(57)【要約】  頭部装着型拡張現実ディスプレイ用のシステム、デバイス、および装置を提供する。例示的なヘッドマウントディスプレイ装置は、フレームと、コンバイナと、マイクロディスプレイ装置とを備える。フレームは、ユーザによって装着されるように構成された構造を有してもよい。コンバイナは、フレームに取り付けられてもよく、反射面を有する湾曲した透明構造を含んでもよい。マイクロディスプレイ装置は、フレームに取り付けられ、フレームがユーザによって装着されたとき、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの反射面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されてもよい。例示的なコンバイナは、正のラップ角を有してもよい。
2020537757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、
前記フレームに取り付けられ、反射面を有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、
前記フレームに取り付けられ、前記フレームが前記ユーザによって装着されたときに、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記反射面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項２】
前記フレームが装着されているとき、前記マイクロディスプレイ装置は、前記コンバイナの前記反射面と交差する前に前記ユーザの顔の矢状面を横切る画像コンテンツを出射するように構成される、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項３】
前記マイクロディスプレイ装置と前記コンバイナとの間に、光軸に沿って配置されたレンズアセンブリをさらに備える、請求項１または２に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項４】
前記レンズアセンブリは、前記光軸に沿って方向付けられた複数のフィールドレンズを含む、請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項５】
前記レンズアセンブリは、色補正を行うように構成されたダブレットをさらに含む、請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項６】
前記複数のフィールドレンズのうち少なくとも１つのフィールドレンズは、キノフォーム型回折光学素子を備える、先行する請求項のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項７】
前記コンバイナは、正のラップ角を有する、先行する請求項のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項８】
前記コンバイナは、前記反射面の反対側に外面を含み、凸状の湾曲部を有する、請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項９】
前記フレームは、前記ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、前記ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記フレームの前記左アームに取り付けられる筐体をさらに備え、前記筐体は、前記ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成された前記マイクロディスプレイ装置を含む、請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記フレームに取り付けられ、前記マイクロディスプレイ装置が出射した画像コンテンツを前記コンバイナに向けて反射するように構成された折りミラーをさらに備える、請求項１０に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１２】
ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、
前記フレームに取り付けられ、反射性を有する内面および正のラップ角を有する外面を有するコンバイナと、
前記フレームに取り付けられ、前記フレームが前記ユーザによって装着されたときに、前記コンバイナの前記内面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記フレームが装着されているとき、前記コンバイナの前記外面は、前記ユーザとは反対側に面しており、凸状の湾曲部を有する、請求項１２に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記コンバイナの前記外面の前記湾曲は、滑らかである、請求項１３に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記外面の前記湾曲が滑らかであることは、前記外面の前記湾曲が連続した第１導関数を有することを含む、請求項１４に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記フレームが前記ユーザによって装着されているとき、前記マイクロディスプレイ装置は、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記内面と交差する画像コンテンツを出射するように構成される、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記フレームが装着されているとき、前記マイクロディスプレイ装置は、前記コンバイナの前記内面と交差する前に前記ユーザの顔の矢状面を横切る画像コンテンツを出射するように構成される、請求項１６に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１８】
ヘッドマウントディスプレイ装置であって、
ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームを備え、前記フレームは、前記ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、前記ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含み、前記ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、
前記フレームに取り付けられ、反射性を有する内面と、外面とを有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、
前記フレームに取り付けられ、前記ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成された左マイクロディスプレイ装置とを備え、前記左マイクロディスプレイ装置は、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記内面と交差するように前記画像コンテンツを出射し、前記ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、
前記フレームに取り付けられ、前記ユーザの左眼用の画像コンテンツを出射するように構成された右マイクロディスプレイ装置を備え、前記右マイクロディスプレイ装置は、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記内面と交差するように前記画像コンテンツを出射する、ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記コンバイナは、正のラップ角を有する、請求項１８に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記コンバイナは、取り付けアセンブリを介して前記フレームに取り付けられ、前記取り付けアセンブリは、前記ユーザによって装着されたとき、前記ユーザの顔の前に延在する、請求項１８または１９に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第６２／５６６，１８２号に基づく優先権を主張し、そのすべての開示内容を、引用により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００２】
背景
拡張現実（ＡＲ）システムは、ユーザ用の没入型拡張環境を生成できる。没入型拡張環境は、コンピュータによって生成されたコンテンツを実世界のユーザの視野に重畳することによって生成できる。たとえば、コンピュータによって生成されたコンテンツは、ラベル、テキスト情報、画像、スプライト、および３次元エンティティを含み得る。
【０００３】
これらの画像は、実世界のオブジェクトに重ね合わさって見えるよう、ユーザの視野における位置に表示されてもよい。ＡＲシステムは、コンピュータによって生成された画像をユーザの視野に重ね合わせることができるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を含んでもよい。
【発明の概要】
【０００４】
概要
本開示は、頭部装着型拡張現実ディスプレイに関する。非限定例では、頭部装着型拡張現実ディスプレイは、コンバイナを含んでもよく、コンバイナは、正のラップ角を有してもよい。また、頭部装着型拡張現実ディスプレイは、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナと交差するよう意図された画像コンテンツを出射するマイクロディスプレイ装置を含んでもよい。たとえば、マイクロディスプレイ装置は、頭部装着型拡張現実ディスプレイが装着されたとき、ユーザの顔の左側に、または左側に向けて配置され、ユーザの顔の前を横切ってユーザの右眼の視野においてコンバイナと交差する画像コンテンツを、右眼に見えるように投影するように構成されてもよい。また、逆に、別のマイクロディスプレイ装置がユーザの顔の右側または右側に向けて位置し、ユーザの左眼の視野においてコンバイナと交差する同じまたは異なる画像コンテンツを、左眼に見えるように投影するように提供されてもよい。
【０００５】
ヘッドマウントディスプレイ装置の一態様は、ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、フレームに取り付けられ、反射面を有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、フレームに取り付けられ、フレームがユーザによって装着されたときに、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの反射面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、ヘッドマウントディスプレイ装置である。
【０００６】
別の態様は、ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、フレームに取り付けられ、反射性を有する内面および正のラップ角を有する外面を有するコンバイナと、フレームに取り付けられ、フレームがユーザによって装着されたときに、コンバイナの内面と交わる画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置である。
【０００７】
さらに別の態様は、ヘッドマウントディスプレイ装置であって、ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームを備え、フレームは、ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含み、ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、フレームに取り付けられ、反射性を有する内面と、外面とを有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、フレームに取り付けられ、ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成された左マイクロディスプレイ装置とを備え、左マイクロディスプレイ装置は、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの内面と交差するように画像コンテンツを出射し、ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、フレームに取り付けられ、ユーザの左眼用の画像コンテンツを出射するように構成された右マイクロディスプレイ装置を備え、右マイクロディスプレイ装置は、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの内面と交差するように画像コンテンツを出射する、ヘッドマウントディスプレイ装置である。
