特許 6353105 表示システムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6353105

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】表示システムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20180625BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/01 510

   G06T19/00 600

   G06T19/00 300B

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】62

(21)【出願番号】特願2017-47915(P2017-47915)

(22)【出願日】2017年3月13日

(62)【分割の表示】特願2016-502951(P2016-502951)の分割

【原出願日】2014年3月14日

(65)【公開番号】特開2017-107605(P2017-107605A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2017年3月13日

(31)【優先権主張番号】61/801,219

(32)【優先日】2013年3月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514108838

【氏名又は名称】マジック リープ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン ティー． ショーウェンガート

(72)【発明者】

【氏名】サムエル エー． ミラー

【審査官】 間野 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１３３３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３８４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１８０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−９６７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１０５４７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｔ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

拡張現実システムにおける動作方法であって、前記方法は、
エンドユーザの身元を示す情報を受信することと、
前記エンドユーザの身元を示す前記受信された情報に少なくとも部分的に基づいて、前記エンドユーザの少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性を取り出すことと、
前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性に少なくとも部分的に基づいて、フレームを前記エンドユーザに表示することと、
前記エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの位置に基づいて、前記エンドユーザの頭部の動きの少なくとも終点を予測することであって、
前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性に少なくとも部分的に基づいて、フレームを前記エンドユーザに表示することは、少なくとも１つの後続フレームを少なくとも１つの画像バッファにレンダリングすることを含み、前記少なくとも１つの後続フレームは、前記頭部の動きの前記予測された終点に向かって偏移させられる、ことと、
前記エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性の少なくとも部分的な適応において、前記頭部の動きの前記予測された終点に向かって偏移する、複数の後続フレームをレンダリングすることであって、前記少なくとも１つの頭部の動きの属性は、前記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、ことと、
前記エンドユーザの視野内の前記仮想オブジェクトの出現場所に少なくとも部分的に基づいて、前記エンドユーザの頭部の動きの発生を予測することと
を含む、方法。

【請求項2】

前記受信された情報は、前記エンドユーザの眼の少なくとも一部分の画像を示す画像情報である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

フレームを前記エンドユーザに提供することは、少なくとも１つの光ファイバを介してフレームを提供することを含み、前記エンドユーザの眼の少なくとも一部分の画像を示す画像情報を受信することは、同様に前記フレームを前記エンドユーザに提供する、前記少なくとも１つの光ファイバを介して前記画像情報を受信することを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、前記エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、前記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きの少なくとも１つの前の頭部の動きの速度の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、前記エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きの範囲の少なくとも一部にわたる頭部の動きの速度の変動の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、前記エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きの少なくとも１つの前の頭部の動きの加速の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、前記エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きと少なくとも１つの前の眼の動きとの間の関係の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記エンドユーザの前記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、前記エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きと少なくとも１つの前の眼の動きとの間の比率の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、前記少なくとも１つの頭部の動きの属性は、前記エンドユーザの履歴上の頭部の動きの速度である、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、前記少なくとも１つの頭部の動きの属性は、前記エンドユーザの履歴上の頭部の動きの加速である、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、前記少なくとも１つの頭部の動きの属性は、前記エンドユーザの頭部の動きと眼の動きとの間の履歴上の比率である、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記仮想オブジェクトが、前記エンドユーザに提示された前のフレームに対して、時間的に前記エンドユーザの視野に新たに導入されたときに、前記仮想オブジェクトの前記出現場所を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記エンドユーザに以前に提示されたような前記仮想オブジェクトの位置に対する、前記エンドユーザに提示されるような新しい位置で前記仮想オブジェクトの前記出現場所を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（発明の分野）
本発明は、概して、１人またはそれを上回るユーザのための双方向仮想または拡張現実
環境を促進するように構成される、システムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

（背景）
いくつかの表示システムは、視聴者またはユーザの頭部姿勢（すなわち、ユーザの配向
および／または場所）に関する情報から利益を得ることができる。

【0003】

例えば、頭部装着型ディスプレイ（またはヘルメット搭載型ディスプレイ、あるいは高
性能眼鏡）は、ユーザの頭部に少なくとも緩く連結され、したがって、ユーザの頭部が動
くときに動く。ユーザの頭部の運動が表示システムによって検出された場合、頭部姿勢の
変化を考慮するように、表示されているデータを更新することができる。

【0004】

実施例として、頭部装着型ディスプレイを装着したユーザが、ディスプレイ上の３Ｄオ
ブジェクトの仮想表現を視認し、３Ｄオブジェクトが出現する領域の周囲を歩く場合、そ
の３Ｄオブジェクトを各視点について再レンダリングすることができ、実際の空間を占有
するオブジェクトの周囲を歩いているという知覚をユーザに与える。頭部装着型ディスプ
レイが、仮想空間（例えば、豊かな仮想世界）を複数のオブジェクトに提示するために使
用される場合、場面を再レンダリングして、ユーザの動的に変化する頭部の場所および配
向に合致し、仮想空間で増加した没入感を提供するために、頭部姿勢の測定を使用するこ
とができる。

【0005】

特に、ユーザの仮想フィールドの大部分を仮想要素で充填する表示システムについて、
頭部追跡の精度が高く、頭部運動の第１の検出から、ディスプレイによってユーザの視覚
系に送達される光の更新までの全体的なシステム待ち時間が少ないことが重要である。待
ち時間が長い場合、本システムは、ユーザの前庭および視覚系の間の不一致を生成し、乗
り物酔いまたはシミュレータ酔いを発生させ得る。

【0006】

いくつかの頭部装着型ディスプレイは、実際および仮想要素の同時視認、すなわち、多
くの場合、拡張現実または混合現実として表されるアプローチを可能にする。多くの場合
、「ビデオシースルー」ディスプレイと称される、１つのそのような構成では、カメラが
、実際の場面の要素を捕捉し、コンピュータシステムが、捕捉された実際の場面上に仮想
要素を重ね合わせ、非透明ディスプレイが、複合画像を眼に提示する。別の構成は、ユー
ザが、環境内の実際のオブジェクトから光を直接視認するように、表示システムにおいて
透明（または半透明）要素を通して見ることができる、多くの場合、「光学シースルー」
ディスプレイと称される。多くの場合、「結合器」と称される、透明要素は、現実世界の
ユーザの視界にわたって、ディスプレイからの光を重ね合わせる。

【0007】

ビデオおよび光学シースルーディスプレイの両方では、頭部姿勢の検出は、現実世界で
空間を占有するように見えるように、表示システムが仮想オブジェクトをレンダリングす
ることを可能にすることができる。ユーザの頭部が現実世界で動き回ると、仮想オブジェ
クトが現実世界に対して安定したままであるように見えるように、仮想オブジェクトは、
頭部姿勢の関数として再レンダリングされる。光学シースルーディスプレイの場合、現実
世界のユーザの視界が、本質的にゼロの待ち時間を有する一方で、仮想オブジェクトのユ
ーザの視界は、頭部追跡速度、処理時間、レンダリング時間、および表示フレームレート
に依存する待ち時間を有する。システムの待ち時間が長い場合、仮想オブジェクトの見掛
けの場所は、急速な頭部運動中に不安定に見えるであろう。

【0008】

頭部装着型表示システムに加えて、他の表示システムが、正確な低遅延頭部姿勢検出か
ら利益を得ることができる。これらは、ディスプレイがユーザの身体上に装着されないが
、例えば、壁または他の表面上に搭載される、頭部追跡型表示システムを含む。頭部追跡
型ディスプレイは、場面への窓のように作用し、ユーザが「窓」に対して頭部を動かすと
、場面は、ユーザの変化する視点に合致するように再レンダリングされる。他のシステム
は、頭部装着型ディスプレイが光を現実世界に投影する、頭部装着型投影システムを含む
。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

（要約）
本発明の実施形態は、１人またはそれを上回るユーザのために仮想現実および／または
拡張現実相互作用を促進するためのデバイス、システム、および方法に関する。

【0010】

一実施形態は、仮想画像システムまたは拡張現実システムにおける動作方法であって、
エンドユーザに提示されている複数のフレームのうちの少なくともいくつかのそれぞれに
ついて、エンドユーザ基準フレームに対してエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの
出現場所を判定することと、エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定された出現
場所に少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つの後続フレームの提示を調整するこ
ととを含む、方法に関する。仮想オブジェクトは、ユーザに提示された前のフレームに対
して、時間的にエンドユーザの視野に新たに導入されてもよい。新たに導入された仮想オ
ブジェクトは、おそらくエンドユーザの注目を集めると判定されてもよい。仮想オブジェ
クトは、少なくとも１つの前のフレーム内の位置に対してフレーム内の新しい位置にあっ
てもよい。または、仮想オブジェクトは、エンドユーザに以前に提示されたような仮想オ
ブジェクトの前の位置に対して、エンドユーザに提示されるような新しい位置にあっても
よい。

【0011】

本方法はさらに、仮想オブジェクトへのエンドユーザの注目を示す入力に基づいて、仮
想オブジェクトを選択することを含んでもよい。仮想オブジェクトへのエンドユーザの注
目を示す入力は、エンドユーザに以前に提示されたような仮想オブジェクトの位置に対す
る、エンドユーザに提示されるような新しい位置での仮想オブジェクトの出現に少なくと
も部分的に基づいてもよい。または、仮想オブジェクトへのエンドユーザの注目を示す入
力は、エンドユーザに提示されるような仮想オブジェクトの位置が、エンドユーザに以前
に提示されたような仮想オブジェクトの位置に対して、どれだけ迅速に変化するかに少な
くとも部分的に基づいてもよい。

【0012】

少なくとも１つの後続フレームの提示の調整は、少なくとも１つの後続フレームの中心
がエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定された出現場所に向かって偏移させら
れたことを伴う、少なくとも１つの後続フレームを提示することを含んでもよい。または
、少なくとも１つの後続フレームの提示の調整は、少なくとも１つの後続フレームの中心
がエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定された出現場所に偏移させられたこと
を伴う、少なくとも１つの後続フレームを提示することを含んでもよい。

【0013】

本方法はさらに、エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定された出現場所に少
なくとも部分的に基づいて、エンドユーザの頭部の動きの発生を予測することを含んでも
よい。本方法はさらに、エンドユーザの予測された頭部の動きの推定速度を示す、少なく
とも１つの値を推定することと、エンドユーザの予測された頭部の動きの推定速度を少な
くとも部分的に補う、少なくとも１つの値を判定することと、判定された値に少なくとも
部分的に基づいて、少なくとも１つの後続フレームをレンダリングすることとを含んでも
よい。

【0014】

本方法はさらに、エンドユーザの予測された頭部の動きの速度の少なくとも１つの変化
を推定することを含んでもよく、速度の少なくとも１つの変化は、予測された頭部の動き
の開始と予測された頭部の動きの終了との間で発生し、予測された頭部の動きの推定速度
を示す、少なくとも１つの値を推定することは、エンドユーザの予測された頭部の動きの
速度の推定された変化に少なくとも部分的に適応する推定速度を示す、少なくとも１つの
値を推定することを含む。

【0015】

エンドユーザの予測された頭部の動きの速度の少なくとも１つの変化を推定することは
、予測された頭部の動きの開始後の第１の定義された時間と、予測された頭部の動きの終
了前の第２の定義された時間との間で、少なくとも１つの変化を推定することを含んでも
よい。

【0016】

本方法はさらに、エンドユーザの予測された頭部の動きの推定加速を示す、少なくとも
１つの値を推定することと、エンドユーザの予測された頭部の動きの推定加速を少なくと
も部分的に補う、少なくとも１つの値を判定することと、判定された値に少なくとも部分
的に基づいて、少なくとも１つの後続フレームをレンダリングすることとを含んでもよい
。

【0017】

本方法はさらに、エンドユーザの身元を示す情報を受信することと、エンドユーザの身
元を示す受信された情報に基づいて、エンドユーザの少なくとも１つのユーザ特有の履歴
属性を取り出すことであって、ユーザ特有の履歴属性は、エンドユーザの前の頭部の動き
の速度、エンドユーザの前の頭部の動きの加速、およびエンドユーザの前の眼の動きと頭
部の動きの関係のうちの少なくとも１つを示す、こととを含んでもよい。

【0018】

仮想オブジェクトは、仮想テキストオブジェクト、仮想数値オブジェクト、仮想英数字
オブジェクト、仮想タグオブジェクト、仮想フィールドオブジェクト、仮想チャートオブ
ジェクト、仮想マップオブジェクト、仮想計装オブジェクト、または物理的オブジェクト
の仮想視覚表現のうちの少なくとも１つであってもよい。

【0019】

別の実施形態は、拡張現実システムにおける動作方法であって、エンドユーザの身元を
示す情報を受信することと、エンドユーザの身元を示す受信された情報に少なくとも部分
的に基づいて、エンドユーザの少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性を取り出すことと
、エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性に少なくとも部分
的に基づいて、フレームをエンドユーザに提供することとを含む、方法を対象とする。受
信された情報は、エンドユーザの眼の少なくとも一部分の画像を示す画像情報であっても
よい。

【0020】

エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、エンドユーザ
の少なくとも１つの頭部の動きの属性の指標を提供する、少なくとも１つの属性であって
もよく、頭部の動きの属性は、エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す。
または、エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、エンド
ユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きの少なくとも１つの前の頭部の動きの速度の指
標を提供する、少なくとも１つの属性であってもよい。または、エンドユーザの取り出さ
れた少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、エンドユーザによる、少なくとも１つの
前の頭部の動きの範囲の少なくとも一部にわたる頭部の動きの速度の変動の指標を提供す
る、少なくとも１つの属性であってもよい。または、エンドユーザの取り出された少なく
とも１つのユーザ特有の履歴属性は、エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の
動きの少なくとも１つの前の頭部の動きの加速の指標を提供する、少なくとも１つの属性
であってもよい。または、エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履
歴属性は、エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きと少なくとも１つの前
の眼の動きとの間の関係の指標を提供する、少なくとも１つの属性であってもよい。また
は、エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、エンドユー
ザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きと少なくとも１つの前の眼の動きとの間の比
率の指標を提供する、少なくとも１つの属性であってもよい。

【0021】

本方法はさらに、エンドユーザの頭部の動きの少なくとも終点を予測することを含んで
もよく、エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性に少なくと
も部分的に基づいて、フレームをエンドユーザに提供することは、少なくとも１つの後続
フレームを少なくとも１つの画像バッファにレンダリングすることを含み、少なくとも１
つの後続フレームは、頭部の動きの予測された終点に向かって偏移させられる。

【0022】

本方法はさらに、エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性の少なくとも部分
的な適応において、頭部の動きの予測された終点に向かって偏移する、複数の後続フレー
ムをレンダリングすることをさらに含んでもよく、頭部の動きの属性は、エンドユーザの
少なくとも１つの前の頭部の動きを示す。

【0023】

エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、頭部の動きの属性は、エンド
ユーザの履歴上の頭部の動きの速度、エンドユーザの履歴上の頭部の動きの加速、または
エンドユーザの頭部の動きと眼の動きとの間の履歴上の比率であってもよい。

【0024】

本方法はさらに、エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの出現場所に少なくとも部
分的に基づいて、エンドユーザの頭部の動きの発生を予測することをさらに含んでもよい
。仮想オブジェクトの出現場所は、上記で説明される同一の様式で判定されてもよい。

【0025】

別の実施形態は、フレーム内のいくつかのピクセルの間でエンドユーザに提示されるよ
うな間隔が、フレーム内の他のピクセルの間の間隔とは異なるであろうという指標を検出
することと、検出された指標に基づいて、第１のピクセルのセットを調整することと、エ
ンドユーザに提示されるような間隔の差異を少なくとも部分的に補うように、調整された
第１のピクセルのセットを、少なくとも１つの後続フレームの少なくとも一部分に提供す
ることとを対象とする。ピクセル特性（例えば、サイズ、強度等）は、エンドユーザに知
覚可能であり得る。

【0026】

本方法はさらに、検出された頭部の動きの方向に基づいて、フレームの第１のピクセル
のセットを選択することであって、第１のピクセルのセットの方向は、検出された頭部の
動きの方向と同一である、ことと、少なくとも１つの後続フレームの第１のピクセルのセ
ットのサイズを増加させることとを含んでもよい。本方法はさらに、検出された頭部の動
きの方向に基づいて、フレームの第１のピクセルのセットを選択することであって、第１
のピクセルのセットの方向は、検出された頭部の動きの方向と同一である、ことと、検出
された頭部の動きに応答して、少なくとも１つの後続フレームの第１のピクセルのセット
の強度を増加させることとを含んでもよい。

【0027】

本方法はさらに、検出された頭部の動きの方向に基づいて、フレームの第１のピクセル
のセットを選択することであって、第１のピクセルのセットの方向は、検出された頭部の
動きの方向とは反対である、ことと、検出された頭部の動きに応答して、少なくとも１つ
の後続フレームの第１のピクセルのセットのサイズを減少させることとを含んでもよい。

【0028】

本方法はさらに、検出された頭部の動きの方向に基づいて、フレームの第１のピクセル
のセットを選択することであって、第１のピクセルのセットの方向は、検出された頭部の
動きの方向とは反対である、ことと、検出された頭部の動きに応答して、少なくとも１つ
の後続フレームの第１のピクセルのセットの強度を減少させることとを含んでもよい。

【0029】

別の実施形態は、仮想画像提示システムにおける動作方法であって、第１の完全フレー
ムを画像バッファにレンダリングすることであって、第１の完全フレームは、仮想オブジ
ェクトの画像を形成するように、ピクセルの連続提示のためのピクセル情報を含む、こと
と、第１の完全フレームの提示を開始することと、ピクセル情報の一部分が第１の完全フ
レームから変化している、第１の完全フレームへの更新の提示によって、第１の完全フレ
ームの提示の完了前に、第１の完全フレームの提示を動的に中断することとを含む、方法
を対象とする。

【0030】

別の実施形態は、仮想画像提示システムにおける動作方法であって、第１のフィールド
および第２のフィールドを有する、第１の完全フレームを画像バッファにレンダリングす
ることであって、第１のフィールドは、少なくとも第１の渦巻状走査線を含み、第２のフ
ィールドは、少なくとも第２の渦巻状走査線を含み、第２の渦巻状走査線は、少なくとも
第１の渦巻状走査線とインターレースされる、ことと、第１の完全フレームを記憶するフ
レームバッファから読み出すことと、ピクセル情報の一部分が第１の完全フレームから変
化している、第１の完全フレームへの更新の読み出しによって、第１の完全フレームの読
み出しの完了前に、第１の完全フレームの読み出しを動的に中断することとを含む、方法
を対象とする。読み出しの動的中断は、エンドユーザの検出された頭部の動きに基づいて
もよく、検出された頭部の動きは、頭部の動きの公称値を超える。

【0031】

別の実施形態は、仮想画像提示システムにおける動作方法であって、第１のフィールド
および第２のフィールドを有する、第１の完全フレームを画像バッファにレンダリングす
ることであって、第１のフィールドは、少なくとも第１のリサジュー走査線を含み、第２
のフィールドは、少なくとも第２のリサジュー走査線を含み、第２のリサジュー走査線は
、少なくとも第１のリサジュー走査線とインターレースされる、ことと、第１の完全フレ
ームを記憶するフレームバッファから読み出すことと、ピクセル情報の一部分が第１の完
全フレームから変化している、第１の完全フレームへの更新の読み出しによって、第１の
完全フレームの読み出しの完了前に、頭部の動きの公称値を超えるエンドユーザの検出さ
れた頭部の動きに基づいて、第１の完全フレームの読み出しを動的に中断することとを含
む、方法を対象とする。本方法はさらに、リサジュー走査線をインターレースするように
、リサジュー走査線を位相偏移させることを含んでもよい。

【0032】

別の実施形態は、仮想画像提示システムにおける動作方法であって、複数のフレームの
それぞれについて、エンドユーザの検出された頭部の動きに応答して、それぞれのフレー
ムの少なくとも２つの部分のそれぞれに対するそれぞれの解像度を判定することと、それ
ぞれのフレームの少なくとも２つの部分の判定されたそれぞれの解像度に基づいて、仮想
オブジェクトを提示することとを含む、方法を対象とする。それぞれのフレームの一部分
は、フレームのフィールド、フレームの線、およびフレームのピクセルのうちの少なくと
も１つであってもよい。本方法はさらに、仮想オブジェクトの画像で可変解像度を生成す
るように、フレームの第１の部分およびフレームの第２の部分の提示の間で、駆動信号の
特性を調整することを含んでもよい。駆動信号の特性は、駆動信号の振幅および駆動信号
の傾斜のうちの少なくとも１つであってもよい。

【0033】

本方法はさらに、処理された眼の追跡データ、エンドユーザ基準フレームに対するエン
ドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定された出現場所、エンドユーザの視野に新た
に導入されたときの仮想オブジェクトの判定された出現場所、および少なくとも１つの前
の画像内の仮想オブジェクトの位置に対する画像内の新しい位置での仮想オブジェクトの
判定された出現場所のうちの少なくとも１つに基づいて、エンドユーザのための少なくと
も第１の画像内の注目点を査定することを含んでもよい。

【0034】

本方法はさらに、少なくとも１つの後続画像の他の部分に対して、査定された注目点に
少なくとも近接している少なくとも１つの後続画像の一部分内で少なくとも１つの後続画
像内の解像度を増加させることを含んでもよい。本方法はさらに、少なくとも１つの後続
画像の他の部分に対して、査定された注目点より遠位にある少なくとも１つの後続画像の
一部分内で少なくとも１つの後続画像内の解像度を減少させることを含んでもよい。

【0035】

別の実施形態は、仮想画像提示システムにおける動作方法であって、少なくとも１つの
仮想オブジェクトをエンドユーザに表示することと、検出された頭部の動きが頭部の動き
の公称値を超えるとき、および予測された頭部の動きが頭部の動きの値を超えると予測さ
れるときのうちの少なくとも１つで、少なくとも１つの仮想オブジェクトの表示の一部分
を一時的に消去することとを含む、方法を対象とする。本方法はさらに、検出された頭部
の動きおよび予測された頭部の動きのうちの少なくとも１つを判定するように、少なくと
も１つの変換器を介して供給される頭部追跡データを処理することを含んでもよく、頭部
追跡データは、少なくともエンドユーザの頭部の配向を示す。

