(57)【要約】  多視点ディスプレイは、異なる位置からディスプレイを見る観視者に異なる画像を同時に示すことができるディスプレイである。観視者には、他の位置の他の観視者向けの画像は見えない。多視点ディスプレイは、多視点画素の集りを介して画像を形成し、そのような画像のカスタマイズ化を可能にするデバイスである。多視点画素は、異なる光を異なる方向に放射することができ、各方向において、輝度、コントラストなどの放射光のパラメータは、他の方向に放射される光とは独立して制御することができる。ディスプレイが良質の画像を生成するためには、多視点画素によって放射される光と画像が視認可能となる位置との関係に関する正確な情報をもたらすディスプレイの較正を実行することが有用である。本発明の実施形態は、所望の結果を効率的かつ正確に達成する較正を提供する。
2018509047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多視点ディスプレイを較正するためのプロセスであって、
（ｉ）プロセッサで、第１の観視位置の識別情報を受信することと、
（ｉｉ）光検出器を前記第１の観視位置に設置することであって、前記光検出器は前記プロセッサと通信している、設置することと、
（ｉｉｉ）前記多視点ディスプレイの第１の多視点画素で、前記第１の多視点画素の第１のビームレットの光を変化させることと、
（ｉｖ）（ｉｉｉ）に応答して、前記光検出器で、前記光検出器によって検出される前記第１のビームレットの前記光における変化、または変化がないことを検出することと、
（ｖ）前記光検出器によって検出される、前記第１のビームレットの前記光における前記変化、または変化がないことの前記検出に基づいて、検出結果を生成することと、
（ｖｉ）前記光検出器によって、前記検出結果を前記プロセッサに送信することと、
（ｖｉｉ）前記プロセッサで、前記検出結果を受信することと、
（ｖｉｉｉ）前記プロセッサで、前記第１のビームレット識別情報を受信することと、
（ｉｘ）前記第１の観視位置と前記第１のビームレットとの間の関係を得るために、前記プロセッサで、前記検出結果、前記第１のビームレットの前記識別情報、及び前記第１の観視位置の前記識別情報を処理することと、
（ｘ）記憶媒体に、前記第１の観視位置と前記第１のビームレットとの間の前記関係を記録することと、を含む、プロセス。
【請求項２】
（ａ）前記第１のビームレットの前記識別情報は、前記第１の多視点画素の識別情報及び１つ以上の幾何学的第１のビームレット座標のセットを含み、
（ｂ）前記第１の多視点画素の前記識別情報は、１つ以上の幾何学的第１の多視点画素座標のセットを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
（ｘｉ）前記多視点ディスプレイの第２の多視点画素の第２のビームレットの推定識別情報を生成することであって、前記生成は、前記１つ以上の幾何学的第１のビームレット座標のセット、及び前記１つ以上の幾何学的第１の多視点画素座標のセットに基づく、生成することと、
（ｘｉｉ）前記第１の観視位置と前記第２のビームレットとの間の推定関係を生成すること、をさらに含む、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
（ｘｉ）及び（ｘｉｉ）の少なくとも１つは、少なくとも部分的に、（Ａ）線形補間、（Ｂ）線形外挿、（Ｃ）非線形補間、（Ｄ）非線形外挿、（Ｅ）テイラー級数近似、（Ｆ）基準フレームの線形変化、（Ｇ）基準フレームの非線形変化、（Ｈ）二次モデル、球形モデル、及び／または指数関数モデル、ならびに（Ｉ）三角法操作（ｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃ  ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）からなるグループから選択される１つ以上の数学的技法に基づく、請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記観視位置の前記識別情報は、１つ以上の幾何学的第１の位置座標のセットを含む、
請求項２に記載のプロセス。
【請求項６】
（ｘｉ）第２の観視位置の識別情報を生成することであって、前記第２の観視位置の前記識別情報は、１つ以上の幾何学的第２の位置座標のセットを含む、生成することと、
（ｘｉｉ）前記１つ以上の幾何学的第１の位置座標のセット、前記１つ以上の幾何学的第２の位置座標のセット、前記１つ以上の幾何学的第１の多視点画素座標のセット、及び前記１つ以上の幾何学的第１のビームレット座標のセットに基づいて、前記第１の多視点画素の第２のビームレットの推定識別情報を生成することと、
（ｘｉｉｉ）前記第１の観視位置と前記第２のビームレットとの間の推定関係を生成することと、をさらに含む、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
（ｘｉ）、（ｘｉｉ）、及び（ｘｉｉｉ）のうちの少なくとも１つは、（Ａ）線形補間、（Ｂ）線形外挿、（Ｃ）非線形補間、（Ｄ）非線形外挿、（Ｅ）テイラー級数近似、（Ｆ）基準フレームの線形変化、（Ｇ）基準フレームの非線形変化、（Ｈ）三角法操作からなるグループから選択される数学的技法に基づく、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記光検出器はポータブルカメラであって、前記プロセスは、
（ｘｉ）前記多視点ディスプレイの１つ以上の第２の多視点画素で、（ｉｉｉ）前記第１のビームレットの前記光を変更するのと同時に、前記１つ以上の第２の多視点画素の１つ以上の第２のビームレットの前記光を変更することと、
（ｘｉｉ）（ｘｉ）に応答して、前記カメラで、前記カメラによって検出される前記１つ以上の第２のビームレットの前記光における変化、または変化がないことを検出することと、をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項９】
（ｘｉ）前記多視点ディスプレイの前記第１の多視点画素で、（ｉｉｉ）前記第１のビームレットの前記光を変更するのと同時に、前記第１の多視点画素の１つ以上の第２のビームレットの前記光を変更すること、をさらに含み、
前記第１のビームレットの前記光の前記変更は、前記第１のビームレットに特有の光変化のパターンに基づく、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１０】
光変化の前記パターンはグレイコードに基づく、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
（ｘｉｉ）光変化の前記パターンを検出することと、前記検出されたパターンから前記第１のビームレットの前記識別情報を抽出することと、をさらに含む、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記光検出器は、光源も備え、前記プロセスは、
（ｘｉ）固定カメラで、前記光源によって放射される光を検出することと、
（ｘｉｉ）前記第１の観視位置の前記識別情報を得るために、前記光源からの前記検出光を処理することと、をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１３】
（ｘｉｉｉ）前記光源で、前記光源に関する情報を通信するパターンに従って前記光源によって放射される前記光を変化させることをさらに含む、請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記パターンはまた、前記第１の観視位置に関する情報も通信する、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記光検出器及び前記プロセッサは単一のポータブルデバイスの一部であり、（ｖｉ）の送信すること、（ｖｉｉ）の受信すること、及び（ｖｉｉｉ）の受信することはすべて前記単一のポータブルデバイスの内部で発生する、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１６】
（ｘｉ）位置特定システムで、前記第１の観視位置の前記識別情報を生成することをさらに含み、
前記位置特定システムは、（Ａ）全地球測位システム、（Ｂ）グローバルナビゲーション衛星システム、（Ｃ）従来のカメラ、（Ｄ）立体カメラ、（Ｅ）深さ認識カメラ、（Ｆ）飛行時間カメラ、（Ｇ）構造化光スキャナ、（Ｈ）屋内測位システム、及び（Ｉ）高度測量器からなるグループから選択される１つ以上の位置特定技術に基づく、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１７】
多視点ディスプレイを較正するためのシステムであって、
（ｉ）第１の多視点画素の第１のビームレットの光を変化させるように、前記多視点ディスプレイの前記第１の多視点画素に命令する多視点ディスプレイコントローラと、
（ｉｉ）光検出器によって検出される前記第１のビームレットの前記光における変化、または変化がないことを検出し、それに基づいて検出結果を生成する前記光検出器と、
（ｉｉｉ）前記光検出器が位置付けられた観視位置の識別情報を生成する位置特定システムと、
（ｉｖ）前記検出結果、前記観視位置の前記識別情報、及び前記第１のビームレットの識別情報を受信し、前記検出結果に基づいて、前記観視位置と前記第１のビームレットとの間の関係を生成するプロセッサと、
（ｖ）前記プロセッサが前記観視位置と前記第１のビームレットとの間の前記関係を記録する記憶媒体と、を備える、システム。
【請求項１８】
前記光検出器はポータブルカメラであり、
前記多視点ディスプレイコントローラはまた、前記第１のビームレットの前記光の変化と同時に、第２の多視点画素の第２のビームレットの前記光を変化させるように、前記多視点ディスプレイの前記第２の多視点画素に命令し、
前記カメラはまた、前記カメラによって検出される前記第２のビームレットの前記光における変化、または変化がないことを検出する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記光検出器は光源を備え、及び前記位置特定システムは前記光源によって放射される光を検出する固定カメラを備え、
前記カメラによって検出される前記光源によって放射される前記光は、前記観視位置の前記識別情報を得るために処理される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
光源に関する情報を通信するパターンに従って、前記光源によって放射される前記光が変化する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記光検出器及び前記プロセッサは、単一のポータブルデバイスの一部である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記位置特定システムは、（Ａ）全地球測位システム、（Ｂ）グローバルナビゲーション衛星システム、（Ｃ）従来のカメラ、（Ｄ）立体カメラ、（Ｅ）深さ認識カメラ、（Ｆ）飛行時間カメラ、（Ｇ）構造化光スキャナ、（Ｈ）屋内測位システム、及び（Ｉ）高度測量器からなるグループから選択される１つ以上の位置特定技術に基づく、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この申し立ては、以下の仮出願の利益を主張する。
（１）米国仮出願第６２／１０５，７０２号、
（２）米国仮出願第６２／１４１，７１６号、
（３）米国仮出願第６２／１７４，４７６号、
（４）米国仮出願第６２／１８０，３００号。
この出願とこの申し立ての請求の解釈に影響を与え得る優先権が主張されている１つ以上の申し立てとの間の術語に何か矛盾または不一致がある場合、この申し立ての請求は、この申し立ての術語と一致すると解釈されるべきである。
【０００２】
本発明は、電子ディスプレイに関し、より詳しくは、複数の別個の画像を同時に表示することを意図した電子ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００３】
古代以来、人々は絵を作製してきた。古代では、絵はもっぱら、例えば面に色を塗るか、または線を描くことによって生成された静止画であった。現代では、最初は白黒で、後にはカラーで、写真撮影が技術ツールを通して絵を作成する能力を提供し、映画撮影が動画を作成する能力を提供してきた。最近では、コンピュータモニタ、ＴＶセット、及びプロジェクタなどの電子ディスプレイが、動画を表示するための最も一般的なデバイスとなった。
【０００４】
ごくわずかな例外を除いて、電子ディスプレイは、観視者の位置にかかわらず同じと知覚される画像を生成する。実際、広い観視角度を有する、そして最適からはかけ離れた方向からディスプレイを見る観視者に対してさえ画像の劣化を最小限に抑えるディスプレイを達成するために、多くの技術的努力が当てられてきた。しかしながら、異なる角度から見たときに異なる画像を示すディスプレイを有することが望ましい状況がある。このようなディスプレイは多視点ディスプレイとして知られている。静止画像の場合、限られた画質及び他の重要な制限があったが、結果としてそれを達するために技術は長い間利用可能であった。
【０００５】
図１は、先行技術におけるいわゆるレンチキュラー画像１００を描写する。レンチキュラー画像は、静止画に対して多視点機能を提供する。観視者１３０が自分の手に持つことができる画像として実現される。レンチキュラー画像は、裏打ち紙を有するプラスチックの溝付きシートを含む。プラスチックシートの前面は、図の詳細図１１５に示すように、溝が円筒レンズのアレイ１１０を形成するように形作られている。裏打ち紙は、２つ以上のインターリーブされた画像の印刷物であり、印刷物はインターリーブ印刷１２０として図１に示されている。
【０００６】
図１では、アレイ１１０の円筒レンズを構成する溝は水平に配列されている。結果として、レンチキュラー画像の観視者１３０は、異なる画像を見るために、水平軸１４０の周りで画像を回転させることができる。レンチキュラー画像が、例えば回転１５０の方向に回転されると、異なる画像が、レンチキュラー画像の視認可能な表面上で連続的に見えるようになり、視認可能なとき、各連続画像は視認可能な表面全体を占有している。１つの連続画像が見える間、他の連続画像は見えない。
【０００７】
図２は、インターリーブ印刷１２０を作成するプロセスを示す。この例では、目的は、最終的なレンチキュラー画像が、１つは大文字「Ａ」を有し、他方は大文字「Ｂ」を有する２つの別個の連続画像を示すことである。
【０００８】
２つの画像のそれぞれは、それを多数の水平の縞にスライスすることによって処理され、次にそれ以外の縞はすべて取り除かれる。図２では、文字「Ａ」に対するこのプロセスの結果が、第１の画像２１０−１として示されている。文字「Ａ」のよく知られている輪郭は、多数の白い縞がその一部を抹消するにもかかわらず、はっきりと識別可能である。文字「Ｂ」に対する同じプロセスの結果が、第２の画像２１０−２として示されている。ここでもまた、文字「Ｂ」の輪郭は明確に識別可能である。
【０００９】
