(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドセットと、
ディスプレイ面であって、ユーザの眼の前に該眼に近接して配置することができるように前記ヘッドセットによって支持されて、接続されたシステムによって生成された画像をユーザに対して表示するディスプレイ面と、
視覚スキャンユニット
を備える、パーソナルディスプレイシステムであって、
前記視覚スキャンユニットは、
ユーザの眼の特質を画像形成して、出力信号を生成するためのイメージャと、
前記ユーザの眼から反射された光の焦点を前記イメージャ上に合わせるための光学システムと、
前記イメージャからの前記出力信号に応じてユーザを識別する識別データを生成するための識別情報生成器
とを備え、
前記光学システムは、前記ユーザの眼から前記イメージャへ光を反射するためのビームスプリッタを備え、
前記ビームスプリッタは、ユーザの視覚に対して透明であって、前記ディスプレイ面上に表示される画像と前記ディスプレイ面を通って表示される画像のいずれに対してもユーザの視界を遮らず、該ビームスプリッタは、前記視覚スキャンユニットがユーザの眼と光学的に整列するように配置されて、ユーザが前記ディスプレイ面上に表示されているイメージを見ている間、前記ディスプレイ面からの光が前記ビームスプリッタを通過してユーザの眼から反射され、前記ビーム・スプリッタを介して前記視覚スキャン・ユニットに送られることからなる、パーソナルディスプレイシステム。
【請求項２】
接続されたシステムとデータを交換するためのインターフェースユニットを更に備える、請求項１に記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項３】
前記光学システムが、前記イメージャ上に光の焦点を合わせるためのレンズを備える、請求項１または２に記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項４】
前記ディスプレイ面が発光ダイオードを備える、請求項１または３に記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ディスプレイ面が液晶ディスプレイからなる、請求項１、３、４のいずれかに記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項６】
前記ディスプレイ面がレンズからなる、請求項１、３、４、５のいずれかに記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項７】
イメージを前記ディスプレイ面上に投影するためのプロジェクタを更に備える、請求項１乃至６のいずれかに記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項８】
前記接続されたシステムをさらに備え、該接続されたシステムが実社会シミュレーションデバイスを備える、請求項１乃至７のいずれかに記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項９】
前記接続されたシステムをさらに備え、該接続されたシステムが、セキュリティ・アクセス・デバイスを備える、請求項１乃至７のいずれかに記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記接続されたシステムをさらに備え、該接続されたシステムが、拡大イメージ生成デバイスを備える、請求項１乃至７のいずれかに記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記接続されたシステムが、セキュリティ・アクセス・デバイスを備える、請求項８または１０に記載のパーソナルディスプレイシステム。
【請求項１２】
接続されたシステムに識別データを提供する方法であって、
ディスプレイ面を提供するステップであって、該ディスプレイ面は、ユーザの眼の前に該眼に近接して配置することができるようにヘッドセットによって支持されて、前記接続されたシステムによって生成された画像をユーザに対して表示することからなる、ステップと、
視覚スキャンユニットを提供するステップと、
ビームスプリッタを提供するステップと、
ユーザの眼からの光を反射するステップと、
前記眼から反射された光に応じて前記視覚スキャンユニットによってスキャン信号を生成するステップと、
前記スキャン信号にしたがって識別データを生成するステップ
を含み、
前記視覚スキャンユニットが、
ユーザの眼の特質を画像形成して、出力信号を生成するためのイメージャと、
前記ユーザの眼から反射された光の焦点を前記イメージャ上に合わせるための光学システムと、
前記イメージャからの前記出力信号に応じてユーザを識別する前記識別データを生成するための識別情報生成器
とを備え、前記光学システムは、前記ユーザの眼からの光を前記イメージャへと反射するための前記ビームスプリッタを備え、
