(57)【要約】【課題】  動的裸眼立体視ディスプレイを生産し、表示しかつ対話するための改良されたシステム及び方法を提供する。【解決手段】  放射ディスプレイデバイスを用いて動的裸眼立体視ディスプレイにおいて表示機能を提供することができることが分かっている。１若しくは複数の放射ディスプレイデバイスが、１若しくは複数の適切なコンピュータデバイスに結合されている。これらのコンピュータデバイスは、放射ディスプレイデバイスへの裸眼立体画像データの伝達を制御する。例えば直接またはいくらかの光伝達デバイスを介して放射ディスプレイデバイスに結合されたレンズアレイは、ユーザが動的裸眼立体画像を見ることができるように裸眼立体画像データの適切な調整を提供する。【選択図】  図１
2009530661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスと、
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスに結合されかつ前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスへの裸眼立体画像データの伝達を制御するようにプログラムされたコンピュータと、
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスに結合されたレンズアレイとを含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスが、第１のディスプレイ領域及び第２のディスプレイ領域を更に含み、
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスに結合されたコンピュータが、第１のディスプレイ領域への第１の裸眼立体画像データの伝達及び第２のディスプレイ領域への第２の裸眼立体画像データの伝達を制御するように更にプログラムされていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
前記レンズアレイが、複数のレンズレットを更に含み、
前記複数のレンズレットのうち少なくとも１つが、前記第１のディスプレイ領域に対応する第１のレンズ及び前記第２のディスプレイ領域に対応する第２のレンズを含むことを特徴とする請求項２の装置。
【請求項４】
前記レンズアレイが、複数のレンズレットを更に含み、
前記複数のレンズレットのうち少なくとも１つが、平凸レンズと光学的に連通している両凸レンズを更に含むことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスが、
エレクトロルミネセンスディスプレイ、電界放射ディスプレイ、プラズマディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、カーボンナノチューブディスプレイ、ポリマーディスプレイ、または有機発光ダイオードディスプレイのうちの１つ以上を更に含むことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスが、前記レンズアレイに整列された複数の放射ディスプレイデバイスを更に含むことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項７】
前記コンピュータが、複数のコンピュータを更に含み、
前記複数のコンピュータの第１のコンピュータが、第１の放射ディスプレイ領域への第１の裸眼立体画像データの伝達を制御するように更にプログラムされ、前記複数のコンピュータの第２のコンピュータが、第２の放射ディスプレイ領域への第２の裸眼立体画像データの伝達を制御するように更にプログラムされていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスと前記レンズアレイの間に結合されているライトパイプのアレイを更に含むことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項９】
前記ライトパイプのアレイが、光ファイバ束または光ファイバテーパのうちの１つ以上を更に含むことを特徴とする請求項８の装置。
【請求項１０】
前記レンズアレイが、屈折率整合材を用いて前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスに結合されていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１１】
前記レンズアレイに結合されたマスクアレイを更に含むことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１２】
前記裸眼立体画像データが、ホーゲルデータを含むことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスに結合された前記コンピュータが、レイ・トレーシング、レイ・キャスティング、ライトフィールドレンダリングまたはスキャンラインレンダリングのうちの１つ以上を用いて前記裸眼立体画像データをレンダリングするように更にプログラムされていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスから発せられる光を検出するように前記レンズアレイに対して位置決めされた少なくとも１つのセンサを更に含み、
前記少なくとも１つのセンサが、前記コンピュータまたは較正コンピュータシステムのうちの１つ以上に結合され、
前記コンピュータまたは前記較正コンピュータシステムのうちの前記１つ以上が、前記少なくとも１つのセンサからのデータを用いて較正ソフトウェアを実行することを特徴とする請求項１の装置。
【請求項１５】
前記較正ソフトウェアが、前記少なくとも１つのセンサからの前記データに基づいて補正表を生成するように更に構成されていることを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスに結合された前記コンピュータが、前記補正表に記憶されたデータを用いて前記裸眼立体画像データをレンダリングするように更にプログラムされていることを特徴とする請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのセンサが、複数のセンサを更に含み、
前記コンピュータまたは前記較正コンピュータシステムのうちの前記１つ以上が、前記複数のセンサからのデータを用いて較正ソフトウェアを実行することを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１８】
前記較正ソフトウェアが、
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイス上に前記テストデータパターンが表示されるとき、複数のテストパターンのどのテストデータパターンが前記少なくとも１つのセンサから前記データを生成することになるかを推測する、
前記少なくとも１つのセンサからの前記データを正規化する、
前記少なくとも１つのセンサからの前記データを記録する、
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイス上に前記テストデータパターンが表示されるとき、どのテストデータパターンが最適信号を生成するかを判定する、
のうち１若しくは複数を実行するように更に構成されていることを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの放射ディスプレイデバイスから前記レンズアレイへ光を送るように構成されているレンズ及びミラーのうちの１つ以上を更に含むことを特徴とする請求項１の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国政府は、本発明の一括払いライセンスと、限られた条件においてのみＤＡＲＰＡによって与えられたＮｏ．ＮＢＣＨＣ０５００９８契約の条件によって定められる適当な条件で他者に使用許可を与えるよう特許権者に要求する権利を有する。本願は、合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）の下において発明者として特許文献１の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、概して裸眼立体視ディスプレイの分野に関し、より詳細には動的に更新可能な裸眼立体視ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
グラフィックディスプレイは、立体視のための機構がディスプレイの側に設けられているため観察者が特別なメガネ類を装着する必要がない場合、裸眼立体視的であると称されることができる。観察者が空間内のある位置にとどまったままである限りは各々の目に異なる画像を提示するようなディスプレイが数多く開発されてきた。これらの大部分は視差バリア法の変形であり、そこでは細かい垂直格子またはレンチキュラーレンズアレイがディスプレイ画面の前に置かれている。観察者の目が空間内のある固定された位置にとどまったままであれば、一方の目は、格子またはレンズアレイを通して所定のピクセル群のみを見ることができ、他方の目は、残りのピクセル群のみを見ることができる。
【０００４】
予備的なホログラムを作り出す伝統的なステップなしにホログラフィック記録材料にホログラムを満足に記録するために、ワンステップのホログラム（ホログラフィック立体画を含む）作成技術が用いられてきた。コンピュータ画像ホログラム及び非コンピュータ画像ホログラムの両方が、そのようなワンステップ技術によって作成されることができる。一部のワンステップシステムにおいて、物体のコンピュータ処理された画像または物体のコンピュータモデルは、それぞれのシステムが、要素ホログラムまたはホーゲルとして知られるような多くの隣接している小さな構成要素からホログラムを構築することを可能にする。各ホーゲルをホログラフィック記録材料上に記録するため、物体光は、一般的には、レンダリングされた画像を表示する空間光変調器（ＳＬＭ）を通るように向けられるかあるいはＳＬＭから反射され、その後参照光に干渉される。ワンステップホログラム作成の技術の例は、特許文献２に見られる。
【０００５】
多くのホログラフィック立体画ディスプレイなど多くの先行技術の裸眼立体視ディスプレイは、本来は静的である。換言すれば、表示される画像ボリュームは動的に更新されることができない。ある意味で動的である既存の裸眼立体視ディスプレイは、視差バリア法及び／またはバックライティングされた透過型空間光変調器（ＳＬＭ）ディスプレイに頼っている。これらのデバイスは、複数のユーザによる使用性が限られている、透過型ＳＬＭのせいで画質が悪い、フリンジ領域効果がある、などを含む種々の不都合を抱えている。
