JP7012017B2 - ３次元画像のためのディスプレイ - Google Patents

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Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年１月２９日に出願され、“ＨＯＬＯＧＲＡＰＨＩＣ ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ”と題された米国仮特許出願第６２／２８８，６８０号、２０１６年５月３１日に出願され、“ＤＩＳＰＬＡＹ ＦＯＲ ＴＨＲＥＥ－ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＩＭＡＧＥ”と題された米国仮特許出願第６２／３４３，７２２号、２０１６年５月３１日に出願され、“ＣＵＲＶＥＤ ＤＩＳＰＬＡＹ ＦＯＲ ＴＨＲＥＥ－ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＩＭＡＧＥ”と題された米国仮特許出願第６２／３４３，７６７号に対し、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）のもとで優先権を主張するものである。これらの先行出願の全ての開示は、本明細書の一部とみなされ、これらの出願の全体が参照により本明細書中に援用される。
（分野）
本開示は、オブジェクトの３次元表現を表示するための、より具体的には、オブジェクトのライトフィールドを表示し、該オブジェクトの３次元表現を描出するための装置および方法に関する。
（背景）
自然オブジェクトからの光は、それが人間の眼に遭遇するとき、空間内の各点において、光線の観点での特定のコンテンツ（大きさおよび方向を伴う）を有する。本構造は、ライトフィールドとして知られる。従来の２次元（２－Ｄ）ディスプレイ（絵画、写真、コンピュータモニタ、テレビ等）は、光を等方的に放出する（例えば、光は、ディスプレイから均一に放出される）。その結果、これらの２－Ｄディスプレイは、それらが表すオブジェクトのライトフィールドを近似し得るにすぎない。
（概要）
故に、自然オブジェクトによって生成され得る正確なまたは近似的なライトフィールドを再現するかまたは再現することを試みるディスプレイを構築することが望ましい。そのようなディスプレイは、３次元（３－Ｄ）であるように見え、自然オブジェクトと間違えられ得る、より引き付けるような画像を生成する。これらの特徴は、従来の２－Ｄディスプレイによって達成不可能である。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。一実装では、ディスプレイ装置は、回転可能構造と、回転可能構造を回転させるように構成される、モータと、回転可能構造上に配置される、複数のライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリ、モータ、およびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサとを含んでもよい。プロセッサは、モータを駆動し、回転可能構造を回転軸を中心として回転させることであって、回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ことと、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングすることと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされてもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。本方法は、モータを駆動し、複数のライトフィールドサブディスプレイを含む回転可能構造を回転軸を中心として回転させるステップであって、回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ステップを含んでもよい。本方法はまた、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像にアクセスするステップであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの異なるビューを提供する、ステップと、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイを照明するステップとを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。一実装では、ディスプレイ装置は、回転されるように構成される、ライトフィールドサブディスプレイであって、複数の表示位置を有する、ライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサとを含んでもよい。プロセッサは、ライトフィールドサブディスプレイを回転軸を中心として回転させることであって、表示位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ことと、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像を表示位置にマッピングし、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされてもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。一実装では、ディスプレイ装置は、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイであって、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイのそれぞれは、複数の表示位置を有し、該１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイは、１つまたはそれを上回る回転軸を中心として回転するように構成される、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよび１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサとを含んでもよい。プロセッサは、回転軸のうちの少なくとも１つを中心として１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの回転を駆動することであって、表示位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ことと、少なくとも部分的に、ライトフィールド画像および表示位置に基づいて、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされてもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。一実装では、ディスプレイ装置は、基準視認方向から視認されるように構成される、ディスプレイパネルであって、基準視認方向と垂直な平面から湾曲される、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネル上に配置される、複数のライトフィールドサブディスプレイとを含んでもよい。ディスプレイ装置はまた、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる観察方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサとを含んでもよい。プロセッサは、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングすることと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされてもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。本方法は、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像にアクセスするステップであって、ライトフィールド画像は、異なる観察方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、ステップを含んでもよい。本方法はまた、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップを含んでもよい。本方法はまた、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。一実装では、ディスプレイ装置は、基準視認方向から視認されるように構成される、ディスプレイパネルであって、基準視認方向と垂直な平面から湾曲される、ディスプレイパネルを含んでもよい。ディスプレイ装置はまた、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイであって、それぞれ、ディスプレイパネル上の位置を有する、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを含んでもよい。ディスプレイ装置はまた、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサとを含んでもよい。プロセッサは、ライトフィールド画像にアクセスし、少なくとも部分的に、ライトフィールド画像およびディスプレイパネル上の１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを照明するための実行可能命令でプログラムされてもよい。
いくつかの実施形態では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置および方法が、開示される。一実装では、ディスプレイ装置は、複数のライトフィールドサブディスプレイを備える、湾曲パネルを含んでもよい。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ装置は、
回転可能構造と、
前記回転可能構造を回転させるように構成されるモータと、
前記回転可能構造上に配置される複数のライトフィールドサブディスプレイと、
前記ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される非一過性メモリであって、前記ライトフィールド画像は、異なる視認方向における前記オブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、
前記非一過性メモリ、前記モータ、および前記ライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、
前記モータを駆動し、前記回転可能構造を回転軸を中心として回転させることであって、前記回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ことと、
前記ライトフィールド画像にアクセスすることと、
少なくとも部分的に、前記回転角度に基づいて、前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングすることと、
少なくとも部分的に、前記マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することと
を行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサと
を備える、ディスプレイ装置。
（項目２）
前記回転可能構造は、複数の伸長要素を備え、前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記伸長要素または透明回転可能要素に沿って配置される、項目１に記載の装置。
（項目３）
前記複数の伸長要素は、前記回転軸と垂直な平面から湾曲される、項目２に記載の装置。
（項目４）
前記ディスプレイ装置は、ある視認方向から視認されるように構成され、前記複数の伸長要素は、前記視認方向から凸面状である、項目２に記載の装置。
（項目５）
前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸から半径方向に配置される、項目１に記載の装置。
（項目６）
各ライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸からのその位置に基づいて、対応する半径を有し、前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するために、前記プロセッサは、前記半径に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイの照明の強度または持続時間をスケーリングするようにプログラムされる、項目１に記載の装置。
（項目７）
前記スケーリングは、前記ライトフィールドサブディスプレイの半径と線形である、項目６に記載の装置。
（項目８）
各ライトフィールドサブディスプレイは、
複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
複数のピクセルサブセットを備えるピクセルアレイであって、各ピクセルサブセットは、マイクロレンズと関連付けられ、光を生成するように構成される、ピクセルアレイと
を備え、
各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、複数の角度において出射光を生成するように配列され、前記ピクセルサブセットの第１のピクセルからの光は、前記ピクセルサブセットの第２のピクセルの角度と異なる角度において前記ライトフィールドサブディスプレイから伝搬する、項目１－７のいずれか１項に記載の装置。
（項目９）
前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するようにプログラムされる前記プロセッサと組み合わせて、オーディオを投影するように構成されるスピーカシステムをさらに備える、項目１に記載の装置。
（項目１０）
オーディオを受信するように構成されるマイクロホンをさらに備え、前記プロセッサは、
オーディオ入力を前記マイクロホンから受信することと、
前記オーディオ入力がオーディオコマンドであることを認識することと、
前記オーディオコマンドに基づいて、前記複数のライトフィールドサブディスプレイの照明を修正するためのアクションを開始することと
を行うための実行可能命令でプログラムされる、項目１に記載の装置。
（項目１１）
前記ディスプレイ装置の所定の距離内のエンティティを検出するように構成される近接度センサをさらに備え、前記プロセッサは、前記近接度センサが前記エンティティを検出することに基づいて、アクションを開始するための実行可能命令でプログラムされる、項目１に記載の装置。
（項目１２）
オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための方法であって、前記方法は、
モータを駆動し、複数のライトフィールドサブディスプレイを備える回転可能構造を回転軸を中心として回転させるステップであって、前記回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ステップと、
前記ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像にアクセスするステップであって、前記ライトフィールド画像は、異なる視認方向における前記オブジェクトの複数の異なるビューを提供する、ステップと、
少なくとも部分的に、前記回転角度に基づいて、前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップと、
少なくとも部分的に、前記マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップと
を含む、方法。
（項目１３）
前記ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、前記オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示し、各レンダリングされたフレームは、前記レンダリングされたフレームをレンダリングするように組み合わせる、複数のレンダリングされたピクセルを備え、各レンダリングされたピクセルは、前記レンダリングされたフレーム内の位置を有する、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイにマッピングするステップは、少なくとも部分的に、前記回転角度に基づき、各レンダリングされたピクセルの位置と前記回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置を関連付けるステップを含み、各ライトフィールドサブディスプレイの位置は、前記時間の関数としての回転角度に基づく、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記レンダリングされたピクセル位置は、前記複数のレンダリングされたフレーム間で不変である、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップはさらに、ライトフィールドサブディスプレイ毎に、表示されるべきレンダリングされたフレームおよび各レンダリングされたピクセルの位置と前記回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、色および強度を判定するステップを含む、項目１４に記載の方法。
（項目１７）
前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップは、
所与のレンダリングされたフレームのために、前記判定された色および強度に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイを照明するステップであって、前記照明の方向は、前記レンダリングされたフレームの視認方向に関連する、ステップと、
前記回転可能構造の回転、前記複数のレンダリングされたフレーム、および各レンダリングされたピクセルの位置と前記回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイの照明をストロボ照射するステップと
を含む、項目１４－１６のいずれか１項に記載の方法。
（項目１８）
画像の３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ装置は、
１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイであって、前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイのそれぞれは、複数の表示位置を有し、前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイは、１つまたはそれを上回る回転軸を中心として回転するように構成される、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイと、
前記ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される非一過性メモリであって、前記ライトフィールド画像は、異なる視認方向における前記オブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、
前記非一過性メモリおよび前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、
前記回転軸のうちの少なくとも１つを中心として前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの回転を駆動することであって、前記複数の表示位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ことと、
少なくとも部分的に、前記ライトフィールド画像および前記複数の表示位置に基づいて、前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを照明することと
を行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサと
を備える、ディスプレイ装置。
（項目１９）
前記少なくとも１つの回転軸を中心とした前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの回転に基づいて回転されるように構成される回転可能構造をさらに備え、前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転可能構造上に配置される、項目１８に記載の装置。
（項目２０）
前記プロセスは、
少なくとも部分的に、前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの回転に基づいて、前記ライトフィールド画像を前記複数の表示位置にマッピングすることと、
少なくとも部分的に、前記マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、前記１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを照明することと
を行うための実行可能命令でプログラムされる、項目１８または１９に記載の装置。
本明細書に説明される主題の１つまたはそれを上回る実装の詳細が、付随の図面および以下の説明に記載される。他の特徴、側面、および利点は、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。本概要または以下の発明を実施するための形態のいずれも、本発明の主題の範囲を定義または限定することを主張するものではない。
図１は、例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する。
図２Ａおよび２Ｂは、ライトフィールド画像情報を出力するためのライトフィールドサブディスプレイの実施例を図式的に図示する、斜視（図２Ａ）および上面（図２Ｂ）図である。 図２Ａおよび２Ｂは、ライトフィールド画像情報を出力するためのライトフィールドサブディスプレイの実施例を図式的に図示する、斜視（図２Ａ）および上面（図２Ｂ）図である。
図３Ａ－３Ｃは、図２Ａおよび２Ｂのライトフィールドサブディスプレイの実施形態の一部を図式的に描写する、断面側面図である。 図３Ａ－３Ｃは、図２Ａおよび２Ｂのライトフィールドサブディスプレイの実施形態の一部を図式的に描写する、断面側面図である。 図３Ａ－３Ｃは、図２Ａおよび２Ｂのライトフィールドサブディスプレイの実施形態の一部を図式的に描写する、断面側面図である。
図４Ａおよび４Ｂは、ライトフィールド画像情報をユーザに出力するための導波管スタックの実施例を図式的に図示する。 図４Ａおよび４Ｂは、ライトフィールド画像情報をユーザに出力するための導波管スタックの実施例を図式的に図示する。
図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。 図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。 図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。 図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。 図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。 図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。 図５Ａ－５Ｇは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する。
図６Ａおよび６Ｂは、複数の観察者によって視認される画像の３－Ｄ表現（本実施例では、イヌ）を表示する例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、斜視図である。 図６Ａおよび６Ｂは、複数の観察者によって視認される画像の３－Ｄ表現（本実施例では、イヌ）を表示する例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、斜視図である。
図７は、複数の観察者によって視認される画像の３－Ｄ表現を表示する別の例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、斜視図である。
図８は、ディスプレイ装置を使用してオブジェクトの３－Ｄ表現を表示する方法の実施例のプロセスフロー図である。
図９は、ライトフィールド画像情報をディスプレイ装置のライトフィールドサブディスプレイにマッピングする方法の実施例のプロセスフロー図である。
図１０は、ディスプレイ装置のライトフィールドサブディスプレイを照明する方法の実施例のプロセスフロー図である。
図１１は、例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、斜視図である。
図１２Ａおよび１２Ｂは、複数の観察者によって視認される画像の３－Ｄ表現（本実施例では、イヌ）を表示する図１１の例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、上面図である。 図１２Ａおよび１２Ｂは、複数の観察者によって視認される画像の３－Ｄ表現（本実施例では、イヌ）を表示する図１１の例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、上面図である。
図１３Ａは、別の例示的ディスプレイ装置を図式的に図示する、斜視図である。
図１３Ｂは、複数の観察者によって視認される画像の３－Ｄ表現を表示する図１３Ａのディスプレイ装置を図式的に図示する、上面図である。
図１４Ａ－１４Ｅは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する、斜視図である。 図１４Ａ－１４Ｅは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する、斜視図である。 図１４Ａ－１４Ｅは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する、斜視図である。 図１４Ａ－１４Ｅは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する、斜視図である。 図１４Ａ－１４Ｅは、ディスプレイ装置の種々の実施例を図式的に図示する、斜視図である。
