(57)【要約】３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステム（１００、２００、４００、５００）が開示される。ボリュームディスプレイシステムは、ディスプレイ要素（１０４、２０４）を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイ（１０２、２０２、４０４、５０４）と、前述の画像に対応する画像平面を生成するように前述の画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニット（１０６）と、前述の要素に伝達可能なように接続されるプロジェクタ（１０８、２０６）とを備える。プロジェクタは、光ビームを放射するための光源（１１０、２０９、４０９、５０９）と、放射される光ビームを変調するように構成される、空間光変調器（１１２、２０８、４０８、５０８）と、実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら変調光ビームをディスプレイ要素に向けるように構成される、テレセントリック投影機構（１１４、２１２）と、光源、空間光変調器に接続される、ドライバモジュール（１１６）とを備える。ドライバモジュールは、グラフィクス処理ユニットから画像平面を受け、変調光ビームによってディスプレイ要素上に画像平面を投影するように構成される。【選択図】図２
2021532400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムであって、前記ボリュームディスプレイシステムは、
複数のディスプレイ要素を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイであって、前記ボリュームディスプレイの１つの物理的奥行き平面が１つのディスプレイ要素によって実装される、マルチプレーンボリュームディスプレイと、
３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するように前記３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニットと、
前記グラフィクス処理ユニットおよび前記マルチプレーンボリュームディスプレイに伝達可能なように接続される、プロジェクタと、
を備え、前記プロジェクタは、
光ビームを放射する光源と、
放射された前記光ビームの光路上に配置される空間光変調器であって、該光ビームを変調するように構成される、空間光変調器と、
前記変調された光ビームの光路上に配置されるテレセントリック投影機構であって、前記複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の前記変調された光ビームを供給しながら、前記変調された光ビームを前記複数のディスプレイ要素に向けるように構成される、テレセントリック投影機構と、
前記光源および前記空間光変調器に接続されるドライバモジュールであって、前記グラフィクス処理ユニットから前記３次元画像に対応する前記複数の画像平面を受け、前記変調された光ビームよって、前記複数のディスプレイ要素上に前記複数の画像平面を投影するために前記光源および前記空間光変調器の動作を制御するように構成される、ドライバモジュールと、
を備える、ボリュームディスプレイシステム。
【請求項２】
前記テレセントリック投影機構は、
前記複数のディスプレイ要素上に前記変調された光ビームの焦点を合わせるように構成される、フォーカシング機構と、
前記変調された光ビームをコリメートし前記変調された光ビームの前記光路を調節するように構成される、ビーム形成及び操縦機構と、
を備える、請求項１に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項３】
前記テレセントリック投影機構は複数の光学素子によって実装され、前記フォーカシング機構は少なくとも１つの第１の光学素子を備え、前記ビーム形成及び操縦機構は少なくとも１つの第２の光学素子を備える、請求項２に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項４】
前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つの光学素子のサイズが、前記マルチプレーンボリュームディスプレイの前記複数のディスプレイ要素のサイズに実質的に等しい、請求項３に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１の光学素子は、固定焦点レンズ、可変焦点レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、アパーチャデバイスのうちの少なくとも１つによって実装される、請求項３または４に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの第２の光学素子は、球面ミラー、非球面ミラー、放物面ミラー、平面ミラー、自由曲面ミラーのうちの少なくとも１つによって実装される、請求項３、４または５に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項７】
前記テレセントリック投影機構はさらに、前記マルチプレーンボリュームディスプレイに対して前記フォーカシング機構を移動させるための、少なくとも１つの第１のアクチュエータを備え、前記ドライバモジュールは、前記複数のディスプレイ要素上に前記変調された光ビームの前記焦点を調節するように前記少なくとも１つの第１のアクチュエータを制御するように構成される、請求項２から６のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項８】
前記テレセントリック投影機構はさらに、前記複数のディスプレイ要素に対して前記ビーム形成及び操縦機構を移動させるための少なくとも１つの第２のアクチュエータを備え、前記ドライバモジュールは、前記変調された光ビームの前記コリメーションおよび前記変調された光ビームの前記光路を調節するように前記少なくとも１つの第２のアクチュエータを制御するように構成される、請求項２から７のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項９】
前記変調された光ビームの前記光路の長さが、６０センチメートルから８０センチメートルの範囲内にある、請求項１から８のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記マルチプレーンボリュームディスプレイおよび前記プロジェクタの前記ドライバモジュールに接続される、ボリュームディスプレイドライバをさらに備え、前記ボリュームディスプレイドライバは、前記複数のディスプレイ要素上への前記複数の画像平面の前記投影と実質的に同期して、前記複数のディスプレイ要素の動作を制御するように構成される、請求項１から９のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記ドライバモジュールまたは前記グラフィクス処理ユニットの一方が、前記複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の前記倍率の前記変調された光ビームを供給するように、前記光ビームを変調する前に画像平面をデジタル調節するように構成される、請求項１から１０のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記複数のディスプレイ要素は、電気制御可能な複数の光ディフューザによって実装される、請求項１から１１のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記ボリュームディスプレイシステムはヘッドマウントディスプレイ装置に実装される、請求項１から１２のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項１４】
３次元画像を表示する方法であって、
前記３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するように前記３次元画像を処理することと、
前記３次元画像に対応する前記複数の画像平面を受けることと、
光ビームを放射することと、
前記放射される光ビームを変調することと、
実質的に均一の倍率の前記変調された光ビームを供給しながら、前記変調された光ビームを方向付けることと、
前記変調された光ビームによって前記複数の画像平面を投影することと、
を含む、方法。
【請求項１５】
実質的に均一の前記倍率の前記変調された光ビームを供給しながら、前記変調された光ビームを方向付けることは、
前記変調された光ビームの焦点を合わせることと、
前記変調された光ビームをコリメートすることと、
前記変調された光ビームの光路を調節することと、
を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記変調された光ビームの前記焦点を調節することをさらに含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記変調された光ビームの前記コリメーションを調節することをさらに含む、請求項１４、１５、または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記変調された光ビームの前記光路の長さが、６０センチメートルから８０センチメートルの範囲内にある、請求項１４から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
実質的に均一の前記倍率の前記変調された光ビームを供給するように、前記光ビームを変調する前に画像平面をデジタル調節することをさらに含む、請求項１４から１８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ディスプレイシステムに関し、より詳細には、マルチプレーンボリュームディスプレイ、グラフィクス処理ユニットおよびプロジェクタを備える、ボリュームディスプレイシステムなど、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムに関する。さらに、本開示は、上述のボリュームディスプレイシステムによって３次元画像を表示する方法にも関する。
【背景】
【０００２】
