特許 6847248 精密マルチビューディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6847248

(24)【登録日】2021年3月4日

(45)【発行日】2021年3月31日

(54)【発明の名称】精密マルチビューディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20210322BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20210322BHJP

   G09G 5/00 20060101ALI20210322BHJP

   G02B 30/00 20200101ALI20210322BHJP

【ＦＩ】

   G09F9/00 361

   G09F9/00 313

   G09G3/20 680H

   G09G3/20 680E

   G09G5/00 510V

   G09G5/00 555D

   G09G5/00 X

   G09G3/20 670H

   G02B30/00

【請求項の数】7

【全頁数】62

(21)【出願番号】特願2019-547401(P2019-547401)

(86)(22)【出願日】2018年11月8日

(65)【公表番号】特表2020-517978(P2020-517978A)

(43)【公表日】2020年6月18日

(86)【国際出願番号】US2018059859

(87)【国際公開番号】WO2019094616

(87)【国際公開日】20190516

【審査請求日】2019年10月28日

(31)【優先権主張番号】15/809,147

(32)【優先日】2017年11月10日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】318018265

【氏名又は名称】ミスアプライド サイエンシーズ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍｉｓａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ング アルバート ハン

(72)【発明者】

【氏名】ディーツ ポール ヘンリー

(72)【発明者】

【氏名】ダンカン ウィリアム ジェリー

(72)【発明者】

【氏名】ラスロップ マシュー スティール

(72)【発明者】

【氏名】トンプソン デイヴィッド スティーブン

【審査官】 小野 博之

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２１２４１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１０−５３６０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５０５８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３４６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５０７７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２４６０１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１５５８９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−０３４０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９４９５８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２９８１７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０１３２１５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｆ ９／００−４６

Ｇ０２Ｆ １／１３−１／１３３５

１／１３３６３−１／１４１

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

２９／７８６

５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／００−３３／２８

Ｇ０９Ｇ １／００−５／３６

５／３７７−５／４２

Ｇ０２Ｂ ２７／００−２７／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイ画素のアレイを含むディスプレイと、
レンズのアレイを含むレンズアレイパネルであって、前記レンズのそれぞれと、前記レンズがその上に配置される前記ディスプレイ画素とが、マルチビュー（ＭＶ）画素を形成し、前記ＭＶ画素が、異なる方向にビームレットを放射するように構成され、それにより、ＭＶ画素のアレイが、前記ＭＶ画素のアレイに対してそれぞれ位置付けられた異なる視聴ゾーンにおいて見ることができる異なる画像を形成するように構成される、レンズアレイパネルと、
前記ディスプレイおよび前記レンズアレイパネルを含む筐体と、
前記レンズアレイパネルが、レールから形成されたフレームと、前記フレームによって支持され、互いに隣接してタイリングされて、前記レンズアレイパネルのレンズのアレイを集合的に形成する複数のレンズアセンブリとを備え、
各レンズアセンブリは、アパーチャアレイが前記レンズアセンブリ上に配置されたときに、前記レンズアセンブリのレンズと合うアパーチャを規定するアパーチャアレイを含む、
ことを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【請求項2】

請求項１に記載のマルチビューディスプレイ装置であって、前記筐体が、前記ディスプレイに隣接して配置された背面カバーと、前記レンズアレイパネルに隣接して配置された正面カバーとを含み、前記正面カバーが、前記ＭＶ画素にそれぞれ対応するアパーチャを画成することを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【請求項3】

請求項１に記載のマルチビューディスプレイ装置であって、それぞれのディスプレイ画素が、複数のディスプレイサブ画素から形成され、前記マルチビューディスプレイ装置が、ディスプレイと前記レンズアレイパネルとの間に配置されたディフューザを備え、前記ディフューザが、前記ディスプレイのディスプレイサブ画素構成に応じて、第１の軸に沿ってより多くの拡散を実現し、前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿ってより少ない拡散を実現するように、非対称的であることを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【請求項4】

請求項１に記載のマルチビューディスプレイ装置であって、四辺形状を有し、前記四辺形状の両縁部に設けられたネットワークおよび電力のコネクタを備え、第１のネットワークコネクタに結合される第１のネットワークインターフェース、および第２のネットワークコネクタに結合される第２のネットワークインターフェースを含むコントローラを備え、前記第１および第２のネットワークインターフェースのうちの一方が、信号を入力するための上流インターフェースとして機能し、前記第１および第２のネットワークインターフェースのうちの他方が、信号を出力するための下流インターフェースとして機能し、
前記コントローラが、第１の電力コネクタに結合される第１の電力インターフェース、および第２の電力コネクタに結合される第２の電力インターフェースをさらに含み、前記第１および第２の電力インターフェースのうちの一方が、電力を入力する上流インターフェースとして機能し、前記第１および第２の電力インターフェースのうちの他方が、電力を出力する下流インターフェースとして機能することを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【請求項5】

請求項１に記載のマルチビューディスプレイ装置であって、前記レンズアセンブリのそれぞれが、互いに重ねられる少なくとも２つのレンズアレイを備え、前記レンズアセンブリのそれぞれが、第１の機械的結合部を含む第１のレンズアレイと、前記第１の機械的結合部に連結可能な第２の機械的結合部、および第３の機械的結合部を含む第２のレンズアレイと、前記第３の機械的結合部に連結可能な第４の機械的結合部を含む第３のレンズアレイとを備え、前記レンズアセンブリのそれぞれが、前記ＭＶ画素間で迷光が交差するのを遮断するように構成された内部バッフルを含み、
前記内部バッフルが、前記レンズアレイに画成された凹所から形成されることを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【請求項6】

請求項５に記載のマルチビューディスプレイ装置であって、前記レンズアセンブリのうちの１つ以上の表面が、光吸収材料でコーティングされ、
前記レンズアセンブリの前記１つ以上の表面に反射防止コーティングまたはバンドパスコーティングが施される前に、光吸収コーティングが施され、
不透明な媒体から成形されたアパーチャ構造の表面に透明な媒体をオーバーモールドすることにより、または透明から成形された前記レンズのアレイに不透明なフィルムをインモールド接着することにより、前記レンズのアレイが形成されることを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【請求項7】

請求項１に記載のマルチビューディスプレイ装置であって、前記レンズアレイパネルと前記ディスプレイの間に配置され、迷光が前記ＭＶ画素間で交差するのを遮断するように構成されたバッフルのシートを備えることを特徴とする、マルチビューディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、マルチビュー（ＭＶ）ディスプレイシステムに関し、より詳細には、容易に特定されるロケーションに任意の（たとえば異なる）コンテンツを提供することができる拡張可能な精密ＭＶディスプレイシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

この特許または出願の書類は、色付きで作成された少なくとも１つの図面を含む。色付きの図面を有するこの特許または特許出願公開の複製は、請求および必要な手数料の支払いがあれば、当局によって提供される。

【0003】

マルチビューディスプレイは、ディスプレイに対するそれぞれの視聴者のロケーションに基づき、異なるコンテンツを異なる視聴者に同時に提示する。目新しいレンチキュラーカードが、マルチビューシステムの簡単な例である。異なる角度から見ると、それらのカードは異なる画像を示すことができる。それらのカードは、コンテンツのストライプ上に配置された一連の円筒形レンズレットを使用して、各コンテンツのストライプを一意の角度範囲に方向付ける。単一の画像から成るストライプを、レンズレットの下の適切なロケーションに配置することによって、完全な画像が形成される。ストライプの画像は、印刷されたシートによって提供されてもよく、またはフラットパネルディスプレイによって提供されてもよい。

【0004】

図２６は、レンチキュラーディスプレイシステム２７００の基本的な動作を示す。レンチキュラーディスプレイシステム２７００は、２つの円筒形レンズ、すなわちレンチクル２７０２を含み、これらのレンチクルは断面で示され、コンテンツストライプのアレイ２７０４上に配置されている。コンテンツストライプのアレイ２７０４は、コンテンツストライプ１、２、３、４、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤを含む。視聴ゾーン４Ｄでは、視聴者は、ストライプＤにストライプ４が隣接した画像を見ることになる。同時に、視聴ゾーン３Ｃの視聴者は、ストライプＣにストライプ３が隣接した画像を見ることになる。したがって、異なるロケーションの異なる視聴者に、別個の画像を同時に提供することができる。

【0005】

このディスプレイシステム２７００には重大な限界がある。視聴ゾーン３Ｄの視聴者は、ゾーン３Ｃ画像のストライプ３の部分と、ゾーン４Ｄ画像のストライプＤの部分の画像を見ることになる。コンテンツストライプのアレイ２７０４から遠く離れると、ゾーン４Ｄ、３Ｃ、２Ｂ、および１Ａはそれぞれ幅広くなる。コンテンツストライプのアレイ２７０４に近くなるほど、ゾーン３Ｄ、２Ｃ、および１Ｂの視聴者は、ゾーン４Ｄ、３Ｃ、２Ｂ、および１Ａを対象とした複数の画像の一部分が組み合わされたものを見ることになる。印刷されたレンチキュラーディスプレイを設計するとき、複数の画像の一部分を組み合わせたものを提供するのではなく、対象とする視聴ゾーンに一貫した画像を提供するように画像ストライプを配置することができるように、予想視聴距離を知っておく必要がある。電子ディスプレイでは、視聴者がその時点で位置するロケーションにおいて一貫した画像を生成するように、ストライプを動的に割り当てることができる。

【0006】

各レンチクルの下のストライプの数を増やすことによって、視聴ゾーンの数を増やそうとする場合には、別個の視聴ゾーンの数が急激に増加し、それぞれのサイズが小さくなる。特定のロケーションに向けて画像の的をしぼることが、ますます困難になる。上記その他の限界により、現行のマルチビューディスプレイは、通常、非常に少数の視聴ゾーンに限定される。２つ〜４つの視聴ゾーンが一般的であり、三次元（３Ｄ）視聴用途を対象とした商用ユニットは、レンズレットあたり数十本の小さなストライプで上限に達する傾向にある。

【0007】

フラットパネル電子ディスプレイの画素は、通常、空間的に別個であるサブ画素（たとえば、赤色、緑色、および青色のサブ画素）から成り、様々な色を生成する。この技法は、人間の目の機能に限界がありこのレベルの細かさを分解できないことに依存している。残念ながら、レンチクルは拡大鏡として作用し、サブ画素をとても明瞭にすることができる。たとえば、赤色のサブ画素がレンチクルの下のストライプとして並べられると、これが結像するロケーションにいる視聴者は、そのレンチクルの領域には赤色しか見ることができない可能性がある。このサブ画素の問題を克服するために、レンチクルは、レンズの長軸に沿って異なる色のサブ画素を覆うように、下にあるパネルに対して傾けられてもよい。円筒形レンチクルは、その次元においては拡大しないので、混色がうまく作用する。

【0008】

円筒形レンズを使用するレンチキュラーディスプレイは、一次元のビュー、たとえば厳密に水平な、または厳密に垂直なビューを生成することに限定される。いわゆる「ドット」または「フライアイ」のレンチキュラーは、レンズの２次元アレイを使用して、コンテンツが両方の次元に方向付けられることを可能にする。両方の次元が拡大されてしまうので、残念ながらサブ画素の混合を可能にするようにレンチクルを傾けるための同等な策は存在しない。

【0009】

従来のレンズ効果には代替的な技法が存在する。たとえば、ＬＥＩＡという企業は、回折光学部品を使用して、６４個（各次元に８個）のビューを有するディスプレイを作製している。また、視差バリアを使用する技法も存在するが、これらの技法では、輝度が大きく損なわれる。時分割多重ディスプレイと組み合わされた可動式バックライトも開示されているが、高速の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルがないことから、そのようなシステムのビューの数は限定される。そのようなシステムを使用している最大で４つの独立したビューが報告されている。

【0010】

大型のディスプレイを作製するためには、より小型のディスプレイを格子の形にタイリング（タイル表示）するのが一般的なやり方である。ビデオ壁、および大型の発光ダイオード（ＬＥＤ）の看板は、このように構成されることが多い。タイルは単一の大型ディスプレイよりも輸送しやすく、保管しやすく、全体的に取り扱いやすいことを含めて、この手法には多くの利点がある。また、タイルは多くの異なる構成に配置することができる。さらに、タイルは、個々に修理または交換することができ、ディスプレイ全体を処理する必要はない。さらに、ある一定の欠陥密度を前提とすると、非常に大型のディスプレイよりも、小型のタイルは欠陥のない可能性がはるかに高いことから、タイルは製造しやすい。単に大型のディスプレイを組み立てることと比較して、ディスプレイをタイリングすることの欠点が存在する。たとえば、電力およびビデオの信号を、タイルごとに生成し、経路設定しなくてはならない。さらに、各タイルは異なる輝度または色を有することがあり、それらはキャリブレーションによる補正が必要なことがある。

【0011】

従来のタイルドディスプレイの必要性に対応するために、専用の機器が作製されてきた。たとえば、ビデオ壁コントローラは、標準的なビデオストリームを倍率変更およびセグメント化して、タイルドモニタ全体にわたって再生できるようにすること可能である。カラーキャリブレータを使用して、タイル間で一貫した輝度および色が維持される。専用の機械的設置システムがタイルを定位置に保持し、多くの電気ケーブルを管理するためのチャネルを提供する。

【0012】

独立したマルチビューディスプレイは、より大型に見えるディスプレイを作製するように配置することができるが、こうしたタイルドディスプレイを作るのに使用されるマルチビューディスプレイは、この種類のタイルドディスプレイをより構築しやすくする、またはより低コストにするためのいかなる特徴も含んでいない。

【0013】

最後に、ほとんどの電子マルチビューディスプレイはオートステレオ用途を対象としており、任意のコンテンツを同時に複数のロケーションに任意に方向付けるためのインターフェースを提供していない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

任意の（たとえば異なる）コンテンツを、容易に特定されるロケーションに提供して、ロケーション固有のメディア体験をサポートすることができる拡張可能な精密マルチビューディスプレイシステムが必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

幅広い視野にわたる個々の視聴者に向けて、正確に、同時にコンテンツの的をしぼることができる精密マルチビューディスプレイシステムの様々な態様が開示される。個々のユニットをタイリングすることによって、より大型のディスプレイが作製されてもよく、タイリングを容易で効率的にするように設計された様々な技法が開示される。また、正確な視聴ロケーションにコンテンツを指定できるようにするキャリブレーション手順、ならびに視聴ゾーンを指定し、これらのゾーンで見えるようになるコンテンツを関連付けることを、ユーザがグラフィカルに行うことができるようにする簡単なインターフェースも開示される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本開示の１つ以上の実施形態による精密ＭＶディスプレイ装置の正面斜視図である。

【図2】本開示の１つ以上の実施形態による精密ＭＶディスプレイ装置の分解正面図である。

【図3】本開示の１つ以上の実施形態による精密ＭＶディスプレイ装置の部分的な分解背面図である。

【図4】本開示の１つ以上の実施形態によるＭＶディスプレイシステムの正面図である。

【図5A】本開示の１つ以上の実施形態によるサブ画素パターンをそれぞれ示す図である。

【図5B】本開示の１つ以上の実施形態によるサブ画素パターンをそれぞれ示す図である。

【図5C】本開示の１つ以上の実施形態によるサブ画素パターンをそれぞれ示す図である。

【図6】本開示の１つ以上の実施形態による、複数のレンズアセンブリを含むレンズアレイパネルの正面斜視図である。

【図7A】本開示の１つ以上の実施形態による、３つのレンズアレイ（第１、第２、および第３のレンズアレイ）を含むレンズアセンブリの分解側面斜視図である。

【図7B】本開示の１つ以上の実施形態による、３つのレンズアレイ（第１、第２、および第３のレンズアレイ）を含むレンズアセンブリの分解側面斜視図である。

【図7C】本開示の１つ以上の実施形態による、３つのレンズアレイ（第１、第２、および第３のレンズアレイ）を含むレンズアセンブリの分解側面斜視図である。

【図8A】本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイの正投影図である。

【図8B】本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイの正投影図である。

【図8C】本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイの正投影図である。

【図8D】本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイの正投影図である。

【図9A】本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイの正投影図である。

【図9B】本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイの正投影図である。

【図9C】本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイの正投影図である。

【図9D】本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイの正投影図である。

【図10A】本開示の１つ以上の実施形態による第３のレンズアレイの正投影図である。

【図10B】本開示の１つ以上の実施形態による第３のレンズアレイの正投影図である。

【図10C】本開示の１つ以上の実施形態による第３のレンズアレイの正投影図である。

【図10D】本開示の１つ以上の実施形態による第３のレンズアレイの正投影図である。

【図11】本開示の１つ以上の実施形態による、第１のレンズアレイの背面、および第２のレンズアレイの正面を示す斜視図である。

【図12】本開示の１つ以上の実施形態による、第１のレンズアレイの背面、および第２のレンズアレイの正面を示す斜視図である。

【図13A】本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイの側面斜視図である。

【図13B】本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイの側面斜視図である。

【図13C】本開示の１つ以上の実施形態による２つの第２のレンズアレイの斜視図である。

【図13D】本開示の１つ以上の実施形態による２つの第２のレンズアレイの斜視図である。

【図13E】本開示の１つ以上の実施形態による２つの第２のレンズアレイの斜視図である。

【図14】本開示の１つ以上の実施形態によるレンズアセンブリの部分断面図である。

【図15A】本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイの断面図である。

【図15B】本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイの断面図である。

【図16A】本開示の１つ以上の実施形態による、コーティングが施された第１のレンズアレイの斜視図である。

【図16B】図１６Ａの第１のレンズアレイ１４０を生成するために施されるコーティング／塗装のステップをなくす役割を果たす、レンズアレイのオーバモールディングを示す図である。

【図16C】図１６Ａの第１のレンズアレイ１４０を生成するために施されるコーティング／塗装のステップをなくす役割を果たす、レンズアレイのオーバモールディングを示す図である。

【図16D】図１６Ａの第１のレンズアレイ１４０を生成するために施されるコーティング／塗装のステップをなくす役割を果たす、レンズアレイのオーバモールディングを示す図である。

【図17A】本開示の１つ以上の実施形態によるレンズアレイパネルの部分的な背面斜視図である。

【図17B】本開示の１つ以上の実施形態による第３のレンズアレイの側面斜視図である。

【図17C】単一片のバッフル構造体の例を示す斜視図である。

【図17D】不連続な外側壁を有する単一片のバッフル構造体の例を示す斜視図である。

【図18】本開示の１つ以上の実施形態によるディフューザの部分斜視図である。

【図19】本開示の１つ以上の実施形態によるディスプレイコントローラのブロック図である。

【図20A】本開示の１つ以上の実施形態によるグラフィカルユーザインターフェースの図である。

【図20B】本開示の１つ以上の実施形態による第１のグラフィカルユーザインターフェース方法のフローチャートである。

【図20C】本開示の１つ以上の実施形態による第２のグラフィカルユーザインターフェース方法のフローチャートである。

【図21A】本開示の１つ以上の実施形態によるキャリブレーション手順を実行するＭＶディスプレイシステムのブロック図である。

【図21B】本開示の１つ以上の実施形態によるキャリブレーション手順のフローチャートである。

【図21C】本開示の１つ以上の実施形態によるキャリブレーション手順中に表示されてもよい画像である。

【図22A】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中にキャリブレーションパターンを表示するレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図22B】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中にキャリブレーションパターンを表示するレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図23A】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図23B】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図23C】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図23D】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図23E】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図23F】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24A】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24B】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24C】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24D】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24E】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24F】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24G】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24H】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24I】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24J】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24K】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24L】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24M】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24N】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24O】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24P】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24Q】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24R】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24S】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図24T】本開示の１つ以上の実施形態による、キャリブレーション手順中のレンズアセンブリのそれぞれ正面図である。

【図25A】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25B】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25C】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25D】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25E】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25F】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25G】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25H】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図25I】本開示の１つ以上の実施形態による精製画像を示す図である。

【図26】従来のレンチキュラーディスプレイシステムの部分図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、本開示の１つ以上の実施形態による精密ＭＶディスプレイ装置１００の正面斜視図である。ＭＶディスプレイ装置１００は、マルチビュー画素１０２の格子を含み、四辺形（たとえば矩形）の形を有する。他の形状および構成は、本開示の範囲内にある。視聴者にとって、ＭＶディスプレイ装置１００は、普通の発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイのように見える。１つ以上の実施形態では、ＭＶディスプレイ装置１００は、マルチビュー画素１０２の格子の上に配設された一体型カメラ１０４を含む。カメラ１０４は、ＭＶディスプレイ装置１００の視野内での活動を監視するために使用される感知システムの例である。１つ以上の実施形態では、こうした感知システムは、ＭＶディスプレイ装置１００に一体化されていないセンサを含み、または完全にそのようなセンサから成る。

【0018】

図２は、本開示の１つ以上の実施形態による精密ＭＶディスプレイ装置１００の分解正面図である。ＭＶディスプレイ装置１００は、背面カバー１０６および正面カバー１０８を含む。高分解能のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）１１０が、背面カバー１０６に当接している。１つ以上の実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０は、ＬＣＤパネルおよび背面照明ユニットを含む。本開示の範囲から逸脱することなく、他のタイプのフラットパネルディスプレイ１１０が使用されてもよい。フラットパネルディスプレイ１１０は、このフラットパネルディスプレイ１１０のディスプレイサブ画素の色を局所的に混合する役割を果たすディフューザ１６２（図１８を参照）によって覆われてもよく、これについては以下でさらに詳細に説明する。ディフューザ１６２は、レンズアレイパネル１１２によって覆われる。

