JP2022554404A - 中継システム - Google Patents

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Abstract

中継システムを光学システムに組み込んで、少なくとも１つの画像源からの光を視認体積に向けることができる。複数の画像源からの光は、中継システムによって視認体積に向けることができる。複数の画像源からの一部の光は、複数の画像源からの中継された光が視認体積内で観察されるときの望ましくないアーチファクトを低減するために、遮蔽システムによって遮蔽することができる。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、概して、２Ｄ、３Ｄ、またはホログラフィック画像に対応する光を生成するように構成されており、生成されたホログラフィック画像を所望の場所に中継するようにさらに構成されているシステムに関する。
今日、ホログラムと混同されることが多いが、実際のオブジェクトと同じように人間の視覚感覚反応を刺激する能力を欠いている、多くの技術が存在する。これらの技術には、レンチキュラー印刷、ペッパーズゴースト、裸眼立体ディスプレイ、水平のみ視差ディスプレイ、ヘッドマウントＶＲおよびＡＲディスプレイ（ＨＭＤ）、ならびに「フォクスログラフィ（ｆａｕｘｌｏｇｒａｐｈｙ）」として一般化されたこのような他の錯覚が含まれる。これらの技術は、真のホログラフィックディスプレイの所望の特性のいくつかを呈し得るが、ヘッドギアまたは眼鏡を必要とせずに、実際のオブジェクトから光が出たときにまさにそれが存在するようにライトフィールドが再現される、任意の数の視認者に対する正しい遮蔽処理を伴う、完全な視差の視認体験という理想には達していない。
本開示による光学システムの実施形態は、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、第１および第２の画像源から受信した光を、視認体積に向けるように構成された中継システムであって、第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つが、中継システムによって視認体積内に中継される、中継システムと、を備え得、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、ライトフィールドディスプレイを含み、光の経路の第１のセットは、ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元機能に従って決定される。
本開示による光学システムの実施形態は、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、第１および第２の画像源から受信した光を、視認体積に向けるように構成された中継システムであって、第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つが、中継システムによって視認体積内に中継される、中継システムと、第１の画像源および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成された遮蔽システムと、を備え得る。
本開示による光学システムの実施形態は、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、光複合システムから複合された画像光を受信し、受信した光を視認体積内の中継位置に中継し、これにより、第１および第２の中継された画像表面にそれぞれ対応する、第１および第２の中継された画像表面を画定するように構成された、第１の中継システムと、を備える、光複合システムを備え得、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、ライトフィールドディスプレイを含み、光の経路の第１のセットは、ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元機能に従って決定される。
本開示による光学システムの実施形態は、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、中継システムであって、光複合システムから複合された光を受信し、受信した光を視認体積内の中継された場所に中継し、これにより、第１および第２の中継された画像表面が、それぞれの中継された場所で観察可能となるように構成されている、中継システムと、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成された遮蔽システムと、を備える、光複合システムを備え得る。
本開示によるディスプレイシステムの実施形態は、少なくとも１つの透過型反射体を含む中継システムと、光源光の経路の第１および第２のセットに沿ってそれぞれ光を出力するように動作可能な、第１および第２の画像源と、を備え得、第１および第２の画像源は、光源光の経路の第１および第２のセットに沿った光が、それぞれ中継された光の経路の第１および第２のセットに沿って中継され、中継された光の経路の第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の視認体積を画定するように、少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、第１の中継された視認体積と第２の中継された視認体積とは異なっている。
本開示によるディスプレイシステムの実施形態は、少なくとも１つの透過型反射体を含む中継システムと、光を出力するように動作可能な画像源と、画像源からの光を受信し、光源光の経路の第１のセットおよび第２のセットに沿って光を向けるように位置付けられたビームスプリッタと、を備え得、画像源およびビームスプリッタは、光源光の経路の第１および第２のセットに沿った光が、それぞれ中継された光の経路の第１および第２のセットに沿って中継され、中継された光の経路の第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の視認体積を画定するように、少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、第１の中継された視認体積と第２の中継された視認体積とは異なっている。
本開示による中継システムの実施形態は、第１の中継サブシステムを備え得、第１の中継サブシステムは、第１の中継サブシステムの第１の透過型反射体であって、第１の画像表面を画定するように動作可能である画像源から画像光を受信するように位置付けられており、第１の透過型反射体に対する第１および第２の角度整列の範囲内にある光源光の経路に沿って受信した画像光を中継して、第１の中継された画像表面を、第１の中継された場所に画定するように構成されている、第１の透過型反射体と、第１の中継サブシステムの第２の透過型反射体であって、第１の透過型反射体からの中継された画像光を受信するように位置付けられており、第１の透過型反射体からの中継された画像光を中継して、第２の中継された画像表面を、第２の中継された場所に画定するように構成されている、第２の透過型反射体と、を含む。
本開示によるディスプレイシステムの実施形態は、モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、それぞれのディスプレイデバイスのディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、それぞれのディスプレイデバイスの非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、モジュラーディスプレイデバイスのアレイからの光を複合するように動作可能な光複合システムであって、光複合システムおよびモジュラーディスプレイデバイスのアレイは、複合された光が、複数のディスプレイ平面を重ね合わせることによって画定される有効なディスプレイ平面を有するように、配置され、これにより複数のディスプレイ平面の非画像化区域が複数のディスプレイ平面の画像化区域によって重ね合わされている、光複合システムと、を備え得る。
本開示によるライトフィールドディスプレイシステムの実施形態は、モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、それぞれのディスプレイデバイスのディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、それぞれのディスプレイデバイスの非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つのディスプレイ平面のから光を受信するように、各々が位置付けられた、導波路のアレイと、導波路のアレイからの光を複合するように動作可能な、光複合システムと、を備え得、導波路の各アレイは、光複合システムからの複合された光が、各々が四次元機能に従って画定された光の経路を含むように、かつ第１の四次元座標系に空間座標および角度座標のセットを有するように、モジュラーディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成されている。
本開示による光学システムの実施形態は、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、受信した光を第１の画像表面から視認体積に中継して、中継された第１の画像表面を画定するように構成された中継システムであって、第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイを含み、光の経路の第１のセットは、ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が、第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元機能に従って決定される、中継システムと、視認体積の状態に関連するデータを収集するように動作可能なセンサと、を備え得る。
ビームスプリッタおよび画像再帰反射体（ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）を使用して、ライトフィールドディスプレイによって投影されたホログラフィック表面を中継するように構成されているシステムの実施形態を示す。 ビームスプリッタおよび複数の画像再帰反射体を使用して、ライトフィールドディスプレイによって投影されたホログラフィック表面を中継するように構成されているシステムの実施形態を示す。 四次元（４Ｄ）座標系においてＵＶ角度座標の極性を反転させるように構成されている補正光学素子の実施形態を示す。 ＵＶ平面におけるいくつかの照明源ピクセル上に置かれた導波路の上面図を示す。 導波路として薄いレンズのあるＵＺ平面における図２Ｂに示される実施形態の側面図を示す。 ビームスプリッタおよび画像再帰反射体が透過型反射体によって置き換えられている、図１Ａに示されるシステムと同様のホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 複数の中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 複数の中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの別の実施形態を示す。 ２面コーナー反射体アレイ（ＤＣＲＡ）の実施形態の複合図を示す。 点光源を画像化する透過型反射体の実施形態の側面図を示す。 凹面ミラーを備える中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 凹面ミラーを備える中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの別の実施形態を示す。 レンズシステムを備える中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの別の実施形態を示す。 理想的な中継システムの実施形態を示す。 ビームスプリッタおよび画像再帰反射体を使用してライトフィールドディスプレイによって投影された第１および第２のホログラフィック表面を中継するように構成されている中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 ビームスプリッタおよび凹面ミラーを使用してライトフィールドディスプレイによって投影された第１および第２のホログラフィック表面を中継するように構成されている中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 図５Ｃに示される中継システムの光学的効果を補正する実施形態を示す。 ビームスプリッタおよび複数の凹面ミラーを使用してライトフィールドディスプレイによって投影された第１および第２のホログラフィック表面を中継するように構成されている中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 ビームスプリッタおよび複数の反射型フレネルミラーを使用してライトフィールドディスプレイによって投影された第１および第２のホログラフィック表面を中継するように構成されている中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 図５Ｆの構成を使用した環境光除去システムを示す。 環境光除去システムを備えた偏光制御要素の使用を示す。 透過型反射体を使用してライトフィールドディスプレイによって投影された第１および第２のホログラフィック表面を中継するように構成されている中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 ライトフィールドディスプレイによって投影された第１および第２のホログラフィック表面を中継し、第２のディスプレイによって投影された第３の表面を中継するように構成されている第１の中継システムを有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 第２の中継システム、複数のディスプレイ、および遮蔽層を有するホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 図８Ａの遮蔽層を使用して遮蔽処理を実行する実施形態を示す。 異なる位置で視認者によって知覚される図８Ａに示されるものと同様のホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。 第１および第２の中継サブシステムを有する中継システムの実施形態を示す。 遮蔽システムの動作を示す。 遮蔽システムの別の動作を示す。 図９Ａに示される３つの観察者位置から視認した、中継された実世界オブジェクト画像に対する図９Ｃに示される遮蔽システムの効果を示す。 透過型反射体を含む２つの中継サブシステムから構成される中継システムの実施形態を示す。 図９Ｅに示される３つの観察者位置から視認した、中継された実世界オブジェクト画像に対する図９Ｅに示される遮蔽システムの効果を示す。 １つ以上の画像源からの光に対する追加の入力インターフェースを備えた第１および第２の中継サブシステムを有する中継システムの実施形態を示す。 第１および第２の中継サブシステムを有する中継システムの実施形態を示す。 図９Ｈに示される中継システムの代替実施形態を示す。 図９Ｈに示される中継システムの代替実施形態を示す。 光が光学的折り曲げシステムを通って進むときにとる、反射および透過のシーケンスを明示する。 ディスプレイからの光が、図１０Ａの光学的折り曲げシステムの各経路の各層と相互作用した後にどのように偏光状態を変化させるかを追跡する表である。 選択可能な区域を備えた光学的折り曲げシステムの別の実施形態を示す。 光線の選択された区域に対する経路長が増加し、かつ視野が拡大した、光学的折り曲げシステムの正射影図である。 ライトフィールドディスプレイから投影されたホログラフィックオブジェクト表面からの光を、１つ以上の実世界オブジェクトからの光と同時に中継するように構成された中継システムの実施形態を示す。 深度反転を実行する中継システムの実施形態を示す。 ２つの画像源からの光を中継し、環境光を拒絶するように構成された中継システムの実施形態を示す。 ２つの光源からの光を中継するように構成された中継システムの実施形態を示す。 ディスプレイおよび他の１つの光源からの光を中継するように構成された中継システムの実施形態を示す。 第１の画像源から投影された光を、第２の画像源からの光と同時に中継するように構成された中継システムの別の実施形態を示す。 第１の画像源から投影された光を中継し、同時に第２の画像源からの光を透過させるように構成された中継システムの実施形態を示す。 ２つの画像源からの光を中継するように構成された２つのインターフェースを備えた中継システムのさらに別の実施形態を示す。 実世界オブジェクトを含む第１の画像源から投影された光を、実世界オブジェクトを含む第２の画像源からの光と同時に中継するように構成された中継システムの実施形態を示す。 第１の画像源から投影された光を中継し、同時に第２の画像源からの光を透過させるように構成された中継システムの実施形態を示す。 中継システムが透過型反射体によって実現されている、図１１Ａに示される構成を示す。 ライトフィールドディスプレイとビームスプリッタとの間に光学的折り曲げシステムが置かれていることを除いた、図１２に示す構成を示す。 実世界オブジェクトの画像を中継するための入力中継システムが含まれていることを除いた、図１３に示される中継構成を示す。 実世界オブジェクトの画像を視認者から透過型反射体の反対側の場所に中継するための入力中継システムが含まれていることを除いた、図１２に示される中継構成を示す。 ビームスプリッタと１つ以上の再帰反射体とから構成される中継システムの実施形態を示す。 ビームスプリッタと単一の再帰反射体とから構成される中継システムの実施形態を示す。 ビームスプリッタと２つ以上の凹面ミラーとから構成される中継システムの実施形態を示す。 ビームスプリッタと２つのフレネルミラーとから構成される中継システムの実施形態を示す。 ビームスプリッタと単一のフレネルミラーとから構成される中継システムの実施形態を示す。 インライン中継システムの例を示す。 ライトフィールドディスプレイから投影され観察者によって視認されるホログラフィックオブジェクトを示す。 図２１ＢのＵＶ角度ライトフィールド座標が反転されたときに得られたホログラフィックオブジェクトの投影を示す。 図２１Ｂに示されるホログラフィックオブジェクトが図２０に示される中継システムでどのように中継されるかを示す。 インライン中継システムと光学的折り曲げシステムとから構成される中継システムを示す。 実世界オブジェクトが入力中継システムに置き換えられていることを除いた、図２２の中継構成を示す。 １つ以上のレンズから構成される中継システムの構成を示す。 少なくとも１つのオブジェクトからの光が、１つ以上のミラーから反射することによって同じ中継部を２回通過することによって中継される、中継システムの正射影図を示す。 光線を１回目に透過型反射体中継部に通過させ、ミラーから反射させ、反射された光線を２回目に同じ中継部に通過させることによって、少なくとも１つのオブジェクトからの光の経路が受信および中継される、中継システムの正射影図を示す。 透過型反射体に対してある角度で配設されたミラー表面から構成される中継システムの部分図を示す。 図２５Ｃの中継部に対するより多くの光の経路を示す。 図２５Ｃの中継部によって受信および中継される光の経路を示す。 中継部を備えたディスプレイシステム内の遮蔽平面上の、ホログラフィックオブジェクトと遮蔽区域との間の協調的な動きを示す。 中継部を備えたディスプレイシステム内の、ホログラフィックオブジェクトと遮蔽オブジェクトとの間の協調的な動きを示す。 ディスプレイシステム内の中継部が物理的に動かされたときの、３つの中継された画像および遮蔽平面の遮蔽区域の動きを示す。 図２６Ａに示される中継システムのいくつかの構成要素の電動化された動きの選択肢を示す。 いずれかの中継部の視野よりも別個に広い、２つの中継部に対する組み合わされた視野を示す。 図１４に示される２つの中継部が一緒に置かれて、より広い組み合わされた視野をもたらすことを示す。 別個の中継部のいずれかよりも広い組み合わされた視野を有するように調整が行われた後の、図２７Ｂの組み合わされた中継システムを示す。 より広い視野を実現するために配置された凹面ミラーとビームスプリッタとから構成される２つの中継部を示す。 より広い視野を実現するために配置された２つのインライン中継部を示す。 別個の中継部のほぼ２倍の視野を可能にするために一緒に置かれた、図９Ｇに示される２つの中継部を示す。 単一の組み合わされた視野を形成する３つの別個の中継部から構成されるディスプレイシステムの上面図である。 図２７Ｇの側面図である。 図２７Ｇのディスプレイシステムの一部分内で中継されかつ他の光と複合されている、ホログラフィックオブジェクトからの光を示す。 図２７Ｇのディスプレイシステムの一部分内で中継されかつ他の光と複合されている、実世界オブジェクトからの光を示す。 図２７Ｇのディスプレイシステムの一部分内で他の光と複合されている、実世界オブジェクトからの光を示す。 図２７Ｇのディスプレイシステムの一部分内で他の光と複合されている、ディスプレイからの光を示す。 図２７Ｇのディスプレイシステムのディスプレイ表面の正面図を示す。 図２７Ｇのディスプレイシステムのディスプレイ表面の中心を外れた図を示す。 ２つの平行する透過型反射体から構成され、第１の透過型反射体の表面に鋭角で入射する光のみが効果的に中継される中継構成を示す。 第１の透過型反射体の表面に対して法線角度にある光に対する追加の光の経路を備える、図２７Ｏに示される中継システムの側面図である。 画像源、ビームスプリッタ、および透過型反射体から構成されるテーブルトップディスプレイシステムを示す。 別の画像源用の追加のインターフェースを備えた図２８Ａのディスプレイシステムを示す。 遮蔽面と追加の中継部を備えた図２８Ｂのディスプレイシステムを示す。 ２つの画像源と透過型反射体とから構成されるテーブルトップディスプレイシステムを示す。 ４つの画像源と透過型反射体とから構成されるテーブルトップディスプレイシステムを示す。 背景の中継された表面を遮蔽する前景の中継された表面をサポートするテーブルトップディスプレイシステムを示す。 各ディスプレイがディスプレイ領域と非画像化領域とから構成されている、２つのディスプレイデバイスの上面図を示す。 図２９Ａに示すディスプレイデバイスの側面図と端面図を示す。 第１の平面Ａに置かれた複数のディスプレイ、および第２の平面Ｂに置かれた複数のディスプレイを示す。 互いに直交して配設されたディスプレイの第１のディスプレイ平面Ａおよび第２のディスプレイ平面Ｂの側面図を示す。 ディスプレイ平面Ａとディスプレイ平面Ｂとを重ね合わせた、観察者から視認した図２９Ｄの複合された光を示す。 通常の長方形グリッド上に置かれたディスプレイデバイスの２つのディスプレイ平面を示す。 図２９Ｃに示すディスプレイ平面ＡおよびＢの複合された画像を示しており、ディスプレイ平面Ａは、他方のディスプレイ平面Ｂに対して９０度回転している。 サイズを並べて置かれたディスプレイデバイスの規則的な直線グリッドで構成されるディスプレイ平面Ｃを示す。 ３つのディスプレイ平面からの光を複合する２つの光複合器を含む光複合システムの一実施形態の側面図を示す。 図２９Ｉに示される３つのディスプレイ平面の観察者によって観察される複合された光である。 各ピクセルが３つの長方形のサブピクセルから構成される実施形態を示す。 ４つの同一のディスプレイ平面、ディスプレイ平面Ｉ、ディスプレイ平面Ｊ、ディスプレイ平面Ｋ、およびディスプレイ平面Ｌを示し、各々は、各ディスプレイとその隣接物との間に間隔を有するディスプレイのパターンから構成されている。 ３つの光複合器を使用して複合されてディスプレイシステムを形成する、図２９Ｌに示される４つのディスプレイ平面Ｉ、Ｊ、Ｋ、およびＬを示す。 図２９Ｍに示される構成からの重なり合うディスプレイ平面を、効果的に重なり合う継目のない２Ｄディスプレイ平面とともに示す。 図２９Ｍに示される構成から観察者に見られる複合された光Ｉ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌを生成する４つの重なり合うディスプレイ平面Ｉ、Ｊ、Ｋ、およびＬの構成を示す。 継目のないディスプレイ表面上に位置する個別にアドレス指定可能なピクセルから構成される照射面上に置かれた導波路システムを示す。 継目のないディスプレイ表面を形成する照射面上のピクセル上の導波路のアレイから構成されるライトフィールドシステムを示す。 有効ディスプレイ領域表面に取り付けられた、図３０Ｂに示される導波路アレイを備えた、図２９Ｂに示されるディスプレイデバイスから構成されるライトフィールドディスプレイの側面図を示す。 非画像化領域に囲まれた、導波路のアレイで覆われた有効ディスプレイ領域を備えたディスプレイデバイスの一部分の拡大図を示す。 ５つの導波路から構成されるライトフィールドディスプレイシステムによって投影された２つのホログラフィックオブジェクトを示し、各々が関連するピクセルのグループからの光を投影し観察者によって知覚される。 図３０Ｂに示されるライトフィールドディスプレイを示し、スマートガラスの層が導波路の平面に平行する平面に置かれ、導波路の表面からわずかな距離だけ変位されている。 図３０Ｆに示されるライトフィールドディスプレイを示し、電圧源は透明なスマートガラス電極に、スマートガラスが透明になるのに十分な電圧を印加する。 図２９Ａおよび図２９Ｂに示される個々のディスプレイから構成されるディスプレイデバイスのアレイの側面図を示す。 画像化ギャップを含むディスプレイデバイスの２Ｄアレイをエネルギー中継のアレイと組み合わせて、非画像化区域のない継目のないディスプレイ表面を備えた、継目のないディスプレイシステムを作成する方法を示す。 図３０Ｃおよび図３０Ｄに示される個々のライトフィールドディスプレイユニットのアレイを示す。 本開示の図の多くに現れるライトフィールドディスプレイの一実施形態である。 ディスプレイデバイスの１つ以上の平面から形成された重なり合った２Ｄディスプレイシステム、光複合器、中継システム、および仮想ディスプレイ平面に置かれた導波路のアレイから構成されるライトフィールドディスプレイを示す。 図３２の２つのディスプレイ平面が、図３１Ｂに示される継目のないディスプレイの実施形態であり得る単一の継目のないディスプレイ表面および任意選択の第２の継目のないディスプレイ表面と置き換えられていることを除いた、図３２に示されるライトフィールドディスプレイと同様のライトフィールドディスプレイである。 ライトフィールドディスプレイデバイスの２つのアレイから構成されるライトフィールドディスプレイシステムであり、各アレイは、光複合器によって複合された非表示領域を含み得る。 図３４Ａに示されるディスプレイシステムが観察者にどのように見えるかを示す。 ホログラフィックオブジェクトを仮想ディスプレイ平面に中継する中継システムと組み合わせた、図３４Ａに示されるライトフィールドディスプレイシステムを示す。 センサが視認者のジェスチャーを記録しそれに応じて中継されたオブジェクトを動かす、図１１Ａに示すディスプレイシステムの図を示す。 視認者の手からの光の経路がライトフィールドディスプレイおよび実世界オブジェクトからの複合された光線の方向とは反対の方向で中継システムを通過し、これらの反転した光線がセンサによって検出される、図３５のディスプレイシステムを示す。
図１Ａは、ディスプレイスクリーン平面１０２１に対して第１の投影された深度プロファイルを有する少なくとも第１のホログラフィック表面１０１６を形成するように、投影された光の経路１０３６のセットに沿って光を投影するように構成されているライトフィールドディスプレイを備える第１のディスプレイ１００１を含む、ホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。実施形態において、第１のホログラフィック表面１０１６は、オブジェクト、顔、背景シーンの一部などのホログラフィックシーンにおける任意の表面であり得る。実施形態において、ホログラフィック表面１０１６の投影された深度プロファイルは、ディスプレイ１００１の法線軸（図示せず）に沿って第１のディスプレイ１００１を観察する視認者（図示せず）によって知覚可能な深度を含み得る。図１Ａのホログラフィックディスプレイシステムはまた、第１のホログラフィック表面１０１６上の点が中継された場所に中継され、それによって仮想スクリーン平面１０２２に対して、第１の中継された深度プロファイルを有する第１の中継されたホログラフィック表面１０１８を形成するように、ライトフィールドディスプレイ１００１から第１の投影された光の経路１０３６のセットに沿って光を受信し、中継された光の経路１０２５Ａのセットに沿って受信された光を中継するように位置付けられている中継システム５０１０を含む。実施形態において、仮想スクリーン平面１０２２は、ライトフィールドディスプレイ１００１のディスプレイスクリーン平面１０２１に対して非平行な角度で配向されている。実施形態において、仮想スクリーン平面１０２２は、ライトフィールドディスプレイ１００１のディスプレイスクリーン平面１０２１に対して垂直な角度で配向されている。
実施形態において、ホログラフィック表面１０１６の深度プロファイルは、仮想スクリーン平面１０２２の方向において観察する視認者１０５０によって知覚可能な深度を含み得る。図１Ａに示されるように、中継されたホログラフィック表面１０１８の第１の中継された深度プロファイルは、第１のホログラフィック表面１０１６の第１の投影された深度プロファイルとは異なっており、第１のホログラフィック表面１０１６は、スクリーン外ホログラフィック表面として投影される一方、第１の中継されたホログラフィック表面１０１８は、仮想スクリーン平面１０２２に対してスクリーン内ホログラフィック表面として視認者１０５０によって知覚可能である。
実施形態において、中継システム５０１０は、ビームスプリッタ１０１および画像再帰反射体１００６Ａを使用して、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィックオブジェクトを中継し得る。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１は、複数の光源場所（図示せず）を有する、１つ以上のディスプレイデバイス１００２と、ディスプレイデバイスからエネルギー表面１００５に画像を中継するように作用する、存在する場合、または存在しない場合もある、画像化中継部１００３と、エネルギー表面１００５上の各光源場所を三次元空間における固有の方向（ｕ，ｖ）の中に投影する、導波路１００４のアレイと、を備える。エネルギー表面１００５は、１つ以上のディスプレイデバイス１００２の任意の個々のディスプレイデバイスの表面よりも大きい、複合解像度を有する継目のないエネルギー表面であり得る。ライトフィールドディスプレイ１００１の例は、共有の米国特許出願公開第２０１９／００６４４３５号、同第２０１８／０３５６５９１号、同第２０１８／０３７２９２６号、および米国特許出願第１６／０６３６７５号に記載されており、これらはすべて、あらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。投影された光線１０３６は、ホログラフィックオブジェクト１０１６の表面上の場所１１３で収束し、その後、それらがビームスプリッタ１０１に近づくにつれて発散し得る。ビームスプリッタ１０１は、偏光ビームスプリッタ、透明なアルミニウム被覆層、または少なくとも１つのダイクロイックフィルタを含むように構成され得る。実施形態において、ビームスプリッタ１０１は、再帰反射体１００６Ａがディスプレイスクリーン平面１０２１に対して直交して配向された状態で、ディスプレイスクリーン平面１０２１および再帰反射体１００６Ａに対して４５度の角度で配向され得る。投影された光の経路１０３６に沿った入射光の一部は、ビームスプリッタ１０１から、反射された光の経路１０３７のセットに沿って画像再帰反射体１００６Ａに向かって反射する一方、残りの光の一部は、ビームスプリッタ１０１を真っ直ぐ通過して、図１Ａに示される構成で中継されたホログラフィックオブジェクト１０１８の形成に寄与し得ない、透過光の経路１０３９Ａのセットに沿った光線になり得る。実施形態において、再帰反射体１００６Ａは、コーナー反射体などの、個々の反射体の微細なアレイを含み得る。再帰反射体１００６Ａは、有意な空間オフセットなしに、接近方向とは反対の方向において入射光線の各光線を反転させるように作用する。光の経路１０３７に沿った光線は、再帰反射体１００６Ａから反射すると方向を反転し、再帰反射体１００６Ａへの接近角度を実質的に遡り、それらの強度の一部は、中継された光の経路１０２５Ａのセットに沿ってビームスプリッタ１０１を通過し、ホログラフィックオブジェクト１０１８の場所１１４に収束する。このようにして、ライトフィールドディスプレイ１００１によって直接投影されたホログラフィックオブジェクト１０１６は、中継されたホログラフィックオブジェクト１０１８を形成するように、中継される。再帰反射体１００６Ａは、図１Ａに示されるようにビームスプリッタ１０１の右側に配置されるか、または図１Ａに示される配置に対して直交して、ビームスプリッタ１０１の上に配置され、（後の図１Ｂに示される再帰反射体１００６Ｂと同じ場所で）ＬＦディスプレイ表面１０２１に直接面することができる。換言すれば、再帰反射体は、ＬＦディスプレイ１００１からの光がビームスプリッタによって右に反射され、次に再帰反射体から反射されるように置かれ得るか、またはＬＦディスプレイ１００１からの光がビームスプリッタによって垂直に透過され、次に再帰反射体から反射されるように置かれ得る。この開示の後半で、両方の方向が示される。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１は、ライトフィールドディスプレイにディスプレイ命令を発行し、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。
図１Ａは、ビームスプリッタ１０１と再帰反射体１００６Ａとの間に位置する任意選択の光学素子１０４１Ａを有し得る。この任意選択の光学素子１０４１Ａの相対的配置は、図１Ｂにおいて現れる、任意選択の光学素子１０４１Ａと同様である。この光学素子は、偏光ビームスプリッタ１０１とともに使用される偏光制御素子であり得る。ディスプレイ１００１が１つの偏光状態のみを生成する場合、偏光ビームスプリッタ１０１は、ディスプレイのほとんどすべての光を再帰反射体１００６Ａに向けるように配置され得、ビームスプリッタを垂直に通過し、ホログラフィックオブジェクト１０１８の画像化に寄与し得ない、光線１０３９Ａのほとんどを排除する。偏光ビームスプリッタ１０１を使用して、光線１０３７は、光学素子１０４１Ａに近づくと直線偏光され、４分の１波長リターダ（ｒｅｔａｒｄｅｒ）を含み得る、光学素子１０４１Ａを通過した後に円偏光される。再帰反射体１００６Ａからの反射時に、光線１０２５Ａ上の光の大部分は、反対方向に円偏光されることがあり、この反対の円偏光について、４分の１波長リターダを通過する戻りは、これらの光線を線形偏光に変換し、その線形偏光は、再帰反射体１００６Ａに接近している光線１０２７に対して９０度回転される。この光は、ビームスプリッタ１０１によって反射された光と反対の偏光を有するので、偏向されるのではなく、ビームスプリッタ１０１を真っ直ぐ通過し、ホログラフィックオブジェクト１０１８の画像化に寄与する。要するに、ビームスプリッタ１０１と再帰反射体１００６Ａとの間に置かれた４分の１波長板光学素子１０４１Ａは、ビームスプリッタ１０１から反射された光の大部分を１つの直線偏光から反対の直線偏光に変換するのを助け得、そのため、この光は、ホログラフィック画像を生成するのに最適な効率でビームスプリッタ１０１を通過し、無駄な光を制限する。
ディスプレイ１００１が非偏光を生成する場合、ビームスプリッタ上の入射光１０３６の約半分は、光の経路１０３７のセットに沿って再帰反射体１００６Ａに向かう光線に向けられ、入射光の約半分は、垂直方向に、透過光の経路１０３９Ａのセットに沿って向けられる。これは、光線１０３９Ａが失われる結果を招く。実施形態において、図１Ｂに示されるように、図１Ａのホログラフィックディスプレイシステムは、追加の再帰反射体１００６Ｂを含む、中継システム５０２０を含み得る。実施形態において、追加の再帰反射体１００６Ｂは、ビームスプリッタ１０１からディスプレイ１００１の反対側に配設され得、距離は対称であるが、配向は再帰反射体１００６Ａに対して直交している。図１Ｂは、ビームスプリッタ１０１と２つの画像再帰反射体１００６Ａおよび１００６Ｂとから構成されるホログラフィック中継システム５０２０を使用して、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィック表面を中継するディスプレイシステムを示し、ここで、各再帰反射体は、入射光の光線を入射方向とは逆の方向に反射する。図１Ｂにおいて、再帰反射体１００６Ａは任意選択としてラベル付けされているが、中継部５０２０は、再帰反射体１００６Ａが存在しかつ再帰反射体１００６Ｂが存在しない場合、再帰反射体１００６Ａが存在せずかつ再帰反射体１００６Ｂが存在する場合、または再帰反射体１００６Ａおよび１００６Ｂの両方が存在する場合に、動作し得る。両方の構成は、本開示の原理に従って実装され得る。透過経路１０３９Ａに沿った光線が失われる図１Ａの中継システム５０１０とは対照的に、図１Ｂでは、透過経路１０３９Ｂに沿った光線は、反射された経路１０３７に沿った光線が再帰反射体１００６Ａから再帰反射されるのと同じように、再帰反射体１００６Ｂから再帰反射される。光路１０３９Ｂに沿った光線は、再帰反射体１００６Ｂによって方向が反転され、次いで、光複合器１０１から反射され、これによりホログラフィックオブジェクト１０１８を形成するために収束する光の経路１０２５Ｂに向けられる。経路１０３９Ｂおよび経路１０３７に沿った光線は、再帰反射され、ビームスプリッタ１０１で収束し、複合されて、中継された経路１０２５Ａおよび１０２５Ｂのセットに沿って光線を形成し、中継された光の経路１０２５Ａおよび１０２５Ｂの両方のセットは、第１の中継されたホログラフィック表面１０１８の形成に寄与する点１１４に集束し得る。実施形態において、追加の再帰反射体１００６Ｂおよびビームスプリッタ１０１は、ビームスプリッタ１０１を通って追加の再帰反射体１００６Ｂに向かって透過された投影された光が追加の再帰反射体１００６Ｂから反射され、ビームスプリッタ１０１によって仮想ディスプレイスクリーン１０２２に向かう中継された光の経路１０２５Ｂの追加のセットに沿ってさらに反射されるように整列され、第１の再帰反射体１００６Ａからの中継された光線１０２５Ａのセットおよび追加の再帰反射体１００６Ｂからの中継された光線１０２５Ｂの追加のセットは、実質的に重なり合う。図１Ａに示される任意選択の光学素子１０４１Ａに関して考察されたように、光学素子１０４１Ｂは、これらの光線の大部分が、ビームスプリッタ１０１を通ってディスプレイ１００１に向かって真っ直ぐに透過するのではなく、ホログラフィック表面１０１８の形成に向けてビームスプリッタ１０１によって向けられるように、透過経路１０３９Ｂに沿って光線の大部分が反対の線形偏光でビームスプリッタ１０１に戻る結果をもたらし得る４分の１波長リターダを含み得る。任意選択の光学素子１０４１Ｂは、偏光制御素子、回折素子、屈折素子、集束もしくは焦点ぼけ素子、または任意の他の光学素子を含み得る。
ここで図１Ａおよび１Ｂを参照すると、実施形態において、直接投影された表面１０１６上の場所１１３とライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１との間の垂直距離Ｄ１は、中継された仮想スクリーン平面１０２２に対する、中継されたホログラフィック表面１０１８上の対応する点１１４との間の水平距離Ｄ１と同じであり得る。中継システム５０１０または５０２０は、スクリーン平面１０２１の側面１０１０上のスクリーン外表面１０１６、およびスクリーン平面１０２１の側面１０１１上のスクリーン内に投影される表面を含む、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１の周りに分散された複数のホログラフィック表面を中継するように構成され得る。図１Ａおよび図１Ｂに示される例において、表面１０１６は、スクリーン外ホログラフィック表面として投影される。これらのホログラフィック表面は、スクリーン平面１０２１から仮想平面１０２２に中継され得、その結果、スクリーン平面１０２１に対してスクリーン外である表面１０１６は、視認者１０５０に対して仮想平面１０２２の後ろに現れ、同様に、スクリーン平面１０２１の側面１０１１上に投影されたライトフィールドディスプレイ１００１のスクリーン内にある表面が、視認者１０５０に対して仮想スクリーン平面１０２２の前に現れるようにする。このため、ホログラフィック表面１０１６の深度は、極性を反転させ、ディスプレイスクリーン平面１０２１から最も遠いスクリーン外ホログラフィック表面１０１６の場所１１３は、視認者１０５０から最も遠い中継されたホログラフィック表面１０１８の場所１１４に中継される。この深度の反転を説明するため、かつ観察者１０５０に、直接投影されたスクリーン外ホログラフィックオブジェクト１０１６の観察者が中継システム５０２０を使用せずに見るであろう、中継されたホログラフィック表面１０１６と同じビューおよび同じ深度プロファイルを提示するために、ＵＶライトフィールド座標の極性は反転され得る。これらのＵＶライトフィールド座標は、座標（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）を有する４Ｄライトフィールド機能における２つの角度座標である。ＵＶライトフィールド座標の極性を反転すると、投影された光線１０３６は投影された光線１０１３に変形され、投影された光線１０１３の各々は反対の勾配を有する。これは、スクリーン外のホログラフィック投影された表面１０１６を、逆の深度があるスクリーン内のホログラフィック投影された表面１０１４に変換し、これは、中継されたホログラフィック表面１０２０の中に中継される。中継されたホログラフィック表面１０２０は、仮想ディスプレイ平面１０２２に対してスクリーン外にあり、観察者１０５０には、投影されたオブジェクト１０１６がディスプレイスクリーン平面１０２１に対して有するのと同じ深度プロファイルを仮想スクリーン平面１０２２に対して有するように見える。投影されたホログラフィック表面１０１４は、ディスプレイスクリーン平面１０２１に対して深度が反転しているように見える。要約すると、仮想スクリーン平面１０２２の観察者１０５０のためにホログラフィック表面１０２０を投影するために、意図された深度プロファイルを有する意図された投影されたホログラフィック表面１０１６は、中継部５０１０または５０２０の影響が考慮されることなく、ライトフィールドディスプレイ１０２１のために描写され得、その後、ＵＶ角度ライトフィールド座標の各々は、ホログラフィックオブジェクト１０１６からディスプレイスクリーン平面１０２１の反対側に現れる深度反転表面１０１４を生成するように反転され得るが、これは、中継システム５０１０または５０２０によって、意図された中継されたホログラフィック表面および仮想スクリーン平面１０２２に対する意図された深度プロファイルを有する中継されたホログラフィックオブジェクト１０２０の中に中継される。（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）のための４Ｄライトフィールド座標系は、共有の米国特許出願公開第２０１９／００６４４３５号、同第２０１８／０３５６５９１号、同第２０１８／０３７２９２６号、および米国特許出願第１６／０６３６７５号に記載されており、これらは、参照により本明細書に組み込まれ、本明細書では繰り返されない。
実施形態において、投影された光の経路１０３６のセットの各々は、ディスプレイスクリーン平面１０２１に関して画定された四次元（４Ｄ）座標系における位置座標および角度座標のセットを有し、中継された光の経路１０２５Ａ、１０２５Ｂのセットの各々は、仮想ディスプレイ平面１０２２に関して画定された四次元（４Ｄ）座標系における位置座標および角度座標のセットを有する。上記のように、ホログラフィック表面１０１４は、オブジェクト１０１４の表面を形成する光が、観察者１０５０によって直接視認され得る、中継された表面１０２０の意図された分布として中継されるように描写され得る。ホログラフィック表面１０１４を描写する１つの方法は、最初にホログラフィックオブジェクト１０１６を描写することであり、意図されたオブジェクトは、中継システム５０１０または５０２０が存在しない状態で示され、その後、そのＵＶ角度座標の極性を反転することである。ＵＶ座標のこの反転は、オブジェクト１０１６の代わりにホログラフィックオブジェクト１０１４が投影される結果となり得、これは、意図されたホログラフィックオブジェクト１０２０に中継され得る。ＵＶ極性反転は、図２Ａを参照して以下に要約されるように、補正光学素子で行われ得、または場合によっては、図２Ｂおよび図２Ｃを参照して以下に要約されるように、４Ｄライトフィールド座標における調整をホログラフィックオブジェクトの描写ステップとして使用して行われ得る。
図２Ａは、ＵＶ角度ライトフィールド座標の極性を反転させるように作用する補正光学素子２０の実施形態を示す。２つの実質的に同一の、レンズの平面２０１、２０２は、平行に置かれ、互いに分離されている。各レンズは、焦点距離ｆ２００を有し、これらのレンズの平面は、それらの焦点面が、仮想平面２０３で重なり合うように、かつ２１３および２１４などの、仮想平面２０３の反対側にあるレンズが、共通の光軸２０４を共有するように、互いに平行に配向され、焦点距離ｆ２００の２倍の間隔で分離されている。入射する平行光線２１１は、光軸２０４に対し、ＵＺ平面においては
ＶＺ平面においてはφの入射角で、平面２０１で、レンズ２１３に入射する。光線２１１は、レンズ２１３によって焦点面２０３上に集束され、その後、光線を平行光線２１２の中に屈折させる、レンズ２１４に向かって発散する。平行光線２１２は、ＵＺ平面における光軸２０４に対して
の反転された極性角、およびＶＺ平面における光軸２０４に対して－φの逆極性角で平面２０２においてレンズ２１４を離れ、その結果、平行光線２１１の入射方向に対して反転方向が生じる。この中継システムは、投影されたホログラフィック表面または中継されたホログラフィック表面のＵＶ座標の極性を、それぞれ反転させるために、図１Ａおよび図１Ｂに示される、投影された光の経路１０３６または中継された光の経路１０２５Ａ、１０２５Ｂにおいて、スクリーン平面１０２１の上に置かれ得る。
実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１は、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、第１の中継されたホログラフィックオブジェクトの第１の中継された深度プロファイルが視認者１０５０を対象とした深度プロファイルであるように、投影された光を出力するようにライトフィールドディスプレイ１００１を操作することによって、第１の投影された深度プロファイルと第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を受信するように構成されているコントローラ１９０を含み得る。図２Ｂは、Ｖ＝０でのピクセルの行、Ｕ＝０でのピクセルの列、ならびに個々のピクセル２２３および２２４を含む、ＵＶ平面におけるいくつかの照明源ピクセル２２２上に置かれたライトフィールドディスプレイ１００１の導波路２２１の上面図を示す。実施形態において、導波路２２１は、図１Ａおよび図１Ｂの導波路１００４の１つであり得、ピクセル２２２は、図１Ａおよび図１Ｂのエネルギー表面１００５上にあり得る。実施形態において、導波路２２１は、ピクセル２２２からの光が、投影された光の経路のセットに沿って投影されることを可能にし、ここで、各投影された光の経路は、四次元（４Ｄ）座標系における位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）のセットを有する。投影された光の経路は、図１Ａおよび図１Ｂに示される光の経路１０３６であり得る。ＵＶ座標の極性を反転し、図１Ａおよび図１Ｂにおけるホログラフィックオブジェクト１０１６に対して描写されたライトフィールドからホログラフィックオブジェクト１０１４を作成するために、図に示されるようにＵ座標およびＶ座標の極性を交換して、－Ｕおよび＋Ｖ座標のあるピクセル２２４が、＋Ｕおよび－Ｖ座標のあるピクセル２２３と位置を入れ替える。所定の位置に留まる（Ｕ，Ｖ）＝（０，０）を除いて、他のすべてのピクセルは、破線で示されているように位置を入れ替える。
図２Ｃは、ＵＺ平面における図２Ｂに示される実施形態の側面図を示しており、導波路２２１は、主光線２３２および２３１に沿って、それぞれピクセル平面２２２上の２つの異なるピクセル位置２２３および２２４からの光を投影している。主光線２３２および２３１は、各ピクセルからの光が導波路２２１の開口のかなりの部分を満たす場合であっても、対応する２つのピクセルから受信され、導波路２２１によって投影される光の、伝播の軸を画定する。２つのピクセル２２３および２２４は、Ｖの一定値でピクセル２２２の行の最小および最大Ｕ座標に位置し得る。角度座標Ｕの反転の結果、導波路２２１の光軸２０４に対して角度２３１
を有する主光線２３１は、主光線２３２になり得、この主光線２３２は、光軸２０４に対して反対の角度座標２３２
を有するが、主光線２３１と同じ強度および色を有し得る。ライトフィールドディスプレイの各光線に対する、角度ライトフィールド座標
または同等に（Ｕ，Ｖ）のそのような反転の場合、図１Ｂを参照して上に示したように、投影されたホログラフィックオブジェクト表面の深度プロファイルを反転することができる。
図３Ａは、ビームスプリッタ１０１と画像再帰反射体１００６Ａとから構成される図１Ａに示される中継システム５０１０が、投影された光の経路１０３６のセットに沿ってライトフィールドディスプレイ１００１から光を受信し、受信された光１０３６を中継された光の経路１０２６のセットに沿って向けるように位置付けられた単一の透過型反射体５０３０で構成される、中継システムに置き換えられていることを除いて、図１Ａに示される構成と同様のホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。実施形態において、透過型反射体５０３０は、透過型反射体５０３０の複数の内部反射された表面（図４Ａを参照して以下に記載する）の間で受信された光１０３６の一部分を内面的に反射し、仮想スクリーン平面１０２２に向かって中継された光の経路１０２６のセットに沿って、光を第１の方向で出力する。ライトフィールドディスプレイ１００１から投影された光線１０３６は、ホログラフィック表面１０１６上の場所１１３で収束し、その後、それらが透過型反射体５０３０に接近するにつれて発散し得る。透過型反射体５０３０は、発散光線１０３６を内面的に反射し、それらが中継された経路１０２６に沿った光線として反射体５０３０の反対側を出て、中継されたホログラフィック表面１０１８の場所１１４に収束するようにする。これは、以下で詳細が記載されるように、複数の反射のシーケンスを通して透過型反射体５０３０内で達成され得る。このようにして、ライトフィールドディスプレイ１０１によって直接投影されたホログラフィック表面１０１６は、中継されたホログラフィック表面１０１８を形成するように中継される。実施形態において、図３Ａに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイにディスプレイ命令を発行し、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。
実施形態において、透過型反射体５０３０は、２面コーナー反射体アレイ（ＤＣＲＡ）である。ＤＣＲＡの第１の可能な実装形態として、基板の表面に垂直に置かれた多数のマイクロミラーを備えた平面構造がある。マイクロミラーは正方形の貫通穴であり、各穴は小さなコーナー反射体を構成する内壁を提供している。入射光線は、光線がＤＣＲＡを通過するときに、正方形の穴の直交して隣接する２つの内壁によって２回反射され、その結果、構造の平面で光線が再帰反射し、平面に対して垂直な光の方向の成分は乱されない。ＤＣＲＡの第２の可能な実装形態として、図４Ａに示されるような、平面が互いに直交するように配向された、間隔の狭い平行ミラー平面の２つの薄い層を備えた構造がある。図４Ａに図示される実施形態において、透過型反射体５０３０は、間隔の狭い平行する反射平面の２つの層４０６および４０７で構成され、層４０６の反射平面４０１の方向は、第２の寸法としての層４０７の反射平面４０２の方向に直交して配向される。反射表面４０１および４０２は、ミラー表面であり得る。図４Ａにおいて、透過型反射体を通過する入射光線４０４は、間隔の狭いミラー４０６の第１の平面において第１のミラー４０１によって一度反射され、次に、ミラー４０１とミラー４０２とが互いに直交する、間隔の狭いミラー４０７の第２の平面において第２のミラー４０２によって再度反射される。入射光線４０４は、透過型反射体の外部表面４３０の一方の側面に入るときに、そのエネルギーの一部を反射された光線４１４の中に反射する。反射の量は、透過型反射体５０３０の一方または両方の表面４３０に光学コーティングを追加することによって調整することができる。光線４０４は、場所４１０で第１の反射表面４０１上で反転した運動量の１つの成分を有し、その後、第２の反射表面４０２からの点４１１での第２の反射時に反転した運動量の実質的に直交する成分を有する。ＤＣＨＡ５０３０の表面４３０に垂直な方向の光線４０４の運動量の成分は影響を受けない。
図４Ｂは、透過型反射体５０３０の動作の実施形態の側面図を示し、これは、図４Ａに記述したばかりのミラーの二重の薄い平行平面のＤＣＲＡ構造、上述した平面基板上に配置された正方形の貫通穴のアレイ、または他の何らかの透過型反射体であってよい。透過型反射体５０３０は、透過型反射体５０３０から距離Ｄに位置する点光源４２２を画像化して示されている。透過型反射体５０３０は、ＸＹ平面に平行に整列されている。点光源４２２からの光線４２３の各々は、そのＸおよびＹ運動量成分を透過型反射体５０３０によって反転させ、その結果、５０３０を出る光線４２４は、透過型反射体５０３０から距離Ｄであるが点光源４２２から透過型反射体５０３０の反対側にある、画像点４２５に収束する。図４Ａおよび図４Ｂに記載される実施形態において、透過型反射体５０３０内の２つの反射の結果として生じる入射光線４２３の方向転換により、透過型反射体を集束要素として機能させる。光線４２３の一部分は、透過型反射体５０３０の外部表面４３０のうちの１つから反射し、反射された光線４３３を生成し、反射された光の割合は、透過型反射体５０３０の表面４３０に光学コーティングを適用することによって制御することができる。
ここで図３Ｂおよび図３Ｃに目を向けると、ホログラフィック表面を中継するように、２つ以上の中継部がある構成を使用することが可能である。ホログラフィック表面が２回中継される場合、第１の中継部で発生し得るホログラフィックオブジェクトの深度反転は、第２の中継部で元に戻され得る。これは概して、偶数のホログラフィック中継部によって中継される、ホログラフィック表面に当てはまる。図３Ｂは、少なくとも第１のライトフィールドディスプレイ１００１Ａと、少なくとも第１の投影されたホログラフィック表面を最終的な中継場所に一緒に中継する、２つの中継システム１３０および１４０と、から構成されるライトフィールドディスプレイシステムを示す。図３Ｂに示される実施形態において、ホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａは、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１Ａの周りにライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって投影され、深度反転なしで、仮想ディスプレイ平面１０２２Ｂの周りの最終中継された場所１２１Ｃおよび１２２Ｃに中継される。また、図３Ｂには、画像表面１２３Ａを投影し得る、任意選択の第２のライトフィールドディスプレイ１００１Ｂが示されている。実施形態において、図３Ｂに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび任意選択のライトフィールドディスプレイ１００１Ｂにディスプレイ命令を発行し、それぞれの４Ｄ機能に従って各ディスプレイに光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。第２のライトフィールドディスプレイ１００１Ｂの代わりに、表面１２３Ａは、代わりに実世界オブジェクトの表面であってもよく、または従来の２Ｄディスプレイの表面でさえあってもよい。表面１２３Ａからの光は（それが、投影されたホログラフィックオブジェクト、実世界オブジェクト、または２Ｄディスプレイの一部分、の表面であるかどうかにかかわらず）、ビームスプリッタ１０１によってホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａと複合され、深度反転なしに、一対の中継システム１３０および１４０によって画像位置１２３Ｃに中継される。オブジェクト１２３Ａが実世界オブジェクトである場合、ホログラフィック表面１２１Ａ、１２２Ａおよび実世界オブジェクト１２３Ａの画像は複合され、中継された場所のホログラフィック表面１２１Ｃ、１２２Ｃおよび１２３Ｃに一緒に中継され、ホログラフィック表面および実世界オブジェクトを物理的なディスプレイ平面なしで一緒に表示することが可能になる。
図３Ｂにおいて、中継システム１３０および１４０の両方は、それぞれ、透過型反射体５０３０Ａおよび５０３０Ｂを含むが、これらの中継部のいずれか１つは、図１Ａに示される中継部５０１０のような、ビームスプリッタおよび再帰反射体から構成され得る。ホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａは、それぞれ、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの投影された光の経路１３１Ａおよび１３２Ａのセットに沿った光で形成され、投影された光の経路のセットに沿った光の一部は、画像複合器１０１を真っ直ぐに透過する。画像複合器１０１は、本開示で開示される任意のビームスプリッタであり得る。投影された光の経路１３１Ａおよび１３２Ａのセットに沿った投影された光は、第１の中継された光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂのセットに沿って第１の中継システム１３０によって中継され、光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂは、第１の仮想スクリーン平面１０２２Ａの周りに、深度反転された第１および第２の中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂをそれぞれ形成する。第１の中継された光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂのセットに沿った光は、第２の中継された光の経路１３１Ｃおよび１３２Ｃのセットに沿って第２の中継システム１４０によって中継され、光の経路１３１Ｃおよび１３２Ｃは、新しい仮想スクリーン平面１０２２Ｂの周りに、深度反転されていない第３および第４の中継されたホログラフィック表面１２１Ｃおよび１２２Ｃを形成する。中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｃおよび１２２Ｃは、それぞれ、スクリーン平面１０２１Ａに対する元の投影された表面１２１Ａおよび１２２Ａの深度プロファイルと同じ、スクリーン平面１０２２Ｂに対する深度プロファイルを有するべきである。
画像表面１２３Ａは、実世界オブジェクトの表面、２Ｄディスプレイ表面の一部分、またはライトフィールドディスプレイ１００１Ｂのスクリーン平面１０２１Ｂに対して深度プロファイルがある任意選択の第２のライトフィールドディスプレイ１００１Ｂによって投影されたホログラフィック表面であり得る。他の実施形態において、画像表面１２３Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクトであり得る。表面１２３Ａからの光の一部分１３３Ｙは、ビームスプリッタ１０１によって、投影された光の経路１３３Ａの中に反射され、他の部分は、透過された経路１３３Ｚのセットに沿って画像複合器１０１を通過する。中継システム１３０の透過型反射体５０３０Ａは、反射表面４３０を有し、投影された経路１３３Ａに沿った入射光の一部が、光の経路１４３Ａの中に反射する（および、これは、投影された経路１３１Ａならびに１３２Ａに沿った光にも当てはまるが、これは、図３Ｂには示されていない）。表面１２３Ａからの光の経路１３３Ａに沿った光の一部分は、第１の中継システム１３０によって、中継された光の経路１３３Ｂに中継され、深度反転された画像１２３Ｂを形成する。中継された光の経路１３３Ｂに沿った光の第１の部分は、反射された経路１４３Ｂに沿って、中継システム１４０の透過型反射体５０３０Ｂの表面から反射する（これは、中継された光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂに沿った入射光にも当てはまるが、透過型反射体５０３０Ｂの表面からのこれらの反射は、図３Ｂには示されていない）。中継された光の経路１３３Ｂに沿った光の残りの部分は、第２の中継システム１４０によって、中継された光の経路１３３Ｃに再度中継され、深度反転されていない中継された表面１２３Ｃを形成し、この表面１２３Ｃは、実世界オブジェクト１２３Ａの画像、２Ｄ画像、または中継されたホログラフィック表面１２３Ａ、のいずれかである。表面１２３Ａがライトフィールドディスプレイ１００１Ｂによって投影されたホログラフィックオブジェクトの表面である場合では、中継された表面１２３Ｃは、スクリーン平面１０２１Ｂに対する表面１２３Ａの深度プロファイルと同じ深度プロファイルを観察者１０５０に対して有するので、第１の観察者１０５０は、３つの中継されたホログラフィック表面１２１Ｃ、１２２Ｃ、および１２３Ｃを見る。表面１２３Ａが実世界オブジェクトである場合では、中継された表面１２３Ｃは、実世界オブジェクトと同じ深度プロファイルを観察者１０５０に対して有するので、第１の観察者１０５０は、中継されたホログラフィック表面１２１Ｃおよび１２２Ｃと並んで中継されたホログラフィックオブジェクトを見る。表面１２３Ａが２Ｄディスプレイである場合では、第１の観察者１０５０は、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｃおよび１２２Ｃとともに浮いている中継された２Ｄディスプレイを見る。
第２のライトフィールドディスプレイ１００１Ｂが置かれた図３Ｂに示されるディスプレイ構成では、仮想スクリーン平面１０２２Ｃが、対応する第２のライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１Ｂから中継され、この仮想スクリーン平面１０２２Ｃは、第１のライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１Ａから中継された仮想ディスプレイスクリーン平面１０２２Ｂから離れて配設され得る。このようにして、２つのライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび１００１Ｂからのホログラフィックコンテンツは、深度反転することなく、仮想スクリーン１０２２Ｂおよび１０２２Ｃの周りの同じ空間に重ね合わされ得、これにより、個々のライトフィールドディスプレイ１００１Ａまたは１００１Ｂのいずれかの深度範囲を超えるホログラフィックオブジェクトを表示するための深度範囲の増加を可能にする。各ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび１００１Ｂは、それぞれ、対応するディスプレイスクリーン平面１０２１Ａおよび１０２１Ｂの近傍におけるホログラフィックオブジェクト体積においてホログラフィックオブジェクトを生成し得ることに留意されたい。ディスプレイスクリーン１０２１Ａの周りのホログラフィックオブジェクト体積は、仮想スクリーン平面１０２２Ｂに中継され、一方、ディスプレイスクリーン平面１０２１Ｂの周りのホログラフィックオブジェクト体積は、仮想スクリーン平面１０２２Ｃに中継される。仮想スクリーン平面１０２２Ｂと仮想スクリーン平面１０２２Ｃとの間の分離の量は、ディスプレイ１００１Ａと透過型反射体５０３０Ａとの間の第１の距離と、ディスプレイ１００１Ｂと透過型反射体５０３０Ａとの間の第２の有効光学距離との差に依存する。これらの距離が同じである場合、その後、仮想スクリーン平面１０２２Ｂおよび１０２２Ｃは、重なり合う。他方、透過型反射体１３０からのライトフィールドディスプレイ１００１Ａまたは１００１Ｂのいずれかの近接が調整される場合、仮想スクリーン平面１０２２Ｂおよび１０２２Ｃの近傍の中継されたホログラフィックオブジェクト体積は、より大きな複合されたホログラフィックオブジェクト体積を作成するために部分的に重なり合わせられ得るか、または所与の用途に適した中継されたホログラフィックオブジェクト体積の２つの別個の分離された区域を作成するように調整され得る。中継されたホログラフィックオブジェクト体積が重なり合う場合において、個々のディスプレイのいずれかのホログラフィックオブジェクト体積よりも大きい複合中継されたホログラフィックオブジェクト体積は、達成され得る。同様に、投影されたホログラフィック表面１２３Ａの代わりに実世界表面１２３Ａが使用される場合、実世界オブジェクト１２３Ａからのホログラフィック画像１２３Ｃとの中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｃおよび１２２Ｃの相対的位置は、特定の用途に合わせて調整およびカスタマイズされ得る。仮想スクリーン平面１０２２Ｂと仮想スクリーン平面１０２２Ｃとの間の可変分離についてのこの考察は、１３０など、１つの中継部のみが使用される場合にも、適用され得ることに留意されたい。
図３Ｃは、図３Ｂに示されるのと同じディスプレイ構成だが、反射された経路１４１Ｂ、１４２Ｂ、および１４３Ｂのセットに沿って、第２の中継システム１４０の第２の透過型反射体５０３０Ｂから反射する光は、第２の観察者１０５１によって受信され得ることを示す。図３Ｂの番号付けは、図３Ｃに適用される。深度反転された中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂおよび１２２Ｂからの第１の中継された光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂのセットに沿った光は、それぞれ、反射された光の経路１４１Ｂおよび１４２Ｂに反射され、実施形態において、平面１３７に置かれた補正光学素子を通過し得る。補正光学素子は、図２Ａに示されるものと同様であり得、角度ライトフィールド座標（Ｕ，Ｖ）の極性を反転するように作用し、その結果、第２の観察者１０５１は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａのディスプレイ平面１０２１に対する、それぞれ、元の投影された表面１２１Ａおよび１２２Ａの深度プロファイルとして、平面１３７に対する同じ深度プロファイルで中継されたホログラフィック表面１２１Ｃおよび１２２Ｃを知覚する。同様の方法で、ディスプレイ１００１Ｂによって投影されたホログラフィック表面または実世界オブジェクトの表面であり得る、オブジェクト１２３Ａは、光線を生成し、これらの光線は、深度反転された画像１２３Ｂを形成する中継された光の経路１３３Ｂに沿って中継システム１３０によって中継され、これらの光線１３３Ｂの一部分は、透過型反射体５０３０Ｂの表面４３０によって反射され、反射された経路１４３Ｂに沿った光の中に入る。記載したばかりの１３７で置かれた任意選択の補正光学素子はまた、第２の観察者１０５１が、表面１２３Ａの深度プロファイルと同じ深度プロファイルがある中継された画像１２３Ｃを見ることができるように、深度を反転し得る。このようにして、観察者１０５０および１０５１は、同じ場所で同じホログラフィック画像を見るであろう。
前述のように、第１の観察者１０５０が深度補正された中継されたホログラフィック画像１２１Ｃ、１２２Ｃ、および１２３Ｃを見る場合、第２の観察者１０５１に向かう途中で平面１３７に接近する経路１４１Ｂ、１４２Ｂ、および１４３Ｂに沿った対応する光は、深度反転画像１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂのものになる。平面１３７で補正光学系を配置する代わりに、第３の中継システム（図示せず）を代わりに使用して、これらの深度反転画像１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂの深度を反転させることが可能である。この第３の中継部（図示せず）の観察者は、第１の観察者１０５０によって知覚されるホログラフィック画像１２１Ｃ、１２２Ｃ、および１２３Ｃの場所とは異なる場所で、第３の中継部によって中継された画像を見る。
ライトフィールドディスプレイからホログラフィックオブジェクト体積を中継するように、他の集束光学素子、焦点ぼけ光学素子、ミラー表面、またはこれらの任意の組み合わせを使用することが可能である。図４Ｃは、再帰反射体の代わりに湾曲されたミラーを集束素子として使用して、深度反転することなくホログラフィックオブジェクト体積を中継するディスプレイシステムの実施形態を示す。図４Ｃは、光複合器４６２と凹面ミラー４５２とから構成されるホログラフィック中継システム５０４０を備えた、ディスプレイシステムの正投影図を示す。実施形態において、凹面ミラー４５２は、球形、放物線、またはいくつかの他の形状であり得る。光複合器４６２は、本明細書に記載の任意のビームスプリッタであり得る。垂直軸４５４に沿って生成された光は、光複合器４６２によってミラー４５２の光軸４５３に沿った光に偏向されるので、垂直軸４５４は、ミラー４５２の光軸上にあり、よってオブジェクト４６１の一部分である。他の実施形態において、オブジェクト４６１は、光軸から完全に変位され得る。ミラーの曲率中心Ｃ４５１は、画像複合器４６２から距離Ｄ１だけ離れている。点Ｃ４５１は、点Ｃ'４４１の中継された点であり、点Ｃ'４４１もまた画像複合器から同じ距離Ｄ１だけ離れて垂直光軸４５４上にある。投影された光の経路４６５のセットに沿って点Ｃ'４４１を離れる光の一部分は、画像複合器４６２から、ミラー４５２に入射する反射された光の経路４６６に沿って反射する。凹面ミラー４５２および画像複合器４６２は、凹面ミラー４５２に入射する光線４６６が反射されて、実質的に平行だが入射光の経路４６６のセットに対して反対方向である戻り方向に沿った反射された光の経路４６７のセットに沿って、画像複合器４６２を通って戻るように整列される。反射された光の経路４６７に沿った光は、点Ｃ４５１を通って仮想スクリーン平面４６９に向かって収束され得る。オブジェクト４６１は、実世界オブジェクト、またはＬＦディスプレイ４６３によって投影されたホログラフィックオブジェクトの表面であり得る。同様に、表面４６１からの光線４７１は、画像複合器４６２から反射されて、凹面ミラー４５２に向かって反射された光の経路４７２に入る。次に、光の経路４７２は、凹面ミラー４５２から反射し、光の経路４７４に沿って画像複合器４６２を通って戻り、観察者４５０によって視認されるオブジェクト４６１の中継された画像４５７を形成するのに寄与する。任意選択の光学層４６４は、偏光制御光学系、レンズ素子、回折光学系、屈折光学系などを含み得る。一実施形態において、図３Ａについて上で記載したように、光学層４６４は、直線偏光を円偏光に、またはその逆に変換し得る、４分の１波長リターダである。偏光ビームスプリッタ４６２が使用される場合、反射された光の経路４７２上でビームスプリッタ４６２を離れる光は、第１の状態で直線偏光される。光の経路４７２に沿った光線は、直線偏光のこの第１の状態から、ミラー４５２に入射する円偏光の第１の状態に変換され得、円偏光の第１の状態は、ミラー４５２による反射時に、第１の状態に直交する円偏光の第２の状態に変換され、さらに、４分の１波長リターダ４６４によって、直線偏光の第１の状態に直交する、直線偏光の第２の状態に変換される。この結果、光線４７２と光線４７４とは直線偏光の反対の状態を有するため、光複合器４６２に最初に当たるほとんどすべての光４７１がミラーに向けられ得、ミラーからの反射後に光複合器４６２に接近するすべての光４６７は、偏光ビームスプリッタ４６２を通過し、偏向されるのではなく、観察者４５０によって視認される中継されたオブジェクト４５７の画像化に寄与する。オブジェクト４６１が、ディスプレイスクリーン平面４６８の周りでＬＦディスプレイ４６３によって投影されたホログラフィック表面である図４Ｃの場合では、ホログラフィックオブジェクト４６１は、対応する中継された仮想スクリーン平面４６９の近くの中継されたホログラフィックオブジェクト４６７に中継され、観察者４５０によって視認できる。実施形態において、点Ｃ´４４１の近隣の表面は、点Ｃ４５１の近隣に中継される。
図４Ｃの中継システムの別の特徴は、点Ｃ'４４１よりも画像複合器４６２に近いオブジェクトが、画像複合器からの点Ｃ４５１よりも遠い位置に、拡大されて画像化され、点Ｃ'４４１よりも画像複合器４６２から遠いオブジェクトが、画像複合器４６２からの点Ｃ４５１よりも近い位置に、縮小されて画像化されることである。これは、点Ｃ´４４１の近隣において生成されたホログラフィックオブジェクトの深度順序が、点Ｃ４５１に中継されるときに、尊重されることを意味する。点Ｃ´４４１の近隣のオブジェクトの拡大または縮小は、ミラー４５２の曲率半径を増加させること、および／または投影されたホログラフィックオブジェクトの深度範囲をミラーの４５２の曲率半径に対して点Ｃ´４４１の周りで小さくすることによって低減され得る。図４Ｂに示される例は、球面ミラーを示しているが、放物線形状の凹面ミラー、さらには視認者４５０からミラーの反対側の、ミラーの後ろに（図４Ｃにおけるミラー４５２の右側に）収束点がある画像の投影のために球形または放物線であり得る、凸面ミラーを含む、異なる構成のミラーを使用して画像化を実行することが可能である。実施形態において、図４Ｃに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ４６３にディスプレイ命令を発行し、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。
図４Ｄは、湾曲された凹面ミラー４８２と画像複合器４８５とから構成されるホログラフィック中継システム５０４０を使用して、ホログラフィック表面４８８がホログラフィック表面４８９に中継されている状態の正射影図であり、ホログラフィック表面が、光軸４８３からオフセットされている。点４８１は、球形、放物線、または他の何らかの形状であり得る、ミラーの焦点である。描かれるように、表面４８８は、ライトフィールドディスプレイ４９７から投影されたホログラフィック表面であるが、ここで記載される画像化は、表面４８８が実際の表面である場合にも機能する。画像複合器４８５は、本開示で考察される任意のビームスプリッタであり得る。光の経路４９０Ｃおよび４９２Ｃは、ライトフィールドディスプレイ４９７から異なる角度で投影され、表面４８８の頂点上に収束する。投影されたこれらの経路４９０Ｃおよび４９２Ｃは、画像複合器４８５から反射し（画像複合器を直接通過する光線のいくらかの損失を伴うが、図示せず）、反射された光の経路４９０Ｄおよび４９２Ｄに沿った光線になり、その後、ミラー４８２の表面で反射して、それぞれ中継された経路４９０Ｅおよび４９２Ｅ上で光線になり、ビームスプリッタを通過し（いくらかの損失を伴うが、図示せず）、画像４８９の１つの頂点で再び収束し、画像４８９を形成するのを助ける。経路４９１Ｃおよび４９３Ｃに沿った光線は、ライトフィールドディスプレイ４９７から異なる角度で投影され、表面４８８の別の頂点を形成するように収束する。４９１Ｃおよび４９３Ｃに沿ったこれらの光線は、画像複合器４８５から反射し（いくらかの損失を伴うが、図示せず）、反射された経路４９１Ｄおよび４９３Ｄに沿った光線になり、その後、ミラー４８２の表面から反射して、中継された経路４９１Ｅおよび４９３Ｅ上で光線になり、画像複合器４８５を通過し（いくらかの損失を伴うが、図示せず）、画像４８９の１つの頂点で再び収束し、画像４８９を形成するのを助ける。投影された経路４９２Ｃおよび４９３Ｃに沿った光線は、画像複合器からの反射された経路４９２Ｄおよび４９３Ｄに沿った光線として反射し、湾曲されたミラー４８２の焦点４８１を通過し、光軸４８３に平行な、中継された経路４９２Ｅおよび４９３Ｅに沿って光線に変わる。投影された経路４９０Ｃおよび４９１Ｃに沿った光線は、それぞれ、反射４９０Ｄおよび４９１Ｄに沿った光線としてビームスプリッタから反射し、湾曲されたミラー４８２から反射する前に光軸に平行であるため、中継された経路４９０Ｅおよび４９１Ｅに沿ったそれらの反射された光線は、それぞれ、湾曲されたミラー４８２の焦点４８１を通過する。図４Ｄに示される構成において、ＬＦディスプレイ４９７のディスプレイ表面と同じであり得る、スクリーン平面４９８の周りにＬＦディスプレイ４９７によって投影されたホログラフィック表面は、観察者４５０によって見ることが可能な、仮想スクリーン平面４６９の周りに投影されるように中継される。
実施形態において、図４Ｄの投影された経路４９０Ｃおよび４９１Ｃに沿った光線は、ライトフィールドディスプレイ４９７の表面に垂直で、単一の角度で、または同等に、ライトフィールド角度座標の単一の値で投影され、ｕ＝０に割り当てられる（ｕは、図面の平面内にあり、直交角度ライトフィールド座標ｖは、図４Ｄを参照して考察されていないが、同様のコメントが、ｖに対して適用する）。これらの光線は、画像複合器４８５によって反射された経路４９０Ｄおよび４９１Ｄに沿った光線の中に反射され、その後、ミラーから、中継された経路４９０Ｅおよび４９１Ｅに沿った光線の中に反射される。観察者４５０に見える、これら２つの光線は、仮想スクリーン平面４９６に平行な線４９５に対して法線４９６で異なる角度θ１およびθ２を作り、ひいては中継されたホログラフィック表面４８９の画像化に、ライトフィールド角度座標ｕの２つの異なる値を寄与する。換言すれば、両方の光線は、ライトフィールドディスプレイ４９７によって投影されるようにライトフィールド角度座標ｕ＝０の単一の値を有するにもかかわらず、それらは、中継されたホログラフィック表面４８９で異なる値のｕを有し、このｕ値（または同等の角度）は、ミラーの焦点４８１に対するオブジェクトの位置に部分的に依存している。また、ライトフィールドディスプレイ４９７から非ゼロのライトフィールド角度座標で投影された、投影された経路４９２Ｃおよび４９３Ｃに沿った２つの光線は、画像複合器４８５およびミラーシステムから反射して、中継された経路４９２Ｅおよび４９３Ｅに沿った光線になり、これらの光線は両方とも互いに平行でかつ仮想スクリーン平面４６９の法線４９６に平行であり、これにより、非ゼロの値ｕでライトフィールドディスプレイ４９７から投影されているにもかかわらず、観察者から視認して、この仮想スクリーン平面４６９で同じライトフィールド座標ｕ＝０を有する。換言すれば、ホログラフィック表面４８８の角度ライトフィールド座標は、中継されたホログラフィック表面４８９を形成する際に、画像複合器４８５と湾曲されたミラー４８２とから構成されるホログラフィック中継システム５０４０によって再配置される。これを補正するために、ライトフィールドディスプレイ４９７のスクリーン平面４９８を離れる角度ライトフィールド座標は、中継された仮想スクリーン平面４６９を離れる所望のライトフィールド角度座標を達成するように補償された方法において配置され得る。別のおそらく望ましくない効果は、ライトフィールドディスプレイ表面４９８の法線、通常はライトフィールド角度座標ｕ＝０が、ライトフィールドディスプレイ表面４９８から投影された光線の対称軸をしばしば画定することである。ライトフィールドディスプレイ表面４９８からの対称軸を画定する、ライトフィールドディスプレイ４９７からｕ＝０で生成された光線は、特に、中継されたホログラフィックオブジェクト４８８が光軸４８３から著しくオフセットされている場合、有意な値ｕ（すなわち、仮想スクリーン平面４６９に対する法線４９６との角度θは、変化し得る）で、仮想スクリーン平面４６９に中継され得る。これにより、視野が変更されることがある。概して、図４Ｄに示される光学中継システムによって中継されるホログラフィック表面の視野変化を最小化するために、ライトフィールドディスプレイ４９７は光軸の近くの中心に置かれ得、これにより、４８８などのホログラフィック表面は、位置４８９に、また光軸４８３の近くに中継され得る。実施形態において、図４Ｄに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ４９７にディスプレイ命令を発行し、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。
いくつかの実施形態において、図４Ｄに示されるミラー４８２の集束機能は、レンズ、ミラー、またはこれらの素子のいくつかの複合などの、１つ以上の光学素子で置き換えられ得る。図４Ｅに示されるディスプレイシステムの一実施形態において、中継システム５０４０は、１つ以上のレンズで形成された中継システム５０７０によって置き換えられてもよい。図４Ｆは、１つ以上のレンズから構成されるレンズ中継システム５０７０が、ライトフィールドディスプレイ４６３によって投影されたホログラフィックオブジェクト４３７を、中継されたホログラフィックオブジェクト４３８に中継する実施形態を示す。レンズ４４６および任意選択のレンズ４４７を含む１つ以上のレンズは、ディスプレイ表面４６８の法線と実質的に整列され得る、共通の光軸４５４を有し得る。１つ以上のレンズは、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面４６８の周りのホログラフィックオブジェクト区域を、光軸には近いがライトフィールドディスプレイ４６３から１つ以上のレンズの遠い側にある仮想スクリーン平面４３５に光学的に中継する、集束機能を実行し得る。ライトフィールドディスプレイ４６３の表面４６８から投影された光線４８６Ａ、４８７Ａは、ホログラフィックオブジェクト４３７の３Ｄ表面の形成に寄与し、これらの２つの光線は、レンズ４４７によって光線４８６Ｂ、４８７Ｂに中継され、その後、レンズ４４６によって光線４８６Ｃ、４８７Ｃに中継されて、観察者４５０によって視認される中継されたホログラフィック表面４３８を形成するのを助ける。レンズを備えた光学システムにも焦点が含まれる場合があり、その結果、４３７などのホログラフィックオブジェクトは、それらが中継されるときに拡大または縮小される。中継部５０７０は、複数レンズ４４６、４４７システムの有効焦点距離に近接している投影されたホログラフィックオブジェクト４３７を、５０７０からより遠い距離にある中継された場所４３８に中継することができ、一方、図４Ｅの４３７のさらに右側にある投影されたホログラフィックオブジェクトを、図４Ｅの、５０７０から４３８の右側にある、より短い距離にある中継された場所に中継する。この場合、中継システム５０７０は、投影されたホログラフィックオブジェクト４３７の深度プロファイルを反転させることができないので、中継された表面４３８は、ライトフィールドディスプレイ４６３のスクリーン平面４６８に対する４３７の深度プロファイルと実質的に同じである、仮想スクリーン平面４３５に対する深度プロファイルを有し得る。実施形態において、図４Ｅに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ４６３にディスプレイ命令を発行し、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。
図５Ａは、理想的なホログラフィックオブジェクト中継システム１００で構成される、ライトフィールドディスプレイシステムの正射影図を示し、このホログラフィックオブジェクト中継システム１００は、ライトフィールドディスプレイスクリーン１０２１のいずれかの側に第１の場所で投影され、かつ第１の観察者１０４８に視認される２つのホログラフィックオブジェクトを、中継された仮想ディスプレイスクリーン１０２２のいずれかの側の第２の場所にある、第２の観察者１０５０によって視認される２つの中継されたホログラフィック表面に中継する。ライトフィールドディスプレイ１００１は、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１の前１０１０に表面１０１５Ｚを形成するのに役立つ、投影された光の経路１０３０Ｚに沿った光線、およびスクリーン平面１０２１の後ろ１０１１にオブジェクト１０１６Ｚを形成するのに役立つ投影された光の経路１０３６Ｚに沿った光線を含む、投影された光の経路のセットに沿って光を出力し得る。光の経路１０３５は、ライトフィールドディスプレイ表面で発生する光線１０３６Ｚの追跡された経路であり、ライトフィールドディスプレイ表面は、この例ではディスプレイスクリーン平面１０２１と併置されている。理想的な状況下では、仮想スクリーン平面１０２２のいずれかの側にある中継されたホログラフィックオブジェクト１０１７Ａおよび１０１８Ａは、中継システム１００がない場合において、直接的に投影されたホログラフィックオブジェクト１０１５Ｚおよび１０１６Ｚが観察者１０４８に見えるのとまったく同じように観察者１０５０に見える。換言すれば、ＬＦディスプレイ１００１および中継システム１００は、中継されたホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａをそれぞれ形成する中継された経路１０３２Ａおよび１０２８Ａに沿った光線が、直接的に投影されたホログラフィック表面１０１５Ｚおよび１０１６Ｚをそれぞれ形成する投影された経路１０３０Ｚおよび１０３６Ｚに沿った光線が、中継システム１００がない場合に観察者１０４８に到達するのと同じ方法で観察者１０５０に到達するように、構成される必要がある。図１Ａ、図１Ｂおよび図３Ａ、ならびに以下の考察から、中継システム１００の実際の実装形態を使用して中継されたホログラフィックオブジェクト１０３２Ａおよび１０２８Ａを生成するために、投影されたオブジェクト１０１５Ｚおよび１０１６Ｚの位置、深度プロファイル、および倍率は、図５Ａに示されるそれらの場所から調整されるべきであり得、かつライトフィールド角度座標は、これらの投影された元のホログラフィックオブジェクト１０１５Ｚおよび１０１６Ｚの各々について再配置されるべきであり得ることが明らかであろう。実施形態において、図５Ａに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ１００１にディスプレイ命令を発行し、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。
図５Ｂは、図１Ａのホログラフィックディスプレイシステムと同様のホログラフィックディスプレイシステムの実施形態を示す。図５Ｂのホログラフィックディスプレイシステムは、第１のディスプレイ１００１を含み、これは、投影された光の経路１０３０Ａおよび１０３６Ａのセットに沿って光を投影して、ディスプレイスクリーン平面１０２１に対して、それぞれ第１および第２の深度プロファイルを有する、少なくとも第１および第２のホログラフィック表面１０１５Ａおよび１０１６Ａを形成するように構成されているライトフィールドディスプレイであり得る。ホログラフィックディスプレイシステムはまた、ライトフィールドディスプレイ１００１から投影された光の経路１０３０Ａおよび１０３６Ａのセットに沿って光を受信し、中継された光の経路１０３２Ａおよび１０２８Ａのセットに沿って受信された光を中継するように位置付けられた中継システム５０１０を含み、第１および第２の投影されたホログラフィック表面１０１５Ａおよび１０１６Ａが、仮想スクリーン平面１０２２に対してそれぞれ第１および第２の中継された深度プロファイルを有する、第１および第２の中継されたホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａを形成する中継された場所に中継される。