この数十年にわたって、ディスプレイ技術は、現実感のある２次元画像化ならびに３次元画像化を可能にする著しい技術的進歩を遂げてきた。概して、これは、両眼像差を利用して３次元画像を知覚可能なように再現するための、２次元スクリーン（液晶ディスプレイ、発光ダイオードベースのディスプレイ、および同様の物など）を採用する、ステレオスコピックタイプのディスプレイシステムによって実現できる。このような場合、（ｉ）観視者の右眼および左眼のための異なる２次元ディスプレイ上に、または（ｉｉ）時間多重化方式もしくは偏波多重化方式で、典型的には観視者の左右両眼で共有される、単一の２次元ディスプレイ上に、所与の３次元オブジェクト／シーンの異なる２次元ビューがレンダリングされる。このような異なる２次元ビューが観視者の脳内で組み合わせられると、観視者は所与の３次元オブジェクト／シーンの奥行きを知覚する。
【０００３】
しかし、３次元画像化のために２次元ディスプレイを使用することに関連する制限が存在する。第１に、奥行き知覚のために両眼像差を使用すると、適合的眼球離反運動の不一致が起こる。第２に、このような２次元ディスプレイは、ヘッドマウントデバイス（仮想現実デバイス、拡張現実デバイス、および同様の物など）に実装されることが多く、このようなヘッドマウントデバイスを長期にわたって使用すると、観視者に不快感および眼精疲労が引き起こされる。したがって、最近では、３次元のオブジェクト／シーンを３次元ディスプレイ上に表示するために開発が行われている。
【０００４】
３次元画像化のための２次元ディスプレイの前述の制限を克服するために、現在、ディスプレイシステムはオートステレオスコピックディスプレイを採用する。オートステレオスコピックディスプレイには、限定されるものではないが、マルチビュータイプのディスプレイ、ホログラフィタイプのディスプレイおよびボリュームタイプのディスプレイを含む、様々なタイプのものがある。マルチビュータイプのディスプレイは、典型的には、例えばパララックスバリアを採用することによって異なる位置から観視可能な、所与の３次元オブジェクト／シーンのいくつものビューを再現する。しかし、このようなマルチビュータイプのディスプレイには、ビュー内での急な変化、光の強度が小さいこと、画像解像度が低いことなどの問題がある。ホログラフィタイプのディスプレイは、典型的には、振幅、波長および位相の情報を記録し、コヒーレント光を用いて所与の３次元オブジェクト／シーンを再生することによって、所与の３次元オブジェクト／シーンから発せられる照射野を取り込む。しかし、このようなホログラフィタイプのディスプレイには、多大な計算資源と、現在利用不能な超高解像度の動的可変の空間光変調器（ＳＬＭ：ｓｐａｔｉａｌ  ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）とが必要であり、それゆえ、真のホログラフィックタイプのディスプレイシステムによって実現できる視覚的提示が制限される。
【０００５】
ボリュームタイプディスプレイは、典型的には、所与の３次元オブジェクト／シーンの３次元画像を作り出すために、３次元ボリューム、アクティブ型発光ボクセル、または光学活性媒体に光を投影するための投影機器を採用する。しかし、スケーラビリティが難しいこと、データ処理量が膨大なこと、および同様のことなど、従来のボリュームタイプディスプレイを採用するディスプレイシステムに関連するいくつかの制限がある。具体的には、このような従来のボリュームタイプディスプレイは、多くの場合、かさばり、寸法が実質的に大きい。さらに、画像投影を利用するボリュームディスプレイ技術において、画像倍率の顕著な違いは、概して、このようなボリュームタイプディスプレイによって表示される３次元画像に関連する。言い換えれば、観視者は、表示された３次元画像内の倍率の実質的な変化を知覚できることが多い。
【０００６】
さらに、離散化され選択的にアドレス可能な投影ボリュームの光拡散投影面と一緒に背面画像投影を利用する、ボリュームディスプレイデバイスは、実質的に大きくかさばる場合がある。システムがかさばる主な理由は、画像プロジェクタ（空間光変調器）から投影ボリューム（例えば、空間光変調器に最も近い背面の光拡散面）までの変調光の光路が非常に長いことである。このような光路の典型的な長さは、例えば２メートルまたは１．５メートルとなる場合がある。デバイスの線形サイズを小さくするために、平面ミラーの利用によって光路を折り畳むこともできる。それでもやはり、いくつもの反射面を利用することで、投影ボリュームに当たる全体の光の強度が低下し、それゆえ、画像の輝度およびコントラストが低下する。さらに、光路を折り畳むための、多くの場合に現実的な数の平坦なミラーでは、このようなボリュームディスプレイデバイスは外形があまり小さくならない可能性がある。
【０００７】
光路全体を小さくする手法の一つは、短焦点または超短焦点の画像プロジェクタを利用することである。このような画像プロジェクタは、非常に短い距離で高い画像倍率を実現し、それゆえ、焦点比が高いことを特徴とする。典型的には、これは、広角または超広角の投影レンズの利用によって実現されつつある。ボリュームディスプレイについては、このような広角投影レンズを利用すると、投影ボリューム（ボリューム３Ｄ画像に関連する個別の画像平面）全体を通して画像倍率が大きく変化することになる。そうなると、３Ｄ画像の異なる部分に倍率のばらつきがあるので、その後、３次元（３Ｄ）オブジェクトおよびシーンの描写が変形することになる。わずかな量ではあるが、画像倍率のばらつきは、ボリュームディスプレイシステムの画像投影サブシステムで元々利用される長焦点の投影レンズにも生じる課題である。
【０００８】
したがって、上記の考察に鑑みて、３次元画像化のための既存のディスプレイシステムに関連する上述の欠点を克服する必要が存在する。
【摘要】
【０００９】
本開示は、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムを提供しようと努めるものである。本開示は、３次元画像を表示する方法を提供しようと努めるものでもある。本開示は、３次元画像化のための従来のディスプレイシステムに関連する、スケーラビリティが難しいことおよび表示される３次元画像内の画像倍率の顕著な違いなど、既存の課題に対する解決策を提供するように努めるものである。本開示の目的は、先行技術で直面する課題を少なくとも部分的に克服する解決策を提供し、３次元画像の表示された奥行き平面に関連する、実質的に均一の画像倍率をもたらすように構成される、よりコンパクトなボリュームディスプレイシステムを提供することである。
【００１０】
一側面では、本開示の実施形態は、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムであって、ボリュームディスプレイシステムは、
・  複数のディスプレイ要素を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイであって、ボリュームディスプレイの１つの物理的奥行き平面が１つのディスプレイ要素によって実装される、マルチプレーンボリュームディスプレイと、
・  ３次元画像に対応する複数の画像奥行き平面を生成するように３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニットと、
・  グラフィクス処理ユニットおよびマルチプレーンボリュームディスプレイに伝達可能なように接続される、プロジェクタと、
を備え、プロジェクタは、
・  光ビームを放射する光源と、
・  放射される光ビームの光路上に配置される、空間光変調器であって、放射される光ビームを変調するように構成される、空間光変調器と、
・  前記変調された光ビーム（変調光ビーム）の光路上に配置されるテレセントリック投影機構であって、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら、変調光ビームを複数のディスプレイ要素に向けるように構成される、テレセントリック投影機構と、
・  光源および空間光変調器に接続される、ドライバモジュールであって、ドライバモジュールは、グラフィクス処理ユニットから３次元画像に対応する複数の画像平面を受け、変調光ビームよって、複数のディスプレイ要素上に複数の画像平面を投影するために光源および空間光変調器の動作を制御するように構成される、ドライバモジュールと、
を備える、ボリュームディスプレイシステムを提供する。
【００１１】
別の側面では、本開示の実施形態は、３次元画像を表示する方法であって、
・  ３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理することと、
・  ３次元画像に対応する複数の画像平面を受けることと、
・  光ビームを放射することと、
・  放射される光ビームを変調することと、
・  実質的に均一の倍率の、前記変調された光ビーム（変調光ビーム）を供給しながら、前記変調光ビームを方向付けることと、
・  前記変調光ビームによって複数の画像平面を投影することと、
を含む、方法を提供する。
【００１２】
本開示の実施形態は、実質的に、先行技術の上述の課題を除去するかまたは少なくとも部分的に対処し、３次元画像全体にわたって実質的に均一の画像倍率をもたらす。３次元画像とは、ユーザが観察できる物理的な画像平面からなる物理的な投影ボリュームに投影される画像を指す。
【００１３】
本開示のその他の側面、利点、特徴および目的は、以下に続く添付の特許請求の範囲と併せて解釈される、例示的な実施形態の図面および詳細説明から明らかにされることになる。
【００１４】
本開示の特徴は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく、統合して様々な組み合わせにできることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
上記の摘要ならびに例示的な実施形態の以下の詳細説明は、添付の図面と併せて読むとより良く理解される。本開示を例示するために、図面には本開示の例示的な構造が示されている。しかし、本開示は、本書に開示される特定の方法および手段に限定されるものではない。さらに、図面の縮尺が正確でないことを当業者なら理解するであろう。可能な限り同様の要素は同一の数字で示した。
【００１６】
ここで、以下の図を参照しながら単なる一例として本開示の実施形態を説明する。
【００１７】
【図１】本開示の実施形態による、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムの概略図である。