【0019】

レンズアレイパネル１１２は、さらに小さいレンズアセンブリ１３２（図６および図７Ａ〜図７Ｃを参照）から成り、それぞれのレンズアセンブリ１３２が３つのレンズアレイ１４０、１４２、１４４を含み、それらが重ねられて、マルチビュー画素１０２のための複数のマルチ素子レンズ系がそれぞれ生成される（レンズアセンブリ１３２には、１６個のこうしたレンズ系が含まれる）。マルチビュー画素１０２間でのクロストークを防ぐために、レンズアレイパネル１１２は、ディフューザ１６２とレンズアレイパネル１１２のレンズとの間にあるバッフル１５０、１５２（図１７Ａを参照）を含む。レール１３４および１３６を含むレールシステム（図６を参照）が、マルチビュー画素１０２をきっちり詰めることができるようなやり方で、レンズアセンブリ１３２をともに保持する。正面カバー１０８は、マルチビュー画素１０２の見た目をよくする複数のアパーチャ１０８ａを含む。レンズアレイパネル１１２の構成要素は、図５〜図１７Ｃを参照しながら、以下でより詳細に説明する。

【0020】

図３は、本開示の１つ以上の実施形態による精密ＭＶディスプレイ装置１００の部分的な分解背面図である。図３では、背面カバー１０６のパネル１０６ａが取り外されて、第１のドライバボード１１４および第２のドライバボード１１６が露出している。第１のドライバボード１１４は、マルチビュー用途をサポートするために専用に設計されている画素処理ユニット１７２（図１９を参照）を含む。また第１のドライバボード１１４は、電力を分配する電力コントローラ１８０も含み（図１９を参照）、その電力は、ＭＶディスプレイ装置１００内で電力コネクタ１１８に接続された電力ケーブルによって受けられる。さらに、第１のドライバボード１１４は、データコネクタ１２０に接続されたデータケーブルを介してデータを送受信するネットワークコントローラ１７８を含む（図１９を参照）。図３には示していないが、第２のドライバボード１１６も、電力コントローラ１８０に結合される電力コネクタ１１８と、ネットワークコントローラ１７８に結合されるデータコネクタ１２０とを含む。１つ以上の実施形態では、データコネクタ１２０はイーサネット（登録商標）コネクタであり、ネットワークコントローラ１７８は、イーサネット（登録商標）データ通信規格に従ってデータを送受信する。ＭＶディスプレイ装置１００の左右両側に電力コネクタ１１８およびデータコネクタ１２０を設けることによって、複数のディスプレイ装置１００を相互接続してタイルドディスプレイ装置を形成するときに、便利で整ったケーブル敷設が可能になる。

【0021】

さらに多くのマルチビュー（ＭＶ）画素を有するより大きいディスプレイを作製するために、図４に示すようにＭＶディスプレイ装置１００をタイルド構成で使用することができる。図４は、本開示の１つ以上の実施形態によるＭＶディスプレイシステム１２２の正面図である。ＭＶディスプレイシステム１２２は複数のＭＶディスプレイ装置１００を含み、以下で詳細に説明するように、それらは互いに結合され、異なる視聴ゾーンの視聴者に異なる画像が提供されるように、自らのＭＶ画素１０２を発光させる制御信号がそれらに提供される。図４に示す例のＭＶディスプレイシステム１２２は、９個のＭＶディスプレイ装置１００を含むが、ＭＶディスプレイシステム１２２の他の実施形態は、異なる数のＭＶディスプレイ装置１００を含んでもよい。

【0022】

ＭＶディスプレイ装置１００は、タイリングをより容易で、より効率的にする多くの特徴を含む。１つ以上の実施形態では、背面カバー１０６および正面カバー１０８の側縁部には突起、通風孔、およびケーブルコネクタが設けられておらず、それにより、ＭＶディスプレイ装置１００が物理的に互いに当接することができるようになる。設置点は、タイリングを妨げないように、ＭＶディスプレイ装置１００の背面に設けられる（図３を参照）。ディスプレイの縁部とその画素との間の空間であるベゼルは、見た目をよくするために最小限に抑えられる。電力コネクタ１１８およびデータコネクタ１２０は、ＭＶディスプレイ装置１００をデイジーチェーン接続できるようにするロケーションにおいて背面カバー１０６に（たとえばその両側に）設けられており、これにより、ＭＶディスプレイシステム１２２などのタイルドシステムを駆動するのに必要なケーブルの量が大幅に低減される。さらに、ＭＶディスプレイ装置１００の動作を制御するアプリケーションソフトウェアによって、ＭＶディスプレイシステム１２２を単一の大型ディスプレイとして扱うことができるようになり、それにより、従来のＭＶディスプレイ装置よりもキャリブレーションおよび使用が容易になる。

【0023】

ともに作用して目的とするマルチビュー機能を実現する、ＭＶディスプレイシステム１２２の多数の態様が存在する。たとえば、ＭＶディスプレイシステム１２２は、（マルチビュー用途向けに専用に最適化されたライトフィールドディスプレイのタイプの）光学系、ディスプレイコントローラ、キャリブレーション、グラフィカルインターフェースを含め、多数のサブシステムを含み、これらがともに作用して、目的とするマルチビュー機能を実現する。これらの態様のそれぞれを、以下でより詳細に説明する。

【0024】

（光学系）
ＭＶディスプレイ装置１００は、ライトフィールドディスプレイのタイプである。従来型ディスプレイの各画素は、一度に１つの色および光強度を表示するように設計され、それがディスプレイの視野にわたって投じられる。対照的に、ＭＶディスプレイ装置１００の各マルチビュー（ＭＶ）画素１０２は、様々な視聴ゾーンに向けて異なる色および光強度を同時に投射する。この点で、ＭＶ画素１０２はむしろプロジェクタに近く、個々に制御された光のビームレットを多数の方向に同時に送る。

【0025】

本開示の１つ以上の実施形態では、ＭＶディスプレイ装置１００のレンズアレイパネル１１２は、ディスプレイ画素のアレイを含むフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）１１０上に置かれる光学素子のアレイ（マルチ素子レンズ系のアレイ）を含む。レンズアレイパネル１１２のマルチ素子レンズ系は、ディスプレイ画素（たとえば１００×１００＝１０，０００個のディスプレイ画素）のサブアレイ上に置かれて、１つのマルチビュー（ＭＶ）画素１０２を集合的に形成し、ここで各ビームレットは、１つのディスプレイ画素に対応する。この例では、各ＭＶ画素１０２は、１０，０００個のディスプレイ画素に基づき１０，０００本のビームレットを放射することができ、ここで各ビームレットの方向、色、および輝度は独立して制御可能である。したがって、ＭＶ画素１０２のアレイは、小さいプロジェクタのアレイと考えることができ、それぞれのプロジェクタは、フラットパネルディスプレイ１１０のサブ区分を撮像装置として使用する。あるいは、この構成は、フラットパネルディスプレイ１１０に置かれた拡大鏡のアレイ（すなわち、マルチ素子レンズ系のアレイ）と考えることができる。各レンズ系が、それぞれのディスプレイ画素を拡大して、マルチ素子レンズ系の瞳を満たす。視聴者が見るディスプレイ画素は、ディスプレイ画素上に配設されたレンズ系の光学軸に対する視聴角度、または視聴者の角度に応じて拡大される。言い換えれば、どのディスプレイ画素が拡大鏡を通して見えるかは、視聴角度に応じて決まる。したがって、どの画素を見ることができるかを（視聴角度によって）選択することと、この選択された見ることができる画素を拡大して、視聴者の観点からさらに大きい範囲をカバーすることとの両方が、拡大によって可能になる。

【0026】

ＦＰＤベースの手法（すなわち、ＦＰＤ１１０とレンズアレイパネル１１２との組合せ）は、別個のプロジェクタのアレイを使用することに比べて、いくつかの利点を提供する。別個のプロジェクタの設計では、駆動電子機器をＭＶ画素ごとに別々に作製する必要があるが、ＦＰＤベースの手法では、ＦＰＤ１１０上のすべてのＭＶ画素は、共通の電子機器を使用することができる。固定数の（１次に対する）ビームレットがそれぞれ固定数のディスプレイ画素によって提供されるＦＰＤベースの手法を用いると、ＭＶ画素１０２の個数または空間分解能と、ＭＶディスプレイ装置１００の角度分解能との間でトレードオフが行われてもよい。

【0027】

（ディスプレイ「サブ画素」）
多くのＦＰＤは、異なる色のサブ画素（たとえば、赤色、緑色、および青色のサブ画素）を使用することによって色を生成する。言い換えれば、各ディスプレイ画素の色は、そのディスプレイ画素を集合的に形成する異なる色のディスプレイ「サブ画素」を使用することによって設定することができる。十分に離れて見ると、ディスプレイサブ画素を個々に分解することはできず、したがって、対応するディスプレイ画素のために個々の色をともに混合する効果が生じる。ＭＶ用途では、明確な角度分解能を与えるようにレンズ系の倍率を高く設定してもよいが、これにより、個々のディスプレイサブ画素が見えるようになることがある。視聴者が、あるディスプレイ画素を形成する所与のディスプレイサブ画素だけのビームレット経路におり、他のディスプレイサブ画素のビームレット経路にはいない場合、視聴者は、そのディスプレイサブ画素の色（たとえば、赤色、緑色、または青色）しか見ることができず、そのディスプレイ画素に付けるはずの混色を見ることはできない。ディスプレイサブ画素間に隙間があるモノクロディスプレイでも、同様の問題が生じることがある。

【0028】

この問題を解決するために、ＭＶディスプレイ装置１００は、対応するディスプレイ画素のために、フラットパネルディスプレイ１１０のディスプレイサブ画素間で効果的に色を混合するディフューザ１６２（図１８を参照）を使用する。いくつかの実施形態によれば、異なるディスプレイ画素ごとに、それぞれ別々の（異なる）ディフューザが使用されてもよく、それにより各ディフューザは、そのディスプレイ画素のディスプレイサブ画素だけをともに混合することになる。しかし、これには、フラットパネルディスプレイ１１０のサブ画素にディフューザ１６２を正確に位置合わせすることが必要になる。したがって、他の実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０全体にわたって単一のディフューザ層が設けられ、これによりディスプレイ画素ごとに十分な局所的混色が生成される。

【0029】

適切なディフューザ１６２を選択する際に、工学的なトレードオフが生じることがある。幅広い横方向の混色を実現するディフューザは色を良好に混合するが、スミアが生じることから、ディスプレイの達成可能な角度分解能に限界がある。

【0030】

ＦＰＤ１１０で使用されるサブ画素のパターンは様々である。典型的なパターンを図５Ａに示す。図５Ａでは、サブ画素のパターン１２４は、四角いパターンでＲＧＢの（垂直な）ストライプに配置された複数のサブ画素１２６を含む。たとえば、赤色のディスプレイサブ画素は、繰り返される前に、水平方向の空間の約３分の１を占めている。したがって、ディフューザ１６２は大きい隙間にわたる必要がある。垂直方向では、状況が全く異なる。図５Ａでは、ディスプレイサブ画素１２６間にほとんど隙間がなく、拡散はほとんど必要ない。様々な例示的な実施形態では、ディフューザ１６２は非対称的なディフューザであり、水平次元および垂直次元に適切な量の拡散を提供する。軸ごとに独立した最適化を行うことによって、対称的なディフューザが採用されていた場合よりもさらに良好な角度分解能を、システムが保持できるようになる。１つ以上の実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０は、図５Ａに示すサブ画素パターン１２４に配置されたサブ画素１２６を含む。このフラットパネルディスプレイ１１０では、水平軸に沿ってより多くの拡散を提供し、垂直軸に沿ってより少ない拡散を提供する非対称的なディフューザ１６２が使用されてもよく、これについては、以下で図１８を参照しながらさらに十分に説明する。

【0031】

図５Ｂは、四角形のモザイクパターンに配置された複数のサブ画素１２６を含むサブ画素１２６のパターンを示す。１つ以上の実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０は、図５Ｂに示すサブ画素１２６のパターンに配置されたサブ画素１２６を含む。

【0032】

図５Ｃは、四角形の赤色、緑色、青色、白色（ＲＧＢＷ）のパターンに配置された複数のサブ画素１２６を含むサブ画素パターン１２８を示す。１つ以上の実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０は、図５Ｃに示すサブ画素パターン１２８に配置されたサブ画素１２６を含む。

【0033】

将来のＦＰＤは、ディフューザの必要性を低くする、より適した混色技法（たとえばフィールドシーケンシャルカラー方式）を組み込んでもよい。したがって、典型的なカラーフィルタ付きサブ画素チャネルを使用するＦＰＤでは、ディフューザを使用することが好ましく、全般的にこのディフューザは、非対称的な散乱プロファイルを有する。

【0034】

（レンズ設計、およびアレイ内の機械的位置合わせ、および取付具の特徴）
様々な例示的な実施形態では、マルチ素子レンズ（またはマルチ素子レンズ系）が採用される。複数の素子を使用してレンズ系を形成することによって、焦点、視野、および曲線因子の間ではるかに良好なトレードオフを達成することが可能になる。ＭＶ画素１０２間で迷光が交差しないようにするためバッフルを設けることを含めて、各マルチ素子レンズを独立して組み立て、次いで、それらをフラットパネルディスプレイ１１０の上に並べることができる。こうした技法には、法外な費用がかかることがある。あるいは、レンチキュラーレンズのシートの例を使用すると、レンズのシートを重ねて、個々のレンズ素子を平行に作製することを想像することができる。

【0035】

素朴なレンズシート手法には多くの課題が存在し得る。第１に、光学軸に沿ってレンズ間で適切な間隔を維持するのが困難なことがある。第２に、熱膨張差により、温度変化の過程で正しいディスプレイ画素上でレンズを中央に保つことが難しくなる。たとえば、レンズシートがフラットパネルディスプレイ１１０の一方の縁部に固定された場合には、熱膨張によって、ＭＶ画素１０２は、束縛された方の縁部よりも、反対側の固定されていない縁部においてより大きくシフトする。第３に、光学材料から作られるシートは、迷光がフラットパネルディスプレイ１１０に平行に通過して、１つのＭＶ画素１０２から別のＭＶ画素に通過する通路を提供することがある。最後に、両面に任意の表面を有する精密レンズの大型シートを成形するには、重大な製造上の困難が存在することがある。以下で述べるように、本開示によるＭＶディスプレイ装置１００は、それらの問題を克服する。

【0036】

複数のレンズシートを互いに一定の距離に保持することは、困難であり得る。ＦＰＤは非常に大きいことがあり、その大きさのシートは、かなりのたるみを呈することがある。このことは、縁部から高い引っ張り力でシートを保持することによって、ある程度までは克服することができる。しかし、レンズシートの伸び、およびタイルドシステムに大きい隙間を生じさせる大型の機械的フレームが必要になることを含めて、この解決策によって独自の問題が生じる。本開示は、精密な位置合わせを維持しやすくする自己位置合わせ特徴部をレンズ間の区域に含めることによって、これら２つの問題を克服する。これらの特徴部は、図６〜図１４を参照しながら以下で詳細に説明する。

【0037】

たるみを防止する１つの方法は、シートの大きさを何か小さいものに限定し、次いでこれらのシート片をともにタイリングすることである。例示的な実施形態では、図６、および図７Ａ〜図７Ｃに示すように、レンズは４×４のレンズアセンブリ１３２で構築され、これらが支持レールのシステム１３４、１３６を介して定位置に保持される。

【0038】

図６は、本開示の１つ以上の実施形態による、レンズアレイパネル１１２の正面斜視図である。レンズアレイパネル１１２は、それぞれが１６個のＭＶ画素１０２を含むレンズアセンブリ１３２のタイルドアレイを含む。図６に示す例では、レンズアレイパネル１１２は７つの列を含み、それぞれの列が４つのレンズアセンブリ１３２を含むが、列のうちの２つが取り外されて、支持の機械的構造体が見えるようにしてある。本開示の範囲から逸脱することなく、レンズアレイパネル１１２は、他の構成に配置された他の数のレンズアセンブリ１３２を含んでもよい。機械的支持構造体は、レンズアセンブリ１３２それ自体において、ならびにレンズアセンブリ１３２間において利用可能な空間によって、その大きさおよび形状が導かれるように専用に設計された。これにより、レンズアパーチャを最大化することが可能になる。

【0039】

１つ以上の実施形態では、支持構造体は、複数の垂直なレール１３４および複数の水平なレール１３６を含む。たとえば、垂直および水平なレール１３４、１３６は一体形成されてもよく、または互いにはんだ付けされてもよい。それぞれの垂直レール１３４は、中に形成された複数のアパーチャを有し、各アパーチャに複数の雌ねじが形成される。レンズアセンブリ１３２は、雄ねじを有する複数のねじ１３８を使用して、垂直レール１３４に結合される。レンズアセンブリ１３２が垂直および水平なレール１３４、１３６に置かれた後、垂直レール１３４に形成されたアパーチャにねじ１３８が挿入され回され、それによりねじ１３８のヘッドが垂直レール１３４に向かって動き、最終的にねじ１３８のヘッドがレンズアセンブリ１３２に接触し、それらを垂直レール１３４に確実に締付け（保持）する。

【0040】

１つ以上の実施形態では、複数のレンズアセンブリ１３２がともにタイリングされて、フラットパネルディスプレイ１１０を覆うレンズアレイパネル１１２が形成される。レンズアレイパネル１１２は、レンズアセンブリ１３２の位置合わせを補助する特徴部を含む。アレイの他のサイズ、および形状の特定の細部を修正することができ、それらは本開示の範囲内にあることに留意すべきである。

【0041】

図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態による、レンズアセンブリ１３２の分解側面斜視図である。レンズアセンブリ１３２は、３つの素子の、４×４のレンズアレイを有する光学系であり、この３つの素子は、第１のレンズアレイ１４０、第２のレンズアレイ１４２、および第３のレンズアレイ１４４を備える。第１のレンズアレイ１４０は、第１の側１４０ａと、第１のレンズアレイ１４０の第１の側１４０ａの反対側の第２の側１４０ｂとを含む。また第１のレンズアレイ１４０は、４×４のアレイに配置された１６個のレンズ１４０ｃも含む。第２のレンズアレイ１４２は、第１の側１４２ａと、第２のレンズアレイ１４２の第１の側１４２ａの反対側の第２の側１４２ｂとを含む。第２のレンズアレイ１４２も、４×４のアレイに配置された１６個のレンズ１４２ｃを含む。第３のレンズアレイ１４４は、第１の側１４４ａと、第３のレンズアレイ１４４の第１の側１４４ａの反対側の第２の側１４４ｂとを含む。第３のレンズアレイ１４４も、４×４のアレイに配置された１６個のレンズ１４４ｃを含む。組み立てられたときに、レンズアセンブリ１３２は１６個のＭＶ画素１０２を含み、各ＭＶ画素１０２は、互いに積み重ねられた第１のレンズアレイ１４０のレンズ１４０ｃのうちの１つ、第２のレンズアレイ１４２のレンズ１４２ｃのうちの１つ、および第３のレンズアレイ１４４のレンズ１４４ｃのうちの１つ、ならびにこれら３つのレンズ１４０ｃ、１４２ｃ、および１４４ｃの重なりの下にあるディスプレイ画素のサブアレイによって形成される。この説明では、個々のレンズ（１４０ｃ、１４２ｃ、および１４４ｃ）は、図に示すアレイ表面とそれに対応する反対側の表面とによって形成されるが、反対側の表面は、図面の視野角によっては示されていることもあり示されていないこともある。

【0042】

ＭＶディスプレイ装置１００が組み立てられると、フラットパネルディスプレイ１１０は、撮像平面において、またはその近くで、第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂの後ろに位置付けられ、視聴者は、第１のレンズアレイ１４０の第１の側１４０ａの前に位置付けられる。以下に説明するように、第１のレンズアレイ１４０、第２のレンズアレイ１４２、および第３のレンズアレイ１４４は、マルチ素子（３枚構成）の光学系（またはレンズ系）を形成する。

【0043】

図８Ａ〜図８Ｄは、本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイ１４０の正投影図である。図９Ａ〜図９Ｄは、本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイ１４２の正投影図である。図１０Ａ〜図１０Ｄは、本開示の１つ以上の実施形態による第３のレンズアレイ１４４の正投影図である。

【0044】

各レンズアセンブリ１３２は、その機械的自由度が、フラットパネルディスプレイ１１０ならびに他のレンズアセンブリ１３２に対して束縛される必要がある。これはいくつかの特徴部を使用して達成される。図６を参照して上述したレールシステムを使用して、ＦＰＤからレンズまでの間隔だけでなく、各レンズアセンブリ１３２のロール、ピッチ、およびヨー（それぞれｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸周りの回転）が束縛される。レールシステムは、筐体（すなわち背面カバー１０６および正面カバー１０８）内にレンズアセンブリ１３２を機械的に留め付ける役割も果たす。このレールシステムの設計は、その物理的体積が光学系によって共有されないかもしれないので、部分的にはこの体積を最小に抑えようとするものである。レンズアパーチャは可能な限り大きいまま残ることができ、高い曲線因子（すべてのレンズアセンブリ１３２によって覆われるＦＰＤ１１０の量）、およびスループットが促進される。