処理された２つの画像には重要な違いがあり、文字「Ｂ」の場合、除去された縞は、文字「Ａ」を処理するときに除去された縞と同じではなく、むしろ、それらは交互する縞である。結果として、２つの画像は、他の画像の縞の間にはめこまれた（インターリーブしている）１つの画像に縞で組み合わせることができる。その結果は、インターリーブ画像２２０として図２に示されており、それはレンチキュラー画像用のインターリーブ印刷１２０を作成するために紙に印刷することができる。
【００１０】
レンチキュラー画像の機能は、幾何光学を介して説明することができる現象に基づいており、いずれの観視角度においても、円筒レンズは、下にある印刷画像から細い横縞のセットのみを表示する。表示される縞のセットは、観視角度に依存し、観視角度が変化すると変化する。レンチキュラー画像を水平軸１４０の周りで回転させることにより、観視者１３０は、レンチキュラー画像を下にある印刷から異なるセットの縞を表示させることができる。表示されている縞のセットが文字「Ａ」から縞の最上部に来ると、観視者は文字「Ａ」を見ることになるが、表示されている縞のセットが文字「Ｂ」を形成する縞の最上部に来るように視角が変更されると、観視者は文字「Ｂ」を見ることになる。いずれの場合も、円筒レンズによって他の縞が見えないので、他の文字は全く見えない。
【００１１】
図２に示すインターリーブ処理は、２つ以上の画像に対して実施することができる。例えば、レンチキュラー画像は、それぞれ異なる視角で３つの別個の画像を示すことができる。そのようなレンチキュラー画像を実現するために、３つの画像のそれぞれを等しいサイズの縞にスライスされるが、３番目ごとの縞のみが保持される。保持された縞の３つのセットは、次に、１つのインターリーブ印刷に組み合わせられる。
【００１２】
レンチキュラー画像が計画どおりに動作するためには、レンズアレイに対する印刷の位置合わせ及びスケーリングが精密でなければならない。もちろん、円筒レンズは縞と注意深く位置合わせされなければならず、そうでなければ画像の異なる部分で異なる画像が同時に見えるようになる可能性がある。加えて、円筒レンズの間隔に対する縞の間隔は、計算され、精密に実装されなければならない。図１は、観視者の目から画像の表面までの観視角度が画像の異なる部分で異なることを示し、相違の厳密な程度は、観視者と画像との間の距離に依存する。したがって、縞の間隔は、円筒レンズの間隔とわずかに異なる必要があり、所望の観視距離に依存する。
【００１３】
これらの理由から、いくつか以上の異なる画像を有するレンチキュラー画像を作成することは困難であり、通常の画像に匹敵する画質を達成することは困難である。結果として、レンチキュラー画像は、目新しさ及び特殊用途を大きく越えて進歩していない。必要な精密位置合わせを達成するという問題は、レンチキュラー画像及び他のタイプの多視点ディスプレイのより広い使用への重要な障害となっている。
【００１４】
図３は、デュアルビューのレンチキュラー画像の先行技術アプリケーションを示す。パブリックビューイング用ポスター３００は、水平円筒レンズを有するレンチキュラー画像として実現されている。ポスターは、大人と子供の両方が居合わせる公共区域に展示される。ポスターの目的は、幼い子供には適していない成人向けのメッセージを表示することである。幼い子供は一般的に成人よりも背が低いので、彼らがポスターを見る角度は大人の見る角度とは異なる。これが図３に例示されており、ここで、子供３１０は、大人３２０と比較してポスターの異なる眺めを有することが観視できる。
【００１５】
ポスター３００のレンチキュラー画像は、大人であると推定することができる、ある高さよりも高い個人に１つの画像を表示するように調整することができ、背の低い子供たちは、別の画像を見る。ポスターが正しく働き、所望の目的を達成するために、ポスターを製造する前に多数のパラメータを正確に知る必要がある。必要なパラメータは、とりわけ、ある画像から他の画像への切り替えが発生する観視者高さ閾値、観視者とポスターとの間の距離、及びポスターが設置される地上の高さを含む。そのようなパラメータ及び他のパラメータは、良好なレベルの精度で知る必要があり、設置場所は、これらのパラメータが観視者によって大きく変わらないようなものでなければならない。これらは重要な制約であり、このタイプの多視点画像がより一般的ではない理由となっている。
【００１６】
図４は、多視点レンチキュラー画像の別の先行技術アプリケーションを描写している。図は、立体レンチキュラー画像の動作原理を例示している。上から見て、図の左側で、観視者の頭４１０は立体レンチキュラー画像４００を見ている。観視者の左目４２０及び右目４３０が図に描写されている。観視者の左目は、右目の視角とは少し異なる角度から画像を見る。
【００１７】
前図のレンチキュラー画像とは異なり、レンチキュラー画像４００内の円筒レンズは、水平ではなく垂直に整列され、もちろん、インターリーブされた印刷上の複数の画像は、水平縞の代わりに垂直縞でインターリーブされる。結果として、異なる画像は、観視者が画像に対して水平に動くときに順次可視になる。
【００１８】
観視者の左目及び右目は、互いに相対的に、水平にシフトされた異なる位置からレンチキュラー画像４００を見て、２つの目が異なる画像を見るように、レンチキュラー画像のパラメータを選択することができる。所望の立体効果は、２つの異なる画像が、画像の元の被写体を見るときに左右の目が見る画像であるときに達成される。
【００１９】
図５は、個々のレンズが円筒レンズの代わりに球面レンズである先行技術のレンズアレイを示す。
【００２０】
図６は、典型的な画像プロジェクタの動作原理を示す。このイラストは、フィルムから画像を投影する旧式のムービープロジェクタとスライドプロジェクタに当てはまり最新の電子プロジェクタにも当てはまる。このような場合のすべてにおいて、スクリーン上に投影される画像は、明るい画像６１０として図に示されるように、光を発する明るい画像から生じる。フィルムが画像のために使用される場合、光はフィルムの後ろの明るい電球から来て、フィルムは、画像の異なる部分における異なる色及び強度の光の通過を選択的に可能にするフィルタとして機能する。同様の技術が、いくつかの近代的なプロジェクタで使用されており、フィルタは、フィルムの代わりにＬＣＤモジュールまたは何か他のタイプの電子光フィルタであってもよい。代わりに、明るい画像は、例えば、発光ダイオード、または別個の光源からの光を反射するデジタルマイクロミラーデバイスのような明るい光源のアレイによって生成されてもよい。
【００２１】
「画素」という用語は、画像及び画像処理と併せて広く使用されている。これは「絵素」の縮小であり、ディスプレイの最小画像形成単位を指す。特に、明るい画像６１０などの画像は、一般に、多数の画素から構成され、各画素は広範囲の方向に光を放射する。各画素は、すべての画素の集りが、人間の目によって画像として知覚されるパターンを形成するように、特定の色及び強度の光を放射する。
【００２２】
図６に描かれているように、プロジェクタでは、各画素によって放射された光の一部はレンズ６２０によって集められる。図では、２つの画素が、画素６３０−１及び６３０−２として明示的に強調表示されている。図は、例えば、画素６３０−１によって放射され、レンズ６２０によって集められた光６４０−１を示す。レンズは、画素から集められた光が、ある距離離れた投影スクリーン（スクリーンは図に明示されていない）上に焦点を有する光ビーム６５０−１に集束されるように調整される。光ビーム６５０−１がスクリーンに到達すると、それはスクリーン上の輝点を作り出す。スポットの色及び輝度は、明るい画像６１０における画素６３０−１の色及び輝度と同じである。画素６３０−２からの光６４０−２も同様にしてレンズ６２０によって処理され、それはまた色及び輝度が画素６３０−２の色及び輝度と同じであるスクリーン上の輝点を作り出す。明るい画像６１０のすべての画素は同様にしてスクリーン上に輝点を作り出す。スクリーン上のすべての輝点の集りが投影画像を形成する。
【００２３】
典型的なプロジェクタでは、スクリーン上に鮮明な投影画像を得るためにほとんど調整が必要ではない。通常、ただ必要なのは、プロジェクタからのスクリーンの特定の距離に対してレンズの焦点を調整することである。いったんフォーカスが調整されると、スクリーン上の画像はすべての観視者に対して等しくクリアである。従来のテレビセットやコンピュータモニタなどのディスプレイは、調整を一切必要としない。対照的に、多視点ディスプレイは広範囲の調整を必要とする。上述したように、簡単なレンチキュラー画像であっても、円筒レンズのアレイに対するインターリーブ印刷の精密な位置合わせ及び精密な位置付けに頼る。より一般的には、多視点ディスプレイは、ディスプレイに対する観視者の位置に特化した調整を必要とする。多数の観視者位置が可能な場合、必要な調整量はかなり大きくなり、必要な調整を達成するために、マルチビューディスプレイは較正される必要がある。較正手順が単純、または自動、またはその両方である多視点ディスプレイを有することには利点がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２４】
多視点ディスプレイは、異なる観視者に異なる画像を表示することができる。多視点ディスプレイに対する観視者の位置に基づいて、それぞれの観視者は多視点ディスプレイの表示面を見ている間異なる画像を見て、他の観視者によって見える画像は見ない。これは、観視者がディスプレイに対してどこに位置しているかにかかわらず、すべての観視者に同じ画像を示す従来のディスプレイとは対照的である。
【００２５】
典型的な従来のディスプレイでは、可視画像は画素の集り（単語「画素」は「絵素」の縮小である）として形成される。それぞれの画素は、電気的な励起に応答して光を放射する。画素の輝度は、励起の程度に依存する。それぞれの画素は、観視者の位置にかかわらず、すべての観視者が同じように画素を知覚するように、全方向に光を放射する。
【００２６】
その代わりに、多視点ディスプレイでは、画像は多視点画素の集りとして形成される。多視点画素は、輝度だけではなく、放射された光の空間分布も制御することができる。特に、多視点画素を、例えば、そして無制限に、ある方向に光を放射し、他の方向には放射しないように命令することができ、または異なる方向に放射される光の輝度を独立して調整するように命令することができる。放射される光の他のパラメータを、放射の異なる方向に対して独立して調整することもできる。
【００２７】
「ビームレット」という語は、本発明の実施形態をより容易に提示する目的で本開示において定義される。以下でより詳細に定義するように、ビームレットは、個々に制御することができる放射光の要素である。特に、ビームレットは、ある範囲の方向で多視点画素によって放射される光であり、それはしばしば狭く、全体的放射光は、他の方向に放射された光とは無関係に制御することができる。
【００２８】
図７〜９は、多視点ディスプレイ及び多視点画素の設計及び機能を示す。特に、図８は、複数のビームレットを放射するために多視点画素がどのように設計されるかを図示する。個々のビームレットが放射される精密な方向は、多視点画素の位置及び向きに依存する。多視点ディスプレイが製造されるとき、理論的には、互いに対する、そして多視点ディスプレイの本体に対する多視点画素の位置及び向きを精密に調整することが可能である。しかしながら、これは実際には、そして非常に精密な調整をしても、達成することが困難であり、多視点ディスプレイの設置方法に関して、及びそれが使用される環境の幾何学的配置に関連しては避けられない不確実性がある。
【００２９】
上記の不確実性のために、多視点ディスプレイが製造された後にそれを較正することが有利である。較正は工場で行うことができ、現場でも行うことができる。本発明の実施形態を介して実現されるように、較正は、多視点ディスプレイの表示空間内の位置とビームレットとの間の関係のテーブルを得るプロセスである。多視点ディスプレイのユーザが、特定の場所に位置する観視者に特定の画像を表示することを望む場合、テーブルは、どのビームレットが使用されるべきかを示す。
【００３０】
本発明の例示的な実施形態によれば、多視点ディスプレイが設置された後、人間のオペレータは、画像が見られる特定の場所にカメラを運ぶ。カメラは、多視点ディスプレイの表示面を照準とする。カメラは、多視点ディスプレイが較正パターンのシーケンスを表示する間、多視点ディスプレイによって表示された連続画像を記録する。
【００３１】
画像プロセッサは、最終的にその位置から見えるビームレットのリストを抽出するために記録された画像のシーケンスを処理する。理想的には、そのリストは、多視点ディスプレイの多視点画素のそれぞれ１つに対するビームレットを含む。次に、人間のオペレータは、カメラを第２の位置に移動させ、最終的に第２の位置から見えるビームレットのリストを抽出するために前記プロセスを繰り返す。次に、対象のすべての位置がカバーされるまで、前記プロセスが再び繰り返される。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態では、カメラ画像に適切に捉えられないかもしれない多視点画素のビームレットのリストの一部を導出するために数学的技法が使用される。いくつかの実施形態では、カメラを用いて人間のオペレータによってカバーされなかった位置のビームレットのリストを導出するためにも数学的技法が使用される。そのような数学的技法を利用できることは、較正を完了するために必要な時間を短縮する。
【００３３】
上記の簡単な概要は、本発明のいくつかの実施形態のいくつかの特徴を要約する。本発明の多くの変形が可能であり、本発明の範囲は、本明細書の全文及び添付の図面と併せて、本開示に添付の請求項によって定義されることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】多視点レンチキュラー画像の構造と使用法を描写する。
【図２】２つの別個の画像からインターリーブ印刷を作成するプロセスを図示する。
【図３】デュアルビューのレンチキュラー画像のための先行技術のアプリケーションを描写する。子供と大人はポスターを見ながら異なる画像を見る。
【図４】立体レンチキュラー画像を描写する。
【図５】先行技術における球面レンズのレンズアレイを示す。
【図６】典型的な画像プロジェクタの動作原理を示す。
【図７】多視点ディスプレイの機能を図示する。
【図８】多視点画素の例示的な実装を描写する。
【図９】多視点ディスプレイを形成するためにアレイとして多数の多視点画素を一緒に組み立てる方法を図示する。
【図１０】劇場でのビームレットアライメントの必要性を図示する。
【図１１】多視点ディスプレイの表示面の一部を描写する。
【図１２】画素が同心円に配列された多視点ディスプレイの表示面の一部を描写する。
【図１３】劇場の座席図を示す。
【図１４】カメラを介する劇場内のビームレットの較正のシナリオを描写する。
【図１５】図１４のシナリオに適用可能な較正プロセスの一部の流れ図である。