【図２】本開示の実施形態による、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムの例示的な実装形態である。
【図３】本開示の実施形態による、ボリュームディスプレイシステムによって３次元画像を表示する方法のステップを示す。
【図４】本開示の実施形態による、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムの例示的な実装形態である。
【図５】本開示の実施形態による、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムの例示的な実装形態である。
【００１８】
添付の図面では、下線付きの数字は、下線付きの数字が配置された要素または下線付きの数字が隣接する要素を表すために用いられる。下線のない数字は、下線のない数字を要素につなぐ線によって特定される要素に関する。数字に下線がなく関連する矢印が付されるときは、下線のない数字は、矢印が指している一般の要素を特定するために用いられる。
【実施形態の詳細説明】
【００１９】
以下の詳細説明は、本開示の実施形態およびそれらを実施できる手法を示す。本開示を実行する一部のモードを開示してきたが、本開示を実行または実施するための他の実施形態も可能であることを当業者なら認識するであろう。
【００２０】
一側面では、本開示の実施形態は、３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムであって、ボリュームディスプレイシステムは、
・  複数のディスプレイ要素を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイであって、ボリュームディスプレイの１つの物理的奥行き平面が１つのディスプレイ要素によって実装される、マルチプレーンボリュームディスプレイと、
・  ３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニットと、
・  グラフィクス処理ユニットおよびマルチプレーンボリュームディスプレイに伝達可能なように接続される、プロジェクタと、
を備え、プロジェクタは、
・  光ビームを放射する光源と、
・  放射される光ビームの光路上に配置される、空間光変調器であって、放射される光ビームを変調して変調光ビームを生成するように構成される、空間光変調器と、
・  変調された光ビームの光路上に配置されるテレセントリック投影機構であって、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら、変調光ビームを複数のディスプレイ要素に向けるように構成される、テレセントリック投影機構と、
・  光源および空間光変調器に接続される、ドライバモジュールであって、ドライバモジュールは、グラフィクス処理ユニットから３次元画像に対応する複数の画像平面を受け、変調光ビームよって、複数のディスプレイ要素上に複数の画像平面を投影するために光源および空間光変調器の動作を制御するように構成される、ドライバモジュールと、
を備える、ボリュームディスプレイシステムを提供する。
【００２１】
別の側面では、本開示の実施形態は、３次元画像を表示する方法であって、
・  ３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理することと、
・  ３次元画像に対応する複数の画像平面を受けることと、
・  光ビームを放射することと、
・  放射される光ビームを変調することと、
・  実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら変調光ビームを方向付けることと、
・  変調光ビームによって複数の画像平面を投影することと、
を含む、方法を提供する。
【００２２】
本開示は、上述のボリュームディスプレイシステムと、このようなボリュームディスプレイシステムによって３次元画像を表示する上述の方法とを提供する。有利なことに、本明細書の実施形態は、よりコンパクトなサイズでボリュームディスプレイシステムを実装することを可能にする。さらに、マルチプレーンボリュームディスプレイは、そのディスプレイ上に投影される３次元画像の個別の物理的な画像奥行き平面に関連する、実質的に均一の画像倍率をもたらすことができる。したがって、ボリュームディスプレイシステムの観視者が、表示される３次元画像に示された実際のエンティティのサイズ／属性を知覚することができる。さらに、上述の方法は、３次元画像を表示するために必要な計算量が、従来のボリュームディスプレイシステムと比べて少ない。
【００２３】
本開示全体を通して、本書で用いられる用語「ボリュームディスプレイシステム」とは、３次元画像が実際の物理的な奥行きを有するように見える形で、観視者に３次元画像を表示するように構成される、特別な機器に関するものである。言い換えれば、ボリュームディスプレイシステムは、現実の３次元ボリュームで３次元画像を表示するためのデバイスとして働くように動作可能である。
【００２４】
３次元画像は、少なくとも１つの３次元オブジェクト（例えば、彫像、家具、および同様の物など）、３次元シーン（例えば、ビーチのシーン、山岳環境、および同様の物など）、およびその他の画像に関することが理解される。
【００２５】
マルチプレーンボリュームディスプレイは複数のディスプレイ要素を備え、ボリュームディスプレイの１つの物理的な画像奥行き平面が、１枚のディスプレイ要素によって実装される。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「マルチプレーンボリュームディスプレイ」とは、そのディスプレイ上での３次元画像の表示を容易にするように構成される機器に関するものである。さらに、本書で用いられる用語「ディスプレイ要素」とは、その要素上での３次元画像の少なくとも一部の表示を可能にするように構成される光学的構成要素に関するものである。言い換えれば、所与のディスプレイ要素が、その要素上で所与の画像平面の投影を受けるように構成される。マルチプレーンボリュームディスプレイで３次元画像を表示するように、複数のディスプレイ要素がその要素上で複数の画像平面の投影を受けるように構成されることが理解される。さらに、複数のディスプレイ要素の物理的な配置が、３次元画像が表示されるマルチプレーンボリュームディスプレイの現実の３次元ボリュームを構成する。
【００２６】
実施形態によっては、マルチプレーンボリュームディスプレイ内の複数のディスプレイ要素の数は２から５０の範囲内にある。一例として、マルチプレーンボリュームディスプレイは、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０枚のディスプレイ要素を備えてよい。あるいは、実施形態によっては、マルチプレーンボリュームディスプレイ内の複数のディスプレイ要素の数は５０を超える。一例として、マルチプレーンボリュームディスプレイは、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５または１００枚のディスプレイ要素を備えてよい。
【００２７】
実施形態によっては、複数のディスプレイ要素は、それらの間に等しい空間を有するように配置される。あるいは、実施形態によっては、複数のディスプレイ要素は、それらの間に等しくない間隔を有するように配置される。一例では、複数のディスプレイ要素は、厚さ１４センチメートルの積層体として配置される。このような場合、１５枚のディスプレイ要素がそれらの間に等しい１センチメートルの間隔を有するように配置されてよい。前記の配置では、マルチプレーンボリュームディスプレイは、「奥行き」方向に１４ｃｍの画像を見せることができ、すなわち、Ｚ方向の解像度は１５である。
【００２８】
実施形態によっては、複数のディスプレイ要素は、形状が実質的に平坦である。あるいは、実施形態によっては、複数のディスプレイ要素は、形状が実質的に湾曲している。
【００２９】
実施形態によっては、複数のディスプレイ要素は、電気制御可能な複数の光ディフューザによって実装される。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「光ディフューザ」とは、その上に投影される所与の画像平面を表示するように構成される光学的構成要素に関するものである。複数の光ディフューザは、（拡散状態で）画像平面を投影するためにどのディフューザが使用されるか、およびどのディフューザが光透過性であるかを選択するために電気制御可能である。したがって、複数の光ディフューザは、３次元画像を表示するようにそのディフューザ上に投影される複数の画像平面を表示するように構成される。
【００３０】
実施形態によっては、複数の光ディフューザは、コレステリックタイプの液晶ディフューザによって実装される。このような場合、複数の光ディフューザは、光透過状態と光拡散状態との間を転換するように電気的に切り替え可能（制御可能）である。特に、所与の光ディフューザは、光拡散状態にある間だけ、その上に投影される所与の画像平面を表示する。したがって、動作の際に、複数の光ディフューザは、複数の画像平面を表示するように光拡散状態に迅速かつ連続的に切り替えられ、そうすることで、３次元画像に関連する実際の物理的奥行きが生み出される。したがって、所与の時点で、光ディフューザは１つだけが光拡散状態にあってよく、残る光ディフューザは光透過状態にある。複数の光ディフューザの例には、限定されるものではないが、液晶（ＬＣ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）光ディフューザが含まれる。一般に、光ディフューザは、電気信号で制御できる場合、電気制御可能な光ディフューザと呼ぶことができる。
【００３１】
実施形態によっては、投影ボリューム（マルチプレーンボリュームディスプレイのボリューム）は、スイーピング式（往復動式）の単一のディスプレイ要素で実装することができる。スイーピング式の単一のディスプレイ要素は、パッシブなディフューザ要素とすることができる。パッシブなディフューザ要素は、例えば、光を拡散する膜、フィルムまたはシートとすることができる。さらに実施形態によっては、マルチプレーンボリュームディスプレイのボリュームが、スイーピング式（または移動式もしくは往復動式）の２枚以上のディスプレイ要素（ディフューザ）で実装できる。前記実施形態では、奥行き距離を表すそれぞれの画像平面がディスプレイ要素に投影されるときは、ディスプレイ要素は、ある（奥行き）距離から他の距離に迅速に移動する。さらに実施形態によっては、マルチプレーンボリュームディスプレイのボリュームは、移動式／スイーピング式のディスプレイ要素と、固定式のディスプレイ要素とを組み合わせて（すなわち、電気制御可能なディフューザ要素で）実装することができる。