【0045】

可能な限り最大の曲線因子を有するという設計目標を達成するために、レンズアセンブリ１３２内の個々のレンズは非常に密に当接している。これは、アレイ内で各レンズ間の空間をほとんど残さないという効果を有してもよく、それにより、レンズアセンブリ内でほとんど空間を占有しない設置システムの必要性を高める。さらに、レンズアセンブリ１３２は、レンズアセンブリ１３２の多くが「陸に囲まれる」、すなわち他のレンズアセンブリ１３２によって完全に囲まれるようなやり方でタイリングされる。例示的な実施形態では、レンズアセンブリ１３２の設置システムは、フラットパネルディスプレイ１１０の全体にわたって通るレール１３４、１３６のセット（図６を参照）を含む。上述したように、レンズアセンブリ１３２は、レール１３４、１３６の上にあり、その後それらに固定される。レンズアセンブリ１３２を設置するための他の可能性には、筐体の正面カバー１０８によって与えられる正面アパーチャのアレイにそれらを取り付けることが含まれる。このような取付け策は、本発明の範囲内にあると考えられる。

【0046】

運動学的な設置特徴部が、レンズアレイ１４０、１４２、１４４の対の間の境界面に組み込まれる。図１１は、第１のレンズアレイ１４０の背面、すなわち第２の側１４０ｂ、および第２のレンズアレイ１４２の正面、すなわち第１の側１４２ａを示す斜視図である。図１１に示す第１のレンズアレイ１４０は、１６個のレンズ１４０ｃを含むが、第１のレンズアレイ１４０は、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる数のレンズ１４０ｃを含んでもよい。複数のボスまたは支柱１４０ｄが、第１のレンズアレイ１４０の第２の側１４０ｂの表面から延在している。それぞれの支柱１４０ｄの遠位端部にあわせ面１４０ｅが配設される。それぞれの支柱１４０ｄは、その中にアパーチャ１４０ｆが形成されている。

【0047】

第２のレンズアレイ１４２に含まれるレンズ１４２ｃの数は、第１のレンズアレイ１４０に含まれるレンズ１４０ｃの数と同じである。複数の円筒形または切頭円筒形の穴１４２ｄが、第２のレンズアレイ１４２の第１の側１４２ａの表面内に延在している。それぞれの穴１４２ｄの底部にあわせ面１４２ｅが配設される。第１のレンズアレイ１４０の支柱１４０ｄは、あわせ面１４０ｅ、１４２ｅが互いに当接するまで、第２のレンズアレイ１４２の対応する穴１４２ｄに挿入され、それにより、レンズアレイ１４０、１４２のｚ軸（または光学軸）に沿った動き、ならびにロール（ｘ軸周りの回転）およびピッチ（ｙ軸周りの回転）の自由度が束縛される。

【0048】

図１２は、第１のレンズアレイ１４０の背面、すなわち第２の側１４０ｂ、および第２のレンズアレイ１４２の正面、すなわち第１の側１４２ａを示す斜視図である。支柱１４０ｄのうちの１つは、外側円筒形あわせ面１４０ｇを含み、別の支柱１４０ｄは、外側円筒形あわせ面１４０ｈを含む。それぞれの穴１４２ｄは、その中にアパーチャ１４２ｆが形成されている。穴１４２ｄのうちの１つは、内側円筒形あわせ面１４２ｇを含み、別の穴１４２ｄは、２つの平坦なあわせ面１４２ｈ（図１２ではそのうち１つだけを見ることができる）を有する内側の切頭円筒形表面を含む。

【0049】

第１のレンズアレイ１４０の支柱１４０ｄが、第２のレンズアレイ１４２の対応する穴１４２ｄに挿入されるとき、外側円筒形あわせ面１４０ｇが内側円筒形あわせ面１４２ｇに当接し、それにより、これら２つのレンズアレイ１４０、１４２間で、Ｘ軸およびｙ軸の自由度が束縛される。さらに、外側円筒形あわせ面１４０ｈはあわせ面１４２ｈに当接し、それにより、２つのレンズアレイ１４０、１４２間でヨー、すなわちｚ軸（光学軸）回りの回転が束縛される。

【0050】

図１３Ａおよび図１３Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による第２のレンズアレイ１４２の側方斜視図であり、図１３Ｃ、図１３Ｄ、および図１３Ｅは、２つの第２のレンズアレイ１４２の斜視図である。図１３Ａに示すように、複数のボスまたは支柱１４２ｉが、第２のレンズアレイ１４２の第２の側１４２ｂの表面から外向きに延在している。それぞれの支柱１４２ｉは、その中にアパーチャ１４２ｊが形成されている。円筒形突出部１４２ｋの対が、第２のレンズアレイ１４２の第１の側面１４２ｌから延在している。図１３Ｂに示すように、第１のくぼみ１４２ｍおよび第２のくぼみ１４２ｎが、第２のレンズアレイ１４２の第２の側面１４２ｏに形成される。第１の側面１４２ｌおよび第２の側面１４２ｏは、第２のレンズアレイ１４２の対向する側にある。１つ以上の実施形態では、第１のくぼみ１４２ｍは「Ｖ」形状を有し、第２のくぼみ１４２ｎはその底部に平坦面を有する。図１３Ｃ、図１３Ｄ、および図１３Ｅに示す第２のレンズアレイ１４２は、互いにほぼ嵌合して、本のように開いている状態で示される。第２のレンズアレイ１４２が互いに嵌合するとき、円筒形突出部１４２ｋは、第１のくぼみ１４２ｍおよび第２のくぼみ１４２ｎの中に配設される。

【0051】

上述したレールシステム（図６を参照）は、レンズアセンブリ１３２を設置し、そのｚ軸およびｙ軸を束縛し、そのロール、ピッチ、およびヨーを束縛する役割を果たす。Ｖ字型−フラット−シリンダ特徴部（１４２ｍおよび１４２ｎ）は、レンズアセンブリのｘ軸を束縛するとともに、任意の２つの（列方向に）隣接するレンズアセンブリ１３２が、相互に類似したロール、ピッチ、およびヨーを有するように束縛する役割も果たす。これらの特徴部の他の配置および構成が、同じ目的を達成してもよく、それらは本開示の範囲内にあると考えられることに留意すべである。

【0052】

図１４は、本開示の１つ以上の実施形態によるレンズアセンブリ１３２の部分断面図である。第１のレンズアレイ１４０の支柱１４０ｄが第２のレンズアレイ１４２の対応する穴１４２ｄに挿入され、第３のレンズアレイ１４４の支柱１４４ｄが、第２のレンズアレイ１４２の支柱１４２ｉのアパーチャ１４２ｊに挿入された後、３本のねじ１４６が、第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂから挿入され、第２のレンズアレイ１４２を通過し、第１のレンズアレイ１４０の支柱１４０ｄの内部ボアにねじ込まれる。これにより、３つのレンズアレイ１４０、１４２、および１４４に軸方向の圧縮力を加えることができ、それによりそれらの精密な位置合わせが束縛される。レンズアセンブリ１３２のレンズアレイ１４０、１４２、および１４４を保持するねじ１４６のうちの１つを、図１４に示す。

【0053】

最後に、いかなる光学系でもそうであるように、焦点を調整する機能が望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０と、レンズアレイパネル１１２との間の距離は、フラットパネルディスプレイ１１０の設置特徴部と、それらの対応する座部との間にシムを配置することによって調整されてもよい。ＭＶディスプレイ装置１００の筐体では、フラットパネルディスプレイ１１０は、フラットパネルディスプレイ１１０が平坦なままであることができるように、剛性プレートに設置される。次いでこの剛性プレートが、筐体自体（たとえば背面カバー１０６）に設置される。レンズアレイパネル１１２のレンズアセンブリ１３２と、フラットパネルディスプレイ１１０との間で、焦点または距離を調整するために、シムはこの機械的連結に加えられても取り外されてもよい。

【0054】

（迷光管理技法）
（内部バッフル）
多くの光学系は、所望の光学的性能を達成するように互いに軸方向に配置された一連のレンズから成る。この状況では、レンズは黒い鏡胴に配置されることが多い。黒い鏡胴は、ゴースト像、ホットスポット、およびコントラスト減少を導くことがある望ましくない光が、光学系に入るのを遮断するのを補助する。例示的な実施形態では、互いに重ねられた複数の（たとえば３つの）レンズアレイ１４０、１４２、１４４から形成されたレンズのアレイ（たとえばレンズアセンブリ１３２）が使用され、その場合には、４×４のアレイの１６個のレンズ（または１６個のレンズ系）のそれぞれに黒い鏡胴の構造を提供するのは難しいことがある。レンズアセンブリ１３２内の迷光について考えられる１つの道筋は、光がレンズアセンブリ１３２の表面に入り、導波路のように内部を伝播し、次いでレンズアセンブリ１３２の異なる表面から出るものである。これは、ここで空間内に伝播する光線が存在することから望ましくないものであり、その光線は正確な発生源がわからないので、キャリブレーションすることができない。この「チャネルのクロストーク」を低減するために、いくつかの実施形態では、レンズアセンブリ１３２にとって内部バッフルとして作用する一連の溝または凹所１４０ｉが使用される。

【0055】

図１５Ａおよび図１５Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による第１のレンズアレイ１４０の断面図である。より詳細には、図１５Ａは、第１のレンズアレイ１４０の断面図であり、図１５Ｂは、図１５Ａに示す断面図の斜視図である。図１５Ｂに示すように、第１のレンズアレイ１４０は、第１のレンズアレイ１４０の第２の側１４０ｂの表面内に形成された複数の溝または凹所１４０ｉを含む。溝１４０ｉのうちの１つは、第１のレンズアレイ１４０の隣接するレンズ１４０ｃのそれぞれの対の間に配設される。

【0056】

以下でより詳細に検討する、ある表面の塗装とともに、凹所１４０ｉによって与えられるこれらの内部バッファは、レンズアセンブリ１３２のスラブ内を望ましくない様子で伝播する光を遮断する。これらの溝／凹所１４０ｉは、第１のレンズアレイ１４０の材料内で、第１のレンズアレイ１４０の第２の側１４０ｂの表面から外向きに延在している。このことは、第１のレンズアレイ１４０内の各レンズ１４０ｃを、チャネルクロストークの観点から光学的に隔離するという効果を有する。これらの内部バッフル１４０ｉの他の形状および構成が可能であり、それらは本発明の範囲内にあると考えられることに留意すべきである。

【0057】

（表面塗装）
迷光に加えて、これは本来視覚的な機器であることから、視覚的な見た目にもさらに対応するために、第１のレンズアレイ１４０のいくつかの表面は、光吸収コーティング１４８、たとえば黒い塗料でコーティングされてもよい。１つ以上の実施形態では、光吸収コーティング１４８は、そこへの、たとえば赤色塗料またはコーティングへの入射光の特定の部分を吸収し、たとえば黒色塗料またはコーティングへの入射光のかなりの部分を吸収する。

【0058】

図１６Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、第２の側１４０ｂに光吸収コーティング１４８が施された第１のレンズアレイ１４０の斜視図である。光吸収コーティング１４８によってコーティングされる表面は、第１のレンズアレイ１４０の縁部１４０ｊ、レンズ１４０ｃが接する第２の側１４０ｂの平坦面、内部バッフル／溝１４０ｉ、およびボス１４０ｄ（内部と外部の両方のボア）を含む。

【0059】

同様の目的を達成する代替的な方法は、これらの表面に黒い材料を接着すること、および２部分の射出成型を含み、これらは本開示の範囲内にあると考えられる。

【0060】

表面の塗装は所望の効果を実現することができるが、レンズアレイの特定の区域を塗装する工程は困難であり得ることがわかる。成形されたレンズ区域において黒色の表面を実現することができる他の方法は、以下で説明する「オーバーモールド」および「インモールド装飾」を含む。

【0061】

（レンズアレイのオーバーモールドおよびインモールド装飾）
一実施形態では、（レンズアレイの）一部分は、不透明な媒体から成形されてもよく、次いで、その部分の／その部分の周りの光学的表面を、透明な媒体から成形させてもよい。この工程は、同じ成形工程において２段階で行われてもよく、または別々の成形工程として、第１の工程で成形された部分を、その後第２の工程用の型に入れてもよい。

【0062】

別の実施形態では、高分子プラスチックなどの成形媒体が、（レンズアレイの）一部分を作製するための型に堆積されるとき、型を閉じる前に不透明なフィルムが型に置かれてもよく、それによりそのフィルムは、成形される部分にレジストおよび吸着される。当業者であれば、成形プラスチックの消費財に装飾を施すためのこの技法を認識するであろう。通常、フィルムは、型が開いている間中、ロールツーロールで供給され、真空システムを使用して型の片側に留め付けられる。通常、レンズアレイの光学素子ごとに精密なアパーチャを形成するには、正確なレジストが必要になる。

【0063】

図１６Ｂ〜図１６Ｄは、レンズアレイのオーバーモールドを示しており、これは、図１６Ａの第１のレンズアレイ１４０を作製するために施されるコーティング／塗装のステップをなくす役割を果たす。

【0064】

図１６Ｂおよび図１６Ｃは、不透明部分１４１ａおよび透明部分１４１ｂから成る第１のレンズアレイ１４０の、それぞれ側面図および斜視図である。不透明な媒体から成形される不透明部分１４１ａは、前に説明した運動学的な設置特徴部を含む。透明部分１４１ｂは、不透明部分１４１ａの上、またはその周りに、透明な媒体を成形することによって形成される。

【0065】

図１６Ｄは、図１６Ｂおよび図１６Ｃに示すオーバーモールドされた第１のレンズアレイ１４０の断面図である。不透明な媒体から成形された不透明部分１４１ａの上、およびその周りは、第１のレンズアレイ１４０においてそれぞれのレンズの光学表面を形成するように透明な媒体からオーバーモールドされた透明部分１４１ｂである。図１６Ｄは、第１のレンズアレイ１４０の一列のレンズの中央を描いたものである。不透明部分１４１ａと透明部分１４１ｂの相対的な厚さの違いは、本発明の範囲内にある。

【0066】

（反射防止コーティング前の塗装）
上述したように光学系の製造中、一連のレンズは、通常、黒い円筒形ハウジング内に入れられる。マルチ素子のレンズアセンブリは、共通の問題に対して異なる手法を用いる。この一例は、レンズ素子の通常の製造にあり、レンズは、例としてガラスまたはプラスチックから研磨され、または成形される。次いで、光学素子に光学コーティングが施されてもよい。たとえば、反射防止（ＡＲ）コーティングまたは特定のバンドパスコーティングが施されてもよい。最後に、レンズはその縁部を黒色に塗装されてもよい。レンズは黒色のハウジング内に入れるのが一般的であるが、レンズの縁部を黒色に塗装することによって、迷光の懸念に役立つことがある。

【0067】

本開示では、典型的な動作手順は、望ましくない効果を引き起こす恐れがある。したがって、規範的な動作順序を変更するのが望ましい場合がある。すなわち、いくつかの例示的な実施形態では、レンズアセンブリ１３２の素子（たとえば第１のレンズアレイ１４０）は、最初にその形状が画成され、次いで光吸収コーティング材料のすべての塗装動作が行われ、最後に光学的な（たとえば反射防止またはバンドパス）コーティングが施される。可視スペクトルにわたって反射率が非常に低い典型的な特徴を有するＡＲコーティングの場合には、反射して観察者に戻される光が少ないので、レンズアセンブリ１３２を見たときに、視覚的により暗い黒を生成するという効果を有する。最初にＡＲコーティングが施され、続いて表面塗装が行われる場合には、色アーチファクトが存在することがあり、所与の色で塗装される表面が異なって見えることがある。これは、たとえばＡＲコーティングと黒色塗料との間で生成される光学的境界面に起因するものである。これは、他のコーティングおよび表面仕上げの解決策に適用することができる一般的な技法であることに留意すべきである。

【0068】

（アパーチャアレイ）
迷光を管理するとともに、光学系のアパーチャストップおよび瞳を画成するために、不透明なアパーチャが使用されてもよい。ＭＶディスプレイ装置１００は、図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、レンズアセンブリ１３２に一体化される３つのアパーチャアレイ２２０、２２２、２２４を利用することができる。これらのアパーチャアレイ２２０、２２２、２２４は、創造的な形状および配置によって、製造上の課題を克服する。図７Ｃに示すように、アパーチャアレイ２２２は、第２のレンズアレイ１４２の第２の側１４２ｂにおいて表面に接着されてもよい。このアパーチャアレイは、レンズアセンブリ１３２における１６個の光学系（すなわち、レンズ１４０ｃ、１４２ｃ、１４４ｃの各重なりによって形成される１６個の複合的なレンズ）のアパーチャストップとしての役割を果たす。さらに図７Ｂに示すように、他の２つのアパーチャアレイ２２０、２２４が、それぞれ第２のレンズアレイ１４２の第１の側１４２ａ、および第３のレンズアレイ１４４の第１の側１４４ａに配置され、それにより、レンズアセンブリ１３２を通る迷光の経路が遮断される。このような目的を達成するための他の方法は、サブ光学系ごと（たとえばレンズアセンブリ１３２ごと）に個々のアパーチャを配置すること、ある一定の表面を黒色に塗装またはコーティングすること、および２ショット射出成型など２段階の製造ステップで異なる材料を使用することである。

【0069】

図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、レンズアセンブリ１３２は、４×４のアレイに配置された複数のアパーチャ２２０ａを含む第１のアパーチャアレイ２２０を含む。また、レンズアセンブリ１３２は、４×４のアレイに配置された複数のアパーチャ２２２ａを含む第２のアパーチャアレイ２２２を含む。さらに、レンズアセンブリ１３２は、４×４のアレイに配置された複数のアパーチャ２２４ａを含む第３のアパーチャアレイ２２４を含む。これらの内部アパーチャアレイ２２０、２２２、２２４は、薄い黒色のプラスチックから作製されてもよいが、異なる材料を選択することは、本発明の範囲内にあると考えられる。さらに、図７Ｂおよび図７Ｃに示すもの以外のアパーチャの形状が考えられ、これらは本発明の範囲内にあると考えられる。

【0070】

アセンブリ１３２の個々のレンズアレイ１４０、１４２、１４４は、アパーチャアレイ２２０、２２２、２２４を支持、取付け、および位置決めするための独特な特徴部を含む。たとえば図１０Ｂに示すように、複数の円筒形の第１のボスまたは支柱１４４ｄ、および複数の円筒形の第２のボスまたは支柱１４４ｅが、第３のレンズアレイ１４４の第１の側１４４ａから外向きに延在している。第２の支柱１４４ｅのそれぞれには、アパーチャ１４４ｆが形成されている。第１の支柱１４４ｄを使用して、第２のレンズアレイ１４２と第３のレンズアレイ１４４との間にある第３のアパーチャアレイ２２４が支持および位置決めされる。第３のアパーチャアレイ２２４は、たとえば接着のりを使用して第１の支柱１４４ｄに接着されてもよい。第２のアパーチャアレイ２２２は、たとえば接着のりを使用して、第２のレンズアレイ１４２の第２の側１４２ｂの表面に接着されてもよい。第１のアパーチャアレイ２２０は、たとえば接着のりを使用して、第２のレンズアレイ１４２の第１の側１４２ａの表面に接着されてもよい。

【0071】

第３のレンズアレイ１４４の第１の支柱１４４ｄは、第３のアパーチャアレイ２２４のいくつかの自由度、すなわちｚ軸に沿った動き、ならびにロール、ピッチ、およびヨーを束縛する。第３のレンズアレイ１４４の第２の支柱１４４ｅは、第２のレンズアレイ１４２と第３のレンズアレイ１４４とを互いに位置決めおよび設置するために使用される。図７Ｂに示すように、第３のアパーチャアレイ２２４に形成された穴２２４ｂが、第２の支柱１４４ｅを覆うように嵌まる。穴２２４ｂおよび第２の支柱１４４ｅは、第３のレンズアレイ１４４をｘ軸およびｙ軸の方向に束縛する。

【0072】

（バッフル）
理想的には、各マルチ素子レンズ（またはレンズアセンブリ）１３２は、それに割り当てられたフラットパネルディスプレイ１１０のある区分からの光だけを受け取る。理論上、レンズ系が、ある一定の画像の高さ／視野用に設計されている場合、領域外から発せられる光はそのレンズ系を通過しないと仮定することができる。しかし実際には、これらの光線は散乱する迷光を生じさせることがあり、この迷光がこのレンズ系を通過するとともに、コントラスト減少を引き起こすので、この仮定は当てはまらないことがある。ほとんどのＦＰＤは、放射プロファイルが非常に大きいので、視野ストップはこれらの問題に対処するには十分でない。一解決策は、１つのレンズのＦＰＤ領域からの光が、別のレンズに伝わることができないように、フラットパネルディスプレイ１１０の近くの各レンズ系（たとえば各レンズアセンブリ１３２）に不透明な壁で包囲線をはることである。これを達成するために、図１７Ａに示すように、フラットパネルディスプレイ１１０と第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂとの間に、バッフル１５０、１５２が構築されてもよい。バッフル１５０、１５２は、所与のアレイの各レンズチャネルを、他のレンズチャネルから隔離する役割を果たす。図１７Ｂに示すように、第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂは、第３のレンズアレイ１４４にバッフル１５０、１５２を位置決めし、留め付けるための取付け特徴部１５４を含む。

