(57)【要約】  ヘッドマウントライトフィールドディスプレイシステム(HMD)は、2つのライトフィールドプロジェクタ(LFP)を有する。前記2つのLFPは各眼につき1つである。前記2つのLFPの各々は、マイクロレンズアレイ(MLA)と結合するように機能する固体LEDエミッタアレイ(SLEA)を有する。前記SLEAのLEDから放出される光が、前記MLAから最大で1つのマイクロレンズを通って前記眼に到達するように、前記SLEA及び前記MLAは設けられる。前記HMDのLFPは、追加の中継又は結合光学系を必要とすることなく、眼の前方に近接して設けられるマイクロレンズアレイと結合する可動式固体LEDエミッタアレイを有する。前記LEDエミッタアレイは、前記マイクロレンズアレイに対して物理的に移動することで、前記LEDエミッタを機械的に多重化することによって、機械的多重化による解像度を実現する。
2015521298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオード(LED)を含む固体LEDアレイ(SLEA)；
前記SLEAからある分離距離に設けられて、複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイ(MLA)；及び、
前記SLEAと通信可能なように結合するプロセッサ；
を有するライトフィールドプロジェクタ(LFP)であって、
前記プロセッサは、
ヒトの眼の網膜上でのレンダリングのための標的画素を特定し、
画素を表示するため、前記複数のLEDから少なくとも1つのLEDを決定し、
前記標的画素に対応して、かつ、前記MLAに対して最もよく一致する画素位置へ前記少なくとも1つのLEDを移動させ、かつ、
特定の期間に特定の強度の1次ビームを前記LEDに放出させる、
LFP。
【請求項２】
前記分離距離が前記MLA内の対応するマイクロレンズの焦点長に等しいことで、前記MLAは、前記SLEAから前記MLAを介して放出される光をコリメートさせることが可能となる、請求項1に記載のLFP。
【請求項３】
前記SLEAと通信可能なように結合する前記プロセッサがさらに、前記の生成されたライトフィールドに焦点手がかりを加えるように構成される、請求項1に記載のLFP。
【請求項４】
前記SLEAに含まれる前記複数のLEDのうちの各LED間のピッチが、無限と知覚される距離で画像を生成するため、前記MLAに含まれる前記複数のマイクロレンズのうちの各マイクロレンズ間のピッチと等しい、請求項1に記載のLFP。
【請求項５】
前記SLEAに含まれる前記複数のLEDのうちのLEDの部分集合間のピッチが、有限と知覚される距離で画像を生成することを目的として視覚的手がかりを生成するため、前記MLAに含まれる前記複数のマイクロレンズのうちの各マイクロレンズ間のピッチよりも短い、請求項1に記載のLFP。
【請求項６】
前記SLEAと通信可能なように結合する前記プロセッサがさらに、当該LFPのユーザーの不完全な視線を補正するように構成される、請求項1に記載のLFP。
【請求項７】
前記MLAに含まれる前記複数のマイクロレンズのうちの各マイクロレンズの直径及び焦点長が、前記SLEAに含まれる各LEDからの1つのビームも前記眼へ入射させない程度に十分に小さい、請求項1に記載のLFP。
【請求項８】
眼の網膜上に投影される画素が、前記複数のLEDのうちの複数のLEDからの1次ビームを含み、かつ、
前記複数のLEDは、多数の静止したLEDの効果を時系列的に生成するように機械的に多重化される、
請求項1に記載のLFP。
【請求項９】
複数の発光ダイオード(LED)を含む固体LEDアレイ(SLEA)、及び、前記SLEAからある分離距離に設けられて、複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイ(MLA)を有するライトフィールドプロジェクタ(LFP)内の複数のLEDを機械的に多重化する方法であって：
複数のLEDを配置することで重なる軌道を実現する段階；
各標的画素について最もよく一致する画素を特定する段階；
前記LEDを軌道に沿って移動させる段階；及び、
LEDが、レンダリングされる標的画素について最もよく一致する画素位置に位置するとき、ユーザーの眼の網膜上で画素の少なくとも一部を1次ビームにレンダリングさせる段階；
を有する方法。
【請求項１０】
複数の発光ダイオード(LED)を含む固体LEDアレイ(SLEA)、及び、前記SLEAからある分離距離に設けられて、複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイ(MLA)を有するライトフィールドプロジェクタ(LFP)内用のコンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読媒体であって、プロセッサに：
各標的画素について最もよく一致する画素を特定させる命令；
前記画素を表示するのに用いられる前記複数のLEDのうちからLEDの部分集合を計算させる命令；
前記複数のLEDを機械的に多重化させる命令；及び、
LEDが、レンダリングされる標的画素について最もよく一致する画素位置に位置するとき、ユーザーの眼の網膜上で画素の少なくとも一部を1次ビームにレンダリングさせる命令；
を有するコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
3次元(3-D)ディスプレイは、多くの目的−視線調査、遠隔装置の操作、医療撮像、外科手術の訓練、科学的視覚化、仮想試作、並びに、ライトフィールド内で描画された対象物の3-D構造の忠実な印象をレンダリングすることによる他の多くの仮想現実及び拡張現実の応用を含む−で有用である。3-Dディスプレイは、立体視、運動視差、及び他の光学的手がかり(cue)を目立たせる(stimulate)ことによって視者の深さの認識を改善する。立体視は、ユーザーの各眼に各異なる画像を与える。それによりそれぞれの網膜が感じる違いは、画像内での対象物の刺激された深さを表す。運動視差は対照的に、経時的に変化するユーザーの位置の関数としてユーザーが視認する画像を変化させる。それによりここでも、画像内での対象物の深さが刺激される。しかし現在の3-Dディスプレイ（たとえばヘッドマウントディスプレイ(HMD)）は、図示された対象物の意図した距離にかかわらず、一定の焦点距離で各眼に対して、わずかに異なる2つの2次元(2-D)画像を与える。与えられた対象物の距離が、ディスプレイの焦点距離と異なる場合、視差からの深さ手がかりもまた、焦点手がかりとは異なる。その結果、眼が間違った距離で焦点合わせするか、又は、対象物が焦点から外れたところに現れる。焦点手がかりと他の深さ手がかりとの間での差異が大きくなることは、ユーザーの不快さに寄与する恐れがある。特に歪みの基本的原因は、典型的な3-Dディスプレイが、2次元(2-D)表面上に1つ以上の画像を与えることである。2-D表面上では、表された風景画像中に描画された仮想対象物によって示唆される深さ手がかりではなく、ユーザーが物理的な2-D表面自身によって与えられる深さ手がかりに焦点合わせするしかない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
