特表2022-543363眼追跡のための角度的にセグメント化されたホットミラー
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-12
(54)【発明の名称】眼追跡のための角度的にセグメント化されたホットミラー
(51)【国際特許分類】
G02B 5/08 20060101AFI20221004BHJP
G02B 27/02 20060101ALI20221004BHJP
A61B 3/113 20060101ALI20221004BHJP
A61B 3/10 20060101ALI20221004BHJP
A61B 3/103 20060101ALI20221004BHJP
G02B 5/18 20060101ALI20221004BHJP
G02B 5/32 20060101ALI20221004BHJP
【ＦＩ】
G02B5/08 C
G02B27/02 Z
A61B3/113
A61B3/10
A61B3/103
G02B5/18
G02B5/32
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022506147
(86)(22)【出願日】2020-07-29
(85)【翻訳文提出日】2022-03-25
(86)【国際出願番号】 US2020044107
(87)【国際公開番号】W WO2021021957
(87)【国際公開日】2021-02-04
(31)【優先権主張番号】62/880,499
(32)【優先日】2019-07-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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．
【住所又は居所原語表記】７５００ Ｗ ＳＵＮＲＩＳＥ ＢＬＶＤ，ＰＬＡＮＴＡＴＩＯＮ，ＦＬ ３３３２２ ＵＳＡ
(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】コーエン， デイビッド
【テーマコード（参考）】
2H042
2H199
2H249
4C316
【Ｆターム（参考）】
2H042DA01
2H042DA21
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4C316AA03
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(57)【要約】
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）と併用するための結像システムの実施例が、開示される。結像システムは、前向きに向いた結像カメラを含むことができ、ＨＭＤのディスプレイの表面は、光を結像カメラに反射させるように構成される、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）またはホットミラーを含むことができる。ＤＯＥまたはホットミラーは、例えば、異なる角度または異なる屈折力を有する異なるセグメントを用いて、セグメント化されることができる。結像システムは、眼追跡、バイオメトリック識別、眼の３次元形状の多視点再構築等のために使用されることができる。角度的にセグメント化された光学要素を製造するための方法もまた、提供される。本方法は、射出成型を含むことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セグメント化されたホットミラーを製造する方法であって、前記方法は、第１の空洞を有する第１の金型を提供するステップであって、前記第１の空洞は、第２の部分に対して非ゼロ角度である第１の部分を有する第１の表面を備える、ステップと、
ホットミラーフィルムを前記第１の空洞の第１の表面の少なくとも前記第１の部分および前記第２の部分に隣接して配置するステップと、
第１のポリマー材料を前記第１の金型の第１の空洞の中に投入し、第１の成型されたコンポーネントを形成するステップと、
前記第１の成型されたコンポーネントを前記第１の金型から除去するステップであって、前記第１の成型されたコンポーネントは、前記ホットミラーフィルムの少なくとも一部を含む、ステップと、
前記第１の成型されたコンポーネントを、第２の空洞を有する第２の金型内に配置するステップと、
第２のポリマー材料を前記第２の空洞の中に投入し、第２の成型されたコンポーネントを形成するステップであって、前記第２のポリマー材料は、前記ホットミラーフィルムの少なくとも一部を被覆する、ステップと、
前記第２の成型されたコンポーネントを前記第２の金型から除去するステップと
を含む、方法。
【請求項2】
前記非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記非ゼロ角度は、５度～２０度の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記ホットミラーフィルムは、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性である、請求項１－３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
前記ホットミラーフィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍの第１の波長範囲内の光に対して実質的に透過性であり、約８００ｎｍ～９００ｎｍの第２の波長範囲内の光に対して実質的に反射性である、請求項１－４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記第１のポリマーは、前記第２のポリマーと同一である、請求項１－５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記第１のポリマーまたは前記第２のポリマーは、可視光および赤外線光に対して実質的に透過性である、請求項１－６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
前記第１のポリマーまたは前記第２のポリマーは、熱可塑性ポリマーを含む、請求項１－７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
前記第１のポリマーまたは前記第２のポリマーは、ポリカーボネートまたはポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）を含む、請求項１－８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
前記第１の成型されたコンポーネントまたは前記第２の成型されたコンポーネントの外側に延在する前記ホットフィルムの一部を除去するステップをさらに含む、請求項１－９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の成型されたコンポーネントを、第２の空洞を有する第２の金型内に配置するステップは、前記ホットミラーフィルムが前記第２の空洞の中心領域に向かって配置されるように、前記第１の成型されたコンポーネントを配向するステップを含む、請求項１－１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の金型は、通気口を前記第１の部分と前記第２の部分との間に備える、請求項１－１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項13】
少なくとも１つの赤外線光源を前記第２の金型の第２の空洞内に配置するステップをさらに含む、請求項１－１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項14】
前記少なくとも１つの赤外線光源は、ポリマーフィルム上に配置され、前記方法は、前記ポリマーフィルムを前記第２の金型の第２の空洞内に配置するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記ポリマーフィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の金型の第１の表面は、前記第２の部分に隣接する第３の部分を備え、前記第３の部分は、前記第２の部分に対して第２の非ゼロ角度にある、請求項１－１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の表面の第１の部分または第２の部分は、湾曲領域を備える、請求項１－１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項18】
前記第２の成型されたコンポーネントを拡張、複合、または仮想現実デバイスのためのディスプレイに取り付けるステップをさらに含む、請求項１－１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項19】
光学要素を形成する方法であって、前記方法は、光学フィルムを第１の金型のセグメント化された表面に隣接して配置するステップであって、前記セグメント化された表面は、第１の部分と、前記第１の部分に対して非ゼロ角度にある第２の部分とを備え、前記光学フィルムは、第１の波長範囲内において実質的に透明であり、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲内において、実質的に反射性である、ステップと、
第１のポリマーを前記第１の金型の第１の空洞の中に投入し、第１の光学要素を形成するステップであって、前記第１のポリマーは、前記第１の波長範囲および前記第２の波長範囲内において実質的に透明であり、前記第１の光学要素は、前記光学フィルムの少なくとも一部を備える、ステップと、
前記第１の光学要素を第２の金型内に配置するステップと、
第２のポリマーを前記第２の金型の中に投入し、第２の光学要素を形成するステップであって、前記第２のポリマーは、前記第１の光学要素の光学フィルムの少なくとも一部を被覆する、ステップと、
前記第２の光学要素を前記第２の金型から除去するステップと
を含む、方法。
【請求項20】
前記第１の波長範囲は、可視波長範囲の少なくとも一部を含み、前記第２の波長範囲は、赤外線波長範囲の少なくとも一部を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記第１の金型は、通気口を前記第１の部分と前記第２の部分との間に備える、請求項１９または請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記セグメント化された表面の第１の部分または第２の部分は、略平坦である、請求項１９－２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項23】
前記光学フィルムを前記第１の光学要素の第１の縁または前記第２の光学要素の第２の縁で終端させるステップをさらに含む、請求項１９－２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項24】
光源を前記第２の金型内に配置するステップをさらに含む、請求項１９－２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項25】
前記非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、請求項１９－２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項26】
前記光学フィルムは、回折要素またはホログラフィック要素を備える、請求項１９－２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項27】
光学要素を形成するための方法であって、前記方法は、光学フィルムを第１の光学要素の第１の表面に適用するステップであって、前記第１の表面は、第１のセクションと、第２のセクションとを備え、前記第２のセクションは、前記第１のセクションに対して非ゼロ角度にある、ステップと、
前記光学フィルムが前記第１の光学要素と第２の光学要素との間に配置されるように、第２の光学要素を前記第１の光学要素に適用し、前記光学要素を形成するステップと
を含む、方法。
【請求項28】
前記第１の光学要素、前記第２の光学要素、および前記光学フィルムは、可視内で光学的に透過性である、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記光学フィルムは、赤外線内で光学的に反射性であり、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素は、前記赤外線内で光学的に透過性である、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記光学フィルムを適用するステップは、前記光学フィルムを前記第１の表面上に接着するステップを含む、請求項２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項31】
前記光学フィルムを適用するステップは、前記光学フィルムを前記第１の表面上に堆積させるステップを含む、請求項２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項32】
前記第１の光学要素を射出成型するステップをさらに含む、請求項２７－３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項33】
前記第２の光学要素を適用するステップは、射出成型するステップを含む、請求項２７－３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項34】
請求項１－１８に記載の方法のいずれか１つに従って形成される、セグメント化されたホットミラー。
【請求項35】
請求項１９－３３に記載の方法のいずれか１つに従って形成される、光学要素。
【請求項36】
請求項３４に記載のセグメント化されたホットミラーまたは請求項３５に記載の光学要素を備える、ディスプレイ。
【請求項37】
請求項３６に記載のディスプレイを備える、拡張、仮想、または複合現実ディスプレイデバイス。
【請求項38】
ディスプレイ要素と結合するために構成されるホットミラーを製造する方法であって、前記方法は、ホットミラー層を第１の金型の第１および第２の表面に沿って配置するステップであって、前記第１の表面は、前記第２の表面の平面と立ち上がり角度を形成し、前記第１の金型の第１および第２の表面は、反射性材料の層の第１の表面と整合し、前記ホットミラー層は、可視光をそれを通して透過させ、赤外線光を反射させるように構成される、ステップと、
第１の透明材料を前記金型の内部の中に投入し、前記反射性材料の層の第１の表面と整合させることによって、中間構造を形成するステップと、
第２の透明材料を第２の金型の内部の中に投入し、前記反射性材料の層の第２の表面と整合させることによって、光学要素を形成するステップであって、前記第２の金型は、前記中間構造を格納し、前記反射性材料の層の第１の表面は、前記反射性材料の層の第２の表面に対向する、ステップと
を含む、方法。
【請求項39】
前記光学要素を、ユーザによって装着されるように構成されるフレームの中への挿入のために構成されるディスプレイ要素に結合するステップをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項40】
前記第１の金型は、前記第２の金型の形状と異なる形状を有する、請求項３８－３９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項41】
前記第１の金型は、前記第２の金型の形状と異なる形状を有する、請求項３８－４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項42】
前記第１および第２の透明材料は、同一である、請求項３８－４１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項43】
前記第１および第２の透明材料のうちの少なくとも１つは、ガラスまたはプラスチックを含む、請求項３８－４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項44】
前記立ち上がり角度は、約３ｏ～３５ｏである、請求項３８－４３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項45】
前記中間構造の外部表面は、前記反射性材料の層の第２の表面を備える、請求項３８－４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項46】
第２の透明材料を第２の金型の内部の中に投入するステップは、前記第２の透明材料の層を前記反射性材料の第２の表面上に形成するステップを含む、請求項３８－４５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項47】
前記光学要素を、ユーザの頭部上に装着されるように構成されるフレームの中に挿入するステップをさらに含む、請求項３８－４６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項48】
カメラを前記フレームに取り付けるステップをさらに含み、前記カメラは、前記ユーザの眼を結像するように構成される、請求項４７に記載の方法。
【請求項49】
請求項３８－４８のいずれか１項に記載の方法に従って製造される、ホットミラー。
【請求項50】
頭部搭載型ディスプレイシステムであって、ユーザの頭部上に支持されるように構成されるフレームと、
画像をユーザに表示するように構成される光学要素であって、前記光学要素は、環境からの光を前記ユーザの眼に透過させ、前記環境の一部のビューを前記ユーザに提供するように構成される、光学要素と、
前記光学要素からの光を受け取るように構成される前向きに向いた結像機と、
少なくとも部分的に、前記光学要素内に配置される反射性要素であって、前記反射性要素は、第１および第２のセグメントを備え、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントに対して非ゼロ角度で角度付けられ、前記第１のセグメントは、前記前向きに向いた結像機によって捕捉されるように構成される前記眼の第１の画像を生産するように構成され、前記第２のセグメントは、前記前向きに向いた結像機によって捕捉されるように構成される前記眼の第２の画像を生産するように構成される、反射性要素と
を備える、頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項51】
前記反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、請求項５０に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項52】
前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントと異なる屈折力を有する、請求項５０－５１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項53】
前記非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、請求項５０－５２のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項54】
前記反射性要素は、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性であるホットミラーフィルムを備える、請求項５０－５３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項55】
前記ホットミラーフィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍの第１の波長範囲内の光に対して実質的に透過性であり、約８００ｎｍ～９００ｎｍの第２の波長範囲内の光に対して実質的に反射性である、請求項５４に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項56】
前記光学要素は、その上または少なくとも部分的にその中に配置される少なくとも１つの赤外線光源を備える、請求項５０－５５のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項57】
前記光学要素は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、請求項５０－５６のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項58】
前記前向きに向いた結像機によって取得される前記ユーザの眼の画像を記憶するように構成される非一過性メモリと、前記非一過性メモリと通信するハードウェアプロセッサであって、前記ハードウェアプロセッサは、
前記眼の画像にアクセスすることと、
以下、すなわち、
前記ユーザの眼を追跡すること、
前記ユーザの眼と関連付けられるバイオメトリック情報を抽出すること、
前記ユーザの眼の一部の形状を再構築すること、
前記ユーザの眼の遠近調節状態を推定すること、または
前記ユーザの眼の網膜、虹彩、または他の要素を結像すること
のうちの１つまたはそれを上回るものを実施することと
を行うようにプログラムされる、ハードウェアプロセッサと
をさらに備える、請求項５０－５７のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項59】
前記ハードウェアプロセッサは、前記ユーザの眼の一部の形状を利用して、前記眼の配向を推定するようにプログラムされる、請求項５８に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項60】
前記光学要素は、前記ユーザの第１の眼の前方に位置付けられる、請求項５０－５９のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項61】
前記フレームは、複数の反射性セグメントを有する第２の反射性要素を支持し、前記第２の光学要素は、前記ユーザの第２の眼の前方に位置付けられる、請求項５０－６０のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項62】
前記第１または第２のセグメントのうちの少なくとも１つは、無限遠において前記眼を結像する個別の仮想カメラを生成するように構成される、請求項５０－６１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項63】
前記眼を結像するために、前記結像機は、前記ユーザが上向きに見ているとき、前記第１のセグメントを、前記ユーザが下向きに見ているとき、前記第２のセグメントを使用する、請求項６２に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項64】
前記眼を結像するために、前記ディスプレイシステムは、前記ユーザの睫毛または眼瞼によるより少ないオクルージョンを有する前記第１または第２のセグメントのセグメントを選択する、請求項６２－６３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項65】
頭部搭載型ディスプレイシステムであって、ユーザの頭部上に支持されるように構成されるフレームと、
前記フレーム上に配置されるディスプレイと、
