(57)【要約】      （修正有）【課題】拡張された現実の光ガイド表示技術を提供する。【解決手段】装置は、ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジング、ハウジングの物理的環境においてハウジングの３次元の位置および方向を検出するように構成される１つ以上のセンサー、少なくとも部分的に透明であり、ハウジングによって支持される光ガイド、光ガイドに光学的に結合される光エンジン、および、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールを含む。１つ以上のモジュールは、拡張の位置および方向を計算し、光ガイドを用いて表示するために拡張を光エンジンに出力させるように構成され、拡張が光ガイドを通じて物理的環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である。【選択図】図１
2018081706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジングと、
前記ハウジングの物理的環境において前記ハウジングの３次元の位置および方向を検出するように構成される１つ以上のセンサーと、
少なくとも部分的に透明であり、前記ハウジングによって支持される光ガイドと、
前記光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、
前記ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールであって、拡張の位置および方向を計算し、前記光ガイドを用いて表示するために前記拡張を前記光エンジンに出力させるように構成され、前記拡張が前記光ガイドを通じて前記物理的環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である、１つ以上のモジュールと
を含む、装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記拡張がユーザーによって３次元でビュー可能である、装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記ハウジングが移動体電話機またはタブレットの一部として形成され、前記１つ以上のモジュールが無線通信機能性を有する、装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、前記光ガイドが無限遠にフォーカスされるイメージ平面に沿って前記拡張を表示するように構成される、装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記光ガイドが、前記１つ以上のモジュールによって選択可能なレイヤーを含み、前記光ガイドの第１の部分が透明である一方で第２の前記部分が透明ではないように当該部分の透明性を変更させる、装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記第１の部分が前記物理的環境の一部をビューするために用いられ、前記第２の部分が前記拡張をビューするために用いられる、装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、前記１つ以上のセンサーが１つ以上のカメラ、１つ以上の深度感知カメラ、ジャイロスコープ、１つ以上の加速度計、または磁力計として構成される、装置。
【請求項８】
方法であって、
ユーザーによって保持されるハンドヘルド・デバイスの１つ以上のカメラを用いて、ユーザーの１つ以上のイメージをキャプチャーするステップと、
前記ハンドヘルド・デバイスによって前記キャプチャーされた１つ以上のイメージから３次元空間におけるユーザーの瞳孔の位置を計算するステップと、
前記ユーザーの瞳孔について前記計算された位置に基づいて、前記ハンドヘルド・デバイスの透明表示に対し拡張を表示するステップであって、前記透明表示を通じてビュー可能な前記ハンドヘルド・デバイスの物理的周辺環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である、ステップと
を含む、方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記透明表示が光エンジンに光学的に結合される光ガイドであり、前記光エンジンが、前記１つ以上のモジュールによって特定される前記拡張を出力するように構成される、方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、前記光エンジンが前記ハンドヘルド・デバイスの前記物理的周辺環境の一部の表示を出力しない、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ユーザーは、彼／彼女らの日常生活で広範囲にわたる表示デバイスにさらされる。例えば、ユーザーは、職場との間で移動するというような移動セッティングである時に、タブレット・コンピューターおよび移動体電話機のような移動通信デバイスと相互作用することができる。ユーザーはまた、ユーザーの職場や家等でラップトップまたはデスクトップＰＣといった従来型のフォーム・ファクターを有するコンピューターと相互作用することもできる。ユーザーは、例えばビデオ・ゲームをプレイする、およびテレビ番組を視聴する等のために、テレビ受像機を見ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
しかしながら、これらのデバイスによって採用される従来の表示技術では、デバイスを視聴しているユーザーは、特に相当量の時間にわたりデバイスを視聴している際に、眼精疲労を引き起こすことがある。眼精疲労は、つまり、デバイスによるユーザー体験への影響を、ユーザーへの物理的影響と同様にもたらすことがあり、例えば、疲労の結果としてユーザーに眼鏡を掛けさせるようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
光ガイド技術について説明する。１つ以上の実装態様では、装置は、ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジング、ハウジングによって支持される光ガイド、ハウジング内に配置され光ガイドに光学的に結合される光エンジン、そして、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールを含む。１つ以上のモジュールは、光エンジンによって、無限遠にフォーカスされるイメージ平面に沿って光ガイドを用いて表示するためのユーザー・インターフェースを出力させるように構成される。
【０００４】
１つ以上の実装態様では、装置は、ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジング、ハウジングによって支持される光ガイドであって、ユーザーによってビュー可能なように構成される第１側および１つ以上のタッチ・センサーを含む、第１側とは反対側の第２側を有する光ガイドと、ハウジング内に配置され、光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールと、を含む。１つ以上のモジュールは、光エンジンによって、第１側を介してビュー可能な光ガイドを用いて表示するためのユーザー・インターフェースを投影させ、また、第２側を介して位置する１つ以上のタッチ・センサーを用いた１つ以上の入力を検出させるように構成される。１つ以上の入力は１つ以上の動作を開始するために用いることができる。
【０００５】
１つ以上の実装態様では、装置は、ハウジング、ハウジングによって支持され、ユーザーによってビュー可能な第１側および第１側とは反対側の第２側を有する光ガイドと、切り替え可能なイン・カップリング光学素子と、を含む。装置は、また、ハウジング内に配置され、光ガイドについてイン・カップリング光学素子に光学的に結合される光エンジンと、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールと、含む。１つ以上のモジュールは、切り替え可能なイン・カップリング光学素子に通信により結合され、光エンジンの出力が光ガイドの第１側を通じて表示される第１モードと、光エンジンの出力が光ガイドの第２側を通過する第２モードとの間で切り替えを生じさせる。
【０００６】
１つ以上の実装態様では、装置は、ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジングと、ハウジングの物理環境においてハウジングの３次元の位置および方向を検出するように構成される１つ以上のセンサーと、少なくとも部分的に透明であり、ハウジングによって支持される光ガイドと、光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールと、を含む。１つ以上のモジュールは、拡張における位置および方向を計算すると共に、光ガイドを用いて表示するために拡張を光エンジンに出力させるように構成され、当該拡張が光ガイドを通じて物理環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である。
【０００７】
１つ以上の実装態様では、ユーザーによって保持されるハンドヘルド・デバイスの１つ以上のカメラを用いてユーザーの１つ以上のイメージがキャプチャーされる。ハンドヘルド・デバイスによってキャプチャーされた１つ以上のイメージから、３次元空間におけるユーザーの瞳孔の位置が計算される。ユーザーの瞳孔について当該計算された位置に基づいて、ハンドヘルド・デバイスの透明表示に対する拡張が表示される。ユーザーの瞳孔の位置は、透明表示を通じてビュー可能であるハンドヘルド・デバイスの物理的環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である。