ヘッドマウントディスプレイ(HMD)は、様々な用途向けの3-Dディスプレイにとって有用かつ可能性のある形式である。初期のHMDが小型CRTディスプレイを用いる一方で、より新しいHMDは、様々なディスプレイ技術−たとえばシリコン上の液晶(LCOS)、MEMSスキャナ、OLED、又はDLP−を利用する。しかしHMDデバイスは依然として大きくて高価なままである。しかもHMDデバイスでは通常、非常に限られた視野（たとえば40°）しか与えられない。しかも他の3-Dディスプレイ同様、HMDは一般的に、焦点手がかりを支持しておらず、かつ、ユーザーの頭の動きと対応する視覚的手がかりの表示との間での時間遅延（すなわち時間的ずれ）が生じるようにフレームを順次示す。ユーザーの頭の向き、光学的焦点手がかり、及び立体視画像との間での差異は、ユーザーにとって不快であり、その結果として、乗り物酔いのような症状や他の意図しない副作用を引き起こす恐れがある。HMDは通常、処方箋付きの眼鏡を用いる視覚障害を有する人たちが利用するのは困難である。よってこれらの欠点は、HMD系仮想現実/拡張現実システムの受け入れが制限されてきた一因となってきた。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
立体画像を生成するヘッドマウントディスプレイシステムが、高解像像度で大きな視野を提供し、かつ、あたかも表示された対象物が前記ユーザーから意図した距離に位置するかのように、前記の表示された対象物にユーザーの眼を焦点合わせさせることを可能にするように正しい光学的焦点手がかりを支持するとき、当該ヘッドマウントディスプレイシステムはより有用である。光学的焦点手がかりと立体画像との間での差異は、ユーザーにとっては不快であり、その結果として、乗り物酔いに似た症状や他の意図しない副作用を引き起こす恐れがある。よって正しい光学的焦点手がかりが、真の3次元効果の生成及び副作用の抑制に利用される。それに加えて、ヘッドマウントディスプレイシステムは、不完全な視線を補正し、かつ、眼の処方箋（非点収差の補正を含む）の原因となる。
【０００４】
高い解像度を特徴とする相対的に大きな視野、及び、あたかも表示された対象物が前記ユーザーから意図した距離に位置するかのように、前記の表示された対象物にユーザーの眼を焦点合わせさせることを可能にするように正しい光学的焦点手がかりを与えるHMDが記載されている。複数の実施例は、小型のサイズで、高い光効率を示し、使用電力が低く、かつ、本質的にデバイスコストの低い軽量設計を特徴とする。ある実施例は、前記ユーザーの不完全な視線（たとえば近視、非点収差等）に適応する。
【０００５】
さらに本願において開示される様々な実施例は、ユーザーの各眼に改善された立体ライトフィールドを与えるヘッドマウントライトフィールドディスプレイシステム(HMD)に関する。当該HMDは、2つのライトフィールドプロジェクタ(LFP)を有する。前記2つのLFPは各眼につき1つである。前記2つのLFPの各々は、各眼の前方に設けられてマイクロレンズアレイ(MLA)と結合するように機能する固体LEDエミッタアレイ(SLEA)を有する。前記SLEAのLEDから放出される光が、前記MLAから最大で1つのマイクロレンズを通って前記眼に到達するように、前記SLEA及び前記MLAは設けられる。前記HMDのLFPは、追加の中継又は結合光学系を必要とすることなく、眼の前方に近接して設けられるマイクロレンズアレイと結合する可動式固体LEDエミッタアレイを有する。前記LEDエミッタアレイは、前記マイクロレンズアレイに対して物理的に移動することで、前記LEDエミッタを機械的に多重化することによって、所望の解像度を実現する。
【０００６】
様々な実施例はまた、密な1億7700万個のLEDアレイの効果を時系列的に生成するため、はるかに少ない（かつより現実的な）数のLED−約250000個−を「機械的に多重化」することにも関する。機械的多重化は、前記マイクロレンズアレイに対する前記LED光エミッタの相対位置を移動させることによって実現されて良い。また機械的多重化は、各LEDを有効に利用することで、結果として得られる表示画像を含む複数の画素を生成することによって、LEDの数を増大させることなく、前記表示装置の実効的解像度を増大させる。六角形サンプリングもまた、2D光学像デバイスの空間解像度を増大及び最大化し得る。
【０００７】
この概要は、以降の発明の詳細な説明においてさらに説明される単純化された形態における複数の基本概念のうちの選ばれたものを導入するように供される。この概要は、請求項に記載された対象の重要な特徴又は基本的な特徴を特定することを意図していない。またこの概要は、請求項に記載された対象の技術的範囲を限定するのに用いられることを意図していない。
【０００８】
上記概要及び以降の例示である実施例の詳細な説明は、添付図面と共に参照することで、よりよく理解される。実施例を表す目的として、前記実施例の例示的構成が図中に示される。しかし前記実施例は、開示された具体的方法及び装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ヘッドマウントディスプレイシステム(HMD)用のライトフィールドプロジェクタ(LFP)の実施例の側面図である。
【図２】単一画素を構成する複数の1次ビームを特徴とする図1に図示されたヘッドマウントディスプレイシステム(HMD)用のLFPの実施例の側面図である。
【図３】有限深さ手がかりについて、どのようにして光がヒトの眼によって処理されるのかを表している。
【図４】有限距離からの光源の効果を生成するのに用いられる図1及び図2のLFPの典型的実施例を表している。
【図５】本願において開示されたある実施例での典型的SLEAの幾何学的構成を表している。
【図６】本願において開示された様々な実施例によって利用され得るディスプレイプロセッサの実施例のブロック図である。
【図７】本願において開示された様々な実施例を表すヘッドマウントライトフィールドディスプレイ装置において図6のディスプレイプロセッサによるLFPの利用の操作の流れ図である。
【図８】図6のディスプレイプロセッサによるLFPの機械的多重化の操作の流れ図である。
【図９】典型的実施例及び態様と併用可能な典型的な計算環境のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本願において開示された様々な実施例では、HMDは2つのライトフィールドプロジェクタ(LFP)を有し、前記2つのLFPは各眼について1つ与えられ、前記2つのLFPは、固体LEDエミッタアレイ(SLEA)、及び、均一な直径（たとえば約1mm）を有する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ(MLA)を含む。SLEAは、LEDを駆動させるのに用いられる論理回路を有するシリコン系チップ上に集積される複数の固体発光ダイオード(LED)を有する。SLEAとMLAとの距離が、MLAを有するマイクロレンズの焦点長と等しくなるように、SLEAはMLAと結合するように機能する。これにより、（LEDに対応する）SLEAの表面上の特定の地点から放出される光線が、MLA120を通過する際に、「コリメートされた」（つまり平行な光線）ビームとなるように集束されることが可能となる。よって、一の特定点源からの光は結果として、眼に入射する一のコリメートされたビームとなり、かつ、コリメートされたビームは、該コリメートされたビームが通過するマイクロレンズの直径に略等しい直径を有する。
【００１１】