【図１６】カメラベースの位置特定システムを描写する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図７は、多視点ディスプレイの機能を示す。図において、多視点ディスプレイ７００は、３人の観視者７１０−１、７１０−２、及び７１０−３によって同時に観視される。３人の観視者は、多視点ディスプレイが見える３つの別個の位置に位置している。３人の観視者の各々は、多視点ディスプレイ表示面上に異なる画像を見る。３人の観視者によって見られる３つの異なる画像は、画像７２０−１、７２０−２、及び７２０−３として図に描かれている。特に、観視者７１０−１は、白い背景に赤い文字「Ｒ」を見て、観視者７１０−２は、白い背景に緑の文字「Ｇ」を見て、観視者７１０−３は、白い背景に青い文字「Ｂ」を見る。
【００３６】
３人の観視者のそれぞれについて、ディスプレイを見る経験は、標準のテレビセットのような従来のディスプレイを見ることに似ているが、各観視者は、多視点ディスプレイ表示面上に異なる画像を見る。それぞれの観視者は、おそらく他の観視者が異なる画像を見ていることを意識すらしていない。以下、「観視空間」という用語は、観視者が多視点ディスプレイ機能を体験する可能な位置の範囲を指すために使用される。
【００３７】
多視点ディスプレイ７００の機能は、多視点ディスプレイの個々の多視点画素の機能に基づいている。そのような多視点画素の１つが図７００に多視点画素７３０として描かれている。多視点画素の機能は、従来のディスプレイにおける従来の画素の機能と比較することによって最もよく理解される。従来の画素は、放射のすべての方向に特定のタイプの光を放射する単なる光源である。例えば、従来のテレビジョンセットでは、画素は、電気的に励起されると光を放つ材料で通常は実現される。発光は、典型的には３つの原色のうちの１つである。光を放つ材料は、すべての方向に均一に有色光を放射する。
【００３８】
図７に描写されたようなシナリオでは、ディスプレイが従来のディスプレイであったなら、各従来の画素によって放射された光は、同じ色と、ほぼ同じ輝度で３人の観視者の目に到達する。３人の観視者のすべては、輝く従来の画素の集りとして、表示面上に同じ画像を見ることになる。
【００３９】
従来の画素とは対照的に、多視点画素７３０は、異なる方向に異なる光を放射することができる。各方向において、特定のタイプの光が細いビームとして放射される。以下、そのような細いビームを「ビームレット」と呼ぶ。図７は、３つのビームレット７４０−１、７４０−２、及び７４０−３を描写し、ビームレット７４０−１は観視者７１０−１の目を照準とし、ビームレット７４０−２は観視者７１０−２の目を照準とし、ビームレット７４０−３は観視者７１０−３の目を照準とする。
【００４０】
図７の例示的例において、混乱を避けるために、ビームレットは、ビームレット光の伝搬方向を示す矢印を有する単純な点線として描写されているが、ビームレットは、任意のサイズ及び形状を有することができる。限定はされないが、例えばビームレットは、もちろんずっと細いが、サーチライトからのビームに類似した形状を有してもよく、しかし、一般に、ビームレットの最適なサイズ及び形状は、多視点ディスプレイの用途、環境及び構造に依存する。異なる使用のための多視点ディスプレイは、一般に、異なるビームレットのサイズ及び形状を有する。可能であれば、異なるビームレットのサイズ及び形状が、同じ多視点ディスプレイ内で一緒に見出されてもよく、または同じ多視点画素内にさえ一緒に見出されてもよい。本開示に伴ういくつかの図面では、必要に応じて、ビームレットの幅が明示的に示されており、ビームレット幅を明示的に示す必要がない他の図では、破線が使用されている。
【００４１】
図７のシナリオにおいて、各ビームレットは、各観視者の両眼が同じビームレット内にあることが期待できるほど十分に広い。したがって、両眼は同じ光を見ることが期待される。しかし、ビームレットが十分に細く、別個のビームレットが観視者の２つの異なる目に到達する多視点ディスプレイが存在し得る。
【００４２】
図７の説明的な例において、３つのビームレット７４０−１、７４０−２、及び７４０−３のそれぞれは、観視者が見るはずの画像の輝度に対応する光を運ぶ。例えば、上述したように、観視者７１０−２は白い背景に緑色の文字「Ｇ」を見る一方、観視者７１０−３は白い背景に青い文字「Ｂ」を見る。対応して、観視者７１０−２が白色を見るはずである一方、観視者７１０−３が青色を見るはずの表示面の領域がある。多視点画素７３０がそのような区域の１つにある場合、ビームレット７４０−２は白色光を運び、一方ビームレット７４０−３は青色光を運ぶ。従来のディスプレイと同様に、観視者は画像を様々な色及び輝度の画素の集りとして知覚する。多視点ディスプレイでは、異なるビームレットを異なる方向に放射する多視点画素の能力は、各観視者が多視点画素の集りを異なる画像として見るように、異なる観視者が同じ多視点画素を異なる色及び異なる輝度を有するものとして知覚することを可能にする。
【００４３】
図８は、多視点画素７３０の可能な例示的実施を図示する。多視点画素は、画素パターン８１０を含み、それは図２のインターリーブ画像２２０に類似している。図８では、画素パターン８１０は長方形で、２０×２０アレイに配置された４００個の従来の画素を有する。それは、多視点画素が４００個の異なるビームレットを放射することを可能にする。各ビームレットは、画素パターン８１０の画素から生じる。
【００４４】
レンズ８３０は、画素パターン８１０の画素のビームレットへの変換を実施する。特に、画素８２０−２は、ビームレット７４０−２に変換される画素である。すでに述べたように、ビームレット７４０−２は白色光を運ぶと想定される。したがって、画素８２０−２は、適切な電気励起で電気的に励起されたときに白色光を発光することができる材料を含む従来の画素である。例示的実施において、画素８２０−２は電気的に励起され、全方向に白色光を放射する。レンズ８３０は、放射された白色光のかなりの割合を集め、それをビームレット７４０−２にコリメートする。同様に、画素８２０−３は、ビームレット７４０−３に変換される画素であり、青色光を運ぶと想定される。対応して、画素８２０−３は、青色光を発光することができる材料を含む従来の画素である。図８の例示的実施において、画素８２０−３は全方向に青色光を放射している。レンズ８３０は、放射された青色光のかなりの割合を集め、それをビームレット７４０−３にコリメートする。
【００４５】
図８における多視点画素７３０の描写は、多視点ディスプレイ７００におけるすべての多視点画素、ならびに他の多視点ディスプレイにおける同様の多視点画素を代表することを意図している。したがって、本開示は、他の多視点画素の等価構造を参照するために、多視点画素７３０の他に多視点画素の「画素パターン８１０」または「レンズ８３０」を参照する。
【００４６】
図８に提示された多視点画素７３０の描写は、図６に提示された画像投影の原理のイラストと同様である。実際に、多視点画素の機能は、画像プロジェクタの機能に類似しているが、いくつかの重要な相違点がある：
【００４７】
相違点１：画像プロジェクタは、通常、画像をスクリーン上に投影して見るために使用される。投影画像は可能な限り鮮明であることが望ましい。したがって、プロジェクタのレンズは、最良焦点のために調整される。多視点画素では、そのような調整は、焦点距離の非常に小さいビームレットをもたらす。これは、ビームレットの最適サイズが、観視者に提供される所望の多視点体験に依存するので、普通は望ましくない。例えば、限定するものではないが、部屋の特定の区域内のすべての観視者が同じ画像を見ることになっている場合、これは、部屋のその区域と同じ大きさのビームレットを介して達成することができる。また、理想的に焦点を合わせたプロジェクタは、スクリーン上に重複しないドットを作成する。対照的に、観視空間内のギャップを回避するように隣接するビームレットが幾分オーバーラップすることが望ましい場合がある。
【００４８】
相違点２：画像プロジェクタは、通常、異なる色の重なり合わない画素を有する。普通は、各画素は３つの原色のうちの１つだけを放射する。対応して、投影画像は重複しないドットからなり、各ドットはそれらの色の１つである。遠くから、個々のドットが人間の目によって解像されないので、フルカラーパレットの視覚認識が達成され、３つの原色は、原色の相対的な強度に依存する知覚された色に一緒に混ぜ合わされる。対照的に、多視点画素のビームレットは、可能な色の完全パレットを運ぶことができる必要があり得る。例えば、ビームレット７４０−２は、画像７２０−２の背景が白色であるために白色光を運ぶと想定される。画像７２０−２の背景を任意の色にするために、ビームレット７４０−２は、任意の色の光を運ぶことができなければならない。したがって、図８の例示的実装形態では、画素８２０−２は、任意の色の光を放射することができなければならない。
【００４９】
代替的な実施では、視域内の各位置において、３つ以上のビームレットが同じ多視点画素から、または近くの多視点画素から同時に視認できるように、ビームレットは実質的重複を有するのに十分な大きさであってもよい。そのような実施では、重複するビームレットの相対的な強度は所望の色知覚を得るために調整できるので、モノクロ（単色）のビームレットを有することが許容されてもよい
【００５０】
相違点３：画像プロジェクタは、可視画像がスクリーン上に形成されるのに十分明るく発光しなければならない。実際、プロジェクタの前を歩き、プロジェクタに向かっているように見える人は、普通、輝度が迷惑で不愉快なことに気付く。対照的に、多視点ディスプレイの観視者は、多視点画素によって放射された光を直接に見ている。光は目に見えるのに十分な輝度でなければならないが、不快になるほどの輝度ではない。その結果、プロジェクタとして使用される場合、多視点画素は、不適切に不鮮明であると予期できる。結果として得られる投影画像は、普通に点灯している環境では検出するのが事実上困難になりがちである。
【００５１】
図９は、多視点ディスプレイを形成するために多数の多視点画素がアレイとして一緒に組み立てられる方法を図示する。従来のディスプレイでは、画像を形成するために、隣接する画素の規則的な（普通は長方形の）アレイが通常は使用される。図９の例示的例による多視点ディスプレイにおいて、多視点画素も長方形アレイに配置され、その一部が図に示されている。多視点画素の画素パターン８１０は、長方形のアレイに並置され、レンズ８３０は、関連する画素パターンの前にそれぞれ配置され、それらもまた、長方形のアレイに配置される。
【００５２】
例えば、レンズアレイを見ている観視者７２０−１のような多視点ディスプレイの観視者は、それぞれのレンズから１つのビームレットを見る。言葉を変えれば、各レンズは、多視点画素から観視者に到達するビームレットの光を放射するディスクとして現れる。従来のディスプレイの従来の画素の集りが遠くから見ると画像として知覚されるのと同じ方法で、距離を置くと、ディスクの集りは画像として知覚される。代わりに、多視点ディスプレイは、各ディスクがドットであるドットのパターンとして数字または文字を表示するためのものであってもよい。
【００５３】
図９において、レンズ８３０は、空間に浮かんでいるように示されており、レンズの支持構造は示されていない。実際には、レンズは、限定するものではないが、例えば暗いシートによって支えられていて、それは機械的支持に加えて、暗い背景も提供し、画素パターン８１０からの迷光を遮断する。距離を置くと、画素パターン８１０からの光は、レンズを通過するビームレットを介して観視者の目に到達するだけである。観視者は、暗いシートの暗い背景に照らされたディスクとしてレンズを見ることになる。画素パターン８１０の配置をより良く図示するために、レンズの機械的支持は図９には示されていない。
【００５４】
電子ディスプレイでは、画素は普通、長方形のアレイに配置される。表示のための画像を準備するために、画像は典型的には「ラスター化」され、それは画像が画素アレイの幾何学的形状と一致する複数の小さい長方形に細分されることを意味する。各小さな長方形の平均的色と輝度は、対応する画素の色と輝度を決定する。最新の電子ディスプレイでは、アレイの公称幾何学に基づいて、画像を表示するために使用されるディスプレイユニットに特有の付加的なパラメータを事前に知る必要はなく、小さな長方形と画素との間の対応が計算で導出されるように、画素が画素アレイ内に配置される精度が優れている。ほとんどの従来のディスプレイでは、ディスプレイが設置される方法と場所を事前に知る必要はない。
【００５５】
多視点画素７３０のような多視点画素では、画素パターン８１０は、例えば、限定するものではないが、上述した従来のディスプレイで実現可能な同じ程度の精度を有する従来の画素の長方形アレイとして作成できると予期するのは理にかなっている。これはビームレットのパターンをもたらすと予期でき、ビームレットの相対的な幾何学的形状は、画素パターン８１０の幾何学的形状から正確に導出することができる。しかしながら、これは達成が容易ではないかもしれない。ビームレットの幾何学的形状は、レンズ８３０内の欠陥によって変えられ、最も重要なこととして、それらが観視空間の場所に到達すると、ビームレットのパターンは、観視空間自体の幾何学的形状と、観視空間に対する多視点画素の位置及び向きに大きく依存する。
【００５６】
図９は、別個の多視点画素を互いに同一で同一方向に向いているように描写しているが、実際には、多視点ディスプレイが異なるタイプの多視点画素を有することが望ましい場合がある。また、多視点画素が表示面の異なる区域において異なる向きに配向されることが最も好都合である。例えば、表示面の平面に対して、表示面の中心付近の多視点画素は、それらのビームレットが対称的に外側に伝播するように配向させることができ、一方表示面のエッジ付近の多視点画素は、ビームレットがディスプレイの中心に向かってより多く伝播するように配向することができる。これは、観視空間の最適なカバレージを達成するために行うことができる。このような異なる向きは、平坦な表面上に置かれた個々の多視点画素の向きを変えることによって達成することができ、または表示面を湾曲させることによって達成できるかもしれない。（湾曲した表示面を有する従来のディスプレイはますます一般的になっている。）不規則な表面のためのカスタム多視点ディスプレイ及び他の同様の用途の場合のような、他の状況では、多視点画素の向きは、先験的なものを特徴付けるのが難しいことがある非常に非標準的な構成であってもよい。すべてそのような場合には、各多視点画素の厳密な向きを先験的に知ることは難しいかもしれない。本発明の実施形態は、すべての多視点画素のすべてのビームレットの向きを学習するための較正プロセスを有利に提供することができる。
【００５７】
図１０は、例えば、多視点ディスプレイが異なる画像を異なる座席に示すために使用される劇場で発生する状況を図示する。図は、多視点ディスプレイの一部である多視点画素１０１０を描写する。乱雑を避けるため、完全な多視点ディスプレイは画像に明示的に示されていない。図は、多視点画素によって放射されたビームレットのいくつかをビームレット１０２０−１、１０２０−２、１０２０−３、及び１０２０−４として描写している。図はまた、劇場の座席のいくつかを１０３０−１、１０３０−２、１０３０−３、及び１０３０−４として描写している。図において、ビームレット１０２０−１は座席１０３０−１から見え、ビームレット１０２０−２は座席１０３０−２から見え、ビームレット１０２０−３は座席１０３０−３から見え、ビームレット１０２０−４は座席１０３０−４から見える。
