JP7398507B2 - 仮想および拡張現実システムおよび方法 - Google Patents
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Description
本願は、2016年3月25日に出願された米国仮出願第62/313,698号、2016年8月22日に出願された米国特許出願第62/378,109号の35 U.S.C. § 119(e)の下での優先権の利益を主張するものである。これらの優先権ドキュメントの各々の開示は、参照により本明細書中に援用される。
本願は、2014年11月27日に出願された米国出願第14/555,585号、2015年4月18日に出願された米国出願第14/690,401号、2014年3月14日に出願された米国出願第14/212,961号、2014年7月14日に出願された米国出願第14/331,218号の各々の全体を参照により援用する。
頭部搭載型ディスプレイであって、
1つまたはそれを上回る導波管であって、各導波管は、、屈折力を有し、コンテンツを関連付けられた深度平面上に提供するように構成されており、前記1つまたはそれを上回る導波管は、光を視認者に投影し、画像コンテンツを1つまたはそれを上回る導波管の関連付けられた深度平面上に表示するように構成される、1つまたはそれを上回る導波管
を備え、深度平面のそれぞれは、光学無限遠未満にある、頭部搭載型ディスプレイ
を備える、ディスプレイシステム。
頭部搭載型ディスプレイであって、
1つまたはそれを上回る導波管であって、各導波管は、屈折力および関連付けられた深度平面を有し、前記1つまたはそれを上回る導波管は、光を視認者に投影し、画像コンテンツを関連付けられた深度平面上に表示するように構成される、1つまたはそれを上回る導波管を備え、
深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の約0.33ジオプタ以内にある、
頭部搭載型ディスプレイ
を備える、ディスプレイシステム。
光エミッタと、
空間光変調器と、
を備える、請求項15-18のいずれかに記載のディスプレイシステム。
頭部搭載型ディスプレイであって、
導波管のスタックを形成する複数の導波管であって、各導波管は、屈折力を有し、コンテンツを関連付けられた深度平面上に提供するように構成され、導波管は、光を視認者に投影し、画像コンテンツを関連付けられた深度平面上に表示するように構成される、複数の導波管
を備え、深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の不整合公差内にあって、不整合公差は、約0.5ジオプタである、頭部搭載型ディスプレイ
を備える、ディスプレイシステム。
画像コンテンツに関する遠近調節-輻輳・開散運動不整合が閾値を超えるかどうかを判定するステップと、
遠近調節-輻輳・開散運動不整合が閾値を超える場合、画像コンテンツを修正するステップと
を含む、方法。
プロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、ディスプレイシステムによって実行されると、ディスプレイシステムに、
請求項26-32のいずれかに記載の方法を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体
を備える、ディスプレイシステム。
ユーザにおける眼精疲労の存在を判定するステップと、
眼精疲労が存在すると判定される場合、画像コンテンツを修正するステップと
を含む、方法。
画像コンテンツの特徴のサイズを増加させるステップと、
画像コンテンツの分解能を低減させるステップと、
画像コンテンツを画像コンテンツのために元々規定されたものより視認者から遠い深度平面上に表示するステップと
のうちの1つまたはそれを上回るものを含む、請求項36-42のいずれかに記載の方法。
ユーザによって装着されるように構成されるフレームと、
フレームに取り付けられるディスプレイと、
ユーザの頭部の片側から頭部の他側まで延在するように構成される支持構造と
を備え、支持構造は、フレームに機械的に結合される、ウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
導波管であって、
入射光の性質に基づいて、入射光を導波管の中に選択的に内部結合するように構成される、内部結合光学要素と、
導波管の中に内部結合される光を外部結合することによって、光を視認者の眼に投影するように構成される、外部結合光学要素と
を備える、導波管
をさらに備える、請求項48-54のいずれかに記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成される、ディスプレイデバイスと、
1つまたはそれを上回るプロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、ディスプレイシステムによって実行されると、ディスプレイシステムに、
凝視深度を判定するステップであって、凝視深度は、ユーザの眼が凝視している深度である、ステップと、
凝視深度が、
(1)選択された深度平面によってのみ包含される、または
(2)選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、
深度平面範囲内にあるかどうかに基づいて、仮想オブジェクトがユーザの眼に提示されている選択された深度平面の選択を調節するかどうかを判定するステップと、
選択された深度平面の選択を調節するかどうかを判定するステップに基づいて、仮想オブジェクトの提示を選択された特定の深度平面に生じさせるステップと
を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体と
を備える、ディスプレイシステム。
(1)選択された深度平面によってのみ包含され、
(2)選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、深度平面範囲の外の特定の深度平面内にあり、深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、正である、請求項58に記載のディスプレイシステム。
ユーザが凝視している3次元場所を示すユーザの凝視点を判定するステップであって、3次元場所は、凝視深度を示す、ステップを含む、請求項58に記載のディスプレイシステム。
仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成される、ディスプレイデバイスと、
1つまたはそれを上回るプロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、ディスプレイシステムによって実行されると、ディスプレイシステムに、
凝視深度を判定するステップであって、凝視深度は、ユーザの眼が凝視している深度である、ステップと、
仮想オブジェクトがユーザに提示されるべき複数の深度平面の特定の深度平面を判定するステップであって、判定は、凝視深度および深度平面のそれぞれによって包含される深度平面範囲に基づいており、隣接する深度平面は両方とも、深度重複領域を包含する、ステップと、
仮想オブジェクトの提示を特定の深度平面において生じさせるステップと
を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体と
を備える、ディスプレイシステム。
以前の凝視深度に基づいて、深度重複領域内の1つまたはそれを上回る凝視深度の凝視に先立って、ユーザが特定の深度平面によってのみ包含される凝視深度を凝視したことを識別するステップを含む、請求項73に記載のディスプレイシステム。
深度重複領域内にあるユーザの後続凝視深度を判定するステップと、
仮想オブジェクトの提示を特定の深度平面において生じさせるステップと
を含む、請求項73に記載のディスプレイシステム。
隣接する深度平面によって包含され、深度重複領域外にある、ユーザの後続凝視深度を判定するステップと、
仮想オブジェクトの提示を隣接する深度平面において生じさせるステップと
を含む、請求項73に記載のディスプレイシステム。
凝視深度を判定するステップであって、凝視深度は、ユーザの眼が凝視している深度である、ステップと、
凝視深度が、
(1)選択された深度平面によってのみ包含される、または
(2)選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、
深度平面範囲内にあるかどうかに基づいて、仮想オブジェクトがユーザの眼に提示されている選択された深度平面の選択を調節するかどうかを判定するステップと、
選択された深度平面の選択を調節するかどうかの判定に基づいて、仮想オブジェクトの提示を選択された特定の深度平面において生じさせるステップと
を含む、方法。
(1)選択された深度平面によってのみ包含され、
(2)選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、
深度平面範囲の外の特定の深度平面内にあり、深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、正である、請求項78に記載の方法。
仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成される、ディスプレイデバイスと、
プロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、ディスプレイシステムによって実行されると、ディスプレイシステムに、
ユーザが凝視している3次元場所を示すユーザの凝視点を判定するステップと、
仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるかどうかを判定するステップであって、判定は、少なくとも部分的に、判定された凝視点の深度に基づく、ステップと、
仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるステップであって、深度平面を切り替えるステップは、ユーザ知覚限定イベントによってトリガされる、ステップと
を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体と、
を備える、ディスプレイシステム。
ユーザの眼を監視し、瞬目または衝動性眼球運動のうちの1つまたはそれを上回るものが実施されることを含む、ユーザ知覚限定イベントを検出するステップを含む、請求項81に記載のディスプレイシステム。
ユーザによって実施されている瞬目を検出するステップと、
それに応答して、深度平面を切り替えるステップと
を含む、請求項81に記載のディスプレイシステム。
ユーザによって実施されている衝動性眼球運動を検出するステップと、
それに応答して、深度平面を切り替えるステップと
を含む、請求項81に記載のディスプレイシステム。
閾値時間量後、瞬目または衝動性眼球運動の実施を検出しないことに応答して、深度平面を切り替えるステップを含む、請求項81に記載のディスプレイシステム。
判定された凝視点の深度が切り替えられた深度平面によって包含されることを判定するステップを含む、請求項81に記載のディスプレイシステム。
深度平面が切り替えられるべきであることを示す情報を記憶し、ユーザの眼を監視し、ユーザ知覚限定イベントを判定するステップを含む、請求項81に記載のディスプレイシステム。
ディスプレイデバイスは、ディスプレイ面積を形成し、ディスプレイ面積を通して周囲環境のビューを提供する、複数のスタックされた導波管を備え、複数の導波管のうちの少なくともいくつかの導波管は、他の導波管と異なる波面発散を伴う光を出力するように構成され、各導波管は、深度平面と関連付けられ、
仮想オブジェクトを切り替えられた深度平面に提示するステップは、切り替えられた深度平面と関連付けられた導波管が、仮想オブジェクトを形成するための光を出力するステップを含む、
請求項81に記載のディスプレイシステム。
ユーザが凝視している3次元場所を示すユーザの凝視点を判定するステップと、
仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるかどうかを判定するステップであって、判定は、少なくとも部分的に、判定された凝視点の深度に基づく、ステップと、仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるステップであって、深度平面を切り替えるステップは、ユーザ知覚限定イベントによってトリガされる、ステップと
を含む、方法。
ユーザによって実施されている瞬目を検出するステップと、
それに応答して、深度平面を切り替えるステップと
を含む、請求項91に記載の方法。
ユーザによって実施されている衝動性眼球運動を検出するステップと
それに応答して、深度平面を切り替えるステップと、
