画面に投射する、請求項１に記載の表示システム。
【請求項８】
前記再帰反射画面は、前記光をビームスプリッタに通さずに前記プロジェクタから閲覧者に反射する、請求項１に記載の表示システム。
【請求項９】
前記再帰反射画面は、約３°未満の観測角で前記光を前記プロジェクタから閲覧者に反射する、請求項１に記載の表示システム。
【請求項１０】
前記プロジェクタは閲覧者の体に搭載可能である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項１１】
前記プロジェクタは閲覧者の頭部に搭載可能である、請求項１０に記載の表示システム。
【請求項１２】
前記再帰反射画面は切頂コーナーキューブリフレクタを備える、請求項１に記載の表示システム。
【請求項１３】
前記画像又は動画を補足するサウンドを提供するサウンドシステムをさらに備える、請求項１に記載の表示システム。
【請求項１４】
前記画像又は動画は三次元である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項１５】
前記光学クロストークは少なくとも２０％低減する、請求項１に記載の表示システム。
【請求項１６】
前記光学クロストークは少なくとも３０％低減する、請求項１５に記載の表示システム。
【請求項１７】
前記光学クロストークは少なくとも４０％低減する、請求項１６に記載の表示システム。
【請求項１８】
前記光学クロストークは少なくとも５０％低減する、請求項１７に記載の表示システム。
【請求項１９】
前記因数は少なくとも１．５である、請求項１に記載の表示システム。
【請求項２０】
前記因数は少なくとも２である、請求項１９に記載の表示システム。
【請求項２１】
前記因数は少なくとも５である、請求項２０に記載の表示システム。
【請求項２２】
前記因数は少なくとも８である、請求項２１に記載の表示システム。
【請求項２３】
前記因数は少なくとも１０である、請求項２２に記載の表示システム。
【請求項２４】
前記再帰反射画面要素を有する前記再帰反射画面は、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び少なくとも１．１倍増大した強度で前記光を反射する、請求項１に記載の表示システム。
【請求項２５】
前記３つの交差面のうちの第１の平面は、０°を超える第１のオフセットで９０°である角度で隣接面に交わり、前記３つの交差面のうちの第２の平面は、０°を超える第２のオフセットで９０°である角度で隣接面に交わり、前記第１のオフセットは前記第２のオフセットとは異なる、請求項１に記載の表示システム。
【請求項２６】
前記３つの交差面のうちの第３の平面は、０°を超える第３のオフセットで９０°である角度で隣接面に交わり、前記第３のオフセットは前記第１又は第２のオフセットとは異なる、請求項２５に記載の表示システム。
【請求項２７】
前記第３のオフセットは、前記第１のオフセット及び前記第２のオフセットとは異なる、請求項２６に記載の表示システム。
【請求項２８】
前記再帰反射画面要素は複数の反射角で前記光を反射する、請求項１に記載の表示システム。
【請求項２９】
入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面であって、前記再帰反射画面要素はそれぞれ３つの交差面を含み、前記３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、再帰反射画面と、
少なくとも１つのプロジェクタであって、（ｉ）画像又は動画を特徴付ける光を生成し、（ｉｉ）前記光を前記再帰反射画面に投射する少なくとも１つのプロジェクタと、を備え、
前記再帰反射画面要素を有する前記再帰反射画面は、５０％未満の光学クロストークで前記光を反射する、表示システム。
【請求項３０】
前記光学クロストークは３０％未満である、請求項２９に記載の表示システム。
【請求項３１】
前記光学クロストークは１％未満である、請求項３０に記載の表示システム。
【請求項３２】
前記再帰反射画面要素は複数の反射角で前記光を反射する、請求項２９に記載の表示システム。
【請求項３３】
閲覧者が見る画像又は動画を投射する方法であって、
（ａ）入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を提供することであって、前記再帰反射画面要素はそれぞれ３つの交差面を含み、前記３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、前記再帰反射画面を提供することと、
（ｂ）画像又は動画を特徴付ける光をプロジェクタから前記再帰反射画面に向けることであって、前記再帰反射画面要素を有する前記再帰反射画面は、オフセットなしで、９０°の角度で隣接面にそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び／又は少なくとも１．１倍増大した強度で前記光を反射する、前記光を向けることと、を含む方法。
【請求項３４】
前記再帰反射画面は、ビームスプリッタを使用せずに、前記光を前記プロジェクタから前記閲覧者に反射する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記プロジェクタは閲覧者の体に搭載される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記プロジェクタは前記閲覧者の頭部に搭載される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記画像又は動画を補足するサウンドを前記閲覧者に提供することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記画像又は動画は三次元である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
閲覧者が見る画像又は動画を投射する方法であって、
（ａ）入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を提供することであって、前記再帰反射画面要素はそれぞれ、３つの交差面を含み、前記３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、前記再帰反射画面を提供することと、
（ｂ）画像又は動画を特徴付ける光をプロジェクタから前記再帰反射画面に向けることであって、前記再帰反射画面要素を有する前記再帰反射画面は、５０％未満の光学クロストークで前記光を反射する、前記光を向けることと、を含む方法。
【請求項４０】
前記光学クロストークは３０％未満である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記光学クロストークは１％未満である、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
画像又は動画を投射する方法であって、画像又は動画を特徴付ける光をプロジェクタから前記プロジェクタと光学通信する再帰反射画面に向けることを含み、前記光は、向けられると、（ｉ）前記再帰反射画面から少なくとも約２フィートの距離のところで約３°未満の観測角で前記再帰反射画面から反射され、（ｉｉ）５０％未満である光学クロストークで閲覧者により閲覧可能である、方法。
【請求項４３】
前記光は、複数の閲覧者により閲覧可能である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記複数の閲覧者のそれぞれは、前記再帰反射画面に対して異なるロケーションにいる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
閲覧者が見る画像又は動画を投射する方法であって、
（ａ）プロジェクタを使用して、画像又は動画を特徴付ける光を生成することと、
（ｂ）前記光を前記プロジェクタから前記プロジェクタと光学通信する再帰反射画面に向けることであって、前記再帰反射画面は、前記再帰反射画面要素により反射される前記光が、（ｉ）前記再帰反射画面から少なくとも約２フィートの距離のところで約３°未満の観測角で、及び（ｉｉ）５０％未満の光学クロストークで閲覧者により閲覧可能であるように、前記光を反射する再帰反射画面要素を有する、前記光を向けることと、を含む方法。
【請求項４６】
前記再帰反射画面は、ビームスプリッタを使用せずに、前記光を前記プロジェクタから前記閲覧者に反射する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記観測角は約２°未満である、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記プロジェクタは前記閲覧者の体に搭載される、請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本願は、２０１４年５月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／９９７，２０６号の優先権を主張し、この仮特許出願の全体を参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  現況水準の表示システムは一般に、フラットパネルディスプレイ又はプロジェクタベースのディスプレイから構成される。フラットパネルディスプレイは一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライトを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はプラズマベースの画面に基づく。場合によっては、様々な考慮事項に起因して、斜め寸法で８０インチよりもはるかに大きな画面サイズを得ることは難しい。フラットパネルディスプレイでは、画面サイズの増大につれてのコストの非線形的な増大及び高消費電力は、典型的な消費者価格点で画面サイズを８０インチ未満に制限し得る。投射ベースのディスプレイでは、画面輝度の低減並びに消費電力、プロジェクタサイズ及びプロジェクタノイズの増大は、画面サイズが８０インチを超えて増大する場合、著しい制限であり得る。さらに、両タイプのディスプレイで、現在、眼鏡なしの三次元（３Ｄ）没入型ビューイングへの最適な解決策はない。現在の３Ｄ表示システムは、アクティブ又はパッシブ眼鏡に頼るか又は閲覧者がディスプレイの視線内のスペースの実質的に限られた領域にいることを必要とする。
【発明の概要】
【０００３】
[0003]  本開示は、他の現在利用可能な表示システムの様々な制限に対処する表示システム及び方法を提供する。本開示の表示システムは、プロジェクタ及び再帰反射画面を含むことができ、これは、現在利用可能な他のシステムより優れた様々な非限定的な利点を提供することができる。例えば、本開示のシステムは、現在利用可能な表示システムを用いては現在存在しない没入的なマルチプレーヤゲーミング経験を提供し得る。別の例として、本開示のシステムは、複数のユーザが、場合によっては、同時にメディアの独自のストリームを観測することが有益であり得る広告又は他の用途に向けてカスタマイズされた大画面ディスプレイを提供する。別の例として、本開示の表示システムは、複数の閲覧者が個々のカスタマイズされた画像又は動画ストリームを同じ画面で、場合によっては同時に見ることを可能にするとともに、眼鏡なしでの３Ｄ没入型閲覧能力を可能にする。
【０００４】
[0004]  本開示は、プロジェクタ及び再帰反射画面を利用する表示システムを提供する。そのような表示システムは、再帰反射画面及び観測角が実質的に小さい、場合によっては、約１０度未満、約５度未満、約４度未満、約３度未満、約２度未満又は約１度未満であるようなプロジェクタからの閲覧者距離と組み合わせられたプロジェクタを含む。入射角が大きい場合、再帰反射画像が劣化し、画像輝度の低減及び画像均一性の低減が生じるおそれがある。この状況は多くの場合、再帰反射画面の縁部近くで生じ得る。
【０００５】
[0005]  本開示は、再帰反射空間プロファイルをカスタマイズするような再帰反射画面要素の最適化を通して、プロジェクタ及び再帰反射画面を利用する表示システムの著しい改善を可能にするシステム及び方法を提供する。再帰反射表示システムの性質は、標準のプロジェクタ／反射画面システムと比較して、画像輝度の著しい改善を可能にすることができる。しかし、所与の用途での特定の閲覧者−プロジェクタ距離及び閲覧者−画面距離に応じて再帰反射光の角度分布をさらに最適化することは、閲覧者の目に達する光の強度及び眼鏡なし３Ｄ用途での各目に達する光強度の比率を最適化する能力の改善の両方を著しく改善することができる。