【００５８】
原理的には、座席に対して、多視点画素１０１０の厳密な位置及び向きを知っている場合、多視点画素１０１０の画素パターン８１０内のどの画素が様々なビームレットに対応するかを導出するために幾何学的計算を使用することは可能である。実際には、多視点ディスプレイの非常に精密な設置を必要とするので、これは達成するのが困難である。また、多視点ディスプレイが設置された後の何かの位置の変更、または座席の配置の何かの変更は再計算を要求する。本発明の実施形態は、ビームレットと観視空間内の位置との間の関係を容易かつ正確に得るために多視点ディスプレイの設置後に実施することができる較正技術を提供する。
【００５９】
本発明の実施形態は、多視点ディスプレイの観視空間内の位置と多視点ディスプレイの多視点画素のビームレットとの間の関係のテーブルを生成するために使用することができる。一般的には、ディスプレイ画素は長方形のアレイに配列され、個々の画素を識別するための自然な体系を提供する。この方法は、多視点ディスプレイ１１１０に対して図１１に図示されている。
【００６０】
図１１は、多視点ディスプレイ１１１０の表示面の一部を描写する。特に、多視点ディスプレイの左上隅１１２０、多視点ディスプレイの上端１１３０、及び多視点ディスプレイの左端１１４０を描写する。図はまた、ディスプレイの左上隅付近のいくつかの多視点画素を描写している。各画素は、そのレンズ８３０の描写によって表されており、観視者が多視点ディスプレイを眺めるときに見るものである。多視点画素の１つは、多視点画素１１５０として明示的にラベル付けされている。それは、ディスプレイの左上隅から数えて、画素の第５行及び画素の第９列にある。その位置に基づいて、多視点画素は、多視点画素（９、５）として識別することができる。この識別体系は多視点画素の幾何学的位置に基づいているので、この識別体系は幾何学ベースと言える。
【００６１】
幾何学ベースの識別体系の使用は、別個の画素の相対位置がそれらの識別子の知識から計算的に引き出せるので有利である。例えば、もちろん、多視点画素（９、５）は多視点画素（９、４）に隣接しているが、また、例えば、多視点画素（７、４）が多視点画素（９、５）と多視点画素（５、３）のちょうど中間にあることを示すことも容易である。後者の結論は、例えば、補間として知られる数学的技法の適用を通して達成できる。
【００６２】
一般に、相対位置、相対的な向き、及び位置、向き、またはその両方が定量化可能な方法で知られている物体の他の相互幾何学的関係を特徴付けるための多くの数学的技法が当該技術分野では知られている。以下では、用語「幾何学的座標」は、物体または実体の幾何学的位置、向き、またはその両方に関連する位置または方向の定量化可能な識別子を指すために使用される。図１１の多視点ディスプレイ１１１０の例では、多視点画素は幾何学的座標の定義を満たす行及び列番号を介して識別される。実際、行及び列番号は、本質的に、多視点画素のデカルト座標である。デカルト座標が既知であるオブジェクト間の幾何学的関係を導出するために、デカルト座標をどのように操作するかは当該技術分野では周知である。
【００６３】
補間として知られている数学的技法の他にも、幾何学的関係を幾何学的座標から導出するための多くの他の数学的技法が当該技術分野で知られている。例えば、限定はしないが、そのような数学的技法は、線形補間、線形外挿、非線形補間、非線形外挿、テイラー級数近似、基準フレームの線形変化、基準フレームの非線形変化、二次モデル、球形モデル、及び／または指数関数モデル、ならびに三角法操作（ｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃ  ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）を含み、他にも多くのものがある。
【００６４】
図１２は、多視点ディスプレイ１２１０の表示面の一部を示しており、多視点画素が同心円に配置されている。図は、そのようなディスプレイにおいて多視点画素を識別するために幾何学的座標を使用する方法を図示している。連続する同心円は、パターンの中心に対して０から始まる整数で番号を付けることができ、パターンの中心は半径０の円とみなすことができる。そのとき、各多視点画素は、それが存在する円の数と、ディスプレイの最上部１２２０から、例えば時計回り角度で測定されたその円上の角度位置とで識別することができる。
【００６５】
例えば、図では、多視点画素の１つは、多視点画素１２５０として明示的にラベル付けされている。それは円番号５にある。円に沿った角度位置は、ディスプレイの最上部から１１４°である。したがって、この多視点画素は、多視点画素（５、１１４）として識別することができる。位置を識別するこの方法は、当業者であれば極座標形式であると理解でき、上記の定義に従った幾何学的座標である。極座標で識別されたオブジェクト間の幾何学的関係を数学的に導出する便利な方法は、これらの座標をデカルト座標に変換することを含む。そのような変換は、基準フレームの非線形変化の一例である。
【００６６】
ほとんどのディスプレイの画素は、幾何学的座標を介して画素を識別する自然な方法がある幾何学的アレイとして配置されるが、そのような識別が実行できないかもしれないディスプレイを構想することはできる。例えば、夜空とその星座を描写するためのディスプレイは、星が存在する位置にのみ画素を有してもよい。各星を１つの画素で表現することは合理的である。プラネタリウムプロジェクタは、そのようなディスプレイの例である。このような夜空のディスプレイでは、画素は、シリウス、カノープス、アルファケンタウリ、アークトゥルス、ベガ、カペラなどの適切な名前で識別される可能性がある。そのような識別は、もちろん、非幾何学的座標である。
【００６７】
多視点機能が望まれるような１つのそのような夜空ディスプレイを構想することは可能である。例えば、部屋の異なる部分の観視者に異なる星座が見られるようにすることが望ましい場合がある。本開示を読んだ後、多視点画素が幾何学的座標以外の手段によって識別されるそのような多視点ディスプレイに適用可能な本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。
【００６８】
また、本開示を読んだ後、多視点画素が他のパターンで配列されている他のタイプの多視点ディスプレイと共に使用するための本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。そのような他のタイプの多視点ディスプレイでは、多視点画素の配列は、多視点画素を１つ以上の幾何学的座標によって識別できる幾何学的パターンであってもよく、または他の何らかのパターンであってもよい。
【００６９】
再び図８を参照して、すでに述べたように、多視点画素７３０の画素パターン８１０は、２０×２０の長方形アレイに配列された４００画素を有する長方形である。したがって、画素パターン８１０内の画素を、画素パターン内の画素の列番号及び行番号を介して識別することが便利である。多視点画素７３０の各ビームレットは画素パターン８１０内の画素として発生するので、関連するビームレットを識別するために同じ対の番号を使用することも便利である。
【００７０】
多視点ディスプレイ全体の中の特定ビームレットの完全な識別は、ビームレットが放射される多視点画素の識別を含む必要がある。例えば、多視点ディスプレイ１１１０内のビームレットは、４つの数字のセットを介して完全に識別されてもよく、そこで最初の２つの数字は多視点画素の行及び列番号であり、次の２つの数字はビームレットが発生する多視点画素の画素パターン８１０内の画素の行及び列番号である。例えば、多視点画素１１５０によって放射されたビームレットは、多視点画素１１５０の画素パターン８１０の行１４及び列７の画素として発生する場合、（９、５、７、１４）として識別されてもよい。
【００７１】
前の段落で述べた４つの数字のビームレット識別体系における４つの数字はすべて幾何学的座標であることは、当業者には明らかであろう。多視点ディスプレイの多くの実施では、ビームレットは、レーザによって放射される光ビームのような狭い光ビームに類似している（ビームレットは、はるかに明るさが低いが）。しかるが故に、３次元空間で直線を特徴付ける方法、すなわち、２つの空間座標と２つの角度座標を介してそれらを特徴付けることは便利かもしれない。そのような座標の一般的な名前は、垂直及び水平の切片、仰角及び方位である。他のタイプの座標も可能であり、多くの他の座標系が当該技術分野において周知である。
【００７２】
上記で定義した４つの数字のビームレット識別体系における４つの数字は、すべての幾何学的座標であるので、本開示を読んだ後、４つの数字のそのようなセットを、数学的技法を介して、例えば、切片、仰角及び方位、または他のタイプの座標に、またはその逆へ変換する仕方は、当業者には明らかであろう。実際、前の段落で言及した座標のタイプのいずれも、幾何学的座標の代替識別体系として使用することができる。当該技術分野において周知の数学的技法を、そのような体系の１つを別の体系に変換するために使用することができる。
【００７３】
座標の一部が幾何学的座標であり、一部がそうでない識別体系を有することが可能である。例えば、限定するものではないが、各多視点画素が、行間に何らかの幾何学的関係が知られたり暗示されたりしていない「最上段行」及び「最下段行」と識別された２つの水平な行にビームレットを放出する多視点ディスプレイを有することは可能である。そのようなディスプレイは、例えば、図３に図示したように、大人と子供に異なる画像を示すために使用されてもよい。しかしながら、ビームレットの各列は、ビームレットの水平シーケンスを含むことができ、観視者が歩いているときに変化する画像を見るように、例えば、多視点ディスプレイを通り過ぎて歩く観視者に異なる画像を示す目的でビームレットが規則的に間隔をとられている。
【００７４】
そのようなディスプレイでは、ビームレットを識別する座標の１つは、２つの可能な値、「最上段」または「最下段」のうちの１つをとってもよく、一方別の座標は、水平ビームレットシーケンスにおけるビームレットを識別する番号であってもよい。明らかに、第１の座標は幾何学的座標ではないが、第２の座標は幾何学的座標である。数学的技法を介して画素間のいくつかの関係を導出するために第２の座標を使用することが可能であるが、数学的導出が不可能な第１の座標に依存するいくつかの関係が存在する可能性がある。
【００７５】
識別体系の必要性は、多視点ディスプレイの観視空間内の位置についても存在する。多視点ディスプレイのオペレータが、異なる画像を見ることができる位置を指定したいとき、オペレータがそれらの位置を識別するための体系を有することが必要であるのでそうである。幾何学的座標と非幾何学的座標との間の区別は、多視点画素及びビームレットに対して前の段落で論じられた。そのような区別は、観視空間にも当てはまる。例えば、書店で使用される多視点ディスプレイでは、観視位置は、小説、空想科学小説、旅行、ユーモア、料理などの名前で識別されてもよい。明らかに、そのような識別子は非幾何学的座標である。しかしながら、他の状況では、もちろん、本質的に幾何学的な座標である２次元または３次元の空間座標を有する位置を指定すると便利かもしれない。場合によっては、幾何学的座標の自然な選択があってもよい。そのようなケースの１つを次の図に図示する。
【００７６】
図１３は、劇場の座席図を示す。座席は５つのセクションに細分され、各セクション内で、個々の座席は行を指定する文字とその行内の座席番号によって識別される。したがって、座席識別子は、（３、Ｇ、８）のような三つ組であり、三つ組の第１の要素はセクション番号であり、第２の要素は行文字であり、第３の要素は座席番号である。例えば、三つ組（３、Ｇ、８）によって識別される座席は、図１３において座席１１３０とラベル付けされている。
【００７７】
前段落で提示された識別体系では、三つ組の３つの要素は３つの座標である。３つの座標の一部は幾何学的座標であってもよく、他はそうでなくてもよい。特に、５つのセクション間に特定の幾何学的関係が存在しないか知られていない場合、セクションを示す第１の座標は非幾何学的座標とみなさなければならない。しかし、各セクション内には、よく定義された座席の幾何学的パターンがある。座席の大部分は、幾何学的によく定義された幾何学的パラメータを有する幾何学的アレイとして配列されている。
【００７８】
特定のセクション内の幾何学的パターンの一部である座席に対しては、第２と第３の座標は幾何学的な座標である。第２の座標は文字であっても、文字は単に行番号の代理であるため、幾何学的な座標である。観客の混乱を避けるために、劇場の行番号に文字を使用するのが一般的であるが、各連続した文字は、文字シーケンス内の対応する番号に単純に置き換わり、そうして、座席アレイのパターンが十分に定義されている場合、幾何学的座標とみなすことができる。
【００７９】
座席識別子のアルファベット文字が幾何学的座標とみなされるという事実はよく知られている。例えば、グループのメンバーであり、劇場内で互いに近くに座りたい観客は、隣接する文字識別子を有し、互いに近くにある座席番号を有する座席を要求するかもしれない。そのような要求は、それらの座席が互いに近くにあることを知っているので、観客がしばしば行う。
【００８０】
幾何学的座標は、既知の関係を拡張し、未知の関係の推定を達成することができる数学的技法の使用を可能にするので、有利である。例えば、図１３の劇場に対して、（９、５、７、１４）として識別されたビームレットは、（３、Ｇ、８）として識別される座席で可視であることが分かるかもしれない。すでに指摘したように、そのビームレットは、座標対（９、５）によって識別される多視点画素１１５０から発生する。
【００８１】
座標対（８、５）によって識別される多視点画素は、もちろん、多視点画素１１５０に隣接する。多視点画素（８、５）からのどのビームレットが座席（３、Ｇ、８）に見えるかについての知識がない場合、知識や経験に基づいた推測はそれでも可能である。おそらく、多視点画素（８、５）は、その近傍の多視点画素（９、５）と十分に類似していて、画素（８、５）からの同等のビームレットもまた、座席（３、Ｇ、８）で見ることができると思われる。言い換えると、多視点画素（８、５）から座席（３、Ｇ、８）で視認可能なビームレットは、最後の２つの座標がビームレット（９、５、７、１４）と同じ値を持つビームレット（８、５、７、１４）である可能性が高い。
【００８２】
数学的技法を介して関係の推定値を導出する能力は、較正手順を単純化するために非常に有利である。互いに、そして多視点ディスプレイに対して、多視点画素の位置及び向きが高精度で知られている場合には特に有利である。そのような位置及び向きは、多視点ディスプレイが製造されるときに正確に決定され得る。多視点ディスプレイが設置されるとき、所望の観視空間に対するその位置及び向きもまた、多くの場合において正確に決定され得る。入手できるこのような情報を用いて、上記に提示した単純な例示的なものよりも進歩した数学的技法が利用可能となる。例えば、限定はしないが、関係の正確な推定を達成するために、三角関数及び関連する式を活用することが可能かもしれない。
