(57)【要約】  プライベートビデオプレゼンテーションに関する実施形態を開示する。例えば、開示の一実施形態によって提供されるシステムは、ディスプレイ表面と、ディスプレイ表面から光ビームを放射し、且つ該光ビームが向けられる方向を変えるように構成された指向性バックライトシステムと、指向性バックライトシステムからの光により表示用の画像を形成するように構成された空間光変調器とを含む。このシステムは更に、第１の視野角に第１のビデオコンテンツアイテムを表示し且つ第２の視野角に第２のビデオコンテンツアイテムを表示するよう光学システム及び光変調器を制御するように構成されたコントローラを含む。
2014524043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイ表面と、
前記ディスプレイ表面から光ビームを放射し、且つ該光ビームが向けられる方向を変えるように構成された指向性バックライトシステムと、
前記指向性バックライトシステムからの光により表示用の画像を形成するように構成された空間光変調器と、
第１の視野角に第１のビデオコンテンツアイテムを表示し且つ第２の視野角に第２のビデオコンテンツアイテムを表示するよう、第１の前記指向性バックライトシステム及び前記空間光変調器を制御するように構成されたコントローラと、
を有するビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項２】
前記第１のビデオコンテンツアイテムに対応する第１の個人用オーディオ出力を提供し、且つ前記第２のビデオコンテンツアイテムに対応する第２の個人用オーディオ出力を提供するよう、前記コントローラによって制御可能な個人用オーディオ出力部、を更に有する請求項１に記載のビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項３】
前記指向性バックライトシステムは、
光導波路と、
前記光導波路の一端面に沿って配置された複数の光源であり、各光源が、前記光導波路の前記端面に沿った異なる位置で前記光導波路の前記端面に光を注入するように構成されている、複数の光源と
を有する、請求項１に記載のビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項４】
前記コントローラは、前記複数の光源のうちの２つ以上の光源を順次に明るくして前記光ビームが放射される方向を変調するように構成される、請求項３に記載のビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項５】
当該ビデオプレゼンテーションシステムは更にユーザ追跡カメラを有し、
前記コントローラは更に、前記ユーザ追跡カメラからデータを受信し、該データを介して第１の視聴者及び第２の視聴者を位置特定し、且つ、同期して前記空間光変調器を変調しながら、前記第１の視聴者に向けて、そして前記第２の視聴者に向けて、前記光ビームを順次に方向付ける、ように構成される、
請求項１に記載のビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、一人以上の視聴者の各視聴者に対してステレオスコピック画像を生成するよう、前記空間光変調器と同期して前記光ビームの方向を変調するように構成される、請求項４に記載のビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項７】
前記コントローラは、第１の視聴者の位置の変化を検出し、前記第１の視聴者の位置の前記変化に基づいて前記光ビームの方向を調整するように構成される、請求項４に記載のビデオプレゼンテーションシステム。
【請求項８】
光導波路と、空間光変調器と、個人用オーディオ出力システムとを有するビデオプレゼンテーションシステムにより、異なる視聴者に異なるビデオ／オーディオプレゼンテーションを並行して提供する方法であって、前記光導波路は、第１の端面と、前記第１の端面とは反対側の第２の端面と、前記第２の端面に配置された、コリメート化するエンドリフレクタと、前記第１の端面と前記第２の端面との間に延在する表示面と、前記表示面とは反対側の裏面とを有し、当該方法は、
前記光導波路の前記第１の端面に光を注入し、
該光を全反射を介して前記エンドリフレクタまで送達し、
該光を前記エンドリフレクタで内部反射し、それにより該光をコリメートし、
該光を前記表示面から放射し、
前記光導波路に光が注入される前記光導波路の前記第１の端面に沿った位置を変え、
前記光導波路に光が注入される前記位置を変えるのと同期して、前記空間光変調器によって生成される画像を第１のビデオコンテンツアイテムと第２のビデオコンテンツアイテムとの間で切り替え、
前記第１のビデオコンテンツアイテムに対応する第１のオーディオ出力を提供し、且つ
前記第２のビデオコンテンツアイテムに対応する第２のオーディオ出力を提供する
ことを有する、方法。
【請求項９】
前記第１のオーディオ出力を提供することは、第１のワイヤレスヘッドフォンセットに前記第１のオーディオ出力を提供することを有し、前記第２のオーディオ出力を提供することは、第２のワイヤレスヘッドフォンセットに前記第２のオーディオ出力を提供することを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
画像データを介して第１の視聴者の位置及び第２の視聴者の位置を検出し、且つ
前記第１の視聴者の位置及び前記第２の視聴者の位置に基づく第１の光注入位置と第２の光注入位置との間で変えることによって、前記光導波路に光が注入される前記位置を変更する、
ことを更に有する請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プライベート（個人用）ビデオプレゼンテーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのランプは、光を所望の方向に集中させるように構成された筐体内に光源を有している。例えば、サーチライトや灯台の場合、集中とは、光から複数の光線が平行に現れるという点で、光がコリメートされると言い得るものである。多くの場合、光の方向を走査（スキャン）することができることも望ましいことである。これは、従来のランプでは、例えば、ランプ全体を回転させること、又は光源の周りのレンズ及びミラーを回転させることによって行われ得る。しかしながら、そのような走査機構は、幾何学的要因やその他の要因のために、例えば表示装置などの一部の装置での使用に適していないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一人又は複数のユーザに個人用ビデオプレゼンテーションを提供することに関する様々な実施形態を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
例えば、開示の一実施形態は、ディスプレイ表面と、ディスプレイ表面から光ビームを放射し、且つ該光ビームが向けられる方向を変えるように構成された指向性バックライトシステムと、指向性バックライトシステムからの光により表示用の画像を形成するように構成された空間光変調器と、を含むビデオプレゼンテーションシステムを提供する。このシステムは更に、第１の視野角に第１のビデオコンテンツアイテムを表示し且つ第２の視野角に第２のビデオコンテンツアイテムを表示するように指向性バックライトシステム及び空間光変調器を制御するように構成されたコントローラを含む。
【０００５】
この概要は、以下の詳細な説明に更に記載される複数の概念の一部を簡略化した形態で紹介するために提示されるものである。この概要は、請求項に係る事項の主要な特徴や本質的な特徴を特定することを意図したものではないし、請求項に係る事項の範囲を限定するために使用されることを意図したものでもない。また、請求項に係る事項は、本開示の何れかの部分にて言及される不都合の何れか又は全てを解決する実装形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】方向付けられた光により一人以上の視聴者に対して画像を表示するように構成されたビデオプレゼンテーションシステムの一実施形態を示す図である。
