(57)【要約】  軟骨伝導オーディオデバイスを製造するための方法が開示される。製造システムが、ユーザの耳（たとえば、外耳、耳の後ろ側、耳甲介内部など）の３次元形状を表すデータを受信する。システムは、ユーザについての耳の耳介の後ろに沿った１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションを識別し、１つまたは複数の変換器は、周波数範囲にわたって耳介を振動させ、耳介が外耳道の入口において音響圧力波を生成することを引き起こす。システムは、次いで、１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がユーザについてのしきい値性能メトリックを満たす、変換器の１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、ユーザについての軟骨伝導オーディオデバイスについての設計を生成する。設計は、次いで、軟骨伝導オーディオデバイスを作製するために使用され得る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの耳の形状を表すデータを受信することであって、前記形状が前記耳の外部後方部分を含む、データを受信することと、
前記受信されたデータに基づいて、前記耳の前記外部後方部分の表面に沿った１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションを識別することであって、前記１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって前記耳の前記外部後方部分を振動させて、前記耳の前記外部後方部分が、前記ユーザの前記耳の入口を遮ることなしに、前記入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、前記１つまたは複数の変換器についての前記１つまたは複数のロケーションは、音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応する、１つまたは複数のロケーションを識別することと、
前記ユーザについての前記１つまたは複数の識別されたロケーションを使用して軟骨伝導オーディオデバイスについての設計を生成することであって、前記軟骨伝導オーディオデバイスが、前記耳の前記外部後方部分の前記表面に実質的に適合するように構成された本体を含み、前記設計が、前記軟骨伝導オーディオデバイスを作製するために使用される、設計を生成することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記１つまたは複数の変換器についての前記１つまたは複数のロケーションを識別することが、
前記１つまたは複数の変換器からの前記音響圧力波を検出するように構成された、前記耳の前記入口に対応する前記軟骨伝導オーディオデバイスに対するロケーションにおける音響センサーの位置を決めること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つまたは複数の変換器についての前記１つまたは複数のロケーションが、前記１つまたは複数の変換器の各々の個々の音響圧力波から音響圧力波最大値を作り出す、前記ユーザの前記耳の前記外部後方部分に沿った前記１つまたは複数の変換器の配列に対応し、前記１つまたは複数の変換器の前記配列が、前記ユーザの前記耳の幾何学的形状によって制限される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ユーザの前記耳の前記形状を表す前記データが、前記ユーザについての前記耳の外側のカスタム印象を使用して生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ショアＡ硬度をもつシリコーンベースの材料が、前記ユーザについての前記耳の外側の前記カスタム印象を作るために使用される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ユーザの前記耳の前記形状を表す前記データが、前記ユーザの前記耳の画像をキャプチャする３次元再構築プロセスを使用して生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記耳の前記外部後方部分が前記耳の耳介の後ろを含み、前記１つまたは複数の変換器が、前記ユーザによって着用されるとき、前記耳の前記耳介に対して実質的に同じ高さに配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記耳の前記形状が前記耳の耳珠をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記軟骨伝導オーディオデバイスの本体が成形プラスチックであり、前記１つまたは複数の変換器が前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記本体中に存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の変換器のうちの変換器が、圧電変換器とボイスコイル変換器とからなるグループから選択された変換器である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
軟骨伝導オーディオデバイスを作成する際に使用するための、ユーザの耳の形状を表すデータを受信することであって、前記形状が前記耳の外部後方部分を含む、データを受信することと、
前記軟骨伝導オーディオデバイスについて、前記ユーザの前記耳の前記外部後方部分の表面に適合する、前記ユーザの後方耳幾何学的形状に基づいて、および１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、前記ユーザのためにカスタマイズされたデバイス本体を作成することであって、
前記１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって前記耳の前記外部後方部分を振動させて、前記耳の前記外部後方部分が、前記ユーザの前記耳の入口を遮ることなしに、前記入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、前記１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応し、
前記デバイス本体が、前記１つまたは複数の識別されたロケーションにおける前記１つまたは複数の変換器の配置のために構成された、
デバイス本体を作成することと、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションの各々において各変換器についての前記ロケーションに対応する前記デバイス本体中の前記１つまたは複数の変換器のうちの変換器を提供することであって、前記１つまたは複数の変換器がコントローラに接続された、変換器を提供することと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記コントローラが、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接して位置する音響センサーから、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器によって生成された前記音響圧力波に対応するフィードバックを受信することと、
前記１つまたは複数の変換器の各々に関連する前記音響圧力波に部分的に基づいて周波数応答モデルを動的に調整することと、
前記調整された周波数応答モデルを使用して振動命令を更新することと、
前記更新された振動命令を前記１つまたは複数の変換器に提供することと
を行うように構成された、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記耳の前記外部後方部分に沿った前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接する音響センサーの位置を決めることであって、前記音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器からの前記音響圧力波を検出するように構成された、音響センサーの位置を決めることと、
前記耳の前記外部後方部分に沿った複数の位置の各々について、前記ユーザの前記耳の前記入口に隣接する前記音響センサーによって検出されたような、前記音響圧力波が前記しきい値性能メトリックを満たす、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器の各々についての１つまたは複数の識別されたロケーションを識別することと
によって識別される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記デバイス本体に組み込まれ、リアルタイム音圧波フィードバックを提供することと、ボイス認識通話通信のためのマイクロフォンとして動作することとを行うように構成された、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記軟骨伝導オーディオデバイスを拡張現実アイウェアデバイスまたは仮想現実アイウェアデバイスのうちの少なくとも１つに組み込むことであって、前記アイウェアデバイスが、ディスプレイスクリーンを介して前記アイウェアデバイス内に提示されるコンテンツをユーザに提示するように構成された、前記軟骨伝導オーディオデバイスを組み込むこと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
軟骨伝導オーディオデバイスであって、
軟骨伝導オーディオデバイスを作成する際に使用するための、ユーザの耳の形状を表すデータを受信するステップであって、前記形状が前記耳の外部後方部分を含む、データを受信するステップと、
前記軟骨伝導オーディオデバイスについて、前記ユーザの前記耳の前記外部後方部分の表面に適合する、前記ユーザの後方耳幾何学的形状に基づいて、および１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、前記ユーザのためにカスタマイズされたデバイス本体を作成するステップであって、
前記１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって前記耳の前記外部後方部分を振動させて、前記耳の前記外部後方部分が、前記ユーザの前記耳の入口を遮ることなしに、前記入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、前記１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応し、
前記デバイス本体が、前記１つまたは複数の識別されたロケーションにおける前記１つまたは複数の変換器の配置のために構成された、
デバイス本体を作成するステップと、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションの各々において各変換器についての前記ロケーションに対応する前記デバイス本体中の前記１つまたは複数の変換器のうちの変換器を提供するステップであって、前記１つまたは複数の変換器がコントローラに接続された、変換器を提供するステップと
を含むプロセスによって製造される、軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項１７】
前記コントローラが、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接して位置する音響センサーから、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器によって生成された前記音響圧力波に対応するフィードバックを受信することと、