【０００８】
１つ以上の実装態様では、装置は、ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジング、ユーザーの１つ以上の眼を追跡するためにハウジングに位置される１つ以上のカメラと、少なくとも部分的に透明であり、ハウジングによって支持される光ガイドと、光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールと、を含む。１つ以上のモジュールは、３次元空間において１つ以上のユーザーの瞳孔の位置を計算すると共に、光ガイドを用いて、当該計算した位置に基づいて表示するための拡張を光エンジンに出力させるように構成される。この拡張は、光ガイドを通じて物理環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である。
【０００９】
１つ以上の実装態様では、コンピューティング・デバイスにおける表示デバイスが第１距離でビューされて、ディスプレイ・デバイスにより表示されるユーザー・インターフェースにおける第１視界がビュー可能となる。コンピューティング・デバイスにおけるこの表示デバイスは、第１距離未満の第２距離でビューされ、ディスプレイ・デバイスにより表示されるユーザー・インターフェースの第２視界は、第１視界よりも大きくなる。
【００１０】
１つ以上の実装態様では、装置は、ユーザー・インターフェースを構成するためにハードウェアに少なくとも部分的に実装される１つ以上のモジュールと、表示デバイスからの距離範囲内にあるユーザーによってビュー可能となるユーザー・インターフェースを出力する１つ以上のモジュールに通信により結合される当該表示デバイスと、を含み、当該範囲内において、より近い距離では、ユーザーから更に離れた範囲内の距離と比較して増大した視界をユーザーが有するのを許可することができる。
【００１１】
１つ以上の実装態様では、装置は、ユーザー・インターフェースを構成するためにハードウェアに少なくとも部分的に実装される１つ以上のモジュール、およびユーザーによってビュー可能となるユーザー・インターフェースを出力するために１つ以上のモジュールに通信により結合される表示デバイスを含み、ユーザー・インターフェースの異なる部分が表示デバイスについてユーザーの１つ以上の眼に対する傾きの角度に従ってユーザーによってビュー可能となる。
【００１２】
１つ以上の実装態様では、表示デバイスは、表面で支持されるように構成されるハウジングと、ハウジングによって支持される光ガイドと、ハウジング内に配置され、光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアに実装される１つ以上のモジュールと、を含む。１つ以上のモジュールは、光エンジンによって、無限遠にフォーカスされるイメージ平面に沿う光ガイドを用いて表示するためのユーザー・インターフェースを出力させるように構成される。
【００１３】
本摘要は、次の発明の詳細な説明で更に説明する簡略化した形態の概念の選択を導入するために設けるものである。本摘要は、特許請求する主題について鍵となる特徴または必須の特徴を特定することを意図せず、また、特許請求する主題の範囲を決定するのを支援するものとして用いられるのを意図するものではない。発明の詳細な説明は、添付の図面を参照して説明する。図面において、参照符号の最も左の桁は、参照番号が最初に現れる図を特定するものである。説明および図面における異なる例での同一の参照符号は、類似または同一の項目を示すために使用することがある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本明細書で説明する光ガイド技術を採用するために動作可能となる例示の実施環境について示す。
【図２】図２は、正面図で示した光ガイドを含む図１における表示デバイスの例を示す。
【図３】図３は、図２の光ガイドの例について側面図を用いてより詳細に示す。
【図４】図４は、図３の表示デバイスについて光ガイドおよび光エンジンについての例示の実装を示し、光ガイドのレイヤーについて示す。
【図５】図５は、図１のコンピューティング・デバイスを、ユーザー・インターフェースを出力し、表示デバイスの後側を通じて検出されるジェスチャーをサポートするものとして示す。
【図６】図６は、図１のコンピューティング・デバイスにおける表示デバイスについての例示の実施を示し、表示デバイスとユーザーとの間の距離において対応する相違に基づく視界の相違について示す。
【図７】図７は、図６に示した第１段階の側面図について示す。
【図８】図８は、図６に示した第２段階の側面図について示す。
【図９】図９は、図１の表示デバイスを水平方向の表面上に静止するように構成した例を示す。
【図１０】図１０は、例示の実施手順について示すフロー図であり、キャプチャー・イメージが、拡張の表示のためにユーザーの瞳孔を位置決めするのに用いられる。
【図１１】図１１は、例示の実施手順について示すフロー図であり、視界がユーザーとデバイスの間の距離がより近くに拡大されるように、表示デバイスが異なる距離でビューされる。
【図１２】図１２は、本明細書に説明する技術の実施形態を実装するために、図１から図１１を参照して説明するように、如何なる種別のコンピューティング・デバイスとしても実施することができる例示のデバイスが有する様々なコンポーネントを含む例示のシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
概要
表示デバイスによって採用される従来技術では、デバイスの表面と一致するイメージ平面においてフォーカスされるディスプレイとする必要があった。従って、これら従来技術では、デバイスをビューするユーザーに眼精疲労を生じさせることがあった。これは、デバイスを有するユーザー体験に影響を及ぼすのと同様に、ユーザーにも物理的に影響を及ぼすことになろう。
【００１６】
光ガイド技術について本明細書で説明する。１つ以上の実装態様では、光ガイドは表示デバイスとして使用されるように構成される。光ガイドは、例えば、ハンド・ヘルドのフォーム・ファクター、例えばタブレット・コンピューター、移動体電話機、ポータブル・ゲーム・デバイス等を有するデバイスの一部として組み込むことができる。光ガイドはまた、デスクトップ・コンピューターまたはラップトップ・コンピューター等のモニターの一部として、テレビ受像機のような様々な他のデバイスの一部として組み込むこともできる。
【００１７】
光ガイドは、無限遠にフォーカスされるイメージ平面に沿って表示を行うように構成することができる。つまり、光ガイドは、眼球の筋肉の収縮が最小限度または全くないユーザーによってビューすることができ、地平線または他の離れたオブジェクトをビューする際にユーザーによって観察することができる。このようにして、表示デバイスをビューするために、従来では（老眼を恐れて）眼鏡を利用していたユーザーが、幾らかの例では、眼鏡なしで光ガイドをビューすることができる。
【００１８】
様々な機能は、光ガイドの使用を導入することによってイネーブルすることができる。例えば、光ガイドは透明性をサポートするように構成することができ、光ガイドの物理的な環境が光ガイドを通じてビュー可能となる。このことは、拡張が表示され、物理環境が当該表示を通じてビュー可能となる拡張現実のような、様々な異なるシナリオをサポートするように利用することができる。他の例では、光ガイドは、ユーザーの眼と光ガイドの間の距離が減少するにつれて視界を増大させるのをサポートすることができる。このようにして、ユーザーは、より近くにある光ガイドを採用したデバイス（例えば、移動体電話機）をもって、当該デバイスにより出力されるより多くのユーザー・インターフェースを見るようにすることができる。また、イメージ平面が実際のデバイスが有するスクリーンの「後ろ」に出現させることができるので、例えば単にデバイスを傾けることによってイメージをパンするといったように、デバイスは、該デバイス自体の移動を伴うジェスチャーをサポートすることができる。このように、視界の増大やイメージのパンによってサポートされる機能は、表示デバイスのサイズが制限され、且つコンテンツが利用可能なスクリーンの実際の状況を超過する移動体デバイスにとって特に有用なものとすることができる。様々な他の例も想定される。例えばタッチ・センサー、眼球追跡ハードウェアの使用、（例えば、対照を改良するために）不透明度を明瞭から不明(dark)／不明瞭(opaque)に変化させることができるデバイスの制御可能な後部レイヤーの使用等を採用することができ、次の図面に関連して更なる検討を見出すことができる。
【００１９】
次の検討において、例示の環境について最初に説明する。当該環境は、本明細書で説明する光ガイドを採用することができる。次いで、他の環境と同様、当該例示の環境で実行できる例示の手順について説明する。従って、この例示の手順の性能は、例示の環境には限定されない。また、例示の環境は例示の手順の性能に限定されない。
【００２０】
例示の環境