前記ビームスプリッタは、ユーザの視覚に対して透明であって、前記ディスプレイ面上に表示される画像と前記ディスプレイ面を通って表示される画像のいずれに対してもユーザの視界を遮らず、該ビームスプリッタは、前記視覚スキャンユニットがユーザの眼と光学的に整列するように配置されて、ユーザが前記ディスプレイ面上に表示されているイメージを見ている間、前記ディスプレイ面からの光が前記ビームスプリッタを通過してユーザの眼から反射され、前記ビーム・スプリッタを介して前記視覚スキャン・ユニットに送られることからなる、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してパーソナル・ディスプレイ・システムに関するものである。より詳細には、本発明は、ユーザ識別データを生成する視覚検知センサを組み込んだパーソナル・ディスプレイ・システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ・システムは、ユーザに情報およびディスプレイ・イメージへのアクセスを提供するものである。通常、一定の種類の情報へのアクセスは、システムによって一定の個人（ユーザ）のみに限定される。例としては、ユーザが現金自動預け払い機（ＡＴＭ）カードを介して識別情報を呈示してパスワードを入力しなければ、アクセスが認められず金銭を引き出すことが許可されないような、ＡＴＭが挙げられる。別の例としては、ユーザがユーザ氏名およびパスワードの入力を通して呈示するユーザの身分証明に基づき、ユーザ選択およびファイル／情報またはアクセスが呈示されるようなコンピュータがある。上記ユーザ氏名およびパスワードはその後、当該システムによって認識され、上記特定のユーザ氏名およびパスワードに独特な一定の予め定められたユーザ選択を呼び出すために使用される。
【０００３】
他の技術にはこれまで、スキャンされたまたは画像形成された指紋の入力によって特定の関係者を識別するために使用することが可能な指紋認識センサを使用することが含まれてきた。また、ユーザの網膜に独特の特徴を読み取るシステムに取り付けられた専用のアイピースを覗くことによって、ユーザの網膜を光学的にスキャンするために、さらに別の技術が提供されてきた。
【０００４】
これらのシステムおよび技術は各々、ユーザに入力あるいは要求システムへの必要な識別入力の提供という特別な努力を要求するので、ユーザの行動が必要な識別入力を提供するために中断または妨害されることが全くないことが最善であるようなアプリケーションに対しては、それらのシステム及び技術は適していない。したがって要求システムに対して必要なユーザ識別情報を提供する際に、ユーザの方にはあまり明白ではない、またはあまり中断されないような努力しか必要とされないような、上記システムに上記情報を提供するシステムおよび技術が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ユーザの網膜をスキャンし、かつ上記システムに対して自己の身分証明を行うことをユーザに求める接続されたシステムに対して識別情報を出力するような光スキャン・システムを組み込んだ、パーソナル・ディスプレイ・システムを提供する。
【０００６】
本発明は、唯一無二のユーザ識別情報を要求する接続されたシステムに対し、上記唯一無二の識別情報を提供する装置および技術を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
簡単に述べると、構造上、上記システムは以下の通り実装することができる。本発明は、ユーザの眼の特質を画像形成して識別情報を生成するような、パーソナル・ビュー・デバイスおよび光スキャン・ユニットを組み込んでいる。要求システムに対して識別情報を供給するようなインターフェース・ユニットもまた、設けられている。
【０００８】
本発明は、上記識別情報を必要とするような接続されたシステムに対して識別情報を供給する方法を提供していると考えることもまた可能である。この点に関しては、上記方法は次のステップ、すなわちユーザの眼の特質をスキャンするステップと、識別データを生成し、上記識別データを接続されたシステムに供給するステップとによって、おおまかに要約することができる。
【０００９】
本発明のその他の特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を考察すれば、当該分野における技術者には明らかなものとなるであろう。上記追加的特徴および利点はすべて、ここで本発明の範囲内に含められると解釈される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、下記の図面を参照することによってより適切に理解することが可能なものである。上記図面における構成要素は、本発明の原理を明瞭に図解することに重きが置かれるのでなければ、必ずしも一定の縮尺で作成されるものではない。また上記図面においては、同様の参照番号は、個々の観点すべてにわたって対応する部分を表す。
【００１１】
本発明は、ユーザの網膜をスキャンし、要求システムに識別情報を出力する光スキャン・システムを組み込んだパーソナル・ディスプレイ・システムを提供する。図１および図２は、本発明の１つの局面を説明している。ディスプレイ・デバイス１は、ディスプレイ面２０がユーザの眼の正面に極めて接近して配置されるようにディスプレイ面２０を支持するヘッドセット１０を含む。ディスプレイ面２０は、接続されたシステム３０を介して生成される画像をユーザが観察するように、ディスプレイ表示を行う。接続されたシステム３０は、インターフェース・ユニット１０４（図３）を介してパーソナル・ディスプレイ・デバイス１にインターフェースで連結される（または接続される）。インターフェース・ユニット１０４は、パーソナル・ディスプレイ・デバイス１と接続されたシステム３０との間でデータ交換を行う有線送信システムまたは無線送信システムのいずれかとして実装可能である。