図１５は、ディスプレイ装置を使用してオブジェクトの３－Ｄ表現を表示する方法の実施例のプロセスフロー図である。
図１６は、ライトフィールド画像情報をディスプレイ装置のライトフィールドサブディスプレイにマッピングする方法の実施例のプロセスフロー図である。
図１７は、ディスプレイ装置のライトフィールドサブディスプレイを照明する方法の実施例のプロセスフロー図である。
図面全体を通して、参照番号は、参照される要素間の対応を示すために再使用され得る。図面は、本明細書に説明される例示的実施形態を図示するために提供され、本開示の範囲を限定することを意図されない。
概要
多くのタイプのライトフィールドディスプレイは、現時点では、コストがかかり、したがって、多くの用途（例えば、商業用広告、家庭用視聴等）に好適ではない。ライトフィールドディスプレイ、例えば、フラットパネルディスプレイの現在の実装は、多数のピクセルおよび導波管を利用し、オブジェクトの３－Ｄ表現を模倣する。任意の単一時間点において、そのような表現は、いくつかの画像が表示されることを要求し、各画像は、異なる視認方向においてオブジェクトをレンダリングし、かつオブジェクトが３次元であるように見えるように、焦点深度を変動させる。いくつかの実装では、フラットディスプレイパネルを利用することは、３－Ｄ表現のますます限定された視野を、フラットディスプレイパネルに対して法線方向からますます大きな角度に位置付けられる観察者に提供し得る。本開示は、任意の単一インスタンスにおいて複数の視認角度または焦点深度を表示可能なライトフィールドサブディスプレイ技術を実装することに起因して、法外に高価ではなく、３次元表現で表示されているオブジェクトの複数の異なるビュー間で切り替えるように制御されることができる、ライトフィールドディスプレイの実施例を説明する。本開示は、３－Ｄ表現で表示されているオブジェクトのより大きい視野を提供するように構成され得る、いくつかの実施例を説明する。そのようなディスプレイは、広告、家庭用視聴、内部または外部装飾、芸術等の屋内または屋外ディスプレイ用途のために使用されてもよい。例えば、店先または他のビジネスは、従来の２次元ディスプレイとは対照的に、オブジェクトを３次元で表示することによって、顧客を誘引することを所望し得る。３次元表現は、フラット２次元表現とは対照的に、通行人の目を引く、または注目を集める可能性が高くなり得る。
本開示は、いくつかのライトフィールドサブディスプレイを組み合わせる、回転可能構造（例えば、プロペラ）を備え、個々のライトフィールドサブディスプレイが、回転可能構造の現在の回転状態およびディスプレイによって投影されるべき全体的画像に応じて、異なる画像でストロボ照射される、ディスプレイ装置の実施例を説明する。ストロボ照射（例えば、表示されるコンテンツの切替）率は、オブジェクトを視認する人物の眼に知覚不可能な周波数であり得る。回転可能構造の回転運動は、ライトフィールドサブディスプレイを特定の面積から掃引させ、その結果、３－Ｄ画像を観察者に提供するディスプレイのより低コストの実装が、可能性となる。
本開示はまた、いくつかのライトフィールドサブディスプレイを組み合わせる、湾曲ディスプレイパネルを備え、個々のライトフィールドサブディスプレイが、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置およびディスプレイ装置によって投影されるべき全体的画像に応じて、異なる視認方向を表す異なる画像で照明される、ディスプレイ装置の実施例を説明する。ディスプレイパネルの曲線は、ライトフィールドサブディスプレイに、ディスプレイ装置に対する法線方向からのより大きな角度における観察者によって知覚することがより容易であるオブジェクトの３－Ｄ表現を表示させ得る。
例示的ディスプレイ装置
図１は、オブジェクトの３－Ｄ表現として観察可能な画像を表示するように構成される、ディスプレイ装置１００の実施例を図示する。ディスプレイ装置１００は、回転可能構造１０５と、モータ１０４と、制御システム１１０とを含む。回転可能構造１０５は、制御システム１１０のローカルデータ処理モジュールからの入力に基づいて、回転可能構造１０５を経路１０３に沿って回転軸１２０を中心として駆動するように構成される、モータ１０４に結合されてもよい。制御システム１１０は、ディスプレイ装置１００に固定して取り付けられる、またはディスプレイ装置１００に関連する他の場所（例えば、部屋の別個の部分または中央制御屋内）に位置する等、種々の構成で搭載され得る、ディスプレイ装置１００に動作可能に結合されてもよい。回転可能構造１０５は、１つまたはそれを上回る伸長要素１０２に沿って配置されるライトフィールドサブディスプレイ１０１のアレイを含んでもよい。ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、制御システム１１０によって制御され、オブジェクトの３－Ｄ表現を生成および表示してもよい。
いくつかの実装では、回転可能構造１０５の移動は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１を経路１０３を中心として移動させ、これは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１を照明するように、制御システム１１０によって駆動されたとき、表示されるべきオブジェクトの３－Ｄ表現として見物人によって観察可能な画像を表示する。例えば、ディスプレイ装置１００は、ディスプレイ装置１００から視認可能距離に位置する人物が、回転可能構造１０５に向かって見ることによって、ディスプレイ装置１００によって表示される画像を視認することが可能である店先または視認可能面積内に設置されてもよい。いくつかの実施形態では、オブジェクトの拡張３－Ｄ表現が、モータ１０４によって回転可能構造１０５上に付与される回転移動に起因して、ライトフィールドサブディスプレイ１０１が経路１０３を中心として回転されるにつれて生成される。いくつかの実施形態では、複数のライトフィールドサブディスプレイ１０１はそれぞれ、以下に説明されるように、デジタルメモリ１１２（例えば、非一過性データ記憶装置）内に記憶されるライトフィールド画像データに従って照明され、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示し得る、１つまたはそれを上回るピクセルを備えてもよい。いくつかの実施形態では、スピーカ１１８は、オーディオ出力を提供するために、ディスプレイ装置１００に結合されてもよい。
再び図１を参照すると、回転可能構造１０５は、軸１２０を中心として回転するプロペラと同様に配列されてもよい。図１に図示されるように、プロペラ配列を有する回転可能構造１０５は、複数の伸長要素１０２を含んでもよい。伸長要素１０２はまた、プロペラの複数のアームまたはブレードとして構成されてもよい。図１に関連するディスプレイ装置１００は、４つの伸長要素１０２を有するように示されるが、伸長要素１０２の数、配列、長さ、幅、または形状は、異なることができる（例えば、図５Ａ－５Ｇ参照）。例えば、伸長要素１０２の数は、１、２、３、４、５、６つ、またはそれを上回ることができる（例えば、図５Ａおよび５Ｂに図示されるように）。伸長要素１０２は、直線（例えば、図１、５Ａ、および５Ｂ）であり得るか、図５Ｃに図示されるように湾曲され得るか、または、プロペラの回転軸１２０と垂直な平面内またはその平面外に湾曲され得る（例えば、図７）。
図１を継続して参照すると、各伸長要素１０２は、伸長要素１０２の長さに沿って配置される、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のアレイを含む。図１は、各伸長要素１０２上に配置される、５つのライトフィールドサブディスプレイ１０１（および伸長要素が交差する、ディスプレイの中心における付加的な随意のサブディスプレイ）を示すが、他の実施形態も、可能性として考えられる。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の数は、各伸長要素１０２上に１、２、３、４、５、６つ、またはそれを上回ることができる。別の実施形態では、回転可能構造は、その上に配置される単一のライトフィールドサブディスプレイを備えてもよい。ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、ライトフィールドを生成するように構成される、任意のディスプレイであってもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、異方性光を放出する（例えば、指向性に放出される）ように構成される１つまたはそれを上回るピクセルを備えてもよい。例えば、図２Ａ－３Ｃに関連してより詳細に説明されるであろうように、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、光をマイクロレンズアレイに向かって等方的に放出するピクセルアレイに隣接して配置されるマイクロレンズアレイを備えてもよい。マイクロレンズアレイは、ピクセルアレイからの光を、異なる出射角度において伝搬し、ライトフィールド画像を生成する、ビームのアレイへと再指向する。いくつかの実施形態では、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルとして構成されてもよい。別の実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、図４Ａおよび４Ｂに関連して以下に説明されるように、ライトフィールドを生成する導波管スタックアセンブリを含んでもよい。
ディスプレイ装置はまた、回転可能構造１０５を駆動するように構成されるモータ１０４を含む。例えば、モータ１０４は、回転経路１０３によって図示されるように、回転可能構造１０５を円運動において回転軸１２０を中心として回転させてもよい。回転可能構造１０５が、モータ１０４によって駆動されると、ライトフィールドサブディスプレイ１０１も同様に、回転経路１０３を中心として回転される。制御システム１１０は、モータ１０４によって回転可能構造１０５に所望の周波数において適用される回転率を制御するように構成されてもよい。回転の周波数は、回転可能構造１０２が、視認者に知覚不可能であり得るように選択され得、その人は、代わりに、人間の視覚系の視覚の存続に起因して、主に、３－Ｄ画像を知覚する。そのようなディスプレイは、時として、概して、視覚の存続（ＰＯＶ）ディスプレイと称される。他の回転周波数も、可能性として考えられる。ライトフィールドサブディスプレイ１０１の回転と各ライトフィールドサブディスプレイ１０１の照明の組み合わせは、観察者によって視認され得る画像の表現を投影する。画像は、オブジェクト、グラフィック、テキスト等を含むことができる。画像は、ビデオにおけるように移動または変化されるように現れるオブジェクトまたは物を投影する、一連の画像フレームの一部であってもよい。表現は、３－Ｄであるように現れ得、観察者によって、投影ではなく、自然オブジェクトであるように間違われ得る。モータ１０４および制御システム１１０は、それらが視認者に明白ではないように配置されることができる（例えば、プロペラの下方にあって、好適な伝動装置を介して、それに接続される）。プロペラのアームは、不可視であるため（プロペラが十分に急速で回転されるとき）、画像は、中空に浮いているように現れ、それによって、通行人からの注意を誘引し得る。故に、ディスプレイ装置１００は、有利には、広告、マーケティング、もしくは販売において、提示のために、または別様に関心を引く、もしくは情報を視認者に伝達するために使用されることができる。
コンピュータ化された制御システム１１０のローカルデータ処理モジュールは、ハードウェアプロセッサ１１２と、デジタルメモリ１１４とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、デジタルメモリ１１４は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）または任意の非一過性コンピュータ可読媒体であってもよい。デジタルメモリ１１４は、ハードウェアプロセッサ１１２のための命令を定義するデータを記憶するように構成されてもよい。これらの命令は、ディスプレイ装置１００の機能を行うようにハードウェアプロセッサ１１２を構成する。例えば、ハードウェアプロセッサ１１２およびデジタルメモリ１１４は両方とも、ライトフィールドデータの処理、キャッシュ、および記憶を補助するために利用されてもよい。データは、ａ）表示されるべきオブジェクトのライトフィールド画像、ｂ）時間の関数としてのライトフィールドサブディスプレイ位置、またはｃ）ライトフィールド画像のライトフィールドサブディスプレイ位置へのマッピングに関連するデータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールド画像は、オブジェクトの複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、ある視認方向（例えば、観察者がディスプレイ装置１００に対し得る方向）におけるオブジェクトの２－Ｄ表現である。各レンダリングされたフレームは、以降、レンダリングされたピクセルと称される、複数のピクセルを備えてもよく、これは、組み合わせられることによって、表示されるべきオブジェクトの画像を表す。各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム上の位置（例えば、レンダリングされたピクセル位置）と関連付けられてもよい。複数のレンダリングされたフレームおよびレンダリングされたピクセル位置は、制御システム１１０によるアクセスおよび使用のために、デジタルメモリ１１４内に記憶されてもよい。ライトフィールド画像は、撮像パラメータ（例えば、レンダリングされたフレームを表示するための光の色および強度）を含んでもよく、撮像パラメータは、レンダリングされたフレームの視認方向と関連付けられる。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ位置は、時間の関数としての伸長要素１０２に沿ったライトフィールドサブディスプレイ１０１の位置と、回転可能構造１０５の回転率に基づく回転角度とによって定義される。ライトフィールドサブディスプレイ位置はまた、時間の関数としての各ライトフィールドサブディスプレイのコンポーネント（例えば、以下に説明されるマイクロレンズ）の位置を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ハードウェアプロセッサ１１２は、デジタルメモリ１１４に動作可能に結合され、デジタルメモリ１１４内のデータを分析および処理するように構成されてもよい。ハードウェアプロセッサ１１２はまた、モータ１０４に動作可能に結合され、モータ１０４をある回転率で駆動するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、回転率は、ライトフィールド画像、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の数、または伸長要素１０２の数に基づいて、事前に選択されてもよい。ハードウェアプロセッサ１１２はまた、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１に動作可能に結合され、デジタルメモリ１１４内に記憶されるライトフィールド画像に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１（例えば、以下に説明されるように、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセル）を駆動するように構成されてもよい。例えば、回転可能構造１０５が、ハードウェアプロセッサ１１２によって実行される命令に基づいて回転される間、回転が、ライトフィールドサブディスプレイ１０１上に付与され、それらを回転軸１２０を中心として回転経路１０３に沿って一連の同心状円弧から掃引させる。ハードウェアプロセッサ１１２はまた、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１（例えば、以下に説明されるピクセル）を駆動し、ライトフィールドサブディスプレイ１０１（またはその中のピクセル）がレンダリングされたピクセル位置およびデジタルメモリ１１２内に記憶される画像パラメータと関連付けられた位置に到達するにつれて、光を放出してもよい。回転可能構造１０５の回転率は、それらが回転するにつれて、観察者が回転可能構造１０５の伸長要素１０２を知覚せず（例えば、回転可能構造１０５が事実上透明に見える）、代わりに、ライトフィールドサブディスプレイ１０１からの照明が見え、それによって、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するように十分に高速であることができる。
オブジェクトの３－Ｄ表現の表示が遂行され得る１つの可能性として考えられる様式は、多数の視点が制御システム１１０または別のレンダリングエンジンによって事前にレンダリングされ得ることである。回転可能構造１０５の任意の所与の配向（例えば、回転角度）に関して、時間（ｔ）におけるライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルの位置（ｚ）（例えば、回転可能構造１０５の回転に基づく）をレンダリングされたフレーム（ｋ）のレンダリングされたピクセル（ｕ）にマッピングするマッピングが、生成され得るか、または、読み出され得る。本マッピングは、プロセッサ１１２によって遂行されてもよく、これは、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、または特殊目的ハードウェア（例えば、浮動点ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含んでもよい。
一実施形態では、制御システム１１０は、レンダリングされたフレームのレンダリングされたピクセルをマッピングするように構成されることができる。例えば、レンダリングされたフレームｋは、表示されるべきオブジェクトの視認方向と関連付けられることができ、レンダリングされたピクセル（ｕ）は、レンダリングされたフレーム（ｋ）内の位置（例えば、座標、例えば、ＸおよびＹ座標または位置座標によって表される）を有することができる。本マッピングは、一定であって、表示されるべきオブジェクトから独立してもよく、したがって、データ構造（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））において（例えば、デジタルメモリ１１４内に）事前に算出および記憶されてもよい。
一実施形態では、制御システム１１０はまた、レンダリングされたピクセル位置をライトフィールドサブディスプレイ１０１の位置にマッピングするように構成されてもよい。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の各ピクセルは、回転可能構造１０５の回転率に基づいて、異なる時間に異なる位置に位置することができる。回転率は、必須ではないが、時間において一定であってもよい。加えて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、時間に伴って回転されるため、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルによって放出される光のためのレンダリングされたピクセル位置は、本全体的回転のために変換されてもよい。故に、レンダリングされたフレーム（ｋ）の各レンダリングされたピクセル位置（ｕ）は、ピクセルが経路１０３に沿って掃引するにつれて、時間（ｔ）の関数としての伸長要素１０２に沿ったピクセルの位置（ｚ）に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルの所与の位置と関連付けられることができる。したがって、各レンダリングされたフレームの対応するレンダリングされたピクセルは、ともに収集され、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルにマッピングされることができる。マッピングは、レンダリングされたピクセル位置がライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルに変換され、ライトフィールドサブディスプレイ１０１から放出される光がレンダリングされたフレームの視認方向に基づいて異方的に指向されるように構成される。これはまた、上記に説明されるものと同一データ構造または異なるデータ構造であり得る、データ構造（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））において事前に算出および記憶されてもよい（例えば、デジタルメモリ１１４内に）。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルは、回転可能構造１０５が回転するにつれて、レンダリングされたフレームにマッピングされた変換画像パラメータに基づいて、ストロボ照射されてもよい（例えば、ライトフィールド画像の異なるレンダリングされたフレーム間で交互される、または切り替えられる）。
いくつかの実施形態では、いくつかのライトフィールドサブディスプレイ１０１は、回転軸１２０からより遠いため、いくつかのライトフィールドサブディスプレイ１０１は、回転軸１２０により近いかまたはその上にあるライトフィールドサブディスプレイ１０１と比較して、より大きい円形面積を掃引する。いくつかの場合では、回転軸１２０から離れるライトフィールドサブディスプレイ１０１からの、表示されるオブジェクトの観察者によって視認される光の見掛け強度は、面積あたりの照明量が回転軸１２０からより遠いライトフィールドサブディスプレイ１０１に対して減少するため、回転軸１２０により近いライトフィールドサブディスプレイ１０１から放出される光の強度より低い傾向にあり得る。したがって、いくつかの実装では、回転可能構造１０５にわたる画像の見掛け強度を比較的に一定に保つために、照明の明るさ、ストロボの持続時間、またはその両方が、回転軸１２０からの距離に基づいて、特定のライトフィールドサブディスプレイ１０１のための半径に伴って線形にスケーリングされることができる。他の実装では、より大きい半径におけるライトフィールドサブディスプレイ１０１は、増加されたサイズ、増加されたピクセルの数、またはその両方（回転軸により近いライトフィールドサブディスプレイ１０１と比較して）を有する。さらに他の実装では、より多くのライトフィールドサブディスプレイ１０１が、例えば、隣接するライトフィールドサブディスプレイ１０１間の間隔を減少させるか、または、回転軸からの距離が増加するにつれて、伸長要素１０２をサブ要素に分岐させることによって、より大きい半径において使用されてもよい。
制御システム１１０は、ネットワークへの接続を含み、例えば、ディスプレイ装置１００によって表示されるべき画像または画像表示命令を受信することができる。ディスプレイ装置１００は、オーディオ能力を含むことができる。例えば、ディスプレイ装置１００は、スピーカシステム１１８を含むか、または、それに接続され、投影された画像と組み合わせて、オーディオを投影してもよい。いくつかの実装では、ディスプレイ装置１００は、マイクロホン１１９および音声認識技術を含み、ディスプレイ装置１００が、視認者からのオーディオコマンドまたは注釈を受信および処理することを可能にすることができる。例えば、ディスプレイ装置１００は、関与視認者からの注釈を認識し、注釈に応答して、ディスプレイ装置１００を修正するためのアクションを行うように構成されてもよい（例えば、投影された画像の色を変化させる、投影された画像を変化させる、注釈に対するオーディオ応答を出力する等によって）。実施例として、小売店環境では、ディスプレイは、販売のための製品の画像を示してもよく、製品の価格についての質問に応答して、ディスプレイは、聴覚的に価格を出力し得る（例えば、「本製品は本日２ドルで販売されています」。）か、または、表示される画像内の変化（例えば、価格を示すテキストまたはグラフィック）によって価格を出力し得る。
ディスプレイ装置１００は、近接度センサ１１６を含み、オブジェクトが近傍にあるかどうかを検出してもよく、制御システム１１０は、可聴もしくは視覚的警告を表示する、またはプロペラの回転を停止もしくは減速する等の適切なアクションを行ってもよい。そのような実装は、視認者が、急速に回転するプロペラアームについて把握せずに、３－Ｄ可視オブジェクトにタッチしようとする場合、安全性利点を提供し得る。
ライトフィールドを生成するためのデバイスの実施例が、本明細書に説明されるが、単一ライトフィールドサブディスプレイタイプがオブジェクトの３－Ｄ表現をディスプレイ装置内に表示するために必要とされるわけではないことを理解されたい。複数のライトフィールドサブディスプレイが回転可能構造上に配置され、オブジェクトの３－Ｄ表現を生成するような他のライトフィールドディスプレイも、想定される。例えば、２０１６年１月２９日に出願され、「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ」と題された米国特許出願第６２／２８８，６８０号（それが開示する全てに関して、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるライトフィールドサブディスプレイ、アセンブリ、または配列のいずれかが、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するために実装されることができる。本明細書に開示される実施形態のいくつかの１つの非限定的利点は、ライトフィールドサブディスプレイのアレイを回転される伸長要素に沿って取り付けることによって、ディスプレイ装置が、ピクセルによって被覆される単一非回転ディスプレイと比較して、低減された数のライトフィールドサブディスプレイを利用して、３－Ｄ表現を表示し得ることである。本実施形態の別の非限定的利点は、ディスプレイ全体を照明し、画像を生成する、単一ディスプレイと比較して、より少ないディスプレイ要素またはライトフィールドサブディスプレイが任意の１回に照明される必要があることである。いくつかの実施形態では、制御システム１１０は、ディスプレイ装置１００によって投影されるべき所望の画像に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１の作動（例えば、各ライトフィールドサブディスプレイの照明のタイミング、強度、および色）を制御するように構成されてもよい。