【特許文献１】米国仮出願第６０／７８２，３４５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３３０，０８８号明細書
【特許文献３】米国特許第６，８６８，１７７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３６６，３７０号明細書（出願番号０９／４７４，３６１）
【特許文献５】米国特許第６，５４９，３０８号明細書
【特許文献６】米国特許第６，７２１，１０１号明細書
【非特許文献１】Michael W. Halle, "The Generalized Holographic Stereogram," Master's Thesis, Massachusetts Institute of Technology, February 1991
【非特許文献２】M. Halle and A Kropp, "Fast Computer Graphics Rendering for Full Parallax Spatial Displays," Practical Holography XI, Proc. SPIE, vol. 3011, pages 105-112, Feb. 10-11, 1997
【非特許文献３】M. Levoy and P. Hanrahan in "Light Field Rendering," in Proceedings of SIGGRAPH'96, (New Orleans, La., Aug. 4-9, 1996), and in Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, pages 31-42, ACM SIGGRAPH, 1996
【非特許文献４】T.A. Leskova et al. Physics of the Solid State, May 1999, Volume 41, Issue 5, pp. 835-841
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
よって、先行技術の上記した欠陥を克服するために、動的裸眼立体視ディスプレイを生産し、表示しかつ対話するための改良されたシステム及び方法を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
放射ディスプレイデバイスを用いて動的裸眼立体視ディスプレイにおいて表示機能を提供することができることが分かっている。１若しくは複数の放射ディスプレイデバイスが、１若しくは複数の適切なコンピュータデバイスに結合されている。これらのコンピュータデバイスは、放射ディスプレイデバイスへの裸眼立体画像データの伝達を制御する。例えば直接またはいくらかの光伝達デバイスを介して放射ディスプレイデバイスに結合されたレンズアレイは、ユーザが動的裸眼立体画像を見ることができるように裸眼立体画像データの適切な調整を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実行するための最も良く熟考された形態の詳細な説明を以下に示す。説明は、本発明の例証となるものであり、制限していると解釈されるべきではない。
【０００９】
本願は、アクティブまたは動的な裸眼立体視放射ディスプレイの種々の実施形態及びその使用及び実現のための技術を開示する。高解像度２次元放射画像ソースを適切なオプティクスと組み合せることによって、全方向視差３次元放射電子ディスプレイ（及び交互にＨＰＯ（horizontal-parallax-only：視差が水平方向のみ）ディスプレイ）が形成される。コンピュータグラフィックス画像データを高解像度２次元画像ソースに供給するために、１若しくは複数のコンピュータ処理装置が用いられることがある。一般的に、多数の異なる種類の放射ディスプレイが用いられることができる。放射ディスプレイは、通常、自分自身の光を作るディスプレイ技術の広義のカテゴリーを指し、エレクトロルミネセンスディスプレイ、電界放射ディスプレイ、プラズマディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、カーボンナノチューブディスプレイ、ポリマーディスプレイを含む。対照的に、非放射ディスプレイは、別途の外部光源（液晶ディスプレイのバックライトなど）を必要とする。
【００１０】
本願に記載のホーゲル（様々に「アクティブ」または「動的な」ホーゲル）は、ホログラフィック記録材料に記録されるフリンジ（干渉縞）ではないという点において、ワンステップホログラムホーゲルと同じようなものではない。その代わりとして、本願のアクティブホーゲルは、結合されたときに合成の裸眼立体画像を観察者に提示するように適切に処理された画像（または画像の一部）を表示する。結果的に、ホーゲルデータを生成するための特許文献２に開示されている種々の技術は、本願に適用可能である。イメージベースドレンダリング技術を含め、他のホーゲルデータ及びコンピュータグラフィックスレンダリング技術が、本願のシステム及び方法と共に用いられることができる。それらのレンダリング技術のホログラフィー及び裸眼立体視ディスプレイの分野への適用が、例えば、特許文献３に記載されている。ソース画像を生成するための多数の他の技術は、当業者に公知であろう。
【００１１】
図１は、動的裸眼立体視ディスプレイシステム１００の一例のブロック図を示す。種々のシステム構成要素が以下で詳細に説明され、このシステムデザインの多数の変形形態（追加の素子を含む、特定の例証されている素子を除く、など）が考えられる。動的裸眼立体視ディスプレイシステム１００の中心に、ディスプレイボリューム１１５によって示される動的裸眼立体画像を作成する１若しくは複数の動的裸眼立体視ディスプレイモジュール１１０がある。これらのモジュールは、放射型の光変調器またはディスプレイを用いてホーゲル画像をデバイスのユーザに提示する。一般的に、多数の異なる種類の放射ディスプレイが用いられることができる。放射ディスプレイは、通常、自分自身の光を作るディスプレイ技術の広義のカテゴリーを指し、エレクトロルミネセンスディスプレイ、電界放射ディスプレイ、プラズマディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、カーボンナノチューブディスプレイ、ポリマーディスプレイ、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどを含む。対照的に、非放射ディスプレイは、別途の外部光源（液晶ディスプレイのバックライトなど）を必要とする。動的裸眼立体視ディスプレイモジュール１１０は、一般的には、以下で詳細に説明する他の光学的及び構造的部品を含む。
【００１２】
動的裸眼立体視ディスプレイモジュール１１０に使用される放射ディスプレイデバイスの各々は、１若しくは複数のディスプレイドライバ１２０によって駆動される。ディスプレイドライバハードウェア１２０は、専用グラフィックス処理ハードウェア、例えば、グラフィックプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、フレームバッファ、高速メモリなどを含むことができ、ハードウェアは、必要な信号（例えばＶＥＳＡ対応のアナログＲＧＢ信号、ＮＴＳＣ信号、ＰＡＬ信号、及び他のディスプレイ信号形式）を放射ディスプレイに供給する。ディスプレイドライバハードウェア１２０は、適切に高速にディスプレイをリフレッシュし、それによって全部のディスプレイを動的にできる。ディスプレイドライバハードウェア１２０は、必要に応じて、専用ディスプレイドライバを含む種々の種類のソフトウェアを実行し得る。
【００１３】
ホーゲルレンダラ１３０は、３Ｄ画像データ１３５を用いて、ディスプレイモジュール１１０上に表示するためのホーゲルを生成する。ソースデータの複雑さ、特定のディスプレイモジュール、動的ディスプレイの所望のレベル、ディスプレイとの対話のレベルに応じて、種々の異なるホーゲルレンダリング技術が用いられることができる。ホーゲルは、リアルタイムで（またはほぼリアルタイムで）レンダリングされるか、後で表示するためにプレレンダリングされるか、またはこれら２つの組合せであることができる。例えば、全システム内のある一定のディスプレイモジュールまたは全ディスプレイボリュームの一部は、リアルタイム・ホーゲルレンダリング（最大ディスプレイ更新可能性を与える）を利用することができるが、他のディスプレイモジュールまたは画像ボリュームの一部は、プレレンダリングされたホーゲルを用いる。
【００１４】
視差が水平方向のみの（ＨＰＯ）ホログラフィック立体画のためのホーゲルの生成に関連するディストーションが非特許文献１において分析されている。一般的に、ＨＰＯホログラフィック立体画（及び他のＨＰＯ裸眼立体視ディスプレイ）の場合、観察者がディストーションのない画像を見ることができる最も良い観察者位置は、カメラ（またはコンピュータグラフィックス画像の場合はカメラモデル）がシーンを捕捉した平面にある。これは、裸眼立体視ディスプレイの見易さに対する望ましくない制約である。幾つかの異なる技術を用いて、観察者が裸眼立体視ディスプレイに対してカメラと同じ深度にいないときに導入されたディストーションを補正することができる。シリンドリカルレンズに結合された標準球面レンズを用いてアナモルフィックの物理的なカメラが作り出されることができ、あるいは二者択一的に２つの交差したシリンドリカルレンズが用いられることができる。これらのオプティクスを用いて、立体画像において水平及び垂直方向の細部を独立して調整することができ、それによってディストーションの発生を防止する。本願の動的ディスプレイは、一般的には、コンピュータグラフィックスデータ（３Ｄモデルから生成されるかあるいは種々の既知の技術を用いて捕捉されるかのいずれか）を用いるので、物理的オプティクスの代わりにコンピュータグラフィックス技術が用いられる。
【００１５】