【0036】

別の実施形態は、拡張現実システムにおいて少なくとも仮想画像を投影するプロジェク
タ装置であって、プロジェクタ要素と、プロジェクタ要素が少なくとも１つの自由軸で移
動可能である、プロジェクタ要素を支持する支持体と、プロジェクタ要素を選択的に移動
させるように連結される、少なくとも１つのアクチュエータと、プロジェクタ要素が、頭
部の動きの公称値を超えるエンドユーザの頭部の動きの検出、および頭部の動きの公称値
を超えると予測されるエンドユーザの頭部の動きの予測のうちの少なくとも１つに応答し
て移動させられるように、アクチュエータを制御するよう通信可能に連結される制御サブ
システムとを備える、プロジェクタ装置を対象とする。プロジェクタ要素はさらに、少な
くとも第１の光ファイバを備えてもよく、第１の光ファイバは、後端および前端を有し、
後端は、画像を受信するように連結され、前端は、そこから画像を伝送するように位置付
けられる。

【0037】

支持要素は、その前端に近接する第１の光ファイバの一部分が、圧電カラーから延在し
、定義された共振周波数で自由に振動することができるように、第１の光ファイバの前端
に近接するが、そこから後方に離間した、少なくとも第１の光ファイバを受容する、圧電
カラーを備えてもよい。

【0038】

少なくとも１つの制御サブシステムは、少なくとも１つの変換器を介して供給される頭
部追跡データを受容するように通信可能に連結され、頭部追跡データは、少なくともエン
ドユーザの頭部の配向を示す、請求項８７に記載のプロジェクタ装置。制御サブシステム
は、エンドユーザに提示される複数の画像のうちの少なくともいくつかのそれぞれについ
て、エンドユーザ基準フレームに対してエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの出現
場所を判定し、判定された場所が、エンドユーザの頭部を旋回させるようにエンドユーザ
に要求するかどうかを査定し、査定に基づいて、頭部の動きの発生を予測する。

【0039】

別の実施形態は、仮想画像提示システムにおける動作方法であって、フレームのピクセ
ルのセットのピクセル情報が、最大解像度で最大表示領域を超えるように、定義された視
野のフレームをオーバーレンダリングすることと、検出された頭部の動きおよび予測され
た頭部の動きのうちの少なくとも１つに基づいて、エンドユーザに提示するフレームの一
部分を判定することと、フレームの判定された部分のみを選択的に読み出すこととを含む
、方法を対象とする。

【0040】

別の実施形態は、ユーザの頭部上に搭載可能な筐体フレームと、筐体フレーム上に搭載
可能なレンズと、ユーザの頭部の動きの検出およびユーザの頭部の動きの予測のうちの少
なくとも１つに少なくとも部分的に基づいて、ユーザの視野内の表示オブジェクトの出現
場所を判定し、表示オブジェクトの判定された出現場所に基づいて、表示オブジェクトを
ユーザに投影する、筐体フレームに連結される投影サブシステムとを備える、ユーザ表示
デバイスを対象とする。表示オブジェクトの出現場所は、頭部の動きの公称値を超えるか
、または超えると予測される、ユーザの頭部の動きの検出およびユーザの頭部の動きの予
測のうちの少なくとも１つに応答して、移動させられてもよい。ユーザの頭部の動きの予
測は、ユーザの焦点の偏移の予測に、またはユーザの設定された履歴属性に基づいてもよ
い。

【0041】

ユーザ表示デバイスはさらに、ユーザの眼の動きを追跡し、追跡された眼の動きに基づ
いてユーザの眼の焦点距離を推定するように、筐体フレーム上に搭載可能である第１の一
対のカメラを備えてもよい。投影サブシステムは、推定焦点距離に基づいて表示オブジェ
クトを投影してもよい。

【0042】

ユーザ表示デバイスはさらに、ユーザの眼によって見られるような視野画像を捕捉する
ように、筐体フレーム上に搭載可能である第２の一対のカメラを備えてもよく、視野画像
は、少なくとも１つの物理的オブジェクトを含有する。投影サブシステムは、表示オブジ
ェクトおよび第２の一対のカメラを通して捕捉される物理的オブジェクトが、混合され、
同一のフレーム内でともに出現するような様式で、表示オブジェクトを投影してもよい。
出現場所は、少なくとも部分的に物理的オブジェクトに基づいてもよい。表示オブジェク
トおよび物理的オブジェクトは、所定の関係を有してもよい。捕捉された視野画像は、ユ
ーザの頭部の動きに関する情報を収集するために使用されてもよく、ユーザの頭部の動き
に関する情報は、ユーザの注目の中心、ユーザの頭部の配向、ユーザの頭部の方向、ユー
ザの頭部の動きの速度、ユーザの頭部の加速、およびユーザの局所環境に関するユーザの
頭部の距離を含む。

【0043】

レンズは、ユーザが局所環境を視認することができるように、透過光を選択的に許容す
る少なくとも１つの透明な表面を備えてもよい。投影サブシステムは、ユーザが、表示オ
ブジェクトおよびレンズの透明な表面を通して視認されるような局所環境の両方を視認す
るような様式で、表示オブジェクトを投影してもよい。

【0044】

ユーザ表示デバイスはさらに、ユーザの頭部の動きを示す慣性測定値のセットを捕捉す
るように、少なくとも１つの慣性変換器を備えてもよく、慣性測定値のセットは、ユーザ
の頭部の動きの速度、ユーザの頭部の動きの加速、ユーザの頭部の動きの方向、ユーザの
頭部の位置、およびユーザの頭部の配向を含む。

【0045】

ユーザ表示デバイスはさらに、ユーザの頭部およびユーザの局所環境のうちの少なくと
も１つを照射するように、少なくとも１つの光源を備えてもよい。

【0046】

投影サブシステムは、検出された頭部の動きおよび予測された頭部の動きのうちの少な
くとも１つを補うように、表示オブジェクトと関連付けられるピクセルのセットの知覚さ
れたサイズ、強度、および解像度のうちの少なくとも１つを調整してもよい。表示オブジ
ェクトは、仮想オブジェクトおよび拡張仮想オブジェクトのうちの１つであってもよい。

【0047】

本発明の付加的および他の目的、特徴、および利点が、発明を実施するための形態、図
、および請求項で説明される。
本明細書は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
仮想画像システムまたは拡張現実システムにおける動作方法であって、上記方法は、
エンドユーザに提示されている複数のフレームのうちの少なくともいくつかのそれぞれ
について、エンドユーザ基準フレームに対して上記エンドユーザの視野内の仮想オブジェ
クトの出現場所を判定することと、
上記エンドユーザの視野内の上記仮想オブジェクトの上記判定された出現場所に少なく
とも部分的に基づいて、少なくとも１つの後続フレームの提示を調整することと
を含む、方法。
（項目２）
上記仮想オブジェクトは、上記ユーザに提示された前のフレームに対して、時間的に
上記エンドユーザの視野に新たに導入される、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記新たに導入された仮想オブジェクトは、おそらく上記エンドユーザの注目を集める
と判定される、項目２に記載の方法。
（項目４）
上記仮想オブジェクトは、少なくとも１つの前のフレーム内の位置に対して上記フレー
ム内の新しい位置にある、項目１に記載の方法。
（項目５）
上記仮想オブジェクトへの上記エンドユーザの注目を示す入力に基づいて、上記仮想オ
ブジェクトを選択することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
上記仮想オブジェクトへの上記エンドユーザの注目を示す上記入力は、上記エンドユー
ザに以前に提示されたような上記仮想オブジェクトの位置に対する、上記エンドユーザに
提示されるような新しい位置での上記仮想オブジェクトの出現に少なくとも部分的に基づ
く、項目５に記載の方法。
（項目７）
上記仮想オブジェクトへの上記エンドユーザの注目を示す上記入力は、上記エンドユー
ザに提示されるような上記仮想オブジェクトの位置が、上記エンドユーザに以前に提示さ
れたような上記仮想オブジェクトの位置に対して、どれだけ迅速に変化するかに少なくと
も部分的に基づく、項目５に記載の方法。
（項目８）
上記仮想オブジェクトは、上記エンドユーザに以前に提示されたような上記仮想オブジ
ェクトの前の位置に対して、上記エンドユーザに提示されるような新しい位置にある、請
求項１に記載の方法。
（項目９）
上記少なくとも１つの後続フレームの上記提示の調整は、上記少なくとも１つの後続フ
レームの中心が上記エンドユーザの視野内の上記仮想オブジェクトの上記判定された出現
場所に向かって偏移させられたことを伴う、上記少なくとも１つの後続フレームを提示す
ることを含む、項目１に記載の方法。
（項目１０）
上記少なくとも１つの後続フレームの上記提示の調整は、上記少なくとも１つの後続フ
レームの中心が上記エンドユーザの視野内の上記仮想オブジェクトの上記判定された出現
場所に偏移させられたことを伴う、上記少なくとも１つの後続フレームを提示することを
含む、項目１に記載の方法。
（項目１１）
上記エンドユーザの視野内の上記仮想オブジェクトの上記判定された出現場所に少なく
とも部分的に基づいて、上記エンドユーザの頭部の動きの発生を予測することをさらに含
む、項目１に記載の方法。
（項目１２）
上記エンドユーザの上記予測された頭部の動きの推定速度を示す、少なくとも１つの値
を推定することと、
上記エンドユーザの上記予測された頭部の動きの上記推定速度を少なくとも部分的に補
う、少なくとも１つの値を判定することと、
上記判定された値に少なくとも部分的に基づいて、上記少なくとも１つの後続フレーム
をレンダリングすることと
をさらに含む、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
上記エンドユーザの上記予測された頭部の動きの上記速度の少なくとも１つの変化を推
定することをさらに含み、上記速度の少なくとも１つの変化は、上記予測された頭部の動
きの開始と上記予測された頭部の動きの終了との間で発生し、上記予測された頭部の動き
の上記推定速度を示す、上記少なくとも１つの値を推定することは、上記エンドユーザの
上記予測された頭部の動きの上記速度の上記推定された変化に少なくとも部分的に適応す
る上記推定速度を示す、上記少なくとも１つの値を推定することを含む、項目１２に記
載の方法。
（項目１４）
上記エンドユーザの上記予測された頭部の動きの上記速度の少なくとも１つの変化を推
定することは、上記予測された頭部の動きの上記開始後の第１の定義された時間と、上記
予測された頭部の動きの上記終了前の第２の定義された時間との間で、上記少なくとも１
つの変化を推定することを含む、項目１３に記載の方法。
（項目１５）
上記エンドユーザの上記予測された頭部の動きの推定加速を示す、少なくとも１つの値
を推定することと、
上記エンドユーザの上記予測された頭部の動きの上記推定加速を少なくとも部分的に補
う、少なくとも１つの値を判定することと、
上記判定された値に少なくとも部分的に基づいて、上記少なくとも１つの後続フレーム
をレンダリングすることと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１６）
上記エンドユーザの身元を示す情報を受信することと、
上記エンドユーザの身元を示す上記受信された情報に基づいて、上記エンドユーザの少
なくとも１つのユーザ特有の履歴属性を取り出すことであって、上記ユーザ特有の履歴属
性は、上記エンドユーザの前の頭部の動きの速度、上記エンドユーザの前の頭部の動きの
加速、および上記エンドユーザの前の眼の動きと頭部の動きの関係のうちの少なくとも１
つを示す、ことと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１７）
上記仮想オブジェクトは、仮想テキストオブジェクト、仮想数値オブジェクト、仮想英
数字オブジェクト、仮想タグオブジェクト、仮想フィールドオブジェクト、仮想チャート
オブジェクト、仮想マップオブジェクト、仮想計装オブジェクト、または物理的オブジェ
クトの仮想視覚表現のうちの少なくとも１つである、項目１に記載の方法。
（項目１８）
拡張現実システムにおける動作方法であって、上記方法は、
上記エンドユーザの身元を示す情報を受信することと、
上記エンドユーザの身元を示す上記受信された情報に少なくとも部分的に基づいて、前
記エンドユーザの少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性を取り出すことと、
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性に少なく
とも部分的に基づいて、フレームを上記エンドユーザに提供することと
を含む、方法。
（項目１９）
上記受信された情報は、上記エンドユーザの眼の少なくとも一部分の画像を示す画像情
報である、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
フレームを上記エンドユーザに提供することは、少なくとも１つの光ファイバを介して
フレームを提供することを含み、上記エンドユーザの眼の少なくとも一部分の画像を示す
画像情報を受信することは、同様に上記フレームを上記エンドユーザに提供する、上記少
なくとも１つの光ファイバを介して上記画像情報を受信することを含む、項目１９に記
載の方法。
（項目２１）
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、上記
エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性の指標を提供する、少なくとも１つの
属性であり、上記頭部の動きの属性は、上記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の
動きを示す、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、上記
エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きの少なくとも１つの前の頭部の動きの速
度の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、上記
エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きの範囲の少なくとも一部にわたる
頭部の動きの速度の変動の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、項目１８に
記載の方法。
（項目２４）
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、上記
エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きの少なくとも１つの前の頭部の動
きの加速の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、項目１８に記載の方法。
（項目２５）
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、上記
エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きと少なくとも１つの前の眼の動き
との間の関係の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、項目１８に記載の方法
。
（項目２６）
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性は、上記
エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の動きと少なくとも１つの前の眼の動き
との間の比率の指標を提供する、少なくとも１つの属性である、項目１８に記載の方法
。
（項目２７）
上記エンドユーザの頭部の動きの少なくとも終点を予測することをさらに含み、
上記エンドユーザの上記取り出された少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性に少なく
とも部分的に基づいて、フレームを上記エンドユーザに提供することは、少なくとも１つ
の後続フレームを少なくとも１つの画像バッファにレンダリングすることを含み、上記少
なくとも１つの後続フレームは、上記頭部の動きの上記予測された終点に向かって偏移さ
せられる、項目１８に記載の方法。
（項目２８）
上記エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性の少なくとも部分的な適応にお
いて、上記頭部の動きの上記予測された終点に向かって偏移する、複数の後続フレームを
レンダリングすることをさらに含み、上記頭部の動きの属性は、上記エンドユーザの少な
くとも１つの前の頭部の動きを示す、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
上記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、上記頭部の動きの属性は
、上記エンドユーザの履歴上の頭部の動きの速度である、項目２８に記載の方法。
（項目３０）
上記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、上記頭部の動きの属性は
、上記エンドユーザの履歴上の頭部の動きの加速である、項目２８に記載の方法。
（項目３１）
上記エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す、上記頭部の動きの属性は
、上記エンドユーザの頭部の動きと眼の動きとの間の履歴上の比率である、項目２８に
記載の方法。
（項目３２）
上記エンドユーザの視野内の上記仮想オブジェクトの出現場所に少なくとも部分的に基
づいて、上記エンドユーザの頭部の動きの発生を予測することをさらに含む、項目２７
に記載の方法。
（項目３３）
上記仮想オブジェクトが、上記エンドユーザに提示された前のフレームに対して、時間
的に上記エンドユーザの視野に新たに導入されたときに、上記仮想オブジェクトの上記出
現場所を判定することをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３４）
上記エンドユーザに以前に提示されたような上記仮想オブジェクトの位置に対する、前
記エンドユーザに提示されるような新しい位置で上記仮想オブジェクトの上記出現場所を
判定することをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目３５）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
フレーム内のいくつかのピクセルの間でエンドユーザに提示されるような間隔が、上記
フレーム内の他のピクセルの間の間隔とは異なるであろうという指標を検出することと、
上記検出された指標に基づいて、第１のピクセルのセットを調整することと、
上記エンドユーザに提示されるような間隔の差異を少なくとも部分的に補うように、前
記調整された第１のピクセルのセットを、少なくとも１つの後続フレームの少なくとも一
部分に提供することと
を含む、方法。
（項目３６）
上記ピクセル特性は、上記エンドユーザに知覚可能である、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
上記ピクセル特性のセットは、知覚されたサイズおよび知覚された強度のうちの少なく
とも１つである、項目３５に記載の方法。
（項目３８）
頭部の動きの公称値を超える、頭部の動きを検出することをさらに含む、項目３５に
記載の方法。
（項目３９）
上記検出された頭部の動きの方向に基づいて、上記フレームの第１のピクセルのセット
を選択することであって、上記第１のピクセルのセットの方向は、上記検出された頭部の
動きの上記方向と同一である、ことと、
上記少なくとも１つの後続フレームの上記第１のピクセルのセットのサイズを増加させ
ることと
をさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目４０）
上記第１のピクセルのセットの可変焦点要素を調整することをさらに含む、項目３５
に記載の方法。
（項目４１）
上記第１のピクセルのセットの可変サイズソースを調整することをさらに含む、項目
３５に記載の方法。
（項目４２）
上記第１のピクセルのセットのジッタを調整することをさらに含む、項目３５に記載
の方法。
（項目４３）
上記検出された頭部の動きの方向に基づいて、上記フレームの第１のピクセルのセット
を選択することであって、上記第１のピクセルのセットの方向は、上記検出された頭部の
動きの上記方向と同一である、ことと、
上記検出された頭部の動きに応答して、上記少なくとも１つの後続フレームの上記第１
のピクセルのセットの強度を増加させることと
をさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目４４）
上記検出された頭部の動きの方向に基づいて、上記フレームの第１のピクセルのセット
を選択することであって、上記第１のピクセルのセットの方向は、上記検出された頭部の
動きの上記方向とは反対である、ことと、
上記検出された頭部の動きに応答して、上記少なくとも１つの後続フレームの上記第１
のピクセルのセットのサイズを減少させることと
をさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目４５）
上記検出された頭部の動きの方向に基づいて、上記フレームの第１のピクセルのセット
を選択することであって、上記第１のピクセルのセットの方向は、上記検出された頭部の
動きの上記方向とは反対である、ことと、
上記検出された頭部の動きに応答して、上記少なくとも１つの後続フレームの上記第１
のピクセルのセットの強度を減少させることと
をさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目４６）
上記検出された指標は、上記ユーザの頭部の動きの属性が、上記頭部の動きの属性の公
称値を超えたという検出に基づく、項目３５に記載の方法。
（項目４７）
上記頭部の動きの属性は、上記頭部の動きの速度および上記頭部の動きの加速のうちの
少なくとも１つである、項目４６に記載の方法。
（項目４８）
上記検出された指標は、慣性センサを通して受信される信号に基づく、項目３５に記
載の方法。
（項目４９）
上記検出された指標は、撮像装置を通して受信される信号に基づく、項目３５に記載
の方法。
（項目５０）
上記少なくとも１つの後続フレームは、ラスタ走査型フレーム、渦巻状走査型フレーム
、およびリサジュー走査型フレームのうちの少なくとも１つに基づいて提供される、請求
項３５に記載の方法。
（項目５１）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
第１の完全フレームを画像バッファにレンダリングすることであって、上記第１の完全
フレームは、仮想オブジェクトの画像を形成するように、ピクセルの連続提示のためのピ
クセル情報を含む、ことと、
上記第１の完全フレームの提示を開始することと、
上記ピクセル情報の一部分が上記第１の完全フレームから変化している、上記第１の完
全フレームへの更新の提示によって、上記第１の完全フレームの提示の完了前に、上記第
１の完全フレームの提示を動的に中断することと
を含む、方法。
（項目５２）
上記更新された第１の完全フレームのピクセル情報は、上記第１の完全フレームの上記
ピクセル情報とは少なくとも１つの点で異なる、項目５１に記載の方法。
（項目５３）
上記更新された第１の完全フレームは、上記第１の完全フレームの対応部分の代わりに
提示される、項目５１に記載の方法。
（項目５４）
上記第１の完全フレームの対応フィールドの代わりに、上記更新された第１の完全フレ
ームの第２のフィールドを提示することをさらに含む、項目５３に記載の方法。
（項目５５）
上記第１の完全フレームの対応フィールドの対応部分の代わりに、上記更新された第１
の完全フレームのフィールドの一部分を提示することをさらに含む、項目５３に記載の
方法。
（項目５６）
ラスタ走査の上記第１の完全フレームの対応フィールドの対応部分の代わりに、上記ラ
スタ走査の上記更新された第１の完全フレームのフィールドの一部分を提示することをさ
らに含む、項目５３に記載の方法。
（項目５７）
上記第１の完全フレームの対応線の代わりに、上記更新された第１の完全フレームの線
を提示することをさらに含む、項目５３に記載の方法。
（項目５８）
上記第１の完全フレームの対応渦巻線の代わりに、上記更新された第１の完全フレーム
の渦巻線を提示することをさらに含む、項目５３に記載の方法。
（項目５９）
上記第１の完全フレームの対応線の対応部分の代わりに、上記更新された第１の完全フ
レームの線の一部分を提示することをさらに含む、項目５３に記載の方法。
（項目６０）
上記第１の完全フレームの対応ピクセルの代わりに、上記更新された第１の完全フレー
ムの少なくとも１つのピクセルを提示することをさらに含む、項目５３に記載の方法。
（項目６１）
上記第１の完全フレームのリサジューパターン走査の対応する１つの全サイクルの代わ
りに、上記更新された第１の完全フレームのリサジューパターン走査の１つの全サイクル
を提示することをさらに含む、項目５３に記載の方法。
（項目６２）
上記第１の完全フレームの提示の動的中断は、頭部の動きの公称値を超える上記エンド
ユーザの検出された頭部の動きに応答する、項目５１に記載の方法。
（項目６３）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
第１のフィールドおよび第２のフィールドを有する、第１の完全フレームを画像バッフ
ァにレンダリングすることであって、上記第１のフィールドは、少なくとも第１の渦巻状
走査線を含み、上記第２のフィールドは、少なくとも第２の渦巻状走査線を含み、上記第
２の渦巻状走査線は、少なくとも上記第１の渦巻状走査線とインターレースされる、こと
と、
上記第１の完全フレームを記憶する上記フレームバッファから読み出すことと、
ピクセル情報の一部分が上記第１の完全フレームから変化している、上記第１の完全フ
レームへの更新の読み出しによって、上記第１の完全フレームの読み出しの完了前に、前
記第１の完全フレームの読み出しを動的に中断することと
を含む、方法。
（項目６４）
上記読み出しの動的中断は、エンドユーザの検出された頭部の動きに基づき、上記検出
された頭部の動きは、頭部の動きの公称値を超える、項目６３に記載の方法。
（項目６５）
上記第１の完全フレームの上記第２の渦巻状走査線の代わりに、更新された第２の渦巻
状走査線を代用することをさらに含む、項目６３に記載の方法。
（項目６６）
上記第１および第２の渦巻状走査線をインターレースするように、上記第１の渦巻状走
査線に対して上記第２の渦巻状走査線を位相偏移させることをさらに含む、項目６３に
記載の方法。
（項目６７）
上記第１、第２、および第３の渦巻状走査線をインターレースするように、上記第２の
渦巻状走査線に対して上記第３の渦巻状走査線を位相偏移させることをさらに含む、請求
項６３に記載の方法。
（項目６８）
上記第１、第２、第３、第４の渦巻状走査線をインターレースするように、上記第３の
渦巻状走査線に対して上記第４の渦巻状走査線を位相偏移させることをさらに含む、請求
項６３に記載の方法。
（項目６９）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
第１のフィールドおよび第２のフィールドを有する、第１の完全フレームを画像バッフ
ァにレンダリングすることであって、上記第１のフィールドは、少なくとも第１のリサジ
ュー走査線を含み、上記第２のフィールドは、少なくとも第２のリサジュー走査線を含み
、上記第２のリサジュー走査線は、少なくとも上記第１のリサジュー走査線とインターレ
ースされる、ことと、
上記第１の完全フレームを記憶する上記フレームバッファから読み出すことと、
ピクセル情報の一部分が上記第１の完全フレームから変化している、上記第１の完全フ
レームへの更新の読み出しによって、上記第１の完全フレームの上記読み出しの完了前に
、頭部の動きの公称値を超えるエンドユーザの検出された頭部の動きに基づいて、上記第
１の完全フレームの上記読み出しを動的に中断することと
を含む、方法。
（項目７０）
上記リサジュー走査線をインターレースするように、上記リサジュー走査線を位相偏移
させることをさらに含む、項目６９に記載の方法。
（項目７１）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
複数のフレームのそれぞれについて、エンドユーザの検出された頭部の動きに応答して
、上記それぞれのフレームの少なくとも２つの部分のそれぞれに対するそれぞれの解像度
を判定することと、
上記それぞれのフレームの上記少なくとも２つの部分の上記判定されたそれぞれの解像
度に基づいて、上記仮想オブジェクトを提示することと
を含む、方法。
（項目７２）
上記それぞれのフレームの一部分は、上記フレームのフィールド、上記フレームの線、
および上記フレームのピクセルのうちの少なくとも１つである、項目７１に記載の方法
。
（項目７３）
上記仮想オブジェクトの画像で可変解像度を生成するように、上記フレームの第１の部
分および上記フレームの第２の部分の提示の間で、駆動信号の特性を調整することをさら
に含む、項目７１に記載の方法。
（項目７４）
上記駆動信号の特性は、上記駆動信号の振幅および上記駆動信号の傾斜のうちの少なく
とも１つである、項目７３に記載の方法。
（項目７５）
渦巻状走査パターンを使用して、それぞれの解像度のピクセルデータで上記フレームを
レンダリングすることをさらに含む、項目７３に記載の方法。
（項目７６）
処理された眼の追跡データ、エンドユーザ基準フレームに対する上記エンドユーザの視
野内の仮想オブジェクトの判定された出現場所、上記エンドユーザの視野に新たに導入さ
れたときの上記仮想オブジェクトの判定された出現場所、および少なくとも１つの前の画
像内の上記仮想オブジェクトの位置に対する画像内の新しい位置での上記仮想オブジェク
トの判定された出現場所のうちの少なくとも１つに基づいて、上記エンドユーザのための
少なくとも第１の画像内の注目点を査定することをさらに含む、項目７１に記載の方法
。
（項目７７）
上記処理された眼の追跡データは、上記ユーザの眼の配向および上記ユーザの頭部の配
向のうちの少なくとも１つを示す、項目７６に記載の方法。
（項目７８）
少なくとも１つの後続画像の他の部分に対して、上記査定された注目点に少なくとも近
接している上記少なくとも１つの後続画像の一部分内で上記少なくとも１つの後続画像内
の上記解像度を増加させることをさらに含む、項目７６に記載の方法。
（項目７９）
少なくとも１つの後続画像の他の部分に対して、上記査定された注目点より遠位にある
上記少なくとも１つの後続画像の一部分内で上記少なくとも１つの後続画像内の上記解像
度を減少させることをさらに含む、項目７６に記載の方法。
（項目８０）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
少なくとも１つの仮想オブジェクトをエンドユーザに表示することと、
検出された頭部の動きが頭部の動きの公称値を超えるとき、および予測された頭部の動
きが頭部の動きの値を超えると予測されるときのうちの少なくとも１つで、上記少なくと
も１つの仮想オブジェクトの表示の一部分を一時的に消去することと
を含む、方法。
（項目８１）
上記検出された頭部の動きおよび上記予測された頭部の動きのうちの上記少なくとも１
つを判定するように、少なくとも１つの変換器を介して供給される頭部追跡データを処理
することをさらに含み、上記頭部追跡データは、少なくとも上記エンドユーザの頭部の配
向を示す、項目８０に記載の方法。
（項目８２）
上記エンドユーザに提示される上記画像のうちの少なくともいくつかのそれぞれについ
て、エンドユーザ基準フレームに対して上記エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの
出現場所を判定することと、
上記判定された場所が、上記エンドユーザの頭部を旋回させるように上記エンドユーザ
に要求するかどうかを査定することと、
上記査定に基づいて、上記頭部の動きを予測することと
をさらに含む、項目８０に記載の方法。
（項目８３）
上記エンドユーザの視野に新たに導入されたときに、仮想オブジェクトの出現場所を判
定することと、
上記判定された場所が、上記エンドユーザの頭部を旋回させるように上記エンドユーザ
に要求するかどうかを査定することと、
上記査定に基づいて、上記頭部の動きを予測することと
をさらに含む、項目８０に記載の方法。
（項目８４）
少なくとも１つの前の画像内の上記仮想オブジェクトの位置に対する画像内の新しい位
置で仮想オブジェクトの出現場所を判定することと、
上記判定された場所が、上記エンドユーザの頭部を旋回させるように上記エンドユーザ
に要求するかどうかを査定することと、
上記査定に基づいて、上記頭部の動きを予測することと
をさらに含む、項目８０に記載の方法。
（項目８５）
上記表示の一部分の一時消去は、上記頭部の動きまたは予測された頭部の動きの少なく
とも一部分の間にディスプレイを点滅させることを含む、項目８０に記載の方法。
（項目８６）
上記表示の一部分の一時消去は、上記頭部の動きまたは予測された頭部の動きの少なく
とも一部分の間にディスプレイのバックライトを点滅させることを含む、項目８０に記
載の方法。
（項目８７）
拡張現実システムにおいて少なくとも仮想画像を投影するプロジェクタ装置であって、
上記プロジェクタ装置は、
プロジェクタ要素と、
上記プロジェクタ要素を支持する支持体であって、上記プロジェクタ要素は、少なくと
も１つの自由軸で移動可能である、支持体と、
上記プロジェクタ要素を選択的に移動させるように連結されている少なくとも１つのア
クチュエータと、
上記プロジェクタ要素が、頭部の動きの公称値を超えるエンドユーザの頭部の動きの検
出、および上記頭部の動きの公称値を超えると予測される上記エンドユーザの頭部の動き
の予測のうちの少なくとも１つに応答して移動させられるように、上記アクチュエータを
制御するよう通信可能に連結されている制御サブシステムと
を備える、プロジェクタ装置。
（項目８８）
上記プロジェクタ要素はさらに、少なくとも第１の光ファイバを備え、上記第１の光フ
ァイバは、後端および前端を有し、上記後端は、画像を受信するように連結され、上記前
端は、そこから画像を伝送するように位置付けられている、項目８７に記載のプロジェ
クタ装置。
（項目８９）
上記支持要素は、少なくとも上記第１の光ファイバを受容する圧電カラーを備え、上記
圧電カラーは、上記第１の光ファイバの前端に近接する上記第１の光ファイバの一部分が
、上記圧電カラーから延在し、定義された共振周波数で自由に振動することができるよう
に、上記第１の光ファイバの前端に近接するが、上記第１の光ファイバの前端から後方に
離間している、項目８８に記載のプロジェクタ装置。
（項目９０）
上記支持要素は、ジンバルを備え、上記プロジェクタ要素は、少なくとも１つの軸に沿
って平行移動可能である、項目８９に記載のプロジェクタ装置。
（項目９１）
上記支持要素は、ジンバルを備え、上記プロジェクタ要素は、少なくとも１つの軸の周
囲で平行移動可能に回転可能である、項目８９に記載のプロジェクタ装置。
（項目９２）
上記支持要素は、ジンバルを備え、上記プロジェクタ要素は、少なくとも３つの自由軸
で移動可能である、項目８９に記載のプロジェクタ装置。
（項目９３）
上記制御サブシステムは、少なくとも１つの変換器を介して供給される頭部追跡データ
を受信するように通信可能に連結され、上記頭部追跡データは、少なくとも上記エンドユ
ーザの頭部の配向を示す、項目８７に記載のプロジェクタ装置。
（項目９４）
少なくとも１つの制御サブシステムは、
上記エンドユーザに提示される複数の画像のうちの少なくともいくつかのそれぞれにつ
いて、エンドユーザ基準フレームに対して上記エンドユーザの視野内の仮想オブジェクト
の出現場所を判定することと、
上記判定された場所が、上記エンドユーザの頭部を旋回させるように上記エンドユーザ
に要求するかどうかを査定することと、
上記査定に基づいて、上記頭部の動きの発生を予測することと
を行う、項目８７に記載のプロジェクタ装置。
（項目９５）
仮想画像提示システムにおける動作方法であって、上記方法は、
フレームのピクセルのセットのピクセル情報が、最大解像度で最大表示領域を超えるよ
うに、定義された視野のフレームをオーバーレンダリングすることと、
検出された頭部の動きおよび予測された頭部の動きのうちの少なくとも１つに基づいて
、上記エンドユーザに提示する上記フレームの一部分を判定することと、
上記フレームの上記判定された部分のみを選択的に読み出すことと
を含む、方法。
（項目９６）
上記エンドユーザに提示される上記フレームの一部分は、視野内の仮想オブジェクトの
出現場所の上記判定に少なくとも部分的に基づく、項目９５に記載の方法。
（項目９７）
上記エンドユーザに提示される上記フレームの一部分は、上記エンドユーザに提示され
た前のフレームに対して、時間的に上記エンドユーザの視野に新たに導入されたときに、
上記仮想オブジェクトの上記出現場所を判定することに少なくとも部分的に基づく、請求
項９５に記載の方法。
（項目９８）
上記エンドユーザに提示される上記フレームの一部分は、少なくとも１つの前のフレー
ムの位置に対する、上記フレーム内の新しい位置で上記仮想オブジェクトの上記出現場所
を判定することに少なくとも部分的に基づく、項目９５に記載の方法。
（項目９９）
上記エンドユーザに提示される上記フレームの一部分は、上記エンドユーザの視野内で
少なくとも定義された最小速度を有する仮想オブジェクトの場所を判定することに少なく
とも部分的に基づく、項目９５に記載の方法。
（項目１００）
仮想オブジェクトへの上記エンドユーザの注目を示す入力に基づいて、上記仮想オブジ
ェクトを選択することをさらに含み、上記エンドユーザに提示される上記フレームの一部
分は、上記選択された仮想オブジェクトに基づく、項目９５に記載の方法。
（項目１０１）
上記エンドユーザの注目を示す上記入力は、上記エンドユーザに提示されるような上記
仮想オブジェクトの位置が、上記エンドユーザに以前に提示されたような上記仮想オブジ
ェクトの上記位置に対して、どれだけ迅速に変化するかに少なくとも部分的に基づく、請
求項１００に記載の方法。
（項目１０２）
提示する上記フレームの判定された部分に向かって少なくとも１つの後続フレームの中
心を偏移させる、上記後続フレームのための上記フレームバッファの一部分を読み出すこ
とをさらに含む、項目９５に記載の方法。
（項目１０３）
ユーザ表示デバイスであって、上記ユーザ表示デバイスは、
ユーザの頭部上に搭載可能な筐体フレームと、
上記筐体フレーム上に搭載可能なレンズと、
上記筐体フレームに連結されている投影サブシステムと
を備え、
上記投影サブシステムは、上記ユーザの頭部の動きの検出および上記ユーザの頭部の動
きの予測のうちの少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいて、上記ユーザの視野内の
表示オブジェクトの出現場所を判定し、上記表示オブジェクトの上記判定された出現場所
に基づいて、上記表示オブジェクトを上記ユーザに投影する、ユーザ表示デバイス。
（項目１０４）
上記表示オブジェクトの上記出現場所は、頭部の動きの公称値を超えるか、または超え
ると予測される、上記ユーザの頭部の動きの検出または上記ユーザの頭部の動きの予測の
うちの少なくとも１つに応答して、移動させられる、項目１０３に記載のユーザ表示デ
バイス。
（項目１０５）
上記ユーザの頭部の動きの上記予測は、ユーザの焦点の偏移の予測に基づく、項目１
０３に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１０６）
上記ユーザの頭部の動きの上記予測は、上記ユーザの設定された履歴属性に基づく、請
求項１０３に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１０７）
上記筐体フレーム上に搭載可能な第１の一対のカメラをさらに備え、上記第１の一対の
カメラは、上記ユーザの眼の動きを追跡し、上記追跡された眼の動きに基づいて上記ユー
ザの眼の焦点距離を推定する、項目１０３に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１０８）
上記投影サブシステムは、上記推定焦点距離に基づいて上記表示オブジェクトを投影す
る、項目１０７に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１０９）
上記筐体フレーム上に搭載可能な第２の一対のカメラをさらに備え、上記第２の一対の
カメラは、上記ユーザの眼によって見られるような視野画像を捕捉し、上記視野画像は、
少なくとも１つの物理的オブジェクトを含有する、項目１０３に記載のユーザ表示デバ
イス。
（項目１１０）
上記投影サブシステムは、上記表示オブジェクトおよび上記第２の一対のカメラを通し
て捕捉される上記物理的オブジェクトが、混合され、同一のフレーム内でともに出現する
ような様式で、上記表示オブジェクトを投影する、項目１０９に記載のユーザ表示デバ
イス。
（項目１１１）
上記出現場所は、少なくとも部分的に上記物理的オブジェクトに基づく、項目１１０
に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１２）
上記表示オブジェクトおよび上記物理的オブジェクトは、所定の関係を有する、項目
１１１に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１３）
上記捕捉された視野画像は、上記ユーザの頭部の動きに関する情報を収集するために使
用され、上記ユーザの頭部の動きに関する情報は、上記ユーザの注目の中心、上記ユーザ
の頭部の配向、上記ユーザの頭部の方向、上記ユーザの頭部の動きの速度、上記ユーザの
頭部の加速、および上記ユーザの局所環境に関する上記ユーザの頭部の距離を含む、請求
項１０７に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１４）
上記レンズは、上記ユーザが局所環境を視認することができるように、透過光を選択的
に許容する少なくとも１つの透明な表面を備える、項目１０３に記載のユーザ表示デバ
イス。
（項目１１５）
上記投影サブシステムは、上記ユーザが、上記表示オブジェクトおよび上記レンズの透
明な表面を通して視認されるような上記局所環境の両方を視認するような様式で、上記表
示オブジェクトを投影する、項目１１４に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１６）
上記ユーザの頭部の動きを示す慣性測定値のセットを捕捉する少なくとも１つの慣性変
換器をさらに備え、上記慣性測定値のセットは、上記ユーザの頭部の動きの速度、上記ユ
ーザの頭部の動きの加速、上記ユーザの頭部の動きの方向、上記ユーザの頭部の位置、お
よび上記ユーザの頭部の配向を含む、項目１０３に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１７）
上記ユーザの頭部および上記ユーザの局所環境のうちの少なくとも１つを照射する少な
くとも１つの光源をさらに備える、項目１０３に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１８）
上記投影サブシステムは、上記検出された頭部の動きおよび上記予測された頭部の動き
のうちの少なくとも１つを補うように、上記表示オブジェクトと関連付けられたピクセル
のセットの知覚されたサイズ、強度、および解像度のうちの少なくとも１つを調整する、
項目１０３に記載のユーザ表示デバイス。
（項目１１９）
上記表示オブジェクトは、仮想オブジェクトおよび拡張仮想オブジェクトのうちの１つ
である、項目１０３に記載のユーザ表示デバイス。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】図１は、フレームをエンドユーザにレンダリングするために予測頭部追跡を使用する実施例を図示する。