図１は、本明細書において説明する光ガイド技術を採用するように動作可能な例示の実施の環境１００について示す。図示の環境１００はコンピューティング・デバイス１０２を含み、様々な方法で構成することができる。例えば、コンピューティング・デバイス１０２は、図示のようにユーザーの１つ以上の手１０６，１０８によって保持されるハンド・ヘルドのフォーム・ファクターで構成されるハウジング１０４を用いるものとして構成される。ハンド・ヘルドのフォーム・ファクターは、例えば、タブレット・コンピューター、移動体電話機、ポータブル・ゲーム・デバイス等を含むことができる。しかしながら、図１２に関連して説明するコンピューターやテレビ受像機のフォーム・ファクターのような多種多様な他のフォーム・ファクターもまた想定することができる。
【００２１】
したがって、コンピューティング・デバイス１０２は、相当量のメモリおよびプロセッサ・リソースを有する十分なリソースのデバイス（例えば、パーソナル・コンピューター、ゲーム・コンソール）から、限定的なメモリおよび／または処理リソースを有する低リソースのデバイス（例えば、従来方のテレビ受像機、ネット・ブック）にわたるものとすることができる。また、単一のコンピューティング・デバイス１０２を示しているものの、コンピューティング・デバイス１０２は、ユーザー・ウェアラブルなヘルメットまたは眼鏡およびゲーム・コンソール、ディスプレイを有するリモート・コントロール、並びにセットトップ・ボックスの組み合わせ等のような複数の異なるデバイスを表してもよい。
【００２２】
コンピューティング・デバイス１０２は更に、表示デバイス１１０として図示され、この例では少なくとも部分的に透明である。コンピューティング・デバイス１０２の透明性は、当該コンピューティング・デバイス１０２における物理的な周辺環境１１２の少なくとも一部を、当該デバイスを通じてビューすることを可能にする。図示した例では、表示デバイス１１０に通じてビュー可能な物理的な周辺環境１１２は、複数の木、およびコンピューティング・デバイス１０２を保持するのに用いられるユーザーの手１０６の指の一部を含む。車１１４がまた、表示デバイス１１０によって表示されて図示され、一部のユーザー・インターフェースおよび物理環境１１２が表示デバイス１１０を用いてビュー可能である。これは、更に次の説明するように、拡張現実のような様々な異なる機能性をサポートするのに使用することができる。
【００２３】
この例では、コンピューティング・デバイス１０２は、また、入出力モジュール１１６を含む。入出力モジュール１１６は、コンピューティング・デバイス１０２の入力および出力の検出および処理に関する機能性を表す。例えば、入出力モジュール１１６は、キーボードやマウスからの入力を受けて、ジェスチャーを識別し、ジェスチャー等に対応した動作を実行させるように構成することができる。入力は、様々な異なる方法で、入出力モジュール１１６によって識別することができる。
【００２４】
例えば、入出力モジュール１１６は、表示デバイス１１０におけるタッチスクリーンの機能性を介して受けた入力、例えば、コンピューティング・デバイス１０２の表示デバイス１１０に近接するユーザーの手１０８の指やスタイラスからのものを識別するように構成することができる。入力は、様々な異なる形態とすることができ、ユーザーの手１０８の指で図示され、ユーザー・インターフェースの車１１４に対するタップや描線等のように、例えば、表示デバイス１１０にわたるユーザーの手１０８の指の動きを識別することができる。ユーザーの手および／または指は、デバイスをタッチしているか、またはデバイスの上をホバリングしているかのいずれかとすることができ、これらは、別個のジェスチャーとして識別される。入力についての他の例では、ユーザーの眼の瞳孔や瞬き、およびデバイス自体の移動を伴うジェスチャー（例えば、デバイスを傾ける、または振る）等を追跡することを含む。
【００２５】
複数の実装態様では、これらの入力はジェスチャーとして識別することができる。ジェスチャーは、例えば、ユーザー・インターフェースを通じたナビゲートや、ユーザー・インターフェースに表示されるオブジェクトの選択および／または移動等のような、コンピューティング・デバイス１０２またはその他の１つ以上の動作を開始させるように構成される。ジェスチャーについて表示デバイス１１０の前部を通じた入力として図示するが、コンピューティング・デバイス１０２はまた、ジェスチャーを識別するために表示デバイス１１０の裏に位置するタッチ・センサーを含むこともできる。これについて図４および図５に関して検討を始めることで見出すことができる。
【００２６】
入出力モジュール１１６はまた、拡張現実モジュール１１８を含むものとして図示される。拡張現実モジュール１１８は、コンピューティング・デバイス１０２の機能性を表し、表示デバイス１１０を使用しているコンピューティング・デバイス１０２の物理的な周辺環境１１２（例えば、「現実世界」）のビューを拡張させる。図示する例では、例えば、コンピューティング・デバイス１０２は、３本の木およびユーザーの手１０６の指を含む周辺環境内に物理的に配置されるように図示される。
【００２７】
拡張現実モジュール１１８は、拡張（例えば、車１１４）を出力して、物理的な周辺環境１１２と共に同時にビューされるように構成される。このビューを生成し且つ拡張に対し「どこ」に配置すべきかを理解するために、拡張現実モジュール１１８は、様々な技術を導入して、デバイスの物理的な周辺環境１１２に対するコンピューティング・デバイス１０２の方向および／または位置を決定することができる。例えば、拡張現実モジュール１１８は、カメラ１２０を導入して、物理的な周辺環境１１２についてのイメージをキャプチャーすることができる。拡張現実モジュール１１８は、次いで、イメージを処理して１つ以上のマーカーを配置し、どのようにコンピューティング・デバイス１０２が配置され、指向され、移動されるか等について決定することができる。
【００２８】
これらのマーカーは、様々な形態とすることができる。例えば、拡張現実モジュール１１８は、物理的な周辺環境１１２の１つ以上のビュー地点をマーカーとしてセットすることができ、つまり、木の幹が地面と触れる所のような、方向および／または位置を決定する基礎として供することができる。他の例では、拡張現実モジュール１１８は、コンピューティング・デバイス１０２の周囲環境内に物理的に配置される１つ以上の拡張現実（ＡＲ）タグについてのビューを導入することができる。このように、物理的な周辺環境１１２のアイテムは、コンピューティング・デバイス１０２をどのように指向させるかと同様に、コンピューティング・デバイス１０２をどこに配置するかを決定する基礎として作用することができる。
【００２９】
他の例では、カメラ１２０は、コンピューティング・デバイス１０２を有するユーザーについて１つ以上のイメージをキャプチャーするように構成することができる。カメラ１２０のレンズは、図１では、コンピューティング・デバイス１０２を有するユーザーの顔に向けて位置するように、ハウジング１０４において表示デバイス１１０の右側に円として図示される。それから、カメラ１２０によってキャプチャーされるイメージは、ユーザーの瞳孔の３次元位置を決定するために用いることができる。１つ以上の実装態様では、瞳孔の位置は、「目がポイントする場所」を記述するベクトルを計算することなく、これにより、コンピューティング・デバイス１０２のリソースを節約する。このようなベクトルが計算される他の例も想定される。このようにして、拡張現実モジュール１１８は、表示デバイス１１０による表示のために拡張（例えば、車１１４）を出力する方法を決定することができる。
【００３０】
拡張現実モジュール１１８はまた、１つ以上のセンサー１２２を導入して、コンピューティング・デバイス１０２の位置および／または方向、更に特定すれば表示デバイス１１０の位置および／または方向を決定することができる。例えば、センサー１２２は、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）として構成することができ、次の如何なる組み合わせも含むジャイロスコープ、１つ以上の加速度計、磁力計等を含むことができる。これらのユニットは、その物理的な周辺環境１１２に対するコンピューティング・デバイス１０２の方向および位置を決定する基礎を生成するのに用いることができる。
【００３１】
これらの１つ以上の例を通じて、拡張現実モジュール１１８は拡張される「現実」のビューをキャプチャーすることができる。拡張は、次いで、表示デバイス１１０を用いてサイズ、方向および位置において表示するために計算することができる。拡張は、例えば、２次元出力や３次元出力等、多様な方法で構成することができる。例えば、拡張現実モジュール１１８および表示デバイス１１０は、立体視記述を導入して、例えば光学素子(optics)が表示デバイス１１０で用いられる自動立体視法を通じてイメージをユーザーの眼に対して方向的に分割するように、拡張の深度の知覚を与えることができる。様々な他の技術がまた、本発明のその趣旨および範囲を逸脱することなく想定される。更に、拡張現実モジュール１１８によって生成される拡張は、例えばゲームの一部としてのオブジェクトのような様々な他の形態、および、表示デバイス１１０を通じてビュー可能なユーザー・インターフェースの一部としての表示を通じてコンピューティング・デバイス１０２の物理的な周辺環境１１２のビューに対する他の変更を想定できることが容易に明らかであろう。
【００３２】
表示デバイス１１０は、無限遠にフォーカスされるフォーカル平面を利用する出力を供給する光ガイドのような構成を通じて、本明細書に説明する技術を様々な方法でサポートするように構成することができる。このような光ガイドの例は、次の図に関連して説明を開始する。
【００３３】
図２は、正面図で図示される光ガイドを含むように構成される図１の表示デバイス１１０の例２００を示す。例２００は、表示デバイス１１０を形成する光ガイド２０２および光エンジン２０４を含む。光ガイド２０２は、例えば、ガラス、プラスチック、または他の典型的な光学的に伝送可能で光エンジン２０４の出力を表示するのに供する材料の一部のような様々な方法で構成することができる。
