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特表2023-541092カメラの方向を調整することができるディスプレイ眼鏡類

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2023-09-28

(54)【発明の名称】カメラの方向を調整することができるディスプレイ眼鏡類

(51)【国際特許分類】

H04N 13/204 20180101AFI20230921BHJP

H04N 13/344 20180101ALI20230921BHJP

H04N 13/122 20180101ALI20230921BHJP

H04N 5/222 20060101ALI20230921BHJP

H04N 23/63 20230101ALI20230921BHJP

H04N 23/53 20230101ALI20230921BHJP

G09G 5/00 20060101ALI20230921BHJP

G09G 5/38 20060101ALI20230921BHJP

G09G 5/34 20060101ALI20230921BHJP

G09G 5/37 20060101ALI20230921BHJP

G09G 3/20 20060101ALI20230921BHJP

G09F 9/00 20060101ALI20230921BHJP

G02C 11/00 20060101ALI20230921BHJP

H04N 13/128 20180101ALI20230921BHJP

【ＦＩ】

H04N13/204

H04N13/344

H04N13/122

H04N5/222 100

H04N23/63

H04N23/53

G09G5/00 510A

G09G5/00 550C

G09G5/38

G09G5/34 C

G09G5/34 Z

G09G5/37 320

G09G5/34 E

G09G5/00 510H

G09G3/20 680A

G09G3/20 691G

G09G3/20 691C

G09G3/20 691D

G09G3/20 633L

G09G3/20 660E

G09F9/00 366G

G02C11/00

H04N13/128

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022581692

(86)(22)【出願日】2021-06-23

(85)【翻訳文提出日】2023-02-22

(86)【国際出願番号】 US2021038737

(87)【国際公開番号】W WO2022005854

(87)【国際公開日】2022-01-06

(31)【優先権主張番号】16/915,985

(32)【優先日】2020-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＪＡＶＡ

２．ＰＹＴＨＯＮ

(71)【出願人】

【識別番号】511054525

【氏名又は名称】イノヴェガ，インク．

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＮＯＶＥＧＡＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花顕治

(72)【発明者】

【氏名】レガートンジェロメエー．

(72)【発明者】

【氏名】マーシュジェイ

【テーマコード（参考）】

2H006

5C080

5C122

5C182

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H006CA00

5C080AA06

5C080AA10

5C080BB05

5C080CC04

5C080DD03

5C080DD13

5C080DD21

5C080EE17

5C080EE21

5C080EE22

5C080EE28

5C080GG02

5C080GG05

5C080GG07

5C080GG12

5C080JJ02

5C080JJ05

5C080JJ06

5C080JJ07

5C080KK02

5C122EA42

5C122FA16

5C122FH10

5C122FK09

5C122FK24

5C122GD01

5C122GD09

5C122GE06

5C122GE11

5C122HA75

5C122HA82

5C122HA88

5C122HB01

5C122HB05

5C122HB06

5C122HB10

5C182AA02

5C182AA03

5C182AA26

5C182AA31

5C182AB34

5C182AB35

5C182AC38

5C182AC46

5C182BA01

5C182BA03

5C182BA04

5C182BA06

5C182BA14

5C182BA29

5C182BA46

5C182BA56

5C182BC22

5C182BC25

5C182BC26

5C182CA01

5C182CA02

5C182CB13

5C182CB42

5C182CB45

5C182CC14

5C182CC15

5C182CC24

5C182CC27

5G435BB05

5G435BB12

5G435BB15

5G435CC09

5G435EE13

5G435EE49

5G435GG02

5G435GG03

5G435LL13

(57)【要約】

いくつかの実施形態が、カメラの方向を調整することができるディスプレイ眼鏡類を提供する。一般に、開示される一態様は、ユーザの頭部に装着されるように構成された構造体と、構造体に可動に結合し、ユーザの視野内の画像を撮影するように構成されたカメラと、構造体に固定に結合し、カメラによって撮影された画像をユーザへと表示するように構成されたディスプレイパネルとを備える電子デバイスを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの頭部に装着されるように構成された構造体と、
前記構造体に可動に結合し、前記ユーザの視野内の画像を撮影するように構成されたカメラと、
前記構造体に固定に結合し、前記カメラによって撮影された画像を前記ユーザへと表示するように構成されたディスプレイパネルと
を備える電子デバイス。

【請求項2】

前記カメラを前記構造体に可動に結合させるジンバル
をさらに備え、前記ジンバルは、前記カメラを前記ユーザの静止時の視線に対して水平方向および垂直方向に傾けることを可能にする、
請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項3】

前記ジンバルは、前記カメラの角度位置が、前記構造体の前部からの法線に対して任意の半子午線において９０°までの大きさを有するように、前記カメラを動かすように構成される、請求項２に記載の電子デバイス。

【請求項3】

前記ジンバルを制御するように構成されたモータ
をさらに備える、請求項２に記載の電子デバイス。

【請求項4】

制御信号に基づいて前記モータを制御するように構成されたコントローラ
をさらに備え、前記制御信号は、
前記構造体の傾きを感知するように構成された傾きセンサよって与えられ、前記傾きに基づくか、
物体までの距離を感知するように構成された距離センサによって与えられ、前記距離に基づくか、
のうちの少なくとも一方である、
請求項３に記載の電子デバイス。

【請求項5】

前記構造体は、
ユーザの頭部に装着されるように構成され、前記ユーザの鼻に載せられるように構成された鼻当てと、前記ユーザの耳に載せられるように構成された耳当てとを含んでいるフレーム、および
フレーム前部
のうちの少なくとも一方を備える、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項6】

前記ディスプレイパネルは遮蔽型または透明である、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項7】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線内に配置される、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項8】

前記ディスプレイパネルによって表示される視野は、前記カメラによって捕捉される視野よりも小さく、
前記コントローラは、前記撮影された画像の一部分を前記ディスプレイの視野の外側から前記ディスプレイの視野内にシフトさせるようにさらに構成される、
請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項9】

前記シフトの角度が１０°を超える、
請求項８に記載の電子デバイス。

【請求項10】

前記シフトの角度は固定された角度である、
請求項８に記載の電子デバイス。

【請求項11】

ユーザ入力デバイス
をさらに備え、前記シフトの角度は、前記ユーザ入力デバイスで受け付ける入力によって決定される、
請求項８に記載の電子デバイス。

【請求項12】

前記コントローラは、前記撮影された画像を表示する前に、前記撮影された画像の一部分をシフトさせるようにさらに構成される、
請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項13】

前記構造体は、
前記ユーザの眼の視線内に配置されたレンズ
をさらに備える、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項14】

前記構造体は、
眼鏡
を備える、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項15】

ユーザの頭部に装着されるように構成された電子デバイスのための方法であって、
前記電子デバイスに可動に結合したカメラを使用して、前記ユーザの視野内の画像を撮影するステップと、
前記画像を、前記電子デバイスに固定に結合したディスプレイパネル上で前記ユーザへと表示するステップと、
前記電子デバイスの傾き、および
前記カメラから前記ユーザの視野内の物体までの距離
の少なくとも一方に基づいて前記カメラの方向を制御するステップと
を含む方法。

【請求項16】

前記カメラは、前記ユーザの静止時の視線よりも上方に配置され、前記カメラを制御するステップは、
前記物体までの距離に基づいて、前記カメラの視線を前記物体において前記ユーザの静止時の視線と交差させるステップ
を含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記カメラは、前記ユーザの静止時の視線よりも上方に配置され、前記カメラを制御するステップは、
前記カメラの視線と前記ユーザの静止時の視線との間の角度を、傾きが大きくなるにつれて大きくするステップ
を含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

ユーザの頭部に装着されるように構成された構造体と、
前記構造体に固定に結合し、前記ユーザの視野内の画像を撮影するように構成されたカメラと、
前記撮影された画像の少なくとも一部分を垂直方向にシフトさせるように構成されたコントローラと、
前記構造体に固定に結合し、前記シフトさせた画像を前記ユーザへと表示するように構成されたディスプレイパネルと
を備える電子デバイス。

【請求項19】

ユーザの頭部に装着されるように構成された電子デバイスのための方法であって、
前記電子デバイスのカメラを使用して、前記ユーザの前方の画像を撮影するステップと、
前記撮影された画像の少なくとも一部分を垂直方向に電子的にシフトさせるステップと、
前記シフトさせた画像を前記電子デバイスのディスプレイパネル上で前記ユーザへと表示するステップと
を含む方法。