【０００８】
１つ以上の実装形態の詳細を、添付の図面および以下の説明において記載する。その他の特徴は、本明細書および図面から、ならびに請求の範囲から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な実装形態に係るシステムを示す図である。
【図２】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤを通してユーザがＡＲ環境を体験している例示的な物理空間の三人称視点である。
【図３】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの概略図である。
【図４Ａ】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの概略図である。
【図４Ｂ】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの概略図である。
【図５】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの一部の概略図である。
【図６】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの一部の別の概略図である。
【図７】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの一部の概略図である。
【図８Ａ】本明細書に記載の実装形態に係る、ユーザによって眼鏡越しに装着されているＨＭＤの別の例示的な実装形態の概略図を示す図である。
【図８Ｂ】本明細書に記載の実装形態に係る、ユーザによって眼鏡越しに装着されているＨＭＤの別の例示的な実装形態の概略図を示す図である。
【図９Ａ】本明細書に記載の実装形態に係る、ユーザによって装着されている状態のＨＭＤの別の例示的な実装形態の概略図を示す図である。
【図９Ｂ】本明細書に記載の実装形態に係る、ユーザによって装着されている状態のＨＭＤの別の例示的な実装形態の概略図を示す図である。
【図９Ｃ】本明細書に記載の実装形態に係る、ユーザによって装着されている状態のＨＭＤの別の例示的な実装形態の概略図を示す図である。
【図９Ｄ】本明細書に記載の実装形態に係る、ユーザによって装着されている状態のＨＭＤの別の例示的な実装形態の概略図を示す図である。
【図１０】本明細書に記載の実装形態に係る、例示的なＨＭＤの一部の概略図である。
【図１１】本明細書に記載の技術を実施するために用いられ得るコンピューティングデバイスおよびモバイルコンピューティングデバイスの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明
ここで、本開示の非限定例を詳細に説明する。本開示の例は、添付の図面に示す。これらの例を、添付の図面を参照することによって以下に説明する。添付の図面では、同じ要素に同じ参照番号を使用する。同じ参照番号が示された場合、対応する説明（複数可）は繰り返されず、関心のある読者は、当該同じ参照番号（複数可）を説明するために以前に説明された図面（複数可）を参照されたい。
【００１１】
ＡＲシステムの少なくともいくつかの実装形態は、ユーザが装着できるヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ）を備える。ＨＭＤは、ユーザの視野の一部を覆う画像を表示してもよい。ＨＭＤのいくつかの実装形態は、ユーザが装着できるフレームと、ビジュアルコンテンツを生成できるマイクロディスプレイ装置と、マイクロディスプレイ装置によって生成されたビジュアルコンテンツを物理環境のユーザの視野に重ね合わせるコンバイナとを備える。このように、マイクロディスプレイによって生成されたビジュアルコンテンツは、ユーザの物理環境の現実を拡張する。
【００１２】
いくつかの実装形態では、ＨＭＤは、また、マイクロディスプレイ装置によって生成されたビジュアルコンテンツから中間画像を形成するまたは当該ビジュアルコンテンツの光線を変化させるレンズアセンブリを含む。また、ＨＭＤの実装形態は、マイクロディスプレイ装置によって生成されたビジュアルコンテンツに関連する光線を反射する、または当該光線の方向を変える折りミラーを備えてもよい。
【００１３】
ＨＭＤは、コンピュータによって生成されたビジュアルコンテンツをユーザの片眼または両眼の視野に重ね合わせるように構成されてもよい。少なくともいくつかの実施形態では、ＨＭＤは、ユーザの頭部の第１側（たとえば、左側）に配置され、コンピュータによって生成されたビジュアルコンテンツをＨＭＤが装着されているときに反対側の眼の視野（たとえば、右眼）に重ね合わせるように構成された第１のマイクロディスプレイ装置を含む。また、ＨＭＤは、ユーザの頭部の第２側（たとえば、右側）に配置され、コンピュータによって生成されたビジュアルコンテンツをＨＭＤが装着されているときに反対側の眼の視野（たとえば、左眼）に重ね合わせるように構成された第２のマイクロディスプレイ装置を含んでもよい。
【００１４】
たとえば、マイクロディスプレイがコンテンツを重ね合わせる眼とは反対側のユーザの頭部の側にマイクロディスプレイ装置を配置することによって、ＨＭＤを正のラップ角のコンバイナを有して形成できるようになってもよい。正のラップ角のコンバイナによって、より美しいＨＭＤが実現されてもよい。たとえば、ＨＭＤは、ＨＭＤの前方が単一の滑らかな凸状の湾曲部を有するバイザーのような様式であってもよい。たとえば、ＨＭＤに滑らかな湾曲部を持たせることは、連続した第１導関数をもつ湾曲を有するＨＭＤを含む。コンバイナは、反射面の反対側（たとえば、薄型プラスチック構造の反対側）に外面を有してもよい。凸状の湾曲部を有するＨＭＤは、凸状の湾曲部がある外面を有するＨＭＤを含む。コンバイナの正のラップ角は、たとえば、ユーザの頭部または顔の前をほぼ包むコンバイナ、または、湾曲部の中心がユーザの頭部から離れておらず、むしろ近くに位置するコンバイナとして理解されてもよい。いくつかの実装形態では、コンバイナのすべてのセグメントまたは実質的にすべてのセグメントの湾曲部の中心は、ユーザの頭部から離れておらず、むしろ近くに位置する。
【００１５】
いくつかの実装形態では、正のラップ角を有するバイザーは、ユーザの鼻の前で１８０度よりも小さい角度で交わるコンバイナの２つの別個の領域（すなわち、連続した湾曲を有さない）を含む（すなわち、両方の領域は、ユーザのこめかみに向かって傾いている／傾斜している）。たとえば、正のラップ角を有するバイザーは、ユーザの前から見たときに、ユーザの両眼の前にくぼみ領域または凹状領域を有しなくてもよい（たとえば、コンバイナの外面は、くぼみまたは凹所を有さない）。いくつかの実装形態では、正のラップ角を有するバイザーは、ユーザによって装着されたときにコンバイナのその他のパーツよりも前部に中点を有するコンバイナを含む。対照的に、負のラップ角のコンバイナを有するＨＭＤは、ユーザの各眼の前でＨＭＤが別々に出っ張ったバグアイ形を有してもよい。たとえば、負のラップ角のコンバイナは、ＨＭＤが装着されたときにユーザの両目の間の中点の前になるコンバイナ上の位置に配置された凹状領域など、１つ以上のくぼみ領域または凹状領域をコンバイナ上に有してもよい。
【００１６】
図１は、例示的な実装形態に係る、システム１００を示すブロック図である。システム１００は、システム１００のユーザ用の拡張現実（ＡＲ）環境を生成する。いくつかの実装形態では、システム１００は、コンピューティングデバイス１０２と、ヘッドマウントディスプレイ装置（ＨＭＤ）１０４と、ＡＲコンテンツソース１０６とを備える。ネットワーク１０８も図示されており、これを介してコンピューティングデバイス１０２はＡＲコンテンツソース１０６と通信を行ってもよい。
【００１７】
コンピューティングデバイス１０２は、メモリ１１０と、プロセッサアセンブリ１１２と、通信モジュール１１４と、センサシステム１１６とを備えてもよい。メモリ１１０は、ＡＲアプリケーション１１８と、ＡＲコンテンツ１２０と、コンテンツワーパー（ｗａｒｐｅｒ）１２２とを含んでもよい。また、コンピューティングデバイス１０２は、ワイヤレス通信プロトコルを用いてコンピューティングデバイス１０２と通信を行うコントローラなど、様々なユーザ入力コンポーネント（図示せず）を含んでもよい。いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１０２は、モバイル機器（たとえば、スマートフォン）である。モバイル機器は、ＨＭＤ１０４を介してユーザにＡＲコンテンツを提供または出力するように構成されてもよい。たとえば、コンピューティングデバイス１０２とＨＭＤ１０４とは、有線接続（たとえば、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ケーブル）を介して、または、ワイヤレス通信プロトコル（たとえば、任意のＷｉＦｉプロトコル、任意のＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）など）を介して通信してもよい。これに加えて、または、これに代えて、コンピューティングデバイス１０２は、ＨＭＤ１０４のコンポーネントであり、ＨＭＤ１０４の筐体内に収められてもよく、ＨＭＤ１０４とは別に備えられてもよい。
【００１８】
メモリ１１０は、１つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み得る。メモリ１１０は、ユーザ用のＡＲ環境を生成するために使用できる命令とデータとを格納してもよい。
【００１９】
プロセッサアセンブリ１１２は、ＡＲ環境を生成することに関連する様々なタスクを実行するための、メモリ１１０に格納された命令など、命令を実行可能な１つ以上のデバイスを含む。たとえば、プロセッサアセンブリ１１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）および／またはＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含んでもよい。たとえば、ＧＰＵが存在する場合、いくつかの画像／映像レンダリングタスクをＣＰＵから当該ＧＰＵに肩代わりさせて負担を低減してもよい。
【００２０】
通信モジュール１１４は、ＡＲコンテンツソース１０６など、その他のコンピューティングデバイスと通信を行うための１つ以上のデバイスを含む。通信モジュール１１４は、ネットワーク１０８など、無線または有線ネットワークを介して通信を行ってもよい。
【００２１】
センサシステム１１６は、慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｕｎｉｔ）１２４など、様々なセンサを含んでもよい。また、センサシステム１１６の実装形態は、たとえば、光センサ、音声センサ、イメージセンサ、距離センサおよび／もしくは近接センサ、静電容量型センサなどの接触センサ、タイマ、ならびに／またはその他のセンサおよび／またはセンサの異なる組合せ（複数可）を含む、それぞれ異なる種類のセンサを含んでもよい。いくつかの実装形態では、ＡＲアプリケーションは、センサシステム１１６を用いて、物理環境内のユーザの位置および向きを判断するおよび／または物理環境内の特徴またはオブジェクトを認識してもよい。
【００２２】
ＩＭＵ１２４は、コンピューティングデバイス１０２および／またはＨＭＤ１０４の動作、動き、および／または加速度を検出する。ＩＭＵ１２４は、たとえば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、およびその他のこのようなセンサなど、様々な異なる種類のセンサを含んでもよい。ＩＭＵ１２４に含まれるセンサが提供するデータに基づいて、ＨＭＤ１０４の位置と向きとを検出および追跡してもよい。ＨＭＤ１０４の検出された位置および向きによって、システムは、ユーザの視線方向と頭部の動きとを検出および追跡できる。
【００２３】
