(57)【要約】携帯性があり、ユーザの体に、またはその周囲に装着するようになっているイメージング装置を開示する。イメージング装置は、光ビームを発する光源と、外部の表面上へと光ビーム２軸でステアリングし、それによって画像を生成する走査光学アセンブリと、を備える。一実施形態では、光ビームはレーザーである。画像は、様々な表面、たとえば、ユーザの掌や卓上で見ることができる。ユーザと投影画像との間で対話する対話手段を備えることができる。イメージング装置は、パーソナルエリアネットワークを介して接続された装置等、外部計算装置と通信することができる。本イメージング装置では、ユーザが画像を様々な距離の表面上に投影する際に画像を焦点合わせする必要がない。イメージング装置の消費電力を最小に抑えることができる。
2006502444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発する光源と、
外部の表面上へと前記光ビームを２軸にステアリングして画像を生成する走査光学アセンブリと
を備える、ユーザの体またはユーザの体の周囲に装着されるようになっているイメージング装置。
【請求項２】
電源をさらに備え、該電源がバッテリである、請求項１記載のイメージング装置。
【請求項３】
前記光ビームが走査される際に前記光源を変調して前記画像を作成するディスプレイコントローラをさらに備える請求項１記載のイメージング装置。
【請求項４】
前記ディスプレイコントローラは、前記光源をディスエーブルするタイムアウト機能を備える、請求項３記載のイメージング装置。
【請求項５】
画像を投影するディスプレイを備え、前記画像は走査されたレーザーによって生成される、ウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項６】
通信インタフェースをさらに備える請求項５記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項７】
前記通信インタフェースは画像データインタフェースである、請求項６記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項８】
対話インタフェースをさらに備える請求項５記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項９】
前記対話インタフェースは、ポインティングデバイスに取り付けられる反射性ドット、または、ユーザの体またはユーザの体の周囲に装着されるようになっている反射性ドットであり、それによって前記画像と前記ユーザとの対話が可能になる、請求項８記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項１０】
前記ディスプレイを制御し、前記投影画像内の前記反射性ドットについて情報を送るディスプレイコントローラをさらに備える請求項９記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイを収容する筐体をさらに備え、該筐体はユーザの体またはユーザの体の周囲に装着されるようになっている、請求項５記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項１２】
データ入力装置をさらに備え、該データ入力装置は前記ディスプレイの外部にあり、前記ディスプレイに接続される、請求項５記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項１３】
前記接続は無線である、請求項１２記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイは前記データ入力装置からのデータの出力に応答する、請求項１２記載のウェアラブル電子イメージング装置。
【請求項１５】
電源をさらに備え、該電源がバッテリである、請求項５記載のウェアラブルイメージング装置。
【請求項１６】
前記画像が外部の表面上に投影される、請求項５記載のイメージング装置。
【請求項１７】
携帯用イメージング装置を使用して情報を見る方法であって、前記イメージング装置はユーザに装着できるようになっており、
レーザービームを発する光源を設けるステップと、
前記レーザービームを２軸に走査するステップと、
前記レーザービームを外部の表面上に投影し、それによってユーザが見ることのできる画像を提供するディスプレイを設けるステップと
を含む携帯用イメージング装置を使用して情報を見る方法。
【請求項１８】
通信インタフェースをさらに備える請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記通信インタフェースは画像データインタフェースである、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
対話インタフェースをさらに備える請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記対話インタフェースは、ポインティングデバイスに取り付けられる反射性ドットであるか、ユーザの体またはユーザの体の周囲に装着されるようになっている反射性ドットであり、それによって前記画像と前記ユーザとの対話を可能にする、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記ディスプレイを制御し、前記投影画像内の前記反射性ドットについて通知するディスプレイコントローラをさらに備える請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
電源をさらに備え、該電源がバッテリである、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
関連技術の説明：