図５Ｂは、画像複合器１０１および画像再帰反射体１００６Ａから構成されるホログラフィック中継システム５０１０を示す。ライトフィールドディスプレイ１００１は、図１Ａ、図１Ｂ、図３Ａ、および図５Ａに関して上で考察されたライトフィールドディスプレイ１００１と同様であり得る。画像複合器１０１は、ビームスプリッタであり得る。ライトフィールドディスプレイ１００１は、スクリーン平面１０２１の視認者側１０１０にスクリーン外ホログラフィック表面１０１６Ａを投影し、スクリーン平面１０２１のディスプレイ側１０１１にスクリーン内ホログラフィック表面１０１５Ａを投影する。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１は、表面１０１６Ａを形成する助けとなる投影された光の経路１０３６Ａに沿った光線、およびスクリーン内表面１０１５Ａを形成する助けとなる投影された光の経路１０３０Ａに沿った光線を含む、投影された光の経路のセットに沿って光を出力し得る（経路１０３３は、物理的な光線を表さない、光線追跡線である）。投影された光の経路１０３０Ａおよび１０３６Ａのセットの各々は、ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元（４Ｄ）座標系における、位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）のセットを有する。これらの光線は、ビームスプリッタ１０１に近づくにつれて、発散し得る。この入射光の一部は、ビームスプリッタ１０１によって、入射光１０３６Ａからの経路１０３７Ａおよび入射光１０３０Ａからの経路１０３１Ａを含む、反射された光の経路のセットに沿って画像再帰反射体１００６Ａに向かって反射される一方、ビームスプリッタによって反射されない残りの光１０３４は、ビームスプリッタを通過し、失われることがあり、中継されたホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａの画像化に寄与しない。再帰反射体１００６Ａは、コーナー反射体などの、個々の反射体の微細な配列を含み得る。再帰反射体１００６Ａは、入射光の経路１０３７Ａ、１０３１Ａの各光線を、有意な空間オフセットなしに、接近方向とは実質的に反対の方向において反転させるように作用する。反射された光の経路１０３７Ａに沿った光線は、再帰反射体１００６Ａから反射すると方向を反転し、再帰反射体１００６Ａへのそれらの接近角度を実質的に再追跡し、それらの強度の一部は、中継された光の経路１０２８Ａに沿ってビームスプリッタ１０１を通過し、ホログラフィック表面の場所１０１８Ａに収束する。このようにして、ライトフィールドディスプレイ１００１によって直接的に投影されたホログラフィック表面１０１６Ａは、中継されたホログラフィック表面１０１８Ａを形成するように中継される。同様に、光の経路１０３１Ａに沿った光線は、再帰反射体１００６Ａから反射すると方向を反転し、それらの再帰反射体１００６Ａへの接近経路を再追跡し、それらの強度の一部は、中継された光の経路１０３２Ａに沿ってビームスプリッタを通過し、収束してホログラフィック表面１０１７Ａを形成する。このようにして、ライトフィールドディスプレイ１００１によって直接的に投影されたホログラフィック表面１０１５Ａは、ホログラフィック表面１０１７Ａを形成するように中継される。中継された光の経路１０２８Ａおよび１０３２Ａは、ディスプレイ１００１からビームスプリッタ１０１への投影された光の経路のセットから始まり、その後、ビームスプリッタ１０１から再帰反射体１００６Ａへの反射された光の経路のセットを通り、ビームスプリッタ１０１を通って戻る、中継された光の経路のセットを構成する。実施形態において、中継された光の経路のセットの各々は、中継システム５０１０によって画定されるような四次元（４Ｄ）座標系における、位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）のセットを有する。ライトフィールドディスプレイ１００１によってスクリーン外表面１０１６Ａよりも深い深度で投影される、スクリーン内ホログラフィック表面１０１５Ａは、１０１６Ａから中継される表面１０１８Ａよりも視認者１０５０に近い、表面１０１７Ａとして中継される。換言すれば、ライトフィールドディスプレイによって投影されたホログラフィック表面１０１５Ａおよび１０１６Ａの深度プロファイルは、ホログラフィック中継システム５０１０によって反転される。ホログラフィック表面１０１６Ａとビームスプリッタ１０１との間の垂直距離Ｄ１は、対応する中継されたホログラフィック表面１０１８Ａとビームスプリッタ１０１との間の水平距離と実質的に同じである。同様に、ホログラフィック表面１０１５Ａとビームスプリッタ１０１との間の垂直距離Ｄ２は、中継された表面１０１７Ａとビームスプリッタ１０１との間の水平距離Ｄ２と実質的に同じである。図１Ｂに示される任意選択の光学素子１０４１Ａに関して考察されたように、図５Ｂにおける光学素子１０４１Ａもまた、任意選択の光学素子である。この１０４１Ａは、経路１０３１Ａまたは１０３７Ａに沿った光線の大部分が、ビームスプリッタ１０１を出る光線とは反対の線形偏光でビームスプリッタ１０１に戻る結果となり得る、４分の１波長リターダであり得、その後、これらの光線の大部分は、ビームスプリッタ１０１によって偏向されてディスプレイ１００１に向けられるのではなく、視認者１０５０に向けられる。また、ホログラフィック表面１０１６Ａからの投影された光の経路１０３６Ａの経路１０４２Ａに沿った光線は、ディスプレイスクリーン平面１０２１に垂直なライトフィールドディスプレイから投影され、通常、角度ライトフィールド座標値（ｕ，ｖ）＝（０，０）に割り当てられる。この光線は、中継されたホログラフィック表面１０１８Ａを形成するのに役立つ、中継された経路１０４２Ｂに沿って光線を生成する。観察者１０５０の場合、光線１０４２Ｂは、仮想ディスプレイ平面１０２２に垂直に投影され、観察者１０５０に対して、ライトフィールド角度座標（ｕ，ｖ）＝（０，０）のある光線として知覚される。さらに一般化するために、光中継システム５０１０は、ライトフィールド角度座標の必要な再配置にもかかわらず、中継された後でも、ライトフィールド座標（ｕ，ｖ）＝（０，０）で光線をその値に維持し、これは、図５Ｂにおいて示される再帰反射体構成で深度を反転させるように、図２Ｂにおいて示される。代替的に、補正光学素子は、深度を反転するように、図５Ｂのホログラフィックディスプレイシステムにおいて含まれ得る。実施形態において、図２Ａに示される補正光学素子２０は、中継された光の経路１０２８Ａおよび１０３２Ａのセットに配設され得、補正光学素子は、補正光学素子２０を通して第１および第２の中継されたホログラフィック表面１０１７Ａ、１０１８Ａを知覚する視認者が、中継部５０１０の存在なしで観察される第１および第２のホログラフィック表面１０１５Ａ、１０１６Ａの深度順序と同じである補正深度順序を知覚するように、中継された光の経路のセットの各々の角度座標（Ｕ，Ｖ）の極性を反転するように構成されている。実施形態において、補正光学素子は、仮想ディスプレイ平面に配設され得る。別の実施形態において、補正光学素子２０は、投影された光の経路１０３０Ａ、１０３６Ａのセットに配設され、中継システム５０１０に光学的に先行し得、補正光学素子２０は、第１および第２のホログラフィック表面１０１５Ａおよび１０１６Ａが反転された深度順序を有するように、投影された光の経路１０３０Ａ、１０３６Ａのセットの各々の角度座標（Ｕ，Ｖ）の極性を反転するように構成され得る。実施形態において、補正光学素子２０は、ディスプレイスクリーン平面に平行に配設され得る
図５Ｃは、図４Ｃおよび図４Ｄに関して上で考察された中継システム５０４０と同様の中継システム５０４０から構成される、ライトフィールドディスプレイ１００１を示す。実施形態において、ホログラフィックオブジェクト体積中継部５０４０は、発散光をホログラフィック表面から凹面反射ミラー１００７Ａに向け直すように使用される画像複合器から構成され、凹面反射ミラー１００７Ａは、この発散光を中継されたホログラフィック表面の中に再集束させる。画像複合器１０１は、ビームスプリッタであり得る。図５Ｂにおける再帰反射体１００６Ａは、図５Ｃにおける凹面反射ミラー１００７Ａに置き換えられている。凹面反射ミラー１００７Ａは、図５Ｃに示されるようにビームスプリッタ１０１の右側に置かれるか、または図５Ｃに示される配置に対して直交して、ビームスプリッタ１０１の上に置かれ、（後の図５Ｅに示されるミラー１００７Ｂと同じ場所で）ＬＦディスプレイ表面１０２１に直接面することができる。換言すれば、ミラーは、ＬＦディスプレイ１００１からの光がビームスプリッタによって反射され、かつミラーの表面から反射されるように置かれ得るか、またはＬＦディスプレイ１００１からの光がビームスプリッタによって透過され、かつミラーの表面から反射されるように置かれ得る。本開示の後半で、両方の配向が示される。実施形態における、図５Ｃに示されるセットアップにおいて、ミラーは、ディスプレイスクリーン平面１０２１とミラーの表面との間の光の経路長にほぼ等しい曲率半径を有する球面ミラーであり得、図４Ｃにおけるスクリーン平面４６８で、またはその近くに配置されている、図４Ｄにおけるミラー曲率の中心Ｃ´４４１と同質である。同じホログラフィック表面１０１５Ａおよび１０１６Ａは、投影された光の経路１０３０Ａ、１０３６Ａのセットに沿って、図５Ｂにおいて示されるように、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影される。投影された光の経路１０３０Ａおよび１０３６Ａのセットは、各投影された光の経路がディスプレイスクリーン平面１０２１に関して画定された第１の４Ｄ座標系における位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイ１００１によって画定される第１の四次元（４Ｄ）機能に従って決定されると見なされ得る。ホログラフィック表面１０１５Ａからの光１０３０Ａは、ビームスプリッタ１０１から、反射された光の経路１０３１Ａに沿って光線の中に反射し、図５Ｂにおける再帰反射体１００６Ａの場合と同じ経路に沿って後方に向けられるのではなく、これらの光線は、中継された経路１０３２Ｂに沿って反射され、収束して、ホログラフィック表面１０１７Ｂを形成する。中継されたホログラフィック表面１０１７Ｂは、ホログラフィック表面１０１５Ａとミラーとの間の光の経路長に対応する凹面ミラーによって実行される縮小のために、元のホログラフィック表面１０１５Ａよりもわずかに小さい。実施形態において、ミラー１００７Ａは、球面ミラーであり、ホログラフィック表面１０１５Ａとミラー１００７Ａとの間の光の経路長は、ミラー１００７Ａの表面の曲率半径よりもわずかに大きい。同様に、ホログラフィック表面１０１６Ａからの光１０３６Ａは、ビームスプリッタ１０１から、反射された経路１０３７Ａに沿って光線の中に反射し、これらの光線は、中継された経路１０２８Ｂに沿って反射され、収束して、ホログラフィック表面１０１８Ｂを形成する。中継されたホログラフィック表面１０１８Ｂは、ホログラフィック表面１０１６Ａとミラーとの間の光の経路長に対応する凹面ミラーによって実行される拡大のために、元のホログラフィック表面１０１６Ａよりもわずかに大きい。実施形態において、ミラーは、球面ミラーであり、ホログラフィック表面１０１６Ａとミラー１００７Ａとの間の経路長は、ミラー１００７Ａの表面の曲率半径よりもわずかに小さい。加えて、ホログラフィック表面の深度順序は、中継部によって保護され、元の表面１０１６Ａは、スクリーン平面１０２１の前に投影され、その中継された表面１０１８Ｂも、仮想スクリーン平面１０２２の前に投影される。元の表面１０１５Ａは、スクリーン平面１０２１の後ろに投影され、その中継された表面１０１７Ｂもまた、各場合において、視認者から離れて、仮想スクリーン平面１０２２の後ろに投影される。したがって、図５Ｂにいて再帰反射体で発生する、深度反転は、ミラー１００７Ａを使用することによって回避されてきた。最後に、凹面ミラー１００７Ａによって生成された画像が反転されるので、中継されたホログラフィック球１０１８Ｂは、図５Ｂにおいて現れる、これらの表面の位置とは逆の順序で、中継されたホログラフィックボックス１０１７Ｂの下の位置に投影される。中継された光の経路１０２８Ｂ、１０３２Ｂのセットは、各中継された光の経路が仮想スクリーン平面１０２２に関して画定された第２の４Ｄ座標系における位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）のセットを有するように、中継システム５０４０によって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定されたと見なされ得る。中継された表面１０１８Ｂおよび１０１７Ｂの拡大、縮小、および位置変化はすべて、第２の４Ｄ座標系における第２の４Ｄ機能の用途の効果である。
図５Ｂにおいて示される中継されたホログラフィック表面を視認者１０５０に対して生成するために、いくつかの補正は、図５Ｃにおいて示されるディスプレイによって投影されるホログラフィック表面に対して行われ得る。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１は、コントローラ１９０を含み得、このコントローラ１９０は、中継された光の経路１０２８Ｂおよび１０３２Ｂのセットの各々についての第２の４Ｄ座標系における位置座標および角度座標が、中継されたホログラフィック表面１０１８Ｂおよび１０１７Ｂがそれぞれ意図されたように視認者に提示されることを可能にするように、第１の４Ｄ機能に従って投影された光を出力するようライトフィールドディスプレイ１００１を操作することによって、第２の４Ｄ機能の原因となる命令を受信するように構成されている。図５Ｄは、中継システム５０４０の光学的効果を補正するために図５Ｃのディスプレイシステム内の投影されたオブジェクトに加えられ得る、いくつかの変更の実施形態を示す。図５Ｄは、視認者１０５０が図５Ｂにおいて見るであろうホログラフィックオブジェクトとほとんど同じホログラフィックオブジェクトを表示するために、図５Ｄに示される湾曲されたミラー構成を備えた中継システム５０４０が使用された場合に、ライトフィールドディスプレイ１００１によって生成されなければならないホログラフィック表面の、位置および拡大を示す。図５Ｃにおけるホログラフィック表面１０１５Ａは、図５Ｄにおけるホログラフィック表面１０１５Ｃの位置に投影されなければならず、表面１０１５Ｃがミラー１００７Ａに近いことから生じる拡大を補償するように、わずかに小さくされなければならないであろう。図５Ｃにおけるホログラフィック表面１０１６Ａは、図５Ｄにおけるホログラフィック表面１０１６Ｃの位置の中に投影されなければならず、ミラー１００７Ａからより遠い距離で発生する、中継されたホログラフィック表面の縮小を補償するように、拡大されなければならないであろう。ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃの位置は、ミラーによる反射で発生する、画像の反転を説明するように、図５Ｃにおける１０１５Ａおよび１０１６Ａに対して、左右に入れ替えられている。その結果は、ホログラフィック表面１０１５Ｃが、図５Ｂにおける１０１７Ａと正確に同じ場所において、１０１７Ｃの中に中継され、ホログラフィック表面１０１６Ｃが、図５Ｂにおける１０１８Ａと正確に同じ場所において、１０１８Ｃの中に中継されることをもたらす。
図５Ｄにおいて、投影されたホログラフィック球表面１０１６Ｃを形成する、投影された光経路１０３６Ｃに沿った光線のグループは、光線１０４１Ｃ、１０４２Ｃ、および１０４３Ｃから構成される。これらの光線は、画像複合器１０１によって光の経路１０３７Ｃに反射され、この光の経路１０３７Ｃは、ミラー１００７Ａによって、光線１０４１Ｄ、１０４２Ｄ、および１０４３Ｄから構成される光線グループ１０２８Ｃの中に反射され、中継されたホログラフィック表面１０１８Ｃを形成している。同様の方法で、図５Ｂにおいて、ホログラフィック球表面１０１６Ａからの投影された光の経路１０３６Ａに沿った光線のグループは、中継されたホログラフィック表面１０１８Ａを形成する、中継された光の経路１０２８Ａに沿った光線のグループにマッピングされる。図５Ｂを綿密に検査すると、図５Ｂにおけるスクリーン平面１０２１（またはディスプレイ表面１０２１）に垂直に投影され、しばしばライトフィールド角度座標（ｕ，ｖ）＝（０，０）に関連付けられる中央光線１０４２Ａは、視認者１０５０によって見られる仮想スクリーン平面１０２２に垂直である、中央光線１０４２Ｂにマッピングする。換言すれば、図５Ｂに示される再帰反射体構成の場合、（ｕ，ｖ）＝（０，０）で生成される光線は、図２Ｂに示されるように角度座標ｕおよびｖを交換して深度の反転を補正し得るという事実にもかかわらず、維持される。しかしながら、深度の反転が起こらない、図５Ｄに示される湾曲されたミラー中継構成において、ライトフィールドディスプレイ１００１のスクリーン平面１０２１に垂直に投影される投影された光線１０３６Ｃのグループにおける中心光線１０４２Ｃは、しばしばライトフィールド角度座標（ｕ，ｖ）＝（０，０）に関連付けられ、視認者１０５０によって見られる仮想スクリーン平面１０２２に垂直ではないことがあり得る、中間光線１０４２Ｄにマッピングされる。これは、ディスプレイ表面４９７に垂直に投影された光線４９０Ｃおよび４９１Ｃが、それぞれ、光線４９０Ｅおよび４９１Ｅを生成する、図４Ｄにおいて示されるのと同じ動作であり、光線がホログラフィック表面４８８と交差する場所に部分的に依存して、仮想スクリーン平面４６９の法線に対して変化する、角度θ１およびθ２を生成する。その結果、これが補正されていない場合、視認者が光線１０４２Ｄからの正しいライトフィールド情報を見ないことになる。スペキュラハイライト（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔ）が、投影された光の経路１０４２Ｃに沿った光線に沿って、図５Ｄにおけるライトフィールドディスプレイ１００１によって投影される例において、このスペキュラハイライトは、仮想スクリーン平面１０２２の法線に対してある角度で、中継された光の経路１０４２Ｄ上に現れる。これを補正するために、中継システム５０４０が存在しない場合に投影された経路１０４２Ｃに沿って（ｕ，ｖ）＝（０，０）光線上に投影される、色および強度情報は、代わりに、投影された経路１０４３Ｃに沿って光線上に投影されるべきであり、この情報が、対応する中継された経路１０４３Ｄに沿ってマッピングされた光線上に現れるように、中継システム５０４０が配置されている場合、これは、仮想スクリーン平面１０２２および観察者１０５０に対して（ｕ，ｖ）＝（０，０）光線である。換言すれば、湾曲されたミラー１００７Ａのある中継光学構成を使用してホログラフィック表面を中継するために、ライトフィールド座標のいくつかの再マッピングは、（前述の拡大調整に加えて）ライトフィールドディスプレイ１００１上で行われ得る。同様に、図５Ｄでは、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影され、ホログラフィックオブジェクト１０１５Ｃを形成する光線１０３０Ｃもまた、（ｕ，ｖ）＝（０，０）に中心光線を有し得る。これらの光線１０３０Ｃは、画像複合器１０１によって光線１０３１Ｃに向けられ、次に光線１０３２Ｃの中に反射され、光線１０３２Ｃは、画像複合器１０１を通過し、収束して、中心光線がもはや仮想スクリーン平面１０２２に対して垂直ではない、中継されたホログラフィックオブジェクト１０１７Ｃを形成するのに役立つ。図５Ｄにおいて、投影されたホログラフィックオブジェクト表面１０１５Ｃを形成する光の経路１０３０Ｃおよび投影されたホログラフィック表面１０１６Ｃを形成する光の経路１０３６Ｃは、各々、ライトフィールドディスプレイ１００１によって画定される四次元機能に従って決定され、これにより、投影された各光の経路は、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１に関して、第１の四次元座標系において空間座標および角度座標のセットを有する。ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃは、中継された表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃにそれぞれ中継され、中継された画像表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃの中継された場所は、ライトフィールドディスプレイからの光の経路１０３０Ｃ、１０３６Ｃが、各々が第２の４Ｄ座標系においてそれぞれ空間座標および角度座標のセットを有する中継された光の経路１０３２Ｃ、１０２８Ｃに沿って中継されるように、中継システム５０４０によって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定される。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１は、中継された光の経路１０３２Ｃおよび１０２８Ｃについての第２の４Ｄ座標系における位置座標および角度座標が、中継された画像表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃが意図されたように視認者１０５０に提示されることを可能にするように、第１の４Ｄ機能に従って光を出力するようライトフィールドディスプレイ１００１を操作することによって、第２の４Ｄ機能の原因となる命令を受信するように構成されているコントローラ１９０を含む。
ＬＦディスプレイ１００１が非偏光を生成し、非偏光５０％ビームスプリッタ１０１が使用される状況下では、ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃからの光の約半分は、ビームスプリッタ１０１の第１の通過時に失われ、光の他の半分は、ビームスプリッタ１０１の第２の通過時に失われ、その結果、ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃからの光の２５％以下が、中継される。偏光ビームスプリッタ１０１が使用される場合、その後、ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃからの非偏光の半分が、ビームスプリッタ１０１からの第１の反射で失われる可能性があるが、ミラー１００７Ａに向けられた残りの光は、直線偏光の既知の第１の状態になる。任意選択の光学素子１０４１Ａに使用される４分の１波長リターダとともに、ミラーから戻る光は、ほとんどが第１の状態に直交する、直線偏光の既知の第２の状態にあり得、ほとんどが偏光ビームスプリッタ１０１を透過し、中継されたホログラフィック表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃに寄与する。これらの状況下では、ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃからの光の２５％～５０％は、ホログラフィック表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃに中継され得る。ライトフィールドディスプレイ１００１が偏光を生成する場合、この効率は、偏光ビームスプリッタ１０１および４分の１波長リターダ１０４１Ａを使用することによって実質的に増加させることができる。
図５Ｄにおいて示される構成の中継部５０４０は、図３Ｂにおいて示されるように、２つの中継部を備えるホログラフィック中継システムにおける１つ以上の中継部として使用され得る。図３Ｂにおいて、中継部１３０および１４０の両方は、中継システム５０４０に置き換えられ得るが、図３Ｃにおいて、中継部１４０が光を２つの異なる方向において透過される必要があるため、中継部１３０のみは、中継部５０４０によって置き換えられ得る。別の実施形態において、２つの実質的に同一の中継部５０４０は、図３Ｂにおいて示されるホログラフィック中継システム構成において使用され、図５Ｄを参照して上で記載された第１の中継部１３０のライトフィールド角度座標（ｕ，ｖ）の縮小、拡大、および再配置の効果は、第２の中継部１４０によって少なくとも部分的に反転されている。
図５Ｄにおいて、ホログラフィック表面１０１６Ｃまたは１０１５Ｃからの光の経路１０３６Ｃまたは１０３０Ｃからの光の半分は、図５Ｃに示されるように、ビームスプリッタ１０１を通過して、透過経路１０３４に沿って光線の中に入るので、それぞれ無駄になり得る。ビームスプリッタ１０１の他方の側のディスプレイ１００１Ａの反対側に置かれ、ミラー１００７Ａに直交する、ミラー１００７Ａと同一の別のミラー１００７Ｂを追加することが可能である。図５Ｅは、投影されたホログラフィック表面から、中継されたホログラフィック表面への光透過のための高効率を達成するように、ビームスプリッタ１０１と、互いに直交して置かれた２つの凹面ミラー１００７Ａ、１００７Ｂとから構成されるホログラフィック中継システム５０５０を備える、ライトフィールドディスプレイの正射影図である。この構成は、図１Ｂにおいて現れる、第２の再帰反射体１００６Ｂと概念において類似している。湾曲されたミラー１００７Ａは、図５Ｅに示される中継部５０５０において任意選択としてマークされているが、中継部５０５０は、湾曲されたミラー１００７Ａが存在し、湾曲されたミラー１００７Ｂが存在しない状態、湾曲されたミラー１００７Ａが存在せず、湾曲されたミラー１００７Ｂが存在する状態、または湾曲されたミラー１００７Ａおよび１００７Ｂの両方が存在する状態で動作する。本開示において、中継部５０５０の構成のこれらの変形形態が提示される。両方の湾曲されたミラーが存在する場合、ホログラフィック表面１０１６Ｃから投影された経路１０３６Ｃに沿った光線は、ビームスプリッタによって反射されて、ミラー１００７Ａに向けられた反射された光の経路１０３７Ｃの中に入るか、またはビームスプリッタを通過して、ミラー１００７Ｂに向けられた透過された光の経路１０４２Ａの中に入るかのいずれかである。ミラー１００７Ａに向けられた光の経路１０３７Ｃは、ビームスプリッタ１０１に再び入射する、光の経路の中に反射し、この光の一部は、中継された経路１０２８Ｃに透過される（一方、示されていない、ビームスプリッタ１０１上に入射する、この光の残りの部分は、ライトフィールドディスプレイ１００１に向けて下向きに戻る）。ミラー１００７Ｂに向けられた光の経路１０４２Ａは、ビームスプリッタ１０１に入射する、光の経路１０４２Ｂの中に反射し、この光の一部は、ミラー１００７Ａによって反射された光の経路とともに複合して、経路１０２８Ｃの中に反射される（一方、図示されていない、この光の残りの部分は、ビームスプリッタ１０１を透過し、ライトフィールドディスプレイ１００１に向けて戻る）。同じことは、ホログラフィック表面１０１５Ｃからの光にも当てはまり、ホログラフィック表面１０１７Ｃの中に中継されるが、これらの光の経路は、図５Ｄには示されていない。実施形態において、凹面ミラー１００７Ａおよび１００７Ｂならびにビームスプリッタ１０１は、ミラー１００７Ａおよび１００７Ｂから反射された経路１０２８Ｃに沿った光が実質的に重なり合うように、整列される。
ＬＦディスプレイ１００１が非偏光を生成し、非偏光５０％ビームスプリッタ１０１が使用される状況下では、ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃからのほとんどすべての光は、ミラー１００７Ａまたは１００７Ｂのいずれかに向けられる。戻ると、最大で各ミラーから反射された光の半分は、ビームスプリッタ１０１を通ってディスプレイに向かって透過され得、中継されたホログラフィック表面１０１６Ｃまたは１０１７Ｃの画像化に寄与しない。これは、ホログラフィック表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃからの光がホログラフィック表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃに中継されるための効率の５０％の上限を与える。しかしながら、図１Ａならびに図５Ｄの考察において記載されているように、任意選択の光学素子１０４１Ａおよび１０４１Ｂとして偏光ビームスプリッタならびに４分の１波長リターダを使用して、各ミラーに向けられた光の大部分が、ビームスプリッタに戻る帰りに９０度回転され得る特定の線形偏光を有するので、実質的により高い効率が得られ得、その結果、２つの異なる反射された偏光の光の大部分が、中継されたホログラフィック表面１０１７Ｃおよび１０１８Ｃに向けられるときに、再複合される。
いくつかの実施形態において、図５Ｃ～図５Ｅにおいて示されるミラー１００７Ａおよび１００７Ｂの集束機能は、レンズ、ミラー、またはこれらの素子のいくつかの複合などの１つ以上の光学素子で置き換えられ得る。一実施形態において、図５Ｃ～図５Ｄの中継システム５０４０全体は、図４Ｅに示されるレンズ中継システム５０７０などの、１つ以上のレンズで形成された中継部で置き換えられ得る。
図５Ｅの湾曲されたミラー１００７Ａおよび１００７Ｂの代わりに、よりコンパクトなフレネルミラーを使用することが可能である。図５Ｆは、投影されたホログラフィック表面から、中継されたホログラフィック表面への光透過のための高効率を達成するように、ビームスプリッタ１０１と、互いに直交して置かれた２つの反射型フレネルミラー１００８Ａ、１００８Ｂとから構成されるホログラフィック中継システム５０６０を備える、ライトフィールドディスプレイの正射影図である。この中継部５０６０構成は、湾曲されたミラー１００７Ａおよび１００７Ｂが、フレネルミラー１００８Ａおよび１００８Ｂに置き換えられていることを除いて、図５Ｅの中継部５０５０構成と同じである。図５Ｅの番号は図５Ｆに適用され、フレネルミラーを用いた中継部５０６０の動作は、湾曲されたミラーを用いた中継部５０５０の動作と非常に類似している。フレネルミラー１００８Ａは、図５Ｆに示される中継部５０６０において任意選択としてマークされているが、中継部５０６０は、フレネルミラー１００８Ａが存在し、フレネルミラー１００８Ｂが存在しない状態、フレネルミラー１００８Ａが存在せず、フレネルミラー１００８Ｂが存在する状態、またはフレネルミラー１００８Ａおよび１００８Ｂの両方が存在する状態で動作する。本開示において、中継部５０６０の構成の変形形態が提示される。
本開示におけるディスプレイシステムの多くは、１つ以上の光源からの光を、中継システムを介して観察者に中継するように設計されている。これらのディスプレイシステム内での不要な散乱および反射を回避するために、１人以上の視認者によって観察される中継されたオブジェクトからの光の方向とは反対の方向で、ディスプレイシステムの中に光を向けるのを回避することが最善である。ディスプレイシステムによって提示される中継されたオブジェクトの視認領域を、暗闇に保つことが常に可能であるとは限らない。図５Ｇは、中継されたホログラフィックオブジェクトの表面１０１８Ｃを形成する、中継された光の経路１０３７Ｅの経路における窓として使用される、偏光フィルタ１０８１を備えた遮光エンクロージャ１０８０に囲まれた、図５Ｆのディスプレイシステムを示す。図５Ｆの番号は、図５Ｇにおいて使用される。偏光フィルタ１０８１は、第１の偏光状態の光１０３７Ｅ（実線１０３７で示される）のみを通過させる一方で、残りの光（図示せず）を吸収することができる。環境光源１０８５は、２つの偏光１０９１（一点鎖線で示される）を生成するが、光源偏光フィルタ１０８２は、第２の偏光状態の光１０９２（破線で示される）のみを通過させ、かつディスプレイシステム５０５５の周囲の環境を照らさせ、この光は、ディスプレイシステム５０５５の偏光フィルタ１０８１の窓を通過しない。これは、環境周囲光１０９２がディスプレイシステム５０５５に入れないこと、および中継部内の要素もしくはディスプレイシステム５０５５内の他の構成要素から反射または散乱することができないことを意味する。実施形態において、偏光光源１０８５は、光源偏光フィルタ１０８２なしで使用することができる。周囲光偏光フィルタ１０８２、遮光エンクロージャ１０８０、およびディスプレイシステム偏光フィルタ窓によって形成される、環境光除去システムは、本開示で提示される中継部を備えたディスプレイシステムのいずれかに使用され得ることを理解されたい。
図５Ｇのディスプレイシステム５０５５内で、投影されたホログラフィックオブジェクト１０１６Ｃを形成する光線１０３６Ｃは、一点鎖線で示される非偏光であり得る。これらの光線１０３６Ｃは、任意選択の光学素子１０８３を通過し、画像複合器１０１によって光線１０３７Ｃの中に部分的に反射され、画像複合器を通って部分的に透過される１０３６Ｄ。偏向された光線１０３７Ｃは、任意選択の光学素子１０４１Ａを通過し、フレネルミラー１００８Ａから光線１０３７Ｄの中に反射する。第１の偏光状態にある光線１０３７Ｄの部分は、偏光フィルタ窓１０８１を通過し、一方、直交する第２の偏光状態にある光線１０３７Ｄの部分は、偏光フィルタ窓１０８１によって吸収される。第２の偏光状態の環境光１０９２は、偏光フィルタ窓１０８１を通って入ることができず、これらの不要な光線がディスプレイシステム５０５５内で反射し、ディスプレイシステムから観察者１０５０に戻る可能性を排除する。ディスプレイシステム５０５５内の任意選択の光学素子１０８３および１０４１Ａを使用して、より目的のある方法で偏光を制御することができる。例えば、１０３６Ｄなどの光線は、エンクロージャ１０８０内の表面で反射し、偏光フィルタ窓１０８１を通って散乱光としてエンクロージャ１０８０を出ることができるため、画像複合器１０１を直接通過して１０３６Ｄなどの光線の中に入る光１０３６Ｃの部分を最小限に抑えることが望ましい場合がある。
図５Ｈは、ライトフィールドディスプレイの経路内で使用されるディスプレイ偏光フィルタ１０８３、フレネルミラー１００８Ａに接近して、そこから反射する光線の経路内で使用される４分の１波長リターダ、および偏光ビームスプリッタ１０１を備えた、図５Ｇのディスプレイシステムを示す。ライトフィールドディスプレイは、非偏光を投影することができ、ディスプレイ偏光フィルタ１０８３は、破線１０３６Ｃによって示される第２の偏光状態の光のみを通過させることができる。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、第２の偏光の光のみを生成することができ、偏光フィルタ１０８３は必要とされない。偏光ビームスプリッタは、画像複合器１０１として使用することができ、偏光ビームスプリッタは、第１の偏光状態を通過し、第２の偏光状態を偏向させる。入射光１０３６Ｃは第２の偏光状態のみのものであるため、ほとんどすべての光１０３６Ｃがフレネルミラー１００８に向かって偏向される。第２の偏光状態の光１０３７Ｃ（破線）は、ほとんどが、４分の１波長リターダ１０４１Ａを通過し、ミラー１００８Ａの表面から反射し、再び４分の１波長リターダ１０４１Ａを通過することによって、第１の偏光状態の反射された光１０３７Ｄ（実線）の中に変換される。光１０３７Ｄは、偏光フィルタ窓１０８１を通過して、第１の偏光状態の光線１０３７Ｅ（実線）の中に入って、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１０１８Ｃを形成する。第２の偏光状態の周囲光１０９２（破線）は、望ましくない散乱を回避する偏光フィルタ窓１０８１を通ってディスプレイシステム５０５５に入ることはできない。
図６は、図３Ａに示されるように、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィック表面を、透過型反射体５０３０を使用して中継するディスプレイシステムの実施形態を示す。ライトフィールドディスプレイ１００１は、スクリーン平面１０２１の視認者側１０１０にスクリーン外ホログラフィック表面１０１６Ａを投影し、スクリーン平面１０２１のディスプレイ側１０１１にスクリーン内ホログラフィック表面１０１５Ａを投影する。実施形態において、ホログラフィック表面１０１６Ａの表面に収束する、投影された光の経路１０３６Ａに沿った投影された光線、およびスクリーン内ホログラフィック表面１０１５Ａで収束する、投影された光の経路１０３０Ａに沿った投影された光線（光線追跡線１０３３を参照）のすべては、それらが透過型反射体５０３０に接近するにつれて、発散する。透過型反射体５０３０は、投影された光の経路１０３０Ａ、１０３６Ａのセットに沿って光を受信し、受信された光を、それぞれ、中継された光の経路１０３２Ａ、１０２８Ａのセットに沿って向けるように位置付けられる。実施形態において、投影された光の経路１０３０Ａ、１０３６Ａのセットの各々は、ディスプレイスクリーン平面１０２１に関して画定された四次元（４Ｄ）座標系における位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）のセットを有する。実施形態において、中継された光の経路１０３２Ａ、１０２８Ａのセットにおける各光の経路は、仮想スクリーン平面１０２２に関して画定された四次元（４Ｄ）座標系における位置座標（Ｘ，Ｙ）および角度座標（Ｕ，Ｖ）の固有のセットを有する。さらに、実施形態において、透過型反射体５０３０の外部表面４３０は、受信された光の第２の部分を、反射された光の経路１１３０、１１３６のセットに沿って、第１の方向とは反対の第２の方向に反射する。実施形態において、投影されたホログラフィック表面１０１５Ａからの光１０３０Ａの第１の部分は、中継部５０３０によって、受信され、中継されたホログラフィック表面１０１７Ａを形成する光線グループ１０３２Ａに中継され、一方、光１０３０Ａの第２の部分は、中継部５０３０の表面４３０から反射されて光線１１３０の中に入り、ここでは、中継された光線１０３２Ａおよび対応する反射された光線１１３０が実質的に重なり合い、視認者１０５０および１３５０の両方が同じホログラフィック表面１０１７Ａを観察することを可能にする。同様に、投影されたホログラフィック表面１０１６Ａからの光１０３６Ａの第１の部分は、中継部５０３０によって、受信され、中継されたホログラフィック表面１０１８Ａを形成する光線グループ１０２８Ａに中継され、一方、光１０３６Ａの第２の部分は、中継部５０３０の表面４３０から反射されて光線１１３６の中に入り、ここでは、中継された光線１０２８Ａおよび対応する反射された光線１１３６が実質的に重なり合い、視認者１０５０および１３５０の両方が同じホログラフィック表面１０１８Ａを観察することを可能にする。観察者１０５０および１３５０は、ホログラフィック表面を、実際にそこにあるかのように観察するので、人の顔の表面１０１６Ａが、対応する中継されたホログラフィック表面１０１８Ａが視認者１０５０に対して深度が反転した顔であるように現れるように投影されている場合、顔は、反対側の視認者１３５０に対して通常の深度を有しているように現れる。
投影された表面１０１５Ａは、投影された表面１０１６Ａよりも視認者から離れているが、他方の中継されたオブジェクト１０１８Ａよりも視認者に近い、中継された表面１０１７Ａ内に中継されていることに留意されたい。ホログラフィック表面１０１６Ａと中継部５０３０との間の垂直距離Ｄ１は、その対応する中継されたホログラフィック表面１０１８Ａと中継部５０３０との間の水平距離と実質的に同じである。同様に、ホログラフィック表面１０１５Ａと中継部５０３０との間の垂直距離Ｄ２は、その対応するホログラフィック表面１０１７Ａと中継部５０３０との間の水平距離と実質的に同じである。観察者１０５０は、ホログラフィック表面１０１７Ａが、ホログラフィック表面１０１８Ａと隣り合っているがより近い空間に浮かんでいるのを見るであろう。観察者１３５０は、ホログラフィック表面１０１８Ａが、ホログラフィック表面１０１７Ａと隣り合っているがより近い空間に浮かんでいるのを見るであろう。元のホログラフィック表面１０１５Ａおよび１０１６Ａが、視認者１０５０によって観察されるように、中継されたホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａの正しい深度順序を達成するために表示される前に描写される場合、これは、図２Ｂおよび図２Ｃに示され、上記の図１Ａおよび図５Ｂを参照して考察されるように、表面の深度がスクリーン平面１０２１の周りで反転され、ライトフィールド角度座標ＵＶが反転されることを意味し、その後、ＵＶ座標は、透過型反射体５０３０の表面から反射されて、１３５０で観察される表面について反転される。換言すれば、深度は、光線１１３０または１１３６、それぞれを視認する観察者１３５０のためのホログラフィック表面１０１７Ａまたは１０１８Ａに対して正しく表示され得ない。これを補正するために、反射された光の経路のセット１１３０、１１３６に対してＵＶ座標反転を実行するため、図２Ａに示されるものと同様の補正光学素子を平面１１３７に置くことが可能である。別の実施形態において、ホログラフィック表面１０１５Ａまたは１０１６Ａの異なるライトフィールド描写を用い、かつ平面１１３７に補正光学素子がない状態で、観察者１３５０は、正しい深度順序でホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａを知覚し得、図２Ａにおいて示されるものと同様の補正光学素子２０は仮想ディスプレイ平面１０２２に置かれて、観察者１０５０が正しい深度順序でホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａを見ることも可能にする。換言すれば、図２Ａにおいて示されるような補正光学素子２０が、観察者１０５０および１３５０の両方が正しい深度でホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａを見ることができるようにするために使用される場合、それらは、図２Ｂに示されるように、ライトフィールドディスプレイ１００１からのホログラフィック表面のライトフィールド描写が、スクリーン平面１０２１の周りの深度を反転させることにより、ＵＶ座標の極性を反転させるステップを含むかどうかに応じて、平面１０２２または１１３７に置くことができる。
図７は、第１のディスプレイ１００１に対向する別のディスプレイ１２０１が追加された、図５Ｂのホログラフィックシステムと同じホログラフィックディスプレイシステムを示す。図５Ｂの数字ラベルが図７に適用される。中継システム５０１０は、画像複合器１０１および再帰反射体１００６Ａを備える。１２０１がライトフィールドディスプレイである場合、ライトフィールドディスプレイ１２０１は、複数の光源場所を含む１つ以上のディスプレイデバイス１２０２と、ディスプレイデバイスからエネルギー表面１２０５に画像を中継するように作用する、存在する場合もしない場合もある、画像化中継部１２０３と、エネルギー表面上の各光源場所を三次元空間における特定の方向の中に投影する、導波路１２０４のアレイとで、図１Ａに関して上で考察されたライトフィールドディスプレイ１００１として構成され得る。エネルギー表面１２０５は、個々のディスプレイデバイス１２０２よりも大きい、複合解像度を有する継目のないエネルギー表面であり得るが、平面１２２１は、１２０１のスクリーン平面であり、ディスプレイ表面と一致し得る。１２０１が従来の２Ｄディスプレイである場合、中継部１２０３および／または導波路１２０４は、存在しない可能性がある。ディスプレイ１２０１は、２Ｄ画像（図示せず）またはホログラフィック表面１２１３を表示し得る。ディスプレイ１２０１を離れる投影された光の経路１２３１の追加のセットに沿った光線は、ビームスプリッタ１０１の表面から反射し、中継された光の経路１２３３の追加のセットに沿って発散光線グループを形成し、知覚されたホログラフィック表面１２１４での収束点を明らかにするよう、仮想経路１２３４を通って光線追跡して戻ることができる。投影されたホログラフィック表面１２１３とビームスプリッタ１０１との間の垂直距離Ｄ３は、ビームスプリッタと知覚されたホログラフィック表面１２１４との間の水平距離に実質的に等しい。観察者１０５０は、ホログラフィック表面１０１７Ａ、１０１８Ａ、およびディスプレイ１２０１がライトフィールドディスプレイであるかどうかに応じてホログラフィックである場合もそうでない場合もあるディスプレイ表面１２１４を見るであろう。１２０１として２Ｄディスプレイを使用して、ディスプレイ１２０１とビームスプリッタ１０１との間の距離に応じて、観察者１０５０から任意の合理的な距離に置かれ得る、均一な背景画像化平面を作成することが可能である。個別にアドレス指定可能な遮蔽要素を備えた遮蔽システム１２０７は、ディスプレイ１２０１からの光の一部を遮断することができる。遮蔽システム１２０７は、透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、ＬＣＤパネルの一部分（例えば、バックライトまたは反射体を備えない）、視差バリア、実世界の物理オブジェクト、ガラス平面に置かれたマスク、または選択した場所や選択した角度で光を完全にまたは部分的に遮断し得る他のタイプのパネル、のうちの１つ以上から構成され得る。遮蔽システム１２０７は、ディスプレイ１２０１からの光の一部またはすべてを遮断するために、ディスプレイ１２０１のスクリーン平面１２２１から距離１２１０でディスプレイ１２０１の経路に置くことができる。遮蔽システム１２０７は、ディスプレイ１２０１からの光１２３１の全部または一部分を遮断する、個別にアドレス指定可能な遮蔽区域を備えた遮蔽バリアとみなすことができる。遮蔽システム１２０７は、ディスプレイから、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１３と同じ距離で置かれ得、調整可能な位置を有する。遮蔽システム１２０７は、ホログラフィック表面１０１７Ａまたは中継されたホログラフィック表面１０１８Ａが、知覚されたホログラフィック表面１２１４を遮蔽し、両方の画像が同時に表示されることが望まれない場合において、表面１２１３の部分が中継部５０１０に到達するのを遮断するために使用することができる。遮蔽システム１２０７が、１つ以上の偏光板および液晶（ＬＣ）層を含むＬＣＤパネルの一部分である場合、ビームスプリッタは、１２０７を通過する偏光の１００％を反射するように選択される、偏光ビームスプリッタであることができる。同様に、遮蔽システム１２０８は、ディスプレイ１００１からの光の全部または一部を遮断するために、距離１２１１でライトフィールドディスプレイ１００１の上に置くことができる。ライトフィールドディスプレイ１００１および１２０１の両方の協調的な描写を使用して遮蔽を回避することができるので、１２０１がライトフィールドディスプレイである場合、遮蔽システム１２０７および１２０８は、遮蔽の問題を回避するために必要ではない場合がある。実施形態において、図７に示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ１００１にディスプレイ命令を発行して、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。コントローラ１９０は、ホログラフィック表面１０１７Ａ、１０１８Ａ、および表面１２１４を意図されたように提示するために、他のディスプレイ１２０１および遮蔽システム１２０７に協調的命令を発行することができる。図７に関する上記の考察における様々な実施形態が、図４Ｃ～図４Ｄおよび図５Ｃ～図５Ｄのものを含む、本開示のホログラフィックディスプレイシステムの他の実施形態において、部分的または全体的に実装され得ることが理解されるべきである。例えば、上で考察された第２のディスプレイ１２０１ならびに遮蔽システム１２０７および１２０８は、図５Ｃに記載される、少なくとも１つの凹面ミラーを含む中継システムを用いて動作するように実装され得る。
図８Ａは、図７のホログラフィックディスプレイシステムと同じホログラフィックディスプレイシステムであり、中継システム５０１０が透過型反射体中継部５０３０に置き換えられている。図７の番号は、図８Ａにおいて使用される。ホログラフィックオブジェクト１２１３を形成する投影された光線１２３１の第１の部分は、透過型反射体５０３０の表面から部分的に反射して、発散光線グループ１３３２を形成することができる。投影された光線１２３１の第２の部分は、受信され、光線１３３３に中継されて、中継されたホログラフィックオブジェクト１３１４を形成し、ここで、中継された光の経路１３３３は、反射された光の経路１３３２と実質的に重なり合う。ディスプレイ表面１２１３と透過型反射体中継部５０３０との間の垂直距離Ｄ３は、中継部５０３０と中継されたホログラフィック表面１３１４との間の水平距離に実質的に等しくなり得る。観察者１０５０は、ホログラフィック表面１０１７Ａ、１０１８Ａ、および表示されたホログラフィック表面１３１４を見るであろう。別の実施形態において、１２０１は、ライトフィールドディスプレイではなく２Ｄディスプレイであり、観察者１０５０は、仮想平面１１３７に位置付けられた２Ｄ背景の前のホログラフィック表面１０１７Ａ、１０１８を見る。ディスプレイ１２０１として２Ｄディスプレイを使用して、ディスプレイ１２０１と透過型反射体５０３０との間の距離に応じて、観察者１０５０から任意の合理的な距離に置くことができる、均一な背景画像化平面を作成することが可能である。コントローラ１９０は、ライトフィールドディスプレイ１００１および１２０１の両方に対して協調的ディスプレイ命令を発行して、前景オブジェクト１０１７Ａの後ろにある中継された背景オブジェクト１０１８Ａ、１２１４の適切な計算による遮蔽をサポートすることができるので、１２０１がライトフィールドディスプレイである場合、遮蔽システム１２０７および１２０８は、遮蔽の問題を回避するために必要ではない場合がある。角度４Ｄライトフィールド座標Ｕ，Ｖの極性を反転させる、図２Ａまたは同様の構成からの補正光学素子２０は、仮想平面１３３７ではなく仮想平面１１３７、または仮想平面１１３７ではなく平面１３３７、またはその両方の場所、またはいずれでもない場所に置かれ得る。また、平面１３３７および１１３７に置かれた補正光学素子２０は、両方とも、透過型反射体５０３０に近づいたり、または透過型反射体５０３０から遠ざかったりし得る。別の選択肢は、ライトフィールドディスプレイ１００１のスクリーン平面１０２１のすぐ上に置かれたＵ，Ｖ座標の極性を反転させる、図２Ａまたは同様の構成からの補正光学系２０を有することである。最後に、システム１３０は、透過型反射体５０３０の代わりにミラーを使用して構築することができ、これにより、５０３０の左側の観察者１０５０および５０３０の右側に配置される観察者（図示せず）で２つの独立したビューが得られ、各観察者は、単一のディスプレイからのみホログラフィック表面を見ることができる。図８ａに関する上記の考察における様々な実施形態が、図４Ｃ～図４Ｄおよび図５Ｃ～図５Ｄのものを含む、本開示のホログラフィックディスプレイシステムの他の実施形態において、部分的または全体的に実施され得ることが理解されるべきである。例えば、上で考察された第２のディスプレイ１２０１ならびに遮蔽システム１２０７および１２０８は、図５Ｃに記載される、少なくとも１つの凹面ミラーを含む中継システムを用いて動作するように実装され得る。実施形態において、図８Ａに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ１００１にディスプレイ命令を発行して、４Ｄ機能に従って光を出力するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。コントローラ１９０は、ホログラフィック表面１０１７Ａ、１０１８Ａ、および表面１３１４を意図されたように提示するために、他のディスプレイ１２０１および遮蔽システム１２０７に協調的命令を発行することができる。
図８Ｂは、遮蔽システム１２０７を使用して遮蔽処理を実行する、図８Ａのディスプレイシステムの実施形態を示す。図８Ａのラベルを、図８Ｂに適用する。遮蔽システム１２０７の部分１３６７は、投影されたホログラフィック表面１２１３の一方の側からの光１３６１を遮断するように作動され得る。表面１２１３からの直交光線１３６２のみが示され、それらは、透過型反射体５０３０から、観察者１０５０に到達する光線１３６４の中に部分的に反射する。光線１３６２は、５０３０によって、投影されたホログラフィック表面１３６６を形成する光線１３６３の中に中継される。表面１２１３の部分からの遮断光線１３６１は、中継されたホログラフィック画像１３６６の遮断部分１３６５に対応して、観察者１０５０には実質的に見えない。
図８Ｃは、図８Ａに示されるものと同様のディスプレイシステムの実施形態を示しており、透過型反射体５０３０の右側の観察者１３５０に到達するであろう、実質的にすべての光線はあるが、５０３０の左側の観察者（図示せず）に到達するであろう、光線の一部は明確化のため省略している。図８Ａの番号を、この図面に適用する。ホログラフィックオブジェクト１０１５Ａを形成する光線１０３０Ａは、中継部５０３０の表面４３０から光線１３３１の中に反射し、これは、観察者１３５０によって、中継されたホログラフィックオブジェクト１０１７Ａの位置から発生すると知覚される。同様に、ホログラフィックオブジェクト１０１６Ａを形成する光線１０３６Ａは、中継部５０３０の表面４３０から光線１３３７の中に反射し、これは、観察者１３５０によって、中継されたホログラフィックオブジェクト１０１８Ａの位置から発生すると知覚される。ディスプレイ１２０１がホログラフィックディスプレイである場合、ホログラフィック表面１２１３は、ホログラフィック表面１３１４に中継され、観察者１３５０は、前景において１３１４を、および背景においてホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａを見るであろう。ディスプレイ１２０１が２Ｄディスプレイである場合、観察者１３５０は、平坦な前景画像を、および背景においてホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａを見るであろう。図８Ａについて考察されたように、１２０１がライトフィールドディスプレイである場合、遮蔽処理は、２つのライトフィールド１００１および１２０１を協調することによって、または遮蔽システム１２０７および／または１２０８を使用することによって行われ得る。１２０１が２Ｄディスプレイである場合、遮蔽処理は、遮蔽システム１２０７および／または１２０８を使用して行われ得る。
実世界オブジェクトの画像とホログラフィックオブジェクトの画像の複合
少なくとも図３Ｂ、図３Ｃ、図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃを参照して、本開示は、中継システムを使用して第１および第２の画像源からそれぞれ第１および第２の画像表面を中継するための、様々な実施形態を企図および説明する。実施形態において、第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイの表面を含み得、ライトフィールドディスプレイからの光は、ホログラフィックオブジェクトの第１の画像表面を形成し得る。実施形態において、第２の画像源には、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、水平視差のみのマルチビューディスプレイ表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。これに対応して、第２の画像源の画像表面には、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、第２のライトフィールドディスプレイから投影された光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像が含まれ得る。
一実施形態において、本開示の中継システムは、第１および第２の画像表面を、第１および第２の画像表面から離れた距離の中継場所に中継することができ、第１および第２の中継された画像表面は、それぞれの中継された場所で観察可能である。例えば、実施形態において、中継されたホログラフィックオブジェクトおよび実世界オブジェクトの中継された画像は、一緒に現れ得る（例えば、図３Ｃに示される１２１Ｃ、１２２Ｃ、および１２３Ｃ）。中継されたホログラフィックオブジェクトが、実世界オブジェクトの中継された画像の前に現れる場合、遮蔽システムを実世界オブジェクトの近くに配設して、視認者がホログラフィックオブジェクトの後ろにある実世界オブジェクトを見ることができないようにホログラフィックオブジェクトによって遮蔽されている、実世界オブジェクトの中継された画像からの光の一部分を遮断することができる。これにより、現在の遮蔽処理を用いて、実世界画像の前にホログラフィックオブジェクトを表示することを可能にする。これは、不透明な中継されたホログラフィックオブジェクト（例えば、ゴーストではない人間の頭）が、中継されたホログラフィックオブジェクトのすぐ後ろに現れる実世界オブジェクトの中継された画像からの光で、観察者に透明に現れるのを防ぐのに役立つ。本開示では、中継されたオブジェクトと中継された表面との間に区別がなされない場合がある。例えば、図８Ｃにおいて、投影されたホログラフィックオブジェクト１０１５Ａおよび１０１６Ａは、それぞれ、中継部５０３０によって、中継されたホログラフィック表面１０１７Ａおよび１０１８Ａに中継される表面である。投影されたホログラフィックオブジェクト表面１０１５Ａおよび１０１６Ａは、本開示においては同等に、「投影されたホログラフィックオブジェクト表面」、「投影されたホログラフィックオブジェクト」、または「ホログラフィックオブジェクト」と呼ばれ得る。中継されたホログラフィックオブジェクト表面１０１７Ａおよび１０１８Ａは、本開示においては同等に、「中継されたホログラフィック表面または「中継されたホログラフィックオブジェクト」と呼ばれ得る。
本開示のいくつかの実施形態において、いくつかの中継システムは、中継される画像表面の深度プロファイルを反転するように構成されており（例えば、図１Ａに示される中継システム５０１０）、いくつかの中継システムは、そうしないように構成されている（例えば、図５Ｄに示される中継システム５０４０）。中継システムが深度反転を実行する場合、ホログラフィックオブジェクト表面などの、画像表面の中継された画像は、元の画像表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する。一実施形態において、中継画像表面は、元の画像表面が事前に反転された深度プロファイルを有するように構成することによって、意図された深度プロファイルを有することができ、例えば、実世界オブジェクトは、この実世界オブジェクトの中継された画像表面が意図された深度プロファイルを有するように、反転された深度プロファイルを有するように構成され得る。別の実施形態において、中継システムは２つの中継サブシステムを含んでもよく、各中継部は深度を反転させ、第２の中継サブシステムは第１の中継サブシステムによって実行される深度反転を反転させ、元の画像表面と実質的に同じ深度プロファイルを有する中継された画像表面をもたらす。例えば、実世界オブジェクトの画像表面は、深度を反転させる２つの中継サブシステムを通って２回中継され得、これにより、実世界オブジェクトの元の画像表面と実質的に同じ深度プロファイルを維持する、実世界オブジェクトの中継された画像表面をもたらす。いくつかの中継システムの実施形態においては、深度反転はなく、深度反転に対処する必要はない（例えば、図５Ｄに示される中継システム５０４０）。
本明細書で考察される原理を図示するために、図９Ａは、図３Ｃに示される中継システムに類似する中継システム９００１から構成されるディスプレイシステム９００１の実施形態を示し、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａのスクリーン平面１０２１Ａの周りに投影される２つのホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａからの光は、光複合システム１０１の第１および第２の入力インターフェースを介して実世界オブジェクト１２３Ａからの光と複合され、これらの３つのオブジェクトは、仮想ディスプレイ平面１０２２Ｂの近くの別の場所に中継される。図３Ｃの番号は、図９Ａで同様の要素に使用されている。図９Ａに示される実施形態において、中継システム５０８０は、中継システム５０８０の第１の中継サブシステム５０３０Ａを介して、第１の画像源１００１Ａおよび第２の画像源１２３Ａのうちの少なくとも１つから光を受信するように構成され、第１の中継サブシステム５０３０Ａは、受信した光を中継して、それぞれの画像表面に対応する、第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂ（中継されたホログラフィックオブジェクト）または１２３Ｂ（中継された実世界オブジェクト表面）を画定し、第１の中継された画像表面は、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光によって画定される、それぞれの画像表面１２１Ａ／１２２Ａまたは１２３Ａの深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する。さらなる実施形態において、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、実世界オブジェクト１２３Ａを含み、第１の中継サブシステム５０３０Ａは、実世界オブジェクト１２３Ａの表面から光を受信するように動作可能であり、第１の中継された画像表面１２３Ｂは、実世界オブジェクト１２３Ａの表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する実世界オブジェクトの表面の、中継された画像を含む。別の実施形態において、中継システム５０８０は、第２の中継サブシステム５０３０Ｂをさらに含み、第２の中継サブシステム５０３０Ｂは、第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂ（中継されたホログラフィックオブジェクト）からの光を、観察者１０５０Ａ～Ｃの近くの視認体積の中に向け、これにより、それぞれの画像表面に対応する中継されたホログラフィックオブジェクトの第２の中継された画像表面１２１Ｃ／１２２Ｃを画定するように構成され、かつホログラフィックディスプレイから視認体積内の中継された場所１２３Ｃに投影されていない第１および第２画像のうちの少なくとも１つの他方の１２３Ａからの光を中継し、これにより、それぞれの画像表面１２３Ａに対応する第１の中継された画像表面を画定するように構成されており、第２の中継された画像表面１２１Ｃ／１２２Ｃは、第１および第２の画像源１００１Ａのうちの少なくとも１つからの光によって画定される、それぞれの画像表面１２１Ａ／１２２Ａの深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有している。実施形態において、画像源は実世界オブジェクト１２３Ａから構成され、中継システム９００１は、遮蔽システム１５０を含み、この遮蔽システム１５０は、図示される実施形態では１つ以上の遮蔽層１５１、１５２、および１５３を含み得、遮蔽層は、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線の一部を遮断し、これらの光線が、中継された実世界オブジェクト画像表面１２３Ｃの中継場所に到達するのを妨げることができる。この場合、中継サブシステム５０８０は、第１の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ａおよび第２の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ｂを含み得、これらは各々、深度を反転させるので、第２の透過型反射体５０３０Ｂは、第１の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ａの深度反転を反転させ、これにより中継システム５０８０全体が、実世界オブジェクト１２３Ａならびにホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａの深度プロファイルを維持する。遮蔽層１５１、１５２、および１５３は、複数の視差要素を含み得、これは、実施形態において、個別にアドレス指定された光遮断要素であり得る。一実施形態において、遮蔽層１５１、１５２、および１５３は各々、１つ以上の偏光板、個別にアドレス指定可能なピクセルを備えた液晶（ＬＣ）層、個別にアドレス指定可能なピクセルを備えた透明なＯＬＥＤディスプレイパネル、または光を選択的に遮蔽する、透明、半透明、もしくは遮光であり得る、別のパネルを含むＬＣＤの一部であってよい。
中継された場所１６０は、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃおよび１２２Ｃが、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された仮想ディスプレイスクリーン１０２２Ｂ、および中継された画像表面１２３Ｃの周りに分布される場所である。１２３Ａなどの実世界オブジェクトの表面を離れる光線は、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａの表面を離れる光線が運ばれてホログラフィックオブジェクト１２１Ｃを形成するのと同じように、中継システム５０８０によって運ばれるため、実世界オブジェクトの中継された画像は、ホログラフィックオブジェクトと同じくらい実物のように現れる。コントローラ１９０は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａのためのディスプレイ命令を生成するだけでなく、構成命令を遮蔽面１５１、１５２、および１５３に送信することができる。
図９Ｂは、遮蔽システム１５０の第１の実施形態を示し、この遮蔽システム１５０は、１つ以上の遮蔽面の層１５１、１５２、および１５３を含み、１つ以上の遮蔽面の層１５１、１５２、および１５３は、実世界オブジェクト１２３Ａの近くに位置し、かつ投影されたホログラフィックオブジェクト１２１ＡＥを通過し３つの観察者位置１０５０ＡＥ、１０５０ＢＥ、および１０５０ＣＥに到達するであろう、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の部分を遮断するように設計されている。ホログラフィックオブジェクト１２１ＡＥは、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａからの光線１３１Ａが光複合器１０１によって実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ｙと複合されると、実世界オブジェクト１２３Ａに対するホログラフィックオブジェクト１２１Ａの場所を表すように示されている。換言すれば、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１ＡＥは、実世界オブジェクト１２３Ａに対するホログラフィックオブジェクト１２１Ａの同等の光学的場所に示されている。３つの観察位置１０５０ＡＥ、１０５０ＢＥ、および１０５０ＣＥは、それぞれ、図９Ａに示される中継された画像表面の観察位置１０５０Ａ、１０５０Ｂ、および１０５０Ｅに対応し、中継された実世界画像表面１２３Ｃは、実世界オブジェクト１２３Ａに対して上下に反転しているので、逆のトップダウン順序で現れている。個別にアドレス指定可能な遮光要素１８８のパターンは、ホログラフィックオブジェクト１２１ＡＥを通過し、かつ３つの異なる視認場所に到達する、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線の部分を遮断するために、各遮蔽面１５１、１５２、および１５３上で駆動され得る。これには、観察者１０５０ＡＥに到達する光線９３３Ａの遮断された光線９４３Ａ、観察者１０５０ＢＥに到達する光線９３３Ｂの遮断された光線９４３Ｂ、および観察者１０５０ＣＥに到達する光線９３３Ｃの光線９４３Ｃが含まれる。光遮断要素のパターンは、計算またはアルゴリズムで決定され得、かつ中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃが観察者１０５０Ａ、１０５０Ｂ、および１０５０Ｃによって知覚されるように、図９Ａのホログラフィックディスプレイ１００１Ａと同じビデオフレームリフレッシュレートで更新されて、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃが図９Ａの実世界オブジェクトの中継された背景画像表面１２３Ｃに対して移動されたとしても、中継された実世界背景画像表面１２３Ｃを継続的に遮蔽することができる。中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの一部分が、中継された実世界オブジェクトの背景画像表面１２３Ｃに対して半透明に現れる場合もあり、その場合、対応する遮蔽区域１８８は、不透明ではなく半透明であり得る。
図９Ｃは、遮蔽システム１５０の第２の実施形態を示し、この遮蔽システム１５０は、１つ以上の遮蔽面の層１５１、１５２、および１５３を含み、１つ以上の遮蔽面の層１５１、１５２、および１５３は、実世界オブジェクト１２３Ａから短い距離に位置し、かつ投影されたホログラフィックオブジェクト１２１ＡＥを通過し３つの観察者位置１０５０ＡＥ、１０５０ＢＥ、および１０５０ＣＥに到達するであろう、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の部分を遮断するように設計されている。図９Ｂの番号は、図９Ｃで同様の要素に使用されている。図９Ｃに示される実施形態において、遮蔽面のうちの２つ、１５２および１５３は、ホログラフィックオブジェクト１２１ＡＥに対応する実質的に同じ位置に位置し、各パネル上の選択された遮蔽区域１８８は、それらがホログラフィックオブジェクト１２３ＡＥと重なり合うように作動される。遮蔽区域１８８は、計算またはアルゴリズムで決定され得、かつ中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃが観察者１０５０Ａ、１０５０Ｂ、および１０５０Ｃによって知覚されるように、図９Ａのホログラフィックディスプレイ１００１Ａと同じビデオフレームレートで更新されて、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された背景画像表面１２３Ｃに対する中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの動きに同期して更新された、中継された実世界の背景画像表面１２３Ｃを継続的に遮蔽する。中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｃの一部分が、実世界オブジェクトの背景中継画像表面１２３Ｃに対して半透明に現れるべきである場合、対応する遮蔽区域１８８は、不透明ではなく半透明であるように構成され得る。実世界オブジェクト１２３Ａに対するホログラフィック表面１２１Ａの動きを考慮するために、１つ以上の遮蔽面１５１、１５２、および１５３を、電動並進ステージに取り付けることができ、それによりホログラフィック表面１２１Ａが移動するときに、ホログラフィック表面１２１Ａと同じ有効位置に置くことができる。
図９Ｄは、図９Ａに示される観察者位置１０５０Ａ、１０５０Ｂ、および１０５０Ｃから視認した、中継された実世界オブジェクト画像表面１２１Ｃに対する、図９Ｃに示される遮蔽システム１５０の遮蔽層の効果を示す。破線の輪郭１５２Ｅおよび１５３Ｅは、それぞれ図９Ａおよび９Ｃに示される遮蔽層１５２および１５３の中継された画像である。平面１５２および１５３のこれらの中継された画像上の遮蔽の中継された区域１８８Ｂは、中継されたホログラフィック表面１２１Ｃによって中継された表面１２３Ｃの遮蔽を提供するために遮蔽部位が選択され得る場所を示す。観察者１０５０Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの背後にある、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｃの部分１６１Ａを見ることができないが、これは、光線９４３Ｄの間にある、光源１２３Ａからの中継された光線が、図９Ａに示される遮蔽面１５２および１５３上で作動される遮蔽部位によって遮断されるためである。同様に、観察者１０５０Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの後ろの、中継された実世界画像表面１２３Ｃの部分１６１Ｂを見ることができないが、これは、光線９４３Ｅの間にある、光源１２３Ａからの中継された光線が、図９Ａに示される遮蔽面１５２および１５３上で作動される遮蔽部位によって遮断されるためである。観察１０５０Ｃは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｃの後ろの、中継された実世界画像表面１２３Ｃの部分１６１Ｃを見ることができないが、これは、光線９４３Ｆの間にある、光源１２３Ａからの中継された光線が、図９Ａに示される遮蔽面１５２および１５３上で作動される遮蔽部位によって遮断されるためである。図９Ｃおよび図９Ｄに示される例では、ホログラフィックオブジェクト１２２Ｃに対して実行される遮蔽処理は示されていないが、ホログラフィックオブジェクト１２１Ｃの遮蔽処理と同時に行われる可能性がある。遮蔽面１５１、１５２、および１５３上の遮蔽区域１８８は、連続的に更新され得、これにより、実世界オブジェクト１２３Ａからの光は、中継されたオブジェクト１２１Ｃ、１２２Ｃ、および１２３Ｃのすべての視認者に対する適切な遮蔽処理を用いて、これらのホログラフィックオブジェクトが、中継された実世界オブジェクト表面１２３Ｃで形成された実際の背景の前で動く実物のようなオブジェクトのように見えるように、１２１Ｃおよび１２２Ｃなどの中継されたホログラフィックオブジェクトによって連続的に遮蔽される。また、１２１Ｃおよび１２２Ｃなどの中継されたホログラフィックオブジェクト表面は、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された背景画像表面１２３Ｃに対して半透明に現れる可能性もあり、この場合、遮蔽区域１８８は半透明であり得、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の部分を完全に遮蔽するのではなく減衰するだけであり得る。そして最後に、１つ以上の遮蔽面１５１、１５２、および１５３は、１つまたは複数の投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２１Ｂが位置を変えたとしても、それらと光学的に一致するように動くことができるように、電動化され得る。
図９Ｅは、図９Ａのディスプレイシステムであり、遮蔽システム１５０が、実世界オブジェクト１２３Ａからの不要な光線を遮断する実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａに置き換えられている。図９Ａの番号は、図９Ｅにおいて使用される。実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、形状またはプロファイルが少なくとも１つの投影されたホログラフィックオブジェクト１２２Ａに類似していてもよく、マットブラックペイントなどの光吸収材料で塗装またはコーティングされていてもよい。図９Ｅに示されるように、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａとして画像複合器１０１から等距離になるように位置付けられているので、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの表面は、それが、投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａの中継された表面１２１Ｃと実質的に同じ場所で一致するように、中継システム５０８０によって、中継された表面１５５Ｃに中継される。実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１５７Ａおよび１５８Ａは、遮蔽オブジェクト１５５Ａのエッジによってほとんど遮蔽され、中継システム５０８０によって、それぞれ光線１５７Ｃおよび１５８Ｃの中に中継される。中継された光線１５８Ｃは、観察者１０５０Ａによって観察されるが、光線１５８Ｃのすぐ下にある光線１５８Ｃに平行する中継されたオブジェクト１２３Ｃからの光線は、中継部５０８０によって中継される前に、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａによって遮断される。その結果、観察者１０５０Ｃの観点から、中継された表面１２３Ｃの部分は、中継されたホログラフィック表面１２１Ｃの後ろに見えなくなる。同様に、中継された光線１５７Ｃは、観察者１０５０Ａによって見られるが、光線１５７Ｃに平行で１５７Ｃのすぐ上にある、中継されたオブジェクト１２３Ｃからの光線も、中継部５０８０によって中継される前に、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａによって遮断される。その結果、観察者１０５０Ａの観点から、中継された表面１２３Ｃの部分は、中継されたホログラフィック面１２１Ｃの後ろに見えなくなる。要約すると、図９Ｅが示すのは、投影されたホログラフィック表面１２１Ａと実世界オブジェクト表面１２３Ａからの光とが複合されて中継されるディスプレイシステムにおいて、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂと同じ寸法の実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃと実世界遮蔽オブジェクト１５５Ｃの中継された表面とが一致し、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａが、中継されたオブジェクト１２１Ｃおよび１２３ＣのＦＯＶ内のすべての視認者１０５０Ａ～Ｃに対して、中継されたホログラフィックオブジェクト表面の後ろにある中継された実世界オブジェクト表面１２３Ｃの遮蔽を提供するように、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の一部分を遮断する場所に置かれ得るということである。実施形態において、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、電動位置決めステージ（図示せず）によってその場所が制御され、１５５Ａは、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａの動きと協調して動くことができ１５６、これにより、中継された遮蔽オブジェクト１５５Ａの中継された位置１５５Ｃは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの位置と継続的に一致する。コントローラ１９０は、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの協調された動き１５６ならびに投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａの動きを指示するために、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａにディスプレイ命令を、運動コントローラにコマンドを、同時に発行することができる。
図９Ｆは、図９Ｅに示される観察者位置１０５０Ａ、１０５０Ｂ、および１０５０Ｃから視認した、中継された実世界オブジェクト画像表面１２３Ｃ上における、図９Ｅに示される実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの効果を示す。実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの中継された表面１５５Ｃは、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａの中継された表面１２１Ｃと実質的に一致している。観察者１０５０Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの後ろにある、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された実世界画像表面１２３Ｃの部分１６２Ａを見ることができないが、これは、光線９４３Ｄの間にある、光源１２３Ａからの中継された光線が、遮蔽オブジェクト１５５Ａによって遮断されるためである。同様に、観察者１０５０Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの後ろにある、実世界画像表面１２３Ｃの部分１６２Ｂを見ることができないが、これは、光線９４３Ｅの間にある、光源１２３Ａからの中継された光線が、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａによって遮断されるためである。最後に、観察者１０５０Ｃは、ホログラフィックオブジェクト１２１Ｃの後ろの、中継された実世界画像表面１２３Ｃの部分１６２Ｃを見ることができないが、これは、光線９４３Ｄの間にある、光源１２３Ａからの中継された光線が、図９Ｅに示される実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａによって遮断されるためである。
図９Ｇは、観察者が、実世界の背景オブジェクトまたは背景ディスプレイの中継された表面の前に投影された、ホログラフィックオブジェクトの中継された表面を見ているディスプレイシステム９００２であり、中継された前景ホログラフィック表面の後ろの背景表面に対して、中継されたオブジェクトの深度反転および適切な遮蔽処理は行わない。図９Ｇの中継システムは、図９Ａの中継システムに類似しているが、実世界オブジェクトまたはディスプレイは両方の構成で２つの透過型反射体を介して中継される一方、図９Ｇでは、ホログラフィックオブジェクト１２１Ｇは、実世界背景オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆからの光とともに、２つの透過型反射体の間の場所で光の経路に挿入される。図９Ｇにおいて、実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆの表面は、透過型反射体５０３０Ｆおよび５０３０Ｇと画像複合器１０１Ｆを備えた２つの中継サブシステムとから構成される中継システム５０９０によって、中継されたオブジェクト表面１２３Ｈに中継される。
図９Ｇに示される中継部５０９０は、平行平面上にかつ互いに分離されて置かれた２つの透過型反射体５０３０Ｆ、５０３０Ｇから構成され、それらの間に画像複合器１０１Ｆが配設されている。第１の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ｆは、実世界オブジェクトまたは２Ｄディスプレイ１２３Ｆの表面である、第１の画像源から光を受信するように構成された、第１の入力インターフェースを提供し、受信した光を、第１の中継された画像表面１２３Ｇを画定しかつ画像複合器１０１Ｆによって受信されるように中継するように動作可能であり、第１の中継された画像表面１２３Ｇは、それぞれの画像表面１２３Ｆの深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する。中継システム５０９０は、実世界オブジェクトまたは表示面１２３Ｆの中継された表面１２３Ｇを形成する第１の中継サブシステム５０３０Ｆからの光と、ホログラフィック表面１２１Ｇを画定する第２の画像源１００１Ｆからの光１３１Ｇと、を複合するように位置付けられた画像複合要素をさらに備え、第１の中継された画像表面１２３Ｇおよびホログラフィック表面１２１Ｇを含む複合された光は、複合された光を視認者１０５０Ｇの近くの視認体積１３５に中継するように構成された、第２の中継サブシステム５０３０Ｇに向けられる。画像複合器１０１Ｆは、第２の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆからの光を受信するための第２のインターフェースを提供し、この光は、第２の画像源からの光と複合され、第２の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ｇによって、視認者１０５０の近くの視認体積１３５に中継される。実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆの表面は２回中継され、１回目は１２３Ｇに、続いて２回目は１２３Ｈに中継され、一方、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｇの表面は、１２１Ｈに１回中継される。このため、実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆの、２回中継されたホログラフィック表面１２３Ｈの深度プロファイルは反転されないが、１回中継されたホログラフィック表面１２１Ｇの深度プロファイルは反転される。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆから投影された光の経路１３１Ｇによって画定されるホログラフィック表面１２１Ｇは、スクリーン平面１０２１Ｆに対する第１の投影された深度プロファイルを有し、ホログラフィック表面１２１Ｇは、中継システムによって中継されて、１２１Ｇの対応する第１の投影された深度プロファイルとは異なる第１の中継された深度プロファイルを有する、中継されたホログラフィック表面を含む、第１の中継された画像表面１２１Ｈを画定する。
実施形態において、中継システム５０９０は、ホログラフィックディスプレイではない第１および第２の画像源１２３Ｆのうちの１つから、中継システム５０９０の第１の中継サブシステム５０３０Ｆを介して光を受け取るように構成され、第１の中継サブシステム５０３０Ｆは、受信した光を中継して、それぞれの画像表面１２３Ｆに対応する第１の中継された画像表面１２３Ｇを画定するように動作可能であり、第１の中継された画像表面１２３Ｇは、ホログラフィックオブジェクトではない第１および第２の画像源のうちの１つからの光によって画定されるそれぞれの画像表面１２３Ｆの深度プロファイルとは異なる、深度プロファイルを有する。別の実施形態において、第１の画像源１２３Ｆおよび第２の画像源１００１Ｆのうちの最も小さいものは、実世界オブジェクト１２３Ｆを含み、第１の中継サブシステムは、実世界オブジェクト１２３Ｆの表面から光を受信するように動作可能であり、第１の中継された画像表面１２３Ｇは、実世界オブジェクト１２３Ｆの表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する実世界オブジェクトの、中継された画像表面を含む。別の実施形態では、中継システム５０９０は、第２の中継サブシステムを５０３０Ｇをさらに備え、第２の中継サブシステムは、第１の中継された画像表面１２３Ｇからの光を観察者１０５０Ｇの近くの視認体積１３５に向けさせ、かつホログラフィック表面１２１Ｇを画定する第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光を視認体積１３５内の中継された場所に中継し、それによってホログラフィック表面の中継された画像表面１２１Ｈを画定するように、構成されている。別の実施形態では、中継システムは、第１の中継サブシステムからの光１３３Ｅと、ホログラフィック表面１２１Ｇを画定する第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光とを複合するように位置付けられた、画像複合要素１０１Ｆをさらに備え、第１の中継された画像表面１２３Ｇおよびホログラフィック表面１２１Ｇを含む複合された光１３３Ｅおよび１３３Ｈは、これらの複合された光を視認体積１３５に中継されるように構成された第２の中継サブシステムに向けられる。実施形態において、第２の中継された画像表面１２３Ｈは、実世界オブジェクト１２３Ｆの第２の中継された画像表面を含み、実世界オブジェクトの第２の中継された画像表面１２３Ｈは、実世界オブジェクト１２３Ｆの表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する。
実施形態において、ライトフィールドディスプレイは、第１の中継された画像表面の第１の中継された深度プロファイルが視認者を対象とした深度プロファイルであるように、投影される光を出力するようにライトフィールドディスプレイ１００１Ａを操作することによって、第１の投影された深度プロファイル１２１Ｇと第１の中継された深度プロファイル１２１Ｈとの間の差の原因となる命令を発行するように構成された、コントローラ１９０を備える。別の実施形態において、第１の中継された画像表面１２１Ｈの中継された場所は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆからの光が、各々第２の４Ｄ座標系において空間座標および角度座標のセットを有する中継された光の経路１３１Ｊに沿って中継されるように、中継サブシステム５０３０Ｇによって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定され、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆは、中継された光の経路１３１Ｊに対する第２の４Ｄ座標系における位置座標および角度座標が、第１の中継された画像表面１２１Ｈが意図されたように視認者に提示されることを可能にするように、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆを操作して第１の４Ｄ機能に従って光を出力することにより、第２の４Ｄ機能を考慮する命令を受信するように構成された、コントローラ１９０を備える。
図９Ｇに示される光学システム９００２は、それぞれ第１の画像源１２３Ｆおよび第２の画像源１００１Ｆからの第１および第２の光の経路のセットのための、第１および第２の入力インターフェースを提供する。第２の光の経路のセット１３１Ｇは、投影された各光の経路が、ディスプレイ１００１Ｆのディスプレイスクリーン平面１０２１Ｆに関して画定された第１の四次元座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆによって画定される四次元機能に従って決定され、第１の画像源１２３Ｆからの光は、第１の画像表面１２３ＦＳを画定するように動作可能である。第１の入力インターフェースは、第１の画像源１２３Ｆからの光の経路１３３Ｄの第１のセットに沿って光を受信するように構成された中継サブシステム５０３０Ｆであり、この例では、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆであり、第１の画像源１３３Ｄからの光は、実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆの表面である第１の画像表面１２３ＦＳを画定するように動作可能である。第２の中継サブシステム５０３０Ｇは、第１の１２３Ｆおよび第２の１００１Ｆ画像源からの受信光を視認体積１３５に向けるように構成され、第１の画像表面１２３ＦＳおよび第２の画像表面１２１Ｇのうちの少なくとも１つ、かつこの場合は両方が、中継システムによって、それぞれ、中継された第１の表面１２３Ｈおよび中継された第２のホログラフィック表面１２１Ｈとして、視認体積１３５の中に中継される。観察者の観点１０５０Ｆから取られた図９Ｇの側面図詳細９００３は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆの第２の画像源からの光が、投影されたホログラフィック表面１２１Ｇを形成することを示しており、投影されたホログラフィック表面１２１Ｇは、２つの透過型反射体５０３０Ｆと５０３０Ｇの間で実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆからの中継された光１３３Ｅと複合され、中継サブシステム５０３０Ｇによって、中継されたホログラフィック表面１２１Ｈに中継される。観察者１０５０Ｇは、実世界オブジェクトまたはディスプレイ表面１２３ＦＳの中継された表面１２３Ｈの前に、中継されたホログラフィック表面１２１Ｈを見るであろう。１つ以上の遮蔽面１５０Ｆは、個別にアドレス指定可能な遮蔽区域１５１Ｆを有することができ、これは、実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆの遮蔽を提供するために作動され得る。これらの１つ以上の遮蔽面１５０Ｆは、中継システム５０９０によって、中継された位置１５０Ｈに中継される。コントローラ１９０は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆおよび１つ以上の遮蔽面１５０Ｆに同時に調整された命令を発行して、観察者１０５０Ｇならびに中継されたオブジェクト１２３Ｈおよび１２１Ｈの視認体積１３５内の他の観察者によって視認される、前景の中継されたホログラフィック表面１２１Ｈによって、中継された実世界表面またはディスプレイ表面１２３Ｈに対する遮蔽を配置する。図９Ａの構成に対する図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄを参照して、１つ以上の遮蔽面１５０の動作のいくつかの詳細が上に与えられている。実施形態において、１つ以上の遮蔽面１５０Ｆは、図９Ｅのオブジェクト１５５Ａなどの実世界遮蔽オブジェクトで置き換えられ、遮蔽オブジェクトは電動ステージ上にあり得、電動ステージは、遮蔽オブジェクト１５５Ａに、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｃの動きと協調して１５６を動かさせる。実施形態において、図９Ｅに示されるように、コントローラ１９０は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの動きの両方への命令を協調させる。