【請求項20】

前記ユーザの眼と前記撮影された画像内の物体との間の輻輳距離に基づいて、前記撮影された画像の前記一部分を電子的にシフトさせるステップ
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記撮影された画像の少なくとも一部分を垂直方向に電子的にシフトさせるように構成されたコントローラ
をさらに備え、
前記ディスプレイパネルは、前記シフトさせた画像を表示するように構成される、
請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項22】

前記撮影された画像の少なくとも一部分を水平方向に電子的にシフトさせるように構成されたコントローラ
をさらに備え、
前記ディスプレイパネルは、前記シフトさせた画像を表示するように構成される、請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項23】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線よりも上方で前記構造体に固定に結合している、
請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項24】

前記撮影された画像の少なくとも一部分を垂直方向に電子的にシフトさせるステップ
をさらに含み、
前記画像を表示するステップは、前記シフトさせた画像を表示するステップを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項25】

前記撮影された画像の少なくとも一部分を水平方向に電子的にシフトさせるステップ
をさらに含み、
前記画像を表示するステップは、前記シフトさせた画像を表示するステップを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項26】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線よりも上方で前記電子デバイスに固定に結合している、
請求項１５に記載の方法。

【請求項27】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線内で前記電子デバイスに固定に結合している、
請求項１５に記載の方法。

【請求項28】

前記コントローラは、前記撮影された画像の少なくとも一部分を水平方向に電子的にシフトさせるようにさらに構成される、
請求項１８に記載の装置。

【請求項29】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線よりも上方で前記構造体に固定に結合している、
請求項１８に記載の装置。

【請求項30】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線内で前記電子デバイスに固定に結合している、
請求項１８に記載の装置。

【請求項31】

前記撮影された画像の少なくとも一部分を水平方向に電子的にシフトさせるステップ
をさらに含む、
請求項１９に記載の方法。

【請求項32】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線よりも上方で前記電子デバイスに固定に結合している、
請求項１９に記載の方法。

【請求項33】

前記ディスプレイパネルは、前記ユーザの静止時の視線内で前記電子デバイスに固定に結合している、
請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年６月２９日に出願された米国特許出願第１６／９１５，９８５号の優先権を主張し、その内容は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示の技術は、一般に、眼鏡類に関し、より詳細には、いくつかの実施形態は、ディスプレイ眼鏡類に関する。

【発明の概要】

【0003】

一般に、開示される一態様は、ユーザの頭部に装着されるように構成された構造体と、構造体に可動に結合し、ユーザの視野内の画像を撮影するように構成されたカメラと、構造体に固定に結合し、カメラによって撮影された画像をユーザへと表示するように構成されたディスプレイパネルとを備える電子デバイスを特徴とする。

【0004】

この電子デバイスの実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。いくつかの実施形態は、ユーザの静止時の視線に対して水平方向および垂直方向に傾くカメラを備える。いくつかの実施形態において、ジンバルは、カメラの角度位置が、構造体の前部からの法線に対して任意の半子午線において９０°までの大きさを有するように、カメラを動かすように構成される。いくつかの実施形態は、ジンバルを制御するように構成されたモータを備える。いくつかの実施形態は、制御信号に基づいて前記モータを制御するように構成されたコントローラを備え、制御信号は、構造体の傾きを感知するように構成された傾きセンサによって与えられ、制御信号は、この傾きに基づくか、制御信号は、物体までの距離を感知するように構成された距離センサによって与えられ、制御信号は、この距離に基づくか、のうちの少なくとも一方である。いくつかの実施形態において、構造体は、ユーザの頭部に装着されるように構成され、ユーザの鼻に載せられるように構成された鼻当てと、ユーザの耳に載せられるように構成された耳当てとを含んでいるフレーム、およびフレーム前部のうちの少なくとも一方を備える。いくつかの実施形態において、ディスプレイパネルは、遮蔽型または透明である。いくつかの実施形態において、ディスプレイパネルは、ユーザの静止時の視線内に配置される。いくつかの実施形態において、ディスプレイパネルによって表示される視野は、カメラによって捕捉される視野よりも小さく、コントローラは、撮影された画像の一部分をディスプレイの視野の外側からディスプレイの視野内にシフトさせるようにさらに構成される。いくつかの実施形態において、シフトの角度は１０°を上回る。いくつかの実施形態において、シフトの角度は固定された角度である。いくつかの実施形態は、ユーザ入力デバイスを備え、シフトの角度は、ユーザ入力デバイスで受け付ける入力によって決定される。いくつかの実施形態において、コントローラは、撮影された画像の一部分を、撮影された画像を表示する前にシフトさせるようにさらに構成される。いくつかの実施形態において、構造体は、ユーザの眼の視線内に配置されたレンズをさらに備える。いくつかの実施形態において、構造体は眼鏡を備える。

【0005】

一般に、開示される一態様は、ユーザの頭部に装着されるように構成された電子デバイスのための方法であって、電子デバイスに可動に結合したカメラを使用してユーザの視野内の画像を撮影することと、画像を電子デバイスに固定に結合したディスプレイパネル上でユーザへと表示することと、電子デバイスの傾きおよびカメラからユーザの視野内の物体までの距離の少なくとも一方に基づいてカメラの方向を制御することとを含む方法を特徴とする。

【0006】

この方法の実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。いくつかの実施形態において、カメラは、ユーザの静止時の視線よりも上方に配置され、カメラを制御することは、物体までの距離に基づいて、カメラの視線を物体においてユーザの静止時の視線と交差させることを含む。いくつかの実施形態において、カメラは、ユーザの静止時の視線よりも上方に配置され、カメラを制御することは、カメラの視線とユーザの静止時の視線との間の角度を、傾きが大きくなるにつれて大きくすることを含む。

【0007】

一般に、開示される一態様は、ユーザの頭部に装着されるように構成された構造体と、構造体に固定に結合し、ユーザの視野内の画像を撮影するように構成されたカメラと、ユーザの静止時の視線よりも上方で構造体に固定に結合し、カメラによって撮影された画像をユーザへと表示するように構成されたディスプレイパネルとを備える電子デバイスを特徴とする。

【0008】

一般に、開示される一態様は、ユーザの頭部に装着されるように構成された電子デバイスのための方法であって、電子デバイスのカメラを使用してユーザの前方の画像を撮影することと、撮影された画像の一部分を電子的にシフトさせることと、シフトさせた画像を電子デバイスのディスプレイパネル上でユーザへと表示することとを含む方法を特徴とする。

【0009】

この方法の実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含むことができる。いくつかの実施形態は、ユーザの眼と撮影された画像内の物体との間の輻輳距離に基づいて、撮影された画像の一部分を電子的にシフトさせることを含む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

本開示が、１つ以上のさまざまな実施形態に従って、以下の図を参照して詳細に説明される。図は、単に例示を目的として提供されており、典型的な実施形態または例示的な実施形態を示しているにすぎない。

【0011】

【図1】本開示の技術のいくつかの実施形態によるチップダウン型ディスプレイ眼鏡類を示す図である。

【0012】

【図2A】本開示の技術の実施形態によるチップダウン型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示す図である。

【図2B】本開示の技術の実施形態によるチップダウン型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示す図である。

【0013】

【図3】本開示の技術のいくつかの実施形態による没入型ディスプレイ眼鏡類を示す図である。

【0014】

【図4】本開示の技術の実施形態による図３のカメラの動きを示す図である。

【図5】本開示の技術の実施形態による図３のカメラの動きを示す図である。

【0015】

【図6】本開示の技術の実施形態によるディスプレイ眼鏡類におけるカメラの方向を制御するためのプロセスを示す図である。

【0016】

【図7A】本開示の技術の実施形態による頭部の傾きに基づいてカメラの動きを制御する没入型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示す図である。

【図7B】本開示の技術の実施形態による頭部の傾きに基づいてカメラの動きを制御する没入型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示す図である。

【図7C】本開示の技術の実施形態による頭部の傾きに基づいてカメラの動きを制御する没入型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示す図である。