【0073】

図１７Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、レンズアレイパネル１１２の部分的な背面斜視図である。言い換えれば、図１７Ａに示すレンズアレイパネル１１２の側は、フラットパネルディスプレイ１１０から見た側である。複数の第１のバッフル１５０、および複数の第２のバッフル１５２が、第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂに結合される。

【0074】

図１７Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂの斜視図である。複数の第１の取付具１５４が、第３のレンズアレイ１４４の第２の側１４４ｂの表面に設けられる。各取付具１５４は、第２の側１４４ｂから延在する４つの壁１５６から成り、それぞれの壁１５６は、中実な円柱の４分の１の形状を有する。第１および第２のバッフル１５０、１５２を受けるために、隣接する壁１５６の対の間にスロット１５８が形成される。バッフル１５０、１５２は、この特徴部をさらに剛性の高い構造にするのを補助するために、かみ合っている。

【0075】

１つ以上の実施形態では、第１のバッフル１５０のそれぞれは、複数の第１のスロットを含み、それぞれの第１のスロットは、第１のバッフル１５０の高さのおおよそ２分の１の高さを通って延在する。さらに、それぞれの第２のバッフル１５２は、第２のスロットを含み、第２のスロットは、第２のバッフル１５２の高さの２分の１の高さを通って延在する。各第１のバッフル１５０は、複数の第２のバッフル１５２とかみ合う。第１および第２のバッフル１５０、１５２は、第１および第２のスロットのロケーションにおいてかみ合い、それにより、各第１のスロットに隣接する第１のバッフル１５０の部分は、第２のバッフル１５２のうちの１つのバッフル１５２の一部分の周りに配設され、その第２のスロットに隣接する各第２のバッフル１５２の一部分は、第１のバッフル１５０の一部分の周りに配設される。

【0076】

スロット１５８の幅は、バッフル１５０、１５２の幅とおおよそ同じ大きさであり、それにより壁１５６は、バッフル１５０、１５２を定位置にしっかり保持する。取付具１５４ごとに、第１のバッフル１５０は、取付具１５４の２つの同一線上のスロット１５８に挿入され、第２のバッフル１５２は、取付具１５４の他の２つの同一線上のスロット１５８に挿入される。一例では、図１７Ｂに示すように第１のバッフル１５０は、行として水平なスロット１５８に挿入され、第２のバッフル１５２は、部分的な列として垂直なスロット１５８に挿入される。追加の第２のバッフル１５２は、取付具１５４の設けられていない、レンズ１４４ｃ間のロケーションにおいて第１のバッフル１５０によって定位置に保持される。

【0077】

各光学チャネルを隔離する別の方法は、図１７Ｃに示すように、バッフル１５０、１５２を含む単一片のバッフル構造体１５１を製造することである。単一片のバッフル構造体１５１は、ハニカム構造体を射出成形または機械加工することによって実現することができる。

【0078】

単一片のバッフル構造体１５１は、レンズアセンブリ１３２に対して特定の形状に形成することができる。図１７Ｃは、４×４のレンズアレイを有するレンズアセンブリ１３２用に用意された単一片のバッフル構造体１５１の例を示すが、他の構成も本発明の範囲内にある。４×４のバッフルアレイを有する単一片のバッフル構造体１５１では、外側壁の厚さは、内側壁の厚さの半分であってもよく、それにより、レンズアレイのピッチを大きくすることなく、または互いに干渉することなく、これらのバッフル構造体１５１を効率的にタイリングすることが可能になる。この特定の実施形態では、タイリングを目的として、単一片のバッフル構造体１５１の配向を示すために、（図１７Ｃに示すような）特定の方向を指す矢印、非連続的な外側壁（たとえば、外側壁の４辺のうちの厚さの小さい任意の辺の少なくとも一部分であって、これが、隣接するバッフル構造体１５１の厚さの大きい対応する部分に嵌合して互いにタイリングされる一部分）などの、配向目印１５１ａが設けられる。図１７Ｄは、非連続的な外側壁を有する単一片のバッフル構造体の例を示し、この構造体は、タイリングおよび配向を容易にすることを目的として、より大きい（完全な）厚さを有する２つの隣接する外側壁１５１ｂと、より小さい（ゼロの）厚さを有する２つの他の隣接する「壁」１５１ｃとから成る。非連続的な外側壁は、タイリング構成をなお可能にしながら、すべての辺において完全な厚さの壁を実現する。他の配向指標および壁構成も、本発明の範囲内にある。たとえば、配向指標として、バッフル構造体１５１の適切な配向を示すために、１つのボス（垂直な線形区分の交点にある丸い区域）が、他のボスに比べて大きいサイズを有してもよい。

【0079】

（筐体正面アパーチャ）
再び図２を参照すると、ＭＶディスプレイ装置１００の正面カバー１０８は、いくつかの技術的特徴部を含む。まず、正面カバー１０８は、残りの筐体（たとえば背面カバー１０６）の厚さよりもはるかに薄い材料から作られる。レンズ素子は可能な限り密に詰められることが望ましいので、正面カバー１０８のアパーチャ１０８ａ同士間に、構造的一体性を維持するのに十分な材料がないことがある。材料が分厚いほど、視野と、視野にわたる相対的な輝度との両方において光学的性能を制限しないようにするために、アパーチャ１０８ａを大きくしなくてはならない。厚さゼロの材料の制限の中で、正面カバー１０８のアパーチャ１０８ａのアレイは、最低でも下にある光学表面と同じ直径にする必要がある。材料厚さは、ゼロの厚さから増えていくので、アパーチャ１０８ａの直径は、光線のビネット効果を生じない（すなわち光線を遮断しない）ように、増大させなくてはならない。正面カバー１０８を含めないことが可能なこともあるが、これは、レンズアセンブリ１３２間の隙間、および設置ハードウェアが見えることになるので、ＭＶディスプレイ装置１００の視覚的な見た目に否定的な含みをもつことになる。

【0080】

正面カバー１０８のアパーチャ１０８ａについて別の配慮は、視覚的な見た目である。レンズアセンブリ１３２のレンズは、光学コーティングが施されていても、施されていなくてもよい。ＡＲコーティングなどの光学コーティングの存在によって、レンズ素子自体の視覚的な見た目が大きく変化する。ＭＶディスプレイ装置１００の正面の雑然さによる視覚的衝撃を低減するために、正面カバー１０８のアパーチャ１０８ａは、暗い色、および光学素子の反射性と同様の反射性を有することが望ましいことがある。ＭＶディスプレイ装置１００は本来、視聴者に情報を表示するように設計された視覚的装置であるので、光学素子またはＭＶ画素１０２から注意をそらさせる特徴部は、ＭＶディスプレイ装置１００の機能性からも注意をそらさせる。

【0081】

（ディフューザ）
カラーフィルタ付きディスプレイでは、カラーフィルタは、異なるディスプレイサブ画素上に置かれて、より大きいディスプレイ画素を生成する。ほとんどのＦＰＤはこのレジームで動作する。各ディスプレイサブ画素から放射される放射発散度（ｒａｄｉａｎｔ ｅｘｉｔａｎｃｅ／ｒａｄｉａｎｔ ｅｍｉｔｔａｎｃｅ）は、そのディスプレイサブ画素の原色の色とは異なる色を生成するように変調されてもよい。赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）の原色ディスプレイサブ画素構造の、３つの異なる例が図５Ａ〜図５Ｃに示されるが、多くの他のディスプレイサブ画素構成が存在する。

【0082】

電子撮像装置を利用して投射システムを設計する１つの手法は、ディフューザが不要であると仮定し、単に撮像装置から適切な距離にレンズを置いて所望の平面に画像を投射することである。ストライプＲＧＢカラーフィルタＦＰＤの特定の事例では（図５Ａを参照）、この手法によって十分な画像は提供されない。得られる画像は、拡大されると色分解を呈し、個々のディスプレイサブ画素を示すことになる。視覚システム、すなわち人間の目で見られるシステムでは、この効果は非常に目立つ可能性がある。これは「スクリーンドア効果」と呼ばれることもある。

【0083】

より高度な手法は、撮像装置とレンズの間に置かれたディフューザまたは散乱体を利用して、原色またはディスプレイサブ画素の空間的に別個の領域をブレンドしやすくすることである。この目的のために使用することができるディフューザの例は、つや消しガラス、すりガラス、見た目にはつや消しガラスに似ているディフューザフィルムなどである。これらのディフューザは、その製造において利用される確率過程から生じる円対称な散乱プロファイルを呈することが多い。この手法は、トレードオフが内在する状態で、投射画像の所与の領域において、より一様な色をもたらすことができる。ディフューザは、画像面において空間忠実度の損失を生じさせるのが自然なので、このトレードオフは、空間分解能の低下という形で現れることがある。

【0084】

様々な例示的な実施形態は、図１８に示すように非円対称の散乱プロファイルを有する操作されたディフューザ１６２を利用する。こうしたディフューザ１６２がカラーフィルタ付き電子撮像装置の上に置かれると、散乱角度を、２つの直交する平面内の角度において明確にすることができる。これは、撮像装置のそれぞれの特徴的な軸に沿って異なる色の拡散を可能にすることから、有利である。ストライプ型のＲＧＢディスプレイ画素構造の例では、垂直方向（図５Ａのｙ軸）における色拡散の必要性は、水平方向（図５Ａのｘ軸）における必要性よりはるかに少ない。垂直方向では、ディフューザ１６２の目的は、任意の２つの（類似した色の）ディスプレイサブ画素間の非アクティブで非放射の領域、すなわち図５Ａのディスプレイサブ画素１２６間の黒い区域の出現を最小に抑えることである。水平方向では、隣接するディスプレイサブ画素からくる光が十分に混合されるように、１つのディスプレイサブ画素、たとえば赤色のサブ画素からの光をある角度に散乱させる役割が、ディフューザ１６２に課せられる。ＦＰＤがいくらかの倍率で撮像されるときに、十分な混色が生じる場合には、赤色、青色、および緑色のサブ画素は、空間的および色彩的に別個のサブ画素ではなく、白色の画素として現れる。

【0085】

フラットパネルディスプレイ１１０の背面照明スキームまたは放射プロファイルも、ディフューザ１６２の理想的な散乱角度の決定に関与する可能性がある。ストライプ型の画素構造を有する例のフラットパネルディスプレイ１１０では、使用することができるバックライトの２つの例は、コリメートされたものと、コリメートされていないものである。コリメートされたバックライトは、透過型ＦＰＤの後ろ側に迫るほぼ１つの方向に進む光を生成する。コリメートされていないバックライトは、光を放射して、いくらか大きい円錐形または立体角にする。これら２つの例では、大きく異なるディフューザ散乱プロファイルが必要になる。したがって、フラットパネルディスプレイ１１０の放射プロファイルは、ディフューザ散乱プロファイルの設計において重要な情報である。

【0086】

全般的に、操作されたディフューザ１６２の散乱プロファイルは楕円形である。ディフューザ１６２の長軸および短軸は、フラットパネルディスプレイ１１０のサブ画素構造の特徴的な軸に位置合わせされてもよい。ストライプのサブ画素配置の場合には、散乱プロファイルの長軸は、図５Ａ〜図５Ｃのｘ軸に位置合わせされ、散乱プロファイルの短軸は、図５Ａ〜図５Ｃのｙ軸に位置合わせされる。このタイプの散乱ディフューザ１６２の使用は、適切に設計され、ディスプレイサブ画素構造に位置合わせされると、円対称の散乱プロファイルを有するディフューザを使用するのに比べて有利である。空間忠実度の本来の損失は、なおいくらか存在するが、損失は低減される。ストライプ型のサブ画素構造を有する例のフラットスクリーンディスプレイ１１０では、垂直方向の空間忠実度の損失は、円対称の散乱プロファイルを有する標準的なディフューザに比べて、楕円形の散乱対称性を有するディフューザ１６２を使用する場合に著しく少なくすることができる。

【0087】

レンズアセンブリ１３２が上に置かれた状態のストライプのＲＧＢフラットパネルディスプレイ１１０から構成されるマルチビューディスプレイ装置１００の文脈では、ディフューザ１６２は重要な役割を果たすことがある。ストライプＲＧＢフラットパネルディスプレイ１１０は、空間的に隔離された色付きのサブ画素を有するディスプレイ画素から構成されるので、これらのサブ画素からの光は、レンズによって異なる角度方向に方向付けられる。したがって、このレンズを見る観察者は、個々のディスプレイサブ画素の拡大部分を見ることになり、それにより、観察者に表示することができる色が、カラーフィルタの原色の色に限定される。ディフューザ１６２の現実的な用途および目的は、個々のディスプレイサブ画素からの光を散乱させて、３つのＲＧＢディスプレイサブ画素のブレンドを可能にすることである。先に検討したように、これは、ＭＶ画素の空間分解能または角度忠実度が低減することを意味する。現実的な観点から、拡散またはブレンドの必要量は、ディスプレイサブ画素をともにブレンドする個々のディスプレイ画素上だけである。実際には、フラットパネルディスプレイ１１０上に置かれるディフューザは、所与のディスプレイ画素のディスプレイサブ画素だけよりも多くの画素をブレンドする。ディスプレイサブ画素の間隔、たとえば赤色サブ画素から、次の赤色サブ画素までの間隔は、垂直方向と水平方向では異なるので、垂直方向と水平方向では異なる色拡散を適用することが望ましい場合がある。

【0088】

バックライト設計に加えて、ディフューザ１６２を最適に設計する際に考慮すべき別の問題は、フラットパネルディスプレイ１１０の物理的構造である。多くのディスプレイパネルは、いくつかの層の偏光子、カバーガラスなどを含む。フラットパネルディスプレイ１１０内で個々のディスプレイサブ画素の色を最適にブレンドするディフューザ１６２を設計する際には、これらすべての要素が考慮すべき問題である。

【0089】

図１８は、本開示の１つ以上の実施形態による楕円形ディフューザ１６２の部分斜視図である。ディフューザ１６２は、フラットパネルディスプレイ１１０のディスプレイサブ画素１２６の前に配設された状態で示される。この例のフラットパネルディスプレイ１１０は、コリメートされた背面照明を提供する。図１８は、赤色サブ画素１２６からの単一の軸上ビーム１６４、緑色サブ画素１２６からの単一の軸上ビーム１６６、および青色サブ画素１２６からの単一の軸上ビーム１６８を示す。ディフューザ１６２は、ビーム１６４から赤色光の円錐１６４ａ、ビーム１６６から緑色光の円錐１６６ａ、およびビーム１６８から青色光の円錐１６８ａを生成する。各円錐は断面が楕円形であり、ディフューザ１６２の楕円形の散乱プロファイルを示す。

【0090】

（ディスプレイコントローラ）
図１９は、本開示の１つ以上の実施形態によるディスプレイコントローラ１７０のブロック図である。いくつかの実施形態では、ディスプレイコントローラ１７０は、ＭＶディスプレイ装置１００の筐体に設置されるドライバボード１１４および１１６に具体化されてもよい（図３を参照）。ディスプレイコントローラ１７０は、揮発性メモリ１７４、不揮発性メモリ１７６、ネットワークコントローラ１７８、および電力コントローラ１８０に結合された画素処理ユニット１７２を含む。ディスプレイコントローラ１７０は、ネットワークおよび電力のコネクタ１２０、１１８の第１のセット（図３を参照）に結合される第１のインターフェース１７９ａを含み、別の装置、たとえばホストコンピュータ１８２とのネットワーク接続１および電気接続１をサポートする。ディスプレイコントローラ１７０はさらに、ネットワークおよび電力のコネクタ１２０、１１８の第２のセット（図３の第２のドライバボード１１６にあるが、図示されていない）に結合される第２のインターフェース１７９ｂを含んでもよく、さらに別の装置、たとえばこのＭＶディスプレイ装置１００にデイジーチェーン接続することができる別のＭＶディスプレイ装置１００（図４を参照）とのネットワーク接続２および電気接続２をサポートする。

【0091】

ディスプレイコントローラ１７０は、たとえばホストコンピュータ１８２からネットワークコントローラ１７８を介してデータを受け取り、以下で説明するように、視聴ゾーンに方向付けられた画像を作製するビームレットを生成するようにフラットパネルディスプレイ１１０を駆動する。ＭＶディスプレイ装置１００が、デイジーチェーン接続された多くのＭＶディスプレイ装置１００（図４を参照）のうちの１つである場合には、ホストコンピュータ１８２からではなく、このＭＶディスプレイ装置１００の「上流」にある別のＭＶディスプレイ装置１００からデータを受け取ってもよい。

【0092】

（画素処理ユニット）
画素処理ユニット（ＰＰＵ）１７２は、関連する視聴ゾーンに適切な画像を示すように、ビームレットパターンを算出し、それをフラットパネルディスプレイ１１０上にレンダリングする。言い換えれば、ＰＰＵ１７２は、ＦＰＤ１１０上のディスプレイ画素の第１のセットからきて、第１の視聴ゾーンにいる第１の視聴者の瞳に向かって方向付けられて、第１の視聴者の脳内で第１の画像を形成するビームレットの第１の束と、（ディスプレイ画素の第１のセットとは異なる）ディスプレイ画素の第２のセットからきて、第２の視聴ゾーンにいる第２の視聴者の瞳に向かって方向付けられて、第２の視聴者の脳内で第２の画像を形成するビームレットの第２の束とを識別する。

【0093】

様々な実施形態では、ＰＰＵ１７２は、第１および第２の視聴ゾーンのロケーションを定義する視聴ゾーン座標データ、第１および第２の画像を形成するために使用されるコンテンツストリームデータ、異なるコンテンツをそれぞれ異なる視聴ゾーンに関連付ける、コンテンツストリームに対する視聴ゾーンのマッピング、ＭＶディスプレイ装置１００をキャリブレーションするのに使用されるキャリブレーションパラメータ、および／またはカラーパレットパラメータを、ホストコンピュータ１８２から受信して、適切なビームレットパターンを生成するフラットパネルディスプレイ１１０に画像をレンダリングする。

【0094】

様々な実施形態では、視聴ゾーンは、ＭＶディスプレイ装置１００が使用される環境を見ているカメラ（たとえばカメラ１０４）の座標系など、視聴ゾーン座標系で記述される。一方では、フラットパネルディスプレイ１１０によって生成されるビームレットは、フラットパネルディスプレイ１１０のディスプレイ画素のＸ−Ｙディスプレイ画素座標、または浮動小数点のビューポート座標など、ビームレット座標系で記述される。ＰＰＵ１７２は、視聴ゾーン座標系とビームレット座標系との間で数学的変換を適用して、視聴ゾーンに対する対応するビームレット座標を算出する。言い換えれば、ＰＰＵ１７２は、視聴ゾーン座標系とビームレット座標系との間で数学的変換を適用して、視聴ゾーン座標系の対応するロケーション（視聴ゾーン）で見ることができるビームレットを生成するためにはどのディスプレイサブ画素をアクティブにすべきかを判定する。

【0095】

ＰＰＵ１７２によって制御される各マルチビュー（ＭＶ）画素１０２は、２つの座標系間で一意のマッピングを有し、そのマッピングは、キャリブレーションパラメータのその関連するセット（ｐ０、ｐ１、・・・、ｐ１５）に収容されている。このキャリブレーションパラメータ（ｐ０、ｐ１、・・・、ｐ１５）を利用する、視聴ゾーン座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とビームレット座標系（Ｕ、Ｖ）との間の数学的マッピングの一実施形態を、以下に式１〜５で示す。視聴ゾーン座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とビームレット座標系（Ｕ、Ｖ）との間でマッピングを行うために、ＰＰＵ１７２は式１〜５を使用する。

【数1】

【数2】

【数3】

【数4】

【数5】

【0096】

１つ以上の実施形態では、ＰＰＵ１７２はプロセッサおよびメモリを含み、視聴ゾーン座標系の座標セットに関する情報を受信し、式１〜５を評価することによって、ビームレット座標系の対応する座標セットを判定し、フラットパネルディスプレイ１１０を駆動するために使用される、ビームレット座標系の対応する座標セットに関する情報を出力することを、ＰＰＵ１７２に行わせる命令を記憶している。

【0097】

視聴ゾーン座標系とビームレット座標系の間のマッピングを生成するのに使用することができる多くの代替的な数学的モデルおよびパラメータのセットが存在することを、当業者であれば認識するであろう。マルチビュー（ＭＶ）画素ごとのキャリブレーションパラメータは、以下で説明するキャリブレーション手順を用いて算出される。

【0098】

コンテンツストリームおよびフレームバッファのためのデータ帯域幅および記憶要件を小さくするために、色ビットの幅を、フラットパネルディスプレイ１１０の元の色ビットの幅よりも小さくすることができる。いくつかの実施形態では、色値は８ビットを使用して表される一方で、フラットパネルディスプレイ１１０は２４ビットの色値で駆動される。ＰＰＵ１７２は、記憶された色ビットの幅と、元のフラットパネルディスプレイ１１０のビット幅との間で変換を行うカラーパレットを記憶している。たとえば、記憶された８ビットの色は、０〜２５５のグレースケール、３：３：２のＲＧＢ（すなわち、赤色３ビット、緑色３ビット、および青色２ビット）として、または代替的な色表示で表すことができる。パネルごとのカラーパレットを調整して、複数のパネル間で色合わせを実現することもできる。

【0099】

様々な実施形態では、ＰＰＵ１７２は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装される。中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、またはハイブリッドプロセッサを含む多くの他の代替的な実装形態が存在することを、当業者であれば認識するであろう。さらに、複数のプロセッサをともに使用してＰＰＵ１７２のタスクを実行してもよい。