【００３２】
ボリュームディスプレイシステムは、３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニットを備える。言い換えれば、グラフィクス処理ユニットは、３次元画像をそれが対応する複数の画像平面に分解するように構成される。本開示全体を通して、用語「グラフィクス処理ユニット」とは、３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理するように構成される、特別なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせに関するものである。グラフィクス処理ユニットは、典型的には、処理コアを多数（例えば、数千）含み、そうすることで、３次元画像データの並列処理が可能になり、それゆえ、処理性能が増強されることが理解される。したがって、グラフィクス処理ユニットは、実施形態によっては、複数の３次元画像のうちの各画像に対応する複数の画像平面を生成するように、実質的に高い計算速度で複数の３次元画像を並列処理するように構成できる。
【００３３】
本開示全体を通して、用語「画像平面」とは、３次元画像の２次元の部分（すなわち、スライスまたはフラグメント）に関するものである。特に、３次元画像は、その構成要素である複数の画像平面の組み合わせである。一例として、３次元画像ＩＭＧが噴水、回転木馬および池がある公園の３次元シーンを示してよい。具体的には、３次元画像ＩＭＧの領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、噴水、回転木馬および池をそれぞれ示してよい。このような例では、グラフィクス処理ユニットは、３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するように、その上述の３次元画像ＩＭＧを処理してよい。このような例では、噴水を示す３次元画像ＩＭＧの領域Ｒ１は第１の画像平面を構成してよく、回転木馬を示す３次元画像ＩＭＧの領域Ｒ２は第２の画像平面を構成してよく、池を示す３次元画像ＩＭＧの領域Ｒ３は第３の画像平面を構成してよい。このような例では、所与の３次元画像ＩＭＧは、第１、第２および第３の画像平面の組み合わせであると理解することができる。
【００３４】
実施形態によっては、３次元画像は、それに対応する所定数の画像平面を生成するように処理される。一実施形態では、３次元画像の処理の際に生成される複数の画像平面の所定数は、マルチプレーンボリュームディスプレイ内の複数のディスプレイ要素の数に等しい。このような場合、ディスプレイ要素は全て使用中であり、１枚のディスプレイ要素につき１つの画像平面が投影されるようになる。別の実施形態では、３次元画像の処理の際に生成される複数の画像平面の所定数は、マルチプレーンボリュームディスプレイ内の複数のディスプレイ要素の数よりも小さい。このような場合、複数のディスプレイ要素上に画像平面が全て投影された後に、使用されていないディスプレイ要素が少なくとも１つは存在することになる。一例として、複数のディスプレイ要素の数は１０でよい。このような場合、３次元画像は、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像平面を生成するように処理されてよい。
【００３５】
先に述べたように、ボリュームディスプレイシステムは、グラフィクス処理ユニットおよびマルチプレーンボリュームディスプレイに伝達可能なように接続される、プロジェクタを備える。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「プロジェクタ」とは、マルチプレーンボリュームディスプレイの複数のディスプレイ要素上に、３次元画像に関連する複数の画像平面を投影するための特別な機器に関するものである。プロジェクタの例には、限定されるものではないが、カラーフィルタ、カラーレーザを有する、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源、高輝度放電（ＨＩＤ：ｈｉｇｈ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）光源、または他のタイプの高輝度光源などの光源と組み合わせられる、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ（登録商標）：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）（Ｔｅｘａｓ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓによるＤＭＤ技術）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）または他のタイプの空間光変調器を有するセットアップが含まれる。
【００３６】
プロジェクタは、光ビームをそこから放射するための光源を備える。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「光源」とは、光ビームをそこから放射する機器に関するものである。動作の際に、光源は可視波長の光ビーム（すなわち、人間の眼に見える波長の光）を放射するように構成されることが理解される。光源の例には、限定されるものではないが、少なくとも１つの可視光発光ダイオード、少なくとも１つの可視光レーザ、高輝度ガス放電タイプの電球光源が含まれる。
【００３７】
実施形態によっては、光源は、少なくとも３つの波長の光を放射するように構成される、複数の発光ダイオードによって実装され、少なくとも１つの第１の発光ダイオードは、第１の波長を有する光を放射するように構成され、少なくとも１つの第２の発光ダイオードは、第２の波長を有する光を放射するように構成され、少なくとも１つの第３の発光ダイオードは、第３の波長を有する光を放射するように構成される。
【００３８】
実施形態によっては、第２の波長は、第１の波長よりも大きいが、第３の波長よりは小さい。一例として、第１の波長は、青色光（すなわち、４４０ナノメートルから４７０ナノメートルの間にある波長）に対応してよく、第２の波長は、緑色光（すなわち、５２０ナノメートルから５５０ナノメートルの間にある波長）に対応してよく、第３の波長は、赤色光（すなわち、６１０ナノメートルから６５０ナノメートルの間にある波長）に対応してよい。あるいは、実施形態によっては、第２の波長は、第３の波長よりも大きいが、第１の波長よりは小さい。一例として、第１の波長は、赤色光（すなわち、６１０ナノメートルから６５０ナノメートルの間にある波長）に対応してよく、第２の波長は、緑色光（すなわち、５２０ナノメートルから５５０ナノメートルの間にある波長）に対応してよく、第３の波長は、青色光（すなわち、４４０ナノメートルから４７０ナノメートルの間にある波長）に対応してよい。
【００３９】
実施形態によっては、光源はトゥルーカラー光源である。このような場合、光源によって放射される光の波長（１つまたは複数）は、表示される３次元画像内でトゥルーカラーの描画を可能にする。より実施形態によっては、ドライバモジュールは、光源から放射される光ビームの強度を制御するように構成される。一例として、光源は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、および青色発光ダイオードを備えてよく、前述の発光ダイオードによって放射される光の強度は、表示される３次元画像内でトゥルーカラーをもたらすように調節されてよい。
【００４０】
さらに、プロジェクタは、放射される光ビームの光路上に配置される空間光変調器を備える。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「空間光変調器」とは、放射される光ビームを変調するように構成される特別な機器に関するものである。言い換えれば、空間光変調器は、少なくとも１つの次元において放射される光ビームの振幅および／または位相を変調するように構成される。実施形態によっては、空間光変調器は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、液晶ベースの空間光変調器、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ）タイプの空間光変調器のうちの少なくとも１つによって実装される。典型的には、デジタルマイクロミラーデバイスは電気光学微小機械システムであり、その電気光学微小機械システムは、本質的に、単一のミラーが１つの画素を表す、ある配列の電気制御可能な微細ミラーアレイである。したがって、微細ミラーアレイの位置を変更することによって、光をテレセントリック投影機構に向けることができる（明るい画素または画素がオン）か、またはテレセントリック投影機構からそらすことができる（暗い画素または画素がオフ）。実施形態によっては、（微細ミラーアレイの移動による）微細ミラーアレイの位置の変更に関する角度範囲は、例えば、そのデフォルト位置から＋／−１２度である。
【００４１】
実施形態によっては、空間光変調器が液晶ベースの空間光変調器によって実装されるときは、プロジェクタはさらに、空間光変調器に偏光を供給するように構成される偏光子を少なくとも１つ備える。このような場合、少なくとも１つの偏光子は、空間光変調器上への入射前に、光源から放射される光ビームを偏光させるように構成される。
【００４２】