接眼レンズであって、前記接眼レンズは、前記ディスプレイからの光を受け取り、光を前記ユーザの眼の中に投影し、仮想画像コンテンツを前記ユーザの視野に表示するように構成され、前記接眼レンズは、前記ユーザおよび前記頭部搭載型ディスプレイの正面の環境の一部からの光を前記ユーザの眼に透過させ、前記ユーザおよび前記頭部搭載型ディスプレイの正面の環境の前記一部のビューを提供するように配置される透明部分を含み、前記接眼レンズは、少なくとも１つの層を備える、接眼レンズと、
少なくとも１つの光源であって、前記少なくとも１つの光源は、少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの層に埋め込まれ、光を前記ユーザの眼に指向する、少なくとも１つの光源と
を備える、頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項66】
前記ユーザの眼を結像するように構成される結像機をさらに備える、請求項６５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項67】
前記ユーザの眼を結像するように構成される前向きに向いた結像機をさらに備える、請求項６５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項68】
反射性要素が、第１および第２のセグメントを備え、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントに対して非ゼロ角度で角度付けられ、前記第１のセグメントは、前記前向きに向いた結像機によって捕捉されるべき前記眼の第１の画像を生産するように構成され、前記第２のセグメントは、前記前向きに向いた結像機によって捕捉されるべき前記眼の第２の画像を生産するように構成される、請求項６７に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項69】
前記反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、請求項６８に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項70】
前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントと異なる屈折力を有する、請求項６８－６９のいずれかに記載の光学接眼レンズ。
【請求項71】
前記非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、請求項６８－７０のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項72】
前記反射性要素は、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性であるホットミラーフィルムを備える、請求項６８－７１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項73】
前記ホットミラーフィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍの第１の波長範囲内の光に対して実質的に透過性であり、約８００ｎｍ～９００ｎｍの第２の波長範囲内の光に対して実質的に反射性である、請求項７２に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項74】
前記接眼レンズは、少なくとも１つの導波管を備える、請求項６５－７３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項75】
前記接眼レンズは、層のスタックを備える、請求項６５－７４のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項76】
前記層のスタックは、少なくとも１つの導波管を備える、請求項７５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項77】
前記層のスタックは、複数の導波管を備える、請求項７５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項78】
第１および第２のセグメントを備える反射性要素が、前記層のスタック内に含まれ、前記第１のセグメントは、前記第２のセグメントに対して非ゼロ角度で角度付けられ、前記第１のセグメントは、前記前向きに向いた結像機によって捕捉されるべき前記眼の第１の画像を生産するように構成され、前記第２のセグメントは、前記前向きに向いた結像機によって捕捉されるように構成される前記眼の第２の画像を生産するように構成される、請求項７５－７７のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項79】
前記反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、請求項７８に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項80】
前記少なくとも１つの光源は、赤外線光源を備える、請求項６５－７９のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項81】
前記少なくとも１つの光源は、閃光を前記ユーザの眼上に形成するように構成される、請求項６５－８０のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項82】
前記少なくとも１つの光源は、ソリッドステートエミッタを備える、請求項６５－８１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項83】
少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの層に埋め込まれる前記少なくとも１つの光源は、少なくとも１つのＬＥＤを備える、請求項６５－８２のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項84】
電力を前記少なくとも１つの光源に提供するための伝導性材料をさらに備え、前記伝導性材料は、可視光に対して透過性である、請求項６５－８３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項85】
前記伝導性材料は、酸化インジウムスズを含む、請求項８４に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項86】
前記少なくとも１つの層は、透明層を備える、請求項６５－８５のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項87】
前記少なくとも１つの層は、ポリマーを含む、請求項６５－８６のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【請求項88】
光学要素を形成する方法であって、前記方法は、光学フィルムを第１の透明本体の第１の表面に適用するステップであって、前記第１の表面は、第１のセクションと、第２のセクションとを備え、前記第２のセクションは、前記第１のセクションに対して非ゼロ角度にある、ステップと、
前記光学フィルムが前記第１の透明本体と前記第２の透明本体との間に配置されるように、第２の透明本体を前記第１の透明本体に適用するステップと、
少なくとも１つの光源を備える層を、前記第１または第２の透明本体のうちの少なくとも１つ上に配置するステップと
を含む、方法。
【請求項89】
前記光学フィルムは、可視内で光学的に透過性である、請求項８８に記載の方法。
【請求項90】
前記光学フィルムは、赤外線内で光学的に反射性であり、前記第１の光学要素および前記第２の光学要素は、前記赤外線内で光学的に透過性である、請求項８９に記載の方法。
【請求項91】
前記光学フィルムを適用するステップは、前記光学フィルムを前記第１の表面上に接着するステップを含む、請求項８８－９０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項92】
前記光学フィルムを適用するステップは、前記光学フィルムを前記第１の表面上に堆積させるステップを含む、請求項８８－９１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項93】
前記第１の透明本体を射出成型するステップをさらに含む、請求項８８－９２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項94】
前記第２の光学要素を適用するステップは、射出成型するステップを含む、請求項８８－９３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項95】
前記少なくとも１つの光源を備える前記層は、前記第１の透明本体上に配置される、請求項８８－９４のいずれかに記載の方法。
【請求項96】
前記少なくとも１つの光源を備える前記層は、前記第２の透明本体上に配置される、請求項８８－９５のいずれかに記載の方法。
【請求項97】
前記少なくとも１つの光源を前記第１の透明本体内に配置するステップをさらに含む、請求項８８－９６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項98】
前記少なくとも１つの光源を前記第２の透明本体内に配置するステップをさらに含む、請求項８８－９７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項99】
少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの光源を前記第１の透明本体内に埋め込むステップをさらに含む、請求項８８－９８のいずれかに記載の方法。
【請求項100】
少なくとも部分的に、前記少なくとも１つの光源を前記第２の透明本体内に埋め込むステップをさらに含む、請求項８８－９９のいずれかに記載の方法。
【請求項101】
前記少なくとも１つの光源を備える前記層は、透明層を備える、請求項８８－１００のいずれかに記載の方法。
【請求項102】
前記少なくとも１つの光源は、ソリッドステートエミッタを備える、請求項８８－１０１のいずれかに記載の方法。
【請求項103】
前記少なくとも１つの光源は、ＬＥＤを備える、請求項８８－１０２のいずれかに記載の方法。
【請求項104】
請求項８８－１０３に記載の方法のいずれか１つに従って形成される、セグメント化されたホットミラー。
【請求項105】
請求項８８－１０３に記載の方法のいずれか１つに従って形成される、光学要素。
【請求項106】
請求項１０４に記載のセグメント化されたホットミラーまたは請求項１０５に記載の光学要素を備える、ディスプレイ。
【請求項107】
請求項１０６に記載のディスプレイを備える、拡張、仮想、または複合現実ディスプレイデバイス。
【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、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９（ｅ）（米国特許法第１１９条（ｅ））下、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１９年７月３０日に出願され、「ＡＮＧＵＬＡＲＬＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＨＯＴ ＭＩＲＲＯＲ ＦＯＲ ＥＹＥ ＴＲＡＣＫＩＮＧ」と題された、米国仮出願第６２／８８０，４９９号の優先権の利益を主張する。
本願は、３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９（ｅ）（米国特許法第１１９条（ｅ））下、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１９年７月３０日に出願され、「ＡＮＧＵＬＡＲＬＹ ＳＥＧＭＥＮＴＥＤ ＨＯＴ ＭＩＲＲＯＲ ＦＯＲ ＥＹＥ ＴＲＡＣＫＩＮＧ」と題された、米国仮出願第６２／８８０，４９９号の優先権の利益を主張する。
【0002】
本開示は、仮想現実および拡張現実結像ならびに可視化システム、眼の画像を取得するための結像システム、およびこれらの結像システムのための光学要素を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【0003】
現代のコンピューティングおよびディスプレイ技術は、デジタル的に再現された画像またはその一部が、本物であるように見える、またはそのように知覚され得る様式で、ユーザに提示される、いわゆる「仮想現実」または「拡張現実」体験のためのシステムの開発を促進している。仮想現実、すなわち、「ＶＲ」シナリオは、典型的には、他の実際の実世界の視覚的入力に対して透明性を伴わずに、デジタルまたは仮想画像情報の提示を伴い、拡張現実、すなわち、「ＡＲ」シナリオは、典型的には、ユーザの周囲の実際の世界の可視化の拡張としてデジタルもしくは仮想画像情報の提示を伴い、または複合現実「ＭＲ」は、物理的および仮想オブジェクトが、共存し、リアルタイムで相互作用する、新しい環境を生成するための実世界と仮想世界の融合に関連する。結論から述べると、ヒトの視知覚系は、非常に複雑であって、他の仮想または実世界画像要素の中で仮想画像要素の快適で、自然な感覚で、かつ豊かな提示を促進する、ＶＲ、ＡＲ、またはＭＲ技術を生産することは、困難である。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、ＶＲ、ＡＲ、およびＭＲ技術に関連する種々の課題に対処する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
ユーザの頭部上に装着されるように構成される、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）の実施形態が、開示される。ＨＭＤは、一対の耳掛けつるを備える、フレームと、対の光学要素のそれぞれがユーザの眼の前方に配置されることが可能であるように、フレームによって支持される、一対の光学要素と、対の耳掛けつるのうちの１つに搭載される、前向きに向いた結像機と、対の光学要素のうちの１つ内または上に配置される、反射性要素であって、赤外線光を、反射性要素によって反射された赤外線光を受け取るように構成される、前向きに向いた結像機に向かって反射させるように構成される、反射性要素とを備える。対の光学要素はそれぞれ、可視光に対して透明であることができる。反射性要素は、同一または異なる光学性質を有する、複数のセグメントを含むことができる。結像機は、ＨＭＤの装着者の眼の像を入手するように構成されることができる。ＨＭＤは、眼追跡、バイオメトリック識別、眼の形状の多視点再構築、眼の遠近調節状態の推定、または眼の網膜の結像のために、結像機によって入手された像を分析する、プロセッサを含むことができる。反射性要素は、異なる角度または異なる屈折力を有する異なるセグメントを用いて、セグメント化されることができる。
【0005】
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）と併用するための結像システムの実施例が、開示される。結像システムは、前向きに向いた結像カメラを含むことができ、ＨＭＤのディスプレイの表面は、光を結像カメラに反射させるように構成される、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）またはホットミラーを含むことができる。ＤＯＥまたはホットミラーは、例えば、異なる角度または異なる屈折力を有する異なるセグメントを用いて、セグメント化されることができる。結像システムは、眼追跡、バイオメトリック識別、眼の３次元形状の多視点再構築等のために使用されることができる。角度的にセグメント化された光学要素を製造するための方法もまた、提供される。本方法は、射出成型を含むことができる。いくつかの実施例が、下記に提供される。
【0006】
実施例１：セグメント化されたホットミラーを製造する方法であって、第１の空洞を有する第１の金型を提供するステップであって、第１の空洞は、第２の部分に対して非ゼロ角度である、第１の部分を有する、第１の表面を備える、ステップと、ホットミラーフィルムを第１の空洞の第１の表面の少なくとも第１の部分および第２の部分に隣接して配置するステップと、第１のポリマー材料を第１の金型の第１の空洞の中に投入し、第１の成型されたコンポーネントを形成するステップと、第１の成型されたコンポーネントを第１の金型から除去するステップであって、第１の成型されたコンポーネントは、ホットミラーフィルムの少なくとも一部を含む、ステップと、第１の成型されたコンポーネントを、第２の空洞を有する第２の金型内に配置するステップと、第２のポリマー材料を第２の空洞の中に投入し、第２の成型されたコンポーネントを形成するステップであって、第２のポリマー材料は、ホットミラーフィルムの少なくとも一部を被覆する、ステップと、第２の成型されたコンポーネントを第２の金型から除去するステップとを含む、方法。
【0007】
実施例２：非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、実施例１に記載の方法。
【0008】
実施例３：非ゼロ角度は、５度～２０度の範囲内である、実施例１に記載の方法。
【0009】
実施例４：ホットミラーフィルムは、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性である、実施例１－３のいずれか１項に記載の方法。
【0010】
実施例５：ホットミラーフィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍの第１の波長範囲内の光に対して実質的に透過性であり、約８００ｎｍ～９００ｎｍの第２の波長範囲内の光に対して実質的に反射性である、実施例１－４のいずれか１項に記載の方法。
【0011】
実施例６：第１のポリマーは、第２のポリマーと同一である、実施例１－５のいずれか１項に記載の方法。
【0012】
実施例７：第１のポリマーまたは第２のポリマーは、可視光および赤外線光に対して実質的に透過性である、実施例１－６のいずれか１項に記載の方法。
【0013】
実施例８：第１のポリマーまたは第２のポリマーは、熱可塑性ポリマーを含む、実施例１－７のいずれか１項に記載の方法。
【0014】
実施例９：第１のポリマーまたは第２のポリマーは、ポリカーボネートまたはポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）を含む、実施例１－８のいずれか１項に記載の方法。
【0015】
実施例１０：第１の成型されたコンポーネントまたは第２の成型されたコンポーネントの外側に延在する、ホットフィルムの一部を除去するステップをさらに含む、実施例１－９のいずれか１項に記載の方法。
【0016】
実施例１１：第１の成型されたコンポーネントを、第２の空洞を有する第２の金型内に配置するステップは、ホットミラーフィルムが第２の空洞の中心領域に向かって配置されるように、第１の成型されたコンポーネントを配向するステップを含む、実施例１－１０のいずれか１項に記載の方法。
【0017】
実施例１２：第１の金型は、通気口を第１の部分と第２の部分との間に備える、実施例１－１１のいずれか１項に記載の方法。
【0018】
実施例１３：少なくとも１つの赤外線光源を第２の金型の第２の空洞内に配置するステップをさらに含む、実施例１－１２のいずれか１項に記載の方法。
【0019】
実施例１４：少なくとも１つの赤外線光源は、ポリマーフィルム上に配置され、本方法は、ポリマーフィルムを第２の金型の第２の空洞内に配置するステップを含む、実施例１３に記載の方法。
【0020】
実施例１５：ポリマーフィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、実施例１４に記載の方法。
【0021】
実施例１６：第１の金型の第１の表面は、第２の部分に隣接する第３の部分を備え、第３の部分は、第２の部分に対して第２の非ゼロ角度にある、実施例１－１５のいずれか１項に記載の方法。
【0022】
実施例１７：第１の表面の第１の部分または第２の部分は、湾曲領域を備える、実施例１－１６のいずれか１項に記載の方法。
【0023】
実施例１８：第２の成型されたコンポーネントを拡張、複合、または仮想現実デバイスのためのディスプレイに取り付けるステップをさらに含む、実施例１－１７のいずれか１項に記載の方法。
【0024】
実施例１９：光学要素を形成する方法であって、光学フィルムを第１の金型のセグメント化された表面に隣接して配置するステップであって、セグメント化された表面は、第１の部分と、第１の部分に対して非ゼロ角度にある、第２の部分とを備え、光学フィルムは、第１の波長範囲内において実質的に透明であって、第１の波長範囲と異なる、第２の波長範囲内において、実質的に反射性である、ステップと、第１のポリマーを第１の金型の第１の空洞の中に投入し、第１の光学要素を形成するステップであって、第１のポリマーは、第１の波長範囲および第２の波長範囲内において実質的に透明であって、第１の光学要素は、光学フィルムの少なくとも一部を備える、ステップと、第１の光学要素を第２の金型内に配置するステップと、第２のポリマーを第２の金型の中に投入し、第２の光学要素を形成するステップであって、第２のポリマーは、第１の光学要素の光学フィルムの少なくとも一部を被覆する、ステップと、第２の光学要素を第２の金型から除去するステップとを含む、方法。
【0025】
実施例２０：第１の波長範囲は、可視波長範囲の少なくとも一部を含み、第２の波長範囲は、赤外線波長範囲の少なくとも一部を含む、実施例１９に記載の方法。
【0026】
実施例２１：第１の金型は、通気口を第１の部分と第２の部分との間に備える、実施例１９または実施例２０に記載の方法。
【0027】
実施例２２：セグメント化された表面の第１の部分または第２の部分は、略平坦である、実施例１９－２１のいずれか１項に記載の方法。
【0028】
実施例２３：光学フィルムを第１の光学要素の第１の縁または第２の光学要素の第２の縁で終端させるステップをさらに含む、実施例１９－２２のいずれか１項に記載の方法。
【0029】
実施例２４：光源を第２の金型内に配置するステップをさらに含む、実施例１９－２３のいずれか１項に記載の方法。
【0030】
実施例２５：非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、実施例１９－２４のいずれか１項に記載の方法。
【0031】
実施例２６：光学フィルムは、回折要素またはホログラフィック要素を備える、実施例１９－２５のいずれか１項に記載の方法。
【0032】
実施例２７：光学要素を形成するための方法であって、光学フィルムを第１の光学要素の第１の表面に適用するステップであって、第１の表面は、第１のセクションと、第２のセクションとを備え、第２のセクションは、第１のセクションに対して非ゼロ角度にある、ステップと、光学フィルムが第１の光学要素と第２の光学要素との間に配置されるように、第２の光学要素を第１の光学要素に適用し、光学要素を形成するステップとを含む、方法。
【0033】
実施例２８：第１の光学要素、第２の光学要素、および光学フィルムは、可視内で光学的に透過性である、実施例２７に記載の方法。
【0034】
実施例２９：光学フィルムは、赤外線内で光学的に反射性であって、第１の光学要素および第２の光学要素は、赤外線内で光学的に透過性である、実施例２８に記載の方法。
【0035】
実施例３０：光学フィルムを適用するステップは、光学フィルムを第１の表面上に接着するステップを含む、実施例２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
【0036】
実施例３１：光学フィルムを適用するステップは、光学フィルムを第１の表面上に堆積させるステップを含む、実施例２７－２９のいずれか１項に記載の方法。
【0037】
実施例３２：第１の光学要素を射出成型するステップをさらに含む、実施例２７－３１のいずれか１項に記載の方法。