を含む、請求項91に記載の方法。
ディスプレイデバイスによって、仮想コンテンツを含むフレームを複数の深度平面においてユーザに提示するステップであって、ユーザに提示されるフレーム毎に、仮想コンテンツは、ユーザ凝視情報に基づいて選択された同一深度平面に提示される、ステップと、
選択された深度平面の選択が調節されるべきであることの識別に応答して、ユーザによって実施されている瞬目または衝動性眼球運動の検出に応じて、仮想コンテンツの1つまたはそれを上回るフレームがディスプレイデバイスによって調節された深度平面に提示されるべきであることを示す情報を記憶するステップと
を含む動作を実施させる、ディスプレイシステム。
瞬目または衝動性眼球運動の実施を検出するステップと、
判定に応答して、仮想コンテンツを調節された深度平面に提示するステップと
を含む、請求項97に記載のディスプレイシステム。
ユーザが閾値時間を上回る時間にわたって瞬目または衝動性眼球運動を実施しなかったことを判定するステップと、
判定に応答して、仮想コンテンツを調節された深度平面に提示するステップと
を含む、請求項97に記載のディスプレイシステム。
ユーザの眼を監視し、瞬目または衝動性眼球運動を検出し、監視しながら、仮想コンテンツの1つまたはそれを上回るフレームを選択された深度平面に提示するステップを含む、請求項97に記載のディスプレイシステム。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
ディスプレイシステムであって、
頭部搭載型ディスプレイであって、
1つまたはそれを上回る導波管であって、各導波管は、屈折力を有し、コンテンツを関連付けられた深度平面上に提供するように構成されており、前記1つまたはそれを上回る導波管は、光を視認者に投影し、画像コンテンツを前記1つまたはそれを上回る導波管の前記関連付けられた深度平面上に表示するように構成される、1つまたはそれを上回る導波管
を備え、前記深度平面のそれぞれは、光学無限遠未満にある、頭部搭載型ディスプレイ
を備える、ディスプレイシステム。
(項目2)
前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の約0.50ジオプタ以内にある、項目1に記載のディスプレイシステム。
(項目3)
前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の約0.33ジオプタ以内にある、項目2に記載のディスプレイシステム。
(項目4)
前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の約0.25ジオプタ以内にある、項目3に記載のディスプレイシステム。
(項目5)
前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠にある、項目1に記載のディスプレイシステム。
(項目6)
前記深度平面は、約0.7ジオプタ以下だけ分離される、項目1に記載のディスプレイシステム。
(項目7)
前記深度平面は、約0.5ジオプタ以下だけ分離される、項目6に記載のディスプレイシステム。
(項目8)
前記ディスプレイは、画像情報を2つのみの深度平面上に表示するように構成され、前記2つの深度平面はそれぞれ、光学無限遠未満にある、項目1に記載のディスプレイシステム。
(項目9)
前記ディスプレイは、画像情報を1つのみの深度平面上に表示するように構成され、前記1つの深度平面は、光学無限遠未満にある、項目1に記載のディスプレイシステム。
(項目10)
ディスプレイシステムであって、
頭部搭載型ディスプレイであって、
1つまたはそれを上回る導波管であって、各導波管は、屈折力および関連付けられた深度平面を有し、前記1つまたはそれを上回る導波管は、光を視認者に投影し、画像コンテンツを前記関連付けられた深度平面上に表示するように構成される、1つまたはそれを上回る導波管
を備え、前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の約0.33ジオプタ以内にある、頭部搭載型ディスプレイ
を備える、ディスプレイシステム。
(項目11)
前記深度平面のうちの次に最も遠いものは、前記深度平面のうちの最も遠いものの約0.66ジオプタ以内にある、項目10に記載のディスプレイシステム。
(項目12)
深度平面の総数は、2つである、項目10に記載のディスプレイシステム。
(項目13)
深度平面の総数は、2つを上回り、直近深度平面間の分離は、約0.66ジオプタ未満である、項目10に記載のディスプレイシステム。
(項目14)
深度平面の総数は、4つ未満である、項目10に記載のディスプレイシステム。
(項目15)
前記1つまたはそれを上回る導波管は、前記導波管のスタックを形成し、各導波管は、入射光を再指向し、前記導波管の内側の全内部反射によって伝搬させるように構成される、内部結合光学要素を備える、項目10に記載のディスプレイシステム。
(項目16)
各導波管の前記内部結合光学要素は、単一原色に対応する波長を有する光を選択的に再指向するように構成される、項目15に記載のディスプレイシステム。
(項目17)
上下平面図に見られるように、各導波管の前記内部結合光学要素は、他の導波管の内部結合光学要素から側方に離間される、項目15に記載のディスプレイシステム。
(項目18)
各導波管はさらに、各導波管内を伝搬する光を前記導波管から再指向するように構成される、外部結合光学要素を備える、項目15に記載のディスプレイシステム。
(項目19)
画像コンテンツを前記導波管の内部結合光学要素に指向するように構成される光プロジェクタシステムをさらに備え、前記光プロジェクタシステムは、
光エミッタと、
空間光変調器と
を備える、項目15に記載のディスプレイシステム。
(項目20)
各導波管は、単一深度平面のみを作成するための屈折力を有する、項目10に記載のディスプレイシステム。
(項目21)
ディスプレイシステムであって、
頭部搭載型ディスプレイであって、
導波管のスタックを形成する複数の導波管であって、各導波管は、屈折力を有し、コンテンツを関連付けられた深度平面上に提供するように構成され、前記導波管は、光を視認者に投影し、画像コンテンツを前記関連付けられた深度平面上に表示するように構成される、複数の導波管
を備え、前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の不整合公差内にあって、前記不整合公差は、約0.5ジオプタである、頭部搭載型ディスプレイ