固体LEDアレイでは、光放出開口部は、画素のピッチと比較して相対的に小さくなるように設計されて良い。これにより、他のディスプレイアレイとは対照的に、画素あたりの集積される論理回路及び支持回路を実質的により多くすることが可能となる。物理的な頭の動きと生成された表示画像との間での時間的ずれを減少及び抑制するため、論理回路及び支持回路を増やすことによって、固体LEDは、HMDユーザーの測定された頭の挙動に基づく高速画像生成に利用することが可能となる。時間的ずれが抑制されることで、たとえば仮想現実又は拡張現実用途で用いられるときに、乗り物酔いのような症状及びHMDの他の負の副作用の兆候が緩和される。それに加えて、コンピュータにより生成された3-D画像に固有な立体深さ手がかりと一致する焦点手がかりもまた、生成されたライトフィールドに直接加えられて良い。固体LEDは非常に高速で駆動されうるので、OLED及びLCOS系HMDとは区別されうることに留意して欲しい。しかもDPL系HMDもまた非常に高速であり得る一方、DPL系HMDは高価なため、固体LEDは、係る実施例にとってより経済的な選択肢を与える。
【００１２】
倍率用構成要素又は中継光学系なしで広い視野を実現するため、ディスプレイ装置は、ユーザーの眼の近くに設けられる。たとえば各眼の前方15mmに設けられる20mmディスプレイ装置は、約66°の立体視野を供することができる。
【００１３】
図1は、ヘッドマウントライトフィールドディスプレイシステム(HMD)用のライトフィールドプロジェクタ(LFP)100の実施例の側面図である。LFP100は、ユーザーの眼130から離れた設定された眼の距離104に位置する。LFP100は、固体LEDエミッタアレイ(SLEA)110及びマイクロレンズアレイ(MLA)120を有する。SLEA110とMLA120との距離（マイクロレンズ間隔102と呼ばれる）が、MLAを有するマイクロレンズ（コリメートされたビームを生成する）の焦点長と等しくなるように、SLEAとMLAとは結合するように機能する。SLEA110は、LEDを駆動させるのに必要な論理回路を有するシリコン系チップ（図示されていない）上に集積される複数の固体発光ダイオード(LED)−たとえばLED112−を有する。同様にMLA120は、均一な直径（たとえば約1mm）を有する複数のマイクロレンズ−たとえばマイクロレンズ122a,122b,122c−を有する。図1に図示された具体的な構成要素及び構造は相互に正しい縮尺で描かれていないことに留意して欲しい。本願において開示されている様々な実施例では、特定のLEDだけが任意の所与の時間で発光しているが、SLEAを含むLEDの数は、MLAを含むレンズの数よりも数桁大きいことに留意して欲しい。
【００１４】
SLEA110の複数のLED（たとえばLED112）は、独立に始動する最小の発光ユニットを表す。たとえばSLEA110内の各LEDは、独立に制御され、かつ、特定の時間で特定の強度の光を出力するように設定されて良い。SLEA110を有するある数のLEDしか図1には示されていないが、これは単なる例示であり、任意の数のLEDが、（後述する）現在の技術によって与えられる制約の範囲内で、SLEA110によって支持されうる。それに加えて、図1がLFP100の側面を表すので、SLEA110内のLEDのさらなる列は、図1においては視認できない。
【００１５】
同様にMLA120は、マイクロレンズ122a,122b,及び122cを含む複数のマイクレンズを有して良い。図示されているMLA120は、ある数のマイクロレンズを有しているが、これもまた単なる例示に過ぎず、（後述する）現在の技術によって与えられる制約の範囲内で、任意の数のマイクロレンズがMLA120内で用いられて良い。それに加えて、上述したように、図1はLFP100の側面なので、図1では視認できないさらなるマイクロレンズの列がMLA120内に存在しうる。さらにMLA120のマイクロレンズは、三角形アレイ、六角形アレイ、又は、長方形アレイ（正方形アレイを含む）を構成するように密閉又は配置されて良い。
【００１６】
動作時、SLEA110の各LED−たとえばLED112−は、LED112の放出点から光を放出し、かつ、MLA120へ向かって発散しうる。これらの放出光があるマイクロレンズ−たとえばマイクロレンズ122b−を通過することで、このマイクロレンズ122bの放出光は、コリメートされ、かつ、眼130−具体的には虹彩136の内側端部によって画定される眼の開口部−へ向かって導光される。そのため、マイクロレンズ122bによってコリメートされる放出光106の一部は、角膜134で眼130へ入射し、かつ、眼130の後方で網膜132上の単一点すなわち画素140へ向かって収束する。他方、LED112からの放出光が、ある他のマイクロレンズ−たとえばマイクロレンズ122a及び122c−を通過することで、これらのマイクロレンズ122a及び122cの放出光は、コリメートされ、かつ、眼130から遠ざかる−具体的には虹彩136の内側端部によって画定される眼の開口部から遠ざかる−ように導光される。そのためマイクロレンズ122a及び122cによってコリメートされる放出光108の一部は、眼130へ入射しないので、眼130によって知覚されない。また眼に入射するコリメートされたビーム106の焦点は、無限遠方から放出されるように知覚されることに留意して欲しい。さらにMLA120から眼に入射する光ビーム−たとえば光ビーム106−は「1次ビーム」で、かつ、MLA120から眼に入射しない光ビームは「2次ビーム」である。
【００１７】
LEDは全方向に光を放出するので、各LEDからの光はMLA内の複数のマイクロレンズを照射しうる。しかし各独立するLEDでは、これらのマイクロレンズのうちの1つを通過する光が、（眼の瞳の入射開口部を介して）眼へ入射するように導光され、他方、他のマイクロレンズを通過する光は、眼から遠ざかる（眼の瞳の入射開口部の外部へ向かう）ように導光される。眼へ入射するように導光される光は1次ビームと呼ばれ、他方、眼から遠ざかるように導光される光は1次ビームと呼ばれる。マイクロレンズを有する複数のマイクロレンズのピッチ及び焦点長は、この効果を実現するのに用いられる。たとえば眼とMLAとの間の距離（眼の距離104）が15mmに設定される場合、MLAは、直径が約1mmで2.5mmの焦点長を有するレンズを必要とする。さもなければ2次ビームは、眼へ入射するように導光され、かつ、意図した画像に似ているがそれから変位した「偽画像(ghost  image)」を生成してしまう恐れがある。
【００１８】
図2は、単一画素140を構成する複数の1次ビーム106a,106b,及び106cを特徴とする図1に図示されたヘッドマウントディスプレイシステム(HMD)用のLFP100の実施例の側面図である。図2に図示されているように、光ビーム106a,106b,及び106cは、SLEA110の表面のSLEA110に含まれる3つの各独立するLED114,116,及び118にそれぞれ対応する地点から放出される。図示されているように、SLEA110に含まれるLED−3つのLED114,116,及び118を含む−の放出点は、各マイクロレンズの直径に等しい距離−つまりレンズ間距離（「マイクロレンズアレイピッチ」又は単純に「ピッチ」）−だけ互いに離れている。
【００１９】
SLEA110内のLEDが、MLA120に含まれる複数のマイクロレンズと同一のピッチ（又は間隔）を有するので、MLA120を通過する1次ビームは互いに平行となる。よって、眼が無限遠方へ向かって集束されるとき、3つのエミッタからの光は、（眼のレンズを介して）網膜上の単一スポット上に収束するので、無限遠方に位置する単一画素としてユーザーには知覚される。眼の瞳の直径が発光条件に従って変化するが、一般的には3mm〜9mmの範囲内なので、複数（7〜81）の各独立するLEDからの光は、1つの画素140を生成するように結合されて良い。