コンピュータグラフィックスカメラの場合、水平及び垂直方向の独立性は、パース計算が他に影響を及ぼすことなく一方向に変えられることができることを意味する。そのうえ、裸眼立体画像を作成するために用いられる画像のソースは一般的にはレンダリングされたコンピュータグラフィックス画像（または捕捉されたデジタル画像データ）であるので、画像生成プロセスの一部としてディストーションを補正することは普通の技術である。例えば、レンダリングされているコンピュータグラフィックス画像が、（例えば、コンピュータグラフィックスモデルがシーンとコンピュータグラフィックスカメラの間にオプティクスを含むようなレイ・トレーシングを用いて）上記の物理的オプティクスを介して見られるかのようにレンダリングされることができれば、ディストーションの主な原因となるホーゲル画像が直接レンダリングされることができる。レイ・トレーシングが（例えばレンダリング速度またはデータセットサイズの制約があるため）実際的でない場合に、ホーゲル画像をレンダリングする別の技術を用いてホーゲル画像を「プレディストーション」を行うことができる。この技術は、非特許文献２に記載されている。速度に有用である一方で、非特許文献２の技術は、しばしば追加の（そして望ましくない）レンダリングアーティファクトを導入し、アンチエイリアシングに関連する問題の影響を受け易い。非特許文献２の技術を改良したものが特許文献４に論じられている。
【００１６】
ホーゲル画像をレンダリングするさらに別の技術は、水平パース（水平方向視差のみ（ＨＰＯ）及び全方向視差ホログラフィック立体画の場合）及び垂直パース（全方向視差ホログラフィック立体画の場合）が無限遠に置かれているコンピュータグラフィックスカメラを利用する。結果的に、レンダリングされた画像はコンピュータグラフィックスシーンの斜平行投象であり、すなわち、各画像は１つの「方向」に対応する１組の平行光線から形成される。もし、そのような画像が、ホログラムプリンタがプリントすることができる方向のそれぞれ（またはそれだけではない）に対してレンダリングされたら、画像一式は、ホーゲルの全てを組み立てるのに必要な画像データの全てを含む。この最後の技術は、イメージベースドレンダリングを利用してコンピュータグラフィックスレンダリングシステムによって作り出された画像からホログラフィック立体画を作り出すために特に有用である。イメージベースドレンダリングシステムは、一般的には、一連の予め獲得した像の構造情報から、周囲環境の異なるビューを生成する。
【００１７】
総じてイメージベースドレンダリング技術の開発及びこれらの技術のホログラフィー分野への適用は、そして例えば非特許文献３に記載されているような、ライトフィールドレンダリング（light field rendering）の発展を呼び起こした。ライトフィールドは、全ての可能な方向に沿って３Ｄ空間内の全ての点を通過する光の量を表す。ライトフィールドは、時間、波長、位置及び方向の関数として放射輝度を与える高次元関数によって表されることもできる。ライトフィールドはイメージベーストモデルに関係があるが、その理由は画像がライトフィールドの２次元投象であるからである。画像はそのとき、ライトフィールドを通り抜ける「スライス」として見られることができる。さらに、画像を用いてライトフィールドの高次元コンピュータベースモデルを構成することができる。所与のモデルを用いて、モデルを構築するために使われたものとは異なる新たな画像を抽出及び合成することもできる。
【００１８】
形式的には、ライトフィールドは、全ての可能な方向において、あるシーンで全ての点を通って流れる放射輝度を表す。所与の波長に対して、３Ｄ空間における位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び光が移動している方向（θ，φ）の関数として放射輝度を与える５次元（５Ｄ）スカラー関数Ｌ（ｘ，ｙ，ｚ，θ，φ）として静的ライトフィールドを表すことができる。この定義はプレノプティック関数の定義と等しいことに留意されたい。典型的な離散の（すなわち、実際のコンピュータシステムに実装された）ライトフィールドモデルは、放射輝度を赤、緑、青の３色として表し、静的な、時間非依存のライトフィールドデータのみを考慮するので、ライトフィールド関数の次元を５次元及び３つの色成分に減らす。ライトフィールドのモデリングは、それゆえ、３Ｄデカルト空間における全ての光線の集合がサポートであるような５Ｄ関数の処理及び記憶を必要とする。しかし、コンピュータグラフィックスにおけるライトフィールドモデルは、普通、ライトフィールド関数のサポートを４次元（４Ｄ）の線空間（4D oriented line space）に制限する。２種類の４Ｄライトフィールド表現が提唱されており、平面パラメータ表示に基づくものと、球面または等方性のパラメータ表示に基づくものである。
【００１９】
特許文献５に論じられているように、等方性のパラメータ表示は、計算機ホログラフィーへの適用に特に有用である。等方性モデル及び特に方向及び点のパラメータ表示（direction-and-point parameterization：ＤＰＰ）は、平面パラメータ表示より少ないサンプリングバイアスを導入し、それによってサンプル密度のより高い均一性をもたらす。一般的に、ＤＰＰ表現は、必要とする補正係数が他の表現より少なく、それゆえそのパラメータ表示はレンダリングプロセスにおいて少ないバイアスを導入するので、利点がある。本願の動的裸眼立体視ディスプレイに適した種々のライトフィールドレンダリング技術は、特許文献５及び特許文献３に更に記載されている。
【００２０】
超並列アクティブホーゲルディスプレイは、現在の対話式コンピュータグラフィックスレンダリング環境では困難な課題である場合がある。軽量のデータセット（例えば一ないし数千のポリゴンの範囲のジオメトリ）は、処理されかつ複数のホーゲルビューが単一ＧＰＵグラフィックスカード上でリアルタイム速度（例えば毎秒１０フレーム（１０ｆｐｓ）またはそれ以上）でレンダリングされることができるが、多くの興味のあるデータセットは、より複雑である。都市地形図は一例である。結果的に、時間で変動する要素が迅速にレンダリングされ（例えば、都市地形内で動いている乗物または人）、その一方で静的フィーチャー（例えば、建物、街路など）は事前にレンダリングされて再使用されるように、種々の技術を用いてホーゲルディスプレイに対して画像を合成することができる。このようにして、上記したライトフィールドレンダリング技術は、スキャンラインレンダリング及びラスタ化など、より多くの従来のポリゴンのデータモデルレンダリング技術と組み合わされることができる。レイ・キャスティング及びレイ・トレーシングなどのさらに他の技術が用いられることもできる。
【００２１】
それゆえに、ホーゲルレンダラ１３０及び３Ｄ画像データ１３５は、当業者には明らかなように、種々の異なる種類のハードウェア（例えば、グラフィックスカード、ＧＰＵ、グラフィックスワークステーション、レンダリングクラスタ、専用レイ・トレーサなど）、ソフトウェア及び画像データを含むことができる。さらに、ホーゲルレンダラ１３０のハードウェア及びソフトウェアの一部または全部は、必要に応じて、ディスプレイドライバ１２０と一体化されることができる。
【００２２】
システム１００はまた、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールを較正するための要素を含み、それには、較正システム１４０（一般的には、１若しくは複数の較正アルゴリズムを実行するコンピュータシステムを含む）と、補正データ１４５（一般的には、１若しくは複数のテストパターンを用いて較正システム操作から導かれる）と、１若しくは複数の検出器１４７とが含まれ、較正プロセス中にディスプレイモジュール１１０によって作り出される光の強さ、実画像などを判定するために用いられる。結果的に得られる情報は、ディスプレイモジュール１１０によって表示される画像を調整するために、ディスプレイドライバハードウェア１２０、ホーゲルレンダラ１３０、ディスプレイ制御部１５０のうちの１つ以上によって用いられることができる。
【００２３】
ディスプレイモジュール１１０の理想的な実現は、アクティブホーゲルの完全に規則的なアレイを提供し、各々は、それぞれの放射ディスプレイデバイスからホーゲルデータの完全に整列されたアレイが与えられる完全に申し分なく離間した理想的なレンズレットを含む。しかし実際には、ほとんどの光学部品に不均一性（ディストーションを含む）が存在し、完全なアライメントは、多大な費用なしで達成できることはほとんどない。結果的に、システム１００は、一般的には、較正システム１４０で実行するソフトウェアを用いてディスプレイに種々の不完全性（例えば、部品のアライメント、光学部品の品質、放射ディスプレイ性能の変化など）を補正する能力を与えるための手動、半自動または自動の較正プロセスを含むことになる。例えば、自動較正「起動」プロセスにおいて、ディスプレイシステムは（外部センサ１４７を用いて）ミスアライメントを検出し、幾何学条件から演繹された補正係数を補正表に投入する。ひとたび較正されると、ホーゲルデータ生成アルゴリズムは、補正表をリアルタイムで利用して、ディスプレイモジュール１１０における不完全性に予め適応させたホーゲルデータを生成する。種々の較正の詳細については、以下で詳細に説明する。
【００２４】
最後に、ディスプレイシステム１００は、一般的には、ディスプレイ制御ソフトウェア及び／またはハードウェア１５０を含む。この制御は、ユーザに対して、必要に応じてサブシステム制御を含む全システム制御を提供する。例えば、ディスプレイ制御部１５０は、ディスプレイモジュール１１０を用いて表示される動的裸眼立体画像を選択し、ロードし、対話するために用いられることができる。制御部１５０は、同様に、較正の開始、較正パラメータの変更、再較正などのために用いられることができる。制御部１５０は、輝度、色、リフレッシュレートなどを含む基本のディスプレイパラメータを調整するためにも用いられることができる。図１に示されている構成要素の多くと同様に、ディスプレイ制御部１５０は、他のシステム要素に組み込まれるか、あるいは別途のサブシステムとして動作することができる。当業者には多数の変形形態が明らかであろう。
【００２５】
図２は、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールの一例を示す。動的裸眼立体視ディスプレイモジュール１１０は、単一モジュールにおける光学的、電気光学的及び機械的部品の構成配置を示す。これらの基本的構成要素には、光源及び空間光変調器として働く放射ディスプレイ２００と、ファイバテーパ２１０（光伝達システム）と、レンズレットアレイ２２０と、アパーチャマスク２３０ （例えば、散乱迷光の進行を妨げるようにデザインされた円形開口のアレイ）と、支持フレーム２４０とが含まれる。説明を簡潔にするため、放射ディスプレイへのケーブル布線、ディスプレイドライバハードウェア、複数のモジュールを固定するための外部支持構造及び種々の拡散デバイスを含む種々の他の構成要素が図から省略されている。
【００２６】