を備える、ディスプレイシステム。
(項目22)
前記不整合公差は、約0.33ジオプタである、項目21に記載のディスプレイシステム。
(項目23)
前記スタックの関連付けられた深度平面と最近傍の関連付けられた深度平面との間の分離は、前記不整合公差の約2倍またはそれ未満である、項目21に記載のディスプレイシステム。
(項目24)
深度平面の総数は、4つまたはそれ未満である、項目21に記載のディスプレイシステム。
(項目25)
前記深度平面の総数は、2つである、項目24に記載のディスプレイシステム。
(項目26)
画像コンテンツを頭部搭載型ディスプレイ上に表示するための方法であって、前記方法は、
前記画像コンテンツに関する遠近調節-輻輳・開散運動不整合が閾値を超えるかどうかを判定するステップと、
前記遠近調節-輻輳・開散運動不整合が前記閾値を超える場合、前記画像コンテンツを修正するステップと
を含む、方法。
(項目27)
遠近調節-輻輳・開散運動不整合閾値は、0.5ジオプタまたはそれ未満である、項目26に記載の方法。
(項目28)
遠近調節-輻輳・開散運動不整合閾値は、0.33ジオプタまたはそれ未満である、項目27に記載の方法。
(項目29)
前記画像コンテンツを修正するステップは、前記画像コンテンツをフェーディングさせるステップを含む、項目26に記載の方法。
(項目30)
前記画像コンテンツをフェーディングさせるステップは、前記画像コンテンツの分解能を低減させるステップを含む、項目29に記載の方法。
(項目31)
前記画像コンテンツの分解能の低減は、遠近調節-輻輳・開散運動不整合の増加に伴って増加する、項目30に記載の方法。
(項目32)
前記画像コンテンツを修正するステップは、前記画像コンテンツを表示しないステップを含む、項目26に記載の方法。
(項目33)
ディスプレイシステムであって、
プロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、前記ディスプレイシステムによって実行されると、前記ディスプレイシステムに、
項目26-32のいずれかに記載の方法
を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体
を備える、ディスプレイシステム。
(項目34)
前記ディスプレイシステムは、画像情報を1つのみの深度平面上に表示するように構成され、前記1つの深度平面は、光学無限遠未満にある、項目33に記載のディスプレイシステム。
(項目35)
前記ディスプレイシステムは、画像情報を2つのみの深度平面上に表示するように構成され、前記2つの深度平面はそれぞれ、光学無限遠未満にある、項目33に記載のディスプレイシステム。
(項目36)
画像コンテンツをユーザによって装着される頭部搭載型ディスプレイ上に表示するための方法であって、前記方法は、
前記ユーザにおける眼精疲労の存在を判定するステップと、
眼精疲労が存在すると判定される場合、前記画像コンテンツを修正するステップと
を含む、方法。
(項目37)
前記眼精疲労の存在を判定するステップは、前記ユーザの片眼または両眼を撮像するステップを含む、項目36に記載の方法。
(項目38)
前記眼精疲労の存在を判定するステップは、散瞳、収斂動揺、および瞳孔動揺のうちの1つまたはそれを上回るものを検出するステップを含む、項目36に記載の方法。
(項目39)
前記眼精疲労の存在を判定するステップは、ガルバニック皮膚応答を測定するステップを含む、項目36に記載の方法。
(項目40)
前記眼精疲労の存在を判定するステップは、0.25ジオプタを上回る遠近調節-輻輳・開散運動不整合を有する画像コンテンツへの暴露の持続時間を検出するステップを含む、項目36に記載の方法。
(項目41)
前記遠近調節-輻輳・開散運動不整合は、0.33ジオプタを上回る、項目40に記載の方法。
(項目42)
前記遠近調節-輻輳・開散運動不整合は、0.50ジオプタを上回る、項目41に記載の方法。
(項目43)
画像コンテンツを修正するステップは、
前記画像コンテンツの特徴のサイズを増加させるステップと、
前記画像コンテンツの分解能を低減させるステップと、
前記画像コンテンツを前記画像コンテンツのために元々規定されたものより前記視認者から遠い深度平面上に表示するステップと
のうちの1つまたはそれを上回るものを含む、項目36に記載の方法。
(項目44)
画像コンテンツを修正するステップは、前記眼精疲労の存在が前記ユーザにおいてもはや検出されなくなるまで実施される、項目43に記載の方法。
(項目45)
プロセッサと、前記ディスプレイシステムによって実行されると、前記ディスプレイシステムに、項目36-45のいずれかに記載の方法を実施させる命令を記憶する、コンピュータ記憶媒体とを備える、ディスプレイシステム。
(項目46)
前記ディスプレイシステムは、画像情報を1つのみの深度平面上に表示するように構成され、前記1つの深度平面は、光学無限遠未満にある、項目45に記載のディスプレイシステム。
(項目47)
前記ディスプレイシステムは、画像情報を2つのみの深度平面上に表示するように構成され、前記2つの深度平面はそれぞれ、光学無限遠未満にある、項目45に記載のディスプレイシステム。
(項目48)
ウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステムであって、
ユーザによって装着されるように構成されるフレームと、
前記フレームに取り付けられるディスプレイと、
前記ユーザの頭部の片側から前記頭部の他側まで延在するように構成される支持構造と
を備え、
前記支持構造は、前記フレームに機械的に結合される、ウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目49)
前記支持構造に取り付けられ、音を前記ユーザの耳の中に指向するように構成される、音変換器をさらに備える、項目48に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目50)
前記音変換器は、スピーカである、項目49に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目51)
前記支持構造は、前記頭部の片側から前記頭部の他側まで延在するように構成される、バンドである、項目48に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目52)
