(57)【要約】  ユーザ追跡マルチビューディスプレイおよびユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムは、ユーザ追跡マルチビューディスプレイの相対運動と周期的なユーザ位置測定の両方によって決定されるユーザの位置に従って、一次ビューセットおよび二次ビューを選択的に提供する。ユーザ追跡マルチビューディスプレイは、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する指向性光ビームを提供するように構成されたマルチビームバックライトと、一次ビューセットおよび二次ビューを含む複数のビューを提供するために指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイとを含む。ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムは、周期的なユーザ位置測定およびユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムの相対運動の両方を使用してユーザのポジションを決定するように構成されたユーザトラッカをさらに含む。
2021536588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチビュー画像のビュー方向に対応する方向を有する指向性光ビームを提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
一次ビューのセットと前記一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接して配置された二次ビューを含む前記マルチビュー画像として前記指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイと、
を備える、ユーザ追跡マルチビューディスプレイであって、
前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイは、前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイの相対運動と周期的なユーザ位置測定の両方によって決定されるユーザの位置に従って、前記一次ビューセット、または前記二次ビューと前記一次ビューセットの前記ビューのサブセットを含む拡張ビューセットのいずれかを、選択的に提供するように構成される、
ユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項２】
前記マルチビームバックライトが、
光ガイドの長さに沿って伝搬方向に光をガイドするように構成された光ガイドと、
前記光ガイド長に沿って互いに間隔を置いて配置された複数のマルチビーム要素であって、前記複数のマルチビーム要素のうちのマルチビーム要素は、前記指向性光ビームとして、前記導波光の一部を前記光ガイドから散乱させるように構成される、複数のマルチビーム要素と、
を備え、
前記マルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズに相当する、
請求項１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項３】
前記マルチビーム要素の前記サイズが、前記ライトバルブサイズの５０パーセントから２００パーセントの間である、請求項２に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項４】
前記マルチビーム要素が、前記導波光の前記一部を前記指向性光ビームとして回折散乱させるように構成された回折格子を備える、請求項２に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項５】
前記マルチビーム要素が、微小反射要素および微小屈折要素の一方または両方を備え、前記微小反射要素は、前記導波光の一部を反射散乱させるように構成され、前記微小屈折要素は、前記導波光の一部を屈折散乱させるように構成される、請求項２に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項６】
前記マルチビームバックライトの入力に光学的に結合された光源をさらに備え、前記光源は、前記マルチビームバックライト内でガイドされる光を、ゼロでない伝搬角度を有するかもしくは所定のコリメーション因子に従ってコリメートされる導波光、またはゼロでない伝搬角度を有しかつ所定のコリメーション因子に従ってコリメートされる導波光として提供する、請求項２に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項７】
前記二次ビューが前記末端ビューを含む、請求項１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項８】
前記二次ビューが、前記一次ビューセットの前記末端ビューに角度的に隣接する視点ビューを含む、請求項１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイ。
【請求項９】
請求項１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイを備えたユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムであって、前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムは、前記周期的なユーザ位置測定と、周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中の前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイの前記相対運動の両方を使用して前記マルチビューディスプレイに対するユーザのポジションを決定するように構成されたユーザトラッカをさらに備え、決定された第１のポジションで、前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイは、前記一次ビューのセットを選択的に提供するように構成され、決定された第２のポジションで、前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイは、前記二次ビューを含む前記拡張ビューセットを提供するように構成される、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記ユーザトラッカが、
前記ユーザの画像を周期的にキャプチャするように構成されたカメラと、前記周期的にキャプチャされた画像内の前記ユーザのポジションを決定して前記周期的なユーザ位置測定を提供するように構成された画像プロセッサとを備えるユーザ位置測定システムと、
前記ユーザ追跡マルチビューディスプレイの前記相対運動を決定するために、前記周期的なユーザ位置測定間の前記時間間隔中に前記マルチビューディスプレイの相対運動を追跡するように構成されたモーションセンサと、
を備え、
前記相対運動は、前記周期的なユーザ位置測定間の前記時間間隔中に前記ユーザ位置の推定値を提供するように構成される、
請求項９に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１１】
マルチビュー画像を提供するように構成されたマルチビューディスプレイであって、前記マルチビュー画像の複数のビューは、一次ビューのセットと、前記一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接して配置された二次ビューとを含む、マルチビューディスプレイと、
ユーザ位置を周期的に測定することと、周期的なユーザ位置測定間の前記マルチビューディスプレイの相対運動を監視することの組み合わせによって、前記マルチビューディスプレイに対するユーザのポジションを追跡するように構成されたユーザトラッカと、
を備えるユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムであって、
前記マルチビューディスプレイは、第１のユーザポジションに前記一次ビューセットを提供し、前記マルチビューディスプレイに対する第２のユーザポジションに前記二次ビューを含む拡張ビューセットを提供するように構成される、
ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記マルチビューディスプレイが、
前記複数のビューの異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビームを提供するように構成されたマルチビームバックライトと、
前記複数のビューを提供するために、前記複数の指向性光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイと
を備える、請求項１１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記マルチビームバックライトが、
光ガイドの長さに沿って伝搬方向に光をガイドするように構成された光ガイドと、
前記光ガイド長に沿って互いに間隔を置いて配置されたマルチビーム要素のアレイであって、前記マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、前記異なる主角度方向を有する前記複数の指向性光ビームとして、前記導波光の一部を前記光ガイドから散乱させるように構成される、マルチビーム要素のアレイと、
を備え、
前記マルチビーム要素のサイズは、前記ライトバルブアレイのライトバルブのサイズに相当する、
請求項１２に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１４】
前記マルチビーム要素が、前記光ガイドに光学的に接続されて前記導波光の前記一部を散乱させる回折格子、微小反射要素、および微小屈折要素のうちの１つまたはそれ以上を備える、請求項１３に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１５】
前記二次ビューが、前記末端ビューと、前記一次ビューセットの前記末端ビューに角度的に隣接する視点ビューのうちの１つを備える、請求項１１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１６】
前記ユーザトラッカが、
前記ユーザの画像を周期的にキャプチャするように構成されたカメラと、
前記キャプチャされた画像内の前記ユーザのポジションを測定して、前記周期的なユーザ位置測定を提供するように構成された画像プロセッサと、
前記マルチビューディスプレイの前記相対運動を監視するためのジャイロスコープと加速度計の一方または両方を備えるモーションセンサと、
を備え、
前記相対運動は、前記周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中に前記ユーザ位置の推定値を提供するように構成される、
請求項１１に記載のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム。
【請求項１７】
ユーザ追跡を使用するマルチビューディスプレイ動作の方法であって、前記方法は、
マルチビューディスプレイを使用してシーンの複数のビューを提供するステップであって、前記複数のビューは、一次ビューのセットと、前記一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接して配置された二次ビューとを含む、ステップと、
周期的なユーザ位置測定および前記マルチビューディスプレイの相対運動の組み合わせを使用して前記マルチビューディスプレイに対するユーザのポジションを決定するステップであって、前記マルチビューディスプレイは、前記ユーザが第１のポジションにいると決定されたときに前記一次ビューセットを選択的に提供し、前記ユーザが第２のポジションにいると決定されたときに、前記二次ビューを含む拡張ビューセットを選択的に提供する、ステップと
を含む、マルチビューディスプレイ動作の方法。
【請求項１８】
複数のビューを提供する前記ステップが、
光ガイドの長さに沿って伝搬方向に光をガイドするステップと、
前記マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の散乱された指向性光ビームを提供するために、マルチビーム要素を使用して前記光ガイドからの前記導波光の一部を散乱させるステップと、
前記シーンの前記複数のビューをマルチビュー画像として提供するために、複数のライトバルブを使用して前記複数の散乱された指向性光ビームを変調するステップと、
を含み、
前記マルチビーム要素のサイズは、前記複数のライトバルブのうちのライトバルブのサイズに相当する、
請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
【請求項１９】
前記二次ビューが、前記末端ビューと、前記一次ビューセットの前記末端ビューに角度的に隣接する視点ビューのうちの１つを備える、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
【請求項２０】
前記ユーザのポジションを決定するステップが、
カメラを使用して前記ユーザの画像を周期的にキャプチャするステップと、
画像プロセッサを使用して、前記キャプチャされた画像内の前記ユーザの位置を確立するステップであって、前記確立された位置は、前記周期的なユーザ位置測定に対応する、ステップと、
前記周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中に前記ユーザ位置の推定値を提供するために、前記マルチビューディスプレイの相対運動を監視するステップと
を含む、請求項１７に記載のマルチビューディスプレイ動作の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
該当なし
【０００２】
連邦政府による資金提供を受けた研究または開発に関する記載
該当なし
【背景技術】
【０００３】