【００３４】
光エンジン２０４は、例えばピコ・プロジェクタまたは他のイメージ出力デバイスのような様々な方法で構成することができる。光エンジン２０４の例には、レーザー駆動ＬＣＯＳまたはＬＥＤ駆動スキャン、例えば、ＲＧＢ ＬＥＤを含むＬＣＯＳディスプレイ等を含む。光エンジンは、光ガイド２０２に光学的に結合され、光エンジン２０４の出力は、１人以上のユーザーがビューするために光ガイド２０２によって表示することができる。光エンジン２０４は様々な方法で光ガイド２０２に光学的に結合することができる。その例については以下の図に関連して見出すことができる。
【００３５】
図３は、図２の光ガイド２０２の例３００を示し、側面図を用いてより詳細に示す。この例の光ガイド２０２は、イン・カップリング光学素子(in-coupling optics)３０２およびアウト・カップリング光学素子(out-coupling optics)３０４を含むものとして図示される。イン・カップリング光学素子３０２は、光エンジン２０４を光ガイド２０２に光学的に結合するように構成される。イン・カップリング光学素子３０２は、様々な方法で構成することができる。イン・カップリング光学素子３０２は、様々な方法で構成することができる。例えば、表層レリーフ・グレーティング、切り替え可能なブラッグ・グレーティング、ボリューム・ホログラフィック・グレーティング、反射表面および部分反射表面、フリー・フォーム光学エレメント、およびウェッジ・レンズ等である。
【００３６】
図示した例では、イン・カップリング光学素子３０２は、光エンジン２０４によって伝送のために光出力をアウト・カップリング光学素子３０４に対して約９０度屈曲させるように構成される。つまり、この例でのイン・カップリング光学素子３０２は、上述したようにアウト・カップリングへの伝送のために「光の向きを変える(turn light)」１つ以上の技術を利用することができる。
【００３７】
更に、イン・カップリング光学素子３０２およびアウト・カップリング光学素子３０４は、瞳孔拡張器(pupil expander)として利用し、光エンジン２０４からの出力を拡張することができる。イン・カップリング光学素子３０２は、例えば、水平方向に光エンジン２０４の出力を拡張するように構成することができる。アウト・カップリング光学素子３０４は、次いで、この水平方向に拡張された出力を受け、更に、眼３０６（例えばコンピューティング・デバイス１０２を有するユーザーの眼）への出力のために、例えば「光の向きを変える」１つ以上の技術を更に利用することによって、垂直方向に拡張することができる。
【００３８】
それ故、光エンジン２０４は、レーザー駆動ＬＣＯＳ若しくはＬＥＤ駆動スキャンまたはＬＣＯＳディスプレイとして構成することができ、５〜１０ナノメートルの範囲より少ない帯域幅を有するＲＧＢ ＬＥＤまたはレーザーを含んで、効果的な回折等を可能にできる（回析技術の１つが光をイン・アウトに結合するのに用いられる場合。他の場合では、ＬＥＤの帯域幅はそれほど限定されない）。光エンジン２０４は、上述したように「光の向きを変える」ために１つ以上の技術を利用して、光ガイド２０２のイン・カップリング光学素子３０２に光学的に結合される。光は、次いで、光ガイド２０２に沿って、全反射(ＴＩＲ: total internal reflection)を用いてイン・カップリング光学素子３０２を通じて水平方向の拡張グレーティングに伝送される。このグレーティングは、水平方向に「射出瞳(exit pupil)」を拡張するように供し、加えて、光の向きを９０度変えて、例３００では矢印で示したように上向きに伝達している。光は、次いでアウト・カップリング光学素子３０４に出くわし、「射出瞳」を垂直方向に拡張し、再度、矢印に示すように光の向きを変えて、光ガイド２０２の外部且つユーザーの眼３０６に向けて結合され、例えばユーザー・インターフェースの一部としてイメージをビューする。
【００３９】
１つ以上の実装態様では、イン・カップリング光学素子３０２は、異なる表示モードをサポートするために切り替え可能としてもよい。例えば、イン・カップリング光学素子３０２は、第１モードで（例えば、切り替え可能なブラッグ・グレーティングを用いて）「スイッチ・オン」され、光エンジンの出力について「向きを変え」させると共に、上述したユーザーの眼３０６への表示のために、アウト・カップリング光学素子３０４に伝送させる。
【００４０】
イン・カップリング光学素子３０４はまた、表示デバイス１１０がプロジェクターとして作用して、例えば、図１のコンピューティング・デバイス１０２のハウジング１０４の「後ろから(out the back)」光エンジン２０４の出力を投影することになるような、第２モードをサポートするために「スイッチ・オフ」にすることもできる。この例では、イン・カップリング光学素子３０４はスイッチ・オフされ、その結果、光エンジン２０４からの光は、アウト・カップリング光学素子３０４に結合するようには屈曲されない。
【００４１】
それよりかはむしろ、光エンジン２０４からの光は、プロジェクターとして供するために、この例では屈曲することなくイン・カップリング光学素子３０２を通過する。コンピューティング・デバイス１０２は、例えば、図１のハウジング１０４によって支持されるレンズおよび光バルブを含み、プロジェクターとして光エンジン２０４の出力を用いることができる。例えば、コンピューティング・デバイス１０２の外部にある表面（例えば、テーブルの上面や壁等）に出力を投影することができる。このようにして、コンピューティング・デバイス１０２で使用するための異なる表示技術をサポートするために、表示デバイス１１０は、様々なモードで用いることができる。
【００４２】
図４は、表示デバイス１１０の光ガイド２０２および光エンジン２０４についての例示の実装形態を示す。表示デバイスでは、光ガイド２０２の複数のレイヤーが示される。光ガイド２０２は、光学的に透明な材料４０２および回折のグレーティング・マトリックス４０４を含み、図３に関連して上述したようなアウト・カップリング光学素子３０４を実装するのに有用である。
【００４３】
光ガイド２０２はまた、表示デバイス１１０の前面にわたりタッチ・センサーを実装するレイヤー４０６を含む。レイヤー４０６は、例えば、図１を参照して示したように、ユーザーの手１０８の１本以上の指のように、接触についてＸ，Ｙ座標を検出するために格子が酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いて形成されるグリッドとして構成することができる。このように、レイヤー４０６は、入出力モジュール１１６への入力を供給するのに使用することができる。入出力モジュール１１６は、１つ以上のジェスチャーを識別するのに用いて、コンピューター１０２における１つ以上の動作を開始する、例えば、ユーザー・インターフェースを通じてナビゲートする、アプリケーションを起動する、ディスプレイ・オブジェクトと相互作用する等を行うことができる。
【００４４】
光ガイド２０２はまた、タッチ・センサーを実装するために光ガイド２０２の背面に配置されるレイヤー４０８を含むこともできる。光ガイド２０２は、例えば、ユーザーの眼からの距離でビューするのをサポートするように構成することができ、その結果、光ガイドの前面、例えば、表示デバイス１１０の前部にあるタッチ・センサーを支持するレイヤー４０６と、ユーザーが相互作用するのに不便なものとなる。したがって、デバイスの後部に配置されるレイヤー４０８がまた、ジェスチャーを識別するように構成することもできる。図５に関連して、この更なる検討を開始して見出すことにする。
【００４５】
光ガイド２０２はまた、エレクトロ・クロミック・レイヤー４１０を含むように図示され、エア・ギャップ４１２、即ちより低い光学屈折率材料によって回折グレーティング・マトリックス４０４から分離される。エレクトロ・クロミック・レイヤー４１０は、透明および非透明な状態間を交互に切り替わるように動作可能である。これは、様々な目的のために用いることができる。例えば、コンピューティング・デバイス１０２の物理的な周辺環境１１２のどの部分が表示デバイス１０によってビュー可能であるかを制御し、表示デバイス１１０によって表示されるユーザー・インターフェース部分についてのコントラストを改良する等である。この更なる検討は次の図に関連して見出すことができる。
【００４６】
図５は、図１のコンピューティング・デバイス１０２を、ユーザー・インターフェースを出力する共に、表示デバイスの後側を介して検出されるジェスチャーをサポートするように示す例示の実装態様５００である。この例では、表示デバイス１１０は、コンピューティング・デバイス１０２の開始スクリーンとして構成されるユーザー・インターフェースを出力する。開始スクリーンは、それぞれのアプリケーションを起動するために選択可能な複数のタイルを含み、また、アプリケーションに関して通知を出力するようにも構成することができる。通知の例として、Redmondにおける温度および現在の気象状況に関する通知を含む天気タイルを用いて図示する。
【００４７】
図４にて説明したように、表示デバイス１１０は、ユーザーに向けて指向されるデバイスの前部を、ユーザーから離れて指向される、例えばデバイスの前部とは反対の側に配置される、デバイスの後部を用いるのと同様に、入力（例えば、ジェスチャ）を検出するように構成することができる。ユーザーは、例えば、ユーザーの手１０６の１本以上の指を用いてジェスチャーをすることができる。様々な異なるジェスチャーを行うことができ、例えば、表示デバイスによって表示されるタイルを選択し、パン・ジェスチャー、ズーム・ジェスチャー等を用いてユーザー・インターフェースによりナビゲートすることができる。このようにして、コンピューティング・デバイス１０２の後部に配置されるユーザーの手１０６の部分は、入力を提供するのに更に用いることができる。