【００１２】
図３は、本発明の別の説明図である。ここで視覚スキャン・ユニット１００は、ビーム・スプリッタ１１０を介してユーザの眼の特質をスキャンする（画像形成する）ために設けられている。ビーム・スプリッタ１１０は、ユーザの視野に対して透明であって、したがってディスプレイ面２０上にまたはこれを通してディスプレイ表示される画像に対するユーザの視線を遮断しないものであることが好ましい。ビーム・スプリッタ１１０は、視覚スキャン・ユニット１００をユーザの眼と実質上光学的に一列に並べるよう配置される。ユーザがディスプレイ面２０（図１）上にディスプレイ表示されるイメージを見ている間、ユーザの眼からは光が反射され、この光はビーム・スプリッタ１１０を介して視覚スキャン・ユニット１００へと進む。
【００１３】
視覚スキャン・ユニット１００によって画像が形成されるようになされているユーザの眼の特質に関しては、画像形成が可能であるようなユーザの眼の特質には、いくつかのものがあるということを述べておく。より詳細に言うと、たとえばユーザの眼の網膜は、視覚スキャン・ユニット１００によって画像形成される特質であり得ると思われる。また追加例としては、ユーザの眼の虹彩もまた、視覚スキャン・ユニット１００が画像形成する特質であり得ると思われる。当業者であれば、視覚スキャン・ユニット１００は必ず、画像形成の目的で選択される特定の眼の特質を画像形成するように適合されなければならないであろうということを、理解および認識すると思われる。言い換えると、たとえば虹彩が識別情報を導き出すためにスキャンされる選択された眼の特質となる場合、視覚スキャン・ユニット１００はユーザの眼の虹彩から識別情報を画像形成し、かつ上記情報を引き出すように形成されなければならない。
【００１４】
図３は、視覚スキャン・ユニット１００を説明している。ユーザの眼をスキャンし、これにしたがって出力信号を生成するイメージャ（イメージ出力装置）１０２と、ユーザの眼から反射される光の焦点をイメージャ１０２上に合わせる光学システム１０１と、イメージャ１０２によって生成される出力信号にしたがって識別データを生成するスキャン・インタープリタ１０３とが設けられている。識別データは、インターフェース・ユニット１０４を介して要求システムに供給される。イメージャ１０２は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）フォトイメージャ１０２であることが好ましいが、電荷結合素子（ＣＣＤ）やフォトダイオード・アレイ、またはフォトトランジスタ・アレイなどといった他の画像形成デバイスを使用することも可能である。スキャン・インタープリタ１０３は、デジタル・シグナル・プロセッシング（ＤＳＰ）デバイスであることが好ましい。しかし、たとえばアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）または一連のデジタル論理ゲートとして実装することも可能である。
【００１５】
インターフェース・ユニット１０４は、要求システムへのデータおよび要求システムからのデータを送信および受信する。インターフェース１０４は、たとえば無線送信システムを介してこの情報を受信および供給することが可能である。適用可能な無線送信システムの例の中には、無線周波数または赤外線無線送信システムが含まれるものもあるが、これらに限られるものではない。勿論インターフェース・ユニット１０４は、無線システムを介して要求システムへのデータおよび要求システムからのデータを送信および受信できるように実装することも可能である。
【００１６】
ディスプレイ面２０は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）アレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、またはプラズマ・アドレスト液晶デバイス（ＰＡＬＣ）であることが好ましい。ただしいずれのディスプレイ手段も、ユーザがディスプレイ面２０上にディスプレイ表示される画像を観察することができる場合にのみディスプレイ面２０として実装可能であるということは、認識および理解されるものである。またディスプレイ面２０は、たとえばユーザ個人の視野の不足を補正する、または別の方法でユーザの視野を向上させるために使用されるようなレンズ面であることも可能である。
【００１７】
図４は、ディスプレイ面２０の実装について説明している。図４においては、視覚スキャン・ユニット１００のイメージャ１０２は、ディスプレイ面２０内に複数のアクティブ・ピクセル２５として組み込まれている。アクティブ・ピクセル２５は、ユーザの眼と光学的に一列に並ぶように、かつ、ディスプレイ面２０上にディスプレイ表示されるイメージの連続するフレーム間にユーザの眼の画像形成を行うように配列されている。言い換えるとアクティブ・ピクセル２５は、イメージの連続フレーム中に光を出力することと、イメージの連続フレーム間にあるユーザの眼から反射される光を検知する（または捕捉する）こととを、交互に行っている。アクティブ・ピクセル２５は、有機発光ダイオードとして実装されることが好ましい。照明器２７は、反射された後アクティブ・ピクセル２５によって捕捉されるような光をユーザの眼の方へ向ける。照明器２７は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることが好ましい。