【図２】光ウェッジの一実施形態を示す模式的な平面図である。
【図３】図２の実施形態の断面中での光線トレースを示す図である。
【図４】図２の実施形態の断面中での光線トレースを示す図である。
【図５】図２の実施形態のエンドリフレクタを拡大して示す模式的な断面図である。
【図６】図２の実施形態中での光線トレースを、図２の実施形態を複製したもののスタック中での経路として示す図である。
【図７】図２の実施形態中での光線トレースを、図２の実施形態を複製したもののスタック中での経路として示す図である。
【図８】図２の光ウェッジ内への該光ウェッジの薄端面に沿った様々な位置での光の注入による、方向付けられた光の走査を例示する図である。
【図９】図２の光ウェッジ内への該光ウェッジの薄端面に沿った様々な位置での光の注入による、方向付けられた光の走査を例示する図である。
【図１０】方向付けられた光を走査する方法の一実施形態を例示するフローチャートである。
【図１１】表示装置の相異なるモードを用いてパブリック情報及びプライベート情報を表示するように方向付けられた光を用いる方法の一実施形態を例示するフローチャートである。
【図１２】方向付けられた光を用いてオートステレオスコピック画像を表示する方法の一実施形態を例示するフローチャートである。
【図１３】複数の光源を有する光注入システムの一実施形態を示す図である。
【図１４】単一の機械走査可能な光源を有する光注入システムの一実施形態を示す図である。
【図１５】音響光学変調器と、レーザと、拡散性のスクリーンとを有する光注入システムの一実施形態を示す図である。
【図１６】方向付けられた光を用いて複数の異なる視聴者に異なる個人用ビデオプレゼンテーションを同時に表示する方法の一実施形態を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここでは、同じ表示スクリーンを同時に見ている複数の異なる視聴者に異なる画像をプレゼンテーション（提示）することに関して、様々な実施形態が開示される。一部の実施形態は、例えばフラットパネルランプなどの指向性バックライトを使用する。指向性バックライトは、当該バックライトによって放出される光ビームの角度を変化させて、複数の異なる視聴者に異なる画像を導いたり、一人の視聴者の相異なる眼に相異なる画像を導いたり、等々することを可能にする。フラットパネルランプは、光を放出する平面状の表面を有するパネルである。このようなランプは、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル用のバックライトとして使用され得る。一部のフラットパネルランプは、例えば、光がパネルを出て行く際に通る拡散板を有する筐体内に収容された複数の蛍光灯を有し得る。他のフラットパネルランプは、光源からの光を所望の目的地に届けるための光ウェッジ（光学くさび）を有し得る。光ウェッジは、当該光ウェッジの一端で入力された光が、全反射の臨界角に達して当該光ウェッジを出て行くまで、全反射により当該光ウェッジ内で扇状に広がることを可能にするライトガイドである。ここに記載される実施形態は、フラットパネルランプを介した方向付けられた光の走査の状況に関して説明されるが、理解されるように、他の実施形態はバルク光学系を同様にして使用し得る。
【０００８】
現行のフラットパネルランプは、しばしば、拡散光源として使用されている。しかしながら、一部の状況において、特定の画像を一人の視聴者に、該視聴者の近くに座っている他の視聴者に該画像が見られないように導くよう、十分に狭い視野角を有するビームにて、フラットパネルランプから、平行にされたものであろうと、発散するものであろうと、集束するものであろうと、指向性の光を放射することが望ましいことがある。例えば、一部の使用環境において、特定の角度からのみ画像を見ることができ、それにより表示情報を意図した視聴者に対して私的なままにするように、ＬＣＤパネルにより画像を表示することが望ましいことがある。方向付けられた光ビームをＬＣＤパネルのバックライトに使用することは、そのようなディスプレイの構築を可能にし得る。何故なら、光の光線がディスプレイから視聴者の眼に進行する場合にのみ、ディスプレイ上の画像を見ることができるからである。集束する光ビームを使用する場合、光ビームはユーザの眼の位置で集束するように構成され得る。斯くして、画像を作り出すために使用される光のかなりの部分がユーザに到達することができ、それにより、プレゼンテーションのプライバシーを維持しながら効率的な電力使用がもたらされる。
【０００９】
また、そのようなディスプレイを用いる場合、画像を見ることができる角度を移動し得るように照明方向を走査することができることが望ましいことがある。さらに、液晶パネル上の画像が３次元物体の一対又は複数対のビューの間で切り替えられる間に、照明方向を一対の眼又は複数対の眼の間で行ったり来たり迅速に切り替えることができる場合、単一のディスプレイによって複数の異なるユーザに異なる画像を同時に表示したり、フィルタリング眼鏡を使用することなく一人以上のユーザに対して３次元画像を表示したり、その他のそのような使用状況を達成したりすることができる。故に、限定ではないがフラットパネルランプを指向性バックライト照明として使用することを含み且つ光の方向を走査することを可能にする指向性画像表示システムに関する実施形態をここに開示する。なお、添付の図面において、例示される実施形態の図は縮尺通りに描かれていないことがあり、特定の機構又は関係を見やすくするために一部の機構の縦横比が誇張されていることがある。
【００１０】
図１は、方向付けられた光を出力するように構成されたディスプレイ表面を有するコンピューティング装置の形態をしたビデオプレゼンテーションシステムの一実施形態を示している。ビデオプレゼンテーションシステム１０は、空間光変調器１２と光走査システムとを含んでいる。空間光変調器１２は、バックライトからの光を色及び強度に関して変調するように各画素が使用され得るアレイ状の複数の画素を有する。一部の実施形態において、空間光変調器は液晶表示装置を有し得るが、他の光変調装置も同様に使用され得る。例えばコントローラ１４などのコントローラが、空間光変調器１２に表示データを提供し得る。方向付けられた光の光路内に視聴者１５がおり、且つ方向付けられた光が、空間光変調器１２によって、コントローラ１４から供給された画像で変調されているとき、その画像は視聴者１５によって視認可能となり得る。
【００１１】
ビデオプレゼンテーションシステム１０は更に、光注入システム１６と光ウェッジ１００とを有している。一部の実施形態は更に、必要に応じてのユーザ追跡カメラ１８と、光ウェッジ１００の表示面に隣接配置される光リダイレクタ２０とを有し得る。更に詳細に後述するように、光ウェッジ１００の薄い方の端面（薄端面）に光が注入されるとき、光ウェッジ１００の表示面から、方向付けられた光が放出される。この方向付けられた光は、光ウェッジ１００の表示面の平面に対して小さい角度で光ウェッジ１００を出て行く。光リダイレクタ２０は、この平行にされた光を空間光変調器１２の方に向け直すために使用され得る。光リダイレクタ２０としては、如何なる好適な構造が用いられてもよい。一部の実施形態において、光リダイレクタ２０は例えばプリズム膜を有し得る。
【００１２】
光注入システム１６は、光ウェッジ１００の薄端面に沿った１つ以上の位置に光を注入するように構成され得る。光ウェッジ１００の薄端面に光が注入される位置を変更することにより、光ウェッジ１００の表示面を去る光の向きが調整され得る。空間光変調器によって生成される画像の変更と同期して光の向きを変更することにより、複数の異なる視聴者に異なる画像が表示され得る。また、十分に高い周波数で変調されるとき、どちらの画像も、それらの視聴者には、目立ったフリッカなく連続的に表示されているように見え得る。故に、図１を参照するに、第１の画像が視聴者１５へと方向付けられるとき、第１の画像は視聴者１５には視認可能であるが視聴者１７には視認可能でないようにし得る。これは、図１の実線の光線トレースによって指し示されている。同様に、第２の画像が視聴者１７へと方向付けられるとき、第２の画像は視聴者１７には視認可能であるが視聴者１５には視認可能でないようにし得る。これは、図１の破線の光線トレースによって指し示されている。図１は二人の視聴者の状況について示されているが、理解されるように、好適な如何なる数の視聴者に同時に個人用ビデオプレゼンテーションが向けられてもよい。さらに理解されるように、視聴者、ビデオプレゼンテーション、画像、及びこれらに類するものを参照してここで使用される“第１”及び“第２”という用語は、２つ以上の視聴者、ビデオプレゼンテーション、画像などの組を記述する上での単なる便宜上のものであり、何らかの限定を意図したものではない。