【０００６】
[0006]  本開示の態様は、複数の反射角が達成され、場合によっては、組み合わされて、特定の各表示用途に所望の特性を満たすことにより、特定の表示用途を提供するように、再帰反射画面の再帰反射画面要素を設計しカスタマイズする方法を提供する。例としては、１）強度、クロストーク、及び閲覧距離範囲が改善される、３Ｄ没入型ヘッドマウント用途での垂直にオフセットされ垂直に分散した再帰反射光分布、２）強度の増大及び視野角の増大が可能な、大画面再帰反射ディスプレイ用途での垂直にオフセットされ水平に分散する反射光分布、及び３）シングルプロジェクタヘッドマウントシステムに向けて強度増大を最適化した再帰反射光分散分布が挙げられる。これらの例では、投射画像の輝度及び３Ｄクロストーク等の画像特性は、この方法を利用しない再帰反射表示システムのベースライン性能を超えて著しく改善することができる。
【０００７】
[0007]  本開示の別の態様では、表示システムは、入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面であって、各再帰反射画面要素は３つの交差面を含み、３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面と交わる、再帰反射画面と、少なくとも１つのプロジェクタであって、画像又は動画を特徴付ける光を生成し、光を再帰反射画面に投射する少なくとも１つのプロジェクタと、を含み、再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、オフセットなしで、９０°の角度で隣接面とそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び／又は少なくとも１．１倍増大した強度で光を反射する。
【０００８】
[0008]  ある実施形態では、３つの交差面のうちの少なくとも２つはそれぞれ、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる。ある実施形態では、３つの交差面のそれぞれは、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる。ある実施形態では、オフセットは少なくとも約０．１°である。ある実施形態では、オフセットは少なくとも約０．３°である。ある実施形態では、オフセットは少なくとも約０．５°である。
【０００９】
[0009]  ある実施形態では、プロジェクタは、ビームスプリッタを通さずに光を再帰反射画面に投射する。ある実施形態では、再帰反射画面は、光をビームスプリッタに通さずにプロジェクタから閲覧者に反射する。ある実施形態では、再帰反射画面は、約３°未満の観測角で光をプロジェクタから閲覧者に反射する。ある実施形態では、プロジェクタは、閲覧者の体に搭載可能である。ある実施形態では、プロジェクタは、閲覧者の頭部に搭載可能である。ある実施形態では、再帰反射画面は、切頂コーナーキューブリフレクタを含む。
【００１０】
[0010]  ある実施形態では、表示システムは、画像又は動画を補足するサウンドを提供するサウンドシステムをさらに含む。ある実施形態では、画像又は動画は三次元である。ある実施形態では、光学クロストークは少なくとも２０％低減する。ある実施形態では、光学クロストークは少なくとも３０％低減する。ある実施形態では、光学クロストークは少なくとも４０％低減する。ある実施形態では、光学クロストークは少なくとも５０％低減する。
【００１１】
[0011]  ある実施形態では、因数は少なくとも１．５である。ある実施形態では、因数は少なくとも２である。ある実施形態では、因数は少なくとも５である。ある実施形態では、因数は少なくとも８である。ある実施形態では、因数は少なくとも１０である。
【００１２】
[0012]  ある実施形態では、再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び少なくとも１．１倍増大した強度で光を反射する。ある実施形態では、３つの交差面のうちの第１の平面は、０°を超える第１のオフセットで９０°である角度で隣接面と交わり、３つの交差面のうちの第２の平面は、０°を超える第２のオフセットで９０°である角度で隣接面と交わり、第１のオフセットは第２のオフセットとは異なる。ある実施形態では、３つの交差面のうちの第３の平面は、０°を超える第３のオフセットで９０°である角度で隣接面と交わり、第３のオフセットは第１又は第２のオフセットとは異なる。ある実施形態では、第３のオフセットは、第１のオフセット及び第２のオフセットとは異なる。ある実施形態では、再帰反射画面要素は、光を複数の反射角で反射する。
【００１３】
[0013]  本開示の別の態様では、光学システムは、入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面であって、再帰反射画面要素はそれぞれ、３つの交差面を含み、３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面と交わる、再帰反射画面と、少なくとも１つのプロジェクタであって、画像又は動画を特徴付ける光を生成し、光を再帰反射画面に投射する少なくとも１つのプロジェクタとを含み、再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、５０％未満の光学クロストークで光を反射する。
【００１４】
[0014]  ある実施形態では、光学クロストークは３０％未満である。ある実施形態では、光学クロストークは１％未満である。ある実施形態では、再帰反射画面要素は、光を複数の反射角で反射する。
【００１５】
[0015]  本開示のさらに別の態様では、閲覧者が見る画像又は動画を投射する方法は、入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を提供することであって、再帰反射画面要素はそれぞれ、３つの交差面を含み、３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面と交わる、再帰反射画面を提供することと、画像又は動画を特徴付ける光をプロジェクタから再帰反射画面に向けることであって、再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、オフセットなしで、９０°の角度で隣接面とそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び／又は少なくとも１．１倍増大した強度で光を反射する、光を向けることとを含む。
【００１６】
[0016]  ある実施形態では、再帰反射画面は、ビームスプリッタを使用せずに、光をプロジェクタから閲覧者に反射する。ある実施形態では、プロジェクタは、閲覧者の体に搭載される。ある実施形態では、プロジェクタは、閲覧者の頭部に搭載される。ある実施形態では、本方法は、画像又は動画を補足するサウンドを閲覧者に提供することをさらに含む。ある実施形態では、画像又は動画は三次元である。
【００１７】
[0017]  本開示の別の態様では、閲覧者が見る画像又は動画を投射する方法は、入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を提供することであって、再帰反射画面要素はそれぞれ、３つの交差面を含み、３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面と交わる、再帰反射画面を提供することと、画像又は動画を特徴付ける光をプロジェクタから再帰反射画面に向けることであって、再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、５０％未満の光学クロストークで光を反射する、光を向けることと、を含む。ある実施形態では、光学クロストークは３０％未満である。ある実施形態では、光学クロストークは１％未満である。
【００１８】
[0018]  本開示のさらに別の態様では、画像又は動画を投射する方法は、画像又は動画を特徴付ける光をプロジェクタからプロジェクタと光学通信する再帰反射画面に向けることを含み、光は、向けられると、再帰反射画面から少なくとも約２フィートの距離のところで約３°未満の観測角で再帰反射画面から反射され、５０％未満である光学クロストークで閲覧者により閲覧可能である。ある実施形態では、光は、複数の閲覧者により閲覧可能である。ある実施形態では、複数の閲覧者のそれぞれは、再帰反射画面に対して異なる場所にいる。
【００１９】
[0019]  本開示の別の態様では、閲覧者が見る画像又は動画を投射する方法は、プロジェクタを使用して、画像又は動画を特徴付ける光を生成することと、光をプロジェクタからプロジェクタと光学通信する再帰反射画面に向けることであって、再帰反射画面は、再帰反射画面要素により反射される光が、再帰反射画面から少なくとも約２フィートの距離のところで約３°未満の観測角で、５０％未満の光学クロストークで閲覧者により閲覧可能であるように、光を反射する再帰反射画面要素を有する、光を向けることと、を含む。
【００２０】
[0020]  ある実施形態では、再帰反射画面は、ビームスプリッタを使用せずに、光をプロジェクタから閲覧者に反射する。ある実施形態では、観測角は約２°未満である。ある実施形態では、プロジェクタは閲覧者の体に搭載される。
【００２１】
[0021]  本開示の追加の態様及び利点は、本開示の単なる例示的な実施形態が示され説明される以下の詳細な説明から当業者に容易に明白になる。理解されるように、本開示は、他の異なる実施形態も可能であり、そのいくつかの詳細は、全ての本開示から逸脱せずに、様々な明らかな点で変更可能である。従って、図面及び説明は、限定ではなく例示として見なされるべきである。
【００２２】
[0022]  本明細書で言及される全ての公開物、特許、及び特許出願は、個々の各公開物、特許、又は特許出願が特に個々に、参照により援用されることが示されているのと同じ程度、参照により本明細書に援用される。参照により援用される公開物及び特許又は特許出願が、本明細書に含まれる本開示に矛盾する限り、本明細書が、任意のそのような矛盾する資料よりも優先され、及び／又は上位にあることが意図される。
【００２３】
[0023]  本発明の新規の特徴を具体的に記載する。本発明の特徴及び利点のよりよい理解は、本発明の原理が利用される例示実施形態を記載する以下の詳細な説明及び添付図面（本明細書では又「図（figure）」及び「図（FIG.）」）を参照することにより得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】代表的な再帰反射画面の拡大正面図を概略的に示す。
【図２】代表的な再帰反射画面及びプロジェクタシステムの上面図を画面に面する閲覧者と共に概略的に示す。
【図３】代表的な再帰反射画面と、各目に近接した１台のプロジェクタで２台のプロジェクタを利用するプロジェクタシステムとの上面図を概略的に示す。
【図４】独立した画像ソース又は動画ソースを閲覧する複数のユーザ／目を有する能力を示す概略の上面図を示す。
【図５】各再帰反射画面からの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図６】代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図７】画面から公称距離２ｍにいる代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図８】図７よりも画面からの距離が〜１．５倍増大された代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図９】図７よりも画面からの距離が〜１．５倍低減された代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図１０】再帰反射光の分散が低減した代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、図中には、画面から２ｍの公称距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。