【0038】
実施例３３：第２の光学要素を適用するステップは、射出成型するステップを含む、実施例２７－３２のいずれか１項に記載の方法。
【0039】
実施例３４：実施例１－３３に記載の方法のいずれか１項に従って形成される、セグメント化されたホットミラー。
【0040】
実施例３５：実施例１－３４の方法のいずれか１項に従って形成される、光学要素。
【0041】
実施例３６：実施例３４に記載のセグメント化されたホットミラーまたは実施例３５に記載の光学要素を備える、ディスプレイ。
【0042】
実施例３７：実施例３６に記載のディスプレイを備える、拡張、仮想、または複合現実ディスプレイデバイス。
【0043】
実施例３８：ディスプレイ要素と結合するために構成される、ホットミラーを製造する方法であって、ホットミラー層を第１の金型の第１および第２の表面に沿って配置するステップであって、第１の表面は、第２の表面の平面と立ち上がり角度を形成し、第１の金型の第１および第２の表面は、反射性材料の層の第１の表面と整合し、ホットミラー層は、可視光をそれを通して透過させ、赤外線光を反射させるように構成される、ステップと、第１の透明材料を金型の内部の中に投入し、反射性材料の層の第１の表面と整合させることによって、中間構造を形成するステップと、第２の透明材料を第２の金型の内部の中に投入し、反射性材料の層の第２の表面と整合させることによって、光学要素を形成するステップであって、第２の金型は、中間構造を格納し、反射性材料の層の第１の表面は、反射性材料の層の第２の表面に対向する、ステップとを含む、方法。
【0044】
実施例３９：光学要素を、ユーザによって装着されるように構成されるフレームの中への挿入のために構成される、ディスプレイ要素に結合するステップをさらに含む、実施例３８に記載の方法。
【0045】
実施例４０：第１の金型は、第２の金型の形状と異なる、形状を有する、実施例３８－３９のいずれか１項に記載の方法。
【0046】
実施例４１：第１の金型は、第２の金型の形状と異なる、形状を有する、実施例３８－４０のいずれか１項に記載の方法。
【0047】
実施例４２：第１および第２の透明材料は、同一である、実施例３８－４１のいずれか１項に記載の方法。
【0048】
実施例４３：第１および第２の透明材料のうちの少なくとも１つは、ガラスまたはプラスチックを含む、実施例３８－４２のいずれか１項に記載の方法。
【0049】
実施例４４：立ち上がり角度は、約３ｏ～３５ｏである、実施例３８－４３のいずれか１項に記載の方法。
【0050】
実施例４５：中間構造の外部表面は、反射性材料の層の第２の表面を備える、実施例３８－４４のいずれか１項に記載の方法。
【0051】
実施例４６：第２の透明材料を第２の金型の内部の中に投入するステップは、第２の透明材料の層を反射性材料の第２の表面上に形成するステップを含む、実施例３８－４５のいずれか１項に記載の方法。
【0052】
実施例４７：光学要素を、ユーザの頭部上に装着されるように構成される、フレームの中に挿入するステップをさらに含む、実施例３８－４６のいずれか１項に記載の方法。
【0053】
実施例４８：カメラをフレームに取り付けるステップをさらに含み、カメラは、ユーザの眼を結像するように構成される、実施例４７に記載の方法。
【0054】
実施例４９：実施例３８－４８のいずれか１項に記載の方法に従って製造される、ホットミラー。
【0055】
実施例５０：頭部搭載型ディスプレイシステムであって、ユーザの頭部上に支持されるように構成される、フレームと、画像をユーザに表示するように構成される、光学要素であって、環境からの光をユーザの眼に透過させ、環境の一部のビューをユーザに提供するように構成される、光学要素と、光学要素からの光を受け取るように構成される、前向きに向いた結像機と、少なくとも部分的に、光学要素内に配置される、反射性要素であって、反射性要素は、第１および第２のセグメントを備え、第１のセグメントは、第２のセグメントに対して非ゼロ角度で角度付けられ、第１のセグメントは、前向きに向いた結像機によって捕捉されるように構成される、眼の第１の画像を生産するように構成され、第２のセグメントは、前向きに向いた結像機によって捕捉されるように構成される、眼の第２の画像を生産するように構成される、反射性要素とを備える、頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0056】
実施例５１：反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、実施例５０に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0057】
実施例５２：第１のセグメントは、第２のセグメントと異なる屈折力を有する、実施例５０－５１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0058】
実施例５３：非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、実施例５０－５２のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0059】
実施例５４：反射性要素は、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性である、ホットミラーフィルムを備える、実施例５０－５３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0060】
実施例５５：ホットミラーフィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍの第１の波長範囲内の光に対して実質的に透過性であり、約８００ｎｍ～９００ｎｍの第２の波長範囲内の光に対して実質的に反射性である、実施例５４に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0061】
実施例５６：光学要素は、その上または少なくとも部分的にその中に配置される、少なくとも１つの赤外線光源を備える、実施例５０－５５のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0062】
実施例５７：光学要素は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、実施例５０－５６のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0063】
実施例５８：前向きに向いた結像機によって取得されるユーザの眼の画像を記憶するように構成される、非一過性メモリと、非一過性メモリと通信する、ハードウェアプロセッサであって、眼の画像にアクセスし、以下、すなわち、ユーザの眼を追跡する、ユーザの眼と関連付けられる、バイオメトリック情報を抽出する、ユーザの眼の一部の形状を再構築する、ユーザの眼の遠近調節状態を推定する、またはユーザの眼の網膜、虹彩、もしくは他の要素を結像することのうちの１つまたはそれを上回るものを実施するようにプログラムされる、ハードウェアプロセッサとをさらに備える、実施例５０－５７のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0064】
実施例５９：ハードウェアプロセッサは、ユーザの眼の一部の形状を利用して、眼の配向を推定するようにプログラムされる、実施例５８に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0065】
実施例６０：光学要素は、ユーザの第１の眼の前方に位置付けられる、実施例５０－５９のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0066】
実施例６１：フレームは、複数の反射性セグメントを有する、第２の反射性要素を支持し、第２の光学要素は、ユーザの第２の眼の前方に位置付けられる、実施例５０－６０のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0067】
実施例６２：第１または第２のセグメントのうちの少なくとも１つは、無限遠において眼を結像する、個別の仮想カメラを生成するように構成される、実施例５０－６１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0068】
実施例６３：眼を結像するために、結像機は、ユーザが上向きに見ているとき、第１のセグメントを、ユーザが下向きに見ているとき、第２のセグメントを使用する、実施例６２に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0069】
実施例６４：眼を結像するために、ディスプレイシステムは、ユーザの睫毛または眼瞼によるより少ないオクルージョンを有する、第１または第２のセグメントのセグメントを選択する、実施例６２－６３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0070】
実施例６５：頭部搭載型ディスプレイシステムであって、ユーザの頭部上に支持されるように構成される、フレームと、フレーム上に配置される、ディスプレイと、該ディスプレイからの光を受け取り、光を該ユーザの眼の中に投影し、仮想画像コンテンツをユーザの視野に表示するように構成される、接眼レンズであって、該接眼レンズは、ユーザおよび該頭部搭載型ディスプレイの正面の環境の一部からの光をユーザの眼に透過させ、ユーザおよび該頭部搭載型ディスプレイの正面の環境の該一部のビューを提供するように配置される、透明部分を含み、該接眼レンズは、少なくとも１つの層を備える、接眼レンズと、少なくとも部分的に、該少なくとも１つの層に埋め込まれ、光をユーザの眼に指向する、少なくとも１つの光源とを備える、頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0071】
実施例６６：ユーザの眼を結像するように構成される、結像機をさらに備える、実施例６５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0072】
実施例６７：ユーザの眼を結像するように構成される、前向きに向いた結像機をさらに備える、実施例６５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0073】
実施例６８：反射性要素が、第１および第２のセグメントを備え、第１のセグメントは、第２のセグメントに対して非ゼロ角度で角度付けられ、第１のセグメントは、前向きに向いた結像機によって捕捉されるべき眼の第１の画像を生産するように構成され、第２のセグメントは、前向きに向いた結像機によって捕捉されるべき眼の第２の画像を生産するように構成される、実施例６７に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0074】
実施例６９：反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、実施例６８に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0075】
実施例７０：第１のセグメントは、第２のセグメントと異なる屈折力を有する、実施例６８－６９のいずれかに記載の光学接眼レンズ。
【0076】
実施例７１：非ゼロ角度は、２度～２５度の範囲内である、実施例６８－７０のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0077】
実施例７２：反射性要素は、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性である、ホットミラーフィルムを備える、実施例６８－７１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0078】
実施例７３：ホットミラーフィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍの第１の波長範囲内の光に対して実質的に透過性であり、約８００ｎｍ～９００ｎｍの第２の波長範囲内の光に対して実質的に反射性である、実施例７２に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0079】
実施例７４：該接眼レンズは、少なくとも１つの導波管を備える、実施例６５－７３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0080】
実施例７５：該接眼レンズは、層のスタックを備える、実施例６５－７４のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0081】
実施例７６：層のスタックは、少なくとも１つの導波管を備える、実施例７５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0082】
実施例７７：層のスタックは、複数の導波管を備える、実施例７５に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0083】
実施例７８：第１および第２のセグメントを備える、反射性要素が、該層のスタック内に含まれ、第１のセグメントは、第２のセグメントに対して非ゼロ角度で角度付けられ、第１のセグメントは、前向きに向いた結像機によって捕捉されるべき眼の第１の画像を生産するように構成され、第２のセグメントは、前向きに向いた結像機によって捕捉されるように構成される、眼の第２の画像を生産するように構成される、実施例７５－７７のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0084】
実施例７９：反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、実施例７８に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0085】
実施例８０：該少なくとも１つの光源は、赤外線光源を備える、実施例６５－７９のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0086】
実施例８１：該少なくとも１つの光源は、閃光をユーザの眼上に形成するように構成される、実施例６５－８０のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0087】
実施例８２：該少なくとも１つの光源は、ソリッドステートエミッタを備える、請求項６５－８１のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0088】
実施例８３：少なくとも部分的に、該少なくとも１つの層に埋め込まれる該少なくとも１つの光源は、少なくとも１つのＬＥＤを備える、実施例６５－８２のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0089】
実施例８４：電力を該少なくとも１つの光源に提供するための伝導性材料をさらに備え、該伝導性材料は、可視光に対して透過性である、実施例６５－８３のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0090】
実施例８５：該伝導性材料は、酸化インジウムスズを含む、実施例８４に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0091】
実施例８６：該少なくとも１つの層は、透明層を備える、実施例６５－８５のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0092】
実施例８７：該少なくとも１つの層は、ポリマーを含む、実施例６５－８６のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0093】
実施例８８：光学要素を形成する方法であって、光学フィルムを第１の透明本体の第１の表面に適用するステップであって、第１の表面は、第１のセクションと、第２のセクションとを備え、第２のセクションは、第１のセクションに対して非ゼロ角度にある、ステップと、光学フィルムが第１の透明本体と第２透明本体との間に配置されるように、第２の透明本体を第１の透明本体に適用するステップと、少なくとも１つの光源を備える層を、第１または第２の透明本体のうちの少なくとも１つ上に配置するステップとを含む、方法。
【0094】
実施例８９：光学フィルムは、可視内で光学的に透過性である、実施例８８に記載の方法。
【0095】
実施例９０：光学フィルムは、赤外線内で光学的に反射性であり、第１の光学要素および第２の光学要素は、赤外線内で光学的に透過性である、実施例８９に記載の方法。
【0096】
実施例９１：光学フィルムを適用するステップは、光学フィルムを第１の表面上に接着するステップを含む、実施例８８－９０のいずれか１項に記載の方法。
【0097】
実施例９２：光学フィルムを適用するステップは、光学フィルムを第１の表面上に堆積させるステップを含む、実施例８８－９１のいずれか１項に記載の方法。
【0098】
実施例９３：第１の透明本体を射出成型するステップをさらに含む、実施例８８－９２のいずれか１項に記載の方法。
【0099】
実施例９４：第２の光学要素を適用するステップは、射出成型するステップを含む、実施例８８－９３のいずれか１項に記載の方法。
【0100】
実施例９５：少なくとも１つの光源を備える、該層は、該第１の透明本体上に配置される、実施例８８－９４のいずれかに記載の方法。
【0101】
実施例９６：少なくとも１つの光源を備える、該層は、該第２の透明本体上に配置される、実施例８８－９５のいずれかに記載の方法。
【0102】
実施例９７：少なくとも１つの光源を第１の透明本体内に配置するステップをさらに含む、実施例８８－９６のいずれか１項に記載の方法。
【0103】
実施例９８：少なくとも１つの光源を第２の透明本体内に配置するステップをさらに含む、実施例８８－９７のいずれか１項に記載の方法。
【0104】
実施例９９：少なくとも部分的に、該少なくとも１つの光源を該第１の透明本体内に埋め込むステップをさらに含む、実施例８８－９８のいずれかに記載の方法。
【0105】
実施例１００：少なくとも部分的に、該少なくとも１つの光源を該第２の透明本体内に埋め込むステップをさらに含む、実施例８８－９９のいずれかに記載の方法。
【0106】
実施例１０１：該少なくとも１つの光源を備える、該層は、透明層を備える、実施例８８－１００のいずれかに記載の方法。
【0107】
実施例１０２：該少なくとも１つの光源は、ソリッドステートエミッタを備える、実施例８８－１０１のいずれかに記載の方法。
【0108】
実施例１０３：該少なくとも１つの光源は、ＬＥＤを備える、実施例８８－１０２のいずれかに記載の方法。
【0109】
実施例１０４：実施例８８－１０３に記載の方法のいずれか１つに従って形成される、セグメント化されたホットミラー。
【0110】
実施例１０５：実施例８８－１０３の方法のいずれか１つに従って形成される、光学要素。
【0111】
実施例１０６：実施例１０４に記載のセグメント化されたホットミラーまたは実施例１０５に記載の光学要素を備える、ディスプレイ。
【0112】
実施例１０７：実施例１０６に記載のディスプレイを備える、拡張、仮想、または複合現実ディスプレイデバイス。
【0113】
本明細書に説明される主題の１つまたはそれを上回る実装の詳細が、付随の図面および下記の説明に記載される。他の特徴、側面、および利点は、説明、図面、ならびに請求項から明白となるであろう。本概要または以下の詳細な説明のいずれも、本発明の主題の範囲を定義または限定することを主張するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0114】
【0115】
【0116】
【0117】
【0118】
【0119】
【0120】
【0121】
【0122】
【0123】
【0124】
【0125】
【0126】
【0127】
【0128】
【0129】
図面全体を通して、参照番号は、参照される要素間の対応を示すために再使用され得る。図面は、本明細書に説明される例示的実施形態を図示するために提供され、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【発明を実施するための形態】
【0130】
詳細な説明
概要
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）の装着者の眼は、反射軸外回折光学要素（ＤＯＥ）を使用して結像されることができる。いくつかの実装では、ＤＯＥは、ホログラフィック光学要素（ＨＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）であってもよい。装着者の眼は、加えて、または代替として、ホットミラー（例えば、可視に対して透過性であり、赤外線内において反射性である）を使用して、結像されることができる。結果として生じる画像は、片眼または両眼を追跡する、網膜を結像する、眼形状を３次元において再構築する、バイオメトリック情報（例えば、虹彩識別）を眼から抽出する等のために使用されることができる。
概要
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）の装着者の眼は、反射軸外回折光学要素（ＤＯＥ）を使用して結像されることができる。いくつかの実装では、ＤＯＥは、ホログラフィック光学要素（ＨＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）であってもよい。装着者の眼は、加えて、または代替として、ホットミラー（例えば、可視に対して透過性であり、赤外線内において反射性である）を使用して、結像されることができる。結果として生じる画像は、片眼または両眼を追跡する、網膜を結像する、眼形状を３次元において再構築する、バイオメトリック情報（例えば、虹彩識別）を眼から抽出する等のために使用されることができる。
【0131】
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）は、種々の目的のために、装着者の眼の状態についての情報を使用し得る。例えば、本情報は、装着者の視線方向を推定するため、またはバイオメトリック識別のために使用されることができる。しかしながら、ＨＭＤの装着者の眼の結像は、困難であり得る。ＨＭＤと装着者の眼との間の距離は、短い。さらに、視線追跡は、より大きい視野を要求する一方、バイオメトリック識別は、虹彩上の標的に比較的に高ピクセル数を要求する。これらの目的の両方の遂行を試みるであろう、結像システムに関して、２つのタスクの要件は、著しく対立する。さらに、両問題は、眼瞼および睫毛による閉塞によってさらに複雑になり得る。
【0132】
本明細書に説明される結像システムの実施形態は、これらの問題の一部または全部に対処する。例えば、結像システムは、装着者の眼を視認するように構成される、結像機を備えることができる。結像システムは、装着者のこめかみに近接して（例えば、ウェアラブルディスプレイシステムのフレーム、例えば、耳掛けつる上に）搭載されることができる。いくつかの実施形態では、第２の結像機が、各眼が別個に結像されるように、装着者の他方の眼のために使用されることができる。結像機は、赤外線放射に敏感である、赤外線デジタルカメラを含むことができる。結像機は、後向きではなく、前向きであって（装着者の視覚の方向に）、眼に指向されるように、搭載されることができる。結像機を装着者の耳により近づけて配置することによって、結像機の重量もまた、耳により近づき得、ＨＭＤは、結像機が後向きであって、ＨＭＤの正面により近づけて配置される、ＨＭＤと比較して、より装着が容易となり得る。加えて、前向きに向いた結像機を装着者のこめかみの近傍に設置することによって、装着者の眼から結像機までの距離は、ＨＭＤの正面の近傍に配置される後向きに向いた結像機と比較して、約２倍となる。画像の被写界深度は、本距離にほぼ比例するため、前向きに向いた結像機のための被写界深度は、後向きに向いた結像機と比較して約２倍となる。結像機のためのより大きい被写界深度は、大きいまたは突出する鼻、眉弓等を有する、装着者の眼領域を結像するために有利となり得る。