【００２０】
図1及び図2に表されているように、MLA120はSLEA110の前方に設けられて良く、かつ、SLEA110とMLA110との間の距離は、マイクロレンズ間隔102と呼ばれる。SLEA110に含まれる各LEDから放出される光が、MLA120の各マイクロレンズを通過するように、マイクロレンズ間隔102は選ばれて良い。SLEA110の各独立するLEDから放出される光が、MLA120のマイクロレンズのうちの1つのみを介して眼130によって視認可能となるように、MLA120のマイクロレンズは配置されて良い。SLEA110内の各独立するLEDからの光が、MLA120内の各マイクロレンズを通過しうる一方で、特定のLED（たとえばLED112又は116）からの光しか、最大でも1つのマイクロレンズ（122b及び126）を介して眼130に対して視認可能にならない。
【００２１】
たとえば図2に表されているように、第1LED116から放出される光ビーム106bは、眼の距離112で眼130によってマイクロレンズ126を介して視認可能である。同様に、第2LED114からの光106aは、眼の距離112でマイクロレンズ124を介して眼130で視認可能となり、かつ、第3LED118からの光106cは、眼の距離112でマイクロレンズ128を介して眼130で視認可能となる。LED114,116,118からの光が、MLA120内の他のマイクロレンズ（図示されていない）を通過する一方で、マイクロレンズ114,116,及び118を通過するLED114,116,及び118からの光106a,106b,及び106cのみが、眼130に対して視認可能である。しかも各独立するLEDが一般的には単色だが、3原色の各々内に存在するので、これらのLED114,116,及び118の各々は、3つの異なる色−たとえば赤、緑、及び青−に対応し、かつ、これらの色は様々な強度で放出されて、画素140で混合されることで、所望の色を生成し得る。あるいはその代わりに他の実施例は、たとえば4つ（2×2）のSLA素子下で設けられる明確な赤、緑、及び青のアレイを有する複数のLEDアレイを利用しても良い。この構成では、複数の出力は眼で結合されることで、たとえばLEDアレイ内に生成される1mmレベル対10μmレベルで色を供する。そのためこの方法は、サブピクセルカウントの節約が可能で、かつ、係る実施例の色変換の複雑さを緩和しうる。
【００２２】
当然のこととして、ある実施例では、SLEAは必ずしもRGB  LEDを有しなくても良い。その理由はたとえば、赤色LEDは異なる製造プロセスを必要とするので、ある実施例は、緑色光と赤色光がたとえば量子ドットのような蛍光材料層を用いる変換を介して青色光から生成される青色LEDのみを含むSLEAを有しても良いからである。
【００２３】
しかし図1及び図2に表された実施例は、投影画像が実世界の視野に重ねられた拡張現実の用途を支持しない。その代わりにこれらの図中に具体的に表された実施例は、生成されたディスプレイ画像しか与えない。それでもなお図1及び図2に表されたHMDの代替実施例は、拡張現実用に実装されて良い。たとえばある拡張現実の用途では、SLEA110によって生成された画像は、MLA120とは似た特性を有するが、ユーザーがミラーを介して現実世界を見ることを可能にする特徴が加えられた特性を有する半透明ミラーに投影されても良い。同様に、拡張現実の用途を実装する他の実施例は、HMDと一体化されたビデオカメラを利用することで、合成画像の投影と現実世界のビデオディスプレイとを結合し得る。上記及び他の変化型は、本願で説明した実施例の別な実施例である。
【００２４】
図1及び図2で説明された実施例では、コリメートされた1次ビーム（たとえば106a,106,及び106c）は共に、無限遠方から放出されるものとしてユーザーに知覚されるユーザーの眼130の網膜上の画素に色を与える。しかし有限深さ手がかりが、より一貫して包括的な3-D画像を供するのに用いられる。図3は、有限深さ手がかりについて、どのようにして光がヒトの眼130によって処理されるのかを表している。図4は、有限距離からの光源の効果を生成するのに用いられる図1及び図2の典型的実施例を表している。
【００２５】
図3に図示されているように、眼から特定の距離150での対象物142の先端部（又は「地点」）144から放出される光106’は、眼130の瞳へ入射する際に、（図示されているような）ある発散を有する。眼130が、眼130からの対象物142の距離150で適切に焦点合わせされるとき、対象物142の一の点144からの光は、網膜132上の単一画像点140（すなわち1つ以上の錐体セル内の受光器に対応する画素）に収束される。この「適切な焦点」は、対象物142までの距離150を判断するのに用いられる深さ手がかりをユーザーに与える。
【００２６】
図4に表されているようにこの効果を近似するため、LFP100は、眼130の瞳で同様な収束を起こす光の波面を生成する。これは、（無限遠方での画素では図1及び図2のMLAピッチと等しかったのとは対照的に）LEDの光放出地点114’,116’,及び118’間の距離がMLAピッチよりも短くなるように、LEDの光放出地点114’,116’,及び118’を選択することによって実現される。これらのLEDの光放出地点114,116’,及び118’での距離がMLAピッチよりも小さいとき、結果として得られる1次ビーム106a,’,106b’,及び106c’は依然としてそれぞれコリメートされているが、もはや互いに平行ではない。むしろ対応する有限距離の深さ手がかりでは、1次ビーム106a,’,106b’,及び106c’は、（図示されているように）収束することで、網膜132上の1つの地点（すなわち画素）140内で出会う。各独立するビーム114’,116’,及び118’は依然としてコリメートされている。その理由は、ディスプレイチップからMLAへの距離が変化しないからである。正味の結果は、無限ではなく特定の距離150での対象物に起因して現れる焦点合わせされた画像である。しかし3つの各独立するMLAレンズ124,126,及び128（つまり各独立するビームの中心）からの光106a’,106b,及び106c’は、網膜上の単一地点140で交差するので、3つの各独立するMLAレンズからの光はそれぞれ、網膜上で焦点合わせされた状態で集束しないことに留意して欲しい。その理由は、SLEAとMLAとの間の距離が変化しないためである。その代わりに、各独立するビームの焦点140’は網膜の後方に属する。
【００２７】
焦点手がかりを生成するHMDの機能は、複数の1次ビームが、1つの画素を生成するように眼の中で結合されることに依拠している。従って各独立するビームはたとえば、画素の強度の約1/10〜1/40しか寄与していない。眼が異なる距離で焦点合わせされる場合、これら複数の1次ビームからの光は広がり、ぼやけて見える。よってこれらの実施例の焦点深さ手がかりの現実的な範囲は、全瞳を用いたヒトの眼の被写界深度(DOF)とHMDのDOFとの間の差異を利用する。しかし入射開口は、1つのビームの直径にまで減少する。この点を表すため、以下の例を検討する。
【００２８】