【図１１】再帰反射光の分散が低減した代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、図中には、図１０よりも画面から〜１．５倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。
【図１２】コーナーキューブミラー要素が６つ全ての潜在的な反射組み合わせを最適化するように設計されていない場合、非ゼロ反射角を設計しようとするときに生じ得る代表的な再帰反射分布プロファイルを概略的に示す。
【図１３】正及び負の垂直方向に向けてオフセットされる反射光に複数の焦点を有するように設計された代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、図中には、画面から代表的距離２ｍのところにいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。
【図１４】２つの場合に関して本明細書に記載されるように設計された再帰反射画面の相対強度プロファイル（実線）と比較した、代表的な再帰反射画面の相対強度プロファイルを示し、１）図の左部分は、１対のみの垂直オフセット焦点を有する実施形態を示し、２）図の右部分は、３対のみの垂直オフセット焦点を使用する実施形態を示す。
【図１５】正及び負の垂直方向に向けてオフセットされる反射光が複数の焦点を有するように設計された代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、図中には、図１４での状況よりも画面から１．５倍長い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。
【図１６】正及び負の垂直方向に向けてオフセットされる反射光が複数の焦点を有するように設計された代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、図中には、図１４での状況よりも画面から１．５倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。
【図１７】閲覧者が画面からかなりの距離（＞＞２００ｃｍ）におり、プロジェクタが、各閲覧者の近くにあり得るが、ヘッドマウントされず、プロジェクタ−目距離が図６〜図１７に示されるものよりも長くなる、再帰反射ディスプレイ用途を概略的に示す。
【図１８】画面から２０ｍの公称距離にいる代表的な閲覧者のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図１９】画面から２０ｍの公称距離にいる数人の閲覧者のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図２０】反射光が光の水平帯を占めるように、複数の再帰反射角度を有するように設計された代表的な再帰反射画面の１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果の２つの例を示し、この図では、ばらつきパラメータは、個々の反射角中心点をよりよく視覚化できるように狭められている。
【図２１】反射光が、特定の用途に望ましい角度に対応する特徴的な幅及び高さを有する光の水平帯を占めるように、複数の再帰反射角度を有するように設計された代表的な再帰反射画面の１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、複数のビューのオーバーレイがこのチャートに示される。
【図２２】代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイを有する、本明細書に記載されるように設計されなかった代表的な再帰反射画面のセンターヘッドマウントジオメトリを有する、代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図２３】図２２よりも画面から〜２倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイを有する、本明細書に記載されるように設計されなかった代表的な再帰反射画面のセンターヘッドマウントジオメトリを有する代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分のモンテカルロシミュレーション結果を示す。
【図２４】再帰反射光が下に傾斜し、プロジェクタから離れたプロファイルを有するように、本明細書に記載されるように形成された代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、このシミュレーションでは、１３の個々の再帰反射焦点領域をより視覚化するために、変形は低減された。
【図２５】再帰反射光が下に傾斜し、プロジェクタから離れたプロファイルを有するように、本明細書に記載されるように形成された代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、このシミュレーションでは、シミュレーションで利用された変形は、実際の用途で標的とされ得るものをより反映しており、画面から公称距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイも示される。
【図２６】再帰反射光が下に傾斜し、プロジェクタから離れたプロファイルを有するように、本明細書に記載されるように形成された代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示し、図２５よりも画面から〜２倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイも示される。
【図２７】本開示の方法を促進するようにプログラムされるか、又は他の方法で構成されるコンピュータシステムを概略的に示す。
【図２８】交差面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
[0052]  本発明の様々な実施形態が本明細書に示され説明されるが、そのような実施形態が単なる例として提供されることが当業者には明らかである。本発明から逸脱せずに、多くの変形、変更、及び置換を当業者は思いつき得る。本明細書に記載される本発明の実施形態への様々な代替が利用可能なことを理解されたい。
【００２６】
[0053]  「再帰反射（retroreflective）」（本明細書では、又「再帰反射（retro-reflective）」又は「再帰反射（retro reflective）」）という用語は、本明細書で使用される場合、光の散乱が最小の状態で光を元のソースに反射するデバイス又は表面を一般に指す。再帰反射画面では、電磁波が、波源と平行であるが、逆方向であるベクトルに沿って後方反射する。再帰反射画面は、多くの小さな個々のコーナーキューブ反射要素で構成される再帰反射表面を含む。
【００２７】
[0054]  「コーナーキューブ反射要素」という用語は、本明細書で使用される場合、３つの相互に垂直、略垂直、又は傾斜した平坦な反射表面で構成される反射性部分立方体を一般に指す。このジオメトリを用いて、入射光はソースに向けて直接反射される。
【００２８】
[0055]  「プロジェクタ」という用語は、本明細書で使用される場合、光を投射（又は向ける）ように構成されるシステム又はデバイスを一般に指す。投射光は、画像及び／又は動画を投射することができる。
【００２９】
[0056]  「観測角」という用語は、本明細書で使用される場合、プロジェクタから画面上の所与のロケーションに向けられる第１線と、それと同じロケーションから閲覧者の片眼又は両眼までの第２線との間の角度を一般に指す。
【００３０】
[0057]  「反射角」という用語は、本明細書で使用される場合、入射光ビームと画面からの反射光ビームとの間の角度を一般に指す。典型的な表面では、反射角は幅広い範囲の値を有する。本明細書に記載されるように形成されなかった再帰反射画面では、反射角は通常、ゼロを中心とした非常に小さな分散の角度を有する。
【００３１】
[0058]  「入射角」という用語は、本明細書で使用される場合、プロジェクタから画面上の所与のロケーションに向けられる第１線と、コーナーキューブの公称正面に垂直な第２線との間の角度を一般に指す。コーナーキューブの公称正面は、仮にコーナーキューブが完全な立方体である場合、コーナーキューブ構造の角からキューブの仮説的な対向する角までの線に直交し、その中点に交わる表面として定義される。
【００３２】
[0059]  「光学クロストーク」（本明細書では又「クロストーク」）は、本明細書で使用される場合、光を受け取ることが意図されなかった閲覧者（又は閲覧者の目）に達する、プロジェクタからの再帰反射光を一般に指す。これは、「ゴースト」により示される不良な３Ｄ閲覧経験を生じさせるおそれがあり、ゴーストは、本明細書では、１つの画像のみが意図される閲覧者が見る二重の画像を記述するために使用される。「知覚クロストーク」という用語は、本明細書で使用される場合、所望の再帰反射光の強度に対する、閲覧者（又は閲覧者の目）に届く、プロジェクタからの望ましくない再帰反射光の強度の比率を一般に指す。絶対クロストーク強度が低減する状況があり得るが、所望の光の強度は、さらに大きな量で低減し、知覚クロストークの悪化を招く。
【００３３】
[0060]  本開示は、複数の閲覧者が、同じ画面上で同時に、個々にカスタマイズされたビデオストリームを閲覧できるようにするとともに、眼鏡なし３Ｄ没入型閲覧能力を可能にするディスプレイを提供する。表示システムは、再帰反射画面及びプロジェクタからの閲覧者距離と組み合わせられたプロジェクタを含むことができる。場合によっては、これは、観測角（例えば、プロジェクタから画面上の所与のロケーションまでの線及び画面上のそれと同じロケーションから閲覧者の片眼又は両眼までの線）を約１〜３度未満にすることができる。例では、１度において、強度は、０．５度での強度と比較して１／３低くなり得、２度において、強度は、１度での強度と比較してもう１／３だけ下がる。従って、２度での強度は、０．５度での強度と比較して１／９低くなり得る。表示システムの画面上の画像の輝度は、等しい電力又は光源強度を有する従来の表示システムと比較して、約１００倍〜５００倍増大することができる。
【００３４】
[0061]  本開示は、コーナーキューブ反射要素への入射角が、公称入射角を中心とした分布を有するように、再帰反射画面の再帰反射画面要素を設計しカスタマイズする方法も提供する。このようにして、投射画像の輝度及び均一性は均一に改善することができる。
【００３５】
[0062]  再帰反射表示システムに使用されるいくつかの再帰反射画面は、光源を中心とした角度分布を有する。しかし、用途に応じて、これが、再帰反射光の理想的な反射角ではないことがある。本明細書に提供される再帰反射画面は、光源を中心としていない角度分布を提供することができる。
【００３６】
リフレクタ表示システムの最適化
[0063]  本開示は、輝度が、ベースライン再帰反射表示システムにより可能になった既に著しい強度増大を超えて大幅に改善することができるように設計及びカスタマイズされた再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を有する表示システムを提供する。表示システムは、マルチソース再帰反射表示システムの光源間の知覚（又は実効）クロストークの大幅な低減を提供することができる。表示システムは、観測角が非ゼロである任意の再帰反射表示用途と併用することができる。再帰反射画面は、入射の伝搬方向とは略逆である方向に沿って入射光を反射するように構成することができ、輝度の大幅な改善を可能にすることができる。入射光は、非平行又は反平行等の伝搬方向とは概ね逆の方向に沿って反射することができる。例えば、入射光は、伝搬方向に対して約１７０°〜１９０°の方向に沿って反射される。
【００３７】
[0064]  表示システムは、入射光の伝搬方向に実質的に非平行（例えば、反平行）である方向に沿って入射光を反射するように構成される再帰反射画面と、画像又は動画を特徴付ける光を、ビームスプリッタに通さずに再帰反射画面に投射するプロジェクタと、を含むことができる。再帰反射画面は、光をビームスプリッタ又は任意の拡散層を通さずに、入射光をプロジェクタから閲覧者に反射し得る。再帰反射画面は、約２０°以下、約１５°以下、約１０°以下、約９°以下、約８°以下、約７°以下、約６°以下、約５°以下、約４°以下、約３°以下、約２°以下、約１．５°以下、約１°以下、約０．５°以下、約０．４°以下、約０．３°以下、約０．２°以下、又は約０．１°以下の観測角で、プロジェクタから閲覧者に入射光を反射することができる。観測角は、約０．１°〜１０°又は０．２°〜３°であることができる。表示システムは、ビームスプリッタの必要なしで動作することができ、それにより、有利なことに、複雑性及び／又はコストの低減並びにビームスプリッタを使用するシステムと比較して少なくとも１／２、１／３、１／４、又はそれ以上の強度低減の回避を提供する。