電子ディスプレイは、様々なデバイスや製品のユーザに情報を伝達するためのほぼどこにでもある媒体である。最も一般的に使用されている電子ディスプレイには、ブラウン管（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、アクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ（ＥＰ）、および電気機械式または電気流体式の光変調を使用する様々なディスプレイ（デジタルマイクロミラーデバイス、エレクトロウェッティングディスプレイなど）が含まれる。一般に、電子ディスプレイは、アクティブディスプレイ（つまり、光を放射するディスプレイ）またはパッシブディスプレイ（つまり、別の光源から提供される光を変調するディスプレイ）に分類できる。アクティブディスプレイの最も明白な例には、ＣＲＴ、ＰＤＰ、ＯＬＥＤ／ＡＭＯＬＥＤがある。放射光を考慮するときに一般的にパッシブとして分類されるディスプレイは、ＬＣＤとＥＰディスプレイである。パッシブディスプレイは、本質的に低消費電力を含むがこれに限定されない魅力的なパフォーマンス特性を示すことがよくあるが、光を放射する能力がないことを考えると、多くの実際のアプリケーションで使用が多少制限され得る。
【０００４】
放射光に関連するパッシブディスプレイの制限を克服するために、多くのパッシブディスプレイが外部光源に結合されている。結合された光源は、これらの他のパッシブディスプレイが光を放射し、実質的にアクティブディスプレイとして機能することを可能にし得る。そのような結合された光源の例は、バックライトである。バックライトは、パッシブディスプレイを照らすために他のパッシブディスプレイの背後に配置される光の供給源（多くの場合、パネルバックライト）として機能し得る。例えば、バックライトはＬＣＤまたはＥＰディスプレイに結合され得る。バックライトは、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイを通過する光を放射する。放射された光は、ＬＣＤまたはＥＰディスプレイによって変調され、変調された光は次にＬＣＤまたはＥＰディスプレイから放射される。多くの場合、バックライトは白色光を放射するように構成されている。次に、カラーフィルタを使用して、白色光をディスプレイで使用される様々な色に変換する。カラーフィルタは、例えば、ＬＣＤもしくはＥＰディスプレイの出力（あまり一般的ではない）、またはバックライトとＬＣＤもしくはＥＰディスプレイとの間に配置され得る。
【０００５】
本明細書に記載の原理による例および実施形態の様々な特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解することができ、同じ参照番号は同じ構造要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイの斜視図である。
【０００７】
【図１Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向に対応する特定の主角度方向を有する光ビームの角度成分のグラフ表示である。
【０００８】
【図２】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における回折格子の断面図である。
【０００９】
【図３】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡マルチビューディスプレイの断面図である。
【００１０】
【図４Ａ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡マルチビューディスプレイの断面図である。
【００１１】
【図４Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の例における図４Ａのユーザ追跡マルチビューディスプレイの断面図である。
【００１２】
【図４Ｃ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における図４Ａのユーザ追跡マルチビューディスプレイの断面図である。
【００１３】
【図５Ａ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビームバックライトを含むユーザ追跡マルチビューディスプレイの断面図である。
【００１４】
【図５Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビームバックライトを含むユーザ追跡マルチビューディスプレイの平面図である。
【００１５】
【図５Ｃ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビームバックライトを含むユーザ追跡マルチビューディスプレイの斜視図である。
【００１６】
【図６Ａ】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビーム要素を含むマルチビームバックライトの一部の断面図である。
【００１７】
【図６Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素を含むマルチビームバックライトの一部の断面図である。
【００１８】
【図７Ａ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素を含むマルチビームバックライトの一部の断面図である。
【００１９】
【図７Ｂ】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素を含むマルチビームバックライトの一部の断面図である。
【００２０】
【図８】本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素を含むマルチビームバックライトの一部の断面図である。
【００２１】
【図９】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムのブロック図である。
【００２２】
【図１０】本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡を使用するマルチビューディスプレイ動作の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
特定の例および実施形態は、上記で参照された図に示された特徴に加えて、およびその代わりに他の特徴を有する。これらの特徴およびその他の特徴については、上記で参照した図を参照して以下で詳しく説明する。
【００２４】
本明細書に記載の原理による例および実施形態は、ユーザ位置または「ユーザ追跡」を使用するマルチビュー画像ディスプレイを提供する。本明細書に記載の原理と一致する実施形態は、マルチビューディスプレイを使用して、マルチビューディスプレイに対するユーザの位置に応じて、マルチビュー画像によって表されるシーンの異なるビューセットを提供することができる。特に、一次ビューのセットは、ユーザが第１のポジションにいるときに提供され得る。一次ビューセットは、視野角の範囲内でユーザにマルチビュー画像を提供するように構成されている。さらに、拡張ビューセット（an augmented set of views）は、ユーザが第２のポジションに移動するか、または第２のポジションにいるときに提供され得、例えば、一次ビューセットの視野角の範囲を超えている。様々な実施形態による、拡張ビューセット（augmented view set）は、一次ビューのサブセットとともに二次ビューを含む。二次ビューは、一次ビューセットの角度範囲に角度的に隣接しているが、実質的にそれを超えており、例えば、一次ビューセットの末端ビュー（terminal view）または一次ビューセットに存在しないシーンの視点ビュー（perspective view）のいずれかを表すことができる。ユーザの異なる位置に対応する異なるビューセットを提供することは、表示されているマルチビュー画像の有効角度視野（ＦＯＶ）を増加させる可能性がある。増加した角度ＦＯＶは、例えば、斜めの角度でマルチビュー画像を見るときに発生する可能性があるマルチビュー画像知覚のいわゆる「ジャンプ」または「反転ビュー」を低減または軽減する可能性がある。
【００２５】
様々な実施形態では、ユーザ追跡は、周期的なユーザ位置測定とマルチビュービューディスプレイの相対運動との組み合わせを使用して、マルチビューディスプレイに対するユーザのポジションまたは位置を提供することができる。例えば、ユーザ位置は、ユーザの頭の位置を周期的に測定することによって決定または推測され得る。さらに、マルチビューディスプレイの相対運動を使用して、周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中にユーザ位置を推測または推定することができる。
【００２６】
本明細書において、「二次元ディスプレイ」または「２Ｄディスプレイ」は、画像が見られる方向（すなわち、２Ｄディスプレイの所定の視野角または範囲内）に関係なく実質的に同じである画像のビューを提供するように構成されるディスプレイとして定義される。スマートフォンやコンピュータモニタに見られる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、２Ｄディスプレイの例である。本明細書において対照的に、「マルチビューディスプレイ」は、異なるビュー方向で、または異なるビュー方向からマルチビュー画像の異なるビューを提供するように構成された電子ディスプレイまたはディスプレイシステムとして定義される。特に、異なるビューは、マルチビュー画像のシーンまたはオブジェクトの異なる視点ビューを表してもよい。場合によっては、マルチビューディスプレイは、三次元（３Ｄ）ディスプレイと呼ばれることもあり、例えば、マルチビュー画像の２つの異なるビューを同時に見るとき、３次元画像を見る知覚を提供する。
【００２７】
図１Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイ１０の斜視図を示している。図１Ａに示すように、マルチビューディスプレイ１０は、見るべきマルチビュー画像を表示または提供するスクリーン１２を備えている。マルチビューディスプレイ１０は、スクリーン１２に対して異なるビュー方向１６でマルチビュー画像の異なるビュー１４を提供する。ビュー方向１６は、様々な異なる主角度方向にスクリーン１２から延びる矢印として示され；異なるビュー１４は、矢印（すなわち、ビュー方向１６を描いている）の終端に影付きの多角形ボックスとして示され；また、４つのビュー１４および４つのビュー方向１６のみが示されており、これらはすべて例示であって限定ではない。図１Ａではスクリーンの上方に異なるビュー１４が示されているが、マルチビュー画像がマルチビューディスプレイ１０に表示されると、ビュー１４は実際にスクリーン１２上またはスクリーン１２の近くに現れることに留意されたい。スクリーン１２の上にビュー１４を描くことは、説明を簡単にするためだけであり、特定のビュー１４に対応するビュー方向１６のそれぞれからマルチビューディスプレイ１０を見ることを表すことを意図している。図１Ａは、「二次」ビュー１４’も示している。図示の二次ビュー１４’は、シーンの視点を表すか、または同等に、ビュー１４（すなわち、一次ビューセット１４）の角度範囲に角度的に隣接しているが実質的にそれを超えている二次ビュー方向１６’を有する。
【００２８】
マルチビューディスプレイのビュー方向に対応する方向を有するビュー方向または同等に光ビームは、一般に、本明細書の定義により、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有する。本明細書では、角度成分θは、光ビームの「仰角成分」または「仰角」と呼ばれる。角度成分φは、光ビームの「方位角成分」または「方位角」と呼ばれる。定義により、仰角θは垂直面の角度（例えば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に垂直）であり、方位角φは水平面の角度（例えば、マルチビューディスプレイスクリーンの平面に平行）である。
【００２９】
図１Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビューディスプレイのビュー方向（例えば、図１Ａのビュー方向１６）に対応する特定の主角度方向を有する光ビーム２０の角度成分｛θ，φ｝のグラフ表示を示している。加えて、光ビーム２０は、本明細書の定義により、特定の点から放射または発散される。すなわち、定義により、光ビーム２０は、マルチビューディスプレイ内の特定の原点に関連付けられた中心光線を有する。図１Ｂは、光ビーム（またはビュー方向）の原点Ｏも示している。
【００３０】
さらに本明細書では、「マルチビュー画像」および「マルチビューディスプレイ」という用語で使用される「マルチビュー」という用語は、異なる視点を表す、または複数のビューのビュー間の角度視差を含む複数のビューとして定義される。加えて、本明細書では、用語「マルチビュー」は、本明細書の定義により、明示的に２つより多い異なるビュー（すなわち、最低３つのビューおよび一般に４つ以上のビュー）を含む。このように、本明細書で使用される「マルチビューディスプレイ」は、シーンまたは画像を表すために２つの異なるビューのみを含む立体ディスプレイと明示的に区別される。ただし、マルチビュー画像とマルチビューディスプレイには３つ以上のビューが含まれるが、本明細書の定義により、マルチビュー画像は、一度に表示するマルチビューを２つだけを選択して（すなわち、片目で１つのビュー）立体画像のペアとして（すなわち、マルチビューディスプレイで）見ることができる。
【００３１】
「マルチビューピクセル」は、本明細書では、マルチビューディスプレイの同様の複数の異なるビューのそれぞれにおけるサブピクセルまたは「ビュー」ピクセルのセットとして定義される。特に、マルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれのビューピクセルに対応する、またはそれを表す個々のビューピクセルを有し得る。さらに、マルチビューピクセルのビューピクセルは、本明細書の定義により、ビューピクセルのそれぞれが、異なるビューの対応するビューの所定のビュー方向に関連付けられるという点で、いわゆる「方向ピクセル」である。さらに、様々な例および実施形態によれば、マルチビューピクセルの異なるビューピクセルは、異なるビューのそれぞれにおいて同等または少なくとも実質的に同様の位置または座標を有し得る。例えば、最初のマルチビューピクセルは、マルチビュー画像の異なるビューのそれぞれで｛ｘ１，ｙ１｝に位置する個別のビューピクセルを有し得、２番目のマルチビューピクセルは異なるビューのそれぞれで｛ｘ２，ｙ２｝に位置する個別のビューピクセルを有し得る。