実施形態によっては、空間光変調器は内部全反射（ＴＩＲ：Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムに関連付けられる。内部全反射（ＴＩＲ）プリズムは、光源から放射される光ビームを空間光変調器に向け、空間光変調器からの変調光ビームをテレセントリック投影機構に向けるように構成される。一例として、空間光変調器は、単一のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）によって実装されるときに、内部全反射（ＴＩＲ）プリズムと関連付けられてもよい。あるいは、空間光変調器としてデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を利用する場合に、ＴＩＲプリズムの利用なしに、光源からの無変調の光ビームを空間光変調器に向けることができる。同じことが、変調光ビームを集め、それをフォーカシング機構に向ける場合にも当てはまる。このような設計は、概して、ＴＩＲなしの設計と考えられ、ＴＩＲプリズムの省略によりコストが削減されるという観点から利益をもたらす。あるいは、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ）タイプの空間光変調器が利用される場合、空間光変調器は、偏光感度のあるビームスプリッタあるいは偏光キューブと関連付けられ、これらは、偏光された無変調の光を光源から空間光変調器のアクティブエリアに向け、変調光ビームを抽出しそれをフォーカシング機構に向けるために使用される。
【００４３】
さらに、プロジェクタは、変調された光ビームの光路上に配置されるテレセントリック投影機構を備える。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「テレセントリック投影機構」とは、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら、変調光ビームを複数のディスプレイ要素に向けるように構成される光学的構成要素機構に関するものである。特に、変調光ビームのこのような倍率は、複数の画像平面が実質的に均一（すなわち、実質的に一定）の倍率を有することを可能にする。言い換えれば、テレセントリック投影機構は、異なる奥行きの画像平面の倍率の違いが観視者の眼に感知不能になるように、変調光ビームを制御することを可能にする。その結果、ボリュームディスプレイシステムの観視者は、表示された３次元画像に示されるエンティティの実際のサイズ／属性を知覚することができる。さらに、セットアップは、与えられたオブジェクトおよびシーンに関する正しい３次元の比を知覚することができる。
【００４４】
実施形態によっては、テレセントリック投影機構は、
・  複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を合わせるように構成される、フォーカシング機構と、
・  変調光ビームをコリメートし変調光ビームの光路を調節するように構成される、ビーム形成及び操縦機構と、
を備える。
【００４５】
本開示全体を通して、本書で用いられる用語「フォーカシング機構」とは、複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を合わせるように構成される、光学的構成要素機構に関するものである。特に、フォーカシング機構は、複数の画像平面が複数のディスプレイ要素上で許容できるレベルの鮮明度で焦点が合わせられるように、変調光ビームの光路の調節を可能にする。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「ビーム形成及び操縦機構」とは、変調光ビームをコリメートし変調光ビームの光路を調節するように構成される、光学的構成要素機構に関するものである。特に、ビーム形成及び操縦機構は、マルチプレーンボリュームディスプレイの複数のディスプレイ要素上に複数の画像平面が投影されるように、変調光ビームを（特に、コリメーションによって）成形しそれを方向付けることを可能にする。コリメートされた変調光ビームの光路が、複数のディスプレイ要素上にこのような光ビームの焦点を合わせるように調節されるときは、複数の画像平面は複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率を有するように見えることが理解される。さらに、光学的セットアップに応じて、フォーカシング機構は、ビーム形成に関係する／ビーム形成の機能を果たすことができる。一例として、あるシステムを使用して、ボリュームディスプレイシステムでサイズが５×５×５ｃｍ３の立方体の３次元画像（つまり、５枚のディスプレイ要素が互いから１ｃｍの間隔をあける）を示す場合、５×５ｃｍの正方形が、５枚のディスプレイ要素のそれぞれに投影されなければならない。複数（この例では５枚）の画像平面を生成するように３次元画像を処理するように変調光ビームがコリメートされるので、実質的に同じ５×５の正方形を複数の画像平面それぞれに使用することができる。コリメーションなしで、複数の画像平面それぞれに「同じ５×５の正方形」が使用されることになる場合は、立方体は、ディスプレイ要素がプロジェクタから異なる距離の位置にあるので、歪んでいるように見えることになる。
【００４６】
実施形態によっては、テレセントリック投影機構は複数の光学素子によって実装され、フォーカシング機構が少なくとも１つの第１の光学素子を備え、ビーム形成及び操縦機構が少なくとも１つの第２の光学素子を備える。本開示全体を通して、本書で用いられる用語「光学素子」とは、マルチプレーンボリュームディスプレイで複数の画像平面が実質的に均一の倍率を有するように見える形で、変調光ビームを複数のディスプレイ要素に向けるための光学的構成要素（例えば、レンズ、ミラー、プリズム、導波管および同様の物など）に関するものである。一例として、フォーカシング機構は、１０個の第１の光学素子（レンズ、アパーチャデバイス、プリズム、および同様の物など）を備えてよく、ビーム形成及び操縦機構は、２つの第２の光学素子（ミラー、導波管、および同様の物など）を備えてよい。
【００４７】
実施形態によっては、複数の光学素子のうちの少なくとも１つの光学素子のサイズが、マルチプレーンボリュームディスプレイの複数のディスプレイ要素のサイズに実質的に等しい。より実施形態によっては、少なくとも１つの第２の光学素子のサイズが、マルチプレーンボリュームディスプレイの複数のディスプレイ要素のサイズに実質的に等しい。複数のディスプレイ要素のサイズに実質的に等しいサイズを有するこのような少なくとも１つの光学素子は、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給することを可能にすることが理解される。
【００４８】
実施形態によっては、少なくとも１つの第１の光学素子は、固定焦点レンズ、可変焦点（バリフォーカル）レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、アパーチャデバイスのうちの少なくとも１つによって実装される。少なくとも１つの第１の光学素子の少なくとも１つの表面は、自由曲面、非球面、平坦面、湾曲面、またはそれらの任意の組み合わせとすることもできることが理解される。一例では、フォーカシング機構は１０個の第１の光学素子を備えてよい。このような場合、１０個の第１の光学素子は、ガラスレンズ要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪによって実装されてよい。このような例では、第１の光学素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、ＩおよびＪは、固定焦点レンズ、可変焦点レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、アパーチャデバイスとすることもできる。さらに、第１の光学素子Ｅはアパーチャデバイスとすることもできる。さらに、このような例では、第１の光学素子Ａ、ＦおよびＪは少なくとも１つの自由曲面を有することもでき、第１の光学素子Ｂ、ＤおよびＩは少なくとも１つの非球面を有することもでき、第１の光学素子Ｃ、ＧおよびＨは球形の表面を有することもできる。
【００４９】
実施形態によっては、少なくとも１つの第２の光学素子は、球面ミラー、非球面ミラー、放物面ミラー、平面ミラー、自由曲面ミラーのうちの少なくとも１つによって実装される。少なくとも１つの第２の光学素子の表面が、多項式面、平坦面、またはそれらの任意の組み合わせとすることもできることが理解される。一例では、ビーム形成及び操縦機構は第２の光学素子を２つ備えてよい。このような場合、２つの第２の光学素子は、反射ミラーＡおよびＢによって実装されてよい。第２の光学素子Ａは自由曲面ミラーとし、第２の光学素子Ｂは放物面ミラーとすることもできる。さらに、このような例では、第２の光学素子Ｂは、マルチプレーンボリュームディスプレイの複数のディスプレイ要素のサイズに実質的に等しいサイズを有することもできる。
【００５０】
実施形態によっては、テレセントリック投影機構はさらに、マルチプレーンボリュームディスプレイに対してフォーカシング機構を移動させるための第１のアクチュエータを少なくとも１つ備え、ドライバモジュールは、複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を調節するように少なくとも１つの第１のアクチュエータを制御するように構成される。言い換えれば、複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を調節するように、マルチプレーンボリュームディスプレイに対してフォーカシング機構の少なくとも１つの第１の光学素子を移動させるために、少なくとも１つの第１のアクチュエータを採用することができる。フォーカシング機構の少なくとも１つの第１の光学素子のこのような移動は、変調光ビームの光路を変更することと、その結果、複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を調節することとを可能にする。より実施形態によっては、少なくとも１つの第１のアクチュエータは、マルチプレーンボリュームディスプレイに対して、フォーカシング機構を変位させ、かつ／またはフォーカシング機構を回転させ、かつ／またはフォーカシング機構を傾斜させるように構成される。一例として、少なくとも１つの第１のアクチュエータは、フォーカシング機構をマルチプレーンボリュームディスプレイに離接するように所与の光軸に沿って線形に変位させるように構成されてよい。さらに、少なくとも１つの第１のアクチュエータは、電気的にまたは別法で制御可能なバリフォーカルレンズを用いて実装することができる。
【００５１】