前記バンドは、前記ユーザの眼および耳と交差する平面に対して35°~55°の角度で前記ユーザの頭部を横切る、項目51に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目53)
前記バンドは、前記ユーザの眼および耳と交差する平面に対して80°~100°の角度で前記ユーザの頭部を横切る、項目51に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目54)
前記ユーザの眼および第1および第2の耳と交差する平面に対する前記バンドの角度は、調節可能である、項目51に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目55)
導波管であって、
前記入射光の性質に基づいて、入射光を前記導波管の中に選択的に内部結合するように構成される内部結合光学要素と、
前記導波管の中に内部結合される光を外部結合することによって、前記光を前記視認者の眼に投影するように構成される外部結合光学要素と
を備える、導波管
をさらに備える、項目48に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目56)
前記外部結合光学要素は、屈折力を有し、光を前記眼に投影し、画像コンテンツを関連付けられた深度平面上に表示するように構成され、前記関連付けられた深度平面は、光学無限遠未満にある、項目55に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目57)
前記導波管は、導波管のスタックの一部であり、前記導波管のスタックのうちの少なくともいくつかの導波管は、前記少なくともいくつかの導波管毎に、出射光の異なる発散を提供するように、異なる関連付けられた深度平面と、異なる屈折力を有する外部結合光学要素とを備える、項目56に記載のウェアラブル頭部搭載型ディスプレイシステム。
(項目58)
ディスプレイシステムであって、
仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成されるディスプレイデバイスと、
1つまたはそれを上回るプロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、前記ディスプレイシステムによって実行されると、前記ディスプレイシステムに、
凝視深度を判定するステップであって、前記凝視深度は、前記ユーザの眼が凝視している深度である、ステップと、
前記凝視深度が、
(1)選択された深度平面によってのみ包含される、または
(2)前記選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、
深度平面範囲内にあるかどうかに基づいて、仮想オブジェクトが前記ユーザの眼に提示されている選択された深度平面の選択を調節するかどうかを判定するステップと、
前記選択された深度平面の選択を調節するかどうかを判定するステップに基づいて、前記仮想オブジェクトの提示を選択された特定の深度平面に生じさせるステップと
を含む、動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体と
を備える、ディスプレイシステム。
(項目59)
前記凝視深度は、前記選択された深度平面によってのみ包含される深度平面範囲内にあり、前記深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、負である、項目58に記載のディスプレイシステム。
(項目60)
前記凝視深度は、前記選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される深度平面範囲内にあり、前記深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、負である、項目58に記載のディスプレイシステム。
(項目61)
前記凝視深度は、
(1)前記選択された深度平面によってのみ包含され、
(2)前記選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、
深度平面範囲の外の特定の深度平面範囲内にあり、前記深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、正である、項目58に記載のディスプレイシステム。
(項目62)
前記仮想オブジェクトは、前記特定の深度平面範囲を包含する深度平面に提示される、項目61に記載のディスプレイシステム。
(項目63)
前記凝視深度は、前記隣接する深度平面によってのみ包含される深度平面範囲内にあり、前記深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、正である、項目58に記載のディスプレイシステム。
(項目64)
前記仮想オブジェクトは、前記隣接する深度平面に提示される、項目63に記載のディスプレイシステム。
(項目65)
深度平面の選択を調節することの正の判定に応答して、前記ユーザによる瞬目または衝動性眼球運動の実施の検出に応答して、前記調節された深度平面における提示をトリガする、項目58に記載のディスプレイシステム。
(項目66)
前記動作はさらに、
前記ユーザが凝視している3次元場所を示すユーザの凝視点を判定するステップであって、前記3次元場所は、前記凝視深度を示す、ステップ
を含む、項目58に記載のディスプレイシステム。
(項目67)
ディスプレイシステムであって、
仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成される、ディスプレイデバイスと、
1つまたはそれを上回るプロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、前記ディスプレイシステムによって実行されると、前記ディスプレイシステムに、
凝視深度を判定するステップであって、前記凝視深度は、前記ユーザの眼が凝視している深度である、ステップと、
仮想オブジェクトが前記ユーザに提示されるべき前記複数の深度平面の特定の深度平面を判定するステップであって、前記判定は、前記凝視深度および前記深度平面のそれぞれによって包含される深度平面範囲に基づいており、隣接する深度平面は両方とも、深度重複領域を包含する、ステップと、