（マイクロレンズアレイアセンブリを備える例示的ライトフィールドサブディスプレイ）
図２Ａ－２Ｂは、図１の回転可能構造１０５に沿って配置され得る、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の実施例を図示する。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１０１０は、以下に説明されるように、図１３Ａまたは１４Ａ－１４Ｅのディスプレイパネル１３０５上に配置されてもよい。図２Ａは、複数のピクセル２０５を備えるピクセルアレイ２２０から離間されるマイクロレンズアレイ２１０を有する、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の一部の分解斜視図である。マイクロレンズアレイ２１０は、複数のマイクロレンズ２１５を含む。図２Ｂは、図２Ａに示されるライトフィールドディスプレイ１０１の一部の上面図である。ピクセルアレイ２２０のピクセル２０５は、画像をレンダリングするための光を放出するように構成される、液晶（ＬＣ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、または任意の他のタイプのピクセル構造であることができる。概して、ピクセルアレイ２２０のピクセル２０５は、少なくとも、ピクセルアレイ２２０の上方の方向に、マイクロレンズアレイ２１０に向かって、光を実質的に等方的に放出する。本明細書に図示される図２Ａ－２Ｂおよび他の図は、正確な縮尺ではない場合があり、例証目的のためだけのものである。さらに、これらの図は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の一部を図式的に図示し、これは、４つを上回るマイクロレンズ２１５と、１００を上回るピクセル２０５とを含んでもよい。
図２Ａおよび２Ｂは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１が、複数のマイクロレンズ２１５を有するマイクロレンズアレイ２２０を含むことを図示する。図２Ａおよび２Ｂに示されるマイクロレンズアレイ２１０は、マイクロレンズ２１５の２×２アレイを含む。各マイクロレンズ２１５は、ピクセルアレイ２２０のピクセル２０５のサブセットと関連付けられる。例えば、マイクロレンズ２１５ａは、マイクロレンズ２１５ａの下方に配置されるピクセルアレイ２２０のピクセル２０５のサブセット２２５からの光を種々の角度方向に再指向するために使用される。マイクロレンズ２１５ａによる光の再指向は、図３Ａ－３Ｃを参照して説明されるであろう。
図２Ａ－２Ｂのライトフィールドサブディスプレイ１０１を採用する、ディスプレイ装置１００の分解能は、例えば、マイクロレンズアレイ２１０内に含まれるマイクロレンズ２１５の数および各マイクロレンズと関連付けられたサブセット２２５内のピクセルの数に依存し得る。いくつかの実施形態では、各マイクロレンズ２１５は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルとして構成されてもよい。例えば、図２Ａに図示されるピクセルアレイ２２０は、１０×１０ピクセルのアレイを含む（破線で示される）。各マイクロレンズ２１５は、例えば、図２Ａおよび２Ｂに図示されるように、ピクセル２０５のサブセット２２５と関連付けられてもよく、マイクロレンズ２１５ａは、ピクセル２０５の５×５サブセット２２５と関連付けられる（実線で示される）。マイクロレンズアレイ２１０およびピクセルアレイ２２０は、例証であることが意図され、他の実施形態では、マイクロレンズおよびピクセルの配列、数、形状等は、図示されるものと異なることができる。例えば、ピクセルアレイ２２０は、各マイクロレンズ２１５がピクセルアレイ２２０上のピクセルの１０×１０アレイを被覆するように、マイクロレンズ２１０のアレイによって被覆される、１００×１００ピクセルを含んでもよい。
図２Ａ－２Ｂに示される実施例では、マイクロレンズ２１５の断面形状は、円形であるように描写されるが、しかしながら、それらは、長方形または任意の他の形状であってもよい。いくつかの実施形態では、個々のマイクロレンズ２１５の形状または間隔は、マイクロレンズアレイ２１０にわたって変動することができる。また、図２Ａおよび２Ｂは、１０×１０ピクセルアレイにわたって配置される、２×２マイクロレンズアレイを描写するが、これは、例証目的のためのものであって、マイクロレンズアレイ２１０またはピクセルアレイ２２０のいずれかのための任意の他の数または寸法ｎ×ｍ（ｎ、ｍ＝１、２、３、４、５、１０、２０、３０、６４、１００、５１２、７６８、１０２４、１２８０、１９２０、３８４０、または任意の他の整数）が、使用されることができることを理解されたい。
マイクロレンズアレイ２１０を利用する、１つの非限定的利点は、単一ライトフィールドサブディスプレイ１０１の各マイクロレンズアレイ２１０が、ライトフィールドをディスプレイ装置の観察者に提供可能なライトフィールドディスプレイとして構成されてもよいことである。ライトフィールドディスプレイは、色および強度とともに、放出される光の方向を制御可能である。対照的に、従来のディスプレイは、光を全ての方向に等方的に放出する。例えば、マイクロレンズ２１５ａは、ピクセル２０５のサブセット２２５と関連付けられてもよい。ピクセル２０５のサブセット２２５は、等方性である光を放出し得るが、光がマイクロレンズ２１５ａを通して通過するとき、光は、観察者に向かって指向され、観察者が集束させている焦点面における空間内の点から発生する、光の光線を模倣またはシミュレートする。
図３Ａ－３Ｃは、ピクセルアレイ２２０およびマイクロレンズアレイ２１０の複数の配列のための光線トレースの例証的表現を含む、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の部分的側面図である。図３Ａは、ピクセルアレイ２２０のピクセル２０５のサブセット２２５から放出される光の光線を含む、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の部分的断面側面図を図示する。ピクセルアレイ２２０のピクセル２０５は、マイクロレンズアレイ２１０から距離ａに位置付けられる。いくつかの実施形態では、ハードウェアプロセッサは、ピクセルアレイ２２０の各ピクセル２０５を駆動し、デジタルメモリ１１４内に記憶される画像データに基づいて、光を放出するように構成される。個々のピクセル２０５のそれぞれから放出される光は、関連付けられたマイクロレンズ２１５ａ下のピクセル２０５のサブセット２２５から放出される光の空間範囲が、異なる出射角度で伝搬する光ビーム３０５ａのアレイを生成するように、マイクロレンズアレイ２１０と相互作用する。図３Ａに図示される実施形態では、マイクロレンズアレイ２１０と個々のピクセル２０５との間の距離ａは、マイクロレンズアレイ２１０内のマイクロレンズ２１５の焦点距離（ｆ）とほぼ等しい。距離ａが焦点距離（ｆ）と等しいとき、ピクセルアレイ２２０の個々のピクセル２０５から放出される光は、ピクセル２０５のサブセット２２５から放出される光の空間範囲が、光３０５ａの実質的にコリメートされたビームのアレイを異なる出射角度で生成するように、マイクロレンズアレイ２１０と相互作用する。光線に関する異なる線タイプ（例えば、実線、点線等）は、光の色または強度を指すものではなく、単に、例証であって、異なるピクセルによって放出される光の光線の幾何学形状を描写する。
いくつかの実施形態では、各個々のマイクロレンズ２１５下に配置されるピクセル２０５のサブセット２２５内のピクセルの数は、マイクロレンズアレイ２１０内の各マイクロレンズから放出されるように設計される光３０５ａのビームの数に基づいて選択されることができる。例えば、マイクロレンズ２１５ａの真下のｎ×ｍピクセル２０５のサブセット２２５は、観察者によって知覚可能な光ビームのｎ×ｍアレイを生成し、したがって、ディスプレイ装置１００によって表されるオブジェクトのｎ×ｍの異なる視認方向を表すことができる。種々の実装では、ｎおよびｍ（相互に異なり、ピクセル２０５の各サブセット２２５内でも異なり得る）は、例えば、１、２、３、４、５、１０、１６、３２、６４、１００、２５６、またはそれを上回るもの等の整数であることができる。例えば、ピクセル２０５の５×５サブセット２２５を有する、図２Ａのマイクロレンズ２１５ａは、光を２５の異なる方向に放出してもよい。各方向は、ディスプレイ装置１００によって表示されるべき画像の視認方向と関連付けられてもよい。
図３Ａに図示される実施形態では、個々のピクセル２０５は、個々のピクセル２０５から放出される光が、完全または部分的に、マイクロレンズ２１５によってコリメートされ、出射角度に再指向され、マイクロレンズ２１５の真下のピクセル２０５のサブセット２２５が、それぞれ、ディスプレイによって生成された全体的ライトフィールドの特定の角度に対応する、光３０５ａの多数のビームを効果的に生成するように、マイクロレンズアレイ２１０の焦点距離（ｆ）に位置付けられる。いくつかの実装では、比較的に少ないピクセルが、ピクセル２０５のサブセット２２５内に存在する場合、間隙３１０ａが、光３０５ａの個々のコリメートされたビーム間に存在し得る。間隙３１０ａは、間隙３１０ａと関連付けられた角度において画像を視認している観察者によって知覚可能であり得、間隙３１０ａの角度範囲が大きすぎる場合、画像の外観から注意散漫にし得る。間隙３１０ａは、その角度で観察者に指向される光３０５ａの強度の減衰として観察され得る。間隙３１０ａが、角度範囲内で大きすぎる場合、観察者は、観察者が、その頭部もしくは眼を移動させる、またはディスプレイに対するその位置を若干変化させると変調するように、表示される画像の明るさを知覚し得、これは、注意散漫にし得る。一実施形態では、間隙３１０ａは、間隙３１０ａの角度範囲が十分に小さくなるように、ピクセル２０５のサブセット２２５内のピクセルの数を増加させることによって低減されてもよい。光線トレースソフトウェアが、使用され、ライトフィールドサブディスプレイ１０１からの光の分布をモデル化し、観察者がディスプレイを視認する典型的距離、容認可能な変調量等の要因に基づいて、ピクセルおよびマイクロレンズの数、間隔、空間分布等を判定することができる。
別の実施形態では、代替として、または本明細書に説明される実施形態と組み合わせて、ピクセル２０５のサブセット２２５内のピクセルは、マイクロレンズのマイクロレンズ２１５（例えば、図３Ｂおよび３Ｃ参照）の焦点面２３０より若干大きいまたは小さい、マイクロレンズアレイ２１０からの距離ａに設置されることができる。これは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１からの遠視野におけるライトフィールド内により少ない、低減された、または無間隙が存在するように、個々のビームのある程度の発散をもたらし得る。例えば、図３Ｂは、距離ａが焦点距離ｆより小さく、したがって、光３０５ｂのビームが外向きに発散し、それによって、間隙３１０ｂの角度範囲を低減させる、シナリオを図示する。図３Ｃは、ビームが中心ビームに向かって発散し得るように、距離ａが焦点距離ｆを上回り、いくつかの実施形態では、より大きい間隙３１０ｃをもたらし得る、シナリオを図示する。
（導波管スタックアセンブリを備えるライトフィールドサブディスプレイ）
図２Ａ－３Ｃは、ディスプレイ装置１００において使用するためのマイクロレンズアレイ２１０を備える、例示的ライトフィールドサブディスプレイ１０１を示すが、これは、例証のためであって、限定ではない。本明細書に開示される実施形態の種々の利点は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のうちの１つまたはそれを上回るものとして使用されるライトフィールドを生成可能な任意の変形例およびタイプのディスプレイによって達成されてもよいことを理解されたい。例えば、２０１４年１１月２７日に出願され、「Ｖｉｒｔｕａｌ ａｎｄ Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題され、米国特許公開第２０１５／０２０５１２６号として公開された米国特許出願第１４／５５５，５８５号（それが開示する全てに関して、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明される、ライトフィールドディスプレイ、スタックされた導波管アセンブリ、または他の光学エミッタのいずれかが、図１のディスプレイ１００のライトフィールドサブディスプレイ１０１のうちの１つまたはそれを上回るものとして、または以下に説明される図１１のディスプレイ１１００のライトフィールドサブディスプレイ１１０１のうちの１つまたはそれを上回るものとして、実装されることができる。さらに、スタックされた導波管アセンブリは、代替として、または図２Ａおよび２Ｂのマイクロレンズアレイを備える、ライトフィールドサブディスプレイと組み合わせて、実装されてもよい。
図４Ａおよび４Ｂは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１として実装され得る、スタックされた導波管アセンブリ１７８の１つのそのような実施形態を図示する。例えば、図４Ａおよび４Ｂは、複数の深度平面を使用して３次元画像をシミュレートするためのアプローチの側面を図示する。図４Ａおよび４Ｂに図示される光学は、それぞれ、光を異なる焦点面に投影するように構成される、透過性ビームスプリッタ基板のスタックされた導波管アセンブリに対応する。
図４Ａを参照すると、眼４０４（単眼または両眼であり得る）からの種々の距離におけるオブジェクトは、それらのオブジェクトが合焦するように、眼４０４によって遠近調節される。その結果、特定の遠近調節された状態は、特定の深度平面におけるオブジェクトまたはオブジェクトの一部が、眼がその深度平面に対して遠近調節された状態にあるとき、合焦するように、関連付けられた焦点距離を有して、特定の深度平面と関連付けられると言え得る。いくつかの実施形態では、３次元画像は、眼４０４毎に、画像の異なる提示（例えば、異なるレンダリングされたフレーム）を提供することによって、また、深度平面または遠なる視認角度のそれぞれに対応する画像の異なる提示を提供することによって、シミュレートされてもよい。理論によって限定されるわけではないが、人間の眼は、典型的には、深度知覚を提供するために、有限数深度面を解釈し得ると考えられる。その結果、知覚される深度の高度に真実味のあるシミュレーションが、これらの限定された数の深度面のそれぞれに対応する画像の異なる表現を眼に提供することによって達成され得る。
図４Ａは、画像情報をユーザに出力するためのスタックされた導波管アセンブリ１７８の実施例を図示する。スタックされた導波管アセンブリまたは導波管のスタック１７８は、複数の導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０を使用して、３次元知覚を眼／脳に提供するために利用されてもよい。いくつかの実施形態では、導波管アセンブリ１７８は、図１のライトフィールドサブディスプレイ１０１に対応してもよい。
図４Ａを継続して参照すると、スタックされた導波管アセンブリ１７８はまた、複数の特徴１９８、１９６、１９４、１９２を導波管の間に含んでもよい。いくつかの実施形態では、特徴１９８、１９６、１９４、１９２は、レンズであってもよい。導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０または複数のレンズ１９８、１９６、１９４、１９２は、種々のレベルの波面曲率または光線発散を伴って、画像情報を眼に送信するように構成されてもよい。各導波管レベルは、特定の深度平面と関連付けられてもよく、その深度平面に対応する画像情報を出力するように構成されてもよい。画像投入デバイス４１０、４２０、４３０、４４０、４５０は、それぞれ、眼４０４に向かって出力するために、各個別の導波管にわたって入射光を分散させるように構成され得る、導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０の中にレンダリングされたフレーム画像情報を投入するために利用されてもよい（前述のように）。いくつかの実施形態では、光の単一ビーム（例えば、コリメートされたビーム）が、各導波管の中に投入され、レンダリングされたフレームの特定の導波管と関連付けられる深度面に対応する特定の角度（および発散量）において眼４０４に向かって指向される、クローン化されたコリメートビームの場全体を出力してもよい。
導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０は、全内部反射（ＴＩＲ）によって、光を各個別の導波管内で伝搬させるように構成されてもよい。導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０はそれぞれ、主要上部および底部表面と、それらの主要上部と底部表面との間に延在する縁とを伴う、平面であるかまたは別の形状（例えば、湾曲）であってもよい。図示される構成では、導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０はそれぞれ、光を再指向させ、各個別の導波管内で伝搬させ、導波管から、画像情報を眼４０４に出力することによって、光を導波管から抽出するように構成される、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０を含んでもよい。抽出された光のビームは、導波管によって、導波管内で伝搬する光が光再指向要素に衝打する場所に出力される。光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、例えば、反射または回折光学特徴であってもよい。説明を容易にし、図面を明確にするために、導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０の底部主要表面に配置されて図示されるが、いくつかの実施形態では、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、上部または底部主要表面に配置されてもよい、または直接導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０の容積内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、透明基板に取り付けられ、導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０を形成する、材料の層内に形成されてもよい。いくつかの他の実施形態では、導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０は、モノリシック材料片であってもよく、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、その材料片の表面上および／または内部に形成されてもよい。
図４Ａを継続して参照すると、本明細書に議論されるように、各導波管１８２、１８４、１８６、１８８、１９０は、光を出力し、特定の深度平面または視認方向に基づいて、レンダリングされたフレームまたは提示を形成するように構成される。例えば、眼の最近傍の導波管１８２は、そのような導波管１８２の中に投入されるにつれて、コリメートされた光を眼４０４に送達するように構成されてもよい。コリメートされた光は、光学無限遠焦点面を表し得る。次の導波管１８４は、眼４０４に到達し得る前に、第１のレンズ１９２（例えば、負のレンズ）を通して通過する、コリメートされた光を送出するように構成されてもよい。第１のレンズ１９２は、眼／脳が、その次の導波管１８４から生じる光が光学無限遠から眼４０４に向かって内向きにより近い第１の焦点面または視認方向から生じるように解釈するように、若干の凸面波面曲率を生成するように構成されてもよい。同様に、第３の導波管１８６は、眼４０４に到達する前に、その出力光を第１のレンズ１９２および第２のレンズ１９４の両方を通して通過させる。第１および第２のレンズ１９２および１９４の組み合わせられた屈折力は、眼／脳が、第３の導波管１８６から生じる光が次の導波管１８４からの光であった光学無限遠から人物に向かって内向きにさらにより近い第２の焦点面または視認方向から生じるように解釈するように、波面曲率の別の増分量を生成するように構成されてもよい。故に、導波管スタックの１つまたはそれを上回る導波管は、個々に、または他の導波管と組み合わせて、ライトフィールドサブディスプレイの１つまたはそれを上回るピクセルとして構成されてもよい。
他の導波管層（例えば、導波管１８８、１９０）およびレンズ（例えば、レンズ１９６、１９８）も同様に、スタック内の最高導波管１９０を用いて、人物に最も近い焦点面を表す集約焦点パワーのために、その出力をそれと眼との間のレンズの全てを通して送出するように構成される。スタックされた導波管アセンブリ１７８の他側の世界１４４から生じる光を視認／解釈するとき、レンズ１９８、１９６、１９４、１９２のスタックを補償するために、補償レンズ層１８０が、スタックの上部に配置され、下方のレンズスタック１９８、１９６、１９４、１９２の集約パワーを補償してもよい。そのような構成は、利用可能な導波管／レンズ対と同じ数の知覚される焦点面を提供する。導波管の光抽出光学要素およびレンズの集束側面は両方とも、静的であってもよい（例えば、動的または電気アクティブではない）。いくつかの代替実施形態では、いずれかまたは両方とも、電気アクティブ特徴を使用して、動的であってもよい。
図４Ａを継続して参照すると、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、光をその個別の導波管から再指向し、かつ導波管と関連付けられた特定の深度平面（または視認方向）のための適切な発散またはコリメーション量を用いて本光を出力するように構成されてもよい。その結果、異なる関連付けられた深度平面（または視認方向）を有する導波管は、関連付けられた深度平面（または視認方向）に応じた異なる発散量を用いて光を出力する、異なる構成の光抽出光学要素を有してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に議論されるように、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、具体的角度において光を出力するように構成され得る、立体または表面特徴であってもよい。例えば、光抽出光学要素２８２、２８４、２８６、２８８、２９０は、体積ホログラム、表面ホログラム、および／または回折格子であってもよい。他の実施形態では、それらは、単に、スペーサ（例えば、空隙を形成するためのクラッディング層または構造）であってもよい。
図４Ｂは、導波管によって出力された出射ビームの実施例を示す。１つの導波管が、図示されるが、導波管アセンブリ１７８内の他の導波管も、同様に機能してもよく、導波管アセンブリ１７８は、複数の導波管を含むことを理解されたい。光４００が、導波管１８２の入力縁３８２において導波管１８２の中に投入され、ＴＩＲによって導波管１８２内を伝搬する。光４００が光抽出光学要素２８２に衝突する点において、光の一部が、出射ビーム４０２として導波管から出射する。出射ビーム４０２は、略平行として図示されるが、それらはまた、導波管１８２と関連付けられた深度平面または視認角度に応じて、ある角度で眼４０４に伝搬するように再指向されてもよい（例えば、発散出射ビームを形成する）。略平行出射ビームは、眼４０４から長距離（例えば、光学無限遠）において深度平面上に設定されるように現れる画像を形成するように光を抽出する光抽出光学要素を伴う、導波管を示し得ることを理解されたい。他の導波管または他の光抽出光学要素のセットは、眼４０４がより近い距離に遠近調節し、網膜に合焦させることを要求し、光学無限遠より眼４０４に近い距離からの光として脳によって解釈されるであろう、より多く発散する出射ビームパターンを出力してもよい。
（オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための代替実施形態）
図１は、その上に配置されるライトフィールドサブディスプレイ１０１を伴う４つの伸長要素１０２を有する、回転可能構造１０５を備える、ディスプレイ装置１００の実施例を示すが、ディスプレイ装置１００は、他の実施形態では、異なるように構成されることができる。例えば、回転可能構造は、任意の形状またはサイズを有する、任意の数の伸長要素を備えてもよい。さらに、回転可能構造は、ライトフィールドサブディスプレイの１つまたはそれを上回るアレイを有する、単一構造であってもよい。図５Ａ－５Ｇは、本明細書の本開示による、ディスプレイ装置１００の実施形態のいくつかを図示するが、しかしながら、他の構成も、可能性として考えられる。
図５Ａおよび５Ｂは、プロペラとして構成される異なる回転可能構造１０５を伴う、ディスプレイ装置１００を図示し、伸長要素１０２の数および配列は、図１に図示されるものと異なる（モータ１０４および制御システム１１０は、示されない）。例えば、図５Ａは、３つの伸長要素１０２ａを備える、回転可能構造１０５ａを図示する。図１の伸長要素１０２と同様に、各伸長要素１０２ａは、複数のライトフィールドサブディスプレイ１０１を含む。図５Ａは、３つの等しく離間される伸長要素１０２ａの配列を図示するが、伸長要素１０２ａは、等しく離間される必要はなく、任意の間隔をその間に有してもよい。図５Ｂは、６つの伸長要素１０２ｂを備える、回転可能構造１０５ｂの別の実施例を図示する。伸長要素は、長さまたは幅が等しくある必要はない。さらに、図５Ａおよび５Ｂに図示されるように、各伸長要素（１０２ａ、１０２ｂ）上のライトフィールドサブディスプレイ１０１の数は、同一であるが、これは、回転可能構造の全ての設計に該当する必要はない。ライトフィールドサブディスプレイ１０１の数は、ディスプレイ装置１００の特定の用途によって要求されるように変動されてもよい。
いくつかの実施形態では、伸長要素は、直線である必要はないが、任意の非直線形状を有してもよい（例えば、湾曲、弧状、セグメント化等）。例えば、図５Ｃは、伸長要素１０２ｃが弧状形状を有する、別の回転可能構造１０５ｃを図示し、弧は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１がその上に配置される同一平面に沿ってある。例えば、伸長要素１０２ｃは、回転可能構造１０５ｃの回転軸１２０と垂直な平面に沿って湾曲される。