【0133】
結像機は、その他の点では透明である光学要素の内面を視認するように位置付けられることができる。光学要素は、ＨＭＤ（または一対の眼鏡内のレンズ）のディスプレイの一部であることができる。光学要素は、第１の範囲の波長を反射させるが、第２の範囲の波長（第１の範囲の波長と異なる）に対して実質的に透過性である、表面を備えることができる。第１の範囲の波長は、赤外線内にあることができ、第２の範囲の波長は、可視内にあることができる。例えば、光学要素は、赤外線光を反射させるが、可視光を透過させる、ホットミラーを備えることができる。外側世界からの可視光は、光学要素を通して透過されることができ、装着者によって知覚されることができる。実際、結像システムは、装着者の眼に向かって逆指向される仮想結像機のように作用する。仮想結像機は、装着者の眼から光学要素を通して伝搬される仮想赤外線光を結像することができる。ホットミラー（または本明細書に説明される他のＤＯＥ）は、光学要素の内面上、光学要素の外面上、または光学要素（例えば、立体ＨＯＥ）内に配置されることができる。
【0134】
いくつかの実施形態では、光学要素は、異なる光学性質、例えば、角度または屈折力を伴う、複数のセグメントを備える。光学要素の異なるセグメントは、有利なこととして、装着者が異なる方向を見ているとき、光を結像機に反射させることができる。
【0135】
セグメント化された光学要素を製造するための製造プロセスの実施例が、提供される。製造プロセスは、射出成型を含むことができる。射出金型は、異なる角度（または屈折力）を有する異なるセグメントを伴う、セグメント化された表面を含むことができる。
【0136】
赤外線放射は、７００ｎｍ～１０μｍの範囲内の波長を伴う放射を含むことができる。赤外線放射は、７００ｎｍ～１．５μｍの範囲内の波長を伴う近赤外線放射を含むことができる。多くの実装では、眼結像は、７００ｎｍ～９００ｎｍの波長における近赤外線内で行われる。
３Ｄディスプレイ
３Ｄディスプレイ
【0137】
図１は、人物によって視認される、ある仮想現実オブジェクトおよびある実際の現実オブジェクトを伴う、拡張現実シナリオの例証を描写する。図１は、拡張現実場面１００を描写し、ＡＲ技術のユーザには、人々、木々、背景内の建物、およびコンクリートプラットフォーム１２０を特徴とする、実世界公園状設定１１０が見える。これらのアイテムに加え、ＡＲ技術のユーザはまた、実世界プラットフォーム１２０上に立っているロボット像１３０と、マルハナバチの擬人化のように見える、飛んでいる漫画のようなアバタキャラクタ１４０とが「見える」と知覚するが、これらの要素は、実世界には存在しない。
【0138】
３次元（３Ｄ）ディスプレイが、真の深度感覚、より具体的には、表面深度のシミュレートされた感覚を生成するために、ディスプレイの視野内の点毎に、その仮想深度に対応する遠近調節応答を生成することが望ましい。ディスプレイ点に対する遠近調節応答が、収束および立体視の両眼深度キューによって決定されるようなその点の仮想深度に対応しない場合、ヒトの眼は、遠近調節衝突を体験し、不安定な結像、有害な眼精疲労、頭痛、および遠近調節情報の不在下では、表面深度のほぼ完全な欠如をもたらし得る。
【0139】
ＶＲ、ＡＲ、およびＭＲ体験は、複数の深度面に対応する画像が視認者に提供されるディスプレイを有する、ディスプレイシステムによって提供されることができる。画像は、深度面毎に異なってもよく（例えば、場面またはオブジェクトの若干異なる提示を提供する）、視認者の眼によって別個に集束され、それによって、異なる深度面上に位置する場面に関する異なる画像特徴に合焦させるために要求される眼の遠近調節に基づいて、および／または合焦からずれている異なる深度面上の異なる画像特徴を観察することに基づいて、ユーザに深度キューを提供することに役立ち得る。本明細書のいずれかに議論されるように、そのような深度キューは、信用できる深度の知覚を提供する。
【0140】
図２は、ＶＲ、ＡＲ、またはＭＲ体験をディスプレイシステム装着者または視認者２０４に提示するために使用され得る、ウェアラブルディスプレイシステム２００の実施例を図示する。ディスプレイシステム２００は、ディスプレイ２０８と、ディスプレイ２０８の機能をサポートするための種々の機械的ならびに電子的モジュールおよびシステムとを含む。ディスプレイ２０８は、フレーム２１２に結合されてもよく、これは、ディスプレイシステムユーザ、装着者、または視認者２０４によって装着可能であって、ディスプレイ２０８を装着者２０４の眼の正面に位置付けるように構成される。ディスプレイ２０８は、ライトフィールドディスプレイであってもよい。いくつかの実施形態では、スピーカ２１６が、フレーム２１２に結合され、ユーザの外耳道に隣接して位置付けられる（いくつかの実施形態では、示されない別のスピーカが、ユーザの他方の外耳道に隣接して位置付けられ、ステレオ／成形可能音制御を提供する）。ディスプレイ２０８は、有線導線または無線接続等によって、ローカルデータ処理モジュール２２４に動作可能に結合され２２０、これは、フレーム２１２に固定して取り付けられる、ユーザによって装着されるヘルメットもしくは帽子に固定して取り付けられる、ヘッドホンに埋め込まれる、または別様にユーザ２０４に（例えば、バックパック式構成において、ベルト結合式構成において）除去可能に取り付けられる等、種々の構成において搭載されてもよい。
【0141】
ローカル処理およびデータモジュール２２４は、ハードウェアプロセッサならびに不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）等の非一過性デジタルメモリを備えてもよく、その両方とも、データの処理、キャッシング、および記憶を補助するために利用され得る。データは、（ａ）画像捕捉デバイス（カメラ等）、マイクロホン、慣性測定ユニット、加速度計、コンパス、ＧＰＳユニット、無線デバイス、および／またはジャイロスコープ等の（例えば、フレーム２１２に動作可能に結合される、または別様にユーザ２０４に取り付けられ得る）センサから捕捉されるデータ、および／または（ｂ）可能性として、そのような処理もしくは読出後にディスプレイ２０８への通過のために、遠隔処理モジュール２２８および／または遠隔データリポジトリ２３２を使用して入手ならびに／もしくは処理されるデータを含んでもよい。ローカル処理およびデータモジュール２２４は、これらの遠隔モジュール２２８、２３２が、ローカル処理およびデータモジュール２２４へのリソースとして利用可能であるように、有線または無線通信リンクを介して等、通信リンク２３６および／または２４０によって、遠隔処理モジュール２２８および遠隔データリポジトリ２３２に動作可能に結合されてもよい。加えて、遠隔処理モジュール２２８および遠隔データリポジトリ２３２は、相互に動作可能に結合されてもよい。
【0142】
いくつかの実施形態では、遠隔処理モジュール２２８は、画像捕捉デバイスによって捕捉されたビデオ情報等のデータおよび／または画像情報を分析ならびに処理するように構成される、１つまたはそれを上回るプロセッサを備えてもよい。ビデオデータは、ローカル処理およびデータモジュール２２４および／または遠隔データリポジトリ２３２内でローカルで記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、遠隔データリポジトリ２３２は、デジタルデータ記憶設備を備えてもよく、これは、「クラウド」リソース構成におけるインターネットまたは他のネットワーキング構成を通して利用可能であってもよい。いくつかの実施形態では、全てのデータが、記憶され、全ての算出が、ローカル処理およびデータモジュール２２４において実施され、遠隔モジュールからの完全に自律的な使用を可能にする。
【0143】
ヒト視覚系は、複雑であって、深度の現実的知覚を提供することは、困難である。理論によって限定されるわけではないが、オブジェクトの視認者は、輻輳・開散運動および遠近調節の組み合わせに起因して、オブジェクトを３次元として知覚し得ると考えられる。相互に対する２つの眼の輻輳・開散運動（すなわち、眼の視線を収束させ、オブジェクトを固視するための相互に向かった、またはそこから離れる瞳孔の回転運動）は、眼の水晶体の集束（または「遠近調節」）と密接に関連付けられる。通常条件下、焦点を１つのオブジェクトから異なる距離における別のオブジェクトに変化させるための眼の水晶体の焦点の変化または眼の遠近調節は、「遠近調節－輻輳・開散運動反射」として知られる関係下、同一距離への輻輳・開散運動の合致する変化を自動的に生じさせるであろう。同様に、輻輳・開散運動の変化は、通常条件下、遠近調節の合致する変化を誘起するであろう。遠近調節と輻輳・開散運動との間のより良好な合致を提供するディスプレイシステムが、３次元画像のより現実的または快適なシミュレーションを形成し得る。
【0144】
図３は、複数の深度面を使用して３次元画像をシミュレートするためのアプローチの側面を図示する。図３を参照すると、ｚ－軸上の眼３０２および３０４からの種々の距離におけるオブジェクトは、それらのオブジェクトが合焦するように、眼３０２および３０４によって遠近調節される。眼３０２および３０４は、特定の遠近調節された状態をとり、オブジェクトをｚ－軸に沿った異なる距離に合焦させる。その結果、特定の遠近調節された状態は、特定の深度面におけるオブジェクトまたはオブジェクトの一部が、眼がその深度面に対して遠近調節された状態にあるときに合焦するように、関連付けられる焦点距離を有して、深度面３０６のうちの特定の１つと関連付けられると言え得る。いくつかの実施形態では、３次元画像が、眼３０２および３０４毎に、画像の異なる提示を提供することによって、また、深度面のそれぞれに対応する画像の異なる提示を提供することによって、シミュレートされてもよい。例証を明確にするために別個であるものとして示されるが、眼３０２および３０４の視野は、例えば、ｚ－軸に沿った距離が増加するにつれて、重複し得ることを理解されたい。加えて、例証を容易にするために平坦であるものとして示されるが、深度面の輪郭は、深度面内の全ての特徴が特定の遠近調節された状態において眼と合焦するように、物理的空間内で湾曲されてもよいことを理解されたい。理論によって限定されるわけではないが、人間の眼は、典型的には、深度知覚を提供するために、有限数深度面を解釈し得ると考えられる。その結果、知覚される深度の高度に真実味のあるシミュレーションが、これらの限定された数の深度面のそれぞれに対応する画像の異なる表現を眼に提供することによって達成され得る。
導波管スタックアセンブリ
導波管スタックアセンブリ
【0145】
図４は、画像情報をユーザに出力するための導波管スタックの実施例を図示する。ディスプレイシステム４００は、複数の導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８を使用して、３次元知覚を眼４１０または脳に提供するために利用され得る、導波管のスタックまたはスタックされた導波管アセンブリ４０５を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイシステム４００は、図２のシステム２００に対応し得、図４は、そのシステム２００のいくつかの部分をより詳細に図式的に示す。例えば、いくつかの実施形態では、導波管アセンブリ４０５は、図２のディスプレイ２０８の中に統合されてもよい。
【0146】
図４を継続して参照すると、導波管アセンブリ４０５はまた、複数の特徴４３０、４３２、４３４、４３６を導波管の間に含んでもよい。いくつかの実施形態では、特徴４３０、４３２、４３４、４３６は、レンズであってもよい。いくつかの実施形態では、特徴４３０、４３２、４３４、４３６は、レンズではなくてもよい。むしろ、それらは、スペーサであってもよい（例えば、空気間隙を形成するためのクラッディング層および／または構造）。
【0147】
導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８および／または複数のレンズ４３０、４３２、４３４、４３６は、種々のレベルの波面曲率または光線発散を用いて、画像情報を眼に送信するように構成されてもよい。各導波管レベルは、特定の深度面と関連付けられてもよく、その深度面に対応する画像情報を出力するように構成されてもよい。画像投入デバイス４４０、４４２、４４４、４４６、４４８は、それぞれ、眼４１０に向かって出力するために、各個別の導波管を横断して入射光を分散させるように構成され得る、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の中に画像情報を投入するために利用されてもよい。光は、画像投入デバイス４４０、４４２、４４４、４４６、４４８の出力表面から出射し、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の対応する入力縁の中に投入される。いくつかの実施形態では、光の単一ビーム（例えば、コリメートされたビーム）が、各導波管の中に投入され、特定の導波管と関連付けられる深度面に対応する特定の角度（および発散量）において眼４１０に向かって指向される、クローン化されるコリメートされたビームの場全体を出力してもよい。
【0148】
いくつかの実施形態では、画像投入デバイス４４０、４４２、４４４、４４６、４４２はそれぞれ、対応する導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の中に投入するための画像情報をそれぞれ生成する、離散ディスプレイである。いくつかの他の実施形態では、画像投入デバイス４４０、４４２、４４４、４４６、４４８は、例えば、１つまたはそれを上回る光学導管（光ファイバケーブル等）を介して、画像情報を画像投入デバイス４４０、４４２、４４４、４４６、４４８のそれぞれに送り得る、単一の多重化されたディスプレイの出力端である。
【0149】
コントローラ４５０が、スタックされた導波管アセンブリ４０５および画像投入デバイス４４０、４４２、４４４、４４６、４４８の動作を制御する。いくつかの実施形態では、コントローラ４５０は、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８への画像情報のタイミングおよび提供を調整する、プログラミング（例えば、非一過性コンピュータ可読媒体内の命令）を含む。いくつかの実施形態では、コントローラ４５０は、単一一体型デバイスまたは有線もしくは無線通信チャネルによって接続される分散型システムであってもよい。コントローラ４５０は、いくつかの実施形態では、処理モジュール２２４または２２８（図２に図示される）の一部であってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、内向きに向いた結像システム４５２（例えば、デジタルカメラ）、外向きに向いた結像システム４５４（例えば、デジタルカメラ）、および／またはユーザ入力デバイス４６６と通信してもよい。内向きに向いた結像システム４５２（例えば、デジタルカメラ）は、眼４１０の画像を捕捉し、例えば、眼４１０の瞳孔のサイズおよび／または配向を決定するために使用されることができる。外向きに向いた結像システム４５４は、世界４５６の一部を結像するために使用されることができる。ユーザは、ユーザ入力デバイス４６６を介して、コマンドをコントローラ４５０に入力し、ディスプレイシステム４００と相互作用することができる。
【0150】
導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８は、全内部反射（ＴＩＲ）によって、光を各個別の導波管内で伝搬させるように構成されてもよい。導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８はそれぞれ、主要上部および底部表面と、それらの主要上部と底部表面との間に延在する縁とを伴う、平面である、または別の形状（例えば、湾曲）を有してもよい。図示される構成では、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８はそれぞれ、各個別の導波管内で伝搬する光を導波管から外に再指向し、画像情報を眼４１０に出力することによって、光を導波管から抽出するように構成される、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８を含んでもよい。抽出された光はまた、外部結合光と称され得、光抽出光学要素はまた、外部結合光学要素と称され得る。抽出された光のビームは、導波管によって、導波管内で伝搬する光が光再指向要素に衝打する場所に出力される。光抽出光学要素（４６０、４６２、４６４、４６６、４６８）は、例えば、反射および／または回折光学特徴であってもよい。説明を容易にし、図面を明確にするために、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の底部主要表面に配置されて図示されるが、いくつかの実施形態では、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、上部および／または底部主要表面に配置されてもよく、ならびに／もしくは直接導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の容積内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、透明基板に取り付けられ、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８を形成する、材料の層内に形成されてもよい。いくつかの他の実施形態では、導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８は、材料のモノリシック片であってもよく、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、その材料片の表面上および／または内部に形成されてもよい。
【0151】
図４を継続して参照すると、本明細書に議論されるように、各導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８は、光を出力し、特定の深度面に対応する画像を形成するように構成される。例えば、眼の最近傍の導波管４２０は、そのような導波管４２０の中に投入されるにつれて、コリメートされた光を眼４１０に送達するように構成されてもよい。コリメートされた光は、光学無限遠焦点面を表し得る。次の導波管４２２は、眼４１０に到達し得る前に、第１のレンズ４３０（例えば、負のレンズ）を通して通過する、コリメートされた光を送出するように構成されてもよい。第１のレンズ４３０は、眼／脳が、その次の導波管４２２から生じる光が光学無限遠から眼４１０に向かって内向きにより近い第１の焦点面から生じるものとして解釈するように、若干の凸面波面曲率を生成するように構成されてもよい。同様に、第３の導波管４２４は、眼４１０に到達する前に、その出力光を第１のレンズ４３０および第２のレンズ４３２の両方を通して通過させる。第１および第２のレンズ４３０および４３２の組み合わせられた屈折力は、眼／脳が、第３の導波管４２４から生じる光が次の導波管４２２からの光であったよりも光学無限遠から人物に向かって内向きにさらにより近い第２の焦点面から生じるものとして解釈するように、波面曲率の別の増分量を生成するように構成されてもよい。
【0152】
他の導波管層（例えば、導波管４２６、４２８）およびレンズ（例えば、レンズ４３４、４３６）も同様に構成され、スタック内の最高導波管４２８が、人物に最も近い焦点面を表す集約焦点力のために、その出力をそれと眼との間のレンズの全てを通して送出する。スタックされた導波管アセンブリ４０５の他側の世界４５６から生じる光を視認／解釈するとき、レンズ４３０、４３２、４３４、４３６のスタックを補償するために、補償レンズ層４３８が、スタックの上部に配置され、下方のレンズスタック４３０、４３２、４３４、４３６の集約パワーを補償してもよい。そのような構成は、利用可能な導波管／レンズ対と同じ数の知覚される焦点面を提供する。導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８の光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８およびレンズ４３０、４３２、４３４、４３６の集束側面は両方とも、静的であってもよい（例えば、動的または電気アクティブではない）。いくつかの代替実施形態では、いずれかまたは両方とも、電気アクティブ特徴を使用して、動的であってもよい。
【0153】
図４を継続して参照すると、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、導波管と関連付けられる特定の深度面のために、光をそれらの個別の導波管から再指向し、かつ本光を適切な量の発散またはコリメーションを伴って出力するように構成されてもよい。その結果、異なる関連付けられる深度面を有する導波管は、関連付けられる深度面に応じて異なる量の発散を伴う光を出力する、異なる構成の光抽出光学要素を有してもよい。いくつかの実施形態では、本明細書に議論されるように、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、光を具体的角度で出力するように構成され得る、立体または表面特徴であってもよい。例えば、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、立体ホログラム、表面ホログラム、および／または回折格子であってもよい。回折格子等の光抽出光学要素は、２０１５年６月２５日に公開された米国特許公開第２０１５／０１７８９３９号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に説明される。いくつかの実施形態では、特徴４３０、４３２、４３４、４３６は、レンズではなくてもよい。むしろ、それらは、単に、スペーサであってもよい（例えば、空気間隙を形成するためのクラッディング層および／または構造）。
【0154】
いくつかの実施形態では、光抽出光学要素４６０、４６２、４６４、４６６、４６８は、回折パターンを形成する回折特徴、すなわち、「回折光学要素」（本明細書では、「ＤＯＥ」とも称される）である。好ましくは、ＤＯＥは、ビームの光の一部のみが、ＤＯＥの各交差部で眼４１０に向かって偏向される一方、残りが、全内部反射を介して、導波管を通して移動し続けるように、比較的に低回折効率を有する。画像情報を搬送する光は、したがって、複数の場所において導波管から出射する、いくつかの関連出射ビームに分割され、その結果、導波管内でバウンスする本特定のコリメートされたビームに関して、眼４１０に向かって非常に均一なパターンの出射放出となる。
【0155】
いくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回るＤＯＥは、それらが能動的に回折する「オン」状態と有意に回折しない「オフ」状態との間で切替可能であり得る。例えば、切替可能なＤＯＥは、微小液滴がホスト媒体中に回折パターンを備える、ポリマー分散液晶の層を備えてもよく、微小液滴の屈折率は、ホスト材料の屈折率と実質的に合致するように切り替えられることができる（その場合、パターンは、入射光を著しく回折しない）、または微小液滴は、ホスト媒体のものに合致しない屈折率に切り替えられることができる（その場合、パターンは、入射光を能動的に回折する）。
【0156】