【００８３】
本開示を読んだ後、観視空間内の多視点画素、ビームレット、及び位置の間の関係を推定するために、上記に提示または指名された例示的なものなどの数学的技法、または他の数学的技法を使用する方法は当業者にとっては明らかであろうし、そのような関係は、多視点画素、ビームレット、及び観視空間内の位置からなるグループから選択された任意の数の実体間の関係であってもよい。
【００８４】
数学的技法は、関係の推定を導出することを可能にするが、位置及び向きの正確な知識と組み合わせるとき、そのような推定は、多視点ディスプレイを所望のように動作できるようにするために常に可能または十分であるとは限らない。例えば、多視点ディスプレイが、５つのセクションのそれぞれに対して、高い精度で知られている位置及び向きの非常な正確さを有して図１３の劇場に設置されている場合、多視点ディスプレイに対して、多視点画素の位置及び向きが高い精度で知られている場合、ならびにビームレットの向きがまた、それらの関連する多視点画素に対して、高い正確さで知られている場合、どのビームレットが観視空間のどの位置で見えるかを非常に正確に導出するために正しい数学的技法を使用することが可能である。
【００８５】
実際には、不可能ではないにしても、要求される正確さのレベルは達成することが困難である。また、幾何学的座標が利用できない場合、数学的技法は完全な解を提供することができない。したがって、多視点ディスプレイの現場較正が有利であると予期される。本発明の実施形態は、多視点ディスプレイの現場較正の容易さ及び有効性を大きく向上させるプロセスを提供する。
【００８６】
図１４は、多視点ディスプレイ７００が劇場で使用されるシナリオを示す。図は、本発明の例示的実施形態による較正プロセスの一部を示す。較正プロセスの目的は、多視点ディスプレイを較正することである。較正プロセスの目的の１つは、劇場座席１４１０に座っている仮想の劇場観客によってどのビームレットが見えるかを見出すことである。この目的のために、ポータブルカメラ１４２０が、仮想の劇場観客の目があると予期される位置に、劇場座席１４２０の近くに配置される。ポータブルカメラは、多視点ディスプレイ７００に照準を合わせる。
【００８７】
シナリオでは、ビームレット７４０−２は仮想の劇場観客によって観視できる。劇場では、多視点ディスプレイ７００は、多視点ディスプレイコントローラ１４３０によって制御され、それはまた通信リンク１４６０を介してプロセッサ１４４０と通信する。プロセッサ１４４０は、通信リンク１４６０を介して多視点ディスプレイコントローラ１４３０から情報を受信し、また通信リンク１４７０を介してポータブルカメラ１４２０から情報を受信する。プロセッサ１４４０は、受信した情報を処理することができ、その処理結果を記憶媒体１４５０に記憶することができる。
【００８８】
図１５は、図１４のシナリオに適用可能な本発明の例示的実施形態による較正プロセスの一部の流れ図１５００である。
【００８９】
タスク１５１０において、プロセッサ１４４０は、座席１４１０の識別情報を受信する。例えば、識別情報は、プロセッサに接続されたキーボードを介して、または携帯無線端末を介して、あるいは他の何らかの手段によって、人間のオペレータによって提供されてもよい。
【００９０】
タスク１５２０において、ポータブルカメラ１４２０は、座席１４１０の近くに配置される。例えば、劇場観客が座席１４２０に座っていた場合、人間のオペレータが、劇場観客の目がある近くの位置に手でポータブルカメラを保持してもよい。人間のオペレータは、ポータブルカメラを多視点ディスプレイに照準を合わせる。
【００９１】
タスク１５３０において、多視点ディスプレイコントローラ１４３０は、多視点ディスプレイの多視点画素を選択する。例えば、多視点画素７３０を選択する。次に、コントローラは、選択された多視点画素のビームレットを選択する。例えば、ビームレット７４０−１を選択する。
【００９２】
タスク１５４０において、コントローラは、選択されたビームレットの識別をプロセッサ１４４０に通信する。例えば、識別は、ビームレットを一意的に識別する４つの幾何学的座標を含む識別情報を介して通信されてもよい。コントローラはまた、選択されたビームレットをオンオフフラッシュさせ、一方、その多視点画素のすべての他のビームレット、ならびにすべての他の多視点画素の他のすべての他のビームレットは暗く維持される。
【００９３】
タスク１５５０において、プロセッサは、ポータブルカメラから、ビームレットがフラッシングしている間にポータブルカメラによって記録された１つ以上の画像を集める。選択されたビームレットがポータブルカメラによって観視可能である場合、画像のいくつかは、多視点画素７３０が画像内に観視できる場所に輝点を検出し、さもなければすべての画像は暗い多視点画素７３０を示すであろう。ビームレットがオンのときに収集される画像内の輝点の有無は、タスク１５５０の所望の結果である。
【００９４】
タスク１５６０では、タスク１５５０の結果がテストされる。フラッシングするビームレットが検出されなかった場合、ビームレットは、劇場座席１４１０から観視できないことを意味する。このビームレットに関してはこれ以上の措置は必要ない。しかしながら、フラッシングするビームレットが検出された場合、プロセッサはタスク１５７０を実行し、ここで選択されたビームレットが劇場座席１４１０から可視である言う事実が記憶媒体１４５０に記録される。例えば、記憶媒体１４５０は、ディスクドライブ、フラッシュドライブ、フラッシュモジュール、ＲＡＭ、テープ、光学ストレージ、またはそのような情報を記憶することができる任意の他の記憶媒体であってもよいが、これらに限定されない。上記の例では、ビームレット７４０−１が選択され、図１４は、このビームレットが劇場座席１４１０で観視できないことを示す。したがって、フラッシングは検出されず、タスク１５７０はスキップされる。
【００９５】
タスク１５８０において、オンオフフラッシングのためにまだ選択されていないビームレットが残っているかどうかを判定するためのテストが実行される。多視点画素７３０にビームレットが残っているかもしれないし、他の多視点画素にビームレットが残っているかもしれない。ビームレットが残っていなければ、することは何も残っていない。そうでなければ、残っているビームレットの１つが選択される。例えば、ビームレット７４０−２がオンオフフラッシュするよう残っていると、ビームレット７４０−１の後、次に選択される。
【００９６】
残っているビームレットの中からビームレットが選択された場合、流れは、再びタスク１５４０を実行するために進む。この例では、ビームレット７４０−２が選択されて、タスク１５５０が再び実行されると、多視点画素７３０は、ポータブルカメラによって記録された画像内にフラッシング輝点として検出される。したがって、タスク１５７０が実行され、ビームレット７４０−２が劇場座席１４１０から観視できるという事実が記憶媒体に記録される。
【００９７】
流れ図１５００が終わりに達すると、多視点ディスプレイ７００のすべての多視点画素のすべてのビームレットは、それらをオンオフにすることによって検査されたことになる。記憶媒体１４５０は、劇場座席１４２０から見えるすべてのビームレットの完全なリストを含む。次いで、すべての劇場座席が終わるまで、別の劇場用座席のためにタスクのシーケンスを繰り返すことができる。その時点で、記憶媒体１４５０は、劇場内の各座席から観視できるすべてのビームレットのリストの完全なセットを有することになる。その後、劇場は異なる座席に座っている異なる劇場観客に異なる画像を示すために多視点ディスプレイを使用することができる。各座席に対してそうするために、記憶媒体１４５０内の対応するリストが照会され、そのリスト内のビームレットは、関連する画像の画素を表示するように構成される。これについては、以下にさらに詳しく記載される。
【００９８】
いくつかのビームレットが、異なる座席の多数のリストに現れる可能性がある。一般に、そのようなことが起こるとき、一人の潜在的な劇場観客の頭の位置がビームレットの経路にあるためであり、別の潜在的な劇場観客によって見られる。このような状況では、どの座席が占有され、どの座席が空いているのかを検出する手段を劇場が有するのに都合がよい。例えば、座席が占有されているが前の座席が空いている場合、そうでなければ占有されていない座席の占有者の頭によって経路がブロックされる占有座席からビームレットが見える可能性がある。そのような状況では、多視点ディスプレイコントローラがどの座席が空いているかを知っている場合、単純に空席のビームレットリストを無視することができる。
【００９９】
多視点ディスプレイコントローラ１４３０の機能が、これまでは、主として多視点ディスプレイを較正するという文脈で説明してきた。較正の後、通常の動作の一部として、コントローラは多視点機能の実施を管理する。例えば、限定するものではないが、多視点ディスプレイは、字幕を表示するために劇場で使用されてもよく、異なる観視者は字幕を異なる言語で見たいかもしれない。この例では、多視点ディスプレイは、英数字を表示するように配列されたセグメントの形状の複数の多視点画素を含んでもよい。このようなディスプレイは、セグメントディスプレイとして当技術分野で知られている。
【０１００】
現在の例によれば、座席Ｈ１１の観視者がフランス語で字幕を見ることを選択した場合、多視点ディスプレイコントローラは、フランス語のテキスト文字列及びその文字列を座席Ｈ１１に表示するコマンドを受信してもよい。そうするために、次にコントローラは、座席Ｈ１１から観視できるビームレットのリストを得るために記憶媒体１４５０に照会する。照会は、仲介としてプロセッサ１４４０を介して行われてもよく、または直接通信リンクを通して直接行われてもよい。
【０１０１】
所望のビームレットのリストは、記憶媒体１４５０で利用可能かもしれないし、または利用可能でないかもしれない。もしできないとき、コントローラは、座席Ｈ１１の識別情報が幾何学的座標の形式であるという事実を利用することができ、座席Ｈ１１の近傍の１つ以上の座席から観視できるビームレットのリストを記憶媒体１４５０に照会することができる。次に、コントローラは、隣接座席の利用可能リストから座席Ｈ１１の所望のリストを導出するために数学的技法を使用することができる。コントローラはまた、利用可能なリストに含まれていないビームレットの可視情報を導出するために数学的技法を使用できるかもしれない。最終的に、コントローラは、座席Ｈ１１．１１．Ｈから観視できるすべての多視点画素からすべてのビームレットの包括的なリストを達成する。
【０１０２】
そのような利用可能なリストを用いて、次にコントローラは、座席Ｈ１１の前にある１つ以上の座席の占有に関する情報を取得することを決定してもよい。例えば、座席図１３００において、そのような座席は座席Ｇ１０及びＧ１１を含んでもよい。それらの座席の１つまたは両方が占有されているならば、コントローラは再び幾何学的座標を利用することができ、座席Ｈ１１から観視できるが、座席Ｇ１０及びＧ１１の占有者の存在によって視界から遮られる可能性があるビームレットのリストを計算することができる。そのようなビームレットは、それらの占有者によって観視できる可能性が高い。これらの占有者もフランス語で字幕を見ることを選んだ場合、特別な措置は必要ない。しかし、もしそれらの占有者が異なる言語の字幕を見ることを選んだなら、コントローラは、Ｈ１１の観視者、またはＧ１０及びＧ１１の観視者の字幕を表示するために、ブロックされる可能性があるそれらのビームレットを使用すべきかどうかを決定しなければならない。再び、座席占有者によるビームレットブロックのモデルと併せて、観視者にビームレットを最適に割り当てるために幾何学的及び数学的技法を使用することができる。
【０１０３】
最終的に、多視点ディスプレイコントローラ１４３０は、Ｈ１１において観視者が見ることができ、他の観視者または他の障害物によってブロックされないビームレットのリストを生成する。次に、コントローラは、表示されるフランス語のテキストを、周知の仕方で、オンオフにされるセグメントのパターンに変換する。オンオフされる各セグメントは、多視点ディスプレイ内のセグメント形状の多視点画素に対応する。各そのような多視点画素に対して、座席Ｈ１１用の可視化されブロックされていないビームレットのリストに現れるその多視点画素から発生するビームレットが存在する場合、コントローラは、表示されるセグメントのパターンによって規定されるように、多視点ディスプレイにビームレットをオンオフするように命令する。
【０１０４】
上記操作の結果、座席Ｈ１１の観視者は、多視点ディスプレイの表示面上に明るいまたは暗いセグメントのパターンを見て、そのパターンは、所望のフランス語字幕１１を形成し、他の観視者によってブロックされない。
【０１０５】
再び図１４を参照して、本開示を読んだ後、ビームレット７４０−２オンオフするとき、カメラの他に、光検出器が多視点画素７３０のオンオフフラッシングを検出するのに十分な感度を有する限り、ポータブルカメラ１４２０の機能は他のタイプの光検出器によって行われてもよいことは当業者にとっては明らかであろう。
【０１０６】
前の段落で説明した例示的な較正プロセスは、記憶媒体１４５０に格納するためのビームレットの所望のリストを生成するのに有効である。しかしながら、較正プロセスがより速い本発明の他の実施形態も可能である。特に、ポータブルカメラ１４２０が多視点ディスプレイ７００に照準を合わせる場合、ポータブルカメラは単なる多視点画素７３０以上の画像を記録することができる。一般に、画像は他の多視点画素も記録する。可能であれば、多視点ディスプレイ全体が画像化されている可能性がある。多視点画素７３０の他に、他の多視点画素のビームレットが、多視点画素７３０のビームレットと同時にオンオフされる場合、ポータブルカメラが十分な解像度を有する限り、ポータブルカメラはそれらを個別に解像することができてもよい。
【０１０７】
そのような他の実施形態では、多視点ディスプレイコントローラ１４３０は、異なる多視点画素において同時にオンオフフラッシュされたすべてのビームレットのリストをプロセッサに通信してもよい。次いで、プロセッサは、ポータブルカメラによって記録された画像において、多視点画素のどれがオンオフフラッシングしているかを識別するために周知の画像処理技術を使用することができる。これらの多視点ピクセルに対して、プロセッサは、記憶媒体に、フラッシュしているビームレットが座席１４１０で可視であるという事実を記録することができる。
【０１０８】
幾何学的座標がビームレット及び／または多視点画素の識別のために利用可能である場合、ビームレットがオンオフフラッシュしていないいくらかの多視点画素であっても、プロセッサは座席１４１０から可視のビームレットの推定値を生成することができるかもしれない。ビームレット及び多視点画素の相対的位置及び向きの正確さに依存して、これらの推定値は、さらなる処理なしで記憶媒体１４５０に記憶するのに十分に正確であり得ることが知られている。そうでなければ、特徴付けられている劇場座席から可視と推定されるビームレットのみに選択されるビームレットの範囲を制限することによって、流れ図１５００の速度を改善するために推定値を使用することができる。