【0017】

【図8】本開示の技術のいくつかの実施形態による電子画像シフトのためのプロセスを示す図である。

【0018】

【図9A】電子画像シフトを使用して、部分的にのみ表示された画像を、より完全にユーザへと表示されるようにシフトさせる使用事例を示す図である。

【図9B】電子画像シフトを使用して、部分的にのみ表示された画像を、より完全にユーザへと表示されるようにシフトさせる使用事例を示す図である。

【0019】

【図10A】電子画像シフトを使用して画像をディスプレイの或る部分から別の部分へとシフトさせる使用事例を示す図である。

【図10B】電子画像シフトを使用して画像をディスプレイの或る部分から別の部分へとシフトさせる使用事例を示す図である。

【0020】

【図11A】本開示の技術のいくつかの実施形態による光学画像シフト画像システムを示す図である。

【図11B】本開示の技術のいくつかの実施形態による光学画像シフト画像システムを示す図である。

【0021】

【図12A】本開示の技術のいくつかの実施形態による電気光学画像シフト画像システムを示す図である。

【図12B】本開示の技術のいくつかの実施形態による電気光学画像シフト画像システムを示す図である。

【0022】

【図13A】現実における物体の通常の視認（図１３Ａ）と、頭部装着型ディスプレイ上の仮想環境の視認（図１３Ｂ）との間の視認方法の違いを示す図である。

【図13B】現実における物体の通常の視認（図１３Ａ）と、頭部装着型ディスプレイ上の仮想環境の視認（図１３Ｂ）との間の視認方法の違いを示す図である。

【0023】

【図14】輻輳距離の関数としての画像シフトを示す図である。

【0024】

【図15】輻輳距離ｄのさまざまな値（単位は、メートル）に対する画像シフト（単位は、画素）のプロットを示す図である。

【0025】

【図16】本開示に記載された実施形態の種々の特徴を実装するために使用することができる例示的なコンピューティングコンポーネントである。

【0026】

図面は、網羅的ではなく、本開示を開示された正確な形態に限定するものではない。

【発明を実施するための形態】

【0027】

ディスプレイ眼鏡類が、多数の用途に利用されている。従来のディスプレイ眼鏡類は、一般に、いくつかの用途のために外向きのカメラを有している。しかしながら、従来のディスプレイ眼鏡類の実装形態は、いくつかの欠点を抱えている。

【0028】

いくつかの実装形態においては、カメラを、カメラの画像撮影と同時または後の時点のいずれかにおいてユーザによって視認される眼鏡類における表示のための供給源として使用することができる。カメラの角度が、顔に載せられたときのメガネ類のフレームまたはヘッドセットの角度に対応するように、カメラをディスプレイ眼鏡類に埋め込んで固定することが一般的に行われている。いくつかの実装形態においては、カメラの角度を手動で調整できるように、フレームまたはヘッドセットの前部の全体が、側方の取り付け部またはイヤピースにヒンジで取り付けられる。そのような実装形態においては、視線とディスプレイの垂直面とによって形成される表示角度が、ディスプレイのフレームまたはヘッドセットの前部の角度の変化と同時に変化する。カメラの角度が固定されていることによるこの同時変化ゆえに、カメラを関心対象に向けようと試みたときにディスプレイを眺めることができない可能性があり、あるいはディスプレイを眺めつつカメラを関心対象に向けることができない可能性がある。

【0029】

さらに、人間の頭部の形状および眼の位置の幾何学的な擬人化多様性ゆえに、ユーザの静止時の視線、すなわち快適な頭部の傾きおよび静止時の眼による視線に対する表示位置はさまざまである。ディスプレイ眼鏡類の前部の傾きは、ユーザの鼻梁におけるディスプレイ眼鏡類の静止位置の形状、ならびにユーザの耳の高さおよび位置によって変化する。カメラおよびディスプレイの位置の分布が、カメラがディスプレイ眼鏡類においてディスプレイの位置および視線に対して固定されている場合、性能の変動をもたらす。

【0030】

本開示の技術の実施形態は、従来の実装形態のこれら欠点および他の欠点に対処する。いくつかの実施形態において、眼鏡類の前部の角度に対するカメラの角度および／またはユーザの視線に対するディスプレイの角度を変調する機能を提供することによって、性能が向上する。

【0031】

いくつかの実施形態は、視覚障害者に仮想現実画像拡張を提供することができる。そのような実施形態において、ユーザは、ディスプレイ眼鏡類における拡張画像を眺めると同時に、カメラで関心の物体を見ることができる。関心の物体は、ユーザから長い距離に位置した標的であってよい。ディスプレイは、視線よりも上方に取り付けられて、頭部の角度のチップダウンによってアクセスされてよい。これらの実施形態において、カメラは、ディスプレイ内のコンテンツを眺めるために頭部がチップダウンされる度数とほぼ同じ度数だけ上方に傾けられてよい。

【0032】

いくつかの実施形態において、カメラは可動であってよく、ユーザの頭部の傾き、物体までの距離、などに従って制御されてよい。例えば、ユーザが、遠距離にある物体またはタスクコンテンツを眺めることを望む場合があり、その場合、物体はユーザの静止時の視線の近くに位置する。この例において、ユーザが快適な頭部の位置でカメラを用いて中距離の物体を眺めることができるように、カメラの角度をわずかな度数だけ下げることができる。別の例において、ユーザが、中距離にある物体またはタスクコンテンツを眺めることを望む場合があり、その場合、物体はユーザの静止時の視線の或る程度下方に位置する。この例において、ユーザが快適な頭部の位置でカメラを用いて中距離の物体を眺めることができるように、カメラの角度をより大きい度数だけ下げることができる。同じユーザが、静止時の視線に対してさらに低い角度で手持ちの物体を眺めようと望む場合がある。この例において、快適に眺めることができるように、カメラの角度をさらに大きく下げることができる。

【0033】

いくつかの実施形態において、ディスプレイ眼鏡類は、広角撮像カメラと、例えばカメラの画像がディスプレイの中心と整列しない場合にディスプレイ内の画像をシフトさせる電子的手段とを含むことができる。そのような実施形態において、画像のシフトは、固定されたカメラ位置、およびディスプレイ上の視線と交差するように画素の領域をシフトさせることを可能にする。画像のシフトは、表示コンテンツを眺めるときの静止時の頭部位置および静止時の視線を可能にし、ヒンジ式のフレーム前部または調整可能なカメラ角度の使用からの自由度を可能にする。そのような画像のシフトは、視野の半分が欠けている片側視野欠損などの視野の不良の存在において本来であれば見ることができないシーンのコンテンツをディスプレイ上で眺めることができるようにするためにも有用である。

【0034】

図１が、本開示の技術のいくつかの実施形態によるチップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００を示している。図１を参照すると、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００を、眼鏡を使用して実装することができる。眼鏡は、前部１０２、１つ以上のテンプル１０４、および１つ以上のレンズ１１０を含むことができる。前部１０２をユーザの鼻梁に載せることができる。各々のテンプル１０４を、ユーザの耳に載せることができる。しかしながら、記載された実施形態は、眼鏡を使用して実装されているが、他の実施形態が、ユーザの頭部に装着することができる任意の構造を使用して実装されてよいことを、理解されたい。例えば、そのような構造として、ヘッドバンド、帽子、マスク、などを挙げることができる。

【0035】

チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００は、１つ以上の外向きのカメラ１０６を含むことができる。図１の実施形態においては、カメラ１０６が前部１０２のノーズピースに取り付けられている。しかしながら、カメラを、この位置に加え、あるいは代えて、眼鏡類１００の他の部分に取り付けてもよい。カメラ１０６は、デジタルカメラなどとして実装されてよい。しかしながら、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の種類のカメラが使用されてよい。いくつかの実施形態において、カメラ１０６を、カメラ１０６の視線が前部１０２の姿勢によって決定されるように、前部１０２に固定に結合させることができる。他の実施形態においては、カメラを、前部１０２に可動に結合させてもよい。

【0036】

チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００は、１つ以上のチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８を含むことができる。図１の実施形態において、チップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８は、ユーザの各眼の静止時の視線よりも上方に配置されている。各々のチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８は、例えばＬＣＤ、ＬＣＯＳ、またはＯＬＥＤディスプレイパネルなどのデジタル表示パネルとして実装されてよい。しかしながら、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の種類のディスプレイパネルが使用されてよい。チップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８は、透明であっても、遮蔽型であってもよい。いくつかの実施形態において、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００は、ユーザがチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８を透明状態と遮蔽状態との間で遷移させることを可能にするユーザインターフェースを含むことができる。いくつかの実施形態において、チップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８を、前部１０２に固定に結合させることができる。