【００３８】
[0065]  再帰反射画面はクロストークを最小化することができる。クロストークは、多くとも約２０％、約１５％、約１０％、約５％、約４％、約３％、約２％、約１％、又は約０．５％であることができる。場合によっては、クロストークは、約０．１％〜２０％又は約０．５％〜１０％である。
【００３９】
[0066]  観測角は、再帰反射画面からのユーザの距離の関数であることができる。ある実施形態では、観測角は、ユーザが再帰反射画面から少なくとも約１フィート、約２フィート、約３フィート、約４フィート、約５フィート、約６フィート、約７フィート、約８フィート、約９フィート、又は約１０フィートの距離のところにいる場合、約５°未満、約４°未満、約３°未満、約２°未満、約１．５°未満、約１°未満、約０．５°未満、約０．４°未満、約０．３°未満、約０．２°未満、又は約０．１°未満である。例では、観測角は、ユーザが再帰反射画面から少なくとも約４フィートの距離にいる場合、約３°未満であることができる。場合によっては、再帰反射画面からの反射光の強度は、約０°の観測角で最大であり、観測角の増大に伴って低減する。
【００４０】
[0067]  一態様では、表示システムは、光の伝搬方向に実質的に非平行な方向に沿って光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を含む。各再帰反射画面要素は、少なくとも３つの交差面（例えば、ピラミッド構造又は切頂ピラミッド構造の形態）を含む。３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接面（例えば、同じ再帰反射画面要素の）と交わることができる。システムは、動画又は動画を特徴付ける光を再帰反射に投射する少なくとも１つのプロジェクタをさらに含む。再帰反射画面要素を有する再帰反射画面は、オフセットなしで９０°である角度で隣接面とそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び／又は少なくとも５％増大した強度で光を反射する。再帰反射画面は、切頂コーナーキューブリフレクタを含むことができる。
【００４１】
[0068]  場合によっては、システムは複数のプロジェクタを含む。例えば、システムは、３Ｄ閲覧様に立体画像又は動画を提供する２台のプロジェクタを含むことができる。
【００４２】
[0069]  システムは、他のシステムと比較して、最小化されたクロストーク及び改善された強度を提供することができる。１台のプロジェクタが使用される状況では、クロストークがないことがあるが、システムは改善された強度を提供することができる。これにより、プロジェクタに対する閲覧者のよりカスタマイズ可能なロケーションが可能になる。２台以上のプロジェクタが使用される状況では、システムは、クロストークの低減及び強度の改善を提供することができる。
【００４３】
[0070]  クロストークは、視野角の関数として、再帰反射画面から反射された光の強度のプロットを使用して特定することができる。これを使用して、意図されるソースから意図される目／閲覧者により受け取られる光の強度と、その目／閲覧者により見られることが意図されていない別のソースから、同じ目／閲覧者により受け取られる光の強度と比較することができる。クロストークの低減は、様々な再帰反射画面及びプロジェクタ構成でそのようなプロットを生成し、強度分布の重複を比較することにより、評価することができる。クロストークは、望ましくない／意図されないソースからの画像／動画強度と、所望／意図されるソースから来る画像／動画強度との比率として見ることができる。
【００４４】
[0071]  画像又は動画は三次元であることができる。例えば、画像又は動画は、再帰反射画面により反射されると、画像又は動画が三次元であるように、２台以上のプロジェクタによりレンダリングされる。場合によっては、画像又は動画は、３Ｄ眼鏡等のいかなる光学系も使用せずに、三次元である。
【００４５】
[0072]  ３つの交差面の少なくとも１つ、２つ、又は３つ全てのそれぞれは、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度で隣接する再帰反射画面要素の平面と交わることができる。オフセットは、少なくとも約０．０１°、約０．０５°、約０．１°、約０．１５°、約０．２°、約０．３°、約０．４°、約０．５°、約１°、約２°、約３°、約４°、約５°、又は約１０°であることができる。場合によっては、オフセットは約０．０１°〜約５°又は約０．１°〜約１°である。いくつかの例では、オフセットは約０．１°〜１．５°であり、０．１未満は、プロファイルに大きな変化をもたらさないことがあるが、１．５°よりも上は、強度損失を生じさせ得る。オフセットは、本明細書の他のどこかに記載されるようなものであることができる。
【００４６】
[0073]  プロジェクタは、ビームスプリッタを通さずに光を再帰反射画面に投射することができる。再帰反射画面は、光をビームスプリッタに通さずに、光をプロジェクタから閲覧者に反射することができる。従って、ビームスプリッタを表示システムからなくすことができる。
【００４７】
[0074]  プロジェクタは、閲覧者の体に搭載可能であることができる。いくつかの例では、プロジェクタは、閲覧者の頭部に搭載可能である。プロジェクタは、体又は頭部支持部材（例えば、支持ストラップ）等の支持部材を用いて搭載可能であることができる。プロジェクタは、閲覧者がプロジェクタの範囲に入り得るように、閲覧者とは独立して固定位置に搭載することもできる。
【００４８】
[0075]  表示システムは、画像又は動画を補足するサウンドを提供するサウンドシステムを含むことができる。サウンドは、ヘッドフォン又は他のローカルスピーカシステムによる等、閲覧者の閲覧経験に従うことができる。
【００４９】
[0076]  再帰反射は、様々なサイズ及び構成を有することができる。画面は、略平坦又は湾曲することができる。画面は、少なくとも１メートル（ｍ）、１０ｍ、又は５０ｍの幅及び少なくとも約１ｍ、１０ｍ、又は５０ｍの高さを有することができる。大画面設定では、大画面ディスプレイが、少なくとも部分的に、ディスプレイサイズの品質及び同じ画面エリアに複数の画像／動画を有することに起因して、広告目的又は他のショーケースデモンストレーションに効果的であることができる。
【００５０】
[0077]  光学クロストークは、オフセットなしで９０°である角度で隣接する再帰反射画面要素の平面にそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１％、２％、３％、４％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、又は略１００％低減することができる。再帰反射画面要素は、５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、５％未満、１％未満、又は０．１％未満である光学クロストークで光を反射することができる。意図される目／閲覧者の画像／動画の強度は、オフセットなしで９０°である角度で隣接する再帰反射画面要素の平面にそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、２倍、２．５倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、１０倍、又は２０倍増大させることができる。いくつかの例では、再帰反射画面要素は、２つのソースと対応する閲覧者の目との間の光学クロストークが少なくとも１％、２％、３％、４％、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、又は略１００％低減し、少なくとも１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、２倍、２．５倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、９倍、１０倍、又は２０倍増大した実効強度のように、光を反射する。
【００５１】
[0078]  いくつかの例では、３つの交差面のうちの第１の平面は、公称９０％角度から何れかの方向で０°よりも大きな第１のオフセットで９０°である角度で再帰反射画面要素の隣接面と交わり、３つの交差面のうちの第２の平面は、０°よりも大きな第２のオフセットで９０°である角度で隣接する再帰反射画面要素の平面と交わる。第１のオフセットは、第２のオフセットと異なる。代替的には、第１のオフセットは第２のオフセットと同じであることができる。場合によっては、３つの交差面のうちの第３の平面は、０°よりも大きな第３のオフセットで９０°である角度で隣接する再帰反射画面要素の平面と交わる。第３のオフセットは、第１のオフセット、第２のオフセット、又は第１及び第２のオフセットと異なることができる。代替的には、第３のオフセットは、第１のオフセット、第２のオフセット、又は第１及び第２のオフセットと同じであることができる。
【００５２】
[0079]  図１は、代表的な再帰反射画面の正面図を示す。再帰反射画面は、切頂コーナーキューブリフレクタのアレイで構成される。コーナーキューブリフレクタは、代替のジオメトリで構成してもよい。コーナーキューブリフレクタの例は、Freyらへの米国特許第５，７６３，０４９号及びSmithへの同第７，２６１，４２４号において提供されており、これらの特許は全体的に参照により本明細書に援用される。ある実施形態では、各コーナーキューブリフレクタのサイズは、投射画像の予期又は予測されるピクセルサイズよりも小さく、ピクセルサイズは、プロジェクタ表示システムと、再帰反射画面からのプロジェクタの距離との組合せによって決まる。
【００５３】
[0080]  再帰反射画面は、交差面を有する再帰反射画面要素を含むことができる。これは図２８に概略的に示され、図２８は、交差面Ａ〜Ｆを有するピラミッド形再帰反射画面要素を示す。隣接する要素の平面は、９０°である角度で互いと交わり得る。例えば、概略図の左下部分にある平面Ｂ及びＣは、９０°の角度で交わる。場合によっては、３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面（例えば、同じ再帰反射画面要素の）と交わることができる。例えば、図２８の左下部分にあるＤ平面は、０°よりも大きなオフセットで９０°である角度でＥ平面と交わることができる。
【００５４】
[0081]  図２は、プロジェクタ及び再帰反射画面を有するシステムの概略上面図を示す。画面の再帰反射性は、入射角に関係なく、厳密な方向性光錐内で、画面に入射した光の大部分をプロジェクタに向けて反射させる。これは、比較的等方的に入射光を散乱させるいくつかの従来の画面とは対照的である。そのような従来の画面セットアップでは、画面に入射した光のごく僅かな部分のみが実際に、閲覧者の目に衝突する。このタイプのシステムを用いての再帰反射効果により、閲覧者の目が、プロジェクタから反射画面へ、それから閲覧者の目に戻るパスにより定義される角度が小さいように、プロジェクタの極めて近くにある場合、画像の輝度は、従来のプロジェクタ及び反射画面のセットアップよりも大幅に増大し得る。図２のシステムは、場合によっては、ビームスプリッタを有さない。
【００５５】
[0082]  図３は、立体効果を得るために、２台のプロジェクタの使用を伴う代表的な再帰反射画面及びプロジェクタシステムの上面図を概略的に示す。このセットアップでは、右のプロジェクタから投射される画像は、主に右目で見られ得、左のプロジェクタ及び左目でも同様である。このタイプのディスプレイセットアップでの目標は、右のプロジェクタから左目への画像及び左のプロジェクタから右目への画像の輝度（「クロストーク」とも呼ばれる）を最小にすることであり得る。クロストーク及び知覚クロストークを十分に最小化することができる場合、眼鏡なしの３Ｄを可能にすることができる。
【００５６】