【００３２】
いくつかの実施形態では、マルチビューピクセル内のサブピクセルの数は、マルチビューディスプレイのビューの数に等しくてもよい。例えば、マルチビューピクセルは、６４個の異なるビューを有するマルチビューディスプレイに関連する６４個のサブピクセルを提供し得る。別の例では、マルチビューディスプレイは８×４アレイのビュー（すなわち３２個のビュー）を提供してもよく、マルチビューピクセルは３２個のサブピクセル（すなわち各ビューに１つ）を含んでもよい。さらに、それぞれの異なるサブピクセルは、上記の例では、例えば、６４個の異なるビューに対応する、または３２個の異なるビューに対応する、ビュー方向の異なる１つに対応する関連する方向（すなわち、光ビーム主角度方向）を有してもよい。さらに、いくつかの実施形態によれば、マルチビューディスプレイのいくつかのマルチビューピクセルは、マルチビューディスプレイビューにおけるいくつかの「ビュー」ピクセル（すなわち、選択されたビューを構成するピクセル）に実質的に等しくなり得る。例えば、ビューが６４０  ｘ  ４８０のビューピクセル（つまり、６４０  ｘ  ４８０のビュー解像度）を含む場合、マルチビューディスプレイは３０７，２００個のマルチビューピクセルを有し得る。別の例では、ビューが１００×１００のビューピクセルを含む場合、マルチビューディスプレイは、合計１万個（すなわち、１００×１００＝１０，０００）のマルチビューピクセルを含み得る。
【００３３】
本明細書では、「光ガイド」は、内部全反射を使用して構造内で光をガイドする構造として定義される。特に、光ガイドは、光ガイドの動作波長において実質的に透明であるコアを含み得る。「光ガイド」という用語は一般に、内部全反射を使用して、光ガイドの誘電材料とその光ガイドを囲む材料または媒体との間の界面で光をガイドする誘電体光導波路を指す。定義により、内部全反射の条件は、光ガイドの屈折率が、光ガイド材料の表面に隣接する周囲の媒体の屈折率よりも大きいことである。いくつかの実施形態では、光ガイドは、内部全反射をさらに促進するために、前述の屈折率差に加えて、またはその代わりにコーティングを含んでもよい。コーティングは、例えば、反射コーティングであってもよい。光ガイドは、プレートまたはスラブガイドおよびストリップガイドの一方または両方を含むがこれらに限定されないいくつかの光ガイドのいずれであってもよい。
【００３４】
さらに、本明細書では、「プレート光ガイド」のように光ガイドに適用されるときの「プレート」という用語は、区分的または微分的に平面の層またはシートとして定義され、「スラブ」ガイドと呼ばれることもある。特に、プレート光ガイドは、光ガイドの上面および底面（つまり、対向面）によって境界付けられた２つの実質的に直交する方向に光をガイドするように構成された光ガイドとして定義される。さらに、本明細書の定義により、上面および底面は両方とも互いに分離されており、少なくとも異なる意味で互いに実質的に平行であってもよい。すなわち、光ガイドの異なる小さなセクション内では、上面および底面は実質的に平行または同一平面にある。
【００３５】
いくつかの実施形態では、プレート光ガイドは、実質的に平坦（つまり、平面に限定される）であってもよく、したがって、プレート光ガイドは、平面の光ガイドである。他の実施形態では、プレート光ガイドは、１つまたは２つの直交する次元で湾曲していてもよい。例えば、プレート光ガイドは、円筒形のプレート光ガイドを形成するために、単一次元で湾曲させることができる。しかしながら、いかなる曲率も、内部全反射が光ガイド内で維持されて光をガイドすることを保証するのに十分に大きい曲率半径を有する。
【００３６】
本明細書において、「角度保持散乱特徴」または同等に「角度保持散乱体」は、特徴または散乱体に入射する光の角度広がりを散乱光に実質的に保持する方法で光を散乱させるように構成された任意の特徴または散乱体である。特に、定義により、角度保持散乱特徴によって散乱された光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりσの関数である（つまり、σｓ＝ｆ（σ））。いくつかの実施形態では、散乱光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりまたはコリメーション因子σの一次関数である（例えば、σｓ＝ａ・σであり、ａは整数である）。すなわち、角度保持散乱特徴によって散乱された光の角度広がりσｓは、入射光の角度広がりまたはコリメーション因子σに実質的に比例し得る。例えば、散乱光の角度の広がりσｓは、入射光の角度の広がりσと実質的に等しくてもよい（例えば、σｓ≒σ）。均一な回折格子（つまり、実質的に均一または一定の回折特徴間隔または格子ピッチを有する回折格子）は、角度保持散乱特徴の例である。対照的に、ランバート散乱体またはランバート反射体ならびに一般的な拡散器（例えば、ランバート散乱を有するかまたは近似する）は、本明細書の定義により、角度保持散乱体ではない。
【００３７】
本明細書において、「偏光保持散乱特徴」または同等に「偏光保持散乱体」は、特徴または散乱体に入射する光の偏光または少なくともある程度の偏光を散乱光に実質的に保持する方法で光を散乱させるように構成された任意の特徴または散乱体である。したがって、「偏光保持散乱特徴」は、特徴または散乱体に入射する光の偏光度が散乱光の偏光度に実質的に等しい任意の特徴または散乱体である。さらに、定義により、「偏光保持散乱」は、散乱される光の所定の偏光を保持するか、または実質的に保持する（例えば、導波光の）散乱である。散乱される光は、例えば、偏光光源によって提供される偏光であり得る。
【００３８】
ここで、「回折格子」は、回折格子に入射する光の回折を提供するように構成された複数の特徴（つまり、回折特徴）として一般的に定義される。いくつかの例では、複数の特徴は、周期的または準周期的な方法で配置されてもよい。例えば、回折格子は、一次元（１Ｄ）アレイに配置された複数の特徴（例えば、材料表面の複数の溝またはリッジ）を含んでもよい。他の例では、回折格子は、特徴の二次元（２Ｄ）アレイであってもよい。回折格子は、例えば、材料表面のバンプまたは穴の２Ｄアレイであってもよい。
【００３９】
したがって、本明細書における定義によれば、「回折格子」は、回折格子に入射する光の回折を提供する構造である。光が光ガイドから回折格子に入射する場合、提供される回折または回折散乱は、回折格子が光ガイドからの光を回折によって結合することができるという点で、「回折結合」をもたらす可能性があり、したがって「回折結合」と呼ばれ得る。回折格子はまた、回折によって（つまり、回折角で）光の角度を方向転換または変更する。特に、回折の結果として、回折格子を出る光は、一般に、回折格子に入射する光（つまり、入射光）の伝搬方向とは異なる伝搬方向を有する。本明細書では、回折による光の伝搬方向の変化を「回折方向転換」と呼ぶ。したがって、回折格子は、回折格子に入射する光を回折方向転換する回折特徴を含む構造であると理解することができ、光が光ガイドから入射する場合、回折格子はまた、光ガイドからの光を回折結合することができる。
【００４０】
さらに、本明細書における定義により、回折格子の特徴は「回折特徴」と呼ばれ、材料表面（つまり、２つの材料間の境界）にあってもよく、表面内にあってもよく、表面上の１つまたはそれ以上であってもよい。表面は、例えば、光ガイドの表面であり得る。回折特徴は、表面にある、表面内にある、または表面上にある溝、リッジ、穴、およびバンプの１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない、光を回折する様々な構造のいずれかを含むことができる。例えば、回折格子は、材料表面内に複数の実質的に平行な溝を含み得る。別の例では、回折格子は、材料表面から立ち上がる複数の平行なリッジを含み得る。回折特徴（例えば、溝、リッジ、穴、バンプなど）は、正弦波プロファイル、長方形プロファイル（例えば、バイナリ回折格子）、三角形プロファイルおよび鋸歯プロファイル（例えば、ブレーズド格子）の１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない回折を提供する様々な断面形状またはプロファイルのいずれかを有することができる。
【００４１】
本明細書に記載の様々な例によれば、回折格子（例えば、以下に記載されるようなマルチビーム要素の回折格子）を使用して、光ガイド（例えば、プレート光ガイド）からの光を光ビームとして回折散乱させるまたは結合することができる。特に、局所的に周期的な回折格子の、またはそれによって提供される回折角θｍは、式（１）によって以下のように与えられ得る：
【数１】
2021536588.tif 000003
ここで、λは光の波長、ｍは回折次数、ｎは光ガイドの屈折率、ｄは回折格子の特徴間の距離または間隔、θｉは回折格子への光の入射角である。簡単にするために、式（１）は、回折格子が光ガイドの表面に隣接し、光ガイドの外側の材料の屈折率が１に等しい（つまり、ｎｏｕｔ＝１）と仮定している。一般に、回折次数ｍは整数で与えられる。回折格子によって生成された光ビームの回折角θｍは、回折次数が正（例えば、ｍ＞０）である式（１）によって与えられ得る。例えば、１次回折は、回折次数ｍが１に等しい場合に提供される（つまり、ｍ＝１）。
【００４２】
図２は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例における回折格子３０の断面図を示している。例えば、回折格子３０は、光ガイド４０の表面に配置されてもよい。さらに、図２は、入射角θｉで回折格子３０に入射する光ビーム２０を示している。光ビーム２０は、光ガイド４０内の導波光ビームである。また、図２には、入射光ビーム２０の回折の結果として回折格子３０によって回折的に生成され散乱される散乱光ビーム５０が示されている。散乱光ビーム５０は、式（１）によって与えられるような回折角θｍ（または本明細書では「主角度方向」）を有する。回折角θｍは、例えば、回折格子３０の回折次数「ｍ」に対応し得る。
【００４３】
本明細書での定義により、「マルチビーム要素」は、複数の光ビームまたは複数の指向性光ビームを含む光を生成するバックライトまたはディスプレイの構造または要素である。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、バックライトの光ガイドに光学的に結合されて、光ガイドに導かれる光の一部を結合することによって複数の光ビームを提供することができる。他の実施形態では、マルチビーム要素は、指向性光ビームとして放射される光を生成することができる（例えば、光源を備えることができる）。さらに、マルチビーム要素によって生成された複数の指向性光ビームの指向性光ビームは、本明細書での定義により、互いに異なる主角度方向を有する。特に、定義により、指向性光ビームは、複数の光ビームの別の指向性光ビームとは異なる所定の主角度方向を有する。さらに、複数の光ビームは、光フィールドを表すことができる。例えば、複数の光ビームは、空間の実質的に円錐形の領域に限定され得るか、または複数の光ビームにおける光ビームの異なる主角度方向を含む所定の角度広がりを有し得る。したがって、組み合わせた指向性光ビームの所定の角度広がり（すなわち、複数の光ビーム）は、光フィールドを表すことができる。
【００４４】
様々な実施形態によれば、複数の様々な光ビームの異なる主角度方向は、マルチビーム要素のサイズ（例えば、長さ、幅、面積など）を含むがこれらに限定されない特性によって決定される。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、本明細書での定義により、「拡張点光源」、すなわち、マルチビーム要素の範囲全体に分散された複数の点光源と見なすことができる。さらに、マルチビーム要素によって生成される光ビームは、本明細書での定義により、および図１Ｂに関して上記で説明したように、角度成分｛θ，φ｝によって与えられる主角度方向を有する。
【００４５】
本明細書では、「コリメータ」は、光をコリメートするように構成された実質的に任意の光学デバイスまたは装置として定義される。例えば、コリメータは、コリメートミラーもしくは反射体、コリメートレンズ、またはそれらの様々な組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、コリメート反射体を備えるコリメータは、放物線状の曲線または形状によって特徴付けられる反射面を有し得る。別の例では、コリメート反射体は、成形された放物面反射体を含み得る。「成形された放物面」とは、成形された放物面反射体の湾曲した反射面が、所定の反射特性（例えば、コリメーションの程度）を達成するように決定された方法で「真の」放物曲線から外れることを意味する。コリメートレンズは、球形の表面（例えば、両凸球面レンズ）を備え得る。
【００４６】
様々な実施形態によれば、コリメータによって提供されるコリメーションの量は、所定の程度または量で実施形態ごとに変化してもよい。さらに、コリメータは、２つの直交する方向（例えば、垂直方向および水平方向）の一方または両方でコリメーションを提供するように構成され得る。すなわち、コリメータは、いくつかの実施形態によれば、光コリメーションを提供する２つの直交する方向の一方または両方の形状を含み得る。
【００４７】
本明細書では、「コリメーション因子（collimation factor）」は、光がコリメートされる度合いとして定義される。特に、コリメーション因子は、本明細書の定義により、コリメートされた光のビーム内の光線の角度広がりを定義する。例えば、コリメーション因子σは、コリメートされた光のビーム内の光線の大部分が特定の角度広がり内にあることを指定してもよい（例えば、コリメートされた光ビームの中心方向または主角度方向を中心として＋／−σ度）。いくつかの例によれば、コリメート光ビームの光線は角度に関してガウス分布を有してもよく、角度広がりはコリメート光ビームのピーク強度の半分で決定される角度であってもよい。
【００４８】