【図2】図２は、エンドユーザに提示される仮想オブジェクトの特性に基づいて頭部の動きを予測する技法の実施例を図示する。

【図3】図３は、フレームの中心が偏移させられる実施例を図示する。

【図4】図４は、エンドユーザの履歴属性のセットに基づいて頭部の動きを予測する技法の実施例を図示する。

【図5】図５は、履歴属性に基づいて頭部の動きを予測する技法の別の実施例を図示する。

【図6】図６は、ユーザの種々の履歴属性を取り出す実施例を図示する。

【図7】図７は、予測された終点に基づいて後続フレームをレンダリングする実施例を図示する。

【図8】図８は、後続フレームをレンダリングする別の実施例を図示する。

【図9】図９は、頭部の動きの発生を予測する実施例を図示する。

【図10】図１０は、頭部の動きに基づいてピクセルを調整する実施例を図示する。

【図11】図１１は、調整されたピクセルでフレームをレンダリングする実施例を図示する。

【図12】図１２は、ピクセルのサイズおよび／または強度を増加させる実施例を図示する。

【図13】図１３は、フレームの提示を動的に中断する実施例を図示する。

【図14】図１４は、更新されたフレームの一部分を提示する実施例を図示する。

【図15】図１５は、更新フレームを読み取る実施例を図示する。

【図16】図１６は、位相偏移の実施例を図示する。

【図17】図１７は、画像内で可変解像度を引き起こす実施例を図示する。

【図18】図１８は、駆動信号の振幅を調整する実施例を図示する。

【図19】図１９は、エンドユーザの注目点に基づいて後続画像内の解像度を調整する実施例を図示する。

【図20】図２０は、像度を調整する別の実施例を図示する。

【図21】図２１は、仮想オブジェクトの出現場所を判定する実施例を図示する。

【図22】図２２は、仮想オブジェクトの表示の一部分を消去する実施例を図示する。

【図23】図２３は、仮想オブジェクトの魅力に基づいて頭部の動きを予測する実施例を図示する。

【図24】図２４は、点滅の実施例を図示する。

【図25】図２５は、プロジェクタ要素を移動させるようにアクチュエータを選択的に起動する実施例を図示する。

【図26】図２６は、フレームの部分を選択的に読み出す実施例を図示する。

【図27】図２７は、仮想オブジェクトの判定された場所に基づく部分を選択的に読み出す実施例を図示する。

【図28】図２８は、部分を選択的に読み出す別の実施例を図示する。

【図29】図２９は、エンドユーザに提示する画像の一部分を判定する実施例を図示する。

【図30】図３０は、オーバーレンダリングされたフレームの一部分を動的にアドレス指定する実施例を図示する。

【図31】図３１は、ピクセル情報を有するフレームの実施例を図示する。

【図32】図３２は、ラスタ走査パターンの実施例を図示する。

【図33】図３３は、渦巻状走査パターンの実施例を図示する。

【図34】図３４は、リサジュー走査パターンの実施例を図示する。

【図35】図３５は、マルチフィールド渦巻状走査パターンの実施例を図示する。

【図36】図３６Ａは、エンドユーザの頭部の急速な側方移動中のラスタ走査パターンの歪曲の実施例を図示する。図３６Ｂは、エンドユーザの頭部の垂直上方移動中のラスタ走査パターンの歪曲の実施例を図示する。

【図37】図３７Ａは、左へのエンドユーザの頭部の急速な側方移動中の渦巻状走査線の歪曲の実施例を図示する。図３７Ｂは、左へのエンドユーザの頭部の非常に急速な側方移動中の渦巻状走査線の歪曲の実施例を図示する。

【図38】図３８は、仮想画像生成システムの概観を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0049】

（詳細な説明）
以下に続く説明は、仮想現実および／または拡張現実システムで使用される表示システ
ムおよび方法に関する。しかしながら、本発明が仮想現実における用途に良く役立つ一方
で、本発明は、その最も広い側面では、そのように限定されなくてもよいことを理解され
たい。

【0050】

最初に図３８を参照すると、図３８は、１つの図示した実施例による、仮想画像をエン
ドユーザ３８０２に提供するように動作し得る、仮想画像生成システム３８００を示す。

【0051】

仮想画像生成システム３８００は、エンドユーザの視野内の物理的オブジェクトと混合
させられる仮想オブジェクトの画像を提供する、拡張現実システムとして操作されてもよ
い。拡張現実システムとして仮想画像生成システム３８００を操作するときに、２つの基
礎的アプローチがある。第１のアプローチは、周囲環境の画像を捕捉するために、１つま
たはそれを上回る撮像装置（例えば、カメラ）を採用する。仮想画像生成システム３８０
０は、仮想画像を、周囲環境の画像を表すデータに混合してもよい。第２のアプローチは
、それを通して周囲環境を見ることができ、その上で仮想画像生成システム３８００が仮
想オブジェクトの画像を生成する、１つまたはそれを上回る少なくとも部分的に透明な表
面を採用する。当業者に明白となるように、本明細書で説明される側面のうちの少なくと
もいくつかが、拡張現実システムに特に適している。

【0052】

仮想画像生成システム３８００は、仮想環境で仮想オブジェクトの画像を提供する、仮
想現実システムとして操作されてもよい。

【0053】

仮想画像生成システム３８００、および本明細書で教示される種々の技法は、拡張現実
および仮想現実システム以外の用途で採用されてもよい。例えば、種々の技法は、任意の
投影または表示システムに適用されてもよい。例えば、本明細書で説明される種々の技法
は、動きが、頭部の動きよりもむしろエンドユーザの手の動きであり得る、ピコプロジェ
クタに適用されてもよい。したがって、多くの場合、拡張現実システムに関して本明細書
で説明されるが、教示は、そのようなシステムまたはそのような使用に限定されるべきで
はない。

【0054】

少なくとも拡張現実用途について、エンドユーザ３８０２の視野内のそれぞれの物理的
オブジェクトに対して、種々の仮想オブジェクトを空間的に位置付けることが望ましくあ
り得る。本明細書では仮想タグまたはタグあるいはコ−ルアウトしとも称される、仮想オ
ブジェクトは、多種多様の形態のうちのいずれか、基本的には、画像として提示されるこ
とが可能な任意の種々のデータ、情報、概念、または論理的構築物を成してもよい。仮想
オブジェクトの非限定的実施例は、仮想テキストオブジェクト、仮想数値オブジェクト、
仮想英数字オブジェクト、仮想タグオブジェクト、仮想フィールドオブジェクト、仮想チ
ャートオブジェクト、仮想マップオブジェクト、仮想計装オブジェクト、または物理的オ
ブジェクトの仮想視覚表現を含んでもよい。

【0055】

頭部追跡精度および待ち時間が、仮想現実および拡張現実システムにとって問題となっ
ている。追跡の不正確性および待ち時間は、エンドユーザの視覚系と前庭系との間の不一
致を生じる。そのようなものは、吐き気および不快感につながり得る。そのようなものは
、エンドユーザの視野の大部分を充填する表示システムで特に問題である。そのようなも
のに対処することへのアプローチは、例えば、点滅または閃光を介して、あるいは他の技
法を介して、フレームレートまたは有効フレームレートを増加させることを含んでもよい
。本明細書で説明されるように、例えば、待ち時間を短縮することによって、そのような
ものに対処するために、予測頭部追跡が採用されてもよい。予測頭部追跡は、特定のエン
ドユーザの履歴データまたは属性を含む、多種多様の要因またはアプローチのうちのいず
れかに依拠し得る。また、本明細書で説明されるように、表示または提示の消去、例えば
、急速な頭部の動きの間の消去が、効果的に採用されてもよい。