【0100】

ＰＰＵ１７２は、揮発性メモリ１７４および／または不揮発性メモリ１７６と通信して、そのタスクを実行する。揮発性メモリ１７４は、たとえば動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）および／または静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を備えてもよい。不揮発性メモリ１７６は、フラッシュメモリ、電気的に消去可能なプログラム可能読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、および／またはディスクドライブを含んでもよい。様々な実施形態では、ＰＰＵ１７２は、揮発性メモリ１７４と通信して、視聴ゾーンデータ、コンテンツストリームデータ、コンテンツストリームに対する視聴ゾーンのマッピング、および／またはフレームバッファデータを含むがこれらに限定されない動的なランタイムデータを記憶する。ＰＰＵ１７２は不揮発性メモリ１７６と通信して、キャリブレーションパラメータ、カラーパレット、ファームウェア、識別番号、および／またはバージョン番号を含むがこれらに限定されない静的データを記憶する。またＰＰＵ１７２は、たとえば記憶されたパラメータを設定する、またはファームウェアを更新するために、不揮発性メモリ１７６の内容を修正することができる。ファームウェアをオンザフライで更新できることによって、追加のプログラマケーブルにプラグ接続して、ホストコンピュータ１８２から専用のソフトウェアを走らせる必要なく、より簡単なアップグレードが可能になる。

【0101】

ＰＰＵ１７２は、理想的でない状況において、性能のグレースフルデグラデーション（ｇｒａｃｅｆｕｌ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）を可能にするために、システム内にバッファリングを提供する。通常、ＬＣＤなどのディスプレイでは、ビデオデータは固定速度（たとえば３０Ｈｚ、６０Ｈｚ）で一貫して送信されなくてはならない。しかし、非決定論的な算出、レンダリング、およびホストコンピュータ１８２からのデータ送信に起因して、ＰＰＵ１７２は、固定していない速度でデータを生成することがある。したがってＰＰＵ１７２は、たとえばデータが遅すぎる場合に最後のフレームの状態を保持する、またはデータが速すぎる場合にフレームをドロップするようにフラットパネルディスプレイ１１０を制御するとき、バッファリングを含む。

【0102】

ＰＰＵ１７２は、ＦＰＤコネクタ１８４を通してフラットパネルディスプレイ１１０を駆動する。様々な実施形態では、ＦＰＤコネクタ１８４は、内蔵ディスプレイポート（ｅＤＰ）インターフェースである。ディスプレイポート、高精細マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））、デジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）、およびビデオグラフィックスアレイ（ＶＧＡ）を含むがこれらに限定されない、使用することができる多くの代替的なディスプレイインターフェースが存在することを、当業者であれば認識するであろう。１つ以上の実施形態では、ＦＰＤコネクタ１８４はさらに、フラットパネルディスプレイ１１０のバックライトに電力供給し、それを制御および／または変調するための接続部を含む。

【0103】

ＰＰＵ１７２は、ネットワークコントローラ１７８を通してホストコンピュータ１８２、および／または（他のＭＶディスプレイ装置１００の）他のディスプレイコントローラ１７０と通信する。ＰＰＵ１７２は、視聴ゾーン情報、コンテンツストリームデータ、コンテンツストリームに対する視聴ゾーンのマッピング、キャリブレーションパラメータ、カラーパレットパラメータ、識別情報、アドレス指定情報、ステータス情報、および／または他の構成情報を含むがこれらに限定されないデータを、ネットワークを介して送受信する。様々な実施形態では、ネットワークは、イーサネット（登録商標）ネットワークであり、ネットワークコントローラ１７８は、イーサネット（登録商標）の物理層インターフェースを提供する。ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ペリフェラルコンポーネントインタコネクト（ＰＣＩ）、インフィニバンド（登録商標）、および／またはサンダーボルト（登録商標）を含むがこれらに限定されない、使用することができる多くの代替的なデータインターフェースが存在することを、当業者であれば認識するであろう。特定の状況については、他のデータインターフェースよりも一部のデータインターフェースが好まれてもよい。たとえば、イーサネット（登録商標）は、一般的にＵＳＢよりも長い物理的距離に及ぶことができ、このことは、多くの設置構成において有利であり得る。

【0104】

（マルチＭＶディスプレイ装置のタイリング特徴部）
ディスプレイコントローラ１７０のいくつかの特徴部によって、複数のＭＶディスプレイ装置１００をタイリングしてより大きいディスプレイを形成するのが容易になる。たとえば、様々な実施形態では、この特徴部を使用して複数のＭＶディスプレイ装置１００をデイジーチェーン状に接続して、ホストコンピュータ１８２が必要とするポートの数を減らし、ケーブルの長さを短くし、設置を簡単にすることができる。バス、ツリー、スター、および／またはメッシュを含むがこれらに限定されない、多くの代替的な接続アーキテクチャが存在することを、当業者であれば認識するであろう。

【0105】

ネットワークコントローラ１７８は、受信したデータを下流のＭＶディスプレイ装置１００に渡すことを可能にするように、それぞれのデータコネクタ１２０に結合される２つのネットワークインターフェース１７９ａおよび１７９ｂを収容している。様々な実施形態では、ネットワークコントローラ１７８は、デュアルギガビットイーサネット（登録商標）送受信器を備える。ＰＰＵ１７２は、第１のネットワークインターフェース１７９ａからデータを受信し、第２のインターフェース１７９ｂにデータを送信することができ、その逆も同様である。第２のインターフェース１７９ｂ上で送信されるデータは、第１のインターフェース１７９ａで受信したデータそのままのコピー、受信したデータをフィルタ処理したバージョン、受信したデータを変換したバージョン、または完全に無関係のデータとすることができる。

【0106】

たとえば、様々な実施形態では、ホストコンピュータ１８２によって送られる視聴ゾーンデータは、ＭＶディスプレイシステム１２２内のすべてのＭＶディスプレイ装置１００（図４を参照）によって消費されることになっている一方で、コンテンツストリームデータの異なる部分は、ＭＶディスプレイシステム１２２内の特定のＭＶディスプレイ装置１００によって消費されることになっている。ネットワークコントローラ１７８の第１のネットワークインターフェース１７９ａは、すべてのＭＶディスプレイ装置１００について視聴ゾーンおよびコンテンツストリームのデータを受信し、ＰＰＵ１７２は、その特定のＭＶディスプレイ装置１００に関するデータでのみ動作する。すべての視聴ゾーンおよびコンテンツストリームのデータは、ネットワークコントローラ１７８の第２のネットワークインターフェース１７９ｂにそのままコピーされて、下流のＭＶディスプレイ装置１００に送られる。代替的な実施形態では、そのＭＶディスプレイ装置１００を対象とするコンテンツストリームデータを、他のＭＶディスプレイ装置１００は使用しないことから、ＰＰＵ１７２はそのデータを転送しない。これにより、ＭＶディスプレイシステム１２２内の全体的なデータトラフィックが低減される。

【0107】

ネットワークコントローラ１７８のネットワークインターフェース１７９ａ、１７９ｂの方向性は、オンザフライでプログラムすることができる。このマルチウェイの方向性によって、設置構成に柔軟性をもたせることが可能になる。たとえば、１つの状況では、ホストコンピュータ１８２をデイジーチェーン内でＭＶディスプレイ装置１００の左に置く必要があるかもしれないが、別の状況では、コンピュータ１８２をデイジーチェーン内でＭＶディスプレイ装置１００の右側に置く必要があるかもしれない。この方向性のプログラミングは、受動的にも、能動的なコマンドによっても行うことができる。前者の例では、ネットワークコントローラ１７８のいずれかのネットワークインターフェースで受信した任意のデータは、ネットワークコントローラ１７８の他のインターフェース上で操作し、それに転送することができる。後者の例では、ネットワークコントローラ１７８の一方のネットワークインターフェースが、上流のインターフェースとして設計され、他方が下流のインターフェースとして設計される。「設定方向」コマンドを下流のインターフェースが受信すると、上流／下流の指定を反転することができる。

【0108】

一部のコマンドは、チェーン内のすべてのディスプレイコントローラ１７０にブロードキャストされてもよい。たとえば、様々な実施形態では、すべてのディスプレイコントローラ１７０が、すべてのディスプレイコントローラ１７０にブロードキャストされた視聴ゾーンデータの同じセットで動作してもよい。しかし、デイジーチェーン内の異なるディスプレイコントローラ１７０が異なるデータで動作することができるように、ディスプレイコントローラ１７０は、別個のアドレスを有する必要があり得る。たとえば、各ディスプレイコントローラ１７０は、それ独自のキャリブレーションパラメータのセットを使用してもよく、それ独自のコンテンツストリームの部分からレンダリングしてもよい。別個のアドレスを割り当てるためのわかりやすい方法は、それぞれのディスプレイコントローラ１７０がグローバル一意ＩＤをもつことである。たとえば、事前プログラムされたグローバル一意ＩＤを有するシリアルＥＥＰＲＯＭが、ＰＰＵ１７２によって読み取られてもよい。別の例として、一意のＩＤ番号を不揮発性メモリ１７６に記憶することができる。ホストコンピュータ１８２は、デイジーチェーン内のディスプレイコントローラ１７０にそれらの一意ＩＤを問い合わせ、これらの一意ＩＤにコンテンツストリームの部分をマッピングすることができる。しかし、これらの技法には、別々のＩＤメモリまたは記帳ステップのいずれかが必要になる。

【0109】

様々な実施形態では、ランタイムに一時的な一意のＩＤ番号が割り当てられる。たとえば、ホストコンピュータ１８２は、ベースアドレスおよびインクリメント値を有する「アドレス設定」コマンドを、デイジーチェーン内の第１のディスプレイコントローラ１７０に送る。第１のディスプレイコントローラ１７０は、そのアドレスを、与えられたベースアドレスに設定する。次いで、第１のディスプレイコントローラ１７０は、インクリメント値が加えられたベースアドレスを、デイジーチェーン内の第２のディスプレイコントローラ１７０にインクリメント値とともに送る。第２のディスプレイコントローラ１７０は、そのアドレスを、インクリメントされたベースアドレスに設定し、アドレスを再びインクリメントし、新しいアドレスおよびインクリメント値をデイジーチェーン内の第３のディスプレイコントローラ１７０に送るなどということを行う。こうして、各ディスプレイコントローラ１７０は、ランタイムにおいてデイジーチェーン内で既知の一意のアドレスを割り当てられる。

【0110】

ホストコンピュータ１８２は、ランタイムにおいてチェーン内のディスプレイコントローラ１７０の数を判定する問合せを実行することができる。たとえは、ディスプレイコントローラ１７０は、その一意のアドレスを用いてｐｉｎｇコマンドに応答するように設計されてもよい。ｐｉｎｇコマンドは、ホストコンピュータ１８２によって、チェーン内のすべてのディスプレイコントローラ１７０にブロードキャストされ、ディスプレイコントローラ１７０のすべてが、それらの一意のアドレスを用いてｐｉｎｇコマンドに応答する。次いで、ホストコンピュータ１８２は、単純にｐｉｎｇ応答の数を数えまたは確認して、チェーン内のディスプレイコントローラ１７０の数およびアドレスを判定することができる。こうして、固定数のＭＶディスプレイ装置１００を必要とするのではなく、チェーン内のＭＶディスプレイ装置１００の数に、用途を適応可能にすることができる。

【0111】

ネットワークインターフェースに加えて、電力コントローラ１８０の電力インターフェースも、デイジーチェーン接続できるように配置することができる。たとえば、電力は、電力コントローラ１８０の第１のインターフェース１７９ａから受け取ることができ、電力コントローラ１８０の第２のインターフェース１７９ｂに送ることができる。あるいは、電力コントローラ１８０の第１および第２のインターフェースは、電力をいずれの方向にも送ることができるように直接接続されて、より柔軟性の高い設置を可能にすることができる。

【0112】

（プログラミングインターフェース）
様々な実施形態では、ＭＶディスプレイ装置１００を制御するための主な方法は、イーサネットを介してＭＶディスプレイ装置１００のディスプレイコントローラ１７０に取り付けられたホストコンピュータ１８２上で実行されるアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩ）によるものである。ＡＰＩは、ＭＶディスプレイ装置１００を制御するために、プログラマによって使用されるためのものである。ＡＰＩの主な目的は、以下の３つのことをユーザができるようにすることである：（ｉ）視聴ゾーン座標系において視聴ゾーンを生成および更新する（すなわち、サイズ変更、移動など）、（ｉｉ）視聴ゾーンに示すことができるコンテンツストリームを生成および更新する（すなわち、色、文字、スクロール方向、画像の変更）、および（ｉｉｉ）コンテンツストリームに視聴ゾーンを割り当てる。

【0113】

ＡＰＩは、ユーザがこれらのことを静的にも動的にも行うことができるようにする。これら３つの基本的特徴を使用して作り出すことができる幅広い体験を例示しやすくするために、静的動作と動的動作の両方の例をいくつか以下に列挙する。

【0114】

静的動作は、特定のロケーションに視聴ゾーンを生成し、視聴者がいる場所に基づいて視聴者にコンテンツを示すために使用することができる。たとえば、１つ以上のＭＶディスプレイ装置１００を静的に構成して、道路の異なる側に異なる広告を示したり、信号機からある一定の距離離れた車には赤色の光を示し、より近い車には緑色の光を示したりすることができる。さらに、１つ以上のＭＶディスプレイ装置１００を静的に構成して、世界地図を床で使用し、視聴者がその上に立っている国の母語で視聴者に文字を示すことができる。

【0115】

動的動作は、動的コンテンツと静的視聴ゾーンを使用してもよい。視聴ゾーンは、特定のロケーションに生成されてもよく、どの視聴ゾーンにどのコンテンツを示すかを決定するために、外部データが使用されてもよい。たとえば、ある人が演壇の後ろに歩いて行き、張り紙の内容を確認し、演壇のダイアルを使用してその人に表示される情報の言語を選択することができる。また、映画館で席に座っている人々が、自分たちの電話を使用して自らのシート番号および字幕の好み（すなわち、字幕なし、英語、スペイン語、ドイツ語など）を入力することができる。この場合、視聴ゾーンは座席ごとに静的に設定されるが、コンテンツはユーザ入力に基づいて変更される。任意のインタラクション装置（たとえば、ダイアル、電話、リモコン、ジェスチャー、顔認識）を使用して、椅子などの静的ロケーションにどのコンテンツが示されるかを変更することができる。

【0116】

動的動作は、静的コンテンツと動的視聴ゾーンを使用することもできる。視聴ゾーンは、外部データに基づいて変更されるが、コンテンツは内部データのみを使用して設定される。たとえば、ＡＰＩを使用して３Ｄ視聴ゾーンを作製し、コンテンツをそれらに割り当ててもよく、ディスプレイコントローラ１７０は、その視聴ゾーンの内側で終了するビームレットをオンにするだけである（視聴ゾーンは、以下で説明するリアルタイム点群、飛行時間カメラ、または別の３Ｄセンサに基づき判定することができる）。これは、視聴ゾーンがその内側に立っている人（または人々）の正確な大きさになるように、視聴ゾーンを動的に更新するという効果を有する。たとえば、ユーザは、３Ｄ領域を、視聴ゾーンの境界ボックスになるように静的に設定してもよい。１人または複数の人が境界ボックスに入ると、視聴ゾーン内の人々に正確に嵌まるように、視聴ゾーンが更新される。言い換えれば、３Ｄ視聴ゾーンを静的に設定し、動的に更新することができる。さらに、ワンド、バッジ、電話、モーションキャプチャシステム、車両、または視覚的タグなどを使用して人々を追跡してもよく、外部データなしで（すなわち、ロケーションに基づき）コンテンツが割り当てられる。

【0117】

さらに、動的動作は完全に動的であってもよく、ここで視聴ゾーンは動的に生成され、コンテンツは動的に外部データに基づく。たとえば、ワンド、バッジ、電話、モーションキャプチャシステム、車両、視覚的タグなどを使用して人々が追跡されてもよく、その人が誰であるかに基づき、またはその人がシステムに与えた入力に基づき（すなわち、人がモールに入り、特定の物品を見始めた場合に）コンテンツが割り当てられる。さらに、視聴者の顔のコンピュータ支援顔認識を使用して、顔の周りに視聴ゾーンを設定し、視聴者が誰かを識別し、視聴者の識別に基づいてその視聴者専用の内容を示すことができる。

【0118】

基本的な３つの特徴に加えて、以下を含むいくつかの拡張機能によって、操作をより容易にすることができる：（ａ）オートディスカバリ、（ｂ）コンテンツバッファとディスプレイパネルのマッピングの手動指定、（ｃ）キャリブレーション区域に基づく視聴ゾーンのフィルタリング、および（ｄ）シングルビューモードであり、これらを以下で説明する。
（ａ）オートディスカバリ
ホストコンピュータ１８２は、オートディスカバリ工程を行うようにソフトウェアを実行して、どのＭＶディスプレイ装置１００がホストコンピュータ１８２に接続され、それらがどのように互いにプラグ接続されているかを検出する。このデータがなければ、オペレータはＭＶディスプレイ装置１００ごとに手動でアドレスをプログラムし、次いでＭＶディスプレイ装置１００のこれらのアドレスをＡＰＩに知らせる必要がある。その代わりに、起動時にＡＰＩは、すべての取り付けられたＭＶディスプレイ装置１００を発見し、それぞれにアドレスを割り当てる。ＡＰＩは、ＭＶディスプレイ装置１００がプラグ接続されている順番が変わらない場合、それぞれのＭＶディスプレイ装置１００のアドレスが同じままであるように、これをプログラム的に、繰り返し可能なやり方で行う。ＡＰＩは、ＭＶディスプレイ装置１００に割り当てられたアドレスに基づきコンテンツを分割するので、これはコンテンツを正確に示せることが有利である。ＭＶディスプレイ装置１００ごとに一意の識別子（ＩＤ）を工場で設定するなど、持続的なアドレスの割当てを達成するための多くの方法が存在するが、そのやり方は、一意のＩＤを事前に割り当てる必要のないオートディスカバリ方法に比べて効率が悪い。
（ｂ）コンテンツバッファとディスプレイパネルとのマッピングの手動指定
マルチビューディスプレイ装置１００用のコンテンツを生成するとき、単一の画像（またはフレームバッファ）を生成し、次いでその画像の部分が、それぞれ個々のＭＶディスプレイ装置１００に表示されるように、ＭＶディスプレイ装置１００の物理的配置に基づきそれらを割り当てできることが期待されるかもしれない。ＭＶディスプレイ装置１００のアドレスは、それらがプラグ接続される順番に依存しており、ユーザは自らが選択する任意のやり方でＭＶディスプレイ装置１００をプラグ接続することができるので、隣接するアドレス同士は必ずしも隣接するパネル同士に対応しないことがある。様々な実施形態では、ＭＶディスプレイシステム１２２は、フレームバッファのどの部分をどのアドレスにマッピングするかをユーザが手動で指定できるようにする。たとえば、ユーザは、マルチビュー（ＭＶ）画素（０，０）〜（２７，１５）によって送達されるコンテンツを第１のＭＶディスプレイ装置１００にマッピングし、ＭＶ画素（２８，０）〜（５６，１６）によって送達されるコンテンツを第２のＭＶディスプレイ装置１００にマッピングすることなどを指定することができる。ユーザがこのようにコンテンツの部分を割り当てできるようになることによって、ユーザには、より大きい創造的自由が与えられる。あるいは、ＭＶディスプレイ装置１００が特定のやり方でプラグ接続されていると仮定し、ＭＶディスプレイ装置１００にコンテンツの特定の領域を自動割当てすることが可能であってもよいが、このためには、どのようにＭＶディスプレイ装置１００をプラグ接続するかをユーザは注意深く考えなくてはならなくなることがある。設置の物理的制約などを考えると、ＭＶディスプレイ装置１００を必要な構成にプラグ接続することが不可能な場合さえあり得る。
（ｃ）キャリブレーション区域に基づく視聴ゾーンのフィルタリング
ＭＶディスプレイ装置１００のキャリブレーションされている部分（すなわち、視聴ゾーン座標系において、そのＭＶ画素のそれぞれからのビームレットが終端するとわかっている正確なロケーション）、およびキャリブレーションされていない部分を、ユーザが正確に知るのは困難なことがある。概ね、ＭＶディスプレイ装置１００は、キャリブレーションが行われた区域の内側（たとえば、キャリブレーション中にキャリブレーション装置２１０が置かれたすべての点の凸包の内側、図２１Ａを参照）で、よりよく性能を発揮する。その結果、視聴ゾーン座標系においてどの場所がキャリブレーションされており、どの場所がキャリブレーションされていないのかを、ユーザが理解しやすくすることは有利である。様々な実施形態では、これは、キャリブレーション区域の外側にある視聴ゾーンの区域を、任意選択でフィルタリングして除外し、そこにはコンテンツを表示しないことによって達成される。あるいは、表示されるかもしれない視聴ゾーンが、キャリブレーションされた体積の外側にあることを、ユーザに知らせてもよい。
（ｄ）シングルビューモード
設計者がＭＶディスプレイ装置１００を使用し、コンテンツをプレビュー表示しようと試みて、正しい内容が正しい視聴ゾーンで見えることを確認するとき、設計者は、ホストコンピュータ１８２から立ち上がり、物理的に視聴ゾーンに立ってコンテンツを見る必要があり得る。設計の負担を軽減するために、ＭＶディスプレイシステム１２２は「シングルビュー」モードを含んでもよい。このモードでは、設計者は、物理的にどこに立っていても、ＭＶディスプレイ装置１００の視野の内側にいる限り、単一のコンテンツストリームを見ることができる。このモードは、設計者およびプログラマを補助するように設計されているが、ＭＶディスプレイ装置１００を見ているすべての人々が同じものを見る瞬間を可能にするように、ＭＶディスプレイシステム１２２（図４を参照）の最終的な動作において使用されてもよい。たとえば、異なる視聴ゾーンの視聴者は、通常異なる画像を見るが、緊急の場合には、それぞれの視聴者がどの視聴ゾーンにいるかに関わらず、同じ緊急警報コンテンツをすべての視聴者から見えるようにすることができる。

