特許 7555415 レンチキュラーベースの操縦可能なバックライティングを使用するマルチビュー裸眼立体視ディスプレイ

(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】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】レンチキュラーベースの操縦可能なバックライティングを使用するマルチビュー裸眼立体視ディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   H04N 13/368 20180101AFI20240913BHJP

   H04N 13/305 20180101ALI20240913BHJP

   H04N 13/32 20180101ALI20240913BHJP

   H04N 13/376 20180101ALI20240913BHJP

   G02B 30/27 20200101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H04N13/368

H04N13/305

H04N13/32

H04N13/376

G02B30/27

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022540586

(86)(22)【出願日】2021-03-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-14

(86)【国際出願番号】 US2021020451

(87)【国際公開番号】W WO2021178397

(87)【国際公開日】2021-09-10

【審査請求日】2022-08-31

(31)【優先権主張番号】62/984,537

(32)【優先日】2020-03-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】502208397

【氏名又は名称】グーグル エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｇｏｏｇｌｅ ＬＬＣ

【住所又は居所原語表記】１６００ Ａｍｐｈｉｔｈｅａｔｒｅ Ｐａｒｋｗａｙ ９４０４３ Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖｉｅｗ， ＣＡ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ペロー，ジョン・ディ

(72)【発明者】

【氏名】フイバーズ，アンドリュー

【審査官】益戸 宏

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５０８７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１３１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５１６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９３３４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ １３／００

Ｇ０２Ｂ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

裸眼立体視ディスプレイシステムであって、前記裸眼立体視ディスプレイシステムは、
透過型ディスプレイパネルを備え、前記透過型ディスプレイパネルは、
バックライトピクセルのアレイを有するバックライトと、
前記バックライトに面する第１の面と反対側の第２の面とを有する選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスとを含み、前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスは、ディスプレイピクセルのアレイを含み、前記透過型ディスプレイパネルはさらに、
前記バックライトと前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスの前記第１の面との間に配置された第１のレンチキュラーアレイと、
前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスの前記第２の面に面するように配置された第２のレンチキュラーアレイとを含み、
前記第１のレンチキュラーアレイのピッチの幅は、前記第２のレンチキュラーアレイのピッチの幅よりも大きく、
前記バックライトは、
前記バックライトピクセルの異なるサブセットを別々に活性化して、バックライトピクセルの活性化されたサブセットから放出され前記第１のレンチキュラーアレイと前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと前記第２のレンチキュラーアレイとを透過した光が、前記透過型ディスプレイパネルにより、ディスプレイ光として、前記透過型ディスプレイパネルに対する、対応する別々の方向に放出されるように、
構成され、
前記バックライトと前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスとに結合されたディスプレイコントローラと、
１人以上の観察者の各々の姿勢を追跡するように構成された観察者追跡サブシステムと、をさらに備え、
前記姿勢は、向きおよび位置を含み、
前記ディスプレイコントローラは、前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスにより近い観察者を前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスからより遠い観察者よりも高い確率で選択することにより、前記１人以上の観察者から少なくとも１人の観察者を選択するように構成され、
前記バックライトピクセルの異なるサブセットは、選択された前記少なくとも１人の観察者の前記姿勢に基づいて、フレームの表示中の活性化のために選択される、裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項2】

前記ディスプレイコントローラは、
第１のフレームおよび第２のフレームを連続して表示するように構成され、前記第１のフレームは第１のビデオストリームに関連付けられ、前記第２のフレームは第２のビデオストリームに関連付けられ、さらに、
前記第１のフレームの表示のために、前記バックライトのバックライトピクセルの第１のサブセットを活性化して、前記第１のフレームの表示中にバックライトピクセルの前記第１のサブセットから放出され前記第１のレンチキュラーアレイと前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと前記第２のレンチキュラーアレイとを透過した光が、前記透過型ディスプレイパネルにより、第１のディスプレイ光として、前記透過型ディスプレイパネルに対する第１の方向に放出されるように、構成され、前記第１のディスプレイ光は前記第１のフレームの画像コンテンツを表し、さらに、
前記第２のフレームの表示のために、前記バックライトのバックライトピクセルの第２のサブセットを活性化して、前記第２のフレームの表示中にバックライトピクセルの前記第２のサブセットから放出され前記第１のレンチキュラーアレイと前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと前記第２のレンチキュラーアレイとを透過した光が、前記透過型ディスプレイパネルにより、第２のディスプレイ光として、前記透過型ディスプレイパネルに対する第２の方向に放出されるように、構成され、前記第２のディスプレイ光は前記第２のフレームの画像コンテンツを表し、前記第２のサブセットは前記第１のサブセットと異なり、前記第２の方向は前記第１の方向と異なる、請求項１に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項3】

バックライトピクセルの前記第１のサブセットは、第１の観察者の姿勢に基づいて、前記第１の方向が前記透過型ディスプレイパネルに対する第１の観察者の前記姿勢と交差するように、選択され、
バックライトピクセルの前記第２のサブセットは、第２の観察者の姿勢に基づいて、前記第２の方向が前記透過型ディスプレイパネルに対する第２の観察者の前記姿勢と交差するように、選択される、請求項２に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項4】

前記第１の観察者の前記姿勢に基づいて前記第１のフレームを生成し前記第２の観察者の前記姿勢に基づいて前記第２のフレームを生成するように構成されたビデオサブシステムをさらに備える、請求項３に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項5】

前記第１のフレームおよび前記第２のフレームの各々は、３次元（３Ｄ）複合フレームを含み、前記３次元複合フレームは、観察者の左目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第１のサブセットと、前記観察者の右目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第２のサブセットとを含む、請求項４に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項6】

観察者の前記姿勢は、前記観察者の頭部の姿勢、および、前記観察者の少なくとも一方の目の姿勢、のうちの少なくとも一方を含む、請求項４に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項7】

バックライトピクセルの前記第１のサブセットの活性化により、バックライティングの第１のバーパターンが生成され、
バックライトピクセルの前記第２のサブセットの活性化により、バックライティングの第２のバーパターンが生成される、請求項２～６のいずれか１項に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項8】

１人以上の観察者のうちの各観察者の姿勢を追跡するように構成された観察者追跡サブシステムをさらに備え、
フレームの表示中に活性化のために選択されるバックライトピクセルの前記サブセットは、前記フレームの前記表示を観察することを意図する観察者の姿勢に基づいて選択される、請求項１～７のいずれか１項に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項9】

前記フレームの前記表示を観察することを意図する観察者の前記姿勢に基づいて表示のために前記フレームを生成するように構成されたビデオサブシステムをさらに備える、請求項８に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項10】

前記フレームは、観察者の左目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第１のサブセットと、前記観察者の右目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第２のサブセットとを含む、３次元（３Ｄ）複合フレームを含む、請求項８または９に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項11】

前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスは、液晶ピクセルアレイを含む、請求項１～１０のいずれか１項に記載の裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項12】