第一に、眼の瞳の直径が4mmで、かつ、ディスプレイの角度分解能が2分であれば、眼が22フィートの距離の対象物で焦点合わせされる場合には、幾何学的DOFは11フィートから無限長にまで延びる。DOFには回折に基づく成分が存在するが、これらの条件下では、幾何学的成分が支配的である。逆に1mmビームは、DOFを2.7フィートから無限大にまで増大させる。換言すると、このディスプレイ装置の動作範囲が、上側DOF範囲で無限大を含むように設定される場合、開示されたディスプレイの動作範囲は、ユーザー前方の約33インチで開始される。この距離よりも近くに現れるように描画されるように表示された対象物は、たとえユーザーがそれらの対象物に対して適切に焦点合わせしたとしても、ぼやけて見える。
【００２９】
第二に、HMDの動作範囲は、上側動作範囲を制限する代わりに短くなった動作範囲を含むようにシフトされて良い。これは、SLEAとMLAとの間の距離をわずかに減少させることによって行われて良い。たとえば3フィートの平均差動距離のMLA焦点を調節することで、23インチから6.4フィートの範囲にわたってHMDでの正しい焦点手がかりが生成される。従って、動作範囲がHMD使用のために最適化されうるように、SLEAとMLAとの間の距離を調節することのできる機構を含むことによってHMDの動作範囲を調節することが可能であることがわかる。たとえば、ゲームで遊ぶ場合には、長距離での対象物（たとえば建物、風景）が描画されるが、PCの修理又は患者への手術のためのガイド(instructional  materials)は、最も近い対象物を示す。
【００３０】
ある実施例のHMDはまた、ユーザーの眼130の不完全さにも適合しうる。眼の外側表面（角膜134）が、眼の光学系の像を生成する屈折のほとんどに寄与するので、この表面を球状パッチ（背面ディスプレイの各ビームについて1つ）によって近似することで、不完全さ−たとえば近視及び非点収差−が補正されうる。実際補正は、適切な表面に置き換えられ得る。その結果、理想的な光学系を近似するための各ビームについての角度補正が得られる。
【００３１】
一部の実施例では、光センサ（フォトダイオード）は、SLEAへ向かうように反射される光（「赤目効果」と同様）から網膜上での各ビームの位置を検知するように、SLEA110に埋め込まれて良い。SLEAにフォトダイオードを追加することは、IC集積能力という点ではすぐにでも実現可能である。なぜなら画素間の距離は広く、かつ、フォトダイオード支持回路には十分な余裕が与えられるからである。この光センサの埋め込みアレイによって、眼の実際の光学特性を測定し、かつ、過去の眼の検査からの処方箋を必要とせずにレンズ収差を補正することが可能となる。この機構は、一部の光がHMDによって放出される場合に機能する。フォトダイオードがどの程度感受性を有するのかに依存して、他の実施例は、暗い風景の最小背景照明に依拠し、十分な光が存在しない場合の適合を見合わせ、使用開始時での専用適合パターンを用い、かつ/あるいは、IR照射システムを追加して良い。
【００３２】
眼を監視することで、眼と眼との間の距離、及び、コンピュータにより生成された3D風景の厳密さと忠実度を改善する情報をリアルタイムで得るための実際の眼の向きが厳密に測定される。特に斜視像と立体像との対生成は、推定された観測者の目の位置を利用し、かつ、各眼の実際の向きを知ることで、どの風景が観測されているのかについての手がかりをソフトウエアに与えることができる。
【００３３】
しかし本願に開示された様々な実施例に関して、MLAのピッチは、ディスプレイ装置の解像度とは関連しないことに留意して欲しい。なぜならMLA自体は画像平面内に位置していないからである。代わりに、ディスプレイ装置の解像度は、ビームの方向がどの程度厳密に制御されうるのか、及び、どの程度しっかりとこれらのビームがコリメートされるのかによって支配される。
【００３４】
LEDが小さければ小さいほど生成される解像度は高くなる。たとえば2.5mmの焦点長及び直径1.5μmのLED光放出開口によって、2.06分すなわちヒトの眼の角度解像度の2倍の幾何学ビーム発散が得られる。これにより、約20インチの閲覧距離で85DPI（1インチあたりのドット数）ディスプレイに相当する解像度が生成される。66°よりも大きい視野角では、これは、1920画素の幅と等価である。換言すると、2次元では、この構成は結果として、略400万画素のディスプレイを実現し、かつ、現在の高解像度テレビ(HDTV)の基準を超える。しかしこれらのパラメータに基づくと、SLEAは、1.5μmサイズの光エミッタによって完全に網羅される約20mm×20mmの活性領域−つまり合計で約1億7700万個のLED−を有する必要がある。しかし係る構成は、複数の理由により現実的ではない。そのような理由には、LED間には必要な配線又は駆動電子機器のための余地がないことも含まれる。
【００３５】
これを克服するため、本願に開示されている様々な実施例は、密な1億7700万個のLEDアレイの効果を時系列的に生じさせるための約250000個のLEDの「機械的多重化」に関する。この方法は、固体LEDの特徴である高効率と高スイッチング速度の両方を利用する。一般的には、LEDの効率については、高放射率となる高電流密度を有する小さなデバイスであることが好ましい。それは、ほとんどの光が小さな開口から生成されるLEDエミッタの構築を可能にするからである。この種類の赤色及び緑色LEDは、ファイバ光学用に10年以上かけて製造されてきた。高効率青色LEDは現在、同様に小さな開口を備えて生成されて良い。デバイスのサイズが小さくなると、デバイスのキャパシタンスが小さくなるので、高速スイッチング時間の点では小さなサイズのデバイスが好ましい。デバイスのサイズが小さくなることでそのデバイスのキャパシタンスが小さくなると、数ナノ秒でLEDのオン/オフが可能となる一方で、特別に最適化された小さなLEDは、ナノ秒未満のスイッチング時間を実現することができる。高速スイッチング時間によって、1つのLEDは、多くのエミッタ位置で光を時系列的に生成することが可能となる。LEDの光放出開口が、提案されたディスプレイ装置にとって小さくても、エミッタのピッチはそのような制約を受けない。よってLEDのディスプレイチップは、LED間に駆動回路を収容する十分な余地を備える小さなエミッタからなるアレイである。
【００３６】
換言すると、解像度を実現するため、ディスプレイチップのLEDは、チップ上の実際のLEDの個数を現実的な数へ減らすように多重化される。同時に多重化は、前述した検知機能のための駆動電子機器及びおそらくはフォトダイオードのために利用されるチップの表面積を解放する。疎なエミッタアレイが好まれる別の理由は、3つの互いに異なっていて、かつ、挟まれたエミッタLEDの組を収容する能力である。前記エミッタLEDの組では、各色（赤、緑、及び青）につき1つで、放出された波長を特定の色へ変換する別な方法又は追加のデバイスが利用されて良い。
【００３７】
ある実施例では、各LEDエミッタは、721画素（721:1の多重化比）を表示するのに用いられて良い。それにより1億7700万個のLEDを実装しなくてはならない代わりに、SLEAは約250000個のLEDを用いる。721という因子は、六角形画素から画素距離まで15倍に増大することから得られる（つまり15×のピッチ比。つまり2つの六角形アレイ内の点の数が3n(n+1)である。ここでnは、より粗いアレイの地点間で省略される地点の数である）。しかし他の多重化比も、利用可能な技術の制約に依存して可能である。それでもなお六角形の画素の配置が、エイリアシングアーティファクトを緩和しながら所与の画素数で可能な最高の解像度を与えているように思える。従って本願で述べてきた実施例は、六角格子に基づいている。ただし2次又は長方形の格子も同様に用いられ得るし、これまで述べてきた実施例を六角格子にのみ限定することを意図していない。さらにMLA構造及びSLEA構造は同一のパターンを用いる必要がないことに留意して欲しい。たとえば六角形MLAは正方アレイのディスプレイチップを用いて良いし、逆も真なりである。それでもなお六角形は、円に対する良好な近似であると思われるし、MLAの性能を改善させる。