いくつかの実施形態では、伸長要素は、正方形または長方形断面を有する必要はない。例えば、各伸長要素は、円形または卵形断面を有してもよい。他の実施形態では、伸長要素は、任意の多角形形状の断面（例えば、三角形、五角形、六角形等の断面形状）を有してもよい。図１および５Ａ－５Ｇに図示される実施形態は、複数のライトフィールドサブディスプレイ１０１が回転軸１２０と垂直に単一平面表面に沿って配置されるように描写するが、これは、該当する必要はない。例えば、図５Ａを参照すると、ライトフィールドサブディスプレイ１０１ａ（破線で示される）は、随意に、伸長要素の他の表面上に配置されることができる。
同様に、各伸長要素は、回転可能構造の回転軸１２０と異なる第２の回転軸を中心として回転されてもよい。例えば、図５Ａを参照すると、各伸長要素１０２ａは、伸長要素に沿って延在する軸５３０を有してもよい。ディスプレイ装置１００は、次いで、個々に、または組み合わせて、伸長要素１０５ａのうちの１つまたはそれを上回るものをその独自の軸５３０を中心として回転するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、ディスプレイ装置１００は、複数の回転可能構造を備えてもよい。例えば、図５Ｄは、回転軸１２０を中心として相互に独立して回転され得る、複数の回転可能構造１０５ｄおよび１０５ｅを図示する。図５Ｄは、２つの回転可能構造（１０５ｄ、１０５ｅ）を図示するが、３、４、５、またはそれを上回る回転可能構造も、利用されることができる。図５Ｄに示されるように、伸長要素１０２ｄおよび１０２ｅの数は、各回転可能構造上で同一である必要はないが、しかしながら、それらは、２つの回転可能構造上で数、形状、および配列が同一であってもよい。いくつかの実施形態では、回転可能構造１０５ｄの回転率または回転方向は、回転可能構造１０５ｅの回転率または回転方向と同一である。別の実施形態では、回転率または回転方向は、異なる回転可能構造に関して異なり、例えば、回転可能構造は、反対方向に回転する。さらに、各回転可能構造上に配置されるライトフィールドサブディスプレイ１０１は、同一または同一配列である必要はない。
いくつかの実施形態では、いくつかの伸長要素の使用に加えて、またはその代替として、ディスプレイ装置１００の回転可能構造１０５は、モータ１０４によって回転され得る、透明要素を備えてもよい。透明要素は、プレキシガラスディスクまたは薄い２－Ｄポリマーの熱可塑性もしくはアクリル要素であることができる。例えば、図５Ｅおよび５Ｆは、そのような配列の実施例を図示する。図５Ｅは、透明要素５１０を備える、例示的回転可能構造１０５ｆの斜視図である。図５Ｆは、図５Ｅに示される線Ａ－Ａに沿って得られるディスプレイ装置１００の断面図である。ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、上記に説明されるように、任意の好適な配列において透明要素５１０に取り付けられ、制御システム１１０によって照明されることができる。図５Ｅおよび５Ｆに図示されるように、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の配列が図１および５Ａ－５Ｃに示される伸長要素１０２に沿った配列に類似するように、伸長方向５０２ｆに沿って透明要素５１０の表面上に配置されてもよい。図５Ｆは、透明要素５１０の上側表面上のライトフィールドサブディスプレイ１０１を図示するが、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、透明要素５１０の下側表面に取り付けられる、または透明要素５１０内に配置されてもよい。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、第１の透明ディスクの表面に取り付けられ、次いで、第２の透明ディスクが、第１のディスクにわたって配置されることができる。そのような実施形態は、有利には、サブディスプレイが観察者によってタッチされないように、またはそれを環境損傷から保護することができる。
透明要素５１０の材料は、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１からの光透過の光学性質に全くまたは最小限しか影響を及ぼさないように選択されてもよい（例えば、材料は、可視光下では実質的に透明である）。他の実施形態では、透明要素５１０は、色フィルタ処理、偏光修正、またはライトフィールドサブディスプレイ１０１から放出される光上に付与される他の光学性質を含んでもよい。図５Ｅおよび５Ｆのディスプレイ装置の１つの非限定的利点は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１が、回転ディスクに取り付けられる、またはその中に含有され、これが、外部アイテム（例えば、画像を視認している人物からの手）が図１および５Ａ－５Ｃに示されるプロペラ実施形態の各アーム間に挿入されるリスクを最小限にし得、それによって、ディスプレイ装置１００を損傷させる、または外部アイテムに害を及ぼす潜在性を低減させ得ることである。
図５Ｇは、定常である、ディスプレイ装置の実施形態を図示する。ディスプレイ装置５００は、透明基板５５０上に配置される、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のアレイを備える。図５Ｇは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の１１×１１アレイを図式的に図示するが、しかしながら、任意のサイズｎ×ｍのライトフィールドサブディスプレイアレイが、実装されてもよい。ライトフィールドサブディスプレイ１０１のアレイのサブセットは、制御システム１１０によって照明され、任意の数または配列の伸長要素５０２ｇを生成することによって、伸長特徴５０２ｇを形成してもよい。照明される、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のサブセットアレイは、伸長特徴５０２ｇがディスプレイ装置５００を中心として電気的に回転されるような回転率で変化されてもよい。事実上、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の伸長特徴５０２ｇを連続して照明することによって、制御システム１１０は、プロペラのアームの物理的回転を電子的に模倣することができる。
伸長特徴５０２ｇが回転するにつれて、時間におけるインスタンス毎に、伸長特徴５０２ｇを構成する、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のサブセットアレイは、変化する。故に、伸長特徴５０２ｇは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のストロボ照射またはオンおよびオフの結果として、経路５０３ｇを中心として回転するように見える。伸長特徴５０２ｇが「回転」されるにつれて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のサブセットアレイのライトフィールドサブディスプレイ１０１は、コントローラ１１０によって制御され、画像の３－Ｄ表現を表示する。図５Ｇに図示される実施形態の１つの非限定的利点は、ディスプレイ装置５００の機械的回転部分が存在せず、回転が、コントローラによる処理を通してライトフィールドサブディスプレイ１０１上に付与されることである。したがって、周囲面積に損傷および傷害を生じさせ得る、回転可能構造が存在しない。図５Ｇに示される実施形態では、モータは、ディスプレイ装置５００が定常であるため、使用されない。しかしながら、他の実施形態では、モータが、基板５００の物理的回転と照明されるライトフィールドサブディスプレイ１０１の電子「回転」の組み合わせが、ライトフィールド画像を提供するように、基板５５０を回転させるために使用されることができる。
（例示的非平面ライトフィールドディスプレイ装置）
図６Ａおよび６Ｂは、ディスプレイ装置１００の実施例と、異なる視認方向におけるディスプレイ装置１００によって表示される例示的画像６１０（イヌ）を視認している複数の観察者６２０ａ、６２０ｂとの斜視図である。図６Ａおよび６Ｂに図示されるディスプレイ装置１００は、図１および５Ａ－５Ｇのディスプレイ装置１００に実質的に類似してもよい。
図６Ａは、ディスプレイ装置１００のほぼ正面、例えば、回転軸１２０の方向に対して小角度に位置付けられる、観察者６２０ａを図示する。観察者６２０ａに関するディスプレイ装置１００の視野は、点線６１５ａとして図示される。観察者６２０ａに関して、視野６１５ａは、ディスプレイ装置１００によって表示される画像を完全に視認するために十分に広い。
対照的に、図６Ｂは、観察者６２０ｂが、回転軸１２０から外れたある角度においてディスプレイ装置１００によって投影された画像６１０を視認しているように位置付けられる、観察者６２０ｂを図示する。観察者６２０ｂが、回転軸１２０からますます大きな角度において画像６１０を視認するにつれて、視野６１５ｂは、ますます狭くなり得る。狭い視野６１５ｂは、歪曲された画像、平坦化された画像、またはさらに視認不可能画像をもたらし得る。いくつかの実施形態では、これは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１がますます大きな斜角から視認されることに起因し得、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、回転軸１２０からの増加した大きな角度において光を指向不可能である。ディスプレイ装置１００から投影された光の３－Ｄライトフィールド性質に起因して、軸外の観察者（例えば、観察者６２０ｂ）は、ディスプレイから投影されている異なる視点の画像６１０を知覚するであろう。
故に、図７は、回転軸１２０からより大きい角度においてオブジェクトの３－Ｄ表現を表示するように構成される、ディスプレイ装置１００の実施形態を図示する。図７は、回転可能構造１０５が観察者７２０ａ、７２０ｂに対して凸面状であるように湾曲される、ディスプレイ装置１００の実施例の斜視図を図示する。
図７に図示される実施形態では、回転可能構造１０５の伸長要素１０２は、回転軸１２０と垂直な平面から湾曲され、凸面を達成する。凸面回転可能構造１０５を有する、ディスプレイ装置１００の利点は、（例えば、観察者７２０ａのように）ディスプレイ装置の真正面ではない観察者（例えば、観察者７２０ｂ）に、ディスプレイ装置１００の実質的視野７１５ｂが見え得ることである（例えば、図６Ａおよび６Ｂの平坦回転可能構造と比較して、増加された視野）。
伸長要素１０２の曲率は、ディスプレイ装置１００のための所望の視野を提供するように選択されることができる。曲率は、伸長要素１０２に沿って一定、または伸長要素１０２毎に同一である必要はない。例えば、各伸長要素は、異なる曲率半径を有してもよい、または単一伸長要素１０２は、回転軸からの距離または伸長要素１０２に沿った距離に依存する、曲率半径を有してもよい。
さらに、図７は、図１の回転可能構造１０５に類似する回転可能構造１０５を有する、ディスプレイ装置１００を図示するが、他の実施形態では、ディスプレイ装置１００は、本明細書に説明される任意の回転可能構造を含むことができる。
（オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための例示的ルーチン）
図８は、本明細書に説明されるディスプレイ装置を使用して、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための例証的ルーチンのフロー図である。ルーチン８００は、ライトフィールド画像データを処理し、ライトフィールドサブディスプレイを照明し、オブジェクトまたは画像の３－Ｄ表現を表示するための例示的フローである。ルーチン８００は、ディスプレイ装置１００の実施形態の制御システム１１０によって行われてもよい。
ルーチン８００は、ブロック８１０から開始し、次いで、ブロック８２０に進み、そこでは、制御システムは、回転可能構造１０５が経路１０３に沿ってある回転率で回転軸１２０を中心として回転されるように、モータ１０４によって回転可能構造を駆動する。モータ１０４が回転可能構造１０５を駆動する結果、回転可能構造１０５のライトフィールドサブディスプレイ１０１は、時間の関数としての回転角度に基づく位置と関連付けられる。一定回転率に関して、回転角度は、回転率に時間を乗じて初期回転角度（時間＝０）をプラスしたものである。いくつかの実施形態では、回転率は、部分的に、回転可能構造１０５の配列（例えば、伸長要素または回転可能構造上に配置されるサブディスプレイの数または空間配列）に基づいてもよい。回転率はまた、部分的に、表示されるべきオブジェクトおよびディスプレイ装置１００によって表されるべきオブジェクトのレンダリングされたフレームの数に基づいてもよい。上記に説明されるように、回転率は、人間視覚系が伸長要素を知覚しないように十分に高速であることができる。
ルーチン８００は、ブロック８３０に継続し、そこでは、ライトフィールド画像は、例えば、メモリ１１４または別の異なるもしくは遠隔の記憶ユニットからアクセスされる。いくつかの実装では、画像は、表示されるべきオブジェクトのライトフィールド表現である。ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームから作製されてもよい。各レンダリングされたフレームは、異なる視認方向における表示されるべきオブジェクトの表現であってもよい。このように、複数のレンダリングされたフレームはそれぞれ、オブジェクトの視認方向と関連付けられる。他の実装では、オブジェクトの画像は、オブジェクトが空間内で移動するように見えるように逐次化されてもよい。この場合、アクセスされるライトフィールド画像は、複数のライトフィールド画像を含んでもよく、各ライトフィールド画像は、ビデオの単一フレームである。
ルーチン８００は、ブロック８４０に継続し、そこでは、ライトフィールド画像は、ライトフィールドサブディスプレイにマップされる。例えば、図１の制御システム１１０は、部分的に、ディスプレイ装置の回転角度に基づいて、アクセスされるライトフィールド画像とライトフィールドサブディスプレイ１０１のそれぞれの関連付けまたはマッピングを生成するための命令を実行してもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールド画像の各レンダリングされたフレームは、ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセル（例えば、図２Ａおよび２Ｂのマイクロレンズ）にマッピングされてもよい。マッピングは、部分的に、時間の関数としての回転可能構造の回転率または回転角度に基づいてもよい。ライトフィールド画像のマッピングはまた、ライトフィールドサブディスプレイのマッピングされたピクセル（例えば、図２Ａおよび２Ｂのマイクロレンズ）によって表示されるべきレンダリングされたフレームと関連付けられた視認方向に放出されるべき光の色および強度を判定することを含んでもよい。一実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイへのライトフィールド画像のマッピングは、図９と関連して以下に詳述されるルーチンに従って行われてもよい。
ルーチン８００は、ブロック８５０に継続し、そこでは、ライトフィールドサブディスプレイが、照明される。例えば、ライトフィールドサブディスプレイは、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて照明されてもよい。図１の制御システム１１０は、部分的に、マッピングされたライトフィールド画像および回転可能構造１０５の時間の関数としての回転角度に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１を照明させるための命令を実行してもよい。一実装では、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、時間の関数として、かつ部分的に、レンダリングされたフレームに基づいて、変調されてもよい（例えば、オンおよびオフにされる）。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の位置が、回転可能構造１０５の回転に起因して移動されるにつれて、表されるべきレンダリングされたフレームは、変化されてもよく、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、複数のレンダリングされたフレーム間で切り替えられてもよい（例えば、ストロボ照射される）。一実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の照明は、図１０に関連して以下に詳述されるルーチンに従って行われてもよい。その後、ブロック８６０において、ルーチン８００は、終了する。
種々の実施形態では、ルーチン８００は、図１のディスプレイ装置１００のハードウェアプロセッサ（例えば、図１の制御システム１１０のハードウェアプロセッサ１１２）によって行われてもよい。他の実施形態では、コンピュータ実行可能命令を伴う、遠隔コンピューティングデバイス（ディスプレイ装置とネットワーク通信する）が、ディスプレイ装置にルーチン８００の側面を行わせることができる。
（ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイにマッピングするための例示的ルーチン）
図９は、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイにマッピングするための例証的ルーチンのフロー図である。ルーチン９００は、図１の制御システム１１０のハードウェアプロセッサ１１２または遠隔コンピューティングデバイスが、少なくとも部分的に、回転可能構造１０５の回転角度に基づいて、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイ１０１のそれぞれにマッピングし得る、１つの方法の一実施例であり得る。
ルーチン９００は、ブロック９１０から開始し、次いで、ブロック９２０に進み、そこでは、ライトフィールド画像の１つまたはそれを上回るレンダリングされたフレームが、読み出される。例えば、ルーチン９００のブロック９２０では、ライトフィールド画像が、制御システム１１０のデジタルメモリ１１４からアクセスされ、ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを含んでもよい。各レンダリングされたフレームは、オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示してもよい。さらに、レンダリングされたフレームは、表示されるべきオブジェクトの画像を表すように組み合わせられ得る、複数のレンダリングされたピクセルを備えてもよい。ルーチンは、レンダリングされたフレームのレンダリングされたピクセル毎に、サブルーチン９３０に継続する。
レンダリングされたピクセル毎に、サブルーチン９３０は、ブロック９４０に進み、そこでは、所与のレンダリングされたピクセルの位置が、読み出される。各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム内の位置を有してもよい。例えば、レンダリングされたフレームは、所与の視認方向に関するオブジェクトの２－Ｄ表現であってもよく、各レンダリングされたピクセルは、そのレンダリングされたフレーム内の座標（例えば、ＸおよびＹ座標）位置を有してもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールド画像の各レンダリングされたフレームは、レンダリングされたピクセルの位置がレンダリングされたフレーム毎に一定であるように、同一数のレンダリングされたピクセルを含んでもよい。
ブロック９５０では、ライトフィールドサブディスプレイ位置が、少なくとも部分的に、回転可能構造の回転率（時間の関数として）に基づいて、時間の関数として判定される。
ブロック９６０では、所与のレンダリングされたピクセルの各レンダリングされたピクセル位置が、ライトフィールドサブディスプレイ位置と関連付けられる。いくつかの実施形態では、上記に説明されるように、レンダリングされたピクセルの位置（ｕ）は、時間の関数（ｔ）としての回転可能構造１０５上のライトフィールドサブディスプレイ位置（ｚ）と関連付けられてもよく、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１の位置は、時間の関数としての回転角度に基づく。レンダリングされたピクセルの数および位置がレンダリングされたフレーム間で不変である、いくつかの実施形態では、関連付けは、ライトフィールド画像の任意のレンダリングされたフレームに関して一定であってもよい。ブロック９７０では、ルーチン９００は、レンダリングされたピクセルとライトフィールドサブディスプレイ位置を関連付ける、データ構造（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））を生成（および記憶）することができる。複数のディスプレイ装置は、相互から離れて位置するかまたは物理的に別個に位置する複数のディスプレイ装置によって表示される画像を同期させるように、同一ルックアップテーブルにアクセスすることが可能であってもよい。ブロック９８０において、ルーチンは、終了する。
（ライトフィールドサブディスプレイを照明するための例示的ルーチン）
図１０は、ディスプレイ装置（例えば、図１のディスプレイ装置１００）のライトフィールドサブディスプレイを照明するための例証的ルーチンのフロー図である。ルーチン１０００は、図１の制御システム１１０のハードウェアプロセッサ１１２または遠隔コンピューティングデバイスが、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールドデータに基づいて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１を照明するために使用され得る、方法の一実施例であり得る。
ルーチン１０００は、ブロック１０１０から開始し、次いで、ブロック１０２０に進み、そこでは、ライトフィールド画像が、読み出される。上記に説明されるように、、ライトフィールド画像は、異なる視認方向を表す、複数のレンダリングされたフレームを含んでもよい。複数のレンダリングされたフレームは、オブジェクトをレンダリングされたフレームと関連付けられた視認方向に描出するようにレンダリングされたフレームの各レンダリングされたピクセルと関連付けられた画像をレンダリングするための他の光学性質の中でもとりわけ、色および強度（例えば、画像パラメータ）を含んでもよい。ルーチン１０００は、レンダリングされたフレーム毎に、サブルーチン１０３０に継続する。
レンダリングされたフレーム毎に、サブルーチン１０３０は、ブロック１０４０に進み、変換されるレンダリングされたピクセル位置が、判定される。変換されるレンダリングされたピクセル位置は、例えば、図９のルーチン９００において判定されるように、関連付けられたライトフィールドサブディスプレイの位置に変換されるレンダリングされたピクセルの位置に関連してもよい。いくつかの実施形態では、変換されるレンダリングされたピクセル位置の判定は、データ構造（例えば、図９のブロック９６０において生成されたデータ構造）にアクセスすることによって行われてもよい。
ブロック１０５０では、ライトフィールドサブディスプレイによって放出されるべき光の色および強度は、少なくとも部分的に、表示されるべきレンダリングされたフレームに基づいて判定される。一実装では、色および強度は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１によって表示されるべきレンダリングされたピクセルによって定義されてもよい。例えば、図２Ａおよび２Ｂを参照すると、各レンダリングされたフレームは、視認方向と関連付けられる。ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルアレイ２２５内の各ピクセル（例えば、ピクセル２０５）は、所与のレンダリングされたピクセルにマッピングされ得る、マイクロレンズ２１５ａとの関連付けに基づいて、光を放出する方向と関連付けられてもよい。したがって、ピクセルアレイ２２５の各ピクセル２０５は、時間における任意のインスタンスで所与の視認方向と関連付けられてもよい。本関連付けに基づいて、ピクセルアレイ２２５の所与のピクセル２０５と関連付けられるであろう、レンダリングされたフレームのレンダリングされたピクセルを判定することが可能である。本関連付けから、サブルーチン１０３０は、レンダリングされたフレームの視認方向に基づいて、レンダリングされたピクセルの色および強度を読み出し、ライトフィールドサブディスプレイ１０１の所与のピクセルが放出するであろう、光の色および強度を判定してもよい。
サブルーチン１０３０は、ブロック１０６０に継続し、そこでは、各ライトフィールドサブディスプレイは、判定された色および強度ならびに回転可能構造の回転角度に基づいて照明される。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１０１が回転経路１０３を通して回転されるにつれて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１によって表示されるべきレンダリングされたフレームは、位置の変化に基づいて変化してもよい。故に、ライトフィールドサブディスプレイ１０１０のピクセル２０５は、ライトフィールドサブディスプレイ１０１が回転されるにつれて、ライトフィールドサブディスプレイ１０１によって表示されるべきレンダリングされたフレームに基づいて、照明またはストロボ照射されてもよい（例えば、ライトフィールド画像の異なるレンダリングされたフレーム間で交互される、または切り替えられる）。その後、ブロック１０８０において、ルーチン１０００は、終了する。
（例示的平面ライトフィールドディスプレイ装置）
図１１は、オブジェクトの３－Ｄ表現として観察可能な画像を表示するように構成される、ディスプレイ装置１１００（例えば、本実施例では、フラット画面または平面テレビ）の実施例を図示する。ディスプレイ装置１１００は、ディスプレイパネル１１０５と、制御システム１１１０とを含む。図１１に図示される実施形態では、ディスプレイ装置１１００はまた、ベゼル１１１５と、スタンド１１３０（またはディスプレイ装置を垂直または水平表面のいずれかに固着する他の様式）とを含んでもよい。ディスプレイパネル１１０５は、ディスプレイパネルの視認表面上に配置され、基準視認方向１１２０において視認されるように構成される、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のアレイを含んでもよい。基準視認方向１１２０は、ディスプレイパネル１１０５の平面と垂直であることができる。基準視認方向１１２０は、したがって、ディスプレイの真正面に位置付けられる視認者の方向を向いている。ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、制御システム１１１０によって制御され、オブジェクトの３－Ｄ表現を生成および表示してもよい。オブジェクトの３－Ｄ表現を表示する、１つの可能性として考えられる様式は、複数のライトフィールドサブディスプレイ１１０１が、異なる出射角度で伝搬し、ライトフィールド画像を生成する、光ビームのアレイの中に光を異方的に指向し得るように遂行されることができる。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、図２Ａ－３Ｃに関連して説明されるライトフィールドサブディスプレイ１０１に実質的に類似してもよい。しかしながら、他の構成も、可能性として考えられる。