方法であって、
ディスプレイパネルのバックライトのバックライトピクセルの第１のサブセットを活性化し、前記第１のサブセットから放出された光を、第１のレンチキュラーアレイと選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと第２のレンチキュラーアレイとに透過させて、前記ディスプレイパネルが、第１のフレームを表す第１のディスプレイ光を、前記ディスプレイパネルに対する第１の方向に放出するようにするステップを含み、第１の観察者が前記ディスプレイパネルに対する前記第１の方向に位置し、前記方法はさらに、
前記バックライトのバックライトピクセルの第２のサブセットを活性化し、前記第２のサブセットから放出された光を、前記第１のレンチキュラーアレイと前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと前記第２のレンチキュラーアレイとに透過させて、前記ディスプレイパネルが、第２のフレームを表す第２のディスプレイ光を、前記ディスプレイパネルに対する第２の方向に放出するようにするステップを含み、第２の観察者が前記ディスプレイパネルに対する前記第２の方向に位置し、
前記第１の観察者の姿勢と前記第２の観察者の姿勢とを追跡するステップと、
前記第１の観察者および前記第２の観察者から１の観察者を選択するステップと、を含み、
前記第１の観察者が選択された場合に、前記第１のディスプレイ光を放出するステップが実施され、
前記第２の観察者が選択された場合に、前記第２のディスプレイ光を放出するステップが実施され、
前記第１の観察者が前記第２の観察者よりも前記ディスプレイパネルに近い場合に、前記第１の観察者は前記第２の観察者より高い割合で選択され、
前記第１の観察者の前記姿勢に基づいてバックライトピクセルの前記第１のサブセットを選択するステップと、
前記第２の観察者の前記姿勢に基づいてバックライトピクセルの前記第２のサブセットを選択するステップとをさらに含み、
前記第１のレンチキュラーアレイは前記バックライトに面しており、前記第２のレンチキュラーアレイは前記第１の観察者および前記第２の観察者に面しており、前記選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスは、前記第１のレンチキュラーアレイと前記第２のレンチキュラーアレイとの間に配置されており、
前記第１のレンチキュラーアレイのピッチの幅は、前記第２のレンチキュラーアレイのピッチの幅よりも大きい、方法。

【請求項13】

前記姿勢は、向きおよび位置を含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１の観察者の前記姿勢に基づいて前記第１のフレームを生成するステップと、
前記第２の観察者の前記姿勢に基づいて前記第２のフレームを生成するステップとをさらに含む、請求項１２または１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１のフレームおよび前記第２のフレームの各々は、３次元（３Ｄ）複合フレームを含み、前記３次元複合フレームは、観察者の左目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第１のサブセットと、前記観察者の右目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第２のサブセットとを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

バックライトピクセルの前記第１のサブセットを活性化するステップは、バックライティングの第１のバーパターンを生成し、
バックライトピクセルの前記第２のサブセットを活性化するステップは、バックライティングの第２のバーパターンを生成する、請求項１２～１５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項17】

請求項１２～１６のいずれか１項に記載の方法を実行する裸眼立体視ディスプレイシステム。

【請求項18】

少なくとも１つのプロセッサによって実行されることにより、前記少なくとも１つのプロセッサに請求項１２～１６のいずれか１項に記載の方法を実施させる命令を含む、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

背景
裸眼立体視（autostereoscopic）ディスプレイは、観察者の左目と右目に対して別々の立体視画像を表示することにより、独立したヘッドギアの使用を要求することなく、３次元（３Ｄ）の奥行きの両眼視感覚を、観察者に提供する。ある典型的な裸眼立体視構成は、ディスプレイピクセルアレイの上に重ねられたレンチキュラーフィルムの使用と、交互配置された画像の立体視ペアを同時に表示することとを必要とし、その結果、レンチキュラーフィルムは、左目画像のピクセルに対するディスプレイ光と、右目画像のピクセルに対するディスプレイ光とを、わずかに異なる方向に導くことにより、立体視ペアの各画像に対して別々の射出瞳を与える。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

多くの従来のレンチキュラーベースの裸眼立体視ディスプレイシステムにおいて、レンチキュラーフィルムを重ねることで、同時発生する複数の「ビュー」が得られる、すなわち、画像の立体視ペアに対する同一の射出瞳ペアが、ディスプレイパネルのディスプレイ面に対する、異なる角度または位置で、繰り返される。システムの中には、これらの複数ビューの数を補足することにより、同一の３Ｄ画像を異なる観察者に対して同時に提供するものがある。しかしながら、所与のピクセル解像度に対してレンチキュラーレンズ解像度を高くすると観察者が知覚する３Ｄ画像の解像度は高くなるが、それはビューの数の減少にもつながり、そのために、カバーする観察者位置が少なくなる。逆に、所与のピクセル解像度に対してレンチキュラーレンズ解像度を低くすると、ビューの数が多くなり、そのために、より多くの観察者位置をカバーすることになるが、解像度が低い３Ｄ画像を所与の観察者に提示するという代償を払うことになる。加えて、そのようなシステムは、異なるビデオストリームを異なる観察者に同時に提供することはできない。

【課題を解決するための手段】

【0003】

当業者には、添付の図面の参照により、本開示がより適切に理解され、その数多くの特徴および利点が明らかになるであろう。異なる図面における同一の参照符号の使用は、同様または同一のアイテムを示す。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1】いくつかの実施形態に係る、裸眼立体視ディスプレイパネルの簡略化された断面と、裸眼立体視ディスプレイのその他の構成要素のブロック図とを示す図である。

【図2】いくつかの実施形態に係る、操縦可能なバックライトを有する裸眼立体視ディスプレイシステムを用いて複数の観察者に３Ｄ画像表示を提供する方法を示すフロー図である。

【図3】図２の方法に従う裸眼立体視ディスプレイシステムの動作の例の平面図を示す図である。

【図4】いくつかの実施形態に係る、図３の動作の例の斜視図を示す図である。

【図5】図２の方法に従う裸眼立体視ディスプレイシステムの動作の例の平面図を示す図である。

【図6】いくつかの実施形態に係る、図５の動作の例の斜視図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

詳細な説明
従来のレンチキュラー裸眼立体視ディスプレイは、サポートされる観察者位置の数と、表示される３Ｄ像のピクセル解像度との間の、相反関係を示す。これに対し、本明細書に記載の裸眼立体視ディスプレイシステムの実施形態は、ディスプレイパネルの選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスに重ねられた典型的なレンチキュラーアレイに加えて、バックライトと透過型ディスプレイピクセルマトリクスとの間に配置されたもう１つのレンチキュラーアレイを使用することにより、可能な複数の位置の複数の観察者をサポートし各観察者に別々のビデオを提示しつつ、高いピクセル解像度を維持する。バックライトのバックライトピクセルのサブセットの選択的活性化と、この追加されたレンチキュラーアレイ（本明細書では「バックライトレンチキュラーアレイ」と呼ぶ）とにより、バックライトピクセルのサブセットから放出されたバックライティングを、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスに対する、意図する角度または方向で、透過させるまたは「操縦」することができる。したがって、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスを透過させて放出された方向性バックライトによって生じるディスプレイ光は、同様に、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスに重ねられたレンチキュラーアレイ（本明細書では「ディスプレイレンチキュラーアレイ」と呼ぶ）を、透過型ピクセルマトリクスの表面または面に対する、対応する角度で透過する。よって、２次元（２Ｄ）フレームまたは複合３Ｄフレーム（すなわち立体視画像ペアの左目画像のピクセルと右目画像のピクセルとが交互配置されて形成されたフレーム）を、予想される観察者位置に関連付けられるバックライトピクセルのサブセットの活性化により、その予想される観察者に向けて「操縦する」ことができる。このようにして、異なる観察者に対する異なるフレームを、それぞれの予想される観察者位置に向けて順次操縦することにより、複数の観察者をサポートすることができる。この構成の場合、ディスプレイパネルは、繰り返されるビューゾーンを示さないので、所与のどの観察者に対しても、より高いディスプレイ解像度を維持することができる一方で、多様な観察者位置をサポートすることもできる。さらに、いくつかの実施形態において、裸眼立体視ディスプレイシステムは、１人または複数の観察者の姿勢を追跡するために、頭部／目の姿勢の追跡を用いることで、予想される観察者位置を、より具体的には、いくつかの実施形態においては観察者の目の位置を、推定するまたは求めることより、その観察者に対して表示される画像の正確な操縦を容易にする。