ＡＲアプリケーション１１８は、ＨＭＤおよび／または、ディスプレイ装置、スピーカ、および／またはその他の出力装置など、コンピューティングデバイス１０２の１つ以上の出力装置を介してＡＲコンテンツをユーザに提示または提供してもよい。いくつかの実装形態では、ＡＲアプリケーション１１８は、メモリ１１０に格納された命令を含み、当該命令は、プロセッサアセンブリ１１２によって実行されると、プロセッサアセンブリ１１２に、本明細書に記載の動作を実行させる。たとえば、ＡＲアプリケーション１１８は、たとえば、ＡＲコンテンツ１２０および／またはＡＲコンテンツソース１０６から受信したＡＲコンテンツなど、ＡＲコンテンツに基づいてＡＲ環境を生成してユーザに提示してもよい。ＡＲコンテンツ１２０は、ＨＭＤ１０４においてユーザの視野の一部に表示され得る画像または映像などのコンテンツを含んでもよい。例えば、コンテンツは、ユーザが位置する物理環境のオブジェクトおよび構造の注釈を含んでもよい。また、コンテンツは、物理環境の様々な部分に重ね合わせられるオブジェクトを含んでもよい。コンテンツは、平面画像または３次元（３Ｄ）オブジェクトとして描画されてもよい。３Ｄオブジェクトは、ポリゴンメッシュとして表される１つ以上のオブジェクトを含んでもよい。ポリゴンメッシュは、色および画像など、様々な表面テクスチャと関連付けられてもよい。また、ＡＲコンテンツ１２０は、たとえば、３Ｄオブジェクトを描画する際に使用される光源など、その他の情報を含んでもよい。
【００２４】
ＡＲアプリケーション１１８は、コンテンツワーパー１２２を用いて、ＨＭＤ１０４を介して表示するための画像をＡＲコンテンツ１２０に基づいて生成してもよい。いくつかの実装形態では、コンテンツワーパー１２２は、メモリ１１０に格納された命令を含み、当該命令は、プロセッサアセンブリ１１２によって実行されると、プロセッサアセンブリ１１２に、ＨＭＤ１０４を介して表示される前に画像または一連の画像をゆがませる。たとえば、コンテンツワーパー１２２は、ＨＭＤ１０４のレンズアセンブリによってゆがまされたものを打ち消すよう、表示するためにＨＭＤ１０４に送信される画像をゆがませてもよい。いくつかの実装形態では、コンテンツワーパーは、特定の収差、つまり、歪みを補正する。これにより、画像の形状は変わるが、画像はブレない。
【００２５】
ＡＲアプリケーション１１８は、センサシステム１１６のＩＭＵ１２４および／またはその他のコンポーネントから受信した入力に基づいて、ＡＲ環境を更新してもよい。たとえば、ＩＭＵ１２４は、コンピューティングデバイス１０２および／またはＨＭＤ１０４の動作、動き、および／または加速度を検出してもよい。ＩＭＵ１２４は、たとえば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、およびその他のこのようなセンサなど、様々な異なる種類のセンサを含んでもよい。ＨＭＤ１０４の位置および向きは、ＩＭＵ１２４に含まれるセンサが提供するデータに基づいて検出および追跡されてもよい。ＨＭＤ１０４の検出された位置および向きによって、物理環境内のユーザの位置と向きとをシステムが検出および追跡できるようになってもよい。検出された位置および向きに基づいて、ＡＲアプリケーション１１８は、ＡＲ環境を更新し、環境内の変更されたユーザの向きおよび／または位置を反映してもよい。
【００２６】
図１では、コンピューティングデバイス１０２とＨＭＤ１０４とは別個のデバイスと示されているが、いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１０２がＨＭＤ１０４を備えてもよい。いくつかの実装形態では、図１に示すように、コンピューティングデバイス１０２は、ケーブルを介してＨＭＤ１０４と通信を行う。たとえば、コンピューティングデバイス１０２は、映像信号および／または音声信号を、ユーザに表示するためにＨＭＤ１０４に送信してもよく、ＨＭＤ１０４は、動作情報、位置情報、および／または向き情報をコンピューティングデバイス１０２に送信してもよい。
【００２７】
ＡＲコンテンツソース１０６は、ＡＲコンテンツを生成して出力してもよい。ＡＲコンテンツは、コンピューティングデバイス１０２など、１つ以上のコンピューティングデバイスにネットワーク１０８を介して配布または送られてもよい。例示的な実装形態では、ＡＲコンテンツは、３次元のシーンおよび／または画像を含む。３次元シーンは、ＨＭＤ１０４周辺の環境の物理エンティティを組み込んでもよい。これに加えて、ＡＲコンテンツは、１つ以上のコンピューティングデバイスにストリーム配信または配布される音声信号／映像信号を含んでもよい。また、ＡＲコンテンツは、コンピューティングデバイス１０２上で動作して３Ｄシーン、音声信号、および／または映像信号を生成するＡＲアプリケーションを含んでもよい。
【００２８】
ネットワーク１０８は、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、および／またはその他のネットワークであってもよい。コンピューティングデバイス１０２は、たとえば、音声信号／映像信号を受信してもよい。音声信号／映像信号は、例示的な実装形態例におけるＡＲコンテンツの一部として、ネットワークを介して提供されてもよい。
【００２９】
図２は、ユーザが例示的なＨＭＤ１０４を通してＡＲ環境２０２を体験している例示的な物理空間２００の三人称視点である。ＡＲ環境２０２は、コンピューティングデバイス１０２のＡＲアプリケーション１１８によって生成されて、ＨＭＤ１０４を通してユーザに表示される。
【００３０】
ＡＲ環境２０２は、エンティティ２０６と対応付けて物理空間２００に表示される注釈２０４を含む。この例では、エンティティ２０６は、鉢植えの花であり、注釈２０４は、当該花を識別し、世話指示を提供する。注釈２０４は、物理空間２００のユーザの視界に重なり合うよう、ＨＭＤ１０４によってユーザの視野上に表示される。たとえば、ＨＭＤ１０４の一部は透明であってもよく、ユーザは、ＨＭＤ１０４が装着されている間、これらの部分を通して物理空間２００を見ることができてもよい。
【００３１】
図３は、例示的なＨＭＤ３００の概略図である。ＨＭＤ３００は、図１のＨＭＤ１０４の例である。いくつかの実装形態では、ＨＭＤ３００は、フレーム３０２と、筐体３０４と、コンバイナ３０６とを含む。
【００３２】
フレーム３０２は、ユーザによって装着されるように構成された物理コンポーネントである。たとえば、フレーム３０２は、眼鏡フレームと同様であってもよい。たとえば、フレーム３０２は、耳あてを有するアームと、鼻パッドを有するブリッジとを含んでもよい。
【００３３】
筐体３０４は、フレーム３０２に取り付けられており、ＨＭＤ３００の構成要素を収容するチャンバを含んでもよい。筐体３０４は、プラスチックまたは金属など、剛性材料から形成されてもよい。いくつかの実装形態では、筐体３０４は、ＨＭＤ３００が装着されているときにユーザの頭部の側に隣接するよう、フレーム３０２上に配置される。いくつかの実装形態では、フレーム３０２は、ＨＭＤ３００が装着されているときに１つの筐体がユーザの頭部の片側に配置されるよう、２つの筐体を含む。たとえば、第１の筐体は、フレーム３０２の左アーム上に配置され、ユーザの右眼の視野に重ね合わせる画像を生成するように構成されてもよく、第２の筐体は、フレーム３０２の右アーム上に配置され、ユーザの左眼の視野に重ね合わせる画像を生成するように構成されてもよい。
【００３４】
筐体３０４は、マイクロディスプレイ装置３０８と、レンズアセンブリ３１０と、折りミラーアセンブリ３１２とを収容してもよい。マイクロディスプレイ装置３０８は、画像を表示する電子機器である。マイクロディスプレイ装置３０８は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＦＬＣｏＳ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）技術、および／または  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ（ＯＬＥＤ）技術を含む、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）技術など、様々なマイクロディスプレイ技術を含んでもよい。
【００３５】
レンズアセンブリ３１０は、マイクロディスプレイ装置３０８の前に位置しており、マイクロディスプレイ装置３０８が画像を表示したときに出射した光から、レンズアセンブリ３１０とコンバイナ３０６との間に中間画像を形成する。レンズアセンブリ３１０は、１つ以上のフィールドレンズを含んでもよい。たとえば、レンズアセンブリ３１０は、４つのフィールドレンズを含んでもよい。いくつかの実装形態では、これらのフィールドレンズは、共通の光軸に沿って方向付けられている。その他の実装形態では、フィールドレンズのうちの少なくとも１つは、その他のフィールドレンズとは異なる光軸に沿って方向付けられている。レンズアセンブリ３１０は、マイクロディスプレイ装置３０８によって生成された画像を歪ませてもよい（たとえば、異なる色の光を異なる方法で変化させることによって）。いくつかの実装形態では、マイクロディスプレイ装置３０８によって表示される画像は、（たとえば、コンテンツワーパー１２２によって）ゆがめられ、レンズアセンブリ３１０によって生じさせられた予想される変化を打ち消す。
【００３６】
いくつかの実装形態は、折りミラーアセンブリ３１２を備える。折りミラーアセンブリ３１２は、マイクロディスプレイ装置３０８が出射した光を反射してもよい。たとえば、折りミラーアセンブリ３１２は、レンズアセンブリ３１０を通過した光を約９０度で反射してもよい。たとえば、ＨＭＤ３００がユーザによって装着されているときに、マイクロディスプレイ装置３０８が出射した光は、まず、ユーザの頭部の第１側に沿ってユーザの頭部の前方に向かって進んだ後、折りミラーアセンブリ３１２によって９０度で反射され、ユーザの顔の前を横切ってユーザの反対側の眼の前に配置されたコンバイナ３０６の一部に向かって進んでもよい。
【００３７】
コンバイナ３０６は、物理環境とマイクロディスプレイ装置３０８によって表示される画像との合成をユーザに見せる物理構造である。たとえば、コンバイナ３０６は、反射膜を含む湾曲した透明構造を含んでもよい。湾曲した透明構造は、プラスチックまたは別の材料から形成されてもよい。反射膜は、マイクロディスプレイ装置３０８が出射して折りミラーアセンブリ３１２によって反射された光を、コンバイナ３０６を経て物理環境のユーザの視野を通してユーザの眼に向けて反射してもよい。反射膜は、（たとえば、コンバイナ３０６の奥にある）物理環境からの光を送信するように構成されてもよい。たとえば、ユーザは、反射膜を通して見ることによって物理環境を見ることができてもよい。いくつかの実装形態では、反射膜は、光（たとえば、マイクロディスプレイ装置３０８からの光）が膜に向けられていないときは透明であり、または、光が反射されているときであっても光を通す。このように、コンバイナ３０６は、ディスプレイからの反射光と物理環境（すなわち実世界）から送信された光とを合成して、たとえば、装着者の眼の少なくとも１つによって知覚される合成画像を生成する。いくつかの実装形態では、コンバイナ３０６は、変曲点および極値がない滑らかな湾曲構造を有してもよい。
【００３８】
いくつかの実装形態では、ＨＭＤ３００が装着されているときに、コンバイナ３０６は、人の顔の一方側に位置するマイクロディスプレイ装置３０８が出射した光を、当該人の顔の他方側の眼の視界に反射する。たとえば、マイクロディスプレイ装置３０８が出射した光（または、画像コンテンツ）は、コンバイナ３０６に反射してユーザの眼に向かう前に、ユーザの顔の前を横切ってもよい。例として、ユーザの顔の前を横切ることは、ユーザの顔の矢状面を横切ることを含んでもよい。矢状面とは、人を左半分と右半分とに分ける架空の鉛直面である。ユーザの顔の矢状面は、ユーザの両眼の間を通る。
【００３９】
この例示的なＨＭＤ３００は、折りミラーアセンブリ３１２を備えるが、ＨＭＤ３００のいくつかの実装形態は、折りミラーアセンブリを備えない。たとえば、マイクロディスプレイ装置３０８は、ユーザの顔の前を横切って進み、（レンズアセンブリ３１０を通過した後に）コンバイナ３０６と接する光を出射するよう、配置されてもよい。
【００４０】
いくつかの実装形態では、ＨＭＤ３００は、図３に示されていないその他のコンポーネントを備えてもよい。たとえば、ＨＭＤ３００は、ヘッドフォンに搭載され、フレーム３０２に連結されるスピーカなどを含む、音声出力装置を備えてもよい。
【００４１】
いくつかの実装形態では、ＨＭＤ３００は、静止画および動画を撮影するためのカメラを備えてもよい。カメラが撮影した画像は、実世界もしくは物理環境におけるユーザおよび／またはＨＭＤ３００の物理的な位置を追跡するのに役立てるために利用されてもよい。たとえば、これらの画像を用いて、ＨＭＤ３００が生成する拡張現実環境のコンテンツまたは当該拡張現実環境におけるコンテンツの位置を特定してもよい。
【００４２】