エレクトロルミネセンスディスプレイ、電界放射ディスプレイ、プラズマディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ、カーボンナノチューブディスプレイ、ポリマーディスプレイを含む多くの異なる種類のデバイスが放射ディスプレイ２００として用いられることができるが、後述する例では、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイを取り上げる。放射ディスプレイは、比較的小型にできるので特に有用であり、別途の光源（例えば、レーザ、バックライティングなど）は必要ない。ピクセルも、フリンジ領域及び他のアーティファクトなしに、非常に小さい場合がある。被変調光は、非常に精密に（例えば平面状）発生させられることができ、そのようなデバイスをレンズレットアレイと良く合うものにしている。単色及び多色の両構成の、例えばＶＧＡ及びＳＶＧＡ解像度を含む様々な解像度のＯＬＥＤマイクロディスプレイアレイが市販されている。そのようなデバイスの例は、米国ワシントン州ベルビュー市のイーマージン社（eMagin）によって製造されている。そのようなＯＬＥＤマイクロディスプレイは、単デバイス、比較的小型のデバイスにおいて光源及び変調の両方を与える。ＯＬＥＤ技術はまた、急速に進歩しており、特に輝度及び解像度が増すにつれて、未来のアクティブホーゲルディスプレイシステムにおいて活用されることになりそうである。典型的なＯＬＥＤデバイスの入力信号は、画素数８５２×６００のアナログである。各ＯＬＥＤデバイスは、デバイス速度及び解像度のほかに、全裸眼立体視ディスプレイの所望の解像度にもよるが、ホーゲルの一部、単一ホーゲルまたは複数のホーゲルに対するデータを表示するために用いられることができる。
【００２７】
ＯＬＥＤアレイが用いられている一部の実施形態において、入力信号は、アナログでありかつ通常とは違う解像度（８５２×６００）を有する。他の実施形態において、デジタル‐ＯＬＥＤ接続がより直接になされることができる。しかし、種々の実施形態において、ホーゲルデータアレイは、ＯＬＥＤデバイスに向かう途中で（１モジュール当たり）６つのアナログ回路を通過することになる。従って、アライメント及び較正中、各ＯＬＥＤデバイスは、等しい（または少なくともほぼ等しい）光レベル及び直線性を有するように調整される（すなわちγ補正）。中間調（グレイレベル）テストパターンは、このプロセスに役立つ場合がある。
【００２８】
図２に示されているように、モジュール１１０は、互いに極めて近接して配置された６つのＯＬＥＤマイクロディスプレイを含む。モジュールは、より少ないかより多いマイクロディスプレイを様々に含むことができる。特定のモジュールにおける（または１つのモジュールから次のモジュールへの）マイクロディスプレイの相対的間隔は、例えばプリント基板及び／またはそれが製作されるデバイスパッケージを含むマイクロディスプレイのサイズに大きく依存している。例えば、ディスプレイ２００の駆動エレクトロニクスは、小型の積重ねプリント基板上に存在するが、このプリント基板は、ファイバテーパ２１０の下の限られた空間にうまく入るのに十分に小型である。図示されているように、放射ディスプレイ２００は、例えばデバイスパッケージングのせいで、ディスプレイ端部を互いに直接隣接して配置させることができない。結果的に、複数のディスプレイ２００から画像を集めてそれらを１つのシームレス（または比較的シームレス）画像として提示するために、光伝達システムまたはライトパイプ、例えばファイバテーパ２１０などが用いられる。さらに他の実施形態において、例えば投光器オプティクス、ミラーなどの１若しくは複数のレンズを含む画像伝達システムを用いて、放射ディスプレイによって作成される画像をディスプレイモジュールの他の部分に伝達することができる。
【００２９】
放射ディスプレイ２００の発光表面（「アクティブ領域」）は、薄いファイバーフェースプレートで覆われ、このフェースプレートは、ぼけがわずかで散乱がほとんどない状態で、電子放出物質から表面へ光を効率的に伝達する。モジュール組立て中、ファイバテーパ２１０の小さい方の端部は、一般的には、光学的に屈折率整合され、放射ディスプレイ２００のフェースプレートに接合される。一部の実施形態（以下に詳細に示す）において、別々にアドレス可能な放射ディスプレイデバイスが製作されるかあるいは互いに十分近接して結合され、ファイバテーパ、ファイバ束または他のライトパイプ構造を不要にすることができる。そのような実施形態において、レンズレットアレイ２２０は、放射ディスプレイデバイスに極めて近接して配置されるかもしくは直接取り付けられることができる。ファイバテーパはまた、構造的支持体を提供し、共にモジュールの光学的及び電気光学的部品を保持する。多くの実施形態において、放射ディスプレイを適切なライトパイプ及び／またはレンズレットアレイに結合するために屈折率整合技術（例えば、屈折率整合流体、接着剤などの使用）が用いられる。ファイバテーパ２１０は、多くの場合、放射ディスプレイ２００によって発せられるホーゲルデータアレイを拡大し（例えば２：１）、それをライトフィールドとしてレンズレットアレイ２２０に伝達する。最終的に、レンズレットアレイによって発せられる光は、黒色アパーチャマスク２３０を通過して、散乱迷光の進行を妨げる。
【００３０】
各モジュールは、Ｎ×Ｍ格子に組み立てられてディスプレイシステムを形成するようにデザインされる。サブコンポーネントのモジュール化を助けるために、モジュールフレーム２４０は、ファイバテーパを支持し、ディスプレイベースプレート（図示せず）上への取付けを提供する。モジュールフレームは、互いに対して平坦に機械加工／ラッピングされた複数の取付ボスを備えている。これらのボスは、連続した放射ディスプレイを形成するように全てのモジュールを配置するために用いられるディスプレイベースプレートに対して安定した取付面を呈する。精密な平面は、モジュールがベースプレートにボルトで止められるときに生じる応力の最小化に役立つ。モジュールフレーム２４０の側端部に沿った切抜部は、モジュールとモジュールの間に換気を与えるのみならず、平面方向におけるフレームの剛性を低下させ、熱変化によって生じる応力低下を保証する。モジュールフレームとモジュールフレームの間の小さな隙間も、ファイバテーパ束が各モジュールの正確な相対位置を判定できるようにする。光学積層体及びモジュールフレームは、（取付ボスによって画定される）モジュールの底面をファイバテーパ束の面に平面に保持するように、取付け具または治具を用いて接着されることができる。ひとたび取付け具によってこれらの相対位置が確立されると、ＵＶ硬化性エポキシを用いてこれらのアセンブリを固定することができる。小さなポケットも、接着層に沿ってサブフレームにミーリングされ、硬化エポキシを固定する働きをすることができる。
【００３１】
特に考慮されるのは、大抵の機械的支持の剛性と、熱変化及び温度勾配に起因するガラス部品への応力に対するその影響である。例えば、主面は、低ＣＴＥ（熱膨張係数）材料から製造されることができる。また、横方向コンプライアンスがモジュールフレーム自体に組み込まれ、主面へのモジュールの結合剛性を低下させる。上述のこの構造は、高感度ガラス部品内部を保護しつつ寸法安定性を持ちかつ適度の温度変化に反応しにくいような平坦かつ均一なアクティブホーゲルディスプレイ表面を提供する。
【００３２】
上記したように、ホーゲルデータの生成は、一般的には、ディスプレイにおけるミスアライメント及び不均一性を償うための数値補正を含む。生成アルゴリズムは、例えば、最初の較正プロセス中に演繹された補正係数を投入された補正表を利用する。各モジュールに対するホーゲルデータは、一般的には、そのモジュール専用のデジタルグラフィックスハードウェア上で生成されるが、（速度を上げるために）グラフィックスハードウェアの幾つかのインスタンスの間で分けられることができる。同様に、複数のモジュールに対するホーゲルデータは、十分な計算能力を所与として、共通のグラフィックスハードウェア上で計算されることができる。どのように計算されても、ホーゲルデータは、いくらかの数（このケースでは６つ）のストリームに分けられて、各モジュール内で６つの放射デバイスにまたがる。この分割は、デジタルグラフィックスハードウェアによってリアルタイムで達成される。このプロセスにおいて、各データストリームは、（ビデオ帯域幅で）アナログ信号に変換され、マイクロディスプレイに送られる前にバイアスされかつ増幅される。他の種類の放射ディスプレイ（または他の信号形式）では、送られてくる信号は、デジタル方式で符号化されることがある。
【００３３】
図２に示されている基本設計は、多くの自蔵スケーラブルモジュールを利用して、規模や構成を容易に変えられることを強調している。また、モジュールによって表示されるホーゲルと放射ディスプレイの間に一対一対応がある必要はない。それなので、例えば、モジュール１１０は、アクティブホーゲルの小さな出口アレイ（例えば１６×１８）を有することができ、コンパクトなフットプリントにピクセル伝達及び光学的処理のための構成要素の全てを含み、他のモジュールとの継目のないアセンブリを可能にする。概念的には、アクティブホーゲルディスプレイは、３Ｄ画像を作成するように（リアルタイムまたはほぼリアルタイムで）光学波面をデジタル方式で構成するようにデザインされ、伝統的なホログラフィーに光学的に記録された再生された波面を模倣する。各放射ディスプレイは、一連のホーゲルデータによって指示されるような（用いられる任意のファイバテーパ／束、レンズレットアレイ、マスキング及び任意の拡散デバイスに幾分左右される）様々な方向において発せられる光の量を制御することができる。同時に、アクティブホーゲルアレイは、光学波面デコーダとして働き、仮想世界から現実世界へ波面サンプル（ホーゲルデータ）を変換する。多くの実施形態において、レンズレットは、光を集束させるよりむしろ（非結像光学系に類似した）光をチャネリングするように機能しさえすれば十分である。結果的に、レンズレットは、尚も許容できる性能を達成しつつ、比較的安い費用で作られることができる。
【００３４】
ホーゲルデータを表示するために用いられる技術が何であれ、ホーゲルデータの生成は、例えばサンプリング定理を含む情報理論の多くの規則を概ね満足すべきである。サンプリング定理は、信号（例えば３Ｄ画像）をサンプリングし、許容できる忠実度を有する信号に似たものを後で再生するためのプロセスを説明する。アクティブホーゲルディスプレイに適用される場合、プロセスは次の通りである。（１）３Ｄ画像を表す（仮想）波面を帯域制限する、即ち各次元における変量を何らかの最大値に制限する、（２）最大変量の１期間当たり２サンプルより大きい間隔で各次元においてサンプルを生成する、そして（３）ステップ（１）で設定された限度に満たない変量しか許容しないローパスフィルタ（またはそれと同等のもの）を用いてサンプルから波面を構築する。