【0056】

少なくとも拡張現実用途について、物理的オブジェクトと空間的に関連する（例えば、
２または３次元で物理的オブジェクトに空間的に近接して出現するように提示される）仮
想オブジェクトの配置が、重要な問題であり得る。例えば、頭部の動きは、周囲環境の視
界で仮想オブジェクトの配置を有意に複雑にし得る。そのようなものは、視界が周囲環境
の画像として捕捉され、次いで、エンドユーザ３８０２に投影または表示されるかどうか
、またはエンドユーザ３８０２が周囲環境の視界を直接知覚するかどうかにかかわらず当
てはまる。例えば、頭部の動きは、おそらくエンドユーザ３８０２の視野を変化させ、こ
れは、おそらく、種々の仮想オブジェクトがエンドユーザ３８０２の視野で表示される場
所への更新を必要とするであろう。加えて、頭部の動きは、多種多様の範囲および速度内
で起こり得る。頭部の動きの速度は、異なる頭部の動きの間だけでなく、単一の頭部の動
きの範囲内で、または範囲にわたっても変動し得る。例えば、頭部の動きの速度は、最初
に始点から（例えば、直線的に、またはそうではなく）増加してもよく、かつ終点に達す
ると減少してもよく、頭部の動きの始点と終点との間のどこかで最大速度を得る。急速な
頭部の動きは、エンドユーザ３８０２には一様に見える、および／または平滑な運動のよ
うに見える画像をレンダリングする、特定の表示または投影技術の能力さえも超え得る。

【0057】

図３８で図示される実施形態では、仮想画像生成システム３８００は、エンドユーザ３
８０２の眼３８０８と周囲環境との間のエンドユーザ３８０２の視野内に位置付けられる
、部分的に透明なディスプレイ表面３８０６上に画像を投影するように動作可能である、
投影サブシステム３８０４を含む。仮想画像生成システム３８００は、エンドユーザ３８
０２の頭部３８１０上に装着または搭載され、例えば、眼鏡またはバイザーに組み込まれ
てもよい。

【0058】

図示した実施形態では、投影サブシステム３８０４は、その中に光が受容される後また
は遠位端３８１２ａと、そこから光が部分的に透明なディスプレイ表面３８０６に提供さ
れるか、またはエンドユーザ３８０２の眼３８０８に直接投影される、前または近接端３
８１２ｂとを有する、１つまたはそれを上回る光ファイバ３８１２（例えば、単一モード
光ファイバ）を含む。投影サブシステム３８０４はまた、光を生成し（例えば、定義され
たパターンで異なる色の光を発し）、光を１つまたはそれを上回る光ファイバ３８１２の
後または遠位端３８１２ａに通信可能に連結する、１つまたはそれを上回る光源３８１５
を含んでもよい。光源３８１５は、多種多様の形態のうちのいずれか、例えば、ピクセル
情報またはデータのそれぞれのフレームで特定される、定義されたピクセルパターンに従
って、赤色、緑色、および青色のコヒーレント平行光線をそれぞれ生成するように動作可
能である、ＲＧＢレーザのセット（例えば、赤色、緑色、および青色光を出力することが
可能なレーザダイオード）を成してもよい。レーザ光は、高い彩度を提供し、高度にエネ
ルギー効率的である。

【0059】

図３８は、単一の光ファイバ３８１２を示すが、いくつかの実装は、光を複数のチャン
ネルに分割する、２つまたはそれを上回る光ファイバ３８１２を採用してもよい。そのよ
うな実装では、光ファイバ３８１２は、光を屈曲し、チャネル間の光学間隔を縮小するよ
うに、交互の先端、または面取りおよび研磨した先端を有してもよい。光ファイバ３８１
２は、リボンケーブルとして便宜的に包装されてもよい。好適な光学部は、チャネルのそ
れぞれによって生成されるそれぞれの画像の複合体を生成してもよい。

【0060】

１つまたはそれを上回る光ファイバ３８１２は、そこから延在する前または近接端３８
１２ｂの一部分を伴うヨーク３８１４によって支持されてもよい。ヨーク３８１４は、振
動運動で前または近接端３８１２ｂを設定するように動作可能であり得る。例えば、ヨー
ク３８１４は、圧電変換器３８１４ａの管を備えてもよい（１つだけが図３８に示されて
いる）。いくつかの電極３８１３（例えば、４つが図示され、１つだけがコ−ルアウトさ
れている）が、圧電変換器３８１４ａの周囲で半径方向に配列される。例えば、フレーム
バッファ３８２８を介して、制御信号を圧電変換器３８１４ａと関連付けられるそれぞれ
の電極３８１３に印加することにより、光ファイバ３８１２の前または近接端３８１２ｂ
を、第１の共鳴モードで振動させることができる。振動のサイズまたは中心外移動の量は
、種々の少なくとも２軸パターンのうちのいずれかを得るように、印加された駆動信号を
介して制御可能である。パターンは、例えば、ラスタ走査パターン、渦巻状またはらせん
走査パターン、あるいはリサジューまたは８の字走査パターンを含んでもよい。

【0061】

図３１は、１つの図示した実施形態による、画像、例えば、１つまたはそれを上回る仮
想オブジェクトの画像を提示するように、ピクセル情報またはデータを特定する、ピクセ
ル情報またはデータのフレーム３１００を示す。フレーム３１００は、各ピクセルにセル
３１００ａ−３１００ｎ（２つだけがコ−ルアウトされている、集合的に３１０２）を伴
って概略的に図示される。行または列３１０４ａ、３１０４ｂ−３１００ｎ（３つがコ−
ルアウトされている、集合的に３１０４）に配列されたセルのシーケンスが、図３１の図
面を横断して水平に延在するものとして図示されている。フレーム３１００は、複数の列
３１０４を含む。図３１は、図示を明確にするために省略されているセルまたは列等の欠
落した情報を表すために楕円を採用する。

【0062】

フレーム３１００の各セル３１０２は、セルが対応するそれぞれのピクセルおよび／ま
たは強度に対する複数の色のそれぞれの値（集合的に３１０６）を特定してもよい。例え
ば、フレーム３１００は、各ピクセルについて、赤色の１つまたはそれを上回る値３１０
６ａ、緑色の１つまたはそれを上回る値３１０６ｂ、および青色の１つまたはそれを上回
る値３１０６ｃを特定してもよい。値３１０６は、色のそれぞれの２進表現、例えば、各
色のそれぞれの４ビット数として特定されてもよい。フレーム３１００の各セル３１０２
は、加えて、例えば、フレーム３１００が、渦巻状走査線パターンベースのシステムとと
もに、またはリサジュー走査線パターンベースのシステムとともに使用され得る、各ピク
セルの振幅または半径方向寸法を特定する、振幅または半径値＃Ｐ０６ｄを含んでもよい
。

【0063】

フレーム３１００は、１つまたはそれを上回るフィールド、集合的に３１１０を含んで
もよい。フレーム３１００は、単一のフィールドから成ってもよい。代替として、フレー
ム３１００は、２つ、またはさらに多くのフィールド３１１０ａ−３１１０ｂを備えても
よい。図３１で図示されるフレーム３１００は、２つのフィールド３１１０ａ−３１１０
ｂを示す。フレーム３１００の完全な第１のフィールド３１１０ａのピクセル情報は、完
全な第２のフィールド３１１０ｂのピクセル情報の前に特定されてもよく、例えば、アレ
イ、順序付けられたリスト、または他のデータ構造（例えば、記録、リンクされたリスト
）の中で第２のフィールド３１１０ｂのピクセル情報の前に生じる。提示システムが２つ
より多くのフィールド３１１０ａ−３１１０ｂを取り扱うように構成されると仮定して、
第３またはさらに第４のフィールドが、第２のフィールド３１１０ｂに続いてもよい。

【0064】

図３２は、ラスタ走査パターン３２００を概略的に表す。ラスタ走査パターン３２００
では、ピクセル３２０２（１つだけがコ−ルアウトされている）が連続的に提示される。
ラスタ走査パターン３２００は、典型的には、左から右に（矢印３２０４ａ、３２０４ｂ
によって示される）、次いで、上から下に（矢印３２０６によって示される）ピクセルを
提示する。したがって、提示は、右上隅から始まり、列の終端に達するまで第１の列３２
０８ａにわたって左に横断してもよい。次いで、ラスタ走査パターン３２００は、典型的
には、下の次の列で左から始まる。提示は、一時的に黒くされるか、または消去され、１
つの列の終端から次の列の始めに戻る。このプロセスは、例えば、一番下の最右ピクセル
で、一番下の列３２０８ｎが完了するまで、列毎に繰り返す。フレーム３１００が完成す
ると、新しいフレームが開始され、再度、次のフレームの最上列の右に戻る。再度、提示
は、次のフレームを提示するように、左下から右上に戻りながら消去されてもよい。

【0065】

ラスタ走査の多くの実装は、インターレース走査パターンと称されるものを採用する。
インターレースラスタ走査パターンでは、第１および第２のフィールド３２１０ａ、３２
１０ｂからの列がインターレースされる。例えば、第１のフィールド３２１０ａの列を提
示するとき、第１のフィールド３２１０ａのピクセル情報が、奇数の列のみに使用されて
もよい一方で、第２のフィールド３２１０ｂのピクセル情報は、奇数の列のみに採用され
てもよい。したがって、フレーム３１００（図３１）の第１のフィールド３２１０ａの列
の全てが、典型的には、第２のフィールド３２１０ｂの列の前に提示される。第１のフィ
ールド３２１０ａは、列１、列３、列５等を連続的に提示するように、第１のフィールド
３２１０ａのピクセル情報を使用して提示されてもよい。次いで、フレーム３１００（図
３１）の第２のフィールド３２１０ｂは、列２、列４、列６等を連続的に提示するように
、第２のフィールド３２１０ｂのピクセル情報を使用することによって、第１のフィール
ド３２１０ａに続いて提示されてもよい。

【0066】

図３３は、１つの図示した実施形態による、渦巻状走査パターン３３００を概略的に表
す。渦巻状走査パターン３３００は、コイルまたはループとして表され得る、１つまたは
それを上回る完全角度サイクル（例えば、３６０度）を含み得る、単一の渦巻状走査線３
３０２から成ってもよい。ピクセル情報は、角度が増分すると、各順次ピクセルの色およ
び／または強度を特定するために使用される。振幅または半径値３２０８（図３１）が、
渦巻状走査線３３０２の始点３３０８から半径方向寸法＃Ｒ０６を特定する。

【0067】

図３４は、１つの図示した実施形態による、リサジュー走査パターン３４００を概略的
に表す。リサジュー走査パターン３４００は、コイルまたはループとして表され得る、１
つまたはそれを上回る完全角度サイクル（例えば、３６０度）を含み得る、単一のリサジ
ュー走査線３４０２から成ってもよい。代替として、リサジュー走査パターン３４００は
、それぞれ、リサジュー走査線３４０２をネスト化するように相互に対して位相偏移させ
られる、２つまたはそれを上回るリサジュー走査線３４０２を含んでもよい。ピクセル情
報は、角度が増分すると、各順次ピクセルの色および／または強度を特定するために使用
される。振幅または半径値３２０８（図３１）が、リサジュー走査線３４０２の始点から
半径方向寸法を特定する。

【0068】

図３５は、１つの図示した実施形態による、マルチフィールド渦巻状走査パターン３５
００を概略的に表す。マルチフィールド渦巻状走査パターン３５００は、２つまたはそれ
を上回る明確に異なる渦巻状走査線、集合的に、４本の渦巻状走査線３５０２ａ−３５０
２ｄを図示する図３５の３５０２を含む。各渦巻状走査３５０２線のピクセル情報は、フ
レーム３１００（図３１）のそれぞれのフィールド（例えば、３２１０ａ、３２１０ｂ）
によって特定されてもよい。有利なことには、単純に、渦巻状走査線３５０２のうちの各
連続走査線の間の位相を偏移させることによって、複数の渦巻状走査線３５０２がネスト
化されてもよい。渦巻状走査線３５０２の間の位相差は、採用されるであろう渦巻状走査
線３５０２の総数の関数となるべきである。例えば、４本の渦巻状走査線３５０２ａ−３
５０２ｄは、９０度位相偏移によって分離されてもよい。例示的実施形態は、１０本の明
確に異なる渦巻状走査線（すなわち、副次的渦巻）を用いて１００Ｈｚリフレッシュレー
トで動作してもよい。図３３の実施形態と同様に、１つまたはそれを上回る振幅または半
径値３２０８（図３１）が、渦巻状走査線３５０２の始点３５０８から半径方向寸法３５
０６を特定する。

【0069】

図３４および３５から明白であるように、隣接ピクセル間の相対間隔は、画像の全体を
通して変動し得る。この非一様性に少なくとも部分的に適応するか、またはそれを補うこ
とが有利であり得る。例えば、ピクセルサイズを調整する、例えば、他のピクセルより遠
く離間されるピクセルについて、知覚されたピクセルサイズを増加させることが有利であ
り得る。そのようなものは、例えば、ガウススポットサイズを増加させるように、選択的
なぼやけ（例えば、可変焦点レンズ、可変拡散器、ジッタ）を介して実装されてもよい。
加えて、または代替として、他のピクセルより遠く離間されるピクセルの強度を調整する
ことが有利であり得る。

【0070】

図３８に戻って、第１の軸の周囲の共振周波数で、および第１の軸と垂直な第２の軸の
周囲の共振周波数で、正弦波駆動信号を用いて圧電変換器３８１４ａを駆動することによ
り、渦巻状走査パターンを生成する。渦巻状走査パターンは、角度寸法が変動すると変動
する、半径方向寸法によって特性化されてもよい。例えば、半径方向寸法が、直線的また
は非直線的に変動し得る一方で、半径方向寸法は、０度から３６０度に、または３６０度
まで変動する。見掛上、渦巻状走査線は、始点から始まり、平面で回転しながら半径方向
外向きに掃引する、連続らせんのように見えてもよい。各完全角度サイクルは、コイルま
たはループを構成するものとして表されてもよい。渦巻状走査線は、始点から再開する前
に、任意の所望の数のコイルまたはループを有するものとして定義されてもよい。表示ま
たは提示が消去されるリフレッシュ期間は、時間的に第１の渦巻状走査パターンの終了と
次の時間的に連続的な渦巻状走査パターンの開始との間で起こり得る。渦巻状走査パター
ンの最外半径方向寸法は、正弦波駆動信号の振幅変調によって設定されてもよい。渦巻状
走査線パターンの振幅変調は、角度寸法に影響を及ぼすことなく、半径方向寸法を調整す
る。したがって、振幅変調は、所与の走査線に対する所与の時間でサイクルの周波数（例
えば、コイルまたはループの数）またはサイクルの数に影響を及ぼさないであろう。パタ
ーン内の前または近接端３８１２ｂの位置は、２または３次元画像を形成するように、光
源３８１５の出力と同期化される。

【0071】

図示されていないが、投影サブシステム３８０４は、例えば、部分的に透明なディスプ
レイ表面３８０６を介して、１つまたはそれを上回る光ファイバ３８１２の前または近接
端３８１２ｂから、エンドユーザ３８０２の眼３８０８に向かって直接的または間接的に
出力を指向する、１つまたはそれを上回る光学構成要素（例えば、レンズ、フィルタ、格
子、プリズム、反射体、二色性反射体、屈折体）を含んでもよい。図示されていないが、
投影サブシステム３８０４は、ピクセルデータのＺ軸位置の深度を変調する、１つまたは
それを上回る光学構成要素を含んでもよい。そのようなものは、例えば、可撓性反射（例
えば、アルミニウムでコーティングされた窒化物スパッタ）膜、および可撓性反射膜の偏
向を引き起こすように操作される１つまたはそれを上回る電極の形態を成してもよい。可
撓性反射膜は、１つまたはそれを上回る光ファイバ３８１２の前または近接端３８１２ｂ
から発せられる光を反射して集束するように位置付けられる。可撓性反射膜は、Ｚ次元ま
たは軸で光を集束するように、ピクセルデータまたは情報の深度マップに基づいて選択的
に動作可能である。可撓性反射膜は、奥行きを生じるためにガウススポットを採用しても
よく、画像内のある仮想オブジェクトは、焦点が合って見える一方で、他の仮想オブジェ
クトは、焦点が外れて見える。加えて、または代替として、本システムは、１つまたはそ
れを上回るカー効果レンズを採用してもよい。

【0072】

頭部装着型実施形態に必要ではないが、光ファイバ３８１２、および随意にヨーク３８
１４は、１つまたはそれを上回る方向への移動のために支持されてもよい。例えば、光フ
ァイバ３８１２、および随意にヨーク３８１４は、２、３、またはそれを上回る移動の自
由度のために、ジンバル３８１６を介して支持されてもよい。ジンバル３８１６は、ター
ンテーブル３８１６ａと、第１の軸３８２０ａの周囲で枢動または回転するように動作可
能な第１のアクチュエータ３８１８ａ（例えば、電気モータ、ソレノイド、圧電変換器）
とを含んでもよい。ジンバル３８１６は、ターンテーブル３８１６ａ上でフレーム３８１
６ｃによって支持されるブラケット３８１６ｂと、第２の軸３８２０ｂの周囲で枢動また
は回転するように動作可能な第２のアクチュエータ３８１８ｂ（例えば、電気モータ、ソ
レノイド、圧電変換器）とを含んでもよい。ジンバル３８１６は、ブラケット３８１６ｂ
によって枢動可能に支持されるシャフト３８１６ｄと、第３の軸３８２０ｃの周囲で枢動
または回転するように動作可能な第３のアクチュエータ３８１８ｃ（例えば、電気モータ
、ソレノイド、圧電変換器）とを含んでもよい。第１、第２、第３の軸（集合的に３８２
０）は、直行軸であってもよい。

【0073】

図３８で図示される実施形態では、仮想画像生成システム３８００は、制御サブシステ
ム３８２２を含む。制御サブシステム３８２２は、そのうちの１つが図３８で図示される
、多種多様の形態のうちのいずれかを成してもよい。

【0074】

制御サブシステム３８２２は、いくつかのコントローラ、例えば、１つまたはそれを上
回るマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または中央処理装置（ＣＰＵ）３８２
４、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）３８２
６、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の他の集積回路コントローラ、プログラマブル
ゲートアレイ（ＰＧＡ）、例えば、フィールドＰＧＡ（ＦＰＧＡ）および／またはプログ
ラマブル論理コントローラ（ＰＬＵ）を含む。図３８で図示される実施形態では、マイク
ロプロセッサ３８２４が、全体的な動作を制御する一方で、ＧＰＵ３８２６は、フレーム
（例えば、ピクセルデータのセット）を１つまたはそれを上回るフレームバッファ３８２
８ａ−３８２８ｎ（集合的に３８２８）にレンダリングする。図示されていないが、１つ
またはそれを上回る付加的な集積回路は、両方とも２または３次元画像を生成するように
同期化する、フレームバッファ３８２８へのフレームの読み込みおよび／またはフレーム
バッファ３８２８からのフレームの読み出し、ならびに圧電変換器または電極３８１４ａ
の動作を制御してもよい。フレームバッファ３８２８への読み込みおよび／またはフレー
ムバッファ３８２８からの読み出しは、例えば、フレームがオーバーレンダリングされる
、動的アドレス指定を採用してもよい。

【0075】

制御サブシステム３８２２は、命令およびデータを記憶するように、１つまたはそれを
上回る非一過性のコンピュータまたはプロセッサ可読媒体を含む。非一過性のコンピュー
タまたはプロセッサ可読媒体は、例えば、フレームバッファ３８２８を含んでもよい。非
一過性のコンピュータまたはプロセッサ可読媒体は、例えば、１つまたはそれを上回る不
揮発性メモリ、例えば、読取専用メモリ（ＲＡＭ）３８３０またはフラッシュメモリを含
んでもよい。非一過性のコンピュータまたはプロセッサ可読媒体は、例えば、１つまたは
それを上回る揮発性メモリ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３８３２を含ん
でもよい。制御サブシステム３８２２は、他の揮発性および不揮発性メモリを含んでもよ
く、回転媒体記憶装置ならびにソリッドステート記憶デバイスを含む。

【0076】

アクチュエータ（集合的に３８１８）が採用される実装では、制御サブシステム３８２
２は、随意に、モータ制御信号を介してアクチュエータ３８１８を駆動するように通信可
能に連結される、１つまたはそれを上回る専用モータコントローラ３８３４を含んでもよ
い。

【0077】

制御サブシステム３８２２は、随意に、種々の他のシステム、構成要素、またはデバイ
スとの通信を提供する、１つまたはそれを上回る通信ポート３８３６ａ、３８３６ｂ（集
合的に３８３６）を含んでもよい。例えば、制御サブシステム３８２２は、有線または光
学通信を提供する、１つまたはそれを上回る有線インターフェースまたはポート３８３６
ａを含んでもよい。また、例えば、制御サブシステム３８２２は、無線通信を提供する、
１つまたはそれを上回る無線機（すなわち、無線伝送機、受信機、送受信機）３８３６ｂ
等の１つまたはそれを上回る無線インターフェースまたはポートを含んでもよい。

【0078】

図示されるように、有線インターフェースまたはポート３８３６ａは、エンドユーザ３
８０２が位置する環境の画像を捕捉するように位置付けられて配向される、１つまたはそ
れを上回るカメラ３８３８ａを含む、環境撮像システム３８３８との有線または光学通信
を提供する。そのようなものは、エンドユーザ３８０２および／または環境についての情
報を感知、測定、または収集するために使用されてもよい。例えば、そのようなものは、
エンドユーザ３８０２または頭部３８１０等のエンドユーザ３８０２の身体の部分の動き
および／また配置を検出または測定するために使用されてもよい。図示されるように、有
線インターフェースまたはポート３８３６ａは、随意に、エンドユーザ３８０２、頭部３
８１０等のエンドユーザ３８０２の一部分、および／またはエンドユーザ３８０２が位置
する環境を照射するように位置付けられて配向される、１つまたはそれを上回る光源３８
４０ａを含む、構造照明システム３８４０との有線または光学通信を提供してもよい。