前記仮想オブジェクトの提示を前記特定の深度平面において生じさせるステップと
を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体と
を備える、ディスプレイシステム。
(項目68)
深度平面によって包含される深度平面範囲は、凝視されると、前記仮想オブジェクトの提示を前記深度平面において生じさせる、前記ユーザからの深度の範囲を示す、項目66に記載のディスプレイシステム。
(項目69)
前記特定の深度平面における提示は、前記仮想オブジェクトを、前記特定の深度平面の公称焦点深度と関連付けられた遠近調節キューと、前記仮想オブジェクトと関連付けられた場所情報に基づく輻輳・開散運動キューとともに提示するステップを含む、項目66に記載のディスプレイシステム。
(項目70)
前記特定の深度平面によって包含される深度平面範囲のサイズは、遠近調節-輻輳・開散運動不整合公差に基づいており、前記遠近調節-輻輳・開散運動不整合公差は、提示される仮想オブジェクトの輻輳・開散運動キューと関連付けられた知覚される深度と前記仮想オブジェクトの遠近調節キューと関連付けられた知覚される深度との間の最大差異を示す、項目69に記載のディスプレイシステム。
(項目71)
前記深度重複領域のサイズは、凝視深度を判定するステップと関連付けられた誤差に基づいている、項目66に記載のディスプレイシステム。
(項目72)
前記凝視深度は、前記深度が前記深度平面範囲内にあるように、前記特定の深度平面によってのみ包含される、項目66に記載のディスプレイシステム。
(項目73)
前記凝視深度は、前記特定の深度平面および隣接する深度平面によって包含される深度重複領域内にあり、前記特定の深度平面を判定するステップは、前記ユーザの以前の凝視深度に基づいている、項目66に記載のディスプレイシステム。
(項目74)
前記動作はさらに、前記以前の凝視深度に基づいて、前記深度重複領域内の1つまたはそれを上回る凝視深度の凝視に先立って、前記ユーザが前記特定の深度平面によってのみ包含される凝視深度を凝視したことを識別するステップを含む、項目73に記載のディスプレイシステム。
(項目75)
前記動作はさらに、
前記深度重複領域内にある前記ユーザの後続凝視深度を判定するステップと、
前記仮想オブジェクトの提示を前記特定の深度平面において生じさせるステップと
を含む、項目73に記載のディスプレイシステム。
(項目76)
前記動作はさらに、
前記隣接する深度平面によって包含され、前記深度重複領域外にある、前記ユーザの後続凝視深度を判定するステップと、
前記仮想オブジェクトの提示を前記隣接する深度平面において生じさせるステップと
を含む、項目73に記載のディスプレイシステム。
(項目77)
前記ディスプレイシステムは、前記ユーザが、(1)瞬目または(2)衝動性眼球運動を実施したことを判定し、それに応答して、提示を前記隣接する深度平面において生じさせるように構成される、項目76に記載のディスプレイシステム。
(項目78)
少なくとも部分的に、仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成されるディスプレイデバイスによって実装される方法であって、前記方法は、
凝視深度を判定するステップであって、前記凝視深度は、前記ユーザの眼が凝視している深度である、ステップと、
前記凝視深度が、
(1)前記選択された深度平面によってのみ包含される、または
(2)前記選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、深度平面範囲内にあるかどうかに基づいて、仮想オブジェクトが前記ユーザの眼に提示されている選択された深度平面の選択を調節するかどうかを判定するステップと、
前記選択された深度平面の選択を調節するかどうかの判定に基づいて、前記仮想オブジェクトの提示を選択された特定の深度平面において生じさせるステップと
を含む、方法。
(項目79)
前記凝視深度は、
(1)前記選択された深度平面によってのみ包含され、
(2)前記選択された深度平面および隣接する深度平面の両方によって包含される、
深度平面範囲の外の特定の深度平面内にあり、前記深度平面の選択を調節するかどうかの判定は、正である、項目78に記載の方法。
(項目80)
深度平面の選択を調節することの正の判定に応答して、前記ユーザによる瞬目または衝動性眼球運動の実施の検出に応答して、前記調節された深度平面における提示をトリガする、項目78に記載の方法。
(項目81)
ディスプレイシステムであって、
仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成されるディスプレイデバイスと、
プロセッサと、
命令を記憶するコンピュータ記憶媒体であって、前記命令は、前記ディスプレイシステムによって実行されると、前記ディスプレイシステムに、
前記ユーザが凝視している3次元場所を示すユーザの凝視点を判定するステップと、
仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるかどうかを判定するステップであって、前記判定は、少なくとも部分的に、前記判定された凝視点の深度に基づく、ステップと、
前記仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるステップであって、前記深度平面を切り替えるステップは、ユーザ知覚限定イベントによってトリガされる、ステップと
を含む動作を実施させる、コンピュータ記憶媒体と
を備える、ディスプレイシステム。
(項目82)
前記動作はさらに、前記ユーザの眼を監視し、瞬目または衝動性眼球運動のうちの1つまたはそれを上回るものが実施されることを含む、前記ユーザ知覚限定イベントを検出するステップを含む、項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目83)
前記ユーザの眼を監視するステップは、前記ユーザの瞳孔を監視するステップを含み、衝動性眼球運動を検出するステップは、前記瞳孔の回転速度が閾値速度を超えることに基づく、項目82に記載のディスプレイシステム。
(項目84)
前記衝動性眼球運動を検出するステップはさらに、前記ユーザの頭部と関連付けられた移動情報に基づく、項目83に記載のディスプレイシステム。
(項目85)
前記深度平面を切り替えるステップは、
前記ユーザによって実施されている瞬目を検出するステップと、
それに応答して、前記深度平面を切り替えるステップと
