【手続補正書】
【提出日】平成30年4月18日(2018.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイル式自由形状光学表示システムであって、
光線を一次自由形状光学要素の中に投入する画像源と、
前記画像源からの光線を用いて仮想表示コンテンツを表示するために前記一次自由形状光学要素の視野を拡張するタイル式自由形状光学表示デバイスを形成するために、第１のタイル式配置で前記一次自由形状光学要素に取り付けられている二次自由形状光学要素と、
前記画像源および前記タイル式自由形状光学表示デバイスに動作可能に結合されている可変焦点合わせ要素であって、前記可変焦点合わせ要素は、前記仮想表示コンテンツの少なくとも一部が焦点が合ってレンダリングされる焦点面の焦点距離を変化させる、可変焦点合わせ要素と
を備えている、タイル式自由形状光学表示システム。
【請求項２】
前記一次自由形状光学要素および／または前記二次自由形状光学要素の少なくとも一部に取り付けられている補償レンズをさらに備え、前記補償レンズは、前記一次自由形状光学要素および／または前記二次自由形状光学要素の前記少なくとも一部を通して実世界場面から放出する光線の品質を改善する、請求項１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項３】
前記一次自由形状光学要素は、１つ以上の中継レンズに動作可能に結合されている自由形状楔を含む、請求項１または２に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項４】
前記一次自由形状光学要素は、折り曲げ反射体にさらに結合され、前記反射体は、第１の光線を前記可変焦点合わせ要素から受信する、請求項３に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項５】
前記可変焦点合わせ要素は、中間瞳を形成するための液体レンズを含む、請求項１〜４のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項６】
前記可変焦点合わせ要素は、中間瞳を形成するための変形可能膜ミラーを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項７】
前記可変焦点合わせ要素は、前記変形可能膜ミラーに動作可能に結合されている結合レンズ群、２つ以上のビームスプリッタを含む、請求項６に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項８】
前記一次自由形状表示要素および前記二次自由形状表示要素は、同一である２つの視野を提示する、請求項１〜７のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項９】
前記一次自由形状表示要素は、増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野を画定し、
前記二次自由形状表示要素は、前記増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野に部分的に基づいて、二次垂直視野を画定し、
前記タイル式自由形状光学表示デバイスは、前記増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野、および、前記視野に対する所定の縦横比に少なくとも部分的に基づいて、視野を画定する、
請求項１〜７のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項１０】
前記一次自由形状表示要素は、増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野を画定し、
前記二次自由形状表示要素は、増加させられた二次水平視野または最大化された二次水平視野を画定し、
前記タイル式自由形状光学表示デバイスは、前記増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野、および、前記増加させられた二次水平視野または最大化された二次水平視野に少なくとも部分的に基づいて、視野を画定する、
請求項１〜７のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項１１】
オブジェクトに対する前記仮想表示コンテンツを再現するために、前記オブジェクトから反射され、かつ記録された光サンプルから光線を決定する、コンピューティングデバイスと、
前記画像源と前記一次自由形状光学要素との間に位置し、かつそれらに動作可能に結合され、中間瞳を生成する、結合レンズ群と
をさらに備えている、請求項１〜１０のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項１２】
前記画像源は、前記光線を前記一次自由形状光学要素および前記二次自由形状光学要素の中に投入する、プロジェクタの束を備え、前記コンピューティングデバイスは、前記オブジェクトに対する仮想コンテンツ表示を表示するために、ライトフィールドの一部をレンダリングするための１つ以上の光線を前記光線から決定するようにさらに構成されている、請求項１１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項１３】