本明細書において、「光源」は、光の供給源（例えば、光を生成および放射するように構成された光エミッタ）として定義される。例えば、光源は、起動またはオンにすると光を放射する光エミッタ、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え得る。特に、本明細書では、光源は、実質的に任意の光の供給源であるか、または発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、ポリマー発光ダイオード、プラズマベースの光エミッタ、蛍光灯、白熱灯、および事実上他の光の供給源のうちの１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない実質的に任意の光エミッタを備えてもよい。光源によって生成される光は、色を有してもよく（つまり、特定の波長の光を含んでもよい）、またはある範囲の波長（例えば、白色光）であってもよい。いくつかの実施形態では、光源は、複数の光エミッタを含んでもよい。例えば、光源は光エミッタのセットまたはグループを含んでもよく、光エミッタの少なくとも１つは、セットまたはグループの少なくとも１つの他の光エミッタによって生成される光の色または波長とは異なる色、または同等に波長を有する光を生成する。異なる色は、例えば、原色（例えば、赤、緑、青）を含み得る。「偏光」光源は、本明細書では、所定の偏光を有する光を生成または提供する実質的に任意の光源として定義される。例えば、偏光光源は、光源の光エミッタの出力に偏光子を備え得る。
【００４９】
さらに、本明細書で使用される場合、冠詞「ａ」は、特許技術におけるその通常の意味、すなわち「１つまたはそれ以上」を有することを意図している。例えば、「マルチビーム要素（a multibeam element）」は、１つまたはそれ以上のマルチビーム要素を意味し、したがって、「マルチビーム要素（the multibeam element）」は、本明細書では「マルチビーム要素（１つまたはそれ以上）」を意味する。また、本明細書の任意の参照である「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「前」、「後ろ」、「第１」、「第２」、「左」または「右」は、本明細書において制限を意図するものではない。本明細書において、「約」という用語は、値に適用される場合、通常、値を生成するために使用される機器の許容範囲内を意味し、特に明記しない限り、プラスまたはマイナス１０％、プラスまたはマイナス５％、あるいはプラスまたはマイナス１％を意味してもよい。さらに、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、大部分、またはほぼすべて、またはすべて、または約５１％から約１００％の範囲内の量を意味する。さらに、本明細書の例は、例示のみを目的とするものであり、限定目的ではなく、議論の目的で提示されている。
【００５０】
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイが提供される。図３は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の断面図を示している。ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、シーンまたはオブジェクトの複数のビューをマルチビュー画像、すなわち、表示されたマルチビュー画像として提供するように構成される。特に、複数のビューは、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によって、対応する複数のビュー方向に提供される。図３では、ビュー方向または同等に複数のビューのうちのビューが、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００から延びる異なる角度方向を指す矢印１０２として描かれている。
【００５１】
様々な実施形態によれば、複数のビュー、またはより一般的には、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によって提供されるマルチビュー画像は、一次ビューのセットを含む。例えば、図３の実線矢印１０２’は、一次ビューのセット、または同等に一次ビューセットの方向のセットを表すことができる。ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によって提供される複数のビューは、二次ビュー方向の二次ビューをさらに含む。二次ビューは、一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接して配置される。例えば、図３の破線矢印１０２’’は、二次ビューまたは二次ビュー方向を表すことができる。図示のように、破線矢印１０２’’によって表される二次ビューは、一次ビューセット（すなわち、実線矢印１０２’）の右端および左端のそれぞれのビューの隣に配置されている。本明細書での定義により、一次ビューセットの端に隣接する一次ビューセットのビューは、末端ビューであるか、または末端ビューを表す。図３では、実線矢印１０２’で表される一次ビューセットは、２つの末端ビューを有し、１つは左端にあり、もう１つは右端にある。
【００５２】
いくつかの実施形態によれば、二次ビューは、一次ビューのセットの角度範囲に角度的に隣接しているが実質的にそれを超えているシーンまたはオブジェクトの視点またはビュー方向を表すことができる。特に、二次ビューは、本明細書で定義された一次ビューによって範囲が定められた角度範囲、例えば、図３の実線矢印１０２’によって範囲が定められた角度範囲の外側にあるビュー角度を有するビュー方向に対応し得る。他の実施形態では、二次ビューは、以下でより詳細に説明されるように、末端ビューを含み得る。様々な実施形態によれば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、一次ビューセットまたは拡張ビューセットのいずれかを選択的に提供するように構成される。拡張ビューセットは、二次ビューを含み、一次ビューセットのビューのサブセットをさらに含み得る。
【００５３】
図３を参照すると、図示のユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、マルチビームバックライト１１０を備える。マルチビームバックライト１１０は、異なる主角度方向を有する複数の指向性光ビーム１１２を提供するように構成される。特に、マルチビームバックライト１１０によって提供される指向性光ビーム１１２は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００または同等に、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によって表示されるマルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する。例えば、図３の矢印１０２はまた、マルチビームバックライト１１０によって提供される指向性光ビーム１１２、または同等に、異なるビュー方向に対応する指向性光ビーム１１２の異なる主角度方向を表すことができる。
【００５４】
さらに、図３に示されるように、指向性光ビーム１１２は、第１のセットの指向性光ビーム１１２’および第２のセットの指向性光ビーム１１２’’を含む。図３では、第１のセットの指向性光ビーム１１２’は実線矢印１０２‘を使用して描かれ、第２のセットの指向性光ビーム１１２’’は破線矢印１０２’’を使用して描かれている。第１のセットの指向性光ビーム１１２’は、一次ビューのセットのビュー方向に対応する主角度方向を有する指向性光ビーム１１２を表す。第２のセットの指向性光ビーム１１２’’は、様々な二次ビュー方向に対応する主角度方向を有する指向性光ビーム１１２を表す。
【００５５】
図３に示されるユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、ライトバルブアレイ１２０をさらに備える。様々な実施形態では、液晶ライトバルブ、電気泳動ライトバルブ、およびエレクトロウェッティングに基づくライトバルブのうちの１つまたはそれ以上を含むがこれらに限定されない、ライトバルブアレイ１２０のライトバルブとして様々な異なるタイプのライトバルブのいずれかが使用されてもよい。
【００５６】
ライトバルブアレイ１２０は、マルチビュー画像の様々なビューを提供するために、指向性光ビーム１１２を変調するように構成される。特に、ライトバルブアレイ１２０は、指向性光ビーム１１２を変調し、一次ビューセットと二次ビューを含む拡張ビューセットとを選択的に提供するように構成される。様々な実施形態によれば、一次ビューセットを提供するか拡張ビューセットを提供するかの選択は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００のユーザまたはビューアの位置に基づく。例えば、ビューセットの選択は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００に対するユーザの頭の位置に基づくことができる。ビューセットの選択は、例えば、プロセッサ（例えば、グラフィックプロセッサユニット）または同様の回路の指示の下で、ライトバルブアレイ１２０のドライバ（例えば、ドライバ回路）によって制御され得る。様々な実施形態によれば、ユーザの位置（例えば、ユーザの頭）は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイの相対運動と周期的なユーザ位置測定の両方によって決定される。
【００５７】
図４Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の断面図を示している。図４Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、別の例における図４Ａのユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の断面図を示している。図４Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例における図４Ａのユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の断面図を示している。特に、図４Ａ〜図４Ｃに示されるように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、例えば、図３について上で説明したように、マルチビームバックライト１１０およびライトバルブアレイ１２０を備える。さらに、図４Ａは、一次ビューセット１０２ａを選択的に提供するように構成されたユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００を示している。図４Ｂおよび図４Ｃは、拡張ビューセット１０２ｂを選択的に提供するように構成されたユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００を示している。図４Ａはまた、第１の位置Ａにいるユーザ（またはユーザの頭）を示し、図４Ｂ〜図４Ｃは、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００に対して第２の位置Ｂにいるユーザ（またはユーザの頭）を示している。ユーザ（またはユーザの頭）の位置またはポジションは、本明細書でさらに説明するように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の相対運動および周期的なユーザ位置測定の両方を使用して追跡可能である、または追跡されている。
【００５８】
図３に関して上で説明したように、一次ビューセット１０２ａおよび拡張ビューセット１０２ｂの両方の様々なビューまたは同等にビュー方向は、矢印１０２によって表されている。具体的には、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、実線矢印１０２’は、一次ビューセット１０２ａのビューまたは同等にビュー方向を表し、破線矢印１０２’’は、例えば拡張ビューセット１０２ｂ内の、二次ビューまたは同等に二次ビュー方向を表す。さらに、図４Ａ〜図４Ｃでは、様々なビューまたはビューの方向は、左から右にアルファベット順に識別され、文字「ａ」は最初のビューを表し、文字「ｂ」は２番目のビューを表し、続いて同様である。示されているように、一次ビューセット１０２ａは、図４Ａにおいて「ａ」から「ｈ」とラベル付けされた８つのビューを含む。図４Ｂに示されている二次ビューは、シーンの異なる視点ビューを表す９番目のビューを表し、図４Ｂでは「ｉ」とラベル付けされている。あるいは、図４Ｃに示すように、二次ビューは末端ビューｈである（つまり、二次ビューは９番目のビューではない）。
【００５９】
図４Ａに示されるように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、ユーザが第１のポジションＡに位置するとき、一次ビューセット１０２ａ（すなわち、「ａ」から「ｈ」とラベル付けされた実線矢印１０２’）を選択的に表示することができる。第１のポジションＡは、例えば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の実質的に前の領域であり得る。ユーザが第１のポジションＡにいるとき、ユーザは、例えば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によって表示されるような、シーンの「通常の」マルチビュー画像（例えば、「３Ｄ画像」）を見ることができる。特に、「通常の」または正面向きのマルチビュー画像は、図４Ａに示されるように、「ａ」から「ｈ」とラベル付けされたビューを含む一次ビューセット１０２ａを含むように定義される。
【００６０】
図４Ｂ〜図４Ｃに示されるように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、ユーザが第２のポジションＢに位置するとき、拡張ビューセット１０２ｂを選択的に表示することができる。特に、図４Ｂ〜図４Ｃは、ユーザが移動した、または第２のポジションＢに位置することを示している。第２のポジション「Ｂ」は、例えば、図４Ｂに示されるように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の側に対して実質的にずれていてもよい（すなわち、「オフサイド（off-side）」）。言い換えると、第２のポジション「Ｂ」は、一次ビューセットによって表される角度範囲外にある可能性がある。
【００６１】