【０１０９】
図１４は、ただ１つのポータブルカメラ１４１０を描写しているが、本開示を読んだ後、多数の劇場座席を同時に特徴付けるために多数のポータブルカメラを同時に使用して本発明の実施形態をどのように作成し使用するかは、当業者にとっては明らかであろう。そのような実施形態では、プロセッサは、通信リンク１４７０に相当する多数の通信リンクを介してすべてのポータブルカメラから情報を受信してもよい。
【０１１０】
プロセッサ１４４０は、図１４に単一のプロセッサとして描写されているが、本開示を読んだ後、プロセッサ１４４０の機能が異なって実行される、例えば、そして限定はしないが、ただいくつかの可能性を挙げると、複数プロセッサを介して、１つ以上の仮想プロセッサを介して、クラウド処理を介して、または当技術分野で公知の他の適切な処理技術を介してプロセッサを実行して本発明の実施形態をどのように作成し使用するかは、当業者にとっては明らかであろう。
【０１１１】
図１４は、オンオフフラッシュしているビームレットの識別をプロセッサに通信するための通信リンク１４６０を描写している。通信リンクは、別個で独立した通信リンクとして描写されている。しかしながら、本開示を読んだ後、通信リンクを他の方法で実施して本発明の実施形態をどのように作成し使用するかは、当業者にとっては明らかであろう。例えば、そして限定はしないが、通信リンクは、選択されたビームレットのフラッシングのオンオフパターンを介して実施されてもよい。そのような実施形態では、タスク１５４０において、第２のビームレットの識別は、例えば、そして限定はしないが、選択されたビームレットを、選択されたビームレットに特有のパターンでフラッシュさせることによってプロセッサ１４４０に通信されてもよい。
【０１１２】
プロセッサがポータブルカメラによって記録された画像のオンオフフラッシングを検出すると、当技術分野で周知の技術を通してそこに含まれる何らかの情報を得るためにフラッシュのパターンを検査し、それを復号することができる。例えば、フラッシュのパターンは、振幅変位変調（ＡＳＫ）ビットの非ゼロ復帰（ＮＲＺ）デジタルシーケンスであってもよい。多視点ディスプレイコントローラは、フラッシュのパターンを制御し、それを、例えば、ビームレットの識別情報を含めてプロセッサに通信する必要がある何らかの情報に符号化することができる。
【０１１３】
ビームレットフラッシュのパターンを介してビームレット識別及び他の情報を通信する能力は、本発明の多くの実施形態において有利である。そのようないくつかの実施形態では、同じ多視点画素の複数のビームレットを同時にオンオフフラッシュすることが可能である。各ビームレットは、他のビームレットとは異なる独自のパターンでフラッシュすることができる。ポータブルカメラによって視認可能なビームレットのみが、ポータブルカメラによって検出され、フラッシュのパターンは検出されるビームレットの識別を可能にする。そのような識別に適したフラッシュのパターンが当該技術分野において知られており、例えば、そして限定はしないが、いわゆるグレイコードパターンを用いることができる。そのようなパターンのいくつかは、米国特許第７，００１，０２３号に提示されている。当該技術分野で公知の他のパターン、例えば、最大長シーケンス及び他のシフトレジスタシーケンスなどもまた適している。いくつかのタイプのパターンは、特定の多視点画素からの１つ以上のビームレットがポータブルカメラによって可視である状況においてさえ、ビームレットを識別することを可能にする。
【０１１４】
流れ図１５００の、タスク１５１０において、プロセッサ１１４０は座席１４１０の識別情報を受信する。流れ図は、識別情報がどこから来るのか、またどのように生成されるのかを指定しない。上述したように、識別情報は人間の操作者によって提供されてもよい。より一般的には、本発明の実施形態は、劇場以外の環境でも使用できる。そのような環境では、タスク１５１０と同等のタスクにおいて、プロセッサは、多視点ディスプレイの観視空間内の観視位置の識別情報を受信する。識別情報は、再び、人間のオペレータによって提供されてもよいが、他の可能性が存在する。例えば、そして限定はしないが、ポータブルカメラは、それ自体の位置を推定するための位置特定能力を備えていてもよい。いわゆるスマートフォンでは、カメラと位置特定能力を組み込むことが一般的である。スマートフォンカメラで画像を撮影すると、画像を格納するデータファイルには、画像が撮影された場所が一般的に含まれる。タスク１５５０において、プロセッサがポータブルカメラから画像を収集するとき、これらの画像は、ポータブルカメラによって画像が記録されたときのポータブルカメラの位置に関する情報を含んでもよい。
【０１１５】
ポータブルカメラに位置特定能力が搭載されている場合は、このような能力は、多視点ディスプレイの目標に対して十分に正確である必要がある。例えば、図１４のシナリオでは、位置特定能力は、ポータブルカメラが２つの座席の中間ではなく、座席の中央に位置するかどうかを見分けるのに十分正確である必要がある。所望の正確さを達成するために、多くの位置特定技術が当該技術分野で知られている。例えば、そして限定はしないが、超音波ベースのシステムが使用されてもよく、ポータブルカメラが超音波信号に基づいて基準点に対する自身の位置を推定することができるように、超音波デバイスは劇場の基準点に配置される。このような状況において、位置特定能力によって決定された位置を劇場座席識別情報に変換する必要がある。一般に、位置特定能力によって提供される位置推定は、幾何学的座標に基づく。すでに述べたように、劇場座席番号は幾何学的座標の一形式でもあり、１つのタイプの幾何学的座標を別のタイプに変換するための数学的技法をどのように使用するかは、当該技術分野において周知である。
【０１１６】
図１６は、ポータブルカメラ１６２０を劇場内に配置するための位置特定システム１６００を描写する。システムは、劇場内の固定位置にある３つの固定カメラ１６１０−１、１６１０−２、及び１６１０−３に基づいている。位置は、多視点ディスプレイ７００の所望の観視空間が十分に多くの固定カメラによって視認され、ポータブルカメラ１６２０の位置が画像処理を介して正確に再構築され得る十分な明瞭性を有するように選択される。３つの固定カメラは観視空間の画像を記録し、通信リンク１６４０−１、１６４０−２、及び１６４０−３をそれぞれ介して画像プロセッサ１６３０に画像を送信する。画像プロセッサは、ポータブルカメラ１６２０の位置の推定値を生成するために画像を処理し、位置推定値は、通信リンク１６５０を介してプロセッサ１４４０に通信される。
【０１１７】
図１６の位置特定システムにおいて、ポータブルカメラ１６２０は、フラッシング光１６６０を装備している。フラッシング光は、画像プロセッサが３つの固定カメラによって記録された画像内のポータブルカメラ１６２０の位置付けを容易にする。さらに、フラッシング光は、ポータブルカメラ１６２０と画像プロセッサとの間の通信リンクを提供することもできる。例えば、そして限定はしないが、フラッシング光は、その識別、その状態、その現在の活動、または通信に有用であろう他の情報に関する情報を通信するフラッシュのパターンでフラッシュすることができ、こうして、ポータブルカメラ１６２０は、例えば、特定の位置で画像記録を開始する準備ができたときを示すことができ、そのような情報は、画像プロセッサによって復号化されてもよい。画像プロセッサはまた、そのような情報をプロセッサ１４４０または多視点ディスプレイコントローラ１４３０のどちらかに中継することができ、その後ビームレットのフラッシングを開始することができる。
【０１１８】
図１６は、位置特定機能を達成するための複数の固定カメラを示すが、本開示を読んだ後、より多くのまたはより少ない固定カメラが使用される本発明の実施形態の作成及び使用方法は、当業者にとっては明らかであろう。特に、２つの固定カメラ１６１０−１及び１６１０−２が多視点ディスプレイ７００の近くに取り付けられて図１６に示されている。これらの２つの固定カメラは、製造時に多視点ディスプレイに取り付けられてもよく、多視点ディスプレイに対して、２つの固定カメラの位置と向きとの間の幾何学的関係は多視点ディスプレイが出荷される前に工場で特徴付けられてもよい。次に、多視点ディスプレイが劇場に設置された後、多視点ディスプレイに対して、２つの固定カメラの現場較正を必要とせずに、２つのカメラは観視空間内の場所を識別するために使用することができる。必要ならば、固定カメラ１６１０−３などの追加の固定カメラが位置特定の正確さを向上させるために使用できる。
【０１１９】
２つの画像は、既知の仕方で、ステレオ撮影として知られている技術を通して結合することができるので、２つの固定カメラ１６１０−１及び１６１０−２は正確な位置特定のために十分であり得る。そのような技法は、奥行き情報を導出するために、すなわち、多視点ディスプレイからカメラまでの距離の次元を含む３次元のポータブルカメラ１６２０の位置を計算するために画像プロセッサによって利用することができる。そのような距離の次元は一般に「深さ」と呼ばれる。ステレオ撮影を実施するための複数のカメラを備えるカメラシステムは、しばしば立体カメラと呼ばれ、複数のカメラは、図１６に示すように、個々のスタンドアロンカメラとすることができ、または単一のユニットに一緒に収容されたカメラであってもよい。
【０１２０】
ステレオ撮影の他に、他のカメラベースの技術が、奥行き測定として当該技術分野において知られている。本開示を読んだ後、他のタイプの奥行き認識カメラ、または他の画像キャプチャデバイスまたはシステム、あるいは他の位置特定システムが使用される本発明の実施形態の作成及び使用方法は、当業者にとっては明らかであろう。ほんの数例を挙げると、例えば、そして限定はしないが、飛行時間カメラ、構造化光スキャナ、全地球測位システム、屋内測位システム、及び／または高度測量器が使用されてもよい。
【０１２１】
図１６では、位置特定システムは複数の固定カメラを備える。しかしながら、本発明の実施形態は、単一の非奥行き知覚型固定カメラが位置決定に使用される場合も可能である。環境が位置特定のための他の手がかりを提供する状況では、単一の非奥行き知覚型固定カメラで十分かもしれない。例えば、劇場では、多視点ディスプレイの近くに位置し、座席に照準を合わせた固定カメラによって記録された画像は、座席自体を明瞭に示すと期待される。画像プロセッサは、そのような画像から、奥行き情報を必要とせずにポータブルカメラ１６２０が置かれている座席を識別できるかもしれない。他の利用可能な情報を使用してポータブルカメラ１６２０の位置を識別するのに単純な２次元画像で十分である多くの他のそのような状況が存在する。例えば、しかし限定はしないが、ポータブルカメラ１６２０の実際の物理的寸法が画像プロセッサに知られている場合、記録された画像内のポータブルカメラ１６２０の見掛けのサイズは、固定カメラからのその距離への手がかりを提供する。
【０１２２】
図１６に描写した位置特定システム１６００は、３次元位置特定が可能であり、複数の固定カメラを使用することによって、ポータブルカメラ１６２０の位置に対する３つの幾何学的座標の完全なセットを推定することができる。しかしながら、２次元位置特定しかできないより限定された位置特定システムもまた、本発明の多くの実施形態において有効であり得る。例えば、そして限定はしないが、１つの固定カメラ１６１０−１のみが図１６に描写された劇場で利用可能である場合、そのカメラからの視界は、劇場内のすべての座席をカバーするのに十分なほど広い場合がある。ポータブルカメラ１６２０が特定の座席の近くに置かれると、固定カメラ１６１０−１によって記録された画像は、ポータブルカメラが置かれた座席を識別するのに十分であり、その座席識別は、３次元位置特定が利用可能であった場合のように、較正タスクを完了するためにプロセッサ１４４０に通信され得る。
【０１２３】
前の段落の例で、２次元位置特定が十分である理由は、対象となる観視空間が本質的に２次元であることである。この理由で、適切に配置された従来のカメラによって記録された２次元画像は、観視空間内の位置間を識別するのに十分であることができ、対象となる位置の十分な識別情報を提供することができる。
【０１２４】
推論は、観視空間が１次元である状況にさらに拡張することができる。例えば、そして限定はしないが、長い廊下を通り抜ける観視者向けの多視点ディスプレイは、異なる画像を廊下の異なる位置に表示するように構成されてもよい。そのような多視点ディスプレイのための位置特定システムは、廊下の始まりから単純に１次元の距離を測定する、いわゆるローリングホイール測定デバイスで実施されてもよい。
【０１２５】
図１４及び図１６の固定及びポータブルカメラは、従来のカメラとして描写されているが、本開示を読んだ後、ここに開示されているようなカメラの機能を果たすことができる様々な代替画像取り込みデバイスが存在することが当業者にとっては明らかであろう。例えば、そして限定はしないが、ポータブルカメラ１４２０及び１６２０は、カメラを内蔵したいわゆるスマートフォンまたはタブレットであってもよい。そのようなデバイスは、カメラに加えて、ほんの数例を挙げるとデータ処理、無線通信、ヒューマンインターフェース、光源、及び点灯されたディスプレイなどの他の有利な機能も提供するので便利であるかもしれない。例えば、フラッシング光１６６０は、フラッシュ撮影のための多くのそのようなデバイスに設けられた光源を介して実施されてもよく、点灯されたディスプレイは、固定カメラによって記録された画像において検出され得るパターンを表示するために使用することができる。そのような検出されたパターンは、深度推定のための補助として使用されてもよく、パターン及びフラッシュ光の両方は画像プロセッサに情報を通信するために使用することができる。画像プロセッサは、そのような情報を任意の適切な行き先に中継することができる。
【０１２６】
図１６は、ポータブルカメラ１６２０はフラッシュ光を有するものとして描写しているが、ポータブルカメラ１６２０がフラッシュ光を有していない本発明の代替の実施形態も可能である。例えば、しかし限定はしないが、環境が良好に照明され、ポータブルカメラ１６２０が固定カメラによって記録された画像内で容易に識別可能である場合、フラッシュ光は必要でないかもしれない。
【０１２７】
ポータブルカメラ１６２０の代わりに、ポータブルカメラに取り付けずに、フラッシュ光をそれ自体で使用する他の代替的実施形態も可能である。特に、例えば、そして限定はしないが、２つの固定カメラ１６１０−１及び１６１０−２が、製造時に多視点ディスプレイに取り付けられてもよく、多視点ディスプレイに対して、２つの固定カメラの位置と向きとの間の幾何学的関係は多視点ディスプレイが出荷される前に工場で特徴付けられてもよいことを上に述べた。加えて、工場では、多視点ディスプレイが出荷される前に、２つの固定カメラに対する多視点画素及びビームレットの幾何形態を特徴付けてもよい。そのような特徴付けは、例えば、印刷された文書として、またより良くは、コンピュータ可読媒体として、出荷の一部として多視点ディスプレイに付随することがある。このような状況では、固定カメラの対は、多視点ディスプレイに対して、ステレオ撮影を介してフラッシュ光の位置を概算するために劇場で使用することができる。その後、多視点ディスプレイに付随する特徴付けからフラッシュ光の位置から可視のビームレットのリストを抽出することができる。