また、ＨＭＤ３００は、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）を備えた検知システムを含んでもよい。ＩＭＵは、図１のＩＭＵ１２４と同様であってもよい。ＨＭＤ３００の位置および向きは、検知システムが提供するデータに基づいて検出および追跡されてもよい。ＨＭＤ３００の検出された位置および向きによって、システムは、ユーザの頭部の視線方向と動きとを検出および追跡でき得る。
【００４３】
いくつかの実装形態では、ＨＭＤ３００は、また、ユーザの目線を検出および追跡するための視線トラッキングデバイスを備えてもよい。視線トラッキングデバイスは、たとえば、ユーザの眼を撮影するように配置された１つ以上のイメージセンサを含んでもよい。これらの画像を用いて、ユーザの瞳孔の方向および動きを検出および追跡してもよい。いくつかの実装形態では、いくつかの実装形態では、ＨＭＤ３００は、検出された視線が、ＡＲ体験における対応するやり取りに変換されるユーザ入力として変換されるよう、構成されてもよい。
【００４４】
本明細書において説明したシステムおよび技術のさまざまな実装形態は、デジタル電子回路、集積回路、専用に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合せで実現できる。これらのさまざまな実装形態は、データおよび命令を送受信するために連結された特定用途プロセッサまたは汎用プロセッサであり得る少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサと、ストレージシステムと、少なくとも１つの入力装置と、少なくとも１つの出力装置とを備えるプログラム可能なシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つ以上のコンピュータプログラムでの実装を含み得る。
【００４５】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られる）は、プログラム可能なプロセッサ用の機械命令を含み、高レベルの手続き形言語および／もしくはオブジェクト指向プログラミング言語で、ならびに／またはアセンブリ言語／機械言語で実現できる。本明細書において使用するとき、用語「機械読み取り可能な媒体」および「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、機械命令および／またはデータを、機械読み取り可能な信号として機械命令を受け付ける機械読み取り可能な媒体を含むプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される任意のコンピュータプログラムプロダクト、装置、および／またはデバイス（たとえば、磁気ディスク、光学ディスク、メモリ、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ））を指す。用語「機械読み取り可能な信号」は、機械命令および／またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。
【００４６】
また、ＨＭＤ３００のいくつかの実装形態は、ＨＭＤ３００に（たとえば、有線または無線接続を介して）通信可能に連結できる携帯電子機器を含む。携帯電子機器によって、ユーザがＨＭＤ３００に入力を行うことができるようになってもよい。携帯電子機器は、ユーザが利用可能なユーザインタフェースを外面に有する筐体を備えてもよい。ユーザインタフェースは、ユーザのタッチ入力を受け付けるように構成されたタッチ面を備えてもよい。また、ユーザインタフェースは、たとえば、実行ボタン、つまみ、ジョイスティックなど、ユーザによる操作のためのその他のコンポーネントを含んでもよい。いくつかの実装形態では、ユーザインタフェースの少なくとも一部がタッチスクリーンとして構成されてもよく、ユーザインタフェースの当該一部は、ユーザインタフェースの項目をユーザに表示するように、また、タッチ面上のユーザからのタッチ入力を受け付けるように構成される。
【００４７】
また、ＨＭＤ３００は、その他の種類のデバイスを備えて、ユーザとのやり取りを可能にしてもよく、たとえば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形式の感覚フィードバック（たとえば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）であり得、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力、触覚入力など、任意の形式で受け付けられ得る。
【００４８】
図４Ａは、例示的なＨＭＤ４００の概略図である。ＨＭＤ４００は、ＨＭＤ１０４の例である。この例では、ＨＭＤ４００は、フレーム４０２と、左筐体４０４Ｌと、右筐体４０４Ｒと、コンバイナ４０６とを備える。フレーム４０２は、フレーム３０２と同様であってもよく、左筐体４０４Ｌおよび右筐体４０４Ｒは、筐体３０４と同様であってもよく、コンバイナ４０６は、コンバイナ３０６と同様であってもよい。
【００４９】
筐体４０４Ｌは、マイクロディスプレイ装置４０８Ｌとレンズアセンブリ４１０Ｌとを収容する。同様に、筐体４０４Ｒは、マイクロディスプレイ装置４０８Ｒとレンズアセンブリ４１０Ｒとを収容する。マイクロディスプレイ装置４０８Ｌおよび４０８Ｒは、マイクロディスプレイ装置３０８と同様であってもよく、レンズアセンブリ４１０Ｌおよび４１０Ｒは、レンズアセンブリ３１０と同様であってもよい。この例では、マイクロディスプレイ装置４０８Ｒは、コンテンツ４２０Ｒを光として出射する。この光は、レンズアセンブリ４１０Ｒを通過してからユーザの顔を横切り、コンバイナ４０６に反射してユーザの左眼に向かう。コンテンツ４２０Ｒは、ユーザの左眼のほぼ前の位置でコンバイナ４０６に反射する。同様に、マイクロディスプレイ装置４０８Ｌは、レンズアセンブリ４１０Ｌを通過してユーザの顔を横切り、コンバイナ４０６に反射してユーザの右眼に向かう光Ｌ２を出射する。コンテンツ４２０Ｌは、ユーザの右眼のほぼ前の位置でコンバイナ４０６に反射する。このように、ユーザの顔の片側で出射されたコンテンツは、最終的に、ユーザの反対側の眼の視野に投影される。この例では、マイクロディスプレイ装置４０８Ｌおよび４０８Ｒがコンバイナ４０６に向けられているため、筐体４０４Ｒおよび４０４Ｌは、折りミラーアセンブリを含まない。
【００５０】
図４Ｂは、正のラップ角を示す例示的なＨＭＤ４００の概略図である。コンバイナ４０６の中点４８０が示されている。ＨＭＤ４００がユーザによって装着されると、中点４８０は、ユーザの矢状面上に配置される。この例では、ＨＭＤ４００は、正のラップ角を有する。たとえば、コンバイナ４０６は、中点４８０から後方に傾いている（または、湾曲している）。この図に示すように、フレームが後方に向かって湾曲するほど、正のラップ角は大きくなる。この例では、ＨＭＤのコンバイナ４０６は、少なくとも２０度の正のラップ角を有する。いくつかの実装形態では、正のラップ角を有するＨＭＤが装着されると、中点４８０は、コンバイナ４０６上の最も前方の点である。
【００５１】
対照的に、負のラップ角を有するＨＭＤは中点４８０から前方（すなわち、ユーザの顔とは反対方向）に角度がつけられる（または、湾曲している）。負のラップ角を有するＨＭＤは、「バグアイ」の見た目を有し得る。
【００５２】
図５は、例示的なＨＭＤ５００の一部の概略図である。ＨＭＤ５００は、ＨＭＤ１０４の例である。この例では、ＨＭＤ５００は、右マイクロディスプレイ装置５０８Ｒと、右レンズアセンブリ５１０Ｒと、コンバイナ５０６とを備える。右マイクロディスプレイ装置５０８Ｒは、マイクロディスプレイ装置３０８と同様であってもよく、右レンズアセンブリ５１０Ｒは、レンズアセンブリ３１０と同様であってもよく、コンバイナ５０６は、コンバイナ３０６と同様であってもよい。この例では、コンバイナ５０６は、光をユーザの眼に向けるよう、かつ、正のラップ角を維持するよう適切に傾斜している。たとえば、いくつかの実装形態では、コンバイナ５０６は、光軸Ａに沿って進む光を（Θにおいて示す）二等分線に対して３８．５度で反射するよう、傾斜している。また、他の箇所で記載しているように、コンバイナ５０６は、たとえば、１２度または約１２度で上方向に傾斜し、ユーザが装着している眼鏡の邪魔にならないようにしてもよい。
【００５３】
いくつかの実装形態では、コンバイナ５０６の形状は、下記の式と、
【００５４】
【数１】
2020537757.tif 000003
【００５５】
下記の係数とを用いて記述され得る。
Ｘ２：−１．２０７１Ｅ−０２
ＸＹ：３．４９３５Ｅ−０３
Ｙ２：−７．６９４４Ｅ−０３
Ｘ２Ｙ：６．３３３６Ｅ−０６
Ｙ３：１．５３６９Ｅ−０５
Ｘ２Ｙ２：−２．２４９５Ｅ−０６
Ｙ４：−１．３７３７Ｅ−０７
これらの式および係数は、例示にすぎない。その他の実装形態は、異なる式および係数によって規定される面を有するコンバイナを含んでもよい。
【００５６】
この例では、右レンズアセンブリ５１０Ｒは、第１の右フィールドレンズ５３０Ｒと、第２の右フィールドレンズ５３２Ｒと、第３の右フィールドレンズ５３４Ｒと、第４の右フィールドレンズ５３６Ｒとを備える。図５に示す実装形態では、第１の右フィールドレンズ５３０Ｒ、第２の右フィールドレンズ５３２Ｒ、第３の右フィールドレンズ５３４Ｒ、および第４の右フィールドレンズ５３６Ｒは、すべて光軸Ａに沿って方向付けられている。
【００５７】
この例では、マイクロディスプレイ装置５０８Ｒは、コンテンツ５２０Ｒを光として出射する。この光は、レンズアセンブリ５１０Ｒを通過してからユーザの顔を横切り、コンバイナ５０６に反射してユーザの左眼に向かう。図から見て分かるように、コンテンツ５２０Ｒは、それぞれ異なる色（波長）の光から構成される。システムの傾斜したオフアクシス性質によって、コンテンツ５２０Ｒの歪み／ゆがみがもたらされてもよい。オフアクシスシステムは、たとえば、コンテンツ５２０Ｒの光路に少なくとも１つの曲がった箇所を含んでもよい。オフアクシスシステムの例は、システムのコンポーネントのすべてがターゲット（たとえば、ユーザの眼）に合わせられた軸に沿っているわけではないシステムである。オフアクシスシステムとして、コンテンツ５２０Ｒが屈折させられるシステムなどが挙げられる。記載のとおり、コンテンツ５２０Ｒは、出射される前に（たとえば、コンテンツワーパー１２２によって）ゆがめられて、レンズアセンブリ５１０Ｒによるこのゆがみを打ち消してもよい。様々な実装形態では、レンズアセンブリ５１０Ｒのフィールドレンズは、様々な材料から作られ得る。いくつかの実装形態では、フィールドレンズのすべては、同じ種類の材料から作られるが、その他の実装形態では、フィールドレンズのうちの少なくとも１つは、その他のフィールドレンズとは異なる種類の材料から作られる。
【００５８】
コンテンツ５２０Ｒをユーザの左眼に提示するためのコンポーネントを備えるとしてＨＭＤ５００を示したが、いくつかの実施形態は、コンテンツをユーザの右眼に提示するコンポーネントも備える。たとえば、ユーザの頭部の右側で出射されたコンテンツ５２０Ｒと、ユーザの頭部の左側で出射されたコンテンツとは、ユーザの頭部の前で互いに交差してもよい。
【００５９】
図６は、例示的なＨＭＤ５００の一部の別の概略図である。いくつかの実装形態では、フィールドレンズは、コンバイナ５０６からの非点収差の均衡をとり（または、低減し）、色補正を行う。これらのレンズは、それぞれ異なるアッベ数を有する材料から形成されてもよい。たとえば、レンズアセンブリ５１０Ｒのフィールドレンズは、ガラス材料またはポリマー材料から形成されてもよい。いくつかの実装形態では、フィールドレンズのうちの少なくとも１つは、ポリカーボネート樹脂など、２３．９に等しいまたはほぼ等しいアッベ数を有する第２材料から形成される。ポリカーボネート樹脂の例は、三菱ガス化学株式会社のユピゼータ（登録商標）ＥＰ−５０００という商品名で入手可能である。いくつかの実装形態では、フィールドレンズのうちの少なくとも１つは、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）材など、５６に等しいまたはほぼ等しいアッベ数を有する第１材料から形成される。ＣＯＰ材の例は、ゼオン・スペシャリティ・マテリアルズ社のＺｅｏｎｅｘ（登録商標）Ｚ−Ｅ４８Ｒという商品名で入手可能である。いくつかの実装形態では、第１の右フィールドレンズ５３０Ｒは、第１材料から形成され、残りのフィールドレンズ５３２Ｒ、５３４Ｒ、および５３６Ｒは、第２材料から形成される。これに代えて、回折光学素子と組み合わせたフィールドレンズのすべてに１つの材料を用いて色補正を実現する。
【００６０】
フィールドレンズの表面は、様々な形状を有し得る。例示的な実装形態では、フィールドレンズの表面は、下記の式によって記述される。