図９Ｇは、個別にアドレス指定可能な遮蔽部位１５１Ｆからなり得る１つ以上の遮蔽面１５０Ｆを通過する、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆの表面からの光１３３Ｄを示し、この光１３３Ｄは、第１の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ｆによって受信され、光の経路１３３Ｅに沿って中継されて、中継部間に第１の中継されたオブジェクト表面１２３Ｇを形成する。オブジェクトの第１の中継された場所１２３Ｇでの画像光は、第２の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ｇによって、光の経路１３３Ｅから光の経路１３３Ｆ、第２のオブジェクト場所１２３Ｈに中継される。遮蔽面１５０Ｆは、第１の中継サブシステム５０３０Ｆによって中間仮想平面１５０Ｇに中継され、この位置から、第２の中継サブシステム５０３０Ｇによって、第２の中継された仮想遮蔽面１５０Ｈに中継され、仮想遮蔽面１５０Ｈは、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｈと実質的に重なり合い得る。１つ以上の遮蔽面１５０Ｆは、観察者１０５０Ｇが、前景の中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｈの後ろにある、背景の中継されたオブジェクト表面１２３Ｈの一部分を見ることができないように構成され得る。図９Ｇは、観察者位置１０５０Ｆから観察されるであろう光学ディスプレイシステム９００２の側面図詳細９００３を提供する。ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆからの光線１３３Ｅの光の経路に配設された画像複合器１０１Ｆは、これらの光線１３３Ｅと光線１３１Ｇとを複合して、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｇを形成する。光線１３１Ｇは、画像複合器によって偏向されて光線１３１Ｈに入り、光線１３１Ｈは、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆからの光線１３３Ｅと同じ方向に進む。これらの光線のセットは両方とも、第２の透過型反射体中継サブシステム５０３０Ｇによって受信される。ホログラフィックオブジェクト１２１Ｇからの光線１３１Ｈは、光線１３１Ｊに中継され、中継された遮蔽面１５０Ｈと実質的に近接しているかまたは重なり合い得る、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｈを形成する。図９Ｇに示される構成では、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｈは、中継サブシステム５０３０Ｇによって一度だけ中継されるが、これは、中継されたホログラフィック表面１２１Ｈが、投影されたホログラフィック表面１２１Ｇに対して反転した深度プロファイルを有し、したがって投影されたホログラフィック表面が、図２Ａに示される光学系を使用するかもしくは角度ライトフィールド座標（Ｕ，Ｖ）を反転することによってその深度プロファイルを反転させ得、これにより対応する中継された表面１２１Ｈが正しい深度を有することができる、ということを意味する。ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆの表面１２３ＦＳは、深度プロファイル反転透過型反射体中継部５０３０Ｆおよび５０３０Ｇによって２回中継されるため、対応する中継された表面１２３Ｈは、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆの表面１２３ＦＳと実質的に同じ深度プロファイルを有して、観察者１０５０Ｇに対して現れるべきである。実施形態において、図９Ｇに示される第１の画像源１２３Ｆには、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。別の実施形態において、図９Ｇに示される第２の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆには、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。別の実施形態において、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｇは、ホログラフィックオブジェクトの中継された表面であり得る。
図９Ｇの図示された実施形態によって提供される例では、透過型反射体中継部５０３０Ｆまたは５０３０Ｇのいずれも、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆの平面に対して、４５度の角度ではない。１つの結果として、中継システムから観察者１０５０Ｇに向かって投影される光線１３３Ｆおよび１３１Ｊは、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ｆの平面に対して垂直ではない光軸１３３Ｇを有するということがある。この構成の利点として、中継システム９００２を同様の中継システムと並べて置かれて、以下の図２７Ｆに示される単一の中継部９００２の視野よりも大きい視野を生成できるということがある。
上記の図９Ａ～図９Ｇについての考察は、中継されたホログラフィック画像表面が前景にあり、中継された実世界画像表面が背景にある場合の実施形態に関してなされたが、本開示はまた、中継されたホログラフィック画像表面が背景にあり、中継された実世界画像表面が前景にある場合、または中継されたホログラフィック画像表面および中継された実世界画像表面の両方が一緒に前景または背景にある場合の実施形態をも企図している。これらの実施形態の各々は、本開示で考察される様々な実施形態によって示される同じ原理および同じ動作に従って実施され得ることが理解されるべきである。
本開示においては、本明細書に開示された原理に従って実施され得る中継構成の多くの置換が存在する。図９Ｈは、中継システム５０８０を含む、図９Ａに示される光学システム９００１のいくつかの構成要素の正射影図である。図９Ｈの番号付けは、図９Ｉに適用される。ディスプレイ１００１Ａであり得る第１の画像源は、光の経路１３１Ａに沿った光を生成し、光の経路１３１Ａは、中継システム５０８０内の第１の中継サブシステム５０３０Ａによって、中間仮想ディスプレイ平面１０２２Ａを形成する中継された光の経路１３１Ｂに中継され、これらの光の経路は、中継システム５０８０内の第２の中継サブシステム５０３０Ｂによって、光の経路１３１Ｃに中継され、光の経路１３１Ｃは、仮想ディスプレイ平面１０２２Ｂを形成する。中継システム５０８０のこの構成はまた、第２の中継サブシステム５０３０Ｂが９０度回転されることで実施され得、これは、用途の要件に応じて望まれ得る。図９Ｉは、図９Ｈに示される光学システムの正射影図であり、第２の中継サブシステム５０３０Ｂが９０度回転されている。図９Ｈの番号は、図９Ｉで同様の要素に適用されている。図９Ｉは、図９Ｈの出力光１３１Ｃの方向とは反対の方向に中継されることを除いて、図９Ｈと同じように動作する。図９Ｈおよび図９Ｉの中継システムは、本開示の目的のために機能的に同等であると見なすことができ、図９Ｈおよび図９Ｉに示される構成の詳細間のさらなる区別は考察されず、両方とも本明細書においては中継システム５０８０と呼ぶ。本開示で考察される多くの中継構成についても同じことが当てはまる。例えば、図５Ｆに示される中継部５０６０システムにおいて、中継システム５０６０の構成は、反射型フレネルミラー１００８Ａまたは１００８Ｂのいずれか１つを省略し、同じ中継システム５０６０と見なすことができる。同様に、図９Ｊは、図９Ｈに示される光学システムの正射影図であり、第２の画像表面を画定し、かつ中継されるべき光線のセットを生成するように動作可能な第２の画像源に対する、第２の入力インターフェースを提供するために、中継システム５０９０内の２つの中継部５０３０Ａおよび５０３０Ｂの間に、画像複合器１０１が追加されている。第２の画像源からの光は、ページの平面に垂直な方向に送信され、１０１によって複合されて、光の経路１３１Ｂに沿って進むであろう光の経路の中に入る（図９Ｇを参照）。図９Ｊに示されるこの光学構成は、図９Ｇに示される中継部５０９０の変形形態であるが、本開示においては別個の区別はなされない。
図３Ａに示される中継部５０３０などのホログラフィック中継システムの多くでは、ディスプレイ平面１０２１の中心に置かれたホログラフィックオブジェクト体積は、自由空間に浮かぶ仮想スクリーン平面１０２２に中継される。図３Ａに示される仮想スクリーン平面１０２２と透過型反射体中継部５０３０との間の距離は、透過型反射体中継部５０３０とディスプレイスクリーン平面１０２１との間の距離によって決定される。コンパクトな設計内で、中継された仮想スクリーン平面と任意の物理デバイスとの間の最大距離を達成するには、設計で光学的折り曲げシステムを使用することが有利であり得る。図１０Ａは、複数の内部光学層から構成される光学的折り曲げシステム１１５０を示しており、それぞれの画像源からの光は、内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられる。そのような構成を使用して、中継システムとそれぞれの中継された場所との間の距離を増大させ得る。実施形態において、光学的折り曲げシステムは５つの層から構成され、光学的折り曲げシステムは、ＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、ＯＬＥＤ、または他の何らかのタイプのディスプレイであり得るディスプレイ１１０１から光を受信する。実施形態において、内部光学層はまず、入力偏光板１１１１と４分の１波長リターダ１１１２とから構成される円偏光板、反射体１１１３に光学的に先行する円偏光板を含み、次に４分の１波長リターダ１１１４、そして最後に出力偏光板１１１５を含む。４分の１波長リターダ１１１４は第１の方向に光軸を有する。第１の４分の１波長リターダ１１１２は、第１の方向に光軸を有し、第２の４分の１波長リターダ１１１４は、第２の方向に光軸を有する。ディスプレイ１１０１からの光は、２回の反射を伴う３つの通路のシーケンスで、光学的折り曲げシステム１１５０の５つ以上の層１１１１～１１１５を通過する。図１０Ａは、光が光学的折り曲げシステム１１５０の５つの層を通って進むときの、光の反射および透過のシーケンスを明示する。ディスプレイ１１０１からの光は、第１の経路１ ２０１６の一部として最初の４つの層１１１１～１１１４を通過し、第２の経路２ ２０１７の一部として最後の層１１１５から反射して、層１１１４を通過し、最後に、第３の経路３ ２０１８の一部として層１１１３から反射して、層１１１４および層１１１５を通過する。層１１１４は３回、横切られる。換言すれば、画像源からの光は、反射体１１１３と出力偏光板１１１５との間に向けられて、３つの内部通路で４分の１波長リターダ１１１４を通る。この光学システムは、図１０Ａに示されるように、層１１１１～１１１４が、それらの間の最小間隔で一緒に、層１１１５から遠く離れて置かれるように配置され得、これにより、経路２および経路３は、経路１の長さに非常に近くなり、その結果、光の経路の全長は経路１～３の長さに等しくなり、これは、光学的折り曲げシステム１１５０の経路１の長さの約３倍である。
実施形態において、入力偏光板１１１１は、直線偏光板を含み得、直線偏光板は、直線偏光の第１の状態でのみ光を透過し、直線偏光の直交する第２の状態を反射または吸収する。円形リターダの４分の１波長リターダ１１１２および４分の１波長リターダ１１１４は、一対の４分の１波長リターダまたは４分の１波長板（ＱＷＰ）を形成することができ、第１のＱＷＰ１の速軸角度は、偏光の平面に対して４５度であり得、かつ第２のＱＷＰ２の速軸角度は、偏光の平面に対して－４５度であるか、またはその逆であり得、これにより、ＱＷＰ２ １１１４は、線形偏光に対するＱＷＰ１ １１１２の効果を逆転させることができる。反射体１１１３は、半透過ミラー、誘電体ミラー、反射偏光板、他のいくつかの反射体によって形成されたハーフミラー反射体であってよい。反射偏光板１１１５は、直線偏光の第１の状態を反射し、直線偏光の直交状態を透過し得るか、または円偏光の第１の状態の変化の有無にかかわらず、円偏光の第１の状態（例えば、左旋円偏光ＬＨＣ）を反射し得（例えば、反射されたＬＨＣは、ＬＨＣまたは右旋円偏光の直交状態、ＲＨＣであり得る）、かつ円偏光ＬＨＣの第１の状態に直交する第２の円偏光状態（例えば、ＲＨＣ）を送信する。光学的折り曲げシステム１１５０は、いくつかの実施形態において、いくつかの他の光学層を含んでもよい。
図１０Ｂは、一実施形態において、ディスプレイ１１０１などの画像源からの光が、光学的折り曲げシステム１１５０の各々の層と相互作用した後に、偏光状態をどのように変化させるかを追跡する表を示す。光は経路１上でディスプレイを離れ、直線偏光板であり得る偏光板層１１１１によってフィルタリングされ、偏光板層１１１１は、直線偏光の第１の状態Ｌ１を通し、かつこの第１の状態に直交する直線偏光の第２の状態Ｌ２を吸収する。この透過された直線偏光Ｌ１は、図１０Ｂの表の１１１１および経路１の下の「偏光状態」行で、垂直矢印の偏光状態によって図示されている。４分の１波長リターダ１１１２は、直線偏光Ｌ１を円偏光状態ＬＨＣに変換し、図１０Ｂの１１１２および経路１の下で、反時計回りのらせんによって図示されている。直線偏光板１１１１および４分の１波長リターダ１１１２は、一緒に機能することによって、非偏光入力光を円偏光に変換するように動作可能であるため、円偏光板と呼ばれる。反射体層１１１３は、半透ミラーなどの半透明層であってよく、円偏光ＬＨＣの一部はこの層を通って透過し、図１０Ｂの１１１３および経路１の下で、反時計回りのらせんとしてラベル付けされている。光の透過されない部分は、円偏光状態ＲＨＣでディスプレイ１１０１に向かって反射され戻され得、ＬＨＣに直交し得、層１１１２によって、第１の状態Ｌ１に直交する直線偏光の第２の状態Ｌ２に変換され得、偏光板１１１１によって吸収され得る。反射体１１１３を離れるＬＨＣ偏光は、４分の１波長リターダ１１１４によって、直線偏光の第１の状態Ｌ１を有する直線偏光Ｌ１に再び変換され（図１０Ｂの１１１４および経路１の下の垂直矢印）、この直線偏光の第１の状態Ｌ１は、反射偏光板層１１１５によって反射されて経路２に層１１１４に向かって戻され、直線偏光の第１の状態Ｌ１が維持される（図１０Ｂの１１１５および経路２の下の垂直矢印）。層１１１４は、この光Ｌ１を透過されたＬＨＣ偏光に変換し、これは図１０Ｂの表で１１１４および経路２の下に示される、反時計回りのらせんによって示される。このＬＨＣ光は反射体１１１３によって受信され、この光の一部は、反射体１１１３によって反射されて層１１１４に向かって経路３に戻され得、この光は反射の結果として、状態ＬＨＣに直交するＲＨＣ偏光状態を有し得、これは図１０Ｂの表の１１１３および経路２の下で、時計回りの矢印で示される。４分の１波長リターダ１１１４は、このＲＨＣ偏光状態を、第１の状態Ｌ１に直交する直線偏光の第２の状態Ｌ２に変換し、これは図１０Ｂの表の１１１４および経路３の下で水平矢印によって示され、この光は、反射偏光板層１１１５を通過する。このようにして、ディスプレイからの光は、経路１、経路２、および経路３を通ってルーティングされてから、光学的折り曲げシステム１１５０の最後の反射偏光板層１１１５を離れる。
図１０Ｃは、選択的な経路長の延長を提供する光学的折り曲げシステム１１６０を含む、ディスプレイシステムの正射影図である。折り曲げシステム１１６０は、偏光制御パネル、偏光ビームスプリッタ、および反射面の２つの平面を使用して、入射光線の選択された領域の経路長を増加させる、画像化システムの光の経路に置かれるように設計されている。偏光制御パネル１１２３は、１１８８などのアドレス指定可能な区域の入射偏光の状態を選択的に変更することができるパネルであり、液晶の平面を含むＬＣＤパネルの一部分であり得る。反射面１１２５Ａおよび１１２５Ｂの各平面は、反射面からの反射によって、第１の偏光状態の光線を第２の偏光状態の光線に変換する構成を作成するために、それぞれ４分の１波長リターダ平面１１２６Ａ、および反射面の近くに配設された１１２６Ｂと対になっている。オブジェクト１１２１からの光は、両方の偏光部で放出され得るが、偏光フィルタ１１２２は、第１の偏光状態の光の経路１１３１のみが偏光制御パネル１１２３に向かって通ることを可能にする。図１０Ｃにおいて、第１の偏光の光線は破線であり、一方、第１の偏光に直交する第２の偏光の光線は実線である。偏光制御パネル１１２３によって受信される光の経路１１３１は、光線１１３１Ａの第１の部分として分類され得、この光線１１３１Ａの第１の部分は、偏光制御パネルの選択された領域１１８８に入射し、それらの第１の偏光状態は、偏光制御パネル１１２３によって、第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態（実線）の光線１１３２Ａ、および第１の偏光状態を保持し、光の経路１１３２Ｂ（破線）に沿って実質的に影響を受けない状態を継続する光線１１３１Ｂの第２の部分に変化させられる。偏光制御パネルを離れる光線１１３２は、偏光ビームスプリッタ１１３０によって受信される、第２の偏光状態の光線１１３２Ａ（実線）および第１の偏光状態の光線１１３２Ｂ（破線）を含む。第１の偏光状態（破線）の光線１１３２Ｂは、この偏光ビームスプリッタを通過し、光学システム１１６０を出る。光線１１３３Ａを含む第２の偏光状態の光線１１３２Ａは、偏光ビームスプリッタによって偏向され、光線１１３３Ｂを含むこれらの偏向された光線は、第１の対になった４分の１波長リターダ１１２６Ａおよび反射面１１２５Ａに向けられる。これらの２つの平面から反射すると、第２の偏光状態の光線（実線）は、光線１１３３Ｃを含む第１の偏光状態を有する光線（破線）に変換され、これらの光線は、第２の対になった４分の１波長リターダ１１２６Ｂおよび反射面１１２５Ｂに向かって、偏光ビームスプリッタ１１３０を通過する。対になった４分の１波長リターダ１１２６Ｂおよび反射面１１２５Ｂからの反射時に、光線１１３３Ｃを含む第１の偏光状態の光線（破線）は、光線１１３３Ｄを含む第２の偏光状態を有する光線（実線）に変換され、かつこれらの光線は、偏光ビームスプリッタ１１３０によって偏向されて、光線１１３３Ｅを含む出力光線１１３３の中に入る。図１０Ｃの光学システム１１６０によって偏向されない光線１１３２Ｂは、光源オブジェクト１１２１で点１１３５Ａにおいて発生するように追跡して戻ることができ、一方、偏光制御パネル１１２３の切り替え区域１１８８によって偏向される光線１１３３は、一般的な発散点１１３５Ｖに追跡して戻ることができる。これは、選択された区域１１８８において偏光制御パネル１１２３に入射するすべての光の経路１１３１Ａが効果的に経路長を増加させたために、それらの見かけの収束点１１３５Ｖが光源点１１３５Ａから分離され、かつ選択区域１１８８を備えた偏光選択平面１１２１が、仮想選択区域１１８８Ｖを備えた仮想平面１１２１Ｖに効果的に後退されたことを意味する。任意選択の出力偏光フィルタ１１２４は、出力光線１１３２Ｂおよび１１３３の光の経路に置かれて、経路長が増加した図１０Ｃの光源オブジェクト１１２１からの光線１１３１Ａのサブセットに対応する光線１１３３のみを通ることができ、それにより、経路長が増加していない光線１１３１Ｂのサブセットに対応する光線１１３２Ｂを反射または吸収し、それにより、選択された遮蔽区域１１８８を通過する光の経路を別の場所１１８８Ｖに中継する光学システムを提供する。
図１０Ｃに示される選択的経路長延長システム１１６０は、水平光軸から約１０度を超える角度にあるオブジェクト１１２１からの入射光の経路１１３１が偏向され得ないという点で、ＦＯＶ制限を有する。図１０Ｄは、光学的折り曲げシステム１１７０の正射影図であり、ｎ＞１の高屈折率材料の媒体１１６２に埋め込まれた偏光ビームスプリッタを使用して、ｎが約１の低屈折率材料の媒体１１６１内の光線の選択された区域に対する経路長を増加させ、かつ図１０Ｃに示される光学システムの視野を拡大するための２つの反射面を増加させる。プリズム形状に近い境界１１４４内の高屈折率材料１１６２は、入射光を光軸に向かって曲げ、したがって入射光線の受容角を増大させる。それ以外の点では、選択的経路長延長部１１７０の動作原理は、動作において選択的経路長延長部１１６０と同様である。第１の偏光（破線）の入射光線１１５１Ａ、１１５２Ａ、１１５６Ａ、および１１５７Ａは、光源１１２１および偏光フィルタ１１２２によって生成され得、ここで、１１２１および１１２２は、選択的光学的折り曲げシステム１１７０の一部ではない。これらの光線は、区域１１８８などのアドレス指定可能な区域において、１つの偏光状態を別の偏光状態に選択的に切り替えることができかつＬＣパネルの一部分であり得る、偏光制御パネル１１４３によって受信される。光線１１５１Ａは、この選択された区域を通過し、第２の偏光状態１１５１Ｂ（実線）に変換され、偏光ビームスプリッタ１１４９によって光線１１５１Ｃの中に偏向され、これが第１の対になった４分の１波長リターダ１１４６Ａおよび反射面１１４５Ａから光の経路１１５１Ｄの中に反射し、偏光状態が第１の偏光状態（破線）に切り替わり、そして偏光ビームスプリッタ１１４９を通過する。第２の対になった４分の１波長リターダ１１４６Ｂおよび反射面１１４５Ｂから反射すると、第１の偏光状態の光の経路１１５１Ｄは、第２の偏光状態の光の経路１１５１Ｅ（実線）に変換され、これが偏光ビームスプリッタ１１４９から偏向して、光の経路１１５１Ｆとして光学システム１１７０を出る。同様に、入射光の経路１１５２Ａは、同様の経路をたどり、光の経路１１５２Ｆとして光学システム１１７０を出る。選択されていない偏光制御パネルの領域に入射する光１１５６Ａおよび１１５７Ａは、偏光状態を切り替えない可能性があるが、この光線のグループのうち、境界１１４４の平面に対する法線に対してある角度で入射する光線は、より高い屈折率の区域１１６２に入ると、水平光軸に向かってそれぞれ光の経路１１５６Ｂおよび１１５７Ｂの中に偏向される。高屈折率媒体１１６２を離れると、水平光軸に対してある角度を有する光の経路１１５６Ｂおよび１１５７Ｂは、スネルの法則に従って光軸から離れて、光の経路１１５６Ｃおよび１１５７Ｃの中に偏向される。光学システム１１７０には示されていないが、偏光制御面によって選択され、偏光ビームスプリッタ１１４９によって偏向される光線１１５１Ａおよび１１５２Ａは、光源オブジェクト平面１１２１の左側に、図１０Ｃの収束点１１３５Ｖとよく似た仮想収束点を有し、かつ選択的偏光制御面は、図１０Ｃの平面１１２１Ｖと同様、この仮想収束点と光源オブジェクト１１２１との間に、対応する仮想平面を有し得る。図１０Ｃにおけるのと同様、任意選択の偏光フィルタ１１２４は、出力光線１１５１Ｆ、１１５２Ｆ、１１５６Ｃ、および１１５７Ｃの光の経路内に置かれて、光源オブジェクト１１２１からの光線１１５１Ａおよび１１５２Ａに対応する、経路長が延長された光線１１５１Ｆおよび１１５２Ｆのみを通過させ得、これにより、選択された遮蔽区域１１８８を通過する光の経路を、（例えば、図１０Ｃの１１８８Ｖと類似の）別の場所に中継する、光学システムを提供する。
図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃは、光学システムの実施形態を示し、この光学システムは、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、光複合システムから複合された画像光を受信し、受信した光を視認体積内の中継された場所に中継し、これにより、第１および第２の中継された画像表面にそれぞれ対応する、第１および第２の中継された画像表面を画定するように構成された、第１の中継システムと、を備え、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、ライトフィールドディスプレイを含み、光の経路の第１のセットは、ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元機能に従って決定される。図１１Ａは、中継する表面の深度プロファイルを反転させる一般的な中継システム５０００を示し、一方、図１１Ｂは、中継する表面の深度プロファイルを維持する一般的な中継システム５００１を示す。図１１Ｃは、図１１Ｂとわずかに異なる構成を示す。
図１１Ａは、光複合システム１０１と、中継するオブジェクトの深度プロファイルを反転させる第１の中継システム５０００とを含む、ディスプレイシステムの例を示す。図９Ａの番号は、図１１Ａで同様の要素に使用されている。中継システム５０００は、図１Ａに示される中継部５０１０、図１Ｂに示される中継システム５０２０、図３Ａに示される中継システム５０３０、または深度反転を実行する他の任意の中継システムであり得る。中継システム５０００はまた、以下の図２０および図２２に導入される中継システム５１００であってもよい。図１１Ａにおいて、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、光線グループ１３１Ａおよび１３２Ａを投影して、それぞれホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａを生成する。光線１３１Ａおよび１３２Ａは、画像複合器１０１によって、実世界オブジェクト１２３Ａの表面１２３ＡＳからの光線１３３Ｙと複合され、画像複合器１０１は、光線１３３Ｙを光線１３３Ａの中に偏向して、それらが１０１を通過する光線１３１Ａおよび１３２Ａの部分と同じ方向で進むようにする。これらの複合された光線１３１Ａ、１３２Ａ、および１３３Ａは、中継システム５０００によって受信され、光線１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ｂに中継される。光線１３１Ｂおよび１３２Ｂは、それぞれ、中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａの周りに中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂ、１２２Ｂを形成し、光線１３３Ｂは、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３ＢＳを形成する。中継された表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３ＢＳは、境界１０６０によって画定され、観察者１０５０によって視認可能である視認体積に中継されている。視認体積境界１０６０は、図１１Ａ～図１１Ｊに示されて、中継された表面がディスプレイの視野内で完全に見られ得る場所を示している。観察者１０５０は、視認体積境界１０６０内から、中継された表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３ＢＳを視認する。この境界は、本開示の他の図には示されていない。中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは、それぞれ投影されたホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａから深度反転しているのに対し、実世界オブジェクト１２３Ｂの表面１２３ＢＳも、実世界オブジェクト１２３Ａの表面１２３ＡＳと比較して深度が反転していることに留意されたい。実施形態において、ホログラフィック表面１２１Ａ／１２２Ａは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影された光の経路１３１Ａ／１３２Ａによって形成され、第１の投影された深度プロファイルを有し、第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂは、第１の投影された深度プロファイルとは異なる中継された深度プロファイルを有する、第１の中継されたホログラフィック表面を含む。実施形態において、ライトフィールドディスプレイは、第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂの第１の中継された深度プロファイルが視認者１０５０を対象とした深度プロファイルであるように、投影された光を出力するようにライトフィールドディスプレイ１００１Ａを操作することによって、第１の投影された深度プロファイルと第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を発行するように構成された、コントローラ１９０を備える。別の実施形態において、第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂの中継された場所は、第１および第２の画像源から受信された光の経路１３１Ａ／１３２Ａおよび１３３Ａが、それぞれ、第１の仮想ディスプレイ平面１０２２Ａに関して画定された第２の４Ｄ座標系における空間座標および角度座標のセットを各々が有する中継された光の経路１３１Ｂ／１３２Ｂおよび１３３Ｂに沿って中継されるように、中継システムによって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定され、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、中継された光の経路のセット１３１Ｂ／１３２Ｂの各々に対する第２の４Ｄ座標系における位置座標および角度座標が、それぞれ第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂが意図されたように視聴者に提示されることを可能にするように、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａを操作して第１の４Ｄ機能に従って投影された光を出力することによって、第２の４Ｄ機能の原因となる命令を発行するように構成された、コントローラを備える。個別にアドレス指定可能な１８８などの区域を有する１つ以上の遮蔽層１５１、１５２、および１５３は、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ｙの光の経路に配設して、実世界オブジェクト１２３Ａの遮蔽を、図９Ｂ、図９Ｃおよび図９Ｄに描かれているのとほぼ同じように提供することができる。図１０Ａ～Ｂに示される任意選択の光の経路折り曲げシステム１１５０、図１０Ｃに示される任意選択の光の経路折り曲げシステム１１６０、または図１０Ｄに示される任意選択の光の経路折り曲げシステム１１７０は、ライトフィールドディスプレイ１０２１Ａからの光１３１Ａおよび１３２Ａの経路、または実世界オブジェクト１２３Ａからの光１３３Ｙの経路の中に配設され得、これらの光線の相対的な経路長を増加させ、これによりこれらの光線によって生成された対応する表面を、中継部５０００からさらに中継させることができる。例えば、経路長延長部１１５０、１１６０、または１１７０が、光線１３１Ａおよび１３２Ａの経路に配設されている場合、中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂ、ならびに中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａはすべて、観察者１０５０のより近く、および中継部５０００からさらに離れて中継される。上に示したように、図１０Ｃに示される選択的光学的折り曲げシステム１１６０または図１０Ｄに示される選択的光学的折り曲げシステム１１７０を使用して、ホログラフィック表面１２２Ａを形成する第２の光線のグループ１３２Ａに影響を与えることなく、ホログラフィック表面１２１Ａを形成する第１の光線のグループ１３１Ａの経路長を選択的に延長することができ、逆もまた同様である。一例として、投影された表面１２１Ａからの光線１３１Ａの経路において光学的折り曲げシステムを作動させることによって、対応する中継された表面１２１Ｂを観察者１０５０のより近くに移動させることになるであろう。実施形態において、図１１Ａに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａへの調整されたディスプレイ命令、遮蔽システム１５０の遮蔽層への構成命令、および選択的光学的折り曲げシステム１１６０または１１７０のための構成命令を発行する、コントローラ１９０を含み得る。
本開示では、中継されたオブジェクトと中継された表面との間に区別がなされない場合がある。図１１Ａにおいて、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａは、それぞれ、中継システム５０００によって、中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに中継される表面である。投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａ、ならびに中継されたホログラフィックオブジェクト表面は、本開示において同等に、「投影されたホログラフィックオブジェクト表面」または「投影されたホログラフィックオブジェクト」、または「ホログラフィックオブジェクト」とさえ呼ばれ得る。対応する中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは、「中継されたホログラフィック表面」または「中継されたホログラフィックオブジェクト」と呼ばれ得る。同様に、図１１Ａにおいて、実世界オブジェクト１２３Ａは、光を反射または放出する表面１２３ＡＳを有し、この表面１２３ＡＳからの光は、中継システム５０００によって、中継された表面１２３ＢＳに中継される。本開示は、表面に言及することなく、「中継された実世界オブジェクト」または「実世界オブジェクトの中継された画像」に中継されている「実世界オブジェクト」と同等の記述を使用する場合があり、実世界オブジェクト１２３Ａまたは中継された実世界オブジェクト１２３Ｂは、表面について別個に言及することなく示される場合がある。また、ホログラフィック表面の画像源はライトフィールドディスプレイであり、ホログラフィックオブジェクトの表面に収束する光を投影し、実際のオブジェクトがあたかも光を放出または反射しているかのようにこの表面を離れる。この例において、ホログラフィックオブジェクトの表面は、収束光の実際の場所である。ただし、一部の立体ディスプレイ、自動立体ディスプレイ、水平視差のみ（ＨＰＯ）マルチビューディスプレイなどの他のタイプの画像源によって生成された画像表面は、これらの知覚された表面を観察するときにディスプレイスクリーンで視認者が目を集中させている場合であっても、知覚される画像表面を画定するように動作する。これらの例では、中継部は、知覚された画像表面を形成する光線を、視認者によって観察され得る別の場所で知覚された、中継された画像表面に中継する。
ライトフィールドディスプレイ１００１Ａの視野は、実世界オブジェクト１２３Ａを離れる光の角度範囲よりも制限され得る。状況によっては、観察者１０５０が、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂならびに実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂの両方について一貫した視野を見ることができるようにするため、かつ中継システム５０００に入り得る迷光を低減するために、観察者または光学システムの意図された視野を超える光を吸収または反射するために、角度フィルタ１２４を実世界オブジェクト１２３Ａの前に置くことができる。図１１Ａに示される実施形態において、角度フィルタ１２４は、閾値を超える角度フィルタの表面の法線に対してある角度を有する、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ｒを吸収する。実世界オブジェクトの中継された画像を中継されたホログラフィックオブジェクトと結合するライトフィールドディスプレイシステムを示している、以下のすべての例示的な図面において、角度フィルタ１２４は、それが図面に示されているかどうかにかかわらず、実世界オブジェクト１２３Ａの前で使用され得る。
図１１Ｂは、中継システム５００１が、それが中継する画像表面の深度プロファイルを維持することを除く、図１１Ａと同じ構成を含むディスプレイシステムの例である。図１１Ａの番号は、図１１Ｂにおいて使用される。図１１Ｂの中継システム５００１は、図４Ｃおよび図５Ｄに示される中継システム５０４０、図５Ｅに示される中継システム５０５０、図５Ｆに示される中継システム５０６０、図４Ｅに示される中継システム５０７０、図９Ａに示される中継システム５０８０、図９Ｇに示される中継システム５０９０、または深度を反転させない他の任意の中継システムであり得る。中継システム５００１は、以下の図２５Ａに導入される中継システム５１１０、または図２５Ｂに導入される中継システム５１２０であり得る。図１１Ｂのライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、図１１Ａに示される１２１Ａの代わりに、深度反転されたホログラフィックオブジェクト表面１２１ＡＲを投影し、かつ図１１Ａに示される１２２Ａの代わりに１２２ＡＲを投影するので、対応する中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは、図１１Ａに示されるのと同じである。図１１Ｂにおいて、投影されたホログラフィック表面１２１ＡＲおよび１２２ＡＲは、それらのそれぞれの中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂの、中継されたディスプレイ平面１０２２Ａに対する深度プロファイルと同じである、ディスプレイ平面１０２１Ａに対する深度プロファイルを有することに留意されたい。中継された実世界オブジェクト表面１２３ＢＳは、実世界オブジェクト１２３Ａの深度プロファイル１２３ＡＳとも同じ深度プロファイルを有し、中継された表面１２３ＢＳは、仮想スクリーン平面１０２２Ａひいては中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂからさらに離れているので、対応する実世界オブジェクト１２３Ａもまた、投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１ＡＲおよび１２２ＡＲよりも画像複合器１０１から遠い距離（光の経路長）に位置しなければならない。図１１Ｂに示される実施形態において、中継システム５００１は、視認体積内の実世界オブジェクトのそれぞれの中継された画像表面１２３Ｂが、実世界オブジェクト１２３Ａの表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有するように、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂを、境界１０６０によって画定され、かつ観察者１０５０によって視認できる視認体積内の実世界オブジェクトのそれぞれの中継された画像表面１２３Ｂを画定する、中継された場所に中継するように構成されている。
実施形態において、図１１Ａの中継システムは、本開示に記載される任意の実施形態に従って構成された遮蔽システムをさらに含み得、図９Ａ～図９Ｄに関して上で考察された遮蔽システム１５０を含む。遮蔽システムは、図９Ｅおよび図９Ｆに示される実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａから構成され得、これは以下の図１１Ｃに示される。さらに、コントローラ１９０は、ディスプレイ命令を、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａ、ならびに上で考察したように、１つ以上の遮蔽面１５１、１５２、および１５３を含み得る遮蔽システム１５０に送信することができる。コントローラ１９０は、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂの視野内の任意の場所で視認者１０５０によって視認され得るように、中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂのうちの１つ以上の後ろにある実世界オブジェクト１２３ＢＳの中継された表面を正しく遮蔽するために、ライトフィールド１００１Ａにディスプレイ命令を発行すると同時に、遮蔽層１５１、１５２、および１５３に遮蔽命令を発行することができる。本開示に現れる後続の図において、コントローラ１９０は、遮蔽システム１５０に接続されているように示されない場合もあるが、コントローラは、システム内の画像源１００１Ａと同様に遮蔽システム１５０に接続され得ると想定されるべきである。
図１１Ｃは、図１１Ｂのディスプレイシステムであり、遮蔽システム１５０が、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａに置き換えられ、周囲光が中継システム５００１に入るのを遮断するエンクロージャを備えている。図１１Ｂの番号は、図１１Ｃにおいて使用される。実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、図９Ｅを参照して提示され、環境光除去エンクロージャ１０８０は、上記の図５Ｇおよび図５Ｈを参照して提示されている。遮蔽オブジェクト１５５Ａは、実世界オブジェクト１２３Ａからの不要な光線を遮断する。実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、形状またはプロファイルが少なくとも１つの投影されたホログラフィックオブジェクト１２１ＡＲに類似していてもよく、マットブラックペイントなどの光吸収材料で塗装またはコーティングされていてもよい。図１１Ｃにおいて、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１ＡＲとして画像複合器１０１から等距離にあり、したがってホログラフィックオブジェクト１２１ＡＲとして中継システム５００１と等しい光の経路長を有するように位置付けられている。このため、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａが反射性または放出性である場合、１５５Ａの表面は、中継システム５１００によって、中継された表面１５５Ｂに中継され、その結果、投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１ＡＲの中継された表面１２１Ｂと、実質的に同じ場所で一致する。図５Ｇを参照して上に示したように、実世界オブジェクト１２３Ａの表面１２３ＡＳからの光線１３３ＹＳの一部は、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａ（破線）によって遮断される。１５５Ａによって遮断されない１３３ＹＳと１３３Ｙとを含む、表面１２３ＡＳからの光線の全体の分布は、中継システム５００１によって、光線１３３ＹＳＲおよび１３３Ｂの中に中継され、これらの光線は、実世界オブジェクト表面１２３ＡＳに対する実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの配置と比較した、中継された実世界オブジェクト表面１２３Ｂに対する中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂの相対的配置が同じであること、ならびに中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂに対する実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａが実質的に同じ寸法であること、を前提として、表面１２３ＡＳからの中継された光の実質的にすべての角度に対して、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂによる実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３ＢＳの遮蔽を提供する。参照用に、図９Ｆは、図９Ｅに示される観察者位置１０５０Ａ、１０５０Ｂ、および１０５０Ｃから視認した、中継された実世界オブジェクト画像表面１２３Ｃに対する図９Ｅに示される実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの効果を示す。要約すると、図１１Ｃが示すのは、投影されたホログラフィック表面１２１ＡＲと実世界オブジェクト表面１２３Ａからの光とが複合されて中継されるディスプレイシステムにおいて、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂと同じ寸法の実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂと実世界遮蔽オブジェクト１５５Ｂの中継された表面とが一致し、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａが、中継されたオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２３ＢのＦＯＶ内のすべての視認者１０５０に対して、中継されたホログラフィックオブジェクト表面の後ろにある中継された実世界オブジェクト表面１２３Ｂの遮蔽を提供するように、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の一部分を遮断する場所に置かれ得るということである。実施形態において、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、電動位置決めステージ（図示せず）によってその場所が制御され、１５５Ａは、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａの動きと協調して動くことができ１５６、これにより、中継された遮蔽オブジェクト１５５Ａの中継された位置１５５Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂの位置と継続的に一致する。コントローラ１９０は、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａの協調された動き１５６ならびに投影されたホログラフィックオブジェクト１２１ＡＲの動きを指示するために、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａにディスプレイ命令を、運動コントローラにコマンドを、同時に発行することができる。図１１Ｃに示される中継部５００１は、中継されたオブジェクト１２１ＡＲ、１２２ＡＲ、および１２３Ａの深度プロファイルを反転させないが、図１１Ａの中継部５０００などの、深度を反転させる中継部において遮蔽オブジェクトを使用することが可能である。この場合、実世界オブジェクト１２３Ａは、深度が反転された中継された実世界オブジェクトに置き換えられ得る。これを配置するために、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａおよび１２３Ａの実世界オブジェクトコピーは、図１１Ｃに示される１５５Ａおよび１２３Ａの同じ相対的配置を有することができるが、１２３Ａの実世界オブジェクトコピーは、透過型反射体中継部５０３０などの、深度を反転させる中継部を使用して、図１１Ｃに示される位置１２３Ａに中継されるであろう。そのような構成は、以下に提示する図１４Ａのディスプレイシステム１４００に示される。
本開示におけるディスプレイシステムの多くは、１つ以上の光源からの光を、中継システムを介して観察者に中継するように設計されている。これらのディスプレイシステム内での不要な散乱および反射を回避するために、１人以上の視認者によって見られている、中継されている光の方向とは反対の方向で、ディスプレイシステムの中に光を向けるのを回避することが最善である。ディスプレイシステムによって提示される中継されたオブジェクトの視認領域を、暗闇に保つことが常に可能であるとは限らない。図１１Ｃは、周囲の環境光を拒絶するために、中継された光の経路の、経路内の窓として使用される偏光フィルタ１０８１を備えた遮光エンクロージャまたはエンクロージャ１０８０の一部分に囲まれた、図１１Ｂのディスプレイシステムを示している。エンクロージャ１０８０と偏光フィルタ１０８１および１０８２とから構成されるこの環境光除去システムは、中継部５００１が中継部５０６０である場合の図５Ｇおよび図５Ｈに関して上で考察されている。偏光フィルタ１０８１は、中継されたホログラフィックオブジェクトの表面１２１Ｂおよび１２２Ｂをそれぞれ形成する、中継された光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂの経路、ならびに実世界オブジェクトの中継された表面１２３ＢＳを形成する、中継された光の経路１３３Ｂの経路の中に置かれる。窓１０８１は、第２の偏光状態にあるこれらの中継された光の経路の部分を吸収または反射しながら、第１の偏光状態にあるこれらの中継された光の経路１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ｂの部分のみを通すことができる。環境光源１０８５は２つの偏光１０９１の光を生成するが、光源偏光フィルタ１０８２は、第２の偏光状態の光１０９２のみがディスプレイシステムの周囲の環境を通過して照らすことを可能にし、この光は、ディスプレイシステムの偏光フィルタ窓１０８１を通過せず、中継部５００１内の要素または図１１Ｃのディスプレイシステム内の他の任意の構成要素から反射または散乱する。実施形態において、偏光光源１０８５は、光源偏光フィルタ１０８２なしで使用することができる。周囲光偏光フィルタ１０８２、遮光エンクロージャ１０８０、およびディスプレイシステム偏光フィルタ窓によって形成される、環境光除去システムは、本開示で提示される中継部を備えたディスプレイシステムのいずれかに使用され得ることを理解されたい。
図１１Ａ～Ｃにおいて、光複合システム１０１は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａの表面１０２１Ａである第１の画像源からの光の経路の第１のセット（例えば、１３１Ａ）に沿って光を受信するように構成された、第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面（例えば、図１１Ａの１２１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃの１２１ＡＲ）を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源（例えば、実世界オブジェクト１２３Ａの放出性または反射表面１２３ＡＳ）からの光の経路の第２のセット（例えば、１３３Ｙ）に沿って光を受信するように構成された、第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面（例えば、１２３ＡＳ）を画定するように動作可能な、第２の入力インターフェースと、を含み得る。実施形態において、第１の画像源１００１Ａは、ホログラフィック第１の画像表面（例えば、図１１Ａの１２１Ａ、図１１Ｂの１２１ＡＲ）を画定するように動作可能な、図１１Ａに示されるライトフィールドディスプレイ１００１Ａの表面１０２１Ａを含み、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａ画像源の光の経路の第１のセット（例えば、１３１Ａ）は、投影された各光の経路（例えば、１３１Ａ）が、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１Ａに関して画定された第１の四次元座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって画定される四次元機能に従って決定される。ライトフィールドディスプレイ１００１Ａの第１の画像表面は、図１１Ａのホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａ、ならびに図１１Ｂの１２１ＡＲおよび１２２ＡＲなどのホログラフィック表面を含み得る。
実施形態において、第２の画像源１２３Ａは、２Ｄディスプレイの表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、１軸にマルチビューディスプレイ表面を含むマルチビューディスプレイ表面（例えば、水平視差のみのディスプレイまたはレンチキュラーディスプレイなどのＨＰＯディスプレイ）、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。これに対応して、第２の画像源の画像表面には、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、第２のライトフィールドディスプレイから投影された光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像が含まれ得る。実施形態において、第１の中継システム５０００または５００１は、光複合システム１０１から複合された画像光を受信し、受信した光を、境界１０６０によって画定されかつ観察者１０５０によって視認可能な、視認体積内の中継された場所に中継するように構成され得、これにより、図１１Ａ～Ｃの第１および第２の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂおよび１２３Ｂは、それぞれの中継された場所で観察可能である。ホログラフィックオブジェクトに対する画像源はライトフィールドディスプレイ表面であり、ホログラフィックオブジェクトの表面に収束する光を投影し、実際のオブジェクトがあたかも光を放出または反射しているかのようにこの表面を離れる。この例において、ホログラフィックオブジェクトの表面は、収束光の実際の場所である。ただし、一部の立体ディスプレイ、自動立体ディスプレイ、水平視差のみ（ＨＰＯ）マルチビューディスプレイなどの他のタイプの画像源によって生成された画像表面は、これらの知覚された表面を観察するときにディスプレイスクリーンで視認者が目を集中させている場合であっても、知覚される画像表面を画定するように動作する。これらの例では、中継部は、知覚された画像表面を形成する光線を、視認者によって観察され得る別の場所で知覚された、中継された画像表面に中継する。
図１１Ａ～Ｃに示される構成の多くの変形形態が可能である。遮蔽システムは、第１および第２の入力インターフェース（例えば、図１１Ａの光の経路１３３Ｙ）のうちの少なくとも一方に光学的に先行する遮蔽システムを含み得、遮蔽システムは、第１および第２の画像表面（例えば、図１１Ａ～Ｃの表面１２３Ａ）のうちの少なくとも一方の一部分を遮蔽するように構成されており、遮蔽された部分は、第１および第２の中継された画像表面（例えば、図１１Ａ～Ｂの中継された画像表面１２３ＢＳの遮蔽された部分１８９）のうちの少なくとも１つの中継された遮蔽された部分に対応し、中継された遮蔽された部分（例えば、図１１Ａ～Ｂの１８９）は、第１および第２の中継された画像表面（例えば、図１１Ａ～Ｂの中継された画像１２１Ｂ）のうちの他方によって遮蔽されているものとして、観察可能である。実施形態において、遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽層（例えば、図１１Ａの遮蔽システム１５０の層１５１、１５２、および１５３）を含む。実施形態において、遮蔽層は、個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素（例えば、図１１Ａ～Ｂの１８８）を含む。この個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素は、入射光または視差バリアの一部分を遮断するように構成された遮蔽部位を含み得る。実施形態において、個別にアドレス指定可能な要素を含む１つ以上の遮蔽層は、１つ以上の透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、または光を選択的に遮蔽するように動作可能な他のパネルを含む。実施形態において、図１１Ａ～Ｂの第１の中継された画像表面１２１Ｂは、背景表面を含む第２の中継された画像表面１２３Ｂの前に前景表面を含み、少なくとも１つの遮蔽層は、第２の画像源１２３Ａの前に位置し、背景表面１２３Ｂの遮蔽された部分１８９が、前景表面１２１Ｂの後ろで観察されないように、前景表面１２１Ｂのサイズおよび形状にスケーリングされたサイズおよび形状を有する、遮蔽区域１８８を画定するように動作可能である。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層１５２と第２の画像表面源１２３ＡＳとの間の距離は、中継された前景表面１２１Ｂと中継された背景表面１２３Ｂとの間の距離に実質的に等しい。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層によって画定される遮蔽区域１８８は、境界１０６０によって画定される視認体積に中継されて、前景表面１２１Ｂと実質的に一致する。実施形態において、光学システムは、遮蔽区域１８８の動きを、境界１０６０によって画定される視認体積内の画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂの動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える。実施形態において、図１１Ａの少なくとも１つの遮蔽層１５２内の遮蔽区域の動きは、少なくとも部分的に、少なくとも１つの遮蔽層内の、図１１Ａの個別にアドレス指定可能な要素１８８を変調することによってもたらされる。
実施形態において、遮蔽システムは、実世界遮蔽オブジェクト（図１１Ｃの１５５Ａ）によって提供され得、この遮蔽オブジェクトは、その中継された場所（図１１Ｃの１５５Ｂ）が、中継された画像表面（図１１Ｃの１２１Ｂ）と同期し続けることができるように、電動化され得る。実施形態において、図１１Ｃを参照すると、第１の中継された画像表面１２１Ｂは、背景表面を含む第２の中継された画像表面１２３Ｂの前に前景表面を含み、かつ少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１５５Ａは、第２の画像源１２３Ａの前に位置し、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１５５Ａのサイズおよび形状は、背景表面１２３ＢＳの遮蔽部分が前景表面１２１Ｂの後ろで観察できないように、境界１０６０によって画定される視認体積内の前景表面１２１Ｂのサイズおよび形状にスケーリングされる。実施形態において、図１１Ｃを参照すると、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１５５Ａと第２の画像表面源１２３Ａとの間の距離は、中継された前景表面１２１Ｂと中継された背景表面１２３Ｂとの間の距離に実質的に等しい。別の実施形態では、図１１Ｃを参照すると、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１５５Ａによって画定される遮蔽区域は、境界１０６０によって画定される視認体積に１５５Ｂまで中継されて、前景表面と実質的に一致する。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１５５Ａは電動化されており、これにより動くことができる１５６。別の実施形態において、光学システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１５５Ａの動き１５６を、境界１０６０によって画定される視認体積内の中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、または１２３Ｂの動きと協調させるように動作可能な、コントローラ１９０をさらに備える。実施形態において、図１１Ａ～Ｃの第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂは、前景で観察可能であり、一方、図１１Ａ～Ｃの第２の中継された画像表面１２３Ｂは、背景で観察可能である。別の実施形態において、第１の中継された画像表面は、背景で観察可能であり得、かつ第２の中継された画像表面は、前景で観察可能であり得る。さらに別の実施形態において、第１および第２の中継された画像表面は、前景または背景の両方で観察可能であり得る。図１１Ｂに示される実施形態において、中継システムは、中継されたオブジェクト表面の深度プロファイルを反転させないが、中継システムは、視認体積内の実世界オブジェクトのそれぞれの中継された画像表面１２３Ｂが、実世界オブジェクト１２３Ａの表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有するように、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂを、境界１０６０によって画定される視認体積内の実世界オブジェクトのそれぞれの中継された画像表面１２３Ｂを画定する、中継された場所に中継するように構成されている。
実施形態において、光複合システム１０１の第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する光学的折り曲げシステムがあり得る（図１１Ａ～Ｃの、ホログラフィックディスプレイ１００１Ａからの光の経路または実世界オブジェクト１２３Ａからの光の経路内において）。代替的に、図１１Ａにおいて、光学的折り曲げシステム１１５０が、光複合システム１０１と中継システム５０００との間（ホログラフィックオブジェクトからの光１３１Ａおよび１３２Ａが実世界オブジェクト１２３Ａからの光１３３Ｙと複合された後）、中継システム５０００と観察者１０５０との間、またはシステムの光の経路内の何らかの他の場所に置かれ得る。光学的折り曲げシステム１１５０を使用して、第１の光源１００１Ａまたは第２の光源１２３Ａのいずれかからの光の経路長を延長することができる。上に示したように、図１０Ｃに示される選択的光学的折り曲げシステム（選択的経路長延長器）１１６０または図１０Ｄに示される選択的光学的折り曲げシステム１１７０を使用して、ホログラフィック表面１２２ＡＲを形成する第２の光線のグループ１３２Ａに影響を与えることなく、ホログラフィック表面１２１ＡＲを形成する図１１Ｃの第１の光線のグループ１３１Ａの経路長を選択的に延長することができ、逆もまた同様である。一例として、投影された１２１ＡＲからの光線１３１Ａの経路において光学的折り曲げシステムを作動させることによって、対応する中継された表面１２１Ｂを観察者１０５０のより近くに移動させることになるであろう。実施形態において、図１１Ｃに示されるディスプレイシステムは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａへの調整されたディスプレイ命令、遮蔽オブジェクト１５５Ａの動き１５６に関与する運動コントローラへの構成命令、および選択的光学的折り曲げシステム１１６０または１１７０のための構成命令を発行する、コントローラ１９０を含み得る。
実施形態において、図１１Ａ～Ｃの光学ディスプレイシステムは、中継部５０００または５００１の第１および第２のインターフェースのうちの１つに光学的に先行する、光学的折り曲げシステムをさらに備え得る。これらの任意選択の光学的折り曲げシステムは、図１１Ａ～Ｃにおいて、第１の画像源１２３Ａからの光の経路１３３Ａ内に位置するか、または第２の画像源１００１Ａからの光の経路１３１Ａおよび１３２Ａ内に位置する、１１５０、１１６０、または１１７０とラベル付けされる。光学的折り曲げシステム１１５０は、図１０Ａ～Ｂを参照して上で詳細に記載され、選択的光学的折り曲げシステム１１６０および１１７０は、それぞれ図１０Ｃおよび図１０Ｄを参照して上で詳細に記載されている。実施形態において、光学的折り曲げシステム１１５０、１１６０、または１１７０は、複数の内部光学層を含み、それぞれの画像源１００１Ａまたは１２３Ａからの光は、内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられ、それによって、境界１０６０によって画定される視認体積内の中継サブシステムと画像表面場所との間の光の経路距離を増加させる。図１１Ａ～Ｃの実施形態において、１つの画像源は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａを含み、光学的折り曲げシステムは、ライトフィールドディスプレイからの光１３１Ａおよび１３２Ａの経路内に位置して、境界１０６０によって画定される視認体積内のそれぞれの画像表面場所１２１Ｂ／１２２Ｂと中継システム５０００もしくは５００１との間の光の経路長距離を増加させる。実施形態において、図１１Ａ～Ｃを参照すると、１つの画像源は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａを含み、光学的折り曲げシステムは、第２の画像源１２３Ａの経路内に位置して、境界１０６０によって画定される視認体積内の、１２３Ｂなどのそれぞれの画像表面場所と中継システム５０００もしくは５００１との間の光の経路長距離を増加させる。別の実施形態において、図１１Ｃに示される光学システムは、中継システム５００１の内部層内で、または光線１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ｂの経路内の中継システム５００１の出力上で、中継システムの第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に後続する、光学的折り曲げシステムをさらに含み得る。実施形態において、図１１Ａ～Ｃに示される光学システムは、中継システムを部分的に囲むエンクロージャ（例えば、図１１Ｃの１０８０）と、偏光フィルタを含む窓（例えば、図１１Ｃの１０８１）とを含む、図１１Ｃに示されるような環境光除去システムを有する。さらなる実施形態において、偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する周囲光を遮断するように動作可能である。周囲光は、第１の偏光状態を有し得、第１の偏光状態の光のみを通過させるように構成された、偏光出力フィルタを含む光源によって提供される（例えば、図１１Ｃの偏光出力フィルタ１０８２によってフィルタリングされる光源１０８５）。
図１１Ｂの中継システム５００１は、図９Ａの中継システム５０８０または図９Ｇの中継システム５０９０のように構成され得、これにより、実世界オブジェクト１２３Ａは、場合によっては深度反転を解決する目的で２回中継され得る。いくつかの構成では、中継システム５００１は、図５Ｄの中継部５０４０、図５Ｅの５０５０、または図５Ｆの５０６０のように、中継されたホログラフィックオブジェクトまたは実世界オブジェクトの倍率変化を導入することができる。他の構成では、中継部５００１は、図５Ｄの湾曲した表面中継部５０４０および図５Ｅの５０５０、または図５Ｆの中継部５０６０のフレネルミラーについて上述したように、光線のＵＶ角度座標再マッピングを導入することができる。中継部は、ライトフィールドディスプレイ平面１０２１Ａと中継された仮想ディスプレイ平面１０２２Ａとの間に、９０度の回転、１８０度の回転を導入し得、または、別の実施形態において、中継部がライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび観察者と一列に並んでいる構成では、回転しない場合があり、これは以下で記載する。いくつかの構成では、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａの第１の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂと、実世界オブジェクト１２３Ａの第２の中継された画像表面１２３Ｂとの間には、かなりの距離がある。別の実施形態では、中継システム５０００または５００１は、図１１Ａのホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａ／１２２Ａおよび図１１Ｂの１２１ＡＲ／１２２ＡＲのみを中継し、かつ実世界オブジェクトからの光を中継せずに単に透過させ得るか、あるいは逆に、中継部は、実世界オブジェクトからの画像表面１２３Ａのみを中継し、ホログラフィックオブジェクト表面を中継せずに、それぞれの図１１Ａのホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａ／１２２Ａおよび図１１Ｂの１２１ＡＲ／１２２ＡＲからの光を単に透過させ得る。これらの構成の多くの実施例を以下に示す。
次の２つの図面、図１１Ｄおよび図１１Ｅは、光学システムを示しており、この光学システムは、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、中継システムであって、光複合システムから複合された光を受信し、受信した光を、境界１０６０によって画定される視認体積内の中継された場所に中継し、これにより、第１および第２の中継された画像表面が、それぞれの中継された場所で観察可能となるように構成されている、中継システムと、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成された遮蔽システムと、を含む、光複合システムを備える。これらの光学システムにおいて、第１の画像源も第２の画像源もライトフィールドディスプレイである必要はないが、それ以外の点では、これらの光学システムは図１１Ａ～Ｃに示される光学システムと同様である。
図１１Ｄは、図１１Ａのディスプレイシステムであり、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａが、ディスプレイ表面９９１Ａを備えたディスプレイ９９０Ａに置き換えられている。図１１Ａの番号は、図１１Ｄにおいて使用される。表面９９１Ａを備えた第１の画像源ディスプレイ９９０Ａからの光線１３１Ｇおよび１３２Ｇは、それぞれ、光の経路１３１Ｈおよび１３２Ｈに中継され、中継された仮想ディスプレイ平面９９２Ａに集束される。実世界オブジェクト１２３Ｂは、図１１Ａに示されるのと同じ場所に中継される。遮蔽面１５１～１５３上の部位１８８は、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の一部を遮断するように作動され得、その結果、実世界オブジェクトの中継された画像１２３Ｂの部分は、仮想ディスプレイ平面９９２Ａ上の中継された画像の後ろで見ることはできない。コントローラ１９０は、遮蔽システム１５０ならびに第１の画像源９９０Ａに命令を発行することができる。代替の構成において、光線１３３Ｙは、図１１Ｃに示される１５５Ａのような実世界遮蔽オブジェクトを使用して遮断され得、この遮蔽オブジェクトは、コントローラ１９０によって指示されるように、１つ以上の電動ステージを使用して動かされ得る。実施形態において、図１１Ｄの第１および第２の画像源は、ディスプレイ９９０Ａおよび実世界オブジェクト１２３Ａであるが、第１および第２の画像源は各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面、のいずれかであることができる。第１および第２の画像源の各々からの光は、対応する画像表面を画定するように動作可能であり、この対応する画像表面は、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ライトフィールドディスプレイから投影された光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像、のいずれかであり得る。実施形態において、図１１Ｄの深度プロファイル反転中継部５０００は、図１１Ｂに導入された深度反転を実行しない別の中継部５００１と置き換えることができ、その結果、第１および第２の画像源によって画定された投影された画像表面は、投影された画像表面とは異なる深度プロファイルを有する中継された画像表面に中継される。
別の実施形態において、図１１Ａに示される中継システムのさらなる構成選択肢として、図１１Ｄの実世界オブジェクト１２３Ａは、代わりに第２のディスプレイであってよい。図１１Ｅは、図１１Ａのディスプレイシステムであり、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび実世界オブジェクト１２３Ａの両方が、場合により異なるタイプであるディスプレイ９９０Ａおよび９９２Ａに置き換えられている。図１１Ｅにおいて、ディスプレイ９９０Ａのディスプレイ表面９９１Ａ、およびディスプレイ９９２Ａのディスプレイ表面９９３Ａは各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面であり得る。図１１Ｄのいくつかの番号は、図１１Ｅにおいて使用される。ディスプレイ９９０Ａからの光の経路１３１Ｇおよび１３２Ｇは、それぞれ光の経路１３１Ｈおよび１３２Ｈに中継され、集束された第１の中継された仮想画像平面９９２Ａを形成する。ディスプレイ９９３Ａからの光の経路９９６Ａは、画像複合器１０１によって光の経路９９６Ｂの中に偏向され、光の経路９９６Ｂは、中継部５０００によって受信され、第２の中継された仮想画像平面９９４Ａに収束する光の経路９９６Ｃに中継される。高角度の光の経路９９６Ｒは、角度フィルタ１２４によって拒絶され得る。観察者１０５０に対し、中継された仮想画像平面９９２Ａは中継された画像平面９９４Ａの前にあり、したがって、１つ以上の遮蔽面１５１～１５３上の遮蔽区域１８８は、中継された背景画像平面９９４Ａからの光の部分１８９が、中継された前景画像平面９９２Ａ上の前景画像の後ろで見られるのを遮断するために、作動され得る。コントローラ１９２は、第１の画像源９９０Ａおよび第２の画像源９９２Ａと同様に、遮蔽システム１５０に接続され得る。遮蔽は、遮蔽システム１５０に依存するのではなく、ディスプレイ９９２Ａに発光しないように指示することによっても達成することができる。遮蔽システム１５０は、図１１Ｃに示される実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａで置き換えることができる。
実施形態において、図１１Ｄ～Ｅに図示されるように、ディスプレイシステムは、光複合システム１０１から構成されることができ、この光複合システム１０１には、１）光の経路１３１Ｇまたは１３２Ｇの第１のセットに沿って第１の画像源９９０Ａから光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源９９０Ａからの光は、第１の画像表面９９１Ａを画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、２）図１１Ｄの第２の画像源１２３Ａまたは図１１Ｅの９９２Ａからの光の経路の第２のセットに沿って、図１１Ｄの光１３３Ｙまたは図１１Ｅの９９６Ａを受信するように構成された、第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光は、図１１Ｄの第２の画像表面１２３ＡＳまたは図１１Ｅの９９３Ａを画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、が含まれ得る。ディスプレイシステムはまた、光複合システム１０１から、複合された画像光（例えば、図１１Ｄの１３１Ｇ、１３２Ｇ、および１３３Ａ、ならびに図１１Ｅの１３１Ｇ、１３２Ｇ、および９９６Ｂ）を受信し、受信された光を、中継された場所（例えば、図１１Ｄの９９２Ａおよび１２３Ｂ、ならびに図１１Ｅの９９２Ａおよび９９４Ａ）に中継するように構成され得、これにより、第１および第２の中継された画像表面（例えば、図１１Ｄの９９２Ａ上の画像、もしくは実世界オブジェクトの中継された画像１２３Ｂの表面１２３ＢＳ、または図１１Ｅの９９２Ａおよび９９４Ａ上の画像）は、それぞれの中継された場所で観察可能である。ディスプレイシステムはまた、第１および第２の入力インターフェース（遮蔽層１５１Ａ、１５１Ｂ、および１５１Ｃ上の遮蔽区域１８８）のうちの少なくとも一方に光学的に先行する遮蔽システムから構成されていてもよく、この遮蔽システムは、第１および第２の画像表面（図１１Ｄの１２３ＡＳ、図１１Ｅの９９３Ａ）のうちの少なくとも一方の一部分を遮蔽するように構成され、遮蔽された部分は、第１および第２の中継された画像表面（図１１Ｄの１２３ＢＳ、または図１１Ｅの９９４Ａ）のうちの少なくとも１つの中継された遮蔽された部分（１８９）に対応し、中継された遮蔽された部分は、第１および第２の中継された画像表面のうちの他方によって遮蔽されている（図１１Ｄの１２３ＢＳは９９２Ａの表面上の画像によって遮蔽され得、図１１Ｅの表面９９４Ａ上の画像は表面９９２Ａ上の画像によって遮蔽され得る）。代替的に、図１１Ｃに示される遮蔽システムを利用することができ、ここで、第１および第２の中継された画像表面（図１１Ｄの１２３ＢＳ、または図１１Ｅの９９４Ａ）のうちの少なくとも１つの遮蔽は、第１または第２の画像表面の前に配設された、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａを用いて達成することができる。より一般的に、かつ図１１Ａ～Ｄに明示されるように、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つには、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、水平視差のみのディスプレイもしくはＨＰＯディスプレイの表面を含むマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ内の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれる。実施形態において、第１および第２の画像面のうちの少なくとも１つには、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ライトフィールドディスプレイから投影された光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像が含まれる。図１１Ｄ～Ｅに示される遮蔽システム、光学的折り曲げシステム、および環境光除去の特徴は、上の図１１Ａ～Ｃを参照して記述されている。
光学システムが、第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、ライトフィールドディスプレイを含む第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースと、第１および第２の画像源から受信した光を、境界１０６０によって画定される視認体積に向けるように構成された中継システムであって、第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つが、中継システムによって、境界１０６０によって画定される視認体積内に中継される中継システムと、を含み得ることが可能である。第１または第２の画像源のうちの１つのみからの光を中継することができる。図８Ａ～Ｃは、中継部自体が２つの光源からの光を複合する、２つの光源を備えた中継構成を明示している。図１１Ｆは、中継部５００２が２つの画像源からの光の経路を受け入れ、同時に光の経路を複合して中継する光学ディスプレイシステムを示す。中継部５００２は、第２の画像源からの光の経路を受け入れるために、２つの中継要素５０３０Ａおよび５０３０Ｂの間に置かれた画像複合器を備えた（図９Ｊを参照）、図９Ｇに示される中継部５０９０もしくは図９Ａに示される中継部５０８０であり得る。図１１Ｆにおいて、中継部５００２は、第１の画像源１２３Ａからの光の経路１３３Ａの第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースを有し、第１の画像源からの光は、実世界オブジェクト１２３Ａの表面上に、放出性表面１２３ＡＳまたは反射表面１２３ＡＳの形態をとり得る、第１の画像表面１２３ＡＳを画定するように動作可能である。中継システム５００２の第２のインターフェースは、投影された各光の経路１３１Ａおよび１３２Ａが、第２の画像源のディスプレイスクリーン平面１０２１Ａに関して画定された第１の四次元座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって画定される四次元機能に従って決定される、第２の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光の経路１３１Ａおよび１３２Ａの第２のセットを受信するように構成されている。第２の画像源からの光１３１Ａ、１３２Ａは、ホログラフィック画像表面を含む第２の画像表面１２１Ａおよび１２２Ａを画定するように動作可能である。中継システム５００２は、第２の画像源１００１Ａから受信した光１２１Ａ、１２２Ａ、および第１の画像源１２３ＡＳから受信した光１３３Ａを、仮想平面１０２２Ａの近くの、境界１０６０によって画定される視認体積に向けるように構成され、ここで、第１の画像表面１２３Ａおよび第２の画像表面１２１Ａ／１２２Ｂのうちの少なくとも１つが、かつこの場合は両方の画像表面が、中継システムによって、境界１０６０によって画定される視認体積の中に中継される。図１１Ｆにおいて、中継システム５００２は、画像表面１２１Ａ、１２２Ａを形成する受信された光１３１Ａ、１３２Ａを、それぞれ、中継された画像面１２１Ｂ、１２２Ｂを形成する光の経路１３１Ｂ、１３２Ｂの中に中継する。中継システム５００２はまた、実世界画像表面１２３ＡＳから受信された光１３３Ａを、中継された表面１２３ＢＳを形成する光線１３３Ｂの中に中継する。
図１１Ｆにおいて、コントローラ１９０は、遮蔽システム１５０ならびに画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａに接続され得、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａにディスプレイ命令を発行し、同時に、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂおよび１２３Ｂの、境界１０６０によって画定される視認体積内の任意の場所で視認者１０５０によって視認され得るように、中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂのうちの１つ以上の後ろにある実世界オブジェクト１２３ＢＳの中継された表面を正しく遮蔽するために、遮蔽システム１５０内の１つ以上の遮蔽層１５１、１５２および１５３に遮蔽命令を発行する。図１１Ｆにおいて、第１の画像表面１２３Ａおよび第２の画像表面１２１Ａ／１２２Ａの両方が、中継システム５００２によって、観察者１０５０の近くの視認体積内に中継されて、それぞれ、第１の中継された画像表面１２３Ｂおよび第２の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂを画定し、光１３３Ａの遮蔽された部分１８８は、第１の中継された画像表面１２３Ｂおよび第２の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂ（この場合は第１の中継された画像表面１２３Ｂ）のうちの少なくとも一方の、中継された遮蔽部分１８９に対応し、中継された遮蔽された部分は、第１および第２の中継された画像表面のうちの他方（この場合は１２１Ｂ）によって遮蔽されているとして、観察者１０５０の近くの、境界１０６０によって画定される視認体積内で観察可能である。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層は、１つ以上の個別にアドレス可能な要素を有し得、これは、入射光または視差バリアの一部分を遮断するように構成された遮蔽部位であり得る。個別にアドレス指定可能な遮蔽要素を備えた遮蔽層は、１つ以上の透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、または光を選択的に遮蔽するかもしくは視差バリアを形成するように動作可能な、他のパネルであり得る。代替的に、図１１Ｃに示される遮蔽システムを利用することができ、ここで、第１および第２の中継された画像表面（図１１Ｆの１２３ＢＳ）のうちの少なくとも１つの遮蔽は、第１または第２の画像表面（図１１Ｆの１２３Ａ）の前に配設された、実世界遮蔽オブジェクト（図１１Ｃの１５５Ａ）を用いて達成することができる。この場合、コントローラ１９０は、図１１Ｃに明示されるように、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂの動きと協調して実世界遮蔽オブジェクトの位置を変更する運動コントローラに、命令を発行することができる。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層１５２と背景画像源１２３Ａとの間の距離は、中継された前景表面１２１Ｂと中継された背景表面１２３Ｂとの間の距離に実質的に等しい。別の実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層１５２によって画定される遮蔽区域１８８は、境界１０６０によって画定される視認体積に中継されて、前景表面１２１Ｂと実質的に一致する。実施形態において、コントローラ１９０は、遮蔽区域１８８の動き（または図１１Ｃの１５５Ａなどの実世界遮蔽オブジェクトの位置）を、境界１０６０によって画定される視認体積内の画像表面１２１Ｂまたは１２２Ｂの動きと協調させるように動作可能である。実施形態において、第１の画像源１２３Ａには、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。図１１Ｆの実施形態では、実世界遮蔽オブジェクト（例えば、図１１Ｃの１５５Ａ）、または光線１３１Ａおよび１３２Ａの経路内の中継部５００２の第２の入力インターフェースに光学的に先行する、１つ以上の遮蔽面（例えば、１５０）から構成される追加の遮蔽システムは、１２３Ｂが１２１Ｂまたは１２２Ｂの前に中継される場合に中継された第１の画像表面１２３Ｂによって遮蔽され得る、中継されたホログラフィック面１２１Ｂまたは１２２Ｂの一部分に対応する、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光の一部分を遮蔽するように構成され得る。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽区域１８８または遮蔽オブジェクト（図示しないが、図１１Ｃの１５５Ａに類似）のサイズおよび形状は、境界１０６０によって画定される視認体積内の前景表面１２１Ｂのサイズおよび形状にスケーリングされ、これにより、背景表面１２３Ｂの遮蔽された部分１８９は、前景表面１２１Ｂの後ろで観察することができない。実施形態において、第１の画像源１２３Ａおよび第２の画像源１００１Ａからの光は両方とも、境界１０６０によって画定される視認体積内に中継されて、それぞれ、第１の中継された画像表面１２３Ｂおよび第２の中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂを形成する。第１および第２の中継された画像表面は、両方とも前景で１０５０によって観察可能であり、両方とも背景で観察可能であり得、または一方が前景で、かつ他方が背景で観察可能である。
図１１Ｆに示されるディスプレイシステムの中継部５００２は、平行平面上にかつ互いに分離されて置かれた２つの透過型反射体５０３０から構成され、それらの間に画像複合器１０１Ｆが配設されている、図９Ｇに示される中継部５０９０であり得る。第１の透過型反射体中継サブシステムは、実世界オブジェクト１２３Ａの表面である、第１の画像源から光を受信するように構成された、第１の入力インターフェースを提供し、受信した光を、実世界オブジェクト１２３Ａの第１の中継された画像表面を画定しかつ画像複合器によって受信されるように中継するように動作可能であり、第１の中継された画像表面は、それぞれの画像表面１２３Ａの深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する。中継システム５０９０は、実世界オブジェクト表面１２３Ａの中継された表面を形成する第１の中継サブシステムからの光と、ホログラフィック表面を画定する第２の画像源からの光とを複合するように位置付けられた画像複合要素をさらに備え、第１の中継された画像表面およびホログラフィック表面を含む複合された光は、複合された光を視認者１０５０の近くの境界１０６０によって画定される視認体積に中継するように構成された、第２の中継サブシステムに向けられる。画像複合器は、第１の画像源１２３Ａの表面１２３ＡＳからの光を受信するための第１のインターフェースを提供し、この光は、第２の画像源１００１Ａからの光と複合され、第２の透過型反射体中継サブシステムによって、視認者１０５０の近くの視認体積１０６０に中継される。実世界オブジェクト１２３Ａの表面は、１２３Ｂに２回中継され、一方、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａ、１２２Ａの表面は、それぞれ１２１Ｂ、１２２Ｂに１回中継される。このため、実世界オブジェクト１２３Ａの、２回中継されたホログラフィック表面１２３Ｂの深度プロファイルは反転されないが、１回中継されたホログラフィック表面１２１Ｂ、１２２Ｂの深度プロファイルは反転される。換言すれば、中継システム５００２は、第２の中継サブシステム（例えば、図９Ｇの５０３０Ｇ）を備え、この第２の中継サブシステムは、表面１２３ＡＳから中継された第１の中継された画像表面を、観察者１０５０の近くの視認体積１０６０内の中継場所に中継して、第１の画像源１２３Ａからの光によって画定されるそれぞれの画像表面１２３Ａに対応する、第２の中継された画像表面１２３Ｂを画定するように構成され、第２の中継された画像表面１２３Ｂは、第１の画像源１２３Ａからの光によって画定される、それぞれの画像表面１２３Ａの深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する。実施形態において、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影された光の経路１３１Ａ、１３２Ａによって画定されるホログラフィック表面１２１Ａ、１２２Ａは、それぞれ、スクリーン平面１０２１Ａに対する第１の投影された深度プロファイルを有し、ホログラフィック表面は、中継システムによって中継されて、対応する第１の投影された深度プロファイルとは異なる仮想平面１０２２Ａに対する第１の中継された深度プロファイルを有する、中継されたホログラフィック表面を含む、第１の中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂを画定する。実施形態において、ライトフィールドディスプレイは、第１の中継された画像表面の第１の中継された深度プロファイルが視認者を対象とした深度プロファイルであるように、投影される光を出力するようにライトフィールドディスプレイ１００１Ａを操作することによって、第１の投影された深度プロファイルと第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を受信するように構成された、コントローラ１９０を備える。別の実施形態において、第１の中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂの中継された場所は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光が、各々第２の４Ｄ座標系における空間座標および角度座標のセットを有する中継された光の経路１３１Ｂ、１３２Ｂに沿って中継されるように、中継サブシステム５００２によって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定され、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、中継された光の経路１３１Ｂ、１３２Ｂに対する第２の４Ｄ座標系における位置座標および角度座標が、中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂが意図されたように視認者１０５０に提示されることを可能にするように、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａを操作して第１の４Ｄ機能に従って光を出力することにより、第２の４Ｄ機能の原因となる命令を受信するように構成された、コントローラ１９０を備える。これは、上の図５Ｄを参照して詳細に考察されている。