【０１２８】
ポータブルカメラ１４２０は、形容詞「ポータブル」によって特徴付けられるが、本開示を読んだ後、１つ以上のポータブルカメラ１４２０は、較正を繰り返し実行することが望ましいいくつかの位置に恒久的に取り付けられてもよい本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。
【０１２９】
図１４及び図１６は、いくつかの通信リンクを示しており、前の段落はそのような通信リンクの様々な例示的実施例を提示している。しかしながら、本開示を読んだ後、そのような通信リンク、ならびに本開示に明示的に提示されていない他の通信リンクは、他の方法で実施される本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。
例えば、そして限定はしないが、通信リンクは、ほんの数例を挙げると電波、音響信号、超音波、光信号、光ファイバー、同軸ケーブル、対線、ＬＡＮケーブル、などを使用する無線または有線技術を介して実施することができる。また、通信リンクは、直接接続として、または中間実体が情報を中継する間接接続として実装されてもよい。可能であれば、中継実体は、必要に応じて中継された情報を修正する可能性がある。通信リンクは、単一ユニット内のサブシステム間、または単一の集積回路内のサブシステム間の電気的または光学的接続と同じくらい簡単でもよい。通信リンクは、情報記憶装置を介して実施されてもよく、例えば、しかし限定はしないが、タスクは他のタスクによる後の検索のために情報を記憶媒体に格納することによって情報を別のタスクに通信してもよい。
【０１３０】
本発明のいくつかの実施形態は、ポータブルカメラ１４２０及び１６２０の一方または両方の機能を実行するために、カメラ以外の光検出器を使用してもよいことを上に述べた。そのような光検出器は、適切な光検出器、すなわち、入射光に応答する信号を生成するデバイス、または別の光検出器に結合された反射要素として実装されてもよい。例えば、反射要素は、ミラー、ミラーの配列、いわゆる再帰反射器、あるいは他の何らかの反射要素であってもよい。
【０１３１】
再帰反射器は、低散乱、かつ再帰反射器の作り方に依存する発散量で光源の方向に光を反射するデバイスまたは面である。例えば、そして限定はしないが、図１６において、再帰反射器はポータブルカメラ１６２０の代わりに使用されてもよい。再帰反射器に当たるビームレットからの光は、その後、多視点ディスプレイ７００に向けて反射され、適切な発散量で、反射された光は、固定カメラ１６１０−１及び１６１０−２の一方または両方によって受け取ることができる。
【０１３２】
ポータブルカメラ１６２０の代わりに使用する光検出器のそのような実施は、例えば多視点ディスプレイの較正が非常に頻繁に行われなければならない状況において有利となり得る。例えば、いくつかの会議室では、可動カートに電子ディスプレイを搭載することが一般的である。多視点ディスプレイ７００がそのような部屋の可動カート上にある場合、ディスプレイカートが動かされるときいつでも多視点ディスプレイの較正が必要であると思われ、特に座席が移動可能な場合は特にそうである。このような状況では、部屋の各座席に再帰反射器を取り付けることができる。多視点ディスプレイ、または１つ以上の座席、が動かされるたびに較正を実行することができる。本開示で教示されているように、例えば、図１５の流れ図を実行することができ、または同等のタスクのセットを実行することができる。
【０１３３】
そのような較正のために、２つの固定カメラ１６１０−１及び１６１０−２は、再帰反射器と併せて、ポータブルカメラ１６２０の機能を実行する。しかしながら、２つの固定カメラは、上記で教示したように、ステレオ撮影を介して位置特定機能を実行することもできる。実際に、較正は、ポータブルカメラ１６２０が使用されず、フラッシュ光のみが使用される上述の代替の方法に従って実行されてもよい。再帰反射器は、多視点ディスプレイ自体からの光を反射することによって、または多視点ディスプレイの近くに配置された補助光源からの光を反射することによって、フラッシュ光の機能を実行することができる。補助光源は、多視点ディスプレイよりも明るくすることができるので有利である。補助光源は、特定のフラッシングパターンでフラッシュさせることができ、固定カメラが再帰反射器からの反射を検出するのを容易にする。
【０１３４】
本開示では、いくつかのタスク及びその変形が教示される。そのようなタスクは、様々な方法で本発明の実施形態に組み合わせることができる。特に、図１５は、本発明のいくつかの実施形態の一部として実行される流れ図を提示する。流れ図、ならびに本開示の他の部分では、タスクが順番に提示されているが、提示されたタスクの多くは、多くの他の同等の順番で実行することができる。例えば、そして限定はしないが、図１５の流れ図において、タスク１５１０、１５２０及び１５３０は、較正の有効性に影響することなく任意の順序で実行することができる。これらの３つのタスクのいずれか１つの影響が、他の２つのタスクの前提条件ではないためである。
【０１３５】
本開示を読んだ後、本開示において、最終的な結果に影響を与えることなくタスクの順序を変更することができるは当業者には明らかであろう。本開示に伴う特許請求の範囲では、他に明示的に述べない限り、請求されたどのタスクも、あるタスクの結果が別のタスクの前提条件である場合を除いて、任意の順序で実行できることを理解すべきである。
【０１３６】
本発明のいくつかの例示的実施形態によれば、多視点ディスプレイコントローラは、多視点ディスプレイが、例えば、上述したグレイコードパターンのようなフラッシュのパターンを連続的に表示させるように構成されてもよい。すでに述べたように、そのようなパターンは、ポータブルカメラへの別個の通信リンクを必要とせずに、ビームレット及び多視点画素を識別するために必要なすべての情報を通信するように構成することができる。
【０１３７】
ポータブルカメラは、フラッシュ光によって発せられたフラッシュのパターンが固定カメラとの通信リンクを提供するようにフラッシング光１６６０を構成することもできる。その通信リンクは、例えば、ポータブルカメラのクロックを固定カメラのクロックと同期させるために使用することができる。クロック同期を達成する多くの他の方法も当技術分野で知られており、これらの例示的実施形態で使用することができる。
【０１３８】
同期化されたクロックで、ポータブルカメラ及び固定カメラは、画像が記録された時間ですべての画像がタグ付けされた画像シーケンスを記録することができる。画像が記録されているときに、画像の処理や追加の通信リンクは必要ではない。各カメラは、単に時間タグ付けされた画像のシーケンスを記録するだけであり、人間のオペレータは、観視空間で較正が要望される位置から位置にポータブルカメラを運ぶ。人間のオペレータは、タイムタグ付き画像のシーケンスを連続に記録するように、すべてのカメラが十分な数の画像を記録するのに十分に長くポータブルカメラを各位置に保持することを確かめるだけである。
【０１３９】
画像の必要な処理は、非リアルタイムで行うことができる。すべてのカメラからの記録された画像シーケンスは、すべてのカメラからのすべての画像の同期を再構築するために時間タグを使用するプロセッサに提供することができる。次に、プロセッサは固定カメラによって記録された画像を処理することによって、異なる時間のポータブルカメラの位置を推定することができる。プロセッサは、それらの位置から可視のビームレットを識別するために、それらの時間にポータブルカメラによって記録された画像を処理することもできる。
【０１４０】
非リアルタイム処理の利点の１つは、カメラ間のクロック同期が、画像が記録された後であっても、いつでも実行できることである。クロックが十分に正確であれば、クロック同期は画像シーケンスの記録の数時間または数日後でも有効であり得る。
【０１４１】
ポータブルカメラ動いている間であっても、固定カメラによって記録された画像を通してポータブルカメラの位置を連続的に識別することができる。それで、本発明の実施形態は、ポータブルカメラが停止することなく、位置から位置へと連続的に移動することを許すことが可能である。そのような実施形態では、よく知られた仕方で、ポータブルカメラが動いている間にカメラによって記録された画像から所望の位置のビームレットの所望のリストを生成するために、上に列挙したような数学的技法を使用することができる。
【０１４２】
図１４及び１６は、描写された実体のいくつかの間の特定の通信リンクを描写するが、本開示を読んだ後、図に描写された通信リンクの一部または全部に加えて、またはその代わりに他の通信リンクを備える本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。本発明の実施形態は、異なって実施され得る様々な実体間の通信を通して所望の結果を達成することができる。例えば、そして限定はしないが、図１５の流れ図のタスク、及びその変形例は、プロセッサ１４４０によって調整されてもよい。次いで、プロセッサは、選択されたビームレットのフラッシングを命令する目的で、多視点ディスプレイコントローラと通信するために通信リンクを使用してもよい。プロセッサはまた、ポータブルカメラに画像を撮影するように命令するために、または存在するならフラッシング光１６６０に特定のパターンでフラッシュさせるように命令するために、あるいはポータブルカメラに適切なヒューマンユーザインターフェースが装備されているなら、人間のオペレータの使用のための指示または情報を通信するために通信リンクを使用してもよい。ポータブルカメラ１４２０及び１６２０はまた、一定のタスクを実行する目的で多視点ディスプレイコントローラと直接通信してもよい。
【０１４３】
図１４及び１６は、プロセッサ１４４０、記憶媒体１４５０、ポータブルカメラ１４２０、ポータブルカメラ１６２０、及び画像プロセッサ１６３０を別個の実体として描写しているが、本開示を読んだ後、これらの機能の一部または全部が同一のデバイスによって実行される本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。特に、スマートフォン、タブレット、ポータブルコンピュータ及び他の多くの同様のデバイスのような現代のポータブルデバイスは、十分なビルトイン記憶媒体及び画像処理を含む強力な処理能力を備えている。本発明の実施形態は、例えば、複数の機能を実行するためにそのようなポータブルデバイスの１つを使用することが可能である。多分、図に描写された機能のすべてまたは大部分は、単一のポータブルデバイスによって実行される可能性がある。代替的に、いくつかの機能は、利用可能な可能性のほんのいくつかを挙げると、例えば、そして限定はしないが、いわゆる「クラウド」コンピューティングまたは仮想プロセッサあるいは仮想マシンを介して実行されてもよい。
【０１４４】
多視点ディスプレイのいくつかの実施は、非常に多数の多視点画素を有することができる。レンズ８３０は、そのような多視点画素の高価な構成要素となる可能性があり、低コストを達成したいという願望は、レンズが色消しレンズであることができないことを意味し、その結果、ビームレットの色がビームレットの形状及びサイズに影響する。本発明のいくつかの実施形態による較正は、そのような色収差を補償するのに有効であり得る。そのような実施形態では、異なる色について別個の較正を行うことが必要な場合がある。
【０１４５】
ビームレットまたは他の光源による発光は、本開示では、「オンオフ」または「フラッシング」などの修飾子を用いてしばしば特徴付けられる。また、光の検出は、光または光の変化の有無を検出するものとして、または「オンオフ」または「フラッシング」パターンを検出するものとして特徴付けることができる。しかしながら、光源からの光は、ほんの数例を挙げると、例えば、そして限定はしないが、輝度、色、スペクトル組成、偏光、ビーム形状、ビームプロファイル、空間的コヒーレンス、時間的コヒーレンス、などのような複数の特性を所有することを理解すべきである。本開示の目的のために、「オンオフ」または「フラッシング」などの修飾子または放射または検出された光の変化に関連する他の修飾子は、そのような光のいずれかの特性の任意の変化を含むと理解されるべきである。さらに、「オンオフ」修飾子の使用は、輝度などのパラメータの値のフルスイングを暗に含むものとして解釈されるかもしれないが、本開示の目的として、光の変化に関連するそのような修飾子及び他のものは、代わりに、輝度または他のパラメータの部分的な変化を指すことも可能であると理解されるべきである。そのような部分的な変化は、当技術分野では「比例」または「平滑」あるいは「アナログ」変化と呼ばれることがある。
【０１４６】
本開示は、１つ以上の例示的実施形態の１つ以上の例を教示しているだけであり、本発明の多くの変形は、本開示を読んだ後に当業者によって容易に考案されることができ、本発明の範囲は、本開示に添付された特許請求の範囲によって規定されることが理解されるべきである。
【０１４７】
定義
ビームレット−本開示の目的のために、「ビームレット」は、多視点ディスプレイ内の多視点画素によって放射される光の基本的実体として定義される。本語は標準辞書には見られない。本開示及び関連する説明のために本明細書で作成された。
【０１４８】
多視点画素のいくつかの実施では、多視点画素は、従来の画像プロジェクタに似ている。従来の画像プロジェクタは、複数の狭い光ビームを投影スクリーンに向けて投影する。各光ビームは、サーチライトまたは灯台によって放射される光のビームに似ている。従来のプロジェクタでは、各投影される画素に対して１つのそのようなビームが存在する。そのようなビームは多数で、典型的にサイズが小さいため、そのうちの１つを指すために「ビームレット」という語が作成された。
【０１４９】
多視点画素は、多数のビームレットを放射するという点で画像プロジェクタに類似しているが、ビームレットは、スクリーン上に画像を形成することを意図していない。むしろ、それらは観視者の目に当たることを意図している。一般的に、意図された観視者は人間であるが、カメラなどの光学デバイスも多視点ディスプレイと使用することができ、意図された観視者が動物、カメラまたは他の画像キャプチャ実体などの人間以外の観視者である多視点ディスプレイの用途を構想することが可能である。
【０１５０】
多視点画素では、各ビームレットの光は、他のビームレットの光とは独立して制御することができる。例えば、そして限定はしないが、個々のビームレットの光強度及び／または色は、他のビームレットの光の強度及び／または色とは独立して制御可能である。ビームレット光の他のパラメータも制御することができ、そのような他のパラメータは、ほんの数例を挙げると、例えば、スペクトル組成、偏光、ビームレット形状、ビームレットプロファイル、他のビームレットとの重なり、焦点、空間的コヒーレンス、時間的コヒーレンスなどを含む。
【０１５１】
多視点画素を見る観視者は、１つ以上のビームレットの光を見る。特に、観視者は、多視点画素によって放射され、観視者の瞳に当たるビームレットの光を見る。観視者は、それらのビームレットの合成された光で輝くので多視点画素を知覚する。従来の画素と同様に、多視点画素は、多視点画素を見る観視者によって知覚されるように、様々な形状を有することができる。