【００４８】
更に、図４に関して説明したように、表示デバイス１１０は、光学的に透明となり、且つ表示デバイス１１０のどの部分を透明にするかを制御するためにレイヤー（例えば、エレクトロ・クロミック・レイヤー４１０）を含むようにも構成することができる。このことは、例えば、ユーザー・インターフェースを表示するために用いられる表示デバイス部分のコントラストを改良するために用いることができる。この例は、図示した例においてタイルおよびテキスト（例えば「開始」）を表示するために用いられる部分を含み、ユーザー・インターフェースでの黒色をサポートするのに用いることができる。
【００４９】
これらの技術はまた、選択可能な不透明性をサポートするように構成することもでき、表示デバイス１１０を通してビュー可能な物理的な周辺環境の量を制御することができる。このことは、様々な機能性を提供するのに用いることができる。例えば、表示デバイス１１０の部分が、部分的に透明となり、ユーザーの手１０６の一部により表示デバイスを通じてビューされるのを可能にする。このようにして、ユーザーは、ユーザーの指が「どこに」配置されるかについて容易に分かる。そして、表示デバイス１１０の後部に配置されるタッチスクリーンの機能を通じて検出されるジェスチャーの使用を含むユーザー相互作用を補助することができる。
【００５０】
加えて、この技術は、ユーザー・インターフェース自体を図示のように表示する方法と、組み合わせることができる。例示の実施形態５００では、表示デバイス１１０の後部に近接して配置されるユーザーの手１０６の指の部分は透明とすることができ、ユーザーがユーザーの手の指をビューできるようにする。これは、ユーザーの手１０６の指がタイルと関連付けられて表示されるように出現させるような、また、ユーザーがどのタイルが現在の指の位置で現在選択可能かを容易に決定できるようにするような、ユーザー・インターフェース部分を含む。接触と一致しないユーザー・インターフェース内のタイル部分は、この例では、（例えば、ユーザー・インターフェースの表示および／またはエレクトロ・クロミック・レイヤー４１０の使用を通じて）透明にはされない。このようにして、表示デバイス１１０の後部との相互作用を補助することができる。様々な他の例についても想定することができる。例えば、表示デバイス１１０の後部上のユーザーの手１０６の指によって接触される点に対応する指示についてのユーザー・インターフェースの表示がある。また、この領域ごとの不透明化の制御は、物理的な周辺環境（例えば、「現実の世界」）を拡張と共に同時に明瞭にビューできるようにするために、拡張の間に透明にするのを可能にしながら、表示デバイスに表示される拡張の出現を著しく強化することができることに留意すべきである。更に、全表示を不透明にすることもでき、映画を見るといった現実の世界のビューを必要としない体験を補助するのに用いることができる。
【００５１】
図６は、コンピューティング・デバイス１０２における表示デバイス１１０の例示の実装態様を示し、表示デバイス１１０とユーザーの間の距離についての対応する相違に基づいた視界における相違を示す。例示の実装態様６００は、第１ステージ６０２および第２ステージ６０４を用いて図示される。第１ステージ６０２では、コンピューティング・デバイス１０２は、例えば約３０インチといった腕の長さで保持されるときのように、ユーザーから第１距離だけ離れて配置されるものとして図示される。
【００５２】
上述したように、コンピューティング・デバイス１０２は、図２の光ガイド２０２を組み込んだ表示デバイス１１０を含むことができる。光ガイド２０２は、ユーザーがビューするために、無限遠にフォーカスされるイメージに沿って図３のアウト・カップリング光学素子３０４を通じて出力を供給するように構成することができる。アウト・カップリング光学素子３０４は、ユーザーが地平線のような離れたオブジェクトを見るのと同様にビューできる平行な光の出力を供給することができる。このために、表示デバイス１１０は、表示デバイス１１０自体がビュー可能ではない地点までのユーザーの眼３０６からの１インチ未満でさえの距離を含む、広範囲にわたる距離からビューされることができる。
【００５３】
コンピューティング・デバイス１０２の一部としての光ガイドの使用はまた、視界に関する技術をサポートすることもできる。第１ステージでは、例えば、ユーザー・インターフェースは、表示デバイス１１０による表示のように図示される。この例のユーザー・インターフェースは、ヘッドライン「Redmond News」を２つの列と共に含む。２本の列は、「スポーツ」および「天気」として図示する。上述したように、第１ステージ６０２では、コンピューティング・デバイス１０２、つまり、デバイスを保持するユーザーの眼からのおおよその腕の長さに位置するコンピューティング・デバイス１０２についての表示デバイス１１０である。
【００５４】
この例のユーザーは、次いで、例えばユーザー・インターフェースに含まれるより大きな量のコンテンツをビューするために、ユーザーは、ユーザー・インターフェースのより多くをビューすることを望む場合がある。この例では、光ガイドを含む表示デバイス１１０の構成を通じて、ユーザーは、第２ステージ６０４に示すように、単に物理的により近くにコンピューティング・デバイス１０２を移動させることができる。より近くに表示デバイス１１０を移動させることによって、表示デバイス１１０からユーザーがビュー可能な視界が増大する。
【００５５】
このことは、第１ステージ６０２で表示される同一のユーザー・インターフェースを有する表示デバイスによるビューを通じて、第２ステージ６０４に図示される。しかしながら、ユーザー・インターフェースの追加の列が第２ステージ６０４で配置されるようにビュー可能である。例えば、「ビジネス」および「ローカル」の列や列内の追加のコンテンツである。このように、表示デバイス１１０がユーザーの眼のより近くに移動するにつれて、視界が増大する。
【００５６】
更に、この増大は次の点で受動的である。つまり、サイズまたは解像度は、例えば、サイズまたは解像度を増加させるためにユーザーから受け取った入力や１つ以上のセンサーの使用等に因り、コンピューティング・デバイス１０２自体によっては変化されない。このようにして、表示デバイス１１０によって表示されるオブジェクトは、ユーザーの眼がディスプレイにどれくらい近いかに拘らず、焦点が合ったままである。このことは、それ故、スクリーン上でビューされる量を調整するためにユーザーが用いることができ、例えば、ユーザーとディスプレイの間の距離が変化することによって、新聞を読む、ｗｅｂをブラウズする、またはショート・ビデオ・コンテンツを消費することができる。例えば、３．５インチのスクリーンを一例として用いる。表示デバイス１１０が４５度の視界を作り出す場合、表示デバイス１１０を眼から１インチで保持することは、腕の長さの３０インチにおいては、対角１０５インチの表示デバイスに等しいイメージを産生することになる。視界の技術に関する更なる検討を次の図に関連して見出すことができる。
【００５７】
図７および図８は、図６に示した第１ステージ６０２および第２ステージ６０４の例示の側面図を図示する。第１ステージ６０２では、ユーザーの視界を、破線を用いて図示し、表示デバイス１１０を通じてビュー可能なユーザー・インターフェース７０２の一部を示す。図８に示す第２ステージでは、ユーザーの眼は、表示デバイス１１０のより近くに配置され、破線で示すように、ユーザーは、ユーザー・インターフェース７０２のより大きい部分をビューすることができる。このように、表示デバイスは、無限遠にフォーカスされるイメージ平面におけるユーザー・インターフェースを、例えば図２の光ガイドによる平行光の出力を通じて出力することにより、これら異なる視界をサポートすることができる。
【００５８】
この機能は、フェンスの穴を通じてビルボードをビューすることに例えることができる。ユーザーがフェンスの穴に近づくにつれて、ビルボードのタイプ・サイズが増加する（例えば、ユーザーは図６に示したより小さいテキストを見ることが可能である）だけではなく、ビュー可能なビルボードの量もまた増加する。このように、表示デバイス１１０は、ユーザーが、ユーザーの眼と表示デバイス１１０の間の距離範囲に基づいてユーザーに対してビュー可能な視界を変更するのを受動的に可能にすることができる。例えば、この範囲は、表示デバイス１１０の全体をビューするユーザーの能力に基づいて決定することができる。
【００５９】
視界は、例えば、ユーザーが表示デバイス１１０に近づくにつれ、ユーザーがとても近くなり表示デバイスの外部分がユーザーのビジョンの周辺においてもはやビュー可能ではなくなるまで増大する。に基づく視界の変更について、ユーザーがデバイス自体を移動できるような移動体デバイスに関連して説明してきたが、これらの技術は、ユーザーが移動し、デバイスが一定の位置に維持するように構成される状況でも採用することができる。この例について次の図に関連して見出すことができる。
【００６０】