前記１つまたは複数の変換器の各々に関連する前記音響圧力波に部分的に基づいて周波数応答モデルを動的に調整することと、
前記調整された周波数応答モデルを使用して振動命令を更新することと、
前記更新された振動命令を前記１つまたは複数の変換器に提供することと
を行うように構成された、請求項１６に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項１８】
前記耳の前記外部後方部分に沿った前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接する音響センサーの位置を決めることであって、前記音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器からの前記音響圧力波を検出するように構成された、音響センサーの位置を決めることと、
前記耳の前記外部後方部分に沿った複数の位置の各々について、前記ユーザの前記耳の前記入口に隣接する前記音響センサーによって検出されたような、前記音響圧力波が前記しきい値性能メトリックを満たす、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器の各々についての１つまたは複数の識別されたロケーションを識別することと
によって識別される、請求項１６に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項１９】
音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記デバイス本体に組み込まれ、リアルタイム音圧波フィードバックを提供することと、ボイス認識通話通信のためのマイクロフォンとして動作することとを行うように構成された、請求項１６に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項２０】
前記軟骨伝導オーディオデバイスを拡張現実アイウェアデバイスまたは仮想現実アイウェアデバイスのうちの少なくとも１つに組み込むステップであって、前記アイウェアデバイスが、ディスプレイスクリーンを介して前記アイウェアデバイス内に提示されるコンテンツをユーザに提示するように構成された、前記軟骨伝導オーディオデバイスを組み込むステップ
をさらに含む、請求項１６に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項２１】
ユーザの耳の形状を表すデータを受信することであって、前記形状が前記耳の外部後方部分を含む、データを受信することと、
前記受信されたデータに基づいて、前記耳の前記外部後方部分の表面に沿った１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションを識別することであって、前記１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって前記耳の前記外部後方部分を振動させて、前記耳の前記外部後方部分が、前記ユーザの前記耳の入口を遮ることなしに、前記入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、前記１つまたは複数の変換器についての前記１つまたは複数のロケーションは、音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応する、１つまたは複数のロケーションを識別することと、
前記ユーザについての前記１つまたは複数の識別されたロケーションを使用して軟骨伝導オーディオデバイスについての設計を生成することであって、前記軟骨伝導オーディオデバイスが、前記耳の前記外部後方部分の前記表面に実質的に適合するように構成された本体を含み、前記設計が、前記軟骨伝導オーディオデバイスを作製するために使用される、設計を生成することと
を含む、方法。
【請求項２２】
前記１つまたは複数の変換器についての前記１つまたは複数のロケーションを識別することが、
前記１つまたは複数の変換器からの前記音響圧力波を検出するように構成された、前記耳の前記入口に対応する前記軟骨伝導オーディオデバイスに対するロケーションにおける音響センサーの位置を決めること
を含み、
任意選択的に、前記１つまたは複数の変換器についての前記１つまたは複数のロケーションが、前記１つまたは複数の変換器の各々の個々の音響圧力波から音響圧力波最大値を作り出す、前記ユーザの前記耳の前記外部後方部分に沿った前記１つまたは複数の変換器の配列に対応し、前記１つまたは複数の変換器の前記配列が、前記ユーザの前記耳の幾何学的形状によって制限される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ユーザの前記耳の前記形状を表す前記データが、前記ユーザについての前記耳の外側のカスタム印象を使用して生成され、
任意選択的に、ショアＡ硬度をもつシリコーンベースの材料が、前記ユーザについての前記耳の外側の前記カスタム印象を作るために使用され、および／または
前記ユーザの前記耳の前記形状を表す前記データが、前記ユーザの前記耳の画像をキャプチャする３次元再構築プロセスを使用して生成される、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記耳の前記外部後方部分が前記耳の耳介の後ろを含み、前記１つまたは複数の変換器が、前記ユーザによって着用されるとき、前記耳の前記耳介に対して実質的に同じ高さに配置され、および／または
前記耳の前記形状が前記耳の耳珠をさらに含む、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記軟骨伝導オーディオデバイスの本体が成形プラスチックであり、前記１つまたは複数の変換器が前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記本体中に存在する、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記１つまたは複数の変換器のうちの変換器が、圧電変換器とボイスコイル変換器とからなるグループから選択された変換器である、請求項２１から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
軟骨伝導オーディオデバイスを作成する際に使用するための、ユーザの耳の形状を表すデータを受信することであって、前記形状が前記耳の外部後方部分を含む、データを受信することと、
前記軟骨伝導オーディオデバイスについて、前記ユーザの前記耳の前記外部後方部分の表面に適合する、前記ユーザの後方耳幾何学的形状に基づいて、および１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、前記ユーザのためにカスタマイズされたデバイス本体を作成することであって、
前記１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって前記耳の前記外部後方部分を振動させて、前記耳の前記外部後方部分が、前記ユーザの前記耳の入口を遮ることなしに、前記入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、前記１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応し、
前記デバイス本体が、前記１つまたは複数の識別されたロケーションにおける前記１つまたは複数の変換器の配置のために構成された、
デバイス本体を作成することと、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションの各々において各変換器についての前記ロケーションに対応する前記デバイス本体中の前記１つまたは複数の変換器のうちの変換器を提供することであって、前記１つまたは複数の変換器がコントローラに接続された、変換器を提供することと
を含む、特に請求項２１から２６のいずれか一項に記載の、方法。
【請求項２８】
前記コントローラが、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接して位置する音響センサーから、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器によって生成された前記音響圧力波に対応するフィードバックを受信することと、
前記１つまたは複数の変換器の各々に関連する前記音響圧力波に部分的に基づいて周波数応答モデルを動的に調整することと、
前記調整された周波数応答モデルを使用して振動命令を更新することと、
前記更新された振動命令を前記１つまたは複数の変換器に提供することと
を行うように構成された、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記耳の前記外部後方部分に沿った前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接する音響センサーの位置を決めることであって、前記音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器からの前記音響圧力波を検出するように構成された、音響センサーの位置を決めることと、
前記耳の前記外部後方部分に沿った複数の位置の各々について、前記ユーザの前記耳の前記入口に隣接する前記音響センサーによって検出されたような、前記音響圧力波が前記しきい値性能メトリックを満たす、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器の各々についての１つまたは複数の識別されたロケーションを識別することと
によって識別される、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記デバイス本体に組み込まれ、リアルタイム音圧波フィードバックを提供することと、ボイス認識通話通信のためのマイクロフォンとして動作することとを行うように構成された、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記軟骨伝導オーディオデバイスを拡張現実アイウェアデバイスまたは仮想現実アイウェアデバイスのうちの少なくとも１つに組み込むことであって、前記アイウェアデバイスが、ディスプレイスクリーンを介して前記アイウェアデバイス内に提示されるコンテンツをユーザに提示するように構成された、前記軟骨伝導オーディオデバイスを組み込むこと
をさらに含む、請求項２７から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
軟骨伝導オーディオデバイスであって、請求項２１から３１のいずれか一項に記載のプロセスによって、または
軟骨伝導オーディオデバイスを作成する際に使用するための、ユーザの耳の形状を表すデータを受信するステップであって、前記形状が前記耳の外部後方部分を含む、データを受信するステップと、
前記軟骨伝導オーディオデバイスについて、前記ユーザの前記耳の前記外部後方部分の表面に適合する、前記ユーザの後方耳幾何学的形状に基づいて、および１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、前記ユーザのためにカスタマイズされたデバイス本体を生成するステップであって、
前記１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって前記耳の前記外部後方部分を振動させて、前記耳の前記外部後方部分が、前記ユーザの前記耳の入口を遮ることなしに、前記入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、前記１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応し、