【0006】

図１は、少なくとも１つの実施形態に係る、複数の同時観察者をサポートするためにレンチキュラーベースの操縦可能なバックライトを採用する裸眼立体視ディスプレイシステム１００を示す。ディスプレイシステム１００は、ビデオまたはその他の像を表示するために利用される、コンピュータモニタ、ビデオゲーム機、テレビ、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、およびその他のパネルディスプレイを含む、さまざまな電子システムのうちのいずれかを含む。ディスプレイシステム１００は、ディスプレイパネル１０２と、ディスプレイコントローラ１０４と、観察者追跡サブシステム１０６と、ビデオサブシステム１０８とを含む。参照し易いようにディスプレイパネル１０２とは別に示されているが、ディスプレイコントローラ１０４、観察者追跡サブシステム１０６、およびビデオサブシステム１０８のうちの１つ以上は、いくつかの実施形態において、ディスプレイパネル１０２の一部として組み込まれていてもよい。

【0007】

断面図１１０（図４に示される、Ｘ－Ｚ面に沿った切断部Ａ－Ａに対応）に示されるように、ディスプレイパネル１０２は、透過型ディスプレイパネルであり、バックライトピクセル１１４のマトリクスまたはその他の２次元アレイ（たとえば白色光ＬＥＤ）からなるバックライト１１２と、同様に透過型ディスプレイピクセル１１８のマトリクスまたはその他の２次元アレイからなる（たとえば赤色、緑色、および青色（ＲＧＢ）サブピクセルＬＥＤからなる）選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６とを含む。透過型ディスプレイピクセル１１８は、得られた透過光を、特定の色または強度に影響を与えるように構成するために、対応するピクセル値に基づいて、バックライト１１２から入射したバックライトを選択的に通すまたは遮断するように構成された、さまざまなディスプレイピクセルのうちのいずれかを含み得る。そのような透過型ディスプレイピクセルの例は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣ等の、アクティブマトリクスまたはパッシブマトリクス液晶（ＬＣ）を含む。典型的に、ディスプレイピクセルマトリクス１１６は、バックライト１１２よりも高い解像度を有する（すなわちピクセルの数が多い）が、いくつかの実施形態において、バックライト１１２の解像度が、ディスプレイピクセルマトリクス１１６の解像度と一致していてもよくまたはそれを超えていてもよい。ディスプレイパネル１０２は、ディスプレイピクセルマトリクス１１６の観察者対面側１２２に重なる、そうでなければその隣に配置されたディスプレイレンチキュラーアレイ１２０をさらに含む。一実施形態において、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０は、異なる角度から観察された場合に、下にあるベースの異なる領域を拡大する、「レンチキュラー」として知られている拡大レンズのアレイまたはその他のマトリクス１２１からなる。したがって、当該技術では周知のように、また以下でより詳細に説明するように、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０とディスプレイピクセルマトリクス１１６とを重ね合わせたものが、（たとえばカラムにより）相互配置された立体視画像ペアからなる複合３Ｄフレームの表示に関連して使用された場合に、全視差両眼立体視ディスプレイコンテンツを、観察者に対して提示する。

【0008】

さらに、ディスプレイパネル１０２の正面に対して特定の方向に３Ｄ画像コンテンツを提示し易くする（それによって複数の同時観察者をサポートし易くする）ために、少なくとも１つの実施形態において、ディスプレイパネル１０２は、ディスプレイピクセルマトリクス１１６の背面側１２６とバックライト１１２の正面側１２７との間に、実質的にこれらと平行に配置された、バックライトレンチキュラーアレイ１２４をさらに含む。ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０と同様に、バックライトレンチキュラーアレイ１２４は、レンチキュラー１２５のアレイまたはその他のマトリクスからなる。説明の容易さのために、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０およびバックライトレンチキュラーアレイ１２４の双方は、各々が、カラム状レンチキュラー（すなわち、ディスプレイパネルの通常の向きに対して鉛直方向のカラムに延在する拡大レンズ）のプラスチックまたはガラスシートからなり、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０は、バックライトレンチキュラーアレイ１２４よりも高ピッチである。

【0009】

断面図１１０に示される、バックライト１１２、バックライトレンチキュラーアレイ１２４、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６、およびディスプレイレンチキュラーアレイ１２０の物理的配置の効果として、特定のバックライトピクセル１１４から放出されたバックライトを、バックライトレンチキュラーアレイ１２４が、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６を通して、次にディスプレイレンチキュラーアレイ１２０を通して、特定の方向に導く、という効果がある。よって、放出されたバックライトが選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６を通る際に修正されることによって生じる「ディスプレイ光」は、ディスプレイパネル１０２により、バックライトを放出したバックライトピクセル１１４の特定の位置に基づく（ディスプレイパネル１０２のディスプレイ面に対する）特定の方向に、放出される。したがって、以下でより詳細に説明するように、バックライト１１２は、バックライトピクセル１１４の異なるサブセットを別々に活性化できるように構成され、バックライトピクセル１１４の特定のサブセットの活性化により生じた、ディスプレイパネル１０２から放出されるディスプレイ光を、対応する方向に放出されるように、制御することができる。このようにして、バックライト１１２およびバックライトレンチキュラーアレイ１２４は、ともに、特定方向に表示されるフレームの視覚コンテンツを表すディスプレイ光を操縦するように動作可能な「操縦可能な」バックライト１２８として、動作する。よって、異なる連続表示画像を異なる観察者位置へと「操縦」し、それによって複数の観察者が３Ｄコンテンツを特別なヘッドギアを装着しなくても同時に観ることができるように、ディスプレイパネル１０２を制御することができる。