図４Ｂに示されるように、拡張ビューセット１０２ｂは、ユーザのオフサイド位置の方向に一次ビューセット１０２ａのビューの７つのサブセット（すなわち、実線矢印１０２’「ｂ」〜「ｈ」）および二次ビュー「ｉ」（すなわち、「ｉ」とラベル付けされた破線矢印１０２’’）を含む。拡張ビューセット１０２ｂは、オフサイドのユーザ位置からのマルチビュー画像のビューを容易にするために、一次ビューのサブセット（すなわち、「ａ」を除くサブセット）と二次ビューｉの両方を含む。特に、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、ユーザが第２のポジションＢにいるとき、「ｂ」から「ｉ」で表される拡張ビューセット１０２ｂに二次ビュー（すなわち、位置Ｂの方向の「ｉ」）が含まれた結果として、一次ビューセット１０２ａ（ポジションＡ）に存在する視点以外の視点（すなわち、二次ビューによって表される視点）からマルチビュー画像内のシーンまたはオブジェクトの一部を見る能力をユーザに提供することができる。
【００６２】
図４Ｃは、二次ビューが末端ビューである実施形態を示している。特に、図４Ｃに示されるように、拡張ビューセット１０２ｂは、図４Ａに示される一次ビューセット１０２ａの８つのビュー、すなわち、「ａ」から「ｈ」とラベル付けされたビューを含む。しかしながら、図４Ｃでは、一次ビューセット１０２ａの末端ビュー「ｈ」が、拡張ビューセット１０２ｂの二次ビューとしてユーザに提示されるように、ビューがシフトされている。さらに、拡張ビューセット１０２ｂ内の一次ビューのサブセットは、他のビュー「ａ」から「ｇ」を含む。したがって、図４Ｃに示されるように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、拡張ビューセット１０２ｂに二次ビュー（すなわち、ポジションＢの方向の「ｈ」）が含まれ、他のビュー「ａ」から「ｇ」がシフトされた結果として、一次ビューセット１０２ａ（ポジションＡ）に存在する同じビューおよび同じ視点を第２のポジションＢにいるユーザに提供することができる。
【００６３】
両方の実施形態（すなわち、図４Ｂおよび図４Ｃ）において、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によって提供される二次ビューを含めることは、例えば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の「通常の」または正面向きの視野角を実質的に超える角度からユーザによってマルチビュー画像が見られるときに発生し得るいわゆる「ジャンプ」を低減または実質的に排除し得る。本明細書では、第１のポジションおよび第２のポジションに関してユーザの位置が説明されているが、本明細書で説明される原理の範囲は、ユーザの２つのポジション（または同等にユーザの頭）のみに限定されないことに留意されたい。本明細書の原理の範囲は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００のユーザの任意の数の異なるポジションを含むことを意図している。
【００６４】
本明細書に記載の原理の様々な実施形態によれば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００は、実質的に任意のマルチビームバックライトを備え得る。特に、様々な実施形態によれば、マルチビュー画像の異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１１２を提供するように構成された任意のバックライトを使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、マルチビームバックライト１１０は、マルチビーム回折格子に基づくことができる。他の実施形態では、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００のマルチビームバックライト１１０は、マルチビーム要素を備える。マルチビームバックライト１１０は、以下に説明するように、光ガイドおよび複数のマルチビーム要素を備えることができる。
【００６５】
図５Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビームバックライト１１０を含むユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の断面図を示している。図５Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビームバックライト１１０を含むユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の平面図を示している。図５Ｃは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビームバックライト１１０を含むユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００の斜視図を示している。図５Ｃの斜視図は、本明細書での議論のみを容易にするために部分的な切り取りで示されている。図５Ａ〜図５Ｃはまた、以下でさらに説明されるように、マルチビームバックライト１１０の上に配置されたライトバルブアレイ１２０を示している。
【００６６】
図５Ａ〜図５Ｃに示されるマルチビームバックライト１１０は、（例えば、光フィールドとして）互いに異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１１２を提供するように構成される。特に、図５Ａおよび図５Ｃに示されるように、提供される指向性光ビーム１１２は、様々な実施形態による、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００のそれぞれのビュー方向に対応する異なる主角度方向でマルチビームバックライト１１０から離れるように向けられる。さらに、指向性光ビーム１１２は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００によるマルチビュー画像の情報の表示を容易にするために（例えば、本明細書に記載のライトバルブアレイ１２０のライトバルブを使用して）変調され得る。
【００６７】
図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、マルチビームバックライト１１０は、光ガイド１１４を備える。いくつかの実施形態によれば、光ガイド１１４は、プレート光ガイドであってもよい。光ガイド１１４は、例えば太い矢印１０３によって示される方向を有する、導波光１０４として光ガイド１１４の長さに沿って光をガイドするように構成される。光ガイド１１４は、例えば、光導波路として構成された誘電材料を含み得る。誘電材料は、誘電体光導波路を取り囲む媒体の第２の屈折率より大きい第１の屈折率を有することができる。屈折率の差は、光ガイド１１４の１つまたはそれ以上の導波モードに従って、導波光１０４の内部全反射を促進するように構成される。
【００６８】
いくつかの実施形態では、光ガイド１１４は、光学的に透明な誘電材料の拡張された実質的に平面のシートを含むスラブまたはプレート光導波路であってもよい。様々な例によれば、光ガイド１１４の光学的に透明な材料は、１つまたはそれ以上の様々なタイプのガラス（例えば、シリカガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、ホウケイ酸ガラスなど）、１つまたはそれ以上の実質的に光学的に透明なプラスチックまたはポリマー（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）または「アクリルガラス」、ポリカーボネートなど）、またはこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない様々な誘電材料のいずれかを含むか、またはそれから構成され得る。いくつかの例では、光ガイド１１４は、光ガイド１１４の表面（例えば、上面および底面の一方または両方）の少なくとも一部にクラッド層（図示せず）をさらに含んでもよい。クラッド層は、内部全反射をさらに促進するために使用され得る。
【００６９】
さらに、いくつかの実施形態によれば、光ガイド１１４は、光ガイド１１４の第１の表面１１４’（例えば、「前」面または側面）と第２の表面１１４’’（例えば、「後」面または側面）との間で、ゼロでない伝搬角度で導波光１０４をガイドするように構成される。導波光１０４は、（太い矢印１０３によって示される伝搬方向ではあるが）ゼロでない伝搬角度で、光ガイド１１４の第１の表面１１４’と第２の表面１１４’’との間で反射または「バウンス」することによって伝搬することができる。いくつかの実施形態では、異なる色の光を有する導波光１０４の複数のビームは、異なる色固有のゼロでない伝搬角度のそれぞれ１つで光ガイド１１４によってガイドされ得る。説明を簡単にするために、ゼロでない伝搬角度は図５Ａ〜図５Ｃに示されていないことに留意されたい。
【００７０】
本明細書で定義されるように、「ゼロでない伝搬角度」は、光ガイド１１４の表面（例えば、第１の表面１１４’または第２の表面１１４’’）に対する角度である。さらに、ゼロでない伝搬角度は、本明細書に記載の原理に従って、ゼロより大きく、光ガイド１１４内の内部全反射の臨界角度未満である。例えば、導波光１０４のゼロでない伝搬角度は、約１０度から約５０度の間であってもよく、いくつかの例では、約２０度から約４０度の間、または約２５度から約３５度の間であってもよい。例えば、ゼロでない伝搬角度は、約３０度であり得る。他の例では、ゼロでない伝搬角度は、約２０度、または約２５度、または約３５度であり得る。さらに、特定のゼロでない伝搬角度が、光ガイド１１４内の内部全反射の臨界角度未満に選択される限り、特定のゼロでない伝搬角度は、特定の実装のために（例えば、任意に）選択されてもよい。
【００７１】
光ガイド１１４内の導波光１０４は、ゼロでない伝搬角度（例えば、約３０〜３５度）で光ガイド１１４に導入または結合され得る。レンズ、ミラーまたは同様の反射体（例えば、傾斜したコリメート反射体）、回折格子カプラ、およびプリズム（図示せず）のうちの１つまたはそれ以上は、例えば、ゼロでない伝搬角度で光を導波光１０４として光ガイド１１４の入力端に結合することを容易にし得る。光ガイド１１４に結合されると、導波光１０４は、光ガイド１１４に沿って、一般に入力端から離れることができる方向に伝播する（例えば、図５Ａのｘ軸に沿って指す太い矢印１０３によって示される）。
【００７２】
さらに、導波光１０４または同等に、光を光ガイド１１４に結合することによって生成される導波光ビームは、本明細書に記載の原理によるコリメートされた光ビームである。本明細書では、「コリメート光」または「コリメート光ビーム」は、一般に、光ビームの光線が光ビーム内で互いに実質的に平行である光のビーム（例えば、導波光１０４）として定義される。さらに、コリメート光ビームから発散または散乱する光線は、本明細書での定義により、コリメート光ビームの一部とは見なされない。いくつかの実施形態では、マルチビームバックライト１１０は、例えば光源からの光をコリメートするために、上記のように、コリメータ、例えばレンズ、反射体、またはミラー（例えば、傾斜したコリメート反射体）を含み得る。いくつかの実施形態では、光源はコリメータを備える。光ガイド１１４に提供されるコリメート光は、ガイドされるコリメート光ビームである。様々な実施形態において、導波光１０４は、コリメーション因子σに従って、またはコリメーション因子σを有するようにコリメートされてもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、光ガイド１１４は、導波光１０４を「リサイクル」するように構成され得る。特に、光ガイド長に沿ってガイドされた導波光１０４は、太い矢印１０３’によって示される別の異なる伝搬方向にその長さに沿ってリダイレクトされ得る。例えば、光ガイド１１４は、光源に隣接する入力端とは反対側の光ガイド１１４の端に反射体（図示せず）を含み得る。反射体は、導波光１０４をリサイクルされた導波光として入力端に向かって反射して戻すように構成され得る。このように導波光をリサイクルすることで、例えば、以下に説明するマルチビーム要素が導波光１０４を複数回利用できるようにすることにより、マルチビームバックライト１１０の輝度（例えば、散乱された指向性光ビーム１１２の強度）を高めることができる。
【００７４】
図５Ａにおいて、リサイクルされた導波光の別の伝搬方向を示す太い矢印１０３’（例えば、負のｘ方向に向けられた）は、前述の入力端から光ガイド１１４に導入された光ガイド１１４内のリサイクルされた導波光の一般的な伝搬方向を示す。あるいは（例えば、リサイクルされた導波光とは対照的に）、またはリサイクルされた導波光に加えて、いくつかの実施形態では、光は、例えば、太い矢印１０３によって示される伝搬方向を有する前述の入力端からの導波光１０４に加えて、他の伝搬方向を有する前述の入力端とは反対の端で光ガイド１１４に導入され得る（すなわち、負のｘ方向に向けられた太い矢印１０３’）。
【００７５】
図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、マルチビームバックライト１１０は、光ガイド長（ｘ方向）に沿って互いに離間された複数のマルチビーム要素１１６をさらに備える。特に、複数の要素のマルチビーム要素１１６は、有限空間によって互いに分離され、光ガイド長に沿った個々の別個の要素を表す。すなわち、本明細書での定義により、複数のマルチビーム要素１１６は、有限の（すなわち、ゼロでない）要素間距離（例えば、有限の中心間距離）に従って、互いに間隔を置いて配置される。さらに、いくつかの実施形態によれば、複数の要素のマルチビーム要素１１６は、一般に、互いに交差、重複、または他の方法で接触しない。すなわち、複数の要素の各マルチビーム要素１１６は、一般に、マルチビーム要素１１６の他のものとは別個であり、分離されている。
【００７６】
いくつかの実施形態によれば、複数のマルチビーム要素１１６は、１次元（１Ｄ）アレイまたは２次元（２Ｄ）アレイのいずれかに配置され得る。例えば、複数のマルチビーム要素１１６は、線形１Ｄアレイとして配置され得る。別の例では、複数のマルチビーム要素１１６は、長方形の２Ｄアレイまたは円形の２Ｄアレイとして配置され得る。さらに、いくつかの例では、アレイ（すなわち、１Ｄまたは２Ｄアレイ）は、規則的または均一なアレイであり得る。特に、マルチビーム要素１１６間の要素間距離（例えば、中心間距離または間隔）は、アレイ全体にわたって実質的に均一または一定であり得る。他の例では、マルチビーム要素１１６間の要素間距離を、アレイ全体（ｙ方向）および光ガイド１１４の長さ（ｘ方向）に沿っての一方または両方で変化させることができる。