【００６１】
【数２】
2020537757.tif 000004
【００６２】
いくつかの実装形態では、第１の右フィールドレンズ５３０Ｒは、出射面５３０Ｒａと入射面５３０Ｒｂとを含む。出射面５３０Ｒａは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６３】
Ｘ２：−４．８３２９Ｅ−０２
ＸＹ：１．６７５１Ｅ−０４
Ｙ２：−４．４４２３Ｅ−０２
Ｘ３：−２．６０９８Ｅ−０４
入射面５３０Ｒｂは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６４】
Ｘ２：５．８４４８Ｅ−０２
ＸＹ：５．３３８１Ｅ−０３
Ｙ２：１．０５３６Ｅ−０１
Ｘ３：−９．８２７７Ｅ−０３
いくつかの実装形態では、第２の右フィールドレンズ５３２Ｒは、出射面５３２Ｒａと入射面５３２Ｒｂとを含む。出射面５３２Ｒａは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６５】
Ｘ２：−３．５７１９Ｅ−０２
ＸＹ：−１．１０１５Ｅ−０２
Ｙ２：−３．５７７６Ｅ−０２
Ｘ３：−１．３１３８Ｅ−０４
入射面５３２Ｒｂは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６６】
Ｘ２：９．１６３９Ｅ−０３
ＸＹ：１．２０６０Ｅ−０２
ＸＹ２：７．７０８２Ｅ−０４
いくつかの実装形態では、第３の右フィールドレンズ５３４Ｒは、出射面５３４Ｒａと入射面５３４Ｒｂとを含む。出射面５３４Ｒａは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６７】
Ｘ２：−１．８１５６Ｅ−０２
ＸＹ：２．５６２７Ｅ−０３
Ｙ２：−１．１８２３Ｅ−０２
入射面５３４Ｒｂは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６８】
Ｘ２：−６．９０１２Ｅ−０３
ＸＹ：−２．１０３０Ｅ−０２
Ｙ２：−１．７４６１Ｅ−０２
いくつかの実装形態では、第４の右フィールドレンズ５３６Ｒは、出射面５３６Ｒａと入射面５３６Ｒｂとを含む。出射面５３６Ｒａは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００６９】
Ｘ２：−１．３６１１Ｅ−０２
ＸＹ：−１．２５９５Ｅ−０２
Ｙ２：−２．４８００Ｅ−０２
Ｘ３：７．８８４６Ｅ−０５
入射面５３６Ｒｂは、下記の係数を用いて記述されてもよい。
【００７０】
Ｘ２：１．９００９Ｅ−０２
ＸＹ：−３．３９２０Ｅ−０３
Ｙ２：２．８６４５Ｅ−０２
これらの式および係数は、例示にすぎない。その他の実装形態は、それぞれ異なる式または係数によって規定される面を有するフィールドレンズを含んでもよい。
【００７１】
上述したように、それぞれ異なるアッベ数を有する材料から形成されたフィールドレンズの選択を色補正に利用してもよい。また、いくつかの実装形態は、フィールドレンズにダブレットを備えて色補正を行う。これに加えて、または、これに代えて、いくつかの実装形態は、フィールドレンズのうちの少なくとも１つにキノフォーム型回折光学素子を備える。上記の式および係数は、例である。その他の実装形態は、その他の式およびその他の係数を用いてもよい。
【００７２】
図７は、例示的なＨＭＤ７００の一部の概略図である。ＨＭＤ７００は、ＨＭＤ１０４の例である。この例では、ＨＭＤ７００は、フレーム７０２と、右筐体７０４Ｒと、左筐体７０４Ｌと、コンバイナ７０６とを備える。フレーム７０２は、フレーム３０２と同様であってもよく、右筐体７０４Ｒおよび左筐体７０４Ｌは、筐体３０４と同様であってもよく、コンバイナ７０６は、コンバイナ３０６と同様であってもよい。この例では、右筐体７０４Ｒおよび左筐体７０４Ｌは、角度Φで示すように、ユーザの顔の水平方向に対してある角度で傾斜している。いくつかの実装形態では、この角度Φは１２度である。その他の実装形態は、５度と１５度との間の角度を用いる。その他の実装形態も可能である。この傾斜によって、重ね合わせがユーザの眼鏡の邪魔にならなくなるため、出射されたビジュアルコンテンツがコンバイナ７０６に届くのを眼鏡が邪魔することなく、ユーザは、ＨＭＤ７００と眼鏡とを同時に装着できる。いくつかの実装形態は、ユーザがＨＭＤ７００を装着したまま眼鏡をかけることをサポートするように構成されておらず、ユーザの顔の水平方向に対するこの傾斜を含まない。
【００７３】
図８Ａおよび図８Ｂは、ユーザによって眼鏡越しに装着されているＨＭＤ８００の別の実装例の概略図を示す。図８Ａは、ＨＭＤ８００を斜め上から見た図である。図８Ｂは、ＨＭＤ８００の正面図である。ＨＭＤ８００は、ＨＭＤ１０４の例である。この例では、ＨＭＤ８００は、コンバイナ８０６と、右マイクロディスプレイ装置８０８Ｒと、右プリズム８６０Ｒと、右フィールドレンズ８３０Ｒ、８３２Ｒ、８３４Ｒ、および８３６Ｒを含む右レンズアセンブリ８１０Ｒと、右側折りミラーアセンブリ８１２Ｒとを備える。コンバイナ８０６は、コンバイナ３０６と同様であってもよく、右マイクロディスプレイ装置８０８Ｒは、マイクロディスプレイ装置３０８と同様であってもよく、右レンズアセンブリ８１０Ｒは、レンズアセンブリ３１０と同様であってもよく、右側折りミラーアセンブリ８１２Ｒは、折りミラーアセンブリ３１２と同様であってもよい。右マイクロディスプレイ装置８０８Ｒ、右プリズム８６０Ｒ、右レンズアセンブリ８１０Ｒ、および右側折りミラーアセンブリ８１２Ｒは、この図に示されていない右筐体の中に配置されている。右筐体は、ユーザの顔の右側に配置されており、マイクロディスプレイ装置８０８Ｒが出射したコンテンツが右プリズム８６０Ｒおよび右レンズアセンブリ８１０Ｒを通過してユーザの顔の前に位置する右側折りミラーアセンブリ８１２Ｒに向けて出射されるよう、方向付けられている。次に、右側折りミラーアセンブリ８１２Ｒがユーザの左眼の前に配置されたコンバイナ８０６にコンテンツを反射させる。
【００７４】
この例では、右フィールドレンズ８３０Ｒおよび８３２Ｒが結合されてダブレットが形成される。たとえば、右フィールドレンズ８３０Ｒよび８３２Ｒは、それぞれ異なるアッベ数を有する材料から形成されてもよい。右プリズム８６０Ｒは、たとえば、色補正を行い、テレセントリック性を改善してもよい。少なくとも図１０を参照するなどして、プリズムとダブレットとを備える実施形態を本明細書の他の箇所に説明および記載する。
【００７５】
図９Ａ〜図９Ｄは、ユーザによって装着されている状態のＨＭＤ９００の別の例示的な実装形態の概略図を示す。図９Ａは、ＨＭＤ９００を斜め目から見た側面図である。図９Ｂは、ＨＭＤ９００の正面図である。図９Ｃは、ＨＭＤ９００の側面図である。図９Ｄは、ＨＭＤ９００の上面図である。ＨＭＤ９００は、ＨＭＤ１０４の例である。この例では、ＨＭＤ９００は、フレーム９０２と、右筐体９０４Ｒと、左筐体９０４Ｌと、取り付けアセンブリ９７０によってフレーム９０２に接続されたコンバイナ９０６と、右側折りミラーアセンブリ９１２Ｒと、左側折りミラーアセンブリ９１２Ｌとを備える。フレーム９０２は、フレーム３０２と同様であってもよく、コンバイナ９０６は、コンバイナ３０６と同様であってもよく、右側折りミラーアセンブリ９１２Ｒおよび左側折りミラーアセンブリ９１２Ｌは、折りミラーアセンブリ３１２と同様であってもよい。右筐体９０４Ｒは、右マイクロディスプレイ装置（図示せず）および右レンズアセンブリ９１０Ｒを囲んでもよい。同様に、左筐体９０４Ｒは、左マイクロディスプレイ装置（図示せず）および左レンズアセンブリ９１０Ｌを囲んでもよい。右レンズアセンブリ９１０Ｒおよび左レンズアセンブリ９１０Ｌは、レンズアセンブリ３１０と同様であってもよい。いくつかの実装形態では、取り付けアセンブリ９７０は、ユーザの顔の前でフレーム９０２から延在する１つ以上の横方向に配置された細長部材を含む。取り付けアセンブリ９７０の第１端は、フレーム９０２に結合されてもよく、取り付けアセンブリ９７０の第２端は、コンバイナ９０６に結合されてもよい。たとえば、右レンズアセンブリ９１０Ｒおよび左レンズアセンブリ９１０Ｌによって生成された中間画像をユーザの物理環境（すなわち実世界）の視界と合成するよう、取り付けアセンブリ９７０によって、コンバイナ９０６がユーザの両眼の前に配置されてもよい。
【００７６】
図１０は、例示的なＨＭＤ１０００の一部の概略図である。ＨＭＤ１０００は、ＨＭＤ１０４の例である。この例では、ＨＭＤ１０００は、右マイクロディスプレイ装置１００８Ｒと、右レンズアセンブリ１０１０Ｒと、コンバイナ１００６と、右側折りミラーアセンブリ１０１２Ｒとを備える。右マイクロディスプレイ装置１００８Ｒは、マイクロディスプレイ装置３０８と同様であってもよく、コンバイナ１００６は、コンバイナ３０６と同様であってもよく、右側折りミラーアセンブリ１０１２Ｒは、右側折りミラーアセンブリ８１２Ｒと同様であってもよい。この例では、右レンズアセンブリ１０１０Ｒは、右プリズム１０６０Ｒと、ダブレット１０４０Ｒと、ダブレット１０４２Ｒとを備える。右プリズム１０６０Ｒは、右マイクロディスプレイ装置１００８Ｒが出射した光を屈折させる。右プリズム１０６０Ｒによって、右レンズアセンブリ１０１０Ｒがさらなるテレセントリック性を有するようになってもよい。右マイクロディスプレイ装置１００８ＲがＬＣＯＳ技術を含む場合、右プリズム１０６０Ｒは、たとえば、ＨＭＤ１０００の性能を改善してもよい。
【００７７】
ダブレット１０４０Ｒおよび１０４２Ｒは、異なる波長の光に対してレンズが異なる影響を与える方法によって生じる色収差を低減してもよい。いくつかの実装形態では、ダブレット１０４０Ｒは、第１レンズ１０５０Ｒと第２レンズ１０５２Ｒとを含み、ダブレット１０４２Ｒは、第３レンズ１０５４Ｒと第４レンズ１０５６Ｒとを含む。これらのレンズは、それぞれ異なるアッベ数を有する材料から形成されてもよい。たとえば、第１レンズ１０５０Ｒおよび第３レンズ１０５４Ｒは、２３．９に等しいまたはほぼ等しいアッベ数を有する第１材料（たとえば、三菱ガス化学株式会社のユピゼータ（登録商標）ＥＰ−５０００など、ポリカーボネート樹脂）から形成されてもよく、第２レンズ１０５２Ｒおよび第４レンズ１０５６Ｒは、５６に等しいまたはほぼ等しいアッベ数を有する第２材料（たとえば、ゼオン・スペシャリティ・マテリアルズ社のＺｅｏｎｅｘ（登録商標）Ｚ−Ｅ４８Ｒなど、シクロオレフィンポリマー材料）から形成されてもよい。
【００７８】
図１１は、本明細書に記載の技術とともに用いられ得るコンピューティングデバイス１１００およびモバイルコンピューティングデバイス１１５０の例を示す図である。コンピューティングデバイス１１００は、プロセッサ１１０２と、メモリ１１０４と、記憶装置１１０６と、メモリ１１０４および高速拡張ポート１１１０に接続された高速インタフェース１１０８と、低速バス１１１４および記憶装置１１０６に接続された低速インタフェース１１１２とを備える。構成要素１１０２、１１０４、１１０６、１１０８、１１１０、および１１１２の各々は、様々なバスを用いて互いに接続されており、共通のマザーボード上に実装されてもよく、またはその他の方法で適宜実装されてもよい。プロセッサ１１０２は、コンピューティングデバイス１１００内で実行するための命令を処理することができ、命令は、高速インタフェース１１０８に連結されたディスプレイ１１１６など、外付けの入出力装置上のＧＵＩのためのグラフィック情報を表示するためのメモリ１１０４に格納された命令または記憶装置１１０６上に格納された命令を含む。その他の実装形態では、複数のプロセッサおよび／または複数のバスが複数のメモリおよび複数種類のメモリとともに適宜利用されてもよい。また、（たとえば、サーババンク、ブレードサーバ群、または多重プロセッサシステムなどとしての）必要な動作の一部を各々が提供する複数のコンピューティングデバイス１１００が接続されてもよい。
【００７９】
メモリ１１０４は、コンピューティングデバイス１１００内の情報を格納する。一実装形態では、メモリ１１０４は、１つまたは複数の揮発性記憶装置である。別の実装形態では、メモリ１１０４は、１つまたは複数の不揮発性記憶装置である。また、メモリ１１０４は、磁気ディスクまたは光ディスクなど、別の形態のコンピュータ読み取り可能な媒体であってもよい。
【００８０】
記憶装置１１０６は、コンピューティングデバイス１１００用の大容量ストレージを提供できる。一実装形態では、記憶装置１１０６は、フロッピー（登録商標）ディスク装置、ハードディスク装置、光ディスク装置、またはテープ装置、フラッシュメモリもしくは他の同様の固体メモリ装置、または、ストレージエリアネットワークもしくはその他の構成に含まれる装置を含む装置のアレイなど、コンピュータ読み取り可能な媒体であってもよく、または、当該コンピュータ読み取り可能な媒体を含んでもよい。情報担体にコンピュータプログラムプロダクトが有形に含まれ得る。また、このコンピュータプログラムプロダクトは、命令を含んでもよく、当該命令は、実行されると、上述した方法など、１つ以上の方法を実行する。情報担体は、メモリ１１０４、記憶装置１１０６、または、プロセッサ１１０２上のメモリなど、コンピュータ読み取り可能な媒体または機械読み取り可能な媒体である。