【0010】

そのために、ディスプレイシステム１００は、観察者追跡サブシステム１０６を利用することにより、図１に示される２人の観察者１３１、１３２のような１人以上の観察者の各々の姿勢を追跡する。観察者追跡サブシステム１０６は、当該技術では周知の、頭部および／または目の姿勢追跡のために採用されるさまざまなシステムのうちのいずれかを含む。たとえば、観察者追跡サブシステム１０６は、反射した赤外（ＩＲ）光またはその他の構造化された光を利用することによって観察者の顔の存在を検出し、さらにディスプレイパネル１０２に対する観察者の目の位置および向き（すなわち「姿勢」）を検出する、立体視カメラサブシステムを、含み得る。参照の容易さのために、本開示のシステムおよび技術は、広く、目の姿勢の追跡という文脈で説明されるが、これらの説明は、より広く、頭部の追跡に等しく適用され、したがって、観察者の姿勢に言及する場合、それは、別段の記載がない限り、観察者の片目または両目の相対的な位置、観察者の片目または両目の向き、観察者の頭部の相対的な位置、観察者の頭部の向き、またはその組み合わせのうちのいずれかのことである。さらに、下記の目的のため、本明細書では、観察者の姿勢を、ディスプレイパネル１０２のディスプレイ面（すなわちディスプレイパネル１０２によって画定されるＸ－Ｙ面）の、あるポイントを、たとえばディスプレイパネル１０２の中心を基準として説明する。しかしながら、その他の実施形態において、姿勢は、追跡サブシステム１０６の２つのカメラの間の中心点、ディスプレイパネル１０２の指定されたコーナーなどのような、異なる固定された基準に対して定められてもよい。

【0011】

ビデオサブシステム１０８は、一実施形態において、少なくとも１つの中央処理装置（ＣＰＵ）１３０および少なくとも１つのグラフィック処理装置（ＧＰＵ）１２９等の１つ以上のプロセッサ、少なくとも１つのシステムメモリ１３４、各種入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス、マスストレージデバイスなど（図示せず）を含む。システムメモリ１３４は、ＣＰＵ１３０およびＧＰＵ１２９のうちの一方または双方によって実行される、ビデオ生成ソフトウェアアプリケーション１３６等の１つ以上のソフトウェアプログラムを格納し、これは、１人以上の観察者に対して画像フレームのシーケンス（以下単に「フレーム」）を生成するようＣＰＵ１３０およびＧＰＵ１２９を操作する、実行可能な命令を含む。ビデオ生成ソフトウェアアプリケーション１３６は、たとえば、ビデオゲームアプリケーション等の、主としてコンピュータグラフィックスからなるフレームをレンダリングするレンダリングベースのアプリケーション、（テレビストリーミングアプリケーション等の）前に符号化されたフレームをデコードすることによってフレームを生成するデコードベースのアプリケーション、またはその組み合わせ（たとえば拡張現実（augmented reality）アプリケーションが、デコードされた現実世界のビデオストリームに対し、ＡＲオーバーレイをレンダリングする）を、含み得る。

【0012】

少なくとも１つの実施形態において、生成されたフレームは、左目画像と右目画像とをインターレースしたものからなる３Ｄ複合フレームであり、左目画像と右目画像とが合わさって立体視画像ペアを形成し、この立体視画像ペアは、観察者の左目および右目のそれぞれで観察されたときに、両眼視または立体視による奥行きの知覚（すなわち「３Ｄ」画像の知覚）を観察者に提供する。さらに、いくつかの実施形態において、ビデオサブシステム１０８は、観察者追跡サブシステム１０６が追跡する各観察者に対して別々のストリームを生成する。よって、図１の例における２人の観察者１３１、１３２の場合、ビデオサブシステム１０８は、観察者１３１に対して複合フレームのあるストリームを生成し、観察者１３２に対して複合フレームのもう１つのフレームを生成する。以下でより詳細に説明するように、ＧＰＵ１２９は、所与の観察者について、観察者追跡サブシステム１０６によって判断され提供された現在の観察者姿勢情報１３８を利用して、対応するビデオストリームを生成することにより、その観察者の現在の姿勢を、ビデオストリームのフレームにおいて表される視覚コンテンツに反映させる。たとえば、フレームにおいて表される視覚コンテンツを、観察者の現在の姿勢に基づいた、ディスプレイパネル１０２に対する観察者の遠近感（perspective）に対応させるように、レンダリングすることができる。

【0013】

示されている実施形態において、ディスプレイコントローラ１０４は、フレームバッファ１４０と、タイミングコントローラ（ＴＣＯＮ）１４２と、バックライトコントローラ１４４とを含む。ディスプレイコントローラ１０４は、たとえばディスプレイドライバ集積回路（ＤＤＩＣ）として実現され、これは、ディスプレイパネル１０２自体の一部であってもよく、ビデオサブシステム１０８の一部であってもよく、またはこれらの２つの間に配置された構成要素であってもよい。フレームバッファ１４０は、たとえばグラフィックランダムアクセスメモリ（ＧＲＡＭ）として実現され、または、いくつかの実施形態においてシステムメモリ１３４の一部として実現され、ビデオサブシステム１０８が生成しＧＰＵ１２９からＳＣＡＮ＿ＩＮ信号１４６を介して転送されたフレームのピクセルデータを一時的にバッファするように動作する。タイミングコントローラ１４２は、フレームバッファ１４０に結合され、クロックソースとプログラマブルまたは固定ロジックとを含み、これは、あるフレームについてフレームバッファ１４０に格納されたピクセルデータを、典型的には１ラインごとに、ＳＣＡＮ＿ＯＵＴ信号１４８と、当該技術において周知のさまざまな技術またはプロトコルのいずれかを使用する制御信号（図示せず）とを用いて、ディスプレイピクセルマトリクス１１６に転送するように機能することができる。

【0014】

バックライトコントローラ１４４（図１において「ＢＫＬＴ＿ＣＴＲ」で示される）は、タイミングコントローラ１４２に結合され、ＣＰＵ１３０またはビデオサブシステム１０８の他の構成要素からバックライト構成情報１５０を受けるための入力を有し、バックライト構成情報１５０に基づいて、対応する、バックライト１１２のバックライトピクセル１１４のサブセットを選択的に活性化するバックライト制御（ＢＫＬＴ＿ＣＴＬ）信号１５２を生成することにより、結果としてディスプレイパネル１０２から放出されるディスプレイ光を、対応する方向に「操縦する」。少なくとも１つの実施形態において、システムメモリ１３４はＣＰＵ１３０を操作する実行可能なコードを含む観察者操縦アプリケーション１５４を含み、それにより、選択された観察者について、この観察者の現在の姿勢を、観察者追跡サブシステム１０６から提供された観察者姿勢情報１３８から特定し、ディスプレイパネル１０２に対するその観察者の方向を観察者の現在の姿勢に基づいて判断し、その後、判断した方向を表すものを、バックライト構成情報１５０として、バックライトコントローラ１４４に提供する。そうすると、先に述べたように、バックライトコントローラ１４４は、対応するバックライトピクセル１１４のサブセットを活性化し、放出されたバックライトが、バックライトレンチキュラーアレイ１２４により、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６を通して、観察者の現在の位置と交差する方向に操縦され、それにより、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６に現在表示されているフレームの視覚コンテンツを、放出されるディスプレイ光の方向に提示する。

【0015】

図２は、図１のディスプレイシステム１００の複数観察者（multi-viewer）動作をより詳細に説明する方法２００を示す。説明のために、以下では方法２００を図３および図４を参照しながら記述し、図３は、方法２００の２観察者動作の平面図の一例を示し、図４は、同じ２観察者動作の対応する斜視図を示す。しかしながら、２観察者の特定の例が示されているものの、記載されている技術は、本明細書で提供するガイドラインを用いて任意の数の観察者に拡張できることが理解されるであろう。