グラフィカル画像またはビデオ画像の視覚的表示をユーザに対して提供する様々な技法が利用可能である。液晶ディスプレイは、通常、数インチ幅の表示画面を利用する。しかし、このようなディスプレイは、ユーザの視野のわずかな部分をディスプレイによって占めるようにする場合、ユーザによって装着しようとする場合、または小型の物理的な装置によって使用する必要がある場合、あまり実用的ではない。
【０００２】
小型の物理的装置から大きな視覚的表示を作り出す問題に対する従来技術による解決策には、ヘッドマウントディスプレイおよびマイクロディスプレイが含まれている。これらディスプレイは、小型ディスプレイおよび拡大光学系を有するシステムをユーザの目の近くに装着したり保持することを用いている。したがって、こういったディスプレイは煩雑かつ邪魔である。また、こういったディスプレイは、一度に一人のユーザしか見ることができず、またユーザは、ディスプレイと直接対話する、すなわちディスプレイ上の要素を指すことができない。
【０００３】
［発明の概要］
本発明は、個人情報端末（ＰＤＡ）等の電子装置の嵩張るイメージング装置を、ユーザが容易に装着することができるより小型で軽量のイメージング装置に置き換える。ＰＤＡの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モジュールは、装置の大きさの大部分を占める。本発明のディスプレイは、フルスクリーンサイズのデータを、そのサイズのディスプレイ、たとえばＬＣＤモジュールを携帯しないで提供することを可能にする。
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、ユーザの体またはその周囲に装着するようになっているイメージング装置が開示される。イメージング装置は、光ビームを発する光源と、外部の表面上において光ビームを２軸（または２軸方向）でステアリングし、画像を投影する走査装置とを備える。外部の表面とはイメージング装置以外の表面である。光ビームは、好ましくはレーザーである。イメージング装置は、好ましくは電源を備え、電源はバッテリである。バッテリを電源とすることにより、イメージング装置に都合の良い携帯性を持たせ、ユーザが装着するのに適したものにすることができる。
【０００５】
本発明において、光源としてレーザーを使用することの利点としては、レーザーの効率が高いこと、および距離の異なる表面上、たとえば装着者の掌と卓上に画像を投影する際に画像を焦点合わせする必要がないことが挙げられる。一実施形態では、レーザーは直接変調されて（たとえば、オンオフされて）、明ピクセルおよび暗ピクセルを生成する。この利点は、明ピクセルを照明する際にのみ電力が消費されることである。したがって、例えば、常にオンにされた光源からの光を、暗ピクセルによって遮蔽されるＬＣＤプロジェクタよりも、消費電力を潜在的にずっと小さくすることができる。
【０００６】
イメージング装置は、別の装置に接続されたスタンドアロンディスプレイとして使用することができ、たとえば、ディスプレイは、携帯電話、ＰＤＡ、音楽プレーヤ等の他の装置で構成された無線接続のパーソナルエリアネットワーク内の表示資源として機能することができる。本発明は、携帯電話、ＰＤＡ等の別の装置の表示構成要素として使用することも可能である。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点が、以下の詳細な説明および添付図面に関連してよりよく理解されよう。
【０００８】
［発明の詳細な説明］
図１〜図４は、本発明のイメージング装置１０の実施形態を示す。図１は、体に取り付けられており、ユーザ１２によって装着されているような電子イメージング装置１０の実施形態を示す。イメージング装置１０は筐体３８を備えることもできる。イメージング装置１０は、単独で、または筐体３８とともに、ユーザの服、固定装置に組み込むことも可能であり、または、他の様式でユーザの近くに留まる、たとえば、車両に取り付けることも可能である。筐体３８は、ウォーキング、ランニング、サイクリング等の屋外活動中に、ユーザ１２が保護筐体を服に取り付けるのに役立つオプションのベルトループまたはクリップをさらに備えることができる。イメージング装置１０は、特定のユーザ１２があるものではなく、任意の位置において、試行、モデル化および報告のための動作を示すものである。
【０００９】
本発明の一実施形態では、イメージング装置１０は、たとえば、襟の折り返しにクリップで留め、かつ／またはユーザの首に掛ける（図１ａ）ことによってユーザの上体部に取り付けるように設計された筐体３８に内蔵される。イメージング装置１０の別の実施形態では、装置１０は、取り外し可能なバッテリ４４等の電源を備え、電源供給のために取り外し可能なバッテリ４４と動作可能に接続される。バッテリ４４により、イメージング装置１０に都合の良い携帯性を持たせ、ユーザ１２による装着に適したものにすることができる。
【００１０】
イメージング装置１０は、装置１０に軽く触れる、または装置１０のスイッチに軽く触れることによって起動し、装置１０または装置１０のスイッチに軽く触れることで電源４４がオンオフする。電源４４がオンになると、イメージング装置１０は画像２２をユーザの掌２４または他の任意の都合のよい表面２４、たとえば、卓上等に向けて下方に投影する。画像２２は、ユーザ１２が装着した明るい色の手袋３０（図示せず）または他の明るい色の装着可能な生地に投影することも可能である。
【００１１】