別のシナリオでは、これらの技術によってサポートされ、ユーザー相互作用を拡張することができる。例えば、上記例のビルボードのビューと同様に、ユーザーは腕の長さでコンピューティング・デバイス１０２をビューすることができる。しかしながら、デバイスをユーザーの眼により近づけて持つ代わりに、ユーザーはデバイスを移動させて（例えば、表示デバイスとユーザーの眼の間の軸に直角をなす平面に対して、異なる角度でデバイスを傾けて）、元の位置で可視ではなかったビルボードの異なる領域をビューすることができる。このことは、例えば、ユーザーが快適に座り、デバイスを傾けることで腕の長さにおいて異なった新聞の一部を読むのを可能にするであろう。新規なデバイスの体験を現在利用可能な技術と対比することは有用である。今日の１つの携帯電話のようなハンドヘルド・デバイスで新聞を読もうとするときに、ユーザーは、コンテンツを介してナビゲートするのにタッチまたは他のジェスチャーを用いて絶えずスクロースするのを余儀なくされるであろう。しかしながら、本明細書で説明する技術を用いると、ユーザー・インターフェースの異なる部分を見るためにデバイスを傾けることが、上記の例の視界のように表示デバイスによって受動的にサポートされることができる。
【００６１】
図９は、図１の表示デバイス１１０を示す例示の実装形態９００であり、水平方向の表面上に静止するように構成される。この例での表示デバイス１１０は、ハウジング９０２に組み込まれたものとして図示される。ハウジング９０２は、机上や卓上等のような表面上に静止するように構成され、図１２に関連して更に説明するコンピューター構成で使用される。表示デバイス１１０は、図２の光ガイド２０２および光エンジン２０４を組み込み、このように、無限遠にフォーカスされるイメージ平面に沿って光ガイドを用いてユーザー・インターフェースを表示することができる。
【００６２】
図示する例では、表示デバイス１１０は、透明性をサポートするように図示され、ハウジング９０２内に構成される。その結果、物理的な周辺環境は、例えば図示したようにデスクトップ・コンピューティング・デバイスの一部のように表示デバイス１１０を通じてビュー可能となる。他の実装態様も想定され、例えば物理的な周辺環境が表示デバイス１１０を通じてビュー可能ではない実装態様は、図４等に関連して説明する制御可能な手法でビュー可能となる。ハウジング内の表示デバイス１１０の他の実施態様も想定される。ハウジングが垂直面に取り付けられるように構成されるテレビ受像機の実装態様の例について図１２に関連して更に説明する。
【００６３】
例示の手順
次の検討は、上述したシステムおよびデバイスを利用して実装できる光ガイド技術について説明する。各手順の態様は、ハードウェア、ファームウェア若しくはソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実施することができる、この手順は、１つ以上のデバイスによって実行される動作を特定する一組のブロックとして示され、それぞれのブロックによる動作を実行するために示される順序には必ずしも限定されない。次の説明部では、図１から図９の環境および例示のシステムを参照することになる。
【００６４】
図１０は、例示の実装形態における手順１０００を示し、キャプチャーされるイメージが、拡張について表示するためにユーザーの瞳孔を位置決めするために用いられる。ユーザーの１つ以上のイメージは、ユーザーが保持するハンドヘルド・デバイスが有する１つ以上のカメラを用いてキャプチャーされる（ブロック１００２）。ユーザーは、例えば、移動通信デバイス（例えば、移動体電話機、タブレット・コンピューター等）の前方向き(forward-facing)カメラによってキャプチャーされるイメージを有する。
【００６５】
ユーザーの瞳孔の位置は、ハンドヘルド・デバイスによってキャプチャーされた１つ以上のイメージから３次元空間において計算される（ブロック１００４）。拡張現実モジュール１１８は、例えば、イメージを精査して位置を決定することができる。
【００６６】
拡張は、ユーザーの瞳孔について計算された位置に基づいてハンドヘルド・デバイスの透明表示上に表示され、透明表示を通じてビュー可能なハンドヘルド・デバイスの物理的な周辺環境の少なくとも一部と共に同時にビュー可能である（ブロック１００６）。図１に示すように、例えば、拡張は、物理的な周辺環境１１２の一部と共に同時にビュー可能な車１１４として構成することができる。物理的な周辺環境１１２は、表示デバイス１１０を通じてビュー可能であり、この例では複数の木およびユーザーの手１０６の指の一部である。他の例も想定される。例えば、カメラは、コンピューターのモニター部、ゲーム・コンソールに通信により結合されるスタンド・アロンのカメラ部等のように、ユーザーが保持しない表面に静止させることができる。
【００６７】
図１１は、例示の実施形態の手順１１００について示し、表示デバイスは異なる距離でビューされ、ユーザーとデバイスの間の距離がより近くに拡張される。コンピューティング・デバイスの表示デバイスは第１距離でビューされ、表示デバイスにより表示されるユーザー・インターフェースの第１視界がビュー可能になる（ブロック１１０２）。コンピューティング・デバイス１０２は表面で支持され、例えば、テレビ受像機のように壁に取り付けられ、コンピューター・モニタのような卓上に対して静止される。他の例では、コンピューティング・デバイス１０２は、ハンド・ヘルドの構成を想定し、おおよそ腕の長さにおいて保持することができる。この例は、図６および図７の第１ステージ６０２で図示される。
【００６８】
コンピューティング・デバイスの表示デバイスは、第１距離未満の第２距離でビューされ、表示デバイスによって表示されるユーザー・インターフェースについてのビューの第１視界よりも大きい第２視界がビュー可能となる（ブロック１１０４）。ユーザーは、例えば、ユーザーの眼のより近くに保持されるコンピューティング・デバイス１０２を持つことができる。他の例では、ユーザーは、距離を短くするために、コンピューティング・デバイス１０２の方へ移動することができる。ユーザー・インターフェースが無限遠にフォーカスされるイメージ平面において表示されるので、図６の第２ステージ６０４に示したように視界を増大させることができる。
【００６９】
例示のシステムおよびデバイス
図１２は、１２００において全般的に例示のシステムについて図示し、本明細書に説明する様々な技術を実施することができる１つ以上のコンピューティング・システムおよび／またはデバイスを表す例示のコンピューティング・デバイス１２０２を含む。コンピューティング・デバイス１２０２は、例えば、サービス・プロバイダーのサーバー、クライアントに付随するデバイス（例えば、クライアント・デバイス）、オンチップ・システム、および／または他の如何なる適切なコンピューティング・デバイスもしくはコンピューティング・システムとしてもよい。更に、コンピューティング・デバイス１２０２は、上述したような表示デバイス１１０を含み、図２に関連して更に詳述した光ガイド２０２および光エンジン２０４を組み込むことができる。
【００７０】
例示の図示するコンピューティング・デバイス１２０２は、処理システム１２０４、１つ以上のコンピューター可読媒体１２０６、およびあるものから別のものに通信により結合される１つ以上のＩ／Ｏインターフェース１２０８を含む。図示してはいないが、コンピューティング・デバイス１２０２は更に、システム・バス、または、様々なコンポーネントについてあるものから別のものに結合する他のデータおよび命令の移送システムを含むことができる。システム・バスは、例えば、メモリ・バス若しくはメモリ・コントローラ、周辺機器バス、ユニバーサル・シリアル・バス、および／または如何なる様々なバス・アーキテクチャーを利用するプロセッサーもしくはローカル・バスのような、異なるバス構造の任意の１つまたは組み合わせを含むことができる。様々な他の例（例えば、制御およびデータ・ライン）もまた想定される。
【００７１】
処理システム１２０４は、ハードウェアを用いる１つ以上の動作を実行するための機能性を表す。したがって、処理システム１２０４は、プロセッサー、機能ブロック等として構成することができるハードウェアの構成要素１２１０を含んで図示している。これは、特定用途向けの集積回路、または１つ以上の半導体を用いて形成される他の論理デバイスとしての実装をハードウェアに含むことができる。ハードウェア・エレメント１２１０は、それらが形成される材料、またはそこに採用される処理機構によって限定されない。例えば、プロセッサーは、半導体（１または複数）および／またはトランジスタ（例えば、電子集積回路（ＩＣ））から構成することができる。このようなコンテキストでは、プロセッサー実行可能命令は、電子的に実行可能な命令とすることができる。
【００７２】
コンピューター可読記憶媒体１２０６は、メモリ／ストレージ１２１２を含むものとして例示する。メモリ／ストレージ１２１２は、１つ以上のコンピューター可読媒体に関連付けられたメモリ／ストレージ容量を表す。メモリ／ストレージ・コンポーネント１２１２は、揮発性媒体（例えばランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ））および／または不揮発性媒体（例えばリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、Ｆｌａｓｈメモリ、光ディスク、磁気ディスク等）を含むことができる。メモリ／ストレージ・コンポーネント１２１２は、固定媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、固定ハードディスク等）を取り外し可能媒体（例えば、Ｆｌａｓｈメモリ、取り外し可能ハードディスク、光ディスク等）と同様に含むことができる。次に後述するように、コンピューター可読媒体１２０６は様々な他の方法で構成してもよい。
【００７３】