【0016】

示されているように、方法２００は、２つのサブプロセスとして、観察者追跡サブプロセス２０２と観察者ディスプレイサブプロセス２０４とを含む。観察者追跡サブプロセス２０２において、観察者追跡サブシステム１０６は、さまざまな周知のまたはプロプライエタリ技術のうちのいずれかを用いて、ディスプレイパネル１０２のディスプレイ面のある範囲内に存在する各観察者の存在を識別し、識別した各観察者ごとに、その観察者の現在の観察者姿勢を監視する。説明すると、観察者追跡サブシステム１０６は、さまざまな顔検出アルゴリズムのうちのいずれかを使用して、観察者の顔の存在を検出し、その後、さまざまな姿勢検出アルゴリズムのうちのいずれかを使用して、検出した顔の、または場合によっては検出した顔の目の、位置および向きを検出し、この情報を繰り返し更新することができる。そのような技術は、立体視画像の捕捉および分析、ＩＲ光または構造化された光の投影を用いた奥行きの検知などを利用することができる。図１の観察者１３１および１３２のような、検出した各観察者ごとの現在の観察者姿勢が、その後、上記のように観察者姿勢情報１３８としてビデオサブシステム１０８に周期的に送信される。

【0017】

方法２００において、観察者ディスプレイサブプロセス２０４は、複合フレームを特定の観察者に対して表示するプロセスを表し、これは、ディスプレイパネル１０２により生成されたディスプレイ光が、レンチキュラーベースの操縦可能なバックライト１２８を介して、ディスプレイパネル１０２から対応する観察者の現在の姿勢と交差する方向に投影されるように、ディスプレイ光を操縦することによって行われる。したがって、最初のステップとして、ブロック２０６において、サブプロセス２０２の現在の繰り返しにおいて特定された１人以上の観察者から、ある観察者が選択される。この選択は、たとえば、ラウンドロビン選択を含み得る、または、ディスプレイパネル１０２により近い観察者を、ディスプレイパネル１０２からより遠い観察者よりも高い割合で選択するといったように、何らかの形態の優先順位に基づいていてもよい。

【0018】

ブロック２０８において、ビデオサブシステム１０８におけるビデオ生成ソフトウェアアプリケーション１３６を実行することにより、ＧＰＵ１２９を操作して、３Ｄ複合フレームを生成しフレームバッファ１４０にバッファする。複合フレームは、先に述べたように、組み合わされた立体視画像ペアである、すなわち、左目画像と右目画像の双方を含み、これらの画像は、観察者のそれぞれの目で観察されたときに、表示された像について、奥行きの両眼視感覚を提供する。典型的に、この組み合わせは交互カラム方式で実現され、よって、たとえば、複合フレームの偶数カラムは左目画像のカラムを含み、複合フレームの奇数カラムは右目画像のカラムを含む。当該技術では周知のように、そのような複合フレームがディスプレイレンチキュラーアレイ１２０のようなレンチキュラーアレイを通して観察された場合、レンチキュラーによって与えられる特定の観察角度により、偶数カラムから放出されて一方の射出瞳（たとえば左目射出瞳）に伝達されるディスプレイ光になるディスプレイ光と、奇数カラムから放出されてもう１つの射出瞳（たとえば右目射出瞳）に伝達されるディスプレイ光になるディスプレイ光とが分離される。少なくとも１つの実施形態において、ＣＰＵ１３０は、選択した観察者についての現在の観察者姿勢情報１３８を受け、仮想世界または現実世界の基準座標系に対するユーザの姿勢に基づいて仮想現実（ＶＲ）ヘッドセットまたは拡張現実（ＡＲ）ヘッドセットに奥行きの感覚を提供するためによく採用されるような、さまざまな周知のまたはプロプライエタリ３Ｄレンダリング技術のうちのいずれかを用いて、現在の観察者の姿勢を反映させるために、複合フレームをレンダリングするよう、ＧＰＵ１２９に指示する。

【0019】

ブロック２１０において、観察者操縦アプリケーション１５４を実行することにより、ＣＰＵ１３０を操作して、選択的バックライト活性化構成を特定し、これは、バックライトレンチキュラーアレイ１２４とともに、放出されたバックライトを、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６を通して、観察者について検出された現在の観察者姿勢の、その観察者と交差する方向に、操縦する。次に、観察者操縦アプリケーション１５４は、特定された選択的バックライト活性化構成を表したものを、次のフレーム周期のためのバックライト構成情報１５０として提供する。この選択的バックライト活性化構成は、対応するバックライトピクセル１１４のサブセットを表し、このサブセットは、活性化されるとバックライトを放出し、このバックライトは次に、バックライトレンチキュラーアレイ１２４のレンチキュラーにより、コリメートされ、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６の面に対する対応する角度で屈折させられ、それにより、ディスプレイ光が、観察者と交差する意図する方向に伝達される。

【0020】

ディスプレイ光を対応する方向に伝達させる、特定のバックライトピクセル１１４のサブセットは、とりわけ、バックライト１１２におけるバックライトピクセル１１４の物理的配置、バックライトレンチキュラーアレイ１２４におけるレンチキュラー１２５のピッチ、構成、および配置、ならびに、バックライト１１２とバックライトレンチキュラーアレイ１２４との間の距離の、関数である。このサブセットは、典型的に、黒色または濃色（活性化されていない）と白色または明色（活性化されている）とのカラムストライプからなるバーパターンを形成するバックライトピクセル１１４のカラムのサブセットであり、バーパターンの周期、デューティサイクル、および位相は、対応する観察者の姿勢に基づいて構成される。サブセットの他のパターンおよび構成は、ディスプレイパネル１０２、ならびにその対応するレンチキュラーおよびディスプレイピクセル成分の構成に応じて決定することができる。

【0021】

バックライトピクセル１１４のサブセットと、対応するディスプレイ光投影方向との対応関係は、さまざまなやり方のうちのいずれかで求めることができる。いくつかの実施形態において、ディスプレイパネル１０２の構成要素が、モデル化またはシミュレートされ、サブセットとディスプレイ方向との対応関係は、このモデル化／シミュレーションを通じて求められる。他の実施形態において、同一構成を有するテストシステムが構築され、次に、バックライトピクセル１１４の異なるサブセットが活性化され、それらに対応する「操縦される」ディスプレイ方向が、光度計またはその他のテストツールを用いて検出される。次に、こうして求められた対応関係を、後の参照および決定のために、観察者操縦アプリケーション１５４により、さまざまな技術のうちのいずれかを用いて、表現することができる。たとえば、いくつかの実施形態において、バックライトピクセル１１４の異なるサブセットの活性化と、それによって発生するディスプレイ光投影方向との対応関係が、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１５６（図１）において表現され、ＬＵＴ１５６の各エントリは、バックライトピクセル１１４の特定のサブセットの識別子またはその他の表現を格納し、対応する姿勢（たとえばディスプレイパネル１０２のディスプレイ面に対する姿勢の角度）の表現に基づいてインデックスされる。したがって、アプリケーション１５４を操作する観察者は、受け取った現在の観察者の姿勢の適切な表現を決定し、この表現に基づいてＬＵＴ１５６のエントリをインデックスし、バックライトを操縦するために活性化する必要があるバックライトピクセル１１４の対応するサブセットの表現を決定し、それにより、得られたディスプレイ光を、現在の観察者の姿勢と交差する方向に、操縦することができる。別の例として、観察者の姿勢／操縦されるバックライト方向と、活性化されるバックライトピクセル１１４の対応するサブセットとの対応関係を、関数表現１５８（図１）を用いて表すことができる。