【0079】

図示されるように、無線インターフェースまたはポート３８３６ｂは、エンドユーザ３
８０２の頭部３８１０の動きを示す慣性測定を捕捉するように、１つまたはそれを上回る
慣性変換器３８４２ａを含む、１つまたはそれを上回る頭部装着型変換器システム３８４
２との無線（例えば、ＲＦ、マイクロ波、ＩＲ）通信を提供する。そのようなものは、エ
ンドユーザ３８０２の頭部の動きについての情報を感知、測定、または収集するために使
用されてもよい。例えば、そのようなものは、エンドユーザ３８０２の頭部３８１０の動
き、速度、加速、および／また配置を検出または測定するために使用されてもよい。図示
されるように、有線インターフェースまたはポート３８３６ａは、随意に、例えば、１つ
またはそれを上回る前向きの撮像装置またはカメラ３８４２ａを含む、撮像システム３８
４２との有線または光学通信を提供してもよい。そのようなものは、エンドユーザ３８０
２が位置する環境についての情報を捕捉するために使用されてもよい。そのようなものは
、その環境およびその環境内の特定のオブジェクトに対するエンドユーザ３８０２の距離
および配向を示す情報を捕捉するために使用されてもよい。頭部に装着されたとき、前向
きの撮像装置またはカメラ３８４２ａは、エンドユーザ３８０２が位置する環境およびそ
の環境内の特定のオブジェクトに対するエンドユーザの頭部３８１０の距離および配向を
示す情報を捕捉するために特に適している。そのようなものは、例えば、頭部の動き、頭
部の動きの速度および／または加速を検出するために採用されてもよい。そのようなもの
は、例えば、エンドユーザの頭部３８１０の配向に少なくとも部分的に基づいて、例えば
、エンドユーザ３８０２の注目の中心を検出または推測するために採用されてもよい。配
向は、任意の方向で（例えば、エンドユーザの基準フレームに対して上／下、左／右）検
出されてもよい。

【0080】

いくつかの実装では、全ての通信が有線であり得る一方で、他の実装では、全ての通信
は無線であり得る。なおもさらなる実装では、有線および無線通信の選択は、図３８で図
示されるものとは異なり得る。したがって、有線または無線通信の特定の選択は、限定的
と見なされるべきではない。

【0081】

制御サブシステム３８２２の種々の構成要素、例えば、マイクロプロセッサ３８２４、
ＧＰＵ３８２６、フレームバッファ３８２８、ＲＯＭ３８３０、ＲＡＭ３８３２、および
／または随意に専用モータコントローラ３８３４は、１つまたはそれを上回る通信チャネ
ル、例えば、１つまたはそれを上回るバス３８４６（１つだけが図示されている）を介し
て通信可能に連結されてもよい。バス３８４６は、命令バス、データバス、アドレスバス
、他の通信バス、および／または電力バスを含む、種々の形態を成してもよい。

【0082】

頭部の動きを予測する能力は、拡張現実システム等の仮想画像生成システム３８００（
図３８）が、画像の提示を時迅に更新すること、および／または頭部の動きに適応するか
、あるいはそれを補うことを可能にする。例えば、後続フレームは、感知された頭部の動
きが採用された場合のみ可能であるよりも早く、レンダリングされるか、または読み出さ
れてもよい。本明細書の議論から明白となるように、適応または補償は、種々の形態を成
してもよい。例えば、後続フレームは、偏移した視野、またはエンドユーザの注目あるい
は焦点の領域に向かって、またはそこに偏移させられる中心を伴って、レンダリングされ
るか、または読み出されてもよい。また、例えば、後続フレームは、頭部の動きに起因す
る変動に適応するか、またはそれを補うように、レンダリングされるか、または読み出さ
れてもよい。例えば、ある表示または投影技術（例えば、ラスタ走査、渦巻状走査、リサ
ジュー操作等のピクセルが連続的に表示される「フライングピクセル」技術）では、フレ
ームがエンドユーザに提示されると、急速な頭部の動きがピクセル間の間隔の変化を引き
起こし得る。適応または補償は、このピクセル間隔の変動に適応すること、またはそれを
補うことを含んでもよい。例えば、いくつかのピクセルのサイズまたは感知されたサイズ
は、他のピクセルに対して調整されてもよい。また、例えば、いくつかのピクセルの強度
または感知された輝度は、他のピクセルに対して調整されてもよい。さらなる実施例とし
て、後続フレームは、結果として生じる画像の異なる部分の間の可変解像度で、レンダリ
ングされるか、または読み出されてもよい。他の適応または補償技法が、本議論から明白
となるであろう。他の側面では、これらの同一の技法の多くは、適応または補償以外の目
的で採用されてもよく、予測頭部追跡、感知された頭部追跡とは無関係に、および／また
は「フライングピクセル」ベースではない表示または投影技術とともに採用されてもよい
。

【0083】

エンドユーザの動き、例えば、頭部の動きは、画像に大幅な影響を及ぼし得る。拡張現
実システムが、フレーム、後に、頭部の動きと一致するフレームをレンダリングしようと
すると、仮想オブジェクトの結果として生じる画像が圧縮され、拡張され、または別様に
歪曲され得る。これは、少なくとも部分的に、多くの表示または提示技術（すなわち、「
フライングピクセル」技術）について、任意の所与のフレームの完全画像が同時に提示ま
たは表示されないが、むしろピクセルごとに提示または表示されるという事実の結果であ
る。したがって、これらの表示または提示技術のための真の瞬間視野がない。そのような
ものは、多くの異なる種類の画像生成技術、例えば、ラスタ走査、渦巻状走査、またはリ
サジュー走査アプローチにわたって、異なる形態で生じ得る。１つまたはそれを上回る「
白色」または空白フレームまたは画像が、急速な頭部の動きの効果のうちのいくつかを軽
減し得る。

【0084】

例えば、図３６Ａは、エンドユーザの頭部の急速な側方移動中に生成されるラスタ走査
３６００ａの例示的な歪曲を示す。頭部運動が開始後に加速し、終了に先立って減速し得
るため、歪曲は、非線形である可能性が高い。歪曲は、頭部の動きの方向、速度、および
加速、ならびにラスタ走査ピクセル生成の方向（例えば、右から左、上から下）の関数で
ある。

【0085】

また、例えば、図３６Ｂは、エンドユーザの頭部の垂直上方移動中に生成されるラスタ
走査３６００の例示的な歪曲を示す。頭部運動が開始後に加速し、終了に先立って減速し
得るため、歪曲は、非線形である可能性が高い。歪曲は、頭部の動きの方向、速度、およ
び加速、ならびにラスタ走査ピクセル生成の方向（例えば、右から左、上から下）の関数
である。

【0086】

さらに別の実施例として、図３７Ａは、左へのエンドユーザの頭部の急速な側方移動中
に生成される渦巻状走査線３７００ａの例示的な歪曲を示す。頭部運動が開始後に加速し
、終了に先立って減速し得るため、歪曲は、非線形である可能性が高い。歪曲は、頭部の
動きの方向、速度、および加速、ならびに渦巻状走査ピクセル生成の方向（例えば、時計
回り、半径を増加させる）の関数である。図示されるように、渦巻状走査線３７００ａの
連続ループまたはコイルの間の間隔は、頭部の動きの方向で（例えば、図面では左に）増
加し、正反対の方向で（例えば、図面では右に）減少する。

【0087】

その上さらなる実施例として、図３７Ｂは、左へのエンドユーザの頭部の非常に急速な
側方移動中に生成される渦巻状走査線３７００ｂの例示的な歪曲を示す。頭部運動が開始
後に加速し、終了に先立って減速し得るため、歪曲は、非線形である可能性が高い。実際
、歪曲は、図３７Ｂで図示されるように、高度に楕円形かつ偏心している。歪曲は、頭部
の動きの方向、速度、および加速、ならびに渦巻状走査ピクセル生成の方向（例えば、時
計回り、半径を増加させる）の関数である。図示されるように、渦巻状走査線３７００ｂ
の連続ループまたはコイルの間の間隔は、頭部の動きの方向で（例えば、図面では左に）
増加する。頭部の動きが本システムにとって急速すぎる場合、各ループまたはコイルの最
左部分は、図３７Ｂで図示されるように、渦巻状走査線３７００ｂの始点に対して頭部の
動きと同一の方向に位置してもよい。

【0088】

渦巻状走査パターンを採用することの１つの利点は、画像バッファにアドレス指定する
変換が、移動方向（例えば、頭部の動き、ハンドヘルドピコプロジェクタのための手の動
き）から独立していることである。

【0089】

上記のシステムは、以下で説明される全ての実施形態で使用される。一実施形態では、
本システムは、ユーザの焦点の偏移を予測することに基づく、予測頭部追跡に使用されて
もよい。図１は、１つの図示した実施形態による、予測頭部追跡を採用する拡張現実シス
テムにおける動作方法１００を示す。

【0090】

１０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／また
はプロセッサ）が、複数のフレームを画像として拡張現実システムのエンドユーザに提示
する。フレームは、典型的には、視野内で１つまたはそれを上回る仮想オブジェクトを生
成するための情報を特定する、ピクセル情報を含むであろう。前述のように、仮想オブジ
ェクトは、物理的オブジェクトを視覚的に表し得るか、または情報、データ、あるいは論
理構築を表し得る、多種多様の仮想オブジェクト形態または形式のうちのいずれかを成し
てもよい。仮想オブジェクトの非限定的実施例は、仮想テキストオブジェクト、仮想数値
オブジェクト、仮想英数字オブジェクト、仮想タグオブジェクト、仮想フィールドオブジ
ェクト、仮想チャートオブジェクト、仮想マップオブジェクト、仮想計装オブジェクト、
または物理的オブジェクトの仮想視覚表現を含んでもよい。

【0091】

１０４では、拡張現実システムが、少なくともエンドユーザの注目を示す入力に基づい
て、１つまたはそれを上回る仮想オブジェクトを選択する。

【0092】

入力は、エンドユーザによる実際の選択であってもよい。選択は、エンドユーザによっ
てリアルタイムで行われてもよく、または以前に指定されていてもよい。したがって、エ
ンドユーザは、エンドユーザが、典型的には、他のオブジェクトよりも集中または注目す
る、ある種類の仮想オブジェクトであるものとして、ある仮想器具のセットを選択しても
よい。

【0093】

入力は、種々のソースから推測されてもよい。入力は、仮想オブジェクト自体に関係付
けられてもよい。入力は、加えて、または代替として、エンドユーザの視野内、またはデ
ィスプレイあるいはプロジェクタの視野内の物理的オブジェクトに関係付けられてもよい
。入力は、加えて、または代替として、エンドユーザ自体、例えば、エンドユーザおよび
／またはエンドユーザの一部分（例えば、頭部、眼）の位置および／または配向、あるい
は履歴属性に関係付けられてもよい。履歴属性は、エンドユーザ特有であり得、またはよ
り一般化されてもよく、あるいは一般的であり得る。履歴属性は、定義されたエンドユー
ザ特性のセットを示してもよい。エンドユーザ特性は、例えば、頭部の動きの速度、頭部
の動きの加速、および／または頭部の動きと眼の動きとの間の関係（例えば、相互に対す
る比率）を含んでもよい。履歴属性によって追跡されるエンドユーザ特性は、ある仮想オ
ブジェクトに注目する所与のエンドユーザの傾向の指標さえも含んでもよい。そのような
ものは、仮想オブジェクトの種類（例えば、テキスト、チャート）、仮想オブジェクトの
最近性（例えば、新たに出現するオブジェクト）、仮想オブジェクトの移動（例えば、画
像から画像への大きな偏移、高速または急速移動、移動の方向）、および／または仮想オ
ブジェクトの特性（例えば、色、輝度、サイズ）によって特定されてもよい。

【0094】

１０６では、エンドユーザに提示されている複数のフレームのうちの少なくともいくつ
かのそれぞれについて、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよ
び／またはプロセッサ）が、エンドユーザ基準フレームに対して、エンドユーザの視野内
の仮想オブジェクトの出現場所を判定する。例えば、拡張現実システムは、新たに導入さ
れた仮想オブジェクトの場所、定義された種類の仮想オブジェクト、急速に、または広い
距離にわたって移動する仮想オブジェクト、あるいは履歴的にエンドユーザのための注目
点になっている仮想オブジェクトを判定してもよい。

【0095】

１０８では、拡張現実システムが、エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定さ
れた出現場所に少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つの後続フレームの提示を調
整する。非包括的適応または補償、ピクセルサイズを調整すること、ピクセル強度を調整
すること、解像度を調整すること、ウィンドウイング、および／または消去あるいは点滅
を含む、視野内の仮想オブジェクトの出現を調整する多数の方法が、本明細書で議論され
る。

【0096】

図２は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける別の動作方法２０
０を示す。方法２００は、図１の方法１００の行為１０４および／または１０６を実行す
る際に採用されてもよい。

【0097】

方法２００は、エンドユーザに提示されるか、または提示されるであろう、仮想オブジ
ェクトの特性に基づいて、頭部の動きを予測する技法を採用する。例えば、新たに導入さ
れた仮想オブジェクト、または（例えば、突然、速度、および／または距離による）移動
がおそらくエンドユーザの注目を集めるであろう仮想オブジェクトが、特定の仮想オブジ
ェクトを、エンドユーザの視野の中にもたらすか、または視野に近接させる、頭部の動き
をもたらすと予測する。加えて、または代替として、拡張現実システムは、どれが注目を
集める可能性が最も高いかを査定する際に、仮想オブジェクトの他の特性に依拠し得る。
例えば、極めて魅力的な（例えば、点滅する、光る）、大きい、高速移動する、または明
るい仮想オブジェクトは、他の仮想オブジェクトより注目を集める可能性が高くあり得る
。

【0098】

新たに導入された仮想オブジェクトの場合に焦点を合わせると、拡張現実システム（例
えば、そのコントローラサブシステムおよび／またはプロセッサ）は、＃ＡＢ０２でエン
ドユーザの視野に新たに導入されたときに、仮想オブジェクトの出現場所を選択および／
または判定する。仮想オブジェクトは、エンドユーザに提示された前の（時間的）関連フ
レーム内で出現しないときに、新たに導入されると見なされる。具体的には、拡張現実シ
ステムは、新たに導入された仮想オブジェクトが、直前のフレーム内で出現する仮想オブ
ジェクトに対してエンドユーザの注目を集める可能性が高いという事実に依拠する。加え
て、または代替として、拡張現実システムは、例えば、複数の新たに導入された仮想オブ
ジェクトの間で選択または優先するように、どれが注目を集める可能性が最も高いかを査
定する際に、仮想オブジェクトの他の特性に依拠し得る。例えば、極めて魅力的な（例え
ば、点滅する、光る）、大きい、高速移動する、または明るい仮想オブジェクトは、他の
仮想オブジェクトより注目を集める可能性が高くあり得る。

【0099】

移動仮想オブジェクトの場合に焦点を合わせると、拡張現実システム（例えば、そのコ
ントローラサブシステムおよび／またはプロセッサ）は、２０４で、少なくとも１つの前
のフレーム内の同一の仮想オブジェクトの位置に対する、フレーム内の新しい位置で仮想
オブジェクトの出現場所を選択および／または判定する。したがって、１つのフレームか
ら１つまたはそれを上回る後続フレームへの仮想オブジェクトの位置の突然の偏移、迅速
な偏移、および／または空間的に大きい偏移は、エンドユーザの注目または集中を集める
可能性が高くあり得る。加えて、または代替として、拡張現実システムは、例えば、複数
の新たに導入された仮想オブジェクトの間で選択または優先するように、どれが注目を集
める可能性が最も高いかを査定する際に、仮想オブジェクトの他の特性に依拠し得る。例
えば、極めて魅力的な（例えば、点滅する、光る）、大きい、または明るい仮想オブジェ
クトは、他の仮想オブジェクトより注目を集める可能性が高くあり得る。

【0100】

図３は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法３００を
示す。方法３００は、図１の方法１００の行為１０８を実行する際に採用されてもよい。

【0101】

３０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／また
はプロセッサ）は、少なくとも１つの後続フレームの中心が、エンドユーザの視野内の仮
想オブジェクトの判定された出現場所で中心に置かれていない場合、少なくともそれに向
かって偏移させられた、少なくとも１つの後続フレームを提示する。後続フレームまたは
画像の中心は、エンドユーザの注目を集めると予測される、選択された仮想オブジェクト
の場所と同一場所に位置するように偏移させられてもよい。代替として、後続フレームの
中心は、エンドユーザの注目を集めると予測される、選択された仮想オブジェクトの場所
に近接するように偏移させられてもよい。そのようなものは、２次元または３次元で行わ
れてもよい。例えば、仮想オブジェクトの２次元または３次元位置が、それぞれ、２また
は３次元で後続画像の視野を調整するために使用されてもよい。偏移した後続フレームま
たは画像は、好ましくは、エンドユーザの予測された頭部の動きとタイミングを合わせら
れる。したがって、偏移した後続フレームまたは画像は、実際の頭部の動きと可能な限り
近いタイミングでエンドユーザに提示されるべきである。本明細書で議論されるように、
そのようなものは、速度、加速、速度および加速の変動を構成し得る。

【0102】

図４は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法４００を
示す。方法４００は、図１の方法１００を行う際に採用されてもよい。

【0103】

随意に、４０２では、拡張現実システムが、エンドユーザの身元を示す情報を受信する
。情報は、多種多様の形態のうちのいずれかを成してもよい。例えば、情報は、エンドユ
ーザによって入力される（例えば、タイプされる）か、またはエンドユーザと関連付けら
れるトランスポンダ、磁気ストライプ、または機械可読記号から読み出される、ユーザ名
または他のユーザ識別子であってもよい。例えば、情報は、エンドユーザの１つまたはそ
れを上回る物理的特性を示す、バイオメトリック情報を含んでもよい。１つの特に有利な
実装では、拡張現実システムは、エンドユーザの一方または両方の眼の一部分（例えば、
網膜）を表す、画像データを受信してもよい。例えば、拡張現実システムは、例えば、１
つまたはそれを上回る光ファイバを介して、光をエンドユーザの一方または両方の眼に投
影してもよい。光は、例えば、信号対雑音比を増加させ、および／または眼の加熱を制限
するように、変調されてもよい。画像センサが、例えば、光を投影する１つまたはそれを
上回る光ファイバを介して、眼の一部分の画像を捕捉してもよく、光ファイバは、双方向
経路を提供する。代替として、専用光ファイバが採用されてもよい。さらなる代替案とし
て、画像センサが、眼に近接して位置付けられてもよく、画像センサへの帰還経路として
の光ファイバの使用を排除する。ヒトの眼のある部分（例えば、網膜の血管系）が、一意
的なエンドユーザ識別子としての機能を果たすために十分に独特と見なされてもよい。

【0104】

随意に、４０４では、拡張現実システムが、エンドユーザの身元を示す受信された情報
に基づいて、エンドユーザの少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性を取り出す。ユーザ
特有の履歴属性は、エンドユーザの前の頭部の動きの速度、エンドユーザの前の頭部の動
きの加速、エンドユーザの前の眼の動きと頭部の動きの関係、エンドユーザがある種類の
、またはある特性を伴う仮想オブジェクトに注目する傾向のうちの少なくとも１つを示し
てもよい。

【0105】

４０６では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／また
はプロセッサ）が、エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの判定された出現場所に少
なくとも部分的に基づいて、エンドユーザの頭部の動きの発生を予測する。再度、拡張現
実システムは、例えば、エンドユーザごとに、頭部の動きを予測する際に仮想オブジェク
トの魅力に依拠し得る。

【0106】

拡張現実システムは、画像提示をエンドユーザの予測された頭部の動きと少なくとも部
分的に同期化するように、推定速度および／または速度の推定変化あるいは推定加速を採
用してもよい。予測された頭部の動きにおける速度の推定変化は、予測された頭部の動き
の開始後の第１の定義された時間と、予測された頭部の動きの終了前の第２の定義された
時間との間に延在する、範囲に基づいてもよい。

【0107】

４０８では、拡張現実システムが、エンドユーザの予測された頭部の動きの推定速度を
示す、少なくとも１つの値を推定する。拡張現実システムは、１つまたはそれを上回る値
、パラメータ、または特性に基づいて、速度を推定してもよい。例えば、拡張現実システ
ムは、選択または識別された仮想オブジェクトを観察するように、エンドユーザの頭部を
新しい位置に動かすために必要とされる可動範囲に依拠し得る。拡張現実システムは、人
間のサンプリングのための平均速度に依拠し得、または特定のエンドユーザの履歴上の頭
部の動きの速度に依拠し得る。拡張現実システムは、特定のエンドユーザの履歴属性に依
拠し得る。速度は、角速度で表されてもよい。

【0108】

４１０では、拡張現実システムが、予測された頭部の動きの開始と予測された頭部の動
きの終了との間で、頭部の動きの範囲にわたって起こる、エンドユーザの予測された頭部
の動きにおける速度の少なくとも１つの変化を推定する。速度の変化は、予測された可動
範囲のある部分の全体を通して異なる増分で起こり得る。

【0109】

４１２では、拡張現実システムが、エンドユーザの予測された頭部の動きの推定加速を
示す、少なくとも１つの値を推定する。推定加速は、頭部の動きの範囲全体にわたるか、
またはその一部分のみにわたってもよい。推定加速は、頭部の動きの範囲の離散間隔にわ
たってもよい。仮想の推定値は、頭部の動きの開始後のある定義された持続時間で、１つ
またはそれを上回る間隔について判定されてもよい。加速の推定値は、頭部の動きの終了
前のある定義された持続時間で、１つまたはそれを上回る間隔について判定されてもよい
。始点および／または終点から離間された推定は、加速測定値の大きな変動を回避し得る
。

【0110】

随意に、４１４では、拡張現実システムが、エンドユーザの予測された頭部の動きの推
定速度に少なくとも部分的に適応するか、またはそれを補う、少なくとも１つの値を判定
する。例えば、拡張現実システムは、所与の時間で提示するフレームの総数に関する値、
および／またはどこでおよび／またはどれだけ迅速に、１つまたはそれを上回る仮想オブ
ジェクトが、レンダリングおよび／または提示される一連の画像内の場面にわたって移動
するべきかを特定する値を判定してもよい。そのようなものは、後続フレームをレンダリ
ングするために使用されてもよい。

【0111】

随意に、４１６では、拡張現実システムが、エンドユーザの予測された頭部の動きの推
定速度を少なくとも部分的に補う、少なくとも１つの値に少なくとも部分的に基づいて、
少なくとも１つの後続フレームをレンダリングする。例えば、拡張現実システムは、所与
の時間で提示するフレームの総数に関する値、および／またはどこでおよび／またはどれ
だけ迅速に、１つまたはそれを上回る仮想オブジェクトが、レンダリングおよび／または
提示される一連の画像内の場面にわたって移動するべきかを特定する値を判定してもよい
。そのようなものは、後続フレームをレンダリングするために使用されてもよい。

【0112】

別の実施形態では、本システムは、ユーザの履歴属性に基づく予測頭部追跡に使用され
てもよい。図５は、１つの図示した実施形態による、予測頭部追跡を採用する拡張現実シ
ステムにおける動作方法５００を示す。