【００３５】
光学波面は、４つの次元、すなわち２つの空間的次元（すなわちｘ及びｙ）及び２つの方向的次元（すなわち波面における特定の点の方向を表す２Ｄベクトル）に存在する。これは、表面（平坦またはそうではない）であって、その表面内で（ｘ及びｙによって指標が付けられている）各々の極小さい点がその点から様々な方向に伝播する光の量によって描写されているような表面と考えられることができる。特定の点での光の振る舞いは、方向ベクトルの強度関数によって説明され、それはしばしばｋベクトルと呼ばれる。波面のこのサンプルは、方向情報を含み、ホログラフィック素子（holographic element）の省略であるホーゲル（hogel）と呼ばれ、ホログラフィー的にまたは別の方法で作り出される光学波面の振る舞いを説明するホーゲルの能力を踏まえたものである。従って、波面は、全ての伝播方向（ｋ）及び空間広がり（ｘ及びｙ）に対して合計されたホーゲルのｘ‐ｙアレイすなわちＳＵＭ［Ｉｘｙ（ｋｘ，ｋｙ）］として描写される。
【００３６】
サンプリング定理は、特定の深度及び解像度の３Ｄ画像を忠実に表すために必要とされるサンプルの最低数量の決定を可能にする。次表は、画質（ホーゲル間隔の強い関数）及び最大使用可能画像深度を所与として、９０度の全範囲の放射方向を仮定して、ホーゲルデータに対する近似の最大サンプル数を与える。
【表１】
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【００３７】
光学系は、光の波長、例えば約０．５ミクロンに等しいスケールでデザインしかつ構築することが難しくなっている。本願の光学変調器は、５〜６ミクロンの小さいピクセルサイズを有するが、約０．５ミクロンのピクセルサイズを有する光学変調器は実用的ではない。電気光学的変調器（例えば液晶ＳＬＭ）の場合、各ピクセルをアドレスするために用いられる電場は、一般的には、過度のクロストーク及び不均一性を示す。放射型の光変調器（例えばＯＬＥＤアレイ）において、輝度は、小ピクセルサイズによって制限される。０．５ミクロンの方形ピクセルは、一般的には、１５ミクロンの方形ピクセルと同じ光パワーを発生させるために９００倍大きい放射照度を必要とするであろう。０．５ミクロンのピクセルで実用的な光変調器が作られることができるとしても、当該ピクセルを出射する光は、回折により迅速に発散し、光チャネリングを困難にするであろう。結果的に、各ピクセルは、概ね被変調光の波長と同程度であるべきである。
【００３８】
アクティブホーゲルディスプレイのための種々のアーキテクチャを考えるに当たって、ホーゲルデータの生成と、波面及びその後の３Ｄ画像へのホーゲルデータの変換は、３つの機能ユニット、すなわち、（１）ホーゲルデータジェネレータと、（２）光変調／伝達システムと、（３）光チャネリングオプティクス（例えば、レンズレットアレイ、拡散板、アパーチャマスクなど）とを用いる。光変調／伝達システムの目的は、ホーゲルデータによって変調される光のフィールドを作ることであり、この光を光チャネリングオプティクス（通常、レンズレットの真下の平面）に伝達することである。この平面では、各伝達されるピクセルは、１つのホーゲルデータを表したものである。それは、空間的に鮮鋭であるべきであり、例えば、伝達されるピクセルは、約３０ミクロン離間されかつできる限り狭い。単純な単一のアクティブホーゲルは、レンズレットの下に光変調器を含むことができる。変調器は、ホーゲルデータが与えられるが、（被変調光のエミッタとして、あるいは光源を利用してのいずれかで）光変調／伝達システムとして機能する。レンズレット（ことによると複合レンズかもしれない）は、光チャネリングオプティクスとして働く。アクティブホーゲルディスプレイは、このとき、一般的には正方形または六角形であるが矩形またはことによると不規則に離間していることもあるような格子に配置されているアクティブホーゲルのアレイである。光変調器は、仮想変調器であることがあり、例えば実際の空間光変調器（ＳＬＭ）の、例えば投光器からレンズレットアレイの下側までの投象であることがあることに留意されたい。
【００３９】
ディスプレイモジュールオプティクスによるぼけの意図的導入もまた、適切な動的裸眼立体視ディスプレイを提供する際に有用である。ホーゲル空間、方向サンプルの数（すなわちビューの数）及び角度の全範囲（例えば９０度の視域）を所与として、サンプリング理論を用いてどれほどのぼけが望ましいかを判定することができる。この情報は、他のシステムパラメータと組み合わされて、レンズレットがどれほどの分解能を有するべきかを判定する際に有用である。さらに、簡略化モデルを用いると、光変調器の平面は、光を変調しかつレンズレットのための源として働くようなピクセルのアレイであり、それは、上向きに、すなわちｚ正方向の範囲で、光を発する。単一レンズレットから発せられる光は、様々な方向情報、すなわちｋベクトル成分の角拡散を含む。回折限界的結像系の理想的なケースでは、変調器平面光上の一点からの結像光は単一のｋベクトル成分でレンズレットから出射され、言い換えれば、光はコリメートされる。不完全レンズレットに対して、ｋベクトルは非ゼロの拡がりを有することになるが、それを角度αｒによって表すことにする。変調器の平面における面状線源（いくらかの非ゼロの幅のピクセル）に対して、ｋベクトルは非ゼロの拡がりを有することになるが、それを角度αｘによって表すことにする。全拡がりαTotalは、ｋベクトル拡がり（すなわち「ぼけ」）に対する全ての他の寄与が些少であると仮定すれば、αTotal２＝ αｘ２＋αｒ２ として決定されることができる。
【００４０】
ピクセルは、所望の画像に関する情報を含む。同時にホーゲルデータとして、ピクセルは、３Ｄシーンの実部へ（または実部から）伝播する間にホーゲル点を通過するであろう光のサンプリングされた波面を表す。各ピクセルは、例えばコンピュータグラフィックスレンダリング計算によって決定されるような、所望のシーンによって発せられる光の方向的サンプル（すなわち単一のｋベクトル成分を表すサンプル）を含む。ｋベクトル角度間隔Ωの全範囲にわたって一様に角度離間したＮ個のサンプルを仮定すると、サンプリングは、Ω／Ｎ当たり１サンプルのピッチである。サンプリング定理は、それゆえ、シーンの内容がＮ／２Ωの空間周波数以上の角度依存変化（情報）を含まないように帯域制限されることを必要とすることに留意されたい。波面（シーンの実部からの（帯域制限された）波面であるように振る舞う波面）を正しく再生するために、サンプルはローパス空間フィルタリングを提供するフィルタを通過するべきである。そのようなフィルタは、サンプリングピッチの半分以下の情報だけを通過させ、高次成分を取り除き、それによってエイリアシングアーティファクトの発生を防止する。結果的に、我々のレンズレットシステムに対するローパスカットオフ周波数は、原信号の帯域制限Ｎ／Ωにあるべきである。カットオフ周波数がそれより低いと、波面のより速く変化する成分の一部を失うことになるが、カットオフ周波数がそれより高いと、不必要なアーティファクトが波面ひいては画像を低下させる。
【００４１】
空間領域において表されるならば、サンプルは、ピクセルが表現でしかない滑らかな帯域制限された波面を忠実に再生するように、何らかの最小幅のカーネル（積分核）で畳み込み積分されるべきである。そのようなカーネルは、サンプル間隔の少なくとも２倍の角度全幅を有する（すなわち、＞２・Ω／Ｎである）べきである。このカーネルの全幅がＣ・Ω／Ｎであれば、システムは、Ｃ・Ω／Ｎである量のぼけ（すなわちｋベクトル拡がり）を追加するべきである。このカーネル幅の選択（ローパスカットオフ周波数の選択に相当）は、波面の正しい再生のために重要である。「オーバーラップ」係数Ｃは、波面を忠実に再生するために２より大きい値を有するべきである。
【００４２】
光学レンズレットシステムが所望の全ぼけを生じさせるようにデザインされていると仮定すると、（Ｃ?Ω／Ｎ）２＝ αｘ２＋αｒ２ である（変調器ピクセルの非ゼロの範囲からの、そしてレンズレットの回折限界的でない分解能力からのぼけのみをこれが含むことを想起させる）。結果的に、ピクセルぼけαｘの描写は望ましいので、レンズレットの必要な分解能のための式が抽出されることができる。変調器の範囲が角度の全範囲をカバーする（例えばピクセルがｘｐおきに中心を有して離間している）ようにシステムがデザインされていると仮定すると、変調器のアクティブ領域の全幅は、Ｎ・ｘｐである。あるピクセルが変調器のアクティブ領域のまるまる１／Ｎに及ぶならば、それは（平均で）Ω／Ｎの方向範囲を有するｋベクトルに寄与する効果を有する。ピクセルの開口率がより小さければ、角拡散は比例してより少ない。変調器が１次元開口率Ｆｍを有するならば、ピクセルは、幅ｘｐ・Ｆｍの面状線源であり、αｘ ＝ Ｆｍ・Ω／Ｎのｋベクトルの拡がりに寄与する。
【００４３】
レンズレットの分解能は、「スポットサイズ」を用いて定義されることができる。これは、伝統的なイメージングの意味では、レンズレットによって結像されることができる最小サイズのスポットである。我々の例では、それが最小であるのは、レンズレットが、レンズレットの出射孔に入る光のコリメートされたビームを集束させることができる変調器平面においてである。換言すれば、単一のｋベクトル方向を含む（そして後方へ向かって進み、レンズレットにその出射孔から入る）ビームが、変調器平面でスポットサイズと同程度に集束される。変調器の幅とｋベクトル方向Ωの全範囲の間に写像があるので、変調器幅の角度範囲に対する比と同じ比が適用されることができ、すなわちαｒ ＝ スポットサイズ・Ω／（Ｎ・ｘｐ）であり、変調器のアクティブ領域が範囲Ｎ・ｘｐを有することを思い出させる。これは近似であるが、変調器の平面での横方向範囲（例えばスポットサイズ）を出射孔での角度範囲（例えばαｒ）で表すことを可能にしている。これらの最後２つの式と、面状線源に起因するぼけ（αｘ ＝ Ｆｍ・Ω／Ｎ）を組み合せると、（Ｃ・Ω／Ｎ）２ ＝ （Ｆｍ・Ω／Ｎ）２＋ スポットサイズ２・Ω２／（Ｎ・ｘｐ）２、単純化して、スポットサイズ ＝ ｘｐ・（Ｃ２−Ｆｍ２）１／２ が得られる。
【００４４】