前記タイル式自由形状光学表示システムは、前記一次または二次自由形状光学要素によって画定される少なくとも前記中間瞳および射出瞳を使用することによって、前記ライトフィールドを合成するようにさらに構成されている、請求項１２に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項１４】
前記コンピューティングデバイスは、前記仮想表示コンテンツに表示される１つ以上の仮想オブジェクトの光サンプルを１つ以上のマップされた光線にマップする命令を用いてさらに構成され、前記画像源は、前記１つ以上のマップされた光線を放出し、中間瞳を通して前記ライトフィールドをレンダリングし、かつ射出瞳において前記仮想表示コンテンツを生成するようにさらに構成されている、請求項１２に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【請求項１５】
前記二次自由形状光学要素は、前記一次自由形状光学要素の水平視野または垂直視野を拡張するように構成されている、請求項１〜１４のいずれかに記載のタイル式自由形状光学表示システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
仮想および／または拡張現実のためのアドレス可能焦点を伴う自由形状光学システムを用いて、立体視を表示する方法およびシステムの追加の詳細は、図１−１４Ｄを参照して以下の発明を実施するための形態に説明される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
タイル式自由形状光学表示システムであって、
光線を一次自由形状光学要素の中に投入する画像源と、
前記画像源からの光線を用いて仮想表示コンテンツを表示するためのタイル式自由形状光学表示デバイスを形成するために、第１のタイル式配置で前記一次自由形状光学要素に取り付けられている二次自由形状光学要素と、
前記画像源および前記タイル式自由形状光学表示デバイスに動作可能に結合されている可変焦点合わせ要素であって、前記可変焦点合わせ要素は、前記仮想表示コンテンツの少なくとも一部が焦点が合ってレンダリングされる焦点面の焦点距離を変化させる、可変焦点合わせ要素と
を備えている、タイル式自由形状光学表示システム。
（項目２）
前記一次自由形状光学要素および／または前記二次自由形状光学要素の少なくとも一部に取り付けられている補償レンズをさらに備え、前記補償レンズは、前記一次自由形状光学要素および／または前記二次自由形状光学要素の少なくとも一部を通して実世界場面から放出する光線の品質を改善する、項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目３）
前記一次自由形状光学要素は、１つ以上の中継レンズに動作可能に結合されている自由形状楔を含む、項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目４）
前記一次自由形状光学要素は、折り曲げ反射体にさらに結合され、前記反射体は、前記第１の光線を前記可変焦点合わせ要素から受信する、項目３に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目５）
前記可変焦点合わせ要素は、中間瞳を形成するための液体レンズを含む、項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目６）
前記可変焦点合わせ要素は、中間瞳を形成するための変形可能膜ミラーを含む、項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目７）
前記可変焦点合わせ要素は、前記変形可能膜ミラーに動作可能に結合されている結合レンズ群、２つ以上のビームスプリッタを含む、項目６に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目８）
前記一次自由形状表示要素および前記二次自由形状表示要素は、同一である２つの視野を提示する、項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目９）
前記一次自由形状表示要素は、増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野を画定し、
前記二次自由形状表示要素は、前記増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野に部分的に基づいて、二次垂直視野を画定し、
前記タイル式自由形状光学表示デバイスは、前記増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野、および、前記視野に対する所定の縦横比に少なくとも部分的に基づいて、視野を画定する、
項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目１０）
前記一次自由形状表示要素は、増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野を画定し、
前記二次自由形状表示要素は、増加させられた二次水平視野または最大化された二次水平視野を画定し、
前記タイル式自由形状光学表示デバイスは、前記増加させられた一次垂直視野または最大化された一次垂直視野、および、前記増加させられた二次水平視野または最大化された二次水平視野に少なくとも部分的に基づいて、視野を画定する、
項目１に記載のタイル式自由形状光学表示システム。