[0083]  図３は、複数のユーザ／閲覧者に、再帰反射表示システムで独立した画像又は動画ソースを見せる能力を記述した概略の上面図である。再帰反射画面は、所与のプロジェクタに極めて近い目のみが、そのプロジェクタから再帰反射画面に投射されている画像又は動画を見ることができ得るよう、高い方向性を有するように構成することができる。
【００５７】
[0084]  図４は、複数の閲覧者に独立した画像又は動画ソースを見せる能力を示す概略の上面図である。プロジェクタ、投射光に対応する光線及び閲覧者の目が図に示される。
【００５８】
[0085]  図５は、代表的な再帰反射画面からの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。チャート上のｘ軸及びｙ軸は、ソースからの角度を度法で列挙し、このチャートでは、ソースからの角度は、ｘ方向において０度及びｙ方向での０度（０，０）に配置されている。ソースは、このロケーションに描かれるグラフにより概略的に表されている。１万２千本の光線がモンテカルロシミュレーションで使用され、グラフ中の各点は１本の光線を表す。再帰反射画面でのばらつき及び不完全な均一性は、再帰反射コーナーキューブ要素を含む３つの反射表面の各表面の法線ベクトルにわずかな変動を誘導することによりエミュレートされている。再帰反射角度分布プロファイルの生成に使用される方法論の上記説明は、以下の図にも同様に当てはまるが、ソースロケーション及び再帰反射画面均一性入力パラメータは変更される。図５では、プロジェクタからの光線の大部分が、０度〜２度という小さな反射角で反射されることを観測することができる。図５に示される反射角の分布は、単なる代表例であり、実際の反射角は、各再帰反射画面の特定の特性に応じてより小さな又はより大きな分散の角度を有する分散プロファイルを有し得る。
【００５９】
[0086]  図６は、代表的な各閲覧者の目及び他の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。このグラフでは、閲覧者は、画面から概ね５フィートであり得る。この状況では、プロジェクタは、片眼の極めて近くに配置されており、意図される３Ｄ眼鏡なし再帰反射ディスプレイセットアップで使用し得るシステムの半分を表す。この図では、プロジェクタソースの極めて近くにない他方の目への再帰反射光分布をよりよく可視化するために、システムの半分のみが描かれ、モデリングされる。図６では、点の密度で示される光の強度は、閲覧者の左目（グラフの右側）よりも閲覧者の右目（グラフの左側）ではるかに強い。しかし、閲覧者の左目はなお、幾らかの光を受け取り、閲覧者の右目は既に、光の強度が急速に弱まるような観測角にある。
【００６０】
[0087]  図７は、代表的な各閲覧者の目及び他の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での代表的なデュアルプロジェクタシステムからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。このグラフでは、閲覧者は、画面から概ね５フィートであり得る。この図では、各ソースからの光の大部分は、主にそのソースに最も近い目に再帰反射し得るが、それと同じ光はなお他方の目に達しており、「クロストーク」及び不良な３Ｄ画像を生じさせるおそれがある。
【００６１】
[0088]  図８は、図７よりも画面からの距離が〜１．５倍長い代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。図６及び図７では、閲覧者は、画面から概ね５フィートであり得る。画面からより長い距離において、特徴間の有効角はより小さく、顔特徴のオーバーレイはより小さくなり得る。同様に、画面からのより小さな距離において、特徴間の有効角はより小さく、顔特徴のオーバーレイはより大きくなり得る。これらのチャートでのｘ軸及びｙ軸は度数単位であるため、各プロジェクタに対する再帰反射光の分布は、画面からのソース及び閲覧者の距離の関数として変化しない。この場合、左目は、右のプロジェクタに対してより小さな有効反射角を有し、各プロジェクタから逆の目に交差するより大量の光を生じさせるおそれがあり、これは高質３Ｄ画像にとって望ましくない。左のプロジェクタから左目に達する光の強度も、その反射角の同様の低減により増大し得るが、強度の相対的な増大は、右のプロジェクタから左目に達する光の強度増大未満であり得、知覚クロストークを増大させる。
【００６２】
[0089]  図９は、図７よりも画面からの距離が〜１．５倍低減された代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。図６及び図７では、閲覧者は、画面から概ね５フィートであり得る。画面からより短い距離において、特徴間の有効角はより大きく、顔特徴のオーバーレイはより大きくなり得る。これらのチャートでのｘ軸及びｙ軸は度数単位であるため、各プロジェクタに対する再帰反射光の分布は、画面からのソース及び閲覧者の距離の関数として変化しない。この場合、各プロジェクタから最も近い目への反射角及び各プロジェクタから逆の目への反射角は増大する。この望ましくない結果は、逆のプロジェクタからの光の強度が低減し得るが、より近いプロジェクタからの光の強度（ドットの密度で表される）が顕著に低減し、それにより、実効知覚クロストークがあまり低減しないことである。加えて、全体画像強度は著しく影響を受ける。
【００６３】
[0090]  実用では、現況水準を用いて生じ得るものは、眼鏡なし３Ｄ閲覧経験が望ましい場合、３Ｄ画像が最も最適な画面への閲覧者の距離範囲が限られることである。閲覧者が画面に近すぎる場合、全体画像強度は、反射角が大きすぎることに起因して、低減し得る。閲覧者が画面から遠すぎる場合、各目への逆のプロジェクタからのクロストークが大きな問題になり得、ゴースト又は二重画像を生じさせるおそれがある。
【００６４】
[0091]  図１０は、画面から図７と同じ公称距離にいる代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。図１０では、再帰反射画面の有効均一性を改善させた状態でモデルが実行されて、再帰反射画面の均一性を改善することにより、眼鏡なし３Ｄの範囲を改善することができるか否かをテストしている。各プロジェクタから逆の目へのクロストークは低減するが、各プロジェクタに最も近い目に達する光の強度も著しく低減し、従って、これは知覚クロストーク問題を本質的に解決しない。
【００６５】
[0092]  図１１は、再帰反射画面からの再帰反射光の角度分布を狭めることがなぜ、必ずしもクロストークを大幅に低減しないことがあるかを強調表示する。図１１は、図１０よりも画面から〜１．５倍短い距離にいる代表的な閲覧者の顔位置のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。各プロジェクタから逆の目へのクロストークは低減するが、各プロジェクタに最も近い目に達する光の強度も、画面への閲覧者の距離が低減するにつれて大幅に低減し、従って、これは知覚クロストーク問題を本質的に解決しない。
【００６６】
[0093]  再帰反射画面要素及び要素からの光の角度分布は、例えば、米国特許第３，８１７，５９６号、同第４，７７５，２１９号、及び７，３７０，９８１号、並びにP. R. Yoder「Study of Light Deviation Errors in Triple Mirrors and Tetrahedral Prisms」J. Optical Soc.Amer., vol.48, No.7, pp 496-499 (July 1958)に記載されるようなものであり得、これらはそれぞれ参照により本明細書に援用される。
【００６７】
[0094]  図１２は、コーナーキューブミラー要素が６つ全ての潜在的な反射組み合わせを最適化するように設計されていない場合、非ゼロの所望の反射角を設計しようとするときに何が生じ得るかを概略的に示す。この場合、反射シーケンスの６つの可能な組合せのうちの１つは、ｘ方向において概ね０度及びｙ方向では概ね２．５度の仮説的な反射角に向けて最適化されているが、他の５つの反射シーケンスは、この仮説的な所望の反射角とは異なる反射角を生じさせる。この場合及び以下の場合でのコーナーキューブ要素の面は、完全には垂直ではないのにもかかわらず、それでもなおこれらの要素はコーナーキューブ再帰反射画面要素として見なされ、その理由は、形態及び機能が理想的なコーナーキューブ要素にかなり類似するためである。
【００６８】
[0095]  再帰反射ディスプレイ用途に最適である最適光プロファイルを得るために、本開示は、複数の反射角が達成され、組み合わせられて、特定の各ディスプレイ用途に望ましい特性を満たすように、再帰反射画面の再帰反射画面要素を設計しカスタマイズすることを提供する。表１は、コーナーキューブ要素構成の代表的な例を示す。この表では、５つの代表的な構成が、コーナーキューブ要素を構成する３つの交差角のそれぞれが９０度である公称事例からの逸脱量（又はオフセット）により記述されるコーナーキューブ要素構成と共に提供される。開始ベースライン構成としての構成ｉ）は、各デルタ値に示される値「０」により示されるように、３つ全ての交差角が厳密に公称９０度である状態の１つのみのコーナーキューブ要素を含む。この場合、再帰反射画面からの反射光は、光源又はプロジェクタにセンタリングされる。表１中の構成ｉｉ）は、３つの交差角のうちの１つにわずかな低減がある場合を示す。この場合、反射光を分割し、投射光源の上下にセンタリングし得る。これは、本開示の非常に基本的な実施形態を表し得る。表１中の構成ｉｉｉ）は、３つの異なるコーナーキューブ要素構成が、再帰反射画面を構成するコーナーキューブ要素のアレイで使用される代表的なセットアップを示す。この場合、結果として生成される光パターンは、投射光源の上下に分割することができ、複数の要素は、垂直拡散分布を可能にするように設計される。このタイプの構成の例を図１３に示し、図１３についてより詳細に後述する。構成ｉｖ）は、結果として生成される光パターンが垂直にオフセットし、水平に拡散する代表的なセットアップを示し、これは、大画面再帰反射ディスプレイ用途に適し得、強度を増大させるとともに、視野角を増大させる。本明細書の他の箇所で説明するように、このタイプの構成の例を図２１に示す。構成ｖ）は、結果として生成される光パターンが、「Ｘ」形光パターンになるように意図的に設計された代表的なセットアップを示す。このパターンは、シングルプロジェクトヘッドマウントシステムでの強度の著しい増大を可能にするのに特に適することができる。本明細書の他の箇所で説明するように、このタイプの構成の例を図２４に示す。これらの例では、投射画像の輝度及び３Ｄクロストーク等の画像特性は、本明細書に記載されるように形成されない再帰反射表示システム（表１中の構成ｉ「ベースライン」）を超えて著しく改善することができる。構成ｉｉ〜ｖは、ベースライン構成と比較して特性を改善する（例えば、クロストーク低減、強度増大）ように再帰反射画面要素を設計する手法の例を提供した。
【００６９】
【表１】
2020122965.tif 000003
【００７０】
[0096]  図１３は、正及び負の垂直方向に向けてオフセットされる反射光に複数の焦点を持たせるように設計された代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。さらに、このシミュレーションでは、再帰反射画面内の個々の要素は、要素の３分の１が、垂直方向において異なる量の反射角焦点オフセットを有するように設計されている。差し込みチャートでは、シミュレーションに使用されるバリエーションは、各プロジェクタで正ｙ方向で３つの焦点及び負ｙ方向で３つの焦点をよりよく視覚化できるように、人工的に狭められた。より典型的なばらつきパラメータを使用した閲覧者のオーバーレイを有するグラフは、所望の全体光分布特性を示す。ここで、点群内の垂直拡散は水平拡散よりも大きく、これは、画像強度を最大化し、２台のプロジェクタ間の望ましくないクロストークを最小化するために望ましい。図７と比較して、各プロジェクタから逆の目へのクロストークは、図１３での左右の点群間のわずかなギャップで示されるように、大幅に低減されており、一方、図７では、左右の点群は大きな重複を有する。さらに、各プロジェクタから最も近い目の達する光の強度は、図７と比較して図１３において増大している。これは、図１５において、各目が点群の密な部分内に配置されることにより示され、図７では、各目は、各点群の縁部に近づいており、強度の低下を示す。この正味結果は、遠いプロジェクタからの強度からの光に対する近いプロジェクタからの光の強度の比率は、著しく増大し、それにより、知覚クロストークを著しく低減し、全体の３Ｄ没入型閲覧経験を改善することである。
