[发明专利]用于采用虚拟或增强现实装置生成虚拟内容显示的方法和系统

说明书

公开了用于体相衍射元件的干涉记录的几种独特配置，该体相衍射元件用于在波导中使用并具有相对高的角度衍射。通过各种方法产生的单独层EPE和OPE结构可以并排或覆盖的结构集成，并且多个这种EPE和OPE结构可被组合和复用，以在单个、空间一致的层中展现EPE/OPE功能。复用的结构减少了在目镜光学部件的叠层内的材料的总层数，每一层负责显示体积图像的给定焦距范围。体相型衍射元件用于提供特性，包括能够实现配准的多色衍射场的光谱带宽选择性、能够促进拼接和视场扩展而没有串扰的角度多路复用能力，以及与其它衍射元件的形式相比全光学、相对简单的原形，使得能够快速设计迭代。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年5月30日提交的名为“用于虚拟和增强现实的方法和系统(METHODS AND SYSTEMS FOR VIRTUAL AND AUGMENTED REALTY)”的美国临时专利申请序列号62/005,807的权益。本申请与于2013年11月27日以代理人案号ML 3001 1.00提交的名为“虚拟和增强现实的系统和方法(VIRTUAL AND AUGMENTED REALITY SYSTEMS ANDMETHODS)”的美国临时专利申请序列号61/909,174，以及于2013年7月12日以代理案号30007.00提交的美国临时专利申请序列号61/845,907交叉相关。本申请还与于2015年4月18日提交的名为“用于增强和虚拟现实的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FORAUGMENTED AND VIRTUAL REALITY)”的美国专利申请序列号14/690,401，以及于2014年11月27日提交的名为“虚拟和增强现实的系统和方法(VIRTUAL AND AUGMENTED REALITYSYSTEMS AND METHODS)”的美国专利申请序列号14/555,585相关。

背景技术

现代计算技术和显示技术已经促进了用于所谓“虚拟现实”或者“增强现实”体验的系统的发展，其中，数字再现的图像或者其部分以看起来是真实的或者可感知为真实的方式呈现给用户。虚拟现实或“VR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，而对于其它实际的真实世界视觉输入并不透明；增强现实或“AR”场景通常涉及数字或虚拟图像信息的呈现，作为对用户周围的实际世界的可视化的增强。

当放置数字内容(例如，为增强房间的真实世界视野而呈现的诸如虚拟枝形吊灯对象的3-D内容，或者为增强房间的真实世界视野而呈现的诸如平面的/平的虚拟油画对象的2-D内容)时，可做出设计选择以控制对象的行为。例如，2-D油画对象可以是以头部为中心的，在这种情况下，对象围绕用户的头部移动(例如，如在谷歌眼镜方法中)；或者，对象是以世界为中心，在这种情况下，它被呈现为仿佛它是真实世界坐标系统的一部分，使得用户在不移动对象相对于真实世界的位置的情况下，移动他的头部和眼睛。

当将虚拟内容放置到采用增强现实系统所呈现的增强现实世界中时，对象是否应当呈现为：以世界为中心(即，虚拟对象停留在真实世界的位置中，使得用户可以在不改变相对于围绕着他的真实世界对象(诸如真实世界的墙壁)的其位置的情况下，围绕着它移动他的身体、头部、眼睛)；以身体为中心或者以躯干为中心，在这种情况下，虚拟元素相对于用户的躯干可被固定，使得用户可在不移动对象的情况下移动他的头部或眼睛，但是这种移动从属于躯干移动；以头部为中心，在这种情况下，显示的对象(和/或显示器自身)可与头部移动一起进行移动，如上参考谷歌眼镜中所描述的；或者以眼睛为中心，如在“视网膜凹式显示(foveated display)”配置中，其中内容根据眼睛位置进行转换。