【0037】

いくつかの実施形態において、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００は、コントローラ１１２を含むことができる。コントローラ１１２は、カメラ１０６によって撮影された画像を受信することができ、これらの画像をチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８に供給することができる。コントローラ１１２は、撮影された画像を処理した後に、処理後の画像をチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８に供給することができる。例えば、コントローラ１１２は、画像を拡大し、明るくし、あるいは他のやり方で強調することができる。可動カメラ１０６を有する実施形態において、コントローラ１１２は、可動カメラ１０６の動きを制御することができる。いくつかの実施形態は、傾きセンサ、距離センサ、などの１つ以上のセンサを備えることができる。そのような実施形態において、コントローラ１１２は、例えば以下で詳細に説明されるように、センサから受信した信号に従って可動カメラ１０６の動きを制御することができる。コントローラ１１２は、テンプル１０４のうちの一方、および／またはチップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００の何らかの他の部分に配置されてよく、あるいは有線または無線でチップダウン型ディスプレイ眼鏡類に繋がれてもよい。

【0038】

図１の実施形態の全体または一部が、本明細書に記載の他の実施形態と併せて使用されてもよいことを、理解すべきである。

【0039】

図２Ａおよび図２Ｂが、本開示の技術の実施形態によるチップダウン型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示している。明確にするために、この使用事例は、図１のチップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００を参照して説明される。しかしながら、この使用事例が他の実施形態にも当てはまることを理解されたい。図２Ａを参照すると、ユーザは、枝にとまった鳥などの物体２０８を眺めるために、静止時の頭部角度および静止時の視線２０６で眼鏡類１００を使用する。この例において、カメラ１０６は、２０°で上方に傾いている。すなわち、カメラの視線２０４とユーザの静止時の視線２０６との間の角度αが、α＝２０°である。また、上述したように、チップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８は、ユーザの物体２０８の眺めを遮ることがないように、ユーザの静止時の視線２０６よりも上方に取り付けられてよい。特定の数値角度に言及したが、これらが限定ではなく例として提示されていることを理解されたい。

【0040】

ユーザは、単にユーザの頭部を下方に傾けることによって、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００を使用することができる。図２Ｂの例において、ユーザは、ユーザの頭部をα＝２０°の角度で下方に傾けることにより、カメラ１０６を物体２０８に向けるとともに、チップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８をユーザの視線２１６へともたらす。この角度において、カメラ１０６は、物体の画像を撮影し、物体の画像は、ユーザのためにチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８に表示される。チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００の１つの利点は、ユーザが、表示された画像をユーザの視線２１６へともたらしつつ、物体２０８を注視し続けることを可能にすることである。この利点により、ユーザは、直感的かつシームレスなやり方で、カメラを向けて物体２０８の画像を取得することができる。

【0041】

図３が、本開示の技術のいくつかの実施形態による没入型ディスプレイ眼鏡類３００を示している。図３を参照すると、没入型ディスプレイ眼鏡類３００を、眼鏡を使用して実装することができる。眼鏡は、前部３０２、１つ以上のテンプル３０４、および１つ以上のレンズ３１０を含むことができる。前部３０２をユーザの鼻梁に載せることができる。各々のテンプル３０４を、ユーザの耳に載せることができる。しかしながら、記載された実施形態は、眼鏡を使用して実装されているが、そのような実施形態が、ユーザの頭部に装着することができる任意の構造体を使用して実装されてよいことを、理解されたい。例えば、そのような構造として、ヘッドバンド、帽子、マスク、などを挙げることができる。

【0042】

没入型ディスプレイ眼鏡類３００は、１つ以上の外向きのカメラ３０６を含むことができる。図３の実施形態においては、カメラ３０６が前部３０２のノーズピースに取り付けられている。しかしながら、カメラを、この位置に加え、あるいは代えて、眼鏡類３００の他の部分に取り付けてもよい。カメラ３０６は、以下で詳細に説明されるように、カメラの視線が前部３０２の姿勢とは無関係であり得るように、カメラを動かすための１つ以上の装置を含むことができる。例えば、これらの装置は、ジンバル、モータ、などを含むことができる。カメラは、デジタルカメラなどとして実装されてよい。しかしながら、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の種類のカメラが使用されてよい。

【0043】

没入型ディスプレイ眼鏡類３００は、１つ以上の没入型マイクロディスプレイパネル３０８を含むことができる。図３の実施形態において、没入型マイクロディスプレイパネル３０８は、ユーザの各眼の静止時の視線内に配置されている。各々の没入型マイクロディスプレイパネル３０８は、例えばＬＣＤ、ＬＣＯＳ、またはＯＬＥＤディスプレイパネルなどのデジタル表示パネルとして実装されてよい。しかしながら、本明細書に記載の機能を実行することができる任意の種類のディスプレイパネルが使用されてよい。没入型マイクロディスプレイパネル３０８は、透明であっても、遮蔽型であってもよい。いくつかの実施形態において、没入型ディスプレイ眼鏡類３００は、ユーザが没入型マイクロディスプレイパネル３０８を透明状態と遮蔽状態との間で遷移させることを可能にするユーザインターフェースを含むことができる。いくつかの実施形態において、没入型マイクロディスプレイパネル３０８を、前部３０２に固定に結合させることができる。

【0044】

いくつかの実施形態において、没入型ディスプレイ眼鏡類３００は、コントローラ３１２を含むことができる。コントローラ３１２は、カメラ３０６によって撮影された画像を受信することができ、これらの画像を没入型マイクロディスプレイパネル３０８に供給することができる。コントローラ３１２は、撮影された画像を処理した後に、処理後の撮像装置を没入型マイクロディスプレイパネル３０８に供給することができる。例えば、コントローラ３１２は、画像を拡大し、明るくし、あるいは他のやり方で強調することができる。コントローラ３１２は、可動カメラ３０６の動きを制御することができる。いくつかの実施形態は、傾きセンサ、距離センサ、などの１つ以上のセンサ３１４を備えることができる。そのような実施形態において、コントローラ３１２は、例えば以下で詳細に説明されるように、センサ３１４から受信した信号に従って可動カメラ３０６の動きを制御することができる。コントローラ３１２は、一方のテンプル３０４内、および／または没入型ディスプレイ眼鏡類３００の何らかの他の部分に配置されてよい。

【0045】

図３の実施形態の全体または一部が、本明細書に記載の他の実施形態と併せて使用されてもよいことを、理解すべきである。

【0046】

図４および図５が、本開示の技術の実施形態による図３のカメラ３０６の例示的な動きを示している。図４および図５において、カメラ３０６は、ディスプレイ眼鏡類３００の前部の上部の隅に取り付けられている。しかしながら、カメラ３０６は、他の場所に取り付けられてもよい。図４を参照すると、カメラ３０６は、４０２に示されるように、カメラを垂直面内で上下に傾けることができる。さらに、カメラ３０６は、４０４に示されるように、カメラを水平面内で内側に傾けることができる。図５を参照すると、カメラアセンブリは、５０２に示されるように、カメラを水平面内で外側に傾けることができる。

【0047】

図６が、本開示の技術の実施形態によるディスプレイ眼鏡類におけるカメラの方向を制御するためのプロセス６００を示している。例えば、プロセス６００は、図１のチップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００および図３の没入型ディスプレイ眼鏡類３００の実施形態に適用可能である。図６のプロセス６００において、ディスプレイ眼鏡類は、電子デバイスと呼ばれる。本開示のプロセスが特定の順序で説明されるが、各プロセスの１つ以上の要素が、異なる順序で実行および／または並列に実行されてもよく、省略または繰り返されてもよいことを理解されたい。

【0048】

図６を参照すると、プロセス６００は、６０２において、電子デバイスの構造体に可動に結合したカメラを使用してユーザの視野内の画像を撮影することを含むことができる。図１のいくつかの実施形態において、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００は、眼鏡の前部１０２に可動に結合したカメラ１０６を使用して画像を撮影することができる。図３のいくつかの実施形態において、没入型ディスプレイ眼鏡類３００は、眼鏡の前部３０２に可動に結合したカメラを有するカメラ３０６を使用して画像を撮影することができる。