いくつかの実施形態では、深度面および／または被写界深度の数および分布は、視認者の眼の瞳孔サイズおよび／または配向に基づいて、動的に変動されてもよい。いくつかの実施形態では、内向きに向いた結像システム４５２（例えば、デジタルカメラ）が、眼４１０の画像を捕捉し、眼４１０の瞳孔のサイズおよび／または配向を決定するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、内向きに向いた結像システム４５２は、フレーム２１２（図２に図示されるように）に取り付けられてもよく、内向きに向いた結像システム４５２からの画像情報を処理し、例えば、ユーザの眼２０４の瞳孔直径および／または配向を決定し得る、処理モジュール２２４および／または２２８と電気通信してもよい。
【0157】
いくつかの実施形態では、内向きに向いた結像システム４５２（例えば、デジタルカメラ）は、眼移動および顔移動等、ユーザの移動を観察することができる。内向きに向いた結像システム４５２は、眼４１０の画像を捕捉し、眼４１０の瞳孔のサイズおよび／または配向を決定するために使用されてもよい。内向きに向いた結像システム４５２は、ユーザが見ている方向（例えば、眼姿勢）を決定する際に使用するため、またはユーザのバイオメトリック識別のため（例えば、虹彩識別を介して）の画像を得るために使用されることができる。内向きに向いた結像システム４５２によって得られる画像は、ユーザに提示されるべきオーディオまたは視覚的コンテンツを決定するためにディスプレイシステム４００によって使用され得る、ユーザの眼姿勢および／または気分を決定するために分析されてもよい。ディスプレイシステム４００はまた、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、加速度計、ジャイロスコープ等のセンサを使用して、頭部姿勢（例えば、頭部位置または頭部配向）を決定してもよい。頭部の姿勢は、単独で、または眼姿勢と組み合わせて、支え追跡と相互作用する、および／またはオーディオコンテンツを提示するために使用されてもよい。
【0158】
いくつかの実施形態では、１つのカメラが、眼毎に利用され、各眼の瞳孔サイズおよび／または配向を別個に決定し、それによって、各眼への画像情報の提示がその眼に動的に調整されることを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのカメラが、眼毎に利用され、独立して、各眼の瞳孔サイズおよび／または眼姿勢を別個に決定し、それによって、各眼への画像情報の提示がその眼に動的に調整されることを可能にしてもよい。いくつかの他の実施形態では、片眼４１０のみの瞳孔直径および／または配向が、（例えば、対の眼あたり単一カメラのみを使用して）決定され、視認者２０４の両眼に対して類似すると仮定される。
【0159】
例えば、被写界深度は、視認者の瞳孔サイズと反比例して変化してもよい。その結果、視認者の眼の瞳孔のサイズが減少するにつれて、被写界深度は、その平面の場所が眼の焦点深度を越えるため判別不能である１つの平面が、判別可能となり、瞳孔サイズの低減および被写界深度の相当する増加に伴って、より合焦して現れ得るように増加する。同様に、異なる画像を視認者に提示するために使用される、離間された深度面の数は、減少された瞳孔サイズに伴って減少され得る。例えば、視認者は、一方の深度面から他方の深度面への眼の遠近調節を調節することなく、第１の深度面および第２の深度面の両方の詳細を１つの瞳孔サイズにおいて明確に知覚することが可能ではない場合がある。しかしながら、これらの２つの深度面は、同時に、遠近調節を変化させることなく、別の瞳孔サイズにおいてユーザにとって十分に合焦し得る。
【0160】
いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムは、瞳孔サイズおよび／または配向の決定に基づいて、もしくは特定の瞳孔サイズおよび／または配向を示す電気信号の受信に応じて、画像情報を受信する導波管の数を変動させてもよい。例えば、ユーザの眼が、２つの導波管と関連付けられる２つの深度面間を区別不能である場合、コントローラ４５０は、これらの導波管のうちの１つへの画像情報の提供を停止するように構成またはプログラムされてもよい。有利なこととして、これは、システムへの処理負担を低減させ、それによって、システムの応答性を増加させ得る。導波管のためのＤＯＥがオンおよびオフ状態間で切替可能である実施形態では、ＤＯＥは、導波管が画像情報を受信するとき、オフ状態に切り替えられてもよい。
【0161】
いくつかの実施形態では、出射ビームに視認者の眼の直径未満の直径を有するという条件を満たさせることが望ましくあり得る。しかしながら、本条件を満たすことは、視認者の瞳孔のサイズの変動性に照らして、困難であり得る。いくつかの実施形態では、本条件は、視認者の瞳孔のサイズの決定に応答して出射ビームのサイズを変動させることによって、広範囲の瞳孔サイズにわたって満たされる。例えば、瞳孔サイズが減少するにつれて、出射ビームのサイズもまた、減少し得る。いくつかの実施形態では、出射ビームサイズは、可変開口を使用して変動されてもよい。
【0162】
ディスプレイシステム４００は、世界４５６の一部を結像する、外向きに向いた結像システム４５４（例えば、デジタルカメラ）を含むことができる。世界４５６の本部分は、時として、視野（ＦＯＶ）と称され得、結像システム４５４は、ＦＯＶカメラとも称される。視認者２０４による視認または結像のために利用可能な領域全体は、動眼視野（ＦＯＲ）と称され得る。ＦＯＲは、ディスプレイシステム４００を囲繞する４πステラジアンの立体角を含んでもよい。ディスプレイシステム４００のいくつかの実装では、ＦＯＲは、ユーザ２０４が、ユーザを囲繞するオブジェクトを見るためにその頭部および眼を移動させ得るため、ディスプレイシステム４００のユーザ２０４の周囲の立体角の実質的に全てを含んでもよい（ユーザの正面、背面、上方、下方、または側面）。外向きに向いた結像システム４５４から得られた画像は、ユーザによって行われるジェスチャ（例えば、手または指のジェスチャ）を追跡し、ユーザの正面における世界４５６内のオブジェクトを検出する等のために、使用されることができる。
【0163】
ディスプレイシステム４００は、ユーザが、コマンドをコントローラ４５０に入力し、ディスプレイシステム４００と相互作用し得る、ユーザ入力デバイス４６６を含むことができる。例えば、ユーザ入力デバイス４６６は、トラックパッド、タッチスクリーン、ジョイスティック、多自由度（ＤＯＦ）コントローラ、容量感知デバイス、ゲームコントローラ、キーボード、マウス、指向性パッド（Ｄパッド）、ワンド、触知デバイス、トーテム（例えば、仮想ユーザ入力デバイスとして機能する）等を含むことができる。ある場合には、ユーザは、指（例えば、親指）を使用して、タッチセンサ式入力デバイスを押下またはその上でスワイプし、入力をディスプレイシステム４００に提供してもよい（例えば、ユーザ入力をディスプレイシステム４００によって提供されるユーザインターフェースに提供するために）。ユーザ入力デバイス４６６は、ディスプレイシステム４００の使用の間、ユーザの手によって保持されてもよい。ユーザ入力デバイス４６６は、ディスプレイシステム４００と有線または無線通信することができる。
【0164】
図５は、導波管によって出力された出射ビームの実施例を示す。１つの導波管が、図示されるが、導波管アセンブリ４０５内の他の導波管も、同様に機能してもよく、導波管アセンブリ４０５は、複数の導波管を含むことを理解されたい。光５０５が、導波管４２０の入力縁５１０において導波管４２０の中に投入され、ＴＩＲによって導波管４２０内を伝搬する。光５０５がＤＯＥ４６０に衝突する点において、光の一部が、出射ビーム５１５として導波管から出射する。出射ビーム５１５は、略平行として図示されるが、それらはまた、導波管４２０と関連付けられる深度面に応じて、（例えば、発散出射ビームを形成する）ある角度で眼４１０に伝搬するように再指向されてもよい。略平行出射ビームは、光を外部結合し、眼４１０から長距離（例えば、光学無限遠）において深度面上に設定されるように現れる画像を形成する光抽出光学要素を伴う、導波管を示し得ることを理解されたい。他の導波管または他の光抽出光学要素のセットが、眼４１０がより近い距離に遠近調節し、網膜上に合焦させることを要求し、光学無限遠より眼４１０に近い距離からの光として脳によって解釈されるであろう、より多く発散する出射ビームパターンを出力してもよい。
【0165】
図６は、導波管装置と、光を導波管装置へまたはそこから光学的に結合するための光学結合器サブシステムと、制御サブシステムとを含む、ディスプレイシステム４００の別の実施例を示す。ディスプレイシステム４００は、多焦点立体、画像、またはライトフィールドを生成するために使用されることができる。ディスプレイシステム４００は、１つまたはそれを上回る一次平面導波管６０４（１つだけが図６に示される）と、一次導波管６０４のうちの少なくともいくつかのそれぞれと関連付けられる、１つまたはそれを上回るＤＯＥ６０８とを含むことができる。平面導波管６０４は、図４を参照して議論される導波管４２０、４２２、４２４、４２６、４２８に類似することができる。光学システムは、分散導波管装置を採用し、光を第１の軸（図６の図では、垂直またはＹ－軸）に沿って中継し、第１の軸（例えば、Ｙ－軸）に沿って光の有効射出瞳を拡張させてもよい。分散導波管装置は、例えば、分散平面導波管６１２と、分散平面導波管６１２と関連付けられる少なくとも１つのＤＯＥ６１６（二重破線によって図示される）とを含んでもよい。分散平面導波管６１２は、少なくともいくつかの点において、それと異なる配向を有する一次平面導波管６０４と類似する、または同じであり得る。同様に、少なくとも１つのＤＯＥ６１６は、少なくともいくつかの点において、ＤＯＥ６０８と類似する、または同じであり得る。例えば、分散平面導波管６１２および／またはＤＯＥ６１６は、それぞれ、一次平面導波管６０４および／またはＤＯＥ６０８と同一材料から成ってもよい。図６に示される光学システムは、図２に示されるウェアラブルディスプレイシステム２００の中に統合されることができる。
【0166】
中継され、射出瞳が拡張された光は、分散導波管装置から１つまたはそれを上回る一次平面導波管６０４の中に光学的に結合される。一次平面導波管６６２は、好ましくは、第１の軸に直交する、第２の軸（例えば、図６の図では、水平またはＸ－軸）に沿って、光を中継する。着目すべきこととして、第２の軸は、第１の軸に対して非直交軸であることができる。一次平面導波管６０４は、その第２の軸（例えば、Ｘ－軸）に沿って、光の有効射出経路を拡張させる。例えば、分散平面導波管６１２は、光を垂直またはＹ－軸に沿って中継および拡張させ、光を水平またはＸ－軸に沿って中継および拡張させる、一次平面導波管６０４にその光を通過させることができる。
【0167】
ディスプレイシステム４００は、単一モード光ファイバ６２４の近位端の中に光学的に結合され得る、１つまたはそれを上回る着色光源（例えば、赤色、緑色、および青色レーザ光）６２０を含んでもよい。光ファイバ６２４の遠位端が、圧電材料の中空管６２８を通して螺合または受容されてもよい。遠位端は、固定されない可撓性カンチレバー６３２として、管６２８から突出する。圧電管６２８は、４つの象限電極（図示せず）と関連付けられることができる。電極は、例えば、管６２８の外側、外面もしくは外周、または直径に鍍着されてもよい。コア電極（図示せず）もまた、管６２８のコア、中心、内周、または内径に位置する。
【0168】
例えば、ワイヤ６４０を介して電気的に結合される、駆動電子機器６３６が、対向する対の電極を駆動し、圧電管６２８を独立して２つの軸において屈曲させる。光ファイバ６２４の突出する遠位先端は、機械的共鳴モードを有する。共鳴の周波数は、光ファイバ６２４の直径、長さ、および材料性質に依存し得る。圧電管６２８をファイバカンチレバー６３２の第１の機械的共鳴モードの近傍で振動させることによって、ファイバカンチレバー６３２は、振動させられ、大偏向を通して掃引し得る。
【0169】
２つの軸において共振振動を刺激することによって、ファイバカンチレバー６３２の先端は、２次元（２－Ｄ）走査を充填する面積内において２軸方向に走査される。光源６２０の強度をファイバカンチレバー６３２の走査と同期して変調させることによって、ファイバカンチレバー６３２から発せられる光が、画像を形成する。そのような設定の説明は、米国特許公開第２０１４／０００３７６２号（参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる）に提供されている。
【0170】
光学結合器サブシステムのコンポーネント６４４が、走査ファイバカンチレバー６３２から発せられる光をコリメートする。コリメートされた光は、ミラー付き表面６４８によって、少なくとも１つの回折光学要素（ＤＯＥ）６１６を含有する、狭分散平面導波管６１２の中に反射される。コリメートされた光は、全内部反射によって分散平面導波管６１２に沿って（図６の図に対して）垂直に伝搬し、そうすることによって、ＤＯＥ６１６と繰り返し交差する。ＤＯＥ６１６は、好ましくは、低回折効率を有する。これは、光の一部（例えば、１０％）をＤＯＥ６１６との交差部の各点においてより大きい一次平面導波管６０４の縁に向かって回折させ、ＴＩＲを介して、光の一部を分散平面導波管６１２の長さを辿ってそのオリジナル軌道上で継続させる。
【0171】
ＤＯＥ６１６との交差部の各点において、付加的光が、一次導波管６１２の入口に向かって回折される。入射光を複数の外部結合セットに分割することによって、光の射出瞳は、分散平面導波管６１２内のＤＯＥ６１６によって垂直に拡張される。分散平面導波管６１２から外部結合される、本垂直拡張された光は、一次平面導波管６０４の縁に入射する。
【0172】
一次導波管６０４に進入する光は、ＴＩＲを介して、一次導波管６０４に沿って（図６の図に対して）水平に伝搬する。光は、複数の点においてＤＯＥ６０８と交差するにつれて、ＴＩＲを介して、一次導波管６０４の長さの少なくとも一部に沿って水平に伝搬する。ＤＯＥ６０８は、有利なこととして、線形回折パターンおよび半径方向対称回折パターンの総和である、位相プロファイルを有し、光の偏向および集束の両方を生成するように設計または構成され得る。ＤＯＥ６０８は、有利なこととして、ビームの光の一部のみが、ＤＯＥ６０８の各交差部において視認者の眼に向かって偏向される一方、光の残りが、ＴＩＲを介して、導波管６０４を通して伝搬し続けるように、低回折効率（例えば、１０％）を有し得る。
【0173】
伝搬する光とＤＯＥ６０８との間の交差部の各点において、光の一部は、一次導波管６０４の隣接面に向かって回折され、光がＴＩＲから逃散し、一次導波管６０４の面から発せられることを可能にする。いくつかの実施形態では、ＤＯＥ６０８の半径方向対称回折パターンは、加えて、ある焦点レベルを回折された光に付与し、個々のビームの光波面を成形（例えば、曲率を付与する）し、そしてビームを設計される焦点レベルに合致する角度に操向することの両方を行う。
【0174】
故に、これらの異なる経路は、異なる角度におけるＤＯＥ６０８の多重度、焦点レベル、および／または射出瞳において異なる充填パターンをもたらすことによって、光を一次平面導波管６０４の外部で結合させることができる。射出瞳における異なる充填パターンは、有益なこととして、複数の深度面を伴うライトフィールドディスプレイを生成するために使用されることができる。導波管アセンブリ内の各層またはスタック内の層のセット（例えば、３層）が、個別の色（例えば、赤色、青色、緑色）を生成するために採用されてもよい。したがって、例えば、第１の３つの隣接する層のセットが、それぞれ、赤色、青色、および緑色光を第１の焦点深度において生成するために採用されてもよい。第２の３つの隣接する層のセットが、それぞれ、赤色、青色、および緑色光を第２の焦点深度において生成するために採用されてもよい。複数のセットが、種々の焦点深度を伴うフル３Ｄまたは４Ｄカラー画像ライトフィールドを生成するために採用されてもよい。
軸外結像機を用いた眼結像のための例示的光学システム
軸外結像機を用いた眼結像のための例示的光学システム
【0175】
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）（例えば、図２に示されるウェアラブルディスプレイシステム２００）の装着者の眼が、反射軸外回折光学要素（ＤＯＥ）（いくつかの実装では、ホログラフィック光学要素（ＨＯＥ）であってもよい）を使用して結像されることができる。結果として生じる画像は、片眼または両眼を追跡する、網膜を結像する、眼形状を３次元において再構築する、バイオメトリック情報を眼から抽出する（例えば、虹彩識別）等のために使用されることができる。
【0176】
頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）が装着者の眼の状態についての情報を使用し得る、種々の理由がある。例えば、本情報は、装着者の視線方向を推定するため、またはバイオメトリック識別のために使用されることができる。しかしながら、本問題は、ＨＭＤと装着者の眼との間の短距離のため、困難である。これはさらに、視線追跡がより大きい視野を要求する一方、バイオメトリック識別が虹彩上の標的に比較的に高ピクセル数を要求するという事実によって複雑になる。これらの目的の両方の遂行を試みるであろう、結像システムに関して、２つのタスクの要件は、著しく対立する。最後に、両問題はさらに、眼瞼および睫毛による閉塞によって複雑になる。本明細書に説明される結像システムの実施形態は、これらの問題の一部または全部に対処する。図７Ａ－７Ｈを参照して本明細書に説明される結像システム７００の種々の実施形態は、本明細書に説明されるディスプレイデバイス（例えば、図２に示されるウェアラブルディスプレイシステム２００、図４および６に示されるディスプレイシステム４００）を含む、ＨＭＤと併用されることができる。
【0177】
図７Ａは、眼３０４を視認するために使用され、装着者のこめかみに近接して（例えば、ウェアラブルディスプレイシステム２００のフレーム２１２、例えば、耳掛けつる上に）搭載される、結像機７０２ｂを備える、結像システム７００の実施例を図式的に図示する。他の実施形態では、第２の結像機が、各眼が別個に結像されるように、装着者の他方の眼３０２のために使用される。結像機７０２ｂは、赤外線放射に敏感である、赤外線デジタルカメラを含むことができる。結像機７０２ｂは、後向きではなく、前向きであって（装着者の視覚の方向に）、眼３０４に指向されるように搭載される（図４に示されるカメラ４５２のように）。結像機７０２ｂを装着者の耳により近づけて配置することによって、結像機７０２ｂの重量もまた、耳により近づき、ＨＭＤは、結像機が、後向きであって、ＨＭＤの正面により近づいて配置される（例えば、ディスプレイ２０８に近接する）、ＨＭＤと比較して、より装着が容易となり得る。加えて、前向きに向いた結像機７０２ｂを装着者のこめかみの近傍に設置することによって、装着者の眼３０４から結像機までの距離は、ＨＭＤの正面の近傍に配置される後向きに向いた結像機と比較して、約２倍となる（例えば、図４に示されるカメラ４５２と比較して）。画像の被写界深度は、本距離にほぼ比例するため、前向きに向いた結像機７０２ｂのための被写界深度は、後向きに向いた結像機と比較して約２倍となる。結像機７０２ｂのより大きい被写界深度は、大きいまたは突出する鼻、眉弓等を有する、装着者の眼領域を結像するために有利となり得る。
【0178】
結像機７０２ｂは、その他の点では透明である光学要素７０６の内面７０４を視認するために位置付けられる。光学要素７０６は、ＨＭＤ（または一対の眼鏡内のレンズ）のディスプレイ２０８の一部であることができる。光学要素は、光学要素に入射する可視光の少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、またはそれを上回るものに対して透過性であることができる。他の実施形態では、光学要素７０６は、透明である必要はない（例えば、仮想現実ディスプレイでは）。光学要素７０６は、反射要素７０８を備えることができる。反射要素７０８は、第１の範囲の波長を反射させるが、第２の範囲の波長（第１の範囲の波長と異なる）に実質的に透過性である、表面であることができる。第１の範囲の波長は、赤外線内であることができ、第２の範囲の波長は、可視内であることができる。例えば、反射要素７０８は、赤外線光を反射させるが、可視光を透過させる、ホットミラーを備えることができる。そのような実施形態では、装着者からの赤外線光７１０ａ、７１２ａ、７１４ａは、光学要素７０６に伝搬し、そこから反射し、反射された赤外線光７１０ｂ、７１２ｂ、７１４ｂをもたらし、これは、結像機７０２ｂによって結像されることができる。いくつかの実施形態では、結像機７０２ｂは、反射要素７０８によって反射された第１の範囲の波長の少なくともサブセット（非空サブセットおよび／または全部未満のサブセット等）に敏感である、またはそれを捕捉可能であることができる。例えば、反射要素７０８は、７００ｎｍ～１．５μｍの範囲内の赤外線光を反射させてもよく、結像機７０２ｂは、７００ｎｍ～９００ｎｍの波長における近赤外線光に敏感である、またはそれを捕捉可能であってもよい。別の実施例として、反射要素７０８は、７００ｎｍ～１．５μｍの範囲内の赤外線光を反射させてもよく、結像機７０２ｂは、結像機７０２ｂが７００ｎｍ～９００ｎｍの波長における近赤外線光を捕捉し得るように、９００ｎｍ～１．５μｍの範囲内である赤外線光をフィルタ除去する、フィルタを含んでもよい。
【0179】
外側世界４５６からの可視光は、光学要素７０６を通して透過され、装着者によって知覚されることができる。実際、図７Ａに示される結像システム７００は、装着者の眼３０４に向かって逆指向される仮想結像機７０２ｃのように作用する。仮想結像機７０２ｃは、装着者の眼３０４から光学要素７０６を通して伝搬される、仮想赤外線光７１０ｃ、７１２ｃ、７１４ｃ（点線として示される）を結像することができる。ホットミラー（または本明細書に説明される他のＤＯＥ）は、光学要素７０６の内面７０４上に配置されることができるが、これは、限定ではない。他の実施形態では、ホットミラーまたはＤＯＥは、光学要素７０６の外面上または光学要素７０６（例えば、立体ＨＯＥ）内に配置されることができる。
【0180】
図７Ｂは、結像システム７００の別の実施例を図式的に図示する。本実施形態では、遠近歪曲が、遠近制御レンズアセンブリ７１６ｂ（例えば、偏移レンズアセンブリ、傾斜レンズアセンブリ、または傾斜－偏移レンズアセンブリ）と結像機７０２ｂの併用によって低減または排除され得る。いくつかの実施形態では、遠近制御レンズアセンブリ７１６ｂは、結像機７０２ｂのレンズの一部であってもよい。遠近制御レンズ７１６ｂは、結像機７０２ｂに対する法線が、ＤＯＥ（またはＨＯＥ）またはホットミラーを含む、表面７０４の領域に対する法線と略平行であるように構成されることができる。実際、図７Ｂに示される結像システム７００は、装着者の眼３０４に向かって逆指向される、仮想遠近制御レンズアセンブリ７１６ｃを伴う仮想結像機７０２ｃのように作用する。
【0181】
加えて、または代替として、図７Ｃに図式的に示されるように、光学要素７０６の反射要素７０８は、その表面７０４上に、光７１０ａ、７１２ａ、７１４ａを反射させ、反射された光７１０ｂ、７１２ｂ、７１４ｂを捕捉するカメラ結像機７０２ｂによる眼３０４の視認を促進するために使用される、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）を有してもよい。ＯＡＨＭ７０８は、屈折力も同様に有してもよく、その場合、図７Ｄに図式的に示されるように、軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）であることができる。図７Ｄに示される実施例では、仮想カメラ７０２ｃの有効場所は、無限遠（図７Ｄに図示せず）にある。
【0182】