【００８１】
高速コントローラ１１０８は、コンピューティングデバイス１１００のための多くの帯域幅を必要とする動作を管理し、低速コントローラ１１１２は、より低帯域幅の多くを必要とする動作を管理する。このような機能の割振りは、例示に過ぎない。一実装形態では、高速コントローラ１１０８は、（たとえば、グラフィックスプロセッサまたはアクセラレータを通じて）メモリ１１０４、ディスプレイ１１１６に連結され、様々な拡張カード（図示せず）を受け付け得る高速拡張ポート１１１０に連結される。この実装形態では、低速コントローラ１１１２は、記憶装置１１０６および低速拡張ポート１１１４に連結される。様々な通信ポート（たとえば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、無線Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））を含み得る低速拡張ポートは、キーボード、ポインティングデバイス、スキャナなどの１つ以上の入出力装置、または、スイッチもしくはルータなどのネットワーク装置に、たとえば、ネットワークアダプタを通じて連結されてもよい。
【００８２】
コンピューティングデバイス１１００は、図示したような複数の異なる形態で実現されてもよい。たとえば、標準的なサーバ１１２０として、または多くの場合、このようなサーバの群で実現されてもよい。または、ラックサーバシステム１１２４の一部として実現されてもよい。これに加えて、ラップトップコンピュータ１１２２など、パーソナルコンピュータで実現されてもよい。これに代えて、コンピューティングデバイス１１００の構成要素は、デバイス１１５０など、モバイル機器（図示せず）に含まれるその他の構成要素と組み合わされてもよい。このようなデバイスの各々は、コンピューティングデバイス１１００、１１５０のうちの１つ以上を含んでよく、互いに通信を行う複数のコンピューティングデバイス１１００、１１５０によってシステム全体が構成されてもよい。
【００８３】
コンピューティングデバイス１１２０は、特に、プロセッサ１１５２と、メモリ１１６４と、ディスプレイ１１５４などの入出力装置と、通信インタフェース１１６６と、送受信装置１１６８とを備える。デバイス１１５０には、追加ストレージを提供するためのマイクロドライブまたはその他の装置など、記憶装置が提供されてもよい。構成要素１１５０、１１５２、１１６４、１１５４、１１６６、および１１６８の各々は、様々なバスを用いて互いに接続されており、当該構成要素のうちのいくつかは、共通のマザーボード上に実装されてもよく、またはその他の方法で適宜実装されてもよい。
【００８４】
プロセッサ１１５２は、メモリ１１６４に格納された命令を含む命令をコンピューティングデバイス１１５０内で実行できる。プロセッサは、別個の複数のアナログプロセッサおよびデジタルプロセッサを含むチップのチップセットとして実現されてもよい。プロセッサによって、たとえば、ユーザインタフェース、デバイス１１５０によって実行されるアプリケーション、およびデバイス１１５０による無線通信の制御など、デバイス１１５０のその他の構成要素間の協調が可能になってもよい。
【００８５】
プロセッサ１１５２は、ディスプレイ１１５４に連結された制御インタフェース１１５８および表示インタフェース１１５６を通じてユーザと通信してもよい。ディスプレイ１０５４は、たとえば、ＴＦＴ  ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）もしくはＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイ、またはその他の適切なディスプレイ技術であってもよい。表示インタフェース１１５６は、グラフィック情報およびその他の情報をユーザに提示するためのディスプレイ１１５４を駆動するための適切な回路を備えてもよい。制御インタフェース１１５８は、ユーザからコマンドを受信し、プロセッサ１１５２に実行を依頼するために当該コマンドを変換してもよい。これに加えて、デバイス１１５０のその他のデバイスとの近距離通信が可能になるよう、プロセッサ１１５２と通信する外部インタフェース１１６２が提供されてもよい。外部インタフェース１１６２によって、たとえば、いくつかの実装形態では有線通信、その他の実装形態では無線通信が可能になってもよく、また、複数のインタフェースが利用されてもよい。
【００８６】
メモリ１１６４は、コンピューティングデバイス１１２０内の情報を格納する。メモリ１１６４は、１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能な媒体、１つまたは複数の揮発性記憶装置、または、１つまたは複数の不揮発性記憶装置、のうちの１つ以上として実現され得る。また、拡張メモリ１１７４は、拡張インタフェース１１７２を通してデバイス１１５０に提供および接続されてもよい。拡張インタフェース１１７２は、たとえば、ＳＩＭＭ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｉｎ  Ｌｉｎｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）カードインタフェースを含んでもよい。このような拡張メモリ１１７４は、デバイス１１５０のための追加の記憶空間を提供してもよく、または、デバイス１１５０のためのアプリケーションまたはその他の情報も格納してもよい。具体的には、拡張メモリ１１７４は、上述した工程を実行または補助するための命令を含んでもよく、セキュアな情報も含んでもよい。よって、たとえば、拡張メモリ１１７４は、デバイス１１５０のためのセキュリティモジュールとして提供されてもよく、デバイス１１５０のセキュアな使用を可能にする命令がプログラムされていてもよい。これに加えて、ハッキングできない方法でＳＩＭＭカード上にＩＤ情報を置くなど、ＳＩＭＭカードを介してセキュアなアプリケーションが追加情報とともに提供されてもよい。
【００８７】
メモリは、たとえば、後述するフラッシュメモリおよび／またはＮＶＲＡＭメモリを含んでもよい。一実装形態では、情報担体にコンピュータプログラムプロダクトが有形に含まれる。このコンピュータプログラムプロダクトは、命令を含み、当該命令は、実行されると、上述した方法など、１つ以上の方法を実行する。情報担体は、メモリ１１６４、拡張メモリ１１７４、またはプロセッサ１１５２上のメモリなど、コンピュータ読み取り可能な媒体または機械読み取り可能な媒体であり、たとえば、送受信装置１１６８または外部インタフェース１１６２を介して受信されてもよい。
【００８８】
デバイス１１５０は、通信インタフェース１１６６を通して無線通信を行ってもよい。通信インタフェース１１６６は、必要であれば、デジタル信号処理回路を備えてもよい。通信インタフェース１１６６によって、とくに、ＧＳＭ（登録商標）音声通話、ＳＭＳ、ＥＭＳ、もしくはＭＭＳメッセージング、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＰＤＣ、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、またはＧＰＲＳなど、様々なモードまたはプロトコル下の通信が可能になってもよい。このような通信は、たとえば、無線周波数送受信装置１１６８を通して生じてもよい。これに加えて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉーＦｉ、またはその他のこのような送受信装置（図示せず）を用いるなどして、近距離通信が生じてもよい。これに加えて、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  システム）受信モジュール１１７０は、追加のナビゲーション関係または位置関係の無線データをデバイス１１５０に提供してもよい。追加のナビゲーション関係または位置関係の無線データは、デバイス１１５０上で実行するアプリケーションによって適宜利用され得てもよい。
【００８９】
また、デバイス１１５０は、オーディオコーデック１１６０を用いて、音声による通信を行ってもよい。オーディオコーデック１１６０は、ユーザから音声情報を受け付け、使用可能なデジタル情報に変換してもよい。同様に、オーディオコーデック１１６０は、たとえば、デバイス１１５０のハンドセットにおいて、スピーカを通してなど、ユーザ用の音を生成してもよい。このような音は、音声電話通話からの音声を含んでもよく、録音音声（たとえば、音声メッセージ、音楽ファイルなど）を含んでもよく、デバイス１１５０上で動作するアプリケーションによって生成された音を含んでもよい。
【００９０】
コンピューティングデバイス１１２０は、図示したような複数の異なる形態で実現されてもよい。たとえば、携帯電話１１８０として実現されてもよい。また、スマートフォン１１８２、携帯情報端末、または他の同様のモバイル機器の一部として実現されてもよい。
【００９１】
本明細書において説明したシステムおよび技術のさまざまな実装形態は、デジタル電子回路、集積回路、専用に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合せで実現できる。これらのさまざまな実装形態は、データおよび命令を送受信するために連結された特定用途プロセッサまたは汎用プロセッサであり得る少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサと、ストレージシステムと、少なくとも１つの入力装置と、少なくとも１つの出力装置とを備えるプログラム可能なシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つ以上のコンピュータプログラムでの実装を含み得る。
【００９２】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られる）は、プログラム可能なプロセッサ用の機械命令を含み、高レベルの手続き形言語および／もしくはオブジェクト指向プログラミング言語で、ならびに／またはアセンブリ言語／機械言語で実現できる。本明細書において使用するとき、用語「機械読み取り可能な媒体」および「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、機械命令および／またはデータを、機械読み取り可能な信号として機械命令を受け付ける機械読み取り可能な媒体を含むプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される任意のコンピュータプログラムプロダクト、装置、および／またはデバイス（たとえば、磁気ディスク、光学ディスク、メモリ、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ））を指す。用語「機械読み取り可能な信号」は、機械命令および／またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。
【００９３】
ユーザとのやり取りを可能にするために、本明細書に記載のシステムおよび技術は、ユーザに情報を表示するための表示装置（たとえば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）画面、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ））と、ユーザがコンピュータに入力を行えるキーボードおよびポインティングデバイス（たとえば、マウスまたはトラックボール）とを備えたコンピュータ上に実装され得る。その他の種類のデバイスを使ってユーザとのやり取りを可能にすることもでき、たとえば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形式の感覚フィードバック（たとえば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）であり得、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力、触覚入力など、任意の形式で受け付けられ得る。
【００９４】