それゆえ、アクティブホーゲルアレイのためのレンズレットシステムをデザインするとき、それはピクセル間隔よりも係数（Ｃ２−Ｆｍ２）１／２ だけ大きいスポットサイズを有しているべきである。サンプリングされた波面の正しい再生に対してＣが少なくとも２であると仮定すると、この係数はＦｍ＝１００％の変調器開口率に対して最低１．７３である。より実用的な値Ｃ＝２．２及びＦｍ＝９０％の場合、この係数は約２になる。従って、「スポットサイズ」は、変調器において単一ピクセルの幅の約２倍であるべきである。換言すれば、正しくデザインされたアクティブホーゲルアレイにおいて、レンズレットは、ピクセル間隔ほど厳しい分解能を有する必要がなく、レンズレットは幾分まとまりがないようにデザインされることができる。パラメータＮ（角度サンプルの数）はこの関係式に現れず、ホーゲル間隔も然りであることに留意されたい。しかしながら、変調器のピクセル間隔（ｘｐ）はホーゲル間隔及びＮに基づいて選択されており、ｘｐ＝ｗｈ／Ｎであり、ここで、ｗｈはホーゲル間隔であって、変調器のアクティブ領域の幅はホーゲル間隔と同じであると仮定されている。ホーゲル間隔（ｗｈ）及び角度サンプルの数（Ｎ）などの他のファクタが、レンズレットデザインに対する重大な影響力を有することになることに留意されたい。
【００４５】
各アクティブホーゲルのための出射孔は、そこを光が通過するような領域である。一般的に、異なる方向に発せられる光に対して、出射孔は異なる。ホーゲル間隔は、１つのホーゲルの中心から次のホーゲルの中心までの距離であり、開口率は、出射孔の面積対アクティブホーゲルの面積の割合である。例えば、ホーゲル間隔が２ｍｍ、出射孔が直径２ｍｍであれば、π／４すなわち約０．７８５の開口率（fill factor：「ｆｆ」）を有することになる。低い開口率は、画質を低下させやすい。高い開口率が望ましいが、それはさらに得難い。
【００４６】
図３は、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができる光ファイバテーパの一例を示す。ここでは、６つの個別のファイバテーパ３００の広い方の面が１つに結合されて、上記した光学的及び構造的性質を有する単一部品を形成している。参考のために光変調デバイス３１０が示されていることに留意されたい。コヒーレント光ファイバ束は、空間情報を保持しながらライトフィールドを入射平面から出射平面まで伝播する。各ファイバ束３００は先細（テーパ状）にされている（拡大または縮小を可能にしている）が、そのような束は先細でなくてもよい。ファイバ束及び先細のファイバ束は、ショット・ノースアメリカ社（Schott North America, Inc.）を含む種々の会社によって生産されている。各テーパ３００は、先ず、数多くのマルチモード光ファイバを６角の束に束ね、熱を用いてそれらを１つに結合し、次に、一端を引っ張って所望のテーパを作り出すことによって、形成される。所望の形状を有するテーパ束、例えば矩形の表面をしたテーパは、０．２ｍｍ未満の精度で製作されることができる。そのようなテーパの小さい端部に結合された放射ディスプレイによって発せられる光は、拡大され、６ミクロン未満のぼけまたは変位でレンズレット平面に中継される。テーパはまた、レンズレットの下で光の拡散角度の精密な制御を提供する。一般的に、この平面での光は、高いアクティブホーゲル開口率を達成するために大きな角度（６０度の全角またはそれ以上）で発散しなければならない。一部の実施形態において、この機能を与えるために光学拡散板が用いられる。しかし、多くのファイバテーパを出射する光は、光ファイバの下にある構造のため約６０度（全角）で発散する。さらに他の実施形態において、最適発散角を作り出し、高開口率及び最小クロストークの両方を生ずるようにファイバの芯材（コア）の直径が指定されることができる。
【００４７】
上記したように、放射ディスプレイとファイバテーパとの最適インタフェーシングは、光ファイバ表面板を有する放射ディスプレイ上に存在する標準ガラス製カバーの交換を含み、ディスプレイがマイクロディスプレイ部品の最上面で画像を作成できるようにすることがある。光ファイバ表面板は、一般的には、色には影響せず、種々の放射ディスプレイデバイスの高解像度及び高コントラストを損なわない。ファイバテーパは、種々のサイズ、形状及びコンフィギュレーションに、例えば、一端が円形から他端が円形に、正方形から正方形に、円形から正方形または矩形に製作されることができ、サイズは最大直径１００ｍｍまたはそれ以上に及び、典型的な倍率は最大３：１またはそれ以上に及び、通常のファイバサイズは、大きい端部では６μｍから２５μｍ、一般的には小さい端部では３μｍから６μｍの範囲である。
【００４８】
図３の先細のファイバ束に加えて、先細でないファイバ束のアレイも、図４Ａないし図５Ｂに示されているように、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおいて光を伝達するために用いられることができる。従来のファイバ束は、束に入射する画像プロフィールを維持しようと試みる。その代わりとして、図４Ａないし図５Ｂのファイバ束は、入射画像が完全には維持されないが代わりに所定の方法で処理されるように特別に配置されかつ組み立てられたファイバロッドまたはファイバ束の集合体を用いる。具体的に言うと、光パターンまたは画像は、デバイスを出る際にバラバラに拡げられる小区分に分割される。この「スプレッダ」オプティックは、画像を拡大しないが、画像をより接近して集めるかまたは画像を結合すらするために用いられることができる。そのうえ、一部の実施形態は、それぞれのファイバ束を分離することによって、隣接ファイバ束からの光間のクロストークの減少に役立つ場合がある。
【００４９】
図４Ａは、基本設計の断面を示す。フェルールまたは支持体４００は、別々のファイバ束４０５、４１０及び４１５を支持する。一般的に、フェルール４００は、任意の数の、このケースでは６つの（図４Ｂ及び図４Ｃを参照）の、ファイバ束のアレイを支持することができる。ファイバ束のアレイは、異なる空間配置でデバイスの一端（例えば束の底面）に入射する光が他端から出現するように構成される。フェルール４００は、ファイバ束を適所に保持し、機械的に安定かつ光学的に精密であるソリッド構造物を作り出す。一実施形態において、アレイは、多くの入射孔を分離するためのスプレッダとして構成され、入射光パターンを維持するが間に空間が追加された出射孔のアレイが作り出される。それゆえ、ファイバ束４０５は、底面４０６で束に入射する光がデバイスの中心からシフトされた（すなわち、図面の平面によって図４Ｂまたは図４Ｃ中に画定されているようなｘ及びｙの両方にシフトされた）上面４０７で出現するように、ある角度に方向付けられる。光ファイバ束４０５は概ね互いに平行であるが、同じアレイの他のファイバには平行でないことに留意されたい。同様に、ファイバ束４１０は、底面（図４Ｃ）で束に入射する光が図面の平面において画定されているｙ方向にデバイスの中心からシフトされた上面（図４Ｂ）で出現するように、ある角度に方向付けられる。
【００５０】
一般的に、入射孔の各々に入射する光は、出射孔から出現するが、隙間間隔は広くなっている。図４Ａは、画像分離を達成するためのファイバ束の相対的な傾斜を示すが、例えばファイバ束のツイストまたはターンを含む他の技術が用いられることができる。フェルール４００は、束の適正アライメントを維持しかつそれぞれのファイバ束の切削、研削及び／またはつや出しに役立つように、デバイスの製作中に用いられることができる。図４Ｂ及び図４Ｃにおいて２×３アレイとして示されているが、ファイバ束アレイは、通常、特定の用途のために必要に応じて、任意のアレイ構成に製作されることができる。
【００５１】
図５Ａないし図５Ｂは、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができるような束ねられた光ファイバシステムの別の例を示す。図４Ａないし図４Ｃのデバイスと同様に、図示されている束アレイは、各束がデバイスの中心（例えば表面法線）に対して規定角度をなして方向付けられているような平行（または実質的に平行）なファイバの種々の個別の束を含む。ここで、しかし、ファイバ束アレイ５００のファイバ束は、フェルールまたは台によって適所に保持されるが、代わりに、小ブロックに切り分けられて複合構造に組み立てられる。一部の実施形態において、これらのファイバ束は、前述のファイバテーパが形成されるのと同じ方法で１つに結合されている。図５Ｂ（アレイ５００の上面を示している）に矢印で示されているように、光は、アレイに入るときとは異なる空間配置で上面から出現する。
【００５２】
手短に図２に戻ると、レンズレットアレイ２２０は、複合レンズの規則的なアレイを提供している。一実施形態において、二要素複合レンズの各々は、両凸球面レンズの真下の平凸球面レンズである。図６は、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができる複数素子レンズレットシステム６００の一例を示す。光は、平凸レンズ６１０に下から入る。底平面（例えば、６１１、６１３または６１５、ファイバテーパにおいて単一のファイバによって発せられるそのような光）での光の小さな点は、かなりよくコリメートされた両凸レンズ６２０から出現する。シミュレーション及び測定は、±４５度の範囲を超えて１００ミリラジアンまたはそれ以下の発散が達成されることができることを示している。９０度の範囲を超えて発せられる光の発散を制御する能力は、このアプローチの有用性を示す。その上、光は、かなり高い開口率を有するレンズ６２０から出現する、即ち光はレンズの領域の大部分から出現する、という点に留意されたい。このことは、複合レンズによって可能になる。対照的に、単一の素子レンズでは、出射孔の面積の割合（開口率）を高くするのは困難である。
【００５３】
そのようなレンズアレイは様々な方法で製作されることができるが、例えば、１つに結合された２つの個別のアレイを用いる、個別のレンズを整列させるための「ハニカム」または「亀甲網入り」支持構造を用いて１つのデバイスを製作する、レンズを適切な光学的品質の接着剤またはプラスチックにより結合する、などの方法が含まれる。押出し成形、射出成形、圧縮成形、研削などの製造技術。種々の異なる材料、例えば、ポリカーボネート、スチレン、ポリアミド、ポリスルホン、光学ガラスなどが用いられることができる。
【００５４】