【００１３】
図１３に例示する特定の一実施形態例において、光注入システム１６は、光ウェッジ１００の薄端面に隣接配置された、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、ランプ、及び／又はその他の好適な光源などの、複数の個別制御可能な光源を有し得る。明るくされる光源、又は同時に明るくされる複数の光源を変更することは、方向付けられた光が光ウェッジ１００から放出される方向を制御することを可能にする。例えば、図１３の複数の光源のうち、単一の光源１３０２が明るくされ得る。同様に、複数の画像ビームを異なる方向に導くように同時に複数の光源が明るくされてもよい。例えば図１４に例示するような他の実施形態において、機械的に走査可能な単一の光源１４０２を用いて、光が注入される光ウェッジ１００の薄端面に沿った位置が変化されてもよい。この光源の位置は、例えば位置１４０４などの光ウェッジ１００の一方側から例えば位置１４０６などの光ウェッジ１００の反対側まで変化され得る。例えば図１５に例示するような更なる他の一実施形態において、光注入システム１６は、光源１５０２と拡散性のスクリーン１５０４とを有していてもよい。拡散性スクリーン１５０４は、光ウェッジ１００の薄端面に隣接し且つそれに沿って延在するように位置付けられる。光源１５０２によって生成されたレーザビームが拡散性スクリーン１５０４に導かれ、そして、拡散性スクリーン１５０４から拡散光が光ウェッジ１００の薄端面内に反射されるとき、光ウェッジ１００の薄端面に光が注入され得る。光源１５０２は、レーザと、レーザビームの向きを制御するための音響光学変調器又は液晶ホログラムを含み得る。レーザビームは、図示のように位置１５０６に導かれ得る。あるいは、レーザビームは、例えば位置１５０８などの拡散性スクリーン１５０４の一方側から例えば位置１５１０などの拡散性スクリーン１５０４の反対側まで走査されてもよい。
【００１４】
光ウェッジ１００は、比較的狭い視野角を有する方向付けられた光を形成するように構成されるので、単一位置から光を注入することは、方向付けられた光が単一の方向に放出されることを可能にし、その結果、投射される画像は狭い角度範囲からのみ見ることができるようになる。これは、画像が特定の視聴者を標的とするプライベートモードで情報を表示することを可能にし得る。一方、２つ以上の位置から同時に光を注入することは、方向付けられた光が２つ以上の方向に放出されることを可能にし、それにより、投射される画像をより広い角度範囲から見ることができるようにし得る。ここでは、このような表示モードをパブリックモードと称する。理解されるように、これらの表示モードの例は、例示目的で説明されるものであり、何らかの限定を意図したものではない。
【００１５】
図１を参照するに、コントローラ１４は、システムのモードに従って、光注入システム１６の各光源を独立且つ選択的に照明するように構成され得る。斯くして、コントローラ１４は、光注入システム１６が光を注入する光ウェッジ薄端面に沿った位置を制御し得る。また、コントローラ１４は、空間光変調器１２に表示データを提供し、ユーザ追跡カメラ１８からデータを受信するように構成され得る。視聴者の頭部、眼及び／又はその他の人体部分の位置を決定するために、頭部追跡カメラ１８からのデータがコントローラ１４によって解析され得る。ユーザ追跡カメラ１８からのデータは、ロー（未加工）画像データとしてもよいし、あるいは、コントローラ１４に当該データが転送される前に画像の様々な特徴が抽出されるように前処理されてもよい。何らかの好適なイメージセンサ又は複数のセンサの組み合わせが、ユーザ追跡カメラ１８とともに使用され得る。例えば、一部の実施形態においては２次元イメージセンサが用いられてもよく、他の実施形態においては奥行きセンサが用いられてもよい。同様に、一部の実施形態において、２次元イメージセンサと奥行きセンサとの双方が用いられてもよい。奥行きセンサを使用する実施形態において、如何なる好適な奥行きセンシング技術が用いられてもよく、それら技術は、以下に限られないが、飛行時間式、ストラクチャードライト式、及び／又はステレオ式のイメージセンシング、並びに、２次元画像内で見える体のサイズに基づいて奥行きを推定する人体サイズや頭部サイズなどの推定アルゴリズムを含む。
【００１６】
一部の実施形態において、コントローラ１４はまた、ビデオプレゼンテーションシステム１０のモードを決定して記憶し、そのモードに従ってビデオプレゼンテーションシステム１０を制御し得る。コントローラ１４は、例えばメモリ２２などのコンピュータ読み取り可能記憶媒体に格納され得る命令を実行するように構成された如何なるコンピューティング装置であってもよい。プロセッサ２４は、メモリ２２に格納された命令を実行するために使用されることができ、それらの命令は、ビデオプレゼンテーションシステム１０の制御方法を実行するためのルーチンを含む。
【００１７】
ビデオプレゼンテーションシステム１０は更に、個人用ビデオプレゼンテーションに対応する個人用オーディオ出力を提供するように構成された個人用オーディオ出力システム３０を有し得る。個人用オーディオ出力システム３０は、何らかの好適手法で個人用オーディオ出力を提供するように構成され得る。例えば、一部の実施形態において、ユーザに向けられた音声ビームを形成するために、１つ以上のフェイズドアレイスピーカセットが使用され得る。そのような実施形態において、ユーザ追跡カメラ１８は、各音声ビームの方向を決定するために使用され得る。ユーザ追跡カメラ１８が奥行きカメラ又はその他の奥行き決定機構（例えば、見える人体／頭部サイズの比較）を有する場合、奥行きデータを利用して、フェイズドアレイスピーカからの音声が建設的に干渉するように構成される奥行きを決定し得る。他の実施形態において、個人用オーディオ出力を提供するために、パラボラスピーカ又はその他の指向性スピーカが使用され得る。より具体的な一例として、２つの同時の個人用ビデオプレゼンテーションの視聴をサポートするように構成された一実施形態において、２つのパラボラスピーカを用いて、異なるビデオコンテンツアイテムを視聴する二人の視聴者へと個人用音声が方向付けられ得る。このような指向性スピーカは、頭部追跡カメラ１８によって検出されるように視聴者がビデオ視聴環境内で物理的に動き回るときに、オーディオ出力の方向を変更するように移動可能（例えば、モータによって）に構成され得る。更なる他の実施形態において、無線式あるいは有線式のヘッドフォンを用いて、無線送信器を含んだ無線通信システムを介して個人用音声を提供してもよい。ワイヤレスヘッドフォンの場合、特定のヘッドフォンセットを特定のユーザに関連付けるために如何なる好適な機構が用いられてもよく、それらの機構は、以下に限られないが、ヘッドフォンセット間の見通し線（ラインオブサイト）通信チャネル（例えば、赤外線又はその他）、及び／又は、各ヘッドフォンセットに送信される識別オーディオ信号に応答して行われるユーザ入力を含む。
【００１８】