本明細書に記載のシステムおよび技術は、バックエンドコンポーネント（たとえば、データサーバ）を備えるコンピュータシステム、ミドルウェアコンポーネント（たとえば、アプリケーションサーバ）を備えるコンピュータシステム、フロントエンドコンポーネント（たとえば、本明細書に記載のシステムおよび技術の実装形態とユーザがやり取りできるグラフィカルユーザーインターフェースまたはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）を備えるコンピュータシステム、またはこのようなバックエンドコンポーネント、ミドルウェアコンポーネント、フロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせで実現されてもよい。当該システムのコンポーネントは、デジタルデータ通信（たとえば、通信ネットワーク）の任意の形式または媒体によって相互接続されてもよい。通信ネットワークとして、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、およびインターネットなどが挙げられる。
【００９５】
コンピュータシステムは、クライアントとサーバとを含み得る。クライアントとサーバとは、一般に、互いから離れており、通常、通信ネットワークを通じてやり取りを行う。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で動作し、クライアントとサーバとの関係を互いに有するコンピュータプログラムによって成り立つ。
【００９６】
いくつかの実装形態では、図１に示すコンピューティングデバイスは、ＡＲ環境を生成するための、ＡＲヘッドセット／ＨＭＤ装置１１９０とインタフェース接続するセンサを備え得る。たとえば、コンピューティングデバイス１１２０または図１に示すその他のコンピューティングデバイス上に含まれる１つ以上のセンサは、ＡＲヘッドセット１１９０に入力を行うことができ、または、一般に、ＡＲ環境に入力を行うことができる。センサは、タッチ画面、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、生体センサ、温度センサ、温度センサ、および周辺光センサを含み得るが、これらに限定されない。コンピューティングデバイス１１２０は、これらのセンサを用いて、後にＡＲ環境への入力として用いられ得る、ＡＲ環境におけるコンピューティングデバイスの絶対位置および／または検出された回転を特定することができる。たとえば、コンピューティングデバイス１１２０は、コントローラ、レーザーポインター、キーボード、武器など、仮想オブジェクトとしてＡＲ空間に組み込まれてもよい。ＡＲ環境に組み込むときにコンピューティングデバイス／仮想オブジェクトをユーザが位置付けることによって、ユーザは、ＡＲ環境で仮想オブジェクトを特定の方法で見ことができるよう、コンピューティングデバイスを位置付けることができる。たとえば、仮想オブジェクトがレーザーポインターを表す場合、ユーザは、コンピューティングデバイスを実際のレーザーポインターであるかのように操作できる。ユーザは、コンピューティングデバイスを左右、上下、円を描いて動かすことなどができ、レーザーポインターを使用する場合と同様の方法で当該デバイスを使用できる。
【００９７】
いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１１２０上に備えられたまたは接続される１つ以上の入力装置をＡＲ環境への入力装置として利用できる。入力装置は、タッチ画面、キーボード、１つ以上のボタン、トラックパッド、タッチパッド、ポインティングデバイス、マウス、トラックボール、ジョイスティック、カメラ、マイクロフォン、イヤホンもしくは入力機能付きのワイヤレスイヤホン、ゲームコントローラ、またはその他の接続可能な入力装置を含み得るが、これらに限定されない。コンピューティングデバイスがＡＲ環境に組み込まれるときにコンピューティングデバイス１１２０上に備えられた入力装置とやり取りを行っているユーザは、ＡＲ環境で特定のアクションを起こさせることができる。
【００９８】
いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１１２０のタッチ画面をＡＲ環境のタッチパッドとして描画できる。ユーザは、当該コンピューティングデバイス１１２０のタッチ画面とやり取りができる。このやり取りは、たとえば、ＡＲ環境で描画されたタッチパッド上の動きとして、ＡＲヘッドセット１１９０において描画される。描画された動きは、ＡＲ環境の仮想オブジェクトを制御できる。
【００９９】
いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１１２０上に含まれた１つ以上の出力装置は、ＡＲ環境においてＡＲヘッドセット１１９０のユーザに出力および／またはフィードバックを提供できる。出力およびフィードバックは、視覚的、触覚的、または音声であり得る。出力および／またはフィードバックは、バイブレーション、点滅をオンオフさせること、および／または１つ以上のライトまたはストロボを点滅させること、アラームを鳴らすこと、チャイムを再生すること、曲を再生すること、および音声ファイルを再生することなどを含み得るが、これらに限定されない。出力装置は、バイブレーションモータ、振動コイル、圧電素子、静電デバイス、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ストロボ、およびスピーカを含み得るが、これらに限定されない。
【０１００】
いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１１２０は、コンピュータによって生成された３Ｄ環境において、別のオブジェクトとして見えてもよい。ユーザによるコンピューティングデバイス１１２０とのやり取り（たとえば、タッチ画面を回転させる、振る、タッチする、タッチ画面の端から端まで指をスワイプすること）は、ＡＲ環境のオブジェクトとのやり取りとして解釈され得る。ＡＲ環境でのレーザーポインターの例では、コンピューティングデバイス１１２０は、コンピュータによって生成された３Ｄ環境において、仮想レーザーポインターとして見える。ユーザがコンピューティングデバイス１１２０を操作すると、ＡＲ環境のユーザは、レーザーポインターの動きが見える。ユーザは、コンピューティングデバイス１１２０上またはＡＲヘッドセット１１９０上のＡＲ環境でのコンピューティングデバイス１１２０とのやり取りからフィードバックを受ける。
【０１０１】
いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイス１１２０は、タッチ画面を備えてもよい。たとえば、ユーザは、タッチ画面上で起こる事を、ＡＲ環境内で起こる事と連動するよう真似できる特定のやり方でタッチ画面とやり取りできる。たとえば、ユーザは、ピンチするタイプの動作を使ってタッチ画面上に表示されたコンテンツをズームしてもよい。タッチ画面上のこのピンチするタイプの動作によって、ＡＲ環境で提供されている情報がズームされる。別の例では、コンピューティングデバイスは、コンピュータによって生成された３Ｄ環境において仮想ブックとして描画されてもよい。ＡＲ環境では、本のページをＡＲ環境に表示することができ、ユーザの指をタッチ画面の端から端までスワイプさせることは、仮想ブックのページをめくる／フリップすることであると解釈され得る。各ページがめくられる／フリップされると、ページコンテンツの変化を見ることに加えて、本のページをめくる音など、音声フィードバックがユーザに提供されてもよい。
【０１０２】
いくつかの実装形態では、コンピューティングデバイスに加えて、１つ以上の入力装置（たとえば、マウス、キーボード）をコンピュータによって生成された３Ｄ環境に描画できる。描画された入力装置（たとえば、描画されたマウス、描画されたキーボード）は、ＡＲ環境に描画されると、ＡＲ環境のオブジェクトを制御するために利用され得る。
【０１０３】
コンピューティングデバイス１１００は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、およびその他適切なコンピュータなど、様々な形態のデジタルコンピュータおよびデバイスを表すよう意図されるが、これらに限定されない。コンピューティングデバイス１１２０は、携帯情報端末、携帯電話、スマートフォン、およびその他同様のコンピューティングデバイスなど、様々な形態のモバイル機器を表すよう意図される。本明細書に示す構成要素、それらの接続および関係、ならびにそれらの機能は、例示に過ぎず、本明細書に記載された発明の実装形態を限定するものではない。
【０１０４】
いくつかの実施形態を説明したが、本明細書の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされてもよいことが理解されるだろう。
【０１０５】
これに加えて、図示した論理フローは、所望の結果を実現するために、図示した特定の順序またはシーケンス順である必要はない。これに加えて、記載のフローにその他のステップが提供されてもよく、ステップが排除されてもよく、記載のシステムにその他の構成要素が追加または削除されてもよい。したがって、その他の実施形態が、本開示の範囲に含まれる。
【０１０６】
本明細書に記載したように、上述の実装形態の特定の特徴を例示したが、当業者であれば、多くの変形例、代替例、変更例、および均等物を思いつくであろう。これらは、ほんの一例として提示されたものであり、限定ではなく、形式および詳細についてさまざまな変更がなされ得ることを理解されたい。本明細書に記載の装置および／または方法のいずれの部分も、相互に排他的な組み合わせを除く、あらゆる組合せに組み合わされ得る。本明細書に記載の実装形態は、記載されたそれぞれ異なる実装形態の機能、構成要素、および／または特徴のさまざまな組合せおよび／または部分的な組合せを含み得る。
【０１０７】
以下に、いくつかの例を記載する。
（例１）ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、フレームに取り付けられ、反射面を有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、フレームに取り付けられ、フレームがユーザによって装着されたときに、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの反射面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例２）フレームが装着されているとき、マイクロディスプレイ装置は、コンバイナの反射面と交差する前にユーザの顔の矢状面を横切る画像コンテンツを出射するように構成される、例１のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例３）マイクロディスプレイ装置とコンバイナとの間に、光軸に沿って配置されたレンズアセンブリをさらに備える、例１または２に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例４）レンズアセンブリは、光軸に沿って方向付けられた複数のフィールドレンズを含む、例３に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例５）レンズアセンブリは、色補正を行うように構成されたダブレットをさらに含む、例４に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例６）複数のフィールドレンズのうち少なくとも１つのフィールドレンズは、キノフォーム型回折光学素子を備える、先行する例に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例７）コンバイナは、正のラップ角を有する、先行する例に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例８）コンバイナは、反射面の反対側に外面を含み、凸状の湾曲部を有する、例７に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例９）フレームは、ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含む、先行する例に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１０）フレームの左アームに取り付けられる筐体をさらに備え、筐体は、ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置を含む、例９に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１１）フレームに取り付けられ、