実施形態によっては、テレセントリック投影機構はさらに、複数のディスプレイ要素に対してビーム形成及び操縦機構を移動させるための少なくとも１つの第２のアクチュエータを備え、ドライバモジュールは、変調光ビームのコリメーションおよび変調光ビームの光路を調節するように少なくとも１つの第２のアクチュエータを制御するように構成される。言い換えれば、変調光をコリメートし複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの光路を調節するように、マルチプレーンボリュームディスプレイに対してビーム形成及び操縦機構の少なくとも１つの第２の光学素子を移動させるために、少なくとも１つの第２のアクチュエータを採用することができる。ビーム形成及び操縦機構の少なくとも１つの第２の光学素子のこのような移動は、変調光ビームの光路を変更することと、その結果、変調光ビームを（特にコリメーションによって）成形しそれを複数のディスプレイ要素上に向けることとを可能にする。
【００５２】
より実施形態によっては、少なくとも１つの第２のアクチュエータは、マルチプレーンボリュームディスプレイに対して、ビーム形成及び操縦機構を変位させ、かつ／またはビーム形成及び操縦機構を回転させ、かつ／またはビーム形成及び操縦機構を傾斜させるように構成される。より実施形態によっては、少なくとも１つの第１のアクチュエータおよび／または１つの第２のアクチュエータは、ボリュームシステムの動作中もしくは使用開始時（較正段階） またはメンテナンスもしくはセットアップ中に使用される。
【００５３】
実施形態によっては、変調光ビームの光路の長さは、６０センチメートルから８０センチメートルの範囲内にある。概して、従来のボリュームディスプレイシステムでは、所与の変調光ビームの光路の長さが１．５〜２メートル程度である。その結果、前述の光路のこのような長さを外形の小さいデバイスに収容するのが難しいので、このような従来のボリュームディスプレイシステムは非常にかさばり、サイズが大きい。しかし、テレセントリック投影機構は、変調光ビームの光路の長さが（従来のボリュームディスプレイシステムの）所与の変調光ビームの光路の長さよりも実質的に小さく（すなわち、短く）なるように、変調光ビームの光路を延ばすことおよび折り畳むことを可能にすることが理解される。特に、フォーカシング機構の主なタスクは、その機構を貫通する変調光ビームの光路を調節することであり、ビーム形成及び操縦機構の主な役割は、光路を折り畳むことと、変調光ビームを確実にコリメートすることである。変調光ビームの光路の長さのこのような調節は、本開示のボリュームディスプレイシステムをコンパクトな小型デバイスに収容することを可能にする。用語「光路」は、空間光変調器からマルチプレーンボリュームディスプレイまでの距離と定義することができる。
【００５４】
一部の実装形態では、変調光ビームの光路の長さは、例えば、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９または８０センチメートルでよい。他の実装形態では、変調光ビームの光路の長さは、８０センチメートル超または６０センチメートル未満でよい。
【００５５】
先に述べたように、プロジェクタは、光源および空間光変調器に接続される、ドライバモジュールを備える。本開示を通して、本書で用いられる用語「ドライバモジュール」とは、変調光ビームによって、複数のディスプレイ要素上に複数の画像平面を投影するための、光源および空間光変調器の動作を制御するように構成される、特別な機器に関するものである。具体的には、ドライバモジュールは、グラフィクス処理ユニットから、３次元画像に対応する複数の画像平面を受け、対応するディスプレイ要素上に３次元画像の複数の画像平面を投影するように構成される。一例として、ドライバモジュールは、グラフィクス処理ユニットから、所与の３次元画像に対応する画像平面を４枚受けてよく、その後、マルチプレーンボリュームディスプレイの４枚のディスプレイ要素上に４枚の画像平面を投影するために、光源および空間光変調器を制御してよい。
【００５６】
実施形態によっては、ドライバモジュールは、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率をもたらしながら、変調光ビームを複数のディスプレイ要素に向けるようにテレセントリック投影機構を制御するように構成される。ドライバモジュールは、任意選択の少なくとも１つの第１のおよび／または少なくとも１つの第２のアクチュエータに、任意選択の制御信号を供給することができる。
【００５７】
実施形態によっては、ドライバモジュールは第１のドライバユニット、第２のドライバユニットおよび第３のドライバユニットを備え、第１のドライバユニットは光源の動作を制御するように構成され、第２のドライバユニットは空間光変調器の動作を制御するように構成され、第３のドライバユニットはマルチプレーンボリュームディスプレイの動作を制御するように構成される。さらに実施形態によっては、少なくとも１つの第１のおよび／または少なくとも１つの第２のアクチュエータを制御するように、第４のドライバユニットを構成することができる。
【００５８】
実施形態によっては、ボリュームディスプレイシステムは、マルチプレーンボリュームディスプレイおよびプロジェクタのドライバモジュールに接続される、ボリュームディスプレイドライバを備える。ボリュームディスプレイドライバは、複数のディスプレイ要素上への複数の画像平面の投影と実質的に同期して、複数のディスプレイ要素の動作を制御するように構成される。用語「ボリュームディスプレイドライバ」とは、所与の時間に、プロジェクタを介して投影される所与の画像平面に基づいて、マルチプレーンボリュームディスプレイの複数のディスプレイ要素の動作を電気制御するように構成される、特別なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせに関するものである。一例では、変調光ビームによって、３つのディスプレイ要素ＤＥ１、ＤＥ２およびＤＥ３上でそれぞれ所与の３次元画像に対応する３つの画像平面ＩＰ１、ＩＰ２およびＩＰ３を投影するときは、ドライバモジュールは光源、空間光変調器およびボリュームドライバユニットを制御してよい。このような場合、ディスプレイ要素ＤＥ１上に画像平面ＩＰ１が投影されることになるときは、ボリュームディスプレイドライバは、ディスプレイ要素ＤＥ１を光拡散状態に切り替えながら、残るディスプレイ要素ＤＥ２およびＤＥ３を光透過状態に切り替えるように構成されてよい。同様に、ディスプレイ要素ＤＥ２上に画像平面ＩＰ２が投影されることになるときは、ボリュームディスプレイドライバは、ディスプレイ要素ＤＥ２を光拡散状態に切り替えながら、残るディスプレイ要素ＤＥ１およびＤＥ３を光透過状態に切り替えるように構成されてよい。さらに、ディスプレイ要素ＤＥ３上に画像平面ＩＰ３が投影されることになるときは、ボリュームディスプレイドライバは、ディスプレイ要素ＤＥ３を光拡散状態に切り替えながら、残るディスプレイ要素ＤＥ１およびＤＥ２を光透過状態に切り替えるように構成されてよい。したがって、ボリュームディスプレイドライバは、所与の３次元画像を観視する観視者の体験を向上させるように、複数のディスプレイ要素上への複数の画像平面の投影と実質的に同期して、複数のディスプレイ要素の前述の切り替え動作を制御するように構成されてよいことが理解される。
【００５９】
実施形態によっては、ドライバモジュールおよび／またはグラフィクス処理ユニットは、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給するように、光ビームを変調する前に画像平面をデジタル調節するように構成される。このような例では、ドライバモジュールおよび／またはグラフィクス処理ユニットは、複数のディスプレイ要素全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームが供給されるように、変調光ビームの光学的特徴を調節するための画像処理アルゴリズムを少なくとも１つ採用してよい。さらに、デジタルの調節は形状の修正を指すこともできる。
【００６０】
実施形態によっては、ボリュームディスプレイシステムは、ヘッドマウントディスプレイ装置に実装される。このような実装形態では、デバイスおよび関係する光学部品の寸法はそれに応じて寸法設定されるべきである。その結果、寸法設定は、構成要素の寸法だけでなく、結果として、光路の長さにも影響を及ぼす。ヘッドマウントの実装形態の場合の例示的な光路は、典型的には、５ｃｍと２５ｃｍとの間にある。３次元画像を表示するためにヘッドマウントディスプレイ装置にボリュームディスプレイシステムが実装されるときは、３次元画像に関連する実際の物理的な奥行きが示される。このような場合、ステレオスコピックタイプの３Ｄヘッドマウントディスプレイ装置における２次元ディスプレイの使用に関連する、概して観視者が感じる眼の疲れおよび不快感は実質的に軽減される。観視者に模擬環境をレンダリングするためにヘッドマウントディスプレイ装置を使用できることが理解される。したがって、３次元画像を表示するためにヘッドマウントディスプレイ装置が使用されるときは、模擬環境の観視者の体験が実質的に向上される。実施形態によっては、模擬環境は、仮想現実環境、複合現実環境、拡張現実環境のうちの１つである。
【００６１】
実施形態によっては、少なくとも、ボリュームディスプレイシステムのプロジェクタ、ボリュームディスプレイドライバ、およびマルチプレーンボリュームディスプレイは、ヘッドマウントディスプレイ装置内に実装される。このような場合、グラフィクス処理ユニットは、ヘッドマウントディスプレイ装置内に実装できるか、または別法で遠隔で実装することもできる。
【００６２】
実施形態によっては、ボリュームディスプレイシステムはさらに電源を備え、その電源は、少なくともプロジェクタのドライバモジュールに電力を供給するように構成される。実施形態によっては、電源はさらに、グラフィクス処理ユニットおよび／またはボリュームディスプレイドライバに電力を供給するように構成される。一例では、電源は、プロジェクタのドライバモジュールに１２ボルトの直流電力供給を行ってよく、ボリュームディスプレイドライバに２００ボルトの電力供給を行ってよい。
【００６３】
本開示は、上記に記載したような方法にも関する。上記で開示した様々な実施形態および変更形態を本方法に準用する。
【００６４】
実施形態によっては、本方法では、実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら変調光ビームを方向付けることは、
・  変調光ビームの焦点を合わせることと、
・  変調光ビームをコリメートすることと、
・  変調光ビームの光路を調節することと、
を含む。
【００６５】