前記デバイス本体が、前記１つまたは複数の識別されたロケーションにおける前記１つまたは複数の変換器の配置のために構成された、
デバイス本体を作成するステップと、
前記１つまたは複数の識別されたロケーションの各々において各変換器についての前記ロケーションに対応する前記デバイス本体中の前記１つまたは複数の変換器のうちの変換器を提供するステップであって、前記１つまたは複数の変換器がコントローラに接続された、変換器を提供するステップと
を含むプロセスによって製造される、軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項３３】
前記コントローラが、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接して位置する音響センサーから、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器によって生成された前記音響圧力波に対応するフィードバックを受信することと、
前記１つまたは複数の変換器の各々に関連する前記音響圧力波に部分的に基づいて周波数応答モデルを動的に調整することと、
前記調整された周波数応答モデルを使用して振動命令を更新することと、
前記更新された振動命令を前記１つまたは複数の変換器に提供することと
を行うように構成された、請求項３２に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項３４】
前記耳の前記外部後方部分に沿った前記１つまたは複数の識別されたロケーションは、
前記耳の前記入口に対応するロケーションに隣接する音響センサーの位置を決めることであって、前記音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器からの前記音響圧力波を検出するように構成された、音響センサーの位置を決めることと、
前記耳の前記外部後方部分に沿った複数の位置の各々について、前記ユーザの前記耳の前記入口に隣接する前記音響センサーによって検出されたような、前記音響圧力波が前記しきい値性能メトリックを満たす、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記１つまたは複数の変換器の各々についての１つまたは複数の識別されたロケーションを識別することと
によって識別される、請求項３２または３３に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【請求項３５】
音響センサーが、前記軟骨伝導オーディオデバイスの前記デバイス本体に組み込まれ、リアルタイム音圧波フィードバックを提供することと、ボイス認識通話通信のためのマイクロフォンとして動作することとを行うように構成され、および／または
前記軟骨伝導オーディオデバイスを拡張現実アイウェアデバイスまたは仮想現実アイウェアデバイスのうちの少なくとも１つに組み込むステップであって、前記アイウェアデバイスが、ディスプレイスクリーンを介して前記アイウェアデバイス内に提示されるコンテンツをユーザに提示するように構成された、前記軟骨伝導オーディオデバイスを組み込むステップ
をさらに含む、請求項３２から３４のいずれか一項に記載の軟骨伝導オーディオデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、オーディオデバイスに関し、詳細には、軟骨伝導オーディオデバイス（ｃａｒｔｉｌａｇｅ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ａｕｄｉｏ  ｄｅｖｉｃｅ）を製造するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
仮想現実（ＶＲ）システム、拡張現実（ＡＲ）システム、および／または複合現実（ＭＲ）システムにおけるヘッドマウントディスプレイは、しばしば、ユーザに音を提供するための、スピーカーまたはパーソナルオーディオデバイスなどの特徴を含む。これらのスピーカーまたはパーソナルオーディオデバイスは、一般的に、耳上に形成され、耳を覆うか（たとえば、ヘッドフォン）、または耳中に入れられる（たとえば、インイヤヘッドフォンまたはイヤバッド）。しかしながら、ＶＲシステム、ＡＲシステム、およびＭＲシステムにおけるヘッドマウントディスプレイを着用するユーザは、外耳道が空いており、オーディオデバイスによって覆われないように保つことから恩恵を受けることができる。たとえば、耳がふさがれていないとき、ユーザは、より没入でき、より安全なエクスペリエンスを有し、周囲音から空間的な手がかりを受け取ることができる。
【０００３】
その上、各個人に固有である人間指紋のように、耳（たとえば、耳殻を含む外耳、耳の後ろ側、耳甲介内部など）の形状も固有であり、アイウェアデバイスのオーディオデバイスが、軽量で、人間工学的で、電力消費が低く、両耳間のクロストークを生じないことが望ましい。そのような特徴は、ユーザの環境からの周囲音に対して外耳道を空いたままにしながら、全周波数（２０Ｈｚ〜２０，０００Ｈｚ）オーディオ再生システムに組み込むことが困難である。
【発明の概要】
【０００４】
軟骨伝導オーディオデバイスを製造するための方法が開示される。製造システムが、ユーザの耳（たとえば、外耳、耳の後ろ側、耳甲介内部（ｃｏｎｃｈａ  ｂｏｗｅｌ）など）の３次元（３Ｄ）形状を表すデータを受信する。システムは、（たとえば、機械学習などを使用して）耳（たとえば、耳介）の外部後方部分（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｒｅａｒ  ｐｏｒｔｉｏｎ）に沿った、または（耳珠軟骨（ｔｒａｇａｌ  ｃａｒｔｉｌａｇｅ）上の）ユーザの耳珠（ｔｒａｇｕｓ）に沿った１つまたは複数の変換器についてのロケーションを識別する。一実施形態では、１つまたは複数の変換器のロケーションを識別することは、１つまたは複数の変換器からの音響圧力波（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｗａｖｅ）を検出するために耳の入口または外耳道に対応するロケーションに隣接する音響センサー（たとえば、マイクロフォン）の位置を決めることを含む。１つまたは複数の変換器は、耳の外部後方部分を振動させて、耳の外部後方部分が音響圧力波を生成することを引き起こす。１つまたは複数の変換器についてのロケーションは、ユーザの耳の形状について、しきい値性能メトリックを満たす（たとえば、ユーザの耳の入口における音響圧力波を最適化する）。ユーザの耳の外部後方部分は、したがって、スピーカーとして使用され、ユーザが周囲環境から音を受け取り続け得るように外耳道が空いたままであることを可能にする。
【０００５】
システムは、変換器についての識別されたロケーションとともにユーザの耳の形状を使用して、軟骨伝導オーディオデバイスについての設計を生成する。設計は、次いで、ボイス通信および認識のための１つまたは複数の変換器および音響センサーを格納しながら、耳の外部後方部分に適合する軟骨伝導オーディオデバイスのためのデバイス本体を作製するために使用され得る。したがって、オーディオデバイスは、仮想現実（ＶＲ）アプリケーションのためのヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）に、拡張現実（ＡＲ）アプリケーションのためのニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）に、または音楽を聴くこと、他のデバイス（たとえば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ビデオゲームコンソールなど）と連携してハンズフリー動作に関与すること、および他のアクティビティのためのスタンドアロン聴覚デバイスとして組み込まれ得る。
【０００６】
本発明による実施形態は、特に、方法および軟骨伝導オーディオデバイスを対象とする添付の特許請求の範囲において開示され、１つの請求項カテゴリー、たとえば、方法において述べられた任意の特徴は、別の請求項カテゴリー、たとえば、軟骨伝導オーディオデバイス、システム、記憶媒体、コンピュータプログラム製品および製造方法においても請求され得る。添付の特許請求の範囲における従属関係または参照は、形式上の理由で選定されるにすぎない。ただし、前の請求項への意図的な参照（特に複数の従属関係）から生じる主題も請求され得、その結果、請求項とその特徴との任意の組合せが、開示され、添付の特許請求の範囲で選定された従属関係にかかわらず請求され得る。請求され得る主題は、添付の特許請求の範囲に記載の特徴の組合せだけでなく、特許請求の範囲における特徴の任意の他の組合せをも含み、特許請求の範囲において述べられた各特徴は、特許請求の範囲における任意の他の特徴または他の特徴の組合せと組み合わせられ得る。さらに、本明細書で説明または示される実施形態および特徴のいずれも、別個の請求項において、ならびに／あるいは、本明細書で説明もしくは示される任意の実施形態もしくは特徴との、または添付の特許請求の範囲の特徴のいずれかとの任意の組合せで請求され得る。
【０００７】
一実施形態では、方法は、
ユーザの耳の形状を表すデータを受信することであって、形状が耳の外部後方部分を含む、データを受信することと、
受信されたデータに基づいて、耳の外部後方部分の表面に沿った１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションを識別することであって、１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって耳の外部後方部分を振動させて、耳の外部後方部分が、ユーザの耳の入口を遮ることなしに、入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションは、音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応する、１つまたは複数のロケーションを識別することと、
ユーザについての１つまたは複数の識別されたロケーションを使用して軟骨伝導オーディオデバイスについての設計を生成することであって、軟骨伝導オーディオデバイスが、耳の外部後方部分の表面に実質的に適合するように構成された本体を含み、設計が、軟骨伝導オーディオデバイスを作製するために使用される、設計を生成することと
を含み得る。
【０００８】
１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションを識別することは、
１つまたは複数の変換器からの音響圧力波を検出するように構成された、耳の入口に対応する軟骨伝導オーディオデバイスに対するロケーションにおける音響センサーの位置を決めること
を含み得る。
【０００９】
１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数のロケーションは、１つまたは複数の変換器の各々の個々の音響圧力波から音響圧力波最大値を作り出す、ユーザの耳の外部後方部分に沿った１つまたは複数の変換器の配列に対応し得、１つまたは複数の変換器の配列は、ユーザの耳の幾何学的形状によって制限され得る。
【００１０】
ユーザの耳の形状を表すデータは、ユーザについての耳の外側のカスタム印象（ｃｕｓｔｏｍ  ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を使用して生成され得る。
【００１１】
ショアＡ硬度をもつシリコーンベースの材料が、ユーザについての耳の外側のカスタム印象を作るために使用され得る。
【００１２】
ユーザの耳の形状を表すデータは、ユーザの耳の画像をキャプチャする３次元再構築プロセスを使用して生成され得る。
【００１３】
耳の外部後方部分は耳の耳介の後ろを含み得、１つまたは複数の変換器は、ユーザによって着用されるとき、耳の耳介に対して実質的に同じ高さに配置され得る。
【００１４】
耳の形状は耳の耳珠を含み得る。