（項目１１）
自由形状ライトフィールド表示システムであって、
コンピューティングデバイスであって、前記コンピューティングデバイスは、前記自由形状ライトフィールド表示システムを用いてオブジェクトに対する仮想コンテンツ表示を再現するために、オブジェクトから反射され、記録された光サンプルから光線を決定する、コンピューティングデバイスと、
前記光線を自由形状光学要素の中に投入するためのプロジェクタの束を備えている画像源であって、前記コンピューティングデバイスは、前記オブジェクトに対する前記仮想コンテンツ表示を表示するために、ライトフィールドの一部をレンダリングするための１つ以上の光線を前記光線からさらに決定する、画像源と、
前記画像源と前記自由形状光学要素との間に位置し、それらに動作可能に結合され、中間瞳を生成する結合レンズ群と
を備えている、自由形状ライトフィールド表示システム。
（項目１２）
前記自由形状ライトフィールド表示システムは、前記自由形状光学要素によって画定される少なくとも前記中間瞳および射出瞳を使用することによって、前記ライトフィールドを合成する、項目１１に記載の自由形状ライトフィールド表示システム。
（項目１３）
タイル式配置における自由形状光学表示機構を用いて立体画像を生成する方法であって、
一次自由形状光学要素を備え、一次視野を画定する一次表示デバイスを識別することと、
二次視野を画定し、二次自由形状光学要素を備えている二次表示デバイスを識別することと、
少なくとも前記二次表示デバイスを前記一次表示デバイスに統合することによって、前記一次表示デバイスの一次視野を拡張するタイル式表示デバイスを考案することと
を含む、方法。
（項目１４）
前記二次表示デバイスおよび前記一次表示デバイスは、第１のタイル式配置の中に統合され、前記一次表示デバイスのこめかみ水平視野を拡張する前記タイル式表示デバイスを形成する、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
前記自由形状光学表示機構内の可変焦点合わせ機構を使用することによって、１つ以上の焦点面の焦点距離を調節することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１６）
前記自由形状光学表示機構内の可変焦点合わせ機構内の変形可能ミラーの屈折力を変えることによって、前記１つ以上の焦点面の焦点距離を変更することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１７）
前記可変焦点合わせ機構を用いて、前記自由形状光学表示機構の１つ以上の焦点面の１つ以上の焦点距離を調節することをさらに含む、項目１５に記載の方法。
（項目１８）
少なくとも前記自由形状光学表示機構によって生成される立体画像に対する焦点面の焦点距離を制御することによって、アドレス可能焦点機能性を伴う前記一次表示デバイスおよび／または前記二次表示デバイスを考案することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１９）
少なくとも、前記自由形状光学表示機構によって生成される立体画像に対する複数の焦点面を切り替えることによって、アドレス可能焦点機能性を伴う前記一次表示デバイスおよび／または前記二次表示デバイスを考案することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目２０）
可変焦点合わせ機構を用いて、前記複数の焦点面のそれぞれの焦点距離をアドレスすることをさらに含む、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
少なくとも、少なくとも１つの補償レンズを前記一次表示デバイスの少なくとも一部と統合することによって、周囲環境視認の品質を改善することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目２２）
前記少なくとも１つの補償レンズは、前記自由形状光学表示機構の一次表示デバイスの少なくとも一部を覆っている、項目１３に記載の方法。
（項目２３）
前記二次表示デバイスの二次水平視野を増加させることまたは最大化することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目２４）
前記一次視野および／または前記二次視野に部分的または全体的に基づいて、前記一次表示デバイスおよび前記二次表示デバイスのための第１の配置を決定することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目２５）
前記一次表示デバイスおよび前記二次表示デバイスを互に隣接して配置する前記第１の配置を用いて、前記自由形状光学表示機構の水平視野または対角線視野を拡張することをさらに含む、項目２４に記載の方法。
（項目２６）
前記一次視野および／または前記二次視野に部分的または全体的に基づいて、前記一次表示デバイスおよび前記二次表示デバイスのための第２の配置を決定することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目２７）