実施形態において、図１１Ｆの光学ディスプレイシステムは、中継部５００２の第１および第２のインターフェースのうちの１つに光学的に先行する、光学的折り曲げシステムをさらに備え得る。これらの任意選択の光学的折り曲げシステムは、図１１Ｆにおいて、第１の画像源１２３Ａからの光の経路１３３Ａ内に位置するか、または第２の画像源１００１Ａからの光の経路１３１Ａおよび１３２Ａ内に位置する、１１５０、１１６０、または１１７０とラベル付けされる。光学的折り曲げシステム１１５０は、図１０Ａ～Ｂを参照して上で詳細に記載され、選択的光学的折り曲げシステム１１６０および１１７０は、それぞれ図１０Ｃおよび図１０Ｄを参照して上で詳細に記載されている。実施形態において、光学的折り曲げシステム１１５０、１１６０、または１１７０は、複数の内部光学層を含み、それぞれの画像源からの光は、内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられ、それによって、境界１０６０によって画定される視認体積内の中継サブシステムと画像表面場所との間の光の経路距離を増加させる。実施形態において、１つの画像源は、ライトフィールドディスプレイ１０２１Ａを含み、光学的折り曲げシステムは、ライトフィールドディスプレイからの光１３１Ａおよび１３２Ａの経路内に位置して、視認者１０５０の近くの視認体積内のそれぞれの画像表面場所と中継システム５００２との間の光の経路長距離を増加させる。実施形態において、１つの画像源は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａを含み、光学的折り曲げシステムは、第２の画像源１２３Ａの経路内に位置して、視認者１０５０の近くの境界１０６０によって画定される視認体積内の、１２３Ｂなどのそれぞれの画像表面場所と中継システム５００２との間の光の経路長距離を増加させる。別の実施形態において、図１１Ｆに示される光学システムは、中継システム５００２の内部層内で、または光線１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ｂの経路内の中継システム５００２の出力上で、中継システムの第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に後続する、光学的折り曲げシステムをさらに含み得る。実施形態において、図１１Ｆに示される光学システムは、中継システムを部分的に囲むエンクロージャ（例えば、図１１Ｃの１０８０）と、偏光フィルタを含む窓（例えば、図１１Ｃの１０８１）とを含む、図１１Ｃに示されるような環境光除去システムを有する。さらなる実施形態において、偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する周囲光を遮断するように動作可能である。周囲光は、第１の偏光状態を有し得、第１の偏光状態の光のみを通過させるように構成された、偏光出力フィルタを含む光源によって提供される（例えば、図１１Ｃの偏光出力フィルタ１０８２によってフィルタリングされる光源１０８５）。
図１１Ｆに示されるディスプレイシステムの中継部５００２は、第１の画像源実世界オブジェクト１２３Ａからの第１の放出性または反射表面１２３ＡＳ、ならびに第２の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって投影される第２のホログラフィック画像表面１２１Ａ、１２２Ａを中継する。実施形態において、図１１Ｆに示される光学システムは、これらの２つの画像源から光の経路のセットを受信し、この光を境界１０６０によって画定される視認体積に向ける中継部から構成され得るが、ここで、画像源のうちの１つからの光の経路の１セットのみが中継される。図１１Ｇは、図１１Ｆのディスプレイシステムであり、２つの光源からの画像表面を中継する中継部５００２が中継部５００３に置き換えられており、中継部５００３は、１つの光源であるライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影された画像表面のみを中継し、一方で他の画像源実世界オブジェクト１２３Ａからの光は、観察者１０５０の近くの視認体積に直接通す。図１１Ｆの番号は、図１１Ｇにおいて使用される。中継部５００３は、１つの再帰反射体１００６Ｂのみを備えた図１Ｂに示される中継システム５０２０、１つの反射ミラー１００７Ｂのみを備えた図５Ｅに示される中継システム５０５０、１つの反射型フレネルミラー１００８Ｂのみを備えた図５Ｆに示される中継システム５０６０、または第２のインターフェースから到着する光を直接通させながら、同時に第１のインターフェースからの光を中継する、他の中継部であり得る。これらの中継部５０２０、５０４０、および５０５０の各々は、ビームスプリッタと、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光を受け入れる第１の中継インターフェースの反対側に配設された、集束要素（例えば、５０２０用の再帰反射体、または５０４０および５０５０用の反射集束ミラー）とから構成され得る。投影されたホログラフィック表面１２１Ａおよび１２２Ａは、これらの中継構成５０２０、５０４０、および５０５０の第１のインターフェースによって中継され、一方で第２の中継インターフェース上で受信された実世界オブジェクト１２３Ａからの光は、能動的に中継されることなく、中継部のビームスプリッタを直接通過し、観察者１０５０に到達する。
境界１０６０によって画定される視認体積内の観察者１０５０は、中継部５００３を直接通過する光１３３Ａを生成する実世界背景オブジェクト１２３Ａの前に、２つの中継された前景ホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂを見ることができる。遮蔽面からなる遮蔽システム１５０、または図１１Ｃに示される１５５Ａのような実世界遮蔽オブジェクトを使用して、１つ以上の中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂの後ろの実世界背景オブジェクト１２３Ａの部分を遮蔽することができる。実施形態において、第１および第２の画像表面（例えば、図１１Ｇでは１２３ＡＳではなく１２１Ａ／１２２Ａ）のうちの一方のみが、視認者１０５０の近くの視認体積内に中継されて、境界１０６０によって画定される視認体積内の中継された画像表面１２１Ｂ／１２２Ｂを画定し、光（例えば、図１１Ｇの１３３Ａ）の遮蔽された部分は、中継された画像表面（１２１Ｂ／１２２Ｂ）によって遮蔽されているものとして視認体積内で観察可能である、第１および第２の画像表面（例えば、１２３ＡＳ）のうちの他方の遮蔽された部分に対応している。
実施形態において、図１１Ｆおよび図１１Ｇのライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、代わりに、別のタイプのディスプレイであってよい。下の図１１Ｈ、図１１Ｉ、および図１１Ｊは、光学システムの実施形態であり、光学システムは、第１の画像源１２３Ａから光の経路の第１のセットに沿って光１３３Ａを受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、第１の画像源からの光が第１の画像表面１２３ＡＳを画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、第２の画像源からの光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、第１および第２の画像源から受信した光を、境界１０６０によって画定される視認体積に向けるように構成された中継システムであって、第１の画像表面１２３Ａおよび第２の画像表面のうちの少なくとも１つが、中継システム５００２または５００３によって、視認者１０５０の近くの視認体積内に中継される、中継システムと、第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成された遮蔽システム１５０または１５５Ａと、を備えている。図１１Ｈは、図１１Ｆのディスプレイシステムであり、第２の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａが、ディスプレイ表面９９１Ａを備えた第２の画像源ディスプレイ９９０Ａに置き換えられている。実施形態において、第２の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面であり得る。図１１Ｆのいくつかの番号は、図１１Ｈにおいて使用される。表面９９１Ａを備えた第２の画像源ディスプレイ９９０Ａからの光線１３１Ｇおよび１３２Ｇは、それぞれ、光の経路１３１Ｈおよび１３２Ｈに中継され、中継された仮想ディスプレイ平面９９２Ａに集束される。実世界オブジェクト１２３Ｂは、図１１Ｆに示されるのと同じ場所に中継される。遮蔽面１５１～１５３は、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の一部を遮断するように作動され得、その結果、実世界オブジェクトの中継された画像の部分は、仮想ディスプレイ平面９９２Ａに中継された画像の後ろで見ることはできない。コントローラ１９１は、遮蔽システム１５０、ならびに第１の画像源ディスプレイ９９０Ａ、および場合によっては、任意選択の選択的光学的折り曲げシステム１１６０または１１７０が所定の位置に置かれている場合はそれらに、接続することができる。実施形態において、第１の画像源実世界オブジェクト１２３Ａならびに第２の画像源ディスプレイ９９０Ａは、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイの表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面であり得る。第１の画像表面１２３ＡＳならびに第２の画像表面９９１Ａは、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像のいずれかであり得る。
図１１Ｉは、図１１Ｆのディスプレイシステムであり、第２の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａが、第２の画像源実世界オブジェクト９９８Ａに置き換えられ、１つ以上の遮蔽面１５１、１５２、および１５３を有する遮蔽システム１５０の代わりに、実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａから構成される遮蔽システムを備えている。実世界オブジェクト９９８Ａからの光線１３１Ｋおよび１３２Ｋは、中継部によって受信され、それぞれ光の経路１３１Ｈおよび１３２Ｈに中継され、中継された表面９９８ＢＳを備えた、中継されたオブジェクト９９８Ｂを形成する。実世界遮蔽オブジェクト１５５Ａは、第１の画像源実世界オブジェクト１２３Ａからの光１３３Ａの一部分を遮蔽するように置かれ得る。実施形態において、第１の画像表面１２３ＡＳおよび第２の画像表面９９８ＡＳの両方は、中継システム５００２によって、境界１０６０によって画定される視認体積内に中継されて、それぞれ第１の中継された画像表面１２３ＢＳおよび第２の中継された画像表面９９８ＢＳを画定し、光の遮蔽された部分は、第１および第２の中継された画像表面のうちの少なくとも一方の、この例では第１の画像表面１２３ＡＳである、中継された遮蔽された部分に対応し、中継された遮蔽された部分１８９は、この例では第２の中継画像表面９９９ＢＳである、第１および第２の中継された画像表面のうちの他方によって遮蔽されているものとして、視聴者１０５０の近くの視認体積内で観察可能であり、この第２の中継された画像表面９９９ＢＳは、中継された前景実世界オブジェクト表面９９９ＢＳが、中継された背景実世界オブジェクト１２３Ｂの前にあるときに、中継された背景画像表面１２３ＢＳから観察者１０５０への光線の部分１８９を遮断するように見える。コントローラ１９１は、遮蔽オブジェクト１５５Ａに運動１５６Ａを与える運動コントローラに接続され得る。実施形態において、実世界オブジェクト９９８Ａまたは１２３Ａは、コントローラ１９１によって制御される電動ステージ上にあり得、コントローラ１９１は、中継された背景表面１２３ＢＳが中継された前景表面９９８ＢＳの後ろにあるときに、中継された背景表面１２３ＢＳが遮蔽された状態を維持するために、同時に実世界オブジェクトの位置を調整し遮蔽オブジェクト１５５Ａの場所を変更することができる。
図１１Ｊは、図１１Ｉのディスプレイシステムであり、中継部５００２が中継部５００３に置き換えられている。中継部５００３は、１つの再帰反射体１００６Ｂのみを備えた図１Ｂに示される中継システム５０２０、１つの反射ミラー１００７Ｂのみを備えた図５Ｅに示さ中継システム５０５０、１つの反射型フレネルミラー１００８Ｂのみを備えた図５Ｆに示される中継システム５０６０、または第２のインターフェースから到着する光を直接通過させながら、同時に第１のインターフェースからの光を中継する、他の中継部であり得る。これらの中継部５０２０、５０４０、および５０５０の各々は、ビームスプリッタと、画像表面９９８ＡＳを画定する第２の画像表面９９８Ａからの光を受け入れる第１の中継インターフェースの反対側に配設された、集束要素（例えば、５０２０用の再帰反射体、または５０４０および５０５０用の反射集束ミラー）とから構成され得る。実施形態において、第１の画像表面１２３ＡＳおよび第２の画像表面９９８ＡＳのうちの一方のみ、ここでは第２の画像表面９９８ＡＳのみが、視認者１０５０の近くの、境界１０６０によって画定される視認体積内に中継されて、視認体積内の中継された画像表面９９８Ｂを画定し、光１３３Ａの遮蔽された部分は、中継された画像表面９９８Ｂによって遮蔽されているものとして、境界１０６０によって画定される視認体積内で観察可能である、中継されていない第１および第２の画像表面のうちの他方の遮蔽された部分に対応している。
図１２は、図１１Ａに示されるディスプレイシステムから構成されるディスプレイシステム１２００を示し、中継システム５０００は、透過型反射体５０３０によって実現され、光学的折り曲げシステム１１５０、１１６０、または１１７０は図示されていない。図１１Ａの番号は、図１２において使用される。中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂ／１２２Ｂは、仮想ディスプレイ平面１０２２Ａの周りに分布した中継された場所に位置し、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂおよび１２２Ｂの近くに投影される。
図１３は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａと光複合システムのビームスプリッタ１０１との間に、光学的折り曲げシステム１１５０が置かれていることを除いた、図１２に示されるディスプレイ構成を示す。図１２の番号は、図１３において使用される。図１３は、図１１Ａに示されるディスプレイシステムであり、透過型反射体中継部５０３０から構成される中継システムを備えている。光学的折り曲げシステム１１５０の有効光路長は、距離Ｄ １１５１の約３倍であり、ここで、Ｄ １１５１は、図１０Ｂに示される経路２または経路３の長さである。その結果、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａを形成する発散光線１３１Ａは、光線１３１Ｂに広がるのに十分な光路長を有し、光線１３１Ｂは光線１３１Ｃに中継され、光線１３１Ｃは、光学的折り曲げシステム１１５０がない場合の透過型反射体５０３０からの距離よりも遠い距離で収束する。同様に、ホログラフィックオブジェクト１２２Ａを形成する発散光線１３２Ａは、光学的折り曲げシステム１１５０の結果として光線１３２Ｂに広がり、光線１３２Ｃに中継される。図１３において、仮想ディスプレイ平面１０２２Ｘの周りの中継された場所における、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｘおよび１２２Ｘは、それぞれ、図１２に示される、光学的折り曲げシステム１１５０がない場合の中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂの場所を示し、一方、仮想ディスプレイ平面１０２２Ａの周りの中継された場所における、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは、光学的折り曲げシステム１１５０が存在する場合の中継されたホログラフィックオブジェクト表面の場所を示している。仮想ディスプレイ平面１０２２Ｘと１０２２Ａとの間のオフセット１１５２は２Ｄであり、ここで、Ｄは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａの経路内に置かれた光学的折り曲げシステム１１５０の有効経路長１１５１である。別の実施形態では、光学的折り曲げシステム１１５０は、実世界オブジェクト１２３Ａの経路内に置かれ、これは、中継された実世界画像表面１２３Ｂのみを観察者１０５０のより近くに動かすように作用する。別の実施形態では、光学的折り曲げシステム１１５０は、ビームスプリッタ１０１と中継システム５０３０との間に置かれてよく、中継されたホログラフィックオブジェクトおよび中継された実世界画像の両方を、観察者のより近くに動かすように作用する。さらに別の実施形態では、光学的折り曲げシステム１１５０は、中継システム５０３０と中継された実世界画像表面１２３Ｂとの間に置かれてよく、その結果、この中継された画像１２３Ｂならびにホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂが、観察者１０５０のより近くに動く。図１３に示される深度の反転に留意されたい。仮想ディスプレイスクリーン１０２２Ａの周りの中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂおよび１２２Ｂの深度の順序は、それぞれ、ディスプレイスクリーン平面１０２１Ａに対して直接投影されたオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａの深度の順序と反転している。同様に、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂもまた、実世界オブジェクト１２３Ａの湾曲した面がどのように中継されるかによって示されるように、深度が反転している。実世界オブジェクト１２３Ａが、実在の人物の顔または複雑な実世界の背景シーンなどの、複雑な、深度反転で簡単に構築できない状況下では、実世界オブジェクト１２３Ａを、深度が反転した実世界オブジェクトの中継された表面によって置き換えることができる。実施形態において、光学的折り曲げシステム１１５０は、上に記載した選択的光学的折り曲げシステム１１６０または１１７０で置き換えることができる。この実施形態において、光線１３１Ｂまたは１３２Ｂの１つのグループのみがそれらの光路長を延長することができ、その結果、中継されたオブジェクト１２１Ｂまたは１２２Ｂのうちの１つだけが観察者１０５０のより近くに中継される。
図１４Ａは、図１３に示されるディスプレイシステム構成から、実世界オブジェクト１２３Ａのための追加の中継部によって変更されたディスプレイシステム１４００を示す。図１４Ａでは、入力中継システム５０３０Ａを使用して、実世界オブジェクトの画像表面１２３Ａを中継して、中間の深度反転された、実世界オブジェクトの中継された画像１２３Ｂを形成し、画像１２３Ｂは次に中継システム５０３０によって受信され、深度反転されて再度中継されて、深度が正しい中継された実世界画像表面１２３Ｃを形成する。図１３は、図１１Ａに示されるディスプレイシステムであり、透過型反射体中継部５０３０から構成される中継システムを備え、実世界オブジェクト１２３Ａの表面が２回中継される。実世界画像表面１２３Ａと中継された実世界画像表面１２３Ｃとの唯一の違いは、画像が上下に反転しており、実世界オブジェクト１２３Ａの位置を１８０度回転させて補正できる特徴であることに留意されたい。図１４Ａに示されるディスプレイシステム１４００における、中継部５０３０と５０３０Ａとから構成される中継システムの、深度反転なしで実世界オブジェクトの画像を中継する能力により、複雑な実世界動的オブジェクトの画像をリアルタイムで中継することができ、これによりライトフィールドディスプレイ１００１Ａから中継された、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂと１２２Ｂとが並んで表示され得る。この構成では、図１Ａおよび１Ｂに関して上で考察したように、角度ライトフィールド座標ｕおよびｖは、中継されたホログラフィックイメージ表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに所望の正しい深度プロファイルを達成するために、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａに対して計算的に反転され得る。図１４Ａにおいて、遮蔽システム１５０は、図１１Ｃのオブジェクト１５５Ａのような実世界遮蔽オブジェクトで置き換えることができる。また、上の図１１Ｄ～Ｅに示されるように、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａ表面１０２１Ａおよび第２の画像源実世界オブジェクト１２３Ａ表面は各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面、のいずれかで置き換えることができる。
図１４Ｂは、図１２に示されるディスプレイシステム構成から、実世界オブジェクト１２３Ａのための追加の中継部によって変更されたディスプレイシステム１４１０を示す。図１２の番号は、図１４Ｂにおいて使用される。図１４Ｂは、図１１Ｆに示されるディスプレイシステムであり、透過型反射体中継部５０３０から構成される中継システムを備え、実世界オブジェクト１２３Ａの表面が２回中継される。図１４Ｂにおいて、入力中継部５０３０Ａを使用して、実世界オブジェクト１２３Ａの表面からの光線１３３Ｋを、中間の深度反転された、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３Ｂを形成する１回中継された光線１３３Ｌに中継する。中継された表面１２３Ｂを形成する光線１３３Ｌの第１の部分は、透過型反射体５０３０の表面から、視認者１０５０によって観察可能な光線１３３ＬＲの中に反射し、一方、光線１３３Ｌの第２の部分は、中継部５０３０によって、実世界オブジェクト表面１２３Ａの２回中継された表面１２３Ｃを形成する光線１３３Ｍの中に中継される。観察者１０５０に向かって光の経路１３３ＬＲの中に反射される１回中継された光１３３Ｌの割合は、中継部５０３０の表面の反射率を選択することによって調整することができる。実世界オブジェクト１２３Ａの２回中継された表面１２３Ｃは、視認者１０５０から中継部５０３０の反対の位置に中継される一方、視認者１０５０に到達する反射された光線１３３ＬＲは、表面１２３Ｃを形成する光線１３３Ｍと実質的に整列し、したがって、実世界オブジェクト１２３Ａの２回中継された表面１２３Ｃから発生することが視聴者によって観察される。観察者１０５０は、中継されたホログラフィックオブジェクトの表面１２１Ｂおよび１２２Ｂ、ならびに表面１２３Ｃの背面を見る。中継部５０３０の反対側において、観察者１０５０Ａは、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａを形成する入射光線１３１Ａの反射された部分１３１ＡＲを受信することによって、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂの背面を見、ホログラフィックオブジェクト１２２Ａを形成する入射光線１３２Ａの反射された部分１３２ＡＲを受信することによって、中継されたホログラフィックオブジェクト１２２Ｂの背面を見、かつ光線１３３Ｍによって形成される実世界オブジェクト表面１２３Ａの２回中継された表面１２３Ｃの前面を、見る。この構成では、図１Ａおよび１Ｂに関して上で考察したように、角度ライトフィールド座標ｕおよびｖは、中継されたホログラフィックイメージ表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに所望の正しい深度プロファイルを達成するために、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａに対して計算的に反転され得る。図１４Ｂにおいて、遮蔽システム１５０は、図１１Ｃのオブジェクト１５５Ａのような実世界遮蔽オブジェクトで置き換えることができる。また、上の図１１Ｄ～Ｅに示されるように、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａ表面１０２１Ａおよび第２の画像源実世界オブジェクト１２３Ａ表面は各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面、のいずれかで置き換えることができる。
図１５は、図１１Ａに示されるディスプレイシステム構成であり、中継部５０２０は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光１３１Ａおよび１３２Ａの経路内の光学的折り曲げシステム１１５０とともに使用される。図１５の構成は、図１３に示される構成と同様であるが、透過型反射体５０３０から構成される中継システムの代わりに、図１Ｂに示す構成５０２０と同様、中継システム５０２０がビームスプリッタ１０１Ｂと、１つ以上の再帰反射体１００６Ａ、１００６Ｂとから構成されていることを除く。図１３の番号付けは、同様の要素について図１５に適用され、図１Ｂの考察の一部がこの中継構成に適用される。任意選択の追加の再帰反射体１００６Ｂが中継システム５０２０に含まれる実施形態では、この追加の再帰反射体１００６Ｂは、第１の再帰反射体１００６Ａに直交して置かれ得、いくつかの実施形態では、この追加の再帰反射体１００６Ｂは、第１の再帰反射体１００６Ａとビームスプリッタ１０１Ｂとの間の距離と同じ距離でビームスプリッタ１０１Ｂから離れて位置付けられている。図１５に示される中継システム５０２０の構成は、１）再帰反射体１００６Ａのみ、２）再帰反射体１００６Ｂのみ、または３）両方の再帰反射体１００６Ａおよび１００６Ｂが含まれかつ整列されている状態、で実装され得ることが理解されるべきである。実施形態において、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａを形成する光線１３１Ａ、およびホログラフィックオブジェクト表面１２２Ａを形成する光線１３２Ａは、それらの光路長が光学的折り曲げシステム１１５０内で延長され、それぞれ光線１３１Ｂおよび１３２Ｂになることができる。実施形態において、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからの光線１３１Ｂおよび１３２Ｂは、光複合システム１０１Ａの第１の入力インターフェースを介して受信され、第２の画像源１２３Ａからの光１３３Ｙは、光複合システム１０１Ａの第２の入力インターフェースを介して受信される。実施形態において、第２の画像源は、光を放出または反射する実世界オブジェクト１２３Ａを含む。実施形態において、実世界オブジェクト１２３Ａからの光１３３Ｙの一部分は、光複合システムのビームスプリッタ１０１Ａから光線１３３Ａの中に反射され、ビームスプリッタ１０１Ａによって、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからの光１３１Ｂおよび１３２Ｂと複合される。この複合された画像光１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ａは、中継システム５０２０によって受信される。実施形態において、中継システム５０２０の再帰反射体１００６Ａおよびビームスプリッタ１０１Ｂは、複合された光がビームスプリッタ１０１Ｂから再帰反射体１００６Ａに向かって接近方向に向けられ、再帰反射体１００６Ａから接近方向と反対の戻り方向に沿って反射されるように、整列している。戻り方向に沿った光は、中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａの周りの中継された場所の方に向けられる。実施形態において、中継システム５０２０の再帰反射体１００６Ａおよびビームスプリッタ１０１Ｂは、複合された光１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ａの第１の部分が、中継システム５０２０のビームスプリッタ１０１Ｂによって再帰反射体１００６Ａに向かって反射されるように、整列している。反射体１００６Ａから反射すると、光の経路は反転され、これらの反転された経路の一部分は、光線１３１Ｃ、１３２Ｃ、および１３３Ｂに沿ってビームスプリッタ１０１Ｂを通過し、中継システム５０２０によって、中継された場所で集束されて、それぞれ、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、ならびに実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３Ｂを形成する。複合された光１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ａの第２の部分は、中継システム５０２０によって受信され、任意選択の追加の再帰反射体１００６Ｂに向かって、追加の接近方向に沿ってビームスプリッタ１０１Ｂを通って透過する。これらの光の経路は、ビームスプリッタ１０１Ｂに向かう追加の接近方向とは反対の、追加の戻り方向に沿って、任意選択の追加の再帰反射体１００６Ｂから反射し、ビームスプリッタ１０１Ｂ上で、それらは第１の再帰反射体１００６Ａからの複合された光の第１の部分と実質的に同じ光の経路１３１Ｃ、１３２Ｃ、および１３３Ｂに沿って反射され、それぞれ、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、ならびに実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３Ｂの形成に寄与する。
非偏光が中継システム５０２０によって受信される場合において、任意選択の追加の再帰反射体１００６Ｂの追加により、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂ、ならびに第２の画像源１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂの、輝度の増加をもたらし得る。偏光ビームスプリッタ１０１Ｂを使用して、複合された光１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ａの第１の直線偏光を再帰反射体１００６Ａに向け、複合された光１３１Ｂ、１３２Ｂ、および１３３Ａの第２の直線偏光を再帰反射体１００６Ｂに向けることができる。光の第１の直線偏光は、４分の１波長リターダ１０４１Ａによって第１の円偏光に変換されてから、反射された光を第１の円偏光に直交する第２の円偏光に変えるように作用する再帰反射体１００６Ａによって、反射され得る。４分の１波長リターダ１０４１Ａを通過してビームスプリッタ１０１Ｂに戻ると、反射された光は、第１の直線偏光に直交する第２の直線偏光に変換される。この偏光状態は、有意な反射なしにビームスプリッタ１０１Ｂを通過する。同様に、任意選択の再帰反射体１００６Ｂに向けられた光の直線偏光の第２の状態は、４分の１波長リターダ１０４１Ｂを通過し、任意選択の再帰反射体１００６Ｂから反射し、かつ４分の１波長リターダ１０４１Ｂをもう一度通過することによって、直交する直線偏光の第１の状態に変換され、直線偏光のこの第１の状態は、偏光ビームスプリッタ１０１Ｂによって実質的に反射され、かつ中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂ、ならびに実世界オブジェクトの中継された画像１２３Ｂの画像化に寄与するはずである。中継システム５０２０によって受信される光が偏光される場合、偏光ビームスプリッタ１０１Ｂが使用され得、任意選択の再帰反射体１００６Ｂなしで、第１の再帰反射体１００６Ａのみで良好な性能が達成され得る。他の実施形態では、任意選択の光学素子１０４１Ａおよび１０４１Ｂは、４分の１波長リターダ、屈折素子、回折素子、または他の光学素子とは別に、偏光制御素子であってよい。
図１５に示される中継構成によって可能になる技術的利点は、中継されたホログラフィックオブジェクト表面と、実世界オブジェクトの画像などの第２の画像源の中継された画像表面が、必要に応じて、中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａの近くの、実質的に同じ空間で複合できることである。ただし、一部の用途では、ホログラフィックオブジェクトの表面を、実世界背景などの背景の前の、前景に中継するのが望ましい場合がある。図１６は、中継システム５０２０を含む図１１Ｇのディスプレイ構成であり、中継システム５０２０は、ホログラフィックオブジェクトの表面を中継し、同時に、実世界背景光源から観察者に光を直接通過させる。図１６の中継部５０２０は、ビームスプリッタと再帰反射体とから構成され、ディスプレイ平面１０２１Ａの周りに投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａは、それぞれ、仮想スクリーン平面１０２２Ａの周りの、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに中継される。実施形態において、中継システム５０２０は、実世界背景オブジェクト１２３Ａならびにホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからの光のための光複合器と見なすことができる。図１６は、図１５の構成と同様の中継システムの構成を示すが、中継システム５０２０が、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからビームスプリッタ１０１の反対側に配設された単一の再帰反射体のみを含み、かつビームスプリッタ１０１もまた、実世界オブジェクト１２３Ａからの光１３３Ａがビームスプリッタ１０１を１回通過することで観察者１０５０に到達することを可能にする、ということを除く。図１５の番号は、図１６で同様の要素に使用され、ここでは図１５の所与の中継部５０２０の、１つの再帰反射体のみを備えた動作の説明が適用される。実施形態において、遮蔽システムは、個別にアドレス指定可能な遮蔽要素１８８を備えた１つ以上の遮蔽層１５１、１５２、および１５３を含み得、遮蔽層は、透明、半透明、または完全遮蔽であり得る。図１６において、観察者１０５０は、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂを視認するが、遮蔽要素１８８のパターンは、観察者１０５０が、光線１３１Ｂの延長として図示される線１３２Ｄに沿って、ホログラフィックオブジェクト１２１Ｂの後ろの実世界背景画像表面１２３Ａの部分からの光を受信しないように構成されており、これにより、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂに置かれた実際のオブジェクトが、背景画像表面１２３Ａを遮蔽するであろうのと同じやり方で、実世界背景画像表面１２３Ａを遮蔽するように現れる。実施形態において、図１１Ｃのオブジェクト１５５Ａのような実世界遮蔽オブジェクトは、遮蔽層１５１、１５２、および１５３から構成される遮蔽システムを置き換えることができる。別の実施形態では、図１０Ａ～Ｂに示される任意選択の光学的折り曲げシステム１１５０、図１０Ｃに示される選択的折り曲げシステム１１６０、または図１０Ｄに示される選択的折り曲げシステム１１７０を、それぞれ、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂの光の経路１３１Ｂ、１３２Ｂにおいて使用することができる。選択的光学的折り曲げシステム１１６０または１１７０が、光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂの経路長のみを増加させ、光の経路１３３Ａを増加させないように構成され、かつこれらの選択的折り曲げシステム１１６０または１１７０の光路長が十分に長くなるようにされていた場合、観察者１０５０は、中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂが、実世界オブジェクト１２３Ａの表面の後ろにあると知覚することができる。この場合、中継された画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａの経路内の遮蔽システムは、中継されていない画像表面１２３Ａの後ろに中継された背景オブジェクト１２１Ｂまたは１２２Ｂの遮蔽を提供することができる。
実施形態において、湾曲したミラーまたはフレネルミラーを含み得るミラー表面を備えた中継部を使用して、ホログラフィックオブジェクト表面および実世界オブジェクトの画像表面を中継することが可能である。図１７は、図１５に示される中継構成と同様の中継構成を備えたディスプレイシステムであり、再帰反射体１００６Ａと任意選択の追加の再帰反射体１００６Ｂとからなる中継システム５０２０が、湾曲した反射ミラーを含み得るミラー表面１００７Ａと、この湾曲した反射ミラーに直交して置かれ得かつ湾曲した反射ミラーを含み得る、任意選択の追加のミラー表面１００７Ｂとからなる、中継システム５０５０に置き換えられている。中継システム５０５０は、図５Ｅに示され上で説明されている。図１７は、図１１Ｂの中継システムであり、中継部５００１の代わりに中継部５０５０が使用されている。図１７では、投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａの光の経路１３１Ａおよび１３２Ａ内に、それぞれ光学的折り曲げシステム１１５０が置かれるのではなく、光学的折り曲げシステム１１５０は、光を放出または反射する実世界オブジェクト１２３Ａであり得る第２の画像源の光の経路１３３Ｙ内に置かれている。各中継されたオブジェクト表面の拡大または縮小は、図４Ｄ、５Ｄおよび５Ｅに示される湾曲したミラー中継構成に関して上で説明されたように、光源オブジェクトの、ミラーシステムの有効焦点までの距離に依存し得る。図１７において、実世界オブジェクト１２３Ａからの光１３３Ｙは、光学的折り曲げシステム１１５０を通過して光線１３３Ａに入り、ここで光学的折り曲げシステム１１５０は、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるように、中継された実世界の画像表面１２３Ｂを中継システム５０５０からさらに移動させる。実世界オブジェクト１２３Ａの表面からの光１３３Ａは、光複合システムのビームスプリッタ１０１Ａの第１の入力インターフェースによって受信され、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからの光１３１Ａおよび１３２Ａは、ビームスプリッタ１０１Ａの第２の入力インターフェースを介して受信される。複合された光は、中継システム５０５０を受信する。中継システム５０５０、および５０５０内の光の詳細な反射は、図５Ｅを参照して上で説明されている。受信された光１３１Ａ、１３２Ａ、および１３３Ｂの第１の部分は、ビームスプリッタ１０１Ｂから右に反射され、次に第１のミラー１００７Ａから、接近方向とは反対の戻り方向に反射され、ビームスプリッタ１０１Ｂを通過して光の経路１３１Ｃ、１３２Ｃ、および１３３Ｃに入り、それぞれ中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂを形成する。受信された光１３１Ａ、１３２Ａ、および１３３Ｂの第２の部分は、ビームスプリッタ１０１Ｂによって透過され、追加の接近方向で垂直に進み続け、任意選択のミラー１００７Ｂから、概して追加の接近方向と反対の追加の戻り方向に反射し、次に、ビームスプリッタ１０１Ｂから、実質的に同じ光の経路１３１Ｃ、１３２Ｃ、および１３３Ｃの中に反射し、同様に、それぞれ中継された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂを形成するのに寄与する。ミラー表面１００７Ａおよび１００７Ｂの両方が存在する実施形態において、それらを幾何学的に一致させ、中継システム５０５０のビームスプリッタ１０１Ｂから等距離に置き、互いに直交させることが望ましい場合がある。中継システム５０５０はまた、ミラー表面１００７Ａまたは１００７Ｂのうちの１つのみが存在する状態でも実装され得る。実施形態において、直線偏光ビームスプリッタ１０１Ｂが使用され、かつ４分の１波長リターダを含む任意選択の光学素子１０４１Ａおよび１０４１Ｂが含まれて、ミラー表面１００７Ａまたは１００７Ｂから反射された後にビームスプリッタ１０１Ｂに戻る光が、ミラー１００７Ａまたは１００７Ｂに接近する光の直線偏光の状態と反対の直線偏光の状態であることを可能にし、これにより、図５Ｃおよび図５Ｅを参照して上述したように、ビームスプリッタ１０１Ｂからの不要な反射を低減することができる。簡略化のために、ホログラフィックオブジェクト１２２Ａからの光線１３２Ａの完全な光の経路、および中継されたホログラフィックオブジェクト１２２Ｂの中継された光線１３２Ｃは、図１７に示していない（図５Ｅの考察を参照）。最後に、遮蔽層１５１、１５２、および１５３上の個別にアドレス指定可能な遮蔽区域１８８を含み得る遮蔽システムは、実世界オブジェクト１２３Ａの表面の一部分からの中継された光を遮断し得、その結果、観察者１０５０は、中継されたホログラフィック画像表面１２２Ｂの後ろの実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂの、黒く塗りつぶされた区域１８９を見ることができず、結果として、中継されたホログラフィック画像表面１２２Ｂの後ろの、中継された背景画像表面１２３Ｂに対する通常の遮蔽処理をもたらす。
図１８は、図１７のディスプレイシステムのように振る舞うディスプレイシステムであるが、図１７の中継システム５０５０の代わりに、反射型フレネルミラー１００８Ａと任意選択の反射型フレネルミラー１００８Ｂとから構成される中継部５０６０が使用されている。図１７の番号は、図１８で同様の要素に使用されている。図１８は、図１１Ｂの中継システムであり、中継部５００１の代わりに中継部５０６０が使用されている。図５Ｅに示される中継システム５０５０の上の考察で見られるように、中継システム５０６０は、フレネル反射体１００８Ａまたは１００８Ｂのいずれかが取り外された状態で実装されてもよい。中継システム５０６０内の詳細な反射は、図５Ｆの５０６０の考察に関して上述されている。
図１９は、図１１Ｇのディスプレイシステムであり、画像複合器１０１とフレネルミラー１００８Ｂとから構成される中継部５０６０を備え、ホログラフィックオブジェクトの表面は、中継部５０６０によって中継され、実世界背景は、中継部５０６０を通して可視である。図１９のディスプレイシステムの機能は、フレネルミラー１００８Ｂを、図５Ｅに示されるような湾曲したミラー１００７Ｂと交換することによって、中継部５０６０が中継部５０５０に置き換えられた場合と同じであろう。ディスプレイ平面１０２１Ａの周りのホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａは、それぞれ、仮想スクリーン平面１０２２Ａの周りの中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに中継される。中継システム５０６０は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからのそれぞれの光線１３１Ａおよび１３２Ａ、ならびに実世界背景オブジェクト１２３Ａの表面からの、単に光複合器１０１を通過する光線１３３Ａのための、光複合器として機能すると見なすことができる。ホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａの表面からの光線１３１Ａおよび１３２Ａの一部分は、中継部５０６０によって受信され、画像複合器１０１を通過し、フレネルミラー１００８Ｂから光線１３１Ｂおよび１３２Ｂの中に反射し、次に画像複合器１０１から光線１３１Ｃおよび１３２Ｃに向かって反射し、これらが収束して、それぞれホログラフィックオブジェクト１２１Ｂおよび１２２Ｂを形成する。上述した光学的折り曲げシステム１１５０、１１６０、または１１７０は、任意選択である。図１９に示される例において、中継されたホログラフィック画像表面１２２Ｂを視認している観察者１０５０は、中継されたホログラフィック画像表面１２２Ｂの後ろにある背景実世界オブジェクト表面１２３Ａを見ることができない場合があるが、これは、上述したような１つ以上の遮蔽層１５１、１５２、および１５３を備える遮蔽システム１５０の動作が、個別にアドレス指定可能な遮蔽区域１８８を含み得るからである。遮蔽システム１５０の動作により、観察者１０５０は、中継された背景オブジェクト表面１２３Ｂを遮蔽する実際のオブジェクトであるかのように、中継されたホログラフィック画像表面１２２Ｂを視認することができる。線１３２Ｄは、中継されたホログラフィック画像表面１２２Ｂを形成する光線１３２Ｃの延長線を図示しており、遮蔽区域１８８がこれらの線の各々とどのように交差してこれらの光線を減衰もしくは遮断するかを示している。遮蔽パターン１８８は、実験的、計算的、アルゴリズム的に、または他の方法を使用して決定することができる。
本開示で上に示される中継システムのほとんどは、ライトフィールド表示スクリーン平面から９０度または１８０度回転される、中継された仮想スクリーン平面の周りに、中継場所が分散されることを可能にする。図２０は、透過型再帰反射体２０５１と、反射面２０６０と、いくつかの光学層２０６１、２０６２、および２０６３とからなるインライン中継システム５１００を備えたディスプレイシステムの例を示しており、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面１０２１Ａと中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａとは並列である。光学層２０６１、２０６２、および２０６３のいくつかは任意選択である。中継システム５１００の反射体２０６０は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影された光線２０７１を受信し、受信した光を光線２０７２の中に反射するように構成され、再帰反射体２０５１は、これらの光線２０７２を、中継システム５１００を離れる前に経路を追跡して戻る光線２０７３の中に再帰反射するように構成されている。透過型再帰反射体２０５１は、光線２０７３を集束させるように作用し、中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａを作成する。中継システム５１００内の光学層にはいくつかの構成選択肢がある。一実施形態では、反射体２０６０は、ハーフミラーを含むことができ、他の実施形態では、反射体２０６０は、反射偏光板を含むことができる。反射体２０６０が反射偏光板である場合、反射体２０６０は、直線偏光Ｌ１の第１の状態の光を反射し得、直線偏光Ｌ２の直交する第２の状態を透過し得、または反射体２０６０は、円偏光Ｃ１の第１の状態を反射し、円偏光Ｃ２の第２の状態を透過させるように構成され得る。反射体２０６０が反射偏光板である場合、光学層２０６１、２０６２、および２０６３は、最初に反射偏光板２０６０に接近する光２０７１の偏光を、光線２０７１によって反射される第１の状態に設定し、かつ第２の通路で反射偏光板２０６０に接近する光２０７３の状態を、第１の状態に直交する第２の偏光状態に設定して、光２０７３が反射偏光板２０６０を通過するように構成され得る。これはいくつかのやり方で実現できる。一例では、反射偏光板２０６０が直線偏光Ｌ１の第１の状態を反射し、第１の状態Ｌ１に直交する直線偏光Ｌ２の第２の状態を透過する場合、光線２０７１上で反射体２０６０に接近する光は直線偏光Ｌ１であるべいであり、光線２０７３上の反射体２０６０に接近する光は、直線偏光状態Ｌ２であるべきである。これを達成するために、光学層２０６１は、状態Ｌ２を吸収しかつ状態Ｌ１を透過させる、偏光フィルタを含むように構成することができる。代替的に、一部のＬＣパネルのように、ディスプレイがＬ１状態でのみ光を生成する実施形態では、層２０６１を省略してもよい。光学層２０６２は、４５度の速軸角度を有する４分の１波長リターダであり得、再帰反射体２０５１の反対側の光学層２０６３は、－４５度の反対の速軸角度を有する４分の１波長リターダであり得る。この構成では、光線２０７１は、点ＡでＬ１およびＬ２の両方の偏光状態を有し得、点ＢでＬ１の偏光状態のみを含み、点Ｃで円偏光Ｃ１の第１の状態に変換され、これが点Ｄへの再帰反射体を通過し、さらに点ＥでＬ１の偏光状態に変換され、点ＦでＬ１状態として光線２０７２の中に反射し、点Ｇで円偏光の第１の状態Ｃ１になり、点Ｈで、反射の結果としての逆の第２の円偏光状態Ｃ２で光線２０７３の中に反射し、点Ｉで直線偏光の第２の状態Ｌ２に変換され、点Ｊで透過型反射体２０６０を通過する。他の実施形態において、反射体２０６０は反射偏光板であってよく、反射偏光板は、円偏光の第１の状態Ｃ１を透過させ、反射された光がＣ２からＣ１に変化するかどうかにかかわらず、円偏光Ｃ２の第２の直交状態を反射する。さらに、透過型再帰反射体２０５１は、偏光に依存するように構成されることが可能であり、その結果、第１の偏光状態を透過させ、第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を、これらの偏光状態の直線偏光Ｌ１およびＬ２または円偏光状態Ｃ１およびＣ２で反射または吸収する。
上述の透過型再帰反射体２０５１を含む中継システム５１００は、オブジェクト画像表面および対応する中継された画像表面の深度プロファイルを反転させる。図２１Ａは、ＬＦディスプレイ１００１Ａから投影され、観察者１０４８によって視認されるホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｚおよび１２２Ｚを示している。これらのホログラフィックオブジェクトが中継システム５１００によって中継されて、それらがディスプレイスクリーン平面１０２１Ａに対して相対的であるのと同じ配向で仮想スクリーン平面に対して現れるようにするために、ＵＶ角度座標は、図２Ｂおよび図２Ｃに示されるようにそれらの極性を反転することができる。図２１Ｂは、図２１ＡのすべてのＵＶ角度座標が反転されたときに得られた、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａの投影を示している。図２１Ｃは、図２０に示される透過型再帰反射体２０５１を含む中継システム５１００を利用することによって、図２１Ｂに示されるホログラフィックオブジェクトがどのように中継され得るかを明示するディスプレイシステムの図である。それぞれホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａを形成する光線１３１Ａおよび１３２Ａは、反射体２０６０から反射する前に発散するので、透過型再帰反射体２０５１ならびに光学層２０６１、２０６２、および２０６３を第１の接近通路で通過する。反射された光線１３１Ｂおよび１３２Ｂは、第１の戻り通路で、１つの光学層２０６３を通過するときに発散し続け、その後、２番目の接近通路で透過型反射体２０５１から後方反射され、光線１３１Ｃおよび１３２Ｃを形成し、ここでこれらは集束し、それぞれ中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂを形成する。ＬＦディスプレイスクリーン平面１０２１Ａは、仮想スクリーン平面１０２２Ａに中継される。図２１Ｃの観察者１０５０は、図２１Ａの観察者１０４８と同じホログラフィックオブジェクトの分布、およびこれらのホログラフィックオブジェクトの同じ深度プロファイルを見る。
図２２は、透過型再帰反射体２０５１を備えた中継システム５１００を使用し、光学的折り曲げシステム１１５０を採用し、かつ遮蔽処理を可能にする方法でホログラフィックオブジェクトおよび実世界オブジェクトの画像の両方を中継する、ディスプレイシステムを示す。図２２は、図１１Ａの構成であり、中継システム５１００を備える。図１１Ａの番号は、図２２において使用される。光学的折り曲げシステム１１５０は、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａから、それぞれ光線１３１Ａおよび１３２Ａを受信し、光線がそれぞれ光線１３１Ｂおよび１３２Ｂの中に発散し続けている間に、これらの光線の経路長を増加させる。ビームスプリッタ１０１を含む光複合システムは、光学的折り曲げシステム１１５０からの光線１３１Ｂおよび１３２Ｂと、実世界オブジェクト１２３Ａの表面からの光線１３３Ａとを結合し、一部の光線１３３Ａは、実施形態において、１つ以上の遮蔽層１５１、１５２、および１５３上に、個別にアドレス指定された複数の遮蔽区域１８８を含み得る遮蔽システム１５０によって、部分的にまたは完全に遮蔽され得る。上述したように、これらの層１５１、１５２、１５３は、透過性ＯＬＥＤパネルまたはＬＣＤパネルの一部分であり得、個別にアドレス指定可能な要素は、完全に不透明、半透明、または実質的に透明であるように構成され得る。ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからのそれぞれの光線１３１Ｂおよび１３２Ｂの一部は、ビームスプリッタ１０１によって光線１３１Ｃおよび１３２Ｃとして中継システム５１００に向かって反射され、これらの光線は、中継システム５１００によって、収束光線１３１Ｄおよび１３２Ｄの中に中継され、それぞれ中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂを形成する。ディスプレイ平面１０２１Ａは、仮想ディスプレイ平面１０２２Ａの中に中継される。中継システム５１００の動作は、図２１Ｃを参照して上述されている。実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ａの一部分は、画像複合器１０１を通過し、次いで、光線１３３Ｂに中継され、中継された実世界画像表面１２３Ｃを形成する。上述したように、遮蔽区域１８８の結果として、観察者１０５０に対して、観察者１０５０によって視認される中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂの後ろに、中継された実世界画像表面１２３Ｃの部分１８９からの光線は見えない。このようにして、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂは、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂがあたかも実際の物理的オブジェクトである場合と同様に、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された背景画像表面１２３Ｃを遮蔽するように現れる。図２２に示される実施形態において、角度フィルタ１２４は、閾値を超える角度フィルタ１２４の表面の法線に対してある角度を有する、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ｒを吸収する。
図２２に示される中継システム５１００は、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａを、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに中継するときに、それらの深度プロファイルの反転をもたらし得る。これは、図２Ｂおよび図２Ｃに示されるＵＶ角度ライトフィールド座標の反転を使用して計算で補正できる。ただし、中継システム５１００はまた、中継された画像表面１２３Ｃを形成するために実世界オブジェクト１２３Ａの画像を中継するときに、このオブジェクトの深度プロファイルを反転させ、補償反転された深度プロファイルを有する実世界シーン１２３Ａを構築することは非常に困難または不可能であり得る。本開示で前述したように、別のアプローチは、実世界オブジェクト１２３Ａを、同じオブジェクトの中継された深度反転された画像で置き換えることによって、実世界オブジェクトの深度を反転させることである。
図２３は、図２２のディスプレイシステム構成を示しているが、図２２の実世界オブジェクト１２３Ａは、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂに置き換えられており、実施形態において、透過型反射体を含み得る入力中継システム５０３０を使用している。図２２の番号付けは、図２３に適用される。図２２はまた、中継システム５１００を備えた図１１Ａの構成であり、実世界オブジェクト１２３Ａが２回中継されている。図２３において、実世界オブジェクト１２３Ａの表面からの光１３３Ｘは、中継部５０３０によって、中継されて実世界オブジェクト１２３Ａの深度反転された中継された画像１２３Ｂを形成する。実世界オブジェクト１２３Ａの深度反転された中継された画像１２３Ｂは、中継部５１００によって、実世界オブジェクト１２３Ａと同じ深度プロファイルを有する実世界オブジェクト１２３Ｃの中継された画像に、もう一度中継される。結果として、視認者１０５０によって観察される実世界オブジェクト１２３Ｃの中継された表面は、真の実世界オブジェクト１２３Ａと同じ深度プロファイルを有する。１つ以上の遮蔽層１５０、１５１、および１５２は、実世界オブジェクトの前に配設され、中継部５０３０、次に中継部５１００によって中継された後、中継された遮蔽面は、実世界オブジェクトの２回中継された表面１２３Ｃと観察者１０５０との間に位置される。これらの遮蔽層上のアドレス指定可能な区域１８８は、実世界オブジェクト１２３Ａからの光の一部分を遮断するように作動され得、その結果、実世界オブジェクトの中継された表面１２３Ｃの対応する遮蔽された部分１８９からの光は、中継された表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｃの視認体積内で、視認者１０５０に対して１２１Ｂなどのホログラフィックオブジェクトの中継された前景表面の後ろには見えない。コントローラ１９０は、遮蔽を適切に達成するために、ライトフィールド１００１Ａにディスプレイ命令を発行し、同時に遮蔽層１５１、１５２、および１５３に遮蔽命令を発行することができる。実世界オブジェクト１２３Ａに対する画像１２３Ｃの上下反転は、実世界オブジェクト１２３Ａを回転させるか、または１つ以上のミラーを使用することによって、修正することができる。図２３に示される実施形態において、角度フィルタ１２４は、角度フィルタ１２４の表面の法線に対して閾値を超える角度を有する、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ｒを吸収する。
中継部として、シンプルなレンズシステムを使用することができる。図２４は、ディスプレイシステムを示しており、１つ以上のレンズ４４６および４４７からなる中継システム５０７０システムを使用して、ホログラフィックオブジェクトおよび実世界オブジェクトの画像の両方の同時中継を達成している。中継システム５０７０は、図４Ｅを参照して、本開示の前半で紹介されている。図２４は、図１１Ｂに示す構成であり、中継部５０７０を利用している。図２３の番号は、図２４で同様の要素に使用されている。図２４において、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからのそれぞれの光１３１Ａおよび１３２Ａは、ビームスプリッタを含み得る光複合システム１０１によって、実世界オブジェクト１２３Ａの表面からの光１３３Ｙと複合され、複合されたこれらの光は、１つ以上のレンズ４４６および４４７からなる中継システム５０７０によって受信される。レンズ４４６および４４７は、凹レンズ、凸レンズ、フレネルレンズなどの回折レンズ、または他の任意のタイプの単レンズもしくは複合レンズであり得る。図２４には、１つのフレネルレンズ４４６のみの集束効果が示されている。ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａからのそれぞれの光線１３１Ａおよび１３２Ａは、レンズシステム５０７０によって、収束光線１３１Ｃおよび１３２Ｃに集束され、これらは、中継された仮想スクリーン平面１０２２Ａの周りに分布した中継場所に、それぞれ中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂを形成する。光線１３３Ａは、レンズ中継部５０７０によって、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂを形成する光線１３３Ｃに集束される。遮蔽面１５１、１５２、および１５３上の１つ以上の遮蔽区域１８８を含み得る遮蔽システム１５０は、中継された実世界画像表面１２３Ｂの部分１８９からの光線が、観察者１０５０が中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂを視認しているときに、観察者１０５０に到達するのを遮断するように作用し得、その結果、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂは、中継された実世界画像表面１２３Ｂを遮蔽する実際のオブジェクトであるように現れる。中継システム５０７０を通って進む光線の光路長を増加させ、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂの場所ならびに実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像１２３Ｂの場所を変更するために、光学的折り曲げシステム１１５０（または１１６０、１１７０）は、中継部５０７０の前１１５０Ａ、または中継部５０７０の後ろ１１５０Ｂのいずれかに置くことができる。１１５０、１１６０、または１１７０などの光学的折り曲げシステムは、よりコンパクトな設計のために、実世界オブジェクト１２３Ａおよび遮蔽面をビームスプリッタ１０１により近づけることを可能にするために、実世界オブジェクト１２３Ａの表面からの光線１３３Ｙの経路内に置かれてよい。
深度プロファイルを維持する中継システムは、立体ディスプレイ、自動立体ディスプレイ、またはマルチビューディスプレイによって提示されるシーン、体積３Ｄディスプレイによって投影されるオブジェクト、ライトフィールドディスプレイによって投影されるホログラフィックオブジェクト、光を放出する実世界オブジェクト、および元々存在していたとおりに、もしくは中継される前に元々投影されたとおりに反射する、実世界のオブジェクトを、別の場所のシーンに転送することができる。図９Ａおよび図９Ｇは、２つの別個の中継部から構成される中継システムを提示しており、第１の中継部の深度プロファイル反転は、第２の中継部の深度プロファイル反転によって、実質的に取り消されている。オブジェクトからの光の経路が同じ中継部によって２回中継される画像化を構築することが可能である。中継部が、中継部の各通路中にオブジェクトの深度プロファイルを反転した場合でも、中継部を２回通過すると、オブジェクトの深度プロファイルが復元される。そのような構成は、深度を反転させることなくオブジェクトを中継するという利点を有し得、かつ材料およびサイズにおいて経済的であり得る。図２５Ａは、中継システム５１１０を含むディスプレイシステムの正射影図であり、少なくとも１つのオブジェクトからの光が、１つ以上のミラーから反射することによって同じ中継部を２回通過することによって、中継されている。図２５Ａは、図１１Ｂのディスプレイシステムであり、中継システム５００１の代わりに５１１０を利用している。
光複合システム１０１は、画像表面１２１Ａを形成する第１の画像源１００１から経路１３１Ａに沿って光を受信するように構成された、第１の入力インターフェースと、第２の画像源１２３Ａから経路１３３Ａに沿って光を受信するように構成された、第２の入力インターフェースとを含む。図２５Ａの構成は、中継部５１１０を利用した図１１Ｂの構成であり、中継部５１１０は、透過型反射体５０３０と、２つのミラー２５１０Ａおよび２５１０Ｂとから構成されている。図１１Ａ～Ｄを参照して上述したように、第１の画像源１００１および第２の画像源１２３Ａのうちの少なくとも１つには、２Ｄディスプレイ、立体ディスプレイ、自動立体ディスプレイ、１軸におけるマルチビューディスプレイ（例えば、水平視差のみまたはＨＰＯディスプレイ）、体積３Ｄディスプレイ、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクト、光を反射する実世界オブジェクト、または表面の中継された画像が含まれ得る。図２５Ａに描かれた例では、本考察のために、第１の画像源は、ホログラフィック画像表面１２１Ａを画定するように動作可能なライトフィールドディスプレイ１００１であり、第２の画像源１２３Ａは、２Ｄディスプレイ平面または反射面もしくは放出面を備えた実世界オブジェクトを有する、２Ｄディスプレイであり得る。中継部５１１０によって受信された、画像複合器１０１によって複合された光線は、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影され１０１によって光線１３１Ｂの中に偏向された、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａの第１の表面からの光線１３１Ａと、画像複合器１０１を通過する２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａの、第２の表面からの光線１３３Ａとを含む。ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ａは、仮想収束点２５１１Ａに向けて集束された、光線１３３Ｂの中に中継される。光線１３３Ｂは、第１のミラー２５１０Ａから光線１３３Ｃの中に反射し、光線１３３Ｃは、２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面である、第１の仮想ディスプレイ平面１２３Ｂに収束する。光線１３３Ｃは継続し、第２のミラー２５１０Ｂから光の経路１３３Ｄの中に反射する。光の経路１３３Ｄは、仮想収束点２５１１Ｂから発散している。これらの光線１３３Ｄは、中継部５０３０によって再び受信され、光の経路１３３Ｅの中に中継され、光の経路１３３Ｅは、２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａの２回中継された表面である、第２の仮想ディスプレイ平面１２３Ｃを形成するように収束する。ホログラフィックオブジェクト１２１Ａからの光線１３１Ｂは、図２５Ａに示される中間ステップ中に中継されるようには示されていないが、これらの光の経路は、ディスプレイまたは実世界オブジェクトからの光線１３３Ａとほぼ同じように、図２５Ａに示される中継部によって中継され、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂを形成する光線１３１Ｃの中に中継される。１つ以上の遮蔽面１５１Ａは、ＬＣディスプレイパネル、透過性ＬＥＤもしくはＬＥＤパネル、または個別にアドレス指定可能な遮蔽部位１８８を有する他のいくつかのタイプのパネルの一部分であってよい。図２５Ａに示されるように、対応する中継された遮蔽面１５１Ｂが、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂと一致するように、ディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａからの、１つ以上の遮蔽面１５１Ａ間の距離を選択することができる。これを配置するには、１つまたは複数の遮蔽平面１５１と２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａとの間の距離を調整して、遮蔽平面１５１Ａおよび投影されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａが画像複合器１０１から等距離になるようにする必要があり、これにより、２Ｄディスプレイの中継された表面１２３Ｃまたは実世界オブジェクト１２３Ａが、観察者１０５０によって、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂの後ろに見えないように、可能な限り自然な方法で遮蔽されることができる（図９Ｂ、９Ｃ、および９Ｄを参照）。これは、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂが仮想オブジェクト平面１２３Ｃの前にあるという、正しい深度手がかりを視聴者１０５０に提供するために行われ得る。コントローラ１９０は、ライトフィールドディスプレイ１００１のためのディスプレイ命令を生成するだけでなく、１つ以上の遮蔽面１５１Ａに構成命令を送信することができる。別の実施形態において、図９Ｂの構成に示されるように、１つ以上の遮蔽面１５１Ａは、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂとは実質的に異なる場所で仮想遮蔽面１５１Ｂに中継されることができるが、それでもなお観察者１０５０に対する効果的な遮蔽をもたらす。別の実施形態において、ホログラフィックディスプレイ１００１は、図２５Ａのオブジェクト１２３Ａと交換され、逆もまた同様であり、中継されたオブジェクト平面は、中継されたホログラフィックオブジェクトの前に見られ、かつホログラフィックオブジェクトは、中継されたオブジェクト平面の部分の真後ろに見えないように遮蔽されるであろう。別の実施形態では、図２５Ａにおいて、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａからの光線１３１Ａは、２つのミラー２５１０Ａと２５１０Ｂとの間に置かれた画像複合器によって、オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ｂ、１３３Ｃ、または１３３Ｄと組み合わされ得、これによりオブジェクト１２３Ａが透過型反射体中継部５０３０のより近くに位置付けられることを可能にする。この構成では、ホログラフィックオブジェクト１３１Ａからの光は、図２５Ａのミラー２５１０Ａ～Ｂのうちの一方または両方から反射することができ、この光１３１Ａは、透過型反射体５０３０を１回通過することによってのみ、中継することができる。別の実施形態において、２つのミラー２５１０Ａおよび２５１０Ｂは、３面の長方形構成もしくは正方形構成の３つのミラーで置き換えることができ、ミラーの３つの側面は互いに直交し得、長方形または正方形の第４の側面は、透過型反射体５０３０によって形成される。別の実施形態において、２つ以上のミラーを図２５Ａに示されるものとは異なる構成で使用して、オブジェクトからの光を、この光を同じ中継部に複数回通過させることによって中継することができる。次に、透過型反射体と単一のミラーとを備えた実施形態について記載する。
図２５Ｂは、中継システム５１２０を備えるディスプレイシステムの正射影図であり、少なくとも１つのオブジェクトからの光が、ミラーから反射することによって同じ中継部を２回通過することによって、中継されている。光複合器１０１Ｃは、オブジェクト表面１２１Ａを形成する画像源１００１から経路１３１Ａに沿って光を受信するように構成された、第１の入力インターフェースと、第２の画像源１２３Ａから経路１３３Ａに沿って光を受信するように構成された、第２の入力インターフェースとを含む。図２５Ｂの構成は、中継部５１２０を利用した図１１Ｂの構成であり、中継部５１２０は、透過型反射体５０３０と、ミラー２５１０Ｃと、ビームスプリッタ１０１Ｄとから構成されている。図１１Ａ～Ｄを参照して上述したように、第１の画像源１００１および第２の画像源１２３Ａのうちの少なくとも１つには、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。図２５Ｂに描かれた例では、本考察のために、第１の画像源は、ホログラフィック画像表面１２１Ａを画定するように動作可能なライトフィールドディスプレイ１００１であり、第２の画像源１２３Ａは、２Ｄディスプレイ平面または反射面もしくは放出面を備えた実世界オブジェクトを有する、２Ｄディスプレイであり得る。図２５Ｂの側面図２５０１は、画像複合器１０１Ｃによって受信される光線が、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａの第１の表面からの光線１３１Ａのグループ、および第２の画像源２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３Ａのグループを含むことを明らかにしている。ホログラフィックオブジェクト１２１Ａを形成する光線１３１Ａは、画像複合器１０１Ｃによって光線１３１０Ｂの中に偏向される、光線１３１０Ａを含む。２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１３３Ａからの光線１３３Ａは、異なる角度で投影された光線１３３０Ａおよび１３３１Ａを含み、光線１３３０Ａおよび１３３１Ａは、光線１３１０Ｂと複合され、中継システム５１２０のビームスプリッタ１０１Ｄによって受信され、かつこれらの光線１３３０Ａ、１３３１Ａ、および１３１０Ｂは、中継システム５１２０のビームスプリッタ１０１Ｄによって、それぞれ、光線１３３０Ｂ、１３３１Ｂ、および１３１０Ｃの中に偏向される。
図２５Ｂの上面図２５０２は、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａからの光線１３１０Ｃと、２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１３３０Ｂおよび１３３１Ｂが、中継システム５１２０をどのように横切るかを示している。光線１３１０Ｃは、透過型反射体５０３０によって光線１３１０Ｄの中に中継され、その後１３１０Ｄは、同じ接近角でミラー２５１０Ｃから光線１３１０Ｅの中に反射し、光線１３１０Ｅは、再び透過型反射体５０３０によって光の経路１３１０Ｆの中に中継され、光の経路１３１０Ｆは中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂの表面の形成に寄与する。同様に、１３３０Ｂおよび１３３１Ｂは、透過型反射体５０３０によって、それぞれ、ミラーに向かって光の経路１３３０Ｃおよび１３３１Ｃの中に中継され、ミラーから光の経路１３３０Ｄおよび１３３１Ｄの中に反射し、次いで、透過型反射体５０３０によって光の経路１３３０Ｅおよび１３３１Ｅの中に中継され、ビームスプリッタ１０１Ｄを通過することによって中継部５１２０を出て、さらに収束して、２Ｄディスプレイ１２３Ａの中継された表面または実世界オブジェクト１２３Ａの中継面であり得る中継されたオブジェクト１２３Ｂを形成する。図２５Ｂにおいて、２Ｄディスプレイの中継された表面１２３Ｂの部分、または中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂの後ろにある実世界オブジェクトからの光が、観察者１０５０に到達するのを遮断するために、１つ以上の遮蔽面１５１Ａが、１８８などの遮蔽部位で、オブジェクト２５１１Ａからの光の一部分を遮蔽することができる。コントローラ１９０は、ライトフィールドディスプレイ１００１のためのディスプレイ命令を生成するだけでなく、１つ以上の遮蔽面１５１Ａに構成命令を送信することができる。図２５Ｂにおいて、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａは、第１の画像複合器１０１Ｃから、２Ｄディスプレイまたは実世界オブジェクト１２３Ａよりも近く、対応する中継されたオブジェクト１２１Ｂは、中継されたオブジェクト１２３Ｂよりも視認者１０５０に近い。結果として、深度はこの中継部５１２０によって反転されない場合がある。図２５Ｂは、透過型反射体５０３０と反射素子２５１０Ｃとの間に位置する任意選択の光学素子１０４１Ａを有してよく、これは４分の１波長リターダであり得る。偏光ビームスプリッタ１０１Ｄが使用される場合、中継部５０３０によって受信され、かつ反射素子２５１０Ｃに向かってそれぞれの光の経路１３３０Ｃ、１３３１Ｃ、および１３１０Ｄに中継される、光１３３０Ｂ、１３３１Ｂ、および１３１０Ｃのほとんどは、第１の偏光状態であり得る。４分の１波長リターダ１０４１Ａと反射面２５１０Ｃとの組み合わせは、上記の光線が再び中継部５０３０によって再び受信され、ビームスプリッタ１０１Ｄを介して中継されるときに、これらの光の経路を、第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態に変えることができ、その後これらの光線のほとんどは偏向されずに通る。この結果として、中継システム５１２０の光損失が低減され得る。
図２５Ｃは、片側に偏光ビームスプリッタ２５２１を備えた透過型反射体５０３０と、透過型反射体５０３０の表面に対して鋭角で配設されているミラーの平面である、４分の１波長リターダ２５２２と対になったミラー２５１０Ｄとから構成されている、画像中継システム２５０３の正射影図である。偏光ビームスプリッタ２５２１の平面は、透過型反射体５０３０の面と平行して、ミラーの側に置かれ、偏光ビームスプリッタ２５２１は、場合によっては５０３０の表面に取り付けられている。偏光ビームスプリッタ２５２１は、直線偏光の第１の状態を通過し、この第１の状態に直交する、直線偏光の第２の状態を反射することができる。いくつかの実施形態では、偏光ビームスプリッタ２５２１は、円偏光の第１の状態を通過し、この第１の状態に直交する、円偏光の第２の状態を反射することができる。いくつかの実施形態では、４分の１波長リターダ２５２２は、半波長板などの別の偏光要素であってよく、またはまったく存在しなくてもよい。４分の１波長リターダ２５２２の平面は、ミラーの反射部分上に、ミラー２５１０Ｄの平面に平行になるように配設され、ミラーの平面に取り付けることができる。一実施形態において、ミラー２５１０Ｄと透過型反射体５０３０との間の角度は、約２２．５度であるが、異なる角度を有する他の構成を達成することができる。実線で示される経路１に沿った、中継システム２５０３への第１の直線偏光状態の入射光線は、透過型反射体５０３０によって受信され、経路２の中に、偏光ビームスプリッタ２５２１を通過しミラー２５１０Ｄに向かって、中継される。経路２に沿ってミラー２５１０Ｄに到達する前に、４分の１波長リターダ２５２２は、光２の偏光状態を第１の偏光状態から第１の円偏光状態に変更する。この光２がミラーから経路３の中に反射すると、第１の円偏光状態は、第１の円偏光状態に直交する第２の円偏光状態に変換される。経路３上の光は、再び４分の１波長リターダ２５２２を通過した後、破線で示される経路３に沿った、経路２上の直線偏光の第１の状態に直交する直線偏光の第２の状態に変換される。換言すれば、経路２の線形偏光状態は、最初に４分の１波長リターダ２５２２を通過し、ミラー２５１０Ｄから反射し、再び４分の１波長リターダ２５２２を通過すると、第１の状態から第２の状態に変換されており、このことは当技術分野で周知である。直線偏光の第２の状態の経路３上の光は、状態を変えずに偏光ビームスプリッタ２５２１から経路４の中に反射されるので、図２５Ｃの経路４の線は、破線のまま示されている。経路４がミラーから反射すると、経路４の直線偏光の第２の状態は、経路５の直線偏光の第１の状態に変化し、これは実線で示されている。この偏光状態は、偏光ビームスプリッタ２５２１を通過することができ、したがって経路５は、透過型反射体によって経路６の中に中継され、ここで経路６は、点２５１１５で経路１と交差する。入射光線のこの交点２５１１５は、ミラー２５１０Ｄと透過型反射体５０３０との間の距離２５１１４を変更することによって調整することができる。中継システム２５０３は、図２５Ｃの例では、相反的であり、経路１上で入力された光は、経路６の中に中継されるが、経路６上で入力された光は、経路１の中に中継される。これは、中継システム２５０３によって受信された点２５１１５からの光が、光線角度が交換された状態でその点に戻ることを意味する。
図２５Ｄは、点源からの３つの入力角度の光について、図２５Ｃに示される中継システム内で生成された、光の経路の正射影図である。光の経路２５１１７Ａ、２５１１８Ａ、および２５１１９に沿った３つの角度で入力された光は、共通点２５１１６を通過し、中継部によって受信され、反射され、それぞれ経路２５１１７Ｂ、２５１１８Ｂ、および２５１１９に沿って中継部を出る。中心経路２５１１９に沿って入力された光は、この同じ中心経路に沿って戻るが、方向が逆になっている。この中心経路２５１１９に対して入射角－φで、中継２５０３によって受信された経路２５１１７Ａに沿った光線は、この入射角の負のφで、経路２５１１７Ｂに沿って戻される。
図２５Ｅは、図２５Ｃに示される中継システム２５０３を採用して、オブジェクト２５２１Ａを、中継されたオブジェクト２５２１Ｂに中継するディスプレイシステムである。光の経路２５２２Ａ、２５３２Ａ、および２５４２Ａに沿った光線を含む光線２５５０は、画像複合器１０１Ｅに向けられる。光の経路２５２２Ａは、画像複合器１０１Ｅによって経路２５２２Ｂの中に反射され、経路２５２２Ｂは、中継システム２５０３によって受信され、画像複合器１０１Ｅを通過する光の経路２５２２Ｃに中継される。同様に、光の経路２５３２Ａは、画像複合器１０１Ｅによって経路２５３２Ｂの中に反射され、経路２５３２Ｂは、中継システム２５０３によって受信され、画像複合器２５０３を直接通過する光の経路２５３２Ｃに中継される。オブジェクト２５２１Ａを離れる垂直の光の経路２５４２Ａは、画像複合器１０１Ｅによって反射され、中継システム２５０３に向かう方向で光の経路２５４２Ｂに沿って、中継システム２５０３によって受信され、中継システム２５０３から離れる反対方向で光の経路２５４２Ｂに沿って中継されて戻り、そして画像複合器１０１Ｅをまっすぐに通過する。中継された光の経路２５２２Ｃ、２５３２Ｃ、および２５４２Ｂは収束して、中継されたオブジェクト２５２１Ｂを形成する。図２５Ｅにおいて、中継システム２５０３と中継されたオブジェクト位置２５２１Ｂとの間の所望の距離２５２５は、図２５Ｃに示される、ミラー２５１０Ｄと透過型反射体５０３０との間の距離２５１１４を調整することによって調節され得る。オブジェクト２５２１Ａと画像複合器１０１Ｅとの間の距離は、中継されたオブジェクト２５２１Ｂと画像複合器１０１Ｅとの間の距離に等しく設定され得る。実施形態において、オブジェクト２５２１Ａは、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのマルチビューディスプレイの表面のいずれかによって置き換えることができる。
中継されたホログラフィックオブジェクトおよび実世界オブジェクトの運動
本開示は、ホログラフィックオブジェクトを実世界オブジェクトの画像と複合して、それらがほぼ同じ場所に一緒に現れ、実世界オブジェクトの画像と重なり合うホログラフィックオブジェクトの遮蔽が遮蔽バリアを使用して処理され得るようにする、多くのやり方を提示してきた。ホログラフィックオブジェクトまたは実世界オブジェクトの運動が処理され得るやり方はいくつかあり、それらを以下に概説する。
図２６Ａは、中継システム５０００が、図１１Ａに示されるのと同じディスプレイシステムであるが、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂが、計算上どのように動き得るかを示す矢印を含む。中継部５０００は、１つ以上の実世界オブジェクトの第２の画像源からの光と同時に、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影されたホログラフィックオブジェクト表面からの光を中継し、図９Ａおよび図１１～図２４に示されるシステムの多くを集約している。図１１Ａの番号付けは、図２６Ａに適用される。中継システム５０００は、中継されたオブジェクトの深度プロファイルを反転するように示されている（例えば、中継されたホログラフィックオブジェクト表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは、投影されたオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ｂから逆の深度プロファイルを有する）が、本明細書での考察は、図１１Ｂに示される、中継される表面の深度順序を維持する中継部５００１を備えたディスプレイシステムにも適用される。図２６Ａに示される考察はまた、図１１Ｄおよび図１１Ｅに示される変形形態にも適用され、第１および第２の画像源には各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面が含まれ得る。実施形態において、中継システムは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび１つ以上の遮蔽面１５１、１５２、および１５３にディスプレイ命令を供給するように構成された、コントローラ１９０を含み得る。図２６Ａは、ホログラフィックオブジェクトがどのようにして完全に計算上で動かされ得るかを明示している。図２６Ａにおいて、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａは、ディスプレイ１００１Ａにディスプレイ命令を供給するコントローラ１９０によって、矢印Ａによって示される方向に動かされる。ディスプレイ命令は、レンダリングエンジンから決定することができる。コントローラ１９０はまた、遮蔽システム１５０に命令を発行することもでき、これは実施形態において、遮蔽面１５１、１５２、および１５３を含んで、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線を遮蔽するための正しいリアルタイム遮蔽区域１８８を提供し得、これにより、観察者１０５０の可能な視認場所に対して、動いている中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂの後ろにある、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂの部分１８９は、光を透過しない。遮蔽区域１８８は、１８８の近くで矢印Ａによって示される方向に動き、次に、中継された画像表面１２３Ｂの遮蔽された部分１８９は、１８９の近くで矢印Ａによって示される方向に動く。この動きは、すべて計算によって達成される。実施形態において、光学システムは、遮蔽区域１８８の動きを、視認体積内の画像表面１２１Ｂまたは１２２Ｂの動きと協調させるように動作可能な、コントローラ１９０を備える。
実施形態において、図２６Ａの遮蔽バリア１５１、１５２、および１５３は、少なくとも１つの実世界遮蔽オブジェクトで置き換えることができる。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂと同じ寸法を有するように構成され得、ホログラフィックオブジェクトの動きと同期して機械的に動かされ、ホログラフィックオブジェクトは計算上で動かされ得る。図２６Ｂは、図２６Ａのディスプレイシステムであり、図２６Ａに示される遮蔽システム１５０内の遮蔽バリア１５１、１５２、および１５３を、実世界オブジェクト１２１ＡＳで置き換えている。図２６Ａの番号は、図２６Ｂにおいて使用される。実世界オブジェクト１２１ＡＳは、マットブラックでペイントするか、光を吸収するテクスチャを有し、モータ制御される位置を有する遮蔽オブジェクトとして設計されている。図２６Ｂにおいて、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａは、コントローラ１９０からのディスプレイ命令によって、１２１Ａの近くの矢印Ｂに沿って左に動かされる。それに応答して、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂは、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａが動かされていることに応答して、１２１Ｂの近くの矢印Ｂに沿って垂直に動く。オブジェクト１２１ＡＳは、実施形態において電動化することができ、コントローラ１９０はまた、遮蔽オブジェクト１２１ＡＳを１２１ＡＳの近くの矢印Ｂに沿った方向に動かすモータに、命令を出すことができる。動いている電動化された遮蔽オブジェクト１２１ＡＳは、実世界オブジェクト１２３Ａを離れる光線を遮断し、中継された実世界画像表面１２３Ｂの遮蔽された部分１８９が、１８９の近くの矢印Ｂに沿って垂直に動き、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂの運動を追跡して動き、これにより、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂは、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された背景画像表面１２３Ｂを遮蔽しているように見える。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１２１ＡＳが電動化されている。さらなる実施形態において、光学システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１２１ＡＳの動きを、視認体積内の画像表面１２１Ｂまたは１２２Ｂの動きと協調させるように動作可能な、コントローラ１９０を備える。