ビデオプレゼンテーションシステム１０は、ビデオコンテンツを如何なる好適な１つ又は複数のソース（供給元）から取得するように構成されてもよい。例えば、具体的な一実施形態において、ビデオプレゼンテーションシステム１０は、複数のユーザが異なるテレビ番組を同時に視聴することを可能にするよう、複数のテレビチューナを有し得る。他の実施形態において、ビデオプレゼンテーションシステム１０は、例えばＤＶＤプレーヤ、コンピュータネットワーク、ビデオゲームシステムなどのその他のソース又はソースの組み合わせから入力を受信し得る。図１には、そのようなビデオ入力がオーディオ／ビデオ（“Ａ／Ｖ”）ソース入力１及び任意のＡ／Ｖ入力Ｎとして例示されている。同時プレゼンテーションのための複数のソースから受信される複数のビデオコンテンツアイテムは、これら複数のビデオコンテンツアイテムの同時表示を可能にするために、何らかの好適な手法で多重化されて空間光変調器に提供され得る。
【００１９】
理解されるように、ビデオプレゼンテーションシステム１０は例示目的で記載されたものであり、本開示に従った光システムは如何なる好適な使用環境で用いられてもよい。また、理解されるように、図１の実施形態に示したものなどのビデオプレゼンテーションシステムは、以下に限られないが視覚ベースあるいはその他のタッチ検出システムを含め、図示されない様々なその他のシステム及び能力を含み得る。
【００２０】
次に図２を参照するに、光ウェッジ１００は、図２に光線トレースで示すように指向性を有する光が光ウェッジ１００の表示面１５０を出て行くように、光ウェッジ１００の薄端面１１０に隣接配置された光源１０２からの光を方向付けるように構成される。用語“表示面”は、表示面１５０とは反対側の裏面（図２では見えない）より、表示面１５０の方が視聴者に近いことを指し示す。表示面及び裏面は各々、側面１３０及び１４０と、薄端面１１０と、厚い方の端面（“厚端面”）１２０とによって境界される。図２において、表示面１５０は、紙面を見る者に面しており、裏面はこの光ウェッジ１００の描写によって隠されている。
【００２１】
光ウェッジ１００は、薄端面１１０の光インタフェースに注入された光の光線が、エンドリフレクタ（端面反射器）１２５を有する厚端面１２０に接近するにつれて全反射を介して扇状に広がる、ように構成される。図示した実施形態において、エンドリフレクタ１２５は曲率中心２００を持って一様な曲率半径で湾曲しており、光源１０２はエンドリフレクタ１２５の焦点で光を注入しており、この焦点は上記曲率半径の１／２の位置にあり、それにより、コリメート（平行）光が形成されている。他の実施形態において、光源はその他の所望の光ビーム（例えば、集束性あるいは発散性）を作り出すように他の好適位置を有してもよい。厚端面１２０において、各光線はエンドリフレクタ１２５でその他の光線の各々に対して平行に反射される。これらの光線は、表示面１５０の反射の臨界角で表示面１５０と交差して、方向付けられた光として出射するまで、厚端面１２０から薄端面１１０に向かって進行する。これに代わる一実施形態において、エンドリフレクタ１２５は、放物線状であってもよく、あるいは、光を方向付けるのに好適なその他の湾曲及び／又は構成を有していてもよい。
【００２２】
薄端面１１０に隣接して且つ沿って配置された複数の光源を有する実施形態において、像面湾曲及び／又は球面収差を補正するため、中心線２１０の何れの側の光源もエンドリフレクタ１２５の焦点内にとどまり得るよう、光ウェッジ１００の側面１３０及び１４０を僅かに短くすることが望ましい。側面１３０及び１４０を短くすることは、曲線１１５によって図示されるように、薄端面１１０を凸面にすることになり得る。好ましい湾曲は、光線追跡アルゴリズムを用いて、光ウェッジ１００の表示面１５０の反射の臨界角にある光線を、薄端部１１０付近の焦点に来るまで、光ウェッジ１００内で逆に追跡することによって見い出され得る。
【００２３】
図３及び４は、光ウェッジ１００の模式的な断面中での光線トレースを示している。図３は光ウェッジ１００中の第１の光線３００の経路を示し、図４は光ウェッジ１００中の第２の光線４００の経路を示し、光線３００及び４００は、光ウェッジ１００の薄端面１１０に入力される円錐状の光の互いに反対の側面に位置する光線を表している。図３及び４にて見て取れるように、光線３００が、光ウェッジ１００の薄端面１１０に近接したところで表示面１５０を出て行く一方で、光線４００は、光ウェッジ１００の厚端面１２０に近接したところで表示面１５０を出て行く。
【００２４】
光線３００及び４００は、表示面１５０の法線に対して全反射の臨界角以下で表示面１５０と交差すると、表示面１５０を出て行く。この臨界角を、ここでは“第１臨界角”と称することもある。同様に、光線は、表示面１５０の法線に対して全反射の第１臨界角より大きい角度で表示面１５０と交差するとき、光ウェッジ１００内で内部反射する。また、光線は、裏面１６０の法線に対して全反射の臨界角より大きい角度で裏面１６０と交差するとき、光ウェッジ１００内で内部反射する。この臨界角を、ここでは“第２臨界角”と称することもある。
【００２５】
図５を参照して更に詳細に後述するように、第１臨界角及び第２臨界角は、第１臨界角で裏面１６０に入射する光が反射されて表示面１５０の方に戻されるように相異なることが望ましい。これは、裏面１６０を介しての光の喪失を防止する助けとなり、故に、光ウェッジ１００の光学的な効率を高め得る。第１臨界角は、光ウェッジ１００の屈折率と、表示面１５０と接触する材料（例えば、空気、又は被覆材の層（クラッド層））の屈折率との関数であり、第２臨界角は、光ウェッジ１００の屈折率と、裏面１６０に隣接する材料の屈折率との関数である。例えば図３及び４に示したものなどの一部の実施形態において、表示面１５０は空気と接触するようにして、裏面１６０のみに被覆材の層１７０が設けられ得る。他の実施形態において、表示面１５０は、裏面１６０とは異なる屈折率を有する被覆材の層（図示せず）を有していてもよい。
【００２６】
光ウェッジの表示面及び／又は裏面の内部反射について所望の臨界角を達成するために、如何なる好適な１つ以上の材料がクラッド層として使用されてもよい。一実施形態例において、光ウェッジ１００は、１．４９２の屈折率を有するポリメタクリル酸メチルすなわちＰＭＭＡから形成される。空気の屈折率はおよそ１．０００である。従って、被覆材を有しない表面の臨界角はおよそ４２．１°である。同様に、クラッド層の一例は、テフロンＡＦ（デュポン社の登録商標）、すなわち、１．３３の屈折率を有するアモルファスのフッ素重合体を有し得る。テフロンＡＦで被覆されたＰＭＭＡ表面の臨界角は６３．０°である。理解されるように、これらの例は例示目的で記載されたものであり、何らかの限定を意図したものではない。
【００２７】
光ウェッジ１００及びエンドリフレクタ１２５の構成は、一様な光が薄端面１１０に注入されたときに表示面１５０の大部分が一様に照明されること、また、注入された光の大部分が表示面１５０を出て行くことを生じさせるように設定され得る。上述のように、光ウェッジ１００は、薄端面１１０に注入された光線が全反射を介してエンドリフレクタ１２５まで伝達されるように、その長さ方向にテーパーを付けられる。エンドリフレクタ１２５は、表示面１５０及び裏面１６０の各々の法線に対する光線角度を低減するように構成された、ファセット化（小平面化）されたレンズ構造を有する。また、厚端面１２０から薄端面１１０まで徐々に減少していく光ウェッジ１００の厚さは、光線が薄端面１１０の方に進行するにつれて、各表面の法線に対する光線角度を減少させる。光線が第１臨界角より小さい角度で表示面１５０に入射するとき、その光線は表示面１５０を出て行くことになる。
【００２８】
一部の実施形態において、光源１０２はエンドリフレクタ１２５の焦点に位置付けられ得る（他の実施形態において、光源１０２はその他の好適な位置に置かれてもよい）。そのような実施形態において、エンドリフレクタ１２５は、光ウェッジ１００の長さの２倍の曲率半径で湾曲され得る。図３及び４の実施形態において、光ウェッジ１００のテーパー角は、厚端面１２０と表示面１５０とのコーナー部が直角を有し、且つ厚端面１２０と裏面１６０とのコーナー部が直角を有するように設定される。薄端面１１０がエンドリフレクタ１２５の焦点にあるとき、薄端面１１０は厚端面１２０の厚さの１／２である。他の実施形態において、これらの構造の各々はその他の好適な構成を有し得る。
【００２９】