【0049】

再び図６を参照すると、プロセス６００は、６０４において、構造体に固定に結合したディスプレイパネル上でユーザへと画像を表示することを含むことができる。図１のいくつかの実施形態において、眼鏡の前部１０２に固定に結合した１つ以上のチップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８が、撮影された画像をユーザに表示することができる。図３のいくつかの実施形態において、眼鏡の前部３０２に固定に結合した１つ以上の没入型マイクロディスプレイパネル３０８が、撮影された画像をユーザに表示することができる。

【0050】

再び図６を参照すると、いくつかの実施形態において、プロセスは、６０６において、ユーザの視野内の物体までの距離に基づいてカメラの方向を制御することを含むことができる。図１のいくつかの実施形態において、コントローラは、例えば距離センサによって検出されるユーザの視野内の物体までの距離に基づいてカメラ１０６の方向を制御することができる。図３のいくつかの実施形態において、コントローラ３１２は、例えば距離センサによって検出されるユーザの視野内の物体までの距離に基づいてカメラ３０６の方向を制御することができる。

【0051】

再び図６を参照すると、いくつかの実施形態において、プロセス６００は、６０８において、構造体の傾きに基づいてカメラの方向を制御することを含むことができる。図１のいくつかの実施形態において、コントローラ１１２は、例えば傾きセンサによって検出される眼鏡の傾きに基づいてカメラ１０６の方向を制御することができる。図３のいくつかの実施形態において、コントローラ３１２は、例えば傾きセンサによって検出される眼鏡の傾きに基づいてカメラ３０６内のカメラの方向を制御することができる。いくつかの実施形態において、カメラは、ユーザの静止時の視線よりも上方に配置されてよく、カメラを制御することは、例えば図７Ａ～図７Ｃの例示的な使用事例において後述されるように、傾きが大きくなるにつれてカメラの視線とユーザの静止時の視線との間の角度を大きくすることを含むことができる。

【0052】

図７Ａ～図７Ｃは、本開示の技術の実施形態による頭部の傾きに基づいてカメラの動きを制御する没入型ディスプレイ眼鏡類の使用事例を示している。明確にするために、この使用事例は、図３の没入型ディスプレイ眼鏡類３００を参照して説明される。しかしながら、この使用事例が他の実施形態にも当てはまることを理解されたい。これらの例において、ディスプレイ眼鏡類は、或る頭部の傾きの角度または角度範囲にそれぞれ対応する複数の予め設定されたカメラ角度または位置でプログラムされる。他の実施形態は、頭部の傾きに基づいてカメラ角度を設定するさまざまな方法を使用することができる。例えば、カメラ角度を、頭部の傾きの角度の連続関数として計算してもよい。

【0053】

図７Ａを参照すると、ユーザは、枝にとまった鳥などの物体７０６Ａを眺めるために、静止時の頭部角度および静止時の視線２０６（α＝０°）で眼鏡類３００を使用する。これらの例において、カメラ３０６は、ユーザの視線２０６よりも上方に取り付けられており、ユーザの頭部の傾きがα＝０°であることに応答して、カメラ３０６が２°下方に傾斜して、２°下向きのカメラの視線２０４を生じさせることによって、ユーザの視線２０６およびカメラの視線２０４を物体７０６Ａにおいて交差させる第１の位置（位置１）へと動かされる。この交差により、ユーザは、直感的かつシームレスなやり方で物体２０８の画像を取得することができる。

【0054】

図７Ｂを参照すると、ユーザは、眼鏡類３００を使用して、例えばコンピュータなどの中距離にある物体７０６Ｂを眺める。この例において、ユーザは、α＝５°の下向きの頭部の傾き、および１０°の下向きのユーザの視線２０６を使用する。α＝５°の頭部の傾きの検出に応答して、眼鏡類３００は、カメラ３０６を、カメラ３０６が１５°下方に傾斜して、２０°下向きのカメラの視線２０４を生じさせることによって、ユーザの視線２０６およびカメラの視線２０４を物体７０６Ｂにおいて交差させる第２の位置（位置２）へと動かす。

【0055】

図７Ｃを参照すると、ユーザは、眼鏡類３００を使用して、例えば新聞などの近離にある物体７０６Ｃを眺める。この例において、ユーザは、α＝１０°の下向きの頭部の傾き、および１０°の下向きのユーザの視線２０６を使用する。α＝１０°の頭部の傾きの検出に応答して、眼鏡類３００は、カメラ３０６を、カメラ３０６が３０°下方に傾斜して、４０°下向きのカメラの視線２０４を生じさせることによって、ユーザの視線２０６とカメラの視線２０４とが物体７０６Ｃにおいて交差することがないようにする第３の位置（位置３）へと動かす。

【0056】

いくつかの実施形態は、電子画像シフトを実行する。いくつかの実施形態において、電子画像シフトは、部分的にのみ表示され得る画像を完全に表示されるようにシフトさせるために使用される。いくつかの実施形態において、例えば片側視野欠損または同様の状態のユーザを支援するために、電子画像シフトが画像をディスプレイの或る部分から別の部分へとシフトさせるために使用される。これらの実施形態のいずれにおいても、カメラは、より大きなカメラ視野を提供するために広角レンズを特徴とすることができる。

【0057】

図８が、本開示の技術のいくつかの実施形態による電子画像シフトのためのプロセス８００を示している。図８において、プロセス８００は、ユーザの頭部に装着されるように構成された電子デバイスに関して説明される。図８を参照すると、プロセスは、８０２において、電子デバイスのカメラを使用してユーザの前方の画像を撮影することを含むことができる。図１のいくつかの実施形態においては、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００のカメラ１０６が、ユーザの前方の画像を撮影することができる。図３のいくつかの実施形態においては、没入型ディスプレイ眼鏡類３００のカメラ３０６のカメラが、ユーザの前方の画像を撮影することができる。

【0058】

再び図８を参照すると、プロセス８００は、８０４において、撮影された画像の全体または一部分を電子的にシフトさせることを含むことができる。図１のいくつかの実施形態においては、チップダウン型ディスプレイ眼鏡類１００のコントローラ１１２が、カメラ１０６によって撮影された画像の全体または一部分を電子的にシフトさせることができる。図３のいくつかの実施形態においては、没入型ディスプレイ眼鏡類３００が、カメラ３０６によって撮影された画像の全体または一部分を電子的にシフトさせることができる。

【0059】

再び図８を参照すると、プロセス３００は、８０６において、シフトさせた画像を電子デバイスのディスプレイパネル上でユーザへと表示することを含むことができる。図１のいくつかの実施形態においては、チップダウン型マイクロディスプレイパネル１０８が、シフトさせた画像をユーザへと表示することができる。図３のいくつかの実施形態においては、没入型ディスプレイパネル３０８が、シフトさせた画像をユーザへと表示することができる。

【0060】

図９Ａおよび図９Ｂが、電子画像シフトを使用して、部分的にのみ表示された画像を、より完全にユーザへと表示されるようにシフトさせる使用事例を示している。明確にするために、この使用事例は、図３の没入型ディスプレイ眼鏡類３００を参照して説明される。しかしながら、この使用事例が、例えばカメラが固定であるディスプレイ眼鏡類など、他の実施形態にも当てはまることを理解されたい。

【0061】

図９Ａを参照すると、ユーザは、透明なマイクロディスプレイパネル３０８を介して、新聞などの物体９０６を注視する。しかしながら、ユーザの視線２０６は２５°下方にあるが、カメラの視線２０４は１２°下方にあるにすぎない。したがって、カメラの視野（ＦＯＶ）は新聞９０６を完全に包含するが、９０８Ａに示されるように、新聞９０６の一部分だけがマイクロディスプレイパネル３０８によってユーザへと表示される。ディスプレイ眼鏡類３００は、この状態を任意の技術を使用して検出することができる。例えば、ディスプレイ眼鏡類３００は、この状態を、ユーザの視線２０６とカメラの視線２０４との間の角度を測定することによって検出することができる。別の例として、ディスプレイ眼鏡類３００は、この状態を、カメラ３０６によって撮影された画像を分析することによって検出することができる。

【0062】

図９Ｂを参照すると、ディスプレイ眼鏡類３００が、９０８Ｂに示されるように、新聞９０６の画像をユーザに対してより完全に表示されるようにシフトさせている。開示された実施形態は、画像をシフトさせるために使用される技術とは無関係である。任意の画像シフト技術を使用することができる。