前記一次表示デバイスを前記二次表示デバイスの上に、または前記二次表示デバイスを前記一次表示デバイスの上に配置する前記第２の配置を用いて、前記自由形状光学表示機構の垂直視野または対角線視野を拡張することをさらに含む、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記一次視野および／または前記二次視野に部分的または全体的に基づいて、前記一次表示デバイスおよび前記二次表示デバイスのための第３の配置を決定することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目２９）
少なくとも、前記二次表示デバイスの二次視野を前記一次表示デバイスの一次視野とほぼ一致させることまたは正確に一致させることによって、前記第３の配置を伴う前記自由形状光学表示機構を考案することをさらに含む、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
前記一次表示デバイスの一次垂直視野を増加させることまたは最大化することによって、前記一次表示デバイスを考案することと、
前記二次表示デバイスの二次垂直視野を増加させられ、または最大化された前記一次垂直視野と正確に一致させることまたはほぼ一致させることと
をさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目３１）
前記二次表示デバイスの二次水平視野を増加させることまたは最大化することによって、前記二次表示デバイスを考案することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目３２）
前記一次表示デバイスは、第１の光学結合機構を介して第１の画像源と動作可能に結合され、前記第１の光学結合機構は、可変焦点合わせ機構を含む、項目１３に記載の方法。
（項目３３）
１つ以上の他の二次表示デバイスを統合し、前記自由形状光学表示機構の視野をさらに拡張する前記タイル式表示デバイスを考案することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目３４）
補償レンズの１つ以上の自由形状屈折表面特性を使用することによって、実世界場面によって放出される光線によって前記立体画像に導入されるシフトおよび／または歪を低減させることまたは最小化することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目３５）
少なくとも、前記一次表示デバイスおよび１つ以上の画像源を光学結合光学機構と結合することによって、前記自由形状光学表示機構によって生成される立体画像の品質を改善することをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目３６）
仮想または拡張現実のための可変焦点合わせ自由形状光学表示システムを用いて立体画像を生成する方法であって、
入力光ビームを光学システムにおいて画像源から受信することと、
前記立体画像に対する少なくとも１つの焦点面の位置決めに部分的または全体的に基づいて、前記入力光ビームのための可変焦点機構の焦点距離を変えることと、
変えられた焦点距離を伴う前記可変焦点機構を使用することによって、前記入力光ビームを自由形状光学機構に伝搬することと、
前記自由形状光学機構を用いて、仮想または拡張現実提示のために前記少なくとも１つの焦点面上に前記立体画像を生成することと
を含む、方法。
（項目３７）
前記入力光ビームを第１の光学を通して１つ以上のビームスプリッタに伝搬することと、
前記１つ以上のビームスプリッタを通して前記可変焦点機構に前記入力光ビームを向け直すことと
をさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記立体画像に対する１つ以上の焦点面の位置決めに部分的または全体的に基づいて前記可変焦点機構の屈折力を変えることによって、前記可変焦点機構の焦点距離を変更することをさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目３９）
変えられた焦点距離を伴う前記可変焦点機構を用いて、前記１つ以上のビームスプリッタに戻るように前記入力光ビームを向け直すことと、
前記入力光ビームを前記１つ以上のビームスプリッタから前記自由形状光学機構に伝搬することと
をさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目４０）
前記自由形状光学表示機構によって生成される立体画像に対する焦点面を変更するための要件を識別することと、
前記要件に部分的または全体的に基づいて、前記可変焦点機構の焦点距離を変えるための１つ以上の制御を提供することと、
前記１つ以上の制御を用いて、前記可変焦点機構の焦点距離を変えられた焦点距離に変えることと
をさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目４１）
前記入力光ビームを前記変えられた焦点距離を伴う前記可変焦点機構から前記自由形状光学機構に伝搬することと、
前記自由形状光学機構を用いて、仮想または拡張現実提示のために前記１つ以上の焦点面上に前記立体画像を生成することと
をさらに含む、項目４０に記載の方法。
（項目４２）
前記立体画像の少なくとも一部を焦点を合わせてレンダリングするための第１の焦点面の第１の焦点距離を決定することと、
遠近調節キューまたは収束キューを固定された焦点距離に結び付けることなく、前記遠近調節キューおよび前記収束キューの両方を前記第１の焦点距離を用いてアドレスすることと、
少なくとも前記自由形状光学機構および前記第１の焦点距離を使用することによって、前記入力光ビームを用いて前記立体画像の前記少なくとも一部をレンダリングすることと