【００１５】
軟骨伝導オーディオデバイスの本体が成形プラスチックであり得、１つまたは複数の変換器は軟骨伝導オーディオデバイスの本体中に存在し得る。
【００１６】
１つまたは複数の変換器のうちの変換器が、圧電変換器とボイスコイル変換器とからなるグループから選択された変換器であり得る。
【００１７】
一実施形態では、方法は、
軟骨伝導オーディオデバイスを作成する際に使用するための、ユーザの耳の形状を表すデータを受信することであって、形状が耳の外部後方部分を含む、データを受信することと、
軟骨伝導オーディオデバイスについて、ユーザの耳の外部後方部分の表面に適合する、ユーザの後方耳幾何学的形状に基づいて、および１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、ユーザのためにカスタマイズされたデバイス本体を作成することであって、
１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって耳の外部後方部分を振動させて、耳の外部後方部分が、ユーザの耳の入口を遮ることなしに、入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、
１つまたは複数の識別されたロケーションは、１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応し、
デバイス本体が、１つまたは複数の識別されたロケーションにおける１つまたは複数の変換器の配置のために構成された、
デバイス本体を作成することと、
１つまたは複数の識別されたロケーションの各々において各変換器についてのロケーションに対応するデバイス本体中の１つまたは複数の変換器のうちの変換器を提供することであって、１つまたは複数の変換器がコントローラに接続された、変換器を提供することと
を含み得る。
【００１８】
コントローラは、
耳の入口に対応するロケーションに隣接して位置する音響センサーから、軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波に対応するフィードバックを受信することと、
１つまたは複数の変換器の各々に関連する音響圧力波に部分的に基づいて周波数応答モデルを動的に調整することと、
調整された周波数応答モデルを使用して振動命令を更新することと、更新された振動命令を１つまたは複数の変換器に提供することと
を行うように構成され得る。
【００１９】
耳の外部後方部分に沿った１つまたは複数の識別されたロケーションは、
耳の入口に対応するロケーションに隣接する音響センサーの位置を決めることであって、音響センサーが、軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器からの音響圧力波を検出するように構成された、音響センサーの位置を決めることと、
耳の外部後方部分に沿った複数の位置の各々について、ユーザの耳の入口に隣接する音響センサーによって検出されたような、音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす、軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器の各々についての１つまたは複数の識別されたロケーションを識別することと
によって識別され得る。
【００２０】
音響センサーは、軟骨伝導オーディオデバイスのデバイス本体に組み込まれ、リアルタイム音圧波フィードバックを提供することと、ボイス認識通話通信のためのマイクロフォンとして動作することとを行うように構成され得る。
【００２１】
一実施形態では、方法は、
軟骨伝導オーディオデバイスを拡張現実アイウェアデバイスまたは仮想現実アイウェアデバイスのうちの少なくとも１つに組み込むことであって、アイウェアデバイスが、ディスプレイスクリーンを介してアイウェアデバイス内に提示されるコンテンツをユーザに提示するように構成された、軟骨伝導オーディオデバイスを組み込むこと
を含み得る。
【００２２】
一実施形態では、軟骨伝導オーディオデバイスは、
軟骨伝導オーディオデバイスを作成する際に使用するための、ユーザの耳の形状を表すデータを受信するステップであって、形状が耳の外部後方部分を含む、データを受信するステップと、
軟骨伝導オーディオデバイスについて、ユーザの耳の外部後方部分の表面に適合する、ユーザの後方耳幾何学的形状に基づいて、および１つまたは複数の変換器についての１つまたは複数の識別されたロケーションに基づいて、ユーザのためにカスタマイズされたデバイス本体を作成するステップであって、
１つまたは複数の変換器の各々は、周波数範囲にわたって耳の外部後方部分を振動させて、耳の外部後方部分が、ユーザの耳の入口を遮ることなしに、入口のほうへ伝搬する音響圧力波を生成することを引き起こすように構成され、
１つまたは複数の識別されたロケーションは、１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす１つまたは複数のロケーションに対応し、
デバイス本体が、１つまたは複数の識別されたロケーションにおける１つまたは複数の変換器の配置のために構成された、
デバイス本体を作成するステップと、
１つまたは複数の識別されたロケーションの各々において各変換器についてのロケーションに対応するデバイス本体中の１つまたは複数の変換器のうちの変換器を提供するステップであって、１つまたは複数の変換器がコントローラに接続された、変換器を提供するステップと
を含むプロセスによって製造され得る。
【００２３】
コントローラは、
耳の入口に対応するロケーションに隣接して位置する音響センサーから、軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器によって生成された音響圧力波に対応するフィードバックを受信することと、
１つまたは複数の変換器の各々に関連する音響圧力波に部分的に基づいて周波数応答モデルを動的に調整することと、
調整された周波数応答モデルを使用して振動命令を更新することと、更新された振動命令を１つまたは複数の変換器に提供することと
を行うように構成され得る。
【００２４】
耳の外部後方部分に沿った１つまたは複数の識別されたロケーションは、
耳の入口に対応するロケーションに隣接する音響センサーの位置を決めることであって、音響センサーが、軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器からの音響圧力波を検出するように構成された、音響センサーの位置を決めることと、
耳の外部後方部分に沿った複数の位置の各々について、ユーザの耳の入口に隣接する音響センサーによって検出されたような、音響圧力波がしきい値性能メトリックを満たす、軟骨伝導オーディオデバイスの１つまたは複数の変換器の各々についての１つまたは複数の識別されたロケーションを識別することと
によって識別され得る。
【００２５】
音響センサーは、軟骨伝導オーディオデバイスのデバイス本体に組み込まれ、リアルタイム音圧波フィードバックを提供することと、ボイス認識通話通信のためのマイクロフォンとして動作することとを行うように構成され得る。
【００２６】
一実施形態では、軟骨伝導オーディオデバイスは、軟骨伝導オーディオデバイスを拡張現実アイウェアデバイスまたは仮想現実アイウェアデバイスのうちの少なくとも１つに組み込むステップであって、アイウェアデバイスが、ディスプレイスクリーンを介してアイウェアデバイス内に提示されるコンテンツをユーザに提示するように構成された、軟骨伝導オーディオデバイスを組み込むステップを含み得る。
【００２７】
一実施形態では、１つまたは複数のコンピュータ可読非一時的記憶媒体は、実行されたとき、軟骨伝導オーディオデバイスもしくは軟骨伝導オーディオデバイス製造プロセスによる方法、またはそれらの内の方法、あるいは上述の実施形態のいずれかを実施するように動作可能であるソフトウェアを具現し得る。
【００２８】
一実施形態では、システムは、１つまたは複数のプロセッサと、プロセッサに接続され、プロセッサによって実行可能な命令を備える少なくとも１つのメモリとを備え得、プロセッサは、命令を実行したとき、軟骨伝導オーディオデバイスもしくは軟骨伝導オーディオデバイス製造プロセスによる方法、またはそれらの内の方法、あるいは上述の実施形態のいずれかを実施するように動作可能である。
【００２９】
一実施形態では、好ましくはコンピュータ可読非一時的記憶媒体を備える、コンピュータプログラム製品は、データ処理システム上で実行されたとき、軟骨伝導オーディオデバイスまたは軟骨伝導オーディオデバイス製造プロセスによる方法、あるいはそれらの内の方法、あるいは上述の実施形態のいずれかにおける方法を実施するように動作可能であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態による、軟骨伝導オーディオデバイスを製造するプロセスを示すフローチャートである。
【図２】一実施形態による、ユーザの外部後方部分に沿った複数の変換器を含む例示的な軟骨伝導オーディオデバイスの図である。
【図３】一実施形態による、ユーザの耳の耳珠上に位置する変換器を含む例示的な軟骨伝導オーディオデバイスの図である。
【図４】一実施形態による、軟骨伝導オーディオデバイスのブロック図である。
【図５】一実施形態による、軟骨伝導オーディオデバイスを含むアイウェアデバイスを示す一例の図である。
【図６】一実施形態による、軟骨伝導オーディオデバイスを含むアイウェアデバイスのシステム環境の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図は、単に例示の目的で様々な実施形態を示す。本明細書で説明される原理から逸脱することなく、本明細書で示される構造および方法の代替実施形態が採用され得ることを、当業者は以下の説明から容易に認識されよう。
【００３２】
概観
ユーザの耳に音を提供するために軟骨伝導を使用するカスタムメイド軟骨伝導オーディオデバイス（オーディオデバイス）を製造するための方法が開示される。オーディオデバイスは、ユーザの耳の外部後方部分または後ろに結合された１つまたは複数の変換器を含み、それにより、ユーザの外耳道が、ユーザの環境からの周囲音に対してふさがれておらず、空いたままであることが可能になる。各変換器は、ユーザの耳（たとえば耳介、または耳殻と呼ばれることもある）の後ろを振動させ、それによりユーザの耳の軟骨を振動させて、受信されたオーディオコンテンツに対応する音響波を生成することによって、音を生成する。代替的に、または耳の後ろに対して位置を決められた１つまたは複数の変換器に加えて、オーディオデバイスは、耳の耳珠を振動させるように位置を決められた変換器を含み得る。
【００３３】
軟骨伝導オーディオデバイスの利点は、両耳間のクロストークの低減、オーディオデバイスのサイズおよび電力消費の低減、（プライベートオーディオの実現を助ける）より少ない音漏れ、および改善された人間工学を含む。その上、一実施形態では、オーディオデバイスを製造する方法は、ユーザにカスタムフィットしたオーディオデバイスのデバイス本体を作り出すためにユーザの耳の形状を取得することを含む。これは、オーディオデバイスが、たとえば、骨伝導を使用するオーディオデバイスに対して同様の聴覚感覚を作り出すためのより小さい結合力（たとえば、皮膚にかかるより小さい静的な一定の力）を使用することを可能にする。これにより、ユーザの耳の形状に適合するデバイスのカスタマイズフィットとともに、ウェアラブルオーディオデバイスについての快適さが改善され、これは、一日中着用することが望ましいことがあるウェアラブルデバイスにとって、特に望ましい。
【００３４】
軟骨伝導オーディオデバイスを製造すること
図１は、一実施形態による、軟骨伝導を使用するオーディオデバイスを製造するプロセスを示すフローチャートである。プロセス１００は単一の製造システムによって実施され得るか、または、他の実施形態では、２つの他のエンティティがプロセスのステップの一部または全部を実施し得る。同様に、実施形態は、異なるおよび／または追加のステップを含むか、または異なる順序でステップを実施し得る。