【0063】

図１０Ａおよび図１０Ｂが、電子画像シフトを使用して画像をディスプレイの或る部分から別の部分へとシフトさせる使用事例を示している。明確にするために、この使用事例は、図３のチップダウン型ディスプレイ眼鏡類３００を参照して説明される。しかしながら、この使用事例が他の実施形態にも当てはまることを理解されたい。

【0064】

図１０Ａを参照すると、ユーザは、遮蔽型マイクロディスプレイパネル３０８を装着した状態で、コンピュータなどの物体へと頭部を向ける。さらに、カメラ３０６が、カメラシーン１００４によって示されるように、コンピュータ１００６の全体の画像を撮影するように適切に配置される。しかしながら、ユーザは、１００８Ａにおいて画像の左側のみを見ることができ、１０１０において画像の右側部分はユーザには見えない。この状況は、右側の片側視野欠損などの視覚状態のユーザに関して生じ得る。

【0065】

図１０Ｂを参照すると、ディスプレイ眼鏡類３００は、１００８Ｂにおいて、画像の右側部分をディスプレイの左側にシフトさせ、コンピュータ１００６の右側をユーザにとって視認可能にしている。開示されたシフト技術は、本明細書に記載の画像シフトに限定されない。種々の実施形態は、画像を任意の方向にシフトさせることができ、例えば中央死角を回避するために画像を分割または再配置するなどのために複数のシフトを実行してもよいことを理解されたい。

【0066】

いくつかの実施形態は、光学画像シフトを提供する。図１１Ａおよび図１１Ｂが、本開示の技術のいくつかの実施形態による光学画像シフト画像システム１１００を示している。光学画像シフトシステム１１００を、本開示の技術の任意の実施形態における任意のカメラに実装することができる。

【0067】

図１１Ａを参照すると、光学画像シフト画像システム１１００は、カメラ／レンズモジュール１１０２およびアクティブプリズム１１０４を含むことができる。図１１Ｂを参照すると、カメラ／レンズモジュール１１０２は、カメラセンサ１１０６を含むことができ、アクティブプリズム１１０４は、調整可能なリスレー（Ｒｉｓｌｅｙ）プリズムシステム１１０８を含むことができる。

【0068】

光学画像シフト画像システム１１００は、それぞれ角度ω₁およびω₂に回転させることができる２つのリスレープリズムを含むことができる。リスレープリズムを、光の所望の偏向θおよび方向ωを達成するように回転させることができる。角度θを、２つのプリズム間の相対的な角度、すなわち角度ω₁と角度ω₂との間の差を制御することによって制御することができる。光の方向ωを、リスレープリズムをまとめて回転させることによって制御することができる。距離ｄは、角度θおよび像面１１１０までの距離によって制御される。

【0069】

いくつかの実施形態は、電気光学画像シフトを提供する。図１２Ａおよび図１２Ｂが、本開示の技術のいくつかの実施形態による電気光学画像シフトシステム１２００を示している。電気光学画像シフトシステム１２００を、本開示の技術の任意の実施形態における任意のカメラに実装することができる。

【0070】

図１２Ａを参照すると、電気光学画像シフト画像システム１２００は、カメラ／レンズモジュール１２０２およびアクティブプリズム１２０４を含むことができる。図１２Ｂを参照すると、カメラ／レンズモジュール１２０２は、カメラセンサ１２０６を含むことができ、アクティブプリズム１２０４は、電気光学プリズムシステム１２０８を含むことができる。電気光学プリズムシステム１２０８は、２組の対向するアノードおよびカソードを含むことができ、それらの間を入射光がカメラセンサ１２０６に向かって導かれる。対向するアノードおよびカソードは、水平な組および垂直な組として示されている。しかしながら、他の配置も考えられることを理解されたい。電圧Ｖ₁を水平なアノードおよびカソードに印加して、入射光を垂直方向に偏向させることができる。電圧Ｖ₂を垂直なアノードおよびカソードに印加して、入射光を水平方向に偏向させることができる。電圧の大きさおよび極性を、光の所望の偏向θおよび方向ωを達成するように調整することができる。角度θは、印加される電圧の大きさに比例し得る。距離ｄは、角度θおよび像面１２１０までの距離によって制御される。

【0071】

いくつかの実施形態は、ここで説明される輻輳調節競合（Ｖｅｒｇｅｎｃｅ－ＡｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎＣｏｎｆｌｉｃｔ（ＶＡＣ））の解決策を提供する。我々は、２つの眼のわずかに異なる視点を使用して、主に脳内での無意識の三角測量によって、世界を３次元で認識する。我々の２つの眼は、眼によって捕捉される２つの画像の対応する部分が整列し、２つのビューが単一の３次元のビューへと融合する両眼融合が達成されるまで、お互いに向かって回転する（輻輳）。しかしながら、我々は、物体が鮮明に見えるように目の焦点を変化させること（遠近調節）、および眼をシーンのあちこちに移動させ、物体がシーンの他の部分によってどのように遮られるかを知覚すること（視差）、ならびにシーンの陰影によっても、第３の次元を感知する。３Ｄを感知するこれらのやり方が互いに矛盾しない場合、深度の手がかりは自然な「感覚」をもたらす。しかしながら、深度の手がかりが３Ｄを感知する種々の方法の間で矛盾する場合、軽度の不快感からめまい、頭痛、および吐き気までの何かが生じる可能性がある。

【0072】

例えば仮想現実システムなどの仮想環境システムにおいて、３Ｄコンテンツを表示するための主な方法は、ステレオビジョンに基づく。適切なオフセット視点（両眼視差）を有するシーンの２つのビューが、各々の眼に１つずつ提示される。両眼融合が達成され、３Ｄのビューが現れるまで、２つの眼が互いに近づく。３Ｄ深度は、シーンの種々の部分の視点が２つのビューの間でどの程度シフトしているか、すなわち２つの画像を融合させるために眼をどの程度互いに近づける必要があるかに含まれる。近くの物体は強い輻輳を必要とするが、遠方の物体は輻輳を必要としないかもしれない。

【0073】

効果は印象的で説得力があり、全範囲の視覚的深度を有するシーンを生成することができる。しかしながら、しばらくすると、この感覚は、３Ｄ効果が輻輳のみに基づくがゆえに、不快になる。左右の眼の表示は、物理的な空間内の実際の距離に固定されており、したがって、それらをはっきりと見るために、眼の焦点をその距離に合わせなければならない（遠近調節）。これは、輻輳からの３Ｄの手がかりと遠近調節からの３Ｄの手がかりとが矛盾するがゆえに、輻輳調節競合（ＶＡＣ）を引き起こす。両眼コンテンツが、眼を変化する３Ｄ位置に応じて互いに近づけさせる一方で、ディスプレイの固定位置は、眼をディスプレイ距離へと遠近調節させる。図１３Ａおよび図１３Ｂは、現実における物体の通常の視認（図１３Ａ）と、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）上の仮想環境（ＶＥ）の視認（図１３Ｂ）との間の視認方法の違いを示している。現実においては、輻輳距離と遠近調節の距離とが同じであるため（図１３Ａ）、人間の視覚は、輻輳の変化が遠近調節における対応する変化を自動的に刺激し、その逆も同様である神経的に結合した２つの眼球運動調整にて動作する。しかしながら、ＶＥにおいては、これらの距離が異なり（図１３Ｂ）、したがってＶＡＣ、すなわち人間の生まれつきの視覚的応答における競合を引き起こす。

【0074】

ＶＡＣを解決するために、いくつかの実施形態は、図１４に示されるように、輻輳距離の関数としての画像シフトを使用する。２つの方法を説明する。本明細書においてｉＯｐｔｉｋ（登録商標）法と呼ばれる第１の方法においては、ユーザが、いずれも「ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇａＣｏｎｔａｃｔＬｅｎｓｗｉｔｈＯｐｔｉｃｓ」という名称である米国特許第８，１４２，０１６号、第８，８８８，２７９号、および第９，８７４，７６５号（これらの開示は、あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に開示のコンタクトレンズなどの特殊なコンタクトレンズを装着する。ｉＯｐｔｉｋ（登録商標）法において、画素サイズを、物理的なディスプレイパラメータおよび解像度を使用して推定することができる。本明細書において「代替」方法と呼ばれる第２の方法においては、画素サイズを、ディスプレイの画角および解像度を使用して推定することができる。どちらの方法でも、画像シフトは、画素を単位として表現される。明確にするために、これらの方法を、変数の例示的な値を使用して説明する。しかしながら、任意の値が使用されてもよいことを理解されたい。