【0113】

拡張現実システムは、予測頭部追跡を行う際に履歴属性を採用してもよい。履歴属性は
、エンドユーザ特有であり得、またはより一般化されてもよく、あるいは一般的であり得
る。履歴属性は、定義されたエンドユーザ特性のセットを示してもよい。エンドユーザ特
性は、例えば、頭部の動きの速度、頭部の動きの加速、および／または頭部の動きと眼の
動きとの間の関係（例えば、相互に対する比率）を含んでもよい。履歴属性によって追跡
されるエンドユーザ特性は、ある仮想オブジェクトに注目する所与のエンドユーザの傾向
の指標さえも含んでもよい。

【0114】

５０２では、拡張現実システムが、エンドユーザの身元を示す情報を受信する。情報は
、多種多様の形態のうちのいずれか、例えば、エンドユーザによって積極的に提供され、
非一過性の記憶媒体から読み取られ、ユーザから読み取られ（例えば、バイオメトリック
データまたは特性）、またはエンドユーザアクションから推測される情報を成してもよい
。

【0115】

５０４では、拡張現実システムが、エンドユーザの身元を示す受信された情報に少なく
とも部分的に基づいて、エンドユーザの少なくとも１つのユーザ特有の履歴属性を取り出
す。身元情報は、多種多様の方法のうちのいずれかで受信、生成、または判定されてもよ
い。

【0116】

５０６では、拡張現実システムが、エンドユーザの取り出された少なくとも１つのユー
ザ特有の履歴属性に少なくとも部分的に基づいて、フレームをエンドユーザに提供する。
例えば、拡張現実システムは、フレームバッファからプロジェクタまたは表示デバイス（
例えば、１つまたはそれを上回る光ファイバと対合された光源）にフレームを提供しても
よく、またはフレームをフレームバッファにレンダリングしてもよい。拡張現実システム
は、少なくとも２軸で移動可能である少なくとも１つの光ファイバを介して、光を提供し
てもよい。拡張現実システムは、同様にフレームをエンドユーザに提供する、少なくとも
光ファイバを介して、エンドユーザの眼の少なくとも一部分の画像を示す画像情報を受信
してもよい。

【0117】

図６は、１つの図示した実施形態による、予測頭部追跡を採用する拡張現実システムに
おける動作方法６００を示す。方法６００は、図５の方法５００の行為５０４を実行する
際に採用されてもよい。

【0118】

６０２では、拡張現実システムが、エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性
の指標を提供する、少なくとも１つの履歴属性を取り出す。頭部の動きの属性は、エンド
ユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きを示す。履歴属性は、非一過性の媒体に、例え
ば、データベースあるいは他の論理構築物に記憶されてもよい。

【0119】

６０４では、拡張現実システムが、エンドユーザの少なくとも１つの前の頭部の動きの
頭部の動きの速度の指標を提供する、少なくとも１つの履歴属性を取り出す。

【0120】

６０６では、拡張現実システムが、エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の
動きの範囲の少なくとも一部にわたる頭部の動きの速度の変動の指標を提供する、少なく
とも１つの履歴属性を取り出す。

【0121】

６０８では、拡張現実システムが、エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部の
動きに対する頭部の動きの加速の指標を提供する、少なくとも１つの履歴属性を取り出す
。

【0122】

６１０では、拡張現実システムが、エンドユーザによる、少なくとも１つの前の頭部お
よび眼の動きの組み合わせに対する頭部の動きと眼の動きとの間の関係の指標を提供する
、少なくとも１つの履歴属性を取り出す。関係は、例えば、エンドユーザによる、少なく
とも１つの前の頭部の動きを表す頭部の動きの値、および少なくとも１つの前の眼の動き
を表す値の比率として表されてもよい。値は、例えば、角度変化として表される、それぞ
れ、頭部および眼の動きの量を表してもよい。比率は、エンドユーザによる、頭部の動き
の履歴平均および眼の動きの履歴平均の比率であってもよい。加えて、または代替として
、頭部および眼の動きの間の他の関係、例えば、速度または加速が採用されてもよい。

【0123】

図７は、１つの図示した実施形態による、予測頭部追跡を採用する拡張現実システムに
おける動作方法７００を示す。方法７００は、図５の方法５００の行為５０６を実行する
際に採用されてもよい。

【0124】

７０２では、拡張現実システムが、少なくともエンドユーザの頭部の動きの終点を予測
する。例えば、仮想オブジェクトの出現が頭部の動きを予測するために使用される場合、
特定の仮想オブジェクトの相対場所が終点として使用されてもよい。

【0125】

７０４では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続フレームを少なくとも１つの
画像バッファにレンダリングする。少なくとも１つの後続フレームは、少なくとも頭部の
動きの予測された終点に向かって、または終点までさえも偏移させられる。

【0126】

図８は、１つの図示した実施形態による、予測頭部追跡を採用する拡張現実システムに
おける動作方法８００を示す。方法８００は、図７の方法７００の行為７０４を実行する
際に採用されてもよい。

【0127】

８０２では、拡張現実システムが、エンドユーザの少なくとも１つの頭部の動きの属性
の少なくとも部分的な適応において、少なくとも頭部の動きの予測された終点に向かって
偏移させられる、複数の後続フレームをレンダリングする。頭部の動きの属性は、頭部の
動きの種々の物理的特徴、具体的には、エンドユーザの頭部の動きの履歴上の物理的特徴
を示してもよい。頭部の動きの属性は、例えば、エンドユーザの履歴上の頭部の動きの速
度、エンドユーザの履歴上の頭部の動きの加速、および／またはエンドユーザの頭部の動
きと眼の動きとの間の履歴関係（例えば、比率）のうちの１つまたはそれを上回るものを
含んでもよい。偏移は、対応する画像が偏移させられた、または対応する画像の中心が前
のフレームに対応する画像に対して偏移させられた、後続フレームをレンダリングするこ
とによって実装されてもよい。

【0128】

図９は、１つの図示した実施形態による、予測頭部追跡を採用する拡張現実システムに
おける動作方法９００を示す。方法９００は、図７の方法７００の行為７０３を実行する
際に採用されてもよい。

【0129】

９０２では、拡張現実システムが、エンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの出現に
少なくとも部分的に基づいて、エンドユーザの頭部の動きの出現を予測する。

【0130】

出現は、エンドユーザに画像として提示された前のフレームに対する、時間的にエンド
ユーザに提示されるような視野に新たに導入されたときの新しい仮想オブジェクトの出現
であってもよい。代替として、または加えて、出現は、エンドユーザに以前に提示された
ような仮想オブジェクトの位置に対する、エンドユーザに提示されるような視野内の新し
い位置での仮想オブジェクトの出現であってもよい。予測は、例えば、要因を考慮しても
よい。例えば、予測は、仮想オブジェクトのサイズまたは突出性、位置の変化の量または
割合、速度、急加速、または仮想オブジェクトの位置の他の変化に部分的に基づいてもよ
い。

【0131】

本システムはまた、ピクセル特性の動的制御に使用されてもよい。図１０は、１つの図
示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１０００を示す。

【0132】

１００２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）は、フレーム内のいくつかのピクセルの間でエンドユーザに提示される
ような間隔が、同一のフレーム内の他のピクセルの間の間隔とは異なるであろうという指
標を検出する。例えば、拡張現実システムは、フレーム内の第１のピクセルのセットのピ
クセル間でエンドユーザに提示されるような間隔が、フレーム内の少なくとも第２のピク
セルのセットのピクセル間でエンドユーザに提示されるような間隔とは異なるであろうと
いう指標を検出してもよい。例えば、フレームのピクセルがある期間にわたって連続的に
提示される（例えば、フレームバッファから読み出される）（例えば、ラスタ走査パター
ン、渦巻状走査パターン、リサジュー走査パターン等の「フライングピクセル」パターン
）場合、急速な頭部の動きが、画像またはフレームの異なる部分の間のピクセル間隔の変
動を引き起こし得る。

【0133】

フレーム内のいくつかのピクセルの間の間隔が、エンドユーザに提示されるようなフレ
ーム内の他のピクセルの間隔とは異なるであろうという検出に応答して、拡張現実システ
ムは、１００４で、エンドユーザによって知覚可能である、第１のセットのピクセルの少
なくとも１つのピクセル特性を少なくとも部分的に補うように調整された、少なくとも第
１のピクセルのセットを、少なくとも１つの後続フレームの少なくとも一部分に提供する
。そのようなものは、エンドユーザに提示されるような画像の異なる部分でのピクセル間
の間隔の差異を少なくとも部分的に補ってもよい。

【0134】

図１１は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１１０
０を示す。方法１１００は、図１０の方法１０００を実行する際に採用されてもよい。

【0135】

随意に、１１０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムお
よび／またはプロセッサ）が、エンドユーザによって装着された少なくとも１つの頭部装
着型慣性センサの出力を示す信号を受信する。慣性センサは、種々の形態、例えば、ジャ
イロセンサまたは加速センサを成してもよい。慣性センサは、単軸または多軸デバイスで
あってもよい。慣性センサは、ＭＥＭＳデバイスの形態を成してもよい。

【0136】

随意に、１１０４では、拡張現実システムが、エンドユーザによって装着された少なく
とも１つの頭部装着型撮像装置の出力を示す信号を受信する。撮像装置は、例えば、デジ
タルカメラまたは他の画像捕捉デバイスの形態を成してもよい。そのようなものは、エン
ドユーザの視野に少なくとも接近する視野を捕捉する前向きのカメラであってもよい。

【0137】

随意に、１１０６では、拡張現実システムが、頭部の動きの公称値を超える頭部の動き
を検出する。例えば、拡張現実システムは、公称速度および／または公称加速を超える頭
部の動きを検出してもよい。拡張現実システムは、動き、具体的には、加速を検出するた
めに、慣性センサからの信号を採用してもよい。拡張現実システムは、周囲環境内の物理
的オブジェクト、具体的には、壁、床、天井等の固定された物理的オブジェクトの位置の
変化を検出するために、頭部搭載型カメラからの信号を採用してもよい。拡張現実システ
ムは、任意の数の画像処理技法を採用してもよい。検出された位置の変化は、拡張現実シ
ステムが、頭部の位置、動きの速度、および加速の変化を判定することを可能にする。拡
張現実システムは、慣性センサおよび頭部装着型撮像装置の情報に加えて、またはその代
わりに、他の情報を採用してもよい。例えば、拡張現実システムは、周囲環境を監視し、
ユーザによって装着されないが、むしろユーザを追跡する、システムからの信号を採用し
てもよい。そのようなシステムは、周囲環境を監視するために、１つまたはそれを上回る
撮像装置、例えば、デジタルカメラを採用してもよい。撮像装置は、エンドユーザおよび
頭部等のエンドユーザの部分の動きを検出する。再度、種々の画像処理技法が採用されて
もよい。そのようなシステムは、構造化光システムと有利に対合されてもよい。代替とし
て、方法＃ＣＢ００は、検出された、またはさらに予測された頭部の動きとは無関係に実
行されてもよい。

【0138】

１１０８では、拡張現実システムが、例えば、検出された頭部の動きの方向に基づいて
、フレームの第１のピクセルのセットを選択する。拡張現実システムは、加えて、他の基
準、例えば、検出された頭部の動きの速度に基づいて、フレームの第１のピクセルのセッ
トを選択してもよい。

【0139】

１１１０では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続フレームの第１のピクセル
のセットのピクセルのうちの少なくともいくつかのサイズおよび／または強度のうちの少
なくとも１つを調整する。調整は、頭部の動きに起因するフレームまたは画像の望ましく
ない変動に少なくとも適応するか、またはそれを少なくとも部分的に補うように設計され
てもよい。

【0140】

随意に、１１１２では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続フレームをレンダ
リングする。レンダリングされた後続フレームは、頭部の動きに起因するフレームまたは
画像の望ましくない変動に少なくとも適応するか、またはそれを少なくとも部分的に補う
ように、調整されたピクセル情報を含む。

【0141】

随意に、１１１４では、拡張現実システムが、１つまたはそれを上回る後続フレームを
記憶する少なくとも１つのフレームバッファから、少なくとも１つの後続フレームを読み
出す。例えば、拡張現実システムは、少なくとも１つのフレームバッファから少なくとも
１つの後続フレームを選択的に読み出してもよい。そのようなものは、フレームが画像領
域または視野のサイズに対してオーバーレンダリングされる、オーバーレンダリングを利
用してもよい。本システムは、特に頭部搭載されたときに、ほとんどの場合、既知の面積
および既知の解像度を有する固定ディスプレイ表面に専念するであろう。これは、信号を
多種多様のサイズおよび解像度のディスプレイに供給することを目的としている、コンピ
ュータまたは他のデバイスとは対照的である。したがって、拡張現実システムは、フレー
ムバッファからフレーム全体を読み込むか、または読み出すよりむしろ、フレームバッフ
ァに選択的に読み込むか、またはそこから読み出す。オーバーレンダリングは、後続画像
を作成して前の画像の外側にあるこれらの部分を示すようにレンダリングされる、新しい
フレームの場合に別様に必要とされ得るほど過剰にＧＰＵを実行することを防止してもよ
い。例えば、オーバーレンダリングがないと、拡張現実システムは、エンドユーザの頭部
が動かされる度に新しいフレームをレンダリングする必要があろう。オーバーレンダリン
グがあると、専用の電子機器のセットが、以前にレンダリングされたフレーム内のウィン
ドウを本質的に移動させて、オーバーレンダリングされたフレームの所望の部分を選択す
るか、または読み出すために採用されてもよい。

【0142】

図１２は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１２０
０を示す。方法１２００は、図１１の方法１１００の行為１１０８および１１１０を実行
する際に採用されてもよい。

【0143】

１２０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）は、第１のピクセルのセットが検出された頭部の動きの方向に対して所
与の方向（例えば、同一の方向、反対方向）にあるように、フレームの少なくとも第１の
ピクセルのセットを選択する。

【0144】

１２０２では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続フレームの第１のピクセル
のセットのピクセルのユーザに提示されるような選択されたセットのピクセルのサイズを
調整する。

【0145】

例えば、拡張現実システムは、第１のピクセルのセットが、他のピクセルに対して、検
出された頭部の動きの方向と同一の方向に位置付けられるように、フレームの第１のピク
セルのセットを選択してもよい。例えば、第１のピクセルのセットは、概して、画像内の
右に配向された第２のピクセルのセットに対して、相対的に画像内の左に向かって配向さ
れてもよい。例えば、第１のピクセルのセットは、概して、画像内の底部に配向された第
２のピクセルのセットに対して、相対的に画像内の最上部に向かって配向されてもよい。
拡張現実システムは、第１のセットのピクセルが後続フレーム内のいくつかの他のピクセ
ルに対して増大したサイズを有する、１つまたはそれを上回る後続フレームまたは画像を
提供してもよい。そのようなものは、拡張現実システムがついていけない急速な頭部の動
きに起因し得る、ピクセル間の拡散に少なくとも部分的に適応するか、またはそれを少な
くとも部分的に補うことができる。

【0146】

例えば、拡張現実システムは、第１のピクセルのセットが、他のピクセルに対して、検
出された頭部の動きの方向と反対の方向に位置付けられるように、フレームの第１のピク
セルのセットを選択してもよい。拡張現実システムは、第１のセットのピクセルが後続フ
レーム内のいくつかの他のピクセルに対して減少したサイズを有する、１つまたはそれを
上回る後続フレームまたは画像を提供してもよい。そのようなものは、拡張現実システム
がついていけない急速な頭部の動きに起因し得る、ピクセル間の拡散に少なくとも部分的
に適応するか、またはそれを少なくとも部分的に補うことができる。

【0147】

選択されたセットのピクセルのサイズを調整する（例えば、増大させる、減少させる）
ことは、可変焦点要素を調整することを含んでもよい。選択されたセットのピクセルのサ
イズを調整する（例えば、増大させる、減少させる）ことは、可変サイズ源を調整するこ
とを含んでもよい。選択されたセットのピクセルのサイズを調整する（例えば、増大させ
る、減少させる）ことは、ジッタを調整することを含んでもよい。

【0148】

さらなる実施例として、拡張現実システムは、第１のピクセルのセットが、他のピクセ
ルに対して、検出された頭部の動きの方向と同一の方向に位置付けられるように、フレー
ムの第１のピクセルのセットを選択してもよい。拡張現実システムは、第１のセットのピ
クセルが後続フレーム内のいくつかの他のピクセルに対して増加した強度を有する、１つ
またはそれを上回る後続フレームまたは画像を提供してもよい。そのようなものは、拡張
現実システムがついていけない急速な頭部の動きに起因し得る、ピクセル間の拡散に少な
くとも部分的に適応するか、またはそれを少なくとも部分的に補うことができる。

【0149】

その上さらなる実施例として、拡張現実システムは、第１のピクセルのセットが、検出
された頭部の動きの方向と反対の方向に位置付けられるように、フレームの第１のピクセ
ルのセットを選択してもよい。拡張現実システムは、第１のセットのピクセルが後続フレ
ーム内のいくつかの他のピクセルに対して減少した強度を有する、１つまたはそれを上回
る後続フレームまたは画像を提供してもよい。そのようなものは、拡張現実システムがつ
いていけない急速な頭部の動きに起因し得る、ピクセル間の拡散に少なくとも部分的に適
応するか、またはそれを少なくとも部分的に補うことができる。

【0150】

上記のように、拡張現実システムは、選択されたピクセルのサイズのみ、選択されたピ
クセルの強度のみ、または選択されたピクセルのサイズおよび強度の両方を調整してもよ
い。さらに、拡張現実システムは、いくつかのピクセルの強度、いくつかのピクセルのサ
イズ、その上さらに他のピクセルの強度およびサイズを調整してもよく、および／または
その上さらなるピクセルの強度またはサイズのいずれかを調整しなくてもよい。

【0151】

本システムはまた、以下で例証されるように、フレーム全体ごとより少ない基準で動的
に更新するために使用されてもよい。図１３は、１つの図示した実施形態による、拡張現
実システムにおける動作方法１３００を示す。

【0152】

１３０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、第１の完全フレームを画像バッファにレンダリングする。第１の完
全フレームは、いくつかの仮想オブジェクトの画像を形成するように、ピクセルの連続提
示のためのピクセル情報を備える。第１の完全フレームは、種々の表示技術に好適な種々
の形態を成してもよい。例えば、完全フレームは、２つのフィールドを伴うインターレー
スラスタ走査フレームであり得る、完全ラスタ走査フレームを形成するために好適なピク
セル情報を含んでもよい。インターレースラスタ走査の各フィールドは、複数の線と、奇
数の線を備える第１のフィールドと、偶数の線を備える第２のフィールドとを含んでもよ
い。奇数および偶数の線は、少なくともエンドユーザに表示されるようにインターレース
されてもよい。特に有利な技術は、渦巻状走査線を採用する。渦巻状走査アプローチは、
例えば、単一の渦巻状トレースから成る、１フレームにつき単一のフィールドを採用して
もよい。代替として、渦巻状走査アプローチは、例えば、連続的に提示される、２つまた
はそれを上回る渦巻状トレースから成る、１フレームにつき２つまたはそれを上回るフィ
ールドを採用してもよい。渦巻状トレースは、単純にフレームの各フィールド間に位相偏
移を導入することによって、有利にインターレースまたはネスト化されてもよい。別の技
術は、リサジュー走査アプローチを採用する。リサジュー走査アプローチは、例えば、単
一のリサジュートレースから成る、１フレームにつき単一のフィールドを採用してもよい
。代替として、リサジュー走査アプローチは、連続的に提示される、２つまたはそれを上
回るリサジュートレースから成る、１フレームにつき２つまたはそれを上回るフィールド
を採用してもよい。リサジュートレースは、単純にフレームの各フィールド間に位相偏移
を導入することによって、有利にインターレースまたはネスト化されてもよい。

【0153】

１３０４では、拡張現実システムが、第１の完全フレームの提示を開始する。そのよう
なものは、例えば、１つまたはそれを上回る光ファイバの光源および端部を駆動するよう
に、フレームバッファから読み出すことを含んでもよい。読み出しは、フレームバッファ
のどの部分を読み出すかを動的に判定することを含んでもよい。

【0154】

随意に、１３０６では、拡張現実システムが、頭部の動きの公称値を超えるエンドユー
ザの頭部の動きを検出する。そのようなものは、以前に議論されたような種々のアプロー
チのうちのいずれかを採用してもよい。

【0155】

１３０８では、拡張現実システムが、第１の完全フレーム全体の提示の完了前に、第１
の完全フレームの提示を動的に中断する。具体的には、拡張現実システムは、第１の完全
フレームへの更新の提示を開始する。完全フレームへの更新の中のピクセル情報の少なく
とも一部分は、第１の完全フレームから変化している。例えば、インターレースラスタ走
査ベースのシステムでは、拡張現実システムは、第２のフィールドを更新された第２のフ
ィールドと置換して、第１のフィールドの全体または一部分を提示してもよい。また、例
えば、インターレース渦巻状走査ベースのシステムでは、拡張現実システムは、第２のフ
ィールドを更新された第２のフィールド（例えば、元の第２の渦巻状走査またはトレース
とは異なる、更新された第２の渦巻状走査線またはトレース）と置換して、第１のフィー
ルド（例えば、第１の渦巻状走査線またはトレース）の全体または一部分を提示してもよ
い。同様に、インターレースリサジュー走査ベースのシステムでは、拡張現実システムは
、第２のフィールドを更新された第２のフィールド（例えば、元の第２の渦巻状走査また
はトレースとは異なる、更新された第２のリサジュー走査線またはトレース）と置換して
、第１のフィールド（例えば、第１のリサジュー走査線またはトレース、すなわち、完全
な８の字サイクル）の全体または一部分を提示してもよい。実施例がフィールドに関して
挙げられるが、そのようなものはフィールド全体に限定されない。提示は、フィールドの
提示中に、例えば、第１または第２、あるいはさらに第３のフィールドの提示中に解釈さ
れてもよい。提示は、任意の所与の線（例えば、ラスタ走査の行、渦巻状またはリサジュ
ー走査の完全なサイクル）の提示中に解釈されてもよい。

【0156】

図１４は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１４０
０を示す。方法１４００は、図１３の方法１３００を実行する際に採用されてもよい。

【0157】

１４０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、更新された第１の完全フレームをレンダリングする。更新された第
１の完全フレームは、第１の完全フレームのピクセル情報とは少なくとも１つの点で異な
る、ピクセル情報を含む。