【００７７】
様々な実施形態によれば、複数の要素のマルチビーム要素１１６は、導波光１０４の一部を指向性光ビーム１１２として散乱させるように構成される。特に、図５Ａおよび図５Ｃは、散乱された指向性光ビーム１１２を、光ガイド１１４の第１の（または前面）表面１１４’から方向付けられたように描かれた複数の発散矢印として示している。さらに、様々な実施形態によれば、マルチビーム要素１１６のサイズは、マルチビューピクセル内の「サブピクセル」のサイズに相当するか、または同等に、ライトバルブアレイ１２０内のライトバルブのサイズに相当する。本明細書では、「サイズ」は、長さ、幅、または面積を含むがこれらに限定されない様々な方法のいずれかで定義され得る。例えば、ライトバルブ（または「サブピクセル」）のサイズは、その長さであり得、マルチビーム要素１１６の相当するサイズはまた、マルチビーム要素１１６の長さであり得る。別の例では、サイズは、マルチビーム要素１１６の面積がライトバルブ（または「サブピクセル」）の面積に相当し得るような面積を指すことができる。
【００７８】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１１６のサイズは、マルチビーム要素のサイズがライトバルブサイズの約５０％から約２００％の間になるように、ライトバルブサイズに相当する。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素のサイズが「ｓ」で示され、ライトバルブのサイズが「Ｓ」で示される場合（例えば、図５Ａに示されるように）、マルチビーム要素のサイズｓは、式（２）によって次のように与えられ得る。
【数２】
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いくつかの例では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズの約６０％以上、またはライトバルブサイズの約７０％以上、またはライトバルブサイズの約８０％以上、またはライトバルブサイズの約９０％以上である。いくつかの例では、マルチビーム要素は、ライトバルブサイズの約１８０％以下、またはライトバルブサイズの約１６０％以下、またはライトバルブサイズの約１４０％以下、またはライトバルブサイズの約１２０％以下である。いくつかの実施形態では、「相当するサイズ」によって、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズを含めたライトバルブサイズの約７５％から約１５０％の間であり得る。別の実施形態では、マルチビーム要素１１６はライトバルブとサイズが相当であり得、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブサイズを含めたライトバルブサイズの約１２５％から約８５％の間である。いくつかの実施形態によれば、マルチビーム要素１１６およびライトバルブの相当するサイズは、マルチビューディスプレイのビュー間の暗いゾーンを低減する、またはいくつかの実施形態では最小化すると同時に、マルチビューディスプレイのビュー間のオーバーラップを低減する、またはいくつかの実施形態では最小化するように選択され得る。
【００７９】
上記のように、図５Ａ〜図５Ｃは、マルチビームバックライト１１０の上に配置されたライトバルブアレイ１２０をさらに示している。そのように配置されたライトバルブアレイ１２０は、複数の散乱された指向性光ビーム１１２を変調するように構成される。図５Ｃでは、ライトバルブアレイ１２０は、光ガイド１１４およびライトバルブアレイ１２０の下にあるマルチビーム要素１１６の視覚化を可能にするために部分的に切り取られている。
【００８０】
さらに、図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、異なる主角度方向を有する散乱された指向性光ビーム１１２の異なるものが通過し、ライトバルブアレイ１２０内のライトバルブの異なるものによってそれぞれ変調され得る。さらに、ライトバルブアレイ１２０のライトバルブはサブピクセルに対応し、ライトバルブのセットは、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００のマルチビューピクセルに対応する。特に、ライトバルブアレイ１２０の異なるセットのライトバルブは、マルチビーム要素１１６の異なるものから散乱された指向性光ビーム１１２を受信および変調するように構成され、すなわち、図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、マルチビーム要素１１６それぞれに対して１つの固有のライトバルブのセットが存在する。
【００８１】
図５Ａに示されるように、第１のライトバルブセット１２０ａは、第１のマルチビーム要素１１６ａから散乱された指向性光ビーム１１２を受信および変調するように構成され、第２のライトバルブセット１２０ｂは、第２のマルチビーム要素１１６ｂから散乱された指向性光ビーム１１２を受信および変調するように構成される。さらに、ライトバルブアレイ１２０内のライトバルブセット（例えば、第１および第２のライトバルブセット１２０ａ，１２０ｂ）のそれぞれは、それぞれ、異なるマルチビューピクセル１０８（図５Ｂを参照）に対応し、図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、ライトバルブセット１２０ａ，１２０ｂの個々のライトバルブは、それぞれの異なるマルチビューピクセル１０８のサブピクセルに対応する。
【００８２】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１１６と対応するマルチビューピクセル１０８との間の関係（例えば、ライトバルブ１２０ａ，１２０ｂのセット）は、１対１の関係であり得る。すなわち、同数のマルチビューピクセル１０８およびマルチビーム要素１１６が存在し得る。図５Ｂでは、１対１の関係が例として示され、各マルチビューピクセル１０８（異なるセットのライトバルブを含む）は、破線で囲まれているように示されている。他の実施形態（図示せず）では、マルチビューピクセルおよびマルチビーム要素の数は、互いに異なる場合がある。
【００８３】
いくつかの実施形態では、一対の隣接マルチビーム要素１１６間の要素間距離（例えば、中心間距離）は、例えばライトバルブセットで表される、一対の対応する隣接マルチビューピクセル１０８間のピクセル間距離（例えば、中心間距離）に等しくてもよい。例えば、図５Ａに示されるように、第１のマルチビーム要素１１６ａと第２のマルチビーム要素１１６ｂとの間の中心間距離ｄは、第１のライトバルブセット１２０ａと第２のライトバルブセット１２０ｂとの間の中心間距離Ｄに実質的に等しい。他の実施形態（図示せず）では、マルチビーム要素１１６の対および対応するライトバルブセットの相対的な中心間距離は異なっていてもよく、例えば、マルチビーム要素１１６は、マルチビューピクセルを表すライトバルブセット間の間隔（すなわち、中心間距離Ｄ）よりも大きいまたは小さい要素間距離（すなわち、中心間距離ｄ）を有してもよい。
【００８４】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１１６の形状は、マルチビューピクセル１０８の形状、または同等に、マルチビューピクセル１０８に対応するライトバルブアレイ１２０のライトバルブのセット（または「サブアレイ」）の形状に類似している。例えば、マルチビーム要素１１６は実質的に正方形の形状を有してもよく、マルチビューピクセル１０８（または対応するライトバルブのセットの配置）は実質的に正方形であってもよい。別の例では、マルチビーム要素１１６は、実質的に長方形の形状を有してもよく、すなわち、幅または横寸法よりも大きい長さまたは縦寸法を有してもよい。この例では、マルチビーム要素１１６に対応するマルチビューピクセル１０８は、実質的に類似の長方形の形状を有してもよい。図５Ｂは、正方形のマルチビーム要素１１６と、例えば破線で輪郭が描かれた正方形のライトバルブのセットを含む対応する正方形のマルチビューピクセルの上面図すなわち平面図を示している。さらに他の例（図示せず）では、マルチビーム要素１１６および対応するマルチビューピクセルは、三角形、六角形、および円形を含むか少なくとも似ているがこれらに限定されない様々な形状を有する。
【００８５】
様々な実施形態によれば、マルチビーム要素１１６は、導波光１０４の一部を散乱させるように構成されたいくつかの異なる構造のいずれかを含み得る。例えば、異なる構造は、回折格子、微小反射要素、微小屈折要素、またはそれらの様々な組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、回折格子を備えるマルチビーム要素１１６は、異なる主角度方向を有する指向性光ビーム１１２として、導波光１０４の一部を光ガイド１１４から回折散乱させるように構成される。別の実施形態では、微小反射要素を備えるマルチビーム要素１１６は、導波光部分を指向性光ビーム１１２として光ガイド１１４から反射散乱させるように構成される。他の実施形態では、微小屈折要素を備えるマルチビーム要素１１６は、屈折によって、または屈折を使用して、導波光部分を指向性光ビーム１１２として光ガイド１１４から散乱させるように構成される（すなわち、導波光部分を屈折散乱させる）。
【００８６】
図６Ａは、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるマルチビーム要素１１６を含むマルチビームバックライト１１０の一部の断面図を示している。図６Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素１１６を含むマルチビームバックライト１１０の一部の断面図を示している。特に、図６Ａ〜図６Ｂは、光ガイド１１４内に回折格子を備えるマルチビームバックライト１１０のマルチビーム要素１１６を示している。回折格子は、導波光１０４の一部を指向性光ビーム１１２として光ガイド１１４から回折散乱させるように構成される。回折格子は、回折特徴間隔または回折特徴または格子ピッチ（すなわち、回折格子内の回折特徴のピッチまたは間隔）によって互いに間隔を置いて配置された複数の回折特徴を含む。間隔またはピッチは、導波光部分からの回折結合を提供するように構成される。様々な実施形態によれば、回折格子内の回折特徴の間隔または格子ピッチは、サブ波長（すなわち、導波光１０４の波長未満）であり得る。
【００８７】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１１６の回折格子は、光ガイド１１４の表面に、またはそれに隣接して配置され得る。例えば、回折格子は、図６Ａに示されるように、光ガイド１１４の第１の表面１１４’にあるか、またはそれに隣接することができる。光ガイドの第１の表面１１４’に配置された回折格子は、第１の表面１１４’を通る指向性光ビーム１１２として導波光部分を回折散乱させるように構成された透過モード回折格子であり得る。別の例では、図６Ｂに示されるように、回折格子は、光ガイド１１４の第２の表面１１４’’に、または隣接して配置され得る。第２の表面１１４’’に配置される場合、回折格子は、反射モード回折格子であり得る。反射モード回折格子として、回折格子は、導波光部分を回折し、かつ回折された導波光部分を第１の表面１１４’に向かって反射し、回折散乱された指向性光ビーム１１２として第１の表面１１４’を通って出るように構成される。他の実施形態（図示せず）では、回折格子は、例えば、透過モード回折格子および反射モード回折格子の一方または両方として、光ガイド１１４の表面の間に配置され得る。本明細書に記載のいくつかの実施形態では、指向性光ビーム１１２の主角度方向は、光ガイド表面で光ガイド１１４を出る指向性光ビーム１１２による屈折の効果を含み得ることに留意されたい。例えば、図６Ｂは、限定ではなく例として、指向性光ビーム１１２が第１の表面１１４’を通って出るときの屈折率の変化による指向性光ビーム１１２の屈折（すなわち、曲げ）を示している。以下で説明する図７Ａおよび図７Ｂも参照されたい。
【００８８】
いくつかの実施形態によれば、回折格子の回折特徴は、互いに間隔を置いて配置された溝およびリッジの一方または両方を含み得る。溝またはリッジは、光ガイド１１４の材料を含み得、例えば、光ガイド１１４の表面に形成され得る。別の例では、溝またはリッジは、光ガイド材料以外の材料、例えば、光ガイド１１４の表面上の別の材料のフィルムまたは層から形成され得る。
【００８９】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素１１６の回折格子は、回折特徴間隔が実質的に一定であるか、または回折格子全体にわたって不変である均一な回折格子である。他の実施形態では、回折格子はチャープ回折格子である。定義により、「チャープ」回折格子は、チャープ回折格子の範囲または長さにわたって変化する回折特徴（すなわち、格子ピッチ）の回折間隔を示すか、または有する回折格子である。いくつかの実施形態では、チャープ回折格子は、距離とともに線形に変化する回折特徴間隔のチャープを有するか、または示すことができる。そのため、チャープ回折格子は、定義上、「線形チャープ」回折格子である。他の実施形態では、マルチビーム要素１１６のチャープ回折格子は、回折特徴間隔の非線形チャープを示すことができる。指数チャープ、対数チャープ、または別の実質的に不均一またはランダムであるが単調な方法で変化するチャープを含むがこれらに限定されない、様々な非線形チャープを使用することができる。非単調チャープ、例えば限定されないが、正弦波チャープまたは三角形もしくは鋸歯状チャープも使用することができる。これらのタイプのチャープのいずれかの組み合わせも使用することができる。
【００９０】