【００３８】
図5は、本願において開示されたある実施例の典型的なSLEA幾何学構造を表している。図中−X軸302及びY軸304での増分が5μmであることを特徴とするグリッドが重ね合わせられている−、SLEA幾何学構造は8×ピッチ比を特徴とする（上述の15×ピッチ比とは対照的に）。この8×ピッチ比は、多数の標的画素310として測定されたLED「軌道」の2つの中心330間の距離に相当する（つまりLED軌道の各中心330は8つの標的画素310分だけ離れている）。図中、プラスの符号(“+”)で表される標的画素310は、上述の1億7700万個のLED配置を表すディスプレイチップの表面上での所望のLEDエミッタの位置を示している。この典型的実施例では、各標的画素間での距離は1.5μmである（前述したようにHDTVの忠実度を供することとも一致する）。（”*”に似た）スターは、（前述した）各LED「軌道」の中心330なので、実際に物理的にLEDが存在していることを表している。図示された7つのLEDは、各標的画素にとって望ましいLEDをシミュレーションするのに用いられる。各LEDは、直径が1.5μmの開口から光を放出し得る一方、これらのLEDは、図中では12μm離れている（前述の15×ピッチ比では22.5μm離れている）。現代の集積回路(IC)の幾何学構造が22nm〜45nmのトランジスタを用いるとすると、これは、回路用LEDと他の配線との間に十分な空間を与えることになる。
【００３９】
図5の構成によって表される実施例では、SLEA及びMLAは互いに機械的に移動することで、各実際のLEDについて「軌道」を実現する。ある具体的実施例では、これは、SLEAの移動、MLAの移動、又は、SLEAとMLAの同時移動により行われる。実施例にかかわらず、移動の変位は小さく、ヒトの髪の毛の直径未満−約30μmのオーダー−である。しかも1回の走査周期に利用可能な時間は、従来のディスプレイの1フレーム時間と略同一である。つまり100フレーム/秒のディスプレイは、100走査/秒を必要とする。これはすぐに実現できる。なぜなら0.1gの重さの対象物をヒトの髪の毛の直径よりも短い距離だけ毎秒100回移動させることは、それほどエネルギーを必要としないし、たとえば圧電又は電磁アクチュエータを用いることによって容易に実現可能であるからである。ある実施例では、容量センサ又は光センサが、この運動を安定化するのに駆動システムにおいて用いられて良い。しかも運動は、厳密に周期的で、かつ、表示された画像の内容に対して独立であるため、アクチュエータは、電力を節約し、かつ、振動や雑音を回避する共鳴システムを用いて良い。それに加えて、本願において開示された様々な実施例によって考えられるアレイを移動させるための様々な機械及び電子機械方法が存在し得る一方で、SLEAとMLAとの間に液晶マトリックス(LCM)を用いることで運動を与える別な実施例も考えられるし、本願で開示される。
【００４０】
図5は、LED「軌道」経路322のラベルが付されている円によって表される円走査軌跡を用いた多重化動作を表している。係る実施例では、実際のLEDが、描画しようとする標的画素310の所望の位置−図中では最もよく適合する画素”X”記号によって表される−に最も近いときに、その実際のLEDは軌道中で発光する。近似は、この特別な構成において特に良好ではない（多くの”X”記号が”+”標的画素310の位置から多少離れていることから明らかである）。しかしその近似は、走査軌跡の直径を増大させることによって改善される。
【００４１】
機械的変位の大きさの関数として15×ピッチの構成の位置の平均及び最大誤差を計算するとき、円走査経路が最適ではないことが明らかとなる。その代わりに、リサージュ曲線−x方向とy方向において正弦偏向がそれぞれ異なる周波数で起こる場合に生成される−は、誤差を顕著に減少させているように思える。そのため正弦偏向がよく選ばれる。その理由は、正弦偏向は、共鳴システムから自然に生じるからである。たとえばSLEAは、x方向に移動する弾性の自由な台（たとえば音叉）上に載置されて良い。他方MLAは、垂直なy方向に移動する同様の弾性の自由な台に取り付けられる。3:5の周波数比を仮定すると、100フレーム/秒システムでは、台が300Hz〜500Hz（又はその整数倍）で動作することを意味する。特にこれらの周波数は、サブミクロンメートルの偏向しか用いないシステムでは実用的である。なぜなら3:5リサージュ軌跡は、34μmの偏向で動作するときに、0.97μmの最悪の位置誤差、及び、わずか0.35μmの平均位置誤差を有するためである。
【００４２】
他の実施例は、走査運動がどのようにして実装されうるのかについての変化型を利用して良い。たとえばある実施例では、ディスプレイチップ前方でMLAを回転させる方法がある。係る方法は、角度解像度が、回転中心から外側へ向かって延びる半径に沿って増大するという特性を有する。これは有用である。なぜなら外側のビームが、より高解像度の利益を享受するからである。
【００４３】
固体LEDは、今日、特に合計の光出力が大きくないために冷却が問題とはならない小さな高電流密度デバイスにとって、とりわけ最も効率的な光源であることにも留意して欲しい。本願において説明されてきた様々なSLEAの実施例と等しい発光面積を備えるLEDは、（集束光学系を用いることなく）十分な出力であるならば、瞳前方のわずか15mmで容易に眼をくらませることができる。よって低出力の光放出しか用いられない。しかもMLAはLED放出光の大部分を瞳に集束させるので、LEDは通常よりもはるかに少ない電流を利用する。それに加えてLEDは、ユーザーが明るい表示として知覚するものを実現するように、非常に短いパルスでオン状態にされる。ディスプレイ全体の輝度を減少させることで、瞳の収縮を防止する。さもなければ眼の被写体深度が増大することで、光学深さ手がかりの有用性が減少する。その代わりに本願において開示されている様々な実施例は、相対的に低光強度の範囲を利用することで、ディスプレイの「ダイナミックレンジ」を増大させることで、同一風景において非常に明るい対象物と非常に暗い対象物の両方を示す。
【００４４】
HMDの受け入れは、乗り物酔いのような症状を誘起しがちであるというその傾向によって限られていた。問題は一般に、視覚的手がかりが絶えず、ヒトの脳によって、身体位置を決定し、かつ、平衡を維持する固有受容器及び前庭系からの信号と統合されてしまうことによると考えられている。よって視覚的手がかりが内耳及び身体の運動の感覚からずれるときに、ユーザーは不快になる。この問題は、20年以上にもわたって当技術分野において認識されてきた。しかしどの程度の時間的ずれであれば許容されうるのかについての合意は存在しない。実験は、60ミリ秒の時間的ずれが大きすぎることを示してきた。下側境界ははっきりされていない。なぜならほとんどの現在利用可能なHMDは、画像生成パイプラインが利用可能なディスプレイ技術を利用するのに必要な時間が存在するため、依然として60ミリ秒よりも大きな時間的ずれを有するからである。
【００４５】