【0158】

更新された第１の完全フレームをレンダリングすることは、第１のフィールド、および
少なくとも第２のフィールドを伴って、更新された完全フレームをレンダリングすること
を含んでもよい。第２のフィールドは、典型的には、第１のフィールドの提示に続いて連
続的に提示することによって、第１のフィールドとインターレースされてもよい。例えば
、第１のフィールドが、ラスタ走査では偶数の線から成ってもよい一方で、第２のフィー
ルドは、奇数の線から成る。また、例えば、第１のフィールドが、第１の渦巻状走査線ま
たは第１のリサジュー走査線から成ってもよい一方で、第２のフィールドは、第２の渦巻
状走査線または第２のリサジュー走査線から成ってもよい。したがって、更新された第１
の完全フレームをレンダリングすることは、第１のフィールド、および少なくとも第２の
フィールドを伴って、更新された完全フレームをレンダリングすることを含んでもよく、
第２のフィールドは、少なくとも第１のフィールドとインターレースされる。

【0159】

１４０４では、拡張現実システムが、第１の完全フレームの対応部分の代わりに、更新
された第１の完全フレームの一部分を提示する。したがって、更新されたフレームの一部
分は、元の更新されていない第１の完全フレームの中断に続く、第１の完全フレームの全
体または一部分の代用である。

【0160】

例えば、拡張現実システムは、元の（すなわち、更新されていない）第１の完全フレー
ムの第２のフィールドの代わりに、更新された第１の完全フレームの第２のフィールドを
提示してもよい。また、例えば、拡張現実システムは、第１の元の（すなわち、更新され
ていない）第１の完全フレームの第１のフィールドの対応する部分および第２のフィール
ド全体の代わりに、更新された第１の完全フレームの第２のフィールドとともに、第１の
フィールドの第２の部分を提示してもよい。

【0161】

また、例えば、拡張現実システムは、第１の完全フレームの対応フィールドの対応部分
の代わりに、更新された第１の完全フレームのフィールドの一部分（例えば、線、線の一
部、ピクセルのセット、ピクセル）を提示してもよい。例えば、拡張現実システムは、ラ
スタ走査フレームの元の（すなわち、更新されていない）第１の完全フレームの対応フィ
ールドの対応部分の代わりに、ラスタ走査フレームの更新された第１の完全フレームのフ
ィールドの一部分を提示してもよい。

【0162】

別の実施例として、拡張現実システムは、元の（すなわち、更新されていない）第１の
完全フレームの代わりに、更新された第１の完全フレームの線を提示してもよい。さらに
別の実施例として、拡張現実システムは、元の（すなわち、更新されていない）第１の完
全フレームの対応渦巻線の代わりに、更新された第１の完全フレームの渦巻線を提示して
もよい。さらなる実施例として、拡張現実システムは、元の（すなわち、更新されていな
い）第１の完全フレームの対応線の対応部分の代わりに、更新された第１の完全フレーム
の線の一部分を提示してもよい。その上さらなる実施例として、拡張現実システムは、元
の（すなわち、更新されていない）第１の完全フレームの対応する少なくとも１つのピク
セルの代わりに、更新された第１の完全フレームの少なくとも１つのピクセルを提示して
もよい。依然として付加的な実施例として、拡張現実システムは、元の（すなわち、更新
されていない）第１の完全フレームのリサジューパターン走査の対応する１つの全サイク
ルの代わりに、更新された第１の完全フレームのリサジューパターン走査の１つの全サイ
クルを提示してもよい。

【0163】

図１５は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１５０
０を示す。方法１５００は、図１３の方法１３００を実行する際に採用されてもよい。

【0164】

１５０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、第１の完全フレームをフレームバッファにレンダリングする。第１
の完全フレームは、例えば、第１のフィールドと、少なくとも第２のフィールドとを含ん
でもよい。第１のフィールドは、例えば、少なくとも第１の渦巻状走査線のピクセル情報
を含んでもよく、第２のフィールドは、少なくとも第２の渦巻状走査線のピクセル情報を
含んでもよい。第２のフィールドの走査線は、第１のフィールドの走査線とインターレー
スされてもよい。第１のフィールドは、例えば、少なくとも第１のリサジュー走査線のピ
クセル情報を含んでもよく、第２のフィールドは、少なくとも第２のリサジュー走査線の
ピクセル情報を含んでもよい。第２のフィールドの走査線は、第１のフィールドの走査線
とインターレースされてもよい。渦巻状およびリサジュー走査パターンの両方のための走
査線のインターレースは、位相偏移を伴って効率的に達成されてもよい。フィールドまた
は走査線の数は、２より多く、例えば、３、４、８、１６、またはそれを上回り得る。

【0165】

１５０４では、拡張現実システムが、第１の完全フレームを記憶するフレームバッファ
から読み出し始める。拡張現実システムは、画像バッファからのフレームで特定されるピ
クセルデータに基づいて画像を生成するように、光源およびヨーク、または他のデバイス
あるいは構造を駆動してもよい。

【0166】

１５０６では、拡張現実システムが、更新された第１の完全フレームをフレームバッフ
ァにレンダリングする。更新された第１の完全フレームは、その一部分が元の（すなわち
、更新されていない）第１の完全フレームによって特定される情報から変化している、フ
レームを特定するピクセル情報を含む。

【0167】

１５０８では、拡張現実システムが、フレームバッファからの第１の完全フレームの読
み出しの完了前に、更新された第１の完全フレームを読み出し始め、それによって、元の
（すなわち、更新されていない）第１の完全フレームの提示を中断する。いくつかの実装
は、２つまたはそれを上回るフレームバッファを有することを利用してもよく、フレーム
が他方のフレームバッファから読み出されている間に、一方のフレームバッファへのレン
ダリングを可能にする。そのようなものは、１つ、２つ、３つ、またはさらに多くのフレ
ームバッファを採用し得る、拡張現実システムの種々の実装で限定的と見なされるべきで
はない。

【0168】

図１６は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１６０
０を示す。方法１６００は、図１３の方法１３００を実行する際に採用されてもよい。

【0169】

１６０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、第１の走査線（例えば、渦巻状、リサジュー）のピクセル情報を生
成する。

【0170】

随意に、１６０４では、拡張現実システムが、第１の走査線（例えば、渦巻状、リサジ
ュー）に対して位相偏移させられる、第２の走査線（例えば、渦巻状、リサジュー）のピ
クセル情報を生成する。位相偏移は、第２の走査線を渦巻状およびリサジュー走査線のた
めの第１の走査線と有利にインターフェース接続またはネスト化する。

【0171】

随意に、１６０６では、拡張現実システムが、第２の走査線（例えば、渦巻状、リサジ
ュー）に対して位相偏移させられる、第３の走査線（例えば、渦巻状、リサジュー）のピ
クセル情報を生成する。位相偏移は、第３の走査線を渦巻状およびリサジュー走査線のた
めの第１および第２の走査線と有利にインターフェース接続またはネスト化する。

【0172】

随意に、１６０８では、拡張現実システムが、第３の走査線（例えば、渦巻状、リサジ
ュー）に対して位相偏移させられる、第４の走査線（例えば、渦巻状、リサジュー）のピ
クセル情報を生成する。位相偏移は、第４の走査線を渦巻状およびリサジュー走査線のた
めの第１、第２、および第３の走査線と有利にインターフェース接続またはネスト化する
。

【0173】

図１７は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１７０
０を示す。

【0174】

１７０２では、複数のフレームのそれぞれについて、拡張現実システム（例えば、その
コントローラサブシステムおよび／またはプロセッサ）が、それぞれのフレームの少なく
とも２つの部分に対するそれぞれの解像度を判定する。部分は、フィールド、ライン、他
の再分割、またはさらに個々のピクセルであってもよい。

【0175】

１７０４では、拡張現実システムが、複数のフレームに基づいて仮想オブジェクトの画
像の提示を引き起こし、画像のうちの少なくともいくつかは、エンドユーザに提示される
ような画像内で可変解像度を有する。例えば、隣接ピクセル間の間隔は、部分によって異
なり得る。

【0176】

図１８は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１８０
０を示す。方法１８００は、図１７の方法１７００を実行する際に採用されてもよい。

【0177】

１８０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、渦巻状走査パターンのためのそれぞれのピクセルデータとしてフレ
ームをレンダリングする。

【0178】

１８０４では、拡張現実システムが、フレームのうちの第１のフレームの第１の部分を
提示すること、およびフレームのうちの第１のフレームの第２の部分を提示することの時
間の間で、駆動信号の振幅を調整する。この振幅の変化は、フレームのうちの第１のフレ
ームに対応する画像内の可変解像度をもたらす。拡張現実システムは、例えば、駆動信号
の傾斜または勾配を変動させ得る。そのようなものは、渦巻状走査パターンとともに使用
される場合に特に有用である。例えば、フレームの第１のフィールドは、第２のフィール
ドが異なる傾斜または勾配を有する、１つの傾斜または勾配を有してもよく、それによっ
て、単一のフレームで有効解像度を変化させる。より高い解像度またはピクセル密度が、
エンドユーザ関心または誘引の場所で、またはそれに近接して使用されてもよい一方で、
より低い解像度またはピクセル密度は、そのような場所から離れて使用されてもよい。中
心または画像がエンドユーザの誘引または集中の中心に向かって偏移させられる場合、高
い解像度が、画像の中心の周囲で出現してもよい一方で、周辺部分は、より低い解像度で
出現してもよい。そのようなものは、操縦可能なピクセルを伴って、陥凹型ディスプレイ
と表すことができるものを本質的に実装する。

【0179】

図１９は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法１９０
０を示す。方法１８００は、図１７の方法１７００を実行することと併せて、またはその
一環として採用されてもよい。

【0180】

１９０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、エンドユーザのための少なくとも第１の画像内の注目点を査定する
。拡張現実システムは、そのようなものを査定するための前述の技法のうちのいずれかを
使用してもよい。例えば、新しい仮想オブジェクトが出現するであろうかどうか、および
出現するであろう場所、または仮想オブジェクトがエンドユーザの視野内まで移動するで
あろうかどうかを判定してもよい。また、例えば、拡張現実システムは、仮想オブジェク
トの相対的魅力（例えば、速度、色、サイズ、輝度、光ること）を査定してもよい。その
ようなものは、エンドユーザの眼が追跡しているか、または焦点を合わせている視野内の
場所を示す、眼の追跡情報を採用してもよい。

【0181】

眼の追跡情報は、例えば、１つまたはそれを上回る頭部装着型変換器、例えば、頭部装
着型カメラを介して、供給されてもよい。そのような眼の追跡情報は、例えば、エンドユ
ーザの眼で光を投影し、その投影された光の少なくとも一部の帰還または反射を検出する
ことによって、識別されてもよい。例えば、画像を作成または投影する投影サブシステム
は、エンドユーザの角膜を外れて閃光を生成するように、少なくとも１つの光ファイバか
ら光のピクセル、ドット、または他の要素を投影してもよい。眼の追跡は、１つ、２つ、
３つ、またはさらに多くの光のスポットまたはドットを採用してもよい。光のスポットま
たはドットが多いほど、より多くの情報が識別されてもよい。光源（例えば、レーザダイ
オード）は、例えば、カメラまたは画像センサのフレームレートと同期して、パルス化ま
たは変調されてもよい。そのような場合において、スポットまたはドットは、眼が動くと
線のように見えてもよい。線がセンサを横断して進む際の線の方向は、眼の動きの方向を
示してもよい。線の配向（例えば、垂直、水平、直交）は、眼の動きの配向を示す。線の
長さは、眼の動きの速度を示す。

【0182】

眼の追跡のために、光は、信号対雑音比を増加させるように変調（例えば、時間的に、
強度）されてもよい。加えて、または代替として、光は、特定の波長（例えば、近赤外線
）であってもよく、そのようなものが、背景光またはさらにエンドユーザが見ている画像
を形成する光と区別されることを可能にする。光は、拡張現実システムが眼に提供してい
るエネルギー（例えば、熱）の総量を低減させるように変調されてもよい。閃光は、同一
または別の光ファイバを介してセンサに返されてもよい。センサは、例えば、２次元画像
センサ、例えば、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサの形態を成してもよい。

【0183】

したがって、拡張現実システムは、エンドユーザの注目または集中の点または場所の指
標を提供する、眼の相対的な動きを検出して追跡してもよい。拡張現実システムは、仮想
オブジェクトまたは仮想事象（例えば、仮想オブジェクトの出現または移動）を、エンド
ユーザの注目または集中の識別された点または場所と論理的に関連付けてもよい。例えば
、拡張現実システムは、エンドユーザにとって魅力的な仮想オブジェクトとして、エンド
ユーザの注目または集中の点または場所で、または少なくともそれに近接して出現する、
仮想オブジェクトを指定してもよい。

【0184】

１９０４では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続画像の少なくとも１つの部
分の中で解像度を調整する（例えば、増加させる、減少させる）。拡張現実システムは、
同一の後続ページの他の部分に対して後続ページの一部分の解像度を調整するように、本
明細書で説明される種々の技法のうちのいずれか、ならびに他の技法を採用してもよい。

【0185】

図２０は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２００
０を示す。方法２０００は、図１９の方法１９００の行為１９０４を実行する際に採用さ
れてもよい。

【0186】

２００２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、少なくとも１つの後続画像の他の部分に対して、査定された注目点
に少なくとも近接する少なくとも１つの後続画像の一部分内で解像度を増加させる。前述
のように、解像度は、駆動信号の規模または振幅（例えば、電流、電圧）を制御すること
によって、渦巻状走査パターンのために調整されてもよい。解像度は、駆動信号の傾斜を
調整することによって調整されてもよい。したがって、解像度が、駆動信号の振幅を増加
させることによって増加させられてもよい一方で、位相は、不変のままにされる。

【0187】

２００４では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続画像の他の部分に対して、
査定された注目点より遠位にある少なくとも１つの後続画像の一部分内の解像度を減少さ
せる。解像度が、駆動信号の振幅を減少させることによって減少させられてもよい一方で
、位相は、不変のままにされる。

【0188】

いくつかの実装では、解像度が増加させられるのみであり、いくつかの部分で増加する
一方で、他の部分では増加も減少しない。他の実装では、解像度が減少させられるのみで
あり、いくつかの部分で減少する一方で、他の部分では増加も減少しない。その上なおも
他の実装では、解像度は、いくつかの部分で増加させられる一方で、他の部分で減少させ
られる。

【0189】

図２１は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２１０
０を示す。方法２１００は、図１７の方法１７００と併せて採用されてもよい。

【0190】

２１０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、眼の追跡データを処理する。眼の追跡データは、エンドユーザの少
なくとも一方の眼の少なくとも配向を示してもよい。眼の追跡データは、少なくとも１つ
の変換器を介して供給されてもよい。例えば、眼の追跡データは、頭部装着型変換器を介
して供給されてもよい。いくつかの実装では、眼の追跡データは、その遠位端に、または
それに近接して位置付けられた変換器を用いて、光ファイバを介して収集される。例えば
、光ファイバは、閃光であり得る、エンドユーザの眼の一部分から反射される光を収集し
てもよい。光ファイバは、エンドユーザに表示または投影するための画像を作成するため
に使用されるものと同一の光ファイバであってもよい。

【0191】

２１０４では、拡張現実システムは、頭部追跡データを処理する。頭部追跡データは、
少なくともエンドユーザの頭部の配向を示す。頭部追跡データは、少なくとも１つの変換
器を介して供給されてもよい。

【0192】

例えば、慣性センサ（例えば、ジャイロセンサ、加速度計）等の１つまたはそれを上回
る頭部装着型または搭載型変換器である。頭部の動きの追跡は、１つまたはそれを上回る
頭部装着型または頭部搭載型光源、および少なくとも１つのセンサを使用して、実装され
てもよい。頭部追跡は、１つ、２つ、３つ、またはさらに多くの光のスポットまたはドッ
トを採用してもよい。光のスポットまたはドットが多いほど、より多くの情報が識別され
てもよい。光源（例えば、レーザダイオード）は、例えば、カメラまたは画像センサ（例
えば、前向きのカメラ）のフレームレートと同期して、パルス化または変調されてもよい
。レーザ源は、カメラまたは画像センサのフレームレートより低い周波数で変調されても
よい。そのような場合において、スポットまたはドットは、頭部が動くと線のように見え
てもよい。線がセンサを横断して進む際の線の方向は、頭部の動きの方向を示してもよい
。線の配向（例えば、垂直、水平、直交）は、頭部の動きの配向を示す。線の長さは、頭
部の動きの速度を示す。反射光はまた、距離および／または幾何学形状（例えば、平面、
曲面）および／または配向（例えば、傾斜または垂直）等の周囲環境内のオブジェクトに
関する情報を提供してもよい。例えば、１つのレーザビームは、方向および速度に関する
情報（例えば、突進または線の長さ）を生成してもよい。第２のレーザビームは、深度ま
たは距離に関する情報（例えば、Ｚ軸）を追加してもよい。第３のレーザビームは、周囲
環境内の表面の幾何学形状および／または配向についての情報を追加してもよい。レーザ
または他の光源は、頭部の動きの間に、または頭部の動きの一部の間にパルス化されても
よい。

【0193】

加えて、または代替として、頭部追跡データは、頭部装着型ではない変換器を介して供
給されてもよい。例えば、カメラまたは撮像装置システムは、その動きを追跡して、エン
ドユーザの頭部を含む、エンドユーザを撮像してもよい。そのようなものは、例えば、あ
る外部基準フレーム、例えば、追跡システムによって画定される基準フレーム、または追
跡システムが位置する部屋に対して、動きを追跡してもよい。

【0194】

２１０６では、拡張現実システムが、エンドユーザ基準フレームに対してエンドユーザ
の視野内の仮想オブジェクトの出現場所を判定する。出現は、エンドユーザの視野に新た
に導入されたときの新しい仮想オブジェクトの出現であってもよい。出現は、少なくとも
１つの前の画像内の仮想オブジェクトの位置に対する、画像内の新しい位置での仮想オブ
ジェクトの出現であってもよい。拡張現実システムは、仮想オブジェクトの出現場所を判
定するように、本明細書の他の場所で説明される多数の技法のうちのいずれかを採用して
もよい。

【0195】

本システムはまた、エンドユーザ知覚を向上させるためにブランキングを使用してもよ
い。

【0196】

図２２は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２２０
０を示す。方法２２００は、エンドユーザ知覚体験を向上させるためにブランキングを効
果的に採用する。

【0197】

２２０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、少なくとも１つの仮想オブジェクトをエンドユーザに表示する。拡
張現実システムは、フレームをフレームバッファにレンダリングし、１つまたはそれを上
回る光源および／またはヨークあるいは他のシステムを駆動して、光の少なくとも２軸移
動または追跡を生じるように、フレームを読み出してもよい。

【0198】

２２０４では、拡張現実システムが、エンドユーザの頭部の動きの発生を検出および／
または予測する。拡張現実システムは、頭部の動きの発生を検出および／または予測する
ために、本明細書の他の場所で説明される多数の技法のうちのいずれかを採用してもよい
。限定ではないが、これらの技法は、例えば、慣性変換器またはセンサを介して、あるい
はエンドユーザが存在して可視的である領域を撮像する、頭部装着型撮像装置または環境
撮像装置からの画像を介して、頭部の動きを直接感知することを含む。これらの技法はま
た、例えば、新しい仮想オブジェクトが出現するであろう場所、既存の仮想オブジェクト
が移動するであろう場所、または特に魅力的な仮想オブジェクトが画像内に位置付けられ
る場所を判定することによって、頭部の動きを間接的に予測することも含む。

【0199】

２２０６では、拡張現実システムは、検出および／または予測された頭部の動きが頭部
の動きの公称値を超えるか、または超えると予測されるかどうかを査定する。拡張現実シ
ステムは、検出および／または予測された頭部の動きが頭部の動きの公称値を超えるか、
または超えると予測されるかどうかを査定するために、本明細書の他の場所で説明される
多数の技法のうちのいずれかを採用してもよい。そのようなものは、公称速度との検出ま
たは予測された速度の単純な比較を含んでもよい。そのようなものは、公称加速との検出
または予測された加速の単純な比較を含んでもよい。そのようなものは、公称範囲との検
出または予測された範囲の単純な比較を含んでもよい。そのようなものは、移動中の複数
の時間にわたる速度、加速、または範囲の平均または積分を含む、より複雑な比較を含ん
でもよい。そのようなものは、履歴属性または他の情報さえも採用してもよい。

【0200】

２２０８では、拡張現実システムが、エンドユーザへの少なくとも１つの仮想オブジェ
クトの表示の一部分を一時的に消去する。例えば、拡張現実システムは、フレームバッフ
ァから読み取ることをやめてもよい。加えて、または代替として、拡張現実システムは、
照明または光源をオフにしてもよい。そのようなものは、ＬＣＤディスプレイのバックラ
イトを一時的にオフにすることを含んでもよい。

【0201】

図２３は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２３０
０を示す。方法２３００は、図２２の方法２２００を行う際に採用されてもよい。

【0202】

２３０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、頭部追跡データを処理する。頭部追跡データは、少なくともエンド
ユーザの頭部の配向を示す。頭部追跡データは、エンドユーザによって頭部に装着される
場合もあり、されない場合もある、少なくとも１つの変換器を介して供給されてもよい。
拡張現実システムは、頭部追跡データを処理するために、本明細書の他の場所で説明され
る多数の技法のうちのいずれかを採用してもよい。

【0203】

２３０４では、エンドユーザに提示される画像のうちの少なくともいくつかについて、
拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／またはプロセッサ）
が、エンドユーザ基準フレームに対してエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの出現
場所を判定する。エンドユーザの視野に新たに導入されたときの仮想オブジェクトの出現
場所を判定する。少なくとも１つの前の画像内の仮想オブジェクトの位置に対する、画像
内の新しい位置で仮想オブジェクトの出現場所を判定する。拡張現実システムは、仮想オ
ブジェクトの出現場所を判定するために、本明細書の他の場所で説明される多数の技法の
うちのいずれかを採用してもよい。

【0204】

２３０６では、拡張現実システムは、仮想オブジェクトの判定された出現が十分魅力的
であるかどうかを査定する。例えば、拡張現実システムは、仮想オブジェクトの相対的な
視覚的魅力（例えば、速度、色、サイズ、輝度、光ること、透明度、特殊な光学効果）を
査定してもよい。また、例えば、拡張現実システムは、相対的な関心の魅力（例えば、新
規性、最近性、以前の注目、エンドユーザによる以前の識別、エンドユーザとの以前の相
互作用）を査定してもよい。