【００１８】
図５および図６として示されているさらなる実施例においては、ディスプレイ面２０はレンズ面であり、パーソナル・ディスプレイ・デバイス１は、接続されたシステム３０によって生成される重ね合わせイメージを上記ディスプレイ面２０上に投影してユーザの視野が拡大されるようにする画像プロジェクタ５０を含むように形成されている。
【００１９】
この実施例においては、ユーザは、通常ディスプレイ面２０を包含するレンズを通して物を見たり観察したりすることができる。しかしさらにユーザには、ディスプレイ面２０を構成するレンズ面上に投影されるイメージが呈示され、これによってユーザは、レンズを通してだけではなくレンズの上に投影または積層されるイメージをも見ることができるようになる。図６は、ユーザの視野を拡大するためにイメージが投影されているレンズの例を説明している。この説明においては、イメージ３００は、ディスプレイ面２０を通して観察されている自動車の一部を拡大するように提供されている。拡大部分の性質を「Ｐａｒｔ＃Ａ１２３４」として表示するイメージもまた提供されている。この実施例は、たとえば車や飛行機などの整備士に対してディスプレイ面２０を構成するレンズ面上に投影されるイメージを提供して特定部分を拡大することによって、上記整備士がその部分を簡単に識別するのに役立てるように使用することができる。たとえば上記整備士の識別情報によっては、たとえば上記拡大された部分に関する上記整備士の仕事の割り当てに関する情報を与えるような投影イメージを、上記整備士に与えることができる。本発明は、自動車または飛行機のメンテナンス分野以外に多数の応用例を有するものであり、たとえば手術や医療の環境においても、バーチャル・リアリティ・システムなどと同様に利用することが可能である。
【００２０】
使用においては、本発明は、必要な識別情報を要求する接続されたシステムに対してユーザが上記識別情報を供給することを可能にしている。上記接続されたシステムは、セキュリティ・アクセス・デバイス、実社会シミュレーション・デバイス、または拡大イメージ生成デバイスを含むことが可能である。たとえば本発明がコンピュータ・システムに対するディスプレイとして組み込まれ、ディスプレイ面２０がユーザに対して、たとえばアクセスするにはパスワードまたは識別の認証を必要とするようなコンピュータ・ディレクトリ内のファイルの視覚的ディスプレイを提供する場合、インターフェース・ユニット１０４は上記システムからの識別に対する要求を受け取る。これに続き視覚スキャン・ユニット１００は、ユーザの眼がイメージャ１０２を介して画像形成されるようにする。イメージャ１０２はその後、この画像情報を識別データ生成器１０３に供給する。上記識別データ生成器１０３は、イメージャ１０２によって生み出される画像にしたがって唯一無二の識別情報を生成する。上記識別情報はその後、インターフェース・ユニット１０４を介して接続されたシステム３０に送信される。接続されたシステム３０は、ユーザに対して上記識別情報を供給（入力）するためにユーザの行動を中断するよう要求することなく、当該ファイルへのアクセスを認めることによって応答を行う。
【００２１】
本発明による上述の実施例、特にあらゆる「好ましい」実施例は、単に実装可能な例であるに過ぎず、本発明の原理を明瞭に理解するために述べられているに過ぎないということを、強調しておかなければならない。本発明による上述の実施例に対しては、本発明の原理から実質的に離れることなく、多数の変形または修正を行うことが可能である。これらの変形または修正はすべて、本発明の範囲内において、および特許請求の範囲によって保護される範囲内において、本書に含まれるものと解釈される。
【００２２】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００２３】
（実施態様１）
ヘッドセットと、
ディスプレイ面と、
視覚スキャン・ユニットとを有するパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００２４】
（実施態様２）
前記視覚スキャン・ユニットが、
ユーザの眼の特質を画像形成し、出力信号を生成するイメージャと、
前記ユーザの眼から反射される光の焦点を前記イメージャ上に合わせる光学システムと、
前記イメージャからの前記出力信号に応じて識別データを生成する識別情報生成器と
を有することを特徴とする実施態様１に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００２５】
（実施態様３）
接続されたシステムとデータを交換するインターフェース・ユニットを有することを特徴とする実施態様１に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００２６】
（実施態様４）
前記光学システムが、前記ユーザの眼から前記イメージャへ光を反射させるビーム・スプリッタを有することを特徴とする実施態様２に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００２７】
（実施態様５）
前記光学システムが、前記イメージャ上に光の焦点を合わせるレンズを有することを特徴とする実施態様２に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００２８】