いくつかの実施形態では、ＨＯＥ（例えば、ＯＡＨＭまたはＯＡＶＤＯＥ）またはホットミラーは、複数のセグメントに分割されることができる。これらのセグメントはそれぞれ、例えば、セグメントが入射（赤外線）光を反射させる反射角度または屈折力を含む、異なる光学性質または特性を有することができる。セグメントは、光が各セグメントから結像機７０２ｂに向かって反射されるように構成されることができる。その結果、結像機７０２ｂによって取得された画像もまた、対応する数のセグメントに分割され、それぞれ、異なる角度から眼を効果的に視認するであろう。図７Ｅは、それぞれ、眼３０４を異なる角度場所において結像する個別の仮想カメラ７０２ｃ１、７０２ｃ２、７０２ｃ３として作用する、３つのセグメント７１８ａ１、７１８ａ２、７１８ａ３を伴うＯＡＨＭまたはホットミラーを有する、ディスプレイシステム７００の実施例を図式的に図示する。セグメント化された光学要素を伴うディスプレイシステムの付加的実施例は、図８および１０を参照して説明される。
【0183】
図７Ｆは、それぞれ、屈折力（例えば、セグメント化されたＯＡＶＤＯＥ）またはホットミラーを有し、各セグメントが、仮想カメラを無限遠に発生させ、眼３０４を異なる角度場所において結像する、３つのセグメント７１８ａ１、７１８ａ２、７１８ａ３を伴うＯＡＨＭまたは異なる反射角度を有する、ディスプレイシステム７００の別の実施例を図式的に図示する。３つのセグメントが、図７Ｅおよび７Ｆに図式的に図示されるが、これは、例証であって、限定ではない。他の実施形態では、２つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つまたはそれを上回るセグメントが、利用されることができる。ＨＯＥまたはホットミラーのこれらのセグメントのいずれも、屈折力を有していない、またはその一部もしくは全てが、屈折力を有することができる。
【0184】
３つのセグメント７１８ａ１、７１８ａ２、７１８ａ３は、図７Ｅおよび７Ｆでは、光学要素７０６を水平に横断して離間されて示される。他の実施形態では、セグメントは、光学要素７０６上に垂直に離間されることができる。例えば、図７Ｇは、２つの垂直に離間されたセグメント７１８ａ１および７１８ａ２を有する、ＤＯＥまたはホットミラー７１８を図式的に示し、セグメント７１８ａ１は、光を結像機７０２ｂ（セグメント７１８ａ１と同一略水平平面にあってもよい）に向かって逆反射させるように構成され、セグメント７１８ａ２は、光を結像機７０２ｂに向かって上向きに反射させるように構成される。二焦点レンズと同様に、図７Ｇに示される配列は、結像システム７００が、装着者がＨＭＤの上側部分を通して正面を見ているとき、上側セグメント７１８ａ１から結像機７０２ｂによって取得された反射画像（実線矢印線を介して図式的に示される）を使用し、装着者がＨＭＤの下側部分を通して下向きに見ているとき、下側セグメント７１８ａ２からの反射画像（破線矢印線を介して図式的に示される）を使用することを可能にする際に有利となり得る。
【0185】
図８－１０を参照して説明されるように、別の配列は、結像システム７００が、装着者が前方または鼻から離れるように見ているとき、結像機７０２ｂによって入手された外側セグメントからの反射像を使用し、装着者が鼻方向に向かって見ているとき、内側セグメントからの反射像を使用することを可能にすることができる。
【0186】
水平に離間されたセグメントと垂直に離間されたセグメントの混合も、他の実施形態では使用されることができる。例えば、図７Ｈは、３×３アレイのセグメントを伴う、ＨＯＥまたはホットミラー７１８の別の実施例を示す。結像機７０２ｂは、これらの９つのセグメントのそれぞれから、眼領域の異なる面積および角度方向から生じる光線を表す反射データを取得することができる。眼領域からＨＯＥまたはホットミラー７１８まで伝搬し、結像機７０２ｂに逆反射する、２つの例示的光線が、実線および破線として示される。結像システム７００（または処理モジュール２２４または２２８）は、複数のセグメントからの反射データを分析し、眼の３次元形状または眼の視線方向（例えば、眼姿勢）を多焦点的に計算することができる。
【0187】
セグメントを利用する光学システム７００の実施形態は、複数の利点を有し得る。例えば、セグメントは、特定のタスクに最良に適した特定のセグメントを選択することによって、個々に使用されることができる、またはそれらは、眼の３次元形状または姿勢を多焦点的に推定するために集合的に使用されることができる。前者の場合、本選択性は、例えば、眼瞼または睫毛によって最も少ない閉塞されていない、装着者の虹彩の画像を選択するために使用されることができる。後者の場合、眼の３次元再構成が、配向（例えば、角膜の膨隆の場所の推定によって）または遠近調節状態（例えば、瞳孔の見掛け場所上のレンズ誘発歪曲の推定によって）を推定するために使用されることができる。
角度セグメント化
角度セグメント化
【0188】
ある実装では、それにわたってユーザの眼が本明細書に説明される実施形態を使用して追跡され得る、より広い角度の範囲を提供することが有利であり得る。例えば、眼の視線配向の少なくとも一部に沿って、任意の眼追跡結像デバイス（例えば、カメラ）の視線感度を増加させることが有利であり得る。
【0189】
図８は、眼追跡を実施し得る、光学システム７００の別の実施例を示す。図８の光学システムは、多くの共通特徴を図７Ａに示される光学システム７００の特徴と共有する。図８は、ユーザの眼３０４を結像するように構成される、結像デバイス７０２ｂを示す。光が、ユーザの眼３０４またはその一部（例えば、角膜、網膜、虹彩、強膜等）から反射するにつれて、光は、少なくとも部分反射性要素７０８の反射性表面から反射し得る。反射性要素７０８は、基板８０４上に配置されてもよく、これは、安定性を反射性表面（例えば、薄膜またはコーティングの一部を備えてもよい）に提供し得る。基板８０４は、プラスチック等のポリマー材料を含んでもよい。基板８０４に対向して（ユーザの眼３０４に対して）配置されるものは、光学要素７０６であり得る。光学要素７０６は、仮想コンテンツをユーザの眼に投影するように構成される、可変焦点要素（ＶＦＥ）またはライトフィールドディスプレイもしくは他のディスプレイ要素であってもよい。例えば、光学要素７０６は、図４の導波管アセンブリ４０５または図４－６を参照して説明される導波管装置を含んでもよい。いくつかの実施形態では、基板８０４および光学要素７０６は、単一要素であってもよい。
【0190】
反射性要素７０８は、ある波長の範囲の光を実質的に反射させ、および／または第２の波長の範囲の光を実質的に透過させるように構成されてもよい。第１および第２の波長の範囲は、相互に異なってもよい。第１の波長の範囲は、実質的に赤外線波長またはその中の特定の下位範囲（例えば、近赤外線）を含んでもよい。例えば、第１の範囲は、約７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１０００ｎｍ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当する、波長を含んでもよい。第２の波長の範囲は、実質的に可視波長またはその中の特定の下位範囲を含んでもよい。例えば、第２の範囲は、約３９０ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当する、波長を含んでもよい。反射性要素７０８は、ホットミラーを備えてもよい。反射性要素７０８は、反射性材料、コーティング、回折光学要素（ＤＯＥ）、および／またはホログラフィック光学要素（例えば、上記に説明されるＨＯＥ７１８、ＯＡＨＭを含んでもよい）。いくつかの実施形態では、第１および第２の波長範囲は、相互に少なくとも部分的重複を有してもよい。
【0191】
図７Ａ－７Ｇを参照して説明されるように、眼からの光は、反射性要素７０８から反射し、（例えば、ユーザのこめかみの近くの）物理的カメラ７０２ｂによって結像される。本光学配列は、ユーザの眼の正面に位置付けられる、仮想カメラ７０２ｃが、直接眼から生じるかのように、光７０９ｃを結像するかのように機能する。
【0192】
ユーザの眼３０４の視線角度８１２は、光学軸８１０とユーザの眼３０４の視線方向との間で定義されることができる。光学軸８１０は、（例えば、前方に向いている）眼の自然静置姿勢の方向にあってもよい。視線角度８１２は、ユーザの視線が光学軸８１０の方向にあるとき、ゼロであって、ユーザの視線がユーザの鼻７０５に向かっている（例えば、鼻方向にある）とき、負であって、ユーザの視線がユーザの最も近くのこめかみに向かっている（例えば、こめかみ方向に、鼻７０５から離れるように、対応する結像デバイス７０２ｂに向かってある）とき、正である。示されるように、物理的結像機７０２ｂによって結像される、アイボックスは、プリズム７１０ｂによって表され、仮想結像機７０２ｃのアイボックスは、プリズム７１０ｃによって表される。
【0193】
図９は、瞳孔間距離（ＩＰＤ）の異なる示差または軸方向（ｚ－軸）に沿った異なるアイボックスオフセットに関連する、ホットミラーの種々の構成のための水平視線角度（度単位）にわたる視線感度（度あたりピクセル単位）を表す、一連のプロット９０４ａ－９０４ｅを示す。これらの実施例では、ホットミラーは、セグメント化されず、概して、図８に示される配列に類似した。アイボックスは、光学要素７０６までの眼の距離によって限定され得る、水平および垂直寸法を含む、着目領域を定義し得る。アイボックスは、例えば、約３０ｍｍ×３０ｍｍ×１３ｍｍの寸法を有してもよい。瞳孔間距離（ＩＰＤ）は、両眼間の最大約９．５ｍｍの範囲内であってもよい。視線角度８１２は、約±２２度（水平）～±５５度（垂直）の範囲内であることができる。他の寸法も、可能性として考えられる。
【0194】
視線感度は、結像機（ピクセル単位）によって結像される眼特徴（例えば、閃光または瞳孔）の測定された移動と眼特徴の移動（度単位）との間の比率として定義されることができる。図９における実施例から分かるように、視線感度は、正の角度（例えば、鼻から離れるようにこめかみに向かった視線）より負の角度（例えば、鼻に向かった視線）において低くあり得る。鼻視線方向（負の視線角度）に関する本より低い感度は、視線方向と仮想カメラ７０２ｃとの間のより大きい角度に起因する可能性が高い（ユーザが直接鼻に向かって見ているとき、９０度に接近し得る）。対照的に、ユーザの視線が、よりこめかみ側（正の視線角度）にあるとき、ユーザは、より直接、仮想カメラ７０２ｃの仮想位置を見ている。
【0195】
故に、負の視線角度（例えば、鼻側に配向された視線）に対する結像デバイスの視線感度を増加させることが有益であり得る。本明細書に説明されるように、鼻視線感度を改良することは、仮想結像機７０２ｃが、鼻側を見ているとき、ユーザの眼をより良好に結像し得るように、反射性要素７０８の第１のセグメントを第２のセグメントに対して非ゼロ角度に配向することによって遂行され得る。
【0196】
図１０は、角度的にセグメント化された反射性要素７０８を有する、例示的光学システム７００を示す。反射性要素７０８は、第１のセグメント７０８ａと、第２のセグメント７０８ｂとを含んでもよい。第２のセグメント７０８ｂは、第１のセグメント７０８ａに対して角度付けられてもよい。立ち上がり角度７２８は、第２のセグメント７０８ｂと、第１のセグメント７０８ａを含む、平面または表面との間で定義されてもよい。角度７２８は、示されるように、急峻であってもよい。例えば、角度７２８は、約２°～約３５°の範囲内、約５°～約２０°の範囲内、またはある他の範囲内であってもよい。角度７２８は、約３ｏ、５ｏ、７ｏ、１０ｏ、１２ｏ、１５ｏ、１８ｏ、２０ｏ、２５ｏ、３０ｏ、３３ｏ、３５ｏ、４０ｏ、５０ｏ、６０ｏ、７０ｏ、８０ｏ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当してもよい。２つのセグメント７０８ａ、７０８ｂが、図１０に示されるが、これは、例証のためのものであって、限定ではない。例えば、図７Ｅ－７Ｈを参照して説明されるように、セグメントの任意の好適な数または配列が、他の実施形態内で使用されることができる。さらに、第１のセグメント７０８ａは、０ｏの立ち上がり角度を伴って（例えば、図１０に示されるような基板８０４の主要な面と略平行に）配置されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１のセグメント７０８ａは、基板８０４および／または光学要素７０６の主要な面に対して傾けられてもよい。
【0197】
図１０に示されるように、反射性要素７０８の２つのセグメント７０８ａ、７０８ｂの角度付けられた性質は、それぞれ、対応する仮想結像デバイス７０２ｃ１、７０２ｃ２をもたらす。第１の仮想結像デバイス７０２ｃ１は、第１のセグメント７０８ａからの結像を表し、第２の仮想結像デバイス７０２ｃ２は、第２のセグメント７０８ｂからの結像を表す。ユーザの眼視線が、より鼻側に（例えば、図１０に示される鼻７０５に向かって）あるとき、眼追跡結像システムの視線感度は、仮想カメラ７０２ｃ２がより鼻領域に向かって位置する（第１の仮想カメラ７０２ｃ１の場所と比較して）ため、改良される。鼻視線方向と仮想結像機７０２ｃ２との間の角度は、例えば、図８に示される光学システム７００のための対応する角度と比較して低減される。したがって、角度的にセグメント化された反射性要素７０８の使用は、眼追跡システムが、鼻（例えば、仮想結像機７０２ｃ２を用いて）およびこめかみ（例えば、仮想結像機７０２ｃ１を用いて）側にある、視線角度のための改良された視線感度を提供することを可能にする。
【0198】
より大きな立ち上がり角度７２８は、より厚い厚さの基板８０４を要求し得る。故に、鼻角度における比較的に高視線感度を提供しながら、比較的に薄い基板８０４を達成することの効果的平衡を保つ、種々の実施形態が、使用されることができる。いくつかのそのような実施形態では、角度７２８は、約１５°であって、基板８０４の厚さは、約２ｍｍである。
【0199】
離散した直線の角度付けられたセグメントが、例証目的のために説明されているが、反射性要素７０８の角度付けられた部分は、例えば、二次曲面（例えば、球体、楕円体、放物面、または双曲面）の表面の一部等、少なくとも部分的に、湾曲されてもよい。セグメントのうちの１つまたはそれを上回るものは、屈折力を有することができる。加えて、または代替として、複数のセグメントは、水平に（例えば、図１０に示されるように）または垂直に（例えば、図１０の平面の内外に）、角度付けられてもよい。多くの代替も、可能性として考えられる。
【0200】
図１１は、角度的にセグメント化された反射性要素からの眼の例示的画像１１００を示す。本実験では、反射性要素は、平坦セグメントと、１５°に角度付けられたセグメントとを含む、ホットミラー（ＨＭ）である。画像１１００は、境界線１１１２によって分離される、第１の画像部分１１０８ａと、第２の画像部分１１０８ｂとを含む。境界線１１１２の画像は、反射性要素７０８（例えば、図１０に示される）が本実験のために形成される方法のアーチファクトであり得る。画像１１００は、眼と、眼の角膜から反射された光源の閃光１１１６ａ、１１１６ｂとを示す。閃光１１１６ａおよび１１１６ｂは、それぞれ、画像部分１１０８ａ、１１０８ｂ内に見られ得ることに留意されたい。
角度的にセグメント化された反射性要素を製造するための例示的方法
角度的にセグメント化された反射性要素を製造するための例示的方法
【0201】
図１２Ａ－１２Ｅは、光学要素１２２４（例えば、角度的にセグメント化されたホットミラー）のための例示的製造プロセスの種々の段階を示す。製造プロセスは、射出成型を備えることができ、２つの射出成型段階（例えば図１２Ａを参照して下記に説明される、第１の射出成型段階と、図１２Ｄを参照して下記に説明される第２の射出成型段階と）を含んでもよい。
【0202】
図１２Ａは、第１の透明材料１２０８が第１の金型１２１２の中に投入される、第１の射出成型段階を示す。第１の金型１２１２は、示されるように、ともに継合され、その中に第１の透明材料１２０８が投入される、空洞１２７０を形成する、第１の部分１２１２ａおよび第２の部分１２１２ｂ等の複数の部分を含むことができる。光学要素１２２４の角度付けられたセグメントを形成するために、第２の表面１２１４ｂは、立ち上がり角度１２２８によって、第１の表面１２１４ａに対して角度付けられてもよい。立ち上がり角度１２２８は、図１０を参照して説明される、第２のセグメント７０８ｂの立ち上がり角度７２８を提供するように選択されることができる。立ち上がり角度１２２８は、第２の表面１２１４ｂと、第１の表面１２１４ａの少なくとも一部を含む、平面または表面との間で定義されてもよい。角度は、示されるように、急峻であってもよい。立ち上がり角度１２２８は、約２°～約３５°の範囲内、約５°～約２０°の範囲内、またはある他の範囲内であってもよい。例えば、角度１２２８は、約３ｏ、５ｏ、７ｏ、１０ｏ、１２ｏ、１５ｏ、１８ｏ、２０ｏ、２５ｏ、３０ｏ、３３ｏ、３５ｏ、４０ｏ、５０ｏ、６０ｏ、７０ｏ、８０ｏ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当してもよい。
【0203】
反射性材料１２０４は、第１の部分１２１２ａの第１の表面１２１４ａおよび第２の部分１２１２ｂの第２の表面１２１４ｂ上またはそれに隣接して配置されることができる。反射性材料１２０４は、ホットミラーフィルムを含むことができる。例えば、反射性材料１２０４は、電磁スペクトルの可視部分内において実質的に透過性であって、電磁スペクトルの赤外線部分内において実質的に反射性であることができる。例えば、反射性材料１２０４は、その上に入射する可視光の少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、またはそれを上回る％に対して透過性であってもよい。反射性材料１２０４は、その上に入射する赤外線光の少なくとも３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、またはそれを上回る％の反射性であってもよい。実施例として、ホットミラーフィルムは、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから利用可能な３ＭＨＭ－８２５ｎｍフィルムを含んでもよい。
【0204】
反射性材料１２０４は、ある波長の範囲の光を実質的に反射させる、または第２の波長の範囲の光を実質的に透過させるように構成されてもよい。第１および第２の波長の範囲は、相互に異なってもよい。第１の波長の範囲は、赤外線波長または赤外線波長の特定の下位範囲を含んでもよい。例えば、第１の範囲は、約７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１０００ｎｍ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当する、波長を含んでもよい。第２の波長の範囲は、実質的に可視波長または可視波長の特定の下位範囲を含んでもよい。例えば、第２の範囲は、約３９０ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、その間の任意の値の波長、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当する、波長を含んでもよい。反射性材料１２０４は、反射性材料、コーティング、および／またはホログラフィックもしくは回折光学要素（例えば、上記に説明されるＨＯＥ７１８、ＯＡＨＭ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１および第２の波長範囲は、相互にある程度の重複を有してもよい。反射性材料１２０４は、２ｍｍ未満の厚さを有してもよい。例えば、厚さは、約０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７ｍｍ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当してもよい。
【0205】
１つまたはそれを上回る流体（例えば、空気またはガス）通気口が、第１の表面１２１４ａ、第２の表面１２１４ｂに沿って、または表面１２１４ａ、１２１４ｂ間の合流点１２２２に配置されてもよい。そのような通気口の使用は、材料１２０８が第１の金型１２１２の中に投入されると、反射性材料１２０４が、透明材料１２０８の圧力によって、表面１２１４ａ、１２１４ｂに対して押圧されることを可能にする際に有利であり得る。例えば、材料１２０８が空洞１２７０の中に投入されるにつれて、最初に空洞１２７０内にある、ガス（例えば、空気）が通気することを可能にすることは、反射性材料１２０４（薄膜の形態にあり得る）が、鋭的角を２つのセグメント間の合流点１２２２に形成することを可能にし得る。
【0206】
第１の透明材料１２０８は、可視および赤外線光が、材料１２０８を通して通過し、反射性要素１２０４に到達することを可能にするために、可視および赤外線スペクトル領域内において透明であることができる。上記に説明されるように、反射性要素１２０４は、次いで、入射光の赤外線成分を反射させ得る。第１の透明材料１２０８は、ポリマーまたはプラスチックを含んでもよい。例えば、第１の透明材料１２０８は、エラストマ、熱可塑性材、熱硬化性樹脂、または他のポリマーを含んでもよい。例示的材料は、ポリアミド、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、または任意のこれらの組み合わせを含む。
【0207】
図１２Ａを参照して説明される射出成型段階は、第１の金型１２１２から除去され得る、中間構造１２１６ａの形成をもたらす。中間構造１２１６ａは、図１２Ｄを参照して説明される第２の射出成型段階内で使用されるであろうため、第１の成型されたコンポーネントと称され得る。図１２Ｂは、第１の金型１２１２の外側の中間構造１２１６ａを示す。いくつかの方法では、反射性材料１２０４の部片は、中間構造１２１６ａの本体１２１７を越えて延在し得、これらの部片は、１つまたはそれを上回る終端点１２１８ａ、１２１８ｂにおいて除去され（例えば、切断、トリミング、研磨等によって）、中間構造１２１６を形成し得る。
【0208】
中間構造１２１６は、上記に説明されるように形成され得るが、これは、反射性材料１２０８は、第１の金型１２１２内に含まれ、他の実施形態では、中間構造１２１６の本体１２１７が、最初に、形成されることができ（例えば、射出成型を介して）、次いで、反射性材料１２０４が、本体１２１７に接着される、または取り付けられる、もしくはその上にコーティングまたは堆積されることができる。
【0209】
製造方法は、随意に、第２の本体１２１９が、中間構造上に形成され、光学要素１２２４を提供する、第２の射出成型段階を含むことができる。図１２Ｄは、本第２の射出成型段階の実施例を示す。中間構造１２１６は、第２の金型１２２０内に配置されてもよい。第２の金型１２２０は、示されるように、第１の部分１２２０ａおよび第２の部分１２２０ｂ等の２つまたはそれを上回る部分を含んでもよく、空洞１２８０がそれらの間に形成される。第２の金型１２２０の第１および第２の部分１２２０ａ、１２２０ｂは、略平坦である、２つの主要表面を形成するように成形されてもよい。２つの主要表面は、終端された光学要素が略平坦外面を有するように、相互に略平行であってもよい。他の関係も、可能性として考えられる、例えば、第１または第２の部分１２２０ａ、１２２０ｂの内面は、湾曲されることができ、これは、屈折力を光学要素に提供する、またはディスプレイ要素７０６に取り付けられるとき、より良好に嵌合する。
【0210】
第２の透明材料１２３０が、第２の金型１２２０の第２の空洞１２８０の中に投入されてもよい。第２の透明材料１２３０は、反射性材料１２０８が第１の本体１２１７と空洞１２８０との間に配置されるように、投入されてもよい。第２の透明材料１２３０は、第１の透明材料１２０８と実質的に同一であってもよい。他の材料も、可能性として考えられ、例えば、第１および第２の材料は、異なる屈折率または異なる可視もしくは赤外線透過性を有することができる。
【0211】