入出力インターフェース１２０８は、ユーザーがコンピューター１２０２に命令および情報を入力できるための機能を表し、また、様々な入出力デバイスを用いてユーザーおよび／または他のコンポーネントまたはデバイスに情報を提示するのを可能にする。入力デバイスの例には、キーボード、カーソル制御デバイス（例えば、マウス）、マイクロホン、スキャナ、タッチ機能（例えば、容量性センサー、または物理的な接触を検出するように構成される他のセンサー）、カメラ（例えば、可視または非可視の波長（例えば接触を必要としないジェスチャーとして移動識別する赤外線周波数）を採用することができる）等が含まれる。出力デバイスの例には、表示デバイス（例えば、モニターまたはプロジェクター）、スピーカー、プリンター、ネットワーク・カード、触覚反応デバイス等が含まれる。このように、コンピューティング・デバイス１２０２は、さまざまな方法で構成することができ、更に次に説明するようにユーザー相互作用をサポートする。
【００７４】
様々な技術について、ソフトウェア、ハードウェア・エレメント、またはプログラム・モジュールについて一般的なコンテキストで本明細書にて説明する。通常、このようなモジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、エレメント、コンポーネント、データ構造等を含み、特定のタスクを実行、または特定の抽象データ型を実装する。本明細書で用い用語件「モジュール」、「機能性」および「コンポーネント」は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアまたはこれらの組み合わせを包括的に表す。本明細書において説明する技術の特徴は、プラットフォーム非依存である。これは、技術が様々なプロセッサーを有する様々な商業的な計算プラットフォーム上で実装できることを意味する。
【００７５】
説明するモジュールおよび技術の実装態様は、ある形のコンピューター可読媒体にわたり格納または送信されることができる。コンピューター可読媒体は、コンピューティング・デバイス１２０２によってアクセスすることができる様々な媒体を含むことができる。例えば、これに限定されないが、コンピューター可読媒体は、「コンピューター可読記憶媒体」および「コンピューター可読信号メディア」を含むことができる。
【００７６】
「コンピューター可読記憶媒体」は、媒体および／またはデバイスに関し、単なる信号伝送、搬送波または信号自体とは対照的に、永続的および／または非一時的な情報記憶を可能する。このように、コンピューター可読記憶媒体は、非信号担持媒体に関連する。コンピューター可読記憶媒体は、情報（例えばコンピューター可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、論理素子／回路または他のデータ）の記憶に適した方法または技術で実装される、揮発性および不揮発性で、取り外し可能なおよび取り外し不可能な媒体並びに／または記憶デバイス置のようなハードウェアを含む。コンピューター可読記憶媒の例にはＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、若しくは他のメモリ技術、ＣＤーＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光記憶、ハードディスク、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶デバイスもしくは他の磁気記憶デバイス、若しくは他の記憶デバイス、有形媒体、または、所望の情報を格納するのに適し、コンピューターによってアクセス可能な製造物品を含むが、これらに限定されない。
【００７７】
「コンピューター可読信号媒体」は、例えばネットワークを介してコンピューティング・デバイス１２０２のハードウェアに指示を伝送するように構成される信号担持媒体に関する。信号媒体は、通例、コンピューター可読命令、データ構造、プログラム・モジュール、または変調データ信号（例えば搬送波、データ信号または他の移送機構）の他のデータを表す。信号媒体はまた、如何なる情報配信媒体をも含む。「変調データ信号」なる用語は、信号の情報をエンコードするようなやり方で、セットまたは変更される１つ以上の特徴セットを有する信号を意味する。例えば、これに限定されないが、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続のような有線の媒体、および音響、ＲＦ、赤外線および他の無線媒体のような無線媒体を含む。
【００７８】
上述したように、ハードウェア・エレメント１２１０およびコンピューター可読媒体１２０６は、モジュール、プログラム可能デバイス・ロジック、および／または、例えば１つ以上の命令を実行するように本明細書で説明する少なくとも幾らかの技術を実施するために幾らかの実施形態で採用されるハードウェアの形態で実施可能な固定デバイス・ロジックを表す。ハードウェアは、集積回路またはオンチップ・システム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、複雑なプログラム可能な論理デバイス（ＣＰＬＤ）、および、シリコンまたは他のハードウェアでの実装についてのコンポーネントを含むことができる。このコンテキストでは、ハードウェアは処理デバイスとして動作することができ、命令で規定されるプログラム・タスク、および／または、実行のための命令を格納するのに利用されるハードウェア、例えば、上述したコンピューター可読記憶媒体と同様にハードウェアで実施されるロジックを実行する。
【００７９】
上記の組み合わせはまた、本明細書で先に説明する技術を様々に実施するために採用することができる。したがって、ソフトウェア、ハードウェアまたは実行可能モジュールは、ある形態のコンピューター可読記憶媒体に実施される１つ以上の命令および／若しくはロジックとして、並びに／または１つ以上のハードウェア・エレメント１２１０によって実施することができる。コンピューティング・デバイス１２０２は、ソフトウェアおよび／またはハードウェア・モジュールに対応する特定の指示および／または機能を実施するように構成することができる。したがって、ソフトウェアとしてコンピューティング・デバイス１２０２によって実行可能であるモジュールの実装態様は、ハードウェアにおいて、例えば、コンピューター可読記憶媒体および／または処理システム１２０４のハードウェア・エレメント１２１０を用いることを通じて少なくとも部分的に達成することができる。指示および／または機能は、本明細書において説明する技術、モジュールおよび例を実施するために、１つ以上の製造物品（例えば、１つ以上のコンピューティング・デバイス１２０２および／または処理システム１２０４）によって実行可能／動作可能とすることができる。
【００８０】
図１２に更に図示するように、例示のシステム１２００は、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）、テレビ受像機デバイスおよび／またはモバイル・デバイス上のアプリケーションを実行するときに、シームレスなユーザー体験のためのユビキタス環境を可能にする。サービスおよびアプリケーションは、アプリケーションを利用し、ビデオ・ゲームをプレイしビデオを閲覧する間に、１つのデバイスから次のものに移行するとき、共通のユーザー体験のために３環境すべてで実質的に同様に起動する。
【００８１】
例示のシステム１２００では、複数のデバイスは、中央のコンピューティング・デバイスによって相互接続される。中央コンピューターは、複数のデバイスに対しローカルとしてもよく、または複数のデバイスからリモートで配置することができる。一実施形態では、中央にあるコンピューティング・デバイスは、ネットワーク、インターネットまたは他のデータ通信リンクを通じた複数のデバイスに接続される１つ以上のサーバー・コンピューターについてのクラウドとしてもよい。
【００８２】
一実施形態では、この相互接続アーキテクチャーは、機能性を複数のデバイスにわたり配信するのを可能にし、複数のデバイスのユーザーに対し共通でシームレスな体験を提供することができる。複数のデバイスの各々は、異なる物理要件および性能を有することがあり、中央のコンピューティング・デバイスは、デバイスに合うように調整されると共にすべてのデバイスに尚も共通となるデバイスへの体験の配信を可能にするプラットフォームを使用する。一実施形態では、ターゲットとなるデバイスのクラスが作成され、体験がデバイスの包括クラスに合わせて調整される。デバイスのクラスは、物理的な特徴、使用の種別、またはデバイスの他の共通特性によって定義することができる。
【００８３】
様々な実装態様では、コンピューティング・デバイス１２０２は、例えばコンピューター１２１４、モバイル１２１６およびテレビ受像機１２１８のユーザーのような様々に異なる構成を想定することができる。これらの構成の各々は、全般的に異なる構造および性能を有するデバイスを含み、つまり、コンピューティング・デバイス１２０２は、異なるデバイス・クラスの１つ以上に従って構成することができる。したがって、表示デバイス１１０は、これら異なる構成に適合するように構成することもできる。例えば、コンピューティング・デバイス１２０２は、パーソナル・コンピューター、デスクトップ・コンピューター、マルチスクリーン・コンピューター、ラップトップ・コンピューター、ネット・ブック等を含む、コンピューター１２１４のデバイス・クラスとして実施することができる。
【００８４】
コンピューティング・デバイス１２０２はまた、例えば移動体電話機、ポータブル音楽プレーヤー、ポータブル・ゲーム・デバイス、タブレット・コンピューター、マルチスクリーン・コンピューター等のような移動体デバイスを含む、モバイル１２１６のデバイス・クラスとして実施することもできる。コンピューティング・デバイス１２０２はまた、カジュアルなビュー環境で全般的により大きいスクリーンを有し、またはこれに接続されるデバイスを含む、テレビ受像機１２１８のデバイス・クラスとして実施することもできる。これらデバイスは、テレビ受像機、セットトップ・ボックス、ゲーム・コンソール等を含む。