【0075】

図１４を参照し、以下の変数が定義される。

【0076】

ディスプレイ中心距離ＤＣＤ：＝６４ｍｍ

【0077】

瞳孔間距離ＰＤ：＝６１ｍｍ

【0078】

頂点距離ＶＤ₁：＝１４ｍｍＶＤ₂：＝２．０ｍ

【0079】

ディスプレイ解像度Ｈ_pixel：＝１９２０Ｈ_pixel：＝１０８０

【0080】

これらの例において、両方の方法が同じディスプレイ視野を処理し、方法間の直接比較を可能にする。条件１が、ｉＯｐｔｉｋ（登録商標）法について計算され、下付き文字（１）によって示される一方で、条件２は、代替方法について計算され、下付き文字（２）によって示される。ｉＯｐｔｉｋ（登録商標）法に関して、以下のパラメータが定義される。

【0081】

ディスプレイ物理サイズＨ：＝１５．５ｍｍＶ：＝８．７２ｍｍ

【0082】

推定画素サイズ
＝８．０７３μｍ

【0083】

代替方法に関して、以下のパラメータが定義される。

【0084】

ディスプレイ画角サイズＨ_FOV：＝４７．９度Ｖ_FOV：＝３４．６度

【0085】

推定画素サイズ
・ＶＤ₂＝８７０．８μｍ

【0086】

ユーザの瞳孔間距離および輻輳距離による整列は、以下によって計算される。

【0087】

Ｓｈｉｆｔ：＝

【0088】

ｉＯｐｔｉｋ（登録商標）において、単眼の画素シフトは、以下によって与えられる。

【0089】

Ｓｈｉｆｔ₁：＝

【0090】

輻輳距離がｄ：＝１００ｍである場合、これは１８６個の画素に等しく、輻輳距離がｄ：＝１０ｍである場合、これは１９１個の画素に等しく、輻輳距離がｄ：＝１ｍである場合、これは２３９個の画素に等しく、輻輳距離がｄ：＝０．４ｍである場合、これは３１８個の画素に等しい。

【0091】

代替方法において、左眼の画素シフトは、以下によって与えられる。

【0092】

Ｓｈｉｆｔ₂：＝

【0093】

輻輳距離がｄ：＝１００ｍである場合、これは２個の画素に等しく、輻輳距離がｄ：＝１０ｍである場合、これは９個の画素に等しく、輻輳距離がｄ：＝１ｍである場合、これは７２個の画素に等しく、輻輳距離がｄ：＝０．４ｍである場合、これは１７７個の画素に等しい。

【0094】

図１５が、輻輳距離ｄのさまざまな値（単位は、メートル）に対する画像シフト（単位は、画素）のプロットを示している。

【0095】

ｉＯｐｔｉｋ（登録商標）法は、ユーザが焦点を輻輳の要求に一致するように調節しつつ、焦点の合ったデジタル画像を依然として達成することを可能にする。ユーザの最も快適な視線の角度、頭部の角度、および輻輳の要求に合致するための画像シフトおよび焦点許容度により、ｉＯｐｔｉｋ（登録商標）法は、きわめて好ましい眼鏡類のソリューションを提供する。

【0096】

焦点の変更を可能にする伝統的（代替）方法の能力は、他のシステムにおいて達成されていないが、この問題に対処するための「ライトフィールドディスプレイ」および他の技術の主張が存在する。これらのシステムは、ユーザによる焦点の変更を許容することができないため、輻輳の要求との合致のための画像のシフトは、ユーザが、神経的に結合した同期焦点の要求と戦うことを要求し、これが、結果として、上述の不満につながる。したがって、他のシステムは、この目的のための画像シフトをまだ実装していない。

【0097】

図１６が、本明細書に記載の実施形態を実施することができる例示的なコンピュータシステム１６００のブロック図を示している。コンピュータシステム１６００は、情報を通信するためのバス１６０２または他の通信機構と、情報を処理するためのバス１６０２に接続された１つ以上のハードウェアプロセッサ１６０４とを含む。ハードウェアプロセッサ１６０４は、例えば、１つ以上の汎用マイクロプロセッサであってよい。

【0098】

コンピュータシステム１６００は、プロセッサ１６０４によって実行される情報および命令を格納するためのバス１６０２に接続されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、キャッシュ、および／または他の動的記憶装置などのメインメモリ１６０６をさらに含む。メインメモリ１６０６は、プロセッサ１６０４によって実行される命令の実行中に一時変数または他の中間情報を格納するために使用されてもよい。そのような命令は、プロセッサ１６０４にとってアクセス可能な記憶媒体に記憶されると、コンピュータシステム１６００を、命令において指定された動作を実行するようにカスタマイズされた専用マシンにする。

【0099】

コンピュータシステム１６００は、プロセッサ１６０４のための静的な情報および命令を格納するためのバス１６０２に接続された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１６０８または他の静的記憶装置をさらに含む。磁気ディスク、光ディスク、またはＵＳＢサムドライブ（フラッシュドライブ）などの記憶装置１６１０が提供され、情報および命令を格納するためにバス１６０２に接続される。

【0100】

コンピュータシステム１６００を、コンピュータユーザに情報を表示するために、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）（または、タッチスクリーン）などのディスプレイ１６１２にバス１６０２を介して接続することができる。英数字および他のキーを含む入力デバイス１６１６が、情報およびコマンド選択をプロセッサ１６０４に伝えるためにバス１６０２に接続される。別の種類のユーザ入力デバイスは、プロセッサ１６０４に方向情報およびコマンド選択を伝え、ディスプレイ１６１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キーなどのカーソル制御部１６１６である。いくつかの実施形態においては、カーソル制御部と同じ方向情報およびコマンド選択を、カーソルによらずにタッチスクリーン上でタッチを受信することによって実現してもよい。

【0101】

コンピューティングシステム１６００は、コンピューティングデバイスによって実行される実行可能ソフトウェアコードとして大容量記憶装置に格納されてよいＧＵＩを実装するためのユーザインターフェースモジュールを含むことができる。このモジュールおよび他のモジュールは、例として、ソフトウェアコンポーネント、オブジェクト指向ソフトウェアコンポーネント、クラスコンポーネントおよびタスクコンポーネント、プロセス、関数、属性、手順、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、および変数などのコンポーネントを含むことができる。

【0102】

一般に、「コンポーネント」、「エンジン」、「システム」、「データベース」、「データストア」、などの単語は、本明細書において使用されるとき、ハードウェアまたはファームウェアに具現化されたロジック、あるいは、おそらくは入口点および出口点を有し、例えばＪａｖａ、Ｃ、またはＣ＋＋などのプログラミング言語で記述されたソフトウェア命令の集合を指すことができる。ソフトウェアコンポーネントは、実行可能プログラムへとコンパイルおよびリンクされてよく、動的リンクライブラリにインストールされてよく、あるいは、例えばＢＡＳＩＣ、Ｐｅｒｌ、またはＰｙｔｈｏｎなどのインタープリタ式プログラミング言語で記述されてよい。ソフトウェアコンポーネントが、他のコンポーネントまたはソフトウェアコンポーネント自身から呼び出し可能であってよく、さらには／あるいはイベントまたは割り込みの検出に応答して呼び出されてよいことが理解されよう。コンピューティングデバイス上で実行されるように構成されたソフトウェアコンポーネントは、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、フラッシュドライブ、磁気ディスク、または任意の他の有形の媒体などのコンピュータ可読媒体上で提供されてよく、あるいはデジタルダウンロードとして提供されてよい（当初は圧縮形式またはインストール可能形式で格納されていて、実行に先立ってインストール、解凍、または復号が必要であってもよい）。そのようなソフトウェアコードは、一部分または全体が、実行用のコンピューティングデバイスのメモリデバイス上に、コンピューティングデバイスによる実行のために格納されてよい。ソフトウェア命令は、ＥＰＲＯＭなどのファームウェアに埋め込まれてもよい。ハードウェア構成要素は、ゲートおよびフリップフロップなどの接続された論理ユニットから構成されてよく、さらには／あるいはプログラマブルゲートアレイまたはプロセッサなどのプログラマブルユニットから構成されてよいことが、さらに理解されよう。