実施形態において、中継システム５０００、または中継システム５０００の一部分を単に機械的に動かすことによって、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂ、ならびに実世界オブジェクトの中継された画像表面１２３Ｂの両方の運動を動かすことができる。図２６Ｃは、図２６Ａのディスプレイシステムであり、中継システム５０００が、中継部５０００の近くの矢印Ｃの方向に沿って垂直に動かされたときの、図２６Ａに示される多くの要素の運動の方向を示している。図２６Ａの番号は、図２６Ｃにおいて使用される。中継部５０００のこの運動の結果、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂの近くの関連する矢印Ｃに沿って、ページの左上に向かって斜め上向きに組み合わされた運動について、中継された画像１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂに対する上方への動き、ならびにこれらの中継された画像がさらに投影されることの両方をもたらす。中継システム５０００のどの構成が使用されるかに応じて、ある状況下においては、コントローラ１９０は、遮蔽層１５１、１５２、および１５３に、下向き矢印Ｃで示される遮蔽区域１８８を調整する命令を出し、これにより、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂの遮蔽された部分１８９が、中継されたホログラフィックオブジェクト画像表面１２１Ｂの運動を追跡するので、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂは、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂを遮蔽しているように現れ続ける。実施形態において、中継システム５０００は、少なくとも１つの遮蔽層１５１、１５２、または１５３、ならびに第１および第２の画像源１００１Ａおよび１２３Ａに対して中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を含み、中継システムは、光学システムの残りの部分に対して動く。別の実施形態において、中継システム５０００は、中継システムの動きを、視認体積内で画定された画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂの動きと協調させるように動作可能なコントローラを備え、これにより、中継された画像表面の所望の動きを達成することができる。さらに別の実施形態では、中継システムは、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂが中継の動きに応じて動くときに、それらのオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂの調整可能な遮蔽処理を可能にするために、中継システム５０００の動きを、少なくとも１つの遮蔽層１５１、１５２、または１５３によって画定される遮蔽区域１８８の動きと協調させるように動作可能なコントローラ１９０を備える。図２６Ｃに示される光学ディスプレイシステムは、図２６Ｂに示される１２１ＡＳのような実世界遮蔽オブジェクトから構成される、遮蔽システムを有し得る。実施形態において、中継システム５０００は、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１２１ＡＳならびに第１および第２の画像源１００１Ａおよび１２３Ａに対して、中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、コントローラ１９０は、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂが中継部の運動に応答して動くときに正しく遮蔽の原因とするために、中継システム５０００の動きを、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの動きと協調させるように動作可能である。さらに別の実施形態では、中継システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト１２１ＡＳならびに第１および第２の画像源１００１Ａおよび１２３Ａに対して、中継システム５０００の運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、コントローラ１９０は、中継システムの動きを視認体積内の画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂの動きと協調させるように動作可能である。
図２６Ｄは、図２６Ａのディスプレイシステムであり、中継システム５０００のいくつかの構成要素の電動化された動きのための、他の３つの選択肢Ｄ、Ｅ、およびＦを示している。図２６Ａの番号は、図２６Ｄにおいて使用される。選択肢Ｄでは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａは、モータによって方向Ｄに上向きに動かされる。それに応じて、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは、これらのオブジェクトの近くの矢印Ｄに沿って、右に動く。実施形態において、第１の画像源１００１Ａおよび第２の画像源１２３Ａのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの遮蔽層に対して運動を与えるように移動可能である。別の実施形態において、第１の画像源１００１Ａおよび第２の画像源１２３Ａのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトに対して運動を与えるように移動可能である。選択肢Ｅでは、実世界オブジェクト１２３Ａは、モータによって１２３Ａの近くの矢印Ｅの方向に下向きに動かされるが、他に何も動かされない。それに応じて、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された画像表面１２３Ｂは、１２３Ａの近くの矢印Ｅに沿って上方に移動するが、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂおよび１２２Ｂは動かない。終わりに、選択肢Ｆでは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａ、中継システム５０００、光複合システム１０１、実世界オブジェクト１２３Ａ、光学的折り曲げシステム１１５０、ならびに遮蔽システム１５０の遮蔽バリア１５１、１５２、および１５３を含むすべてのハードウェア構成要素は、モータによって方向Ｆに沿って動く。これにより、中継されたホログラフィック画像表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および中継された実世界画像表面１２３Ｂは、これらのそれぞれのオブジェクトの隣に示される矢印Ｆに沿って、静止する観察者１０５０に対して動かされる。最後に、図２６Ａ～Ｄには示されていないが、遮蔽層またはオブジェクトを単に動かすことによって、遮蔽層または遮蔽オブジェクトを調整することが可能である。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層１５２内の遮蔽区域１８８の動きは、少なくとも部分的に、少なくとも１つの遮蔽層の物理的動きによってもたらされる。実施形態において、少なくとも１つの遮蔽層内の遮蔽区域は、少なくとも部分的に、少なくとも１つの遮蔽層内の、個別にアドレス指定可能な要素を変調することによってもたらされる。
図２６Ａ～Ｄに示される運動は、特定の方向の例示的な運動であり、ディスプレイシステム２６Ａの要素に対して、他の多くの運動の方向が可能である。先に述べたように、図１１Ａ～Ｈに示されるディスプレイシステムの他の構成、または本開示で提示される中継部を備えた他のディスプレイシステムは、同様にして中継されたオブジェクトを動かすことができる。中継部５０００、またはディスプレイシステムで使用される他の中継部の構成に応じて、ここで記述する運動は、投影されたホログラフィックオブジェクト表面の縮小または拡大、深度を反転させるためのＵＶ座標の計算による交換、または対応する中継されたオブジェクトがスムーズに歪みなく動いているように見えるようにするための、投影されたホログラフィックオブジェクト表面を形成する光線のＵＶマッピングの計算による調整を伴う場合がある。最後に、この考察は、ライトフィールドディスプレイの第１の画像源と、放出性または反射表面を有する実世界オブジェクトの第２の画像源に焦点を合わせたが、第１および第２の画像源には、図１１Ａ～図１１Ｉの考察の中で詳述した２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面、ならびに少なくとも１つの画像中継部を含む本開示の他のディスプレイ構成が含まれ得る。
マルチ中継ディスプレイシステム
多くの場合、画像化中継システムは、ディスプレイ用途に所望される視野（ＦＯＶ）より制限されている。たとえば、透過型反射体または再帰型反射体のＦＯＶは、約４５度（＋／－２２．５度）であり、これは、このような構成要素で構築された中継システムが、この出力範囲の角度に制限され得ることを意味する。この制限を克服するには、複数の中継システムを備えた構成を使用することが有用である。図２７Ａは、個々の中継部の視野（ＦＯＶ）のいずれよりも大きい、組み合わされたＦＯＶを作成するために、互いに角度を付けられた２つの中継部の表面の正射影図である。各中継部の出口表面２７０１Ａおよび２７０１Ｂのみが示されている。表面は、角度の付いた表面であることが示されているが、これは、図９Ａ、図９Ｇ、図１２～図１９、または図２５Ａ、図２５Ｂもしくは図２５Ｅに図示されるような中継部の、角度付き画像複合器もしくは角度付き透過型反射体、図２０および図２４に図示される中継部と同様の平面であってよい。第１の中継部２７０１Ａは、第１のＦＯＶ２７０３Ａによって制限される中継された光の経路２７０２Ａの出力角度の範囲を有し得、第２の中継部２７０１Ｂは、第２のＦＯＶ２７０３Ｂによって制限される中継された光の経路２７０２Ｂの出力角度の範囲を有し得る。ただし、第１の中継面２７０１Ａおよび第２の中継面２７０１Ｂが互いに隣り合って配設され、この構成において角度２７０４で互いに対して回転される場合、組み合わされたＦＯＶ２７０３Ｃが達成され得、第１の中継部２７０１Ａまたは第２の中継部２７０１Ｂは、あらゆる角度で観察することができる。実施形態において、中継システム２７０１Ａの視認体積は、第１の視野２７０３Ａを画定し、光学システムは、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野２７０３Ｂを画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システム２７０１Ｂをさらに備え、この第１の中継システム２７０１Ａおよび追加の中継システム２７０１Ｂは、第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野２７０３Ｃを画定するように整列されている。
図２７Ｂは、図２７Ａに示される概念の実装形態の正射影図であり、図１４Ａに示される２つの同一のディスプレイシステム１４００を含み、各ディスプレイシステム１４００は、透過型反射体中継部で構成され、この２つのディスプレイシステムは、中継されたオブジェクトのＦＯＶが、個別のディスプレイシステム１４００のいずれかのＦＯＶよりも大きくなるように配置されている。２つのディスプレイシステム１４００Ａおよび１４００Ｂからのそれぞれの中継部５０３０および５０３００は、互いに対して角度２７０４で配設されている。一実施形態において、角度２７０４は９０度未満である。図２７Ｂにおいて、図１４の番号付けは、第１のディスプレイシステム１４００Ａに使用され、図１４Ａの考察は、このディスプレイシステム内でオブジェクトがどのように中継されるかを詳細に記述している。第１のディスプレイシステム１４００Ａ内で、中継部５０３０は、投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａを、中継されたオブジェクト１２１Ｂに中継し、投影されたホログラフィックオブジェクト１２２Ａを、中継されたホログラフィックオブジェクト１２２Ｂに中継する。実世界オブジェクト１２３Ａの表面は、透過型反射体５０３０Ａを介して表面１２３Ｂに中継され、表面１２３Ｂは、透過型反射体５０３０を介して実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３Ｃに中継される。同様に、第２のディスプレイシステム１４００Ｂ内で、中継部５０３００は、投影されたホログラフィック表面１２１０Ａを、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１０Ｂに中継し、投影されたホログラフィックオブジェクト１２２０Ａを、中継されたホログラフィックオブジェクト１２２０Ｂに中継する。実世界オブジェクト１２３０Ａの表面は、透過型反射体５０３００Ａを介して、中継された表面１２３０Ｂに中継され、表面１２３０Ｂは、透過型反射体５０３００を介して実世界オブジェクト１２３０Ａの中継された表面１２３０Ｃに中継される。描かれているように、第１の中継部からのオブジェクト１２３Ｃおよび第２の中継部からの１２３０Ｃの、２回中継された実世界画像は重なり合っていないことに留意されたい。さらに、これら２つの中継されたオブジェクトは、上下に反転している。２つの中継部からのこれらの中継されたオブジェクト間の位置合わせを実現するために、いくつかの調整を行うことができる。第１の調整は、各中継システム１４００Ａおよび１４００Ｂ内のそれぞれの画像結合システム１２０５Ａおよび１２０５Ｂを、互いに２７０６Ａおよび２７０６Ｂに向かって回転させることであり、各画像複合システムは、透過型反射体を除く各中継システム内のすべての光学部品から構成されている。第１の中継システム１４００Ａを含む画像複合システム１２０５Ａは、反時計回り２７０６Ａに回転させることができ、第２の中継システム１４００Ｂを含む画像複合システム１２０５Ｂは、時計回り２７０６Ｂに回転させることができる。さらに、中継システム１４００Ｂのうちの１つ内の実世界オブジェクト１２３０Ａのうちの１つは、約１８０度の角度で回転１２０８させることができるが、それでもその表面は、１５２０Ａなどの遮蔽層に実質的に平行に整列している。中継システム１４００Ｂ内の遮蔽区域１８８Ｂもまた、実世界オブジェクト１２３０Ａの動きと協調して動くべきである。また、中継された実世界オブジェクト１２３Ｃと１２３０Ｃとの間の垂直方向の位置合わせを達成するために、実世界オブジェクト１２３Ａは、矢印１２０７Ａによって示される方向に動き得、実世界オブジェクト１２３０Ａは、矢印１２０７Ｂによって示される方向に動き得る。第１の中継システム１４００Ａ内の１つ以上の遮蔽面１５２内の遮蔽部位１８８は、実世界オブジェクト１２３Ａの新たな位置に調整することができ、一方、第２の中継システム１４００Ｂ内の１つ以上の遮蔽面１５２０Ａ内の遮蔽部位１８８Ｂは、実世界オブジェクト１２３０Ａの新たな位置に調整することができる。投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａ、１２１０Ａ、１２１Ｂ、および１２１０Ｂに対して、記述したばかりのものと同様の位置の調整を行うことができる。図２７Ｂに示されるこの例は、組み合わされたＦＯＶを達成するために、本開示で前述した１つ以上の中継システムに対して行われ得る、いくつかの調整の１つの実装形態にすぎない。中継システム、ディスプレイもしくは実世界オブジェクトの配置、ホログラフィックオブジェクトの投影に対する画像複合器の様々な角度を備える他の多くの構成、および単一の中継部を備えたディスプレイシステムの単一のＦＯＶよりも大きい２つ以上の中継部を使用して、組み合わされたＦＯＶを実現する他の構成がある。
図２７Ｃは、図２７Ｂに示されるディスプレイシステムの正射影図であり、中継されたオブジェクトの重なり合いを達成するために、各ディスプレイシステムに調整が行われている。ディスプレイシステム１４０１Ａは、図２７Ｂに示されるディスプレイシステム１４００Ａに、図２７Ｂに示される上述したいくつかの調整を行ったものであり、これらの調整には、透過型反射体５０３０に対する画像複合システム１２０５Ａの回転２７０６Ａ、実世界オブジェクト１２３Ａの新たな位置への動き１２０７Ａ、ならびに投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａの位置の、それぞれ新たな場所１２１Ｄおよび１２２Ｄへの起こり得る再調整、が含まれる。ディスプレイシステム１４０１Ｂは、図２７Ｂに示されるディスプレイシステム１４００Ｂに、図２７Ｂに示される上述したいくつかの調整を行ったものであり、これらの調整には、透過型反射体５０３００に対する画像複合システム１２０５Ｂの回転２７０６Ｂ、実世界オブジェクト１２３０Ａの新たな位置への並進１２０７Ｂおよび回転１２０８、ならびに投影されたホログラフィックオブジェクト１２１０Ａおよび１２２０Ａの位置の、それぞれ新たな場所１２１０Ｄおよび１２２０Ｄへの起こり得る再調整、が含まれる。両方のディスプレイシステム、システム１４０１Ａおよび１４０１Ｂは、それぞれコントローラ１９０Ａおよび１９０Ｂとともに示され、１９０Ａおよび１９０Ｂは、同じコントローラであってよい。図２７Ｃにおいて、中継システム１４０１Ａ内で、実世界オブジェクト１２３Ａからの光線１２１４Ａは、透過型反射体５０３０Ａによって光の経路１２１４Ｂに中継される。光の経路１２１４Ｂは、中継された画像１２３Ｄを形成し、画像複合器１０１によって光線１２１４Ｃの中に反射され、画像複合器１０１は、これらの光の経路１２１４Ｃを、ホログラフィックオブジェクト１２１Ｄからの光１２２０およびライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影されたホログラフィックオブジェクト１２２Ｄ（簡略化のために図示せず）からの光と複合する。図面のこの時点で、図２７Ｃの乱雑さを回避するため、ホログラフィックオブジェクト１２１Ｄからの光線１２２０のグループのうちの１つの光線１２１６Ａのみが、引き続き画像複合器１０１を通ることが示されている。光線１２１４Ｃおよび光線１２１６Ａは、中継部５０３０によって受信され、それぞれ光線１２１４Ｄおよび光線１２１６Ｂに中継されるように示され、ここで、中継された光線１２１４Ｄは、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２１３の一部分を形成し、光線１２１６Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１１の一部分を形成する。光の経路１２１６Ａは、ライトフィールド角度座標（ｕ，ｖ）＝（０，０）でライトフィールドディスプレイ１００１Ａの表面に垂直な角度で投影されるが、対応する中継された光の経路１２１６Ｂは、観察者１０５０に対して垂直ではなく、このため（ｕ，ｖ）＝（０，０）とは異なるライトフィールド角度座標を有することに留意されたい。この場合、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａによって生成された４Ｄライトフィールド座標は、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１１が、視聴者１０５０を対象とした外観および深度プロファイルを有するように、コントローラ１９０Ａによって計算上で再マッピングされ得る。不要な光の経路のいくつかを遮断するために、１つ以上の遮蔽面１８８Ｃを作動させることができる。例えば、実世界オブジェクト１２３Ａによって反射または放出された、グループ１２１４Ａ～Ｄ内で唯一の破線で表される、光の経路１２１４Ａのグループの光の経路１２１８Ａは、光の経路１２１８Ｂに中継され、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２１３を形成するのに役立つ。中継されたホログラフィックオブジェクト１２１２を見ている観察者１０５０Ｄが、ホログラフィックオブジェクト１２１２の後ろにある中継された実世界オブジェクト１２１３を見ることができないことが望ましい場合がある。この理由により、光線１２１８Ａは、１つ以上の遮蔽層１５２上の個別にアドレス指定可能な遮蔽区域１８８Ｃによって遮断され得る。コントローラ１９０Ａは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａのディスプレイ命令を生成するだけでなく、１つ以上の遮蔽面１５２に構成命令を送信することができる。
図２７Ｃにおいて、ディスプレイシステム１４０１Ｂ内で、実世界オブジェクト１２３０Ａからの光線１２１５Ａは、透過型反射体５０３００Ａによって光の経路１２１５Ｂに中継される。光の経路１２１５Ｂは、中継された画像表面１２３０Ｅを形成し、画像複合器１０１Ｄによって光線１２１５Ｃの中に反射され、画像複合器１０１Ｄは、これらの光の経路１２１５Ｃを、ホログラフィックオブジェクト１２１０Ｄからの光１２２１およびライトフィールドディスプレイ１００１Ｄから投影されたホログラフィックオブジェクト１２２０Ｄ（簡略化のために図示せず）からの光と複合する。図面のこの時点で、図２７Ｃの乱雑さを回避するため、ホログラフィックオブジェクト１２１０Ｄからの光線１２２１のグループのうちの１つの光線１２１７Ａのみが、引き続き画像複合器１０１Ｄを過ぎることが示されている。光線１２１５Ｃおよび光線１２１７Ａは、中継部５０３０Ｄによって受信され、それぞれ光線１２１５Ｄおよび光線１２１７Ｂに中継されるように示され、ここで、中継された光線１２１５Ｄは、実世界オブジェクト１２３０Ａの中継された画像表面１３１３の一部分を形成し、光線１２１７Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１１の一部分を形成する。光の経路１２１７Ｂは、ライトフィールド角度座標（ｕ，ｖ）＝（０，０）でライトフィールドディスプレイ１００１Ｄの表面に垂直な角度で投影されるが、対応する中継された光の経路１２１７Ｂは、観察者１０５０に対して垂直ではなく、このため（ｕ，ｖ）＝（０，０）とは異なるライトフィールド角度座標を有することに留意されたい。この場合、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｄによって生成された４Ｄライトフィールド座標は、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１１が、視聴者１０５０を対象とした外観および深度プロファイルを有するように、コントローラ１９０Ｂによって計算上で再マッピングされ得る。不要な光の経路のいくつかを遮断するために、１つ以上の遮蔽面１８８Ｄを作動させることができる。例えば、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１１を見ている観察者１０５０が、ホログラフィックオブジェクト１２１１の後ろにある中継された実世界オブジェクト１２１３を見ることができないことが望ましい場合がある。この理由により、画像光線１２１５Ａは、１つ以上の遮蔽層１５２０Ａ上の個別にアドレス指定可能な遮蔽区域１８８Ｄによって遮断され得る。コントローラ１９０Ｂは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｄのディスプレイ命令を生成するだけでなく、１つ以上の遮蔽面１５２０Ａに構成命令を送信することができる。中継システム１４０１Ｂのコントローラ１９０Ｂは、中継システム１４０１Ａのコントローラ１９０Ａと同じであり得、図２７Ｃのライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび１００１Ｄの両方、ならびに１つ以上の遮蔽面１５２および１５２０Ａの両方のセットに、命令を送信することができる。実世界オブジェクト１２３Ａは、実世界オブジェクト１２３０Ａの複製であり得る。
図２７Ｃのすべての光の経路を調べると、ディスプレイシステム１４０１Ａおよび１４０１Ｂの両方が、中継された実世界オブジェクト１２１３の同じ画像、または投影されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｄ／１２１０Ｄもしくは１２２Ｄ／１２２０Ｄの同じ中継された表面１２１１もしくは１２１２に光線を寄与し得ることが明らかである。ディスプレイシステム１４０１Ａおよび１４０１Ｂによって中継される光のＦＯＶは各々、図２７Ａに示されるＦＯＶ２７０３Ａおよび２７０３Ｂに類似し得るが、中継されたオブジェクト表面１２１１、１２１２、または１２１３の組み合わされたＦＯＶは、図２７Ａに示される、より広い角度範囲２７０３Ｃに類似し得る。実施形態において、中継システム１４０１Ａの視認体積は、第１の視野１２２９Ａを画定し、光学システムは、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野１２２９Ｂを画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システム１４０１Ｂをさらに備え、この第１の中継システム１４０１Ａおよび追加の中継システム１４０１Ｂは、第１の視野１２２９Ａおよび第２の視野１２２９Ｂが組み合わされて、組み合わされた視野１２２９Ｃを画定するように整列されている。別の実施形態では、追加の中継部１４０１Ｂ内の少なくとも１つの追加の画像源は、第１の追加の画像源１００１Ｄおよび第２の追加の画像源１２３０Ａを含み、光学システムは、第１の追加の画像源１００１Ｄからの光を受信するように構成された第３の入力インターフェースと、第２の追加の画像源１２３０Ａからの光を受信するように構成された第４の入力インターフェースとを含み、ここで、追加の中継システムは、第１の追加の画像源１００１Ｄおよび第２の追加の画像源１２３０Ａからの光を、組み合わされた視野１２２９Ｃを画定する追加の視認体積に向けるように構成されている。
図２７Ｄは、２つの別個の中継部５０４０Ａと５０４０Ｂとから構成される中継システムの正射影図であり、別個の中継部のいずれかのＦＯＶよりも大きい組み合わされた視野（ＦＯＶ）を作成するために互いに角度付けられ、各中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂは、図５Ｄに示される、画像複合器と湾曲したミラーとから構成される中継部５０４０である。中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂは各々、光を受信するように構成された中継入力インターフェースを有する。一実施形態では、中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂは各々、少なくとも第１の画像源から直接光の経路のセットに沿って光を受信し、第１の画像源からの光は、少なくとも１つの第１の画像表面を画定するように動作可能である。各中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂの第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイであり得、第１の画像表面は、このライトフィールドディスプレイによって投影された、ホログラフィックオブジェクトの表面であり得る。例えば、５０４０Ａおよび５０４０Ｂは各々、図５Ｄに示される構成の中継部５０４０であり得、ホログラフィック画像表面１０１５Ｃおよび１０１６Ｃを投影する、第１のライトフィールドディスプレイ画像源１００１からの光を中継する。別の実施形態では、中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂは各々、第１の画像源からの光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の光複合入力インターフェースであって、この第１の画像源からの光は、第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の光複合入力インターフェースと、第２の画像源からの光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の光複合入力インターフェースであって、この第２の画像源からの光は、第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の光複合入力インターフェースと、を含む光複合システムからの、複合された画像光を受信する。例として、各中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂは、図１７に示されるディスプレイシステムの中継部５０５０であり得（ミラーは１つのみ備える）、各中継部５０５０は、画像複合器１０１Ａを備える図１７に示される光複合システムからの複合された光を受信し、画像複合器１０１Ａは、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａの画像表面を投影する第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光の経路１３１Ａおよび１３２Ａの第１のセット、ならびに実世界オブジェクト表面を有する、反射性または放出性の実世界オブジェクト１２３Ａ画像源によって生成される光の経路１３３Ａの第２のセットを受信する。図５Ｄおよび図１７の例は、中継部５０４０Ａおよび５０４０Ｂのライトフィールドディスプレイとしての第１の画像源とともにここに提示されているが、第１および第２の画像源には、各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかが含まれ得る。これに対応して、第２の画像源の画像表面には、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ライトフィールドディスプレイから投影された光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像が含まれ得る。
図２７Ｅは、２つの別個の中継部５１００Ａと５１００Ｂとから構成される中継システムの正射影図であり、別個の中継部のいずれかのＦＯＶよりも大きい組み合わされた視野（ＦＯＶ）を作成するために互いに角度付けられ、各別個の中継部５１００Ａおよび５１００Ｂは、透過型再帰反射体、反射面、ならびに偏光フィルタを含み得る任意選択の光学層の１つ以上の層、４分の１波長リターダ、半波長リターダ、または同様の図２０を参照して上述したものから構成される、図２０に示される中継部５１００である。中継部５１００Ａおよび５１００Ｂは各々、光を受信するように構成された中継入力インターフェースを有する。一実施形態では、中継部５１００Ａおよび５１００Ｂは各々、少なくとも第１の画像源から直接光の経路のセットに沿って光を受信し、第１の画像源からの光は、少なくとも１つの第１の画像表面を画定するように動作可能である。各中継部５１００Ａおよび５１００Ｂの第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイであり得、第１の画像表面は、このライトフィールドディスプレイによって投影された、ホログラフィックオブジェクトの表面であり得る。例えば、５１００Ａおよび５１００Ｂは各々、図２１Ｃに示されるディスプレイシステム内の中継部５１００であり得、ホログラフィック画像表面１２１Ａおよび１２２Ａを投影する、第１のライトフィールドディスプレイ画像源１００１Ａからの光を中継する。別の実施形態では、中継部５１００Ａおよび５１００Ｂは各々、第１の画像源からの光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の光複合入力インターフェースであって、この第１の画像源からの光は、第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の光複合入力インターフェースと、第２の画像源からの光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の光複合入力インターフェースであって、この第２の画像源からの光は、第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の光複合入力インターフェースと、を含む光複合システムからの、複合された画像光を受信する。例として、各中継部５１００Ａおよび５１００Ｂは、図２２に示されるディスプレイシステム内の中継部５１００であり得、各中継部５１００Ａおよび５１００Ｂは、画像複合器１０１を備える図２２に示される光複合システムからの複合された光を受信し、画像複合器１０１は、それぞれホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａの画像表面を投影する、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａからの光の経路１３１Ｂおよび１３２Ｂの第１のセット、ならびに実世界オブジェクト表面を有する、反射性または放出性の実世界オブジェクト１２３Ａ画像源によって生成される光の経路１３３Ａの第２のセットを受信する。図２１Ｃおよび図２２の例は、中継部５１００Ａおよび５１００Ｂのライトフィールドディスプレイとしての第１の画像源とともにここに提示されているが、第１および第２の画像源には、各々、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかが含まれ得る。これに対応して、第２の画像源の画像表面には、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ライトフィールドディスプレイから投影された光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または実世界オブジェクトの表面の中継された画像が含まれ得る。
図２７Ｆは、並んで置かれた２つのディスプレイシステム９００２Ａと９００２Ｂとから構成される、組み合わされたディスプレイシステムの正射影上面図であり、各ディスプレイシステムは、図９Ｇに示されるディスプレイシステム９００２であり、この組み合わされたディスプレイシステムは、単一のディスプレイシステム９００２のＦＯＶのほぼ２倍である、組み合わされたＦＯＶを有する。図２７Ｆのディスプレイシステムは、図９Ｇに示されるディスプレイシステム９００２の正確なコピーである９００２Ｂと、図９Ｇに示されるディスプレイシステム９００２の正確なコピーであるが、上面図から１８０度回転され、かつ中継部９００２Ｂのすぐ横に置かれた、ディスプレイシステム９００２Ａとから構成される。
実施形態において、中継システム９００２Ａの視認体積は、第１の視野２７２０Ａを画定し、光学システムは、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野２７２０Ｂを画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システム９００２Ｂをさらに備え、この第１の中継システム９００２Ａおよび追加の中継システム９００２Ｂは、第１の視野２７２０Ａおよび第２の視野２７２０Ｂが組み合わされて、組み合わされた視野２７２０Ｃを画定するように整列されている。別の実施形態では、追加の中継部９００２Ａ内の少なくとも１つの追加の画像源は、図９Ｇに示される第１および第２の追加の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆおよびオブジェクト１２３Ｆを含み、光学システムは、第１の追加の画像源１００１Ｆからの光を受信するように構成された第３の入力インターフェースと、第２の追加の画像源１２３Ｆからの光を受信するように構成された第４の入力インターフェースとを含み、ここで、追加の中継システム９００２Ｂは、第１の追加の画像源１００１Ｆおよび第２の追加の画像源１２３Ｆからの光を、組み合わされた視野２７２０Ｃを画定する追加の視認体積に向けるように構成されている。
図９Ｇの番号付けは、図２７Ｆの番号付けに適用され、上の図９Ｇの考察では、実世界オブジェクトまたはディスプレイの中継された背景表面が、投影されたホログラフィックオブジェクトの中継された前景表面によって遮られている可能性がある状態で、投影されたホログラフィックオブジェクトの表面および実世界オブジェクトまたはディスプレイの表面を中継するために、光の経路がディスプレイシステム９００２Ａおよび９００２Ｂの各々の中でどのように中継されるかを記述している。各ディスプレイシステム９００２Ａおよび９００２Ｂ内の中継システム５０９０は、間に画像複合器を備えた２つの透過型反射体から構成されており、ディスプレイシステム９００２Ａは、図９Ｇの中継部５０９０である中継システム５０９０Ａから構成され、並列透過中継部５０３０Ｄ、５０３０Ｅおよび画像複合器１０１を備えており、一方、ディスプレイシステム９００２Ｂは、これも図９Ｇのリレー５０９０の構成である中継システム５０９０Ｂから構成され、並列透過中継部５０３０Ｆ、５０３０Ｇおよび画像複合器１０１を備えている。図２７Ｆに示される組み合わされたディスプレイシステムの組み合わされた中継部５０９０１は、並んだ中継部５０９０Ａおよび５０９０Ｂから構成され、これらは、出力中継面５０３０Ｅおよび５０３０Ｇが角度２７０４Ａを形成するように互いに隣接して配設され、その角度は、図２７Ａの鋭角２７０４と同じように９０度未満であり得る。組み合わされた中継部５０９０１は、並んだ中継部５０９０Ａおよび５０９０Ｂを形成するように配置された、４つの透過型反射体５０３０Ｄ～Ｆから構成されている。
図２７Ｆの上部のディスプレイシステムでは、中継部５０９０Ｂが、投影されたホログラフィックオブジェクト（図９Ｇの側面図では１２１Ｆと番号付けされているが、本上面図には示さず）からの光線を、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈを形成する光線１３１Ｊおよび１３３Ｇに中継する。この説明では、実世界オブジェクトまたはディスプレイ１２３Ｆをオブジェクト１２３Ｆと呼ぶ。同様に、オブジェクト１２３Ｆからの光線は、オブジェクト１２３Ｆの中継された表面１２３Ｈを形成する光の経路１３３Ｆに中継される。中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈを形成する光線１３１Ｊおよび１３３Ｇ、ならびに中継されたオブジェクト１２３Ｈを形成する光線１３３Ｆは、角度範囲２７２０Ｂに投影され、観察者１０５０Ｈによって観察される。１つ以上の遮蔽面１５０Ｆは、中継された平面１５０Ｈに中継される。同様に、図２７Ｆの下部の中継部内で、中継部９００２Ａは、中継部９００２Ｂのものとは別個のライトフィールドディスプレイから投影されたホログラフィックオブジェクトからの光線を、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈを形成する光線１３１０Ｊおよび１３３０Ｇに中継する。同様に、オブジェクト１２３０Ｆからの光線は、中継されたオブジェクト１２３Ｈの形成に寄与する光の経路１３３０Ｆに中継される。中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈの形成に寄与する、光線１３１０Ｊおよび１３３０Ｇ、ならびに中継されたオブジェクト１２３Ｈを形成する光線１３３Ｆは、角度範囲２７２０Ａに投影され、観察者１０５０Ｇによって観察される。遮蔽面１５１０Ｆは、中継された平面１５０Ｈに中継される。要約すると、ディスプレイシステム９００２Ｂ内の中継部５０９０Ｂによって中継され、視認者１０５０Ｈによって受信される光線は、ＦＯＶ角度範囲２７２０Ｂを満たし、一方、ディスプレイシステム９００２Ａ内の中継部５０９０Ａによって中継され、視認者１０５０Ｇによって受信される光線は、ＦＯＶ角度範囲２７２０Ａを満たす。これらの２つの角度範囲２７２０Ａと２７２０Ｂとの合計が、２７２０Ａまたは２７２０Ｂの個々のＦＯＶよりも大きい組み合わされたＦＯＶを形成する。
それぞれのディスプレイシステム９００２Ａおよび９００２Ｂ内の各中継システム５０９０Ａおよび５０９０Ｂは、前述したように、中継されたオブジェクトの深度プロファイルを維持し得る、２つの個別の透過型反射体中継部からなる中継部を含む。中継システム９００２Ｂ内の１つ以上の遮蔽面１５０Ｆは、オブジェクト１２３Ｆよりも５０３０Ｆおよび５０３０Ｇによって形成される中継部に近いので、１２３Ｆから中継される表面１２３Ｈよりも中継部から遠い位置で中継された平面１５０Ｈに中継される。遮蔽面１５０Ｆとオブジェクト平面１２３Ｆとの間の間隔が、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈと中継されたオブジェクト１２３Ｈとの間の距離にほぼ等しくなるように設定されて、前景の中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈに対して背景の中継されたオブジェクト１２３Ｈの遮蔽を提供する。例えば、光線１３３Ｇが観察者１０５０Ｈに到達する場合、この観察者１０５０Ｈは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈの後ろにある背景の中継されたオブジェクト１２３Ｈの一部分を見ることができる。光線１３３Ｇの起源は光線１３３Ｋであり、これは、遮蔽区域１５１Ｆを作動させることによって遮断され得、観察者１０５０Ｈに、背景オブジェクト１２３Ｈの前の前景オブジェクト１２１Ｈの期待される視界を提供し、背景オブジェクト１２３Ｈからの光の一部を遮断する。同様に、ディスプレイシステム９００２Ａについては、観察者１０５０Ｇが、オブジェクト１２３０Ｆから発生する光線１３３０Ｇを光線１３３０Ｋとして見ることができる場合、この観察者１０５０Ｇは、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｈが中継された背景オブジェクト１２３Ｈに対して透明であると知覚し得る。これを回避するために、遮蔽区域１５１０Ｆを作動させて、光線１３３０Ｋを遮断し、光線１３３０Ｇが観察者１０５０Ｇに到達するのを防ぐことができる。
中継システム内では、３つ以上の中継部が使用できる。図２７Ｇは、３つの個別の中継部から構成されるディスプレイシステム２７５０の上面正射影図を示しており、各中継部は、オブジェクトＤ１～Ｄ３からの光線を、３つの角度範囲のうちの１つに分割された経路に中継する。図２７Ｈは、図２７Ｇに示されるディスプレイデバイス２７５０の側面図を示す。図２７Ｇの番号は、図２７Ｈにおいて使用される。オブジェクトＤ１～Ｄ３のいずれかからの光は、以下で考察する画像結合システム１０Ｃからの光と複合されることができる。オブジェクトＤ１ ２７２１Ａは、経路２７３１Ａに沿った光を生成し、経路２７３１Ａはミラー２７２３Ａから反射し透過型反射体５０３０Ａに向けられ、その後、この光線は光線２７３１Ｂに中継され、光線２７３１Ｂは、中継されたオブジェクト２７２５に収束し、角度範囲２７２６Ａへと続く。同様に、オブジェクトＤ３ ２７２３Ａからの光は、経路２７３３Ａに沿った光を生成し、経路２７３３Ａは、ミラー２７２３Ｃから反射し透過型反射体５０３０Ｃによって受信され、次に、光の経路２７３３Ｂの中に中継され、光の経路２７３３Ｂは、中継されたオブジェクト場所２７２５で収束し、角度範囲２７２６Ｃへと続く。図２７Ｈの側面図は、オブジェクトＤ２ ２７２２Ａからの光２７３２Ａが、光学的折り曲げミラー２７２３Ｂから反射され、透過型反射体中継部５０３０Ｂによって受信され、光の経路２７３２Ｂに向けられ、中継されたオブジェクト２７２５の形成に寄与し、角度範囲２７２６Ｂの中へと続くことを示している。光線の全角度範囲は、角度範囲２７２６Ａ、２７２６Ｂ、および２７２６Ｃの合計である。平面２７２４Ｂは、画像複合システム１０Ｃの詳細に依存する、考えられ得る遮蔽平面である。
図２７Ｉ～Ｌは、Ｄ１～Ｄ３ ２７２１Ａ、２７２２Ａ、または２７２３Ａからの光線の経路のいずれかに配設され得る画像複合システム１０Ｃの、いくつかの考えられ得る側面正射影図である。図２７Ｉ～Ｌに示される４つの構成の各々において、入力光の経路２７３Ｘは、オブジェクトＤ１ ２７２１Ａからの光の経路２７３１Ａ、オブジェクトＤ２ ２７２２Ａからの光の経路２７３２Ａ、またはオブジェクトＤ３ ２７２３Ａからの光の経路２７３３Ａであり得る。図２７Ｉは、ライトフィールドディスプレイおよび中継部を備えた光複合システムの正射影図を示す。図２７Ｉにおいて、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィックオブジェクト２７３４Ａからの光２７３９Ａは、中継部５０３０によって、中継されたホログラフィックオブジェクト２７３４Ｂを形成する光の経路２７３９Ｂの中に中継され、光線は、画像複合器１０１から反射し続け、入力光線２７３Ｘの経路に沿って進むように向け直される。図２７Ｊは、実世界オブジェクトと中継システムとを備えた光複合システムの正射影図を示す。図２７Ｊにおいて、実世界オブジェクト２７４０Ａからの光の経路２７４１Ａは、遮蔽面２７２４Ａを通過してから、中継部５０３０によって受信され、光の経路２７４１Ｂの中に中継され、収束して実世界オブジェクト２７４０Ａの中継された画像２７４０Ｂを形成し、これらの光の経路２７４１Ｂは複合器から反射し、入力光２７３Ｘとともに送信される。遮蔽面２７２４Ａは、図２７Ｇおよび図２７Ｈに示される中継された遮蔽面２７２４Ｂに中継され得、図２７Ｆおよび本開示の前半を参照して考察されたように、実世界オブジェクトの部分を遮蔽し得る。図２７Ｋは、実世界オブジェクトを備えた光複合システムの正射影図を示す。図２７Ｋにおいて、実世界オブジェクト２７４０Ａからの光２７４２は、画像複合器によって、入力光線２７３Ｘとともに進む光線に向け直される。図２７Ｌは、一般的なオブジェクトを備えた光複合システムの正射影図を示す。図２７Ｌにおいて、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、もしくは光を反射する実世界オブジェクトの表面、または光を反射または放出する他の任意のタイプのオブジェクト、であり得るオブジェクト表面２７４３は、画像複合器１０１によって入力光の経路２７３Ｘと複合される、光２７４４を生成する。
図２７Ｇおよび図２７Ｈの例では、これらの３つの角度範囲２７２６Ａ、２７２６Ｂ、および２７２６Ｃの間に図示された重なりはほとんどないが、非投影ディスプレイ領域の不感領域を回避するためにはいくらかの重なりが必要である。中継面は、透過型反射体５０３０Ａ、５０３０Ｂ、および５０３０Ｃの３つの平面によって画定され、異なる視点から、この組み合わされたＦＯＶ内の視認者１０５０Ａ、１０５０Ｂ、１０５０Ｃ、または他の任意の視認者に継ぎ目が見えてはならない図２７Ｍは、図２７Ｇおよび図２７Ｈに示されるディスプレイシステム２７５０で使用される３面中継システムの正面図を示し、図２７Ｇに示されるディスプレイシステム２７５０の前の視認者１０５０Ｂによって視認され得る。場所２７３５Ａおよび２７３６Ａからの光は、視認者１０５０Ｂに到達し、これらの場所のパネル間には重なりがある。ただし、視認者が左に移動して図２７Ｇの視認者１０５０Ａになると、ビューが変わる場合がある。図２７Ｎは、図２７Ｇおよび図２７Ｈに示されるディスプレイシステム２７５０で使用される３面中継システムの正面図を示し、図２７Ｇに示されるディスプレイシステム２７５０の前の視認者１０５０Ａによって視認され得る。中継面５０３０Ａから中継された光のみが観察者１０５０Ａに到達するので、観察者は、中継面５０３０Ｂと５０３０Ｃとの間の間隔２７３５Ｂに気付かない可能性がある。この視認位置１０５０Ａの場合、中継面５０３０Ａと５０３０Ｂとの間の場所２７３６Ｂの近くの継ぎ目には多くの重なりがある。
図２７Ｏは、中継システム２７６０を備えたディスプレイシステムの正射影図であり、この中継システム２７６０は、中継システムの表面に対して広角でのみ投影されるオブジェクトからの光線を中継する。中継システムは、２つの透過型反射体５０３０Ａと５０３０Ｂとから構成され、５０３０Ａは、オブジェクト２７５１Ａからの光を、中間の中継された画像２７５１Ｂに中継する。この光は、透過型反射体５０３０Ｂによって受信され、この透過型反射体５０３０Ｂは、中継された画像２７１５Ｂを、第２の中継された画像２７５１Ｃに中継する。第２の中継された画像２７５１Ｃは、画像源オブジェクト２７５１Ａと実質的に同じ深度プロファイルを有すると予想される。オブジェクト２７５１Ａからの光線２７５２Ａは、第１の中継部５０３０Ａの表面の法線に対して、４５度の入射角を形成する。これらの光線、ならびにこれらの光線２７５２Ａから約＋／－２２．５度の円錐内にあるオブジェクト２７５１Ａからの光線は、光の経路２７５２Ｂの周りにグループ化された光線の中に中継され、中継されたオブジェクト画像２７５１Ｂを形成する。これらの光の経路は、第１の透過型反射体５０３０Ａに対して角度調整の第１および第２の範囲内にある。これらの光線２７５２Ｂは、第２の中継部５０３０Ｂによって受信され、光の経路２７５２Ｃの中に中継され、この光の経路２７５２Ｃは、観察者１０５０Ｃには見え得るが、観察者１０５０Ｂまたは１０５０Ａには見えない可能性がある。同様に、オブジェクト２７５１Ａからの光線２７５３Ａは、光線２７５２Ａとは異なる方向に進むが、第１の中継部５０３０Ａの表面の法線と４５度の入射角を形成する。これらの光線２７５３Ａ、ならびにこれらの光線２７５３Ａから約＋／－２２．５度の円錐内にあるオブジェクト２７５１Ａからの光線は、光の経路２７５３Ｂの周りにグループ化された光線の中に中継され、これもまた中継されたオブジェクト画像２７５１Ｂを形成する。これらの光線２７５３Ｂは、第２の中継部５０３０Ｂによって受信され、光の経路路２７５３Ｃの中に中継され、この光の経路２７５３Ｃは、観察者１０５０Ａには見え得るが、観察者１０５０Ｂまたは１０５０Ｃには見えない可能性がある。第１の中継部５０３０Ａ表面に対する法線入射２７５４の経路に沿った、オブジェクト２７５１からの光の経路、およびこの法線の光の経路から約＋／－２２．５度離れた円錐内のほとんどの光線は、２つの中継部５０３０Ａおよび５０３０Ｂによって遮断され得るか、または中継部５０３０Ａおよび５０３０Ｂをいくらかの散乱を伴って通過し得る。オブジェクト２７５１Ａと第１の透過型反射体５０３０Ａとの間に１つ以上の角度フィルタ２７９１が置かれてもよく、中継面５０３０Ａへの法線入射に近い光線を拒絶し、それらが観察者１０５０Ｂに到達しないようにする。図２７Ｏに示される中継システム２７６０は、視認者１０５０Ａおよび１０５０Ｃに対する２つの視野を生成する。これには、テーブルトップ構成に向けたいくつかの用途があり、これについては以下で考察する。実施形態において、中継システムは、第１の中継サブシステムを備え、第１の中継サブシステムは、第１の中継サブシステムの透過型反射体５０３０Ａであって、第１の画像表面を形成するための透過型反射体に対する角度整列の第１および第２の範囲内の光源光の経路２７５２Ａ、２７５３Ａに沿って画像源２７５１Ａから画像光を受信するように位置付けられ、第１の中継された場所に第１の中継された画像表面２７５１Ｂを形成するように画像光を中継するように構成されている、第１の透過型反射体である、透過型反射体５０３０Ａと、第１の中継サブシステムの第２の透過型反射体５０３０Ｂであって、第１の透過型反射体からの光を受信し、第１の透過型反射体からの光を中継して、第２の中継された場所に第２の中継された画像表面２７５１Ｃを形成するように位置付けられており、かつ透過型反射体に対する角度整列の第１および第２の範囲の外側の光源光の経路に沿った画像源からの画像光は、第１の画像表面を形成するために中継されない可能性がある、第２の透過型反射体である、第２の透過型反射体５０３０Ｂと、を備えている。実施形態において、第１の透過型反射体に対する角度整列の第１および第２の範囲の外側にある画像源光の経路に沿った画像源からの画像光は、第１の透過型反射体に対する角度整列の第１および第２の範囲内にある光源光の経路に沿って、画像源からの画像光よりも有意に多くの散乱を伴って第１の中継サブシステムによって中継される。透過型反射体に対する第１および第２の角度整列の範囲は、それぞれ、透過型反射体の表面に対する法線に対する－６７．５～－２２．５度および＋２２．５～＋６７．５度のおおよその範囲を含む。実施形態において、任意選択の角度フィルタ２７９１が、画像源２７５１Ａと第１の透過型反射体５０３０Ａとの間に採用されて、透過型反射体に対する角度整列の第１および第２の範囲の外側の光源光の経路に沿って画像源光を吸収または反射する。一実施形態において、第２の中継された画像表面は、重なりのない２つの異なる視認体積で見ることができ、別の実施形態では、重なりがある。視認体積は、互いに９０度離れている場合がある。実施形態において、第２の透過型反射体はテーブルトップを形成することができ、第２の中継された画像表面は、このテーブルトップの法線に対して実質的に－４５度および＋４５度を中心とする２つの視認体積で見ることができ、かつテーブルトップの反対側に位置する２人の視認者が見ることができる。
図２７Ｐは、図２７Ｏに示されるディスプレイシステムから構成されるディスプレイシステム２７７０の側面正射影図であり、第１の中継部５０３０Ａの表面の法線に角度が近い入射光の経路を中継するための光路が追加されている。図２７Ｑは、図２７Ｐに示されるディスプレイシステム２７７０の上面正射影図である。図２７Ｏに示される中継システム２７６０からの番号付けのいくつかは、図２７Ｐおよび２７Ｑで使用される。実施形態において、図２７Ｐの中継システムは、図２７Ｏの中継システムであり、光源光の経路に沿って画像源からの画像光を受信するように位置付けられた第１のビームスプリッタ１０１Ａと、図９Ｊに示される第２のビームスプリッタ１０１Ｃおよび第２の中継サブシステム５０９０とをさらに備え、第１のビームスプリッタ１０１Ａは、画像源２７５１Ａからの画像光の第１の部分を、第１の中継サブシステム５０３０Ａ、５０３０Ｂに向け、画像源からの画像光の第２の部分を、第２の中継サブシステム５０９０に向けるように構成されており、第２の中継サブシステム５０９０は、第１のビームスプリッタ１０１Ａから受信した光を、第２のビームスプリッタ１０１Ｃに中継するように構成され、第２のビームスプリッタは、第１の中継サブシステムの第２の透過型反射体５０３０Ｂからの光を受信するように位置付けされており、かつ第１の中継サブシステム５０３０Ａ、５０３０Ｂの第２の透過型反射体からの光を、第２の中継サブシステム５０９０からの光と複合し、複合された光を向けて第２の中継された画像表面２７５１Ｃを形成するように構成されている。追加の実施形態において、第２の中継サブシステムは、第２の中継サブシステムの第１および第２の透過型反射体５０３０Ｄ、５０３０Ｃを含み、第２の中継サブシステムの第１の透過型反射体５０３０Ｃは、第１のビームスプリッタ１０１Ａから光を受信するように位置付けされ、かつ受信された光を、第２の中継サブシステム５０９０の第２の透過型反射体５０３０Ｄに中継するように構成されており、第２の中継サブシステム５０９０の第２の透過型反射体５０３０Ｄは、第２の中継サブシステムの第１の透過型反射体５０３０Ｃからの光を、第２のビームスプリッタ１０１Ｃに向かって中継するように構成されている。追加の実施形態において、ディスプレイシステムは、追加の画像源１００１をさらに含み、追加の画像源１００１は、追加の画像光を追加の光源光の経路２７６２Ａに沿って出力して、第２の画像表面２７５６Ａを形成するように動作可能であり、第２の中継サブシステム５０９０は、第２の中継サブシステム５０９０の第１のビームスプリッタ１０１Ｂをさらに備え、第１のビームスプリッタ１０１Ｂは、追加の画像源１００１からの追加の画像光と第２の中継サブシステム５０９０の第１の透過型反射体からの光２７５４Ｃとを受信して複合し、複合された光を、第２の中継サブシステムの第２の透過型反射体５０３０Ｄに向けるように位置付けられている。実施形態において、２７７０の中継システムは、画像源または追加の画像源からの光の一部分を遮蔽するように動作可能な、遮蔽システムをさらに含む。遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素を有する少なくとも１つの遮蔽層２７５９Ａを含み得るか、または図１１Ｃの１５５Ａのような遮蔽オブジェクトを含み得る。一実施形態では、追加の画像源１００１からの光は、２回中継される画像表面２７５１Ｃに近接する追加の中継された画像表面２７５６Ｂに中継され、遮蔽システムは、画像源からの光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、遮蔽された部分は、追加の中継された画像表面２７５６Ｂによって遮蔽される２回中継される画像表面２７５１Ｃの部分に対応している。別の実施形態では、追加の画像源２７６２Ａからの光は、２回中継される画像表面２７５１Ｃに近接する追加の中継された画像表面２７５６Ｂに中継され、遮蔽システムは、追加の画像源からの光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、遮蔽された部分は、２回中継される画像表面２７５１Ｃ（図２７Ｐおよび図２７Ｑには示さず）によって遮蔽された追加の中継された画像表面２７５６Ｂの部分に対応する。
図２７Ｐおよび図２７Ｑの両方において、距離マーカ２７５５をシステムの光軸上で使用して光学部品間の１つの考え得る間隔を示し、この距離マーカは、同等の光路長セグメントを示す。図２７Ｑにおいて、オブジェクト２７５１Ａからの光は、第１の中継面５０３０Ａに対して４５度の入射で光の経路２７５２Ａを中心とする角度範囲２７５２Ｙの光線２７５２Ｘ、中継面５０３０Ａに対してこれも４５度の入射で光の経路２７５３Ａを中心とする角度範囲２７５３Ｙの光線２７５３Ｘ、および中継面５０３０Ａに対して垂直な経路２７５４Ａを中心とする光線２７５４Ｘに分類することができ、光線２７５４Ｘは図２７Ｑに詳細は示されていない。図２７Ｑにおいて、かつ図２７Ｏについて考察されるように、光の経路２７５２Ａを中心とし角度範囲２７５２Ｙで見出される、オブジェクト２７５１Ａからの光の経路２７５２Ｘは、光の経路２７５２Ｃを中心とするこれも同じ角度範囲２７５２Ｙの光線２７５２Ｚに中継され、中継されたオブジェクト２７５１Ｃの一部分を形成する同様に、図２７Ｑにおいて、かつ図２７Ｏについて考察されるように、光の経路２７５３Ａを中心とし角度範囲２７５３Ｙで見出される、オブジェクト２７５１Ａからの光の経路２７５３Ｘは、光の経路２７５３Ｃを中心とするこれも同じ角度範囲２７５３Ｙの光線２７５３Ｚに中継され、中継されたオブジェクト２７５１Ｃの一部分を形成する最後に、図２７Ｏを参照して考察したように、オブジェクト２７５１Ａから、法線２７５４を中心とした中継部５０３０Ａ表面までの、角度範囲２７５４Ｙ内に見出される光の経路２７５４Ａは、中継対５０３０Ａおよび５０３０Ｂによって中継されない。代わりに、これらの光線は、中継部５０３０Ａ表面への法線入射に近いこのグループの光線を通させるように設計された、図２７Ｐに示されるように、２つの別個の中継部５０３０Ｃおよび５０３０Ｄを介して、別個の光の経路に沿って向けられる。これらの光の経路２７５４Ａは、画像複合器１０１Ａによって、第３の中継部５０３０Ｃに向かって光線２７５４Ｂに偏向され、第３の中継部５０３０Ｃは、この事例では透過型反射体であり、透過型反射体は、光の経路２７５４Ｂを受信し、これらの光の経路２７５４Ｂを、第１の中継されたオブジェクト２７５１Ｂを形成し第２の中継部５０３０Ｂによって引き続き受信される、光の経路２７５４Ｃに中継する。任意選択の画像複合器１０１Ｂは、中継された光２７５４Ｃを、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィックオブジェクト２７５６Ａの表面からの光２７６２Ａと複合することができる。他の実施形態において、画像源１００１は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面であり得る。画像複合器１０１Ｂは、ホログラフィックオブジェクトからの光２７５６Ａを、中継されたオブジェクト２７５１Ａからの光２７５４Ｃと実質的に同じ方向に進む光線２７６２Ｂに向け直す。ホログラフィックオブジェクト２７５６Ａからのこの複合された光２７６２Ｂおよびオブジェクト２７５１Ａからの光２７５４Ｃは、第４の中継部５０３０Ｄによって受信され、複合された光の経路２７６２Ｃおよび２７５４Ｄにそれぞれ中継される。画像複合器１０１Ｃは、４セットの光の経路、すなわち、中継された光の経路２７６２Ｃであって、収束して、中継されたホログラフィックオブジェクト２７５６Ｂを形成する光の経路２７６２Ｄに反射される、光の経路２７６２Ｃと、光の経路２７５４Ｄであって、収束して、観察者１０５０Ｂによって見える中継されたオブジェクト２７５１Ｃの表面を形成する光の経路２７５４Ｅに反射される、光の経路２７５４Ｄと、図２７Ｑに示される４５度の角度の光の経路２７５２Ｃの周りにグループ化された光の経路２７５２Ｚであって、中継部５０３０Ａおよび５０３０Ｂによって中継され、収束して、観察者１０５０Ｃによって見える中継されたオブジェクト２７５１Ｃの表面を形成する、光の経路２７５２Ｚと、光の経路２７５３Ｚであって、図２７Ｑに示される４５度の角度の光の経路２７５３Ｃの周りにグループ化され、これらは収束して、観察者１０５０Ａによって見える中継オブジェクト２７５１Ｃを形成する、光の経路２７５３Ｚと、を向け直して複合する。これらの光の経路はすべて図２７Ｐのグループ２７６３内に存在するが、図２７Ｐには、中継部５０３０Ｃおよび５０３０Ｄを通る光の経路を通る光のみが示されている。層２７５９Ａは、場所２７５９Ｂに中継される１つ以上の遮蔽面であり得、背景の中継されたオブジェクト２７５１Ｃが中継されたホログラフィックオブジェクト２７５６Ｂの後ろに見えないように、個別にアドレス指定可能な区域が作動されてよく、これは図９Ａの遮蔽層１５１、１５２、および１５３の動作、ならびに図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄに詳細に示されている。図２７Ｏを参照して説明されるように、オブジェクト２７５１Ａと第１の透過型反射体５０３０Ａとの間に１つ以上の角度フィルタが置かれてもよく、画像複合器１０１Ａを通過する中継面５０３０Ａへの法線入射に近い光線を拒絶し、それらが観察者１０５０Ｂに到達しないようにする。
複数の個別の視認体積を備えたディスプレイシステム
図２７Ｏの中継部は、２つの異なる方向でディスプレイを視認する２人の観察者のために設計された２つの別個の視野に光を中継する。そのような用途は、テーブルトップディスプレイで使用され得、その場合、ディスプレイ表面は水平であり、ディスプレイの観察点は、ディスプレイ表面の上にあり、かつディスプレイ表面の２つ以上の側面にあり得る。図２８Ａは、ディスプレイシステムの正射影図であり、ライトフィールドディスプレイ１００１によって投影されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ａからの光線が、ビームスプリッタによって２つの方向に分割され、各方向が、別個の視認体積を提供している。実施形態において、画像源１００１は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面であり得る。ライトフィールドディスプレイ１００１から投影された光線２８０２は、ホログラフィックオブジェクト２８０１Ａを形成し、ビームスプリッタ１０１Ａによって、ビームスプリッタ１０１Ａおよび１０１Ａによって偏向された２８０４Ａを直接通過する光線２８０３Ａに分割され、光線２８０３Ａは、光線２８０３Ａによって範囲が定められた、ホログラフィックオブジェクト２８０１Ａの第１の視認体積２８０６Ａを形成し、光線２８０４Ａは、光線２９０５Ａによって範囲が定められた、ホログラフィックオブジェクト２８０１Ａの第２の視認体積２８０５Ａを形成する。図２８Ａに示される二次元図内で、第１および第２の視認体積２８０６Ａおよび２８０５Ａは、それぞれ、対応するホログラフィックオブジェクトから投影される光線のグループに従属する弧として示されているが、これらの弧の各々が、空間での視認体積を示すことを理解されたい。光線２８０４Ａは、仮想ホログラフィックオブジェクト２８０１Ｂから発散しているように見える。光線２８０３Ａおよび２８０４Ａは、透過型反射体中継部５０３０Ａによって受信され、光の経路２８０３Ｃおよび２８０４Ｃに中継され、中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃおよび２８０１Ｄを形成し、これらは、観察者１０５０Ａおよび１０５０Ｂによって、それぞれ視認体積２８０５Ｂおよび２８０６Ｂ内で視認できる。中継された各ホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃおよび２８０１Ｄの各々の視認体積を示す２つの角度範囲２８０５Ｂおよび２８０６Ｂは、２つの異なる視聴者用に設計されているため、隣接していない。実施形態において、図２８Ａのライトフィールドディスプレイ１００１は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面に置き換えられる。図２８Ａは、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ａを含む中継システムと、光２８０２を出力するように動作可能な画像源１００１と、画像源からの光を受信し、光源光の経路２８０３Ａ、２８０４Ａの第１のセットおよび第２のセットに沿って光を向けるように位置付けられたビームスプリッタ１０１Ａと、を備え得、画像源およびビームスプリッタは、光源光の経路の第１および第２のセットに沿った光が、それぞれ中継された光の経路２８０３Ｃ、２８０４Ｃの第１および第２のセットに沿って中継され、中継された光の経路の第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の視認体積２８０５Ａ、２８０６Ａを画定するように、少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、かつ第１の中継された視認体積と第２の中継された視認体積とは異なっている。一実施形態では、第１および第２の中継された視認体積は部分的に重なり合っているが、別の実施形態では、第１および第２の中継された視認体積は重なり合っていない。実施形態において、画像源１００１およびビームスプリッタ１０１Ａは、第１および第２の光源光の経路のセット２８０３Ａ、２８０４Ａのそれぞれ各々が、少なくとも１つの透過型反射体の表面に対して２２．５～６７．５度に配向された光路を含むように、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ａに対して配向されている。別の実施形態において、画像源１００１およびビームスプリッタ１０１Ａは、第１および第２の中継された光の経路のセット２８０３Ｃ、２８０４Ｃそれぞれ各々が、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ａの表面に対して２２．５～６７．５度に配向された光の経路を含むように、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ａに対して配向されている。
図２８Ｂは、図２８Ａと同様のディスプレイシステム２８１０の正射影図であるが、ライトフィールドディスプレイが、中継システムの平面の外に配設されており、ライトフィールドディスプレイからの光は、画像複合器を使用して中継システムに向けられ、追加の光源からの光が中継システムに入ることを可能にする。図２８Ａの番号は、図２８Ｂにおいて使用される。ライトフィールドディスプレイ１００１は、透過型反射体中継部５０３０Ａの表面に実質的に平行である光軸に沿って、光２８０２を投影するように配設されている。観察者１０５０Ｃの視点からの側面図２８１０Ａでは、ライトフィールドディスプレイからの光２８０２が、図２８Ａに示されるように、ビームスプリッタ１０１Ａによって２つの経路２８０３Ａおよび２８０４Ａに分割されるが、これらの光の経路は、ビームスプリッタ１０１Ｂに向かって斜め下向きに向けられることを示している。観察者１０５０Ｄの視点からの端面図２８１０Ｂでは、光線２８０３Ａおよび２８０４Ａの両方のセットから構成される、ライトフィールドディスプレイからのすべての光線２８３４Ａが、ビームスプリッタ１０１Ｂによって、ビームスプリッタ５０３０Ａ上に入射する光線２８３４Ｂの中に反射され、ここで、光線２８３４Ｂは、光線グループ２８０３Ｂおよび２８０４Ｂの両方を含むことを示している。この端面図２８１０Ｂでは、ライトフィールドディスプレイ１００１からの１つの平面内の光線のみが示されている。光線２８０３Ｂおよび２８０４Ｂのグループは、中継部５０３０Ａによって受信され、光線２８０３Ｃおよび２８０４Ｃのグループの中にそれぞれ中継され、それぞれホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃおよび２８０１Ｄを形成する。画像複合器１０１Ｂは、ライトフィールドディスプレイ１００１とは別個の、別の光源からの光２８１１を受け入れるように位置付けられている。
図２８Ｂに示されるディスプレイシステム２８１０は、中継面の上の２つの別個の視野に、中継されたホログラフィックオブジェクトを提供するが、より大きなシステム内で本システムを使用して、ホログラフィックオブジェクトに加えて別のオブジェクトからの光を中継することが可能であり、かつまた前景のホログラフィックオブジェクトを背景のオブジェクトで適切に遮蔽するように調整することも可能であり、その逆も同様である。これを達成するために、図２７Ｏに示される二重中継構成２７６０が使用される。図２８Ｃは、ディスプレイシステムの上面正射影図であり、図２８Ｂに示されるディスプレイシステム２８１０および追加の中継システムを使用することによって、中継されたホログラフィックオブジェクトとともに、遮蔽の可能性のある背景オブジェクトを中継する。図２８Ｂの番号は、図２８Ｃにおいて使用される。図２８Ｃにおいて、図２８Ｂに示されるディスプレイシステム２８１０は、第１のステージとしてのディスプレイシステム２８１０と、第２のステージとしての透過型反射体５０３０Ｂとから構成される、２ステージ中継システムのうちの１ステージである。ディスプレイシステム２８１０は、オブジェクト２８１１Ａから光を受信し、この光をホログラフィックオブジェクト２８０１Ａからの光と複合し、この複合された光を中継して、オブジェクト２８１１Ａの中継された画像２８１１Ｂ、ならびに中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃおよび２８０１Ｄの、両方を形成する。中継２８１０の詳細は、図２８Ｂを参照して考察される。ディスプレイシステム２８１０からのこの中継された光は、第２のステージ中継システム５０３０Ｂによって受信され、ここで、１回中継されたオブジェクト画像２８１１Ｂは、２回中継されたオブジェクト画像２８１１Ｃに中継され、１回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃおよび２８０１Ｄは、それぞれ２回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅおよび２８０１Ｆに中継される。１回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃからの光線２８０４Ｃは、ホログラフィック視認体積２８０５Ｂの範囲内にあり、これらの光線は、中継部５０３０Ｂによって光線２８０４Ｄの中に中継され、視認体積２８０５Ｃ内で、観察者１０５０Ｅによって視認可能な２回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅを形成する。１回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｄからの光線２８０３Ｃは、ホログラフィック視認体積２８０６Ｂの範囲内にあり、これらの光線は、中継部５０３０Ｂによって光線２８０３Ｄの中に中継され、視認体積２８０６Ｃ内で、観察者１０５０Ｆによって視認可能な２回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｆを形成する。同様にして、遮蔽面２８５１Ａは、ディスプレイシステム２８１０によって、１回中継された遮蔽面２８５１Ｂに中継され、この１回中継された遮蔽面２８１１Ｂは、中継部５０３０Ｂによって、２回中継された遮蔽面２８５１Ｃに中継される。図２８Ｃにおいて、それぞれの中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｃ／２８０１Ｄおよび２８０１Ｅ／２８０１Ｆと重なり合う、中継された遮蔽面２８５１Ｂおよび２８５１Ｃの部分は、描かれていない。中継されたオブジェクト２８１１Ｃおよび中継された遮蔽面２８５１Ｃの深度順序は、オブジェクト２８１１Ａおよび遮蔽面２８５１Ａの深度順序と同じであり、これにより、図２８Ｃに示されるディスプレイシステムの構成が、遮蔽を適切に処理することが可能になる。遮蔽面２８５１Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅおよび２８０１Ｆと中継されたオブジェクト２８１１Ｃとの間の距離と実質的に同じ距離だけ、オブジェクト２８１１Ａからオフセットされ得る。経路２８１３Ａ、２８１４Ａ、および２８１５Ａに沿ったオブジェクト２８１１Ａからの光は、ディスプレイシステム２８１０によって、光の経路２８１３Ｂ、２８１４Ｂ、および２８１５Ｂに中継され、これらは中継部５０３０Ｂによって受信され、光の経路２８１３Ｃ、２８１４Ｃ、および２８１５Ｃの中にそれぞれ中継される。光の経路２８１３Ａおよび２８１５Ａは、オブジェクト２８１１Ａ上の同じ点２８１７Ａから発生し、それらの１回中継された光の経路２８１３Ｂおよび２８１５Ｂは、中継されたオブジェクト平面２８１１Ｂ上の同じ対応する点２８１７Ｂに収束し、一方、それらの２回中継された光の経路２８１３Ｃおよび２８１５Ｃは、中継されたオブジェクト面２８１１Ｃ上の同じ対応する点２８１７Ｃに収束する。観察者１０５０Ｅは、前景の中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅおよび背景の中継されたオブジェクト２８１１Ｃの両方からの経路２８１３Ｃに沿った光を同時に見ることができるが、これは望ましくない場合がある。これを回避し、光の経路２８１３Ｃ上または光の経路２８１３Ｃの近くの光を遮断するために、遮蔽面２８５１Ａ上の遮蔽区域２８８８を光遮断状態に作動し、経路２８１３Ａ上の光が光線２８１３Ｃに中継されるのを防ぐことができる。同様に、観察者１０５０Ｆは、中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｆの後ろにある、背景の中継されたオブジェクト２８１１Ｃからの光２８１４Ｃを見ることができ得る。背景光２８１４Ｃを遮断するために、遮蔽面２８５１Ａ上の場所２８８８の近くの遮蔽部位を、光遮断状態に作動することができる。中継されたオブジェクト２８１１Ｃを形成するのに役立つ光線２８１５Ｃは、観察者１０５０Ｆに見えるはずであり、したがって、光線２８１５Ｃに対応する光源光線２８１５Ａは、遮蔽面２８５１Ａによって遮られるべきではない。
実施形態において、ディスプレイシステムは、光複合器１０１Ｂをさらに備え、この光複合器は、画像源２８０３Ｂ、２８０４Ｂからの光を受信するように、かつ追加の画像源からの光２８１１を受信するように位置付けられ、かつ複合された光２８１１および２８０３Ｂ、２８０４Ｂを、第１および第２の光源光の経路のセットに沿って少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ａに向けるように構成されており、この少なくとも１つの透過型反射体は、第１および第２の光源光の経路のセットからの複合された光を、第１および第２の中継された光の経路２８１１および２８０３Ｃ、２８０４Ｃのセットに沿って、それぞれ第１の視認体積２８０５Ｂおよび第２の視認体積２８０６Ｂ内に中継するように動作可能である。実施形態において、画像源および追加の画像源からの光は、異なる方向から提供される。実施形態において、追加の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかを含む。実施形態において、入力中継部は、画像光を、追加の画像源から光複合器１０１Ｂ（図２８Ｂには示さず）に中継するように構成されている。入力中継部は、追加の画像源からの画像光を中継して、中継された画像表面を画定するように動作可能であり、それによって、追加の画像源表面が、この追加の画像源の中継された画像表面を有し、光複合器１０１Ｂは、追加の画像源の中継された画像表面を画定する光を、画像源からの光と複合し、複合された光を少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ａに向け、複合された光は、第１および第２の視認体積内に中継される。実施形態において、ディスプレイシステムは、画像源および追加の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える。遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素、１つ以上の遮蔽オブジェクトを有する少なくとも１つの遮蔽層を含み得、光複合器１０１Ｂに光学的に先行するように位置付けられ得る。
実施形態において、画像源および追加の画像源からの光は、それぞれ、画像源からの中継された光の経路の第１および第２のセット２８０４Ｃ、２８０３Ｃによって形成された第１の中継された画像表面２８０１Ｃ、２８０１Ｄを形成する透過型反射体によって中継される、第１および第２の光源光の経路のセットに沿って、それぞれ第１の画像表面２８０１Ａ、２８０１Ｂおよび第２の画像表面２８１１Ａを画定し、かつ追加の画像源からの中継された光の経路２８１３Ｂおよび２８１５Ｂの第１および第２のセットによって形成された、第２の中継された画像表面２８１１Ｂを画定し、ここで、遮蔽システム２８５１Ａが、画像源または追加の画像源からの光２８１３Ａの一部分を遮蔽するように動作可能であり、遮蔽された部分２８１３Ａは、第１または第２の中継された画像表面２８１１Ｂの一部分に対応している。実施形態において、少なくとも１つの透過型反射体は、第１の透過型反射体５０３０と、追加の透過型反射体５０３０Ｂと、を備え、追加の透過型反射体５０３０Ｂは、画像源からの光に対する第３および第４のセットの中継された光の経路２８０４Ｄ、２８０３Ｄに沿った第１の透過型反射体から、第１および第２の中継された光の経路のセット、ならびに追加の画像源からの第３および第４の中継された光の経路のセット２８１３Ｃおよび２８１５Ｄに沿って光を中継するように構成されており、画像源からの光は、第１および第２の光源光の経路のセットに沿った光源画像表面２８０１Ａ、２８０１Ｂを画定し、第１の透過型反射体から中継された光は、第１および第２の中継された光の経路のセットに沿った第１の中継された画像表面２８０１Ｃ、２８０１Ｄを画定し、かつ追加の透過型反射体からの光は、第３および第４の中継された光の経路のセットに沿った第２の中継された画像表面２８０１Ｅ、２８０１Ｆを画定し、第１の中継された画像表面２８０１Ｃ、２８０１Ｄは、第１の中継された深度プロファイルを有し、第２の中継された画像表面２８０１Ｅ、２８０１Ｆは、第１の中継された深度プロファイルとは異なるが光源画像表面の深度プロファイルとは同じである、第２の中継された深度プロファイルを有する。
図２８Ｃに示されるディスプレイシステムは、２回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅの角度２８０５Ｃの視野範囲に位置するか、または２回中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｆの角度２８０６Ｃの視野範囲に位置する観察者によって囲まれる、水平ディスプレイ表面として使用され得る。記述したように、これらの浮遊ホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅおよび２８０１Ｆは、背景オブジェクト２８１１Ｃの部分に対する適切な遮蔽処理によって、これもまた浮遊している中継された背景オブジェクト２８１１Ｃの前に投影され得、この中継された背景オブジェクト２８１１Ｃは、ディスプレイシステムの２つのホログラフィックディスプレイ視認体積の各々において１人以上の視認者によって見られるように、中継されたホログラフィックオブジェクト２８０１Ｅおよび２８０１Ｆの背後にある。
図２８Ｄに、ホログラフィックオブジェクトを１つ以上のホログラフィック視認体積内の１人以上の視認者に投影するために使用され得る、代替のディスプレイシステムを示す。図２８Ｄは、透過型反射体中継部の平面に対して角度が付けられた、２つ以上のホログラフィックディスプレイから構成されるディスプレイシステムの正射影図である。ライトフィールドディスプレイ１００１Ａから投影された光線２８４３Ａは、第１のホログラフィック視認２８４７Ａで見ることができるホログラフィックオブジェクト２８４４Ａを形成し、これらの光の経路２８４３Ａは、中継部５０３０Ｃによって受信され、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂを形成する中継された光経路２８４３Ｂに中継され、観察者１０５０Ａによって、第３のホログラフィック視認体積２８４７Ｂ内で見ることができる。同様に、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｂから投影された光線２８４１Ａは、第２のホログラフィック視認体積２８４６Ａで見ることができるホログラフィックオブジェクト２８４２Ａを形成し、これらの光の光線２８４１Ａは、中継部５０３０Ｃによって受信され、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂを形成する中継された光の経路２８４１Ｂに中継され、観察者１０５０Ｂによって、第４のホログラフィック視認体積２８４６Ａ内で見ることができる。図２８Ｄに示される二次元図内で、第１、第２、第３、および第４の視認体積２８４７Ａ、２８４６Ａ、２８４７Ｂ、および２８４６Ｂは、それぞれ、対応するホログラフィックオブジェクトから投影される光線のグループに従属する弧として示されているが、これらの弧の各々が、空間での視認体積を示すことを理解されたい。観察者１０５０Ａおよび１０５０Ｂは、中継部５０３０Ｃから構成される上面を備えたテーブルの反対側に互いに向かい合って着座することができ、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび１００１Ｂは、テーブルの下の視界から隠されている。実施形態において、図２８Ｄに示されるディスプレイシステムは、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃを含む中継システムと、光源光の経路２８４３Ａ、２８４１Ａの第１および第２のセットに沿ってそれぞれ光を出力するように動作可能な、第１および第２の画像源１００１Ａ、１００１Ｂと、を備え得、第１および第２の画像源１００１Ａ、１００１Ｂは、光源光の経路の第１および第２のセットに沿った光が、それぞれ中継された光の経路２８４３Ｂ、２８４１Ｂの第１および第２のセットに沿って中継され、中継された光の経路の第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の視認体積２８４７Ｂ、２８４６Ｂを画定するように、少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、第１の中継された視認体積と第２の中継された視認体積２８４７Ｂ、２８４６Ｂとは異なっている。実施形態において、第１および第２の中継された視認体積は部分的に重なり合っているが、別の実施形態では、第１および第２の中継された視認体積は重なり合っていない。実施形態において、第１および第２の画像源１００１Ａ、１００１Ｂは、第１および第２の光源光の経路のセット２８４３Ａ、２８４１Ａの各々が、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに対して２２．５～６７．５度に配向された光の経路を含むように、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに対して配向されている。実施形態において、第１および第２の画像源１００１Ａ、１００１Ｂは、第１および第２の光源光の経路のセット２８４３Ｂ、２８４１Ｂの各々が、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに対して２２．５～６７．５度に配向された光の経路を含むように、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに対して配向されている。別の実施形態では、第１および第２の画像源１００１Ａ、１００１Ｂは各々、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに対して２２．５～６７．５の角度に配向されたディスプレイ表面を備える。
図２８Ｄのホログラフィックディスプレイの数は２つであるが、任意の数のライトフィールドディスプレイを透過型反射体の片側に配設して、複数の観察場所に複数の中継されたホログラフィックオブジェクトを作成することができる。一実施形態において、任意の数のライトフィールドディスプレイを、図２８Ｄに示されるように、透過型反射体の片側、または透過型反射体の両側に配置することができる。別の実施形態では、ライトフィールドディスプレイは、１つ以上のライトフィールドディスプレイの個々の視認体積が重なり合うように配置される。別の実施形態では、ライトフィールドディスプレイは、図２８Ｄに示されるように配置されるが、実質的に円周方向のレイアウトである。さらに別の実施形態では、図２８Ｄを参照して記述されるライトフィールド表示源１００１Ａおよび／または１００１Ｂは、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかに置き換えられる。
図２８Ｅは、図２８Ｄに示される２つのディスプレイシステムの実施形態の上面図であり、ディスプレイシステムは、少なくとも１つの追加の画像源を含む。図２８Ｅは、透過型反射体中継部の下に配置された４つのディスプレイから構成されるテーブルトップディスプレイシステムであり、各ディスプレイは、中継部の平面に対して角度が付けられているため、４つのホログラフィックオブジェクトがテーブルの４つの側面の各々で視認者に投影され得る。ディスプレイシステム２８Ｅのディスプレイ１００１Ａおよび１００１Ｂを含むすべてのディスプレイは、図２８Ｄのディスプレイ１００１Ａおよび１００１Ｂと同じようにして、図２８Ｄがホログラフィックオブジェクト２８４２Ａおよび２８４４Ａを形成する投影された光線２８４１Ａおよび２８４３Ａがそれぞれそのような配置によってどのように中継されるかを明示するように、透過型反射体中継部５０３０Ｃの表面に対して約４５度の角度で配向され得る。図２８Ｄでは、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂが、投影されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ａの真上に位置し得、その結果、図２８Ｄの上面図から、これらのオブジェクト２８４４Ｂ、２８４４Ａは一致することに留意されたい。図２８Ｅに示されるホログラフィックオブジェクトおよび中継されたホログラフィックオブジェクトについても同じことが言える。図２８Ｅにおいて、ディスプレイ１００１Ａによって投影された光線２８８６Ａは、第１の投影されたホログラフィック表面２８８０Ａを形成し、これらの光線は、中継部５０３０Ｃによって受信され、光線２８８６Ｂの中に中継されて、光線２８８６Ｂによって範囲が定められた第１の視認体積２８９１内で観察者１０５０Ａが見ることのできる、第１の中継されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｅを形成するまで発散する。ホログラフィックオブジェクト２８８０Ａと中継されたオブジェクト２８８０Ｅは、図２８Ｅの上面図で一致している。ホログラフィック表面２８８０Ａを形成する光線２８８６Ａは、破線で示される卓上中継部５０３０Ｃの下を進み、中継されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｅを形成する中継された光線２８８６Ｂは、実線で示されるテーブルトップ上を通過する。同様に、ディスプレイ１００１Ｂによって投影され、テーブルトップの下に第２の投影されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｂを形成する光線２８８７Ａは、中継部５０３０Ｃによって、中継された光線２８８７Ｂの中に中継され、光線２８８７Ｂによって範囲が定められた第２の視認体積２８９２内で視聴者１０５０Ｂによって視認される、第２の中継されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｆを形成する。ディスプレイ１００１Ｃによって投影され、テーブルトップの下に第３の投影されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｃを形成する光線２８８８Ａは、中継部５０３０Ｃによって、中継された光線２８８８Ｂの中に中継され、光線２８８８Ｂによって範囲が定められた第３の視認体積２８９３内で視聴者１０５０Ｃによって視認される、第３の中継されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｆを形成する。そして最後に、ディスプレイ１００１Ｄによって投影され、テーブルトップの下に第４の投影されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｄを形成する光線２８８９Ａは、中継透過型反射体部５０３０Ｃによって、中継された光線２８８９Ｂの中に中継され、光線２８８９Ｂによって範囲が定められた第４の中継視認体積２８９４内で視聴者１０５０Ｄによって視認される、第４の中継されたホログラフィックオブジェクト表面２８８０Ｈを形成する。中継されたホログラフィック表面２８８０Ｅ～Ｈは、図２８Ｅのように、同じであっても異なっていてもよく、表面２８８０Ｅと２８８０Ｇとは同じであり得るが、表面２８８０Ｆと２８８０Ｈとは異なっていてもよい。図２８Ｅに示されるディスプレイシステムでは、各々が独立しているホログラフィックオブジェクトのための４つの重なり合わない視認体積を作成するために使用される、４つのディスプレイが存在する。他の実施形態では、他の構成に、テーブルトップ５０３０Ｃのより多くの側面、５つ以上または３つ以下のディスプレイ、および５つ以上または３つ以下の視認体積が含まれ、１つ以上のディスプレイに対応する視認体積のいくつかは、重なり合っても重なり合わなくてもよい。さらに別の実施形態では、図２８Ｅを参照して記述したライトフィールドディスプレイ１００１Ａ～Ｄの１つ以上は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかで置き換えられる。図２８Ｅに示される実施形態では、図２８Ｄのディスプレイシステムは、少なくとも１つの追加の光源光の経路２８８８Ａ、２８８９Ａのセットに沿って光を出力するように動作可能な、少なくとも１つの追加の画像源１００１Ｃ、１００１Ｄを含み、少なくとも１つの追加の画像源は、少なくとも１つの追加の光源光の経路２８８８Ａ、２８８９Ａのセットに沿った光が、それぞれ少なくとも１つの追加の中継された光の経路のセット２８８８Ｂ、２８８９Ｂに沿って中継され、少なくとも１つの追加の中継された光の経路のセットが、少なくとも１つの追加の視認体積２８９３、２８９４を画定するように、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに対して配向され、少なくとも１つの追加の中継された視認体積２８９３、２８９４は、他の任意の視認体積２８９１、２８９２とは異なっている。