【００８５】
本明細書で説明する技術は、コンピューティング・デバイス１２０２のこれら様々な構成によってサポートされることができ、本明細書において説明する技術の特定の例に限定されない。この機能性はまた、例えば次に説明するプラットフォーム１２２２を介した「クラウド」１２２０にわたり、分散システムを通じて全部または一部を実施することができる。
【００８６】
クラウド１２２０は、リソース１２２４のプラットフォーム１２２２を含み、および／またはこれを代表する。プラットフォーム１２２２は、ハードウェア（例えば、サーバー）の基礎をなす機能性およびクラウド１２２０のソフトウェア・リソースを抽出する。リソース１２２４は、アプリケーションおよび／またはデータを含み、コンピューティング・デバイス１２０２とはリモートにあるサーバー上でコンピューター処理が実行されるとともに、これらを利用することができる。リソース１２２４はまた、インターネットを介して、および／または加入者ネットワーク（例えばセルラーまたはＷｉーＦｉネットワーク）を通じて提供されるサービスを含むこともできる。
【００８７】
プラットフォーム１２２２は、リソースおよび機能を抽出して、コンピューティング・デバイス１２０２を他のコンピューティング・デバイスと接続することができる。プラットフォーム１２２２はまた、リソースのスケーリングを抽出して、プラットフォーム１２２２を介して実施されるリソース１２２４への要求に対し対応するレベルのスケールを供給する。したがって、相互接続したデバイスの実施形態では、本明細書に説明する機能性の実施は、システム１２００の全体にわたって分散することができる。例えば、機能性は、クラウド１２２０の機能性を抽出するプラットフォーム１２２２を介するのと同様に、コンピューティング・デバイス１２０２の一部で実施することができる。
【００８８】
結論
本発明について構造上の特徴および／または方法論的な行為に特定の言語で説明してきたが、添付の特許請求の範囲で定められる本発明は、説明した特定の特徴または行為に必ずしも限定されないことを理解すべきである。それよりかはむしろ、特定の特徴および行為は、請求項にかかる発明を実施する例示の形態として開示されるものである。
【図１】
2018081706.tif 000003
【図２】
2018081706.tif 000004
【図３】
2018081706.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018081706.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月17日(2018.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
ハンド・ヘルドのフォーム・ファクタで構成されるハウジングと、
前記ハウジングの物理的環境において前記ハウジングの３次元での位置および方向を検出するように構成される１つ以上のセンサーと、
少なくとも部分的に透明であり、前記ハウジングによって支持される光ガイドと、
前記光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、
前記ハウジング内に配置され、少なくとも部分的にハードウェアで実装される１つ以上のモジュールであって、拡張の位置および方向を計算すると共に、前記光ガイドを用いて表示するために前記拡張を光エンジンに出力させるように構成され、前記拡張における視界は、ユーザーと前記光ガイドの間の距離が変化するにつれて受動的に変化し、前記光ガイドを通じて前記物理的環境の一部と少なくとも共に同時にビュー可能である、１つ以上のモジュールと、
を備える、装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記拡張の視界が、前記ユーザーと前記光ガイドの間の距離が減少するにつれてより増大する、装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記拡張の解像度またはサイズは、前記ユーザーと前記光ガイドの間の距離が変化するにつれては変化しない、装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、前記拡張の視界を変更するためには、他のセンサーは使用されない、装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記拡張の視界を変化させるために、前記拡張の解像度またはサイズを変化させるユーザーからの入力を受けない、装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、当該装置が物理的環境に対して固定された位置にあり、前記光ガイドに対して前記ユーザーが移動するのに応じて、前記拡張の視界が受動的に変化する、装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、前記ユーザーと前記光ガイドの距離に拘わらず、同一の拡張が、前記光エンジンによって出力される、装置。
【請求項８】
方法であって、
ハンドヘルド・デバイスの１つ以上のセンサーから、前記ハンドヘルド・デバイスの物理的周辺環境に対する３次元空間内の前記ハンドヘルド・デバイスの位置を計算するステップと、
前記物理的周辺環境に対して前記計算された前記ハンドヘルド・デバイスの位置に基づいて、拡張を出力するステップと、
前記拡張を表示するステップであって、前記拡張が、前記物理的周辺環境と共に、前記ハンドヘルド・デバイスの透明ディスプレイ上でユーザーによってビュー可能であり、前記拡張における前記ディスプレイの視界が、前記ユーザーと前記ハンドヘルド・デバイスの間の距離が変化するにつれて受動的に変化する、ステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、前記出力される拡張が、前記物理的環境に対して前記ハンドヘルド・デバイスが移動されるにつれて変化するものの、前記ユーザーと前記ハンドヘルド・デバイスの間の距離が変化するにつれては変化されない、方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法において、前記拡張における前記ディスプレイの視界が、前記ユーザーと前記ハンドヘルド・デバイスの間の距離が減少するにつれてより増大する、方法。
【請求項１１】
請求項８記載の方法において、前記出力された拡張の解像度またはサイズは、前記視界が変化するにつれては変化しない、方法。
【請求項１２】
請求項８記載の方法において、前記ユーザーと前記ハンドヘルド・デバイスの間の距離に基づいて前記出力された拡張を変化するためには、他のセンサーは使用されない、方法。
【請求項１３】
請求項８記載の方法において、前記拡張が、無限遠にフォーカスされるイメージ平面に表示される、方法。
【請求項１４】
請求項８記載の方法において、前記ハンドヘルド・デバイスが、物理的環境に対して固定された位置にあり、前記ハンドヘルド・デバイスに対して前記ユーザーが移動するのに応じて、前記拡張の視界が受動的に変化する、方法。
【請求項１５】
システムであって、
ハンド・ヘルドのフォーム・ファクタで構成されるハウジングと、
前記ハウジングの物理的環境において前記ハウジングの３次元での位置および方向を検出するように構成される１つ以上のセンサーと、
少なくとも部分的に透明であり、前記ハウジングによって支持される光ガイドと、
前記光ガイドに光学的に結合される光エンジンと、
前記ハウジング内に配置される１つ以上の回路であって、拡張の位置および方向を計算すると共に、前記光ガイドを用いて表示するために拡張を前記光エンジンに出力させるように構成され、ユーザーによってビュー可能である前記拡張の視界は、前記ユーザーと前記光ガイドの間の角度が変化するにつれて受動的に変化し、前記拡張が前記光ガイドを通じて前記物理的環境の一部と少なくとも共に同時にビュー可能である、システム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムにおいて、当該システムが前記物理的環境に対して固定された位置にあり、前記光ガイドに対して前記ユーザーが移動するのに応じて、前記拡張の視界が受動的に変化する、システム。
【請求項１７】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記ユーザーと前記光ガイドの間の角度を決定するためには、他のセンサーは使用されない、システム。
【請求項１８】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記拡張の解像度またはサイズは、前記視界が変化するにつれては変化しない、システム。
【請求項１９】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記拡張は、前記ユーザーと前記光ガイドの間の角度が変化するにつれては変化しない、システム。
【請求項２０】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記ユーザーと前記光ガイドの間の角度の変化により、前記ユーザーが、前記角度の変化より前には前記ユーザーが見ることがなかった前記拡張の一部をビューするのを可能にする、システム。
【外国語明細書】
2018081706000001.pdf