【００７１】
[0097]  図１４は、２つの場合に関して本開示の再帰反射画面の相対強度プロファイル（実線）と比較した、本開示の再帰反射画面がない代表的な再帰反射画面の相対強度プロファイル（破線）を示し、ｉ）左のプロットは、１対のみの垂直オフセット焦点を使用する実施形態を示し、ｉｉ）右は、３対のみの垂直オフセット焦点を使用する実施形態を示す。両図において、代表的なプロジェクタ及び目のロケーションが図に重ねられている。左図及び右図の両方において、本明細書に記載のように形成されなかった代表的な再帰反射画面での強度プロファイル（破線）は、プロジェクタのすぐ近くから離れるにつれて急速に著しく降下し、閲覧者の目のロケーションではピーク強度のごく僅かである。逆に、左プロットでの実線は、光プロファイルが２つのピークに分割されることに起因して、約１／２に低減されたピーク強度を有するが、ピークのロケーションは目のロケーションに極めて近い。最終結果は、本開示の設計の再帰反射画面を使用する場合、閲覧者によって観測される光の強度を大幅に増大し得るというものである。右プロットでは、強度プロファイルは、光が垂直に拡散するが、閲覧者の目の極めて近くに留まるように、３対の垂直オフセット焦点が選ばれる図１３に示される状況により一致する。この場合、ピーク強度の更なる低減が観測されるが、最適化された視野角の範囲は大幅に増大している。
【００７２】
[0098]  図１５は、ここでも負の垂直方向に向けてオフセットされる反射光がより大きな垂直拡散を有するように設計された代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。図中には、図１４での状況よりも画面から〜１．５倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。図１３との違いは、閲覧者と画面との距離がより大きい場合、再帰反射光の角度分布が、各プロジェクタで変わらないままであることである。この状況では、クロストークの量は、図１３に示される状況と比較して増大するが、クロストークの量は、再帰反射画面が本明細書に記載されるように形成されない図８に示される等しい状況と比較して著しく低減する。
【００７３】
[0099]  図１６は、これもまた負の垂直方向に向けてオフセットされる反射光のより大きな垂直拡散を有するように設計された代表的な再帰反射画面での２台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。図中には、図１３での状況よりも画面から〜１．５倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイもある。この図と図１３との違いは、閲覧者と画面との距離がより小さい場合、プロジェクタと顔特徴との間の角度が低減するが、再帰反射光の角度分布が各プロジェクタで変わらないままであることである。この状況では、クロストークは著しく低減し得る。この状況での追加の利点は、ｙ軸方向での負角を標的とするオフセット反射角が、最も近いプロジェクタから各目に達する光の強度が、本明細書に記載されるように形成されなかった再帰反射画面での図９に示されるベースライン状況よりもはるかに高いようなものであることである。
【００７４】
[00100]  図１３〜図１６は、２プロジェクタ眼鏡なし３Ｄ再帰反射表示システムを改善する手法を記述している。用途の別の分野は、閲覧者から画面までの距離がより大きい、例えば、少なくとも約５ｍ、１０ｍ、又は２０ｍ等である大画面長距離再帰反射表示システムである。このタイプの大きなサイズ及び長い範囲の表示システムでは、複数の閲覧者が再帰反射画像又は動画を閲覧可能なことを望み得る。
【００７５】
[00101]  別の態様は、複数の閲覧者が反射画像又は動画を閲覧できるようにする再帰反射表示システムを提供する。図１７は、各閲覧者が画面からかなりの距離（＞＞２ｍ）におり、プロジェクタが、各閲覧者の近くにあり得るが、閲覧者にヘッドマウントされず、プロジェクタ−目距離が＞＞５ｃｍになる、再帰反射ディスプレイ用途を概略的に示す。この用途の例は、多くの異なる画像又は動画フィードを同じ画面エリアに同時に非常に高い輝度又は強度で表示するために、再帰反射画面の周囲に位置決めされた複数のプロジェクタを有することが望ましいことがあるモール、美術館、アミューズメントパーク、空港、又は屋外設定であり得る。これは、異なるロケーションにいる２組の閲覧者により、図において概略的に表され、実線は１台のプロジェクタからの投射画像を表し、破線は、大画面の同じエリアに着地した第２のプロジェクタからの投射画像を表す。このタイプのセットアップに伴う問題は、２人以上の閲覧者が各プロジェクタからの画像を見られるようにすることである。再帰反射画面からの角度拡散を増大させると、強度損失が大きくなりすぎるおそれがあり、一方、狭い角度拡散を維持すると、以下に示されるように、閲覧者はプロジェクタ毎に約１人に制限され得る。本開示の方法及びシステムは、そのような問題を解消し得る。
【００７６】
[00102]  図１８は、画面から２０ｍの距離にいる代表的な閲覧者のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。この図では、再帰反射画面要素は、本明細書に記載される手法により設計されなかった。プロジェクタの真下にいる１人の閲覧者は、画像を見ることができるが、再帰反射画像は、再帰反射ドットを僅かしか示さない領域に閲覧者の頭部が既にあることを考えれば、理想程明るく（又は強く）はないことがある。
【００７７】
[00103]  図１９は、画面から２０ｍの公称距離にいる数人の閲覧者のオーバーレイを有する、代表的な再帰反射画面での１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。この図は、閲覧者の幾人かが完全に、再帰反射光の典型的な円錐外に存在し得るため、１台のプロジェクタから、複数の閲覧者が同じ画像若しくは動画を観測すること、又は同じ閲覧経験（例えば、強度）で同じ画像若しくは動画を観測することが難問であり得ることを示す。図では、中央の閲覧者は再帰反射光の円錐内にいるが、２人の両側の閲覧者は略、反射光の円錐のほとんど外部にいる。
【００７８】
[00104]  図２０は、反射光が、特定の用途に向けて所望の角度に対応する特徴的な幅及び高さを有する光の水平帯を占めるように、複数の再帰反射角度を有するように設計された代表的な再帰反射画面の１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。この特定の図では、２つの例が示される。上のグラフに示される代表的な状況では、６つの特定の反射角が、ｘ方向で約−２度〜＋２度から及びｙ方向で約−１度〜＋１度から拡散することが目標とされる。再帰反射分布の均一性は、６つの個々に標的とされた反射角をよりよく示すために、このモンテカルロシミュレーションでは狭められている。下のグラフに示される状況では、６つの特定の反射角は、ｘ方向で約−２度〜＋２度及びｙ方向で約−１度〜＋１度拡散するように向けられる。閲覧者の頭部がｙ＝−１度にセンタリングされた状態で、上のグラフでは、閲覧者の頭部高さで３つの高強度領域があり、一方、下のグラフでは、閲覧者の頭部高さで５つの高強度領域がある。再帰反射分布の均一性は、個々に標的とされる反射角をよりよく示すように、このモンテカルロシミュレーションでは狭められた。標的とされる反射角の数の選択は、再帰反射光の拡散及び均一性等の所望の特性に応じてカスタマイズすることができる。さらに、標的とされる各反射角は、特定のコーナーキューブミラー構成からの再帰反射に起因するものであり得、その場合、これは再帰反射画面全体にわたり繰り返される。本明細書では「Ｎ」として示されるミラー構成の数は、Ｎ個のコーナーキューブが、投射画像のピクセル１個以下である画面の面積に嵌り得るように、十分に小さいことが望ましい。例えば、画面が幅１０ｍ×高さ５ｍであり、所望の画像解像度が２０００×１０００ピクセルである場合、各ピクセルは、画面投射時、５ミリメートル（ｍｍ）×５ｍｍであり得る。１６個の独自の反射角構成が望ましい場合、再帰反射画面内の各コーナーキューブのサイズは１．２５ｍｍ×１．２５ｍｍ未満であり得る。実用では、再帰反射画面内の個々のコーナーキューブ要素は、この寸法よりもはるかに小さい。
【００７９】
[00105]  図２１は、反射光が、特定の用途に望ましい角度に対応する特徴的な幅及び高さを有する光の水平帯を占めるように、複数の再帰反射角度を有するように設計された代表的な再帰反射画面の１台のプロジェクタソースからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。複数の閲覧者のオーバーレイがこのチャートに示される。図２１において見ることができるように、本開示のシステムの組み込みにより、複数の閲覧者が再帰反射画像を見ることが可能になる。再帰反射光の中心点に、ｙ軸方向でのナビゲート角を標的とさせることにより、光の側方核酸に起因した強度のわずかな損失は、閲覧者のロケーションと位置合わせされた再帰反射光の垂直配置を有することによるオフセットよりも大きい。
【００８０】
[00106]  別の例は、再帰反射表示システムにおいて、シングルヘッドマウントプロジェクタを使用して、両眼に画像を表示することに基づく。図２２は、代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイを有する、本明細書に記載されるように設計されなかった代表的な再帰反射画面のセンターヘッドマウントジオメトリを有する代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。この場合、閲覧者は画面から概ね５フィートのところにいる。プロジェクタが閲覧者の両眼の間にヘッドマウントされる場合、各目は再帰反射光の幾らかを受け取り得るが、光の大部分は、頭部の上及び両眼の間の領域に向けて反射され得る。これは、額の中央に目がない個人には理想的ではないことがある。
【００８１】
[00107]  図２３は、図２２よりも画面から〜２倍短い距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイを有する、本明細書に記載されるように設計されなかった代表的な再帰反射画面のセンターヘッドマウントジオメトリを有する代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。画面が閲覧者から概ね１００センチメートルのところにあるこの場合では、光の強度は、閲覧者が再帰反射画面に近づきすぎるにつれて急激に降下し、画像の輝度を大幅に失うことになるおそれがある。近距離で再帰反射画面を使用可能なことは、閲覧者−画面距離が概ね４０ｃｍ〜１２０ｃｍの範囲内であり得るパーソナルコンピューティングモニタシステム及び／又は中サイズのディスプレイセットアップに取って代わり得る再帰反射表示システムを可能にし得る。このタイプの用途用の再帰反射表示システムを有することには、プライバシー、低電力使用、並びに現況水準のシステムと比較してはるかに大きな有効解像度及び画面サイズ等の多くの利点がある。しかし、図２３において見ることができるように、プロジェクタからこれらのより短距離にある閲覧者の目までの反射角の増大は、強度のあまりに大きな降下に繋がり、その結果、表示システムの再帰反射性からの必要とされる強度利得は失われる。本明細書に記載されるように形成された再帰反射表示システムは、はるかに低減された閲覧者−画面距離であっても大きな強度利得を可能にすることができる。
【００８２】
[00108]  図２４は、再帰反射光が下に傾斜し、プロジェクタから離れたプロファイルを有するように、本明細書に記載されるように形成された代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。このシミュレーションでは、いくつかの個々の再帰反射焦点領域をより視覚化するために、変形は低減された。このようにして反射角を優先的に下げ、プロジェクタロケーションから離す（原点において）（及び対称焦点を原点から上に離す）ことにより、及び複数の反射角の中心点を有することにより、目標は、画面からの閲覧者の距離から独立した強度を保つ明るい閲覧画像を達成することである。