射出成型の第２の段階は、光学要素１２２４を形成し、これは、図１２Ｅに示され、第２の金型１２２０から除去される。そこから分かるように、反射性要素１２０８は、第１の本体１２１７（第１の射出成型段階の間に形成される）と第２の本体１２１９（第２の射出成型段階の間に形成される）との間に配置される。２つの透明本体１２１７、１２１９は、それによって、反射性要素１２０４を、環境条件（例えば、粉塵、湿度等）への暴露から、またはウェアラブルシステム２００のユーザによるタッチから保護する。光学要素１２２４は、図１０を参照して説明される、角度セグメント化された反射性要素（例えば、反射性要素７０８および基板８０４）として使用されることができる。例えば、光学要素１２２４は、光学ディスプレイ要素７０６に接着される、または取り付けられることができる。
【0212】
光学要素１２２４は、上記に説明されるように形成されてもよいが、他の実施形態では、第２の本体１２１９は、別個に形成されることができ（例えば、射出成型を介して）、次いで、中間構造１２１６に接着される、または取り付けられることができる。
【0213】
光学要素のための製造プロセスは、付加的、随意の、または異なる段階を含むことができる。例えば、図１３Ａ－１３Ｂは、光学要素１２２４が１つまたはそれを上回る光源を含むように形成される、実施例を示す。
【0214】
図１３Ａは、２つの光源１２３６ａおよび１２３６ｂを備える、ポリマー層１２３２の実施例を示す。電子回路網が、ポリマー層１２３２上または内に含まれ、電力を光源１２３６ａ、１２３６ｂに提供してもよい。回路網は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の可視光に対して透過性である、伝導性材料から形成されてもよい。光源１２３６ａ、１２３６ｂの一方または両方は、約７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１０００ｎｍ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当する波長等の赤外線光を放出するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、光源１２３６ａ、１２３６ｂは、ＳＦＨ４０５５赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）（Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓから利用可能）を備える。２つの光源が、図１３Ａに示されるが、１、３、４、５、６、またはそれを上回る光源が、他の実施形態内で使用されることができる。
【0215】
ポリマー層１２３２は、プラスチック等の任意のポリマーを備えてもよい。例えば、ポリマー層１２３２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んでもよい。ポリマー層１２３２は、剛性材料であってもよい。ポリマー層１２３２は、１ｍｍ未満の厚さを有してもよい。例えば、厚さは、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、その間の任意の値、またはその中の任意の端点を有する範囲内に該当してもよい。
【0216】
図１３Ｂは、図１２Ｄを参照して説明される第２の射出成型段階の間のポリマー層１２３２を含むための例示的プロセスを示す。示されるように、ポリマー層１２３２は、第２の透明材料１２３０の投入に先立って、第２の金型１２２０内に配置されてもよい。光源１２３６ａ、１２３６ｂは、光源１２３６ａ、１２３６ｂが第２の本体１２１９の内側に配置された状態になるように、反射性材料１２０４に面するように配向されてもよい。本体１２１７、１２１９の外側に延在する、ポリマー層１２３２の部分は、除去されてもよい。図１３Ｃは、離型後の光学要素１２２４を示す。光源１２３６ａ、１２３６ｂは、放出される光が、最初に、反射性材料１２０４（源によって放出される光の波長に反射性であり得る）上に入射せずに、光学要素１２２４を通して通過するように配列されてもよい。光源１２３６ａ、１２３６ｂからの光は、眼追跡のために使用される、角膜閃光を提供するために使用されることができる。
例示的製造方法
例示的製造方法
【0217】
図１４は、角度的にセグメント化されたホットミラー等の光学要素を製造するための例示的方法１４００のためのフローチャートである。セグメント化されたホットミラーは、図１２Ａ－１３Ｃを参照して上記に説明されるように、射出成型されてもよい。
【0218】
ブロック１４０４では、第１の空洞を有する第１の金型が、提供され得る。第１の空洞は、第２の部分に対して非ゼロ角度である、第１の部分を有する、第１の表面を含むことができる。角度は、上記に説明される任意の角度、例えば、立ち上がり角度７２８または１２２８であってもよい。例えば、角度は、２～２５度または５～２０度に及んでもよい。
【0219】
ブロック１４０８では、方法１４００は、ホットミラーフィルムを第１の空洞の第１の表面の少なくとも第１の部分および第２の部分に隣接して配置するステップを含んでもよい。ホットミラーフィルムは、上記に説明されるように、可視光に対して実質的に透過性であり、赤外線光に対して実質的に反射性であることができる。第１の金型は、通気口を第１の部分と第２の部分との間に含んでもよく、これは、ホットミラーフィルムが鋭的角１２３２を形成し得るように、空気が金型から通気されることを可能にし得る。
【0220】
ブロック１４１２では、第１のポリマー材料が、第１の金型の第１の空洞の中に投入され、第１の成型されたコンポーネント（例えば、図１２Ｂおよび１２Ｃを参照して説明される、中間構造１２１６ａまたは１２１６）を形成し得る。ブロック１４１６では、第１の成型されたコンポーネントが、第１の金型から除去され得る。第１の成型されたコンポーネントは、例えば、図１２Ｂおよび１２Ｃに示されるように、ホットミラーフィルムの少なくとも一部を含んでもよい。
【0221】
ブロック１４２０では、方法１４００は、第１の成型されたコンポーネントを、第２の空洞を有する第２の金型内に配置するステップを含んでもよい。第１の成型されたコンポーネントは、ホットミラーフィルムが第２の空洞の中心領域に向かって配置されるように、配向されることができる（例えば、図１２Ｄ参照）。ブロック１４２４では、方法１４００は、第２のポリマー材料がホットミラーフィルムの少なくとも一部を被覆するように、第２のポリマー材料を第２の空洞の中に投入し、第２の成型されたコンポーネントを形成するステップを含んでもよい（例えば、図１２Ｄ参照）。第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料と同一であってもよい。ポリマーの一方または両方は、可視光および赤外線光に対して実質的に透過性であってもよい。第１のポリマーまたは第２のポリマーの一方または両方は、熱可塑性ポリマーを含んでもよい。例示的ポリマーは、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、および／または投入可能材料に関連して本明細書に説明される任意の他の材料を含んでもよい。ブロック１４２８では、第２の成型されたコンポーネントは、第２の金型から除去され得る。
【0222】
方法１４００は、随意に、第１の成型されたコンポーネントまたは第２の成型されたコンポーネントの外側に延在する、ホットフィルムの一部を除去するステップを含んでもよい（例えば、図１２Ｂ、１２Ｃ参照）。加えて、または代替として、方法１４００は、少なくとも１つの赤外線光源を第２の金型の第２の空洞内に配置するステップを含んでもよい（例えば、図１３Ａ、１３Ｂ参照）。例えば、少なくとも１つの赤外線光源は、ポリマーフィルム上に配置されてもよい。ポリマーフィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／または任意の他のポリマーを含んでもよい。方法１４００は、ポリマーフィルムを第２の金型の第２の空洞内に配置するステップを含んでもよい。
【0223】
反射性要素は、相互に対して角付けられた２つの部分を含むことができるが、他の実施形態では、付加的角度付けられた部分が、形成されることができる。例えば、第１の金型の第１の表面は、例えば、第３の部分が第２の部分に対して第２の非ゼロ角度にあるように、第３の部分を第２の部分に隣接して含んでもよい。第１の表面の第１の部分および／または第２の部分は、１つまたはそれを上回る湾曲領域等の曲率を含んでもよい。１つまたはそれを上回る湾曲領域は、ある実施形態では、相互に対して異なる曲率および／または配向を含んでもよい。本明細書に説明されるように、方法１４００は、第２の成型されたコンポーネントを拡張、複合、または仮想現実デバイスのためのディスプレイに取り付けるステップを含むことができる。
【0224】
ある実施形態では、光学要素を製造するための方法は、光学フィルムを第１の光学要素の第１の表面に適用するステップを含むことができ、第１の表面は、第１のセクションと、第２のセクションとを含む。第２のセクションは、第１のセクションに対して非ゼロ角度に配置されてもよい。本方法はさらに、光学フィルムが第１の光学要素と第２の光学要素との間に配置されるように、第２の光学要素を第１の光学要素に適用し、光学要素を形成するステップを含んでもよい。光学フィルムは、本明細書に説明されるホットミラーフィルム、反射性要素７０８、および／または反射性材料１２０４の１つまたはそれを上回る特徴を含んでもよい。
付加的側面
付加的側面
【0225】
第１の側面では、ユーザの頭部上に装着されるように構成される、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）が、開示される。ＨＭＤは、一対の耳掛けつるを備える、フレームと、対の光学要素のそれぞれがユーザの眼の前方に配置されることが可能であるように、フレームによって支持される、一対の光学要素と、対の耳掛けつるのうちの１つに搭載される、前向きに向いた結像機と、対の光学要素のうちの１つ内または上に配置される、反射性要素と、赤外線光を、反射性要素によって反射された赤外線光を受け取るように構成される、前向きに向いた結像機に向かって反射させるように構成される、反射性要素とを備える。
【0226】
第２の側面では、対の光学要素はそれぞれ、可視光に対して透明である、側面１に記載のＨＭＤ。
【0227】
第３の側面では、対の光学要素はそれぞれ、画像をユーザに表示するように構成される、側面１または側面２に記載のＨＭＤ。
【0228】
第４の側面では、対の光学要素はそれぞれ、ライトフィールドディスプレイを備える、側面３に記載のＨＭＤ。
【0229】
第５の側面では、ライトフィールドディスプレイは、画像をユーザに出力するように構成される、導波管スタックを備える、側面４に記載のＨＭＤ。
【0230】
第６の側面では、反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、側面１－５のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
【0231】
第７の側面では、反射性要素は、可視光に対して透過性である、側面１－６のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
【0232】
第８の側面では、反射性要素は、複数のセグメントを備え、複数のセグメント内の各セグメントは、複数のセグメント内の少なくとも１つの他のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、側面１－７のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
【0233】
第９の側面では、光学性質は、反射角度または屈折力を含む、側面８に記載のＨＭＤ。
【0234】
第１０の側面では、複数のセグメントは、２、３、４、５、６、７、８、または９つのセグメントを備える、側面８または側面９に記載のＨＭＤ。
【0235】
第１１の側面では、前向きに向いた結像機は、対の耳掛けつるのうちの１つのこめかみ部分に搭載される、側面１－１０のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
【0236】
第１２の側面では、結像機は、目線制御レンズアセンブリを備える、側面１－１１のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
【0237】
第１３の側面では、目線制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、側面１２に記載のＨＭＤ。
【0238】
第１４の側面では、ディスプレイシステムが、開示される。ディスプレイシステムは、画像をユーザに表示するように構成される、光学要素であって、ユーザの眼の前方に位置付けられるように構成される、光学要素と、前向きに向いた結像機と、光学要素内または上に配置される、反射性要素であって、前向きに向いた結像機に向かってユーザの眼から受け取られた赤外線光を反射させるように構成される、反射性要素とを備える。
【0239】
第１５の側面では、光学要素は、ライトフィールドディスプレイを備える、側面１４に記載のディスプレイシステム。
【0240】
第１６の側面では、反射性要素は、ホットミラー、軸外回折光学要素（ＤＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、側面１４または１５に記載のディスプレイシステム。
【0241】
第１７の側面では、反射性要素は、異なる屈折力または異なる反射角度を有する、複数のセグメントを備える、側面１４－１６のいずれか１項に記載のディスプレイシステム。
【0242】
第１８の側面では、前向きに向いた結像機によって取得されるユーザの眼の画像を記憶するように構成される、非一過性メモリと、非一過性メモリと通信する、ハードウェアプロセッサであって、眼の画像にアクセスし、以下、すなわち、ユーザの眼を追跡する、ユーザの眼と関連付けられる、バイオメトリック情報を抽出する、ユーザの眼の一部の形状を再構築する、ユーザの眼の遠近調節状態を推定する、またはユーザの眼の網膜、虹彩、もしくは他の要素を結像することのうちの１つまたはそれを上回るものを実施するようにプログラムされる、ハードウェアプロセッサとをさらに備える、側面１４－１７のいずれか１項に記載のディスプレイシステム。
【0243】
第１９の側面では、頭部搭載型ディスプレイシステムが、開示される。ＨＤＭは、光学要素がユーザの第１の眼の前方に位置付けられるように、側面１４－１８のいずれか１項に記載のディスプレイシステムを支持するように構成される、フレームを備える。
【0244】
第２０の側面では、フレームは、第２のディスプレイシステムの光学要素がユーザの第２の眼の前方に位置付けられるように、側面１４－１８のいずれか１項に記載の第２のディスプレイシステムを支持する、側面１９に記載の頭部搭載型ディスプレイシステム。
【0245】
第２１の側面では、結像システムが、開示される。結像システムは、第１の波長範囲内の光を反射させる、反射性要素と、第１の波長範囲の全て未満の非空サブセット内の光に敏感である、結像機であって、反射性要素によって反射された光を捕捉するように配向されるように構成される、結像機とを備える。
【0246】
第２２の側面では、反射性要素は、ホットミラー、ホログラフィック光学要素（ＨＯＥ）、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、側面２１に記載の結像システム。
【0247】
第２３の側面では、第１の波長範囲は、赤外線波長範囲を含む、側面２１－２２のいずれか１項に記載の結像システム。
【0248】
第２４の側面では、結像システムは、光学要素を備え、光学要素は、反射性要素を備え、光学要素は、光学要素上に入射する可視光の少なくとも５０％に対して透過性である、側面２１－２３のいずれか１項に記載の結像システム。
【0249】
第２５の側面では、反射性要素は、複数のセグメントを備える、側面２１－２４のいずれか１項に記載の結像システム。
【0250】
第２６の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントは、複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、側面２５に記載の結像システム。
【0251】
第２７の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントの光学性質または複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質は、反射角度または屈折力を含む、側面２６に記載の結像システム。
【0252】
第２８の側面では、複数のセグメントは、少なくとも２つのセグメントを備える、側面２５－２７のいずれか１項に記載の結像システム。
【0253】
第２９の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、水平に配列される、側面２５－２８のいずれか１項に記載の結像システム。
【0254】
第３０の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、垂直に配列される、側面２５－２９のいずれか１項に記載の結像システム。
【0255】
第３１の側面では、複数のセグメントのうちのいくつかは、グリッド内に配列される、側面２５－３０のいずれか１項に記載の結像システム。
【0256】
第３２の側面では、結像機はさらに、目線制御レンズアセンブリを備える、側面２１－３１のいずれか１項に記載の結像システム。
【0257】
第３３の側面では、目線制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、側面３２に記載の結像システム。
【0258】
第３４の側面では、ユーザの眼の画像を間接的に捕捉するための結像システムが、開示される。結像システムは、第１の波長範囲内の光を反射させる、反射性要素であって、反射性要素は、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含み、反射性要素は、結像システムがユーザの眼の正面に設置されると、ユーザの眼から伝搬する光を反射させるように配向される、反射性要素と、第１の波長範囲の全て未満の非空サブセット内の光に敏感である、結像機であって、反射性要素によって反射されたユーザの眼から伝搬する光を捕捉することによって、ユーザの眼の画像を結像するように配向される、結像機とを備える。
【0259】
第３５の側面では、結像機によって結像されるユーザの眼の画像およびユーザの眼の正面に設置されたカメラによって結像されるユーザの眼の画像は、区別不能である、側面３４に記載の結像システム。
【0260】
第３６の側面では、結像機によって結像されるユーザの眼の画像は、事実上、ユーザの眼の正面に設置されたカメラによって結像される、側面３５に記載の結像システム。
【0261】
第３７の側面では、ユーザの眼の正面に設置されたカメラの効果的場所は、無限遠である、側面３５－３６のいずれか１項に記載の結像システム。
【0262】
第３８の側面では、第１の波長範囲は、赤外線波長範囲を含む、側面３５－３７のいずれか１項に記載の結像システム。
【0263】
第３９の側面では、結像システムは、光学要素を備え、光学要素は、反射性要素を備え、光学要素は、学要素上に入射する可視光の少なくとも５０％に対して透過性である、側面３５－３８のいずれか１項に記載の結像システム。
【0264】
第４０の側面では、反射性要素は、複数のセグメントを備える、側面３５－３９のいずれか１項に記載の結像システム。
【0265】
第４１の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントは、複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、側面４０に記載の結像システム。
【0266】
第４２の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントの光学性質または複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質は、反射角度または屈折力を含む、側面４１に記載の結像システム。
【0267】
第４３の側面では、複数のセグメントは、少なくとも２つのセグメントを備える、側面４０－４２のいずれか１項に記載の結像システム。
【0268】
第４４の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、水平に配列される、側面４０－４３のいずれか１項に記載の結像システム。
【0269】
第４５の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、垂直に配列される、側面４０－４４のいずれか１項に記載の結像システム。
【0270】
第４６の側面では、複数のセグメントのうちのいくつかは、グリッド内に配列される、側面４０－４５のいずれか１項に記載の結像システム。
【0271】
第４７の側面では、結像機はさらに、目線制御レンズアセンブリを備える、側面３４－４６のいずれか１項に記載の結像システム。
【0272】
第４８の側面では、目線制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、側面４７に記載の結像システム。
【0273】
第４９の側面では、結像システムが、開示される。結像システムは、第１の波長範囲内の光を反射させる、反射性要素であって、ホットミラー、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）、または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、反射性要素を備える、ディスプレイと、第１の波長範囲内の光に敏感である、結像機であって、少なくとも反射性要素によって反射された光を捕捉するように配向されるように構成される、結像機とを備える。
【0274】
第５０の側面では、第１の波長範囲は、赤外線波長範囲を含む、側面４９に記載の結像システム。
【0275】
第５１の側面では、ディスプレイは、可視光に対して実質的に透過性である、側面４９または側面５０に記載の結像システム。
【0276】
第５２の側面では、反射性要素は、複数のセグメントを備え、複数のセグメント内の各セグメントは、複数のセグメント内の少なくとも１つの他のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、側面４９－５１のいずれか１項に記載の結像システム。
【0277】
第５３の側面では、光学性質は、反射角度または屈折力を含む、側面５２に記載の結像システム。
【0278】
第５４の側面では、複数のセグメントは、２、３、４、５、６、７、８、または９つのセグメントを備える、側面５２または側面５３に記載の結像システム。
【0279】
第５５の側面では、結像機はさらに、目線制御レンズアセンブリを備える、側面４９－５４のいずれか１項に記載の結像システム。
【0280】
第５６の側面では、目線制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、側面５５に記載の結像システム。
【0281】
第５７の側面では、結像機によって入手された像を記憶するように構成される、非一過性データ記憶装置と、非一過性データ記憶装置と通信する、ハードウェアプロセッサであって、像を分析し、眼追跡、バイオメトリック識別、眼の形状の多視点再構築、眼の遠近調節状態の推定、または眼の網膜、虹彩、もしくは他の区別するパターンの結像のうちの１つまたはそれを上回るものを実施するための実行可能命令でプログラムされる、ハードウェアプロセッサとをさらに備える、側面２１－５６のいずれか１項に記載の結像システム。
【0282】
第５８の側面では、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）が、開示される。ＨＭＤは、側面２１－５７のいずれか１項に記載の結像システムを備える。