【００３５】
ユーザの耳に適合する、軽量で人間工学的なオーディオデバイスを提供するために、製造システムは、１１０において、ユーザの耳の形状を表すデータを取得する。これは、たとえば、ユーザの耳（たとえば、外耳、耳の後ろ側の外部部分、耳甲介内部など）の３次元（３Ｄ）形状を表すデータを受信することを含む。従来の印象ベース技法および／またはステレオベース技法を含む、耳の３Ｄ形状を取得するための異なる方法が使用され得る。一実施形態では、ユーザの耳の印象を獲得するために、適切なショアＡ硬度をもつシリコーンが使用され得る。そのような材料は、印象を獲得または取得することによって印加される圧力により引き起こされる耳の幾何学的形状のひずみを最小限に抑えるであろう。別の実施形態では、耳のデジタルモデルを生成するために、耳の３Ｄ画像をキャプチャする３Ｄ再構築方法も使用され得る。耳の３Ｄ形状についてのデータは、次いで、ユーザの耳に円滑におよび快適に適合するように、オーディオデバイスの形状をカスタマイズするために使用される。
【００３６】
図２は、一実施形態における、例示的な軟骨伝導オーディオデバイス２００である。オーディオデバイス２００は、デバイス本体２０５と、１つまたは複数の変換器２１０と、マイクロフォンなどの音響センサー２１５とを含む。オーディオデバイス２００は、耳２５０の外部後方部分または耳介に適合しながら、ユーザの耳垂２５５を含む耳２５０に巻き付く。各変換器２１０は、軟骨振動を通して圧力波を生成し、軟骨振動は、耳２５０の外耳道２６０に音を伝達するために使用される。音質は、各変換器２１０からの、互いに対する、また、ユーザの耳および外耳道３６０に対する、力のロケーション、位置、および／または方向によって影響を及ぼされる。したがって、外耳道３６０への音伝達を最適化するために、一実施形態では、製造システムは、１２０において、図２に示されているように、外耳道３６０の入口に対応するロケーションに隣接する音響センサー２１５の位置を決める。音響センサー２１５は、変換器２１０の振動から生成される音響圧力波を検出するように構成される。耳２５０の外部後方部分は、したがって、スピーカーとして使用され、外耳道２６０が周囲環境からの音に対して空いたままであることを可能にする。これは、ＡＲシステムでは特に有利である。
【００３７】
音響センサー２１５からのフィードバックを使用して、システムは、１３０において、耳２５０の外部後方部分に沿った１つまたは複数の変換器２１０についてのロケーションを識別する。各変換器２１０によって生成された個々の圧力波は、強め合うようにおよび弱め合うように相互作用し、それにより、圧力波最小値および最大値のエリアが生じる。このプロセスの１つの目標は、したがって、ユーザの固有の耳形状を仮定すれば、オーディオデバイス２００のための変換器２１０の圧力波が外耳道２６０の入口において強め合うように干渉するように１つまたは複数の変換器２１０の位置を決めることである。耳２５０の形状が各ユーザについて固有であるので、各変換器２１０の相対ロケーションは、理論的には各ユーザについて異なり得る。したがって、１つまたは複数の変換器２１０についてのロケーションは、しきい値性能メトリックを満たすように選定される。一実施形態では、しきい値性能メトリックは、ユーザの固有の耳２５０の形状に鑑みて変換器２１０の可能なロケーションによって制約される１つまたは複数の変換器２１０の最適構成に対応する。最適構成は、ユーザの耳の所与の形状について耳の入口における圧力波最大値と一致し得るか、または最適構成は、耳２５０の形状によって課されるロケーション制約に鑑みて、最大値にできるだけ近い圧力波を作り出す構成であり得る。別の実施形態では、しきい値性能メトリックは、あらかじめ定義された音質標準を達成するためにすべてのユーザにわたって一定である耳２５０の入口における所定の圧力波大きさの所定の割合（たとえば、７５％、８５％など）である。その上、デバイス本体２０５中に位置を決められた、各変換器２１０の相対ピッチ、ロール、およびヨーも、いくつかの耳幾何学的形状について関連し得る各圧力波の交差のロケーションに影響を及ぼすことになる。
【００３８】
音響センサー２１５は前処理またはトレーニング役割に限定され得るが、音響センサー２１５は、オーディオデバイス２００の常時の特徴であり得る。一実施形態では、音響センサー２１５は、リアルタイム音圧波フィードバックを提供するために、また音声認識および通信目的のために、デバイス本体２０５中に配置された１つまたは複数のマイクロフォンを含む。たとえば、音響センサー２１５は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介してボイスコマンドを他のデバイスに中継することができる。さらに、オーディオデバイス２００はまた、通話を行うために、ハンズフリーイヤピース（ｅａｒ  ｐｉｅｃｅ）として動作することができ、音響センサー２１５は、受話器またはマイクロフォンとして動作するであろう。
【００３９】
識別１３０は、外耳道２６０の入口において最大値を生成する、ユーザについての特定の配列を決定するために、各変換器２１０のロケーションを物理的に移動することと、音響センサー２１５からの得られた圧力波最小値結果と圧力波最大値結果とを比較することとによって、反復的に実施され得る。別の実施形態では、モデルが、実験的および数学的モデリング（たとえば、有限要素モデリング（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ））を使用して生成され、そのモデリングは、変換器２１０のロケーションを変化させ、次いで、各変換器２１０ロケーションについて、それらの対応する音圧出力を取得することができる。別の実施形態では、各変換器の適切なロケーションおよび方向を定義するために、人工知能（ＡＩ）および機械学習（ＭＬ）アルゴリズムが使用され得る。
【００４０】
したがって、システムは、１４０において、１つまたは複数の変換器２１０の各々についての識別されたロケーションとともに、ユーザの耳２５０の形状を使用して、軟骨伝導オーディオデバイス２００のためのデバイス本体２０５を作成し、システムは、１５０において、各変換器２１０をデバイス本体２０５中に挿入することによってなど、変換器２１０をデバイス本体２０５内の対応するロケーション中に設ける。一例では、デバイス本体２０５は、耳２５０の外部後方表面に適合するシリコーンまたはゴムベース材料を使用して作成される。
【００４１】
その上、ユーザについての頭部伝達関数（ＨＲＴＦ）フィルタも、１１０においてキャプチャされた耳殻の幾何学的形状（耳の後ろ側、耳甲介、耳珠および対耳珠など）を使用して計算され得る。これは、それにより、ユーザが、ユーザ自身の個別化されたＨＲＴＦを有することが可能になり、仮想および拡張現実アプリケーションにおいて空間３Ｄ音伝達を大幅に向上させることができるので、重要であり得る。したがって、計算されたＨＲＴＦフィルタは、次いで、オーディオデバイス２００の３Ｄ空間音伝達を改善するために、オーディオ信号で符号化され得る。さらに、ユーザの皮膚に対して快適に適合し、フィットするデバイスを仮定すれば、１つまたは複数の体温センサーが、健康、運動、およびレディネス（ｒｅａｄｉｎｅｓｓ）関係分析のために耳の後ろ側のデバイス本体２０５内に含まれ得る。ユーザの体温は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたは他のワイヤレス通信プロトコルを通してリモートで監視され得、たとえば、スマートフォンアプリケーションを使用して記憶および／または監視され得る。
【００４２】
図３は、一実施形態における、別の例示的な軟骨伝導オーディオデバイス３００である。耳の外部後方部分に沿って位置する１つまたは複数の変換器の代わりに、オーディオデバイス３００は、耳３５０の耳珠３６５に位置する変換器３１０を含む。したがって、オーディオデバイス３００は、デバイス本体３０５と、耳珠に位置する変換器３１０と、音響センサー３１５とを含む。オーディオデバイス２００と同様に、オーディオデバイス３００は、耳３５０に巻き付くが、耳の後方外部部分を振動させる代わりに、変換器３１０は、耳珠３６５の軟骨を振動させて、耳３５０の外耳道３６０の入口において音圧波を作り出す。したがって、そのユーザにとって個別化された耳珠３６５の完全な３Ｄ幾何学的形状が、図３に示されているように、ユーザの耳および耳珠にシームレスに適合する耳珠伝導変換器のためのカスタムメイドデバイスハウジングを設計および構築するために使用される。耳珠伝導変換器３１０は、図２に関して説明されたような、耳の後ろ側の１つまたは複数の変換器２１０とともに使用され得る。
【００４３】
軟骨伝導オーディオデバイス
図４は、一実施形態による、軟骨伝導オーディオデバイス４００（「オーディオデバイス４００」）のブロック図である。オーディオデバイス４００は、１つまたは複数の変換器４１０と、（随意の）音響センサー４２０と、コントローラ４３０とを含む。
【００４４】
各変換器４１０は、（たとえば、コントローラ４３０から受信された）振動命令に従ってユーザの耳の軟骨を振動させる。各変換器４１０は、ユーザの耳の耳介の後ろの第１の部分に結合され、周波数範囲にわたって耳介を振動させて、耳介が振動命令に従って音響圧力波を生成することを引き起こすように構成される。変換器は、単一の圧電変換器または複数の圧電変換器であり得る。圧電変換器は、約＋／−１００Ｖの電圧範囲を使用して、２０ｋＨｚまでの周波数を生成することができる。電圧範囲は、下側電圧（たとえば＋／−１０Ｖ）をも含み得る。圧電変換器は、積層圧電アクチュエータであり得る。積層圧電アクチュエータは、積層された（たとえば、機械的に直列接続された）複数の圧電素子を含む。積層圧電アクチュエータの動きが、単一の圧電素子の動きと、積層中の素子の数との積であり得るので、積層圧電アクチュエータは、より低い電圧範囲を有し得る。圧電変換器は、電界が存在するときにひずみ（たとえば、材料の変形）を生成することができる圧電材料から作られる。圧電材料は、ポリマー（たとえば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ））、ポリマーベース複合材、セラミック、または結晶（たとえば、石英（二酸化ケイ素またはＳｉＯ２）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））であり得る。極性材料であるポリマーにわたって電界または電圧を印加することによって、ポリマーは、極性が変化し、印加電界の極性および大きさに応じて、収縮または拡張し得る。圧電変換器は、ユーザの耳の後ろによく付く材料（たとえば、シリコーン）に結合され得る。一実施形態では、各変換器４１０は、ユーザの耳の後ろとの良好な表面接触を維持し、ユーザの耳への一定量の印加力（たとえば、１ニュートン）を維持する。
【００４５】
いくつかの実施形態では、変換器４１０は、周波数の範囲にわたって振動を生成するように構成され、第１の変換器と第２の変換器とを含む。第１の変換器は、周波数範囲の第１の部分（たとえば、２０ｋＨｚまでのより高い範囲）を提供するように構成される。第１の変換器は、たとえば、圧電変換器であり得る。第２の変換器は、周波数範囲の第２の部分（たとえば、約２０Ｈｚのより低い範囲）を提供するように構成される。第２の変換器は、圧電変換器であり得るか、または可動コイル変換器など、異なるタイプの変換器であり得る。典型的な可動コイル変換器は、永久磁界を作り出すためのワイヤのコイルと永久磁石とを含む。ワイヤが永久磁界に配置されている間に電流をワイヤに印加することにより、電流の振幅および極性に基づくコイルにかかる力が作り出され、その力が、コイルを永久磁石に向けて、または永久磁石から離れるように移動させることができる。第２の変換器は、第１の変換器よりも剛性の高い材料から作られ得る。第２の変換器は、ユーザの耳の後ろの、第１の部分とは異なる第２の部分に結合され得る。代替的に、第２の変換器は、ユーザの頭蓋骨に接触していることがある。