図１２Ａおよび１２Ｂは、ディスプレイ装置１１００の実施例と、異なる視認方向におけるディスプレイ装置１１００によって表示される例示的画像１２１０（本実施例では、イヌ）を視認している複数の観察者１２２０ａ、１２２０ｂとのトップダウンビューである。図１２Ａおよび１２Ｂに図示されるディスプレイ装置１１００は、図１１のディスプレイ装置１１００に実質的に類似してもよい。
図１２Ａは、ディスプレイ装置１１００のほぼ正面、例えば、基準視認方向１１２０に対して小角度に位置付けられる、観察者１２２０ａを図示する。観察者１２２０ａに関するディスプレイ装置１１００の視野は、点線１２１５ａとして図示される。観察者１２２０ａに関して、視野１２１５ａは、ディスプレイ装置１１００によって表示される画像を完全に視認するために十分に広い。
対照的に、図１２Ｂは、観察者１２２０ｂが、基準視認方向１１２０から外れたある角度において、ディスプレイ装置１１００によって投影された画像１２１０を視認しているように位置付けられる、観察者１２２０ｂを図示する。観察者１２２０ｂが、基準視認方向１１２０からますます大きな角度で画像１２１０を視認するにつれて、視野１２１５ｂは、ますます狭くなり得る。狭い視野１２１５ｂは、歪曲された画像、平坦化された画像、またはさらに視認不可能画像をもたらし得る。いくつかの実施形態では、これは、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１がますます大きな斜角から視認されることに起因し得、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、基準視認方向１１２０から増加したより大きな角度において光を指向することが不可能である。ディスプレイ装置１１００から投影された光の３－Ｄライトフィールド性質に起因して、軸外の観察者（例えば、観察者１２２０ｂ）は、ディスプレイから投影されている異なる視点の画像１２１０を知覚するであろう。
（例示的非平面ライトフィールドディスプレイ装置）
図１３Ａは、オブジェクトの３－Ｄ表現として観察可能な画像を表示するように構成される、ディスプレイ装置１１００の実施例を図示する。ディスプレイ装置１１００は、ディスプレイパネル１３０５と、制御システム１１１０とを含む。制御システム１１１０は、ディスプレイ装置１１００に固定して取り付けられる、またはディスプレイ装置１１００に関連する他の場所（例えば、部屋の別個の部分または中央制御屋内に）位置する等、種々の構成において搭載され得る、ディスプレイ装置１１００に動作可能に結合されてもよい。ディスプレイパネル１３０５は、ある視認方向から視認されるように構成され、視認表面上に配置されるライトフィールドサブディスプレイ１１０１のアレイを含んでもよい。図１３Ａは、基準視認方向１１２０からより大きい角度（例えば、図１１の平面ディスプレイ１１００と比較して、視認方向からより大きい角度）でオブジェクトの３－Ｄ表現を表示するように構成される湾曲ディスプレイパネル１３０５を有する、ディスプレイ装置１１００の実施例を描写する。図１１を参照して説明されるように、基準視認方向は、ディスプレイの中心に対して接する平面と垂直であることができる（例えば、図１３Ａ参照）。基準視認方向１１２０は、概して、ディスプレイ装置１１００の真正面に位置付けられる視認者の方向に向いている。いくつかの実施形態では、制御システム１１１０は、ディスプレイ装置１１００によって投影されるべき所望の画像に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の作動（例えば、各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の照明のタイミング、強度、および色）を制御するように構成されてもよい。
図１３Ａに図示される実施形態では、ディスプレイ装置１１００は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）テレビ、発光ダイオード（ＬＥＤ）テレビ、または他のフラット画面テレビに類似する様式で動作され得る、テレビとして描写される。そのような構成は、ベゼル１１１５と、スタンド１１３０とを含んでもよい。スタンド１１３０は、ディスプレイ装置１１００を水平表面（例えば、台または棚）上に支持するように構成されてもよい。別の実施形態では、スタンド１１３０は、ディスプレイ装置を垂直表面（例えば、壁）に取り付けるか、または、ディスプレイ装置１１００をディスプレイ装置１１００の上方の取付部から吊架するように構成される、吊架式デバイスとして構成されてもよい。ベゼル１１１５は、制御システム１１１０と、ディスプレイ装置１００を動作させるための他の電子および駆動回路とを備えてもよい。
図１３Ａに図示されるように、ディスプレイパネル１３０５は、そこに適用される曲線を有する。例えば、ディスプレイパネル１３０５は、基準視認方向１１２０から視認され、基準視認方向１１２０と垂直な平面から湾曲されるように構成されてもよい。曲率半径は、図１３Ｂに関連して以下に説明されるように、図１１の平面ディスプレイ１１００と比較して、視認方向からより大きい角度を提供するように構成される、任意の所望の曲率であってもよい。図１３Ａは、ディスプレイ装置１１００の実施例を図示し、ディスプレイパネル１３０５は、基準視認方向１１２０に対して凸面状であるように、基準視認方向１１２０と垂直な平面から湾曲される。例えば、図１３Ａは、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸として示される想像軸を描写する。これらの軸は、例証目的のためだけのものである。図１３Ａの実施形態では、Ｚ軸は、基準視認方向１１２０と平行であってもよい。ＸおよびＹ軸は、Ｘ軸と垂直な平面、例えば、基準視認方向１２０を形成してもよい。ＸおよびＹ軸もまた、相互に垂直であってもよく、Ｘ軸は、水平であって、Ｙ軸は、垂直である。図１３Ａに示されるように、ディスプレイパネル１３０５は、視認方向と垂直な平面から湾曲され、垂直（例えば、Ｙ）軸を中心として凸面状に湾曲されてもよい。ディスプレイパネル１３０５は、円筒形である形状を有してもよく、例えば、ディスプレイパネル１３０５は、一端で立っている円筒形の一部に類似してもよい。図１３Ａは、ディスプレイパネル１３０５の一実施例を図示するが、しかしながら、他の構成も、例えば、図１４Ａ－１４Ｅに示されるように、可能性として考えられる。
図１３Ａを継続して参照すると、ディスプレイパネル１３０５は、その上に配置されるライトフィールドサブディスプレイ１０１のアレイを含んでもよい。図１３Ａは、ディスプレイパネル上に配置される１２１のライトフィールドサブディスプレイ１１０１を示すが、他の実施形態も、可能性として考えられる。例えば、ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ１１０１の数は、わずか１、２、３、４、５、６つ、もしくはそれを上回る、または以下に説明されるように、所望の画像分解能を提供するための必要に応じた数であることができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル１３０５は、その上に配置される、単一ライトフィールドサブディスプレイ１１０１を備えてもよい。ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、ライトフィールドを生成するように構成される、任意のディスプレイであってもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、異方性光を放出する（例えば、指向性に放出される）ように構成される、１つまたはそれを上回るピクセルを備えてもよい。例えば、図２Ａ－３Ｃに関連してより詳細に説明されるように、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、マイクロレンズアレイに向かって光を等方的に放出するピクセルアレイに隣接して配置される、マイクロレンズアレイを備えてもよい。マイクロレンズアレイは、ピクセルアレイから、異なる出射角度で伝搬し、ライトフィールド画像を生成する、ビームのアレイの中に光を再指向する。いくつかの実施形態では、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルとして構成されてもよい。別の実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、図４Ａおよび４Ｂに関連して以下に説明されるように、ライトフィールドを生成する、導波管スタックアセンブリを含んでもよい。
いくつかの実装では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、制御システム１１１０によって制御され、オブジェクトの３－Ｄ表現を生成および表示してもよい。例えば、制御システム１１１０は、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の照明を駆動し、オブジェクトの３－Ｄ表現として表示されるべき見物人によって観察可能な画像を表示するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、複数のライトフィールドサブディスプレイ１１０１はそれぞれ、以下に説明されるように、コントローラ１１１０のデジタルメモリ１１１２（例えば、非一過性データ記憶装置）内に記憶されるライトフィールド画像データに従って照明され、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示し得る、１つまたはそれを上回るピクセルを備えてもよい。各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の照明は、観察者によって視認され得る、画像の表現を投影してもよい。画像は、オブジェクト、グラフィック、テキスト等を含むことができる。画像は、ビデオ内におけるように移動または変化するように見える、オブジェクトまたは物を投影する、一連の画像フレームの一部であってもよい。表現は、３－Ｄであるように現れ得、投影ではなく自然オブジェクトであるように、観察者に間違われ得る。光は、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１から指向性に放出されるため、画像は、空中に浮いているように現れ、それによって、通行人からの注意を誘引し得る。故に、ディスプレイ装置１１００は、有利には、広告、マーケティング、または販売において、提示のため、または別様に関心を引く、もしくは情報を視認者に伝達するために使用されることができる。ディスプレイ装置１１００は、ディスプレイ装置１１００から視認可能距離に位置する人物が、ディスプレイパネル１３０５に向かって見ることによって、ディスプレイ装置１１００によって表示される画像を視認可能である、店先または視認可能面積に設置されてもよい。
コンピュータ化された制御システム１１１０のローカルデータ処理モジュールは、ハードウェアプロセッサ１１１２と、デジタルメモリ１１１４とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、デジタルメモリ１１１４は、不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）または任意の非一過性コンピュータ可読媒体であってもよい。デジタルメモリ１１１４は、ハードウェアプロセッサ１１１２のための命令を定義するデータを記憶するように構成されてもよい。これらの命令は、ディスプレイ装置１１００の機能を行うようにハードウェアプロセッサ１１１２を構成してもよい。例えば、ハードウェアプロセッサ１１１２およびデジタルメモリ１１１４は両方とも、ライトフィールドデータの処理、キャッシュ、および記憶を補助するために利用されてもよい。データは、ａ）表示されるべきオブジェクトのライトフィールド画像、ｂ）ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイの位置、またはｃ）ライトフィールドサブディスプレイ位置へのライトフィールド画像のマッピングに関連するデータを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ライトフィールド画像は、オブジェクトの複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、視認方向（例えば、観察者がディスプレイ装置１１００に対し得る方向）におけるオブジェクトの２－Ｄ表現である。各レンダリングされたフレームは、以降、レンダリングされたピクセルと称される、複数のピクセルを備えてもよく、これは、組み合わせられ、表示されるべきオブジェクトの画像を表し得る。各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム上の位置（例えば、レンダリングされたピクセル位置）と関連付けられてもよい。複数のレンダリングされたフレームおよびレンダリングされたピクセル位置は、制御システム１１１０によるアクセスおよび使用のために、デジタルメモリ１１１４内に記憶されてもよい。ライトフィールド画像は、撮像パラメータ（例えば、レンダリングされたフレームを表示するための光の色および強度）を含んでもよく、撮像パラメータは、レンダリングされたフレームの視認方向と関連付けられる。
いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ位置は、ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ１１０１の位置であってもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、図１３Ａに図示されるように、アレイまたはグリッド状パターンで配列されてもよい。他の構成も、可能性として考えられる。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、ディスプレイパネル１３０５上の中心点から半径方向に延在する、螺旋配列において配列されてもよい。または、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、自転車の車輪のスポークと同様に、中心点から外向きに延在する多数の線形配列で配列されてもよい。ライトフィールドサブディスプレイ位置はまた、時間の関数として各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のコンポーネント（例えば、以下に説明されるマイクロレンズ）の位置を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ハードウェアプロセッサ１１１２は、デジタルメモリ１１１４に動作可能に結合され、デジタルメモリ１１１４内のデータを分析および処理するように構成されてもよい。ハードウェアプロセッサ１１１２はまた、各ライトフィールドサブディスプレイ１０１に動作可能に結合され、デジタルメモリ１１１４内に記憶されるライトフィールド画像に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルを駆動するように構成されてもよい。例えば、ハードウェアプロセッサ１１１２は、各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１（例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセル）を駆動し、レンダリングされたピクセル位置およびデジタルメモリ１１１２内に記憶される画像パラメータと関連付けられた光を放出してもよい。いくつかの実施形態では、画像パラメータは、レンダリングされたフレームの他のレンダリングされたピクセルと組み合わせられると、画像をレンダリングする、レンダリングされたピクセルの特性として構成されてもよい。非限定的実施例として、画像パラメータは、画像をレンダリングするための色、強度、形状、明るさ、または任意の他の光学性質として構成されてもよい。レンダリングされたフレームの指向性側面は、観察者に、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１からの照明をオブジェクトの３－Ｄ表現を表示するものとして知覚させ得る。
オブジェクトの３－Ｄ表現の表示が遂行され得る、１つの可能性として考えられる様式は、多数の視点が制御システム１１１０または別のレンダリングエンジンによって事前にレンダリングされ得ることである。ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ１１０１の任意の所与の配列に関して、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルの位置（ｚ）を表示されるべきレンダリングされたフレーム（ｋ）のレンダリングされたピクセル（ｕ）にマッピングする、マッピングが、生成される、または読み出されてもよい。本マッピングは、プロセッサ１１２によって遂行されてもよく、これは、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、または特殊目的ハードウェア（例えば、浮動点ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））を含んでもよい。
一実施形態では、制御システム１１１０は、レンダリングされたフレームのレンダリングされたピクセルをマッピングするように構成されることができる。例えば、レンダリングされたフレームｋは、表示されるべきオブジェクトの視認方向と関連付けられることができ、レンダリングされたピクセル（ｕ）は、レンダリングされたフレーム（ｋ）内の位置（例えば、座標、例えば、ＸおよびＹ座標または位置座標によって表される）を有することができる。本マッピングは、一定であって、表示されるべきオブジェクトから独立してもよく、したがって、データ構造（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））において（例えば、デジタルメモリ１１１４内に）事前に算出および記憶されてもよい。
一実施形態では、制御システム１１１０はまた、レンダリングされたピクセル位置をライトフィールドサブディスプレイ１１０１の位置にマッピングするように構成されてもよい。例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の各ピクセルは、異なるディスプレイパネル１３０５上の位置に位置することができる。ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルによって放出される光のためのレンダリングされたピクセル位置は、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の位置のために変換されてもよい。故に、レンダリングされたフレーム（ｋ）の各レンダリングされたピクセル位置（ｕ）は、ディスプレイパネル１１０５上のピクセルの位置（ｚ）に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルの所与の位置と関連付けられることができる。したがって、各レンダリングされたフレームの対応するレンダリングされたピクセルは、ともに収集され、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルにマッピングされることができる。マッピングは、レンダリングされたピクセル位置がライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルに変換され、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１から放出される光がレンダリングされたフレームの視認方向に基づいて異方的に指向されるように構成される。これはまた、上記に説明されるものと同一のデータ構造または異なるデータ構造であり得る、データ構造（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））において事前に算出および記憶されてもよい（例えば、デジタルメモリ１１１４内に）。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセルは、異なる画像フレームが表示されるにつれて（例えば、画像は、ビデオにおけるように移動または変化するように現れるオブジェクトまたは物を投影する、一連の画像フレームの一部であってもよい）、レンダリングされたピクセル毎に画像パラメータを含む、レンダリングされたフレームの変換されるレンダリングされたピクセル位置に基づいて、ストロボ照射されてもよい（例えば、ライトフィールド画像の異なるレンダリングされたフレーム間で交互される、または切り替えられる）。
いくつかの実施形態では、画像パラメータは、ディスプレイパネル３０５の形状またはライトフィールドサブディスプレイ１１０１（またはそのピクセル）の位置に基づいてもよい。例えば、ディスプレイパネル１３０５の曲線に起因して、いくつかのライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、他のライトフィールドサブディスプレイ１１０１と比較して、観察者からより遠くなる。ディスプレイパネル１３０５の中心の近傍に配置される、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、観察者に物理的により近くなり得る一方、ディスプレイパネル１３０５の縁（例えば、ディスプレイパネル１３０５の右または左側のライトフィールドサブディスプレイ）の近傍に配置される、ライトフィールドサブディスプレイ１０１は、より遠くなる。いくつかの場合では、観察者から離れたライトフィールドサブディスプレイ１１０１からの、表示されるオブジェクトの観察者によって視認されるような光の見掛け強度は、距離あたりの照明量が観察者からより遠いライトフィールドサブディスプレイ１１０１に関して減少するため、観察者により近いライトフィールドサブディスプレイ１１０１から放出される光の強度より低い傾向にあり得る。したがって、いくつかの実装では、ディスプレイパネル１３０５にわたる画像の見掛け強度を比較的に一定に保つために、照明の明るさが、観察者からの距離に基づいてスケーリングされることができる。例えば、照明は、最も近いライトフィールドサブディスプレイ１１０１と特定のライトフィールドサブディスプレイ１１０１との間の距離の差異に基づいてスケーリングされてもよい。いくつかの実施形態では、スケーリングは、ディスプレイパネル１３０５の形状に基づいてもよい。いくつかの実施形態では、スケーリングは、ディスプレイパネル１３０５の形状に関連して線形または湾曲であってもよい。他の実装では、より大きい距離におけるライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、増加されたサイズ、増加されたピクセルの数、またはその両方（観察者により近いライトフィールドサブディスプレイ１１０１と比較して）を有してもよい。さらに他の実装では、より多くのライトフィールドサブディスプレイ１１０１が、例えば、隣接するライトフィールドサブディスプレイ１１０１間の間隔を減少させることによって、より大きい距離において使用されてもよい。
制御システム１１０は、ネットワークへの接続を含み、例えば、ディスプレイ装置１１００によって表示されるべき画像または画像表示命令を受信することができる。ディスプレイ装置１１００は、オーディオ能力を含むことができる。例えば、ディスプレイ装置１１００は、スピーカシステム１１１８を含むか、または、それに接続され、投影された画像と組み合わせて、オーディオを投影してもよい。いくつかの実装では、ディスプレイ装置１１００は、マイクロホン１１１９および音声認識技術を含み、ディスプレイ装置１１００が、視認者からのオーディオコマンドまたは注釈を受信および処理することを可能にすることができる。例えば、ディスプレイ装置１１００は、関与する視認者からの注釈を認識し、注釈に応答して、ディスプレイ装置１１００を修正するためのアクションを行うように構成されてもよい（例えば、投影された画像の色を変化させる、投影された画像を変化させる、注釈に対するオーディオ応答を出力する等によって）。実施例として、小売店環境では、ディスプレイは、販売のための製品の画像を示してもよく、製品の価格についての質問に応答して、ディスプレイは、聴覚的に（例えば、「本製品は本日２ドルで販売されています」。）または表示される画像内の変化（例えば、価格を示すテキストまたはグラフィック）によって価格を出力してもよい。
ディスプレイ装置１１００は、近接度センサ１１１６を含み、オブジェクトが近傍にあるかどうかを検出してもよく、制御システム１１１０は、検出に基づいて、適切なアクションを行うことができる。例えば、近接度センサ１１１６は、通行人を検出し、ディスプレイ装置１１００をアクティブ化し、オブジェクトを表示し、通行人を誘引してもよい。いくつかの実施形態では、近接度センサ１１１６は、観察者の不在を検出し、ディスプレイ装置１１００をオフまたはシャットダウンするように構成されてもよい。
任意の特定の科学的理論に拘束されるわけではないが、本明細書に説明される実施形態の１つの非限定的利点は、図１３Ｂに描写されるように、ディスプレイ装置１１００の真正面ではない観察者に、ディスプレイ装置１１００の実質的視野が見え得るということである（例えば、図１２Ａおよび１２Ｂの平面ディスプレイパネル１１０５と比較して、増加された視野）。図１３Ｂは、基準視認方向１１２０からより大きい角度でオブジェクトの３－Ｄ表現を表示するように構成される、図１３Ａのディスプレイ装置１１００の実施形態のトップダウンビューを図示する。図１３Ｂは、ディスプレイパネル１３０５が観察者１２２０ａ、１２２０ｂに対して凸面状であるように湾曲される、ディスプレイ装置１１００の実施例のトップダウンビューを図示する。