実施形態によっては、本方法はさらに、変調光ビームの焦点を調節することを含む。実施形態によっては、本方法はさらに、変調光ビームのコリメーションを調節することを含む。実施形態によっては、本方法では、変調光ビームの光路の長さは、６０センチメートルから８０センチメートルの範囲内にある。
【００６６】
実施形態によっては、本方法はさらに、実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給するように、光ビームを変調する前に画像平面をデジタル調節することを含む。追加または代替の方法は、対応する画像平面の幾何学的修正を行うように画像平面をデジタル調節することを含むことができる。さらに、それぞれの光学素子上に実質的に直線の画像スライスを確実に投影するために、デジタル調節を行うことができる。
【図面の詳細説明】
【００６７】
図１を参照すると、本開示の実施形態による、３次元画像（図示せず）を表示するためのボリュームディスプレイシステム１００の概略図が示されている。ボリュームディスプレイシステム１００は、複数のディスプレイ要素１０４を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイ１０２であって、ボリュームディスプレイの１つの平面が１つのディスプレイ要素によって実装される、マルチプレーンボリュームディスプレイ１０２と、３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニット１０６と、（ドライバモジュール１１６を介して）グラフィクス処理ユニット１０６およびマルチプレーンボリュームディスプレイ１０２に伝達可能なように接続される、プロジェクタ１０８と、を備える。図示のように、プロジェクタ１０８は、光ビームＡをそこから放射するための光源１１０と、空間光変調器１１２と、テレセントリック投影機構１１４と、光源１１０および空間光変調器１１２に接続されるドライバモジュール１１６とを備える。空間光変調器１１２は、放射される光ビームＡの光路上に配置され、放射される光ビームＡを変調するように構成される。テレセントリック投影機構１１４は、変調光ビームＢの光路上に配置され、複数のディスプレイ要素１０４全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームＢを供給しながら、変調光ビームＢを複数のディスプレイ要素１０４に向けるように構成される。さらに、ドライバモジュール１１６は、グラフィクス処理ユニット１０６から３次元画像に対応する複数の画像平面を受け、変調光ビームＢによって、複数のディスプレイ要素１０４上に複数の画像平面を投影するために光源１１０および空間光変調器１１２の動作を制御するように構成される。さらに、ボリュームディスプレイシステム１００は、実施形態によっては、ボリュームディスプレイドライバ（図示せず）を備える。ボリュームディスプレイドライバは、マルチプレーンボリュームディスプレイ１０２およびプロジェクタ１０８のドライバモジュール１１６に接続される。ボリュームディスプレイドライバは、複数のディスプレイ要素１０４上への複数の画像平面の投影と実質的に同期して、複数のディスプレイ要素１０４の動作を制御するように構成される。
【００６８】
図２を参照すると、本開示の実施形態による、３次元画像（図示せず）を表示するためのボリュームディスプレイシステム２００の例示的な実装形態が示されている。ボリュームディスプレイシステム２００は、複数のディスプレイ要素２０４を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイ２０２であって、ボリュームディスプレイの１つの平面が１つのディスプレイ要素によって実装される、マルチプレーンボリュームディスプレイ２０２と、３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するようにその３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニット（図示せず）と、グラフィクス処理ユニットおよびマルチプレーンボリュームディスプレイ２０２に伝達可能なように接続される、プロジェクタ２０６とを備える。図示のように、プロジェクタ２０６は、光ビームをそこから放射するための光源２０９と、放射された光を変調するように構成される、空間光変調器２０８と、テレセントリック投影機構２１２と、光源２０９、空間光変調器２０８、およびテレセントリック投影機構２１２に接続される、ドライバモジュール（図示せず）とを備える。放射される変調光ビームの光路上に内部全反射（ＴＩＲ）プリズム２１０が配置される。ＴＩＲプリズム２１０は、変調光ビームを空間光変調器２０８からテレセントリック投影機構２１２に向けるように構成される。テレセントリック投影機構２１２は、変調光ビームの光路上に配置され、複数のディスプレイ要素２０４全体にわたって実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら、変調光ビームを複数のディスプレイ要素２０４に向けるように構成される。さらに、ドライバモジュールは、グラフィクス処理ユニットから３次元画像に対応する複数の画像平面を受け、変調光ビームによって、複数のディスプレイ要素２０４上に複数の画像平面を投影するために、光源２０９、空間光変調器２０８およびテレセントリック投影機構２１２の動作を制御するように構成される。このような例示的な実施形態では、複数のディスプレイ要素２０４は、複数の（電気制御可能な）光ディフューザによって実装される。
【００６９】
図示のように、テレセントリック投影機構２１２は、複数のディスプレイ要素２０４上に変調光ビームの焦点を合わせるように構成される、フォーカシング機構２１４と、変調光ビームをコリメートし変調光ビームの光路を調節するように構成される、ビーム形成及び操縦機構２１６とを備える。さらに、テレセントリック投影機構２１２は複数の光学素子によって実装され、フォーカシング機構２１４が、第１の光学素子２１４Ａ〜２１４Ｊとして示される第１の光学素子を少なくとも１つ備え、ビーム形成及び操縦機構２１６が、第２の光学素子２１６Ａおよび２１６Ｂとして示される第２の光学素子を少なくとも１つ備える。図示のように、少なくとも１つの第１の光学素子２１４Ａ〜２１４Ｊは、レンズ要素によって実装され、第１の光学素子２１４Ａ、２１４Ｆおよび２１４Ｊは自由曲面を１つ有し、第１の光学素子２１４Ｂ、２１４Ｄおよび２１４Ｉは非球面を有し、第１の光学素子２１４Ｃ、２１４Ｇおよび２１４Ｈは従来の湾曲した球面レンズであり、第１の光学素子２１４Ｅはアパーチャデバイスである。第１の光学素子２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃ、２１４Ｄ、２１４Ｆ、２１４Ｇ、２１４Ｈ、２１４Ｉおよび２１４Ｊは、固定焦点レンズ、可変焦点レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズとすることもできる。少なくとも１つの第２の光学素子２１６Ａおよび２１６Ｂは、反射ミラーによって実装され、第２の光学素子２１６Ａは多項式面を有する球面ミラーであり、第２の光学素子２１６Ｂは放物面ミラーである。さらに、複数の光学素子のうちの少なくとも１つの光学素子のサイズが、マルチプレーンボリュームディスプレイ２０２の複数のディスプレイ要素２０４のサイズに実質的に等しい。図示のように、第２の光学素子２１６Ｂのサイズが、マルチプレーンボリュームディスプレイ２０２の複数のディスプレイ要素２０４のサイズに実質的に等しい。さらに、フォーカシング機構２１４は、複数のディスプレイ要素２０４上に変調光ビームの焦点を調節するように、マルチプレーンボリュームディスプレイ２０２に対して移動することができる。一例では、フォーカシング機構２１４は、前述のフォーカシング動作を実装するために、光軸２１８に沿って線形に変位することができる。
【００７０】
図３を参照すると、本開示の実施形態による、ボリュームディスプレイシステムによって３次元画像を表示する方法３００のステップが示されている。ステップ３０２で、３次元画像は、それに対応する複数の画像平面を生成するように処理される。ステップ３０４で、３次元画像に対応する複数の画像平面は、ドライバモジュールによって受けられる。ステップ３０６で、光ビームが放射される。ステップ３０８で、放射された光ビームが調光される。ステップ３１０で、実質的に均一の倍率の変調光ビームを供給しながら、変調光ビームが方向付けられる。ステップのうちのいくつかは同時に行われることに留意されたい。ステップ３１２で、変調光ビームによって、複数の画像平面が投影される。
【００７１】
ステップ３０２から３１２は単なる例示であり、他の代替形態を提供することもでき、本書の特許請求の範囲から逸脱することなしに、１つもしくは複数のステップが追加されるか、１もしくは複数のステップが省略されるか、または１つもしくは複数のステップが異なる順序で行われる。
【００７２】
ボリュームディスプレイシステム４００の代替／追加の概略的な例が図４に示されている。空間光変調器４０８が、光源４０９および関連する光学部品（図示せず）から無変調の入射光ビームを受け、マルチプレーンボリュームディスプレイ４０４の複数のディスプレイ要素に向かって変調光ビーム（Ｌ１およびＬ２）を伝達する。破線はボリュームディスプレイシステム４００の光軸を示し、光軸に沿った点Ａ１とＢ１（Ｂ２）との間の距離は、本開示の文脈では、光路であると解釈される。空間光変調器４０８とマルチプレーンボリュームディスプレイ４０４との間の光路Ａ１〜Ｂ１上に、光学的および／または電気光学的な構成要素が配置される。フォーカシング機構４１４（投影レンズなど）が、マルチプレーンボリュームディスプレイ４０４の複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を合わせるように構成される。ビーム形成及び操縦機構が、第１の平坦な折り畳みミラー４１６ａおよび第２の平坦な折り畳みミラー４１６ｂと、コリメート要素４１８とを具備する。第１の平坦な折り畳みミラー４１６ａおよび第２の平坦な折り畳みミラー４１６ｂの役割は、光路を折り畳み、そうすることで、ディスプレイ装置の線形寸法のうちの１つを小さくすることである。コリメート要素４１８の主な役割は、マルチプレーンボリュームディスプレイ４０４の複数のディスプレイ要素の全体のボリュームにわたって、画像倍率を確実に実質的に均一にすることである。コリメート要素４１８は、例えば、フレネルタイプのレンズ、屈折率分布型レンズなどとすることができる。さらに、ビーム形成及び操縦機構の要素のうちの少なくとも１つのサイズは、ディスプレイ要素４０４のサイズに対応する投影ボリュームのサイズに実質的に等しい。コリメート要素４１８はさらに、マルチプレーンボリュームディスプレイ４０４の複数のディスプレイ要素のボリュームの内側のときに光ビーム（Ｌ１およびＬ２）が確実に実質的にコリメートされるようにする。