【００４６】
音響センサー４２０は、作り出された音に関する情報をコントローラ４３０に提供する。音響センサー４２０は、ユーザの耳の入口における音響圧力波を検出する。一実施形態では、音響センサー４２０は、ユーザの耳の入口に位置を決められたマイクロフォンである。マイクロフォンは、圧力を電気信号に変換する変換器である。マイクロフォンの周波数応答は、周波数範囲のいくつかの部分では比較的平坦であり得、周波数範囲の他の部分では線形であり得る。マイクロフォンは、変換器４１０に提供された振動命令に基づいて、マイクロフォンからの検出信号をスケーリングするための利得信号を受信するように構成され得る。たとえば、利得は、検出信号のクリッピングを回避するために、または検出信号の信号対雑音比を改善するために、振動命令に基づいて調整され得る。
【００４７】
いくつかの実施形態では、音響センサー４２０は振動センサーであり得る。振動センサーは、耳の一部分に結合される。いくつかの実施形態では、振動センサーと変換器４１０とは、耳の異なる部分に結合する。振動センサーは、信号が逆に流れていることを除いて、変換器において使用される変換器と同様である。変換器において機械的な振動を作り出す電気信号の代わりに、機械的な振動が、振動センサーにおいて電気信号を生成している。振動センサーは、圧電材料が変形されるときに電気信号を生成することができる圧電材料から作られ得る。圧電材料は、ポリマー（たとえば、ＰＶＣ、ＰＶＤＦ）、ポリマーベース複合材、セラミック、または結晶（たとえば、ＳｉＯ２、ＰＺＴ）であり得る。圧電材料に圧力を印加することによって、圧電材料は、極性が変化し、電気信号を作り出す。圧電センサーは、ユーザの耳の後ろによく付く材料（たとえばシリコーン）に結合され得る。また、振動センサーは加速度計であり得る。加速度計は、圧電性または容量性であり得る。容量性加速度計は、加速力によって移動させられ得る構造間のキャパシタンスの変化を測定する。一実施形態では、振動センサーは、ユーザの耳の後ろとの良好な表面接触を維持し、ユーザの耳への一定量の印加力（たとえば、１ニュートン）を維持する。振動センサーは加速度計であり得る。振動センサーは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）集積回路（ＩＣ）に組み込まれ得る。ＩＭＵについては、図６に関してさらに説明される。
【００４８】
コントローラ４３０は、オーディオデバイス４００の構成要素を制御する。コントローラ４３０は、振動をどのように作り出すべきかを変換器４１０に命令するための振動命令を生成する。たとえば、振動命令は、コンテンツ信号（たとえば、振動を作り出すために変換器４１０に印加される電気信号）と、変換器４１０を有効化または無効化するための制御信号と、コンテンツ信号をスケーリングする（たとえば、変換器４１０によって作り出される振動を増大または低減する）ための利得信号とを含み得る。コントローラ４３０は、オーディオコンテンツと周波数応答モデルとに基づいて、振動命令のコンテンツ信号を生成する。周波数応答モデルは、ある周波数における入力に対するシステムの応答を表し、入力に基づいて出力の振幅および位相がどのようにシフトされるかを指示し得る。したがって、コントローラ４３０は、オーディオコンテンツ（たとえば、ターゲット出力）と周波数応答モデル（たとえば、入力と出力との関係）とにより、振動命令のコンテンツ信号（たとえば、入力信号）を生成し得る。一実施形態では、コントローラ４３０は、周波数応答の逆数をオーディオコンテンツに適用することによって振動命令のコンテンツ信号を生成し得る。コントローラ４３０は、音響センサー４２０からフィードバックを受信する。音響センサー４２０は、振動変換器４１０によって作り出された音信号（たとえば、音響圧力波）についての情報を提供する。コントローラ４３０は、ユーザに提供されるオーディオコンテンツに基づいて、検出された音響圧力波を、ターゲット音響圧力波と比較し得る。次いで、コントローラ４３０は、検出された音響圧力波がターゲット音響圧力波と同じと思われるように、検出された音響波に適用すべき逆関数を算出することができる。したがって、コントローラ４３０は、各ユーザに固有の算出された逆関数を使用して、オーディオデバイスの周波数応答モデルを調整することができる。周波数モデルの調整は、ユーザがオーディオコンテンツを聞いている間に実施され得る。次いで、コントローラ４３０は、調整された周波数応答モデルを使用して、更新された振動命令を生成することができる。コントローラ４３０は、音システムの異なるユーザにわたって同様のオーディオエクスペリエンスが作り出されることを可能にする。軟骨伝導オーディオデバイスでは、オーディオデバイスのスピーカーは、ユーザの耳介に対応する。ユーザの両耳介は異なる（たとえば、形状およびサイズ）ので、周波数応答モデルはユーザごとに変わることになる。オーディオフィードバックに基づいて各ユーザについての周波数応答モデルを調整することによって、オーディオデバイスは、ユーザにかかわらず、同じタイプの作り出される音を維持することができる（たとえばニュートラルリスニング）。ニュートラルリスニングは、異なるユーザにわたって同様のリスニングエクスペリエンスを有することである。言い換えれば、リスニングエクスペリエンスは、ユーザに対して公平であるか、またはニュートラルである（たとえば、ユーザごとに変化しない）。
【００４９】
一実施形態では、オーディオデバイスは、調整された周波数応答モデルを生成するために平坦なスペクトルの広帯域信号を使用する。たとえば、コントローラ４３０は、平坦なスペクトルの広帯域信号に基づいて、振動命令を変換器４１０に提供する。音響センサー４２０は、ユーザの耳の入口における音響圧力波を検出する。コントローラ４３０は、平坦なスペクトルの広帯域信号に基づいて、検出された音響圧力波とターゲット音響圧力波とを比較し、それに応じてオーディオデバイスの周波数モデルを調整する。この実施形態では、平坦なスペクトルの広帯域信号は、特定のユーザに対してオーディオデバイスのキャリブレーションを実施している間に使用され得る。したがって、オーディオデバイスは、オーディオデバイスを継続的に監視するのではなく、ユーザに対する初期キャリブレーションを実施し得る。この実施形態では、音響センサーは、ユーザのキャリブレーションのためにアイウェアデバイスに一時的に結合され得る。ユーザのキャリブレーションが完了したことに応答して、音響センサーはアイウェアデバイスから外され得る。アイウェアデバイスから音響センサーを取り外す利点は、アイウェアデバイスを着用しやすくすることと、アイウェアデバイスの体積および重量を低減することとを含む。
【００５０】
軟骨伝導オーディオデバイスを含むアイウェア
図５は、一実施形態による、アイウェアデバイス５００に組み込まれた軟骨伝導オーディオデバイスを示す一例である。アイウェアデバイス５００は、ユーザにメディアを提示する。一実施形態では、アイウェアデバイス５００はヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）であり得る。アイウェアデバイス５００によって提示されるメディアの例は、１つまたは複数の画像、ビデオ、オーディオ、またはそれらの何らかの組合せを含む。アイウェアデバイス５００は、他の構成要素の中でも、フレーム５０５と、レンズ５１０と、変換器４１０と、音響センサー４２０と、コントローラ４３０とを含み得る。いくつかの実施形態では、アイウェアデバイス５００はまた、センサーデバイス５１５を任意選択的に含み得る。
【００５１】
アイウェアデバイス５００は、ユーザの視覚を補正または増強するか、ユーザの目を保護するか、あるいはユーザに画像を提供し得る。アイウェアデバイス５００は、ユーザの視力の欠損を補正する眼鏡であり得る。アイウェアデバイス５００は、太陽からユーザの目を保護するサングラスであり得る。アイウェアデバイス５００は、衝撃からユーザの目を保護する保護眼鏡であり得る。アイウェアデバイス５００は、夜間にユーザの視覚を増強するための暗視デバイスまたは赤外線ゴーグルであり得る。アイウェアデバイス５００は、ユーザのためのＶＲコンテンツ、ＡＲコンテンツ、またはＭＲコンテンツを作り出すヘッドマウントディスプレイであり得る。代替的に、アイウェアデバイス５００は、レンズ５１０を含まないことがあり、ユーザにオーディオ（たとえば、音楽、ラジオ、ポッドキャスト）を提供するオーディオデバイスをもつフレーム５０５であり得る。
【００５２】
フレーム５０５は、レンズ５１０を保持する正面部分と、ユーザに付けるためのエンドピースとを含む。フレーム５０５の正面部分は、ユーザの鼻の上をまたいでいる。エンドピース（たとえば、テンプル）は、そこにユーザのこめかみが付くフレーム５０５の部分である。エンドピースの長さは、異なるユーザにフィットするように調整可能（たとえば、調整可能なテンプルの長さ）であり得る。エンドピースはまた、ユーザの耳の後ろ側で湾曲する部分（たとえば、テンプルの先端、イヤピース）を含み得る。
【００５３】
レンズ５１０は、アイウェアデバイス５００を着用するユーザに対して光を提供するか、または光を透過する。レンズ５１０は、ユーザの視力の欠損を補正するのを助けるための処方レンズ（たとえば、単焦点、二焦点、および三焦点、または累進多焦点（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ））であり得る。処方レンズは、アイウェアデバイス５００を着用するユーザに対して周囲光を透過する。透過された周囲光は、ユーザの視力の欠損を補正するように処方レンズによって変えられ得る。レンズ５１０は、太陽からユーザの目を保護するための偏光レンズまたは色付きレンズであり得る。レンズ５１０は、ユーザの目に向かって導波路の端部または縁部を通って画像光が結合された導波路ディスプレイの一部としての１つまたは複数の導波路であり得る。レンズ５１０は、画像光を提供するための電子ディスプレイを含み得、電子ディスプレイからの画像光を拡大するための光学ブロックをも含み得る。レンズ５１０に関する追加の詳細は、図６の詳細な説明において見つけられ得る。レンズ５１０は、アイウェアデバイス５００のフレーム５０５の正面部分によって保持される。
【００５４】
センサーデバイス５１５は、アイウェアデバイス５００の初期位置に対するアイウェアデバイス５００の現在位置を推定する。センサーデバイス５１５は、アイウェアデバイス５００のフレーム５０５の一部分に位置し得る。センサーデバイス５１５は、位置センサーと慣性測定ユニットとを含む。センサーデバイス５１５についての追加の詳細は、図６の詳細な説明において見つけられ得る。
【００５５】
アイウェアデバイス５００のオーディオデバイスは、変換器４１０と、音響センサー４２０と、コントローラ４３０とを含む。オーディオデバイスは、ユーザの耳の耳介を振動させて音響圧力波を作り出すことによって、ユーザにオーディオコンテンツを提供する。オーディオデバイスはまた、異なるユーザにわたって同様のオーディオエクスペリエンスを作成するためにフィードバックを使用する。オーディオデバイスに関する追加の詳細は、図４の詳細な説明において見つけられ得る。
【００５６】
変換器４１０は、ユーザの耳における軟骨を振動させることによって音を作り出す。変換器４１０は、フレーム５０５のエンドピースに結合され、ユーザの耳の耳介の後ろに結合されるように構成される。耳介は、ユーザの頭部から張り出した外耳の一部分である。変換器４１０は、コントローラ４３０から振動命令を受信する。振動命令は、コンテンツ信号と、制御信号と、利得信号とを含み得る。コンテンツ信号は、ユーザへの提示のためのオーディオコンテンツに基づき得る。制御信号は、変換器４１０、または１つまたは複数の変換器を、有効化または無効化するために使用され得る。利得は、コンテンツ信号を増幅するために使用され得る。２つまたはそれ以上の変換器は、周波数範囲の異なる部分をカバーし得る。たとえば、周波数範囲の第１の部分をカバーするために圧電変換器が使用され得、周波数範囲の第２の部分をカバーするために可動コイル変換器が使用され得る。変換器４１０に関する追加の詳細は、図４の詳細な説明において見つけられ得る。