【0103】

コンピュータシステム１６００は、カスタマイズされたハードワイヤードロジック、１つ以上のＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ、ファームウェア、および／またはコンピュータシステムとの組み合わせにおいてコンピュータシステム１６００を専用マシンにし、あるいは専用マシンとなるようにプログラムするプログラムロジックを使用して、本明細書に記載の技術を実施することができる。一実施形態によれば、本明細書の技術は、メインメモリ１６０６に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行するプロセッサ１６０４に応答して、コンピュータシステム１６００によって実行される。そのような命令は、記憶装置１６１０などの別の記憶媒体からメインメモリ１６０６に読み込まれてもよい。メインメモリ１６０６に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ１６０４に本明細書に記載のプロセスの各ステップを実行させる。代替的な実施形態においては、ハードワイヤード回路を、ソフトウェア命令に代え、あるいはソフトウェア命令と組み合わせて使用することができる。

【0104】

本明細書において使用されるとき、「非一時的媒体」という用語および同様の用語は、マシンを特定のやり方で動作させるデータおよび／または命令を格納する任意の媒体を指す。そのような非一時的媒体は、不揮発性媒体および／または揮発性媒体を含むことができる。不揮発性媒体は、例えば、記憶装置１６１０などの光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１６０６などのダイナミックメモリを含む。非一時的媒体の一般的な形態として、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、磁気テープ、または任意の他の磁気データ記憶媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、任意の他の光学データ記憶媒体、穴のパターンを有する任意の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、ならびにそれらのネットワーク化バージョンを含む。

【0105】

非一時的媒体は、伝送媒体とは異なるが、伝送媒体と共に使用されてよい。伝送媒体は、非一時的媒体間の情報の転送に関与する。例えば、伝送媒体は、バス１６０２を含むワイヤなど、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。伝送媒体は、電波および赤外線データ通信中に生成されるものなどの音波または光波の形態をとることができる。

【0106】

コンピュータシステム１６００は、バス１６０２に接続された通信インターフェース１６１８をさらに含む。ネットワークインターフェース１６１８は、１つ以上のローカルネットワークに接続された１つ以上のネットワークリンクに結合する双方向データ通信を提供する。例えば、通信インターフェース１６１８は、対応する種類の電話回線にデータ通信接続を提供するための統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）カード、ケーブルモデム、衛星モデム、またはモデムであってよい。別の例として、ネットワークインターフェース１６１８は、互換のＬＡＮへのデータ通信接続を提供するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カード（または、ＷＡＮと通信するＷＡＮコンポーネント）であってもよい。無線リンクが実装されてもよい。任意のそのような実装形態において、ネットワークインターフェース１６１８は、さまざまな種類の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、または光信号を送信および受信する。

【0107】

ネットワークリンクは、典型的には、１つ以上のネットワークを介して他のデータデバイスへのデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンクは、ローカルネットワークを介して、ホストコンピュータまたはインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）が稼働させるデータ機器への接続を提供することができる。ＩＳＰは、今や一般に「インターネット」と呼ばれているワールドワイドパケットデータ通信ネットワークを介してデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワークおよびインターネットのどちらも、デジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、または光信号を使用する。コンピュータシステム１６００へとデジタルデータを搬送し、コンピュータシステム１６００からデジタルデータを搬送する種々のネットワークを介した信号、ならびにネットワークリンク上の通信インターフェース１６１８を介した信号が、伝送媒体の例示的な形態である。

【0108】

コンピュータシステム１６００は、ネットワーク、ネットワークリンク、および通信インターフェース１６１８を介して、メッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例においては、サーバが、インターネット、ＩＳＰ、ローカルネットワーク、および通信インターフェース１６１８を介して、アプリケーションプログラムのための要求されたコードを送信することができる。

【0109】

受信されたコードは、受信されたときにプロセッサ１６０４によって実行されても、さらには／あるいは後の実行のために記憶装置１６１０または他の不揮発性記憶装置に格納されてもよい。

【0110】

これまでの箇所で説明したプロセス、方法、およびアルゴリズムの各々は、コンピュータハードウェアを含む１つ以上のコンピュータシステムまたはコンピュータプロセッサによって実行されるコードコンポーネントに具現化され、全体または一部が自動化されてよい。１つ以上のコンピュータシステムまたはコンピュータプロセッサは、関連の動作の「クラウドコンピューティング」環境における実行または「ソフトウェア・アズ・ア・サービス」（ＳａａＳ）としての実行をサポートするように動作することもできる。プロセスおよびアルゴリズムは、一部または全体が特定用途向け回路に実施されてもよい。上述した種々の特徴およびプロセスは、互いに独立して使用されても、さまざまなやり方で組み合わせられてもよい。さまざまな組み合わせおよび部分的な組み合わせが、本開示の範囲に含まれるように意図されており、いくつかの実装形態においては、特定の方法またはプロセスブロックが省略されてもよい。また、本明細書に記載の方法およびプロセスは、いかなる特定の順序にも限定されず、それらに関連するブロックまたは状態は、適切な他の順序で実行されても、並列に実行されても、何らかの他の様相で実行されてもよい。ブロックまたは状態が、開示された例示的な実施形態に追加されても、あるいは開示された例示的な実施形態から削除されてもよい。特定の動作またはプロセスの実行が、単一のマシン内に存在するだけでなく、いくつかのマシンにまたがって展開されて、コンピュータシステムまたはコンピュータプロセッサ間に分散されてもよい。

【0111】

本明細書において使用されるとき、回路は、任意の形態のハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを利用して実装されてよい。例えば、１つ以上のプロセッサ、コントローラ、ＡＳＩＣ、ＰＬＡ、ＰＡＬ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡ、論理コンポーネント、ソフトウェアルーチン、または他の機構を実装して、回路を構成することができる。実装において、本明細書に記載の種々の回路が個別の回路として実装されても、あるいは記載の機能および特徴の一部または全体が１つ以上の回路間で共有されてもよい。機能のさまざまな特徴または要素が、個別に説明され、あるいは別個の回路として請求項に記載されるかもしれないが、これらの特徴および機能を１つ以上の共通の回路間で共有することが可能であり、そのような説明は、そのような特徴または機能を実装するために別個の回路が必要であることを要件とするものでも、示唆するものでもない。回路の全体または一部がソフトウェアを使用して実装される場合、そのようなソフトウェアを、コンピュータシステム１６００など、そのようなソフトウェアに関して説明した機能を実行することができるコンピューティングシステムまたは処理システムで動作するように実装することができる。

【0112】

本明細書において使用されるとき、「または」という用語は、包括的な意味または排他的な意味のいずれかで解釈され得る。さらに、単数形でのリソース、動作、または構造の説明を、複数形を除外するように理解すべきではない。とりわけ「・・・できる（ｃａｎ）」、「・・・可能（ｃｏｕｌｄ）」、「・・・でよい（ｍｉｇｈｔ）」、または「・・・であり得る（ｍａｙ）」などの条件付きの言語は、とくに明記されない場合、または使用される文脈においてそのようでないと理解される場合を除き、一般に、特定の実施形態が特定の特徴、要素、および／またはステップを含むが、他の実施形態は含まないことを知らせるように意図されている。

【0113】

本明細書において使用される用語および語句、ならびにそれらの変形は、とくに明示的に述べられない限り、限定ではなく非排他として解釈されるべきである。「従来の」、「伝統的な」、「通常の」、「標準的な」、「既知の」などの修飾語、および同様の意味の用語は、記載された項目を所与の期間または所与の時点で利用可能な項目に限定するものとして解釈されるべきではなく、むしろ、現在または将来の任意の時点において利用可能または既知であってよい従来の技術、伝統的な技術、通常の技術、または標準的な技術を包含するように理解されるべきである。いくつかの事例において「１つ以上の・・・」、「少なくとも・・・」、「・・・であるが、・・・に限定されない」、などの広がる用語および表現、あるいは他の同様の表現が存在するが、そのような表現を、そのような広がる表現が存在しない事例においてより狭い場合が意図され、あるいは求められていることを意味すると解釈すべきではない。

【図1】