図示した実施形態において、エンドリフレクタ１２５は、側面１３０から側面１４０まで、そして表示面１５０から裏面１６０まで、球状に湾曲されている。他の実施形態において、エンドリフレクタ１２５は、表示面１５０及び裏面１６０が延長された場合にこれらが出会うことになるところを曲率中心として、表示面１５０及び裏面１６０から一様な曲率半径で円筒状に湾曲されてもよい。円筒状に湾曲されたエンドリフレクタは、球状に湾曲されたエンドリフレクタ１２５より少ないサッグ（すなわち、表示領域として使用できない湾曲部）を有するようにすることができ、これは大判用途において有利となり得る。例えば放物線状など、その他の好適な湾曲もエンドリフレクタ１２５に使用され得る。また、側面１３０及び１４０に垂直な面内でのエンドリフレクタ１２５の曲率は、例えばトロイダル（ドーナツ形）リフレクタなどのように、側面１３０及び１４０に平行な面内でのエンドリフレクタ１２５の曲率と異なっていてもよい。
【００３０】
上述のように、表示面１５０及び裏面１６０の反射の臨界角は、裏面１６０を介しての光の喪失を防止する助けとなるように相異なることが望ましい。これを、図２−４の光ウェッジの実施形態のエンドリフレクタ１２５の模式的な拡大断面図を示す図５に示す。エンドリフレクタ１２５は、厚端面１２０の表面に対して或る角度で配置された複数のファセット（小平面）を有するファセット化されたレンズ構造を有する。複数のファセットは、ファセット５３０などの表示面に対面するファセットと、ファセット５４０などの裏面１６０に対面するファセットとの間で交互にされている。エンドリフレクタ１２５は、エンドリフレクタ法線５４２及びエンドリフレクタ法線５３２が曲率中心に向かって伸びるようにして、上述のような全体的な湾曲に従っている。複数のファセットの各々は、或る高さと、エンドリフレクタの表面の法線に対する或る角度とを有する。例えば、表示面１５０に対面するファセットのうちの１つは、高さ５３８と、エンドリフレクタ法線５３２とファセット法線５３４との相対的な角度５３６とを有している。他の一例として、裏面１６０に対面するファセットのうちの１つは、高さ５４８と、エンドリフレクタ法線５４２とファセット法線５４４との相対的な角度５４６とを有している。
【００３１】
複数のファセットの各々の高さは、表示面１５０を出て行く光ビームの均一性及び明るさに影響を及ぼし得る。例えば、より大きいファセットは、理想的な焦点距離とは異なる光路を作り出し、それによりフレネルバンディング（縞模様）を生じさせ得る。従って、そのようなバンディングが問題となり得る実施形態においては、そのようなバンディングがあまり見えないように、複数のファセットの各々の高さを例えば５００μｍ未満にすることが望ましい。
【００３２】
同様に、複数のファセットの各々の角度も、表示面１５０を出て行く方向付けられた光ビームの均一性及び明るさに影響を及ぼし得る。光線５００は、光ウェッジ１００内の光線の経路にファセット角度がどのように影響を及ぼし得るかを例示するものである。光線５００は、薄端面１１０に注入され、光ウェッジ１００中を進行し、そして、エンドリフレクタ１２５に突き当たる。光線５００の半分は、表示面１５０に対面するファセット５３０に突き当たっている。ファセット５３０に突き当たる光線５００の部分は、光線５１０として表示面１５０に向けて反射される。光線５１０は、表示面１５０の法線に対して内部反射の第１臨界角以下の角度で表示面１５０と交差しており、故に、光線５１２として表示面１５０を出て行く。
【００３３】
光線５００の他の半分は、裏面１６０に対面するファセット５４０に突き当たっている。ファセット５４０に突き当たる光線５００の部分は、光線５２０として裏面１６０に向けて反射される。表示面１５０と裏面１６０との間での臨界角の相違により、光線５２０は、裏面１６０の法線に対して内部反射の第２臨界角より大きい角度で裏面１６０と交差しており、故に、光線５２２として表示面１５０に向けて反射している。そして、光線５２２は、表示面１５０の法線に対して内部反射の第１臨界角以下の角度で表示面１５０と交差しており、故に、光線５２４として出て行く。斯くして、エンドリフレクタ１２５から反射する光の大部分が表示面１５０を出て行く。
【００３４】
表示面１５０に対面するファセットと裏面１６０に対面するファセットとによって光が別々に反射されることにより、光が表示面を出て行くように裏面から反射されるとき、頭尾（ヘッドツーテイル）方向に並べられた、重なり合った重畳された第１及び第２の画像が表示面１５０に形成される。これらの画像の間の重なり程度は、ファセット５３０及び５４０の角度によって決定され得る。例えば、更に詳細に後述するように、各ファセットがエンドリフレクタの表面の法線に対して、９０°と反射の第１臨界角との間の差の３／８の角度を有するとき、これら２つの画像は完全に重なり合う。この例では、光ウェッジ１００に入力された実質的に全ての光が表示面１５０を出て行く。ファセットをこの値から変えることは、画像間の重なり量を減少させることになり、ファセットの角度が９０°と反射の第１臨界角との間の差の１／４又は１／２である場合には、２つの画像のうちの一方のみ、又は他方のみが表示される。また、９０°と反射の第１臨界角との間の差の３／８からファセットの角度を変えることはまた、一部の光が、表示面１５０からではなく、光ウェッジ１００の薄端面から出て行かせることになる。ファセットの角度が９０°と反射の第１臨界角との間の差の１／４又は１／２である場合、表示面１５０はこの場合にも均一に照明され得るものの、光の半分が光ウェッジ１００の薄端面から出て行き、故に失われる。理解されるように、所望の使用環境に応じて、９０°と反射の第１臨界角との間の差の３／８以外のファセット角度を使用することが好ましいこともある。そのような使用環境は、以下に限られないが、重なり合わない光の領域（これは、重なり合う領域より低い強度を有するように見えることになる）がユーザによって観察される視野の外側である環境、並びに、弱められた光強度も許容可能である環境を含み得る。
【００３５】
代替的な一実施形態において、エンドリフレクタ１２５は回折格子を有していてもよい。回折格子の式を用いて、所与の入射角及び光の所与の波長に関して回折角を計算し得る。回折角は光の波長に依存するので、回折格子を有するエンドリフレクタは、投入される光が単色であるときに望ましくなり得る。
【００３６】
図６及び７は、図５に示した概念を更に示すために、光ウェッジ１００中の光の進行を、各々が上述の実施形態の光ウェッジ１００の複製である複数の光ウェッジのスタック（積み重ねたもの）内での光線の経路として示している。１つの光ウェッジの複数の複製物のスタック中で光線と追跡することは、１つの光ウェッジ内での光線の経路を追跡することと光学的に等価である。故に、こうすることで、光線の各内部反射が、１つの光ウェッジから隣接する光ウェッジへの境界を通っての通路として示される。図６において、表示面は、光ウェッジのスタック６００内の最上部のウェッジの表示面６２０として示されている。裏面面は、光ウェッジのスタック６００内の最下部のウェッジの裏面６３０として示されている。スタック６００の複数の光ウェッジの厚端面が結合して、全ての表面が収束する軸６１０を中心とする曲線６４０と近似的に云えるものを形成している。
【００３７】
図６はまた、光ウェッジスタック６００の薄端面に注入される円錐状の光の互いに反対の側面に位置する２つの光線６５０及び６６０を描いている。各光線６５０及び６６０に関し、エンドリフレクタからの反射後、線６５２及び６６４で示される光線の半分は、光ウェッジスタック６００の厚端面付近で（故に、それにより表される光ウェッジから）出現し、線６５４及び６６２で示される光線の半分は、光ウェッジスタックの薄端面付近で出現する。これら２つの最も端の角度の間の角度で注入される光線もエンドリフレクタのファセットパターンによって分離され、同様にして光ウェッジの表示面及び裏面から出現することになる。光線６５２及び６６２に平行な表示面６２０を出て行く光線が、陰影が付された領域６０２によって表されている。理解されるように、上述の通り、光ウェッジ裏面６３０を通って放出されるように示されている光線は、光ウェッジの表示面に使用される被覆材（図示せず）より低い屈折率を有する被覆材（図示せず）を光ウェッジの裏面に使用することによって、裏面を通って放出される代わりに、裏面によって反射された後に表示面から放出され得る。斯くして、そのような光ウェッジの薄端面に注入された実質的に全ての光が、光ウェッジの表示面から放出され得る。