【0283】
第５９の側面では、ＨＭＤは、耳の近傍に装着されるように構成される部分を有する、フレームと、その部分の近傍に配置される、結像機とを備える、側面５８に記載のＨＭＤ。
【0284】
第６０の側面では、結像システムは、装着者の第１の眼を結像するように構成され、ＨＭＤは、側面２１－５７のいずれか１項に記載の第２の結像システムを備え、第２の結像システムは、装着者の第２の眼を結像するように構成される、側面５８または側面５９に記載のＨＭＤ。
【0285】
第６１の側面では、ＨＭＤは、拡張現実デバイス（ＡＲＤ）である、側面５８－６０のいずれか１項に記載のＨＭＤ。
【0286】
第６２の側面では、仮想カメラを作成する方法が、開示される。本方法は、結像システムを結像されるべきオブジェクトの正面に提供し、仮想カメラをオブジェクトの正面に作成するステップを含み、結像システムは、第１の波長範囲内の光を反射させる、反射性要素であって、反射性要素は、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、反射性要素は、結像システムがオブジェクトの正面に設置されると、オブジェクトから伝搬する光を反射させるように配向される、反射性要素と、第１の波長範囲の全て未満の非空サブセット内の光に敏感である、結像機であって、結像機は、反射性要素によって反射されたオブジェクトから伝搬する光を捕捉することによって、オブジェクトの画像を結像するように配向され、結像機によって結像されるオブジェクトの画像およびオブジェクトの正面のカメラによって結像されるオブジェクトの画像は、区別不能である、結像機とを備える。
【0287】
第６３の側面では、第１の波長範囲は、赤外線波長範囲を含む、側面６２に記載の方法。
【0288】
第６４の側面では、結像システムは、光学要素を備え、光学要素は、反射性要素を備え、光学要素は、学要素上に入射する可視光の少なくとも５０％に対して透過性である、側面６２－６３のいずれか１項に記載の方法。
【0289】
第６５の側面では、反射性要素は、複数のセグメントを備える、側面６２－６４のいずれか１項に記載の方法。
【0290】
第６６の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントは、複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、側面６５に記載の方法。
【0291】
第６７の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントの光学性質または複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質は、反射角度または屈折力を含む、側面６６に記載の方法。
【0292】
第６８の側面では、複数のセグメントは、少なくとも２つのセグメントを備える、側面６５－６７のいずれか１項に記載の方法。
【0293】
第６９の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、水平に配列される、側面６５－６８のいずれか１項に記載の方法。
【0294】
第７０の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、垂直に配列される、側面６５－６９のいずれか１項に記載の方法。
【0295】
第７１の側面では、複数のセグメントのうちのいくつかは、グリッド内に配列される、側面６５－７０のいずれか１項に記載の方法。
【0296】
第７２の側面では、結像機はさらに、目線制御レンズアセンブリを備える、側面６２－７１のいずれか１項に記載の方法。
【0297】
第７３の側面では、目線制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、側面７２に記載の方法。
【0298】
第７４の側面では、仮想カメラを使用してオブジェクトを結像する方法が、開示される。本方法は、結像システムを結像されるべきオブジェクトの正面に提供し、仮想カメラをオブジェクトの正面に作成するステップであって、結像システムは、第１の波長範囲内の光を反射させる、反射性要素であって、反射性要素は、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、反射性要素は、結像システムがオブジェクトの正面に設置されると、オブジェクトから伝搬する光を反射させるように配向される、反射性要素と、第１の波長範囲の全て未満の非空サブセット内の光に敏感である、結像機であって、反射性要素によって反射されたオブジェクトから伝搬する光を捕捉することによって、オブジェクトの画像を結像するように配向される、結像機とを備える、ステップと、反射性要素によって反射されたオブジェクトから伝搬する光を捕捉することによって、オブジェクトの画像を結像するステップであって、結像機によって結像されるオブジェクトの画像およびオブジェクトの正面のカメラによって結像されるオブジェクトの画像は、区別不能である、ステップを含む、仮想カメラを使用して、オブジェクトを結像するステップを含む。
【0299】
第７５の側面では、第１の波長範囲は、赤外線波長範囲を含む、側面７４に記載の方法。
【0300】
第７６の側面では、結像システムは、光学要素を備え、光学要素は、反射性要素を備え、光学要素は、学要素上に入射する可視光の少なくとも５０％に対して透過性である、側面７４－７５のいずれか１項に記載の方法。
【0301】
第７７の側面では、反射性要素は、複数のセグメントを備える、側面７４－７６のいずれか１項に記載の方法。
【0302】
第７８の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントは、複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質と異なる、光学性質を有する、側面７７に記載の方法。
【0303】
第７９の側面では、複数のセグメント内の第１のセグメントの光学性質または複数のセグメント内の第２のセグメントの光学性質は、反射角度または屈折力を含む、側面７８に記載の方法。
【0304】
第８０の側面では、複数のセグメントは、少なくとも２つのセグメントを備える、側面７７－７９のいずれか１項に記載の方法。
【0305】
第８１の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、水平に配列される、側面７７－８０のいずれか１項に記載の方法。
【0306】
第８２の側面では、複数のセグメントのうちの２つのものは、垂直に配列される、側面７７－８１のいずれか１項に記載の方法。
【0307】
第８３の側面では、複数のセグメントのうちのいくつかは、グリッド内に配列される、側面７７－８２のいずれか１項に記載の方法。
【0308】
第８４の側面では、結像機はさらに、目線制御レンズアセンブリを備える、側面７４－８３のいずれか１項に記載の方法。
【0309】
第８５の側面では、目線制御レンズアセンブリは、偏移レンズ、傾斜レンズ、または偏移－傾斜レンズを備える、側面８４に記載の方法。
【0310】
第８６の側面では、結像アセンブリが、開示される。結像アセンブリは、シースルー要素（例えば、ディスプレイ）と、ディスプレイを視認するように設置される、視認カメラと、そのカメラと関連付けられる、レンズと、ディスプレイを、それに対してディスプレイが敏感である波長の全てまたは一部に対して反射性にする、ディスプレイ上の反射性要素とを備える。
【0311】
第８７の側面では、反射性要素は、ホットミラー、軸外ホログラフィックミラー（ＯＡＨＭ）または軸外立体回折光学要素（ＯＡＶＤＯＥ）を含む、側面８６に記載のアセンブリ。
【0312】
第８８の側面では、アセンブリは、一対の眼鏡またはヘルメット等のウェアラブル構造の中に統合される、側面８６－８７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0313】
第８９の側面では、反射性要素は、セグメント化される、側面８６－８８のいずれかに記載のアセンブリ。
【0314】
第９０の側面では、アセンブリは、特定のタスク（例えば、視線追跡またはバイオメトリック識別）のための最良可能視認角度を選択するためにセグメント化されたＯＡＨＭの使用のために構成される、側面８９に記載のアセンブリ。
【0315】
第９１の側面では、アセンブリは、眼の形状の立体視または多視点３次元再構築のための多数のセグメントサブ画像の使用のために構成される、側面８９－９０のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0316】
第９２の側面では、眼の形状の３次元再構築は、眼の遠近調節状態を推定するために使用される、側面９１に記載のアセンブリ。
【0317】
第９３の側面では、眼の遠近調節状態を推定するステップは、アセンブリの同一装着者の複数の画像を横断して眼の瞳孔および虹彩の見掛け場所ならびに形状を比較するステップを含む、側面９２に記載のアセンブリ。
【0318】
第９４の側面では、眼の遠近調節状態を推定するステップは、水晶体の拡大状態を決定するために使用される、側面９２－９３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0319】
第９５の側面では、アセンブリは、情報融合アルゴリズムへの入力としての画像セグメントの使用のために構成される、側面８６－９４のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0320】
第９６の側面では、情報融合アルゴリズムは、眼の見掛け分解能またはそこからの情報抽出の品質を改良するために使用される、側面９５に記載のアセンブリ。
【0321】
第９７の側面では、情報融合アルゴリズムは、画像超解像技法を含む、側面９５－９６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0322】
第９８の側面では、情報融合アルゴリズムは、眼の虹彩の画像を改良するために使用される、側面９５－９７のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0323】
第９９の側面では、情報融合アルゴリズムは、虹彩コード抽出（例えば、Ｊｏｈｎ Ｄａｕｇｍａｎ， ｅｔ ａｌ．２００６）と、装着者の虹彩コードの単一推定値を形成するための結果として生じる虹彩コードの後続融合とを含む、側面９５－９８のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0324】
第１００の側面では、アセンブリは、眼姿勢推定または追跡を改良するための画像セグメントの使用のために構成される、側面８６－９９のいずれかに記載のアセンブリ。
【0325】
第１０１の側面では、眼、虹彩、瞳孔、および角膜（またはこれらの任意のサブセット）の３次元再構築は、姿勢推定における眼の被覆率を改良するために、直接、画像セグメントと併用される、側面１００に記載のアセンブリ。
【0326】
第１０２の側面では、反射性要素は、ビーム発散を追加または低減させるための屈折力を含む、ＯＡＶＤＯＥを含む、側面８６－１０１のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0327】
第１０３の側面では、反射性要素は、任意の数のセグメント（例えば、２つ、３つ、６つ、または９つのセグメント）を含む、側面８６－１０２のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0328】
第１０４の側面では、反射性要素は、赤外線光を反射させるように構成され、視認カメラは、赤外線光に敏感である、側面８６－１０３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0329】
第１０５の側面では、反射性要素は、赤外線内で反射するが、そうでなければ、可視光に対して透明であるように構成される、ホットミラーを含む、側面１０４に記載のアセンブリ。
【0330】
第１０６の側面では、反射性要素を備える表面の法線と平行な視認カメラに対して法線を伴う、（例えば、傾斜－偏移写真撮影におけるような）オフセットレンズをさらに備える、側面８６－１０５のいずれか１項に記載のアセンブリ。
【0331】
第１０７の側面では、頭部搭載型ディスプレイ（ＨＭＤ）が、開示される。ＨＭＤは、一対のディスプレイを備え、各ディスプレイは、側面８６－１０６のいずれか１項に記載の結像アセンブリを備え、対の１つのアセンブリは、装着者の眼毎に構成される。
結論
結論
【0332】
本明細書に説明される、ならびに／または添付される図に描写されるプロセス、方法、およびアルゴリズムはそれぞれ、具体的かつ特定のコンピュータ命令を実行するように構成される、１つまたはそれを上回る物理的コンピューティングシステム、ハードウェアコンピュータプロセッサ、特定用途向け回路、および／または電子ハードウェアによって実行される、コードモジュールにおいて具現化され、それによって完全もしくは部分的に自動化され得る。例えば、コンピューティングシステムは、具体的コンピュータ命令とともにプログラムされた汎用コンピュータ（例えば、サーバ）または専用コンピュータ、専用回路等を含むことができる。コードモジュールは、実行可能プログラムにコンパイルおよびリンクされる、動的リンクライブラリ内にインストールされ得る、またはインタープリタ型プログラミング言語において書き込まれ得る。いくつかの実装では、特定の動作および方法が、所与の機能に特有の回路によって実施され得る。
【0333】
さらに、本開示の機能性のある実装は、十分に数学的、コンピュータ的、または技術的に複雑であるため、（適切な特殊化された実行可能命令を利用する）特定用途向けハードウェアもしくは１つまたはそれを上回る物理的コンピューティングデバイスは、例えば、関与する計算の量もしくは複雑性に起因して、または結果を実質的にリアルタイムで提供するために、機能性を実施する必要があり得る。例えば、ビデオは、多くのフレームを含み、各フレームは、数百万のピクセルを有し得、具体的にプログラムされたコンピュータハードウェアは、商業的に妥当な時間量において所望の画像処理タスクまたは用途を提供するようにビデオデータを処理する必要がある。
【0334】
コードモジュールまたは任意のタイプのデータは、ハードドライブ、ソリッドステートメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、光学ディスク、揮発性もしくは不揮発性記憶装置、同一物の組み合わせ、および／または同等物を含む、物理的コンピュータ記憶装置等の任意のタイプの非一過性コンピュータ可読媒体上に記憶され得る。本方法およびモジュール（またはデータ）はまた、無線ベースおよび有線／ケーブルベースの媒体を含む、種々のコンピュータ可読伝送媒体上で生成されたデータ信号として（例えば、搬送波または他のアナログもしくはデジタル伝搬信号の一部として）伝送され得、種々の形態（例えば、単一もしくは多重化アナログ信号の一部として、または複数の離散デジタルパケットもしくはフレームとして）をとり得る。開示されるプロセスまたはプロセスステップの結果は、任意のタイプの非一過性有形コンピュータ記憶装置内に持続的もしくは別様に記憶され得る、またはコンピュータ可読伝送媒体を介して通信され得る。
【0335】
本明細書に説明される、および／または添付される図に描写されるフロー図における任意のプロセス、ブロック、状態、ステップ、もしくは機能性は、プロセスにおいて具体的機能（例えば、論理もしくは算術）またはステップを実装するための１つまたはそれを上回る実行可能命令を含む、コードモジュール、セグメント、またはコードの一部を潜在的に表すものとして理解されたい。種々のプロセス、ブロック、状態、ステップ、または機能性は、組み合わせられる、再配列される、本明細書に提供される例証的実施例に追加される、そこから削除される、修正される、または別様にそこから変更されることができる。いくつかの実施形態では、付加的または異なるコンピューティングシステムもしくはコードモジュールが、本明細書に説明される機能性のいくつかまたは全てを実施し得る。本明細書に説明される方法およびプロセスはまた、いずれの特定のシーケンスにも限定されず、それに関連するブロック、ステップ、または状態は、適切な他のシーケンスで、例えば、連続して、並行して、またはある他の様式で実施されることができる。タスクまたはイベントが、開示される例示的実施形態に追加される、またはそこから除去され得る。さらに、本明細書に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、例証目的のためであり、全ての実装においてそのような分離を要求するものとして理解されるべきではない。説明されるプログラムコンポーネント、方法、およびシステムは、概して、単一のコンピュータ製品においてともに統合される、または複数のコンピュータ製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。多くの実装変形例が、可能である。
【0336】
本プロセス、方法、およびシステムは、ネットワーク（または分散）コンピューティング環境において実装され得る。ネットワーク環境は、企業全体コンピュータネットワーク、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、クラウドコンピューティングネットワーク、クラウドソースコンピューティングネットワーク、インターネット、およびワールドワイドウェブを含む。ネットワークは、有線もしくは無線ネットワークまたは任意の他のタイプの通信ネットワークであり得る。
【0337】
本開示のシステムおよび方法は、それぞれ、いくつかの革新的側面を有し、そのうちのいかなるものも、本明細書に開示される望ましい属性に単独で関与しない、またはそのために要求されない。上記に説明される種々の特徴およびプロセスは、相互に独立して使用され得る、または種々の方法で組み合わせられ得る。全ての可能性として考えられる組み合わせおよび副次的組み合わせが、本開示の範囲内に該当することが意図される。本開示に説明される実装の種々の修正が、当業者に容易に明白であり得、本明細書に定義される一般原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の実装に適用され得る。したがって、請求項は、本明細書に示される実装に限定されることを意図されず、本明細書に開示される本開示、原理、および新規の特徴と一貫する最も広い範囲を与えられるべきである。
【0338】
別個の実装の文脈において本明細書に説明されるある特徴はまた、単一の実装における組み合わせにおいて実装されることができる。逆に、単一の実装の文脈において説明される種々の特徴もまた、複数の実装において別個に、または任意の好適な副次的組み合わせにおいて実装されることができる。さらに、特徴がある組み合わせにおいて作用するものとして上記に説明され、さらに、そのようなものとして最初に請求され得るが、請求される組み合わせからの１つまたはそれを上回る特徴は、いくつかの場合では、組み合わせから削除されることができ、請求される組み合わせは、副次的組み合わせまたは副次的組み合わせの変形例を対象とし得る。いかなる単一の特徴または特徴の群も、あらゆる実施形態に必要もしくは必須ではない。
【0339】
とりわけ、「～できる（ｃａｎ）」、「～し得る（ｃｏｕｌｄ）」、「～し得る（ｍｉｇｈｔ）」、「～し得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」、および同等物等の本明細書で使用される条件文は、別様に具体的に記載されない限り、または使用されるような文脈内で別様に理解されない限り、概して、ある実施形態がある特徴、要素、および／またはステップを含む一方、他の実施形態がそれらを含まないことを伝えることが意図される。したがって、そのような条件文は、概して、特徴、要素、および／またはステップが、１つまたはそれを上回る実施形態に対していかようにも要求されること、もしくは１つまたはそれを上回る実施形態が、著者の入力または促しの有無を問わず、これらの特徴、要素、および／またはステップが任意の特定の実施形態において含まれる、もしくは実施されるべきかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを含意することを意図されない。用語「～を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「～を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、および同等物は、同義語であり、非限定的方式で包括的に使用され、付加的要素、特徴、行為、動作等を除外しない。また、用語「または」は、例えば、要素のリストを接続するために使用されると、用語「または」が、リスト内の要素のうちの１つ、いくつか、または全てを意味するように、その包括的意味において使用される（およびその排他的意味において使用されない）。加えて、本願および添付される請求項で使用されるような冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別様に規定されない限り、「１つまたはそれを上回る」もしくは「少なくとも１つ」を意味するように解釈されるべきである。
【0340】
本明細書で使用されるように、項目のリスト「～のうちの少なくとも１つ」を指す語句は、単一の要素を含む、それらの項目の任意の組み合わせを指す。ある実施例として、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡ、Ｂ、およびＣを網羅することが意図される。語句「Ｘ、Ｙ、およびＺのうちの少なくとも１つ」等の接続文は、別様に具体的に記載されない限り、概して、項目、用語等がＸ、Ｙ、またはＺのうちの少なくとも１つであり得ることを伝えるために使用されるような文脈で別様に理解される。したがって、そのような接続文は、概して、ある実施形態が、Ｘのうちの少なくとも１つ、Ｙのうちの少なくとも１つ、およびＺのうちの少なくとも１つがそれぞれ存在するように要求することを示唆することを意図するものではない。
【0341】
同様に、動作は、特定の順序で図面に描写され得るが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が、示される特定の順序で、または連続的順序で実施される必要がない、もしくは全ての図示される動作が実施される必要はないことを認識されたい。さらに、図面は、フローチャートの形態で１つまたはそれを上回る例示的プロセスを図式的に描写し得る。しかしながら、描写されない他の動作も、図式的に図示される例示的方法およびプロセス内に組み込まれることができる。例えば、１つまたはそれを上回る付加的動作が、図示される動作のいずれかの前に、その後に、それと同時に、またはその間に実施されることができる。加えて、動作は、他の実装において再配列される、または再順序付けられ得る。ある状況では、マルチタスクおよび並列処理が、有利であり得る。さらに、上記に説明される実装における種々のシステムコンポーネントの分離は、全ての実装におけるそのような分離を要求するものとして理解されるべきではなく、説明されるプログラムコンポーネントおよびシステムは、概して、単一のソフトウェア製品においてともに統合される、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化され得ることを理解されたい。加えて、他の実装も、以下の請求項の範囲内である。いくつかの場合では、請求項に列挙されるアクションは、異なる順序で実施され、依然として、望ましい結果を達成することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図7G】
【図7H】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【国際調査報告】