【0119】

（グラフィカルユーザインターフェース）
技術的知識がそれほどないユーザがＭＶディスプレイ装置１００を使用できるようにするために、図２０Ａに示すようなグラフィカルユーザインターフェース１８６を使用することができる。様々な実施形態では、グラフィカルユーザインターフェース１８６は、２つの主要な目的のために機能する。第１に、グラフィカルユーザインターフェースは、ユーザが基本的な機能をすぐに立ち上げ、実行できるようにする。さらに、グラフィカルユーザインターフェースは、独自のコードを書き込んでいるより高度なユーザが、その独自のコードで使用できるように視聴ゾーンをすばやく配置できるようにする。１つ以上の実施形態では、ホストコンピュータ１８２は、グラフィカルユーザインターフェース１８６をそのディスプレイ装置に表示させるソフトウェアを実行する。

【0120】

図２０Ａは、本開示の１つ以上の実施形態によるグラフィカルユーザインターフェース１８６の図である。１つ以上の実施形態では、グラフィカルユーザインターフェース１８６は、メインウインドウと、そのメインウインドウ内の、視聴ゾーン情報ペイン１８８、コンテンツ割当てペイン１９０、および視聴ゾーン座標系ペイン１９２を含む複数のペインとを含む。視聴ゾーン情報ペイン１８８は、視聴ゾーン座標系ペイン１９２に描かれる様々な視聴ゾーンの名前を、オペレータが指定できるようにする。コンテンツ割当てペイン１９０は、視聴ゾーン座標系ペイン１９２を使用して生成される様々な視聴ゾーンに、オペレータがコンテンツを割り当てできるようにする。たとえば、コンテンツ割当てペイン１９０は、視聴ゾーン座標系ペイン１９２に描かれる視聴ゾーンのそれぞれに表示すべきコンテンツを含む画像ファイルまたは動画ファイルの名前を、オペレータが指定できるようにする。

【0121】

グラフィカルユーザインターフェース１８６は、視聴ゾーン座標系ペイン１９２の視聴空間表現１９４を、オペレータが指定および表示できるようにする。たとえば、視聴空間表現１９４は、ＭＶディスプレイ装置１００が使用されることになる部屋の３Ｄモデルであってもよい。オペレータが、ホストコンピュータ１８２のポインティング装置（たとえばマウス）を使用して、ホストコンピュータ１８２のディスプレイ装置においてグラフィカル動作を実行するとき、ホストコンピュータ１８２は、ディスプレイ装置上のロケーションを、視聴ゾーン座標系（たとえば、ＭＶディスプレイシステム１２２が使用されることになる部屋の座標系）における対応するロケーションに変換する。また、グラフィカルユーザインターフェース１８６は、視聴ゾーン座標系ペイン１９２内で、オペレータが視聴ゾーンを配置および操作できるようにする。たとえば、オペレータはポインティング装置を使用して、視聴ゾーン座標系ペイン１９２内で、第１の視聴ゾーン表現１９６ａ、第２の視聴ゾーン表現１９６ｂ、および第３の視聴ゾーン表現１９６ｃを描写、サイズ変更、および移動することができる。１つ以上の実施形態では、視聴ゾーン表現１９６ａ〜１９６ｃのそれぞれは、三次元の境界ボックスとして出現する。ユーザが、３つの視聴ゾーンを視聴ゾーン表現１９６ａ〜１９６ｃによって特定した後、グラフィカルユーザインターフェース１８６を表示するホストコンピュータ１８２は、視聴ゾーン表現１９６ａ〜１９６ｃの境界の座標を、３つの視聴ゾーンの境界の、視聴ゾーン座標系における対応する座標に変換し、次いでこの視聴ゾーンの座標を記憶する。

【0122】

視聴ゾーン座標系の視覚的表現を視聴ゾーン座標系ペイン１９２に提供することによって、人々がＭＶディスプレイ装置１００の使用方法を理解しやすくすることができる。視覚的表現の形は、ＭＶディスプレイ装置で／とともに使用されるセンサ１０４（図１を参照）に応じて異なる。たとえば、センサが２Ｄカメラ１０４の場合、グラフィカルユーザインターフェース１８６は単にカメラ１０４からのライブフィードを表示することができる。しかしいくつかの場合には、ディスプレイセンサの出力を人間が容易に認識および理解できないことがある。この一例は、ＩＲ光を使用する追跡システムであり得る。ＩＲ追跡システムに使用されるカメラ１０４は、可視光をブロックすることがあり、それによりＩＲ追跡システムの出力を人間が理解するのは一層困難になる。代替策として、ＭＶディスプレイシステム１２２は、データ出力（すなわち、追跡物体のロケーション）を取得し、環境の事前に構築された３Ｄモデルにそれらを重ねることができる。この概念の具体的な実装形態が図２０Ａに示される。グラフィカルユーザインターフェース１８６は、視聴ゾーン座標空間を、空間の事前構築された３Ｄモデルおよびリアルタイム点群１９８として示す。示される例では、リアルタイム点群１９８は、視聴空間に立つ人のロケーションをグラフィカルに表す。点群１９８は、ステレオカメラセンサの出力を視覚的に表現したものである。画像内の特徴ごとに、２つの画像の差異から深さが算出される。次いで、所与の特徴に対応する画像の画素が、画像内でのそれらのロケーション、および特徴の算出された深さを前提として、３Ｄ空間内で適切な点にレンダリングされる。点群は、視覚的に理解するのが若干難しいことがあるので、点群１９８は、図２０Ａの視聴空間の３Ｄモデルの上に重ねられる。ユーザは、自分の見ているものが、中央で部屋の前方を向いて立っている人であることをより容易に理解することができる。点群１９８がモデルというコンテキストなく表示されたら、ユーザは、自分がグラフィカルユーザインターフェース１８６上で見ているものと、現実世界との間の相関関係を把握するのが一層困難になり得る。この特定のモデルは、最初にマーターポート（登録商標）カメラなどの３Ｄカメラで空間をスキャンし、次いで、ディスプレイ装置１００がそれに合わせてキャリブレーションされたステレオカメラに合わせて、生成されたモデルをキャリブレーションし、最後に位置合わせされたモデルと点群１９８の両方を表示することによって生成された。しかし、これは、コンピュータ製図法（ＣＡＤ）、プロジェクトタンゴ（登録商標）などの他のルームモデリング技法を用いて行うことも可能である。

【0123】

カメラフィード、点群などの形の一般的な座標系を示すことに加えて、グラフィカルユーザインターフェース１８６は、最大キャリブレーション境界が何かを示すこともできる（上述した「（ｃ）キャリブレーション区域に基づく視聴ゾーンのフィルタリング」を参照）。センサが特定の領域において感知可能であることは、必ずしも視聴ゾーンをそこに配置できることでない。これは、ディスプレイセンサ１０４の視野内の視聴空間全体を、ユーザがキャリブレーションしたわけではない可能性があるからである。どの区域がキャリブレーションされ、どの区域がされていないかをユーザが理解しやすくするために、グラフィカルユーザインターフェース１８６は、キャリブレーションされた区域／体積のレンダリングを、視聴ゾーン座標系の視覚化に重ねる特徴部を含む。様々な実施形態では、これは影付きの２Ｄ／３Ｄボックスとすることができる。

【0124】

視聴ゾーン座標系の表現を用いて、視聴ゾーンをその中で配置および操作してもよい。２Ｄでは、これは単に、ＭＶディスプレイ装置１００がそれに合わせてキャリブレーションされたカメラフィードの上で、四角形（または場合によっては他の２Ｄ形状）を描写および操作することであり得る。３Ｄでは、これはより複雑になり得る。３Ｄの場合には、コンテンツが示される空間の体積を定義しなくてはならない。様々な実施形態では、軸が位置合わせされた境界ボックス（すなわち、すべての辺が座標系の軸に平行な直角プリズム）を使用して、算出をスピードアップすることができるが、任意の３Ｄ体積が使用されてもよい。３Ｄ空間の３Ｄ体積を、２Ｄコンピュータモニタ上で移動および操作することは、２Ｄの場合よりも難しいかもしれないが、標準的なＣＡＤ方法を使用して実現することができる。

【0125】

図２０Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による第１のグラフィカルユーザインターフェース方法３００のフローチャートである。方法３００は３０２で始まる。たとえば、ユーザは、ホストコンピュータ１８２によって表示されるユーザインターフェースオブジェクトを選択し、それによりホストコンピュータ１８２が、ネットワークを介してＭＶディスプレイ装置１００にメッセージを送信する。

【0126】

３０４において、ディスプレイセンサ（たとえば１０４）は、ＭＶディスプレイ装置１００を視聴可能な空間のセンサデータを捕捉する。たとえば、ホストコンピュータ１８２からのメッセージに応答して、ＭＶディスプレイ装置１００のカメラ１０４は、ＭＶディスプレイ装置１００の視聴者が位置する部屋の部分のセンサデータを捕捉する。

【0127】

３０６において、センサデータが受信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２は、ＭＶディスプレイ装置１００のネットワークコントローラ１７８から送信される、カメラ１０４によって捕捉されるセンサデータを、ネットワークを介して受信する。１つ以上の実施形態では、センサデータは、ユニバーサルシリアルバスを介して送られてもよい。

【0128】

３０８において、センサデータおよび視聴ゾーンデータが、ディスプレイ装置にレンダリングされる。たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、カメラ１０４によって捕捉されたセンサデータを処理し、対応する処理されたデータをホストコンピュータ１８２に結合されたディスプレイ装置に送信することを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶する。ディスプレイ装置に送信されるデータは、図２０Ａに示すグラフィカルユーザインターフェース１８６をディスプレイ装置に表示させるフォーマットになっており、そのグラフィカルユーザインターフェースは、視聴空間表現１９４として表示されるレンダリングされたセンサデータ（たとえば点群データ１９８）、および視聴ゾーン表現１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃを含めて表示される視聴ゾーンデータ（たとえば視聴空間の３Ｄモデル）を含む。

【0129】

３０８において、センサデータおよび視聴ゾーンデータが、ディスプレイ装置上でグラフィカルユーザインターフェース１８６にレンダリングされた後、ユーザは、ディスプレイ装置上に表示されるディスプレイセンサデータのコンテキストで視聴ゾーン表現１９６ａ、１９６ｂ、１９６ｃによって表される視聴ゾーンを、可視化することができる。グラフィカルユーザインターフェース１８６に表示された情報を視聴した後、ユーザは、たとえば視聴ゾーン表現１９６ａによって表された視聴ゾーンを、移動およびサイズ変更することによって調整する必要があると判断してもよい。次いでユーザは、ホストコンピュータ１８２に結合されたポインティング装置（たとえばマウス）を使用して、視聴ゾーン表現１９６ａを選択し、次いでディスプレイ装置上でそれをサイズ変更および移動するように、グラフィカル動作を実行してもよい。

【0130】

３１０において、ユーザ入力が受信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２は、ディスプレイ装置上で視聴ゾーン表現１９６ａをサイズ変更および移動させる、ユーザが行ったグラフィカル動作に対応したデータを受信する。

【0131】

３１２において、１つ以上の視聴ゾーンの新規座標が判定される。たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される視聴ゾーンの、視聴ゾーン座標系における新規座標を、３１０で受信したユーザ入力に基づき判断することを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0132】

３１４において、アプリケーションプログラミングインターフェースに通知が行われる。たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される視聴ゾーンの座標が変更されたことを示すメッセージを、ホストコンピュータ１８２上で実行しているアプリケーションプログラミングインターフェースに送ることを、プロセッサに行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0133】

３１６において、視聴ゾーンデータが更新される。たとえば、ホストコンピュータ１８２上で実行しているアプリケーションプログラミングインターフェースは、３１２で判定された、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される視聴ゾーンの新規座標に対応するデータが、ホストコンピュータ１８２のメモリに記憶されるようにする。

【0134】

３１８において、更新されたデータがディスプレイ装置に送信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２上で実行しているアプリケーションプログラミングインターフェースは、３１２で判定された、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される視聴ゾーンの新規座標に対応するデータが、ＭＶディスプレイ装置１００に送信されるようにする。

【0135】

３２０において、方法３００は終了する。たとえば、ＭＶディスプレイ装置１００のディスプレイコントローラ１７０は、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される視聴ゾーンの新規座標に対応するデータを記憶し、それを使用して、フラットパネルディスプレイ１００のどのディスプレイ画素が、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される視聴ゾーンに向けてビームレットを放射するかを判定する。

【0136】

グラフィカルユーザインターフェース１８６の１つの特徴は、コンテンツを生成し、それを視聴ゾーンに割り当てる機能である。コンテンツ設計者は、他のソフトウェアプログラムでマルチビューディスプレイ用の画像およびビデオを設計し、次いでそれらをインポートすることができる。しかし、ユーザは、グラフィカルユーザインターフェース１８６を用いて、スクロールテキストおよびスタティックテキストなどの簡単なコンテンツを生成することができる。コンテンツが生成されたら、コンテンツグループにそれを割り当てることができる。コンテンツグループは、それに割り当てられた１つのコンテンツ、および１つまたは多くの視聴ゾーンを有する。これを、コンテンツを視聴ゾーンに割り当てると考えることも可能であるが、様々な実施形態において、サポートされるコンテンツストリームは視聴ゾーンよりもはるかに少ないので、視聴ゾーンをコンテンツに割り当てると考える方が有益なことがある。その理由は、妥当な数のＭＶ画素１０２を有する任意の妥当なサイズのＭＶディスプレイ装置１００では、ホストコンピュータ１８２からディスプレイコントローラ１７０への通信が行われるとき、視聴ゾーンよりも多くのデータ帯域幅をコンテンツストリームが占めるからである。上で検討したように、様々な実施形態では、ユーザは、コンテンツストリームごとにグループを生成する。ユーザは、グループ間で視聴ゾーンを移動させることによって、どの視聴ゾーンにどのコンテンツが示されるかを変更することができる。

【0137】

どの視聴ゾーンがどこに位置付けられ、どの視聴ゾーンがどのコンテンツ（またはコンテンツグループ）に割り当てられるかを定義するそれぞれの「構成」または状態を保存することもできる。グラフィカルユーザインターフェース１８６は、構成リストを提供し、その構成リストでは、すべての保存された構成を迅速かつ容易に切り替えすることができるように、それらが整理されている。構成リストを用いると、グラフィカルユーザインターフェース１８６によって、ユーザが外部トリガに基づき構成を切り替えることができるようになる。たとえば、環境内でボタンが押されると（たとえば、娯楽施設の来場者がＭＶディスプレイ装置１００のそばにあるボタンを押すと）、ＭＶディスプレイシステム１２２が、異なるコンテンツのセットを有する次の構成に移ってもよい。照明コンソール、様々なセンサ、タイマー、またはメディアサーバなどの他のシステムからのトリガを受信することもできる。グラフィカルユーザインターフェース１８６からの構成情報を保存する機能の別の使用法は、視聴ゾーンのロケーションだけを保存することである。前の例を詳しく述べると、ボタンが押されたときに、誰がそれを押したかに基づき、どのコンテンツが示されるかを動的に変更できるようにしたいとプログラマが望む場合には、そのプログラマは、アプリケーションプログラミングインターフェースを使用して、それを行うためのプログラムを書くことができる。別の例としては、プログラマは、グラフィカルユーザインターフェース１８６に視聴ゾーンを設定し、その視聴ゾーンに名前を付け（すなわち、「ボタン１」、「ボタン２」など）、次いであのファイルをプログラミングインターフェースにロードして、動的コンテンツを視聴ゾーンに割り当てることができる。

【0138】

図２０Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態による第２のグラフィカルユーザインターフェース方法３３０のフローチャートである。方法３３０は３３２で始まる。たとえば、ユーザは、ホストコンピュータ１８２に結合されたディスプレイ装置にグラフィカルユーザインターフェース１８６を表示することを、そのホストコンピュータ１８２に行わせる入力を提供する。

【0139】

３３４において、第１の構成データが生成される。たとえばユーザは、ホストコンピュータ１８２に結合されたポインティング装置（たとえばマウス）を使用して、グラフィカルユーザインターフェース１８６の視聴ゾーン座標系ペイン１９２に視聴ゾーン表現１９６ａおよび視聴ゾーン表現１９６ｂを生成するように、グラフィカル動作を実行する。ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、視聴ゾーン座標系における第１の視聴ゾーンと第２の視聴ゾーンの境界を表す視聴ゾーンデータを、ユーザが実行したグラフィカル動作を示すデータに基づき生成および記憶することを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0140】

また、ユーザは、ポインティング装置およびグラフィカルユーザインターフェース１８６のコンテンツ割当てペイン１９２を使用して、第１のコンテンツストリームを第１のコンテンツグループに割り当て、第２のコンテンツストリームを第２のコンテンツグループに割り当てるようにグラフィカル動作を実行する。さらに、ユーザは、ポインティング装置を使用して、視聴ゾーン表現１９６ａによって表される第１の視聴ゾーンを第１のコンテンツグループに割り当て、視聴ゾーン表現１９６ｂによって表される第２の視聴ゾーンを第２のコンテンツグループに割り当てるようにグラフィカル動作を実行する。

【0141】

１つ以上の実施形態では、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、第１と第２の視聴ゾーンの境界を表す視聴ゾーンデータ、第１のコンテンツグループに含まれるコンテンツ項目を示すデータ、第２のコンテンツグループに含まれるコンテンツ項目を示すデータ、第１の視聴ゾーンが第１のコンテンツグループに割り当てられることを示すデータ、および第２の視聴ゾーンが第１のコンテンツグループに割り当てられることを示すデータを含む第１の構成データを生成することを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0142】

たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、第１の構成データをテーブルまたは他の適切なデータ構造に記憶することを、ホストコンピュータ１８２に行わせる命令を記憶しており、そのテーブルまたは他の適切なデータ構造では、第１の視聴ゾーンの境界の座標を表すデータが第１の視聴ゾーンの識別子（たとえば「ゾーン１」）に関連付けられ、第２の視聴ゾーンの境界の座標を表すデータが第２の視聴ゾーンの識別子（たとえば「ゾーン２」）に関連付けられ、第１のコンテンツストリームの識別子（たとえば、ファイル名１）が第１のコンテンツグループの識別子（たとえば「グループ１」）に関連付けられ、第２のコンテンツストリームの識別子（たとえば、ファイル名２）が第２のコンテンツグループの識別子（たとえば「グループ２」）に関連付けられ、第１の視聴ゾーンの識別子（たとえば「ゾーン１」）が、第１のコンテンツグループの識別子（たとえば「グループ１」）に関連付けられ、第２の視聴ゾーンの識別子（たとえば「ゾーン２」）が、第２のコンテンツグループの識別子（たとえば「グループ２」）に関連付けられている。

【0143】

３３６において、第２の構成データが生成される。たとえば、ユーザは、第３および第４の視聴ゾーンデータを生成し、第３のコンテンツストリームを第３のコンテンツグループに割り当て、第４のコンテンツストリームを第４のコンテンツグループに割り当て、第３の視聴ゾーンを第３のコンテンツグループに割り当て、第４の視聴ゾーンを第４のコンテンツグループに割り当てるように、上述した動作と同様のグラフィカル動作を実行する。次いでホストコンピュータ１８２は、第３と第４の視聴ゾーンの境界を表す視聴ゾーンデータ、第３および第４のコンテンツグループのコンテンツを示すデータ、第３の視聴ゾーンが第３のコンテンツグループに割り当てられることを示すデータ、および第４の視聴ゾーンが第４のコンテンツグループに割り当てられることを示すデータを含む第２の構成データを生成する。

【0144】

３３８において、第１および第２の視聴ゾーンデータが送信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、第１の構成データにおいて識別された第１および第２の視聴ゾーンデータを、ＭＶディスプレイ装置１００に送信することを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0145】

３４０において、第１および第２の視聴ストリームが送信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、第１の構成データにおいて識別された第１および第２の視聴ストリームを、ＭＶディスプレイ装置１００に送信することを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0146】

第１の視聴ゾーンの視聴者が第１のコンテンツストリームを視聴することができ、第２の視聴ゾーンの視聴者が第２のコンテンツストリームを視聴することができるように、ＭＶディスプレイ装置１００のディスプレイコントローラ１７０は、３３８において送信された第１および第２の視聴ゾーンデータ、ならびに３４０において送信された第１および第２の視聴ストリームを使用して、フラットパネルディスプレイ１１０の座標系のどのビームレット（または対応するディスプレイ画素）を駆動するかを判定する。