を含む、項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目86)
前記深度平面を切り替えるステップは、
前記ユーザによって実施されている衝動性眼球運動を検出するステップと、
それに応答して、前記深度平面を切り替えるステップと
を含む、項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目87)
前記深度平面を切り替えるステップは、
閾値時間量後、瞬目または衝動性眼球運動の実施を検出しないことに応答して、前記深度平面を切り替えるステップ
を含む、項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目88)
深度平面を切り替えるかどうかを判定するステップは、
前記判定された凝視点の深度が前記切り替えられた深度平面によって包含されることを判定するステップ
を含む、項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目89)
前記動作はさらに、
前記深度平面が切り替えられるべきであることを示す情報を記憶し、前記ユーザの眼を監視し、前記ユーザ知覚限定イベントを判定するステップ
を含む、項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目90)
前記ディスプレイデバイスは、ディスプレイ面積を形成し、前記ディスプレイ面積を通して、周囲環境のビューを提供する、複数のスタックされた導波管を備え、前記複数の導波管の少なくともいくつかの導波管は、他の導波管と異なる波面発散を伴う光を出力するように構成され、各導波管は、深度平面と関連付けられ、
前記仮想オブジェクトを前記切り替えられた深度平面に提示するステップは、前記切り替えられた深度平面と関連付けられた導波管が、前記仮想オブジェクトを形成するための光を出力するステップを含む、
項目81に記載のディスプレイシステム。
(項目91)
少なくとも部分的に、仮想オブジェクトを複数の深度平面においてユーザに提示するように構成されるディスプレイデバイスによって実装される方法であって、前記方法は、
前記ユーザが凝視している3次元場所を示すユーザの凝視点を判定するステップと、
仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるかどうかを判定するステップであって、前記判定は、少なくとも部分的に、前記判定された凝視点の深度に基づく、ステップと、
前記仮想オブジェクトが提示されるべき深度平面を切り替えるステップであって、前記深度平面を切り替えるステップは、ユーザ知覚限定イベントによってトリガされる、ステップと
を含む、方法。
(項目92)
前記ユーザの眼を監視し、瞬目または衝動性眼球運動のうちの1つまたはそれを上回るものが実施されることを含む前記ユーザ知覚限定イベントを検出するステップをさらに含む、項目91に記載の方法。
(項目93)
前記ユーザの眼を監視するステップは、前記ユーザの瞳孔を監視するステップを含み、衝動性眼球運動を検出するステップは、前記瞳孔の回転速度が閾値速度を超えることに基づく、項目92に記載の方法。
(項目94)
前記衝動性眼球運動を検出するステップはさらに、前記ユーザの頭部と関連付けられた移動情報に基づく、項目93に記載の方法。
(項目95)
前記深度平面を切り替えるステップは、
前記ユーザによって実施されている瞬目を検出するステップと、
それに応答して、前記深度平面を切り替えるステップと
を含む、項目91に記載の方法。
(項目96)
前記深度平面を切り替えるステップは、
前記ユーザによって実施されている衝動性眼球運動を検出するステップと、
それに応答して、前記深度平面を切り替えるステップと
を含む、項目91に記載の方法。
(項目97)
ディスプレイシステムであって、前記ディスプレイシステムは、ディスプレイデバイスと、プロセッサと、命令を記憶するコンピュータ記憶媒体とを備え、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記ディスプレイシステムに、
前記ディスプレイデバイスによって、仮想コンテンツを含むフレームを複数の深度平面においてユーザに提示するステップであって、前記ユーザに提示されるフレーム毎に、前記仮想コンテンツは、ユーザ凝視情報に基づいて選択された同一深度平面に提示される、ステップと、
選択された深度平面の選択が調節されるべきであることの識別に応答して、前記ユーザによって実施されている瞬目または衝動性眼球運動の検出に応じて、前記仮想コンテンツの1つまたはそれを上回るフレームが前記ディスプレイデバイスによって前記調節された深度平面に提示されるべきであることを示す情報を記憶するステップと
を含む動作を実施させる、ディスプレイシステム。
(項目98)
前記動作はさらに、
瞬目または衝動性眼球運動の実施を検出するステップと、
前記判定に応答して、前記仮想コンテンツを前記調節された深度平面に提示するステップと
を含む、項目97に記載のディスプレイシステム。
(項目99)
前記動作はさらに、
前記ユーザが閾値時間を上回る時間にわたって瞬目または衝動性眼球運動を実施しなかったことを判定するステップと、
前記判定に応答して、前記仮想コンテンツを前記調節された深度平面に提示するステップと
を含む、項目97に記載のディスプレイシステム。
(項目100)
前記動作はさらに、
前記ユーザの眼を監視し、瞬目または衝動性眼球運動を検出し、監視しながら、仮想コンテンツの1つまたはそれを上回るフレームを前記選択された深度平面に提示するステップ
を含む、項目97に記載のディスプレイシステム。
(項目101)
瞬目または衝動性眼球運動の検出を待機しながら、前記ユーザが前記調節された深度平面と異なる特定の深度平面と関連付けられた深度を凝視していることを判定し、瞬目または衝動性眼球運動の検出に応じて、前記仮想コンテンツが前記特定の深度平面に提示されるべきことを示す情報を記憶する、項目97に記載のディスプレイデバイス。
例示的ディスプレイシステム
深度平面構成
深度平面切替
視認者眼精疲労のための調節
頭部搭載型ディスプレイを支持および/または平衡するための構造
Claims (20)