図１３Ｂに図示される実施形態では、ディスプレイパネル１３０５は、上記に説明されるように、基準視認方向１１２０と垂直な平面から湾曲され、凸面を達成する。凸面ディスプレイパネル１３０５を有する、ディスプレイ装置１１００の１つの非限定的利点は、（例えば、観察者１２２０ａのように）ディスプレイ装置の真正面ではない観察者（例えば、観察者１２２０ｂ）に、ディスプレイ装置１１００の実質的視野１３１５ｂが見え得ることである（例えば、図１２Ａおよび１２Ｂの平面ディスプレイパネル１１０５と比較して、増加された視野）。いくつかの実施形態では、観察者の視野は、ディスプレイパネル１３０５が湾曲される平面と垂直な平面上で増加されてもよい。例えば、図１３Ｂに図示されるように、ディスプレイパネル１３０５は、ＸおよびＹ軸によって形成される平面から湾曲され、観察者１２２０ｂの視野１３１５ｂは、ＸおよびＺ軸によって形成される平面上で増加される（視野１２１５ｂと比較して）。他の構成も、ディスプレイパネル１３０５の曲率に基づいて、例えば、図１４Ａ－１４Ｅに示されるように、可能性として考えられる。
ディスプレイパネル１３０５の曲率は、ディスプレイ装置１１００のための所望の視野を提供するように選択されることができる。曲率は、ディスプレイパネル１３０５に沿って一定であることまたはディスプレイパネル１３０５の軸毎に同一であることは必要ない（例えば、図１４Ａ－１４Ｅに図示されるように）。例えば、Ｙ軸を中心とした曲率半径は、Ｘ軸を中心とした曲率半径と異なってもよい。または、ディスプレイパネル１３０５は、一方または両方の軸を中心として変動する、曲率半径を有してもよい。故に、図１３Ｂは、図１３Ｂのディスプレイパネル１３０５に類似するディスプレイパネル１３０５を有する、ディスプレイ装置１１００を図示するが、他の実施形態では、ディスプレイ装置１１００は、本明細書に説明されるように、任意のディスプレイパネルを含むことができる。
ライトフィールドを生成するためのデバイスの実施例は、本明細書に、図２Ａ－４Ｂを参照して説明されるが、単一ライトフィールドサブディスプレイタイプがオブジェクトの３－Ｄ表現をディスプレイ装置内に表示するために必要とされるわけではないことを理解されたい。複数のライトフィールドサブディスプレイが湾曲ディスプレイパネル上に配置され、オブジェクトの３－Ｄ表現を生成するような他のライトフィールドディスプレイも、想定される。例えば、２０１６年１月２９日に出願され、「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ」と題された米国特許出願第６２／２８８，６８０号および２０１６年５月３１日に出願され、「Ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｉｍａｇｅ」と題された米国特許出願第６２／３４３，７２２号（そのそれぞれが開示する全てに関して参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるライトフィールドサブディスプレイ、アセンブリ、または配列のいずれかが、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するために実装されることができる。
（オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための代替実施形態）
図１１は、視認方向と垂直な平面から湾曲されるディスプレイパネル１３０５を備える、ディスプレイ装置１１００の実施例を示すが、ディスプレイ装置１１００は、他の実施形態では、異なるように構成されることができる。例えば、ディスプレイ装置１１００は、任意の数のライトフィールドサブディスプレイを備えてもよく、例えば、ディスプレイパネル１３０５は、ディスプレイパネル１３０５の全体にわたって配置される、単一ライトフィールドサブディスプレイを備えてもよい。別の実施形態では、組み合わせて、または代替として、ディスプレイパネル１３０５は、任意の形状またはサイズを有してもよい。図１４Ａ－１４Ｅは、本明細書の本開示によるディスプレイ装置１１００の実施形態のいくつかを図示するが、しかしながら、他の構成も、可能性として考えられる。いくつかの実施形態では、種々の構成は、円筒形、球状、扁平楕円体、または長平楕円体の一部として成形される、ディスプレイパネルを生成してもよい。
図１４Ａは、図１３Ａのディスプレイパネル１３０５と異なる曲率を用いて構成される、ディスプレイパネル１３０５ａを含む、ディスプレイ装置１１００を図示する。例えば、図１４Ａは、例証目的のためだけに、想像軸Ｘ、Ｙ、およびＺを描写し、これは、図１３Ａに描写される軸に実質的に類似してもよい。故に、図１４Ａは、基準視認方向１１２０（例えば、Ｚ軸）と垂直な平面から湾曲され、水平（例えば、Ｘ）軸を中心として凸面状に湾曲される、ディスプレイパネル１３０５ａを図示する。ディスプレイパネル１３０５ａは、円筒形形状を有してもよく、例えば、ディスプレイパネル１３０５ａは、湾曲表面上に位置付けられる、円筒形の一部に類似してもよい。
いくつかの実施形態では、ディスプレイ装置１１００は、例えば、図１４Ｂおよび１４Ｃに示されるように、２つの軸を中心として湾曲される、ディスプレイパネル１３０５を備えてもよい。例えば、図１４Ｂは、水平（例えば、Ｘ）軸および垂直（例えば、Ｙ）軸を中心として湾曲される、ディスプレイパネル１３０５ｂの実施形態を図示する。いくつかの実施形態では、水平および垂直軸を中心とした曲率半径は、実質的に同一であってもよい。同様に定寸される半径は、球体の一部として成形される、ディスプレイパネル１３０５ｂをもたらし得る。他の実施形態では、水平および垂直軸を中心とした曲率半径は、例えば、図１４Ｃに示されるように、異なってもよい。図１４Ｃは、図１４Ｂに類似する、ディスプレイパネル１３０５ｃの実施形態を描写するが、しかしながら、水平（例えば、Ｘ）軸を中心とした曲率半径は、垂直（例えば、Ｙ）軸を中心とした曲率半径より小さくなり得る。垂直軸を中心とした半径より小さい、水平軸を中心とした曲率半径は、扁平楕円体の一部として成形される、ディスプレイパネル１３０５ｃをもたらし得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、水平（例えば、Ｘ）軸を中心とした曲率半径は、垂直（例えば、Ｙ）軸を中心とした曲率半径より大きくなり得、これは、長平楕円体の一部として成形される、ディスプレイパネル（図示せず）をもたらし得る。
他の構成も、可能性として考えられる。例えば、軸は、第１、第２、および第３の軸と見なされてもよい。第３の軸は、基準視認方向１１２０と平行であってもよく、第１および第２の軸は、上記に説明される軸に類似する、第３の軸と垂直な平面を形成してもよい。しかしながら、第１および第２の軸は、相互に垂直である必要はなく、各軸に対して９０度未満またはそれを上回るある角度にあってもよい。いくつかの実施形態では、組み合わせて、または代替として、第１および第２の軸はまた、水平または垂直である必要はなく、図１３Ａおよび１４Ａ－１４Ｃに関連して議論される水平または垂直配列に対して任意の角度にあってもよい。故に、ディスプレイパネル１３０５は、視認方向と垂直な平面から湾曲されてもよく、第１の軸、第２の軸、または第１および第２の軸を中心として湾曲されてもよい。
いくつかの実施形態では、ディスプレイ装置１１００は、相互に独立して湾曲され得る複数のディスプレイ領域を含む、ディスプレイパネル１３０５を備えてもよい（例えば、図１４Ｄおよび１４Ｅ）。例えば、ディスプレイパネルは、複数のディスプレイ領域に比喩的に分割されてもよく、それぞれ、ライトフィールドサブディスプレイまたは１つもしくはそれを上回る個々のライトフィールドサブディスプレイの一部を構成する。各ディスプレイ領域は、平面表面または湾曲表面を含んでもよい。例えば、図１４Ｄは、例証的ライン１４６５ｄおよび１４８５ｅに沿って分割される（点線として示される）、複数のディスプレイ領域（例えば、ディスプレイ領域１４６０ｄ、１４７０ｄ、および１４８０ｄ）を備える、ディスプレイパネル１３０５ｄの実施形態を図示する。ディスプレイ領域１４７０ｄは、ディスプレイパネル１３０５ｄの中心面積の近傍またはそれを中心として位置付けられてもよい。本実施形態では、ディスプレイ領域１４７０ｄは、ディスプレイ領域１４７０ｄが基準視認方向１１２０と略垂直であるように、湾曲されなくてもよい。ディスプレイ領域１４６０ｄおよび１４８０ｄは、本明細書に説明されるものと実質的に類似する様式において、視認方向と垂直な平面から湾曲されてもよい。同様に、図１４Ｅは、例証的線１４６５ｅ（点線円形線として示される）に沿って分割される２つのディスプレイ領域４６０ｅおよび１４７０ｅを備える、ディスプレイパネル１３０５ｅの実施形態を図示する。ディスプレイ領域１４７０ｅは、ディスプレイ領域１４７０ｅが基準視認方向１１２０と略垂直であるという点において、図１４Ｄのディスプレイ領域１４７０ｄに類似してもよい。ディスプレイ領域１４６０ｅは、本明細書に説明されるものと実質的に類似する様式において、視認方向と垂直な平面から湾曲されてもよい。故に、ディスプレイパネル１３０５ｅは、平面表面をディスプレイ領域１４７０ｅに有する、部分的球体（またはいくつかの実施形態では回転楕円体）であってもよい。
ある実施形態が、本明細書に説明されたが、他の構成も、可能性として考えられる。例えば、ディスプレイパネルは、任意の数のディスプレイ領域、例えば、１、２、４、５、６つ等を備えてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ領域のそれぞれに適用される曲線は、同一である必要はなく、他のディスプレイ領域と比較して、ディスプレイ領域毎に異なってもよい。他の実施形態では、ディスプレイパネルは、ディスプレイ領域の形状または構成において対称である必要はない。いくつかの実施形態では、中心面積の近傍に配置されるディスプレイ領域は、平面である必要はなく、湾曲されてもよい一方、ディスプレイパネルの縁のまたは中心面積から外れた他のディスプレイ領域は、平面であってもよい。
（オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための例示的ルーチン）
図１５は、本明細書に説明されるディスプレイ装置を使用して、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための例証的ルーチンのフロー図である。ルーチン１５００は、処理ライトフィールド画像およびライトフィールドサブディスプレイを照明し、オブジェクトまたは画像の３－Ｄ表現を表示するための例示的フローである。ルーチン１５００は、ディスプレイ装置１１００の実施形態の制御システム１１１０によって行われてもよい。
ブロック１５１０では、ライトフィールド画像は、例えば、メモリ１１１４または別の異なるまたは遠隔の記憶ユニットからアクセスされる。いくつかの実装では、画像は、表示されるべきオブジェクトのライトフィールド表現である。ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームから作製されてもよい。各レンダリングされたフレームは、異なる視認方向における表示されるべきオブジェクトの表現であってもよい。このように、複数のレンダリングされたフレームはそれぞれ、オブジェクトの視認方向と関連付けられる。他の実装では、オブジェクトの画像は、オブジェクトが空間内で移動するように見えるように逐次化されてもよい。この場合、アクセスされるライトフィールド画像は、複数のライトフィールド画像を含んでもよく、各ライトフィールド画像は、ビデオの単一フレームである。
ルーチン１５００は、ブロック１５２０に継続し、そこでは、ライトフィールド画像は、ライトフィールドサブディスプレイにマップされる。例えば、図１３Ａの制御システム１１１０は、部分的に、ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ１１０１の位置に基づいて、アクセスされたライトフィールド画像とライトフィールドサブディスプレイ１１０１のそれぞれの関連付けまたはマッピングを生成するための命令を実行してもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールド画像の各レンダリングされたフレームは、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセル（例えば、マイクロレンズ）にマッピングされてもよい。マッピングは、部分的に、ディスプレイパネル１３０５上のピクセル（例えば、図２Ａおよび２Ｂのマイクロレンズ）の位置に基づいてもよい。ライトフィールド画像のマッピングはまた、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のマッピングされたピクセル（例えば、図２Ａおよび２Ｂのマイクロレンズ）によって表示されるべきレンダリングされたフレームと関連付けられた視認方向に放出されるべき光の色および強度を判定することを含んでもよい。一実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１へのライトフィールド画像のマッピングは、図１６に関連して以下に詳述されるルーチンに従って行われてもよい。
ルーチン１５００は、ブロック１５３０に継続し、そこでは、ライトフィールドサブディスプレイは、照明される。例えば、ライトフィールドサブディスプレイは、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、照明されてもよい。図１３Ａの制御システム１１１０は、部分的に、マッピングされたライトフィールド画像およびディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ１１０１の位置に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１を照明させるための命令を実行してもよい。一実装では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、部分的に、オブジェクトが空間内で移動して見えるように構成されるオブジェクトのレンダリングされたフレーム間での切替に基づいて、時間の関数として変調されてもよい（例えば、オンおよびオフにされる）。一実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の照明は、図１７に関連して以下に詳述されるルーチンに従って行われてもよい。その後、ルーチン１５００は、終了する。
種々の実施形態では、ルーチン１５００は、図１３Ａのディスプレイ装置１１００のハードウェアプロセッサ（例えば、図１３Ａのハードウェアプロセッサ１１１２）によって行われてもよい。他の実施形態では、コンピュータ実行可能命令を伴う、遠隔コンピューティングデバイス（ディスプレイ装置とネットワーク通信する）が、ディスプレイ装置にルーチン１５００の側面を行わせることができる。
（ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイにマッピングするための例示的ルーチン）
図１６は、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイにマッピングするための例証的ルーチンのフロー図である。ルーチン１６００は、図１３Ａの制御システム１１１０のハードウェアプロセッサ１１１２または遠隔コンピューティングデバイスが、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ１０１の位置に基づいて、ライトフィールド画像をライトフィールドサブディスプレイ１１０１のそれぞれにマッピングし得る、１つの方法の一実施例であり得る。
ルーチン１６００は、ブロック１６１０から開始し、そこでは、ライトフィールド画像の１つまたはそれを上回るレンダリングされたフレームが、読み出される。例えば、ブロック１６１０では、ライトフィールド画像は、制御システム１１１０のデジタルメモリ１１１４からアクセスされ、ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを含んでもよい。各レンダリングされたフレームは、オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示してもよい。さらに、レンダリングされたフレームは、表示されるべきオブジェクトの画像を表すように組み合わせられ得る、複数のレンダリングされたピクセルを備えてもよい。ルーチンは、レンダリングされたフレームのレンダリングされたピクセル毎に、サブルーチン１６２０に継続する。
レンダリングされたピクセル毎に、サブルーチン１６２０は、ブロック１６３０に進み、各レンダリングされたピクセルの位置が、読み出される。各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム内の位置を有してもよい。例えば、レンダリングされたフレームは、所与の視認方向に関するオブジェクトの２－Ｄ表現であってもよく、各レンダリングされたピクセルは、そのレンダリングされたフレーム内の座標（例えば、ＸおよびＹ座標）位置を有してもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールド画像の各レンダリングされたフレームは、レンダリングされたピクセルの位置がレンダリングされたフレーム毎に一定であるように、同一数のレンダリングされたピクセルを含んでもよい。
ブロック１６４０では、ライトフィールドサブディスプレイ位置は、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて判定される。例えば、図１３Ａの各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、ディスプレイパネル１３０５内の場所（例えば、ＸおよびＹ座標）を有してもよい。いくつかの実施形態では、各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１（または、例えば、そのピクセル）の基準視認方向１１２０（例えば、Ｚ座標）と垂直な平面からの距離が、判定されてもよい。いくつかの実施形態では、ライトフィールドサブディスプレイの位置は、定常のままであってもよく、したがって、判定は、事前に生成される、またはメモリ（例えば、メモリ１１１４または遠隔メモリデバイス）内に記憶され、プロセッサ（例えば、プロセッサ１１１２）によって読み出される、またはアクセスされてもよい。
ブロック１６５０では、各レンダリングされたピクセル位置は、ライトフィールドサブディスプレイ位置と関連付けられる。いくつかの実施形態では、上記に説明されるように、、レンダリングされたピクセルの位置（ｕ）は、ディスプレイパネル１３０５上のライトフィールドサブディスプレイ位置（ｚ）（例えば、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１のピクセル位置）と関連付けられてもよい。レンダリングされたピクセルの数および位置がレンダリングされたフレーム間で不変である、いくつかの実施形態では、関連付けは、ライトフィールド画像の任意のレンダリングされたフレームに関して一定であってもよい。ブロック１６６０では、ルーチン１６００は、レンダリングされたピクセルとライトフィールドサブディスプレイ位置を関連付ける、データ構造（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））を生成（および記憶）することができる。複数のディスプレイ装置は、相互から離れて位置するかまたは物理的に別個に位置する複数のディスプレイ装置によって表示される画像を同期させるように、同一ルックアップテーブルにアクセスすることが可能であってもよい。その後、ルーチン１６００は、終了する。
（ライトフィールドサブディスプレイを照明するための例示的ルーチン）
図１７は、ディスプレイ装置（例えば、図１３Ａのディスプレイ装置１１００）のライトフィールドサブディスプレイを照明するための例証的ルーチンのフロー図である。ルーチン１７００は、図１３Ａの制御システム１１１０のハードウェアプロセッサ１１１２または遠隔コンピューティングデバイスが、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールドデータに基づいて、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１を照明するために使用され得る、方法の一実施例であり得る。
ルーチン１７００は、ブロック１７１０から開始し、そこでは、ライトフィールド画像が、読み出される。上記に説明されるように、ライトフィールド画像は、異なる視認方向を表す、複数のレンダリングされたフレームを含んでもよい。複数のレンダリングされたフレームは、オブジェクトをレンダリングされたフレームと関連付けられた視認方向に描出するようにレンダリングされたフレームの各レンダリングされたピクセルと関連付けられた画像をレンダリングするための他の光学性質の中でもとりわけ、色および強度（例えば、画像パラメータ）を含んでもよい。ルーチン１７００は、レンダリングされたフレーム毎に、サブルーチン１７２０に継続する。
レンダリングされたフレーム毎に、サブルーチン１７２０は、ブロック１７３０に進み、そこでは、変換されるレンダリングされたピクセル位置が、判定される。変換されるレンダリングされたピクセル位置は、例えば、図１６のルーチン１６００において判定されるように、関連付けられたライトフィールドサブディスプレイの位置に変換されるレンダリングされたピクセルの位置に関連してもよい。いくつかの実施形態では、変換されるレンダリングされたピクセル位置の判定は、データ構造（例えば、図１６のブロック１６６０において生成されたデータ構造）にアクセスすることによって行われてもよい。
ブロック１７４０では、ライトフィールドサブディスプレイによって放出されるべき光の色および強度は、少なくとも部分的に、表示されるべきレンダリングされたフレームに基づいて判定される。一実装では、色および強度は、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１によって表示されるべきレンダリングされたピクセルによって定義されてもよい。例えば、図２Ａおよび２Ｂを参照すると、各レンダリングされたフレームは、視認方向と関連付けられる。ライトフィールドサブディスプレイ１０１のピクセルアレイ２２５内の各ピクセル（例えば、ピクセル２０５）は、所与のレンダリングされたピクセルにマッピングされ得る、マイクロレンズ２１５ａとの関連付けに基づいて、光を放出する方向と関連付けられてもよい。したがって、ピクセルアレイ２２０の各ピクセル２０５は、時間における任意のインスタンスで所与の視認方向と関連付けられてもよい。本関連付けに基づいて、ピクセルアレイ２２０の所与のピクセル２０５と関連付けられるであろう、レンダリングされたフレームのレンダリングされたピクセルを判定することが可能である。本関連付けから、サブルーチン１７２０は、レンダリングされたフレームの視認方向に基づいて、レンダリングされたピクセルの色および強度を読み出し、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１の所与のピクセルが放出するであろう、光の色および強度を判定してもよい。
いくつかの実施形態では、ブロック１７４０において、ライトフィールドサブディスプレイによって放出されるべき光の強度が、観察者に対するライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて判定されてもよい。例えば、ディスプレイパネル１３０５の曲線に起因して、いくつかのライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、上記に説明されるように、他のライトフィールドサブディスプレイ１１０１と比較して、観察者からより遠くなる。ディスプレイパネル１３０５の中心の近傍に配置される、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、観察者に物理的により近くなり得る一方、ディスプレイパネル１３０５の縁の近傍に配置される、ライトフィールドサブディスプレイ１１０１は、より遠くなり得る。いくつかの場合では、ディスプレイパネル１３０５の観察者から離れたライトフィールドサブディスプレイ１１０１からの、表示されるオブジェクトの観察者によって視認されるような光の見掛け強度は、距離あたりの照明量が観察者からより遠いライトフィールドサブディスプレイ１１０１に関して減少するため、観察者により近いライトフィールドサブディスプレイ１１０１から放出される光の強度より低くなる傾向になり得る。したがって、いくつかの実装では、ディスプレイパネル１３０５にわたる画像の見掛け強度を比較的に一定に保つために、照明の明るさが、観察者から距離に基づいてスケーリングされることができる。例えば、照明は、最も近いライトフィールドサブディスプレイ１１０１と特定のライトフィールドサブディスプレイ１１０１との間の距離の差異に基づいてスケーリングされることができる。いくつかの実施形態では、スケーリングは、ディスプレイパネル１３０５の形状に基づいてもよい。いくつかの実施形態では、スケーリングは、ディスプレイパネル１３０５の形状に関連して、線形または湾曲であってもよい。
サブルーチン１７２０は、ブロック１７５０に継続し、そこでは、各ライトフィールドサブディスプレイは、判定された色および強度ならびにディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて照明される。例えば、制御システム１１１０は、変換されるレンダリングされたピクセル位置と関連付けられた判定された色および強度に基づいて、ディスプレイパネル１３０５の各ライトフィールドサブディスプレイ１１０１を照明するための命令を実行してもよい。その後、ブロック１７５０において、ルーチン１７００は、終了する。
付加的側面
第１の側面では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置が、開示される。ディスプレイ装置は、回転可能構造と、回転可能構造を回転させるように構成される、モータと、回転可能構造上に配置される、複数のライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリ、モータ、およびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、該プロセッサは、モータを駆動し、回転可能構造を回転軸を中心として回転させることであって、回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ことと、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングすることと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサとを備える。