【0147】

３４２において、トリガデータが受信される。たとえば、３４２において、ホストコンピュータ１８２は、ＭＶディスプレイ装置１００が位置付けられた部屋に位置するセンサ装置から信号を、または通信装置からメッセージを受信する。１つ以上の実施形態では、ホストコンピュータ１８２は、特定の構成データを識別するデータを含むメッセージを受信する。たとえば、３４２において、ホストコンピュータ１８２は、第２の構成データ（たとえば「第２の構成」）を識別する、またはそれに関連付けられたデータを含むメッセージを受信する。

【0148】

３４４において、アプリケーションプログラミングインターフェースに通知が行われる。たとえば、ホストコンピュータ１８２のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、第２の構成データを識別する構成データの変更を示すメッセージを、ホストコンピュータ１８２上で実行しているアプリケーションプログラミングインターフェースに送ることを、ホストコンピュータ１８２に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0149】

３４６において、第３および第４の視聴ゾーンデータが送信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２上で実行しているアプリケーションプログラミングインターフェースは、たとえば第２の構成データを識別する、または第２の構成データの識別子に関連付けられた識別子を含む構成データの変更を示すメッセージを３４４において受信したことに応答して、第２の構成データに含まれる視聴ゾーンデータをＭＶ視聴装置１００に送信することを、ホストコンピュータ１８２に行わせる。１つ以上の実施形態では、フラットパネルディスプレイ１１０のディスプレイサブ画素の駆動を停止し、不揮発性メモリ１７６に現在記憶されている視聴ゾーンデータを消去するようディスプレイコントローラ１７０に命令する１つ以上のコマンドとともに、第３および第４の視聴ゾーンデータが送信される。

【0150】

１つ以上の実施形態では、第３および第４の視聴ゾーンデータを不揮発性メモリ１７６に記憶し、第３のコンテンツグループのコンテンツストリームの識別子を、不揮発性メモリ１７６に記憶されたテーブルまたは他の適切なデータ構造内の第３のコンテンツグループの識別子に関連付け、第４のコンテンツグループのコンテンツストリームの識別子を、不揮発性メモリ１７６に記憶されたテーブルまたは他の適切なデータ構造内の第４のコンテンツグループの識別子に関連付けるようディスプレイコントローラ１７０に命令する１つ以上のコマンドとともに、第３および第４の視聴ゾーンデータが送信される。

【0151】

３４８において、第３および第４の視聴ストリームが送信される。たとえば、ホストコンピュータ１８２上で実行しているアプリケーションプログラミングインターフェースは、３４２において受信した構成データの変更を示すメッセージを３４４において受信したことに応答して、第２の構成データにおいて識別される第３および第４の視聴ストリームを３４８において送信することを、ホストコンピュータ１８２に行わせる。

【0152】

３５０において、方法３３０は終了する。第３の視聴ゾーンの視聴者が第３のコンテンツストリームを視聴することができ、第４の視聴ゾーンの視聴者が第４のコンテンツストリームを視聴することができるようにフラットパネルディスプレイ１１０を駆動するために、たとえば、ＭＶディスプレイ装置１００のディスプレイコントローラ１７０は、３４６において送信された第３および第４の視聴ゾーンデータに含まれる、視聴ゾーン座標系の座標を、フラットパネルディスプレイ１１０のビームレット座標系の対応する座標に変換する。

【0153】

（キャリブレーション）
ＭＶディスプレイ装置１００は、キャリブレーション工程を必要とする。これは、ユーザが視聴ゾーン座標系内のロケーションを指定するので、ＭＶディスプレイ装置１００は、ＭＶ画素１０２ごとにどのビームレットを照射すべきかを知っておかなくてはならないからである。各レンズ内での光の正確な曲がり方、ディスプレイセンサ（すなわちカメラ１０４）に対する各レンズの正確なロケーション、および下にあるディスプレイパネルに対するレンズの正確なロケーションがわかるならば、キャリブレーション工程は理論上なくすことができる。実際には、こうした測定値を得ることは困難であり、所与の視聴ゾーンの座標に向けて正しいビームレットをオンにするためにリアルタイムでこれらを使用することは、さらに困難である。

【0154】

様々な実施形態では、所与の視聴ゾーンの座標に向けてどのビームレットをオンにするかを近似するために、簡単な数学的モデルが使用される。ワーストケースにおいて、この近似は、目的とするビームレットと実際のビームレットとの間で約数個のディスプレイ画素の誤差を有し、この誤差は通常の状況なら許容可能である。平均で、誤差は約０．５ディスプレイ画素で一層良好である。

【0155】

キャリブレーション工程によって、視聴ゾーン座標系におけるロケーションの、ビームレット座標系への投射／マッピングを近似する数学的モデルの係数および定数が決まる。係数および定数を決めるために、キャリブレーション装置は、視聴ゾーン座標系とビームレット座標系との間でいくつかのグラウンドトゥルースマッピングを捕捉する。集められたデータ、および非線形のオプティマイザを使用して、式中の係数および定数が見いだされる。係数および定数が得られると、視聴ゾーン座標を前提とした新規のマッピングを効率よく生成することができる。

【0156】

（物理的設定）
グラウンドトゥルースマッピングを集めて係数の値を求めるために、いくつかのハードウェアが必要になる。様々な実施形態では、少なくとも３つの装置が使用される：ＭＶディスプレイ装置１００、このＭＶディスプレイ装置１００に取り付けられた、視聴ゾーン座標空間を生成する（たとえば、カメラ、ステレオカメラ、光による検知および測距（ＬＩＤＡＲ）、飛行時間カメラ、ラインスキャンカメラなどの）ディスプレイセンサ２２６（たとえば、カメラ１０４）、およびＭＶディスプレイ装置１００を視聴することができ、環境内で移動してまわることができ、図２１Ａに示すディスプレイセンサ２２６により見いだされることが可能なカメラ（キャリブレーション装置２１０）である。図２１Ａでは、点線は、キャリブレーション手順中に「示される」データを表し、実線は、キャリブレーション手順中に送られるデータを表す。

【0157】

一実装形態では、キャリブレーション装置２１０は、チェッカーボードと、（たとえば、タブレットコンピュータにキャリブレーション手順を実行させる命令を記憶しているプロセッサおよびメモリを含む）タブレットコンピュータとが取り付けられたカメラの形をとり、ディスプレイセンサ２２６は２Ｄカメラである。代替的な実装形態では、キャリブレーション装置２１０は、赤外線（ＩＲ）ＬＥＤとタブレットコンピュータが取り付けられたカメラであり、ディスプレイセンサ２２６はＩＲ感応性ステレオカメラである。いずれの場合にも、キャリブレーション装置２１０は、視聴ゾーン座標系内でディスプレイセンサ（たとえばカメラ１０４）によって見いだされることが可能でなくてはならない。キャリブレーション装置／ディスプレイセンサの組合せのいくつかの他の例は、チェッカーボード／ステレオカメラ、他のプリント済みパターンまたはタグ／カメラ（またはステレオカメラ）、可視光ＬＥＤ／カメラ（またはステレオカメラ）などである。さらにホストコンピュータ１８２を使用して、ＭＶディスプレイ装置１００を制御することができ、ワイヤレスネットワークによって、キャリブレーション装置２１０とホストコンピュータ１８２がキャリブレーション手順中に通信することができるようになる。いくつかの実施形態では、１つのコンピュータを使用し、タブレットをなくしてもよいが、ホストコンピュータ１８２まで通るケーブルをカメラがもたなくてはならない可能性がある。ディスプレイコントローラ１７０が、キャリブレーション装置（カメラ）２１０と直接インターフェースをとることも可能である。

【0158】

（キャリブレーション手順）
図２１Ａは、本開示の１つ以上の実施形態によるキャリブレーション手順を実行するＭＶディスプレイシステム１２２のブロック図である。ＭＶディスプレイシステム１２２は、ホストコンピュータ１８２に通信可能に結合されたＭＶディスプレイ装置１００を含む。たとえば、ＭＶディスプレイ装置１００は、イーサネット（登録商標）ベースのローカルエリアネットワークを介してホストコンピュータ１８２に接続される。ＭＶディスプレイシステム１２２は、ホストコンピュータ１８２に通信可能に結合されたキャリブレーション装置２１０およびディスプレイセンサ２２６（たとえばカメラ１０４）も含む。たとえば、キャリブレーション装置２１０とホストコンピュータ１８２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎベースのローカルエリアネットワークを介して相互接続され、ディスプレイセンサ２２６（たとえばカメラ１０４）とホストコンピュータ１８２は、ユニバーサルシリアルバスを介して相互接続される。

【0159】

キャリブレーション手順中に、ホストコンピュータ１８２は、ディスプレイパターンデータ２２８をＭＶディスプレイ装置１００に送信する。それに応答して、ＭＶディスプレイ装置１００は、ディスプレイパターンデータ２２８に対応するディスプレイパターン２３０を形成する光を放射する。キャリブレーション装置２１０は、ＭＶディスプレイ装置１００からのどのビームレットが受信されたかを記録する。一方、キャリブレーション装置２１０は、（たとえばキャリブレーション装置２１０の画面上に表示可能な、またはキャリブレーション装置２１０に印刷もしくは取付けされた）チェッカーボードパターン２３２を含む。キャリブレーション装置２１０が、ディスプレイセンサ２２６の視野内にある場合（すなわち、ディスプレイセンサ２２６が、キャリブレーション装置２１０のチェッカーボードパターン２３２を感知または検出できる場合）、ディスプレイセンサ２２６はキャリブレーション装置ロケーションデータ２３４をホストコンピュータ１８２に送信する。１つ以上の実施形態では、キャリブレーション装置ロケーションデータ２３４は、検出されたチェッカーボードパターン２３２に基づく視聴ゾーン座標系内のキャリブレーション装置２１０の座標を示す。キャリブレーション装置２１０は、ビームレット座標データ２３６をホストコンピュータ１８２に送信し、そのデータはホストコンピュータ１８２によって記憶される。以下で説明するように、ホストコンピュータ１８２は、記憶したキャリブレーション装置ロケーションデータ２３４およびビームレット座標データ２３６を使用して、ＭＶディスプレイ装置１００が視聴ゾーン座標系の座標をフラットパネルディスプレイ１１０のビームレット（またはディスプレイ画素）座標系の対応する座標に変換するために使用するキャリブレーションパラメータ（ｐ０、ｐ１、・・・、ｐ１５）を算出し、それによりＭＶディスプレイ装置１００は、異なる視聴ゾーンに位置する異なる視聴者に異なるコンテンツを提示することができるようになる。

【0160】

１つ以上の実施形態では、キャリブレーション装置２１０はタブレットコンピュータを含み、このタブレットコンピュータは、タブレットコンピュータのプロセッサによって実行されたときに、タブレットコンピュータにキャリブレーション手順の一部を行わせるソフトウェア命令を記憶しているメモリを有する。さらに、ホストコンピュータ１８２のメモリは、ホストコンピュータ１８２のプロセッサによって実行されたときに、キャリブレーション手順の他の部分をホストコンピュータに行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0161】

キャリブレーション手順は、視聴ゾーン座標系における空間的な１Ｄ／２Ｄ／３Ｄポイントと、オンにされたときにその空間座標の位置を実世界で照射するビームレット座標系におけるビームレットとの間で、ＭＶ画素あたり数回のマッピングを捕捉するステップから構成される。様々な実施形態では、これらの捕捉されたマッピングは、ＭＶディスプレイ装置１００を視聴するために使用される全区域の周りに拡散される。これらのマッピングを捕捉するために、ＭＶディスプレイシステム１２２は、２つのことを行わなくてはならない：視聴ゾーン座標空間においてキャリブレーション装置２１０を見い出し、その現在のロケーションにおいて、どのビームレットがそれに当たっているかをキャリブレーション装置２１０が記録できるようにすることである。

【0162】

様々な実施形態では、キャリブレーション装置２１０は、ディスプレイセンサ２２６のフィードにチェッカーボードパターン２３２を位置付けることによって見い出される。これにより、視聴ゾーン座標系の空間座標が与えられ、この空間座標は、キャリブレーション装置２１０の現在のロケーションを表し、キャリブレーション装置ロケーションデータ２３４に含められる。前に述べたように、ディスプレイセンサ２２６（たとえばカメラ１０４）は、１Ｄ、２Ｄ、または３Ｄセンサとすることができる。これらのそれぞれは、ＭＶディスプレイ装置１００の動作の仕方に影響を及ぼす。ディスプレイセンサ２２６の次元性によって、エンドユーザが視聴ゾーンを画成することができる座標空間の次元性が決まる。したがって、ＭＶディスプレイ装置１００が、２Ｄディスプレイセンサ２２６に合わせてキャリブレーションされた場合、視聴ゾーンは、２Ｄ表面の領域としてしか画成することができず、キャリブレーション装置２１０が配置されるすべてのロケーションは、その２Ｄ表面内でなくてはならない。２Ｄまたは１Ｄであるディスプレイセンサ２２６を使用することのマイナス面は、ＭＶディスプレイ装置１００が、対応する平面上または線上でしかうまく機能しないことであり得る。なぜなら、数学的モデルは、視聴者がその平面または線に立っていると仮定するからである。ＭＶディスプレイ装置１００から視聴者の距離に比べて、ＭＶディスプレイ装置１００が小さい場合には、平面上の視聴者に当たるビームレットと、平面から外れた視聴者に当たるビームレットとの間の差は小さく、無視することができる。しかし、ＭＶディスプレイ装置１００が大きくなるにつれて（たとえば、複数のＭＶディスプレイ装置１００がともにタイリングされると）、キャリブレーションされた表面に立つ人と、そこから外れている人とに対するビームレット間の差は、それほど小さくなく、視聴者にはＭＶ画素の一部しかオンに見えないことになる恐れがある。この問題に対処するために、様々な実施形態では、ディスプレイセンサ２２６は２Ｄカメラを含んでもよく、キャリブレーション装置２１０とディスプレイセンサ２２６の間の距離を測定することが可能である。次いで、この距離が第３の座標として使用されて、追加の次元が加えられ、２Ｄディスプレイセンサ２２６が効率的に３Ｄセンサになる。したがってユーザは、２Ｄ画像の領域、およびカメラからの距離を指定することができる。

【0163】

図２１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態によるキャリブレーション手順３６０のフローチャートである。キャリブレーション手順３６０は３６２で始まる。たとえば、ユーザは、ホストコンピュータ１８２、キャリブレーション装置２１０、およびディスプレイセンサ２２６に、そのそれぞれのメモリに記憶された所定のソフトウェア命令を実行させる入力を提供する。

【0164】

３６４において、キャリブレーション装置２１０は、ＭＶディスプレイ装置１００の視野内に配置される。キャリブレーション装置２１０は、ディスプレイセンサ２２６によって画成される視聴ゾーン座標系内の任意の点に位置付けられてもよい。

【0165】

３６６において、ディスプレイセンサ２２６は、キャリブレーション装置２１０のロケーションを判定する。１つ以上の実施形態では、ディスプレイセンサ２２６のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、キャリブレーション装置２１０によって表示されたチェッカーボードパターン２３２の画像を捕捉し、対応する画像データを処理し、その画像データに基づき視聴ゾーン座標系におけるキャリブレーション装置２１０の座標を判定し、判定された座標を含むキャリブレーション装置ロケーションデータ２３４をホストコンピュータ１８２に送信することを、ディスプレイセンサ２２６に行わせる命令を記憶している。いくつかの実施形態では、ディスプレイセンサ２２６は、ホストコンピュータ１８２にセンサデータを送り、ホストコンピュータ１８２は、そのセンサデータを処理して、視聴ゾーン座標系におけるキャリブレーション装置２１０の座標を判定する。

【0166】

３６８において、ＭＶディスプレイ装置１００のＭＶ画素１０２が、キャリブレーション装置２１０によって位置特定される。１つ以上の実施形態では、ホストコンピュータ１８２は、すべてのＭＶ画素１０２をオンにし、次いですべてのＭＶ画素１０２をオフにすることをＭＶディスプレイ装置１００に行わせるディスプレイパターンデータ２２８を生成する（図２２Ａおよび図２２Ｂを参照）。キャリブレーション装置２１０のカメラは、すべてのＭＶ画素１０２がオンになりオフになったときに、ＭＶディスプレイ装置１００の画像を捕捉する。キャリブレーション装置２１０のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、これらの画像に対応する画像データを処理し、この画像データを比較し、この画像データの比較に基づき、それぞれのＭＶ画素１０２に対応する画像内のロケーションを判定することを、キャリブレーション装置２１０に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0167】

３７０において、それぞれのＭＶ画素１０２が識別される。１つ以上の実施形態では、ホストコンピュータ１８２は、それぞれのＭＶ画素１０２に割り当てられた、または関連付けられた一意のコードに応じて、それぞれのＭＶ画素１０２をオンにしオフにすることを、ＭＶディスプレイ装置１００に行わせるディスプレイパターンデータ２２８を生成する（図２３Ａ〜図２３Ｆを参照）。キャリブレーション装置２１０のカメラは、ＭＶディスプレイ装置１００が一意のコードに応じてそれぞれのＭＶ画素１０２をオンにしオフにする間に、ＭＶディスプレイ装置１００の画像を捕捉する。キャリブレーション装置２１０のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、それぞれのＭＶ画素１０２を識別するために一意のコードを使用して、これらの画像に対応する画像データを処理することを、キャリブレーション装置２１０に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0168】

３７２において、キャリブレーション装置２１０のロケーションに対応するディスプレイ画素ＩＤ（またはビームレットＩＤ）が判定される。１つ以上の実施形態では、ホストコンピュータ１８２は、それぞれのビームレットに割り当てられた一意のコードに応じて、それぞれのビームレットをオンにしオフにすることを、ＭＶディスプレイ装置１００に行わせるディスプレイパターンデータ２２８を生成する。これにより、キャリブレーション装置２１０のロケーションに対応するビームレットがオンになりオフになるときに、ＭＶ画素１０２が「オン」になり「オフ」になるのを見るキャリブレーション装置２１０ができる（図２４Ａ〜図２４Ｔを参照）。ＭＶディスプレイ装置１００がそれぞれのビームレットを、それらに割り当てられた一意のコードに応じてオンにしオフにする間に、キャリブレーション装置２１０はＭＶディスプレイ装置１００の画像を捕捉する。キャリブレーション装置２１０のメモリは、プロセッサによって実行されたときに、画像に対応する画像データを、それぞれのビームレットに割り当てられた一意のコードを使用して処理して、キャリブレーション装置２１０のロケーションに対応するディスプレイ画素ＩＤ（またはビームレットＩＤ）を判定することを、キャリブレーション装置２１０に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0169】

一実施形態において、この３７２の段階での目的は、キャリブレーション装置２１０がたまたま配置された場所に関わらず、キャリブレーション装置２１０にとってＭＶ画素１０２が「オン」に見えるためには、たとえば各ＭＶ画素の下の最大１０，０００本のビームレットのうちのどれを、ＭＶディスプレイ装置１００がオンにする必要があるかを見い出すことである。理想的な場合には、１つのビームレット以外のあらゆるビームレットがオンにされたとき、ＭＶ画素１０２は「オフ」に見えるが、その１つの（正しい）ビームレットがオンにされたときには「オン」に見える。ＭＶディスプレイ装置１００は、各ビームレット用のＩＤをエンコードするパターンを、フラットパネルディスプレイ１１０に表示する。したがって、視聴ゾーン座標系における所与のＭＶ画素およびロケーションについて、キャリブレーション装置２１０は図２４Ａ〜図２４Ｔに示すパターンを見ることになる。

【0170】

図２５Ａ〜図２５Ｉを参照しながら以下で説明するように、３７４において精製工程が実施されてもよい。

【0171】

以下で説明するように、３７６において、キャリブレーションパラメータが判定される。

【0172】

図２１Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態によるキャリブレーション手順中に表示されてもよい画像２００を示す。画像２００は、ＭＶディスプレイ装置１００が使用されることになる部屋に対応している。画像２００は、複数のロケーションのマーカ２０２を含み、そのロケーションにおいて、ディスプレイセンサ２２６（すなわちステレオカメラ１０４）は、レンダリングされた点の３Ｄ点群内でキャリブレーション装置２１０のチェッカーボードパターン２３２を捕捉した。キャリブレーション手順３６０の様々な部分を、図２２Ａ〜図２５Ｉを参照しながら、以下でより詳細に説明する。

【0173】

キャリブレーション装置２１０のロケーションが見いだされると、ＭＶディスプレイシステム１２２は、各ＭＶ画素のどのビームレットが、キャリブレーション装置２１０に当たるかを判定しなくてはならない。これを実現するために、ホストコンピュータ１８２は、ＭＶディスプレイ装置１００に一連のパターンを表示させてもよい。各パターンを使用して、特定の情報がキャリブレーション装置２１０に与えられる。パターンを、例示的な一実施形態の順番で以下に列挙にするが、他の順番も可能である。

【0174】

（キャリブレーションステップ１：ＭＶ画素のロケーションが見いだされる）
図２２Ａおよび図２２Ｂは、本発明の実施形態による１つのレンズアセンブリ１３２を含むＭＶディスプレイ装置１００の正面図である。したがって、示される例のＭＶディスプレイ装置１００は、１６個（４×４）のＭＶ画素１０２を含む。図２２ＡではどのＭＶ画素１０２も照射されていない状態で示され、図２２Ｂでは、すべてのＭＶ画素１０２が照射された状態で示される。ＭＶディスプレイ装置１００は、それぞれ図２１Ｂおよび図２１Ａに示すように、すべてのＭＶ画素１０２をオンおよびオフに点滅させる。これにより、照射パターンを捕捉するキャリブレーション装置２１０は、画像のどの領域がＭＶ画素１０２を含むかを判定することができ、さらなる誤差チェックが可能になる。