【００５７】
音響センサー４２０は、ユーザの耳の入口における音響圧力波を検出する。音響センサー４２０は、フレーム５０５のエンドピースに結合される。図５に示されている音響センサー４２０は、ユーザの耳の入口に位置を決められ得るマイクロフォンである。この実施形態では、マイクロフォンは、ユーザの耳の入口における音響圧力波を直接測定し得る。代替的に、音響センサー４２０は、ユーザの耳殻の後ろに結合されるように構成された振動センサーである。振動センサーは、耳の入口における音響圧力波を間接的に測定し得る。たとえば、振動センサーは、耳の入口における音響圧力波の反射である振動を測定し、および／またはユーザの耳の耳介上の変換器によって生成された振動を測定し得、それらの振動は、耳の入口における音響圧力波を推定するために使用され得る。一実施形態では、外耳道への入口において生成された音響圧力と、耳殻上で生成された振動レベルとの間のマッピングが、ユーザの代表的なサンプルに対して測定され、記憶された、実験的に決定された量である。音響圧力と耳殻の振動レベルとの間のこの記憶されたマッピング（たとえば、周波数依存線形マッピング）は、振動センサーからの測定された振動信号に適用され、これは、外耳道の入口における音響圧力の代理としての役割を果たす。振動センサーは、加速度計または圧電センサーであり得る。加速度計は、圧電性加速度計または容量性加速度計であり得る。容量性加速度計は、加速力によって移動させられ得る構造間のキャパシタンスの変化を検知する。いくつかの実施形態では、音響センサー４２０は、キャリブレーションの後にアイウェアデバイス５００から取り外される。音響センサー４２０に関する追加の詳細は、図４の詳細な説明において見つけられ得る。
【００５８】
コントローラ４３０は、変換器４１０に振動命令を提供し、作り出された音に関する情報を音響センサー４２０から受信し、受信された情報に基づいて振動命令を更新する。振動命令は、振動をどのように作り出すべきかを変換器４１０に命令する。たとえば、振動命令は、コンテンツ信号（たとえば、振動を作り出すために変換器４１０に印加される電気信号）と、変換器４１０を有効化または無効化するための制御信号と、コンテンツ信号をスケーリングする（たとえば、変換器４１０によって作り出される振動を増大または低減する）ための利得信号とを含み得る。振動命令は、コントローラ４３０によって生成され得る。コントローラ４３０は、ユーザへの提示のためのオーディオコンテンツ（たとえば、音楽、キャリブレーション信号）をコンソールから受信し、受信されたオーディオコンテンツに基づいて振動命令を生成し得る。コントローラ４３０は、ユーザの耳における作り出された音を表す情報を、音響センサー４２０から受信する。一実施形態では、音響センサー４２０は、ユーザの耳殻の振動を測定する振動センサーであり、コントローラ４３０は、圧力と振動との前に記憶された周波数依存線形マッピングを適用して、受信された検出振動に基づいて、耳の入口における音響圧力波を決定する。コントローラ４３０は、受信された情報をフィードバックとして使用して、作り出された音をターゲット音（たとえばオーディオコンテンツ）と比較し、作り出された音をターゲット音により近づけるように振動命令を調整する。コントローラ４３０は、アイウェアデバイス５００のフレーム１０５に埋め込まれる。他の実施形態では、コントローラ４３０は、異なるロケーションに位置し得る。たとえば、コントローラ４３０は、変換器の一部であるか、またはアイウェアデバイス５００の外部に位置し得る。コントローラ４３０に関する追加の詳細は、図３の詳細な説明において見つけられ得る。
【００５９】
システムアーキテクチャ
図６は、一実施形態による、軟骨伝導オーディオデバイスを含むアイウェアデバイスのシステム環境６００である。システム６００は、ＶＲ環境、ＡＲ環境、またはＭＲ環境、またはそれらの何らかの組合せにおいて動作し得る。図６に示されているシステム６００は、アイウェアデバイス６０５と、コンソール６１０に接続された入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６１５とを備える。アイウェアデバイス６０５は、アイウェアデバイス６００の一実施形態であり得る。図６は、１つのアイウェアデバイス６０５と１つのＩ／Ｏインターフェース６１５とを含む例示的なシステム６００を示しているが、他の実施形態では、任意の数のこれらの構成要素が、システム６００中に含まれ得る。たとえば、各々が、関連するＩ／Ｏインターフェース６１５を有する、複数のアイウェアデバイス６０５があり得、各アイウェアデバイス６０５およびＩ／Ｏインターフェース６１５はコンソール６１０と通信する。代替構成では、異なるおよび／または追加の構成要素が、システム６００中に含まれ得る。さらに、図６に示されている構成要素のうちの１つまたは複数に関して説明される機能性は、いくつかの実施形態では、図６に関して説明されるものとは異なる様式で構成要素の間で分散され得る。たとえば、コンソール６１０の機能性の一部または全部がアイウェアデバイス６０５によって提供される。
【００６０】
アイウェアデバイス６０５は、コンピュータ生成された要素（たとえば、２次元（２Ｄ）画像または３次元（３Ｄ）画像、２Ｄビデオまたは３Ｄビデオ、音など）を用いた物理的な現実世界の環境の拡張ビューを備えるコンテンツをユーザに提示する、ヘッドマウントディスプレイであり得る。いくつかの実施形態では、提示されるコンテンツは、オーディオブロック６２０を介して提示されるオーディオを含み、このオーディオブロック６２０は、アイウェアデバイス６０５、コンソール６１０、またはその両方からオーディオ情報を受信し、そのオーディオ情報に基づいてオーディオデータを提示する。アイウェアデバイス６０５は、１つまたは複数の剛体を備え得、これらの剛体は、剛性的にまたは非剛性的に、一緒に互いに結合され得る。剛体間の剛性結合は、結合された剛体が単一の剛性エンティティとして働くことを引き起こす。対照的に、剛体間の非剛性結合は、剛体が互いに対して移動することを可能にする。いくつかの実施形態では、アイウェアデバイス６０５は、ユーザを囲む実際の環境に部分的に基づく仮想コンテンツをユーザに提示する。たとえば、仮想コンテンツは、アイウェアデバイスのユーザに提示され得る。ユーザは、物理的に部屋の中にいることがあり、その部屋の仮想壁および仮想床が、仮想コンテンツの一部としてレンダリングされる。
【００６１】
アイウェアデバイス６０５は、オーディオブロック６２０を含む。オーディオブロック６２０は、オーディオデバイス３００の一実施形態である。オーディオブロック６２０は、ユーザの耳における軟骨を振動させて音を作り出すことによって、ユーザにオーディオ情報を提供する軟骨伝導オーディオデバイスである。オーディオブロック６２０は、ユーザの各耳についての周波数応答モデルを補償することができ、異なる個人にわたって同じタイプの作り出された音を維持することができるように、作り出された音を監視する。
【００６２】
アイウェアデバイス６０５は、電子ディスプレイ６２５と、光学ブロック６３０と、１つまたは複数の位置センサー６３５と、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）６４０とを含み得る。電子ディスプレイ６２５と光学ブロック６３０とは、レンズ６１０の一実施形態である。位置センサー６３５とＩＭＵ６４０とは、センサーデバイス６１５の一実施形態である。アイウェアデバイス６０５のいくつかの実施形態は、図６に関して説明されるものとは異なる構成要素を有する。さらに、図６に関して説明される様々な構成要素によって提供される機能性は、他の実施形態ではアイウェアデバイス６０５の構成要素の間で別様に分散されるか、またはアイウェアデバイス６０５からリモートにある別個のアセンブリにおいて取り込まれ得る。
【００６３】
電子ディスプレイ６２５は、コンソール６１０から受信されたデータによる２Ｄ画像または３Ｄ画像をユーザに表示する。様々な実施形態では、電子ディスプレイ６２５は、単一の電子ディスプレイまたは複数の電子ディスプレイ（たとえば、ユーザの各目のためのディスプレイ）を備える。電子ディスプレイ６２５の例は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、アクティブマトリックス有機発光ダイオードディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）、何らかの他のディスプレイ、またはそれらの何らかの組合せを含む。
【００６４】
光学ブロック６３０は、電子ディスプレイ６２５から受光された画像光を拡大し、画像光に関連する光学誤差を補正し、補正された画像光をアイウェアデバイス６０５のユーザに提示する。様々な実施形態では、光学ブロック６３０は、１つまたは複数の光学素子を含む。光学ブロック６３０中に含まれる例示的な光学素子は、アパーチャ、フレネルレンズ、凸レンズ、凹レンズ、フィルタ、反射面、または画像光に影響を及ぼす任意の他の好適な光学素子を含む。その上、光学ブロック６３０は、異なる光学素子の組合せを含み得る。いくつかの実施形態では、光学ブロック６３０中の光学素子のうちの１つまたは複数は、部分反射コーティングまたは反射防止コーティングなど、１つまたは複数のコーティングを有し得る。
【００６５】
光学ブロック６３０による画像光の拡大および集束は、電子ディスプレイ６２５が、物理的により小さくなり、重さが減じ、より大きいディスプレイよりも少ない電力を消費することを可能にする。さらに、拡大は、電子ディスプレイ６２５によって提示されるコンテンツの視野を増大させ得る。たとえば、表示されるコンテンツの視野は、表示されるコンテンツが、ユーザの視野のほとんどすべて（たとえば、対角約１１０度）、およびいくつかの場合にはすべてを使用して提示されるようなものである。さらにいくつかの実施形態では、拡大量は、光学素子を追加することまたは取り外すことによって調整され得る。
【００６６】
いくつかの実施形態では、光学ブロック６３０は、１つまたは複数のタイプの光学誤差を補正するように設計され得る。光学誤差の例は、たる形ひずみまたは糸巻き形ひずみ、縦色収差、あるいは横色収差を含む。他のタイプの光学誤差は、球面収差、色収差、またはレンズ像面湾曲による誤差、非点収差、または任意の他のタイプの光学誤差をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、表示のために電子ディスプレイ６２５に提供されるコンテンツは予歪され、光学ブロック６３０が、そのコンテンツに基づいて生成された画像光を電子ディスプレイ６２５から受光したとき、光学ブロック６３０はそのひずみを補正する。
【００６７】
ＩＭＵ６４０は、位置センサー６３５のうちの１つまたは複数から受信された測定信号に基づいて、アイウェアデバイス６０５の位置を指示するデータを生成する電子デバイスである。位置センサー６３５は、アイウェアデバイス６０５の運動に応答して１つまたは複数の測定信号を生成する。位置センサー６３５の例は、１つまたは複数の加速度計、１つまたは複数のジャイロスコープ、１つまたは複数の磁力計、運動を検出する別の好適なタイプのセンサー、ＩＭＵ６４０の誤差補正のために使用されるタイプのセンサー、またはそれらの何らかの組合せを含む。位置センサー６３５は、ＩＭＵ６４０の外部に、ＩＭＵ６４０の内部に、またはそれらの何らかの組合せで位置し得る。
【００６８】