レンズレットアレイを形成するレンズは、ガラスまたは溶融石英などの種々の材料を用いて製作されることができる。そのような実施形態において、個々のレンズは、別々に製作され、その後、続いて、アレイの最終組立ての前に適切な構造（例えば、治具、メッシュ、または他のレイアウト構造）内または上で方向付けられることがある。他の実施形態において、レンズレットアレイは、マスタ（原型）の製作及びそのマスタを用いた最終製品のレンズレットアレイを形成するためのその後の繰り返しを含む公知のプロセスを用いかつ高分子材料を用いて製作されることになる。一般的に、選択される特定の製造工程は、レンズのスケール、デザインの複雑さ及び所望の精度に左右される場合がある。本願に記載の各レンズレットは複数のレンズ素子を含むことができるので、複数のアレイが製造され、その後結合されることができる。さらに他の実施形態において、１つのレンズまたは光学面のマスタを製作するために１つのプロセスが用いられることがあり、別のレンズまたはレンズレットの光学面を製作するために別のプロセスが用いられる。例えば、機械的手段によって微小光学のための鋳型のマスタが製作されることができ、例えば、ダイヤモンド切削工具などの適切な切削工具を用いて適切な表面を有する金属製ダイが作られる。同様に、金属製ダイにおいて、回転対称レンズが、ミーリングまたは研削されることができ、エッジ同士を隙間なく合わせるタイリングを繰り返されることができる。幅広いスケールでハイブリッド屈折／回折レンズを含む種々のオプティクスのマスタを製作するためにシングルポイントダイヤモンド旋削が用いられることができる。金属マスタを用いて他のダイを製作する（例えば、銅マスタ上でニッケル製ダイを電鋳する）こともでき、ダイは次にはレンズレットアレイの射出成形、押出し成形またはスタンピングに用いられる。１つの基板上で複数の光学面を同時に作り上げるために、さらに他のプロセスが用いられることができる。そのようなプロセスの例は、流体自己集合、液滴付着、フォトポリマーにおける選択的レーザ硬化、フォトレジストのリフローイング、フォトレジストにおける直接書込み、グレースケールフォトリソグラフィー、改良ミーリングを含む。レンズレットアレイ製作のより詳細な例は、特許文献６に記載されている。
【００５５】
上記したように、ファイバテーパ及びファイバ束アレイは、放射ディスプレイからレンズレットアレイへ光を送る際に有用である場合があり、放射ディスプレイ群が継目がないかまたはほぼ継目がないほど接近して集められることができないところでは特にそうである。しかし、図７は、光ファイバテーパまたは束が用いられていない動的裸眼立体視ディスプレイモジュールの一例を示す。ディスプレイモジュール７００は、放射デバイスに非常に近接してレンズレットアレイ７５０を取り付けることによって、ファイバテーパ／束を使用せずに済ませる。ディスプレイモジュール７００、モジュールに対して十分な機械的安定性を与える基板７１０を含む。基板７１０は、例えば、金属、プラスチック、プリント基板材料を含む多様な材料から製作されることができる。駆動エレクトロニクス７２０は、基板７１０の上かつ電子放出物質７３０の下に装着される。これは、ＯＬＥＤマイクロディスプレイなどの放射ディスプレイデバイスに共通の構成である。モジュール７００は、１つの放射デバイス（例えば放射層は１つのマイクロディスプレイとしてアドレス／駆動される）を含むように、または同一基板上の複数の放射デバイスと共に、製作されることができる。図７の例が示すように、そしてＯＬＥＤデバイスのように、モジュール７００は、これら及び他の放射ディスプレイデバイスに共通している透明電極７４０を含む。最後に、レンズレットアレイ７５０が透明電極７４０の上に取り付けられる。
【００５６】
当業者には明らかなように、モジュール７００の基本設計の多くの変形が実現されることができる。例えば、一部の実施形態において、レンズレットアレイ７５０は別々に製作され、続いて適切な接着剤及び／または屈折率整合材を用いてモジュール７００の残りの部分に結合される。他の実施形態において、レンズレットアレイ７５０は、上記したレンズレット製作技術のうちの１つ以上を用いて放射ディスプレイの上に直接製作される。同様に、このモジュールにおいて種々の異なる種類の放射ディスプレイが用いられることができる。さらに他の実施形態において、レンズレットアレイ７５０と放射ディスプレイの間に光ファイバ表面板（一般的には１ｍｍ未満の厚さを有する）が用いられることができる。
【００５７】
上記したように、動的裸眼立体視放射ディスプレイシステムにおける光の方向制御は、ぼけの注意深い制御によって高められる。ぼけは、従来の拡散板及び帯域制限された拡散板を含む様々な異なる方法で制御されることができる。図８Ａないし図８Ｃは、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおける光学拡散板の使用を示す。
【００５８】
本願に記載のレンズレットまたはレンズレットアレイは、空間的に変調された光を方向的に変調された光に変換することができる。一般的には、空間的に変調された光はかなりよくコリメートされ、言い換えればレンズの入力面で角拡散が小さい。この面に置かれる伝統的な光学拡散板（すりガラスなど）は、光により大きな角拡散を有するようにさせ、より高い開口率を有するレンズから出現する光のビームを作り出す。しかし、広範囲に発散する（特にレンズの光軸から十分に離れた）光は、部分的に（または完全に）削がれて、放射力を低下させ、クロストークに寄与する傾向が強い。クロストークは、１つのレンズから隣接レンズへ光が望ましくなく漏れるとき、そのようなレンズのアレイで生じる。
【００５９】
拡散板が無いと（図８Ａ）、光の伝播は、非常に低い開口率を生じさせる。ビームの拡がりは、概ね最小であるか、さもなければより複雑なオプティクスを用いて達成される。開示されている動的裸眼立体視放射ディスプレイは一般的にはそのようなレンズエミッタのアレイを含むので、低開口率は、暗いアーティファクトを作り出し、それは断続的な暗いマスクまたはメッシュ（画像忠実度を低下させ、３Ｄ効果を弱める）として現れることがある。
【００６０】
標準拡散板があると（図８Ｂ）、光の伝播は、特に軸外光の場合、あまり精密でない。標準拡散板は、軸外被変調光（図の右側に示されている）を拡げるが、平均角度は変えない。結果的に、光は側面でレンズから漏れ、クロストークを作り出す（すなわち隣接レンズ内へ散乱し、ノイズを生じさせる）。レンズを通って伝播する光は、より狭いビーム幅ひいてはより小さな開口率を有する。拡がりがより小さい拡散板は、より少ないクロストークを作り出すことになるであろうが、全てのビームに対して全開口率を減少させるであろう。
【００６１】
帯域制限された拡散板（図８Ｃ）は、光の正確な方向を制御し、単純な光学系からのより良好な光学性能を可能にする。帯域制限された拡散板は、光を拡げて高開口率を生じさせながらもクロストークを最小にするように調整されることができる。帯域制限された拡散板の２つの重要な特性は、次の通りである。すなわち、（１）帯域制限された拡散板は、予測可能な放射照度プロフィールに正確な量の角拡散を加え、そして、（２）角拡散は、拡散板の空間範囲の全域で変化し、例えば、拡散光に、それが拡散板を通過する場所によって決まるような、異なる量の拡がり及び／または異なる平均伝播方向を持たせる。帯域制限された拡散板の中心を通過する光は、正確な角度で拡げられ、特定の方向（このケースでは不変）に伝播する。拡がりは、光学系（レンズ）が、開口率（オプティックがビーム断面の面積に占める割合）が高い幅広ビームを作り出すことを可能にする。被変調光の軸外部分（図の右側に示されている）に対し、帯域制限された拡散板は光をレンズの中心に向けてある角度に曲げ、光が側面でレンズから漏れないようにし、クロストークを作り出す。光はまた、高開口率を生じさせる量だけ拡げられる。
【００６２】
帯域制限された拡散板として種々の異なるデバイスが用いられることができ、そのようなデバイスを生産するために種々の異なる製作技術が用いられることができる。例には、均一拡散板、バイナリ拡散板、１次元拡散板、２次元拡散板、特定の角度領域の至るところで光を均一に散乱する回折性光学素子、ランバート拡散板（Lambertian diffuser）、及び特定の範囲の散乱角内で光を均一に散乱しかつこの範囲外では散乱を生じさせない真にランダムな表面（例えば非特許文献４）が含まれる。関連する拡散板デバイスを生産する会社の例として、ソーラボ・フィジカルオプティクス社（Thor Labs and Physical Optics Corp.）が挙げられる。
【００６３】
特定の視距離で出射瞳（視域）の継目のないアレイを作り出そうと試みる裸眼立体視ディスプレイがあることに留意されたい。出射瞳間の描写をぼやけさせるために、光学拡散板が用いられることが多くある。別途の光学拡散板を用いる代わりに（またはそれに加えて）、より低品質のレンズレットアレイを用いて、発せられた光にぼけを加えることもできる。このようにして、例えば、レンズレットアレイ７５０及び２２０は、最適以下の焦点調節、より低品質の光学材料、または最適以下の表面処理で、さもなければ専用拡散板によって与えられるであろうぼけの測定量を導入するようにデザインされることができる。さらに他の実施形態において、拡散板デバイスは、ディスプレイモジュールに使用されるレンズレットアレイに組み込まれることができる。さらに、ディスプレイモジュールの異なる区分、異なるディスプレイモジュールなどは、異なる量のぼけを有するかあるいは異なる拡散板、拡散のレベルなどを利用することができる。
【００６４】
図９は、動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおける光学拡散板のさらに別の使用を示す。ディスプレイモジュール９００は、モジュール９００の表面の上に位置する拡散板９１０を利用して追加的なぼけ／拡散を与える。例えば、画像ボリューム９２０は、ここでは、種々のぼやけたビーム９１５から形成される。実際の発せられるビームの幅９０７とは対照的に、ぼやけたビーム９１５はより大きな見かけ上のビーム幅９０５を有する。拡散板９１０は、標準拡散板または帯域制限された拡散板などの専用拡散板であることができ、上記した拡散板に代えて、あるいは追加して用いられることができる。拡散板９１０は、一般的には、ディスプレイモジュール９００の表面から少し離れて配置されているので、拡散板９１０は全体のディスプレイに別々に取り付けられることができる、すなわち１つの拡散板が複数のディスプレイモジュールのために働く。他の実施形態において、拡散板９１０は、ディスプレイモジュールの一部として組み立てられる。それゆえ、拡散板９１０は、発せられたビームに選択された量のぼけを加え、ビームがより高い開口率を有するように見せ、低開口率放射アレイに関連する放射面アーティファクトの散乱を減少させる。
【００６５】
図１に戻り、較正または自動較正システムの補足的な詳細について述べる。一般的に、較正システムは、不完全な動的裸眼立体視放射ディスプレイにおける画質を向上させるために必要とされる補正を自動的に測定する。適応光学技術は、通常、画像の不完全性を検出してイメージングシステムのオプティクスを調整し、画像焦点を向上させることを含む。しかし、本願の較正システムは、センサ入力及びソフトウェアを用いて、動的裸眼立体視放射ディスプレイにおける正しい３Ｄ画像生成のために下にある放射ディスプレイ上に表示される画像を調整または補正する。多くの種類の補正が実行されることができ、全体的な補正よりはむしろディスプレイ素子毎及び原色毎の独自の補正が含まれる。（適応光学においてそうであるように）オプティクスを調整する代わりに、自動較正／補正は、データを調整して、ディスプレイモジュール部品の不完全なアライメント及び不完全なオプティクスの埋め合わせをする。自動較正ルーチンは、アライメントの不完全性、光学的特性及び不均一性（例えば、輝度、効率、光パワー）を考慮して、その後ディスプレイモジュールに対するデータを生成するために用いられる一連のデータ（例えば補正表）を生成する。