（実施態様６）
前記ディスプレイ面が発光ダイオードを備えることを特徴とする実施態様２に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００２９】
（実施態様７）
前記ディスプレイ面が前記イメージャをさらに包むことを特徴とする実施態様６に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３０】
（実施態様８）
前記イメージャがアクティブ・ピクセルを備えることを特徴とする実施態様７に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３１】
（実施態様９）
前記ディスプレイ面が液晶ディスプレイを備えることを特徴とする実施態様２に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３２】
（実施態様１０）
前記ディスプレイ面がレンズを包むことを特徴とする実施態様２に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３３】
（実施態様１１）
イメージを前記ディスプレイ面上に投影するプロジェクタを備えることを特徴とする実施態様２に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３４】
（実施態様１２）
前記接続されたシステムが実社会シミュレーション・デバイスを包むことを特徴とする実施態様３に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３５】
（実施態様１３）
前記接続されたシステムがセキュリティ・アクセス・クリアランス・デバイスを包含するような、特許請求の範囲第３項に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３６】
（実施態様１４）
前記接続されたシステムが拡大イメージ生成デバイスを含むことを特徴とする実施態様３に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３７】
（実施態様１５）
前記接続されたシステムがセキュリティ・アクセス認証デバイスを包むことを特徴とする実施態様３に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００３８】
（実施態様１６）
ユーザの眼からの光を反射するステップと、
前記眼から反射される光に応じてスキャン信号を生成するステップと、
前記スキャン信号にしたがって識別データを生成するステップと
を含む、接続されたシステムに識別データを供給する方法。
【００３９】
（実施態様１７）
前記識別データを前記接続されたシステムに送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施態様１６に記載の方法。
【００４０】
（実施態様１８）
ディスプレイ手段と、
前記ディスプレイ手段をユーザに関して支持する手段と、
前記ユーザの眼をスキャンしてスキャン画像を生成する手段と
を有するパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００４１】
（実施態様１９）
前記ディスプレイ手段が液晶ディスプレイを備えることを特徴とする実施態様１８に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００４２】
（実施態様２０）
前記ユーザの眼をスキャンする前記手段が有機発光ダイオード上に備えられたアクティブ・ピクセルを有することを特徴とする実施態様１８に記載のパーソナル・ディスプレイ・システム。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いると、要求システムに対して必要なユーザ識別情報を提供する際に、ユーザの方にはあまり中断されないような努力しか必要とされないように識別情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明および接続されたシステムを説明する図である。
【図２】視覚スキャン・ユニットおよびビーム・スプリッタを説明する図である。
【図３】視覚スキャン・ユニットを説明するブロック図である。
【図４】アクティブ・ピクセルを組み込んだディスプレイ面の実装について説明する図である。
【図５】画像プロジェクタを組み込んだ本発明の実施例を説明する図である。
【図６】補足イメージが投影されているディスプレイ面を説明する図である。
【符号の説明】
１：ディスプレイ・デバイス
１０：ヘッドセット
２０：ディスプレイ面
２５：アクティブ・ピクセル
２７：照明器
３０：接続されたシステム
５０：画像プロジェクタ
１００：視覚スキャン・ユニット
１０１：光学システム
１０２：イメージャ
１０３：スキャン・インタープリタ
１０４：インターフェース・ユニット
１１０：ビーム・スプリッタ
３００：イメージ
【図１】
0004464573.tif 000002
【図２】
0004464573.tif 000003
【図３】
0004464573.tif 000004
【図４】
0004464573.tif 000005
【図５】
0004464573.tif 000006
【図６】
0004464573.tif 000007