図７Ａは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素１１６を含むマルチビームバックライト１１０の一部の断面図を示している。図７Ｂは、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素１１６を含むマルチビームバックライト１１０の一部の断面図を示している。特に、図７Ａおよび図７Ｂは、微小反射要素を備えるマルチビーム要素１１６の様々な実施形態を示している。マルチビーム要素１１６としてまたはその中で使用される微小反射要素は、反射材料またはその層を使用する反射体（例えば、反射金属）または内部全反射（ＴＩＲ）に基づく反射体を含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態によれば（例えば、例として図７Ａ〜図７Ｂに示されるように）、微小反射要素を備えるマルチビーム要素１１６は、光ガイド１１４の表面（例えば、第２の表面１１４’’）にまたはそれに隣接して配置され得る。他の実施形態（図示せず）では、微小反射要素は、光ガイド１１４内の第１の表面１１４’と第２の表面１１４’’との間に配置され得る。
【００９１】
例えば、図７Ａは、例えば、光ガイド１１４の第２の表面１１４’’に隣接して配置された角柱状のファセット（例えば、「角柱状」微小反射要素）に類似し得る反射ファセットを有する微小反射要素を備えるマルチビーム要素１１６を示している。図示の角柱状微小反射要素のファセットは、光ガイド１１４からの導波光１０４の一部を反射する（すなわち、反射散乱する）ように構成される。ファセットは、例えば、光ガイド１１４からの導波光部分を反射するために、導波光１０４の伝搬方向に対して傾斜され得る（すなわち、傾斜角を有する）。ファセットは、様々な実施形態によれば、光ガイド１１４内の反射材料を使用して（例えば、図７Ａに示されるように）形成され得るか、または第２の表面１１４’’内の角柱状キャビティの表面であり得る。角柱状キャビティが使用される場合、いくつかの実施形態では、キャビティ表面での屈折率変化が反射（例えば、ＴＩＲ反射）を提供し得るか、またはファセットを形成するキャビティ表面が反射材料でコーティングされて反射を提供し得る。
【００９２】
別の例では、図７Ｂは、曲面を有する微小反射要素、例えば限定されないが、半球形の微小反射要素を備えるマルチビーム要素１１６を示している。いくつかの例では、微小反射要素の曲面は、実質的に滑らかであり得る。微小反射要素の特定の表面曲線は、例えば、導波光１０４が接触する曲面への入射点に応じて、導波光部分を異なる方向に反射するように構成され得る。図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、光ガイド１１４から反射散乱される導波光部分は、第１の表面１１４’から出るか、または放射される。図７Ａの角柱状微小反射要素と同様に、図７Ｂの微小反射要素は、限定ではなく例として図７Ｂに示されているように、光ガイド１１４内の反射材料、または第２の表面１１４’’に形成されたキャビティ（例えば、半円形キャビティ）のいずれかであり得る。図７Ａおよび図７Ｂはまた、限定ではなく例として、太い矢印１０３，１０３’によって示される２つの伝搬方向を有する導波光１０４を示している。導波光１０４の２つの伝搬方向を使用することは、例えば、主角度方向の実質的に対称な分布を指向性光ビーム１１２に提供することを容易にし得る。
【００９３】
図８は、本明細書に記載の原理と一致する別の実施形態による、一例におけるマルチビーム要素１１６を含むマルチビームバックライト１１０の一部の断面図を示している。特に、図８は、微小屈折要素を備えるマルチビーム要素１１６を示している。様々な実施形態によれば、微小屈折要素は、光ガイド１１４からの導波光１０４の一部を屈折散乱させるように構成される。すなわち、微小屈折要素は、図８に示されるように、屈折（例えば、回折または反射とは対照的に）を使用して、光ガイド１１４からの導波光部分を指向性光ビーム１１２として散乱させるように構成される。微小屈折要素は、半球形、長方形形状、または角柱形状（すなわち、傾斜したファセットを有する形状）を含むがこれらに限定されない様々な形状を有し得る。様々な実施形態によれば、微小屈折要素は、例えば図示のように、光ガイド１１４の表面（例えば、第１の表面１１４’）から延在または突出し得るか、または表面のキャビティ（図示されていない）であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、微小屈折要素は、光ガイド１１４の材料を含み得る。他の実施形態では、微小屈折要素は、光ガイド表面に隣接し、いくつかの例では、光ガイド表面と接触している別の材料を含み得る。
【００９４】
再び図５Ａおよび図５Ｃを参照すると、いくつかの実施形態では、マルチビームバックライト１１０は、光源１１８をさらに備え得る。光源１１８は、ゼロでない伝搬角度で光ガイド１１４内にガイドされる光を提供するように構成される。特に、光源１１８は、光ガイド１１４の入口面または端（入力端）に隣接して配置され得る。様々な実施形態において、光源１１８は、例えば上記のように、１つまたはそれ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザー（例えば、レーザーダイオード）を含むがこれらに限定されない実質的に任意の光の供給源（例えば、光エミッタ）を含み得る。いくつかの実施形態では、光源１１８は、特定の色によって示される狭帯域スペクトルを有する実質的に単色の光を生成するように構成された光エミッタを備え得る。特に、単色光の色は、特定の色空間またはカラーモデル（例えば、赤緑青（ＲＧＢ）カラーモデル）の原色であり得る。他の例では、光源１１８は、実質的に広帯域または多色の光を提供するように構成された実質的に広帯域の光源であり得る。例えば、光源１１８は、白色光を提供することができる。いくつかの実施形態では、光源１１８は、異なる色の光を提供するように構成された複数の異なる光エミッタを含み得る。異なる光エミッタは、異なる色の光のそれぞれに対応する導波光１０４の異なる、色固有の、ゼロでない伝搬角度を有する光を提供するように構成され得る。
【００９５】
いくつかの実施形態では、光源１１８は、コリメータをさらに備え得る。コリメータは、光源１１８の１つまたはそれ以上の光エミッタから実質的にコリメートされていない光を受け取るように構成され得る。コリメータは、実質的にコリメートされていない光をコリメートされた光に変換するようにさらに構成される。特に、コリメータは、いくつかの実施形態によれば、ゼロでない伝搬角度を有する、および所定のコリメーション因子σに従ってコリメートされるコリメート光を提供することができる。さらに、異なる色の光エミッタが使用される場合、コリメータは、異なる色固有のゼロでない伝搬角度を有すること、および異なる色固有のコリメーション因子を有することの一方または両方を伴うコリメート光を提供するように構成され得る。コリメータは、コリメート光ビームを光ガイド１１４に伝達して、上述の導波光１０４として伝播するようにさらに構成される。
【００９６】
いくつかの実施形態では、ゼロでない伝搬角度および導波光のコリメーション因子の一方または両方は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００内の指向性光ビーム１１２の放射パターンを調整するように構成され得る。特に、ゼロでない伝搬角度は、放射パターンをユーザに向かって傾ける（または選択的に向ける）ように構成され得る。例えば、第１のゼロでない伝搬角度は、第１のポジションＡでユーザに実質的に向けられる指向性光ビーム１１２の放射パターンを提供するように構成され得、第２のゼロでない伝搬角度は、例えば、図４Ａ〜図４Ｂに関して上記で説明したように、放射パターンを第２のポジションＢのユーザに向けるように構成され得る。
【００９７】
いくつかの実施形態では、マルチビームバックライト１１０は、導波光１０４の伝搬方向（すなわち、太い矢印１０３，１０３’）に直交する光ガイド１１４を通る方向の光に対して実質的に透明であるように構成される。特に、光ガイド１１４および離間した複数のマルチビーム要素１１６は、いくつかの実施形態では、光が光ガイド１１４を通過し、具体的には、第１の表面１１４’および第２の表面１１４’’の両方を通過することを可能にする。マルチビーム要素１１６の比較的小さいサイズおよびマルチビーム要素１１６の比較的大きい要素間間隔（例えば、マルチビューピクセルとの１対１の対応）の両方のために、少なくとも部分的に、透明性が促進され得る。
【００９８】
本明細書に記載の原理のいくつかの実施形態によれば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムが提供される。ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムは、例えば、シーンまたはオブジェクトを表すマルチビュー画像を提供または「表示」するように構成される。特に、マルチビュー画像は、マルチビュー画像に関連付けられた複数の異なる「ビュー」として提供される。異なるビューは、例えば、表示されているマルチビュー画像内の情報の「メガネ不要の（glasses free）」（例えば、オートステレオスコピック）表現を提供し得る。さらに、様々な実施形態によれば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステムのユーザの異なる位置またはポジション（例えば、頭の位置）に対して、異なるセットのビューが提供され得る。
【００９９】
図９は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のブロック図を示している。ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００は、異なるビュー方向の異なるビューに従ってマルチビュー画像を表示するように構成される。特に、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００によって放射される光ビームは、マルチビュー画像を表示するために使用され、異なるビューのピクセル（すなわち、ビューピクセル）に対応し得る。異なるビューまたは同等に異なるビュー方向は、図９のユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００から発する矢印２０２として示されている。以下に提供されるように、矢印２０２はまた、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００によって放射される光ビームを表すことができる。
【０１００】
図９に示されるユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００は、マルチビューディスプレイ２１０を備える。マルチビューディスプレイ２１０は、複数のビュー（例えば、矢印２０２）を含むマルチビュー画像を提供するように構成される。様々な実施形態によれば、マルチビュー画像の複数のビューは、一次ビューのセットと、一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接して配置された二次ビューとを含む。二次ビュー（またはいくつかの実施形態では複数の二次ビュー）は、本明細書で説明するように、一次ビューセットのビューのサブセットと組み合わせて、拡張ビューセットを提供することができる。さらに、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００の一次ビューセット、二次ビューおよび拡張ビューセットは、いくつかの実施形態によれば、上記のユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００に関して、上記の対応するビューセットおよびビューと実質的に同様であり得る。図９では、一次ビューは実線矢印２０２’で表され、二次ビューは破線矢印２０２’’で表されている。
【０１０１】
ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のマルチビューディスプレイ２１０は、一次ビューセットと１つまたはそれ以上の二次ビューの両方を提供するように構成され得る実質的に任意の様々な異なるマルチビューディスプレイを含み得る。例えば、マルチビューディスプレイ２１０は、マルチビューディスプレイ、例えば限定されないが、マルチビーム回折格子ベースのマルチビューディスプレイまたはレンチキュラーもしくはレンズアレイベースのマルチビューディスプレイであり得る。本明細書において、定義により、「マルチビーム回折格子ベースのマルチビューディスプレイ」は、マルチビーム回折格子のアレイを使用するマルチビーム回折格子ベースのバックライトを備えるマルチビューディスプレイである。また、本明細書での定義により、レンチキュラーまたはレンズアレイベースのマルチビューディスプレイは、異なるビュー方向でのビューを提供するためのレンズアレイを含むマルチビューディスプレイである。
【０１０２】
他の実施形態では、マルチビューディスプレイ２１０は、マルチビーム要素ベースのマルチビューディスプレイであり得る。特に、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のマルチビューディスプレイ２１０は、いくつかの実施形態によれば、上記のユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００と実質的に同様であり得る。例えば、マルチビューディスプレイ２１０は、複数のビューの異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の放射または散乱された光ビームを提供するように構成されたマルチビームバックライトを備え得る。マルチビューディスプレイ２１０は、例えば、複数のビューを提供するために、複数の散乱された光ビームを変調するように構成されたライトバルブアレイをさらに備え得る。さらに、マルチビューディスプレイ２１０は、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００に関して上記の光源１１８などの光源をさらに備え得る。
【０１０３】