【０１５２】
ディスプレイ−本開示の目的のために、「ディスプレイ」は、可視画像を生成することができる電子デバイスとして定義される。特に、ディスプレイは、デジタルまたはアナログの電気的信号の形式で画像仕様を受け入れ、その仕様に従って可視画像を生成する。画像は、ディスプレイの観視者によって、「表示面」と呼ばれる物理的要素上に観視できる。
【０１５３】
典型的には、表示面は、可視画像を形成する画素の集りを含む。いくつかのディスプレイでは、表示面はディスプレイ自体の一部である。そのようなディスプレイの例には、ほんの数例を挙げると、テレビセット、コンピュータモニタ、及びデジタルデスクトップクロックなどが含まれる。例えば、画像プロジェクタのような他のディスプレイでは、表示面はディスプレイ固有の一部でなくてもよい。
【０１５４】
一部のプロジェクタでは、厳密に言えば、表示面が面ではないことがある。例えば、建物の正面に複数の画素を搭載して、または表面として正しく形作られないかもしれない他のいくつかの建築構造上にディスプレイは作成できる。本開示の目的のために、用語「表示面」は、そのような構造も含むと理解されるべきである。
【０１５５】
多視点ディスプレイ−本開示の目的のために、「多視点ディスプレイ」は、異なる観視者に異なる画像を表示することができるディスプレイとして定義される。多視点ディスプレイに対する観視者の位置に基づいて、各観視者は、多視点ディスプレイの表示面を見ながら異なる画像を見て、他の観視者によって見える画像は見ない。これは、観視者がディスプレイに対してどこに位置しているかにかかわらず、すべての観視者に同じ画像を示す従来のディスプレイとは対照的である。多視点ディスプレイでは、画像は、多視点画素を含む画素の集りとして形成される。
【０１５６】
多視点画素−本開示の目的のために、「多視点画素」は、「多視点ディスプレイの最小の画像形成ユニット」として定義され、したがって、「画素」という語の定義でなされたコメントは、「多視点画素」にも適用される。
【０１５７】
多視点画素は、従来の（非多視点ディスプレイ）で使用される画素のタイプのより柔軟なバージョンである。典型的な従来のディスプレイでは、画素は電気的励起に応答して光を放射し、画素の輝度は、励起の程度に依存する。各従来の画素は、観視者の位置にかかわらず、すべての観視者が同じように画素を知覚するようにすべての方向に光を放射する。
【０１５８】
代わりに、多視点画素は、輝度だけでなく、放射された光の空間分布も制御することができる。特に、多視点画素は、例えば、ある一定の方向に光を放射するが、他の方向に光を放射しないように命令することができ、または異なる方向に放射される光の輝度を独立して調整するように命令することができる。放射される光の他のパラメータは、異なる放射方向に対して独立して調整することもできる。
【０１５９】
画素−「画素」という語は、画像及び画像処理と関連して当該技術分野において周知である。それは「絵素」の縮小であり、アメリカンヘリテージ辞書、第３版によって「ビデオディスプレイの最小画像形成ユニット」として定義されている。本明細書の目的のために、この定義は、ビデオディスプレイだけでなく、あらゆるタイプのディスプレイに適用されるように広げられている。例えば、そして限定はしないが、この定義はいわゆるセグメント表示に適用され、数字または他の文字の画像がセグメントの形をしたコレクションピクセルとして形成される。いわゆる７セグメントディスプレイは、数字を表示するために一般的である。他のディスプレイでは、数字やその他の文字の画像をドットの形をした画素の配列として生成することがある。このようなディスプレイでは、画素は明るい白または色付きのディスクとして現れることがある。特別用途には、カスタムシェイプのカスタム画素が使用されることがある。本開示を読んだ後、画素が様々な形状、色、配置及び他の特性を有する本発明の実施形態の作成及び使用方法は当業者にとっては明らかであろう。
【０１６０】
観視空間−本開示の目的のために、多視点ディスプレイの「観視空間」は、多視点ディスプレイの観視者が多視点ディスプレイ機能を体験することができる可能位置の範囲として定義される。特に、多視点ディスプレイの多視点画素は、可能な方向の範囲にビームレットを放射することができる。少なくとも１つのビームレットを見るためには、観視者はその範囲内にいなければならず、さもなければ、多視点画素は画像形成のために使用可能ではない。観視者が多視点ディスプレイの表示面全体をカバーする画像を見るためには、観視者は、すべての多視点画素のビームレット範囲内にいなければならない。観視空間は、この要件が満たされるすべての位置の集りである。
【０１６１】
ディスプレイ設計者は、通常、観視者がディスプレイを見るための可能位置のターゲット範囲を与えられる。多視点ディスプレイでは、すべてのビームレット範囲がすべての観視者位置で重なるように、多視点画素を互いに対して方向付けることが有利である。一般に、これは、表示面の異なる部分における多視点画素の異なる向きをもたらす可能性があり、先験的に、すべての多視点画素の相対的な向きを知ることは困難である。本発明の実施形態による較正は、必要な方向情報を提供することができ、したがって、必要に応じて多視点画素を方向付ける自由をディスプレイ設計者に与える。
【符号の説明】
【０１６２】
700 多視点ディスプレイ
710 観視者
720 画像
730 多視点画素
740 ビームレット
1410 劇場座席
1420 ポータブルカメラ
1430 多視点ディスプレイコントローラ
1440 プロセッサ
1450 記憶媒体
【図１】
2018509047.tif 000003
【図２】
2018509047.tif 000004
【図３】
2018509047.tif 000005
【図４】
2018509047.tif 000006
【図５】
2018509047.tif 000007
【図６】
2018509047.tif 000008
【図７】
2018509047.tif 000009
【図８】
2018509047.tif 000010
【図９】
2018509047.tif 000011
【図１０】
2018509047.tif 000012
【図１１】
2018509047.tif 000013
【図１２】
2018509047.tif 000014
【図１３】
2018509047.tif 000015
【図１４】
2018509047.tif 000016
【図１５】
2018509047.tif 000017
【図１６】
2018509047.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月5日(2016.10.5)
【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】
多視点ディスプレイを較正するためのプロセスであって、
（ｉ）プロセッサで、第１の観視位置の識別情報を受信することと、
（ｉｉ）カメラを前記第１の観視位置に設置することであって、前記カメラは前記プロセッサと通信している、設置することと、
（ｉｉｉ）第１の多視点画素からの第１のビームレットの光及び前記多視点ディスプレイの第２の多視点画素からの第２のビームレットの光を同時に変化させることと、
（ｉｖ）（ｉｉｉ）に応答して、前記カメラで、前記カメラによって検出される前記第１のビームレットの前記光における、及び前記第２のビームレットの前記光における変化、または変化がないことを検出することと、
（ｖ）前記カメラによって検出される前記第１のビームレットの前記光における、及び前記第２のビームレットの前記光における前記変化、または変化がないことの前記検出に基づいて、検出結果を生成することと、
（ｖｉ）前記カメラによって、前記検出結果を前記プロセッサに送信することと、
（ｖｉｉ）前記プロセッサで、前記検出結果を受信することと、
（ｖｉｉｉ）前記プロセッサで、前記第１のビームレット及び前記第２のビームレットの識別情報を受信することと、
（ｉｘ）前記第１の観視位置と前記第１のビームレットとの間の第１の関係及び前記第１の観視位置と前記第２のビームレットとの間の第２の関係を得るために、前記プロセッサで、前記検出結果、前記第１のビームレット及び第２のビームレットの前記識別情報、ならびに前記第１の観視位置の前記識別情報を処理することと、
（ｘ）記憶媒体に、前記第１の関係及び前記第２の関係を記録することと、を含む、プロセス。
【請求項２】
前記光を変化させることは、前記第１のビームレットの前記光及び前記第２のビームレットの前記光を一時的に変更することを含み、前記第１のビームレットの前記光の前記一時的変更はそれに特有であり、前記第２のビームレットの前記光の前記一時的変更はそれに特有である、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記一時的変更はグレイコードに基づく、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記第１のビームレットの前記光の前記一時的変更を検出することと、前記検出された一時的変更から前記第１のビームレットの前記識別情報を抽出することと、をさらに含む、請求項２に記載のプロセス。
【請求項５】
（ａ）前記第１のビームレットの前記識別情報は、前記第１の多視点画素の識別情報及び１つ以上の幾何学的第１のビームレット座標のセットを含み、
（ｂ）前記第１の多視点画素の前記識別情報は、１つ以上の幾何学的第１の多視点画素座標のセットを含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
前記多視点ディスプレイの前記第１の多視点画素の第３のビームレットの推定識別情報を生成することであって、前記生成は、前記１つ以上の幾何学的第１のビームレット座標のセット、及び前記１つ以上の幾何学的第１の多視点画素座標のセットに基づく、生成することと、
前記第１の観視位置と前記第３のビームレットとの間の推定関係を生成することと、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
推定識別情報または前記推定関係は、少なくとも部分的に、線形補間、線形外挿、非線形補間、非線形外挿、テイラー級数近似、基準フレームの線形変化、基準フレームの非線形変化、二次モデル、球形モデル、及び／または指数関数モデル、ならびに三角法操作（ｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃ  ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）からなるグループから選択される１つ以上の数学的技法に基づく、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記第１の観視位置の前記識別情報は、１つ以上の幾何学的第１の位置座標のセットを含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
第２の観視位置の識別情報を生成することであって、前記第２の観視位置の前記識別情報は、１つ以上の幾何学的第２の位置座標のセットを含む、生成することと、
前記１つ以上の幾何学的第１の位置座標のセット、１つ以上の幾何学的第２の位置座標の前記セット、前記１つ以上の幾何学的第１の多視点画素座標のセット、及び前記１つ以上の幾何学的第１のビームレット座標のセットに基づいて、前記第１の多視点画素の第３のビームレットの推定識別情報を生成することと、
前記第１の観視位置と前記第２のビームレットとの間の推定関係を生成することと、をさらに含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記カメラは、光源も備え、前記プロセスは、
固定カメラで、前記光源によって放射される光を検出することと、
前記第１の観視位置の前記識別情報を得るために、前記光源からの前記検出された光を処理することと、をさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記光源で、前記光源に関する情報を通信するパターンに従って前記光源によって放射される前記光を変化させること、をさらに含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記パターンはまた、前記第１の観視位置に関する情報を通信する、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
位置特定システムで、前記第１の観視位置の前記識別情報を生成することをさらに含み、
前記位置特定システムは、全地球測位システム、グローバルナビゲーション衛星システム、従来のカメラ、立体カメラ、深さ認識カメラ、飛行時間カメラ、構造化光スキャナ、屋内測位システム、及び高度測量器からなるグループから選択される１つ以上の位置特定技術に基づく、請求項１に記載のプロセス。
【請求項１４】
多視点ディスプレイを較正するためのシステムであって、
（ｉ）前記多視点ディスプレイの第１の多視点画素からの第１のビームレットの光及び第２の多視点画素からの第２のビームレットの光を同時に変化させるように、前記多視点ディスプレイに命令する多視点ディスプレイコントローラと、
（ｉｉ）カメラによって検出される前記第１のビームレットの前記光及び前記第２のビームレットの前記光における変化、または変化がないことを検出し、それに基づいて検出結果を生成するカメラと、
（ｉｉｉ）前記カメラが位置付けられた観視位置の識別情報を生成する位置特定システムと、
（ｉｖ）前記検出結果、前記観視位置の前記識別情報、ならびに前記第１のビームレット及び前記第２のビームレットの識別情報を受信し、前記検出結果に基づいて、前記観視位置と前記第１のビームレットとの間の第１の関係及び前記観視位置と前記第２のビームレットとの間の第２の関係を生成するプロセッサと、
（ｖ）前記プロセッサが前記観視位置と前記第１のビームレットとの間の前記第１の関係及び第２の関係を記録する記憶媒体と、を備える、システム。
【請求項１５】
前記カメラは光源を備え、前記位置特定システムは前記光源によって放射される光を検出する固定カメラを備え、前記カメラによって検出される前記光源によって放射される前記光は、前記観視位置の前記識別情報を得るために処理される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記光源に関する情報を通信するパターンに従って、前記光源によって放射される前記光が変化する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記位置特定システムは、全地球測位システム、グローバルナビゲーション衛星システム、従来のカメラ、立体カメラ、深さ認識カメラ、飛行時間カメラ、構造化光スキャナ、屋内測位システム、及び高度測量器からなるグループから選択される１つ以上の位置特定技術に基づく、請求項１４に記載のシステム。
【国際調査報告】
2018509047.tif 000019
2018509047.tif 000020