【００６６】
多くの種類の裸眼立体視ディスプレイにおいて、大きなデータのアレイが計算され、データを３Ｄ画像に変換する光学系に転送される。例えば、ディスプレイシステムの所与の位置で、レンズは、空間的に変調された光を方向的に変調された光に変換することができる。多くの場合、ディスプレイは、光学素子の規則的なアレイ、例えば被変調光の形で完全に整列されたデータのアレイが与えられた均一に離間したレンズレットを有するようにデザインされている。実際には、光学部品の一部または全部に不均一性（ディストーションを含む）が存在し、完全なアライメントは、費用がいくら掛かっても達成できることはほとんどない。しかし、ディスプレイオプティクスにおけるミスアライメント及び不均一性を償うための多くの補正を含むようにデータが生成されることができる。生成アルゴリズムは、最初の自動較正プロセス中に演繹された補正係数を投入された補正表を利用する。ひとたび較正されると、データ生成アルゴリズムは、リアルタイムで補正表を利用して、ディスプレイオプティクスにおける不完全性に予め適応させたデータを生成する。望ましい結果は、データ及び発せられた光の方向（及びその後にはより高品質の画像）の間のより予測可能な写像である。このプロセスはまた、不均一な輝度を補正し、ディスプレイシステムが均一な輝度を生ずることができるようにする。自動較正は、種々の種類の補正を提供することができ、例えば、どのような補正が画質を向上させることができるかを自動的に判定する、全体よりはむしろ各ディスプレイ素子に対する独自の補正、各ディスプレイ素子による各原色（例えば、赤色、緑色、青色）に対する独自の補正、レンズベースのディストーション以外の必要な補正の検出、などが含まれる。
【００６７】
１若しくは複数の外部センサ１４７（例えばデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、光検出器など）は、ミスアライメントを検出し、ソフトウェアを用いて幾何学条件から演繹された補正係数を補正表に投入する。ディスプレイシステムがそのデータを生成するために既にある種の汎用コンピュータを用いているならば、較正システム１４０は、当該システムまたは示されている別のシステムに統合されることができる。センサ１４７は、一般的には、ディスプレイシステムによって発せられる光を直接捕捉する。あるいは、単純な散乱物体（例えば小さな白い表面）またはミラーが、物体から散乱した光を集光できるように取り付けられたカメラと共に、用いられることができる。他の例において、所定のテストパターンが、ディスプレイを用いて表示され、その後、システム欠陥を判定するように特徴づけられることができる。この動作は、ディスプレイの全ての素子に対して同時に実行されることができ、あるいは、少しずつ、例えばディスプレイの１若しくは複数の部分のみを同時に特徴づけて実行されることができる。センサは、例えばデジタイザまたはフレーム取込み器を介して、関連するコンピュータシステムにリンクされる。自動較正アルゴリズムは、コンピュータシステム上で実行することができ、後で用いるための補正表を作成する。ディスプレイの通常の使用中（すなわち較正以外の時間）、センサは取り外されることができるか、あるいはセンサはディスプレイシステム内の目立たない位置へ組み込まれることができる。
【００６８】
一部の実施形態において、自動較正ルーチンは、本質的に、各ディスプレイ素子を特徴づける一連のパラメータを検索するプロセスである。一般的には、これは同時に１つのディスプレイ素子でなされるが、並行してなされることもできる。センサは、ディスプレイによって発せられる光を集光するように位置決めされる。高速ロバスト検索の場合、センサの開口部の位置がアルゴリズムに与えられるべきである。単一センサ位置からのルーチンを実行することで一次補正情報が与えられ、多数のセンサからのルーチンを実行することは、より高次の補正情報が与えられる。ひとたびセンサが適所に配置されたら、次にアルゴリズムは次のように進む。所与の素子及び／または表示色に対して、アルゴリズムは、先ず、（ディスプレイ変調器に送信された）どのテストデータパターンが、光を素子からセンサへ発せられるようにすることになるかを推測する。センサは、次に、読まれて正規化される（例えば、センサの読みを、本テストデータパターンによって表される全ダイナミックレンジの分数で割る）。この正規化された値は、その後の比較のために記録される。検索ルーチンは、最適光を生成するテストデータパターンを見つけ出したとき、この情報を記憶する。ひとたび全てのディスプレイ素子がこのようにして評価され終わったら、最適テストパターンの知識から補正表が導かれる。次の擬似コードは、高水準ルーチンを説明する。
【数１】
2009530661.tif 000004
【００６９】
「最初のデータを推測する」ルーチンは、１若しくは複数の異なるアプローチを用いることができる。適用可能なアプローチは、理想ディスプレイ素子に基づく幾何学的計算、理想ディスプレイ素子のシミュレーションに基づく調整、隣接ディスプレイ素子からの経験的情報に基づく予測、２分探索法を含む。「データパターンをディザする」ルーチンは、展開方形型の捜索（妥当な場合）またはより高度なものであることができる。一般的に、任意の探索パターンが用いられることができる。一連の最適パターンから補正表データを導くため、ディスプレイのジオメトリがセンサ位置と組み合わされる。このステップは、一般的には、特定のディスプレイに固有である。例えば、最初の推測は、象限を選択し、次に最適象限内で繰り返すように半平面（ｘ，ｙ）の２分探索法を用いて決定されることができる。一般的に、自動較正は、特定のセンサ応答（例えば、特定のディスプレイ素子からの輝度レベル）のためにデザインされたパターンに、当該応答が最適化されるまで異なる補正を適用するステップを含む。この一連の補正は、従って、一般的な画像生成中に用いられることができる。
【００７０】
センサ位置がより多ければ、補正表のためのより洗練された、より高次の情報を生み出すことができる。例えば、ディスプレイのオプティクスによって生じたかもしれないディストーションを測定するために、センサは、３つ若しくはそれ以上の位置に配置されることができる。ディストーションは通常非対称であるので、センサ位置が様々なｘ及びｙ値を含むことは有用である。自動較正ルーチンは、センサにディスプレイシステムによって発せられる光だけを見させるようにするために、一般的には暗い場所で実行される。センサのＳ／Ｎ比を向上させるために、センサを色フィルターで覆って、ディスプレイによって発せられる光を順調に通過させることができる。信号検出を向上させる別の方法は、先ず、ディスプレイを完全暗に設定することによってベースラインレベルを測定し、ベースラインを用いて自動較正ルーチン中にセンサの読みから減ずることである。これらの基本技術に対する多数の変形は当業者に既知であろう。
【００７１】
上記した構成部品及び材料の代わりに様々な異なる種類の光学部品及び材料が用いられることができることは、当業者であれば容易に分かるであろう。さらに、本明細書に記載の本発明の説明は例示であり、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書に開示されている実施形態の変形及び変更は、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲及び真の趣旨から逸脱することなく、本明細書に記載の説明に基づいてなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】動的裸眼立体視ディスプレイシステムのブロック図。
【図２】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールの一例を示す。
【図３】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができる光ファイバテーパの一例を示す。
【図４Ａ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができるような束ねられた光ファイバシステムの一例を示す。
【図４Ｂ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができるような束ねられた光ファイバシステムの一例を示す。
【図４Ｃ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができるような束ねられた光ファイバシステムの一例を示す。
【図５Ａ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができるような束ねられた光ファイバシステムの別の例を示す。
【図５Ｂ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができるような束ねられた光ファイバシステムの別の例を示す。
【図６】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールに用いられることができる複数素子レンズレットシステムの一例を示す。
【図７】光ファイバテーパまたは束が用いられていない動的裸眼立体視ディスプレイモジュールの一例を示す。
【図８Ａ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおける光学拡散板の使用を示す。
【図８Ｂ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおける光学拡散板の使用を示す。
【図８Ｃ】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおける光学拡散板の使用を示す。
【図９】動的裸眼立体視ディスプレイモジュールにおける光学拡散板のさらに別の使用を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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