【0205】

２３０８では、拡張現実システムは、判定された場所が、エンドユーザの頭部の現在の
位置に対して、エンドユーザの頭部を旋回させるようにエンドユーザに要求するかどうか
を査定する。拡張現実システムは、エンドユーザの頭部の現在の位置および／または配向
、ならびに仮想オブジェクトの相対位置および／または配向を採用してもよい。拡張現実
システムは、距離、例えば、エンドユーザの現在の焦点と仮想オブジェクトの位置および
／または配向との間の角度距離を判定してもよい。拡張現実システムは、判定された距離
が眼の動きの範囲内であるかどうか、またはエンドユーザが頭部も旋回させなければなら
ないかどうかを判定してもよい。エンドユーザが頭部を旋回させなければならない場合、
本システムは、エンドユーザがどれだけ頭部を旋回させなければならないかを査定しても
よい。例えば、拡張現実システムは、エンドユーザの眼の動きと頭部の動きとの間の関係
を特定する、情報を採用してもよい。そのようなものは、頭部を旋回させる前に、眼の動
きのみを介して、どの程度エンドユーザが注視を偏移させるであろうかを示してもよい。
顕著なことには、眼の動きと頭部の動きとの間の関係は、種々の異なる方向について、例
えば、ａ）上から下、ｂ）下から上、ｃ）左から右、ｄ）右から左、ｅ）左下から右上へ
対角線上に、ｆ）右下から左上へ対角線上に、ｇ）左上から右下へ対角線上に、またはｈ
）右上から左下へ対角線上に、特定されてもよい。

【0206】

２３１０では、拡張現実システムが、査定に基づいて頭部の動きの発生を予測する。拡
張現実システムは、頭部の動きが起こるであろうかどうか、頭部の動きの方向および／ま
たは配向、および／または頭部の動きの速度あるいは加速を予測する際に、査定からの１
つまたはそれを上回る要因を使用してもよい。拡張現実システムは、エンドユーザ特有で
あるか、またはエンドユーザ群にとってより一般的であるかのいずれかである、履歴デー
タを採用してもよい。拡張現実システムは、頭部の動きの予測の精度を増加させるように
、１つまたはそれを上回る機械学習アルゴリズムを実装してもよい。

【0207】

図２４は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２４０
０を示す。方法２４００は、図２２の方法２２００の行為２２０８を行う際に採用されて
もよい。

【0208】

２４０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、ディスプレイまたはディスプレイのバックライトを点滅または閃光
させる。点滅または閃光は、検出された頭部の動きまたは予測された頭部の動きの全体ま
たは一部分にわたって起こる。そのようなものは、有利なことには、仮想オブジェクトの
フレームまたは提示内の矛盾の知覚を効果的に低減させてもよい。そのようなものはまた
、知覚されたフレームレートを効果的に増加させてもよい。

【0209】

図２５は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２５０
０を示す。

【0210】

２５０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、エンドユーザの頭部の動きの発生を検出および／または予測する。
例えば、拡張現実システムは、少なくともエンドユーザの頭部の配向を示す頭部追跡デー
タを処理してもよい。加えて、または代替として、拡張現実システムは、エンドユーザ基
準フレームに対してエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの出現場所を判定し、判定
された場所が、エンドユーザの頭部を旋回させるようにエンドユーザに要求するかどうか
を査定し、査定に基づいて頭部の動きの発生を予測してもよい。拡張現実システムは、頭
部の動きの発生を検出および／または予測するために、本明細書の他の場所で説明される
多数の技法のうちのいずれかを採用してもよい。

【0211】

２５０４では、拡張現実システムは、検出または予測された頭部の動きが頭部の動きの
公称値を超えるかどうかを判定する。拡張現実システムは、検出または予測された頭部の
動きが頭部の動きの公称値を超えるかどうかを判定するために、本明細書の他の場所で説
明される多数の技法のうちのいずれかを採用してもよい。

【0212】

２５０６では、検出された、または予測する部の動きが頭部の動きの公称値を超えると
いう判定に応答して、拡張現実システムは、少なくとも１つの自由度でプロジェクタを移
動させるように、アクチュエータを選択的に起動する。プロジェクタを移動させることは
、少なくとも１つの軸に沿って第１の光ファイバを平行移動させることを含んでもよい。
プロジェクタを移動させることは、少なくとも１つの軸の周囲で第１の光ファイバを枢動
させることを含んでもよい。

【0213】

図２６は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２６０
０を示す。

【0214】

拡張現実システムは、フレームをオーバーレンダリングし、所与の表示技術の最大領域
および最大解像度のための必要よりはるかに大きいフレームを生成する。例えば、頭部装
着型または搭載型拡張現実システムでは、表示または投影に利用可能な領域は、機器の種
々のパラメータによって設定されてもよい。同様に、拡張現実システムが、複数の明確に
異なる解像度で動作することが可能であり得る一方で、機器は、上限または最大解像度を
設定するであろう。オーバーレンダリングされたフレームは、最大解像度で最大表示領域
を超えるピクセルのセットのピクセル情報を含む。そのようなものは、有利なことには、
拡張現実システムがフレームの部分のみ（例えば、中断されていなければフレームの各フ
ィールドの一部分）を読み出すことを可能にしてもよい。そのようなものは、拡張現実シ
ステムがユーザに提示される画像を偏移させることを可能にしてもよい。

【0215】

２６０２では、拡張現実システム（例えば、コントローラサブシステムおよび／または
プロセッサ）が、画定された視野のための複数のフレームのそれぞれをオーバーレンダリ
ングする。そのようなものは、最大解像度での最大領域に別様に必要とされるであろう、
より多くのピクセル情報を生成することを必要とする。例えば、フレームの領域は、例え
ば、フレームによって画定される水平、垂直、または直交方向のいずれかで、ピクセル情
報を増加させる、最大領域の割合によって増加させられてもよい。フレームサイズが大き
いほど、拡張現実システムが、ユーザに提示される画像の境界を偏移させるように、さら
なる自由度を有するであろう。

【0216】

２６０４では、拡張現実システムが、オーバーレンダリングされたフレームを少なくと
も１つのフレームバッファに連続的にバッファリングする。拡張現実システムは、最大解
像度での最大表示サイズに必要とされるフレームサイズより大きい、フレームバッファを
採用してもよい。いくつかの実装は、複数のフレームバッファを採用する。そのようなも
のは、本明細書の他の場所で説明されるように、フレームの提示の中断を促進してもよい
。

【0217】

２６０６では、拡張現実システムが、提示するそれぞれの画像の一部分を判定する。拡
張現実システムは、種々の要因のうちのいずれかに基づいて一部分を判定してもよい。例
えば、要因は、エンドユーザが注目している、集中している、またはエンドユーザの注目
を別様に集めた、画像または場面内の場所を示してもよい。再度、眼の追跡を含むが、そ
れに限定されない、種々の技法が採用されてもよい。また、例えば、要因は、エンドユー
ザが注目、集中すると予測される、またはエンドユーザの注目を別様に集めるであろう、
画像または場面内の場所を示してもよい。再度、新たに出現する仮想オブジェクト、高速
または急速に移動する仮想オブジェクト、視覚的に魅力的である仮想オブジェクト、以前
に指定された（例えば、エンドユーザによって、またはエンドユーザの相互作用を以前に
追跡することによって指定された）仮想オブジェクト、および／または垂直オブジェクト
の固有の性質に基づいて注目の魅力がある仮想オブジェクトを識別することを含むが、そ
れに限定されない、種々の技法が採用されてもよい。垂直オブジェクトの固有の性質に基
づいて注目の魅力がある仮想オブジェクトは、例えば、一般化エンドユーザまたは特定の
エンドユーザのいずれかにとって懸念または不安のオブジェクトまたはアイテム（例えば
、差し迫った脅威）を視覚的に表す、仮想オブジェクトを含んでもよい。

【0218】

２６０８では、拡張現実システムが、フレームバッファからオーバーレンダリングされ
たフレームの一部分を選択的に読み出す。一部分は、提示するそれぞれの画像の判定され
た部分に少なくとも部分的に基づく。例えば、読み出される部分は、識別された場所に近
接するか、またはそれと合致あるいは共同整合するように偏移させられる、中心を有して
もよい。識別された場所は、例えば、エンドユーザの注目を集めた前の画像またはフレー
ム内の場所であってもよい。識別された場所は、例えば、エンドユーザの注目を集めるで
あろうと拡張現実システムが予測した、後続フレーム内の場所であってもよい。

【0219】

図２７は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２７０
０を示す。方法２７００は、図２６の方法２６００を行う際に採用されてもよい。例えば
、方法２７００は、エンドユーザの注目を集めるであろう、後続フレームまたは画像内の
場所を予測するために使用されてもよい。

【0220】

２７０２では、フレームのうちの少なくともいくつかについて、拡張現実システム（例
えば、そのコントローラサブシステムおよび／またはプロセッサ）が、エンドユーザ基準
フレームに対してエンドユーザの視野内の仮想オブジェクトの出現場所を判定する。

【0221】

２７０４では、拡張現実システムが、視野内の仮想オブジェクトの出現場所を判定する
ことに少なくとも部分的に基づいて、フレームバッファから選択的に読み出す。例えば、
読み出される部分は、識別された場所に近接するか、またはそれと合致あるいは共同整合
するように偏移させられる、中心を有してもよい。代替として、読み出される部分の境界
は、２またはさらに３次元で、直接周辺領域内の判定された場所を包含するように偏移さ
せられてもよい。例えば、拡張現実システムは、エンドユーザに提示するために、フレー
ムバッファから読み出されるオーバーレンダリングされたフレーム全体の一部分（例えば
、８０％）を選択してもよい。拡張現実システムは、境界が、例えば、エンドユーザに現
在提示されている画像内で、エンドユーザの注目の現在の場所に対して偏移させられるよ
うに、その部分を選択してもよい。拡張現実システムは、現在の場所および予測された場
所が、後に提示される画像内でエンドユーザに提示されるように、境界を設定しながら、
両方の場所の組み合わせに基づいて境界を選択してもよい。

【0222】

図２８は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２８０
０を示す。方法２８００は、図２６の方法２６００を行う際に採用されてもよい。例えば
、方法２８００は、エンドユーザの注目を集めた、または集めると予測される、画像内の
場所を判定するために使用されてもよい。

【0223】

２８０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）は、新しい仮想がエンドユーザの視野に新たに導入されたときに、新し
い仮想オブジェクトの出現場所を判定する。拡張現実システムは、エンドユーザに提示さ
れる直前の前のフレームまたは画像に対して新しい、仮想オブジェクトの導入を識別する
ために、本明細書で説明される種々の技法のうちのいずれかを採用してもよい。したがっ
て、たとえ仮想オブジェクトが、提示のある他の部分でエンドユーザに以前に提示されて
いたとしても、仮想オブジェクトの再導入にエンドユーザの注目を集めさせるために十分
な数の介在画像が提示されていれば、仮想オブジェクトは、新たに導入されたものとして
識別されてもよい。

【0224】

２８０４では、拡張現実システムが、少なくとも１つの前のフレーム内の位置に対する
、フレーム内の新しい位置で仮想オブジェクトの出現場所を判定する。拡張現実システム
は、エンドユーザに提示される直前のフレームまたは画像に対して移動させられる、いく
つかの画像内の新しいまたは異なる位置への仮想オブジェクトの移動を識別するために、
本明細書で説明される種々の技法のうちのいずれかを採用してもよい。したがって、たと
え仮想オブジェクトが、提示のある他の部分の中のある場所でエンドユーザに以前に提示
されていたとしても、前の場所における仮想オブジェクトの再出現にエンドユーザの注目
を集めさせるために十分な数の介在画像が提示されていれば、仮想オブジェクトは、移動
させられた、または移動しているものとして識別されてもよい。

【0225】

２８０６では、拡張現実システムが、エンドユーザの視野内で、少なくとも定義された
最小速度を有する仮想オブジェクトの場所を判定する。拡張現実システムは、画像から画
像への仮想オブジェクトの移動の速度を判定するため、およびその速度を定義または公称
速度と比較するために、本明細書で説明される種々の技法のうちのいずれかを採用しても
よい。判定された速度は、画像内の固定基準フレームに対するか、または画像内で出現す
る他の仮想オブジェクトおよび／または物理的オブジェクトに対するものであってもよい
。

【0226】

２８０８では、拡張現実システムが、画像内の仮想オブジェクトの場所に少なくとも部
分的に基づいて、提示するそれぞれの画像の一部分を判定する。拡張現実システムは、提
示するそれぞれの画像の一部分を判定するために、本明細書で説明される種々の技法のう
ちのいずれかを採用してもよい。判定は、種々の要因のうちのいずれかに基づいてもよい
。要因は、例えば、エンドユーザが注目している、集中している、またはエンドユーザの
注目を別様に集めた、画像または場面内の場所を示す要因またはデータを含んでもよい。
要因は、例えば、エンドユーザが注目、集中すると予測される、またはエンドユーザの注
目を別様に集めるであろう、画像または場面内の場所を示す要因またはデータを含んでも
よい。拡張現実システムは、実際の検出を介するか、または予測を介するかにかかわらず
、エンドユーザの注目を集めた場所を識別するために、本明細書の他の場所で説明される
種々の技法のうちのいずれかを採用してもよい。

【0227】

２８１０では、拡張現実システムが、少なくとも１つの後続フレームのためのフレーム
バッファの一部分を読み出す。読み出される部分は、少なくとも、提示されるであろうそ
れぞれの画像の判定された部分に向かって、画像の中心を偏移させる。拡張現実システム
は、エンドユーザの実際または予測された注目の中心の場所に基づいて、画像の中心また
は境界を偏移させる、フレームの一部分をフレームバッファから読み出すために、本明細
書で説明される種々の技法のうちのいずれかを採用してもよい。

【0228】

図２９は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法２９０
０を示す。方法２９００は、図２６の方法２６００を行う際に採用されてもよい。具体的
には、方法２９００は、エンドユーザの予測された頭部の動きに基づいて、フレームのど
の部分を読み出すかを判定するために採用されてもよい。

【0229】

２９０２では、拡張現実システム（例えば、そのコントローラサブシステムおよび／ま
たはプロセッサ）が、エンドユーザの頭部の動きの発生を予測する。拡張現実システムは
、頭部の動きを予測するために、本明細書で説明される種々の技法のうちのいずれかを採
用してもよい。そのような技法は、新しい仮想オブジェクト、移動する仮想オブジェクト
、急速に移動する仮想オブジェクト、以前に選択された仮想オブジェクト、および／また
は視覚的に魅力的な仮想オブジェクトの画像内の出現を検出することを含むが、それに限
定されない。

【0230】

２９０４では、拡張現実システムが、予測された頭部の動きに少なくとも部分的に基づ
いて、提示するそれぞれのフレームまたは画像の一部分を判定する。拡張現実システムは
、使用されるフレームの部分を判定するために、本明細書で説明される種々の技法のうち
のいずれかを採用してもよい。例えば、拡張現実システムは、境界が予測された頭部の動
きの予測された終点の場所を包含するように、一部分を選択してもよい。頭部の動きの予
測が仮想オブジェクトの出現（例えば、新たに導入された、移動する、魅力的な出現、エ
ンドユーザによって以前に選択された）で予測される場合、終点は、後続フレームまたは
画像内のその仮想オブジェクトの場所と一致し得る。

【0231】

図３０は、１つの図示した実施形態による、拡張現実システムにおける動作方法３００
０を示す。

【0232】

拡張現実システムは、フレームをオーバーレンダリングし、所与の表示技術の最大領域
および最大解像度のための必要よりはるかに大きいフレームを生成する。例えば、頭部装
着型または搭載型拡張現実システムでは、表示または投影に利用可能な領域は、機器の種
々のパラメータによって設定されてもよい。同様に、拡張現実システムが、複数の明確に
異なる解像度で動作することが可能であり得る一方で、機器は、上限または最大解像度を
設定するであろう。オーバーレンダリングされたフレームは、最大解像度で最大表示領域
を超えるピクセルのセットのピクセル情報を含む。そのようなものは、有利なことには、
拡張現実システムがフレームの部分のみ（例えば、中断されていなければフレームの各フ
ィールドの一部分）を読み出すことを可能にしてもよい。そのようなものは、拡張現実シ
ステムがユーザに提示される画像を偏移させることを可能にしてもよい。

【0233】

３００２では、拡張現実システム（例えば、コントローラサブシステムおよび／または
プロセッサ）が、画定された視野のための複数のフレームのそれぞれをオーバーレンダリ
ングする。そのようなものは、最大解像度での最大領域に別様に必要とされるであろう、
より多くのピクセル情報を生成することを必要とする。例えば、フレームの領域は、例え
ば、フレームによって画定される水平、垂直、または直交方向のいずれかで、ピクセル情
報を増加させる、最大領域の割合によって増加させられてもよい。フレームサイズが大き
いほど、拡張現実システムが、ユーザに提示される画像の境界を偏移させるように、さら
なる自由度を有するであろう。

【0234】

３００４では、拡張現実システムが、提示するそれぞれの画像の一部分を判定する。拡
張現実システムは、種々の要因のうちのいずれかに基づいて一部分を判定してもよい。例
えば、要因は、エンドユーザが注目している、集中している、またはエンドユーザの注目
を別様に集めた、画像または場面内の場所を示してもよい。再度、眼の追跡を含むが、そ
れに限定されない、種々の技法が採用されてもよい。また、例えば、要因は、エンドユー
ザが注目、集中すると予測される、またはエンドユーザの注目を別様に集めるであろう、
画像または場面内の場所を示してもよい。再度、新たに出現する仮想オブジェクト、高速
または急速に移動する仮想オブジェクト、視覚的に魅力的である仮想オブジェクト、以前
に指定された（例えば、エンドユーザによって、またはエンドユーザの相互作用を以前に
追跡することによって指定された）仮想オブジェクト、および／または垂直オブジェクト
の固有の性質に基づいて注目の魅力がある仮想オブジェクトを識別することを含むが、そ
れに限定されない、種々の技法が採用されてもよい。垂直オブジェクトの固有の性質に基
づいて注目の魅力がある仮想オブジェクトは、例えば、一般化エンドユーザまたは特定の
エンドユーザのいずれかにとって懸念または不安のオブジェクトまたはアイテム（例えば
、差し迫った脅威）を視覚的に表す、仮想オブジェクトを含んでもよい。

【0235】

３００６では、拡張現実システムが、オーバーレンダリングされたフレームの１つまた
はそれを上回る判定された部分をバッファの中へ動的にアドレス指定する。判定された部
分は、例えば、エンドユーザの注目、関心、または焦点の識別された場所に近接するか、
またはそれと合致あるいは共同整合するように偏移させられる、中心を有してもよい。識
別された場所は、例えば、エンドユーザの注目を集めた前の画像またはフレーム内の場所
であってもよい。識別された場所は、例えば、エンドユーザの注目を集めるであろうと拡
張現実システムが予測した、後続フレーム内の場所であってもよい。いくつかの実装は、
複数のフレームバッファを採用する。そのようなものは、本明細書の他の場所で説明され
るように、フレームのための提示の中断を促進してもよい。
３００８では、拡張現実システムが、フレームバッファからオーバーレンダリングフレー
ムの判定された部分を読み出す。

【0236】

本発明の種々の例示的実施形態が本明細書で説明される。非限定的な意味で、これらの
実施例を参照する。それらは、本発明のより広く適用可能な側面を例証するように提供さ
れる。種々の変更が、説明される本発明に行われてもよく、本発明の真の精神および範囲
から逸脱することなく、均等物が置換されてもよい。加えて、特定の状況、材料、組成物
、プロセス、プロセスの行為またはステップを、本発明の目的、精神、または範囲に適合
させるように、多くの修正が行われてもよい。さらに、当業者によって理解されるように
、本明細書で説明および図示される個々の変形例のそれぞれは、本発明の範囲または精神
から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のうちのいずれかの特徴から容易に分離
され得るか、またはそれらと組み合わせられ得る、離散構成要素および特徴を有する。全
てのそのような修正は、本開示と関連付けられる請求項の範囲内であることを目的として
いる。

【0237】

本発明は、本デバイスを使用して行われ得る方法を含む。本方法は、そのような好適な
デバイスを提供する行為を含んでもよい。そのような提供は、エンドユーザによって行わ
れてもよい。換言すると、「提供する」行為は、本方法において必要デバイスを提供する
ために、取得する、アクセスする、接近する、位置付ける、設定する、起動する、電源投
入する、または別様に作用するようにエンドユーザに要求するにすぎない。本明細書に記
載される方法は、論理的に可能である記載された事象の任意の順序で、ならびに事象の記
載された順序で実行されてもよい。

【0238】

本発明の例示的側面が、材料選択および製造に関する詳細とともに、上記で記載されて
いる。本発明の他の詳細に関して、これらは、上記の参照された特許および公開に関連し
て理解されるとともに、概して、当業者によって把握または理解され得る。同じことが、
一般的または理論的に採用されるような付加的な行為の観点から、本発明の方法ベースの
側面に関して当てはまり得る。

【0239】

加えて、本発明は、種々の特徴を随意に組み込む、いくつかの実施例を参照して説明さ
れているが、本発明は、本発明の各変形例に関して考慮されるように説明または指示され
るものに限定されるものではない。種々の変更が、説明される本発明に行われてもよく、
本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、（本明細書に記載されるか、または
いくらか簡潔にするために含まれないかどうかにかかわらず）均等物が置換されてもよい
。加えて、値の範囲が提供される場合、その範囲の上限と加減との間の全ての介在値、お
よびその規定範囲内の任意の他の規定または介在値が、本発明内に包含されることが理解
される。

【0240】

また、本明細書で説明される発明の変形例の任意の随意的な特徴が、独立して、または
本明細書で説明される特徴のうちのいずれか１つまたはそれを上回る特徴と組み合わせて
、記載および請求され得ることが考慮される。単数形の項目の言及は、複数の同一項目が
存在する可能性を含む。より具体的には、本明細書で、およびそれに関連付けられる請求
項で使用されるように、「１つの（ａ、ａｎ）」、「該（ｓａｉｄ）」、および「前記（
ｔｈｅ）」という単数形は、特に別様に記述されない限り、複数の指示対象を含む。換言
すると、冠詞の使用は、上記の説明ならびに本開示と関連付けられる請求項で、対象項目
の「少なくとも１つ」を可能にする。さらに、そのような請求項は、任意の随意的な要素
を除外するように起草され得ることに留意されたい。したがって、この記述は、請求項要
素の記載に関連する「だけ」、「のみ」、および同等物等の排他的用語の使用、または「
否定的」制限の使用のための先行詞としての機能を果たすことを目的としている。

【0241】

そのような排他的用語を使用することなく、本開示と関連付けられる請求項での「備え
る」という用語は、所与の数の要素がそのような請求項で列挙されるか、または特徴の追
加をそのような請求項に記載される要素の性質を変換するものと見なすことができるかど
うかにかかわらず、任意の付加的な要素の包含を可能にするものとする。本明細書で特に
定義される場合を除いて、本明細書で使用される全ての技術および科学用語は、請求項の
有効性を維持しながら、可能な限り広義の一般的に理解されている意味を与えられるもの
である。

【0242】

本発明の範疇は、提供される実施例および／または本明細書に限定されるものではない
が、むしろ本開示と関連付けられる請求項の範囲のみによって限定されるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】