図２８Ｆは、透過型反射体中継部の表面に対して角度が付けられた２つ以上の画像複合システムから構成されるディスプレイシステムの正射影図であり、各画像複合システムは、ホログラフィックオブジェクトと別のオブジェクトからの光を複合し、各画像複合システムからの複合された光を別個の場所に中継し、この別個の場所は、別個の視認者によって見ることができるように設計されている。第１の画像複合システムは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｅ、オブジェクト２８５２Ａ、透過型反射体中継部５０３０Ａ、および画像複合器１０１Ａから構成されている。ライトフィールドディスプレイ１００１Ｅから投影された光線２８６１Ａは、ホログラフィックオブジェクト２８４２Ａを形成し、画像複合器１０１Ａを通過する。オブジェクト２８５２Ａからの光線２８５３Ａは、１つ以上の遮蔽面２８５４Ａを通過し、透過型反射体中継部５０３０Ａによって光の経路２８５３Ｂの中に中継され、第１の中継されたオブジェクト２８５２Ｂを形成する。光の経路２８５３Ｂは、画像複合器１０１Ａによって光の経路２８５３Ｃの中に反射され、ホログラフィックオブジェクト２８４２Ａからの光線２８６１Ａと複合される。これらの複合された光の経路２８５３Ｃおよび２８６１Ａは、中継部５０３０Ｃによって受信され、光の経路２８５３Ｄおよび２８６１Ｂの中にそれぞれ中継され、光の経路２８５３Ｄは収束して、中継されたオブジェクト２８５２Ｃを形成し、光の経路２８６１Ｂは収束して、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂを形成する。オブジェクト２８５２Ａの近くの遮蔽面２８５４Ａは、中継された遮蔽面２８５４Ｃに中継される。中継されたホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂと重なり合う中継された遮蔽面２８５４Ａの部分は、図２８Ｆには示されていない。観察者１０５０Ａは、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂを観察することができるが、光線２８５３Ｄのグループ内の中心光線が欠落している場合、ホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂの真後ろにある中継されたオブジェクト２８５２Ｃからの光線は見ることができない。この遮蔽は、遮蔽面２８５４Ａ上の遮蔽面場所２８５５を作動させて光を遮断することにより、オブジェクト２８５２Ａからの対応する光線２８５３Ａの中心部分を遮蔽することによって達成することができる。遮蔽面２８５４Ａとオブジェクト２８５２Ａとの間の距離は、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂと中継されたオブジェクト２８５２Ｃとの間の距離と実質的に同じであり得る。オブジェクト２８５２Ａからの光の二重中継は、透過型反射体５０３０Ａおよびそれに続く透過型反射体５０３０Ｃを介して、対応する中継されたオブジェクト２８５２Ｃに対するオブジェクト２８５２Ａの深度を実質的に維持し、かつ対応する中継された遮蔽面２８５４Ｃが、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４２Ｂと実質的に同じ場所に置かれ得るように、オブジェクト２８５２Ａの前の１つ以上の遮蔽面２８５４Ａの深度順序を維持する。実施形態において、図２８Ｆのディスプレイシステムは、第１の光複合器１０１Ａをさらに備え、この第１の光複合器は、第１の画像源１００１Ｅおよび第３の画像源２８５２Ａからの光を受信するように位置付けられ、かつ複合された光２８６１Ａ、２８５３Ｃを、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに向けるように構成されており、この少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃは、複合された光を、第１の視認体積内２８９６Ａに中継するように動作可能である。実施形態において、第３の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかを含む。実施形態において、ディスプレイシステムは、入力中継部５０３０Ａを含み、入力中継部５０３０Ａは、画像光を第３の画像源から第１の光複合器１０１Ａに中継するように構成される。入力中継部５０３０Ａは、第３の画像源２８５２Ａの表面からの画像光を中継して、第１の中継された画像表面２８５２Ｂを画定するように動作可能であり、それにより、第３の画像表面は、第１の中継された画像表面２８５２Ｂを含み、第１の光複合器１０１Ａは、第１の中継された画像表面２８５２Ｂを画定する光を、第１の画像源２８５３Ａからの光と複合し、複合された光を少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに向けるように動作可能であり、ここで、複合された光を第１の視認体積２８９６Ａの中に中継する。実施形態において、少なくとも１つの透過型反射体から中継される複合された光２８６１Ｂ、２８５３Ｄは、第１の視認体積２８９６Ａ内の第３の画像源２８５２Ａの少なくとも第２の中継された画像表面２８５２Ｃを画定し、第１の中継された画像表面２８５２Ｂは、第１の中継された深度プロファイルを有し、第２の中継された画像表面２８５２Ｃは、第１の中継された深度プロファイル２８５２Ｂとは異なるが、第３の画像源２８５２Ａの表面の深度プロファイルと同じである、第２の中継された深度プロファイルを有する。
図２８Ｆの第２の画像複合システムは、ライトフィールドディスプレイ１００１Ｆ、オブジェクト２８６２Ａ、透過型反射体中継部５０３０Ｂ、および画像複合器１０１Ｂから構成されている。ホログラフィックオブジェクト２８４４Ａを形成するライトフィールドディスプレイ１００１Ｆから投影された光線２８７１Ａは、画像複合器１０１Ｂを通過する。オブジェクト２８６２Ａからの光線２８６３Ａは、１つ以上の遮蔽面２８６４Ａを通過し、透過型反射体中継部５０３０Ｂによって光の経路２８６３Ｂに中継され、第１の中継されたオブジェクト２８６２Ｂを形成する。光の経路２８６３Ｂは、画像複合器１０１Ｂによって光の経路２８６３Ｃの中に反射され、ホログラフィックオブジェクト２８４４Ａからの光線２８７１Ａと複合される。これらの複合された光の経路２８６３Ｃおよび２８７１Ａは、中継部５０３０Ｃによって受信され、光の経路２８６３Ｄおよび２８７１Ｂの中にそれぞれ中継され、光の経路２８６３Ｄは収束して、中継されたオブジェクト２８６２Ｃを形成し、光の経路２８７１Ｂは収束して、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂを形成する。実施形態において、ディスプレイシステムは、第２の光複合１０１Ｂをさらに備え、第２の光複合器１０１Ｂは、第２の画像源からの光２８７１Ａおよび第４の画像源２８６２Ａからの光２８６３Ａを受信するように位置付けられ、かつ複合された光を少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに向けるように構成されており、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃは、第２の光複合器１０１Ｂの複合された光を、第２の視認体積２８９６Ｂ内に中継するように動作可能である。実施形態において、第４の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかを含む。実施形態において、図２８Ｆのディスプレイシステムは、入力中継部５０３０Ｂを含み、入力中継部は、画像光２８６３Ａを第２の光複合器１０１Ｂに中継するように構成される。実施形態において、入力中継部５０３０Ｂは、第４の画像源２８６２Ａからの画像光を中継して、第１の中継された画像表面を画定するように動作可能であり、それにより、第４の画像表面は、第１の中継された画像表面２８６２Ｂを含み、第２の光複合器１０１Ｂは、第１の中継された画像表面２８６２Ｂを画定する光２８６３Ｂを、第２の画像源１００１Ｆからの光２８７１Ａと複合し、複合された光を少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃに向けるように動作可能であり、ここで、複合された光を第２の視認体積の中に中継する。実施形態において、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃからの複合された光は、第２の視認体積２８９６Ｂ内の第４の画像源の少なくとも第２の中継された画像表面２８６２Ｃを画定し、第４の画像表面の第１の中継された画像表面２８６２Ｂは、第１の中継された深度プロファイルを有し、第４の画像表面の第２の中継された画像表面２８６２Ｃは、第１の中継された深度プロファイル２８６２Ｂとは異なるが、オブジェクト２８６２Ａの表面の深度プロファイルと同じである、第２の中継された深度プロファイルを有する。
実施形態において、図２８Ｆのディスプレイシステムは、第１の画像源１００１Ｅおよび第３の画像源２８５２Ａのうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える。一実施形態では、遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素２８５５を有する少なくとも１つの遮蔽層２８５４Ａを含む。別の実施形態では、遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト（図示せず）を含む。遮蔽システムは、光複合器１０１Ａに光学的に先行するように位置付けることができる。実施形態において、第１の画像源１００１Ｅおよび第３の画像源２８５２Ａからの光は、それぞれ第１の画像表面２８４２Ａおよび第２の画像表面２８５２Ｂを画定し、この光は、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃによって中継されて、第１の視認体積２８９６Ａ内に、第１の中継された画像表面２８４２Ｂおよび第２の中継された画像表面２８５２Ｃを画定し、かつ遮蔽システム２８５４Ａは、第１または第３の画像源２８５２Ｂからの光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、第１または第２の中継された画像表面２８５２Ｃの一部分に対応する遮蔽された部分は、視認者１０５０Ａによって見られる、第１または第２の中継された画像表面２８４２Ｂのうちの１つの他方によって遮蔽される。
実施形態において、図２８Ｆのディスプレイシステムは、第２の画像源１００１Ｆおよび第４の画像源２８６２Ａのうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える。一実施形態では、遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素２８６５を有する少なくとも１つの遮蔽層２８６４Ａを含む。別の実施形態では、遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクト（図示せず）を含む。遮蔽システムは、光複合器１０１Ｂの光学的に先行するように配置することができる。実施形態において、第１の画像源１００１Ｆおよび第４の画像源２８６２Ａからの光は、それぞれ第１の画像表面２８４４Ａおよび第２の画像表面２８６２Ｂを画定し、この光は、少なくとも１つの透過型反射体５０３０Ｃによって中継されて、第１の視認体積２８９６Ｂ内に、第１の中継された画像表面２８４４Ｂおよび第２の中継された画像表面２８６２Ｃを画定し、かつ遮蔽システム２８６４Ａは、第１または第４の画像源２８６２Ａからの光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、第１または第２の中継された画像表面２８６２Ｃの一部分に対応する遮蔽された部分は、第１または第２の中継された画像表面２８４４Ｂのうちの他方によって遮蔽され、視認者１０５０Ｂによって見られる。
オブジェクト２８６２Ａの近くの遮蔽面２８６４Ａは、中継された遮蔽面２８６４Ｃに中継される。中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂと重なり合う中継された遮蔽面２８６４Ｃの部分は、図２８Ｆには示されていない。観察者１０５０Ｂは、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂを観察することができるが、光線２８６３Ｄのグループ内の中心光線が欠落している場合、ホログラフィックオブジェクト２８６２Ｂの真後ろにある中継されたオブジェクト２８６２Ｃからの光線は見ることができない。この遮蔽は、遮蔽面場所２８６５で、オブジェクト２８６２Ａからの対応する光線２８６３Ａの中心部分を遮蔽することによって達成することができる。遮蔽面２８６４Ａとオブジェクト２８６２Ａとの間の距離は、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂと中継されたオブジェクト２８６２Ｃとの間の距離と実質的に同じであり得る。オブジェクト２８６２Ａからの光の二重中継は、透過型反射体５０３０Ｂおよびそれに続く透過型反射体５０３０Ｃを介して、対応する中継されたオブジェクト２８６２Ｃに対するオブジェクト２８６２Ａの深度プロファイルを実質的に維持し、かつ対応する中継された１つ以上の遮蔽面２８６４Ｃが、中継されたホログラフィックオブジェクト２８４４Ｂと実質的に同じ場所に置かれ得るように、オブジェクト２８６２Ａの前の１つ以上の遮蔽面２８６４Ａの深度順序を維持する。
図２８Ｆに示されるディスプレイシステムの多くのディスプレイ変形形態が可能である。実施形態において、ホログラフィックディスプレイ１００１Ｅおよび１００１Ｆ、ならびに図２８Ｆのオブジェクト２８５２Ａおよび２８６２Ａは、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、レンチキュラーディスプレイなどの水平視差のみのＨＰＯマルチビューディスプレイの表面であり得るマルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイの１つまたは複数の表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面のいずれかであることができる。
モジュラーディスプレイシステム
図２９Ａは、２つのディスプレイデバイス２０１の上面図を示しており、一方は第１の画像化平面Ａに配置するためのものであり、他方は第２の画像化平面Ｂに配置するためのものであり、各ディスプレイデバイスは、ディスプレイ領域２０５と、例えばベゼルであり得る非画像化領域２０６とから構成されている。図２９Ｂは、ディスプレイデバイス２０１の側面図および端面図を示している。表示デバイス２０１は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、またはマイクロＬＥＤディスプレイなどの発光ディスプレイ、またはＬＣＤディスプレイなどの透過ディスプレイであり得る。図２９Ｃは、第１の平面Ａ ２１１に置かれた複数のディスプレイ２０１、および第２の平面Ｂ ２１２に置かれた複数のディスプレイ２０１を示している。図２９Ｄは、互いに直交して配設された第１のディスプレイ平面Ａ ２１１および第２のディスプレイ平面Ｂ ２１２の側面図を示し、平面Ａ ２１１からの光２４１は、平面Ｂ ２１２からの光２４２と重ね合わされて、光画像複合器１０１を含む光複合システムを使用して重ね合わせた光２４３を形成し、ここで、重ね合わされた光２４３が観察者１０５０に到達する。光複合器１０１は、非偏光ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタ、ハーフミラー、または屈折光学システム、回折光学システム、もしくはミラーシステムを含み得る、他の何らかの光学システムであってよい。図２９Ｅは、観察者１０５０から見た複合された光２４３を示しており、ディスプレイ平面Ａ ２１１およびディスプレイ平面Ｂ ２１２が重ね合わされており、平面Ｂ上のディスプレイ２０１は破線で示され、平面Ａ上のディスプレイ２０１と区別するためにわずかに色を薄くしている。平面間のわずかなシフトにより、区域２２１の形成が可能になり、ディスプレイ平面Ｂ ２１２から光を生成しない非画像化区域が、光を生成するディスプレイ平面Ａ ２１１上の画像化区域と重なり、それにより、少なくとも１つのディスプレイからこの区域２２１にいくらかの光が生成され得る。平面上のディスプレイからの非画像化領域が重なり合う区域２２２が依然として存在し、これらの区域では光を生成しない。非画像化領域のサイズが無視できる場合、この重なり合う区域は許容できる場合があるが、実際のディスプレイでは、この非画像化区域は通常、観察者１０５０が気付くのに十分な大きさである。
ディスプレイ平面の他の配置は、図２９Ｄに示されるものと同様のビームスプリッタ構成を使用して重ね合わせることができる。図２９Ｆは、規則的な長方形グリッド上に置かれたディスプレイデバイス２０１の２つのディスプレイ平面である、ディスプレイ平面Ｄ ２１４およびディスプレイ平面Ｅ ２１５を示し、少なくとも１つのディスプレイ平面が光を生成する重なり合う区域２１７を最大化し、かつディスプレイ平面Ｄ ２１４もＥ ２１５も光を生成しない両方のディスプレイ平面で重なり合う非画像化区域２１８を最小化するために、少なくとも重なり合う領域２１７を最大化するために２次元で互いにわずかにオフセットされている。
相互に回転するディスプレイ平面を使用することができる。図２９Ｇは、図２９Ｃで別個に示されている２つの重なり合ったディスプレイ平面Ａ ２１１およびＢ ２１２を示しており、ディスプレイ平面Ａ ２１１は、他のディスプレイ平面Ｂ ２１２に対して９０度回転している。以前の構成と同様に、これにより、これらの平面のうちの１つに非画像化区域が１つのみ存在する区域２２１と、平面Ａ ２１１およびＢ ２１２の両方に非画像化区域が存在する非画像化区域２２２が生じる。これらの非画像化区域２２２を排除するために、非画像化領域を備えた第３のディスプレイ平面を使用することができる。図２９Ｈは、整った列にサイズを並べて置かれたディスプレイデバイス２０１の、規則的な直線グリッドから構成されるディスプレイ平面Ｃ ２１３を示す。図２９Ｉは、光複合システムから構成されるディスプレイシステム２９１０の一実施形態の側面図を示し、この光複合システムには、３つのディスプレイ平面Ａ ２１１、Ｂ ２１２、およびＣ ２１３からの光を複合する少なくとも２つの光複合器１０１Ａおよび１０１Ｂが含まれている。ディスプレイ平面Ｂ ２１２およびＣ ２１３は、互いに平行に置かれているが、ディスプレイ平面Ｂ ２１２とビームスプリッタ１０１Ｂとの間の距離が、ディスプレイ平面Ａ ２１１とビームスプリッタ１０１Ｂとの間の距離と同じになるようにオフセットすることができる。平面Ｂ ２１２は、平面Ｃ ２１３に対して９０度回転され、それにより、図２９Ｉに示される側面図では、ディスプレイ２０１Ｂの２つの長辺がディスプレイ平面Ｂ ２１２上に見え、ディスプレイ２０１Ｃの３つの短辺が、ディスプレイ平面Ｃ２１３上に見える。ディスプレイ平面Ａ ２１１は、ディスプレイ平面Ｃ ２１３に対して直交して配設されており、図２９Ｉに示される側面図では、平面Ａ ２１１内のディスプレイディスプレイデバイス２０１Ａの短辺が見える。ディスプレイ平面Ａ ２１１の表面２８０Ａからの光２４１は、ディスプレイ平面Ｃ ２１３の表面２８０Ｃからの光２５１と複合されて、複合された光２５２になり得る。この複合された光２５２は、ディスプレイ平面Ｂ ２１２の表面２８０Ｂからの光２４２と複合され、３つのディスプレイ平面Ａ ２１１、Ｂ ２１２、およびＣ ２１３からの複合された光２５３になり、観察者１０５０に到達する。観察者１０５０は、複合された光２７４を、あたかもそれが観察者１０５０とディスプレイ平面Ａ ２１１との間の距離にある単一のディスプレイから来たかのように見る。観察者１０５０と、３つのディスプレイ平面Ａ ２１１、Ｂ ２１２、またはＣ ２１３のうちのいずれかとの間の光路長は、実質的に同じになるように調整することができる。これらの等しい経路長は、複合された光２５３が仮想ディスプレイ平面に集束されるように中継される場合に必要となる可能性がある。
図２９Ｊは、図２９Ｉに示される、観察者１０５０によって観察される、３つのディスプレイ平面から複合された光２５３である。ディスプレイ平面Ａ ２１１とＣ ２１３とは平行であるが、ディスプレイデバイスの短い寸法よりも小さい寸法だけ互いにオフセットされている。ディスプレイ平面Ｂ ２１２は、ディスプレイ平面Ａ ２１１およびＣ ２１３に直交している。ディスプレイ平面は、対応する場所で１つのディスプレイ平面からのベゼルが１つだけあるが、他の２つの平面上にはディスプレイ区域が存在する、場所２１９か、またはディスプレイ区域が１つのディスプレイ平面（例えば、ディスプレイ平面Ｃ ２１３）上に存在するが、場所２２０にある他の２つの平面（例えば、平面Ａ ２１１およびＢ ２１２）上に２つの非画像化区域があるために、おそらく１つの平面上だけである、場所２２０、が存在するように整列されている。図２９Ｊにおいて、すべての場所に、３つのディスプレイ平面のうちの１つの上に少なくとも１つのディスプレイ源がある。このように、図２９Ｊに示されるディスプレイ平面Ａ ２１１、Ｂ ２１２、およびＣ ２１３からの複合された光は、多くの別個のディスプレイデバイス２０１の複合された解像度を有する継目のないディスプレイ平面２８０であり、各別個のディスプレイデバイス２０１は、非画像化区域を含む。図２９Ｉに示される表示面２８０Ａ、２８０Ｂ、および２８０Ｃの３つの寄与面から構成される図２９Ｊに示される継目のないディスプレイ表面２８０は、図２９Ｉの光複合器１０１Ａおよび１０１Ｂを適切に大きくできれば、必要に応じて、大きく、高い解像度にすることができる。
互いに対して回転するディスプレイ平面（例えば、図２９Ｊのディスプレイ平面Ａ ２１１およびＢ ２１２）上にディスプレイデバイスを置くことによる１つの考えられる利点に、２つ以上のディスプレイ平面上のピクセルの重なりから生じる組み合わされたピクセルの解像度の増加がある。例えば、いくつかの実施形態では、各平面上のディスプレイピクセルは、２つ以上のサブピクセルから構成される。図２９Ｋは、２３０または２３５などの各ピクセルが、色が赤、青、および緑であり得る、３つの長方形のサブピクセルから構成される実施形態を示している。図２９Ｊに示されるディスプレイ配置に対応して、平面Ａ ２１１上のディスプレイのためのＡ平面ピクセル２３０を形成するサブピクセル２３１、２３２、および２３３（例えば、赤、緑、および青のサブピクセル）は、より幅が広いというよりより背が高い場合があり、これは、平面Ｂ ２１２上のディスプレイのためのＢ平面ピクセル２３５を形成するサブピクセル２３６、２３７、および２３８（例えば、赤、緑、および青のサブピクセル）が、平面Ｂ上のディスプレイデバイスに直交するように回転し、より背が高いというよりより幅が広い、ということを意味する。重ね合わされた後、ピクセル２３０およびピクセル２３５は、２３４などの９つの交差したサブピクセル区域を含む、交差した重ね合わされたサブピクセルパターン２４０をもたらすことができる。重ね合わされたピクセル２４０上のより多くの交差するサブピクセル区域により、ピクセル２３０および２３５からのソースサブピクセルの合計数よりも多くの色の選択およびより高い有効な空間分解能を提供し得る。
図２９Ｊに示される継目のないディスプレイ表面２８０は、非ディスプレイ区域を有さないかもしれないが、それは、ディスプレイＡ ２１１、Ｂ ２１２、およびＣ ２１３の３つの寄与面から構成され、それらの各々は、密集した形成で置かれたディスプレイを有する。ディスプレイデバイス平面の他のより効率的な配置が可能である。図２９Ｌは、４つの同一のディスプレイ平面、ディスプレイ平面Ｉ ２１６、ディスプレイ平面Ｊ ２１７、ディスプレイ平面Ｋ ２１８、およびディスプレイ平面Ｌ ２１９を示し、各々は、各ディスプレイ２０１とその隣接物との間にスペースを有するディスプレイ２０１のパターンから構成されている。これらのディスプレイ平面には、それぞれ４つのディスプレイしか示していないが、各軸で同じディスプレイ同士の間隔を用いて、必要に応じて大きくすることができる。これらの４つのディスプレイ平面は、３つのディスプレイ平面が図２９Ｉで組み合わされるのとほとんど同じやり方で、１つ以上の光複合器を備えた光複合システムを使用して組み合わせることができる。図２９Ｍは、図２９Ｌに示される４つのディスプレイ平面Ｉ ２１６、Ｊ ２１７、Ｋ ２１８、およびＬ ２１９が、光複合システムの３つの光複合器１０１Ａ、１０１Ｂ、および１０１Ｃを使用してどのように複合されて、重なり合う２Ｄディスプレイシステム２９２０を形成するかを示す。ディスプレイ平面Ｉ ２１６表面２９０Ｉからの光２６１およびディスプレイ平面Ｊ ２１７表面２９０Ｊからの光２６２は、ビームスプリッタ１０１Ａによって、複合された光Ｉ＋Ｊ ２６３の中に複合される。ディスプレイ平面Ｋ ２１８表面２９０Ｋからの光２７１およびディスプレイ平面Ｌ ２１９表面２９０Ｌからの光２７２は、ビームスプリッタ１０１Ｂによって、複合された光Ｋ＋Ｌ ２７３の中に複合される。光Ｉ＋Ｊ ２６３および光Ｋ＋Ｌ ２７３は、ビームスプリッタ１０１Ｃによって、観察者１０５０によって見られる複合された光２７４ Ｉ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌの中に複合される。図２９Ｎは、観察者１０５０が、効果的に重なり合った継目のない２Ｄディスプレイ平面２９０を備えた、図２９Ｍに示される構成から重なり合うディスプレイ平面２７５を見るはずであることを示している。図２９Ｏは、図２９Ｍに示される構成から観察者１０５０によって見られる、複合された光２７４ Ｉ＋Ｊ＋Ｋ＋Ｌを生成する４つの重なり合うディスプレイ平面Ｉ ２１６、Ｊ ２１７、Ｋ ２１８、およびＬ ２１９の構成を示す。これらの４つの重なり合うディスプレイ平面Ｉ ２１６、Ｊ ２１７、Ｋ ２１８、およびＬ ２１９は、最大で３つ、しかし決して４つではない非画像化区域が同時に重なり合ういくつかの区域２６５で、非画像化領域が重なり合っている。これは、複合された継目のないディスプレイ表面２９０上の実質的にすべての区域が光を生成することを意味する。ディスプレイの４つの寄与面から構成される、図２９Ｏに示される継目のないディスプレイ表面２９０は、光複合器１０１Ａ、１０１Ｂ、および１０１Ｃを適切に大きくすることができれば、所望の大きさ、および所望の高解像度にすることができる。本開示に示される構成は例示的なものであり、非画像化区域を備えたディスプレイ平面の他の多くの構成を組み合わせて、１つの効果的な継目のないディスプレイ平面を生成することができる。
上記の例で示された原理を考慮して、一般に、ディスプレイシステムは、モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、それぞれのディスプレイデバイスのディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、それぞれのディスプレイデバイスの非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイ、を含むように構築することができる。さらに、ディスプレイシステムは、モジュラーディスプレイデバイスのアレイからの光を複合するように動作可能な光複合システムであって、光複合システムおよびモジュラーディスプレイデバイスのアレイは、複合された光が、複数のディスプレイ平面を重ね合わせることによって画定される有効なディスプレイ平面を有するように、配置され、これにより複数のディスプレイ平面の非画像化領域が複数のディスプレイ平面の画像化領域によって重ね合わされている、光複合システムをさらに備えるように構築することができる。
ライトフィールドディスプレイシステムを作成するために、必要に応じて大きくすることができる解像度を備えた継目のないディスプレイプレーンを、導波路のアレイと組み合わせることができる。図３０Ａは、照射面３００２上に置かれた単一の導波管１００４Ａを示し、照射面３００２は、ディスプレイ表面３０２０上に位置した座標ｕ０３０１０、ｕｋ３０１１、およびｕ－ｋ３０１２で、個別にアドレス指定可能なピクセルから構成されている。継目のないディスプレイ表面３０２０は、図２９Ｏの継目のないディスプレイ表面２９０、図２９Ｊの継目のないディスプレイ表面２８０、図２９Ａに示されるディスプレイデバイス２０１のディスプレイ領域２０５、またはいくつかの他のディスプレイ表面であり得る。照射面３００２は、図２９Ａおよび図２９Ｂに示されるディスプレイデバイス２０１からのディスプレイ領域２０５の実施形態であり得る。照射面３００２は、２つの直交軸Ｕ ３００５およびＶ ３００６によって画定される平面内にピクセルを含むが、図３０Ａでは、ピクセル３００２は、Ｕ軸３００５にのみ示されている。各導波路は、ピクセル３００２のグループに関連付けられている。導波路１００４Ａは、照射面３００２上のピクセルｕ－ｋ３０１２からの光３０４１を受信し、この光３０４１を、ＵＶ面上のピクセル３０１２の場所によって少なくとも部分的に決定される導波管１００４Ａに対する角度によって画定される、方向３０３１の中に投影する。左側のピクセルｕｋ３０１１からの光３０４２の一部は、導波路１００４Ａによって受信され、主光線伝播経路３０３２に伝播され、３０３２の方向、右上は、導波管１００４Ａに対するピクセルｕｋ３０１１の場所によって決定される。この例では、照射面に垂直な主光線伝播経路３０３０は、導波路１００４Ａの光軸に近いピクセルｕ０３０１０からの光によって提供される。座標ｕ０、ｕｋ、およびｕ－ｋは、軸Ｕと呼ばれる一次元の光伝播経路のライトフィールド角度座標だが、直交次元Ｖには対応する角度座標がある。一般に、導波路１００４Ａが割り当てられて、二次元（Ｘ，Ｙ）で単一の空間座標を有し、導波路に関連するピクセル３００３、３０１０、３０１１、または３０１２は、二次元の角度座標（Ｕ，Ｖ）を有する光伝播経路を生成することができる。これらの２Ｄ空間座標（Ｘ，Ｙ）および２Ｄ角度座標（Ｕ，Ｖ）は一緒に、照明面３００２上で各ピクセル３００３、３０１０、３０１１、または３０１２に割り当てられた四次元（４Ｄ）ライトフィールド座標（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）を形成する。
４Ｄライトフィールドは、様々な空間座標での複数の導波路のすべての４Ｄ座標（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）から構成され、複数の角度座標（Ｕ，Ｖ）に関連付けられた各導波路１００４Ａは、導波路１００４Ａ（例えば、図３０Ａに示される導波路１００４ＡのＵ軸３００５におけるｕ－ｋ、およびｕｋにまたがる）に関連付けられた照明源ピクセル３００３に対応している。図３０Ｂは、導波路１００４の面から構成されるライトフィールドディスプレイシステム３０６０を示し、導波路１００４は、照明源（例えばピクセル）３００３を含み継目のないディスプレイ表面３０２０を形成する、照射面３００２上に配設されている。継目のないディスプレイ表面３０２０は、図２９Ｏの継目のないディスプレイ表面２９０、図２９Ｊの継目のないディスプレイ表面２８０、図２９Ａに示されるディスプレイデバイス２０１のディスプレイ領域２０５、またはいくつかの他のディスプレイ表面であり得る。照射面の上に配設されているのは、導波管１００４Ａ、１００４Ｂ、および１００４Ｃの３つから構成される導波管配列１００４である。各導波路１００４Ａ、１００４Ｂ、および１００４Ｃに関連付けられているのは、ピクセル３００２Ａ、３００２Ｂ、および３００３Ｂのグループであり、それぞれ、伝播経路３０２５Ａ、３０２５Ｂ、および３０２５Ｃのグループを生成する。主光線３０３１、３０３０、および３０３２は、それぞれ、ライトフィールド角度座標Ｕの最小値、中間値、および最大値で導波管１００４Ａから投影された光の伝播経路を画定する。ライトフィールドの角度座標Ｖは、Ｕに直交する。図３０Ｂでは、隣接する導波管１００４Ａ、１００４Ｂ、および１００４Ｃ間の垂直壁を形成する光抑制構造３００９は、第１の導波管と関連付けられたピクセルの１つのグループによって生成された光が、隣接する導波管に到達することを防止する。例えば、中央導波管１００４Ｂと関連付けられた任意のピクセル３００２Ｂからの光は、これらの２つの導波管間の光抑制構造３００９のために、導波管１００４Ａに到達することができない。
図３０Ｃは、図２９Ｂに示されるディスプレイデバイス２０１から構成されるライトフィールドディスプレイ３０５０の側面図を示し、図３０Ｂに示される１００４などの導波路アレイが、有効ディスプレイ領域に取り付けられている。この光照射野ディスプレイは、図３０Ｂに示すように、光線を伝播経路に投影する。以下で、本開示は、このビルディングブロック３０５０が、ライトフィールドディスプレイ３０５０よりも高い解像度を持つライトフィールドディスプレイにおけるビルディングブロックとしてどのように使用され得るかを明示する。
図３０Ｄは、有効ディスプレイ領域２０５を備えた表示装置２０１を示し、有効ディスプレイ領域２０５は、非画像化領域２０６に囲まれた、導波路１００４のアレイで覆われている。２つの導波路、（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）における１００４Ａおよび（Ｘ，Ｙ）＝（１，０）１００４Ｂの拡大図３０３０は、図３０Ａにも示されているＵ，Ｖ、およびＺ軸３０４０、ならびに各導波路に関連する４Ｄピクセル座標を示している。これらのピクセルは、集合的に照明源平面３００２を形成し、これは図３０Ｂにも示されている。例えば、ピクセル３０８３は、ｘ０ｙ０ｕ－２ｖ－２で示される（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）座標（０，０，－２，－２）に関連付けられている。導波路１００４Ａに対するピクセル３０８３の場所と同じ導波路１００４Ｂに対する相対的場所の下にあるピクセル３０９３は、（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）座標（１，０，－２，－２）と同じ（Ｕ，Ｖ）座標（－２，－２）を有する。同様に、導波路１００４Ａの中心におけるピクセル３０８１は、（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）座標（０，０，０，０）を有し、一方、導波路１００４Ｂの中心におけるピクセル３０９１は、（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）座標（１，０，０，０）を有する。図３０Ｄには、（Ｘ，Ｙ，Ｕ，Ｖ）＝（０，０，－１，０），（０，０，－２，０），（０，０，－３，０）、および（１，０，０，－１）を含む、他のいくつかの４Ｄライトフィールド座標が示されている。
図３０Ｅは、５つの導波路１００４Ａ～Ｅから構成されるライトフィールドディスプレイシステムによって投影された、２つのホログラフィックオブジェクト３０２２および３０２４を示し、これらのホログラフィックオブジェクトの各々が、関連するピクセル３００２Ａ～Ｄのグループからの光を投影し、観察者１０５０によって知覚される。ピクセルは、図２９Ｏの継目のないディスプレイ表面２９０、図２９Ｊの継目のないディスプレイ表面２８０、図２９Ａに示されるディスプレイデバイス２０１のディスプレイ領域２０５、またはいくつかの他のディスプレイ表面であり得る、継目のないディスプレイ表面３０２０の一部である。ホログラフィックオブジェクト３０２４を形成する主光線３０２３によって画定される光線は、導波路１００４Ａによって投影される画素３０７１からの光、導波路１００４Ｂによって投影される画素３０７２からの光、および導波路１００４Ｃによって投影される画素３０７３からの光を含む。ホログラフィックオブジェクト３０２２を形成する主光線３０２１によって画定される光線は、導波路１００４Ｃによって投影される画素３０７４からの光、導波路１００４Ｄによって投影される画素３０７５からの光、および導波路１００４Ｅによって投影される画素３０７６からの光を含む。図３０Ｅにおいて、隣接する導波路１００４Ａ～Ｄの間に垂直壁を形成する光抑制構造３００９は、第１の導波路に関連付けられたピクセルの１つのグループによって生成された光が、隣接する導波路に到達するのを防ぐ。例えば、導波路１００４Ｃに関連付けられたいずれかの画素３００２Ｃからの光は、導波路１００４Ｃを取り囲む光抑制構造３００９がこの迷光を遮断および吸収するため、導波路１００４Ｂまたは導波路１００４Ｄに到達することができない。主光線経路３０２３および３０２１のグループのみが図３０Ｅに示されているが、照明源平面ピクセル３０７１～３０７６からの光は、伝播この光３０４１が図３０Ａの主光線伝播経路３０３１に投影されるので、ピクセル３０１２からの光３０４１と同様に、それぞれの導波路の開口を実質的に満たすことができることを理解されたい。
本開示を通して、任意のライトフィールドディスプレイは、切り替え可能なガラス（例えば、「スマートガラス」）の層を追加して通常のディスプレイに変換することができ、この層は、電圧、光、または熱が印加されると、透明から半透明に変化する光透過特性を備えたガラスまたはグレージングの層である。例えば、高分子分散液晶デバイス（ＰＤＬＣ）では、液晶は、液体ポリマーに溶解または分散され、その後、ポリマーが固化または硬化する。通常、ポリマーと液晶の液体混合物は、透明で導電性のガラスまたはプラスチックの２つの層の間に置かれ、続いてポリマーが硬化し、それによってスマート窓の基本的なサンドイッチ構造が形成される。透明電極に、電源からの電極が取り付けられている。電圧が印加されていない場合、液晶は液滴内にランダムに配置され、スマート窓アセンブリを通過するときに光が散乱する。これにより、半透明の乳白色の外観になる。電極に電圧を印加すると、ガラス上の２つの透明電極間に形成された電界により、液晶が整列し、光が液滴をほとんど散乱せずに通過できるようになり、印加される電圧に応じて透明度が変化する状態になる。
図３０Ｆは、スマートガラス３０７０の層を備えた、図３０Ｂに示されるライトフィールドディスプレイ３０６０を示し、スマートガラス３０７０の層は、導波路１００４の平面に平行な平面に置かれ、導波路１００４の表面からわずかな距離だけ変位している。図３０Ｂの番号は、図３０Ｆにおいて使用される。基板３０７１は、硬化したポリマーと液晶の混合物であり得、液晶分子がポリマー中に液滴を形成する２つの透明なプラスチックまたはガラス電極板３０７２の間にある。電圧源３０７５が電極プレート３０７２に取り付けられ、プレート間の基板３０７１に電圧を印加する。ＰＤＬＣ基板３０７１の場合、電圧源３０７５からのゼロボルトの印加は、液晶が液滴中にランダムに配置され、スマートガラス３０７０に入射光を散乱させる結果となる。これらの状況下で、照射面３００２ピクセル３００９Ａ、３００９Ｂ、および３００９Ｃは、入射光３０４１、３０４２、３０４３を生成し、入射光は、スマートガラス３０７０によって散乱されて散乱光束３０５１、３０５２、および３０５３になり、各々がそれぞれ、入射光３０４１、３０４２、３０４３の角度分布よりも大きくなり得る角度分布を有している。すべての光線３０５０のセットは、従来の２Ｄディスプレイから期待される観察者１０５０の広い視野に対応し得る、スマートガラス層上の各場所で生成される角度分布を有してスマートガラス３０７０の層を離れる。
図３０Ｇは、図３０Ｆに示されるライトフィールドディスプレイを示しているが、電圧源３０７５は、スマートガラスが透明になるのに十分な電圧を透明なスマートガラス電極３０７２に印加する。印加された電圧は電場を形成し、ポリマー内に懸濁された液滴中の液晶を整列させ、光が散乱をほとんど伴わずに液滴を通過することを可能にし、スマートガラス層３０７０の透明状態をもたらす。導波路１００４Ａ、１００４Ｂ、および１００４Ｃからの入射光線３０４１、３０４２、および３０４２は、それぞれ、スマートガラス層３０７０を直接通過し、ライトフィールドディスプレイ３０６０は、透明ガラスの薄層が上に吊るされたライトフィールドディスプレイとして動作し、ホログラフィックオブジェクトを投影するように操作可能である。
切り替え可能なスマートガラス層３０７０は、ＰＤＬＣ構造に代わる形態をとることができる。たとえば、浮遊粒子デバイス（ＳＰＤ）では、棒状のナノスケール粒子の薄膜ラミネートが液体３０７１に浮遊し、２枚のガラスまたはプラスチック３０７２の間に配置されるか、これらの層の１つに装着される。電圧が印加されていない場合、浮遊粒子はランダムに組織化されるため、光を遮断、吸収、場合によっては散乱する。電圧が印加されると、浮遊粒子が整列し、光を通過させる。スマートガラス層３０７０の別の代替案として、さまざまなクロミック現象を示すことができる多くのタイプのグレージングのうちの１つがあり、これは、グレージングが、光化学効果に基づいて、電圧（エレクトロクロミズム）などの環境信号に応答して光透過特性を変更することを意味する。別の実施形態では、スマートガラス層は、白などの反射色で実装され得、印加電圧に応答して通過または散乱される光の量を制御し得る、マイクロブラインドで達成され得る。
ディスプレイデバイス、画像化中継、および導波路を組み合わせて、さまざまな方法でライトフィールドディスプレイを実現することができる。図３１Ａは、図２９Ａおよび図２９Ｂに示される個々のディスプレイ２０１から構成される、モジュラーディスプレイデバイス１００２のアレイの側面図を示す。モジュラーディスプレイデバイス１００２のアレイは、図２９Ｉおよび図２９Ｊに示される２１１ディスプレイ平面Ａ、２１２ディスプレイ平面Ｂ、または２１３ディスプレイ平面Ｃなどの、ディスプレイデバイスの２Ｄアレイの形態をとることができる。図２９Ｉおよび図２９Ｊは、組み合わされた継目のないディスプレイ表面２８０が、ディスプレイデバイス１００２の各２Ｄ平面が、非画像化区域が存在することに起因してギャップを含むという事実にもかかわらず、ビームスプリッタ１０１と組み合わされたディスプレイデバイス１００２の２Ｄアレイの複数のインスタンスから、どのように形成され得るかを明示している。
図３１Ｂは、画像化ギャップを含むディスプレイデバイス１００２の２Ｄアレイを、エネルギー中継部１００３のアレイと組み合わせて、ベゼル２０６などの非画像化区域のない継目のないディスプレイ表面３１２１を備えた、継目のないディスプレイシステムを作成する方法を示す。この場合、エネルギー中継部１００３Ａ、１００３Ｂ、および１００３Ｃは、テーパ状のエネルギー中継部であり、これらを使用して、ディスプレイデバイス２０１の複数のディスプレイ領域２０５から受信した画像を、中継部の反対側の共通の継目のないディスプレイ平面３１２１に中継する。各テーパ状のエネルギー中継部１００３Ａ、１００３Ｂ、および１００３Ｃは、画像の空間分解能を実質的に失うことなく、かつディスプレイ領域２０５からの光強度を実質的に失うことなく、画像を中継する。テーパ状のエネルギー中継部１００３Ａ～Ｃは、テーパ状の光ファイバ中継部、材料のランダムな配置を含み、アンダーソン局在化原理に従って光を中継するガラスまたはポリマー材料、または材料の規則正しい配置を含むガラスまたはポリマー材料であり得、かつ共通に所有されている国際公開第２０１９／１４０２６９号および第２０１９／１４０３４３号に記載され、そのすべてがあらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる、順序エネルギー局在化効果に従って、光を中継し得る。テーパ状中継部１００３Ａ、１００３Ｂ、１００３Ｂは、それぞれ、ディスプレイデバイス２０１のディスプレイ領域２０５の近くに小さい端部３１５７を有し、かつ継目のないディスプレイ平面３１２１を形成することに寄与する、拡大された端部３１５８を有する。テーパ状のエネルギー中継部１００３Ａ～Ｃは各々、第１の画像化領域を備えたディスプレイデバイス２０１のディスプレイ領域２０５において、中継部１００３Ａ～Ｃの一方の狭い端部３１５７の間に傾斜したセクション３１５５を有し、第２の画像化領域を備えた継目のないディスプレイ表面３１２１において、中継部１００３Ａ～Ｃの他方のより広い端部３１５８を有し、この第２の画像化領域は第１の画像化領域よりも大きくてよく、これはテーパ部１００３Ａ～Ｃが画像の拡大を提供し得ることを意味する。中継部アレイ１００３内のテーパ状中継部間の継目３１５６は、継目のないディスプレイ表面３１２１からの任意の合理的な視認距離で気付かれないように十分に小さくなり得る。図３１Ｂは、実質的に目立たない継目３１５６を有する共通のディスプレイ表面３１２１に、テーパ状中継部１００３のアレイの３つのテーパ状画像化中継部１００３Ａ、１００３Ｂ、１００３Ｃで中継されている、ディスプレイデバイス平面１００２の３つの別個のディスプレイデバイス２０１からのディスプレイ領域２０５の中継部を示すが、２つの直交する平面においてより多くのデバイスを中継することによって、同様に組み合わされたディスプレイ平面を構築することが可能であり、その結果、各々が非画像化領域から構成される、任意の実用的な数のディスプレイデバイスが、本質的に継目のないディスプレイ表面３１２１に寄与し得る。所望される数のディスプレイデバイスが、図３１Ｂに示される方法を用いて、二次元で組み合わせられ得、用途に必要とされるだけの解像度を有する継目のないディスプレイ表面を形成する。複数のディスプレイ表面３１２１は、ビームスプリッタまたは別の光複合デバイスを使用して互いに重ね合わせることができる別個のディスプレイ平面に配置することができ、またはビームスプリッタを必要としないライトフィールドディスプレイのビルディングブロックとして使用することができ、これは以下に示す。
図３０Ａ～Ｄに示されるように、ライトフィールドディスプレイは、照射源平面３００２および導波路１００４のアレイを提供するディスプレイ表面から構築され得、各導波路は、１つ以上の照射源を投影経路に投影し、各投影経路の方向は、少なくとも部分的に、導波路に対するそれぞれの照射源の場所によって決定される。照射源平面３００２は、図３１２１に示される継目のないディスプレイ表面３１２１、図２９Ｏの継目のないディスプレイ表面２９０、図２９Ｊの継目のないディスプレイ表面２８０、図２９Ａに示されるディスプレイデバイス２０１のディスプレイ領域２０５、またはいくつかの他のディスプレイ表面によって提供され得る。図３１Ｃは、図３０Ｃおよび図３０Ｄに示される個々のライトフィールドディスプレイユニット３０５０のアレイ３１５０を示し、各ライトフィールドディスプレイユニット３０５０は、導波路１００４のアレイ、およびディスプレイユニット２０１によって提供される個別に制御される照射源のアレイを含む。以下に、本開示は、個々のライトフィールドディスプレイユニット３０５０の解像度よりも大きくなり得る解像度を備えたライトフィールドディスプレイユニット３０５０から構成されるライトフィールドディスプレイについて記述する。導波路１００４のアレイは、図３０Ｂおよび図３０Ｅに示されるように、光抑制構造３００９を含み得る。
図３１Ｄは、図１Ａ～Ｂ、図３Ａ、図５Ａ～Ｈ、図６、図７、図８Ａ～Ｃ、図９Ａ、図１１Ａ～Ｂ、図１１Ｆ、図１１Ｃ、および図１２～図２６を含む、本開示の図の多くにおいて１００１または１００１Ａとして現れるライトフィールドディスプレイ１００１の一実施形態である。ライトフィールドディスプレイ１００１は、ディスプレイデバイス１００２の層、継目のないエネルギー表面３１２１を形成し得る画像中継部１００３の層、および導波路１００４のアレイから構成され、各導波路は、照射源のグループに関連付けられ、各導波路は、照射源のグループのうちの少なくとも１つの照射源から、導波路に対する照射源の場所によって少なくとも部分的に決定される方向へ、光を投影することができる。導波路１００４のアレイは、図３０Ｂおよび図３０Ｅに示されるように、光抑制構造３００９を含み得る。図３１Ｂを参照して考察したように、継目のないディスプレイ表面は、複数のディスプレイ２０１の画像化領域を組み合わせるように作られ得、その結果、所望の大きさのディスプレイ解像度が達成され得る。
図３１Ａ～Ｃに示されるビルディングブロックの各々は、図１１Ａに示される中継システム５０００、図１１Ｂに示される中継システム５００１、図１１Ｆに示される中継システム５００２、および図１１Ｇに示される中継システム５００３を含むがこれらに限定されない、本明細書の任意の中継システム開示と組み合わせて使用して、ライトフィールドディスプレイを作成することができる。図３２は、重なり合った２Ｄディスプレイシステム３２５０、中継システム５００５、および中継部５００５の仮想ディスプレイ平面３２０５に置かれた導波路１００４のアレイから構成される、ライトフィールドディスプレイシステムを示す。例示目的のため、重なり合った２Ｄディスプレイシステム３２５０は、２つのディスプレイアレイ平面、３２０１および３２０２のみで示され、これは、図３１Ａに示されるディスプレイ平面１００２の実施形態であり得る。ただし、重なり合う２Ｄディスプレイシステム３２５０は、図２９Ｉに示される重なり合う２Ｄディスプレイシステム２９１０、または図２９Ｍに示される重なり合う２Ｄディスプレイシステム２９２０であってよい。中継システム５００５は、本開示に示される中継部５０１０、５０２０、５０３０、５０４０、５０５０、５０６０、５０７０、５０８０、５０９０、５１００、５１１０もしくは５１２０、または光源からの発散光線を収束する光線に変換し、オブジェクトの表面を別の場所に中継することを可能にする、他の中継部であってよい。ディスプレイアレイ平面３２０２の表面３２０４上の点からの光線３２２２の一部分は、ビームスプリッタ１０１を通過して光線３２３２になり、これらの光線３２３２は、ディスプレイアレイ平面３２０１の表面３２０３からの光３２２１として発生する光線３２３１と複合され、その後、ビームスプリッタ１０１によって反射される。ディスプレイデバイスアレイ３２０２からの光線３２３２およびディスプレイデバイスアレイ３２０１からの光線３２３１は、中継部５００５によって受信され、それぞれ光線３２４２および３２４１に中継され、それぞれ、点３２５２および３２５１で、中継された仮想ディスプレイ平面３２０５に集束される。仮想ディスプレイ平面３２０５は、ディスプレイデバイスアレイ３２０２からの組み合わされたディスプレイ表面３２０４およびディスプレイデバイスアレイ３２０１からのディスプレイ表面３２０３から中継される。拡散素子３２１０を仮想ディスプレイ平面３２０５で使用して、集束光線３２４１および３２４２を中継部から拡散させることができ、その結果、光線の所望の角度分布は、仮想ディスプレイ平面３２０５と実質的に同じ場所に配設された導波路アレイ１００４によって受信され得る。拡散素子３２１０は、マイクロレンズまたはマイクロビーズからなる拡散フィルム、ポリマーの薄膜、ガラスまたはポリマーから構成されることができる中継材料の薄層、または所望の光の分布をもたらす他の層であり得、これにより、導波路１００４のアレイ内の各導波路の開口が実質的に満たされる結果となる可能性がある。拡散層３２１０によって受信される光の角度分布は、導波路アレイ１００４に提示される光の角度分布よりも広いかもしくは狭いか、または導波路１００４のアレイ内の個々の導波路に適したカスタム分布を有することができる。一緒に、導波路１００４のアレイと組み合わされた仮想ディスプレイ平面３２０５で形成された照射面は、図３０Ｅに明示されるように、観察者１０５０へのライトフィールドを生成する。導波路１００４のアレイは、図３０Ｂおよび図３０Ｅに示されるように、光抑制構造３００９を含み得る。
図３３は、図３２に示されるライトフィールドディスプレイと同様のライトフィールドディスプレイであるが、図３２の２つのディスプレイ平面３２０１および３２０２が各々、図３１Ｂに示される継目のないディスプレイ３１２０の実施形態であり得る、単一の継目のないディスプレイ表面３３０２、および任意選択の第２の継目のないディスプレイ表面３３０１と置き換えられる点が異なる。光複合器１０１は、継目のないディスプレイ表面３３０１および３３０２の両方が存在する場合に必要であり得、継目のないディスプレイ表面３３０２が１つだけ存在する場合は省略されてもよい。このため、継目のないディスプレイ表面３３０１およびビームスプリッタ１０１は、破線で示されるように、任意選択として示されている。図３２の番号は、図３３において使用される。図３３において、仮想ディスプレイ平面３２０５は、継目のないディスプレイ表面３３０２の組み合わされたディスプレイ平面３３０４と、存在する場合は継目のないディスプレイ表面３３０１のディスプレイ平面３３０３とを組み合わせたものから中継される。この図では、継目のないディスプレイ表面３３０２が１つだけ存在する場合でも、中継された仮想ディスプレイ平面３２０５は、画像化の「穴」を含まない。図３３において、継目のないディスプレイ表面３３０４および３３０３が存在する場合、それは中継部５００５によって仮想ディスプレイ平面３２０５に同時に中継され、この仮想ディスプレイ平面３２０５で組み合わされる。ライトフィールドは、仮想ディスプレイ平面３２０５で中継された照射源、および仮想ディスプレイ平面の近くに配設された導波路１００４のアレイによって生成される。導波路１００４のアレイは、図３０Ｂおよび図３０Ｅに示されるように、光抑制構造３００９を含み得る。
図３４Ａは、ライトフィールドディスプレイデバイス３４０１および３４０２の２つのアレイから構成されるライトフィールドディスプレイシステム３４５０であり、これらの各々は、光複合システムによって複合された非画像化区域を含み得、光複合システムは、実施形態において少なくとも１つの光複合器１０１を含むことができる。ライトフィールドディスプレイデバイス３４０１および３４０２の２つのアレイは、各々、図３１Ｃのライトフィールドディスプレイデバイス３１５０のアレイの実施形態であり得る。ライトフィールドディスプレイデバイス３４０１および３４０２の各アレイは、アレイ３４０１の区域３４０６およびアレイ３４０２の３４０８を含む、光を投影しないギャップ領域を含む。ただし、光複合器１０１によってライトフィールドデバイス３４０１および３４０２の２つのアレイから複合された光である、観察者１０５０Ａに到達するライトフィールドは、ギャップのないライトフィールドであり得る。図３４Ａにおいて、ホログラフィックオブジェクト３４１６は、主に、実線で示される第１のライトフィールドデバイスアレイ３４０１から投影された光線３４１１から形成されている。示される２つの光線３４１１は、ライトフィールドデバイスアレイ３４０１の非ディスプレイ区域３４０６の近くに投影され、これらの光線３４１１は、画像複合器１０１によって光線３４２１Ａの中に偏向される。非ディスプレイ区域３４０６の結果として、ライトフィールドデバイス３４０１の第１のアレイのスクリーン平面３４０３に垂直に近い角度について、光線は第１のライトフィールドデバイスアレイ３４０１によって投影され得ない。ただし、これらの光線は、破線で示されるライトフィールドディスプレイデバイス３４０２の第２のアレイによって供給され得る。例えば、光線３４４２Ｂは、ライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイの場所３４０７から投影され、ビームスプリッタ１０１によって、ライトフィールドディスプレイデバイス３４０１の第１のアレイからの光線３４２１Ａと複合されて、光線３４３１のグループを形成し、これらはすべて一緒に、ホログラフィックオブジェクト３４１６のライトフィールドディスプレイに必要な光線であり、観察者１０５０Ａの全視野にわたって光が投影される。図３４Ａにおいて、ライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイからの光線３４４２Ｂが破線で示され、ライトフィールドデバイス３４０１の第１のアレイからの光線３４２１Ａが実線で示されている。したがって、ライトフィールドデバイス３４０１の第１のアレイおよびライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイの両方は、観察者１０５０Ａによって見られるように、投影されたホログラフィックオブジェクト３４１６を形成する光を光線が形成するのに寄与する。同様にして、スクリーン内ホログラフィックオブジェクト３４１５は、ライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイのスクリーン平面３４０４の法線に近い光線が、ライトフィールドデバイス３４０２のこの第２のアレイによって生成できないような方法で、非画像化区域３４０８の近くのライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイ内の導波路によって投影される。光線３４２１Ｂなどのこれらの光線は、第１のアレイ３４０１の場所３４０９から投影された、ライトフィールドデバイス３４０１の第１のアレイによって生成される。光線３４２１Ｂは、ビームスプリッタ１０１によって、ホログラフィックオブジェクト３４１５の大部分を形成する光線３４２２Ａと複合され、これにより光線グループ３４３２は、観察者１０５０Ａの全視野にわたる角度でホログラフィックオブジェクト３４１５を表示するために必要な光線を含む。ホログラフィックオブジェクト３４１５を形成し、ライトフィールドディスプレイデバイス３４０２の第２のアレイから発生する光線３４４２Ａは、破線として示されている。光線３４２１Ｂは、場所３４０８でのディスプレイギャップに起因して第２のアレイ３４０２のスクリーン平面３４０４に垂直に投影することができず、第１のアレイ３４０１によって供給される光を表す、実線で示されている。
図３４Ｂは、スクリーン平面３４０４の周りに投影された２つのホログラフィックオブジェクト３４１５および３４１６を見ており、かつこれらのホログラフィックオブジェクトの各々からの光が、図３４Ａに示されるライトフィールドディスプレイデバイス３４０１および３４０２の２つの別個の直交面から発生しているという事実を区別でき得ない観察者１０５０Ａに対して、図３４Ａに示されるディスプレイシステム３４５０がどのように見えるかを示している。コントローラ１９０は、平面３４０１および３４０２内のすべてのライトフィールドディスプレイ間の命令を調整し、ライトフィールドディスプレイデバイスのアレイ３１５０内のライトフィールドディスプレイデバイス３０５０の各々によって正しい光線が投影されるようにする。
図３４Ｃは、図３４Ａに示されるライトフィールドディスプレイシステムであり、ホログラフィックオブジェクトを仮想ディスプレイ平面に中継する中継システム５０００と組み合わされている。図３４Ａの番号は、図３４Ｃにおいて使用される。光線３４３１は、中継部５０００によって受信され、光線３４５１に中継され、光線３４５１は、投影されたホログラフィックオブジェクト３４１６の中継された表面３４１８を形成する。図３４Ｃにおいて、ライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイから投影された光線３４２２Ｂは破線で示され、光線３４４２Ｂに中継され、一方、ライトフィールドデバイス３４０１の第１のアレイからの光線３４２１Ａは実線で示され、光線３４４１Ａに中継される。したがって、ライトフィールドデバイス３４０１の第１のアレイおよびライトフィールドデバイス３４０２の第２のアレイの両方が、光線３４４１Ａおよび３４４２Ｂに寄与して、中継された表面３４１８を形成する。同様にして、光線グループ３４３２は、中継部５０００によって受信され、中継されたホログラフィックオブジェクト３４１７を形成する光線グループ３４５２に中継される。ホログラフィックオブジェクト３４１５を形成し、ライトフィールドディスプレイデバイス３４０２の第２のアレイから発生する光線３４４２Ａは、破線として示され、これらは、中継部５０００によって、破線３４４２Ａに中継される。第２のアレイ３４０２のスクリーン平面３４０４に垂直に投影することができず、第１のアレイ３４０２によって供給される光線３４２１Ｂは実線で示され、この光線は、中継部５０００によって、これも実線で示される光線３４４１Ｂに中継される。観察者１０５０は、２つの中継されたホログラフィックオブジェクト３４１７および３４１８を見て、各オブジェクトを形成する光が、ライトフィールドディスプレイデバイス３４０１および３４０２の２つの別個の直交面から発生するという事実を区別できない。コントローラ１９０は、ライトフィールドデバイス３４０１および３４０２のアレイに調整されたディスプレイ命令を発行して、中継されたホログラフィックオブジェクト表面３４１７および３４１８を意図したように投影する。図３４Ｃに示されるディスプレイシステムは、中継部５０００を使用して、ホログラフィックオブジェクト３４１５または３４１６の表面の深度を反転させ、これらのホログラフィックオブジェクトは、中継されるホログラフィック表面３４１７および３４１８にそれぞれ中継されるときの深度の順序を含む。ただし、他の実施形態では、中継システム５０００は、深度を反転せず、ホログラフィックオブジェクト３４１５および３４１６を異なる位置に中継する、図１１Ｂに示される中継システム５００１によって置き換えることができる。図３４Ｃに示される中継部５０００は、本開示に提示される任意の中継部、または投影されたホログラフィックオブジェクトの表面を異なる場所にある中継されたホログラフィック表面に中継する、任意の他の中継と置き換えることができる。
上記で例とともに示された原理を考慮して、概して、ライトフィールドディスプレイシステムは、モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、それぞれのディスプレイデバイスのディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、それぞれのディスプレイデバイスの非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイ、を含むように構築することができる。ライトフィールドディスプレイシステムは、モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つのディスプレイ平面のからの光をそれぞれが受信するように位置付けられた導波路のアレイ、および導波路のアレイからの光を複層するように動作可能な光複合システムをさらに含むことができる。導波路の各アレイは、モジュール式ディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成することができ、これにより光複合システムからの複合された光は、各々が四次元機能に従って定義され、第１の四次元座標系において空間座標と角度座標のセットを有する光の経路を含む。ライトフィールドディスプレイシステムは、光複合システムからの複合された光が、ホログラフィック表面を画定するように、モジュラーディスプレイデバイスのアレイを操作して光を出力するように動作可能なコントローラをさらに含むことができ、ホログラフィック表面を画定する複合された光は、モジュラーディスプレイデバイスの異なるアレイの少なくとも１つの画像化領域からの光を含む。
インタラクティブな中継されたオブジェクトを備えたディスプレイシステム
ディスプレイシステム内では、中継されたオブジェクトはインタラクティブ用途の理想的な候補であり、センサが中継されたオブジェクトの周囲を監視し、ディスプレイシステムの近くで視認者を記録し、視認者のアクションや特性に応答して中継されたオブジェクトを変更する。図３５は、図１１Ａに示されるディスプレイシステムの図であり、ホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａを投影する第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａであって、これらのホログラフィックオブジェクト表面１２１Ａおよび１２２Ａが中継部５０００によって、それぞれ中継されたホログラフィック表面１２１Ｂおよび１２２Ｂに中継される、第１の画像源ライトフィールドディスプレイ１００１Ａと、実世界のオブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３Ｂに中継される、第２の画像ソースの実世界のオブジェクト１２３Ａとを備える。図１１Ａの番号は、図３５において使用される。視認者１０５０は、中継されたオブジェクト１２１Ｂ、１２２Ｂ、または１２３Ｂのうちの１つの近くに彼／彼女の手３５０２を置くことができ、センサ３５０１は、視認者の手３５０２の動きを記録することができる。代替的に、センサ３５０１は、視認者の位置、視認者の身体部分の位置、視認者からの音、視認者のジェスチャー、視認者の運き、視認者の表現、または視認者の年齢または性別、視認者の衣服、または他の任意の属性などの視認者の特性、を含む、視認者１０５０の他の任意の属性を感知することができる。センサ３５０１は、カメラ、近接センサ、マイクロフォン、深度センサ、または他の任意の感知デバイス、もしくは音、画像、または他の任意のエネルギーを記録する感知デバイスの組み合わせであってよい。コントローラ１９０は、この情報を記録し、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａおよび／または遮蔽面１５１、１５２、および１５３に命令を出すことによって、中継されたオブジェクト１２３Ａ、１２３Ｂのコンテンツもしくは位置、または実世界オブジェクト１２３Ｃの遮蔽ゾーンを変更する。別の実施形態では、実世界画像源オブジェクト１２３Ａは、モータ制御システム上にあり、実世界オブジェクト１２３Ａの位置は、視認者１０５０によるインタラクションに応答して、コントローラ１９０によって同様に変更され得る。図３５に示されるディスプレイシステムは、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａの表面ならびに実世界オブジェクト１２３Ａの表面の深度を反転させる中継部５０００を使用し、深度には、それぞれが、中継された表面１２１Ｂ、１２２Ｂ、および１２３Ｂに中継されるときの、これらのオブジェクトの深度の順序も含まれる。ただし、他の実施形態では、中継システム５０００は、深度を反転せず、オブジェクト１２１Ａ、１２２Ａ、おうおび１２３Ａを異なる位置に中継する、図１１Ｂに示される中継システム５００１によって置き換えることができる。図３５に示される中継部５０００は、本開示に提示される任意の中継部、またはオブジェクトの表面を異なる場所にある中継された表面に中継する、任意の他の中継部と置き換えることができる。
中継システム５０００または他の任意の画像化中継は、双方向中継であり得る。これは、視認者の手３５０２からの光が、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａまたは実世界オブジェクト１２３Ａの位置から見られる可能性があることを意味する。図３６は、図３５のディスプレイシステムを示しており、このディスプレイシステムでは、ディスプレイの前の環境からの光が画像中継を介して伝送され、ディスプレイシステム内で感知される。図３５の番号付けは図３６で使用され、光の経路１３１Ａ、１３１Ｂ、１３２Ａ、１３２Ｂ、１３３Ａ、１３３Ｙ、および１３３Ｂは、簡素化のため描かれていない。図３６において、視認者の手３５０２からの光３５０３Ａの経路は、実世界オブジェクト１２３Ａの中継された表面１２３Ｂを形成する中継された光線の方向とは反対の方向で中継部５０００を介して進む。図３６の構成は、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａとビームスプリッタ１０１との間にある角度で配設された追加のビームスプリッタ１０１Ｂ、およびセンサ３５０１の場所の変更を除いて、図３５の構成と同じである。視認者の手３５０２からの光線３５０３Ａは、中継部５０００によって受信され、光の経路３５０３Ｂに中継され、その一部は、追加のビームスプリッタ１０１Ｂによって光線３５０３Ｃの中に反射され、センサ３５０１によって受信され得る。センサ３５０１は、カメラ、近接センサ、マイクロフォン、深度センサ、または音、画像、深度、もしくは他の任意の物理量を記録する任意の他の感知デバイスであり得る。センサ３５０１は、中継されたオブジェクトとの視認者のインタラクション、または上述のような視認者の属性もしくは特性を記録することができ、この情報は、コントローラ１９０によって解釈され得る。それに応答して、コントローラ１９０は、中継されたホログラフィックオブジェクト１２１Ｂおよび１２２Ｂが表示される方法を変更するか、または層１５１、１５２、および１５３、あるいはその両方を含む遮蔽面システム上の遮蔽部位１８８を変更することができる。図３６において、センサ３５０１は、代わりに実世界オブジェクトの隣の３５０１Ａに位置するか、もしくはライトフィールドディスプレイの隣の３５０１Ｂに位置することができ、図３６の実装形態の選択によって可能になり得る代替構成で配置され得、これらのセンサの場所は、追加のビームスプリッタ１０１Ｂの存在を必要としない場合がある。さらに、他の複数の同様の構成が存在し、例えば、センサは、光を放出または反射しないオブジェクト１２３Ａの位置で、実世界オブジェクト１２３Ａと同じ場所に位置できる。別の実施形態では、ライトフィールドディスプレイ１００１Ａが、光を投影し、光を感知する、両方の双方向表面を有する場合、センサ３５０１をライトフィールドディスプレイに統合することができる。図３６に示されるディスプレイシステムは、ホログラフィックオブジェクト１２１Ａおよび１２２Ａの表面、ならびに実世界オブジェクト１２３Ａの表面の深度を反転させる、中継部５０００を使用する。他の実施形態では、中継システム５０００は、深度を反転させない、図１１Ｂに示される中継システム５００１によって置き換えられ得る。図３６に示される中継部５０００は、本開示に提示される任意の中継部、またはオブジェクトの表面を、異なる場所にある、中継された表面に中継する任意の他の中継部と置き換えることができる。
本明細書に開示された原理に従う様々な実施形態が上述されてきたが、それらの実施形態は、単なる例示としての目的のために示されており、限定されないことを理解されたい。したがって、本発明（）の幅広さおよび範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれかによって限定されるべきではなく、本開示に由来する特許請求の範囲、およびそれらの等価物に従ってのみ定義されるべきである。さらに、上記の利点および特徴は、記載された実施形態において提供されているが、上記の利点のいずれかまたはすべてを達成するプロセスおよび構造に対して、かかる由来の特許請求の範囲の適用を限定しない。
本開示の原理的な特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく様々な実施形態の中で使用することができることを理解されたい。当業者は、日常的なわずかな実験を使用して、本明細書に記載された特定の手順に対する多くの等価物を認識するか、または探求することができるであろう。かかる等価物は、本開示の範囲内にあるとみなされ、特許請求の範囲により網羅される。
追加的に、本明細書における節の見出しは、米国特許法施行規則（３７ＣＦＲ１．７７）に基づく示唆との一貫性を持たせるために、またはそれ以外では構成上の手がかりを提供するために、提供されている。これらの見出しは、本開示に由来し得る任意の特許請求の範囲の中に記載された本発明（）を限定または特徴付けるものではない。具体的には、一例として、見出しが「発明の分野」と称していても、かかる特許請求の範囲は、いわゆる技術分野を説明するためのこの見出しの文言によって限定されるべきではない。さらに、「発明の背景」の節における技術の説明は、技術が本開示内の任意の発明（）の先行技術であることを認めるものと解釈されるべきではない。「要約」は、論点となる特許請求の範囲に記載された本発明（）の特徴付けとは、決してみなされない。さらに、本開示内での単数形の「発明」の言及は、本開示において単一の新規性のみ存在すると主張するために使用されるべきではない。複数の発明が、本開示に由来する複数の請求項の制限に従って記載される可能性があり、したがって、かかる請求項は、それによって保護される本発明（）およびそれらの等価物を定義する。すべての例では、かかる請求項の範囲は、本開示に照らしてそれら自体のメリットを考慮されるであろうが、本明細書内で記載された見出しによって制約されるべきではない。
特許請求の範囲および／または明細書中の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と併せて使用されるときに使われる「１つ（ａ）」または「１つ（ａｎ）」という語は、「１つ（ｏｎｅ）」を意味し得るが、それはまた、「１つ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」、「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」、および「１つを超える（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ｏｎｅ）」の意味とも矛盾しない。特許請求の範囲の中で使用される「または（ｏｒ）」という用語は、代替物のみに明示的に言及せず、または代替物が相互に排他的でない限り、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を意味するように使用されているが、本開示は、代替物のみ、および「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を指す定義を支持する。本出願全体を通じて、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、１つの値が、デバイスの固有の誤差ばらつきを含むことを示すために使用され、方法は、その値、または研究課題の間に存在するばらつきを判定するために使用されている。一般に、ただし前述の考察に対する対象であるが、「約（ａｂｏｕｔ）」または「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの近似の語により修飾された本明細書中の値は、記述された値から、少なくとも±１、２、３、４、５、６、７、１０、１２、または１５％だけ変化する可能性がある。
本明細書および請求項（）で使用されているように、単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」（ならびに「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」などの任意の形式の備える）、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（ならびに「ｈａｖｅ」および「ｈａｓ」などの任意の形式の有する）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」（ならびに「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および「ｉｎｃｌｕｄｅ」などの任意の形式の含む）、または「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」（ならびに「ｃｏｎｔａｉｎｓ」および「ｃｏｎｔａｉｎ」などの任意の形式の包含する）は、包括的または開放的、追加的、引用されていない要素または方法ステップを排除しない。
「そのとき（ａｔ ｔｈｅ ｔｉｍｅ）」、「同等（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）」、「間中（ｄｕｒｉｎｇ）」、「完全（ｃｏｍｐｌｅｔｅ）」等の比較、測定、およびタイミングに関する単語は、「実質的にそのとき（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ａｔ ｔｈｅ ｔｉｍｅ）」、「実質的に同等（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）」、「実質的に～間中（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｄｕｒｉｎｇ）」、「実質的に完全（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｃｏｍｐｌｅｔｅ）」等を意味すると理解されるべきであり、ここで、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」とは、そのような比較、測定、およびタイミングが、暗黙のうちに、または明示的に記述された所望の結果を達成するために、実用的であることを意味している。「近く（ｎｅａｒ）」、「近接する（ｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｔｏ）」、「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ）」などの要素の相対的位置に関係する単語は、それぞれのシステム要素の相互作用に実質的な影響を及ぼすのに十分近いことを意味するものとする。近似の他の言葉は、同様に、そのように変更されたとき、必ずしも絶対的または完全であるとはみなされないが、存在しているとしてその条件を指定することを保証するために、当業者にとっては十分近いとみなされるであろうという条件を指す。記述が変わる可能性の程度は、どのように大きな変化がもたらされるかに依存し、当業者であれば、修正されていない特徴の要求された特性および可能性を依然として有するような修正された特徴を認識するであろう。

Claims (505)

  1. 光学システムであって、
    第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、前記第１の画像源からの前記光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、
    第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、前記第２の画像源からの前記光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、
    前記第１および第２の画像源から受信した前記光を、視認体積に向けるように構成された中継システムであって、前記第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つが、前記中継システムによって前記視認体積内に中継される、中継システムと、を備え、
    前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、ライトフィールドディスプレイを含み、前記光の経路の第１のセットは、前記ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、前記ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元機能に従って決定される、光学システム。
  2. 前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの他方は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項１に記載の光学システム。
  3. 前記第１および第２の画像表面のうちの前記少なくとも１つは、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項１に記載の光学システム。
  4. 前記第１の画像源は、前記ライトフィールドディスプレイを含み、前記第１の画像表面は、ホログラフィックオブジェクトの表面を含み、さらに前記第２の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項１に記載の光学システム。
  5. 前記第２の画像表面は、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項４に記載の光学システム。
  6. 前記第１および第２の入力インターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する遮蔽システムをさらに備え、前記遮蔽システムが、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
  7. 前記第１および第２の画像表面の両方は、前記中継システムによって前記視認体積内に中継されて、それぞれ第１および第２の中継された画像表面を画定し、前記光の前記遮蔽された部分が、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの少なくとも１つの、中継された遮蔽された部分に対応し、前記中継された遮蔽された部分は、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの他方によって遮蔽されているものとして、前記視認体積内で観察可能である、請求項６に記載の光学システム。
  8. 前記第１および第２の画像表面のうちの一方のみが、前記視認体積内に中継されて、前記視認体積内の中継された画像表面を画定し、前記光の前記遮蔽された部分が、前記中継された画像表面よって遮蔽されているものとして前記視認体積内で観察可能である、前記第１および第２の画像表面のうちの他方の遮蔽された部分に対応している、請求項６に記載の光学システム。
  9. 前記第１および第２の画像表面のうちの一方のみが、前記視認体積内に中継されて、前記視認体積内の中継された画像表面を画定し、前記光の前記遮蔽された部分が、前記中継された画像表面の中継された遮蔽された部分に対応し、前記中継された遮蔽された部分が、前記第１および第２の画像表面のうちの他方によって遮蔽されているものとして前記視認体積内で観察可能である、請求項６に記載の光学システム。
  10. 前記第１および第２の入力インターフェースのうちの少なくとも１つの他方に光学的に先行する、追加の遮蔽システムをさらに備え、前記追加の遮蔽システムが、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つのうちの他方からの光の一部分を遮蔽するように構成されている、請求項６に記載の光学システム。
  11. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項６に記載の光学システム。
  12. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素を含む、請求項１１に記載の光学システム。
  13. 前記個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素は、入射光または視差バリアの一部分を遮断するように構成された遮蔽部位を含む、請求項１２に記載の光学システム。
  14. 前記１つ以上の遮蔽層は、１つ以上の透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、または光を選択的に遮蔽するように動作可能な他のパネルを含む、請求項１２に記載の光学システム。
  15. 前記第１の画像源からの光は、前記視認体積内の前記第２の画像源からの光によって画定される背景表面の前に、前記視認体積内の前景表面を画定し、かつ
    前記少なくとも１つの遮蔽層は、第２の画像源の前に位置し、かつ前記背景表面の遮蔽された部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされたサイズおよび形状を有する、遮蔽区域を画定するように動作可能である、請求項１２に記載の光学システム。
  16. 前記少なくとも１つの遮蔽層と前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項１５に記載の光学システム。
  17. 前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される前記遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項１５に記載の光学システム。
  18. 光学システムは、前記遮蔽区域の動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１５に記載の光学システム。
  19. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽層、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な、機械的機構を備える、請求項１１に記載の光学システム。
  20. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記視認体積内で画定される画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１９に記載の光学システム。
  21. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、少なくとも１つの遮蔽層によって画定される遮蔽区域の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１９に記載の光学システム。
  22. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層の物理的運動によってもたらされる、請求項２１に記載の光学システム。
  23. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層内の、個別にアドレス指定可能な要素を変調することによってもたらされる、請求項２１に記載の光学システム。
  24. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つに対して運動を与えるように移動可能である、請求項１１に記載の光学システム。
  25. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽層に対して運動を与えるように移動可能である、請求項１１に記載の光学システム。
  26. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項６に記載の光学システム。
  27. 前記第１の画像源からの光は、前記視認体積内の前記第２の画像源からの光によって画定される背景表面の前に、前記視認体積内の前景表面を画定し、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、前記第２の画像源の前に位置し、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトのサイズおよび形状は、前記背景表面の遮蔽部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記視認体積内の前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされる、請求項２６に記載の光学システム。
  28. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトと前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項２７に記載の光学システム。
  29. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトによって画定される遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項２７に記載の光学システム。
  30. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、電動化されている、請求項２６に記載の光学システム。
  31. 前記光学システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの動きを、前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項３０に記載の光学システム。
  32. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの前記動きと協調させるように動作可能である、請求項３１に記載の光学システム。
  33. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能である、請求項２６に記載の光学システム。
  34. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトに対して運動を与えるように移動可能である、請求項２６に記載の光学システム。
  35. 前記第１の画像源からの光は、前景で観察可能な中継された画像表面を画定するために前記視認体積内に中継され、前記第２の画像源からの光は、背景の前記視認体積内で観察可能である、請求項１に記載の光学システム。
  36. 前記第１の画像源からの光は、背景の前記視認体積内で観察可能であり、前記第２の画像源からの光は、前景で観察可能な中継された画像表面を画定するために前記視認体積内に中継される、請求項１に記載の光学システム。
  37. 前記第１および第２の画像源からの光は、両方とも前記視認体積内に中継されて、それぞれ第１および第２の中継された画像表面を形成する、請求項１に記載の光学システム。
  38. ａ．前記第１および第２の中継された画像表面は、両方とも前景で観察可能であり、
    ｂ．前記第１および第２の中継画像表面は、両方とも背景で観察可能であり、または
    ｃ．前記第１および第２の中継画像表面のうちの一方は、前景で観察可能であり、前記第１および第２の中継画像表面のうちの他方は、背景で観察可能である、請求項３７に記載の光学システム。
  39. 前記ライトフィールドディスプレイは、
    モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記ディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、
    前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つの前記ディスプレイ平面のから光を受信するように、各々が位置付けられた、導波路のアレイと、
    前記導波路のアレイからの光を複合するように動作可能な、光複合システムと、を備え、