第２の側面では、回転可能構造は、複数の伸長要素を備え、複数のライトフィールドサブディスプレイは、伸長要素または透明回転可能要素に沿って配置される、側面１に記載の装置。
第３の側面では、複数の伸長要素は、回転軸と垂直な平面に沿って湾曲される、側面１または２に記載の装置。
第４の側面では、複数の伸長要素は、回転軸と垂直な平面から湾曲される、側面１－３のうちの任意の１項に記載の装置。
第５の側面では、ディスプレイ装置は、ある視認方向から視認されるように構成され、複数の伸長要素は、視認方向から凸面状である、側面１－４のうちの任意の１項に記載の装置。
第６の側面では、回転可能構造の少なくとも一部は、透明である、側面１－５のうちの任意の１項に記載の装置。
第７の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイは、回転軸から半径方向に配置される、側面１－６のうちの任意の１項に記載の装置。
第８の側面では、各ライトフィールドサブディスプレイは、回転軸からのその位置に基づいて、対応する半径を有し、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するために、プロセッサは、半径に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイの照明の強度または持続時間をスケーリングするようにプログラムされる、側面１－７のうちの任意の１項に記載の装置。
第９の側面では、スケーリングは、ライトフィールドサブディスプレイの半径と線形である、側面１－８のうちの任意の１項に記載の装置。
第１０の側面では、各ライトフィールドサブディスプレイは、複数のマイクロレンズを備える、マイクロレンズアレイと、複数のピクセルサブセットを備える、ピクセルアレイであって、各ピクセルサブセットは、マイクロレンズと関連付けられ、光を生成するように構成される、ピクセルアレイとを備え、各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、複数の角度において出射光を生成するように配列され、ピクセルサブセットの第１のピクセルからの光は、ピクセルサブセットの第２のピクセルの角度と異なる角度においてライトフィールドサブディスプレイから伝搬する、側面１－９のうちの任意の１項に記載の装置。
第１１の側面では、ピクセルサブセットは、関連付けられたマイクロレンズの焦点を中心として位置付けられる、側面１－１０のうちの任意の１項に記載の装置。
第１２の側面では、各ライトフィールドサブディスプレイは、１つまたはそれを上回る導波管を備える、スタックされた導波管アセンブリを備え、１つまたはそれを上回る導波管はそれぞれ、複数のオブジェクトの異なるビューのうちの１つまたはそれを上回るものの光を投影するように構成される、側面１－１１のうちの任意の１項に記載の装置。
第１３の側面では、ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示し、各レンダリングされたフレームは、組み合わせられると、レンダリングされたフレームをレンダリングする、複数のレンダリングされたピクセルを備え、各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム内の位置を有する、側面１－１２のうちの任意の１項に記載の装置。
第１４の側面では、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイにマッピングするために、プロセッサは、各レンダリングされたピクセルの位置と回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置を関連付けるようにプログラムされ、各ライトフィールドサブディスプレイの位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、側面１－１３のうちの任意の１項に記載の装置。
第１５の側面では、レンダリングされたピクセル位置は、複数のレンダリングされたフレーム間で不変である、側面１－１４のうちの任意の１項に記載の装置。
第１６の側面では、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするために、さらに、ライトフィールドサブディスプレイ毎に、プロセッサは、表示されるべきレンダリングされたフレームおよび各レンダリングされたピクセルの位置と回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、色および強度を判定するようにプログラムされる、側面１－１５のうちの任意の１項に記載の装置。
第１７の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するために、プロセッサは、所与のレンダリングされたフレームのために、判定された色および強度に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイを照明し、照明の方向は、レンダリングされたフレームの視認方向に関連し、回転可能構造の回転、複数のレンダリングされたフレーム、および各レンダリングされたピクセルの位置と回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイの照明をストロボ照射するようにプログラムされる、側面１－１６のうちの任意の１項に記載の装置。
第１８の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するようにプログラムされるプロセッサと組み合わせて、オーディオを投影するように構成される、スピーカシステムをさらに備える、側面１－１７のうちの任意の１項に記載の装置。
第１９の側面では、オーディオを受信するように構成される、マイクロホンをさらに備え、プロセッサは、オーディオ入力をマイクロホンから受信し、オーディオ入力がオーディオコマンドであることを認識し、オーディオコマンドに基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイの照明を修正するためのアクションを開始するための実行可能命令でプログラムされる、側面１－１８のうちの任意の１項に記載の装置。
第２０の側面では、ディスプレイ装置の所定の距離内のエンティティを検出するように構成される、近接度センサをさらに備え、プロセッサは、近接度センサがエンティティを検出することに基づいて、アクションを開始するための実行可能命令でプログラムされる、側面１－１９のうちの任意の１項に記載の装置。
第２１の側面では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための方法が、開示される。本方法は、モータを駆動し、複数のライトフィールドサブディスプレイを備える回転可能構造を回転軸を中心として回転させるステップであって、回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ステップと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像にアクセスするステップであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、ステップと、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップとを含む。
第２２の側面では、ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示し、各レンダリングされたフレームは、レンダリングされたフレームをレンダリングするように組み合わせる、複数のレンダリングされたピクセルを備え、各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム内の位置を有する、側面２１に記載の方法。
第２３の側面では、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイにマッピングするステップは、少なくとも部分的に、回転角度に基づき、各レンダリングされたピクセルの位置と回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置を関連付けるステップであって、各ライトフィールドサブディスプレイの位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ステップを含む、側面２１または２２に記載の方法。
第２４の側面では、レンダリングされたピクセル位置は、複数のレンダリングされたフレーム間で不変である、側面２１－２３のいずれか１項に記載の方法。
第２５の側面では、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップはさらに、ライトフィールドサブディスプレイ毎に、表示されるべきレンダリングされたフレームおよび各レンダリングされたピクセルの位置と回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、色および強度を判定するステップを含む、側面２１－２４のいずれか１項に記載の方法。
第２６の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップは、所与のレンダリングされたフレームのために、判定された色および強度に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイを照明するステップであって、照明の方向は、レンダリングされたフレームの視認方向に関連する、ステップと、回転可能構造の回転、複数のレンダリングされたフレーム、および各レンダリングされたピクセルの位置と回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイの照明をストロボ照射するステップとを含む、側面２１－２５のいずれか１項に記載の方法。
第２７の側面では、画像の３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置が、開示される。ディスプレイ装置は、回転されるように構成される、ライトフィールドサブディスプレイであって、複数の表示位置を有する、ライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、該プロセッサは、ライトフィールドサブディスプレイを回転軸を中心として回転させることであって、複数の表示位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ことと、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、回転角度に基づいて、ライトフィールド画像を複数の表示位置にマッピングすることと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサとを備える。
第２８の側面では、画像の３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置が、開示される。ディスプレイ装置は、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイであって、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイはそれぞれ、複数の表示位置を有し、該１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイは、１つまたはそれを上回る回転軸を中心として回転するように構成される、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよび１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、該プロセッサは、回転軸のうちの少なくとも１つを中心として１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの回転を駆動することであって、複数の表示位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ことと、少なくとも部分的に、ライトフィールド画像および複数の表示位置に基づいて、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサとを備える。
第２９の側面では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置が、開示される。ディスプレイ装置は、基準視認方向から視認されるように構成される、ディスプレイパネルであって、該ディスプレイパネルは、基準視認方向と垂直な平面から湾曲される、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネル上に配置される、複数のライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる観察方向における複数のオブジェクトの異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、該プロセッサは、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングすることと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサとを備える。
第３０の側面では、ディスプレイパネルは、基準視認方向に対して凸面状である、側面２９に記載の装置。
第３１の側面では、第１の軸は、水平であって、ディスプレイパネルは、第１の軸を中心として湾曲される、側面３０に記載の装置。
第３２の側面では、第２の軸は、垂直であって、ディスプレイパネルは、第２の軸を中心として湾曲される、側面３０または３１に記載の装置。
第３３の側面では、第１および第２の軸は、垂直であって、ディスプレイパネルは、第１および第２の軸の両方を中心として湾曲される、側面３０－３２のうちの任意の１項に記載の装置。
第３４の側面では、第１の軸を中心とした曲率半径は、第２の軸を中心とした曲率半径と異なる、側面３０－３３のうちの任意の１項に記載の装置。
第３５の側面では、第１の軸を中心とした曲率半径は、第２の軸を中心とした曲率半径と実質的に同一である、側面３０－３３のうちの任意の１項に記載の装置。
第３６の側面では、ディスプレイパネルは、基準視認方向と垂直な第１の軸および第２の軸を備える、側面２９－３５のうちの任意の１項に記載の装置。
第３７の側面では、ディスプレイパネルは、複数のディスプレイ領域を備え、少なくとも１つのディスプレイ領域は、基準視認方向と垂直な平面から湾曲される、側面２９－３６のうちの任意の１項に記載の装置。
第３８の側面では、ディスプレイ領域のうちの少なくとも１つは、基準視認方向と略垂直である、側面３７に記載の装置。
第３９の側面では、ディスプレイパネルは、円筒形、球状、扁平楕円体、および長平楕円体のうちの少なくとも１つである、形状を有する、側面２９－３８のうちの任意の１項に記載の装置。
第４０の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するために、プロセッサは、別のライトフィールドサブディスプレイの位置に対するディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイの照明の強度または持続時間をスケーリングするようにプログラムされる、側面２９－３９のうちの任意の１項に記載の装置。
第４１の側面では、各ライトフィールドサブディスプレイは、複数のマイクロレンズを備える、マイクロレンズアレイと、複数のピクセルサブセットを備える、ピクセルアレイであって、各ピクセルサブセットは、マイクロレンズと関連付けられ、光を生成するように構成される、ピクセルアレイとを備え、各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、複数の角度において出射光を生成するように配列され、ピクセルサブセットの第１のピクセルからの光は、ピクセルサブセットの第２のピクセルの角度と異なる角度においてライトフィールドサブディスプレイから伝搬する、側面２９－４０のうちの任意の１項に記載の装置。
第４２の側面では、ピクセルサブセットは、概して、関連付けられたマイクロレンズの焦点に位置付けられる、側面４１に記載の装置。
第４３の側面では、各ライトフィールドサブディスプレイは、１つまたはそれを上回る導波管を備える、スタックされた導波管アセンブリを備え、１つまたはそれを上回る導波管はそれぞれ、オブジェクトの複数の異なるビューのうちの１つまたはそれを上回るものの光を投影するように構成される、側面２９－４２のうちの任意の１項に記載の装置。
第４４の側面では、ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示し、各レンダリングされたフレームは、組み合わせられると、レンダリングされたフレームをレンダリングする、複数のレンダリングされたピクセルを備え、各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム内の位置を有する、側面２９－４３のうちの任意の１項に記載の装置。
第４５の側面では、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイにマッピングするために、プロセッサは、各レンダリングされたピクセルの位置とディスプレイパネル上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置を関連付けるようにプログラムされる、側面４４に記載の装置。
第４６の側面では、レンダリングされたピクセル位置は、複数のレンダリングされたフレーム間で不変である、側面４５に記載の装置。
第４７の側面では、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするために、さらに、ライトフィールドサブディスプレイ毎に、プロセッサは、表示されるべきレンダリングされたフレームおよび各レンダリングされたピクセルの位置とディスプレイパネル上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、色および強度を判定するようにプログラムされる、側面４４－４６のうちの任意の１項に記載の装置。
第４８の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するために、プロセッサは、所与のレンダリングされたフレームのために、判定された色および強度に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイを照明するようにプログラムされ、照明の方向は、レンダリングされたフレームの視認方向および各レンダリングされたピクセルの位置とディスプレイパネル上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに関連する、側面４７に記載の装置。
第４９の側面では、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するようにプログラムされるプロセッサと組み合わせて、オーディオを投影するように構成される、スピーカシステムをさらに備える、側面２９－４８のうちの任意の１項に記載の装置。
第５０の側面では、オーディオを受信するように構成される、マイクロホンをさらに備え、プロセッサは、オーディオ入力をマイクロホンから受信することと、オーディオ入力がオーディオコマンドであることを認識することと、オーディオコマンドに基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイの照明を修正するためのアクションを開始することとを行うための実行可能命令でプログラムされる、側面２９－４９のうちの任意の１項に記載の装置。
第５１の側面では、ディスプレイ装置の所定の距離内のエンティティの存在または不在を検出するように構成される、近接度センサをさらに備え、プロセッサは、近接度センサがエンティティの存在または不在を検出することに基づいて、アクションを開始するための実行可能命令でプログラムされる、側面２９－５０のうちの任意の１項に記載の装置。
第５２の側面では、オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための方法が、開示される。本方法は、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像にアクセスするステップであって、ライトフィールド画像は、異なる観察方向における複数のオブジェクトの異なるビューを提供する、ステップと、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップと、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップとを含む。
第５３の側面では、ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、オブジェクトの複数の異なるビューの異なるビューを示し、各レンダリングされたフレームは、レンダリングされたフレームをレンダリングするように組み合わせる、複数のレンダリングされたピクセルを備え、各レンダリングされたピクセルは、レンダリングされたフレーム内の位置を有する、側面５２に記載の方法。
第５４の側面では、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイにマッピングするステップは、各レンダリングされたピクセルの位置とディスプレイパネル上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置を関連付けるステップを含む、側面５３に記載の方法。
第５５の側面では、少なくとも部分的に、ディスプレイパネル上のライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、ライトフィールド画像を複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングするステップはさらに、ライトフィールドサブディスプレイ毎に、表示されるべきレンダリングされたフレームおよび各レンダリングされたピクセルの位置とディスプレイパネル上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、色および強度を判定するステップを含む、側面５４に記載の方法。
第５６の側面では、少なくとも部分的に、マッピングされたライトフィールド画像に基づいて、複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するステップはさらに、所与のレンダリングされたフレームのために、判定された色および強度に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイを照明するステップであって、照明の方向は、レンダリングされたフレームの視認方向に関連する、ステップを含む、側面５５に記載の方法。
第５７の側面では、レンダリングされたピクセル位置は、複数のレンダリングされたフレーム間で不変である、側面５２－５６のいずれか１項に記載の方法。
第５８の側面では、画像の３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置が、開示される。ディスプレイ装置は、基準視認方向から視認されるように構成される、ディスプレイパネルであって、該ディスプレイパネルは、基準視認方向と垂直な平面から湾曲される、ディスプレイパネルと、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイであって、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイはそれぞれ、ディスプレイパネル上の位置を有する、ライトフィールドサブディスプレイと、ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される、非一過性メモリであって、ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、非一過性メモリおよびライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合される、プロセッサであって、該プロセッサは、ライトフィールド画像にアクセスすることと、少なくとも部分的に、ライトフィールド画像およびディスプレイパネル上の１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイの位置に基づいて、１つまたはそれを上回るライトフィールドサブディスプレイを照明することとを行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサとを備える。
第５９の側面では、ライトフィールドディスプレイ装置が、開示される。ライトフィールドディスプレイ装置は、複数のライトフィールドサブディスプレイを備える、湾曲パネルを備える。
第６０の側面では、湾曲パネルは、水平方向に沿って湾曲される、垂直方向に沿って湾曲される、または水平方向および垂直方向の両方に沿って湾曲される、側面５９に記載の装置。
結論
本明細書に説明される、または添付される図に描写されるプロセス、方法、およびアルゴリズムはそれぞれ、具体的かつ特定のコンピュータ命令を実行するように構成される、１つまたはそれを上回る物理的コンピューティングシステム、ハードウェアコンピュータプロセッサ、特定用途向け回路、もしくは電子ハードウェアによって実行される、コードモジュールにおいて具現化され、それによって完全もしくは部分的に自動化され得る。例えば、コンピューティングシステムは、具体的コンピュータ命令とともにプログラムされた汎用コンピュータ（例えば、サーバ）または専用コンピュータ、専用回路等を含むことができる。コードモジュールは、実行可能プログラムにコンパイルおよびリンクされる、動的リンクライブラリ内にインストールされ得る、または解釈されるプログラミング言語において書き込まれ得る。いくつかの実装では、特定の動作および方法が、所与の機能に特有の回路によって実施され得る。