【００７３】
ボリュームディスプレイシステム５００のさらなる代替／追加の概略的な例が、図５に示されている。空間光変調器５０８が、光源５０９および関連する光学部品（図示せず）から無変調の入射光ビームを受け、マルチプレーンボリュームディスプレイ５０４の複数のディスプレイ要素に向かって変調光ビーム（Ｌ３およびＬ４）を伝達する。破線はボリュームディスプレイシステム５００の光軸を示す。空間光変調器５０８とマルチプレーンボリュームディスプレイ５０４との間の光路上に、光学的および／または電気光学的な構成要素が配置される。フォーカシング機構５１４（投影レンズなど）が、マルチプレーンボリュームディスプレイ５０４の複数のディスプレイ要素上に変調光ビームの焦点を合わせるように構成される。ビーム形成及び操縦機構が、第１の凸面放物面ミラー５１６ａおよび第２の凹面放物面ミラー５１６ｂを具備する。第１の凸面放物面ミラー５１６ａおよび第２の凹面放物面ミラー５１６ｂには、光路を折り畳み、そうすることで、ディスプレイ装置の線形寸法のうちの１つを小さくすることと、マルチプレーンボリュームディスプレイ５０４の複数のディスプレイ要素の全ボリュームにわたって画像倍率が確実に実質的に均一になるように光をコリメートすることという役割がある。コリメーションはさらに、マルチプレーンボリュームディスプレイ５０４の複数のディスプレイ要素のボリューム内で、光ビーム（Ｌ３およびＬ４）が確実に実質的に平行な光線を放つようにする。
【００７４】
本開示の実施形態の修正は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本開示の範囲から逸脱することなく可能である。本開示を説明し特許請求するために用いられる「含む」、「備える」、「組み込む」、「有する」、「である」などの表現は、排他的でない形式で、すなわち、明示的に記載されていない項目、構成要素または要素も存在できるものと解釈されるものである。単数形の言及でも複数形に関係するとも解釈されるべきである。
【図１】
2021532400.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月19日(2020.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元画像を表示するためのボリュームディスプレイシステムであって、前記ボリュームディスプレイシステムは、
複数のディスプレイ要素を備えるマルチプレーンボリュームディスプレイであって、前記ボリュームディスプレイの１つの物理的奥行き平面が１つのディスプレイ要素によって実装される、マルチプレーンボリュームディスプレイと、
複数の３次元画像の各画像に対応する複数の画像平面を生成するように前記複数の３次元画像を処理するように構成される、グラフィクス処理ユニットと、
前記グラフィクス処理ユニットおよび前記マルチプレーンボリュームディスプレイに伝達可能なように接続される、プロジェクタと、
を備え、前記プロジェクタは、
光ビームを放射する光源と、
放射された前記光ビームの光路上に配置される空間光変調器であって、該光ビームを変調するように構成される、空間光変調器と、
前記変調された光ビームを前記複数のディスプレイ要素に向けるように構成される、テレセントリック投影機構と、
を備え、前記テレセントリック投影機構は、複数の光学素子によって実装されると共に、
少なくとも１つの第１の光学素子を備え、前記複数のディスプレイ要素上に前記変調された光ビームの焦点を合わせるように構成される、フォーカシング機構と、
前記光路を折り畳むために少なくとも１つの第２の光学素子を備え、前記変調された光ビームをコリメートし前記変調された光ビームの前記光路を調節するように構成される、ビーム形成及び操縦機構と、
前記マルチプレーンボリュームディスプレイに対して前記フォーカシング機構を移動させるための、少なくとも１つの第１のアクチュエータと、
前記複数のディスプレイ要素に対して前記ビーム形成及び操縦機構を移動させるための、少なくとも１つの第２のアクチュエータと、
を備え、更に前記テレセントリック投影機構は、前記変調された光ビームの前記光路上に配置され、また前記テレセントリック投影機構は、前記変調された光ビームを前記複数のディスプレイ要素に向け、異なる奥行きでの前記画像平面の倍率の違いが観視者の眼に感知不能になるように、前記複数のディスプレイ要素全体にわたって前記変調された光ビームを制御するように構成され、
前記プロジェクタは更に、前記光源および前記空間光変調器に接続されるドライバモジュールであって、前記グラフィクス処理ユニットから前記３次元画像に対応する前記複数の画像平面を受け、前記変調された光ビームによって、前記複数のディスプレイ要素上に前記複数の画像平面を投影するために前記光源および前記空間光変調器の動作を制御するように構成される、ドライバモジュールを備え、該ドライバモジュールは更に、前記複数のディスプレイ要素上に前記変調された光ビームの前記焦点を調節するように前記少なくとも１つの第１のアクチュエータを制御し、前記変調された光ビームの前記コリメーションおよび前記変調された光ビームの前記光路を調節するように前記少なくとも１つの第２のアクチュエータを制御するように構成される、
ボリュームディスプレイシステム。
【請求項２】
前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つの光学素子のサイズが、前記マルチプレーンボリュームディスプレイの前記複数のディスプレイ要素のサイズに実質的に等しい、請求項１に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１の光学素子は、固定焦点レンズ、可変焦点レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、アパーチャデバイスのうちの少なくとも１つによって実装される、請求項１または２に記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第２の光学素子は、球面ミラー、非球面ミラー、放物面ミラー、平面ミラー、自由曲面ミラーのうちの少なくとも１つによって実装される、請求項１から３のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項５】
前記変調された光ビームの前記光路の長さが、６０センチメートルから８０センチメートルの範囲内にある、請求項１から４のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項６】
前記マルチプレーンボリュームディスプレイおよび前記プロジェクタの前記ドライバモジュールに接続される、ボリュームディスプレイドライバをさらに備え、前記ボリュームディスプレイドライバは、前記複数のディスプレイ要素上への前記複数の画像平面の前記投影と実質的に同期して、前記複数のディスプレイ要素の動作を制御するように構成される、請求項１から５のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項７】
前記ドライバモジュールまたは前記グラフィクス処理ユニットの一方が、対応する画像平面の幾何学的修正を行うように画像平面をデジタル調節するように構成される、請求項１から６のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項８】
前記複数のディスプレイ要素は、電気制御可能な複数の光ディフューザによって実装される、請求項１から７のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項９】
前記ボリュームディスプレイシステムはヘッドマウントディスプレイ装置に実装される、請求項１から８のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステム。
【請求項１０】
３次元画像を表示する方法であって、
前記３次元画像に対応する複数の画像平面を生成するように、グラフィクス処理ユニットによって前記３次元画像を処理することと、
前記３次元画像に対応する前記複数の画像平面をドライバモジュールによって受けることと、
光源によって光ビームを放射することと、
空間光変調器によって前記放射される光ビームを変調することと、
異なる奥行きでの前記画像平面の倍率の違いが観視者の眼に感知不能になるように、前記複数のディスプレイ要素全体にわたって前記変調された光ビームを制御するように、前記テレセントリック投影機構によって前記変調された光ビームを方向付けることと、
を含み、前記変調された光ビームを方向付けることは、
フォーカシング機構によって前記変調された光ビームの焦点を合わせることと、
ビーム形成及び操縦機構によって前記変調された光ビームをコリメートすることと、
前記ビーム形成及び操縦機構によって前記変調された光ビームの光路を調節することと、
前記少なくとも１つの第２のアクチュエータによって前記変調された光ビームの前記コリメーションを調節することと、
前記変調された光ビームによって、前記複数の画像平面を投影することと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記ドライバモジュールによって前記変調された光ビームの前記焦点を調節することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記変調された光ビームの前記光路の長さが、６０センチメートルから８０センチメートルの範囲内にある、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
対応する画像平面の幾何学的修正を行うように画像平面をデジタル調節することをさらに含む、請求項１０から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から９のいずれかに記載のボリュームディスプレイシステムを備える、３次元画像を表示するためのヘッドマウントディスプレイ装置。
【国際調査報告】
2021532400.tif 000008
2021532400.tif 000009