【0175】

（キャリブレーションステップ２：ＭＶ画素ＩＤが見いだされる）
図２３Ａ〜図２３Ｆのそれぞれは、上述した図２２Ａおよび図２２Ｂと同様に、単一のレンズアセンブリ１３２を含むＭＶディスプレイ装置１００の正面図である。図２３Ａ〜図２３Ｆは、それぞれのＭＶ画素のＭＶ画素ＩＤをエンコードする一連の画像を表し、示される画像はリトルエンディアンの順序で配置される。

【0176】

ホストコンピュータ１８２によって送信されるディスプレイパターンデータ２２８は、ＭＶディスプレイ装置１００に、一連の画像（パターン）を、ＭＶ画素１０２使用してキャリブレーション装置２１０に向けて表示させる。図２３Ａ〜図２３Ｆに示す画像は、ＭＶディスプレイ装置１００内の個々のＭＶ画素１０２ごとに特定のＩＤ番号をエンコードしている。様々な実施形態では、すべてのＭＶ画素ＩＤをエンコードするのに必要な画像の数を減らすために、ＩＤはバイナリ形式でエンコードされるが、他のエンコードスキームを使用することもできる。たとえば、色を使用して、ＭＶ画素ＩＤをエンコードしてもよく、またはこの目的のためにグレーコードを使用してもよい。

【0177】

様々な実施形態では、図２３Ａ〜図２３Ｆのそれぞれは、１つのＭＶ画素ＩＤを表すバイナリエンコーディングの数の１ビットを表す。特定のＭＶ画素１０２が画像（またはパターン）内でオフの場合、その画像にはそのＭＶ画素について０が割り当てられ、特定のＭＶ画素１０２がオンの場合、その画像（またはパターン）にはそのＭＶ画素について１が割り当てられる。次いで、一連のビットが対応するＩＤ番号に変換される。

【0178】

たとえば、図２３Ａ〜図２３Ｆの丸で囲んだＭＶ画素１０２は、０００１１１のバイナリエンコーディングを有し、これはＩＤ番号７である。０００１１１は、丸で囲んだＭＶ画素１０２が、最初の３つの画像である図２３Ａから図２３Ｃにおいてオン（すなわち値１が割り当てられている）であり（右手側の「１１１」）、後の３つの画像である図２３Ｄ〜図２３Ｆではオフ（すなわち、値０が割り当てられている）である（左手側の「０００」）ことに基づく。別の例として、丸で囲んだＭＶ画素の左のＭＶ画素は、０００１１０のバイナリエンコーディング（ＩＤ番号６）を有し、丸で囲んだＭＶ画素の右のＭＶ画素は、００１０００（ＩＤ番号８）のバイナリエンコーディングを有する。

【0179】

キャリブレーション装置２１０は、キャリブレーション手順３６０の３７０において、図２３Ａ〜図２３Ｆに対応する画像を捕捉する。これにより、キャリブレーション装置２１０は、画像のどの領域がどのＭＶ画素１０２に属するかを知ることができる。キャリブレーション装置２１０は、画像のどの領域が、それぞれどのＭＶ画素１０２に属するかを知っているので、ＭＶディスプレイ装置１００におけるすべてのＭＶ画素１０２について一度にマッピングを捕捉することができる。これは、ＭＶディスプレイ装置１００ごとをベースに行うことができるが、例示的な実施形態は、複数のＭＶディスプレイ装置１００を備えるＭＶディスプレイシステム１２２全体にわたってこれを行ってもよい。ＭＶディスプレイシステム１２２のすべてのＭＶ画素１０２に、それ独自の一意のＩＤが割り当てられる。

【0180】

（キャリブレーションステップ３：ディスプレイ画素ＩＤが見いだされる）
図２４Ａ〜図２４Ｔは、上の図２２Ａ〜図２３Ｆと同様に、１６個（４×４）のＭＶ画素１０２を有するレンズアセンブリ１３２を含むＭＶディスプレイ１００の正面図である。より具体的には、図２４Ａ〜図２４Ｊは、ビームレットＩＤ（またはディスプレイ画素ＩＤ）のＸグレーコーディング中のＭＶディスプレイ装置１００の正面図であり、図２４Ｋ〜図２４Ｔは、ビームレットＩＤ（またはディスプレイ画素ＩＤ）のＹグレーコーディング中のＭＶディスプレイ装置１００の正面図である。示される画像は、リトルエンディアンの順番に配置される。キャリブレーション装置２１０は、キャリブレーション手順３６０の３７２において、図２４Ａ〜図２４Ｔの画像を捕捉する。

【0181】

ディスプレイ装置１００のＭＶ画素１０２のそれぞれについてビームレットのディスプレイ画素ＩＤ（またはビームレットＩＤ）を判定するために、キャリブレーション装置２１０のメモリは、キャリブレーション装置２１０のプロセッサによって実行されたときに、図２４Ａ〜図２４Ｔに示すＭＶディスプレイ装置１００の画像に対応する画像データを処理することを、キャリブレーション装置２１０に行わせるソフトウェア命令を記憶している。

【0182】

この段階では、例示的な一実施形態は、グレーコードエンコーディングを使用して（しかしこの場合も、他のエンコーディングが使用されてもよい）、各ビームレットを、その一意のＩＤである特定のシーケンスに点滅させる。ＩＤ番号は、単にｘビームレットの座標の後にｙビームレットの座標が続いているだけである。所与のＭＶ画素１０２について、キャリブレーション装置２１０のロケーションを最も良好に照射する１つの「最良の」ビームレットが存在する。この段階では、ＭＶ画素１０２が、キャリブレーション装置２１０に対してオフまたはオンに見える（すなわち、閾値の輝度値より上または下である）場合に、それは「最良の」ビームレットがオフまたはオンであることを意味し、そのデータを使用してそのビームレットのＩＤがデコードされると仮定される。したがって、図２４Ａ〜図２４Ｔでは、丸で囲んだＭＶ画素１０２は、ｘ画像０、４、および７、ならびにｙ画像２、３、４、６、および８では「オン」として読み取られた。これにより、ｘについては（右から左に）グレーコードエンコーディング００１００１０００１が与えられ、ｙについては（右から左に）０１０１０１１１００が与えられる。これらのエンコーディングをバイナリエンコーディングに変換するために、キャリブレーション装置２１０のメモリは、キャリブレーション装置２１０のプロセッサによって実行されたときに、標準的なグレーコードをバイナリ式（すなわち式６〜１５）に対して使用して、グレーコードエンコーディングのバイナリ表現が、ｘについて００１１１００００１であり、ｙについて０１１００１０１１１であると判定することを、キャリブレーション装置２１０に行わせるソフトウェア命令を記憶している。これは、ｘ座標が２５５、およびｙ座標が４０７に等しいことを示す。

【数6】

【数7】

【数8】

【数9】

【数10】

【数11】

【数12】

【数13】

【数14】

【数15】

【0183】

（キャリブレーションステップ４：キャリブレーション精製）
実際には、キャリブレーション装置２１０は、２つの（またはさらに４つの）ビームレット間にあることがある。これは、ＭＶディスプレイ装置１００上でレンズの焦点が定まりにくいときに、発生する可能性がさらに高く、その場合には、図２１Ｂの３７２において、理想的には１つのビームレットだけを「最良の」ビームレットとして見る（または識別する）キャリブレーション装置２１０が、複数のビームレットを見ることがある。この問題を軽減するために、任意選択で、キャリブレーション手順３６０の３７４において「精製」段階が実施される。

【0184】

上述したように、ＭＶ画素のロケーション、ＭＶ画素ＩＤ、およびディスプレイ画素ＩＤ（またはビームレットＩＤ）が、それぞれ３６８、３７０、および３７２において見いだされた後、キャリブレーション装置２１０は、どのビームレットが、キャリブレーション装置２１０の現在のロケーションに最もよく対応しているかを推定するのに十分な情報を有している。推定の精度を検証するため、精製段階３７４で、キャリブレーション装置２１０は、ホストコンピュータ１８２にビームレット座標データ２３６を送り（図２１Ａを参照）、このビームレット座標データ２３６は、各ＭＶ画素１０２について最良のビームレットの最初の推定に関する情報を含む。次いでホストコンピュータ１８２は、推定された「最良の」ディスプレイ画素の周りの（推定された「最良の」ディスプレイ画素自体も含めて）９個のディスプレイ画素を１つ１つオンにすることを、ＭＶディスプレイ装置１００に行わせるディスプレイパターンデータ２２８を送信する。

【0185】

図２５Ａ〜図２５Ｉは、本開示の１つ以上の実施形態による精製画像である。図２５Ａ〜図２５Ｉに含まれる画像のそれぞれは、ＭＶ画素１０２上に１つのビームレット２１６を示し、そのビームレットが、キャリブレーション装置２１０によって捕捉される。示されるように、各ＭＶ画素１０２は、そこに含まれる複数のディスプレイ画素２１５から、複数の（たとえば１４×１４＝１９６本の）ビームレットを放射する。

【0186】

キャリブレーション装置２１０は、各ＭＶ画素１０２について、図２５Ａ〜図２５Ｉに示す９つの精製画像のうち、どれがＭＶ画素１０２のロケーションにおいて最高の輝度を有するかを判定し、これは、上述したようにＭＶ画素のロケーションおよびＭＶ画素ＩＤを判定する間に判定される。言い換えれば、キャリブレーション装置２１０は、図２５Ａ〜図２５Ｉに示す９つのビームレット２１６のうちどれが最良かを判定する。最良のビームレット２１６が判定されると、図２１Ａに示すように、キャリブレーション装置２１０は、各ＭＶ画素１０２についてビームレット座標データ２３６をホストコンピュータ１８２に送り返して、さらなる処理ができるようにする。上述したように、１つ以上の実施形態では、それぞれのビームレット２１６は、ディスプレイ画素２１５のうちの１つに対応し、各ディスプレイ画素２１５は、複数の（たとえばＲＧＢの）ディスプレイサブ画素１２６から成る（図５Ａ〜図５Ｃを参照）。図示する実施形態では、各ＭＶ画素１０２は１９６個（＝１４×１４）のディスプレイ画素２１５を含み、それぞれが複数のディスプレイサブ画素１２６から成る。したがって、各ＭＶ画素１０２は、１９６個のディスプレイ画素２１５から、それぞれ異なる色／輝度を有する１９６本のビームレットを１９６個の異なる方向に放射することができる。

【0187】

精製を行うにも、多くの代替的な方法が存在する。たとえば、上に示した実施形態では、最良と推定されたディスプレイ画素の周りに８個のディスプレイ画素を選択するが、最良と推定されたディスプレイ画素を中心として、９個のディスプレイ画素領域（３×３）の代わりに２５個のディスプレイ画素領域（５×５）を使用することもできる。精製工程に必要とされる画像の数を減らすためのエンコーディング方法を使用することもできる。こうした１つのエンコーディングには、各ディスプレイ画素ではなく、それぞれの行および列を順番に示すことが必要である。９個のディスプレイ画素領域（３×３）の場合には、こうしたエンコーディング方法を使用することによって、必要な画像の数が９個から６個に減らされる。この方法は、ＭＶ画素のロケーションにおいて、どの行の画像が最も輝度が高く、どの列の画像が最も輝度が高いかを見い出すことになる。この情報に基づき、そのＭＶ画素についてどのディスプレイ画素が最も輝度の高いか（すなわち、最も輝度の高い行および列に位置付けられたディスプレイ画素）を、一意に判定することができる。

【0188】

キャリブレーション手順の後、ＭＶディスプレイシステム１２２は、どのビームレット２１６がキャリブレーション装置２１０のロケーションに対応し、視聴ゾーン座標系のどの座標が、キャリブレーション装置２１０のロケーションに対応するかがわかる。様々な実施形態では、キャリブレーション装置２１０を用いて、キャリブレーション空間の周りに広がる多くの異なるロケーション（たとえば最低で約１１か所、最大でほぼ５０か所）で、キャリブレーション手順（図２１Ｂの３６４〜３７４）が何度も実行されると、数学的モデルの係数および定数を３７６において推定することができる。様々な実施形態では、これは、すべての視聴ゾーン座標／ビームレットのマッピングを記憶しているホストコンピュータ１８２上で行われる。集められたマッピングと、多くの不明な係数および定数（たとえば、式１〜５におけるキャリブレーションパラメータ（ｐ_０、ｐ_１、・・・、ｐ_１５））を有する、式１〜５によって与えられる関数などの目的関数とを、非線形ソルバに入力することができる。この非線形ソルバは、このデータを使用して、供給されたデータの「最適」になるよう反復的に収束させることを試みる。当業者であれば、本開示に鑑み、非線形ソルバをどのように適用してこのタスクを完了するかを理解するであろう。係数および定数が見いだされると、数学的モデル（この時点では各ＭＶ画素１０２について係数および定数が判定されている）は、入力として視聴ゾーン座標を受け取り、対応するビームレットのＩＤを返すことができる。様々な実施形態では、このモデルが、ＭＶディスプレイ装置１００のディスプレイコントローラ１７０に送られて、視聴ゾーン座標系の座標をフラットパネルディスプレイ１１０のビームレット座標系の対応する座標に変換する際に使用される。

【0189】

（修正）
説明したキャリブレーション手順は、時間のかかる手順であり、ノイズの影響を受けやすい可能性がある。たとえば、一実装形態では、２Ｄカメラに合わせてキャリブレーションするには、キャリブレーション装置２１０を常に２Ｄ平面内に置くことが必要な場合がある（しかし、任意の２Ｄ表面を許容するようにシステムを適合させることができるので、これは厳密な要件でなくてもよい）。これらの問題の一部を軽減するために、工程に少しの変更を加えて、結果を改善することができる。

【0190】

たとえば、逆パターンを使用することができる。（上述したようにＭＶ画素ＩＤおよびビームレット（ディスプレイ画素）ＩＤを判定しながら）エンコーディングパターンが捕捉されるとき、このパターンの逆も捕捉することができる。言い換えれば、パターン内でＭＶ画素が「オン」の場合、その画素は逆画像では「オフ」であり、反対も同様である。これにより、ＭＶディスプレイシステム１２２は、パターンの画像からパターンの逆の画像を取り去って、信号対ノイズ比を倍にすることができるようになる。これは、２つの画像が引き算されると、画像の任意のベースライン輝度（すなわち、ＭＶディスプレイ装置１００の表面から反射する光）が取り去られ、ＭＶ画素１０２からの信号だけが残るからである。

【0191】

別の例として、アパーチャ調整を行うことができる。キャリブレーション手順が正常に作用するために、キャリブレーション装置２１０は、ＭＶ画素１０２が「オン」のときとそれが「オフ」のときとの違いがわかるようになる必要がある。「オフ」は、光が完全になくなる状態ではないことがある（たとえば、バックライトからの光もれによって、ＭＶ画素が「オン」に見えることがある）ので、「オフ」のＭＶ画素はオフと読み取られ、「オン」のＭＶ画素はオンと読み取られるように、キャリブレーション装置２１０は、適切な量の光を取り入れるように調整されてもよい。これを達成するために、ＭＶディスプレイ装置１００は、ＭＶ画素の半分がオンで、他の半分がオフのパターンを示す。次いでユーザは、オフのＭＶ画素がカメラフィードでオフに見えるようになるまで、カメラのアパーチャリングを調節する。

【0192】

さらに別の例として、キャリブレーションロボットを使用することができる。キャリブレーションの一実装形態では、ＭＶディスプレイ装置１００に取り付けられた２Ｄカメラ１０４を使用するので、ＭＶディスプレイ装置１００のカメラ１０４に対してキャリブレーション装置２１０をユーザが移動させる必要なく、カメラ１０４に合わせてＭＶディスプレイ装置１００をキャリブレーションするのが効率的であり得る。ＭＶディスプレイ装置１００は、事前にキャリブレーションされてもよい。キャリブレーションロボットを使用して、これらの問題に対処することができる。ロボットは、ＭＶディスプレイ装置１００および／またはキャリブレーション装置２１０をその中に配置することができるように構成される。次いでロボットは、ＭＶディスプレイ装置１００およびキャリブレーション装置２１０を自動で移動させて、キャリブレーション装置２１０を配置する所望のロケーションの供給されたリストに基づき、マッピングを捕捉する。ロボットがマッピングの捕捉を終了すると、ロボットは、数学的モデルの係数および定数を算出し、それらを保存してその後の処理に使用することができる。

【0193】

このロボットを構築することができる１つの方法は、ＭＶディスプレイ装置１００を静止したままにし、キャリブレーション装置２１０のカメラを視聴空間において移動してまわることである。これにより、部屋のほとんどを占有しなくてはならなくなる非常に大型のロボットが得られるかもしれない。その代わりに、キャリブレーション装置２１０のカメラが一定のライン内にとどまるようにロボットを構築することができ、ＭＶディスプレイ装置１００は、ＭＶディスプレイ装置１００の周りを移動するキャリブレーション装置２１０のカメラをシミュレートするようにパンおよびチルトする。キャリブレーション装置２１０のカメラは、なおライン内を前後に移動して、ＭＶディスプレイ装置１００の周りで捕捉される点が、半球上ではなく確実に平面上にあるようにしなくてはならない。こうして、ロボットが機能するために必要なアクチュエータの数が減らされる。ロボットを駆動するソフトウェアは、公式を使用して、それに供給された物理的ロケーション（すなわち、ＭＶディスプレイ装置１００からのｘ、ｙ、ｚのオフセット）を、パン、チルト、および距離の座標に変換してもよい。これにより、キャリブレーションロボットが、点の任意のセットに合わせてＭＶディスプレイ装置１００をキャリブレーションすることができるようになる。

【0194】

キャリブレーション工程の異なる部分に合わせて光が変化することができるように制御された光環境に、ロボットを配置することができる。これにより、チェッカーボードがキャリブレーション装置２１０上で確実にうまく照射されて（したがって、ディスプレイセンサ２２６にとって見えやすくして）、測定におけるノイズを低減しやすくすることができる。キャリブレーション装置２１０がパターンを捕捉したキャリブレーション工程の部分では光をオフにして、ＭＶディスプレイ装置１００の反射光を低減することができる。

【0195】

カメラ１０４が取り付けられた個々のＭＶディスプレイ装置１００について、ＭＶディスプレイ装置１００は、それが設置される前に完全にキャリブレーションされていてもよい。これは、比較的小さいＭＶディスプレイ装置１００、およびＭＶ画素のいずれに対しても移動することができないカメラ１０４の場合、概ね当てはまる。しかし、複数のＭＶディスプレイ装置１００が使用される場合、ディスプレイセンサ１０４に対するそれぞれのＭＶディスプレイ装置１００の正確なロケーションが、事前に（たとえばＭＶディスプレイ装置１００がともにタイリングされる前には）わからないことがあるので、ＭＶディスプレイ装置１００を完全に前もってキャリブレーションするのは困難なことがある。様々な実施形態では、現場でのＭＶディスプレイ装置１００のキャリブレーションを終える前に、ロボットを使用してそれを部分的にキャリブレーションすることができる。キャリブレーションロボットは、ＭＶディスプレイ装置１００の内在的な特性を判定し、視野の外在的な特性を判定することができる。たとえば、様々な実施形態では、放射状歪みの係数、およびレンズ中心の定数（すなわち、どのディスプレイ画素にレンズ（レンズ系）が載るか）は、ＭＶディスプレイ装置１００がどこに配置されるか、またはディスプレイセンサ１０４に対してどのように配向されるかに関わらず、変化しないので、キャリブレーションロボットを用いてキャリブレーションされる。次いで、ディスプレイカメラ１０４に対するレンズ（レンズ系）のロケーションを説明する一次分数の投影方程式が、視野においてキャリブレーションされる。係数および定数の一部は前もってキャリブレーションされるので、残りの係数を判定する際にソルバが有する自由度は一層少なくなる。これにより、視野内で全体のキャリブレーションを行う場合よりも少ないポイントを捕捉すればよいことになる。一次分数の投影方程式の係数が得られると、それらは前もってキャリブレーションされた係数と組み合わされて、数学的モデルで使用する係数の完全なセットを得ることができる。

【0196】

２０１７年１１月１０日出願の米国特許出願第１５／８０９，１４７号の開示は、その全体が本願に組み込まれる。

【0197】

上述した様々な実施形態を組み合わせて、さらなる実施形態を得ることができる。

【0198】

上の詳細な説明に照らして、上記その他の変更を実施形態に加えることができる。全体的に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、明細書および特許請求の範囲で開示された具体的な実施形態に、特許請求の範囲を限定するとみなされるべきではなく、こうした特許請求の範囲に認められる等価物の全範囲とともに、すべての考えられる実施形態を含むとみなされるべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図13E】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図16A】

【図16B】

【図16C】

【図16D】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図20C】

【図21A】

【図21B】

【図21C】

【図22A】

【図22B】

【図23A】

【図23B】

【図23C】

【図23D】

【図23E】

【図23F】

【図24A】

【図24B】

【図24C】

【図24D】

【図24E】

【図24F】

【図24G】

【図24H】

【図24I】

【図24J】

【図24K】

【図24L】

【図24M】

【図24N】

【図24O】

【図24P】

【図24Q】

【図24R】

【図24S】

【図24T】

【図25A】

【図25B】

【図25C】

【図25D】

【図25E】

【図25F】

【図25G】

【図25H】

【図25I】

【図26】