さらに、本開示の機能性のある実装は、十分に数学的、コンピュータ的、または技術的に複雑であるため、（適切な特殊化された実行可能命令を利用する）特定用途向けハードウェアまたは１つもしくはそれを上回る物理的コンピューティングデバイスもしくは特殊グラフィック処理ユニットは、例えば、関与する計算の量もしくは複雑性に起因して、または画像ディスプレイに結果を実質的にリアルタイムで提供するために、機能性を実施する必要があり得る。例えば、ビデオは、多くのフレームを含み、各フレームは、数百万のピクセルを有し得、具体的にプログラムされたコンピュータハードウェアは、商業的に妥当な時間量において所望の画像処理タスクまたは用途を提供するようにビデオデータを処理する必要がある。
コードモジュールまたは任意のタイプのデータは、ハードドライブ、ソリッドステートメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、光学ディスク、揮発性もしくは不揮発性記憶装置、同一物の組み合わせ、または同等物を含む、物理的コンピュータ記憶装置等の任意のタイプの非一過性コンピュータ可読媒体上に記憶され得る。本方法およびモジュール（またはデータ）はまた、無線ベースおよび有線／ケーブルベースの媒体を含む、種々のコンピュータ可読透過媒体上で生成されたデータ信号として（例えば、搬送波または他のアナログもしくはデジタル伝搬信号の一部として）透過され得、種々の形態（例えば、単一もしくは多重化アナログ信号の一部として、または複数の離散デジタルパケットもしくはフレームとして）をとり得る。開示されるプロセスまたはプロセスステップの結果は、任意のタイプの非一過性有形コンピュータ記憶装置内に持続的もしくは別様に記憶され得る、またはコンピュータ可読透過媒体を介して通信され得る。
本明細書に説明される、または添付される図に描写されるフロー図における任意のプロセス、ブロック、状態、ステップ、もしくは機能性は、プロセスにおいて具体的機能（例えば、論理もしくは算術）またはステップを実装するための１つもしくはそれを上回る実行可能命令を含む、コードモジュール、セグメント、またはコードの一部を潜在的に表すものとして理解されたい。種々のプロセス、ブロック、状態、ステップ、または機能性は、組み合わせられる、再配列される、追加される、削除される、修正される、または別様に本明細書に提供される例証的実施例から変更されることができる。いくつかの実施形態では、付加的または異なるコンピューティングシステムもしくはコードモジュールが、本明細書に説明される機能性のいくつかまたは全てを実施し得る。本明細書に説明される方法およびプロセスはまた、任意の特定のシーケンスに限定されず、それに関連するブロック、ステップ、または状態は、適切な他のシーケンスで、例えば、連続して、並行に、またはある他の様式で実施されることができる。タスクまたはイベントが、開示される例示的実施形態に追加される、またはそれから除去され得る。さらに、本明細書に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、例証を目的とし、全ての実装においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではない。説明されるプログラムコンポーネント、方法、およびシステムは、概して、単一のコンピュータ製品においてともに統合される、または複数のコンピュータ製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。多くの実装変形例が、可能である。
本プロセス、方法、およびシステムは、ネットワーク（または分散）コンピューティング環境において実装され得る。例えば、制御システム１１０は、ネットワーク環境と通信することができる。ネットワーク環境は、企業全体コンピュータネットワーク、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、クラウドコンピューティングネットワーク、クラウドソースコンピューティングネットワーク、インターネット、およびワールドワイドウェブを含む。ネットワークは、有線もしくは無線ネットワークまたは任意の他のタイプの通信ネットワークであり得る。
本開示のシステムおよび方法は、それぞれ、いくつかの革新的側面を有し、そのうちのいかなるものも、本明細書に開示される望ましい属性に単独で関与しない、またはそのために要求されない。上記に説明される種々の特徴およびプロセスは、相互に独立して使用され得る、または種々の方法で組み合わせられ得る。全ての可能な組み合わせおよび副次的組み合わせが、本開示の範囲内に該当することが意図される。本開示に説明される実装の種々の修正が、当業者に容易に明白であり得、本明細書に定義される一般原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の実装に適用され得る。したがって、請求項は、本明細書に示される実装に限定されることを意図されず、本明細書に開示される本開示、原理、および新規の特徴と一貫する最も広い範囲を与えられるべきである。
別個の実装の文脈において本明細書に説明されるある特徴はまた、単一の実装における組み合わせにおいて実装されることができる。逆に、単一の実装の文脈において説明される種々の特徴もまた、複数の実装において別個に、または任意の好適な副次的組み合わせにおいて実装されることができる。さらに、特徴がある組み合わせにおいてアクションするものとして上記に説明され、さらに、そのようなものとして最初に請求され得るが、請求される組み合わせからの１つまたはそれを上回る特徴は、いくつかの場合では、組み合わせから削除されることができ、請求される組み合わせは、副次的組み合わせまたは副次的組み合わせの変形例を対象とし得る。いかなる単一の特徴または特徴のグループも、あらゆる実施形態に必要または必須ではない。
とりわけ、「～できる（ｃａｎ）」、「～し得る（ｃｏｕｌｄ）」、「～し得る（ｍｉｇｈｔ）」、「～し得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ．，）」、および同等物等、本明細書で使用される条件文は、別様に具体的に記載されない限り、または使用されるような文脈内で別様に理解されない限り、概して、ある実施形態がある特徴、要素、またはステップを含む一方、他の実施形態がそれらを含まないことを伝えることが意図される。したがって、そのような条件文は、概して、特徴、要素、もしくはステップが、１つもしくはそれを上回る実施形態に対していかようにも要求されること、または１つもしくはそれを上回る実施形態が、著者の入力または促しの有無を問わず、これらの特徴、要素、もしくはステップが任意の特定の実施形態において含まれるか、もしくは、実施されるべきかを決定するための論理を必然的に含むことを示唆することを意図されない。用語「～を備える」、「～を含む」、「～を有する」、および同等物は、同義語であり、非限定的方式で包括的に使用され、付加的要素、特徴、行為、動作等を除外しない。また、用語「または」は、その包括的意味において使用され（およびその排他的意味において使用されず）、したがって、例えば、要素のリストを接続するために使用されると、用語「または」は、リスト内の要素のうちの１つ、いくつか、または全てを意味する。加えて、本願および添付される請求項で使用されるような冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別様に規定されない限り、「１つまたはそれを上回る」または「少なくとも１つ」を意味するように解釈されるべきである。
本明細書で使用されるように、項目のリスト「のうちの少なくとも１つ」を指す語句は、単一の要素を含む、それらの項目の任意の組み合わせを指す。ある実施例として、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡ、Ｂ、およびＣを網羅することが意図される。語句「Ｘ、Ｙ、およびＺのうちの少なくとも１つ」等の接続文は、別様に具体的に記載されない限り、概して、項目、用語等がＸ、Ｙ、またはＺのうちの少なくとも１つであり得ることを伝えるために使用されるような文脈で別様に理解される。したがって、そのような接続文は、概して、ある実施形態が、Ｘのうちの少なくとも１つ、Ｙのうちの少なくとも１つ、およびＺのうちの少なくとも１つがそれぞれ存在するように要求することを示唆することを意図されない。
同様に、動作は、特定の順序で図面に描写され得るが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示される特定の順序で行われるとは限らず、または、連続的順序で実施されるとは限らず、または、全ての図示される動作が実施されるとは限らないと認識されるべきである。さらに、図面は、フローチャートの形態で１つまたはそれを上回る例示的プロセスを図式的に描写し得る。しかしながら、描写されない他の動作も、図式的に図示される例示的方法およびプロセス内に組み込まれることができる。例えば、１つまたはそれを上回る付加的動作が、図示される動作のいずれかの前に、その後に、それと同時に、またはその間に実施されることができる。加えて、動作は、他の実装において再配列される、または再順序付けられ得る。ある状況では、マルチタスクおよび並列処理が、有利であり得る。さらに、上記に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、全ての実装におけるそのような分離を要求するものとして理解されるべきではなく、説明されるプログラムコンポーネントおよびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品においてともに統合される、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。加えて、他の実装も、以下の請求項の範囲内である。いくつかの場合では、請求項に列挙されるアクションは、異なる順序で実施され、依然として、望ましい結果を達成することができる。

Claims (32)

  1. オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ装置は、
    回転可能構造と、
    前記回転可能構造を回転させるように構成されるモータと、
    前記回転可能構造上に配置される複数のライトフィールドサブディスプレイであって、各ライトフィールドサブディスプレイは、
    複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
    複数のピクセルサブセットを備えるピクセルアレイであって、各ピクセルサブセットは、関連付けられたマイクロレンズに対して空間的に固定され、光を生成するように構成される、ピクセルアレイと
    を備え、
    各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、複数の角度において出射光を生成するように配列され、前記ピクセルサブセットの第１のピクセルからの光は、前記ピクセルサブセットの第２のピクセルの角度と異なる角度において前記ライトフィールドサブディスプレイから伝搬し、
    各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、一定の非ゼロ距離だけ相互に離間している、複数のライトフィールドサブディスプレイと、
    前記ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される非一過性メモリであって、前記ライトフィールド画像は、異なる視認方向における前記オブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、
    前記非一過性メモリ、前記モータ、および前記ライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、
    前記モータを駆動し、前記回転可能構造を回転軸を中心として回転させることであって、前記回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ことと、
    前記ライトフィールド画像にアクセスすることと、
    前記回転角度に少なくとも部分的に基づいて、前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングし、マッピングされたライトフィールド画像を提供することと、
    前記マッピングされたライトフィールド画像に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することと
    を行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサと
    を備え、
    少なくとも一部のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸の軸方向に面している、ディスプレイ装置。
  2. 前記回転可能構造は、複数の伸長要素を備え、前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記伸長要素に沿って配置される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記回転可能構造は、透明回転可能要素を備え、前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記透明回転可能要素の表面上に配置される、請求項１に記載の装置。
  4. 前記複数の伸長要素は、前記回転軸と垂直な平面から湾曲される、請求項２に記載の装置。
  5. 前記ディスプレイ装置は、ある視認方向から視認されるように構成され、前記複数の伸長要素は、前記視認方向から凸面状である、請求項２に記載の装置。
  6. 前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸から半径方向に配置される、請求項１に記載の装置。
  7. 各ライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸からのその位置に基づいて、対応する半径を有し、前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するために、前記プロセッサは、前記半径に基づいて、ライトフィールドサブディスプレイの照明の強度または持続時間をスケーリングするようにプログラムされる、請求項１に記載の装置。
  8. 前記スケーリングは、前記ライトフィールドサブディスプレイの半径と線形である、請求項７に記載の装置。
  9. 前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明するようにプログラムされる前記プロセッサと組み合わせて、オーディオを投影するように構成されるスピーカシステムをさらに備える、請求項１に記載の装置。
  10. オーディオを受信するように構成されるマイクロホンをさらに備え、前記プロセッサは、
    オーディオ入力を前記マイクロホンから受信することと、
    前記オーディオ入力がオーディオコマンドであることを認識することと、
    前記オーディオコマンドに基づいて、前記複数のライトフィールドサブディスプレイの照明を修正するためのアクションを開始することと
    を行うための実行可能命令でプログラムされる、請求項１に記載の装置。
  11. 前記ディスプレイ装置の所定の距離内のエンティティを検出するように構成される近接度センサをさらに備え、前記プロセッサは、前記近接度センサが前記エンティティを検出することに基づいて、アクションを開始するための実行可能命令でプログラムされる、請求項１に記載の装置。
  12. オブジェクトの３－Ｄ表現を表示するための方法であって、前記方法は、
    モータを駆動し、複数のライトフィールドサブディスプレイを備える回転可能構造を回転軸を中心として回転させることであって、前記回転可能構造は、時間の関数としての回転角度に位置付けられる、ことと、
    ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像にアクセスすることであって、前記ライトフィールド画像は、異なる視認方向における前記オブジェクトの複数の異なるビューを提供する、ことと、
    前記回転角度に少なくとも部分的に基づいて、前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングし、マッピングされたライトフィールド画像を提供することと、
    前記マッピングされたライトフィールド画像に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することと
    を含み、
    各ライトフィールドサブディスプレイは、
    複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
    複数のピクセルサブセットを備えるピクセルアレイであって、各ピクセルサブセットは、関連付けられたマイクロレンズに対して空間的に固定され、光を生成するように構成される、ピクセルアレイと
    を備え、
    各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、複数の角度において出射光を生成するように配列され、前記ピクセルサブセットの第１のピクセルからの光は、前記ピクセルサブセットの第２のピクセルの角度と異なる角度において前記ライトフィールドサブディスプレイから伝搬し、
    各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、一定の非ゼロ距離だけ相互に離間しており、
    少なくとも一部のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸の軸方向に面している、方法。
  13. 前記ライトフィールド画像は、複数のレンダリングされたフレームを備え、各レンダリングされたフレームは、前記オブジェクトの複数の異なるビューのうちの個別のビューを示し、各レンダリングされたフレームは、前記レンダリングされたフレームをレンダリングするように組み合わせる、複数のレンダリングされたピクセルを備え、各レンダリングされたピクセルは、前記レンダリングされたフレーム内の位置を有する、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイにマッピングすることは、前記回転角度に少なくとも部分的に基づき、マッピングすることは、各レンダリングされたピクセルの位置と前記回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置を関連付けることを含み、各ライトフィールドサブディスプレイの位置は、前記時間の関数としての回転角度に基づく、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記レンダリングされたピクセル位置は、前記複数のレンダリングされたフレーム間で不変である、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記ライトフィールド画像を前記複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれにマッピングすることはさらに、ライトフィールドサブディスプレイ毎に、表示されるべきレンダリングされたフレームおよび各レンダリングされたピクセルの位置と前記回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、色および強度を判定することを含む、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することは、
    所与のレンダリングされたフレームのために、前記判定された色および強度に基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイを照明することであって、前記照明の方向は、前記レンダリングされたフレームの視認方向に関連する、ことと、
    前記回転可能構造の回転、前記複数のレンダリングされたフレーム、および各レンダリングされたピクセルの位置と前記回転可能構造上の各ライトフィールドサブディスプレイの位置の関連付けに基づいて、各ライトフィールドサブディスプレイの照明をストロボ照射することと
    を含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 画像の３－Ｄ表現を表示するためのディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ装置は、
    １つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイであって、前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイのそれぞれは、複数の表示位置を有し、前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイは、１つまたは複数の回転軸を中心として回転するように構成される、１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイと、
    前記ディスプレイ装置によって表示されるべきライトフィールド画像を記憶するように構成される非一過性メモリであって、前記ライトフィールド画像は、異なる視認方向におけるオブジェクトの複数の異なるビューを提供する、非一過性メモリと、
    前記非一過性メモリおよび前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイに動作可能に結合されるプロセッサであって、前記プロセッサは、
    前記回転軸のうちの少なくとも１つを中心として前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイの回転を駆動することであって、前記複数の表示位置は、時間の関数としての回転角度に基づく、ことと、
    前記ライトフィールド画像および前記複数の表示位置に少なくとも部分的に基づいて、前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することと
    を行うための実行可能命令でプログラムされる、プロセッサと
    を備え、
    少なくとも一部のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸の軸方向に面している、ディスプレイ装置。
  19. 回転させられ、前記少なくとも１つの回転軸を中心とした前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイの回転を引き起こすように構成される回転可能構造をさらに備え、前記複数のライトフィールドサブディスプレイは、前記回転可能構造上に配置される、請求項１８に記載の装置。
  20. 前記プロセッサは、
    前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイの回転に少なくとも部分的に基づいて、前記ライトフィールド画像を前記複数の表示位置にマッピングし、マッピングされたライトフィールド画像を提供することと、
    前記マッピングされたライトフィールド画像に少なくとも部分的に基づいて、前記１つまたは複数のライトフィールドサブディスプレイを照明することと
    を行うための実行可能命令でプログラムされる、請求項１８または請求項１９に記載の装置。
  21. 各ライトフィールドサブディスプレイは、
    複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
    複数のピクセルサブセットを備えるピクセルアレイであって、各ピクセルサブセットは、関連付けられたマイクロレンズに対して空間的に固定され、光を生成するように構成される、ピクセルアレイと
    を備え、
    各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、複数の角度において出射光を生成するように配列され、前記ピクセルサブセットの第１のピクセルからの光は、前記ピクセルサブセットの第２のピクセルの角度と異なる角度において前記ライトフィールドサブディスプレイから伝搬し、
    各ピクセルサブセットおよび関連付けられたマイクロレンズは、一定の非ゼロ距離だけ相互に離間している、請求項１８に記載の装置。
  22. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離未満である、請求項２１に記載の装置。
  23. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離より大きい、請求項２１に記載の装置。
  24. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離に等しい、請求項２１に記載の装置。
  25. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記複数の角度において生成された光の間の間隙が低減されるように選択される、請求項２１に記載の装置。
  26. 各ライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸の軸方向に面している、請求項２１に記載の装置。
  27. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離未満である、請求項１に記載の装置。
  28. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離より大きい、請求項１に記載の装置。
  29. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記マイクロレンズアレイの焦点距離に等しい、請求項１に記載の装置。
  30. 各ピクセルサブセットと関連付けられたマイクロレンズとの間の前記一定の非ゼロ距離は、前記複数の角度において生成された光の間の間隙が低減されるように選択される、請求項１に記載の装置。
  31. 各ライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸の軸方向に面している、請求項１に記載の装置。
  32. 各ライトフィールドサブディスプレイは、前記回転軸の軸方向に面している、請求項１２に記載の方法。
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