をさらに含む、項目３６に記載の方法。
（項目４３）
前記自由形状光学表示機構の前記可変焦点機構を使用することによって、前記第１の焦点距離をアドレスすることをさらに含む、項目４２に記載の方法。
（項目４４）
前記第１の焦点距離をアドレスする行為は、
前記可変焦点機構内のアドレス可能可変焦点合わせ要素の屈折力を変動させ、前記立体画像の前記少なくとも一部をレンダリングするための前記第１の焦点距離を変更することを含む、項目４３に記載の方法。
（項目４５）
前記第１の焦点距離をアドレスする行為は、
前記入力光ビームを用いて前記立体画像の前記少なくとも一部を表示するための前記第１の焦点距離に部分的または全体的に部分的または全体的に基づいて、前記第１の焦点面を複数の焦点面から識別することを含む、項目４２に記載の方法。
（項目４６）
自由形状光学システムを用いてライトフィールドディスプレイを生成する方法であって、
光線束を画像源から受信し、前記光線束内に仮想オブジェクトのための仮想表示コンテンツを生成することと、
前記光線束から前記仮想オブジェクトについての情報を抽出することと、
前記光線束から抽出された情報に部分的または全体的に基づいて、変調された光線束を生成することと、
前記変調された光線束および自由形状光学表示デバイスを用いて、前記仮想オブジェクトのための仮想表示コンテンツをレンダリングすることと
を含む、方法。
（項目４７）
前記光線束内にレンダリングされるべき仮想オブジェクトを識別することと、
前記仮想オブジェクトを表示するための１つ以上のパラメータを識別することまたは決定することと
をさらに含む、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
遠近調節範囲に部分的または全体的に基づいて、前記仮想オブジェクトに対応するライトフィールドを合成するための第１の光線を識別することまたは決定することと、
前記光線束を前記画像源から前記自由形状光学表示デバイスに伝搬することと
をさらに含む、項目４７に記載の方法。
（項目４９）
肉眼遠近調節範囲に部分的または全体的に基づいて、前記仮想オブジェクトに対応するライトフィールドを合成し、第１の焦点距離を用いて、前記遠近調節キューおよび前記収束キューの両方をアドレスすることと、
少なくとも前記自由形状光学表示デバイスを用いて、前記仮想表示コンテンツを生成することであって、ヒト観察者に見える前記仮想表示コンテンツの仮想画像距離は、前記第１の焦点距離に等しい、ことと
をさらに含む、項目４８に記載の方法。
（項目５０）
前記ライトフィールドを合成する行為は、少なくとも部分的にユーザの視覚系の肉眼遠近調節範囲に基づいて、行われる、項目４９に記載の方法。
（項目５１）
可変焦点距離を用いて、前記仮想表示コンテンツに関連付けられた遠近調節キューおよび収束キューの両方をアドレスすることをさらに含み、前記可変焦点距離は、単一の焦点面の距離値を決定することによって、または異なる焦点距離値を有する複数の焦点面を切り替えることによって変動させられる、項目４９に記載の方法。
（項目５２）
前記光線束から抽出された情報に部分的または全体的に基づいて、前記光線束を変調された光線束に変調することをさらに含む、項目４６に記載の方法。
（項目５３）
前記情報は、前記光線束の１つ以上の色、前記光線束の１つ以上の放射輝度、前記光線束の１つ以上の深度情報、または任意のそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、項目５２に記載の方法。
（項目５４）
前記光線束から抽出された情報に部分的または全体的に基づいて、前記変調された光線束が投影されるべき場所を決定することをさらに含む、項目５２に記載の方法。
（項目５５）
変調された光線束を投影し、前記仮想表示コンテンツをレンダリングするために使用されるべき画像プロジェクタを決定することをさらに含む、項目５２に記載の方法。
（項目５６）
前記仮想オブジェクトをレンダリングするための１つ以上のパラメータを識別することまたは決定することをさらに含む、項目５２に記載の方法。
（項目５７）
前記１つ以上のパラメータは、１つ以上の屈折表面パラメータ、１つ以上の反射表面パラメータ、または、前記１つ以上の屈折表面パラメータのうちの少なくとも１つの屈折表面パラメータと前記１つ以上の反射表面パラメータのうちの少なくとも１つの反射表面パラメータとの組み合わせを含む、項目５６に記載の方法。
（項目５８）
前記変調された光線束を結合光学アセンブリに伝搬し、中間瞳を生成することをさらに含む、項目５６に記載の方法。
（項目５９）
前記変調された光線束を前記結合光学アセンブリから前記自由形状光学表示デバイスに中継することと、
前記１つ以上のパラメータに部分的または全体的に基づいて、前記自由形状光学表示デバイス内の屈折および／または反射を介して、前記変調された光線束を伝搬することと
をさらに含む、項目５６に記載の方法。
（項目６０）
仮想または拡張現実のための立体画像を生成するための項目１３−３５のいずれかに記載の方法を行うための自由形状光学表示機構。
（項目６１）
仮想または拡張現実のための立体画像を生成するための項目３６−４５のいずれかに記載の方法を行うための可変焦点合わせ自由形状光学表示システム。
（項目６２）
仮想または拡張現実のためのライトフィールドディスプレイを生成するための項目４６−５９のいずれかに記載の方法を行うための自由形状光学システム。