【0022】

（ブロック２１２で示される）次のフレーム周期のスタート時に、ディスプレイコントローラ１０４は、ブロック２０８において生成されバッファされた複合フレームのピクセルデータを、ブロック２１４において、ＳＣＡＮ＿ＯＵＴ信号１４８（および他のタイミングおよび制御信号（図示せず））を介して、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６の対応するディスプレイピクセル１１８にスキャンする。ブロック２１６において、バックライトコントローラ１４４は、ブロック２１０で与えられたバックライト構成情報１５０において特定された選択的バックライト活性化構成を用いて、バックライト構成情報１５０によって特定されたサブセットに含まれるバックライトピクセル１１４を選択的に活性化しつつ、その他のバックライトピクセル１１４を、非活性化状態（または、いくつかの実施形態では、選択されたサブセットのピクセルの活性化レベルと比較して非常に低い活性化レベル）に保つ。このようにして活性化されたサブセットのバックライトピクセル１１４はバックライトを放出し、このバックライトは、バックライトレンチキュラーアレイのレンチキュラー１２５により、コリメートされ、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６に対する特定の方向に屈折させられる。一方、現在の複合フレームのスキャンされたピクセルデータに基づいてディスプレイピクセルマトリクス１１６のディスプレイピクセル１１８が構成された状態で、操縦されるバックライトは、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６によって透過および修正され、それにより、複合フレームによって表される視覚コンテンツを含むディスプレイ光が得られる。この操縦されるディスプレイ光は、次にディスプレイレンチキュラーアレイ１２０によって左目画像と右目画像に分離され、左目画像に対応するディスプレイ光は、ブロック２０４で選択された観察者の左目の予想位置と一致する左目射出瞳に対応する方向に屈折させられ、右目画像に対応するディスプレイ光は、選択された観察者の右目の予想位置と一致する右目射出瞳に対応する方向に屈折させられる。

【0023】

このように、対応するフレーム周期についての観察者ディスプレイサブプロセス２０４の１回の繰り返しで、３Ｄ画像が生成され、選択された観察者の予想される方向に表示される。次のフレーム周期について、観察者ディスプレイサブプロセス２０４の次の繰り返しが実行され、その結果、３Ｄ画像が生成され、この３Ｄ画像が、次の選択された観察者の方向に表示され、以降同様に続く。このようにして、３Ｄ画像を生成し、異なる観察者に向けて交互配置パターンで操縦し、その結果、複数の観察者に対して同時に示される、交互配置された複数のビデオストリームを得ることができる。たとえば、ディスプレイシステム１００のリフレッシュレートが毎秒１２０フレーム（１２０ｆｐｓ）であり２人の観察者が存在する場合、各観察者に対して別々のビデオストリームを有効レート６０ｆｐｓで提示することができる。同様に、３人の観察者が存在する場合、別々の３Ｄビデオストリームを毎秒４０フレームという有効レートで各観察者に表示することができる。このように、本明細書に記載のレンチキュラーベースの操縦可能なバックライトの使用を通して、複数の観察者の各々に、別々の３Ｄビデオストリームをディスプレイパネル１０２の全解像度で示し、主としてフレームレートだけが、同時にサポートされている観察者の数に基づく影響を受ける。

【0024】

図３～図６はともに、２観察者構成の場合の裸眼立体視ディスプレイシステム１００における方法２００の動作の例を示す。図３は、複合フレームＮを観察者１３１に対して表示する場合の、ディスプレイパネル１０２および２人の観察者１３１、１３２の平面／断面図３０１を示し、図４は、この複合フレームＮの表示中のディスプレイパネル１０２および２人の観察者１３１、１３２の対応する斜視図４０１を示す。図５は、次の複合フレームＮ＋１を観察者１３２に対して表示する場合の、ディスプレイパネル１０２および２人の観察者１３１、１３２の平面／断面図５０１を示し、図６は、この複合フレームＮ＋１の表示中のディスプレイパネル１０２および２人の観察者１３１、１３２の対応する斜視図６０１を示す。

【0025】

図３の平面図３０１および対応する図４の斜視図４０１を参照すると、観察者１３１は、観察者追跡サブシステム１０６により、これからのフレームＮの表示に対して現在の姿勢３０４を有するものとして検出される。それに応じて、観察者操縦アプリケーション１５４は、現在の姿勢３０４の表現（たとえば観察者１３１の位置の表現）を、ＬＵＴ１５６への入力として提供し、出力として、現在の姿勢３０４に対応するバックライトピクセル１１４のサブセット３０６（図３）を表す識別子を得る。この単純化された例において、サブセット３０６は、示されているバックライトピクセル１１４のカラムからなり、これは、対応する周期、位相、およびデューティサイクルを有する第１のバーパターンを形成し、それによってバックライトが得られ、結果として、観察者１３１の現在の姿勢３０４の方向に伝搬される透過修正ディスプレイ光が得られる。同時に、複合フレームＮを表すピクセルデータ３０８（図３）が、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６にスキャンされる。フレームＮのフレーム周期の始まりを知らせる垂直ブランク（ＶＢＬＡＮＫ）信号またはその他のタイミング信号に応答して、バックライトコントローラ１４４は、ＢＫＬＴ＿ＣＴＬ信号１５２を、サブセット３０６のバックライトピクセル１１４を活性化する一方で、バックライト１１２のその他のバックライトピクセル１１４を非活性化または低活性化状態に保つように、構成する。そのように活性化されると、サブセット３０６のバックライトピクセル１１４はバックライトを放出し、これは、バックライトレンチキュラーアレイ１２４により、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６およびディスプレイレンチキュラーアレイ１２０を通してコリメートおよび操縦され、その結果、複合フレームＮの視覚コンテンツを表すディスプレイ光が得られ、このディスプレイ光は、ディスプレイパネル１０２から、現在の姿勢３０４と交差する方向に投影され、よって、３Ｄ像を観察者１３１に対して表示する。特に、交互配置された左目画像および右目画像を含む複合フレームを使用し、その後、これらの２つの画像の各々に対してディスプレイ光をディスプレイレンチキュラーアレイ１２０によって分離することにより、このディスプレイ光は、左目ディスプレイ光４０３（図４）および右目ディスプレイ光４０４（図４）として、それぞれ左目射出瞳４０５（図４）および右目射出瞳４０６（図４）に向けて投影され、これらはそれぞれ姿勢３０４を有する観察者１３１の左目および右目の予想される位置と一致する。