【００８３】
[00109]  図２５は、図２４の構成と同様に、再帰反射光が下に傾斜し、プロジェクタから離れるが、より典型的なバリエーション設定を有するプロファイルを有するように、本願明細書に記載されるように形成された代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。画面から公称距離にいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイも示される。図２２とは対照的に、図２４での光の角度分布は、点群が閲覧者の両眼のロケーションに重なるように設計された。
【００８４】
[00110]  図２６は、再帰反射光が下に傾斜し、プロジェクタから離れたプロファイルを有するように、本明細書に記載されるように形成された代表的な再帰反射画面での代表的な１台のプロジェクタからの再帰反射光の角度分布のモンテカルロシミュレーション結果を示す。図２５よりも画面から〜１００ｃｍ又は画面から〜２倍短い距離のところにいる代表的な閲覧者の目の位置のオーバーレイも示される。図２３と比較すると、各目に極めて近い点に密度で示されるように、本明細書に記載のように形成される再帰反射画面を使用して、光強度の著しい増大を得ることができることが観測し得る。
【００８５】
[00111]  再帰反射画面要素を有する再帰反射画面を製造する様々な手法がある。そのような手法の例は米国特許第５，７６３，０４９号及び同第７，２６１，４２４号に記載されており、これらのそれぞれを全体的に参照により本願明細書に組み入れる。
【００８６】
コンピュータシステム
[00112]  本開示の別の態様は、本開示の方法を実施するようにプログラム又は他の方法で構成されるシステムを提供する。システムは、プロジェクタ及び光検出器に動作的に結合されたコンピュータサーバを含むことができる。プロジェクタ及び光検出器は、スタンドアロンユニットであってもよく、又は投射・検出システムとして統合してもよい。
【００８７】
[00113]  図２７は、本明細書に開示される方法を実施するようにプログラムされたコンピュータサーバ（「サーバ」）１８０１を含む。サーバ１８０１は中央演算処理装置（又ＣＰＵ、本明細書では「プロセッサ」及び「コンピュータプロセッサ」）１８０５を含み、中央演算処理装置は、シングルコア若しくはマルチコアプロセッサであってもよく、又は並列処理用の複数のプロセッサであってもよい。サーバ１８０１は、メモリ１８１０（例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ）、電子記憶ユニット１８１５（例えば、ハードディスク）、１つ又は複数の他のシステムと通信する通信インターフェース１８２０（例えば、ネットワークアダプタ）、及びキャッシュ、他のメモリ、データ記憶装置、及び／又は電子ディスプレイアダプタ等の周辺機器１８２５を含む。メモリ１８１０、記憶ユニット１８１５、インターフェース１８２０、及び周辺機器１８２５は、マザーボード等の通信バス（実線）を通してＣＰＵ１８０５と通信する。記憶ユニット１８１５は、データを記憶するデータ記憶ユニット（又はデータリポジトリ）であることができる。サーバ１８０１は、通信インターフェース１８２０を用いてコンピュータネットワーク（「ネットワーク」）に動作的に結合することができる。ネットワークは、インターネット、インターネット及び／又はエクストラネット、又はインターネットと通信するイントラネット及び／又はエクストラネットであることができる。場合によっては、ネットワークは電気通信及び／又はデータネットワークである。ネットワークは、クラウドコンピューティング等の分散コンピューティングを可能にすることができる１つ又は複数のコンピュータサーバを含むことができる。ネットワークは、場合によってはにはサーバ１８０１を用いて、サーバ１８０１に結合されたデバイスがクライアント又はサーバとして挙動できるようにするピアツーピアネットワークを実施することができる。
【００８８】
[00114]  記憶ユニット１８１５は、ファイル又はデータを記憶することができる。サーバ１８０１は、イントラネット又はインターネットを通してサーバ１８０１と通信するリモートサーバに配置される等のサーバ１８０１の外部の１つ又は複数の追加のデータ記憶ユニットを含むことができる。
【００８９】
[00115]  いくつかの状況では、システム１８００は１つのサーバ１８０１を含む。他の状況では、システム１８００は、イントラネット及び／又はインターネットを通して互いと通信する複数のサーバを含む。
【００９０】
[00116]  サーバ１８０１は、例えば、表示角度及び強度設定等の投射環境又は投射環境に関連するユーザ情報及びデータを記憶するように構成することができる。サーバ１８０１は、サーバ１８０１に結合されたプロジェクタを通して画像又は動画を表示するようにプログラムすることができる。
【００９１】
[00117]  本明細書に記載される方法は、例えば、メモリ１８１０又は電子記憶ユニット１８１５等のサーバ１８０１の電子記憶ロケーションに記憶された機械（又はコンピュータプロセッサ）実行可能コード（又はソフトウェア）により実施することができる。使用中、コードはプロセッサ１８０５により実行することができる。場合によっては、コードは、プロセッサ１８０５による容易なアクセスのために、記憶ユニット１８１５から検索し、メモリ１８１０に記憶することができる。状況によっては、電子記憶ユニット１８１５をなくすことができ、機械実行可能命令はメモリ１８１０に記憶される。
【００９２】
[00118]  コードは、予めコンパイルされ、機械と併用するように構成することができ、コードを実行するように構成されたプロセッサを有し、又は実行時中にコンパイルすることができる。コードは、コードを予めコンパイル又はコンパイル時に実行できるようにするように選択することができるプログラミング言語で供給することができる。
【００９３】
[00119]  サーバ１８０１は、プロジェクタ１８３０及び光検出器１８３５に結合される（例えば、通信する）。例では、プロジェクタ１８３０は、画像又は動画を再帰反射画面に投射することができる。別の例では、プロジェクト１８３０は、紫外線光又は赤外線光を再帰反射画面に投射することができる。光検出器１８３５は、再帰反射画面からの反射光を検出（測定）することができる。
【００９４】
[00120]  プロジェクタ１８３０は、画像又は動画を再帰反射画面に向け、及び／又は、結像する１つ又は複数の光学系を含むことができる。光検出器は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の、露光されると電流を生成するように構成されるデバイスであることができる。
【００９５】
[00121]  サーバ１８０１等の本明細書に提供されるシステム及び方法の態様は、プログラミングで実施することができる。本技術の様々な態様は、通常、あるタイプの機械可読媒体で搬送されるか、又は実施される機械（又はプロセッサ）実行可能コード及び／又は関連付けられたデータの形態での「製品」又は「製造品」として考えることができる。機械実行可能コードは、電子記憶ユニットに記憶することができ、そのようなメモリ（例えば、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）又はハードディスク。「記憶装置」型媒体は、非一時的記憶をソフトウェアプログラミングに随時提供し得る、様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブ等のコンピュータ、プロセッサ等、又は関連付けられたモジュールのありとあらゆる有形メモリを含むことができる。ソフトウェアの全て又は部分は、時折、インターネット又は様々な他の電気通信ネットワークを通して通信し得る。そのような通信は、例えば、ソフトウェアをあるコンピュータ又はプロセッサから別のコンピュータ又はプロセッサに、例えば、管理サーバ又はホストコンピュータからアプリケーションサーバのコンピュータプラットフォームにロードできるようにし得る。従って、ソフトウェア要素を担持し得る別のタイプの媒体は、有線及び光学陸線ネットワークを通して、及び様々なエアリンクを介して、ローカルデバイス間の物理的インターフェースにわたり使用される等の光波、電波、及び電磁波を含む。有線又は無線リンク、光学リンク等のそのような波を搬送する物理的要素も、ソフトウェアを担持する媒体として見なし得る。本明細書で使用される場合、非一時的な有形「記憶」媒体に限定されない場合、コンピュータ又は機械「可読媒体」等の用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関わる任意の媒体を指す。
【００９６】
[00122]  従って、コンピュータ実行可能コード等の機械可読媒体は、有形記憶媒体、搬送波媒体、又は物理的な伝送媒体を含むが、これらに限定されない多くの形態をとり得る。不揮発性記憶媒体は、例えば、図面に示される、データベース等の実施に使用し得る等の任意のコンピュータ等内の任意の記憶デバイス等の光学又は磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリ等のダイナミックメモリを含む。有形伝送媒体は、コンピュータシステム内のバスを構成するワイヤを含め、同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバを含む。搬送波伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＦ）データ通信中に生成される等の電気信号若しくは電磁信号又は音波若しくは光波の形態をとり得る。従って、一般的な形態のコンピュータ可読媒体としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、若しくはＤＶＤ−ＲＯＭ、任意の他の光学媒体、パンチカード紙テープ、穴のパターンを有する任意の他の物理的記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ及びＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップ若しくはカートリッジ、データ若しくは命令を輸送する搬送波、そのような搬送波を輸送するケーブル若しくはリンク、又はコンピュータがプログラミングコード及び／又はデータを読み取ることができる任意の他の媒体が挙げられる。これらの形態のコンピュータ可読媒体の多くは、１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスを実行するためにプロセッサに搬送することに関わり得る。
【００９７】
[00123]  本開示の方法及びシステムは、１つ又は複数のアルゴリズムにより実施することができる。アルゴリズムは、中央演算処理装置１８０５により実行されると、ソフトウェアにより実施することができる。アルゴリズムは、例えば、再帰反射画面要素の最適なオフセットを決定することができる。
【００９８】
[00124]  本明細書に提供されるシステム及び方法は、例えば、米国特許出願公開第２０１３／０３４２８１３号、米国特許第３，８１７，５９６号、同第４，７７５，２１９号、同第５，７６３，０４９号、同第７，２６１，４２４号、及び同第７，３７０，９８１号並びにP. R. Yoder「Study of Light Deviation Errors in Triple Mirrors and Tetrahedral Prisms」J. Optical Soc.Amer., vol.48, No.7, pp 496-499 (July 1958)に記載される等の、他のシステム及び方法との組み合わせ又は他のシステム及び方法による変更が可能であり、これらはそれぞれ全体的に参照により本明細書に援用され、これらはそれぞれ全体的に参照により本願明細書に組み入れられる。
【００９９】