【００３８】
均一に照明される表示面では（例えば、ファセット５３０から反射された画像とファセット５４０から反射された画像とが完全に重なる場合）、薄端面に注入されてエンドリフレクタに向かって横に進行する、エンドリフレクタの法線と一致する光線は、表示面に対面するファセットで反射され、そして表示面の中心まで進んで、表示面の臨界角で表示面と交差する。図７は、光ウェッジのスタック７００中でのそのような光線の経路を模式的に描いている。光線７１０は、光ウェッジの薄端面７０２で注入され、そして、エンドリフレクタ７０４で光線７１５として反射されている。光線７１５は、表示面７０６の中心まで進行して、表示面法線７２０に対して反射の臨界角７３０で表示面７０６と交差している。角度７３２と７３４との和は、９０°と反射の臨界角７３０との差である。光ウェッジの薄端面が光ウェッジの厚端面の厚さの１／２であるとき、ウェッジの上記中心の点は、ウェッジの上記厚さの３／４にある。近軸近似を用いると、角度７３２は、９０°と反射の臨界角７３０との差の３／４である。水平な直線７２２は注入された光線７１０に平行であるので、角度７４０は角度７３２に等しい。反射の法則から、入射角は反射角に等しいので、ファセット角度は角度７４０の１／２である。故に、均一に照明される表示面では、上述のように、表示面に対面する各ファセットが、エンドリフレクタの表面の法線に対して、９０°と反射の臨界角７３０との間の差の３／８の角度を形成することになり得る。
【００３９】
図８及び９は、図２の光ウェッジ内に該光ウェッジの薄端面に沿った異なる位置で光を注入することによって、方向付けられた光ビームの向きがどのように変化するかを示している。具体的には、光注入の位置を右にずらすことによって、光ビームの方向を左に移動させることができ、その逆も然りである。各々の図において、明瞭化のために、図８及び９でそれぞれ８００及び９００で示される単一画素の光の可視位置が示されている。また、この光の点から光ウェッジの光インタフェースの隅までトレースした直線が示されているとともに、光注入位置が移動されるときの光ウェッジに対する光の画素の移動を更に明瞭に例示するために、中心線８１０が示されている。
【００４０】
図８において、光は、第１の位置にある光源８０２から薄端面１１０の右側に注入されている。光ビームの方向は、可視位置８００の画素によって示されるように、中心線８１０の左の方を向いている。図９においては、光は、第２の位置にある光源９０２から薄端面１１０の左側に注入されている。光ビームの方向は、可視位置９００の画素によって示されるように、中心線８１０の右を向いている。理解されるように、光ウェッジ１００の薄端面に沿って光注入の位置を順次、所望の時間間隔且つ所望の順序で変化させることによって、光ビームを所望の大きさ且つ所望の順序で円滑的あるいは段階的に走査することができる。ここでは、このような表示モードを走査モードと称することがある。
【００４１】
図１０は、光導波路によりコリメート光を走査する一方法例のフローチャートを示している。光導波路は、第１の端部と、該第１の端面と反対側の第２の端面とを有し得る。光導波路はまた、エンドリフレクタと、第１の端面と第２の端面との間に延在する表示面と、表示面の反対側の裏面とを有し得る。一実施形態において、光導波路は図２の光ウェッジであり、光ウェッジの薄端面が光導波路の第１の端面であり、光ウェッジの厚端面が光導波路の第２の端面である。
【００４２】
他の一実施形態において、光導波路は或る一定の厚さを有していてもよく、例えば、第１の端面及び第２の端面は同じ厚さである。そのような光導波路は、表示面及び／又は裏面に、第１の端面と第２の端面との間で線形変化する屈折率を有する被覆材を含んでいてもよい。この実施形態は、光導波路の第１の端面に光が注入されるときに、光ウェッジと同様に動作することになる。更なる他の一実施形態において、光導波路は、或る一定の厚さと、第１の端面と第２の端面との間で線形変化する屈折率と、表示面及び／又は裏面上の一定の屈折率の被覆材とを有し得る。この実施形態も、光導波路の第１の端面に光が注入されるときに、光ウェッジと同様に動作することになる。
【００４３】
図１０に戻るに、方法１０００はステップ１０１０で、光導波路の第１の端面に光を注入することによって開始する。上述のように、光は、例えば、光導波路の第１の端面に沿って機械的に移動されるように構成された光源によって注入され得る。他の一実施形態において、光導波路の第１の端面に沿って複数の光源を配置し、各光源を、光導波路の第１の端面に沿った異なる位置で光導波路の第１の端面に光を注入するように構成してもよい。光は、これら複数の光源のうちの１つ以上の光源によって注入され得る。更なる他の一実施形態において、光は、光導波路の第１の端面に隣接し且つそれに沿って延在するように位置付けられた拡散性のスクリーンを横断してレーザビームを走査することによって注入されてもよい。
【００４４】
次に、ステップ１０２０にて、注入された光が全反射を介してエンドリフレクタに届けられる。ステップ１０３０にて、光がエンドリフレクタで内部反射され得る。エンドリフレクタで内部反射される光は、第１の組のファセット及び第２の組のファセットから反射され得る。第１の組のファセットの各々は、少なくとも部分的に表示面の方を向いた法線を有し、第２の組のファセットの各々は、少なくとも部分的に裏面の方を向いた法線を有する。また、一部の実施形態において、第１の組のファセットの各々は、９０°と反射の臨界角との間の差の３／８の角度を有し、第２の組のファセットの各々は、９０°と反射の臨界角との間の差の３／８の角度を有し得る。他の実施形態において、ファセットは、光強度の好ましくないバラつきを生じさせない他の好適な角度を有し得る。更なる他の一実施形態において、エンドリフレクタは回折格子を含んでいてもよい。
【００４５】
エンドリフレクタ上のファセットに付けられた角度により、ステップ１０４０にて、反射の臨界角で表示面と交差する光の部分が表示面から放出され得る。次にステップ１０５０にて、光導波路に光が注入される光導波路の第１の端面に沿った位置が変更され得る。一実施形態において、光導波路の第１の端面に沿った位置は、光源を所望の位置まで機械的に移動させることによって変更され、そして、該所望の位置で該光源によって光が注入され得る。他の一実施形態において、光導波路の第１の端面に沿った位置は、光導波路の第１の端面に沿って配置された複数の光源から１つの光源を選択的に明るくすることによって変更され得る。更なる他の一実施形態において、光導波路の第１の端面に沿った位置は、光導波路の第１の端面に隣接し且つそれに沿って延在するように位置付けられた拡散性のスクリーンを横断してレーザを走査することによって変更され得る。光が注入される位置を変化させることによって、光ビームの方向が変化され得る。図８及び９に例示したように、光ウェッジ１００の薄端面１１０の左側に光を注入することで、光ウェッジ１００の右の方向にコリメート光を放射することができ、逆もまた然りである。
【００４６】
図１１は、例えばビデオプレゼンテーションシステム１０などの同じ光学システムで異なるモード中にパブリック情報及びプライベート情報を表示するように光ビームを用いる方法を実行するために使用され得る方法の一実施形態例のフローチャートを示している。図１１を説明する前に、理解されるように、図１１−１２及び１６の説明の中で“ウェッジ”なる用語を使用することは、この実施形態の利用可能性を光ウェッジ型のライトガイドに限定することを意図したものではなく、上述のような変化する屈折率を有するライトガイドも使用され得る。
【００４７】
図１１に戻るに、ステップ１１１０にて、光デバイスの表示モードが決定される。表示モードがパブリックモードである場合、このルーチンはステップ１１１０からステップ１１５０へと進む。表示モードがプライベートモードである場合には、このルーチンはステップ１１２０へと進む。