【0026】

図３の図３０１は、このプロセスを、単純な例を用い、バックライトピクセル１１４の１つの行およびディスプレイピクセル１１８の２つの行からのバックライトを参照しながらさらに説明する。サブセット３０６を活性化すると、バックライトピクセル１１４のカラム３１２によって放出されるバックライト３１０が得られる。このバックライト３１０は、バックライトレンチキュラーアレイ１２４によってコリメートおよび操縦され、このようにして得られた操縦されるバックライト３１４がディスプレイピクセルマトリクス１１６の隣り合うピクセルカラム３１５、３１６を通過する方向に操縦され、その結果、入射したバックライトは、ピクセルカラム３１５からのディスプレイ光３１７と、ピクセルカラム３１６からのディスプレイ光３１８とに変換される。この例において、ピクセルカラム３１５は、複合フレームＮの左目画像の対応するカラムのピクセルデータを含み、ピクセルカラム３１６は、複合フレームＮの右目画像の対応するカラムのピクセルデータを含み、よって、ディスプレイ光３１７は、観察者１３１の左目による知覚を意図した視覚コンテンツを含み、ディスプレイ光３１８は、観察者１３１の右目による知覚を意図した視覚コンテンツを含む。ディスプレイ光３１７、３１８は、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０を透過し、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０は、ディスプレイ光３１７を、観察者１３１の左目のための左目射出瞳４０５を形成する方向に操縦し、ディスプレイ光３１８を、観察者１３１の右目のための右目射出瞳４０６を形成する方向に操縦し、それにより、複合フレームＮで表される立体視３Ｄ画像を観察者１３１に対して表示する。

【0027】

図５の平面図５０１および対応する図６の斜視図６０１を参照すると、観察者１３２は、観察者追跡サブシステム１０６により、これからのフレームＮ＋１の表示に対して現在の姿勢５０４を有するものとして検出される。それに応じて、観察者操縦アプリケーション１５４は、現在の姿勢５０４の表現を、ＬＵＴ１５６への入力として提供し、出力として、現在の姿勢５０４に対応するバックライトピクセル１１４のサブセット５０６（図５）を表す識別子を得る。この単純化された例において、サブセット５０６は、示されているバックライトピクセル１１４のカラムからなり、これは、対応する周期、位相、およびデューティサイクルを有する第２のバーパターンを形成し、それによってバックライトが得られ、結果として、観察者１３２の現在の姿勢５０４の方向に伝搬される透過修正ディスプレイ光が得られる。同時に、複合フレームＮ＋１を表すピクセルデータ５０８（図５）が、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６にスキャンされる。フレームＮのフレーム周期の始まりを知らせるタイミング信号に応答して、バックライトコントローラ１４４は、ＢＫＬＴ＿ＣＴＬ信号１５２を、サブセット５０６のバックライトピクセル１１４を活性化する一方で、バックライト１１２のその他のバックライトピクセル１１４を非活性化または低活性化状態に保つように、構成する。そのように活性化されると、サブセット５０６のバックライトピクセル１１４はバックライトを放出し、これは、バックライトレンチキュラーアレイ１２４により、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクス１１６およびディスプレイレンチキュラーアレイ１２０を通してコリメートおよび操縦され、その結果、複合フレームＮ＋１の視覚コンテンツを表すディスプレイ光が得られ、このディスプレイ光は、ディスプレイパネル１０２から、現在の姿勢５０４と交差する方向に投影され、よって、３Ｄ像を観察者１３２に対して表示する。特に、複合フレームの使用およびディスプレイレンチキュラーアレイ１２０の機能により、このディスプレイ光は、左目ディスプレイ光６０３（図６）および右目ディスプレイ光６０４（図６）として、それぞれ左目射出瞳６０５（図６）および右目射出瞳６０６（図６）に向けて投影され、これらはそれぞれ姿勢５０４を有する観察者１３２の左目および右目の予想される位置と一致する。

【0028】

図５の図５０１は、このプロセスを、単純な例を用い、バックライトピクセル１１４の１つの行およびディスプレイピクセル１１８の２つの行からのバックライトを参照しながらさらに説明する。サブセット５０６を活性化すると、バックライトピクセル１１４のカラム５１２によって放出されるバックライト５１０が得られる。このバックライト５１０は、バックライトレンチキュラーアレイ１２４によってコリメートおよび操縦され、このようにして得られた操縦されるバックライト５１４がディスプレイピクセルマトリクス１１６の隣り合うピクセルカラム５１５、５１６を通過する方向に操縦され、その結果、入射したバックライトは、ピクセルカラム５１５からのディスプレイ光５１７と、ピクセルカラム５１６からのディスプレイ光５１８とに変換される。この例において、ピクセルカラム５１５は、複合フレームＮ＋１の左目画像の対応するカラムのピクセルデータを含み、ピクセルカラム５１６は、複合フレームＮ＋１の右目画像の対応するカラムのピクセルデータを含み、よって、ディスプレイ光５１７は、観察者１３２の左目による知覚を意図した視覚コンテンツを含み、ディスプレイ光５１８は、観察者１３２の右目による知覚を意図した視覚コンテンツを含む。ディスプレイ光５１７、５１８は、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０を透過し、ディスプレイレンチキュラーアレイ１２０は、ディスプレイ光５１７を、観察者１３２の左目のための左目射出瞳６０５を形成する方向に操縦し、ディスプレイ光５１８を、観察者１３２の右目のための右目射出瞳６０６を形成する方向に操縦し、それにより、複合フレームＮ＋１で表される立体視３Ｄ画像を観察者１３２に対して表示する。

【0029】

図３～図６に示されるプロセスは、観察者１３１を意図した複合フレームと観察者１３２を意図した複合フレームとを交互配置することにより、繰り返し実行することができ、観察者１３１に対しては、上記レンチキュラーバックライト操縦プロセスにより、直近に検出された観察者１３１の姿勢に合わせて操縦される、複合フレームＮ＋ｉ（ｉ＝０，２，４，６，８，…）の提示を通して実現されたビデオストリームが表示され、観察者１３２に対しては、同じレンチキュラーバックライト操縦プロセスにより、さらに最近検出された観察者１３２の姿勢に合わせて操縦される、複合フレームＮ＋ｋ（ｋ＝１，３，５，７，９，…）の提示を通して実現されたビデオストリームが表示される。

【0030】

ある局面に従うと、裸眼立体視ディスプレイシステムは、透過型ディスプレイパネルを備え、透過型ディスプレイパネルは、バックライトピクセルのアレイを有するバックライトと、バックライトに面する第１の面と反対側の第２の面とを有する選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスとを含み、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスは、ディスプレイピクセルのアレイを含み、透過型ディスプレイパネルはさらに、バックライトと選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスの第１の面との間に配置された第１のレンチキュラーアレイと、選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスの第２の面に面するように配置された第２のレンチキュラーアレイとを含む。バックライトは、バックライトピクセルの異なるサブセットを別々に活性化して、バックライトピクセルの活性化されたサブセットから放出され第１のレンチキュラーアレイと選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと第２のレンチキュラーアレイとを透過した光が、ディスプレイパネルにより、ディスプレイ光として、ディスプレイパネルに対する、対応する別々の方向に放出されるように、構成される。