それでもなお本願において開示された様々な実施例は、LEDディスプレイの顕著に改善されたスピードと高速更新速度によって、この問題を解決する。これにより、HMD内の姿勢センサは、1ミリ秒未満でユーザーの頭の位置を決定することが可能になる。従ってこの姿勢センサは、画像生成アルゴリズムを更新するのに用いられて良い。それに加えて提案されたディスプレイは、LEDディスプレイを走査することによって更新されて良い。その結果、他のディスプレイ技術とは異なる方法で、如何なる持続もなく視野全体にわたって変化が同時に起こる。たとえば画素が連続的にLCOSディスプレイ内で発光する一方で、それらの強度は、速く動く風景で裂けたようなアーティファクト(tearing  artifact)を生じさせる走査線に従って周期的に調節される。対照的に、本願において開示されている様々な実施例は、ディスプレイの高速（ある実施例ではフレームレス）かつランダムな更新を特徴とする。（当業者に知られているように、フレームレス描画はモーションアーティファクトを減少させる。これは、時間的ずれの小さい位置と共に、仮想現実酔いの兆候を緩和させうる。）
図6は、本願において開示されている様々な実施例によって利用されうるディスプレイプロセッサ165の実施例のブロック図である。ディスプレイプロセッサ165は、LFP100内の運動中のLED開口の位置とMLA120内の各マイクロレンズの位置を追跡し、SLEAに含まれるLEDの出力を調節し、かつ、データを処理することで所望のライトフィールドを描画して良い。たとえばライトフィールドは3D画像又は風景であって良い。画像又は風景は3-Dビデオ−たとえば3-D動画又はテレビ放送−の一部であって良い。様々な光源が、ディスプレイプロセッサ165にライトフィールドを与えて良い。
【００４６】
ディスプレイプロセッサ165は、LFP100内のLED開口の位置を追跡及び/又は決定して良い。一部の実施例では、ディスプレイプロセッサ165はまた、眼の追跡に係る位置特定及び/又は追跡装置を用いることによって眼130の虹彩136によって構成される開口の位置をも追跡して良い。位置を決定するのに当技術分野において知られた任意のシステム、方法、又は手法が用いられて良い。
【００４７】
ディスプレイプロセッサ165は、計算装置−たとえば以降の図9で説明する計算装置500−を用いることによって実装されて良い。ディスプレイプロセッサ165は、アイトラッカー240を含む様々な構成要素を有して良い。ディスプレイプロセッサ165は、前述のLEDトラッカー230をさらに有して良い。ディスプレイプロセッサ165はまた、ユーザーの眼に表示するためのLFP100の3-D画像又は風景の幾何学的描写を含むライトフィールドデータをも有して良い。一部の実施例では、ライトフィールドデータ220は格納すなわち記憶された3-D画像又はビデオであって良い。他の実施例では、ライトフィールドデータ220は、コンピュータ、ビデオゲームシステム、又はセットアップボックス等の出力であって良い。たとえばライトフィールドデータ220は、3-D風景を表すデータを出力するビデオゲームシステムから受け取られて良い。他の例では、ライトフィールドデータ220は、3-D動画又は3-Dテレビ放送を処理する3-Dビデオプレーヤーの出力であって良い。
【００４８】
ディスプレイプロセッサ165は画素描画装置210を有して良い。画素描画装置210は、LEDの出力を制御して良い。その結果、ライトフィールドデータ220によって表されるライトフィールドがLFP100の閲覧者に表示され得る。画素描画装置210は、LED追跡装置230の出力（つまり閲覧開口140aと140bでのMLA120の各独立するマイクロレンズを介して視認可能となる画素）、及び、ライトフィールドデータ220を利用することで、LEDの出力を決定して良い。LEDの出力によって、ライトフィールドデータ220は、LFP100の閲覧者に正しく描画される。たとえば画素描画装置210は、各LEDの適切な位置と強度を決定することで、ライトフィールドデータ220に対応するライトフィールドを描画して良い。
【００４９】
たとえば不透明な風景の対象では、画素の色及び強度は、標的画素に最も近い交差点での風景の幾何学構造の色及び強度を決定することで画素描画装置210によって決定されて良い。この色及び強度の計算は、様々な既知の方法を用いることによってて行われて良い。
【００５０】
一部の実施例では、画素描画装置210は、ライトフィールドの画素の描画において焦点手がかりを目立たせて(stimulate)良い。たとえば画素描画装置210は、焦点手がかりを含むライトフィールドデータを描画して良い。前記ライトフィールドデータとはたとえば、ライトフィールドの幾何学構造（たとえばライトフィールド内での様々な対象物の距離）とディスプレイの距離112に基づいてライトフィールドにとって適切な網膜のぼやけの調節(accommodation)及び勾配である。当技術分野において知られた任意の焦点手がかりを目立たせるシステム、方法、又は手法が用いられて良い。
【００５１】
図7は、本願において開示された様々な実施例を表すヘッドマウントライトフィールドディスプレイ装置(HMD)において図6のディスプレイプロセッサによるLFPの利用の操作の流れ図700である。701では、ディスプレイプロセッサ165は、ヒトの眼の網膜上でのレンダリングのための標的画素を特定する。703では、画素を表示するため、ディスプレイプロセッサ165は、複数のLEDから少なくとも1つのLEDを決定する。705では、ディスプレイプロセッサ165は、標的画素に対応して、かつ、MLAに対して最もよく一致する画素位置へ少なくとも1つのLEDを移動させる。707では、ディスプレイプロセッサ165は、特定の期間に特定の強度の1次ビームをLEDに放出させる。
【００５２】
図8は、図6のディスプレイプロセッサによるLFPの機械的多重化の操作の流れ図である。801では、ディスプレイプロセッサ165は、各標的画素について最もよく一致する画素を特定する。803では、プロセッサは、LEDを軌道に沿って移動させる。805では、LEDが、レンダリングされる標的画素について最もよく一致する画素位置に位置するとき、ユーザーの眼の網膜上で画素の少なくとも一部を1次ビームにレンダリングさせる。
【００５３】
本願において与えられた基本概念及び解決法がHMDとの併用という文脈で説明されてきたが、他の実施例−たとえば投影解決法において一般的に用いられる場合−も、本開示によって予想されることに留意して欲しい。たとえば本願において説明されてきた様々な実施例は、SLEA（つまりLED）対MLA（つまりレンズ）比の小さなディスプレイシステムの解像度を単純に増大させるのに用いられて良い。一のそのような実施例では、8×  by  8×の解決法は、アレイの運動が解像度を大きくしうる小さなMLA素子（1mmとは対照的に10μm〜50μm）を用いることによって実現されて良い。当然のこととして、係る実施例のある利点（たとえば焦点）は失われるかもしれないが、他の利点（たとえば解像度の増大）が供される。それに加えて他の実施例も、電気的に動かされたアレイの結果を光ガイドへ投影することで、拡張現実(AR)用途を可能にしても良い。
【００５４】
図9は、典型的実施例及び態様と併用可能な典型的な計算環境のブロック図である。計算システムの環境は、適切な計算環境の一例に過ぎず、使用又は機能の範囲の限定を示唆することを意図していない。
【００５５】