図１ｂは、外部表面２４上に投影された画像２２を示す。画像２２（図示せず）は、光源１４が光ビーム１６（図示せず）を発し、次いで光ビーム１６が、走査装置１８によって外部表面２４（図示せず）上に垂直および水平の両方にステアリングされると生成される（図２）。本発明の一実施形態では、光ビーム１６はレーザービームである。光ビーム１６は、走査装置１８によって垂直および水平の両方に走査されてラスタを作成する。走査装置１８は、走査光学アセンブリ１９、ラスタ制御機構２１、光源１４、および変調器２３を備える。走査光学アセンブリ１９の一例では、光ビーム１６は２枚のミラーによって順次反射され、各ミラーは光ビーム１６を一方向に走査する。たとえば、第１のミラーは光ビーム１６を素早く左右に（水平方向に）走査し、その間、第２のミラーは、光ビーム１６をより遅く上から下に、各水平掃引が前の掃引のわずかに下で行われるように掃引し、ラスタラインを作成する。両軸に対してヒンジにより取り付けられているミラーを有する走査光学アセンブリ１９（図２）を用いることによって、水平走査機能および垂直走査機能を１つの光学要素に組み合わせることが可能であり、これによって走査ミラーアセンブリ１９の設計が簡易化され、可動部品数が減る。
【００１２】
光ビーム１６は変調されて、このラスタパターン内の明ピクセルおよび暗ピクセルを作成する。表示画像２２が暗い背景上の明るいテキストという単純な画面である場合、レーザー１６のデューティーサイクルは低く、約２５％がオンであり、約７５％がオフである。ビーム１６を走査する他の手段は、光を偏向させ得る任意の振動または回転光学アセンブリ、たとえば、ミラー多面体（mirrored facets）を有する回転ドラムまたは振動微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置を利用する。
【００１３】
別の実施形態では、イメージング装置１０はフレームバッファ２７およびディスプレイコントローラ２８を備える。ディスプレイ１０の走査装置１８は、ユーザ１２と表示装置１０の間で対話するための対話インタフェース３４を備える。端部に再帰反射スポット３６を有するポインタまたはスタイラス２０、あるいはユーザ１２の爪に付けられた再帰反射性ドット３６は、投影画像２２内に置かれている場合、走査された光ビーム１６が再帰反射性ドット３６に当たると、光ビーム１６を投影パスに沿って逆反射させる。返ってきたビーム１６の存在は、光源１４のすぐ前にある半鍍銀ミラーを使用してビームを分割し、光源および光検出器１４に向けることによって検出することができる。ディスプレイコントローラ２８は、ラスタ制御機構２１からの入力として光ビーム１６の位置を知り、反射ビーム１６が検出された場合にその位置を通知することができる。ユーザ１２とディスプレイ１０の間のこの対話方法は、照明された投影画像の部分でのみ働き、これはボタンならびに他のユーザインタフェースアイコンおよび制御機構にとって十分なものである。対話が主に黒の画面で必要な場合、再帰反射スポット３６が、走査された光ビーム１６を逆反射することができるように、ディスプレイ１０に小さなドットの格子を投影させることができる。対話インタフェース３４により、ユーザ１２と表示装置１０の間での音声対話も可能であり得る。
【００１４】
イメージング装置１０の別の実施形態は、データ４２、特に画像データ４２を受け取ることができる通信インタフェース３２を備える。イメージング装置１０は、様々なタイプのネットワーク接続および通信方式（たとえば、有線ベース、赤外線、または無線通信）を使用して他のデータ入力装置４０と通信することもできる。
【００１５】
省電力化のため、イメージング装置１０は、ある非作動期間が過ぎると、低消費電力状態またはモードに変わる。非作動期間は「タイムアウト」期間として知られている。したがって、装置１０は、ユーザ１２の対話が、所定のタイムアウト期間、たとえば４分間にわたってなかった場合にのみ、低電力状態に切り替わる。このように、ディスプレイコントローラ２８は、光源１４をディスエーブルするタイムアウト機能を備えることができる。
【００１６】
ウェアラブルディスプレイ１０は、ディスプレイ１０、およびＰＤＡ等の装置の計算機能の両方を備えて、従来のＰＤＡよりも小型のウェアラブル計算装置を作り出すことができる。
【００１７】
ウェアラブルディスプレイ１０は、ユーザ１２が装着した他の装置から短距離有線リンクまたは短距離無線リンクを介して送信された画像データを投影することができる。
【００１８】
ウェアラブルディスプレイ１０は、フレームバッファおよびコントローラを備えることができる。表示画像を変更する必要がある場合、画像データは、ディスプレイ１０にのみ、または正確に言えば、フレームバッファにのみ送信することができ、これによってディスプレイ１０とディスプレイ１０にリンクされた１つまたは複数の装置の間で必要な通信量が最低限に抑えられる。
【００１９】
これらおよび他の変更および変形は、本発明の範囲に包含されることが意図される。明確化のため、また説明を容易にするために、本発明のいくつかの特定の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってはかられることが意図される。上記の説明は、網羅的であることも、開示した形態に本発明を限定することも意図されない。本発明の他の変形形態は、本発明の開示および実施に鑑みて、本発明が適用される技術分野の当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、首の周りにイメージング装置を装着した人物を示す。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、ユーザの掌上の投影画像を示す。
【図２】本発明の実施形態による走査装置の概略図である。
【図３】ユーザと、ユーザの体に取り付けられたイメージング装置の間の対話を示すウェアラブルイメージング装置の一実施形態を示す。
【図４】本発明の一実施形態による、イメージング装置およびデータ入力装置の概略図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2006502444.tif 000008
2006502444.tif 000009