- 1つまたは複数のプロセッサを備えるディスプレイシステムによって実装される方法であって、前記ディスプレイシステムは、頭部搭載型ディスプレイをさらに備え、前記頭部搭載型ディスプレイは、複数の深度平面を画定するための1つまたは複数の別個の遠近調節キューおよび輻輳・開散運動キューの範囲を伴って画像コンテンツを表示するように構成されており、輻輳・開散運動キューの範囲内の輻輳・開散運動キューの可能性のある個数は、遠近調節キューの可能性のある個数よりも多く、前記方法は、
関連付けられた深度平面上にコンテンツを提供するために前記頭部搭載型ディスプレイの導波管を選択することであって、前記頭部搭載型ディスプレイは、導波管のスタックを形成する複数の導波管を備え、前記導波管のスタックのうちの少なくとも一部の導波管は、前記1つまたは複数の別個の遠近調節キューを提供するための屈折力を有する、ことと、
前記関連付けられた深度平面上に前記コンテンツを表示するために前記1つまたは複数の選択された導波管を介して光の出力を生じさせることであって、前記光は、前記1つまたは複数の別個の遠近調節キューのうちの1つを提供する、ことと
を含み、
任意の画像コンテンツに対する前記頭部搭載型ディスプレイによって提供される前記1つまたは複数の別個の遠近調節キューは、光学無限遠未満にある深度平面に対応し、
前記遠近調節キューと前記輻輳・開散運動キューとの間の不整合が閾値時間量よりも長くにわたって遠近調節-輻輳・開散運動不整合公差を超えていることに応答して、前記ディスプレイシステムは、異なる関連付けられた深度平面上に前記コンテンツを提供するために前記頭部搭載型ディスプレイの異なる導波管を選択するように構成されている、方法。 - 前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の0.50dpt以内にある、請求項1に記載の方法。
- 前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の0.33dpt以内にある、請求項2に記載の方法。
- 前記深度平面のうちの最も遠いものは、光学無限遠の0.25dpt以内にある、請求項3に記載の方法。
- 前記深度平面は、0.7dpt以下だけ分離される、請求項1に記載の方法。
- 前記深度平面は、0.5dpt以下だけ分離される、請求項5に記載の方法。
- 各導波管は、入射光を再指向し、前記導波管の内側の全内部反射によって伝搬させるように構成されている内部結合光学要素を備える、請求項1に記載の方法。
- 各導波管の前記内部結合光学要素は、単一原色に対応する波長を有する光を選択的に再指向するように構成されている、請求項7に記載の方法。
- 上から見下ろした平面図に見られるとき、各導波管の前記内部結合光学要素は、他の導波管の内部結合光学要素から側方に離間される、請求項7に記載の方法。
- 各導波管はさらに、各導波管内を伝搬する光を前記導波管から外に再指向するように構成されている外部結合光学要素を備える、請求項7に記載の方法。
- 画像コンテンツを前記導波管の前記内部結合光学要素に指向するように構成されている光プロジェクタシステムをさらに備え、前記光プロジェクタシステムは、
光エミッタと、
空間光変調器と
を備える、請求項7に記載の方法。 - 1つまたは複数のプロセッサを備えるディスプレイシステムによって実装される方法であって、前記ディスプレイシステムは、頭部搭載型ディスプレイをさらに備え、前記頭部搭載型ディスプレイは、複数の深度平面を画定するための1つまたは複数の別個の遠近調節キューおよび輻輳・開散運動キューの範囲を伴って画像コンテンツを表示するように構成されており、輻輳・開散運動キューの範囲内の輻輳・開散運動キューの可能性のある個数は、遠近調節キューの可能性のある個数よりも多く、前記方法は、
関連付けられた深度平面上にコンテンツを提供するために前記頭部搭載型ディスプレイの導波管を選択することであって、前記頭部搭載型ディスプレイは、導波管のスタックを形成する複数の導波管を備え、前記導波管のスタックのうちの少なくとも一部の導波管は、前記1つまたは複数の別個の遠近調節キューを提供するための屈折力を有する、ことと、
前記関連付けられた深度平面上に前記コンテンツを表示するために光を前記1つまたは複数の選択された導波管を介して提供することであって、前記光は、前記1つまたは複数の別個の遠近調節キューのうちの1つを備える、ことと
を含み、
前記深度平面のうちの最も遠い深度平面は、光学無限遠の遠近調節-輻輳・開散運動不整合公差内であり、前記最も遠い深度平面に対して前記頭部搭載型ディスプレイによって出力された前記1つまたは複数の別個の遠近調節キューは、光学無限遠未満に対応し、前記不整合公差は、0.5dpt以下であり、
前記遠近調節キューと前記輻輳・開散運動キューとの間の不整合が閾値時間量よりも長くにわたって遠近調節-輻輳・開散運動不整合公差を超えていることに応答して、前記ディスプレイシステムは、異なる関連付けられた深度平面上に前記コンテンツを提供するために前記頭部搭載型ディスプレイの異なる導波管を選択するように構成されている、方法。 - 前記スタックの関連付けられた深度平面と最近傍の関連付けられた深度平面との間の分離は、不整合公差の2倍以下である、請求項12に記載の方法。
- 深度平面の総数は、4以下である、請求項12に記載の方法。
- 各導波管は、
入射光を再指向し、前記導波管の内側の全内部反射によって伝搬させるように構成されている内部結合光学要素と、
各導波管内を伝搬する光を前記導波管から外に再指向するように構成されている外部結合光学要素と
を備える、請求項12に記載の方法。 - 各導波管の前記内部結合光学要素は、単一原色に対応する波長を有する光を選択的に再指向するように構成されている、請求項15に記載の方法。
- 上から見下ろした平面図に見られるとき、各導波管の前記内部結合光学要素は、他の導波管の内部結合光学要素から側方に離間される、請求項15に記載の方法。
- 画像コンテンツを前記導波管の前記内部結合光学要素に指向するように構成されている光プロジェクタシステムをさらに備え、前記光プロジェクタシステムは、
光エミッタと、
空間光変調器と
を備える、請求項15に記載の方法。 - 前記輻輳・開散運動キューの範囲は、光学無限遠に対応する輻輳・開散運動キューを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記輻輳・開散運動キューの範囲は、光学無限遠に対応する輻輳・開散運動キューを含む、請求項12に記載の方法。
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