[00125]  本発明の好ましい実施形態について本明細書に示し説明したが、そのような実施形態が単なる例として提供されることが当業者には明らかである。本発明が、本明細書内で提供される特定の例により限定されることは意図されない。本発明について上記明細書を参照して説明したが、本明細書での実施形態の説明及び例示は、限定の意味で解釈されることを意図されない。本発明から逸脱せずに、当業者は多くの変形、変更、及び置換を新しく思い付くであろう。さらに、本発明の全ての態様が、様々な状況及び不確定要素に依存する本明細書に記載される特定の図、構成、又は相対的割合に限定されないことが理解されるものとする。本明細書に記載される本発明の実施形態への様々な代替が、本発明の実施に利用可能なことを理解されたい。従って、本発明が、任意のそのような代替、変更、変形、又は均等物も包含するものとすることが意図される。以下の特許請求の範囲が、本発明の範囲を規定し、これらの特許請求の範囲内の方法及び構造並びにそれらの均等物がそれにより包含されることが意図される。
【図１】
2020122965.tif 000004
【図２】
2020122965.tif 000005
【図３】
2020122965.tif 000006
【図４】
2020122965.tif 000007
【図５】
2020122965.tif 000008
【図６】
2020122965.tif 000009
【図７】
2020122965.tif 000010
【図８】
2020122965.tif 000011
【図９】
2020122965.tif 000012
【図１０】
2020122965.tif 000013
【図１１】
2020122965.tif 000014
【図１２】
2020122965.tif 000015
【図１３】
2020122965.tif 000016
【図１４】
2020122965.tif 000017
【図１５】
2020122965.tif 000018
【図１６】
2020122965.tif 000019
【図１７】
2020122965.tif 000020
【図１８】
2020122965.tif 000021
【図１９】
2020122965.tif 000022
【図２０】
2020122965.tif 000023
【図２１】
2020122965.tif 000024
【図２２】
2020122965.tif 000025
【図２３】
2020122965.tif 000026
【図２４】
2020122965.tif 000027
【図２５】
2020122965.tif 000028
【図２６】
2020122965.tif 000029
【図２７】
2020122965.tif 000030
【図２８】
2020122965.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月26日(2020.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を反射する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面であって、前記再帰反射画面要素はそれぞれ３つの交差面を含み、前記３つの交差面のうちの少なくとも１つは、０°よりも大きいオフセットで９０°である角度で隣接面に交わる、再帰反射画面と、
少なくとも１つのプロジェクタであって、（ｉ）画像又は動画を特徴付ける光を生成し、（ｉｉ）前記光を前記再帰反射画面に投射する少なくとも１つのプロジェクタと、を備え、
前記再帰反射画面要素を有する前記再帰反射画面は、オフセットなしで、９０°の角度で隣接面にそれぞれ交わる平面を有する再帰反射画面要素を有する再帰反射画面と比較して、少なくとも１０％低減された光学クロストーク及び／又は少なくとも１．１倍増大した強度で前記光を反射する、表示システム。
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月1日(2020.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの交差面によって形成された３つの交差角をそれぞれ含む複数の再帰反射画面要素を備える表示画面を備えるプロジェクタベースのディスプレイであって、前記再帰反射画面のうちの少なくともいくつかは、９０°から外れる前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有し、プロジェクタから前記表示画面に入射する光が、前記表示画面の主要面に平行な第１側方向において分離されたピークを含む複数のピークを備える強度分布を有するように再帰反射されるように、前記再帰反射画面要素が配置される、プロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項２】
前記複数のピークは、前記表示画面の前記主要面に平行でかつ前記第１側方向に交差する第２側方向において分離されたピークをさらに含む、請求項１に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項３】
前記第１側方向は、前記表示画面によって再帰反射された画像を閲覧する閲覧者が配置される地面に垂直な垂直方向であり、前記第２側方向は、前記地面に平行な水平方向である、請求項２に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項４】
前記プロジェクタから形成された前記画像が、前記表示画面の前記主要面に垂直な方向に前記表示画面から２メートルを超える距離から複数の閲覧者によって閲覧可能であるように、入射光ビームと前記再帰反射画面要素によって再帰反射された光ビームとの間に形成された反射角が、前記プロジェクタの位置に対応する原点回りに前記水平方向に−２度〜＋２度にわたる、請求項３に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項５】
前記再帰反射画面要素は、少なくとも３つの異なって配置された再帰反射画面要素を備え、前記少なくとも３つの異なって配置された再帰反射画面要素のそれぞれが、前記少なくとも３つの異なって配置された再帰反射画面要素の他のものの前記３つの交差角のうちの対応の１つと異なる前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、請求項２に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項６】
前記再帰反射画面要素のいくつかは、９０°未満の前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項７】
前記再帰反射画面要素のいくつかは、９０°より大きい前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、請求項６に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項８】
３つの交差面によって形成された３つの交差角をそれぞれ含む複数の再帰反射画面要素を備える表示画面を備えるプロジェクタベースのディスプレイであって、前記再帰反射画面要素が、３つの異なって配置された再帰反射画面要素を備え、前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のそれぞれが、前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素の他のものの前記３つの交差角のうちの対応の１つと異なる３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、プロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項９】
１つのプロジェクタから前記表示画面に入射する光が、前記表示画面によって再帰反射された画像を閲覧する閲覧者が配置される地面に垂直な垂直方向において分離されたピークを含む複数のピークを備える強度分布を有するように再帰反射されるように、前記再帰反射画面要素が配置される、請求項８に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１０】
前記複数のピークは、前記垂直方向に垂直な水平方向において分離されたピークをさらに含む、請求項９に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１１】
前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のうちの１以上は、９０°未満の前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、請求項８に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１２】
前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のうちの１以上は、９０°より大きい前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、請求項１１に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１３】
前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のそれぞれは、９０°未満の前記３つの対応の交差角のうちの少なくとも１つを備える、請求項９に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１４】
前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のうちの第１の再帰反射画面要素が、前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のうちの第２の再帰反射画面要素の対応の交差角と異なる前記３つの交差角のうちの１つを有する一方で、前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のうちの第３の再帰反射画面要素の対応の交差角と同一である、請求項９に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１５】
前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のそれぞれが、前記３つの異なって配置された再帰反射画面要素のうちの他の再帰反射画面要素の対応の３つの交差角と異なる３つの交差角を有する、請求項９に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１６】
３つの交差面によって形成された３つの交差角をそれぞれ有する複数の再帰反射画面要素を備える表示画面を備えるプロジェクタベースのディスプレイであって、前記再帰反射画面要素のうちの少なくともいくつかが、９０°未満の前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、プロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１７】
プロジェクタから前記再帰反射画面要素に入射する光が、前記表示画面の主要面に平行な第１側方向において分離されたピークを含む複数のピークを備える強度分布を有するように再帰反射されるように、前記再帰反射画面要素が配置される、請求項１６に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１８】
前記再帰反射画面要素のうちの少なくともいくつかは、９０°より大きい前記３つの交差角のうちの少なくとも１つを有する、請求項１７に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項１９】
前記複数のピークは、前記表示画面の前記主要面に平行でかつ前記第１側方向に交差する第２側方向において分離されたピークをさらに含む、請求項１８に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【請求項２０】
１つのプロジェクタから形成された画像が、前記表示画面の主要面に垂直な方向に前記表示画面から２メートルを超える距離から複数の閲覧者によって閲覧可能であるように、入射光ビームと前記再帰反射画面要素によって再帰反射された光ビームとの間に形成された反射角が、前記１つのプロジェクタの位置に対応する原点回りに前記水平方向に−２度〜＋２度にわたる、請求項１９に記載のプロジェクタベースのディスプレイ。
【外国語明細書】
2020122965000001.pdf