マイクロディスプレイ装置が出射した画像コンテンツをコンバイナに向けて反射するように構成された折りミラーをさらに備える、例１０に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１２）ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、フレームに取り付けられ、反射性を有する内面および正のラップ角を有する外面を有するコンバイナと、フレームに取り付けられ、フレームがユーザによって装着されたときに、コンバイナの内面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１３）フレームが装着されているとき、コンバイナの外面は、ユーザとは反対側に面しており、凸状の湾曲部を有する、例１２に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１４）コンバイナの外面の湾曲は、滑らかである、例１３に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１５）外面の湾曲が滑らかであることは、外面の湾曲が連続した第１導関数を有することを含む、例１４に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１６）フレームがユーザによって装着されているとき、マイクロディスプレイ装置は、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの内面と交差する画像コンテンツを出射するように構成される、例１２〜１５のいずれか１つに記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１７）フレームが装着されているとき、マイクロディスプレイ装置は、コンバイナの内面と交差する前にユーザの顔の矢状面を横切る画像コンテンツを出射するように構成される、例１６に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１８）ヘッドマウントディスプレイ装置であって、ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームを備え、フレームは、ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含み、ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、フレームに取り付けられ、反射性を有する内面と、外面とを有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、フレームに取り付けられ、ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成された左マイクロディスプレイ装置とを備え、左マイクロディスプレイ装置は、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの内面と交差するように画像コンテンツを出射し、ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、フレームに取り付けられ、ユーザの左眼用の画像コンテンツを出射するように構成された右マイクロディスプレイ装置を備え、右マイクロディスプレイ装置は、ユーザの顔の前を横切ってコンバイナの内面と交差するように画像コンテンツを出射する、ヘッドマウントディスプレイ装置。
（例１９）コンバイナは、正のラップ角を有する、例１８に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
（例２０）コンバイナは、取り付けアセンブリを介してフレームに取り付けられ、取り付けアセンブリは、ユーザによって装着されたとき、ユーザの顔の前に延在する、例１８または１９に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【図１】
2020537757.tif 000005
【図２】
2020537757.tif 000006
【図３】
2020537757.tif 000007
【図４Ａ】
2020537757.tif 000008
【図４Ｂ】
2020537757.tif 000009
【図５】
2020537757.tif 000010
【図６】
2020537757.tif 000011
【図７】
2020537757.tif 000012
【図８Ａ】
2020537757.tif 000013
【図８Ｂ】
2020537757.tif 000014
【図９Ａ】
2020537757.tif 000015
【図９Ｂ】
2020537757.tif 000016
【図９Ｃ】
2020537757.tif 000017
【図９Ｄ】
2020537757.tif 000018
【図１０】
2020537757.tif 000019
【図１１】
2020537757.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月18日(2020.8.18)
【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】
ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、
前記フレームに取り付けられ、反射面を有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、
前記フレームに取り付けられ、前記フレームが前記ユーザによって装着されたときに、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記反射面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項２】
前記フレームが装着されているとき、前記マイクロディスプレイ装置は、前記コンバイナの前記反射面と交差する前に前記ユーザの顔の矢状面を横切る画像コンテンツを出射するように構成される、請求項１に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項３】
前記マイクロディスプレイ装置と前記コンバイナとの間に、光軸に沿って配置されたレンズアセンブリをさらに備える、請求項１または２に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項４】
前記レンズアセンブリは、前記光軸に沿って方向付けられた複数のフィールドレンズを含む、請求項３に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項５】
前記レンズアセンブリは、色補正を行うように構成されたダブレットをさらに含む、請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項６】
前記複数のフィールドレンズのうち少なくとも１つのフィールドレンズは、キノフォーム型回折光学素子を備える、請求項４に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項７】
前記コンバイナは、正のラップ角を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項８】
前記コンバイナは、前記反射面の反対側に外面を含み、凸状の湾曲部を有する、請求項７に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項９】
前記フレームは、前記ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、前記ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記フレームの前記左アームに取り付けられる筐体をさらに備え、前記筐体は、前記ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成された前記マイクロディスプレイ装置を含む、請求項９に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記フレームに取り付けられ、前記マイクロディスプレイ装置が出射した画像コンテンツを前記コンバイナに向けて反射するように構成された折りミラーをさらに備える、請求項１０に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１２】
ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームと、
前記フレームに取り付けられ、反射性を有する内面および正のラップ角を有する外面を有するコンバイナと、
前記フレームに取り付けられ、前記フレームが前記ユーザによって装着されたときに、前記コンバイナの前記内面と交差する画像コンテンツを出射するように構成されたマイクロディスプレイ装置とを備える、拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１３】
前記フレームが装着されているとき、前記コンバイナの前記外面は、前記ユーザとは反対側に面しており、凸状の湾曲を有する、請求項１２に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１４】
前記コンバイナの前記外面の前記湾曲は、滑らかである、請求項１３に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１５】
前記外面の前記湾曲が滑らかであることは、前記外面の前記湾曲が連続した第１導関数を有することを含む、請求項１４に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記フレームが前記ユーザによって装着されているとき、前記マイクロディスプレイ装置は、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記内面と交差する画像コンテンツを出射するように構成される、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の拡張現実ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１７】
前記フレームが装着されているとき、前記マイクロディスプレイ装置は、前記コンバイナの前記内面と交差する前に前記ユーザの顔の矢状面を横切る画像コンテンツを出射するように構成される、請求項１６に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１８】
ヘッドマウントディスプレイ装置であって、
ユーザによって装着されるように構成された構造を有するフレームを備え、前記フレームは、前記ユーザの左耳に載るように構成された左アームと、前記ユーザの右耳に載るように構成された右アームとを含み、前記ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、
前記フレームに取り付けられ、反射性を有する内面と、外面とを有する湾曲した透明構造を含むコンバイナと、
前記フレームに取り付けられ、前記ユーザの右眼用の画像コンテンツを出射するように構成された左マイクロディスプレイ装置とを備え、前記左マイクロディスプレイ装置は、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記内面と交差するように前記画像コンテンツを出射し、前記ヘッドマウントディスプレイ装置は、さらに、
前記フレームに取り付けられ、前記ユーザの左眼用の画像コンテンツを出射するように構成された右マイクロディスプレイ装置を備え、前記右マイクロディスプレイ装置は、前記ユーザの顔の前を横切って前記コンバイナの前記内面と交差するように前記画像コンテンツを出射する、ヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記コンバイナは、正のラップ角を有する、請求項１８に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記コンバイナは、取り付けアセンブリを介して前記フレームに取り付けられ、前記取り付けアセンブリは、前記ユーザによって装着されたとき、前記ユーザの顔の前に延在する、請求項１８または１９に記載のヘッドマウントディスプレイ装置。
【国際調査報告】
2020537757.tif 000021
2020537757.tif 000022
2020537757.tif 000023