【0031】

さらに他の実施形態に従うと、裸眼立体視ディスプレイシステムは、以下の特徴のうちの１つ以上（たとえばすべて）を（またはその任意の組み合わせを）含み得る。

【0032】

いくつかの実施形態において、システムは、バックライトと選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスとに結合されたディスプレイコントローラをさらに備え、ディスプレイコントローラは、第１のフレームおよび第２のフレームを連続して表示するように構成され、第１のフレームは第１のビデオストリームに関連付けられ、第２のフレームは第２のビデオストリームに関連付けられ、さらに、第１のフレームの表示のために、バックライトのバックライトピクセルの第１のサブセットを活性化して、第１のフレームの表示中にバックライトピクセル第１のサブセットから放出され第１のレンチキュラーアレイと選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと第２のレンチキュラーアレイとを透過した光が、ディスプレイパネルにより、第１のディスプレイ光として、ディスプレイパネルに対する第１の方向に放出されるように、構成され、第１のディスプレイ光は第１のフレームの画像コンテンツを表し、さらに、第２のフレームの表示のために、バックライトのバックライトピクセルの第２のサブセットを活性化して、第２のフレームの表示中にバックライトピクセル第２のサブセットから放出され第１のレンチキュラーアレイと選択的透過型ディスプレイピクセルマトリクスと第２のレンチキュラーアレイとを透過した光が、ディスプレイパネルにより、第２のディスプレイ光として、ディスプレイパネルに対する第２の方向に放出されるように、構成され、第２のディスプレイ光は第２のフレームの画像コンテンツを表し、第２のサブセットは第１のサブセットと異なり、第２の方向は第１の方向と異なる。システムは、１人以上の観察者のうちの各観察者の姿勢を追跡するように構成された観察者追跡サブシステムをさらに備え、バックライトピクセルの第１のサブセットは、第１の観察者の姿勢に基づいて、第１の方向がディスプレイパネルに対する第１の観察者の姿勢と交差するように、選択され、バックライトピクセルの第２のサブセットは、第２の観察者の姿勢に基づいて、第２の方向がディスプレイパネルに対する第２の観察者の姿勢と交差するように、選択される。いくつかの実施形態において、システムは、第１の観察者の姿勢に基づいて第１のフレームを生成し第２の観察者の姿勢に基づいて第２のフレームを生成するように構成されたビデオサブシステムをさらに備える。第１のフレームおよび第２のフレームの各々は、３次元（３Ｄ）複合フレームを含み得るものであり、３次元複合フレームは、観察者の左目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第１のサブセットと、観察者の右目に対する画像コンテンツを表すピクセルの第２のサブセットとを含む。観察者の姿勢は、観察者の頭部の姿勢、および、観察者の少なくとも一方の目の姿勢、のうちの少なくとも一方を含む。いくつかの実施形態において、バックライトピクセルの第１のサブセットの活性化により、バックライティングの第１のバーパターンが生成され、バックライトピクセルの第２のサブセットの活性化により、バックライティングの第２のバーパターンが生成される。いくつかの実施形態において、システムは、フレームの表示を観察することを意図する観察者の姿勢に基づいて表示のためにフレームを生成するように構成されたビデオサブシステムをさらに備える。

【0033】

もう１つの局面は、裸眼立体視ディスプレイシステムを動作させる方法を含む。さらに、ある局面は、この方法を実行するように少なくとも１つのプロセッサを操作するように構成された実行可能な命令を格納する、非一時的なコンピュータ読取可能媒体を含む。

【0034】

いくつかの実施形態において、上記技術のある局面は、ソフトウェアを実行する処理システムの１つ以上のプロセッサによって実現されてもよい。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体上に格納またはそうでなければ有形に実現された実行可能な命令の１つ以上のセットを含む。ソフトウェアは、１つ以上のプロセッサによって実行されるとこの１つ以上のプロセッサを操作して上記技術の１つ以上の局面を実施する命令を含み得る。非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体は、たとえば、磁気もしくは光ディスク記憶装置、フラッシュメモリ等のソリッドステート記憶装置、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはその他の１つもしくは複数の不揮発性メモリデバイスなどを含み得る。非一時的なコンピュータ読取可能記憶媒体に格納された実行可能な命令は、ソースコード、アセンブリ言語コード、オブジェクトコード、または、１つ以上のプロセッサによって解釈されるまたはそうでなければ実行可能なその他の命令フォーマットであってもよい。

【0035】

コンピュータ読取可能記憶媒体は、使用中にコンピュータシステムからアクセスされて命令および／またはデータをコンピュータシステムに提供することが可能な、任意の記憶媒体、または記憶媒体の組み合わせを含み得る。このような記憶媒体は、光媒体（たとえばコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ－Ｒａｙ（登録商標）ディスク）、磁気媒体（たとえばフロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、もしくは磁気ハードドライブ）、揮発性メモリ（たとえばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）もしくはキャッシュ）、不揮発性メモリ（たとえば読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）もしくはフラッシュメモリ）、または、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）ベースの記憶媒体を含み得るが、これらに限定される訳ではない。コンピュータ読取可能記憶媒体は、コンピューティングシステムに埋め込まれたものであってもよく（たとえばシステムＲＡＭもしくはＲＯＭ）、コンピューティングシステムに固定的に装着されたものであってもよく（たとえば磁気ハードドライブ）、コンピューティングシステムに着脱可能に装着されたものであってもよく（たとえば光ディスクもしくはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ベースのフラッシュメモリ）、または有線もしくは無線ネットワークを介してコンピュータシステムに結合されたものであってもよい（たとえばネットワークアクセス可能記憶装置（ＮＡＳ））。

【0036】

なお、全体の説明における上記アクティビティまたは要素のうちのすべてが必要な訳ではなく、ある特定のアクティビティまたはデバイスの一部は不要である場合があり、先に述べたものに加えて１つ以上の他のアクティビティが実行されるまたは要素が含まれる場合がある。またさらに、アクティビティの記載順序は必ずしもアクティビティの実行順序ではない。また、コンセプトは特定の実施形態に言及しながら記載している。しかしながら、当業者は、以下の請求項に記載の本開示の範囲から逸脱することなく各種修正および変更を行うことができることを理解する。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示とみなされるべきものであり、このような修正はすべて本開示の範囲に含まれることが意図されている。

【0037】

利益、その他の利点、および問題解決策は、特定の実施形態に関して説明されている。しかしながら、これらの利益、利点、問題解決策、および、何らかの利益、利点または解決策を生じさせるまたはより際立ったものにする何らかの特徴（複数の特徴）は、請求項のうちのいずれかまたはすべての、決定的な、必要な、または不可欠な特徴と解釈されることを意図したものではない。加えて、上に開示された特定の実施形態は例示にすぎない。開示されている主題は、本明細書の教示の利益を享受する当業者にとって明白である、異なっているが均等である態様で修正および実施し得るからである。以下の請求項に記載されているもの以外、本明細書に示される構成または設計の詳細に対する限定は意図されていない。したがって、上に開示された特定の実施形態は変更または修正が可能であり、このような変形はすべて開示されている主題の範囲に含まれることは、明らかである。よって、本明細書において求める保護は以下の請求項に記載の通りである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】