様々な他の汎用又は特殊用途向け計算システム環境又は装置が用いられて良い。使用に適し得る周知の計算システム、環境、及び/又は装置の例には、パーソナルコンピュータ(PC)、サーバーコンピュータ、ハンドヘルド又はラップトップ装置、マルチプロセッサシステム、マルチプロセッサに基づくシステム、ネットワークPC、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、組み込みシステム、上記システム又は装置のいずれかを含む分散計算環境等が含まれるが、これらに限定されるわけではない。
【００５６】
コンピュータによって実行されるコンピュータ可読命令−たとえばプログラムモジュール−が用いられて良い。一般的にはプログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、又は、特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。タスクが通信ネットワーク又は他のデータ伝送媒体を介して接続される遠隔処理装置によって実行される場合に、分散計算環境が用いられて良い。分散計算環境では、プログラムモジュール及び他のデータが、メモリストレージ装置を含む局所及び遠隔コンピュータストレージ媒体内に設けられて良い。
【００５７】
図9を参照すると、本願で説明されてきた態様を実装する典型的なシステムは、計算装置−たとえば計算装置500−を含む。最も基本的な構成では、計算装置500は典型的には、少なくとも1つの処理ユニット502及びメモリ504を有する。計算装置の厳密な構成及び種類に依存して、メモリ504は、揮発性（たとえばランダムアクセスメモリ(RAM)）、不揮発性（たとえば読み取り専用メモリ(ROM)、フラッシュメモリ等）、又は、これらの組み合わせであって良い。この最も基本的な構成は、破線506によって図9で表されている。
【００５８】
計算装置500は追加の特徴/機能を有して良い。たとえば計算装置500は、追加のストレージ（リムーバブル及び/又は非リムーバブル）を有して良い。前記追加のストレージには、磁気若しくは光学ディスク又はテープが含まれるが、これらに限定されるわけではない。係る追加のストレージは、リムーバブルストレージ508及び非リムーバブルストレージ510によって図9に表されている。
【００５９】
計算装置500は一般的に、様々なコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、装置500によってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であってよく、かつ、揮発性媒体及び不揮発性媒体とリムーバブル媒体及び非リムーバブル媒体の両方を含んで良い。
【００６０】
コンピュータストレージ媒体は、情報−たとえばコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータ−を格納する任意の方法又は技術によって実装される揮発性媒体及び不揮発性媒体とリムーバブル媒体及び非リムーバブル媒体を含む。メモリ504、リムーバブル媒体508、非リムーバブル媒体510は、コンピュータストレージ媒体のすべての例である。コンピュータストレージ媒体には、RAM、ROM、電気的に消去可能なプログラム読み取り専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、CD-ROM、デジタル多目的ストレージ若しくは他の磁気ストレージ装置、又は、情報を格納するのに利用可能で、かつ、計算装置500によってアクセス可能な他の媒体が含まれるが、これらに限定されるわけではない。そのようなコンピュータストレージ媒体は計算装置500の一部であって良い。
【００６１】
計算装置500は、その装置と他の装置との通信を可能にする（複数の）通信接続512を含んで良い。計算装置500はまた、（複数の）入力装置514−たとえばキーボード、マウス、ペン、音声入力装置、タッチ入力装置等−をも有して良い。（複数の）出力装置−たとえばディスプレイ、スピーカー、プリンタ等−もまた含まれて良い。これらの装置すべては、当技術分野において周知であるので、これ以上論じる必要はない。
【００６２】
計算装置500は、ネットワークによって相互接続される複数の計算装置500のうちの1つであって良い。明らかように、ネットワークは任意の適切なネットワークであって良く、各計算装置500は、（複数の）通信接続512によって適切な方法で接続され、かつ、各計算装置500は、ネットワーク内の1つ以上の他の計算装置500と適切な方法で通信して良い。たとえばネットワークは、組織又は家庭等内での有線若しくは無線ネットワークで、かつ、外部ネットワーク−たとえばインターネット等−と直接又は間接結合を含んで良い。
【００６３】
本願において説明されてきた様々な方法は、ハードウエア若しくはソフトウエア、又は適切な場合にはハードウエアとソフトウエアの組み合わせによって実装されて良いことに留意して欲しい。よって現在開示されている対象、又は、その対象のある態様若しくはその一部の方法及び装置は、有形媒体に組み込まれるプログラムコード（つまり命令）の形式をとって良い。そのような有形媒体とはたとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、CD-ROM、ハードドライブ、又は、プログラムコードが機械−たとえばコンピュータ−によってロードされて実行されるときに、その機械が、現在開示されている対象を実施する装置になる他のコンピュータ可読媒体であって良い。
【００６４】
プログラム可能なコンピュータ上でプログラムコードを実行する場合、計算装置は一般的に、プロセッサ、プロセッサによって読み取り可能なストレージ媒体（揮発性メモリ及び不揮発性メモリとリムーバブル素子及び非リムーバブル素子を含む）、少なくとも1つの入力装置、及び、少なくとも1つの出力装置を有する。1つ以上のプログラムは、たとえばAPI、再利用可能な制御等を使用することによって、現在開示されている対象と共に記載されている処理を実装又は利用して良い。係るプログラムは、コンピュータシステムとやり取りする高レベル手続処理型プログラム又はオブジェクト指向型プログラムにおいて実装されて良い。しかし（複数の）プログラムは、アセンブラ又は機械語で実装されて良い。如何なる場合でも、言語はコンパイル又は解釈された言語で、かつ、ハードウエアの実装と組み合わせられて良い。
【００６５】
典型的実施例は、1つ以上のスタンドアローン型コンピュータシステムの文脈において現在開示されている対象の態様の利用について言及しているが、その対象はそのように限定されず、むしろ任意の計算環境−たとえばネットワーク又は分散計算環境−と共に実装されて良い。さらに現在開示されている対象の態様は、複数の処理チップ若しくは装置内又は複数の処理チップ若しくは装置にわたって実装されて良く、かつ、ストレージも同様に、複数の装置にわたって影響を及ぼして良い。係る装置はたとえば、PC、ネットワークサーバー、及びハンドヘルド装置を含んで良い。
【００６６】
対象は、構造上の特徴及び/又は方法の行為に特化して説明されてきたが、請求項で特定される対象は必ずしも上述の特徴及び行為に限定されないことに留意して欲しい。むしろ上述の具体的特徴及び行為は、請求項を実施する典型的形態として開示されている。
【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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【国際調査報告】
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