これらの実施形態のいくつかによれば、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のマルチビームバックライトは、上記のマルチビームバックライト１１０と実質的に同様であり得る。例えば、マルチビームバックライトは、光ガイドの長さに沿って伝搬方向に光をガイドするように構成された光ガイドを備えることができ、光ガイドの長さに沿って互いに離間したマルチビーム要素のアレイをさらに備えることができる。マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、異なる主角度方向を有する指向性光ビームとして、導波光の一部を光ガイドから結合するまたは散乱させるように構成され得る。マルチビーム要素アレイのマルチビーム要素は、マルチビーム要素１１６に実質的に類似することができ、光ガイドは、例えば、光ガイド１１４に実質的に類似することができる。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブのサイズに相当し得る。さらに、ライトバルブは、ディスプレイのマルチビューピクセル内のサブピクセルとサイズが実質的に相当であり得る。さらに、マルチビーム要素は、導波光の部分を結合するために光ガイドに光学的に接続された回折格子、微小反射要素、および微小屈折要素のうちの１つまたはそれ以上を含み得る。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素アレイの隣接するマルチビーム要素間の要素間距離は、隣接するマルチビューピクセル間のピクセル間距離に対応する。さらに、マルチビューピクセルは、個々のマルチビーム要素に対応するライトバルブアレイ内のセットライトバルブを表す。
【０１０５】
再び図９を参照すると、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００は、ユーザトラッカ２２０をさらに備える。ユーザトラッカ２２０は、マルチビューディスプレイ２１０に対するユーザのポジションを追跡するように構成される。特に、ユーザトラッカ２２０は、様々な実施形態による、ユーザ位置を周期的に測定することと、周期的なユーザ位置測定間のマルチビューディスプレイの相対運動を監視することとの組み合わせを使用して、ユーザポジションを追跡する。いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイ２１０の相対運動は、周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中のユーザ位置の推定値を提供する。
【０１０６】
第１のユーザポジションでは、マルチビューディスプレイ２１０は、一次ビューのセットを提供するように構成される。さらに、第２のユーザポジションでは、マルチビューディスプレイ２１０は、二次ビューおよび一次ビューセットのビューのサブセットを含む拡張ビューセットを提供するように構成される。図９に示されるように、ユーザトラッカ２２０は、一点鎖線で描かれたマルチビューディスプレイ２１０の前の領域２０４におけるユーザの位置（例えば、ユーザの頭の位置）を追跡するように構成され得る。「前（in front of）」とは、マルチビューディスプレイ２１０の発光面または画像ビュースクリーンに隣接することを意味する。
【０１０７】
様々な実施形態によれば、ユーザの位置を測定することによって（または同等にユーザのポジションを決定することによって）ユーザ追跡を提供する様々なデバイス、システム、および回路のいずれかを使用して、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のユーザトラッカ２２０にユーザ位置の周期的な測定を提供することができる。例えば、いくつかの実施形態では（例えば、図９に示されるように）、ユーザトラッカ２２０は、マルチビューディスプレイ２１０のビュースクリーンに対してユーザの画像を周期的にキャプチャするように構成されたカメラ２２２を備え得る。さらに、ユーザトラッカ２２０は、マルチビューディスプレイ２１０のビュースクリーンに対するキャプチャされた画像内のユーザのポジションを測定し、周期的なユーザ位置測定を提供するように構成された画像プロセッサ２２４（または画像プロセッサとしてプログラムされた汎用コンピュータ）を備え得る。マルチビューディスプレイ２１０に対するユーザのポジションは、例えば、画像認識またはパターンマッチングを含むがこれらに限定されない様々な技術を使用して、画像プロセッサ２２４によってキャプチャされた画像から決定され得る。ユーザトラッカ２２０の他の例は、様々な２次元（２Ｄ）および３次元（３Ｄ）オブジェクト追跡システムのいずれかであるがこれらに限定されない、例えば、周期的なユーザ位置測定を提供するためのＫｉｎｅｃｔ（登録商標）オブジェクト追跡システムを含み得る。Ｋｉｎｅｃｔ（登録商標）は、ワシントン州レドモンドにあるＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの登録商標である。
【０１０８】
様々な実施形態によれば、周期的なユーザ位置測定は、様々な周期的な間隔のいずれかで実行され得る。例えば、周期的なユーザ位置測定は、１０分の１秒に１回、または毎秒１回、または１０秒に１回、または毎分１回などで実行され得る。ユーザ位置を周期的に測定することで、例えば消費電力を削減できる。
【０１０９】
上記のように、ユーザトラッカ２２０はまた、マルチビューディスプレイ２１０の相対運動を周期的なユーザ位置測定と組み合わせて使用して、ユーザの位置を決定する。様々な実施形態によれば、ユーザトラッカ２２０は、ユーザの決定された位置を提供するために、モーションセンサ２２６をさらに備え得る。モーションセンサ２２６は、マルチビューディスプレイの相対運動を決定するために、周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中にマルチビューディスプレイの相対運動を追跡するように構成される。モーションセンサ２２６は、マルチビューディスプレイ２１０の相対運動を監視するためのジャイロスコープおよび加速度計の一方または両方を含むがこれらに限定されない、様々なモーションセンサのいずれかを備えることができる。
【０１１０】
動作中、周期的なユーザ位置測定とマルチビューディスプレイの相対運動との組み合わせによって提供される決定されたポジションは、例えば、上記の第１のユーザポジションＡおよび第２のユーザポジションＢのうちの１つに対応し得る。ユーザトラッカ２２０の出力を使用して、マルチビューディスプレイ２１０の動作（例えば、ライトバルブアレイによる光ビームの変調）を変更することができる。例えば、ユーザの決定されたポジションは、プロセッサとマルチビューディスプレイ２１０のライトバルブドライバ（例えば、ドライバ回路）の一方または両方に提供されて、マルチビューディスプレイ２１０からの放射パターンをユーザのポジションに対応するように調整することができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態（図示せず）では、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のマルチビューディスプレイ２１０は、光源をさらに備え得る。光源は、マルチビューディスプレイ２１０の光源として機能するように構成される。特に、これらの実施形態のいくつかでは、光源は、ゼロでない伝搬角度で光ガイドに光を提供するように構成され得、いくつかの実施形態では、例えば、光ガイド内の導波光の所定の角度広がりを提供するために、コリメーション因子に従ってコリメートされる。
【０１１２】
本明細書に記載の原理の他の実施形態によれば、ユーザ追跡を使用するマルチビューディスプレイ動作の方法が提供される。図１０は、本明細書に記載の原理と一致する実施形態による、一例におけるユーザ追跡を使用するマルチビューディスプレイ動作の方法３００のフローチャートを示している。図１０に示されるように、マルチビューディスプレイ動作の方法３００は、マルチビューディスプレイを使用してシーンの複数のビューを提供するステップ３１０を含む。様々な実施形態によれば、複数のビューは、シーンの一次ビューのセットと、一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接して配置された二次ビューとを含む。いくつかの実施形態では、二次ビューは、一次セットの末端ビューを含み得る。他の実施形態では、二次ビューは、一次ビューセットの末端ビューに角度的に隣接する視点ビューを含み得る。
【０１１３】
様々な実施形態によれば、複数のビューを提供する（３１０）マルチビューディスプレイは、一次ビューのセットと二次ビューの両方を提供することができる実質的に任意のマルチビューディスプレイまたはマルチビューディスプレイシステムであり得る。例えば、マルチビューディスプレイは、マルチビューディスプレイ、例えば限定されないが、マルチビーム要素ベースのマルチビューディスプレイ、マルチビーム回折格子ベースのマルチビューディスプレイ、またはレンチキュラーもしくはレンズアレイベースのマルチビューディスプレイであり得る。いくつかの実施形態では、マルチビューディスプレイは、上記のユーザ追跡マルチビューディスプレイ１００と実質的に同様であり得る。
【０１１４】
特に、マルチビューディスプレイは、いくつかの実施形態では、光ガイド、マルチビーム要素、および複数のライトバルブを備え得る。これらの実施形態では、複数のビューを提供するステップ３１０は、光ガイドの長さに沿って伝搬方向に光をガイドするステップを含み得る。光ガイドは、例えば、プレート光ガイドであり得る。複数のビューを提供するステップ３１０は、マルチビューディスプレイのそれぞれの異なるビュー方向に対応する異なる主角度方向を有する複数の散乱された指向性光ビームを提供するために、マルチビーム要素を使用して光ガイドからの導波光の一部を散乱させるステップをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素は、導波光の部分を結合するために光ガイドに光学的に接続された回折格子、微小反射要素、および微小屈折要素のうちの１つまたはそれ以上を含み得る。マルチビーム要素は、例えば、マルチビーム要素のアレイのメンバであり得る。これらの実施形態では、複数のビューを提供するステップ３１０は、シーンの複数のビューをマルチビュー画像として提供するために、複数のライトバルブを使用して複数の散乱された指向性光ビームを変調するステップをさらに含む。ライトバルブは、例えば、マルチビーム要素のアレイを備えた光ガイドの表面に隣接するアレイに配置され得る。いくつかの実施形態では、マルチビーム要素のサイズは、ライトバルブアレイのライトバルブのサイズに相当する。
【０１１５】
図１０に示されるように、ユーザ追跡を使用するマルチビューディスプレイ動作の方法３００は、マルチビューディスプレイに対するユーザポジションを決定し、決定されたユーザポジションに従ってユーザに表示または提供するビューセットを選択するステップ３２０をさらに含む。特に、ユーザのポジションを決定するステップ３２０は、周期的なユーザ位置測定とマルチビューディスプレイの相対運動との組み合わせを使用する。様々な実施形態によれば、マルチビューディスプレイは、ユーザが第１のポジションにいると決定されたときに一次ビューセットを選択的に提供し、ユーザが第２のポジションにいると決定されたときに二次ビューを含む拡張ビューセットを選択的に提供する。定義により、拡張ビューセットは、二次ビューと一次ビューセットのビューのサブセットを含む。
【０１１６】
言い換えれば、マルチビューディスプレイ動作の方法３００は、周期的なユーザ位置測定とマルチビューディスプレイの相対運動の両方を使用して、マルチビューディスプレイに対する（またはマルチビューディスプレイによって提供されるスクリーンまたはビューに対する）ユーザのポジションを決定する（３２０）。マルチビューディスプレイ動作の方法３００は、ユーザが第１のポジションまたは第２のポジションにいると決定される（３２０）かどうかに応じて、一次ビューセットまたは拡張ビューセットのいずれかを選択的に提供する。特に、ユーザが第１のポジション（例えば、マルチビューディスプレイの前）にいると決定された場合、マルチビューディスプレイは、一次ビューのセットを提供する。さらに、ユーザが第２のポジションにいると決定された（３２０）場合（例えば、マルチビューディスプレイのサイド側に実質的に外れている）、マルチビューディスプレイは、二次ビューを含む拡張ビューセットを提供する。したがって、マルチビューディスプレイは、ユーザの決定された（３２０）ポジションに応じて一次ビューセットまたは拡張ビューセットのいずれかを含むように、提供された（３１０）複数のビューを適合または調整する。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、ユーザのポジションを決定するステップ（３２０）は、ユーザトラッカを使用するステップを含む。これらの実施形態のいくつかでは、ユーザトラッカは、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム２００のユーザトラッカ２２０と実質的に同様であり得る。例えば、ユーザトラッカは、カメラ、画像プロセッサ、およびモーションセンサを含み得る。この例では、ユーザのポジションを決定するステップ３２０は、カメラを使用してユーザの画像を周期的にキャプチャするステップと、周期的なユーザ位置測定を提供するために、画像プロセッサを使用してキャプチャされた画像内のユーザの位置を確立するステップと、を含み得る。さらに、ユーザのポジションを決定するステップ（３２０）は、周期的なユーザ位置測定間の時間間隔中のユーザ位置の推定値を提供するために、マルチビューディスプレイの相対運動を監視するステップを含む。相対運動は、例えば、モーションセンサによって提供され得る。様々な実施形態によれば、ユーザの決定された（３２０）ポジションは、決定された第１のポジションおよび決定された第２のポジションのうちの１つに対応し得る。
【０１１８】
このように、ユーザ追跡マルチビューディスプレイ、ユーザ追跡マルチビューディスプレイシステム、および一次ビューのセットと、二次ビューおよび一次ビューセットのビューのサブセットを含む拡張ビューセットの両方を使用するユーザトラッキングを使用するマルチビューディスプレイ動作の方法の例および実施形態が説明されてきた。上記の例は、本明細書に記載の原理を表す多くの特定の例の一部を単に例示するものであることを理解されたい。明らかに、当分野の技術者は、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、多数の他の構成を容易に考案することができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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