    各導波路のアレイは、前記光複合システムからの前記複合された光が、前記四次元機能に従って決定された前記光の経路の第１のセットを含むように、前記モジュラーディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
  40. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記光複合システムからの前記複合された光が、ホログラフィック表面を画定するように、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイを操作して光を出力するように動作可能なコントローラをさらに備え、前記ホログラフィック表面を画定する前記複合された光が、モジュラーディスプレイデバイスの異なるアレイの少なくとも１つの画像化区域からの光を含む、請求項３９に記載の光学システム。
  41. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも３つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも２つの光複合器を備える、請求項３９に記載の光学システム。
  42. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも４つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも３つの光複合器を備える、請求項３９に記載の光学システム。
  43. ホログラフィック表面は、前記ライトフィールドディスプレイからの光の経路によって画定され、第１の深度プロファイルを有し、かつ
    前記ホログラフィック表面は、前記中継システムによって中継されて、前記第１の深度プロファイルとは異なる第１の中継された深度プロファイルを有する中継されたホログラフィック表面を含む、第１の中継された画像表面を画定する、請求項１に記載の光学システム。
  44. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記第１の中継された画像表面の前記第１の中継された深度プロファイルが視認者を対象とした前記深度プロファイルであるように、光を出力するように前記ライトフィールドディスプレイを操作することによって、前記第１の深度プロファイルと前記第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を提供するように構成された、コントローラを備える、請求項４３に記載の光学システム。
  45. 前記第１の中継された画像表面の中継された場所は、前記ライトフィールドディスプレイからの光が、各々が第２の４Ｄ座標系において空間座標および角度座標のセットを有する中継された光の経路に沿って中継されるように、前記中継システムによって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定され、かつ
    前記ライトフィールドディスプレイは、前記中継された光の経路の前記第２の４Ｄ座標系における前記位置座標および角度座標が、前記第１の中継された画像表面が意図されたように視認者に提示されることを可能にするように、前記ライトフィールドディスプレイを操作して前記第１の４Ｄ機能に従って光を出力することによって、前記第２の４Ｄ機能の原因となる命令を提供するように構成された、コントローラを備える、請求項４３に記載の光学システム。
  46. 前記中継システムは、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光を、前記中継システムの第１の中継サブシステムを介して受信するように構成され、前記第１の中継サブシステムは、前記受信した光を中継して、前記それぞれの画像表面に対応する第１の中継された画像表面を画定するように動作可能であり、前記第１の中継された画像表面は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光によって画定される前記それぞれの画像表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する、請求項１に記載の光学システム。
  47. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方は、実世界オブジェクトの表面を含み、前記第１の中継サブシステムは、前記実世界オブジェクトの前記表面から光を受信するように動作可能であり、前記第１の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する前記実世界オブジェクトの、中継された画像表面を含む、請求項４６に記載の光学システム。
  48. 前記中継システムは、第２の中継サブシステムをさらに備え、前記第２の中継サブシステムは、前記第１の中継された画像表面からの光を前記視認体積に向け、かつホログラフィック表面を画定する前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光を、前記視認体積内の中継された場所に中継し、それによって前記ホログラフィック表面の中継された画像表面を画定するように構成されている、請求項４６に記載の光学システム。
  49. 前記中継システムは、第２の中継サブシステムをさらに備え、前記第２の中継サブシステムは、前記第１の中継された画像表面を前記視認体積内の中継場所に中継して、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光によって画定される前記それぞれの画像表面に対応する、第２の中継された画像表面を画定するように構成され、前記第２の中継された画像表面は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光によって画定される、前記それぞれの画像表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項４６に記載の光学システム。
  50. 前記中継システムは、前記第１の中継サブシステムからの光と、ホログラフィック表面を画定する前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光とを複合するように位置付けられた画像複合要素をさらに含み、前記第１の中継された画像表面および前記ホログラフィック表面を含む前記複合された光は、前記複合された光を前記視認体積に中継されるように構成されている前記第２の中継サブシステムに向けられる、請求項４９に記載の光学システム。
  51. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方は、実世界オブジェクトの表面を含み、前記第１の中継サブシステムは、前記実世界オブジェクトの前記表面から光を受信するように動作可能であり、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方の前記それぞれの画像表面に対応する前記第１の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの中継された画像表面を含み、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する、請求項５０に記載の光学システム。
  52. 前記第２の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの第２の中継された画像表面を含み、前記実世界オブジェクトの前記第２の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の前記深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項５１に記載の光学システム。
  53. 前記中継システムの前記視認体積が第１の視野を画定し、前記光学システムが、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野を画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システムをさらに備え、前記中継システムおよび前記追加の中継システムは、前記第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野を画定するように整列されている、請求項５０に記載の光学システム。
  54. 前記少なくとも１つの追加の画像源は、第１および第２の追加の画像源を含み、前記光学システムは、
    前記第１の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第３の入力インターフェースと、
    前記第２の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第４の入力インターフェースと、をさらに備え、
    前記追加の中継システムは、第１および第２の中継サブシステムと、前記追加の中継システムの光複合要素と、を備え、
    前記追加の中継システムの前記第１の中継サブシステムは、前記第１の追加の画像源から光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信した光を、前記追加の中継システムの前記第２の中継サブシステムに向けて中継するように構成されており、
    前記追加の中継システムの前記光複合要素は、前記追加の中継システムの前記第１の中継サブシステムからの前記光と、前記追加の第２の画像源からの前記光とを受信するように位置付けられており、かつ前記受信した光を複合し、前記追加の中継システムの前記第２の中継サブシステムに向けるように構成されており、
    前記追加の中継システムの前記第２の中継サブシステムは、前記光複合要素から前記受信した光を、前記追加の視認体積に中継するように構成されている、請求項５３に記載の光学システム。
  55. 前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項１に記載の光学システム。
  56. 前記光学的折り曲げシステムは、複数の内部光学層を含み、前記それぞれの画像源からの光が内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられ、それによって、前記中継システムと、前記視認体積内の画像表面場所との間の光の経路長を増加させる、請求項５５に記載の光学システム。
  57. 前記光学的折り曲げシステムは、反射体に光学的に先行する円偏光板、前記反射体に光学的に後続する４分の１波長リターダ、および前記４分の１波長リターダに光学的に後続する出力偏光板を含み、前記４分の１波長リターダは、第１の方向に光軸を有する、請求項５６に記載の光学システム。
  58. 前記それぞれの画像源からの前記光は、前記反射体と前記出力偏光板との間に向けられて、３つの内部通路で前記４分の１波長リターダを通る、請求項５７に記載の光学システム。
  59. 前記円偏光板は、第２の方向に光軸を有する入力偏光板および４分の１波長リターダを備える、請求項５７に記載の光学システム。
  60. 前記入力および出力偏光板は、直交する光軸を有する、請求項５９に記載の光学システム。
  61. 前記４分の１波長リターダの、前記第１および第２の光軸は直交している、請求項５９に記載の光学システム。
  62. 前記光学的折り曲げシステムは、
    偏光ビームスプリッタであって、前記偏光ビームスプリッタの入力側で前記それぞれの画像源からの光を受信するように位置付けられた、偏光ビームスプリッタと、
    前記偏光ビームスプリッタの反対側に隣接する、第１および第２の反射体と、
    前記第１の反射体と前記偏光ビームスプリッタとの間に位置付けられた、第１の４分の１波長リターダと、
    前記第２の反射体と偏光ブリームスプリッタとの間に位置付けられた、第２の４分の１波長リターダと、を備え、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記光は、第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記第１の４分の１波長板および前記第１の反射体に向かって反射され、
    前記第１の反射体によって受信された前記光は、前記第１の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第１の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタを通って前記第２の４分の１波長板および前記第２の反射体に向けられ、
    前記第２の反射体によって受信された前記光は、前記第２の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第２の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記それぞれのインターフェースに向かって反射される、請求項５５に記載の光学システム。
  63. 前記光学的折り曲げシステムは、入力偏光板をさらに含む、請求項６２に記載の光学システム。
  64. 前記光学的折り曲げシステムは、偏光制御パネルをさらに備え、前記偏光制御パネルは、前記それぞれの画像源からの前記光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信された光の選択された部分が、前記第１または第２の反射体に向かって、反射されることなく前記偏光ビームスプリッタを通過するように、前記受信された光の前記選択された部分の前記偏光状態を、前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に選択的に変更するように動作可能である、請求項６２に記載の光学システム。
  65. 前記光学的折り曲げシステムは、前記第２の偏光状態を有する光を吸収または反射するように構成された出口偏光板をさらに備える、請求項６４に記載の光学システム。
  66. 前記偏光ビームスプリッタは、第１の屈折率を有する材料を含み、前記それぞれの画像源からの前記光は、前記偏光ビームスプリッタの前記入力側に隣接する媒体を通って伝播され、前記媒体は、第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい、請求項６２に記載の光学システム。
  67. 前記第１の画像源は、前記ライトフィールドディスプレイを含み、前記光学的折り曲げシステムは、前記ライトフィールドディスプレイの前記経路内に位置して、前記視認体積内および前記中継システム内の、それぞれの画像表面場所間の前記光の経路長を増加させる、請求項５５に記載の光学システム。
  68. 前記第１の画像源は、前記ライトフィールドディスプレイを含み、前記光学的折り曲げシステムは、前記第２の画像源の前記経路内に位置して、前記視認体積内および前記中継システム内の、それぞれの画像表面場所間の前記光の経路長を増加させる、請求項５５に記載の光学システム。
  69. 前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に後続する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項１に記載の光学システム。
  70. 前記中継システムは、ビームスプリッタおよび再帰反射体を含み、前記ビームスプリッタは、前記第１の画像源からの前記光の経路の第１のセットに沿って前記光を受信し、かつ前記光の経路の第１のセットに沿って受信した前記光の第１の部分を、前記再帰反射体に向かう接近方向に向けるように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
  71. 前記再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記再帰反射体に向かうように向けられた光が、前記再帰反射体から前記接近方向とは反対の戻り方向に沿って反射されるように整列されている、請求項７０に記載の光学システム。
  72. 前記再帰反射体から前記戻り方向に反射された前記光は、前記ビームスプリッタによって、視認体積の方に向けられる、請求項７１に記載の光学システム。
  73. 前記ビームスプリッタは、前記第２の画像源から、前記光の経路の第２のセットに沿って光を受信し、かつ前記光の経路の第２のセットに沿って受信された前記光の一部分を、前記視認体積に向かって通過させるように構成されている、請求項７２に記載の光学システム。
  74. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを備え、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項７０に記載の光学システム。
  75. 前記中継システムは、ビームスプリッタおよびミラー表面を備え、前記ビームスプリッタは、前記第１の画像源からの前記光の経路の第１のセットに沿って前記光を受信し、かつ前記光の経路の第１のセットに沿って受信した前記光の第１の部分を、前記ミラー表面に向かう接近方向に向けるように構成されている、請求項１に記載の光学システム。
  76. 前記ミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記ミラー表面に向かうように向けられた光が、前記ミラー表面から前記接近方向と概して反対の戻り方向に沿って反射されるように整列されている、請求項７５に記載の光学システム。
  77. 前記ミラー表面から前記戻り方向に反射された前記光は、前記ビームスプリッタによって、前記視認体積の方に向けられる、請求項７６に記載の光学システム。
  78. 前記ビームスプリッタは、前記第２の画像源から、前記光の経路の第２のセットに沿って光を受信し、かつ前記光の経路の第２のセットに沿って受信された前記光の一部分を、視認体積に向かって通過させるように構成されている、請求項７７に記載の光学システム。
  79. 前記ミラー表面は、湾曲したミラー表面である、請求項７５に記載の光学システム。
  80. 前記ミラー表面は、フレネルミラーである、請求項７５に記載の光学システム。
  81. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項７５に記載の光学システム。
  82. 前記中継システムの前記視認体積は第１の視野を画定し、前記光学システムは、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野を画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システムをさらに備え、前記第１の中継システムおよび前記追加の中継システムは、前記第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野を画定するように整列されている、請求項１に記載の光学システム。
  83. 前記少なくとも１つの追加の画像源は、第１および第２の追加の画像源を含み、
    前記光学システムは、
    前記第１の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第３の入力インターフェースと、
    前記第２の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第４の入力インターフェースと、をさらに備え、
    前記追加の中継システムは、前記第１および第２の追加の画像源からの光を、前記追加の視認体積に向けるように構成されている、請求項８２に記載の光学システム。
  84. 前記光学システムは、第３の画像源からの光の経路の第３のセットに沿って光を受信するように構成された、第３の入力インターフェースをさらに備え、前記中継システムは、前記第１の画像源からの前記光を受信するように位置付けられた第１の中継サブシステムと、前記第２の画像源からの前記光を受信するように位置付けられた第２の中継サブシステムと、前記第３の画像源からの前記光を受信するように位置付けられた第３の中継サブシステムと、を含み、前記第１、前記第２、および前記第３の中継サブシステムは、それぞれの前記受信した光をそれぞれのサブ視認体積に中継するように配向され、前記それぞれのサブ視認体積が複合されて、複合された視野を画定する、請求項１に記載の光学システム。
  85. 前記光学システムは、前記光学システムに入る周囲光の量を低減するように構成された、環境光除去システムをさらに備える、請求項１に記載の光学システム。
  86. 前記環境光除去システムは、前記中継システムを部分的に囲むエンクロージャと、偏光フィルタを含む窓と、を備える、請求項８５に記載の光学システム。
  87. 偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する周囲光を遮断するように動作可能である、請求項８６に記載の光学システム。
  88. 前記周囲光は、前記第１の偏光状態を有しかつ偏光出力フィルタを含む光源によって提供され、前記偏光出力フィルタは、前記第１の偏光状態の光を通過させることができるように構成されている、請求項８７に記載の光学システム。
  89. 光学システムであって、
    第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、前記第１の画像源からの前記光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、
    第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、前記第２の画像源からの前記光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、
    前記第１および第２の画像源から受信した前記光を、視認体積に向けるように構成された中継システムであって、前記第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つが、前記中継システムによって前記視認体積内に中継される、中継システムと、
    前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成された遮蔽システムと、を備える、光学システム。
  90. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項８９に記載の光学システム。
  91. 前記第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つは、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項８９に記載の光学システム。
  92. 前記第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイを含み、前記第１の画像表面は、ホログラフィックオブジェクトの表面を含み、さらに前記第２の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項８９に記載の光学システム。
  93. 前記第２の画像表面は、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項９２に記載の光学システム。
  94. 前記第１および第２の画像表面の両方は、前記中継システムによって前記視認体積内に中継されて、それぞれ第１および第２の中継された画像表面を画定し、前記光の前記遮蔽された部分が、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの少なくとも１つの、中継された遮蔽された部分に対応し、前記中継された遮蔽された部分は、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの１つの他方によって遮蔽されているものとして、前記視認体積内で観察可能である、請求項８９に記載の光学システム。
  95. 前記第１および第２の画像表面のうちの一方のみが、前記視認体積内に中継されて、前記視認体積内の中継された画像表面を画定し、前記光の前記遮蔽された部分が、前記中継された画像表面よって遮蔽されているものとして前記視認体積内で観察可能である、前記第１および第２の画像表面のうちの１つの他方の遮蔽された部分に対応している、請求項８９に記載の光学システム。
  96. 前記第１および第２の画像表面のうちの一方のみが、前記視認体積内に中継されて、前記視認体積内の中継された画像表面を画定し、前記光の前記遮蔽された部分が、前記中継された画像表面の中継された遮蔽された部分に対応し、前記中継された遮蔽された部分が、前記第１および第２の画像表面のうちの１つの他方によって遮蔽されているものとして前記視認体積内で観察可能である、請求項８９に記載の光学システム。
  97. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光の一部分を遮蔽するように構成された追加の遮蔽システムをさらに備えている、請求項８９に記載の光学システム。
  98. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項８９に記載の光学システム。
  99. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素を含む、請求項９８に記載の光学システム。
  100. 前記個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素は、入射光または視差バリアの一部分を遮断するように構成された遮蔽部位を含む、請求項９９に記載の光学システム。
  101. 前記１つ以上の遮蔽層は、１つ以上の透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、または光を選択的に遮蔽するように動作可能な他のパネルを含む、請求項９９に記載の光学システム。
  102. 前記第１の画像源からの光は、前記視認体積内の前記第２の画像源からの光によって画定される背景表面の前に、前記視認体積内の前景表面を画定し、
    前記少なくとも１つの遮蔽層は、第２の画像源の前に位置し、かつ前記背景表面の遮蔽された部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされたサイズおよび形状を有する、遮蔽区域を画定するように動作可能である、請求項９９に記載の光学システム。
  103. 前記少なくとも１つの遮蔽層と前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項１０２に記載の光学システム。
  104. 前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される前記遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項１０２に記載の光学システム。
  105. 光学システムは、前記遮蔽区域の動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１０２に記載の光学システム。
  106. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽層、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な、機械的機構を備える、請求項９８に記載の光学システム。
  107. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記視認体積内で画定される画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１０６に記載の光学システム。
  108. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される遮蔽区域の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１０６に記載の光学システム。
  109. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層の物理的運動によってもたらされる、請求項１０８に記載の光学システム。
  110. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層内の、個別にアドレス指定可能な要素を変調することによってもたらされる、請求項１０８に記載の光学システム。
  111. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つに対して運動を与えるように移動可能である、請求項９８に記載の光学システム。
  112. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽層に対して運動を与えるように移動可能である、請求項９８に記載の光学システム。
  113. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項８９に記載の光学システム。
  114. 前記第１の画像源からの光は、前記視認体積内の前記第２の画像源からの光によって画定される背景表面の前に、前記視認体積内の前景表面を画定し、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、前記第２の画像源の前に位置し、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトのサイズおよび形状は、前記背景表面の遮蔽部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記視認体積内の前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされる、請求項１１３に記載の光学システム。
  115. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトと前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項１１４に記載の光学システム。
  116. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトによって画定される遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項１１４に記載の光学システム。
  117. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、電動化されている、請求項１１３に記載の光学システム。
  118. 前記光学システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの動きを、前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１１７に記載の光学システム。
  119. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの前記動きと協調させるように動作可能である、請求項１１８に記載の光学システム。
  120. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能である、請求項１１３に記載の光学システム。
  121. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトに対して運動を与えるように移動可能である、請求項１１３に記載の光学システム。
  122. 前記第１の画像源からの光は、前景で観察可能な中継された画像表面を画定するために前記視認体積内に中継され、前記第２の画像源からの光は、背景の前記視認体積内で観察可能である、請求項８９に記載の光学システム。
  123. 前記第１の画像源からの光は、背景の前記視認体積内で観察可能であり、前記第２の画像源からの光は、前景で観察可能な中継された画像表面を画定するために前記視認体積内に中継される、請求項８９に記載の光学システム。
  124. 前記第１および第２の画像源からの光は、両方とも前記視認体積内に中継されて、それぞれ第１および第２の中継された画像表面を形成する、請求項８９に記載の光学システム。
  125. ａ．前記第１および第２の中継された画像表面は、両方とも前景で観察可能であり、
    ｂ．前記第１および第２の中継画像表面は、両方とも背景で観察可能であり、または
    ｃ．前記第１および第２の中継画像表面のうちの一方は、前景で観察可能であり、前記第１および第２の中継画像表面のうちの他方は、背景で観察可能である、請求項１２４に記載の光学システム。
  126. 前記第１の画像表面は、ライトフィールドディスプレイからの光の経路によって形成されたホログラフィックオブジェクトの前記表面であり、前記ホログラフィックオブジェクトの前記表面は、第１の深度プロファイルを有し、
    前記ホログラフィック表面は、前記中継システムによって中継されて、前記第１の深度プロファイルとは異なる第１の中継された深度プロファイルを有する中継されたホログラフィック表面を含む、第１の中継された画像表面を画定する、請求項８９に記載の光学システム。
  127. 前記ライトフィールドディスプレイは、
    モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記ディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、
    前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つの前記ディスプレイ平面のから光を受信するように、各々が位置付けられた、導波路のアレイと、
    前記導波路のアレイからの光を複合するように動作可能な、光複合システムと、を備え、
    各導波路のアレイは、前記光複合システムからの前記複合された光が、各々が四次元機能に従って画定され、かつ各々が第１の四次元座標系における空間座標および角度座標のセットを有する前記光の経路を含むように、前記モジュラーディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成され、かつ前記複合された光は、前記ホログラフィックオブジェクトを画定する前記光の経路を含んでいる、請求項１２６に記載の光学システム。
  128. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記ホログラフィック表面を画定する前記複合された光が、モジュラーディスプレイデバイスの異なるアレイの少なくとも１つの画像化区域からの光を含むように、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイを操作して光を出力するように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１２７に記載の光学システム。
  129. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも３つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも２つの光複合器を備える、請求項１２７に記載の光学システム。
  130. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも４つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも３つの光複合器を備える、請求項１２７に記載の光学システム。
  131. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記第１の中継された画像表面の前記第１の中継された深度プロファイルが視認者を対象とした前記深度プロファイルであるように、光を出力するように前記ライトフィールドディスプレイを操作することによって、前記第１の深度プロファイルと前記第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を提供するように構成された、コントローラを備える、請求項１２６に記載の光学システム。
  132. 前記ライトフィールドディスプレイは、光の経路のセットに沿って光を投影して前記第１の画像表面を形成するように構成され、第１の四次元（４Ｄ）機能に従って決定された前記光の経路のセットは、前記ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面に関して画定された第１の４Ｄ座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、前記ライトフィールドディスプレイによって画定され、
    前記第１の中継された画像表面の中継された場所は、前記受信された光が、第１の仮想ディスプレイ平面に関して画定された第２の４Ｄ座標系における空間座標および角度座標のセットを各々が有する中継された光の経路に沿って中継されるように、前記中継システムによって画定された第２の４Ｄ機能に従って決定され、
    前記ライトフィールドディスプレイは、前記中継された光の経路のセットの各々の前記第２の４Ｄ座標系における前記位置座標および前記角度座標が、前記中継されたホログラフィック表面が意図されたように視認者に提示されることを可能にするように、前記ライトフィールドディスプレイを操作して前記第１の４Ｄ機能に従って投影された光を出力することによって、前記第２の４Ｄ機能の原因となる命令を提供するように構成された、コントローラを備える、請求項１２６に記載の光学システム。
  133. 前記中継システムは、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光を、前記中継システムの第１の中継サブシステムを介して受信するように構成され、前記第１の中継サブシステムは、前記受信した光を中継して、前記それぞれの画像表面に対応する第１の中継された画像表面を画定するように動作可能であり、前記第１の中継された画像表面は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光によって画定される前記それぞれの画像表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する、請求項８９に記載の光学システム。
  134. 前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つは、実世界オブジェクトの表面を含み、前記第１の中継サブシステムは、前記実世界オブジェクトの前記表面から光を受信するように動作可能であり、前記第１の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する前記実世界オブジェクトの前記表面の、中継された画像を含む、請求項１３３に記載の光学システム。
  135. 前記中継システムは、第２の中継サブシステムをさらに備え、前記第２の中継サブシステムは、前記第１の中継された画像表面からの光を前記視認体積に向け、かつそれぞれの画像表面を画定する前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの他方からの光を、前記視認体積内の中継された場所に中継し、それによって前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの他方の前記それぞれの画像表面の中継された画像表面を画定するように構成されている、請求項１３３に記載の光学システム。
  136. 前記中継システムは、第２の中継サブシステムをさらに備え、前記第２の中継サブシステムは、前記第１の中継された画像表面を前記視認体積に中継し、これにより、前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つからの光によって画定される前記それぞれの画像表面に対応する、第２の中継された画像表面を画定するように構成され、前記第２の中継された画像表面は、前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つからの光によって画定される、前記それぞれの画像表面の前記深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項１３３に記載の光学システム。
  137. 前記中継システムは、前記第１の中継サブシステムからの光と、それぞれの画像表面を画定する前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの他方からの光とを複合するように位置付けられた画像複合要素をさらに含み、前記第１の中継された画像表面と、前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの他方の前記それぞれの画像表面とを含む前記複合された光は、前記複合された光を前記視認体積に中継されるように構成されている前記第２の中継サブシステムに向けられる、請求項１３６に記載の光学システム。
  138. 前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つは、実世界オブジェクトの表面を含み、前記第１の中継サブシステムは、前記実世界オブジェクトの前記表面から光を受信するように動作可能であり、前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの前記それぞれの画像表面に対応する前記第１の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの第１の中継された画像表面を含み、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する、請求項１３７に記載の光学システム。
  139. 前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの前記それぞれの画像表面に対応する前記第２の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの第２の中継された画像表面を含み、前記実世界オブジェクトの前記第２の中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の前記深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項１３８に記載の光学システム。
  140. 前記中継システムの前記視認体積が第１の視野を画定し、前記光学システムが、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野を画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システムをさらに備え、前記中継システムおよび前記追加の中継システムは、前記第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野を画定するように整列されている、請求項１３７に記載の光学システム。
  141. 前記少なくとも１つの追加の画像源は、第１および第２の追加の画像源を含み、前記光学システムは、
    前記第１の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第３の入力インターフェースと、
    前記第２の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第４の入力インターフェースと、をさらに備え、
    前記追加の中継システムは、第１および第２の中継サブシステムと、前記追加の中継システムの光複合要素と、を備え、
    前記追加の中継システムの前記第１の中継サブシステムは、前記第１の追加の画像源から光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信した光を、前記追加の中継システムの前記第２の中継サブシステムに向けて中継するように構成されており、
    前記追加の中継システムの前記光複合要素は、前記第１の中継サブシステム、前記追加の中継システムからの前記光と、前記追加の第２の画像源からの前記光とを受信するように位置付けられており、かつ前記受信した光を複合し、前記追加の中継システムの前記第２の中継サブシステムに向けるように構成されており、かつ
    前記追加の中継システムの前記第２の中継サブシステムは、前記光複合要素からの前記受信した光を、前記追加の視認体積に中継するように構成されている、請求項１４０に記載の光学システム。
  142. 前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項８９に記載の光学システム。
  143. 前記光学的折り曲げシステムは、複数の内部光学層を含み、前記それぞれの画像源からの光が内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられ、それによって、前記中継システムと、前記視認体積内の画像表面場所との間の光の経路長を増加させる、請求項１４２に記載の光学システム。
  144. 前記光学的折り曲げシステムは、反射体に光学的に先行する円偏光板、前記反射体に光学的に後続する４分の１波長リターダ、および前記４分の１波長リターダに光学的に後続する出力偏光板を含み、前記４分の１波長リターダは、第１の方向に光軸を有する、請求項１４３に記載の光学システム。
  145. 前記それぞれの画像源からの前記光は、前記反射体と前記出力偏光板との間に向けられて、３つの内部通路で前記４分の１波長リターダを通る、請求項１４４に記載の光学システム。
  146. 前記円偏光板は、第２の方向に光軸を有する入力偏光板および４分の１波長リターダを備える、請求項１４４に記載の光学システム。
  147. 前記入力偏光板および前記出力偏光板は、直交する光軸を有する、請求項１４６に記載の光学システム。
  148. 前記４分の１波長リターダの、前記第１および第２の光軸は直交している、請求項１４６に記載の光学システム。
  149. 前記光学的折り曲げシステムは、
    偏光ビームスプリッタであって、前記偏光ビームスプリッタの入力側で前記それぞれの画像源からの光を受信するように位置付けられた、偏光ビームスプリッタと、
    前記偏光ビームスプリッタの反対側に隣接する、第１および第２の反射体と、
    前記第１の反射体と前記偏光ビームスプリッタとの間に位置付けられた、第１の４分の１波長リターダと、
    前記第２の反射体と前記偏光ブリームスプリッタとの間に位置付けられた、第２の４分の１波長リターダと、を備え、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記光は、第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記第１の４分の１波長板および前記第１の反射体に向かって反射され、
    前記第１の反射体によって受信された前記光は、前記第１の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第１の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタを通って前記第２の４分の１波長板および前記第２の反射体に向けられ、
    前記第２の反射体によって受信された前記光は、前記第２の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、かつ
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第２の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記それぞれのインターフェースに向かって反射される、請求項１４２に記載の光学システム。
  150. 前記光学的折り曲げシステムは、入力偏光板をさらに含む、請求項１４９に記載の光学システム。
  151. 前記光学的折り曲げシステムは、偏光制御パネルをさらに備え、前記偏光制御パネルは、前記それぞれの画像源からの前記光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信された光の選択された部分が、前記第１または第２の反射体に向かって、反射されることなく前記偏光ビームスプリッタを通過するように前記受信された光の前記選択された部分の前記偏光状態を、前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に選択的に変更するように動作可能である、請求項１４９に記載の光学システム。
  152. 前記光学的折り曲げシステムは、前記第２の偏光状態を有する光を吸収または反射するように構成された出口偏光板をさらに備える、請求項１５１に記載の光学システム。
  153. 前記偏光ビームスプリッタは、第１の屈折率を有する材料を含み、前記それぞれの画像源からの前記光は、前記偏光ビームスプリッタの前記入力側に隣接する媒体を通って伝播され、前記媒体は、第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい、請求項１４９に記載の光学システム。
  154. 前記光学的折り曲げシステムは、前記第１の画像源の前記経路に位置して、前記視認体積と前記中継システムとの間の光の経路長を増加させる、請求項１４２に記載の光学システム。
  155. 前記光学的折り曲げシステムは、第２の画像源の前記経路に位置して、前記視認体積と前記中継システムとの間の前記光の経路長を増加させる、請求項１４２に記載の光学システム。
  156. 前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に後続する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項８９に記載の光学システム。
  157. 前記中継システムは、ビームスプリッタおよび再帰反射体を含み、前記ビームスプリッタは、前記第１の画像源からの前記光の経路の第１のセットに沿って前記光を受信し、かつ前記光の経路の第１のセットに沿って受信した前記光の第１の部分を、前記再帰反射体に向かう接近方向に向けるように構成されている、請求項８９に記載の光学システム。
  158. 前記再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記再帰反射体の方に向けられた光が、前記再帰反射体から前記接近方向とは反対の戻り方向に沿って反射されるように整列されている、請求項１５７に記載の光学システム。
  159. 前記再帰反射体から前記戻り方向に反射された前記光は、前記ビームスプリッタによって、視認体積の方に向けられる、請求項１５８に記載の光学システム。
  160. 前記ビームスプリッタは、前記第２の画像源から、前記光の経路の第２のセットに沿って光を受信し、かつ前記光の経路の第２のセットに沿って受信された前記光の一部分を、前記視認体積に向かって通過させるように構成されている、請求項１５９に記載の光学システム。
  161. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを備え、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項１５７に記載の光学システム。
  162. 前記中継システムは、ビームスプリッタおよびミラー表面を備え、前記ビームスプリッタは、前記第１の画像源からの前記光の経路の第１のセットに沿って前記光を受信し、かつ前記光の経路の第１のセットに沿って受信した前記光の第１の部分を、前記ミラー表面に向かう接近方向に向けるように構成されている、請求項８９に記載の光学システム。
  163. 前記ミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記ミラー表面の方に向けられた光が、前記ミラー表面から前記接近方向と概して反対の戻り方向に沿って反射されるように整列されている、請求項１６２に記載の光学システム。
  164. 前記ミラー表面から前記戻り方向に反射された前記光は、前記ビームスプリッタによって、前記視認体積の方に向けられる、請求項１６３に記載の光学システム。
  165. 前記ビームスプリッタは、前記第２の画像源から、前記光の経路の第２のセットに沿って光を受信し、かつ前記光の経路の第２のセットに沿って受信された前記光の一部分を、視認体積に向かって通過させるように構成されている、請求項１６４に記載の光学システム。
  166. 前記ミラー表面は、湾曲したミラー表面である、請求項１６２に記載の光学システム。
  167. 前記ミラー表面は、フレネルミラーである、請求項１６２に記載の光学システム。
  168. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記第１の中継サブシステムは、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項１６２に記載の光学システム。
  169. 前記中継システムの前記視認体積は第１の視野を画定し、前記光学システムは、光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から第２の視野を画定する追加の視認体積まで光を中継するように構成された、追加の中継システムをさらに備え、前記第１の中継システムおよび前記追加の中継システムは、前記第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野を画定するように整列されている、請求項８９に記載の光学システム。
  170. 前記少なくとも１つの追加の画像源は、第１および第２の追加の画像源を含み、
    前記光学システムは、
    前記第１の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第３の入力インターフェースと、
    前記第２の追加の画像源からの光を受信するように構成された、第４の入力インターフェースと、をさらに備え、
    前記追加の中継システムは、前記第１および第２の追加の画像源からの光を、前記追加の視認体積に向けるように構成されている、請求項１６９に記載の光学システム。
  171. 前記光学システムは、第３の画像源からの光の経路のセットに沿って光を受信するように構成された、第３の入力インターフェースをさらに備え、前記中継システムは、前記第１の画像源からの前記光を受信するように位置付けられた第１の中継サブシステムと、前記第２の画像源からの前記光を受信するように位置付けられた第２の中継サブシステムと、前記第３の画像源からの前記光を受信するように位置付けられた第３の中継サブシステムと、を含み、前記第１、前記第２、および前記第３の中継サブシステムは、前記それぞれの受信した光をそれぞれのサブ視認体積に中継するように配向され、前記それぞれのサブ視認体積が組み合わされて、組み合わされた視野を画定する、請求項８９に記載の光学システム。
  172. 前記光学システムは、前記光学システムに入る周囲光の量を低減するように構成された、環境光除去システムをさらに備える、請求項８９に記載の光学システム。
  173. 前記環境光除去システムは、前記中継システムを部分的に囲むエンクロージャと、偏光フィルタを含む窓と、を備える、請求項１７２に記載の光学システム。
  174. 偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する周囲光を遮断するように動作可能である、請求項１７３に記載の光学システム。
  175. 前記周囲光は、前記第１の偏光状態を有しかつ偏光出力フィルタを含む光源によって提供され、前記偏光出力フィルタは、前記第１の偏光状態の光を通過させることができるように構成されている、請求項１７４に記載の光学システム。
  176. 光複合システムを含む、光学システムであって、
    前記光複合システムは、
    第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、前記第１の画像源からの前記光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、
    第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、前記第２の画像源からの前記光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、
    前記光複合システムから複合された画像光を受信し、前記受信した光を視認体積内の中継された場所に中継し、これにより、前記第１および第２の中継された画像表面にそれぞれ対応する、第１および第２の中継された画像表面を画定するように構成された、第１の中継システムと、を備え、
    前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、ライトフィールドディスプレイを含み、前記光の経路の第１のセットは、前記ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、前記ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元機能に従って決定される、光学システム。
  177. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項１７６に記載の中継システム。
  178. 前記第１および第２の画像表面のうちの前記少なくとも１つは、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項１７６に記載の中継システム。
  179. 前記第１の画像源は、前記ライトフィールドディスプレイを含み、前記第１の画像表面は、ホログラフィックオブジェクトの表面を含み、さらに前記第２の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項１７６に記載の光学システム。
  180. 前記第２の画像表面は、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項１７９に記載の光学システム。
  181. 前記第１および第２の入力インターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する遮蔽システムをさらに備え、前記遮蔽システムが、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成されている、請求項１７６に記載の光学システム。
  182. 前記光の前記遮蔽された部分は、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの少なくとも１つの、中継された遮蔽された部分に対応し、前記中継された遮蔽された部分は、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの１つの他方のものによって遮蔽されているものとして、前記視認体積内で観察可能である、請求項１８１に記載の光学システム。
  183. 前記第１および第２の入力インターフェースのうちの少なくとも１つのうちの他方に光学的に先行する、追加の遮蔽システムをさらに備え、前記追加の遮蔽システムが、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光の一部分を遮蔽するように構成されている、請求項１８１に記載の光学システム。
  184. 前記遮蔽システムが、少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項１８１に記載の光学システム。
  185. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素を含む、請求項１８４に記載の光学システム。
  186. 前記個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素は、入射光または視差バリアの一部分を遮断するように構成された遮蔽部位を含む、請求項１８５に記載の光学システム。
  187. 前記１つ以上の遮蔽層は、１つ以上の透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、または光を選択的に遮蔽するように動作可能な他のパネルを含む、請求項１８５に記載の光学システム。
  188. 前記第１の中継された画像表面は、背景表面を含む前記第２の中継された画像表面の前の前景表面を含み、
    前記少なくとも１つの遮蔽層は、第２の画像源の前に位置して、かつ前記背景表面の遮蔽された部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされたサイズおよび形状を有する、遮蔽区域を画定するように動作可能である、請求項１８５に記載の光学システム。
  189. 前記少なくとも１つの遮蔽層と前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項１８８に記載の光学システム。
  190. 前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される前記遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項１８８に記載の光学システム。
  191. 光学システムは、前記遮蔽区域の動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１８８に記載の光学システム。
  192. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽層、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な、機械的機構を備える、請求項１８４に記載の光学システム。
  193. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記視認体積内で画定される画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１９２に記載の光学システム。
  194. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される遮蔽区域の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項１９２に記載の光学システム。
  195. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層の物理的運動によってもたらされる、請求項１９４に記載の光学システム。
  196. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層内の、個別にアドレス指定可能な要素を変調することによってもたらされる、請求項１９４に記載の光学システム。
  197. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つに対して運動を与えるように移動可能である、請求項１８４に記載の光学システム。
  198. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽層に対して運動を与えるように移動可能である、請求項１８４に記載の光学システム。
  199. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項１８１に記載の光学システム。
  200. 前記第１の中継された画像表面は、背景表面を含む前記第２の中継された画像表面の前に前景表面を含み、かつ前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、前記第２の画像源の前に位置して、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトのサイズおよび形状は、前記背景表面の遮蔽部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記視認体積内の前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされる、請求項１９９に記載の光学システム。
  201. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトと前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項２００に記載の中継システム。
  202. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトによって画定される遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項２００に記載の中継システム。
  203. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、電動化されている、請求項１９９に記載の中継システム。
  204. 前記光学システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの動きを、前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項２０３に記載の中継システム。
  205. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの前記動きと協調させるように動作可能である、請求項２０４に記載の光学システム。
  206. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能である、請求項１９９に記載の光学システム。
  207. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトに対して運動を与えるように移動可能である、請求項１９９に記載の光学システム。
  208. 前記第１の中継された画像表面は、前景で観察可能であり、前記第２の中継された画像表面は、背景で観察可能である、請求項１７６に記載の光学システム。
  209. 前記第１の中継された画像表面は、背景で観察可能であり、前記第２の中継された画像表面は、前景で観察可能である、請求項１７６に記載の光学システム。
  210. 前記第１および第２の中継された画像表面は、両方とも前景で観察可能である、請求項１７６に記載の光学システム。
  211. 前記第１および第２の中継された画像表面は、両方とも背景で観察可能である、請求項１７６に記載の光学システム。
  212. 前記ライトフィールドディスプレイは、
    モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記ディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、
    前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つの前記ディスプレイ平面のから光を受信するように、各々が位置付けられた、導波路のアレイと、
    前記導波路のアレイからの光を複合するように動作可能な、前記ライトフィールドディスプレイの光複合システムと、を備え、
    各導波路のアレイは、前記ライトフィールドディスプレイの前記光複合システムからの前記複合された光が、前記四次元機能に従って決定された前記光の経路の第１のセットを含むように、前記モジュラーディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成されている、請求項１７６に記載の光学システム。
  213. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記光複合システムからの前記複合された光が、ホログラフィック表面を画定するように、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイを操作して光を出力するように動作可能なコントローラをさらに備え、前記ホログラフィック表面を画定する前記複合された光が、モジュラーディスプレイデバイスの異なるアレイの少なくとも１つの画像化区域からの光を含む、請求項２１２に記載の光学システム。
  214. 前記ライトフィールドディスプレイの前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも３つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも２つの光複合器を備える、請求項２１２に記載の光学システム。
  215. 前記ライトフィールドディスプレイの前記光複合システムが、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも４つのアレイからの光を結合するように配置された少なくとも３つの光複合器を備える、請求項２１２に記載の光学システム。
  216. ホログラフィック表面は、前記ライトフィールドディスプレイからの光の経路によって形成され、第１の深度プロファイルを有し、
    前記第１の中継された画像表面は、前記第１の深度プロファイルとは異なる第１の中継された深度プロファイルを有する中継されたホログラフィック表面を含む、請求項１７６に記載の光学システム。
  217. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記第１の中継された画像表面の前記第１の中継された深度プロファイルが視認者を対象とした前記深度プロファイルであるように、光を出力するように前記ライトフィールドディスプレイを操作することによって、前記第１の深度プロファイルと前記第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を提供するように構成された、コントローラを備える、請求項２１６に記載の光学システム。
  218. 前記第１の中継された画像表面の前記中継された場所は、前記第１および第２の画像表面から受信された前記光が、第１の仮想ディスプレイ平面に関して画定された第２の４Ｄ座標系において空間座標および角度座標のセットを各々が有する中継された光の経路に沿って中継されるように、前記中継システムによって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定され、
    前記ライトフィールドディスプレイは、前記中継された光の経路のセットの各々の前記第２の４Ｄ座標系における前記位置座標および前記角度座標が、前記第１の中継された画像表面が意図されたように視認者に提示されることを可能にするように、前記ライトフィールドディスプレイを操作して前記第１の４Ｄ機能に従って投影された光を出力することによって、前記第２の４Ｄ機能の原因となる命令を提供するように構成されているコントローラを備える、請求項２１６に記載の光学システム。
  219. 前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの他方は、実世界オブジェクトの表面を含み、前記光複合システムは、入力中継サブシステムを介して前記実世界オブジェクトの前記表面から光を受信するように構成され、前記入力中継サブシステムは、前記実世界オブジェクトの前記表面からの光を中継して、前記実世界オブジェクトの中継された画像表面を画定するように構成され、これにより、前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの前記それぞれの画像表面が、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面を含み、
    前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する、請求項１７６に記載の光学システム。
  220. 前記中継システムは、前記視認体積内の前記実世界オブジェクトの前記それぞれの中継された画像表面が、前記実世界オブジェクトの前記表面の前記深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有するように、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面を、前記視認体積内の前記実世界オブジェクトの前記それぞれ中継された画像表面を画定する前記中継された場所に中継するように構成されている、請求項２１９に記載の光学システム。
  221. 前記光複合システムの前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項１７６に記載の光学システム。
  222. 前記光学的折り曲げシステムは、複数の内部光学層を含み、前記それぞれの画像源からの光は、内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられ、それによって、前記中継システムと、前記視認体積内の前記それぞれの中継された場所との間の光の経路長を増加させる、請求項２２１に記載の光学システム。
  223. 前記光学的折り曲げシステムは、反射体に光学的に先行する円偏光板、前記反射体に光学的に後続する４分の１波長リターダ、および前記４分の１波長リターダに光学的に後続する出力偏光板を含み、前記４分の１波長リターダは、第１の方向に光軸を有する、請求項２２２に記載の光学システム。
  224. 前記それぞれの画像源からの前記光は、前記反射体と前記出力偏光板との間に向けられて、３つの内部通路で前記４分の１波長リターダを通る、請求項２２３に記載の光学システム。
  225. 前記円偏光板は、第２の方向に光軸を有する入力偏光板および４分の１波長リターダを備える、請求項２２３に記載の光学システム。
  226. 前記入力および出力偏光板は、直交する光軸を有する、請求項２２５に記載の光学システム。
  227. 前記４分の１波長リターダの、前記第１および第２の光軸は直交している、請求項２２５に記載の光学システム。
  228. 前記光学的折り曲げシステムは、
    偏光ビームスプリッタであって、前記偏光ビームスプリッタの入力側で前記それぞれの画像源からの光を受信するように位置付けられた、偏光ビームスプリッタと、
    前記偏光ビームスプリッタの反対側に隣接する、第１および第２の反射体と、
    前記第１の反射体と前記偏光ビームスプリッタとの間に位置付けられた、第１の４分の１波長リターダと、
    前記第２の反射体と前記偏光ブリームスプリッタとの間に位置付けられた、第２の４分の１波長リターダと、を備え、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記光は、第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記第１の４分の１波長板および前記第１の反射体に向かって反射され、
    前記第１の反射体によって受信された前記光は、前記第１の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第１の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタを通って前記第２の４分の１波長板および前記第２の反射体に向けられ、
    前記第２の反射体によって受信された前記光は、前記第２の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第２の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記それぞれのインターフェースに向かって反射される、請求項２２１に記載の光学システム。
  229. 前記光学的折り曲げシステムは、入力偏光板をさらに含む、請求項２２８に記載の光学システム。
  230. 前記光学的折り曲げシステムは、偏光制御パネルをさらに備え、前記偏光制御パネルは、前記それぞれの画像源からの前記光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信された光の選択された部分が、前記第１または第２の反射体に向かって反射されることなく前記偏光ビームスプリッタを通過するように、前記受信された光の前記選択された部分の前記偏光状態を、前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に選択的に変更するように動作可能である、請求項２２８に記載の光学システム。
  231. 前記光学的折り曲げシステムは、前記第２の偏光状態を有する光を吸収または反射するように構成された出口偏光板をさらに備える、請求項２３０に記載の光学システム。
  232. 前記偏光ビームスプリッタは、第１の屈折率を有する材料を含み、前記それぞれの画像源からの前記光は、前記偏光ビームスプリッタの前記入力側に隣接する媒体を通って伝播され、前記媒体は、第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい、請求項２２８に記載の光学システム。
  233. 前記第１の画像源は、前記ライトフィールドディスプレイを含み、前記光学的折り曲げシステムは、前記ライトフィールドディスプレイの前記経路内に位置して、前記視認体積内および前記中継システム内の、前記第１の中継された画像表面場所間の前記光の経路長を増加させる、請求項２２１に記載の光学システム。
  234. 前記第１の画像源は、前記ライトフィールドディスプレイを含み、前記光学的折り曲げシステムは、前記第２の画像源の前記経路内に位置して、前記第２の中継された画像表面と前記中継システムとの間の前記光の経路長を増加させる、請求項２２１に記載の光学システム。
  235. 前記光複合システムの前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に後続する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項１７６に記載の光学システム。
  236. 前記中継システムは、透過型反射体を備える、請求項１７６に記載の光学システム。
  237. 前記中継システムは、
    前記複合された画像光を受信し、前記複合された画像光の一部分を、前記透過型反射体を介して第１の通路内に向けるように位置付けられたビームスプリッタと、
    少なくとも１つのミラーを含むミラーシステムと、をさらに備え、前記ミラーシステムは、前記複合された画像光の前記一部分を、前記ビームスプリッタからかつ前記透過型反射体を介して受信するように位置付けられ、前記受信した光を、第２の通路の前記透過型反射体を介して、続いて前記ビームスプリッタを介して戻るように向け、それにより、前記それぞれの中継された場所で観察可能な前記第１および第２の中継された画像表面を形成する、請求項２３６に記載の光学システム。
  238. 前記第１および第２の中継された画像表面は各々、それぞれ前記第１および第２の画像表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項２３７に記載の光学システム。
  239. 前記ビームスプリッタは偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記透過型反射体と前記ミラーシステムとの間に４分の１波長リターダを備える、請求項２３７に記載の光学システム。
  240. 前記中継システムは、複数のミラーを含むミラーシステムをさらに含み、前記複合された画像光は、前記透過型反射体の第１の側から受信され、前記透過型反射体を通る第１の通過で前記ミラーシステムに向けられ、これによって前記透過型反射体の第２の側に第１および第２の中継された中間画像表面を形成し、前記ミラーシステムは、第２の通路で前記透過型反射体を通して前記複合された画像光を反射して戻し、これによって前記それぞれの中継された場所で観察可能な前記第１および第２の中継された画像表面を形成するように構成されている、請求項２３６に記載の光学システム。
  241. 前記ミラーシステムは、一対のミラーを含む、請求項２４０に記載の光学システム。
  242. 前記ミラーシステムは、３つ以上のミラーを含む、請求項２４０に記載の光学システム。
  243. 前記第１および第２の中継された画像表面は各々、それぞれ前記第１および第２の画像表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項２４０に記載の光学システム。
  244. 前記中継システムは、前記光複合システムから光を受信するように位置付けられた第１の中継サブシステムと、前記第１の中継サブシステムから中継された光を受信するように構成された第２の中継サブシステムであって、前記第１および第２の中継された画像表面を、前記それぞれの中継された場所から中継して、新たな視認体積内の新たな中継された場所に、それぞれ第３および第４の中継された画像表面を形成するように構成された、第２の中継サブシステムと、を含む、請求項１７６に記載の光学システム。
  245. 前記第１の中継サブシステムが第１の透過型反射体を含み、第２の中継サブシステムが第２の透過型反射体を含み、前記第１および第２の透過型反射体は、第１および第２の平行する平面に位置付けられ、かつ前記第１および第２の中継された画像表面が前記第１および第２の透過型反射体との間の中継された場所に位置するように、整列されている、請求項２４４に記載の光学システム。
  246. 前記第２の画像源は、光を放出または反射する実世界オブジェクトを含み、前記第２の画像表面は、第１の深度プロファイルを有する前記実世界オブジェクトの表面を含み、前記第２の中継された画像表面は前記中継された場所で、前記第１の深度プロファイルとは異なる第２の深度プロファイルを有し、前記第４の中継された画像表面は前記新たな中継された場所で、前記第１の深度プロファイルと実質的に同じ第３の深度プロファイルを有する、請求項２４４に記載の光学システム。
  247. 前記中継システムは、ビームスプリッタと再帰反射体とを備え、前記ビームスプリッタは、前記光複合システムからの前記複合された画像光を受信し、前記受信した複合された画像光の一部分を、接近方向に沿って前記再帰反射体に向けるように位置付けられている、請求項１７６に記載の光学システム。
  248. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに前記再帰反射体に対して４５度の角度で配向され、前記再帰反射体は、前記ディスプレイスクリーン平面に対して直交して配向されている、請求項２４７に記載の光学システム。
  249. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに再帰反射体に対して４５度の角度で配向され、前記再帰反射体は、前記ディスプレイスクリーン平面に対向して配向されている、請求項２４７に記載の光学システム。
  250. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含む、請求項２４７に記載の光学システム。
  251. 前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項２５０に記載の光学システム。
  252. 前記再帰反射体は、コーナー反射体マイクロミラーアレイを含む、請求項２４７に記載の光学システム。
  253. 前記再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記再帰反射体に向かう接近方向に向けられた光が、前記再帰反射体から前記接近方向とは反対の戻り方向に沿って反射されるように整列され、前記戻り方向に沿った光は、前記中継された場所の方に向けられている、請求項２４７に記載の光学システム。
  254. 前記中継システムは、追加の再帰反射体を備え、前記ビームスプリッタは、前記受信された複合された画像光の別の部分を、前記追加の再帰反射体に向かって、追加の接近方向に沿って向けるように構成されている、請求項２４７に記載の光学システム。
  255. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記追加の再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項２５４に記載の光学システム。
  256. 前記追加の再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから、前記追加の接近方向で前記追加の再帰反射体に向かうように向けられた光が、前記追加の再帰反射体から前記追加の接近方向とは反対の追加の戻り方向に反射されるように整列されている、請求項２５４に記載の光学システム。
  257. 前記追加の再帰反射体から前記追加の戻り方向に反射された光は、前記ビームスプリッタによって、前記中継された場所の方に向けられる、クラム２５６に記載の中継システム。
  258. 前記中継システムは、ビームスプリッタとミラー表面とを備え、前記ビームスプリッタは、前記光複合システムからの前記複合された画像光を受信し、前記受信した複合された画像光の一部分を、接近方向に沿って前記ミラー表面に向けるように位置付けられている、請求項１７６に記載の光学システム。
  259. 前記ミラー表面は、湾曲した表面またはフレネルミラーを含む、請求項２５８に記載の光学システム。
  260. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに前記ミラー表面に対して４５度の角度で配向され、前記ミラー表面は、前記ディスプレイスクリーン平面に対して直交して配向されている、請求項２５８に記載の光学システム。
  261. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに前記ミラー表面に対して４５度の角度で配向され、前記ミラー表面は、前記ディスプレイスクリーン平面に対向して配向されている、請求項２５８に記載の光学システム。
  262. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを備える、請求項２５８に記載の光学システム。
  263. 前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項２６２に記載の光学システム。
  264. 前記ミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記ミラー表面に向かう接近方向に向けられた光が、前記ミラー表面から前記接近方向とは概して反対の戻り方向に沿って反射されるように整列され、前記戻り方向に沿った光は、前記中継された場所の方に向けられている、請求項２５８に記載の光学システム。
  265. 前記中継システムは、追加のミラー表面を備え、前記ビームスプリッタは、前記受信された複合された画像光の別の部分を、追加の接近方向に沿って前記追加のミラー表面に向けるように構成されている、請求項２５８に記載の光学システム。
  266. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記第１の中継サブシステムは、前記偏光ビームスプリッタと前記追加のミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項２６５に記載の光学システム。
  267. 前記追加のミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから、前記追加の接近方向で前記追加のミラー表面に向かうように向けられた光が、前記追加のミラー表面から前記追加の接近方向とは反対の追加の戻り方向に反射されるように整列されている、請求項２６５に記載の光学システム。
  268. 前記追加の再帰反射体から前記追加の戻り方向に反射された光は、前記ビームスプリッタによって、前記中継された場所の方に向けられる、クラム２６７に記載の中継システム。
  269. 前記中継システムが、第１の平面内に透過型再帰反射体、および第２の平面内に反射体を備え、前記第１の平面は前記第２の平面に実質的に平行である、請求項１７６に記載の光学システム。
  270. 前記反射体が、反射偏光板または半透明ミラーを含む、請求項２６９に記載の光学システム。
  271. 前記光複合システムからの前記複合された画像光の一部分が、接近方向に沿った第１の前進通路で前記透過型再帰反射体を通るように向けられ、かつ前記反射体から、前記接近方向と反対の戻り方向に沿った第１の戻り通路で前記透過型再帰反射体に向かって戻り反射される、請求項２６９に記載の光学システム。
  272. 前記第１の戻り通路内の光は、前記接近方向に沿った第２の前進通路内で前記透過型再帰反射体によって反射され、前記反射体を通って前記中継された場所に向けられる、請求項２７１に記載の光学システム。
  273. 前記反射体は、第１の偏光状態を反射し、かつ前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を透過する反射偏光板を含み、第１の方向に光軸を有する第１の４分の１波長リターダが、前記反射体と前記透過型再帰反射体との間に配置されており、前記第１の方向に直交する第２の方向に光軸を有する第２の４分の１波長リターダが、前記透過型再帰反射体の反対側に配置されている、請求項２７１に記載の光学システム。
  274. 前記複合された画像光は、前記第１および第２の４分の１波長板リターダならびに前記透過型再帰反射体を、前記第１の前進通路内で通過した後、第１の直線偏光状態で偏光され、前記第１の直線偏光状態を有する前記複合された画像光は、前記反射偏光板から反射され、次に前記複合された画像光の前記偏光状態は、前記第１の戻り通路内で前記第１の４分の１波長リターダを通過し、前記透過型再帰反射体から反射し、かつ前記第１の４分の１波長リターダを前記第２の前進通路内で通過した後、第１の直線偏光状態から第２の直線偏光状態に回転し、これにより、前記第２の偏光状態の前記複合された画像光が前記反射偏光板を通過する、請求項２７３に記載の光学システム。
  275. 前記中継システムは、前記複合された光線を受信するように整列された共通の光軸を有する１つ以上のレンズを備える、請求項１７６に記載の光学システム。
  276. 前記１つ以上のレンズは、凸レンズ、凹レンズ、正フレネルレンズ、負フレネルレンズ、メタ材料から実現されたレンズ、計算方法から計算された設計を含むレンズ、または負の屈折率材料から作られたレンズを含む、請求項２７５に記載の光学システム。
  277. 前記１つ以上のレンズは、前記第１の画像源からの発散光を、前記中継された場所で収束する光の中に集束させる、請求項２７５に記載の光学システム。