１つまたは複数の位置センサー６３５からの１つまたは複数の測定信号に基づいて、ＩＭＵ６４０は、アイウェアデバイス６０５の初期位置に対するアイウェアデバイス６０５の推定現在位置を指示するデータを生成する。たとえば、位置センサー６３５は、並進運動（前／後、上／下、左／右）を測定するための複数の加速度計と、回転運動（たとえばピッチ、ヨー、およびロール）を測定するための複数のジャイロスコープとを含む。いくつかの実施形態では、ＩＭＵ６４０は、測定信号を迅速にサンプリングし、サンプリングされたデータからアイウェアデバイス６０５の推定現在位置を計算する。たとえば、ＩＭＵ６４０は、加速度計から受信された測定信号を経時的に積分して速度ベクトルを推定し、その速度ベクトルを経時的に積分して、アイウェアデバイス６０５上の基準点の推定現在位置を決定する。代替的に、ＩＭＵ６４０は、サンプリングされた測定信号をコンソール６１０に提供し、コンソール６１０は、誤差を低減するようにデータを解釈する。基準点は、アイウェアデバイス６０５の位置を表すために使用され得る点である。基準点は、一般に、アイウェアデバイス６０５の向きおよび位置に関係する空間内の点、または位置として定義され得る。
【００６９】
ＩＭＵ６４０は、コンソール６１０から１つまたは複数のパラメータを受信する。以下でさらに説明されるように、１つまたは複数のパラメータは、アイウェアデバイス６０５の追跡を維持するために使用される。受信されたパラメータに基づいて、ＩＭＵ６４０は、１つまたは複数のＩＭＵパラメータ（たとえば、サンプルレート）を調整し得る。いくつかの実施形態では、いくつかのパラメータは、ＩＭＵ６４０が基準点の初期位置を更新することを引き起こし、したがって、その初期位置は、基準点の次の位置に対応する。基準点の初期位置を基準点の次のキャリブレーションされた位置として更新することは、ＩＭＵ６４０によって推定された現在位置に関連する累積誤差を低減するのを助ける。ドリフト誤差とも呼ばれる累積誤差は、基準点の推定位置が経時的に基準点の実際の位置から離れて「ドリフト」することを引き起こす。アイウェアデバイス６０５のいくつかの実施形態では、ＩＭＵ６４０は、専用ハードウェア構成要素であり得る。他の実施形態では、ＩＭＵ６４０は、１つまたは複数のプロセッサにおいて実装されるソフトウェア構成要素であり得る。
【００７０】
Ｉ／Ｏインターフェース６１５は、ユーザがアクション要求を送り、コンソール６１０から応答を受信することを可能にするデバイスである。アクション要求は、特定のアクションを実施するための要求である。たとえば、アクション要求は、画像データまたはビデオデータのキャプチャを開始または終了するための命令、あるいはアプリケーション内で特定のアクションを実施するための命令であり得る。Ｉ／Ｏインターフェース６１５は、１つまたは複数の入力デバイスを含み得る。例示的な入力デバイスは、キーボード、マウス、ゲームコントローラ、またはアクション要求を受信し、そのアクション要求をコンソール６１０に通信するための任意の他のデバイスを含む。Ｉ／Ｏインターフェース６１５によって受信されたアクション要求は、コンソール６１０に通信され、コンソール６１０は、そのアクション要求に対応するアクションを実施する。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース６１５は、上記でさらに説明されたように、Ｉ／Ｏインターフェース６１５の初期位置に対するＩ／Ｏインターフェース６１５の推定位置を指示するキャリブレーションデータをキャプチャするＩＭＵ６４０を含む。いくつかの実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース６１５は、コンソール６１０から受信された命令に従って、ユーザに触覚フィードバックを提供し得る。たとえば、アクション要求が受信されたときに触覚フィードバックが提供されるか、またはコンソール６１０がアクションを実施するときに、コンソール６１０が、Ｉ／Ｏインターフェース６１５に命令を通信して、Ｉ／Ｏインターフェース６１５が触覚フィードバックを生成することを引き起こす。
【００７１】
コンソール６１０は、アイウェアデバイス６０５とＩ／Ｏインターフェース６１５とのうちの１つまたは複数から受信された情報に従って処理するためのコンテンツをアイウェアデバイス６０５に提供する。図６に示されている例では、コンソール６１０は、アプリケーションストア６５０と、追跡モジュール６５５と、エンジン６４５とを含む。コンソール６１０のいくつかの実施形態は、図６に関して説明されるものとは異なるモジュールまたは構成要素を有する。同様に、以下でさらに説明される機能は、図６に関して説明されるものとは異なる様式でコンソール６１０の構成要素の間で分散され得る。
【００７２】
アプリケーションストア６５０は、コンソール６１０が実行するための１つまたは複数のアプリケーションを記憶する。アプリケーションは、プロセッサによって実行されたとき、ユーザへの提示のためのコンテンツを生成する命令のグループである。アプリケーションによって生成されたコンテンツは、アイウェアデバイス６０５またはＩ／Ｏインターフェース６１５の動きを介してユーザから受信された入力に応答したものであり得る。アプリケーションの例は、ゲームアプリケーション、会議アプリケーション、ビデオ再生アプリケーション、または他の好適なアプリケーションを含む。
【００７３】
追跡モジュール６５５は、１つまたは複数のキャリブレーションパラメータを使用してシステム環境６００をキャリブレーションし、アイウェアデバイス６０５またはＩ／Ｏインターフェース６１５の位置を決定する際の誤差を低減するように、１つまたは複数のキャリブレーションパラメータを調整し得る。また、追跡モジュール６５５によって実施されるキャリブレーションは、アイウェアデバイス６０５中のＩＭＵ６４０および／またはＩ／Ｏインターフェース６１５中に含まれるＩＭＵ６４０から受信された情報を考慮する。さらに、アイウェアデバイス６０５の追跡が失われた場合、追跡モジュール６５５は、システム環境６００の一部または全部を再キャリブレーションし得る。
【００７４】
追跡モジュール６５５は、１つまたは複数の位置センサー６３５、ＩＭＵ６４０、またはそれらの何らかの組合せからの情報を使用して、アイウェアデバイス６０５またはＩ／Ｏインターフェース６１５の動きを追跡する。たとえば、追跡モジュール６５５は、アイウェアデバイス６０５からの情報に基づいて、局所エリアのマッピングにおいてアイウェアデバイス６０５の基準点の位置を決定する。追跡モジュール６５５はまた、アイウェアデバイス６０５の基準点の位置、またはＩ／Ｏインターフェース６１５の基準点の位置を、それぞれアイウェアデバイス６０５の位置を指示するＩＭＵ６４０からのデータを使用して、またはＩ／Ｏインターフェース６１５の位置を指示するＩ／Ｏインターフェース６１５中に含まれるＩＭＵ６４０からのデータを使用して決定し得る。さらに、いくつかの実施形態では、追跡モジュール６５５は、位置またはアイウェアデバイス６０５を指示するＩＭＵ６４０からのデータの部分を使用して、アイウェアデバイス６０５の将来のロケーションを予測し得る。追跡モジュール６５５は、アイウェアデバイス６０５またはＩ／Ｏインターフェース６１５の推定または予測された将来の位置をエンジン６４５に提供する。
【００７５】
エンジン６４５はまた、システム環境６００内のアプリケーションを実行し、追跡モジュール６５５から、アイウェアデバイス６０５の位置情報、加速度情報、速度情報、予測された将来の位置、またはそれらの何らかの組合せを受信する。受信された情報に基づいて、エンジン６４５は、ユーザへの提示のためにアイウェアデバイス６０５に提供すべきコンテンツを決定する。たとえば、受信された情報が、ユーザが左を見ていることを指示する場合、エンジン６４５は、仮想環境において、または局所エリアを追加のコンテンツで拡張する環境において、ユーザの動きを反映する、アイウェアデバイス６０５のためのコンテンツを生成する。さらに、エンジン６４５は、Ｉ／Ｏインターフェース６１５から受信されたアクション要求に応答して、コンソール６１０上で実行しているアプリケーション内でアクションを実施し、そのアクションが実施されたというフィードバックをユーザに提供する。提供されるフィードバックは、アイウェアデバイス６０５を介した視覚または可聴フィードバック、あるいはＩ／Ｏインターフェース６１５を介した触覚フィードバックであり得る。
【００７６】
追加の構成情報
本開示の実施形態の上記の説明は、説明の目的で提示されており、網羅的であること、または開示される正確な形態に本開示を限定することは意図されない。当業者は、上記の開示に照らして多くの修正および変形が可能であることを諒解することができる。
【００７７】
本明細書のいくつかの部分は、情報に関する動作のアルゴリズムおよび記号表現に関して本開示の実施形態について説明する。これらのアルゴリズム説明および表現は、データ処理技術分野の当業者が、他の当業者に自身の仕事の本質を効果的に伝えるために通常使用される。これらの動作は、機能的に、算出量的に、または論理的に説明されるが、コンピュータプログラムまたは等価な電気回路、マイクロコードなどによって実装されることが理解される。さらに、一般性の喪失なしに、動作のこれらの仕組みをモジュールと呼ぶことが時々好都合であることも証明された。説明される動作およびそれらの関連するモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて具現され得る。
【００７８】
本明細書で説明されるステップ、動作、またはプロセスのいずれも、１つまたは複数のハードウェアまたはソフトウェアモジュールで、単独でまたは他のデバイスとの組合せで実施または実装され得る。一実施形態では、ソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコードを含んでいるコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品で実装され、コンピュータプログラムコードは、説明されるステップ、動作、またはプロセスのいずれかまたはすべてを実施するためにコンピュータプロセッサによって実行され得る。
【００７９】
本開示の実施形態はまた、本明細書の動作を実施するための装置に関し得る。この装置は、必要とされる目的のために特別に構築され得、および／あるいは、この装置は、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化または再構成される汎用コンピューティングデバイスを備え得る。そのようなコンピュータプログラムは、非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体、または電子命令を記憶するのに好適な任意のタイプの媒体に記憶され得、それらの媒体はコンピュータシステムバスに接続され得る。さらに、本明細書で言及される任意のコンピューティングシステムは、単一のプロセッサを含み得るか、または算出能力の増大のために複数のプロセッサ設計を採用するアーキテクチャであり得る。
【００８０】
本開示の実施形態はまた、本明細書で説明されるコンピューティングプロセスによって製造される製品に関し得る。そのような製品は、コンピューティングプロセスから生じる情報を備え得、その情報は、非一時的有形コンピュータ可読記憶媒体に記憶され、本明細書で説明されるコンピュータプログラム製品または他のデータ組合せの任意の実施形態を含み得る。
【００８１】
最終的に、本明細書において使用される言い回しは、主に読みやすさおよび教育目的で選択されており、本明細書において使用される言い回しは、本発明の主題を定めるかまたは制限するように選択されていないことがある。したがって、本開示の範囲はこの詳細な説明によって限定されるのではなく、むしろ、本明細書に基づく出願に関して生じる請求項によって限定されることが意図される。したがって、実施形態の開示は、以下の特許請求の範囲に記載される本開示の範囲を例示するものであり、限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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