【００４８】
表示モードがプライベートであるとき、ステップ１１２０にて、視聴者の位置が決定され得る。視聴者の位置は、例えば、頭部追跡カメラ１８から受信された頭部追跡データを用いてコントローラ１４によって決定されることができ、あるいはビデオプレゼンテーションシステム１０の真正面であると仮定され得る。ステップ１１３０にて、視聴者の位置が、光ウェッジの薄端面に沿った１つ以上の位置と関連付けられ得る。光ウェッジの薄端面に沿った該位置は、例えば、光が該位置の各々で注入されるときにビデオプレゼンテーションシステム１０から放射される光ビームの光路内に視聴者がいるようにして選択され得る。ステップ１１４０にて、光ウェッジの薄端面に沿った該１つ以上の位置に光が注入され得る。単一の光源から単一の位置に光を注入することにより、ビデオプレゼンテーションシステム１０の最も狭い視野をもたらすことができる。しかしながら、２つ以上の位置に光を注入することによって視野を広げる方が望ましいことがある。視野を広げることは、例えば、頭部追跡アルゴリズムが視聴者の動作の速度と比較して遅い場合など、計算された視聴者の位置が正確でない場合のマージンを提供し得る。理解されるように、１つの個人用画像がディスプレイの周りの好適位置にいる任意数のユーザに表示されるように、ディスプレイのユーザによって視野を制御することができるようにしてもよい。このルーチンはステップ１１４０の後に終了する。
【００４９】
方法１１００は、視聴者が動いた場合に視聴者の位置が更新され得るように、ループにて継続的に繰り返され得る。視聴者の位置とそれに関連付けられる光ウェッジの薄端面に沿った位置とを更新することにより、ビデオプレゼンテーションシステム１０からの光ビームは、視聴者が動くときにも視聴者に追従することができる。
【００５０】
表示モードがパブリックであるとき、ステップ１１５０にて、広い視野が、光ウェッジの薄端面に沿った複数の位置と関連付けられ得る。例えば、一部の状況において、光源の全てが同時に照明されてもよいし、光源のサブセット（部分集合）が同時に照明されてもよい。何れの場合も、ステップ１１６０に示されるように、光ウェッジの薄端面に沿った上記複数の位置に光が注入され、画像が広い視野で表示され得る。
【００５１】
パブリックモードの表示は、１つの画像を様々な数の視聴者に表示するように様々に使用され得る。例えば、表示スクリーンを直視し得る如何なるユーザに対しても画像を表示することが望ましい場合がある。この場合、光ウェッジの薄端面に沿って配置された複数の光線の全光源を照明することによって、広い視野を得ることができる。一方、パブリックモードの一部の用途は、或る一定の個人用表示の特徴を示すことがある。例えば、銀行窓口係及び顧客の各々が、該銀行窓口係又は顧客とは異なる角度でディスプレイを見る者には隠される画像を見ることができるように、ディスプレイが構成されてもよい。そのようなモードにおいては、光を向かわせる方向は、意図される視聴者の座席位置／立ち位置に基づいて予め決定されてもよいし、カメラ又はその他の好適手法によって決定されてもよい。
【００５２】
一部の実施形態において、個人用画像の各視聴者に対し、ビデオデータのフレームごとに視聴者の右眼及び左眼に異なる画像を順次に提供することによって、ステレオスコピック（立体）画像が提示され得る。例えば、一部のこのような実施形態において、表示パネルの各画素が何れかのフレームで一方の眼のみに見え、続くフレームでは他方の眼のみに見えるようにして、画像が表示され得る。他のこのような実施形態において、画像はその他の如何なる好適な手法で表示されてもよい（例えば、好適な重なり量で）。図１２は、方向付けられた光によりオートステレオスコピック画像を表示する方法を実行するために使用されるルーチンの一実施形態例のフローチャートを示している。ここでは、このような表示モードを自動立体視モードと称することがある。ステップ１２１０にて、頭部追跡カメラを介して、視聴者の第１の眼の位置と第２の眼の位置が決定される。ステップ１２２０にて、第１の画像と、光ウェッジの薄端面に沿った第１の位置とが、視聴者の第１の眼と関連付けられる。第１の画像は、例えば、視聴者の左眼によって見られる３次元物体のビューとし得る。光ウェッジの薄端面に沿った第１の位置に光が注入されたときにビデオプレゼンテーションシステム１０によって放射される方向付けられた光の光路内に左眼があるようにされ得る。ステップ１２３０にて、第１の画像が空間光変調器１２で変調され、ステップ１２４０にて、光ウェッジの薄端面に沿った第１の位置に光が注入され、それにより第１の画像がユーザの第１の眼に提示される。
【００５３】
ステップ１２５０にて、光ウェッジの薄端面に沿った第１の位置への光の注入が停止され、ステップ１２６０にて、第２の画像と、光ウェッジの薄端面に沿った第２の位置とが、視聴者の第２の眼と関連付けられる。第２の画像は、例えば、視聴者の右眼によって見られる３次元物体のビューとし得る。光ウェッジの薄端面に沿った第２の位置に光が注入されたときにビデオプレゼンテーションシステム１０によって放射される光の光路内に右眼があるようにされ得る。ステップ１２７０にて、第２の画像が空間光変調器１２で変調される。ステップ１２８０にて、光ウェッジの薄端面に沿った第２の位置に光が注入され、それにより第２の画像がユーザの第２の眼に提示され得る。
【００５４】
ステップ１２９０にて、光ウェッジの薄端面に沿った第２の位置への光の注入が停止される。その後、方法１２００は、第１の画像セットが一方の眼に対して表示され、第２の画像セットが他方の眼に対して表示されるように順次に繰り返され得る。このルーチンが十分高速に繰り返される場合、例えば、リフレッシュレートが十分に高い場合、視聴者の眼は、これら時間多重された画像をフリッカのない１つのシーンへと統合し得る。視聴者ごとに感じ方が異なるが、６０Ｈｚより高いリフレッシュレートが望ましい。
【００５５】
また、開示のビデオプレゼンテーションシステムの実施形態は、表示スクリーンの視聴者の視点が変化するときに画像内の物体の視点が変化する視界依存描写画像を提示するために使用されてもよい。この効果を作り出すため、横方向に隣接した複数の画像が、各画像が僅かに異なる視野角から視認可能なようにして、素早く相次いで表示され得る。例えば、一実施形態において、横方向に隣接した複数の画像は、２次元又は３次元のシーンの３２個のビューを表現する３２個の画像を含み得る。視聴者の各眼は僅かに異なる角度でディスプレイを眺めるので、各眼は異なる画像を見ることができ、このとき、見られる画像は表示スクリーンのユーザ視点に依存したものとなる。同様に、横方向に隣接した複数の画像を連続的に表示する代わりに、視線追跡技術を使用して、ユーザの視野内に現在ある画像のみが表示されてもよい。また、各ユーザの各眼に異なる画像が提示されるように、複数の視聴者にもこのような視界依存描写画像が提供され得る。このような方法は、各視聴者の頭部／眼の位置の動きの関数としての視点の変化により、一人又は複数の視聴者に、窓を通して表示画像を見ているような印象を与え得る。
【００５６】
上述のように、一部の実施形態において、バックライトシステムからの光は視聴者の眼の位置で集束するように構成されてもよい。図１のビデオプレゼンテーションシステム１０は、空間光変調器１２が小型である（例えば、瞳孔の大きさにされる）とき、自動立体視を可能にし得る。空間光変調器１２の大きさが増大するとき、ビデオプレゼンテーションシステム１０は、空間光変調器１２に隣接して例えばフレネルレンズなどの更なる光学素子を有するようになり得る。
【００５７】
図１６は、複数の視聴者に対して個人用ビデオプレゼンテーション（同じプレゼンテーション又は異なるプレゼンテーションの何れか）を同時に表示するように構成された他の一実施形態を例示するフローチャートを示している。方法１６００はステップ１６１０で開始し、複数の視聴者が例えばイメージセンサデータにより検出される。そしてステップ１６２０にて、個人用画像・音声出力が各視聴者と関連付けられる。例えば、ビデオコンテンツアイテム、又は視聴者が個人消費用にビデオコンテンツアイテムを選択し得るコンテンツ発見画面など、如何なる好適な出力が各視聴者に関連付けられてもよい。