  278. 前記１つ以上のレンズは、前記第２の画像源からの前記発散光線を、前記中継された場所の近くで収束する光の中に集束させる、請求項２７５に記載の光学システム。
  279. 前記１つ以上のレンズは、前記第１または第２の画像源からの発散光を、視認者から反対の前記中継システムの側の仮想点で収束する光の中に集束させる、請求項２７５に記載の光学システム。
  280. 前記中継システムは、前記光複合システムから受信した前記光を、第１の視野を画定する中継された光の経路に沿って中継するように構成され、前記光学システムは、第２の視野を画定する中継された光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源から光を中継するように構成された、第１の追加の中継システムをさらに備え、前記中継システムおよび前記第１の追加の中継システムは、前記第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野を画定するように、整列されている、請求項１７６に記載の光学システム。
  281. 前記少なくとも１つの追加の画像源は、第１および第２の追加の画像源を含み、
    前記光学システムは、追加の光複合システムをさらに含み、前記追加の光複合システムは、
    前記第１の追加の画像源から光を受信するように構成された、前記追加の光複合システムの第１の入力インターフェースと、
    前記第２の追加の画像源から光を受信するように構成された、第２の入力インターフェースと、を含み、
    前記第１の追加の中継システムは、前記追加の光複合システムから複合された光を受信し、前記受信した光を追加の中継場所に中継するように構成されている、請求項２８０に記載の光学システム。
  282. 前記光学システムは、第２の追加の中継システムをさらに備え、前記第２の追加の中継システムは、第３の視野を画定する中継された光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源からの光を中継するように構成されており、前記中継システムならびに前記第１および第２の追加の中継システムは、前記第１、前記第２、および第３の視野が組み合わされて、前記組み合わされた視野を画定するように整列されている、請求項２８０に記載の光学システム。
  283. 前記光学システムは、前記光学システムに入る周囲光の量を低減するように構成された、環境光除去システムをさらに備える、請求項１７６に記載の光学システム。
  284. 前記環境光除去システムは、前記中継システムを部分的に囲むエンクロージャと、偏光フィルタを含む窓と、を備える、請求項２８３に記載の光学システム。
  285. 偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する周囲光を遮断するように動作可能である、請求項２８４に記載の光学システム。
  286. 前記周囲光は、前記第１の偏光状態を有しかつ偏光出力フィルタを含む光源によって提供され、前記偏光出力フィルタは、前記第１の偏光状態の光を通過させることができるように構成されている、請求項２８５に記載の光学システム。
  287. 光複合システムを含む、光学システムであって、
    前記光複合システムは、
    第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、前記第１の画像源からの前記光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、
    第２の画像源から光の経路の第２のセットに沿って光を受信するように構成された第２の入力インターフェースであって、前記第２の画像源からの前記光が第２の画像表面を画定するように動作可能である、第２の入力インターフェースと、
    中継システムであって、前記光複合システムから複合された光を受信し、前記受信した光を視認体積内の中継された場所に中継し、これにより、第１および第２の中継された画像表面が、前記それぞれの中継された場所で観察可能となるように構成されている、中継システムと、
    前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように構成された、遮蔽システムと、を備える、光学システム。
  288. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、ライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  289. 前記第１および第２の画像表面のうちの少なくとも１つは、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  290. 前記第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイを含み、前記第１の画像表面は、ホログラフィックオブジェクトの表面を含み、さらに前記第２の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  291. 前記第２の画像表面は、２Ｄディスプレイ表面から投影された画像表面、立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、自動立体ディスプレイ表面から投影された画像表面、マルチビューディスプレイ表面から投影された画像表面、体積３Ｄディスプレイの画像表面、ホログラフィックオブジェクトの表面、実世界オブジェクトの表面、または前記実世界オブジェクトの前記表面の中継された画像を含む、請求項２９０に記載の光学システム。
  292. 前記光の前記遮蔽された部分は、前記第１および第２の中継された画像表面のうちの少なくとも１つの、中継された遮蔽された部分に対応し、前記中継された遮蔽された部分は、前記第１および第２の中継された画像表面の他方によって遮蔽されているものとして、前記視認体積内で観察可能である、請求項２８７に記載の光学システム。
  293. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方からの光の一部分を遮蔽するように構成された追加の遮蔽システムをさらに備えている、請求項２８７に記載の光学システム。
  294. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  295. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素を含む、請求項２９４に記載の光学システム。
  296. 前記個別にアドレス指定可能な１つ以上の要素は、入射光または視差バリアの一部分を遮断するように構成された遮蔽部位を含む、請求項２９５に記載の光学システム。
  297. 前記１つ以上の遮蔽層は、１つ以上の透明ＬＥＤパネル、透明ＯＬＥＤパネル、ＬＣパネル、または光を選択的に遮蔽するように動作可能な他のパネルを含む、請求項２９５に記載の光学システム。
  298. 前記第１の中継された画像表面は、中継された背景のオブジェクト表面を含む前記第２の中継された画像表面の前にある中継された前景表面を含み、
    前記少なくとも１つの遮蔽層は、第２の画像源の前に位置し、かつ前記背景表面の遮蔽された部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされたサイズおよび形状を有する、遮蔽区域を画定するように動作可能である、請求項２９５に記載の光学システム。
  299. 前記少なくとも１つの遮蔽層と前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項２９８に記載の光学システム。
  300. 前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される前記遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項２９８に記載の光学システム。
  301. 光学システムは、前記遮蔽区域の動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項２９８に記載の光学システム。
  302. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽層、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な、機械的機構を備える、請求項２９４に記載の光学システム。
  303. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記視認体積内で画定される画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項３０２に記載の光学システム。
  304. 前記中継システムは、前記中継システムの動きを、前記少なくとも１つの遮蔽層によって画定される前記遮蔽区域の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項３０２に記載の光学システム。
  305. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層の物理的運動によってもたらされる、請求項３０４に記載の光学システム。
  306. 前記少なくとも１つの遮蔽層内の前記遮蔽区域の前記動きは、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの遮蔽層内の、個別にアドレス指定可能な要素を変調することによってもたらされる、請求項３０４に記載の光学システム。
  307. 前記少なくとも１つの遮蔽層は、前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つに対して運動を与えるように移動可能である、請求項２９４に記載の光学システム。
  308. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽層に対して運動を与えるように移動可能である、請求項２９４に記載の光学システム。
  309. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  310. 前記第１の中継された画像表面は、背景表面を含む前記第２の中継された画像表面の前に前景表面を含み、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、前記第２の画像源の前に位置し、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトのサイズおよび形状は、前記背景表面の遮蔽部分が前記前景表面の後ろで観察できないように、前記視認体積内の前記前景表面のサイズおよび形状にスケーリングされる、請求項３０９に記載の光学システム。
  311. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトと前記第２の画像源との間の距離は、前記前景表面と前記背景表面との間の距離に実質的に等しい、請求項３１０に記載の光学システム。
  312. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトによって画定される遮蔽区域は、前記前景表面と実質的に一致するように前記視認体積に中継される、請求項３１０に記載の光学システム。
  313. 前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトは、電動化されている、請求項３０９に記載の光学システム。
  314. 前記光学システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの動きを、前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能な、コントローラをさらに備える、請求項３１３に記載の光学システム。
  315. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトの前記動きと協調させるように動作可能である、請求項３０９に記載の光学システム。
  316. 前記中継システムは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクト、ならびに前記第１および第２の画像源に対して、前記中継システムの運動を与えるように動作可能な機械的機構を備え、前記コントローラが、前記中継システムの動きを前記視認体積内の画像表面の動きと協調させるように動作可能である、請求項３０９に記載の光学システム。
  317. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの遮蔽オブジェクトに対して運動を与えるように移動可能である、請求項２８７に記載の光学システム。
  318. 前記第１の中継された画像表面は、前景で観察可能であり、前記第２の中継された画像表面は、背景で観察可能である、請求項２８７に記載の光学システム。
  319. 前記第１の中継された画像表面は、背景で観察可能であり、前記第２の中継された画像表面は、前景で観察可能である、請求項２８７に記載の光学システム。
  320. 前記第１および第２の中継された画像表面は、両方とも前景で観察可能である、請求項２８７に記載の光学システム。
  321. 前記第１および第２の中継された画像表面は、両方とも背景で観察可能である、請求項２８７に記載の光学システム。
  322. 前記第１の画像表面は、ライトフィールドディスプレイからの光の経路によって形成されるホログラフィックオブジェクトの表面であり、前記ホログラフィックオブジェクトの前記表面は、第１の深度プロファイルを有し、
    前記第１の中継された画像表面は、前記第１の深度プロファイルとは異なる第１の中継された深度プロファイルを有する第１の中継されたホログラフィック表面を含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  323. 前記ライトフィールドディスプレイは、
    モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記ディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、
    前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つの前記ディスプレイ平面のから光を受信するように、各々が位置付けられた、導波路のアレイと、
    前記導波路のアレイからの光を複合するように動作可能な、前記ライトフィールドディスプレイの光複合システムと、を備え、
    各導波路のアレイは、前記ライトフィールドディスプレイの前記光複合システムからの前記複合された光が、各々が四次元機能に従って画定され、かつ各々が第１の四次元座標系における空間座標および角度座標のセットを有する前記光の経路を含むように、前記モジュラーディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成され、前記複合された光は、前記ホログラフィックオブジェクトを画定する前記光の経路を含んでいる、請求項３２２に記載の光学システム。
  324. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記光複合システムからの前記複合された光が、ホログラフィック表面を画定するように、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイを操作して光を出力するように動作可能なコントローラをさらに備え、前記ホログラフィック表面を画定する前記複合された光が、モジュラーディスプレイデバイスの異なるアレイの少なくとも１つの画像化区域からの光を含む、請求項３２３に記載の光学システム。
  325. 前記ライトフィールドディスプレイの前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも３つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも２つの光複合器を備える、請求項３２３に記載の光学システム。
  326. 前記ライトフィールドディスプレイの前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも４つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも３つの光複合器を備える、請求項３２３に記載の光学システム。
  327. 前記ライトフィールドディスプレイは、前記第１の中継されたホログラフィックオブジェクトの前記第１の中継された深度プロファイルが視認者を対象とした前記深度プロファイルであるように、光を出力するように前記ライトフィールドディスプレイを操作することによって、前記第１の深度プロファイルと前記第１の中継された深度プロファイルとの間の差の原因となる命令を提供するように構成された、コントローラを備える、請求項３２２に記載の光学システム。
  328. 前記ライトフィールドディスプレイは、光の経路のセットに沿って光を投影して前記第１の画像表面を形成するように構成され、第１の四次元（４Ｄ）機能に従って決定された前記光の経路のセットは、前記ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が、ライトフィールドディスプレイスクリーン平面に関して画定された第１の４Ｄ座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、前記ライトフィールドディスプレイによって画定され、
    前記第１の中継された画像表面の前記中継された場所は、前記受信されたが、第１の仮想ディスプレイ平面に関して画定された第２の４Ｄ座標系における空間座標および角度座標のセットを各々が有する中継された光の経路に沿って中継されるように、前記中継システムによって画定される第２の４Ｄ機能に従って決定され、
    前記ライトフィールドディスプレイは、前記中継された光の経路のセットの各々の前記第２の４Ｄ座標系における前記位置座標および角度座標が、前記中継されたホログラフィック表面が意図されたように視認者に提示されることを可能にするように、前記ライトフィールドディスプレイを操作して前記第１の４Ｄ機能に従って光を出力することによって、前記第２の４Ｄ機能の原因となる命令を提供するように構成されているコントローラを備える、請求項３２２に記載の光学システム。
  329. 前記第１および第２の画像源のうちの少なくとも１つの他方は、実世界オブジェクトの表面を含み、前記光複合システムは、入力中継サブシステムを介して前記実世界オブジェクトの表面から光を受信するように構成され、前記入力中継サブシステムは、前記実世界オブジェクトの前記表面からの光を中継して、前記実世界オブジェクトの中継された画像表面を画定するように構成され、これにより、前記第１および第２の画像源のうちの前記少なくとも１つの前記それぞれの画像表面が、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面を含み、
    前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面は、前記実世界オブジェクトの前記表面の深度プロファイルとは異なる深度プロファイルを有する、請求項２８７に記載の光学システム。
  330. 前記中継システムは、前記視認体積内の前記実世界オブジェクトの前記それぞれの中継された画像表面が、前記実世界オブジェクトの前記表面の前記深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有するように、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面を、前記視認体積内の前記実世界オブジェクトの前記それぞれ中継された画像表面を画定する前記中継された場所に中継するように構成されている、請求項３２９に記載の光学システム。
  331. 前記光複合システムの前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項２８７に記載の光学システム。
  332. 前記光学的折り曲げシステムは、複数の内部光学層を含み、前記それぞれの画像源からの光は、内部光学層間の複数の内部通路に沿って向けられ、それによって、前記中継システムと、前記それぞれの中継された場所との間の光の経路長を増加させる、請求項３３１に記載の光学システム。
  333. 前記光学的折り曲げシステムは、反射体に光学的に先行する円偏光板、前記反射体に光学的に後続する４分の１波長リターダ、および前記４分の１波長リターダに光学的に後続する出力偏光板を含み、前記４分の１波長リターダは、第１の方向に光軸を有する、請求項３３２に記載の光学システム。
  334. 前記それぞれの画像源からの前記光は、前記反射体と前記出力偏光板との間に向けられて、３つの内部通路で前記４分の１波長リターダを通る、請求項３３３に記載の光学システム。
  335. 前記円偏光板は、第２の方向に光軸を有する入力偏光板および４分の１波長リターダを備える、請求項３３３に記載の光学システム。
  336. 前記入力および出力偏光板は、直交する光軸を有する、請求項３３５に記載の光学システム。
  337. 前記４分の１波長リターダの、前記第１および第２の光軸は直交している、請求項３３５に記載の光学システム。
  338. 前記光学的折り曲げシステムは、
    偏光ビームスプリッタであって、前記偏光ビームスプリッタの入力側で前記それぞれの画像源からの光を受信するように位置付けられた、偏光ビームスプリッタと、
    前記偏光ビームスプリッタの反対側に隣接する、第１および第２の反射体と、
    前記第１の反射体と前記偏光ビームスプリッタとの間に位置付けられた、第１の４分の１波長リターダと、
    前記第２の反射体と前記偏光ブリームスプリッタとの間に位置付けられた、第２の４分の１波長リターダと、を備え、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記光は、第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記第１の４分の１波長板および前記第１の反射体に向かって反射され、
    前記第１の反射体によって受信された前記光は、前記第１の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第１の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタを通って前記第２の４分の１波長板および前記第２の反射体に向けられ、
    前記第２の反射体によって受信された前記光は、前記第２の４分の１波長リターダを二重に通過した後、前記偏光ビームスプリッタに反射して戻され、
    前記偏光ビームスプリッタによって受信された前記第２の反射体からの前記光は、前記第１の偏光状態を有し、かつ前記偏光ビームスプリッタによって、前記それぞれのインターフェースに向かって反射される、請求項３３１に記載の光学システム。
  339. 前記光学的折り曲げシステムは、入力偏光板をさらに含む、請求項３３８に記載の光学システム。
  340. 前記光学的折り曲げシステムは、偏光制御パネルをさらに備え、前記偏光制御パネルは、前記それぞれの画像源からの前記光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信された光の選択された部分が、前記第１または第２の反射体に向かって、反射されることなく前記偏光ビームスプリッタを通過するように、前記受信された光の前記選択された部分の前記偏光状態を、前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態に選択的に変更するように動作可能である、請求項３３８に記載の光学システム。
  341. 前記光学的折り曲げシステムは、前記第２の偏光状態を有する光を吸収または反射するように構成された出口偏光板をさらに備える、請求項３４０に記載の光学システム。
  342. 前記偏光ビームスプリッタは、第１の屈折率を有する材料を含み、前記それぞれの画像源からの前記光は、前記偏光ビームスプリッタの前記入力側に隣接する媒体を通って伝播され、前記媒体は、第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい、請求項３３８に記載の光学システム。
  343. 前記光学的折り曲げシステムは、前記第１の画像源の前記経路に位置して、前記第１の中継された画像表面と前記中継システムとの間の前記光の経路長を増加させる、請求項３３１に記載の光学システム。
  344. 前記光学的折り曲げシステムは、第２の画像源の前記経路に位置して、前記第２の中継された画像表面と前記中継システムとの間の前記光の経路長を増加させる、請求項３３１に記載の光学システム。
  345. 前記光複合システムの前記第１および第２のインターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に後続する、光学的折り曲げシステムをさらに備える、請求項２８７に記載の光学システム。
  346. 前記中継システムは、透過型反射体を備える、請求項２８７に記載の光学システム。
  347. 前記中継システムは、
    前記複合された画像光を受信し、前記複合された画像光の一部分を、前記透過型反射体を介して第１の通路内に向けるように位置付けられたビームスプリッタと、
    少なくとも１つのミラーを含むミラーシステムと、をさらに備え、前記ミラーシステムは、前記複合された前記画像光の前記一部分を、前記ビームスプリッタからかつ前記透過型反射体を介して受信するように位置付けられ、前記受信した光を、第２の通路の前記透過型反射体を介して、続いて前記ビームスプリッタを介し戻るように向け、それにより、前記それぞれの中継された場所で観察可能な前記第１および第２の中継された画像表面を形成する、請求項３４６に記載の光学システム。
  348. 前記第１および第２の中継された画像表面は各々、それぞれ前記第１および第２の画像表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項３４７に記載の光学システム。
  349. 前記ビームスプリッタは偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記透過型反射体と前記ミラーシステムとの間に４分の１波長リターダを備える、請求項３４７に記載の光学システム。
  350. 前記中継システムは、複数のミラーを含むミラーシステムをさらに含み、前記複合された画像光は、前記透過型反射体の第１の側から受信され、前記透過型反射体を通る第１の通路で前記ミラーシステムに向けられ、これによって前記透過型反射体の第２の側に第１および第２の中継された中間画像表面を形成し、前記ミラーシステムは、第２の通路で前記透過型反射体を通して前記複合された画像光を反射して戻し、これによって前記それぞれの中継された場所で観察可能な前記第１および第２の中継された画像表面を形成するように構成されている、請求項３４６に記載の光学システム。
  351. 前記ミラーシステムは、一対のミラーを含む、請求項３５０に記載の光学システム。
  352. 前記ミラーシステムは、３つ以上のミラーを含む、請求項３５０に記載の光学システム。
  353. 前記第１および第２の中継された画像表面は各々、それぞれ前記第１および第２の画像表面の深度プロファイルと実質的に同じ深度プロファイルを有する、請求項３５０に記載の光学システム。
  354. 前記中継システムは、前記光複合システムから光を受信するように位置付けられた第１の中継サブシステムと、前記第１の中継サブシステムから中継された光を受信するように構成された第２の中継サブシステムであって、前記第１および第２の中継された画像表面を、前記それぞれの中継された場所から中継して、新たな視認体積内の新たな中継された場所に、それぞれ第３および第４の中継された画像表面を形成するように構成された、第２の中継サブシステムと、を含む、請求項２８７に記載の光学システム。
  355. 前記第１の中継サブシステムが第１の透過型反射体を含み、第２の中継サブシステムが第２の透過型反射体を含み、前記第１および第２の透過型反射体は、第１および第２の平行する平面に位置付けられ、かつ前記第１および第２の中継された画像表面が前記第１および第２の透過型反射体との間の中継された場所に位置するように、整列されている、請求項３５４に記載の光学システム。
  356. 前記第２の画像源は、光を放出または反射する実世界オブジェクトを含み、前記第２の画像表面は、第１の深度プロファイルを有する前記実世界オブジェクトの表面を含み、前記第２の中継された画像表面は前記中継された場所で、前記第１の深度プロファイルとは異なる第２の深度プロファイルを有し、前記第４の中継された画像表面は前記新たな中継された場所で、前記第１の深度プロファイルと実質的に同じ第３の深度プロファイルを有する、請求項３５４に記載の光学システム。
  357. 前記中継システムは、ビームスプリッタと再帰反射体とを備え、前記ビームスプリッタは、前記光複合システムを形成する前記複合された画像光を受信し、前記受信した複合された画像光の一部分を、接近方向に沿って前記再帰反射体に向けるように位置付けられている、請求項２８７に記載の光学システム。
  358. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに前記再帰反射体に対して４５度の角度で配向され、前記再帰反射体は、前記ディスプレイスクリーン平面に対して直交して配向されている、請求項３５７に記載の光学システム。
  359. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに再帰反射体に対して４５度の角度で配向され、前記再帰反射体は、前記ディスプレイスクリーン平面に対向して配向されている、請求項３５７に記載の光学システム。
  360. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含む、請求項３５７に記載の光学システム。
  361. 前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項３６０に記載の光学システム。
  362. 前記再帰反射体は、コーナー反射体マイクロミラーアレイを含む、請求項３５７に記載の光学システム。
  363. 前記再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記再帰反射体に向かう接近方向に向けられた光が、前記再帰反射体から前記接近方向とは反対の戻り方向に沿って反射されるように整列され、前記戻り方向に沿った光は、前記中継された場所の方に向けられている、請求項３５７に記載の光学システム。
  364. 前記中継システムは、追加の再帰反射体を備え、前記ビームスプリッタは、前記受信された複合された画像光の別の部分を、前記追加の再帰反射体に向かって、追加の接近方向に沿って向けるように構成されている、請求項３５７に記載の光学システム。
  365. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記追加の再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項３６４に記載の光学システム。
  366. 前記追加の再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから、前記追加の接近方向で前記追加の再帰反射体に向かうように向けられた光が、前記追加の再帰反射体から前記追加の接近方向とは反対の追加の戻り方向に反射されるように整列されている、請求項３６４に記載の光学システム。
  367. 前記追加の再帰反射体から前記追加の戻り方向に反射された光は、前記ビームスプリッタによって、前記中継された場所の方に向けられる、クラム３６６に記載の中継システム。
  368. 前記中継システムは、ビームスプリッタとミラー表面とを備え、前記ビームスプリッタは、前記光複合システムからの前記複合された画像光を受信し、前記受信した複合された画像光の一部分を、接近方向に沿って前記ミラー表面に向けるように位置付けられている、請求項２８７に記載の光学システム。
  369. 前記ミラー表面は、湾曲した表面またはフレネルミラーを含む、請求項３６８に記載の光学システム。
  370. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに前記ミラー表面に対して４５度の角度で配向され、前記ミラー表面は、前記ディスプレイスクリーン平面に対して直交して配向されている、請求項３６８に記載の光学システム。
  371. 前記ビームスプリッタは、前記第１および第２の画像源のうちの１つのディスプレイスクリーン平面ならびに前記ミラー表面に対して４５度の角度で配向され、前記ミラー表面は、前記ディスプレイスクリーン平面に対向して配向されている、請求項３６８に記載の光学システム。
  372. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含む、請求項３６８に記載の光学システム。
  373. 前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項３７２に記載の光学システム。
  374. 前記ミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記ミラー表面に向かう接近方向に向けられた光が、前記ミラー表面から前記接近方向とは概して反対の戻り方向に沿って反射されるように整列され、前記戻り方向に沿った光は、前記中継された場所の方に向けられている、請求項３６８に記載の光学システム。
  375. 前記中継システムは、追加のミラー表面を備え、前記ビームスプリッタは、前記受信された複合された画像光の別の部分を、追加の接近方向に沿って前記追加のミラー表面に向けるように構成されている、請求項３６８に記載の光学システム。
  376. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを備え、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記追加のミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項３７５に記載の光学システム。
  377. 前記追加のミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから、前記追加の接近方向で前記追加のミラー表面の方に向けられた光が、前記追加のミラー表面から前記追加の接近方向とは反対の追加の戻り方向に反射されるように整列されている、請求項３７５に記載の光学システム。
  378. 前記追加の再帰反射体から前記追加の戻り方向に反射された光は、前記ビームスプリッタによって、前記中継された場所の方に向けられる、クラム３７７に記載の中継システム。
  379. 前記中継システムが、第１の平面内に透過型再帰反射体、および第２の平面内に反射体を備え、前記第１の平面は前記第２の平面に実質的に平行である、請求項２８７に記載の光学システム。
  380. 前記反射体は、反射偏光板または半透明ミラーを含む、請求項３７９に記載の光学システム。
  381. 前記光複合システムからの前記複合された画像光の一部分が、接近方向に沿った第１の前進通路で前記透過型再帰反射体を通るように向けられ、かつ前記反射体から反射され、前記接近方向と反対の戻り方向に沿った第１の戻り通路で前記透過型再帰反射体に向かって戻る、請求項３７９に記載の光学システム。
  382. 前記第１の戻り通路内の光は、前記接近方向に沿った第２の前進通路で前記透過型再帰反射体によって反射され、前記反射体を通って前記中継された場所に向けられる、請求項３８１に記載の光学システム。
  383. 前記反射体は、第１の偏光状態を反射し、かつ前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を透過する反射偏光板を含み、第１の方向に光軸を有する第１の４分の１波長リターダが、前記反射体と前記透過型再帰反射体との間に配置されており、前記第１の方向に直交する第２の方向に光軸を有する第２の４分の１波長リターダが、前記透過型再帰反射体の反対側に配置されている、請求項３８１に記載の光学システム。
  384. 前記複合された画像光は、前記第１および第２の４分の１波長板リターダならびに前記透過型再帰反射体を、前記第１の前進通路内で通過した後、第１の直線偏光状態で偏光され、前記第１の直線偏光状態を有する前記複合された画像光は、前記反射偏光板から反射され、次に前記複合された画像光の前記偏光状態は、前記第１の戻り通路内で前記第１の４分の１波長リターダを通過し、前記透過型再帰反射体から反射し、かつ前記第１の４分の１波長リターダを前記第２の前進通路内で通過した後、第１の直線偏光状態から第２の直線偏光状態に回転し、これにより、前記第２の偏光状態の前記複合された画像光が前記反射偏光板を通過する、請求項３８３に記載の光学システム。
  385. 前記中継システムは、前記複合された光線を受信するように整列された共通の光軸を有する１つ以上のレンズを備える、請求項２８７に記載の光学システム。
  386. 前記１つ以上のレンズは、凸レンズ、凹レンズ、正フレネルレンズ、負フレネルレンズ、メタ材料から実現されたレンズ、計算方法から計算された設計を含むレンズ、または負の屈折率材料から作られたレンズを含む、請求項３８５に記載の光学システム。
  387. 前記１つ以上のレンズは、前記第１の画像源からの発散光を、前記中継された場所で収束する光の中に集束させる、請求項３８５に記載の光学システム。
  388. 前記１つ以上のレンズは、前記第２の画像源からの前記発散光線を、前記中継された場所の近くで収束する光の中に集束させる、請求項３８５に記載の光学システム。
  389. 前記１つ以上のレンズは、前記第１または第２の画像源からの発散光を、前記第１または第２の画像源とは反対側の前記中継システムの側の仮想点に収束する光に集束させる、請求項３８５に記載の光学システム。
  390. 前記中継システムは、前記光複合システムから受信した前記光を、第１の視野を画定する中継された光の経路に沿って中継するように構成され、前記光学システムは、第２の視野を画定する中継された光の経路に沿って、少なくとも第３の画像源から光を中継するように構成された、第１の追加の中継システムをさらに備え、前記中継システムおよび前記第１の追加の中継システムは、前記第１および第２の視野が組み合わされて、組み合わされた視野を画定するように、整列されている、請求項２８７に記載の光学システム。
  391. 前記光学システムは、
    第１の追加の光複合システムであって、
    前記第３の画像源からの光を受信するように構成された前記第１の追加の光複合システムの第１の入力インターフェースと、
    第４の画像源からの光を受信するように構成された前記第２の追加の光複合システムの第２の入力インターフェースと、を含み、
    前記第１の追加の中継システムが、前記第１の追加の光複合システムから複合された画像光を受信し、前記受信した光を第１の追加の中継場所に中継するように構成されており、
    前記第１の追加の光複合システムの前記第１および第２の入力インターフェースのうちの少なくとも１つに光学的に先行する第１の追加の遮蔽システムであって、前記第１の追加の遮蔽システムが、それぞれ前記第３および第４の画像源からの光によって形成される第３および第４の画像表面のうちの少なくとも１つの一部分を遮蔽するように構成されている、第１の追加の遮蔽システムと、をさらに備える、請求項３９０に記載の光学システム。
  392. 前記光学システムは、第２の追加の中継システムをさらに備え、前記第２の追加の中継システムは、第３の視野を画定する中継された光の経路に沿って、少なくとも１つの追加の画像源からの光を中継するように構成されており、前記中継システムならびに前記第１および第２の追加の中継システムは、前記第１、前記第２、および第３の視野が組み合わされて、前記組み合わされた視野を画定するように整列されている、請求項３９０に記載の光学システム。
  393. 前記光学システムは、前記光学システムに入る周囲光の量を低減するように構成された、環境光除去システムをさらに備える、請求項２８７に記載の光学システム。
  394. 前記環境光除去システムは、前記中継システムを部分的に囲むエンクロージャと、偏光フィルタを含む窓と、を備える、請求項３９３に記載の光学システム。
  395. 偏光フィルタは、第１の偏光状態を有する周囲光を遮断するように動作可能である、請求項３９４に記載の光学システム。
  396. 前記周囲光は、前記第１の偏光状態を有しかつ偏光出力フィルタを含む光源によって提供され、前記偏光出力フィルタは、前記第１の偏光状態の光を通過させることができるように構成されている、請求項３９５に記載の光学システム。
  397. ディスプレイシステムであって、
    少なくとも１つの透過型反射体を含む中継システムと、
    光源光の経路の第１および第２のセットに沿ってそれぞれ光を出力するように動作可能な、第１および第２の画像源と、を備え、
    前記第１および第２の画像源は、前記光源光の経路の第１および第２のセットに沿った光が、それぞれ中継された光の経路の第１および第２のセットに沿って中継され、中継された光の経路の前記第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の視認体積を画定するように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、
    前記第１の中継された視認体積と前記第２の中継された視認体積とは、異なっている、ディスプレイシステム。
  398. 前記第１の中継された視認体積と前記第２の中継された視認体積とは、部分的に重なり合っている、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  399. 前記第１の中継された視認体積と前記第２の中継された視認体積とは、重なり合っていない、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  400. 前記ディスプレイシステムは、少なくとも１つの追加の光源光の経路のセットに沿って光を出力するように動作可能な、少なくとも１つの追加の画像源を含み、
    前記少なくとも１つの追加の画像源は、前記少なくとも１つの追加の光源光の経路のセットに沿った光が、少なくとも１つの追加の中継された光の経路のセットに沿って中継され、前記少なくとも１つの追加の中継された光の経路のセットが、少なくとも１つの追加の視認体積を画定するように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、
    前記少なくとも１つの追加の中継された視認体積は、他の任意の視認体積とは異なっている、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  401. 前記第１および第２の画像源は、前記第１および第２の光源光の経路のセットの各々が、前記少なくとも１つの透過型反射体の表面に対して２２．５～６７．５度に配向された光路を含むように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向されている、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  402. 前記第１および第２の画像源は、前記第１および第２の中継された光の経路のセットが各々、前記少なくとも１つの透過型反射体の表面に対して２２．５～６７．５度に配向された光路を含むように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向されている、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  403. 前記第１および第２の画像源は各々、前記少なくとも１つの透過型反射体の表面に対して２２．５～６７．５の角度で配向されたディスプレイ表面を含んでいる、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  404. 前記ディスプレイシステムは、第１の光複合器をさらに備え、前記第１の光複合器は、前記第１および第３の画像源からの光を受信するように位置付けられ、かつ複合された光を前記少なくとも１つの透過型反射体に向けるように構成されており、前記少なくとも１つの透過型反射体は、前記複合された光を、前記第１の視認体積内に中継するように動作可能である、請求項３９７に記載のディスプレイシステム。
  405. 前記第３の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項４０４に記載のディスプレイシステム。
  406. 入力中継部をさらに備え、前記入力中継部は、前記第３の画像源からの光を前記第１の光複合器に中継するように構成されており、前記第３の画像源からの前記光は、画像表面を画定するように動作可能であり、かつ前記入力中継部から中継された前記光は、前記第３の画像源の前記画像表面に対応する第１の中継された画像表面を画定するように動作可能である、請求項４０４に記載のディスプレイシステム。
  407. 前記少なくとも１つの透過型反射体から中継される光は、前記第１の視認体積において、前記第３の画像源の前記画像表面に対応する少なくとも第２の中継された画像表面を画定するように動作可能である、請求項４０６に記載のディスプレイシステム。
  408. 前記第３の画像源の前記画像表面に対応する前記第１の中継された画像表面は、第１の中継された深度プロファイルを有し、前記第３の画像源の前記画像表面に対応する前記第２の中継された画像表面は、前記第１の中継された深度プロファイルとは異なるが前記第３の画像源の前記画像表面の深度プロファイルとは同じである、第２の中継された中継深度プロファイルを有する、請求項４０７に記載のディスプレイシステム。
  409. 前記ディスプレイシステムは、前記第１および前記第３の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える、請求項４０４に記載のディスプレイシステム。
  410. 前記遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素を有する少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項４０９に記載のディスプレイシステム。
  411. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項４０９に記載のディスプレイシステム。
  412. 前記遮蔽システムは、前記光複合器に光学的に先行するように位置付けられている、請求項４０９に記載のディスプレイシステム。
  413. 前記第１および前記第３の画像源からの前記光は、それぞれ第１および第２の画像表面を画定し、前記少なくとも１つの透過型反射体は、前記第１および前記第３の画像源からの前記光を中継して、前記第２の視認体積内に、それぞれ第１および第２の中継画像表面を画定し、
    前記遮蔽システムは、前記第１または第３の画像源からの前記光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、前記遮蔽された部分は、前記第１または第２の画像中継された画像表面のうちの他方によって遮蔽される、前記第１または第２の画像中継された画像表面の部分に対応している、請求項４０９に記載のディスプレイシステム。
  414. 前記ディスプレイシステムは、第２の光複合器をさらに備え、前記第２の光複合器は、前記第２の画像源からの前記光および第４の画像源からの光を受信するように位置付けられ、かつ複合された光を前記第２の光複合器から前記少なくとも１つの透過型反射体に向けるように構成されており、前記少なくとも１つの透過型反射体は、前記第２の光複合器の前記複合された光を、前記第２の視認体積内に中継するように動作可能である、請求項４０４に記載のディスプレイシステム。
  415. 前記第４の画像源は、２Ｄディスプレイ表面、立体ディスプレイ表面、自動立体ディスプレイ表面、マルチビューディスプレイ表面、体積３Ｄディスプレイ表面、第２のライトフィールドディスプレイ表面、光を放出する実世界オブジェクトの表面、または光を反射する実世界オブジェクトの表面を含む、請求項４１４に記載のディスプレイシステム。
  416. 入力中継部をさらに備え、前記入力中継部は、前記第４の画像源からの光を前記第２の光複合器に中継するように構成されており、前記第４の画像源からの前記光は、画像表面を画定するように動作可能であり、前記入力中継部から中継された前記光は、前記第３の画像源の前記画像表面に対応する第１の中継された画像表面を画定するように動作可能である、請求項４１４に記載のディスプレイシステム。
  417. 前記少なくとも１つの透過型反射体から中継される光は、前記第２の視認体積において、前記第４の画像源の前記画像表面に対応する少なくとも第２の中継された画像表面を画定するように動作可能である、請求項４１６に記載のディスプレイシステム。
  418. 前記第４の画像源の前記画像表面に対応する前記第１の中継された画像表面は、第１の中継された深度プロファイルを有し、前記第４の画像源の前記画像表面に対応する前記第２の中継された画像表面は、前記第１の中継された深度プロファイルとは異なるが前記第４の画像源の前記画像表面の深度プロファイルとは同じである、第２の中継された中継深度プロファイルを有する、請求項４１７に記載のディスプレイシステム。
  419. 前記ディスプレイシステムは、前記第２および前記第４の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える、請求項４１４に記載のディスプレイシステム。
  420. 前記遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素を有する少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項４１９に記載のディスプレイシステム。
  421. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項４１９に記載のディスプレイシステム。
  422. 前記遮蔽システムは、前記第２の光複合器に光学的に先行するように位置付けられている、請求項４１９に記載のディスプレイシステム。
  423. 前記第２および前記第４の画像源からの前記光は、それぞれ第１および第２の画像表面を画定し、前記少なくとも１つの透過型反射体は、前記第２および前記第４の画像源からの前記光を中継して、前記第２の視認体積内に、それぞれ第１および第２の中継画像表面を画定し、
    前記遮蔽システムは、前記第２または第４の画像源からの前記光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、前記遮蔽された部分は、前記第１または第２の中継された画像表面のうちの他方によって遮蔽される、前記第１または第２の中継された画像表面の一部分に対応している、請求項４１９に記載のディスプレイシステム。
  424. ディスプレイシステムであって、
    少なくとも１つの透過型反射体を含む中継システムと、
    光を出力するように動作可能な画像源と、
    前記画像源からの前記光を受信し、光源光の経路の第１のセットおよび第２のセットに沿って光を向けるように位置付けられたビームスプリッタと、を備え、
    前記画像源およびビームスプリッタは、光源光の経路の前記第１および第２のセットに沿った光が、それぞれ中継された光の経路の第１および第２のセットに沿って中継され、前記中継された光の経路の第１および第２のセットが、それぞれ第１および第２の視認体積を画定するように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向され、かつ
    前記第１の中継された視認体積と前記第２の中継された視認体積とは異なっている、ディスプレイシステム。
  425. 前記第１の中継された視認体積と前記第２の中継された視認体積とは、部分的に重なり合っている、請求項４２４に記載のディスプレイシステム。
  426. 前記第１の中継された視認体積と前記第２の中継された視認体積とは、重なり合っていない、請求項４２４に記載のディスプレイシステム。
  427. 前記画像源およびビームスプリッタは、前記第１および第２の光源光の経路のセットの各々が、前記少なくとも１つの透過型反射体の表面に対して２２．５～６７．５度に配向された光路を含むように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向されている、請求項４２４に記載のディスプレイシステム。
  428. 前記画像源およびビームスプリッタは、前記第１および第２の中継された光の経路のセットの各々が、前記少なくとも１つの透過型反射体の表面に対して２２．５～６７．５度に配向された光路を含むように、前記少なくとも１つの透過型反射体に対して配向されている、請求項４２７に記載のディスプレイシステム。
  429. 前記ディスプレイシステムは、光複合器をさらに備え、前記光複合器は、前記画像源からの前記光を受信するように、かつ追加の画像源からの光を受信するように位置付けられ、かつ複合された光を、前記第１および第２の光源光経路のセットに沿って前記少なくとも１つの透過型反射体に向けるように構成されており、前記少なくとも１つの透過型反射体は、前記第１および第２の光源光経路のセットからの前記複合された光を、前記第１および第２の中継された光の経路のセットに沿って、それぞれ前記第１および第２の視認体積内に中継するように動作可能である、請求項４２４に記載のディスプレイシステム。
  430. 前記画像源および前記追加の画像源からの前記光は、異なる方向から提供される、請求項４２９に記載のディスプレイシステム。
  431. 前記追加の画像源は、実世界オブジェクトの表面を含む、請求項４２９に記載のディスプレイシステム。
  432. 入力中継部をさらに備え、前記入力中継部は、画像光を前記光複合器に中継するように構成されている、請求項４２９に記載のディスプレイシステム。
  433. 前記入力中継部は、前記実世界オブジェクトの前記表面からの画像光を中継して、前記実世界オブジェクトの中継された画像表面を画定するように動作可能であり、それによって、前記追加の画像源が前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面を含み、前記光複合器は、前記実世界オブジェクトの前記中継された画像表面を画定する前記光を、前記画像源からの光と複合し、前記複合された光を前記少なくとも１つの透過型反射体に向け、前記少なくとも１つの透過型反射体では前記複合された光が前記第１および第２の視認体積内に中継される、請求項４３２に記載のディスプレイシステム。
  434. 前記ディスプレイシステムは、前記画像源および前記追加の画像源のうちの少なくとも１つからの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える、請求項４２９に記載のディスプレイシステム。
  435. 前記遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素を有する少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項４３４に記載のディスプレイシステム。
  436. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項４３４に記載のディスプレイシステム。
  437. 前記遮蔽システムは、前記光複合器に光学的に先行するように位置付けられている、請求項４３４に記載のディスプレイシステム。
  438. 前記画像源および前記追加の画像源からの前記光は、それぞれ、前記第１および第２の光源光の経路のセットに沿って、第１および第２の画像表面を画定し、前記少なくとも１つの透過型反射体は、前記光を、前記第１および第２の光源光の経路のセットに沿って中継して、第１および第２の中継された画像表面を、前記第１および第２の中継された光路のセットに沿って画定するように動作可能であり、
    前記遮蔽システムは、前記画像源または前記追加の画像源からの前記光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、前記遮蔽された部分は、前記第１または第２の中継された画像表面のうちの他方によって遮蔽される、前記第１または第２の中継された画像表面の部分に対応している、請求項４３４に記載のディスプレイシステム。
  439. 前記少なくとも１つの透過型反射体は、第１の透過型反射体と、追加の透過型反射体と、を備え、前記追加の透過型反射体は、第３および第４のセットの中継された光の経路に沿って前記第１の透過型反射体から、それぞれ前記第１および第２の中継された光の経路のセットに沿って光を中継するように構成されており、
    前記画像源からの前記光は、前記第１および第２の光源光の経路のセットに沿った光源画像表面を画定し、前記第１の透過型反射体から中継された前記光は、前記第１および第２の中継された光の経路のセットに沿った第１の中継された画像表面を画定し、前記追加の透過型反射体からの前記光は、第３および第４の中継された光の経路のセットに沿った第２の中継された画像表面を画定し、
    前記第１の中継された画像表面は、第１の中継された深度プロファイルを有し、前記第２の中継された画像表面は、前記第１の中継された深度プロファイルとは異なるが前記光源画像表面の深度プロファイルとは同じである、第２の中継された深度プロファイルを有する、請求項４２４に記載のディスプレイシステム。
  440. 第１の中継サブシステムを備える、中継システムであって、
    前記第１の中継サブシステムは、
    前記第１の中継サブシステムの第１の透過型反射体であって、第１の画像表面を画定するように動作可能である画像源から画像光を受信するように位置付けられており、前記第１の透過型反射体に対する第１および第２の角度整列の範囲内にある光源光の経路に沿って受信した前記画像光を中継して、第１の中継された画像表面を、第１の中継された場所に画定するように構成されている、第１の透過型反射体と、
    前記第１の中継サブシステムの第２の透過型反射体であって、前記第１の透過型反射体からの中継された画像光を受信するように位置付けられており、前記第１の透過型反射体からの前記中継された画像光を中継して、第２の中継された画像表面を、第２の中継された場所に画定するように構成されている、第２の透過型反射体と、を含む、中継システム。
  441. 前記第１の中継サブシステムの前記第１の透過型反射体は、前記第１および第２の角度整列の範囲外にある光源光の経路に沿った画像光が、前記第１の中継サブシステムの前記第１の透過型反射体によって実質的に中継されないように、前記画像源に対して配向されている、請求項４４０に記載の中継システム。
  442. 前記透過型反射体に対する前記第１および第２の角度整列の範囲は、それぞれ、前記透過型反射体の法線に対する－６７．５～－２２．５度および＋２２．５～＋６７．５度の範囲によってほぼ画定されている、請求項４４０に記載の中継システム。
  443. 前記画像源と、前記第１の中継サブシステムの前記第１の透過型反射体との間に位置付けられた角度フィルタをさらに備え、前記角度フィルタは、前記第１および第２の角度整列の範囲外にある光源光の経路に沿って画像光を吸収または反射するように動作可能である、請求項４４０に記載の中継システム。
  444. 前記第２の中継された画像表面は、重なり合っていない視認体積で視認可能である、請求項４４０に記載の中継システム。
  445. 前記重なり合っていない視認体積は互いに９０度離れている、請求項４４４に記載の中継システム。
  446. 前記第１の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体は、テーブルトップを画定し、前記重なり合っていない視認体積は、前記テーブルトップの法線に対して実質的に－４５度および＋４５度で中心に置かれている、請求項４４５に記載の中継システム。
  447. 前記画像源からの前記画像光を受信するように位置決めされた第１のビームスプリッタと、
    第２のビームスプリッタと、
    第２の中継サブシステムと、をさらに備え、
    前記第１のビームスプリッタは、前記画像源からの前記画像光の第１の部分を、前記第１の中継サブシステムに向け、前記画像源からの前記画像光の第２の部分を、前記第２の中継サブシステムに向けるように構成されており、前記画像光の前記第１の部分は、前記第１および第２の角度整列の範囲内にある光源光の経路に沿った前記画像光を含み、前記画像光の前記第２の部分は、前記第１および第２の角度整列の範囲外にある光源光の経路に沿った前記画像光を含み、
    前記第２の中継サブシステムは、前記第１のビームスプリッタから受信した光を、前記第２のビームスプリッタに中継するように構成され、
    前記第２のビームスプリッタは、前記第１の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体からの光を受信するように位置付けられており、かつ前記第１の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体からの前記光を、前記第２の中継サブシステムからの光と複合し、前記複合された光を向けて前記第２の中継された画像表面を形成するように構成されている、請求項４４０に記載の中継システム。
  448. 第２の中継サブシステムは、前記第２の中継サブシステムの第１および第２の透過型反射体を含み、前記第２の中継サブシステムの前記第１の透過型反射体は、前記第１のビームスプリッタから光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信された光を、前記第２の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体に中継するように構成されており、前記第２の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体は、前記第２の中継サブシステムの前記第１の透過型反射体からの光を、前記第２のビームスプリッタに向かって中継するように構成されている、請求項４４７に記載の中継システム。
  449. 追加の画像源は、追加の画像光を追加の光源光の経路に沿って出力して、第２の画像表面を形成するように動作可能であり、前記第２の中継サブシステムは、前記第２の中継サブシステムの第１のビームスプリッタをさらに備え、前記追加の画像源からの前記追加の画像光と前記第２の中継サブシステムの前記第１の透過型反射体からの前記光とを受信して複合し、前記複合された光を、前記第２の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体に向けるように位置付けられている、請求項４４８に記載の中継システム。
  450. 前記中継システムは、前記画像源または前記追加の画像源からの光の一部分を遮蔽するように動作可能な遮蔽システムをさらに備える、請求項４４９に記載の中継システム。
  451. 前記遮蔽システムは、１つ以上の個別にアドレス指定可能な要素を有する少なくとも１つの遮蔽層を含む、請求項４５０に記載の中継システム。
  452. 前記遮蔽システムは、少なくとも１つの遮蔽オブジェクトを含む、請求項４５１に記載の中継システム。
  453. 前記第２の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体と前記中継システムの前記第２のビームスプリッタとは、前記第２の中継サブシステムの前記第１のビームスプリッタからの前記複合された光を中継して、追加の中継された画像表面を画定するように協働するように動作可能であり、前記遮蔽システムは、前記画像源からの前記光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、前記遮蔽された部分は、前記追加の中継された画像表面によって遮蔽される前記第２の中継された画像表面の一部分に対応している、請求項４５２に記載の中継システム。
  454. 前記第２の中継サブシステムの前記第２の透過型反射体と前記中継システムの前記第２のビームスプリッタとは、前記第２の中継サブシステムの前記第１のビームスプリッタからの前記複合された光を中継して、追加の中継された画像表面を画定するように協働するように動作可能であり、前記遮蔽システムは、前記追加の画像源からの前記光の一部分を遮蔽するように動作可能であり、前記遮蔽された部分は、前記第２の中継された画像表面によって遮蔽される前記追加の中継された画像表面の一部分に対応している、請求項４５２に記載の中継システム。
  455. ディスプレイシステムであって、
    モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記ディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、
    前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイからの光を複合するように動作可能な光複合システムであって、前記光複合システムおよび前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイは、前記複合された光が、前記複数のディスプレイ平面を重ね合わせることによって画定される有効なディスプレイ平面を有するように、配置され、これにより前記複数のディスプレイ平面の非画像化区域が前記複数のディスプレイ平面の前記画像化区域によって重ね合わされている、光複合システムと、を備える、ディスプレイシステム。
  456. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも３つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも２つの光複合器を備える、請求項４５５に記載のディスプレイシステム。
  457. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも４つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも３つの光複合器を備える、請求項４５５に記載のディスプレイシステム。
  458. 前記光複合システムから前記複合された光を受信するように位置付けられ、かつ前記受信した光を、中継された光の経路のセットに沿って仮想スクリーン平面に中継するように構成された中継システムをさらに備える、請求項４５５に記載のディスプレイシステム。
  459. 前記仮想スクリーン平面に位置付けられた導波路のアレイをさらに備え、前記仮想スクリーン平面からの光は、前記導波路のアレイからの各光の経路が、前記仮想スクリーン平面に関して画定された第１の四次元座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、四次元（４Ｄ）機能に従って光の経路のセットに沿って前記導波路のアレイによって向けられる、請求項４５８に記載のディスプレイシステム。
  460. 前記導波路のアレイに光学的に後続する切り替え可能なガラスの層をさらに含み、前記切り替え可能なガラスの層は、前記導波路のアレイからの光が、前記光の経路の前記空間座標および前記角度座標を実質的に変更することなく、前記切り替え可能なガラスの層を通過する第１の状態と、前記切り替え可能なガラスの層が、ガイドのアレイを通過するときに前記ガイドのアレイからの前記光を散乱させる第２の状態との間で切り替わるように動作可能である、請求項４５９に記載のディスプレイシステム。
  461. 前記切り替え可能なガラスの層は、高分子分散液晶デバイスを含む、請求項４６０に記載のディスプレイシステム。
  462. 前記中継システムは、ビームスプリッタおよび再帰反射体を含み、前記ビームスプリッタは、光複合システムからの前記複合された光を受信し、前記受信した光の第１の部分を、前記再帰反射体に向かう接近方向に向けるように構成されている、請求項４５８に記載のディスプレイシステム。
  463. 前記再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記再帰反射体に向けられた光が、前記接近方向とは反対の戻り方向に沿って前記再帰反射体から反射されるように整列されている、請求項４６２に記載のディスプレイシステム。
  464. 前記再帰反射体から前記戻り方向に反射された前記光は、前記ビームスプリッタによって、前記仮想スクリーン平面の方に向けられる、請求項４６３に記載のディスプレイシステム。
  465. 前記中継システムは、追加の再帰反射体を備え、前記ビームスプリッタは、前記受信された複合された光の別の部分を、前記追加の再帰反射体に向かって、追加の接近方向に沿って向けるように構成されている、請求項４６２に記載のディスプレイシステム。
  466. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記追加の再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項４６５に記載のディスプレイシステム。
  467. 前記追加の再帰反射体および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから、前記追加の接近方向で前記追加の再帰反射体に向かうように向けられた光が、前記追加の再帰反射体から前記追加の接近方向とは反対の追加の戻り方向に反射されるように整列されている、請求項４６５に記載のディスプレイシステム。
  468. 前記追加の再帰反射体から前記追加の戻り方向に反射された光は、前記ビームスプリッタによって、前記仮想スクリーン平面の方に向けられる、クラム４６７に記載の中継システム。
  469. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを備え、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記再帰反射体との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項４６２に記載のディスプレイシステム。
  470. 前記中継システムは、ビームスプリッタおよびミラー表面を含み、前記ビームスプリッタは、前記光複合システムからの前記複合された光を受信し、かつ前記受信した光の第１の部分を、前記ミラー表面に向かう接近方向に向けるように構成されている、請求項４５８に記載のディスプレイシステム。
  471. 前記ミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから前記ミラー表面に向かうように向けられた光が、前記ミラー表面から前記接近方向と概して反対の戻り方向に沿って反射されるように整列されている、請求項４７０に記載のディスプレイシステム。
  472. 前記ミラー表面から前記戻り方向に反射された前記光は、前記ビームスプリッタによって、前記仮想スクリーン平面の方に向けられる、請求項４７１に記載のディスプレイシステム。
  473. 前記中継システムは、追加のミラー表面を備え、前記ビームスプリッタは、前記受信された複合された画像光の別の部分を、追加の接近方向に沿って前記追加のミラー表面に向けるように構成されている、請求項４７０に記載のディスプレイシステム。
  474. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを備え、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記追加のミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項４７３に記載のディスプレイシステム。
  475. 前記追加のミラー表面および前記ビームスプリッタは、前記ビームスプリッタから、前記追加の接近方向で前記追加のミラー表面に向かうように向けられた光が、前記追加のミラー表面から前記追加の接近方向とは反対の追加の戻り方向に反射されるように整列されている、請求項４７３に記載のディスプレイシステム。
  476. 前記追加の再帰反射体から前記追加の戻り方向に反射された光は、前記ビームスプリッタによって、前記中継された場所の方に向けられる、クラム４７５に記載のディスプレイシステム。
  477. 前記ミラー表面は、湾曲したミラー表面である、請求項４７０に記載のディスプレイシステム。
  478. 前記ミラー表面は、フレネルミラーである、請求項４７０に記載のディスプレイシステム。
  479. 前記ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み、前記中継システムは、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラー表面との間に配設された４分の１波長リターダをさらに備える、請求項４７０に記載のディスプレイシステム。
  480. 前記中継システムは、透過型反射体を備える、請求項４５８に記載のディスプレイシステム。
  481. 前記中継システムは、第１の平面内に透過型再帰反射体、および第２の平面内に反射体を備え、前記第１の平面は前記第２の平面に実質的に平行である、請求項４５８に記載のディスプレイシステム。
  482. 前記反射体は、反射偏光板または半透明ミラーを含む、請求項４８１に記載のディスプレイシステム。
  483. 前記光複合システムからの前記複合された画像光の一部分が、接近方向に沿った第１の前進通路で前記透過型再帰反射体を通るように向けられ、かつ前記反射体から反射され、前記接近方向と反対の戻り方向に沿った第１の戻り通路で前記透過型再帰反射体に向かって戻る、請求項４８１に記載のディスプレイシステム。
  484. 前記第１の戻り通路内の光は、前記接近方向に沿った第２の前進通路内で透過型再帰反射体によって反射され、前記反射体を通って前記仮想スクリーン平面に向けられる、請求項４８３に記載のディスプレイシステム。
  485. 前記反射体は、第１の偏光状態を反射し、かつ前記第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態を透過する反射偏光板を含み、第１の方向に光軸を有する第１の４分の１波長リターダが、前記反射体と前記透過型再帰反射体との間に配置されており、前記第１の方向に直交する第２の方向に光軸を有する第２の４分の１波長リターダが、前記透過型再帰反射体の反対側に配置されている、請求項４８３に記載のディスプレイシステム。
  486. 前記複合された光は、前記第１および第２の４分の１波長リターダならびに前記透過型再帰反射体を、第１の前進通路内で通過した後、第１の直線偏光状態で偏光され、前記第１の直線偏光状態を有する前記複合された画像光は、前記反射偏光板から反射され、次に前記複合された画像光の前記偏光状態は、前記第１の戻り通路内で前記第１の４分の１波長リターダを通過し、前記透過型再帰反射体から反射し、かつ前記第１の４分の１波長リターダを前記第２の前進通路内で通過した後、第１の直線偏光状態から第２の直線偏光状態に回転し、これにより、前記第２の偏光状態の前記複合された画像光が前記反射偏光板を通過する、請求項４８５に記載のディスプレイシステム。
  487. 前記中継システムは、前記複合された光を受信するように整列された共通の光軸を有する１つ以上のレンズを備える、請求項４５８に記載のディスプレイシステム。
  488. 前記１つ以上のレンズは、凸レンズ、凹レンズ、正フレネルレンズ、負フレネルレンズ、メタ材料から実現されたレンズ、計算方法から計算された設計を含むレンズ、または負の屈折率材料から作られたレンズを含む、請求項４８７に記載のディスプレイシステム。
  489. 前記１つ以上のレンズは、前記第１の画像源からの発散光を、前記仮想スクリーン平面で収束する光に集束させる、請求項４８７に記載のディスプレイシステム。
  490. 前記１つ以上のレンズは、前記第２の画像源からの発散光線を、前記仮想スクリーン平面の近くに収束する光に集束させる、請求項４８７に記載のディスプレイシステム。
  491. 前記１つ以上のレンズは、前記第１または第２の画像源からの発散光を、前記第１または第２の画像源とは反対側の前記中継システムの側の仮想点に収束する光に集束させる、請求項４８７に記載のディスプレイシステム。
  492. ライトフィールドディスプレイシステムであって、
    モジュラーディスプレイデバイスのアレイであって、各モジュラーディスプレイデバイスが、ディスプレイ領域および非画像化領域を含み、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイが、複数のディスプレイ平面を画定し、各ディスプレイ平面が、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記ディスプレイ領域によって画定される画像化区域と、前記それぞれのディスプレイデバイスの前記非画像化領域によって画定される非画像化区域とを含む、モジュラーディスプレイデバイスのアレイと、
    前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイのうちの１つの前記ディスプレイ平面のから光を受信するように、各々が位置付けられた、導波路のアレイと、
    前記導波路のアレイからの光を複合するように動作可能な、光複合システムと、を備え、
    各導波路のアレイは、前記光複合システムからの前記複合された光が、各々が四次元機能に従って画定された光の経路を含むように、かつ第１の四次元座標系に空間座標および角度座標のセットを有するように、前記モジュラーディスプレイデバイスのそれぞれのアレイからの光を向けるように構成されている、ライトフィールドディスプレイシステム。
  493. 前記光複合システムからの前記複合された光が、ホログラフィック表面を画定するように、前記モジュラーディスプレイデバイスのアレイを操作して光を出力するように動作可能なコントローラをさらに備え、前記ホログラフィック表面を画定する前記複合された光が、モジュラーディスプレイデバイスの異なるアレイの少なくとも１つの画像化区域からの光を含む、請求項４９２に記載のディスプレイシステム。
  494. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも３つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも２つの光複合器を備える、請求項４９２に記載のディスプレイシステム。
  495. 前記光複合システムは、モジュラーディスプレイデバイスの少なくとも４つのアレイからの光を複合するように配置された、少なくとも３つの光複合器を備える、請求項４９２に記載のディスプレイシステム。
  496. 前記導波路の１つ以上のアレイのうちの少なくとも１つ以上に光学的に後続する切り替え可能なガラスの層をさらに含み、前記切り替え可能なガラスの層は、前記導波路の１つ以上のアレイのうちの前記少なくとも１つ以上からの光が、前記光の経路の前記空間座標および前記角度座標を実質的に変更することなく、前記切り替え可能なガラスの層を通過する第１の状態と、前記切り替え可能なガラスの層が、前記ガイドのアレイを通過するときに、前記ガイドのアレイのうちの前記少なくとも１つからの前記光を散乱させる第２の状態との間で切り替わるように動作可能である、請求項４９２に記載のディスプレイシステム。
  497. 前記切り替え可能なガラスの層が、高分子分散液晶デバイスを含む、請求項４９６に記載のディスプレイシステム。
  498. 光学システムであって、
    第１の画像源から光の経路の第１のセットに沿って光を受信するように構成された第１の入力インターフェースであって、前記第１の画像源からの前記光が第１の画像表面を画定するように動作可能である、第１の入力インターフェースと、
    前記受信した光を前記第１の画像表面から視認体積に中継して、中継された第１の画像表面を画定するように構成された中継システムであって、前記第１の画像源は、ライトフィールドディスプレイを含み、前記光の経路の第１のセットは、前記ライトフィールドディスプレイからの各光の経路が、第１の四次元（４Ｄ）座標系における空間座標および角度座標のセットを有するように、前記ライトフィールドディスプレイによって画定された四次元（４Ｄ）機能に従って決定される、中継システムと、
    前記視認体積の状態に関連するデータを収集するように動作可能なセンサと、を備える、光学システム。
  499. 前記センサによって収集されたデータに基づいて、前記中継された第１の画像表面を調整するように動作可能なコントローラをさらに備える、請求項４９８に記載の光学システム。
  500. 前記センサは、カメラ、近接センサ、マイクロフォン、深度センサ、熱画像化デバイス、温度計、および圧力センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項４９８に記載の光学システム。
  501. 前記センサが、視認者の動きまたは特性を感知するように構成されている、請求項４９８に記載の光学システム。
  502. 視認者の前記動きは、視認者の位置、前記視認者の身体部分の位置、前記視認者の運動、または前記視認者のジェスチャー、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５０１に記載の光学システム。
  503. 視認者の前記特性は、前記視認者のジェスチャー、前記視認者の表現、前記視認者の年齢、身長、性別、衣服、前記視認者の音、または前記視認者の好み、のうちの少なくとも１つを含む、請求項５０１に記載の光学システム。
  504. 前記センサは、前記中継システムに遠隔接続されている、請求項４９８に記載の光学システム。
  505. 前記中継システムは、前記視認体積からエネルギーを受信し、前記エネルギーを、前記中継を介して、前記第１の画像源からの前記光が伝播する方向と実質的に反対の方向に中継し、前記中継システムによって受信された前記エネルギーが前記センサによって記録される、請求項４９８に記載の光学システム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11902691B2 (en) * 2015-03-20 2024-02-13 Joseph Register LED panel having integrated infrared retroreflectors for video volume production environments
WO2023055861A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 Light Field Lab, Inc. Relay systems
US11679679B2 (en) * 2021-10-22 2023-06-20 Visteon Global Technologies, Inc. Floating-information display

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5166813A (en) 1988-05-31 1992-11-24 Nygene Corporation Optical evaluation using a hologram barrier filter
US5686960A (en) 1992-01-14 1997-11-11 Michael Sussman Image input device having optical deflection elements for capturing multiple sub-images
JP3292516B2 (ja) 1992-09-18 2002-06-17 富士通株式会社 空間光変調装置および立体表示装置
TW401530B (en) 1996-03-12 2000-08-11 Seiko Epson Corp Polarized light separation device, method of fabricating the same and projection display apparatus using the polarized light separation device
US5822125A (en) 1996-12-20 1998-10-13 Eastman Kodak Company Lenslet array system
WO2003050611A1 (en) 2001-12-11 2003-06-19 New York University Searchable lightfield display
JP2006030507A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Toshiba Corp 三次元空間画像表示装置及び三次元空間画像表示方法
JP4607208B2 (ja) * 2007-05-23 2011-01-05 コワングウーン ユニバーシティー リサーチ インスティテュート フォー インダストリー コーオペレーション 立体映像ディスプレイ方法
US7636376B2 (en) 2008-03-21 2009-12-22 Ondax, Inc. Method and apparatus for wavelength tuning laser diodes
JP2010250908A (ja) 2009-04-17 2010-11-04 Sony Corp ホログラム装置、チルト検出方法、チルト補正方法
JP2012048002A (ja) 2010-08-27 2012-03-08 Nippon Seiki Co Ltd 結像装置
US8692738B2 (en) * 2011-06-10 2014-04-08 Disney Enterprises, Inc. Advanced Pepper's ghost projection system with a multiview and multiplanar display
JP6003093B2 (ja) 2012-03-01 2016-10-05 セイコーエプソン株式会社 表示装置
CN106125308B (zh) 2012-04-25 2019-10-25 罗克韦尔柯林斯公司 用于显示图像的装置和方法
US9377758B1 (en) 2012-04-27 2016-06-28 University Of South Florida Incoherent digital holographic adaptive optics
NZ773834A (en) * 2015-03-16 2022-07-01 Magic Leap Inc Methods and systems for diagnosing and treating health ailments
WO2016168415A1 (en) 2015-04-15 2016-10-20 Lytro, Inc. Light guided image plane tiled arrays with dense fiber optic bundles for light-field and high resolution image acquisition
JP2018533066A (ja) 2015-10-09 2018-11-08 ヴィスバイ カメラ コーポレイション ホログラフィックライトフィールドイメージングデバイス及びその使用方法
EP3163379B1 (en) 2015-10-28 2019-10-16 Samsung Electronics Co., Ltd. See-through holographic display apparatus
WO2018154564A1 (en) 2017-02-22 2018-08-30 Real View Imaging Ltd. Pupil tracking in an image display system
CN109643173A (zh) 2016-06-28 2019-04-16 株式会社尼康 显示装置及控制装置
WO2018014046A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Light Field Lab, Inc. Encoded energy waveguides for holographic super resolution
KR102574781B1 (ko) 2016-07-15 2023-09-06 라이트 필드 랩 인코포레이티드 2차원 라이트 필드 및 홀로그램 릴레이들을 이용한 에너지 전파와 횡방향 앤더슨 편재
WO2018014045A2 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Light Field Lab, Inc. Method of calibration for holographic energy directing systems
WO2018043673A1 (ja) 2016-08-31 2018-03-08 国立大学法人宇都宮大学 表示装置及び空中像の表示方法
WO2018165117A1 (en) 2017-03-09 2018-09-13 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Head-mounted light field display with integral imaging and relay optics
US11163176B2 (en) * 2018-01-14 2021-11-02 Light Field Lab, Inc. Light field vision-correction device
JP7420383B2 (ja) 2018-01-14 2024-01-23 ライト フィールド ラボ、インコーポレイテッド 秩序化構造体を使用したエネルギー・リレー内の横方向エネルギー局在化ためのシステムおよび方法
CN110095866B (zh) 2018-01-29 2020-07-28 京东方科技集团股份有限公司 增强现实装置、增强现实系统及其信息提示方法
CN108428716A (zh) 2018-02-12 2018-08-21 谢学军 增强现实显示系统
JP7456583B2 (ja) * 2018-09-28 2024-03-27 ライト フィールド ラボ、インコーポレイテッド ライトフィールドディスプレイ用ホログラフィック対象物中継部

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