【００５８】
ステップ１６２５にて、個人用音声が各視聴者に提供される。個人用音声は如何なる好適な手法で提供されてもよい。例えば、一部の実施形態において、各ユーザは、特定の視聴者に結び付けられることが可能な有線式あるいは無線式のヘッドフォンセットを使用し得る。より具体的な一例として、ワイヤレスヘッドフォンセットが、ビデオプレゼンテーションシステムによって無線通信チャネル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ、又はその他の好適な無線通信チャネル）で送信される要求を受けて、見通し線（ラインオブサイト）信号（例えば、赤外線ビーコン）を放出するように設定され得る。見通し線信号は、頭部追跡カメラによって検出され、あるいはその他の好適な手法にて検出され得る。他の一実施形態において、ヘッドフォンセットを特定のユーザに結び付けるためにユーザフィードバックが用いられてもよい。例えば、各ヘッドフォンセットに順次に、頭部追跡カメラによって検出可能なジェスチャを行うように各ユーザに要求する音声信号が送信され得る。個人用音声を出力するために指向性スピーカを使用する実施形態においては、このようなヘッドフォン関連付けプロセスは省略され得る。何故なら、或るビデオコンテンツ用のオーディオ出力は、そのビデオ出力と同じ方向に向けられることができるからである。
【００５９】
次にステップ１６３０にて、方法１６００は、第１の視聴者を現在の視聴者として設定することを有する。そしてステップ１６４０にて、現在の視聴者の位置が決定され、その位置が、現在の視聴者に向けられる光を生じさせることになる光ウェッジの薄端面に沿った位置と関連付けられる。現在の視聴者の位置は如何なる好適な手法で決定されてもよい。例えば、該位置は、頭部追跡データを用いることによって決定されてもよいし、予め決定されてもよい（例えば、複数位置の番号及び位置がユーザあるいは管理者によって制御且つ／或いは設定され得る）。理解されるように、特定のユーザに関して光が注入される位置は、頭部追跡カメラによって追跡される視聴環境内で視聴者が動くときに繰り返し調整され得る。同様に、ステップ１６４５で指し示されるように、例えばオーディオビームなどの個人用オーディオ出力の方向は、ユーザが動いた場合に調整され得る。
【００６０】
次にステップ１６５０にて、現在の視聴者用の画像を作り出すように空間光変調器が変調される。一部の例において、画像はまた、複数の視聴者が同じ画像を見ることができるように他の視聴者とも関連付けられるが、他の例において、画像は単一の視聴者と関連付けられる。
【００６１】
ステップ１６６０にて、方法１６００は、光ウェッジ１００0の薄端面１１０に光を注入し、それにより現在の視聴者に画像を提示することを有する。そしてステップ１６７０にて、光ウェッジ１００の薄端面１１０への光の注入が停止される。ステップ１６８０にて、現在の視聴者番号がインクリメントされ、その後、この方法はステップ１６４０に続く。斯くして、複数のビデオプレゼンテーションが複数のユーザに並行して提示され得る。リフレッシュレートが十分に高い場合、視聴者の眼は、その視聴者に関連付けられた時間多重された画像をフリッカのない１つの画像へと統合し得る。視聴者ごとに感じ方が異なるが、６０Ｈｚより高いリフレッシュレートが好ましい。プロセス１６４０−１６８０は、全ての視聴者が見ることを止めるまでループし、全ての視聴者が見ることを止めたときに方法１６００は終了し得る。
【００６２】
一部の実施形態において、ユーザがディスプレイを見ることを中断した（例えば、顔を異なる方に向けた）としても、ユーザが視聴体験から去ったと決定される（例えば、所定の期間にわたって注意を払っていないことによる）まで、個人用音声は引き続き提供され得る。同様に、ユーザがワイヤレスヘッドフォンを介して個人用音声を受信している場合、ユーザがユーザ追跡カメラの視界から出たときであっても、個人用音声は引き続きユーザに提供され得る。これは、例えば、短時間だけ部屋の外に出ている間にもビデオプレゼンテーションを追うことを可能にし得る。
【００６３】
上述の実施形態の一部においては、各ユーザの各眼に関連付けられた照明領域は、例えば奥行きセンサ又は従来からのカメラなどのカメラによって検出されたユーザの位置に従った空間に投影されるが、他の実施形態においては、一人の視聴者の両方の眼が見ることができる単一の画像が投影される。カメラとディスプレイとの相対位置は固定とし得るが、機械的な公差に起因して、ユーザがいるとカメラが考える所と、光を送っているとディスプレイが考える所との間に幾らかの相違が存在し得る。ディスプレイが時間的に順次の照明を生成するとき、ディスプレイのフレームレートで動作するカメラを用いて、処理中の視聴者を見ることで、ディスプレイシステムから視聴者の顔に投影される照明を調べることができる。これを用いて投影を校正し得る。例えば、左眼画像が視聴者に投影されるとき、左眼のみがディスプレイによって照らされるべきである。故に、カメラによって見られる眼／頭部の位置を、同じカメラによって順次に見られる左／右差分画像とマッチングすることにより、校正誤差が検出されて補償され得る。
【００６４】
各眼のこの余分な照明は、周辺光より小さいことがある。故に、表示画像の検出可能性を高めるために、幾らかの非可視（例えば、赤外）成分を可視光に追加してもよい。液晶ディスプレイの透過率は可視域においてよりも赤外域において高くなり得るので（場合により、１０倍高い）、追加成分は照明全体の小さい割合のみを有し得る。そして、時間とともに、ユーザがディスプレイの周りを動くとき、カメラとディスプレイとの間の校正が適応的に精緻化され得る。認識されるように、可視光画像が十分に検出可能である場合には、このような赤外線照射は省略され得る。
【００６５】
認識されるように、ここに記載のコンピューティング装置は、ここに記載のプログラムを実行するように構成される如何なる好適なコンピューティング装置であってもよい。例えば、コンピューティング装置は、メインフレームコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ化無線電話、ネットワーク化コンピューティング装置、又はその他の好適なコンピューティング装置とすることができ、また、例えばインターネットなどのコンピュータネットワークを介して互いに接続されることができる。これらのコンピューティング装置は典型的に、プロセッサと、それに付随する揮発性及び不揮発性のメモリとを含んでおり、不揮発性メモリに格納されたプログラムを、揮発性メモリの部分とプロセッサとを用いて実行するように構成される。ここでは、用語“プログラム”は、ここに記載の１つ以上のコンピューティング装置によって実行あるいは使用され得るソフトウェア又はファームウェアのコンポーネントを意味し、また、個々の、あるいはグループをなす、実行可能ファイル、データファイル、ライブラリ、ドライバ、スクリプト、データベースレコードなどを包含するように意図されたものである。認識されるように、コンピューティング装置によって実行されて該コンピューティング装置に上述の方法を実行させて上述のシステムの動作を生じさせるプログラム命令を格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体が提供され得る。
【００６６】
理解されるように、方向付けられた光を走査することに関してここに記載された特定の構成及び／又はアプローチは例示の目的で提示されたものであり、数多くの変形が可能であるので、これらの特定の実施形態又は例は限定の意味で解されるべきではない。本開示に係る事項は、ここに記載の様々なプロセス、システム及び構成、並びにその他の特徴、機能、動作、及び／又は特性の、全ての新規且つ非自明の組み合わせ及び部分結合と、それらの何れか及び全ての均等物とを含むものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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